JPH0125628B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、分級装置に関し、特に、連続的に流
れる流体流れ内に懸濁した固形粒子のうちの適格
粒子と不適格粒子の相対割合を調整するために調
節することができる分級装置に関する。

多くの工業プロセスにおいて、流体内に懸濁し
た固形粒子をその使用場所または処理場所へ搬送
する途中で粒子の粒度または質量に基いて分離す
る必要がある。例えば、燃料として微粉石岩を使
用する発電所の作動においては、未処理石炭を石
炭粉砕機へ供給し、粉砕機からいろいろな粒度の
比較的小さい石炭粒子を空気流に連行させて可燃
混合物として供給するのが普通である。この粉砕
機からの搬送の途中で空気内の懸濁粒子は、分級
機へ通され、適格粒子即ち比較的微細な粒子は分
級機から燃焼のために送給され、不適格な、即ち
比較的粗大な粒子は、拒絶され、更に粉砕するた
めに粉砕機へ戻される。このような工程は、通
常、連続的操作であり、従つて、その全体工程の
うちの１つの操作または段階を、他の操作または
段階に影響を及ぼすことなく、変更することがで
きる範囲が制限される。

工業プロセスにおいて空気内懸濁粒子を分離す
るための通常の分級機は、ハート形ハウジングを
有し、その基部に未処理石炭のような流状材料と
空気を例えばボールミル型粉砕機へ送給し、空気
内懸濁粒子を該ハウジングへ戻すための同心ダク
トを有している。適当に配置したそらせ板により
空気流内懸濁粒子は、まず、上方に向けて導か
れ、過大寸法の粒子の大部分は重力によつて粉砕
機の導入ダクトへ戻る。空気流は、進行するにつ
れ、散開する円弧状径路または渦形径路に沿つて
通されハウジングの排出開口へ流れる。過度に粗
大な粒子は、遠心力により空気流から離脱してハ
ウジングの円弧状内表面に衝突し、底部へ落下し
てやはり粉砕機へ戻る。好適な微細粒子は、空気
流内に残留し、分級機から使用場所へ進行され
る。

分級機から使用場所へ送られる適格微細粒子
と、粉砕機へ戻される不適格粗大粒子との比率
は、流体または空気流の速度、温度および含水
率、ならびに粒子の寸法、形状および密度などに
応じて異なり、特定のプロセスのための分級機の
設計は主として分級機のハウジングによつて画定
されるダクトの寸法と、懸濁粒子が通流せしめら
れる径路の曲率半径に関連して定められる。これ
らの２つのパラメータは、従来の分級機において
は通常固定されており、従つて、粒子の分級即ち
分級に対する制御範囲は、一定の設備においては
比較的限られている。

粉砕石炭燃焼装置における上記型式の従来の分
級機の作動においては、好適な寸法の、即ち完全
に粉砕された石炭粒子が空気／石炭懸濁流体のた
めの湾曲径路を画定する円弧状壁の内表面上につ
もる傾向がある。ダクト内の外側部分またはハウ
ジングの円弧状内表面においては空気の速度が遅
いので、微細粒子は空気流によつて除去されるの
ではなく、凝集塊として、即ち粉砕機へ戻される
ような大きさおよび重量の粒子としてハウジング
の内表面から剥離する。この特性のために、粒子
の不必要な、即ち過度の粉砕操作が行われ、それ
だけ粉砕段階だけでなく、プロセス全体の効率の
損失が生じる。粉砕機を通る空気流の温度および
速度を変えることによつてある程度の調整はでき
るが、これらの作動パラメータは、全体プロセス
中の他の段階に影響を与えるので分級機における
有意の変更は、その他の作動要因との間で相殺さ
れてしまう。

従つて、分級機の作動の制御を、それが用いら
れるプロセスまたはシステムに必要とされる他の
可変要素とは独立して行うことができるように上
記種類の分級機の改善を求める要望がある。

本発明によれば、粒子分級機の円弧状または渦
形内表面に、該表面上およびその近傍のすべての
粒子を空気流の中心に向けて内方へ押しやるため
の調節自在の手段を設ける。この手段は、空気流
内へ調節自在に突出させることができる枢動自在
の互い違いの指部材の形とすることが好ましい。
これらの指部材は、半径方向の平面即ちハウジン
グの円弧状表面に沿う流れの方向に対して横断方
向の平面内に順次の組として配置し、それぞれの
組の指部材を交互にずらせて流れの方向に延長さ
せる。両方の組の指部材を空気流内へ枢動させた
状態では、粒子は、ハウジングの円弧状表面から
離脱する方向へ向けられるので、比較的重い粒子
は、不適格粗大粒子として拒絶返戻されるには再
度高速度流体内を通らねばならず、一方、微細粒
子は空気流によつて運び去られる。

しかも、この分級機を空気流の実効速度は、円
弧状の無孔プレートを指部材に追従して空気流の
方向に移動させる結果として調節することができ
る。この無孔プレートは、空気流の断面積を減少
させることに加えて重い粒子を集め、拒絶率（不
適格粗大粒子として粉砕機へ戻す割合）を増大さ
せる作用を有する。

本発明の目的は、連続的工業プロセスにおいて
使用される流体流れ内での適格受入れ粒子と不適
格拒絶粒子との比率を調節するための有効な手段
を提供することである。

本発明の他の目的、用途および利点は、添付図
を参照して記述した以下の説明から明らかになろ
う。

第１および２図には、本発明の調節自在分級機
１０が粉砕石炭送給装置内に使用されるものとし
て示されている。分級機１０は、この用途に特に
適しており、ここではこの用途に適用した場合に
ついて説明するが、本発明は粒子の流体内懸濁体
を湾曲径路に沿つて通流させるようにした粒子分
級機に広く適用することができる。

図示の実施例では、分級機１０は、平坦な前壁
１２および後壁１４と、それらを結合する渦形状
側壁とを備えている。この側壁は、分級機の頂部
において１対の拡開する円弧状壁部分１６，１８
を画定し、底部においてはすぼめられて円弧状底
部分２０を画定する。第２図から分るように、上
述の壁は全体としてハート形のハウジングを形成
する。

分級機１０の底部近くには、前壁および後壁１
２，１４を貫通して断面円形の密閉空気ダクト２
２が延設されており、ダクト２２の前壁１２に近
接した端部には、送風機または好ましくは加熱さ
れた空気の供給源（図示せず）に連なる断面長方
形の空気供給ダクト２４が接続されている。前壁
１２より内側において、空気ダクト２２の周りに
その外周面から環状空間２８を隔てて同心のらせ
ん送りスクリユー即ちコンベヤ２６が配設されて
いる。送りスクリユー２６は、分級機の後壁１４
を貫通し、外側円形囲い体またはパイプ２９内を
延長し、ボールミル型粉砕機（図示せず）に通じ
ている。

例えば未処理石炭などの粉砕すべき流状材料
は、垂直送りシユート３０を通して円形空気ダク
ト２２の周りを経て分級機の円弧状底部２０へ送
られる。ここから粒状材料は、コンベヤ２６によ
り後壁１４を貫通して粉砕機（図示せず）へ送ら
れる。それと同時に、ダクト２４，２２を通して
供給される空気は、同じ粉砕機内へ差向けられ、
粉砕器内で粉砕材料のいろいろな粒度の粒子、こ
の実施例では石炭粒子を拾上げ、環状空間２８を
通して分級機１０のハウジングの底部へ連行す
る。この空気内に懸濁（浮遊）した粒子は、底部
から吹上げられて円弧状上方壁部分１６，１８に
沿つて流れ、分級機１０の後壁１４に設けた１対
の出口開口３２，３４を通つて流出する。このよ
うな空気／粒子懸濁体の通流は、前壁１２と後壁
１４との間で、第２図にみられるように出口開口
３２，３４の上方部分を取巻くようにして延長さ
せた１対の内部そらせ板３６，３８によつて保証
される。

図示の実施例の分級機の作動において、いろい
ろな粒度の粒子の空気内懸濁体は環状空間２８か
ら上昇する間にそれらの粒子のうちの最も粒度の
大きい部類のものが、重力により分級機の底部２
０へ落下し、未処理材料と共にコンベヤ２６によ
つて粉砕機へ戻される。空気／粒子懸濁体は、そ
らせ板３６と３８の間を通つて上昇する間にそら
せ板の下方部分により流れ断面を徐々に狭められ
ることによつて加速される。拡開する円弧状壁部
分１６，１８に達すると、各拡開する流れは、外
側の囲いを壁部分１６，１８の内表面によつて画
定され、内側の囲いをそらせ板３６，３８の頂部
分によつて画定された湾曲ダクト状通路を通つて
導かれる。この湾曲径路を通つて出口３２，３４
へ至る間に比較的大きい不適格な粒子が遠心力に
より湾曲径路から外方へ離れ、重力で落下してコ
ンベヤ２６へ戻る。流れ内に懸濁した微細粒子
は、開口３２，３４を通つて流出し、使用場所へ
送られる。

本発明によれば、円弧状壁部分１６，１８の内
表面に、分級機内を通る材料の総容積を変えるこ
となく、適格な微細粒子と、不適格な粗大粒子と
の割合を調節するための調節自在の手段を設け
る。詳述すれば、円弧状プレート５０の手前にお
いて円弧状壁部分１６，１８の頂部近くにそれぞ
れピボツト軸４６，４８上に指部材４４の第１組
４０と第２組４２を枢動自在に支持する。プレー
ト５０はピボツト軸５２に固定し、該軸からそれ
ぞれ対応する壁部分１６，１８の内表面に沿つて
下方に延長させる。

第３および４図に明示されているように、それ
ぞれの組４０と４２の指部材４４は、互い違いに
オーバーラツプするように配置してあり、壁部分
１６，１８の内表面に当接する引込め位置に枢動
させたときには少なくとも部分的に互いに噛合す
るように配列してある。これらの指部材４４は、
実質的に同じ構造形態であり、各指部材は、壁部
分１６，１８の輪郭に合致するように長手方向に
湾曲させ、図示の実施例では円弧状とする。各指
部材４４は、流体の流れ方向でみて先行端４５か
ら後行端４７まで長手方向に延長する。先行端４
５は、それぞれの対応する軸４６，４８に接線方
向に溶接または他の手段によつて固着する。各指
部材４４は、更に、第４図に示されるように溝形
であり、内側凹面を呈する。第５図に示されるよ
うに、プレート５０は、その先行端をピボツト軸
５２に接線方向に溶接などによつて固着された比
較的平滑な無孔プレートである。

指部材の組４０，４２およびプレート５０の相
互の、そして円弧状表面１６，１８に対する好ま
しい配置は、第６図に示されている。また、第６
図に示されるように、円弧状壁部分１６，１８に
は、実際の実施においては、分級機の両端壁１
２，１４に軸支したピボツト軸４６，４８，５２
を受容するように凹みを設ける。このようにして
軸４６，４８，５２を壁の表面から引込めること
によつて、指部材４４およびプレート５０も、分
級機の作動に有害な作用を及ぼさないように円弧
状壁１６，１８の内表面に平らに当接した引込み
位置をとることができるようにする。

第６図には、指部材４４およびプレート５０の
ピボツト軸線の位置および円弧長が、円弧状壁部
分１８の半径中心を通る垂直平面５６からの角度
によつて表わされている。図示の角度寸法は本発
明の実施において好ましい値であるが、それらの
値はいろいろな条件に応じて変更することができ
る。従つて、第６図に示される特定の角度は、本
発明を限定するものではない。また、第６図に
は、２つの組の指部材４４の引込み位置から空気
内懸濁粒子流れ内への完全張出し位置までの最大
枢動動程が同じ角度５８，６０によつて示されて
いる。無孔プレート５０の動程は角度６２によつ
て示されている。両方の指部材組４６，４２の好
ましい最大枢動調節範囲は約30゜であり、プレー
ト５０の好ましい最大枢動調節範囲は約20゜であ
る。指部材およびプレートの張出位置は、第６図
に仮想線で示されている。

指部材４４およびプレート５０の枢動位置を調
節するための手段としていろいろな機構を使用す
ることができるが、指部材組４０と４２とは同時
に同じ枢動角だけ調節することができるように相
互に連結し、プレート５０は以下の説明から明ら
かになる理由により指部材４４とは独立して調節
しうるように構成することが好ましい。第７図に
は、指部材４４を調節するための機構の一例が示
されている。この機構は、減速ユニツト６８を介
して無端チエーン６６に駆動連結された手回しホ
イール６４を備えている。チエーン６６は、複式
スプロケツト７０の一方の側に係合させ、スプロ
ケツト７０の他方の側には第２の無端駆動チエー
ン７２を係合させてある。スプロケツト７０は、
第１指部材組４０のピボツト軸４６と一緒に回転
するように該軸にキー止めまたはその他の手段に
よつて固定されている。第２チエーン７２は、同
様にして第２指部材組４２の軸４８に直接連結さ
れているスプロケツト７４に架け渡されている。
駆動チエーン６８，７２を適当な緊張状態に保持
するために引張遊びローラ７６，７６を前壁１２
に枢動自在に取付けることができる。この構成に
より、手回しホイール６４を回せば、その回転量
に応じてチエーン６６，７２が駆動され、両方の
指部材組４０，４２の枢動角度を調節する。減速
ユニツト６８は、例えばウオーム歯車駆動装置の
ように可逆であることが好ましく、指部材組４
０，４２が手回しホイール６４の回動によつて調
節された位置に保持されるようにする。

無孔プレート５０は、減速ユニツト８０に連結
した第２手回しホイール７８によつて独立して調
節することができる。減速ユニツト８０の出力軸
はプレート５０のピボツト軸５２にキー止めまた
はその他の手段によつて連結されている。かくし
て、プレート５０の角度調節は、指部材４４と同
じ態様で行われるが、軸４６と４８とを連結する
ような駆動チエーン連結機構は必要としない。

分級機１０の作動において、そらせ板３６と３
８の間を上昇する流れに不規則に分散しているい
ろいろな粒度の粒子は、加速され、そらせ板３
６，３８の形状と円弧状壁部分１６，１８によつ
て２つの散開する流れに分割される。囲い体内を
流れる流体の速度はその囲い体の中央部において
最大で、囲い体の壁に沿う部分において最小であ
り、比較的大きい粒子は遠心力により外方の囲い
体壁に向けて押しやられるので、円弧状壁部分１
６，１８は、不適格として拒絶された大きい粒子
のために収集表面の役割を果す。円弧状壁部分１
６，１８の内表面上に集まつた粒子は、そのよう
な表面の近傍の空気流の速度が低いので空気流内
へ再連行されることはない。ただし、これは、円
弧状壁部分１６，１８の内表面即ち拒絶表面の近
くに位置する微細粒子についても同様である。即
ち、そのような囲い表面に沿つて流れる空気また
は流体は速度が低いため微細粒子を空気流内へ再
連行させることにほとんど影響を及ぼさず、その
結果、微細粒子は、凝集し、究極的には不適格粗
大粒子と共に分級機１０の底部２０へ戻される。

指部材組４０，４２を調節し互い違いの指部材
４４を空気流内へ枢動させることにより、円弧状
壁部分１６，１８の内表面近くのほとんどすべて
の粒子の流れを空気流の高速中央領域に向けて内
方へ差向けることができる。各指部材の溝形の内
側凹面５４は、粒子を該指部材の端部に達するま
で保持する。また、各指部材組４０，４２のピボ
ツト軸４６と４８の間の空間は、流体の流れが互
い違いの指部材の間を通るための区域を提供す
る。かくして、重い粒子は、不適格として拒絶さ
れるためには再び高速空気流帯域を通らねばなら
ず、一方、微細粒子は、拒絶表面の径路が増大し
たため空気流によつて運び去られる。このよう
に、指部材の空気流内への張出しは、粒子の全体
的通し量を増大させ、出口３２，３４を通つて流
出する適格微細粒子の比率を増大させる作用をす
る。

第３図において、指部材４４の組４０，４２
を、流れの中に入るように偏向させると、粒径の
大な粒子を多く含有する空気流のうちで第１組４
０の指部材４４上をそれに沿つて流れる空気流
は、再び高速の中心流中に向けられ、そこで高速
で流れることによつて、再び遠心力の作用を受
け、再び円弧状壁部分１６，１８に向けられる。
一方、第１組４０の指部材４４の間の領域に流れ
る空気流の一部は、第２組４２の指部材４４の上
を、それに沿つて流れ、やはり高速の中心流に向
けられ、そこで再び遠心力の作用を受け、円弧状
壁部分１６，１８に向けられる。第１組４０の指
部材４４の間の領域に流れる空気流の他の一部
は、第１組４０の指部材４４と第２組４２の指部
材４４との間を通つて、即ち円弧状壁部分１６，
１８に沿つてそのまま流れ、低速の周辺流を維持
する。指部材４４は、出口３２，３４のすぐ近く
に設けられているわけではないので、この周辺流
が維持されていないと、指部材４４の出口のとこ
ろで低速流と高速流とが共存することになり、乱
流を生じ、分級能力が著しく低下する。本発明の
ように、互い違いの指部材４４によつて、低速の
周辺流が維持され、乱流による有害な効果がさけ
られる。

円弧状プレート５０を円弧状壁１６，１８に平
らに当接した引込み位置から空気流内へ張出す
と、分級機の底部へ戻し再粉砕するために拒絶さ
れる粒子の比率を増大させる作用が得られる。こ
れは、２つの理由によつて生じる。第１に、空気
流のための排出断面積が減少し、それによつてプ
レート５０に近接する領域の空気流の速度を増大
させ、重い粒子の拒絶率を高めるからである。第
２に、無孔プレート５０の空気流内への張出し
は、粒子をより多く稠密に集める作用をし、それ
によつて中央の高速流体に露呈される粒子の量を
減少させ、従つて、空気または流体が粒子を出口
３２，３４へ運び去る能力を減少させるからであ
る。

以上の構成により指部材４４の張出し位置への
調節は、粒子の流れを空気流内へ再導入させる働
きをし、分級機内へ不規則な流れパターンで流入
してくるほとんどすべての粒子に動的分級作用を
及ぼすことができる。更に、プレート５０の角度
位置の変更は、粒子が遠心力により拒絶されて衝
突せしめられる表面の位置を変更し、拒絶される
粒子の量を制御する。

以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、本発明
の精神および範囲から逸脱することなくいろいろ
な変型が可能であることは当業者には明らかであ
ろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を組入れた工業用分級機の各作
動部品を示す部分透視図、第２図は第１図に示さ
れた分級機の拡大垂直断面図、第３図は第２図の
線３―３に沿つて下からみた拡大平面図、第４図
は第３図の線４―４に沿つてみた拡大断面図、第
５図は本発明による調節自在の無孔プレートの透
視図、第６図は第２図と同様な拡大部分断面図で
あるが、本発明の調節自在の構成部品を示す。第
７図は本発明の分級機内に使用することができる
制御部材を示す部分正面図である。 図中、１２は前壁、１４は後壁、１６，１８は
円弧状壁部分、２０は底部分、３２，３４は出
口、３６，３８はそらせ板、４４は指部材、５０
は円弧状無孔プレート、６４は手回しホイール。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 流体の流れ内に懸濁した粒子を分離するため
   のものであつて、流体の流れを導く湾曲通路を画
   定する手段が設けられ、該手段は、該湾曲通路の
   外側囲いを画定する内向きの不適格粒子収集表面
   を備えており、粒子が遠心力によつて該不適格粒
   子収集表面の方に向かつて押しやられるようにな
   され、該湾曲通路の長手に亘つて残留している適
   格粒子を流出させるための出口が設けられている
   分級機において、引込み位置と前記空気流内へと
   内方へ突出する張出し位置との間で移動自在の指
   部材手段と、該指部材手段を引込み位置と張出し
   位置との間で調節するための調節手段を設け、該
   指部材手段は、該引込み位置にある時に該流体の
   流れの方向に延長する各々互いに隔だてられ且つ
   互いにほぼ平行な、第１組の指部材と、第２組の
   指部材とから成り、該指部材は、該流体の流れの
   方向に関連された前方縁及び後部縁をもち、該第
   １組の指部材の後部縁は該第２組の指部材の間に
   位置されるようにしたことを特徴とする分級機。