JPH0218904B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、粒状物を分離する装置に関し、特に
キヤリヤ気流によつて担送される粒状物の全体か
ら選択した大きさの範囲にある粒状物を分離する
改良型の軸流分類装置に関する。

多くの様々な製品を実際に製造する場合には、
広範な性質を持つ固形物の大きさを小さくした
り、微粉砕したりすることは、長い間特に重要な
作業であつた。キヤリヤ気流（通常は空気）から
粒状物を分離することと、粒状物を微粉砕して既
知の大きさに分類することは一般に、同等でない
としても、上記製品を経済的に製造する場合にか
なり重要な要素となる。このため、クラツシヤー
（破砕機）、グラインダー（粉砕機）、ハンマーミ
ル（中間粉砕機）などの多くの型式の微粉砕装置
が、キヤリヤ気流から微粉砕粒状物を分離する多
くの型式の装置と同様に、長い間当該技術分野で
用いられてきた。一般に広く用いられている上記
型式の分離装置は、いわゆる軸流分離装置で、こ
の装置では粒状物担送ガス流（キヤリヤ気流）に
対し通常直角な通路内で複数個の羽根が回転す
る。更に、分類作用を付加的に行う多翼形軸流分
離装置も一般に技術的に古く、この種の装置の１
つが本特許出願人が取得した米国特許第３，285，
523号に開示されており、この装置では選択的な
形状を持つ粉砕室内に多翼形軸流分離装置が配置
され、前記粉砕室から所定の範囲内に入る大きさ
の粒状物が選択的に除去される。

本発明は、広義には軸流分離−分類装置の改良
形装置ということができる。該装置は、テーパ形
のくず送出しシユートの上部に配置され、選択的
に形成され装置の中間に配置されるノズルと共
に、中間ハウジングの周壁から隔置されかつ該周
壁と分類ロータとの中間に配置された環状分離板
（バツフル）と共に、選択的に輪郭が与えられた
中間ハウジング内に懸垂されて該テーパ形のくず
送出しシユートに終端する多翼形分離ロータを備
え、前記くず送出しシユートは、主キヤリヤ気
流、及び補助キヤリヤ気流から複合的に構成され
た遊離粒状物のガス輸送システムの改良装置であ
る。

本発明の利点はとりわけ、低コストで、選択的
範囲内の大きさの粒状物を連続的に分離する、効
率的で経済的に稼動し得る軸流分類装置を提供し
たことにある。本発明の他の利点は、軸流分類装
置の稼動寿命が延びたこと、及び排除したくずと
分離された使用すべき粒状物とを峻別することが
できることにある。本発明の他の利点は、脱集塊
能力、即ち、微粉とくずが周辺スロツトを通過す
る際に、高エネルギのキヤリヤ気流で微粉を吹き
飛ばすことによつてくずと微粉とを分離する能力
を有する点にある。この能力がなければこの微粉
は所望の通りロータを通過して分離されることな
く、くずと共に放棄されることになる。

すなわち本発明によれば、キヤリヤ気流に捕捉
された粒状物を分離する装置にして、 円筒状の周壁および上端部にキヤリヤ気流出口
マニホルドを有するほぼ円筒状の中間ハウジング
と、 前記中間ハウジングに粒状物を供給する粒状物
導入装置と、 前記キヤリヤ気流出口マニホルドと共同する分
類ロータであつて、前記分類ロータを通過するキ
ヤリヤ気流から過大粒状物を選択的に排除する分
類ロータと、 前記中間ハウジングの下端部から垂下するくず
送出しシユートと、 前記くず送出しシユートの上端部に設けられ、
前記中間ハウジングの周縁にキヤリヤ気流による
噴射空気通路を形成するとともに前記中間ハウジ
ングから過大粒状物を前記送出しシユートに導く
軸方向の円形孔を有するノズルであつて、前記中
間ハウジングの周壁に隣接してキヤリヤ気流のカ
ーテンを選択的に上方に指向させる第１空気流指
向装置を有し、前記カーテンを前記空気通路を誘
起する噴射ポンプとして作用させるとともに集塊
分類機構として機能させるノズルと、 キヤリヤ気流を前記ノズルに向けて送る空気導
入装置と、 前記中間ハウジングの周壁と前記分類ロータと
の中間に配置され、上向きに流動する前記カーテ
ン用の環状通路を郭成する環状の分離板と、 を含有する粒状物分類装置が与えられる。

更に本発明によれば、キヤリヤ気流に捕捉され
た粒状物を分類する装置にして、 円筒状の周壁および上端部にキヤリヤ気流出口
マニホルドを有するほぼ円筒状の中間ハウジング
と、 前記出口マニホルドと共同する分類ロータにし
て、前記キヤリヤ気流が前記分類ロータを通過す
る際に、過大粒状物を選択的に排除する分類ロー
タと、 前記中間ハウジングの下端部から垂下するくず
送出しシユートと、 前記中間ハウジングの周壁と前記分類ロータと
の中間位置で前記中間ハウジングの上端部と下端
部との中間に配置された環状の分離板と、 前記中間ハウジングの周壁と前記分離板との間
で前記中間ハウジング内に粒状物を供給する粒状
物導入装置と、 前記くず送出しシユートの上端部に設けられ、
前記中間ハウジングの周縁にキヤリヤ気流による
噴射空気通路を形成するとともに前記中間ハウジ
ングから過大粒状物を前記送出しシユートに導く
軸方向の円筒孔を有するノズルであつて、前記中
間ハウジングの周壁に隣接してキヤリヤ気流のカ
ーテンを選択的に上方に指向させる第１空気流指
向装置を有するノズルを含有し、 前記分離板は前記中間ハウジングの周壁と前記
分類ロータの間に前記キヤリヤ気流のカーテンに
対して環状の通路 を与える粒状物分類装置が与えられる。

本発明の主要目的は軸流分類装置の改良構造を
与えることにある。

本発明の他の目的は軸流分類装置の改良ガス輸
送装置を与えることにある。

本発明の他の目的及び利点は以下の説明、及び
添付図面によつて明らかになるであろう。図面は
本発明の原理を盛り込んだ好ましい実施態様の分
類装置の必須部分につき概略を示すものでる。

先ず第１図を参照すると、総体的に指示番号１
０で示される細長いハウジングが与えられ、該ハ
ウジングは、分類室１３を形成する総体的に指示
番号１２で示される或る長さの垂直にして円筒状
の中間ハウジングを有する。ハウジングの円筒状
の中間ハウジング１２の底部から細長い、下向き
にして先細の、一般に円錐形状のくず送出しシユ
ート１４が延出する。くず送出しシユート１４の
下端部１６は、着脱自在の容器２０などの粒状く
ず回収装置を連結するために、ねじ山１８を設け
るなど適当な形状に形成される。

円筒状の分類室１３の上には、出口マニホルド
２８と、ハウジングキヤツプ３２内に配置された
駆動モータ３０と、環状懸垂端部が軸方向に配置
された内孔５０を形成する分類室用の選択的に輪
郭が与えられた屋根板５２と、モータ駆動シヤフ
ト３６の下端部に固定された周辺に羽根を有する
分類ロータ３４とが固定される。この羽根付きの
分類ロータ３４は、出口マニホルド２８から排除
される粒子の所望の粒度範囲に従つて、予め選択
された所定速度で駆動するように設けられてい
る。

分類室１３内に配置された分類ロータ３４は好
ましくは切頭円錐形をなし、回転可能な基板４２
に固定された複数個の環状に隔置して配列された
羽根４０を備えている。特に、この分類ロータ３
４の円錐構造は、一般に、ハンマー先端の回転ｇ
レベルが、15.24cm（６インチ）の内径を持ち、
5000r.p.m.で回転するハンマーアセンブリによつ
て生成されるレベルを越えない場合に用いられ
る。ｇレベルが更に高い場合には、第２図に示す
長方形、又は円筒形のロータ３４が望ましい。

羽根４０の上端部は、屋根板５２の内孔５０の
下縁部と平行に密接するように配置される。特
に、内孔５０を形成する屋根板５２の下端部は環
状懸垂フランジ５６を備え、該フランジは羽根４
０の上端部の後ろ側、すなわち上流側に配置され
る。

環状フランジ５６は、羽根４０の上端部と屋根
板５２の周縁部との間のスペースに生じる直線状
のバイパス路、すなわちバイパス・チヤンネルを
塞ぐ作用をし、これによつて粒状物がそのような
バイパス路から流出しないようにされる。

図面から明らかなように、羽根４０を環状に配
置することによつて表される包絡線は、屋根板５
２の下端部に隣接する下向き曲面６０を選択的に
輪郭付けすることによつて相補的に継承される。
従つて実質的に切頭円錐配置の中断されない包絡
線が効果的に得られる。屋根板５２の曲面６０の
上部は実質的に水平な平面状周辺部分６２に移行
し、該周辺部分６２は中間ハウジング１２の垂直
側壁部の頂部と重なり合つて配置されるような大
きさにされている。

屋根板５２、羽根付き分類ロータ３４、モータ
３０、出口マニホルド２８、及びモータハウジン
グ３２を含む出口マニホルドアセンブリ全体は、
中間ハウジング１２にユニツトとしてねじで着脱
自在に固定し得るように形成するのが望ましい。
出口マニホルドを中間ハウジングに連結するに当
たつてはＯリング７０などの適切な周辺シール部
材によつて気密に連結される。

中間ハウジング１２によつて形成される分類室
１３内に環状分離板、すなわちバツフル７２が配
置される。該バツフル７２は、適切なピン７４に
よつて中間ハウジング１２の周壁から内向きに隔
置され、その上端縁は羽根４０の上端部をわずか
に越えて上方に延在し、その下端部は分類ロータ
のベース４２の底部より十分下側に延在するよう
な垂直方向の距離をもつている。

先細り形のくず送出しシユート１４の上端部に
は、適当な形状が与えられたノズル８０が固定さ
れる。第１図に示すように、ノズル８０は一般に
漏斗状に上方と外方に拡開した軸線方向の内腔８
２を有する。該内腔８２の下側は、上方外向きの
切頭逆円錐開口８６に比べて直径が短い円形孔８
４につながつて終端する。内腔８２を通る上向き
の空気流は、微粉を含む下向きの空気が微粉と共
に下向きに流れないようにするためのエアロツク
の働きをする。ノズル８０の引込んだ壁部８８
は、送出しシユート１４の壁部と共に、シユート
壁の複数個の周辺空気入口孔９２から流体が流れ
るように該孔９２に連通する環状の周辺空気取入
れマニホルド９０を形成する。壁部８８の上部の
円形外周縁部４６は内方に突出するリング９４と
共働して、分類室１３の周壁９８から内方に離隔
した位置で分類室１３の底部への環状周辺空気入
口チヤンネル、すなわちスロツト９６を形成す
る。このようなチヤンネル９６は空気取入れマニ
ホルド９０の出口孔として作用して、分類室１３
の周壁９８と環状分離板（バツフル）７２の中間
に導かれる上向きの噴射空気カーテンを与えるよ
うに機能する。従つてチヤンネルは気体と微粒子
を分離板７２の内側では下向きに、分離板７２の
外側では上向きに流動させるように、分離板７２
の周囲で搬送路を誘起する噴射ポンプ装置として
機能する。空気取入れマニホルド９０、周辺空気
入口孔９２、及びスロツト９６は第１空気流指向
装置を構成する。

第２空気流指向装置、すなわち補助空気取入れ
口１００がノズル８０の下方で送出しシユート１
４の頂部から十分下側の位置に設けられ、同取入
れ口は適当な玉弁１０２に連結され送出しシユー
ト内に導入する空気量を調節し得るようになつて
いる。粒状固形物は、ホツパ１０８、固形物供給
チヤンネル１１０を経て分類室１３の周縁に対し
て接線方向に分類室１３内に導入される。供給チ
ヤンネル１１０は場合によつてはスクリユー式供
給部材やその他の装置でもよい。ホツパ１０８と
供給チヤンネル１１０は粒状物導入装置を構成す
る。

上記分類装置が作動する場合、出口マニホルド
２８の下流側に置かれた排気フアン（図示せず）、
その他のキヤリヤ気流排出動力源と連携して分類
ロータ３４が回転すると、くず送出しシユート１
４の空気入口孔９２を通つて空気取入れマニホル
ド９０に流れる空気の一次的な流れが誘起され
る。この空気流は概して分離板７２の外側を通過
する環状カテーテンをなす上向きの一次的空気流
の形でスロツト９６を通過する。この一次的な空
気流は通常毎分約1080000立方メートル（4000立
方フイート）の著しく加速した、上向きに指向す
る空気流となる。この一次的な空気流は、分類ロ
ータ３４の回転によつて誘起された空気渦巻き作
用によつて、一般に螺旋状の流路に転換される。
螺旋状上向きに流動するこの一次的な空気流の方
向は、屋根板５２の曲面６０に沿つて、回転中の
分類ロータ３４の羽根４０の周辺に密接した経路
を通つて下向きの方向に転換される。

上記の上向きの螺旋状に流動する一次的空気流
は、固形分を供給するチヤンネル１１０を通して
分類室１３に周辺から導入される、恐らくは最大
寸法のもののみを除いた全ての粒状物を捕捉して
浮揚させるように動作する。ここで明らかなよう
に、上向きの速度成分と回転する速度成分によつ
て、上記渦巻形の一次的キヤリヤ気流は、印加圧
力差の影響を受けながら分類室１３の周壁に隣接
する通路に沿つて捕捉粒状物と共に上昇した後に
下降して分類ロータ３４に達する。

軸流分類装置によく見られるように、羽根付き
分類ロータ３４の回転速度は、下流側の動力源に
誘導されて予定の大きさよりも小さい粒状物をキ
ヤリヤ気流とともに回転中の羽根４０を通して、
出口マニホルド２８に導き、同時に一層重くて過
大な粒状物が分類室内で回転しつづけ、又はこの
ような粒状物を送出しシユート１４に通じる円形
孔８４を経て放棄し得るように、これらの粒状物
に遠心作用を与えたり粒子相互を衝突させたりす
るために、調節できるようになつている。キヤリ
ヤ気流の一部は分類ロータ３４を通過することな
く、下方かつ外方に指向する通路に沿つて分類室
１３の周壁に導かれる。

ここで明らかなように、供給チヤンネル１１０
を経て供給された微粉物はキヤリヤ気流に捕捉さ
れ、このキヤリヤ気流は、垂直速度成分が減少
し、好ましくは分離板７２周辺で最大分散を行い
得るように周壁９８の周囲面に対して切線方向の
通路に沿つたほぼ滑らかで限定されたコースをた
どりながら羽根４０に接近する。

分類装置によつて衝突作用や遠心作用、又は慣
性作用を受けて排除される過大粒子は、キヤリヤ
気流とともにノズル８０の逆ベル形内腔８２の上
部に向けて下降する。これと同時に、第２空気流
指向装置、すなわち補助空気取入れ口１００を通
してくず送出しシユート１４に導入された補助空
気は円形孔８４を通して著しく増大された速度で
上昇する。この補助気流が円形孔８４から出てい
くときには、補助空気流はほぼ螺旋の通路に沿つ
て外方かつ上方に流動する。補助空気流の垂直方
向の速度成分は、(1)ノズル部材８０の外向きに拡
開した内腔８２の表面形状と、(2)一次的キヤリヤ
気流がロータ３４を経て下方に流動して、スロツ
ト９６から噴出する空気カーテンに合流するまで
に、キヤリヤ気流が外方かつ下方に向けて連続的
に起こすキヤリヤ気流の渦巻き運動との共同作用
によつて徐々に減少する。円形孔８４を通して上
方に流動する気流速度（（一般には時間当たり約
2700立方メートル（10立方フイート））と引き続
くその気流の螺旋状変位に依存して、上向き空気
流は、ロータ３４によつて排除された微粒状物を
浮遊させ、上方に流すためのエアロツクの作用を
する。しかしこのようなエアロツク特性は円形孔
８４を通る空気速度の関数であり、従つてこのエ
アロツク特性は一層重い粒子の一定部分が内腔８
２及び円形孔８４を通つて下降し、終局的に容器
２０に回収されるように制御することができる。
しかし一層軽量の粒状物は分類室１３の周辺に向
けて上方、及び外方に流動する気流によつて再び
分類室１３の周縁に向けて搬送される。分類室内
では、前記粒状物は噴射空気によつて再び捕捉さ
れ、スロツト９６を通過して発生した上向きの空
気カーテンに乗つて分類ロータ３４に再びもたら
される。特に、エアロツクは、微粉物を浮遊させ
た空気をくず送出しシユート１４に進入させるこ
とを防止する。

第２図は、くず送出しシユート１４の上端部に
配置するようにしたノズルのための他の実施例を
示す概略図である。この構造も分類室１３へ、及
び分類室１３を通して流れるキヤリヤ気流のため
の一次的空気流及び補助空気取入れ通路を与える
二重の機能を与えるものである。本実施例ではノ
ズルの上部は、中心に向けて下向きに傾斜した環
状デイスク１２０の形態をなし、これによつて著
しく制限された断面の軸方向の円形孔１２２が得
られる。

円形孔１２２の下には円錐形状壁部１２４が配
置され、該壁部は、補助空気取入れ口１２８を通
して導入される補助空気流が円形孔１２２に近づ
く時その空気流の速度を増加させる集束ノズル１
２６を具えるとともに、一次的空気取入れマニホ
ルド１２５用の壁を与える。前記空気取入れマニ
ホルド１２５はくず送出しシユート１４の外壁と
環状デイスク１２０によつて周辺が限定され、マ
ニホルド１２５には空気取入れ口１３０を通して
空気が供給される。第１図の実施例と異なつて、
空気はマニホルド１２５から環状デイスク１２０
に適当な大きさに設けた複数個の孔１３１を通し
て分類室１３に送られる。しかし、この場合でも
マニホルド１２５から流出する一次的空気流は、
孔１２２を通して流れる補助空気流と共働して、
分類ロータ３４によつて排除された粒状物を支持
して該粒状物を分離板７２の外側の一次的空気流
の通路に再導入する。よつて粒状物は上向きに螺
旋状に流動するキヤリヤ気流によつて再度分類ロ
ータ３４にもたらされる。

本実施例では、空気流動床の特性は環状デイス
ク１２０の孔１３１の大きさと位置によつて部分
的に決定される。特に、孔１３３をデイスク１２
０の外周に適当な大きさで集中して配置すること
によつて、中間ハウジング１２の周壁に隣接しか
つ分離板７２の背後に所望の上向きの空気カーテ
ンを効果的に得ることができる。同様に、環状デ
イスク１２０の中心に向けて適当な大きさの孔１
３１を設けているので、補助空気流と相まつてロ
ータ３４によつて排除されようとした粒状物が効
果的に浮遊させられることになる。ここでも分類
室１３内で再捕捉されなかつた過大な粒状物は、
円形孔１２２から流出する上向き補助気流の速度
に依存しながら円形孔１２２に向けて傾斜したデ
イスク１２０に沿つて下方に移動し、円形孔を通
して最終的にくず送出しシユート１４内に落下す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の原理を組み入れた軸流分類
装置の垂直断面であり、第２図は、本発明の原理
を組み入れた軸流分類装置の他の実施例の垂直断
面図である。 １０……ハウジング、１２……中間ハウジン
グ、１３……分類室、１４……送出しシユート、
２０……容器、２８，９０，１２５……マニホル
ド、３４……分類ロータ、４０……羽根、４２…
…基板、７２……分離板、８０……ノズル、８
４，１２２……円形孔、８８，１２４……壁部、
９８……周壁、９６……スロツト、１００……取
入れ口、１０８……ホツパ、１１０……供給チヤ
ンネル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ キヤリヤ気流に捕捉された粒状物を分類する
   装置にして、 円筒状の周壁および上端部にキヤリヤ気流出口
   マニホルドを有するほぼ円筒状の中間ハウジング
   と、 前記中間ハウジングに粒状物を供給する粒状物
   導入装置と、 前記キヤリヤ気流出口マニホルドと共同する分
   類ロータであつて、前記分類ロータを通過するキ
   ヤリヤ気流から過大粒状物を選択的に排除する分
   類ロータと、 前記中間ハウジングの下端部から垂下するくず
   送出しシユートと、 前記くず送出しシユートの上端部に設けられ、
   前記中間ハウジングの周縁にキヤリヤ気流による
   噴射空気通路を形成するとともに前記中間ハウジ
   ングから過大粒状物を前記送出しシユートに導く
   軸方向の円形孔を有するノズルであつて、前記中
   間ハウジングの周壁に隣接してキヤリヤ気流のカ
   ーテンを選択的に上方に指向させる第１空気流指
   向装置を有し、前記カーテンを前記空気通路を誘
   起する噴射ポンプとして作用させるとともに集塊
   分類機構として機能させるノズルと、 キヤリヤ気流を前記ノズルに向けて送る空気導
   入装置と、 前記中間ハウジングの周壁と前記分類ロータと
   の中間に配置され、上向きに流動する前記カーテ
   ン用の環状通路を郭成する環状の分離板と、 を含有する粒状物分類装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の粒状物分類装置
   において、前記ノズルは、前記中間ハウジングの
   周壁に密接して配置され外向き及び上向きに拡開
   する上部外周縁部を有し、前記外周縁部は前記ノ
   ズルと前記中間ハウジングの間で環状のスロツト
   を形成する粒状物分類装置。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の粒状物分類装置
   において、前記ノズルは、前記軸方向の円形孔に
   向けて下向きに傾斜した環状デイスクであり、前
   記デイスクは選択的に寸法が決められて隔置され
   た複数個の孔を有し、これらの孔が前記中間ハウ
   ジングの周壁に隣接して前記カーテンを複合的に
   形成する粒状物分類装置。 ４ 特許請求の範囲第１項記載の粒状物分類装置
   において、前記軸方向の円形孔を通るくずの落下
   方向とは反対の上向きの補助的キヤリヤ気流を前
   記円形孔を通して選択的に指向させる第２空気流
   指向装置を有する粒状物分類装置。 ５ 特許請求の範囲第１項記載の粒状物分類装置
   において、前記中間ハウジングの室内の上端部
   は、前記分類ロータによつて部分的に形成される
   とともに前記分類ロータに向けて滑らかなキヤリ
   ヤ気流接近路を与えるように曲げられた曲面によ
   つて部分的に形成された環状形状をなす粒状物分
   類装置。 ６ キヤリヤ気流に捕捉された粒状物を分類する
   装置にして、 円筒状の周壁および上端部にキヤリア気流出口
   マニホルドを有するほぼ円筒状の中間ハウジング
   と、 前記出口マニホルドと共同する分類ロータにし
   て、前記キヤリヤ気流が前記分類ロータを通過す
   る際に、過大粒状物を選択的に排除する分類ロー
   タと、 前記中間ハウジングの下端部から垂下するくず
   送出しシユートと、 前記中間ハウジングの周壁と前記分類ロータと
   の中間位置で前記中間ハウジングの上端部と下端
   部との中間に配置された環状の分離板と、 前記中間ハウジングの周壁と前記分離板との間
   で前記中間ハウジング内に粒状物を供給する粒状
   物導入装置と、 前記くず送出しシユートの上端部に設けられ、
   前記中間ハウジングの周縁にキヤリア気流による
   噴射空気通路を形成するとともに前記中間ハウジ
   ングから過大粒状物を前記送出しシユートに導く
   軸方向の円形孔を有するノズルであつて、前記中
   間ハウジングの周壁に隣接してキヤリア気流のカ
   ーテンを選択的に上方に指向させる第１空気流指
   向装置を有するノズルを含有し、 前記分離板は前記中間ハウジングの周壁と前記
   分類ロータの間に前記キヤリヤ気流のカーテンに
   対して環状の通路 を与える粒状物分類装置。 ７ 特許請求の範囲第６項記載の粒状物分類装置
   において、前記ノズルは上向き及び外向きに拡開
   し、前記円形孔は前記ノズルの下端部に設けら
   れ、前記ノズルの上部周縁は前記中間ハウジング
   の周壁に密接して配置されて前記上部周縁と前記
   中間ハウジングの周壁との間でキヤリヤ気流用の
   環状スロツトを形成し、もつて前記第１空気流指
   向装置が前記分離板と前記中間ハウジングの周壁
   との間で前記キヤリヤ気流のカーテンを選択的に
   上向きに流動させる粒状物分類装置。 ８ 特許請求の範囲第６項記載の粒状物分類装置
   において、前記円形孔を通るくずの落下方向とは
   反対の上向きの補助的なキヤリヤ気流を選択的に
   指向させる第２空気流指向装置を備える粒状物分
   類装置。