JPH02303560A

JPH02303560A - 微粉用空気分級機

Info

Publication number: JPH02303560A
Application number: JP12526089A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Furukawa; 猛古川; Satoru Fujii; 悟藤井; Masaaki Muraoka; 村岡　正明; Takamiki Tamae; 宇幹玉重
Original assignee: Onoda Cement Co Ltd
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 1989-05-18
Filing date: 1989-05-18
Publication date: 1990-12-17
Anticipated expiration: 2012-01-16
Also published as: JP2571126B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明は、空気分級機に関するもので、更に述べると
、分級機（分級器の直径）の大きさに関係無く微粉（例
えば、３μ園カツト）を大量に、かつ、高効率に分級出
来る空気分級機に関するものである。

従来の技術空気分級機は、石灰石粉末などの粉粒体を気流で分散せ
しめ、遠心力と坑心力のバランスを利用して粗粉部分と
微粉部分とに分級するとともに該微粉部分を気流に乗せ
てケーシング外に排出している。（特公昭５８−２２２
７４号公報参照）周知の様に、空気分級機（遠心式分級機）のカット径の
一般式は、で示される。

この式において、Ｄｐ　（ｍｍ）は分離粒子径、Ｖｔは
ロータ周速、ｒはロータ半径、ρは粒子の密度、μは空
気の粘度、Ｖｒは気流の内向分速度、を夫々示す。

この式から明らかなように、分級機の直径が大きくなれ
ば、同一周速において、カット径Ｄｐ　（ｍｍ＞　　は
、大きくなる。

そのため、カット径Ｄｐ　（ｍｍ）を小さくするには、
ロータ半径ｒの小さい分級機、即ち、小型分級機を用い
なければならない。

例えば、カット径Ｄｐ（ｍｍ）が３μｍの分級を行うに
は、ロータ半径ｒが、１５０ｍｍの小型分級機が用いら
れている。

ところが、小型分級機では、処理量が少ないので、大型
の原料を分級するには多くの時間がかかるか、または、
多くの小型分級器が必要となり、イニシャルコストとラ
イニングコストが割高となる。

そこで、現状では、小型分級機や中型分級機において分
級原料の分散強化によって処理量の増加を図っているが
、その方法には次の手段が用いられている。

即ち、第１の方法は、圧縮空気によるエジェクタ方式を
用いる方法であり、又、第２の方法は、スリット状の狭
小化した間隙を、気流中に分散した粉粒体を通して分散
強化させる方法である。

発明が解決しようとする課題微粉体、例えば、１μｍ〜５μｍ、の分級は、いかに凝
集粒を１次粒子に分散するかにより分級効率が決まる。

前記第１の方法を使用すると、非常に大きな動力が必要
となると共に、装置の構造が複雑化する。

又、処理量を大きくすると、高効率の分級を得ることと
ができなくなるので、微粉分級の処理量を多くすること
は困難である。

第２の方法においては、数１０ｍｍの粗粉（グリッド）
を含んでいることが多い粉粒体では、そのグリッドによ
りスリット部が閉塞される事がある。

特に、閉回路粉砕では、高循環比で運転するため、グリ
ッドを含んだ粉粒体の処ｆｌ量が多くなるので、１次分
級などのグリッド除去工程を組み込まなければならない
。

課題を解決するための手段前記の一般式（１）では分級機の直径が、例えば、３０
０ｍｍ、７５０ｍｍ、２１００ｍｍのように非常に大き
くなると、分級される最小カット粒子径Ｄｐも大きくな
るが、このことは、実際の大型機においてもその傾向を
示すことが一最に知られている。

しかし、本発明者らは前記一般式（１）は、必ずしも実
際の微粉分級に当てはまらず、大型分級機でも小型分級
機（例えば、直径１５０ｍｍ）と同様な分級作用を充分
に行うことが出来るのではないか、即ち１分級室の直径
の大小に関係無く同一の最小カット粒子径（例えば、３
μ■）が達成できる微粉用大型分級機が存在するのでは
ないか、と考えた。

そこで、空気分級機のロータ径や渦流調整羽根の枚数な
どの条件を変えて種々の実験を行った。　その結果、ケ
ーシング内に渦流調整羽根付ロータを設け、該渦流ＩＩ
！整羽板羽根周に、分級室を介してガイドベーンを設け
た空気分級機において、分級室の幅Ｗ（ｍｍ）が渦流調
整羽根の半径方向の長さＲＬ（ｍｍ）の０．５〜３倍、
渦流調整羽根の枚数がロータの円周長さＣＬ（ｍｍ＞の
０．１〜０．２５倍、にすると、空気分級１ｆｉ（分級
室の直径）の大きさに関係無く、所望の微粉（例えば、
３μ層カット）分級を高効率で行えることを発見した。

作　　　用ガイドベーンから圧送される分級空気により分級室に自
由渦流が発生し、また、渦流ｌＩＩ整羽根羽根付ロータ
転により分級室には５強制渦流が発生する。

そして、これらの渦流は相乗効果により微粉用小型空気
分級機に於いて発生すると同様な渦勾配（ベクトル）の
旋回流を形成しながら原料を微粉と粗粉とに分級した後
、該微粉を乗せながら渦流ｌｉ１整羽根の間を通って排
出口から機外に排出される。

また、粗移はケーシング内を旋回しながら落下する。

実施例この発明の実施例を添付図面により説明するが同一図面
符号は、その名称も機能も同じである。

円筒状に形成したケーシング１の下部には円錐状のホッ
パ２が設けられている。

このケーシング１内の中央には直径Ｄ（ｍｍ）の渦流調
整羽根３付ロータ４が回転軸５に固定されており、該渦
流調整羽根３の外周には分級室６を介して角度！ｌＩＮ
可能なガイドベーン７が配設されている。

分級Ｎ６の幅Ｗ　（ｍ　ｍ　）は渦流調整羽根３の半径
方向の長さＲＬ　（ｍｍ）の０゜５〜３．０倍の範囲内
で形成される。

この幅Ｗ（ｍｍ）が前記範囲未満になると、渦流ｙＪ整
羽根３のファン効果が生じるので渦流が乱れる。　その
ため、粉粒体は分級室内で乱反射を起こすので正常な分
級が出来なくなる。

また、分級室の幅Ｗ（ｍｍ）が上記範囲を越えると、粒
子が十分に遠心力を受けられなくなるので、該粒子が気
流に乗りきれないで、所謂スリップを起こし、完全に渦
流に取り込まれない。

そのため、凝集粒は１次粒子に分散される事無く分級室
６を出ることになるので、分級効果が悪くなるのみなら
ず、精粉中に粗分が入り込んでしまう。

渦流ＴＩＪ整羽根３の枚数Ｎはロータ４の円周長さＣＬ
（ｍｍ）の０．１０〜０．２５倍の範囲内で選ばれる。

この枚数Ｎが上記範囲未満になると、仮に、前記分級室
の幅Ｗ（ｍｍ）が上記範囲内にあっても、粒子に十分な
遠心力を与えないばかりでなく、空気の抗心抵抗が減じ
られるので分級径（カット径）が粗くなる。

また、この枚数Ｎが前記範囲を越えると、分級室の圧力
損失が非常に大きくなると共に空気の坑心抵抗が著しく
大きくなる。

そのなめ、正常な分級は不可能になる。

隣り合う渦流調整羽根３同志の間隔、即ち、ピッチＰ　
（ｍｍ）と、該渦流！１！整調整３の円周方向の厚さＴ
との割合Ｔ／Ｐを０．３５以下にし、ロータ４の開口面
積Ｓを６５％以上に形成する。該渦ｔｉｔｍ整羽根３の
円周方向の厚さＴがこの範囲を越えて厚くなると、前記
分級室の巾Ｗ及び渦流調整羽根３の枚数Ｎが上記範囲内
にあっても該渦流！Ｉ１１整羽根の近傍における渦流が
乱れて粗粒部分（例えば３μ−以上）の飛び込みが多く
なり、シャープな微粉分級が出来なくなる場合がある。

また、逆に上記範囲未満になると、厚さＴが非常に薄く
なることによる強度、材質、帽り施工上の問題があるが
前記問題が発生しない程度に出゛来るだけ薄いものが望
ましい。

このＴ／Ｐは、好ましくは、０．３５以下が望ましいが
、現状の技術力がらすればシャープな微粉分級（例えば
３μ鯰カツト）を行うときには厚さＴ（ｔｓ＋）は、Ｔ
ａｐが０．１であれば充分であることが分かった。

ロータ４の開口面積Ｓは構造１機械的強度と微粉分級の
両面から出来るだけ大きい方が分級機内の圧力損失も少
なくなるので、６５％以上が望ましい。

次に、本実施例の作動につき説明する。

分級空気Ａを分級空気供Ｎ路１０からガイドベーン７を
介して分級室６に送り、該分級室内に自由渦流を形成す
るとともに回転軸５を回して渦流！Ｉ１ｍ羽根３を回転
させて強制渦流を形成すると、これらの渦流は微粉用小
型空気分級機の渦ｆｉｃと同様の渦勾配（ベクトル）と
なって分級室内を旋回しながら渦流調整羽根３の問を通
ってダクト１１から排出される。

この状態において、原料人口１２から被分級原料Ｂ、例
えば、炭酸力ルシュウムを投入すると、該被分級原料Ｂ
は分散板１３に衝突し、外周方向に飛散しながら分級室
６内に落下する。

そうすると、この原料Ｂは、強い遠心力によりガイドベ
ーン７の表面に叩きつけられ、単粒子を破壊するほどの
強力な衝撃力で強固な凝集粒を１次粒に解きほぐし、更
に、理想的な渦勾配の高速過流にスリップを起こすこと
なく取り込まれる。

そして、該粒子は、遠心力と空気の抗力のつり合い作用
により分級が行われる。

この分級された微粉Ｂ２、例えば、５μ扉以下の粒径は
、上昇気流に乗りロータ４の開口部４ａを通って、ダク
ト１１に入り、図示しない空気濾過機に回収される。

ス、粗粒Ｂ、は、ケーシング１内を旋回しながらホッパ
２の出口２ａから排出される。

次に、空気分級機のロータ径の大きさ等の条件を変えて
分級実験を行った。

分級材料として使用した石灰石粉末の粒度分布を次表に
示す。

（１）ロータ４の直径が２１００ｍｍ、過流調整羽根３
の半径方向の長さＲＬ　（ｍｍ）が、１０ｍｍ、渦流調
整羽根の高さ、即ち、ロータ４の高さが１００ｍｍ、渦
流！１！整調整の枚数が１３２０枚、分級風量が３００
ｍ’／ｍｉｎ、ローフ回転数が８５ｏｒρｍ、原料過大
量が８００ｋｇ／ｈ、に設定し、分級室の幅Ｗが、それ
ぞれ５ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍ、５０ｍｍ
のもとで、画表に示した石灰石粉末を分級した。

その結果、第５図に示す様に、粗粉側への配分率（％）
（縦軸）と粒径（μｍ）　　Ｎｌｌ軸）との関係が明ら
かとなった。

この図においてＮＯ３は、幅Ｗ＝１０ｍｍ（Ｗ／ＲＬ＝
１　）、ＮＯ５は幅Ｗ＝２０ｍｍ（Ｗ／ＲＬ＝２）、Ｎ
Ｏ６は、幅Ｗ＝３０ｍｍ（Ｗ／ＲＬ＝３）、ＮＯ７は、
幅Ｗ＝５０ｍｍ（Ｗ／ＲＬ＝５）をそれぞれ示す。

なお２幅Ｗ＝５ｍｍ　（Ｗ／ＲＬ＝０．５＞については
、図示していないが、ＮＯ６（Ｗ／ＲＬ＝３）とほぼ同
様である。

第５図から明らかなように、幅Ｗが５ｍｍ〜３０ｍｍの
もと（Ｗ／ＲＬ＝０．５〜３．０）では、粒径２５μｍ
以下の微粉の利粒子側への配分率は５〜１５％であり、
微粉（３μｍカット）の分級効率は極めて良好である。

一方、ａＷが５０ｍｍ　（Ｗ／ＲＬ＝５．０＞では、粒
径２５μｍ以下の微粉の粗粒子側への配分率は６５〜７
０％であり、微粉の分級効率は極めて悪く、粗粉への飛
び込みも多くシャープな分級ができない。

以上より、Ｗ／ＲＬは、０．５〜３．０が良いことが明
らかとなる。

（２）ロータ４の直径りが、２１００ｍｍの他に７５０
　ｍ　ｍ、３００ｍｍ（いずれも過流調整羽根の高さ、
即ち、ロータ４の高さＨは１００ｍｍで同一）について
も前記（１）と同様に石灰石粉末を分級した０分級条件
としてロータ４の周速（ｍ　／　Ｓ　）を同一とし、原
料投入量は、粉末濃度（Ｋｇ／ｍ’　）が同一になるよ
うに投入して、分級室の幅Ｗ、過流＊ｉ羽根３の円周方
向の厚さＴ及び半径方向の長さＲＬ、並びに過流ＴＡｎ
羽根の枚数Ｎを種々変更して分級した。　分級結果を第
６図〜第９図に示す。

第６図は１分級点（カットポイント）即ち、分級される
最小粒子径Ｄｐ　（Ｎ軸に示す）を分級室の幅Ｗと過流
！！！整調整の半径方向の長さＲＬの割合（Ｗ／ＲＬ）
（横軸と示す）との関係で示したもので、Ｏ印は、ロー
タの直径Ｄ＝２１００ｍｍ、ＲＬ＝ｌＯｍｍ、Ｔ＝１ｍ
ｍ、Ｎ／ＣＬ＝０．２．の場合を示す、又、Δ、ム、Δ
、Ｘ印は、夫々ロータの直径Ｄ＝７５０ｍｍで、Δ印は
、ＲＬ＝１０ｍｍ、’ｒ＝１ｍｍ、Ｎ／ＣＬ＝０．２、
Ａ印は、ＲＬ＝２０ｍｍ、Ｔ＝２ｍｍ、Ｎ／ＣＬ、＝０
．１０．Ａ印は、ＲＬ＝３０ｍｍ、Ｔ＝４ｍｍ、Ｎ／Ｃ
Ｌ＝０．　１　２　、Ｘ印はＲＬ＝５０ｍｍ、Ｔ＝４ｍ
ｍ、Ｎ／ＣＬ＝０．１２、を示し、更に０印はロータの
直径Ｄ＝３００ｍｍ、ＲＬ＝１０ｍｍ、Ｔ＝１ｍｍ−Ｎ
／ＣＬ＝０．２、を示す。

また、第７図は、［１−β（粗粒分割率）］を分級室の
幅Ｗと渦流Ｉ整羽根の半径方向の長さＲＬの割合（Ｗ／
ＲＬ）との関係で示したものである。

この第６図、第７図から明らかなように、幅Ｗが長さｌ
”（Ｌの０．５〜３．０倍の時に、カットポイントＤｐ
を小さく、しかも、効率良く分級することができる。

第８図は、分級点Ｄｐを過流調整羽根の枚数Ｎとロータ
の円周長さＣＬの比（Ｎ／ＣＬ）との関係で示し、又、
第９図は、分級点ＤＰを過流調整羽根の円周方向の厚さ
Ｔと隣り合う過流ｍｕ羽根の間隔Ｐとの比（Ｔ／Ｐ）と
の関係で示すが、０印は、ロータの直径Ｄ＝２１００ｍ
ｍ、ＲＬ＝１０ｍｍ、Ｗ＝１０ｍｍ、Ｔ＝１ｍｍを示し
、Δ、ム、■、Ｘ印は、夫々ロータの直径Ｄ＝７５０ｍ
ｍで、Δ印は、ＲＬ＝１０ｍｍ、Ｗ＝１０ｍｍ、Ｔ＝１
ｍｍ、Δ印は１、ＲＬ＝２０ｍｍ、Ｗ＝２０ｍｍ、Ｔ＝
２ｍｍ、■印は、ＲＬ＝３０ｍｍ、Ｗ＝３０ｍｍ、Ｔ＝
４ｍｍを示し、ｘ印は、ＲＬ＝５０ｍｍ、Ｗ＝５０ｍｍ
、Ｔ＝４．又、０印はロータの直径Ｄ＝３００ｍｍ、Ｒ
Ｌ＝１０ｍｍ、Ｗ＝１０、Ｔ＝＝１ｍｍ、を示す。

なお、両図において、ＲＬの倍数、即ち、Ｗ／ＲＬは一
定、即ち、１である。

第８図から明らかなように、Ｎ／ＣＬが０．１以上にな
ると超微粉の分級が可能になるが、α２５以上になると
、分級点Ｄｐの下降がほぼ頭打ちになり、又、圧損も大
きくなるので効率上好ましくない。

又、第９図から明らかなように、分級点ＤＰは、Ｔ／Ｐ
の関係では、Ｔ／Ｐが０．３５より小さくなる程小さく
できるので、構造設計上許容できる範囲で過流調整羽根
の厚さＴを薄くすることが好ましい。

これらの実験から分級室の巾が渦流！Ｉ！整調整の半径
方向の長さＲＬ　（ｍｍ）の０゜５〜３倍、渦流調整羽
根の枚数がロータの円周長さＣＬ（ｍｍ）の０．１〜０
．２５倍、さらに、過流調整羽根の厚さをその取付ピッ
チとの関係で適宜定めることにより高効率的に微粉分級
が可能であることが明らかとなった。

尚、本実施例においてはケーシング頂部に原料投入口が
設けられた形式の分級装置について説明したが、ｙＸ料
投入方法は、これに限らず、或は、これとともにケーシ
ング接線方向、または、ケーシング下部に粒子原料投入
口を設け、空気と共に原料を送入する分級装置でも本発
明が適用できることは言うまでもない。

又、過流調整羽根付ロータは、これに中空の中仕切りを
設け、２段あるいは３段以上とし、より大量処理の分級
装置とすることら可能で、本発明の趣旨内で種々変更で
きるものである。

発明の効果この発明に係る微粉用空気分級機は、以上のように、分
級室の幅が渦流１１′Ｎ羽根の半径方向の長さＲＬ　（
ｍｍ）のα５〜３倍、渦流ｌ！調整根の枚数Ｎがロータ
の円周長さＣＬ　（ｍｍ＞の０．１〜０．２５倍にした
ので、分級室内には微粉用小型空気分級機と同様の渦勾
配の旋回流が流れる。

そのため、ロータの直径、即ち、空気分級機の大きさに
関係無く、特に、大型分級機においても微粉を高効率で
分級することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第９図は、この発明の実施例を示す図で、第１
図は一部断面正面図、第２図は、第１図のＩｆ−ｆｆ線
断面図、第３図は、第１５１Ｉの要部拡大図、第４図は
第２図の要部拡大図、第５図は、粗粉側への配分率（％
）と粒径（μｍ）との関係を示す図、第６図は分級点Ｄ
ｐとＷ／ＲＬとの関係を示めす図、第７図は、（１−β
）とＷ／ＲＬとの関係を示す図、第８図は、分級点Ｄｐ
とＮ／ＣＬとの関係を示す図、第９図は、分級点Ｄｐと
Ｎ／ＣＬとの関係を示す図である。１　・・・・・・　ケーシング３　・・・・・・　渦流調整羽根４　・・・・・・　ロータ６　・・・・・・　分級室７　・・・・・・　ガイドベーンＷ・・・・・・　分級室の巾

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ケーシング内に渦流調整羽根付ロータを設け、該
渦流調整羽根の外周に、分級室を介してガイドベーンを
設けた空気分級機において、分級室の幅Ｗ（ｍｍ）が渦
流調整羽根の半径方向の長さＲＬ（ｍｍ）の０．５〜３
．０倍、渦流調整羽根の枚数Ｎがロータの円周長さＣＬ
（ｍｍ）の０．１〜０．２５倍、であることを特徴とす
る微粉用空気分級機
（２）ケーシング内に渦流調整羽根付ロータを設け、該
渦流調整羽根の外周に、分級室を介してガイドベーンを
設けた空気分級機において、分級室の幅Ｗ（ｍｍ）が渦
流調整羽根の半径方向の長さＲＬ（ｍｍ）の０．５〜３
倍、渦流調整羽根の枚数がロータの円周長さＣＬ（ｍｍ
）の０．１〜０．２５倍、渦流調整羽根の円周方向の厚
さＴ（ｍｍ）と隣り合う渦流調整羽根の間隔Ｐ（ｍｍ）
との比Ｔ／Ｐが０．３５以下であることを特徴とする微
粉用空気分級機