JPH0271880A - 粉末原料の分級装置 - Google Patents

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） 本発明は、例えば石灰石などの粉末原料を粒子の大きさ
毎に分別する分級装置に係り、特に、空気流を用いた所
謂乾式分級装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、乾式分級装置の代表的なものとして、旋回気流中
で粗粒を分離する遠心分級装置や粒子の運動の慣性を利
用する慣性分級装置が知られてぃる。

遠心分級装置は、例えば、格子状の開口を有する回転ロ
ータを有し、この回転ロータの外側に空気を供給して旋
回空気流を形成するようにしたものがある。そして、こ
の旋回気流中に粉末原料を供給し、粗粒を遠心力によっ
て粉末原料から分離するとともに、粗粒が分離された微
粒を空気とともに格子状の開口をくぐらせて取出すよう
にしている。

また、慣性分級装置は、粉末原料を含んだ空気流の方向
を急激に変化させるものである。そして、この気流の方
向が変化すると、粉末原料中の粗粒が慣性によって軌跡
を変え、この軌跡の差により粗粒と微粒とを分離し、微
粒を取出すようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、この従来の乾式分級装置にあっては、特に大
量処理を行なう場合に、粉末原料から粒径が数ミクロン
程度の極小微粉を取出そうとすると、どうしても極小微
粉よりも粒径の大きい数十ミクロン程度の粗粒が混入し
てしまい、精度が悪くなっているという問題があった。

即ち、上記の遠心分級装置にあっては、回転ロータの回
転数等の調節が難しくし、分離精度が低下する傾向にあ
る。特に、回転ロータの回転を高速回転させる約１０　
ｇｍ以下の微粉の分級では、精度低下が著しい。また、
約５ＪＬｍ以下の極小微粉の分級では、回転ロータの回
転が高速回転になりすぎてしまい、大量処理用の大型機
では実現が難しくなっている。

また、上記の慣性分級装置においては、空気流速のむら
などによって粗粒の挙動が不安定になり易く、粗粒の跳
返りや飛び込みを生じ、粗粒が混入して精度が低下して
しまう。特に大量処理の場合に精度低下が著しい。

このように、乾式分級装置では、精度低下の問題がある
ので、一般には、極小微粉の分級は所謂湿式分級装置を
用いて行なうが、湿式分級装置では後処理が面倒なので
、乾式で行ないたいという要請がある。

そこで、本発明の課題は、乾式であっても、大量処理用
に適するとともに、粗粒の混入のない高精度の極小微粉
を得ることができるようにする点にある。

〔課題を解決するための手段〕

このような課題を解決するための本発明の技術的手段は
、旋回空気流中に散布された一次粉末原料からこの旋回
空気流による遠心力によって粗粒を分離するとともに粗
粒が分離された二次粉末原料を空気流によって搬送する
第一の分級部と、上記二次粉末原料を搬送する空気流を
偏向させ慣性によって二次粉末原料から微粉を分離する
とともに微粉が分離された極小微粉を取出す第二の分級
部とを備えたものである。

また、本装置は、第一の分級部を、ケーシングと、ケー
シングに開設された一次粉末原料の投入口と、ケーシン
グ内に空気を供給する空気供給部と、ケーシング内にあ
って一次粉末原料が散布される旋回空気流を形成する分
散ロータと、ケーシングに開設され旋回空気流による遠
心力によって一次粉末原料から分離される粗粒を排出す
る粗粒排出口と、粗粒が分離された二次粉末原料を搬送
する空気流を取入れる空気通路とを備えて構成する一方
、第二の分級部を、上記空気通路に連通ずる案内通路と
、この案内通路に形成され上記二次粉末原料を搬送する
空気流を偏向させる偏向部と、偏向部近傍に設けられ慣
性により上記二次粉末原料から分離される微粉を排出す
る微粉排出通路と、微粉が分離され上記偏向された空気
流によって搬送される極小微粉を取出す極小微粉取出通
路とを備えて構成したものが効果的である。

〔作用〕

この手段によれば、第一の分級部において一次粉末原料
から粗粒が分離され、第二の分級部において、粗粒が分
離された二次粉末原料が微粉と極小微粉とに分級される
。この場合、分級が段階的に行なわれるので、第一の分
級部においてはロータ等を高速回転にし過ぎることなく
旋回空気流を得ることができ、それだけ、安定した分級
が行なわれる。そのため、確実に粗粒が分離される。ま
た、第二の分級部においては、確実に粗粒が分離された
二次粉末原料を分級するので、分級される極小微粉に粗
粒が混入する事態が防止される。

（実施例） 以下、添付図面に基づいて本発明の実施例に係る分級装
置を詳細に説明する。

実施例に係る分級装置は、第１図及び第２図に示すよう
に、−次粉末原料から粗粒を分離するとともに粗粒が分
離された二次粉末原料を搬送する第一の分級部１と、こ
の第一の分級部１の下側に連続して設けられ二次粉末原
料を微粉と極小微粉とに分級する第二の分級部３０と、
この第二の分級部３０の下側に連続して設けられる支持
台部６０とを備えている。

第一の分級部１は、上ケーシング２と、上ケーシング２
内に設けられた分散ロータ３とを備えている。分散ロー
タ３は、支持台部に支持した回転軸４に取付けられてい
る円盤状の上ロータ５と、この上ロータ５の下に連接さ
れ回転軸４に固定される小径の中間ロータ６と、この上
ロータ５の下面に対面する円盤状部７および円盤状部７
に連続し中間ロータ６の側面に対面する筒状部８からな
る下ロータ９とを備えている。この下ロータ９は、上ロ
ータ５及び中間ロータ６に対して所定の間隔をおいて配
置され、円盤状部７において上ロータ５にボルト１０で
固定されている。そして上ロータ５及び中間ロータ６と
下ロータ９どの間隙は分散ロータ３の側端から下端へ湾
曲して連通ずる空気通路１１を形成している。また、上
記下ロータ９において、その筒状部８の下端部は下方に
突出しており先細りの鋭利なエツジ部１２を構成してい
る。上記空気通路１１において、上ロータ５と下ロータ
９の円盤状部７との間には、空気通路１１の開口１３を
格子状に区切る複数の分級部１４が設けられている。ま
た、上ロータ５の上面には半径方向に沿う複数の分散羽
１５が立設されている。

また、回転軸４上方の上ケーシング２には一次粉末原料
が投入され回転軸４と同軸の原料投入口１６が設けられ
ている。この原料投入口１６は、図示外の粉末原料供給
装置に接続されている。

また、第２図に示すように、上ケーシング２は上記下ロ
ータ９の円盤状部７下面に対向する隔壁１７を備えてい
る。隔壁１７には円盤状部７に摺接するスペーサ部材１
８が取付けられている。これにより、隔壁１７より上の
上ケーシング２内は第一の分級室１９を構成している。

更に、隔壁１７基端部の上ケーシング２には第一の分級
室１９に空気を導入する第一の空気導入口２０が形成さ
れている。また、上ケーシング２には、第一の空気導入
口２０の上部から上記隔壁１７と上記の円盤状部７との
間に延びる中間壁２１が設けられている。そして、この
中間壁２１によって、第一の空気導入口２０から導入さ
れた空気を分散ロータ３の外周側方に導く空気導入通路
２２を形成している。

更にまた、第１図に示すように、分散ロータ３の外周側
に対向する上ケーシング２（第一の分級室１９の側壁）
には、分散ロータ３の外周側と第一の分級室１９の側ｑ
　１９　ａとの間に形成された旋回空気流による遠心力
によって一次粉末原料から分離される粗粒を排出する粗
粒排出口２４が形成されている。

一方、第二の分級部３０は、上記上ケーシング２の下に
連接された下ケーシング３１とこの下ケーシング３１内
に設けられた分離ロータ３２とを備えている。この第二
の分級部３０の下ケーシング３１において、第２図に示
すように、上記第一の空気導入口２０に隣接する隔壁１
７基端部の下側位置には、第二の空気導入口３３が形成
されているとともに、第二の空気導入口３３の下部から
内側に壁部３４が延設されている。そして、この壁部３
４と上記隔壁１７との間隙は、第二の空気導入口３３か
ら導入された空気を、上記分散ロータ３における下ロー
タ９のエツジ部１２外側と上記スペーサ部材１８とで形
成される空気室３５に導く空気導入通路３６を形成して
いる。

分離ロータ３２は、支持台部に支持した円筒軸３８に取
付けられている上側ロータ３９と、この上側ロータ３９
の外側に配置される外側口−タ４０と、上記上側ロータ
３９の下に連接され外側ロータ４０に所定の間隔をおい
て対面するとともに上記円筒軸３８に固定される下側ロ
ータ４１とを備えている。外側ロータ４０と下側ロータ
４１との間の間隙には分割板４２が配設されている。こ
の分割板４２の内側端は、上記下ロータ９のエツジ部１
２の下方にあって、上方に向けて尖った分級エツジリン
グ４３を構成している。そして、外側ロータ４０．分割
板４２及び下側ロータ４１は格子状に配列される複数の
昇圧羽４４によって互いに結合されている。そしてまた
、外側ロータ４０と分割板４２との間隙は微粉を搬送す
る空気が通過する微粉排出通路４５として形成され、分
割板４２と下側ロータ４１との間隙は極小微粉を搬送す
る空気が通過する極小微粉取出通路４６として構成され
ている。

また、上側ロータ３９の外周縁には、上記分散ロータ３
の中間ロータ６外側下面に摺接する先端部４７ａを有し
たガイド壁４７が立上り形成されている。一方、外側ロ
ータ４０の内周縁には上記壁部３４の内周縁に設けた当
接リング４８に摺接する先端部４９ａを有した外リング
壁４９が立上り形成されている。そして、このガイド壁
４７と外リング壁４９とによって形成される空間は、上
記下ロータ９のエツジ部１２を覆って微粉排出通路４５
及び極小微粉取出通路４６に連通している。そして、エ
ツジ部１２の内周面とガイド壁４７とで徐々に狭ま９た
間隙が形成され、この間隙は上記分散ロータ３の空気通
路１１からの空気を案内する案内通路５０として構成さ
れているとともに、上記エツジ部１２の外周面と外リン
グ壁４９との間隙が上記空気室３５に連通して上記第二
の空気導入口３３からの空気を送給する空気送給通路５
１として構成されている。また、ガイド壁４７は、第３
図にも示すように、上記エツジ部１２直下において上記
案内通路５０からの空気を内側に略９０度偏向して上記
極微粉取出通路４６に導く偏向部５２を備えている。こ
の偏向部５２は、ガイド壁４７の一部を滑らかに且っ略
直角に折曲形成し、該折曲部を上記エツジ部１２と上記
分級エツジリング４３の先端間に配置しである。そして
、上記微粉排出通路４５．極小微粉取出通路４６．案内
通路５０及び空気送給通路５１が合流する部分は第二の
分級室５３として構成されている。

また、第１図に示すように、下ケーシング３１は渦巻ケ
ーシング５５，５６を備えている。

渦巻ケーシング５５は、分離ロータ３２のうち分割板４
２を境にして上側を覆い、上記微粉排出通路４５が連通
している一方、渦巻ケーシング５６は、分離ロータ３２
のうち分割板４２を境にして下側を覆い、上記極小微粉
取出通路４６が連通している。この渦巻ケーシング５５
，５６は夫々サイクロンパックフィルタ等の捕集装置（
図示せず）を介してブロア（図示せず）に連結されてい
る。

また、支持台部６０においては、上記回転軸４及び円筒
軸３８を支持する軸受部６１が設けられている。この軸
受部６１は、ボールベアリング６２を介して円筒軸３８
を支持するとともに、この円筒軸３８にボールベアリン
グ６３を介して回転軸４を支持させ、該円筒軸３８を介
して回転軸４を支持している。また、支持台部６０には
、回転軸４の駆動部及び円筒軸３８の駆動部が設けられ
ている。各駆動部は、夫々に設けられた駆動モータ（図
示せず）の回転をタイミングベルト６５．６６を介して
各軸４，３８の下端部に取付けたプーリ６７．６８に伝
達している。

従って、この実施例に係る分級装置によれば、以下のよ
うな空気流が生じる。まず、駆動部によって、所要の速
度で分散ロータ３及び分離ロータ３２が回転せしめられ
るとともに、第−及び第二の空気導入口２０．３３から
空気が導入され、更に渦巻ケーシング５５．５６に接続
された図示外のブロアが作動する。これによって、第一
の空気導入口２０から導入された空気及び原料投入口１
６からの空気は、分散ロータ３の外側に導かれ、分散ロ
ータ３の分級羽１４によって、分散ロータ３の外側にお
いて旋回空気流となる。この旋回空気流となった空気は
、分離ロータ３２の吸引力及びブロアの吸引作用による
負圧によって、分散ロータ３の空気通路１１に導かれ、
更に案内通路５０に入りこむ。この案内通路５０におい
ては、徐々に通路が狭くなっているので、空気流が加速
される。この加速された空気は、第二の分級室５３に導
かれるとともに、偏向部５２において偏向され、極小微
粉取出通路４６に導かれる。更に、極小微粉取出通路４
６から渦巻ケーシング５６を通って排出される（第２図
−点鎖線）。

一方、第二の空気導入口３３からの空気は、空気導入通
路３６を通って空気室３５に導入される。更に、この空
気室３５の空気は、空気送給通路５１を通って第二の分
級室５３に導かれる。この空気送給通路５１においては
、上記案内通路５０での加速空気流と同一の速度に加速
される。

第二の分級室５３においては、分級エツジリング４３の
先端が鋭利に尖っているので、空気室３５からの空気流
は該先端で分割され、一部は微粉排出通路４５及び渦巻
ケーシング５５へ導かれ、他は上記偏向された空気流と
ともに極小微粉取出通路４６及び渦巻ケーシング５６へ
導かれる（第２図点線）。

尚、上記第二の分級室５３へ導かれる空気流の旋回方向
の分速度と垂直方向の分速度とは、一致するように調整
されている。

このような空気流の状態において、−次粉末原料が粗粒
と二次粉末原料、二次粉末原料が微粉と極小微粉とに分
級される。例えば、−次粉末原料を石灰石粉末とし、第
一の分級部において１０ルｍ以上の粒径の粗粒を分離し
、第二の分級部において、粗粒が分離された二次粉末原
料を１０〜２７ｚｍ程度の粒径の微粉と２ｇｍ以下の粒
径の極小微粉とに分級する場合がある。この場合、上記
の分級が行なわれるように、各ロータの回転数や各空気
の通路の形状等を適宜に設定し、各分級室の空気流速等
の条件を定めている。例えば、第３図に示すように、偏
向部５２の偏向角度を９０°１分級エツジリング４３と
ガイド壁４７との間隔を５　ｍ　ｍ　、この間隙の空気
流速を１１０ｍ／ｓとすることにより、２ｇｍ以下の粒
径の極小微粉が取出される。

即ち、原料投入口１６から第一の分級室１９に一次粉末
原料が投入されると、−次粉末原料は、分散ロータ３上
部から分散ロータ３の側方へ向う空気流によって分散ロ
ータ３の外側方へ搬送されるとともに、分散羽１５に衝
突するので、この分散羽１５によって周囲に略均等に分
散される。そして、分散ロータ３の外側方に至ると、旋
回空気流に晒されるので、粒径の大きい粗粒は、旋回空
気流による遠心力によって、分散ロータ３の外方へ放出
され、粗粒排出口２４から排出される。この場合、粗粒
はロータリバルブ等を用いてエアシールした状態で装置
外へ排出される。

一方、この粗粒が除かれた二次粉末原料は、空気通路１
１の開口１３から軸心に向って流れる空気流によって空
気通路１１から第二の分級部３０の案内通路５０に導か
れる。

第二の分級部３０の案内通路５０においては、二次粉末
原料は加速空気流によって加速され、第二の分級室５３
に搬送される。そして、第二の分級室５３においては、
空気流は偏向されているので、粒径の大きい微粉は、慣
性によりそのまま進もうとするので、偏向した空気流か
ら離脱することになる。そしてこの離脱した微粉は、分
級エツジリング４３によって極小微粉取出通路４６への
侵入を阻止されながら微粉排出通路４５に導かれる一方
、微粉の離脱した極小微粉は上記偏向した偏向流によっ
て搬送され、極小微粉取出通路４６に導かれる。この場
合、上記偏向流は、空気送給通路５１からの空気によっ
てガイド壁４７側に押圧されることになるので、ガイド
壁４７からの剥離が阻止され、そのため、確実に極小微
粉取出通路４６へ導かれるので、極小微粉が微粉排出通
路４５側に入り込む事態が防止されている。また、二次
粉末原料中には、第一の分級室１９において粗粒が分離
されているのでほとんどなくなっており、そのため、粗
粒が第二の分級室５３において反発して極小微粉取出通
路４６に飛び込むという事態がなく、分級精度の低下が
防止されている。

また、分級エツジリング４３においては分離される微粉
や極小微粉が付着しようとするが、分散ロータ３及び分
離ロータ３２は共に回転しているので、付着しようとす
る粉末が遠心力により飛ばされることになり、付着が抑
制される。そのため、付着による凹凸によって生じる空
気流の乱れ等がなくなり、分級性能に悪影響を及ぼす事
態が防止される。特に、付着性の強い粉末原料の場合に
有効である。

尚、上記実施例において第二の分級部５３の構成は上述
したものに限られるものではなく、例えば、第４図及び
第５図に示すように、外リング壁４９の形状を変化させ
るなどして、分級する粉末の仕様に合せて設計変更して
良い。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の分級装置によれば、第一
の分級部において一次粉末原料から粗粒を分離し、第二
の分級部において粗粒が分離された二次粉末原料を微粉
と極小微粉とに分級して、分級を段階的に行なうので、
第一の分級部においてはロータ等が高速回転になり過ぎ
ることなく旋回空気流を得ることができ、それだけ、安
定的かつ確実に粗粒を分離できるとともに、第二の分級
部においては、確実に粗粒が分離された二次粉末原料を
分級するので、分級される極小微粉に粗粒が混入する事
態を確実に防止することができる。

そのため、大量処理用に適するとともに、粗粒の混入の
ない分級精度の極めて良い極小微粉を得ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る分級装置を示す断面図、
第２図はその要部拡大断面図、第３図は第二の分級室の
具体的構成を示す要部断面図、第４図及び第５図は第二
の分級室の変形例を示す要部断面図である。 １・・・第一の分級部 ２・・・上ケーシング ３・・・分散ロータ １１・・・空気通路 １６・・・原料投入口 １９・・・第一の分級室 ２０・・・第一の空気導入口 ２４・・・粗粒排出口 ３０・・・第二の分級部 ３２・・・分離ロータ ４５・・・微粉排出通路 ４６・・・極小微粉取出通路 ５０・・・案内通路 ５２・・・偏向部 ５３・・・第二の分級室 第　３　図 第４１１！！Ｉ 山 二二ノ １１５　　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）旋回空気流中に散布された一次粉末原料からこの
   旋回空気流による遠心力によって粗粒を分離するととも
   に粗粒が分離された二次粉末原料を空気流によって搬送
   する第一の分級部と、 上記二次粉末原料を搬送する空気流を偏向させ慣性によ
   って二次粉末原料から微粉を分離するとともに微粉が分
   離された極小微粉を取出す第二の分級部とを備えたこと
   を特徴とする粉末原料の分級装置。
2. （２）第一の分級部は、ケーシングと、ケーシングに開
   設された一次粉末原料の投入口と、ケーシング内に空気
   を供給する空気供給部と、ケーシング内にあって一次粉
   末原料が散布される旋回空気流を形成する分散ロータと
   、ケーシングに開設され旋回空気流による遠心力によっ
   て一次粉末原料から分離される粗粒を排出する粗粒排出
   口と、粗粒が分離された二次粉末原料を搬送する空気流
   を取入れる空気通路とを備えて構成され、 第二の分級部は、上記空気通路に連通する案内通路と、
   この案内通路に形成され上記二次粉末原料を搬送する空
   気流を偏向させる偏向部と、偏向部近傍に設けられ慣性
   により上記二次粉末原料から分離される微粉を排出する
   微粉排出通路と、微粉が分離され上記偏向された空気流
   によって搬送される極小微粉を取出す極小微粉取出通路
   とを備えて構成されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の粉末原料の分級装置。