JPH0286876A - 微粉粒体の分級装置 - 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〕 本発明は分級装置に係り、特にファインセラミックス、
新金属材料、医薬品、トナー等の微粉粒体を高能率で分
級できるようにした微粉粒体の分級装置に関する。

〔従来の技術〕

従来より、ミクロン、サブミクロン領域の微粉粒体を細
粉粒と粗粉粒とに分級する分級装置には、気体や液体の
噴流が壁面に沿って流れるコアンダ効果を利用して、円
柱面等の曲面に沿って微粉粒体を流動させ、その時に粒
径の相違に基づいて生ずる遠心力の差により微粉粒体を
分級するもの、また機械的にロータを回転させたときの
回転流による遠心力と、ロータの軸方向に流れる流体の
抗力によって分級するもの等が知られている。

前者は、微粉粒体を高速で固定壁面に沿って流動させる
ものであり、後者はこれとは逆にロータや羽根等の壁面
側を回転させるものである。

ところで、このようにして分級する微粉粒体は、粒径が
小さくなる程に凝集物を形成する傾向が見られ、また粒
子−個当たりの重量が軽いので抗力と遠心力との差が小
さくなり、流体の乱れの影響を受は易い。

従って、微粉粒体を分級する場合、この分級を高精度に
かつ高能率で達成する為には、■；分級装置に導入する
気体または液体中に、粉体を完全に解砕、分散させる。

■；気体または液体中に分散した粉体に遠心力等の分離
力を長時間にわたって作用させる一■；分級機内で局部
的な渦流を避けて整流状態を維持する。

■；分離した細粉と粗粉とを速やかに別々の場所に導き
出す。

といった四つの事項を満足させる必要があることは周知
の通りである。

上記したこのような四つの事項を満足させ得るものとし
ては、特開昭６２−５３７１号公報にて提案された技術
があるので、この多段分級装置の模式的構成説明図の第
７図を参照しながら以下にその構成と作用態様とを紹介
する。

即ち、分級精度と分級収率とを高める為に、複数の分級
機を多段に重合わせてなるものである。

より詳しくは、微粉粒体からなる供給原料を細粉と粗粉
とに分ける一次分級機（５１）と、分級により得られた
細粉と粗粉とを、さらに各々分級する細粉側分級機（５
２）と粗粉側分級Ｊａ（５３）とを具備してなるのに加
えて、前記細粉側分級機（５２）で得られた細粉と粗粉
側分級１ｍ　（５３）で得られた粗粉とを各々回収する
為の回収管路（５４−１）、（５４−２）と、細粉側分
級１ｍ　（５２）とで得られた粗粉と粗粉側分級機（５
３）で得られた細粉とを、−次分級機（５１）の上流側
でこの一次分級機に投入される供給原料に還流させる為
の循環閉管路（５５）とを備えてなる構成になっている
。

なお、図において示す符号（５６）は細粉側分級機（５
２）で得られた細粉の回収回路に介装された細粉用フィ
ルタであり、また符号（５７）は粗粉側分級機（５３）
で得られた粗粉の回収回路に介装された粗粉用フィルタ
である。また、図において示すように、原料ホッパ（５
８）並びに前記循環閉管路（５５）が連通している循環
用フィルタ（５９）と−次分級Ｉ！（５１）との間に、
上側から順に介装されている符号（６０）、（６１）で
示す機器は原料供給機およびこの原料供給ｍ　（６０）
により供給された原料を解砕・分散する為の解砕・分散
機であり、またこの解砕・分ａｈａ（６１）に連通ずる
管路を介して設けられている機器は前記−次分級機（５
１）に固気混合流を供給する為、原料供給機（６０）を
介して供給された原料に圧縮空気を供給するコンプレッ
サ（６２）である。

上記した構成になる分級機の作用態様について以下に説
明する。

即ち、−次分級機（５１）で供給原料が細粉と粗粉とに
分級され、次いでこれらの分級された細粉と粗粉が各々
分かれて次段の細粉側分級機（５２）と粗粉側分級機（
５３）とに供給され、それらがさらに細粉と粗粉とに分
線される０次いで、前記細粉側分級機（５２）で分級さ
れた粗粉と、粗粉側分級機（５３）で分級された細粉は
、循環閉管路（５５）を介して再び一次分級機（５１）
の供給原料投入口側に還流されるので、上記した■〜■
の各事項が満足され、微粉粒体からなる供給原料を高精
度、高収率で細粉と粗粉とに分級することができる。

（発明が解決しようとする課題〕 上記した従来の分ｗ１．４Ｉｌは、それなりに有用では
あるものの、イニシャルコスト、メインテナンスコスト
等の観点からすると、未だに以下に説明するような問題
点を持っている。

即ち、−膜島たりの分級収率が必ずしも高くないので、
工業的に活用し得る程度の分級収率を確保しようとすれ
ば、複数の分級機を介して複数回の分級作業を行う必要
があり、必然的に高イニシャルコストになるのに加えて
、これら分級機の間の配管等の内部に微粉が付着し、そ
の除去に多大な労力を要するという問題が生じていた。

さらに、各分級機毎に補助気流を供給しなければならな
いのに加えて、圧損があることもあってランニングコス
ト上の問題点も生じる。

従って、本発明は上記した問題点を解決し、分級精度、
分級収率の優れた微粉粒体の分級機の堤供を目的とする
。

〔課題を解決するための手段〕

上記した目的を達成する為に、この第一発明が採用した
主たる手段は、噴射ノズルから噴射する補助気流と、供
給ノズルから供給する微粉粒体からなる供給原料と気体
とからなる固気混合流とを旋回壁に沿って旋回させ、こ
の旋回壁側に設けた細粉回収通路に細粉流を流入させる
と共に、この旋回壁の外方の外周内壁側に設けた粗粉回
収通路に粗粉流を流入させて前記供給原料を細粉と粗粉
とに分級する分級装置において、前記旋回壁を前記外周
内壁で囲繞して、これらの間に循環路を形成せしめたと
ころにある。

また、第二発明が採用した主たる手段は、上記循環路内
に補助気流を噴射する複数の噴射ノズルを設けた構成に
したところにある。

〔作用］ 本発明では微粉粒体の分級機を以上のような構成にした
ので、供給ノズルから供給される固気混合流が旋回壁に
沿って旋回して、細粉回収通路に流入して回収された細
粉と粗粉回収通路に流入して回収された粗粉以外の粉粒
体は循環路を循環して供給ノズルから供給される供給原
料に混入されて再び循環路内を循環する。

次いで、このように循環し続ける微粉粒体は循環してい
る間に逐次細粉回収口、粗粉回収口から回収され細粉と
粗粉とに分級され続ける。

そして、補助気流はこの分級機のみに供給すれば良く、
またこの補助気流と微粉粒体とが循環する循環路の長さ
は短い。

〔実施例〕

本発明の実施例を第１図乃至第６図とに基づいて以下に
説明する。

ｌ二実崖貫 この第一実施例を、その模式的構成説明図の第１図と、
分級機の分級前後における粒度分布の説明図の第２図と
、分級機の多段分級フロー説明図の第３図と、従来の分
級機の分級前後における粒度分布の説明図の第４図と、
従来の分級機による多段分級フロー説明図の第５図とに
基づいて以下に説明する。

即ち、第１図において示す符号（１）は固気混合流であ
り、この固気混合流（１）は供給ノズル（２）から供給
される。この固気混合流（１）の下流側にはこの固気混
合流（１）がコアンダ効果により沿って旋回する旋回壁
（３）が設けられている。

さらに、この旋回壁（３）を略半周した位置には細粉流
（４）を回収する細粉回収口（６）が設けられており、
この回収口（６）に至るまでの間には、この旋回壁（３
）と先端にナイフェフジ（７）を有する隔壁（８）とに
よって細粉流（４）の細粉流通路（５）が画成される。

また、符号０■は補助気流（９）の噴射ノズルであり、
この噴射ノズルＯｍに連なって前記旋回壁（３）を囲繞
する状態の外周内壁（１１）が形成され、この外周内壁
（１１）と旋回壁（３）との間には循環路０２）が画成
される。また、外周内壁（１１）側には粗粉流０■を回
収する粗＄５１回収口０ωに至る粗粉流通路０４）が形
成されてなる構成になっている。

なお、図示省略しているが、上記細粉、粗粉回収口（６
）、０ωの下流には細粉用フィルタ、粗粉用フィルタが
各々設けられており、また供給ノズル（２）には原料ホ
ッパから、原料供給機、解砕・分散機を経由して供給さ
れる微粉粒体と、コンプレッサによって前記解砕・分散
機内に供給される圧縮空気とからなる固気混合流が供給
されるのは上記した従来技術と全く同様である。

次に上記した構成になる分級機の作用態様について以下
に説明する。

即ち、噴射ノズル００）から補助気流（９）を供給し、
供給ノズル（２）から固気混合流（１）を供給すると、
この固気混合流（１）は旋回壁（３）に沿って旋回する
が、この固気混合流（１）の中に含まれている細粉は旋
回壁（３）に沿って細粉流（４）となり、粒子の粗い粗
粉はその粒子の重■と旋回速度とによって生じる遠心力
により外周内壁００側に移動し、粗粉流側となってこの
外周内壁（１０側に沿って流れることになる。

つまり、旋回壁（３）に沿って細粉流（４）が、また外
周内壁（１１）側に沿って粗粉流θつが流れるので、細
粉流（４）は細粉流通路（５）を通って細粉回収口（６
）から流出してこの細粉流（４）中の細粉は細粉フィル
タによって回収され、また粗粉流０りは粗粉流通路０４
）を通って粗粉回収口０ωから流出して粗粉フィルタに
よって回収される。そして、供給ノズル（２）から各流
通路（５）、Ｏａに至るまでの間に分けられなかった残
りの微粉粒体は循環路０２１を循環し、循環中において
細粉と粗粉とに分けられ、そして前記供給ノズル（２）
から供給され続けると共に旋回により分けられた固気混
合流（１）の細粉流（４）と粗粉流０■と各々合流して
、各々のフィルタによって回収される。

このように、−台の分級機によって分けることができな
かった微粉粒体も、循環路０２１を循環させることによ
り収率良く細粉と粗粉とに分けることができるようにな
ったのである。

因みに、本発明になる分級機による場合と従来の分級機
による場合との微粉粒体の分級結果を、横軸（粒径サイ
ズ；μｍ）に微粉粒体からなる供給原料（−点鎖線表示
）、分級後の粗粉粒体（破線表示）、分級後の細粉粒体
（実線表示）各々の粒度分布を、また縦軸に通過百分率
１１％）を示す第２図（本発明になる分級機）と第４図
（従来の分級機）と、本発明および従来の各分級機によ
る多段分級フロー説明図の第３図と第５図とにより以下
に説明する。

なお第４図は、従来の分級機により次々に三段目までの
分級を行ったものであって、より詳しくは一段目の分級
後の粗粉粒体の粒度分布をり６、細粉粒体の粒度分布を
Ｓｌとして、−段目の分級後の粗粉粒体をさらに粗粉粒
体と細粉粒体とに分級した二段目の分級結果をＬ８、Ｓ
ｌとして、また二段目の分級後の粗粉粒体をさらに粗粉
粒体と細粉粒体とに分級した三段目の分級結果をり８、
Ｓ３として併せて示したものである。

つまり、このような煩わしい方法を採用したのは、収率
を確実に求める為であって、微粉粒体からなる供給原料
の重量に対する分級後の回収細粉粒の重量を正確に知る
為に他ならない。

本発明になる分級機を用いて、上記した分級方法によっ
て得た微粉粒体の回収細粉粒の量（重量％）は第３図に
示す通りであって、−段目の分級により５７％の細粉粒
体を回収することができたのに対して、従来の分級機に
よる一段目の分級では、第５図から良く理解されるよう
に、３５％の細粉粒体の回収率に止まり、そして三段目
の分級によってようやく６９％の回収率を達成すること
ができたのである。

そこで、上記したように本発明の分級機を用いて一段の
分級を行って、５７％の収率を達成することができた。

さらに、この実施例になる分級機では、上記したような
二段目の分級により供給原料から７１％の細粉粒体を回
収することができ、本発明になる第一実施例の分級機の
分級効率の優秀性が証明されたのである。

に１隻斑 この第二実施例を、その模式的構成説明図の第６図に基
づいて以下に説明する。

この実施例にあっては、第一実施例の構成に補助気流（
９）を噴射する第二噴射ノズル（１０ａ）を一つ追加し
たものであって、より詳しくは循環路０り中において、
細粉流通路（５）と、粗粉流通路０４との下流側に循環
路］り内を循環する粉流体を加速する補助気流（９）を
噴射する第二噴射ノズル（ｌｏａ）を設けてなる構成と
した。

故に、分級が不充分な状態のままこの循環路（＋２１内
を循環する微粉流体は、追加したこの第二噴射ノズル（
１０ａ）から噴射される補助気流（９）によって加速さ
れ、そして供給ノズル（２）から供給される微粉流体か
らなる供給原料に混入されるので、この第二実施例の分
級機の作用、効果は第一実施例の分級機と同効である。

そして、追加したこの第二噴射ノズル（１０ａ）から噴
射される補助気流（９）による粉粒体の加速効果の他に
粉粒体に対する解砕効果があるので、第一実施例の場合
に比較して粉粒体のより高い分級精度、分級収率を期待
することができる。

なお、上記した実施例はこの発明の具体例にすぎず、こ
の発明の技術的範囲がこの実施例によって限定されるも
のでないことは勿論のこと、本発明の技術的思想を逸脱
しない範囲内における設計変更等は自由自在である。

〔発明の効果〕

第一発明では微粉粒体の分級装置を、噴射ノズルから噴
射する補助気流と、供給ノズルから供給する微粉粒体か
らなる供給原料と気体とからなる固気混合流とを旋回壁
に沿って旋回させ、この旋回壁側に設けた細粉回収通路
に細粉流を流入させると共に、この旋回壁の外方の外周
内壁側に設けた粗粉回収通路に粗粉流を流入させて前記
供給原料を細粉と粗粉とに分級する分級装置において、
前記旋回壁を前記外周内壁で囲繞して、これらの間に循
環路を形成せしめてなる構成とし、また第二発明では前
記循環路内に補助気流を噴射する複数の噴射ノズルを設
けてなる構成にした。

従って本発明になる分級装置によれば、供給ノズルから
供給される固気混合流が旋回壁に沿って旋回して、細粉
回収通路に流入して回収された細粉と粗粉回収通路に流
入して回収された粗わ）以外の粉粒体は循環路を循環し
て供給ノズルから供給される原料に混入されて再び循環
路を循環する。

循環するこの微粉粒体はその間に逐次細粉と粗粉とに分
級され続けるので、従来の分級機のように多数の分級機
を用いなくても高い分級精度と分級能率を達成すること
ができるようになった。

また、従来のように分級機の各々に補助気流を供給する
のではなく、この分級機にのみ補助気流を供給すればよ
いのに加えて、循環路の長さが必然的に短（なることに
よって圧損も少なくなるので、補助気流の供給装置の小
型化が可能になり、分級機の台数の削減とあいまってイ
ニシャルコストの低減が可能になった。

さらに、粉流体の流通路全体を短縮することができるの
で、配管等の内部に付着した微粉除去にに対する労力も
軽減され、ランニングコストをも軽減させることができ
るようになった。

従って本発明によって、優れた分級精度、分級収率を発
汗し得る極めて優れ、かつ有用な微粉粒体の分級装置を
実現することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は第一実施例の分級装置の模式的構成説明図、第
２図は第一実施例の分級装置の分級前後の粒度分布の説
明図、第３図は第一実施例の多段分級フロー説明図、第
４図は従来の分級機の分級前後の粒度分布の説明図、第
５図は従来の分級機による多段分級フロー説明図、第６
図は第二実施例の分級装置の模式的構成説明図、第７図
は従来の多段分級装置の模式的構成説明図である。 （１）−固気混合流、（２）−供給ノズル、（３）−旋
回壁、（４）−細粉流、（５）−細粉流通路、（６）−
細粉回収口、（７）−ナイフェツジ、（８）−隔壁、（
９）−補助気流、０口）、（１０ａ）−−一噴射ノズル
、（ｌ＋１−外周内壁、θクー循環路、０■−粗粉流、
０４）−粗粉流通路、０９−粗粉回収口。 第２図 特許出願人　株式会社神戸製鋼所

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）噴射ノズルから噴射する補助気流と、供給ノズル
   から供給する微粉粒体からなる供給原料と気体とからな
   る固気混合流とを旋回壁に沿って旋回させ、該旋回壁側
   に設けた細粉回収通路に細粉流を流入させると共に、該
   旋回壁の外方の外周内壁側に設けた粗粉回収通路に粗粉
   流を流入させて前記供給原料を細粉と粗粉とに分級する
   分級装置において、前記旋回壁を前記外周内壁で囲繞し
   て、これらの間に循環路を形成せしめたことを特徴とす
   る微粉粒体の分級装置。
2. （２）上記循環路内に補助気流を噴射する複数の噴射ノ
   ズルを設けた特許請求項第１記載の微粉粒体の分級装置
   。