JPH04150978A - 気流分級機 - 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、分級室に供給した粉体材料に高速旋回渦流を
生起させて微粉と粗粉とに遠心分離させる気流分級機に
関する。

［従来の技術］ 従来、気流分級機としては、クラシフロン（名古屋工業
技術試験所報告旦［４］　２３５　（昭３４））や井伊
谷式分級機（巳本機械学界誌５９　［３］　２１５　（
昭３１）等が提案されているが、これらは、その機械形
状で分離粒子径がきまり、分級点の調整が困難である。

また、粉体材料を一ケ所から分級室へ投入する方式であ
り、粉体の分散が悪（、かつ原料投入速度が上ると、著
しく分級精度が低下し、分離粒子径が粗い方ヘシフトす
る等の問題点を有している。この解決手段として、特開
昭５４−４８３７８号公報のごとく、分級室の高さをコ
ントロール可能にする方法、特開昭５４−７９８７０号
公報のごとく分級室の上にサイクロン形状の案内筒をと
りつける方法が提案されている。実際には、これらの提
案を組みあわせたものが実用化されている。

実用化されている分級装置の概略図を第３図に示す。

しかし、第３図に示したようなこの種の気流分級機（特
開昭５４−７９８７０号公報や特開昭５４−４８３７８
号公報に記載の技術を（みあわせたもの）の分級室への
粉体材料供給部は、サイクロン状の形状をなしており、
上部カバー６０の上面中央部には案内筒５０を起立状に
設け、該案内筒５０の上部外周面に供給筒８０が接続さ
れている。供給筒８０は、案内筒５０の外周に供給筒８
０を介して供給される粉体材料が案内筒内円周接線方向
に導入されるように接続されている。該供給筒８０より
案内筒５０内に粉体材料を供給すると、該粉体材料は案
内筒５０の内周面に沿って旋回しながら下降する。この
場合粉体材料は、供給筒８０より案内筒５０内周面に沿
って帯状に下降するため分級室４０に流入する粉体材料
の分布及び濃度が不均一となり（分級室へ案内筒内周面
の一部からのみ粉体材料は流入する）、分散が悪い。

また、処理量を大きくとると粉体材料の凝集がいっそう
起こり易（、さらに分散が十分に行われな（なり、高精
度の分級が行えないという問題点がある。また、粉体材
料を搬送するエアー量が多い場合、分級室に流入するエ
アーの量が多いため分級室において旋回する粒子の中心
向き速度が太き（なり、分離粒子径が大きくなるという
問題沖がある。したがって、通常分離粒子径を小さくす
る場合、案内筒上部１４０よりエアーをダンパーにより
コントロールして抜いているが、抜くエアー量が多いと
粉体材料の一部も排出し、損失するという実用上の問題
点が生じる場合もある。

そこで、第４図に示すとごく（特開平０１−２０７１５
２号公報参照）、分級室４上部に粉体供給筒８と連通ず
る環状の案内室５を設け、かかる案内室５と分級室４と
の間で案内室５の円周円の接線方向に先端を向けた複数
のルーバーを設け、さらに、粉体供給筒８には曲管状搬
送管１３が連結される構成とすることで、分級室４に流
入する粉体材料の分布及び濃度の偏析を改善する構造が
提案されている。

しかしながら、かかる構成にあっては、粉体材料をエア
ー搬送する為に該分級機上部の供給筒８と接続する搬送
管１３は、供給筒接続部の上流において曲管状となって
おり、かかる曲管状搬送管１３内をエアーに搬送されな
がら通過していく粉体材料は該曲管部で発生する遠心力
により曲管外周方向に偏りを生じ、その後流に位置する
環状の案内室５へ粉体材料を均一に供給できない。

［発明が解決しようとする課題］ そこで、本発明の目的とするところは、上記のような問
題点を解消し得る、すなわち ■４分級室へ粉体材料を均一に導入し得る点、■、微小
粒径の粉体材料を分級機の粉体材料供給部において十分
分散させることにより、従来装置よりも精緻に分級し得
る点、 等を満足する気流分級機を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の特徴とするところは、分級室上部に環状の案内
室を設け、さらに該案内室の上部中央に粉体供給筒を介
して曲管状搬送管を設け、該案内室と分級室との間に案
内室の円周円接線方向に先端を向けた複数のルーバーを
設け、分級室の底部に中央部が高くなる傾斜状の分級板
を設け、該分級室において搬送エアーと共に供給された
粉体材料を分級ルーバーを介して流入する気流によって
旋回流動させ微粉と粗粉とに遠心分離し、微粉を分級板
の中央部に設けられた排出口より排出させると共に、粗
粉を分級板の外周部に形成した排出口より排出させる気
流分級機において、前記粉体供給筒と曲管状搬送管の間
に、複数のエアー供紹ノズルを円周上に有した縮小拡大
管からなる分散整流管を設けた気流分級機としている点
にある。

尚、本発明の構成及び作用の詳細については、以下の実
施例にて説明する。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

大１１肌１ 第１図および第２図は、本発明の気流分級機の一実施例
を概略的に示した図である。

第１図において、１は筒状の本体ケーシングを示し、２
は下部ケーシングを示し、その下部に粗粉排出用のホッ
パー３が接続されている。本体ケーシング１の内部は、
分級室４が形成されており、この分級室４の上部は本体
ケーシング１の上部に取付けた環状の案内室５と中央部
が高くなる円錐状（傘状）の上部カバー６によって閉鎖
されている。

分級室４と案内室５の間の仕切壁に円周方向に配列する
複数のルーパー７を設け、案内室５に送り込まれた粉体
材料とエアーを各ルーパー７の間より分級室４に旋回さ
せて流入させる。なお、供給筒８を経て案内筒５の中を
流動するエアーと粉体材料は、各ルーパー７に均一に分
配されることが必要である。

さて、エアー搬送される粉体材料が分級機上方に位置す
る曲管状の搬送管１３を通過する際、粉体材料の流れは
それに発生する遠心力の作用によって曲管外周側に偏り
、流路断面に均一に分散された状態で供給筒８に流入す
ることが困難となる。そこで、曲管状の搬送管１３と供
給筒８の間に、本発明の特徴とする分散整流管１４を設
けることにより、流路断面上での粉体材料の偏りを修正
し、均一に分散させて連通ずる供給筒８に供給する。

かかる分散整流管１４は、絞り部内周に複数のエアー供
給ノズル１５を有した円筒状の縮小拡大管からなり、先
ず縮小管の領域で偏流した粉体材料を収束させて修正す
ると共に、ノズル１５より供給されたエアーの衝撃力に
より均一に分散させ、下流の拡大管（デイフユーザ−）
の領域で搬送エアー及び粉体材料の流れを整流する。

このようにして、エアーと粉体材料は、ルーパー７を介
して分級室４へ供給され、従来の方式より著しい分散の
向上が得られる。また、ルーパー７は可動であり、ルー
パー間隔は誠整できる。

本体ケーシング１の下部には日周方向に配列する分級ル
ーパー９を設け、外部から分級室４へ旋回流を起こす分
級エアーを分級ルーパー９を介して取り入れている。

分級室４の底部に、中央部が高くなる円錐状（傘状）の
分級板１０を設け、該分級板１０の外周囲に粗粉排出口
１１を形成する。また、分級板１ｏの中央部には微粉排
出シュート１２を接続し、該シュート１２の下端部をＬ
字形に屈曲し、この屈曲端部を下部ケーシング２の側壁
より外部に位置させる。さらに該シュートはサイクロン
や集塵機のような微粉回収手段を介して吸引ファンに接
続しており、該吸引ファンにより分級室４に吸引力を作
用させ、該ルーパー９間より分級室４に流入する吸引エ
アーによって分級に要する旋回流を起こしている。

本実施例で示す気流分級機は上記の構造から成り、曲管
状の搬送管１３より案内室５内に粉体材料をエアーとと
もに供給すると、この粉体材料を含むエアーは、案内室
５から各ルーパー７間を通過して分級室４に旋回しなが
ら均一の濃度で分散されながら流入する。

分級室４内に旋回しながら流入した粉体材料は、微粉排
出シュート１２に接続した吸引ファンにより、分級室下
部の分級ルーパー９間より流入する吸引エアー流にのっ
て旋回を増し、各粒子に作用する遠心力によって粗粉と
微粉とに遠心分離され、分級室４内の外周部を旋回する
粗粉は粗粉排出口１１より排出され、下部のホッパー３
より排出される。また、分級板１０の上部傾斜面に沿っ
て中央部へと移行、する微粉は微粉排出シュート１２に
より、微粉回収手段へ排出される。

分級室４に粉体材料とともに流入するエアーはすべて旋
回流となって流入するため、分級室４内で旋回する粒子
の中心向きの速度は遠心力に比べ相対的に小さ（なり、
分級室４において分離粒子径の小さな分級が行われ、粒
子径の非常に小さな微粉を微粉排出シュート１２に排出
させることができる。しかも、粉体材料がほぼ均一な濃
度で分級室に流入するため精緻な分布の粉体として得る
ことができる。

特に、第５図に示す如くジェットミルと直接連結し、ジ
ェットミルの分級機として、ジェットミルで粉砕した粒
子のうち粗い粒子を分離し、再びジェットミルに戻して
粉砕するというシステムで、気流分級機を使用する場合
、分級機に供給されるエアー量（供給筒８かも流入する
エアー量）が多くなるため、この効果が顕著になる。さ
らに、この場合、ジェットミルの処理量を多くする場合
や、粒子径の小さな粉砕品を得る場合には、ジェットミ
ルで使用される粉砕エアー量を多くする必要性があり、
より著しい効果となる。

尚、分級室４下部で旋回流を生起させるエアーの流入方
法は、第１図に示す外気から分級ルーパー９間より流入
する吸引エア一方式のみに限定されるものではない。

以下に、かかる気流分級機を用いて処理を行った場合の
実施例及び比較例を述べる。

去Ｊｌ肚ｌ 上記の配合よりなるトナー材料を加熱混練し、それを冷
却後、ハンマーミルで粗粉砕して得た粉体材料を、第１
図に示した気流分級機に毎分１００ｇの割合で投入し、
第５図に示した如く、分離粗粉を該分級機に接続したジ
ェットミル（日本ニューマチック工業社製超音速ジェッ
トミルクに流入させ、微粉砕（粉砕用ジェットエアー圧
力５ｋｇｆ／ｃｍ２）を行い、微粉砕された粉体材料を
再び、粗粉砕して得た粉体材料とともに該分級機に投入
し、分離微粉を微粉砕製品として得た。その結果、平均
粒径４．２μｍで、１０μｍ以上頻度０．１重量％の微
粉砕製品が１ｏＯｇ／ｍｉｎで得られた。平均粒径は、
粒径−重量分布のメジアン値粒径であり、コールタ−カ
ウンターエレクトロニクス社製コールタ−カウンタで測
定した。

尚、分散整流管１４絞り部のエアーノズルから供給した
エアー圧力は１．０ｋｇ／ｃｍ”　　（Ｇ）であった。

叉Ｊ目糺溢 実施例２と同じ材料を実施例２と同じ供給量（１００ｇ
／ｍ１ｎ）で実施例２と同じ分級機−ジェットミルに投
入し、粉砕用ジェットエアー圧力を６Ｋｇｆ／ｃｍ”で
、微粉砕製品を得たところ、その粒度は、平均粒径３．
４μｍであり、１０μｍ以上頻度Ｏ重量％であり、収量
１００ｇ／　ｍ　ｉ　ｎで得られた。

尚、このとき、気流分級機に粉体材料とともに入るエア
ー量は実施例２のときの約１．２倍であった。

工］Ｌ［江１ 実施例２と同じ粗砕材料を実施例２と同じ供給筒（１０
０ｇ／ｍ　ｉ　ｎ）で、第３図に示した気流分級機に投
入し、分離粗粉を該分級機に接続したジェットミル（日
本ニューマチック工業社製超音速ジェットミル）に流入
させ微粉砕く粉砕用ジェットエアー圧力５ｋｇｆ／ｃｍ
”）を行い、微粉砕材料を再び、粗砕材料とともに該分
級機に投入し、分離微粉を微粉砕製品として得たところ
、その粒度は、平均粒径７．５μｍであり、１０ＬＬｍ
以上頻度１５．０重量％であり、収量は９８ｇ／ｍｉｎ
であった。

Ｌ校亘ユ 実施例２と同じ材料を実施例２と同じ供給量（１００ｇ
／ｍ１ｎ）で、比較例１と同じ分級機−ジェットミルに
投入し、粉砕用ジェットエアー圧力を６ｋｇｆ／ｃｍ”
）で微粉砕製品を得たところ、その粒度は、平均粒径６
．３μｍであり、１０μｍ以上頻度７．０重量％であり
、収量は９７ｇ／ｍｉｎであった。

Ｌ較■ユ 実施例２と同じ材料を実施例２と同じ供給量（１００ｇ
／ｍ１ｎ）で、実施例２０分級機の分散整流管が無い分
級機（第４図）−ジェットミルに投入し、粉砕用ジェッ
トエアー圧力を５ｋｇｆ／　ｃ　ｍ　”で微粉砕製品を
得たところ、その粒度は、平均粒径４．７μｍであり、
１０μｍ以上頻度０．１重量％であり、収量１００ｇ／
ｍｉｎであった。

比Ｉ目粗Ａ 実施例２と同じ材料を実施例２と同じ供給量（１００ｇ
／ｍ１ｎ）で、実施例３と同じの分級機−ジェットミル
に投入し、粉砕用ジェットエアー圧力を６ｋｇｆ／ｃｍ
２で微粉砕製品を得たところ、その粒度は、平均粒径３
．７μｍであり、１１０ｌ１以上頻度Ｏ重量％であり、
収量１００　ｇ　／　ｍ　ｉ　ｎであった。

以上のように実施例２．実施例３では、それぞれ比較例
１．比較例２．比較例３．及び比較例４に比べて小さな
粒径の微粉砕製品（分離微粉）が得られた。特に、実施
例２と比較例３においては、分散整流管の効果により平
均粒径が約１０％小さくなっている。また、実施例３と
比較例４においては、同様な効果により平均粒径が約８
％小さ（なっている。

夾」ｌ引Ａ 実施例２と同様の配合よりなるトナー材料を加熱混練し
、それを冷却後、ハンマーミルで粗粉砕し、それをジェ
ットミル（日本ニューマチック工業社製超音速ジェット
ミル）に供給して、平均粒径７．Ｏｕｍであり、４．０
μｍ以下頻度１５重量％に微粉砕されたトナー粉体を第
１図に示した気流分級機で分離粒子径として分離微粉の
平均粒径４，０μｍになるように分級したところ、分離
微粉は平均粒径４．０μｍであり、２．５μｍ以下頻度
５重量％、分離粗粉は平均粒径７．６μｍであり、４．
０μｍ以下頻度１．２重量％となった。また、分離微粉
と分離粗粉の収量比は１６：８４であった。

工ｊ目艷二 実施例４と同じ平均粒径７．ＯＩＬｍ、４．０μｍ以下
頻度１５重量％のトナー粉体な第４図に示した気流分級
機で分離粒子径として分離微粉の平均粒径４．０μｍに
なるように分級したところ、分離微粉は平均粒径４．０
μｍ、２．５μｍ以下頻度１５重量％１分離粗粉は平均
粒子径７．４μｍであり、４．０μｍ以下頻度５重量％
となり、実施例４と比べると、微粉粗粉ともに、実施例
４の方が粒径−重量頻度分布のシャープな粉体が得られ
た。

また、このときの分離微粉と分離粗粉の収量比は２５　
：　７６であった。

嵐較■ヱ 実施例４と同じ平均粒径７．０μｍ、４．０μｍ以下頻
度１５重量％のトナー粉体を比較例３と同じ気流分級機
（第４図）で分離粒子径として分離微粉の平均粒径４．
０μｍになる様に分級したところ、分離微粉は平均粒径
４．０μｍであり、２．５μｍ以下頻度７重量％１分離
粗粉は平均粒径７．５μｍであり、４．０μｍ以下頻度
１．５重量％となった。また、分離微粉と分離粗粉の収
量比は２０：８０であった。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明は曲管状の搬送管１３から
分級室４へ流入する粉体材料と搬送エアーを、曲管状の
搬送管１３と供給筒８の間に設けた分散整流管１４によ
り均一に分散整流し、案内室５と分級室４の間に設けた
ルーパー９の間から分級室４に旋回しながらしかも全周
から均一な粉体材料濃度で流入させるようにしたため、
精度良く効果的に分級することができる。さらに、分級
室４において旋回する粒子の中心向きの速度を小さくす
ることができるため、分離粒子径を小さくできる。特に
、ジェットミルと接続した系のように、粉体材料ととも
に流入するエアーの量が多い場合には、分離粒子径を小
さ（する効果が著しく、ジェットミルによる微粉砕製品
としてより小さな粒径のものを効果的に得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の気流分級機の一実施例を示す側断面
図である。 第２図は、第１図のＡ−Ａ部における断面図である。 第３図及び第４図は、従来の気流分級機の側断面図であ
る。 第５図は、実施例及び比較例における気流分級機とジェ
ットミルを連結させたシステムのフローチャート図であ
る。 １．１０１・・・本体ケーシング ２．２０・・・下部ケーシング ３．３０・・・粗粉排已用ホッパー ４．４０・・・分級室 ５・・・案内室 ６・・・上部カバー ７・・・ルーバー ８・・・供給筒 ９．９０・・・分級ルーバー １０．１００・・・分級板 １１．１１０・・・粗粉排出口 １２．１２０・・・微粉排出シュート １３・・・曲管状の搬送管 １４・・・分散整流管 １５・・・エアー供給ノズル ５０・・・案内筒 ６０・・・上部カバー ８０・・・供給筒 １４０・・・案内筒上部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）分級室上部に環状の案内室を設け、さらに該案内
   室の上部中央に粉体供給筒を介して曲管状搬送管を設け
   、該案内室と分級室との間に案内室の内周円接線方向に
   先端を向けた複数のルーバーを設け、分級室の底部に中
   央部が高くなる傾斜状の分級板を設け、該分級室におい
   て搬送エアーと共に供給された粉体材料を分級ルーバー
   を介して流入する気流によって旋回流動させ微粉と粗粉
   とに遠心分離し、微粉を分級板の中央部に設けられた排
   出口より排出させると共に、粗粉を分級板の外周部に形
   成した排出口より排出させる気流分級機において、 前記粉体供給筒と曲管状搬送管の間に、複数のエアー供
   給ノズルを絞り部円周上に有した縮小拡大管からなる分
   散整流管を設けたことを特徴とする気流分級機。