JPH05208172A - 分級方法および分級装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 構造が比較的単純でありながら、石炭粉末、
セメント粉末、セメント原料粉末、石灰石粉末などの各
種の粉体の分級を高い分級効率で実現することのできる
分級方法および分級装置を提供する。 【構成】 微粉採取口、および粗粉排出口または粗粉粉
砕ミルを備えたハウジング、そしてハウジング内に回転
可能に軸支された、複数枚のリング状板が積層してなる
分級回転体を有する分級装置を用い、分級回転体を回転
させながら、その外側部分から分級対象の粉体を気体流
と共に、隣接するリング状板同士の間に流れる気体流が
層流となるような条件にて内側に移動させることにより
微粉を粗粉から分離し、そして分級回転体の内側に集め
られた微粉を微粉採取口を介して取り出し、一方分級回
転体の外側より落下する粗粉を粗粉排出口より排出する
か、あるいは粗粉粉砕ミルにて粉砕したのち、再度上記
分級操作にかけることを特徴とする粉体の分級方法、お
よびその分級方法の実施に適した分級装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、石炭粉末、セメントお
よびその原料粉末、石灰石粉末などの各種の粉体の分級
に適した分級方法と、その分級方法において使用するに
適した分級装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】石炭粉末、セメントおよびその原料粉
末、石灰石粉末などの粉体を分級する方法として、筒状
のハウジング内に備えられた分級回転体（分級羽根を多
数組み合せて筒状としたもの）の外周側に、粉体を空気
流などの気体流にのせて供給し、粉体の内の微粉部分を
分級回転体の内部に通過させて、これを取り出し、一
方、分級回転体の内部に入り込まないで分級回転体の外
側より落下する粗粉部分をハウジングの下部より排出す
るか、あるいは粗粉を分級回転体の下部に備えた粉砕手
段により粉砕したのち、上記の分級操作にかける方法が
一般的に利用されている。

【０００３】従来より利用されている分級装置の分級回
転体の典型的な構造を図７に示す。すなわち、図７で
は、分級回転体３４は、回転軸と、その周囲に放射状に
立設された複数の分級羽根３５からなる構造を有してい
る。分級操作時において、気体流にのせられた粉体は、
回転下にある分級回転体３４の外側に供給される。回転
下の分級回転体３４の外周領域には自由渦が発生し、一
方、分級羽根の間の領域には強制渦が発生する。このた
め、粉体は、まず自由渦領域にて部分的に遠心分離さ
れ、ここで粗粉の一部が分級回転体から遠い領域に移動
し、重力により下方に落下する。残りの粗粉部分と微粉
部分とは、自由渦領域から分級羽根３５の間の強制渦領
域に移動していくが、この領域間の移動の際に、気流の
方向が変化するため、慣性力の大きい大粒子（粗粉）は
強制渦領域の気流（分級回転体の内部に向かう気流）に
のりにくく、従って分級羽根に衝突しやすくなる。そし
て、分級羽根に衝突した大粒子の多くは分級回転体の外
側にはじき出され、これもまた重力の作用によって下方
に落下する。これに対して、小粒子（微粉）は、自由渦
領域から分級羽根間の強制渦領域に移動する際の気流の
変化にのりやすいため、分級羽根の間を自由に通過して
分級回転体の内部に容易に到達する。このように分級回
転体の内部に到達した微粉は、次いで微粉取り出し口よ
り集められる。

【０００４】従来の一般的な分級装置の分級操作は上記
のように、回転軸と、その周囲に放射状に立設された複
数の分級羽根からなる構造を有する分級回転体の周囲に
おける自由渦領域での遠心力そして、その自由渦領域か
ら分級羽根間の強制渦領域に粉体が移動する際に発生す
る分級羽根との衝突によって粗粉が外側領域へ弾き出さ
れる現象を利用している。しかしながら、実際には、分
級羽根間にて分級羽根の表面部分と衝突した粗粉（大粒
子）の全てが外側に弾き出されるとは限らないとの問題
がある。すなわち、粒子といえども球体でないものも多
く、また通常は不規則な回転運動をしており、このよう
な非球体粒子および不規則な回転状態にある粒子は、分
級羽根と衝突した場合に、常に外側に弾き出されるとは
限らず、その一部は回転体の内部の方向に弾かれること
がある。後者の大粒子（粗粉）は微粉と共に回転体の内
部に入り込み、微粉と一緒に取り出されるこになる。こ
のような粗粉の微粉への混入は分級効率を低下させるも
のであり、分級効率の向上のためにも粗粉の混入の回避
が望まれる。

【０００５】粉体の分級効率の向上のための分級装置の
改良は既に種々提案されており、たとえば、立設された
分級羽根の角度を変えるとか、分級回転体に水平（分級
羽根に対して垂直方向）に穴の開いた整流板を付設する
とかの改良案が既に知られている。これらの改良案は、
たとえば特公平３−３５９９３号公報、同３−１４５１
４号公報、特開平２−３０３５６０号公報、同３−１３
５４８１号公報などに記載されている。しかし、これら
の改良された分級装置は構造が複雑であるか、あるいは
その分級効率の向上が必ずしも満足できるレベルにまで
達しないとの問題がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、構造が比較
的単純でありながら、石炭粉末、セメントおよびその原
料粉末、石灰石粉末などの各種の粉体の分級を高い分級
効率で実現することのできる分級方法および分級装置を
提供することを、その目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、微粉採取口、
および粗粉排出口と粗粉粉砕ミルとのうちの少なくとも
一方を備えたハウジング、そしてハウジング内に回転可
能に軸支された、複数枚のリング状板が積層してなる分
級回転体を有する分級装置を用い、分級回転体を回転さ
せながら、その外側部分から分級対象の粉体を気体流と
共に、隣接するリング状板同士の間に流れる気体流が層
流となるような条件にて内側に移動させることにより微
粉を粗粉から分離し、そして分級回転体の内側に集めら
れた微粉を微粉採取口を介して取り出し、一方分級回転
体の外側より落下する粗粉を粗粉排出口より排出する
か、あるいは粗粉粉砕ミルにて粉砕したのち、再度上記
分級操作にかけることを特徴とする粉体の分級方法にあ
る。

【０００８】また本発明は、上記の粉体の分級方法の実
施に有利に利用することのできる、微粉採取口、および
粗粉排出口と粗粉粉砕ミルとのうちの少なくとも一方を
備えたハウジング、ハウジング内に回転可能に軸支され
た、複数枚のリング状板が、隣接する板同士の間隔がそ
の間に流れる気体流が層流となるような狭い間隔を介在
させながら積層してなる分級回転体（但し、この分級回
転体は、その内側で、上記微粉採取口に通じており、そ
してその外側は粗粉排出口もしくは粗粉粉砕ミルに通じ
ている）、そしてハウジング内の分級回転体の外側部分
に分級対象の粉体を気体流と共に供給する粉体・気体流
供給機構を有してなる分級装置をも提供する。

【０００９】次に添付図面を参照しながら、本発明を詳
しく説明する。図１は、本発明の分級方法の実施に適し
た分級装置の構造の一例を模式的に示している。本発明
の分級方法の実施に適した分級装置は大別して、ハウジ
ング、分級回転体、そして粉体・気体流供給機構からな
る。

【００１０】図１において、ハウジング１１には、その
上方部分に微粉採取口１２が備えられており、そして下
方には粗粉排出口１３が備えられている。なお、通常の
粉体の分級においては微粉を分離回収することが目的で
あることが多いため、微粉と粗粉の各々の取り出し口に
ついて、このような名前を付けたが、粗粉が、目的とす
る分離回収物であってもよいことは勿論である。

【００１１】図１の分級装置のうち、分級回転体１４の
みを、その斜視図を示したものが図２である。分級回転
体１４は、ハウジング１１の内部に回転可能に軸支され
れおり、複数枚のリング状板１５が、隣接する板同士の
間隔がその間に流れる気体流を層流とするような狭い間
隔を介在させながら積層している。隣接するリング状板
の間の間隔は、通常は、２〜１００ｍｍの範囲にあり、
好ましくは、５〜４０ｍｍ、さらに好ましくは５〜２０
ｍｍの範囲にある。間隔が上記の範囲よりも広いと、そ
の間を通過する気体流が層流になりにくく、粉体の分級
が効率良く行なわれにくい。一方、間隔が狭すぎると、
微粉自体の通過が困難となるため、全体としての分級効
率が低下する。

【００１２】ただし、隣接する板同士の間隔がその間に
流れる気体流を層流とするようにするためには、板同士
の間隔のみではなく、風量（分級回転体を通過する気
体）、気体の動粘度係数、分級回転体の開口高さ（リン
グ状板の最上部と最下部との距離からリングの板厚分の
総計を差し引いた長さ）、平均リング径（各々のリング
状板の外周径の平均値）などを総合した値が、一定の条
件を満たす必要がある。通常、気流が層流であるか乱流
であるかは、下記の式で定義されるレイノルズ数により
おおむね判断することができる。 Ｒｅ＝２ｄＱ／πＤｈν （ただし、Ｒｅはレイノルズ数、ｄは隣接するリング状
板の間の距離（ｍ）、Ｑは風量（ｍ³ ／秒）、Ｄは平均
リング径（ｍ）、ｈは分級回転体の開口高さ（ｍ）、そ
してνは気体の動粘度係数（ｍ² ／秒）である。）そし
て、一般に、レイノルズ数が２０００以下である場合を
層流という。ただし、本発明においては、分離効率を考
慮すると、レイノルズ数が１０００以下の層流であるこ
とが好ましく、特に８００以下の層流であることが好ま
しい。レイノルズ数が余り小さすぎると、分離精度は高
くなるが、分級処理量が低下するので、工業上の分級操
作では、レイノルズ数が２以上であることが好ましい。

【００１３】分級回転体１４は、その内側で、ハウジン
グの微粉採取口１２に通じており、そしてその外側は粗
粉排出口１３に通じている。分級回転体の下部には、ハ
ウジング外から供給される分級対象の粉体を受け入れる
粉体受け板１６が備えられていることが好ましい。な
お、本発明の分級装置において、分級回転体には、必要
に応じて、たとえば図３に示すように、従来の分級回転
体で用いられている分級羽根を併設した形態とすること
もできる。本発明の分級回転体のリング状板の外周およ
び内周の形状は必ずしも円形である必要はなく、四角
形、六角形、八角形などの多角形であってもよい。そし
て、リング状板は必ずしも回転軸に対して垂直な平面に
ある必要はなく、実質的にリング状板間の層流形成を妨
げない限り、若干の傾斜および曲面などがあってもよ
い。そのような構成の例を図４と図５とに示す。また、
リング状板間の間隔（距離）は、必ずしも全て一定であ
る必要はなく、リング状板の内周や外周の形や大きさも
必ずしも全て一定である必要はなく、適宜変えてもよ
い。

【００１４】粉体・気体流供給機構は、通常は、それぞ
れ独立した粉体送入パイプ１７と空気流送入装置１８と
から構成される。粉体送入パイプ１７はハウジング内に
開口部を有する。この開口部は、図１に示されているよ
うに、分級回転体１４の粉体受け板１６の上方に配置さ
れることが好ましい。また、空気流送入装置１８のハウ
ジング内での開口部は、図１に示されているように、粉
体受け板１６の下方に配置されることが好ましい。この
ような配置にて粉体・気体流供給機構を構成すると、粉
体送入パイプ１７から送入された粉体は、一旦粉体受け
板１６の上に載せられ、次いで分級回転体１４の回転に
よって、粉体受け板１６の外周側に移動し、最後にその
外周から飛び出して落下するが、その際に下方から吹き
上ってくる空気流の作用によって上方の分級回転体の外
周側に昇っていく。この際に、微粉は空気流にのって上
昇しやすく、粗粉は空気流にのりにくいため、この段階
でも予備的な分級が実現する。なお、分級装置における
粉体・気体流供給機構としては各種の機構が知られてお
り、その内の一部は前掲の公告公報および公開公報にも
記載されている。本発明の分級装置における粉体・気体
流供給機構としては、それらの公知の粉体・気体流供給
機構のいずれもが利用できることは勿論である。また、
粉体・気体流供給機構は、ハウジングの外部から予め粉
体を空気などの気体流に載せた状態で、ハウジング内に
送り込む装置からなるものであってもよい。

【００１５】本発明の分級方法の実施に適した分級装置
の構造の他の例を図６に、図１と同様に模式的にて示
す。

【００１６】図６において、ハウジング２１には、その
上方部分に微粉採取口２２が備えられており、そして下
方には粗粉粉砕ミル２３が備えられている。分級回転体
２４は、ハウジング２１の内部に回転可能に軸支されれ
おり、複数枚のリング状板２５が、隣接する板同士の間
隔がその間に流れる空気流を層流とするような狭い間隔
を介在させながら積層している。

【００１７】分級回転体２４は、その内側で、ハウジン
グの微粉採取口２２に通じており、そしてその外側は漏
斗状の粗粉案内装置２６を介して粗粉粉砕ミル２３が備
えられている。

【００１８】粉体・気体流供給機構は、それぞれ独立し
た粉体送入パイプ２７と空気流送入装置２８とから構成
される。粉体送入パイプ２７はハウジング内の粗粉粉砕
ミル２３の上方に開口部を有する。すなわち、このよう
に粉体・気体流供給機構を構成すると、粉体送入パイプ
２７から送入された粉体のうち粗粉は、まず粗粉粉砕ミ
ル２３の上に落ちやすく、分級操作にかけられる前にそ
こで予め粉砕されることになる。一方、粉体送入パイプ
２７から送入された粉体のうち微粉は、そのまま空気流
にのって分級回転体２４の外側に運ばれ、分級操作にか
けられることになり、分級効率の向上につながる。

【００１９】図６の分級装置の分級回転体２４による分
級機構は、図１の分級装置の分級回転体１４による分級
機構と、原理的には同一である。分級操作により分級回
転体２４の外部に弾き出された粗粉は落下していき、漏
斗状の粗粉案内装置２６を通って粗粉粉砕ミル２３の上
に落ちる。この粗粉は、そこで再度粉砕され、次いで空
気流により繰り返し上方に運ばれ、同様な分級操作を受
ける。

【００２０】

【発明の効果】本発明の分級装置では、分級回転体が略
水平に配置された複数のリング状板の積層体から構成さ
れており、隣接するリング状板の間隔は、そこを通る空
気流が層流となる程度に狭く形成されているため、粉体
の分級、すなわち、粗粉と微粉との分離が効率良く実現
する。特に、粗粉がリング状板の間隙に入り込んだ後、
その板表面に衝突した場合でも、その衝突が激しくない
ため、分級回転体の内側にまで粗粉（大粒子）が紛れ込
む確率が、従来の縦型に配置された分級羽根を利用する
場合に比べて大幅に低減し、分級効率の向上が実現す
る。また、上記のように本発明の分級回転体のリング状
板に対する粗粉（大粒子）の衝突の強さは、従来の縦型
に配置された分級羽根を利用する場合に比べて低下する
ため、分級回転体の損耗が少なく、従って、その寿命が
顕著に伸びるとの利点もある。そして、分級対象の粉体
への衝撃も弱くなるため、粉体が壊されにくくなる。さ
らに、本発明の、略水平に配置された複数のリング状板
の積層体から構成された分級回転体は、その回転時にお
ける空気の抵抗が、従来の縦型に配置された分級羽根を
利用する場合に比べて大幅に低減するため、分級操作に
必要なエネルギーが顕著に低減するとの利点もある。ま
た、上記の空気抵抗が少ないとの理由により分級羽根の
作用をするリング状板の厚みを低減できるとの利点もあ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の分級装置の構造の一例の模式図であ
る。

【図２】図１の分級装置のうち、分級回転体のみを取り
出した斜視図である。

【図３】本発明の分級装置に用いられる他の分級回転体
の構成例を示す斜視図である。

【図４】本発明の分級装置に用いられるリング状板の他
の構成例を示す図である。

【図５】本発明の分級装置に用いられるリング状板の他
の構成例を示す図である。

【図６】本発明の分級装置の構造の他の例の模式図であ
る。

【図７】公知の分級装置の分級回転体の構造を示す模式
図ある。

【符号の説明】

１１ ハウジング １２ 微粉採取口 １３ 粗粉排出口 １４ 分級回転体 １５ リング状板 １６ 粉体受け板 １７ 粉体送入パイプ １８ 空気流送入装置 ２１ ハウジング ２２ 微粉採取口 ２３ 粗粉粉砕ミル ２４ 分級回転体 ２５ リング状板 ２６ 粗粉案内装置 ２７ 粉体送入パイプ ２８ 空気流送入装置 ３４ 分級回転体 ３５ 分級羽根

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 微粉採取口、及び粗粉排出口と粗粉粉砕
   ミルとのうちの少なくとも一方を備えたハウジング、そ
   してハウジング内に回転可能に軸支された、複数枚のリ
   ング状板が積層してなる分級回転体を有する分級装置を
   用い、分級回転体を回転させながら、その外側部分から
   分級対象の粉体を気体流と共に、隣接するリング状板同
   士の間に流れる気体流が層流となるような条件にて内側
   に移動させることにより微粉を粗粉から分離し、そして
   分級回転体の内側に集められた微粉を微粉採取口を介し
   て取り出し、一方分級回転体の外側より落下する粗粉を
   粗粉排出口より排出するか、あるいは粗粉粉砕ミルにて
   粉砕したのち、再度上記分級操作にかけることを特徴と
   する粉体の分級方法。
2. 【請求項２】 微粉採取口、および粗粉排出口と粗粉粉
   砕ミルとのうちの少なくとも一方を備えたハウジング、
   ハウジング内に回転可能に軸支された、複数枚のリング
   状板が、隣接する板同士の間隔がその間に流れる気体流
   が層流となるような狭い間隔を介在させながら積層して
   なる分級回転体（但し、この分級回転体は、その内側
   で、上記微粉採取口に通じており、そしてその外側は粗
   粉排出口もしくは粗粉粉砕ミルに通じている）、そして
   ハウジング内の分級回転体の外側部分に分級対象の粉体
   を気体流と共に供給する粉体・気体流供給機構を有して
   なる分級装置。
3. 【請求項３】 分級回転体の下端部に粉体受け板が備え
   られ、粉体・気体流供給機構が粉体送入パイプと気体流
   送入装置とからなり、粉体送入パイプのハウジング内開
   口部が粉体受け板の上方に配置され、かつ気体流送入装
   置のハウジング内開口部が粉体受け板の下方に配置され
   てなる請求項２記載の分級装置。