JPH06134401A - 粉末原料の分級装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 粉末原料を分級装置に一回通過させるだけで
３種以上の粒径群の粒体を得ることができるとともに、
粒径が数μｍ単位の微粉域での分級であっても、高精度
かつ効率よく行うことができる粉末原料の分級装置を提
供する。 【構成】 複数の回転体を収容する分級室と分級室の上
方に設けられた原料供給部と分級室の側部から中心部に
向けて空気を案内する空気案内部と回転体を回転駆動さ
せる駆動部を有する。回転体は整流板と整流板の外周縁
部に放射状に延びた板状分級羽根からなる。回転体はそ
れぞれの回転軸の位置が同軸上に配置されるとともに、
外径が異なって形成されており、最外郭の回転体外側部
分、複数の回転体により形成される各間隙部分、最内郭
の回転体に設けられた開口部分のそれぞれの下方を、分
級され落下した各分級粒群が混ざり合うことなく独立し
て収集排出されるように各粒群収集排出部を隔絶分離し
た構造となるように配設されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粉末原料を粗粉と微粉
とに分離する分級装置に係り、詳しくは３種以上の粒径
群に分級し得る粉末原料の分級装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】セメント等の粉末原料を粗粉と微粉とに
分離する分級装置としては、粉末原料を気流に乗せ、こ
れに遠心力と求心力とを同時に作用させることにより、
所望の粒径域で粉末原料の選別を行うものが一般に使用
されている。このような粉末原料の分級装置は、通常、
複数の分級羽根が設けられた回転体からなる分級部で粗
粉と微粉とを分級し、微粉を分級室下方に設けられた微
粉排出部に移行せしめるとともに、粗粉を遠心力によっ
て分級部側方に移行せしめるものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の粉末原料の分級装置にあっては、同一の粉末
原料から３種以上の粒群に分けるには２回以上の分級操
作を行わねばならない。そして、１次分級工程から２次
分級工程までの間に、粉末原料がある程度の距離を経る
場合や、またはある程度の時間を経てしまう場合やさら
には一時的に収集貯蔵した場合には、粉末原料である粉
体が再凝集を起こしてしまい、精度の高い２次分級が難
しくなるといった欠点がある。

【０００４】また、数μｍ単位の微粉部分の分級を行う
場合には、微粉部分の分散が難しいことから、特に高精
度な分級を行うためには粉体濃度を薄くしたり、圧縮エ
アを導入するなどの手段を講ずる必要があり、大きなエ
ネルギーロスを招くといった欠点もある。さらに、高精
度な分級を行うため２回以上の工程で処理する場合に
は、設備全体の構成が複雑になるとともに大きな設置ス
ペースを必要としていた。

【０００５】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、粉末原料を分級装置に一
回通過させるだけ、すなわち一回の分級処理で３種以上
の粒径群の粒体を得ることができるとともに、粒径が数
μｍ単位の微粉域での分級であっても、高精度かつ効率
よく行うことができる粉末原料の分級装置を提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明では、ケーシング
内に形成されて複数の回転体を収容する分級室と、該分
級室の上方に設けられた原料供給部と、ケーシングに設
けられて分級室の側部から中心部に向けて空気を案内す
る空気案内部と、前記回転体を回転駆動せしめる駆動部
を具備してなり、前記回転体が、それぞれ円盤状の整流
板と、該整流板の外周縁部にその回転中心から円周方向
へ放射状に延びて設けられた複数の板状分級羽根とから
なり、かつこれら回転体が、それぞれの回転軸の位置が
同軸上に配置されるとともに、それぞれの回転体は外径
が異なることによって回転体間に所定幅の間隙が形成さ
れるように配置され、前記分級室下方が、該分級室によ
り分離され落下した粗粉粒群を収集し排出するケーシン
グホッパー部分と、前記回転体間隙に分離され落下した
粒群を他の粒群から隔絶して収集し排出する部分と、前
記回転体のうち最も中心側に位置する回転体の下方から
ダクトを通して微粉を排出する部分により構成されてな
ることを前記課題の解決手段とした。

【０００７】

【作用】本発明の粉末原料の分級装置によれば、分級室
内に導入された粉末原料に、整流板と複数の分級羽根と
を有する各回転体により遠心力が、また空気供給源を連
結することにより導入され空気案内部によって案内され
回転中心方向へ向かう空気の流れにより求心力がそれぞ
れ働き、これによって粗粉は遠心力により外周方向へと
放出され、微粉は空気流の抗力により回転中心方向へと
向かう。そして、これにより粗い粒子群は外側へ、中間
の粒子群は複数の回転体により形成される各間隙部分
へ、細かい粒子群は中心側へと粒子径に応じて順次数種
の粒子群に分級され、さらにその粒子径に応じて各粉末
は粗粉排出部、各中間粉排出部、微粉排出部にそれぞれ
導かれる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を実施例により詳しく説明す
る。図１および図２は本発明の粉末原料の分級装置の一
実施例を示す図であり、これらの図において符号１は分
級機ケーシング（以下、ケーシングと略称する）であ
る。このケーシング１は、略円筒状のケーシング本体２
と、該ケーシング本体２の上部開口を覆う蓋部３と、下
部開口を覆うようにして配設された逆円錐状の底部４と
からなるものであり、ケーシング本体２内を分級室５と
したものである。ケーシング本体２は、外壁２ａと内壁
２ｂとからなる二重構造のもので、その上部には外壁２
ａと内壁２ｂとの間の空間部に連通する上部エア導入口
６が設けられている。内壁２ｂには、外壁２ａと内壁２
ｂとの間の空間部を前記分級室５に連通せしめるための
案内口７が複数形成されている。

【０００９】また、ケーシング１には、ケーシング本体
２と蓋部３との間に原料供給部８が設けられており、ケ
ーシング本体２と底部４との間に下部エア導入口９が設
けられている。ここで、原料供給部８には、開閉自在な
蓋（図示略）が取り付けられている。分級室５には、こ
の例では第１の回転体１０と第２の回転体１１とが配設
されている。第１の回転体１０は、外周部に段差を有す
る円盤状の整流板１０ａと、該整流板１０ａの外周縁部
下面に設けられた複数の板状分級羽根１０ｂとを有して
なるもので、整流板１０ａの中心部が円筒状の回転軸１
２に固定されたものであり、この回転軸１２の回転に伴
って水平方向に回転するものである。分級羽根１０ｂ…
は、回転軸１２から円周方向へ放射状に延びて設けられ
たもので、それぞれの高さ方向には中央部および下端部
に整流板１３ａ、１３ｂが設けられている。これら整流
板１３ａ、１３ｂは、隣り合う分級羽根１０ｂ、１０ｂ
間にそれぞれ配置されたもので、かつ前記整流板１０ａ
と平行に設けられたものである。

【００１０】また、第２の回転体１１は、前記整流板１
０ａより僅かに下方に配置された円盤状の整流板１１ａ
と、該整流板１１ａの外周縁部下面に設けられた複数の
板状分級羽根１１ｂとを有してなるもので、整流板１１
ａの中心部が回転軸１４に固定されたものであり、この
回転軸１４の回転に伴って水平方向に回転するものであ
る。ここで、回転軸１４は、前記円筒状の回転軸１２内
に挿通されて配設されたもので、回転軸１２と同一の中
心軸を有したものとなっている。また、これら回転軸１
２および回転軸１４は、それぞれ別の回転駆動部（図示
略）に連結されており、これによってその回転方向や回
転速度が互いに独立して制御されるようになっている。

【００１１】整流板１１ａは、その外径が前記整流板１
０ａの外径より小径に形成されたもので、かつその外周
縁が整流板１０ａに設けられた分級羽根１１ｂの回転軸
１２側端縁より回転軸１２側に位置するよう形成された
ものであり、これによって第１の回転体１０と第２の回
転体１１とは互いにその回転を干渉しないようになって
いる。分級羽根１１ｂ…は、第１の回転体１０の場合と
同様に回転軸１４から円周方向へ放射状に延びて設けら
れたもので、それぞれの高さ方向には中央部および下端
部に整流板１５ａ、１５ｂが設けられている。これら整
流板１５ａ、１５ｂは、隣り合う分級羽根１１ｂ、１１
ｂ間にそれぞれ配置されたもので、かつ前記整流板１１
ａと平行に設けられたものである。また、分級羽根１１
ｂの下端部の整流板１５ｂはドーナツ板状に形成されて
おり、その中央の孔部１６の下方にはダクト１７がその
一方の開口部を孔部１６にほぼ一致させるようにして配
設されている。このダクト１７は、後述するように導入
された空気の排出ダクトとなるとともに、他方の開口部
（図示略）を微粉排出部（図示略）としたものである。
なお、本実施例においては、前記上部エア導入口６およ
び下部エア導入口７と、ダクト１７とによって分級室５
内に導入された空気の流れが決定されるようになってお
り、これら上部エア導入口６、下部エア導入口９、ダク
ト１７から本発明の空気案内部が構成されている。

【００１２】前記ケーシング１の底部４は、ホッパー状
に形成されたもので、その内部が分級室５と連通したも
のであり、その下端部には粗粉排出部１８が形成されて
いる。また、前記第１の回転体１０の下方には、その分
級羽根１０ｂの直下部にホッパー１９が配設されてい
る。このホッパー１９は逆円錐状のもので、その上部開
口部の開口縁が整流板１３ｂ直下部に位置せしめられ、
かつ整流板１３ｂと前記ホッパー１９の間には空気流お
よび粉体の相互移動がない構造としたものであり、ほぼ
全体がケーシング１の底部４内に収容されたものであ
る。また、このホッパー１９の底部には管部１９ａが形
成されており、この管部１９ａはケーシング１の底部４
を貫通して設けられている。そして、底部４の外側に配
置された管部１９ａの端部にはバルブが取り付けられ、
該端部が中間粉排出部２０となっている。

【００１３】このような分級装置により粉体原料を分級
するには、ダクト１７のエア排出開口部をバグフィルタ
ー等の微粉捕集器を介して風車に連結することにより、
空気流がエア導入口６および９から分級室５内へ流入し
て、第１の回転体１０の分級羽根１０ｂ−１０ｂ間、第
２の回転体１１の分級羽根１１ｂ−１１ｂ間を順次通過
し、整流板１５ｂの開口部１６を通過してダクト１７に
抜けるようにし、ここに回転駆動部を作動させて回動軸
１２、回動軸１４をそれぞれ回転させ、これにより第１
の回転体１０および第２の回転体１１を所定の回転方
向、回転速度でそれぞれ回転せしめる。そして、このよ
うな状態の分級室５内に、原料供給部８より所定量の粉
末原料を投入する。

【００１４】すると、粉末原料は、案内口７に設けられ
た案内羽根２１‥に案内されて分級室５中に流入した空
気中に分散される。ここで、分級室５中に流入した空気
は、第１の回転体１０の分級羽根１０ｂ−１０ｂ間、第
２の回転体１１の分級羽根１１ｂ−１１ｂ間を順次通過
し、整流板１５ｂの開口部１６を通ってダクト１７に流
れるようになっている。したがって、この空気流にのっ
た粉末原料には、空気流による求心力と、第１、第２の
回転体１０、１１による遠心力とが同時に働くのであ
る。

【００１５】そして、この２力がつり合った状態となる
粒子径を分級点と呼ぶと、まず第１の回転体１０の分級
羽根１０ｂ…のところで１次分級が行われる。すなわ
ち、第１の回転体１０により与えられる遠心力によって
決定される１次分級点より大きい粒子は、第１の回転体
１０より外側へ飛ばされてケージング１の底部４とホッ
パー１９との間に落下し、底部４の下端部の粗粉排出部
１８に集められるのである。

【００１６】一方、１次分級点より小さい粒子は、エア
の流体抵抗により回転中心方向へと運ばれ、直ちに第２
の回転体１１の分級羽根１１ｂ…のところで２次分級が
行われる。すなわち、１次分級点より小さい粒子は空気
流にのって第１の回転体１０の分級羽根１０ｂ、１０ｂ
間を通過し、第１の回転体１０と第２の回転体１１との
間に至り、ここで第１の回転体１０と第２の回転体１１
との回転速度あるいは回転方向の差により強力な分散作
用を受け、かつ第２の回転体１１により遠心力を受けて
２次分級がなされるのである。

【００１７】そして、１次分級のときと同様に、２次分
級点より大きい粒子は第２の回転体１１の外側へ放出さ
れ、第１の回転体１０と第２の回転体１１との間隙部分
に落下し、その下部に設けられているホッパー１９に回
収されて中間粉排出部２０に集められる。一方、２次分
級点より小さい粒子は、空気流とともに第２の回転体１
１を通過し、整流板１５ｂの開口部１６を通ってダクト
１７に流れ、さらにダクト１７の微粉排出部に設けられ
たバッグフィルターなどの捕集器（図示略）により集め
られる。

【００１８】このような構成の分級装置にあっては、分
級室５内に第１および第２の回転体１０、１１を配し、
かつこれらを同時に回転させるようにしたので、第１の
回転体１０によって１次分級を、また第２の回転体１１
によって２次分級をそれぞれ同時に行うことができ、し
かもケーシング１の底部４、ホッパー１９、ダクト１７
を各分級数に対応するよう分級室５の下方に配設したこ
とから、１次分級、２次分級した後の粉末粒群をその粒
度に応じて回収することができる。

【００１９】図３、図４および図５は本発明の分級装置
の別の実施例を示したものである。これらの図に示した
分級装置が図１、図２に示した装置と主に異なるところ
は、分級室５への原料の供給位置である。図３ないし図
５において分級装置のケーシング本体３０は、図１に示
した例と異なり一重構造のもので、該ケーシング本体３
０と蓋部３１との間には上部エア導入口３２が設けられ
ている。蓋部３１には、分級室５における第１の回転体
１０と第２の回転体１１との間に対応する位置に、原料
供給部３３が形成されている。原料供給部３３は、蓋部
３３を貫通して設けられた管状のもので、その上部開口
部には開閉自在な蓋（図示略）が取り付けられている。
また、第１の回転体１０の整流板１０ａには、前記原料
供給部３３の直下となる位置に、該整流板１０ａを貫通
して形成された孔状の原料導入口３４が複数設けられて
いる。

【００２０】このような分級装置によれば、原料供給部
３３から粉末原料を投入すると、粉末原料が落下し原料
導入口３４を通って分級室５内の第１の回転体１０と第
２の回転体１１との間に至り、ここで前述したように分
級および分散作用を繰り返して受け、これによって粗
粉、中間粉、微粉の３種の粉体に分級される。なお、前
記実施例の分級装置では、いずれも回転体を２種有した
ものとしたが、本発明はこれに限定されることなく３種
以上設けてもよく、その場合には中間に位置する各回転
体にそれぞれ対応してホッパーを設けるようにすればよ
い。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の粉末原料の
分級装置は、分級室に径の異なる複数の回転体を設け、
各回転体でその回転速度および回転方向に応じた分級が
行えるようにしたものであるから、１回の分級処理で回
転体の数に対応した分級操作を行うことができ、これに
より粉末原料を効率よく３種類以上の粒径群に分級する
ことができる。また、同一の分級室内に回転体が設けら
れているので、１次分級から次の分級に移るまでの時間
および距離が極めて短く、したがってその間に粒子同士
が凝集することが防止されて極めて高精度の分級を行う
ことができる。さらに、回転体の回転速度および回転方
向を調整することにより、回転体間の相対速度を変化さ
せることで強力な分散効果を生みだすことができ、これ
によって数μｍ単位の分級域での分級操作であっても高
精度かつ効率よく行うことができる。また、複数の分級
に対し１基の設備構成で対応できるため、設備投資を大
幅に低減することができるとともに、装置全体がコンパ
クトになり、その設置面積を従来のごとく複数の装置を
組み合わせた場合などに比べ小とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の粉末原料の分級装置の一実施例を示す
断面図。

【図２】図１に示した粉末原料の分級装置のＩＩ−ＩＩ
線矢視断面図。

【図３】本発明の粉末原料の分級装置の他の実施例を示
す断面図。

【図４】図３に示した粉末原料の分級装置のＩＶ−ＩＶ
線矢視断面図。

【図５】図３に示した粉末原料の分級装置のＶ−Ｖ線矢
視断面図。

【符号の説明】

１ 分級機ケーシング ５ 分級室 ６ 上部エア購入口 ７ 案内口 ８ 原料供給部 ９ 下部エア導入口 １０ 第１の回転体 １０ａ 整流板 １０ｂ 分級羽根 １１ 第２の回転体 １１ａ 整流板 １１ｂ 分級羽根 １２ 回転軸 １４ 回転軸 １７ ダクト １８ 粗粉排出部 １９ ホッパー ２０ 中間粉排出部 ３２ 上部エア導入口 ３３ 原料導入口

フロントページの続き (72)発明者 國西 健史 千葉県船橋市豊富町585番地 住友セメン ト株式会社中央研究所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシング内に形成されて複数の回転体
   を収容する分級室と、該分級室の上方に設けられた原料
   供給部と、ケーシングに設けられて分級室の側部から中
   心部に向けて空気を案内する空気案内部と、前記回転体
   を回転駆動せしめる駆動部を具備してなり、前記回転体
   が、それぞれ円盤状の整流板と、該整流板の外周縁部に
   その回転中心から円周方向へ放射状に延びて設けられた
   複数の板状分級羽根とからなり、かつこれら回転体が、
   それぞれの回転軸の位置が同軸上に配置されるととも
   に、それぞれの回転体は外径が異なることによって回転
   体間に所定幅の間隙が形成されるように配置され、前記
   分級室下方が、該分級室により分離され落下した粗粉粒
   群を収集し排出するケーシングホッパー部分と、前記回
   転体間隙に分離され落下した粒群を他の粒群から隔絶し
   て収集し排出する部分と、前記回転体のうち最も中心側
   に位置する回転体の下方からダクトを通して微粉を排出
   する部分により構成されてなることを特徴とする粉末原
   料の分級装置。