JPH07108389B2 - 分級装置 - Google Patents

分級装置

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JPH07108389B2
JPH07108389B2 JP101690A JP101690A JPH07108389B2 JP H07108389 B2 JPH07108389 B2 JP H07108389B2 JP 101690 A JP101690 A JP 101690A JP 101690 A JP101690 A JP 101690A JP H07108389 B2 JPH07108389 B2 JP H07108389B2
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充 池田
国男 武谷
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Ube Corp
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Ube Industries Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明の分級装置は固気二相流体である含塵ガスの固体
粒子を遠心力分級する分級装置に係り、セメント工業,
石炭工業,化学工業,食品工業他の粉体を扱う工業分野
全般に利用される分級装置であり、特に超微粉砕後の製
品の分級に好適である。
[従来の技術] セメント原料や石炭,化学品などの粉体を細かく粉砕し
粉体とする粉砕機の一種として回転テーブルと粉砕ロー
ラとを備えた堅形粉砕機が広く用いられている。この種
の粉砕機は、円筒状ケーシングの下部において減速機付
きモータで駆動されて低速回転する円盤状の回転テーブ
ルと、その上面外周部を円周方向へ等分する箇所に油圧
等で圧接されて従動回転する複数個のローラとを備えて
いる。
例えば、従来の堅形粉砕機を示す第6図において、全体
を符号1で示す粉砕機は外観上一つの搭体として形成さ
れ、その基部には電動機(モータ)2によって回転され
る回転テーブル3が配置されている。そして、この回転
テーブル3に摺接して回転するように複数個の円錐状の
粉砕ローラ4が配置されており、この粉砕ローラ4は支
持アーム5に回転自在に軸承されている。支持アーム5
はその中央で粉砕機側に回転自在に軸承された支持軸6
に固定されており、さらにこの支持アーム5は回転テー
ブル3を囲んでいるケーシング8の側方を通って下方に
延び、粉砕機の下部空間に臨んでいる。そして、この回
動アーム5の下端は粉砕機1のベースにその下端を回動
自在に軸承された圧力シリンダ9のロッドの先端に回転
自在に軸承されている。符号10はカップリングを示す。
そして、原料供給装置(図示せず)から回転テーブル3
の中心部へ供給管11で供給された原料としての粒体は、
テーブルの回転により従動するローラ4と回転テーブル
3との間へ噛込まれ粉砕される。一方、ケーシング8内
にはダクト(図示せず)によって熱風が導かれており、
この熱風が回転テーブル3の外周面とケーシング8の内
周面との間の環状空間部12から吹き上がることにより、
微粉体は乾燥されながら粉砕機1内を上昇し、分級装置
100を経由した後熱風との混合体として排出口13から排
出され次の工程へ送られる。
第5図は分級装置を内蔵する堅形粉砕機の全体系統図を
示し、堅形粉砕機1で粉砕され、分級装置100で分級さ
れてサイクロン200へ入り、ここで捕集回収された粉体
は製品となりガスは吸引ファン300を経由して大気へ放
出されるが、製品にはロータ110aを通過した粒体Aとラ
ビリンスシール120および隙間130を通過した粒体Bとが
混在する。
なお、粒度の粗い粒子も、一部は粉砕機1内を上昇する
が、上方の分級装置100にて分級され、回転テーブル3
上へ戻される。
また、回転テーブル3は鉛直下方に延在する回転軸(図
示せず)を有しており、符合2Aで示す減速機ケーシング
内には、モータ2の回転力を減速してこの回転テーブル
3の回転軸に伝達する減速機のほか、回転テーブル3
を、その回転軸を介して支えるためのスラスト軸受機構
とラジアル軸受機構とが設けられている(いずれも図示
せず)。
一方、前記した分級装置100は、鉛直の回転軸110bの下
端に取付けられたロータ110およびその外周に配設され
た複数枚の羽根110aを回転軸110bを介して回転する可変
速電動機110cから構成され、ロータとハウジング1aとの
間にはメカニカルシール120、例えば、ラビリンスシー
ルを設け、隙間130からのリークガスをできるだけ少な
くしている。
[発明が解決しようとする課題] 高速で回転するロータを有する遠心力型分級装置におい
ては、ロータと外側のハウジングとの間には必ず微小隙
間を有するが、この微小隙間にもガスとともに粗粉粒子
が通過して、ロータを通過してきた分級点以下の正規の
微粒子と合流し結果的、に分級点を粗くしたり、粒径分
布に変化を与えるなどの悪影響を及ぼす。このため、製
品の最大粒径が大きくなり、製品全体の評価が低下す
る。これは超微粉粉末を製品とする場合には致命的な欠
陥となる。
以上のような問題点を少しでも緩和するために、この微
小隙間に非接触式のラビリンスシール機構の代りに接触
式のシール方法を採用すると、逆に、次のような欠点を
露呈する。
(1)接触式シール、例えば、オイルシールを採用する
と周速は15m/sが限度であり、それ以上の高速回転をさ
せると摺動部が発熱するとともに機能や寿命が著しく低
下する。したがって、小型の分級装置にはオイルシール
方式は採用し得るが、中,大型の分級装置では高速のた
め使用不可である。
(2)高速回転するロータ系に接触式シール構造を採用
すると、摺動部の摩擦力により回転トルクが非常に大き
くなり電動機の容量アップが必要で、設備費もアップ
し、ランニングコストである電力単位も悪化(増加)す
る。
以上のように、接触式では代替できないので、本発明で
は非接触式のラビリンスシール構造を採用しつつ、か
つ、リークエアによる製品品質の悪化(粒度粗大化およ
び粒度分布の変化)に対する対策を講じた。
[課題を解決するための手段] 以上の課題を解決するために、本発明の分級装置は、 鉛直方向の回転軸を有し上下一対の円板間に挾在する分
級羽根を備えた遠心力型分級装置において、分級後の微
粉排出ダクトに該分級装置の回転軸と直角方向に全周に
亘って開口部を設け、該分級装置の上部円板に、前記開
口部に臨む円板と円筒から構成される回転翼を固設し、
該回転翼の円板の下面に該円板の回転方向に沿って外方
に前傾するフィンを複数枚配設するとともに、該円板の
上面に該円板の回転方向に沿って外方に後傾するフィン
を複数枚配設した構成とした。
[作用] 本発明の分級装置においては、分級装置のロータとハウ
ジングとの微小隙間を通過した分級以前の粗粉を含む含
塵ガスを回転翼の円板に取付けたフィンの遠心作用によ
り微粉排出ダクトの開口部より外部へ排出するので、分
級装置のロータ通過後の含塵ガスの排出経路と合流する
ことはないので、両者の含塵ガスの粉体は混合すること
なく製品とすることができるため所期の微粉が粗くなる
ことはない。
[実施例] 以下図面に基づいて本発明の分級装置の詳細について説
明する。
第1図〜第4図は本発明に係る実施例を示し、第1図は
分級装置の要部拡大縦断面図、第2図は第1II−II視の
平面図、第3図は第1図III−III視の平面図、第4図は
回転翼のフィンによる流体流速のベクトル解析を示す説
明図である。
図において、100は分級装置、101は分級機のケーシン
グ、102は微粉排出ダクト、110はロータ、110aは分級羽
根、110bは回転軸、110dは開口、120はラビリンスシー
ル、130は微小隙間、140は回転翼、140a,140bは各々回
転翼の円板の上面,下面に取付けたフィンである。
前述したとおり、分級装置100は鉛直の回転軸110bの下
端に固設され、外周に複数枚の羽根110aを有するロータ
110を可変速電動機110cで任意の回転数で鉛直軸回りに
回転できる構造となっており、ロータ110上面とハウジ
ング1aとの下面の隙間にはラビリンスシール120が配設
されている。
そして、排ガスダクト102には全周に亘って開口部102a
が設けられており、この開口部102aに臨む円板と円筒と
からなる回転翼140がロータ110の上部円板に固設され、
この円板の上下の円周上には、第2図および第3図に示
すように複数個の回転方向に沿って斜めで外方に向かっ
て後退または前傾するフィン140a,フィン140bが配設さ
れている。すなわち、フィン140aは半径方向に対して後
方にθ傾斜し、フィン140bは半径方向に対して前方に
θ傾斜している。
これを第4図のファン内流体のベクトル解析の説明図に
基づいて説明すると、uを回転翼の周速、wを回転翼に
対応する流体の相対速度とすると、流体の流速vはuと
wのベクトル和として得られ、uとwが同一の値であっ
ても第4図(a)の後向きフィン140aの流体流速v1は、
第4図(b)の前向きフィン140bの流体流速v2よりも小
さい。したがって、ファン300の吸引力に対して回転翼
を適切な回転数に選べば、後向きフィン(LINE C)では
空気が流入し、前向きフィン(LINE B)では含塵ガスが
流出することになる。
したがって、分級装置の運転、すなわち、ロータ110を
図のように堅軸回りに回転すると、吸引ファン300の吸
引力により、含塵ガスは分級装置100のロータ110の分級
羽根110aを通過する含塵ガス(LINE A)のほかに、ラビ
リンスシール120を通過し、フィン140bを通過して外部
へ逃げる粗粉を含んだ含塵ガス(LINE B)とに分岐し、
一方、微粉排ガスダクト102内にはフィン140aを通過し
てLINE Cより少量の外部空気が流入する。なお、本実施
例では、フィン140bを経由して外部へ出た含塵ガスの粗
粉がLINE Cにより再び微粉排ガスダクト内へ入らないよ
うに、回転翼140の円板の最外端に円筒を立設した。
以上のように構成することによって、本発明において
は、分級羽根110aを通らない粗粉を含んだLINE Bの含塵
ガスはフィン140bを経由して外部に排出され、分級後の
精粉(LINE Aのもの)に混入することはない。また、分
級装置のロータ110の回転数が低くてフィン140bの遠心
作用が弱しくLINE Bの流れが逆流しても、外気の清浄な
空気が装置内に入るだけであり、製品粒度が粗くなるこ
とはない。
一方、回転翼140の円板の上面のフィン140aを通過して
流れる含塵ガスは、あまり多量になると折角微粉砕し、
かつ、分級後の所望の微粉が大気中に逃げるので製品ロ
スであり、これを避けるためには外部に逃さずむしろ外
部から少量の空気を導入するようにした。このため、本
発明の実施例では、フィン140aとフィン140bの取付傾斜
角度θ(第2図のθおよび第3図のθ)は逆向きと
し、フィン140aは回転方向に向かって外方に後傾させて
吐出力を弱くしてファン300の吸引力により外部から空
気を流入させるようにして、所望の粒度に調整された貴
重な微粉を逃さないようにした。なお、LINE Cの流入空
気はできるだけ少ない方が良い(理想的には0が最も望
ましい)ので、フィン傾斜角度θおよびフィン数は、
内部の負圧,回転数を考慮して適切に選定する。
[発明の効果] 本発明の分級装置においては、ロータを通過した正規の
微粉で構成される製品中へ、シール部分の粗粉が混入す
ることはないので製品品質が安定し、かつ、粗粉の混じ
らない高品位の超微粉砕製品や望ましい粒度構成をもつ
製品が得られるとともに、分級後の所望の微粉をシール
部分から外部逸散させないようにした。
また、非接触型シールを使用するので回転トルクも小さ
くランニングコストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第4図は本発明に係る実施例を示し、第1図は
要部拡大縦断面図、第2図は第1図II−II視の平面図、
第3図は第1図III−III視の平面図、第4図は回転翼の
フィンによる流体流速のベクトル解析を示す説明図、第
5図〜第6図は従来の分級装置を有する堅形粉砕機の実
施例を示し、第5図は全体系統図、第6図は全体縦断面
である。 1……堅形粉砕機、1a……ハウジング、 3……回転テーブル、4……粉砕ローラ、 100……分級装置、110……ロータ、 110a……分級羽根、110b……回転軸、 110c……可変速電動機、110d……開口、 120……ラビリンスシール、 130……微小隙間、140……回転翼、 140a……フィン、140b……フィン、 200……サイクロン、300……吸引ファン、 A……ロータ通過後の粉体、 B……ラビリンスシール通過後の粉体、 LINE A……粉体Aの経路、 LINE B……粉体Bの経路、 LINE C……粉体Cの経路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】鉛直方向の回転軸を有し上下一対の円板間
    に挾在する分級羽根を備えた遠心力型分級装置におい
    て、 分級後の微粉排出ダクトに該分級装置の回転軸と直角方
    向に全周に亘って開口部を設け、 該分級装置の上部円板に、前記開口部に臨む円板と円筒
    から構成される回転翼を固設し、 該回転翼の円板の下面に該円板の回転方向に沿って外方
    に前傾するフィンを複数枚配設するとともに、該円板の
    上面に該円板の回転方向に沿って外方に後傾するフィン
    を複数枚配設した分級装置。
JP101690A 1990-01-09 1990-01-09 分級装置 Expired - Lifetime JPH07108389B2 (ja)

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JPH03207477A JPH03207477A (ja) 1991-09-10
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JP7134787B2 (ja) * 2018-08-27 2022-09-12 三菱重工業株式会社 固体燃料粉砕装置及びこれを備えた発電プラント並びに固体燃料粉砕方法

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