JPH07112161A - 粉体分級機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 付着性のある粉体粒子を分級しても粒子が羽
根の内側に付着しないような粉体分級機を提供するこ
と。 【構成】 上面中央に粉体投入口２ａを、外側壁周囲に
空気導入口２ｂをそれぞれ有するケーシング１内に、円
周部から軸中心方向に空気流通空胴部を有する分級ロー
タ４を垂直回転軸６により回転可能に設け、かつ分級ロ
ータ４の空胴部３内の分級室１１円周部に多数の分級羽
根７を形成するとともに、分級羽根７間に粉体導入開口
１０を設けてなる粉体分級機において、分級羽根７が、
分級ロータ４の外周部に分級ロータ４の軸中心より分級
ロータ４の回転方向側にずれて傾斜した傾斜羽根部７ｂ
と、この傾斜羽根部７ｂより分級ロータ４の内側で分級
ロータ４の軸中心方向に向いた半径方向羽根部７ａとを
連接して形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は粉体分級機、特に粉体の
粒子が分級羽根に付着しないようにした粉体分級機に関
する。

【０００２】

【従来の技術】様々な粒径の粉粒体からある粒径以下の
粉体を選り分けたり、狭い粒度分布幅を持った粉体を分
離するのに粉体分級機が用いられる。

【０００３】空気流を利用した分級機には種々の構造の
ものがあるが、たとえば分級羽根を備えた分級ロータを
備えており、この分級ロータを高速で回転させ、ロータ
ーにより粉体に働く遠心力とロータ周縁から導入した空
気流による抗力との均衡を利用して粉体を分級するもの
がある。

【０００４】ところでこの種の粉体分級機は分級羽根の
方向が分級ロータの中心に向いた半径方向羽根が主流で
あったが（たとえば特公昭５７−１１２６９）、その後
分級羽根の方向が分級ロータの中心に対してある角度だ
けずれた方向の傾斜羽根が提案された（特公平４−６２
７９４）。傾斜羽根を有する分級ロータを用いると、低
回転でも分級点が小さくなる利点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、本発明者ら
は、この種の傾斜羽根を有する粉体分級機で付着性のあ
る粒子を分級すると、粉体粒子が羽根の内側に付着する
傾向があることに気が付いた。この現象は実験的にも確
認されている。

【０００６】この現象を詳細に観察すると、分級室から
内側に飛び出した粒子が、再び他の分級室に入ろうとし
て羽根の内側に衝突することが認められる。これは、分
級羽根の内側では羽根が傾斜しているために空気の周方
向速度が半径方向羽根の場合に比べて早く、このため粒
子が周方向に加速されて羽根の内側に衝突するものと考
えられる。

【０００７】本発明は上記の点にかんがみてなされたも
ので、付着性のある粉体粒子を分級しても粒子が羽根の
内側に付着しないような粉体分級機を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、分級ロータの空胴部内の分級室円周部に
形成する多数の分級羽根を、分級ロータの外周部に分級
ロータの軸中心より分級ロータの回転方向側にずれて傾
斜した傾斜羽根部と、該傾斜羽根部の内側端部より分級
ロータの軸中心方向に向いた半径方向羽根部とを連接し
て構成した。

【０００９】

【作用】以上の構成によって、分級室を飛び出した粉体
粒子は分級羽根の半径方向羽根部により周方向の流速が
抑えられるために長い距離にわたって旋回しなくなる。
その結果、付着性のある粉体粒子でも分級羽根すなわち
半径方向羽根部の内側に付着することがなくなる

【００１０】

【実施例】以下に本発明を図面に基づいて説明する。

【００１１】図１は本発明による粉体分級機の一実施例
を分級ロータの一部を切り欠いて示す平面図、図２は同
粉体分級機の縦断面図である。

【００１２】まず図２を参照すると、１は上面中心部に
粉体供給装置（図示せず）と連結される粉体投入口２ａ
を有し、かつ周側部に空気導入口２ｂを備えたケーシン
グで、このケーシング１内には、円周部から軸心部下方
に連通する空洞部３を有する円盤状の分級ロータ４が配
置され、この分級ロータ４はケーシング１の縦方向の軸
心部に軸受５、５により垂直に取り付けた回転軸６の上
端に一体に固着されている。また分級ロータ４の開放周
縁部の空胴部３内には、図１に示すように、円周近く
に、内側が半径方向羽根部７ａで外側が傾斜羽根部７ｂ
からなる多数の分級羽根７が配列されている。分級羽根
７の傾斜羽根部７ｂの特定点ａ（図３参照）と対向する
分級ロータ４の上板４ａには空洞部３内と連通するリン
グ状の粉体導入開口１０が形成されている。このような
分級羽根構造にすることによって分級羽根７の部分に粗
粉側および微粉側に対応する強制渦の広い分級室１１が
構成される。

【００１３】分級ロータ４の分級羽根７と対向する下面
には多数の補助羽根１２が半径方向と交差するように等
間隔に配列されており、分級ロータ４が回転したときこ
の補助羽根１２により空気に回転方向の流れを与え、空
気を旋回した状態で分級室１１の方向へ導入するように
してある。１３は分級ロータ４の外周囲に形成された空
所であり、この空所１３と連通する粗粉取出口１４がケ
ーシング１に形成されている。

【００１４】図３には分級ロータ４の２枚の分級羽根７
を拡大して示す。

【００１５】分級羽根７の傾斜羽根部７ｂが半径方向と
なす角度φは２０〜７０。の範囲で選択するのがよく、
特に４５。前後が最も効果的である。この角度φが２
０。以下になると傾斜羽根部７ａを設けた効果がそれほ
どなく、７０。を越えると供給される粉体の分散性が悪
くなる。

【００１６】再び図２に戻って説明すると、１５は分級
ロータ４の上板４ａとケーシング１の上板下面間に形成
された粉体投入口２ａと分級ロータ４のリング状粉体導
入開口１０とを連通させる空所で、この空所１５に位置
する分級ロータ４の上板４ａの中央部側には軸心部から
外周方向に伸びる多数の粉体分散羽根１６が放射状に設
けられ、かつこの分散羽根１６の半径方向の終端とリン
グ状粉体導入開口１０間の分級ロータ４の上板４ａ上を
平坦にして、この平坦面とこれに対向するケーシング１
の内面間に粉体を二次分散させる分散間隙１７が形成さ
れている。

【００１７】１８は分級ロータ４とほぼ同様に円周部か
ら軸心部に連通する空洞部１９を有する円盤状のバラン
スロータで、このバランスロータ１８は分級ロータ４と
配置状態が対称となるように、かつ空胴部１９が分級ロ
ータ４の空胴部３と連通するようにしてケーシング１内
の回転軸６に一体に固着されるとともに、バランスロー
タ１８の開口周縁部の空胴部１９内には多数の羽根２０
が放射状に設けられ、さらにこのバランスロータ１８の
開口外周囲にはこれを包囲するようにした渦巻きケーシ
ング２１がケーシング１に一体かつ機密に取り付けられ
ている。なおこの渦巻きケーシング２１には図示しない
サイクロン、バッグフィルタなどの補集装置とファン、
ブロワーなどが連結されている。

【００１８】次にこのように構成された粉体分級機の動
作を説明する。

【００１９】まず、分級ロータ４およびバランスロータ
１８を図示しない電動機により所望の速度で回転させ、
バランスロータ１８の吸引作用および外部に連結された
ブロアーで分級機内部に負圧の空気流を生じさせる。こ
れに伴いケーシング１の空気導入口２ｂから流入された
空気は補助羽根１２によって回転方向の流れに変換さ
れ、旋回した状態で空所１３から分級室１１に入り、そ
して分級室１１で分級羽根７により分級ロータ４と同一
周速の気流となる。これと同時に分級室１１ではバラン
スロータ１８およびブロアーで吸引される形式であるた
め、分級室１１の円周面での空気は半径方向の流れとな
る。またバランスロータ１８を通過した空気は渦巻きケ
ーシング２１を介してサイクロンのブロアーに連結され
る。このときの空気の流れを図２に矢印で示す。

【００２０】この状態で粉体投入口２ａから投入された
粉体原料は空気流に乗り、各分散羽根１６間を通過する
間に分級ロータ４の軸心を中心とする放射方向にほぼ均
一に分割され、粉体の一次分散が行われる。そして分散
羽根１６の終端から出た粉体は分級ロータ４の回転に伴
い分散羽根配列円のほぼ接線方向に放射され、分散間隙
１７内で二次分散される。

【００２１】以上の作用で十分に分散された粉体はリン
グ状粉体導入開口１０を通して分級室１１に供給される
が、ここで粉体の各粒子は回転流による遠心力と半径方
向の流れによる抗力を受ける。これらの粒子のうち遠心
力＞抗力の関係が成り立つ粗い粒子は分級ロータ４の外
周囲の空所１３内に飛ばされ、粗粉取出口１４よりロー
タリーバルブなどを用いてエアシールした状態で分級機
外に取り出される。また遠心力＜抗力の関係が成り立つ
細かい粒子は半径方向の空気流に乗った状態でバランス
ロータ１８、渦巻きケーシング２１を介して分級機外に
空気輸送され、サイクロン、バッグフィルタなどの捕集
機により捕集される。

【００２２】ここで分級羽根の作用を考察する。

【００２３】図３において、分級ロータ４の中心Ｏから
分級羽根７の屈曲点Ｂ（半径方向羽根部７ａと傾斜羽根
部７ｂとの屈曲位置）までの距離をＲ_M とし、分級ロー
タ４の中心Ｏから分級ロータ４上へ粉体粒子が投入され
る半径方向位置（上述した特定点ａに相当する位置）ま
での距離をＲ₀ とする。

【００２４】図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、分級ロー
タ４の半径を１としたときの分級羽根７の屈曲位置まで
の距離Ｒ_M をそれぞれ０．７２４、０．７７０、０．８
２８としたときの粉体粒子が分級室を飛び出すときの軌
跡を示したものである。 図４（ａ）は、分級羽根７に
半径方向羽根部７ａがまったくない傾斜羽根部７ｂのみ
の場合（すなわち従来の粉体分級機の傾斜羽根そのも
の）で、この状態では粉体粒子は傾斜羽根部７ｂで分級
室内側を旋回するために、付着性のある粉体だと分級羽
根（傾斜羽根部７ｂ）の内側に付着する。

【００２５】ところが図４（ｂ）に示すように分級羽根
に半径方向羽根部７ａが少しでもあると、粉体粒子はこ
の半径方向羽根部７ａにより周方向の流速が抑えられる
ために長い距離にわたって旋回しなくなるため分級羽根
すなわち半径方向羽根部７ａの内側に付着することがな
くなる。

【００２６】さらに半径方向羽根部７ａが長くなって図
４（ｃ）のようになると、粉体粒子の周方向の流速はこ
の半径方向羽根部７ａによりさらに抑えられるようにな
るので旋回しなくなり、短い軌跡で微粉として捕集され
るようになる。

【００２７】次にこのような分級羽根による分級径を調
べてみると、図５に示すようになる。なおこの場合の傾
斜羽根部７ｂの傾斜角φは３０°である。

【００２８】図５は分級羽根の屈曲位置までの距離Ｒ_M
を変えたときの分級径を示したもので、距離Ｒ_M を大き
くしていっても途中までは分級径はほとんど変化しない
が、Ｒ_M が粒子投入位置Ｒ₀ を越えると不連続的に増加
する。これは、この点を境にして粉体粒子が最初に接触
する羽根の形状が傾斜羽根部７ｂから半径方向羽根部７
ａに変わるためであると考えられる。つまり粉体粒子が
最初に接触する羽根部の形状が分級径に大きく影響して
いると考えられる。さらにＲ_M の位置が粒子投入位置Ｒ
₀ に近いところでは特に分級径が大きくなっていること
に気が付く。このことから、Ｒ_M と粒子投入位置Ｒ₀ は
あまり近付けないように分級羽根を設計することが望ま
しいと考えられる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
分級室を飛び出した粉体粒子は分級羽根の半径方向羽根
部７ａにより周方向の流速が抑えられるために長い距離
にわたって旋回しなくなり、その結果、付着性のある粉
体粒子でも分級羽根すなわち半径方向羽根部７ａの内側
に付着することがなくなる。半径方向羽根部７ａは長い
ほど粉体粒子の周方向の流速を抑える機能は大きくなる
が、分級羽根の傾斜羽根部と半径方向羽根部との屈曲位
置が粉体導入口よりも分級ロータの外周側にくると分級
径が急に大きくなるので、従来の傾斜羽根の特徴として
の小さな分級径を確保するためには半径方向羽根部をあ
まり長くしない方が好ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による粉体分級機の一部を切り欠いて示
す平面図である。

【図２】図１に示した粉体分級機の縦断面図である。

【図３】本発明による粉体分級機の分級羽根の拡大図で
ある。

【図４】本発明による粉体分級機の分級羽根の作用を示
す線図である。

【図５】本発明による分級羽根を用いた場合の分級径を
示す。

【符号の説明】

１ ケーシング ２ａ 粉体投入口 ２ｂ 空気導入口 ４ 分級ロータ ６ 回転軸 ７ 分級羽根 ７ａ 半径方向羽根部 ７ｂ 傾斜羽根部 １０ 粉体導入開口 １１ 分級室 １２ 補助羽根 １４ 粗粉取出口 １６ 分散羽根 １８ バランスロータ Ｒ₀ 分級羽根の屈曲位置までの距離

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上面中央に粉体投入口を、外側壁周囲に
   空気導入口をそれぞれ有するケーシング内に、同径の円
   板を２枚平行において円周部から軸中心方向に空気流通
   空胴部とした分級ロータを垂直回転軸により回転可能に
   設け、かつ前記分級ロータの空胴部内の分級室円周部に
   多数の分級羽根を形成するとともに、該分級羽根間の上
   部円板に粉体導入開口を設けてなる粉体分級機におい
   て、前記分級羽根が、分級ロータの外周部に分級ロータ
   の軸中心より分級ロータの回転方向側にずれて傾斜した
   傾斜羽根部と、該傾斜羽根部の分級ロータ内側の端部か
   ら分級ロータの軸中心方向に向いた半径方向羽根部とを
   連接して形成してなることを特徴とする粉体分級機。
2. 【請求項２】 分級ロータの軸中心から前記分級羽根の
   傾斜羽根部と半径方向羽根部との屈曲位置までの距離
   を、分級ロータの軸中心から前記粉体導入口までの距離
   より小さくした請求項１に記載の粉体分級機。