JPS5990676A - 調節自在の粒子分級機 - 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】 本発明は、分級装置に関し、特に、連続的に流れる流体
流れ内に懸濁した固形粒子のうちの適格粒子と不適格粒
子の相対割合を調整するために調節することができる分
級装置に関する。

多゛くの工業プロセスにおいて、流体内に懸濁した固形
粒子をその使用場所または処理場所へ搬送する途中で粒
子の粒度または質量に基いて分離する必要がある。例え
ば、燃料として黴粉石岩を使用する発電所の作動におい
ては、未処理石炭を石炭粉砕機へ供給し、粉砕機からい
ろいろな粒度の比較的小さい石炭粒子を空気流に連行さ
せて可燃混合物として供給するのが普通である。この粉
砕機からの搬送の途中で空気内の懸濁粒子は、分級機へ
通され、適格粒子即ち比較的微細な粒子は分級機から燃
焼のために送給され、不適格な、即ち比較的粗大な粒子
は、拒絶され、更に粉砕するために粉砕機へ戻される。

このような工程は、通常、連続的操作であり、従って、
その全体工程のうちの１つの操作または段階を、他の操
作または段階に影響を及ぼすことなく、変更することが
できる範囲が制限される。

工業プロセスにおいて空気的懸濁粒子を分離するための
通常の分級機は、ハート形ハウジングを有し、その基部
に未処理石炭のような流状材料と空気を例えばボールミ
ル型粉砕機へ送給し、空気内懸濁粒子を該ハウジングへ
戻すための同心ダクトを有している。適当に配置したそ
らせ板により空気流内懸濁粒子は、まず、上方に向けて
導かれ、過大寸法の粒子の大部分は重力によって粉砕機
の導入ダクトへ戻る。空気流は、進行するにつれ、散開
する円弧状径路または渦形経略に沿って通されハウジン
グの排出開口へ流れる。過度に粗大な粒子は、遠心力に
より空気流から離脱してハウジングの円弧状内表面に衝
突し、底部へ落下してやはり粉砕機へ戻る。好適な微細
粒子は、空気流内に残留し、分級機から使用場所へ連行
される。

分級機から使用場所へ送られる適格微細粒子と、粉砕機
へ戻される不適格粗大粒子との比率は、流体または空気
流の速度、温度および含水率、ならびに粒子の寸法、形
状および密度などに応じて異なり、特定のプロセスのた
めの分級機の設計は主として分級機のハウジングによっ
て画定されるダクトの寸法と、＠濁粒子が通流せしめら
れろ径路の曲率半径に関連して定められる。これらの２
つのパ゛ラメークは、従来の分級機においては通常固定
されており、従って、粒子の分離即ち分級に対する制御
範囲は、一定の設備においては比較的限られている。

粉砕石炭燃焼装置における上記型式の従来の分級機の作
動においては、好適な寸法の、即ち完全に粉砕された石
炭粒子が空気／石炭懸濁流体のための湾曲径路を画定す
る円弧状壁の内表面上につもる傾向がある。ダクト内の
外側部分または／’ｔウジングの円弧状内表面において
は空気の速度が遅いので、微細粒子は空気流によって除
去されるのではなく、凝集塊として、即ち粉砕機へ戻さ
れるような大きさおよび重量の粒子としてハウジングの
内表面から剥離する。乙の特性のために、粒子の不必要
な、即ち過度の粉砕操作が行われ、それだけ粉砕段階だ
けでな（、プロセス全体の効率の損失が生じる。粉砕機
を通る空気流の温度および速度を変えることによっであ
る程度のｙＪ整；まてきるが、これらの作動パラメータ
は、全体プロセス中の他の段階に影響を与えるので分級
機における有意の変更は、その他の作動要因との間で相
殺されてしまう。

従って、分級機の作動の制御を、それが用いられるプロ
セスまたはシステムに必要とされる他の可変要素とは独
立して行う乙とができるように上記種類の分級機の改善
を求める要望がある。

本発明によれば、粒子分級機の円弧状または渦形内表面
に、該表面上およびその近傍のすべての粒子を空気流の
中心に向けて内方へ押しやるための調節自在の手段を設
ける。この手段は、空気流内へ調節自在に突出させる乙
とがてきる枢動自在の互い違いの指部材の形とすること
が好ましい。

これらの指部材は、半径方向の平面即ちハウジングの円
弧状表面に沿う流れの方向に対して横断方向の平面内に
順次の組として配置し、それぞれの組の指部材を交互に
ずらせて流れの方向に延長させろ。両方の組の指部材を
空気流内へ枢動させた状態では、粒子は、ハウジングの
円弧状表面から離脱する方向へ向けられるので、比較的
重い粒子は、不適格粗大粒子として拒絶返戻されるには
再度高速度流体内を通らねばならず、一方、微細粒子は
空気流によっ−で運び去られる。

しかも、乙の分級機を通る空気流の実効速度は、円弧状
の無孔プレートを指部材に追従して空気流の方向に移動
させる結果として調節することができる。この無孔プレ
ートは、空気流の断面積を減少させることに加えて重い
粒子を集め、拒絶率（不適格粗大粒子として粉砕機へ戻
す割合）を増大させる作用を有する。

本発明の目的は、連続的工業プロセスにおいて使用され
る流体流れ内での適格受入れ粒子と不適格拒絶粒子との
比率を調節するための有効な手段を提供することである
。

本発明の他の目的、用途および利点は、添付図を参照し
て記述した以下の説明から明らかになろう。

第１および２図には、本発明の調節自在分級機１０が粉
砕石炭送給装置内に使用されるものとして示されている
。分級機１０は、乙の用途に特に適しており、ここては
この用途に適用した場合について説明するが、本発明は
粒子の流体内懸濁体を湾曲径路に沿って通流させるよう
にした粒子分級機に広く適用することがてきる。

図示の実施例では、分級機１０は、平坦な前壁１２およ
び後壁１４と、それらを結合する渦形状側壁とを備えて
いる。この側壁は、分級機の頂部において１対の拡開す
る円弧状壁部分１６．１８を画定し、底部においてはす
ぼめられて円弧状底部分２０を画定する。第２図から分
るように、上述の壁は全体としてハート形のハウジング
を形成する。

分級機１０の底部近くには、前壁および後壁１２．１４
を貫通して断面円形の密閉空気ダクト２２が延設されて
おり、ダクト２２の前壁１２に近接した端部には、送風
機または好ましくは加熱された空気の供給源（図示せず
）に連なる断面長方形の空気供給ダクト２４が接続され
ている。前壁１２より内側において、空気ダクト２２の
周りにその外周面から環状空間２８を隔てて同心のらせ
ん送りスクリュー即ちコンベヤ２６が配設されている′
。送りスクリュー２６は、分級機の後壁１４を貫通し、
外側円形囲い体またはパイプ２９内を延長し、ボールミ
ル型粉砕機（図示せず）に通している。

例えば未処理石炭などの粉砕すべき流状材料は、垂直送
りシュート３０を通して円形空気ダクト２２の周りを経
て分級機の円弧状底部２０へ送られる。乙とから粒状材
料は、コンベヤ２６により後壁１４を貫通して粉砕機（
図示せず）へ送られる。

それと同時に、ダクト２４．２２を通して供給される空
気は、同じ粉砕機内へ差向けられ、粉砕器内で粉砕材料
のいろいろな粒度の粒子、この実施例では石炭粒子を拾
上げ、環状空間２８を通して分級ｍｌＯのハウジングの
底部へ連行する。乙の空気内に懸濁（浮遊）した粒子は
、底部から吹上げられて円弧状上方壁部分１６．１８に
沿って流れ、分級機１０の後壁１４に設けた１対の出口
開口３２．３４を通って流出する。乙のような空気／粉
子懸濁体の通流は、前壁】２と後壁１４との間で、第２
図にみられるように出口開口３２．３４の上方部分を取
巻くようにして延長させた１対の内部そらせ板３６．３
８によって保証される。

図示の実施例の分級機の作動において、いろいろな粒度
の粒子の空気内懸濁体は環状空間２８から上昇する間に
それらの粒子のうちの最も粒度の大きい部類のものが、
重力により分級機の底部２０へ落下し、未処理材料と共
にコンベヤ２６によって粉砕機へ戻される。空気／粒子
懸濁体は、そらせ板３６と３８の間を通って上昇する間
にそらせ板の下方部分により流れ断面を徐々に狭められ
る乙とによって加速される。拡開する円弧状壁部分１６
．１８に達すると、各拡開する流れは、外側の囲いを壁
部分１６．１８の内表面によって画定され、内側の囲い
をそらせ板３６．３８の頂部分によって画定された湾曲
ダクト状通路を通って導かれる。この湾曲径路を通って
出口３２．３４へ至る間に比較的大きい不適格な粒子が
遠心力に」、り湾曲径路から外方へ離れ、重力で落下し
てコンベヤ２６へ戻る。流れ内に懸濁した微細粒子は、
開口３２．３４を通って流出し、使用場所へ送られるー
。

本発明によれば、円弧状壁部分１６．１８の内表面に、
分級機内を通る材料の総容積を変えることなく、適格な
微細粒子と、不適格な粗大粒子との割合を調節するため
の調節自在の手段を設ける。

詳述すれば、′円弧状、プレート５ｏの手前において円
弧状壁部分１６．１８の頂部近くにそれぞれピボット軸
４６．４８上に指部材４４の第１組４゜と第２組４２を
枢動自在に支持する。プレート５０はピボット軸５２に
固定し、該軸がらそれぞれ対応する壁部分１６．１８の
内表面に沿って下方に延長させる。

第３および４図に明示されているように、それぞれの組
４０と４２の指部材４４は、互い違いにオーバーラツプ
するように配置してあり、壁部分１６．１８の内表面に
当接する引込め位置に枢動させたときには少なくとも部
分的に互いに噛合するように配列しである。これらの指
部材４４は、実質的に同じ構造形態であり、各指部材は
、壁部分〕６．１８の輪郭に合致するように長手方向に
湾曲させ、図示の実施例では円弧状とする。各指部材４
４は、流体の流れ方向でみて先行端４５から後行端４７
まて長手方向に延長する。先行端４５（ま、それぞれの
対応する軸４６．４８に接線方向に溶接または他の手段
によって固着する。各指部材４４は、更に、第４図に示
されるように溝形てあり、内側凹面を呈する。第５図に
示されるように、プレート５０は、その先行端をピボッ
ト軸５２に接線方向に溶接などによって固着された比較
的平滑な無孔プレートである。

指部材の組４０．４４およびプレート５０の相互の、そ
して円弧状表面１６．１８に対する好ましい配置は、第
６図に示されている。また、第６図に示されるように、
円弧状壁部分１６．１８には、実際の実施においては、
分級機の両端壁１２．１４に軸支しｔニピボット軸４６
．４８．５２を受容するように凹みを設ける。このよう
にして軸４６．４８．５２を壁の表面から引込める乙と
によって、指部材４４およびプレート５０も、分級機の
作動に有害な作用を及ぼさないように円弧状壁１６−１
］８の内表面に平らに当接した引込み位置をとることが
できるようにする。

第６図には、指部材４４およびプレート５０のピボット
軸線の位置および円弧長が、円弧状壁部分１８の半径中
心を通る垂直平面５６からの角度によって表わされてい
る。図示の角度寸法は本発明の実施において好ましい値
であるが、それらの値はいろいろな条件かに応じて変更
することができる。従って、第６図に示される特定の角
度は、本発明を限定するものではない。また、第６図に
は、２つの組の指部材４４の引込み位置から空気的懸濁
粒子流れ内への完全張出し位置までの最大枢動動程が同
じ角度５８．６０によって示されている。

無孔プレート５０の動程は角度６２によって示されてい
る。両方の指部材組４６．４．２の好ましい最大枢動調
節範囲は約３０°であり、プレート５０の好ましい最大
枢動調節範囲は約２０’である。

指部材およびプレートの張出位置は、第６図に仮想線で
示されている。

指部材４４およびプレート５０の枢動位置を調節するた
めの手段としているいろな機構を使用ずろことがてきる
が、指部材組４０と４２とは同時に同し枢動角ｊ／け調
節することがてきるように相互に連結し、プレート５０
は以下の説明から明らかになる理由により指部材４４と
は独立して調節しうるように構成することが好ましい。

第７図には、指部材４４を調節するための機構の一例が
示されている。この機構は、減速ユニット６８を介して
無端チェーン６６に駆動連結された手回しホイール６４
を備えている。チェーン６６は、複式スプロケット７０
の一方の側に係合させ、スプロケット７０の他方の側に
は第２の無端駆動チェーン７２を係合させである。スプ
ロケット７０は、第１指部材組４０のピボット軸４６と
一緒に回転するように該軸にキー止めまたはその他の手
段に、しって固定されている。第２チエーン７２は、同
様にして第２指部材組４２の軸４８に直接連結さｉｌて
いるスプロケット７４に架は渡されている。

駆動チェーン６８．７２を適当な緊張状態に保持するた
めに引張遊びローラ７６．７６を前壁１２に枢′動自在
に取付けることができる。この構成により、手回しホイ
ール６４を回せば、その回転量に応じてチェーン６６．
７２が駆動され、両方の指部材組４０．４２の枢動角度
を調節する。減速ユニット６８は、例えばウオーム歯車
駆動装置のように可逆であることが好ましく、指部材組
４０．４２が手回しホイール６４の回動によって調節さ
れた位置に保持されるようにする。

無孔プレート５０は、減速ユニット８０に連結した第２
手回しホイール７８によって独立して調節することがで
きる。減速ユニット８０の出力軸はプレート５０のピボ
ット軸５２にキー止めまたはその他の手段によって連結
されている。かくして、プレート５０の角度調節は、指
部材４４と同し態様で行われるが、軸４６と４８とを連
結するような駆動チェーン連結機構は必要としない。

分級機１０の作動において、そらせ板３６と３８の間を
上昇する流れに不規則に分散しているいろいろな粒度の
粒子は、加速され、そらせ板３６．３８の形状と円弧状
壁部分１６．１８によって２つの散開する流れに分割さ
れる。囲い体内を流れる流体の速度はその囲い体の中央
部において最大で、囲い体の壁に沿う部分において最小
であり、比較的大きい粒子は遠心力により外方の囲い体
壁に向けて押しやられるので、円弧状壁部分１６．１８
は、不適格として拒絶された大きい粒子のために収集表
面の役割を果す。円弧状壁部分１６．１８の内表面上に
集まった粒子は、そのような表面の近傍の空気流の速度
が低いので空気流内へ再連行されるととζよない。ただ
し、これは、円弧状壁部分１６．１８の内表面即ち拒絶
表面の近くに位置する微細粒子についても同様である。

即ち、そのような囲い表面に沿って流れる空気または流
体は速度が低いため微細粒子を空気流内へ再連行させる
ことにほとんど影響を及ぼさず、その結果、微細粒子は
、凝集し、究極的には不適格粗大粒子と共に分級機ｌＯ
の底部２０へ戻される。

指部材組４０．４２を調節し互い違いの指部材４４を空
気流内へ枢動させることにより、円弧状壁部分１６．１
８の内表面近くのほとんどすべての粒子の流れを空気流
の高速中央領域に向けて内方へ差向けることができる。

各指部材の溝形の内側凹面５４は、粒子を該指部材の端
部に達するまで保持する。また、各指部材組４０．４２
のピボット軸４６と４８の間の空間は、流体の流れが互
い違いの指部材の間を通るための区域を提供する。

かくして、重い粒子は、不適格として拒絶されるために
は再び高速空気流帯域を通らねばならず、一方、微細粒
子は、拒絶表面の径路が増大したｔコめ空気流によって
運び去られる。乙のように、指部材の空気流内への張出
しは、粒子の全体的通し量を増大させ、出口３２．３４
を通って流出する適格微細粒子の比率を増大させる作用
をする。

円弧状プレート５０を円弧状壁１６．１８に平らに当接
した引込み位置から空気流内へ張出すと、分級機の底部
へ戻し再粉砕するｔコめに拒絶される粒子の比率を増大
させる作用が得られる。これは、２つの理由によって生
じる。第１に、空気流のための排出断面積が減少し、そ
れによってプレート５０に近接する領域の空気流の速度
を増大させ、重い粒子の拒絶率を高めるからである。第
２に、無孔プレート５０の空気流内への張出しは、粒子
をより多く稠密に集める作用をし、それによって中央の
高速流体に露呈される粒子の旦を減少させ、従って、空
気または流体が粒子を出口３２．３４へ運び去る能力を
減少させるからである。

以上の構成により指部材４４の張出し位置への：ｓｍは
、粒子の流れを空気流内へ再導入させる働きをし、分級
機内へ不規則な流れパターンで流入してくるほとんどす
へての粒子に動的分級作用を及ぼす乙とができる。更に
、プレート５０の角度位置の変更は、粒子が遠心力によ
り拒絶されて衝突せしめられる表面の位置を変更し、拒
絶される粒子の量を制御する。

以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明は
これに限定されるものではなく、本発明の精神および範
囲から逸脱することなくいろいろな変型が可能であるこ
とは当業者には明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第一１図は本発明を組入れた工業用分級機の各作動部品
を示す部分透視図、第２図は第１図に示された分級機の
拡大垂直断面図、第３図は第２図の線３−３に冶って下
からみた拡大平面図、第４図は第３図の線４−４に沿っ
てみた拡大断面図、第５図は本発明による調節自在の無
孔プレートの透視図、第６図は第２図と同様な拡大部分
断面図であるが、本発明の調節自在の構成部品を示す。 第７図は本発明の分級機内に使用することができる制御
部材を示す部分正面図である。 図中、１２は前壁、１４は後壁、１６．１８は円弧状壁
部分、２０は底部分、３２．３４は出口、３６．３８は
そらせ板、４４は指部材、５０は円弧状無孔プレート、
６４は手回しホイール。 図面の浄書（内容に変更なし） 第２図 第６図 １　事件の表示 昭和５８年持重許願第１１１９５８号 ２　発明の名称 調節自在の粒子分級機 ３　補正をする者 事件との関係　　特許出願人 フォスター・ホイーラー・エナージイ・コーポレイショ
ン４代理人 〒１０５　東京都港区虎ノ門１丁目１番２０号５′補正
命令の日付　昭和５８年９月７日（発送日　昭和５８年
９月２７日） （２）委任状及び訳文 （３）図面企図（浄書、内容に変更なし）４１４−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 流体の流れ内に懸濁した粒子を分離するためのものであ
   って、流体の流れを導く湾曲通路を画定する手段が設け
   られ、該手段は、該湾曲通路の外側囲いを画定する内向
   きの不適格粒子収集表面を備えており、粒子が遠心力に
   よって該不適格粒子収集表面の方に向かって押しやられ
   るようになされ、該湾曲通路の長手に亘って残留してい
   る適格粒子を流出させるための出口が設けられている分
   級機において、 引込み位置と前記空気流内へと内方へ突出する張出し位
   置との間で移動自在の指部材手段と、該指部材手段を引
   込み位置と張出し位置との間で調節するための調節手段
   を設けたことを特徴とする分級機。