JPS60209269A - 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】 近年新素材としてのファインセラミックス等の需要が急
速に拡大している。同時に品質の向上が大きく浮かび上
がってきている。即ち粉体としての粒子径の均−化及び
微細化である。現在では１ミクロン以下の粒子に対する
需要は盛んである。そのためには粉砕されたファインセ
ラミックスあるいは化学合成されたファインセラミック
スの分級機が必要である。しかもサブミクロン程度の分
級が正確に達成出来る分級機が必要である。

従来市販されていた分級機は、殆ど数ミクロン以上の分
級用に使用されたものでありで、上記目的には不充分と
言うことが出来る。

これに対して、最近開発実用化されつつあるバーチャル
インバクタの原理を利用した分級機は、サブミクロン粒
子の分級機としては最適の機能を持っている。

なかには、極めてシャープな分級をサブミクロン領域で
行うものも出ている。

第１図はその一例であって、バーチャルインパクタの中
心線を含む平面で切断したところを表している。

バーチャルインパクタの基本原理であるインパクト現象
は各々断面が円形の加速ジェット１と捕集ノズル２の間
のクリアランス３０部分て発生する構造である。よく分
散した粉体な含んだ気流は加速ジェット１中に圧送され
る。或いは、捕集ノズル２をブロワに接続することによ
り加速ジェット１より吸引される。

加速ジェット１で整流された気流は加速ジェット１の噴
出口４より噴出し、これとほぼ形状及び断面積を同一と
する噴入口５をもった捕集ノズル２の噴入口５に噴入す
る。

また、噴出口４と噴入口５とは同一中心線上にある。こ
の場合気流の一部はクリアランス３より空間６に流出す
る。

気流中の粉体粒子のうち成粒径より微細な粒子は、その
気流に乗って、空間６に流出し、微粉用の排出ロアより
粉塵捕集機に到達し、捕集され微粉を形成する。

一方、成程度より粗大な粒子は、その慣性力によって捕
集ノズル２中に流入し、別の粉塵捕集機によって粗粉を
形成する。

ここにおいて、粉体は微粉と粗粉に完全に分級されたこ
とになる。

第２図は、第１図の改良形であって、バーチャルインパ
クタの中心線を含む平面で切断したところを表している
。これによると、よりシャープな分級が出来る特長があ
る。粉体を含んだ気流は無塵の清浄気体、例えば清浄空
気が流下する各々円形のインナーパイプ８及びアウター
パイプ９の中間に存在するミドルパイプ１０より流下す
る。従って、加速ジエツＨ１のところでは、中心及び外
周が清浄空気で、その中間が粉体を含んだ気流という層
状のものが、流下しつつ加速されることになる。

その結果捕集ノズル１３との間に構成されたクリアラン
ス１２の部分でのインパクト現象はよりシャープな分級
となって表れる。

粗粉は捕集ノズル１３より、微粉は空間１４を経由して
排出口１５より各々粉塵捕集機に到達し、粗粉及び微粉
を形成することになる。

第３図は、第２図のアイデアを利用し、分級処理量を増
大するために矩形の加速ジェット１６を利用したもので
ある。

第３図は、バーチャルインパクタの中心線を通り、かつ
、加速ジエツ）＋６の長辺に直角な面で切断したところ
を表している。

無塵の清浄気流例えば清浄空気は、インレット１７及び
１８より供給される。

粉体を含んだ気流はインレット１９より供給される。従
って、加速ジェット１６の部分では、左右の側に清浄空
気を配し、中心が粉体を含んだ気流というかたちの層状
となって流下することになる。矩形状の捕集ノズル２３
との間で構成される。クリアランス２０は左右に存在し
、インパクト現象により生じた微粉を含んだ気流は空間
２１を経由して排出口２２から各々同一の粉塵捕集機に
到達し微粉を形成する。

粗粉を含んだ気流は捕集ノズル２３より別の粉塵捕集機
に到達し粗粉を形成する。

勿論この場合どちらか一方のクリアランス２０及び空間
２１を無くす構造も可能である。

第４図は、第３図のバーチャルインパクタの加工を構造
的により容易にすると共に、清浄空気の含まれない壁の
部分を無くしたところに特長がある。第４図は、バーチ
ャルインパクタの中心線を含む平面にて切断したところ
を示している。

粉体を含んだ気流はインレット２４より断面が環状のミ
ドル環部２５に送入される。無塵の清浄気流例えば清浄
空気はインレット２６及び２７より送入され各々インナ
ー環２８及びアウター環２９を流下する。

ここにおいて、環状の加速ジェット３０乞こオｔ＋）で
は、内外を清浄空気、その中央を粉体を含んだ気流が流
下し、環状の捕集ノズル３４との間に構成される環状の
クリアランス３１でインパクト事象を生じ分級作用が生
ずる。

すなわち、微粉を含んだ気流は空間３２を経由し排出口
３３より粉塵捕集機に到達し微粉を形成する。一方粗粉
は捕集ノズル３４を通過し、アウトレット３５を経由し
て別の粉塵捕集機により粗粉を形成する。

以上の各側から判明するように、パーチャ）レインノＳ
クタに共通する構造上の基本機能はつぎのようである。

すなわち、粉体を含んだ気流を加速ジエツト内に流下せ
しめ、その噴出口と同一中心線上に存在し、かつ、はぼ
形状及び断面積を同一とする噴入口を持った捕集ノズル
との間に構成されるクリアランスにてインパクト現象を
発生せしめ、一部の気流と共に粗粉を捕集ノズルに流下
させ、一方微粉はクリアランスから側方に残りの気流と
共に分流せしめて、粗粉と微粉をシャープに分級すると
いう構造である。

さらに、その変形あるいは改良型としてつぎの原理構造
があげられる。すなわち、 １）粉体を含んだ気流と無塵の清浄気流を同時に加速ジ
ェット内に流下せしめ、上記の基本機能のもとてよりシ
ャープな分級をするという構造。

２）加速ジェット及び捕集ノズルの断面は円形を基本と
し、その変形として楕円形など、又大容量化をより容易
にするために、矩形又は環状を採用した構造。などであ
る。

また以上に共通する問題点は、大容量型にする場合に形
状が極めて大形化するなどのため大容量型に不適当な構
造という点である。

すなわち、最も大容量化に適した構造と見なされる第４
図のバーチャルインパクタでも、−加速ジェット３０の
全長を６００ａｍとするためには、加速ジェット３０の
中心を通る円の直径は約２００ｍｍとしなくてはならな
い。併せて、全体の形状寸法はより大形となる。−カス
流中に含まれる粉体の粒子の加速は気流の流れる速度だ
けに依存している。従って、より分級点を微細化するた
めに粒子の速度をあげんとする場合より大容量のブロワ
を必要とすることになる。

本発明は、これらの欠点を解決したところに特長がある
。原理をその応用例第５図によって説明する。

基本的な原理は、加速ジェット、クリアランス及び捕集
ノズルに高速回転を与えることによって、気流中に含ま
れる粒子に以下の理論式による遠心力を与えることであ
る。

ｍ　ｐｄ　ｖ　＝−１１−１−１−ｐ（υ−レ）＋ｍｐ
ｒ・ω２ｄｉ　に こで　ｍｐ：粒子質量 Ｄｐ：粒子径 Ｃ：カニンガム係数 υ　：気流速度 ν　：粒子速度 ｒｏ：回転中心からクリアランス部 までの距離 ω　一回転角速度 ｔ　；時間 ｍｐｒ０ω２：遠心力 これによって気流による粒子の速度に更に遠心力による
速度が加わるため、同一粒子径の分級のばあい上記先例
の場合よりも小型のブロワ−が利用出来る。また、同一
大きさのブロワ−を利用すればより分級点を小さくする
ことが少ない圧力損失で容易に可能となるという著しい
利点が生ずる。また、ノズル等の形状を以下に示すよう
に回転体とすることが小形になしうる利点が生ずること
である。

第５図において、中心線より右側は、回転中心を含んだ
平面より半径方向に切断した断面図である。加速ジェッ
ト３６は、上部リング３７及び下部リング４０より形成
されており、粉塵を含んだ気流の上下に無塵の清浄気流
たとえば清浄空気を層流せしめるために、上部ガイドリ
ング３８及び下部ガイドリング３９を内蔵している。

各々の位置を適正にするために８個の脚４１が上部ガイ
ドリング３８に設けられている。

又、下部ガイドリング３９にも同様脚４２及び４３が設
けである。

以上４種の各部品はネジ４４により完全に一体に組み立
てられることになる。一方クリアランス４６は、下部リ
ング４０とクリアランスリング４５により形成される。

クリアランスリング４５はネジ４７により上部リング３
７に固定されている。

捕集ノズル４８を形成するために、上部リング３７には
８個の脚４９が設けられている。

以上の説明から解るように、バーチャルインパクタの主
要部を構成する加速ジェット３６、及び捕集ノズル４８
の各断面は中心線を同一とすると共に遠心力を生ずる回
転軸を含む平面内にあり、さらに、加速ジェット３６及
び捕集ノズル４８は各々リング状に形成されて−Ｕ−る
。

クリアランス４６の入り口の断面は上記中心線に対して
直交しており、リング状を形成している。粉体を含んだ
気流はインレット５０より送入され流路５１を経由して
加速ジェット３６に達する。清浄空気はインレット５２
及び５３より送入され、各々流路５４及び５５を軽重゛
して加速ジェット３６に達する。

これによって加速ジェット３６では、粉体を含んだ気流
の上下に清浄空気が層状に流れ高精度な分級が行われる
ことになる。

微粉は、クリアランス４６及び左右にある排出ルート５
６を経由して排出口５７より排出され粉塵捕集機にて気
体を分離され微粉を形成子る。

粗粉は、捕集ノズル４８及び排出ルート５８を経由して
排出口５９より排出され別の粉塵捕集機にて粗粉を形成
する。

ここで、排出口５７及び５９は各々第６図においては、
位置が上下に重なるため重複して表示されている。モー
タ６０は歯車６１及び６２を介して下部リング４０の軸
６３に高速回転を伝達する。

軸６３はベアリング６４で支持されておる。

従って、一体となって回転する部分は上部リング３７、
上部ガイドリング３８、下部カイト′リング３９、下部
リング４０及びクリアランスリング４５である。従って
、カバ６５及びハウジング６６は固定しており、そのた
めに上記回転体との間に間隙６７．６８．６９及び７０
を形成することになる。この部分は気密性を必要とする
ため、ラビリンスパツキン構造等とする必要が生ずる。

第７図は、第５図のクリアランスリングを省略するため
の工夫である。

以上の実例において、さらに次の変形も容易に考えられ
る。

ｌ）加速ジェット３６、流路５１及び捕集ノズル４８の
第５図に示された巾は同一として表されているが、通過
する気体の流速を同一に維持するか或いは多少高めるた
めに、図に示された断面の巾を外周にいくほど小さくす
ることも考えられる。

２）上部リング３７、上部ガイドリング３８、下部ガイ
ドリング３９及び下部リング４０から構成される回転状
構造体を、回転させないで固定することも考えられる。

この場合間隙６７．６Ｂ、６９及び７０が無くなり構造
としては単純化する。

併し、構造としてのコンパクト化の利点はいぜんとして
得られる。

３）清浄空気を省略した構造とすることも出来る。

４〉粗粉排出口５９よりの気流の排出を省略し、排出口
ルート５８に堆積する粉体を機械的に回収する構造とす
ることも出来る。

５）第５図の下部ガイドリンク３９の中心部には、羽根
７１が数個第８図に示すように設けられており流路５１
を通過する粉体粒子をこの羽根７１て機械的に高速でヒ
ツトすることにより、分散効果を付与している。勿論こ
の場合、さらにインレッ）５０の内部に別に高速回転す
る羽根を設けて分散効果を高めることも考えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図より第４図までは、従来のものの説明図であり、
第６図以降第８図までは本発明の実施例である。図中、 １：加速ジェット　２；捕集ノズル ３：クリアランス　４：噴出口 ５；噴入口　６：空間 ７：排出口　８：インナーバイブ ９：アウターバイブ　ｌＯ：ミドルパイブ１１：加速ジ
ェット　１２：クリアランス１３：捕集ノズル　１４；
空間 １５：排出口　１６：加速ジェット １７：インレット　１８：インレット １９：インレット　２０：クリアランス２１：空間　２
２：排出口 ２３：捕集ノズル　２４：インレット ２５：ミドル環部　２６：インレツト ２７：インレット　２８：インナー環 ２９：アウター環　３０：加速ジェット３１：クリアラ
ンス　３２：空間 ３３：排出口　３４：捕集ノズル ３５ニアウドレツト　３６：加速ジェット３７：−Ｌ部
リング　３８：上部ガイドリング３９：下部ガイドリン
グ　４０：下部リング４１：脚　４２：脚 ４３：脚　４４：ネジ ４５：クリアランスリング４６：クリアランス４７：ネ
ジ　４８：捕集ノズル ４９：脚　５ｏ：インレット ５１：流路　５２：インレット ５３：インレッｌ−５４：流路 ５５：流路　５６：排出ルート ５７：排出口　５８：排出ルート ５９：排出口　６０：モータ ６１：歯車　６２：歯車 ６３：軸　６４：ベアリング ６５：カバ　６６：ハウジング ６７：間隙　６８：間隙 ６９：間隙　７０：間隙 ７１：羽根 才１図 第２図 才３図 第４図 第５図 オ６図 オ　７　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、加速ジェット３６と捕集ノズル４８との間にクリア
   ランス４６を設け、含塵気流を加速ジェットに流すこと
   により、微粉がクリアランスから取り出され、かつ、粗
   粉が捕集ノズルから取り出されるバーチャルインパクタ
   式分級機において加速ジェットが円板状の上部ガイドリ
   ング３８と下部ガイドリング３９によって構成され、か
   つ、捕集ノズルが円板状の上部リング３７と下部リング
   ４０によって構成され、上部ガイドリングと下部ガイド
   リング、上部リング及び下部リングが、同一の軸を中心
   とした円板状であることを特長とするバーチャルインパ
   クタ式分級機。 ２、特許請求の範囲１．において、上部ガイドリング、
   下部ガイドリング、上部リング及び下部リングが軸を中
   心として回転することを特長とするバーチャルインバク
   タ式分級機。 ３、特許請求の範囲１．又は２．において、上部ガイド
   リングと上部リングの間隙を流路５４とし、かつ、下部
   ガイドリングと下部リングとの間隙を流路５５とし、こ
   れらの流路５４．５５、にインレット５２より清浄空気
   を通すことを特長とするバーチャルインバクタ式分級機
   。