JPS6157279A - アニユラ分級機 - 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】 「発明の技術分野」 本発明は円環状のノズルから噴き出された粉体流をコア
ンダ効果を利用して分級するアニユラ分級機に関するも
のである。

「従来技術」 粉体を含む流体をノズルから湾曲面に沿って噴出させ、
コアンダ効果を利用して粉体を分級する方法又は装置と
しては、既に奥田（同志社大学工学部教授）が１９８１
年９月に京都粉体工学国際シンポジェーム等において発
表したものが知られている。

上記報告においては、コアンダ効果による噴流の壁面へ
の付着流を利用して高速気流を小さい曲率半径で曲げ、
これにより粉体に大きい遠心力を（す」かせて粉体を粒
度により分級した場合の実験装置の概要について記載さ
れている。この分級方法は上記のように選別流体による
効力と、選別流体中に含まれる粉体の作用する遠心力と
によって粉体を選別するもので、特に粒度の小さい微粉
体の選別に通している。

上記従来方法又は装置を実際に用いるに当たっては選別
流体を加速するためのノズル面や偏向壁面と粉体との隔
離を良好に行う必要がある。これは■壁面と流体との境
界層では流体の流れが不安定となり、この不安定な流れ
に粉体が混入するとその部分でのコアンダ効果が減殺さ
れ、粉体の選別性能が低下するため、及び■上記不安定
な境界層に存在する粉体は壁面に衝突しやすく、壁面の
早期摩耗を促すため等の理由による。

「従来技術の問題点」 しかしながらまたこの従来技術を軸対称の装置に用いる
場合、装置の構造上選別流体の旋回の問題が常に発生す
るが、上記従来技術では、選別流体を円柱状壁面に沿っ
て流した場合について記載されているのみである。従っ
てこの従来技術をｍ純に軸対称の装置に適用した場合、
選別流体の整流を行っていないため、ノズルへの流入の
前後で選別流体の旋回を生じ、ノズル出口における選別
流体の等速性が害され、コアンダ効果が減殺される不都
合がある。また選別流体を加速するだめの一ノズル面や
偏向壁面と粉体との隔離が良好に行われていないため、
前記の及び■の不都合を生じる。

「目的」 従って本発明の目的とするところは、圧縮空気と粉体と
の混合流（選別流体）の通過する部分の壁面に粉体の混
入しない流体の境界層を形成し、粉体の流れる部分を整
流となしてコアンダ効果による選別精度を向上させると
共に、ノズルに流入する以前の流体流に適切な整流作用
を施して旋回流を消去することにより混合流等の等速性
を確保し選別効果を向上させることである。

「構成」 上記目的を達成するために本発明が採用する主たる手段
は、圧縮空気と粉体との混合流を整流する円筒状の混合
流用スリットと、上記混合流用スリットの外径部及び内
径部に配置され、整流されたシースエアを導入するため
の第１及び第２のシースエア用スリットと、上記混合流
用スリットと、築１及び第２のシースエア用スリットか
ら流出した流体流を加速する円環状の加速域と、上記加
速された流体流を円環状の放出域へ噴出させるための円
筒状ノズルと、上記円筒状ノズルの一方の側壁に連続し
て形成された湾曲壁と、上記湾曲壁に沿った流体流に対
して作用するＵ調流を放射状に噴出させる制御流流出口
と、上記湾曲壁に沿って形成された円環状の精粉取出口
とを具備し、上記混合流用スリット、第１及び第２のシ
ースエア用スリットを通った各流体の加速域内での速度
が全て等しくなるように混合流用スリット、第１及び第
２のシースエア用スリット、加速域の各形状を決定する
と共に、各流体の圧力を制御する点である。

上記混合流用スリットと、これを挾む第１及び第２のシ
ースエア用スリットにより整流されて流出した流体は円
環状の加速域で加速された後、円筒状ノズルを通って放
射域へ放出される。その際、粉体を含む混合流は、粉体
を含まないシースエアにより囲まれ、シース石アが壁面
との境界層をなし、混合流が壁面から隔離されて流れる
ので、境界層への粉粒体の混入が防止され、混合流と壁
面との接触がなくなる。また円筒状ノズルを通る上記３
つの流れは、実質的に等速に制御されているので、ノズ
ルから出た混合流は乱れることなく湾曲壁に沿って進み
、その中に含まれる粉体はその速度、’Ｒｍに応じた遠
心力を受け、混合流中の粉体が選別される。

「実施例」 次に本発明を具体化した実施例について説明する。ここ
に第１１１は本発明の一実施例にかかるアニユラ分級機
の中央Ｕ断面図、第２図は第１図におけるＡ−Ａ矢視図
、第３図は同アニエラ分級既の系統図である。

まず第３図に従って全体系統について説明する。

コンプレッサ１により圧縮された空気の一部は圧力調整
弁２１により圧力を調整され混合４ａ２を通った後、分
級機３の混合流入口４へ流入する。

混合機２はヒイーダ、ノズル等によって構成され、原料
粉体ホッパ５より調節弁６を経て混合機２に供給された
粉体は混合機２で圧縮空気と均等に混合され混合流入口
４へ送られる。

上記コンプレッサ１により圧縮された空気の残部は圧力
調整弁７１．７＋、を通って分級機３の第１のシースエ
ア人口８１．第２のシースエア人口８１、へ流入する。

分級機２で得られた所望粒度の精粉は精粉出口９を通っ
てバグフィルタｌＯへ集められる。また分級機３分離さ
れた粗粉は粗粉排出口１１を通ってバグフィルタ１２に
集められる。

次に分級機３の構造について第１図、ｇＪ２図を参照し
て詳しく説明する。第１図において１３は分級機本体で
、中央に柱状の分級主軸１４ををしており、この分級主
軸１４のまわりに空気溜り１５が形成されている。前記
第１のシースエア入口８□はこの空気溜り１５に連通ず
るべく分級機本体１３に穿設されている。上記空気溜り
１５は更に分級機本体１３の中心に穿設され前記分級主
軸１４の周りに形成された通路１６を経て、前記分級機
主軸１４の中央胴部１７のまわりに形成されたスリット
室１Ｂと連通している。上記スリット室１Ｂ内には第１
のシースエア用スリット３０を有する整流格子２０が装
着されており、第２図に示す如くこの第１のシースエア
用スリット３０は、軸方向に細いスリット穴３０を複数
有し、このスリット穴を通ることによりスリット室１８
から後述の加速域２１へ流入するシースエアを整流し、
シースエア中の旋回流や渦流等を消去する。

また分級機本体１３には前記通路１６を取り囲むように
円環状の空気溜り２２が形成され、この空気溜り２２に
前記混合流入口４が連通している。

上記分級機本体１３の下部には、内筒２３と外筒２４と
よりなるスリットホルダ２５が固定され、前記内筒２３
の内側面と、前記分級主軸１４の中央胴部１７の外周面
との間の空間が、前記スリット室１８を構成している。

また分級機本体１３の下部には前記スリットホルダ２５
を取り囲み、その下端に湾曲５！２６を育する円筒状の
湾曲壁本体２７が固着され、この湾曲壁本体２７の内周
面と、外筒２４の外周面との間にスリット室２８が形成
され、このスリット室２８に円筒状の第２のシースエア
用整流格子２９が装着されている。またこの第２のシー
スエア用整流格子２９には、前記第１シースエア用整流
格子２０と同様、第２図に示す如く軸方向の細長いスリ
ット１９が複数形成され、前記スリット室２８に接続さ
れた第２のシースエア入口８しから導入されるシースエ
アの旋回や渦流を防止し、整流されたシースエアを加速
域２１へ供給する。

また前記内１ｖｉ２３と外１２４との間の円筒状空間で
あるスリット室３１には円筒状の混合流用整流格子３２
が装着され、この混合流用整流格子３２には軸方向のス
リット３３が第２図に示す如く複数放射状に形成されて
いる。従って空気溜り２２から加速域２１へ供給される
粉体を含む混合流が、このスリット３３を通過すること
により整流され、空気溜り２２内において発生していた
混合流の旋回や渦流が消去され、一様流れとして加速＠
２１に流入する。

前記加速域２１は、第１図に示す如く断面略三角形状で
前記中央胴部１７の下部に設けたテーバ部３４の外周面
と湾曲壁本体２７のテーパ面３５とによって形成された
軸対称の円環状空間をなし、前記スリ７ト室２８と１８
の各流出部３６及び３７はその間に決まれた混合流用整
流格子３２、従ってスリット３３の中心に対して流体力
学的に対称となるように構成されている。また上記テー
バ部３４の外周面とテーパ面３５の形状も、前記混合流
用整流格子３２、部ちスリット３３の中心に対して流体
力学的に対称な構造となるように設定されている。更に
内筒２３と外筒２４の下端はそれぞれ図示の如く鋭利な
エツジ状に形成され、上記流出部３６及び３７から流出
したシースエアが混合’ｌＡＬ用スリラスリットら流出
する混合流と接しつつ、両者の境界面において流線の乱
れを生じないように配慮され、且つこうして第１及び第
２のシースエア及び混合流よりなる３つの流れが等速と
なるように各流体の圧力及び各流体の通過する通路の形
状が決定され、こうして加速域２１に流入した上記３つ
の流れは加速域２１の断面形状に応じて加速され、加速
域２１に続く円筒状ノズル３８に供給される。この時上
記第１及び第２のシースエア及び混合流よりなる３つの
流れは、加速ｙｉ２１、更にはそれに連続した円筒状ノ
ズル３８へ連続的に流線の乱れを生じることなく通過す
るため、テーパ部３４の外周壁及びテーバ面３５との境
界面には粉体を含まないシースエアのみが流れ、粉体が
これらの壁面と接触することがない。

こうして第１及び第２のシースエアに囲まれた状態で円
筒状ノズル３８を通過する混合流は、円筒状ノズル３８
の外側の側壁と連続する前記湾曲壁２６に沿って進むと
共に、この混合流中に含まれる粉体はその流径は大きい
程大きな遠心力を受けるため、湾曲壁２６に対して大き
く離れたｖｋ跡を通過することになる。

またヒ記円筒伏ノズル３８の出口部には、上記湾曲壁に
沿った流体流に対して開孔する制御流流出口３９が開孔
し、制御流流入口４０から流入した制御流はｊｌｉ制御
流流出口３９から湾曲面２６に向かって噴き出され、そ
の結果ノズル３８の噴流は湾曲面２６の壁面付管流とな
る。

上記湾曲壁２６に沿って形成された粉体排出孔４１は、
前記湾曲壁本体２７の外周を覆う円環状の空気溜り４２
に接続され、この空気溜り４２は精粉出口９と接続され
ている。従って空気溜り４２及びこれに接続した粉体排
出口４１はバグフィルタ１０　（第３図）を介してブロ
ア等による負圧にさらされ、湾曲面２６に沿うて小さな
曲率で飛行するある一定粒度以下の微粉のみが粉体排出
口４Ｉがら空気溜り４２を経てバグフィルタ１０に捕集
される。またここで分離された粗粉は粗粉排出口１１を
経て、前記したようにバグフィルタ１２へ運ばれる。

上記実施例では湾曲面２６の形状として断面円弧状のも
のを示したが、かかる湾曲面の形状は真円に限らず、楕
円、放物線等を含む２次曲線よりなる断面形状のもので
あればよい、また粉体排出口４１を配置する位置を示す
角度θは、湾曲面２６の始まる位置から粉体排出口４１
までの角度であるが、これは図示のような概略１８０°
の場合に限らず、例えば６０’〜１８０°の範囲で、粉
体の種類２粒度に対応して決定される。更に円筒状ノズ
ル３８から噴出する混合流中の粗粉が衝突する壁面４３
の曲率半径は、湾曲面２６の曲率半径と比べて１．５〜
１０倍程度の範囲に設定しておくことが望ましい９円筒
状ノズル３８のノズル幅Ｓ、と粉体排出口４１の幅Ｓ２
との比は０．　５〜１０程度の幅で選別する粒度に応じ
て決定する。

「発明の効果」 本発明は以上述べたように、圧縮空気と粉体との混合流
を整流する円筒状の混合流用スリフトと、上記混合流用
スリットの外径部及び内径部に配置され、整流されたシ
ースエアを導入するためのｆｆ１ｌ及び第２のシースエ
ア用スリットと、上記混合流用スリットと、第１及び第
２のシースエア用スリットから流出した流体流を加速す
る円環状の加速域と、上記加速された流体流を円環状の
放出域へ噴出させるための円筒状ノズルと、上記円筒状
ノズルの一方の側壁に連続して形成された湾曲壁と、上
記湾曲壁に沿った流体流に対して作用する制御流を放射
状に噴出させる制御流流出口と、上記湾曲壁に沿って形
成された円環状の精粉取出口とを具備し、上記混合流用
スリット第１及び第２のシースエア用スリットを通った
各流体の加速域内での速度が全て等しくなるように混合
流用スリット、第１及び第２のシースエア用スリット、
加速域の各形状及び各流体の流速を制御したことを特徴
とするアニエラ分級機であるから、加速域や円筒状ノズ
ルの部分を通過する粉体を含む混合流がシースエアによ
って取り囲まれ、このシースエアが壁面との境界層を形
成するため、粉体が直接壁面に接触する不都合がなく、
壁面との境界層に同体が混入されることによる選別性能
の低下や壁面の早期摩耗等の問題点が解消され、更にシ
ースエア及び混合流を軸対称に３次元的に流した場合、
従来の装置ではこれらの固気流に旋回流が生じる０本発
明では整流用のスリットを用いて加速域に流入する前の
流体流の旋回を消去することに成功したので、かかる旋
回流や渦流による選別性能の低下を防止することができ
る。また上記のようなシースエアの流速を混合流と同一
速度にした後にこれを加速域に導入するものであるため
、円筒状ノズルを通過するこれらの固気流の速度が一様
となり、円筒状ノズルを出た後の流れに乱れが生じず、
正確な選別を行い得るようになしたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかるアニエラ分級機の構
造を示す中央縦断面図、第２図は第１図におけるＡ−Ａ
矢視断面図、第３図は同アニユラ分級機の全体系統図で
ある。 （符号の説明） ２・・・混合機　　　　　　３・・・分級機８３．８−
・・・第１．第２のシースエア人口９・・・精粉出口　
　　　１１・・・粗粉排出口１３・・・分級機本体　　
　１４・・・分級主軸１８．２８．３１・・・スリット
室 ３０・・・第１の°シースエア用整流格子１９・・・第
１のシースニジ用スリット３０・・・第２のシースエア
用スリット３３・・・混合流用スリット ２１・・・加速＠　　　　　２３・・・内筒２４・・・
外筒　　　　　　２６・・・湾曲壁２７・・・湾曲壁本
体 ２９・・・第２のシースエア用整流格子３２・・・混合
流用整流格子 ３４・・・テーバ部　　　３５・・・テーパ面３８・・
・円筒状ノズル　３９・・・制御流流出口４０・・・制
御流流入口　４１・・・粉体排出口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ａ、圧縮空気と粉体との混合流を整流する円筒状
   の混合流用スリットと、 Ｂ、上記混合流用スリットの外径部及び内径部に配置さ
   れ、整流されたシースエアを導入するための第１及び第
   ２のシースエア用スリットと、Ｃ、上記混合流用スリッ
   トと、第１及び第２のシースエア用スリットから流出し
   た流体流を加速する円環状の加速域と、 Ｄ、上記加速された流体流を円環状の放出域へ噴出させ
   るための円筒状ノズルと、 Ｅ、上記円筒状ノズルの一方の側壁に連続して形成され
   た湾曲壁と、 Ｆ、上記湾曲壁に沿った流体流に対して作用する制御流
   を放射状に噴出させる制御流流出口と、Ｇ、上記湾曲壁
   に沿って形成された円環状の精粉取出口とを具備し、 Ｈ、上記混合流用スリット、第１及び第２のシースエア
   用スリットを通った各流体の加速域内での速度が全て等
   しくなるように混合流用スリット、第１及び第２のシー
   スエア用スリット、加速域の各形状を決定し、且つ各流
   体の流速を制御することを特徴とするアニュラ分級機。