JPS6345872B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、大きさの異なる種々の粉体粒子を含
む粉体原料を気流に乗せて運ぶと共に、それらの
各粉体粒子にそれぞれの粒径に応じた大きさの慣
性力を与え、その慣性力の相違に基づいて粉体粒
子を分級するようにした粉体粒子の風力分級装置
に関する。 一般に風力分級は、工業的にふるい分けが適さ
ない範囲の細かい粉体原料を乾式で分級する場合
に適用されるが、その中でも気流中で単に粒子の
重力の差を利用する重力式分級よりも細かい分級
点を要求される場合には、粉体原料中の各粉体粒
子に与えられる慣性力の差を利用して分級を行な
う形式の上記の風力分級装置が用いられる。 この種の分級装置において第１図に示す装置は
知られている。同図において、全体を符号１で示
す分級装置は、紙面垂直方向に延びる円筒体の本
体２と、本体２の上部からその本体２の接線方向
に突出する原料供給管３と、本体２の下部から
上・下の二方向へ向つて分かれて突出する２本の
排出管４及び５とを有する。 分級すべき粉体粒子を含む原料は、気流Ａと共
に原料供給管３から本体２の中へ供給される。こ
うして供給された原料の中には、径の異なる様々
な粒子が混在するが、これらの粒子は、気流Ａに
よつてそれぞれの粒径に応ずる慣性力を付与され
る。すなわち、粒径の大きい粉体粒子（以下、粗
粒子という）の慣性力は大きく、粒径の小さい粉
体粒子（以下、微粒子という）の慣性力は小さ
い。慣性力の大きい粗粒子は本体２の外壁２ａに
近い位置を移動し、慣性力の小さい微粒子は外壁
２ａよりも遠い位置を移動する。したがつて最終
的には、微粒子が上部排出管４から排出され、粗
粒子が下部排出管５から排出され、ここに粉体原
料が二種類に分級される。 しかしながらこの分級装置１には、次のような
欠点がある。まず第１に、粉体原料は原料供給管
３の全断面（紙面垂直方向）に亘つて広い範囲か
ら供給されるので、粉体原料中の粉体粒子の分散
が不十分であり、同時に各粒子の飛行軌跡も不安
定である。第２に、本体２の外壁２ａから遠ざか
る程、すなわち本体２の内側に向う程気流が乱れ
て渦流状となり易く。その場合には微粒子も粗粒
子もその渦流中に巻き込まれ、互いに混ざり合つ
てしまう。 上記の各欠点がある限り、この種の分級装置に
よつて100μｍ以下の細かい微粒体を精度高く分
級することができないので、従来よりそれらの各
欠点を解消するための措置が講ぜられている。例
えば原料中の粉体粒子の分散の程度を高め、同時
にそれらの粒子の飛行軌跡を安定化するために、
原料供給口３を狭くしたノズルを設けて粉体原料
を供給する方法、更には粉体原料を高圧空気と混
合した後に装置内に噴射する方法等が知られてい
る。しかしながら、これらの方法によつても十分
満足できる粉体粒子の分散は得られず、それ故に
微粉体についての精度の高い分級は得られていな
い。特に、圧縮空気を用いて粉体原料を噴射する
方法においては、高圧タンク、圧力遮断装置その
他の付帯設備を必要とするので装置全体が大きく
なると供に経費がかさむ。 又、装置１の内部に生ずる気流の乱れを防止す
るために、第１図に鎖線で示すように、本体２ａ
を形成する壁のうち供給管３及び排出管４，５の
側の壁を装置内部へ湾曲する形状とした装置も知
られている。ところが本発明者等の研究によれ
ば、このような装置において気流が整流されるの
は、上記壁の湾曲形状、気流の流速、粉体の性状
等の関係が特定の極めて狭い範囲の条件を満足し
たときのみに得られる。したがつて、気流の流速
が少しでも変化した場合などには、それに応じて
壁の形状等を変更しなければ気流が乱れて微粉の
分級精度が低下する。 本発明は、上記の点にかんがみ、気流によつて
運ばれる粉体粒子を十分に分散すること及び各粉
体粒子の飛行軌跡を安定化することを可能にする
と同時に、気流の乱れによつて粉体粒子の流れが
乱されるのを防止し、しかもそれらを行なうにあ
たり特別な付帯設備を必要とせず、従つて経費の
かからない風力分級装置を提供することを目的と
する。 この目的は、冒頭に記載した形式の風力分級装
置を次の通りに構成することによつて達成され
る。すなわち、粉体粒子を運ぶための一次気流を
導入する一次気流導入口と、上記一次気流とは別
の二次気流を導入する二次気流導入口と、上記一
次気流導入口と上記二次気流導入口との間に配置
され上記一次気流及び上記二次気流よりも高速の
三次気流を導入する三次気流導入口と、その三次
気流導入口の近傍に配置され分級すべき粉体原料
を受け入れるための少なくとも一つの粉体原料受
入口と、上記一次気流導入口、上記二次気流導入
口、上記三次気流導入口及び上記粉体原料受入口
に連通しそれらの導入口からの気流に乗つて流れ
る粉体粒子を一つの粉体回収口へ導く主通路と、
主通路を形成する壁のうち上記二次気流導入口側
の壁から分岐して先端に他の一つの粉体回収口を
備える少なくとも一つの副通路とを有し、上記三
次気流によつて上記粉体原料受入口から供給され
た粉体原料を狭い範囲に集めつつ慣性力を付与
し、更に上記二次気流によつて主通路の壁及び副
通路の壁とそれらの通路を流れる粉体との間に整
流調整層を形成するのである。 以下、本発明をその実施例を示す図面に基づい
て詳細に説明する。 第２図において、図中の左方へ湾曲して延びる
導管６は、その下端部において分離板７により上
下２つの管路に分けられ、それぞれの管路の先端
は第１粉体回収口８及び第２粉体回収口９を構成
する。今、導管６のうち第１粉体回収口８から上
端部６ａに至る部分を主通路１１といい、分離板
７の上側に形成され第２粉体回収口９を有する管
路を副通路１２ということにする。以上の説明か
らも明らかなように副通路１２は、結果的には主
通路１１から分岐した管路として構成されてい
る。 主通路１１の上端部６ａには、図中の右方から
順に一次気流導入口１３、粉体原料供給口１４、
三次気流導入口１５及び二次気流導入口１６が形
成されている。第１粉体回収口８及び第２粉体回
収口９の近傍には図示しない排風機が配置され、
この排風機による排風作用により、上記一次気流
導入口１３から一次気流Ａが吸引導入され、同時
に二次気流導入口１６から二次気流Ｂが吸引導入
される。但し、一次気流Ａ及び二次流Ｂは、送風
機による吹込みによつても得ることができる。三
次気流導入口１５は、図示しない空気圧縮機に接
続されており、この空気圧縮機から圧縮空気を送
り出すことにより、その導入口１５内に高速気流
Ｃが得らる。尚、上記の各気流導入口１３，１
５，１６及び原料供給口１４は、第３図に示すよ
うに、導管６の管壁６′間に設けられた隔壁１７
によつて互いに融絶されている。 原料供給口１４は、粉体原料１８が格納された
原料供給装置１９に接続されている。 本実施例に係る風力分級装置は以上の構成から
成つており、次のように作用する。すなわち、原
料供給口１４から主通路１１内に供給された粉体
原料は、三次気流導入口１５から噴出する高速気
流のベンチユリー効果（きりふき効果）により、
まず一旦狭い範囲に集められる（範囲Ｄ）。これ
は、粉体原料を予め狭い範囲から送り出すことに
よつて、前述したような広い範囲から送り出した
場合に見られる粉体粒子の飛行軌跡を不安定性を
解消するためである。 こうして狭い範囲Ｄに集められた粉体原料中の
粉体粒子は、次いで上記高速気流によつて慣性力
を付与されるが、その際仮に粉体粒子が凝集して
いたとしても、その凝集粒子は高速気流からの力
によつて分散する。こうして分散する粉体粒子に
付与される上記の慣性力は、粉体粒子の粒子径に
応じて異なつており、例えば粗粒子の慣性力は大
きく、反面微粒子の慣性力は小さい。慣性力を付
与された粉体粒子は、その慣性力方向（図中の下
方向）へ流れると同時に、一次気流Ａ、二次気流
Ｂ及び高速気流Ｃが合流して形成された気流によ
つて粉体回収口８，９の方向に運ばれる。その
際、慣性力の大きい粗粒子は、慣性力の小さい微
粒子に比べてより下方の粒子へ到達することがで
きるので、粗粒子は主通路１１の第１粉体回収口
８から取り出され、一方微粒子は副通路１２の第
２粉体回収口９から取り出される。 かくして原料供給口１４から供給された粉体原
料は、第１粉体回収口８及び第２粉体回収口９に
分級して取り出されるのであるが、その際主通路
１１から副通路１２が分岐する位置には、第４図
に示すように渦流Ｅが発生するので、何等かの措
置を講じなければ粉体粒子がこの渦流に巻き込ま
れ、その結果精度の高い分級ができなくなつてし
まうのは前述した通りである。この不都合を解消
するため本実施例では、主通路１１のうち副通路
１２が分岐する側の壁面１１′に沿つて二次気流
Ｂを流しており（第２図参照）、この二次気流Ｂ
は上記渦流Ｅと粉体原料の流れＦとの間に流れ込
むことによつてここに乱れのない気流層である整
流調整層Ｇを形成する。整流調整層Ｇの存在によ
り、粉体粒子が渦流Ｅに巻き込まれるのが防止さ
れるので、高い分級精度を得ることができる。 前記の通り、主通路１１と副通路１２とは分離
板７によつて形成されているが、この分離板７の
形状、角度等は粉体原料の分級精度に大きな影響
を与える。したがつて、分級すべき原料の性状如
何によつて、又はどの程度の粒径を境として分級
を行なうかによつて分離板７の角度等を適宜に選
定すれば良い。 上記実施例では主通路１１が湾曲して形成され
ているが、仮にこれが直線的形状であつても発明
の実施において支障はない。 又、副通路１２の管壁と粒体流との間に整流調
整層Ｇを形成することによつて粒体流を整流のま
まで維持するようにしているので、副通路１２の
壁面形状を限定する必要もない。例えば、図示の
ような直線形状であつても良く、又凹凸状若しく
は湾曲状であつても良い。 分離板７の数は１枚に限られることはなく複数
枚用いることもでき、この場合には複数個の副通
路が形成されることになる。このように、主通路
１１から複数の副通路を分岐させることにより、
粉体原料を細かな範囲に分級することができる。 更に、粉体原料供給口１４については、三次気
流導入口１５と一次気流導入口１３との間に配置
した場合を例示したが、これに限らず、三次気流
導入口１５と二次気流導入口１６との間に設ける
ようにしても良い。 以上のように、本発明によれば、主通路１１及
びその主通路１１から分岐する副通路１２の内壁
に沿つて、粉体粒子を含まない二次気流Ｂを流し
てるので、上記の分岐位置に生ずる渦流と粉体の
流れとの間に乱れのない整流調整層Ｇが形成さ
れ、その結果粉体粒子の流れた乱されることを防
止できる。又、三次気流導入口１５の近くに原料
供給口１４を配置して、供給された原料の近傍を
高速気流が流れるようにしたので、その原料はベ
ンチユリー効果によつて一旦狭い範囲に集められ
ながら更に前方へ送り出されるので、原料中の粉
体粒子は十分に分散し、しかも安定した飛行軌跡
を得ることができる。 更に上述の説明からもわかるように、排風機及
び空気圧縮機等といつた分級作業のために通常用
いられる導入以外には特別な付帯設備、例えば高
圧タンクを必要とせず、従つて装置全体が大型化
することもなく、又経費がかさむこともない。 次に上記実施例に係る風力分級装置を用いて行
なつた実験の結果を示せば、次表の通りである。

【表】

【表】 表において最右欄は炭酸カルシウムを主成分と
する原料粉体の粒度分布である。Ｂ欄は、上記実
施例に係る装置の第２粉体回収口（符号９，第２
図）に得られた超微粉の粒度分布である。Ａ欄
は、上記装置において二次気流（Ｂ，第２図）を
導入しなかつた場合に第２粉体回収口に得られる
粉体の粒度分布である。尚、Ａ及びＢの場合、高
速気流Ｃの流速は150m／ｓであり、全気流の平
均流速は60m／ｓであつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は風力分級装置の従来例を示す要部側断
面図、第２図は本発明の１実施例を示す風力分級
装置の側断面図、第３図は第２図における―
線に従つた平面図、第４図は第２図における副通
路１２の分岐位置を拡大して示す図である。 １８…粉体原料、Ａ…一次気流、１３…一次気
流導入口、Ｂ…二次気流、１６…二次気流導入
口、１４…粉体原料受入口、Ｃ…高速気流（三次
気流）、１５…三次気流導入口、８…第１粉体回
収口、１１…主通路、９…第２粉体回収口、１２
…副通路、Ｇ…整流調整層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 大きさの異なる種々の粉体粒子を含む粉体原
   料を気流に乗せて運ぶと共に、それらの各粉体粒
   子にそれぞれの粒径に応じた大きさの慣性力を与
   え、その慣性力の相違に基づいて粉体粒子を分級
   するようにした粉体粒子の風力分級装置におい
   て、上記粉体粒子を運ぶための一次気流を導入す
   る一次気流導入口と、上記一次気流とは別の二次
   気流を導入する二次気流導入口と、上記一次気流
   導入口と上記二次気流導入口との間に配置され上
   記一次気流及び上記二次気流よりも高速の三次気
   流を導入する三次気流導入口と、その三次気流導
   入口の近傍に配置され分級すべき粉体原料を受け
   入れるための少なくとも一つの粉体原料受入口
   と、上記一次気流導入口、上記二次気流導入口、
   上記三次気流導入口及び上記粉体原料受入口に連
   通しそれらの導入口からの気流に乗つて流れる粉
   体粒子を一つの粉体回収口へ導く主通路と、主通
   路を形成する壁のうち上記二次気流導入口側の壁
   から分岐して先端に他の一つの粉体回収口を備え
   る少なくとも一つの副通路とを有し、上記三次気
   流が、上記粉体原料受入口から供給された粉体原
   料を狭い範囲に集めつつ慣性力を付与し、更に上
   記二次気流が、主通路の壁及び副通路の壁とそれ
   らの通路を流れる粉体との間に整流調整層を形成
   することを特徴とする風力分級装置。