JPS6384676A - 粒状物の空気分級機 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、上昇する空気流を用いて固体の粒状物を分級
する装置に係り、より詳細には、分級基準を明確化し、
上記粒状物が下降する間に、この粒状物の粒度の順に分
級することができる粒状物の空気分級機に関する。

本発明の意図は１０ミリメートル以下の粒子を、多段分
散方式により、粒径０．０２ないし０．５ミリメートル
ごとに分級することにある。本出願において開示する発
明は、採鉱、冶金、土木建築、および化学工業の分野で
、例えば、砂、砂利、或いは、鉱石を、その粒度毎に分
級する場合に応用できるものであり、また、農業及び食
品工業の分野で、製粉した穀物の篩扮、或いは、穀物と
もみ殻との分離にも応用できるものである。

〔従来技術及びその問題点〕

粒状物の空気分級機で粒状物を分級するためには、その
粒状物の重力の作用による下降と、空気流中の抵抗とを
制御する必要がある。しかしながら、］ユ記空気流の中
に於ける粒状物の分級を支配する要因は、その粒状物の
粒子の大きさ、密度、或いは形状ではなく、これらすべ
ての特性を総合した動力学的特性であり、この動力学的
特性によって上記粒状物の粒子がが空気流中を移動する
。

この動力学的特性は、上記粒状物と空気との混合物の中
に於ける粒状物の粒子の速度である。粒状物の各粒子の
速度の差が大きくなるほど、その粒状物の分級が容品に
なる。この各粒子の速度の差を最大にするためには、上
記空気と粒状物との混合物を非定常状態の下で移動させ
て、分級を行うのが好ましい。

粒状物を空気流中で効率よく分級する空気分級機の基本
的概念は、その粒状物を空気と混合させ、その空気と粒
状物との混合物を、非定常状態の下で、繰返し移動を行
わせることにある。

上記分級作用、言い替えるならば、空気分級機の効率は
、いわゆるエーデルマイヤの基準で表わすことができる
。

空気と粒状物との混合物を非定常状態の下で移動させる
ためには、その空気と粒状物との混合物の流速を減少さ
せれば良く、この流速の減少は、機械的に行うか、或い
は、流れのパターンを変える（すなわち、動力学的に変
える）ことにより行うことができる。１−記前者の場合
には、空気と粒状物との混合物の流れる方向を急激に変
えることも、徐々に変えることも可能であるが、上記後
者の場合には上記空気と粒状物との混合物に振動が発生
する。

粒状物の空気分級機には公知のものがあり（ソ連発明者
証第８８２６５９号、国際分類番号Ｂ０７Ｂ　　４１０
８を参照されたい）、この公知の粒状物の空気分級機は
円筒形の直立した分級チャンバを有し、この分級チャン
バはこの分級チャンバの内部に上昇する空気流を生じさ
せるための装置に接続され、この分級チャンバの頂部に
粒径の小さい粒子を排出するための開口部があり、この
分級チャンバの下部に粒径の大きい粒子を排出するため
の開口部があり、この分級チャンバの高さ方向の中程に
粒状物を送り込むための開口部がある。

この分級チャンバの内壁に回転装置が取り付けられ、こ
の回転装置は上記上昇する空気を回転させるために相互
に上下に重なるように配列されている。この回転装置は
それぞれ板状部材を有し、この板状部材は螺旋系の経路
に沿い、隣接した板状部材は対向している。この回転装
置は非定常状態の空気と粉状物との混合物を回転させ、
この回転運動によって生ずる遠心力は上記粒径の大きい
粒子１すなわち重い粒子を、上記分級チャンバの壁部に
向けて移動させ、その移動速度は重い粒子の方が軽い粒
子、すなわち粒径の小さい粒子よりも大きい。従って、
粒状物の粒子は粒径の大きい順に分級チャンバの半径方
向に配列され、粒径が小さい粒子は上記分級チャンバの
中心部に残り、上記上昇する空気流によって運び出され
る。上記粒径の大きい粒子および粒径の中程度の粒子は
１−記分級チャンバの中に止まり、−１−配達心力の作
用で１−記分級チャンバの壁部にうちつけられ、上記回
転装置の作用で下降する。１−配粒子は上記分級チャン
バの断面Ｉ−に分布するが、その粒度分布は均一ではな
く、粒径の小さい粒子が粒径の大きい粒子に多量に混合
する。したがって、分級精度は否応なく低下せざるを得
ない。

また、他の粒状物の空気分級機が公知にされている（ソ
連発明者証第９１２３０２号、国際分類番号ＢＯ７Ｂ　
　４１０８を参照されたい）。この粒状物の空気分級機
は多数の漏斗状部材を有し、この漏斗状部材は、に紀分
級チャンバの内壁に、相互に１−下に重なるように取り
付けられる。これは上記粒状物を分級チャンバの壁部か
ら偏向させるためである。回転装置はシャフトに取り付
けられ、このシャフトは上記分級チャンバの軸線上に回
転するように取り付けられ、上記回転装置は上記空気を
回転するために上記６対の漏斗状部材の間に設けられて
いる。

上記空気分級機の回転装置は構造が複雑であり、これを
作動させるためには大出力の電源装置が必要である。

また、さらに他の粒状物の空気分級機が公知にされてい
る（ソ連発明者証第１０９３３６４号、国際分類番号Ｂ
Ｏ７Ｂ　　４１０８を参照されたい）。この粒状物の空
気分級機は上記公知の空気分級機より、構造が簡１１ｊ
である。この粒状物の空気分級機は円筒系の直立した分
級チャンバを有し、この分級チャンバは−１−昇する空
気流を生じさせる装置に接続され、多数の漏斗状部材を
含み、この漏斗状部材は粒状物を上記分級チャンバの壁
部で偏向させるために真っ直ぐ上下に配列され、上記分
級チャンバは６対の漏斗状部材の間を上昇する空気を回
転させるための回転装置ををし、上記分級チャンバは、
その高さ方向の中央部に開口部を有し、Ｉユ記分級チャ
ンバの頂部に−１−２粒状物の粒径の小さい粒子を排出
するための開口部があり、上記分級チャンバの下部にＬ
２粒状物の粒径の大きい粒子を排出するための開口部が
ある。

上記分級チャンバの断面上の粒子の分布は、分級を行う
ためには、不均一であり、上記漏斗状部材と上記回転装
置との間及び上記漏斗状部材の円錐形の部分の下部に於
ける上記分級チャンバの周辺部の単位体積辺りの粒子の
数は、この分級チャンバの中央部に於けるこの分級チャ
ンバの周辺部の単位体積辺りの粒子の数の２倍であり、
従って、粒径の小さい粒子は上記分級チャンバの周辺部
から粒径の大きい粒子と共に排出される。上記公知の粒
状物の空気分級機は、粒径の小さい粒子と粒径の大きい
粒子との境界が不明確であり、分級効率が低く、エーデ
ルマイヤの基弗が初期濃度μ−４キログラム毎立方メー
トルの空気と粒状物との混合物の６０ないし６５パーセ
ントを越えることができない。上記初期濃度Ｕは次式 ％式％ で表わされ、Ｑｌは上記分級チャンバに対する粒状物の
供給速度（単位はキログラム毎時）であり、Ｑ２は空気
の流速（単位は立方メートル毎時）である。

ここで注目すべきことは、分級チャンバの断面上に於け
る上記粒状物の粒子の分布のパターンが、この粒子の集
まり易さ及びその密度によって著しく変化することであ
る。粒径の小さい粒子が粒径の大きい粒子に付着して非
常に重い粒子になり、この重い粒子は下降して、既に分
級された粒径の大きい粒子に混入する。重い粒子を分級
するためには、空気の流速を増大させなければならない
が、それに伴ない、遠心力も大きくなるので、粒子がば
らばらの状態で分級チャンバの壁部の方に移動する。

〔発明の目的〕

本発明の主たる目的は、分級チャンバを有し、この分級
チャンバの断面上に於ける粒状物の粒子の分布を均一に
し、それによって、粒状物の分級効率を向」ニさせた粒
状物の空気分級機を提供することにある。

〔発明の概要〕

上記目的は、円筒形の分級チャンバを何し、この分級チ
ャンバはこの分級チャンバの内部に上昇する空気流を生
じさせる装置に接続され、内部に多数の漏斗状部材を含
み、この漏斗状部材は粒状物の移動方向を上記分級チャ
ンバの壁部から変更させるように相互に真っ直ぐ上下に
重なるように取り付けられ、上記分級チャンバは上記上
昇する空気流を回転させる為に６対の漏斗状部材の間に
設けられた回転装置を有し、上記分級チャンバはその高
さ方向の中央部に」二記拉状物を１−記分級チャンバに
送り込むための開口部があり、上記分級チャンバの頂部
に１−２拉状物の粒径の小さい粒子を排出するための開
口部があり、」−記分級チャンバの下部に上記粒状物の
粒径の大きい粒子を排出するための開口部がある粒状物
の空気分級機において、上記分級チャンバの周辺部に沿
って等距離離間した２枚以上の垂直な邪１延板は上記各
回転装置のに方に設けられ、この邪魔板の縁は一１二記
分級チャンバの壁部に接続され、この各邪魔板の幅は各
漏斗状部材の開口部の半径の差よりも広くない構造の粒
状物の空気分級機によって達成される。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図によって詳細に説明する。

粒状物の空気分級機は直立した分級チャンバ１を含む（
第１図）。この分級チャンバ１は断面が円形である。こ
の分級チャンバ１は空気流発生装置２に接続され、この
空気流発生装置２は上記分級チャンバ１の内部に上昇す
る空気の流れを生じさせる。また、上記分級チャンバ１
は粒状物供給装置３、及びホッパ４．５に結合され、こ
のホッパ４．５にはそれぞれ粒径の大きい粒子からなる
成分と、粒径の小さい粒子から成る成分が集められる。

上記空気流発生装置２は空気のダクト６、サイクロン７
、及び上記分級チャンバ１の上部の開口部９を介して、
上記分級チャンバ１に接続される送風’Ｉｔ置である。

また、上記空気流発生装置２として、コンプレッサ、５
空ポンプ、或いは空気のフロアを使用することができる
。

上記ホッパ４は粒径の小さい粒子から成る成分を捕集す
るためのものでサイクロン７の下部に取り付けられ、１
−記ホツバ５は粒径の大きい粒子からなる成分を捕集す
るためのもので上記分級チャンバ１の下部に取り付けら
れる。空気は、に記分級チャンバ１の下部に設けられた
開口部１１を経由して、上記分級チャンバ１の中に吸引
される。

この空気の流れるｈ゛向は第１図に矢印で示す。

粒状物を送り込むための送入口１２は、上記分級チャン
バ１の高さ方向の中央部に設けられ、この送入口１２は
バイブ１３を経由して粒状物供給装置３に接続される。

多数の漏斗状部材１４．１４．・・・は上記分級チャン
バ１の内部に、例えば、溶接によって取り付けられ、そ
の取り付けは上記粒状物を上記分級チャンバの壁部に拡
げるように直立に、かつ、等距離離間するように行う。

隣接した２個の漏斗状部材１４．１４の離間距離は上記
分級チャンバ１の直径の１ないし２倍である。上記各分
級チャンバ１４の大きい方の直径は上記分級チャンバ１
の直径りに等しく、この漏斗状部材１４の小さい方の開
口部の直径ｄは上記分級チャンバの直径りの０．４ない
し０．８倍である。上記漏斗状部材１４の母線が上記分
級チャンバ１のの壁部に対してなす角度αは４５度以下
である。

」二足分級チャンバ１の中の漏斗状部材１４の数は１−
記分級チャンバ１の高さに応じて２ないし６の範囲内で
選択される（図では分級チャンバの中の漏斗状部材の数
は３個である）。」ユ紀各対の漏斗状部材１４．１４の
間のほぼ中央に回転装置１５゜１５、・・・が設けられ
、この回転装置１５は上昇する空気流を生じさせる。こ
のための回転装置としては、旋回羽根が適当である。図
では、取り付けである回転装＋ｉ１５．１５は２個であ
る。

上記分級チャンバ１の周辺部に垂直な２枚の邪魔板１６
．１６（第１図及び第２図）が取り付けられ、この邪魔
板１６は各回転装置１５の上に分級チャンバ１の周辺部
に沿って等距離離間し、この各邪魔板１６の一方の縁は
分級チャンバ１の壁部に結合されている。この邪魔板１
６は、図では、台形であるが、矩形でありでも差し支え
ない。要は、邪魔板１６の幅を漏斗状部材１４の半径よ
り大きくしないことである。これは、言い替えるならば
、邪魔板１４の固定されていないｈ゛の端部を、どの位
置においても、漏斗状部材１４の空気が通る部分まで延
ばしてはならないということである。

漏斗状部材１４とこれに対応する回転装置１５との間に
設ける邪魔板１６の数は、分級チャンバ１の直径、空気
の流速、及び上記粒状物の物理的性状によって変わり、
実験によって求められる。

第３図及び第４図では、上記邪魔板１６は。

１６、・・・はそれぞれ半径方向に、上記分級チャンバ
１のの壁部に対して角度βをなすように設定される。こ
の角度βを設定するためには、ハンドル１９を用いて、
上記各邪魔板１６を、垂直なピン１８を中心として回転
させる。このピン１８は、上記分級チャンバ１の壁部に
結合された邪魔板の縁の部分に（例えば、溶接で）取り
付けられ、上記分級チャンバｌの壁部にある開口部１７
の中で回転する。

に記角度βの値は実験によって求められるものであり、
粒状物の物理的性状（密度、開度）及び空気と粒状物と
の混合物のパラメータ（速度、粒状物の濃度）によって
変化する。その変化の幅は０ないし４５度であるが、そ
の最適値は、上記粒状物の上記邪魔板１６に衝突して上
記分級チャンバ１の中央部の方向に偏向移動する粒子の
数が最大になる角度である。上記空気と粒状物との混合
物の移動方向を第４図に矢印１，１１．１２で示す。

〔作　用〕

上記空気分級機を作動させるためには、ハンドル１９，
１９．・・・を回転させて空気を流し、この空気で、邪
魔板１６．　１６．・・・を所定の位置まで回転させる
。この所定の位置は、上昇する空気の速度と、分級すべ
き粒状物と空気との混合物の物理的性状に応じて決めら
れる。空気流発生装置２（第１図）を回転させると−Ｌ
昇する空気流が発生し、このｌ二昇する空気流は、粒状
物を粒状物供給装置３から送入口１２を経由して分級チ
ャンバ１の中に送り込み、この分級チャンバの中で空気
と粒状物との混合物を形成する。この空気と粒状物との
混合物の中の粒径の大きい粒子は重力の作用で下降し、
上記送入口１２の下の漏斗状部材１４によって分級チャ
ンバ１の壁部からこの分級チャンバ１の中央部の方に向
きを変えられ、この中央部に集められる。上記漏斗状部
材１２の小さい方の開口部の近傍における空気の流速は
、この漏斗状部材の周縁部における空気の流速より大き
いので、粒径の小さい粒子と粒径の大きい粒子の一部分
が上記分級チャンバ１の中を上昇する。

上昇する空気流に運ばれた粒径の小さい粒子の一部分は
上記送入口１２の上の回転装置１５に入る。上記空気と
粒状物との混合物は上記回転装置から出て、第４図に矢
印ｌで示すように渦流を形成し、この渦流によって遠心
力が発生し、この遠心力によって粒状物がその粒径の順
に半径方向に並ぶ。上記分級チャンバ１の中央部におけ
る他の粒径の小さい粒子（第１図）は、上記空気流の下
流側の隣接する次の上側の漏斗状部材１４まで移動する
。

粒径の小さい残余の粒子および粒径の大きい粒子は分級
チャンバの壁部の方に投げ出され、空気と粒状物との混
合物が１〕記壁部で邪魔板１６゜１６、・・・に衝突し
、そのために第４図に矢印１１゜１２で示すような二次
渦流が発生する。この構造によって、分級チャンバの周
辺部における粒状物の粒子の分布が均一になり、さらに
、上記渦流が上記粒状物の粒子を上記分級チャンバの周
辺部から中央部の方向に移動させるので、上記分級チャ
ンバの断面上の粒状物の粒度分布がさらに向上し、上記
粒状物の分級効率が向上する。

粒状物を二つの粒度成分に分級する操作は、分級チャン
バの全部の高さを使って、１回置−１−行う。

粒径の小さい粒子は開口部９．ダクト８．及びサイクロ
ン７を通ってホッパ４に排出され、粒径の大きい粒子は
開口部１０を経由してホッパ５に落とされる。

〔効　果〕

以上説明した構造の空気分級機は、粒状物の粒子を分級
チャンバの断面上に、従来のいずれの空気分級機よりも
均一に分布させることができるので、分級効率がより優
れている。上記上記分級チャンバの周辺部の、上記回転
装置と漏斗状部キイとの間に設けられた邪魔板は、上記
空気と粒状物との混合物を非定常状態の下で移動させ、
この非定常状態運動によって−［−記空気と粒状物との
混合物の粒子の一部分を１；配分縁チャンバの中心に向
けて移動させる作用をする。すなわち、補助装置として
作用する。この作用によって、粒径の大きい粒子は上記
邪魔板に衝突して分級された状態になり、その一部分も
上記分級チャンバの中心部に向かって移動する。この作
用によって、上記分級チャンバの断面上における上記粒
状物の粒子の粒度分布はさらに均一になる。その結果、
分級におけるエーデルマイヤの基準が、従来公知の空気
分級機と比較して１０ないし１５パーセント拡大する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にもとずく空気分級機の一部破断併用の
概念図、第２図は本発明に基いて２個の漏斗状部材を何
する分級チャンバの部分斜視図、第３図は本発明に基い
て４個の半径方向に設けられた邪魔板を存する空気分級
機の第１図の線■−■に沿う拡大断面図、第４図は本発
明に基いて分級チャンバの壁部に対して角度をなす４個
の邪魔板を有する分級チャンバの断面図である。 １・・・本発明に基く空気分級機、２・・・空気流発生
装置、３・・・粒状物供給装置、４・・・粒径の小さい
粒子を捕集するホッパ、５・・・粒径の大きい粒子を捕
集するホッパ、６，８・・・ダクト、７・・・サイクロ
ン、９・・・粒径の小さい粒子の排出口、１０・・・粒
径の大きい粒子を排出する開口部、１１・・・空気取り
入れ口、１２・・・送り込み口、１３・・・パイプ、１
４・・・漏斗状部材、１５・・・回転装置、１６・・・
邪魔板、１７・・・開口部、１８・・・ピン、１９・・
・ハンドル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、円筒形の分級チャンバ（１）を有し、この分級チャ
   ンバ（１）はこの分級チャンバ（１）の内部に上昇する
   空気流を生じさせる装置（２）に接続され、内部に多数
   の漏斗状部材（１４、１４、・・・）を含み、この漏斗
   状部材（１４）は粒状物の移動方向を上記分級チャンバ
   （１）の壁部から変更させるように相互に真っ直ぐ上下
   に重なるように取り付けられ、上記分級チャンバ（１）
   は回転装置を有し、この回転装置は上記上昇する空気流
   を回転させるために各対の漏斗状部材（１４、１４）の
   間に設けられ、上記分級チャンバ（１）の高さ方向の中
   央部に上記粒状物を上記分級チャンバ（１）に送り込む
   ための開口部（１２）があり、上記分級チャンバ（１）
   の頂部に上記粒状物の粒径の小さい粒子を排出するため
   の開口部（９）があり、上記分級チャンバ（１）の下部
   に上記粒状物の粒径の大きい粒子を排出するための開口
   部（１０）がある粒状物の空気分級機において、上記分
   級チャンバ（１）の周辺部に沿って等距離離間した２枚
   以上の垂直な邪魔板（１６、１６、・・・）は上記各回
   転装置（１５、１５、・・・）の上方に設けられ、この
   邪魔板（１６）の縁は上記分級チャンバ（１）の壁部に
   結合され、この各邪魔板（１６）の幅は上記各漏斗状部
   材（１４）の開口部の半径の差より広くないことを特徴
   とする粒状物の空気分級機。