WO2015151187A1 - 分級機 - Google Patents

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classification rotor
powder
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猪ノ木雅裕
吉川雅浩
千葉智幸
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ホソカワミクロン株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B7/00—Selective separation of solid materials carried by, or dispersed in, gas currents
    • B07B7/08—Selective separation of solid materials carried by, or dispersed in, gas currents using centrifugal force
    • B07B7/083—Selective separation of solid materials carried by, or dispersed in, gas currents using centrifugal force generated by rotating vanes, discs, drums, or brushes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B11/00—Arrangement of accessories in apparatus for separating solids from solids using gas currents
    • B07B11/02—Arrangement of air or material conditioning accessories
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
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    • B07B11/00—Arrangement of accessories in apparatus for separating solids from solids using gas currents
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    • B07B13/00—Grading or sorting solid materials by dry methods, not otherwise provided for; Sorting articles otherwise than by indirectly controlled devices
    • B07B13/10—Grading or sorting solid materials by dry methods, not otherwise provided for; Sorting articles otherwise than by indirectly controlled devices using momentum effects
    • B07B13/11—Grading or sorting solid materials by dry methods, not otherwise provided for; Sorting articles otherwise than by indirectly controlled devices using momentum effects involving travel of particles over surfaces which separate by centrifugal force or by relative friction between particles and such surfaces, e.g. helical sorters

Definitions

  • the present invention relates to a classifier, and more particularly to a classifier for obtaining ultrafine powder.
  • It is constituted by a cylinder having a plurality of classification blades on the outer peripheral part, and has a classification rotor having an opening opened on one side surface in a direction along the axis of the cylinder,
  • An apparatus main body that holds the powder to be classified from the outside and supplies it to the outer periphery of the classification rotor, and holds the powder classified by the classification rotor, while holding it rotatably around the shaft center
  • the tip side portion of the discharge unit arranged so as to enter the inside of the classification rotor is attached to the classification rotor side, and is rotated integrally with the classification rotor.
  • a classifier that reduces the relative speed difference between the powder passing through the tip side portion in a swiveling state and the inner wall of the tip side portion and suppresses wear of the inner wall of the tip side portion and adhesion of the powder.
  • Known for example , See Patent Document 1).
  • the tip side portion of the discharge portion is formed in a substantially tapered shape whose opening diameter gradually expands from the tip side toward the discharge side, and the powder passing through the tip side portion and the tip side portion are formed.
  • a classifier that reduces the impact of the inner wall of the tip side portion from the powder and the friction between the inner wall and the powder by reducing the collision angle with the wall surface (see, for example, Patent Document 2).
  • the present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a classifier capable of classifying finer fine particles and obtaining a narrower particle size distribution.
  • the classifier according to the present invention includes a cylinder having a plurality of classification blades on the outer periphery, and a classifier having an opening that opens on one side surface in the direction along the axis of the cylinder.
  • a rotor, a throttle part provided in the opening and reducing the inner diameter thereof, and the classification rotor is accommodated and rotatably held around the axis, and the powder to be classified is introduced from the outside.
  • a device main body that is supplied to the outer peripheral portion of the classification rotor, and a discharge unit that sucks and takes out the powder classified by the classification rotor to the outside of the device main body.
  • the rotating shaft portion extending over the other side surface is provided so as to increase in diameter toward the other side surface.
  • the diameter of the rotating shaft extending from the opening surface of the throttle portion to the other side surface of the classification rotor is expanded toward the other side surface.
  • the throttle portion is formed so as to be reduced in diameter from the opening of the classification rotor to the inside of the classification rotor.
  • the tip of the throttle portion enters the inside of the classification rotor, the difference in distance from each part of the classification blade to the opening surface can be reduced. For this reason, the flow state of the air inside the classification rotor can be equalized, and the classification accuracy is improved.
  • the friction between the powder and the throttle part can be reduced by reducing the collision angle between the powder passing through the throttle part and the wall surface of the throttle part. It is possible to prevent the vortex flow velocity from decreasing.
  • Another characteristic configuration of the present invention is that the ratio of the effective passing cross-sectional area of the classified powder at the opening surface to the inner cross-sectional area of the classifying rotor is 10% or less.
  • the effective passage cross-sectional area of the powder means the area through which the classified powder can pass through the opening surface, and the inner cross-sectional area of the classification rotor is within the classification rotor. , Means the cross-sectional area including the rotating shaft.
  • the classification cut point can be reduced, the particle size distribution can be reduced, and the classification accuracy can be improved.
  • Another feature of the present invention is that the ratio of the cross-sectional area of the rotating shaft portion in the opening surface to the cross-sectional area of the opening surface is set to 30% or more.
  • the rotational speed of the classification rotor can be increased by increasing the cross-sectional area of the rotating shaft portion, the classification accuracy can be improved.
  • classification rotor is formed of silicon nitride ceramics.
  • the classification rotor can be reduced in weight by using silicon nitride ceramics, the rotation speed of the classification rotor can be increased. As a result, classification accuracy is improved. Moreover, since silicon nitride ceramics have high hardness, it is possible to impart excellent wear resistance to the classification rotor.
  • the particle diameter distribution of the raw material powder used by the Example and comparative example of this invention is shown.
  • the particle size distribution of the fine powder obtained when using the classifier 1 of the present invention is shown.
  • the particle size distribution of the fine powder obtained when using the classifier 1 'of the comparative example of the present invention is shown.
  • the particle size distribution of the fine powder obtained when using the classifier 1 of the present invention is shown.
  • the modification of the rotating shaft part 2 in the classifier 1 which concerns on this invention is shown.
  • the modification of the rotating shaft part 2 in the classifier 1 which concerns on this invention is shown.
  • FIG. 1 is an axial longitudinal sectional view schematically showing a main configuration of a classifier 1 in one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an axial cross-sectional view schematically showing the classification rotor 3
  • FIG. 3 is a top view schematically showing the classification rotor 3.
  • the classifier 1 accommodates the classifying rotor 3 and the classifying rotor 3 so as to be rotatable about the axis X, and introduces the raw material powder P, which is a classifying target powder, from the outside.
  • the apparatus main body 5 supplied to the outer peripheral part and the discharge part 52 which sucks the fine powder b classified by the classification rotor 3 and takes it out of the apparatus main body 5 are provided.
  • the classification rotor 3 is a cylindrical body having a plurality of classification blades 33 on the outer peripheral portion, and is configured to be rotatable around the axis X. Further, the classification rotor 3 is provided with an opening 34 that opens on one side surface in the direction along the axis X.
  • the classification blades 33 are arranged at predetermined intervals along the radial direction of the cylinder so as to protrude toward the axis X, and a forced vortex is generated around the classification rotor 3 by the rotation of the classification rotor 3. At the same time, the gap 32 formed between the classification blades 33 is configured to allow powder and air to flow into the classification rotor 3.
  • the opening 34 of the classifying rotor 3 is provided with a dip pipe 4 as a throttle portion that reduces the inner diameter.
  • the dip pipe 4 is formed in a substantially tapered shape so that the diameter of the dip pipe 4 is reduced from the opening 34 of the classifying rotor 3 to the inside.
  • the rotary shaft portion 2 has a first shaft portion 21 and a second shaft portion 22 in order from the bottom, and the upper end portion is connected to drive means (not shown) as a drive shaft of the classification rotor 3.
  • the shaft 23 is formed so as to be rotatable integrally with the classifying rotor 3 around the axis X.
  • the first shaft portion 21 is formed integrally with the classifying rotor 3 and is provided so as to be able to penetrate the shaft 23, and is connected to the shaft 23 on the lower surface of the classifying rotor 3 so as to be integrally rotatable.
  • the first shaft portion 21 has a substantially truncated cone shape whose diameter decreases from the bottom surface portion 31 which is the other side surface of the classifying rotor 3 to the opening surface O of the dip pipe 4.
  • a passage surface E through which the fine powder b passes toward the discharge portion 52 is formed by the tip portion 41 of the pipe 4.
  • the second shaft portion 22 is provided in a substantially inverted truncated cone shape with respect to the first shaft portion 21 so as to increase in diameter upward from the opening surface O of the classification rotor 3. Thereby, the discharge flow path 521 with few steps can be formed together with the cover of the second shaft portion 22 and the shaft 23. As a result, it is possible to reduce the resistance of the airflow in the discharge flow path 521 and to prevent the powder from adhering to the discharge flow path 521 and the powder from entering the shaft. Similar to the first shaft portion 21, the second shaft portion 22 is provided so as to be able to pass through the shaft 23, and can rotate integrally with the shaft 23 and the first shaft portion 21.
  • the material of the classification rotor 3 general steel materials, alumina, zirconia, silicon nitride ceramics, and the like can be used.
  • silicon nitride ceramics when silicon nitride ceramics are used, the classification rotor 3 can be reduced in weight because of its light weight and strength, and the rotational speed can be further increased.
  • the apparatus main body 5 includes a casing 50 that accommodates the classification rotor 3, a raw material supply unit 51 that supplies the raw material powder P, and a coarse powder that is prevented from flowing into the classification rotor 3 by the classification blades 33 of the classification rotor 3. a coarse powder discharger 53 for discharging a.
  • the classifier of the present invention is configured as a device having only the function of the classifier. It can also be configured as a device having other functions.
  • the classifier of the present invention can be provided as a part of the pulverizer, and the powder pulverization process and the classification process can be performed continuously.
  • the discharge part 52 has a discharge channel 521, and sucks air inside the classification rotor 3 through the discharge channel 521 by suction means (not shown) such as a blower.
  • suction means such as a blower.
  • the suction strength can be changed freely.
  • the rotational speed of the suction fan can be changed, or the amount of air to be sucked can be changed as appropriate using a flow rate adjustment valve or the like.
  • the classifying rotor 3 can be rotated at high speed by the driving means, and the air inside the classifying rotor 3 is sucked by the suction means so that the air around the classifying rotor 3 is rotated at high speed. It can be drawn from the gap 32 of the rotor 3. As a result, fine powder b having a predetermined particle diameter or less is taken into the classification rotor 3, and coarse powder a having an excessive particle diameter is prevented from flowing into the classification rotor 3 by the rotating classification blade 33.
  • the first-stage classification can be performed.
  • the air that flows into the classifying rotor 3 together with the fine powder b becomes a semi-free vortex inside the classifying rotor 3 due to the high speed rotation of the classifying rotor 3, and passes through the passage surface E while rising. Due to the centrifugal force of the semi-free vortex, among the fine powders b taken into the classification rotor 3, those having a relatively large particle size are blown to the outside, and the solid-gas ratio (dust concentration) in the semi-free vortex is low. Thus, since only the fine powder b having a smaller particle diameter passes through the passage surface E, the second-stage classification is performed here.
  • the outer diameter of the first shaft portion 21 on the passage surface E is reduced to allow the passage surface E to pass from the center side of the semi-free vortex, and the passage surface E is reduced by the dip pipe 4 to reduce the area of the passage surface E.
  • the first shaft portion 21 into a substantially truncated cone shape so that the angle between the outer peripheral surface portion 211 of the first shaft portion 21 and the bottom surface portion 31 of the classification rotor 3 is an obtuse angle, the inside of the classification rotor 3 is formed. Since the inflowing air is less likely to stay between the first shaft portion 21 and the bottom surface portion 31, it is possible to prevent the flow velocity from decreasing due to the resistance of a semi-free vortex.
  • the dip pipe 4 so as to be able to rotate integrally with the classification rotor 3
  • friction between the air inside the classification rotor 3 and the dip pipe 4 can be prevented, and a decrease in the flow velocity of the semi-free vortex can be prevented.
  • the dip pipe 4 is moved into the classifying rotor 3, the difference in distance from each part of the classifying blade 33 to the passage surface E can be reduced. The air flow state can be equalized.
  • the fine powder b classified by the classification rotor 3 is discharged by the discharge unit 52, and then guided to a collecting means such as a bag filter, and taken out as a product.
  • the ratio (ratio A) of the effective passage cross-sectional area (S E ) of fine powder in the opening surface O to the inner cross-sectional area (S R ) of the classification rotor 3, the cross-sectional area (S The ratio (ratio B) of the cross-sectional area (S c ) of the first shaft portion 21 on the opening surface O to o ) and the particle size distribution of the fine powder obtained were examined.
  • the ratio A, the ratio B, and the fine particles obtained The diameter distribution was examined.
  • the calculation method of the ratio A and the ratio B is as shown in the following formula 1 and formula 2.
  • r o is the distance from the axis X to the distal end 41 of the dip pipe 4
  • r c is the radius of the rotation shaft 2 in the aperture plane O
  • r R is the classification rotor 3 is a radius of the inner cross section of 3 (distance from the axis X to the inside of the classification blade 33).
  • Table 1 shows the dimensions and ratios of the classifier 1 used in the example and the classifier 1 'used in the comparative example.
  • Example 1 Using a raw material powder of the particle size distribution shown in FIG. 4, in the classifier 1, the operating conditions, the operating air volume: 7.0 m 3 / min, capacity: the particle size distribution, when classified as 6.4 kg / h This is shown in FIG. 5 and Table 2.
  • the classifier 1 of the example can have a smaller particle size than the classifier 1 'of the comparative example.
  • the classifier 1 (a) and (b) with different dimensions and ratios were used as the classifier 1 according to this embodiment, and the same results as in the examples were obtained. It was.
  • the classification accuracy was high.
  • the classifier 1 according to the present embodiment can reduce the particle size of the fine powder obtained by classification and sharpen the particle size distribution as compared with the conventional classifier.
  • the ratio A is preferably 10% or less, more preferably 8.6% to 9.4%, and the ratio B is preferably 30% or more, more preferably 30.0% to 44%. Found 4%.
  • rotating shaft part 2 has illustrated the case where the 1st shaft part 21 and the 2nd shaft part 22 are formed with another member, the 1st shaft part 21 and the 2nd shaft part are illustrated. 22 may be integrally formed.
  • the first shaft portion 21 is formed integrally with the classifying rotor 3, but in the present invention, it may be formed separately from the classifying rotor 3.
  • the second shaft portion 22 is exemplified by the case where the outer peripheral surface portion 211 expands upward, but the shape of the second shaft portion 22 is not limited.
  • the rotating shaft portion 2 is exemplified by the case where the shaft 23 connected to the driving means is penetrated and connected to the lower surface of the classifying rotor 3, but the classifying rotor 3 only needs to be rotatable.
  • the shape, arrangement, connection mode and the like of the shaft 23 are not limited.
  • the plate-like classification blades 33 may have a predetermined angle with respect to the axis X and are attached obliquely with respect to the radial direction. May be.
  • the classification blade 33 can also be configured in an inclined shape or a curved shape.

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  • Combined Means For Separation Of Solids (AREA)

Abstract

　本発明は、より細かい微粒子を分級可能であると共に、より狭い粒径分布が得られる分級機を提供する。本発明に係る分級機は、複数の分級羽根を外周部に有する筒体で構成されると共に、筒体の軸心に沿った方向の一方の側面に開口する開口部を有する分級ロータと、開口部に設けられ、その内径を小さくする絞り部と、分級ロータを収容して軸心周りに回転自在に保持すると共に、分級対象の粉体を外部から導入して分級ロータの外周部に供給する装置本体と、分級ロータで分級される粉体を、吸引して装置本体の外部に取り出す排出部とを備え、絞り部の開口面から分級ロータの他方の側面に亘る回転軸部を、他方の側面に向かって拡径するように設けてある。

Description

分級機
　本発明は、分級機に関し、特に、超微粉を得るための分級機に関する。
　複数の分級羽根を外周部に有する筒体で構成されると共に、前記筒体の軸心に沿った方向の一方の側面に開口する開口部を有する分級ロータと、前記分級ロータを収容して前記軸心周りに回転自在に保持すると共に、分級対象の粉体を外部から導入して前記分級ロータの外周部に供給する装置本体と、前記分級ロータで分級される粉体を、吸引して前記装置本体の外部に取り出す排出部とを備える分級機において、従来、分級ロータの内部に進入するように配置された排出部の先端側部分を分級ロータ側に取り付けて、分級ロータと一体回転させることにより、先端側部分を旋回状態で通過する粉体と先端側部分の内壁との相対速度差を小さくして、先端側部分の内壁の摩耗や粉体の付着を抑制するようにした分級機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
　また、上記の分級機において、排出部の先端側部分を、排出側に向けて開口径が先端側から次第に拡張する略テーパ形状に形成し、先端側部分を通過する粉体と先端側部分の壁面との衝突角度を小さくすることで、先端側部分の内壁が粉体から受ける衝撃や内壁と粉体との摩擦を小さくする分級機も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００２－３５５６１２号公報 特開２００６－２１２５３８号公報
　しかし、近年、上記従来の分級機に対し、さらに高い分級性能が求められるようになってきた。
　本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、より細かい微粒子を分級可能であると共に、より狭い粒径分布が得られる分級機を提供することにある。
　本発明に係る分級機の特徴構成は、複数の分級羽根を外周部に有する筒体で構成されると共に、前記筒体の軸心に沿った方向の一方の側面に開口する開口部を有する分級ロータと、前記開口部に設けられ、その内径を小さくする絞り部と、前記分級ロータを収容して前記軸心周りに回転自在に保持すると共に、分級対象の粉体を外部から導入して前記分級ロータの外周部に供給する装置本体と、前記分級ロータで分級される粉体を、吸引して前記装置本体の外部に取り出す排出部とを備え、前記絞り部の開口面から前記分級ロータの他方の側面に亘る回転軸部を、前記他方の側面に向かって拡径するように設けた点にある。
　上記の特徴構成を備えた分級機によれば、従来の分級羽根による分級に加え、絞り部の開口面から分級ロータの他方の側面に亘る回転軸部を、他方の側面に向かって拡径するように設けることで、分級ロータの内部において発生する半自由渦の流速を速めて分級ロータから排出させることによって、さらなる分級ができるため、分級精度を向上させることができる。
　本発明の他の特徴構成は、前記絞り部を、前記分級ロータの開口部から前記分級ロータの内部へ縮径するように形成した点にある。
　上記構成によれば、絞り部の先端が分級ロータの内部に進入する構成となるため、分級羽根の各部分から開口面までの距離の差を縮小することができる。このため、分級ロータの内部での空気の流動状態を均等化することができ、分級精度が高まる。
　また、分級ロータから排出される際、絞り部を通過する粉体と絞り部の壁面との衝突角度を小さくすることで、粉体と絞り部との摩擦を小さくすることができるため、半自由渦の流速が低下するのを防ぐことができる。
　本発明の他の特徴構成は、前記分級ロータの内側断面積に対する前記開口面における前記分級される粉体の有効通過断面積の比率を１０％以下とした点にある。
　尚、本発明において、粉体の有効通過断面積とは、前記開口面における前記分級される粉体の通過可能な面積のことを意味し、分級ロータの内側断面積とは、分級ロータ内において、回転軸部を含んだ横断面積を意味する。
　上記構成によれば、半自由渦が開口面を通過する流速を効果的に速めることができるため、分級のカットポイントを低下させると共に粒径分布を小さくでき、分級精度を向上させることができる。
　本発明の他の特徴構成は、前記開口面の断面積に対する前記開口面における前記回転軸部の断面積の比率を３０％以上とした点である。
　上記構成によれば、回転軸部の断面積を大きくすることにより、分級ロータの回転速度を高めることができるため、分級精度を向上させることができる。
　本発明の他の特徴構成は、前記分級ロータを、窒化ケイ素セラミックスで形成した点にある。
　当該構成によれば、窒化ケイ素セラミックスを使用することで、分級ロータを軽量化可能であるため、分級ロータの回転速度を上げることができる。その結果、分級精度が向上する。また、窒化ケイ素セラミックスは、高い硬度を有するため、分級ロータに優れた耐摩耗性を付与可能である。
本発明の一実施形態における分級機１の主要構成を模式的に示す軸方向断面図である。 本発明の一実施形態における分級ロータ３を模式的に示す軸方向断面図である。 本発明の一実施形態における分級ロータ３を模式的に示す上面図である。 本発明の実施例及び比較例で使用した原料粉体の粒子径分布を示す。 本発明の分級機１使用した場合に得られた微粉の粒子径分布を示す。 本発明の比較例の分級機１’を使用した場合に得られた微粉の粒子径分布を示す。 本発明の分級機１を使用した場合に得られた微粉の粒子径分布を示す。 本発明に係る分級機１における回転軸部２の一変形例を示す。 本発明に係る分級機１における回転軸部２の一変形例を示す。
　以下、図面を参照し、本発明の一実施形態における分級機１を説明する。
　図１は、本発明の一実施形態における分級機１の主要構成を模式的に示す軸方向縦断面図である。図２は、分級ロータ３を模式的に示す軸方向断面図であり、図３は、分級ロータ３を模式的示す上面図である。
　分級機１は、分級ロータ３と、分級ロータ３を収容して軸心Ｘ周りに回転自在に保持すると共に、分級対象の粉体である原料粉体Ｐを外部から導入して分級ロータ３の外周部に供給する装置本体５と、分級ロータ３で分級された微粉ｂを、吸引して装置本体５の外部に取り出す排出部５２とを備える。
　分級ロータ３は、複数の分級羽根３３を外周部に有する筒体であり、軸心Ｘ周りに回転可能に構成されている。また、分級ロータ３には、軸心Ｘに沿った方向の一方の側面に開口する開口部３４が設けてある。
　分級羽根３３は、軸心Ｘに向かって突出するように、筒体の径方向に沿って所定の間隔で配置されており、分級ロータ３の回転によって分級ロータ３の周りに強制渦を発生させると共に、分級羽根３３同士の間に形成される間隙３２によって分級ロータ３の内部に粉体及び空気が流入可能に構成してある。
　分級ロータ３の開口部３４には、その内径を小さくする絞り部としてのディップパイプ４が設けてある。ディップパイプ４は、分級ロータ３の開口部３４から内部へ縮径するように略テーパ状に形成してあり、その先端部４１が開口面Ｏとなっている。
　回転軸部２は、図１において下から順に、第１軸部２１と第２軸部２２とを有し、上端部が駆動手段（図示しない）に連結された、分級ロータ３の駆動軸としてのシャフト２３によって、軸心Ｘ周りに、分級ロータ３と共に一体回転可能に形成してある。
　第１軸部２１は、分級ロータ３と一体に形成されると共にシャフト２３を貫通可能に設け、分級ロータ３の下面においてシャフト２３と一体回転可能に連結してある。第１軸部２１は、分級ロータ３の他方の側面である底面部３１からディップパイプ４の開口面Ｏに亘って縮径する略円錐台状となっており、この第１軸部２１とディップパイプ４の先端部４１とによって微粉ｂが排出部５２に向かって通過する通過面Ｅが形成される。
　第２軸部２２は、分級ロータ３の開口面Ｏから上方へ向かって拡径するように、第１軸部２１に対し略逆円錐台状に設けられている。これにより、第２軸部２２とシャフト２３のカバーと共に、段差の少ない排出流路５２１を形成することができる。その結果、排出流路５２１における気流の抵抗を低減すると共に、排出流路５２１への粉体の付着やシャフト内への粉体の進入を防止可能である。第２軸部２２は、第１軸部２１と同様に、シャフト２３を貫通可能に設けてあり、シャフト２３及び第１軸部２１と一体回転可能にしてある。
　分級ロータ３の材質としては、一般の鋼材、アルミナ、ジルコニア、窒化ケイ素セラミックス等を使用することができる。特に、窒化ケイ素セラミックスを使用すると、軽量で強度もあるため、分級ロータ３を軽量化でき、回転速度をより高めることができる。
　装置本体５は、分級ロータ３を収容するケーシング５０と、原料粉体Ｐを供給する原料供給部５１と、分級ロータ３の分級羽根３３によって分級ロータ３の内部への流入を阻止された粗粉ａを排出する粗粉排出部５３とを備える。
　尚、図１では、主に分級ロータ３を設けた部位のみを示してあり、その他の部分は省略してあるが、本発明の分級機は、分級機のみの機能を有する装置として構成することもできるし、その他の機能を兼ね備えた装置として構成することもできる。例えば、粉砕機の一部として本発明の分級機を設け、粉体の粉砕処理と分級処理とを連続して行えるものとすることもできる。
　排出部５２は排出流路５２１を有しており、ブロワー等の吸引手段（図示しない）によって、排出流路５２１を介して分級ロータ３の内部の空気を吸引する。吸引の強弱は変更自在に構成してある。例えば、吸引ファンの回転速度を変更したり、流量調整弁などにより、吸入する空気量を適宜変更したりすることができる。
　このような分級機１は、分級ロータ３を駆動手段によって高速回転させることができ、吸引手段によって分級ロータ３の内部の空気を吸引することで、分級ロータ３の外周の空気を高速回転する分級ロータ３の間隙３２から引き込むことができる。これにより、所定の粒径以下の微粉ｂは分級ロータ３の内部に取り込まれ、粒径が過大な粗粉ａは回転する分級羽根３３によって分級ロータ３の内部に流入することが阻止されるため、ここで第１段階の分級を行うことができる。
　分級ロータ３の内部に微粉ｂと共に流入した空気は、分級ロータ３の高速回転により、分級ロータ３の内部において半自由渦となり、上昇しながら通過面Ｅを通過していく。この半自由渦の遠心力によって、分級ロータ３の内部に取り込まれた微粉ｂのうち比較的粒径が大きなものは外側に飛ばされ、半自由渦内の固気比（含塵濃度）が低くなり、より粒径が小さな微粉ｂのみが通過面Ｅを通過するため、ここで第２段階の分級が行われることになる。
　このとき、通過面Ｅにおける第１軸部２１の外径を小さくして半自由渦のより中心側から通過面Ｅを通過させると共に、ディップパイプ４によって通過面Ｅの面積を小さくして通過面Ｅを通過する流速を速くすることで、より粒径が小さい微粉ｂのみが通過面Ｅを通過することができるようになるため、分級精度はさらに向上することになる。
　また、第１軸部２１を略円錐台状として第１軸部２１の外周面部２１１と分級ロータ３の底面部３１との角度を鈍角にするように形成することにより、分級ロータ３の内部に流入した空気が第１軸部２１と底面部３１との間で滞留し難くなるため、半自由渦の抵抗となって流速が低下することを防ぐことができる。
　さらに、ディップパイプ４を、分級ロータ３と一体回転可能に設けることにより、分級ロータ３の内部の空気とディップパイプ４との摩擦を防ぎ、半自由渦の流速の低下を防ぐことができる。また、このとき、ディップパイプ４を、分級ロータ３の内部へ進入させると、分級羽根３３の各部分から通過面Ｅまでの距離の差を縮小することができるため、分級ロータ３の内部での空気の流動状態を均等化することができる。
　尚、分級ロータ３で分級された微粉ｂは、排出部５２によって排出された後、例えばバグフィルター等の捕集手段に導かれ、製品として取り出される。
（実施例）
　以下に、本発明に係る分級機を用いた実施例を示し、本発明をより詳細に説明する。但し、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
　本実施形態の分級機１において、分級ロータ３の内側断面積（ＳＲ）に対する開口面Ｏにおける微粉の有効通過断面積（ＳＥ）の比率（比率Ａ）、開口面Ｏの断面積（Ｓｏ）に対する開口面Ｏにおける第１軸部２１の断面積（Ｓｃ）の比率（比率Ｂ）及び得られる微粉の粒径分布を調べた。また、比較例として、シャフト２３に分級ロータ３が直接支持された本発明の回転軸部２を設けていない分級機１’を用い、同様に、比率Ａ、比率Ｂ、及び得られる微粉の粒径分布を調べた。
　比率Ａ及び比率Ｂの算出方法は、下記の数式１及び数式２に示す通りである。図３に示すように、ｒｏは、軸心Ｘからディップパイプ４の先端部４１まで距離であり、ｒｃは、開口面Ｏにおける回転軸部２の半径であり、ｒＲは、分級ロータ３の内側断面の半径（軸心Ｘから分級羽根３３の内側までの距離）である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　実施例で用いた分級機１及び比較例で用いた分級機１’の各寸法、比率は表１に示す通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
（実施例１）
　図４に示す粒径分布の原料粉体を用い、分級機１で、運転条件を、運転風量：７．０ｍ３／ｍｉｎ、処理能力：６．４ｋｇ／ｈとして分級したときの粒径分布を図５及び表２に示した。このときのトップサイズの切れ（Ｄ９０／Ｄ５０）は、１．４３７（μｍ）／０．７２６（μｍ）＝２．０であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
（比較例）
　実施例と同様の原料粉体を用い、比較例として分級機１’で、運転条件を、運転風量：７．０ｍ３／ｍｉｎ、処理能力：７．７ｋｇ／ｈとして分級したときの粒径分布を図６及び表３に示した。このときのＤ９０／Ｄ５０は、１．８９２（μｍ）／０．９８２（μｍ）＝１．９であった。
　実施例の分級機１では、比較例の分級機１’に比べて、粒径が小さいものが得られることが分かった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
（実施例２）
　分級機１を用い、比較例と同様の粒径とするべく、運転条件を、運転風量：７．０ｍ３／ｍｉｎ、処理能力：８．７ｋｇ／ｈとして、同様に分級したときの粒径分布を図７及び表４に示した。このときのＤ９０／Ｄ５０は、１．６１５（μｍ）／０．９０８（μｍ）＝１．８であり、比較例に比べてシャープな粒径分布が得られることが分かった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　本実施形態に係る分級機１として、表５に示すように、寸法、比率を変えた分級機１（ａ）及び（ｂ）においても分級を行ったところ、実施例と同様な結果が得られた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
　本実施形態に係る分級機１を用いた場合、いずれも分級精度が高いものであった。
　また、比較例の分級機１’として、表６に示すように、寸法、比率を変えた分級機１’（ａ）～（ｃ）においても分級を行ったところ、比較例と同様な結果が得られた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
　以上の通り、本実施形態に係る分級機１は、従来の分級機と比較して、分級によって得られる微粉の粒径を小さくでき、また、粒径分布もシャープにすることができる。
　すなわち、分級機１において、比率Ａは１０％以下が好ましく、より好ましくは、８．６％～９．４％であり、比率Ｂは３０％以上が好ましく、より好ましくは３０．０％～４４．４％ことが分かった。
［その他の実施形態］
　上記実施形態では、回転軸部２は、第１軸部２１と第２軸部２２とは、別部材で形成されている場合を例示しているが、第１軸部２１と第２軸部２２とは一体に形成されてもよい。
　また、上記実施形態では、第１軸部２１と第２軸部２２とは開口面Ｏにおいて連結した場合を例示しているが、図８及び図９に示すように、開口面Ｏの上方または下方で連結するものでもよい。
　上記実施形態では、第１軸部２１は、分級ロータ３と一体に形成されているが、本発明において、分級ロータ３とは別々に形成されてもよい。
　上記実施形態では、第２軸部２２は、外周面部２１１が上方に向かって拡径する場合を例示したが、第２軸部２２の形状は限定されない。
　上記実施形態では、回転軸部２は、駆動手段に連結されるシャフト２３が貫通され、分級ロータ３の下面において連結されている場合を例示したが、分級ロータ３が回転可能であればよく、シャフト２３の形状、配置、連結態様等を限定するものではない。
　上記実施形態では、平板状の分級羽根３３を備えた例を示すが、これらの分級羽根３３は、軸心Ｘに対して所定の角度を有してもよく、径方向に対して斜めに取付けられてもよい。また、分級羽根３３は、傾斜した形状や湾曲した形状に構成することもできる。
１　　　　分級機
２　　　　回転軸部
２１　　　第１軸部
２１１　　外周面部（第１軸部）
２２　　　第２軸部
２３　　　シャフト
３　　　　分級ロータ
３１　　　底面部
３２　　　間隙
３３　　　分級羽根
３４　　　開口部
４　　　　ディップパイプ（絞り部）
４１　　　先端部
５　　　　装置本体
５０　　　ケーシング
５１　　　原料供給部
５２　　　排出部
５２１　　排出流路
５３　　　粗粉排出部
Ｘ　　　　軸心
Ｏ　　　　開口面
Ｅ　　　　通過面
Ｐ　　　　原料粉体
ａ　　　　粗粉
ｂ　　　　微粉

Claims (5)

  1. 　複数の分級羽根を外周部に有する筒体で構成されると共に、前記筒体の軸心に沿った方向の一方の側面に開口する開口部を有する分級ロータと、
    　前記開口部に設けられ、その内径を小さくする絞り部と、
    　前記分級ロータを収容して前記軸心周りに回転自在に保持すると共に、分級対象の粉体を外部から導入して前記分級ロータの外周部に供給する装置本体と、
    　前記分級ロータで分級される粉体を、吸引して前記装置本体の外部に取り出す排出部とを備える分級機であって、
    　前記絞り部の開口面から前記分級ロータの他方の側面に亘る回転軸部を、前記他方の側面に向かって拡径するように設けた分級機。
  2. 　前記絞り部は、前記分級ロータの開口部から前記分級ロータの内部へ縮径するように形成してある請求項１に記載の分級機。
  3. 　前記分級ロータの内側断面積に対する前記開口面における前記分級される粉体の有効通過断面積の比率は１０％以下である請求項１又は２に記載の分級機。
  4. 　前記開口面の断面積に対する前記開口面における前記回転軸部の断面積の比率は３０％以上である請求項１から３のいずれか１項に記載の分級機。
  5. 　前記分級ロータは、窒化ケイ素セラミックスから形成される、請求項１から４のいずれか１項に記載の分級機。
     
     
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