CN109789425B - 分级装置 - Google Patents
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Abstract
在对浆料中的微细的颗粒进行分级的装置中，获得粗粒的混入少且清晰的粒度分布和较高的分级精度。装置具有转子(15)，该转子(15)在沿圆周方向存在适当的恒定的间隔地呈放射状配置的叶片(16)间具备分级室(17)，以使分级颗粒直径在从分级室的外周到内周的半径方向整个区域达到恒定的方式进行分级，转子的叶片(16)形成为圆周方向的厚度t(d)随着向外周去而增大，并使分级室(17)随着向内周去而变宽。
Description
技术领域
本发明涉及对气体中或浆料中的微细的颗粒进行分级的装置。
背景技术
分级装置具有转子2，该转子2如图1所示地将叶片1沿周向等间隔地自旋转中心呈放射状设置或者自旋转中心偏心地设置，有通过使该转子2高速旋转而对空气中的微颗粒进行分级的干式类型的分级装置和通过使该转子2高速旋转对浆料中的微颗粒进行分级的湿式类型的分级装置。
图2表示具有在内部具备上述转子2的干式类型的分级装置3的分级***整体的概略结构，自原料供给装置5将原料与空气一同供给到分级装置3中，利用高速旋转的转子2将原料分级为粗粒和微粒，粗粒自分级装置3排出而被回收到容器6中，而微粒经过与转子2相连结的驱动轴7周围的流出室8而流出到袋式过滤器11中，在该袋式过滤器11内，微粒与空气分开而被回收到容器12内。在下述专利文献2中公开了这种干式类型的分级装置的一例。
图3表示具备湿式类型的分级装置14的分级***整体的概略结构，利用浆料泵16自浆料箱15将原料浆料供给到分级装置14中，利用高速旋转的转子17将原料浆料分级为含有粗粒的浆料和含有微粒的浆料，粗粒浆料自分级装置14排出到机外，而微粒浆料经过与转子17相连结的中空的驱动轴18而被回收到箱19内。在下述专利文献1中公开了这种湿式类型的分级装置的一例。
关于图1所示的上述转子2的分级，在气体或浆料(以下称为流体)流入到转子2内而朝向内周侧移动的期间内，流体中的颗粒受到由转子2的高速旋转产生的离心力以及由朝向与该离心力的作用方向反向的内周向流动的流体产生的阻力，被分级为与要取得平衡的颗粒相比直径大的粗粒和直径小的微粒。针对流入图1所示的高速旋转的转子2的叶片1间的任意的分级室9的颗粒10，说明此情况。
在分级室9的直径d位置，颗粒10受到向径向外侧作用的离心力F以及由朝向内周侧的流体的流动产生的与上述离心力F反向地进行作用的阻力R的相反的作用，在将假设颗粒10为球时的直径设为D，将转子2的转速设为n，将流体的比重设为ρ1，将颗粒10的比重设为ρ2，将重力加速度设为g时，离心力F用下述数学表达式1表示。
数学表达式1
另一方面，在将流体的粘度设为η，将朝向内侧的流体的线速度设为s时，根据斯托克斯的定理，用下述数学表达式2表示阻力R。
数学表达式2
R＝3π·D·η·s
这里，在将图1所示的分级室9的直径d位置处的圆周上的圆弧面积(以下简称为圆弧面积)设为A，将内周向的分级室9的数量设为N，将朝向内周向的流体的流量设为Q时，用下述数学表达式3表示线速度s。
数学表达式3
数学表达式3所示的上述圆弧面积A是使转子的旋转轴方向长度(高度)与直径d位置处的圆周上的圆弧的长度相乘后得到的值，由于分级室有很多个，并且N＞＞1，所以圆弧以及该圆弧的弦的长度较小，上述圆弧面积A近似于使作为弦处的截面积的、弦的长度与转子的旋转轴方向长度(高度)相乘后得到的值。因而，在本说明书中，将两者作为实质相同的部分进行处理。同样，由于圆弧和弦的长度近似，所以在本说明书中，将直径d位置处的叶片的圆周方向的厚度(以下简称为叶片的厚度)和弦、以及直径d位置处的作为叶片间的圆周方向的圆弧长度的间隙(以下简称为叶片间的间隙)和弦作为实质相同的部分处理。
关于在分级室9的直径d位置使离心力F＝阻力R的颗粒10的分级颗粒直径D1，根据上述数学表达式1～数学表达式3，用下述数学表达式4求出分级颗粒直径D1。
数学表达式4
在分级室9的直径d位置，以上述离心力F与阻力R取得平衡的粒径的分级颗粒直径D1作为基准进行分级，达到R>F的颗粒是小于分级颗粒直径D1的粒径的颗粒，向内周侧移动，而达到R<F的粒径的颗粒比分级颗粒直径D1大，所以向径向外侧移动。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-143707号
专利文献2：日本特开2011-72993号
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1公开的以往机中，正如数学表达式4所示的那样，分级颗粒直径D1是用数学表达式3表示的线速度s＝Q/(A·N)，用G＝(d·n2)/(2×894)表示的离心效果G以及直径d的函数，并且线速度s越大，另外离心效果G以及直径d越小，则分级颗粒直径D1越大。顺带讲一下，在以往机中，转子的叶片的高度以及厚度沿径向恒定，所以该叶片的圆弧面积随着向内周去而减小，线速度s根据数学表达式3是增大的。另外，直径d越小，离心效果G越小。
专利文献2公开的分级机在沿分级室的直径方向使叶片厚度以及圆弧面积恒定的条件下，线速度恒定化，所以使叶片高度随着向内周去而增大，但叶片高度的增大并不能弥补由直径d的减少而导致的离心效果G下降。即使使用数学表达式4中的Q/(A·N)表示的线速度s恒定化，也不能避免由直径d导致的分级颗粒直径D1增加。总之，专利文献2公开的分级机不能以能比以往机使分级颗粒直径的增加比例下降一些的程度，消除分级颗粒直径的增大。
如上所述，在上述任一种分级机中，分级颗粒直径D1均随着向内周去而增大，但由于高速旋转的转子的外侧的流体为乱流状态，所以在比分级颗粒直径D1大的粗粒飞入的情况下，若与分级颗粒直径D1的粒径之差较小，则该粗粒易于混入到内周侧而到达内周，从而直接被回收。
如上所述，根据数学表达式4求出分级颗粒直径D1，但分级颗粒直径D1也能如以下这样地表示。
在将叶片1在与图1的纸面正交的方向即转子2的旋转轴方向上的高度设为T，将叶片间的间隙设为E，将叶片1的厚度设为t时，直径d位置处的上述圆弧面积A用
数学表达式5
表示，根据该数学表达式5和上述数学表达式4，上述分级颗粒直径D1为
数学表达式6
这里，在将流量Q、分级室数量N、叶片1的高度T、叶片1的厚度t和转子2的转速n设为设定值，并使流体的粘度η、比重ρ1和颗粒10的比重ρ2恒定时，分级颗粒直径D1为直径d的函数，根据数学表达式6可知，分级室9的直径d越大，则分级颗粒直径D1越小，相反，直径d越小，则分级颗粒直径D1越大。
接着，利用以下的表1所示的设定值，模拟计算了上述分级颗粒直径D1沿转子2的径向是具体以何种程度进行变化的。在以下的表2中，与离心效果G、上述圆弧面积A、叶片间的间隙E和作为朝向转子内周侧的流体的移动速度的线速度s一同表示结果。
表1
表2
在专利文献2中公开了一种方法，该方法使叶片高度随着半径的减少而增大，从而使上述圆弧面积A恒定，使用线速度s达到恒定的转子进行分级。
关于采用该方法的情况下的分级颗粒直径D1，使转子的转速n、粘度η、流量Q、流体的比重ρ1、颗粒的比重ρ2、叶片的厚度t以及分级室数量N与表1所述的设定值相同，并且与在表2的直径位置0.40m且分级室外周处的0.00084m/sec相同地设定线速度s，使用上述数学表达式5以及数学表达式6，通过模拟计算而求出了叶片高度T以及分级粒度径D1。另外，叶片间的间隙E根据上述数学表达式5变为(πd－tN)/N。在以下的表3中表示结果。
表3
在表3中，通过在数学表达式5中代入表3所示的恒定的圆弧面积A和表3所示的叶片间的间隙E，求得在直径位置d求出的叶片间的间隙E处的叶片高度T，，根据上述数学表达式3求得线速度s，另外，通过将表1的相应项目代入上述数学表达式6进行模拟计算，求得分级颗粒直径D1。
如能在表2中看到的那样，专利文献1所示的以往机的分级颗粒直径D1以及线速度s都是随着向内周去而增大。专利文献2所示的分级机即使线速度s设定为恒定，由于用(d·n2)/(2×894)表示的离心效果G随着向内周去而下降，所以如表3所示，分级颗粒直径D1的增加比例虽然减少，但不变的是仍然增加。
本发明的目的在于，提供与上述的以往机相比，粗粒的混入少，能够获得清晰的粒度分布和较高的分级精度的分级装置。
用于解决课题的方案
本发明的装置具有转子，上述转子具有叶片和分级室，上述叶片为许多个，沿圆周方向等间隔地呈放射状配置或偏心配置，上述分级室位于叶片间，在流入了分级室的流体自外周侧向内周侧流入的期间内，使大于分级颗粒直径的颗粒向外周侧移动，使小于分级颗粒直径的颗粒向内周侧移动，从而将流体中的微颗粒分级，以分级颗粒直径在从上述分级室的外周到内周的半径方向整个区域内达到恒定的方式进行分级。
作为使分级颗粒直径沿半径方向恒定化的方法，本发明针对朝向内周下降的离心效果，为了补足该离心效果，需要使线速度s朝向内周下降，为了实现该线速度s的下降，想要使圆弧面积A朝向内周增大，有以下的3种方式。
第1是与专利文献2公开的以往机相比使叶片厚度沿直径方向恒定并使叶片高度随着向内周去而增大的方式，第2是与专利文献1公开的以往机同样地将叶片高度设为恒定，并使叶片厚度随着向内周去而减小下去的方式。第3是第1方式以及第2方式的组合，即，是随着向内周去增大叶片高度并且减小叶片厚度的方式。
发明效果
采用本发明，在从分级室的外周到内周的半径方向整个区域内，将分级颗粒直径设定为相同，从而一边在从外周到内周的整个区域内对分级颗粒直径以下的微粒进行分级，一边使该微粒向内周侧移动，即使大于分级颗粒直径的粗粒飞入而闯入进来，也能在分级室的整个区域发挥分级作用，从而上述粗粒易于向外周侧弹出，结果难以发生粗粒的混入，因而基本不发生粗粒向回收制品的混入，因此能够获得清晰的粒度分布和分级性能高的制品。
附图说明
图1是构成分级装置的转子的横剖视图。
图2是表示具备干式类型的分级装置的***整体的结构的示意图。
图3是表示具备湿式类型的分级装置的***整体的结构的示意图。
图4是本发明的实施方式的转子的纵剖视图。
图5是图4所示的转子的A-A剖视图。
图6是另一实施方式的转子的纵剖视图。
图7是图6所示的转子的B-B线的剖视图。
图8是图7所示的转子的变形形态的横剖视图。
图9是表示用在实施例1的分级装置中的转子及其尺寸的图。
图10是表示用在比较例1的分级装置中的转子及其尺寸的图。
图11是表示原料的粒度分布和在使用了图9以及图10所示的分级装置的分级后的颗粒的粒度分布的图。
图12是表示用在实施例2的分级装置中的转子及其尺寸的图。
图13是表示用在比较例2的分级装置中的转子及其尺寸的图。
图14是表示原料的粒度分布和在使用了图12以及图13所示的分级装置的分级后的颗粒的粒度分布的图。
具体实施方式
本实施方式的分级装置使用转子，该转子将叶片沿周向等间隔地自旋转中心呈放射状设置或者将叶片自旋转中心偏心地沿周向以等间隔设置，将叶片间设为分级室，通过使该转子高速旋转而将流入转子的流体中的微颗粒分级，该分级装置使用上述的第1方式～第3方式中的任一方式进行分级，以使分级颗粒直径在从上述分级室的外周到内周的半径方向的整个区域达到恒定，以下说明用在各方式中的分级装置的构造。
图4以及图5表示用在第1方式中的分级装置的转子，图4表示转子23的纵截面，图5表示图4的A-A线截面，图5所示的转子23的横截面与图1所示的转子2相同，但使这两个转子的纵截面不同。
与上述同样地求出该转子23的分级颗粒直径D1。即，关于在图5所示的转子23的直径d位置使上述的离心力F和阻力R取得平衡的分级颗粒直径D1，将图5所示的叶片21在与纸面正交的方向上的高度作为直径d的函数而用T(d)表示时，自上述的数学表达式6变为
数学表达式7
在直径d位置，如上所述，粒径大于分级颗粒直径D1的颗粒向径向外侧弹出，而粒径小于分级颗粒直径D1的颗粒向径向内侧移动。另外，数学表达式7中的Q、N、t、A、n、η、ρ1以及ρ2正如数学表达式6中所述的那样，Q为流体的流量，N为分级室的室数，n为转子23的转速，η为流体的粘度，ρ1为流体的比重，t为叶片21的厚度，ρ2为流体中含有的颗粒的比重。
关于表示为直径d的函数的分级室22的圆弧面积A(d)，在将直径d位置处的叶片间的间隙设为E(d)，并将叶片21的高度设为T(d)时，上述圆弧面积A(d)为
数学表达式8
所以根据上述数学表达式7以及数学表达式8求出下述数学表达式9。
数学表达式9
关于用于使分级颗粒直径D1恒定的直径d位置处的圆弧面积A(d)，在将流量Q、分级室22的室数N、转子的转速n、流体的粘度η、流体以及颗粒的比重ρ1以及ρ2设为设定值，并使这些值恒定时，上述数学表达式9中的圆弧面积A(d)变为A(d)＝C/d，为直径d的函数，与直径d成反比。
这里，上述C是用下述数学表达式10表示的常数。
数学表达式10
根据数学表达式8和数学表达式9，利用下述数学表达式11求出作为直径d的函数的分级叶片21的高度T(d)。
数学表达式11
根据数学表达式11求出用于使分级颗粒直径D1在从分级室22的外周到内周的整个区域内恒定的叶片高度T(d)，根据数学表达式11，叶片21的高度T(d)用直径d的函数表示，朝向外周，直径d越大，上述高度T(d)越小，相反，直径d越小，上述高度T(d)越大。因而，如图4所示，转子23形成为内周侧鼓出的截面形状。另外，根据数学表达式8，叶片间的间隙E(d)用(πd－tN)/N表示，与直径d成比例，越向外周去而越大(图5)。
使用像以上那样使叶片高度T朝向内周侧增高了的本实施方式的转子23，与表1相同地设定以下的表4所示的流量Q、叶片的厚度t、分级室数量N、转子转速n、粘度η、流体的比重ρ1和颗粒的比重ρ2，并且将分级颗粒直径D1设为以下的表4所示的设定值，使用上述数学表达式3、数学表达式8、数学表达式9以及数学表达式11，通过模拟计算求出了直径d位置处的线速度s、圆弧面积A(d)、叶片间的间隙E(d)以及叶片高度T(d)。在以下的表5中表示计算结果。另外，在表4中将分级颗粒直径D1设定为0.92μm是匹配于将表1所示的相应项目代入数学表达式6而模拟计算求得的表2所示的分级颗粒直径D1中的作为最小值的直径位置0.40m处的转子外周的分级颗粒直径D1。
表4
表5
上述实施方式的数学表达式11求出了用于使分级颗粒直径D1在分级室内的径向上恒定的叶片21的高度T(d)。
图6以及图7表示用在上述第2方式中的分级装置的转子，图6表示转子25的纵截面，图7表示图6的B-B线截面。如图6所示，使转子25的叶片26的高度T沿径向恒定，并且如图7所示，使叶片的圆周方向的厚度t(d)随着自内周向外周去而增大，将分级室27形成为随着向内周去而变宽，从而使分级室27沿径向变化。叶片26在内周的厚度t(d)也可以不为0，但优选设为0。这是因为，通过将叶片26在内周的厚度设为0，能够缩短叶片26的内周的直径，增长叶片的直径方向的长度，从而能够充分地进行分级室内的分级。
在用于实施第2方式的实施方式中，在将叶片间的圆周间隙设为E(d)时，直径d位置处的圆弧面积A(d)用
数学表达式12
A(d)＝E(d)·T
表示，根据用于使分级颗粒直径D1恒定的直径d与圆弧面积A(d)的关系式即上述数学表达式9和上述数学表达式12，利用下述数学表达式13求出直径d位置处的叶片间的间隙E(d)。
数学表达式13
在以下的表6中，与叶片的圆周方向的厚度t(d)、离心效果G以及线速度s一同表示直径d位置处的圆弧面积A(d)和叶片间的间隙E(d)，除了将叶片高度T如以下的表6所示地设为恒定的0.0381m，并利用以下的数学表达式15求出了叶片26的圆周方向的厚度t(d)以外，其他设为与表4相同的设定值地根据上述数学表达式12以及数学表达式13进行模拟计算，从而求出了上述直径d位置处的圆弧面积A(d)和叶片间的间隙E(d)。
将叶片高度T设为0.0381m是为了与表4中的流量Q相同地满足分级颗粒直径D1＝0.92μm，在使直径d＝0.20m处的叶片的厚度t(d)＝0，并使分级室数量N＝12时，自E(d)＝πd/N变为E(d)＝0.052m，在将该E(d)值和表4中的相应项目代入数学表达式13时，求出直径d＝0.20m处的叶片高度T为0.0381m。根据下述数学表达式14求出直径d位置处的叶片厚度t(d)。
数学表达式14
在将数学表达式13代入数学表达式14的E(d)时，叶片26的厚度t(d)变为下述数学表达式15，通过将表4的相应项目代入该数学表达式15进行模拟计算，求出使分级颗粒直径D1从分级室外周到内周达到恒定的0.92μm的叶片厚度t(d)。
数学表达式15
表6
图7所示的转子25的分级室27朝向外周侧顶端变细，并且形成为放射状，但也可以像图8所示的转子31那样，以偏心的方式形成朝向外周侧去而截面积扩大的叶片33以及形成为顶端变细的形态的分级室32。
在用于实施上述的第3方式的转子的又一实施方式中，将图4以及图5所示的转子23和图6、图7或图8的转子25、31组合而构成转子。即，使叶片的高度如图4所示地朝向内周逐渐增高而使转子的内周侧鼓出，并且如图6、图7或图8所示，使叶片的厚度随着向外周侧去而增厚，将分级室形成为随着向内周侧去而变宽。
在本实施方式中，在将叶片间在圆周方向上的间隙设为E(d)，将叶片的高度设为T(d)时，直径d位置处的圆弧面积A(d)用
数学表达式16
表示，根据将数学表达式15的T设为T(d)的下述数学表达式17
数学表达式17
求出表示为直径d的函数的叶片26的厚度t(d)，在将数学表达式17代入数学表达式16时，高度T(d)变为
数学表达式18
另外，根据下述数学表达式19求出数学表达式18的间隙E(d)。
数学表达式19
在数学表达式19中，d1是分级室的内周直径，d2是外周直径，a是作为(πd1－Nt1)/πd1的内周叶片间间隙系数，b是作为(πd2－Nt2)/πd2的外周叶片间间隙系数。另外，t1是叶片26在内周端的厚度，t2是叶片26在该外周端的厚度。由此，内周直径d1的圆周间隙与外周直径d2的圆周间隙之差用π(bd2－ad1)/N表示。通过以(d2－d)/(d2－d1)按比例分配上述差，根据下述数学表达式20求出直径d2与直径d1之间的任意的直径d，根据该数学表达式20求出上述数学表达式19。
数学表达式20
叶片26的厚度t(d)为t(d)＝{πd－N·E(d)}/N，所以在将数学表达式18代入E(d)时，根据下述数学表达式21求出t(d)。
数学表达式21
在以下的表7中，与圆弧面积A(d)以及离心效果G一同表示：除了叶片厚度以外设为与上述表4所示的值相同的设定值、将上述a设定为1并将b设定为0.8、在此基础上使用根据数学表达式19求出的直径d位置处的叶片间的间隙E(d)、根据数学表达式18模拟计算叶片高度T(d)后得到的计算值以及根据数学表达式21模拟计算叶片的厚度t(d)后得到的计算值。
表7
如用于实施以上的第1方式～第3方式的各实施方式所示，谋求具备用于使分级颗粒直径沿分级室的径向恒定的叶片形状的转子。
上述各实施方式的图示的转子23、25、31用在立式的分级装置中，但也能同样地用在卧式的分级装置中。
实施例1
作为图2所示的干式类型的分级装置3中的转子，制作了图9所示的尺寸的转子42，该转子42沿周向以恒定间隔自转子中心呈放射状配置有40片的叶片41，该叶片41的外周直径200mm处的厚度为5mm，内周直径165mm处的厚度为0，厚度满足数学表达式15，作为原料，将颗粒直径以平均颗粒直径D50计为2.50μm、以最大颗粒直径D100计为13.20μm的、具有表8以及图11所示的粒度分布并且由下述表9所示的物性的重质沉淀碳酸钙构成的原料73.5kg/h与550Nm3/h(0.153Nm3/s)的空气一同供给到分级装置3中，基于表10所示的设定值以及表11所示的计算值的设定条件进行了分级。并且，对回收到容器12内的微粒进行采样，在以下的表8以及图11中表示测量粒径及其比例后得到的结果。测得的微粒以平均粒径D50计为1.24μm，以D100计为5.86μm。使用株式会社堀场制作所制造的激光衍射/散射型颗粒直径分布测量装置(商品名LA-700)，进行了上述测量。
表8
表9
表10
表11
表11所示的分级颗粒直径D1的2.31μm是将分级室外周处的叶片41的厚度t(d)设定为5mm而求出的分级室外周处的分级颗粒直径，通过将表10中记载的相应项目代入数学表达式6，是通过模拟计算而求得的。关于表11所示的各直径位置处的叶片厚度t(d)，通过将沿分级室的半径方向设定为恒定的分级颗粒直径D1和表10的相应项目代入数学表达式15，求出该叶片厚度t(d)，根据数学表达式15求出t＝0处的内周直径d。另外，通过将表10中记载的转子转速n代入G＝(d·n2)/(2×894)，求出离心效果G，通过将由上述那样求出的叶片厚度t(d)和表10的相应项目代入将t设为t(d)的数学表达式5，求出圆弧面积A，通过将由上述那样求出的圆弧面积A和表10的相应项目代入数学表达式3，求出线速度s，另外，根据上述厚度t(d)和数学表达式14，求出叶片间的间隙E(d)。如表8所示，此时的实施例1中的最大颗粒直径100为5.867μm。
比较例1
使用如下这样的分级装置，并且使用与实施例1相同的原料，在相同的条件下进行了分级，上述分级装置如图10所示，作为分级装置的转子，具有除了将叶片43的厚度设为恒定的5mm以外，其他与图9所示的转子42相同的构造以及尺寸的转子44，该分级装置除了转子以外，其他构成为与实施例1的分级装置相同的构造。下述表12以及表13表示用于模拟计算的项目和计算结果。通过将表12的相应项目代入数学表达式6，求出表13中的分级颗粒直径D1，通过将表12的相应项目代入数学表达式5，求出圆弧面积A(d)，通过将表12中记载的转子转速n代入G＝(d·n2)/(2×894)，求出离心效果G，通过将求得的圆弧面积A(d)和表12的相应项目代入数学表达式3，求出线速度s，另外，通过将上述圆弧面积A(d)和表12的叶片高度T代入E(d)＝A(d)/T，求出叶片间的间隙E(d)。
在结果如表8所示，并且与实施例1一同表示在图11中。在该比较例1中，使用与实施例1相同的测量装置，以与实施例1相同的方法进行了粒度测量，结果得知，回收到图2所示的容器12中的微粒的粒径的平均颗粒直径D50为1.79μm，最大颗粒直径D100为8.81μm。
表12
表13
使用具备使分级颗粒直径在分级室内达到恒定，并且使叶片的厚度满足数学表达式15地制成的图9所示的转子的干式类型的分级装置，和具备将叶片的厚度设为恒定的转子的分级装置，进行了以上所述那样的比较实验，结果如图11所示，实施例1的粒度分布移位到比比较例1的粒度分布靠图的左侧的位置，微粒化进步，并且清晰化进步，粗粒的飞入减少。
实施例2
作为图3所示的湿式类型的分级装置14的转子17，制作了图12所示的尺寸的转子47，该转子47沿周向以恒定的间隔自转子中心呈放射状配置有30片的叶片46，该叶片46在外周直径86mm处的厚度为3mm，在内周直径70.2mm处的厚度为0，厚度满足数学表达式15，作为原料，将由颗粒直径以平均颗粒直径D50计为5μm、以D98计为14μm、并且具有以下的表14以及图14所示的粒度分布的株式会社电化制造的球状熔融二氧化硅(商品名FB-5SDC)构成的原料混合于0.2wt％六偏磷酸水溶液中而获得原料浆料，使用该原料浆料进行了3次的基于由表15所示的设定值以及根据该设定值进行模拟计算而求得的表16所示的计算值构成的设定条件的实验。在以下的表14以及图14中表示结果。另外，在各实验对回收到箱19内的微粒浆料进行采样，测量各个微粒浆料的粒径，结果得知以平均粒径D50计为2.7μm、2.9μm以及2.9μm，以D98计为5.7μm、6.6μm以及6.8μm。使用株式会社岛津制作所制造的激光衍射式粒度分布测量装置(商品名SALD-3100)，进行了该测量。
表14
表15
表16
表16所示的分级颗粒直径D1是将分级室外周处的叶片46的厚度t(d)设定为3mm而求出的分级室外周处的分级颗粒直径，是通过将表15中记载的相应项目代入数学表达式6进行模拟计算而求出的。通过将半径方向的分级颗粒直径设定为恒定的1.52μm，将该分级颗粒直径和表15的相应项目代入数学表达式15，求出各直径位置处的叶片厚度t(d)，另外，根据数学表达式15求出了t＝0的内周直径d。通过将表15中记载的转子转速n代入G＝(d·n2)/(2×894)，求出离心效果G，通过将上述求得的叶片厚度t(d)和表15的相应项目代入数学表达式5，求出圆弧面积A，通过将由上述那样求得的圆弧面积A和表15的相应项目代入数学表达式3，求出线速度s，另外，根据上述厚度t(d)和数学表达式14求出了叶片间的间隙E(d)。如表14所示，此时的实施例2中的D98为5.7μm、6.6μm以及6.8μm。
表17
表18
比较例2
使用如下这样的分级装置，并且使用与实施例2相同的原料，在相同的条件下进行了分级，上述分级装置如图13所示，作为分级装置的转子，具有除了将叶片48的厚度设为恒定的3mm以外，其他与图12所示的转子47相同的构造以及尺寸的转子45，该分级装置除了转子以外，其他构成为与实施例2的分级装置相同的构造。
表17和表18表示用于模拟计算的项目和计算结果。通过将表17的相应项目代入数学表达式6，求出表18中的分级颗粒直径D1，通过将表17的相应项目代入数学表达式5，求出圆弧面积A(d)，通过将表17中记载的转子转速n代入G＝(d·n2)/(2×894)，求出离心效果G，通过将求得的圆弧面积A(d)和表17的相应项目代入数学表达式3，求出线速度s，另外，通过将上述圆弧面积A(d)和表17的叶片高度T代入E(d)＝A(d)/T，求出叶片间的间隙E(d)。
结果如表14所示，并且与实施例2一同表示在图14中。在该比较例2中，使用与实施例2相同的测量装置，以与实施例2相同的方法进行了两次的粒度测量，结果得知，回收到图3所示的容器19中的微粒的粒径以平均粒径D50计为3.3μm和3.5μm，以粒径D98计为9.1μm和9.7μm。
在湿式类型的分级装置中，如能在图14中看到的那样，实施例2的粒度分布移位到比比较例2的粒度分布靠图的左侧的位置，细粒化以及清晰化大幅上升，能够减少粗粒的飞入。
产业上的可利用性
本发明的分级装置能够用在处理湿式和干式的甚至微米等级以及亚微等级的所有的粉体的分级的所有各工业领域中，例如金属工业、化学工业、药品工业、化妆品工业、颜料、食品工业、陶瓷工业及其他工业。
附图标记说明
1、21、26、33、41、43、46、48、叶片；2、17、23、25、31、42、44、47、转子；9、22、27、32、分级室。
Claims (4)
1.一种分级装置，具有转子，所述转子具有叶片和分级室，所述叶片为许多个，沿圆周方向存在适当的间隔地呈放射状配置或偏心配置，所述分级室位于叶片间，在流入了分级室的流体自外周侧向内周侧流入的期间内，使大于分级颗粒直径的颗粒向外周侧移动，使小于分级颗粒直径的颗粒向内周侧移动，将流体中的微颗粒分级，以使得分级颗粒直径在从所述分级室的外周到内周的半径方向整个区域内达到恒定，其特征在于，
所述叶片形成为在转子的旋转轴方向上的高度恒定，并且圆周方向上的厚度朝向外周增厚，根据下述数学表达式15求出所述分级室的直径d位置处的叶片的厚度t(d)，
数学表达式15
这里，Q为流量，N为圆周方向的分级室数，D1为分级颗粒直径，n为转子的转速，η为流体的粘度，ρ1为流体的比重，ρ2为颗粒的比重，T为叶片的高度(恒定)。
2.根据权利要求1所述的分级装置，其中，
叶片在叶片内周的厚度t(d)为0。
3.一种分级装置，具有转子，所述转子具有叶片和分级室，所述叶片为许多个，沿圆周方向存在适当的间隔地呈放射状配置或偏心配置，所述分级室位于叶片间，在流入了分级室的流体自外周侧向内周侧流入的期间内，使大于分级颗粒直径的颗粒向外周侧移动，使小于分级颗粒直径的颗粒向内周侧移动，将流体中的微颗粒分级，以使得分级颗粒直径在从所述分级室的外周到内周的半径方向整个区域内达到恒定，其特征在于，
所述叶片形成为在圆周方向上的厚度恒定，并且在转子的旋转轴方向上的高度朝向内周增高，所述转子的叶片在分级室的直径d位置处的高度T(d)满足下述数学表达式11，
数学表达式11
这里，Q为流量，N为圆周方向的分级室数，D1为分级颗粒直径，n为转子的转速，η为流体的粘度，ρ1为流体的比重，ρ2为颗粒的比重，t为叶片的高度。
4.一种分级装置，具有转子，所述转子具有叶片和分级室，所述叶片为许多个，沿圆周方向存在适当的间隔地呈放射状配置或偏心配置，所述分级室位于叶片间，在流入了分级室的流体自外周侧向内周侧流入的期间内，使大于分级颗粒直径的颗粒向外周侧移动，使小于分级颗粒直径的颗粒向内周侧移动，将流体中的微颗粒分级，以使得分级颗粒直径在从所述分级室的外周到内周的半径方向整个区域内达到恒定，其特征在于，
所述叶片形成为在转子的旋转轴方向上的高度朝向内周增高，并且形成为在圆周方向上的厚度朝向外周增厚，根据下述数学表达式18、数学表达式19以及数学表达式21，求出在所述分级室的直径d位置处的叶片高度T(d)以及叶片的厚度t(d)，
数学表达式18
数学表达式19
数学表达式21
这里，a为内周叶片间的间隙系数(πd1－Nt1)/πd1，
b为外周叶片间的间隙系数(πd2－Nt2)/πd2，
d1为转子内周直径，d2为转子外周直径，t1为叶片的内周厚度，
t2为叶片的外周厚度，Q为流量，N为圆周方向的分级室数，
D1为分级颗粒直径，n为转子的转速，η为流体的粘度，
ρ1为流体的比重，ρ2为颗粒的比重。
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