JP2004121915A

JP2004121915A - 気流式分級機

Info

Publication number: JP2004121915A
Application number: JP2002286489A
Authority: JP
Inventors: Katsuji Itakura; 板倉　克二; Shinji Fujimoto; 藤本　信司; Kantaro Kaneko; 金子　貫太郎; Mitsuo Miyaji; 宮地　光雄
Original assignee: Kurimoto Ltd
Current assignee: Kurimoto Ltd
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2002-09-30
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2022-09-30
Also published as: JP3733349B2

Abstract

【課題】一のケーシング１内で、粗い粉体から細かい粉体に順々に分級する。
【解決手段】ケーシング１内上下に分級ロータ３ａ、３ｂを設け、その間は仕切壁２で仕切って上下の分級室１ａ、１ｂとする。原料投入口１２から原料ａをケーシング１内に送り込み、吸気口１３ｃから吸気して、原料投入口１２、上部分級室１ａ、分級ロータ３ａ、連通口２０，２１、下部分級室１ｂ・・・という空気流れを形成して、その空気流れに沿って、各分級ロータにより順々に細かい粉体ａ_１→ａ_２→ａ_３に分級する。その分級度調整は、分級ロータの回転数の制御で行なう。各分級室には、分級用２次空気を送り込み、分級室１ａ、１ｂの連通口周囲からは分級ロータに向けて２次空気ｂを噴出する。この噴出空気が前後の分級室間のエアーカーテンの役目を果たして、シール効果を発揮する。また、分級ロータに分散羽根１８を設けて、分級前の粉体を分散させて、分級効果を増す。
【選択図】　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、空気流でもって、粉体を複数の分級物、特に、平均粒径が４〜１０μｍ程度の粉体を３つの分級物に分級する気流式分級機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
気流式分級機により、ガラス、炭化珪素、カラートナーなどの粉体を分級して各種の工業原料とする際、いわゆる粗粉は勿論のこと微粉も除いた所要範囲内の粒径のものが要求される。例えば、炭化珪素や窒化珪素は、樹脂に混ぜて研磨材として使用されるが、微粉が混じっていると研磨性能が落ち、トナーは、熱で溶かして、紙に付着させるが、微粉が混じっていると、微紛が先に溶け、文字が不鮮明になるからである。
【０００３】
このため、それらの粉体を、上記所要範囲内の粒径の中粉、それより大径の粗粉、それより小径の微粉に分級して、その中粉を製品とする。その分級手段として、最も単純な方法は、気流式分級機を２台、直列に配置して、最初の分級機で、粉体を粗粉とそれ以外の粉体とに分級し、次の分級機で、それ以外の粉体を中粉と微粉に分級するものである。
【０００４】
一般に、気流分級は、回転する分級羽根に空気流とともに粉体を送り込み、その分級羽根で粉体を跳ね飛ばして分級するものであり、質量が高い粉体程、分級効率（精度）は高い。このため、例えば、粗粉、中粉、微粉とに分級する場合、後者側になるほど、分級精度は低くなる。また、粉体と空気流の割合（固気比）は、粉体量が少ない程、分級羽根によって跳ね飛ばされ易いため、分級精度は高い。すなわち、固気比は小さい程、分級精度は高くなる。
【０００５】
このことから、上記２台の分級機を使用する方法は、分級精度が良く、しかも分級点の変更が容易であるが、２台用いるので設置スペースが大きくなると言う問題がある。このため、１台の分級機に複数の分級ロータを設け、粉体を、３種類に分級することが提案されている。
【０００６】
例えば、図６に示すように、２分割可能なケーシング２３、２４内に、分級ロータ２５、２６を上下に設けて、粉体入口２７よりケーシング内に粉体ａを導入すると、この粉体ａの内、微粉ａ_３は上の分級ロータ２５内を通過し、中粉ａ_２は下の分級ロータ２６内を通過し、両分級ロータ２５、２６内を通過しなかった粗粉ａ_１は、ケーシング２４の下方の出口短管２８から排出させている（特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献】
特開２００１−２９３４３８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術は、最初に、固気比が高く、分級精度が悪い、上段の分級室（分級ロータ２５）で、一番細かな（軽い）微粉ａ_３を除去するため、分級精度が悪いものとなっている。また、上段の分級ロータ２５により微粉ａ_３が除かれた粉体は、下段の分級ロータ２６によりさらに分級されるが、上下段の分級ロータ２５、２６の外側は連通しており、その粉体濃度や粒度分布は、両分級ロータ２５、２６に互いに影響する。このため、微粉ａ_３を上段の分級ロータ２５で、中粉を下段の分級ロータ２６で、確実に分離することができず、分級精度が悪い。
【０００９】
この発明は、一のケーシング内で、粗粉、中粉、微粉というように、粗い粉体から細かい粉体に順々に分級し得るようにすることを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、この発明は、ケーシング内に、複数の分級ロータを設け、その各分級ロータに順々に粉体原料を通過させ、その通過する順の分級ロータにより、粗い粉体から細かい粉体に順々に分級するようにしたのである。
【００１１】
具体的には、両端閉塞の円筒状ケーシング内に、複数の分級ロータをその回転軸心が前記ケーシングの筒軸上として順々に設け、各分級ロータ間は仕切壁により仕切って前記ケーシング内に複数の分級室を形成し、前記ケーシングの一端に原料投入口、他端に吸気口をそれぞれ設けるとともに、各分級ロータに臨むケーシング側面には粉体排出口を設け、前記仕切壁には、前記原料投入口側の前段の分級室内の分級ロータ内と次段の分級室を連通する孔を形成し、前記原料投入口から原料をケーシング内に送り込むとともに、前記吸気口から吸気して、原料投入口、分級室、分級ロータ内、次段の分級室、分級ロータ内・・・吸気口という空気流れを形成して、その空気流れに沿って、各分級ロータにより順々に細かい粉体を分級するようにしたのである。
【００１２】
その分級度調整は、分級ロータの回転数の制御で行ない、その各分級ロータを個別の駆動機で回転させたり、変速機を介して一つの駆動機で回転させて、その回転数を制御する。
【００１３】
各分級室には、従来と同様に、分級用２次空気を送り込むことが好ましく、例えば、上記分級ロータ周りのケーシング壁全周に分級用２次空気室を形成し、その２次空気室と分級ロータとを、２次空気室の周壁全周に等間隔に設けた孔で連通し、この各孔から分級ロータに向って２次空気を送り込むようにする。
【００１４】
また、上記仕切壁の前後の分級室を連通する孔周囲から前段の分級ロータの外側に向けて２次空気を噴出するようにすることもできる（実施形態の噴出口１０ａ、環状スリット１６参照）。このようにすれば、その噴出空気が前後の分級室間のエアーカーテンや粉体の粗細ゾーン分離の役目を果して、シール効果を発揮する。
【００１５】
さらに、分級ロータにそのロータと共回りする分散羽根を設けて、分級前の粉体を分散するようにすれば、分級効果が増す。このとき、分級ロータが、対の平行に隔てた円板間に、その周りに放射状に分級羽根を設けたものであれば、その円板の表面に前記分散羽根を設ける。
【００１６】
上記構成の分級機にあっては、分級ロータが複数あるため、最低３段階の分級を行うことができ、その３段階（粗粉、中粉、微粉）の場合には、上記分級室は２室となり、前段の分級室で粗粉を分級し、後段の分級室で中粉を分級し、吸気口から吸気とともに微粉を取出すこととなる。
【００１７】
【実施の形態】
図１及び図２に一実施形態を示し、その図において、１はケーシングで、環状の仕切板２ａ、２ｂにより、上部分級室１ａ、下部分級室１ｂ並びに微粉排出室１ｃに区分されている。ケーシング１内には２個の分級ロータ３ａ、３ｂが上下に設けられ、それぞれがケーシング１外に設けられたモータ４ａ、４ｂにより回転する。また、上部分級室１ａには、粉体供給口１２が設けられている。両ロータ３の回転方向は逆方向でも良いが、同一方向が望ましい。
【００１８】
各分級ロータ３ａ、３ｂは、平行に隔てられた天板５と底板６及び両者に挟まれた周方向放射状の複数の分級羽根７を備えており、回転軸８によりモータ４ａ、４ｂに連結されている。また、底板６には、粉体を通過させる貫通孔２０が形成されており、その外縁部が前記仕切板２の貫通孔２１内縁部に近接して回転する。
【００１９】
仕切板２ａ、２ｂにはシールエアー用の環状路１０が形成されており、この環状路１０を介しその周囲等間隔に設けた複数の噴出口１０ａを通じて空気ｂを噴出し、仕切板２ａ、２ｂと底板６との隙間からの粉体の侵入を防止している。一般に、粗粉ａ_１は分級羽根７で跳ね飛ばされるので、孔２０、２１を介して下部の分級室１ｂへ移動しないが、仕切板２ａ、２ｂと底板６との隙間からショートパスして侵入する恐れがある。しかし、この噴出口１０ａからの空気ｂの噴出によりそのショートパスが防止される。
【００２０】
両分級室１ａ、１ｂ内には環状仕切壁９が設けられ、この仕切壁９とケーシング１内面とで形成される環状空間を２次空気導入室１１ａ、１１ｂとしている。この２次空気導入室１１ａ、１１ｂに空気導入口１５及び粉体出口管１３ａ、１３ｂが設けられ、微粉排出室１ｃには微粉出口管１３ｃが設けられている。環状仕切壁９の分級羽根７と対峙する位置には複数の縦スリット（孔）１４が周囲等間隔に形成され、このスリット１４から２次空気ｂが分級室１ａ、１ｂ全周に均一に導入される。このため、導入空気ｂはスリット１４から分級ロータ３ａ、３ｂに対して均等に噴出する。これにより、分級ロータ３ａ、３ｂの周囲の気流の乱れが少なく、分級精度がよい。
【００２１】
つぎに、作用について説明すると、微粉出口管１３ｃに接続された排風機Ｆを起動し、粉体供給口１２より空気とともに粉体ａを導入する。その粉体ａの内、粗粉ａ_１は、上部分級室１ａにおいて、高速で回転する分級羽根７ａに跳ね飛ばされ、仕切壁９の内側を回転し、仕切壁９に形成された大きな開口１７及び筒状導出路１７ａを通って、粗粉出口管１３ａから排出される。
【００２２】
上部分級室１ａの分級羽根７ａを通過した中粉ａ_２と微粉ａ_３は、分級ロータ３ａの底板６の孔２０及び仕切板２ａの孔２１を通って、下部分級室１ｂへ移送される。その下部分級室１ｂにおいて、中粉ａ_２は、分級羽根７ｂに跳ね飛ばされて開口１７、導出路１７ａを通って中粉出口管１３ｂから排出される。分級羽根７ｂを通過した微粉ａ_３は、微粉排出室１ｃに入り、空気とともに、微粉出口管１３ｃから排出され、捕集機３０で捕捉される。
【００２３】
この分級においては、粗粉ａ_１を最初に分離したので、下部分級室１ｂの固気比が下がり、微粉ａ_３の分級精度がよい。また、下部分級室１ｂに粗粉ａ_１がないので、粉体ａ_２が分散しやすく分級精度が向上する。さらに、粗粉ａ_１、中粉ａ_２が分散されて、分級されることより、この粗粉ａ_１等に基づく、気流式分級機の摩耗が軽減される。また、仕切板２ａにより分級室１ａ、１ｂを仕切ったので、各分級室１ａ、１ｂの粉体濃度を調整しやすい。また、上下の分級室１ａ、１ｂが直接つながっていないため、粗粉ａ_１が下部分級室７ｂに混入する恐れはない。
【００２４】
図３乃至図５に他の実施形態を示し、この実施形態は、まず、分級ロータの底板６の外縁と、仕切板２ａ、２ｂの内縁との隙間（環状スリット１６）から２次空気ｂを噴出するものである。この２次空気ｂは、シール空気としても作用する。一般に、分級室では、分級ロータ周辺の空気流速が大きく、ケーシング１の仕切壁９に近づくほど流速が低下する。すなわち、分級ロータ３周辺では細かい粉体が多く、分級ロータ３から離れた仕切壁９周辺では粗い粉体が多い。このため、両者の中間の環状スリット１６から２次空気を導入すれば、細かな粉体ゾーンと粗い粉体のゾーンとに分かれやすくなり、分級ロータ内に入る粉体は細かな粉体だけとなりやすい。このとき、図５に示すように、環状スリット１６の位置Ｌ２は、Ｌ１の約半分（４０〜６０％）程度が望ましく、中央位置に近づけば、細かな粉体のゾーンと粗い粉体のゾーンとにより分かれやすくなる。
【００２５】
さらに、分級ロータに分散羽根１８を設けており、対向する分散羽根１８にあっては、上下の分散ロータ３ａ、３ｂの相対速度効果により、微粉ａ_３の凝集を防止する。このとき、分級室１ａ、１ｂへの２次空気ｂの導入は主として環状スリット１６より行ない、縦スリット１４からは補助的に行う。なお、縦スリット１４からの２次空気ｂの導入は行なわなくてもよい。
【００２６】
各実施形態は、分級ロータ３ａ、３ｂが２段のものであったが、３段以上のものでも、この発明を採用し得ることは勿論である。
【００２７】
【発明の効果】
この発明は、以上のようにして、一のケーシング内で粗い粉体から細かい粉体に順々に分級するようにしたので、分級精度の高いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態の概略断面図
【図２】同切断平面図
【図３】他の実施形態の概略断面図
【図４】同実施形態の切断平面図
【図５】同要部拡大切断正面図
【図６】従来例の概略断面図
【符号の説明】
１　ケーシング
１ａ　上部分級室
１ｂ　下部分級室
１ｃ　微粉排出室
２ａ、２ｂ　仕切板
３ａ、３ｂ　分級ロータ
４ａ、４ｂ　モータ
５　天板
６　底板
７、７ａ、７ｂ　分級羽根
８　回転軸
９　仕切壁
１０　環状路
１１ａ、１１ｂ　２次空気導入室
１２　粉体供給口
１３ａ　粗粉出口管
１３ｂ　中粉出口管
１３ｃ　微粉出口管
１４　スリット（孔）
１５　二次空気導入口
１６　環状スリット
１８　分散羽根
２０、２１　貫通孔
ａ　　　原料
ａ_１　粗紛
ａ_２　中粉
ａ_３　微粉
ｂ　　　空気

Claims

両端閉塞の円筒状ケーシング１内に、複数の分級ロータ３ａ、３ｂをその回転軸心が前記ケーシング１の筒軸上として順々に設け、各分級ロータ間は仕切壁２により仕切って前記ケーシング１内に複数の分級室１ａ、１ｂを形成し、前記ケーシング１の一端に原料投入口１２、他端に吸気口１３ｃをそれぞれ設けるとともに、各分級ロータ３ａ、３ｂに臨むケーシング１側面には粉体排出口１３ａ、１３ｂを設け、前記仕切壁２には、前記原料投入口１２側の前段の分級室１ａ内の分級ロータ３ａ内と次段の分級室１ｂを連通する孔２０、２１を形成し、前記原料投入口１２から原料ａをケーシング１内に送り込むとともに、前記吸気口１３ｃから吸気して、原料投入口１２、分級室１ａ、分級ロータ３ａ内、次段の分級室１ｂ・・・最後に吸気口１３ｃという空気流れを形成して、その空気流れに沿って、各分級ロータ３ａ、３ｂにより、粗い粉体から細かい粉体に順々に分級する気流式分級機。
上記分級ロータ３ａ、３ｂ周りのケーシング壁全周に分級用２次空気室を形成し、その２次空気室と分級ロータとを、２次空気室の周壁全周に等間隔に設けた孔１４で連通し、この各孔１４から分級ロータに向って２次空気を送り込むようにしたことを特徴とする請求項１に記載の気流式分級機。
上記仕切壁２の前後の分級室１ａ、１ｂを連通する孔２０、２１周囲から前段の分級ロータ３ａの外側に向けて２次空気を噴出するようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の気流式分級機。
分級ロータの外面にそのロータと共回りする分散羽根１８を設け、この分散羽根１８により、前記分級ロータ内に入る粉体を分散するようにしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の気流式分級機。
上記分級ロータは、対の平行に隔てた円板５、６間に、その周りに放射状に分級羽根７を設けたものであり、その円板５、６の表面に上記分散羽根１８を設けたことを特徴とする請求項４に記載の気流式分級機。
上記分級室を２室１ａ、１ｂとし、前段の分級室１ａで粗粉ａ_１を分級し、後段の分級室１ｂで中粉ａ_２を分級し、吸気口１３ｃから吸気とともに微粉ａ_３を取出すようにしたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の気流式分級機。