JP3477437B2 - 気流式分級機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、分級すべき原料を
ガスによって分級する気流式分級機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、セメント製造工場において
は、セメントクリンカをチューブミルなどの粉砕機によ
って粉砕し、粉砕したセメントクリンカを気流式分級機
などによって粗粉と微粉とに分級し、分級された微粉を
捕集してセメント製品が製造されている。

【０００３】図８は、従来の典型的な気流式分級機１の
構成を簡略化して示す断面図である。この気流式分級機
１は、特公昭５７−２４１８９号公報に開示されてい
る。気流式分級機１は、上部を略円筒状とし、下部を円
錐状のホッパとしたケーシング３を備える。ケーシング
３は鉛直軸線を有し、ケーシング３の円筒状部には接線
方向に分級用空気を取入れる空気入口２が形成されてい
る。ケーシング３の頂部には、微粉排出管４と原料供給
管５とが取付けられ、さらに前記鉛直軸線に沿って回転
軸６が挿通される。回転軸６の下端部には、回転板７が
固定され、回転板７の外周部には周方向に間隔をあけて
複数の分級羽根８が立設される。回転板７および分級羽
根８はかご形のロータ９を構成する。

【０００４】ロータ９の分散羽根８の上端部には円環状
の分散板１０が固定される。分散板１０は、原料供給管
５から原料が落下する位置に設けられ、分散板１０の半
径方向外方には環状の衝突板１１が設けられる。ロータ
９および分散板１０は、回転軸６とともに前記鉛直軸線
まわりに回転駆動される。ロータ９は空気入口２とほぼ
同一高さに設けられる。ロータ９と空気入口２との間に
は、複数の案内翼１３が周方向に間隔をあけて設けられ
る。案内翼１３は、空気入口２から供給される空気を接
線方向に導き、旋回流を形成する。

【０００５】原料供給管５から分散板１０上に供給され
た原料は、分散板１０の回転によって半径方向外方に放
出され、衝突板１１で方向を変えられ、案内翼１３と分
散羽根８との間の非常に狭い分級領域に押込まれる。こ
の分級領域に押込まれた原料は、ロータ９の回転による
半径方向外向きの遠心力とロータ９内へ導入される空気
による半径方向内向き抗力とを同時に受ける。この相反
する２つの力の釣合う粒径を平衡粒径とすると、平衡粒
径未満の粒子、すなわち微粉は内向き抗力が遠心力より
も大きくなり、空気流によってロータ９内へ移動し、微
粉排出管４から排出される。これに対して平衡粒径以上
の粒子、すなわち粗粉は内向き抗力よりも遠心力が大き
くなり、ロータ９の外方に飛出し、案内翼１３の内側に
沿って降下し、ケーシング３のホッパに送られる。従来
の気流式分級機１では、このようにして粗粉と微粉との
分級が行われる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記気流式分級機１に
は、次のような問題がある。

【０００７】（１）前記気流式分級機１は、分級羽根８
の半径方向長さが短く設定されているので、原料に与え
る遠心力を分級羽根８の長手方向全長にわたってほぼ同
じ大きさに設定できる。また、分級用空気が案内翼１３
を介して旋回流の状態でロータ９の外周面から内方に水
平方向に導入されるので、ロータ９の上下方向および半
径方向で流速がほぼ同一となる。これによって、ロータ
９の上下方向全域にわたって平衡粒径がほぼ同一になる
ので、平衡粒径が狭い粒度範囲に分布し、非常に鋭い分
級が可能となる。したがって、セメントクリンカを分級
してセメント製品を製造するとき、製造されたセメント
製品は非常に粒度幅が狭いシャープな製品となる。この
ような粒度幅を持つセメント製品は、一定のコンクリー
トを固めるために必要な水分量である標準軟位水量が多
くなるので、同量の水を添加したときのコンクリートの
流動性、いわゆるコンクリートのワーカビリティが悪く
なる。したがって、前記気流式分級機１をセメントクリ
ンカ用分級機として用いるには、セメント製品の粒度幅
が狭すぎることによる品質悪化が生じやすいという問題
がある。

【０００８】（２）前記気流式分級機１は、前述のよう
に分散板１０の内周部に微粉排出管４が位置するので、
原料の供給位置は分散板外周寄りで周速度の速い位置と
なる。このため原料と分散板１０との滑り速度が非常に
速くなり、分散板１０の摩耗が非常に生じやすい。また
衝突板１１は原料と衝突するので、衝突板１１の摩耗が
非常に生じやすい。また必要以上に大きい粗粒も含めて
すべての原料が案内翼１３と分散羽根８との間の非常に
狭い分級領域に押込まれるので、原料と案内翼１３およ
び分散羽根８との接触が生じ、案内翼１３および分散羽
根８の摩耗が生じやすい。したがって、これらの部材に
は耐摩耗性の優れた材料を用いる等の摩耗対策が必要と
なり、コストが高くなる問題がある。

【０００９】（３）前記気流式分級機１は、分級用空気
の流れ速度が比較的速く、かつ処理原料全量が狭い分級
領域に押込まれるので、原料の空気抵抗が強く、分級用
空気の圧力損失が非常に大きくなる。したがって、分級
用空気を供給する送風機の動力コストが高くなるという
問題がある。

【００１０】本発明の目的は、前記問題を解決し、製品
粒度幅を従来よりも広くすることができるとともに、希
望する粒度幅に調整することが可能であり、さらに原料
との接触による摩耗を少なくすることができ、分級用ガ
スの圧力損失を低下することができる気流式分級機を提
供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、鉛直軸線を有
し、その軸線に垂直な断面が円形であるハウジングであ
って、下部に形成される粗粉回収部と、粗粉回収部の上
部に連なり、旋回ガス導入口が形成される旋回空間部
と、旋回空間部の上部に連なる分級空間部とが下から上
にこの順序で形成されているハウジングと、分級空間部
の下部付近で前記軸線と同軸に回転可能に設けられる水
平な分散板と、分散板上に原料を供給する原料供給シュ
ートと、分級空間部内で分散板の上方に周方向に間隔を
あけて設けられ、前記軸線まわりに回転し、半径方向外
方端部が下から上に向かうにつれて大きい半径になるよ
うに形成されるカゴ型分級羽根と、分散板と分級羽根と
を前記軸線まわりに回転駆動する駆動源と、前記旋回空
間部に周方向に間隔をあけて設けられ、旋回ガス導入口
から導入されるガスを接線方向に導く複数の案内翼と、
旋回ガス導入口からガスを導入し、分級空間部の上部で
分級羽根よりも半径方向内方から粉体とともにガスを誘
引排出する誘引送風機とを含むことを特徴とする気流式
分級機である。

【００１２】本発明に従えば、旋回ガス導入口から導入
された旋回ガスは旋回空間部で旋回流を形成し、旋回し
ながら旋回空間部の上部に連なる分級空間部を下から上
に上昇する。分級空間部に設けられる分散板上に原料供
給シュートを介して供給された原料は、分散板の回転に
よる遠心力によって半径方向外方に移動して旋回ガス中
に放出される。旋回ガス中に放出された原料中の粗粉は
下方に落下して粗粉回収部に回収され、微粉は旋回ガス
によって吹上げられて分散板の上方に設けられる分級羽
根でさらに製品となる精粉と回収微粉とに分級される。

【００１３】分級羽根では、後述のように分級羽根の上
部と下部とで内向き風速差が生じ、上部のほうが下部よ
りも半径方向内方へ向かうガスの流速が大きくなる。半
径方向内方へ向かうガスの流速が大きくなると、粒径の
大きい粉体でも半径方向外方へ飛出しにくくなるので、
前記平衡粒径が大きくなる。これによって、平衡粒径は
分級羽根の上下方向位置によって異なり、分級羽根の下
から上に向かうにつれて大きくなるので、平衡粒径の粒
度範囲が上下均一な風速分布を有する従来よりも広くな
る。したがって、製品の粒度幅も広くなり、分級が鋭す
ぎて粒度幅が狭くなることによる品質悪化を防止するこ
とができる。

【００１４】また、原料は分散板中心部の比較的周速度
の遅いところに供給された後、分散板上に拡がり放出さ
れるので、分散板との滑り速度が小さく分散板の摩耗量
を低減することができる。また必要以上に大きな粗粒は
予め分散部で分級回収され、分級部では微粉のみとなる
のと、前記気流式分級機１のように、すべての原料が通
過する分級羽根と案内翼で形成される狭い分級空間が存
在しないので、分級羽根や案内翼等の摩耗の問題はまっ
たく解消される。さらにこの狭い分級空間が存在しない
ことは、分級用気流の圧力損失を大巾に低下させ、分級
エネルギーの省力化となる。また衝突板を設ける必要が
なく、その摩耗対策が不要となる。

【００１５】 本発明に従えば、旋回ガス導入口から供
給されるガスを接線方向に導く複数の案内翼が設けられ
るので、乱れのない旋回流を確実に形成することができ
る。また案内翼が分級空間の下部に連なる旋回空間部に
設けられるので、原料と案内翼との接触が回避され、案
内翼の摩耗を防止することができる。したがって、案内
翼の摩耗対策を省略することができる。また本発明は、
鉛直軸線を有し、その軸線に垂直な断面が円形であるハ
ウジングであって、下部に形成される粗粉回収部と、粗
粉回収部の上部に連なり、旋回ガス導入口が形成される
旋回空間部と、旋回空間部の上部に連なる分級空間部と
が下から上にこの順序で形成されているハウジングと、
分級空間部の下部付近で前記軸線と同軸に回転可能に設
けられる水平な分散板と、分散板上に原料を供給する原
料供給シュートと、分級空間部内で分散板の上方に周方
向に間隔をあけて設けられ、前記軸線まわりに回転する
カゴ型分級羽根と、分散板と分級羽根とを前記軸線まわ
りに回転駆動する駆動源と、前記旋回空間部に周方向に
間隔をあけて設けられ、旋回ガス導入口から導入される
ガスを接線方向に導く複数の案内翼と、旋回ガス導入口
からガスを導入し、分級空間部の上部で分級羽根よりも
半径方向内方から粉体とともにガスを誘引排出する誘引
送風機とを含み、前記分級羽根の下端部は、前記軸線と
同軸の水平な環状円板の外周部に固定されており、環状
円板の中央孔には原料供給シュートが挿通されており、
環状円板の内周部は連結部材を介して分散板に固定され
ていることを特徴とする気流式分級機である。また本発
明は、鉛直軸線を有し、その軸線に垂直な断面が円形で
あるハウジングであって、下部に形成される粗粉回収部
と、粗粉回収部の上部に連なり、旋回ガス導入口が形成
される旋回空間部と、旋回空間部の上部に連なる分級空
間部とが下から上にこの順序で形成されているハウジン
グと、分級空間部の下部付近で前記軸線と同軸に回転可
能に設けられる水平な分散板と、前記分散板の外周縁部
に設けられ、上方に突出した環状堰と、分散板上に原料
を供給する原料供給シュートと、分級空間部内で分散板
の上方で周方向に間隔をあけて設けられ、前記軸線まわ
りに回転するカゴ型分級羽根と、分散板と分級羽根とを
前記軸線まわりに回転駆動する駆動源と、旋回ガス導入
口からガスを導入し、分級空間部の上部で分級羽根より
も半径方向内方から粉体とともにガスを誘引排出する誘
引送風機とを含むことを特徴とする気流式分級機であ
る。また本発明は、環状堰の断面形状は、矩形であるこ
とを特徴とする。また本発明は、環状堰の断面形状は、
三角形であることを特徴とする。また本発明は、前記旋
回空間部には、旋回ガス導入口から導入されるガスを接
線方向に導く複数の案内翼が周方向に間隔をあけて設け
られることを特徴とする。

【００１６】本発明に従えば、分散板の外周縁部には、
環状堰が設けられているので、堰が設けられていない場
合に比べて原料の放出角度を広くすることができる。こ
れによって、原料の分散領域をより広く使用することが
できるので、旋回流中の粉体濃度を均一にすることがで
きる。したがって、分級性能を向上することができる。

【００１７】また本発明は、前記分級羽根の半径方向外
方端部が下から上に向かうにつれて大きい半径になるよ
うに形成されることを特徴とする。

【００１８】本発明に従えば、分級羽根の半径方向外方
端部は、下から上に向かうにつれて大きい半径になるよ
うに形成される。回転体の周速度は半径が大きくなるほ
ど速くなるので、分級羽根の回転によって粉体に与えら
れる遠心力の大きさを下から上に向かうにつれて大きく
することができる。遠心力が大きくなると粒径の小さな
粉体でも半径方向外方に飛出しやすくなるので、平衡粒
径を小さくすることができる。これによって、分級羽根
の上部と下部とのガス流速の差が大きくなり過ぎるとき
でも、平衡粒径の粒度範囲が広くなり過ぎないように調
整することができる。また分級羽根の上部における半径
方向外方端部の半径増分量を調整することによって、平
衡粒径を希望する粒度範囲に調整することが可能とな
る。したがって、製品粒度を希望する粒度に調整するこ
とができる。

【００１９】

【００２０】

【００２１】また本発明は、前記分級空間部は、分散板
付近で下から上に向かうにつれて内径が大きくなる中空
逆円錐台部と、中空逆円錐台部から上方に連なり、分級
羽根の半径方向外方に間隔をあけて設けられ、環状の浮
遊空間を形成する直円筒部とを含むことを特徴とする。

【００２２】本発明に従えば、分級された粗粉は中空逆
円錐台部の内面に沿って降下し、旋回空間部で案内翼近
傍を落下する。このとき案内翼より導入された気流によ
り、落下する粗粉中に混入している製品となるべき微粉
が気流に乗り分級部に運ばれる。これにより分級効率の
改善が図られる。

【００２３】また本発明は、前記分級羽根の下端部は、
前記軸線と同軸の水平な環状円板の外周部に固定されて
おり、環状円板の中央孔には原料供給シュートが挿通さ
れており、環状円板の内周部は連結部材を介して分散板
に固定されていることを特徴とする。

【００２４】本発明に従えば、分級羽根の下端部は、環
状円板の外周部に固定され、環状円板の内周部は連結部
材を介して分散板と連結されているので、分級羽根、環
状円板および分散板は一体的に鉛直軸線まわりに回転可
能である。また環状円板の中央孔に原料供給シュートが
挿通しているので、分級すべき粉体を確実に分散板の中
心部付近に供給することができる。また分散板と環状円
板とは連結部材を介して間隔をあけて連結されているの
で、分散板から半径方向外方に原料を分散させることが
できる。

【００２５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態で
ある気流式分級機１５の構成を簡略化して示す断面図で
あり、図２は図１の切断面線ＩＩ−ＩＩから見た断面図
であり、図３は図１の切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩから見た
断面図であり、図４は図１の切断面線ＩＶ−ＩＶから見
た断面図である。気流式分級機１５は、後述のように粉
砕装置に備えられ、粉砕機で粉砕された原料を微粉と粗
粉とに分級し、さらに微粉を製品となる精粉と、回収微
粉とに分級する。

【００２６】気流式分級機１５は、ハウジング１６を備
える。ハウジング１６は、鉛直軸線１７を有する中空体
であり、その軸線に垂直な断面形状が円形である。ハウ
ジング１６には、下部に形成される粗粉回収部１８と、
粗粉回収部１８の上部に連なる旋回空間部１９と、旋回
空間部１９の上部に連なる分級空間部２０とが下から上
にこの順序で形成される。粗粉回収部１８は、第１中空
逆円錐台部２３（以後、ホッパと呼ぶ）と、粗粉排出口
２４とを含む。ホッパ２３は、下から上に向かうにつれ
て内径が大きくなり、後述のように分級された粗粉およ
び回収微粉を内面に沿って降下させて回収する。回収さ
れた粗粉および回収微粉は、粗粉排出口２４を介して粉
砕機に戻される。以後、粗粉と回収微粉とを総称して戻
り粉と呼ぶ。

【００２７】粗粉回収部１８の上部に連なる旋回空間部
１９は、分級用ガス、たとえば分級用空気を導入して旋
回流を形成する領域であり、渦巻き状の流路を有する。
旋回空間部１９には、接線方向から分級用空気を導入す
る一対の旋回ガス導入口２６が形成されている。一対の
旋回ガス導入口２６は、鉛直軸線１７に垂直な平面内に
おいて図２に示すように鉛直軸線１７を通る仮想直径線
２１上に対向して存在し、相互に逆方向に開口する。こ
れによって、分級用空気は、相互に平行に、かつ逆方向
に導入されるので、旋回流を形成することができる。旋
回ガス導入口２６の半径方向内方には、旋回ガス導入口
２６から導入された分級用空気を接線方向に導く、複数
の案内翼２７が周方向に間隔をあけて設けられている。
各案内翼２７は、前記鉛直軸線１７に平行な各軸線まわ
りに角変位可能である。これによって、乱れのない旋回
流を確実に形成することができる。分級用空気は、旋回
しながらハウジング１６内を上昇する。

【００２８】旋回空間部１９の上部には、分級空間部２
０が連なっており、分級空間部２０は旋回空間部１９の
上部に連なる第２中空逆円錐台部２９と、第２中空逆円
錐台部２９の上部に連なる第１直円筒部３０とを含む。
第２中空逆円錐台部２９は下から上に向かうにつれて内
径が大きくなる。さらに、第１直円筒部３０の上端部に
は、環状天板３１が設けられ、環状天板３１の中央孔の
周縁部には、第１直円筒部３０よりも直径の小さい第２
直円筒部３３が設けられる。第２直円筒部３３は、ハウ
ジング１６の最上部を構成し、その上端部は円板状の天
板３４によって覆われている。さらに第２直円筒部３３
には、ガス排出口３５が形成されており、ガス排出口３
５には排ガス管路３６が接続されている。

【００２９】天板３４には、上下に延びる原料供給シュ
ート３７が固定されており、原料供給シュート３７は前
記鉛直軸線１７と同軸にハウジング１６内に垂下してい
る。原料供給シュート３７は、上部に形成される中空案
内逆円錐台部３８と、その下部に連なる中空案内直円筒
部３９とその下部に連なる直円筒状の供給筒部４０とを
含む。供給筒部４０の外径は、中空案内直円筒部３９の
外径よりも小さい。天板３４には、複数（本実施の形態
では２）の原料供給口４１が形成されている。原料供給
口４１は、中空案内逆円錐台部３８の傾斜面に沿って形
成される。これによって、分級されるべき原料は中空案
内逆円錐台部３８の内面に沿って降下し、中空案内直円
筒部３９を経て供給筒部４０で絞られて供給されるの
で、希望する位置に確実に原料を供給することが可能に
なる。

【００３０】前記天板３４の中央部付近には、駆動源で
ある電動機４３が設けられる。電動機４３は、上下にの
びる回転軸４４と取合い、回転軸４４は、天板３４に形
成された挿通孔４５および原料供給シュート３７に挿通
され、前記鉛直軸線１７と同軸にハウジング１６内に垂
下している。回転軸４４の下端部は、原料供給シュート
３７の供給筒部４０の下端部よりも下方に突出してお
り、分級空間部２０の第２中空逆円錐台部２９の下端部
付近に存在する。

【００３１】回転軸４４の下端部には、分散板４７が装
着される。分散板４７は、水平に延びる円板状の部材で
あり、回転軸４４に前記鉛直軸線１７と同軸に固定さ
れ、電動機４３によって回転駆動される。分散板４７の
外周縁部には、上方に突出した環状堰４８が設けられ
る。前述のように、回転軸４４の下端部は供給筒部４０
の下端部よりも下方に突出しており。供給筒部４０の外
径は小さく絞られているので、分散板４７は原料供給シ
ュート３７の供給筒部４０の下端部よりも下方に配置さ
れ、分級されるべき原料は分散板４７の中央部付近に落
下する。分散板４７上に落下した原料は分散板４７の回
転に伴う遠心力によって半径方向外方側に移動し、分散
板４７の外周縁部から環状堰４８を越えて半径方向外方
に向かって放出される。本実施の形態では、分散板４７
の外周面と第２中空逆円錐台部２９の内周面との間の間
隔は充分広く設定される。

【００３２】図５は、図１に示す分散板４７の外周縁部
付近の構成を簡略化して示す図である。図５（１）に示
すように分散板４７の外周縁部に設けられた環状堰４８
の断面形状が矩形の場合、原料４９は環状堰４８によっ
てスロープ状に塞き止められた後、形成された斜面に沿
って半径方向外方に斜め上方に放出される。

【００３３】これに対して、図５（３）に示すように分
散板４７に環状堰４８が設けられていない場合、原料４
９はほぼ水平に放出される。このように、環状堰４８を
設けることによって原料が分散板から放出されるとき原
料の半径方向移動抵抗が大きくなるので、原料の水平方
向放出角度が大きくなり、原料の分散領域をより広く使
用することが可能となる。したがって、旋回流中の粉体
濃度を均一にすることが可能となり、分級性能を向上す
ることができる。また、原料が分散性の悪い原料であっ
ても、分散性を高めることが可能となる。また図５
（２）に示すように、断面形状が三角形の環状堰５０を
用いても、図５（１）の環状堰４８と同様の効果を奏す
ることができる。この場合、環状堰５０によって原料４
９が塞き止められないので、原料のロスを低減すること
ができる。

【００３４】再び図１〜図４を参照して、分散板４７の
上方には、環状円板５３が分散板４７と平行に、すなわ
ち水平に間隔をあけて前記鉛直軸線と同軸に設けられて
いる。環状円板５３は、連結部材５４を介して分散板４
７に固定されており、分級空間部２０の第１直円筒部３
０の下部付近に配置される。連結部材５４は、図３に示
すように周方向に間隔をあけて複数設けられ、環状円板
５３の内周部と分散板４７とを連結する。分散板４７の
直径は、環状円板５３の外周面の直径よりも小さく設定
される。これによって、旋回流の通路断面積を大きくす
ることができるので、旋回流の圧力損失を小さくするこ
とができる。環状円板５３の中央孔には、前記原料供給
シュート３７の供給筒部４０が挿通しており、供給筒部
４０の下端部は、環状円板５３よりも下方に突出してい
る。

【００３５】環状円板５３の半径方向外周部には、周方
向に間隔をあけて複数の分級羽根５６が立設されてい
る。分級羽根５６は、前記鉛直軸線１７と平行に上下方
向に延びるとともに、図４に示すように半径方向に延材
する。本実施の形態では、分級羽根５６の半径方向外方
端部の半径は、上下方向全長にわたって同一に設定さ
れ、半径方向長さは短く設定される。分級羽根５６の上
端部には、分級羽根５６を周方向に連結する連結リング
５７が設けられている。これによって、分散羽根５６の
周方向の間隔は一定に保たれる。

【００３６】前記環状円板５３、分級羽根５６および連
結リング５７はかご形の分級ロータ５８を構成する。分
級ロータ５８は、前記鉛直軸線１７と同軸に配置され
る。分級ロータ５８の外周面と第１直円筒部３０の内周
面との間の間隔は、充分大きく設定され、環状の浮遊空
間が形成される。このように、分級ロータ５８は連結部
材５４を介して分散板４７に連結され、分散板４７は回
転軸４４に固定されているので、分級ロータ５８および
分散板４７は前記鉛直軸線１７まわりに電動機４３によ
って一体的に回転駆動される。

【００３７】分散板４７および分級ロータ５８の前記鉛
直軸線１７まわりの回転方向は、旋回ガス導入口２６か
ら導入された分級用空気の旋回方向と同一方向であるこ
とが好ましい。これによって、旋回流に乱れを生じさせ
ることなく、分級空間部２０内を上昇させることができ
るので、原料を円滑に分級することができる。

【００３８】前記環状円板５３の内周面と原料供給シュ
ート３７の供給筒部４０の外周面との間隔ｈ１は、環状
円板５３の回転中、環状円板５３と供給筒部４０とが接
触しない範囲で可能な限り短く設定される。これによっ
て、粉体を含む旋回流が分級羽根５６を通過しないで前
記間隔ｈ１を通過して分級羽根５６よりも内方側の空間
に流入するバイパス流路を遮断することができる。した
がって、分級されない粉体が製品に混入する不具合の発
生を防止することが可能となる。また、前記間隔ｈ１を
シール部材によってシールするように構成してもよい。

【００３９】前記排ガス管路３６には、送風機である誘
引送風機６０が設けられる。誘引送風機６０は、たとえ
ば遠心ファンであり、旋回ガス導入口２６から分級用空
気を吸込むとともに、後述のように製品となる精粉を含
む空気を分級羽根５６よりも半径方向内方からガス排出
口３５を介して排ガス管路３６内に誘引する。

【００４０】次に、本実施の形態の気流式分級機１５の
動作を説明する。誘引送風機６０を駆動すると、旋回ガ
ス導入口２６から分級用空気が吸込まれ、旋回空間部１
９内で旋回流が形成される。分級用空気の旋回流は、旋
回しながら分級空間部２０を上昇する。電動機４３を駆
動すると、分散板４７および分級用ロータ５８が回転す
る。この状態で原料供給口４１から分級すべき粉砕され
た原料を供給すると、供給された原料は分散板４７上に
落下し、分散板４７の回転による遠心力によって半径方
向外方側に移動し、環状堰４８を超えて分級空間部２０
の第２中空逆円錐台部２９内に放出される。

【００４１】放出された原料のうち旋回流によって輸送
できない粗粉は、下方に落下し、粗粉回収部１８に回収
される。旋回流によって輸送可能な微粉は、旋回流によ
って旋回しながら吹上げられ、第１直円筒部３０に到達
し、回転駆動されている分級羽根５６によって製品とな
る精粉と精粉よりも粒径の大きい回収微粉とに分級され
る。回収微粉は、第１直円筒部３０および第２中空逆円
錐台部２９の内面に沿って降下し、粗粉回収部１８に回
収される。したがって、粗粉回収部１８には戻り粉であ
る粗粉と回収微粉とが回収される。製品となる精粉は、
誘引送風機６０の吸引力によって分級用空気とともにガ
ス排出口３５を介して排ガス管路３６内に吸引される。
分級用空気の旋回流の上昇風速は、微粉のみを吹上げれ
ばよいので、比較的低速度の風速、たとえば５ｍ／ｓに
設定される。

【００４２】分級は次のようにして行われる。本実施の
形態では、微粉を含む分級用空気の旋回流が下方から上
方に上昇しながら分級羽根５６内に導入される。本発明
者らの調査によれば、分級羽根５６の上下方向位置によ
って分級用空気の旋回流の半径方向内方へ向かう内向き
速度成分と、上方へ向かう上向き速度成分とが変化す
る。すなわち、分級羽根５６の下部から上部に向かうに
つれて上向き速度成分が小さくなり、内向き速度成分が
大きくなる。これに対して、分級羽根５６の回転によっ
て原料に与えられる遠心力は、前述のように分級羽根５
６の半径方向長さが短く、かつ半径方向外方端部の半径
が上下方向全長にわたって同一であるので、上下方向位
置によって差がなく同一である。これによって、分級羽
根５６の上部では、下部よりも大きな遠心力でなければ
増加した旋回流の内向き速度成分に釣合わないので、粒
径の大きな粒子でなければ半径方向外方へ飛び出せなく
なる。すなわち、分級羽根５６の上部では下部よりも前
記平衡粒径が大きくなる。さらに正確に述べると、前記
平衡粒径は、分級羽根５６の上下方向位置によって異な
り、分級羽根５６の下から上に向かうにつれて大きくな
る。したがって、本実施の形態の気流式分級機１５で
は、旋回流の内向き速度成分が上下方向で均一な従来よ
りも前記平衡粒径の粒度範囲が広くなる。

【００４３】このように、本実施の形態では、前記平衡
粒径の粒度範囲が従来よりも広くなるので、粉砕したセ
メントクリンカを分級してセメント製品を製造すると
き、製品の粒度幅を従来よりも広くすることができる。
これによって前記標準軟位水量を低減することができる
ので、コンクリートのワーカビリティを向上することが
可能となり、製品の品質を向上することができる。した
がって、本実施の形態の気流式分級機１５は、セメント
クリンカ用分級機として好適に用いることができる。

【００４４】また原料は分散板４７の中心部の比較的周
速度の遅いところに供給した後広い分級空間に放出して
広く分散させればよく、従来のように原料を比較的周速
度の速い位置に供給する必要はない。これによって、原
料と分散板４７との滑り速度が小さくなるので、分散板
４７の摩耗を少なくすることができる。したがって、分
散板４７の摩耗対策によるコストアップの問題を解消す
ることができる。

【００４５】また従来のように衝突板を設ける必要がな
いので、その摩耗対策によるコストアップの問題も解消
することができる。また、前述のように分散板４７とハ
ウジング１６との間が広く設定されているので、分散板
４７から放出された原料のうち粗粉は失速した後にハウ
ジング１６に当り、微粉は旋回流によって吹上げられ
る。したがって、ハウジング１６の摩耗対策は低コスト
のもので充分である。また、前記案内翼２７は、直接原
料が当たらない旋回空間部１９に配置されているので、
案内翼２７の摩耗対策も必要ない。また分級ロータ５８
で分級される旋回流中の粉体濃度は、粗粉が既に除去さ
れていることによって従来よりも遥かに低濃度となるの
で、分級羽根５６の摩耗も少なくなり、この摩耗対策コ
ストも低減することができる。

【００４６】また、分散板４７および分級ロータ５８と
ハウジング１６との間が広く設定されているので、分級
用空気の圧力損失を少なくすることが可能となる。また
旋回流の風速が低速度に設定されているので、風速が高
速度である従来に比べて、圧力損失を低減することがで
きる。また、前述のように分級ロータ５８での粉体濃度
が従来よりも遥かに低いので、圧力損失も小さくなる。
したがって、従来よりも非常に小さい圧力損失で誘引送
風機６０の運転を行うことが出来るので、誘引送風機６
０の動力を低減することが可能となり、省エネルギを図
ることができる。

【００４７】図６は、本発明の他の実施の形態である気
流式分級機６３の構成を簡略化して示す断面図である。
本実施の形態の気流式分級機６３は、図１〜図４に示す
気流式分級機１５と類似し、対応する部分には同一の参
照符号を付す。注目すべきは、本実施の形態の分級羽根
６４が大略的に中空逆円錐台状の形状を有し、分級羽根
６４の半径方向外方端部が下から上に向かうにつれて大
きい半径になるように形成される点である。換言すれ
ば、鉛直軸線１７を含む平面内（図６の紙面内）におい
て分級羽根６４が下から上に向かうにつれて鉛直軸線１
７から離れるように傾斜している点である。

【００４８】前記平面内における分級羽根６４と鉛直軸
線１７との成す角度θ１は、分級羽根６４の半径方向外
方端部の半径が前記気流式分級機１５のように上部と下
部とで同一のときには零であり、上部の半径と下部の半
径との差が大きくなるにつれて大きくなる。分級羽根６
４の半径方向外方端部の半径が大きくなると、周速度が
速くなるので、本実施の形態では分級羽根６４の回転に
よる粉体に与える遠心力の大きさを下から上に向かうに
つれて大きくすることができる。遠心力が大きくなる
と、粒径の小さい粉体でも半径方向外方に飛出しやすく
なるので、平衡粒径を小さくすることができる。

【００４９】前述のように、前記気流式分級機１５の分
級羽根５６は上下方向における内向き速度成分の差に基
づいて上下方向位置によって異なる平衡粒径分布を有
し、下から上に向かうにつれて平衡粒径が大きくなる。
これは平衡粒径の粒度範囲の拡大をもたらし、セメント
製品として好適な粒度幅をもたらすけれども、設備が大
形化される場合などには、分級羽根５６の上部と下部と
の内向き速度成分の差が大きくなり過ぎて、平衡粒径の
粒度範囲、したがって製品粒度幅が広くなり過ぎる恐れ
がある。

【００５０】これに対して、本実施の形態の分級羽根６
４は、前述のように平衡粒径低減効果を有するので、設
備の大形化に伴い平衡粒径の粒度範囲が過度に拡大する
恐れがあるときでも、平衡粒径の粒度範囲を適正化する
ことができる。また分級羽根６４の平衡粒径低減効果
は、前記角度θ１を調整することによって調整可能であ
り、前記角度θ１を大きくするほど平衡粒径低減効果を
強めることができるので、平衡粒径を希望する粒度範囲
に調整することが可能となる。したがって、製品粒度を
希望する粒度に、すなわち特にセメント製品に適したも
のに調整することができる。本実施の形態の気流式分級
機６３のその他の構成は、前記気流式分級機１５の構成
と同一であり、前記気流式分級機１５の効果も同様に奏
することができる。

【００５１】図７は、図８に示す従来の気流式分級機
１、図１に示す本発明の気流式分級機１５および図６に
示す本発明の気流式分級機６３における粉体の粒度と、
その粒度の戻り粉中の配分率との関係を示すグラフであ
る。図７中の曲線６６は、従来の気流式分級機１の分級
結果を表し、曲線６７は図６に示す気流式分級機６３の
分級結果を表し、曲線６８は図１に示す気流式分級機１
５の分級結果を表す。図７中の折れ線６９は、最も鋭い
分級の理論線を表す。折れ線６９では、平衡粒径ｄ０未
満の粉体粒度が戻り粉中に全く配分されず、かつ平衡粒
径ｄ０以上の粉体の粒度が全量戻り粉中に回収される。

【００５２】図７から、従来の気流式分級機６３は、理
論線に近い鋭い分級、すなわち非常に狭い粒度幅を有す
る分級が可能であることが判る。また図１に示す気流式
分級機１５は、曲線６８に示すように広い粒度幅を有す
る分級が可能であることが判る。また図６に示す気流式
分級機６３は、曲線６７に示すように両者の中間的な粒
度幅を有する分級が可能であることが判る。さらに気流
式分級機６３では、前述のように前記角度θ１を調整す
ることによって曲線６６と曲線６８との中間の希望する
粒度幅を有する分級が可能である。

【００５３】以上述べたように、分散板４７の外周縁部
には上方に突出した環状堰４８が設けられているけれど
も、これに限定されるものではなく、分散板４７の外周
縁部を上方に突出するように一体的に形成してもよい。
また旋回空間部１９には案内翼２７が設けられているけ
れども、案内翼２７を省略してもよい。また、分散板４
７および分級ロータ５８は連結部材５４によって連結さ
れ、分散板４７が電動機４３の回転軸４４に固定されて
いるけれども、これに限定されるものではなく、分散板
４７および分級ロータ５８を連結しないで個別に回転軸
４４に固定してもよい。また分級空間部２０、分級ロー
タ５８、原料供給シュート３７の構成は他の構成であっ
てもよい。

【００５４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、分級羽根
の半径方向内方に向かうガスの流速が分級羽根の下から
上に向かうにつれて大きくなるので、平衡粒径は分級羽
根の下から上に向かうにつれて大きくなる。これによっ
て、平衡粒径の粒度範囲が上下均一な流速分布を有する
従来よりも広くなり、製品の粒度幅も広くなる。したが
って、分級が鋭すぎて粒度幅が狭くなることによる品質
悪化を解消することができる。また原料は分散板中心部
の比較的周速度の遅いところに供給されるので、従来の
ように分散板の比較的周速度の速いところに供給する場
合に比べて、原料と分散板との滑り速度が著しく小さく
なるので、摩耗量を低減することができる。また必要以
上に大きな粗粒は予め分散部で分級回収され、分級部で
は微粉のみとなるのと、従来のようにすべての原料が通
過する分級羽根と案内翼で形成される狭い分級空間が存
在しないので圧力損失を大幅に低下させ分級エネルギー
の省力化となる。

【００５５】旋回ガス導入口から供給されるガスを接線
方向に導く複数の案内翼が設けられるので、乱れのない
旋回流を確実に形成することができる。

【００５６】本発明によれば、分散板の外周縁部には環
状堰が設けられているので、堰が設けられていない場合
に比べて原料の放出角度を広くすることができる。これ
によって、原料の分散領域をより広く使用することがで
きるので、旋回流中の粉体濃度を均一にすることができ
る。したがって、分級性能を向上することができる。

【００５７】本発明によれば、環状堰の断面形状は、矩
形または三角形であり、これによって原料が分散板から
放出されるとき原料の半径方向移動抵抗が大きくなるの
で、原料の水平方向放出角度が大きくなり、原料の分散
領域をより広く使用することが可能となる。したがっ
て、旋回流中の粉体濃度を均一にすることが可能とな
り、分級性能を向上することができる。また、原料が分
散性の悪い原料であっても、分散性を高めることが可能
となる。

【００５８】本発明によれば、分級羽根の半径方向外方
端部が下から上に向かうにつれて大きい半径になるよう
に形成されるので、分級羽根の回転による遠心力の大き
さを下から上に向かうにつれて大きくすることができ
る。これによって、分級羽根の上部と下部とのガス流速
の差が大きくなり過ぎるときでも、平衡粒径の粒度範囲
が広くなり過ぎないように調整することができる。また
分級羽根の上部における半径方向外方端部の半径増分量
を調整することによって、平衡粒径を希望する粒度範囲
に調整することが可能となる。したがって、製品粒度を
希望する粒度に調整することができる。本発明によれ
ば、一度分級され戻り粉となった粉体中に混入している
製品となるべき微粉を案内翼より導入された気流で再回
収することができるので、分級を効率良く行うことがで
きる。

【００５９】本発明によれば、分級羽根の下端部は環状
円板の外周部に固定され、環状円板の内周部は連結部材
を介して分散板と連結されているので、分級羽根、環状
円板および分散板は一体的に鉛直軸線まわりに回転可能
である。また環状円板の中央孔に原料供給シュートが挿
通しているので、分級すべき原料を確実に分散板の中心
部付近に供給することができる。また、分散板と環状円
板とは連結部材を介して間隔をあけて連結されているの
で、分散板から半径方向外方に原料を分散させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態である気流式分級機１５
の構成を簡略化して示す断面図である。

【図２】図１の切断面線ＩＩ−ＩＩから見た断面図であ
る。

【図３】図１の切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩから見た断面図
である。

【図４】図１の切断面線ＩＶ−ＩＶから見た断面図であ
る。

【図５】図１に示す分散板４７の外周縁部付近の構成を
簡略化して示す図である。

【図６】本発明の他の実施の形態である気流式分級機６
３の構成を簡略化して示す断面図である。

【図７】図８に示す従来の気流式分級機１、図１に示す
本発明の気流式分級機１５および図６に示す本発明の気
流式分級機６３における粉体の粒度と、その粒度の戻り
粉中の配分率との関係を示すグラフである。

【図８】従来の典型的な気流式分級機１の構成を簡略化
して示す断面図である。

【符号の説明】

１，１５，６３ 気流式分級機 １６ ハウジング １８ 粗粉回収部 １９ 旋回回収部 ２０ 分級空間部 ２６ 旋回ガス導入口 ２７ 案内翼 ３７ 原料供給シュート ４３ 電動機 ４４ 回転軸 ４７ 分散板 ４８ 環状堰 ５３ 環状円板 ５４ 連結部材 ５６ 分級羽根 ６０ 誘引送風機 ７３ 粉砕装置 ７４ チューブミル ８９ バケットエレベータ ９０ 戻り管路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 音田 佳彦 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番 １号 川崎重工業株式会社 神戸工場内 (56)参考文献 特開 平５−285412（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−243582（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−285455（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−293445（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−267592（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−285412（ＪＰ，Ｕ) 実開 平６−19877（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−11470（ＪＰ，Ｕ) 実開 平６−77864（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B07B 1/00 - 15/00

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉛直軸線を有し、その軸線に垂直な断面
   が円形であるハウジングであって、下部に形成される粗
   粉回収部と、粗粉回収部の上部に連なり、旋回ガス導入
   口が形成される旋回空間部と、旋回空間部の上部に連な
   る分級空間部とが下から上にこの順序で形成されている
   ハウジングと、 分級空間部の下部付近で前記軸線と同軸に回転可能に設
   けられる水平な分散板と、 分散板上に原料を供給する原料供給シュートと、 分級空間部内で分散板の上方に周方向に間隔をあけて設
   けられ、前記軸線まわりに回転し、半径方向外方端部が
   下から上に向かうにつれて大きい半径になるように形成
   されるカゴ型分級羽根と、 分散板と分級羽根とを前記軸線まわりに回転駆動する駆
   動源と、 前記旋回空間部に周方向に間隔をあけて設けられ、旋回
   ガス導入口から導入されるガスを接線方向に導く複数の
   案内翼と、 旋回ガス導入口からガスを導入し、分級空間部の上部で
   分級羽根よりも半径方向内方から粉体とともにガスを誘
   引排出する誘引送風機とを含むことを特徴とする気流式
   分級機。
2. 【請求項２】 鉛直軸線を有し、その軸線に垂直な断面
   が円形であるハウジングであって、下部に形成される粗
   粉回収部と、粗粉回収部の上部に連なり、旋回ガス導入
   口が形成される旋回空間部と、旋回空間部の上部に連な
   る分級空間部とが下から上にこの順序で形成されている
   ハウジングと、 分級空間部の下部付近で前記軸線と同軸に回転可能に設
   けられる水平な分散板と、 分散板上に原料を供給する原料供給シュートと、 分級空間部内で分散板の上方に周方向に間隔をあけて設
   けられ、前記軸線まわりに回転するカゴ型分級羽根と、 分散板と分級羽根とを前記軸線まわりに回転駆動する駆
   動源と、 前記旋回空間部に周方向に間隔をあけて設けられ、旋回
   ガス導入口から導入されるガスを接線方向に導く複数の
   案内翼と、 旋回ガス導入口からガスを導入し、分級空間部の上部で
   分級羽根よりも半径方向内方から粉体とともにガスを誘
   引排出する誘引送風機とを含み、 前記分級羽根の下端部は、前記軸線と同軸の水平な環状
   円板の外周部に固定されており、環状円板の中央孔には
   原料供給シュートが挿通されており、環状円板の内周部
   は連結部材を介して分散板に固定されていることを特徴
   とする気流式分級機。
3. 【請求項３】 鉛直軸線を有し、その軸線に垂直な断面
   が円形であるハウジングであって、下部に形成される粗
   粉回収部と、粗粉回収部の上部に連なり、旋回ガス導入
   口が形成される旋回空間部と、旋回空間部の上部に連な
   る分級空間部とが下から上にこの順序で形成されている
   ハウジングと、 分級空間部の下部付近で前記軸線と同軸に回転可能に設
   けられる水平な分散板と、 前記分散板の外周縁部に設けられ、上方に突出した環状
   堰と、 分散板上に原料を供給する原料供給シュートと、 分級空間部内で分散板の上方で周方向に間隔をあけて設
   けられ、前記軸線まわりに回転するカゴ型分級羽根と、 分散板と分級羽根とを前記軸線まわりに回転駆動する駆
   動源と、 旋回ガス導入口からガスを導入し、分級空間部の上部で
   分級羽根よりも半径方向内方から粉体とともにガスを誘
   引排出する誘引送風機とを含むことを特徴とする気流式
   分級機。
4. 【請求項４】 環状堰の断面形状は、矩形であることを
   特徴とする請求項３記載の気流式分級機。
5. 【請求項５】 環状堰の断面形状は、三角形であること
   を特徴とする請求項３記載の気流式分級機。
6. 【請求項６】 前記旋回空間部には、旋回ガス導入口か
   ら導入されるガスを接線方向に導く複数の案内翼が周方
   向に間隔をあけて設けられることを特徴とする請求項３
   〜５のいずれかに記載の気流式分級機。
7. 【請求項７】 前記分級羽根の半径方向外方端部が下か
   ら上に向かうにつれて大きい半径になるように形成され
   ることを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載の気
   流式分級機。
8. 【請求項８】 前記分級空間部は、 分散板付近で下から上に向かうにつれて内径が大きくな
   る中空逆円錐台部と、 中空逆円錐台部から上方に連なり、分級羽根の半径方向
   外方に間隔をあけて設けられ、環状の浮遊空間を形成す
   る直円筒部とを含むことを特徴とする請求項１〜７のい
   ずれかに記載の気流式分級機。
9. 【請求項９】 前記分級羽根の下端部は、前記軸線と同
   軸の水平な環状円板の外周部に固定されており、環状円
   板の中央孔には原料供給シュートが挿通されており、環
   状円板の内周部は連結部材を介して分散板に固定されて
   いることを特徴とする請求項１，３〜８のいずれかに記
   載の気流式分級機。