(57)【要約】  微細な粒子を高い処理能力で分級することができる粉体分級装置を提供する。  微粉回収部の吸引ブロアにより複数の粉体分級機のそれぞれから吸気が行われると共に圧縮ガス供給源から各粉体分級機に圧縮ガスが供給され、粉体供給源から粉体分配器を介して各粉体分級機に粉体が分配供給され、各粉体分級機で粉体の分級が行われる。各粉体分級機の微粉排出口から排出された微粉は、微粉排出管および合流管を経て捕集器に捕集され、分級点を越える粗粉は、各粉体分級機の粗粉排出口からダンパ装置を介して回収容器に排出される。各粉体分級機に対応する圧力センサからの検出信号に基づき、複数の粉体分級機の圧力損失が互いに等しくなるように、制御部により、各粉体分級機に供給される圧縮ガスの流量が制御される。
2012066885.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ旋回ガス流により粉体に旋回運動を与えて粗粉と微粉とに分級する複数の粉体分級機と、
前記複数の粉体分級機にそれぞれ旋回ガス流を形成するためのガスを供給するガス供給源と、
前記複数の粉体分級機に粒度分布を有する粉体を供給する粉体供給部と、
前記複数の粉体分級機でそれぞれ分級された微粉を回収する微粉回収部と、
前記複数の粉体分級機でそれぞれ分級された粗粉を回収する粗粉回収部と、
前記複数の粉体分級機における分級点が互いにほぼ等しくなるように前記複数の粉体分級機に供給されるガスの流量を制御する制御部と
を備えたことを特徴とする粉体分級装置。
【請求項２】
前記複数の粉体分級機は、それぞれ、
ほぼ円盤形状の遠心分離室と、前記遠心分離室の一方の側に前記遠心分離室と同軸上に配置され且つ前記遠心分離室に連通するリング状の粉体分散室と、前記遠心分離室の他方の側に前記遠心分離室と同軸上に配置され且つ前記遠心分離室に連通するリング状の粉体再分級室とが内部に形成されたケーシングと、
前記遠心分離室の外周から所定の角度で内部方向に延びるように配置され且つ前記遠心分離室の内部にガスを流入させるための複数のガイドベーン、または前記遠心分離室の外周部に所定の角度で配置され且つ前記遠心分離室の内部にガスを供給するための複数のガス供給ノズルと、
それぞれ前記粉体分散室の内部にガスを噴出して旋回ガス流を形成するための複数の第１のノズルと
を有する請求項１に記載の粉体分級装置。
【請求項３】
前記複数の粉体分級機は、それぞれ、前記粉体再分級室の内部にガスを噴出して旋回ガス流を形成するための複数の第２のノズルを有する請求項２に記載の粉体分級装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記複数の粉体分級機における圧力損失が互いに等しくなるように、前記複数の粉体分級機のガイドベーンから流入するガスの流量を制御する請求項１〜３のいずれか一項に記載の粉体分級装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記複数の粉体分級機における圧力損失が互いに等しくなるように、前記ガス供給源から前記複数の粉体分級機に供給されるガスの圧力または流量を制御する請求項１〜３のいずれか一項に記載の粉体分級装置。
【請求項６】
前記粉体供給部は、粉体を前記複数の粉体分級機に分配する粉体分配器を有する請求項１〜５のいずれか一項に記載の粉体分級装置。
【請求項７】
前記複数の粉体分級機は、それぞれ微粉を含むガス流を排出するための微粉排出口を有し、
前記微粉回収部は、前記複数の粉体分級機の前記微粉排出口に接続された共通の捕集器を有する請求項１〜６のいずれか一項に記載の粉体分級装置。
【請求項８】
前記複数の粉体分級機は、それぞれ粗粉を排出するための粗粉排出口を有し、
前記粗粉回収部は、前記複数の粉体分級機の前記粗粉排出口にそれぞれ接続された複数のダンパ装置と、前記複数のダンパ装置に接続された共通の回収容器とを有する請求項１〜７のいずれか一項に記載の粉体分級装置。
【請求項９】
前記複数の粉体分級機は、それぞれ粗粉を排出するための粗粉排出口を有し、
前記粗粉回収部は、前記複数の粉体分級機の前記粗粉排出口にそれぞれ接続された複数の回収容器を有する請求項１〜７のいずれか一項に記載の粉体分級装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、粒度分布を有する粉体を所望の分級点において分級する粉体分級装置に係り、特に、旋回ガス流により粉体に与えられる遠心力と、ガス流による抗力とのバランスを利用して、多量の粉体を分級する粉体分級装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からガイドベーンを用いて旋回ガス流を形成し、粉体に旋回運動を与えて粗粉と微粉とに遠心分離する分級装置が知られている。
例えば、特許文献１に提案された粉体分級装置では、円錐面状の粉体通路の下方に複数のガイドベーンが仕切板により上下２段に分割されつつ環状に配列され、排気管から排気することで、ガイドベーン間を通過する旋回空気流が形成され、円錐面状の粉体通路を通って上側のガイドベーン間に落下した粉体に旋回運動が与えられ、遠心力と抗力とのバランスによって粉体が分級される。【０００３】
また、特許文献２には、原料供給筒の周に沿って複数のガイドベーンを環状に配置し、隣接するガイドベーン間の二次空気流入路から外部空気を原料供給筒内に導くことにより、原料供給筒内に供給された粉体原料を分散させる原料供給装置が示されている。排気管からの吸引排気に起因した空気流により、原料は分散状態において高速度で旋回しながら原料供給筒内を下降し、分級室内に流入して粗粉と微粉とに遠心分離される。
さらに、特許文献３には、分級室の外周部に複数のガイドベーンを環状に配置し、隣接するガイドベーン間に空気流入路を設け、排気管からの吸引排気により、分級室内に供給された粉体を高速度で旋回させて微粉と粗粉とに遠心分離する気流分級装置が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平６−８３８１８号公報
【特許文献２】特開平８−５７４２４号公報
【特許文献３】特開平１１−１３８１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上のようなガイドベーンを利用した分級装置によれば、例えばブロアを用いて排気管から吸引排気することで、ガイドベーン間を通過する空気により旋回空気流を形成し、粉体に旋回運動を与えて粗粉と微粉とに遠心分離することができる。
しかしながら、旋回空気流により粉体に与えられる遠心力とガス流による抗力とのバランスを利用して分級を行う粉体分級装置においては、処理能力を向上させる目的で装置を大型化して分級室の容積を増大させると、粉体の旋回半径が大きくなるため、分級点がより大きな値に変動してしまい、例えばサブミクロン粉体等の微細な粒子の分級が困難になる。このため、微細な粒子を分級する際の処理能力が限られるという問題があった。【０００６】
この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、微細な粒子を高い処理能力で分級することができる粉体分級装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る粉体分級装置は、それぞれ旋回ガス流により粉体に旋回運動を与えて粗粉と微粉とに分級する複数の粉体分級機と、複数の粉体分級機にそれぞれ旋回ガス流を形成するためのガスを供給するガス供給源と、複数の粉体分級機に粒度分布を有する粉体を供給する粉体供給部と、複数の粉体分級機でそれぞれ分級された微粉を回収する微粉回収部と、複数の粉体分級機でそれぞれ分級された粗粉を回収する粗粉回収部と、複数の粉体分級機における分級点が互いにほぼ等しくなるように複数の粉体分級機に供給されるガスの流量を制御する制御部とを備えたものである。【０００８】
好ましくは、複数の粉体分級機は、それぞれ、ほぼ円盤形状の遠心分離室と、遠心分離室の一方の側に遠心分離室と同軸上に配置され且つ遠心分離室に連通するリング状の粉体分散室と、遠心分離室の他方の側に遠心分離室と同軸上に配置され且つ遠心分離室に連通するリング状の粉体再分級室とが内部に形成されたケーシングと、遠心分離室の外周から所定の角度で内部方向に延びるように配置され且つ遠心分離室の内部にガスを流入させるための複数のガイドベーン、または遠心分離室の外周部に所定の角度で配置され且つ遠心分離室の内部にガスを供給するための複数のガス供給ノズルと、それぞれ粉体分散室の内部にガスを噴出して旋回ガス流を形成するための複数の第１のノズルを有する。【０００９】
複数の粉体分級機は、それぞれ、粉体再分級室の内部にガスを噴出して旋回ガス流を形成するための複数の第２のノズルを有してもよい。
制御部は、複数の粉体分級機における圧力損失が互いに等しくなるように、複数の粉体分級機のガイドベーンから流入するガスの流量、あるいはガス供給源から複数の粉体分級機に供給されるガスの圧力または流量を制御することが好ましい。
粉体供給部は、粉体を複数の粉体分級機に分配する粉体分配器を有するように構成することができる。なお、粉体供給部は、粉体分散室に連通するようにケーシングに形成され且つ粉体分散室内に粉体を供給するためのエジェクタを備えた構成とすることもでき、さらに、粉体供給部が、粉体分配器とエジェクタの双方を備えた構成とすることもできる。【００１０】
好ましくは、複数の粉体分級機は、それぞれ微粉を含むガス流を排出するための微粉排出口を有し、微粉回収部は、複数の粉体分級機の微粉排出口に接続された共通の捕集器を有する。
また、複数の粉体分級機は、それぞれ粗粉を排出するための粗粉排出口を有し、粗粉回収部は、複数の粉体分級機の粗粉排出口にそれぞれ接続された複数のダンパ装置と、複数のダンパ装置に接続された共通の回収容器とを有することができる。あるいは、複数の粉体分級機は、それぞれ粗粉を排出するための粗粉排出口を有し、粗粉回収部は、複数の粉体分級機の粗粉排出口にそれぞれ接続された複数の回収容器を有してもよい。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、複数の粉体分級機における分級点が互いにほぼ等しくなるように制御部が複数の粉体分級機のガイドベーンから流入するガスの流量あるいはガス供給源から複数の粉体分級機に供給されるガスの圧力または流量を制御するので、複数の粉体分級機を用いて、微細な粒子を高い処理能力で分級することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態に係る粉体分級装置の構成を示す図である。
【図２】実施の形態で用いられた分級装置本体を示す平面図である。
【図３】実施の形態で用いられた粉体分級機の内部構成を示す断面図である。
【図４】ノズル製作寸法が異なる場合の粒子径と分級効率の関係を示すグラフである。
【図５】実施の形態における分級点と分級精度指数の関係を示すグラフである。
【図６】他の実施の形態で用いられた分級装置本体と粗粉回収部を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面に示す好適な実施の形態に基づいて、この発明を詳細に説明する。
図１に、この発明の実施の形態に係る粉体分級装置の構成を示す。この粉体分級装置は、粉体の分級を行う分級装置本体１と、分級装置本体１に接続された微粉回収部２および粗粉回収部３を備えている。
分級装置本体１は、それぞれ旋回ガス流により粉体に旋回運動を与えて粗粉と微粉とに分級する複数の粉体分級機４を有しており、これら粉体分級機４が、中空のほぼ円板形状の連結部材５により互いに連結されている。複数の粉体分級機４の微粉排出口６にそれぞれ微粉排出管７を介して合流管８が接続され、この合流管８に微粉回収部２が接続されている。それぞれの微粉排出管７には、対応する粉体分級機４の出口圧力を検出する圧力センサ９が配設されている。また、複数の粉体分級機４の粗粉排出口１０に粗粉回収部３が接続されている。
【００１４】
微粉回収部２は、分級装置本体１の合流管８に接続されたバグフィルタ等からなる捕集器１１と、捕集器１１に接続された吸引ブロア１２とを有している。
一方、粗粉回収部３は、複数の粉体分級機４の粗粉排出口１０にそれぞれ接続された複数のダンパ装置１３と、複数のダンパ装置１３に接続された共通の回収容器１４とを有している。ダンパ装置１３は、回転駆動されると共に気密性を確保し得る弁板１５を備えており、対応する粉体分級機４の粗粉排出口１０に貯留された粗粉を間欠的に回収容器１４へ排出するものである。
【００１５】
分級装置本体１の複数の粉体分級機４には、粉体分配器１６を介して粉体供給源１７が接続されている。粉体供給源１７は、この実施の形態に係る粉体分級装置で分級しようとする、粒度分布を有した粉体を供給するためのものであり、粉体分配器１６は、粉体供給源１７から導入された粉体を均等に複数の粉体分級機４に分配するものである。
また、分級装置本体１の複数の粉体分級機４には、圧縮ガスを供給するための圧縮ガス供給源１８Ａおよび１８Ｂと、圧縮ガスまたはガスを供給するための（圧縮）ガス供給源１８Ｃが接続されている。
さらに、分級装置本体１の複数の圧力センサ９に制御部１９が接続され、制御部１９に微粉回収部２の吸引ブロア１２、粗粉回収部３の複数のダンパ装置１３、粉体供給源１７および圧縮ガス供給源１８Ａおよび１８Ｂおよびガス供給源１８Ｃが接続されている。
【００１６】
図２に示されるように、分級装置本体１には４台の粉体分級機４が具備されているものとする。これらの粉体分級機４は、互いに同一の内部構成を有している。
すなわち、図３に示されるように、ケーシング２１内の上部に、上部円盤状部材２２と下部円盤状部材２３とが中心軸Ｃ上に所定の間隔を隔てて対向配置されており、これら円盤状部材２２および２３の間にほぼ円盤形状の遠心分離室２４が区画形成され、遠心分離室２４の周方向外周部には、それぞれ所定の角度で内部方向に延びるように複数のガイドベーン２５が配置されている。各ガイドベーン２５は、中心軸Ｃと平行な回動軸により上部円盤状部材２２と下部円盤状部材２３との間で回動可能に軸支されると共に、図示しない回動板を回動させることにより全てのガイドベーン２５の回動角度を同時に変えて、互いに隣接するガイドベーン２５の間隔を調整することができるように構成されている。
なお、遠心分離室２４の周方向外周部に複数のガイドベーン２５を配置する代わりに、遠心分離室２４の外周部に所定の角度で複数のガス供給ノズルを配置すると共にこれらのガス供給ノズルにガス供給源１８Ｃを接続し、ガス供給源１８Ｃからこれらのガス供給ノズルを介して遠心分離室２４の内部にガスを供給することもできる。
【００１７】
ケーシング２１内には、遠心分離室２４の外周に沿って遠心分離室２４に連通するように遠心分離室２４と同軸上にリング状の粉体分散室２６が区画形成されている。図３では、この粉体分散室２６内に向けてエジェクタ２７が配置されている。エジェクタ２７は粉体導入口２８と圧縮ガス導入口２９を有し、粉体導入口２８に粉体分配器１６が接続され、圧縮ガス導入口２９に図示しないエジェクタ用圧縮ガス供給源が接続されている。
また、下部円盤状部材２３の外周部には、遠心分離室２４の外周に沿って遠心分離室２４に連通するように遠心分離室２４と同軸上にリング状の粉体再分級室３０が区画形成されている。
【００１８】
上部円盤状部材２２には、遠心分離室２４の中央部に向かって開口する微粉排出口６が接続されている。一方、ケーシング２１の下端には、粉体再分級室３０を介して遠心分離室２４に連通する粗粉排出口１０が形成されている。
また、上部円盤状部材２２には、微粉排出口６に連通する開口の周縁に、遠心分離室２４に向かって突出するリング状のエッジ部３１が形成され、このエッジ部３１に対向する下部円盤状部材２３の中央部には、遠心分離室２４に向かって突出するリング状のエッジ部３２が形成されている。すなわち、これらエッジ部３１および３２が遠心分離室２４を挟んで対向配置されている。
【００１９】
粉体分散室２６を区画形成する周壁には、それぞれ粉体分散室２６内に対向するように複数の第１のノズル３３が配列されており、これら第１のノズル３３に圧縮ガス導入口３４を介して圧縮ガス供給源１８Ａが接続されている。同様に、粉体再分級室３０を区画形成する周壁には、それぞれ粉体再分級室３０内に対向するように複数の第２のノズル３５が配列されており、これら第２のノズル３５に圧縮ガス導入口３６を介して圧縮ガス供給源１８Ｂが接続されている。
【００２０】
複数の第１のノズル３３は、それぞれリング状の粉体分散室２６の接線方向に対して所定の角度を有するように配置され、同様に、複数の第２のノズル３５は、それぞれリング状の粉体再分級室３０の接線方向に対して所定の角度を有するように配置されている。これにより、第１のノズル３３または、第１のノズル３３および第２のノズル３５からそれぞれ圧縮ガスを噴出することで、粉体分散室２６内および粉体再分級室３０内に互いに同一方向に旋回する旋回ガス流が形成されるように構成されている。
【００２１】
また、遠心分離室２４の外周部に配置されている複数のガイドベーン２５のさらに外周部には、中空の連結部材５の内部に形成された圧縮ガス押し込み室３７が位置しており、圧縮ガス押し込み室３７に圧縮ガス供給源１８Ｃが接続されている。これにより、圧縮ガス押し込み室３７を介して複数のガイドベーン２５の間から圧縮ガスを押し込むことで、遠心分離室２４内に、粉体分散室２６および粉体再分級室３０の内部における旋回ガス流と同じ方向に旋回する旋回ガス流が形成されるように構成されている。
なお、圧縮ガスを押し込む代わりに、複数のガイドベーン２５の間から大気圧のガスが遠心分離室２４内に流入するように構成することもできる。
また、前記のように、ガイドベーン２５を配置する代わりに、遠心分離室２４の外周部に所定の角度で配置した複数のガス供給ノズルから圧縮ガスを噴出することで、遠心分離室２４内に、粉体分散室２６および粉体再分級室３０の内部における旋回ガス流と同じ方向に旋回する旋回ガス流が形成されるように構成することもできる。
【００２２】
次に、実施の形態に係る粉体分級装置の動作について説明する。
予め、制御部１９により粗粉回収部３の複数のダンパ装置１３はいずれも弁板１５を閉じた状態にあるものとする。
まず、制御部１９により微粉回収部２の吸引ブロア１２が駆動され、４台の粉体分級機４のそれぞれにおいて、微粉排出口６を介して遠心分離室２４内から所定の風量で吸気が行われると共に、圧縮ガス供給源１８Ａおよび１８Ｂから各粉体分級機４の圧縮ガス導入口３４および３６に圧縮ガスが供給されて、第１のノズル３３および第２のノズル３５から圧縮ガスが噴出され、さらに、圧縮ガス供給源１８Ｃから連結部材５の圧縮ガス押し込み室３７に圧縮ガスが供給され、各粉体分級機４の複数のガイドベーン２５の間から圧縮ガスが押し込まれる。これにより、各粉体分級機４の粉体分散室２６内、遠心分離室２４内および粉体再分級室３０内に互いに同一方向に旋回する旋回ガス流が形成される。
【００２３】
この状態で、図示しないエジェクタ用圧縮ガス供給源から各粉体分級機４のエジェクタ２７の圧縮ガス導入口２９に圧縮ガスが供給されると共に粉体供給源１７から粉体分配器１６を介して各粉体分級機４のエジェクタ２７の粉体導入口２８に均等に粉体が分配供給されると、粉体は圧縮ガス導入口２９から供給されている圧縮ガスにより所定の流量で粉体分散室２６に入り、ここで旋回ガス流に晒されて旋回運動を行い、分散されつつ上部円盤状部材２２の外周部に形成されているリング状の隙間を通って遠心分離室２４内に落下する。
【００２４】
遠心分離室２４内にも旋回ガス流が形成されているため、粉体分散室２６から落下してきた粉体は、遠心分離室２４内において旋回し、ここで遠心分離作用を受ける。その結果、遠心分離室２４の中央部に形成されているリング状のエッジ部３１および３２により粒径の大きな粗粉を残して、分級点以下のサイズを有する微粉がガス流と共に微粉排出口６から吸引されて排出される。このため、粒度分布を有する粉体から微粉を分級して回収することができる。このようにして回収された微粉中には、分級点を越えるような粗粉が含まれることは極めて少ない。
【００２５】
このようにして各粉体分級機４の微粉排出口６から排出された微粉は、微粉排出管７を通って合流管８に至り、ここで、４台の粉体分級機４から排出された微粉が合流し、微粉回収部２の捕集器１１に捕集される。
なお、各粉体分級機４に対応して微粉排出管７に配置されている圧力センサ９からの検出信号が制御部１９に入力されている。
【００２６】
一方、各粉体分級機４において、微粉排出口６から排出されなかった粉体の残部は、下部円盤状部材２３の外周部に形成されているリング状の隙間を通って遠心分離室２４から粉体再分級室３０へと落下していく。このようにして粉体再分級室３０へ落下しようとする粉体には、分級点を越える粗粉だけでなく、分級点以下の微粉も含まれていることが多いが、粉体再分級室３０内には第２のノズル３５からの圧縮ガスの噴出により旋回ガス流が形成されているため、微粉は旋回ガス流に乗って遠心分離室２４内に戻される。これにより、微粉が粗粉から効率的に除去され、微粉排出口６から排出される。
以上のような粉体再分級室３０における再分級作用を受けた後、分級点を越える粗粉は、粉体再分級室３０から粗粉排出口１０へと落下する。
【００２７】
このようにして各粉体分級機４の粗粉排出口１０に粗粉が落下するが、このとき、各粉体分級機４の粗粉排出口１０に接続されているダンパ装置１３の弁板１５はいずれも閉じられているので、粗粉は、弁板１５により回収容器１４への排出が阻止される。
仮に、複数のダンパ装置１３の弁板１５を同時に開くと、これら複数のダンパ装置１３および回収容器１４の内部を介して複数の粉体分級機４の相互間でガスの流通が行われ、それぞれの粉体分級機４内に形成されている旋回ガス流が乱れて分級精度が低下するおそれがある。
【００２８】
そこで、制御部１９は、複数のダンパ装置１３のうち１つのダンパ装置１３のみを駆動して、その弁板１５を所定時間だけ開き、このダンパ装置１３に接続されている粉体分級機４で分級された粗粉を回収容器１４へ排出させる。そして、所定時間が経過すると、ダンパ装置１３の弁板１５を再び閉じた後、今度は、次のダンパ装置１３の弁板１５を所定時間だけ開く。これにより、次のダンパ装置１３に接続されている粉体分級機４で分級された粗粉が回収容器１４へ排出される。以下、同様にして、複数のダンパ装置１３の弁板１５を順次１つずつ開いて粗粉を回収容器１４へ排出させる。
【００２９】
このように、複数のダンパ装置１３の弁板１５を同時に開かずに、弁板１５を順次１つずつ開いて粗粉を排出させることにより、分級精度の低下を来すことなく、回収容器１４への粗粉の回収を行うことが可能となる。なお、ダンパ装置１３は、上述のような制御を行うことができれば、例えば、シャッターのような開閉構造を有する装置を用いてもよい。
【００３０】
以上のようにして、４台の粉体分級機４においてそれぞれ粉体の分級が行われるが、これらの粉体分級機４に対応してそれぞれ微粉排出管７に配置されている４つの圧力センサ９からの検出信号に基づいて、制御部１９により、各粉体分級機４における圧力損失が算出される。そして、算出された４台の粉体分級機４の圧力損失が互いに等しくなるように、圧縮ガス供給源１８Ａ、１８Ｂおよびガス供給源１８Ｃから各粉体分級機４に供給される各ガスの圧力および／または流量が制御される。なお、エジェクタ２７、圧縮ガス押し込み室３７、遠心分離室２４の外周部に配置したガス供給ノズル、第１のノズル３３および第２のノズル３５への圧縮ガス供給源１８Ａ、１８Ｂおよびガス供給源１８Ｃからのガス供給、並びに各噴出ガスの圧力、流量の調整は、個別に制御することができ、また、これらのうち一部を制御し、その他を一定とすることもできるが、特に、第１のノズル３３の圧力および／または流量を制御することが、分級点の調整に重要である。
一般に、旋回ガス流を形成し、粉体に旋回運動を与えて粗粉と微粉とに分級する分級機においては、分級機のサイズが同一の場合、分級点が旋回ガス流の強さに依存し、旋回ガス流の強さは分級機の圧力損失と相関する。このため、４台の粉体分級機４の圧力損失を互いに等しくすることにより、各粉体分級機４内に形成される旋回ガス流の強さが互いに等しくなり、各粉体分級機４における分級点を均等化することができる。その結果、４台の粉体分級機４を並列運転させて処理能力を向上させながらも、高精度の分級を行うことが可能となる。
【００３１】
具体的には、各粉体分級機４の第１のノズル３３または、第１のノズル３３および第２のノズル３５の圧力を調整して、若しくは、圧縮ガス供給源１８Ａおよび１８Ｂと各粉体分級機４の圧縮ガス導入口３４および３６との間にそれぞれ流量調整バルブ等の流量調整器を介在させ、これら流量調整器により各粉体分級機４の第１のノズル３３または、第１のノズル３３および第２のノズル３５から噴出される圧縮ガスの流量を調整して、４台の粉体分級機４の圧力損失を互いに等しくすることができる。
あるいは、制御部１９が各粉体分級機４における複数のガイドベーン２５の回動角度を変えることにより、各粉体分級機４の遠心分離室２４内に押し込まれるガスの流量を調整して、４台の粉体分級機４の圧力損失を互いに等しくすることもできる。
【００３２】
また、図示しない圧縮ガス供給源と各粉体分級機４のエジェクタ２７の圧縮ガス導入口２９との間にそれぞれ介在させた流量調整器により各粉体分級機４内に流入する圧縮ガスの流量を調整して、４台の粉体分級機４の圧力損失を互いに等しくすることもできる。ただし、この場合には、エジェクタ２７の圧縮ガス導入口２９から導入される圧縮ガスの流量を変えることで、粉体供給源１７から各粉体分級機４への粉体供給量が変動するおそれがある。
【００３３】
また、互いに同一構造を有する４台の粉体分級機４を用いても、製作公差により各部の寸法に生じたバラツキ等に起因して互いの分級点が異なるおそれがある。例えば、第１のノズル３３の径が変化したときの、粒子径に対する分級効率の関係を図４に示す。図中、■は、ノズル径１．３ｍｍ、ガス圧力０．６ＭＰａ、ガス流量６２６Ｌ／ｍｉｎとしたときのグラフ、○は、ノズル径１．４ｍｍ、ガス圧力０．６ＭＰａ、ガス流量７３９Ｌ／ｍｉｎとしたときのグラフを示している。ガス圧力が同一でも、ノズル径およびガス流量が変化することにより、分級点が大きく異なることがわかる。
【００３４】
これに対し、●は、ノズル径１．４ｍｍ、ガス圧力０．４８ＭＰａ、ガス流量６１９Ｌ／ｍｉｎとしたときのグラフである。ノズル径が１．３ｍｍから１．４ｍｍに変化しても、ガス圧力とガス流量を調整することにより、■で示されるノズル径１．３ｍｍの場合の分級点に近づけることができる。
このように、製作寸法が異なっても、圧縮ガス供給源１８Ａ、１８Ｂおよびガス供給源１８Ｃから各粉体分級機４に供給されるガスの流量を制御することによって、分級の精度を向上させることが可能となる。
【００３５】
ここで、実施の形態１に係る粉体分級装置において、互いに連結された４台の粉体分級機４のそれぞれに流量２ｋｇ／ｈの粉体を供給することにより計８ｋｇ／ｈの流量の粉体の分級を行い、種々の分級点に対する分級精度指数κの値を計測したところ、図５に○で示すような結果が得られた。比較のために、１台の粉体分級機４のみで流量２ｋｇ／ｈの粉体の分級を行った際の計測値が●で示され、１台の粉体分級機４のみで流量８ｋｇ／ｈの粉体の分級を行った際の計測値が■で示されている。
なお、分級精度指数κは、７５％分離径Ｄ７５に対する２５％分離径Ｄ２５の比によって表されている。すなわち、κ＝Ｄ２５／Ｄ７５である。
図５からわかるように、実施の形態１に係る粉体分級装置により、４台の粉体分級機４を連結して流量８ｋｇ／ｈの粉体を分級すれば、１台の粉体分級機４のみで流量８ｋｇ／ｈの粉体を分級する場合よりも高い分級精度を得ることができる。
【００３６】
この実施の形態１に係る粉体分級装置によれば、制御部１９により、圧縮ガス供給源１８Ａ、１８Ｂおよびガス供給源１８Ｃから各粉体分級機４に供給されるガスの流量が制御されるので、各粉体分級機４内に安定した旋回ガス流が形成され、例えば粒径が１μｍを下回るサブミクロン粒子を精度よく分級することが可能となる。
なお、粉体としては、シリカ、トナー等の低比重のものから、金属、アルミナ等の高比重のものまで各種の粉体を分級対象として用いることができる。
また、圧縮ガス供給源１８Ａ、１８Ｂおよびガス供給源１８Ｃから供給されるガスとしては、圧縮空気を用いることができるが、分級対象となる粉体に応じて、例えば、不活性ガスを用いてもよい。
【００３７】
なお、粉体供給源１７から各粉体分級機４へ粉体を分配する粉体分配器１６としては、例えば、旋回ガス流を利用して粉体を分配するタイプの分配器等、従前の各種の分配器を用いることができる。また、必ずしも粉体分配器１６を使用する必要はなく、例えば、各粉体分級機４のエジェクタ２７の粉体導入口２８にそれぞれホッパを連結し、これらホッパ内に粉体を収容して、エジェクタ２７により供給するようにしてもよい。
【００３８】
上記の実施の形態では、複数のダンパ装置１３の弁板１５を順次１つずつ開くことにより、複数の粉体分級機４の相互間のガス流通を防止したが、それぞれ一対の弁板を直列に配置して気密性を保持したまま粉体の排出を行うことができる、いわゆるダブルダンパを各粉体分級機４の粗粉排出口１０に接続すれば、複数の粉体分級機４の相互間のガス流通を防止しつつ、複数の粉体分級機４から同時に粗粉の排出を行うことができる。
【００３９】
また、図６に示されるような粗粉回収部４１を用いることもできる。この粗粉回収部４１では、各粉体分級機４の粗粉排出口１０にダンパ装置を介することなく、それぞれ専用の回収容器４２が接続されている。
このような構成にすれば、４台の粉体分級機４に対応する４つの回収容器４２が互いに分離独立しているので、共通の回収容器の内部を介して複数の粉体分級機４の相互間でガスの流通が行われることがない。このため、分級精度の低下を来すことなく、複数の粉体分級機４から同時に粗粉の排出回収を行うことが可能となる。
【００４０】
上記の実施の形態では、４台の粉体分級機４が互いに連結されていたが、４台に限るものではなく、２台、３台、あるいは５台以上の粉体分級機を互いに連結して用いることもできる。
また、上記の実施の形態で用いられた粉体分級機４では、リング状のエッジ部３１および３２が遠心分離室２４を挟んで互いに対向配置されていたが、これらエッジ部３１および３２のうち一方のみを形成するようにしてもよい。
さらに、上記の実施の形態で用いられた粉体分級機４では、粉体分散室２６内に対向する第１のノズル３３と粉体再分級室３０内に対向する第２のノズル３５の双方が使用されたが、例えば、第２のノズル３５を省略することもできる。
また、複数のガイドベーン２５を用いずに、遠心分離室２４の周方向外周部を周壁部材で閉鎖した粉体分級機を用いてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１  分級装置本体、２  微粉回収部、３，４１  粗粉回収部、４  粉体分級機、５  連結部材、６  微粉排出口、７  微粉排出管、８  合流管、９  圧力センサ、１０  粗粉排出口、１１  捕集器、１２  吸引ブロア、１３  ダンパ装置、１４，４２  回収容器、１５  弁板、１６  粉体分配器、１７  粉体供給源、１８Ａ，１８Ｂ  圧縮ガス供給源、１８Ｃ  ガス供給源、１９  制御部、２１  ケーシング、２２  上部円盤状部材、２３  下部円盤状部材、２４  遠心分離室、２５  ガイドベーン、２６  粉体分散室、２７  エジェクタ、２８  粉体導入口、２９，３４，３６  圧縮ガス導入口、３０  粉体再分級室、３１，３２  エッジ部、３３  第１のノズル、３５  第２のノズル、３７  圧縮ガス押し込み室。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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