(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
湾曲した気流接触面を持つコアンダブロックとそれに対向する背面ブロックとの間で形成された室で入口側の入気流路と分級エッジによって複数個に分けられた出口側の排気流路とを有する原料選別室と、圧縮気体を前記原料選別室内の前記気流接触面に沿って被分級原料を圧送・噴射する原料供給ノズルとを備えて、前記被分級原料を粒子径に対応した該当の排気流路に分級する気流式分級装置において、前記分級エッジの入気流路側先端部がその位置での前記被分級原料の飛散降下曲線に沿って設定される曲折部を備えていることを特徴とした気流式分級装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、種々の粒子径の粒子が混在する被分級原料を気流中に噴射して、コアンダ効果を利用して被分級原料を粒子径別に分類する気流式分級装置に関するもので、詳しくは、分級精度及び稼働率を向上させるための改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
粉砕処理により微粒子化した原材料は、通常、粗い粒子のものから非常に細かい粒子のものまで混ざった状態にある。従って、工業的に利用する場合には、一般に、粉砕処理後の原材料に対していわゆる分級処理を実施して、所望の範囲の粒子径別に分級することが行われている。
なお、ここで云う分級とは、流体中を重力や遠心力または慣性力で運動する粒子にはその粒子径により沈降速度に差ができることを利用して粉粒体を粒子径の大きさで分別する操作で、例えば、複写機用のトナーを製造する場合には、種々の粒子径の粒子が混在するトナー原料を気流中に噴射して、コアンダ効果による粒子径に対応した湾曲線状の飛散降下作用を利用して原料を粒子径別に分類する気流式分級装置が広く用いられている。
【０００３】
図８は、このような気流式分級装置の横断面構造を示したものである。即ち、コアンダ効果により分級を行う気流式分級装置１００は、第１および第２の分級エッジ１０２，１０３およびコアンダブロック１０４および背面ブロック１０５によって分岐させた３個の分級用の排気流路１０７，１０８，１０９が室の出口側に開設されるとともに２個の入気流路１１１，１１２が室の入口側に開設された原料選別室１１４と、前記入気流路１１１，１１２から各排気流路１０７，１０８，１０９に向って流れる気流を生じさせる図示略の気流形成手段（例えば、排風機）と、圧縮気体（通常は、圧縮空気）を利用して前記原料選別室１１４内に被分級原料１１５を圧送・噴射する原料供給ノズル１１６とを備えた構成となっている。
【０００４】
ここに、被分級原料１１５は、原料供給ノズル１１６の基端側に連通したホッパ（図示略）によって原料供給ノズル１１６内に供給されると共に、該原料供給ノズル１１６に供給される圧縮気体によって分散されて、固気混相流として原料供給ノズル１１６から原料選別室１１４の途中に噴射される。
そして、原料供給ノズル１１６から原料選別室１１４内に噴射された被分級原料１１５の噴流には、入気流路１１１，１１２から各排気流路１０７，１０８，１０９に向う気流が交差しており、被分級原料１１５の各粒子は、コアンダ効果による粒子径に対応した湾曲線状の飛散降下作用によって該当の排気流路１０７，１０８，１０９に分別排出される。
【０００５】
コアンダ効果による湾曲線状の飛散降下作用では、粒子径が小さく慣性の小さいものほど流れ方向の偏向が大きく、原料供給ノズル１１６に近い排気流路に排出されることになる。
前記排気流路１０７，１０８，１０９は、コアンダブロック１０４に一番近い排気流路１０７が微粉排出用、原料供給ノズル１１６から一番離れた排気流路１０９が粗粉排出用、中間に位置した排気流路１０８が中粉排出用である。また、前記分級エッジ１０２は微粉と中粉とを分離するためのもの、分級エッジ１０３は中粉と粗粉とを分離するためのものである。
各排気流路１０７，１０８，１０９に排出された被分級原料１１５は、各排気流路１０７，１０８，１０９に管路１２１，１２２，１２３を介して接続された図示略の集塵機によって粉体と清浄気体（空気）とに分けられる。
【０００６】
ところで、コアンダ効果による分級精度を向上させるには、前述したそれぞれの分級エッジ１０２，１０３の先端位置を、正確に位置調整する必要がある。そこで、それぞれの分級エッジ１０２，１０３は、基端側に装備された回動軸１１８，１１９を回転中心として回動自在に支持されている。
そして、それぞれの回動軸１１８，１１９は、個別のステッピングモータの出力軸又はネジ及びリンク機構を介した手動による回動軸に連結され、これらの調整手段によって各軸でそれぞれに各分級エッジ１０２，１０３の起立角度が調整可能とされる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、このような気流式分級装置１００に使用される分級エッジ１０２，１０３は、従来より、基端から先端に向かって真っ直ぐに延びた単純な翼形である。そのため、前記回動軸１１８，１１９回りの回転操作によって先端位置を位置調整する機構を備えてはいるものの、飛散降下曲線１２５，１２６の方向に常に平行を保って位置調整をするわけではない。つまり、図９に示すように、導入される粒子径比率によっては、エッジ先端の突出方向と、エッジ先端付近における被分級原料１１５の飛散降下曲線１２５，１２６の方向とがずれることがある。このようなずれが発生すると、エッジ先端側面での被分級原料１１５の衝突程度が大きくなり、エッジ先端の背後では気流の乱れや渦が生じ、エッジ先端に被分級原料１１５である粉体の融着が起こる。
この粉体の融着は、エッジ先端を鈍化して、分級精度の低下を招くだけでなく、分級エッジ１０２，１０３の清掃または交換等のために装置の運転停止を必要として、稼働率の低下やメンテナンスコストの増大といった問題を起こしていた。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みて成されたもので、分級エッジの先端部への粉体の融着を防止することができ、従って、分級精度を長期に渡って良好に維持することができて分級精度の向上を図ることができ、しかも、分級エッジの清掃や交換の頻度を低減することができるため、稼働率の向上やメンテナンスコストの低減を達成することができる気流式分級装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、湾曲した気流接触面を持つコアンダブロックとそれに対向する背面ブロックとの間で形成された室で入口側の入気流路と分級エッジによって複数個に分けられた出口側の排気流路とを有する原料選別室と、圧縮気体を前記原料選別室内の前記気流接触面に沿って被分級原料を圧送・噴射する原料供給ノズルとを備えて、前記被分級原料を粒子径に対応した該当の排気流路に分級する気流式分級装置において、前記分級エッジの入気流路側先端部がその位置での前記被分級原料の飛散降下曲線に沿って設定される曲折部を備えていることを特徴とした気流式分級装置により達成される。
【００１０】
そして、上記構成によれば、例えば、各分級エッジをその基端側の回動軸回りに回転操作して、各分級エッジの先端位置を正確に位置決めし、各分級エッジの先端側に設けた曲折部をそのエッジ先端の突出方向がエッジ先端付近における前記被分級原料の飛散降下曲線に沿うように設定することで、粉体粒子が分級エッジの側面に滑らかに沿って移動することになるので、エッジ先端側面への被分級原料である粉体の衝突程度が大きくなるような状態や、更にエッジ先端の背後での気流の乱れや渦が生ずるような状態は殆ど発生しなくなる。
従って、分級エッジの先端部への粉体の融着を防止することができる。そして、この粉体の融着防止により、分級精度を長期に渡って良好に維持することができて分級精度の向上を図ることが可能になり、しかも、分級エッジの清掃や交換の頻度を低減することができるため、稼働率の向上やメンテナンスコストの低減を達成することができる。
この分級エッジの曲折部の構造としては、曲折角度を調整可能とするように、ヒンジ構造とすることが出来る。また、曲折角度を一定とした曲折部が一体の分級エッジとしても良く、この場合、数種類の曲折角度を持つ分級エッジを複数用意し、適宜取り替える構成とすることもできる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図７に基づいて本発明の一実施形態に係る気流式分級装置を詳細に説明する。
図１は本発明に係る気流式分級装置の一実施形態の縦断面図、図２は図１に示した気流式分級装置における分級エッジの拡大図で、図３は図２におけるＡ矢視図、図４は図２に示した分級エッジの分解斜視図、図５は図４に示した分級エッジの先端部の詳細図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、図６は図４に示した分級エッジの基端部の詳細図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、図７は本発明の一実施形態の気流式分級装置の作用説明図である。
【００１２】
この一実施形態の気流式分級装置１は、図８に示した従来の気流式分級装置１００における第１および第２の分級エッジ１０２，１０３を、新規構造の分級エッジ２，３に交換したもので、これらの分級エッジ２，３以外の構成は従来のものと同様である。同様の部分には、同番号を付して、説明を省略または簡略化する。
【００１３】
即ち、この一実施形態の気流式分級装置１は、前記分級エッジ２，３およびコアンダブロック１０４および背面ブロック１０５によって分岐させた３個の分級用の排気流路１０７，１０８，１０９が出口側に開設されるとともに２個の入気流路１１１，１１２が入口側に開設された原料選別室１１４と、前記入気流路１１１，１１２から各排気流路１０７，１０８，１０９に向って流れる気流を生じさせる図示略の気流形成手段（例えば、排風機）と、圧縮気体（通常は、圧縮空気）を利用して前記原料選別室１１４内に被分級原料１１５を圧送・噴射する原料供給ノズル１１６とを備えて、前記原料供給ノズル１１６から原料選別室１１４内に噴射された被分級原料１１５をコアンダ効果による粒子径に対応した湾曲線状の飛散降下作用によって該当の排気流路１０７，１０８，１０９に分級するものである。
【００１４】
前記分級エッジ２，３は、基端側に装備された回動軸１１８，１１９を回転中心として回動自在に支持されると共に、それぞれの回動軸１１８，１１９が個別にステッピングモータの出力軸に連結され、それぞれのステッピングモータによって起立角度が調整可能にされている点は、従来の分級エッジ１０２，１０３と共通である。
そして、この一実施形態の分級エッジ２，３は、前記回動軸１１８，１１９により基端側が回動自在に支持されるエッジ本体２１，３１と、該エッジ本体２１，３１の先端にピン２２，３２により回動自在に連結された先端エッジ２３，３３とを備えた構成である。
それぞれの分級エッジ２，３において、前記ピン２２，３２によるエッジ本体２１，３１と先端エッジ２３，３３との連結部は、エッジ先端の突出方向を調整する曲折部４０となっている。即ち、それぞれの分級エッジ２，３は、エッジ先端の突出方向がエッジ先端付近における被分級原料１１５の飛散降下曲線に沿うように、前記曲折部４０により、エッジ先端の突出方向を調整可能である。
【００１５】
前記ピン２２，３２は、図４に示すように、まず、前記先端エッジ２３，３３の基端部に形成したピン挿通孔２３ａ，３３ａに圧入されて、前記先端エッジ２３，３３に一体化させられる。
そして、これらの先端エッジ２３，３３から突出したピン２２，３２は、前記エッジ本体２１，３１の先端側に貫通形成されたピン挿通孔２１ａ，３１ａに回転自在に嵌合して、これにより、エッジ本体２１，３１の先端に先端エッジ２３，３３が回動自在に連結された状態が得られる。
【００１６】
エッジ本体２１，３１に対して、前記先端エッジ２３，３３の傾斜角度を調整したら、前記ピン２２，３２に当接するように各エッジ本体２１，３１に装備されている止めねじ２４，３４によりピン２２，３２を締め付け固定することで、前記先端エッジ２３，３３がエッジ本体２１，３１に所望の角度で固定された状態になる。
なお、前記止めねじ２４，３４は、エッジ本体２１，３１に先端部寄りの位置に貫通形成した操作孔２１ｂ，３１ｂから、締め付け操作可能になっている。
【００１７】
以上の気流式分級装置１では、図７に示すように、各分級エッジ２，３をその基端側の回動軸１１８，１１９回りに回転操作して、各分級エッジ２，３の先端位置（即ち、各先端エッジ２３，３３の先端位置）を正確に位置決めすると同時に、エッジ先端の突出方向がエッジ先端付近における前記被分級原料の飛散降下曲線１２７，１２８，１２９，１３０に沿う方向となるように、前記曲折部４０により各先端エッジ２３，３３の傾斜角を調節することができる。
従って、エッジ先端付近に飛散降下してきた被分級原料１１５である粉体は、各先端エッジ２３，３３の側面とほぼ平行に降下して速やかに所定の排気流路１０７，１０８，１０９に分級されることになり、粉体がエッジ先端の側面に衝突する程度が非常に小さくなり、エッジ先端の背後での乱流や渦流は発生しなくなる。
【００１８】
従って、分級エッジ２，３の先端部への粉体の融着を防止することができる。そして、この粉体の融着防止により、分級精度を長期に渡って良好に維持することができて分級精度の向上を図ることが可能になり、しかも、分級エッジ２，３の清掃や交換の頻度を低減することができるため、稼働率の向上やメンテナンスコストの低減を達成することができる。
【００１９】
なお、前述の一実施形態では、先端エッジ２３，３３の傾斜角度を自由に調整できるように、各先端エッジ２３，３３はエッジ本体２１，３１にピン結合する構成としているが、他の形態として、先端エッジ２３，３３は、前記エッジ本体２１，３１の先端部に差込装着する構造、あるいは、ねじ等による締結によりエッジ本体２１，３１に固定する構造としてもよい。この差込式とした場合には、先端エッジ２３，３３の傾斜角度が固定になる。従って、エッジ本体２１，３１に対して傾斜角度が異なる数種の先端エッジ２３，３３を用意しておいて、被分級原料１１５の飛散降下特性等に応じて、最適の傾斜角度のものを選択・装着するとよい。
また、以上の一実施形態では、先端エッジ２３，３３とエッジ本体２１，３１とを別体品としたが、これらの両者が予め設定した折曲角度で連続する一体成形品（即ち、先端側に曲折部４０を有した単一の分級エッジ）とすることも考えられる。この場合、所望の曲折角度を持たせるために、所望の角度毎に分級エッジを揃えるようにしてもよい。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の気流式分級装置によれば、例えば、各分級エッジをその基端側の回動軸回りに回転操作して、各分級エッジの先端位置を正確に位置決めした場合に、各分級エッジは、先端側に設けた曲折部のために、エッジ先端の突出方向がエッジ先端付近における前記被分級原料の飛散降下曲線に沿う方向となり、エッジ先端の側面に衝突する程度が非常に小さくなり、エッジ先端の背後での乱流や渦流は発生しなくなる。
従って、分級エッジの先端部への粉体の融着を防止することができる。そして、この粉体の融着防止により、分級精度を長期に渡って良好に維持することができて分級精度の向上を図ることが可能になり、しかも、分級エッジの清掃や交換の頻度を低減することができるため、稼働率の向上やメンテナンスコストの低減を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る気流式分級装置の一実施形態の縦断面図である。
【図２】図１に示した気流式分級装置における分級エッジの拡大図である。
【図３】図２におけるＡ矢視図である。
【図４】図２に示した分級エッジの分解斜視図である。
【図５】図４に示した分級エッジの先端部の詳細図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図６】図４に示した分級エッジの基端部の詳細図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図７】本発明の一実施形態の気流式分級装置の作用説明図である。
【図８】従来の気流式分級装置の縦断面図である。
【図９】図８に示した気流式分級装置における分級エッジの問題点の説明図である。
【符号の説明】
２，３  分級エッジ
２１，３１  エッジ本体
２２，３２  ピン
２３，３３  先端エッジ
２４，３４  止めねじ
４０  曲折部
１０４  コアンダブロック
１０５  背面ブロック
１０７，１０８，１０９  排気流路
１１１，１１２  入気流路
１１４  原料選別室
１１５  被分級原料
１１６  原料供給ノズル
１１８，１１９  回動軸
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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