(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング内に垂直回転軸を有する分級ロータを回転自在に備え、該分級ロータの回転による遠心力と該分級ロータ内の空気流とのバランスによって粉体を分級する粉体分級機において、
前記分級ロータは、上下平行に配置されたほぼ同径の２枚の円板間に円周から軸中心方向に空気を流通させる空気流通空胴部を備え、該空気流通空胴部の外周部分に複数の分級羽根を設け、該分級羽根に連通する粉体導入口を前記上部円板に周状に、かつ前記ケーシングの上部中央に設けられた粉体投入口より投入した粉体が前記分級ロータの上面にて四方に分散された後、該粉体導入口を通して前記空気流通空胴部に落下するように形成し、
前記ケーシングには、前記粉体導入口と前記分級ロータ外周端との間の円環状の部分の気圧を前記粉体導入口の気圧より高くする高圧部分を形成したことを特徴とする粉体分級機。
【請求項２】
前記粉体導入口と該粉体導入口より外方とを区画する仕切り板を、前記ケーシング上部から前記分級ロータに向けて延在するように、かつ周状に設けたことを特徴とする請求項１に記載の粉体分級機。
【請求項３】
前記ケーシングの上部で、前記仕切り板の外方に空気導入路を形成し、該空気導入路に高圧空気を送り、前記粉体導入口と前記分級ロータ外周端との間の円環状の部分の気圧を前記粉体導入口の気圧よりも高めたことを特徴とする請求項１または２に記載の粉体分級機。
【請求項４】
前記空気導入路に多孔質の部材を設け、該多孔質部材を通して前記ケーシング内に空気を送ることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の粉体分級機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転自在の分級ロータをケーシング内に備えて遠心力と空気流とを利用して粉体を分級する粉体分級機に関し、特に分級ロータの周縁部における粉体の流れを制御し、分級精度の向上と粉体の詰りや固着等を防止した粉体分級機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
分級ロータを備え分級ロータの回転と空気流とを利用して粉体を分級する粉体分級機の一つに特公平６−６１５３５号公報に示すような分級機が知られている。この分級機は、周囲に分級羽根を多数設けた分級ロータをケーシング内で高速回転させるとともに、分級ロータ内に周辺から中心に向う空気流を形成し、粉体に空気流と回転による遠心力とを作用させて所望の基準値を境に粉体を選り分けている。
【０００３】
具体的には、分級ロータの外周部分内部に上述したように複数の分級羽根を備え、かつ内部には空気導入路を形成し、更に分級ロータの上部外周に分級羽根部分に粉体が落下するように粉体導入口を円周に沿って形成し、一方ケーシングには上部中央に粉体を投入する粉体投入口を設け、粉体投入口から投入された粉体が分級ロータの上面で四方に分散されながら粉体導入口から分級ロータ内の分級羽根、すなわち分級室に入るようになっている。そして分級室に入った粉体は、分級羽根によって遠心力を受けるとともに分級ロータの内部方向へ流れる空気流によって周辺から中心に向って運ばれ、空気粘性抵抗の影響を大きく受ける小径の粉体が空気流によって中心部に運ばれ中心部分に設けられた微粉取出口から取り出され、遠心力を大きく受ける大径の粉体が遠心力によって分級ロータ外方に飛ばされ周囲に設けられた粗粉取出口にて収集され、所定の粒径を境にして粉体の分級が行なわれる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の粉体分級機は、投入した粉体が粉体導入口内に全て落下せず分級ロータの外端方向に運ばれることがあった。すると、粉体が分級ロータの外周から分級室に入るため、分級室にて正確に分級がなされず、細かい粉体が粗粉側に含まれたり粗粉が微粉側に分級されるなど分級精度が低下するという問題があった。又、分級ロータとケーシングとの間は元来気密を保つ必要から間隔を狭めてあり、更にラビリンス構造をとっていることから、かかる隙間に粉体が入ると粉体が固まりとなって詰まったり、更に樹脂材等溶融性を有する粉体を分級した場合には、この部分に該粉体が流れこむと分級ロータの回転による摩擦熱で粉体が溶融し隙間に固着して分級ロータの回転不良を発生させることがあった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の課題を解決するため、ケーシング内に垂直回転軸を有する分級ロータを回転自在に備え、該分級ロータの回転による遠心力と該分級ロータ内の空気流とのバランスによって粉体を分級する粉体分級機において、
前記分級ロータは、上下平行に配置されたほぼ同径の２枚の円板間に円周から軸中心方向に空気を流通させる空気流通空胴部を備え、該空気流通空胴部の外周部分に複数の分級羽根を設け、該分級羽根に連通する粉体導入口を前記上部円板に周状に配し、かつ前記ケーシングの上部中央に設けられた粉体投入口より投入した粉体が前記分級ロータの上面にて四方に分散された後、該粉体導入口を通して前記空気流通空洞部に落下するように形成し、
前記ケーシングには、前記粉体導入口と前記分級ロータ外周端との間の円還状の部分の気圧を前記粉体導入口内の気圧より高くする高圧部分を形成して粉体分級機を構成した。したがって、高圧部分、例えば前記ケーシングの内側部に溝を設けて形成した空気導入路に高圧空気を送り、粉体導入口の周囲に空気を吹き出させ気圧を高くすると、粉体は粉体導入口より外方へは運ばれず、ほぼ全ての粉体を粉体導入口内に落下させることができる。
【０００６】
又、粉体導入口と該粉体導入口より外方とを区画する仕切板を周状に設けて粉体分級機を構成した。仕切板は、粉体導入口の外周に沿って設け、粉体導入口の開口面積を所定量保持する。これにより、中心部の投入口から投入された粉体は円滑に粉体導入口内に落下する。仕切板はケーシングに取り付け、分級ロータとの間に所定量の隙間を設けることとするが、分級ロータの粉体導入口の外周端に沿って仕切板を設けてもよい。
【０００７】
仕切板を前記ケーシングから前記分級ロータに向けて設け、かつ該仕切板の外方にリング状に空気導入路を形成し、該空気導入路に高圧空気を送り、前記粉体導入口より半径方向外周部分の気圧を前記粉体導入口内の気圧より高めることとして粉体分級機を構成した。この空気導入路はロータとの対向面を多孔質の部材とし、該多孔質部材を通して前記ケーシング内に空気を送ることとした。
【０００８】
このようにすると、高圧空気を円周に沿って均一に噴出でき、圧力を均等に加えることができる。更に、多孔質の部材でなく、多数のノズルを円周状に配してもよいし、スリット状の隙間をロータ方向へあけて一様に空気を吹き出させてもよい。
【０００９】
かかる粉体分級機によれば、粉体投入口から粉体分級機内に粉体が投入されると、分級ロータの上面で粉体が周囲に分散され、分級ロータ上面の粉体導入口から分級ロータ内部に落下する。その際、粉体導入口の外側には仕切板が設けられ、更に仕切板の外周側には空気が送り込まれ粉体導入口内より圧力が高められていることから、粉体が仕切板を越えて外方に運ばれることはあまりなく、分級精度の低下や分級ロータとケーシングとの間での粉体のつまりが発生することがない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる粉体分級機の一実施例を図面を用いて説明する。
【００１１】
図１は、粉体分級機１の断面図であり、図２は、分級ロータ４の一部を切り欠いた粉体分級機１の平面図である。
【００１２】
まず、図１を用いて説明する。
【００１３】
分級機１は、ケーシング２とケーシング２内に回転自在に収容された分級ロータ４等からなり、ケーシング２の上面中心部には、粉体供給装置（図示せず）と連結される粉体投入口２３が、又側部には空気導入口２４が形成してある。ケーシング２は全体が円形で、内部には図３に示すように仕切板５と空気導入路６等が設けられている。
【００１４】
仕切板５は、ケーシング２の外周付近に円周状に設けられており、後述する分級ロータ４の粉体導入口１０の外側にその先端部が位置している。空気導入路６は、仕切板５の外側に仕切板５と同様に円周状に形成してあり、接続口１７を介して空気圧縮機（図示せず）に接続している。更に空気導入路６には、微細な孔を備えた多孔質部材９が下方に取り付けられており、空気圧縮機から送られた空気はこの多孔質部材９を通してケーシング２内に噴出される。
【００１５】
分級ロータ４は、２枚の円板（上板４ａ、下板４ｂ）を上下に組み合わせた形の円盤状で、外周部から軸心部下方に連通する空洞部２６を備え、ケーシング２の軸心部に軸受２５、２５により垂直に取り付けられた回転軸３６の上端に固着されている。
【００１６】
分級ロータ４の空胴部２６内には、図２に示すように外方分級羽根７と内方分級羽根８が放射状に多数円周に沿って等間隔に配列してあり、これらにより分級室１１が形成されている。分級ロータ４の上板４ａには、外方分級羽根７と内方分級羽根８の間の分級羽根間隙３７に対向して分級室１１内に連通する粉体導入口１０がリング状に形成してある。又分級ロータ４の下板４ｂの下面には、多数の補助羽根１２が放射状に等間隔に配列されており、分級ロータ４が回転したときこの補助羽根１２が空気に回転方向の流れを与え、分級室１１の方向へ空気を旋回した状態で導入させる。
【００１７】
１５は分級ロータ４の上板４ａとケーシング２の天板間に形成された空所で、粉体投入口２３と分級ロータ４の粉体導入口１０とを連通させている。この空所１５には、分級ロータ４の上板４ａの中央部側に軸心部から外周方向に伸びる多数の粉体分散羽根１６が放射状に設けられ、そして分散羽根１６の半径方向終端と粉体導入口１０間の上板４ａ上を平坦にして、粉体を二次分散させる分散間隙２８が連続して形成されている。
【００１８】
１８は、分級ロータ４とほぼ同様に円周部から軸心部に連通する空洞部２７を有する円盤状のバランスロータで、このバランスロータ１８は分級ロータ４と上下対称となるように、かつ空胴部２７が分級ロータ４の空胴部２６と連通するようにしてケーシング２内の回転軸３６に一体に固着されている。更に、バランスロータ１８の開口周縁部の空胴部２７内には多数の羽根２０が放射状に設けられ、このバランスロータ１８の開口外周囲にはこれを包囲するようにした渦巻きケーシング２１がケーシング２に一体かつ気密に取り付けられている。なおこの渦巻きケーシング２１には図示しないサイクロン、バッグフィルタなどの捕集装置とファン、ブロワーなどが連結されている。
【００１９】
次に、粉体分級機１の作動を説明する。
【００２０】
まず、分級ロータ４およびバランスロータ１８を図示しない電動機により所定の速度で回転させ、外部に連結されたブロアーの吸引作用で粉体分級機１の内部に空気流を生じさせる。これによりケーシング２の空気導入口２４から流入された空気は補助羽根１２によって回転方向の流れに変換され、旋回した状態で分級室１１に入り、分級室１１で分級羽根７、８により分級ロータ４の放射方向の気流となり、そしてバランスロータ１８を通過した空気は渦巻きケーシング２１を介してサイクロンに流入する。又、空気圧縮機を作動させ、空気導入路６に空気を送り込む。
【００２１】
この状態で分級しようとする粉体を粉体投入口２３から投入すると、粉体は粉体投入口２３からの空気流に乗り、分散羽根１６間を通過する間に分級ロータ４の軸心を中心とする放射方向にほぼ均一に分割され、粉体の一次分散が行われる。そして分散羽根１６の終端から出た粉体は分級ロータ４の回転に伴い分散羽根１６の配列円のほぼ放射方向に放射され、分散間隙２８内で二次分散される。
【００２２】
十分に分散された粉体は分級ロータ４の外周部にリング状に設けられた粉体導入口１０から分級室１１に落下する。その際、仕切板５が粉体導入口１０の外方に周状に形成されていることから、粉体は粉体導入口１０に落下し、更に空気導入路６から噴出する空気によって、粉体導入口１０の外周側の気圧が高められていることから、粉体が仕切板５を越えて分級ロータ４の外周端に運ばれることはない。したがって、粉体が分級ロータ４の外周端でケーシング２との狭い隙間に入り込むことがなく、分級精度の低下や固着等を発生させることがない。
【００２３】
そして、分級室１１に落下した粉体の各粒子は分級ロータ４の回転による遠心力と軸心方向への空気の流れによる抗力を受け、遠心力＜抗力の関係が成り立つ細かい粒子は半径方向の空気流に乗った状態でバランスロータ１８、渦巻きケーシング２１を介して粉体分級機１の外に空気輸送され、サイクロン、バッグフィルタなどの捕集機により捕集される。一方、遠心力＞抗力の関係が成り立つ粗い粒子は分級ロータ４の外周に飛ばされ、粗粉取出口１４よりロータリーバルブなどを用いてエアシールした状態で粉体分級機１の外部に取り出される。
【００２４】
【実施例】
次に、本発明にかかる粉体分級機１の実験例について説明する。
【００２５】
実験に用いた分級機は、分級ロータの外径が１５ｃｍで、分級ロータの回転数は１００００ｒｐｍ、ブロアーの風量は２．５ｍ３／ｍｉｎ  であり、空気導入路には多孔質の燒結金属を用いた。
【００２６】
分級した粉体は、中位径が５μｍのエポキシ系粉体塗料で、時間当たりの供給量は１．０ｋｇ／ｈ、１．７ｋｇ／ｈ、２．５ｋｇ／ｈ、３．１ｋｇ／ｈとした。
【００２７】
又空気圧縮機からの送風は、空気圧を０ｋｇｆ／ｃｍ２（流速０ｍ３／ｍｉｎ）、０．５ｋｇｆ／ｃｍ２（流速０．２０ｍ３／ｍｉｎ）、１．０ｋｇｆ／ｃｍ２（流速０．４１ｍ３／ｍｉｎ）、２ｋｇｆ／ｃｍ２（流速０．８３ｍ３／ｍｉｎ）、３ｋｇｆ／ｃｍ２（流速１．２３ｍ３／ｍｉｎ）、４ｋｇｆ／ｃｍ２（流速１．６４ｍ３／ｍｉｎ）、５ｋｇｆ／ｃｍ２（流速２．０５ｍ３／ｍｉｎ）、とし、各条件において１０分間分級を行なった。
【００２８】
結果を図４に示す。この結果から、従来の空気圧０ｋｇｆ／ｃｍ２では粉体の融着により分級動作の停止が発生していたが、空気導入路に空気を送り込んだときは空気圧力０．５ｋｇｆ／ｃｍ２の場合を除き融着の発生は見られなかった。更に、図５に示すように分級精度ｋは、０．５ｋｇｆ／ｃｍ２〜１．０ｋｇｆ／ｃｍ２の間で向上し、良好な結果を得ることができた。尚、分級精度指数は、部分分級効率２５％に相当する粒径ＤＰ２５と部分分級効率７５％に相当する粒径ＤＰ７５の比、すなわちＤＰ２５／  ＤＰ７５であり、１に近い程精度が良いことを表す指数である。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、粉体導入口の外周側の気圧を粉体導入口より高くし、しかも粉体導入口の外側に仕切板を設けたので、粉体投入口に投入された粉体が粉体導入口の外周側に運ばれることがなく粉体導入口の内部に全ての粉体が落下し、分級精度が低下したり、ケーシングと分級ロータの隙間において粉体が固着したりする等の不都合が発生しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による粉体分級機の縦断面図である。
【図２】図１に示した粉体分級機の一部を切り欠いて示す平面図である。
【図３】本発明による粉体分級機の部分拡大断面図である。
【図４】実験結果を示すグラフである。
【図５】実験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１  粉体分級機
２  ケーシング
４  分級ロータ
５  仕切板
６  空気導入路
７  外方分級羽根
８  内方分級羽根
９  多孔質部材
１０  粉体導入口
１１  分級室
１２  補助羽根
１４  粗粉取出口
１５  空所
１６  分散羽根
１７  接続口
１８  バランスロータ
２０  羽根
２１  渦巻ケーシング
２３  粉体投入口
２４  空気導入口
２５  軸受
２６、２７  空洞部
２８  分散間隙
３６  回転軸
３７  分級羽根間隙
【図１】
0003625554.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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