(57)【要約】  粒度分布を有する粉体を分級して微粉を回収する粉体分級装置は、２つの円盤状部材及び周壁部材を備え、内部の旋回空気流によって粉体を分級する円盤状空洞部が内側に形成されるケーシングと、粉体を円盤状空洞部内に供給する１以上の粉体供給口と、円盤状空洞部から排出される微粉を含む空気を排出する排出部と、ケーシングの周壁部材の厚さ方向の中央部に形成され、円盤状空洞部から排出される粗粉を回収するスリット状開口を備える回収部と、円盤状空洞部の内部に旋回空気流を形成するために、円盤状空洞部の内部に空気を導入する複数の空気導入デバイスを備える２組の空気導入部とを有する。
2015001905.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒度分布を有する粉体を分級して所定の粒度以下の微粉を回収する粉体分級装置であって、
所定間隔をおいて配置される２つの円盤状部材及びこの２つの円盤状部材の外周側に取り付けられる周壁部材を備え、内部の旋回空気流によって前記粉体を分級する円盤状空洞部が前記２つの円盤状部材の間及び前記周壁部材の内側に形成されるケーシングと、
前記円盤状空洞部の外縁部の内側に連通するように前記ケーシングの前記２つの円盤状部材の少なくとも一方の側に設けられ、空気流によって気流搬送される前記粉体を前記円盤状空洞部内に供給する１つ又は複数の粉体供給口と、
前記円盤状空洞部の半径方向の中央部と連通するように前記ケーシングの前記２つの円盤状部材の少なくとも一方に形成され、前記円盤状空洞部から排出される前記微粉を含む空気を排出する排出部と、
前記円盤状空洞部の前記外縁部に連通するように前記ケーシングの前記周壁部材の厚さ方向の中央部分に形成され、前記円盤状空洞部から排出される、前記所定の粒度よりも大きな粗粉を回収するスリット状開口を備える回収部と、
前記ケーシングの前記周壁部材の前記スリット状開口の、前記厚さ方向の両側にそれぞれ１組ずつ設けられ、それぞれ、前記円盤状空洞部の外縁部にその接線方向に沿うように前記ケーシングの前記周壁部材に配置され、前記円盤状空洞部の内部に前記旋回空気流を形成するために、前記円盤状空洞部の内部に空気を導入する複数の空気導入デバイスを備える２組の空気導入部とを有することを特徴とする粉体分級装置。
【請求項２】
前記２つの円盤状部材は、上部円盤状部材及び下部円盤状部材からなり、
さらに、前記円盤状空洞部に連通するように前記ケーシングの前記２つの円盤状部材の少なくとも一方に形成され、前記円盤状空洞部から排出される前記粗粉の一部を回収する第２の回収部を有する請求項１に記載の粉体分級装置。
【請求項３】
前記排出部は、前記ケーシングの前記上部円盤状部材に直立し、先端が前記円盤状空洞部内に突出する内側円筒管で構成され、
前記第２の回収部は、前記ケーシングの前記上部円盤状部材に直立し、前記内側円筒管より直径の大きい同軸の外側円筒管で構成され、
前記外側円筒管の先端は、前記内側円筒管の先端より上側に後退して前記円盤状空洞部に連通する請求項２に記載の粉体分級装置。
【請求項４】
前記第２の回収部は、前記円盤状空洞部の前記外縁部の内側に連通するように前記ケーシングの前記下部円盤状部材に、その下側に形成される溝状排出路を備える請求項２に記載の粉体分級装置。
【請求項５】
前記回収部の前記スリット状開口は、前記円盤状空洞部に向かって拡大するテーパ状を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の粉体分級装置。
【請求項６】
前記排出部は、前記ケーシングの前記２つの円盤状部材にそれぞれ設けられる請求項１〜５のいずれか１項に記載の粉体分級装置。
【請求項７】
さらに、前記円盤状空洞部内の上面及び下面をそれぞれ構成する前記ケーシングの前記２つの円盤状部材の対向する内面の少なくとも一方の中央部に設けられているリング状のエッジを有する請求項１〜６のいずれか１項に記載の粉体分級装置。
【請求項８】
前記複数の粉体供給口は、前記円盤状空洞部の外縁部の内側に向かって前記旋回空気流の旋回方向に傾斜するように前記ケーシングの前記２つの円盤状部材の一方の上部円盤状部材に均等に形成され、
前記粉体は、エゼクタによって形成された前記空気流によって気流搬送され、前記複数の粉体供給口から、前記円盤状空洞部内に、前記旋回空気流の旋回方向に前記空気流と共に噴霧して供給される請求項１〜７のいずれか１項に記載の粉体分級装置。
【請求項９】
前記空気流によって気流搬送される前記粉体は、予め、分配器において前記粉体を圧縮空気によって前記複数の粉体供給口のそれぞれに向かう複数の管路に分配されたものである請求項１〜８のいずれか１項に記載の粉体分級装置。
【請求項１０】
前記粉体供給口は、前記２組の空気導入部の一方の１つの空気導入デバイス内に開口するものであり、
前記粉体は、前記空気導入デバイスによって導入される空気によるエゼクタ効果によって気流搬送されて、前記円盤状空洞部に供給されるものである請求項１〜８のいずれか１項に記載の粉体分級装置。
【請求項１１】
前記空気導入デバイスは、前記円盤状空洞部の内部に圧縮空気を吹き込むエアノズルである請求項１〜１０のいずれか１項に記載の粉体分級装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒度分布を持つ粉体を所望の粒径（分級点）において分級する粉体分級装置に関し、より詳細には、旋回空気流により粉体に与えられる遠心力と、抗力とのバランスを利用して、好ましくは数μｍ程度からサブミクロン程度の粉体を長期間に亘って高精度に分級可能な粉体分級装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ガイドベーンやエアノズルを用いて分級室内に旋回空気流を形成し、分級室内に供給された粉体に旋回運動を与えて粗粉と微粉とに遠心分離し、微粉は旋回空気流の中央部から、粗粉は旋回空気流の外縁部下方から回収する分級装置が知られている。
また、近年、コンデンサ等の電子部品等の技術の進歩に伴って、狭い粒子サイズ分布を有する微細粒子が必要とされるようになってきている。【０００３】
このため、本出願人は、例えば、特許文献１に、２枚の円盤状部材の間に粒度分布を持つ粉体を遠心分離する分級場となる円盤状空洞部を形成し、円盤状空洞部の外周に複数のガイドベーンを円盤状空洞部の外周から所定の角度で内部方向に延びるように配置し、粉体を円盤状空洞部に供給する粉体供給口を上部円盤状部材に設け、また、円盤状空洞部の中央部から排出される微粉を含む空気流の排出部を上部円盤状部材の中央部に設け、かつ円盤状空洞部から排出される粗粉の回収部を下部円盤状部材の外縁部の下方と円盤状空洞部の外周壁との間に設け、更に、円盤状空洞部の内部に圧縮空気を吹き込む複数の第１のエアノズルを円盤状空洞部の外周壁にその接線方向に沿って、粉体供給口近傍でかつ複数のガイドベーンの上方に配置し、円盤状空洞部の内部に圧縮空気を吹き込む複数の第２のエアノズルを円盤状空洞部の外周壁にその接線方向に沿って粗粉の回収部でかつ複数のガイドベーンの下方に配置した粉体分級装置を提案している。【０００４】
こうして、特許文献１に開示の粉体分級装置は、ブロアを用いて排出部から吸引排気することにより、装置の外側から吸引した空気をガイドベーンの間を通過させて、遠心分離室（分級場）となる円盤状空洞部内に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。この時、この装置では、複数の第１のエアノズルから円盤状空洞部の内部に圧縮空気を吹き込んで、粉体供給口から供給された粉体を旋回空気流を乗せると共に、複数の第２のエアノズルから円盤状空洞部外縁部下方に圧縮空気を吹き込んで、粗粉の回収口から回収される粗粉の中に含まれる微粉を円盤状空洞部に戻すことにより、数μｍ程度以下やサブミクロンの微粉を高精度に分級することを可能にしている。
その結果、特許文献１では、数μｍ程度以下やサブミクロンの微小粉体を高精度に分級可能で、更に粒度コントロールが容易であり、かつ保守も容易な粉体分級装置を実現している。【０００５】
また、本出願人は、例えば、特許文献２に、粒度分布を持つ粉体を遠心分離する円盤形状の遠心分離室と、この両側に同軸上に配置されかつ遠心分離室に連通するリング状の粉体分散室及び粉体再分級室とをケーシング内に形成し、また、遠心分離室の周方向外周部を周壁部で閉鎖し、粉体分散室内に粉体を供給するための粉体供給口と、遠心分離室から微粉を含む空気流を排出するための微粉排出口と、粉体再分級室から粗粉を排出するための粗粉排出口とを、ケーシングに形成し、更に、粉体分散室の内部に圧縮空気を噴出する複数の第１のエアノズルと、粉体再分級室の内部に圧縮空気を噴出するための複数の第２のエアノズルとを、ケーシングの周壁部にその周方向に沿って配列して、粉体分散室内に粉体を分散させるための第１の旋回空気流、及び粉体再分級室内の粗粉中の微粉を浮上させて遠心分離室内に戻すための第２の旋回空気流を形成し、これらの２つの旋回空気流によって遠心分離室内に粒度分布を持つ粉体を分級（遠心分離）するための第３の旋回空気流を形成する粉体分級装置を提案している。【０００６】
こうして、特許文献２に開示の粉体分級装置は、粉体供給口から供給された粉体を、複数の第１のエアノズルからリング状粉体分散室に噴出された圧縮空気によって粉体分散室内に第１の旋回空気流を形成し、粉体を第１の旋回空気流に乗せて分散すると共に、粉体分散室と連通する遠心分離室となる円盤状空洞部内に流入させ、かつ、複数の第２のエアノズルからリング状粉体再分級室に噴出された圧縮空気によって粉体再分級室内に第２の旋回空気流を形成して粗粉中の微粉を浮上させて遠心分離室内に戻すと共に、粉体再分級室と連通する遠心分離室となる円盤状空洞部内に流入させることにより、粉体を分級するための第３の旋回空気流を円盤状空洞部内に形成して、粉体に旋回運動を与えて粗粉と微粉とに遠心分離して、数μｍ程度以下やサブミクロンの微粉を高精度に分級することを可能にしている。
その結果、特許文献２では、微細な粒子を高精度に分級することを可能にしている。【０００７】
【特許文献１】特開２００９−３４５６０号公報
【特許文献２】特開２０１１−４５８１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、近年の一層の微粉化に対応するために、より強力な渦（旋回空気流）を分級場である円盤状空洞部内に形成させる必要性が求められている。
しかしながら、特許文献１に開示の粉体分級装置では、分級場となる円盤状空洞部内においては、ブロア吸引によってガイドベーンの間を通過した空気によって遠心分離に用いる旋回空気流を形成しているために、即ちガイドベーンの間から流入する空気の流入速度は、エアノズルから噴出流入する空気の流入速度に比べて非常に小さいために、ガイドベーンからの流入速度を大きくしても、分級（遠心分離）に用いる旋回空気流の流量を大きくするのには限界があり、大流量の旋回空気流が必要となるより微細な粒子を分級することができないという問題があった。【０００９】
このため、特許文献１に開示の粉体分級装置では、第１のエアノズルから噴出させる圧縮空気の空気量を大幅に増加させる必要がある。ここで、従来のガイドベーンから吸引する空気量が多い場合、分級場となる円盤状空洞部内に形成される渦（旋回空気流）は均一であるものの、第１のエアノズルからの空気量を増加させるにつれ、渦（旋回空気流）の不均一化が生じ、図８（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように、円盤状空洞部の上壁面（上部円盤状部材の下壁面）や下壁面（下部円盤状部材の上壁面）に粉体の付着が発生することにより、分級精度が大幅に低下する問題があった。なお、この粉体の付着は、長時間分級を続けていると益々増大し、その結果、剥がれ等を生じ、分級精度の悪化や、粗大粒子の混入等の問題を引き起こす恐れがあった。【００１０】
一方、特許文献２に開示の粉体分級装置においては、第１のエアノズル及び第２のエアノズルから噴出する圧縮空気による第１及び第２の渦（旋回空気流）によって分級のための第３の渦（旋回空気流）を形成しているため、特許文献１に開示の粉体分級装置に比べて、第３の渦（旋回空気流）の空気量を増加させることができるものの、さらに微細な粒子を分級するために、第１のエアノズル又は第２のエアノズルから噴出する圧縮空気の空気量を増加させると、特許文献１に開示の粉体分級装置の場合と同様に、渦（旋回空気流）の不均一化が生じ、分散精度の悪化を招き、円盤状空洞部の上壁面（上部円盤状部材の下壁面）に粉体の付着が発生することで、分級精度が大幅に悪化する問題を引き起こしてしまう。【００１１】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、分級場となる円盤状空洞部内の旋回空気流の均一化を図ることができ、かつ均一な旋回空気流を長時間に亘って維持することができることから、粉体を円盤状空洞部の壁面、特に上壁面や下壁面に付着させることなく、数μｍ程度以下からサブミクロン程度までの微小粉体を長時間に亘って高精度に分級できる粉体分級装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明に係る粉体分級装置は、粒度分布を有する粉体を分級して所定の粒度以下の微粉を回収する粉体分級装置であって、所定間隔をおいて配置される２つの円盤状部材、及びこの２つの円盤状部材の外周側に取り付けられる周壁部材を備え、内部の旋回空気流によって前記粉体を分級する円盤状空洞部が前記２つの円盤状部材の間及び前記周壁部材の内側に形成されるケーシングと、前記円盤状空洞部の外縁部の内側に連通するように前記ケーシングの前記２つの円盤状部材の少なくとも一方の側に設けられ、空気流によって気流搬送される前記粉体を前記円盤状空洞部内に供給する１つ又は複数の粉体供給口と、前記円盤状空洞部の半径方向の中央部と連通するように前記ケーシングの前記２つの円盤状部材の少なくとも一方に形成され、前記円盤状空洞部から排出される前記微粉を含む空気を排出する排出部と、前記円盤状空洞部の前記外縁部に連通するように前記ケーシングの前記周壁部材の厚さ方向の中央部に形成され、前記円盤状空洞部から排出される、前記所定の粒度よりも大きな粗粉を回収するスリット状開口を備える回収部と、前記ケーシングの前記周壁部材の前記スリット状開口の、前記厚さ方向の両側にそれぞれ１組ずつ設けられ、それぞれ、前記円盤状空洞部の外縁部にその接線方向に沿うように前記ケーシングの前記周壁部材に配置され、前記円盤状空洞部の内部に前記旋回空気流を形成するために、前記円盤状空洞部の内部に空気を導入する複数の空気導入デバイスを備える２組の空気導入部とを有することを特徴とする。【００１３】
ここで、前記２つの円盤状部材は、上部円盤状部材及び下部円盤状部材からなり、さらに、前記円盤状空洞部に連通するように前記ケーシングの前記２つの円盤状部材の少なくとも一方に形成され、前記円盤状空洞部から排出される前記粗粉の一部を回収する第２の回収部を有することが好ましい。【００１４】
また、前記排出部は、前記ケーシングの前記上部円盤状部材に直立し、先端が前記円盤状空洞部内に突出する内側円筒管で構成され、前記第２の回収部は、前記ケーシングの前記上部円盤状部材に直立し、前記内側円筒管より直径の大きい同軸の外側円筒管で構成され、前記外側円筒管の先端は、前記内側円筒管の先端より上側に後退して前記円盤状空洞部に連通することが好ましい。
又は、前記第２の回収部は、前記円盤状空洞部の前記外縁部の内側に連通するように前記ケーシングの前記下部円盤状部材に、その下側に形成される溝状排出路を備えることが好ましい。【００１５】
また、前記回収部の前記スリット状開口は、前記円盤状空洞部に向かって拡大するテーパ状を有することが好ましい。
また、前記排出部は、前記ケーシングの前記２つの円盤状部材にそれぞれ設けられることが好ましい。
また、さらに、前記円盤状空洞部内の上面及び下面をそれぞれ構成する前記ケーシングの前記２つの円盤状部材の対向する内面の少なくとも一方の中央部に設けられているリング状のエッジを有することが好ましい。【００１６】
また、前記複数の粉体供給口は、前記円盤状空洞部の外縁部の内側に向かって前記旋回空気流の旋回方向に傾斜するように前記ケーシングの前記２つの円盤状部材の一方の上部円盤状部材に均等に形成され、前記粉体は、エゼクタによって形成された前記空気流によって気流搬送され、前記１つ又は複数の粉体供給口から、前記円盤状空洞部内に、前記旋回空気流の旋回方向に前記空気流と共に噴霧して供給されることが好ましい。
また、前記粉体供給口は、前記２組の空気導入部の一方の１つの空気導入デバイス内に開口するものであり、前記粉体は、前記空気導入デバイスによって導入される空気によるエゼクタ効果によって気流搬送されて、前記円盤状空洞部に供給されるものであることが好ましい。【００１７】
また、前記空気流によって気流搬送される前記粉体は、予め、分配器において前記粉体を圧縮空気によって前記複数の粉体供給口のそれぞれに向かう複数の管路に分配されたものであることが好ましい。
また、前記空気導入デバイスは、前記円盤状空洞部の内部に圧縮空気を吹き込むエアノズルであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、分級場となる円盤状空洞部内の渦（旋回空気流）の均一化を図ることができ、かつ均一な旋回空気流を長時間に亘って維持することができ、粉体を円盤状空洞部の壁面、特に上壁面や下壁面に付着させることなく、数μｍ程度以下からサブミクロン程度までの微小粉体を長時間に亘って高精度に分級でき、さらに粒度コントロールが容易であり、かつ保守も容易な粉体分級装置を実現できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る粉体分級装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ図１に示す粉体分級装置のIIＡ−IIＡ線断面図及びIIＢ−IIＢ線断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る粉体分級装置の他の構成例の模式的断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る粉体分級装置の構成の模式的断面図である。
【図５】本発明の更なる他の実施形態に係る粉体分級装置の模式的断面図である。
【図６】本発明の更なる他の実施形態に係る粉体分級装置の模式的断面図である。
【図７】本発明の粉体分級装置を用いた分級システムの全体の構成を示す模式図である。
【図８】（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）、（Ｄ）は、それぞれ本発明及び従来の粉体分級装置の上部円盤状部材及び下部円盤状部材の内側表面の状態を示す図面代用写真である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係る粉体分級装置を添付の図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る粉体分級装置の構成を模式的に示す断面図であり、この粉体分級装置の中心軸を通る面で切断した断面図ある。
図２（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ図１に示す粉体分級装置のIIＡ−IIＡ線断面図及びIIＢ−IIＢ線断面図である。【００２１】
図１に示す本発明の第１の実施形態の粉体分級装置１０は、頂点を鉛直下方に向けて配置された、ほぼ円錐台形状のケーシング２０を有している。ケーシング２０は、所定の間隔を保って対向させて配置される上部円盤状部材１２及び下部円盤状部材１４と、これらの２つの円盤状部材１２及び１４の外周側に取り付けられる環状の周壁部材１６と、周壁部材１６の下部に取り付けられるコーン部材１８とを備える。これらの２つの円盤状部材１２及び１４の間及び周壁部材１６の内側に、略上下対称な円盤状空洞部からなる遠心分離室２２が形成されている。
また、粉体分級装置１０は、図１及び図２（Ａ）に示すように、遠心分離室２２の上方の外縁部の内側に連通するように、上部円盤状部材１２の中心から所定半径の円周上に均等に配置される複数、例えば６つの粉体供給口２４ａからなる粉体供給部２４と、遠心分離室２２の上方の中央部に連通するように、上部円盤状部材１２の中央部に配置される、所定の粒度（分級点）以下の微粉を空気と共に回収する微粉回収口２６ａを備える微粉回収部２６と、遠心分離室２２の外縁部の上下方向の中央部に連通するように、周壁部材１６の上下方向の中央部に配置される、所定の粒度（分級点）を超える粗粉を回収するスリット状環状開口２８を備える粗粉回収部３０と、周壁部材１６の環状開口２８の上下両側に配置されるそれぞれ複数、例えば６つのエアノズル３２ａ及び３４ａからなる２組の第１及び第２の空気導入部３２及び３４とを有する。ここで、微粉回収部２６及び粗粉回収部３０は、それぞれ本発明の排出部及び回収部を構成し、第１及び第２の空気導入部３２及び３４は、本発明の空気導入デバイスを構成するものである。【００２２】
上部円盤状部材１２は、内側部材１２ａ及び外側部材１２ｂからなるが、これらを一体とした１つの部材として形成されていても良い。
内側部材１２ａは、外側部材１２ｂの下面にボルトやねじ等の固定具により固定されて支持されている。内側部材１２ａの下面は、遠心分離室２２の上面を形成する。内側部材１２ａの下面は外周部近傍において上側に傾斜しているので、遠心分離室２２の上面は、外縁部近傍で上側に拡がっている。
内側部材１２ａの中央部には遠心分離室２２を臨む微粉回収口２６ａの開口端に遠心分離室２２に向かって突出するリング状のエッジ部１２ｃが形成されている。微粉回収口２６ａは、内側部材１２ａの中央部の円孔及び外側部材１２ｂの中央部に取り付けられている円管（円筒管）２６ｂによって形成され、バグフィルタ等の適宜の微粉回収用フィルタ９０（図７参照）を介して吸引ブロワ９２（図７参照）に接続されている。その結果、遠心分離室２２において分級された微粉を含む空気は、吸引ブロア９２により吸引される微粉回収口２６ａから排出される。【００２３】
内側部材１２ａの外周端部と周壁部材１６の内周端部との間の外側部材１２ｂの環状の領域、即ち、上述した外側部材１２ｂの中心から所定半径の円周上には、複数、例えば６つの粉体供給口２４ａが均等に取り付けられる。これらの粉体供給口２４ａは、遠心分離室２２内の旋回空気流の旋回方向に沿うように、上部円盤状部材１２（外側部材１２ｂ）の外側から遠心分離室２２内に向かって、上部円盤状部材１２（外側部材１２ｂ）の上面に対して傾斜して取り付けられる。
複数の粉体供給口２４ａからは、分配器８４（図７参照）から圧縮空気に気流搬送される粉体が、遠心分離室２２内の旋回空気流の旋回方向に沿って旋回空気流に乗るように、遠心分離室２２の外縁部内の均等な複数の位置に配置される。即ち、気流搬送される粉体は、遠心分離室２２内の旋回空気流の旋回方向と同じ方向、即ち、旋回空気流の接線方向に複数の位置から均等に供給、好ましくは噴出されるので、旋回空気流と同じように旋回することができる。このため、従来装置のように、遠心分離室内の旋回空気流の乱れの大きい、粉体供給口からの旋回空気流の旋回方向に垂直な方向からの粉体の供給（鉛直下向き供給）に比べて、複数の粉体供給口２４ａから粉体の供給による遠心分離室２２内の旋回空気流の乱れを少なくすることができる。【００２４】
下部円盤状部材１４は、上部円盤状部材１２の内側部材１２ａと略対称な内側表面（上面）を持つ内縁部分１４ａと、後述する周壁部材１６の下部周壁部材１６ｂに固定支持される外縁部分１４ｂとからなる。なお、内縁部分１４ａの上面は、内側部材１２ａの下面と対称的に、外周部近傍において下側に傾斜しているので、遠心分離室２２の下面は、外縁部近傍で下側に拡がっている。
こうして、遠心分離室２２は、上下方向に略対称な円盤状空洞部となる。
下部円盤状部材１４の内縁部分１４ａの中央部には、上部円盤状部材１２の内側部材１２ａの中央部に形成されているリング状のエッジ部１２ｃに対向して、遠心分離室２２に向かって突出するリング状のエッジ部１４ｃが形成されている。すなわち、これらエッジ部１２ｃ及び１４ｃが遠心分離室２２を挟んで対向配置されている。
なお、このリング状のエッジ１２ｃ、１４ｃは、粉体分級装置１０における分級性能を決定するものであるので、その取り付け位置、リングのサイズ及びエッジの高さは、分級の対象とする粉体や回収する微粉等に応じて設定する必要がある。しかしながら、本発明は図示例のものに限定されるわけではない。
なお、図示例では、リング状のエッジ部１２ｃ及び１４ｃが遠心分離室２２を挟んで互いに対向配置されていたが、これらエッジ部１２ｃ及び１４ｃのうち一方のみを形成するようにしてもよい。【００２５】
周壁部材１６は、上部周壁部材１６ａと下部周壁部材１６ｂとからなり、所定間隔を開けてボルト等の固定具により固定されている。また、上部周壁部材１６ａは、その上面が上部円盤状部材１２の外側部材１２ｂの下面にボルト等の固定具により固定されて支持されており、その下面にコーン部材１８の上面をボルト等の固定具により固定して支持している。また、下部周壁部材１６ｂは、その下面に下部円盤状部材１４の外縁部分１４ｂをボルト等の固定具により固定して支持している。なお、上部円盤状部材１２、下部円盤状部材１４、周壁部材１６及びコーン部材１８の構成及び固定支持の状態は、図示例のものに限定される訳ではない。
所定間隔を開けて固定された上部周壁部材１６ａと下部周壁部材１６ｂとの間には、粗粉回収部３０の粗粉回収口３０ａに接続されるスリット状環状開口２８が形成される。
このスリット状環状開口２８は、遠心分離室２２の外縁部の上下方向略中央部に位置するので、遠心分離室２２内の旋回空気流において遠心力の大きい粗粉は、スムーズにスリット状環状開口２８に移動し、遠心分離室２２から抜き取られる。その結果、粗粉を分級場である遠心分離室２２からスムーズに取りだすことができる。【００２６】
周壁部材１６の上部周壁部材１６ａ及び下部周壁部材１６ｂには、それぞれ、スリット状環状開口２８に対して上下方向の対称な位置に、それぞれ第１及び第２の２組の空気導入部３２及び３４が設けられている。
第１の空気導入部３２は、遠心分離室２２に面した上部周壁部材１６ａの内周部にそれぞれ遠心分離室２２内に対向するように配列される複数、例えば６つの第１のエアノズル３２ａからなり、第２の空気導入部３４は、遠心分離室２２に面した下部周壁部材１６ｂの内周部にそれぞれ遠心分離室２２内に対向するように配列される複数、例えば６つの第２のエアノズル３４ａからなる。
第１のエアノズル３２ａは、上部円盤状部材１２の内側部材１２ａの下面（外周の傾斜開始部分）に向けて圧縮空気を噴出し、第２のエアノズル３４ａは、下部円盤状部材１４の内縁部分１４ａの上面（外周の傾斜開始部分）に向けて圧縮空気を噴出する。【００２７】
第１の空気導入部３２において、第１のエアノズル３２ａは、ノズル部材３２ｂに形成され、上部円盤状部材１２の外側部材１２ｂ、周壁部材１６の上部周壁部材１６ａ及びその間に介挿されるノズル部材３２ｂによって形成される、圧縮空気溜となる空間３２ｃに連通しており、この空間３２ｃは、外側部材１２ｂに接続されている配管３２ｄに連通している。更に、配管３２ｄは、圧縮空気供給源８２（図７参照）に接続されている。こうして、第１のエアノズル３２ａは、圧縮空気供給源８２に接続される。
一方、第２の空気導入部３４において、第２のエアノズル３４ａは、ノズル部材３４ｂに形成され、下部円盤状部材１４の外縁部分１４ｂ、周壁部材１６の下部周壁部材１６ｂ及びその間に介挿されるノズル部材３４ｂによって形成される、圧縮空気溜となる空間３４ｃに連通している。この空間３４ｃは、周壁部材１６の上部周壁部材１６ａと下部周壁部材１６ｂとの間に介挿される連通部材３４ｄ内の貫通孔３４ｅによって第１の空気導入部３２の空間３２ｃに連通されている。なお、連通部材３４ｄ内の貫通孔３４ｅは、上部周壁部材１６ａと下部周壁部材１６ｂとの間のスリット状環状開口２８とは連通しないように構成されるのは勿論である。こうして、第２のエアノズル３４ａは、圧縮空気供給源８２（図７参照）に接続される。【００２８】
第１の空気導入部３２では、図２（Ａ）に示すように、６つの第１のエアノズル３２ａは、それぞれ遠心分離室２２の外周に、即ち、所定の円周上に、その接線方向に沿うように、例えばこの接線方向に対して所定の角度を有しながら、周方向に互いに均等な間隔で配置されている。
同様に、第２の空気導入部３４では、図２（Ｂ）に示すように、６つの第２のエアノズル３４ａは、それぞれ遠心分離室２２の外周に、即ち、所定の円周上に、その接線方向に沿うように、例えば、この接線方向に対して所定の角度を有しながら、周方向に互いに均等な間隔で配置されている。【００２９】
これらの第１及び第２のエアノズル３２ａ及び３４ａは、上述したように、それぞれ圧縮空気供給源８２（図７参照）に接続されており、第１及び第２のエアノズル３２ａ及び３４ａからそれぞれ圧縮空気を噴出することにより、遠心分離室２２内の上方及び下方に互いに同一方向に旋回する対称な旋回空気流が形成される。こうして形成された遠心分離室２２内の上方及び下方の対称な旋回空気流によって、遠心分離室２２の上下方向中央部にも旋回空気流が形成され、その結果、遠心分離室２２内全体に均一な旋回空気流が形成される。
このように、遠心分離室２２内全体に均一な旋回空気流が形成されるので、遠心分離室２２の外周部の上下方向中央部のスリット状環状開口２８からスムーズに遠心力の大きな粗粉を排出することができる。また、このように、粗粉を遠心分離室２２からスリット状環状開口２８を通してスムーズに取りだすことができるので、遠心分離室２２内に形成された旋回空気流を乱すことがない。【００３０】
ところで、図２（Ａ）に示すように、６つの第１のエアノズル３２ａの隣接する２つのエアノズル３２ａの間には、それぞれ、粉体供給口２４ａが、６つのエアノズル３２ａによって遠心分離室２２の上方に形成される旋回空気流に対して、その旋回方向に沿うように、即ちその接線方向にその上方から下方に傾斜させて配列されている。このため、気流搬送されて来る粉体が、搬送空気（圧縮空気）と共に、６つの粉体供給口２４ａを通って斜め上方から、遠心分離室２２の上方の旋回空気流に対して旋回方向と同じ方向に向かって供給されることになるので、遠心分離室２２の上方の旋回空気流において、粉体の分散が促進されると共に、この上方の旋回空気流の乱れを、粉体をそのまま上方から垂直に落下させて供給する場合に比べて抑制し、少なくすることができる。【００３１】
なお、遠心分離室２２内の領域、即ち円盤状空洞部は、供給された粉体を分級する分級場（ゾーン）を形成するが、粉体が供給される遠心分離室２２の上方の、第１のエアノズル３２ａから圧縮空気が噴出される領域は、遠心分離室２２内に供給された粉体を分散するので、粉体分散ゾーンをも兼ねていると言える。また、遠心分離室２２の下方の、第２のエアノズル３４ａから圧縮空気が噴出される領域は、噴出された圧縮空気によって、遠心分離室２２内からそれぞれ回収されなかった粗粉及び微粉が混じった、完全に分級されていない粉体を遠心分離室２２内の上方に戻す働きがある。
また、図示例においては、第１及び第２のエアノズル３２ａ及び３４ａは、それぞれ円周上に６個均等に配置され、粉体供給口２４ａは、６個の第１のエアノズル３２ａの隣接するエアノズル３２ａの間にそれぞれ６個均等に配置されているが、本発明はこれに限定されず、第１及び第２のエアノズル３２ａ及び３４ａ、並びに粉体供給口２４ａの数、及び配置等は、分級の対象となる粉体等に応じて適宜変更可能である。【００３２】
微粉回収部２６は、上述したように、上部円盤状部材１２の開口及び円管２６ｂによって形成される微粉回収口２６ａを備え、円管２６ｂは、バグフィルタ等の適宜のフィルタ９０を介して吸引ブロワ９２に接続される（図７参照）。
粗粉回収部３０は、周壁部材１６の上部周壁部材１６ａと下部周壁部材１６ｂとの間のスリット状環状開口２８と、下部周壁部材１６ｂの外周壁と上部周壁部材１６ａ及びコーン部材１８の内周壁との間に形成され、スリット状環状開口２８と連通する空間３０ｂと、空間３０ｂと連通するコーン部材１８の内部空間１８ａと、コーン部材１８の先端の粗粉回収口３０ａとを備える。
なお、本発明においては、図３に示す粉体分級装置１０Ａのように、周壁部材１６の上部周壁部材１６ａと下部周壁部材１６ｂとの間に形成されるスリット状環状開口２８ａが、遠心分離室２２である円盤状空洞部に向かって拡大するテーパ状を有するようにしても良い。即ち、スリット状環状開口２８ａの入り口２８ｂの開き具合を、或いは遠心分離室２２側の先端の開度を、大きくしても良い。
この粉体分級装置１０Ａでは、大きい粗粉をよりスムーズにスリット状環状開口２８ａに移動させることができ、よりスムーズに遠心分離室２２から抜き取ることができ、その結果、粗粉を分級場である遠心分離室２２からよりスムーズに取り出すことができる。【００３３】
また、本発明においては、図１及び図２（Ａ)に示す粉体分級装置１０の粉体供給部２４のように、６つの粉体供給口２４ａから均等に粉体を遠心分離室２２内に供給しているが、本発明はこれに限定されず、図３に示す粉体分級装置１０Ａのように、ノズル部材３２ｂの第１のエアノズル３２ａに向かって開口する粉体供給口２５ａを持つ粉体供給部２５によって粉体を気流搬送して遠心分離室２２内にエゼクタ供給しても良い。
粉体供給部２５は、下端に粉体供給口２５ａを持ち、粉体を貯留するホッパー２５ｂからなる。ホッパー２５ｂ内の粉体は、下端の粉体供給口２５ａから第１のエアノズル３２ａ内の圧縮空気によるエゼクタ効果によって圧縮空気と共に遠心分離室２２内に供給される。なお、図示例では、粉体供給部２５は、１つの粉体供給口２５ａを持つ１つのホッパー２５ｂからなるが、複数、例えば、６つのホッパーからなるものであっても良い。
さらに、図１に示す粉体分級装置１０の微粉回収部２６は、微粉回収口２６ａと同じ内径の直管からなるが、本発明はこれに限定されず、図３に示す粉体分級装置１０Ａのように、微粉回収口２６ａの内径より大きな内径まで拡径する部分と、大きな内径を持つ直管部分とからなるものであっても良い。
本発明の第１実施形態に係る粉体分級装置は、基本的に以上のように構成される。【００３４】
次に、本発明の第１実施形態に係る粉体分級装置の動作について説明する。
まず、吸引ブロワ９２（図７参照）により微粉回収部２６の微粉回収口２６ａを介して遠心分離室２２内から所定の風量で吸気を行うと共に、圧縮空気供給源８２（図７参照）から第１及び第２の空気導入部３２及び３４のそれぞれ６つの第１及び第２のエアノズル３２ａ及び３４ａにそれぞれ圧縮（加圧）空気を供給することにより、遠心分離室２２の上方及び下方に対称な旋回空気流を形成し、遠心分離室２２内全体に旋回空気流を形成する。
この状態で、分配器８４（図７参照）から気流搬送される粒度分布を有する粉体を、所定の流量で粉体供給部２４の６つの粉体供給口２４ａから供給すると、粉体は、遠心分離室２２の上方に旋回空気流の旋回方向と同じ方向に斜め上から搬送空気と共に供給され、旋回空気流に晒されて旋回運動を行い、遠心分離室２２内において旋回空気流に乗って旋回する。【００３５】
第１及び第２のエアノズル３２ａ及び３４ａからの圧縮空気の噴出によって遠心分離室２２内には上下対称な旋回空気流が形成されているため、粉体は、遠心分離室２２内において旋回しながら、遠心分離作用を受ける。
その結果、遠心分離室２２の旋回の中央部に形成されているリング状のエッジ部１２ｃ及び１４ｃにより、分級点以下のサイズを有する微粉が空気流と共に微粉回収口２６ａから吸引されて排出されて、バグフィルタ等の適宜の微粉回収用フィルタ９０（図７参照）によって回収される。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。
一方、分級点を越える粒径の大きな粗粉は、大きな遠心力を受けるために、スムーズに旋回空気流の半径方向外側に移動し、スムーズに遠心分離室２２の上下方向の中央部に形成されている粗粉回収部３０のスリット状環状開口２８に入り、空間３０ｂ及びコーン部材１８の内部空間１８ａを通って粗粉回収口３０ａから排出されて回収される。【００３６】
一方、微粉回収口２６ａ及びスリット状環状開口２８から排出されなかった粉体の残部は、遠心分離室２２の更に下方に向かうが、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ので、第２のエアノズル３４ａからの圧縮空気の噴出により形成されている旋回空気流に乗って遠心分離室２２内上方に向かい、遠心分離作用を受け、微粉と粗粉とが効率的に遠心分離され、上述したように、微粉は微粉回収口２６ａから排出されて回収され、粗粉は、スリット状環状開口２８に入り、粗粉回収口３０ａから排出されて回収される。【００３７】
ここで、分級点を小さくする、すなわち、より微細な粒子を分級するためには、遠心分離室内に形成される旋回空気流（渦）の速度を大きくする必要がある。特許文献１に記載のガイドベーンを利用した従来の粉体分級装置では、遠心分離室の上側に設けられている粉体分散用のエアノズルから大流量の空気を強制的に遠心分離室内に流入させると、より微細な粒子を分級することはできるが、遠心分離室内に形成される旋回空気流（渦）の速度が、エアノズルによる上方の旋回空気流とガイドベーンによる旋回空気流とで大きく異なってしまうため、すなわち、遠心分離室内に速度差のある不均一な旋回空気流が形成されるために、図８（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように、上部円盤状部材の下面及び下部円盤状部材の上面に粉体が付着したり、速度差が大きくなるに従って、付着量が増加していた。また、遠心分離室内に、不均一な旋回空気流が形成されるために、分級精度が悪化し、その結果、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は困難であった。【００３８】
また、従来の特許文献１及び２に記載の粉体分級装置では、遠心分離室内の旋回空気流に対して、粉体を１個の粉体供給口を通して鉛直上方から供給しているため、エアノズルによる上方の旋回空気流で分散させても、遠心分離室の分級のための旋回空気流を乱してしまい、その結果、遠心分離室内に速度差のある不均一な旋回空気流が形成され、上部円盤状部材の下面への粉体の付着や分級精度の悪化を招いていた。
更に、従来の特許文献１及び２に記載の粉体分級装置では、遠心分離室内外周下方に粗粉を落下させて回収する方式であり、分級効率を上げるために、遠心分離室内外周下方の粉体再分級ゾーンに落下した微粉を含む粉体をエアノズルによって遠心分離室に戻しているので、このエアノズルからのブローアップによって粗粉（粗大粒子）が下部円盤状部材の上面付近に停滞し、粉体の付着を生じるばかりか、付着にも偏りを生じていた。【００３９】
これに対して、本第１実施形態の粉体分級装置１０では、ガイドベーンを使用せず、ほぼ円盤形状の遠心分離室２２の周方向外周部が環状の周壁部材１６の上下にそれぞれ複数の第１及び第２のエアノズル３２ａ及び３４ａを備える第１及び第２の空気導入部３２及び３４を設けて、第１及び第２のエアノズル３２ａ及び３４ａから大流量の圧縮空気を強制的に流入させて、遠心分離室２２内の上下に大流量の対称な旋回空気流を形成して、遠心分離室２２内に均一な旋回空気流を形成すると共に、環状の周壁部材１６の上下方向の中央部にスリット状環状開口２８を設けて、粗粉を遠心分離室２２の側面から取り出すようにして、分級場である遠心分離室２２からスムーズに出すようにし、更に、均等配置された複数の粉体供給口から気流搬送される粉体を、遠心分離室２２内の旋回空気流に対して斜め上から旋回空気流の旋回方向に沿うように供給して、遠心分離室２２内の旋回空気流の乱れを抑えて小さくしている。【００４０】
このため、特に遠心分離室２２内の旋回空気流を均一、かつ大流量とすることにより、図８（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、上部円盤状部材の下面及び下部円盤状部材の上面への粉体の付着や分級精度の悪化を防止し、サブミクロン粒子を高精度に且つ安定して分級することが可能となる。
サブミクロン粒子のように微細な粒子は互いに凝集しやすい性質を有するが、本実施形態の粉体分級装置によれば、効率よく分級することができる。また、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、ガイドベーン等の可動部材を使用しないので、小型の粉体分級装置を実現することができる。【００４１】
次に、本発明の他の実施形態に係る粉体分級装置の構成例について説明する。
図４は、本発明の第２の実施形態に係る粉体分級装置の模式断面図である。
なお、図４に示す実施形態の粉体分級装置５０は、図１に示す粉体分級装置１０と、下部円盤状部材１４の下面に環状の回収容器５２を有している点を除いて、同様の構成を有するものであるので、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その説明は省略し、主として相違点について説明する。
同図に示す粉体分級装置５０は、図１に示す粉体分級装置１０に対して、更に、下部円盤状部材１４の下面に、微粉の分級点（粒度）よりも大きな粗粉の中で、微粉の分級点、即ち第１の分級点（粒度）より大きい第２の分級点（粒度）以下の中粉を回収する中粉回収部となる環状の回収容器５２を有するものである。【００４２】
環状の回収容器５２は、下部円盤状部材１４の内縁部分１４ａと外縁部分１４ｂに跨る環状領域の下面（下側）に設けられている。内縁部分１４ａには、遠心分離室２２内と回収容器５２内とを連通する環状の傾斜開口５４が設けられている。傾斜開口５４は、上部円盤状部材１２の内側部分１２ａの外周への傾斜開始点に対向する下部円盤状部材１４の遠心分離室２２側の位置から外周方向（半径方向）に傾斜して回収容器５２内に至る溝状排出路であり、外縁部分１４ｂの内側に連通する。
遠心分離室２２内に投入された粉体は、遠心分離室２２内の旋回空気流によって、粒度に応じて旋回空気流の中央部から外周部に向かって遠心分離される。このため、粒度の小さい微粉は旋回空気流の中央部に、粒度の大きな粗大粒子等の粗粉は旋回空気流の外周部に、中間の粒度の粗粉は、旋回空気流の中央部と外周部との間の領域に分離される。
このため、所定粒度（第１の粒度）以下の微粉は、旋回空気流の中央部から吸引空気と共に微粉回収口２６ａを通って排出され、粗大粒子等の第２の粒度よりも大きな粗粉は遠心力により旋回空気流の外周部からスリット状環状開口２８を通って容易に排出される。しかし、第１の粒度より粒度が大きく、第２の粒度よりも大きな粗粉より粒度が小さい中間の粒度の粗粉、即ち中粉は、最終的には、遠心力により旋回空気流の外周部からスリット状環状開口２８を通って排出されることになるが、下部円盤状部材１４の上面に落下したり、第２のエアノズル３４ａによる噴出空気によって再度浮上したりすることを繰り返して、微粉や第２の粒度よりも大きな粗粉より長い時間遠心分離室２２内に留まり、粉体の分級効率の向上を阻む恐れがある。【００４３】
このため、下部円盤状部材１４の下面に、中粉が留まり易い環状の領域に傾斜開口５４を持つ回収容器５２を設け、遠心分離室２２内に留まり易い中粉を下部円盤状部材１４の上面に落下した時に積極的に傾斜開口５４から回収容器５２に回収して、新しく供給された粉体の分級を可能にすることにより、粉体の分級効率の向上を上げることができる。
なお、傾斜開口５４を持つ回収容器５２は、本発明の第２の回収部を構成する。
その結果、本発明の第２の実施形態の粉体分級装置５０では、粉体を遠心分離室２２の壁面、特に上壁面や下壁面に付着させることなく、微粉を長時間に亘ってより高精度に分級できる。
なお、本実施形態の粉体分級装置５０においても、スリット状環状開口２８の代わりに、図３に示す粉体分級装置１０Ａのように、遠心分離室２２に向かって拡大するテーパ状を有するスリット状環状開口２８ａを設けても良い。【００４４】
次に、本発明の更なる他の実施形態に係る粉体分級装置の構成例について説明する。
図５は、本発明の第３の実施形態に係る粉体分級装置の模式断面図である。
なお、図５に示す実施形態の粉体分級装置６０は、図１に示す粉体分級装置１０と、上部円盤状部材１２の中央部の微粉回収部２６の外側に中粉回収部６２を有している点を除いて、同様の構成を有するものであるので、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その説明は省略し、主として相違点について説明する。
同図に示す粉体分級装置６０は、図１に示す粉体分級装置１０に対して、一体型の上部円盤状部材１２と、上部円盤状部材１２の中央部に、遠心分離室２２に向かって突出するリング状エッジ１２ｃとなる先端部を持ち、微粉回収口２６ａを構成する内管（内側円筒管）２６ｄからなる微粉回収部２６とを有するものであり、更に、この微粉回収部２６の微粉回収口２６ａの外側に、上述した第２の分級点（粒度）以下の中粉を回収する中粉回収口６２ａを構成する上部円盤状部材１２の開口６４及び外管（外側円筒管）６２ｂからなる中粉回収部６２を有するものである。【００４５】
中粉回収部６２の外管６２ｂは、上部円盤状部材１２の開口６４から同じ内径で延長するように接続されており、微粉回収部２６の内管２６ｄと２重管を構成する。中粉回収部６２の中粉回収口６２ａは、上部円盤状部材１２の中央開口６４及び外管６２ｂの内側と微粉回収部２６の微粉回収口２６ａとなる内管２６ｄの外側との間に形成される。中粉回収口６２ａの先端は、上部円盤状部材１２の中央開口６４によって形成され、微粉回収部２６の微粉回収口２６ａとなる内管２６ｄの先端の開口より上側に位置する。即ち、微粉回収口２６ａとなる内管２６ｄの先端は、中粉回収口６２ａの先端より、遠心分離室２２に向かって突出し、リング状エッジ１２ｃを形成する。【００４６】
中粉回収口６２ａは、微粉回収口２６ａの場合のように、図示しないバグフィルタ等の適宜の中粉回収用フィルタを介して図示しない吸引ブロワに接続される。
こうして、上述したように、旋回空気流の中央部と外周部との間の領域の旋回空気流に留まり易い中粉を中粉回収口６２ａから吸引空気と共に回収することにより、新しく供給された粉体の分級を可能にし、粉体の分級効率の向上を上げることができる。
その結果、本発明の第３の実施形態の粉体分級装置６０では、上述した第２の実施形態の粉体分級装置５０と同様に、粉体を遠心分離室２２の壁面、特に上壁面や下壁面に付着させることなく、微粉を長時間に亘って高精度に分級できる。
なお、本実施形態の粉体分級装置６０においても、スリット状環状開口２８の代わりに、図３に示す粉体分級装置１０Ａのように、遠心分離室２２に向かって拡大するテーパ状を有するスリット状環状開口２８ａを設けても良いし、図４に示す粉体分級装置５０のように、更に中粉回収用の環状の回収容器５２を設けても良いし、両方設けても良い。【００４７】
次に、本発明の更なる他の実施形態に係る粉体分級装置の構成例について説明する。
図６は、本発明の第４の実施形態に係る粉体分級装置の模式断面図である。
なお、図６に示す実施形態の粉体分級装置７０は、図１に示す粉体分級装置１０と、下部円盤状部材１４の中央部にも、上部円盤状部材１２の中央部の微粉回収部２６に対応する第２の微粉回収部７２を有している点を除いて、同様の構成を有するものであるので、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その説明は省略し、主として相違点について説明する。【００４８】
同図に示す粉体分級装置７０は、図１に示す粉体分級装置１０に対して、下部円盤状部材１４の内縁部分１４ａの中央部にも、上部円盤状部材１２の中央部の微粉回収部２６の微粉回収口２６ａと対称な第２の微粉回収口７２ａを持つ第２の微粉回収部７２を有するものである。勿論、微粉回収口７２ａの開口部の先端は、遠心分離室２２に向かって突出しており、リング状エッジ１４ｃを形成している。
遠心分離室２２の下側の第２の微粉回収部７２の微粉回収口７２ａは、遠心分離室２２の上側の微粉回収部２６の微粉回収口２６ａと対称であるが、第２の微粉回収口７２ａを構成する下部円盤状部材１４の内縁部分１４ａの中央部の開口は、延長円管７２ｂに接続される。延長円管７２ｂは、始め鉛直に下降し、その後水平に湾曲してコーン状部材１８の外部に配置され、例えば、フィルタ９０を介して吸引ブロア９２に接続される。【００４９】
こうして、遠心分離室２２に対して、微粉回収口２６ａと、第２の微粉回収口７２ａとを対称に配置することにより、遠心分離室２２内における上下の旋回空気流の対称性を高めることができ、遠心分離室２２内全体の旋回空気流をより均一なものとすることができる。
その結果、本発明の第４の実施形態の粉体分級装置７０では、粉体を遠心分離室２２の壁面、特に上壁面や下壁面に付着させることなく、微粉を長時間に亘ってより高精度に分級できる。
なお、本実施形態の粉体分級装置７０においても、スリット状環状開口２８の代わりに、図３に示す粉体分級装置１０Ａのように、遠心分離室２２に向かって拡大するテーパ状を有するスリット状環状開口２８ａを設けても良いし、図４及び図５に示す粉体分級装置５０及び６０のように、更に中粉回収用の環状の回収容器５２及び中粉回収部６２の少なくとも１つを設けても良いし、全て設けても良い。【００５０】
上述した本発明の種々の実施形態の粉体分級装置は、図７に示す分級システムを構成することができる。
図７は、本発明に係る粉体分級装置を用いた分級システムの全体の構成を示す模式図である。
同図に示す分級システム８０は、図１に示す第１実施形態の粉体分級装置１０と、粉体分級装置１０の空気導入部３２及び３４の複数のエアノズル３２ａ及び３４ａに圧縮空気を供給する圧縮空気供給源８２と、分級対象となる粉体を粉体分級装置１０の粉体供給部２４の粉体供給口２４ａに気流搬送するための分配器８４と、分配器８４に粉体を供給するスクリューフィーダ８６と、分配器８４において、スクリューフィーダ８６から供給された粉体を気流搬送するための圧縮空気を供給する圧縮空気供給源８８と、粉体分級装置１０の微粉回収部２６の微粉回収口２６ａから排出される微粉を回収するバグフィルタ等の微粉回収用フィルタ９０と、微粉回収口２６ａから微粉が混合された空気を吸引する吸引ブロア９２と、フィルタ９０と吸引ブロア９２との間に設けられ、吸引ブロア９２による空気の流量を計測するオリフィス９４と、オリフィス９４によって計測された空気流量を表示する表示部９６と、各部を接続する管路を構成する配管とを有する。【００５１】
分級システム８０においては、まず、圧縮空気供給源８２から配管を介して粉体分級装置１０の空気導入部３２及び３４の複数のエアノズル３２ａ及び３４ａに圧縮空気を供給し、粉体分級装置１０の遠心分離室２２内に圧縮空気を噴出させて、それぞれ上下に対称な旋回空気流を形成して、遠心分離室２２内全体に均一な旋回空気流を形成する。
次いで、圧縮空気供給源８８から配管を介して分配器８４のエゼクタ８４ａに圧縮空気を供給すると共に、スクリューフィーダ８６から分配器８４に粉体を供給してエゼクタ８４ａから噴出される圧縮空気中に乗せて配管中を気流搬送させ、気流搬送される粉体を粉体分級装置１０の粉体供給部２４の複数の粉体供給口２４ａに供給して、遠心分離室２２内の旋回空気流にその旋回方向に沿って斜め上方から噴出させる。【００５２】
遠心分離室２２内に空気と共に噴出された粉体は、遠心分離室２２内の旋回空気流によって遠心分離され、微粉は、粉体分級装置１０の微粉回収部２６の微粉回収口２６ａから配管を介して空気と共に、吸引ブロア９２によって吸引排気され、フィルタ９０によって回収される。
一方、粗粉は、粉体分級装置１０の粗粉回収部３０のスリット状環状開口２８に排出され、空間３０ｂ、及びコーン部材１８の内部空間１８ａを通り、粗粉回収口３０ａから回収される。
【実施例】
【００５３】
以下に、本発明の粉体分級装置を実施例に基づいて具体的に説明する。
実施例として、図１に示す粉体分級装置１０を用いた図７に示す分級システム８０を用いて、中位径１μｍ以下の金属粉を１ｋｇ／ｈ供給して分級試験を行った。
粉体分級装置１０の遠心分離室２２の円盤状空洞部のサイズは、直径１７４ｍｍφであった。【００５４】
粉体は、６つの粉体供給口２４ａから遠心分離室２２内に均等に、その旋回空気流に対して斜め上から供給した。粉体供給量は、全体で１ｋｇ／ｈとした。
吸引ブロア９２による吸引空気量は、２．５ｍ３／ｍｉｎとし、上下のエアノズル３２ａ及び３４ａの噴出圧は、共に０．５８ＭＰａとし、噴出量は、共に４３０Ｌ／ｍｉｎとした。
こうして、金属粉の分級試験を１時間行った後に、上部円盤状部材１２（内側部材）の下面及び下部円盤状部材１４の上面を検査した。
その結果、上部円盤状部材１２の下面及び下部円盤状部材１４の上面には、図８（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、粉体の付着は全く見られなかった。【００５５】
一方、比較例として、図７に示す分級システム８０において、図１に示す粉体分級装置１０の代わりに、特許文献１の図１に示す粉体分級装置を用いて、中位径１μｍ以下の金属粉を１ｋｇ／ｈ供給して分級試験を行った。
粉体分級装置の遠心分離室の円盤状空洞部のサイズは、直径１７４ｍｍφであった。【００５６】
粉体は、１つの粉体供給口から遠心分離室内の旋回空気流に対して鉛直上方からそのまま供給した。粉体供給量は、１ｋｇ／ｈとした。
吸引ブロアによる吸引空気量は、２．０ｍ３／Ｌ／ｍｉｎとし、上側の粉体分散用のエアノズルの噴出圧及び噴出量は、０．６５ＭＰａ及び５１０Ｌ／ｍｉｎとし、下側の再分級用エアノズルの噴出圧及び噴出量は、０．５ＭＰａ及び１８０Ｌ／ｍｉｎとし、ガイドベーンからの空気量は、１００Ｌ／ｍｉｎとした。
こうして、金属粉の分級試験を１時間行った後に、上部円盤状部材の下面及び下部円盤状部材の上面を検査した。
その結果、上部円盤状部材には、図８（Ｃ）に示すように、かなりの量の粉体の付着が見られた。また、下部円盤状部材の上面にも、図８（Ｄ）に示すように、うっすらと粉体の付着が見られた。
以上の結果から、本発明の効果は明らかである。【００５７】
上記実施形態並びに実施例は、いずれも本発明の一例を示したものであり、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更や改良を行ってもよいことはいうまでもない。
【符号の説明】
【００５８】
１０、１０Ａ、５０、６０、７０  粉体分級装置
１２  上部円盤状部材
１２ｃ、１４ｃ  リング状のエッジ
１４  下部円盤状部材
１６  周壁部材
１８  コーン部材
２０  ケーシング
２２  遠心分離室
２４、２５  粉体供給部
２４ａ、２５ａ  粉体供給口
２６、７２  微粉回収部
２６ａ、７２ａ  微粉回収口
２８、２８ａ  スリット状環状開口
３０  粗粉回収部
３０ａ  粗粉回収口
３２、３４  空気導入部
３２ａ、３４ａ  エアノズル
５２  環状の回収容器
６２  中粉回収部
６２ａ  中粉回収口
【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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【国際調査報告】
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