(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏向壁により生じるコアンダ効果に基づく粉体の飛行軌跡の差を利用して、気流に含まれる粉体を分級する気流分級装置であって、
前記偏向壁に隣接する位置から、前記偏向壁から離れる方向へ、それぞれの上流側の開口部が隣接して並ぶように設けられた複数の１次流路と、
隣接して並ぶ複数の前記１次流路の下流側の開口部に接続されることで、前記隣接して並ぶ複数の１次流路を集合させた複数の集合２次流路と、
隣り合う前記集合２次流路にそれぞれ接続された複数の前記１次流路に挟まれた１つの前記１次流路に接続され、前記隣り合う前記集合２次流路に接続されていない峡間２次流路と、
を備えていることを特徴とする気流分級装置。
【請求項２】
前記偏向壁よりも上流の前記気流の流路に前記峡間２次流路を接続する再分級流路を備えている請求項１に記載の気流分級装置。
【請求項３】
前記峡間２次流路を複数備えており、
前記複数の峡間２次流路を集合させた集合３次流路を備えている請求項１又は２に記載の気流分級装置。
【請求項４】
前記１次流路をそれぞれ形成する１次流路モジュールを複数備えており、
複数の前記１次流路モジュールが隣接して並べられることで、前記複数の１次流路が形成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の気流分級装置。
【請求項５】
偏向壁により生じるコアンダ効果に基づく粉体の飛行軌跡の差を利用して、気流に含まれる粉体を分級する気流分級装置であって、
前記偏向壁に隣接する位置から、前記偏向壁から離れる方向へ、それぞれの上流側の開口部が隣接して並ぶように設けられた複数の１次流路と、
隣接して並ぶ複数の前記１次流路の下流側の開口部に接続されることで、前記隣接して並ぶ複数の１次流路を集合させた複数の集合２次流路と、
を備え、
扇形の箱状に形成され、前記１次流路をそれぞれ形成する１次流路モジュールを複数備えており、
複数の前記１次流路モジュールが隣接して並べられることで、前記複数の１次流路が形成されていることを特徴とする気流分級装置。
【請求項６】
複数の前記１次流路モジュールは、前記１次流路が前記上流側の開口部から前記下流側の開口部まで、直線形状である直線モジュールと、第１方向に曲がる形状である第１モジュールと、第２方向に曲がる形状である第２モジュールとを含んでおり、
前記複数の集合２次流路は、複数の前記直線モジュールにより形成された前記１次流路の下流側の開口部に接続された所定集合２次流路と、複数の前記第１モジュールにより形成された前記１次流路の下流側の開口部に接続された第１集合２次流路と、複数の前記第２モジュールにより形成された前記１次流路の下流側の開口部に接続された第２集合２次流路とを含んでいる請求項４又は５に記載の気流分級装置。
【請求項７】
前記１次流路の前記下流側の開口部において、隣り合う前記集合２次流路の間となる部分に、前記１次流路の流路面積を狭めるスペーサが設けられている請求項４又は５に記載の気流分級装置。
【請求項８】
前記１次流路モジュールは、多孔質材料により形成されている請求項４〜７のいずれか１項に記載の気流分級装置。
【請求項９】
前記１次流路モジュールは、繊維状の材料からなるシートにより形成されている請求項４〜８のいずれか１項に記載の気流分級装置。
【請求項１０】
前記１次流路モジュールには、前記１次流路の上流側の開口部が前記粉体の飛行方向に対して斜めに切り欠かれた切欠部が形成されている請求項４〜９のいずれか１項に記載の気流分級装置。
【請求項１１】
請求項４〜１０のいずれか１項に記載の気流分級装置に用いられる、扇形の箱状に形成された前記１次流路モジュールであることを特徴とする１次流路モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気流に含まれる粉体を分級する気流分級装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の気流分級装置において、コアンダ効果を利用して気流に含まれる粉体を、気体吹出口に近い側から順に形成された微粉体流路、細粉体流路、及び粗粉体流路に分級するものがある（特許文献１参照）。分級とは、粉体を粒子の大きさに応じてグループに分けることである。特許文献１に記載のものでは、微粉体流路、細粉体流路、及び粗粉体流路を、それぞれ一定の形状にしている。
【０００３】
また、この種の気流分級装置において、微粉体流路の入口と細粉体流路の入口との間、及び細粉体流路の入口と粗粉体流路の入口との間に、それぞれ可動式の分級エッジを設けたものがある（特許文献２参照）。特許文献２に記載のものでは、分級エッジの角度を調節することにより、それぞれの流路に取り込まれる粉体の粒径を調節している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３５０９６５号公報
【特許文献２】特許第３０５４８８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載のものでは、微粉体流路、細粉体流路、及び粗粉体流路の形状が一定であるため、所望の粒径の粉体が例えば細粉体流路に取り込まれるように分級しようとしても、分級精度を向上させることが困難である。
【０００６】
また、特許文献２に記載のものでは、分級エッジの可動部に隙間が生じることが避けられず、その隙間を粉体が通り抜けるため、分級精度が低下することが避けられない。
【０００７】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、気流に含まれる粉体をより精密に分級することのできる気流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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用した。
【０００９】
第１の手段は、
偏向壁により生じるコアンダ効果に基づく粉体の飛行軌跡の差を利用して、気流に含まれる粉体を分級する気流分級装置であって、
前記偏向壁に隣接する位置から、前記偏向壁から離れる方向へ、それぞれの上流側の開口部が隣接して並ぶように設けられた複数の１次流路と、
隣接して並ぶ複数の前記１次流路の下流側の開口部に接続されることで、前記隣接して並ぶ複数の１次流路を集合させた複数の集合２次流路と、
を備えていることを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、気流分級装置では、偏向壁により生じるコアンダ効果に基づく粉体の飛行軌跡の差を利用して、気流に含まれる粉体が分級される。
【００１１】
ここで、偏向壁に隣接する位置から、偏向壁から離れる方向へ、それぞれの上流側の開口部が隣接して並ぶように複数の１次流路が設けられている。このため、気流に含まれる粉体は、コアンダ効果により粒径に応じて、偏向壁に隣接する位置から、偏向壁から離れる方向へ隣接して並ぶ上流側の開口部へそれぞれ飛行する。そして、それぞれの上流側の開口部からそれぞれの１次流路へ粉体が取り込まれる。
【００１２】
さらに、気流分級装置は、隣接して並ぶ複数の１次流路の下流側の開口部に接続された集合２次流路を、複数備えている。集合２次流路は、隣接して並ぶ複数の１次流路を集合させている。このため、細分化した複数の１次流路に粉体を分級し、隣接して並ぶ複数の１次流路を集合２次流路で適宜接続して、複数の集合２次流路に粉体を分級することができる。したがって、分級エッジ等の可動部を不要としつつ、粉体の分級精度を向上させることができ、粉体をより精密に分級することができる。
【００１３】
第２の手段では、隣り合う前記集合２次流路にそれぞれ接続された複数の前記１次流路に挟まれた１つの前記１次流路に接続され、前記隣り合う前記集合２次流路に接続されていない峡間２次流路を備えている。
【００１４】
細分化した複数の１次流路では互いに隣接する１次流路に、粒径差の小さい粉体が取り込まれたり、粒径の大小が逆転した粉体が取り込まれたりするおそれがある。ここで、２つの集合２次流路が互いに隣接しているとする。その場合に、一方の集合２次流路に接続された複数の１次流路のうち最も他方の集合２次流路に近い１次流路と、他方の集合２次流路に接続された複数の１次流路のうち最も一方の集合２次流路に近い１次流路とでも、同様のことが起こり得る。このため、互いに隣接する２つの集合２次流路において、粉体の分級精度が低下するおそれがある。
【００１５】
この点、上記構成によれば、気流分級装置は、隣り合う集合２次流路にそれぞれ接続された複数の１次流路に挟まれた１つの１次流路に接続され、隣り合う集合２次流路に接続されていない峡間２次流路を備えている。このため、一方の集合２次流路に分級されるべき粒径の粉体と、他方の集合２次流路に分級されるべき粒径の粉体との双方を取り込み易い１次流路を、峡間２次流路に接続して隣り合う集合２次流路から分離することができる。したがって、隣り合う集合２次流路において、粉体の分級精度が低下することを抑制することができる。
【００１６】
第３の手段では、前記偏向壁よりも上流の前記気流の流路に前記峡間２次流路を接続する再分級流路を備えている。
【００１７】
上記構成によれば、再分級流路により、偏向壁よりも上流の気流の流路に峡間２次流路が接続されている。このため、一度目に峡間２次流路に取り込まれた粉体が、再分級流路を介して自動的に、分級する粉体を含む気流に戻される。このため、粉体の分級精度が低下することを抑制しつつ、粉体の有効利用を容易化することができる。
【００１８】
第４の手段では、前記峡間２次流路を複数備えており、前記複数の峡間２次流路を集合させた集合３次流路を備えている。
【００１９】
上記構成によれば、複数の峡間２次流路が集合３次流路により集合させられるため、複数の峡間２次流路に分級された粉体を回収する流路を、効率的に形成することができる。さらに、複数の峡間２次流路に分級された粉体を集合３次流路に集めることで、それらの粉体を再度分級することも容易となる。
【００２０】
第５の手段では、前記１次流路をそれぞれ形成する１次流路モジュールを複数備えており、複数の前記１次流路モジュールが隣接して並べられることで、前記複数の１次流路が形成されている。
【００２１】
上記構成によれば、１次流路は１次流路モジュールによりそれぞれ形成されている。そして、複数の１次流路モジュールが隣接して並べられることで、複数の１次流路が形成されている。このため、一部の１次流路が損傷したとしても、損傷した１次流路を形成する１次流路モジュールを取り換えることで、１次流路を容易に再形成することができる。その結果、気流分級装置のメンテナンス性を向上させることができる。
【００２２】
第６の手段では、複数の前記１次流路モジュールには、互いに径の等しい円弧状の凹部がそれぞれ形成されており、複数の前記１次流路モジュールのそれぞれの前記円弧状の凹部に嵌合する円弧状部を有する嵌合部材を備えている。
【００２３】
上記構成によれば、複数の１次流路モジュールには、互いに径の等しい円弧状の凹部がそれぞれ形成されている。そして、嵌合部材は、複数の１次流路モジュールのそれぞれの円弧状の凹部に嵌合する円弧状部を有している。このため、それぞれの１次流路モジュールの円弧状の凹部を、嵌合部材の円弧状部に嵌合させることで、気流分級装置に１次流路モジュールを容易に組み付けることができる。
【００２４】
第７の手段では、複数の前記１次流路モジュールは、前記１次流路が前記上流側の開口部から前記下流側の開口部まで、直線形状である直線モジュールと、第１方向に曲がる形状である第１モジュールと、第２方向に曲がる形状である第２モジュールとを含んでおり、前記複数の集合２次流路は、複数の前記直線モジュールにより形成された前記１次流路の下流側の開口部に接続された所定集合２次流路と、複数の前記第１モジュールにより形成された前記１次流路の下流側の開口部に接続された第１集合２次流路と、複数の前記第２モジュールにより形成された前記１次流路の下流側の開口部に接続された第２集合２次流路とを含んでいる。
【００２５】
上記構成によれば、複数の１次流路モジュールは、直線モジュールと第１モジュールと第２モジュールとを含んでいる。直線モジュールは、１次流路が上流側の開口部から下流側の開口部まで直線形状である。第１モジュールは、１次流路が上流側の開口部から下流側の開口部まで第１方向に曲がる形状である。第２モジュールは、１次流路が上流側の開口部から下流側の開口部まで第２方向に曲がる形状である。
【００２６】
そして、所定集合２次流路は、複数の直線モジュールにより形成された１次流路の下流側の開口部に接続されている。第１集合２次流路は、複数の第１モジュールにより形成された１次流路の下流側の開口部に接続されている。第２集合２次流路は、複数の第２モジュールにより形成された１次流路の下流側の開口部に接続されている。このため、直線モジュールの１次流路に所定集合２次流路を接続する位置に対して、第１モジュールの１次流路に第１集合２次流路を接続する位置を第１方向にずらすことができ、第２モジュールの１次流路に第２集合２次流路を接続する位置を第２方向にずらすことができる。したがって、１次流路と集合２次流路との接続部に、ガスケット等を設けるスペースを確保することが容易になる。
【００２７】
第８の手段では、前記１次流路の前記下流側の開口部において、隣り合う前記集合２次流路の間となる部分に、前記１次流路の流路面積を狭めるスペーサが設けられている。
【００２８】
上記構成によれば、１次流路の下流側の開口部において、隣り合う集合２次流路の間となる部分に、１次流路の流路面積を狭めるスペーサが設けられている。このため、それぞれの集合２次流路を接続する位置を異なる方向へ互いにずらさなくても、ガスケット等を設けるスペースをスペーサにより確保することができる。したがって、１次流路モジュールの構成を簡素化することができる。
【００２９】
第９の手段では、前記１次流路モジュールは、多孔質材料により形成されている。
【００３０】
上記構成によれば、１次流路モジュールは、多孔質材料により形成されているため、１次流路の上流側の開口部において多孔質材料に粉体が吸着しやすくなる。したがって、粉体がダイアモンド等の硬度が高い原料であったとしても、多孔質材料に吸着した粉体自身により、粉体が衝突することによる１次流路モジュールの摩耗を抑制することができる。
【００３１】
第１０の手段では、前記１次流路モジュールは、繊維状の材料からなるシートにより形成されている。
【００３２】
上記構成によれば、１次流路モジュールは、繊維状の材料からなるシートにより形成されているため、簡易かつ低コストで製造することができる。その結果、１次流路モジュールを消耗品として、頻繁に取り換えることが可能となる。
【００３３】
第１１の手段では、前記１次流路モジュールには、前記１次流路の上流側の開口部が前記粉体の飛行方向に対して斜めに切り欠かれた切欠部が形成されている。
【００３４】
上記構成によれば、１次流路モジュールには、１次流路の上流側の開口部が粉体の飛行方向に対して斜めに切り欠かれた切欠部が形成されている。このため、開口部の切欠部に粉体が斜めに衝突するようになり、開口部に粉体が垂直に衝突する構成と比較して、粉体が衝突する衝撃を緩和することができる。その結果、粉体の衝突による１次流路モジュールの摩耗を抑制することができる。
【００３５】
第１２の手段は、１次流路モジュールであって、第５〜第１１のいずれか１つの手段の気流分級装置に用いられる前記１次流路モジュールであることを特徴する。
【００３６】
上記構成によれば、第５〜第１１のいずれか１つの手段の１次流路モジュールと、同様の作用効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】第１実施形態の気流分級装置の斜視図。
【図２】図１の気流分級装置の内部を示す斜視図。
【図３】直線モジュールの斜視図。
【図４】第１モジュールの斜視図。
【図５】第２モジュールの斜視図。
【図６】第３モジュールの斜視図。
【図７】２次流路及び集合３次流路の斜視図。
【図８】峡間２次流路及び集合３次流路の斜視図。
【図９】第２実施形態の気流分級装置の斜視図。
【図１０】図９の気流分級装置の内部を示す斜視図。
【図１１】直線モジュールの斜視図。
【図１２】第１モジュールの斜視図。
【図１３】図９の気流分級装置の２次流路部材を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
（第１実施形態）
以下、溶射用のアルミナ粉体を分級する気流分級装置に具現化した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００３９】
図１に示すように、気流分級装置１０は、第１本体２１、第２本体２２、第１流路部材３１、第２流路部材３３、コアンダ部材３５、多数の１次流路モジュール４０，５０，６０，７０、複数の２次流路モジュール８０，８５，９０，９５（図７参照）、第１円環部材３７、第２円環部材３９等を備えている。なお、本実施形態では、第１円環部材３７が上側となり第２円環部材３９が下側となるように、気流分級装置１０を配置した場合を例に説明する。ただし、気流分級装置１０の配置方向はこれに限らない。
【００４０】
第１本体２１及び第２本体２２は、金属等により、扇形の板状に形成されている。第１本体２１と第２本体２２とは、扇形の半径及び中心角が互いに等しくなっている。扇形の中心角は、１８０°よりも大きくなっている。
【００４１】
図２は、図１の気流分級装置１０の内部を示す斜視図である。第１本体２１（図２では省略）と第２本体２２との間には、第１流路部材３１、第２流路部材３３、コアンダ部材３５が取り付けられている。第１流路部材３１及びコアンダ部材３５は、金属等により、扇形の板状に形成されている。第２流路部材３３は、金属等により、半円形（扇形）の板状に形成されている。第１流路部材３１、第２流路部材３３、及びコアンダ部材３５の厚みは等しくなっている。
【００４２】
第１流路部材３１と第２流路部材３３とは、所定の間隔をあけて配置されている。第１流路部材３１、第２流路部材３３、第１本体２１、及び第２本体２２により区画された空間が、気体の流通する主流路３２となっている。主流路３２は、直線状の流路になっている。
【００４３】
第１流路部材３１とコアンダ部材３５とは、所定の間隔をあけて配置されている。第１流路部材３１、コアンダ部材３５、第１本体２１、及び第２本体２２により区画された空間が、原料の粉体を含む気体の流通する原料流路３４となっている。原料流路３４は、直線状の流路になっている。原料流路３４は、主流路３２に接続している。コアンダ部材３５において、原料流路３４と主流路３２との接続部に対面する部分は、コアンダ効果を生じさせる偏向壁３５ａとなっている。偏向壁３５ａの外周面は、円筒状の曲面になっている。
【００４４】
１次流路モジュール４０，５０，６０，７０は、小さい中心角を有する扇形の箱状に形成されている。１次流路モジュール４０，５０，６０，７０は、偏向壁３５ａに隣接する位置から、偏向壁３５ａから離れる方向へ、それぞれの上流側の開口部が隣接して並ぶように設けられた複数の１次流路を形成している。すなわち、複数の１次流路モジュール４０，５０，６０，７０が隣接して並べられることで、複数の１次流路が形成されている。１次流路モジュール４０，５０，６０，７０は、多孔質材料、詳しくは紙（繊維状の材料からなるシート）により形成されている。
【００４５】
１次流路モジュール４０，５０，６０，７０には、互いに径の等しい円弧状の凹部４１，５１，６１，７１がそれぞれ形成されている。凹部４１，５１，６１，７１は、１次流路モジュール４０，５０，６０，７０の高さ方向（円環部材３７，３９により挟まれる方向）の両端部にそれぞれ形成されている。図１に示すように、上下の凹部４１，５１，６１，７１には、第１円環部材３７及び第２円環部材３９（嵌合部材に相当）の円弧状部３７ａ，３９ａがそれぞれ嵌合している。１次流路モジュール４０，５０，６０，７０の扇形の先端部には、円柱状の中心部材３８が取り付けられている。中心部材３８は、偏向壁３５ａの上方を覆って原料流路３４及び主流路３２をシールしている。
【００４６】
図３は、１次流路モジュール４０，５０，６０，７０のうち、直線モジュール４０を示す斜視図である。なお、図３では、直線モジュール４０の１次流路４２を形成する手前側の壁を省略して示している。１次流路４２の上流側の開口部４３及び下流側の開口部４４は、直線モジュール４０の高さ方向の中間部に形成されている。直線モジュール４０には、１次流路４２が、上流側の開口部４３から下流側の開口部４４まで直線形状に形成されている。直線モジュール４０には、１次流路４２の上流側の開口部４３が粉体の飛行方向に対して斜めに切り欠かれた切欠部４３ａが形成されている。切欠部４３ａは、直線モジュール４０の高さ方向において、１次流路４２の中央側ほど大きく切り欠かれている。直線モジュール４０の１次流路４２を形成する手前側の壁及び奥側の壁は、アラミド紙（アラミド繊維シート）により形成されている。直線モジュール４０のその他の扇形部分は、普通紙により形成されている。扇形部分は、普通紙により直方体形状に形成された後にプレス加工されることにより、扇形に成形されている。このため、扇形部分では、扇形の先端（１次流路４２の上流側の開口部４３）に近い部分ほど、圧縮されて密度が高くなり強度が向上している。そして、１次流路４２を形成する手前側の壁及び奥側の壁に、上下の扇形部分が貼り付け（取り付け）られて、直線モジュール４０が形成されている。１次流路モジュール５０，６０，７０も、１次流路モジュール４０と同様に形成されている。
【００４７】
図４は、１次流路モジュール４０，５０，６０，７０のうち、第１モジュール５０を示す斜視図である。なお、図４では、第１モジュール５０の１次流路５２を形成する手前側の壁を省略して示している。１次流路５２の上流側の開口部５３は第１モジュール５０の高さ方向の中間部に形成されており、下流側の開口部５４は第１モジュール５０の高さ方向の一端部（上部）に形成されている。第１モジュール５０には、１次流路５２が、上流側の開口部５３から下流側の開口部５４まで上方向（第１方向）に曲がる形状に形成されている。第１モジュール５０には、直線モジュール４０の切欠部４３ａと同様の切欠部５３ａが形成されている。
【００４８】
図５は、１次流路モジュール４０，５０，６０，７０のうち、第２モジュール６０を示す斜視図である。なお、図５では、第２モジュール６０の１次流路６２を形成する手前側の壁を省略して示している。１次流路６２の上流側の開口部６３は第２モジュール６０の高さ方向の中間部に形成されており、下流側の開口部６４は第２モジュール６０の高さ方向の中央寄りの下部に形成されている。第２モジュール６０には、１次流路６２が、上流側の開口部６３から下流側の開口部６４まで下方向（第２方向）に曲がる形状に形成されている。第２モジュール６０には、直線モジュール４０の切欠部４３ａと同様の切欠部６３ａが形成されている。
【００４９】
図６は、１次流路モジュール４０，５０，６０，７０のうち、第３モジュール７０を示す斜視図である。なお、図６では、第３モジュール７０の１次流路７２を形成する手前側の壁を省略して示している。１次流路７２の上流側の開口部７３は第３モジュール７０の高さ方向の中間部に形成されており、下流側の開口部７４は第３モジュール７０の高さ方向の一端部（下部）に形成されている。第３モジュール７０には、１次流路７２が、上流側の開口部７３から下流側の開口部７４まで下方向（第３方向）に曲がる形状に形成されている。第３モジュール７０には、直線モジュール４０の切欠部４３ａと同様の切欠部７３ａが形成されている。
【００５０】
図７に示すように、積み重ねられた２次流路モジュール８０，８５，９０，９５により、２次流路８１，８６，９１，９６〜９８が形成されている。２次流路モジュール８０，８５，９０，９５は、普通紙により、扇形の箱状に形成されている。２次流路モジュール８０，８５，９０，９５の扇形の中心角は、全ての１次流路モジュール４０，５０，６０，７０の扇形の中心角の合計と等しくなっている。
【００５１】
２次流路８１は、一端が２次流路モジュール８０の内径側の側面に開口し、２次流路モジュール８０，８５を上方向（高さ方向）へ貫通して、他端が２次流路モジュール８５の上面に開口している。２次流路８６は、一端が２次流路モジュール８５の内径側の側面に開口し、２次流路モジュール８５を上方向へ貫通して、他端が２次流路モジュール８５の上面に開口している。２次流路９１は、一端が２次流路モジュール９０の内径側の側面に開口し、２次流路モジュール９０，８０，８５を上方向へ貫通して、他端が２次流路モジュール８５の上面に開口している。
【００５２】
図８に示すように、２次流路９６〜９８はそれぞれ、一端が２次流路モジュール９５の内径側の側面に開口し、２次流路モジュール９５内で左方向（周方向）へ曲がって、３次流路９９に接続している。すなわち、３次流路９９（集合３次流路に相当）は、複数の２次流路９６〜９８を集合させている。
【００５３】
そして、図１に示すように、１次流路モジュール４０，５０，６０，７０により形成された１次流路４２，５２，６２，７２には、図７に示すように、２次流路モジュール８０，８５，９０，９５により形成された２次流路８１，８６，９１，９６〜９８がそれぞれ接続されている。すなわち、２次流路８１，８６，９１（集合２次流路に相当）は、隣接して並ぶ複数の１次流路４２，５２，６２の下流側の開口部４４，５４，６４に接続されることで、隣接して並ぶ複数の１次流路４２，５２，６２を集合させている。また、２次流路９６〜９８（峡間２次流路に相当）は、隣り合う２次流路９１，８１，８６にそれぞれ接続された複数の１次流路６２，４２，５２に挟まれた１つの１次流路７２に接続され、隣り合う集合２次流路９１，８１，８６に接続されていない。
【００５４】
詳しくは、２次流路８１（所定集合２次流路に相当）は、複数の直線モジュール４０により形成された１次流路４２の下流側の開口部４４に接続されている。２次流路８６（第１集合２次流路に相当）は、複数の第１モジュール５０により形成された１次流路５２の下流側の開口部５４に接続されている。２次流路９１（第２集合２次流路に相当）は、複数の第２モジュール６０により形成された１次流路６２の下流側の開口部６４に接続されている。２次流路９６〜９８は、第３モジュール７０により形成された１次流路７２の下流側の開口部７４にそれぞれ接続されている。
【００５５】
１次流路４２，５２，６２，７２と２次流路８１，８６，９１，９６〜９８とは、それぞれガスケット（シール部材）を介して接続されている。ここで、１次流路４２，５２，６２，７２の下流側の開口部４４，５４，６４，７４の高さ方向の位置は、隣り合う開口部において互いにずれている。例えば、開口部６４の高さ方向の位置と、開口部７４の高さ方向の位置とはずれている。開口部７４の高さ方向の位置と、開口部４４の高さ方向の位置とはずれている。なお、第２モジュール６０と直線モジュール４０との間の第３モジュール７０を省略することもでき、その場合であっても開口部６４の高さ方向の位置と、開口部４４の高さ方向の位置とはずれている。したがって、１次流路４２，５２，６２，７２と２次流路８１，８６，９１，９６〜９８との接続部に設けられるガスケットが、互いに干渉することを抑制することができる。
【００５６】
図示は省略するが、上述した構成を備える気流分級装置１０において、主流路３２の上流側の端部は、空気を流入させる流入管に接続されている。原料流路３４は、原料の粉体を分散させた空気を供給する供給管に接続されている。供給管から空気を供給する方法としては、下流側からの吸引力を利用して供給する方法、空気を噴射する機構により供給する方法、上流側から空気を加圧して供給する方法等を採用することができる。
【００５７】
主流路３２の下流側の端部は、空気を流出させる流出管に接続されている。２次流路９１は、粒径が微小な微粉体を取り込む微粉体管に接続されている。２次流路８１は、粒径が小さい細粉体を取り込む細粉体管に接続されている。２次流路８６は、粒径が粗い粗粉体を取り込む粗粉体管に接続されている。これらの粉体管はそれぞれ、サイクロンを介してブロワに接続されている。サイクロンは、気体中に含まれる粉体を捕集する。ブロワは、空気を外部へ排出することで、粉体管の内部の空気を吸引する。
【００５８】
次に、気流分級装置１０により、原料の粉体を分級する動作について説明する。
【００５９】
上記ブロワを作動させると、上記粉体管を介してそれぞれ空気が吸引される。その結果、上記流入管、主流路３２、１次流路４２，５２，６２，７２、２次流路８１，８６，９１，９６〜９８（３次流路９９）の順に流れる気流が形成される。また、上記供給管及び原料流路３４を介して、原料の粉体を分散させた空気が気流内へ供給される。
【００６０】
そして、偏向壁３５ａにより生じるコアンダ効果に基づく粉体の飛行軌跡の差を利用して、気流に含まれる粉体が分級される。コアンダ効果とは、流体の近くに湾曲した壁があると、流体の吹き出す方向と壁の方向とが離れていても、壁の曲面に沿った方向へ流体が流れようする現象である。このコアンダ効果と粉体の質量と気流の粘性の作用により、質量の小さい粉体（比重が同一であれば粒径の小さい粉体）ほど、偏向壁３５ａに近い１次流路へ分級される。
【００６１】
ここで、第２モジュール６０の１次流路６２へ主に微粉体が分級され、直線モジュール４０の１次流路４２へ主に細粉体が分級され、第１モジュール５０の１次流路５２へ主に粗粉体が分級されるように、第２モジュール６０，直線モジュール４０，第１モジュール５０の数がそれぞれ設定されている。このため、複数の１次流路６２に接続された２次流路９１に微粉体が分級され、複数の１次流路４２に接続された２次流路８１に細粉体が分級され、複数の１次流路５２に接続された２次流路８６に粗粉体が分級される。すなわち、分級する粉体の種類や、分級したい粉体の粒径に応じて、第２モジュール６０，直線モジュール４０，第１モジュール５０の組み合わせや数を任意に変更することができる。
【００６２】
ただし、細分化した複数の１次流路６２，４２，５２では互いに隣接する１次流路に、粒径差の小さい粉体が取り込まれたり、粒径の大小が逆転した粉体が取り込まれたりするおそれがある。例えば、第２モジュール６０と直線モジュール４０との間に第３モジュール７０がなく、第２モジュール６０と直線モジュール４０とが隣接しているとする。その場合に、２次流路９１に接続された複数の１次流路６２のうち最も２次流路８１に近い１次流路６２と、２次流路８１に接続された複数の１次流路４２のうち最も２次流路９１に近い１次流路４２とで、上記の問題が生じる。このため、互いに隣接する２つの２次流路９１，８１において、粉体の分級精度が低下するおそれがある。
【００６３】
そこで、本実施形態では、第２モジュール６０と直線モジュール４０との間に、第３モジュール７０が設けられている。第３モジュール７０の１次流路７２は、２次流路９６〜９８に接続され、２次流路９１，８１，８６に接続されていない。そして、２次流路９６〜９８に分級された粉体は、３次流路９９に集められる。３次流路９９に集められた粉体は、原料の粉体として再度使用される。
【００６４】
粉体の分級が長時間行われると、１次流路モジュール４０，５０，６０，７０の上流側の開口部４３，５３，６３，７３が粉体の衝突により摩耗するおそれがある。本実施形態では、１次流路モジュール４０，５０，６０，７０は、多孔質材料の紙により形成されている。このため、開口部４３，５３，６３，７３の粉体が衝突する部分に、粉体が吸着する。粉体が吸着した部分では、飛行してきた粉体が、吸着した粉体に衝突するようになる。したがって、開口部４３，５３，６３，７３への粉体の衝突が抑制される。
【００６５】
さらに、本実施形態では、開口部４３，５３，６３，７３には、切欠部４３ａ，５３ａ，６３ａ，７３ａが形成されている。仮に、開口部４３，５３，６３，７３に切欠部４３ａ，５３ａ，６３ａ，７３ａが形成されていない場合は、開口部４３，５３，６３，７３の端部に、粉体が垂直に衝突する。これに対して、本実施形態では、開口部４３，５３，６３，７３の切欠部４３ａ，５３ａ，６３ａ，７３ａに、粉体が斜めに衝突する。このため、開口部４３，５３，６３，７３に粉体が衝突する衝撃が緩和される。
【００６６】
以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。
【００６７】
・偏向壁３５ａに隣接する位置から、偏向壁３５ａから離れる方向へ、それぞれの上流側の開口部６３，７３，４３，７３，５３，７３が隣接して並ぶように複数の１次流路６２，７２，４２，７２，５２，７２が設けられている。このため、気流に含まれる粉体は、コアンダ効果により粒径に応じて、偏向壁３５ａに隣接する位置から、偏向壁３５ａから離れる方向へ隣接して並ぶ上流側の開口部６３，７３，４３，７３，５３，７３へそれぞれ飛行する。そして、それぞれの上流側の開口部６３，７３，４３，７３，５３，７３からそれぞれの１次流路６２，７２，４２，７２，５２，７２へ粉体が取り込まれる。さらに、気流分級装置１０は、隣接して並ぶ複数の１次流路４２，５２，６２の下流側の開口部４４，５４，６４に接続された２次流路８１，８６，９１を備えている。２次流路８１，８６，９１は、隣接して並ぶ複数の１次流路４２，５２，６２をそれぞれ集合させている。このため、細分化した複数の１次流路４２，５２，６２に粉体を分級し、隣接して並ぶ複数の１次流路４２，５２，６２を２次流路８１，８６，９１で適宜接続して、複数の２次流路８１，８６，９１に粉体を分級することができる。したがって、分級エッジ等の可動部を不要としつつ、粉体の分級精度を向上させることができ、粉体をより精密に分級することができる。
【００６８】
・気流分級装置１０は、隣り合う２次流路８１，８６，９１にそれぞれ接続された複数の１次流路４２，５２，６２に挟まれた１つの１次流路７２に接続され、隣り合う２次流路８１，８６，９１に接続されていない２次流路９６〜９８を備えている。このため、例えば２次流路９１に分級されるべき粒径の粉体と、２次流路８１に分級されるべき粒径の粉体との双方を取り込み易い１次流路７２を、２次流路９６に接続して隣り合う２次流路９１，８１から分離することができる。したがって、隣り合う２次流路９１，８１において、粉体の分級精度が低下することを抑制することができる。
【００６９】
・２次流路９６〜９８が３次流路９９により集合させられるため、２次流路９６〜９８に分級された粉体を回収する流路を、効率的に形成することができる。さらに、２次流路９６〜９８に分級された粉体を３次流路９９に集めることで、それらの粉体を再度分級することも容易となる。
【００７０】
・１次流路４２，５２，６２，７２は１次流路モジュール４０，５０，６０，７０によりそれぞれ形成されている。そして、１次流路モジュール４０，５０，６０，７０が隣接して並べられることで、１次流路４２，５２，６２，７２が形成されている。このため、一部の１次流路が損傷したとしても、損傷した１次流路を形成する１次流路モジュールを取り換えることで、１次流路を容易に再形成することができる。その結果、気流分級装置１０のメンテナンス性を向上させることができる。
【００７１】
・１次流路モジュール４０，５０，６０，７０には、互いに径の等しい円弧状の凹部４１，５１，６１，７１がそれぞれ形成されている。そして、円環部材３７，３９は、１次流路モジュール４０，５０，６０，７０のそれぞれの円弧状の凹部４１，５１，６１，７１に嵌合する円弧状部３７ａ，３９ａを有している。このため、それぞれの１次流路モジュール４０，５０，６０，７０の円弧状の凹部４１，５１，６１，７１を、円環部材３７，３９の円弧状部３７ａ，３９ａに嵌合させることで、気流分級装置１０に１次流路モジュール４０，５０，６０，７０を容易に組み付けることができる。
【００７２】
・２次流路８１は、複数の直線モジュール４０により形成された１次流路４２の下流側の開口部４４に接続されている。２次流路８６は、複数の第１モジュール５０により形成された１次流路５２の下流側の開口部５４に接続されている。２次流路９１は、複数の第２モジュール６０により形成された１次流路６２の下流側の開口部６４に接続されている。このため、直線モジュール４０の１次流路４２に２次流路８１を接続する位置に対して、第１モジュール５０の１次流路５２に２次流路８６を接続する位置を上方向にずらすことができ、第２モジュール６０の１次流路６２に２次流路９１を接続する位置を下方向にずらすことができる。したがって、１次流路４２，５２，６２と２次流路８１，８６，９１との接続部に、ガスケット等を設けるスペースを確保することが容易になる。
【００７３】
・１次流路モジュール４０，５０，６０，７０は、多孔質材料の紙により形成されているため、１次流路４２，５２，６２，７２の上流側の開口部４３，５３，６３，７３において多孔質材料に粉体が吸着しやすくなる。したがって、粉体が硬度の高いアルミナであったとしても、多孔質材料に吸着したアルミナの粉体自身により、アルミナの粉体が衝突することによる１次流路モジュール４０，５０，６０，７０の摩耗を抑制することができる。
【００７４】
・１次流路モジュール４０，５０，６０，７０は、繊維状の材料からなる紙により形成されているため、簡易かつ低コストで製造することができる。その結果、１次流路モジュール４０，５０，６０，７０を消耗品として、頻繁に取り換えることが可能となる。
【００７５】
・１次流路モジュール４０，５０，６０，７０には、１次流路４２，５２，６２，７２の上流側の開口部４３，５３，６３，７３が粉体の飛行方向に対して斜めに切り欠かれた切欠部４３ａ，５３ａ，６３ａ，７３ａが形成されている。このため、開口部４３，５３，６３，７３の切欠部４３ａ，５３ａ，６３ａ，７３ａに粉体が斜めに衝突するようになり、開口部４３，５３，６３，７３に粉体が垂直に衝突する構成と比較して、粉体が衝突する衝撃を緩和することができる。その結果、粉体の衝突による１次流路モジュール４０，５０，６０，７０の摩耗を抑制することができる。
【００７６】
なお、上記第１実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。
【００７７】
・切欠部４３ａ，５３ａ，６３ａ，７３ａの形状を変更したり、切欠部４３ａ，５３ａ，６３ａ，７３ａが形成されないようにしたりすることもできる。
【００７８】
・上記実施形態では、直線モジュール４０の１次流路４２を上流側の開口部４３から下流側の開口部４４まで直線形状とし、第１モジュール５０の１次流路５２を上流側の開口部５３から下流側の開口部５４まで上方向に曲がる形状とし、第２モジュール６０の１次流路６２を上流側の開口部６３から下流側の開口部６４まで下方向に曲がる形状とした。しかしながら、第１モジュール５０の１次流路５２を上流側の開口部５３から下流側の開口部５４まで下方向に曲がる形状とし、第２モジュール６０の１次流路６２を上流側の開口部６３から下流側の開口部６４まで上方向に曲がる形状としてもよい。また、第１モジュール５０の１次流路５２を、上流側の開口部５３から下流側の開口部５４まで直線モジュール４０から離れる方向（右方向、第１方向に相当）に曲がる形状とし、第２モジュール６０の１次流路６２を、上流側の開口部６３から下流側の開口部６４まで直線モジュール４０から離れる方向（左方向、第２方向に相当）に曲がる形状としてもよい。
【００７９】
・１次流路４２，５２，６２，７２を、それぞれ１次流路モジュール４０，５０，６０，７０により形成するのではなく、一体の部材により形成することもできる。
【００８０】
・２次流路９６〜９８を３次流路９９により集合させず、個別に吸引してもよい。
【００８１】
・気流分級装置１０が、原料流路３４又は主流路３２（偏向壁３５ａよりも上流の気流の通路）に２次流路９６〜９８を接続する再分級流路を備えていてもよい。こうした構成によれば、一度目に２次流路９６〜９８に取り込まれた粉体が、再分級流路を介して自動的に、分級する粉体を含む気流に戻される。このため、粉体の分級精度が低下することを抑制しつつ、粉体の有効利用を容易化することができる。
【００８２】
（第２実施形態）
以下、気流分級装置の第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に説明する。第２実施形態では、２次流路モジュール８０，８５，９０，９５が設けられておらず、１次流路モジュールは直線モジュール４０、直線モジュール４０Ａ、及び第１モジュール５０により構成されている。なお、第１実施形態と同一の部材については、第１実施形態と同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００８３】
図９は本実施形態の気流分級装置１１０の斜視図であり、図１０は図９の気流分級装置１１０の内部を示す斜視図である。
【００８４】
気流分級装置１１０は、１次流路モジュール４０，４０Ａ，５０を備えている。１次流路モジュール４０，４０Ａ，５０は、偏向壁３５ａに隣接する位置から、偏向壁３５ａから離れる方向へ、それぞれの上流側の開口部が隣接して並ぶように設けられた複数の１次流路を形成している。すなわち、複数の１次流路モジュール４０，４０Ａ，５０が隣接して並べられることで、複数の１次流路が形成されている。
【００８５】
詳しくは、偏向壁３５ａに隣接する位置から、偏向壁３５ａから離れる方向へ順に、１つの直線モジュール４０Ａ、２つの直線モジュール４０、１つの直線モジュール４０Ａ（上下反転）、１つの第１モジュール５０、１つの直線モジュール４０Ａ、１つの直線モジュール４０、１つの直線モジュール４０Ａ（上下反転）、１つの直線モジュール４０Ａ、３つの直線モジュール４０、１つの直線モジュール４０Ａ（上下反転）が隣接して並ぶように設けられている。
【００８６】
本実施形態の直線モジュール４０は、切欠部４３ａが形成されていない点が、第１実施形態の直線モジュール４０と相違しており、その他の構成は第１実施形態の直線モジュール４０と同一である。
【００８７】
図１１は、直線モジュール４０Ａの斜視図である。なお、図１１では、直線モジュール４０Ａの１次流路４２を形成する手前側の壁を省略して示している。直線モジュール４０Ａは、スペーサ４５を備えている点、及び切欠部４３ａが形成されていない点が、第１実施形態の直線モジュール４０と相違しており、その他の構成は第１実施形態の直線モジュール４０と同一である。すなわち、直線モジュール４０Ａは、本実施形態の直線モジュール４０にスペーサ４５を加えた構成である。
【００８８】
スペーサ４５は、普通紙により、三角柱状（板状）に形成されている。スペーサ４５は、直線モジュール４０Ａの１次流路４２において下流側の端部に取り付けられている。スペーサ４５の厚みは、１次流路４２の下流側ほど厚くなっている。すなわち、スペーサ４５は、１次流路４２の下流側の開口部４４において、１次流路４２の流路面積を狭めている。
【００８９】
図１２は、本実施形態の第１モジュール５０の斜視図である。本実施形態の第１モジュール５０は、切欠部５３ａが形成されていない点が、第１実施形態の第１モジュール５０と相違しており、その他の構成は第１実施形態の第１モジュール５０と同一である。
【００９０】
図１３は、図９の気流分級装置１１０の２次流路部材１８０，１８５、１９０，１９５を示す斜視図である。２次流路部材１８０，１８５、１９０，１９５は、それぞれ２次流路１８１，１８６，１９１，１９６を形成している。
【００９１】
図９を併せて参照して、コアンダ部材３５に近い側から順に、１次流路と２次流路との接続を説明する。コアンダ部材３５に最も近い（図９，１３では最も右側の）４つの１次流路モジュール４０Ａ，４０，４０，４０Ａの１次流路４２は、ガスケット（シール部材）を介して２次流路部材１９０の２次流路１９１（集合２次流路に相当）に接続されている。第１モジュール５０の１次流路５２は、ガスケットを介して２次流路部材１９５の２次流路１９６（峡間２次流路に相当）に接続されている。第１モジュール５０に隣接する位置から３つの１次流路モジュール４０Ａ，４０，４０Ａの１次流路４２は、ガスケットを介して２次流路部材１８０の２次流路１８１（集合２次流路に相当）に接続されている。コアンダ部材３５から最も遠い（図９，１３では最も左側の）５つの１次流路モジュール４０Ａ，４０，４０，４０，４０Ａの１次流路４２は、ガスケットを介して２次流路部材１８５の２次流路１８６（集合２次流路に相当）に接続されている。
【００９２】
ここで、１次流路モジュール４０、４０Ａの下流側の開口部４４において、隣り合う２次流路１８１，１８６の間となる部分に、スペーサ４５が設けられている。すなわち、２次流路１８１，１８６が隣り合う部分において、２次流路１８１，１８６の上流側の開口部の周囲に、ガスケットを取り付けるためのスペースがスペーサ４５により確保されている。
【００９３】
そして、２次流路１９１は、粒径が微小な微粉体を取り込む微粉体管に接続されている。２次流路１８１は、粒径が小さい細粉体を取り込む細粉体管に接続されている。２次流路１８６は、粒径が粗い粗粉体を取り込む粗粉体管に接続されている。２次流路１９６は、再分級流路を介して原料流路３４又は主流路３２（偏向壁３５ａよりも上流の気流の通路）に接続されている。
【００９４】
以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。ここでは、第１実施形態と異なる利点のみを述べる。
【００９５】
・１次流路４２の下流側の開口部４４において、隣り合う２次流路１８１，１８６の間となる部分に、１次流路４２の流路面積を狭めるスペーサ４５が設けられている。このため、それぞれの２次流路１８１，１８６を接続する位置を高さ方向に互いにずらさなくても、ガスケットを設けるスペースをスペーサ４５により確保することができる。したがって、１次流路モジュールとして第２モジュール６０を用いる必要がなく、１次流路モジュールの構成を簡素化することができる。
【００９６】
・３種類の１次流路モジュール４０，４０Ａ，５０により１次流路を形成することができ、使用する１次流路モジュールの種類を少なくすることができる。しかも、１次流路モジュール４０Ａは、１次流路モジュール４０にスペーサ４５を取り付けただけの構成であるため、実質的に２種類の１次流路モジュール４０，５０により１次流路を構成することができる。さらに、第１モジュール５０を省略した場合には、実質的に１種類の１次流路モジュール４０により１次流路を構成することができる。
【００９７】
・第１実施形態の２次流路モジュール８０，８５，９０，９５に代えて、２次流路部材１８０，１８５，１９０，１９５を設けているため、２次流路を形成する構成を簡素化することができる。
【００９８】
上記第１及び第２実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。
【００９９】
・中心部材３８の形状は円柱状に限らず、１次流路モジュール４０，５０，６０，７０の配置や形状に応じて楕円柱状の形状等にしてもよい。
【０１００】
・１次流路モジュール４０，５０，６０，７０を凹部４１，５１，６１，７１の形成されていない形状とし、円環部材３７，３９を円板状の円板部材とすることもできる。そして、１次流路モジュール４０，５０，６０，７０を円板部材に取り付けることもできる。
【０１０１】
・１次流路モジュール４０，５０，６０，７０、２次流路モジュール８０，８５，９０，９５、及びスペーサ４５の一部又は全部を、ステンレス紙（ステンレス繊維シート、多孔質材料）等により形成することもできる。また、１次流路モジュール４０，５０，６０，７０、２次流路モジュール８０，８５，９０，９５、及びスペーサ４５を、金属製の板や、樹脂等により形成することもできる。
【０１０２】
・溶射用の粉体として、アルミナに限らずカーバイド等を採用することもできる。またダイアモンド等の研磨用の粉体を分級してもよい。
【符号の説明】
【０１０３】
１０…気流分級装置、３４…原料流路、３５…コアンダ部材、３５ａ…偏向壁、３７ａ…円弧状部、４０…直線モジュール（１次流路モジュール）、４０Ａ…直線モジュール（１次流路モジュール）、４２…１次流路、４３…開口部、４４…開口部、４５…スペーサ、５０…第１モジュール（１次流路モジュール）、５２…１次流路、５３…開口部、５４…開口部、６０…第２モジュール（１次流路モジュール）、６２…１次流路、６３…開口部、６４…開口部、７０…第３モジュール（１次流路モジュール）、７２…１次流路、７３…開口部、７４…開口部、８１…２次流路（集合２次流路、所定集合２次流路）、８６…２次流路（集合２次流路、第１集合２次流路）、９１…２次流路（集合２次流路、第２集合２次流路）、９６…２次流路（峡間２次流路）、９７…２次流路（峡間２次流路）、９８…２次流路（峡間２次流路）、９９…３次流路（集合３次流路）、１１０…気流分級装置、１８１…２次流路（集合２次流路）、１８６…２次流路（集合２次流路）、１９１…２次流路（集合２次流路）、１９６…２次流路（峡間２次流路）。
【図１】
0006778016.tif 000002
【図２】
0006778016.tif 000003
【図３】
0006778016.tif 000004
【図４】
0006778016.tif 000005
【図５】
0006778016.tif 000006
【図６】
0006778016.tif 000007
【図７】
0006778016.tif 000008
【図８】
0006778016.tif 000009
【図９】
0006778016.tif 000010
【図１０】
0006778016.tif 000011
【図１１】
0006778016.tif 000012
【図１２】
0006778016.tif 000013
【図１３】
0006778016.tif 000014