(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置上部に原料投入口と分級ガスの排出口を配し、装置下部に粗粉取出口と分級ガスの導入口を備えて、該原料投入口から垂直下方に延びる原料投入シュートの下端に円盤状の分散板を固設して分級ガスの導入口と排出口との間に配するとともに、該分散板と分級ガスの排出口との間に分級羽根を配設して、
該分級ガスを分級羽根を介して該導入口から該排出口まで吹き上げることにより、該分散板上に供給されて分散させた原料を、粗粉と細粉とに分離して、細粉を装置上部に配した分級ガスの排出口より分級ガスとともに取り出すとともに、粗分を装置下部に配した粗粉取出口から取り出す分級装置であって、
該分級羽根が連結部材を介して連結された内筒を装置ケーシングに回転自在に軸支して、該内筒に原料投入シュートを挿入するとともに、該内筒の内周部分に該原料投入シュートの外周部分を回転自在に軸支し、該原料投入シュートの上端並びに下端を該内筒より突出させて、上端側の突出部を第一の回転駆動機に連結するとともに、下端側の突出部に開口部を設け、該内筒の上端部近傍を第二の回転駆動機に連結した分級装置。
【請求項２】
前記開口部を、原料投入シュート下端部の円周方向に等間隔に設けた請求項１記載の分級装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の分級装置は、石炭、石灰石、セメント原料、スラグ、セメントクリンカ、セラミックス、フィラー、化学品等の粉粒体を所定の粒度の粉粒体に効率よく分離する分級装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
分級装置は、粉粒体を所要の粒度の粉粒体に選別し分離することを目的とするものである。例えば、粉砕機によって粉砕された粉粒体を原料として分級するための乾式分級装置としてサイクロン分離方式等が一般的に多く用いられており、粉粒体を分級装置の分級点以上の大きさの粒径の粉粒体（粗粉）と、それより小さな粒径の粉粒体（細粉）とに選別分離している。なお、分級装置の分級点は、分級装置の種類や構造、運転条件などによって様々に変えることができる。
【０００３】
前述の分級装置には、多くの型式があり、例えば、特許文献１、特許文献２、又特許文献３に開示されるような構造の分級装置が公知である。
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−３９６６６号公報
【特許文献２】特開平１１−２６７５９２号公報
【特許文献３】特開２００１−３８２９６公報
【０００５】
特許文献１に開示される分級装置（セパレータと称することもある）においては、装置下方から分級ガス（空気等）が導入され、該導入されたガスは装置内を上昇する気流となって、案内部材と分級羽根（分級羽根車）を抜けて装置外部に導出されている。
そして、該気流は、装置内を上昇する際に、回転している分級羽根の効果等によって渦を巻くように回転しながら上昇している。
【０００６】
ここで、原料投入口から、分散板の上に供給された粉粒体（以下、原料と称することもある）は、分散板の回転によって分散板から飛び出し、分散板の周囲を流れる上昇気流に乗って搬送される。
そして、分散板から飛び出した原料の中で、径の大きな原料は、重量が重いため上昇気流に乗れず、下方に落下して装置下方から取り出される。
【０００７】
また、一旦、上昇気流に乗って上昇し始めた原料も、気流の回転に影響を受け、回転しながら上昇するため、比較的、粒径の大きな原料は、原料が回転することにより発生する遠心力によって気流の流れから逸脱し、下方に落下して、装置の外部に取り出される。
特許文献１に開示の分級装置は、前述の原理によって、径が大きな原料を装置下方に落下させ、径が小さく重量の小さな原料を選択的に装置上方から取り出すことができ、径の大きな原料と、径の小さな原料を分離して、分級することができる。
【０００８】
また、特許文献２及び特許文献３に開示される分級装置は、前述の分級機構を一部に使用して、特に、粉粒体を粗粉、中粉、細粉の数段階の粒度構成に効率よく分級しうる分級装置に関するものである。
【０００９】
ところで、前述したような従来型の分級装置等においては、分級の度合いを変えるために、分級羽根の回転数を変更することが一般的であり、分級羽根の回転数を上昇させることによって、分級装置内で強い旋回流が生じ、径の大きな原料は分級ガスの気流より逸脱して下方に落下するので、より径の小さな原料を上部から取りだすことができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ここで、前記特許文献１に開示の分級装置の構造をみると、分散板と分級羽根を一つの駆動軸で駆動しており、分散板と分級羽根の回転数は同一となる。これは、分散板と分級羽根の位置関係に起因しており、分級羽根より装置の下側にある分散板を駆動するために、一つの駆動軸とした方が、装置構造がシンプルでコンパクトであるという技術思想による。その従来例の一例を図２に示す。
【００１１】
しかし、近年になって、より効率の良い分級が求められてきおり、より分級精度の高い分級装置が求められるようになってきた。
ところが、分散板と分級羽根を一つの駆動軸で回転させる前述した従来型の分級装置を用いた場合に、分級装置内で、凝集物が十分に解砕されないまま分級ガス中に供給されて、その結果、分級精度を悪くする等という問題が生じた。
【００１２】
また、特許文献１〜３並びに図２に示すような分級装置においては、原料を分散板に投入する際に偏りがちであって、分散板の中央部付近に均等に供給しにくいという問題があり、分散板の中央部付近に原料が均等に供給できないと、分散板から飛び出す原料の分散が均一でなくなり偏る可能性があって、原料の分散が偏ると精度良い分級が出来なくなるという問題が発生する。
【００１３】
本発明は、前述した従来の問題に係り、これを解決して、分級、分散効果の高い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】
【００１４】
上記の目的を達成するため、本発明による分級装置は、
（１）  装置上部に原料投入口と分級ガスの排出口を配し、装置下部に粗粉取出口と分級ガスの導入口を備えて、該原料投入口から垂直下方に延びる原料投入シュートの下端に円盤状の分散板を固設して分級ガスの導入口と排出口との間に配するとともに、該分散板と分級ガスの排出口との間に分級羽根を配設して、該分級ガスを分級羽根を介して該導入口から該排出口まで吹き上げることにより、該分散板上に供給されて分散させた原料を、粗粉と細粉とに分離して、細粉を装置上部に配した分級ガスの排出口より分級ガスとともに取り出すとともに、粗分を装置下部に配した粗粉取出口から取り出す分級装置であって、該分級羽根が連結部材を介して連結された内筒をケーシングに回転自在に軸支して、該内筒に原料投入シュートを挿入するとともに、該内筒の内周部分に該原料投入シュートの外周部分を回転自在に軸支し、該原料投入シュートの上端並びに下端を該内筒より突出させて、上端側の突出部を第一の回転駆動機に連結するとともに、下端側の突出部に開口部を設け、該内筒の上端部近傍を第二の回転駆動機に連結した。
【００１５】
（２）  （１）に記載の分級装置において、前記開口部を、原料投入シュート下端部の円周方向に等間隔に設ける構成とした。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、分散板と分級羽根の駆動機を別個にすることにより、分散板と分級羽根の回転速度を、それぞれ単独に制御できる。
従って、凝集物が多い原料を分級する場合等においては、分級羽根の回転数を一定に保ったまま、分散板の回転数をのみを変化させることが可能である。
分級羽根の回転数を一定に保ったまま、分散板の回転数を上昇させることができれば、分級の度合い（取り出される細分の平均粒径）をほとんど変えることなく、分散板から飛び出す原料の飛び出し速度を上昇させることができ、勢い良く分散板から飛び出た原料は、分散板の側面にあるケーシングの側壁に強くぶつかり、凝集が解砕されるので、分級の効率が良くなる。
【００１７】
また、本発明は、分級羽根を回転させるための内筒の中に、原料投入シュートを通して分散板の回転軸として利用するとともに原料供給機能を持たせた。そのため、分散板と分級羽根の駆動機を別個にした分級装置であるにもかかわらず、装置構成が簡単で小型化可能である。
【００１８】
さらに、分散板に原料を供給する場合に、原料は出来る限り分散板の中央付近に均一に供給することが重要であって、分散板の外周に均一な状態で飛び出させた方が、分級精度が良くなる。本発明により、原料投入シュート下端に形成した開口部を、円周方向に等間隔に設ける構成とすれば、原料投入シュート下端に形成した開口部から分散板の中央付近に原料を均一に供給することができるので、分散板から飛び出す原料の状態を、均一にすることができる。
【００１９】
以上説明したように本発明によれば、分級装置を大型化することなく、分散及び分級の機能を個々に最大限発揮でき、分級効率が高まることにより付随する分級ガスの送風機の圧力損失などを低下させることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面に基づき本発明の好ましい実施形態の１例について詳細に説明する。
図１は本実施形態による分級装置の構造を概念的に説明する要部断面図である。
【００２１】
まず、最初に、本実施形態における分級装置５０の構造を、図１に基づいて説明する。
本実施形態における分級装置５０は、図１に示すように、周囲をケーシングで囲まれており、該ケーシングの上側部分は筒状であって、略中央部付近から下側部分は、下側に向かって径が小さくなる逆切頭円錐型に類似する形状となっている。
【００２２】
また、ケーシングの上部は、分級ガス（本実施形態では空気）や原料（粉粒体）が、不必要に漏れださないように天板により封止されているが、内筒６５が軸受によって回転自在な状態でケーシングの天板に軸支されて、天板を貫通し、ケーシング内に挿入されているとともに、分級ガスとともに細粉を取り出すための排出口６３が設けられている。
【００２３】
ここで、内筒６５は、その下端部を円盤状の連結部材５６の中心部分に固設して、該連結部材５６の外周縁部に、複数枚の分級羽根を配している。
分級羽根５２は、その各々の下端が連結部材５６の外周縁に取り付けられて、内筒６５を中心においた円を描くようにして円周方向に等間隔に配されている。
なお、分級羽根５２は、その上端がケーシング上部に配した天板と近接して、環状通路Ｓから流れてきた分級ガスが、分級羽根を通過して排出口６３に流れていくようにするために、排出口６３により天板に開けられた開口を、連結部材と分級羽根５２の列で下側から囲むよう配置されている
従って、本実施形態においては、複数枚の分級羽根５２において隣り合う２枚の分級羽根の周方向の間に、運転中、分級ガスと細粉が通過することができる隙間を有しているとともに、原料が分級羽根５２をショートパスして排出口６３に到達しないような構造としている。
【００２４】
また、内筒６５の管内には、原料投入シュート５８が、軸受により回転自在に軸支された状態で貫通しており、原料投入シュート５８の上端及び下端が、内筒６５から突出した状態となっている。そして、原料投入シュート５８の上端部には、原料投入口５９が形成されており、また、原料投入シュート５８の下端部には、円盤状の分散板が水平な状態で固設されている。
【００２５】
ここで、分散板５３の外周側で一定の距離が離れた位置にケーシングの一部が側壁として形成されている。詳細を後述するが、分散板５３の外周部分と該側壁部分の間に形成された環状通路Ｓを、分級ガスが吹き上げる構成となっており、また、分散板から遠心力によって飛び出した原料の一部が側壁に衝突するよう構成されている。
本実施形態においては、前述の構成により、分散板５３から環状通路Ｓに放出された原料及び前述の側壁に衝突した原料は、環状通路Ｓを吹き上げられる分級ガスにより粗粉とそれより小さな粉に分離させられる。従って、本実施形態においては、該分散板５３、側壁、及び、環状通路Ｓにより一つの分級部を構成する。
【００２６】
次に、本実施形態においては、分散板５３の位置を境にして、それより下方のケーシングは、下側に向かって縮径して、所謂、逆向きの切頭円錐形状に類似する形状となっており、その下端に粗粉取出口５５を設けている。
前述したように装置内で分級ガスの気流に乗れなかった原料は、下側のケーシングに落下して、粗分取出口５５に集まるように滑り落ちていく構造となっている。
【００２７】
また、分散板５３の底面には、下側に向かって縮径する逆円錐形状の下部コーン５７が配されており、下部コーン５７のすぐ下方で、分級ガスが吹き上がる環状通路Ｓの下方に、ガス導入口６１からのガス通路が先端を上方に開口した状態で設けられており、前述した下部コーン５７の下端が、ガス通路先端の開口に入った状態で配されている。
従って、下部コーン５７の作用によりガス導入口６１から分級装置５０内に吹き出される分級ガスを環状通路Ｓの周方向に均等に流すことができる。
そのため、一度、分級されて、粗粉としてケーシングを滑り落ちていく原料を分級ガスで、再度、下側から吹き上げるといった無駄を減らすことが出来る。
【００２８】
また、分散板５３に固設された原料投入シュート５８の内筒６５より上側に突出した部分と、天板上に固設された第１の電動機６８とベルトを介して連結されているので、電動機６８の回転により分散板５３を回転させることができる。
【００２９】
また、分級羽根５２を支持する内筒６５は、天板上に設けられた第２の電動機６９とベルトを介して介して連結されているので、電動機６９の回転により分級羽根５２を回転させることができる。
【００３０】
次に、図１に基づいて、上記のように構成された分級装置５０の作動について説明する。
まず、原料投入口５９より投入された原料（以下、粉粒体と称することもある）が原料投入シュート５８を通り、分散板５３上の中央部付近に落下し、原料投入シュート５８の下端に形成された開口部５４から分散板５３上に供給される。
ここで、本実施形態においては、原料投入シュート下端に形成した略正方形上の開口部５４を、円周方向に等間隔に４個設ける構成として、分散板上に均一な状態で原料を供給した。しかし、本発明に適応できる開口部５４の構成は前述の実施形態による構成に限らず、開口部５４は、長方形や半円形状などであっても良く、本発明による技術思想を逸脱しない範囲で変更することが可能である。
【００３１】
原料が供給された際に、分散板５３は第１電動機６８によって回転しているため、供給した原料も分散板５３の回転に従働されて回転を始める。そのため、原料に回転による遠心力が発生して、原料は分散板５３の外周方向へ移動し、やがて、分散板５３から環状通路Ｓの方向へ飛び出して行く。
【００３２】
分散板５３から飛び出した原料は、分級ガス吹き上げている分散板５３とケーシング側壁部分の間の環状通路Ｓに達し、環状通路Ｓに放り出されるか、または、該側壁に衝突し、環状通路Ｓに放り出される。この時、環状通路Ｓには、ガス導入口６１より吹き出された分級ガスが、下部コーン５７とケーシングの間を通って、下方から周囲均等流となって吹き上げられており、大きな粒径以外の原料は、上方に吹き上げられるが、大きな粒径の原料（粗粉）は吹き上げられず、そのまま落下する。
落下した大きな粒径の原料は、環状通路Ｓから落下して、ケーシングを滑り落ちながら、下端の粗粉取出口５５より取り出される。
【００３３】
なお、凝集物が多い原料を分級する場合、或いは分級後、取り出された細粉の中に凝集物が多いなどの場合は、分級羽根５２の回転数を一定に保ったまま、分散板５３の回転数をのみを上昇させる。分散板５３の回転数を上昇させることによって、分散板５３から飛び出す原料の飛び出し速度を上昇させることができ、勢い良く分散板５３から飛び出た原料は、分散板５３の側面にあるケーシングの側壁に強くぶつかり、凝集が解砕されるので、分級の効率が良くなる。
【００３４】
また、ガス導入口６１から装置内に吹き出された分級ガスが下部コーン５７で整流され、環状通路Ｓの全体に分級ガスを均等に吹き上げることができるので、どの場所でも比較的均一な分級が行われる。
【００３５】
また、一旦、分級ガスにより吹き上げられた原料は、気流の回転に影響を受け、回転しながら上昇するため、比較的、粒径の大きな原料は、原料が回転することにより発生する遠心力によって気流の流れから逸脱し、下方に落下して、装置の外部に取り出される。
そして、小さな粒径の粉原料（細粉）のみ回転している分級羽根５２向の隙間を通り抜けて、分級ガスに同伴されて排出口６３より取り出される。
【００３６】
なお、以上の実施形態では分散板５３と分級羽根５２の駆動原動機は、第１電動機６８、及び第２電動機６９とした場合を示したが、該原動機は２台の油圧モータ等であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本実施形態に係る分級装置構造を説明するための要部断面図である。
【図２】従来の分級装置構造を説明するための要部断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
５０    分級装置
５２    分級羽根
５３    分散板
５５    粗粉取出口
５６    連結部材
５７    下部コーン
５８    原料投入シュート
５９    原料投入口
６１    ガス導入口
６３    排出口
６５    内筒
６８    電動機
６９    電動機
【図１】
0004614132.tif 000002
【図２】
0004614132.tif 000003