(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部を塞いだ円筒状あるいは多角柱型筒状ケージを共通プレートに固定し、
前記の筒状ケージを円筒状のフレキシビリティのある金属製あるいは樹脂製の分級スクリーンで外側から包み込み、
前記の分級スクリーンで包み込んだ筒状ケージを内部中心に格納する形で分級シリンダーを共通プレートに固定し、
前記の分級シリンダーの内側下部かつ前記の筒状ケージの外側に、前記の共通プレートを貫通する形で供給排出切替弁を接続し、
前記の分級シリンダーの上部側面外側に粗粉側返送口を有し、
前記の分級シリンダーの上部外側に当該分級シリンダーと前記の分級スクリーン及び筒状ケージを貫通して設置された洗浄回収切替弁を有し、
前記の筒状ケージの内側下部に洗浄液排出弁を有し、
前記の供給排出切替弁の側面に原料供給管を連結し、
前記の供給排出切替弁の下部に粗粉排出管を連結し、
前記の粗粉側返送口に原料返送管を連結し、
前記の洗浄回収切替弁の下部に微粉吸引管を連結し、
前記の洗浄回収切替弁の側面に微粉回収管を連結し、
前記の洗浄回収切替弁の上部に洗浄液供給管を連結し、
前記の洗浄液排出弁の下部に洗浄液排出管を連結した筒型微細粉粒体分級装置。
【請求項２】
請求項１に記載の円筒状あるい多角柱型の筒状ケージの開放面に板状の分級スクリーンを外側から装着固定した筒型微細粉粒体分級装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の筒状ケージの内部に振動発振子を装着した筒型微細粉粒体分級装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の筒状ケージの内部に液体あるいは気体を噴射させる逆洗用噴射機構を装備した筒型微細粉粒体分級装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒型微細粉粒体分級装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子・電気機材、磁性材料、情報機器、バイオ・メディカル機材等先端技術産業分野において、新製品の開発、既存製品の高品質、高精度化を目指す動きが加速されており、その一環として新素材の開発、金属・セラミックス・各種無機・有機材料等既存の粉粒体素材の微細化、高純度化、均一サイズ化といった需要が大きくなって来ており、これに応えるべく粉砕、分散、分級、乾燥等各種粉粒体処理装置が提案されている。
【０００３】
かかる粉粒体処理機材の中で分級スクリーンを使用した微細粉粒体分級装置の必要性も大きくなってきており、分級スクリーンを振動・搖動させることによりふるいわけ・分級を行う「振動ふるい機」（特許文献１を参照）、あるいは粉粒体を気流にのせ分級スクリーンを篩過させる「気流式ふるい機」（特許文献２を参照）、溶媒（液体）に分散させた粉体をエレクトロフォーミングにより製造されたスクリーン、いわゆる電成ふるいにより、分級をおこなう「電成ふるい分級装置」（特許文献３を参照）等粉粒体の特性、適用製品に応じた分級装置が開発紹介されている。
【０００４】
本特許申請人もこの観点から篩分け分級の分野で分級スクリーンを組込んだシリンダーあるいはチャンバーに、微細粉体を含む縣濁液又は気体を双方向から篩過させ分級を行う双方向篩過分級装置、フィルタユニットを使用した湿式分級装置を提案している。（特許文献５、６を参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３１３０３８号公報（段落０００５〜０００８）
【特許文献２】特開２００７−３０１４９０号公報（段落００１３〜００１７）
【特許文献３】特開２０１２−１７６３８３号公報（段落０００８〜００１６）
【特許文献４】特開２０１５−０１３２６９号公報（段落００２２〜００２４）
【特許文献５】特開２０１３−０００６５０号公報（段落００１３〜００１６）
【特許文献６】特願２０１４−０９５６７１号（段落０００９〜００１３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
粉粒体篩分け分級の場合、その効果を改善するためより堅牢で精度が高く細かい網目の分級スクリーンの開発、又、微細粉粒体の一般的な特性として発現する付着性が引き起こす、分級スクリーン網目の目詰まりを低減させるためのより効果的な機構の開発が進められており、本特許出願人も前記の特許申請において粉粒体を含む縣濁液、気体の双方向へのフロー制御、分級スクリーンおよび粉粒体を含む縣濁液、気体への振動の照射、伝播、逆洗用エアー噴射、スプレーノズル活用の提案を行っているが、微細粉粒体の分級を考えた場合、既存の提案は一定の成果を上げているものの、ユーザー側からの要請を十分に満たしているものとは言いがたく、本発明は微細粉粒体分級装置の更なる改善、コスト低減のため、（１）分級スクリーンに対する超音波等の振動波の指向性に合致した振動発振子の配置を可能とした構造、（２）分級スクリーンの有効分級面積の最大活用を可能とした構造の提供、（３）各種製法、材質の分級スクリーンの採用を可能とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、上部を塞いだ円筒状あるいは多角柱型筒状ケージを共通プレートに固定し、前記の筒状ケージを円筒状のフレキシビリティのある金属製あるいは樹脂製の分級スクリーンで外側から包み込み、前記の分級スクリーンで包み込んだ筒状ケージを内部中心に格納する形で分級シリンダーを共通プレートに固定し、前記の分級シリンダーの内側下部かつ前記の筒状ケージの外側に、前記の共通プレートを貫通する形で供給排出切替弁を接続し、前記の分級シリンダーの上部側面外側に粗粉側返送口を有し、前記の分級シリンダーの上部外側に当該分級シリンダーと前記の分級スクリーン及び筒状ケージを貫通して設置された洗浄回収切替弁を有し、前記の筒状ケージの内側下部に洗浄液排出弁を有し、前記の供給排出切替弁の側面に原料供給管を連結し、
前記の供給排出切替弁の下部に粗粉排出管を連結し、前記の粗粉側返送口に原料返送管を連結し、前記の洗浄回収切替弁の下部に微粉吸引管を連結し、前記の洗浄回収切替弁の側面に微粉回収管を連結し、前記の洗浄回収切替弁の上部に洗浄液供給管を連結し、前記の洗浄液排出弁の下部に洗浄液排出管を連結した筒型微細粉粒体分級装置である。
【０００８】
請求項１に記載の円筒状あるい多角柱型の筒状ケージの開放面に板状の分級スクリーンを外側から装着固定した筒型微細粉粒体分級装置である。
【０００９】
請求項１又は２に記載の筒状ケージの内部に振動発振子を装着した筒型微細粉粒体分級装置である。
【００１０】
請求項１又は２に記載の筒状ケージの内部に液体あるいは気体を噴射させる逆洗用噴射機構を装備した筒型微細粉粒体分級装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によって次に列挙の効果が得られる。分級対象となる微細粉粒体あるいは微細粉粒体を含む縣濁液を一枚の板状分級スクリーンで篩分けするのではなく、筒状分級スクリーンで全周的に包み込む形あるいは多数の板状分級スクリーンで囲い込む形で篩過することとなり、分級スクリーンの分級有効面積は大幅に増加し分級処理量も大きく改善されることとなる。
【００１２】
又、指向性のある超音波等の振動波発振を振動発振子の軸方向だけでなく外周方向へ向けての発振も可能となり、振動波の指向性に考慮したより効率的な振動効果を活用出来ることとなり、又、分級対象となる粉粒体を含む懸濁液の効果的な振動波撹拌分散も可能となり、分級スクリーンへの微細紛体付着の低減より効果的な目詰まり粉体の除去篩分け効果改善が可能となる。
【００１３】
又、分級スクリーン採用にあたり板状の電鋳ふるい網のみでなく、樹脂製の織網、フレキシビリティのある金属網、電鋳ふるい網等、幅広い選択肢から採用することが可能となり、自由度の高い分級スクリーン型微細粉粒体分級装置設計が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る円筒式筒型微細粉粒体分級装置の一例を示す断面図である。
【図２】本発明に係る筒型微細粉粒体分級装置（円筒式）及び関連機器による全体システムの一例を示す模式図である。
【図３】本発明に係る振動発振子組込型の筒型微細粉粒体分級装置（円筒式）及び関連機器による全体システムの一例を示す模式図である。
【図４】本発明に係る筒型微細粉粒体分級装置（円筒式）の円筒状ケージの一例を示す垂直断面図である。
【図５】本発明に係る筒型微細粉粒体分級装置（円筒式）の円筒状ケージの一例を示す水平断面図である。
【図６】本発明に係る、筒型微細粉粒体分級装置（多角柱型筒式）の多角柱型筒状ケージの一例を示す垂直断面図である。
【図７】本発明に係る、筒型微細粉粒体分級装置（多角柱型筒式）の多角柱型筒状ケージの一例を示す水平断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に本発明の実施例を図１から図7に基づいて説明する。但し、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１６】
図１に図示した筒型微細粉粒体分級装置１は微細粉粒体あるいは微細粉粒体を含む縣濁液分級を対象としたいわゆる湿式分級時の基本型装置であり、図２は、当該筒型微細粉粒体分級装置１及び関連付帯機器を図示した模式図である。又、図３は、筒状ケージ３の内側に超音波発振子２４を組み込んだ筒型微細粉粒体分級装置２３及び関連付帯機器の模式図である。図４、図５では、円筒状ケージの一例を、図６、図７では、角柱型筒状ケージの一例を示している。
【００１７】
当該筒型微細粉粒体分級装置１は、共通プレート２１に筒状ケージ３、分級シリンダー２を搭載した基本的な筒型微細粉粒体分級装置である。分級対象となる微細粉粒体の状態、特性、粒径、あるいは微細粉粒体を含む縣濁液の特性により、図３に示した通り筒状ケージ３の内部に振動発振子２４、又は、液体あるいは気体を噴射させる逆洗用気体噴射機構を追加装備し分級作業を実施する事が可能である。又、図４、図５で図示の、織網を分級スクリーン４として使用した筒型ケージ３、あるいは、図６、図７に示したフレキシビリティがない板状の電鋳網分級スクリーン４．１を使用した筒型ケージ３．１等、要求される分級作業の内容により分級装置の仕様を柔軟に変更可能である。
【００１８】
基本型装置による分級操作を図１、及び図２に基づき説明する。筒型微細粉粒体分級装置１の洗浄液排出弁８を閉止し、供給排出切替弁5の分級シリンダー２側を開け、粗粉側ポンプ１５を稼働する操作により、粉粒体を含む懸濁液は原料供給容器１４から粗粉供給管１０を通過し供給排出切替弁５経由し分級シリンダー２に供給され、分級シリンダー２内部の懸濁液の水位は徐々に上昇する。同時に縣濁液の一部は分級スクリーン４を篩過し分級スクリーン４の網目の目開きより微細の粉粒体を含む縣濁液が筒状ケージ３内部に流入する。微粉側ポンプ１６を稼働する事により分級された微粉を含む縣濁液は、微粉側回収管１２経由微粉回収容器１３に送り込まれる事となる。所定の分級処理が終わった時点で洗浄回収切替弁７を操作し洗浄液供給管１７側を開け、筒型ケージ３及び分級シリンダー２内部に洗浄液を導入するとともに供給排出切替弁５を切替、粗粉排出管２０側を開放し、又、洗浄液排出弁８を開放し洗浄液排出管１９側への懸濁液流入を可能とすることにより、筒型ケージ３及び分級シリンダー２内部の残余縣濁液を外部に排出し作業を完了する。
【００１９】
付着性の高い粉粒体原料の場合、図３に図示した通り振動発振子２４を活用し分級操作を効率化させるが、この場合の分級操作は以下の通りとなる。洗浄液排出弁８を閉止し、供給排出切替弁５の分級シリンダー２側を開け洗浄回収切替弁７の微粉回収管１２側を開放し粗粉側ポンプ１５を稼働する操作により、粉粒体を含む懸濁液は原料供給容器１４から、粗粉供給管１０、供給排出切替弁５を通過経由し分級シリンダー２に供給され、分級シリンダー２内部の懸濁液の水位は徐々に上昇する。同時に、縣濁液の一部は分級スクリーン４を篩過し分級スクリーン４の網目の目開きより微細の粉粒体を含む縣濁液が筒状ケージ３に流入する。微粉側ポンプ１６を稼働する事により分級された微粉を含む縣濁液は、微粉吸引管１８、微粉回収管１２経由、微粉回収容器１３に送り込まれる事となる。微粉回収容器１３への微細粉粒体を含む混濁液の流入を確認した段階で、振動発振子２４を稼働し分級作業をフル稼働させるプロセスに移行する。
【００２０】
（分級スクリーンの網目がきわめて微細の場合、液体のもつ表面張力等の物性により懸濁液がスクリーンを自然通過しない場合があり、その際は、分級スクリーンの裏面、即ち反対側の面を呼び水等により物理的に刺激する必要があるため）、微粉回収容器１３への混濁液の流入がない状態で、粗粉側返送口６に接続した原料返送管１１から原料供給容器１４への縣濁液の流入が認めれる場合は、洗浄回収切替弁７を切替え洗浄液供給管１７側を開放し、洗浄液供給容器２２より洗浄液（基本的には、粉粒体を含まない溶媒）を、呼び水として筒状ケージ３に補給する。微粉回収容器１３への微細粉粒体を含む混濁液の流入を確認した段階で、洗浄回収切替弁７を切替え洗浄液供給管１７側を閉じ微粉回収管１２を開放し振動発振子２４を稼働し分級作業をフル稼働させるプロセスに移行する。
【００２１】
微粉回収容器１３への微粉を含む懸濁液の吐出量の変化により、分級スクリーン４への粉粒体の目詰まりや付着が顕著になったと判断される場合、供給排出切替弁５を粗粉排出管２０側に切替え分級対象となる粉粒体を含む懸濁液供給を止め洗浄回収切替弁７を切替え、筒状ケージ３の内部に洗浄用溶媒を供給し、筒状ケージ内部３から分級スクリーン４に振動発振子２３より発生する振動波を照射しながら、目詰まりしている微細紛体を前述の洗浄液で洗い落とし、粗粉排出管２０から外部に排出する。洗浄が終わった時点で、洗浄回収切替弁７及び供給排出切替弁５を切替え、前記の分級操作を再開する。
【００２２】
所定の分級処理が終わった時点で、供給排出切替弁５を切替、粗粉排出管２０側を開放し洗浄液排出弁８を操作し洗浄液排出管１９側を開放するとともに洗浄回収切替弁７を開放し洗浄液供給管１７側を開け、筒型ケージ３、及び分級シリンダー２内部に洗浄液を導入し、筒型ケージ３及び分級シリンダー２内部を洗浄するとともに、残余縣濁液を外部に排出し作業を完了する。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
上記の発明により、分級手段として金属、樹脂製の柔軟性のない平面的な板状の分級スクリーンのみならず、フレキシビリティのあるスクリーン、織網を筒状に装着して、分級対象となる微細粉粒体を包み込む形で使用することも可能であり、有効分級面積を従来の微細粉体級装置と比べ、大幅に増加した効率的効果的な微細粉体分級装置として、微細粉体分級への活用が可能である。又、粉粒体を含む懸濁液あるいは気体へのより効果的な振動波撹拌・分散、分級スクリーンへの微細紛体の付着の低減、篩分け効果の改善、目詰まり粉体の除去も可能となる。
【符号の説明】
【００２４】
１ 筒型微細粉粒体分級装置（円筒式）
２ 分級シリンダー
３ 筒状ケージ （円筒型）
３．１ 筒状ケージ （多角柱型）
４ 分級スクリーン
４．１ 分級スクリーン （板状）
５ 供給排出切替弁 
６ 粗粉側返送口
７ 洗浄回収切替弁
８ 洗浄液排出弁
９ 筒型微細粉粒体分級装置（円筒式）及び関連機器
１０ 原料供給管
１１ 原料返送管
１２ 微粉回収管
１３ 微粉回収容器
１４ 原料供給容器
１５ 粗粉側ポンプ
１６ 微粉側ポンプ
１７ 洗浄液供給管
１８ 微粉吸引管
１８．１ 微粉吸引管
１９ 洗浄液排出管
２０ 粗粉排出管
２１ 共通プレート
２２ 洗浄液供給容器
２３ 筒型微細粉粒体分級装置（振動発振子組込円筒式）
２４ 振動発振子
【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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