(57)【要約】【課題】  分級精度ならびに分級効率が高く、且つ分級点の調整が容易なサイクロン式分級装置を提供する。【解決手段】  サイクロン塔５とその下方の粗粉捕集箱７との間の粗粉排出口８に、末広がり状に拡口する内周面２０を有する外側ガイド２１を設けるとともに、この外側ガイド２１の下方に円錐形の内側ガイド２２をその頂部を上方にして配設して、外側ガイド２１の内周面２０と内側ガイド２２の円錐形案内面２３とを対向させる。さらに、前記内周面２０と円錐形案内面２３との間に環状の中央隔壁２４を介装して、粗粉がサイクロン塔５から粗粉捕集室７に流下する下降流通路２５と、ブローアップエアが粗粉捕集室７からサイクロン塔５内に流入する上昇流通路２６とを分離して形成する。【選択図】    図２
2005288273.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サイクロン塔内に吹き込まれた粉体中の微粉をサイクロン塔下部からのブローアップエアにより舞い上げて上方から抜き出し、粗粉はサイクロン塔下部の粗粉排出口からその下方の粗粉捕集室に回収するサイクロン式分級装置において、前記粗粉排出口に末広がり状に拡口する内周面を有する外側ガイドを設けるとともに、この外側ガイドの下方に円錐形の内側ガイドをその頂部を上方にして配設して、外側ガイドの内周面と内側ガイドの円錐形案内面とを対向させたうえに、前記内周面と円錐形案内面との間に環状の中央隔壁を介装して、粗粉がサイクロン塔から粗粉捕集室に流下する下降流通路と、ブローアップエアが粗粉捕集室からサイクロン塔内に流入する上昇流通路とを分離して設けたことを特徴とするサイクロン式分級装置。
【請求項２】
サイクロン塔内に吹き込まれた粉体中の微粉をサイクロン塔下部からのブローアップエアにより舞い上げて上方から抜き出し、粗粉はサイクロン塔下部の粗粉排出口からその下方の粗粉捕集室に回収するサイクロン式分級装置において、前記粗粉排出口に末広がり状に拡口する内周面を有する外側ガイドを設けるとともに、この外側ガイドの下方に円錐形の内側ガイドをその頂部を上方にして配設して、外側ガイドの内周面と内側ガイドの円錐形案内面とを対向させたうえに、前記内側ガイドの底面に、円錐形のエア整流化ガイドをその頂部を下向きとして設けたことを特徴とするサイクロン式分級装置。
【請求項３】
サイクロン塔内に吹き込まれた粉体中の微粉をサイクロン塔下部からのブローアップエアにより舞い上げて上方から抜き出し、粗粉はサイクロン塔下部の粗粉排出口からその下方の粗粉捕集室に回収するサイクロン式分級装置において、粗粉捕集室にブローアップエアの吹き込み管を配し、この吹き込み管内にエアの吹き込み方向に沿って整流路を設けるとともに、当該吹き込み管の入口にブローアップエア量を調整するための調整ゲートを設けたことを特徴とするサイクロン式分級装置。
【請求項４】
円錐形の内側ガイドの底面に、円錐形のエア整流化ガイドをその頂部を下向きとして設けた請求項１に記載のサイクロン式分級装置。
【請求項５】
粗粉捕集室にブローアップエアの吹き込み管を配し、この吹き込み管内にエアの吹き込み方向に沿って整流路を設けるとともに、当該吹き込み管の入口にブローアップエア量を調整するための調整ゲートを設けた請求項１または２または４に記載のサイクロン式分級装置。
【請求項６】
中央隔壁及び内側ガイドの何れか一方、または双方を上下方向に位置調整可能とした請求項１または４に記載のサイクロン式分級装置。
【請求項７】
内側ガイドを上下方向に位置調整可能とした請求項２に記載のサイクロン式分級装置。
【請求項８】
中央隔壁の下端に、ブローアップエアを上昇流通路に導くための円筒を接続した請求項１または４に記載のサイクロン式分級装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分級点を粉体の粒子径に合わせて調整することができるサイクロン式分級装置の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
粉体を分級する乾式の分級装置として、従来からサイクロン式分級装置が知られている。サイクロン式分級装置は、粉体を空気とともにサイクロン塔上部に吹き込んで分級を行うものである。すなわち、吹き込まれた気流中の粗粉は旋回気流によって遠心力を受け、気流中から分離されて周壁に達しサイクロン塔下方の粗粉捕集室に捕集される。一方、微粉は外部ブロアの負圧により上方の微粉捕集管に吸い込まれてフィルターに回収される。
【０００３】
上記サイクロン式分級装置は、構造が簡単でロータ式分級機のような回転ロータ等の可動部もなく保守点検の負担も小さいという利点を有するが、サイクロン塔の構造等によって分級点が固定されてしまい粉体の粒子径に合わせて分級点を調整することができない。そのため、一つの装置で分級点の異なる粉体の分級を行うことができないという問題があった。
【０００４】
以上のようなサイクロン式分級装置の欠点を解消するものとして、特許文献１には、サイクロン塔と粗粉捕集室との間に円錐形の内側ガイドを上向きに配置するとともに、内側ガイドの円錐形案内面に対向する範囲にカバーを設けて、このカバーと内側ガイドとの間に円環状の粗粉排出流路を長く形成したものが開示されている。このサイクロン式分級装置においては、粗粉捕集室にブローアップ用エアを吹き込むことによりサイクロン塔内の下降気流を反転上昇させて微粉を回収するものである。  
【０００５】
上記サイクロン式分級装置においては、内側ガイドの上下位置を調整して粗粉排出流路の幅を変更することによって分級点を変更することができる。しかしながら、粗粉捕集室への下降流とブローアップエアの上昇流とが粗粉排出流路で衝突することとなって、粗粉が巻き上げられたりして分級精度ならびに分級効率の低下を招くという問題があった。
【特許文献１】特開２００１−１７９１３４号公報  (図２)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記した従来の問題点を解決して、分級精度ならびに分級効率が高く、且つ分級点の調整が容易なサイクロン式分級装置を提供するためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するためになされた請求項１に記載のサイクロン式分級装置は、サイクロン塔内に吹き込まれた粉体中の微粉をサイクロン塔下部からのブローアップエアにより舞い上げて上方から抜き出し、粗粉はサイクロン塔下部の粗粉排出口からその下方の粗粉捕集室に回収するサイクロン式分級装置において、前記粗粉排出口に末広がり状に拡口する内周面を有する外側ガイドを設けるとともに、この外側ガイドの下方に円錐形の内側ガイドをその頂部を上方にして配設して、外側ガイドの内周面と内側ガイドの円錐形案内面とを対向させたうえに、前記内周面と円錐形案内面との間に環状の中央隔壁を介装して、粗粉がサイクロン塔から粗粉捕集室に流下する下降流通路と、ブローアップエアが粗粉捕集室からサイクロン塔内に流入する上昇流通路とを分離して設けたことを特徴とするものである。
【０００８】
また、請求項２に記載のサイクロン式分級装置は、サイクロン塔内に吹き込まれた粉体中の微粉をサイクロン塔下部からのブローアップエアにより舞い上げて上方から抜き出し、粗粉はサイクロン塔下部の粗粉排出口からその下方の粗粉捕集室に回収するサイクロン式分級装置において、前記粗粉排出口に末広がり状に拡口する内周面を有する外側ガイドを設けるとともに、この外側ガイドの下方に円錐形の内側ガイドをその頂部を上方にして配設して、外側ガイドの内周面と内側ガイドの円錐形案内面とを対向させたうえに、前記内側ガイドの底面に、円錐形のエア整流化ガイドをその頂部を下向きとして設けたことを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項３に記載のサイクロン式分級装置は、サイクロン塔内に吹き込まれた粉体中の微粉をサイクロン塔下部からのブローアップエアにより舞い上げて上方から抜き出し、粗粉はサイクロン塔下部の粗粉排出口からその下方の粗粉捕集室に回収するサイクロン式分級装置において、粗粉捕集室にブローアップエアの吹き込み管を配し、この吹き込み管内にエアの吹き込み方向に沿って整流路を設けるとともに、当該吹き込み管の入口にブローアップエア量を調整するための調整ゲートを設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
なお、上記した請求項１に記載の発明において、円錐形の内側ガイドの底面に、円錐形のエア整流化ガイドをその頂部を下向きとして設けることができ、また、請求項１または２または４に記載の発明において、ブローアップエアの吹き込み管を配し、この吹き込み管内にエアの吹き込み方向に沿って整流路を設けるとともに、当該吹き込み管の入口にブローアップエア量を調整するための調整ゲートを設けることができる。また、請求項１または４に記載の発明において、中央隔壁及び内側ガイドの何れか一方、または双方を上下方向に位置調整可能とすることができ、また、請求項２に記載の発明において、内側ガイドを上下方向に位置調整可能とすることができ、さらに、請求項１または４に記載の発明において、中央隔壁の下端に、ブローアップエアを上昇流通路に導くための円筒を接続することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のサイクロン式分級装置は、外側ガイドの内周面と内側ガイドの円錐形案内面とにより形成される通路に環状の中央隔壁を配設して、その通路を粉体が流下する下降流通路とブローアップエアが上昇する上昇流とに分割したので、下降流と上昇流の衝突による乱流の発生を防止することができ、よって分級精度ならびに分級効率を大幅に高めることができる。また、本発明のサイクロン式分級装置は、内側ガイドの底面に、円錐形のエア整流化ガイドをその頂部を下向きとして設けたので、下方からのブローアップエアを内側ガイドの底面周縁に乱流を引き起こすことなく仕分けることができる。また、粗粉捕集室にブローアップエアの吹き込み管を配し、この吹き込み管内にエアの吹き込み方向に沿って整流路を設けたので、粗粉捕集室にブローアップエアを整流化させたうえで吹き込むことができる。また、当該吹き込み管の入口に調整ゲートを設けたので、ブローアップエアの量を容易に調整することができる。
【００１２】
また、中央隔壁及び内側ガイドの少なくとも一つを上下方向に位置調整可能としたので、下降流通路の幅、上昇流通路の幅を調整することによって、分級点を容易に変更することができる。さらに、中央隔壁の下部に円筒を接続したので、この円筒によりブローアップエアを上昇流通路に確実に導くことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に図面を参照しつつ本発明の好ましい実施形態を説明する。
図１は、本発明のサイクロン式分級装置の構成概要を示す図であって、１は噴射材ホッパーであって、分級対象の粉体を貯留する。貯留された粉体は噴射材定量供給装置２により定量排出されるが、粉体は圧縮空気供給源３から噴射材分散ノズル４に送り込まれたエアにより、サイクロン塔５の上部に渦巻き状に形成された粉体導入部６に圧送される。
【００１４】
サイクロン塔５は上部の直筒部５ａと下部の漏斗状のテーパ部５ｂとからなっており、サイクロン塔５の下方には粗粉捕集室７が設けられている。サイクロン塔５下端には、粗粉を粗粉捕集室７に排出するための粗粉排出口８が設けられている。また、サイクロン塔５の天井部からは微粉回収のための微粉回収ダクト９が直筒部５ａの一定位置にまで垂下されていて集塵装置１０のファン１１によりサイクロン塔５内に負圧が与えられる。微粉回収ダクト９に吸い込まれた微粉は微粉捕集管１２を介して集塵装置１０に回収される。粗粉はサイクロン塔５内の周壁を流下し、粗粉排出口８から下方の粗粉捕集室７に回収される。
【００１５】
粗粉捕集室７上部の詳細構造を図２に示す。粗粉排出口８には、下方に向けて末広がり状に拡口する内周面２０を有する環状の外側ガイド２１が設けられている。この外側ガイド２１は管材の一端を拡口したものを用いることができる。粗粉排出口８の下方には、円錐形の内側ガイド２２がその先鋭頂部を上方にして配設されており、外側ガイド２１の内周面２０と内側ガイド２２の円錐形案内面２３とが隙間をもって対向されている。
【００１６】
そして、前記内周面２０と円錐形案内面２３との間には、上部開口が下部開口より径の小さい円錐環状の中央隔壁２４が介装されていて、内周面２０と円錐形案内面２３との間の隙間を分断して二つの通路が環状に形成されている。すなわち、内周面２０と中央隔壁２４との間には、サイクロン塔５のテーパ部５ｂ周壁に沿って流れ落ちてきた粗粉が下方へ流下する下降流通路２６が形成されており、円錐形案内面２３と中央隔壁２４との間には、以下に述べるようにしてサイクロン塔５内に吹き込まれるブローアップエアの上昇流通路２５が形成されている。
【００１７】
前記中央隔壁２４の下端には円筒２７が接続されている。この円筒２７より下方で粗粉捕集室７の側壁には、図３に示すように、側壁の接線方向に沿ってブローアップエアの吹き込み管２８が配設されている。この吹き込み管８内には格子状に仕切られた整流路３２が形成されているので、ブローアップエアを整流化したうえで粗粉捕集室７内に渦巻き状に旋回させて吹き込むことができる。なお、整流路３２は複数本のパイプを挿入しても形成することができるし、吹き込み管２８を通常の管状のものとすることもできる。また、吹き込み管２８の入口には調整ゲート３３を設けたので、この調整ゲート３３の開閉によりブローアップエア量を調整して容易にブローアップ率（サイクロン入口風量に対するブローアップエア風量の割合）を変更することができる。
【００１８】
以上のようにして配した吹き込み管２８からブローアップエアを吹きこむことにより、ブローアップエアを上昇流通路２５を通過させてサイクロン塔５下端の粗粉排出口８から上方に吹き込むことができるので、サイクロン塔５内を旋回しながら下降する微粉を反転上昇させて微粉回収ダクト９に吸い込まれる微粉の捕集効率を高めることができる。また、ブローアップエアの円筒２７内への流れ込みにより粗粉を運搬した下降流がブローアップエアに吸い込まれることになるので、円滑な循環流が生ずることにより粗粉の捕集効率を高めることができる。このように下降流通路２５と上昇流通路２６とを分離したことにより、乱流の発生を防止して分級精度とともに分級効率を高めることができる。
【００１９】
上記中央隔壁２４及び内側ガイド２２は、それぞれ支軸２９、３０に取付けられているので、これらの支軸２９、３０により中央隔壁２４及び内側ガイド２２の何れか一方、または双方を上下に移動させることができる。これによって下降流通路２６、上昇流通路２５の幅を適宜調整することができるので、粉体の粒度に対応して分級点を容易に調整することができる。
【００２０】
図４に上記したものと別の形態のサイクロン式分級装置を示す。このサイクロン式分級装置において、内側ガイド２２の底面２２ａには、円錐形のエア整流化ガイド３１がその頂部を下向きとして設けられている。その頂部には支軸２９、３０が取付けられている。このエア整流化ガイド３１によって、下方からのブローアップエアを内側ガイド２２の底面２２ａの周縁に乱流を引き起こすことなく仕分けることができる。
【００２１】
図１、２に示したサイクロン式分級装置の分級性能を確かめるために以下のような試験を行った。
使用したサイクロン塔の構造
処理風量：                7.5m3/min
サイクロン胴径：          φ240mm      
サイクロン直筒部長さ：    250mm
サイクロンテーパ部長さ：  210mm      
粗粉排出口直径：          φ96mm
内側ガイド下端直径：      φ125mm
内側ガイド円錐頂角：      55°
粉体吐その粒径：          炭化珪素(粒径：メジアン径１７μm)  
粉体供給速度：            250g/min 
粉体吹き込み流速：        17m/min
【００２２】
以上の構成のサイクロン式分級装置において、上昇流通路２５の幅、下降流通路２６の幅、ならびにブローアップ率を変化させて試験を行い、表１〜３、図５〜７に示すような結果を得た。なお、表１中におけるκは分級精度指数（κ＝Ｄp75／Ｄp25）をいい、この値が大きいほど分級精度が劣ることを示す。また、図中Ｈは上昇流通路２５と下降流通路２６との合計(以下、合計通路幅)ｈは下降流通路２６の幅、％はブローアップ率を示す。
【００２３】
【表１】
2005288273.tif 000003
【００２４】
【表２】
2005288273.tif 000004
【００２５】
表１は、合計通路幅Ｈが２０mm及び４０mmの場合の試験結果である。合計通路幅Ｈが２０mmの場合、中央隔壁２４の位置を円錐形の内側ガイド２２に近づけると(ｈが大きくなる方向)、下降流通路２６へ粗粉を含んだブローアップエア流の一部が流れるが、中央隔壁２４の効果によりブローアップ率が小さくても分級精度の低下がなく、５０％分離径が大きくなる。さらに、合計通路幅Ｈを４０mmに大きくした場合、ブローアップ率を大きくしても５０％分離径の可変幅は小さくなる。したがって、分級精度の低下を防ぎながら５０％分離径を広い範囲に渡り変更する場合、外側ガイド２１と円錐形の内側ガイド２２の隙間：Ｈを小さくし、中央隔壁２４の位置とブローアップ率を変化させる手法が有効である。
【００２６】
表２は、合計通路幅Ｈを１５mmにして中央隔壁２４の効果を見るためブローアップ率を変え５０％分離径の可変幅を調べた結果である。中央隔壁がない場合、ブローアップ率の僅かな変化に対して５０％分離径が大きく変化するので実用上制御しづらい問題点がある。一方、中央隔壁２４を設置することによる整流化効果によりブローアップ率の変化に対して５０％分離径の変化は緩やかで制御が容易になり中央隔壁２４の効果が認められる。
【００２７】
次に、エア整流化ガイド３１の効果を表３に示す。エア整流化ガイド３１によりブローアップエアの内側ガイド２２の底面２２ａにへの衝突、円錐形案内面２３に回りこむ際の流れ方向の急激な変化が解消されて整然と上方に向けて整流化されるので、分級性能の低下を抑えて分級点を大きくすることができた。
【００２８】
【表３】
2005288273.tif 000005
【００２９】
また、吹き込み管２８内にブローアップエアを整流する整流路３２と、吹き込み管２８の入口にブローアップエア量を調整する調整ゲート３３を設けたことにより５０％分離径（Ｄｐ５０）と分級精度(κ)を向上できる効果を示したのが表４である。
【００３０】
【表４】
2005288273.tif 000006
【００３１】
以上説明したように、本発明に係るサイクロン式分級装置によれば、微粉と粗粉とを精度よく且つ効率的に分級することができる。また、分級点を容易に変更することができるので篩分け用の篩網を交換するなどの段取り替えが不要になる。また、本発明のサイクロン式分級装置は、粒子径の分布幅が狭い付加価値の高い粉体を得ることができるという大きな利点を有し、これをエアブラスト装置に用いれば、従来のブラスト加工における問題点を解決することができる。すなわち、従来のサイクロン式分級装置においては、噴射加工後破砕して微粉になった噴射材を効率よく分離できないため循環噴射材の粒径が徐々に小さくなり加工精度及び加工能率が低下し一定の加工プロセスを維持できないという問題があった。これに対し本発明に係るサイクロン式分級装置は、噴射加工後破砕して不要になった微粉側噴射材と再使用可能な粗粉側噴射材を精度よく効率的に分級できる効果がある。従って、加工精度及び加工能率が低下がなく一定の加工プロセスを維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明のサイクロン式分級装置の概略構成図である。
【図２】本発明のサイクロン式分級装置の要部拡大図である。
【図３】粗粉捕集室の内部を示す底面図である。
【図４】上記と別の形態のサイクロン式分級装置を示す要部拡大図である。
【図５】分級効率に及ぼす中央隔壁の位置の効果を示すグラフである。
【図６】中央隔壁がない場合のブローアップエアの影響を示すグラフである。
【図７】中央隔壁がある場合のブローアップエアの影響を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３３】
１  噴射材ホッパー
２  噴射材定量供給装置
３  圧縮空気供給源
４  噴射材分散ノズル
５  サイクロン塔
５a  直筒部
５b  漏斗状のテーパ部
６  粉体導入部
７  粗粉捕集室
８  粗粉排出口
９  微粉回収ダクト
１０  集塵装置
１１  ファン
１２  微粉搬送管
２０  内周面
２１  外側ガイド
２２  円錐形の内側ガイド
２２ａ  内側ガイドの底面
２３  円錐形案内面
２４  中央隔壁
２５  上昇流通路
２６  下降流通路
２７  円筒
２８  ブローアップエアの吹き込み管
２９、３０  支軸
３１  エア整流化ガイド
３２  整流路
３３  調整ゲート
【図１】
2005288273.tif 000007
【図２】
2005288273.tif 000008
【図３】
2005288273.tif 000009
【図４】
2005288273.tif 000010
【図５】
2005288273.tif 000011
【図６】
2005288273.tif 000012
【図７】
2005288273.tif 000013