(57)【要約】【課題】シャープな粒度分布が得ることの可能な分級精度の高い分級機を提供すること。【解決手段】ケーシング１内に配置された分級ロータ５を備え、分級ロータ５の軸芯Ｘに沿ったケーシング１の一端側に、粉体が気体と投入される供給口１４と連通する原料分散領域Ｓ１が設けられ、原料分散領域Ｓ１と分級ロータ５の内部空間との間に隔壁部材１０を備え、分級ロータ５により分級された粗粉は、分級ロータ５の外周面と連通する他端側の粗粉排出口２０Ａから回収され、微粉は分級ロータ５内中心部から微粉排出口２１Ａを経て回収され、分級ロータ５内部に、隔壁部材１０に向かって縮径する傾斜面１１Ａを外周に備えた案内部材１１が設けられている。【選択図】図１
2013230434.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングと、前記ケーシングに設けられ粉体が気体とともに投入される供給口と、前記ケーシング内に配置された分級ロータとを備え、
前記分級ロータの軸芯に沿った前記ケーシングの一端側に前記供給口と連通する原料分散領域が設けられ、
前記原料分散領域に供給された粉体を前記分級ロータにより粗粉と微粉とに分級し、
前記粗粉は、前記分級ロータの外周面と連通する前記ケーシングの他端側に設けられた粗粉排出口を経て回収され、前記微粉は前記分級ロータ内中心部から微粉排出口を経て回収される分級機であって、
前記原料分散領域と前記分級ロータの内部空間との間に隔壁部材が介装され、
前記分級ロータ内部に、前記隔壁部材と対向し、且つ、前記隔壁部材に向かって次第に縮径する傾斜面を備えた案内部材が設けられている分級機。
【請求項２】
前記隔壁部材の外周部付近に前記原料分散領域と前記分級ロータの内部とを連通させる環状の連通部が設けられている請求項１に記載の分級機。
【請求項３】
前記隔壁部材の外周部は、前記分級ロータの分級羽根よりも前記分級ロータの径方向内側に位置していることを特徴とする請求項１または２に記載の分級機。
【請求項４】
前記隔壁部材の外周部は、前記分級ロータの、前記ケーシングの前記一端側の端部よりも前記他端側に位置していることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の分級機。
【請求項５】
前記原料分散領域における前記ケーシングの内壁面は、前記分級ロータ径方向において前記分級ロータの分級羽根と同じかまたは前記分級羽根よりも内側に位置していることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の分級機。
【請求項６】
前記隔壁部材と前記案内部材の前記傾斜面との間に、前記軸芯に近付くに連れて前記軸芯に沿った距離が減少する環状空間が形成されている請求項１から５のいずれか一項に記載の分級機。
【請求項７】
前記環状空間に面する前記隔壁部材の内面には前記ケーシングの前記一端側に向かって次第に縮径する内側傾斜面が設けられている請求項６に記載の分級機。
【請求項８】
前記案内部材の前記傾斜面の最も前記軸芯に近接した部位は、前記ケーシングの前記一端側に前記分級ロータの分級羽根を超えた位置まで延出されている請求項１から７のいずれか一項に記載の分級機。
【請求項９】
前記原料分散領域に面する前記隔壁部材の外面には前記ケーシングの前記一端側に向かって次第に縮径する外側傾斜面が設けられている請求項１から８のいずれか一項に記載の分級機。
【請求項１０】
前記案内部材には、前記微粉排出口に連通する開口が設けられている請求項１から９のいずれか一項に記載の分級機。
【請求項１１】
前記ケーシングには前記原料分散領域に連通する気体導入口が設けられている請求項１から１０のいずれか一項に記載の分級機。
【請求項１２】
前記隔壁部材は、前記軸芯に沿って位置を調節可能に設けられている請求項１から１１のいずれか一項に記載の分級機。
【請求項１３】
前記隔壁部材は前記分級ロータとは別体として設けられており、前記隔壁部材の中心部が前記ケーシングに支持されている請求項１から１２のいずれか一項に記載の分級機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーシングと、前記ケーシングに設けられ粉体が気体とともに投入される供給口と、前記ケーシング内に配置された分級ロータとを備え、前記分級ロータの軸芯に沿った前記ケーシングの一端側に前記供給口と連通する原料分散領域が設けられ、前記原料分散領域に供給された粉体を前記分級ロータにより粗粉と微粉とに分級し、前記粗粉は、前記分級ロータの外周面と連通する前記ケーシングの他端側に設けられた粗粉排出口を経て回収され、前記微粉は前記分級ロータ内から微粉排出口を経て回収される分級機に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の分級機に関連する先行技術文献情報として下記に示す特許文献１がある。この特許文献１に記された分級機では、分級ロータの回転中に供給口から粉体を気体とともに投入すると、粉体は原料分散領域で分散された後、分級ロータの外周に形成される分級空間に達し、この分級空間において、比較的大きい粒子（粗粉）は遠心力により分級ロータの外側に移動し、一方比較的小径の粒子（微粉）は遠心力を受け難いために、分級ロータの内側に移動する傾向が生じる結果、粗粉と微粉との分級が達成される。
【０００３】
特許文献１に記された分級機では、分級ロータの回転数を調節することで、粗粉または微粉として回収される粉体の平均粒径または最大径を制御することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１８９２２５号公報（００１０段落、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記された分級機は、粗粉を製品とする場合、粗粉中に含まれる微粉の割合が少なく、シャープな粒度分布が得られるなど、高い分級精度を持つ分級機であるが、よりシャープな粒度分布の製品を得るためにはさらなる改良が必要であると考えられた。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上に例示した従来技術が与える課題に鑑み、よりシャープな粒度分布を得ることが可能な分級精度の高い分級機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による分級機の特徴構成は、
ケーシングと、前記ケーシングに設けられ粉体が気体とともに投入される供給口と、前記ケーシング内に配置された分級ロータとを備え、
前記分級ロータの軸芯に沿った前記ケーシングの一端側に前記供給口と連通する原料分散領域が設けられ、
前記原料分散領域に供給された粉体を前記分級ロータにより粗粉と微粉とに分級し、
前記粗粉は、前記分級ロータの外周面と連通する前記ケーシングの他端側に設けられた粗粉排出口を経て回収され、前記微粉は前記分級ロータ内中心部から微粉排出口を経て回収される分級機であって、
前記原料分散領域と前記分級ロータの内部空間との間に隔壁部材が介装され、
前記分級ロータ内部に、前記隔壁部材と対向し、且つ、前記隔壁部材に向かって次第に縮径する傾斜面を備えた案内部材が設けられている点にある。
【０００８】
上記の特徴構成を備えた分級機では、前記分級ロータ内部に、前記隔壁部材と対向し、且つ、前記隔壁部材に向かって次第に縮径する傾斜面を備えた案内部材が設けられているため、傾斜面の作用で微粉排出口に向かう気体の流れが円滑化され、分級ロータ内に進入した粒子が分級ロータ内に長く滞留する現象が抑制される結果、微粉の回収効率が高められる。また、分級ロータ内に進入した粒子は傾斜面の周りを旋回しながら傾斜面の一端側に移動し、傾斜面の一端側の端部まで達して初めて微粉排出口に向かうことになるので、分級ロータ内に進入した粗粉が微粉排出口へとショートパスする現象が抑制される結果、微粉中への粗粉の混入が少なくなり、微粉についてもシャープな粒度分布が得られるとともに、粗粉の収率が向上する。
【０００９】
本発明の他の特徴構成は、前記隔壁部材の外周部付近に前記原料分散領域と前記分級ロータの内部とを連通させる環状の連通部が設けられている点にある。
【００１０】
本構成であれば、一次エア（気体）とともに投入された原料粉体は、原料分散領域で旋回しながら次第にケーシングの他端側に移動した後、従来の分級機のように分級ロータの外周から分級羽根の間を通過して分級羽根の内側空間に案内されるのではなく、分級羽根を通らず分級羽根の内側空間すなわち分級ロータ内の分級空間に案内される。そして、この分級空間で引き続き旋回する間に、粒径の大きな粗粉は遠心力の作用で分級ロータの分級羽根の間を外向きに通過して、粗粉排出口に向かい、微粉は遠心力の影響を受け難いために分級ロータ内の分級空間に残り、微粉排出口に向かう。したがって、粗粉を製品とした場合には、粉体が先ず分級ロータの外周の分級空間に進入する構成に比べて、粗粉中への微粉の混入率が少なくなり、シャープな粒度分布の製品が得られる。
【００１１】
本発明の他の特徴構成は、前記隔壁部材の外周部は、前記分級ロータの分級羽根よりも前記分級ロータ径方向内側に位置している点にある。
【００１２】
たとえ隔壁部材の外周部が分級ロータの分級羽根よりも分級ロータ径方向外側に位置している構成であっても、原料分散領域の原料粉体が分級ロータの内周部から分級ロータ内の分級空間に進入することは可能ではあるが、本構成であれば、原料分散領域の原料粉体が隔壁部材の外周部から軸芯方向に沿って円滑に分級ロータ内の分級空間に進入できるので、分級効率が高められ、また、分級ロータの分級羽根や隔壁部材の外周部の粉体による摩耗も抑制される。
【００１３】
本発明の他の特徴構成は、前記隔壁部材の外周部は、前記分級ロータの前記一端側の端部よりも前記他端側に位置している点にある。
【００１４】
たとえ隔壁部材の外周部が分級ロータのケーシングの一端側の端部よりも一端側に位置している構成であっても、原料分散領域の原料粉体が分級ロータの内周部から分級ロータ内の分級空間に進入することは可能ではあるが、本構成であれば、原料粉体は軸芯方向に沿って原料分散領域から隔壁部材の外周部を越えるだけで既に分級ロータ内の分級空間に進入しているので、分級効率が高められる。
【００１５】
本発明の他の特徴構成は、前記原料分散領域における前記ケーシングの内壁面は、前記分級ロータ径方向において前記分級ロータの分級羽根と同じかまたは前記分級羽根よりも内側に位置している点にある。
【００１６】
たとえ原料分散領域におけるケーシングの内壁面が分級ロータ径方向において分級ロータの分級羽根よりも外側に位置している構成であっても、原料分散領域の原料粉体が分級ロータの内周部から分級ロータ内の分級空間に進入することは可能ではあるが、本構成であれば、原料粉体はケーシングの内壁面に沿って分級ロータの分級羽根と干渉することなく分級ロータ内の分級空間に進入し易いので、分級効率が高められ、また、分級ロータの分級羽根や隔壁部材の外周部の粉体による摩耗も抑制される。
【００１７】
本発明の他の特徴構成は、前記隔壁部材と前記案内部材の前記傾斜面との間に、前記回転軸芯に近付くに連れて前記回転軸芯に沿った距離が減少する環状空間が形成されている点にある。
【００１８】
本構成であれば、微粉が傾斜面の一端側の端部に達し易くなる一方、分級ロータ内に進入した粗粉が傾斜面の一端側の端部にまでは達し難くなるため、粗粉が微粉とともに微粉排出口へ排出されることがなく分級精度が向上する。
【００１９】
本発明の他の特徴構成は、前記環状空間に面する前記隔壁部材の内面には前記ケーシングの前記一端側に向かって次第に縮径する内側傾斜面が設けられている点にある。
【００２０】
もしも環状空間に面する隔壁部材の内面が例えば平面である構成であっても、隔壁部材と傾斜面との間に軸芯に近付くに連れて軸芯に沿った距離が減少する環状空間を形成することは可能であるが、本構成であれば、軸芯に近付くに連れて軸芯に沿った距離が減少するだけでなく、案内部材の傾斜面をより長くかつ高く形成させることができ、全体として軸芯に近付くに連れてケーシングの前記一端側に変位する環状空間が形成されるので、分級ロータ内に進入した粒子群は、遠心力によって径方向に沿って分級されるだけでなく、重力によっても分級ロータの軸芯方向に沿って分級されることになり、結果として更に分級精度が向上する。
【００２１】
本発明の他の特徴構成は、前記案内部材の前記傾斜面の最も前記回転軸芯に近接した部位は、前記ケーシングの前記一端側に前記分級ロータの分級羽根を超えた位置まで延出されている点にある。
【００２２】
本構成であれば、粒径の小さな粒子のみが傾斜面の一端側の端部に達し易くなる一方、分級ロータ内に進入した粗粉が更に傾斜面の前記一端側の端部までは達し難くなるため、粗粉が微粉とともに微粉排出口へ排出されることがなく分級精度が更に向上する。
【００２３】
本発明の他の特徴構成は、前記原料分散領域に面する前記隔壁部材の外面には前記ケーシングの前記一端側に向かって次第に縮径する外側傾斜面が設けられている点にある。
【００２４】
一次エア（気体）とともに投入された原料は、原料分散領域で旋回しながら次第に他端側に移動し、分級ロータの外周にある分級空間に進入するが、本構成であれば、原料分散領域に面する隔壁部材の外面には一端側に向かって次第に縮径する外側傾斜面が設けられているので、供給口から吹き込まれた一次エアの旋回流に外側傾斜面に沿って移動する。その結果、原料分散領域内で旋回中の粒子は原料分散領域内での旋回過程で十分な分散作用を受ける。したがって、原料分散領域に面する隔壁部材の外面が平坦とされている従来の構成に比べて、分級精度が向上する。
【００２５】
本発明の他の特徴構成は、前記案内部材には、前記微粉排出口に連通する開口が設けられている点にある。
【００２６】
本構成であれば、分級ロータ内に進入した粒子は案内部材の傾斜面の前記一端側の端部まで達した後、同端部から他端側に折り返すように移動して、微粉排出口に至ることになる。したがって、分級ロータ内に進入した粗粉が微粉排出口まで到達する虞が少なくなるため、微粉への粗粉の混入が少なくなるとともに粗粉の回収率が高められる。
【００２７】
また、本構成であれば、案内部材の中心部を微粉排出口に連通する開口として有効に用いているため、微粉排出口が案内部材の前記一端側に配置した構成などに比べて、分級機を軸芯方向にコンパクト化し易くなる。
【００２８】
本発明の他の特徴構成は、前記ケーシングには前記原料分散領域に連通する気体導入口が設けられている点にある。
【００２９】
本構成であれば、気体導入口から原料分散領域に導入された気体の作用で、原料分散領域内で旋回中の粒子は原料分散領域内での旋回過程で十分な分散作用を受ける。その結果、供給口から投入された原料粉体中に、粒径の小さな粒子どうしが凝集した擬似的な粗粉が存在している場合も、これらの擬似的な粗粉が効果的な分散作用を受けて本来の粒径の単一粒子へと解体されて分級されるので、結果的に分級精度が向上する。
【００３０】
本発明の他の特徴構成は、前記隔壁部材は、前記回転軸芯に沿って位置を調節可能に設けられている点にある。
【００３１】
本構成であれば、例えば、隔壁部材の位置を回転軸芯に沿ってケーシングの一端側から他端側に移動することで、案内部材の傾斜面の前記一端側の端部と隔壁部材の内面との間に形成された間隙を狭めたり、隔壁部材と傾斜面との間に形成されている環状空間における回転軸芯に沿った距離の回転軸芯に近付くに連れての減少率を変更することもでき、結果的に、微粉として分級すべき粒子の大きさを変えることや、取り扱う原料粉体の特性に合わせて分級機の分級特性を調整することが可能となる。
【００３２】
本発明の他の特徴構成は、前記隔壁部材は前記分級ロータとは別体として設けられており、前記隔壁部材の中心部が前記ケーシングに支持されている点にある。
【００３３】
本構成であれば、分級ロータ自体を軽量にすることができるため、分級ロータの高速回転が容易となり、かつ負荷動力も少なくすることができる。さらに、隔壁部材がその外周付近でステー等を介してケーシングに支持されている構成などに比べて、分級機の構造を簡単にできるだけでなく、ステー等分級機の部品の粉体による損傷も抑制でき、また、隔壁部材の外周部付近に設ける環状の連通部をより連続性の高いものとできるので、原料粉体が連通部を通過し易くなり、分級効率が高められる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る分級機を示す破断側面図である。
【図２】３次エア導入部の案内羽根と偏向部材を示す一部破断平面図である。
【図３】偏向部材を示す斜視図である。
【図４】隔壁部材と案内部材に関する複数の形態を示す説明図である。
【図５】試験用設備を示す説明図である。
【図６】比較例として用いた従来の分級機を示す破断側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下に本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
（分級機の全体的な構成）
図１に示す分級機３０は、概して円筒状のケーシング１と、モータＭ（図５を参照のこと）などの駆動装置によってケーシング１内で軸芯Ｘを中心として回転駆動されるロータ部材４とを有する。
【００３６】
ケーシング１は、上方ケーシング部２と、上方ケーシング部２の下端に同軸状に連結された下方ケーシング部３とを有する。下方ケーシング部３は、上方ケーシング部２の下端に連結された第１部分３Ａと、第１部分３Ａの下端から下方に延びた第２部分３Ｂとを有する。
【００３７】
（ロータ部材の全体的構成）
ロータ部材４は、概して下方ケーシング部３の第１部分３Ａに対応する位置に配置された分級ロータ部５と、下方ケーシング部３の第２部分３Ｂに対応する位置に配置された微粉排出ロータ部６と、駆動装置の回転駆動力をロータ部材４に伝えるために微粉排出ロータ部６から下方に延設された入力軸７とを有する。
【００３８】
（分級ロータ部の構成）
分級ロータ部５は、下方ケーシング部３の第１部分３Ａと第２部分３Ｂとの境界付近に配置された円盤状の第１支持ディスク８Ａと、第１支持ディスク８Ａの外周側の上面から上向きに立設された多数の分級羽根９と、第１支持ディスク８Ａの内周側の上面から上向きに立設された環状の案内部材１１とを有する。案内部材１１は分級ロータ部５の内部に配置されている。分級羽根９は上下方向と同時に概して径方向に延びた矩形のブレード状を呈している。
【００３９】
上方ケーシング部２は、概して円筒状の円筒状部２Ａと、円筒状部２Ａの上端を閉鎖する円盤状のカバー部２Ｂとを有する。
円筒状部２Ａ及びカバー部２Ｂの内面と後述する隔壁部材１０の円錐状部１０Ｂの外面とで囲まれた空間は原料分散領域Ｓ１を構成しており、円筒状部２Ａの上端付近の一部には、原料粉体を１次エアとともに原料分散領域Ｓ１に投入するための供給口１４が設けられている。
【００４０】
上方ケーシング部２の内部には、軸芯Ｘと一致する軸芯を備えた概して円錐形の隔壁部材１０が配置されている。隔壁部材１０は、その外周付近を除いて、分級ロータ部５の多数の分級羽根９の径方向内側に形成された内部空間を原料分散領域Ｓ１から分離している。
【００４１】
隔壁部材１０は全体として概して一定の厚さを持つ板材によって形成されている。隔壁部材１０は、分級ロータ部５とは別体として設けられ、隔壁部材１０の中心部を介して、上方ケーシング部２のカバー部２Ｂの下面から下方に延設された棒状のステー１０Ｓによって吊り下げ固定されている。
【００４２】
隔壁部材１０の外周部に相当する下端付近は下方ケーシング部３の第１部分３Ａの上端付近に対応する位置に配置されており、隔壁部材１０の残りの大半は上方ケーシング部２の下半分に対応する位置に配置されている。
【００４３】
隔壁部材１０の外周部と下方ケーシング部３の内面との間には、環状の連通部Ｐが設けられている。原料分散領域Ｓ１はこの環状の連通部Ｐを介して分級ロータ部５の内部と連通状態にある。連通部Ｐは軸芯Ｘを中心として３６０°に亘って完全に連続している。
【００４４】
隔壁部材１０の外周部は、分級ロータ部５の分級羽根９よりも幾らか分級ロータ部５径方向内側に位置している。隔壁部材１０の外周部は、分級ロータ部５の分級羽根９の上端よりも幾らか下方に位置している。原料分散領域Ｓ１における上方ケーシング部２の内壁面は、分級ロータ部５径方向において分級ロータ部５の分級羽根９と同じかまたは分級羽根９の内径側端部よりも内側に位置している。
【００４５】
隔壁部材１０の原料分散領域Ｓ１に面する外面には、上方（分級ロータ部５の軸芯Ｘに沿ったケーシング１の一端側の一例）に向かって次第に縮径する外側傾斜面１０Ｃが形成されている。
また、円筒状部２Ａの下端付近の一部には、原料分散領域Ｓ１に分散用の補助エアを導入するための分散エア導入口１５が設けられている。
【００４６】
供給口１４と分散エア導入口１５は、互いに軸芯Ｘを挟んで概して対峙する位置に配置されているが、双方ともに、原料粉体及び１次エアが、分級ロータ部５の回転方向と、平面視において分級ロータ部５の外形が描く円の接線方向に沿って投入される向きで設置されている。
【００４７】
案内部材１１は、その外周に隔壁部材１０の内面と軸芯Ｘに沿って対向し、且つ、隔壁部材１０の内面に向かって次第に縮径する傾斜案内面１１Ａ（傾斜面の一例）を備えた円錐台形状をしており、中心部には傾斜面１１Ａの上端から軸芯Ｘに沿って下方に延び、微粉誘導空間Ｓ４を構成する円筒状の内周面１１Ｂを備えている。
案内部材１１は、中実の部材で構成してもよく、複数の板状部材を組み合わせることで内部に空洞を備えた部材とすることも可能である。また、第一支持ディスク８Ａ自体に傾斜面を設けて、第一支持ディスク８Ａに案内部材１１を兼ねさせることも可能である。
【００４８】
（隔壁部材と案内部材の関係）
隔壁部材１０の内面には上方に向かって次第に縮径する内側傾斜面１０Ｄが設けられている。
隔壁部材１０の内側傾斜面１０Ｄが水平面となす角度θ１は、案内部材１１の傾斜案内面１１Ａが水平面となす角度θ２よりも小さくなるように設定されている（θ１＜θ２）。その結果、内側傾斜面１０Ｄと傾斜案内面１１Ａとの間に形成される概して円錐形の空間は、軸芯Ｘに近付くに連れて軸芯Ｘに沿った距離が減少する環状の分級ロータ内分級空間Ｓ２となっている。
【００４９】
すなわち、径方向に離間した任意の２つの位置における内側傾斜面１０Ｄと傾斜案内面１１Ａとの間の軸芯Ｘに沿った距離には、径方向外側の位置における内側傾斜面１０Ｄと傾斜案内面１１Ａとの間の軸芯Ｘに沿った距離：Ｈ１は、それよりも径方向内側の位置における内側傾斜面１０Ｄと傾斜案内面１１Ａとの間の軸芯Ｘに沿った距離：Ｈ２よりも大きいという関係（Ｈ１＞Ｈ２）が得られている。
【００５０】
また、図１に距離Ｔとして示すように、隔壁部材１０の傾斜案内面１１Ａにおける最も軸芯Ｘに近接した部位は、分級ロータ部５の分級羽根９の上端よりも十分に一端側寄りに配置されている。
【００５１】
（微粉排出ロータ部の構成）
微粉排出ロータ部６は、第１支持ディスク８Ａの下面から下方に立設された多数のブレード状の排出羽根１２と、排出羽根１２の下端と入力軸７の上端とに連結された第２支持ディスク８Ｂとを有する。排出羽根１２は分級羽根９と同様に上下方向と同時に概して径方向に延びた矩形のブレード状を呈している。
多数の排出羽根１２が協働して形成する概して円筒状の内周面は、案内部材１１の内周面１１Ｂの下端と滑らかに接続されており、多数の排出羽根１２の内周面と案内部材１１の内周面１１Ｂとは協働して概して円筒状の微粉誘導空間Ｓ４を構成している。
【００５２】
（３次エア導入部の構成）
多数の分級羽根９の外周には環状の分級ロータ外周部分級空間Ｓ３が隣接して形成されており、この粗粉誘導空間Ｓ４のさらに外周には、分級ロータ外周部分級空間Ｓ３に対して外周側から３次エアを導入するための３次エア導入部１６が設けられている。
【００５３】
３次エア導入部１６は、下方ケーシング部３の第１部分３Ａの内径側に環状に配置された多数の案内羽根１７と、多数の案内羽根１７の外周と第１部分３Ａの外周壁部との間に形成された環状の風路空間１８とを有する。
【００５４】
図２に示すように、互いに周方向で隣接する２つの案内羽根１７の間には、案内羽根１７の内面が構成する円の接線に沿ったエア導入間隙１７Ａが形成されており、やはり接線状に向いた３次エア導入口１８Ａから風路空間１８に供給された３次エアは、これらのエア導入間隙１７Ａから分級ロータ外周部分級空間Ｓ３に接線向きに吹き込まれる。
【００５５】
分級ロータ外周部分級空間Ｓ３には、全体として環状を呈する偏向部材１９が配置されている。図３に示すように、偏向部材１９は、分級ロータ部５の回転方向に沿って緩やかに下降するスロープを備えた複数の螺旋状部材１９Ａを有し、これらの螺旋状部材１９Ａどうしは縦向きに延びた複数の支持部材１９Ｂによって連結されている。
【００５６】
（粗粉回収空間の構成）
下方ケーシング部３の第２部分３Ｂの外周側の一部には、分級ロータ外周部分級空間Ｓ３の下端の一部から下方に連通して延設された粗粉回収空間２０が形成されている。
粗粉回収空間２０の下端には、落下する粗粉を回収するための粗粉排出口２０Ａが形成されており、粗粉回収空間２０の外周側には、粗粉回収空間２０に未だ粗粉中に混在する微粉を除去するために再度粗粉を分級ロータ外周部分級空間Ｓ３へ搬送して分級させることを目的とした２次エアを導入するための２次エア導入口２０Ｂが形成されている。
【００５７】
（微粉誘導空間の構成）
下方ケーシング部３の第２部分３Ｂの粗粉回収空間２０よりも内周側には、微粉排出ロータ部６の外周側に位置し、微粉排出ロータ部６の排出羽根１２を介して微粉誘導空間Ｓ４と連通する環状の微粉排出空間２１が形成されている。
微粉排出空間２１には、バグフィルタ５０を介してブロワ５２に連通され、微粉を回収するための微粉排出口２１Ａが形成されている。
【００５８】
（エアシール空間の構成）
粗粉回収空間２０と微粉回収空間２１の間には、粗粉回収空間２０と微粉回収空間２１の間で粒子のショートパスが生じるのを防ぐための環状のエアシール空間２２が形成されている。エアシール空間２２の下端の一部に形成されたシールエア導入口２２Ａからシール用のエアがエアシール空間２２に吹き込まれることで、第１支持ディスク８Ａの下面付近にある間隙を介しての微粉回収空間２１から粗粉回収空間２０への微粉の進入や粗粉回収空間２０から微粉回収空間２１への粗粉の進入が抑制されている。
【００５９】
（分級作用について）
一次エア（気体）とともに供給口１４から接線方向に沿って原料分散領域Ｓ１内に投入された原料は、回転中の分級ロータ部５と分散エア導入口１５から接線方向に導入された分散エアとによって生じる回転する空気流の作用によって、原料分散領域Ｓ１内で概して軸芯Ｘを中心に旋回しながら次第に下方に移動し、隔壁部材１０の外周付近と分級ロータ部５の内周付近との間にある環状の連通部Ｐを下方に抜けて、分級ロータ部５内の分級ロータ内分級空間Ｓ２または分級ロータ部５の分級羽根９どうしの間の空間に進入する。
【００６０】
原料分散領域Ｓ１に面する隔壁部材１０の外面は上方に向かって次第に縮径するコーン状の外側傾斜面１０Ｃとされているので、供給口１４から吹き込まれた一次エアは外側傾斜面１０Ｃに沿って旋回する。また、原料分散領域Ｓ１の下方の分散エア導入口１５から接線方向に導入された分散エアも、コーン状の外側傾斜面１０Ｃに沿って旋回することになる。
【００６１】
その結果、原料分散領域Ｓ１内で旋回中の粒子は、原料分散領域Ｓ１内での旋回過程で十分な分散作用を受ける。この効率的な分散は、分級ロータ内分級空間Ｓ２などでの分級作用に影響を及ぼし、原料分散領域Ｓ１に面する隔壁部材１０の外面が平坦とされている従来の構成に比べて、最終的に得られる分級精度が向上する。
【００６２】
特に、供給口１４から投入された原料粉体中に、粒径の小さな粒子どうしが凝集した擬似的な粗粉が存在している場合も、これらの擬似的な粗粉が効果的な分散作用を受けて本来の粒径の小さな単一の粒子へと解体され分級されるので、結果的に分級精度が向上する。
【００６３】
分級ロータ部５内の分級ロータ内分級空間Ｓ２及び分級ロータ部５の分級羽根９どうしの間の空間に進入した粒子に対しては、旋回に基づく遠心力が働くが、同時に、連通部Ｐ付近から微粉誘導空間Ｓ４を経て微粉排出ロータ部６から排出される空気の流れによって、分級ロータ部５の中心寄りに移動させようとする求心的な力も働く。
【００６４】
ここで、粗粉については、旋回に基づく遠心力が求心的な力を上回るため、外周寄りの軌道を維持しながら旋回し、分級ロータ外周部分級空間Ｓ３に進入して、旋回方向に向かって下降するスロープを持つ偏向部材１９の作用によって次第に降下して、粗粉回収空間２０に進入し、粗粉排出口２０Ａから回収される。
【００６５】
他方、微粉については、旋回に基づく遠心力と、空気の流れによる求心力とが働くが、大きな遠心力は働かないため、分級ロータ外周部分級空間Ｓ３には向かわず、分級ロータ内分級空間Ｓ２または分級ロータ部５の分級羽根９どうしの間の空間での旋回を続ける。
【００６６】
特に、微粉として分級したい粒径の小さな粒子については、求心力が遠心力を大きく上回るため、軸芯Ｘ寄りに移動して微粉誘導空間Ｓ４へと進入する傾向が生じる。前述した求心的な空気の流れによって、分級羽根９を通過して分級ロータ部５の内部の分級ロータ内分級空間Ｓ２に進入する。
【００６７】
ここで、分級ロータ内分級空間Ｓ２には、隔壁部材１０に向かって次第に縮径する傾斜面１１Ａを外周に備えた案内部材１１が設けられているので、微粉排出口２１Ａに向かう気体の流れが円滑化され、分級ロータ部５内に進入した粒子が分級ロータ部５内に長く滞留する現象が抑制される結果、微粉の回収効率が高められる。
【００６８】
他方、分級ロータ内分級空間Ｓ２の粒子が微粉誘導空間Ｓ４に達するためには、この傾斜面１１Ａの上端を通過する必要があり、しかも、傾斜面１１Ａの最も軸芯Ｘに近接した部位は、分級ロータ部５の分級羽根９よりも十分に上方に位置する（Ｔ）ので、分級ロータ内分級空間Ｓ２に進入した粗粉が微粉誘導空間Ｓ４から微粉排出口２１Ａへとショートパスする現象が抑制される結果、微粉への粗粉の混入が減るとともに、粗粉の収率が向上する。
【００６９】
また、分級ロータ内分級空間Ｓ２は、軸芯Ｘに近付くに連れて軸芯Ｘに沿った距離が減少する環状空間とされているため（Ｈ１＞Ｈ２）、分級ロータ内分級空間Ｓ２に進入した粗粉が更に傾斜面１１Ａの上端までは達し難くなり、粒径の小さな微粉のみが傾斜面１１Ａの上端に達し易くなるため、分級精度が向上する。
【００７０】
さらに、分級ロータ内分級空間Ｓ２は、全体として軸芯Ｘに近付くに連れて上向きに変位する環状空間とされているので、分級ロータ内分級空間Ｓ２に進入した粒子群は、遠心力によって径方向に沿って分級されるだけでなく、重力によっても軸芯Ｘ方向に沿って分級されることになり、結果として更に分級精度が向上する。
【００７１】
分級ロータ内分級空間Ｓ２に進入した粗粉については、分級ロータ内分級空間Ｓ２での旋回中に受ける遠心力によって、分級羽根９を外向きに通過して分級ロータ外周部分級空間Ｓ３に至る。そして分級ロータ外周部分級空間Ｓ３に進入した粗粉はさらに分級ロータ外周部分級空間Ｓ３でも分級作用を受け、その分級作用によって粗粉中に混在している微粉は分級羽根９を通過して分級ロータ部５の内部へ進入し、一方粗粉は、偏向部材１９を介して粗粉回収空間２０に進入し、粗粉排出口２０Ａから回収される。
【００７２】
このようにして最終的に微粉誘導空間Ｓ４に進入した微粉は、下向きの空気の流れによって微粉排出ロータ部６の排出羽根１２を外向きに通過して、微粉回収空間２１に進入し、旋回しながら微粉排出口２１Ａから回収される。一般に実際の分級機では、図５に例示するように、微粉は微粉排出口２１Ａと接続されたバグフィルタ５０を介して回収される。
【００７３】
以上のように、本発明に係る分級機３０では、隔壁部材１０の外周部付近に原料分散領域Ｓ１と分級ロータ部５の内部とを連通させる連通部Ｐが設けられているので、原料分散領域Ｓ１に一次エア（気体）とともに投入された原料粉体は、原料分散領域Ｓ１で旋回しながら次第に下方に移動した後、従来の分級機のように分級ロータの外周から分級羽根を通過して、分級ロータの内周部に進入するのではなく、直接分級ロータ部５内の分級ロータ内分級空間Ｓ２に進入する。したがって、粗粉を製品とした場合には、原料粉体が先ず分級ロータ部５の外周の分級空間（第２分級空間）に進入する従来の構成に比べて、粗粉中への微粉の混入率が少なくなり、シャープな粒度分布の製品が得られる。
【実施例】
【００７４】
以下に示す実施例１〜３では、上述した本発明に係る分級機３０によって原料粉体を分級し、その分級性能などを評価した。また、特許文献１に記されたものと同類の従来型の分級機（ホソカワミクロン株式会社製の気流式分級機：３１５ＴＳＰ）によって同じ原料粉体を分級し、その分級性能などを評価した。幾つかの試験条件と試験成績を表１〜表３に示す。
【００７５】
表１、２の比較例１、２で用いた従来型の分級機１３０は、図６に示すように、一端に原料の供給口１１４を備えた円筒状のケーシング１０１と、ケーシング１０１内で回転駆動されるロータ部材１０４とを有する。ロータ部材１０４は、多数の分級羽根１０９を備えた上方の分級ロータ部１０５と、多数の排出羽根１１２を備えた下方の微粉排出ロータ部１０６と、入力軸１０７とを有する。分級ロータ部１０５には本発明のような案内部材は備えられていない。
【００７６】
多数の分級羽根１０９の外周に位置する環状の第１分級空間には、分級ロータ部１０５の回転方向に沿って下降するスロープを備えた螺旋状の偏向部材１１９があり、偏向部材１１９の外周には多数の案内羽根１１７が配置され、その外周には第１分級空間に対して外周側から分散エアを導入するための風路空間１１８が設けられている。粗粉は偏向部材１１９のある第１分級空間と連通する回収空間１２０を経て粗粉排出口１２０Ａから回収され、微粉は微粉排出ロータ部１０６の外周に配置された微粉回収空間１２１を経て微粉排出口１２１Ａから回収される。
【００７７】
図５に示すように、評価試験に用いた設備は主に、分級機３０、１３０、分級機の供給口１４，１１４に原料粉体を供給するための原料供給装置４０（フィーダー４１とエジェクタ４２）、分級機３０、１３０の微粉排出口２１Ａ、１２１Ａから排出される排出エアから微粉を回収するためのバグフィルタ５０、微粉排出口２１Ａ、１２１Ａからの微粉を含む排出エアをバグフィルタに導くためのブロワ５２、分級機に１次、２次、３次エア、分散エア、シールエアを供給するためのコンプレッサ（不図示）などで構成されている。
【００７８】
実施例１と比較例１では原料粉体として複写機用トナーの原料粉体を用いた。
実施例２と比較例２、及び、実施例３、４では原料粉体として炭酸カルシウムの粉末を用いた。
【００７９】
尚、実施例１〜３のいずれにおいても、隔壁部材１０の内側傾斜面１０Ｄが水平面となす傾斜角度θ１は３０°、案内部材１１の傾斜案内面１１Ａが水平面となす傾斜角度θ２は４８°としている。
他方、実施例４については、図４（ｃ）に示すように、本発明に係る分級機３０に対して、隔壁部材１０を下向きに突出した円錐状の内面１０Ｄを有するものに変更した分級機が用いられ、隔壁部材１０の内側傾斜面１０Ｄが水平面となす傾斜角度θ１は−１０°、案内部材１１の傾斜案内面１１Ａが水平面となす傾斜角度θ２は８°であり、したがって（Ｈ１＞Ｈ２）の原則が維持されているが、傾斜案内面１１Ａの上端は分級羽根９の上端よりも下方に配置されている。
【００８０】
他の主な試験条件と分級性能を表す数値とを表１〜３に示しており、これらの表において、分散エア流量、全風量、１次エア風量、２次エア風量、３次エア風量、シールエア風量の単位は［ｍ3／ｍｉｎ］、ロータ周速すなわち分級ロータ部５の周速の単位は［ｍ／ｓ］、回転数の単位は［ｒｐｍ］、原料供給速度の単位は［ｋｇ／ｈ］、含塵濃度の単位は［ｋｇ／ｍ3］である。
【００８１】
尚、全風量の値は、１次、２次、３次の各エア風量の値と、分散エア流量の値と、シールエア風量の値の合計である。
また、含塵濃度とは、原料供給速度［ｋｇ／ｈ］／（全風量［ｍ3／ｍｉｎ］×６０）で定義される値であり、その単位は［ｋｇ／ｍ3］である。
【００８２】
製品収率は、分級機に投入された原料粉体の量（ｋｇ）に対する粗粉排出口から製品として回収された粉体の量（ｋｇ）の割合であり、単位は［％］である。
微粉混入率とは、粗粉排出口から製品として回収された粉体中に混入していた微粉（実施例１、２では粒径が５μｍ以下の粒子、実施例３、４では粒径が１１μｍ以下の粒子）の割合を指す。
【００８３】
（実施例１）
実施例１と比較例１では、原料粉体として、メディアン径（個数）ｄ50［μｍ］が７．８μｍで、５μｍ以下の粒子が占める割合（個数）が５９ｐｏｐ％のトナー原料を用いた。
実施例１と比較例１における粒度分布測定では、ベックマン・コールター社製のコールターカウンター：Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ３を用いており、製品粒径の表示には個数基準のメディアン径ｄ50［μｍ］が用いられている。実施例１と比較例１における微粉混入率の単位は個数基準の［ｐｏｐ％］である。
【００８４】
先ず比較例用の分級機を用いた分級試験を行い、次に、本発明に係る分級機を運転しながら比較例と同じ含塵濃度が得られるように原料供給速度を設定し、次に、比較例と同じ製品収率が得られるように分級ロータ部５の周速を調節するという試験方法を用いた。
【００８５】
下の表１から理解されるように、実施例１の方が比較例１よりも微粉混入率が低い、すなわち微粉の除去率が高いという結果が得られており、本発明による分級機３０の分級精度がよいことがわかる。
【００８６】
【表１】
2013230434.tif 000003
【００８７】
（実施例２）
実施例２と比較例２では、原料粉体として、メディアン径（体積）ｄ50［μｍ］が１６．７μｍで、５μｍ以下の粒子が占める割合（体積）が１７．３ｖｏｌ％の炭酸カルシウム粉末を用いた。
実施例２と比較例２における粒度分布測定では、日機装社製のレーザー回折・散乱式粒度分析計：マイクロトラックＭＴ−３３００を用いており、製品粒径の表示には体積基準のメディアン径ｄ50［μｍ］が用いられている。実施例２と比較例２における製品収率の単位は体積基準の［ｖｏｌ％］である。
【００８８】
実施例２でも、実施例１と同様に、先ず比較例用の分級機を用いた分級試験を行い、次に、本発明に係る分級機を運転しながら比較例と同じ含塵濃度が得られるように原料供給速度を設定し、次に、比較例と同じ製品収率が得られるように分級ロータ部５の周速を調節するという試験方法を用いた。
【００８９】
表２から理解されるように、実施例２の方が比較例２よりも微粉混入率が低い、すなわち微粉の除去率が高いという結果が得られており、本発明による分級機３０の分級精度がよいことがわかる。
【００９０】
【表２】
2013230434.tif 000004
【００９１】
（実施例３及び実施例４）
実施例３、４では、原料粉体として、メディアン径（体積）ｄ50［μｍ］が１６．７μｍで、１１μｍ以下の粒子が占める割合（体積）が３０．３ｖｏｌ％の炭酸カルシウム粉末を用いた。
粒度分布測定では、日機装社製のレーザー回折・散乱式粒度分析計：マイクロトラックＭＴ−３３００を用いており、製品粒径の表示には体積基準のメディアン径ｄ50［μｍ］が用いられている。製品収率の単位は体積基準の［ｖｏｌ％］である。
【００９２】
実施例３、４では、風量を互いに同じに設定し、同じ製品収率が得られるように分級ロータ部５の周速を調節するという試験方法を用いた。
【００９３】
他方、実施例４については、図４（ｃ）に示すように、本発明に係る分級機３０に対して、隔壁部材１０を下向きに突出した円錐面状の下面１０Ｄを有するものに変更した分級機が用いられ、隔壁部材１０の内側傾斜面１０Ｄが水平面となす傾斜角度θ１は−１０°、案内部材１１の傾斜案内面１１Ａが水平面となす傾斜角度θ２は８°であり、したがって（Ｈ１＞Ｈ２）の原則が維持されているが、傾斜案内面１１Ａの上端は分級羽根９の上端よりも下方に配置されている。
【００９４】
表３から理解されるように、隔壁部材１０の内側傾斜面１０Ｄが上方に向かって次第に縮径する実施例３の方が、隔壁部材１０の内側傾斜面１０Ｄが下向きに突出した実施例４よりも微粉混入率が低い、すなわち微粉の除去率が高いという結果が得られており、図１に示す分級機３０の方が、図４（ｃ）に示す分級機よりも分級精度がよいことがわかる。
また、製品収率についても、図１に示す分級機３０の方が図４（ｃ）に示す分級機よりも優れているという結果が得られている。
【００９５】
【表３】
2013230434.tif 000005
【００９６】
〔別実施形態〕
〈１〉隔壁部材が分級ロータに連結され、分級ロータと一体的に回転駆動される形態で実施してもよい。より具体的には、例えば、隔壁部材の外周部が、分級ロータの分級羽根の前記一端側に、複数の連結アームによって連結された構成とすることができ、この場合、これらの連結アームどうしの間に位置する空間が環状の連通部を構成することとなる。
【００９７】
〈１〉隔壁部材１０は、必ずしも図１及び図４（ａ）に示すように全体が概して同じような厚さのコーン状とする必要はなく、図４（ｂ）に示すような概して平坦な内面１０Ｄを有する隔壁部材１０、或いは、図４（ｃ）に示すような下向きに突出した円錐状の内面１０Ｄを有する隔壁部材１０としてもよい。これらの別実施形態においても、隔壁部材１０の内面１０Ｄと案内部材１１の傾斜面１１Ａとの間に、（Ｈ１＞Ｈ２）の関係が成り立ち、軸芯Ｘに近付くに連れて軸芯Ｘに沿った距離が減少する環状の分級ロータ内分級空間Ｓ２が形成されている。
【００９８】
〈２〉分級ロータ部５によって分級された微粉は、必ずしも案内部材１１の内周面１１Ｂに形成された微粉誘導空間Ｓ４を介して下向きに回収する必要はなく、例えば、図４（ｄ）に示すように、隔壁部材１０の中心部などに形成した筒状回収手段の内面に配置された微粉誘導空間Ｓ４を介して上向きに回収する形態で実施してもよい。この別実施形態においても、隔壁部材１０の内面１０Ｄと案内部材１１の傾斜面１１Ａとの間に、（Ｈ１＞Ｈ２）の関係が成り立ち、軸芯Ｘに近付くに連れて軸芯Ｘに沿った距離が減少する環状の分級ロータ内分級空間Ｓ２が形成されている。
【００９９】
〈３〉前記隔壁部材は、前記軸芯に沿って位置を調節可能に設けられている。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
ケーシングと、ケーシングに設けられ粉体が気体とともに投入される供給口と、ケーシング内に配置された分級ロータとを備え、分級ロータの軸芯に沿ったケーシングの一端側に供給口と連通する原料分散領域が設けられ、原料分散領域と分級ロータの内部空間との間に隔壁部材が介装されており、原料分散領域に供給された粉体を分級ロータにより粗粉と微粉とに分級し、粗粉は分級ロータの外周面と連通するケーシングの他端側に設けられた粗粉排出口を経て回収され、微粉は分級ロータ内から微粉排出口を経て回収される分級機に従来見られた課題を解決するための技術として利用可能な発明である。
【符号の説明】
【０１０１】
１      ケーシング
４      ロータ部材
５      分級ロータ部
６      微粉排出ロータ部
９      分級羽根
１０    隔壁部材
１０Ｄ  内側傾斜面
１０Ｓ  ステー
１１    案内部材
１１Ａ  傾斜案内面（傾斜面）
１４    供給口
１５    分散エア導入口
２０    粗粉回収空間
２０Ａ  粗粉排出口
２１    微粉回収空間
２１Ａ  微粉排出口
３０    分級機
Ｍ      モータ
Ｐ      連通部
Ｓ１    原料分散領域
Ｓ２    分級ロータ内分級空間
Ｓ３    分級ロータ外周部分級空間
Ｓ４    微粉誘導空間
Ｘ      軸芯
【図１】
2013230434.tif 000006
【図２】
2013230434.tif 000007
【図３】
2013230434.tif 000008
【図４】
2013230434.tif 000009
【図５】
2013230434.tif 000010
【図６】
2013230434.tif 000011