(57)【要約】【課題】  所望の粒径の粉体に対して、高精度であり、また任意の粒度分布を実現し得る分級システムを提供する。【解決手段】  複数の分級区画を有する分級機２と、前記分級機に原料粉体を供給する原料粉体供給ライン７と、前記複数の分級区画のうち一つの分級区画を通過した分級粉体を前記分級機に帰還させる循環ライン８ａ，８ｂと、をそれぞれ独立に備えるように構成する。このような構成により、原料粉体から粒径に応じて選択的に分級した粉体を、新たな原料粉体を供給することなく循環させることで繰り返し分級機を通過させるため、粒度分布の精度を飛躍的に高めることが可能となる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の分級区画を有する分級機と、
前記分級機に原料粉体を供給する原料粉体供給ラインと、
前記複数の分級区画のうち一つの分級区画を通過した分級粉体を前記分級機に帰還させる循環ラインと、をそれぞれ独立に備えた分級システム。
【請求項２】
前記循環ラインの経路上に、分級区画を通過した粉体を捕集する捕集手段を備えた
請求項１記載の分級システム。
【請求項３】
前記分級機は、
少なくとも一つの分級エッジと、
コアンダブロックと、
前記原料粉体供給ラインに接続される第１の供給口と、
前記循環ラインに接続される第２の供給口と、
前記分級エッジにより分離された気流を排出する複数の排出口と、
を備えた請求項１又は２記載の分級システム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項記載の分級システムにおいて、
前記原料粉体供給装置から前記分級機に原料粉体を供給するとともに、前記複数の分級区画から選択される一つの分級区画を通過した分級粉体を前記分級機に帰還させる工程と、
前記原料粉体を所定量供給後、前記原料粉体供給装置からの前記原料粉体の供給を停止する工程と、
所定の時間経過後、前記分級粉体を捕集手段により回収する工程と、
を含むことを特徴とする分級方法。
【請求項５】
前記原料粉体の供給を停止する工程の後、前記第１の供給口からの気流の供給を停止する又は前記第１の供給口からの気流の供給量を変更する工程と、
を含むことを特徴とする請求項４記載の分級方法。
【請求項６】
原料粉体供給装置と、切替弁と、前記切替弁に連結された少なくとも２台の分級機と、を備え、
前記切替弁は、
前記原料粉体供給装置に連結されると共に粉体を搬送する気流の経路を切り替えて一つの経路を選択するものであり、
前記分級機は、いずれも、
複数の分級区画を有すると共に、
前記複数の分級機を通過した分級粉体を前記分級機に帰還させる循環ラインと、を有することを特徴とする多段分級システム。
【請求項７】
請求項６記載の多段分級システムにおいて、
前記原料粉体供給装置から一定量の原料粉体を第１の分級機に供給し、前記第１の分級機において分級を行うと共に前記第１の分級機に帰還させ、一定時間分級処理を行う工程と、
その後前記切替弁を切り替えて、前記第１の分級機への原料粉体の供給を停止した状態で前記第１の分級機において循環運転を行いつつ、
前記原料粉体供給装置から一定量の新たな原料粉体を第２の分級機に供給し、前記第２の分級機において分級を行うと共に前記第２の分級機に帰還させ、一定時間分級処理を行う工程と、
その後前記切替弁を切り替えて、前記第２の分級機への原料粉体の供給を停止した状態で前記第２の分級機において循環運転を行いつつ、
前記第１の分級機において分級処理を行った分級粉体を回収する工程と、
を備えたことを特徴とする、分級方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体を分級するための気流式分級システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、コアンダ効果を利用して粉体状の被分級原料（以下、原料粉体と称す。）を粒径に応じて分級するための装置として気流式分級システムが知られている。この種の分級システムでは、粉体状の原料粉体を供給するフィード気流によってノズルを通して分級域へ導入し、粉体状の被分級原料に対しコアンダ効果を利用して分級を行う。
【０００３】
この気流式分級システムは、分級精度を高めるため、粉砕性能に優れた特定の衝突式気流微粉砕機により微粉砕された粉砕物を、第１分級工程において第１粗粉と第１微粉とに分級する。第１粗粉は、再度粉砕機に導入され、粉砕された後、第１分級工程に送られる。一方、第１微粉は、２次分級工程において、交差気流とコアンダ効果を利用して、規定粒度より大きな粒径を有する粗粉、規定粒度未満の粒径を有する超微粉、規定粒度を有する中粉の３種類に分級され、規定粒度より大きな粗粉は再度粉砕機に導入され、粉砕された後、第１分級工程に送られ、中粉は製品として回収される。この装置構成では、第１の分級工程において第１粗粉を除去後、第２の分級工程により製品となる粉体を分級するといった、２段の分級工程により分級精度を向上させる方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、分級精度の向上を目的として、さらに分級工程を増やすため、４段の分級室を直列に連ねた分級システムが、特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１７９３４４
【特許文献２】特開２００１−１０４８８７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、最近では、粉体製品の小粒径化への要望が進んでおり、より一層の高い分級精度が要求されるようになってきている。加えて、選択的に任意の粒径のみを精度よく分級することも求められている。上記した従来の分級システムにより、高い分級精度を達成できたものの、ますます厳しくなる分級精度、すなわち各分級区画の分布幅が狭い粒度分布の要求への対応が困難になってきている。
【０００７】
このような要求に応えるため、例えば分級工程の段数を増やすには、分級システムの大幅な改造が必要となるだけでなく、システムの大型化にもつながる。
【０００８】
また、分布幅の狭い粒度分布を実現するため、過剰に高い分級精度に調整された分級システムを使用した場合、回収率が低下し、製品コストが増大してしまい、様々な粉体製品に対応することが困難になる。
【０００９】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、所望の粒径の粉体に対して、高精度であり、任意の粒度分布を実現し得る分級システム及びこれを用いた新規な分級方法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】
【００１０】
本発明に係る分級システムは、複数の分級区画を有する分級機と、
前記分級機に原料粉体を供給する原料粉体供給ラインと、
前記複数の分級区画のうち一つの分級区画を通過した分級粉体を前記分級機に帰還させる循環ラインと、をそれぞれ独立に備えていることを特徴とする。
【００１１】
このような構成により、原料粉体から粒径に応じて選択的に分級した粉体を、新たな原料粉体を供給することなく循環させることで繰り返し分級機を通過させるため、粒度分布の精度を飛躍的に高めることが可能となる。さらに、分級機が複数の分級区画を備えるため、複数の分級域に分級することが可能であり、所望の粒径を任意に選択でき、任意の粒度分布の精度で分級が可能である。しかも、粒度分布は、分級時間の設定等により柔軟に設定することができるため、粒度分布の要求仕様に対し必要かつ十分な粒度分布を、容易に得ることができる。
【００１２】
上記構成においては、前記循環ラインの経路上に、分級区画を通過した粉体を捕集する捕集手段を備えていてもよい。循環ラインの経路上に捕集手段を備えることで２つ以上の分級域のそれぞれを循環運転中に回収することができ、より効率のよい分級が可能となる。
【００１３】
上記構成における前記分級機は、
少なくとも一つの分級エッジと、コアンダブロックと、前記原料粉体供給ラインに接続される第１の供給口と、前記循環ラインに接続される第２の供給口と、前記分級エッジにより分離された気流を排出する複数の排出口と、を備えていてもよい。
【００１４】
分級機が複数の分級区画を有するための構成として上記のような構成例が考えられる。
【００１５】
本発明に係る第１の分級方法は、上述したいずれかの構成を具備する分級システムにおいて、
前記原料粉体供給装置から前記分級機に原料粉体を供給するとともに、前記複数の分級区画から選択される一つの分級区画を通過する分級粉体を循環させ前記分級機に供給する工程と、
前記原料粉体を所定量供給後、前記原料粉体供給装置からの前記原料粉体の供給を停止する工程と、
所定の時間経過後、前記分級粉体を捕集手段により回収する工程と、
を含むことを特徴とする。
【００１６】
さらに、前記原料粉体の供給を停止する工程の後、前記第１の供給口からの気流の供給を停止する又は前記第１の供給口からの気流の供給量を変更する工程と、
を含んでいてもよい。
【００１７】
本発明に係る多段分級システムは、原料粉体供給装置と、切替弁と、前記切替弁に連結された少なくとも２台の分級機と、を備え、前記切替弁は、前記原料粉体供給装置に連結されると共に粉体を搬送する気流の経路を切り替えて一つの経路を選択するものであり、
前記分級機は、いずれも、複数の分級区画を有すると共に、前記複数の分級機を通過した分級粉体を前記分級機に帰還させる循環ラインと、を有することを特徴とする。
【００１８】
本発明の他の分級方法は、上記構成を具備する多段分級システムにおいて、前記原料粉体供給装置から一定量の原料粉体を第１の分級機に供給し、前記第１の分級機において分級を行うと共に前記第１の分級機に帰還させ、一定時間分級処理を行う工程と、
その後前記切替弁を切り替えて、前記第１の分級機への原料粉体の供給を停止した状態で前記第１の分級機において循環運転を行いつつ、
前記原料粉体供給装置から一定量の新たな原料粉体を第２の分級機に供給し、前記第２の分級機において分級を行うと共に前記第２の分級機に帰還させ、一定時間分級処理を行う工程と、
その後前記切替弁を切り替えて、前記第２の分級機への原料粉体の供給を停止した状態で前記第２の分級機において循環運転を行いつつ、
前記第１の分級機において分級処理を行った分級粉体を回収する工程と、
を備えたことを特徴とする。
【００１９】
このような構成によれば、高精度の粒度分布を持つ粉体を連続的に分級することが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、原料紛体から任意粒径に応じて選択的に分級精度を向上させることが可能となる。また、粉体の粒度分布の制御が容易となり、粉体製品スペックに応じた粒度分布の粉体製品を容易に提供することができる。また、分級条件の最適化に要する作業者の労力と作業時間を大幅に低減することにより、特に多品種（多規格）の製品展開において、製造コストの低減、納期の短縮も可能となる。また、従来のように分級システムを複数段直列に連ねた構成と比較し、省スペース化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施形態の分級システムの構成図。
【図２】第１の実施形態において、中粉、微粉、粗粉を循環させる場合の各粉体の搬送経路図。
【図３】第１の実施形態による分級機の平面図及び側面図。
【図４】第１の実施形態による分級方法の工程フロー図。
【図５】分級前後の粒度分布を示すグラフ。
【図６】Ｄｐ９０／Ｄｐ１０比の分級時間依存性を示すグラフ。
【図７】第２の実施形態における多段分級システムのシステム構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の各実施形態について説明する。同一又は同類の部材には同一の符号を用いるか又は添え字のみ異ならせて表示するものとし、重複した説明を省略しているが、各実施形態の記載は本発明の技術的思想を理解するために合目的的に解釈され、実施形態の記載に限定解釈されるべきものではない。
【００２３】
図１を参照して、本実施形態の分級システムについて説明する。図１には、原料粉体供給装置１、分級機２、粉体を捕集する捕集手段３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）、分級された粉体を回収する回収容器４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）、粉体を搬送する気流を発生させる多段吸引エゼクター等のエゼクター５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ）、粉体を搬送する気流の経路を切り替える切替弁６、原料粉体供給ライン７、循環ライン８（８ａ、８ｂ）、循環粉体回収ライン９（９ａ、９ｂ、９ｃ）、１０が示されている。この図の例では、循環ライン８ａの経路上には切替弁６が設けられ、切替弁６で分岐して分級機２に帰還する経路と循環粉体回収ライン１０を経由して粉体を捕集する捕集手段３ｄに接続される経路が構成されている。
【００２４】
粉体を回収する際には、循環ライン８ａから切替弁６を経由して循環粉体回収ライン１０を通じて捕集手段３ｄにより回収容器４ｄにより回収される。
【００２５】
分級すべき原料粉体は、原料粉体供給装置１により、圧縮空気等の気流により搬送され、原料粉体供給ライン７を介して、分級機２に供給される。なお、原料粉体の供給速度は、一定にしてもよく、一定に限らず適宜変更しても良い。例えば、時間とともに原料の供給割合を増減してもよい。ここで、原料粉体供給装置１は、既知の原料粉体供給装置を使用してもよい。分級機２は、コアンダ効果により複数の粒径規格（範囲）、即ち分級域に、粉体を分離区分し、分級する作用を備えるものであり、その詳細は後述する。
【００２６】
図１に示す実施形態の分級システムでは、循環ラインの経路上に分級区画を通過した粉体を捕集する捕集手段３ａ、３ｂ、３ｃを備える。このような構成によると、分級機２により、原料粉体は、２つ以上の分級域、例えば粒径の順に微粉、中粉、粗粉の３つの分級域に分級され、循環粉体回収ライン９ａ、９ｂ、９ｃを通じて分級域の数に対応した捕集手段、例えばバグフィルターやサイクロン捕集機等の捕集手段３ａ、３ｂ、３ｃにより捕集することができる。
【００２７】
これらの捕集された粉体の内、第１の分級域に属する粉体、例えば中粉を捕集手段３ｃで捕集し、気流により循環ライン８ａに搬送する。その他の分級域に属する粉体、例えば微粉、粗粉は、それぞれ捕集手段３ａ、３ｂで捕集し、回収容器４ａ、４ｂにて回収する。循環ライン８ａに誘導された粉体を搬送するための気流は、エゼクター５ｅにより生成される。なお、各エゼクターには、コンプレッサーからの圧縮空気が供給されている。
【００２８】
循環ライン８ａの粉体を搬送する気流は、切替弁６によって、その方向が制御され、例えば循環ライン８ｂへと誘導される。図１の構成例の場合、循環ライン８ｂは、分級機に連結（連通）されているため、捕集手段３ｃで捕集された粉体は、気流により分級機に再び供給され、３つの分級域に分級される。
【００２９】
このように、分級された中粉は、分級機２、循環ライン８ａ、循環ライン８ｂを循環することになる。また、切替弁６は、粉体を搬送する気流の方向を自由に切り替えでき、切替弁６により気流の方向を循環粉体回収ライン１０へと誘導することも可能である。この気流の方向の切り替えにより、循環する粉体、例えば中粉は、循環粉体回収用の捕集手段３ｄで捕集され、回収容器４ｄに回収される。この回収容器４ｄに回収された粉体は、製品等として提供される。
【００３０】
なお、上記中粉を回収する例においては、回収された粗粉は、再度破砕し原料粉体として再利用することも再度分級することも可能であり、回収された微粉は、粉体を形成する原材料として再利用することも再度分級することも可能である。もちろん製品仕様に合致すれば、そのまま製品として提供することも可能であることは言うまでも無い。
【００３１】
なお、エゼクター５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄは、捕集手段３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄである例えばバグフィルターを稼働させるための粉体搬送用の気流発生装置である。
【００３２】
以上の説明においては、中粉を循環させる例を取り上げたが、微粉や粗粉を循環させても良い。
【００３３】
図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）は、それぞれ中粉、微粉、粗粉を循環させる例を示している。それぞれ中粉、微粉、粗粉は所定の時間循環された後、切替弁により、回収のため捕集され、製品として提供される。
【００３４】
図３（ａ）は、分級機２の構造を示す平面図である。図３（ａ）において、第１の供給口１１、第２の供給口１２、分散ノズル１３、噴出口１４、コアンダブロック１５、側壁ブロック１６、第１の分級エッジ１７ａ、第２の分級エッジ１７ｂ、第１の分級エッジの回転軸１８ａ、第２の分級エッジの回転軸１８ｂ、第１の排出口１９ａ、第２の排出口１９ｂ、第３の排出口１９ｃが示されている。図３（ｂ）は、分級機２を第１の供給口１１側から見た側面図であり、側板２０（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ）、回転角調整治具２１などが示されている。
【００３５】
図３（ｂ）に示す通り、分級機２は、所定の厚さ、例えば数ｍｍ〜数十ｃｍ、好ましくは５ｍｍ〜３００ｍｍ程度の厚さを有しており、この構造体は、気密性及び液密性を保つため、全体を挟み込むように側板２０（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ）で覆われている。分級エッジ１８ａ、１８ｂの角度は、回転角調整治具２１により調整可能である。なお、図面の関係上、１つの回転角調整治具２１が描かれているが、分級エッジの数と同じ個数の回転角調整治具が備えられている。
【００３６】
原料粉体を含有する気流は、圧縮空気の流入口である第１の供給口１１から分級機２内部へと流入する。原料粉体は第１の流入口１１と分散ノズル１３との中間に位置する原料流入部位２２より、紙面垂直方向から流入する。分散ノズル１３において、原料粉体が気流中に均等に分散した後、原料粉体を含有する気流は噴出口１４よりコアンダブロック１５の湾曲表面に噴出される。噴出された気流は、コアンダブロック１５の湾曲面に沿って流れ、湾曲気流が発生する。
【００３７】
気流に使用する気体は、コンプレッサーで圧縮し供給される空気（ドライエアー）の他、ガスボンベ等から供給される窒素、アルゴン等の不活性ガスも使用できる。
【００３８】
湾曲気流により搬送される粉体は、その粒径に起因する慣性力の違いに従って、コアンダブロック１５の湾曲面から異なる距離を移動（飛行）する。慣性力の大きい粉体、すなわち粒径の大きい粉体は、コアンダブロック１５の湾曲面から離れて移動し、慣性力の小さい粉体、すなわち粒径の小さい粉体は、コアンダブロック１５の表面近傍を移動する。
【００３９】
コアンダブロック１５の下流側で、コアンダブロック１５と側壁ブロック１６との間には、１つ以上の分級エッジ、例えば第１の分級エッジ１７ａ及び第２の分級エッジ１７ｂが、それぞれコアンダブロック１５の湾曲面から異なる距離だけ離間して設置されている。粉体の移動ルート（飛行軌跡）は、上記の通り粉体の慣性力（粒径）に依存して異なるため、第１の分級エッジ１７ａ及び第２の分級エッジ１７ｂにより、粉体を粒径に応じて分離区分（分級）することができる。
【００４０】
分級エッジは、コアンダブロック１５と側壁ブロック１６との間の領域を分割するため、分級エッジの個数より１多い粒径範囲（分級域）に粉体を分級できる。上記実施例では、第１の分級エッジ１７ａ及び第２の分級エッジ１７ｂを備えるため、３つの分級域に粉体を分級できる。
【００４１】
第１の分級エッジ１７ａ及び第２の分級エッジ１７ｂは、第１の回転軸１８ａ及び第２の回転軸１８ｂの周りに回動可能であり、第１の分級エッジ１７ａ及び第２の分級エッジ１７ｂの傾きの角度を変えることで、分級域を調整できる。これらの分級エッジの角度の変更は、手動操作若しくはモーター、アクチュエータ等による機械操作により可能である。
【００４２】
慣性力の異なる粉体を搬送する気流は、第１の分級エッジ１７ａ及び第２の分級エッジ１７ｂにより分割された後、第１の排出口１９ａ、第２の排出口１９ｂ、第３の排出口１９ｃから分級機２の外部へと排出（流出）する。
【００４３】
図３においては、第１の排出口１９ａ、第２の排出口１９ｂ、第３の排出口１９ｃから排出された気流は、それぞれ粗粉、中粉、微粉を含有する。
【００４４】
排出された粉体を搬送する気流は、図１に示すとおり、捕集手段３ａ，３ｂ，３ｃに導入され、気流に含まれる粉体は回収容器４ａ、４ｂに回収されるか、あるいはエゼクター５ｅより生成される気流により循環ライン８ａへと搬送される。上記気流により循環ライン８ａに搬送された粉体は、切替弁６によって、循環ライン８ｂに誘導され、第２の供給口１２を経由して、分級機２内部へと導入（搬送）される。このとき、原料粉体供給気流を０度として、帰還させる循環気流を０度〜９０度の範囲内で導入するように調整してもよい。
【００４５】
本実施形態の分級機２においては、第１の供給口１１と第２の供給口１２とが独立して設けられ、それぞれに原料粉体供給ライン７及び循環ライン８ｂが連結されている点にも特徴がある。
【００４６】
なお、第２の供給口１２から気流の流入を開始する時期（タイミング）は、第１の供給口１１から気流の流入を開始する時期（タイミング）と同時でも良いし異なっていてもよい。
【００４７】
原料粉体が供給されている間は、分散ノズル１３において、第２の供給口１２から流入した粉体を含有する気流と、第１の供給口１１から流入した原料粉体を含有する気流とが合流し、原料粉体及び分級後の粉体が気流中に均等に分散する。その後、これらの合流した気流は、噴出口１４よりコアンダブロック１５の湾曲表面に噴出される。
【００４８】
以降の工程は上記と同様である。すなわち、第１の供給口１１及び第２の供給口１２から流入した粉体を含む気流は、噴出口１４からコアンダブロック１５の湾曲表面に噴出され、第１の分級エッジ１７ａ及び第２の分級エッジ１７ｂにより分割され、第１の排出口１９ａ、第２の排出口１９ｂ、第３の排出口１９ｃから排出される。これら３つの排出口のうち一つの排気口から排出される気流は、循環ライン８ａへ流入し、循環ライン８ｂ中を流れ、第２の供給口１２から分級機２内へ流入し、循環することになる。
【００４９】
原料粉体供給装置１からの原料粉体の供給がなくなると、分級システム内の粉体は、分級機２、循環ライン８ａ、循環ライン８ｂを循環する粉体のみとなる。この状態を本明細書では、「循環運転」と称す。なお、この循環運転においても、原料粉体を含まない気流を引き続き第１の供給口１１から分級機２内部へ流入し続けても良い。これは、コアンダブロック１５の湾曲表面において、気流の状態を同一状態に維持することが容易となるためである。
【００５０】
設定する諸条件次第ではサブミクロンも可能であり、典型的な分級範囲は、例えば１〜２００μｍ、処理能力は、例えば１〜２０００ｋｇ／ｈｒである。
【００５１】
なお、噴出口１４から噴出する気流と交差する交差気流を、さらに供給してもよい。即ち、さらに気流供給ラインを分級機２に設け、図２において、紙面に対して上部から下部に向かって、気流を供給しても良い。
【００５２】
以下、本実施形態の分級システムの運転手順、分級工程について説明する。
本実施形態の分級システムの運転手順は、（ステップＳ１：各種条件設定工程）、（ステップＳ２：準備運転工程）、（ステップＳ３：通常運転工程（分級及び回収））、（ステップＳ４：停止処理工程）の４段階の工程からなる。
【００５３】
（ステップＳ１：各種条件設定工程）
ステップＳ１では、各工程で分級システムを運転するための諸条件を設定する。具体的には、原料粉体供給装置１の運転時間（粉体供給時間）、供給スピード（供給機運転周期等）、分級機２の各分級エッジの角度、各エゼクターの風量（流量）値設定、切替弁の方向設定（循環側）等である。
【００５４】
（ステップＳ２：準備運転工程）
ステップＳ２では、予め設定した気流を生成し、分級システムを分級処理可能な準備運転状態とする。圧縮空気供給開始、エゼクター及びバグフィルター運転開始、圧縮空気の供給口のノズル圧力設定等である。
【００５５】
（ステップＳ３：通常運転工程）
ステップＳ３は粉体の分級処理及び粉体の回収が行われる通常運転工程である。
Ｓ３−１：分級工程
切替弁方向確認（循環側）
原料粉体供給装置運転及び循環運転（循環ラインへの気流循環）
所定の原料粉体供給後（もしくは所定時間経過後）
原料粉体供給停止（循環運転のみ）
所定時間の循環運転
Ｓ３−２：回収工程
切替弁方向変更（回収側）
循環運転停止
循環粉体回収用捕集手段運転
粉体回収完了
【００５６】
（ステップＳ４：停止処理工程）
ステップＳ４は正常かつ安全に分級システムを停止させる停止処理工程である。
バグフィルター停止、エゼクター停止、空気コンプレッサー（圧縮空気供給）停止などを実行する。
【００５７】
上記通常運転において、原料粉体供給停止は、原材粉体を収容する容器の原料粉体の残量を、重量計やレベル計で監視し、残量が所定量以下に達したことを検知した時点で行っても良いし、所定の時間が経過した時点で行っても良い。
【００５８】
原料粉体供給の停止により、原料粉体供手段１からの原料粉体搬送用気流を停止させても良いし、原料粉体自体の供給のみを停止し、原料粉体搬送用気流のみを継続して供給しても良い。原料粉体搬送用気流及び粉体を循環搬送する気流の流量（風量）条件を、適宜変更しても良い。
【００５９】
原料粉体供給停止後の循環運転時間は、要求される粉体の粒度分布の精度により予め設定しておく。循環運転の設定時間経過後、切替弁６の設定変更により、気流は回収用の捕集手段３ｄ側に誘導され、その結果分級された粉体が回収容器４ｄ内に回収される。
【００６０】
次に、本文級装置を用いた循環運転による粒度分布改善効果について説明する。
【００６１】
まず、粒度分布が改善するメカニズムについて、理解を容易にするため、離散的な（即ち整数の段数の）分級過程のデータに基づき説明する。
【００６２】
図５は、分級前後の粉体の粒径と各粒径の含有率を示すグラフである。図５おいて、■は原料粉体、◇は１段（回）の分級後、△は４段（回）の分級後、○は１５段（回）の分級後の粉体の粒度分布を示す。横軸は粒径［μｍ］の対数、縦軸は各粒径の頻度［％］である。
【００６３】
図５より明らかなように、原料の粒度分布は、ブロードな分布を示しており、１段の分級により、粉体の粒度分布は、正規分布（対数正規分布）に近づくものの、比較的ブロードな粒度分布を示す。しかし、分級の段数が増えるに従い、粉体の粒度分布は、ますます理想的な正規分布（対数正規分布）に近づき、分散も小さくなり、シャープな粒度分布となることが理解できる。
【００６４】
このように分級過程の段数とともに粒度分布が改善する理由は、数学的に以下のように説明できる。各種分級条件により、１段の分級過程において、粒径に応じて所定の分級域に分離区分される確率が決まる。ｎ段の分級により所定の分級域に分離区分される確率は、１段からｎ段までの分級における分離区分される確率の積になる。従って、分級段数が増えるに従い中心極限定理により、対数正規分布に近づくことになる。図５は、その状況を示すものと考えられる。
【００６５】
なお、各分級エッジの角度や気流の流量の調整により、１段の分級過程において、粉体の粒度分布を理想的な正規分布（対数正規分布）に近づけることも可能である。しかし、その場合には、粉体が分離区分される分級域を厳しく制限するような条件に設定する必要があり、回収率を大幅に犠牲にすることになる。
【００６６】
しかし、１段の分級過程において、回収率の減少を抑え、比較的ブロードな分布になるよう設定した場合でも、分級過程の段数を増やすことにより、段数に応じた粒度分布が得られることが、図５より理解できる。
【００６７】
第１の実施形態の分級システムは、製品となる粉体を循環させることにより連続的に分級を行うものであり、循環運転の処理時間により分級を制御するものである。循環運転の処理時間を制御することは分級の段数を制御することに相当し、例えば循環運転の処理時間を長くすることは、分級段数を増やすことに相当する。従って、処理時間を十分長く設定すれば、理想的な対数正規分布に従う粒度分布を有する粉体を提供することが可能であり、また所望の粒度分布に合わせて処理時間を設定することにより、任意の粒度分布を得ることも可能である。
【００６８】
以下では、第１の実施形態の分級システムを用いて分級処理を行った場合の分級精度の分級時間依存性について説明する。
【００６９】
粒度分布の精度を評価する指標として、Ｄｐ９０／Ｄｐ１０比を用い、図６は、Ｄｐ９０／Ｄｐ１０比の時間依存性（循環時間依存性）を示す。横軸は、分級時間、縦軸はＤｐ９０／Ｄｐ１０比である。なお、Ｄｐ１０及びＤｐ９０は、粒径の小さい順に粉体の個数を積算した累積個数において、粉体の積算個数が全個数に対して、それぞれ１０％及び９０％となる粒径のことである。この比が小さい程、粒度分布がシャープになる。
【００７０】
図６より、分級時間とともにＤｐ９０／Ｄｐ１０比が減少する傾向が観察される。Ｄｐ９０／Ｄｐ１０比は、分級工程の初期に大きく減少し、その後分級が進むに従い緩やかに減少することが分かる。
【００７１】
また、原料粉体の供給が停止し、循環運転に変わる時点で、さらにＤｐ９０／Ｄｐ１０比が減少し、再び緩やかに減少する。これは、様々な粒径の粉体を含んでいる原料粉体の混入が停止したため、さらに粒度分布が改善するためである。
【００７２】
このように、第１の実施形態によれば分級時間の設定により粒度分布を任意に（自由に）設定可能であり、最適な粒度分布を少ない労力で、不必要に回収率を低下させることなく実現できる。従って、例えば１段の分級に相当する分級後の粒度分布をある程度大きな幅を持って設定し、製品の仕様に応じて、分級時間の設定を変更することにより、柔軟に粒度分布を実現することも可能である。
【００７３】
なお、上記実施例では、中粉を例に取り上げたが、微粉、粗粉についても同様である。すなわち、微粉もしくは粗粉を循環させても良いことは言うまでもない。
【００７４】
また、回収された微粉、粗粉を原料粉体として、再度分級を行っても良い。
【００７５】
また、分級システムとして、分級エッジを２個備えた例を示したが、一つもしくは３個以上であっても良い。
【００７６】
また、原料粉体の供給割合（スピード）を一定の割合としたが、適宜割合を変更しても良い。例えば、フィード気流の流量を徐々に減少もしくは増加させても良い。
【００７７】
（第２の実施形態）
上記第１の実施形態における分級システムは、所定量の原料粉体を供給後、原料粉体供給装置を停止するため、連続的に原料粉体を供給することができない。この意味において、いわゆるバッチ処理方式の装置であるといえる。これに対して、第２の実施形態では、第１の実施形態の分級機を複数用いることにより、原料粉体供給装置を停止させることなく連続的な分級処理を実現できる多段分級システムについて説明する。
【００７８】
図７は、複数の分級システムを連結した多段分級システムのシステム構成図を示している。
図７において、原料粉体供給装置３１に切替弁３２が接続され、切替弁３２から並列に複数の分級機（３３ａ、３３ｂ、・・・、３３ｘ）が接続されている。図７では、第１の分級機３３ａ、第２の分級機３３ｂ、第Ｎの分級機３３ｘが示されている。なお、図７においては理解の容易性のため、分級機に接続される各種の装置等については簡略化して描画しており、バグフィルター、エゼクター等の図示を省略するが、適宜必要な装置を備えていることは言うまでもない。従って図７における分級機３３ａ、３３ｂ、３３ｘとは、具体的には図１において、原料粉体供給装置１を省いたものである。なお、原料粉体供給装置３１と切替弁３２、切替弁３２と第１の分級機３３もしくは第２の分級機３３ｂとを結ぶ実線、切替弁３２と第Ｎ分級機３５とを結ぶ点線は、粉体の搬送気流を流す配管（ライン）を示す。
【００７９】
原料粉体供給装置３１は、例えば粉砕機から原料粉体を連続的に供給する装置、若しくは原料粉体を大量に収容する容器から原料粉体を供給する装置であり、既知の原料粉体供給装置を使用することができる。その下流に切替弁、更にその下流に第１の分級機、第２の分級機等を設置する。
【００８０】
以下では、２台の分級システムを並列に設置した例について説明する。
【００８１】
まず、切替弁３２を、第１の分級機３３側に設定する。そして、予め決められた第１の所定の時間、第１の分級機３３へ原料粉体を供給し、第１の分級機３３により、原料粉体の分級処理を行う。この時点で、第２の分級機３３ｂは、準備運転の状態にある。
【００８２】
第１の所定の時間経過後、切替弁３２を第２の分級機３３ｂ側に設定する。第１の分級機３３への原料粉体の供給は停止し、第１の分級機３３は、循環運転に切り替わる。それとともに第２の分級機３３ｂへの原料粉体の供給が開始され、第２の分級機３３ｂにおいて、粉体の分級処理が開始する。
【００８３】
その後、予め決められた第２の所定時間経過後、第１の分級機３３において分級された製品分級域の粉体を回収する。なお、この間においても第２の分級機において、分級処理は行われる。
【００８４】
その後、予め決められた第３の所定の時間経過後、切替弁を第１の分級機３３側に切り替えて、第２の分級機３３ｂの原料粉体の供給を停止する。第１の分級機３３において、原料粉体の分級処理を行い、その間、第２の分級機において循環運転及び粉体の回収を行う。
【００８５】
このような工程を繰り返すことで、連続的に粉体の分級を行うことが可能となる。なお、並列に並べる分級システムの台数は２台より多くてもよく、Ｎ台の分級システムを並べても良い。この場合、例えば所定の時間経過後、次の分級機に切替弁を切り替えることになるが、循環気流運転に必要な時間に合わせて、連続して分級が可能なように、分級機の台数及び各所定の時間を決定すれば良い。
【００８６】
また、各分級域の粉体を回収するための捕集手段及び回収容器は、複数の分級機に対して共有することも可能である。
【００８７】
また、本実施形態において、中粉もしくは微粉を分級する場合、粗粉を再度粉砕機に戻し、粉砕しても良い。
【符号の説明】
【００８８】
１：原料粉体供給装置
２：分級機
３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）：粉体を捕集する捕集手段
４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）：分級された粉体を回収する回収容器
５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ）：エゼクター
６：切替弁
７：原料粉体供給ライン
８（８ａ、８ｂ）：循環ライン
９（９ａ、９ｂ、９ｃ）：循環粉体回収ライン
１０：循環粉体回収ライン
１１：第１の供給口
１２：第２の供給口
１３：分散ノズル
１４：噴出口
１５：コアンダブロック
１６：側壁ブロック
１７ａ：第１の分級エッジ
１７ｂ：第２の分級エッジ
１８ａ：第１の分級エッジの回転軸
１８ｂ：第２の分級エッジの回転軸
１９ａ：第１の排出口
１９ｂ：第２の排出口
１９ｃ：第３の排出口
２０（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ）：側板
２１：回転角調整治具
２２：原料流入部位
３１：原料粉体供給装置
３２：切替弁
３３：分級機
３３ａ：第１の分級機
３３ｂ：第２の分級機
３３ｘ：第Ｎの分級機
【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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