JP2664061B2 - 空気分級機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は空気分級機、特にセメント工業等の粉砕工
程において用いられる空気分級機に関するものである。

従来の技術 従来、この種の空気分級機としてセメント工業、鉄鋼
業等、他の諸工業にて広く用いられている所謂スターテ
バント形セパレータと呼ばれる空気分級機は、例えば第
10図に示される様に内外二重のケーシング51内に分散板
53、分級羽根54、主羽根55等を竪形の主軸52にて吊下げ
回転するようになっており、上部の原料投入口56から供
給された原料57が回転する分散板53上に落下し、遠心力
によって原料57が分級室58内に分散される。他方、分散
板53と同軸に主軸52に設けられた主羽根55によって発生
された気流60は先ず内外ケーシング間の細粉室61内を旋
回しながら降下し、再び内側ケーシング内にベーン62を
介して吸込まれてベーン62によって旋回が付与され、上
昇する。この気流60は分級室58に入って分散板53にて分
散された原料57を分級羽根54の回転と共に粗粉66と細粉
67とに分級し、分級された粗粉66は落下して粗粉室65で
捕集される。一方、大部分の粗粉が取り除かれた細粉67
は気流60に乗って上昇して、分級羽根54にて更に分級さ
れて細粉室61に送られ、この細粉室61にてサイクロン効
果によって捕集される。

発明が解決しようとする問題点 併し乍ら、この様なスターテバント形の空気分級機に
おいては次の様な問題点が見られる。

（１）分級すべき原料57が主軸52を囲むようにして分散
板53上に投下されるが、この様な構造においては落下地
点の遠心力が不十分で、分級原料の分散が十分に行われ
ない。このために、凝集したまゝの粒子の一部は、分級
の機会を得ることなく、そのまゝ粗粉室65に落下するこ
とになり、分級効率が悪くなる。特に、粉体濃度が高い
と、その傾向が著しい。

（２）粒度の調節は通常、主羽根55、調節弁70、分級羽
根54で行われるが、通常の製品の粒度調節は分級羽根54
の数の増減でなされる。この増減は通常人力によりなさ
れるが、分級機が大型になると、分級羽根54も大きくな
り、調整に多大な労力が必要となる。

（３）分級羽根54と調節弁70を支持する内筒天井71との
間には隙間が存在し、こゝから粗粒が細粉側に飛び込
み、分級効率が悪化することゝなる。

（４）分級羽根54が大型のために、こゝでの圧力損失が
大きくなり、分級機の動力が増大する。この様な従来に
おける問題点を解決するために、上部分散板の外周に衝
突板を取付け、分級原料をこの衝突板にぶつけるような
構造にすることによって分級原料の分散を強化して、分
級羽根の形状を所定の好適な形状とすることにより分級
羽根の取り替えを簡単にし且つこの部分からの粗粒の飛
び込みを防止し、これによる流体抵抗と分級羽根による
遠心力との２つの力によって分級する空気分級機も既に
知られている。ところで、この種の空気分級機において
は、粉体を含有搬送する気流が外周から中心部に向かっ
て渦を描いて流れ込むので、空気分級機が大型化する
と、理論的に理想的な渦流の発生が困難で、回転数や原
料の供給量および粒度分布等を考慮しても、渦流に乱れ
を生じて鋭い分級が難しいという欠陥があった。

したがって、この発明の目的は、大型化しても渦流に
乱れの生ずることがなく、鋭い分級ができる空気分級機
を提供することにある。

問題点を解決するための手段 上記目的を達成するために、この発明は、上部がほゞ
円筒状で下部がほゞ円錐状のホッパー形をなした内外ケ
ーシングから成る二重構造のケーシング、該ケーシング
の内ケーシングのほゞ軸心に垂下し上部に主羽根を有す
る回転する主軸、主軸下端に設けられた下部分散板およ
び該下部分散板と間隔を置いて設けられた上部分散板、
主軸下端の下部分散板の上に原料を供給するようケーシ
ングの頂部に設けられた原料投入口を備えた空気分級機
において、上部分散板の上面周方向に等間隔に複数個の
渦流調整片を設け、または、該渦流調整片の上端部を取
り囲むようにシール金物を設け、さらに、渦流調整片を
上外方に傾斜した渦流調整片とし、さらにまた、渦流調
整片の外側に補助用の二次ベーンを設けたものである。

作用 従って、この発明の上述の構成により、原料投入口か
ら下部分散板の上に供給された原料は遠心力によって放
射方向に飛ばされて必要がある場合には衝突板で分散さ
れ、渦流調整片とシール金物にて粗粉の細粉への飛び込
み混入が阻止されると共に渦流調整片によって所要の分
級点を設定でき、補助用の二次ベーンによって理想的な
渦流を分級室内に導入できて、必要な分級領域が確保で
き、且つ分級効率の向上を計ることが出来る。

実 施 例 第１図には、上部分散板の外周に衝突板を取付け、分
級原料をこの衝突板にぶっつけて原料の分散を強化した
既に知られた空気分級機が示されている。この空気分級
機は、円筒部31、32と円錐部33、34を夫々有するホッパ
ー形の二重構造の内外ケーシング11、12から成るケーシ
ング10と、内ケーシング11の円筒部31軸心に垂下し上部
に主羽根15を有する回転する主軸14と、主軸14の下端に
上下に間隔を置いて設けられた上部分散板16および下部
分散板17と、上部分散板16の周辺上部に設けられた分級
羽根18と、上部分散板16の外周に下外方に傾斜して設け
られた陣笠状の衝突板19と、主軸14の下端の下部分散17
上に原料25を供給するようケーシング10の上部に設けら
れた原料投入口24とから主に構成されている。二重構造
のケーシング10は、上部がほゞ円筒状の円筒部31、32と
下部がほゞ円錐状のホッパー形の円錐部33、34とを夫々
有する内外ケーシング11、12とから成り、内ケーシング
11の円筒部31内に分級室20が形成され、更にこの内ケー
シング11の円錐部33の上部外周に複数個のベーン23が環
状に配置されると共に、粗粉室２を形成する円錐部33の
下端に粗粉回収口35が設けられ、内外ケーシング11、12
間に細粉室21が形成され、外ケーシング12の円錐部34の
下端に細粉回収口36が設けられている。ケーシング10の
外ケーシング12の頂部から内ケーシング11の内部に垂下
し回転する主軸14には主羽根15と上部分散板16と下部分
散板17と分級羽根18と衝突板19とが設けられており、必
要に応じては主軸14を二重構造として主羽根15や上下分
散板16、17や分級羽根18を夫々独立して回転させること
が出来る。

図示される様に、主軸14の下端に設けられた下部分散
板17に対応して間隔を置いて上部分散板16が設けられ、
この上部分散板16の外周に陣笠状の衝突板19が設けられ
ていて、下部分散板17上に供給された原料25がこれら上
部分散板16と下部分散板17の遠心力により状部分散板16
の下面に沿って放射方向に飛ばされてこの陣笠状の衝突
板19に衝突して方向が変えられて分級室20に送られるよ
うになっている。また、上部分散板16の上面外周には分
級羽根18が設けられていて、主羽根15と共に循環気流を
発生して衝突板19により好適に分散された原料粒子を良
好に分級するようになっている。ケーシング10の外ケー
シング12の頂部に分級すべき原料25を投入するために原
料投入口24が設けられ、原料25がエアスライドの様な適
宜な輸送手段を介して供給されるようになっている。ま
た、この様な原料投入口24は図示の如く１箇所設けられ
るが、必要により２箇所以上複数箇所を設けることも出
来る。

この様に構成された空気分級機における差動状態は次
の通りである。

第１図に示される空気分級機において、図示しない駆
動装置によって主軸14、主軸14に取付けられた主羽根1
5、上部分散板16、下部分散板17、分級羽根18、衝突板1
9が一体に回転される。必要に応じて、主軸14を二重管
構造として独立的に主羽根15の回転数を増減できるよう
にして、原料25の分級に必要な循環気流を増減して、分
級点の調整または分級精度の向上を図ることが好適に出
来る。

他方、原料投入口24から投入された原料25は下部分散
板17の上に入り、回転するこの下部分散板17の遠心力に
よって放射方向すなわち外周方向に飛ばされるが、殆ど
の原料は上部分散板16に下面に沿って動く。従って、図
示される様に、上部分散板16の外周に陣笠状の衝突板19
が設けられることによって分級原料25がこの衝突板19に
衝突して分散が強化されて好適にほぐされ、こゝで原料
25は外向きの遠心力と、半径方向内向きの空気抵抗との
方向の相反する２つの力を同時に受け、これら２つの力
の釣り合い状態にある粒子径を分級点として分級点以下
の粒子すなわち細粉は外向きの遠心力より内向きの空気
抵抗が大きくなって主羽根15と分級羽根18とにより発生
される循環気流に乗って内外ケーシング11、12間の細粉
室21でのサイクロン効果によって気流中の細粉が回収さ
れて、細粉回収口36から回収排出される。次いで、気流
はベーン23を介して内ケーシング11内に吸込まれてベー
ン23によって旋回が付与されて上昇する。また、分級室
20内にて分級された粗粉は落下して内ケーシング11の円
錐部33にて捕集されて粗粉回収口35から回収排出され
る。

この様に、上部分散板16に設けられた陣笠状の衝突板
19によって原料25は分散が強化されて好適に分散される
ので、従来においては細粉となるべき粒子が凝集して粗
粉として分級されるようなことが防止され、分級効率が
改善される。すなわち、この様な衝突板19が上部分散板
16に無いと、分級原料25の分散が何等好適に行われるこ
とがない。また、衝突板19が垂直下方に円筒状に設置さ
れると、この円筒状の衝突板に衝突した原料は分級気流
に乗らないで下方に落下し、粗粉として回収されてしま
って分級効率が悪化する。併し、図示の如く陣笠状の衝
突板19が設けられると、分級原料25はこの衝突板19によ
って良好にほぐされて分散が強化され、分散効率が改善
される。

第２図および第３図は、第１図の空気分級機に本発明
を適用したもので、複数個の渦流調整片26が上部分散板
16の周方向に設けられ、これら渦流調整片26の上端部を
囲むような形状に内ケーシング11の天井部28の下部にシ
ール金物27が設けられると共に、渦流調整片16のほゞ中
程に仕切板29が設けられて、分級室20を仕切板29により
横に区切って複数室に仕切っている。分級原理は第１図
の空気分級機と同じで、特に大型化した空気分級機にて
分級原料の大量処理に適しており、空気分級機の小型軽
量化に好適である。

すなわち、第２図および第３図の空気分級機の分級室
20内において、粉体を含有搬送する気流は外周から中心
部に向かって渦を描いて流れ込むのが、空気分級機が大
型化すると、理論的に理想な渦流の発生が困難で、回転
数や原料の供給量および粒度分布等を考慮しても渦流に
乱れを生じて鋭い分級が困難となるので、この様な困難
を解決するために渦流調整片26および仕切板29によって
大型の空気分級機においても渦流に乱れを生じることの
ないようにして鋭い分級を可能にしている。

この様な渦流調整片26を設けることによって、分級羽
根18を小形軽量化できるために粒度調整に必要だった分
級羽根18の取替作業が大幅に軽減でき、更にこの部分に
おける圧力損失も低減できるために分級機の動力も低減
出来る。また、渦流調整片26は所要分級点を考慮して、
空気分級機の大きさや回転数等に応じて上部分散板16上
に周方向に等間隔に複数個取付けるのが好適で、上部分
散板16上の半径方向外側に設けるほど粉体の分級点を細
かくすることができる。更に、シール金物27を設けるこ
とによって、従来、空気分級機の内ケーシング11の天井
部28と分級羽根18との間より細粒側に飛び込んでいた粗
粒の飛び込みを防止でき、分級効率を一層改善できる。
また、空気分級機の内ケーシング11内の分級室20を横に
区切って複数室とする仕切板29は分級流線の縦方向分速
度の変位変動の影響を小さくして分級精度を向上するこ
とが出来、仕切られる室の数は分級点と分級精度を考慮
して分級室の大きさにより適宜定めることが出来る。

また、第４図乃至第６図は渦流調整片26を上部分散板
16上に所要の位置と角度をもって取付ける配置例を示す
もので、渦流調整片26の取付位置と角度の調節によって
所要の分級点を設定することが出来る。また、仕切板29
は上述した様に、分級室20を横に区切って複数室とな
し、この様な仕切板29によって渦流の縦方向分速度の変
位変動の影響を小さくして分級精度を向上することが出
来る。

第７図はこの発明の空気分級機の第２の実施例を示す
もので、第２図の空気分級機において、渦流調整片26が
上部分散板16上に上外方に傾斜しており、空気分級機が
小型の場合に上部分散板16の上面と内ケーシング11の天
井部28の下面とで形成される分級室が小さくなり、必要
な分級領域が確保出来ない場合に、この様な形状の渦流
調整片とすることが有効である。

特に、この様な傾斜した渦流調整片26に就いて考察す
るために、第7A図に示される様に、上部分散板16と内ケ
ーシング11の天井部28との間の間隔h₁が狭く、従って十
分大きな必要な分級領域が取り難いが、渦流調整片26の
傾斜によって渦流調整片26の長さh₂は間隔h₁より大きく
なり、従って分散領域を大きく取ることが出来て分級効
果が一層改善される。また、渦流調整片26を傾斜設置す
ることによって渦流調整片26の内側の端部の直径d₁が外
側の端部の直径d₂よりも小さく、従って渦流調整片26の
内側端に比べて外側端は周速を速く出来る。他方、分級
空気は渦流調整片26の上端の方が下端におけるよりも流
速が速くなるから、渦流調整片26を傾斜することによっ
て分級点を同一にすることができ、一層理想的な分級が
可能となる。更に、この様な渦流調整片26と陣笠状の衝
突板19との組合せによって、分級室20に入る気流を導入
する整流板の役目をなし、渦流調整片26を経た分級室20
内における分級点を同一にする効果を相乗的に高めるこ
とが出来る。

第８図および第９図はこの発明の空気分級機の第３の
実施例を示すもので、第２図に示される実施例のものに
加えて空気分級機の内ケーシング11の天井部28に渦流調
整片26の外側を取り囲むように二次ベーン30が付設され
て、内ケーシング11の円錐部33の上部のベーン23にて形
成された旋回流を更に強化して水平な渦流を形成するよ
うにしている。この様にして、水平な渦流が形成される
ために理想的な渦流を内ケーシング11内の分級室20内に
導入することが出来るようになり、分級効果が一層向上
される。

発明の効果 以上の如く構成作用するこの発明の空気分級機は、構
造が簡単で、設備が安価に製造でき、動力消費が少なく
て且つ据付スペースが少ない等の通常のスターテバンド
型の空気分級機における利点を一層向上すると共に、従
来機器における欠点を解消し、更に次の様な特有の効果
を奏するものである。

すなわち、この発明の空気分級機においては、上部分
散板の上面周方向に等間隔に複数個の渦流調整片が設け
られているので、大型化しても、渦流に乱れが生じるこ
とがなく、鋭い分級を行うことができると共に、この渦
流調整片の上端部を囲むようにシール金物が設けられる
ことによって、粗粉が細粒側に飛び込むことが防止され
て分級効果および分級精度が一層向上され、且つこれに
よって分級羽根が小形軽量化できるために粒度調整に必
要だった分級羽根の取替作業が大幅に軽減されると共
に、分級羽根部分における圧力損失も低減できるために
空気分級機の動力も軽減できる。更に、渦流調整片を傾
斜して配設することによって上部分散板と内ケーシング
の天井部との間の分級室の高さが狭くても十分に必要な
分級領域を確保することができる。また、渦流調整片を
取り囲んで二次ベーンを設けることによって内ケーシン
グの一次ベーンにて形成された旋回渦流を一層強化して
水平な渦流を形成して理想的な渦流を内ケーシング内の
分級室内に導入でき、分級効率を向上することが出来る
等の効果が見られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は既に知られている空気分級機の縦断面概要図、
第２図はこの発明の実施例を示す空気分級機の縦断面概
要図、第３図は第２図のIII−III線に沿った横断面図、
第４図乃至第６図は渦流調整片の取付例を示す横断面
図、第７図は第２の実施例を示す空気分級機の縦断面
図、第7A図は第７図の渦流調整片の拡大部分図、第８図
は第３の実施例を示す空気分級機の縦断面図、第９図は
第８図のIX−IX線に沿った横断面図、第10図は従来の空
気分級機を示す縦断面概要図である。図中、10:ケーシ
ング、11:内ケーシング、12:外ケーシング、14:主軸、1
5:主羽根、16:上部分散板、17:下部分散板、18:分級羽
根、19:衝突板、20:分級室、21:細粉室、23:ベーン、2
4:原料投入口、25:原料、26:渦流調整片、27:シール金
物、28:天井部、29:仕切板、30:二次ベーン、31、32:円
筒部、33、34:円錐部、35:粗粉回収口、36:細粉回収
口。

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上部がほぼ円筒状で下部がほぼ円錐状のホ
   ッパー形をなした内外ケーシングから成る二重構造のケ
   ーシング、該ケーシングの内ケーシングのほぼ軸心に垂
   下し、上部に主羽根を有する回転可能な主軸、該主軸下
   端に設けられた下部分散板および該下部分散板と間隔を
   置いて設けられた上部分散板、主軸下端の下部分散板の
   上に原料を供給するようケーシングの頂部に設けられた
   原料投入口を備え、前記上部分散板の上面周方向に等間
   隔に複数個の渦流調整片が設けられたことを特徴とする
   空気分級機。
2. 【請求項２】上部がほぼ円筒状で下部がほぼ円錐状のホ
   ッパー形をなした内外ケーシングから成る二重構造のケ
   ーシング、該ケーシングの内ケーシングのほぼ軸心に垂
   下し、上部に主羽根を有する回転可能な主軸、該主軸下
   端に設けられた下部分散板および該下部分散板と間隔を
   置いて設けられた上部分散板、主軸下端の下部分散板の
   上に原料を供給するようケーシングの頂部に設けられた
   原料投入口を備え、上部分散板の上面周方向に等間隔に
   複数個の渦流調整片が設けられ、該渦流調整片の上端部
   を取り囲むようにシール金物が設けられたことを特徴と
   する空気分級機。
3. 【請求項３】上部がほぼ円筒状で下部がほぼ円錐状のホ
   ッパー形をなした内外ケーシングから成る二重構造のケ
   ーシング、該ケーシングの内ケーシングのほぼ軸心に垂
   下し、上部に主羽根を有する回転可能な主軸、該主軸下
   端に設けられた下部分散板および該下部分散板と間隔を
   置いて設けられた上部分散板、主軸下端の下部分散板の
   上に原料を供給するようケーシングの頂部に設けられた
   原料投入口を備え、前記上部分散板の下面外周に陣笠状
   の衝突板が設けられると共に、前記上部分散板の上面周
   方向に等間隔に複数個の渦流調整片が設けられたことを
   特徴とする空気分級機。
4. 【請求項４】上部がほぼ円筒状で下部がほぼ円錐状のホ
   ッパー形をなした内外ケーシングから成る二重構造のケ
   ーシング、該ケーシングの内ケーシングのほぼ軸心に垂
   下し、上部に主羽根を有する回転可能な主軸、該主軸下
   端に設けられた下部分散板および該下部分散板と間隔を
   置いて設けられた上部分散板、主軸下端の下部分散板の
   上に原料を供給するようケーシングの頂部に設けられた
   原料投入口を備え、前記上部分散板の下面外周に陣笠状
   の衝突板が設けられ、前記上部分散板の上面周方向に等
   間隔に複数個の渦流調整片が設けられると共に、該渦流
   調整片の上端部を取り囲むようにシール金物が設けられ
   たことを特徴とする空気分級機。
5. 【請求項５】上部がほぼ円筒状で下部がほぼ円錐状のホ
   ッパー形をなした内外ケーシングから成る二重構造のケ
   ーシング、該ケーシングの内ケーシングのほぼ軸心に垂
   下し、上部に主羽根を有する回転可能な主軸、該主軸下
   端に設けられた下部分散板および該下部分散板と間隔を
   置いて設けられた上部分散板、主軸下端の下部分散板の
   上に原料を供給するようケーシングの頂部に設けられた
   原料投入口を備え、前記上部分散板の上面周方向に等間
   隔に且つ上外方に傾斜した複数個の渦流調整片が設けら
   れたことを特徴とする空気分級機。
6. 【請求項６】上部がほぼ円筒状で下部がほぼ円錐状のホ
   ッパー形をなした内外ケーシングから成る二重構造のケ
   ーシング、該ケーシングの内ケーシングのほぼ軸心に垂
   下し、上部に主羽根を有する回転可能な主軸、該主軸下
   端に設けられた下部分散板および該下部分散板と間隔を
   置いて設けられた上部分散板、主軸下端の下部分散板の
   上に原料を供給するようケーシングの頂部に設けられた
   原料投入口を備え、前記上部分散板の上面周方向に等間
   隔に且つ上外方に傾斜した複数個の渦流調整片が設けら
   れ、該渦流調整片の上端部を取り囲むようにシール金物
   が設けられたことを特徴とする空気分級機。
7. 【請求項７】上部がほぼ円筒状で下部がほぼ円錐状のホ
   ッパー形をなした内外ケーシングから成る二重構造のケ
   ーシング、該ケーシングの内ケーシングのほぼ軸心に垂
   下し、上部に主羽根を有する回転可能な主軸、該主軸下
   端に設けられた下部分散板および該下部分散板と間隔を
   置いて設けられた上部分散板、主軸下端の下部分散板の
   上に原料を供給するようケーシングの頂部に設けられた
   原料投入口を備え、前記上部分散板の下面外周に陣笠状
   の衝突板が設けられると共に、前記上部分散板の上面周
   方向に等間隔に且つ上外方に傾斜した複数個の渦流調整
   片が設けられたことを特徴とする空気分級機。
8. 【請求項８】上部がほぼ円筒状で下部がほぼ円錐状のホ
   ッパー形をなした内外ケーシングから成る二重構造のケ
   ーシング、該ケーシングの内ケーシングのほぼ軸心に垂
   下し、上部に主羽根を有する回転可能な主軸、該主軸下
   端に設けられた下部分散板および該下部分散板と間隔を
   置いて設けられた上部分散板、主軸下端の下部分散板の
   上に原料を供給するようケーシングの頂部に設けられた
   原料投入口を備え、前記上部分散板の下面外周に陣笠状
   の衝突板が設けられ、前記上部分散板の上面周方向に等
   間隔に且つ上外方に傾斜した複数個の渦流調整片が設け
   られると共に、該渦流調整片の上端部を取り囲むように
   シール金物が設けられたことを特徴とする空気分級機。
9. 【請求項９】上部がほぼ円筒状で下部がほぼ円錐状のホ
   ッパー形をなした内外ケーシングから成る二重構造のケ
   ーシング、該ケーシングの内ケーシングのほぼ軸心に垂
   下し、上部に主羽根を有する回転可能な主軸、該主軸下
   端に設けられた下部分散板および該下部分散板と間隔を
   置いて設けられた上部分散板、主軸下端の下部分散板の
   上に原料を供給するようケーシングの頂部に設けられた
   原料投入口を備えた空気分級機において、内ケーシング
   の天井部に、上部分散板に等間隔に複数個設けた渦流調
   整片の外側に補助用の二次ベーンが設けられたことを特
   徴とする空気分級機。