JP3448716B2 - 渦流式空気分級機 - Google Patents
渦流式空気分級機Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、セメント、炭酸カル
シウム、セラミックス等の粉粒体原料の分級に用いる渦
流式空気分級機に関するもある。
シウム、セラミックス等の粉粒体原料の分級に用いる渦
流式空気分級機に関するもある。
【０００２】
【従来の技術】従来の渦流式空気分級機では、分級原料
は上部から供給され、分散板で分散されながら分級空間
に入る。一方、分級に必要な空気は、分級機の全周に固
定．配列されたガイドベーンを通して分級機後方のファ
ンにより吸引される。この時、分級空気は、このガイド
ベーンによって均一な渦運動を開始し、さらにロータブ
レードによって分級に必要な速度まで加速される。
は上部から供給され、分散板で分散されながら分級空間
に入る。一方、分級に必要な空気は、分級機の全周に固
定．配列されたガイドベーンを通して分級機後方のファ
ンにより吸引される。この時、分級空気は、このガイド
ベーンによって均一な渦運動を開始し、さらにロータブ
レードによって分級に必要な速度まで加速される。
【０００３】すなわち、ガイドベーンとロータブレード
との間の空間を分級空間と定義すると、そこでの気流は
二次元の渦気流と見なすことができる。分級空間に供給
された粒子は、この渦気流とともに渦運動を開始し、そ
のとき粒子に働く遠心力と抗力のバランスによって分級
される。その結果、前記両力のバランスによって定まる
分離粒径より小さい粒子はロータの内部に入り、出口ダ
クトを経由して排出・捕集される。
との間の空間を分級空間と定義すると、そこでの気流は
二次元の渦気流と見なすことができる。分級空間に供給
された粒子は、この渦気流とともに渦運動を開始し、そ
のとき粒子に働く遠心力と抗力のバランスによって分級
される。その結果、前記両力のバランスによって定まる
分離粒径より小さい粒子はロータの内部に入り、出口ダ
クトを経由して排出・捕集される。
【０００４】 一方、大きな粒子は、分級空間の
中を繰り返し分級作用を受けながら重力によって落下
し、粗粉排出口から排出される。なお、分離粒径のコン
トロールは、ロータの回転数または分級空気流量、すな
わち、粒子に与えられる遠心力または抗力によって行な
われる。
中を繰り返し分級作用を受けながら重力によって落下
し、粗粉排出口から排出される。なお、分離粒径のコン
トロールは、ロータの回転数または分級空気流量、すな
わち、粒子に与えられる遠心力または抗力によって行な
われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】微粉分級を行う場合に
は粉体粒子に強い遠心力を与える必要があるが、そのた
めにはロータブレードの回転速度を大きくしなければな
らない。
は粉体粒子に強い遠心力を与える必要があるが、そのた
めにはロータブレードの回転速度を大きくしなければな
らない。
【０００６】しかし、該回転速度が大きくなると、分級
のために必要な空気の旋回と乱流のために該空気分級機
の圧力損失が大きくなるので、空気を吸引するためのフ
ァンの容量を大きくすることが必要となる。そのため、
設備及び投資が過大となり、資源エネルギの節減上大き
な問題となる。
のために必要な空気の旋回と乱流のために該空気分級機
の圧力損失が大きくなるので、空気を吸引するためのフ
ァンの容量を大きくすることが必要となる。そのため、
設備及び投資が過大となり、資源エネルギの節減上大き
な問題となる。
【０００７】セメントなどの粉体の分級は微粉分級の範
疇に入るが、その中でも比較的粗い分級である。このた
め、圧力損失は比較的低いが、このような粉体では生産
量が極めて多く、粉体価格に対するエネルギ費の比率の
割り合いも多く、少しの圧力低減であってもその影響は
大きい。
疇に入るが、その中でも比較的粗い分級である。このた
め、圧力損失は比較的低いが、このような粉体では生産
量が極めて多く、粉体価格に対するエネルギ費の比率の
割り合いも多く、少しの圧力低減であってもその影響は
大きい。
【０００８】本発明者は、分級機における圧力損失が主
にどこで生じているのかをつきとめるため、分級機全体
の圧力損失とロータブレード外周より外側だけの圧力損
失とを測定したところ、図１に示す結果を得た。
にどこで生じているのかをつきとめるため、分級機全体
の圧力損失とロータブレード外周より外側だけの圧力損
失とを測定したところ、図１に示す結果を得た。
【０００９】図１において、曲線Ａは分級機全体の圧力
損失、曲線Ｂはロータブレード外周より外側だけの圧力
損失、をそれぞれ示すが、この曲線Ｂはロータブレード
外周部での動圧と静圧を測定し、その和即ち全圧と分級
機入口の全圧との差を調べたものである。
損失、曲線Ｂはロータブレード外周より外側だけの圧力
損失、をそれぞれ示すが、この曲線Ｂはロータブレード
外周部での動圧と静圧を測定し、その和即ち全圧と分級
機入口の全圧との差を調べたものである。
【００１０】この実験によると圧力損失の大部分はロー
タ内部、即ち、ロータ室内で生じていることがわかっ
た。そこで、該圧力損失の発生原因を究明すると共に、
ロータ室内の圧力損失の低減方法を研究した。
タ内部、即ち、ロータ室内で生じていることがわかっ
た。そこで、該圧力損失の発生原因を究明すると共に、
ロータ室内の圧力損失の低減方法を研究した。
【００１１】ロータ室内での圧力損失は、（Ａ）空気の
旋回による遠心力と、（Ｂ）隣合う流体粒子間の速度差
などに基ずく流体摩擦損失と、（Ｃ）分級機内壁面と流
体の摩擦と、によるものと考えられる。この（Ａ）及び
（Ｂ）の原因を最小にするためには、ロータブレードの
部分で空気速度の周方向成分がロータブレードのそれと
同じになっていることを考慮すると、ロータブレード内
側での旋回は隣合う流体粒子間の剪断応力即ち流体間摩
擦損失の最も少なく、現実的に可能な遠心力の最も少な
い、ロータ半径位置で回転角速度が一定な強制渦にする
ことが望まれる。
旋回による遠心力と、（Ｂ）隣合う流体粒子間の速度差
などに基ずく流体摩擦損失と、（Ｃ）分級機内壁面と流
体の摩擦と、によるものと考えられる。この（Ａ）及び
（Ｂ）の原因を最小にするためには、ロータブレードの
部分で空気速度の周方向成分がロータブレードのそれと
同じになっていることを考慮すると、ロータブレード内
側での旋回は隣合う流体粒子間の剪断応力即ち流体間摩
擦損失の最も少なく、現実的に可能な遠心力の最も少な
い、ロータ半径位置で回転角速度が一定な強制渦にする
ことが望まれる。
【００１２】しかし、実際には分級室からロータ内に流
入する空気は、ロータブレードと同一の周速度をもちな
がらロータブレード間を乱流状態で通過して内側に入
る。そのため、該空気は、その慣性モーメントのために
ロータ軸中心に向かうに従い、ある半径位置迄は周方向
速度成分は大きくなり、そこから強制渦になるＢｕｒｇ
ｅｒｓの渦を形成するが、その強制渦になる半径位置は
一般にロータ室の出口の半径近くにある。そこで、ロー
タブレードの内径をロータ室の排気口の半径程度迄伸ば
すことにより、Ｂｕｒｇｅｒｓの渦を形成することなく
強制渦にすることが可能となることがわかった。
入する空気は、ロータブレードと同一の周速度をもちな
がらロータブレード間を乱流状態で通過して内側に入
る。そのため、該空気は、その慣性モーメントのために
ロータ軸中心に向かうに従い、ある半径位置迄は周方向
速度成分は大きくなり、そこから強制渦になるＢｕｒｇ
ｅｒｓの渦を形成するが、その強制渦になる半径位置は
一般にロータ室の出口の半径近くにある。そこで、ロー
タブレードの内径をロータ室の排気口の半径程度迄伸ば
すことにより、Ｂｕｒｇｅｒｓの渦を形成することなく
強制渦にすることが可能となることがわかった。
【００１３】この発明は、上記事情に鑑み圧力損失の低
減を図ることを目的とする。
減を図ることを目的とする。
【００１４】本発明者は、前記研究の結果、本発明を次
のように構成し前記目的を達成しようとするものであ
る。入口と排気口とを有するロータ室と、該ロータ室の
入口に、ロータの円周方向に間隔をおいて複数設けられ
たロータブレードと、該ロータ室の入口の外周に設けら
れた分級室と、を備えた渦流式空気分級機において；前
記ロータブレードが、ロータの半径方向に間隔をおいて
複数列配設されており、前記ロータブレードのロータ半
径方向長さが、ロータブレード外周半径とロータ室の排
気口の半径の差の０．７〜１．０倍であることを特徴と
する渦流式空気分級機。
のように構成し前記目的を達成しようとするものであ
る。入口と排気口とを有するロータ室と、該ロータ室の
入口に、ロータの円周方向に間隔をおいて複数設けられ
たロータブレードと、該ロータ室の入口の外周に設けら
れた分級室と、を備えた渦流式空気分級機において；前
記ロータブレードが、ロータの半径方向に間隔をおいて
複数列配設されており、前記ロータブレードのロータ半
径方向長さが、ロータブレード外周半径とロータ室の排
気口の半径の差の０．７〜１．０倍であることを特徴と
する渦流式空気分級機。
【００１５】
【作用】分級室からロータ室の入口に流入した流体は、
ロータブレードに接触しながらその内部を通りロータ室
の排気口から機外に排出される。この時、ロータ室内の
流体はＢｕｒｇｅｒｓの渦を形成する事なく強制渦とな
るので、圧力損失が激減する。
ロータブレードに接触しながらその内部を通りロータ室
の排気口から機外に排出される。この時、ロータ室内の
流体はＢｕｒｇｅｒｓの渦を形成する事なく強制渦とな
るので、圧力損失が激減する。
【００１６】
【実施例】この発明の第１実施例を図２〜図４により説
明する。円筒状のケーシング１の下部に円錐状のホッパ
２を設け、該ホッパ２の下部を粗粉排出口３に連通せし
める。
明する。円筒状のケーシング１の下部に円錐状のホッパ
２を設け、該ホッパ２の下部を粗粉排出口３に連通せし
める。
【００１７】ケーシング１内の中央には回転軸４に固定
されたロータ５が配設されている。このロータ５の直径
はＤであり、又その高さはＨである。
されたロータ５が配設されている。このロータ５の直径
はＤであり、又その高さはＨである。
【００１８】ロータ５の外周部には複数のロータブレー
ド６が取付けられているが、その取付ピッチｐは、実験
により求めた次の式（１）、又は、式（２）により決定
される。（特願平５ー７４６７０号参照）。 ｐ≦１．０４×Ｄｐ（ｔｈ）0.365 （１）
ド６が取付けられているが、その取付ピッチｐは、実験
により求めた次の式（１）、又は、式（２）により決定
される。（特願平５ー７４６７０号参照）。 ｐ≦１．０４×Ｄｐ（ｔｈ）0.365 （１）
【００１９】
【数１】
【００２０】次に下記条件において、粒子の密度ρｐ＝
２７００ｋｇ／ｍ3 の石灰石を分級する場合のピッチｐ
について説明する。ロータの直径Ｄ＝２．１ｍ、ロータ
の高さＨ＝０．３ｍ、温度２０°Ｃ、１気圧の空気中に
おける空気密度ρf ＝１．２０ｋｇ／ｍ3 、空気粘性係
数μ＝１．８１×１０-5 （Ｐａ．ｓ）。
２７００ｋｇ／ｍ3 の石灰石を分級する場合のピッチｐ
について説明する。ロータの直径Ｄ＝２．１ｍ、ロータ
の高さＨ＝０．３ｍ、温度２０°Ｃ、１気圧の空気中に
おける空気密度ρf ＝１．２０ｋｇ／ｍ3 、空気粘性係
数μ＝１．８１×１０-5 （Ｐａ．ｓ）。
【００２１】前記条件において理論上の分離粒径Ｄp(
th)を達成するために必要なロータブレードの取付ピッ
チｐは表１の通りである。このピッチｐの値は、前記式
（１）から分級機に適用する最小分離粒径、例えば３μ
ｍまでの分級に適用する分級機として定めても良い。
th)を達成するために必要なロータブレードの取付ピッ
チｐは表１の通りである。このピッチｐの値は、前記式
（１）から分級機に適用する最小分離粒径、例えば３μ
ｍまでの分級に適用する分級機として定めても良い。
【表１】
【００２２】尚、Ｑは分級風量（ｍ3 ／ｓ）、Ｖｔはロ
ータブレード先端での周速（ｍ／ｓ）、をそれぞれ示
す。
ータブレード先端での周速（ｍ／ｓ）、をそれぞれ示
す。
【００２３】該ロータブレード６の外周には，分級室７
を介して角度調整可能なガイドベーン８が配設されてい
る。このガイドベーン８の取付角度θG、即ち、ガイド
ベーン８の接線Ｌに対する傾斜角度は次式により求めら
れる。
を介して角度調整可能なガイドベーン８が配設されてい
る。このガイドベーン８の取付角度θG、即ち、ガイド
ベーン８の接線Ｌに対する傾斜角度は次式により求めら
れる。
【００２４】
【数２】
【００２５】この式（３）の詳細については、原理図で
ある図４に基ずき特願平５ー３０５５９９号に開示され
ている。この式（３）及び図４において、Ｒ1はロータ
ブレード６の外接円ＢＣの半径、Ｒ2はガイドベーン８
の内接円ＧＣの半径、ω1はロータブレード６の角速
度、ω2は分級空間へ入る気流の角速度、Ｕｒは空気速
度の分級機半径方向速度成分、ρpは粒子の密度、Ｓは
分級室７の幅、Ｏは分級機の中心、をそれぞれ示す。
ある図４に基ずき特願平５ー３０５５９９号に開示され
ている。この式（３）及び図４において、Ｒ1はロータ
ブレード６の外接円ＢＣの半径、Ｒ2はガイドベーン８
の内接円ＧＣの半径、ω1はロータブレード６の角速
度、ω2は分級空間へ入る気流の角速度、Ｕｒは空気速
度の分級機半径方向速度成分、ρpは粒子の密度、Ｓは
分級室７の幅、Ｏは分級機の中心、をそれぞれ示す。
【００２６】このガイドベーン８の取付角度θGを適切
にしないと、空気速度に対する遅れが生じ、ロータブレ
ードの摩耗やエネルギ消費の過大が起きる。そこで、取
付角度θGを前記式により求め、例えば、取付角度θGを
１５度にする。
にしないと、空気速度に対する遅れが生じ、ロータブレ
ードの摩耗やエネルギ消費の過大が起きる。そこで、取
付角度θGを前記式により求め、例えば、取付角度θGを
１５度にする。
【００２７】次に、この分級室７の幅Ｓの決定は極めて
重要であり、接線方向流速分布の速度勾配が急峻である
程この部分にある凝集体に気流の速度差による剪断力が
強く働いて分級が促進される。しかしながら、該幅Ｓが
狭すぎると、渦流が乱れる。その結果、粒子が所定の速
度にならず正常な分級ができなくなるのである。
重要であり、接線方向流速分布の速度勾配が急峻である
程この部分にある凝集体に気流の速度差による剪断力が
強く働いて分級が促進される。しかしながら、該幅Ｓが
狭すぎると、渦流が乱れる。その結果、粒子が所定の速
度にならず正常な分級ができなくなるのである。
【００２８】逆に該分級室の幅Ｓが広すぎると、均一な
渦を形成できず、また、凝集粒は、１次粒子に分散され
る事なく分級室７を出ることになるので、分級効果が悪
くなる。
渦を形成できず、また、凝集粒は、１次粒子に分散され
る事なく分級室７を出ることになるので、分級効果が悪
くなる。
【００２９】そこで分級室７の幅Ｓの適切な値を決定す
るため種々の実験を行なったところ次の式を得ることが
できた。但し、ｐはロータブレードのピッチであり、
又、係数Ｋ＝５〜２０(ｍ1/2)である。 Ｓ＝Ｋ√p
るため種々の実験を行なったところ次の式を得ることが
できた。但し、ｐはロータブレードのピッチであり、
又、係数Ｋ＝５〜２０(ｍ1/2)である。 Ｓ＝Ｋ√p
【００３０】ロータブレード６の円周方向厚さＴの決定
も重要である。この厚さＴとピッチｐの比Ｔ／ｐを０．
３５以下にし、ロータ５の開口面積Ｍを６５％以上に形
成する。
も重要である。この厚さＴとピッチｐの比Ｔ／ｐを０．
３５以下にし、ロータ５の開口面積Ｍを６５％以上に形
成する。
【００３１】実験によると、該ロータブレード６の円周
方向の厚さＴがこの範囲を越えて厚くなると前記分級室
７の幅Ｓ及びロータブレード６の取付ピッチＰが上記範
囲内にあっても該ロータブレード６の近傍における渦流
が乱れ、分離粒径以上の粗粉部分の飛び込みが多くな
り、シャープな微粉分級ができなくなる場合がある。
方向の厚さＴがこの範囲を越えて厚くなると前記分級室
７の幅Ｓ及びロータブレード６の取付ピッチＰが上記範
囲内にあっても該ロータブレード６の近傍における渦流
が乱れ、分離粒径以上の粗粉部分の飛び込みが多くな
り、シャープな微粉分級ができなくなる場合がある。
【００３２】逆に、開口面積が上記範囲未満になると、
厚さＴが異常に薄くなり強度及び施工上の問題がある
が、前記問題が発生しない程度にできるだけ薄いものが
望ましい。
厚さＴが異常に薄くなり強度及び施工上の問題がある
が、前記問題が発生しない程度にできるだけ薄いものが
望ましい。
【００３３】該厚さＴと該ピッチｐの比Ｔ／ｐは、０．
３５以下が望ましいが、現状の技術力からすれば、シャ
ープな微粉分級、例えば３μｍカット、を行うときに
は、厚さＴはＴ／Ｐが０．１であれば充分であることが
わかっている。
３５以下が望ましいが、現状の技術力からすれば、シャ
ープな微粉分級、例えば３μｍカット、を行うときに
は、厚さＴはＴ／Ｐが０．１であれば充分であることが
わかっている。
【００３４】ロ−タの開口面積Ｍは構造、機械的強度と
微粉分級の両面からできるだけ大きい方が分級機内の圧
力損失も少なくなるので、６５％以上が望ましい。
微粉分級の両面からできるだけ大きい方が分級機内の圧
力損失も少なくなるので、６５％以上が望ましい。
【００３５】Ｂｕｒｇｅｒｓの渦を形成せずに強制渦に
するためにはロータブレード６のロータ半径方向長さＢ
ｗ即ちロータブレード外周半径Ｒ1からロータブレード
内周半径Ｒ3を引いた長さ、は実験によると、ロータブ
レード外周半径Ｒ3とロータ室ＲＴの排気口３０の半径
Ｒ0との差の０．７〜１．０倍の範囲内が最適であるこ
とがわかった。
するためにはロータブレード６のロータ半径方向長さＢ
ｗ即ちロータブレード外周半径Ｒ1からロータブレード
内周半径Ｒ3を引いた長さ、は実験によると、ロータブ
レード外周半径Ｒ3とロータ室ＲＴの排気口３０の半径
Ｒ0との差の０．７〜１．０倍の範囲内が最適であるこ
とがわかった。
【００３６】次に実施例の作動について説明する。分級
空気を分級空気供給路１１からガイドベ−ン８を介して
分級室７に送り、回転軸４を回してロータブレード６を
回転させ該分級室７内に渦流を形成する。
空気を分級空気供給路１１からガイドベ−ン８を介して
分級室７に送り、回転軸４を回してロータブレード６を
回転させ該分級室７内に渦流を形成する。
【００３７】そうすると、渦流は分級室７内を旋回しな
がらロータ室ＲＴの入口ＩＮのロータブレード６の間を
通って上向きに流れ方向を変えられ排気口３０を通り排
出ダクト１２から機外に排出される。この状態におい
て、原料入口１３から被分級材料Ｙ、例えば炭酸カルシ
ウムを投入すると、該被分級材料Ｙは分散板１４に衝突
して外周方向に飛散しながら分級室７内に落下する。
がらロータ室ＲＴの入口ＩＮのロータブレード６の間を
通って上向きに流れ方向を変えられ排気口３０を通り排
出ダクト１２から機外に排出される。この状態におい
て、原料入口１３から被分級材料Ｙ、例えば炭酸カルシ
ウムを投入すると、該被分級材料Ｙは分散板１４に衝突
して外周方向に飛散しながら分級室７内に落下する。
【００３８】この間に被分級材料の粒子は渦流で加速さ
れ分級室内を旋回する。この時渦流の持つせん断力とそ
れによる粒子同志の衝突摩擦で粒子は分級されながら遠
心力と抗力とのバランスによって定まる分離粒径以下の
粒子はロータブレード外周部に達する。
れ分級室内を旋回する。この時渦流の持つせん断力とそ
れによる粒子同志の衝突摩擦で粒子は分級されながら遠
心力と抗力とのバランスによって定まる分離粒径以下の
粒子はロータブレード外周部に達する。
【００３９】この分級された微粉Ｙ2 、例えば５μｍ以
下の粒径は、ロ−タ室ＲＴ内を通り上昇気流に乗り排出
ダクト１２に流入するとともに、図示しない空気濾過機
に入り回収される。
下の粒径は、ロ−タ室ＲＴ内を通り上昇気流に乗り排出
ダクト１２に流入するとともに、図示しない空気濾過機
に入り回収される。
【００４０】この時、ロータ室ＲＴ内の気流はＢｕｒｇ
ｅｒｓの渦を形成することなく強制渦になるので、ロー
タ室内における圧力損失は激減する。
ｅｒｓの渦を形成することなく強制渦になるので、ロー
タ室内における圧力損失は激減する。
【００４１】又、粗粉Ｙ1 は分級室７内を旋回しながら
ホッパ２中を落下し、粗粉排出口３から排出される。
ホッパ２中を落下し、粗粉排出口３から排出される。
【００４２】この発明の第２実施例を図５により説明す
る。この実施例の特徴はロータブレードをロータ半径方
向に分割してロータブレード６ａ、６ｂを配設し、強制
渦がくずれない程度に両ブレード６ａ、６ｂの間隔Ｆを
あけたことである。この実施例では、ロータブレード６
ａ、６ｂの表面と流体との摩擦による圧力損失を更に減
少することができる。
る。この実施例の特徴はロータブレードをロータ半径方
向に分割してロータブレード６ａ、６ｂを配設し、強制
渦がくずれない程度に両ブレード６ａ、６ｂの間隔Ｆを
あけたことである。この実施例では、ロータブレード６
ａ、６ｂの表面と流体との摩擦による圧力損失を更に減
少することができる。
【００４３】この発明の第３実施例を図６により説明す
る。この実施例の特徴はロータブレード６ａ、６ｂ、６
ｃの周方向の枚数が多くピッチｐが小さい場合に、強制
渦がくずれない程度に分割されたロータブレード６ａ、
６ｂ、６ｃの枚数をロータ中心Ｏに向かうに従って均一
に減らすことである。この実施例では、ロータブレード
表面と流体との摩耗による圧力損失を更に減少するとと
もに、ロータブレードの機械製作が容易となり、更に、
重量及び製作コストの低減を図ることができる。
る。この実施例の特徴はロータブレード６ａ、６ｂ、６
ｃの周方向の枚数が多くピッチｐが小さい場合に、強制
渦がくずれない程度に分割されたロータブレード６ａ、
６ｂ、６ｃの枚数をロータ中心Ｏに向かうに従って均一
に減らすことである。この実施例では、ロータブレード
表面と流体との摩耗による圧力損失を更に減少するとと
もに、ロータブレードの機械製作が容易となり、更に、
重量及び製作コストの低減を図ることができる。
【００４４】この発明の第４実施例を図７により説明す
る。この実施例の特徴はロータ室ＲＴのロータ５の底面
５ａに内側のロータブレード６ｂの内接円半径Ｒ3から
盛り上がる隆起状体５０を形成したことである。この隆
起状体５０は円錐状に形成されるが、この隆起状体５０
の斜面（母線）５０ａの底面５ａに対する角度、即ち、
立ち上がり角度θは、大き過ぎても、又、小さ過ぎても
いけない。そこで、実験の結果、ロータ５の高さＨとの
関係で次式により求められる角度θが最適値であること
がわかった。
る。この実施例の特徴はロータ室ＲＴのロータ５の底面
５ａに内側のロータブレード６ｂの内接円半径Ｒ3から
盛り上がる隆起状体５０を形成したことである。この隆
起状体５０は円錐状に形成されるが、この隆起状体５０
の斜面（母線）５０ａの底面５ａに対する角度、即ち、
立ち上がり角度θは、大き過ぎても、又、小さ過ぎても
いけない。そこで、実験の結果、ロータ５の高さＨとの
関係で次式により求められる角度θが最適値であること
がわかった。
【００４５】θ＝ｔａｎ-1｛0.3〜0.6｝H／R3｝
【００４６】この実施例では、分級室７内を水平に旋回
している空気Ａrはロータブレード６ａ、６ｂを通り隆
起状体５０に案内されながら方向変換しロータ室ＲＴの
排気口３０を通り排出ダクト１２に排出される。そのた
め、空気Ａｒは、ロータ内下部に淀みを生じることなく
円滑に流れるため、圧力損失は少なくなる。
している空気Ａrはロータブレード６ａ、６ｂを通り隆
起状体５０に案内されながら方向変換しロータ室ＲＴの
排気口３０を通り排出ダクト１２に排出される。そのた
め、空気Ａｒは、ロータ内下部に淀みを生じることなく
円滑に流れるため、圧力損失は少なくなる。
【００４７】この発明の第５実施例を図２により説明す
る。この実施例の特徴はロータ室ＲＴの排気口３０の半
径Ｒ0をロータブレード６外周半径Ｒ1の０．４〜０．８
倍まで大きくしたことである。この実施例ではロータ中
心軸付近まで行く空気の率を少なくできるので、圧力損
失を低減することができる。
る。この実施例の特徴はロータ室ＲＴの排気口３０の半
径Ｒ0をロータブレード６外周半径Ｒ1の０．４〜０．８
倍まで大きくしたことである。この実施例ではロータ中
心軸付近まで行く空気の率を少なくできるので、圧力損
失を低減することができる。
【００４８】この発明の第６実施例を説明する。この実
施例の特徴はロータ５の回転軸４をロータブレード外周
半径Ｒ1の０．２〜０．４倍まで太く形成することであ
る。この実施例では、ロータ中心軸付近まで行く空気の
率を少なくできるので、圧力損失を低減することができ
る。
施例の特徴はロータ５の回転軸４をロータブレード外周
半径Ｒ1の０．２〜０．４倍まで太く形成することであ
る。この実施例では、ロータ中心軸付近まで行く空気の
率を少なくできるので、圧力損失を低減することができ
る。
【００４９】この発明の第７実施例を説明する。この実
施例の特徴は前記第１実施〜第６実施例を適宜組み合わ
せたことである。例えば、図７の第４実施例と図５の第
２実施例、図６の第３実施例、又は、第６実施例との組
み合わせたり、更には、第６実施例と図５の第２実施例
又は図６の第３実施例との組み合わせたりすることであ
る。このように適宜各実施例を組み合わせると、より圧
力損失の少ない分級機を得ることができる。
施例の特徴は前記第１実施〜第６実施例を適宜組み合わ
せたことである。例えば、図７の第４実施例と図５の第
２実施例、図６の第３実施例、又は、第６実施例との組
み合わせたり、更には、第６実施例と図５の第２実施例
又は図６の第３実施例との組み合わせたりすることであ
る。このように適宜各実施例を組み合わせると、より圧
力損失の少ない分級機を得ることができる。
【００５０】この発明の実施例は上記に限定されるもの
ではなく、例えば、渦流式空気分級機のロータ室の排気
口を該分級機の上方に設ける代わりに、その下方に設け
たり、又、原料入口を分級機の上部中央に設け、ロータ
室の排気口を下方に設けたり、さらに原料入口を分級装
置の側方または下方の分級空気と共に導入する等、各種
のロータ型分級機に適用できるものである。
ではなく、例えば、渦流式空気分級機のロータ室の排気
口を該分級機の上方に設ける代わりに、その下方に設け
たり、又、原料入口を分級機の上部中央に設け、ロータ
室の排気口を下方に設けたり、さらに原料入口を分級装
置の側方または下方の分級空気と共に導入する等、各種
のロータ型分級機に適用できるものである。
【００５１】
【発明の効果】この発明は以上の様に構成したので、ロ
ータ室内において大きな圧力損失を生じることが無い。
そのため、従来例に比し分級機全体の圧力損失が大幅に
低減する。
ータ室内において大きな圧力損失を生じることが無い。
そのため、従来例に比し分級機全体の圧力損失が大幅に
低減する。
【００５２】又、空気分級機に要するエネルギのうち空
気を吸引するファンの比率は高くフアンに要するエネル
ギは圧力損失に比例するため、従来例に比しファンの動
力は数十％低減できる。
気を吸引するファンの比率は高くフアンに要するエネル
ギは圧力損失に比例するため、従来例に比しファンの動
力は数十％低減できる。
【００５３】因に、本発明Ｍのロータブレードと従来例
Ｌのそれとをそれぞれ図９、図１０に示すように構成
し、圧力損失の実験を行ったところ図８の結果を得た。
この図８から明らかなように、圧力損失は本発明Ｍでは
従来例Ｌの６５％前後となり、ロータ回転速度が速くな
るに従い、両者Ｌ、Ｍ間の差は大きくなった。
Ｌのそれとをそれぞれ図９、図１０に示すように構成
し、圧力損失の実験を行ったところ図８の結果を得た。
この図８から明らかなように、圧力損失は本発明Ｍでは
従来例Ｌの６５％前後となり、ロータ回転速度が速くな
るに従い、両者Ｌ、Ｍ間の差は大きくなった。
【００５４】尚、図９、図１０において、ａは１２２ｍ
ｍの排気口の半径、ｂは２０５ｍｍのロータブレードの
外周半径、ｃは１８９ｍｍのロータブレードの内周半
径、ｄは１９５ｍｍの外側のロータブレード６の内周半
径、ｅは１６５ｍｍの内側のロータブレード６の外周半
径、ｆは１５０ｍｍの内側のロータブレードの内周半
径、をそれぞれ示す。勿論、分級空気流量は両実験例に
おいて同じである。
ｍの排気口の半径、ｂは２０５ｍｍのロータブレードの
外周半径、ｃは１８９ｍｍのロータブレードの内周半
径、ｄは１９５ｍｍの外側のロータブレード６の内周半
径、ｅは１６５ｍｍの内側のロータブレード６の外周半
径、ｆは１５０ｍｍの内側のロータブレードの内周半
径、をそれぞれ示す。勿論、分級空気流量は両実験例に
おいて同じである。
【図１】渦流式空気分級機全体の圧力損失とロータブレ
ードの外側における圧力損失を示す図である。
ードの外側における圧力損失を示す図である。
【図２】本発明の第１実施例を示す分級機の正面図の一
部断面図である。
部断面図である。
【図３】図２のIII-III線縦断面図である。
【図４】分級室断面における気流モデルを示す図であ
る。
る。
【図５】本発明の第２実施例を示す図である。
【図６】本発明の第３実施例を示す図である。
【図７】本発明の第４実施例を示す縦断面図である。
【図８】本発明と従来例の圧力損失を示す図である。
【図９】図８の実験に用いた本発明のロータブレードを
示す図である。
示す図である。
【図１０】図８の実験に用いた従来例のロータブレード
を示す図である。
を示す図である。
４ ロータの回転軸
５ ロ−タ
６ ロータブレード
７ 分級室
３０ ロータ室の排気口
５０ 隆起状体
ＩＮ ロータ室の入口
Ｒ0 ロータ室の排気口の半径
Ｒ1 ロータブレードの内周半径
Ｒ2 ロータブレードの外周半径
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平２−303560（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−244275（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B07B 1/00 - 15/00
Claims (9)
- 【請求項１】入口と排気口とを有するロータ室と、該ロ
ータ室の入口に、ロータの円周方向に間隔をおいて複数
設けられたロータブレードと、該ロータ室の入口の外周
に設けた分級室と、を備えた渦流式空気分級機におい
て；前記ロータブレードが、ロータの半径方向に間隔をおい
て複数列配設されており、 前記ロータブレードのロータ半径方向長さが、ロータブ
レード外周半径とロータ室の排気口の半径の差の０．７
〜１．０倍であることを特徴とする渦流式空気分級機。 - 【請求項２】入口と排気口とを有するロータ室と、該ロ
ータ室の入口に、ロータの円周方向に間隔をおいて複数
設けられたロータブレードと、該ロータ室の入口の外周
に設けた分級室と、を備えた渦流式空気分級機におい
て；前記ロータブレードが、ロータの半径方向に間隔をおい
て複数列配設されており、 前記ロータブレードのロータ半径方向長さが、ロータブ
レード外周半径とロータ室の排気口の半径の差の０．７
〜１．０倍であり、 又、ロータの回転軸の半径がロータブレード外周半径の
０．２〜０．４倍であることを特徴とする渦流式空気分
級機。 - 【請求項３】入口と排気口とを有するロータ室と、該ロ
ータ室の入口に、ロータの円周方向に間隔をおいて複数
設けられたロータブレードと、該ロータ室の入口の外周
に設けた分級室と、を備えた渦流式空気分級機におい
て；前記ロータブレードが、ロータの半径方向に間隔をおい
て複数列配設されており、 前記ロータブレードのロータ半径方向長さが、ロータブ
レード外周半径とロータ室の排気口の半径の差の０．７
〜１．０倍であり、 又、ロータの底面に気流を規制する隆起状体を配設した
ことを特徴とする渦流式空気分級機。 - 【請求項４】入口と排気口とを有するロータ室と、該ロ
ータ室の入口に、ロータの円周方向に間隔をおいて複数
設けられたロータブレードと、該ロータ室の入口の外周
に設けた分級室と、を備えた渦流式空気分級機におい
て；前記ロータブレードが、ロータの半径方向に間隔をおい
て複数列配設されており、 前記ロータブレードのロータ半径方向長さが、ロータブ
レード外周半径とロータ室の排気口の半径の差の０．７
〜１．０倍であり、 又、ロータの回転軸の半径がロータブレード外周半径の
０．２〜０．４倍であり、 更に、ロータの底面に気流を規制する隆起状体を配設し
たことを特徴とする渦流式空気分級機。 - 【請求項５】前記ロータブレードの間隔が、互いに等し
いことを特徴とする請求項１、２、３、又は、４記載の
渦流式空気分級機。 - 【請求項６】ロータ中心側のロータブレードの枚数が、
均一に間引きされてロータ外側のロータブレードの枚数
よりも少なく配設されていることを特徴とする請求項
１，２，３，又は、４記載の渦流式空気分級機。 - 【請求項７】ロータ室の排気口の半径が、ロータブレー
ド外周半径の０．４〜０．８倍であることを特徴とする
請求項１、２、３、又は、４記載の渦流式空気分級機。 - 【請求項８】隆起状体が、ロータブレード内周円からロ
ータの回転軸に向かって円錐状に盛り上がっている円錐
状体であることを特徴とする請求項３又は４記載の渦流
式空気分級機。 - 【請求項９】円錐状体の斜面の底面に対する角度θが、
ロータの高さＨ、ロータブレード内径Ｒ3との関係から
次式で求められることを特徴とする請求項８記載の渦流
式空気分級機。θ＝ｔａｎ -1 ｛(0.3〜0.6)H／R 3 ｝
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33649293A JP3448716B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 渦流式空気分級機 |
| AU62916/94A AU673059C (en) | 1993-03-31 | 1994-03-29 | Vortex type air classifier |
| US08/313,263 US5533629A (en) | 1993-03-31 | 1994-03-29 | Vortex pneumatic classifier |
| CA002134456A CA2134456A1 (en) | 1993-03-31 | 1994-03-29 | Vortex pneumatic classifier |
| KR1019940703611A KR0186059B1 (ko) | 1993-03-31 | 1994-03-29 | 와류식 공기분급기 |
| EP94910553A EP0645196A4 (en) | 1993-03-31 | 1994-03-29 | SPIRAL WINIFIERS. |
| PCT/JP1994/000502 WO1994022599A1 (en) | 1993-03-31 | 1994-03-29 | Vortex type air classifier |
| TW083102743A TW257696B (ja) | 1993-03-31 | 1994-03-30 | |
| AU64266/96A AU679886C (en) | 1993-03-31 | 1996-08-26 | Vortex type air classifier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33649293A JP3448716B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 渦流式空気分級機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07185464A JPH07185464A (ja) | 1995-07-25 |
| JP3448716B2 true JP3448716B2 (ja) | 2003-09-22 |
Family
ID=18299695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33649293A Expired - Lifetime JP3448716B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-12-28 | 渦流式空気分級機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3448716B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6776291B1 (en) * | 2000-09-27 | 2004-08-17 | Xerox Corporation | Article and apparatus for particulate size separation |
| CN101370600B (zh) * | 2006-02-24 | 2011-10-05 | 太平洋水泥株式会社 | 离心式空气分级机 |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP33649293A patent/JP3448716B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07185464A (ja) | 1995-07-25 |
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