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Patent Searching and Data


Title:
SPINNING AIR SIEVING METHOD AND DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/099197
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a spinning-air sieving device which can perform a stable operation continuously for a long time and permits sieving of fine particles in the region of less than 50μm while maintaining a high precision of sieving despite low costs and an extremely simple structure of the device. Also disclosed is a spinning-air sieving method. A tubular sieving case (2) having an internal space partitioned by a sieving net (3) into an upper space (5) and a lower space (4) is provided, powder material is supplied through a supply port (15) onto a bottom plate (10) set over an opening at the lower end with a gap (12) in between, and air in the case (2) is sucked upward by means of a suction blower (7). The powder material thus supplied is scattered and sucked upward by an air flow sucked through the gap (12) along the bottom plate (10), and fine powder passed through the sieving net (3) is passed through a fine powder collection path (6) and collected in a fine powder collection container (9) by means of a cyclone (8). Coarse powder remaining in the lower space (4) drops gravitationally into a coarse powder collection port (20) and collected in a coarse powder collection container (21).

Inventors:
MINAMI, Isamu (LTD. Nippon Brunswick Bldg. 4F 5-27-7 Sendagay, Shibuya-ku Tokyo 51, 15100, JP)
Application Number:
JP2009/052081
Publication Date:
August 13, 2009
Filing Date:
February 06, 2009
Export Citation:
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Assignee:
SEISHIN ENTERPRISE CO., LTD. (Nippon Brunswick Bldg. 4F 5-27-7, Sendagaya Shibuya-k, Tokyo 51, 15100, JP)
株式会社セイシン企業 (〒51 東京都渋谷区千駄ヶ谷5-27-7 日本ブランズウィックビル4階 Tokyo, 15100, JP)
International Classes:
B07B7/06
Attorney, Agent or Firm:
EHARA, Nozomu et al. (EHARA & ASSOCIATES, Daini Taki Building4, Kanda-Tacho 2-chom, Chiyoda-ku Tokyo 46, 10100, JP)
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Claims:
 内部空間がふるい網により上空間と下空間に仕切られた筒状のふるいケースの下端開口に隙間を存して被せられた底板の上に粉体原料を供給し、
 吸引手段により前記ふるいケース内の空気を上方に吸引し、
 前記底板に沿う隙間から吸い込まれる空気流により分散して上方へ吸引される粉体原料を前記ふるい網によりふるい分けることを特徴とする気流式ふるい分け方法。
 内部空間がふるい網により上空間と下空間に仕切られた筒状のふるいケースと、
 前記ふるいケースの下端開口にその下端面との間に所定の隙間を存して被せられる底板と、
 前記ふるいケースの下空間に臨んで開口し前記底板上に粉体原料を供給する原料供給口と、
 前記ふるいケース内の空気を上方に吸引する吸引手段と、
 を備えたことを特徴とする気流式ふるい分け装置。
 前記吸引手段による吸引の途中で微粉を回収する微粉回収手段と、
 前記底板の一部に形成された粗粉回収口から下方に凹出した粗粉回収容器と、
 を備えたことを特徴とする請求項2記載の気流式ふるい分け装置。
 前記ふるいケースの下空間を形成する下側ケースは円筒形状をなし、
 前記ふるいケースの上空間を形成する上側ケースは上方が先細になる円錐筒形状をなし、
 前記原料供給口が前記下側ケースおよび前記底板の一方に形成され、
 前記粗粉回収口が前記底板における前記円筒形状の下側ケースの中心軸上に形成されることを特徴とする請求項3記載の気流式ふるい分け装置。
 前記ふるいケースは前後に長尺の矩形筒形状をなし、
 前記底板は前後長尺の長方形状をなして前記ふるいケースの下端開口にその下端面との間に所定の隙間を存して被せられ、
 前後長尺の長方形状をなす上板が前記ふるいケースの上端開口を塞いで被せられ、
 前記原料供給口は前後長尺の下側ケースの前壁または前記底板の前端部に形成され、
 前記吸引手段は前記前後長尺の上板の後端部から前記ふるいケース内の空気を上方に吸引し、
 前記粗粉回収口は前後長尺の前記底板の後端部に形成されることを特徴とする請求項3記載の気流式ふるい分け装置。
 前記ふるいケースは、前記底板とともに前側より後側を低く傾斜させて配置されることを特徴とする請求項5記載の気流式ふるい分け装置。
Description:
気流式ふるい分け方法および装

 本発明は、粉体原料を気流によりふるい けする気流式ふるい分け方法および装置に する。

 粉体の分級方法には、ふるい分け、乾式分 (気流分級)、湿式分級の3種類があり、本願 明は、ふるい分けと気流分級に関わるもの ある。
 気流による慣性力と重力とのバランスによ 粒子を分級する気流分級では、遠心力等を まく利用することで、1μm程度の微粒領域の 分級も可能であるが、分級精度が劣る(微粒 側に粗大粒子が混入、粗大粒子側に微粒子 混入する)欠点がある。
 他方、ふるい網によるふるい分けは、微粒 側のふるい分け精度(分級精度)は優れてい が、ふるい網の網目が微細になればなるほ 目詰まりし易くなるので、ふるい分けでき 微粒領域は相当程度大きい値を限界とする

 そこで、ふるい網の目詰まりを防止する工 をした気流式ふるい分け装置が種々提案さ ている。
 気流式ふるい分け装置は、基本的に原料供 口を除いてふるいケースに蓋を被せた密閉 であり、通常ふるいケースの内部空間を上 間と下空間に仕切るふるい網の上面に粉体 料を供給して、何らかの方法で原料を分散 せ、ふるい網の下方に空気を吸引すること 、分散した原料がふるい網を通過する際に るい分けするものである。

 例えば、特許文献1に開示された気流式ふ るい分け装置では、ふるい網の下面に沿って 旋回する溝形ノズルからガスを噴射させて、 ふるい網の網目に詰まった粒子を除去して目 詰まりを解消している。

 また、本発明者による特許文献2に開示さ れた気流式ふるい分け装置は、ふるいケース の上端開口を蓋部材が覆っており、ふるいケ ースの上端面と蓋部材との間に隙間を設け、 該隙間からふるいケースの上空間に吸い込ま れる空気流によりふるい網の上面に供給され た原料を分散させているので、ふるい網の網 目に詰まった粒子を、ふるい網の上面に沿っ て流れる空気流および同空気流に乗り旋回す る粉体の粉体流が掻き取るようにして目詰ま りを解消するふるい網の清掃効果がある。

 以上の特許文献1と特許文献2は、気流を用 てふるい網によりふるい分けを行っている 、気流による慣性力と重力とのバランスに り粒子を分級する気流分級は行っていない
 そこで、ふるい分けと気流分級を共に行っ いるものとして特許文献3の例がある。

 特許文献3は、下部ケーシング内の上昇ジ ェット気流中に粉体出口から上部の分級スク リーンに向けて粉体原料を噴霧して、分級ス クリーンを通過した微細粒子を分級スクリー ンの上側で回収し、粗大粒子を分級スクリー ンの下側で回収しようとするもので、分級ス クリーンの目詰まりを防止するために、分級 スクリーンの上方に高圧エアを放出するスリ ットを備えた回転式エアブラシを有している 。

特開2002-186908号公報

特開2007-301490号公報

特開平8-126848号公報

 特許文献1に記載の構成は、ふるい網の下面 に沿って旋回する溝形ノズルからガスを噴射 させてふるい網の網目に詰まった粒体を除去 しているが、粉体粒子には下方への吸引力と 重力が相乗して加わり、上方への力は溝形ノ ズルからのガスの噴射だけであるので、旋回 する溝形ノズルによりガス噴射された箇所は 一時的に目詰まりが解消されても、溝形ノズ ルが通り過ぎると、すぐに再び目詰まりする 可能性が高く、よって微細な粉体を連続的に 大量に処理することは困難であり、実用的に 使用可能なふるい目開きも50μm程度が限度で ないかと推察される。
 さらに、特許文献1に記載の構成は、旋回す る溝形ノズルからガスを噴射させる複雑な機 構を必要として、部品点数が多く構造が複雑 でコスト高である。

 これに対して、特許文献2に開示された構成 は、ふるいケースの上端面と蓋部材との間の 隙間から空気を吸い込む簡単な構成である。
 しかし、上空間の粉体粒子に下方への吸引 と重力が相乗して加わることに変わりなく 上方へ作用する空気流は部分的に生じる巻 返しによる空気流しかないので、ふるい網 上面に沿って流れる空気流および粉体流が るい網の網目に詰まった粒子を常に何処で 払い除ける完全な清掃効果があるわけでは く、また装置の構成上、大量の粉体原料の るい分け処理を長時間連続して行うことは 難である。

 また、特許文献3に記載の構成は、ふるい 分けと気流分級を共に行っており、粉体粒子 に上方への吸引力と下方への重力が作用して 、気流による慣性力と重力の相殺効果があり 、ふるい網の網目の詰まりが前記特許文献1,2 に記載の構成に比べ緩和されるが、気流によ る慣性力が当然大きいことから目詰まりは生 じ、これを回転式エアブラシが高圧エアの放 出で解消するが、特許文献1に記載の構成と 様に、高圧エアが放出された箇所は一時的 目詰まりが解消されても、回転式エアブラ が通り過ぎると、すぐに再び目詰まりする 能性が高く、よって微細な粉体を連続的に 量に処理することは困難であると考えられ 特許文献2に記載の構成のように空気流およ 粉体流によるふるい網の清掃効果もないの 、実用的に使用可能なふるい目開きは50μm 度が限度であると推察される。

 また、特許文献3に記載の構成は、高圧エ アを放出する回転式エアブラシおよび上昇ジ ェット気流中に分級スクリーンに向けて粉体 原料を噴霧するジェットベッセル(粉体出口) 粉体出口に原料を供給するフィード管等を 要とし、部品点数が多く構造が複雑でコス 高である。

 本発明は、かかる点に鑑みなされたもの 、その目的とする処は、長時間の連続安定 転が可能で、かつ構造が極めて簡単で低コ トであるにもかかわらず、分級精度に優れ ふるい分け技術の長所と数μm程度の微粒子 域の分級が可能な気流分級技術の長所を併 持ち、高いふるい分け精度を維持して50μm 満の微粒子領域のふるい分けができる気流 ふるい分け方法および装置を提供する点に る。

 本発明の発明者は、同じ発明者による前記 許文献2に開示された装置をもとに、さらに ふるい網の目詰まりを防止して微細な粉体を 効率良く大量に処理するための改良・検討を 種々行う中で、装置を上下逆にしてみるとい う奇抜な発想に基づいて試験を行ってみると 、全く予想もできなかった程に劇的な効果が 確かめられたものである。
 すなわち、従来のふるい分け装置では到底 現不可能と考えられていたような、目開き 25μm以下、さらには10μmという微細なふるい 網でのふるい分けにおいても、目立った目詰 まりもなく、連続的に大量のふるい分け処理 が可能となることが確認できた。

 前記目的を達成するために、本発明は、 部空間がふるい網により上空間と下空間に 切られた筒状のふるいケースの下端開口に 間を存して被せられた底板の上に粉体原料 供給し、吸引手段により前記ふるいケース の空気を上方に吸引し、前記底板に沿う隙 から吸い込まれる空気流により分散して上 へ吸引される粉体原料を前記ふるい網によ ふるい分ける気流式ふるい分け方法を提供 る。

 さらに、前記目的を達成するために、本 明は、内部空間がふるい網により上空間と 空間に仕切られた筒状のふるいケースと、 記ふるいケースの下端開口にその下端面と 間に所定の隙間を存して被せられる底板と 前記ふるいケースの下空間に臨んで開口し 記底板上に粉体原料を供給する原料供給口 、前記ふるいケース内の空気を上方に吸引 る吸引手段と、を備えた気流式ふるい分け 置を提供する。

 本発明の好適な実施形態では、気流式ふ い分け装置は、前記吸引手段による吸引の 中で微粉を回収する微粉回収手段と、前記 板の一部に形成された粗粉回収口から下方 凹出した粗粉回収容器と、を備える。

 本発明のさらに好適な実施形態による気 式ふるい分け装置では、前記ふるいケース 下空間を形成する下側ケースは円筒形状を し、前記ふるいケースの上空間を形成する 側ケースは上方が先細になる円錐筒形状を し、前記原料供給口が前記下側ケースまた 前記底板に形成され、前記粗粉回収口が前 底板における前記円筒形状の下側ケースの 心軸上に形成される。

 本発明の別の好適な実施形態による気流 ふるい分け装置では、前記ふるいケースは 後に長尺の矩形筒形状をなし、前記底板は 後長尺の長方形状をなして前記ふるいケー の下端開口にその下端面との間に所定の隙 を存して被せられ、前後長尺の長方形状を す上板が前記ふるいケースの上端開口を塞 で被せられ、前記原料供給口は前後長尺の 側ケースの前壁または前記底板の前端部に 成され、前記吸引手段は前記前後長尺の上 の後端部から前記ふるいケース内の空気を 方に吸引し、前記粗粉回収口は前後長尺の 記底板の後端部に形成される。

 本発明のさらに好適な実施形態による気 式ふるい分け装置では、前記ふるいケース 、前記底板とともに前側より後側を低く傾 させて配置される。

 本発明の気流式ふるい分け方法によれば ふるい網により上空間と下空間に仕切られ 筒状のふるいケースの下端開口に隙間を存 て被せられた底板の上に粉体原料を供給し 吸引手段により前記ふるいケース内の空気 上方に吸引するので、底板に沿う隙間から い込まれる空気流により底板の上の粉体原 は良好に分散し、分散した粉体は上方への 引力によりふるい網を上方へ抜けようとし その際に粉体はふるい分けられ、微粉はふ い網を通って上空間に抜け、粗粉は下空間 残る。

 分散した粉体のうち粗粉は、上方への吸 力によりふるい網を通過しようとして網目 詰まることもあるが、粉体粒子に上方への 引力と下方への重力が作用して気流分級と ての気流による慣性力と重力の相殺効果が り、ふるい網の網目への詰まりが緩和され いるとともに、ふるい網の網目へ詰まった しても詰まり状態は強固ではない。

 さらに、底板に沿う隙間から吸い込まれ 空気流は、ふるいケースの下空間で旋回気 となってふるい網の下面に沿って流れるの 、この旋回気流と同旋回気流に乗り旋回す 粉体の粉体流は、ふるい網の網目に詰まっ 粒子に作用して掻き取るようなふるい網の 掃効果があり、粒子には網目から取り外す 方向に常時重力が作用していることおよび 目への詰まり状態も強固ではないことが、 き取りを容易にして高い清掃効果を実現し いる。

 以上のように、ふるい網が常時清掃されて 詰まりが防止されているので、長時間の連 安定運転が可能で、50μm未満の微粒子領域 ふるい分けが、高いふるい分け精度を維持 て実現することができる。
 また、本気流式ふるい分け方法は、装置の 造を極めて簡単化し低コストとすることが きる。

 本発明の気流式ふるい分け装置によれば ふるいケースの内部空間を上空間と下空間 仕切るふるい網の下方の底板に粉体原料が 給され、ふるいケース内の空気を上方に吸 する今までにない構成であり、原料供給口 り下空間の底板に供給された粉体原料は、 引手段の吸引力により底板に沿う隙間から い込まれた空気流により下空間内で上方に 散し、分散した原料は上方への吸引力によ ふるい網を上方へ抜けようとし、その際に 料はふるい分けられ、微粉はふるい網を通 て上空間に抜け、粗粉は下空間に残る。

 本発明の気流式ふるい分け装置は、前記気 式ふるい分け方法の作用効果と同じ作用効 を奏するものであり、分級精度に優れるふ い分け技術の長所と数μm程度の微粒子領域 分級が可能な気流分級技術の長所を併せ持 、気流分級としての気流による慣性力と重 の相殺効果によりふるい網の網目への詰ま が緩和されているとともに、ふるい網の網 へ詰まったとしても詰まり状態は強固では い上に、ふるいケースの下空間の旋回気流 よび粉体流によるふるい網の清掃効果で目 まりが常時防止されているので、長時間の 続安定運転が可能で、高いふるい分け精度 維持して50μm未満の微粒子領域のふるい分 を実現することができる。
 また、本気流式ふるい分け装置は、構造が めて簡単で低コストである。

 本発明の好適な実施形態では、吸引手段 よる吸引の途中で微粉回収手段が微粉を回 し、底板の一部に形成された粗粉回収口か 下方に凹出した粗粉回収容器が形成されて るので、ふるい分けられ下空間に残った粗 が粗粉回収口から粗粉回収容器に容易に回 され、連続運転が可能である。

 本発明のさらに好適な実施形態よれば、 側ケースは円筒形状をなし、上側ケースは 方が先細になる円錐筒形状をなし、原料供 口が下側ケースまたは底板に形成され、粗 回収口が前記底板における円筒形状の下側 ースの中心軸上に形成されるので、少量の 体原料を連続的にふるい分けるのに適した 型で簡易な気流式ふるい分け装置を構成す ことができる。

 本発明の別の好適な実施形態よれば、下側 ースの前壁または底板の前端部に形成され 原料供給口から原料が底板上に供給され、 側ケースの上板の後端部からふるいケース の空気を上方に吸引するので、底板に沿う 間から吸引された空気流により原料が下空 内の前側で上方に分散しながら後方に移動 、その間に上方への吸引力によりふるい網 上方へ抜けようとし、その際に原料はふる 分けられ、微粉はふるい網を抜け後方に移 して微粉回収手段により回収され、粗粉は 空間に残りかつ後方に移動して粗粉回収容 に回収される。
 ふるいケースを前後長尺に構成することが きるので、気流式ふるい分け装置を大型に て、大量の粉体原料を連続的にふるい分け ることが可能である。

 本発明のさらに好適な実施形態よれば、 るいケースを底板とともに前側より後側を く傾斜させて配置するので、原料の後方へ 移動が円滑になされ、ふるい分けが効率良 行われ、作業時間の短縮が図れる。

本発明の一実施の形態に係る気流式ふ い分け装置の全体の構成図である。 同気流式ふるい分け装置の本体の断面 である。 同気流式ふるい分け装置本体の上面図 ある。 原料の粒度分布を示すグラフである。 実施例1のふるい残存試料の粒度分布を 示すグラフである。 実施例1のふるい通過試料の粒度分布を 示すグラフである。 実施例2のふるい残存試料の粒度分布を 示すグラフである。 実施例2のふるい通過試料の粒度分布を 示すグラフである。 別の実施の形態に係る気流式ふるい分 装置本体の縦断面図である。 同気流式ふるい分け装置本体の上面図 である。 同気流式ふるい分け装置本体の横断面 図(図10のXI-XI線断面図)である。

符号の説明

 1…気流式ふるい分け装置、2…ふるいケー 、3…ふるい網、4…下空間、5…上空間、6… 粉回収路、7…吸引用ブロワ、8…サイクロ 、9…微粉回収容器、10…底板、11…スペーサ 、12…隙間、15…原料供給口、16…漏斗、17… 料フィーダ、20…粗粉回収口、21…粗粉回収 容器、25…ハンマリング装置、
 50…気流式ふるい分け装置、52…ふるいケー ス、53…ふるい網、54…下空間、55…上空間、 56…上板、57…微粉回収口、58…微粉回収路、 60…底板、61…スペーサ、62…隙間、65…原料 給口、66…漏斗、67…原料フィーダ、70…粗 回収口、71…粗粉回収容器、75…ハンマリン グ装置、80…支持台。

 以下、本発明に係る一実施の形態について 1ないし図8に基づいて説明する。
 本実施の形態に係る気流式ふるい分け装置1 の構造を図1ないし図3に示す。

 内径が約75mmの円筒状のふるいケース2の内 空間が、ふるい網3により下空間4と上空間5 仕切られている。
 ふるい網3としては、金属製または樹脂製の 織網、もしくは金属製または樹脂製のマイク ロシーブなどが使用できる。
 なお、ふるいケース2の内径は75mmに限定さ るものではなく、種々の内径のものが適用 能である。

 ふるいケース2の上空間5を形成する上側ケ ス2Uは、下部を除きフラスコ状に上方が先細 になる円錐筒形状をなし、微粉回収路6に連 されており、微粉回収路6の下流端には吸引 ブロワ7が配設されている。
 なお、上側ケースは、必ずしも円錐筒形状 してなくてもよい。
 この微粉回収路6の途中にサイクロン(また バグフィルタなど)8が介装されていて、サイ クロン8の下方に微粉回収容器9が配置されて る。

 ふるいケース2の下空間4を形成する下側 ース2Lは、偏平な円筒形状をなし、同下側ケ ース2Lの下端開口(ふるいケース2の下端開口) その下端面との間に所定の隙間を存して底 10が被せられる。

 底板10の上面におけるふるいケース2の下端 に対応する円環状部分に、所定の厚みを有 るスペーサ11が互いに等間隔に3ヵ所固着さ ており、同底板10をふるいケース2の下端開 に被せることで、スペーサ11を介してふる ケース2の下端面と円板状の底板10との間に 定の隙間12が形成される。
 スペーサ11の厚さにより隙間12の幅長sが決 る。スペーサの数は、3個に限定されるもの はない。

 なお、本実施の形態では、ふるいケース2の 下端面と円板状の底板10との間にスペーサ11 介装して隙間12を構成していたが、スペーサ を用いずにふるいケース2の下端面に所定上 幅の切欠きを周方向に複数形成して底板に わせるようにしても底板の上面に沿った隙 を構成することができる。
 また、ふるいケース2が底壁を一体に備えた 有底円筒状として、周壁における底壁の上面 に沿った部分に所定上下幅のスリット状開口 (隙間)を周方向に複数形成することも考えら る。

 この隙間の断面の形状は、必ずしも四角形 ある必要はなく、他の多角形や円形または 円形などであっても構わない。
 この隙間は、粉末の分散効果や旋回気流に るふるい網目の清掃効果の観点から、底板1 0に沿って開口していることが好ましいが、 板10からわずかに上方に離れて開口していて もよい。
 ここで重要なことは、吸引手段によって吸 込まれる空気が、この隙間から底板とほぼ 行な面に沿って流れ込むことであり、この うな気流が形成されるのであれば、その隙 の形状や形成方法は特に制限されるもので ない。

 下空間4を形成する下側ケース2Lには、その 壁の一部に原料供給口15が形成されていて 同原料供給口15には漏斗16が差し込まれ、同 斗16に原料フィーダ17により原料が投入され る。
 原料フィーダ17としては、振動フィーダ、 ーブルフィーダ、スクリューフィーダなど 連続供給装置が使用できる。

 下空間4に臨んで開口する原料供給口15は 側ケース2Lの開口下端面の近くに形成され いて、漏斗16に投入された原料は、原料供給 口15から下空間4内の底板10の上に直接供給さ る。

 下側ケース2Lの下端開口を覆う円板状の 板10の中心部(下空間4の中央)に粗粉回収口20 形成され、同粗粉回収口20から下方に凹出 て粗粉回収容器21が形成されており、同粗粉 回収容器21は奥側が閉塞されて密閉構造とな ている。

 なお、粗粉回収容器21は密閉構造とせず 側壁などに適当な開口を設け、空気を粗粉 収容器内に導入して粗粉回収口に向けて上 する適度な空気流を形成して微粉粒子の侵 を防止することも考えられる。

 この粗粉回収容器21および前記微粉回収 器9には、長時間の連続運転を可能とするた に、密閉構造を保ちながらも容器から回収 た粉体を間欠的または連続的に外部に取り す手段を備えてもよく、その手段としては 従来から公知のロータリバルブやダブルダ パなどが使用可能である。

 本気流式連続ふるい分け装置1は、以上の ように簡単な構造をしており、吸引用ブロワ 7の駆動により微粉回収路6を介してふるいケ ス2内の空気が上方へ吸引されている状態で 、原料フィーダ17により原料が連続的に漏斗1 6に投入され下空間4の底板10の上に供給され ことで、ふるい分けが連続的に行われる。

 吸引用ブロワ7によりふるいケース2内の 気が上方へ吸引されると、ふるいケース2の 端面と底板10との間に隙間12を有するので、 同隙間12から空気が下空間4に吸い込まれる。

 隙間12から吸い込まれる空気は、その隙 12を底板10の上面に沿って下空間4内に流入す るため、図1を参照して、流入した空気はま 下空間4の下側で周囲から中心に向かって流 、中心に近づくにつれ上方に流れを変え、 央部下方からふるい網3の下面に吹き上げる ように流れ、下空間4の上側でふるい網3の下 に沿って放射方向に拡散し、下側ケース2L 内周面に近づくにつれて下方に流れを変え 底板10の上面に沿って周囲から中心に向かう 流れに合流して旋回する旋回気流を形成する と考えられる。

 したがって、原料フィーダ17により下側 ース2Lに形成された原料供給口15から下空間4 の底板10の上に連続的に供給される原料は、 記旋回気流に乗って下空間4の下側中央に運 ばれて下側中央から上方に向かった後、下空 間4の上側でふるい網3の下面に沿って放射方 に全面に分散されるので、吸引用ブロワ7に よるふるい網3の上方への吸引によりふるい 3の全面に分散した原料は、効率良くふるい 3によりふるい分けられ、ふるい網3を通過 た微粉が微粉回収路6を通ってサイクロン8に より微粉回収容器9に回収される。

 こうしてふるい網3によりふるい分けられて 微粉が回収された残りの粉体は、粗粉ととも に未回収の微粉が含まれているが、ふるい網 3の下面を放射方向に拡散したのち下側ケー 2Lの内周壁に近づくにつれて下方に流れを変 え、さらに底板10の上面に沿って周囲から中 に向かう流れに合流されるが、底板10の中 の粗粉回収口20のところでは、質量の大きい 粗粉は重力により粗粉回収口20に落下し、微 は旋回気流に乗ったまま上昇して旋回し、 然と粗粉が振り分けられる。
 粗粉回収口20に落下した粗粉は、粗粉回収 器21に回収される。

 このように、連続的に供給される原料は、 記旋回気流に乗って旋回している間に、ふ い網3により微粉がふるい分けられ、粗粉回 収口20により粗粉が振り分けられ、ふるい網3 を上方に抜けた微粉は上側ケース2Uから微粉 収路6を通ってサイクロン8により微粉回収 器9に回収され、下空間4に残った粗粉は粗粉 回収口20から粗粉回収容器21に回収されてい 。
 したがって、完全な連続運転により効率良 ふるい分けられて微粉が回収される。

 本気流式連続ふるい分け装置1は、構造が 極めて簡単であり、前記したように投入され た原料は下空間4内で良好に分散され、ふる 網3の一部に集中することなく全面でふるい けがなされるので、ふるい網3の網目に詰ま り難い。

 また、本気流式連続ふるい分け装置1では 、粉体粒子に上方への吸引力と下方への重力 が作用して気流分級としての気流による慣性 力と重力の相殺効果があり、ふるい網3の網 への詰まりが緩和されているとともに、ふ い網3の網目へ詰まったとしても詰まり状態 強固ではない。

 さらに、底板10に沿う隙間12から吸い込ま れる空気流は、前記したように、ふるいケー スの下空間4で旋回気流となり、ふるい網3の 面では、中央からふるい網3の下面に沿って 放射方向に拡散して流れるので、この旋回気 流と同旋回気流に乗り旋回する粉体の粉体流 は、ふるい網の網目に詰まった粒子に作用し て掻き取るようなふるい網の清掃効果があり 、粒子には網目から取り外す下方向への重力 が常時作用していることおよび網目への詰ま り状態も強固ではないことが、この掻き取り を容易にして高い清掃効果を実現している。

 このように、本気流式ふるい分け装置1は 、極めて簡単な構成にもかかわらず、ふるい 網3が常時効果的に清掃されて目詰まりがほ 確実に解消されるので、長時間の連続安定 転が可能で、50μm未満の微粒子領域のふるい 分けが、高いふるい分け精度を維持して実現 することができる。

 なお、長時間安定した連続運転を可能とす ために、必要に応じてハンマリング装置25 よりふるいケース2に打撃を与えれば、目詰 りしていた粉体粒子が落ち易く、より効果 に目詰まりを解消して、益々ふるい分け精 を向上させることができるとともに、ふる 分け処理速度を早め、作業時間の短縮を図 ことができる。
 ハンマリング装置のほかにも、振動装置、 音波装置など、従来公知のふるい網の目詰 りを防止するための装置を使用することが きる。

 本気流式連続ふるい分け装置1により試験し た実施例1を以下に示す。
 使用されたふるいケース2は、図2および図3 参照して、偏平円筒状の下側ケース2Lの上 幅hが30mm、内径Dが75mm、フラスコ状の上側ケ ス2Uの上部最小内径dが30mmである。
 下側ケース2Lの上下幅hは、粉体の性状や分 条件等にもよるが、約10mm以上あることが好 ましい。
 ふるいケース2の下端面と底板10との隙間12 幅長sは、0.5 mmである。
 隙間12の幅長sとしては0.1~5.0mmが良好な範囲 あり、より良好な範囲としては0.5~2.0mmの範 である。

 底板10の中央に形成された粗粉回収口20の内 径pは、25mmで、粗粉回収容器21の深さqは80mmで ある。
 そして、下側ケース2Lに形成された原料供 口15の内径rは5mmである。
 なお、原料供給孔15の孔径は最大で約10mmで り、これ以上大きいと下空間4に形成される 旋回気流に影響する。

 原料としてJIS規格のDUST-2種を使用し、原料 ィーダ17により100g/hの供給速度で該原料が 給される。
 ふるい目開きが25μmという極めて微細な網 のふるい網3が使用され、吸引用ブロワ7によ る吸引をふるい網3の上面で吸引圧力が-0.8kPa 吸引風量が0.22m 3 /minで運転して試験を行った。
 なお、吸引圧力としては0.2~1.2kPa、吸引風量 としては0.1~0.4m 3 /minが良好な範囲である。

 実施例1の試験条件
  試料:DUST-2種
  ふるい目開き:25μm
  隙間s:0.5mm
  吸引圧(ゲージ圧):-0.8kPa
  吸引風量:0.22m 3 /min

 使用した原料の原粉の粒度分布を、(株)セ シン企業製のレーザー回折・散乱式粒度分 測定器LMS-300を使用して測定し、その結果を 4に示す。
 試料の粒体は不定形状をしており、粒径約1 .0μmから108μmの粒体が粒径約46μmあたりの粒 の割合を最高として分布している。

 30分間の連続運転をした後の試験結果は、 るい目開き25μmのふるい網3を通過せず粗粉 収容器21に回収された試料と同ふるい網3を 過して微粉回収容器9に回収された試料の粒 分布を測定してみると、図5および図6に示 ようになった。
 なお、連続運転をした後のふるい網は、ほ んど目詰まりがなく、清浄な状態を維持し いることが確認できた。

 ふるい網3を通過して微粉回収容器9に回 された微粉の粒度分布(図6)を参照して、回 された微粉のうち粒径が25μmまでの粒体の累 積重量%が80%程度に達しており、ふるい網3を 過せず粗粉回収容器21に回収された粗粉の 度分布(図5)を参照して、回収された粗粉の ち粒径が25μmまでの粒体の累積重量%は0.3%程 であり、粒径が概ね25μmを境にして粉体原 が十分にふるい分けられてふるい分け精度 高いことが分かる。

 従来のふるい分け装置では、50μm以下の25 μmという極めて微細なふるい分けは極めて困 難であったが、本気流式ふるい分け装置1で ふるい網3を通過した微粉の粒径が25μmまで 粒体の累積重量%が80%という十分高いふるい け精度を実現している。

 なお、25μm以上の粒体が累積重量%の残り 約20%程ふるい網3を通過して微粉回収容器9 回収されているが、これは、試料の粒体が 定形状をしているため細長形状の粒体がふ い網3を通過してしまうことと、今回の測定 使用したレーザー回折・散乱式粒度分布測 器の特性上、実際には25μm未満の粒子であ のに25μm以上と測定されたものもある程度含 まれているからである。

 ふるい目開きが25μmという微細な網目の るい網3による微粉のふるい分けにもかかわ ず、粉体原料は下空間4内で良好に分散し、 ふるい網3の下面の全面に拡散して全面で吸 されることに加えて、前記したように気流 よる慣性力と重力の相殺効果によって、目 まりを起こし難いことから、ふるい分け精 が向上している。

 なお、上昇気流を生じさせる吸引力は、 体粒子に作用するときに、重力との釣り合 で相殺されるが、吸引圧自体が-0.8kPaと従来 に比べかなり弱い吸引圧であることは、ふる い網の目に粒径の大きい粒体が強い吸引圧に よりきつく嵌り込んで目詰まりを起こすこと を回避している。

 次に、実施例1と同じ気流式連続ふるい分け 装置1によりふるい目開きが10μmのふるい網を 使用して試験した実施例2を以下に示す。
 実施例2の試験条件
  試料:DUST-2種
  ふるい目開き:10μm
  隙間s:0.5mm
  吸引圧(ゲージ圧):-0.6kPa
  吸引風量:0.18m 3 /min

 使用した原料も実施例1と同じDUST-2種を用い ており、原粉の粒度分布は、図4に示すもの ある。
 30分間の連続運転をした後の試験結果は、 るい目開き10μmのふるい網3を通過せず粗粉 収容器21に回収された試料と同ふるい網3を 過して微粉回収容器9に回収された試料の粒 分布を測定してみると、図7および図8に示 ようになった。
 なお、連続運転をした後のふるい網は、ほ んど目詰まりがなく、清浄な状態を維持し いることが確認できた。

 ふるい網3を通過して微粉回収容器9に回 された微粉の粒度分布(図8)を参照して、回 された微粉のうち粒径が10μmまでの粒体の累 積重量%が85%程度に達しており、ふるい網3を 過せず粗粉回収容器21に回収された粗粉の 度分布(図7)を参照して、回収された粗粉の ち粒径が10μmまでの粒体の累積重量%は0.5%程 であり、粒径が概ね10μmを境にして粉体原 が十分にふるい分けられていることが分か 。

 10μmという微粒子領域のふるい分けは、 来のふるい分け装置では不可能と考えられ いた領域であり、本気流式ふるい分け装置1 は、極めて簡単な構造であるにもかかわず このような微細な微粒子領域のふるい分け 、高いふるい分け精度で実現している。

 本発明の気流式連続ふるい分け装置におい 、使用できるふるい網の目開きは、上限に いては特に限度がないが、気流による上向 の慣性力と下向きの重力とのバランスの関 上、網目を上方に通過させるのにあまり大 な粒子を通過させるのは消費エネルギ面で 率的ではないので、実用面を考慮すると、 るい網の目開きの上限は50μm程度と考えら 、好ましくは40μm以下、特に30μm以下ならば お好ましい。
 逆に、使用できるふるい網の目開きの下限 、特に制限はないが、入手可能なふるい網 技術上の限界から実質的には1μm以上が好ま しく、3μm以上ならばなお好ましい。

 なお、粉体原料を下空間4に供給する原料 供給口15は、ふるいケース2の下側ケース2Lに 成されているが、底板10の上面に沿って空 流が発生するので、底板10に原料供給口を形 成して粉体原料を送るようにすれば、負圧に より粉体原料を底板上に吸引して供給するこ とが可能である。

 また、ふるいケース2の下端面と底板10と 隙間12から下空間4に吸い込まれる空気を、 めエアフィルタなどにより微細粒子や異物 外部からの侵入を防止して浄化するように てもよい。

 次に、別の実施の形態に係る気流式ふるい け装置50について、図9ないし図11に基づい 説明する。
 本気流式ふるい分け装置50は、ふるいケー 52が前後に長尺の矩形筒形状をなし、内部空 間が、ふるい網53により下空間54と上空間55に 仕切られている。

 ふるいケース52の上空間55を形成する上側ケ ース52Uは、前後に長尺で上下に扁平な矩形枠 体であり、同上側ケース52Uの上端開口には前 後長尺の長方形状をなす上板56が被せられて 空間55が塞がれており、上板56の後部に微粉 回収口57が形成されて、同微粉回収口57に微 回収路58が連結されている。
 微粉回収路58の下流端には、図示されない 、吸引用ブロワが配設されて、その途中に イクロンが介装され、サイクロンの下方に 粉回収容器が配置されている(図1参照)。

 ふるいケース52の下空間54を形成する下側 ケース52Lは、上側ケース52Uと同形状の矩形枠 体であり、同下側ケース52Lの下端開口(ふる ケース2の下端開口)にその下端面との間に所 定の隙間を存して前後長尺の長方形状をなす 底板60が被せられる。

 底板60の上面におけるふるいケース52の下端 面に対応する矩形枠状部分に、所定の厚みを 有するスペーサ61が互いに等間隔に複数箇所 着されており、同底板60をふるいケース52の 下端開口に被せることで、スペーサ61を介し ふるいケース52の下端面と長方形状の底板60 との間に所定の隙間62が形成される。
 スペーサ61の厚さにより隙間62の幅長sが決 る。

 なお、スペーサ61の厚さは全てが同一であ てもよいが、装置前方側と後方側で厚さを えることにより、隙間から吸入する気流の や速度を調節することもできる。
 ここに、吸引手段によって吸い込まれる空 が、この隙間から底板とほぼ平行な面に沿 て流れ込むような気流が形成されるのであ ば、その隙間の形状や形成方法は特に制限 れるものではない。

 下空間54を形成する下側ケース52Lには、そ 前壁に原料供給口65が形成されていて、同原 料供給口65には漏斗66が差し込まれ、同漏斗66 に原料フィーダ67により粉体原料が投入され 。
 原料供給口65は下側ケース52Lの開口下端面 近くに形成されていて、漏斗66に投入された 原料は、原料供給口65から下空間54の底板60の 上流端(前端)の上に直接供給される。

 下側ケース52Lの下端開口を覆う前後長尺 長方形状をなす底板60の後部に、粗粉回収 70が形成され、同粗粉回収口70から下方に凹 して粗粉回収容器71が形成されており、同 粉回収容器71は奥側が閉塞されて密閉構造と なっている。

 この粗粉回収容器71および図示されない前 微粉回収容器には、長時間の連続運転を可 とするために、密閉構造を保ちながらも容 から回収した粉体を間欠的または連続的に 部に取り出す手段を備えてもよく、その手 としては、従来から公知のロータリバルブ ダブルダンパなどが使用可能である。
 なお、ふるいケース52の周囲には、ハンマ ング装置75が複数配置されている。

 以上の気流式ふるい分け装置50の本体は、 持台80により前側より後側を低く僅かに傾斜 させて配置される。
 底板60の前後方向の傾斜角は粉体の性状に よるが、底板60が水平面となす角度が30°以 であることが好ましく、15°以下であればな 好ましい。
 なお、底板60が傾斜角0°の水平であっても いし、場合によっては、逆に底板60の前側よ りも後側を僅かに高く傾斜させてもよい。

 本気流式連続ふるい分け装置50は、以上 ように簡単な構造をしており、吸引用ブロ の駆動により微粉回収路58を介してふるいケ ース52内の空気が上方へ吸引されている状態 、原料フィーダ67により原料が連続的に漏 66に投入され下空間54の底板60の上に供給さ ることで、ふるい分けが連続的に行われる

 吸引用ブロワによりふるいケース52内の 気が上方へ吸引されると、ふるいケース52の 下端面と底板60との間の下空間54の周囲の隙 62から空気が下空間54に吸い込まれ、この底 60の上面に沿って下空間54内に流入する空気 は、上流側で原料供給口65から底板60に供給 れる原料が下空間54内の前側で上方に分散し ながら後方に移動し、その間に上方への吸引 力によりふるい網53を上方へ抜けようとし、 の際に原料はふるい分けられ、微粉はふる 網53を抜け後方に移動して微粉回収口57より 吸引されて微粉回収手段により回収され、粗 粉は下空間54に残りかつ傾斜した底板60に沿 て後方に円滑に移動して粗粉回収口70から粗 粉回収容器71に回収される。

 図11を参照して、左右の隙間62から底板60 上面に沿って内側に流入する空気は、左右 央で互いに上方に流れを変え、下空間54の 側でふるい網53の下面に沿って左右に分かれ て外側に流れ、下側ケース52Lの内面に近づく につれて下方に流れを変えて底板60の上面に って周囲から中心に向かう流れに合流して 回する旋回気流が左右にでき、同時に下流 から吸引力が働くため、この旋回気流は下 側に吸引されて螺旋状の旋回流となると考 られる。

 したがって、下空間54の上流側に供給さ る原料は、上記旋回気流により下空間54内で 良好に分散され、下流側の吸引力により原料 は分散しながら下流に移動するので、ふるい 網53の一部に集中することなく全面でふるい けがなされるため、ふるい網53の網目に詰 り難い。

 また、本気流式連続ふるい分け装置50で 、前記実施の形態と同様に、粉体粒子に上 への吸引力と下方への重力が作用して気流 級としての気流による慣性力と重力の相殺 果があり、ふるい網53の網目への詰まりが緩 和されているとともに、ふるい網53の網目へ まったとしても詰まり状態は強固ではない

 さらに、底板60に沿う隙間62から吸い込ま れる空気流は、前記したように、ふるいケー スの下空間54で旋回気流となり、ふるい網53 下面では、中央から左右に分かれてふるい 53の下面に沿って外側に流れるので、この旋 回気流と同旋回気流に乗り旋回する粉体の粉 体流は、ふるい網の網目に詰まった粒子に作 用して掻き取るようなふるい網の清掃効果が あり、粒子には網目から取り外す下方向への 重力が常時作用していることおよび網目への 詰まり状態も強固ではないことが、この掻き 取りを容易にして高い清掃効果を実現してい る。

 このように、本気流式ふるい分け装置50 、極めて簡単な構成にもかかわらず、ふる 網53が常時効果的に清掃されて目詰まりがほ ぼ確実に解消されるので、長時間の連続安定 運転が可能で、50μm未満の微粒子領域のふる 分けが、高いふるい分け精度を維持して実 することができる。

 長時間安定した連続運転を可能とするた に、必要に応じてハンマリング装置75によ ふるいケース52に打撃を与えれば、目詰まり していた原料が落ち易く、より効果的に目詰 まりを解消して、益々ふるい分け精度を向上 させることができるとともに、ふるい分け処 理速度を早め、作業時間の短縮を図ることが できる。

 本気流式ふるい分け装置50は、ふるいケ ス52が矩形筒形状をなすので、前後に長尺に 構成することができるので、大型化が容易に でき、大量の粉体原料を連続的にふるい分け することができる。

 本発明にかかる気流式ふるい分け方法およ 装置を使用する場合、以下の3種類の目的が 考えられる。
 (1)粉体原料に含まれる粗大粒子を除去して 微細粒子を製品として回収する。
 (2)粉体原料に含まれる微細粒子を除去して 粗大粒子を製品として回収する。
 (3)上記(1)の後に(2)を、あるいは(2)の後に(1) 実行して、微細粒子と粗大粒子を除去して その中間の粒子を製品として回収する。

 また、本発明にかかる気流式ふるい分け方 および装置は、適用可能な粉体原料として 属、無機物、有機物を問わず、あらゆる種 の粉体を、その粒子径によって粗粉と微粉 ふるい分ける目的に使用することができる
 特に、従来のふるい分け装置では実現不可 であった、50μm以下のふるい分けで高いふ い分け精度が要求される用途に対して好適 対応することができる。
 例えば、複写機やプリンタのトナー、はん 粉、蛍光体粉末、医薬品粉末、各種セラミ ク原料粉末、研磨剤粉末、炭素粉末、金属 末、樹脂粉末、各種フィラー粉末などの各 用分野において使用可能である。