KR20130111576A - 분체 분급장치 - Google Patents
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Abstract
미세한 입자를 높은 처리 능력으로 분급할 수 있는 분체 분급장치를 제공한다. 미분 회수부의 흡인 블로어에 의해 복수의 분체 분급기의 각각으로부터 흡기가 행하여짐과 함께 압축가스 공급원으로부터 각 분체 분급기에 압축가스가 공급되어 분체 공급원으로부터 분체 분배기를 통하여 각 분체 분급기에 분체가 분배 공급되어, 각 분체 분급기에서 분체의 분급이 행하여진다. 각 분체 분급기의 미분 배출구로부터 배출된 미분은, 미분 배출관 및 합류관을 거쳐 포집기에 포집되고, 분급점을 넘는 조분은, 각 분체 분급기의 조분 배출구로부터 댐퍼 장치를 통하여 회수 용기에 배출된다. 각 분체 분급기에 대응하는 압력 센서로부터의 검출 신호에 기초하여, 복수의 분체 분급기의 압력 손실이 서로 동일해지도록, 제어부에 의해, 각 분체 분급기에 공급되는 압축가스의 유량이 제어된다.
Description
본 발명은, 입도분포(粒度分布)를 갖는 분체(粉體)를, 원하는 분급점(分級點)에서 분급하는 분체 분급장치에 관한 것으로, 특히 선회 가스류에 의해서 분체에 부여되는 원심력과, 가스류에 의한 항력(抗力)과의 밸런스를 이용하여, 다량의 분체를 분급하는 분체 분급장치에 관한 것이다.
종래부터 안내 날개(guide vane)을 이용하여 선회 가스류를 형성하고, 분체에 선회 운동을 부여하여 조분(粗粉, coarse powder)과 미분(微粉, fine powder)으로 원심분리하는 분급장치가 알려져 있다.
예를 들면, 특허문헌 1에 제안된 분체 분급장치에서는, 원추면상(圓錐面狀)의 분체통로의 하방으로 복수의 안내 날개가 칸막이 판에 의해서 상하 2단으로 분할되면서 고리 형상으로 배열되어, 배기관으로부터 배기됨으로써, 안내 날개 사이를 통과하는 선회 공기류가 형성되어, 원추면상의 분체 통로를 통해 위쪽의 안내 날개 사이에 낙하된 분체에 선회 운동이 부여되어, 원심력과 항력과의 밸런스에 의해서 분체가 분급된다.
또한, 특허문헌 2에는, 원료 공급통의 둘레를 따라서 복수의 안내 날개를 고리 형상으로 배치하고, 인접하는 안내 날개 사이의 2차 공기 유입로로부터 외부 공기를 원료공급통 안으로 이끄는 것에 의해, 원료 공급통내에 공급된 분체원료를 분산시키는 원료 공급장치가 개시되어 있다. 배기관으로부터의 흡인배기에 기인한 공기류에 의해, 원료는 분산상태에서 고속도로 선회하면서 원료 공급통내를 하강하고, 분급실 안으로 유입되어 조분과 미분으로 원심분리된다.
또한, 특허문헌 3에는, 분급실의 외주부에 복수의 안내 날개를 고리 형상으로 배치하고, 인접하는 안내 날개 사이에 공기 유입로를 형성하여, 배기관으로부터의 흡인배기에 의해, 분급실내에 공급된 분체를 고속도로 선회시켜 미분과 조분으로 원심분리하는 기류(氣流) 분급장치가 개시되어 있다.
이상과 같은 안내 날개를 이용한 분급장치에 의하면, 예를 들면 블로어(blower)를 이용하여 배기관으로부터 흡인배기함으로써, 안내 날개 사이를 통과하는 공기에 의해 선회 공기류를 형성하고, 분체에 선회 운동을 부여하여 조분과 미분으로 원심분리할 수 있다.
그러나, 선회 공기류에 의해 분체에 부여되는 원심력과 가스류에 의한 항력과의 밸런스를 이용하여 분급을 행하는 분체 분급장치에 있어서는, 처리 능력을 향상시킬 목적으로 장치를 대형화하여 분급실의 용적을 증대시키면, 분체의 선회 반경이 커지기 때문에, 분급점이 보다 큰 값으로 변동되어 버려, 예를 들면 서브 미크론 분체 등의 미세한 입자의 분급이 곤란하게 된다. 이 때문에, 미세한 입자를 분급할 때의 처리 능력이 제한되는 문제가 있었다.
본 발명은, 이러한 종래의 문제점을 해소하기 위해서 이루어진 것으로, 미세한 입자를 높은 처리 능력으로 분급할 수 있는 분체 분급장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관한 분체 분급장치는, 각각 선회 가스류에 의해 분체에 선회 운동을 부여하여 조분과 미분으로 분급하는 복수의 분체 분급기와, 복수의 분체 분급기에 각각 선회 가스류를 형성하기 위한 가스를 공급하는 가스 공급원과, 복수의 분체 분급기에 입도분포를 갖는 분체를 공급하는 분체 공급부와, 복수의 분체 분급기에서 각각 분급된 미분을 회수하는 미분 회수부와, 복수의 분체 분급기에서 각각 분급된 조분을 회수하는 조분 회수부와, 복수의 분체 분급기에 있어서의 분급점이 서로 거의 같아지도록 복수의 분체 분급기에 공급되는 가스의 유량을 제어하는 제어부를 구비한 것이다.
바람직하게는, 복수의 분체 분급기는, 각각, 거의 원반 형상의 원심분리실과, 원심분리실의 한쪽에 원심분리실과 동축상(同軸上)에 배치되고 또한 원심분리실과 연통(連通)하는 링 형상의 분체 분산실과, 원심분리실의 다른 쪽에 원심분리실과 동축상에 배치되고 또한 원심분리실과 연통하는 링 형상의 분체 재분급실이 내부에 형성된 케이싱과, 원심분리실의 외주로부터 소정의 각도로 내부 방향으로 연장되도록 배치되고 또한 원심분리실의 내부에 가스를 유입시키기 위한 복수의 안내 날개, 또는 원심분리실의 외주부에 소정의 각도로 배치되고 또한 원심분리실의 내부에 가스를 공급하기 위한 복수의 가스 공급 노즐과, 각각 분체 분산실의 내부에 가스를 분출하여 선회 가스류를 형성하기 위한 복수의 제 1 노즐을 가진다.
복수의 분체 분급기는, 각각, 분체 재분급실의 내부에 가스를 분출하여 선회 가스류를 형성하기 위한 복수의 제 2 노즐을 가져도 좋다.
제어부는, 복수의 분체 분급기에 있어서의 압력 손실이 서로 동일해지도록, 복수의 분체 분급기의 안내 날개로부터 유입되는 가스의 유량, 혹은 가스 공급원으로부터 복수의 분체 분급기에 공급되는 가스의 압력 또는 유량을 제어하는 것이 바람직하다.
분체 공급부는, 분체를 복수의 분체 분급기에 분배하는 분체 분배기를 가지도록 구성할 수 있다. 한편, 분체 공급부는, 분체 분산실과 연통하도록 케이싱에 형성되고 또한 분체 분산실내에 분체를 공급하기 위한 이젝터(ejector)를 구비한 구성으로 할 수도 있고, 또한, 분체 공급부가, 분체 분배기와 이젝터의 쌍방을 구비한 구성으로 할 수도 있다.
바람직하게는, 복수의 분체 분급기는, 각각 미분을 포함한 가스류를 배출하기 위한 미분 배출구를 갖고, 미분 회수부는, 복수의 분체 분급기의 미분 배출구에 접속된 공통된 포집기를 가진다.
또한, 복수의 분체 분급기는, 각각 조분을 배출하기 위한 조분 배출구를 갖고, 조분 회수부는, 복수의 분체 분급기의 조분 배출구에 각각 접속된 복수의 댐퍼(damper) 장치와, 복수의 댐퍼 장치에 접속된 공통된 회수 용기를 가질 수 있다. 혹은, 복수의 분체 분급기는, 각각 조분을 배출하기 위한 조분 배출구를 갖고, 조분 회수부는, 복수의 분체 분급기의 조분 배출구에 각각 접속된 복수의 회수 용기를 가져도 좋다.
본 발명에 의하면, 복수의 분체 분급기에 있어서의 분급점이 서로 거의 같아지도록 제어부가 복수의 분체 분급기의 안내 날개로부터 유입되는 가스의 유량 혹은 가스 공급원으로부터 복수의 분체 분급기에 공급되는 가스의 압력 또는 유량을 제어하므로, 복수의 분체 분급기를 이용하여, 미세한 입자를 높은 처리 능력으로 분급하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 분체 분급장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 실시형태에서 이용된 분급장치 본체를 나타내는 평면도이다.
도 3은 실시형태에서 이용된 분체 분급기의 내부 구성을 나타내는 단면도이다.
도 4는 노즐 제작 치수가 다른 경우의 입자 지름과 분급 효율의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5는 실시형태에 있어서의 분급점과 분급 정밀도 지수의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 6은 다른 실시형태에서 이용된 분급장치 본체와 조분 회수부를 나타내는 정면도이다.
도 2는 실시형태에서 이용된 분급장치 본체를 나타내는 평면도이다.
도 3은 실시형태에서 이용된 분체 분급기의 내부 구성을 나타내는 단면도이다.
도 4는 노즐 제작 치수가 다른 경우의 입자 지름과 분급 효율의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5는 실시형태에 있어서의 분급점과 분급 정밀도 지수의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 6은 다른 실시형태에서 이용된 분급장치 본체와 조분 회수부를 나타내는 정면도이다.
이하, 도면에 나타내는 적합한 실시형태에 기초하여, 본 발명을 상세하게 설명한다.
도 1에, 본 발명의 실시형태에 관한 분체 분급장치의 구성을 나타낸다. 이 분체 분급장치는, 분체의 분급을 행하는 분급장치 본체(1)와, 분급장치 본체(1)에 접속된 미분 회수부(2) 및 조분 회수부(3)를 구비하고 있다.
분급장치 본체(1)는, 각각 선회 가스류에 의해 분체에 선회 운동을 부여하여 조분과 미분으로 분급하는 복수의 분체 분급기(4)를 가지고 있고, 이들 분체 분급기(4)가, 중공(中空)의 거의 원판 형상의 연결 부재(5)에 의해 서로 연결되어 있다. 복수의 분체 분급기(4)의 미분 배출구(6)에 각각 미분 배출관(7)을 통해서 합류관(8)이 접속되고, 이 합류관(8)에 미분 회수부(2)가 접속되어 있다. 각각의 미분 배출관(7)에는, 대응하는 분체 분급기(4)의 출구 압력을 검출하는 압력 센서(9)가 배치되어 있다. 또한, 복수의 분체 분급기(4)의 조분 배출구(10)에 조분 회수부(3)가 접속되어 있다.
미분 회수부(2)는, 분급장치 본체(1)의 합류관(8)에 접속된 배그 필터(bag filter) 등으로 이루어지는 포집기(11)와, 포집기(11)에 접속된 흡인 블로어(12)를 가지고 있다.
한편, 조분 회수부(3)는, 복수의 분체 분급기(4)의 조분 배출구(10)에 각각 접속된 복수의 댐퍼 장치(13)와, 복수의 댐퍼 장치(13)에 접속된 공통된 회수 용기(14)를 가지고 있다. 댐퍼 장치(13)는, 회전 구동됨과 함께 기밀성을 확보할 수 있는 밸브판(15)을 구비하고 있고, 대응하는 분체 분급기(4)의 조분 배출구(10)에 저장된 조분을 간헐적으로 회수 용기(14)로 배출하는 것이다.
분급장치 본체(1)의 복수의 분체 분급기(4)에는, 분체 분배기(16)를 통해서 분체 공급원(17)이 접속되어 있다. 분체 공급원(17)은, 이 실시형태에 관한 분체 분급장치에서 분급하려고 하는, 입도분포를 가진 분체를 공급하기 위한 것이고, 분체 분배기(16)는, 분체 공급원(17)으로부터 도입된 분체를 균등하게 복수의 분체 분급기(4)에 분배하는 것이다.
또한, 분급장치 본체(1)의 복수의 분체 분급기(4)에는, 압축가스를 공급하기 위한 압축가스 공급원(18A 및 18B)과, 압축가스 또는 가스를 공급하기 위한 (압축)가스 공급원(18C)이 접속되어 있다.
또한, 분급장치 본체(1)의 복수의 압력 센서(9)에 제어부(19)가 접속되고, 제어부(19)에 미분 회수부(2)의 흡인 블로어(12), 조분 회수부(3)의 복수의 댐퍼 장치(13), 분체 공급원(17) 및 압축가스 공급원(18A 및 18B) 및 가스 공급원(18C)이 접속되어 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 분급장치 본체(1)에는 4대의 분체 분급기(4)가 구비되어 있는 것으로 한다. 이러한 분체 분급기(4)는, 서로 동일한 내부 구성을 가지고 있다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 케이싱(21)내의 상부에, 상부 원반 형상 부재(22)와 하부 원반 형상 부재(23)가 중심축(C)상에 소정의 간격을 두고 대향 배치되어 있고, 이들 원반 형상 부재(22 및 23)의 사이에 거의 원반 형상의 원심분리실(24)이 구획 형성되고, 원심분리실(24)의 둘레방향 외주부에는, 각각 소정의 각도로 내부 방향으로 연장되도록 복수의 안내 날개(25)이 배치되어 있다. 각 안내 날개(25)은, 중심축(C)과 평행한 회동축에 의해 상부 원반 형상 부재(22)와 하부 원반 형상 부재(23)와의 사이에서 회동 가능하게 축으로 지지됨과 함께, 도시되지 않은 회동판을 회동시키는 것에 의해 모든 안내 날개(25)의 회동 각도를 동시에 바꾸어, 서로 인접하는 안내 날개(25)의 간격을 조정할 수 있도록 구성되어 있다.
한편, 원심분리실(24)의 둘레방향 외주부에 복수의 안내 날개(25)을 배치하는 대신에, 원심분리실(24)의 외주부에 소정의 각도로 복수의 가스 공급 노즐을 배치함과 함께 이러한 가스 공급 노즐에 가스 공급원(18C)을 접속하고, 가스 공급원(18C)으로부터 이러한 가스 공급 노즐을 통하여 원심분리실(24)의 내부에 가스를 공급할 수도 있다.
케이싱(21)내에는, 원심분리실(24)의 외주를 따라서 원심분리실(24)과 연통하도록 원심분리실(24)과 동축상에 링 형상의 분체 분산실(26)이 구획 형성되어 있다. 도 3에서는, 이 분체 분산실(26)내를 향해서 이젝터(27)가 배치되어 있다. 이젝터(27)는 분체 도입구(28)와 압축가스 도입구(29)를 갖고, 분체 도입구(28)에 분체 분배기(16)가 접속되어 압축가스 도입구(29)에 도시되지 않은 이젝터용 압축가스 공급원이 접속되어 있다.
또한, 하부 원반 형상 부재(23)의 외주부에는, 원심분리실(24)의 외주를 따라서 원심분리실(24)과 연통하도록 원심분리실(24)과 동축상에 링 형상의 분체 재분급실(30)이 구획 형성되어 있다.
상부 원반 형상 부재(22)에는, 원심분리실(24)의 중앙부를 향하여 개구되는 미분 배출구(6)가 접속되어 있다. 한편, 케이싱(21)의 하단에는, 분체 재분급실(30)을 통해서 원심분리실(24)과 연통하는 조분 배출구(10)가 형성되어 있다.
또한, 상부 원반 형상 부재(22)에는, 미분 배출구(6)과 연통하는 개구의 둘레가장자리에, 원심분리실(24)을 향하여 돌출되는 링 형상의 에지부(31)가 형성되고, 이 에지부(31)에 대향하는 하부 원반 형상 부재(23)의 중앙부에는, 원심분리실(24)을 향하여 돌출되는 링 형상의 에지부(32)가 형성되어 있다. 즉, 이들 에지부(31 및 32)가 원심분리실(24)을 사이에 두고 대향 배치되어 있다.
분체 분산실(26)을 구획 형성하는 둘레벽에는, 각각 분체 분산실(26)내에 대향하도록 복수의 제 1 노즐(33)이 배열되어 있고, 이들 제 1 노즐(33)에 압축가스 도입구(34)를 통해서 압축가스 공급원(18A)이 접속되어 있다. 마찬가지로 분체 재분급실(30)을 구획 형성하는 둘레벽에는, 각각 분체 재분급실(30)내에 대향하도록 복수의 제 2 노즐(35)이 배열되어 있고, 이들 제 2 노즐(35)에 압축가스 도입구(36)를 통해서 압축가스 공급원(18B)이 접속되어 있다.
복수의 제 1 노즐(33)은, 각각 링 형상의 분체 분산실(26)의 접선 방향에 대해서 소정의 각도를 가지도록 배치되고, 마찬가지로, 복수의 제 2 노즐(35)은, 각각 링 형상의 분체 재분급실(30)의 접선 방향에 대해서 소정의 각도를 가지도록 배치되어 있다. 이것에 의해, 제 1 노즐(33) 또는, 제 1 노즐(33) 및 제 2 노즐(35)로부터 각각 압축가스를 분출함으로써, 분체 분산실(26)내 및 분체 재분급실(30)내에 서로 동일 방향으로 선회하는 선회 가스류가 형성되도록 구성되어 있다.
또한, 원심분리실(24)의 외주부에 배치되어 있는 복수의 안내 날개(25)의 또 다른 외주부에는, 중공(中空)의 연결부재(5)의 내부에 형성된 압축가스 밀어 넣음실(37)이 위치되어 있고, 압축가스 밀어 넣음실(37)에 압축가스 공급원(18C)이 접속되어 있다. 이것에 의해, 압축가스 밀어 넣음실(37)을 통하여 복수의 안내 날개(25)의 사이로부터 압축가스를 밀어 넣음으로써, 원심분리실(24)내에, 분체 분산실(26) 및 분체 재분급실(30)의 내부에 있어서의 선회 가스류와 같은 방향으로 선회하는 선회 가스류가 형성되도록 구성되어 있다.
한편, 압축가스를 밀어 넣는 대신에, 복수의 안내 날개(25)의 사이로부터 대기압의 가스가 원심분리실(24)내에 유입되도록 구성할 수도 있다.
또한, 상기와 같이, 안내 날개(25)을 배치하는 대신에, 원심분리실(24)의 외주부에 소정의 각도로 배치한 복수의 가스 공급 노즐로부터 압축가스를 분출함으로써, 원심분리실(24)내에, 분체 분산실(26) 및 분체 재분급실(30)의 내부에 있어서의 선회 가스류와 같은 방향으로 선회하는 선회 가스류가 형성되도록 구성할 수도 있다.
다음에, 실시형태에 관한 분체 분급장치의 동작에 대해 설명한다.
미리, 제어부(19)에 의해 조분 회수부(3)의 복수의 댐퍼 장치(13)는 모두 밸브판(15)을 닫은 상태에 있는 것으로 한다.
우선, 제어부(19)에 의해 미분 회수부(2)의 흡인 블로어(12)가 구동되어, 4대의 분체 분급기(4)의 각각에서, 미분 배출구(6)를 통하여 원심분리실(24)내로부터 소정의 풍량으로 흡기가 행하여짐과 함께, 압축가스 공급원(18A 및 18B)으로부터 각 분체 분급기(4)의 압축가스 도입구(34 및 36)에 압축가스가 공급되어, 제 1 노즐(33) 및 제 2 노즐(35)로부터 압축가스가 분출되고, 또한, 압축가스 공급원(18C)으로부터 연결 부재(5)의 압축가스 밀어 넣음실(37)에 압축가스가 공급되어, 각 분체 분급기(4)의 복수의 안내 날개(25)의 사이로부터 압축가스가 밀어 넣어진다. 이것에 의해, 각 분체 분급기(4)의 분체 분산실(26)내, 원심분리실(24)내 및 분체 재분급실(30)내에 서로 동일 방향으로 선회하는 선회 가스류가 형성된다.
이 상태로, 도시되지 않은 이젝터용 압축가스 공급원으로부터 각 분체 분급기(4)의 이젝터(27)의 압축가스 도입구(29)에 압축가스가 공급됨과 함께 분체 공급원(17)으로부터 분체 분배기(16)를 통하여 각 분체 분급기(4)의 이젝터(27)의 분체 도입구(28)에 균등하게 분체가 분배 공급되면, 분체는 압축가스 도입구(29)로부터 공급되어 있는 압축가스에 의해 소정의 유량으로 분체 분산실(26)에 들어가, 여기서 선회 가스류에 노출되어 선회 운동을 행하여, 분산되면서 상부 원반 형상 부재(22)의 외주부에 형성되어 있는 링 형상의 빈틈을 지나 원심분리실(24)내에 낙하된다.
원심분리실(24)내에도 선회 가스류가 형성되어 있기 때문에, 분체 분산실(26)로부터 낙하되어 온 분체는, 원심분리실(24)내에서 선회하고, 여기서 원심분리 작용을 받는다. 그 결과, 원심분리실(24)의 중앙부에 형성되어 있는 링 형상의 에지부(31 및 32)에 의해 입경이 큰 조분을 남기고, 분급점 이하의 사이즈를 갖는 미분이 가스류와 함께 미분 배출구(6)로부터 흡인되어 배출된다. 이 때문에, 입도분포를 갖는 분체로부터 미분을 분급하여 회수할 수 있다. 이와 같이 하여 회수된 미분중에는, 분급점을 넘는 조분이 포함되는 것은 극히 적다.
이와 같이 하여 각 분체 분급기(4)의 미분 배출구(6)로부터 배출된 미분은, 미분 배출관(7)을 지나 합류관(8)에 이르고, 여기서, 4대의 분체 분급기(4)로부터 배출된 미분이 합류되어, 미분 회수부(2)의 포집기(11)에 포집된다.
한편, 각 분체 분급기(4)에 대응하여 미분 배출관(7)에 배치되어 있는 압력 센서(9)로부터의 검출 신호가 제어부(19)에 입력되어 있다.
한편, 각 분체 분급기(4)에 있어서, 미분 배출구(6)로부터 배출되지 않았던 분체의 잔부(殘部)는, 하부 원반 형상 부재(23)의 외주부에 형성되어 있는 링 형상의 빈틈을 지나 원심분리실(24)로부터 분체 재분급실(30)로 낙하되어 간다. 이와 같이 하여 분체 재분급실(30)에 낙하되려고 하는 분체에는, 분급점을 넘는 조분 뿐만이 아니라, 분급점 이하의 미분도 포함되어 있는 것이 많지만, 분체 재분급실(30)내에는 제 2 노즐(35)로부터의 압축가스의 분출에 의해 선회 가스류가 형성되어 있기 때문에, 미분은 선회 가스류를 타고 원심분리실(24)내에 되돌려진다. 이것에 의해, 미분이 조분으로부터 효율적으로 제거되어, 미분 배출구(6)로부터 배출된다.
이상과 같은 분체 재분급실(30)에 있어서의 재분급 작용을 받은 후, 분급점을 넘는 조분은, 분체 재분급실(30)로부터 조분 배출구(10)로 낙하된다.
이와 같이 하여 각 분체 분급기(4)의 조분 배출구(10)에 조분이 낙하되지만, 이 때, 각 분체 분급기(4)의 조분 배출구(10)에 접속되어 있는 댐퍼 장치(13)의 밸브판(15)은 전부 닫혀져 있으므로, 조분은, 밸브판(15)에 의해 회수 용기(14)에의 배출이 저지된다.
만일, 복수의 댐퍼 장치(13)의 밸브판(15)을 동시에 열면, 이들 복수의 댐퍼 장치(13) 및 회수 용기(14)의 내부를 통하여 복수의 분체 분급기(4)의 상호간에서 가스의 유통이 행하여져, 각각의 분체 분급기(4)내에 형성되어 있는 선회 가스류가 흐트러져 분급 정밀도가 저하될 우려가 있다.
따라서, 제어부(19)는, 복수의 댐퍼 장치(13)중 1개의 댐퍼 장치(13)만을 구동하고, 그 밸브판(15)을 소정 시간만 열어, 이 댐퍼 장치(13)에 접속되어 있는 분체 분급기(4)에서 분급된 조분을 회수 용기(14)로 배출시킨다. 그리고, 소정 시간이 경과하면, 댐퍼 장치(13)의 밸브판(15)을 다시 닫은 후, 이번에는, 다음의 댐퍼 장치(13)의 밸브판(15)을 소정 시간만큼 연다. 이것에 의해, 다음의 댐퍼 장치(13)에 접속되어 있는 분체 분급기(4)에서 분급된 조분이 회수 용기(14)로 배출된다. 이하, 마찬가지로 하여, 복수의 댐퍼 장치(13)의 밸브판(15)을 차례차례 1개씩 열고 조분을 회수 용기(14)로 배출시킨다.
이와 같이, 복수의 댐퍼 장치(13)의 밸브판(15)을 동시에 열지 않고, 밸브판(15)을 차례차례 1개씩 열어 조분을 배출시키는 것에 의해, 분급 정밀도의 저하를 초래하는 일 없이, 회수 용기(14)에의 조분의 회수를 행하는 것이 가능해진다. 한편, 댐퍼 장치(13)는, 상술한 바와 같은 제어를 행할 수 있으면, 예를 들면, 셔터와 같은 개폐 구조를 갖는 장치를 이용해도 좋다.
이상과 같이 하여, 4대의 분체 분급기(4)에서 각각 분체의 분급이 행하여지지만, 이러한 분체 분급기(4)에 대응하여 각각 미분 배출관(7)에 배치되어 있는 4개의 압력 센서(9)로부터의 검출 신호에 기초하여, 제어부(19)에 의해, 각 분체 분급기(4)에 있어서의 압력 손실이 산출된다. 그리고, 산출된 4대의 분체 분급기(4)의 압력 손실이 서로 동일해지도록, 압축가스 공급원(18A, 18B) 및 가스 공급원(18C)으로부터 각 분체 분급기(4)에 공급되는 각 가스의 압력 및/또는 유량이 제어된다. 한편, 이젝터(27), 압축가스 밀어 넣음실(37), 원심분리실(24)의 외주부에 배치한 가스 공급 노즐, 제 1 노즐(33) 및 제 2 노즐(35)에의 압축가스 공급원(18A, 18B) 및 가스 공급원(18C)으로부터의 가스 공급, 및 각 분출 가스의 압력, 유량의 조정은, 개별적으로 제어할 수 있고, 또한, 이들 중 일부를 제어하여, 그 외를 일정하게 할 수도 있지만, 특히, 제 1 노즐(33)의 압력 및/또는 유량을 제어하는 것이, 분급점의 조정에 중요하다.
일반적으로, 선회 가스류를 형성하고, 분체에 선회 운동을 부여하여 조분과 미분으로 분급하는 분급기에 있어서는, 분급기의 사이즈가 동일한 경우, 분급점이 선회 가스류의 세기에 의존하고, 선회 가스류의 세기는 분급기의 압력 손실과 상관된다. 이 때문에, 4대의 분체 분급기(4)의 압력 손실을 서로 동일하게 하는 것에 의해, 각 분체 분급기(4)내에 형성되는 선회 가스류의 세기가 서로 동일해져서, 각 분체 분급기(4)에 있어서의 분급점을 균등화할 수 있다.그 결과, 4대의 분체 분급기(4)를 병렬 운전시켜 처리 능력을 향상시키면서도, 고정밀도의 분급을 행하는 것이 가능해진다.
구체적으로는, 각 분체 분급기(4)의 제 1 노즐(33) 또는, 제 1 노즐(33) 및 제 2 노즐(35)의 압력을 조정하고, 혹은, 압축가스 공급원(18A 및 18B)과 각 분체 분급기(4)의 압축가스 도입구(34 및 36)와의 사이에 각각 유량 조정 밸브 등의 유량 조정기를 개재시켜, 이들 유량 조정기에 의해 각 분체 분급기(4)의 제 1 노즐(33) 또는, 제 1 노즐(33) 및 제 2 노즐(35)로부터 분출되는 압축가스의 유량을 조정하여, 4대의 분체 분급기(4)의 압력 손실을 서로 동일하게 할 수 있다.
혹은, 제어부(19)가 각 분체 분급기(4)에 있어서의 복수의 안내 날개(25)의 회동 각도를 바꾸는 것에 의해, 각 분체 분급기(4)의 원심분리실(24)내에 밀어 넣어지는 가스의 유량을 조정하여, 4대의 분체 분급기(4)의 압력 손실을 서로 동일하게 할 수도 있다.
또한, 도시되지 않은 압축가스 공급원과 각 분체 분급기(4)의 이젝터(27)의 압축가스 도입구(29)와의 사이에 각각 개재시킨 유량 조정기에 의해 각 분체 분급기(4)내에 유입되는 압축가스의 유량을 조정하여, 4대의 분체 분급기(4)의 압력 손실을 서로 동일하게 할 수도 있다. 다만, 이 경우에는, 이젝터(27)의 압축가스 도입구(29)로부터 도입되는 압축가스의 유량을 바꿈으로써, 분체 공급원(17)으로부터 각 분체 분급기(4)에의 분체 공급량이 변동될 우려가 있다.
또한, 서로 동일 구조를 갖는 4대의 분체 분급기(4)를 이용해도, 제작 공차(公差)에 의해 각 부의 치수에 생긴 격차 등에 기인하여 서로의 분급점이 다를 우려가 있다. 예를 들면, 제 1 노즐(33)의 지름이 변화되었을 때의, 입자 지름에 대한 분급 효율의 관계를 도 4에 나타낸다. 도면 중, ■는, 노즐 지름 1.3㎜, 가스 압력 0.6MPa, 가스 유량 626ℓ/min으로 했을 때의 그래프, ○는, 노즐지름 1.4㎜, 가스 압력 0.6MPa, 가스 유량 739ℓ/min으로 했을 때의 그래프를 나타내고 있다. 가스 압력이 동일해도, 노즐지름 및 가스 유량이 변화되는 것에 의해, 분급점이 크게 다른 것을 알 수 있다.
이것에 대해, ●는, 노즐지름 1.4㎜, 가스 압력 0.48MPa, 가스 유량 619ℓ/min로 했을 때의 그래프이다. 노즐 지름이 1.3㎜에서 1.4㎜로 변화되어도, 가스 압력과 가스 유량을 조정하는 것에 의해, ■로 나타나는 노즐지름 1.3㎜인 경우의 분급점에 접근할 수 있다.
이와 같이, 제작 치수가 달라도, 압축가스 공급원(18A, 18B) 및 가스 공급원(18C)으로부터 각 분체 분급기(4)에 공급되는 가스의 유량을 제어하는 것에 의해서, 분급의 정밀도를 향상시키는 것이 가능해진다.
여기서, 실시형태 1에 관한 분체 분급장치에 있어서, 서로 연결된 4대의 분체 분급기(4)의 각각에 유량 2㎏/h의 분체를 공급하는 것에 의해 합계 8㎏/h의 유량의 분체의 분급을 행하여, 여러 가지의 분급점에 대한 분급 정밀도 지수 κ의 값을 계측한 바, 도 5에 ○로 나타내는 결과를 얻을 수 있었다. 비교를 위해, 1대의 분체 분급기(4)만으로 유량 2㎏/h의 분체의 분급을 행하였을 때의 계측치가 ●로 나타나고, 1대의 분체 분급기(4)만으로 유량 8㎏/h의 분체의 분급을 행하였을 때의 계측치가 ■로 나타나 있다.
한편, 분급 정밀도 지수 κ는, 75% 분리지름 D75에 대한 25% 분리지름 D25의 비에 의해서 표시되어 있다. 즉, κ=D25/D75이다.
도 5로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시형태 1에 관한 분체 분급장치에 의해, 4대의 분체 분급기(4)를 연결하여 유량 8㎏/h의 분체를 분급하면, 1대의 분체 분급기(4)만으로 유량 8㎏/h의 분체를 분급하는 경우보다 높은 분급 정밀도를 얻을 수 있다.
이 실시형태 1에 관한 분체 분급장치에 의하면, 제어부(19)에 의해, 압축가스 공급원(18A, 18B) 및 가스 공급원(18C)으로부터 각 분체 분급기(4)에 공급되는 가스의 유량이 제어되므로, 각 분체 분급기(4)내에 안정된 선회 가스류가 형성되고, 예를 들면 입경이 1㎛를 밑도는 서브 미크론 입자를 정밀도 좋게 분급하는 것이 가능해진다.
한편, 분체로서는, 실리카, 토너 등의 저비중인 것부터, 금속, 알루미나 등의 고비중인 것까지 각종의 분체를 분급 대상으로 하여 이용할 수 있다.
또한, 압축가스 공급원(18A, 18B) 및 가스 공급원(18C)으로부터 공급되는 가스로서는, 압축 공기를 이용할 수 있지만, 분급 대상이 되는 분체에 따라서, 예를 들면, 불활성 가스를 이용해도 좋다.
한편, 분체 공급원(17)으로부터 각 분체 분급기(4)에 분체를 분배하는 분체 분배기(16)로서는, 예를 들면, 선회 가스류를 이용하여 분체를 분배하는 타입의 분배기 등, 종전의 각종의 분배기를 이용할 수 있다. 또한, 반드시 분체 분배기(16)를 사용할 필요는 없고, 예를 들면, 각 분체 분급기(4)의 이젝터(27)의 분체 도입구(28)에 각각 호퍼(hopper)를 연결하고, 이들 호퍼내에 분체를 수용하여, 이젝터(27)에 의해 공급하도록 해도 좋다.
상기의 실시형태에서는, 복수의 댐퍼 장치(13)의 밸브판(15)을 차례차례 1개씩 여는 것에 의해, 복수의 분체 분급기(4)의 상호간의 가스 유통을 방지했지만, 각각 한 쌍의 밸브판을 직렬로 배치하여 기밀성을 유지한 채로 분체의 배출을 행할 수 있는, 이른바 더블 댐퍼를 각 분체 분급기(4)의 조분 배출구(10)에 접속하면, 복수의 분체 분급기(4)의 상호간의 가스 유통을 방지하면서, 복수의 분체 분급기(4)로부터 동시에 조분의 배출을 행할 수 있다.
또한, 도 6에 나타나는 조분 회수부(41)를 이용할 수도 있다. 이 조분 회수부(41)에서는, 각 분체 분급기(4)의 조분 배출구(10)에 댐퍼 장치를 개재하는 일 없이, 각각 전용의 회수 용기(42)가 접속되어 있다.
이러한 구성으로 하면, 4대의 분체 분급기(4)에 대응하는 4개의 회수 용기(42)가 서로 분리 독립되어 있으므로, 공통된 회수 용기의 내부를 통하여 복수의 분체 분급기(4)의 상호 사이에서 가스의 유통이 행하여지는 일이 없다. 이 때문에, 분급 정밀도의 저하를 초래하는 일 없이, 복수의 분체 분급기(4)로부터 동시에 조분의 배출 회수를 행하는 것이 가능해진다.
상기의 실시형태에서는, 4대의 분체 분급기(4)가 서로 연결되어 있었지만, 4대에 한정하는 것이 아니라, 2대, 3대, 혹은 5대 이상의 분체 분급기를 서로 연결하여 이용할 수도 있다.
또한, 상기의 실시형태에서 이용된 분체 분급기(4)에서는, 링 형상의 에지부(31 및 32)가 원심분리실(24)을 사이에 두고 서로 대향 배치되어 있었지만, 이들 에지부(31 및 32) 중 한쪽만을 형성하도록 해도 좋다.
또한, 상기의 실시형태에서 이용된 분체 분급기(4)에서는, 분체 분산실(26)내에 대향하는 제 1 노즐(33)과 분체 재분급실(30)내에 대향하는 제 2 노즐(35)의 쌍방이 사용되었지만, 예를 들면, 제 2 노즐(35)을 생략할 수도 있다.
또한, 복수의 안내 날개(25)을 이용하지 않고, 원심분리실(24)의 둘레방향 외주부를 둘레벽 부재로 폐쇄한 분체 분급기를 이용해도 좋다.
1 : 분급장치 본체
2 : 미분 회수부
3, 41 : 조분 회수부
4 : 분체 분급기
5 : 연결 부재
6 : 미분 배출구
7 : 미분 배출관
8 : 합류관
9 : 압력 센서
10 : 조분 배출구
11 : 포집기
12 : 흡인 블로어
13 : 댐퍼 장치
14, 42 : 회수 용기
15 : 밸브판
16 : 분체 분배기
17 : 분체 공급원
18A, 18B : 압축가스 공급원
18C : 가스 공급원
19 : 제어부
21 : 케이싱
22 : 상부 원반 형상 부재
23 : 하부 원반 형상 부재
24 : 원심분리실
25 : 안내 날개
26 : 분체 분산실
27 : 이젝터
28 : 분체 도입구
29, 34, 36 : 압축가스 도입구
30 : 분체 재분급실
31, 32 : 에지부
33 : 제 1 노즐
35 : 제 2 노즐
37 : 압축가스 밀어 넣음실.
2 : 미분 회수부
3, 41 : 조분 회수부
4 : 분체 분급기
5 : 연결 부재
6 : 미분 배출구
7 : 미분 배출관
8 : 합류관
9 : 압력 센서
10 : 조분 배출구
11 : 포집기
12 : 흡인 블로어
13 : 댐퍼 장치
14, 42 : 회수 용기
15 : 밸브판
16 : 분체 분배기
17 : 분체 공급원
18A, 18B : 압축가스 공급원
18C : 가스 공급원
19 : 제어부
21 : 케이싱
22 : 상부 원반 형상 부재
23 : 하부 원반 형상 부재
24 : 원심분리실
25 : 안내 날개
26 : 분체 분산실
27 : 이젝터
28 : 분체 도입구
29, 34, 36 : 압축가스 도입구
30 : 분체 재분급실
31, 32 : 에지부
33 : 제 1 노즐
35 : 제 2 노즐
37 : 압축가스 밀어 넣음실.
Claims (9)
- 각각 선회 가스류에 의해 분체에 선회 운동을 부여하여 조분(粗粉, coarse powder)과 미분(微粉, fine powder)으로 분급(分級)하는 복수의 분체 분급기와,
상기 복수의 분체 분급기에 각각 선회 가스류를 형성하기 위한 가스를 공급하는 가스 공급원과,
상기 복수의 분체 분급기에 입도분포(粒度分布)를 갖는 분체를 공급하는 분체 공급부와,
상기 복수의 분체 분급기에서 각각 분급된 미분을 회수하는 미분 회수부와,
상기 복수의 분체 분급기에서 각각 분급된 조분을 회수하는 조분 회수부와,
상기 복수의 분체 분급기에 있어서의 분급점이 서로 거의 같아지도록 상기 복수의 분체 분급기에 공급되는 가스의 유량을 제어하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 분체 분급장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 분체 분급기는, 각각,
거의 원반 형상의 원심분리실과, 상기 원심분리실의 한쪽에 상기 원심분리실과 동축상에 배치되고 또한 상기 원심분리실과 연통(連通)하는 링 형상의 분체 분산실과, 상기 원심분리실의 다른 쪽에 상기 원심분리실과 동축상에 배치되고 또한 상기 원심분리실과 연통하는 링 형상의 분체 재분급실이 내부에 형성된 케이싱과,
상기 원심분리실의 외주로부터 소정의 각도로 내부 방향으로 연장되도록 배치되고 또한 상기 원심분리실의 내부에 가스를 유입시키기 위한 복수의 안내 날개(guide vane), 또는 상기 원심분리실의 외주부에 소정의 각도로 배치되고 또한 상기 원심분리실의 내부에 가스를 공급하기 위한 복수의 가스 공급 노즐과,
각각 상기 분체 분산실의 내부에 가스를 분출하여 선회 가스류를 형성하기 위한 복수의 제 1 노즐을 갖는 분체 분급장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 복수의 분체 분급기는, 각각, 상기 분체 재분급실의 내부에 가스를 분출하여 선회 가스류를 형성하기 위한 복수의 제 2 노즐을 갖는 분체 분급장치. - 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 복수의 분체 분급기에 있어서의 압력 손실이 서로 동일해지도록, 상기 복수의 분체 분급기의 안내 날개로부터 유입되는 가스의 유량을 제어하는 분체 분급장치. - 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 복수의 분체 분급기에 있어서의 압력 손실이 서로 동일해지도록, 상기 가스 공급원으로부터 상기 복수의 분체 분급기에 공급되는 가스의 압력 또는 유량을 제어하는 분체 분급장치. - 제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 분체 공급부는, 분체를 상기 복수의 분체 분급기에 분배하는 분체 분배기를 갖는 분체 분급장치. - 제 1 항 내지 제 6 항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 분체 분급기는, 각각 미분을 포함한 가스류를 배출하기 위한 미분 배출구를 갖고, 상기 미분 회수부는, 상기 복수의 분체 분급기의 상기 미분 배출구에 접속된 공통된 포집기를 갖는 분체 분급장치. - 제 1 항 내지 제 7 항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 분체 분급기는, 각각 조분을 배출하기 위한 조분 배출구를 갖고,
상기 조분 회수부는, 상기 복수의 분체 분급기의 상기 조분 배출구에 각각 접속된 복수의 댐퍼 장치와, 상기 복수의 댐퍼 장치에 접속된 공통된 회수 용기를 갖는 분체 분급장치. - 제 1 항 내지 제 7 항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 분체 분급기는, 각각 조분을 배출하기 위한 조분 배출구를 갖고,
상기 조분 회수부는, 상기 복수의 분체 분급기의 상기 조분 배출구에 각각 접속된 복수의 회수 용기를 갖는 분체 분급장치.
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