JPH08208B2

JPH08208B2 - 湿式分級装置

Info

Publication number: JPH08208B2
Application number: JP32721993A
Authority: JP
Inventors: 俊彦成田; 直義二宮; 正俊有田
Original assignee: Japan Tobacco Inc
Current assignee: Japan Tobacco Inc
Priority date: 1993-12-24
Filing date: 1993-12-24
Publication date: 1996-01-10
Anticipated expiration: 2011-01-10
Also published as: JPH07178347A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スラリ中に含まれる粉
粒体を、大粒，中粒，小粒，微粒などの多区分に分級す
る湿式分級装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】スラリ中に含まれる粉粒体を、大粒，中
粒，小粒，微粒などの多区分に分級する湿式分級装置に
関しては、特開平４−１１９５９号（特公平５−５８７
７９号）公報に記載の技術などがある。同技術によれ
ば、図８に示すように、湿式分級装置の分級槽１内部
は、底部に開口２を有する隔壁３で仕切られ、隔壁３の
一方に一次分級槽４，他方に二次分級槽５が形成され
る。

【０００３】一次分級槽４には、図７において上部の上
流（図７において右側）端にノズル６が設けられ、下流
端には、ノズル６とほぼ同一高さの溢流液出口７が設け
られる。ノズル６は、分級液入口６ａから流入する分級
液とスラリ入口６ｂから流入するスラリとをそれぞれ単
独に供給するノズルであり、ノズル６の出口に設けられ
た水平流ガイド８に案内されて水平整流となって溢流液
出口７へ流れる。一次分級槽４内は、ノズル６と溢流液
出口７とを結ぶ高さより低い二個の仕切り板９，１０に
より、沈澱室１１，１２，１３に区分される。

【０００４】二次分級槽５の底部には、スラリ流れ方向
に沿って、各沈澱室１１，１２，１３に相対するホッパ
１４，１５，１６が配設され、ホッパ１４，１５，１６
はそれぞれ挿入管１７，１８，１９により流動層カラム
２０，２１，２２に接続し、流動層カラム２０，２１，
２２の下端には分級液入口２３を有する整流器２４が設
けられる。

【０００５】流動層カラム２０の上端には、ホッパ１５
の上に開口する屈曲管２５が設けられ、流動層カラム２
１の上端には、ホッパ１６の上に開口する屈曲管２６が
設けられ、流動層カラム２２の上端には、二次分級槽５
の下部の下流側壁２７に設けられた調整弁２８付きの出
口管２９に開口する屈曲管３０が設けられる。流動層カ
ラム２０，２１，２２には、それぞれ高さ方向に配設さ
れた三個の採取管３１が設けられ、各採取管３１に開閉
弁３２が設けられる。

【０００６】この湿式分級装置による分級を簡単に説明
すると、分級液入口６ａ，２３から分級槽１に分級液を
供給していくと、溢流液出口７から分級液が溢流し始め
るが、調整弁２８により液面をノズル６の上端の高さに
保つ。この状態でスラリ入口６ｂから粉粒体を含むスラ
リを供給すると、溢流液出口７に向かう水平流が形成さ
れ、粉粒体は粒径に応じて沈澱室１１，１２，１３に分
かれて沈降するので、一次分級槽４内は大粒，中粒，小
粒の粒子群に区分され、微粒子は溢流液出口７から回収
することができる。

【０００７】一次分級槽４内で区分された各粒子は、開
口２からホッパ１４，１５，１６に案内され、挿入管１
７，１８，１９から流動層カラム２０，２１，２２に入
る。整流器２４を通過して上昇する分級液は流動カラム
２０で早く、小さい粒子が上昇するが、流動カラム２２
では遅く、微粒子が上昇する。そして、各流動層カラム
２０，２１，２２内には上下方向に粒子径に応じた流動
層を形成するので、採取管３１から粒径に応じた粒子を
捕集することができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記の湿式分級装置に
は、次のような課題が残されていた。 (1) 供給するスラリの流量が変動すると液面が変動し、
適格な水平流が保持できず分級性能に悪影響を及ぼすの
で、その都度調整弁２８を操作しなければならず、人的
或いは動力的負担，及び設備的負担が増加し、設備費や
運転コストが増加する。

【０００９】(2) 原料スラリの濃度が濃い場合や、粉粒
体も粒度が小さいので水平流の速度を低下させる必要の
ある場合には、分級液に対する原料スラリの相対量が多
くなり、ノズル内において分級液の上部からスラリが合
流するときに、水平流に乱れを生じるので、分級性能に
悪影響を及ぼす問題があった。

【００１０】(3) 流動層カラム内の分級液の流速が、流
動層カラムの断面方向において均一ではなく偏りが生じ
ると、小粒が沈降したり大粒が上昇して、分級性能に悪
影響を及ぼす問題があった。本発明はかかる課題を解決
することを目的としており、スラリ中に含まれる粉粒体
が連続的，効率的に精度よく分級され、しかも、液面制
御に要する人的，動力的負担，設備的負担を軽減するこ
とができる湿式分級装置を提供するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の分級装置においては、分級槽内を、底部に
開口を有する隔壁で区切り、該隔壁の一方を一次分級槽
とし、上記隔壁の他方を二次分級槽とし、上記一次分級
槽の上部の上流端に、粉粒体を含む原料スラリと水平流
の流量調整用の分級液とを混合させる合流管と、該合流
管に接続し内部に流体均一化用の屈曲管路を形成したノ
ズルを設け、上記一次分級槽の上部の下流端には流量制
御弁付き水平流流出口を設け、上記ノズルと上記水平流
流出口との間に上記ノズルと上記水平流流出口とを結ぶ
高さより低い仕切り板で仕切られた複数の沈澱室を設
け、上記二次分級槽には、一次分級槽との反対側の槽壁
面全体に、一次分級槽の供給ノズルの上端と同じ高さの
水平開口を設け、該水平開口の外側に、溢流液排出用の
樋を設け、二次分級槽の下部の下流端に調整弁付き出口
管を設け、その底部には複数のホッパーを設け、該各ホ
ッパーの最下端には送入管の一端を接続し、該送入管の
他端は流動層カラムに接続し、該流動層カラムの下端に
は多孔性板を介入した整流器を設け、該整流器の下端に
は分級液入口を設け、上記流動層カラムの上端には上記
二次分級槽底部の各ホッパーより下流側に開口し、さら
に各流動層カラムには複数の採取管を設けた。

【００１２】上記多孔性板は、平板に一定の大きさと配
列で孔を設け上記整流部の入口側に設けられる第一分散
板と、畳織り金網より成り上記整流器の出口側に設けら
れる第二分散板により構成するとよい。

【００１３】

【作用】上記のように構成された湿式分級装置のノズル
及び分級液入口から分級槽内に分級液を供給していく
と、調整弁付きの出口管と水平流流出口から分級液が流
れ始めるが、出口管の調整弁と水平流流出口の流量制御
弁により分級液の流出量を押さえ、二次分級槽の水平開
口からも溢出させる。水平開口は、一次分級槽のノズル
の上端と同じ高さに設けてあるので、液面はノズル上端
と同じ高さに保たれる。

【００１４】水平開口の面積が小さいと溢出する分級液
は水平開口に集中し、分級槽内に水平開口に集束する偏
流が生じ、この偏流に微粒が同伴されて分級精度や粉粒
体の回収率に悪影響を及ぼすが、本発明の水平開口は二
次分級槽の壁面全体に設けてあるので、上記の影響はご
く僅かなものになる。

【００１５】ノズルでは、合流管で合流した原料スラリ
と分級液には、流れに対して直角な面内では濃度むらと
流速むらが生じているが、屈曲管路を通過するときに粉
粒体の濃度と流速が均一化される。スラリ流量の変動
は、水平開口からの溢出量の変動となり、ノズルから水
平流流出口へ向かう液面が常に水平整流に形成される。

【００１６】スラリ内の粉粒体は水平方向の速度と粉粒
体の沈降速度との合成により二次元運動で沈降し、粒の
大きい粉粒体は上流側の仕切り板によって遮られ、隔壁
の開口を通過して上流側のホッパに捕集される。粒の小
さい粉粒体は下流側の仕切り板によって遮られ、隔壁の
開口を通過して下流側のホッパに捕集される。

【００１７】分級液入口から整流器を通過して流動層カ
ラム内を上昇する分級液は、整流器の多孔性板によって
流動層カラムの断面における流速が均一化される。従っ
て、ホッパに捕集された粉粒体は、送入管を経由して流
動層カラムに流入し、粉粒体の粒の大きさにもとづく沈
降速度と、多孔性板を通過して流動層カラムの断面方向
に対して均一な速度に整流化されて上昇する分級液速度
との関係から、粒の大きさに応じた粉粒体群が流動層カ
ラムの上下方向に配列される。従って、各採取管から各
サイズ毎の粉粒体を分級して採取することができる。

【００１８】小粒の粉粒体が大粒の流動層カラムに流入
した場合には、流動層カラムの上端の開口から下流側の
ホッパに送られ、下流側のホッパから送入管を経由して
下流側の流動層カラムに送られる。

【００１９】

【実施例】本発明の実施例について図面を参照して説明
すると、図１は湿式分級装置の正面図、図２は図１の側
面図、図３は図１の平面図である。なお、本発明は、従
来の湿式分級装置の改良であり、従来の湿式分級装置と
同一部品については同一符号を付してその詳細説明を省
略する。分級槽３５の内部は、従来と同様に、底部に開
口２を有する隔壁３によって、一次分級槽３６と二次分
級槽３７に仕切られる。

【００２０】二次分級槽３７には、隔壁３の反対側の槽
壁３８全体に、後述するノズル４１の上端と同じ高さを
有する水平開口３９が設けられ、この槽壁の外側に溢流
液排出用の樋４０が設けられる。一次分級槽３６には上
流端（図１において右側端）の上部にノズル４１が設け
られ、上流端（図１において右側端）には、ノズル４１
とほぼ同一高さの位置に流量制御弁４２付きの水平流流
出口４３が設けられる。

【００２１】ノズル４１は、粉流体を含む原料スラリが
流入するスラリ入口４４ａと流量調整用の分級液が流入
する分級液入口４４ｂを有する合流管４４と、合流管４
４に接続し内部で直角に４回屈曲する屈曲管路４５と有
し、出口に水平流ガイド８が設けられる。従って、スラ
リ入口４４ａから流入したスラリと、分級液入口４４ｂ
から流入した分級液は、合流管４４内で混合され、屈曲
管路４５内で４回屈曲する間に、各部分のスラリ濃度や
流速が均一化され、水平流ガイド８に案内されて水平の
整流状態となって水平流流出口４３へ流れる。

【００２２】一次分級槽３６の内壁面には、ノズル４１
と水平流流出口４３とを結ぶ高さより低い２個の仕切り
板９，１０により、ノズル４１より水平流流出口４３に
向けて順に沈澱室１１，１２，１３に区分され、ノズル
４１に近い側の仕切り板９は、仕切り板１０よりも低い
ことは従来例と同様である。二次分級槽３７に底部に
は、各沈澱室１１，１２，１３にほぼ相対するホッパ１
４，１５，１６が配設される。

【００２３】樋４０の底は傾斜面に形成され、傾斜面の
下位側の端部に、水平開口３９からの溢流液を排出する
ための溢流液出口４６が設けられる。ホッパ１４の下端
には送入管１７の一端が接続され、送入管１７の他端は
流動層カラム２０に接続し、ホッパ１５の下端は送入管
１８を介して流動層カラム２１に接続し、ホッパ１６の
下端は送入管１９を介して流動層カラム２２に接続する
ことは従来例と同様である。

【００２４】各流動層カラム２０，２１，２２の下端に
は分級液入口２３と整流器４７が取り付けられる。整流
器４７は、図４に示すように、筒状体４７ａの下端部及
び上端部に入口側フランジ４７ｂ及び出口側フランジ４
７ｃが設けられ、入口側フランジ４７ｂと分級液入口２
３のフランジ２３ａとの間に第一分散板４８が挿入さ
れ、出口側フランジ４７ｃと流動層カラム２０，２１，
２２の下端フランジ４９との間に第二分散板５０が挿入
される。

【００２５】第一分散板４８は、平板に一定の大きさの
孔５１を一定の間隔で配列したもので（図５の要部平面
図参照）、分級液入口２３に流入した分級液を各孔５１
からほぼ均等に噴出することにより、整流器４７の断面
における各位置の流速のむらを減少する。第二分散板５
０は、畳織り金網より成り、小さな多数の孔がほぼ等間
隔に形成されているので（図６の要部縦断面図参照）、
流速むらが減少した分級液の流れを整流にするものであ
る。

【００２６】流動層カラム２０の上端には、ホッパ１５
に開口する屈曲管２５が設けられ、流動層カラム２１の
上端には、ホッパ１６に開口する屈曲管２６が設けら
れ、流動層カラム２２の上端には、二次分級層３７の下
流側側壁２７に設けられた調整弁２８付きの出口管２９
に開口する屈曲管３０が設けられる。流動層カラム２
０，２１，２２にはそれぞれ上下方向に３個の採取管３
１が設けられ各採取管３１には開閉弁３２が設けられる
ことは従来例と同様である（図１，図２参照）。

【００２７】上記のように構成された湿式分級装置の作
用を説明する。ノズル４１の分級液入口４４ｂ及び各流
動層カラム２０，２１，２２の下方の分級液入口２３か
ら分級槽３５内に分級液を供給していくと、調整弁２８
付きの出口管２９と水平流流出口４３から分級液が流れ
始めるが、出口管２９の調整弁２８と水平流流出口４３
の流量制御弁４２により分級液の流出量を押さえ、二次
分級槽３７の水平開口３９からも溢出させる。水平開口
３９は、一次分級槽３６のノズル４１の上端と同じ高さ
に設けてあるので、液面はノズル４１の上端と同じ高さ
に保たれる。

【００２８】水平開口３９の面積が小さいと溢出する分
級液は水平開口３９に集中し、分級槽３５内に水平開口
３９に集束する偏流が生じ、この偏流に微粒が同伴され
て分級精度や粉粒体の回収率に悪影響を及ぼすが、本発
明の水平開口３９は二次分級槽３７の槽壁３８上端の全
体に設けてあるので、上記の影響はごく僅かなものにな
る。

【００２９】ノズル４１では、合流管４４で合流した原
料スラリと分級液には、流れに対して直角な面内では濃
度むらと流速むらが生じているが、屈曲管路４５を通過
するときに４回にわたって直角に屈曲して流れるので、
粉粒体の濃度と流速が均一化される。スラリ流量の変動
は、水平開口３９からの溢出量の変動となり、ノズル４
１から水平流流出口４３へ向かう液面が常に水平整流に
形成される。

【００３０】スラリ内の粉粒体は水平方向の速度と粉粒
体の沈降速度との合成により二次元運動で沈降し、粒の
大きい粉粒体は上流側の仕切り板９によって遮られ、隔
壁３の開口２を通過して上流側のホッパ１４に捕集され
る。粒の小さい粉粒体は下流側の仕切り板１０によって
遮られ、隔壁３の開口２を通過して下流側のホッパ１５
に捕集される。更に粒の小さい粉粒体は、仕切り板１０
を通過した後に下降し、最下流のホッパ１６に捕集され
る。

【００３１】分級液入口２３から整流器４７を通過して
流動層カラム２０，２１，２２内を上昇する分級液は、
整流器４７の多孔性板（第一分散板４８と第二分散板５
０）によって流動層カラム２０，２１，２２の断面にお
ける流速が均一化され、整流となって上昇する。従っ
て、ホッパ１４に捕集された粉粒体は、送入管１７を経
由して流動層カラム２０に流入し、粉粒体の粒の大きさ
にもとづく沈降速度と、多孔性板を通過して流動層カラ
ム２０内を整流化されて上昇する分級液速度との関係か
ら、粒の大きさに応じた粉粒体群が流動層カラム２０の
上下方向に配列される。

【００３２】同様にして、ホッパ１５に捕集された粉粒
体は、粒の大きさに応じて流動層カラム２１内に上下方
向に配列され、ホッパ１６に捕集された粉粒体は、粒の
大きさに応じて流動層カラム２２内に上下方向に配列さ
れる。従って、各採取管３１から各サイズ毎の粉粒体を
分級して採取することができる。

【００３３】小粒の粉粒体が流動層カラム２０に流入し
た場合には、流動層カラム２０の上端の開口から屈曲管
２５を経由してホッパ１５に送られ、ホッパ１５から流
動層カラム２１に送られる。更に小粒の粉粒体が流動層
カラム２１に流入した場合には、屈曲管２６，ホッパ１
６を経由して、流動層カラム２２に送られ、微細な粉粒
体が流動層カラム２２に流入した場合には、屈曲管３０
を経由して、出口管２９から捕集されるが、必要ならば
最終の流動層カラム２２の上昇流速を調整し、水平流流
出口４３から流出する微粒子群の粒径範囲に適合させる
こともできる。

【００３４】本実施例では流動層カラムの数（或いは沈
澱室の数）を３個としたが、３個以上に増加することは
可能であり、１個の流動層カラムに３個の採取管３１を
設けたが、３個以上に増加することも可能であり、これ
らの増加により更に細かな分級をすることができる。

【００３５】次に示す表１は本発明の湿式分級装置と従
来の湿式分級装置との比較の一例である。分級液に飽和
食塩水を用い、粉粒体試料に平均粒径（対数正規確率分
布の５０％径）４０７μｍ、偏差（対数正規確率分布の
８４％径−５０％径）１２１μｍの市販の食塩を用いて
原料スラリーの供給量を４００リットル／ｈｒ、水平流
の分級液量を1.1 ｍ³／ｈｒ、上昇流の分級液流量を流
動層カラム２０，２１，２２の順に1.0 ｍ³／ｈｒ、0.
8 ｍ³／ｈｒ、0.6 ｍ³／ｈｒの条件に設定して安定さ
せた状態から、原料スラリを５００リットル／ｈｒに増
加させ、各流動層カラム毎に下部の採取管３１から粉流
体を捕集した。

【００３６】なお、表１の重量は、各流動層カラムから
捕集した粉粒体の合計量に対する割合である。

【００３７】

【表１】

【００３８】表１の試験は従来の装置であり、原料ス
ラリの増加により液面が５ｍｍ上昇し、水平流の断面積
が広がったことにより流速が低下した。これに対して試
験は従来の装置と同一のノズルを装着し、水平開口３
９を備えた装置であり、水平開口３９の溢流量の増加に
より液面が適正に調節されているため、従来型装置の試
験に比べて分級効果が増大し、小粒が第３の流動層カ
ラム２２まで到達している。更に試験では、試験の
装置に本発明のノズルを装着したものであり、試験よ
りも更に分級効果が増している。

【００３９】次に示す表２は、整流器４７の第一分散板
４８と第二分散板５０の整流効果を示す一実施例であ
る。分級液に水を用いて流動層カラム２０に2.0 ｍ³／
ｈｒの流量を供給して上昇流を形成した状態で分級液に
赤色インクを混入させ、上昇流の状態を調査した結果で
あり、第一分散板４８と第二分散板５０を装着すること
により、整流効果が増している。

【００４０】

【表２】

【００４１】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、以下に記載されるような効果を奏する。 (1) 二次分級槽には、隔壁の反対側の槽壁全体に、ノズ
ルの上端と同一高さの水平開口を設けたので、適格な水
平流が保持され、分級性能が高まった。又、従来例のよ
うな調整弁の操作が不要となり、人的或いは動力的負
担，及び設備的負担が軽減した。

【００４２】(2) 合流管に屈曲管路を接続したノズルに
より、原料スラリの濃度が濃い場合や、粉粒体も粒度に
合わせて水平流の速度を低下させる場合でも、スラリと
分級液が均一に混合され、且つ、整流化されるので、分
級性能が向上した。 (3) 流動層カラム内の分級液が整流となって上昇するの
で、流動層カラム内の粉粒体が粒の大きさに応じた位置
に正しく集まり、分級性能が向上した。

【図面の簡単な説明】

【図１】湿式分級装置の正面図である。

【図２】図１の側面図である。

【図３】図１の平面図である。

【図４】整流器の正面図である。

【図５】第一分散板の要部平面図である。

【図６】第二分散板の要部縦断面図である。

【図７】従来の湿式分級装置の正面図である。

【図８】図７の側面図である。

【符号の説明】

２開口３隔壁８水平流ガイド９，１０，仕切り板１１，１２，１３沈澱室１４，１５，１６ホッパ１７，１８，１９送入管２０，２１，２２流動層カラム２３分級液入口２５，２６，３０屈曲管２８調整弁２９出口管３１採取管３２開閉弁３５分級槽３６一次分級槽３７二次分級槽３８槽壁３９水平開口４０樋４１ノズル４２流量制御弁４３水平流流出口４４合流管４４ａスラリ入口４４ｂ分級液入口４５屈曲管路４６溢流液出口４７整流器４８第一分散板５０第二分散板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭62−193661（ＪＰ，Ａ) 特開昭50−48556（ＪＰ，Ａ) 特開昭49−15060（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−218264（ＪＰ，Ａ) 実開昭62−187647（ＪＰ，Ｕ) 特公平５−58779（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】分級槽内を、底部に開口を有する隔壁で
区切り、該隔壁の一方を一次分級槽とし、上記隔壁の他
方を二次分級槽とし、上記一次分級槽の上部の上流端に、粉粒体を含む原料ス
ラリと水平流の流量調整用の分級液とを混合させる合流
管と、該合流管に接続し内部に流体均一化用の屈曲管路
を形成したノズルを設け、上記一次分級槽の上部の下流端には流量制御弁付き水平
流流出口を設け、上記ノズルと上記水平流流出口との間
に上記ノズルと上記水平流流出口とを結ぶ高さより低い
仕切り板で仕切られた複数の沈澱室を設け、上記二次分級槽には、一次分級槽との反対側の槽壁面全
体に、一次分級槽の供給ノズルの上端と同じ高さの水平
開口を設け、該水平開口の外側に、溢流液排出用の樋を
設け、二次分級槽の下部の下流端に調整弁付き出口管を
設け、その底部には複数のホッパーを設け、該各ホッパ
ーの最下端には送入管の一端を接続し、該送入管の他端
は流動層カラムに接続し、該流動層カラムの下端には多
孔性板を介入した整流器を設け、該整流器の下端には分
級液入口を設け、上記流動層カラムの上端には上記二次
分級槽底部の各ホッパーより下流側に開口し、さらに各
流動層カラムには複数の採取管を設けたことを特徴とす
る湿式分級装置。
【請求項２】上記多孔性板は、平板に一定の大きさと
配列で孔を設け上記整流器の入口側に設けられる第一分
散板と、畳織り金網より成り上記整流器の出口側に設け
られる第二分散板により構成されることを特徴とする請
求項１記載の湿式分級装置。