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4.8 まとめ
タワーミル KD・3型粉砕機にお いて、 撹作スクリユーの回転速度が 粉砕効果に与える影響を調べた結果、 以ドのことがわかった。
( 1) 粉砕産物重量は、 悦作スクリューのIIÐ転速度が大きくなるにつ
れ、 サイクロン捕集産物歪量および分級1m捕集産物重量ともに増 加した。 特に、 ダクト内流速が大きい場合に、 スクリユーの回転 速度を大きくした方が粉砕産物重量は地加した。
( 2) 撹枠モータの消費電力は、 撹伴スクリユーの回転速度が大きく
なると増加するが、 送風機モータの消貸電力は、 スクリューの回 転速度による影響が見られなかった。
( 3) 粉砕産物単位重量当たりの消費電力は、 サイクロン捕集産物お
よび分級部捕集産物の両者とも、 撹伴スクリユーの回転速度が変 化しても増大することなくほぼ一定の電力値を示すことがわか った。 また、 スクリユーの回転速度を大きくすることによって、
産物単位重量当たりの消費電力は同じでありながら、 粉砕産物 旦は増加することがわかった。
( 4) 粉砕産物の粒度構成には、 撹持スクリユーの同転速度による明
確な影響がみられず、 スクリュ一回転速度は粉砕産物の粒度補成 を規定する要因とは認められなかった。
これらの結果を整理すると、 撹持スクリユーの回転速度を上げても 運転動力的には電力消費に関わる効率を落とすことなく、 粉砕の進行
が可能であるということが示されている。 ところが、 実際の運転では、
粉砕産物単位重量当たりの消費電力(動力原単位)は同じでも撹持モ ータの消費電力が大きすぎると、 運転上、 コスト聞で問題を生じる 口 能性がある。 そのため、 タワーミルの実稼動時では、 現在のほとんど の運転報告でもあるように 85rpm 程度の回転数で十分な粉砕成績を
収めることができるものと考えられる。 また、 解砕部内で粉砕に作用 する粉砕用スチールボールのサイズと撹持スクリユーの回転速度は、
粉砕産物の粒度構成には影響を与えず、 粉砕産物重量と消費電力を規 定する要因であることが確認された。
第5章 分級部カラム内部の網の役割
5.1 分級部カラムの役割
乾式による粉砕操作では、 粉砕によって生成した粒子を速やかに粉 砕 室から取り除き、 できるだけ速く分級を行うことが重 要な要素にな っている。 この問題に対して KD・:3 J問機では、 装置内を循環する空気 と粉砕室(解砕部)にIr当紡した分級部カラムによって優れた粉砕効率 を確保することができた。 KD・3型機のカラムは 、 解砕部から吹き
がってきた産物粒子を粒径の大きな粒子と小さな粒子に分級する役割 を果たしているが、 微細な粉砕産物粒子に対しても分級作用を働かせ るためには、 カラム内の上昇流を上下左右、 均一で一様な流れにする ことが必要不可欠である。
一方、 KD・3 型機の分級部カラムには前章までに述べたように こ
れまでカラム内の気流を整流する ための網を取り付けていた。 しかし ながら、 この網が実際に気流を整流しているのか、 そしてカラム内で どのような役割を果たしているのかが明確にされていなかった。特に、
カラム内で生じる分級作用には、 気流の整流状態や流速が大きく影怨 していると考えられることから、 カラム内に取り付ける網の役割につ
1て検討を行うことが必要になってきた。
そこで本研究では、 KD-:3型機のカラム内で作用する粒子の分級作 用を明らかにするとともに 、 カラム内に取り付ける網の役割について
の検討を行った。 つまり、 カラム内に網を取り付けることで、 カラム 内の整流状態や分級作用に対してどのような役割を果たしているのか を調べることにする。 これによって、 カラム内で発生する空気の乱れ や中心部に偏る流れを抑え、 均一に整流できるのかどうかを判断する ことができる。 具体的には、 網を取り付けないカラムと、 網の取り付 け方が異なる3種類のカラムを試作し、 石灰石の粉砕試験を行った。
その結果より、 網の取り付け方法がカラム内の気流の整流状態や分級 作用に与える影響を調べ、 カラム内での分級機構を明確にするととも に網の役割について検討を行った 34) 。
5.2 カラム内に取り付ける網の種類と取り付け方法
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本実験は第2章で述べた乾式タワーミル KD・3型機を使用した。 今 回は、 分級部分のカラム④の内部に日開きの異なる網を取り付けた以 外の外見上での装置の変更は行わなかった。
分級部は、 第2章で述べた透明プラスチ ッ ク製の KD・3型機f日分級 部カラム④を用い、 カラム内部に設置された整流板の仁下に、 日開き の異なる網を取りf、Iけて粉砕試験を行った。 具体的には、 表5・1にm
す目聞きの異なる8 ]、 82、 8:3の 3栂�TIの網を用いて、 網の取り付け 状態を変えたカラムを試作し 、 各カラム匂に網の目聞きや取り付け状 態が粉砕産物に及ぼす影響を調べた。 それによって、 網を取り付けな い通常のカラムと、 網を取りたカラムとの比較が行え、 カラム内の安 流の整流状態を検討することができる。 本章では、 各網を単独あるい は複数枚整流板の上下に取り付けることにし、 計3種類のカラムを試 作した。 この取り付け状態図を図5・1に示す。 図で示すように、 網を 取り付けてない通常の分級部カラムをCLAOと呼ぶことにする。 その 他に、 CLA1は、 整流板の上部全面に8:3網を1枚、 整流板下部全面に 81網を1枚 取り付けている。 CLA・2 は、 整流板のと部全面に81網を 1枚、 81網のすぐ上に 8:3網を 1枚 取り付けている。 この8:3網は、 カ ラム中JG\からカラム直径の半分の距離までに設置し、 中心部付近の網 の目が密になるように 81 網の上に重ねて取り付けている。 こうする ことで、 KD・3型カラム内に発生する中心部付近に偏る流れを解消で
き、 空気の流れが左右均等に広がると考えられる。 最後に CLA3 は、
整流板の上下に取り付ける網を、 上下とも中心部が密になるように重 ねて設置した。 整流板の下部は、 81網を全面に1枚取り付け、 その下 に解砕部セルの半径と同じ距離の分だけ 83 網を取り付けた(面積が 解砕部セルの断面積と同じ)。 整流板の上部は、 81網を全面に1枚取 り付け、 その上にカラム半径の 2/3 の距離までに82網を取り付け、 さ らにその上にカラム半径の1/3の距離までに83網を重ねて取り付けた。
このように中心部付近の網の目が密になるように取り付けることで、
分級部カラム内の中心部に偏る流れを左右均等に分散させることがで き、 均一な上昇流に整流できることが期待できる。 各取り付け状態の
断面図および上面図も図5・1に示す。
表5-1 カラム内に取り付ける網の名称と目聞き
名称 日開き(mm) 総径(mm)
Sl 5.0 0.75
S2 ;3.5 l.0
S3 1.0 0.2
捕集部のサイクロ ンは、 新たに開発した!燦旋流路付きのツインサイ クロ ンを使用した(次章の第6章で 説明。 |苅は前章の図4・1に示す)。
今回は、 KD-3 型機の分級部カラム内に取り付けた網の影響を調べ るために、 カラム内に網を取り付けていない CLAO分級部の他、 CLA1、
CLA2、 CLA3の各分級部を用いた。 それぞれの分級部において、 一旧 の実験はダクト内流速を一定にし、 そのダクト内流速を4-6通りに変 化させて、 つまり各分級部毎に異なる流速で4-6凹の粉砕試験を行つ
。た
また、 今回はカラム出入り口の気流の差圧がカラム内で産物粒子を 分級する際に何らかの影響を及ぼしているのではないかと考えたため、
カラム出入り口気流差圧を測定することにした。 このカラム出入り の気流の差圧は、 カラムに空気が流入する際のカラム入り口静圧とカ
ラムから空気が流出する際のカラム出口静圧を水中マノメータで測定 し、 両者の差をとることで求めることができる。 つまり、 カラム出入 り口差圧はカラム内で生じる気流の圧力損失として考えることができ る。 このカラム出入り口気流差圧は、 今回の実験で調節したダクト内 流速の他、 送風機の出力を変更することで、 ダクト内流速が 0.5m/s から1.5m/s付近まで随時測定を行った。 ただし、 本測定によって得ら れた差圧は水柱圧の mmH20 であったので、 この水圧を測定時の気温 を考慮、してパスカル(P a)表示の圧力に換算して表す。
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