JP7626453B2

JP7626453B2 - 網下気室型湿式比重選別機に設置される空気室

Info

Publication number: JP7626453B2
Application number: JP2021169343A
Authority: JP
Inventors: 孝志村上
Original assignee: 株式会社アール・アンド・イー
Priority date: 2021-10-15
Filing date: 2021-10-15
Publication date: 2025-02-04
Anticipated expiration: 2041-10-15
Also published as: JP2023059375A

Description

本発明は一般に、網下気室型湿式比重選別機の分野に関する。より詳細には、本発明は、網下気室型湿式比重選別機に設置される空気室に関する。

主として原炭から良質の石炭を選択的に回収する機械として、網下気室型湿式比重選別機が知られている。図６を参照して、網下気室型湿式比重選別機の動作原理について簡単に説明する。網下気室型湿式比重選別機は、選別しようとする物質（以下「被選別物質」という）が入れられる選別室が上方に、水が充填される脈動室が下方に位置し、選別室と脈動室との間に網目が配置されている。脈動室内には、空気を入／出させる空気室が配置されており、空気室内の水位を空気の入／出によって昇降させることにより、選別室内の水位を昇降させることができるようになっている。そして、選別室に入れた物質に適切な水の脈動を与えることによって、選別室内に比重別の物質の層が形成されることとなる。

網下気室型湿式比重選別機において被選別物質の選別効率を良好なものにするためには、被選別物質に加えられる水流が乱れの極力少ない規則的なものである必要がある。換言すると、乱れた水流であれば、被選別物質の選別効率が低下する。このような事態を回避するため、従来、網目付近に整流板を設けたり、選別室にラギング材を置く等の対策が施されている。

しかしながら、整流板やラギング材等の対策では、被選別物質に加えられる水流の乱れが、十分には緩和されず、これにより被選別物質の選別効率の低下を防ぐことができないという課題がある。

本発明は、このような事情に鑑みて開発されたものであって、所望の被回収物質を効率的に回収することができる網下気室型湿式比重選別機に設置される空気室を提供することを目的としている。

本願請求項１に記載の網下気室型湿式比重選別機の脈動室内に設置される空気室は、円筒形の周壁および前記周壁の上端に配置された屋根を有するケーシングと、前記周壁の上端付近に配置され、空気室内に空気を出し入れするための流出入口と、前記周壁の内側の上端付近に配置された上側ストッパと、前記周壁の内側の下端付近に配置された下側ストッパと、前記上側ストッパと前記下側ストッパとの間で前記ケーシングの内部を摺動できるようになった浮体とを備えていることを特徴とするものである。

本願請求項２に記載の網下気室型湿式比重選別機に設置される空気室は、前記請求項１の空気室において、前記浮体が、比重１．０以下の材料で形成されていることを特徴とするものである。

本願請求項３に記載の網下気室型湿式比重選別機に設置される空気室は、前記請求項１又は２の空気室において、前記屋根が円錐形であり、前記円錐形の母線と水平面とのなす角度が１１０°～１３０°であることを特徴とするものである。

本発明によれば、浮体によりケーシング内の水を均一に押し出したり引き入れたりすることにより、水流の乱れを極力回避することができ、これにより選別精度を向上させることができる。また、浮体を比重１．０以下の材料で形成することにより、浮体への空気の加圧を迅速に行うことができる。さらに、ケーシングの屋根を円錐形にすることにより、水流の乱れを一層低減させることができる。

本発明の好ましい実施の形態に係る空気室が設置される網下気室型湿式比重選別機の全体を示した模式図である。図１の部分２の拡大図である。図３（ａ）は、図２の線３ａ‐３ａに沿って見た図、図３（ｂ）は、図２の線３ｂ‐３ｂに沿って見た図、図３（ｃ）は、図２の線３ｃ‐３ｃに沿って見た図である。空気室に浮体を設置する状態を示した図である。本発明の空気室を備えた網下気室型湿式比重選別機の作動を説明するための一連の図である。網下気室型湿式比重選別機の動作原理を説明するための図である。

次に図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態に係る網下気室型湿式比重選別機に設置される空気室について詳細に説明する。図１は、空気室が設置される網下気室型湿式比重選別機の全体を示した模式図、図２は、空気室およびその周辺部分の拡大図である。図１において参照符号Ａ、Ｂ、Ｃは、被選別物質が投入される選別室、選別媒体（例えば水）が充填される脈動室、選別室と脈動室の境界に設置される網目をそれぞれ示している。

図１及び図２において全体として参照符号１０で示される本発明の好ましい実施の形態に係る空気室は、脈動室Ｂ内の所定個所に配置され、ケーシング１２を備えている。ケーシング１２は、円筒形の周壁１２ａと、周壁１２ａの上端に配置された屋根１２ｂとを有している。ケーシング１２は、屋根１２ｂにより上端が閉鎖され、下端１２ｃが開放している。

ケーシング１２の周壁１２ａの上端付近には、空気室１０内に空気を出し入れするための流出入口１４が設けられている。流出入口１４には、空気を出し入れするための流出入管１６の一端が連結され、流出入管１６の他端には、ケーシング１２内に空気を供給したり、ケーシング１２内から排気したりするための空気源（図示せず）が連結されている。

ケーシング１２の周壁１２ａの内側の上端付近には、上側ストッパ１８が配置され、ケーシング１２の周壁１２ａの内側の下端付近には下側ストッパ２０が配置されている。ケーシング１２の内部の上側ストッパ１８と下側ストッパ２０との間には、浮体２２が配置されている。浮体２２は、ケーシング１２の内径よりも僅かに小さな直径をもつディスク状の形状を有しており、これにより上側ストッパ１８と下側ストッパ２０との間でケーシング１２の内部を摺動できるようになっている。なお、図３ａ、図３ｂは、上側ストッパ１８、下側ストッパ２０の平面形態をそれぞれ図示しているが、上側ストッパ１８および下側ストッパ２０は、浮体２２のストッパとして機能するものであれば、図示される形態に限定されるものではない。

好ましくは、浮体２２は、比重が１．０以下の材料（例えば、発泡スチロール、発泡ウレタン）で形成されている。浮体２２を比重１．０以下の材料で形成すると、浮体２２は常に水に浮くことになり、浮体２２の上方には水が存在しないことになる。これにより、浮体２２への空気の加圧を迅速に行うことができる。

図４は、空気室１０に浮体２２を設置する状態を示した図である。浮体２２は、図４に示されるように、ケーシング１２の下端１２ｃの開口から、斜めにしてケーシング１２内に挿入することにより、容易に設置することができる。

以上のように構成された空気室１０の作動について、図５を参照して説明する。図５（ａ）は、選別室Ａ内に被選別物質が投入され、浮体２２の上面が上側ストッパ１８に接し、選別室Ａ、脈動室Ｂおよび空気室１０の浮体２２の下方に水が充満している状態である。網下気室型湿式比重選別機を始動させると、空気源から供給された空気が流出入管１６を通して流出入口１４から空気室１０内に流入する。すると、浮体２２は、流入した空気によってケーシング１２内を押し下げられ、浮体２２の下方に位置する水をケーシング１２から押し出す（図５（ｂ））。浮体２２は、下側ストッパ２０に当たるまで押し下げられ、ケーシング１２から押し出された水は、脈動室Ｂの底部に当たって上昇流となる（図５（ｃ））。上昇流は、網目Ｃを通って選別室Ａに流入し、選別室Ａ内に混在している被選別物質（比重の大きい方から、〇、△）を上昇させる（図５（ｄ））。次いで、空気源から空気を吸引すると、ケーシング１２内の浮体２２の上方に位置する空気は、流出入口１４から流出入管１６を通して吸引される。すると、浮体２２は、上側ストッパ１８に当たるまでケーシング１２内を上昇し、それに伴い、選別室Ａおよび脈動室Ｂ内に下降流が生ずる（図５（ｅ））。このようにして、ケーシング１２内に空気を出し入れすることにより、選別室Ａ内に上昇流と下降流が交互に繰り返される脈動流が発生し、選別室Ａ内に比重別の物質の層が形成されることとなる（図５（ｆ））。

上述のように、浮体２２によりケーシング１２内の水を均一に押し出したり引き入れたりすることにより、水流の乱れを極力回避することができる。

なお、浮体２２を備えた空気室１０を単独で使用してもよく、整流板及び／又はラギング材と組み合わせて使用してもよい。

ケーシング１２の屋根１２ｂを円錐形に形作るのが好ましい。発明者の行った種々の実験により、円錐形の屋根１２ｂの母線と水平面とのなす角度α（図２参照）を１１０°～１３０°に選定すると、脈動流の乱れが少なくなることが分かった。

本発明は、以上の発明の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

例えば、添付図面において図示されている網下気室型湿式比重選別機の各構成要素Ａ、Ｂ、Ｃの寸法や細部、並びに、空気室１０の寸法や細部等は、単なる例示的なものであり、図示されたものに限定されるものではない。

１０空気室
１２ケーシング
１２ａ周壁
１２ｂ屋根
１２ｃ下端
１４空気流出入口
１６空気流出入管
１８上側ストッパ
２０下側ストッパ
２２浮体
Ａ選別室
Ｂ脈動室
Ｃ網目

Claims

網下気室型湿式比重選別機の脈動室内に設置される空気室であって、
円筒形の周壁および前記周壁の上端に配置された屋根を有するケーシングと、
前記周壁の上端付近に配置され、空気室内に空気を出し入れするための流出入口と、
前記周壁の内側の上端付近に配置された上側ストッパと、
前記周壁の内側の下端付近に配置された下側ストッパと、
前記上側ストッパと前記下側ストッパとの間で前記ケーシングの内部を摺動できるようになった浮体と、
を備えていることを特徴とする空気室。
前記浮体が、比重１．０以下の材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載された空気室。
前記屋根が円錐形であり、前記円錐形の母線と水平面とのなす角度が１１０°～１３０°であることを特徴とする請求項１又は２に記載された空気室。