JP2000317338A - ジェット粉砕装置及びジェット粉砕方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 粉砕室において被粉砕物を粉砕した後、ロー
タ分級機により分級する場合に、所望の粒度分布が確実
に得られるようなジェット粉砕技術を提供すること。 【解決手段】 高圧ガスを噴射するガス噴射ノズルと、
被粉砕物を供給する原料供給ノズルと、原料供給ノズル
から供給された被粉砕物をガス噴射ノズルから噴射され
る高圧ガスにより粉砕する粉砕室２と，この粉砕室２に
て粉砕された粉砕粉を高圧ガスによるジェット流ととも
に取り出すための案内通路５と，ロータ外周面に案内通
路５からのジェット流が案内されて、粉砕粉の分級を行
うロータ分級機とを設けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粉砕室において、
原料供給ノズルから供給された被粉砕物を流体噴射ノズ
ルから噴射される高圧流体により粉砕して、所望の粒度
分布を有する粉砕粉を得ることのできるジェット粉砕装
置及びジェット粉砕方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】かかる従来技術として特開平９−２０６
６２０号広報に開示されるジェット粉砕機（ジェット粉
砕装置）があげられ、これを図１０に示す。このジェッ
ト粉砕機において，ケーシング８０の内部に粉砕室８１
と、その上方に分級室８２とを設けている。さらに、分
級室８２の天井中央部に排気筒８３を設けている。粉砕
室８１の周壁に設けた原料供給ノズル８４から粉砕室８
１内の外周部に被粉砕物を供給し、ガス噴射ノズル８５
（流体噴射ノズルの１例）から粉砕室８１内に噴射され
る高圧ガス（高圧流体の１例）により被粉砕物を粉砕す
る。次いで，粉砕された粉砕粉を分級室８２に流入さ
せ、この分級室８２内に設けたロータ分級機８６の回転
により粉砕粉の旋回速度を加速して粉砕粉の粒度分布の
均一化を図るものである。分級室８２内の粉砕粉の旋回
により、粉砕粉を微粉と粗粉とに遠心分級し、分級室８
２の中央部に移行した微粉はロータ分級機のスリット間
を通り抜けて排気筒８３から排出される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成によるジェット粉砕機には以下に説明するような問題
点があった。粉砕室８１において高圧ガスを噴射させて
おり、粉砕室８１においては高速のジェット流が発生
し、粉砕された粉砕粉はこのジェット流にのせられて分
級室８２に設けられたロータ分級機のロータ外周部にま
で案内される。ところで、ロータ分級機により所望の分
級を行うには、ロータの回転速度をジェット流による粉
砕粉の回転速度よりも速くする必要がある。ところが、
図１０の構成では粉砕室８１と分級室８２とが直通して
おり，分級室８２における粉砕粉の回転速度もかなり速
い状態であり、この速度よりもロータの回転速度を速く
することはロータ分級機の性能を考えると現実的には困
難であった。

【０００４】また、ロータの回転速度を粉砕粉の回転速
度よりも遅くしてしまうと、粗粉が微粉に混入してしま
うことがあり、所望の分級を行うことができないことが
あった。本発明は上記実情に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、粉砕室において被粉砕物を粉砕した
後、ロータ分級機により分級する場合に、所望の粒度分
布が確実に得られるようなジェット粉砕装置及びジェッ
ト粉砕方法を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係るジェット粉砕装置は、高圧流体を噴射す
る流体噴射ノズルと、被粉砕物を供給する原料供給ノズ
ルと、前記原料供給ノズルから供給された被粉砕物を前
記流体噴射ノズルから噴射される高圧流体により粉砕す
る粉砕室と、この粉砕室にて粉砕された粉砕粉を前記高
圧流体によるジェット流とともに取り出すための案内通
路と、ロータ外周面に前記案内通路からのジェット流が
案内されて、前記粉砕粉の分級を行うロータ分級機とを
設けていることを特徴とするものである。

【０００６】この構成による作用は以下の通りである。

【０００７】（１）粉砕室内で、原料供給ノズルから被
粉砕物が供給されると共に、流体噴射ノズルから高圧流
体（高圧エア、高圧窒素ガスなど）を噴射させて被粉砕
物を粉砕させる。粉砕室内では、高圧流体の噴射方向に
沿って高速で粉体粉が旋回している。 （２）粉砕室にて粉砕された粉体粉は，ジェット流と共
に案内通路に案内される。 （３）この案内通路により、ロータ分級機のロータ外周
面に粉体粉が案内されて分級される。

【０００８】そして、案内通路を設けることにより、粉
体粉の旋回速度を粉砕室内における旋回速度よりも落と
すことができ、ロータ分級機のロータ回転速度を粉体粉
の旋回速度よりも速くなるように設定することができ
る。したがって、粗粉が微粉の混入してしまうというこ
とがなくなり（又は、極めて少なくなり）、所望の粒度
分布を得られるジェット粉砕装置を提供することができ
た。

【０００９】本発明の好適な実施形態として、前記ロー
タ分級機により分級された粗粉を前記粉砕室に還流させ
るための還流通路を設けているものがあげられる。案内
通路によりロータ分級機に案内されるジェット流には微
粉と共に粗粉も混在しており、ロータ分級機に取り入れ
られない粗粉を還流通路により粉砕室に戻すことによ
り、分級処理効率を高めることができる。

【００１０】本発明の別の好適な実施形態として、前記
案内通路により案内されるジェット流の流心が、前記ロ
ータ分級機の回転中心からオフセットされているものが
あげられる。この構成により、ロータ分級機のロータ外
周面にジェット流を確実に案内することができる。ま
た、ロータ外周面に層流を確実に形成することができ、
粗粉が分級ロータ内に入り込むことがなく、所望の粒度
分布の粉体粉を得ることができる。

【００１１】本発明の更に別の好適な実施形態として、
前記案内通路により案内されるジェット流の方向と、前
記ロータ分級機の回転方向とが同一方向になるように設
定されているものがあげられる。

【００１２】ロータ分級機の回転方向とジェット流の方
向を逆方向にすると、ロータ外周面に所望の層流を形成
しにくくなってしまい、所望の粒度分布の粉体粉が得ら
れなくなる。そこで、ロータ分級機の回転方向をジェッ
ト流の方向と同一にすることにより、ロータ外周面に層
流を確実に形成することができ、分級処理効率を高める
ことができる。

【００１３】本発明の更に別の好適な実施形態として、
前記原料供給ノズルから供給される被粉砕物の供給量
と、前記流体噴射ノズルから噴射される高圧流体による
粉砕圧力と、前記ロータ分級機のロータ回転数により分
級される粉砕粉の粒度分布が制御されるものがあげられ
る。

【００１４】この構成によると、被粉砕物の供給量、粉
砕圧力、ロータ回転数を適宜設定することで、粉体粉の
粒度分布を所望になるように設定することができる。例
えば、ロータ回転数を速くすればより細かな微粉をとり
込むことができる。

【００１５】本発明の目的を達成するための本発明に係
るジェット粉砕方法は、粉砕室において、原料供給ノズ
ルから供給された被粉砕物を流体噴射ノズルから噴射さ
れる高圧流体により粉砕する工程と，前記粉砕室にて粉
砕された粉砕粉を前記高圧流体によるジェット流ととも
に案内通路に取り出す工程と，ロータ分級機のロータ外
周面に前記案内通路からのジェット流を案内して、前記
粉砕粉の分級を行う工程とを有することを特徴とするも
のである。

【００１６】この構成による作用は、前述した（１）
（２）（３）と同じである。その結果、所望の粒度分布
を得られるジェット粉砕方法を提供することができた。

【００１７】本発明の好適な実施形態として、前記被粉
砕物は希土類磁性材料であるものがあげられる。上記ジ
ェット粉砕方法により得られた希土類磁性材料は所望の
粒度分布を有し、これを用いて希土類磁石を成形すると
所定の保磁力を確保することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の好適な実施形態を図面を
用いて説明する。図１は、ジェット粉砕装置の全体構成
を示す外観図である。このジェット粉砕装置は、原料を
供給する定量供給部１と、ジェット粉砕部２と、ロータ
分級機が備えられたロータ分級部３と、サイクロン４と
を備えている。

【００１９】ジェット粉砕部２の中央天井部から上方に
案内通路５が伸びており、ジェット粉砕部２で粉砕され
た粉体粉をロータ分級部３へ案内するものである。ま
た、ロータ分級部３の下部から還流通路６が下方に伸び
ており、ロータ分級部３において分級された粗粉をジェ
ット粉砕部２に戻して再度粉砕しようとするものであ
る。さらに、ロータ分級機を回転駆動するためのモータ
７及びベルト伝動機構８が設けられている。ロータ分級
部３において分級された微粉は搬送通路９によりサイク
ロンに向けて搬送される。

【００２０】＜各部の構成＞ジェット粉砕部２の拡大外
観図を図２に、ジェット粉砕部２の断面図を図３に、ロ
ータ分級部３の断面図を図４に示す。ジェット粉砕部２
は図３に詳しく説明するように、第１ケーシング１１と
第２ケーシング１２によりカバーされ、第１ケーシング
１１の内周にはライナー１３が取り付けられ、その内部
に粉砕室１４が形成されている。第２ケーシング１２
は、テーパ部１５を下部に有し、その内側にリング状部
材１６が第１ケーシング１１の上側に取り付けられ、こ
れにより第２ケーシング１２内に第１分級室１７が形成
されている。また、リング状部材１６のテーパ部１５と
当接する部分に粗粉戻り通路１８が設けられている。

【００２１】また、粉砕室１４の周壁には、粉砕室１４
の外周部に向けて被粉砕物を噴射供給する原料供給ノズ
ル１９と、粉砕室１４の外周部に高圧ガス（高圧流体に
相当する。）を噴射する複数のガス噴射ノズル２０（流
体噴射ノズルに相当する。）とが設けられている。ガス
噴射ノズル２０とガス供給管２１とは送気管２２により
接続されている。また、ガス噴射ノズル２０の上部に
は、内部のディフューザ部２３を粗粉戻り通路１８に連
通する吸引孔２４が形成されている。なお、粗粉をディ
フューザ部２３に戻す機構は上記以外の任意の構成を採
用できる。

【００２２】一方、原料供給ノズル１９の後端には、ガ
ス供給管２１に接続された送気管２５の先端が間隔をお
いて対向し、その送気管２５と原料供給ノズル１９の対
向部間に原料供給ホッパ２６の下部出口が臨み、送気管
２５から原料供給ノズル１９内に高圧ガスを噴射するこ
とにより、原料供給ホッパ２６内の被粉砕物（原料）が
原料供給ノズル１９内に吸引されて、高圧ガスと共に粉
砕室１４内に噴射される。

【００２３】第１分級室１７の中央上部に案内通路５が
接続され、粉砕室１４にて粉砕され、かつ、第１分級室
１７にて分級された粉体粉はジェット流とともに上昇し
ロータ分級部３に案内される。また、第１分級室１７内
には、粉砕室１４から第１分級室１７内に流入する粉体
粉をリング状部材１６のテーパ面１６ａに沿うように誘
導する分級板２７が設けられている。

【００２４】次に図４によりロータ分級部３を説明す
る。ロータ分級部３はケーシング３２内に第２分級室３
１が設けられ、回転軸Ｙ周りに回転するロータ分級機３
０を備えている。ロータ分級機３０は、モータ７により
回転駆動されるものであり、円周方向に沿って多数のス
リット３０ｂが形成されたロータ外周面３０ａを備えて
いる。図５に、ロータ外周面３０ａの断面図を示す。ま
た、このロータ外周面３０ａの下部には微粉回収部３３
とを備えており、この微粉回収部３３はケーシング３２
に対して支持バー３４により固定されている。また、微
粉回収部３３は搬送通路９に接続されている。

【００２５】案内通路５の出口部はロータ分級機３０の
ロータ外周面３０ａの方向に向いており、案内通路５を
案内されてきた粉体粉は、このロータ分級機３０により
再度分級される。つまり、ロータ外周面３０ａのスリッ
ト３０ｂから微粉を取り込むようにし、粗粉は第２分級
室３１の下部に設けられた還流通路６により粉砕室１４
に戻されるようにしている。これにより、第１分級室１
７において完全に分級できなかった粗粉は、この第２分
級室３１において確実に分級されて再度粉砕されるよう
に構成されているから分級処理効率を高めることができ
る。還流通路９の下部には粗粉ホッパ２８が設けられて
おり（図２、３参照）、粗粉供給用のノズルにより粉砕
室１４に供給される。なお、粗粉供給用のノズルの構成
は、原料供給ノズル１９と同じ構成でよい。

【００２６】＜作動説明＞上記の構成からなるジェット
粉砕装置の作動を説明する。原料供給ノズル１９から、
粉砕室１４内に被粉砕物を高圧ガスと共に供給すると、
その被粉砕物は粉砕室１４内で高速旋回する。このと
き、ガス噴射ノズル２０から粉砕室１４内に高圧ガスが
噴射されているから、粉砕室１４内で旋回する被粉砕物
（粉体粉）は、高圧ガスとの衝突や被粉砕物相互の衝突
により粉砕される。

【００２７】被粉砕物は粉砕室１４内での旋回により粉
砕されると、粒径の小さくなった粉体粉は粉砕室１４の
上にある第１分級室１７に移動する。粒径の大きな粗粉
は粗粉戻り通路１８からガス噴射ノズル２０内に戻さ
れ、そのガス噴射ノズル２０から高圧ガスと共に再び粉
砕室１４内に噴射される。

【００２８】第１分級室１９に移動してきた粉体粉は、
この第１分級室１９内で旋回し、ここで微粉と粗粉とに
遠心分級される。遠心分級された粉体粉は案内通路５を
通ってジェット流により旋回しながら上昇しロータ分級
機３０のロータ外周面３０ａに案内される。案内通路５
を案内される粉体粉には微粉のみならず、上記遠心分級
により取り除けなかった粗粉も混在しており、これを第
２分級室３１において再度分級するのである。

【００２９】ここで、案内通路５におけるジェット流の
流心と、ロータ分級機３０のロータの回転中心とはオフ
セットしており、これにより確実にロータ外周面３０ａ
に向けてジェット流を案内することができる。また、ジ
ェット流の旋回方向とロータ分級機３０の回転方向は同
じになるようにしており、これによりロータ外周面３０
ａにまわりの気流の状態を層流にして、確実に取り込み
たい微粉のみをロータ内部に取り込むことができる。ま
た、案内通路５により案内されてきたジェット流の旋回
速度よりもロータ分級機３０の回転速度を速くすること
ができ、確実な分級を行うことができる。ロータ分級機
３０に取り込まれない粗粉は還流通路６により再び粉砕
室１４に戻される。

【００３０】ロータ分級機３０に取り込まれた微粉は空
間ボックス３３、搬送通路９を通ってサイクロン４に移
動する。サイクロン４では、細かくなりすぎた微粉を取
り除くための最終的な分級処理を行い、所定の粒度分布
を有する微粉のみを回収できるようにする。

【００３１】図６は本発明の特徴を簡単に表したフロー
図である。被粉砕物は、粉砕室に供給され、ロータ分級
機により分級された粗粉を粉砕室に戻す。ロータ分級機
により分級された微粉が製品として利用される。

【００３２】＜実験例＞本実施形態による実験結果を図
７に示す。図７（ａ）は、ロータ分級機３０のロータ回
転数と粒度分布変化を示すグラフであり、（ｂ）は、ロ
ータ回転数と保磁力の関係を示すグラフである。この例
では、被粉砕物として希土類磁性材料を用いている。な
お、グラフ中タイプＡとあるのは、図３などで説明した
ように、ジェット粉砕部２に分級室１７を備えているタ
イプのものをいう。

【００３３】ここで粒度について図９により説明する。
図９は、粒度分布の１例を示すものであり、５０％粒度
とは、１ロット中の全粒子に対して、小さい粒子からの
トータル粒子が５０％になる粒径のことであり、９９％
粒度とは、同様に９９％までの粒径のことである。

【００３４】図７（ａ）からもわかるように、ロータ回
転数をあげていくと９９％粒度が下がってきており、粒
度分布が好ましい方向になっていることが理解できる。
また、図７（ｂ）によると、ロータ回転数を上げていく
と、得られた粉体粉により成形した磁石の保磁力も高く
なり、３０Ｈｚ以上の回転数で効果が現れている。な
お、図７（ｂ）中、ＨＣＪ、Ｈｋとはそれぞれ、保磁力
のことを示す。

【００３５】本実施形態ではジェット粉砕部２に第１分
級室１７を有する（分級機能を有する。）構造について
説明したが、ジェット粉砕部２には必ずしも分級機能は
必要はなく、分級機能を有しない構造も本発明の枠内に
入るものである。そこで、ジェット粉砕部２に分級機能
を有しないタイプＢについての実験結果を図８に示す。
タイプＢにおいても、ロータ回転数をあげていき、およ
そ５０Ｈｚ以上に設定すれば好ましい粒度分布を得るこ
とができた。なお、上記３０Ｈｚ，５０Ｈｚ，６０Ｈｚ
をそれぞれ周速で表現すると、３０Ｈｚ≒４．７ｍ／
ｓ、５０Ｈｚ≒７．８５ｍ／ｓ、６０Ｈｚ≒９．４ｍ／
ｓとなる。

【００３６】上記実験例では、ロータ回転数を変えるこ
とにより粒度分布を変えているが、これに限らず、原料
供給ノズルから供給される被粉砕物の供給量や、ガス噴
射ノズルから噴射される高圧ガスの粉砕圧力を変更する
ことにより粒度分布をコントロールすることもできる。

【００３７】＜別実施形態＞被粉砕物の具体例として希
土類磁性材料を例に挙げているが、これに限定されず、
その他の金属、医薬品、化学物質、合成樹脂などを微粉
処理する場合にも本発明は応用できるものである。

【００３８】

【発明の効果】以上のように、粉砕室にて粉砕された粉
砕粉を高圧ガスによるジェット流とともに取り出すため
の案内通路を設け、ロータ分級機のロータ外周面に案内
通路からのジェット流が案内するように構成している。
これにより、粉体粉の旋回速度を粉砕室内における旋回
速度よりも落とすことができ、ロータ分級機のロータ回
転速度を粉体粉の旋回速度よりも速くなるように設定す
ることができる。したがって、粗粉が微粉の混入してし
まうということがなくなり（又は、極めて少なくな
り）、所望の粒度分布を得られるジェット粉砕装置及び
ジェット粉砕方法を提供することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】ジェット粉砕装置の全体構成を示す外観図

【図２】ジェット粉砕部の拡大外観図

【図３】ジェット粉砕部の断面図

【図４】ロータ分級部の構成を示す断面図

【図５】ロータ外周面の断面図

【図６】本発明の特徴を簡単に表したフロー図

【図７】実験結果を表す図（その１）

【図８】実験結果を表す図（その２）

【図９】粒度分布を説明する図

【図１０】従来技術に係るジェット粉砕装置を示す図

【符号の説明】

２ ジェット粉砕部 ３ ロータ分級部 ５ 案内通路 ６ 還流通路 １４ 粉砕室 １９ 原料供給ノズル ２０ ガス噴射ノズル ３０ ロータ分級機 ３０ａ ロータ外周面 ３１ 第２分級室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 尾上 正雄 三重県名張市八幡1300番地の80 日本ニュ ーマチック工業株式会社名張工場内 (72)発明者 太田 晶康 大阪府三島郡島本町江川２丁目15番17号 住友特殊金属株式会社山崎製作所内 Ｆターム(参考） 4D021 FA23 GA08 GA13 GB03 HA01 4D067 CA02 CA05 EE11 EE22 FF02 FF11 GA07 GA10 GA16 GA20

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高圧流体を噴射する流体噴射ノズルと、 被粉砕物を供給する原料供給ノズルと、 前記原料供給ノズルから供給された被粉砕物を前記流体
   噴射ノズルから噴射される高圧流体により粉砕する粉砕
   室と、 この粉砕室にて粉砕された粉砕粉を前記高圧流体による
   ジェット流とともに取り出すための案内通路と、 ロータ外周面に前記案内通路からのジェット流が案内さ
   れて、前記粉砕粉の分級を行うロータ分級機とを設けて
   いることを特徴とするジェット粉砕装置。
2. 【請求項２】 前記ロータ分級機により分級された粗粉
   を前記粉砕室に還流させるための還流通路を設けている
   ことを特徴とする請求項１に記載のジェット粉砕装置。
3. 【請求項３】 前記案内通路により案内されるジェット
   流の流心が、前記ロータ分級機の回転中心からオフセッ
   トされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の
   ジェット粉砕装置。
4. 【請求項４】 前記案内通路により案内されるジェット
   流の方向と、前記ロータ分級機の回転方向とが同一方向
   になるように設定されていることを特徴とする請求項１
   〜３のいずれか１項に記載のジェット粉砕装置。
5. 【請求項５】 前記原料供給ノズルから供給される被粉
   砕物の供給量と、前記流体噴射ノズルから噴射される高
   圧流体による粉砕圧力と、前記ロータ分級機のロータ回
   転数とにより分級される粉砕粉の粒度分布が制御される
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の
   ジェット粉砕装置。
6. 【請求項６】 粉砕室において、原料供給ノズルから供
   給された被粉砕物を流体噴射ノズルから噴射される高圧
   流体により粉砕する工程と、 前記粉砕室にて粉砕された粉砕粉を前記高圧流体による
   ジェット流とともに案内通路に取り出す工程と、 ロータ分級機のロータ外周面に前記案内通路からのジェ
   ット流を案内して、前記粉砕粉の分級を行う工程とを有
   することを特徴とするジェット粉砕方法。
7. 【請求項７】 前記被粉砕物は希土類磁性材料であるこ
   とを特徴とする請求項６に記載のジェット粉砕方法。