JP2004330072A

JP2004330072A - 乾式粉砕装置

Info

Publication number: JP2004330072A
Application number: JP2003128984A
Authority: JP
Inventors: Hideki Morita; 英樹森田
Original assignee: Morinaga Milk Industry Co Ltd
Current assignee: Morinaga Milk Industry Co Ltd
Priority date: 2003-05-07
Filing date: 2003-05-07
Publication date: 2004-11-25

Abstract

【課題】粉砕能力の高い乾式粉砕装置を提供する。
【解決手段】内部に粉砕室３が形成されるとともに、前記粉砕室３内に空気を送り込む空気送り込み孔３２が下部に設けられた外筒２と、粉砕室３の天井部４から吊設された第１の回転駆動軸１１によって回転駆動され、外筒２の中心軸線方向に並設された複数の円錐状の回転円盤１３を有する第１の回転体１０と、粉砕室３の底部６から立設された第２の回転駆動軸２１によって回転駆動され、回転の軸線方向に並設された複数の円錐状の回転円盤２３を有する第２の回転体２０とを具備し、第１の回転体１０の各回転円盤１３と、第２の回転体２０の各回転円盤２３とが、外筒２の中心軸線方向において交互に配設されており、第１の回転体１０と第２の回転体２０との回転が、互いに同軸かつ逆方向である乾式粉砕装置１を用いる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被粉砕粒子である粒状固形材料を乾式粉砕する乾式粉砕装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、被粉砕粒子である粒状固形材料を被粉砕粒子を乾式粉砕する乾式粉砕装置としては、ボールミル、高速回転ミル、ジェットミル等が知られている。これら従来の乾式粉砕装置を概説すれば、ボールミルは、セラミックスや金属等からなるボールをミル内に入れ、ミルを転動、振動、撹拌などさせることにより、ボールに運動を与えて被粉砕粒子を粉砕するものである。また、高速回転ミルは、ピンやハンマー、ローター等を高速で回転させ、被粉砕粒子に衝撃力を与えて粉砕するものである。また、ジェットミルは、圧縮空気や高圧水蒸気、高圧ガスを噴射ノズルから噴出させ、このジェット気流により被粉砕粒子を加速し、衝突などの作用により被粉砕粒子を粉砕するものである。（例えば特許文献１〜４参照）
【０００３】
【特許文献１】
特開平０５−２６１３１０号公報
【特許文献２】
特開平０５−２９３３９８号公報
【特許文献３】
特開平０６−００７６９９号公報
【特許文献４】
特開平０６−３１６６７５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一般に、乾式粉砕装置に投入されたエネルギーに対して、固体表面の生成に消費されるエネルギーの割合がきわめて低く、大部分のエネルギーが最終的には熱として失われることが周知である。すなわち、従来の乾式粉砕装置は、粉砕能力があまり高いものではなく、このため、消費エネルギーの低減や、粉砕時間の短縮は、今なお解決すべき課題として残されている。
【０００５】
従って、本発明の課題は、粉砕能力の高い乾式粉砕装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明は、内部に粉砕室が形成されるとともに、前記粉砕室内に空気を送り込む空気送り込み孔が下部に設けられた外筒と、前記粉砕室の天井部から吊設された第１の回転駆動軸によって回転駆動され、前記外筒の中心軸線方向に並設された複数の円錐状の回転円盤を有する第１の回転体と、前記粉砕室の底部から立設された第２の回転駆動軸によって回転駆動され、回転の軸線方向に並設された複数の円錐状の回転円盤を有する第２の回転体とを具備し、前記第１の回転体の各回転円盤と、前記第２の回転体の各回転円盤とが、前記外筒の中心軸線方向において交互に配設されており、前記第１の回転体と前記第２の回転体との回転は、互いに同軸かつ逆方向である乾式粉砕装置を提供する。
【０００７】
この乾式粉砕装置においては、前記第１の回転体および第２の回転体の回転円盤には、それぞれの回転駆動軸を中心として、複数のスリットおよび刃が放射状に形成されていることが好ましい。
前記第１および第２の回転体は、それぞれ一枚の回転円盤を有する構成単位に分解可能であって、前記第１および第２のうちの回転体の一方が、前記構成単位が回転円盤の中心部を貫く軸部を有して、前記軸部を連結することにより構成されるとともに、前記第１および第２の回転体のうちの他方が、前記構成単位が回転円盤の周縁部と接続された円筒部を有して、前記円筒部を連結することにより構成されるものとすることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態に基づいて、本発明を詳しく説明する。
図１は、本発明の乾式粉砕装置の一例を示す断面図である。
図２は、図１に示す乾式粉砕装置の第１の回転体の構成単位を示す（ａ）斜視図、（ｂ）断面図、（ｃ）平面図である。
図３は、図１に示す乾式粉砕装置の第２の回転体の構成単位を示す（ａ）斜視図、（ｂ）断面図、（ｃ）平面図である。
図４は、第１の回転体および第２の回転体を構成単位から組み立てる様子の一例を示す概略図である。
図５は、図１の乾式粉砕装置の外観を示す斜視図である。
【０００９】
図１，図５に示すように、本実施の形態の乾式粉砕装置１は、内部に粉砕室３が形成された外筒２と、粉砕室３の天井部４に配設された第１のモータ７の回転駆動軸１１（第１の回転駆動軸）により吊設され、前記第１の回転駆動軸１１を介して回転駆動される第１の回転体１０と、粉砕室３の底部６に配設された第２のモータ８の回転駆動軸２１（第２の回転駆動軸）によって吊設され、前記第２の回転駆動軸２１を介して回転駆動される第２の回転体２０とを、少なくとも備えている。
第１の回転体１０と第２の回転体２０との回転は、互いに同軸であり、かつ回転方向が互いに逆方向となっている。
【００１０】
図１に示すように、外筒２は、脚９に支持された外筒基部２ｂと、該外筒基部２ｂの上に立設された外筒本体２ａにより構成される略円筒状の竪型の筒体である。外筒２の上部には、被粉砕物である固体原料粒子を粉砕室３に取り込むための取り込み口３１が設けられている。また、外筒２の下部には、粉砕室３に空気を送り込むための空気送り込み孔３２と、粉砕室３から空気とともに粉砕された粉砕品を取り出す空気抜き孔３３が形成されている。
【００１１】
空気送り込み孔３２は、ここでは複数（４箇所）設けられており、それぞれ、外筒２の側壁部５の内面と、後述する第１の回転体１０の外周の円筒部１６の外面との間に形成される上昇気流の流路３４に連通している。
空気抜き孔３３は、外筒２の底部６と、後述する第１の回転体１０の外周の円筒部１６の内面との間に形成される下降気流の流路３５に連通している。さらに、外筒２の底部６と第１の回転体１０との間で上昇気流の流路３４と下降気流の流路３５とを分けるため、外筒２の下部には、隔壁３６が周設されている。
図５に示すように、空気抜き孔３３は、配管３７を介して集塵機３８に接続されている。この集塵機３８により、空気抜き孔３３から排出された粉砕品を含む空気から、粉砕品が分離される。
【００１２】
図１，図２に示すように、第１の回転体１０は、複数の構成単位１２をその円筒部１６（後述）を介して縦に連結することにより構成されている。第１の回転体１０の構成単位１２は、概略、円錐状の回転円盤１３の外周縁１３ａに沿って円筒状の壁体である外周部１６（円筒部）が周設された構成となっている。
回転円盤１３は、放射状に形成された複数のスリット１４および刃１５を有している。ここでは、スリット１４は、回転円盤１３に切り込みを入れて、刃１５を起こすことにより、形成されている。図２（ｃ）に示す回転円盤１３の平面視において、刃１５の突出方向（刃１５の付け根１５ｂから刃先１５ａに向かう方向）は、回転円盤１３の時計回り方向である。
回転円盤１３の中心部は、円形の透孔１９によって開口されている。この透孔１９には、後述する第２の回転体２０の構成単位２２の連結軸部２６を挿通することができる。
外周部１６の下端面１６ｂには、周方向の複数箇所に間欠的に切欠状の隙間１７が形成されている。
【００１３】
外周部１６は、その上端面１６ａに突設された取付突起１８ａと、下端面１６ｂに凹設された取付穴１８ｂとを嵌合させることにより、中心軸線方向に連結できるようになっている。これにより、第１の回転体１０は、各構成単位１２を上下に並べて、隣接する構成単位１２同士を、外周部１６の取付突起１８ａと取付穴１８ｂとの嵌合を介して連結することにより、回転円盤１３を回転の軸線方向に並設させることができるようになっている。
【００１４】
図１，図３に示すように、第２の回転体２０は、複数の構成単位２２をその連結軸部２６（後述）を介して縦に連結することにより構成されている。第２の回転体２０の構成単位２２は、概略、円錐状の回転円盤２３の中心部に、短柱状の連結軸部２６が貫設されて構成されている。
回転円盤２３は、放射状に形成された複数のスリット２４および刃２５を有している。ここでは、スリット２４は、回転円盤２３に切り込みを入れて、刃２５を起こすことにより、形成されている。図３（ｃ）に示す回転円盤２３の平面視において、刃２５の突出方向（刃２５の付け根２５ｂから刃先２５ａに向かう方向）は、回転円盤２３の反時計回り方向であり、第１の回転体１０における回転円盤１３の刃１５の突出方向と逆である。
図１に示すように、第２の回転体２０の回転円盤２３の外径は、第１の回転体１０の外周部１６の内径よりも小さくされている。
連結軸部２６は、上端部２６ａと下端部２６ｂとに適宜の連結構造（図示せず）を有している。これにより、第２の回転体２０は、各構成単位２２を上下に並べて、隣接する構成単位２２同士を、連結軸部２６を介して連結することにより、回転円盤２３を回転の軸線方向に並設させることができるようになっている。
【００１５】
図１，図４に示すように、第１の回転体１０の各回転円盤１３と、第２の回転体２０の各回転円盤２３とは、外筒２の中心軸線方向（図１の上下方向）において交互に配設されている。このように第１の回転体１０および第２の回転体２０を組み立てるには、
（１）第２の回転体２０の構成単位２２の一つの連結軸２６を、第１の回転体１０の構成単位１２の透孔１９に挿通して、前記連結軸２６を第２の回転駆動軸２１もしくは当該第２の回転体２０の構成単位２２の下に位置する他の構成単位２２の連結軸２６と連結する工程
（２）第１の回転体１０の構成単位１２の一つを、第２の回転体２０の構成単位２２の回転円盤２３を覆うようにして、当該第１の回転体１０の構成単位１２の下に位置する他の構成単位１２と連結する工程
を繰り返し行い、第１の回転体１０の構成単位１２と第２の回転体２０の構成単位２２とを交互に積み重ねるようにすればよい。
【００１６】
この乾式粉砕装置を用いて乾式粉砕を行う方法の一例を説明する。
空気送り込み孔３２から空気を送り込むと、空気は上昇気流の流路３４を通って粉砕室３の上部（天井部４の側）に達し、さらに第１の回転体１０の外周部１６によって取り囲まれた下降気流の流路３５を通って粉砕室３の下部（底部６の側）に至り、さらに空気抜き孔３３から排出される。
取り込み口３１から被粉砕物である固形粒子を粉砕室３に入れると、下降気流に乗って下降する。このとき、第１の回転体１０の回転円盤１３および第２の回転体２０の回転円盤２３が、下降気流の流路３５を横切るように交互に配設されており、かつ互いに逆方向に回転していることにより、回転円盤１３，２３の表面、刃１５，２５のエッジ、あるいは粒子同士で衝突しながら粉砕される。
粉砕された粒子は、回転円盤１３，２３同士の隙間や、回転円盤１３，２３に設けられたスリット１４，２４を通して下降気流に乗って落下する。
これに対して、粗い粒子は、回転円盤１３，２３の回転力や、回転円盤１３，２３に沿って旋回する気流によって回転させられ、遠心力の作用により第１の回転体１０の各構成単位１２の外周部１６同士の間に形成された隙間１７から外方に放出される。すると、上昇気流の流路３４に至って上昇させられ、再び粉砕室３の上部に戻される。
空気抜き孔３３から排出された粉砕品を含む空気は、配管３７を通って集塵機３８に至り、そこで、空気と粉砕品とが分離される。
【００１７】
このように、固形粒子が下降気流の流路３５を通過して、粉砕室３の外に排出されるためには、遠心力に抗して落下できる程度に、十分に粉砕されることが必要である。従って、粗い粒子が十分に粉砕されることなく粉砕室３の外に輩出されることが抑制される。
刃１５、２５と、交互に配設された逆方向に回転する回転円盤１３，２３とにより、衝突やせん断の効果を固形粒子に与えることができ、粉砕能力が増大するものと考えられる。
【００１８】
なお、原料を粉砕室内に入れる方法としては、粉砕室３の上部の取り込み口３１から投入する方法のほか、空気送り込み孔３２から空気とともに送り込む方法も可能である。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の乾式粉砕装置によれば、逆方向に回転する回転円盤を交互に多段に配設して、これら回転円盤が横切るような領域を設けるとともに、粉砕の不十分な粒子が粉砕室内を循環して、十分に粉砕するまで粉砕室内似た遺留できるように構成したものであるから、粉砕能力に優れ、産業上、益するところが大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の乾式粉砕装置の一例を示す断面図である。
【図２】図１の乾式粉砕装置の第１の回転体の構成単位を示す（ａ）斜視図、（ｂ）断面図、（ｃ）平面図である。
【図３】図１の乾式粉砕装置の第２の回転体の構成単位を示す（ａ）斜視図、（ｂ）断面図、（ｃ）平面図である。
【図４】第１の回転体および第２の回転体を構成単位から組み立てる様子を示す概略図である。
【図５】図１の乾式粉砕装置の外観を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…乾式粉砕装置、２…外筒、３…粉砕室、４…粉砕室の天井部、６…粉砕室の底部、１０…第１の回転体、１１…第１の回転駆動軸、１２…第１の回転体の構成単位、１３…回転円盤、１４…スリット、１５…刃、１６…円筒部（外周部）、２０…第２の回転体、２１…第２の回転駆動軸、２２…第１の回転体の構成単位、２３…回転円盤、２４…スリット、２５…刃、２６…連結軸部、３２…空気送り込み孔。

Claims

内部に粉砕室が形成されるとともに、前記粉砕室内に空気を送り込む空気送り込み孔が下部に設けられた外筒と、
前記粉砕室の天井部から吊設された第１の回転駆動軸を介して回転駆動され、前記外筒の中心軸線方向に並設された複数の円錐状の回転円盤を有する第１の回転体と、
前記粉砕室の底部から立設された第２の回転駆動軸を介して回転駆動され、回転の軸線方向に並設された複数の円錐状の回転円盤を有する第２の回転体とを具備し、
前記第１の回転体の各回転円盤と前記第２の回転体の各回転円盤とが、前記外筒の中心軸線方向において交互に配設されており、
前記第１の回転体と前記第２の回転体との回転は、互いに同軸かつ逆方向であることを特徴とする乾式粉砕装置。
前記第１の回転体および第２の回転体は、回転円盤に放射状に形成された複数のスリットおよび刃を有することを特徴とする請求項１に記載の乾式粉砕装置。
前記第１の回転体および第２の回転体は、それぞれ一枚の回転円盤を有する構成単位に分解可能であって、
前記第１の回転体および第２の回転体のうちの一方は、前記構成単位が回転円盤の中心部を貫く連結軸部を有し、前記連結軸部を連結することにより構成されるようになっているとともに、
前記第１の回転体および第２の回転体のうちの他方は、前記構成単位が回転円盤の外周縁に周設された円筒部を有して、前記円筒部を連結することにより構成されるようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載の乾式粉砕装置。