JP2005111406A - 衝突部材冷却手段を備えた粉砕装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
流体の滞留が生じることがなく衝突部材を有効に冷却することのできる粉砕装置を提供する。
【解決手段】
粉粒体が衝突させられる衝突面が形成された衝突部材４を備え、衝突部材４の内部に衝突部材を冷却するための冷却手段が設けられた粉砕装置１において、冷却手段が、衝突部材４の衝突面Ａの内側中央部に流体を供給する流体供給路Ｌ１と、衝突部材４の衝突面Ａ内側中央部から衝突面Ａ内側に沿って衝突面Ａ内側外縁部まで流体を流す冷却流路Ｌ３とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、粉粒体が衝突させられる衝突面が形成された衝突部材を備えた粉砕装置に関する。特に衝突部材を冷却する冷却手段を備えた粉砕装置に関する。

衝突部材に粉粒体を衝突させて粉砕する粉砕装置においては、衝突した粉粒体が衝突面に融着し、粉砕効率や性能を低下させることがある。融着が進むと運転を停止し、衝突部材等の清掃することが必要となり作業効率の低下の大きな要因となる。これは衝突面の温度が上昇すると、特に顕著になる。そこで、衝突面を冷却する冷却手段を備えた粉砕装置が種々提案されている。この種、衝突部材冷却手段を備えた粉砕装置として以下のものがある（特許文献１参照）。

この粉砕装置は、粉粒体が衝突させられて粉砕される衝突部材を備え、衝突部材を冷却する冷却手段として衝突部材内先端部に流体収容室およびこの流体収容室に流体を供給、排出する流体流路が形成されているものである。

流体収容室に流体を供給する流体流路は流体収容室後端の一側部に開口し、流体収容室から流体を排出する流体流路は流体収容室後端の他側部に開口している。
特開平１１−０００１０９号公報

上記、粉砕装置においては流体収容室内において供給口と排出口とが同じ側に設けられているため、一部の流体が滞留しやすい。流体収容室内に滞留した流体は温度が上昇するので衝突部材を有効に冷却することができなくなるという問題がある。衝突部材の温度が上昇すると、衝突面に衝突した粉粒体が粉砕されずに融着し、粉砕効率が著しく低下する。

本発明は、上記問題を解決することを課題とし、流体の滞留が生じることがなく、衝突部材を有効に冷却することのできる粉砕装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の粉砕装置は、粉粒体が衝突させられる衝突面が形成された衝突部材を備え、衝突部材の内部に衝突部材を冷却するための冷却手段が設けられた粉砕装置において、冷却手段が、衝突部材の衝突面の内側中央部に流体を供給する流体供給路と、衝突部材の衝突面内側中央部から衝突面内側に沿って衝突面内側外縁部まで流体を流す冷却流路とを備えている、ものである。

上記粉砕装置において、衝突部材の内部に、衝突部材の先端部と略相似形をなすノズル部材が配され、ノズル部材の長さ方向中央部にノズル部材の軸線方向に伸びた流体供給路が形成され、冷却路が、衝突部材の内面およびノズル部材外面とにより囲まれて形成されている、ことがある。また、衝突部材の内部に、管状部と管状部に形成された鍔状部とよりなるノズル部材が配され、管状部内に、流体供給路が形成され、冷却路が、衝突部材の内面、ノズル部材の管状部および鍔状部により囲まれて形成されている、こともある。

また、衝突面は、鏡面加工されていることが好ましい。

請求項１記載の粉砕装置では、衝突面中央部に流体が供給され衝突面内側先端中央部から衝突面内側に沿って流れるので、流体の滞留が生じることがなく衝突部材を有効に冷却することができる。さらに、粉粒体を粉砕する際にもっとも温度の上昇する衝突面内側先端部に流体が供給されるのでさらに有効に衝突部材を冷却することができる。

請求項２および３記載の粉砕装置によれば、冷却流路を簡便な構造で形成することができる。

請求項４記載の粉砕装置によれば、衝突面内側中央部に乱流が形成され、衝突面内側先端中央部が有効に冷却される。

請求項５記載の粉砕装置によれば、衝突面の摩擦係数が小さいので、冷却効果とあいまって衝突した粉粒体が衝突面に融着するのが有効に防止される。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

図１〜図３は、本発明の第一の実施形態の粉砕装置を示したものである。

この粉砕装置１は、圧縮空気の供給ノズル（図示せず）に加速ノズル２を接続し、その加速ノズル２の前側に設けられた粉砕室３内に衝突部材４を、および加速ノズル２内に開口する粉粒体を供給するホッパ９を有するものである。

加速ノズル２の下流側周壁上部に粉粒体供給部８が設けられている。なお、供給ノズル１、加速ノズル２、粉粒体供給部８およびホッパ９の構成は公知であるので詳細な説明は省略し、以下、衝突部材４について説明する。

衝突部材４は、衝突部材本体１０とこれを支持する支持部材１１とよりなる。衝突部材本体１０は、先端円錐状部１０ａとこれに連続した円筒状部１０ｂとよりなり、先端円錐状部１０ａ外面が衝突面Ａとなっている。なお、衝突部材本体１０は、熱伝達率のよい材料製であることが好ましい。さらに、衝突面Ａには鏡面加工を施すことが好ましい。

一方、支持部材１１は、円筒状部１０ｂに挿入されかつ後端が円筒状部１０ｂから突出した円柱状部１１ｂと、円柱状部１１ｂの後端から周方向に等間隔をおいて放射状に突出し、先端が粉砕室３の壁から突出した３本の支持羽１１ｃとを備えている。円柱状部１１ｂの先端には、衝突部材本体１０の先端部側内腔に位置し、衝突部材本体１０の先端部と略相似形をなすノズル部材１１ｄが取付られている。そして、このノズル部材１１ｄ外面と衝突部材本体１０の先端部内面との間が、衝突面Ａ内側先端中央部から衝突面Ａ内側に沿って衝突面Ａ内側外縁部まで流体を流す冷却流路Ｌ３となっている。すなわち冷却流路Ｌ３は傘状をなしている。

円柱状部１１ｂおよびノズル部材１１ｄの中心部には軸方向に伸び、かつノズル部材１１ｄの先端で開口して流体を衝突面Ａの内側先端中央部に供給する流体供給路Ｌ１が形成されている。流体供給路Ｌ１は、３本の支持羽１１ｃの内の１つに形成された流路Ｌ２に接続されている。この流路Ｌ２は図示しない流体供給源に接続されている。

さらに、円柱状部１１ｂには、これの先端面に開口し、冷却流路Ｌ３に連通した二つの流体排出路Ｌ４が形成されている。Ｌ４は、３本の支持羽１１ｃの内の２つに形成された流路Ｌ５に接続されている。

上記のような構成を有する粉砕装置１において、供給ノズル１から圧縮空気を供給して加速ノズル２で加速し、ホッパ９から供給された粉粒体を衝突面Ａに衝突させて粉砕等する手順は、公知の粉砕装置と変わりないので説明は省略し、以下に粉粒体を粉砕する際に衝突面Ａを冷却する手順について説明する。

まず、流体供給源から流路Ｌ２を介して流体供給路Ｌ１に流体が供給される。供給された流体は、ノズル部材１１ｄの先端から衝突面Ａ内側先端中央部に供給される。この流体は、衝突面Ａ内側に沿って衝突面Ａの外縁後方に向かって流れ、衝突面Ａが効果的に冷却される。特に最も高温となる衝突面Ａの内側中央部に最初に流体が供給されるので、衝突面Ａの内側中央部が効果的に冷却される。

衝突面Ａ外縁後方まで流れた流体は、ノズル部材１１ｄ後端部と衝突部材本体１０との間の横断面環状をなす流路を流れ、支持部材１１の円柱状部１１ｂの前端面に開口した流体排出路Ｌ４に流入した後、流路Ｌ５を通って装置外部へと排出される。

以上述べたように、冷却流路Ｌ３を流れて衝突面Ａを冷却した流体は速やかに装置外部へと排出されて、冷却流路Ｌ３や内腔に滞留することがない。

このため、衝突面Ａの温度上昇は抑えられ、衝突した粉粒体が衝突面Ａに融着するのが防止される。又，衝突面Ａは鏡面加工が施されており摩擦係数が低くなっているので、粉粒体が衝突面Ａに融着するのはさらに有効に防止される。

ついで図４を参照して本発明の第二実施形態の粉砕装置について説明する。

なお、以下の説明において第一の実施形態の粉砕装置１と同じ部材および相当する部材については同じ符号を付して説明は省略する。

この実施形態の粉砕装置は、衝突部材２０が第一の実施形態と異なるものである。以下、衝突部材２０について説明する。衝突部材２０は、衝突部材本体２１とこれを支持する支持部材２２とよりなる。本体２１は、先端円錐状部２１ａとこれに連続した円筒状部２１ｂとよりなり、先端円錐状部２１ａ外面が衝突面Ａとなっている。

一方、支持部材２２は、先端が円筒状部２１ｂに挿入された円柱状部２２ａと、図示はしていないが、円柱状部２２ａ後端から放射状に突出し、先端が粉砕室３の壁から突出した３本の支持羽とを備えている。円柱状部２２ａの先端には、管状体と管状体後方に形成された鍔状体とよりなるノズル部材２２ｄが取付けられている。そして、このノズル部材２２ｄの外面と衝突部材本体２１の先端部内面との間が、衝突面Ａ内側先端中央部から衝突面Ａ内側に沿って衝突面Ａ内側外縁部後方まで流体を流す冷却流路Ｌ２３となっている。

円柱状部２２ａおよびノズル部材２２ｄの中心部には軸方向に伸び、かつノズル部材２２ｄの先端で開口し、流体を衝突面Ａの内側中央部先端に供給する流体供給路Ｌ２１が形成されている。Ｌ２１は、先に述べた図示しない３本の支持羽の内の１つに形成された流路に接続されている。この流路は流体供給源に接続されている。

さらに、円柱状部２２ａには、これの前端面周縁に開口し、冷却流路Ｌ２３に連通した二つの流体排出路Ｌ２２が形成されている。Ｌ２２は、３本の支持羽の内の２つに形成された流路に接続されている。

上記のような構成を有する粉砕装置においては、流体供給源から流体供給路Ｌ２１に流体が供給される。供給された流体は、流路ノズル部材２２ｄの先端から衝突面Ａ内側先端中央部に供給される。供給された流体は、衝突面Ａ内側に沿って衝突面Ａの外縁に向かって流れ、衝突面Ａが効果的に冷却される。衝突面Ａ外縁後方まで流れた流体は、支持部材２２の円柱状部２２ａの前端面に開口した流体排出路Ｌ２２に流入した後、装置外部へと排出される。

ついで図５に示した第三の実施形態の粉砕装置について説明する。この粉砕装置において、供給流路Ｌ３１は、先端部で径方向に分岐した二つの分岐流路Ｌ３１ａを備えている。分岐流路Ｌ３１ａは、供給流路Ｌ３１の接線方向かつやや後方に伸びて側面に開口している。このノズル部材３０を備えた粉砕装置では、衝突部材４の衝突面Ａの内側中央部において冷却流体が旋回しながら流れるので、最も温度の高い衝突面Ａの内側中央部をより効果的に冷却することができる。

本発明の第一実施形態の粉砕装置の縦断面図である。 図１のII−II線に沿った断面図である。 ａは、同粉砕装置の要部の縦断面図、ｂはａのｂ−ｂ線に沿った断面図である。 ａは、第二実施形態の粉砕装置の要部の縦断面図、ｂはａのｂ−ｂ線に沿った断面図である。 ａは、第三実施形態の粉砕装置の要部の縦断面図、ｂはａのｂ−ｂ線に沿った断面図である。

符号の説明

１ 粉砕装置
３ 粉砕室
４ 衝突部材
１０ 衝突部材本体
１１ 支持部材
２０ 衝突部材
２１ 衝突部材本体
２２ 支持部材
３０ ノズル部材

Claims (5)

1. 粉粒体が衝突させられる衝突面が形成された衝突部材を備え、衝突部材の内部に衝突部材を冷却するための冷却手段が設けられた粉砕装置において、
   冷却手段が、衝突部材の先端側に設けた内腔と、内腔の先端中央部に流体を供給する流体供給路と、内腔後端面に開口する流体流路とからなり、衝突部材の衝突面内側中央部から衝突面内側に沿って衝突面内側外縁部まで流体を流す冷却流路を形成している、粉砕装置。
2. 衝突部材の内部に、衝突部材の内腔形状と略相似形をなすノズル部材が配され、ノズル部材の長さ方向中央部に軸線方向に伸びた流体供給路が形成され、冷却流路が、衝突部材の内面およびノズル部材外面により囲まれて形成されている、請求項１記載の粉砕装置。
3. 衝突部材の内部に、内腔の先端に沿って伸びている管状部と管状部に形成された鍔状部とよりなるノズル部材が配され、管状部内に、流体供給路が形成され、冷却流路が、衝突部材の内面およびノズル部材の外面により囲まれて形成されている、請求項１記載の粉砕装置。
4. 流体供給路が、ノズルの先端近くで半径方向に開口している、請求項 ２〜３いずれかに記載の粉砕装置。
5. 衝突部材の衝突面が、鏡面加工されている、請求項１〜４いずれかに記載の粉砕装置。