JP2005152833A - 気流式微粉砕機の粒度調整機構 - Google Patents

Abstract

【課題】 気流式微粉砕機の第二回転翼と排出側ケーシング間の分級隙間を外部から調整可能とする。
【解決手段】 ケーシング１０内に第一回転翼１１と第二回転翼１２とを所定距離互いに離隔して設けて第一回転翼１１と第二回転翼１２間に粉砕領域Ｂを形成し、ケーシング１０に粉砕領域Ｂから前方に向けて径が漸減するテーパー壁２２を設け、第二回転翼１２にテーパー壁２２に対向する傾斜面２９を設けてテーパー壁２２と傾斜面２９との間に分級隙間Ｃを形成し、第一回転翼１１及び第二回転翼１２の回転で発生させる旋回気流により原料を微粉砕する気流式微粉砕機において、ケーシング１０外から第一回転翼１１と第二回転翼１２をシャフト１６と共に前後移動させ分級隙間Ｃを調整可能な隙間調整手段として、フレーム１７に対して摺動可能に装着されるベアリングハウジング３０と、フレーム１７とベアリングハウジング３０との間に挿入される調整シム３１とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、農産物や鉱物等の各種原料を微粉砕するために用いられる気流式微粉砕機の粒度調整機構に関するものである。

従来の粉砕機には、ピンミル、ハンマーミル、あるいは軸流ミルなどがあるが、これらは、概して粉砕効率が悪いばかりでなく、粒度の小さい製品を得ることが難しいという欠点があった。
この点を解決するために、ケーシング内に第一回転翼と第二回転翼とを所定距離互いに離隔して設け、第一回転翼と第二回転翼との間に粉砕領域を形成する気流式微粉砕機が用いられている（特許文献１参照）。
この気流式微粉砕機では、図４に示すように、ケーシング４０は、互いに分解組立可能な投入側ケーシング４３と、センターケーシング４４と排出側ケーシング４５とで構成されている。このケーシング４０の内部には、投入側ケーシング４３を貫通するシャフト４６の前端（図４上、左端）に、着脱可能な第一回転翼４１と第二回転翼４２とが所定距離互いに離隔した状態で取付けられている。

シャフト４６はフレーム４７にベアリング４８を介して回転自在に支持されている。シャフト４６の後端にはモータ（図示略）が設けられ、シャフト４６に回転を与える。
センターケーシング４４は円筒形で、第一回転翼４１と投入側ケーシング４３との間に旋回領域Ａ、第一回転翼４１と第二回転翼４２の間に粉砕領域Ｂが形成されている。
投入側ケーシング４３には、シャフト４６に対して垂直な方向に原料を投入する原料投入口４９が設けられており、シャフト４６に対して垂直な後壁５０の中央には、原料供給口５１が開口している。

排出側ケーシング４５は、前方に向けて径が漸減するテーパー壁５２を有しており、前端部には排出口５３が開口している。この排出口５３には、吸引管を介して吸引ファン（図示略）が接続される。
第一回転翼４１と第二回転翼４２は、ボス５５、５６の周囲に複数個の羽根５７、５８が放射状に設けられており、シャフト４６の回転によって回転しケーシング４０内に旋回する気流を生じさせる。なお、第一回転翼４１の羽根５７は、原料を旋回領域Ａから粉砕領域Ｂへ導入しやすくするために、旋回のみでなく前方への推力も与える気流を生じさせる形状となっている。

第二回転翼４２には、羽根５８の先端部に排出側ケーシング４５のテーパー壁５２に対向する傾斜面５９が設けられており、第二回転翼４２の傾斜面５９と排出側ケーシング４５のテーパー壁５２との間に分級隙間Ｃが形成されている。
第一回転翼４１のボス５５とシャフト４６に形成された段部６０との間には、第二回転翼４２と排出側ケーシング４５との間の分級隙間Ｃを調整するための、クリアランス調整シム６１が装着されている。

原料投入口４９から投入された原料は、原料供給口５１を通ってセンターケーシング４４内に入り、まず後壁５０と第一回転翼４１との間の旋回領域Ａで旋回する気流によって旋回し、遠心力により半径方向外側に向かう流れが与えられる。また、吸引ファンによって排出口５３側へ吸引され、旋回領域Ａと粉砕領域Ｂとの間には差圧が生じる。
この差圧と第一回転翼４１で生じる気流の前方への推力によって、原料は第一回転翼４１の羽根５７の間を通って粉砕領域Ｂに入り、気流によって旋回する。ここで原料は粒子径の大きなもの程大きい遠心力が作用して周速の速い半径方向外周側に集まり、主として粒子同士の摩砕により、また粒子同士の衝突による破砕も生じて粉砕される。

また、粉砕された原料のなかで粒子径が小さく質量の小さい粒子ほど圧力の低い第二回転翼４２の回転中心近傍に集まり、吸引ファンで吸引されて排出口５３から空気とともに排出される。粒子径が大きく質量の大きい粒子は、吸引された空気に随伴せず、分級隙間Ｃ付近でテーパー壁５２に沿って生じる後方への戻り気流によって粉砕領域Ｂに戻る。
この気流式微粉砕機は、原料同士を互いに摩擦させることで粉砕するため、ピンミル等と比較すると、原料に加わる熱を抑えて粒度の小さい製品を得ることができる。

製品の粒度調整は、吸引ファンによって排出口５３側へ吸引する吸引力の強弱と、第二回転翼４２の傾斜面５９と排出側ケーシング４５のテーパー壁５２との間の分級隙間Ｃを調整することにより行われる。
分級粒度を小さくしたい場合、吸引ファンの吸引力を弱くすることで回収粒径は小さくなるが、回収量も低減する。このため、回収量を低減させずに分級粒径を小さくしたい場合、吸引ファンの吸引力は極力弱めずに、第二回転翼４２の傾斜面５９と排出側ケーシング４５のテーパー壁５２との間の分級隙間Ｃを狭くして、分級領域Ｂへの戻り気流の流速を速めて原料同士の同体摩擦力を高めることで粉砕粒径を小さくすることが必要になる。ただし、分級隙間Ｃを狭めすぎると未粉砕の原料が 第二回転翼４２の傾斜面５９と排出側ケーシング４５のテーパー壁５２との間に詰まって戻り気流を阻害してしまうため、分級隙間Ｃの調整による分級粒径の制御では、適切な隙間に調整することが求められる。

分級隙間Ｃを調整する場合には、従来、排出側ケーシング４５とセンターケーシング４４とを分解し、第二回転翼４２と第一回転翼４１とをシャフト４６から抜き出し、第一回転翼４１のボス５５とシャフト４６の段部６０との間に装着されたクリアランス調整シム６１の厚さを変えることにより行っていた。
従って、製品の粒度調整を行うたびに、先ず排出側ケーシング４５とセンターケーシング４４とを分解し、第二回転翼４２と第一回転翼４１とをシャフト４６から抜き出し、それからクリアランス調整シム６１の厚さを調整し、再度第一回転翼４１と第二回転翼４２とセンターケーシング４４と排出側ケーシング４５とを組み付けるという作業が必要であり、面倒であった。
特開２０００−６１３４０号公報

本発明は、第二回転翼と排出側ケーシングとの間の分級隙間を外部から調整することができ、製品の粒度調整を行うたびにケーシングを分解し第二回転翼と第一回転翼とを脱着する必要のない気流式微粉砕機の粒度調整機構を提供することを目的とする。

本発明の気流式微粉砕機の粒度調整機構は、ケーシング内に第一回転翼と第二回転翼とを所定距離互いに離隔して設けてケーシング内の第一回転翼と第二回転翼との間に粉砕領域を形成し、ケーシングに粉砕領域から前方に向けて径が漸減するテーパー壁を設け、第二回転翼にテーパー壁に対向する傾斜面を設けてテーパー壁と傾斜面との間に分級隙間を形成し、第一回転翼及び第二回転翼の回転で発生させる旋回気流により原料を微粉砕する気流式微粉砕機において、ケーシング外から第一回転翼と第二回転翼をシャフトと共に前後移動させ分級隙間を調整可能な隙間調整手段を備えることにより上記課題を解決している。

この気流式微粉砕機の粒度調整機構では、隙間調整手段によってケーシング外から第一回転翼と第二回転翼をシャフトと共に前後移動させ分級隙間を調整できるので、製品の粒度調整を行うたびにケーシングを分解し第二回転翼と第一回転翼とを脱着する必要がなく、容易に粒度調整を行うことができる。
隙間調整手段は、フレームに対して摺動可能に装着されるシャフトのベアリングハウジングと、フレームとベアリングハウジンとの間に挿入される調整シムとで構成すれば、構造が簡単でコストも安価である。

隙間調整手段を、フレームに螺合する移動用ねじ部を有しフレームに対して移動可能に装着されるシャフトのべアリングハウジングと、べアリングハウジングに設けられたウォームホイールと、ウォームホイールに回転を与えてべアリングハウジングを移動させる調整用ウォームとで構成すると、調整用ウォームを回転させて第一回転翼と第二回転翼をシャフトと共に移動させ分級隙間を調整できる。インデックスモータ等を用いて回転角度の制御を行うことにより分級隙間を調整することもできるようになるので、電気的指令によって製品の粒度調整を行うことが可能となる。従って、粉砕作業中に製品の粒度調整を行うことも可能となる。

本発明の気流式微粉砕機の粒度調整機構は、第二回転翼と排出側ケーシングとの間の分級隙間を外部から調整することができ、製品の粒度調整を行うたびにケーシングを分解し第二回転翼と第一回転翼とを脱着する必要がない。

図１は本発明の実施の形態を示す粒度調整機構を備えた気流式微粉砕機の縦断面図である。
この気流式微粉砕機は、ケーシング１０が投入側ケーシング１３と、センターケーシング１４と排出側ケーシング１５とで構成されており、このケーシング１０の内部には、投入側ケーシング１３を貫通するシャフト１６の前端（図１上、左端）に、第一回転翼１１と第二回転翼１２とが所定距離互いに離隔した状態で取付けられている。シャフト１６はフレーム１７にベアリング１８を介して回転自在に支持されている。シャフト１６の後端にはモータ（図示略）が設けられ、シャフト１６に回転を与える。
センターケーシング１４は円筒形で、第一回転翼１１と第二回転翼１２の間に粉砕領域Ｂが形成されている。

投入側ケーシング１３には、センターケーシング１４の後端部から後方に向けて径が漸減するテーパー壁２０Ｔと、シャフト１６に対して垂直な後端の垂壁２０Ｖとが設けられており、センターケーシング１４の第一回転翼１１から投入側ケーシング１３の垂壁２０Ｖまでの間に亙って旋回領域Ａが形成されている。
また、投入側ケーシング１３には、シャフト１６に対して垂直な方向に原料を投入する原料投入口１９が設けられて、テーパー壁２０Ｔに原料供給口２１が開口しており、旋回領域Ａの後部のテーパー状の部分が、原料を原料供給口２１から第一回転翼１１側へ円滑に導入するための導入部Ｄとなっている。
排出側ケーシング１５は、前方に向けて径が漸減するテーパー壁２２を有しており、前端部には排出口２３が開口している。この排出口２３には、吸引管を介して吸引ファンが接続される。

第一回転翼１１と第二回転翼１２は、ボス２５、２６の周囲に複数個の羽根２７、２８が放射状に設けられており、シャフト１６の回転によって回転しケーシング１０内に旋回する気流を生じさせる。なお、第一回転翼１１の羽根２７は、原料を旋回領域Ａから粉砕領域Ｂへ導入しやすくするために、旋回のみでなく前方への推力も与える気流を生じさせる形状となっている。
第二回転翼１２には、羽根２８の先端部に排出側ケーシング１５のテーパー壁２２に対向する傾斜面２９が設けられており、第二回転翼１２と排出側ケーシング１５との間に分級隙間Ｃが形成されている。
なお、原料供給口２１と第一回転翼１１の間や、第一回転翼１１と第二回転翼１２との間には、必要に応じて補助的な回転翼を設けることも可能である。

この気流式微粉砕機は、分級隙間Ｃを調整するための隙間調整手段として、ベアリングハウジング３０と調整シム３１とを備えている。ベアリングハウジング３０はフレーム１７に対して前後摺動可能に装着され、ベアリング１８を介してシャフト１６を支持している。ベアリングハウジング３０の後端にはフランジ３２が形成されている。
このフランジ３２とフレーム１７の後端面３３との間に調整シム３１が挿入され、調整シム３１とフランジ３２と、ベアリングカバー３４とが、カバーボルト３５でフレーム１７に固定されている。

原料投入口１９から投入された原料は、原料供給口２１を通って旋回領域Ａ内に入り、旋回領域Ａで旋回する気流によって旋回し、遠心力により半径方向外側に向かう流れが与えられて、原料の密度は中心部が低く外周部が高くなる。また、吸引ファンによって排出口２３側へ吸引され、旋回領域Ａと粉砕領域Ｂとの間には差圧が生じる。
この差圧と第一回転翼１１で生じる気流の前方への推力によって、旋回領域Ａ内の原料はテーパー壁２０Ｔに沿って徐々に導入部Ｄから第一回転翼１１側に向かって移動する。旋回する原料の周速は原料供給口２１から第一回転翼１１側に向かって徐々に大きくなり、第一回転翼１１付近では周速は粉砕領域Ｂの周速と略等しくなる。

旋回する原料は、旋回領域Ａである程度滞留したのち差圧により第一回転翼１１の羽根２７の間を通って粉砕領域Ｂに入り、気流によって旋回する。ここで原料は粒子径の大きなもの程大きい遠心力が作用して周速の速い半径方向外周側に集まり、主として粒子同士の摩砕により、また粒子同士の衝突による破砕も生じて粉砕される。
このとき、第二回転翼１２は、粉砕領域Ｂの原料の分級領域Ｃへの移動をブロックする。このブロック作用は、第二回転翼１２の表面に形成される気流のカーテンによって発生するので、粉砕は粒子同士の同体粉砕作用によって行われ、原料に熱変性は生じない。

粉砕された原料のなかで粒子径が小さく質量の小さい粒子ほど圧力の低い第二回転翼１２の回転中心近傍に集まり、吸引ファンで吸引されて排出口２３から空気とともに排出され後段の捕集手段により粉砕製品として捕集される。粒子径が大きく質量の大きい粒子は、吸引された空気に随伴せず、テーパー壁２２に沿って分級領域Ｃの外周部に生じる後方への戻り気流によって粉砕領域Ｂに戻る。
製品の粒度調整は、第二回転翼１２の傾斜面２９と排出側ケーシング１５のテーパー壁２２との間の分級隙間Ｃを調整することにより行われる。

分級隙間Ｃを調整する場合には、カバーボルト３５をフレーム１７から取り外し、ベアリングハウジング３０をフレーム１７に対して前後摺動させることにより、第一回転翼１１と第二回転翼１２をシャフト１６と共に所要距離前後に移動させて、調整シム３１の厚さを変更した後、再度カバーボルト３５で固定する。
このように、ケーシング１０外から第一回転翼１１と第二回転翼１２をシャフト１６と共に前後移動させ分級隙間Ｃを調整できるので、製品の粒度調整を行うたびにケーシングを１０を分解し第二回転翼１２と第一回転翼１１とを脱着する必要がなく、容易に粒度調整を行うことができる。

図２は本発明の他の実施の形態を示す粒度調整機構を備えた気流式微粉砕機の縦断面図、図３は粒度調整機構の側面図である。
ここで、気流式微粉砕機の基本的な構成は、図１のものと同様であるので、同一部品には同一符号を付して、詳細な説明は省略する。
この気流式微粉砕機では、分級隙間Ｃを調整するための隙間調整手段として、べアリングハウジング３０と、ウォームホイール３と、調整用ウォーム４とを備えている。
ベアリングハウジング３０はフレーム１７に対して前後移動可能に装着され、ベアリング１８を介してシャフト１６を支持している。ベアリングハウジング３０の後端にはフランジ３２が形成され、フランジ３２の外周部にウォームホイール３が設けられている。このベアリングハウジング３０は、フレーム１７の後端外周部に設けられたねじ部５に螺合する移動用ねじ部６を有している。

ベアリングカバー３４は、ベアリングハウジング３０のフランジ３２にカバーボルト３５で固定されている。
フレーム１７には調整用ウォーム４を駆動するインチングモータ７が設置されており、調整用ウォーム４が係合するウォームホイール３に回転を与えることにより、べアリングハウジング３０を前後に移動させることができる。
分級隙間Ｃを調整する場合には、インチングモータ７で調整用ウォーム４を駆動しウォームホイール３に回転を与えれば、第一回転翼１１と第二回転翼１２をシャフト１６と共に移動させ分級隙間Ｃを調整できる。
インチングモータ７にインデックスモータ等を用いれば、回転角度の制御を行うことにより分級隙間を調整することもできるようになるので、電気的指令によって製品の粒度調整を行うことが可能となる。従って、粉砕作業中に製品の粒度調整を行うことも可能となる。

本発明の実施の形態を示す粒度調整機構を備えた気流式微粉砕機の縦断面図である。 本発明の他の実施の形態を示す粒度調整機構を備えた気流式微粉砕機の縦断面図である。 粒度調整機構の側面図である。 従来の気流式微粉砕機の構成を示す縦断面図である。

符号の説明

３ ウォームホイール
４ 調整用ウォーム
５ ねじ部
６ 移動用ねじ部
７ インチングモータ
１０ ケーシング
１１ 第一回転翼
１２ 第二回転翼
１３ 投入側ケーシング
１４ センターケーシング
１５ 排出側ケーシング
１６ シャフト
１７ フレーム
１８ ベアリング
２２ テーパー壁
２５、２６ ボス
２７、２８ 羽根
２９ 傾斜面
３０ ベアリングハウジング
３１ 調整シム
３２ フランジ
Ｃ 分級隙間

Claims (3)

1. ケーシング内に第一回転翼と第二回転翼とを所定距離互いに離隔して設けてケーシング内の第一回転翼と第二回転翼との間に粉砕領域を形成し、ケーシングに粉砕領域から前方に向けて径が漸減するテーパー壁を設け、第二回転翼にテーパー壁に対向する傾斜面を設けてテーパー壁と傾斜面との間に分級隙間を形成し、第一回転翼及び第二回転翼の回転で発生させる旋回気流により原料を微粉砕する気流式微粉砕機において、ケーシング外から第一回転翼と第二回転翼をシャフトと共に前後移動させ分級隙間を調整可能な隙間調整手段を備えたことを特徴とする気流式微粉砕機の粒度調整機構。
2. 隙間調整手段が、フレームに対して摺動可能に装着されるシャフトのベアリングハウジングと、フレームとベアリングハウジンとの間に挿入される調整シムとからなる請求項１記載の気流式微粉砕機の粒度調整機構。
3. 隙間調整手段が、フレームに螺合する移動用ねじ部を有しフレームに対して移動可能に装着されるシャフトのべアリングハウジングと、べアリングハウジングに設けられたウォームホイールと、ウォームホイールに回転を与えてべアリングハウジングを移動させる調整用ウォームとからなる請求項１記載の気流式微粉砕機の粒度調整機構。

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