JP2005296709A - 気流式微粉砕機の原料投入方法及び原料投入装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 運転初期の状態においても原料の供給をスムーズに行うことができるようにする。
【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、ケーシング内の第一回転翼の後方に旋回領域Ｂ、第一回転翼と第二回転翼との間に粉砕領域Ｃ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２２を設け、第二回転翼にテーパー壁に対向する傾斜面２９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、原料投入部１８から旋回領域Ｂの導入部に投入される原料を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微粉砕する気流式微粉砕機において、運転初期の状態では、定常投入量より多量の原料を一度に投入し、定常粉砕状態に移行した後に定常投入量の原料を投入するように切り換える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、農産物や鉱物等の各種原料を粉砕するために用いられる気流式微粉砕機の原料投入方法及び原料投入装置に関するものである。

従来、農産物や鉱物等の各種原料を粉砕するために気流式微粉砕機が用いられている。図５、図６に示すように、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５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によりベアリング（図示略）を介して回転自在に支持されており、モータ２０により回転が与えられる。

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Ｃ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曲面壁１９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の間に亙って旋回領域Ｂ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部１８が設けられ、曲面壁１９には原料供給口２１が開口されており、旋回領域Ｂの後部の曲面壁１９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Ａ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Ｂから粉砕領域Ｃ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との間の分級隙間およびその前方のテーパー壁２２に沿ってに分級領域Ｄが形成されている。
気流式微粉砕機は、原料投入装置３として、原料ホッパ３０と、原料投入部１８の上端部に設けられた投入ホッパ３１と、原料を原料ホッパ３０から抜き出し投入ホッパ３１に常時一定量を供給する電磁フィーダ３２とを備えている。

電磁フィーダ３２で原料ホッパ３０から抜き出され、原料投入部１８へ投入された原料は、原料供給口２１を通って投入側ケーシング１３の導入部Ａ内に入る。この原料は導入部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、原料の密集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Ｂと粉砕領域Ｃ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Ｂ内の原料は曲面壁１９に沿って徐々に導入部Ａ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Ｃの周速と略等しくなる。
旋回する原料は、旋回領域Ｂ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Ｃ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に沿った分級領域Ｄの外周部に生じる後方への戻り気流によって粉砕領域Ｃに戻る（例えば特許文献１参照）。

この気流式微粉砕機は、粉砕領域Ｃに所定量の原料が存在する定常粉砕状態においては、上記のように常時一定の定常投入量の原料を投入する原料投入方法で支障なく粉砕が行われる。
しかし、運転開始時には導入部Ａに原料が入るが、粉砕領域Ｃにはまだ十分な原料が入っていない。このため、運転初期の状態においては、分級領域Ｄから第二回転翼１２の外周部に生じる後方への戻り気流を粉砕領域Ｃにおいて遮るものがなく、図７に示すように、戻り気流Ｒは旋回領域Ｂの導入部Ａ、さらには原料投入部１８まで逆流する。そして、導入部Ａの原料の量が少なく戻り気流Ｒの勢いが勝ると、いつまで経っても粉砕領域Ｃには原料が供給されないため、定常投入量の原料を投入しても、戻り気流Ｒによる吹き戻しで原料の供給が円滑に行えず、また、原料が図５に示すように投入ホッパ３１から吹き出されるおそれもあった。
特開２０００−６１３４０号公報

本発明は、気流式微粉砕機の原料投入における上記問題を解決するものであって、運転初期の状態においても原料の供給を円滑に行うことのできる気流式微粉砕機の原料投入方法及び気流式微粉砕機の原料投入装置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原料投入方法では、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、ケーシング内の第一回転翼の後方に旋回領域、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、原料投入部から旋回領域に投入される原料を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微粉砕する気流式微粉砕機において、運転初期の状態では定常投入量より多量の原料を一度に投入し、定常粉砕状態に移行した後に定常投入量の原料を投入するように切り換えることにより上記課題を解決している。

本発明の気流式微粉砕機の原料投入方法では、運転初期の状態では、定常投入量より多量の原料を一度に投入するので、運転開始時から定常粉砕状態に移行するまで、戻り気流に打ち勝って原料を導入部へ投入し、粉砕領域まで供給することができる。原料が投入ホッパから吹き出されるおそれもない。
粉砕領域まで原料が十分供給されると、粉砕領域には定常粉砕状態が形成され、戻り気流が旋回領域へ逆流するのを原料が遮るようになるので、定常粉砕状態に移行した後は、に定常投入量の原料を投入するように切り換える。

本発明の気流式微粉砕機の原料投入装置は、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、ケーシング内の第一回転翼の後方に旋回領域、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、原料投入部から旋回領域に投入される原料を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微粉砕する気流式微粉砕機において、運転初期の状態では定常投入量より多量の原料を一度に投入し、定常粉砕状態に移行した後に定常投入量の原料を投入するよう投入量を可変制御可能な原料供給手段を備えている。

本発明の気流式微粉砕機の原料投入装置では、原料供給手段が運転初期の状態において定常投入量より多量の原料を一度に投入し、定常粉砕状態に移行した後に定常投入量の原料を投入するように、原料の投入量を可変制御できるので、運転開始時から定常粉砕状態に移行するまで、戻り気流に打ち勝って原料を導入部へ投入することが可能となる。
また、気流式微粉砕機の原料投入装置に逆流防止手段を備えると、逆流防止手段が戻り気流の勢いを減じるので、より円滑に原料が導入部へ投入され、さらに、原料が投入ホッパから噴出するのも防止される。

本発明の気流式微粉砕機の原料投入方法及び気流式微粉砕機の原料投入装置によれば、運転初期の状態においても原料の供給を円滑に行うことができる。

図１は本発明の実施の一形態を示す気流式微粉砕機の構成図、図２は気流式微粉砕機のケーシングの内部の構造を示す縦断面図、図３は図２のＥ−Ｅ線断面図、図４は原料供給手段としてロータリフィーダを設けた例を示す気流式微粉砕機の構成図である。
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２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によりベアリング（図示略）を介して回転自在に支持されており、モータ２０により回転が与えられる。

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Ｃ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曲面壁１９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の間に亙って旋回領域Ｂ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部１８が設けられ、曲面壁１９には原料供給口２１が開口されており、旋回領域Ｂの後部の曲面壁１９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Ａ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Ｂから粉砕領域Ｃ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との間の分級隙間およびその前方のテーパー壁２２に沿ってに分級領域Ｄが形成されている。
この気流式微粉砕機は、原料投入装置３として、原料ホッパ３０と、原料投入部１８の上端部に設けられた投入ホッパ３１と、原料を原料ホッパ３０から抜き出し投入ホッパ３１に供給するする可変容量式のスクリューフィーダ３３とを備えている。

スクリューフィーダ３３は、投入量制御部３６を備えており、運転初期状態では多量な原料を一度に投入して一旦原料の供給を休止し、定常粉砕状態に移行した後に定常投入量の原料を投入するよう、タイマによって回転数制御を行うことができる。
なお、スクリューフィーダ３３に代えて、図４に示すロータリフィーダ３７等の他の可変容量式の原料供給手段を設けることもできる。

投入ホッパ３１内には、原料投入部１８からの戻り気流の吹き出しを防止するための逆流防止板３４が多段に配設されている。逆流防止板３４は、戻り気流には抵抗となるが、外気が微粉砕機内部へ導入されるのには支障のない断面Λ字形であり、定常運転時に良好な旋回気流を発生させる妨げにはならない。
なお、原料投入部１８の直上部分には、原料の落下通路３５を形成しており、投入された原料が逆流防止板３４により散乱することはない。

運転開始時には、原料はスクリューフィーダ３３で原料ホッパ３０から抜き出され、投入ホッパ３１を経て原料投入部１８へ投入される。原料は、原料供給口２１を通って投入側ケーシング１３の旋回領域Ｂの導入部Ａ内に入るが、このとき粉砕領域Ｃにはまだ十分な原料が入っていない。そこで、投入量制御部３６はスクリューフィーダ３３の原料の供給量を大とし、定常投入量より多量（３倍〜１０倍）の原料が一度に投入されるよう制御する。

このように、運転初期の状態では、定常投入量より多量の原料を一度に投入することで、運転開始時から定常粉砕状態に移行するまで、戻り気流に打ち勝って原料が導入部Ａへ投入される。投入ホッパ３１には逆流防止板３４が設けられていて、戻り気流の勢いを減じるので、より円滑に原料が導入部Ａに投入される。さらに、原料が投入ホッパ３１から噴出するのも防止される。
導入部Ａ内に入った原料は、導入部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、原料の密集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Ｂと粉砕領域Ｃ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Ｂ内の原料は曲面壁１９に沿って徐々に導入部Ａ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Ｃの周速と略等しくなる。
旋回する原料は、旋回領域Ｂ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Ｃ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に沿った分級領域Ｄの外周部に生じる後方への戻り気流によって粉砕領域Ｃに戻る。
粉砕領域Ｃの原料が増加して定常粉砕状態に移行すると、投入量制御部３６はスクリューフィーダ３３の原料の供給量を減少させ、定常投入量の原料が投入されるように切り換える。以後、定常投入量の原料の投入を継続することで、定常粉砕状態が維持される。

本発明の実施の一形態を示す気流式微粉砕機の構成図である。 気流式微粉砕機のケーシングの内部の構造を示す縦断面図である。 図２のＥ−Ｅ線断面図である。 原料供給手段としてロータリフィーダを設けた例を示す気流式微粉砕機の構成図である。 従来の気流式微粉砕機の構成図である。 従来の気流式微粉砕機のケーシングの内部の構造を示す縦断面図である。 従来の気流式微粉砕機の運転開始時の戻り気流の説明図である。

符号の説明

３ 原料投入装置
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 原料投入部
１９ 曲面壁
２０ モータ
２１ 原料供給口
２２ テーパー壁
２３ 排出口
２５、２６ ボス
２７、２８ 羽根
２９ 傾斜面
３０ 原料ホッパ
３１ 投入ホッパ
３３ スクリューフィーダ
３４ 逆流防止板
３５ 落下通路
３６ 投入量制御部
３７ ロータリフィーダ

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、ケーシング内の第一回転翼の後方に旋回領域、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、原料投入部から旋回領域に投入される原料を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微粉砕する気流式微粉砕機において、運転初期の状態では定常投入量より多量の原料を一度に投入し、定常粉砕状態に移行した後に定常投入量の原料を投入するように切り換えることを特徴とする気流式微粉砕機の原料投入方法。
2. 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、ケーシング内の第一回転翼の後方に旋回領域、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、原料投入部から旋回領域に投入される原料を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微粉砕する気流式微粉砕機において、運転初期の状態では定常投入量より多量の原料を一度に投入し、定常粉砕状態に移行した後に定常投入量の原料を投入するよう投入量を可変制御可能な原料供給手段を備えたことを特徴とする気流式微粉砕機の原料投入装置。
3. 逆流防止手段を備えたことを特徴とする請求項２記載の気流式微粉砕機の原料投入装置。

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