JP2005525927A - 粉砕機 - Google Patents

Abstract

回転機能のあるデイスク（６０）が装備されているハウジング（１２）をもった粉砕機が示されている。前記ディスク（６０）は、モーター（４０）で回転し、前記ディスク（４０）は、前記ハウジング（１２）の固定内壁（１０２）に接する周縁部を有する。空気入口（１０８）が、前記ディスクの下方に設置されていて、ディスクは、これが回転しているときに、ディスクの周縁に環状の空気の流れができてディスクと固定壁（１０２）との間に粉体を小粒子にするための粉砕ゾーンが生成されるように羽根を持っている。粉砕ゾーンは、重ガスＲ１の環状空気流から成っている。粉体の入口（２０）は、粉体がハウジング（１２）に導入されるようにしてある。大きなサイズの粉体はそれがディスク（６０）に当たりまたハウジングの内壁（４０）に衝突したあとエネルギーが強化されてより小さな粒子に粉砕される。

Description

本発明は物質を粉砕して小粒子にして、その後たとえば、燃料、肥料、もしくは他の混合物の添加剤として利用したり、小さく粉砕された粒子にして廃棄処理を容易にしたり、粒子を産業の分野や従来と異なる物質として役立てたりするための粉砕機に関する。多くの場合、小粒子は５ないし５０ミクロンの粒径の範囲に粉砕されることが必要だが、５ミクロン以下の場合もある。

物質を小さな粒径に粉砕できる機器は数多くあるが、それらの殆どは大きすぎたり、処理時間が遅かったり、機器の重量が重かったり、エネルギー消費量が多かったりする。しかしながら、まれに経済的に大変小さく微細な粒径に粉砕できる機構もある。
物質を大変小さな粒子にするにはいろいろな機構を利用して粉砕する。これらの機構は主な２つの方法で処理をする。第１のまた最も普通の方法としては鋼鉄もしくはエステルといったものからできている不動の材質間で粒子が必要な粒径に達するまで粉砕する。この工程では再利用を繰り返す。このような機構は回転式、ボール状の、もしくはハンマー状の粉砕機である。

第２は高エネルギーの衝撃を利用して処理する方法である。この原理を使う機構は高速で、不動の要素となり、粉砕される粒子と衝突する。粉砕される粒子は通常重力ならびにガス、普通は空気、によって衝突エリアに持ち込まれたり持ち出されたりする。ある場合では、粉砕される物質は同じように衝撃ゾーンに重力のみによって運び込まれる。
粉砕要素との衝突と同じように、粒子同士の衝突も存在する。
しかしながら、これら粒子は運動力学と全く同じレベルのものであり又全く同じ方向に移動するものであるので、これらの衝突はほとんど役立つことがない。十分な粒径にまで粉砕するにはこの工程を繰り返し行はねばならない。ビーターハンマー粉砕機がこれら機構の典型的なものである。

この粉砕の工程はスピードが遅いので通常では鉱業や基礎的な冶金工業部門には利用が制限される。衝撃式粉砕は迅速で極小の粒径にまで粉砕を欲するその他の工業界や商業分野の粉砕において潜在性がある。既存の衝撃式機構が蔵している問題点は粒子間衝突が殆ど役に立っていないということで、衝突要素からモーメントを伝達するのに必要なエネルギーレベルは粒子を砕くために必要な最も高いレベルでなければならないが、粒子のエネルギーレベルは初期衝突と同程度の高さのレベルに留まっているにすぎないことである。

したがって、これらの結果を早くまた経済的に達成することのできる小さくて更に移動可能でさえある機構へのニーズが存在するのである。

第１の発明の目的は、粗い粒径をよりはるか小さな粒径に粉砕することができる衝撃式粒子粉砕機を提供することである。

第１の発明は、内壁を有するハウジングと、ハウジング内で回転するためにハウジングに装備された粉砕ディスクと、粉砕ディスクを回転させる手段と、運動力学が物質に供出され物質をハウジングの内壁に対して放り出すとハウジングからそれた物質が第２のロケーションのディスク上に第１のロケーションの外側方向に放射状に落下する。そうすることによって更なる運動力学がその物質に伝えられ物質が間断なく内壁と衝突を繰り返し回転可能なディスクの更に外側方向に放射状に落下繰り返すにつれエネルギーの増強作用が展開されてハウジング内での粒子同士の衝突、回転可能なディスクと内壁への衝突によって物質を粉砕し小粒子を生成するために必要な、回転可能なディスクに物質を入れる入口と、小粒子を粉砕機から排出する出口手段とを具備する衝撃式粒子粉砕機に属するものであると言える。

このようにして、衝撃式粉砕機は２つの原理を用いて稼動している。第１は粒径を減じているときにより高くより高いレベルでエンルギーを粒子に繰り返し導入することである。これは一つの間断のないエネルギー増強プロセスである。
粉砕機はしたがって、物質がディスクの周縁の外側に向かって更に衝突を加えるにつれて一歩一歩物質をより高いエネルギーレベルにする工程を踏んでいる。これによって非常に高いレベルの粒径にすることができる。したがって繰り返しの作業は単に機構が粒子に作用するだけで、粒子がディスクの最も外側の部分に放射状に衝突する時までに必要なエネルギーレベルにまで到達しなかった。

必要とされる粒径にもよるが、粒子を単純に機構から排出することができる。しかし、万一大変微細な粒径の粒子が求められた場合には、その高いレベルの粒子にする更なる工程に粒子を向かわせることができる。
発明の好ましい実施形態において回転可能なディスクと粉砕機の固定壁との間に更なる粉砕ゾーンを設けることによって小粒子に粉砕する付加的方法を説明する。本発明を実施する際は真空というよりは気体中で、通常単に空気である気体を用いて、操作することが必要である。

例えば空気といった搬送媒体の中で操作している間、各粒子は自然にディスクの周縁に移動して粉砕ゾーンの中に入って行く。粉砕ゾーンは粒子を粉砕して小粒子にするところのシーアゾーンから成っている。
本発明の好ましい実施形態において、ハウジングの内壁は逆円錐形の形をしているので内壁からそれた物質を第１のロケーションとの間に多少の距離がある第２のロケーションに導くようになる、その結果、物質がディスクと内壁の間に跳ねるにつれてディスクと物質とのかなり大量の衝突を発生させる。衝突量が増大する結果、物質に運動力学を伝える更に大量の衝撃が発生し、これら衝撃と粒子同士の衝突によってより高程度の物質破粋を引き起こすことになる。

本発明の第１の実施形態において、この粉砕機は、物質が粉砕されるときにその物質を乾かすため、ディスクに接するハウジングの中に熱風を採り入れる導入手段を有する。
本発明の第１の実施形態においてこの粉砕機はさらに、不活性ガスを採り入れて、粉砕された粒子と混合させる不活性ガス導入手段も有する。

本発明の第１の実施形態において、出口手段はディスクの上部に設置されている。
本発明の題１の実施形態においてこの出口手段は異なる粒径の粒子がそれぞれの出口で回収されるようにディスクの上部の様々な高さのところに設置された複数の出口を有する。なおこれら出口はハウジングの内壁部分のところにあって円錐形をしている。

この出口手段は小さな粒子をハウジングの中で再処理できるよう出口手段からまたハウジングに再循環させる再循環器を有する。
本発明の第１の実施形態において、出口手段はサイクロン粒子収集装置に接続されている。
このサイクロン粒子収集装置はサイクロン内で空気の循環流を作り出す手段と、ハウジングからの粒子を受け入れてサイクロンの循環流で循環させるため物質をサイクロンに運ぶための出口手段に接続された導入手段と、サイクロン内に空空気流出管と、粒子の出口とを具備しているのが望ましい、それによってサイクロンの中で空気循環流に滞留していた粒子が空気循環流と共にサイクロンの周囲に運ばれて空気流から分別されて、粒子は粒子出口で回収され、空気は排気出口を通ってサイクロンから出てゆく。

空気循環流を作る空気導入手段は熱風入口と、熱風入口に加熱された空気を供給するヒーターを備えているのが望ましい。
本発明の第１の実施形態において、ディスクはハウジングの内壁に極めて近接したところに外側周縁を有していればディスクが回転手段によって回転するとき環状に回転する空気の流れをディスクの周縁と内壁との間に作りだす、そして、ディスクの周縁と内壁との間にシーアゾーンが作られ、粒子がディスクと内壁との間のスペースに入り込む時にシーアゾーン次第であるが更に粒子を小粒子に粉砕する。

環状の空気をハウジングの内壁に流出することによって、回転している空気の流れの中に閉じ込められていた細かく粉砕された粒子が空気の流出によって出口手段に運び出されるようにするため、空気がディスクの下からハウジングに入れるように、空気導入手段はハウジングのディスクの下部に設置されるのが望ましい。

発明のその他の実施形態において、導入手段はディスクの下部に設置される。この実施形態は粉砕機が真空かもしくは非常に低気圧の環境下で操作される場合、およびディスクの周縁の空気の流れが作り出されていない環境下で操作する際に利用できる。このようにして、この実施形態においては小粒子はディスクの周縁とコンテナーの内壁との間のスペースにある重力によってディスクの下部の出口手段に落下するしかない。

本発明の第１の実施形態において、ディスクがディスクの周縁と内壁との間に環状に回転する空気の流れを発生させてシーアゾーンを生成する時、空気に運動量を与えるための複数の羽根を有する。
この羽根は回転する空気の流れがディスクの上方向に導かれて空気を内壁に溢れさすよう、水平より上方向に角度づけされているのが望ましい。

ハウジングの内壁は、閉じ込められた物質が環状空気流に長時間留まっていて、小粒子が内壁に溢れた空気の中で出口まで到達する前に、物質を小粒子に粉砕すべく曲線の壁部分をもつ独立した円筒形の壁を有していることが望ましい。
本発明は、内壁とハウジング内に装備された回転ディスクを有するハウジングを有する粉砕機に物質を供給する方法と、供出された物質が回転可能なディスクの第１のロケーションに入れられると運動力学が物質に供出されて物質をハウジングの内壁に対して放り出すとハウジングからそれた物質が第２のロケーションのディスク上に第１のロケーションの外側方向に放射状に落下する更なる運動力学がその物質に伝えられ物質が間断なく内壁と衝突を繰り返し回転可能なディスクの更に外側方向に放射状に落下繰り返すにつれエネルギーの増強作用が展開されてハウジング内での粒子同士の衝突、回転可能なディスクと内壁への衝突によって物質を粉砕し小粒子を生成する、小粒子を粉砕機から回収する方法とを具備する物質の衝撃式粉砕方法を提供する。
第２の発明は物質のより小粒子の粒径への粉砕に関する。

本発明は、物質を小粒子に生成する粉砕機を提供するものであり、堅固な内壁を有するハウジングと、ハウジング内に装備され内壁に接する周縁部を有するディスクと、ほぼ垂直な軸の周りを回転するようにディスクを動かすモーターと、ディスクの周縁と内壁の間に環状の気体の流れを発生させてディスクの内壁と周縁の間にシーアゾーンを生成するディスクに取り付けられた複数の羽根と、粒状の物質がディスクの周縁と内壁との間のシーアゾーンに移動して小粒子に粉砕されるようにハウジングの中に粒上の物質を受けるよう設置された入口と、小粒子がハウジングから出てくるように設置された小粒子用出口とを具備している。

本発明において粒体は、実質上直接シーアゾーンに給送されるようにするためハウジングの周縁に近いロケーションに直接入口から配給される。
したがって、この実施形態においては、入口はハウジングの内部の上部からディスクの周縁に接する所まで延びた導入管を具備している。

しかし、他の実施形態においては、粒状の物質は衝撃方式でディスクとハウジングで最初に小粒径に粉砕された粗い物質であり、この小粒子はその後シーアゾーンに送られて更に小粒子に粉砕される。この後の方の実施形態での入口の殆どはディスクの周縁の内側方向の所に粗い粒状の物質を配送する管を有している。

ハウジングはディスクの下部に気体入口を持っていることと、羽根は気体を集めたり気体のエネルギーを増強させるため気体をディスクの周縁に導くためにディスクの下面にあるのが望ましく、それによってディスクの周縁の気体は高速で移動し、固定内壁に接する気体は相対的に緩いスピードで移動する。

粉砕ゾーンはハウジングの壁と、ディスクの周縁と内壁の間の中間地点との間で重ガスを安定させるための第１の領域、並びに、粒子が重ガスの中に入り込めるように又粒子が小粒子に粉砕されるべくディスクから粒子を受けるためディスクの周縁と中間地点との間の第２の区域を有することが望ましい。

シーアゾーンは前記第１と第２の区域の間の中間地点に作られるのが望ましい。
羽根はディスクの下面に上向きに取り付けられているのが望ましい。それによって気体をディスクの周縁に導かれ、又各羽根によってディスクと内壁との間にできた、また、短時間ディスクの範囲内にできる環状空気流が、輪状にハウジングの内側に接してディスクに対して上方向に移動できる。

排気出口はディスクの真ん中に設置されていることが望ましい。定常波は排気出口とディスクの周縁との間に起るのが望ましい。そのためシーアゾーンで小粒子に粉砕された粒子はハウジングの内壁に接する空気の流れとともに上方向に出口に向かって移動できるようになるか、ディスクの内側方向に移動できるようになるがそこでは小さく粉砕された粒子は定常波に遭遇し、またディスクの上面に逆に導かれ、また更に粉砕のためディスクの上面に沿ってシーアゾーンに逆戻りするか、もしくは排気ガスとともに排気出口に進むようになる。

出口は小粒子から分別される気体にとって第１のサイクロンに接続していることが望ましい。そのため小粒子は第１のサイクロンの出口に集まるようになる。
排気出口は第２のサイクロンに接続していることが望ましい。そのため気体ならびに小粒子は第２のサイクロンで分別されるようになり第２のサイクロンの出口で小粒子を回収することができる。

第１のサイクロンは第２のサイクロンに接続している排気出口を有していることが望ましい。そのため第１のサイクロンから排出された気体の中に留まっているどのような小粒子も第２のサイクロンに給送されるようになり第２のサイクロンにある気体から弁別することができる。

第１のサイクロンの排気出口は高圧ガスの作用で小粒子が排気出口から排出したり大気中に拡散されるのを防ぐガスロック装置を有することが望ましい。
第２のサイクロンの排気出口も高圧ガスの作用で第２のサイクロンの排気出口から小粒子が排出するのを防ぐガスロック装置を有することが望ましい。

本発明は物質を小粒子に粉砕する方法をも提供するものであり、その方法は、ディスクがディスクの周縁と内壁との間に環状空気流を発生させて内壁とディスクの周縁にシーアゾーンを生成するため堅固な内壁とハウジング内に装備された回転可能なディスクと内壁に接する周縁を有するハウジングに物質を供給する方法と、物質がディスクの周縁と内壁との間のシーアゾーンに移動できるようにしてそこで物質を小さな粒子に粉砕することを可能にする方法と、ハウジングから小粒子を回収する方法とから成る。

この方法は、気体をディスクの下部からハウジングに入れて、そして気体を集めディスクの周縁に導くためディスクの下面に羽根を取り付けて気体のエネルギー増強する。
そうすることによってディスクの周縁の気体は高速で移動し固定内壁に近い気体は比較的緩い速度で移動する、そして以下のものが生成されることによって粉砕ゾーンが作られる。
内壁と、ディスクと内壁の間の中間地点と、の間の第１区域にある気体と微細な粒子との混合によって生成される重ガス。
より小さな粒子に粉砕される予定のそれより大きな粒子を受ける中間地点とディスクの周縁との間の第２の区域。
第１と第２の区域に位置するシーアゾーン。この地点で、第１の区域の粒子はシーアゾーンを通過する、そして一部は重ガスの粒子に砕かれ、気体状の粒子ほど小さくはないその他のものはこれら粒子がシーアゾーンを通って重ガスに再侵入するとき更に粉砕されるべく第１の区域に送り返されるか、ハウジングから回収されるべく粉砕ゾーンの外に出る。

ディスクと内壁との間に各羽根から発生する環状空気流はディスクの範囲の中とシーアゾーンのところに短時間留まる、そして輪状になってハウジングの内壁に接してディスクに対して上方向に移動するのが望ましい。
ディスクの殆ど中央に設置されている排気出口から気体が抽出される方法を具備していることが望ましい。

排気出口とディスクの周縁との間に定常波を発生させる方法を更に具備していることが望ましい。それによってシーアゾーンで小粒子に粉砕された粒子は空気の流れとともにハウジングの内壁に接して上方向に移動する、もしくはディスクの内側方向に移動してそこで定常波に遭遇しディスクの上面にもどされる。そしてディスクの上面に沿って再びシーアゾーンに移動し更に粉砕されるか、排気ガスとともに排気出口に進む。

更に回収された小粒子を気体から分別するために小粒子を第１のサイクロに供給する方法を具備していることが望ましい。それによって小粒子は第１のサイクロンの出口で回収される。
排気出口で集められた小粒子は第２のサイクロンに供給されることが望ましい。それによって気体と小粒子は第２のサイクロンで分別され小粒子は第２のサイクロンの出口で回収される。

本発明はまた物質を小粒子に粉砕する粉砕機を提供するものであり、内壁を有するハウジングと、ハウジングの中に内壁に接した周縁をもつ回転可能な機構と、この回転可能な機構の周縁と内壁との間に環状空気流を発生するように作用するのと又内側周縁部と内壁との間に下記のものを有する粉砕ゾーンを生成するように作用する作動機能とを具備する。
重ガスがそこにおいて生成される機構の周縁と、内壁の間に位置する中間地点との間にある第１の区域。
重ガスを生成する粒子と比較して相対的に大きな粒子を受ける中間地点と機構の周縁との間に位置する第２の区域。
中間地点が存する第１と第２の区域の間に位置するシーアゾーン。そこにおいて、
第１の区域で受けた相対的に大きな粒子は相対的に大きな粒子がより小粒子に粉砕されるシアーゾーンを横切って重ガスの粒子と接触するようになり、相対的に大きな粒子の一部は第１の区域で重い気体に加わり、その他は重ガスのような動きをしない大きさの小粒子を生成する。またそこにおいて小粒子は、重ガスを生成する他の小粒子と第１の区域からくるその他のより大きな粒子と一緒に粉砕ゾーンの空気とともに粉砕ゾーンの外に出て第１の粒子出口に向かって回収されるか又機構の方に逆に落下して再び粉砕ゾーンで更に粉砕されるべく第１の区域に進む。

本発明は更に重ガスの環状の流れをつくる第１の環状区域をもつ粉砕ゾーンを安定させる方法と、物質を粉砕ゾーンに導いて物質を重ガスの環状の流れに通し重ガスの中の重ガス粒子と物質の間に接触させることにより小粒子に粉砕する方法と、粉砕された粒子を回収する方法、とを具備する物質を粉砕する方法を提供する。

第３の発明は粉砕する物質を小粒子に粉砕する粉砕装置に関する。
本発明は物質を小粒子に粉砕する粉砕装置を提供するものであり、以下の機能をもつ粉砕機から成る。
固定内壁をもつハウジング。
ハウジングに装備され、内壁に接した周縁をもつディスク。
ディスクを作動するモーター。それによりディスクが真に垂直な軸の周りを回転すし、それによってディスクや内壁に、また（もしくは）ディスクの周縁と内壁との間の粉砕ゾーンに衝突させ物質を粉砕することによって小粒子が生成される。
ハウジング内の空気入口。
ハウジングからの排気出口。
ハウジングからの粒子出口。
空気を小粒子から分別し小粒子を小粒子の出口に運ぶための粒子出口に接続された第１のセパレーター。
排気空気の中の小粒子を排気空気から分別し小粒子を第２の小粒子の出口に運ぶための排気出口に接続された第２のセパレーター。

第１のセパレーターは第１の排気出口をもち第１の排気出口は第２のセパレーターに接続していることが望ましい。
第１のセパレーターはサイクロン粒子セパレーターを具備しているのが望ましい。
第２のセパレーターは第２のサイクロン粒子セパレーターを具備しているのが望ましい。

第４の発明は小粒子を生成する粉砕機を提供するものであり、重ガスを生成する区域と、物質を運んで前記区域に届けるための粉体入口と、小粒子を回収する粒子出口を具備する。
第４の発明はさらに物質を粉砕する方法を提供するものであり、重ガスの流れを発生させる方法と、粉体が重ガスの流れで粉砕されるよう物質を導く方法と、粉砕された物質を回収する方法とを具備する。

図１に関して、粉砕装置１０が示されていて、これは、粉砕ハウジング１２を有する粉砕機１１およびサイクロン粒子セパレーター１４から成る。ハウジング１２は、ハウジング１２より出ている小さな粒子出口管１６およびハウジング１２よりサイクロン１４に延びている排気管１８によりセパレーター１４に通じている。物質を供給する導入管２０もまたハウジング１２と通じている。

前記サイクロン１４は、小粒子出口管２２および排気管２４を有する。ヒーター２６が、空気を加熱し、配管２８を通じ、熱風をバルブ３０まで供給するため設置されている。第１の導入管３２が、熱風の選別をしながらハウジング１２に熱風を供給するためバルブ３０およびハウジング１２の間に接続され、第２の導入管３４が、サイクロン１４に熱風を吹き込んでサイクロン１４内で循環低気圧流を発生させるためバルブ３０からサイクロン１４まで延びている。

前記ハウジング１２は、円筒型ケーシング３６上に支持され、これのフランジ３８は、電気モーター３９と接続している。
図２に詳しく示しているとおり、前記ハウジング１２は、ケーシング４０の下部でフランジ４２から内部に細くなる円錐状の上部ケーシング４０からケーシング４０の上部にある上部フランジ４４から構成されている。前記フランジ４２は、フランジ４８を経由してさらに下部のディスクケーシング４６と接続されている。前記ケーシング４０は、ケーシング４０上のフランジ４４およびケーシング５０上のフランジ５２によりキャップ・ケーシング５０と接続されている。粒子出口管１６が、キャップ／ケーシング５０に通じている。
ディスク６０が、ケーシング４６内に装備され、円筒形ケーシング３６内でベアリング６６およびブッシュ６８で固定されたシャフト６２に支持されている。必要であれば、スラスト・ベアリングも提供できる。

前記円筒形ケーシング３６は，円筒形ケーシング３８上のフランジ６８ａにより鉢型ケーシング４６の基盤４７に固定されている。
フランジ４４および５２、フランジ４２および４８、フランジ７０および基盤４７は、すべてボルト７１で結合され、フランジ４２および４８のみならずフランジ４４および５２を結合しているのが図示されている。

粉砕機が、羽根などのような柔らかいものあるいは非常に軽いものを粉砕するのに使用される場合、図１ないし図３に示めされているように、別途取り外しができるシリンダー７４を設置してもよい。 このシリンダー７４は、はめ込み式の成形壁部１０２を有し、内壁部１０３ａにステップ１０３を形成している。この形状の目的はのちに詳しく説明する。

物質導入管２０は、また非常柔らかいあるいは軽い物質が粉砕される場合使用される。本管は、液状あるいはスラッジ状の物質が粉砕機で粉砕される場合も、使用される。軽いあるいは柔らかい物質の場合、その物質は導入管２０に導入された空気流とともにその物質を導入管２０に沿って最終出口８０まで運ぶため、導入管２０を通って導かれる。図２に示されているように、最終出口８０はディスク５０の中心より放射状に外側方向の距離で終点となっている。最終出口８０に出ようとする物質に伝えられる運動力学エネルギーはその物質がディスクから跳ね返りまたディスクにただ単に粘着したり付着したりしないものになるように、ディスクのその位置で、最終出口８０の場所が選ばれる。スラッジあるいはその他液状の物質の場合、スラッジあるいは液状の物質がディスクの中央部分に沈積していると、この地点における回転スピードは、十分な運動力学エネルギーをディスクに伝え、物質がディスクから壁４０に飛び込んでいくには十分でない可能性がある。物質はディスクに付着あるいはディスク上に粘着するため、粉砕を実行できない可能性もある。物質をディスクの外側へ放射状に導かれることにより、物質は最初、回転可能なディスクから伝えられた十分な運動力学エネルギーをもち、その結果物質がディスクから内壁４０の方に跳ね返ることによって衝突が起こり物質の粉砕を引き起こす。

図３に詳しく示されている通り、ディスク６０が、シャフト６２のフランジ８６により支持された上部プレート８５を有している。下部プレート８８が、前記プレート８５の下に取り付けられ、ボルトあるいはその他適切な留め具９０でプレート８５と結合している。前記プレート８５は、面取りされた下面９０を有し、また、前記プレート８８は、外側周縁部９２を有し、プレート８８の残部と角度を合わせ、下部の面取りされた面９０とほぼ平行になっている。複数の羽根１００が下部プレート８８の表面９０および傾斜部９２の間に取り付けられている。

内壁７４は、ディスク６０の周縁に接して成形壁部１０２を有している。
このディスク６０が回転すると、ディスク６０は、ディスク６０と内壁７４の間にあるディスク６０周縁近くに環状あるいは循環する空気流を発生する。羽根１００を上部に角度付けすることにより、図３で示しているように、循環空気流がケーシング４０（あるいは設置されていればシリンダー７０）の内壁にそって上方向に誘導され、その結果環状空気流の流れを内壁４０に沿って出口までどんどん運び込む、図１および２の実施形態では、この流れはキャップ・ケーシング５０の中の管１６により形成される。

ケーシング部４６の基盤４７は、複数の空気導入用の開口部１０８を有し、これはまた空気流を内壁４０に沿って上方向に押し上げる役目をする。空気は、開口部１０８より入ることができ、ディスクの周縁で低圧環境により吸い込まれ（詳細は後に述べる）、ディスクの周縁で環状空気流を壁４０に沿って上方向に押し上げるようになる。

図５および６は、発明の第２の実施形態を示し、ここでは同じ参照番号はこれまでに記述された番号と同じ意味を有する。
これにより、ディスク６０、ケーシング４０、ケーシング４６およびシャフト６２はこれまで記述したものと全く同じものである。ディスク６０はまたこれまで記述されたのと同じように環状空気流を発生する。本実施形態では、キャップ５０は上部円錐ケーシング１２０に取って代えられ、これは物質入口１２２に運搬する役目をし、ディスク６０に関連してほぼ中央に設置されている。本実施形態は比較的大きなあるいは重い物質（固形物質）を粉砕するため使用される目的で、回転ディスク６０に付着あるいは粘着しにくい物質であり、従って図１ないし図３の実施形態のようにディスク６０より放射状で外側の距離にあるというよりむしろ、これが最も望ましいが、ディスク６０の中心上に通常入れることができるようになっている。

ケーシング１２０は、複数の出口開口部１２４および１２６を有し、ケーシング１２０の円錐壁に設置されている。出口開口部は、ケーシング４０の内部表面、それからケーシング１２０の内部表面を吹き上げる空気流により運ばれるいろいろな大きさの粒子を選別するために設置されている。この選別工程はのちに詳述される。

また、図５の実施形態では、粉砕機は集塊状の物質を選別するため使用できるが、この場合入口１２２より粉砕機に投入された特定の大きさの石や小石ははじめディスク６０からそれ、出口１３０に集められる。いろいろな大きさの物質は粉砕機に残り、のちに詳述される方法で粉砕される。本実施形態では、棚１３２は出口開口部１３０の下に設置され、出口開口部１３０から物質を除去することができる。これにより集塊状の物質を単に粉砕機に導入することができ、特定の粒径については、実質的に粉砕されることなく最初集められるが、理由はその特定の粒径のものは最初ディスクの中心部より出口開口部１３０の位置までそれて回収されるからである。比較的小さい粒子および大きい粒子は異なる軌道を通って内壁４０に進む傾向にあるため、内壁４０とぶつかり粉砕され、比較的小さい粒径になるが、これはのちに詳述される。

図６は、大きさの範囲が１００ｍｍないし３００ｍｍｍの固形物質の粉砕を示している。固形物質は、ディスク６０上から入口１２２（図６）を通って粉砕機の中に入れられる。入口１２２に入れられた物質の塊は、ディスク中央近くの第１のロケーションでディスク上に落下し（→Ａ）、はずみをつけ、逆円錐状ケーシング４０の内側表面４１に対し遠心力で放り出される（→Ｂ）。物質はディスク６０との最初の衝突で最初の粉砕を開始し、それから内側表面４１との衝突でさらに粉砕される。大きさにもよるが、物質はそれからディスク６０（→Ｃ）方向にまた落下し、第１のロケーションから外側に放射状にディスク６０上の第２のロケーションでディスク６０に接触する。その衝突によりまた粉砕され、物質は内側表面４１（→Ｄ）に当たり、そこでさらに粉砕され、物質はまたディスク６０の次の衝突、さらに外側に放射状にディスク６０に対して落下する（→Ｅ）。この工程は、矢印Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，ＪおよびＫで示されている通り、ディスク６０と内側表面４１間で物質が跳ね返るかぎり続く。これらの衝突により物質は粉砕され、比較的小さい粒子となる。逆円錐状になっているケーシング４０の形状のため、内側表面４１上で衝突する物質はディスク６０にまた戻ってくるが、この結果、物質は最初の衝突地よりそれほど離れていない外側で放射状の距離にある事前の衝突地より外側で放射状にディスク６０に衝突する。このように、ディスク６０および内壁４１との衝突が数回発生し、物質は粉砕され、ディスク６０周縁へと移動していく。図６から明らかなように、矢印Ａ方向に落下する物質が最初に衝突するのはディスクの中央近くであるため、ディスクの周縁に対し外側に放射状にディスク地点より遅い速度で回転可能なディスクのある地点で衝突する。つまり、放射線状のディスクの地点はすべて同じ速度で進むが、各地点の実速度はそのディスクが回転する度にその点が通る距離が増えるため外側に放射状に早くなる。矢印Ａの下で最初の衝突はディスクの内部であるため、物質に伝わるエネルギー量は比較的小さい。物質がディスクと内壁４０の間で跳ね返り、ディスク６０の比較的外側の部分に放射状に落下するので、ディスクの速度は衝突位置では比較的大きくなり、これにより増加した運動力学エネルギーが物質に伝えられる。このようにして、ディスク６０と壁４０の間で物質が跳ね返って物質の運動力学エネルギーを増やすので、粒子間の衝突および壁４０とディスク６０間の衝突により物質のエネルギーが増加する。これらの衝突により物質はさらに小さな粒径に粉砕され、以前より小さくなった粒子は次第にディスク６０の周縁へと進む。

また、図６で注目する必要があるのは、一片の物質が内壁４０からそれて進む方向と一片の物質が内壁４０に進む方向はほぼ直線的、言い換えると、真正面であり、ディスク６０と内壁４０の間で物質が跳ね返るので、粒子間の衝突では最大の衝撃となる。
当然理解する必要があるのは、ディスク６０と内壁４０間の物質の移動は、物質が粉砕されさらにその結果、衝突角度のみならず物質の大きさの変化により物質をいろいろ異なる方向に散らすため、すこし無秩序状態になる。しかしながら、物質が破砕されるに従い、物質が一般的に進む方向は図６に示された矢印に従うので、比較的大きな物質はディスクの放射線上の内部で衝突を開始し、比較的小さな粒子は次第に破砕工程中はディスクの端に向かって進み、一般的に、物質が小さな粒径に粉砕され、ディスク６０周縁に向かって比較的小さな粒子を生成する前に、ディスク６０と内壁４０間でかなり多数の衝突が発生する可能性がある。

内壁４０は、図１ないし図６に図示してあるように、逆円錐形であることが望ましいが、一方では一般的に円筒型のような他の形状の壁形も可能である。しかしながら、円筒型は壁からそれた物質が壁から跳ね返るため回転ディスクと内壁４０間で発生する衝突の数を減らすので、ディスクの周縁に対しかなり離れた距離に最初落ちる可能性があるので不利である。この理由は、円筒型壁の衝突点はいつもディスクの外側であるため、ディスクに戻る物質の軌道は、物質をディスク上の放射状のさらに外側の位置に導かれる可能性があるためである。円錐型壁は、ディスク６０の内側およびディスク上に効果的に延びているので、矢印Ｂ方向に進む物質の衝突はディスク６０の中央およびディスク６０周縁間距離の中間地点で発生し、ディスク６０に戻る軌道は、円筒型壁が使用される場合より最初の衝突位置にもっと近い地点に物質を導く可能性がある。

図６に示された粉砕メカニズムは、一般的に他より大きくて重い粒子であり入口１２２より入ってディスク６０の中心部分に入れられるので、同時に他より小さい粒子にも応用できる。比較的小さい粒子は、ディスクとの最初の衝突は中心より放射状の外側であることを除き、図６に図示されたのと多少類似した方法で、ディスク間で跳ね返り、その効率的運動力学エネルギーが物質に伝達され物質が内壁４０に跳ね返る結果になる。

物質は後述するように粉砕されるとき、少なくとも粉砕された物質の一部はハウジング１２を上方向に向かって移動し粒子排出管１６に達する。前に説明した通り、粒子排出管１６は粉砕された粒子をサイクロン１４に供給する。サイクロン１４は粉砕された細かい粒子を集めるため、そしてまた粒径の分別を行うために使用できる。
図５は、粒子が内壁４０の内面を上方向に進行するので、異なる粒径を分別する別の技術を示している。本実施形態では、出口開口部１２４と１２６は円錐形トップケーシング１２０内でディスク６０上の異なる高さに設置されている。円錐壁１２０内の出口設定は重要である。その理由は、もし出口が逆円錐形壁４０に設定された場合、あるいは複数の出口が逆円錐形壁４０に設定された場合、物質はすべてその出口から出てしまう可能性があり、粒径により補足的な出口を通っても分別されないことが分かっているからである。細かい物質の一部は、前述した通り、出口を通過するためサイクロンによる抜き取りを必要とし、あるいは粉砕機の中で循環するだけの可能性もある。しかしながら、出口開口部１２４や１２６のように、複数の出口が円錐壁１２０内に設定された場合、粒径の分別は発生しない。理由は、比較的大きな粒子は、円錐形ハウジング１２０により設置された傾斜壁を上方向に進むにつれ、出口開口部１２６に流入し比較的小さい粒子は空気流に残り、それから空気流の動きのエネルギー、すなわちスピードが弱まるに従い、比較的高い位置にある出口開口部１２４に流入する可能性があるからである。セクション４０よりむしろ円錐型セクション１２０で分別が発生するように見える理由は内壁の各角度、および逆円錐形４０は非常に小さい粒子すべてを、傾斜壁４０を上方向に進行する空気流方向に向い出口が設定された角度のため、物質が遭遇する第１の出口から出し、一方内壁１２０の角度は最小の粒子さえも空気流の下部開口部を通過し、その下部開口部上の開口部に向い高いほうの開口部に集まるという事実による。

図７に図示されている通り、細かい粒子は粒子排出口１７により回収され、必要であればサイクロンセパレーター１４に運ぶこともできる。サイクロンは非常に細かい粒子を回収するのに適しているが、サイクロンはまた比較的大きい粒子を回収するのにも利用可能で、前述した通り、出口開口部１１９，１２６あるいは１２４はサイクロン１６とも接続でき、その出口開口部より回収した粒子はサイクロン１４で空気流と分別される。

粒子排出口１６より出る空気流および粒体は、サイクロン１４に供給される。粒子排出口１６よりサイクロン１４への空気流供給は、図１に示されている通り、接線方向に行われ円筒型サイクロン１４に入り、サイクロン１４では通常循環的あるいは低気圧流的空気流を引き起こす。サイクロン１４内の循環的あるいは低気圧流的空気流はまた熱風を熱風導入管３４に入れることで強化され、熱風導入管３４は、またサイクロン１４によりまた接線方向に設定されている。

図７に示されているように、管１６よりサイクロン１４に入る粒子は、空気流にのり、この空気流は、サイクロン１４内で循環的あるいは低気圧流的空気流を発生させるかあるいは、入口３４を通って導かれた空気流が発生する低気圧流的空気流と合流する。ハウジング１４内のサイクロン的空気流は粒子と空気流を分別し、その結果粒子は重力の影響で粒子出口２２に落下することができ、一方、空気流は排気管２４を通ってサイクロン１４から出る。

排気管２４は、一般的にハウジング１２の中央の低圧部位より高圧であり、この結果、空気入口１８は、空気入口１８を通ってハウジング１２に空気流を戻すため排気管２４と接続させることができる。 排気出口２４のなかで空気流に閉じ込められていた非常に小さな粒子は、従って、再処理のためハウジング１２に戻っていく機会を得ることになる。

サイクロン１４のみならず、あるいはその代わりの他の実施形態（図示されていない）では、静電気あるいは磁性沈降分離装置あるいはガス洗浄機も細かい粒子を除去するため使用できる。静電気あるいは磁性沈降分離装置あるいはガス洗浄機は、細粒のため連続して循環しない細粒を除去するため、図１に示してあるように、入口１８で使用することができる。さらに類似の機器もまたサイクロンから出る排気出口２４上で使用できる。

前述した通り、必要であれば、熱風を、熱風入口３２（図２および３に記載されていない）を通ってハウジング１２に供給してもよい。熱風の供給は、粉砕機で粉砕されつつある物質を乾燥させたい場合、また特に、物質が半ガス状あるいは水分を帯びた状態の場合、有効である。

熱風の供給が望ましくない他適用例では（粉砕中に発火あるいは爆発する可能性がある石炭などの粉砕のような場合）、バルブ３０は、熱風がハウジング１２に入らないように閉じることができる。その他の実施形態では、導入管３２は、石炭などの揮発性物質の粉砕をする場合、粉砕機中で粉砕中物質の発火や爆発の可能性を低くする目的で、不活性ガスを供給するため不活性ガス供給品と接続してもよい。

図８は、図１の実施形態と類似した第２の実施形態を示している。同じ参照番号は前述の番号と同じ部位を示している。
粉砕装置１１は、支持フレーム１９９内に支持され、これを車輪あるいはコースター２０１上に設置して、支持フレームおよび粉砕機を移動させることができる。別の方法として、支持フレーム１９９は、地面あるいは床に単に固定されていてもよい。支持フレーム１９９は単に粉砕装置１１の各部品すべてを支持している。本実施形態では、入口管２０は垂直であり、ホッパー２０３と接続されている。このホッパー２０３は、供給調節バルブ２０５により入口管２０と接続されていても良い。この場合には、必要であればホッパー２０３内の物質は、制御された方法でハウジング１２に供給され得る。排出管１６は、また、排出口１６を通るサイクロン１４への粉砕された細粒子の送り量を調節するように、調節バルブ２０６を有することができる。第１の送風機２０７は、空気管２０８を介してハウジング１２へと空空気流を送るように設けられている。この空気管２０８は、ホール１０８の少なくとも１つと通じることができる（ハウジング１２の図９参照）。
別な方法として、管２００は、空空気流をハウジング１２中に供給するようにハウジング１２の内部と連通したマニホールド（図示していない）に接続し得る。入口２０９とバルブ２１０を通って、空気流は、送風機２０７の中に供給される。第２の送風機（図示していない）が、送風機２０７の背後に配置され、空気流は、入口２１２およびバルブ２１３を経由して第２の送風機の中に供給される。第２の送風機は、出口管２１４を有し、この出口管は、サイクロン１４内で渦あるいは低気圧流的空気流のスピードを増させるために、空気流をサイクロン１４の中に供給する。ハウジング１２から出ている排気管１８は、サイクロン１４から出ている排気出口管２１５と接続し、この排気出口管２１５は、第２のサイクロン２１６と接続している。前記サイクロン１４は、小粒子排出口２１７を有し、これにはガスロック装置２１８が設けられている（図１０参照）。サイクロン２１６には、小粒子排出口２１９が設けられ、これには、またガスロック装置２１８が設けられている（図１１参照）。このガスロック装置２１８は、小粒子がガスロックを通過することを可能にしているが、サイクロン内の高圧空気流は通さない。サイクロン２１６にはまた排気管２２０が付いている。

このようにして、粒子排出管１６を通ってハウジング１２から出る粉砕された粒子は、サイクロン１４に送られ、ここで粒子は、空気流と分別され、粒子排出口２１７の下に設置された（図示されていない）コンテナーに回収することができる。空気流は排気出口管２１５を通ってサイクロン１４から出るが、空気流にまだのっている微細な粒子は第２のサイクロン２１６に送られる。この粒子はサイクロン２１６で分別され、粒子排出口２１９の下に設置された（図示されていない）コンテナーのなかに回収される。排気出口管２１５よりよりサイクロン２１６に供給された空気流は排気管２２０を通ってサイクロン２１６より排出される。排気管２２０は、第２のサイクロン２１６より排出された空気流に残っている可能性がある微細粒子を回収するため最終フィルターあるいは洗浄機と接続させてもよい。

ガスロック装置２１８が、図１２および１３に示され、粒子排出口２１９（あるいは場合によっては粒子排出口２１７）と接続している粒子排出口２１７から成り、入口２２１は円筒型チャンバ２２２と通じている。円筒型チャンバ２２２には排気管２２３が付いている。ローター２２４は円筒型チャンバ２２２内で回転するため装備され、３つの羽根２２４ａ， ２２４ｂおよび２２４ｃが付いている。ローター２２４は、車軸２２５に装備されている。図１３に示されているように、車軸２２５は、電気モーター２２６により駆動され、ローター２２２は車軸２２５の軸の周りを回転する。このように、入口２２１に入る微小粒子物質は羽根２２４ａと２２４ｂ間のスペース２２７に集まる。羽根２２４ｂと２２４ｃ間のスペースに集められた粒子は粒子排出口２２３を通って落下するままになり、羽根２２４ａと２２４ｃ間のスペースは空になる。このように、粒子排出口２２３はいつもローター２２２により入口２２１とは遮断され、その結果サイクロン２１６（場合によっては２１４）内の高圧空気流は粒子排出口２２３と通じることはできない。これにより微小の粉砕された粒子は一対のローター間のスペースより重力により落下し、そのスペースは粒子排出管２２３と通じるので一団の砂塵となって吹き出されず、ガスロック装置が設置されない場合そのようなことが別途発生する可能性がある。このように隣接する羽根２２４ａ、２２４ｂおよび２２４ｃ間のスペースは順次微小に粉砕された物質でいっぱいになり、このスペースが粒子排出管２２３と通じはじめると空になり、その結果微小粒子は重力により粒子排出口２２３の下に位置するコンテナー（図示されない）の中に落下するだけである。

図９は、ハウジング１２内のディスク６０の詳細な展望図である。この配置は、基本的に図３に示されたものと同じであり、ここでも、同じ参照番号は図３に記述されたものと同じ部位を指している。しかしながら、本実施形態では、入口２０は、入口管２０′により延ばされていて、この管にはディスク６０周縁に隣接する出口が付いている。本実施形態は特に砂など１０ｍｍに満たない粒径の比較的小さな粒子を粉砕するのに適している。本実施形態では、物質は回収するため実際非常に小さい粒子を生成する主要粉砕ゾーンＺに隣接する周縁に直接入れられる。粉砕ゾーンＺは、一般的にディスク６０周縁と固定内壁１０２の間にあり、ディスク６０の範囲内にある（すなわち、ディスク６０の上面と下面の間）。しかしながら、粉砕ゾーンＺはディスク６０の上部面上の位置まで延びるが、それでも一般的にはディスク６０周縁と固定内壁１０２の間にある。砂は周縁に入れてもよい。その理由は前述した固形物質と比べすでに比較的小さな状態になっているからであり、一方固形物質はサイズがはるかに大きく、最終的に粒子排出口２１７，２１９あるいは２２０で回収される微小の粒子になるまで主要粉砕ゾーンＺで粉砕される以前に比較的小さな粒径に粉砕される必要がある。

ディスクの周縁と内壁１０２との離れている距離は、１０ｍｍから３０ｍｍである。しかしながら、粉砕する物質の性質により比較的大きなスペースを使用することもできる。ディスクは直径が約４００ｍｍで、約４５００ｒｐｍで回転可能なディスクの重量は５ｋｇないし１０ｋｇである。しかしながら、これらの寸法を測って、これより明らかに大きな機構あるいは小さな機構を製造することもできる。

図９Ａは、ディスク６０の底面図を示し、特に羽根１００の形状を示している。羽根１００の形状は、羽根１００によって起きた空気流をタービンの外にディスクが回転するのと同じ方向Ｋに出すよう設計されている。さらに、羽根１００の形状は、矢印Ｌが示すように、羽根の内側周縁部からディスクの周縁へ加速するガス粒子が十分な加速を生み出し、乱空気流（矢印Ｍで表示）を起すことなく空気流が回転方向に出ることができるように設計されている。図９Ａでも分かるように、羽根１００は、ほぼアーチ形で、屈曲部位は一般的にディスクの周縁に向かって大きくなるので、既存の空気流はディスク６０に対しできるだけ近くで正接になっている。ディスク６０が回転すると、羽根１００は、ホール１０８に入る空気より空気流を作り出す。送風機を使用して、空気がハウジング１２に入るとき初期スピードを空気につけ、その結果その空気を羽根１００が集めることになり、ディスク６０は、一般的に成形壁１０２近くのディスク６０の周辺で高速度空気流を産み、１０２は、ディスク６０周縁とともに、一般的に主要粉砕ゾーンＺを規定する。理解すべきことは、送風機を使用する必要がないこと、空気は、羽根１００が集めるように開口１０８を通ってハウジング１２に入るだけということである。このように、羽根１００と回転ディスク６０とは、ディスクの周縁で一般的には薄い空気流を生み、これはディスクの周縁で急に早くなり、少なくともディスクの周縁のスピードより早くとまではいわないが、それ同じ位の速さであることが望ましい。回転ディスクは、したがって羽根１００とともに、粉砕ゾーンＺのディスクの周縁で、ハウジング１２内で空気のエネルギーの強化を行う。このように、ディスク６０の下およびハウジング１２内の静止空気は速度を増し、ディスクの周縁では高速になる。送風機２０７により少し速度のある空気流が導入されると、空気流の速度はディスク６０および羽根１００によりさらに加速される。

図１４に示されているように、ディスク６０の下での空気の圧力差は、圧力がディスク内部の比較的低い圧力部位２３０からディスクの周縁の高圧領域２３２に増えることがわかる。図１４にあるほかより近いあるいは濃い綾目模様は圧力部位がディスクの周縁に向かってますます延びていることを示している。

図１５は、図１４と類似した図表であるが、違いは本図表では空気流の速度が周辺内部の位置２３０よりディスクの周縁の領域２３２に向かって高くなる速度差異を示していることである。さらに、綾目陰影が濃くなるだけ、速度が増していることを表している。ディスクの周縁での空気流の圧力と速度は１５０，０００Ｐａと秒速３００ｍ程度になる可能性がある。

比較的大きな粒体がハウジング１２の中に入れられる場合、たとえば約１０ｍｍあるいはそれ以上の粒径の破砕ガラスなど、最初の粉砕は前述したとおりディスク６０とハウジング４０の側壁との衝突で発生する。微粒子は粉砕ゾーンＺに進み、さらに粉砕はそのゾーンにおける粒子同士の衝突、そしてまた恐らく内壁１０２との衝突で発生するが、これら後者の衝突は粒子同士の衝突よりはるかに少ない可能性がある。粒子が微小粒径に粉砕され始めると、粉砕ゾーンＺは安定しはじめる。

物質が粉砕ゾーンＺで粉砕される方法は、図１４ないし図１７により詳述される。本粉砕方法は、図１ないし７および８ないし１３の両実施形態に適用される。ハウジング１２にある微粒子は最終的にディスク６０周縁に進んでいく。これは図６に記述された方法で大きな固形物質の粉砕により、あるいはディスク６０周縁で管２０’を通った比較的細かい粒子を入れることにより発生する可能性がある。いずれの場合にも、比較的大きな物質は、図６で記述された方法で粉砕される固形粒径よりはるかに小さいけれど、管２０’から直接あるいはディスク６０周縁、内壁４０との衝突およびディスク６０の上で粒子同士の衝突により粉砕されたあと矢印Ｄの方向で入る傾向がある。比較的大きな粒子の運動エネルギーは、従って、粒子がディスクの周縁に近づくにつれ強化され、粒子は、従って、図１６に示してあるように遠心力によりゾーンＲ１の中に追い立てられて入っていく。

粒子が比較的小さな粒径に粉砕され始めると、粒径にはある範囲が生まれる。これら粒径には微小なものもあり、恐らく約２００から８００ナノメーターあたりであろう。これらの粒子はディスク６０の周縁６０ａと内壁１０２との間の粉砕ゾーンＺに出来た環状空気流にのる。この空気流は、空気流を構成するガス分子と空気流内のエアロゾル懸濁液に入っている小粒子により構成されている。浮遊している粒子が十分小さい場合、空気流と粒子の本混合体は、ある範囲の気温と圧力内で一般的に気体として作用する、すなわち、気温および圧力、および熱するとすべての粒子の運動力学エネルギーの増加に関し、気体の規則に従う。この気体混合体はここでは重ガスという。この重ガスは一般的には区域Ｒ１で形成され、この区域はディスク６０の周縁６０ａの外側に放射状になっている。この理由は、一般的に、重ガスは羽根１００が作るガスの流れによりこの区域に押し出されるからである。空気流分子と混ざり重ガスを形成する微小粒子は一般的にディスク６０周縁の外側区域Ｒ１に残留するが、この理由は、これは固定壁に接しているためで、 従って、羽根１００より新しく入った空気流よりゆっくり移動するからである。重ガス区域Ｒ１は、従って、区域Ｒ２の気体よりゆっくりした速度で移動し、比較的大きな粒子がディスク６０より粉砕ゾーンＺに移動してくる時、区域Ｒ１とＲ２間のシーアゾーンＳ２になる境界層を形成する。このようにして、熱が重ガスに加えられると、運動力学エネルギーが増加し、これにより、あるとしてもほとんど運動力学エネルギーを加えることなく、粉砕効果を増す。重ガスは従って一般的には通常の気体のような働きをするが、比較的大きいがしかし微小な粒子の懸濁液を運ぶ分子状の粒子により形成される。浮遊粒子は通常サイクロンなどの機器でろ過するとか、あるいは処理するとかができず、一般的には液体コロイド懸濁液と類似している。重ガス区域Ｒ１ができると、シーアゾーンＳ２は区域Ｒ１とシーアゾーン２とディスク６０の周縁６０ａ間にある第２の区域Ｒ２の間にできる。 重ガス粒子の区域Ｒ１は一般的にその粒子が比較的小さい粒径のためディスク６０の放射線状の外側に形成される。低い摩擦エアクッションが壁１０２と区域Ｒ１間の区域Ｒ３にあり、これは区域Ｒ１の重ガスの流れよりゆっくり移動し、シーアゾーンＳ１は区域Ｒ３と区域Ｒ１の間にできる。区域Ｒ３では、空気流は壁Ｓ１と接触するため非常にゆっくり移動するので、区域Ｒ１の粒子はその区域に移動する傾向になく、シーアゾーンＳ１とシーアゾーンＳ２間の区域Ｒ１内にとどまる。区域Ｒ２に最初供給された比較的大きな粒子は勝手にシーアゾーンＳ２に接触するか、あるいはシーアゾーンＳ２を通って区域Ｒ１に移動する。シーアゾーンＳ２では、あるいは区域Ｒ１に移動した場合、この粒子は重ガスや、特に、これらの比較的大きな粒子を粉砕して比較的小さな粒径にする小粒子と衝突する。これは、その代わり、さまざま粒径となり、そしてまた粒子によっては微小粒径のものもあり、これは区域Ｒ１で重ガスを増やす結果となり、その他はすこしだけ大きい粒子となる。区域Ｒ１は従い粒子でいっぱいになるが、重ガスを形成する比較的小さな粒径か、あるいはまた少しだけ大きな粒径のいずれかである。このようにして、シーアゾーンＳ２を通るか、あるいは単にシーアゾーンＳ２に届く粒子の中には、区域Ｒ１およびシーアゾーンＳ２にある既存の重ガス粒子と衝突し、細分化され重ガス粒子になるものもある。交流しあっている粒子の中には重ガス粒子として働くには十分微細でないのもあり、粒子の中にはすぐはじき出されて区域Ｒ３に戻るものもある。この理由は重ガスと羽根１００が新たに入れたガスの空気流速度差が圧力差となっているからである。しかしながら、区域Ｒ１および区域Ｒ２内の粒子の数が、ディスクの周縁６０ａとシーアゾーンＳ１間の環状空気流において、増えはじめると、粒子の中には壁１０２に沿ってシーアゾーンＺから上部でこぼれる可能性がある。粒子の動きはこの方向で、羽根１００により発生する空気流が上方向に移動することにより促進される。

粉砕ゾーンＺより移動する粒子は、大体、重ガス区域Ｒ１に入ってしまい、比較的小さな粒径に粉砕されるが、重ガス粒子の一部とまたまだ比較的大きい区域Ｒ２より出てくる粒子の一部とともに、重ガスとして役目を果たすには十分微細でない粒子になる。

区域Ｚを出る粒子のなかで、大部分の重い粒子はディスク６０の上にできた複合場に移動する傾向があり、これはあとで詳述されるが、再循環してディスク６０に戻され、さらに粉砕するため粉砕ゾーンＺへ移動する。しかしながら、それら比較的大きな粒子の中には、小粒子や、またいくらかの重いガス粒子や粉砕ゾーンＺでできた小粒子とともに、上方向に移動する空気流とともに粒子排出口１６に移動するか、あるいは粒子排出口１８を通ってハウジング１２より排出される排出ガスになるものもある。

ディスク６０は、複数の羽根１００を有し、比較的早く回転するので、非常に安定し一貫した環状で一般的に層流が粉砕ゾーンＺで創出され、これはディスク６０に比し少し上向きになっているので、従って、安定したそして一貫した環状粉砕ゾーンＺは、周縁６０ａと内壁１０２間のディスク６０あたりの環状部位に創出され、従って、かなり大きいサイズを有する粉砕ゾーンＺを形成することになる。複数の羽根１００より粉砕ゾーンに継続して空気流を送り込むと、粉砕ゾーンＺ内の空気流は安定し、一貫しているので、重ガス粒子の重ガス区域Ｒ１は確実に定着し、そして維持される。

かくして、安定し、一貫した粉砕ゾーンがディスクの周縁６０ａと内壁１０２の間に生まれ、そして維持されるが、これは区域Ｒ２にある比較的大きな粒子と区域Ｒ１内にある重ガスの間にあるシーアゾーンＳ２より構成されている。ディスク６０は、壁１０２とは比較的近い距離で間隔をあけてあり、周縁６０ａと内壁１０２間で一定の環状スペースを効果的に規定し、回転ディスク６０に付属した羽根１００により空気が継続してそのスペースに送り込まれるので、安定し、一貫した重ガス環帯が区域Ｒ１で維持されている。このように、比較的大きな粒子が区域Ｒ２に移動するので、これらの粒子はシーアゾーンＳ２で区域Ｒ１にある重ガスと接触することになり、シーアゾーンＳ２で粒子同士の接触によりさらに細分化され、その結果区域Ｒ２にある比較的大きな粒子は、他より細かい粒子を区域Ｒ１にある重ガスに送り出す。区域Ｒ１が細かい重ガス粒子や重ガス粒子より大きな微粒子で一杯になるので、これらの粒子は壁１０２に沿って上方向へ溢れ始める。

区域Ｒ１にある重ガス環帯の高いエネルギー環境は、区域Ｒ１内の粒子に他の変化を引き起こす。これら変化の中には表面分子分離や昇華に関連するものあり、継続してさらに細かい粒子を産む結果になる場合もある。
粒子は、比較的短期間、そして恐らく注目すべきことはディスク６０の１回転以内だけ（ただし、微細粒子は区域Ｒ１にさらに長時間残留する可能性がある） 区域Ｒ１に残留するが、これは図１８で詳述する。粒子は、従って、粉砕ゾーンＺをすぐ離れ、ディスク６０の上にある複合ベクター場を通過する。この複合場は図１７に示されている。

図１７から分かるように、粒子は、内壁１０２に近くで上方に区域Ｒ１から移動し内壁１０３ａに向かう。ステップ１０３が設置され区域Ｒ１内で粒子を適当な時間保留し、区域Ｒ１より粒子があまりに早く出ないようにし、これにより区域Ｒ１で重ガスが発生し、残るのを防ぐことができる。しかしながら、理解する必要があるのは、内壁１０２とステップ１０３とともに設置されたシリンダー７４は必ずしも設置する必要はなく、ハウジング１２はディスク６０周縁近くでハウジング１２の内壁４０で提供される可能性のある円錐あるいは垂直の壁を有していればよい。

重ガス粒子および小さく粉砕された粒子の数が区域Ｒ１に増えると、粒子は、一般的に羽根１００により発生する空気流とともに上方向へ移動し、羽根は、前述した通り、ディスク６０に比し空気流を上方向に移動させる。空気流の動きは区域Ｒ２よりの粒子の一部をまたのせることもできる。区域Ｒ２からの恐らくほかより大きな粒子の一部とともに区域Ｒ１で発生する細かい粒子は、上昇空気流団２６０となって壁１０３ａとハウジング１２の内壁４０を上方向に移動する。

これらの粒子は回転する、一般的に流管２８０の層流（これは図１９で詳述される）にのり、粒子排出管１６から出て最初のサイクロン１４に輸送される。排気管１８に入る粒子は前述の最初のサイクロン１４より粒子排出管２１５を経由して第２のサイクロン２１６に運ばれる。

区域２５０にあるディスクの上の複合ベクトル場に入る粒子は、ディスクの上方の空気流で発生した一般的に定常波にぶつかる。定常波２７０にぶつかる粒子の中で大きい粒子は ディスク６０周縁に戻され、さらに粉砕されるため粉砕ゾーンＺの中に入っていく傾向にある。非常に軽い細粒は図１７の矢印１８が示しているようにループを作る傾向にあり、ハウジング１２からの排気とともに排気管１８を通って取り出される。

定常波２７０とぶつかり、ディスク６０に戻される比較的おおきな粒子は前述の通り粉砕ゾーンＺに戻り、前述の方法で内壁４０を上方向に移動するか、あるいは排気出口１８にある空気流にのる粒径に粉砕されるまでさらに粉砕される。
図１８は、発生して内壁４０の近くで集団となって上方向に移動する層流管２８０を示している。これらの流管２８０は、細かい粒子を出口１６に運ぶ。図１８から分かるとおり、この流管は、粉砕ゾーンに非常に短い時間だけ滞留し、これはディスク６０の回転角度は１５度ないし３０度（たとえば、図１７ではＣ点よりＤ点までの間）程度となる。これらの流管は羽根１００によって発生し、図３および９で分かるとおり、角度は上を向き空気流を粉砕ゾーンに押し込み、そしてそれからディスクを離れて上方向に移動する傾向にある。

図１９は、小粒子や粉砕機から回収されたその他粒子の実測された粒径分布を示している。図２０は、これを小粒子や粒径の全体分布を示している。約１．６ミクロンの粒径以下の粒子は非常に小さな粒径であるため回収されず、すべての最終ろ過を通過し、図１９では試験的測定配分には表れない。しかしながら、明らかなことは、配分は一般的には釣鐘曲線の形をしており、図２０に示されている通り、１ミクロン以下も入れると、実測された最小粒径より明らかに小粒子が存在する。図２０からも分かる通り、区域Ｒ１の重ガスは図２０に示されている重ガス構成部品より構成され、ラベルＧは約８００ナノメーター以下の粒径を有する細かい粒子あるいは細粒である。内壁１０２より粒子排出口１７まで上方に移動する重ガス粒子は、非常に小さい粒径のため恐らく回収されずろ過点を通過するだけで排気とともに存在している。しかしながら、これらは静電気あるいは磁性機器あるいは水に入れて回収することができる。

好ましい実施形態では、前述した通り、羽根１００は直接上向きである。しかしながら、羽根は実質的に水平に配列し、壁１０２の角度は図示された角度より傾斜し、羽根１００により発生するガス流を上方向へ送り粉砕ゾーンＺに入れる。
必要であれば、ピンやその他類似のエレメントがハウジングの基部より上方向へ延び、シーアゾーンの近辺で粉砕ゾーンＺの中に入り、その結果シーアゾーンで乱空気流を発生させるが、これは区域Ｒ１のシーアゾーンＳ２で重い粒子をさらに小さい粒子に細分するため区域Ｒ２の重ガスでシーアゾーンの区域Ｒ１からの粒子を混ぜ合わせるのに役立つ傾向にある。この装置の好ましい実施形態はまた真空でも利用できる。装置が真空で使用される場合、図６に記述された最初の粉砕プロセスはまだ存在する。しかしながら、粉砕ゾーンＺで追加粉砕を行うためには、区域Ｒ１で機能的な重ガスを構成する粒子を導入して区域Ｒ１で重ガスを発生させる必要があるだろう。これは、適当な細かい粒子を入口１０８より入れ、それから羽根１００よりディスクの周縁まで送り、その結果粒子は重ガスを発生させ、上に記述した方法で輸送システムとして機能し続けることにより達成できる。この実施形態はプロセス上その他の気体を使うのが望ましくない環境の場合のみ利用できる。重ガスは不活性ガス（たとえば、アルゴン）と比較的重い物質の粒子を加えて作ることができるが、あるいはまたその代替案として気体が全く使えず真空だけが条件である場合、重ガスはケイ酸塩とか鉄などのような適当な物質の細粒より作ることができる。

羽根や小麦粉のような非常に軽い粒子を粉砕する必要があり、非常に細かい粒子にする必要がある場合、上に記述された同じ方法で粉砕できる物質以外で重ガスを作る必要がある。そのような実施形態では、重ガスは水やケイ酸塩などのその他粒子を加えることにより作ることができる。

図２１に示されている通り、サイクロン１４で回収された粒径で、粒子出口２１７に出てくるものは一般的に０ないし３０ミクロンの範囲であり（３０ミクロン以上のものは粉砕されていないので無視されている）、粒子の大部分は５ミクロンから２０ミクロンの範囲である。図２２に示されている通り、第２サイクロンの粒子出口２１９で回収される粒子の粒径は一般的に０から１０ミクロンの範囲であり、大部分は粒径が５ミクロン以下である。

発明の精神および範囲内での変形は技術にすぐれた人なら容易に実行できるので、本発明は上記例により記述された特定実施形態に限定されていないということを理解する必要がある。

本発明の第１の実施形態による粒子粉砕機の展望図である。 図１に示す粉砕機のハウジングを見通す横断面図である。 図２に示す粉砕機のハウジングの一部の詳細展望図である。 その他の実施形態による粒子粉砕機の斜視図である。 図４に示す実施形態を見通す横断面図である。 粒子の粉砕を示す、且つ粒子粉砕中のエネルギーの増強を図解する概略図である。 図１に示すサイクロンの収集装置を見通す横断面図である。 第２の実施形態の展望図である。 図８に示す実施形態による粉砕機のハウジングの詳細横断面図である。 本発明の好ましい実施形態で用いられるディスクの羽根の配置を示す底面図である。 図８に示す実施形態に用いられる第１のサイクロンを見通す横断面図である。 図８に示す実施形態に用いられる第２のサイクロンの展望図である。 図８に示す実施形態に用いられるガスロック装置を示す。 図８に示す実施形態に用いられるガスロック装置を示す。 図１から７、図８から１３に示す実施形態で操作する方法を説明するために用いられる圧力バリエーションを示す概略図である。 図１４と同類であるが速度変動を示す概略図である。 好ましい実施形態における第１の粉砕ゾーンを図解する概略図である。 本発明の好ましい実施形態の操作方法を示す一部カットされた側面図である。 本発明の好ましい実施形態の操作中に発生される空気流の管装置の概略図である。 実験で実測された粒径分布を示すグラフである。 全体の粒子分布を示すグラフである。 粉砕機の小粒子出口から集められた小粒子の粒径を示すグラフである。 発明の好ましい実施形態における第２のセパレータ−で集められた小粒子の粒径を示すグラフである。

Claims (56)

1. 内壁を有するハウジングと、
   このハウジングの中で回転するようにハウジング内に設けられた粉砕ディスクと、
   この粉砕ディスクを回転させる手段と、
   物質を回転する前記ディスク上の第１のロケーションに送り、運動力学エネルギーがディスクから物質に与えられて物質をハウジングの内壁にぶつかるように飛ばし、ハウジングからそれた物質が、第１のロケーションの放射方向外側の第２のロケーションでディスク上に落下して、更に運動力学エネルギーがその物質に与えられて物質が連続してハウジングの内壁に衝撃を加え、回転可能なディスクのより外側方向に放射状に落下を繰り返すにつれてエネルギー増強プロセスが展開されことによってハウジング内で粒子同士の衝突並びに回転可能なディスクと内壁への衝突が起こり、その衝突が物質を粉砕して小粒子を生成するようにさせる入口と、
   小粒子を粉砕機から排出する出口手段とを、具備する衝撃式粒子粉砕機。
2. ハウジングの前記内壁は、逆円錐形をし、物質が内壁からそれると物質を第１のロケーションと少し距離がある第２のロケーションに導く働きをし、この結果、物質がディスクと内壁との間で跳ねるにつれてディスクと多数回の衝突を引き起こさせる請求項１に記載の粉砕機。
3. 物質が粉砕されるのに従って、物質を乾かすため熱風をディスクに隣接したハウジングの中導入させる熱風導入手段を具備する請求項１に記載の粉砕機。
4. 粉砕された粒子と混合するように不活性ガスを導入させる不活性ガス導入手段を具備する請求項１に記載の粉砕機。
5. 前記出口手段は、前記ディスクの上方に位置されている請求項１に記載の粉砕機。
6. 前記出口手段は、円錐形をしたハウジングの壁の部分に設けられた複数の出口を有し、これら出口は、様々な大きさの粒子を個々の出口で回収できるようにディスクの上方の相異なる高さのところに配設されている、請求項１に記載の粉砕機。
7. 前記出口手段は、ハウジング内で再処理ができるように小粒子を出口手段からハウジングに再循環させるための再循環器を有する請求項１に記載の粉砕機。
8. 出口手段は、サイクロン粒子収集装置に接続されている請求項１に記載の粉砕機。
9. 前記サイクロン粒子収集装置は、サイクロン内に空気の循環流を発生させるための手段と、ハウジングからの粒子を受けてサイクロン内の循環流の中で循環をさせるため粒子をサイクロンに運ぶ出口手段に接続された導入手段と、サイクロン内の空気出口管と、サイクロン内の粒子出口とを具備し、空気の循環流内に閉じ込められた粒子は、空気の循環流とともにサイクロンの周りに運ばれ空気の流れから分離されることによって粒子は粒子出口で回収され、空気は空気出口を通ってサイクロンから出る、請求項８に記載の粉砕機。
10. 空気の循環流を発生させるための空気導入手段は、熱風入口と、この熱風入口に供給する空気を加熱するヒーターとを有する請求項９に記載の粉砕機。
11. 前記ディスクは、ハウジングの内壁に極めて近い外側周縁を有し、ディスクが回転手段によって回転している時、環状に回転する空空気流がディスクの周縁と内壁との間に発生して重ガス区域がディスクの周縁と内壁との間に発生され、粒子がディスクの周縁と内壁との間に侵入するときに、粒子が重ガスに遭遇して粒子を更に粉砕してより小さな粒径にする、請求項１に記載の粉砕機。
12. 空気導入手段が、ハウジングの中で環状の空気を内壁に溢れさせて空気の回転流に閉じ込められていた粉砕された粒子を溢れた空気が出口に運ぶことができるようにするため空気がディスクの下部からハウジングに入りやすいようにディスクの下方に設けられている請求項１１に記載の粉砕機。
13. 前記ディスクは、ディスクが回転しているときに、ディスクの周縁と内壁との間に環状の回転流を発生させるように空気にモーメントを与えるため複数の羽根を有し、これら羽根は、ディスクが意図する回転の方向と同じ方向にある空気を、ガス粒子を加速させて十分な加速をつけて実質的な乱空気流を産むことなくガスが羽根から回転する方向に出るように羽根の内側周縁部からディスクの周縁に導くためアーチ型をしている、請求項１に記載の粉砕機。
14. 前記羽根は、空気の回転流がディスクの上の方向に導かれて内壁に空気が溢れるように、水平に対して上向きに角度付けされている請求項１３に記載の粉砕機。
15. ハウジングの前記内壁は、比較的小さな粒子が内壁に溢れた空気の中で出口まで移動する前に、物質がより小さな粒子に粉砕されるよう環状空気流の中に物質を長時間滞留させるように、成型壁部分を有する個別の円筒形の壁を具備する請求項１に記載の粉砕機。
16. 内壁を備えたハウジングと、このハウジング内に設けられた回転ディスクとを有する粉砕機に物質を供給することを具備し、
    供給された物質は、回転可能なディスク上の第１のロケーションに入れられ、運動力学エネルギーがディスクから伝えられて物質をハウジングの内壁に向けて放り出し、ハウジングからそれた物質は、第１のロケーションの放射方向外側の第２のロケーションでディスクの上に落下し、更なる運動力学エネルギーが物質に伝えられて物質が間断なくハウジングの内壁と衝突し続け又回転可能なディスクのより外側部分に放射状に落下し続けるにつれて物質に対してエネルギー増強作用が与えられ、ここでハウジング内での粒子同士の衝突並びに回転可能なディスクと内壁との衝突によって物質を粉砕して小粒子にし、
    さらに、粉砕機から小粒子を回収することを具備する衝撃式物質粉砕方法。
17. 実質的な内壁を有するハウジングと、
    このハウジングの中に設けられ、前記内壁に近接した周縁を有するディスクと、
    ほぼ垂直な軸を中心としてディスクを回転させるようにディスクを駆動するモーターと、
    前記ディスクの周縁と内壁との間に粉砕ゾーンを生成するように、前記周縁と内壁との間に環状空気流を発生させるためにディスクに設けられた複数の羽根と、
    粉体がディスクの周縁と内壁との間の粉砕ゾーンに行くことによって小粒子に粉砕されるようハウジングに設けられた粉体を受け入れる入口と、
    小粒子がハウジングから出られるよう設けられた小粒子の出口、とを具備する物質を小粒子にする粉砕機。
18. 前記入口は、ハウジングの中でハウジングの上部からディスクの周縁に近い部分まで延びた導入管を有する請求項１７に記載の粉砕機。
19. 前記ハウジングは、ディスクの下方に気体入口を有し、また、前記羽根は、ディスクの下面に設けられ、気体を収集して気体をディスクの周縁に導き、気体にエネルギーを増強し、そうすることによってディスクの周縁にある気体は高速で又固定壁に接している気体は比較的緩い速度で移動し、前記羽根は、ディスクが意図する回転と同じ方向にある空気を羽根の内側周縁部分からディスクの周縁に導いて気体が実質的な乱空気流を産みだすことなくディスクの回転の方向に出るのに十分な加速を作り出すためアーチ型をしている請求項１７に記載の粉砕機。
20. 前記粉砕ゾーンは、ハウジングの内壁と、内壁並びに重ガスを生成するディスクの周縁の間の中間位置との間にある第１の区域と、ディスクの周縁とディスクから粒子を受けることによってこれら粒子が重ガス侵入して小粒子に粉砕される中間位置との間にある第２の区域とを有する請求項１７に記載の粉砕機。
21. シーアゾーンが、前記第１の区域と第２の区域の間にある中間位置に形成されている請求項２０に記載の粉砕機。
22. 前記羽根は、ディスクの周縁に気体を導くことができるよう上方向に、又、環状空気流が各々の羽根によってディスクと内壁の間に作られてディスクの範囲の中にしばらく滞留したあと輪状になってハウジングの内壁に接してディスクに対して上方向に移動できるようディスクの上面に設けられている請求項１７に記載の粉砕機。
23. 前記ハウジングは、ディスクのほぼ中央に配置された排気ガス出口を有する請求項１７に記載の粉砕機。
24. 粉砕ゾーンで小さく粉砕された粒子が空気流とともにハウジングの内壁近くで上方向に移動して粒子出口に行かれるように、もしくは定常波に遭遇してディスクの上部表面に戻されそしてディスクの上面に沿って粉砕ゾーンに行き更に粉砕されるようにディスクの内側方向に行かれるように、もしくは排気ガスとともに排気出口に行かれるように、定常波がガス出口とディスクの周縁との間に作られる請求項１８に記載の粉砕機。
25. 前記出口は、気体を小粒子から分別することによって小粒子を第１のサイクロンの出口で回収することができるよう第１のサイクロンに接続されている請求項１７に記載の粉砕機。
26. 前記排気ガス出口は、第２のサイクロンで気体と小粒子とが分別されることによって小粒子を第２のサイクロンの出口で集めることができるよう第２のサイクロンに接続されている請求項２３に記載の粉砕機。
27. 前記第１のサイクロンは、第２のサイクロンに接続された排気ガス出口を有し、第１のサイクロンから排出される気体の中に留まっているいかなる小粒子も第２のサイクロンに送り込まれて第２のサイクロンで気体と分別される請求項２５に記載の粉砕機。
28. 第１のサイクロンからの前記出口は、高圧ガスが第２のサイクロンから出口を通って出ないようにガスロック装置を有する請求項２７に記載の粉砕機。
29. 第２のサイクロンからの前記出口は、高圧ガスが第２のサイクロンから出口を通って出ないようにガスロック装置を有する請求項２７に記載の粉砕機。
30. ディスクが内壁とディスクの周縁の間に粉砕ゾーンを作り出す目的で環状空気流をディスクの周縁と内壁との間に発生させるよう、内壁とハウジングに装備された回転ディスクと内壁に接する周縁とを有するハウジングに物質を供給することと、
    物質がディスクの周縁と内壁の間の粉砕ゾーンに移動して小粒子に粉砕されるようにすることと、
    ハウジングから小粒子を回収することとを具備する物質を小粒子に生成する方法。
31. この方法は、気体をディスクの下からハウジングに入り込ませることと、気体を収集するために羽根をディスクの下面に取り付けることと、ディスクの周縁の気体が高速で、又固定壁に接する気体は比較的緩やかな速度で移動するよう気体にエネルギーを増強する目的で気体をディスクの周縁に誘導することとを具備し、前記粉砕ゾーンは、
    （ａ） 気体と微細な粒子の混合で内壁並びにディスクと内壁の間の中間地点との間の第１の区域に生成される重ガスと、
    （ｂ） より小粒子に粉砕されるべきより大きな粒子を受ける中間地点とディスクの周縁との間にある第２の区域と、
    （ｃ） 第１の区域と第２の区域の間にシーアゾーン。このシーアゾーンにおいては第１の区域の粒子はシーアゾーンを通過するがいくつかは砕かれて重ガスの粒子になりその他は第１の区域に放出されてこれら粒子がシーアゾーンから再び重ガスに入り込む時、更に粉砕されるか粉砕ゾーンから出てハウジングから回収されることとにより作られる請求項３０に記載の方法。
32. ディスクと内壁の間に各々の羽根によって作られた環状空気流は、ディスクの範囲と粉砕ゾーンにしばらく滞留しそして輪状になってハウジングの内壁に接してディスクに対して上方向に移動する請求項３１に記載の方法。
33. ディスクのほぼ中央に配置された排気出口から気体を採取することを具備する請求項３１に記載の方法。
34. 粉砕ゾーンで小粒子に粉砕された粒子がハウジングの内壁近辺の空気流とともに上方向に移動してハウジングから回収されるように、もしくはディスクの内側方向に移動してそこで定常波に遭遇して上部表面に送り返されてからディスクの上部表面に沿って粉砕ゾーンに移動し更に小さく粉砕されるように、もしくは、排気ガスとともに排気出口に進むように、排気出口とディスクの周縁との間のディスク上の気体中に定常波を発生させることを具備する請求項３３に記載の方法。
35. 回収された小粒子を第１のサイクロンに供給して粒子から気体を分別することによって粒子を第１のサイクロンの出口で回収することを具備する請求項３０に記載の方法。
36. 排気出口で回収された小粒子は、第２のサイクロンに供給されることによって気体と小粒子が第２のサイクロンで分別されて小粒子が第２のサイクロンで回収されることを特徴とする請求項３３に記載の方法。
37. 内壁を有するハウジングと、
    この内壁に隣接した周縁を有する、ハウジング内の回転可能な機構と、
    この回転可能な機構により、この機構の周縁と内壁との間に環状空気流を発生させるように回転可能な機構を駆動するための駆動部と、
    内側周縁部と内壁との間に粉砕ゾーンを生成する下記の構成とを有し、
    （ａ）内壁と、機構の周縁と内壁の間の中間位置との間に、重ガスを安定させる第１の区域と、
    （ｂ）中間位置と機械部品の周縁との間にあって、重ガスになる粒子に比して比較的大きな粒子を受ける第２の区域と、
    （ｃ）中間地点の第１と第２の区域の間にある、シーアゾーンとであり、このシーアゾーンにおいては、
    第１の区域で受けた比較的大きな粒子が、比較的大きな粒子が小粒子に粉砕されるシーアゾ−ンを横切って重ガス粒子と遭遇することによって、それら一部の粒子は第１の区域の中で重ガスに加わりその他は重ガスとしての働きをしない小さな粒径の粒子となり、それら小粒子は重ガスになる一部の粒子ならびに第１の区域からのその他より大きな粒子とともに粉砕ゾーンからくる環状空気流と一緒に粉砕ゾーンを出て第１の回収口で回収されるか、機構の周縁に落下し再び第１の区域に進んで粉砕ゾーンで更に粉砕される、請求項３７に記載の粉砕機。
38. 前記回転可能な機構は、ディスクの周縁と内壁との間に環状空気流を発生する羽根を有するディスクを有し、これら羽根は、ディスクが意図する回転と同じ方向にある空気を羽根の内側周縁部分からディスクの周縁に導いて気体が実質的な乱空気流を発生させることなくディスクの回転の方向に出るのに十分な加速を作り出すためアーチ型をしている請求項３７に記載の粉砕機。
39. ハウジングは、幾らかの微粒子が浮遊しているハウジングから空気を排出するための排気ガス出口を具備する請求項３８に記載の粉砕機。
40. 第１の出口から回収された空気を分別するため第１の出口に接続されたセパレーターを具備する請求項３８に記載の粉砕機。
41. 排気出口で回収された小粒子を排気出口から排出された排気空気から分別するため排気出口は第２のセパレーターに接続されていることを特徴とする請求項３９に記載の粉砕機。
42. 重ガスの環状の流れを安定させ第１の環状の区域を持った粉砕ゾーンを生成する方法と、物質が重ガスの環状の流れを通過して重ガスの中の重ガス粒子と物質の間で橋渡しをしてより小粒子に粉砕されるよう物質を粉砕ゾーンに導く方法と、粉砕された粒子を回収する方法とを具備する物質を粉砕する方法。
43. 粉砕ゾーンは第１の区域に相対して内側方向に放射状になっている第２の環状区域を有し、そこにおいて物質は重ガスの中にある間粉砕される第１の区域の重ガスに入り込むための場所になって更に粉砕で重ガス粒子が生成されて重ガスの環状の流れを第１の区域に、粉砕ゾーンを出て回収される小粒子と同様に、留めることを特徴とする請求項４２に記載の物質を粉砕する方法。
44. 第１の区域から出る小粒子の一部は、第１の区域からの物質の粒子の一部と一緒にハウジングの中で循環して、これら粉砕された粒子がハウジングから回収されないうちに粉砕ゾーンに戻って更に粉砕されることを特徴とする請求項４３に記載の方法。
45. ハウジングに物質をまず最初に供給することとその物質をハウジングで第１の区域で重ガスを構成する微細な粒子に粉砕することによって重ガスを安定させることを特徴とする請求項４２に記載の方法。
46. 粉体と微細な粒子を分別することによって重ガスを安定させることを特徴とする請求項４２に記載の方法。
47. ハウジングの中に装備された、周縁部がハウジングの内壁とスペースがある、回転可能なディスクで粉砕ゾーンが生成されることと、ハウジングの壁とディスクの壁ならびに周縁の間にある中間位置との間に重ガスを含んでいる第１の区域から粉砕ゾーンが形作られることと、第２の区域は中間地点とディスクの周縁との間に生成されること、シーアゾーンは第１と第２の区域の中間位置で生成されることとを特徴とする請求項４４に記載の方法。
48. 粉砕ゾーンは、ディスクの内壁と第１の区域との間に第３の区域を有することと、シーアゾーンは第１の区域と第３の区域の境界にあることを特徴とする請求項４７に記載の方法。
49. 重ガスを安定する区域と、物質を入れて粉砕区域に届けるための物質入口と、小粒子を回収する出口とを具備する物質を小粒子にする粉砕機。
50. 環状区域と、凝縮した又安定した重い空気流を発生させて維持するためにその区域に環状空気流を作る空気流発生装置とを特徴とする請求項４９に記載の粉砕機。
51. 重ガス空気流を発生させる方法と、粉体を重ガス空気流の中に導いて重ガスで物質を粉砕する方法と、粉砕された物質を回収する方法とを具備する物質を粉砕する方法。
52. 重ガスは重ガスの環状空気流である請求項５１に記載の方法。
53. 以下を有する粉砕機を具備する物質を小粒子に生成する粉砕装置。
    （ａ）固定内壁を持つハウジングと、（ｂ）ハウジングに装備され内壁に接する周縁を持つディスクと、（ｃ）ディスクがほぼ垂直な軸の周りを回転することによってディスクと内壁ならびに（もしくは）ディスクの周縁と内壁の間の粉砕ゾーンに衝突させて物質を粉砕し小粒子を生成するディスクを作動させるモーターと、（ｄ）ハウジングへの空気入口と、（ｅ）ハウジングからの排気出口と、（ｆ）ハウジングからの粒子出口と、空気を小粒子から分別ならびに小粒子を粒子出口に運ぶための粒子出口に接続した第１のセパレーターと、排気空気内にある小粒子を排気空気から分別ならびに小粒子を粒子出口に運ぶための排気出口に接続した第２のセパレーター。
54. 第１のセパレーターは第１の排気出口を有し、第１の排気出口は第２のセパレーターに接続した請求項５３に記載の装置。
55. 第１のセパレーターはサイクロンセパレーターを有する請求項５３に記載の装置。
56. 第２のセパレーターは第２のサイクロンセパレーターを有する請求項５３に記載の装置。

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