JP2006514883A - 粉砕機 - Google Patents
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Abstract
Description
粉砕が進行されて新たに生成された表面積が増大すれば、表面エネルギーも増大し、両者が相互に比肩できるようになれば、それ以上の粉砕は進行されないようになり、いわゆる粉砕限界に到達する。
即ち、超微粒化の利点として、化学と金属分野では表面積増加、反応性向上、密度増加、熱容量減少、解像度向上、粘度変化、接着力の増加、反応速度の向上、薄膜化現象などがある。
顔料と化粧分野では透明度増加、光沢向上、軟らかさ向上、乾燥速度向上、新鮮感向上、繊維への侵透性などの利点がある。
食品と医薬分野では表面積の増加、飲用の容易性、沈殿減少、混合性向上、粒径の均一化、吸水性向上、侵透性向上などの利点がある。
粉砕工程は主に機械的な方法で固体原料を微粉砕して微粒子を得るための単位操作として、製粉や、顔料製造、鉱石処理等において人類にとって最も古い単位操作の一つであり、多様な種類の粉砕機が知られているが、改善の必要性も持続的に要求されている。
ジョークラッシャーは固定ディスクと可動ディスク間に岩石を投入して強い圧縮力で破砕する装置である。この時、破砕特性は上側ディスク(原料投入側)が可動ディスクである場合か、下側ディスク(製品排出側)が可動ディスクである場合かによって破砕特性が変わる。ジョークラッシャーは1次破砕機として広く使われている粉砕機である。
ハンマークラッシャーはカッターやハンマーを高速で回転させて切断、剪断、衝撃等によって原料を破砕する装置として、広く用いられている。ハンマークラッシャーは一般にクラッシャーの内側壁に反発板を設けて打撃反発を繰返すことで相当に微細な粉砕帯域までもカバーする。クラッシャーの下部にスクリーンやグリッドを設けて若干の分級作用をする場合もある。
図1に示された通り、本発明による粉砕機はその内部に投入される被加工素材を移送させるためのノズルユニット(10)と、被加工素材を粉砕するための粉砕ユニット(20)と、被加工素材を投入するための投入装置(30)からなる。ノズルユニット(10)は移送ラインと、移送ラインを所定間隔をおいて取り囲む中空のパイプラインとを備える。移送ラインの一端を通じて高圧の超低温空気が移送ライン内に供給され、移送ラインの他端にはノズル(11)が備えられる。望ましくは、移送ライン内に供給される空気の温度は-20℃〜-80℃である。
第3コネクタ(140)は第2移送ライン(12b)と連通される流路を有する。第3コネクタ(140)の流路はまた、ノズル(11)内の流路と連通される。
本発明の他の実施例による粉砕機は上述した最初の実施例の粉砕機(図2参照)の構成に加えて追加的なノズルユニットと粉砕ユニット(20a乃至20n)をさらに含んで構成される。
図4に示された通り、被加工素材を連続的に投入できる開放型ホッパー(310a)が備えられる。ホッパー(310a)の流出口の下部にはボールバルブ(315)が設けられる。ボールバルブ(315)はサーボモーター(316)により回動し、上下側経路(317)は隔壁(318)により塞がった状態になる。フィーダ(320)とボールバルブ(315)の下部間には内圧維持用パイプライン(330a)が連結されて備えられる。
Claims (9)
- 一端に高圧超低温空気が流入して他端にノズルが備えられた移送ラインと前記移送ラインから離隔されて前記移送ラインを取り囲む中空のパイプラインを備えるノズルユニット;
一端が前記ノズルに連結され、前記ノズルと同軸線上で前記ノズルから離隔されて備えられる粉砕ヘッドと下方にテーパーされて開口された排出口を備える粉砕ユニット;そして
前記ノズルユニットの中間で前記移送ラインと連結され、被加工素材を供給するためのホッパーとフィーダを備える投入装置からなり、
前記投入装置から投入された被加工素材が前記移送ライン内で空気と混合され、前記ノズルから噴射されて前記粉砕ヘッドと衝突することを特徴とする粉砕機。 - 前記移送ラインと前記中空のパイプラインはそれぞれ第1移送ラインと第2移送ライン、第1パイプラインと第2パイプラインを備え、
前記ノズルユニットは、
前記第1移送ラインと前記第1パイプラインに連結され、前記第1移送ラインと連通される流路、空気の流入のための空気流入口及び冷媒流入口を有し、前記流路が前記空気流入口及び前記冷媒流入口と連通されるように構成される第1コネクタ;
前記第1移送ラインと前記第1パイプラインをそれぞれ前記第2移送ラインと前記第2パイプラインに連結させ、前記第1移送ライン及び前記第2移送ラインと連通される流路と前記投入装置から供給される被加工素材の流入のための流入孔を有し、前記流路が前記流入孔と連通されるように構成される第2コネクタ;そして
前記第2移送ラインと前記第2パイプラインを前記ノズルに連結させ、前記第2移送ラインと連通される流路を有し、前記流路が前記ノズル内の流路と連通されるように構成される第3コネクタを備え、
前記第1コネクタ、第2コネクタ、第3コネクタ、第1移送ライン、第2移送ライン、第1パイプライン、第2パイプライン、そしてノズルはそれぞれ別個の要素として配置され、前記ノズルユニットの各要素にフランジが形成されて相互隣接する要素は対面する前記フランジを通じて連結され、相互隣接する前記フランジ間にシーリングガスケットが備えられることを特徴とする請求項1に記載の粉砕機。 - 前記粉砕ユニットはT形状の中空の本体とL形状の流路をさらに含み、前記本体は前記ノズルユニットの前記第3コネクタに連結され、前記流路の一端に前記ノズルが備えられ、前記ノズルの噴射部に対向して超硬度の粉砕ヘッドが設けられていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の粉砕機。
- 前記投入装置は被加工素材を破砕粒子状態に積載し、上側にカバーを有する大容量のホッパーと、前記ホッパーの流出管の端部から供給される被加工素材を前記移送ライン内に供給して空気と混合されるようにするための移送スクリューと前記移送スクリューを駆動するための移送モータを有するフィーダと、前記ホッパーの上部と前記ノズルユニットの流入孔間を連結することで前記ホッパーの内圧と前記移送ライン内の空気圧力を同一に維持させるためのパイプラインを備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の粉砕機。
- 移送ライン、中空のパイプライン、そしてノズルに連結されたコネクタを有する追加のノズルユニットと、前記追加のノズルユニットに連結される追加の粉砕ユニットをさらに備え、
前記追加の粉砕ユニットは一つの粉砕ユニットがその上流に位置するもう一つの粉砕ユニットに連結される方式で連続的に連結されて配列されることを特徴とする請求項1に記載の粉砕機。 - 連続的に連結される前記追加のノズルユニットのノズルのノズル径は次第に小さくなるように構成されてなることを特徴とする請求項5に記載の粉砕機。
- 前記投入装置は被加工素材を破砕粒子状態に積載し、被加工素材を連続的に投入できる開放型ホッパーと、前記ホッパーの流出管の端部から供給される被加工素材を前記移送ライン内に供給するための移送スクリューと前記移送スクリューを駆動するための移送モータを有するフィーダと、前記ホッパーの流出口の下部に位置して流出口の上下部通路を塞ぐ隔壁を有するボールバルブと、前記ボールバルブを回動させるためのサーボモーターを備え、前記フィーダと前記ボールバルブの下部間には内圧維持用パイプラインが連結されていることを特徴とする請求項1に記載の粉砕機。
- 前記粉砕ユニットの流出口にパイプラインで連結されるサイクロン方式の素材分離機をさらに備え、
前記素材分離機は一つ以上備えられて付加的に相互連結されて多段のサイクロン分離工程を行うことができるようになっていることを特徴とする請求項1または請求項5に記載の粉砕機。 - 前記ノズルユニットの前記パイプラインには冷媒が流出入されるようにするポートが形成されて循環冷却がなされるように構成されたことを特徴とする請求項1に記載の粉砕機。
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