JP2007319726A - 横型乾式粉砕機 - Google Patents

Abstract

【課題】砕料の粉砕室内での滞留時間が長く、かつ粉砕メディアの粉砕能力を十分に引き出し、効率よく原料の粉砕ができる横型乾式粉砕機を提供する。
【解決手段】本発明の横型乾式粉砕機は、攪拌部材が、粉砕タンクの一端側に向かって徐々に小さくなるテーパー面と垂直面を有する複数の円錐台状のディスクと複数のピンを交互に備えており、前記ディスクには、ディスクの厚さ方向に斜めに延びる連通孔が形成されており、この連通孔は、前記垂直面の比較的内周側に第１開口を有し、前記テーパー面に前記第１開口より外周側に配置された第２開口を有していることを特徴とするものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、横型乾式粉砕機に関する。本発明の横型乾式粉砕機は、アルミナ、窒化珪素、ジルコニア、窒化アルミ、ＰＺＴ、チタン酸バリューム、その他のセラミック、フェライト、シリカ、ガラス、カーボン、無機顔料、有機顔料、その他の乾式粉砕物等の原料を微細粒子に粉砕するための使用に特に適しているが、これに限定されるものではない。

従来の横型乾式粉砕機としては、実公平７−８０３４号に記載されたものが知られている。この公報に記載された横型乾式粉砕機は、一端に原料投入ノズルを有し、他端に粉砕された原料の排出部を有し、上記排出部の近傍にセパレーターがそれぞれ配置された円筒状の粉砕室と、この粉砕室の上記一端側に配置された推力発生部材であるスクリューと、上記粉砕室内に回転自在に設けられ、攪拌要素として回転軸の周りに植設された複数のアームを有する攪拌部材と、粉砕室内に充填されている粉砕メディアとを備えている。このような横型乾式粉砕機においては、原料投入ノズルから粉砕室内に投入された原料は、上記スクリューにより排出部に向けて推力が与えられ、上記粉砕メディアとともに攪拌され、相互摩擦、せん断等により粉砕され、この後、セパレーターにより粉砕メディアと分離され、排出部から排出される。

しかしながら、このような横型乾式粉砕機においては、攪拌要素が単なるアームであるため、原料が流動性の良いものである場合には、原料が粉砕室の上部を充填することなく粉砕室を通過し、セパレーターまで到達してしまうため、粉砕室の容積を十分に活かすことができず、粉砕室内での原料の滞留時間が短くなり、粉砕室内に充填されている粉砕メディアを有効に利用することができなくなり、粉砕効率が著しく低下してしまう。
実公平０７−８０３４号公報

そこで、本発明は、原料の粉砕室内での滞留時間が長く、かつ粉砕メディアの粉砕能力を十分に引き出し、効率よく原料の粉砕ができる横型乾式粉砕機を提供することを目的とする。

本発明の横型乾式粉砕機は、粉砕室を有する筒状の粉砕タンク、この粉砕タンクの一端に設けられた原料投入部、前記粉砕タンクの他端に設けられたメディア分離部、前記粉砕室内に入れられた粉砕メディア、および前記粉砕室の一端と他端の間に設けられ、水平回転軸の周りに回転自在に配置された攪拌部材を備える横型乾式粉砕機において、前記攪拌部材が、前記粉砕タンクの一端側に向かって徐々に小さくなるテーパー面と垂直面を有する複数の円錐台状のディスクと複数のピンを交互に備えており、前記ディスクには、ディスクの厚さ方向に斜めに延びる連通孔が形成されており、この連通孔は、前記垂直面の比較的内周側に第１開口を有し、前記テーパー面に前記第１開口より外周側に配置された第２開口を有していることを特徴とするものである。

本発明の横型乾式粉砕機は、前記粉砕室内の前記原料投入部の近傍に配置され、前記粉砕メディアおよび原料投入部から投入された原料に前記粉砕室の他端に向かっての推力を与える機械式推力発生手段を備えていることが好ましい。
前記推力発生手段は、スクリューであることが好ましい。
前記攪拌部材と推力発生手段は、同一回転駆動軸に設けられ、同時に回転するようになっていることが好ましい。
前記回転駆動軸の一端は、ケーシングを貫通して延びており、この回転駆動軸の一端とケーシングの間には、前記粉砕室の密閉状態を保つための軸シールが設けられており、この軸シールより粉砕室側にガスを導入するためのガス導入部が設けられていることが好ましい。

前記攪拌部材は、ジルコニア、窒化珪素およびアルミナ等のセラミック製であることが好ましい。
前記粉砕タンクは、アルミナ、アルミナジルコニアおよび窒化珪素等のセラミック製であることが好ましい。

本発明の横型乾式粉砕機においては、上記したように、攪拌部材の攪拌要素の一部として、円錐台形の複数のディスク用い、このディスクに、ディスクの厚さ方向に斜めに延びる連通孔を形成し、この連通孔を、前記垂直面の比較的内周側に第１開口を有し、前記テーパー面に前記第１開口より外周側に配置された第２開口を有するよう構成したので、ディスクの下流側の原料と粉砕メディアの一部が上記連通孔を通ってディスクの上流側に還流する。この還流により、粉砕室内部での砕料の滞留時間が長くなり、十分な粉砕が行われる。また、特にこの還流により、粉砕メディアに大きな運動エネルギーが与えられ、粉砕メディア間の接触確率を増大させて、粉砕能力を大きくすることもできる。これらにより、本横型乾式粉砕機においては、砕料の微粉砕が可能となった。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施形態による横型乾式粉砕機について説明する。
図１は、本発明の実施形態による横型乾式粉砕機１０を示すものであり、この横型乾式粉砕機１０は、内部に粉砕室１２を有する横置き円筒形の粉砕タンク１４を有している。この粉砕タンク１４は、耐熱性材料であるアルミナ、アルミナジルコニアおよび窒化珪素等のセラミック製であることが好ましい。この粉砕タンク１４の一端（原料の流れで上流側−以下、全ての部材、部品にについて、この側を一端という）にはケーシング１６が、他端（原料の流れで下流側−以下、全ての部材、部品にについて、この側を他端という）にはメディア分離部材（セパレーター）１８、粉砕された製品を排出する排出ボックス２０がそれぞれ取り付けられている。また、上記粉砕タンク１４の一端には、図示したように原料投入ノズル２２が設けられている。メディア分離部材（セパレーター）１８の構造は特に限定されるものでなく、例えば板状の部材に複数のスリットや孔を設けたものとすることができる。

上記粉砕タンク１２内部には、上記ケーシング１６から水位に延びる回転駆動軸２４が延伸している。この回転駆動軸２４は、粉砕タンク１４と同軸に配置されている。上記粉砕室１２内において、回転駆動軸２４の一端側（原料投入ノズル２２の下方）には、原料投入ノズル２２から投入された砕料に他端方向への推力を与える推力発生手段であるスクリュー２６が設けられている。回転駆動軸２４上のこのスクリュー２６より他端側には、攪拌部材２８を構成する攪拌要素である第１攪拌アーム３０と第２攪拌アーム３２が軸方向に間隔をおいて交互に配置されている。上記第１攪拌アーム３０は、回転駆動軸２４上に植設されたピン状部材である。また、上記第２攪拌アーム３２は、粉砕タンク１４の一端側に向かって徐々に小さくなるテーパー面３４と垂直面３６を有する円錐台状のディスク３８である。このディスク３８には、図に示されているように、ディスクの厚さ方向に斜めに延びる複数の連通孔４０が形成されている。この連通孔４０は、複数個設けられるのが好ましく、ディスク３８の周方向に等間隔に配置される。この連通孔４０は、前記垂直面３６の比較的内周側に第１開口４２を有し、前記テーパー面３４に前記第１開口４２より外周側に配置された第２開口４４を有している。このディスク３８に設けられた連通孔４０により、粉砕室１２内に充填された粉砕メディアＭと砕料ＲＭとの混合物には、ディスク３８の周りでの還流ｆが引き起こされる。なお、攪拌部材２８は、その先端（最もメディア分離部材１８側）に図示したような先端アーム３８ａを備えていることが好ましい。上記攪拌部材２８は、耐摩耗性材料であるジルコニア、窒化珪素およびアルミナ等のセラミック製であることが好ましい。
上記粉砕メディアＭは、直径数ｍｍ程度の粒状のものであって、粉砕室１２に粉砕室１２の容量の５０〜７５％程度充填されていることが好ましい。

上記回転駆動軸２４は、軸受け４６によりケーシング１６に回転自在に支持され、図示されていない周知の駆動機構を介して駆動源に接続されており、回転駆動される。回転駆動軸２４は、上記の軸受け４６とスクリュー２６の間の部分でオイルシール４８等で軸シールされ、粉砕室１２内部を密閉状態に保っている。この回転駆動軸２４のオイルシール４８より粉砕室１２側の部分（オイルシールに隣接した部分）には、ランタンリング５０が設けられており、このランタンリング５０には、ガス導入通路５２が連通されている。このガス導入通路５２からは、エア等のガスが導入される。この導入されたガスは、ランタンリング５０を介して粉砕室１２内に流入するようになっており、原料がオイルシール４８内に侵入するのを防止している。また、このガスは、砕料（粉体）を流動化させ、流動性を向上させる役割も行う。

上記粉砕タンク１４の外周側には、該粉砕タンク１４と間隔をおいてジャケット５４が設けられており、このジャケット５４内を、粉砕タンク、粉砕室を冷却する冷却水が流通するようになっている。図において、符号５６は冷却水入口ノズル、符号５８は冷却水出口ノズルをそれぞれ示している。

次に、以上の横型乾式粉砕機１０の作動について説明する。
まず、適当な定量フィーダー（図示せず）で原料供給ノズル２２に砕料ＲＭを定量供給すると、この砕料ＲＭは粉砕室１２内のスクリュー２６に落下し、このスクリュー２６により粉砕室１２の他端側に進められる。このとき、ガス導入通路５２からのガスによっても、砕料の推力が促進される。
原料は、粉砕室１２内部を他端に向かって搬送されながら、攪拌部材２８によって粉砕メディアＭと共に回転攪拌され、粉砕メディアＭ間で挟撃され、衝撃力や磨砕作用を受け、徐々に粉砕される。この粉砕時において、原料と粉砕メディアＭの一部は、ディスク３４の第１開口４２に侵入し、連通孔４０を通って第２開口４４から排出されるという動きを生じ、これにより還流ｆが引き起こされる。この還流ｆにより、粉砕室内部での原料の滞留時間が長くなり、十分な粉砕が行われる。また、特にこの還流により、粉砕メディアに大きな運動エネルギーが与えられ、粉砕メディア間の接触確率を増大させて、粉砕能力を大きくする。
十分に粉砕され、微細化された砕料は、メディア分離部材（セパレーター）１８により粉砕メディアＭと分離されて、メディア分離部材を通過し、排出ボックス２０内に製品として回収される。
なお、砕料（粉体）は、微細化されると凝集を生じ、粉砕エネルギーを加えても小さくならず、逆に大きくなってしまうという問題が生ずることがある。この問題は、原料投入ノズル２２からアルコール等の粉砕助剤を加えることによって解消することができる。
また、粉砕作業中は、上記ジャケット５４内に冷却水を流して、粉砕室１２内の温度を所定の温度に保ち、粉砕効率を高める。

本発明の実施態様による横型乾式粉砕機を示す断面図である。

符号の説明

１０ 横型乾式粉砕機
１２ 粉砕室
１４ 粉砕タンク
１６ ケーシング
１８ メディア分離部材
２０ 排出ボックス
２２ 原料投入ノズル
２４ 回転駆動軸
２６ スクリュー
２８ 攪拌部材
３０ 第１攪拌アーム
３２ 第２攪拌アーム
３４ テーパー面
３６ 垂直面
３８ ディスク
４０ 連通孔
４２ 第１開口
４４ 第２開口
４６ 軸受け
４８ オイルシール
５０ ランタンリング
５２ ガス導入通路
５４ ジャケット
５６ 冷却水入口ノズル
５８ 冷却水出口ノズル

Claims (7)

1. 粉砕室を有する筒状の粉砕タンク、この粉砕タンクの一端に設けられた原料投入部、前記粉砕タンクの他端に設けられたメディア分離部、前記粉砕室内に入れられた粉砕メディア、および前記粉砕室内に設けられ、水平回転軸の周りに回転自在に配置された攪拌部材を備える横型乾式粉砕機において、
   前記攪拌部材が、前記粉砕タンクの一端側に向かって徐々に小さくなるテーパー面と垂直面を有する複数の円錐台状のディスクと複数のピンを交互に備えており、
   前記ディスクには、ディスクの厚さ方向に斜めに延びる連通孔が形成されており、この連通孔は、前記垂直面の比較的内周側に第１開口を有し、前記テーパー面に前記第１開口より外周側に配置された第２開口を有していることを特徴とする横型乾式粉砕機。
2. 前記粉砕室内の前記原料投入部の近傍に配置され、前記粉砕メディアおよび原料投入部から投入された原料に前記粉砕室の他端に向かっての推力を与える機械式推力発生手段を備えている請求項１に記載の横型乾式粉砕機。
3. 前記推力発生手段が、スクリューであることを特徴とする請求項２に記載の横型乾式粉砕機。
4. 前記攪拌部材と推力発生手段が同一回転駆動軸に設けられ、同時に回転するようになっていることを特徴とする請求項２または３に記載の横型乾式粉砕機。
5. 前記回転駆動軸の一端は、ケーシングを貫通して延びており、この回転駆動軸の一端とケーシングの間には、前記粉砕室内部の密閉状態を保つための軸シールが設けられており、この軸シールより粉砕室側にガスを導入するためのガス導入部が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の横型乾式粉砕機。
6. 前記攪拌部材が、ジルコニア、窒化珪素およびアルミナ等のセラミック製であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか記載の横型乾式粉砕機。
7. 前記粉砕タンクがアルミナ、アルミナジルコニアおよび窒化珪素等のセラミック製であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の横型乾式粉砕機。
   
   

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