JP2008006376A

JP2008006376A - 微粒子破砕を高効率で行うことのできる破砕装置

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Publication number: JP2008006376A
Application number: JP2006179626A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Notomi; 啓一納冨
Original assignee: KANKYO ANETOS KK
Current assignee: KANKYO ANETOS KK
Priority date: 2006-06-29
Filing date: 2006-06-29
Publication date: 2008-01-17
Anticipated expiration: 2026-06-29
Also published as: JP4699302B2; WO2008001854A1

Abstract

【課題】転動体の転動に伴って発生する気流を低減し、破砕効率を向上する破砕装置を提供する。
【解決手段】転動体１１の押圧により被破砕物を破砕するボールミルやロッドミルなどの破砕装置１において、被破砕物を破砕するための破砕空間１０に真空ポンプ３４を連通連結し、高真空度状態で被破砕物を破砕するように構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、ボールミルやロッドミル等の破砕装置に関するものであり、ボールやロッド等の転動体の押圧により被破砕物を破砕する破砕装置に関するものである。

従来より、原料や廃棄物などの破砕には、ボールやロッド等の転動体の押圧により被破砕物を破砕する破砕装置が広く利用されている。

たとえば、ボールを用いた破砕装置であるボールミルは、駆動源に連動連結した回転容器の内部に複数個の金属製のボールを収容した構成となっていた（たとえば、特許文献１参照。）。

そして、従来のボールミルでは、回転容器の内部に被破砕物をボールとともに収容し、回転容器を回転させることで、回転容器の内部でボールと被破砕物とを撹拌しながら転動させ、回転容器の内壁とボール或いはボール同士の間に介在する被破砕物をボールの押圧力によって押圧して破砕するように構成していた。

同様に、ロッドを用いた破砕装置であるロッドミルでは、固定容器の底部に転動するロッドを収容し、固定容器の内部に被破砕物をロッドとともに収容し、ロッドを回転させることで、ロッドと固定容器の底壁との間に介在する被破砕物をロッドの押圧力によって押圧して破砕するように構成していた。

特開２００５−２７９４１２号公報

ところが、上記従来の破砕装置では、破砕時に被破砕物がボールやロッドなどの転動体とともに転動することになるために、破砕空間の内部に転動体の転動に抗する気流が発生していた。たとえば、ボールミルでは、図５に模式的に示すように、回転容器101の内部に形成された破砕空間102において、ボール103の転動に抗して被破砕物の粒子104をボール103の外周に沿って上方や側方に向けて流れる気流が発生していた。

そのため、被破砕物が破砕空間の内部に発生した気流に乗って被破砕物から離反する方向に流動してしまい、転動体によって被破砕物を良好に押圧して破砕することができず、破砕に多大な時間を要していた。

そこで、請求項１に係る本発明では、転動体の押圧により被破砕物を破砕する破砕装置において、被破砕物を破砕するための破砕空間に真空ポンプを連通連結し、高真空度状態で被破砕物を破砕するように構成することにした。

また、請求項２に係る本発明では、回転容器の内部に複数個のボールを収容し、転動するボールの押圧により被破砕物を破砕するボールミルにおいて、回転容器の内部に形成される被破砕物を破砕するための破砕空間に真空ポンプを連通連結し、高真空度状態で被破砕物を破砕するように構成することにした。

また、請求項３に係る本発明では、前記請求項２に係る本発明において、前記ボールを同極性に磁化することにした。

また、請求項４に係る本発明では、前記請求項２又は請求項３に係る本発明において、前記ボールを磁性素材で形成するとともに、回転容器の外部に磁石を配設して、同磁石で前記ボールを磁力により引張することにした。

また、請求項５に係る本発明では、固定容器の底部に転動するロッドを配設し、転動するロッドの押圧により被破砕物を破砕するロッドミルにおいて、固定容器の内部に形成される被破砕物を破砕するための破砕空間に真空ポンプを連通連結し、高真空度状態で被破砕物を破砕するように構成することにした。

また、請求項６に係る本発明では、前記請求項５に係る本発明において、前記ロッドを磁性素材で形成するとともに、固定容器の外部に磁石を配設して、同磁石で前記ロッドを磁力により引張することにした。

そして、本発明では、以下に記載する効果を奏する。

すなわち、請求項１に係る本発明では、転動体の押圧により被破砕物を破砕する破砕装置において、被破砕物を破砕するための破砕空間に真空ポンプを連通連結し、高真空度状態で被破砕物を破砕するように構成しているために、転動体の転動に伴って破砕空間の内部に気流が発生してしまうのを抑制することができ、気流の発生によって生じる破砕ロスを低減することができ、破砕に要する時間を短縮することができるとともに、破砕粒子の微粒子化を図ることができ、微粒子破砕の高効率化を図ることができる。

また、請求項２に係る本発明では、回転容器の内部に複数個のボールを収容し、転動するボールの押圧により被破砕物を破砕するボールミルにおいて、回転容器の内部に形成される被破砕物を破砕するための破砕空間に真空ポンプを連通連結し、高真空度状態で被破砕物を破砕するように構成しているために、ボールの転動に伴って破砕空間の内部に気流が発生してしまうのを抑制することができ、気流の発生によって生じる破砕ロスを低減することができ、破砕に要する時間を短縮することができるとともに、破砕粒子の微粒子化を図ることができ、微粒子破砕の高効率化を図ることができる。

また、請求項３に係る本発明では、ボールを同極性に磁化しているために、ボール同士の磨耗を低減することができるとともに、ボール同士の摩擦を低減することができ、これにより、回転容器の回転に要する動力を低減することができる。

また、請求項４に係る本発明では、ボールを磁性素材で形成するとともに、回転容器の外部に磁石を配設して、磁石でボールを磁力により引張しているために、ボールと回転容器との接触圧を増大することができ、これにより、被破砕物を良好に押圧することができ、破砕効率を向上させることができる。

また、請求項５に係る本発明では、固定容器の底部に転動するロッドを配設し、転動するロッドの押圧により被破砕物を破砕するロッドミルにおいて、固定容器の内部に形成される被破砕物を破砕するための破砕空間に真空ポンプを連通連結し、高真空度状態で被破砕物を破砕するように構成しているために、ロッドの転動に伴って破砕空間の内部に気流が発生してしまうのを抑制することができ、気流の発生によって生じる破砕ロスを低減することができ、破砕に要する時間を短縮することができるとともに、破砕粒子の微粒子化を図ることができ、微粒子破砕の高効率化を図ることができる。

また、請求項６に係る本発明では、ロッドを磁性素材で形成するとともに、固定容器の外部に磁石を配設して、磁石でロッドを磁力により引張しているために、ロッドと固定容器との接触圧を増大することができ、これにより、被破砕物を良好に押圧することができ、破砕効率を向上させることができる。

以下に、本発明に係る破砕装置の具体的な構成について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、本発明に係る破砕装置としてボールミルやロッドミルを用いた場合について説明する。

図１及び図２に示すように、本発明に係るボールミル１は、基台２の上部に円筒状の回転容器３を左右一対の軸受4,5で回動自在に支持している。

回転容器３は、中空円筒状の容器本体６の外周中央部に排出口７を形成するとともに、容器本体６の右側部に供給管８を同軸上に連通連結し、一方、容器本体６の左側部に排気管９を同軸上に連通連結している。

この回転容器３は、容器本体６の中空部に破砕空間10を形成し、破砕空間10の内部に複数個の同極性（Ｓ極又はＮ極）に磁化した磁性素材からなるボール11を収容している。

また、回転容器３は、容器本体６の外周右側端部に回転ギヤ12を形成し、この回転ギヤ12に駆動源13を連動連結している。

この駆動源13は、基台２に取付けた駆動モータ14に変速機15を連動連結し、変速機15の出力軸16に駆動ギヤ17を取付け、この駆動ギヤ17を回転ギヤ12に噛合させている。図中、18,19は軸受である。

これにより、ボールミル１は、駆動源13を用いて回転容器３を回転させることで、破砕空間10の内部で投入された被破砕物とボール11とがともに転動し、ボール11の押圧により被破砕物を破砕することができるようになっている。

また、回転容器３は、供給管８の右側端部に反応性ガスや反応性流体を破砕空間10へ供給するための供給装置20を連通連結している。

この供給装置20は、基台２に取付けた矩形箱型状の供給容器21に供給管８を密閉状に連通連結し、供給容器21に取付けた油圧シリンダ22のヘッド部23を供給管８の右側開口端部に開閉可能に配置するとともに、供給容器21の上部に反応性ガスを供給するガス供給口24と反応性流体を供給する流体供給口25とを形成し、流体供給口25を油圧シリンダ22のヘッド部23にフレキシブルパイプ26を介して連通連結している。図中、27,28は供給源、29,30は開閉バルブである。

そして、供給装置20は、油圧シリンダ22のヘッド部23を後退させて供給管８の右側開口端部を開放させた状態とし、開閉バルブ29を開いて反応性ガスの供給源27から供給容器21へ反応性ガスを注入することにより、供給管８から破砕空間10へ反応性ガスを供給することができる。また、供給装置20は、油圧シリンダ22のヘッド部23を前進させて供給管８の右側開口端部を閉塞させた状態とし、開閉バルブ30を開いて反応性流体の供給源28からヘッド部23へ反応性流体を注入することにより、ヘッド部23から供給管８を介して破砕空間10へ反応性流体を供給することができる。

また、回転容器３は、排気管９の左側端部に破砕空間10の内部を高真空度状態にするための吸気装置31を連通連結している。

この吸気装置31は、基台２に取付けた吸気容器32に排気管９を密閉状に連通連結し、吸気容器32の内部にフィルター33を収容するとともに、吸気容器32の上部に真空ポンプ34を開閉バルブ35を介して連通連結し、吸気容器32の下部に排出管36を開閉バルブ37を介して連通連結している。

そして、吸気装置31は、開閉バルブ35を開くとともに開閉バルブ37を閉じた状態で真空ポンプ34を駆動することで、破砕空間10の内部を高真空度状態にすることができるようになっている。

また、回転容器３の外方には、磁石38を配設している。この磁石38は、回転容器３に近接する先端部をＳ極又はＮ極（ボール11と異極性）に磁化しており、基台２に支持体39を介して角度調整可能に取付けている。

以上に説明したように、上記ボールミル１では、回転容器３の内部に複数個のボール11を収容し、転動するボール11の押圧により被破砕物を破砕するように構成しており、しかも、回転容器３の内部に形成される被破砕物を破砕するための破砕空間10に真空ポンプ34を連通連結して、高真空度状態で被破砕物を破砕するように構成している。

そのため、上記ボールミル１では、図３に模式的に示すように、回転容器３の内部に形成された破砕空間10において、大気圧状態ではボール11の転動に抗して被破砕物の粒子40をボール11の外周に沿って上方や側方に向けて流れる気流が発生していたが、真空ポンプ34により破砕空間10を高真空度状態とすることで、ボール11の転動に伴って破砕空間10の内部に気流が発生してしまうのを抑制することができ、気流の発生によって生じる破砕ロスを低減することができ、破砕に要する時間を短縮することができる。

また、上記ボールミル１では、真空ポンプ34により破砕空間10を高真空度状態とすることで、ボール11の転動速度が増大することになり、これによっても、破砕に要する時間を短縮することができる。

また、上記ボールミル１では、真空ポンプ34により破砕空間10を高真空度状態とすることで、破砕時の破砕音による共鳴や共振を低減することができ、低騒音化を図ることができる。

また、上記ボールミル１では、真空ポンプ34により破砕空間10を高真空度状態とすることで、破砕時に生じる熱を利用して被破砕物を良好に乾燥させることができ、加湿又は加水された被破砕物の破砕も行うことができる。

また、上記ボールミル1では、完全湿式破砕機とすることができ、その場合には、破砕時の発泡を防止することができ、発泡によって被破砕物の粒子40が持ち上がる現象を抑制することができ、破砕効率を向上させることができる。

特に、上記ボールミル1では、ボール11を同極性に磁化しているために、ボール11同士の磨耗を低減することができるとともに、ボール11同士の摩擦を低減することができ、これにより、回転容器３の回転に要する動力を低減することができる。

また、上記ボールミル1では、ボール11を磁性素材で形成するとともに、回転容器３の外部に磁石38を配設して、磁石38でボール11を磁力により引張しているために、ボール11と回転容器３との接触圧を増大することができ、これにより、被破砕物を良好に押圧することができ、破砕効率を向上させることができる。なお、上記ボールミル１では、ボール11を磁化しているが、ボール11を磁性素材で形成していれば、磁化させなくてもよい。

本発明は、図４に示すように、ロッドミル41に適用することもでき、公知の構造のロッドミル41の破砕空間42に真空ポンプ（図示省略）を連通連結して構成することができる。

このロッドミル41では、固定容器43の底部内側に回転しながら転動する磁性素材からなるロッド44,44を配設する一方、固定容器43の底部外側に磁石45を配設している。

これにより、本発明を適用したロッドミル41でも、上記ボールミル１と同様の効果を得ることができる。

すなわち、上記ロッドミル41では、破砕空間42を高真空度状態とすることで、ロッド44の転動に伴って破砕空間42の内部に気流が発生してしまうのを抑制することができ、気流の発生によって生じる破砕ロスを低減することができ、破砕に要する時間を短縮することができる。

また、上記ロッドミル41では、破砕空間42を高真空度状態とすることで、ロッド44の転動速度が増大することになり、これによっても、破砕に要する時間を短縮することができる。

また、上記ロッドミル41では、破砕空間42を高真空度状態とすることで、破砕時の破砕音による共鳴や共振を低減することができ、低騒音化を図ることができる。

また、上記ロッドミル41では、破砕空間42を高真空度状態とすることで、破砕時に生じる熱を利用して被破砕物を良好に乾燥させることができ、加湿又は加水された被破砕物の破砕も行うことができる。

また、上記ロッドミル41では、完全湿式破砕機とすることができ、その場合には、破砕時の発泡を防止することができ、発泡によって被破砕物の粒子40が持ち上がる現象を抑制することができ、破砕効率を向上させることができる。

特に、上記ロッドミル41では、ロッド44を磁性素材で形成するとともに、固定容器43の外部に磁石45を配設して、磁石45でロッド44を磁力により引張しているために、ロッド44と固定容器43との接触圧を増大することができ、これにより、被破砕物を良好に押圧することができ、破砕効率を向上させることができる。

本発明に係るボールミルを示す正面図。同断面図。同動作を示す説明図。本発明に係るロッドミルを示す断面図。従来の気流発生を示す説明図。

符号の説明

１ボールミル２基台
３回転容器 4,5 軸受
６容器本体７排出口
８供給管９排気管
10 破砕空間 11 ボール
12 回転ギヤ 13 駆動源
14 駆動モータ 15 変速機
16 出力軸 17 駆動ギヤ
18,19 軸受 20 供給装置
21 供給容器 22 油圧シリンダ
23 ヘッド部 24 ガス供給口
25 流体供給口 26 フレキシブルパイプ
27,28 供給源 29,30 開閉バルブ
31 吸気装置 32 吸気容器
33 フィルター 34 真空ポンプ
35 開閉バルブ 36 排出管
37 開閉バルブ 38 磁石
39 支持体 40 粒子
41 ロッドミル 42 破砕空間
43 固定容器 44 ロッド
45 磁石
101 回転容器 102 破砕空間
103 ボール 104 粒子

Claims

転動体の押圧により被破砕物を破砕する破砕装置において、
被破砕物を破砕するための破砕空間に真空ポンプを連通連結し、高真空度状態で被破砕物を破砕するように構成したことを特徴とする破砕装置。
回転容器の内部に複数個のボールを収容し、転動するボールの押圧により被破砕物を破砕するボールミルにおいて、
回転容器の内部に形成される被破砕物を破砕するための破砕空間に真空ポンプを連通連結し、高真空度状態で被破砕物を破砕するように構成したことを特徴とするボールミル。
前記ボールを同極性に磁化したことを特徴とする請求項２に記載のボールミル。
前記ボールを磁性素材で形成するとともに、回転容器の外部に磁石を配設して、同磁石で前記ボールを磁力により引張したことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のボールミル。
固定容器の底部に転動するロッドを配設し、転動するロッドの押圧により被破砕物を破砕するロッドミルにおいて、
固定容器の内部に形成される被破砕物を破砕するための破砕空間に真空ポンプを連通連結し、高真空度状態で被破砕物を破砕するように構成したことを特徴とするロッドミル。
前記ロッドを磁性素材で形成するとともに、固定容器の外部に磁石を配設して、同磁石で前記ロッドを磁力により引張したことを特徴とする請求項５に記載のロッドミル。