JP2008012477A - 気流式粉砕機および気流式粉砕機におけるケーシング内の残留物回収方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ケーシングを分解することなく、ケーシング内部の残留物を除去し得る気流式粉砕機を提供する。
【解決手段】この気流式粉砕機１は、ケーシング４０と、そのケーシング４０内に所定距離互いに離隔して設けられて正転および逆転が可能な二つの回転翼を備えており、ケーシング４０内の第一回転翼の後方に導入領域Ａが画成されている。そして、この導入領域Ａには、原料を投入するための原料投入口５１、および導入領域Ａ内に空気を導入可能な空気導入口１０がそれぞれ連通して設けられており、原料投入口５１には、ケーシング４０の外部との連通および非連通状態を切換可能な切換弁３２が付設されている。
【選択図】図３

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粉砕機に係り、特に、そのケーシング内の残留物を好適に回収し得る気流式粉砕機およびその気流式粉砕機におけるケーシング内の残留物回収方法に関する。

農産物や鉱物等の各種原料を粉砕するための粉砕機として、ケーシング内で第一回転翼および第二回転翼を回転させ、第一回転翼と第二回転翼との間に形成された粉砕領域へ原料を導入し、この原料を相互の摩擦により粉砕し、気流で分級して製品を回収する気流式粉砕機がある（例えば特許文献１参照）。
この種の気流式粉砕機は、例えば図５に示すように、ケーシング４０は、投入側ケーシング４３、センターケーシング４４、および排出側ケーシング４５で構成されており、このケーシング４０の内部には、投入側ケーシング４３を貫通するシャフト４６の前端（同図での左端）に、第一回転翼４１と第二回転翼４２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４６は、不図示のモータによって回転可能になっている。第一回転翼４１および第二回転翼４２には複数個の羽根が放射状に設けられており、シャフト４６の回転によって回転しケーシング４０内に旋回する気流を生じさせるようになっている。

投入側ケーシング４３には、シャフト４６に対して垂直な方向に原料を投入する原料投入口４９が設けられている。また、排出側ケーシング４５の前端部（同図での左側）には、排出口５３が開口している。そして、この排出口５３には、吸引管を介して吸引ファン（図示略）が接続される。
そして、上記ケーシング４０内には、第一回転翼４１と投入側ケーシング４３との間に導入領域Ａ、第一回転翼４１と第二回転翼４２の間に粉砕領域Ｂが画成されている。また、排出側ケーシング４５と第二回転翼４２との間およびその前方のテーパー壁５２に沿って分級領域Ｃが画成されている。

この気流式粉砕機３１において、原料投入口４９から投入された原料Ｇは、ケーシング４０内の導入領域Ａに入り、まず、導入領域Ａ内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る。一方、ケーシング４０内の空気は、吸引ファンによって排出口５３側へ吸引され、これにより、導入領域Ａと粉砕領域Ｂとの間には差圧が生じる。この差圧と第一回転翼４１で生じる気流の前方への推力によって、原料Ｇは第一回転翼４１の羽根の間を通って導入領域Ａから粉砕領域Ｂに入り、気流によって旋回し、原料Ｇ同士の衝突や摩擦摩滅によって粉砕が行われる。そして、分級領域Ｃにおいて、砕料のなかで粒子径が小さく質量の小さい粒子は、圧力の低い第二回転翼４２の回転中心近傍に集まり、吸引ファン２で吸引されて排出口５３から空気とともに排出される。一方、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５２に沿って生じる後方への戻り気流によって粉砕領域Ｂに戻るという一連の作用によって原料Ｇの分級が可能になっている。
特開２０００−６１３４０号公報

ここで、上述のような気流式粉砕機３１では、原料Ｇ同士の衝突や摩擦摩滅によって粉砕が行われるので、運転停止後も、一定量の粉砕途中の粒子がケーシング４０内に残存する。そのため、一旦運転を終了してから次の運転に入る場合には、ケーシング４０内部の残留物Ｇｚを取り除く必要がある。
しかしながら、上記ケーシング４０内部は閉空間なので、その内部の残留物Ｇｚを取り除く作業は、分解清掃作業となり手間がかかる。また、残留物Ｇｚを取り除かずに運転を再開した場合には、運転再開時に本来の適正な気流を発生できず、十分に粉砕されない粒子が回収されてしまうという問題がある。
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、ケーシングを分解することなく、ケーシング内部の残留物を除去し得る気流式粉砕機および気流式粉砕機におけるケーシング内の残留物回収方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明のうち第一の発明は、ケーシングと、そのケーシング内に所定距離互いに離隔して設けられた第一回転翼および第二回転翼とを備え、前記ケーシング内の第一回転翼の後方に導入領域を、第一回転翼と第二回転翼との間に粉砕領域を、さらに、第二回転翼の前方に分級領域をそれぞれ画成してなり、前記第一回転翼および第二回転翼の回転で旋回気流を発生させて原料の粉砕および分級をする気流式粉砕機であって、前記第一回転翼および第二回転翼の回転は、正転および逆転が可能になっており、前記導入領域には、原料を投入するための原料投入口、および当該導入領域内に空気を導入可能な空気導入口がそれぞれ連通して設けられており、さらに、前記原料投入口には、ケーシング外部との連通および非連通状態を切換可能な切換弁が付設されていることを特徴としている。

第一の発明によれば、第一回転翼および第二回転翼の回転は、正転および逆転が可能になっており、また、原料投入口には、導入領域に対し、その連通状態を切換可能な切換弁が付設されているので、二枚の回転翼を正転状態とし、さらに、原料投入口を連通状態として運転すれば、原料の粉砕・分級が可能である。そして、二枚の回転翼を逆転状態とし、さらに、原料投入口を非連通状態で運転すれば、ケーシング内に戻り気流を発生させて、ケーシング内部の残留物を、粉砕領域から導入領域に旋回移動させ、さらに、空気導入口から排出することができる。したがって、ケーシングを分解することなく、ケーシング内部の残留物を除去することができる。

ここで、第一の発明に係る気流式粉砕機において、前記原料投入口は、前記導入領域の上部に設けられ、前記空気導入口は、前記導入領域の下部に設けられていることは好ましい。また、導入領域の下部に付設される空気導入口は、略円筒をなすケーシングの接線方向に沿って延出し、かつ回転翼が逆回転する方向に対向し開口して設けられることは好ましい。このような構成であれば、二枚の回転翼の逆転による戻り気流の作用に、さらに重力の作用が加わることで、ケーシング内部の残留物をより効果的に空気導入口から除去することができる。

また、第一の発明に係る気流式粉砕機において、前記空気導入口には、逆止弁が付設されており、当該逆止弁は、前記導入領域へ向かう方向にだけ空気の流れを通ずるようになっており、さらに、当該逆止弁よりも前記導入領域の側には、残留物を回収するための残留物回収槽が付設されていれば好ましい。このような構成であれば、空気導入口からケーシング外部に排出される残留物を、残留物回収槽から容易に回収することができる。また、逆止弁によって、空気導入口の大気との連通ないし非連通状態の切換が、いわば自動的になされるので、二枚の回転翼の正転・逆転する都度での、逆止弁の操作は不要である。

また、第一の発明に係る気流式粉砕機において、前記空気導入口には、ケーシングへの付設側とは反対の側に、残留物を回収するための残留物回収槽が付設され、当該残留物回収槽は、前記空気導入口との連通および非連通状態を切換可能な第一の流路開閉弁を介して前記空気導入口に接続され、さらに、その第一の流路開閉弁よりも前記導入領域の側には、前記空気導入口とケーシング外部との連通および非連通状態を切換可能な第二の流路開閉弁が設けられていることは好ましい。このような構成であれば、空気導入口からケーシング外部に排出される残留物を、残留物回収槽から容易に回収することができる。また、残留物回収槽は、第一の流路開閉弁によって空気導入口との連通および非連通状態を切換可能なので、第一の流路開閉弁を閉止状態にすれば、残留物を残留物回収槽内に残したままでも、運転を再開することができる。

また、本発明のうち第二の発明は、ケーシングと、そのケーシング内に所定距離互いに離隔して設けられた第一回転翼および第二回転翼とを備え、前記ケーシング内の第一回転翼の後方に導入領域を、第一回転翼と第二回転翼との間に粉砕領域を、さらに、第二回転翼の前方に分級領域をそれぞれ画成してなり、前記第一回転翼および第二回転翼の回転で旋回気流を発生させて原料の粉砕および分級をする気流式粉砕機における前記ケーシング内の残留物を回収する方法であって、前記気流式粉砕機として、第一の発明に係る気流式粉砕機を用いて、前記切換弁を閉止して前記原料投入口をケーシング外部とは非連通状態とし、前記第一回転翼および第二回転翼を逆転させて、前記ケーシング内の残留物を、前記空気導入口から回収することを特徴としている。

第二の発明によれば、上記第一の発明に係る気流式粉砕機を用いており、二枚の回転翼を逆転状態とし、さらに、原料投入口をケーシング外部と非連通状態で運転しているので、ケーシング内に戻り気流を発生させて、ケーシング内部の残留物を、粉砕領域から導入領域に旋回移動させ、さらに、空気導入口から排出することができる。したがって、気流式粉砕機の正規の運転が停止した後に、ケーシングを分解することなく、ケーシング内部の残留物を除去することができる。

本発明によれば、ケーシングを分解することなく、ケーシング内部の残留物を除去することができる。

以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
図１は、本発明に係る気流式粉砕機を含む粉末回収装置全体を説明する図であり、また、図２は本発明に係る気流式粉砕機の一実施形態を説明するための構成図である。なお、上記説明した従来の気流式粉砕機と同様の構成については同一の符号を付して説明する。
図１に示すにように、この気流式粉砕機１には、微粉末を回収するための粉末回収装置として、微粉砕された微粉末を空気と共に吸引して気流式粉砕機１から排出させる吸引ファン６２と、その吸引ファン６２から送られた気流中の微粉末を捕集し製品として回収する回収ホッパー６３とを備えている。そして、気流式粉砕機１の排出口５３と吸引ファン６２との間には回収管６５が設けられ、また、吸引ファン６２と回収ホッパー６３との間には輸送管６６が設けられている。

そして、この気流式粉砕機１は、ケーシング４０が、投入側ケーシング３、センターケーシング４４、および排出側ケーシング４５を備えて構成されており、このケーシング４０の内部には、投入側ケーシング３を貫通するシャフト４６の前端（同図での左端）に、第一回転翼４１と第二回転翼４２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４６は、フレーム４７にベアリング４８を介して回転自在に支持されている。そして、シャフト４６の後端側には、モータ１９が設けられており、このモータ１９によってシャフト４６の正転および逆転が可能になっている。

さらに、この気流式粉砕機１は、図２に拡大して示すように、センターケーシング４４は略円筒形をなし、その内部には、第一回転翼４１と投入側ケーシング３との間に導入領域Ａ、第一回転翼４１と第二回転翼４２の間に粉砕領域Ｂがそれぞれ画成されている。
投入側ケーシング３には、シャフト４６に対して垂直な方向に原料を投入する原料投入口４９が円周上部に設けられており、この原料投入口４９に連通する原料投入口５１が、導入領域Ａの、後方（同図での右側）に向かって径が漸減するテーパー壁５０に開口している。ここで、この原料投入口５１と原料投入口４９との間には、ケーシング４０の外部となる原料投入口４９との連通および非連通状態を切換可能な切換弁３２が付設されている。

第一回転翼４１および第二回転翼４２は、排出口５３と略等しい径を有するボス５５、５６を備えている。これらのボス５５、５６の周囲には複数個の羽根５７、５８が放射状に設けられており、シャフト４６の回転によって回転しケーシング４０内に旋回する気流を生じさせる。ここで、ボス５５、５６は、吸引ファン６２の気流が導入領域Ａや粉砕領域Ｂにおけるそれぞれの気流に直接影響を及ぼさないようにする機能を有する。なお、第一回転翼４１の羽根５７は、原料を導入領域Ａから粉砕領域Ｂ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。

また、排出側ケーシング４５は、前方（同図での左側）に向かって径が漸減するテーパー壁５２を有し、その前端部には、排出口５３が開口しており、この排出口５３に、上記の回収管６５を介して吸引ファン６２が接続される。そして、第二回転翼４２には、羽根５８の先端部に排出側ケーシング４５のテーパー壁５２に対向する傾斜面５９が設けられており、排出側ケーシング４５と第二回転翼４２との間およびその前方のテーパー壁５２に沿って分級領域Ｃが画成されている。なお、排出側ケーシング４５のテーパー壁５２と第二回転翼４２の傾斜面５９との間に形成されるクリアランスの大きさは、シャフト４６の前後位置を変えることで、調整可能になっている。
さらに、この気流式粉砕機１は、上記導入領域Ａのテーパー壁５０に、当該導入領域Ａ内に空気を導入可能な空気導入口１０が連通して設けられている。

図２でのＺ−Ｚ断面を図３に示す。
同図に示すように、この空気導入口１０は導入領域Ａの下部に設けられている。そして、この空気導入口１０には、空気導入管１２が接続されている。ここで、空気導入口１０およびこれに連通する空気導入管１２は、略円筒をなすケーシング４０の接線方向に沿って延出し、かつ回転翼が逆回転する方向に対向し開口して設けられている。そして、この空気導入管１２を介して、ケーシング４０への付設側とは反対の側に、残留物Ｇｚを回収するための残留物回収槽２０が付設されている。

この残留物回収槽２０は、略円筒状の容器であり、その軸線を上下にして配置されている。そして、前記空気導入管１２はその上部側の側面に接続されている。さらに、残留物回収槽２０の略円筒状の上面には、逆止弁３０が付設されている。ここで、この逆止弁３０は、導入領域Ａへ向かう方向にだけ空気の流れが通ずるように設置されている。

次に、この気流式粉砕機１の作用・効果について説明する。
この気流式粉砕機１において、通常の運転をする場合には、モータ１９を正転させて、二枚の回転翼４１、４２を正転状態とし、さらに、原料投入口５１の切換弁３２を開いて連通状態として運転すれば、原料の粉砕・分級が可能である。
つまり、図３（ａ）に示すように、原料投入口４９から投入された原料Ｇは、原料投入口５１を通ってケーシング４０内の導入領域Ａに入り、まず、導入領域Ａ内で旋回する気流ＮＲ（以下、「正転気流」という）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る。ここで、通常の運転をする場合には、切換弁３２を開いており、また、逆止弁３０は、導入領域Ａへ向かう方向にだけ空気の流れが通ずるように設置されているので、切換弁３２および逆止弁３０双方からケーシング４０内に空気が導入される。

一方、ケーシング４０内の空気は、吸引ファン６２によって排出口５３側へ吸引され、これにより、導入領域Ａと粉砕領域Ｂとの間には差圧が生じる。この差圧と第一回転翼４１で生じる正転気流ＮＲの前方への推力によって、原料は第一回転翼４１の羽根５７の間を通って導入領域Ａから粉砕領域Ｂに入り、正転気流ＮＲによって旋回し、原料同士の衝突と摩擦摩滅によって粉砕が行われる。つまり、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。

そして、分級領域Ｃにおいては、砕料のなかで粒子径が小さく質量の小さい粒子は、圧力の低い第二回転翼４２の回転中心近傍に集まり、吸引ファン２で吸引されて排出口５３から空気とともに排出される。一方、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、クリアランス付近でテーパー壁５２に沿って生じる後方への戻り気流によって粉砕領域Ｂに戻るという一連の作用によって原料の分級が可能になっている。

これに対し、この気流式粉砕機１において、ケーシング４０内の残留物を回収する場合には、モータ１９を逆転させて、二枚の回転翼４１、４２を逆転状態とし、さらに、原料投入口５１の切換弁３２を閉じて非連通状態として運転すれば、残留物の回収が可能である。
つまり、図３（ｂ）に示すように、二枚の回転翼４１、４２を逆転状態とすることにより、ケーシング４０内に戻り気流ＲＲを発生させて、ケーシング内部の残留物Ｇｚを、粉砕領域Ｂから導入領域Ａに旋回移動させ、さらに、空気導入口１０から空気導入管１２を介して、ケーシング４０外部に設置されている残留物回収槽２０に排出することができる。したがって、ケーシング４０を分解することなく、ケーシング４０内部の残留物Ｇｚを除去することができる。

そして、空気導入口１０は、空気導入管１２とともに、略円筒をなすケーシング４０の接線方向に沿って延出し、かつ回転翼が逆回転する方向に対向し開口して設けられているので、二枚の回転翼４１、４２の逆転による戻り気流の作用に、さらに重力の作用が加わることで、ケーシング４０内部の残留物Ｇｚをより効果的に除去することができる。

さらに、この空気導入口１０には、ケーシング４０への付設側とは反対の側に、残留物Ｇｚを回収するための残留物回収槽２０が付設されているので、空気導入口１０からケーシング４０の外部に排出される残留物Ｇｚを、残留物回収槽２０から容易に回収することができる。また、残留物回収槽２０の上部に逆止弁３０が付設されており、この逆止弁３０は、空気の流れを導入領域Ａへ向かう方向にだけ通ずるように設置されているので、この逆止弁３０によって、空気導入口１０の大気との連通ないし非連通状態の切換が、いわば自動的になされる。そのため、二枚の回転翼４１、４２の正転・逆転する都度での、逆止弁３０の操作が不要である。

以上説明したように、この気流式粉砕機１によれば、ケーシング４０を分解することなく、ケーシング４０内部の残留物Ｇｚを除去することができる。
なお、本発明に係る気流式粉砕機は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。
例えば、上記実施形態では、空気導入口１０には、逆止弁３０が付設されており、この逆止弁３０は、導入領域Ａへ向かう方向にだけ空気の流れが通ずるようになっている例で説明したが、これに限定されず、例えば、二枚の回転翼４１、４２の正転・逆転する都度に、手動で切換をする流路開閉弁を用いてもよい。このような構成からなる変形例を、図４に示す。

同図に示す変形例は、上記実施形態での逆止弁３０に替えて、残留物回収槽２０と空気導入口１０との間に、空気導入口１０との連通および非連通状態を切換可能な第一の流路開閉弁３４を付設するとともに、その第一の流路開閉弁３４よりも導入領域Ａの側に、ケーシング４０の外部との連通および非連通状態を切換可能な第二の流路開閉弁３６が付設されている点が上記実施形態とは異なっている。
このような構成であっても、通常の運転をする場合には、同図（ａ）に示すように、第一の流路開閉弁３４を閉止するとともに第二の流路開閉弁３６を開き、さらに、原料投入口５１の切換弁３２を開いて連通状態としてから、モータ１９を正転させて、二枚の回転翼４１、４２を正転状態で運転すれば、原料の粉砕・分級が可能である。

そして、ケーシング４０内の残留物Ｇｚを回収する場合には、同図（ｂ）に示すように、第一の流路開閉弁３４を開くとともに第二の流路開閉弁３６を閉止し、さらに、原料投入口５１の切換弁３２を閉じて非連通状態としてから、モータ１９を逆転させて、二枚の回転翼４１、４２を逆転状態で運転すれば、残留物Ｇｚを回収することができる。
また、この変形例のような構成であれば、残留物回収槽２０は、第一の流路開閉弁３４によって空気導入口１０との連通および非連通状態を切換可能なので、第一の流路開閉弁３４を閉止状態にすれば、残留物Ｇｚを残留物回収槽２０内に残したままでも、運転を再開することができる。

本発明に係る気流式粉砕機を含む粉末回収装置全体を説明する図である。 本発明に係る気流式粉砕機の一実施形態を説明するための構成図である。 本発明に係る気流式粉砕機の残留物を回収するための機構を説明する図であり、同図は図２でのＺ−Ｚ断面を示しており、また、同図（ａ）は通常の運転状態を、同図（ｂ）は残留物の回収状態をそれぞれ示している。 本発明に係る気流式粉砕機の残留物を回収するための機構の変形例を説明する図であり、同図は図３に対応する図を示している。 従来の気流式粉砕機を説明するための構成図である。

符号の説明

１ 気流式粉砕機
３ 投入側ケーシング
１０ 空気導入口
１２ 空気導入管
１９ モータ
２０ 残留物回収槽
３０ 逆止弁
３２ 切換弁
３４ 第一の流路開閉弁
３６ 第二の流路開閉弁
４０ ケーシング
４１ 第一回転翼
４２ 第二回転翼
４４ センターケーシング
４５ 排出側ケーシング
４６ シャフト
４７ フレーム
４９ 原料投入口
５０ テーパー壁
５１ 原料供給部
５２ テーパー壁
５３ 排出口
５５、５６ ボス
５７、５８ 羽根
５９ 傾斜面
６２ 吸引ファン
６３ 回収ホッパー
６５ 回収管
６６ 輸送管

Claims (5)

1. ケーシングと、そのケーシング内に所定距離互いに離隔して設けられた第一回転翼および第二回転翼とを備え、前記ケーシング内の第一回転翼の後方に導入領域を、第一回転翼と第二回転翼との間に粉砕領域を、さらに、第二回転翼の前方に分級領域をそれぞれ画成してなり、前記第一回転翼および第二回転翼の回転で旋回気流を発生させて原料の粉砕および分級をする気流式粉砕機であって、
   前記第一回転翼および第二回転翼の回転は、正転および逆転が可能になっており、
   前記導入領域には、原料を投入するための原料投入口、および当該導入領域内に空気を導入可能な空気導入口がそれぞれ連通して設けられており、さらに、前記原料投入口には、ケーシング外部との連通および非連通状態を切換可能な切換弁が付設されていることを特徴とする気流式粉砕機。
2. 前記原料投入口は、前記導入領域の上部に設けられ、前記空気導入口は、前記導入領域の下部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の気流式粉砕機。
3. 前記空気導入口には、逆止弁が付設されており、当該逆止弁は、前記導入領域へ向かう方向にだけ空気の流れを通ずるようになっており、さらに、当該逆止弁よりも前記導入領域の側には、残留物を回収するための残留物回収槽が付設されていることを特徴とする請求項１または２に記載の気流式粉砕機。
4. 前記空気導入口には、ケーシングへの付設側とは反対の側に、残留物を回収するための残留物回収槽が付設され、当該残留物回収槽は、前記空気導入口との連通および非連通状態を切換可能な第一の流路開閉弁を介して前記空気導入口に接続され、さらに、その第一の流路開閉弁よりも前記導入領域の側には、前記空気導入口とケーシング外部との連通および非連通状態を切換可能な第二の流路開閉弁が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の気流式粉砕機。
5. ケーシングと、そのケーシング内に所定距離互いに離隔して設けられた第一回転翼および第二回転翼とを備え、前記ケーシング内の第一回転翼の後方に導入領域を、第一回転翼と第二回転翼との間に粉砕領域を、さらに、第二回転翼の前方に分級領域をそれぞれ画成してなり、前記第一回転翼および第二回転翼の回転で旋回気流を発生させて原料の粉砕および分級をする気流式粉砕機における前記ケーシング内の残留物を回収する方法であって、
   前記気流式粉砕機として、請求項１〜４のいずれか一項に記載の気流式粉砕機を用いて、
   前記切換弁を閉止して前記原料投入口をケーシング外部とは非連通状態とし、前記第一回転翼および第二回転翼を逆転させて、前記ケーシング内の残留物を、前記空気導入口から回収することを特徴とする気流式粉砕機におけるケーシング内の残留物回収方法。

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