JP2008086875A - 気流式微粉末製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ばらつきの少ない粒度分布をもつ微粉末を製造する。
【解決手段】この気流式微粉末製造装置１は、気流式粉砕機２と、その下流側に設けられた気流式分級機３とを備えている。気流式粉砕機２は、原料を旋回気流ＲＡで気流搬送しながら粉砕および第一の分級をして粉末を製造可能なものである。また、気流式分級機３は、分散領域Ｖと、その分散領域Ｖに連続して設けられた第二の分級領域Ｓ２とを備えている。そして、この分散領域Ｖには、分散部７１に、旋回気流ＲＡの旋回方向に沿って配設された複数の案内羽板を有し、第二の分級領域Ｓ２には、旋回気流ＲＡの旋回方向と同一方向に回転する分級翼６２を有している。そして、分散領域Ｖでは、気流式粉砕機２から旋回気流ＲＡと共に供給される粉末を分散し、第二の分級領域Ｓ２では、分散領域Ｖから気流搬送される粉末を微粉末と粗粉末とに遠心分級による第二の分級をするようになっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば農産物や鉱物等の各種の原料を粉砕および分級をして微粉末を製造する気流式微粉末製造装置に関する。

この種の気流式微粉末製造装置としては、例えば特許文献１に記載の技術が知られている。
同文献に開示される気流式微粉末製造装置は、気流式粉砕機を備えて構成されており、この気流式粉砕機は、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た第一回転翼および第二回転翼とを有している。ケーシング内の第一回転翼の上流側に導入領域、第一回転翼と第二回転翼との間に粉砕領域、および第二回転翼の下流側に分級領域が画成されている。そして、そのケーシング内の導入領域に原料を導入し、第一回転翼と第二回転翼の回転で旋回気流を発生させることで、導入した原料を旋回気流で気流搬送しながら粉砕および分級をして製品となる微粉末を回収可能になっている。

この気流式微粉末製造装置によれば、原料を粉砕する粉砕機能だけでなく、分級機能をも兼ね備えており、例えば従来のピンミル、ロールミル、あるいはハンマーミルのような機械式粉砕機に比べて、ばらつきの少ない粒度分布の粉砕が可能である。
特開２００６−１３６８００号公報

しかしながら、近年、微粉末を用いる商品に対しては、更なる品質の向上が要求されている。そのため、商品開発の現場では、一層ばらつきの少ない粒度分布を有する微粉末が求められるようになってきた。
そこで、本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、一層ばらつきの少ない粒度分布を有する微粉末を製造し得る気流式微粉末製造装置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、本発明は、原料を旋回気流で気流搬送しながら粉砕および第一の分級をして粉末を製造する気流式粉砕機と、前記気流式粉砕機の下流側に設けられてその気流式粉砕機によって製造された粉末に対しさらに第二の分級をする気流式分級機とを備え、前記気流式分級機は、前記気流式粉砕機の粉末回収側に設けられて前記気流式粉砕機から旋回気流と共に供給される粉末を分散するための分散領域と、その分散領域に連続して設けられて分散領域から気流搬送される粉末をさらに微粉末と粗粉末とに遠心分級するための第二の分級領域とを備えて構成されており、前記分散領域には、前記気流式粉砕機で発生した旋回気流の旋回方向に沿って配設された複数の案内羽板を有し、前記第二の分級領域には、前記気流式粉砕機で発生した旋回気流の旋回方向と同一方向に回転する分級翼を有して構成されていることを特徴としている。

本発明に係る気流式微粉末製造装置によれば、その気流式粉砕機は、原料を旋回気流で気流搬送しながら粉砕および第一の分級をして粉末を製造することができるので、この気流式粉砕機によって製造される粉末は、一次分級がなされたものである。そして、この気流式粉砕機によって製造された粉末に対し、さらに、その下流側に気流式分級機が設けられており、この気流式分級機は、気流式粉砕機の粉末回収側に設けられて気流式粉砕機からこれによる旋回気流と共に供給される粉末を分散する分散領域と、その分散領域に連続して設けられて分散領域から気流搬送される粉末をさらに微粉末と粗粉末とに遠心分級する第二の分級領域とを備えて構成されているので、気流式粉砕機によって一次分級がなされた粉末をさらに分級することができる。つまり、製造された粉末を二次分級することで、一層ばらつきの少ない粒度分布を有する微粉末を製造することができる。

そして、一次分級がなされた粉末は、気流式粉砕機での旋回気流で気流搬送されて、気流式粉砕機の粉末回収側から吐出されるが、この気流式分級機は、その分散領域には、気流式粉砕機で発生した旋回気流の旋回方向に沿って配設された複数の案内羽板を有し、その第二の分級領域には、気流式粉砕機で発生した旋回気流の旋回方向と同一方向に回転する分級翼を有して構成されているので、気流式粉砕機での旋回気流の流れをそのまま生かして、その旋回気流の流れを気流式分級機に円滑に導くことができる。そのため、その分散領域での粉末の分散が円滑になされ、さらに、これに連続する第二の分級領域での遠心分級による二次分級についても円滑に行うことができる。したがって、気流式粉砕機と気流式分級機とを連続して一ラインに備える構成とした場合であっても、気流式粉砕機および気流式分級機相互の干渉によるそれぞれの能力の低減を防止または抑制可能であり、さらに、相互の干渉によるエネルギーの損失を防止または抑制することができる。さらに、例えば粉末を回収タンク等に一旦回収してから再度の分級を行う場合と比べて、粉末を連続的に気流搬送して第一および第二の分級がなされるので、粉末を十分に分散した状態で分級することができる。そのため、これによって製造される微粉末の分級精度を安定させることができるので、一層ばらつきの少ない粒度分布を有する微粉末を製造することができる。

ここで、本発明に係る気流式微粉末製造装置において、前記気流式粉砕機は、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た第一回転翼および第二回転翼とを有し、前記ケーシング内の第一回転翼の上流側に導入領域、第一回転翼と第二回転翼との間に粉砕領域、および第二回転翼の下流側に第一の分級領域を画成してなり、さらに、第一回転翼と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前記第一の分級を行うものであることは好ましい。

このような構成であれば、この気流式粉砕機は、例えば従来のピンミル、ロールミル、あるいはハンマーミルのような機械式粉砕機に比べて、ばらつきの少ない粒度分布の粉砕が可能なので、一層ばらつきの少ない粒度分布を有する微粉末を製造する上でより好適である。

本発明によれば、一層ばらつきの少ない粒度分布を有する微粉末を製造し得る気流式微粉末製造装置を提供することができる。

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微粉末製造装置の一実施形態を示す説明図である。
同図に示すように、この気流式微粉末製造装置１は、気流式粉砕機２と気流式分級機３とを連続して一ラインに備えて構成されている。そして、この気流式粉砕機２は、原料を旋回気流で気流搬送しながら粉砕および第一の分級をして粉末を製造可能なものであり、また、この気流式分級機３は、気流式粉砕機２の下流側に連続して設けられており、気流式粉砕機２から旋回気流と共に供給される粉末を分散するための分散領域Ｖと、その分散領域Ｖに連続して設けられて分散領域Ｖから気流搬送される粉末をさらに微粉末と粗粉末とに遠心分級するための第二の分級領域Ｓ２とを備えて構成されている。そして、気流式粉砕機２によって製造された粉末に対しさらに第二の分級が可能なものである。

まず、上記気流式粉砕機２について図２を適宜参照しつつより詳しく説明する。なお、図２は上記気流式微粉末製造装置１が備える気流式粉砕機２を拡大して示す図であり、同図ではその要部を軸線を含む断面で示している。
この気流式粉砕機２は、同図に示すように、ケーシング７を有して構成されている。このケーシング７内には、ケーシング内に原料を導入する導入領域Ｒと、その導入された原料を粉砕する粉砕領域Ｃと、粉砕された粉末を分級する第一の分級領域Ｓ１とがそれぞれ画成されている。

詳しくは、ケーシング７は、投入側ケーシング４、センターケーシング５および排出側ケーシング６によって構成されている。投入側ケーシング４は、その内壁面が、下流側から上流側に向けて径が漸減するテーパー壁３７を有して形成されている。また、センターケーシング５は、中央に位置して円筒形をなし、さらに、排出側ケーシング６は、その内壁面が、径が上流側から下流側に向けて漸減するテーパー壁３８を有して形成されている。

このケーシング７内には、投入側ケーシング４を貫通するシャフト１０の前端（図２において左端）に、複数の回転翼として、第一回転翼２８と第二回転翼２９とを所定距離互いに離隔して有している。そして、投入側ケーシング４のテーパー壁３７の内側かつ第一回転翼２８よりも下流側の空間が導入領域Ｒとして画成されている。また、センターケーシング５の内側かつ第一回転翼２８及び第二回転翼２９の間の空間が粉砕領域Ｃとして画成されている。さらに、第二回転翼２９と排出側ケーシング６との間の空間及びその下流側のテーパー壁３８に沿った空間が第一の分級領域Ｓ１として画成されている。そして、上記第一回転翼２８および第二回転翼２９には、ボス３０、３１の周囲に複数の羽根３２、３３が放射状に設けられている。その第二回転翼２９の羽根３３の先端部には傾斜面３４が形成され、この傾斜面３４が排出側ケーシング６のテーパー壁３８に対向している。なお、この気流式粉砕機２による原料を微粉砕後の粉末の粒径は、この第二回転翼２９の羽根３３の先端部の傾斜面３４とテーパー壁３８との対向距離を調整することによって所望の粒径に設定可能になっている。

そして、シャフト１０はフレーム１１にベアリングを介して回転自在に支持され、図１に示すモータ１２により回転可能であり、これら第一回転翼２８および第二回転翼２９は、シャフト１０とともに回転し、ケーシング７内に旋回気流を発生するようになっている。ここで、この気流式粉砕機２は、本実施形態の例では、気流搬送方向での上流側から見て時計まわりに旋回する旋回気流ＲＡを発生させるようになっている。

さらに、上記投入側ケーシング４には、その上部に、原料を投入するための漏斗状の原料投入部１５がシャフト１０に対して垂直に形成されている。この原料投入部１５は、その下端出口がテーパー壁３７に開口しており、導入領域Ｒに原料投入部１５から原料を投入可能になっている。
一方、第一の分級領域Ｓ１の下流となる前端部には、図２に示すように、排出側ケーシング６のテーパー壁３８前端の開口部分に排出口４０が設けられている。そして、この排出口４０は、上記気流式分級機３の分散領域Ｖに連通する回収管４４の後端部に接続されている。

次に、上記気流式分級機３について図１および図３を適宜参照しつつより詳しく説明する。なお、図３は、気流式分級機３の分散領域に位置する分散部を説明する図であり、同図（ａ）は図１での要部を拡大して示しており、また、図３（ｂ）は同図（ａ）でのＢ−Ｂ断面図、図３（ｃ）は同図（ａ）でのＣ−Ｃ断面図である。
この気流式分級機３は、図１に示すように、上下に延びる略円筒状の本体ケーシング６１を有している。この本体ケーシング６１は、その上方が径の大きな大径部６１ｂになっており、また、その下方が大径部６１ｂと同軸に形成されて大径部６１ｂよりも径の小さな小径部６１ａになっている。そして、大径部６１ｂの下端と小径部６１ａの上端とは下方に向けて徐々に縮径するテーパー部６１ｃによって相互に連結されている。そして、この本体ケーシング６１は、その大径部６１ｂの内部が上記第二の分級領域Ｓ２になっており、また、本体ケーシング６１下方の小径部６１ａの内部が上記分散領域Ｖになっている。

この分散領域Ｖには、小径部６１ａ内の下端の側から上記回収管４４の前端部が分散領域Ｖ内に位置するように小径部６１ａと同軸に装入されており、この回収管４４の前端部が分散部７１になっている。そして、この分散部７１は、回収管４４によって本体ケーシング６１の軸線に沿ってその下方から上方に旋回気流ＲＡとともに導かれた粉末を、本体ケーシング６１内に導入可能になっている。また、小径部６１ａ下端は、下方に向けて逆円錐状に形成された粗粉末搬出管５９に接続しており、この粗粉末搬出管５９の先端に粗粉末回収タンク５８が配設されている。

ここで、上記分散部７１は、図３に拡大図示するように、その上端部に略円錐状をなす尖塔部２６を有している。この尖塔部２６は、小径部１６ａの軸心ＣＬと同軸に配設されている。また、この分散部７１は、その尖塔部２６の直下に回収管４４からの粉末を旋回気流ＲＡとともに本体ケーシング６１内に導入可能な粉末導入部７２を有し、さらに、この粉末導入部７２に対し軸方向での下方に適宜の距離を隔てた位置に、二次エア導入部７４を有して構成されている。

この粉末導入部７２は、図３（ｂ）に示すように、回収管４４周囲に、平面視が円環状に形成されている。そして、この円環状をなす粉末導入部７２は、回収管４４に連通する環状の流路になっており、その周方向に沿ってほぼ等間隔に放射状に設けられた複数（この例では１２枚）の第一の案内羽板７３を有して構成されている。これら複数の案内羽板７３は、気流式粉砕機２で発生した旋回気流ＲＡの旋回方向（平面視で反時計回り）に沿って配設されており、旋回気流ＲＡの旋回方向に沿った湾曲形状を有している。

さらに、二次エア導入部７４は、図３（ｃ）に示すように、粉末導入部７２同様に、平面視が円環状に形成されている。なお、この円環状をなす二次エア導入部７４の内径および外径は、いずれも上記粉末導入部７２の内径および外径よりも大きい。また、粉末導入部７２と二次エア導入部７４との間の部分は、下方に向けて拡径するテーパー壁７８になっており、このテーパー壁７８によって相互の対向側の端部が連結されている。

そして、この二次エア導入部７４は、その内周側が下方に延びて回収管４４の周囲を囲繞する円環状の二次エア供給管路７６ａに連通しており、さらに、その二次エア供給管路７６ａの外側面には、二次エアを供給するための二次エア供給口７６が付設されている。これにより、この二次エア供給口７６から二次エアＡ２が供給されると、二次エア供給管路７６ａを介してその上部の二次エア導入部７４から本体ケーシング６１内に二次エアＡ２を導入可能になっている。

ここで、図３（ｃ）に示すように、この二次エア導入部７４についても、上記粉末導入部７２同様に、その周方向に沿ってほぼ等間隔に放射状に設けられた複数（この例では１２枚）の二次エア案内羽板７５を有して構成されている。つまり、これら複数の二次エア案内羽板７５についても、気流式粉砕機２で発生した旋回気流ＲＡの旋回方向（平面視で反時計回り）に沿って配設されている。これにより、二次エアＡ２を、旋回気流ＲＡの旋回方向と同じ旋回方向をもつ旋回気流ＲＢとして二次エア導入部７４から本体ケーシング６１内に導入可能になっている。なお、上記「複数の案内羽板」には、粉末導入部７２の第一の案内羽板７３および二次エア導入部７４の二次エア案内羽板７５が対応する。

一方、第二の分級領域Ｓ２には、本体ケーシング６１の大径部６１ｂ内に、分級翼６２が配置されている。この分級翼６２は、駆動シャフト６６の軸方向に沿って離間して設けられた三層の分級羽根６４を有して構成されている。ここで、各分級羽根６４は、上述した第二回転翼２９と略同じ構成を有している。つまり、各分級羽根６４は、その周囲に複数の羽根が放射状に設けられており、この羽根の先端部には上記第二回転翼２９の傾斜面３４に相当する形状が形成されている。そして、この羽根の先端部が本体ケーシング６１の内壁の上記テーパー壁３８に相当する形状に対向しており、これにより、分級作用を発生させるようになっている。

そして、この分級翼６２は、大径部６１ｂと同軸に配設された駆動シャフト６６の先端に装着されており、駆動シャフト６６は、その基端側が、本体ケーシング６１の外部上方に付設された駆動モータ６７の出力軸に接続されている。これにより、この駆動モータ６７を駆動することによって分級翼６２を回転可能になっている。ここで、この分級翼６２の回転方向ＲＤは、気流式粉砕機２で発生した旋回気流ＲＡの旋回方向と同一方向（上記同様に平面視で反時計回り）に回転するようになっている。

そして、この分級翼６２の上側となる本体ケーシング６１の頂部には、三層の分級羽根６４間を通過した気流および微粉末だけを導くようにした円筒状の絞り部６５が本体ケーシング６１内にこれと同軸に連通して形成されており、さらに、この絞り部２１には、その側面に、微粉末を搬出するための微粉末搬出管６８の後端が接続されており、この微粉末搬出管６８から微粉末が回収されるようになっている。

さらに、この微粉末搬出管６８の前端は、同図に示すように、バグフィルタ４９を内蔵する回収ホッパ４８に接続されている。この回収ホッパ４８の上部には吸引ファン５１が設置されている。そして、この回収ホッパ４８は、ロータリー弁および回収弁等からなる弁機構５４を介して微粉末回収タンク５６に接続されており、バグフィルタ４９で分離された微粉末はこの微粉末回収タンク５６に回収されるようになっている。

次に、上述の気流式微粉末製造装置１の作用・効果について説明する。
この気流式微粉末製造装置１では、まず、原料が原料投入部１５から気流式粉砕機２のケーシング７内の導入領域Ｒに投入される。そして、気流式粉砕機２によって、その原料を同体摩擦によって微粉砕する。
詳しくは、この気流式微粉末製造装置１を運転すると、原料投入部１５から原料と共に導入された空気が投入側ケーシング４のテーパー壁３７に沿って旋回し、導入領域Ｒで旋回気流ＲＡとなる。そして、原料投入部１５から投入された原料は、その旋回気流ＲＡと一緒に旋回し、遠心力によって半径方向外側に向かって流れる。さらに、吸引ファン５１がケーシング７内の空気を排出口４０側へ吸引し、導入領域Ｒと粉砕領域Ｃとの間に差圧が生じる。この差圧によって、投入側吸気口２０から導入領域Ｒに空気が連続して流れ込む。そして、導入領域Ｒと粉砕領域Ｃとの間の差圧と第一回転翼２８が旋回気流ＲＡに付与する下流側（前方）への推力によって、導入領域Ｒで旋回する原料は、第一回転翼２８の羽根３２の間を通って粉砕領域Ｃに入る。

そして、粉砕領域Ｃでは、原料は粒子径の大きなもの程大きな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。このとき、第二回転翼２９は粉砕領域Ｃ内の原料が第一の分級領域Ｓ１へ移動することをブロックする。このブロック作用は、第二回転翼２９の表面に形成される気流のカーテンによって発生する。

また、粉砕領域Ｃで粉砕された原料のなかで、粒子径が小さく質量の小さい粉末ほど圧力の低い第二回転翼２９の回転中心近傍に集まり、吸引ファン５１によって吸引され、排出口４０から回収管４４に排出される。粒子径が大きく質量の大きな粉末は、吸引ファン５１によって吸引されるケーシング７内の空気に随伴せず、排出側ケーシング６のテーパー壁３８に沿った第一の分級領域Ｓ１の外周部に生じる上流側（後方）への戻り気流によって粉砕領域Ｃに戻り、粉砕される。すなわち、この気流式粉砕機２は、原料を旋回気流ＲＡで気流搬送しながら粉砕し、さらに、第一の分級領域Ｓ１で第一の分級をして粉末を製造することができる。つまり、この気流式粉砕機２によって製造される粉末は、一次分級がなされたものである。

次いで、この気流式粉砕機２で粉砕された原料の粉末は、吸引ファン５１によって空気とともに排出口４０から回収管４４に排出され、続く気流式分級機３でさらに分級される。
詳しくは、この気流式分級機３では、その第二の分級領域Ｓ２内の分級翼６２を回転しつつ、回収管４４より旋回気流ＲＡと共に粉末が回収管４４内に導入される。そして、回収管４４内に導入された旋回気流ＲＡおよび粉末は、回収管４４内を本体ケーシング６１の軸線に沿って上昇する。そして、回収管４４先端の粉末導入部７２に到達すると、回収管４４に連通する環状の流路を構成する粉末導入部７２にて流路が狭められることによって流速が高められる。ここで、粉末導入部７２は複数の第一の案内羽板７３を有し、これら複数の第一の案内羽板７３は、気流式粉砕機２で発生した旋回気流ＲＡの旋回方向に沿って配設されているので、本体ケーシング６１内に導かれる気流は、気流式粉砕機２での旋回気流ＲＡの流れをそのまま生かして円滑に導かれる。

さらに、この気流式分級機３では、粉末導入部７２の下方に設けられている二次エア導入部７４から二次エアＡ２が供給される。そして、この二次エアＡ２についても、粉末導入部７２同様に、回収管４４周囲に環状の流路を構成しているので、その流速を高められた後に、本体ケーシング６１内に導かれる。ここで、この二次エア導入部７４は複数の二次エア案内羽板７５を有し、これら複数の二次エア案内羽板７５についても、粉末導入部７２の第一の案内羽板７３同様に、気流式粉砕機２で発生した旋回気流ＲＡの旋回方向に沿って配設されているので、本体ケーシング６１内に導かれる二次エアＡ２は、気流式粉砕機２での旋回気流ＲＡの流れに沿った旋回気流ＲＢとなって円滑に導かれる。そして、この分散領域Ｖの尖塔部７７直上のテーパー部６１ｃ内を旋回気流ＲＡおよび旋回気流ＲＢが合流した流速の高い上方への旋回気流ＲＣをつくることができる。

そして、この旋回気流ＲＣとともに旋回する粉末は、尖塔部７７の円錐形状によりその周囲に略均等に分散される。さらに、尖塔部７７直上のテーパー部６１ｃ内を気流搬送され、旋回上昇しつつ十分に分散されるとともに、遠心力の作用によって粉末中の比較的粒度の大きな粗粉末が本体ケーシング６１外周側に分離される。そして、ここで分離されなかった粉末はそのまま更に旋回上昇し、上部で旋回気流ＲＡと同じ方向に回転する三層の分級羽根６４をもつ分級翼６２を通過することで更に第二の分級がなされる。

つまり、この第二の分級領域Ｓ２では、上述した第二回転翼２９と同様に、分級翼６２は、三層の分級羽根６４の表面に形成される気流のカーテンによって下方から旋回上昇する粉末の上方への移動をブロックする。そして、旋回上昇する粉末のなかで、粒子径が小さく質量の小さい微粉末は圧力の低い分級翼６２の回転中心近傍に集まり、その中心部に沿って上昇し、粒子径が大きく質量の大きな粗粉末は、本体ケーシング６１の内壁に沿った第二の分級領域Ｓ２の外周部に生じる上流側（後方）への戻り気流によって分散領域Ｖに戻されるという第二の分級がなされ、微粉末だけが微粉末搬出管６８へと導かれる。そして、この気流式分級機３で第二の分級がなされた微粉末は、空気と一緒に微粉末搬出管６８を介してバグフィルタ４９へ吸引され、バグフィルタ４９で微粉末と空気とが分離されて、分離された微粉末が回収ホッパ４８から回収タンクに回収される。

なお、前記遠心力の作用により外周側に分離された粗粉末、および分級翼６２によって第二の分級がなされた粗粉末は、本体ケーシング６１の内壁面に沿って落下するが、このとき、分散領域Ｖの円錐状の尖塔部７７の周囲には、流速の高い上方への旋回気流ＲＣが生じているため、所望の微粉末に近い粒度の粗粉末は、再度この旋回気流ＲＣに乗り、前述と同様の第二の分級が繰り返し行われる。また、比較的粒度の大きな粗粉末は、この流速の高い上方への旋回気流ＲＣに乗りきれずにそのまま粗粉末搬出管５９を通じて粗粉末回収タンク５８に落下する。

上述のように、この気流式微粉末製造装置１によれば、その気流式粉砕機２は、原料を旋回気流ＲＡで気流搬送しながら粉砕および分級をして粉末を製造することができるので、この気流式粉砕機２によって製造される粉末は、一次分級がなされたものである。さらに、この気流式微粉末製造装置１によれば、気流式粉砕機２の下流側に気流式分級機３が設けられており、この気流式分級機３は、気流式粉砕機２の粉末回収側に設けられて気流式粉砕機２から旋回気流ＲＡと共に供給される粉末を分散する分散領域Ｖと、その分散領域Ｖに連続して設けられて分散領域Ｖから気流搬送される粉末をさらに微粉末と粗粉末とに遠心分級する第二の分級領域Ｓ２とを備えて構成されているので、気流式粉砕機２によって一次分級がなされた粉末をさらに分級することができる。つまり、気流式粉砕機２で製造された粉末を二次分級することで、一層ばらつきの少ない粒度分布を有する微粉末を製造することができる。

また、この気流式微粉末製造装置１によれば、気流式粉砕機２は、ケーシング７と、そのケーシング７内に所定距離互いに離隔して設けた第一回転翼２８および第二回転翼２９とを有し、ケーシング７内の第一回転翼２８の上流側に導入領域Ｒ、第一回転翼２８と第二回転翼２９との間に粉砕領域Ｃ、および第二回転翼２９の下流側に第一の分級領域Ｓ１を画成してなり、さらに、第一回転翼２８と第二回転翼２９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行う気流式粉砕機なので、この気流式粉砕機２は、例えば従来のピンミル、ロールミル、あるいはハンマーミルのような機械式粉砕機に比べて、ばらつきの少ない粒度分布の粉砕が可能である。そのため、一層ばらつきの少ない粒度分布を有する微粉末を製造する上でより好適である。

また、この気流式微粉末製造装置１によれば、一次分級がなされた粉末は、気流式粉砕機２での旋回気流ＲＡで気流搬送されて、気流式粉砕機２の粉末回収側から吐出されるが、この気流式分級機３は、その分散領域Ｖ内の分散部７１に粉末導入部７２を備え、この粉末導入部７２は、気流式粉砕機２で発生した旋回気流ＲＡの旋回方向に沿って配設された複数の第一の案内羽板７３を有しているので、気流式粉砕機２での旋回気流ＲＡの流れをそのまま生かして、その旋回気流ＲＡの流れを気流式分級機３に円滑に導くことができる。

さらに、この気流式微粉末製造装置１によれば、その分散領域Ｖには、分散部７１に二次エア導入部７４を備え、この二次エア導入部７４は、供給する二次エアＡ２を、旋回気流ＲＡの旋回方向と同じ旋回方向をもつ旋回気流ＲＢとして本体ケーシング６１内に導入可能なので、その二次エアＡ２の旋回気流ＲＢを、その上部に位置する粉末導入部７２からの旋回気流ＲＡの流れに円滑に合流させることができる。そのため、流速を一層効率よく高め、その合流した旋回気流ＲＣとともに旋回する粉末をより均等に分散させることができる。

また、この気流式微粉末製造装置１によれば、その第二の分級領域Ｓ２には、気流式粉砕機２で発生した旋回気流ＲＡの旋回方向と同一方向に回転する分級翼６２を有して構成されているので、分散領域Ｖから導かれる粉末の分散がより円滑になされ、さらに、この第二の分級領域Ｓ２での遠心分級による二次分級を円滑に行うことができる。
したがって、この気流式微粉末製造装置１によれば、気流式粉砕機２と気流式分級機３とを連続して一ラインに備える構成とした場合であっても、気流式粉砕機２および気流式分級機３相互の干渉によるそれぞれの能力の低減を防止または抑制可能であり、さらに、相互の干渉によるエネルギーの損失を防止または抑制することができる。さらに、これによって製造される微粉末の分級精度を安定させることができるので、一層ばらつきの少ない粒度分布を有する微粉末を製造することができる。さらに、気流式粉砕機２と気流式分級機３とを連続して一ラインにすることで生産効率を向上させることができる。

例えば、単に一次分級後に二次分級をするのであれば、本実施形態のように、気流式粉砕機２と気流式分級機３とを連続して一ラインに備える構成ではなく、図４に比較例を示すように、原料を粉砕して得られた微粉末を、別途に設備された気流式分級機を用いて、次工程でさらに分級することも考えられる。なお、図４に示す比較例において、上記説明した本実施形態と同様の構成については同一の符号を付してある。

図４に示すように、この比較例では、気流式分級機３００に粉末を導入するための粉末導入管路４４０に、原料を投入するためのスクリューフィーダ１７が付設されている。なお、この粉末導入管路４４０には、その本体ケーシング６１の下方側から一次エアＡ１が導入されるようになっている。そして、その気流式分級機３の粉末回収側となる微粉末搬出管６８を、バグフィルタ４９を内蔵する回収ホッパ４８に接続している。この比較例によれば、不図示の粉砕機等で得られた粉末を、改めてこのスクリューフィーダ１７から投入して気流式分級機３００で分級し、回収ホッパ４８から微粉末を回収可能である。

しかし、図４に示すような別途に設備された気流式分級機を用いた場合には、スクリューフィーダ１７から投入される粉末を十分に分散させなければ安定した分級を行うことが難しい。また、例えば酸化し易い原料であれば、非連続で別ラインとした場合、例えばライン間を移送する際に、その酸化を抑制する措置を別途に検討する必要もあり、また、例えば香りが飛散し易い原料であれば、非連続で別ラインとした場合には、その香りが工程間で飛散することにもなり得る。

これに対し、本実施形態の気流式微粉末製造装置１によれば、その気流式分級機３は、気流式粉砕機２での旋回気流ＲＡの流れをそのまま生かして、その旋回気流ＲＡの流れを本体ケーシング６１内に円滑に導くことができるので、気流式粉砕機２から回収管４４を介して導入された粉末を十分な分散状態とすることができるとともに、導入された粉末に遠心力の作用による分離の機会を十分に且つ安定して与えることができるのである。

さらに、その旋回気流ＲＡの旋回方向と同一方向に回転する三層の分級羽根６４を有する分級翼６２による分級を繰り返し行って確実に粒度の大きな粗粉末だけを粗粉末回収タンク５９に落下させることができるので、二次分級をする場合に、例えば図４に示すような気流式分級機のみを別ラインで用いたものと比較して大幅に分級精度を向上させることができる。また、それぞれの工程（粉砕工程、一次分級工程および二次分級工程）を連続して行うことができるので、酸化し易い原料であれば、例えば非連続で別ラインとした場合に比べて、その酸化を抑制する上で好適であり、また、香りが飛散し易い原料であれば、例えば非連続で別ラインとした場合に比べて、その香りの飛散を抑制する上で好適である。

以上説明したように、この気流式微粉末製造装置１によれば、例えば図４に示すような気流式分級機のみを別ラインで用いたものと比較して、一層ばらつきの少ない粒度分布を有する微粉末を製造することができる。あるいはまた、例えば気流式微粉末製造装置に気流式粉砕機のみを備えたものと比較して、一層ばらつきの少ない粒度分布を有する微粉末を製造することができる。

なお、本発明に係る気流式微粉末製造装置は、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ことは勿論である。
例えば、上記実施形態では、気流式粉砕機として、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た第一回転翼および第二回転翼とを有し、前記ケーシング内の第一回転翼の上流側に導入領域、第一回転翼と第二回転翼との間に粉砕領域、および第二回転翼の下流側に分級領域を画成してなり、さらに、第一回転翼と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行う気流式粉砕機を採用した例で説明したが、これに限定されず、原料を旋回気流で気流搬送しながら粉砕および分級をして粉末を製造する気流式粉砕機であれば、種々の気流式粉砕機を適用可能である。例えば、本発明に係る気流式微粉末製造装置に適用する気流式粉砕機としてジェットミルを使用してもよい。

また、例えば、上記実施形態では、上記複数の案内羽板としては、粉末導入部７２の第一の案内羽板７３および二次エア導入部７４の二次エア案内羽板７５が対応する例で説明したが、これに限定されず、上記複数の案内羽板として、第一の案内羽板７３および二次エア案内羽板７５のうちのいずれか一方を備える構成としてもよい。しかし、気流式粉砕機２での旋回気流ＲＡの流れを気流式分級機３に一層円滑に導入可能な構成とする上では、上記複数の案内羽板として、第一の案内羽板７３および二次エア案内羽板７５を共に備える構成は好ましい。

本発明に係る気流式微粉末製造装置の一実施形態を説明図であり、同図ではその要部を軸線を含む断面で示している。 図１に示す気流式微粉末製造装置が備える気流式粉砕機の説明図であり、同図ではその要部を軸線を含む断面で示している。 図１に示す気流式微粉末製造装置が備える気流式分級機の分散領域内の分散部を説明する図である。 粉砕機とは非連続に別ラインで気流式分級機を備えた比較例を説明するための図である。

符号の説明

１ 気流式微粉末製造装置
２ 気流式粉砕機
３ 気流式分級機
４ 投入側ケーシング
５ センターケーシング
６ 排出側ケーシング
７ ケーシング
１０ シャフト
１１ フレーム
１２ モータ
１５ 原料投入部
１７ スクリューフィーダ
２８ 第一回転翼
２９ 第二回転翼
３０、３１ ボス
３２、３３ 羽根
３４ 傾斜面
３７、３８ テーパー壁
４０ 排出口
４４ 回収管
４８ 回収ホッパ
４９ バグフィルタ
５１ 吸引ファン
５４ 弁機構
５６ 微粉末回収タンク
５８ 粗粉末回収タンク
５９ 粗粉末搬出管
６１ 本体ケーシング
６２ 分級翼
６４ 分級羽根
６５ 絞り部
６６ 駆動シャフト
６７ 駆動モータ
６８ 微粉末搬出管
７１ 分散部
７２ 粉末導入部
７３ 第一の案内羽板
７４ 二次エア導入部
７５ 二次エア案内羽板
７６ 二次エア供給口
７７ 尖塔部
７８ テーパー壁
７９ 環状流路
Ｒ 導入領域
Ｃ 粉砕領域
Ｓ１ 第一の分級領域
Ｓ２ 第二の分級領域
Ｖ 分散領域

Claims (2)

1. 原料を旋回気流で気流搬送しながら粉砕および第一の分級をして粉末を製造する気流式粉砕機と、前記気流式粉砕機の下流側に設けられてその気流式粉砕機によって製造された粉末に対しさらに第二の分級をする気流式分級機とを備え、
   前記気流式分級機は、前記気流式粉砕機の粉末回収側に設けられて前記気流式粉砕機から旋回気流と共に供給される粉末を分散するための分散領域と、その分散領域に連続して設けられて分散領域から気流搬送される粉末をさらに微粉末と粗粉末とに遠心分級するための第二の分級領域とを備えて構成されており、
   前記分散領域には、前記気流式粉砕機で発生した旋回気流の旋回方向に沿って配設された複数の案内羽板を有し、前記第二の分級領域には、前記気流式粉砕機で発生した旋回気流の旋回方向と同一方向に回転する分級翼を有して構成されていることを特徴とする気流式微粉末製造装置。
2. 前記気流式粉砕機は、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た第一回転翼および第二回転翼とを有し、前記ケーシング内の第一回転翼の上流側に導入領域、第一回転翼と第二回転翼との間に粉砕領域、および第二回転翼の下流側に第一の分級領域を画成してなり、さらに、第一回転翼と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前記第一の分級を行うものであることを特徴とする請求項１に記載の気流式微粉末製造装置。

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