JP2008149271A - 粉砕機 - Google Patents

Abstract

【課題】供給原料を機械力で粗粉砕して旋回気流に乗り易い状態にしてから摩擦により微粉砕することで、原料の熱変性や、粒や塊の飛びを生ずることもなく高能率で高品位な微細末を得ることができ粉砕機を提供すること。
【解決手段】一側に原料の送入部１を連設し、他側に製品の排出部３を連設した微粉砕室４の内部に、回転で旋回気流を起す複数の回転翼５と回転翼６を配設して、供給される原料に旋回気流で摩擦を生じさせて微粉砕を行う粉砕機Ａであって、上記原料の送入部１に原料の粗粉砕室１０を設け、この粗粉砕室１０内に供給される原料を旋回気流に乗り易い程度に粗粉砕する粉砕機構Ｂを設置してあること。
【選択図】 図１

Description

本発明は、農産物、鉱物、その他の原料を効率よく微粉末化することができる粉砕機に関する。

粉砕室内で複数の回転体を回転させて粉砕室内に旋回気流が生じさせ、この旋回気流で供給される原料を摩擦させて微粉砕する粉砕機は知られている。（例えば、特許文献１及び特許文献２）
特公平７−４５５３号公報 特公平７−８３３４０号公報

しかしながら、上記粉砕機は、粒状、塊状等の原料を複数の回転翼間の摩砕ゾーンへ送り込んで旋回気流により原料の摩擦を生じさせて粉砕するものであり、この摩擦粉砕は原料が旋回気流に乗り易い程度の粒度にあれば、気流に乗った旋回で効率的な摩擦が行われて優れた粉砕性能を発揮する。しかし、気流に乗りにくい塊や粒は、摩砕ゾーンの外周側を旋回移動して旋回気流による摩擦を受けにくい。このため、旋回気流に乗り易い粒度に粉砕されるまでに時間が掛って製粉能率が悪いだけでなく、摩擦粉砕に長時間をかけると摩擦熱により原料の温度が上昇して製品の熱変性を起させ易いし、また、原料を粒または塊で摩砕ゾーンへ送り込むと、粒や塊が回転翼に当って跳ねられると、弾丸のように回転翼の隙間を通って排出口へ飛び出して製品粉末へ混入すると云う問題点を有する。

本発明に係る粉砕機は前記問題点を解消し、供給原料を機械力で粗粉砕して、旋回気流に乗り易い状態にしてから摩擦により微粉砕することで、原料の熱変性や、粒や塊の飛びを生ずることもなく、高能率で高品位な微細粉末を得ることができ粉砕機を提供することをその課題とする。

前記課題を解決するため本発明に係る粉砕機は、下記の構成を採用することを特徴とする。

請求項１に係る発明は、一側に原料の送入部を連設し、他側に製品の排出部を連設した微粉砕室の内部に、回転によって旋回気流を起す複数の回転翼を配設して、供給される原料に旋回気流で摩擦を起させて微粉砕を行う粉砕機であって、上記原料の送入部に原料の粗粉砕室を設け、この粗粉砕室内に供給される原料を旋回気流に乗り易い程度に粗粉砕する粗粉砕機構を設置してあること。

請求項２に係る発明は、上記原料の送入部にファン室を設け、このファン室に供給原料を粉砕機構で粗粉砕させて微粉砕室へ送り込む給送ファンを配置してあること。

請求項３に係る発明は、一側に原料の送入部を連設し、他側に製品の排出部を連設した微粉砕室の内部に、回転によって旋回気流を起す複数の回転翼を配設して、供給される原料に旋回気流で摩擦を起させて微粉砕を行う粉砕機であって、上記製品の排出部に周囲に吸引装置を接続したファン室を設け、このファン室に製品の排出ファンを設けて、この排出ファンの羽根先に、ファン室の内壁に付着した粉末を掻き落す掻き落し部材を付設してあること。

請求項４に係る発明は、製品の排出部に設けて内部に排出ファンを設置したファン室が、その周囲に吸引装置を接続する位置を状況に応じて変換できるよう構成されていること。

請求項１に係る発明の効果 送入部ら供給された原料は、粗粉砕機構により迅速に旋回気流へ乗り易い程度に粗粉砕されて微粉砕室へ送り込まれ、送り込まれた原料の総てが直ぐに複数の回転翼で微粉砕室に起される旋回気流に乗って旋回流動し、摩擦による微粉砕を効果的に行なわれるから、粗粉砕機構を備えない従来機に比べて粉砕能力を著しく増大させることが可能であるとともに、粉砕度も著しく進行して製品粉末を超微細なものがよく揃ったものとするので、分級が不要か、もしくは、簡略な分級を行うだけで粒度が均一な微粉末製品を得ることが可能である。更に、能率的な原料の微粉砕は原料の摩擦による発熱を低減させて熱変性し易い原料から熱変性のない製品粉末を得ることができ、更に、製品粉末へ飛びによって原料の塊や粒が混入することもなくなる。

請求項２に係る発明の効果 原料の送入部に設けたファン室でファンを回転させれば、送入部に設けた原料の粗粉砕機構が原料の送入抵抗になっても、ファンが対抗する移送力を発揮して原料を迅速に粗粉砕機構を通過させて、旋回気流に乗り易い程度に粗粉砕された原料を連続して微粉砕室へ給送するため製粉能率を大幅に向上させることができる。

請求項３に係る発明の効果 ファン室内で製品の排出ファンを回転させて製品粉末を吸引装置へ排出するとき、ファンの羽根先に設けた掻き落し部材がファン室の内壁に付着した製品粉末を掻き落して、内壁に堆積層を形成させないため、大豆やコーヒー豆等のように粘性が強くて堆積層を形成し易い原料でも、粉砕機の運転を隔時的に止めて堆積層を排除する手間と時間を要せず、粉砕機を連続運転して能率よく微粉末を製造することができる。

請求項４に係る発明の効果 ファン室の周囲へ吸引装置を接続する位置を製品粉末の排出の難易に応じて変化させることで、排出されにくい製品粉末の排出を容易確実に行わせることができる。

以下に本発明に係る粉砕機の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、請求項１に係る発明を実施した粉砕機の第一形態を示す。この粉砕機Ａは、一側に原料の送入部１を連設し、他側に吸引装置２を接続した製品の排出部３を連設した微粉砕室４内の内部に、原料の送入部１を経て外部から回転軸５を挿入し、この回転軸５に微粉砕室４内に位置する回転翼６と、製品の排出部３における円錐部３ａの内端側に位置する回転翼７とを固定して、これら回転翼６と回転翼７をモータ８による回転軸５の駆動で回転させると、微粉砕室４内に高速度の旋回気流が生じて、この気流が送入される原料を激しく摩擦させることで原料の微粉砕が行なわれるようにしてある。そして、この旋回気流は、図１の楕円内に示す通り回転翼６と回転翼７の回転方向に対して前面に対向する斜面イと斜面ロを形成することで、回転翼６と回転翼７の間において旋回気流の衝突が起るようにしてある。

原料の送入部１は、微粉砕室１に連なる円錐部１ａと、円錐部１ａの先に連なる円筒部１ｂと、円筒部１ｂの周囲の上側へ連なる投入口１ｃとで構成されて、円錐部１ａ内がファン室９となり、円筒部１ｂ内が粗粉砕室１０となるようにしてある。

上記粗粉砕室１０内に設置する粗粉砕機構Ｂは、図１においては粗粉砕室１０の内壁に植設した固定ピン１１と、回転軸５に固定したボス１２へ植設した回転ピン１３とで構成されるピンミルタイブのものであって、投入口１ｃから投入されて粗粉砕室１０に達した原料が、粗粉砕室１０内を通過する間に、回転ピン１３と固定ピン１２とで原料の塊や粒を打砕して、微粉砕室４に生ずる旋回気流へ乗り易い程度に粗粉砕させる。

上記ファン室９内に設置するファン１４は、ファン室９に合わせて先端を斜めに形成したものを回転軸５へ固定してあり、このファン１４を回転軸５で回転させると、粗粉砕機構Bの回転ピン１３の回転で原料の送入抵抗が生じても、この抵抗に勝る移送力が発生して粗粉砕機構Ｂの原料通過を遅滞なく行わせる。

上記製品の排出部３は、微粉砕室１に連なる円錐部３ａと、円錐部３ａの先に連なる円筒部３ｂとで構成されて、円筒部３ｂに吸引装置２が接続されている。

図２は、請求項１に係る発明を実施した粉砕機の第二形態を示す。この粉砕機Ａは、一側に原料の送入部１を連設し、他側に吸引装置２を接続した製品の排出部３を連設した微粉砕室４内の内部に、一側の外部から原料の送入部１を経て回転軸５ａを挿入し、他側の外部から製品の排出部３を経て回転軸５ｂを挿入して、回転軸５ａに回転翼７を固定し、回転軸５ｂは回転翼７を固定して、モータ８ａとモータ８ｂによる回転軸５ａと回転軸５ｂの駆動で回転翼６と回転翼７を回転させると、両回転翼６と７の間に逆方向の旋回気流が生じて、この旋回気流が随伴流動する原料に一層激しい摩擦を生じさせ、原料の摩擦による微粉砕効果を一層向上させる。

この粉砕機Ａの原料の送入部１は、微粉砕室１に連なる円錐部１ａと、円錐部１ａの先に連なる円筒部１ｂと、円筒部１ｂの周囲の上側に連なる投入口１ｃとで構成されて、円錐部１ａ内が粗粉砕室１０となり、円筒部１ｂがファン室９となっているので、粗粉砕機構Ｂは、回転軸５ａに剪頭円錐形をなす回転体１５を固定して、この回転体１５の周面へ回転ピン１３を植設し、円錐形をなす粗粉砕室４の内壁に固定ピン１１を植設したピンミルタイプを採用し、ファン１４はファン室９が円筒形であるため、先端を平らに形成したものを回転軸５ａへ固定して設ける。

製品の排出部３は、微粉砕室１に連なる円錐部３ａと、円錐部３ａの先に連なる円筒部３ｂと、円筒部３ｂの周囲に連なる排出口３ｃとで構成され、円筒部３ｂがファン室１６となって、内部に製品の排出を行なうファン１７を設置され、排出口３ｃには吸引装置２を接続されている。

図３は、請求項１に係る発明を実施した粉砕機の第三形態を示す。この粉砕機Ａは、図２に示す粉砕機Ａが原料の送入部１を微粉砕室１に連なる円錐部１ａと、円錐部１ａの先に連なる円筒部１ｂと、円筒部１ｂの周面へ連なる投入口１ｃとで構成したのに対して、原料の送入部１を微粉砕室４と一連をなす大円筒部１ａと、その外側に連なる小円筒部１ｂと、この小円筒部１ｂの周囲の上側に連なる投入口１ｃで構成して、大円筒部１ａを粗粉砕室１０とし、小径の円筒部１ｂをファン室９とした構成において相違する。このため、粗粉砕機構Ｂは、回転翼６の側面へ回転ピン１３を植設し、大円筒部１aの側壁に固定ピン１１を植設したピンミルタイプを採用し、ファン１４はファン室９において回転軸５ａへ固定した先の平らなものを用いている。

図４は、請求項１に係る発明を実施した粉砕機の第四形態を示す。この粉砕機Ａは、上記第一例〜第三例に示す粉砕機が、粉砕室内に設けた一対の回転翼の回転方向に対して前面を対向するように一側へ傾斜させて、両回転翼の間に原料が摩擦し合う旋回を生じさせて原料の摩擦粉砕を行なうものであり、回転翼の一側をしか粉砕に利用していない。そこで、回転翼の他側をも粉砕に利用できるようにするため、回転翼の回転方向に対して前面を両側に斜面を有する山形に形成して、回転翼の両側に原料を摩擦粉砕するための旋回気流を生じさせる構成としたものであり、回転翼の数を増加する程、原料を摩擦粉砕する機会が増えて粉砕の能力を増進させるので、短時間で大量の製品粉末を得ることが可能となる。

このため、第四形態では、微粉砕室４の内部に挿入される回転軸５に回転翼６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを固定して、最後部の回転翼６ｄを除く回転翼６ａ，６ｂ，６ｃの回転方向に対して前面を、両側に斜面ハを有する山形に形成してあり、微粉砕室４には大円筒部１ａと小円筒部１ｂと投入口１ｃとで構成される原料の送入部１を連設して、その小円筒部１bの内部をファン室９及び粗粉砕室１０とし、ファン室９にはファン１４を設置し、粗粉砕室１０には、回転軸５に固定したボス１２に植設した固定ピン１３と、粗粉砕質１０の内壁に植設した固定ピン１１とで構成されるピンミルタイプの粗粉砕機構Ｂを設置してある。なお、この例においても、原料送入部１に対するファン室９と粗粉砕室１０の設置位置は、前記第一形態〜第三形態に準じて変化させ得ることは勿論である。

上記各実施形態に示す粉砕機Ａにおいては、原料の粗粉砕機構Ｂとしてピンミルタイプを示しているが、粗粉砕機構Ｂはピンミルタイプに限定されるものではなく、原料の粗粉砕に適した総ての粉砕機構を採用し得るものであるのであり、以下にその幾つかの例を図面に基いて説明する。

図５に示す粗粉砕機構Ｂは、回転軸５に取り付けたボス１８の周囲へ枢軸１９により揺動可能に取り付けて、先端に凹凸２０を形成した複数のハンマー２１と、粗粉砕室１０の内壁面に設けた凹凸２２とで構成されるハンマーミルタイプであって、このタイプは、図１及び図２に示す粉砕機Ａの場合は、原料送入部１の円錐部１ａ又は円筒部１ｂを粗粉砕室１０とし、図３に示す粉砕機Ａの場合は、大円筒部１ａか、小円筒部１ｂを粗粉砕室１０として、その内部に設置することが好ましい。

図６に示す粗粉砕機構Ｂは、周面に凹凸２３を形成した一対のロール２４，２４を、回転軸２５，２５へ固定して、原料が引き入れられる方向へ回転させ、原料をロール２４，２４による圧潰で旋回気流に乗り易い程度に粗粉砕させるロールミルタイプであって、このタイプの粗粉砕機構Ｂは、原料の投入口１ｃに粗粉砕室１０を設けて、この粗粉砕室１０に設置するのが好ましい。

図７に示す粗粉砕機構Ｂは、回転軸２６に取り付けて周面に多数の割砕刃２７を設けたカッター２８と、このカッター２８に対設した凹凸２９を有する受刃３０とで構成されるカッターミルタイプであって、このタイプの粗粉砕機構Ｂも原料の投入口１ｃに粗粉砕室１０を設け、この粗粉砕室１０内に設置することが好ましい。

図８に示す粗粉砕機構Ｂは、回転軸３１に取り付けたボス３２の周囲へアーム３３により破砕３４を取り付けたローター３５と、このローター３５を囲む穿孔環３６とで構成されるロータータイプであって、このタイプの粗粉砕機構Ｂは、原料の投入口１ｃに穿孔環３６を隙間３７を有して囲む粗粉砕室１０を設け、この粗粉砕室１０に穿孔環３６を通った粗粉砕原料を集めて微粉砕室４へ送りこむように用いることが好ましい。

図９に示す粗粉砕機構Ｂは、回転軸５に取り付けて先端に凹凸３８を形成したファン１４と、このファン１４を設置するファン室９の内壁に形成した凹凸３９とで構成されるものであって、原料の移送と粗粉砕とを行う複合機能タイプで、この粗粉砕機構Ｂは原料の送入部における円筒部１ｂにファン室９を設けて、このファン室９内に設置することが好ましい。

請求項１及び請求項２に係る発明を実施した上記粉砕機Ａは、これを運転して原料の送入部１へ原料を投入すると、原料はファン１４の移送力によって粗粉砕室１０内を通過する間に、粗粉砕手段Ｂによって機械力を加えられるため、旋回気流に乗り易い程度まで粗粉砕されて、旋回気流に乗り易い状態で微粉砕室４へ送られる。従って、微粉砕室４では直ぐに回転翼６と回転翼７が起す旋回気流に乗って高速度で旋回流動し、この流動によって強力な摩擦が生じるため、超微細な粉末に短時間で斑なく粉砕されて製品の排出部３より排出されて、しかも、排出製品へ原料の塊や粒が飛びによって混入することも皆無となるものである。

図９及び図１０は、請求項３及び請求項４に係る発明の粉砕機の一実施形態を示すものであって、この粉砕機Ａは、一側に原料の送入部１を連設（図面省略）し、他側に吸引装置２を接続した製品の排出部３を連設した微粉砕室４内の内部に、一側の外部から原料の送入部１を経て回転軸５ａを挿入し、他側の外部から製品の排出部３を経て回転軸５ｂを挿入して、各々に回転翼６と回転翼７とを固定して、これら回転翼６と回転翼７をモータの駆動で回転させると、微粉砕室４内に高速度の旋回気流が生じて、送入される原料を旋回流動させ、この流動によって激しく摩擦させることで、原料の微粉砕を行なわせる点は、請求項１及び請求項２に係る発明の粉砕機Ａと同様である。しかし、微粉砕された製品を排出する排出部３の構成において相違しているので、この相違する部分に付いて説明を行い、同一の部分に付いては同一の符号を付して説明を省略する。

上記製品の排出部３は、微粉砕室１に連なる円錐部３ａと、円錐部３ａの先に連なる円筒部３ｂと、円筒部３ｂの周囲に連なる投入口３ｃとで構成されて、円錐部１ａは製品の分級室４０とし、円筒部１ｂはファン室１６としてある。

上記ファン室１６内には、回転軸５ｂに固定されたファン１７が設置されて、このファン１７は分級室４０から製品粉末を取り込んで排出口３ｃへ排出するものであり、先端に図９の円内に拡大して示す通り、線材等のなるべく回転抵抗が少ない部材によって枠形に形成した掻き落とし部材４１を、回転バランスを取ってファン室１６の内壁へ接近するように取り付けてある。

また、内部をファン室１６とした円筒部３ｂは、周囲に製品の排出口３ｃを接続してあるため、この円筒部３ｂを回転させると、排出口３ｃの位置が変化して粘性が高い等で排出されにくい製品粉末等の排出を容易にすることができる。このため、円錐部３ａと微粉砕室１とを分割形成して、各々に設けたフランジ４２とフランジ４３をねじ４４で結合して置いて、ねじ４４を外すと円錐部３ａとともに円筒部３ｂを回転させて排出口３ｃの位置を図１０に鎖線で示す通り横、下等に変換することができる。

請求項３及び請求項４に係る発明を実施した上記粉砕機Ａは、これを運転して原料の粗粉砕に続く微粉砕を行なって超微細な粉末製品を得たとき、原料が例えば大豆やコーヒー豆等の場合、製品粉末の粘性が高くて排出ファン１７では排出されずに堆積層を形成しようとすると、ファン１７の先端に付設した掻き落とし部材４１が付着しようとする粉末を掻き落して、ファン１７の回転で逐次排出されるようにする。又、製品の粉末は、ファン室１６の上側に排出口３が接続されていて、ファン１７による吹き上げで排出が行われるようにすると、粉末が排出口３ｃへ付着して詰りを生じ易い場合は、排出口３ｃの接続位置を下側に移して、ファン１７による粉末の吹き降しで排出が行われるようにすれば、排出が困難な製品粉末の排出も容確実に行われる。

本発明に係る粉砕機は、各種の原料を熱変性や、粒や塊の飛びを生ずることなく高能率で高品位な微細末に製造するのに利用できる。

本発明の請求項１に係る粉砕機の実施の第一形態を示す一部分の縦断正面図。 同上粉砕機の実施の第二形態を示す一部分の縦断正面図。 同上粉砕機の実施の第三形態を示す一部分の縦断正面図。 同上粉砕機の実施の第四形態を示す一部分の縦断正面図。 同上粉砕機に用いた粗粉砕機構のハンマーミルタイプを示す概要図。 同上粉砕機に用いた粗粉砕機構のロールミルタイプを示す概要図。 同上粉砕機に用いた粗粉砕機構のカッターミルタイプを示す概要図。 同上粉砕機に用いた粗粉砕機構のローターミルタイプを示す概要図。 同上粉砕機に用いた粗粉砕機構のファン機能を兼ねたミルタイプを示す概要図。 本発明の請求項３に係る粉砕機の実施形態を一部分を省略して示す縦断正面図。 同上粉砕機の製品排出部における排出口の位置を変換する状態の説明図。

符号の説明

Ａ 粉砕機
１ 原料の送入部
２ 吸引装置
３ 製品の排出部
４ 微粉砕室
５ 回転軸
６と７ 回転翼
１０ 粗粉砕室
Ｂ 粗粉砕機構

Claims (4)

1. 一側に原料の送入部を連設し、他側に製品の排出部を連設した微粉砕室の内部に、回転で旋回気流を起す複数の回転翼を配設して、供給される原料に旋回気流で摩擦を起させて微粉砕を行う粉砕機であって、
   上記原料の送入部に原料の粗粉砕室を設け、この粗粉砕室内に供給される原料を旋回気流に乗り易い程度に粗粉砕する粗粉砕機構を設置してある
   ことを特徴とする粉砕機。
2. 上記原料の送入部にファン室を設け、このファン室に供給原料を粉砕機構で粗粉砕させて微粉砕室へ送り込む給送ファンを配置してある
   ことを特徴とする請求項１に記載の粉砕機。
3. 一側に原料の送入部を連設し、他側に製品の排出部を連設した微粉砕室の内部に、回転で旋回気流を起す複数の回転翼を配設して、供給される原料に旋回気流で摩擦を起させて微粉砕を行う粉砕機であって、
   上記製品の排出部に周囲に吸引装置を接続したファン室を設け、このファン室に製品の排出ファンを設けて、この排出ファンの羽根先にファン室の内壁に付着した粉末を掻き落す掻き落し部材を付設してある
   ことを特徴とする粉砕機。
4. 製品の排出部に設けて内部に排出ファンを設置したファン室が、その周囲に吸引装置を接続する位置を状況に応じて変換できるよう構成されている
   ことを特徴とする請求項３に記載の粉砕機。

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