JP2008259935A - Jet mill and method for pulverizing material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、粉砕原料をジェット気流の衝突により粉砕するジェットミルおよび粉砕原料の粉砕方法に関する。 The present invention relates to a jet mill that pulverizes a pulverized raw material by collision of a jet stream and a pulverized raw material pulverization method.
ジェットミルは、ジェット気流の衝突エネルギーを利用して、例えばトナーや炭酸カルシムなど粉砕原料を微粉砕させる装置である。このジェットミルには、粉砕原料が供給される粉砕室の周壁の両側に複数のジェットノズルを設けて、粉砕室の外周側から粉砕室の中央へ向かいジェット気流を噴射させる構造が用いられる。そして、これらジェットノズルを1組のノズル組として、それぞれジェットノズルから噴射されるジェット気流を粉砕室内で衝突させて、粉砕室内の粉砕原料を微粉砕させている。 A jet mill is an apparatus that finely pulverizes pulverized raw materials such as toner and calcium carbonate using the collision energy of a jet stream. This jet mill uses a structure in which a plurality of jet nozzles are provided on both sides of a peripheral wall of a pulverization chamber to which a pulverized raw material is supplied, and jet air current is ejected from the outer peripheral side of the pulverization chamber toward the center of the pulverization chamber. These jet nozzles are used as a set of nozzles, and jet air currents ejected from the jet nozzles collide with each other in the pulverizing chamber to finely pulverize the pulverized raw material in the pulverizing chamber.
こうしたジェットミルには、均等に運動エネルギーが衝突し合うよう、それぞれジェットノズルからジェット気流が衝突する衝突箇所までの距離を等しくさせて、粉砕原料に均等に衝突エネルギーが作用するようにしている。
このため、従来、ジェットミルでは、特許文献1や特許文献2で開示されているように粉砕室の中心位置にだけ、ジェット気流同士を衝突させるようにした構造が用いられている。
In such a jet mill, the collision energy acts equally on the pulverized raw material by equalizing the distance from the jet nozzle to the collision point where the jet air current collides so that the kinetic energy collides evenly.
For this reason, conventionally, in jet mills, as disclosed in
ところで、ジェットミルでは、粉砕処理量の増加が望まれている。このためには、限られた粉砕室の空間内で、効率よく粉砕原料を粉砕することが求められる。
ところが、ジェット気流同士が衝突する衝突箇所が、粉砕室の中央の1箇所に特定されるジェットミルは、粉砕原料の粉砕に必要な衝突エネルギーが限られる。このため、粉砕室内での粉砕処理量は限られ、限られた大きさの粉砕室では粉砕処理量を増加させることは難しい。
By the way, in a jet mill, an increase in the amount of pulverization is desired. For this purpose, it is required to efficiently pulverize the pulverized raw material in a limited space of the pulverization chamber.
However, in a jet mill in which the collision point where the jet air currents collide is specified as one central point in the pulverization chamber, the collision energy required for pulverizing the pulverized raw material is limited. For this reason, the pulverization amount in the pulverization chamber is limited, and it is difficult to increase the pulverization amount in a pulverization chamber of a limited size.
そこで、粉砕処理量を高めるために、粉砕室を大型にすることが考えられるが、たとえ大型化したとしても、粉砕処理量が多くなるというものではない。なぜならば、粉砕室を大型化(大径化)した場合、ジェット気流同士が衝突する衝突箇所と、粉砕室の周壁にあるジェットノズルとの間の距離が大きくなるだけである。 Therefore, it is conceivable to increase the size of the pulverization chamber in order to increase the amount of pulverization, but even if the size is increased, the amount of pulverization is not increased. This is because when the pulverization chamber is enlarged (increased in diameter), the distance between the collision point where the jet airflows collide with the jet nozzles on the peripheral wall of the pulverization chamber is increased.
これでは、粉砕室が大型になるにしたがい、衝突箇所に到達するジェット気流の流速が低下して、粉砕に求められる衝突エネルギーが低下する結果となる。つまり、粉砕原料の粉砕効率が低下するだけで、粉砕処理量の増加にはつながらないからである。 In this case, as the pulverization chamber becomes larger, the flow velocity of the jet airflow that reaches the collision point decreases, resulting in a decrease in the collision energy required for pulverization. That is, only the pulverization efficiency of the pulverized raw material is reduced, and the amount of pulverization is not increased.
この対策として、ジェット気流を供給する高圧ガス源を構成するコンプレッサの容量を大きくしたり、高圧化を行ったりすることが考えられる。しかし、コンプレッサの容量が過大となったり、設備コスト的の増加を伴ったりするために、実現は難しい。この他、粉砕室の大型化(径の増加)に伴い、粉砕室の周壁に取り付けたジェットノズルの個数を増加することが考えられる。 As countermeasures, it is conceivable to increase the capacity of the compressor constituting the high-pressure gas source that supplies the jet stream or to increase the pressure. However, this is difficult to realize because the capacity of the compressor becomes excessive and the equipment costs increase. In addition, it is conceivable to increase the number of jet nozzles attached to the peripheral wall of the crushing chamber as the crushing chamber becomes larger (increase in diameter).
しかし、ジェット気流が衝突する衝突箇所は、1箇所であるので、単にジェットノズルの個数を増加したのでは、ジェットノズルが増加するにしたがい、ジェットノズルの配置角度(割り付け角度)が小さくなり、粉砕に供される衝突エネルギーが低下していき(具体的には、180度で最大、O度へ向かい減少)、ジェットミルの粉砕性能が損なわれてしまう。このため、従来のジェットミルでは、粉砕処理量の増加は期待できない。 However, since there is only one collision point where the jet stream collides, simply increasing the number of jet nozzles decreases the jet nozzle arrangement angle (allocation angle) and increases the number of jet nozzles. The collision energy supplied to the slab decreases (specifically, the maximum is 180 degrees and decreases toward O degrees), and the pulverization performance of the jet mill is impaired. For this reason, the conventional jet mill cannot be expected to increase the pulverization amount.
本発明は、上記事情に着目してなされたもので、限られた粉砕室内における粉砕効率を向上させるジェットミルを提供することを課題とする。 This invention is made | formed paying attention to the said situation, and makes it a subject to provide the jet mill which improves the grinding | pulverization efficiency in the limited grinding | pulverization chamber.
前記課題を解決するため、請求項1の発明は、ジェットミルとして、粉砕原料が供給される粉砕室と、前記粉砕室内に設けられ、当該粉砕室内で噴射する互いのジェット気流を衝突させるように位置付けられた複数のジェットノズルを1つの組とするノズル組とを有し、前記ノズル組が、前記粉砕室内において前記ジェット気流が衝突する衝突箇所を複数形成させるように複数組配設される構成とした。
このように構成したことにより、ジェットミルは、粉砕室内にはジェット気流の衝突する衝突箇所が複数あるから、当該複数の衝突箇所で粉砕原料の粉砕が行われる。これにより、粉砕室内において、効率よく、粉砕原料の粉砕が行われる。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention of
With this configuration, the jet mill has a plurality of collision locations where the jet air current collides in the pulverization chamber, so that the pulverized raw material is pulverized at the plurality of collision locations. Thereby, the pulverized raw material is efficiently pulverized in the pulverization chamber.
請求項2の発明は、前記ジェットミルにおいて、前記ノズル組は、前記粉砕室内の外周側に配設され当該粉砕室の中央側へ向けジェット気流を噴射させる第1ジェットノズルと、前記粉砕室内の中央側に配設され前記第1ジェットノズルから噴射されたジェット気流と衝突するようにジェット気流を噴射させる第2ジェットノズルとを有する構成とした。
このように構成したことにより、ジェットミルは、粉砕室の周壁の円周長さにより、粉砕室の大きさに応じ、ノズル組の個数を増やせる。
According to a second aspect of the present invention, in the jet mill, the nozzle set is disposed on an outer peripheral side of the pulverization chamber and jets a jet stream toward the center of the pulverization chamber; The second jet nozzle is disposed on the center side and jets a jet stream so as to collide with the jet stream ejected from the first jet nozzle.
With this configuration, the jet mill can increase the number of nozzle sets according to the size of the crushing chamber by the circumferential length of the peripheral wall of the crushing chamber.
請求項3の発明は、前記ジェットミルにおいて、各ノズル組の前記第1ジェットノズルと前記第2ジェットノズルとは、粉砕室の中央を中心とする同一放射線上に配置されており、複数組の前記ノズル組が前記中心と同心の円周に沿って周方向に配置されて1つのノズル列群をなしている構成とした。
このように構成したことにより、ジェットミルは、粉砕室の内部空間を有効に活用して、容易に複数のジェット気流の衝突箇所が形成される。特に第1ジェットノズルと第2ジェットノズルは、同心状に配列されるため、それぞれの第1ジェットノズルと第2ジェットノズル間の距離が一定に保ちやすい。
According to a third aspect of the present invention, in the jet mill, the first jet nozzle and the second jet nozzle of each nozzle set are arranged on the same radiation centering on the center of the grinding chamber, and a plurality of sets The nozzle set is arranged in a circumferential direction along a circumference concentric with the center to form one nozzle row group.
With such a configuration, the jet mill effectively uses the internal space of the crushing chamber, and a plurality of jet air current collision points are easily formed. In particular, since the first jet nozzle and the second jet nozzle are arranged concentrically, it is easy to keep the distance between the first jet nozzle and the second jet nozzle constant.
請求項4の発明は、前記ジェットミルにおいて、前記周方向に配置されたノズル列群を、前記粉砕室の中央からの距離がそれぞれ異なる地点に複数配列してなる構成とした。
このように構成したことにより、ジェットミルは、ジェット気流の衝突箇所が多く確保しやすいうえ、それぞれの第1ジェットノズルと第2ジェットノズル間の距離も一定に保ちやすい。
According to a fourth aspect of the present invention, in the jet mill, a plurality of nozzle row groups arranged in the circumferential direction are arranged at different distances from the center of the crushing chamber.
With this configuration, the jet mill can easily secure a large number of jet air current collision points, and can easily keep the distance between the first jet nozzle and the second jet nozzle constant.
請求項5の発明は、前記ジェットミルにおいて、前記ノズル組が、水平な直線状の列をなすように複数配列されて1つのノズル列群をなしている構成とした。
このように構成したことにより、ジェットミルは、簡単な構造で、粉砕室内において、ジェット気流が衝突する衝突箇所が増やせる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the jet mill, a plurality of the nozzle sets are arranged so as to form a horizontal linear row to form one nozzle row group.
With this configuration, the jet mill has a simple structure and can increase the number of collision points where the jet air current collides in the grinding chamber.
請求項6の発明は、前記ジェットミルにおいて、前記直線状に配置されたノズル列群を、前記粉砕室の水平方向に複数配列してなる構成とした。
このように構成したことにより、ジェットミルは、粉砕室の水平方向に沿って、第1ジェットノズルおよび2ジェットノズルをノズル組とするノズル列群が、複数配列されるから、直線状に並ぶジェットノズルでありながら、粉砕室の水平方向平面の全面を有効に活用して、ジェット気流が衝突する衝突箇所を多数、増やせる。
The invention of claim 6 is configured such that in the jet mill, a plurality of nozzle array groups arranged in a straight line are arranged in the horizontal direction of the crushing chamber.
With this configuration, the jet mill has a plurality of nozzle row groups each including the first jet nozzle and the two jet nozzles along the horizontal direction of the crushing chamber. Even though it is a nozzle, it can effectively use the entire horizontal plane of the crushing chamber and increase the number of collision points where the jet stream collides.
請求項7の発明は、前記ジェットミルにおいて、前記周方向に配置されたノズル列群を、前記粉砕室の上下方向に複数並べてなる構成とした。
このように構成したことにより、ジェットミルは、粉砕室の上下方向に沿って、周方向に配置されるノズル列群が、複数配列されるから、周方向に並ぶノズル列群でありながら、粉砕室の上下方向の空間を有効に活用して、ジェット気流が衝突する衝突箇所を多数、増やせる。
According to a seventh aspect of the present invention, in the jet mill, a plurality of nozzle row groups arranged in the circumferential direction are arranged in the vertical direction of the crushing chamber.
With this configuration, the jet mill has a plurality of nozzle row groups arranged in the circumferential direction along the vertical direction of the crushing chamber. By effectively using the space in the vertical direction of the chamber, it is possible to increase the number of collision points where the jet stream collides.
請求項8の発明は、前記ジェットミルにおいて、前記直線状に配置されたノズル列群を、前記粉砕室の上下方向に複数並べてなる構成とした。
このように構成したことにより、ジェットミルは、粉砕室の上下方向に沿って、直線状に並ぶノズル列群が、複数配列されるから、粉砕室の上下方向の空間を有効に活用して、ジェット気流が衝突する衝突箇所を多数、増やせる。
The invention of
By configuring in this way, the jet mill has a plurality of nozzle row groups arranged in a straight line along the vertical direction of the pulverization chamber, so that the space in the vertical direction of the pulverization chamber is effectively utilized, Increases the number of collision points where the jet stream collides.
請求項9の発明は、前記ジェットミルにおいて、前記上下方向に並ぶ複数の各ノズル列群は、前記ジェット気流が衝突する衝突箇所が上下方向で互いに重ならないように配置される構成とした。
このように構成したことにより、ジェットミルは、ジェット気流が衝突する衝突箇所が干渉し合うことを要因とした粉砕材料の粉砕損失が抑えられる。
The invention of claim 9 is configured such that, in the jet mill, the plurality of nozzle row groups arranged in the up-down direction are arranged so that the collision locations where the jet air current collides do not overlap each other in the up-down direction.
With this configuration, the jet mill can suppress the pulverization loss of the pulverized material caused by the collision of the jet air currents colliding with each other.
請求項10の発明は、前記ジェットミルにおいて、前記ノズル組は、噴射する互いのジェット気流を衝突させるように位置付けられた3つ以上のジェットノズルを1つの組とする構成とした。
このように構成したことにより、ジェットミルは、3つ以上のジェットノズルを用いても、ジェット気流が衝突する衝突箇所を多数、増やせる。好ましくは複数のノズル組は、粉砕室の外周側と中央側とに分けて配置した3つ以上のジェットノズルを1組とし、これを粉砕室内の周方向に配置させたり、粉砕室の中央を挟んで両側に分けて配置した3つ以上のジェットノズルを1組とし、これを粉砕室内の上下方向に配置させたりすると、3つ以上のジェットノズルを用いた構成でありながら、粉砕室内の空間を有効に活用して、ジェット気流の衝突する衝突箇所が多数、増やせる。
According to a tenth aspect of the present invention, in the jet mill, the nozzle set includes a set of three or more jet nozzles positioned so as to collide each jet air stream to be injected.
With this configuration, the jet mill can increase the number of collision points where the jet stream collides even when three or more jet nozzles are used. Preferably, the plurality of nozzle sets is a set of three or more jet nozzles arranged separately on the outer peripheral side and the central side of the crushing chamber, which are arranged in the circumferential direction in the crushing chamber, When three or more jet nozzles arranged on both sides with a pair are arranged in a vertical direction in the pulverization chamber, the space in the pulverization chamber can be obtained even though the configuration uses three or more jet nozzles. Can be used effectively to increase the number of collisions where the jet stream collides.
請求項11の発明は、前記目的の達成する方法を得るため、ジェットミルによる粉砕原料の粉砕方法であって、複数のジェットノズルから噴射した互いのジェット気流が衝突する衝突箇所を複数箇所有した粉砕室内へ粉砕原料を供給することにより、前記粉砕原料が、ジェットノズルから前記複数の衝突箇所へ噴射されるジェット気流によって流動状態にされて粉砕されるようにした。
このようにした粉砕原料の粉砕方法では、粉砕室内にはジェット気流の衝突する衝突箇所が複数あるから、当該複数の衝突箇所で粉砕原料の粉砕が行われる。
The invention of
In the pulverized raw material pulverization method as described above, since there are a plurality of collision portions where the jet air current collides in the pulverization chamber, the pulverized raw material is pulverized at the plurality of collision portions.
請求項1および請求項11の発明によれば、粉砕室内の複数の衝突箇所で、粉砕原料の粉砕が行われるから、粉砕原料の粉砕効率を向上させることができる。これにより、限られた大きさの粉砕室、すなわち粉砕室の大きさに関わらず、粉砕処理量を増加させることができる。 According to the first and eleventh aspects of the invention, since the pulverized raw material is pulverized at a plurality of collision locations in the pulverization chamber, the pulverized raw material can be efficiently pulverized. Thereby, the amount of pulverization can be increased regardless of the size of the pulverization chamber of a limited size, that is, the pulverization chamber.
したがって、ジェットミルの粉砕能力を向上させることができる。特にジェットミルの粉砕能力は、粉砕室の大きさの影響を受けないので、大型の粉砕室を用いるジェットミルには有効である。しかも、ジェット気流を供給する供給源には、構造的にもコスト的にも過大な負担は加わらないので、容易に実現できる。 Accordingly, the pulverizing ability of the jet mill can be improved. In particular, since the pulverizing ability of the jet mill is not affected by the size of the pulverizing chamber, it is effective for a jet mill using a large pulverizing chamber. In addition, the supply source for supplying the jet airflow is not subjected to an excessive burden in terms of structure and cost, and can be easily realized.
請求項2の発明によれば、粉砕室の周壁の円周長さを活用して、第1、2のジェットノズルの個数を増やすことができ、粉砕室の大きさに応じて、衝突箇所を物理的に可能な範囲まで増やすことができる。
According to the invention of
請求項3の発明によれば、特に粉砕室の内部空間を有効に活用して、容易にジェット気流が衝突する箇所を数多く形成することができる。しかも、第1ノズルと第2ズル間の距離を一定に保ちやすいので、無用な性能低下は抑えられる。
According to the invention of
請求項4の発明によれば、一層、容易にジェット気流が衝突する衝突箇所を多く確保することができる。しかも、第1ノズルと第2ズル間の距離は、短い距離を確保しながら一定に保たれるから、より多くの粉砕処理量を増加させることができる。
According to the invention of
請求項5の発明によれば、簡単な構造で、粉砕室内において、ジェット気流が衝突する衝突箇所を増やすことができる。 According to the invention of claim 5, it is possible to increase the number of collision locations where the jet air current collides in the pulverization chamber with a simple structure.
請求項6の発明によれば、第1,2のジェットノズルの直線状の配列を有効に活用して、粉砕室の水平方向で、ジェット気流が衝突する衝突箇所を数多く形成することができ、ジェットミルの粉砕効率の向上を図ることができる。 According to the invention of claim 6, by effectively utilizing the linear arrangement of the first and second jet nozzles, in the horizontal direction of the crushing chamber, it is possible to form a number of collision points where the jet air current collides, It is possible to improve the pulverization efficiency of the jet mill.
請求項7および請求項8の発明によれば、第1,2のジェットノズルの周方向または直線状の配列を有効に活用して、粉砕室の上下方向でも、ジェット気流が衝突する衝突箇所を数多く形成することができ、ジェットミルの粉砕効率の向上を図ることができる。
According to the invention of
請求項9の発明によれば、衝突箇所でジェット気流が干渉し合うことを要因とした粉砕材料の粉砕損失が抑えられ、効果的に粉砕材料の粉砕ができる。 According to the ninth aspect of the present invention, the pulverization loss of the pulverized material due to the fact that the jet air currents interfere with each other at the collision location is suppressed, and the pulverized material can be effectively pulverized.
請求項10の発明によれば、3つ以上のジェットノズルを用いて、ジェット気流が衝突する衝突箇所を増やすことができる。 According to the tenth aspect of the present invention, it is possible to increase the number of collision locations where the jet air current collides using three or more jet nozzles.
以下、本発明の第1実施形態について、図1〜図3を参照しながら説明する。図1は本発明のジェットミルの全体の構成を示す側断面図であり、図2は該図1の要部の詳細を説明するための一部断面した斜視図であり、図3はジェットミルの内部を示す図1中のA−A線における平断面図である。
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a side sectional view showing the overall configuration of the jet mill of the present invention, FIG. 2 is a partially sectional perspective view for explaining the details of the main part of FIG. 1, and FIG. 3 is a jet mill. It is a plane sectional view in the AA line in
図1に示すように、ケーシング1は、縦向きに配置された有底の筒形をなしている。このケーシング1の底部には、底部空間を利用して、粉砕室2が形成されている。ケーシング1の下部側の周壁には、上方へ延びる原料供給管3および開閉バルブ4を介して、ホッパ7が据え付けられていて、ホッパ7から、例えばトナーや炭酸カルシウムなどの粉砕原料Pが粉砕室2へ供給されるようにしている。
As shown in FIG. 1, the
図1に示すように、粉砕室2内には、収容された粉砕原料Pをジェット気流(高速で噴出される気流)K1,K2で粉砕させる複数組のノズル組8が配設されている。このノズル組8には、いずれもジェット気流同士を衝突させるのに用いる複数のジェットノズル、例えば第1ジェットノズル5aと第2ジェットノズル5bとの2つを1組として使用するノズルの一組が用いられている。このノズル組8が、複数組、粉砕室2内に配設され、図1〜図3に示すように、粉砕室2内において、ジェット気流K1,K2が衝突する衝突箇所を複数、ここでは4つの衝突箇所X1〜X4(図1では2箇所だけ表示)に形成している。
As shown in FIG. 1, a plurality of nozzle sets 8 for pulverizing the pulverized raw material P contained in the pulverizing
衝突箇所X1〜X4の形成には、図2および図3に示すように、粉砕室2の外周側、例えば粉砕室2を構成する周壁2aの内面に、例えば4つの第1ジェットノズル5aを、粉砕室2の中央へジェット気流K1が噴射するように配設し、粉砕室2の中央に、第1ジェットノズル5aと組み合う4つの第2ジェットノズル5bを、同ジェットノズル5bからのジェット気流K2が第1ジェットノズル5aから噴射されたジェット気流K1と衝突する位置関係をなして配設する構造が用いられている。
For example, four
この第1,2ジェットノズル5a,5bの配列には、粉砕室2に溜まる粉砕原料Pが効果的に流動されるよう、粉砕室2の中央を中心に、同心状に複数のジェットノズル5aと複数のジェットノズル5bとを配列させる構成を用いている。同配列は、軸心位置だけを共有するという配列の関係をいい、水平面上で対向する配列だけでなくジェットノズル5a,5bの相対位置が上下で段差して傾斜平面上にある場合(傾斜平面上で対向する配列)、あるいは、一組一組の衝突箇所X1〜X4が同じ高さにない状態となるような場合の配置も含む。
In the arrangement of the first and
本実施形態では、実施に際し好適であるために、粉砕室2内の中央を中心とした同心の周上(同心状)にジェットノズル5a,5bを配列させる構成を用いている。具体的には、粉砕室2の軸心の周りに、複数のジェットノズル5aと複数のジェットノズル5bとをそれぞれ周方向に配列させている。これにより、粉砕室2の軸心の周りにジェット気流K1,K2が衝突する衝突箇所X1〜X4を形成している。
In this embodiment, in order to be suitable for implementation, a configuration is used in which the
特に本実施形態では、図2に示すように、第1ジェットノズル5aは、周壁2aのうち同一水平方向平面となる位置、ここでは底部直上の同一水平面上の位置に、等間隔、例えば90度のピッチで4つ配列され、第2ジェットノズル5bは、粉砕室2の中央に形成した円形のノズル据付座11の外周面に、第1ジェットノズル5aと同じ高さ、同ピッチで、4つ配列されるという、同心円上に配置するという構成が用いられている。両ジェットノズル5a,5bの先端部に形成されている噴射口部は互いに向き合っていて、これで、両ジェットノズル5a,5bを同一放射線上に配置して、粉砕室2内における均等位置に、ジェット気流K1,K2が衝突する4つの衝突箇所X1〜X4を形成している。
In particular, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, the
こうした第1ジェットノズル5aと第2ジェットノズル5bの配列により、各衝突箇所X1〜X4にジェット気流による衝突エネルギーが加わると、粉砕室2に溜まる粉砕原料Pの層の全体に、粉砕原料Pの粉砕を助長する流動現象が生じさせるようにしている。もちろん、ノズル位置が前記した場合と同じように上下でずれたような同心状の配列でも、粉砕原料Pには流動現象が生じる。
With the arrangement of the
4組のノズル組8は、図1に示すように、それぞれ高圧ガス供給管13を通じて、例えばエアや窒素など高圧ガスを供給するコンプレッサなどといった高圧ガス源15に接続されている。これにより、4つの衝突箇所X1〜X4で、ジェット気流同士の衝突が行われる。つまり、粉砕室2内の粉砕原料Pが、各衝突箇所X1〜X4で生ずるジェット気流K1,K2の衝突により、粉砕されるようにしている。
As shown in FIG. 1, the four
一方、ケーシング1の上部には、分級室17が形成されている。この分級室17には、例えば気流式の分級機19が設けられている。この分級機19により、粉砕室2から上方へ舞い上げられた粒径の小さくなった粉体がケーシング1外へ吸い上げられ、外部に設置した集塵装置(図示しない)で捕集されるようにしている。
On the other hand, a
つぎに、このように構成されたジェットミルの作用を、粉砕原料Pの粉砕方法と共に説明する。
ホッパ7内の粉砕原料Pを微粉化するときを一例に挙げて説明する。始めに、例えば開閉バルブ4を開放して、ホッパ7内の粉砕原料P(トナーや炭酸カルシウムなど)を落下させる。
Next, the operation of the jet mill configured as described above will be described together with a method for pulverizing the pulverized raw material P.
A case where the pulverized raw material P in the
これにより、ホッパ7内の粉砕原料Pは、図1中の矢印で示されるように落下し、ケーシング1内を自由落下しながら、ケーシング1の底部の粉砕室2内へ供給される。これで、粉砕原料Pは同粉砕室2内に溜まる。図1および図2中の符号Lはそのときの粉砕原料Pの層を示している。
Thereby, the pulverized raw material P in the
一方、高圧ガス源15からは、高圧ガス、例えば高圧エアが、それぞれ高圧ガス供給管13を通じて、それぞれジェットノズル5a,5bへ供給される。これにより、高圧エアは、ジェットノズル5a,5bの噴射口部からそれぞれ噴射される。
On the other hand, high-pressure gas, for example, high-pressure air, is supplied from the high-
ここで、ジェットノズル5a,5bの噴射口部は互いに向き合っているから、図1〜図3に示すように、4組のジェットノズル5a,5bから噴射された高圧エアのジェット気流K1,K2は、それぞれ粉砕室2内の4つの衝突箇所X1〜X4で衝突する。粉砕原料Pは、このときの衝突エネルギーにより、粉砕される。つまり、粉砕室2内の各部で粉砕原料Pの粉砕が行われる。
Here, since the injection port portions of the
このときのジェット気流K1,K2の衝突を受けて、粉砕原料Pには、粉砕室2の空間内を流動する流動層が形成される。すなわち、各衝突箇所X1〜X4では、ジェットノズル5a,5bから噴射するジェット気流K1,K2の流れ、各衝突箇所X1〜X4で衝突した後の周囲に拡散するジェット気流K1,K2の流れにより、粉砕原料Pを粉砕室2内の横方向へ流動させる挙動が生じる。
In response to the collision of the jet airflows K1, K2, the fluidized bed that flows in the space of the grinding
このときジェットノズル5a,5bは、粉砕室2の中央を中心として同心状に配列されているから、粉砕室2内の粉砕原料Pは、各衝突箇所X1〜X4で入り混じりながら、粉砕室2内の横方向(放射方向)や上下方向に流動する。この流動の状態をさらに述べると、粉砕原料Pのうち、粉砕室2の底から少なくともジェットノズル5a、5bの直上、具体的には少なくともノズル上部が隠れるまでの層部分は、粉砕原料Pが流動する。
At this time, since the
粉砕原料Pは、この流動がもたらす原料同士の衝突ないし摩擦や、周壁2aとの衝突ないし摩擦や、ノズル据付座11の上面との衝突ないし摩擦や、ノズル据付座11とその周りの周壁2aがなす環状溝の壁面との衝突ないし摩擦の繰り返しでも粉砕される。特にジェットノズル5a,5bの同心円状の配置により、ジェット気流K1〜K4の衝突する複数の衝突箇所X1〜X4を設定すると、当該衝突箇所X1〜X4は同一平面上で放射方向に形成されるから、粉砕室2内の水平方向の全体で良好な流動が誘起されやすく、粉砕が効果的に進行する。
The pulverized raw material P has a collision or friction between the raw materials brought about by this flow, a collision or friction with the
粉砕原料Pは、こうしたジェット気流K1,K2によって流動層の流動で繰り返し行われる衝突ないし摩擦により、微粉砕化が進む。そして、粉砕化で得られた粉体は舞い上がり、ケーシング1の上部の分級室17へ向かう。
The pulverized raw material P is finely pulverized by collision or friction repeatedly performed by the flow of the fluidized bed by the jet airflows K1 and K2. Then, the powder obtained by pulverization rises and moves to the
この粉体が、同分級室17に設置してある分級機19にて吸い上げられる。そして、同分級機19にて、細かな粉体P1と粗い粉体P2とに分けられ、細かな粉体P1が集塵装置(図示しない)にて捕集される。粗い粉体P2は、再度、粉砕室2内へ落下し、再びジェット気流K1,K2による衝突ないし摩擦によって粉砕される。この繰り返しにより、粉砕室2内の粉砕原料Pが、求められる粒径まで微粉砕される。
This powder is sucked up by a
このように粉砕室2内の粉砕原料Pは,ジェット気流K1、K2が衝突する衝突箇所X1〜X4(複数)で行われるから、粉砕原料Pの粉砕効率は向上する。
それ故、ジェットミルは、たとえ粉砕室2の容量が限られていたとしても、粉砕室2の大きさに関わらず、粉砕原料Pの粉砕処理量を増加させることができる。
Thus, since the pulverization raw material P in the
Therefore, the jet mill can increase the pulverization amount of the pulverized raw material P regardless of the size of the
この結果、ジェットミルの粉砕能力を向上させることができる。しかも、粉砕能力の向上は、ジェット気流K1,K2が衝突する衝突箇所を増やすだけでよいから、高圧ガス源15には過大な負担を与えずにすむ。このため、構造的な負担やコスト的な負担は抑えられるから、容易に粉砕室2の大型化が図れる利点もある。
As a result, the grinding ability of the jet mill can be improved. In addition, the improvement of the crushing capability is achieved only by increasing the number of collision points where the jet airflows K1, K2 collide, so that an excessive burden is not imposed on the high-
特に第1ジェットノズル5aを粉砕室2の外周側に複数、配設し、第2ジェットノズル5bを粉砕室2の中央に複数、配設して、ジェット気流K1,K2を衝突させる衝突箇所X1〜X4(複数)を形成するようにすると、第1,2ジェットノズル5a、5bの個数は、粉砕室2の周壁2aの円周長さを用いて増やせるので、容易に粉砕原料Pを粉砕する衝突箇所を物理的に可能な範囲まで増やすことができる。
Particularly, a plurality of
このため、大型の粉砕室2でも、容易に粉砕処理量の増加の対応ができる。加えて、第1ジェットノズル5aと第2ジェットノズル5bとを粉砕室2の中央を中心に同心の周上(同心状)に配列させる構成にすると、粉砕室2の内部空間を有効に活用して、複数のジェット気流の衝突箇所X1〜X4を増加させることができる。
For this reason, even in the large crushing
特に同心円状にジェットノズル5a,5bを配列すると、ジェットノズル5a,5b間は短い距離で一定に保ちやすくなり、容易に粉砕室2内の全面で活発な流動層が得られる。このため、粉砕原料Pの粉砕が効率よく行える。これは、ジェットノズル5a,5b間の距離が短くてすむために、ジェット気流K1,K2の流速の低下が抑えられることにもよる。このため、粉砕室2を大型化しても、高性能な粉砕能力を確保できる。なお、第1ジェットノズル5aと第2ジェットノズル5bの各1つからなる組を考えた場合、当該組における第1ジェットノズル5aと第2ジェットノズル5bとを粉砕室2の中央を中心とする同一放射線上に配置し、当該組を周方向に複数配列すると製作が容易である。
Particularly, when the
つぎに、図4〜図9を参照して第2〜6の実施形態を説明する。なお、図4〜図9において図1〜図3と同じ部分の構成は、同一符号を付してその説明を省略する。
始めに、本発明の第2実施形態について、図4を参照して説明する。図4は粉砕室2の平断面図を示している。
本実施形態は、第1実施形態で挙げた4つのノズル組8を周方向に配するノズル列群ではなく、それ以上の個数、ここでは例えば8組のノズル組8からなるノズル列群を採用して、粉砕室2内に、ジェット気流K1,K2の衝突する衝突箇所を8箇所に増やしたものである。図4中のX1〜X8は、そのジェット気流K1,K2が衝突する衝突箇所を示している。
このようにノズル列群中のノズル組8を多くする構造は、粉砕室2を大型化する場合に有効である。
Next, second to sixth embodiments will be described with reference to FIGS. 4 to 9, the same components as those in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
First, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows a plan sectional view of the grinding
This embodiment employs a nozzle array group consisting of a larger number, for example, 8
The structure in which the number of
つぎに、本発明の第3の実施形態について、図5(a),(b)を参照して説明する。図5(a)は粉砕室2の平断面図を示し、図5(b)は同じく正断面図を示している。
本実施形態は、第1、第2実施形態の変形例で、粉砕室2の中央からの距離がそれぞれ異なる地点で当該粉砕室2の周方向にそれぞれ配列された大小複数組のノズル列群を構成したものである。
これには、第1ジェットノズル5aのノズル列と第2ジェットノズル5bのノズル列とを1組のノズル列群として、これを複数組、粉砕室2の軸心を中心とした同心状、例えば同心円状に、複配列する構成が用いられている。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Fig.5 (a) shows the plane sectional view of the crushing
The present embodiment is a modification of the first and second embodiments, and includes a group of large and small nozzle arrays arranged in the circumferential direction of the crushing
For this, the nozzle row of the
具体的には、図5(a),(b)に示すように、円形のノズル据付座11の周囲に、環状のノズル据付座11aを形成し、このノズル据付座11aの内側の周面に、ノズル据付座11aの第2ジェットノズル5bと組み合う第1ジェットノズル5aを配設し、ノズル据付座11aの外側の周面に、ケーシング1の第1ジェットノズル5aと組み合う第2ジェットノズル5bを配設して、第1ジェットノズル5a,第2ジェットノズル5bからなる大小2組のノズル列群を粉砕室2内の周方向に配列するといった構造が用いられている。
Specifically, as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), an annular
こうした配列で構成されるノズル列群は、粉砕室2の大きさを変更せずに、粉砕室2内に、ジェット気流K1,K2の衝突する衝突箇所を数多く形成することができる。本実施形態では12箇所、形成できる。図5中の符号X1〜X12は、そのジェット気流K1,K2が衝突する衝突箇所を示している。この場合、特にジェットノズル5a,5b間の距離は、短い距離に保ちやすくなるから、衝突エネルギーの損失が抑えられ、粉体処理量の増加が期待できる。
The nozzle row group configured in such an arrangement can form a large number of collision points where the jet airflows K1 and K2 collide in the crushing
つぎに、本発明の第4の実施形態について、図6(a),(b)を参照して説明する。図6(a)は粉砕室2の平断面図を示し、図6(b)は同じく正断面図を示している。
本実施形態は、第1〜第3の実施形態のような粉砕室2内に第1ジェットノズル5aと第2ジェットノズル5bとを環状に配列して、ジェット気流K1,K2が衝突する衝突箇所を複数、形成するのではなく、粉砕室2内に、直線状に配列した横向きの第1ジェットノズル5aのノズル列αと、それに対向するように直線状に配列した横向きの第2ジェットノズル5bのノズル列βとを配設して、ジェット気流K1、K2(図中の符号は省略する)が衝突する衝突箇所を複数、形成するようにしたものである。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 (a) and 6 (b). FIG. 6A shows a plan sectional view of the grinding
In the present embodiment, the
具体的には、例えば粉砕室2内の底部に該粉砕室2内を横切る方向に直線状に延びるノズル据付座21を並行に複数形成し、隣り合う2つのノズル据付座21、21の向き合う側面の一方に、複数の第1ジェットノズル5aを所定間隔で水平な直線状に配列し、ノズル据付座21、21の向き合う側面の他方に複数の第2ジェットノズル5bを第1ジェットノズル5aの配置に合わせて水平な直線状に配列し、粉砕室2内で第1ジェットノズル5aの先端の噴射口部と第2ジェットノズル5bの噴射口部とを向き合わせて、水平方向へジェット気流K1,K2を噴射させる構造を用いている。このような構造にすると、第1ジェットノズル5aがなす直線状のノズル列αと第2ジェットノズル5bがなす直線状のノズル列βを粉砕室2内に並行に配設してノズル列群として構成するという、簡単な構造で、ジェット気流K1、K2の衝突する衝突箇所を数多く形成することができる。
Specifically, for example, a plurality of
また本実施形態には、この他、粉砕室2の水平方向の全面を有効に活用して、ジェット気流K1,K2が衝突する衝突箇所を多数、増やせる工夫も採用されている。この工夫には、第1ジェットノズル5aを有するノズル列αと第2ジェットノズル5bを有するノズル列βとを1組のノズル列郡Gとして、このノズル列群Gを、水平方向に、複数組、ここでは3組、並行に並べて構成する構造が用いられている。なお、各ノズル列群Gは、所定の間隔をおいて配置される。
In addition to this, the present embodiment also employs a device that can effectively utilize the entire horizontal surface of the crushing
これにより、直線状にジェットノズル5a,5bが配列された構造でも、先の第1〜4の実施形態のときと同様、粉砕室2内の底部の水平方向平面の全体に、数多く、ジェット気流K1、K2が衝突する衝突箇所を形成することができる。図6中の符号X1〜X11は、そのジェット気流K1,K2が衝突する衝突箇所を示している。
As a result, even in the structure in which the
つぎに、本発明の第5の実施形態について、図7(a),(b)、図8(a),(b)を参照して説明する。図7(a)は粉砕室2の一部を切欠いた斜視図を示し、図7(b)は図7(a)中のB−B線に沿う平断面図を示し、図8(a)は図7中のC−C線に沿う平断面図を示し(D−D線以下は不図示)、図8(b)は図7中のD−D線に沿う平断面図を示している。
本実施形態は、第4の実施形態の変形例で、図7に示すように、ジェットノズル5a,5bを、直線状のノズル列α、βを1組のノズル列郡Gとして、複数組、ここでは図8における平面方向に3組、図8における紙面貫通方向である上下方向2層に並べるといったノズル配列からなる構造を用いたものである。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 (a) and 7 (b) and FIGS. 8 (a) and 8 (b). FIG. 7A shows a perspective view in which a part of the crushing
This embodiment is a modification of the fourth embodiment. As shown in FIG. 7, the
具体的には、図8(b)に示すように、粉砕室2内の底部に配設された、水平方向に並行に並ぶ複数組のノズル列群Gを1段目の層として、この1段目の上側に、図8(a)に示すように、水平方向に並行に並ぶ複数組のノズル列群Gを2段目の層として配設して、粉砕室2内でジェット気流K1、K2が衝突する衝突箇所を1段目と2段目との双方で得るようにしたものである。なお、ノズル列群Gを上下方向に複数組、配置する構造は、1段目に1組のジェットノズル5a,5bからなるノズル列群Gだけ配置し、2段目に1組のジェットノズル5a,5bからなるノズル列群Gだけが配置されるような構造でも構わない。
Specifically, as shown in FIG. 8 (b), a plurality of nozzle row groups G arranged in parallel in the horizontal direction and arranged at the bottom of the crushing
このようにすると、簡単な構造でありながら、格段にジェット気流K1、K2の衝突する衝突箇所を増やすことができる。図7中の符号X1〜X17は、そのジェット気流K1,K2が衝突する衝突箇所を示している。
特に図7は、ジェット気流K1,K2が衝突する衝突箇所X1〜X17が1段目の層と2段目の層とで上下方向に重ならないように、1段目のジェットノズル5a,5bの組と2段目のジェットノズル5a,5bの組との相互の位置をずらしている。ここでは、1段目と2段目とは、例えば90度、水平方向に回転させるように位置をずらしている。このようにずらすと、衝突箇所でジェット気流K1,K2が干渉し合うことを要因とした粉砕損失が抑えられるので、効果的に粉砕原料Pが粉砕できる。
If it does in this way, although it is a simple structure, the collision location where jet airflow K1, K2 collides can be increased markedly. Reference numerals X1 to X17 in FIG. 7 indicate collision points where the jet airflows K1 and K2 collide.
In particular, FIG. 7 shows that the first-
しかも、1段目と2段目との位置ずれが多い程(上下で衝突位置の重なりがない程)、粉砕室2内の水平方向平面の全体を活用して、数多くの衝突位置X1〜X17を形成することができる。また、本実施例では、2段目の層の衝突位置の直下に1段目の層のノズル据付座21が位置するようにして粉砕の効率を高めるよう工夫している。
なお、上下方向に複数組、ジェットノズル5a,5bを配設する構造は、1段目に1組のジェットノズル5a,5bだけ配置し、2段目に1組のジェットノズル5a,5bだけが配置されるような構造でも構わない。
In addition, as the positional deviation between the first stage and the second stage increases (the collision position does not overlap vertically), the entire horizontal plane in the
In the structure in which a plurality of sets of
また本実施形態では、例えば1段目の各ジェットノズル5a,5bの設置には、第4の実施形態で挙げた直線形のノズル据付座21を用いて支持させ、例えば2段目の各ジェットノズル5a,5bの設置には、ジェットノズル5a,5bが付いた高圧ガス供給管13をそのまま粉砕室2内に横断させ、同高圧ガス供給管13の先端部と基部とを粉砕室2の周壁2aに支持させた構造を用いている。もちろん、ジェットノズル5a,5bのノズル列α,βが所定位置に支持されるのであれば、どのような支持構造を用いてもよい。
In the present embodiment, for example, the first-
つぎに、本発明の第6の実施形態について、図9を参照して説明する。図9は粉砕室2の平断面図を示している。
本実施形態は、第1,2の実施形態の変形例である。本実施形態は、第1,2の実施形態で挙げた2つのジェットノズルを1組とした複数のノズル組を用いた例とは異なり、3つ以上のジェットノズルを1組とした複数組のノズル組を用いて、粉砕室内に、ジェット気流が衝突する衝突箇所を複数、形成したものである。
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 shows a plan sectional view of the grinding
This embodiment is a modification of the first and second embodiments. This embodiment is different from the example using a plurality of nozzle sets in which the two jet nozzles are set as one set in the first and second embodiments, and a plurality of sets in which three or more jet nozzles are set as one set. A plurality of collision locations where jet air current collides are formed in the grinding chamber using a nozzle set.
同実施形態は、一つの焦点へ向かってジェット気流を噴射する3つ以上のジェットノズルを1組としたノズル組を用い、これらノズル組を粉砕室内の周方向に複数組、例えば8組、配設したものである。具体的には、複数のノズル組8の3つのジェットノズル5a〜5cのうち、例えば2つのジェットノズル5a、5bは、粉砕室2の周壁2aの同一水平位置に所定のピッチで複数配列され、残るジェットノズル5cは、ジェットノズル5a,5b間に位置するピッチで、粉砕室2の中央に同心円状に配列される。
This embodiment uses a nozzle set in which three or more jet nozzles that jet a jet stream toward one focal point are used as a set, and a plurality of nozzle sets, for example, eight sets, are arranged in the circumferential direction in the grinding chamber. It is set. Specifically, among the three
3つのジェットノズル5a〜5cは、いずれもノズル間の中央に噴射口部が向くように配置され、三角形状の各頂点に位置するように配置されたジェットノズル5a〜5cの中間に、各ジェットノズル5a〜5cから噴射するジェット気流K1〜K3が衝突する衝突箇所を形成している。これにより、粉砕室2内には、周方向の均等な8箇所の位置に、ジェット気流K1〜K3の衝突する衝突箇所が形成される。図9中の符号X1〜X8は、そのジェット気流K1〜K3が衝突する衝突箇所を示している。
Each of the three
このようにしても第1〜3の実施形態と同様の効果を奏する。もちろん、ノズル組8は、ジェットノズルが4つで組となる構成でも、それ以上の個数の組み合わせのノズル組でも構わない。また3つ以上のジェットノズルで1組となるノズル組は、第3の実施形態のような同心円状に複数組、配列する構造や、第4,5の実施形態のような直線状にノズル組を配列する構造に適用しても構わない。 Even if it does in this way, there exists an effect similar to 1st-3rd embodiment. Needless to say, the nozzle set 8 may be configured by four jet nozzles or a combination of more nozzles. In addition, the nozzle set that is one set of three or more jet nozzles is a structure in which a plurality of concentric circles are arranged and arranged as in the third embodiment, or a nozzle set that is linear in the fourth and fifth embodiments. You may apply to the structure which arranges.
この他、3つ以上のジェットノズル5a〜5cを用いるときは、第6の実施形態のように粉砕室の周方向に複数組、配設するのではなく、例えば粉砕室の上下方向に複数組、配設して、粉砕室内に複数の衝突箇所を形成するようにしてもよい。この場合、例えば粉砕室の中央を挟んで両側に分けて配置した3つ以上のジェットノズルを1組とし、これを粉砕室内の上下方向に配置させることなどが考えられる。
In addition, when three or
なお、本発明は、前記した第1〜6の実施形態に限定されるものではなく、種々変形して実施しても構わない。例えば、第1〜第3実施形態のような周方向にノズル組の列(ノズル列群)を配置したものについても、上下に複数段の層を構成するようなものとしてもよく、特に、上下の層について衝突位置が重ならないようにするべく周方向に位相をずらすことが望ましい。また、例えば前記した実施形態には、いずれも横方向からジェット気流を衝突させるジェットノズルを用いた例を挙げたが、これに限らず、例えば上下からジェット気流を衝突させるジェットノズルを用いて、粉砕室内に、ジェット気流が衝突する衝突箇所を複数箇所、形成するようにしてもよい。 The present invention is not limited to the first to sixth embodiments described above, and various modifications may be made. For example, a configuration in which a row of nozzle groups (nozzle row group) is arranged in the circumferential direction as in the first to third embodiments may be configured to form a plurality of layers above and below, It is desirable to shift the phase in the circumferential direction so that the collision positions do not overlap with each other. In addition, for example, in the above-described embodiment, an example using a jet nozzle that collides a jet stream from the lateral direction is given, but not limited thereto, for example, using a jet nozzle that collides a jet stream from above and below, You may make it form the collision location where a jet air current collides in multiple places in a grinding | pulverization chamber.
1 ケーシング
2 粉砕室
5a 第1ジェットノズル
5b 第2ジェットノズル
7 ホッパ
8 ノズル組
15 高圧ガス源
K1,K2 ジェット気流
P 粉砕原料
X1〜X17 ジェット気流が衝突する衝突箇所
α 第1ジェットノズルがなすノズル列
β 第2ジェットノズルがなすノズル列
1
5b
Claims (11)
前記粉砕室内に設けられ、当該粉砕室内で噴射する互いのジェット気流を衝突させるように位置付けられた複数のジェットノズルを1つの組とするノズル組とを有し、
前記ノズル組が、前記粉砕室内において前記ジェット気流が衝突する衝突箇所を複数形成させるように複数配設されることを特徴とするジェットミル。 A crushing chamber to which crushing raw materials are supplied;
A nozzle set that is provided in the pulverization chamber and includes a plurality of jet nozzles that are positioned so as to collide with each other's jet air currents injected in the pulverization chamber;
A jet mill, wherein a plurality of the nozzle sets are arranged so as to form a plurality of collision locations where the jet air current collides in the crushing chamber.
A method for pulverizing a pulverized raw material by a jet mill, wherein the pulverized raw material is a jet by supplying the pulverized raw material into a pulverizing chamber having a plurality of collision points where the jet air currents ejected from a plurality of jet nozzles collide with each other. A method for pulverizing a pulverized raw material, wherein the material is pulverized by being brought into a fluidized state by a jet stream jetted from a nozzle to the plurality of collision points.
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