JP2009028707A - 媒体型粉体処理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】媒体粒子の鉛直方向における循環を促進することによって容器内での攪拌を促進し、それにより高い処理性能を発揮する媒体型粉体処理装置を提供することを目的とする。特に、高い粉砕性能及び乾燥性能を発揮する媒体型粉体処理装置を提供することを目的とする。さらに、容器内部での微細粉体の付着をいっそう低減することにより、原料の供給から製品回収までを効率良く行うことのできる媒体型粉体処理装置を提供する。
【解決手段】径外方向に一段又は複数段にわたって複数のロッド3が突出する攪拌部材4を、縦軸周りに回転自在に設けた媒体型粉体処理装置において、ロッド3の端部に、被処理原料及び媒体粒子6に対する衝突面が水平面に対して傾斜するブレード5を設ける。
【選択図】図1

Description

本発明は、被処理原料と媒体粒子とを容器の内部で攪拌すべく、径外方向に一段又は複数段にわたって複数のロッドが突出する攪拌部材を、縦軸周りに回転自在に設けた媒体型粉体処理装置に関する。
従来から、容器内で媒体粒子を攪拌することにより原料の粉砕又は乾燥等の処理をする粉体処理装置が知られている。(例えば、特許文献1、2及び4参照)。
特許文献1及び特許文献2には、径外方向に一段又は複数段にわたって複数のロッドが突出する攪拌部材を備えた媒体型粉砕機が開示されている。この種の粉砕機においては、攪拌部材が縦軸周りに回転することで、媒体粒子も主に縦軸周りに回転して循環する。回転により遠心力等を付与された媒体粒子は攪拌され、このとき発生する媒体間の剪断力や衝撃力によって原料を粉砕している。また、容器内に原料を供給する原料供給部と、粉砕された後の微細粉体をその粒子径によって分級選別する分級機とを設けて、粉砕処理から分級処理そして製品回収と連続処理を行うタイプの媒体型粉砕機も知られている(例えば、特許文献3参照)。
特許文献4には、容器内に多数の媒体粒子を有する媒体型乾燥機が開示されている。この種の乾燥機においては、容器内へ加熱気体を吹き込み、加熱気体により媒体粒子を流動化させながら、供給された原料を媒体粒子の表面に付着させて乾燥する。
特開平10−118511号公報 特開平8−229419号公報 特開平5−96196号公報 特開2000−42301号公報
しかしながら、特許文献1や特許文献2に開示されているような、径外方向に一段又は複数段にわたって複数のロッドが突出する攪拌部材を備えただけの媒体型粉砕機では、攪拌部材が縦軸周りに回転したとき、各ロッドの高さに位置する媒体粒子がロッドとの衝突により容器内で径方向外向きに掻き出されるだけで、攪拌部材が大きな回転速度で回転する割には媒体粒子を有効に攪拌できていなかった。そのため、粉砕に対して多くの無駄な仕事をしていることになり、必ずしも効率良く粉砕されているとは言えなかった。
また、分級機を設けて連続処理を行うタイプの媒体型粉砕機においては、容器内での微細粉体の付着が、製品としての微細粉体の製造効率を低下させる原因となる。特許文献3に開示された媒体型粉砕機では、容器内面の形状に工夫を凝らすことで付着が低減され、排出部からの微細粉体の排出が円滑に行われていたが、それでもまだ改善の余地が残っていた。
また、特許文献4に開示されているような、容器内に吹き込まれた加熱気体により媒体粒子を流動化させながら乾燥させるタイプの媒体型乾燥機は、気流により媒体粒子を流動化させるものであるため、媒体粒子の攪拌を十分に行うことができず、乾燥効率及び製品品質の安定性の点においては、十分なものとは言えなかった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、媒体粒子の鉛直方向における循環を促進することによって容器内での攪拌を促進し、それにより高い処理性能を発揮する媒体型粉体処理装置を提供することを目的とする。特に、高い粉砕性能及び乾燥性能を発揮する媒体型粉体処理装置を提供することを目的とする。さらに、容器内部での微細粉体の付着をいっそう低減することにより、原料の処理から製品回収までを効率良く行うことのできる媒体型粉体処理装置を提供することを目的とする。
本発明に係る媒体型粉体処理装置の第一の特徴構成は、被処理原料と媒体粒子とを容器の内部で攪拌すべく、径外方向に一段又は複数段にわたって複数のロッドが突出する攪拌部材を、縦軸周りに回転自在に設けた媒体型粉体処理装置において、前記ロッドに、前記被処理原料及び前記媒体粒子に対する衝突面が水平面に対して傾斜するブレードを備えた点にある。
この構成によれば、攪拌部材が回転することによってブレードと衝突した媒体粒子は、水平面に対するブレードの向きに応じて、上向きであれば鉛直上向きの力を受けて強制的に上方に掻き揚げられ、下向きであれば鉛直下向きの力を受けて強制的に下方に流動させられる。すなわち、ブレードの衝突面が水平面に対して「上向き」とは、攪拌部材が回転する時にブレードの下端部が上端部に対して先行するような向きを意味し、「下向き」とは、ブレードの上端部が下端部に対して先行するような向きを意味するものとする。このように、容器内で媒体粒子が円滑に循環するように衝突面が水平面に対して傾斜するブレードを設けておけば、媒体粒子の容器内での内部循環及び攪拌が従来型媒体型粉砕機のロッドのみからなる攪拌部材によるものに比べて極めて効率良く行われる。その結果、処理性能を向上させることができる。特に、粉砕性能及び乾燥性能を向上させることができる。
本発明に係る媒体型粉体処理装置の第二の特徴構成は、水平面に対する前記ブレードの衝突面の傾斜角度が、上向きに5度以上80度以下である点にある。
この構成によれば、ブレードは媒体粒子に鉛直上向きの力を作用して、確実にこれを強制的に上方へ掻き揚げることができる。したがって、媒体粒子の内部循環を促進して高い処理性能を得ることができる。
本発明に係る媒体型粉体処理装置の第三の特徴構成は、水平面に対する最下段の前記ブレードの衝突面の傾斜角度が、上向きに5度以上60度以下である点にある。
この構成によれば、水平面に対する最下段のブレードの傾斜角度が、それより上段のブレードの傾斜角度に比べて緩くなっている。したがって、容器の底部に位置し、鉛直上向き方向の初期速度が小さい媒体粒子をも確実に上方に掻き揚げることができる。これにより、容器内全体における媒体粒子の内部循環が確保されるため、よりいっそう処理性能が向上し、製品品質が安定する。また、容器底部で媒体粒子が常に流動していることになるため、容器底部等に対する被処理原料の付着も低減される。
本発明に係る媒体型粉体処理装置の第四の特徴構成は、水平面に対する最上段の前記ブレードの衝突面が下向きに傾斜している点にある。
この構成によれば、媒体粒子は攪拌部材の回転に伴って容器底面から内面に沿って上昇するとともに、最上段のブレードにより強制的に下向きに流動させられるため、容器内部での粉砕媒体の浮き上がりが抑制され、鉛直方向の内部循環が促進される。その結果、処理性能及び製品品質が向上・安定する。
本発明に係る媒体型粉体処理装置の第五の特徴構成は、前記容器の内面に、容器の上部ほど中心側に変位する傾斜面を形成した点にある。
この構成によれば、攪拌部材の回転に伴って上昇する媒体粒子は、一方で傾斜面に衝突して上方への移動が一部制限され、過剰な浮き上がりが抑制される。よって、粉体媒体の鉛直方向の内部循環がさらに促進される。その結果、処理性能及び製品品質は極めて向上・安定する。
本発明に係る媒体型粉体処理装置の第六の特徴構成は、前記容器の内面のうち、最上段の前記ブレードの上方部位から、容器の上部ほど中心側に変位する傾斜面を形成した点にある。
この構成によれば、攪拌部材の回転に伴って容器底面から内面に沿って上昇した媒体粒子のうち、最上段のロッド高さよりも大きく浮き上がった媒体粒子があったとしても、当該媒体粒子は傾斜面に衝突し再び容器の中心側に落下する。したがって、この場合にも粉体媒体の鉛直方向の内部循環がさらに促進され、その結果、処理性能及び製品品質は極めて向上・安定する。
本発明に係る媒体型粉体処理装置の第七の特徴構成は、前記攪拌部材の下部に、前記容器の中央から内面に至る領域をカバーしつつ前記媒体粒子を支持し、前記攪拌部材と一体に回転する板状部材を備えた点にある。
この構成によれば、容器内を縦軸周りに回転する媒体粒子と板状部材との間の相対速度が小さくなるので媒体粒子及び板状部材の摩耗が抑制される。したがって媒体粒子及び板状部材の耐用期間が長くなる。しかも媒体粒子からの摩耗屑の発生が低減するため、異物の混入による製品純度の低下や摩耗屑による粉体処理機本体の動作部の不調等のトラブルが発生し難くなるので、媒体型粉体処理装置としての信頼性を高めることができる。
本発明に係る媒体型粉体処理装置の第八の特徴構成は、前記板状部材に気体が通過可能な透孔を設けた点にある。
この構成によれば、攪拌部材と一体となって回転する板状部材の下方からこの透孔を通って気体を噴出させたときに、容器に対する気体の噴出エリアが平均化され、容器に対して気体が均等に流入する。透孔からの噴出気体は被処理原料及び媒体粒子の流動攪拌を補助的に促す作用をもたらし、かつ、被処理原料と媒体粒子の中から処理後の粉体を分離して上方に移送させる。この結果、板状部材上で被処理原料及び媒体粒子が滞留せず、媒体粒子に付着した処理後の粉体を剥離除去して上方に移送させるため、粉体の処理をさらに効率良く行うことができる。
本発明に係る媒体型粉体処理装置の第九の特徴構成は、前記板状部材の上面近傍に、容器側面から内向きに気体を噴出させる気体噴出口を設けた点にある。
この構成によれば、容器の側面から気体を噴出させることで、容器内面と板状部材との隅部での粉体の滞留や付着が低減される。したがって、粉体の処理を極めて効率良く行うことができる。
本発明に係る媒体型粉体処理装置の第十の特徴構成は、前記容器の外周に、容器の温度を任意の温度に調節する温度調節手段を設けた点にある。
この構成によれば、粉体処理機の運転目的及び状況に応じて容器壁面及び容器内の温度を適切に調節することができる。例えば、粉砕を行う場合には、容器壁面を冷却して容器壁面及び内部の温度が上昇し過ぎないように調節し、また、乾燥を行う場合には、容器の壁面及び内部を加熱して、容器内部の温度が高温となるように調節することができる。
本発明に係る媒体型粉体処理装置の第十一の特徴構成は、前記容器内の上部に分級機を設けた点にある。
この構成によれば、処理後の粉体を直ちに分級選別するため、一旦処理された粉体が凝集する等の不都合が生じず、原料の処理及び分級を効率良く行うことができる。
本発明に係る媒体型粉体処理装置の第十二の特徴構成は、前記攪拌部材の上方に、容器側面から内向きに気体を流入させる気体流入口を設けた点にある。
この構成によれば、処理された粉体を分級機に送って分級させるときに、攪拌部材の上方の容器内面への付着が抑制されるとともに、上昇した粉体を効率良く分級機に移送することができる。
本発明に係る粉体処理設備の特徴構成は、上記第十一又は第十二の特徴構成を備える媒体型粉体処理装置と、前記媒体型粉体処理装置が備える分級機の下流側から気体を吸引するブロワーと、前記媒体型粉体処理装置と前記ブロワーとの間に設けられたバグフィルタとを備えた点にある。
この構成によれば、原料の供給から粉体の処理、分級、そして製品回収までを連続して効率良く行うことができる。
本発明に係る媒体型粉体処理装置は、径外方向に一段又は複数段にわたって複数のロッド3が突出する攪拌部材4を、縦軸周りに回転自在に設けた媒体型粉体処理装置であって、被処理原料と媒体粒子6とを容器1の内部で攪拌して、原料を処理するものである。
〔第一の実施形態〕
以下に、本発明に係る媒体型粉体処理装置の第一の実施形態、すなわち、本発明を媒体型粉砕機に適用した例について図面を参照して説明する。この媒体型粉砕機は、原料と媒体粒子6とを容器1の内部で攪拌して、このとき発生する媒体間の剪断力や衝撃力によって原料を粉砕する。
本実施形態に係る媒体型粉砕機は、図1に示すように、容器1と、径外方向に一段又は複数段にわたって複数のロッド3が突出する攪拌部材4と、ロッド3の端部に位置するブレード5とを備えている。また、容器1の中央から内面に至る領域をカバーしつつ媒体粒子6を支持するとともに攪拌部材4と一体となって回転する板状部材7と、板状部材7の上方の容器1の外周に設けられた気体噴出口8と、容器1の上部に設けられた分級機9と、分級機9の周囲に設けられたガイドリング22と、容器1の外周に設けられたジャケット24とを備えており、攪拌部材4の上方における容器1の内面全周には気体流入口10が設けられている。容器1の上部には原料供給口11が設けられ、原料供給口11に連設されたスクリューフィーダ23から原料が投入される。さらに本実施形態に係る媒体型粉砕機には、図2に示すように、ブロワー19とバグフィルタ20とが接続されて、粉体処理装置が構成されている。なお、粉砕機は重量計測手段により重量管理され、これにより原料の機内滞留量が一定となるように制御される。
容器1は円筒形状であり、原料と接する部分の材質は、例えばステンレスで構成してある。この容器1の内部には、攪拌により発生する剪断力や衝撃力によって原料を粉砕するための媒体粒子6が収容されている。容器1の内部に収容される媒体粒子6の材質は粉砕すべき原料の種類に応じて選択され、例えば、ステンレス等の金属製のものやセラミックス製のものが適宜使用される。媒体粒子6どうしの間に発生する衝撃力を大きくするためには、密度の大きな材質のものを用いるのが好ましい。また媒体粒子6の大きさは取り出すべき微細粉体の粒径に応じて選択される。ただし一般的には、直径が小さくなると媒体粒子6どうしの間に発生する衝撃力が小さくなり、逆に直径が大きくなると接触点が少なくなって粉砕しにくくなるため、直径2〜6mmの媒体粒子6を使用するのが好ましい。このサイズの媒体粒子6であれば、内部循環が良好となる点からも好ましい。なお、摩耗により少しずつ直径が小さくなっていくことを考慮すれば、直径5〜6mmの媒体粒子6を用いて操業を開始するのが最適である。
攪拌部材4は、ローター2と、ローター2から径外方向に一段又は複数段にわたって突出する複数のロッド3とを備えている。本実施形態においては、ロッド3をそれぞれ同じ高さに2本ずつ5段に設け、各段順次90度ずらした千鳥配列としている。
この攪拌部材4は容器1の内部で縦軸周りに回転自在に設けられており、回転することにより原料と媒体粒子6とを攪拌する。その回転軸は駆動モーター14の出力部に連結され、その駆動に基づいて攪拌部材4の最外周の周速度が1〜10m/sで回転する。
攪拌部材4の一部を構成するロッド3の端部には、原料及び媒体粒子6に対する衝突面を有するブレード5が設けられている。ブレード5は、その衝突面が水平面に対して上向き又は下向きに傾斜するように設けられる。図1においては、上向きに傾斜したブレード5については5a、下向きに傾斜したブレード5については5bとして示した。ただし、本明細書中では特に明記しない限り、ブレード5とは上向きのブレード5a及び下向きのブレード5bの両者を含むものとする。
本実施形態においては、ブレード5aの衝突面は水平面に対して上向きに60度の傾斜角度がつけられている。ただし最下段のブレード5aについては、他のブレード5よりも傾斜角度を緩く設けてあり、衝突面の水平面に対する傾斜角度は上向きに30度である。また、最上段のブレード5bについては、媒体粒子6を強制的に下向きに流動させるべく、衝突面の水平面に対する傾斜角度は下向きに30度である。
ブレード5の衝突面は、平面又は緩やかな曲面となっている。ロッド3とブレード5とは、ダブルナットやスプリングワッシャー等の公知の部材を用いて、緩みが生じないように取り付けられている。
ブレード5と容器1の内面との間には、媒体粒子6がブレード5と容器1の内面との間に挟まることのないように、媒体粒子6の直径に対して5倍以上又は1/3以下のクリアランス15が設けられている。このクリアランス15を均一にすることができる点で、ブレード5の外縁は容器1の内面に沿うようにカーブしているのが好ましい。このように構成すれば、ブレード5の摩耗を低減することができるとともに、より多くの媒体粒子6を上方に掻き上げ、又は下方に流動させることもできる。
板状部材7は容器1の内部を粉体処理室17及びガス室18の2つの領域に分け、粉体処理室17の底面を形成している。また板状部材7は、攪拌部材4の下部に攪拌部材4と一体に回転するように設けられている。
板状部材7には、気体が通過可能な透孔12が設けられている。板状部材7としては、多孔板、例えばスリット状の透孔がある板、パンチングメタル、多孔質板等を用いることができる。ガス室18から粉体処理室17への気体の流入を多く確保するためには、透孔12はできるだけ数多くかつ大きくして透孔12の総面積が大きくなるようにするのが好ましい。しかし、少なくとも容器1の内部の媒体粒子6が落下しない程度の大きさに止めておく。
回転する板状部材7と容器1の内面との境界部には、媒体粒子6が落下しない程度のごくわずかの間隙16が形成されており、この間隙16からもガス室18から気体が噴出する。
気体噴出口8は、板状部材7の上面近傍に位置する容器1の側面に、容器1の中心軸に対して対称となる位置に複数設けられる。気体噴出口8は、容器1の中心方向から容器1の外周の接線方向のいずれかの向きに開口を設ける構造としても良く、スリットや多孔質部材等を付設して容器1の全周に設ける構造としても良い。気体噴出口8からは気体が噴出され、容器1の内面と板状部材7との隅部での粉体の付着を防止するとともに、微細粉体となった原料を容器1の内部で上方に上昇させている。容器1の外周の接線方向の向きに開口を設ける場合は、気体の噴出方向と攪拌部材4の回転方向とが逆向きとなるように設けた方が、容器1の内部で媒体粒子6とともに回転している微細粉体に対する噴出気体の流速が相対的に大きくなるので好ましい。
本実施形態においては、容器1の内部の上部中央に縦軸周りに回転する気流式の分級機9を設けている。分級機9の周囲には、その領域における整流効果を上げるためのガイドリング22が設けられている。気体噴出口8や透孔12から噴出された気体は、容器1の内部で粉砕後の微細粉体を上昇させる役割も果たしており、容器1の内部を上昇した微細粉体は、この分級機9で分級選別されて製品として回収される。
攪拌部材4の上方には、容器1の側面から内向きに気体を流入させる気体流入口10が設けられている。気体流入口10の構成は、例えば容器1の側面の全周から気体が上方に流入するように設けられたスリットとすることができる。また、気体が旋回しながら流入するように、容器1の外周の接線方向に気体流入口10を設ける構成や、容器1の全周に多数の羽根を接線方向に傾斜させて設けても良い。流入した気体は容器1の内面への微細粉体の付着を防止すると同時に、分級用の分散気体としての役割も果たす。
なお、気体噴出口8、透孔12、気体流入口10からの気体の噴出、流入は定常的であっても間欠的であっても良く、流速が経時変化するものであっても良い。また、気体として通常は空気を用いるが、原料が酸素に対して不安定な物質である場合には、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスを噴出させても良い。
ジャケット24は容器1の外周に設けられており、容器1の温度を任意の温度に調節する温度調節手段として機能する。本実施形態においては、ジャケット24に冷却水を流して容器1を冷却している。粉砕機の運転中においては、気体噴出口8等から冷風を導入して容器1の内部の温度を比較的低温に維持したとしても、容器1の壁面の温度が上昇して、壁面に付着した原料が熱劣化を起こしてしまう場合がある。したがって、本実施形態のようにジャケット24を冷却手段として用いれば、容器1の壁面の温度が上昇することを抑制できるので、たんぱく質を含む原料等の熱劣化を生じやすい原料の粉砕に有効に適用することができる。
原料供給口11に連設されるスクリューフィーダ23は、容器1の上部側面から容器1の内部へ原料を供給する原料供給手段として機能する。スクリューフィーダ23は、原料が固体、特に粉状の場合であって、原料を連続的に投入する場合に好ましく用いることができる。
粉砕機は重量計測手段により重量管理され、連続処理を行ったときでも原料の供給量を調節し、機内滞留量が一定となるように制御される。本実施形態においては、重量計測手段としてロードセル26を用いている。
製品粉体は、分級機9とブロワー19との間に設けられたバグフィルタ20のフィルタ21の外表面で捕集される。バグフィルタ20は、逆圧洗浄用の圧縮空気を噴出すためのノズル(逆洗ノズル)を備えており、ここから圧縮空気を間欠的に噴出させてフィルタ21の外表面に付着した粉体を払い落とす。分級機9とバグフィルタ20との間には、さらにサイクロンを設けてあっても良い。また、製品粉体の捕集は、上記のバグフィルタ20やサイクロンに代えて慣性衝突分離の原理等を用いるなど、他の集塵機や捕集手段を用いても良い。
次に、上記のような構成を備えた媒体型粉砕機の作用について説明する。
[媒体粒子の攪拌]
径外方向に多段複数のロッド3が突出する攪拌部材4が縦軸周りに回転することにより、媒体粒子6も攪拌部材4の回転と同じ向きに回転する。このとき媒体粒子6は、容器1の内部を回転することで径外方向に向かって遠心力を受け、図1において一点破線の矢印で示すように、容器1の底面から内壁面に沿って上昇しては容器1の中央部位に移動して落下し、再び容器1の底面から内壁面に沿って上昇するという運動を繰り返す。つまり媒体粒子6は、縦軸周りに回転すると同時に、鉛直方向に内部循環することにより容器1の内部で攪拌される。
ここで、ロッド3の端部に原料及び媒体粒子6に対する衝突面が水平面に対して上向きに傾斜するようにブレード5が設けられているため、攪拌部材4が回転することによってブレード5と衝突した原料及び媒体粒子6は、鉛直上向きの力を受けて強制的に上方に掻き揚げられる。一方、最上段のブレード5については、衝突面が水平面に対して下向きに傾斜するように設けられているため、最上段のロッド3の高さにまで上昇した媒体粒子6は最上段のブレード5によって容器1の内部での浮き上がりが抑制され、鉛直方向の内部循環が促進される。その結果、従来型のロッド3のみからなる攪拌部材4によるものに比べて、媒体粒子6が極めて効率良く内部循環するようになる。
したがって、媒体粒子6どうしの間で剪断力や衝撃力が効率良く発生するため、粉砕性能が向上する。
[原料の粉砕〜製品回収]
粉体処理室17において底面を形成する板状部材7は、攪拌部材4と一体となって回転する。板状部材7の回転により、容器1の内部で攪拌される媒体粒子6の縦軸周りの回転速度と板状部材7の回転速度との間の相対速度が小さくなるので、媒体粒子6及び板状部材7の摩耗が抑制される。
また、板状部材7に気体が通過可能な透孔12が設けられていれば、攪拌部材4と一体となって回転する板状部材7の下方からこの透孔12を通って気体を噴出させたときに、容器1に対する気体の噴出エリアが平均化され、容器1に対して気体が均等に流入する。透孔12からの噴出気体は原料及び媒体粒子6の流動攪拌を補助的に促す作用をもたらし、かつ、原料と媒体粒子6の中から微細化された微細粉体を分離して上方に移送させる。この結果、板状部材7の上方で原料及び媒体粒子6が滞留せず、媒体粒子6に付着した微細粉体を剥離除去して上方に移送させるため、原料の粉砕をさらに効率良く行うことができる。
板状部材7の上面近傍に位置する容器1の側面に設けられた気体噴出口8からは、内向きに気体が噴出される。気体噴出口8から噴出された気体は、容器1の内面と板状部材7との隅部での粉体の滞留や付着を防止するとともに、微細粉体となった原料を容器1の内部で上昇させている。
容器1の内部を上昇した微細粉体は、分級機9で分級選別されて製品として回収される。このとき、攪拌部材4の上方の容器1の側面全周に設けられた気体流入口10から、気体が内向きかつ上方に流入している。気体流入口10から気体を流入させることにより、攪拌部材4の上方において容器1の内面に微細粉体が付着するのを防止すると同時に、容器1の内部を上昇した微細粉体を効率的に分級機9へと導いている。分級機9で分級された微細粉体は気体とともにブロワー19で吸引され、バグフィルタ20で分離・捕集されて製品粉体として取り出される。
このようにして、水平面に対して傾斜するブレード5を設けることにより原料を効率良く粉砕しつつ、粉砕後の微細粉体の容器1の内部での付着を低減させる。さらに分級機9を介して所定粒度の粉体を効率良く分級し、バグフィルタ20で製品粉体の分離・捕集を行うことで、原料の供給から粉砕、分級、製品回収までを極めて効率良く行っている。
なお、本実施形態においては原料供給口11、気体噴出口8、気体流入口10、分級機9、バグフィルタ20を設けて原料の粉砕から製品回収までを連続処理で行う例を示したが、容器1と、径外方向に一段又は複数段にわたって複数のロッド3が突出する攪拌部材4と、ロッド3の端部に位置するブレード5とを備えた媒体型粉砕機であれば、原料供給口11、気体噴出口8、気体流入口10、分級機9、バグフィルタ20を設けない構成としてバッチ処理のみを行うようにしても、高い粉砕性能が得られることは言うまでもない。
以下では、本願発明に係る媒体型粉砕機の粉砕効果について、実施例に基づいて説明する。
図3は、粒子径と粉砕効率との関係について、ブレード5の有無による効果の差を示すグラフである。原料として重質炭酸カルシウム(Dp50=36.4μm)を用い、直径5.55mmのカーボンスチールボールを媒体粒子6としてバッチ処理による粉砕処理を行い、一定時間ごとに一定の場所から微細粉体を回収した。粒子径は、レーザー回折散乱法により測定して粒度分布を調べることにより、個数粒径分布50%累積値(Dp50)及び個数粒径分布95%累積値(Dp95)を求めた。粉砕効率は、(粉砕効率)=(原料の重量kg)/[(粉砕時の電力kW)・(時間h)]の式により求めた。図3(イ)には粒子径Dp50と粉砕効率との関係を、図3(ロ)には粒子径Dp95と粉砕効率との関係を示した。
これによれば、10分間以上の粉砕処理を行った場合には、ブレード5を備えた媒体型粉砕機で粉砕された微細粉体は、従来型のロッド3のみの媒体型粉砕機で粉砕されたものに比べて粒子径が小さくなっていた。このことから、同じ粉砕時間で原料をより小さく粉砕できていることが分かる。
また、従来型の媒体型粉砕機では粒子径と粉砕効率との間には大きなばらつきがあった。このことは、各一定時間粉砕後の微細粉体が、それぞれ容器1の内部における位置により異なる粒子径を有していること、すなわち容器1の内部で原料及び粉砕後の微細粉体が十分に攪拌されていないことを示している。これに対してブレード5を備えた媒体型粉砕機では、粒子径と粉砕効率との間には良好な相関関係があった。このことは、各一定時間粉砕後の微細粉体が、容器1の内部の位置にかかわらずほぼ一定の粒子径を有していること、すなわち容器1の内部で原料及び粉砕後の微細粉体が十分かつ均一に攪拌されていることを示している。
こうして、ロッド3の端部に上向きに傾斜するブレード5を設けたことによる攪拌効果及び粉砕効果を確認することができた。
〔第二の実施形態〕
次に、本発明に係る媒体型粉体処理装置の第二の実施形態、すなわち、本発明を媒体型乾燥機に適用した例について図面を参照して説明する。この媒体型乾燥機は、媒体粒子6を容器1の内部で攪拌しておき、供給された液状物質等の原料を媒体粒子の表面に付着させて乾燥する。
本実施形態に係る媒体型乾燥機は、図4に示すように、容器1と、径外方向に一段又は複数段にわたって複数のロッド3が突出する攪拌部材4と、ロッド3の端部に位置するブレード5とを備えている。また、容器1の中央から内面に至る領域をカバーしつつ媒体粒子6を支持するとともに攪拌部材4と一体となって回転する板状部材7と、板状部材7の上方の容器1の外周に設けられた気体噴出口8と、容器1の上部に設けられた分級機9と、容器1の外周に設けられたジャケット24とを備えており、攪拌部材4の上方における容器1の内面には気体流入口10が設けられている。容器1の上部には原料供給口11が設けられ、原料供給口11に連設された原料導入管25から液状物質等の原料が投入される。
容器1は円筒形状であり、原料と接する部分の材質は、例えばステンレスで構成してある。この容器1の内部には、原料を乾燥させるための媒体粒子6が収容されている。容器1の内部に収容される媒体粒子6の材質は乾燥すべき原料の種類に応じて選択され、一般的には熱伝導率の高いものが使用される。また媒体粒子6の大きさは、乾燥前後の原料を解砕することができる程度であり、通常は直径3〜8mmものが使用される。このサイズの媒体粒子6であれば、内部循環が良好となる点からも好ましい。
攪拌部材4は、ローター2と、ローター2から径外方向に一段又は複数段にわたって突出する複数のロッド3とを備えている。本実施形態においては、ロッド3をそれぞれ同じ高さに2本ずつ5段に設け、各段順次90度ずらした千鳥配列としている。
この攪拌部材4は容器1の内部で縦軸周りに回転自在に設けられており、回転することにより原料と媒体粒子6とを攪拌する。本実施形態では乾燥を目的としているため、媒体粒子6どうしの間に大きな衝撃力が発生することは必ずしも必要ではなく、乾燥前後の原料が解砕する程度に、少なくとも容器1の内部で媒体粒子6が攪拌されるように、攪拌部材4が回転していれば良いので、駆動モーター14の駆動に基づく攪拌部材4の回転速度は第一の実施形態で説明した媒体型粉砕機の場合よりも遅めで、その最外周の周速度は0.5〜5m/sとなる。
攪拌部材4の一部を構成するロッド3の端部には、原料及び媒体粒子6に対する衝突面が水平面に対して傾斜するブレード5が設けられている。ブレード5は、その衝突面が水平面に対して上向き又は下向きに傾斜するように設けられる。図4においては、上向きに傾斜したブレード5については5a、下向きに傾斜したブレード5については5bとして示した。
本実施形態においては、ブレード5aの衝突面は水平面に対して上向きに60度の傾斜角度がつけられている。ただし最下段のブレード5aについては、他のブレード5よりも傾斜角度を緩く設けてあり、衝突面の水平面に対する傾斜角度は上向きに30度である。また、最上段のブレード5bについては、媒体粒子6を強制的に下向きに流動させるべく、衝突面の水平面に対する傾斜角度は下向きに30度である。本実施形態においてはさらに、各ロッド3の付け根付近にも、原料及び媒体粒子6に対する衝突面が水平面に対して下向きに傾斜するようにブレード5bを設けてある。
ブレード5の衝突面は、平面又は緩やかな曲面となっている。ロッド3とブレード5とは、ダブルナットやスプリングワッシャー等の公知の部材を用いて、緩みが生じないように取り付けられている。
ブレード5と容器1の内面との間には、媒体粒子6がブレード5と容器1の内面との間に挟まることのないように、媒体粒子6の直径に対して5倍以上又は1/3以下のクリアランス15が設けられている。このクリアランス15を均一にすることができる点で、ブレード5の外縁は容器1の内面に沿うようにカーブしているのが好ましい。このように構成すれば、ブレード5の摩耗を低減することができるとともに、より多くの媒体粒子6を上方に掻き上げ、又は下方に流動させることもできる。
板状部材7は容器1の内部を粉体処理室17及びガス室18の2つの領域に分け、粉体処理室17の底面を形成している。また板状部材7は、攪拌部材4の下部に攪拌部材4と一体に回転するように設けられている。
板状部材7には、気体が通過可能な透孔12が設けられている。板状部材7としては、多孔板、例えばスリット状の透孔がある板、パンチングメタル、多孔質板等を用いることができる。ガス室18から粉体処理室17への気体の流入を多く確保するためには、透孔12はできるだけ数多くかつ大きくして透孔12の総面積が大きくなるようにするのが好ましい。しかし、少なくとも容器1の内部の媒体粒子6が落下しない程度の大きさに止めておく。
回転する板状部材7と容器1の内面との境界部には、媒体粒子6が落下しない程度のごくわずかの間隙16が形成されており、この間隙16からもガス室18から気体が噴出する。
気体噴出口8は、板状部材7の上面近傍に位置する容器1の側面に、容器1の中心軸に対して対称となる位置に複数設けられる。本実施形態においては、気体噴出口8にはヒーター等の加熱手段(図示は省略する)が連設されている。ヒーター等の加熱手段は、気体噴出口8から噴出させる気体を加熱することにより、容器1の内部の温度を任意の温度に保つように作用する。したがって本実施形態においては、ヒーター等の加熱手段と気体噴出口8とが一体となって直接加熱手段として機能し、本発明における温度調節手段として機能する。これにより、容器1の内部に、例えば100〜400℃の熱風を吹き込むことで、液状物質等の原料の乾燥を行う。
気体噴出口8は、容器1の中心方向から容器1の外周の接線方向のいずれかの向きに開口を設ける構造としても良く、スリットや多孔質部材等を付設して容器1の全周に設ける構造としても良い。気体噴出口8から噴出される熱風は、容器1の内部を直接加熱して高温環境を形成するとともに、容器1の内面と板状部材7との隅部での原料の付着を防止し、さらに乾燥後の粉体を容器1の内部で上方に上昇させる役割も果たしている。容器1の外周の接線方向の向きに開口を設ける場合は、熱風の噴出方向と攪拌部材4の回転方向とが逆向きとなるように設けた方が、容器1の内部で媒体粒子6とともに回転している粉体に対する噴出気体の流速が相対的に大きくなるので好ましい。
ジャケット24は容器1の外周に設けられており、これも容器1の壁面及び内部の温度を任意の温度に調節する。本実施形態においては、容器1の外周にジャケット24を設け、所定の温度に加熱された熱媒体をジャケット24の入口から供給して、容器1の壁面及び内部を間接的に加熱する。このようにして、乾燥処理を行うために容器1の内部に高温環境を形成する。この場合の熱媒体としては、温水やスチーム、オイル等を用いることができる。ジャケット24は、間接加熱手段として、上記の直接加熱手段とともに、容器1の壁面及び内部の温度を任意の温度に保つための温度調節手段として機能する。
本実施形態においては、原料供給口11は分級機9よりも下方で、かつ、運転時に媒体粒子6が形成する面よりも上方に設けられており、原料供給口11には原料を容器1の内部に供給可能な原料導入管25が挿通配置されている。この原料導入管25を通って、ポンプ(図示しない)で押し出された原料が容器1の内部へ供給される。したがって、ポンプと原料導入管25とが一体となって本発明における原料供給手段として機能する。原料導入管25は、溶液やスラリー等の、液分を多く含み粘性が低いものを原料とする場合に好ましく用いることができる。このとき原料導入管25としては、単なる管以外にも、一流体ノズル、二流体ノズル、アトマイザ等を用いることができる。例えば二流体ノズルを用いた場合には、原料が圧縮された気体とともに噴射されて供給されるので、容器1の内部での分散が良くなる。
また、比較的粘性の高い、例えばケーキ状の原料等を供給する場合には、原料導入管25に代えて、第一の実施形態において説明したようなスクリューフィーダ23を原料供給手段として原料供給口11に連設してあっても良い。スクリューフィーダ23を用いた場合には、例えば、ケーキ状の原料を連続投入しつつ効率良く乾燥処理を行うことができる。
本実施形態においては、容器1の内部の上部中央に縦軸周りに回転する気流式の分級機9を設けている。気体噴出口8や透孔12から噴出された気体は、容器1の内部で乾燥後の粉体を上昇させる役割も果たしており、容器1の内部を上昇した粉体は、この分級機9で分級選別されて製品として回収される。
攪拌部材4の上方には、容器1の側面から内向きに気体を流入させる気体流入口10が設けられている。本実施形態においては、気体が旋回しながら流入するように、容器1の外周の接線方向に気体流入口10が設けられている。流入した気体は容器1の内面への粉体の付着を防止すると同時に、分級用の分散気体としての役割も果たす。
なお、気体噴出口8、透孔12、気体流入口10からの気体の噴出、流入は定常的であっても間欠的であっても良く、流速が経時変化するものであっても良い。また、気体として通常は空気を用いるが、原料が酸素に対して不安定な物質である場合には、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスを噴出させても良い。
次に、上記のような構成を備えた媒体型乾燥機の作用について説明する。
[媒体粒子の攪拌]
径外方向に多段複数のロッド3が突出する攪拌部材4が縦軸周りに回転することにより、媒体粒子6も攪拌部材4の回転と同じ向きに回転する。このとき媒体粒子6は、容器1の内部を回転することで径外方向に向かって遠心力を受け、図4において一点破線の矢印で示すように、容器1の底面から内壁面に沿って上昇しては容器1の中央部位に移動して落下し、再び容器1の底面から内壁面に沿って上昇するという運動を繰り返す。つまり媒体粒子6は、縦軸周りに回転すると同時に、鉛直方向に内部循環することにより容器1の内部で攪拌される。
ここで、衝突面が水平面に対して上向きに傾斜するように設けられたブレード5に衝突した原料及び媒体粒子6は、ロッド3の端部すなわち容器1の内面近傍で鉛直上向きの力を受けて強制的に上方に掻き揚げられると同時に最上段のブレード5によって強制的に下向きに流動させられ、容器1の内部での内部循環が促進される。ロッド3の付け根付近では衝突面が水平面に対して下向きに傾斜するようにブレード5が設けられているので、これに衝突した原料及び媒体粒子6は、攪拌部材4の回転軸近傍で鉛直下向きの力を受けて強制的に下方に流動させられ、ここでも容器1の内部での内部循環が促進される。特に、嵩密度が小さく比重の軽い材料は、自重だけによっては下方に流動し難いため、そのような原料の処理を行う場合には、本構成が適している。
その結果、ロッド3に全くブレード5を設けていないものや、ロッド3の端部にのみ衝突面が水平面に対して上向きに傾斜するようにブレード5を設けたものに比べて、媒体粒子6が極めて効率良く内部循環するようになる。したがって、媒体粒子6の表面に液状物質等の原料が均一に効率良く付着し、付着と同時に原料中の液分が速やかに蒸発するため、乾燥性能が向上し、製品粉体の品質が安定する。
[原料の乾燥〜製品回収]
粉体処理室17において底面を形成する板状部材7は、攪拌部材4と一体となって回転する。板状部材7の回転により、容器1の内部で攪拌される媒体粒子6の縦軸周りの回転速度と板状部材7の回転速度との間の相対速度が小さくなるので、媒体粒子6及び板状部材7の摩耗が抑制される。
また、板状部材7に気体が通過可能な透孔12が設けられていれば、攪拌部材4と一体となって回転する板状部材7の下方からこの透孔12を通って気体を噴出させたときに、容器1に対する気体の噴出エリアが平均化され、容器1に対して気体が均等に流入する。透孔12からの噴出気体は原料及び媒体粒子6の流動攪拌を補助的に促す作用をもたらし、かつ、原料と媒体粒子6の中から乾燥後の粉体を直ちに分離して上方に移送させる。この結果、原料の乾燥をさらに効率良く行うことができる。
板状部材7の上面近傍に位置する容器1の側面に設けられた気体噴出口8からは、内向きに熱風が噴出される。気体噴出口8から噴出された熱風は、容器1の内部を直接加熱して高温環境を形成するとともに、容器1の内面と板状部材7との隅部での粉体の滞留や付着を防止し、さらに乾燥後の粉体を容器1の内部で上方に上昇させている。
容器1の内部を上昇した粉体は、分級機9で分級選別されて製品として回収される。このとき、攪拌部材4の上方の容器1の側面に設けられた気体流入口10から気体が流入する。気体は容器1の外周の接線方向から流入して旋回流を形成することで、攪拌部材4の上方において容器1の内面に粉体が付着するのを防止するとともに、容器1の内部を上昇した粉体を効率的に分級機9へと導いている。分級機9で分級された粉体は製品粉体として取り出される。
このように、水平面に対して傾斜するブレード5を設けたことにより、媒体粒子6が極めて効率良く内部循環して攪拌する。液状物質等の原料は、容器1の内部で攪拌した媒体粒子6の表面に対して均一に付着し、付着と同時に原料中の液分が効率良く速やかに蒸発する。したがって、乾燥性能が向上し、製品粉体の品質も安定する。さらに分級機9を介して所定粒度の粉体を効率良く分級することで、原料の供給から乾燥、分級までを極めて効率良く行っている。
以下では、本願発明に係る媒体型乾燥機の乾燥効果について、実施例に基づいて説明する。
図5は、供給能力と熱容量係数との関係を示すグラフであり、ブレード5を備えた媒体型乾燥機を用いた場合の乾燥効果を示している。ここでは、気体噴出口8から入口温度が250℃の熱風を20m3/minで導入している。原料として軽質炭酸カルシウム(Dp50=0.242μm、原料中の水分=56.7%)を用い、直径5.55mmのカーボンスチールボールを媒体粒子6として乾燥処理を行った。このとき、原料の供給量を変化させ、それぞれの場合における熱容量係数を求めた。熱容量係数は、(熱容量係数)=(乾燥に必要な熱量kcal)/[(機内容積m3)・(時間h)・(対数平均温度差℃)]の式により求めた。なお、乾燥効果は、媒体粒子6を用いないホソカワミクロン株式会社製従来型の分散式乾燥機によるものと比較した。
これによれば、分散式乾燥機によるものと比較して、本実施形態に係る媒体型乾燥機を用いて乾燥処理を行った場合には単位供給量あたりの熱容量係数が大きくなっており、このことから、効率良く乾燥できていることが分かる。
また、これを裏付けるように、分散式乾燥機による乾燥処理では原料の供給量が増加するにしたがって製品中の水分量が増加していたのに対し、本実施形態に係る媒体型乾燥機を用いて乾燥処理を行った場合には、原料供給量によらず製品中の水分量は一定であり、安定した乾燥効果を示していた。
図6は、乾燥後の粒度分布を比較したグラフである。原料として軽質炭酸カルシウム(Dp50=0.242μm)を用い、直径5.55mmのカーボンスチールボールを媒体粒子6としてバッチ処理による乾燥処理を行った後、粉体を取り出した。なお、乾燥後の粒度分布はレーザー回折散乱法により測定し、上記と同様に媒体粒子6を用いないホソカワミクロン株式会社製従来型の分散式乾燥機によるものと比較した。
分散式乾燥機を用いて乾燥処理を行った場合には、乾燥後の粒度分布はまばらでピークが2つに分かれ、しかも原料の大きさのままで残っているものが比較的多く観察された。これに対して、本実施形態に係る媒体型乾燥機を用いて乾燥処理を行った場合には、粒子径1μm付近を中心とするほぼ正規分布となるきれいなピークが現れた。このことから、乾燥後の製品粉体の粒径が安定化すること、すなわち、製品品質が向上することが分かる。
〔第三の実施形態〕
次に、本発明に係る媒体型粉体処理装置の第三の実施形態について説明する。本実施形態では、第一の実施形態同様、本発明を媒体型粉砕機に適用している。
本実施形態に係る媒体型粉砕機は、容器1の内面に、容器1の上部ほど中心側に変位する傾斜面13を有する。本例においては、図7に示すように、容器1の内面のうち最上段のブレード5の上方部位から傾斜面13を形成してある。その他の主な構成は、全てのブレード5の衝突面が上向きに傾斜している点を除き、第一の実施形態と同様である。
攪拌部材4及びブレード5の縦軸周りの回転によりそれぞれ遠心力及び鉛直上向きの衝撃力を受けた媒体粒子6は、容器1の底面から内面に沿って上昇する。本実施形態においては最上段のブレード5の衝突面が上向きに傾斜するように設けられているため、媒体粒子6の浮き上がりは大きくなるものの、容器1の内面のうち最上段のブレード5の上方部位から、容器1の上部ほど中心側に変位する傾斜面13が形成されているので、容器1の底面から内面に沿って上昇した媒体粒子6は傾斜面13に衝突し、再び容器1の中心側下部に落下する。したがって、この場合でも粉体媒体の鉛直方向の内部循環が促進される。
傾斜面13は、最上段のブレード5の上方部位から形成されているのが最も好ましいが、必ずしもそうである必要はなく、いずれかのブレード5の上方部位から形成されていても良い。ただし、最上段以外の段のブレード5の上方部位から傾斜面13を形成する場合には、上段のブレード5と傾斜面13との間に媒体粒子6が挟まってしまったり、傾斜面13の付近での媒体粒子6の過密化のために媒体粒子6の流動がかえって抵抗を受けることになったりするリスクを低減するために、ブレード5と傾斜面13との間のクリアランス15を容器1の上部ほど大きく設ける等の対策をとっておくことが好ましい。
また、粉体媒体の鉛直方向の内部循環を促進すべく容器1の上部ほど中心側に変位するものであれば、傾斜面13の形状は特に限定されない。例えば、平面、曲面又は段階的に傾斜がきつくなるように形成された面等、種々の形状を採用することができる。
なお、本実施形態において例示したような傾斜面13を、上記の第一又は第二の実施形態に係る粉体処理装置に適用することも当然に可能である。
〔その他の実施形態〕
(1)上記の各実施形態においては、最下段のブレード5aの衝突面の傾斜角度を水平面に対して上向きに30度、最上段のブレード5bの衝突面の傾斜角度を水平面に対して下向きに30度(第三の実施形態を除く)、その他のブレード5aの衝突面の傾斜角度を水平面に対して上向きに60度とする例について説明した。しかし、縦軸周りに回転するブレード5に媒体粒子6が衝突したときに、媒体粒子6が上方に掻き揚げられ、又は下方に流動させられるだけの角度を有していれば特に限定されない。
ただし、容器1の内部で媒体粒子6を円滑に循環させるためには、ブレード5aの衝突面の傾斜角度を水平面に対して上向きに5度以上80度以下にしておけば、ブレード5aが媒体粒子6に鉛直上向きの力を作用して確実にこれを強制的に上方へ掻き揚げることができるので好ましい。また、傾斜角度が水平面に対して上向きに30度以上60度以下であれば、ブレード5aが媒体粒子6に鉛直上向きの力を作用して確実にこれを強制的に上方へ掻き揚げつつ、ブレード5a自身は媒体粒子6の中でも大きな抵抗を受けることなく縦軸周りの回転を続けることができるのでより好ましい。最下段のブレード5aについては、ブレード5aの衝突面の傾斜角度を水平面に対して上向きに5度以上60度以下にしておけば、容器1の底部に位置し鉛直上向き方向の初期速度が小さい媒体粒子6を確実に上方に掻き揚げることができるので好ましい。
(2)水平面に対する各ブレード5の衝突面の傾斜角度を少しずつ変化させても良い。例えば、ブレード5が設けられているロッド3の高さが高くなるにしたがって、水平面に対する各ブレード5の衝突面の傾斜角度を5度以上80度以下の間で段階的に大きくしても良い。この場合には、各ブレード5に衝突した後の媒体粒子6の水平方向速度成分及び鉛直方向速度成分は衝突面の傾斜角度によってそれぞれ異なるため、媒体粒子6どうしが上下前後にさまざまな相対速度をもって運動することになる。それにより極めて効率良く媒体粒子6を攪拌することができ、粉砕性能を大幅に向上させることができる。
(3)上記の第一の実施形態及び第二の実施形態においては、容器1の内部での粉体媒体6の浮き上がりを抑制する目的で、水平面に対する最上段のブレード5のみを下向きに傾斜させる例について説明した。しかし、最上段以外のブレード5であっても下向きに傾斜させる構成としても良い。この場合、例えば、上向きのブレード5aと下向きのブレード5bとを交互に設けることにより粉体媒体6の浮き上がりを抑制するとともに、上向きの傾斜角度を下向きの傾斜角度よりも大きく設定しておき、全体としては媒体粒子6が上方に掻き揚げられるようにしておく。
(4)上記の各実施形態においては、全てのロッド3の端部にブレード5を設ける例について説明した。しかし、攪拌部材4にブレード5が設けられたときに回転軸に対して対称的な形状となるものであれば、ブレード5が設けられたロッド3と設けられていないロッド3とが混在していても良い。
(5)上記の各実施形態においては、ロッド3をそれぞれ同じ高さに2本ずつ5段に設け、各段順次90度ずらした千鳥配列とした例を示した。しかし、ロッド3の段数や上下間の距離は特に限定されない。ただし後述するブレード5が各ロッド3の端部に取り付けられたときに、上下に隣接するブレード5どうしが接触しない程度に離れている必要がある。また、ロッド3の配列は、回転軸に対して対称であれば特に限定されない。例えば、ロッド3をそれぞれ同じ高さに4本ずつ、45度ずらした千鳥配列、又はそれ以上の千鳥配列とすることができる。
(6)上記の第三の実施形態においては、容器1の内面のうち、最上段のブレード5の上方部位から、容器1の上部ほど中心側に変位する傾斜面13を形成した例について説明した。しかし、傾斜面13は容器1の内面のいずれの位置から形成してあっても良い。例えば、粉体処理室17の底面としての板状部材7が設けられた位置から傾斜面13を形成することもできる。この場合、傾斜面13を、段差を設けた階段状に形成し、かつ、容器1の上部ほど中心側に変位するようにすれば、各段差部においても媒体粒子6が局所的に循環して、更に攪拌が促進されるので好ましい。
(7)上記の第二の実施形態においては、温度調節手段として直接加熱手段及び間接加熱手段を併用する例について説明した。しかし、これらの加熱手段は、いずれか一方が省略されていても良い。
(8)上記の第二の実施形態においては、乾燥処理を行うために気体噴出口8のみから熱風を吹き込むことで、容器1の内部を直接加熱して高温環境を形成する例について説明した。しかし、ヒーター等の加熱手段をガス室18に連設し、板状部材7に設けられた透孔12や、容器1と板状部材7との間の間隙16からも熱風が容器1の内部に吹き込まれるように構成してあっても良い。
(9)上記の各実施形態においては、容器1の上部中央に縦軸周りに回転する気流式の分級機9を一台設ける例について説明した。しかし、所定粒度の粉体を分級選別可能なものであれば、回転型、非回転型いずれのタイプの分級機9を用いることができる。また、回転型の場合は、縦型、横型いずれのタイプでも良い。さらに、複数台の分級機9を併用する構成としても良い。
(10)上記の各実施形態においては、本発明の粉体処理機を粉砕機又は乾燥機に適用した例を示した。しかし、容器1の内部における媒体粒子6の攪拌を促進することにより処理性能を向上させるという本発明の目的に沿った範囲内で、他の用途に利用することも、当然に可能である。
本発明に係る媒体型粉砕機を示す断面図 本発明に係る媒体型粉砕機を備えた粉体処理設備を示す模式図 本発明に係る媒体型粉砕機による粉砕性能を示すグラフ 本発明に係る媒体型乾燥機を示す断面図 本発明に係る媒体型乾燥機による乾燥性能を示すグラフ 乾燥後の粒度分布を比較するグラフ 本発明に係る媒体型粉砕機を示す断面図
符号の説明
1 容器
2 ローター
3 ロッド
4 攪拌部材
5 ブレード
6 媒体粒子
7 板状部材
8 気体噴出口
9 分級機
10 気体流入口
11 原料供給口
12 透孔
13 傾斜面
19 ブロワー
20 バグフィルタ
23 スクリューフィーダ(原料供給手段)
24 ジャケット(温度調節手段)
25 原料導入管(原料供給手段)

Claims (13)

  1. 被処理原料と媒体粒子とを容器の内部で攪拌すべく、径外方向に一段又は複数段にわたって複数のロッドが突出する攪拌部材を、縦軸周りに回転自在に設けた媒体型粉体処理装置であって、
    前記ロッドに、前記被処理原料及び前記媒体粒子に対する衝突面が水平面に対して傾斜するブレードを備えた媒体型粉体処理装置。
  2. 水平面に対する前記ブレードの衝突面の傾斜角度が、上向きに5度以上80度以下である請求項1に記載の媒体型粉体処理装置。
  3. 水平面に対する最下段の前記ブレードの衝突面の傾斜角度が、上向きに5度以上60度以下である請求項1又は2に記載の媒体型粉体処理装置。
  4. 水平面に対する最上段の前記ブレードの衝突面が下向きに傾斜している請求項1に記載の媒体型粉体処理装置。
  5. 前記容器の内面に、容器の上部ほど中心側に変位する傾斜面を形成した請求項1から4のいずれか一項に記載の媒体型粉体処理装置。
  6. 前記容器の内面のうち、最上段の前記ブレードの上方部位から、容器の上部ほど中心側に変位する傾斜面を形成した請求項5に記載の媒体型粉体処理装置。
  7. 前記攪拌部材の下部に、前記容器の中央から内面に至る領域をカバーしつつ前記媒体粒子を支持し、前記攪拌部材と一体に回転する板状部材を備えた請求項1から6のいずれか一項に記載の媒体型粉体処理装置。
  8. 前記板状部材に気体が通過可能な透孔を設けた請求項7に記載の媒体型粉体処理装置。
  9. 前記板状部材の上面近傍に、容器側面から内向きに気体を噴出させる気体噴出口を設けた請求項7又は8に記載の媒体型粉体処理装置。
  10. 前記容器の外周に、容器の温度を任意の温度に調節する温度調節手段を設けた請求項1から9のいずれか一項に記載の媒体型粉体処理装置。
  11. 前記容器内の上部に分級機を設けた請求項1から10のいずれか一項に記載の媒体型粉体処理装置。
  12. 前記攪拌部材の上方に、容器側面から内向きに気体を流入させる気体流入口を設けた請求項11に記載の媒体型粉体処理装置。
  13. 請求項11又は12に記載の媒体型粉体処理装置と、前記媒体型粉体処理装置が備える分級機の下流側から気体を吸引するブロワーと、前記媒体型粉体処理装置と前記ブロワーとの間に設けられたバグフィルタとを備えた粉体処理設備。
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