JP2009533207A5

JP2009533207A5 -

Info

Publication number: JP2009533207A5
Application number: JP2009504565A
Authority: JP
Filing date: 2007-04-13
Publication date: 2014-01-09
Anticipated expiration: 2027-04-13

Description

よって、ジェットミルにより非常に微細な粒子を生成する方法は、粉砕ジェット流入部５の相対的なジェット長ａ／ｄ_Duseが動作手段圧力の関数として設定されることにより特徴付けられ、複数の粉砕ジェット流入部５が少なくともほぼ同軸に配置され、複数の粉砕ジェット流入部５の中心線は少なくともほぼ１点において交差する。ａはジェット長を表し、ｄ_Duseはノズル直径を表している。

各粉砕ジェット流入部が粉砕ノズルにより形成されることが好ましい。

また、装置に３つ又は４つの粉砕ジェット流入部が設けられると有利である。

図１によるジェットミル１は、粉砕チャンバ３を取り囲む円筒状ハウジング２、粉砕チャンバ３のほぼ半分の高さに設けられた粉砕材料供給器４、粉砕チャンバ３の下方領域に設けられた少なくとも１つの粉砕ジェット流入部５、及び粉砕チャンバ３の上方領域に設けられたプロダクト出口６を含んでいる。ある粒子サイズ未満の粉砕材料だけを粉砕チャンバ３からプロダクト出口６を介して排出し且つ選択された値より大きい粒子サイズを有する粉砕材料を別の粉砕プロセスに送るために、空気分級器７が、回転分級ホイール８と共に円筒状ハウジング２に配置され、当該回転分級ホイール８により、粉砕材料（図示せず）が分級される。

単に説明のため及び理解を容易にするために、例えば、複数の粉砕ジェット流入部５が設けられ、各粉砕ジェット流入部５は径方向に向けられた流入開口部又は粉砕ノズル９から形成され、例えば、当該粉砕ジェット流入部５は、粉砕ノズル９と称される。そのことにより、粉砕ジェット１０は、粉砕材料供給器４から粉砕ジェット１０の領域に高エネルギで導かれた粉砕材料粒子にぶつかることができ、且つ当該粉砕材料粒子は小さな粒子に粉砕されて、当該小さな粒子が対応する小ささ又は質量を有しているならば、当該小さな粒子は分級ホイール８から引き出され、プロダクト出口６を通って外方向に供給される。粉砕ジェット流入部５、又はより正確には対応するように配置された粉砕ノズル９の配置（複数の粉砕ジェット流入部５が少なくとも同軸上に配置され且つこれらの中心線が少なくとも１点において交差するような配置）により、衝突粉砕ジェット１０は、衝突する粒子がより強い効果を有するように形成される。特に、所定の数の粉砕ジェット、特に好ましくは、３つ又は４つの粉砕ジェットが生成されるならば、たった１つの粉砕ジェット１０において可能である効果よりもより良い効果が達成される。

本発明において、圧縮気体を用いて、例えば、流動層ジェットミルのようなジェットミル１の動作をエネルギ的に最適化する方法を提供するために、粉砕ジェット流入部５の相対ジェット長ａ／ｄ_Duseが動作手段圧力の関数として設定される。複数の粉砕ジェット流入部５は少なくともほぼ同軸上に設けられ且つ複数の粉砕ジェット流入部５の中心線は少なくとも１点において交差する。ａはジェット長を表し、ｄ_Duseはノズル直径を表している。前述の条件、すなわち、粉砕ジェット流入部５が互いに対向し、特に対になっている条件が満たされていることは必ずしも必要ではない。代わりに、３つ又は４つの粉砕ジェット流入部５が設けられると有利である。好ましくは、各粉砕ジェット流入部５は粉砕ノズル９により形成される。さらに、手動及び自動の起動・駆動及び制御が使用されることができ、適切な検出装置が、各粉砕ジェット流入部５の動作手段圧力及び相対ジェット長を検出するために設けられる。値を検出、判断、及び比較する装置、並びにこれらの相対ジェット長を設定するために粉砕ジェット流入部５を制御及び移動する装置が当業者により公知であり、当業者は、進歩性を必要とする創作・発明行為を行うことなく、本発明の知識を用いて、前記検出装置等を選択し、使用することができる。値を検出、判断、及び比較する装置、並びに特にこれらの相対ジェット長を設定するために粉砕ジェット流入部５を制御及び移動する装置のより詳しい説明は必要ではない。

粉砕ジェット流入部５を通って粉砕チャンバ３に導かれる粉砕ジェット１０を形成するために、例えば過熱流が使用されてもよいが、その他の適切な流体が使用されてもよい。過熱流の使用のために、各粉砕ジェット流入部５の粉砕ノズル９の後の水蒸気の熱容量は、粉砕ノズル９の前の熱容量より非常に低くないことが仮定される。衝突粉砕のために必要とされるエネルギは、フローエネルギにより主に与えられるので、粉砕ノズル９の入口１５と出口１６との間の圧力低下は大きくてもよく（圧力エネルギの大部分は、フローエネルギに変えられる）、温度低下が大きくてもよい。特に、この温度低下は、少なくとも２つの交差する粉砕ジェット１０が存在する場合又は２つの粉砕ジェット１０が複数存在する場合、粉砕材料及び粉砕ジェット１０が粉砕チャンバ３の中心１７の領域において同一の温度を有するように、粉砕材料の加熱により十分に補償されるべきである。

動作手段若しくは動作媒体Ｂの供給をそれぞれ示しているジェットミル１の本発明の実施例の図面において、貯蔵器又は生成装置１８、例えばタンク１８ａが示されており、動作手段又は動作媒体Ｂは、当該タンク１８ａからチャネル装置１９を介して１つの粉砕ジェット流入部５又は複数の粉砕ジェット流入部５に導かれ、１つの粉砕ジェット１０又は複数の粉砕ジェット１０を形成する。タンク１８ａの代わりに、例えばコンプレッサを使用して、対応する動作媒体Ｂを提供することができる。

以下において、さらなる説明のため且つさらなる進歩性を有する形態の基礎として、ジェットミルのための最適なジェット長が説明される。

低圧範囲（ｐ₀＜４ｂａｒ（ａｂｓ））におけるテスト結果を考察すると、粉砕気体圧力に対する最適なジェット長の依存性が推定され得る。この依存性を定量化するアプローチが以下に示されている。同時に、理論上の予想は、粉砕気体温度に対する依存性があるかどうかを考慮して行われる。

であり、さらに、
Ｃ₂ 定数
ａ［ｍ］ジェット長
である。ノズルを通る気体質量流は、

が得られる。最後に、
ａ_rel 相対ジェット長
である。したがって、ジェット長ａ_relは粉砕気体圧力ｐ₀、圧力比ｐ₁／ｐ₀、及びκだけに依存し、粉砕気体温度には依存しない。

テスト（文献「ｔｉｚ」の１０９巻（１９８５）１、２３ページ以降に記載された著者Ｒ．ニード（R.Nied）の「流動層対向式ジェットミルにおけるジェット粉砕（Jet milling in fluidized bed counter jet mill）」を参照）から、
ｐ₀＝７ｂａｒ（ａｂｓ）の粉砕気体圧力、
圧力比、
κ＝１．４、
が知られている。
相対ジェット長はａ_rel＝２０である、
よって、定数Ｃの値は、

図４において、ノズルの前の気体圧力ｐ₀と相対ジェット長ａ_relとの間の関係が、式１１のＣを有する式１０のグラフ評価に基づいて図示されている。

ジェットミルの実施例を部分的に断面図で示した概略図である。垂直配置されたジェットミルの空気分級器の実施例の中心長手軸方向の断面の概略図であり、分級空気と固体粒子とから形成される混合物のための出口パイプが分級ホイールに配置された状態を示している。空気分級器の分級ホイールの垂直方向の断面の概略図である。ノズルの前の気体圧力ｐ₀と相対ジェット長ａ_relとの間の関係のグラフである。

１ジェットミル
２円筒状ハウジング
３粉砕チャンバ
４粉砕材料供給器
５粉砕ジェット流入部
６プロダクト出口
７空気分級器
８分級ホイール
９粉砕ノズル
１０粉砕ジェット
１１熱源
１２熱源
１３供給パイプ
１４断熱スリーブ
１５入口
１６出口
１７粉砕チャンバの中心
１８貯蔵器又は生成装置
１９チャネル装置
２０排出ポート
２１分級器ハウジング
２２ハウジングの上方部分
２３ハウジングの下方部分
２４周囲フランジ
２５周囲フランジ
２６ヒンジ
２７矢印
２８分級スペースハウジング
２８ａ支持アーム
２９排出コーン状部材
３０フランジ
３１フランジ
３２カバー
３３カバー
３４ブレード
３５分級ホイールシャフト
３５ａ回転ベアリング
３６上方の処理プレート
３７下方の処理プレート
３８ハウジング終端部
３９プロダクト供給ポート
４０回転軸
４１排出チャンバ
４２上方カバープレート
４３取り外し可能なカバー
４４支持アーム
４５円錐形リングハウジング
４６吸引フィルタ
４７穴を開けられたプレート
４８微細材料排出パイプ
４９偏向コーン状部材
５０分級空気入口螺旋部
５１粗い材料の排出部
５２フランジ
５３フランジ
５４排出領域
５５内部エッジ及び内側を処理された（傾斜を設けられた）フランジ
５６取替可能な保護パイプ
５７取替可能な保護パイプ
５８微細材料の出口／入口
５９ブレードカラー

Claims

粉砕チャンバを取り囲む円筒状のハウジングと前記粉砕チャンバの周りに設けられた粉砕気体を噴射する複数の粉砕ノズルとを含むジェットミルを用いて非常に微細な粒子を生成する方法であって、
前記複数の粉砕ノズルの中心線が粉砕チャンバ内にて一平面に存在し且つ前記ハウジングの径方向にて１点において交差し、前記複数の粉砕ノズルの開口部が前記１点に向けられ且つ前記ハウジングに対して同軸である円周上に存在し、前記粉砕ノズルの開口部から噴射された粉砕ジェットが前記１点でぶつかるように、前記複数の粉砕ノズルを配置するステップと、
前記粉砕ジェットの相対ジェット長ａ／ｄ_Duse（ただし、ａはジェット長を表し、ｄ _Duse はノズル直径を表す）を前記粉砕気体の圧力の関数として設定するステップと、を含むことを特徴とする方法。
前記複数の粉砕ノズルの数は３つ又は４つであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記ジェットミルが流動層ジェットミルであることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
前記ジェットミルに一体化されている空気分級器が使用されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の方法。
前記空気分級器は、半径が減少するにつれて開口部高さが増大する分級ロータ又は分級ホイールを含み、動作の間、流れを運ぶ前記分級ロータ又は分級ホイールの領域は一定であることを特徴とする請求項４に記載の方法。
前記空気分級器は、交換可能な埋込パイプを有する分級ロータ又は分級ホイールを含み、前記交換可能な埋込パイプは、前記分級ロータ又は分級ホイールが回転するのと同時に回転するように構成されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の方法。
前記空気分級器は、管状排出ポートと前記排出ポートの直径よりも大きい直径を有する排出チャンバとを収容していることを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の方法。