JP2011212600A - 粉砕装置とそれを用いた粉砕方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】粉砕装置1は、ケーシング6及び支持台7からなる本体部3とモータ4とがベースフレーム2上に設置され、本体部3の背面から突出する駆動軸5とモータ4の出力軸にはベルト4aが巻回され、駆動軸5は支持具10,10によって回転可能に支持され、本体部3前面の本体カバー8には供給口が設けられ、ケーシング6の側面には排出口14bが設けられており、ケーシング6の内部には、側面に多数の空気孔を有し,背面の貫通孔15cに駆動軸5が回転自在に挿通されるスクリーン15が設置され、このスクリーン15は、駆動軸5を中心として放射状に設置される羽根板21と,この羽根板21の一端に着脱自在に取り付けられる切刃24とを内蔵している。
【選択図】図1
Description
特許文献1に開示された発明である粉末製造装置は、容器と、この容器の第1の導入口及び第1の排出口にそれぞれ吐出口及び吸引口が管路によって接続され,送風機能を有する粉砕機と、容器内に加熱された空気を供給する加熱空気供給機とからなる。そして、粉砕機は吸引口と吐出口が設けられたケーシングと、このケーシング内に配置された羽根車と、スクリーンとを備え、吸引口から流体とともに原料を吸引し、かつ、粉砕された原料を流体とともに吐出口から送出する構造となっている。
上記構造の粉砕機においては、羽根車が回転して生じた風力により、吸引口からケーシング内に吸引された原料が、スクリーンの微細孔の内壁との衝突やスクリーンで囲まれた空間内での羽根車による打撃や原料同士の衝突によって粉砕されるという作用を有する。また、原料がスクリーンに沿って旋回しながら削られるという作用を有する。さらに、粉砕機によって粉砕され、容器内に送出された原料の一部は、再び粉砕機に戻されて粉砕されるという作用を有する。このように、原料が何度も粉砕されて、その表面積が拡大するため、原料に含まれる水分は急速に蒸発を開始する。従って、この粉末製造装置によれば、含水率の高い原料でも効率良く乾燥することができる。
特許文献2に開示された2段分級式回転セパレータ付きの竪型粉砕機は、ケーシング内の下部に配設され,電動モータにより回転駆動される粉砕テーブルと、この粉砕テーブル上の被粉砕物を加圧して粉砕する粉砕ローラと、粉砕テーブルと同軸上でその軸心回りに回転可能にケーシング内で粉砕テーブルの上方に設置され,その下方がコーンで覆われた2段分級式セパレータと、粉砕テーブルに近接するようにコーンの下方先端部に設置される供給管と、ケーシングの下部内周面からケーシングの上方に向かって旋回流を形成可能にガスが噴出されるノズルとを備えている。
上記構造の竪型粉砕機においては、供給管から粉砕テーブルのほぼ中央部に供給された被粉砕物が、回転する粉砕テーブルの上面と,粉砕ローラとの間で挟圧されて粉砕されるという作用を有する。また、粉砕された粉体は粉砕テーブルの外周下方より噴出されるガス流に伴って上方に旋回しながら吹き上げられ、2段分級式回転セパレータによって分級され、微粉成分がケーシングの外部へと排出されるという作用を有する。従って、この竪型粉砕機によれば、密度が小さくて浮遊し易い椰子殻等を完全燃焼可能なレベルまで、連続して効率的に乾燥・粉砕することができる。
特許文献3に開示された発明である縦型粗粉砕装置は、内側に固定刃が設置された有底円筒ケーシングと、この有底円筒ケーシングの内壁との間にクリアランスを設けて周設された多孔スクリーンと、有底円筒ケーシングの軸中心に軸装され,固定刃と協働して繊維含有材料を切断又は破断する回転刃と、有底円筒ケーシング内の気体を吸引する気体吸引部とを備えている。そして、回転刃が、回転により有底円筒ケーシング内で上向きの気流を生じるように回転刃物台に取り付けられたことを特徴とする。
上記構造の縦型粗粉砕装置においては、回転刃の回転に伴ってケーシング内に生じる上向きの気流及び被粉砕物の流動に抗して、より大きな吸引気流を下方に生じさせることで、被粉砕物が一又は多方向から随時排出及び回収されるという作用を有する。これにより、均一な粉砕処理を行うことができる。
このような構造の粉砕装置においては、回転する切刃及び固定具によって被粉砕物が切断されるという作用を有する。また、被粉砕物が投入された空間は羽根板によって複数の粉砕室に仕切られ、各粉砕室は被粉砕物を所定の量ずつ保持した状態で混合・攪拌させるとともに、互いにぶつかり合わせ、こすれ合わせることによって被粉砕物を粉砕するという作用を有する。さらに、羽根板の回転により、本体部前面の供給口から誘引された空気は、スクリーンの空気孔を通って排出口から本体部の外へ排出され、粉砕室内で粉砕された被粉砕物も同時に排出口から強制的に本体部の外へ排出されるという作用を有する。加えて、切刃とスクリーンとの間に存在する被粉砕物は、羽根板とともに回転する切刃によって、スクリーンの空気孔を通過可能な大きさになるまで切断されるとともに,細かく粉砕され、さらに磨砕されるという作用を有する。
このような構造の粉砕装置においては、固定具に沿って摺動させることにより羽根板の取り付け及び取り外しが容易に行われる。
このような構造の粉砕装置においては、ボルトによる締結を緩めることで、切刃が羽根板の長さ方向に沿って移動可能な状態となる。
このような構造の粉砕装置においては、ボルトが挿通される貫通孔の位置が異なるボルト取付具を複数セット用意しておくことによれば、このボルト取付具を交換することで羽根板からの切刃の突出長さが変わるという作用を有する。
このような粉砕方法によれば、切刃とスクリーンの隙間にある被粉砕物が切刃の回転を妨げる抵抗となり難いため、駆動軸を回転駆動する駆動手段にかかる負荷が低減されるという作用を有する。
このような粉砕方法によれば、請求項5に記載の発明の作用がより効率的に発揮される。
図1(a)は本発明の実施の形態に係る粉砕装置1の実施例の正面図であり、図1(b)は図1(a)のX−X線矢視断面図である。図2(a)及び図2(b)は本実施例の粉砕装置1における粉砕部16の正面図及び外観斜視図である。また、図3(a)は本実施例の粉砕装置1における羽根板21及び切刃24の部分平面図であり、図3(b)及び図3(c)は本実施例の切刃24の変形例を示す平面図であり、図3(d)は図3(c)に示したボルト取付具17の平面図である。
粉砕部16は背面及び前面に円板19及び枠体20a,20bをそれぞれ備えており、円板19と枠体20a,20bとで挟まれる空間は略矩形状をなす羽根板21で仕切られることにより、前面及び側面が開放されるとともに正面視略扇形状をなす複数の粉砕室22(図2(a)参照)が形成されている。また、枠体20a,20bは駆動軸5を中心として同心円状に配置されるとともに、羽根板21の端部の両側に設置された固定具23a,23a(図2(a)参照)によって互いに連結されている。さらに、羽根板21には側面視L字状をなす切刃24が取り付けられている。なお、円板19と駆動軸5のキー溝(図示せず)にキー(図示せず)を差し込むことにより、円板19は駆動軸5に対して固定されている。従って、モータ4に駆動されて駆動軸5が回転する場合には、粉砕部16は駆動軸5と一体となって回転する。
図2(a)及び図2(b)に示すように、粉砕部16の背面に設置された円板19の中央にはボス部25aが形成されている。従って、駆動軸5はボス部25aに設けられた貫通孔26aに挿通されるとともに、枠体20bのボス部25bに設けられた貫通孔26bに挿通される。また、円板19の羽根板21が当接する面にはボス部25aを中心として放射状に複数の固定具23bが取り付けられており、羽根板21の端部は一対の固定具23b,23bによって両側から固定されている。さらに、枠体20a,20bの羽根板21が当接する面にはボス部25bを中心として複数の固定具23aが放射状に取り付けられており、羽根板21の端部は一対の固定具23a,23aによって両側から固定されている。なお、固定具23a,23bはともに角柱状をなしており、円板19及び枠体20a,20bに対してそれぞれ溶接されている。また、羽根板21はボルト9dを用いて固定具23a,23bに固定され、切刃24はボルト9cを用いて粉砕部16の側面から一部が突出するように、羽根板21に固定されている。すなわち、羽根板21は、ボルト9dを用いて円板19及び枠体20a,20bに着脱可能に取り付けられている。そして、ボルト9dを緩めると、羽根板21は矢印Aで示す方向に簡単に引き抜くことができる。このとき、固定具23a,23a及び固定具23b、23bは羽根板21のガイド部材として機能する。
図4(a)は粉砕部16の回転時におけるスクリーン15内のPKSの挙動を模式的に示した図であり、図4(b)は図4(a)の部分拡大図である。なお、図1乃至図3に示した構成要素については同一の符号を付して、その説明を省略する。また、図4(a)は図2(a)においてスクリーン15を配置するとともに、枠体20a及び固定具23aの図示を省略した状態を示している。そして、図中の破線27はPKSの分布状態を模式的に示したものである。
図5(a)及び図5(b)はそれぞれモータ4の電流値(A)及び滞留時間(s)と、切刃24とスクリーン15の間隔L2との関係を示す実験結果である。なお、本実験で使用したPKSの平均粒径は5mmである。
以上のことから、本実施例の粉砕装置1においては、切刃24とスクリーン15の間隔L2を10mm(PKSの平均粒径の2倍)〜30mm(PKSの平均粒径の6倍)の範囲内に設定すると、モータ4にかかる負荷が少なく、滞留時間も短くなることがわかる。
Claims (6)
- 中央に駆動軸が挿設された円板と、
この円板上に前記駆動軸を中心として放射状に立設される略矩形状の複数の羽根板と、
この羽根板の上部に前記円板に対して同心配置されるとともに,前記駆動軸が中央に挿設される円環状の枠体と、
この枠体と前記円板の上面に前記駆動軸を中心として放射状に設置されて前記羽根板を前記枠体及び前記円板にそれぞれ固定する複数の固定具と、
被粉砕物の排出口が側面に設けられるとともに,前記円板と前記羽根板と前記枠体と前記固定具を回転可能に収納し,前面が開口した本体部と、
この本体部の背面に設けられた貫通孔から突出する前記駆動軸を回転駆動する駆動手段と、
前記被粉砕物が投入される供給口を有し,前記本体部の前面に取り付けられる本体カバーと、
側面に前記被粉砕物を篩い分けるための多数の空気孔が設けられ,背面に前記駆動軸が回転自在に挿通される貫通孔が形成され,前記円板と前記羽根板と前記枠体と前記固定具の背面及び側面を覆うとともに,前記本体部内に固設されるスクリーンと、
前記スクリーンに向かって突出するとともに,前記スクリーンとの間隔を変更可能に,前記羽根板の一端に着脱自在に取り付けられる切刃と、
を備え、
前記枠体は前記本体部の前面側に配置されたことを特徴とする粉砕装置。 - 前記羽根板は前記枠体及び前記円板にそれぞれ着脱可能に取り付けられ、
前記固定具は前記羽根板の端部の両側に設置され、
前記羽根板を着脱する際に前記端部を案内することを特徴とする請求項1記載の粉砕装置。 - 前記切刃は、平面視して前記スクリーンに向かって突出する方向に長く形成される貫通孔を有し、
この貫通孔に挿通されるボルトによって前記羽根板に締結されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の粉砕装置。 - 前記切刃に設けられた貫通孔に着脱自在に嵌合設置されるとともに,前記羽根板の一端にボルトによって締結されるボルト取付具を備えたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の粉砕装置。
- 請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の粉砕装置において、
前記切刃と前記スクリーンとの間隔を被粉砕物の平均粒径に応じて調節することを特徴とする粉砕方法。 - 前記切刃と前記スクリーンとの間隔を被粉砕物の平均粒径の2倍乃至6倍となるように調節することを特徴とする請求項5に記載の粉砕方法。
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2010
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