JP2015093229A - Pulverizing device and pulverizing method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique capable of efficiently obtaining raw material pulverized material having a target particle size with a relatively simple constitution.SOLUTION: A pulverizing device includes: mixing means 1 for preparing a mixture of raw material of an object to be pulverized and low-temperature fluid; a pulverization chamber 2 to which raw material-containing low-temperature fluid is guided; lead-out means 3 for leading out raw material atomized material which is pulverized and atomized in the pulverization chamber; and separation means 4 for separating lead-out raw material atomized material from lead-out flow. Therein, an injection nozzle 2a which performs injection in a chamber and a target 2b with which the raw material-containing low-temperature fluid injected from the injection nozzle 2a comes into collision are provided in the pulverization chamber 2, a target surface disposed opposite to the injection direction of the injection nozzle 2a is provided on the target 2b and a temperature maintaining means 2c which maintains the target surface into a temperature of brittle point of the raw material or less is provided.

Description

本願は、原料を粉砕・微粒化して原料の微粉末を得る微粉化技術に関する。   The present application relates to a pulverization technique for obtaining a fine powder of a raw material by pulverizing and atomizing the raw material.

特許文献1に開示の技術では、水平円盤状の破砕室12内に導入された砕料を、その破砕室の側壁に沿って円陣状に配設された複数の噴射ノズル20,21からの気体噴射により生成される高速旋回流によって微細化する。この特許文献1に開示のジェットミルでは、各噴射ノズル20,21はそれぞれ、それらの先端面211が破砕室の内壁面と同一円周面を形成する曲面形状とされる。これにより、同心円状の高速旋回流を安定に生成して、砕料粒子の粉砕を粒子間衝突に依存して行わせる。   In the technique disclosed in Patent Document 1, crushed material introduced into a horizontal disk-shaped crushing chamber 12 is gas from a plurality of jet nozzles 20 and 21 arranged in a circle along the side wall of the crushing chamber. It is refined by a high-speed swirling flow generated by injection. In the jet mill disclosed in Patent Document 1, each of the injection nozzles 20 and 21 has a curved shape in which the tip surface 211 forms the same circumferential surface as the inner wall surface of the crushing chamber. Thereby, a concentric high-speed swirl flow is stably generated, and the pulverized particles are pulverized depending on the collision between the particles.

結果、コンタミの抑制、処理効率の向上を可能にするとともに、粒度バラツキを少なくして粉砕処理後の分級処理を省略または簡略化し、また、機材の損耗を抑制し、発熱が少なく品質への影響が少ない微細化を可能にするとされている。   As a result, it is possible to reduce contamination and improve processing efficiency, reduce or eliminate the particle size variation, and omit or simplify classification after grinding, and suppress wear and tear of equipment, resulting in less heat generation and impact on quality. It is said that miniaturization is possible with little.

特許文献2に開示の技術では、原料と搬送流体との混相流をターゲットに衝突させて原料の粉砕・微粒化を達成するが、ターゲットを特殊な材料とすることで、ターゲットを高硬度且つ良好な耐磨耗性を有し、化学的に安定な粉砕機用部材としている。   In the technology disclosed in Patent Document 2, the target material is pulverized and atomized by colliding the mixed phase flow of the raw material and the carrier fluid with the target. It has excellent wear resistance and is a chemically stable member for a grinder.

特開2007−275849号公報JP 2007-275849 A 特開2000−167431号公報JP 2000-167431 A

しかしながら、各特許文献に記載の技術には、各々、以下のような問題が存在する。
特許文献1に開示の技術では微粉化が可能だが、その微粉化に要する処理時間が極めて長い。さらに、微粉化物の回収率が極めて低い。結果、微粉化処理に多量の処理ガスが必要となり、設備機器として大型のコンプレッサーが必須で、微粉化に要するコストが嵩む。
However, the technologies described in each patent document have the following problems.
Although the technology disclosed in Patent Document 1 enables pulverization, the processing time required for the pulverization is extremely long. Furthermore, the recovery rate of fine powder is extremely low. As a result, a large amount of processing gas is required for the pulverization process, and a large-sized compressor is indispensable as equipment and the cost required for pulverization increases.

特許文献2に開示の技術では、ジェット噴流に原料を混合するのに、その混入状態の制御が難しく、使用に経験を要し、さらに、ジェット噴流がターゲットの表面に近づくにつれ、速度が遅くなることから、ターゲットに良好に衝突させて安定した粉砕・微粒化を行なうことができない場合がある。   In the technique disclosed in Patent Document 2, mixing of raw materials into a jet jet is difficult to control the mixing state, requiring experience, and further, the speed becomes slower as the jet jet approaches the surface of the target. Therefore, there are cases where stable crushing and atomization cannot be performed by causing the target to collide favorably.

以上のような状況に鑑み、本願の目的は、目的とする粒径の原料微粉化物を、効率よく、比較的簡易な構成で得ることができる技術を得ることにある。   In view of the circumstances as described above, an object of the present application is to obtain a technique capable of efficiently obtaining a raw material pulverized product having a target particle diameter with a relatively simple configuration.

上記目的を達成するための微粉化装置の特徴構成は、
微粉化対象の原料と低温流体との混合物を生成する混合手段と、
前記混合手段により生成される原料含有低温流体が導かれる粉砕処理室と、
前記粉砕処理室で粉砕・微粒化された原料微粒化物を、前記粉砕処理室から導出する導出手段と、
前記導出手段により前記粉砕処理室から導出される原料微粒化物を導出流れから分離する分離手段とを備え、
前記粉砕処理室に、前記原料含有低温流体を室内に噴射する噴射ノズルと、前記噴射ノズルから噴射される前記原料含有低温流体が衝突されるターゲットとを備え、
前記ターゲットに、前記噴射ノズルの噴射方向に対して対向して設けられるターゲット面を備えるとともに、当該ターゲット面を前記原料の脆化点以下の温度に維持する温度維持手段を備えたことにある。
The characteristic configuration of the pulverization apparatus for achieving the above object is
A mixing means for generating a mixture of the raw material to be pulverized and the cryogenic fluid;
A pulverization chamber into which the raw material-containing cryogenic fluid generated by the mixing means is guided;
Deriving means for deriving from the pulverization chamber the raw material atomized material pulverized and atomized in the pulverization chamber;
Separating means for separating the raw material atomized product derived from the pulverization chamber by the deriving unit from the derived flow;
The pulverization chamber includes an injection nozzle for injecting the raw material-containing cryogenic fluid into the chamber, and a target with which the raw material-containing cryogenic fluid injected from the injection nozzle collides,
The target is provided with a target surface provided opposite to the injection direction of the injection nozzle, and temperature maintaining means for maintaining the target surface at a temperature below the embrittlement point of the raw material.

この微粉化装置では、混合手段により、微粉化対象の原料と低温流体との混合物が生成され、生成された原料含有低温流体が粉砕処理室に導入される。そして、この原料含有低温流体が、粉砕処理室内のターケットに対向して設けられた噴射ノズルから噴射される。このターゲットは、噴射ノズルに対向したターゲット面を有するとともに、その面が、温度維持手段により原料の脆化点以下の温度に維持されていることから、ターゲット面近傍の温度は、原料の脆化点(脆化温度)以下となる。結果、噴射ノズルから噴射される原料を確実に且つ脆化点以下の状態でターゲット面に衝突させて、粉砕・微粒化することができる。
ここで、原料の搬送の用をなす低温流体は、例えば、その温度を0℃以下とすることで、ターゲット面での粉砕・微粒化に寄与する。ここで、原料により脆化点(脆化温度)を特定できない場合は、原料の「ガラス転移点」を本願にいう脆化点(脆化温度)と見なす。
In this pulverization apparatus, a mixture of the raw material to be pulverized and the cryogenic fluid is generated by the mixing means, and the generated raw material-containing cryogenic fluid is introduced into the pulverization processing chamber. And this raw material containing cryogenic fluid is injected from the injection nozzle provided facing the turret in the crushing processing chamber. This target has a target surface facing the injection nozzle, and the surface is maintained at a temperature below the embrittlement point of the raw material by the temperature maintaining means. It becomes below a point (embrittlement temperature). As a result, the raw material injected from the injection nozzle can be reliably crushed and atomized by colliding with the target surface in a state below the embrittlement point.
Here, the low-temperature fluid used for conveying the raw material contributes to pulverization and atomization on the target surface by setting the temperature to 0 ° C. or less, for example. Here, when the embrittlement point (embrittlement temperature) cannot be specified by the raw material, the “glass transition point” of the raw material is regarded as the embrittlement point (embrittlement temperature) in the present application.

このようにして、粉砕・微粉化された原料(原料微粒化物)は、導出手段により粉砕処理室から導出され、分離手段により導出流れから分離される。   In this way, the pulverized and pulverized raw material (raw material atomized product) is led out from the pulverization processing chamber by the derivation means, and separated from the derivation flow by the separation means.

結果、比較的簡単な装置構成で、効率的に原料の微粉化物を得ることができる。
さらに、この微粉化装置では、予め混合手段により混合された原料含有低温流体を噴射ノズルから噴射してターゲットに衝突させるため、原料と低温流体との混合状態が安定することで、粉砕・微粉化を安定して行え、回収率も稼げる。さらに、搬送流体である低温流体の量も比較的小さいものとできる。また、粉砕・微細化に関与するパラメータも少ないことから、制御も容易となる。
As a result, it is possible to efficiently obtain a pulverized raw material with a relatively simple apparatus configuration.
Furthermore, in this pulverization apparatus, the raw material-containing low-temperature fluid previously mixed by the mixing means is injected from the injection nozzle to collide with the target, so that the mixing state of the raw material and the low-temperature fluid is stabilized, so Can be performed stably, and the recovery rate can also be earned. Furthermore, the amount of the low-temperature fluid that is the carrier fluid can also be made relatively small. In addition, since there are few parameters involved in pulverization / miniaturization, control becomes easy.

以上説明した本願に係る微粉化装置は以下に示す微粉化方法を実施することとなる。
微粉化対象の原料と低温流体との混合物を生成する混合工程と、
前記混合工程により生成される原料含有低温流体を粉砕処理室に導く導入工程と、
前記粉砕処理室で粉砕・微粒化された原料微粒化物を、前記粉砕処理室から導出する導出工程と、
前記導出工程により前記粉砕処理室から導出される原料微粒化物を導出流れから分離する分離工程とを経て原料を粉砕する微粉化方法において、
前記粉砕処理室に設けられる噴射ノズルから前記原料含有低温流体を室内に噴射し、前記噴射ノズルから噴射される前記原料含有低温流体を、前記噴射ノズルの噴射方向に対して対向して設けられ、且つ前記原料の脆化点以下の温度に維持されたターゲット面に衝突させて、前記原料を粉砕する微粉化方法である。
The pulverizing apparatus according to the present application described above implements the pulverizing method shown below.
A mixing step for producing a mixture of the raw material to be pulverized and the cryogenic fluid;
Introducing the raw material-containing cryogenic fluid produced by the mixing step into the grinding chamber;
A derivation step of deriving from the pulverization chamber the raw material pulverized material pulverized and atomized in the pulverization chamber;
In the pulverization method of pulverizing the raw material through the separation step of separating the raw material atomized product derived from the pulverization treatment chamber from the derivation flow by the derivation step,
The raw material-containing low-temperature fluid is injected into the chamber from an injection nozzle provided in the pulverization chamber, and the raw-material-containing low-temperature fluid injected from the injection nozzle is provided facing the injection direction of the injection nozzle, Further, it is a pulverization method in which the raw material is pulverized by colliding with a target surface maintained at a temperature below the embrittlement point of the raw material.

さて、上記した微粉化装置において、前記粉砕処理室に導入される原料含有低温流体の温度が、前記原料の脆化点以下に維持されることが好ましい。
ターゲット面及びその周囲雰囲気を原料の脆化点以下に保つとともに、噴射ノズルから噴出される原料含有低温流体を原料の脆化点以下に保つことで、粉砕処理室内を確実に原料の脆化点以下に保って、衝突における原料の粉砕・微粒化を安定した状態で実現できる。
この微粉化装置で使用する微粉化方法は、前記粉砕処理室に導入される原料含有低温流体の温度を、前記原料の脆化点以下とする微粉化方法である。
In the pulverization apparatus described above, it is preferable that the temperature of the raw material-containing cryogenic fluid introduced into the pulverization chamber is maintained below the embrittlement point of the raw material.
By keeping the target surface and the surrounding atmosphere below the embrittlement point of the raw material, and keeping the raw material-containing low-temperature fluid ejected from the injection nozzle below the embrittlement point of the raw material, the embrittlement point of the raw material is ensured in the grinding treatment chamber. By maintaining the following, the material can be crushed and atomized in a stable state in a collision.
The pulverization method used in this pulverization apparatus is a pulverization method in which the temperature of the raw material-containing low-temperature fluid introduced into the pulverization chamber is not higher than the embrittlement point of the raw material.

さらに、前記粉砕処理室が真空室であることが好ましい。
粉砕処理室を真空室として室内を真空に保つことで、噴射ノズルからターゲット面に至る過程における原料含有低温流体の減速を可能な限り抑制して、高速で原料をターゲット面に衝突させて、原料の粉砕・微粒化を実現できる。この構成では、原料微粒化物の粒度分布も安定化する。
Furthermore, the pulverization chamber is preferably a vacuum chamber.
By keeping the chamber in a vacuum with the pulverization chamber as a vacuum chamber, the slowdown of the raw material-containing low-temperature fluid in the process from the injection nozzle to the target surface is suppressed as much as possible, and the raw material collides with the target surface at high speed. Can be crushed and atomized. In this configuration, the particle size distribution of the raw material atomized product is also stabilized.

この微粉化装置で実施する微粉化方法は、前記粉砕処理室が真空室である微粉化方法となる。   The pulverization method performed by this pulverization apparatus is a pulverization method in which the pulverization chamber is a vacuum chamber.

また、微粉化装置を構成するに、前記原料に、当該原料を脆化点以下に冷却する冷却媒体を加えて前記原料を脆化点以下に冷却する冷却手段を備え、前記冷却手段により冷却された前記原料を前記混合手段に供給する構成を使用することも好ましい。   Further, the pulverization apparatus includes a cooling means for cooling the raw material below the embrittlement point by adding a cooling medium that cools the raw material below the embrittlement point to the raw material, and is cooled by the cooling means. It is also preferable to use a configuration in which the raw material is supplied to the mixing means.

この構成を採用する場合は、原料をその脆化点以下にする機能を冷却媒体と冷却手段に受け持たせ、このようにして得られた原料を、混合手段に供給して、噴射ノズルまでの搬送を低温流体で行なわせることで、原料温度の脆化点以下へのコントロールと、噴射ノズルへの搬送を別の媒体で行なわせることが可能となる。結果、それぞれの目的に応じた適切な温度管理が可能となり、さらに目的に応じて冷却媒体、低温流体の選択が可能となる。この構成において、冷却媒体を低温液化ガスとしておくと、この低温液化ガスを液状のまま噴射ノズルまで送り、噴射ノズルの位置で気化させる運転形態を採ることができる。この運転形態では噴射ノズルから噴射した状態の原料の温度低下をさらに図れる。   In the case of adopting this configuration, the cooling medium and the cooling means have a function of making the raw material below the embrittlement point, and the raw material thus obtained is supplied to the mixing means to reach the injection nozzle. By performing the conveyance with a low-temperature fluid, it becomes possible to control the raw material temperature below the embrittlement point and to convey to the injection nozzle with another medium. As a result, it is possible to perform appropriate temperature management according to each purpose, and further, it is possible to select a cooling medium and a low-temperature fluid according to the purpose. In this configuration, when the cooling medium is a low-temperature liquefied gas, it is possible to adopt an operation mode in which the low-temperature liquefied gas is sent to the injection nozzle in a liquid state and vaporized at the position of the injection nozzle. In this operation mode, the temperature of the raw material injected from the injection nozzle can be further lowered.

また、微粉化装置を構成するに、前記混合手段が、筐体内に収納された原料粉体に、前記低温流体を流通させて前記混合物を得る流動式混合装置であることが好ましい。
この構成を採用すると、流動層を形成する流動式混合装置で簡単に原料含有低温流体を生成することができる。
Moreover, when composing a pulverizing apparatus, it is preferable that the mixing means is a fluid mixing apparatus in which the low-temperature fluid is circulated through the raw material powder stored in a casing to obtain the mixture.
If this structure is employ | adopted, a raw material containing cryogenic fluid can be easily produced | generated with the fluid-type mixing apparatus which forms a fluidized bed.

さらに、前記温度維持手段としては、これを前記ターゲットの裏面に液体窒素を循環させて前記ターゲットを前記原料の脆化点以下に維持する構成とし、前記ターゲットが液体窒素冷却型のターゲットとすることが好ましい。   Furthermore, as the temperature maintaining means, the liquid nitrogen is circulated on the back surface of the target to maintain the target below the embrittlement point of the raw material, and the target is a liquid nitrogen cooling type target. Is preferred.

この構成を採用することにより、ターゲットを、窒素の液化温度である−196℃近くまで低温化できるので、微粉化対象のほぼ全ての原料に対して、好適にこれら原料をその脆化点以下のターゲットで微粉化処理できる。   By adopting this configuration, the target can be lowered to near -196 ° C., which is the liquefaction temperature of nitrogen, and therefore, for almost all raw materials to be pulverized, these raw materials are preferably below the embrittlement point. Can be pulverized with a target.

この微粉化装置で実施する微粉化方法は、前記ターゲットの裏面に液体窒素を循環させて前記ターゲットを前記原料の脆化点以下に維持する微粉化方法となる。   The pulverization method performed by this pulverization apparatus is a pulverization method in which liquid nitrogen is circulated on the back surface of the target to maintain the target below the embrittlement point of the raw material.

これまで説明してきた微粉化装置において、前記低温流体としては、窒素、空気、酸素、アルゴン、ヘリウムの何れか一種以上で、0℃以下、当該ガスの沸点より高い温度のガス、又は、エタノール、プロパノール、ブタノールの何れか一種以上で、0℃以下、当該アルコールの凝固点より高い温度の液体を使用できる。
これら低温流体は、原料の種類、性状、使用目的等に対応して選択して使用することができる。
In the pulverization apparatus described so far, as the low-temperature fluid, any one or more of nitrogen, air, oxygen, argon, helium, 0 ° C. or less, a gas having a temperature higher than the boiling point of the gas, or ethanol, A liquid having at least one of propanol and butanol and having a temperature not higher than 0 ° C. and higher than the freezing point of the alcohol can be used.
These low-temperature fluids can be selected and used according to the type, properties, purpose of use, etc. of the raw materials.

一方、低温流体が、液体窒素であることも好ましい対応である。
低温流体として液体窒素を使用する場合は、原料の脆化点以下への制御と搬送とを液体窒素だけで行なえるとともに、任意の原料をその脆化点以下として、本願独特の粉砕・微粉化を実現できる。
On the other hand, it is also preferable that the low-temperature fluid is liquid nitrogen.
When using liquid nitrogen as a low-temperature fluid, control and transfer of raw materials to below the embrittlement point can be performed only with liquid nitrogen, and any raw material below that embrittlement point can be pulverized and pulverized. Can be realized.

一方、微粉化装置に、前記原料に、当該原料を脆化点以下に冷却する冷却媒体を加えて前記原料を脆化点以下に冷却する冷却手段を備え、前記冷却手段により冷却された前記原料を前記混合手段に供給する構成を採用する場合に、冷却媒体が液体窒素であり、前記低温流体が、前記液体窒素より沸点が高温であるガス若しくは液体であることも、好ましい形態である。   On the other hand, the pulverization apparatus is provided with a cooling means for cooling the raw material below the embrittlement point by adding a cooling medium that cools the raw material below the embrittlement point to the raw material, and the raw material cooled by the cooling means In the case of adopting a configuration in which is supplied to the mixing means, it is also a preferred embodiment that the cooling medium is liquid nitrogen, and the low-temperature fluid is a gas or liquid having a boiling point higher than that of the liquid nitrogen.

この構成を採用する場合は、貴重は液体窒素の消費量を減らして、液体窒素に原料の冷却の機能を担わせ、液体窒素より沸点が高温であるガス若しくは液体である低温流体に、原料の噴射ノズルへの搬送の役を担わせることができる。   When this configuration is adopted, it is important to reduce the consumption of liquid nitrogen so that liquid nitrogen has the function of cooling the raw material. It is possible to carry the role of conveyance to the injection nozzle.

さらに、微粉化装置を構成するに、
前記噴射ノズルから前記ターゲットに導かれる前記原料の粒子ビーム濃度を検出する粒子ビーム濃度検出手段を備え、
前記粒子ビーム濃度検出手段の検出結果に基づいて、前記混合手段に導く原料又は低温流体或いはそれらの両方の供給量を制御する原料供給量制御手段を備えた前記ターゲットに導かれる前記原料の粒子ビーム濃度を、所定の濃度範囲に制御することが好ましい。
Furthermore, in composing the pulverization apparatus,
A particle beam concentration detection means for detecting a particle beam concentration of the raw material guided from the injection nozzle to the target;
Based on the detection result of the particle beam concentration detection means, the raw material particle beam guided to the target provided with the raw material supply amount control means for controlling the supply amount of the raw material and / or low temperature fluid guided to the mixing means. It is preferable to control the concentration within a predetermined concentration range.

この構成を採用し、粒子ビーム濃度検出手段で検出される検出結果に基づいて、原料供給量制御手段により原料の供給量を制御することで、量的にターゲット面における原料の粉砕・微細化状態を安定化することで、ターゲットに導かれる原料の粒子ビーム濃度を所定の濃度範囲に制御することで、原料微粉化物の粒子径を安定的に制御できるとともに、その生成量も安定化できる。   By adopting this configuration, the raw material supply amount control means controls the raw material supply amount based on the detection result detected by the particle beam concentration detection means, thereby quantitatively pulverizing / refining the raw material on the target surface By controlling the particle beam concentration of the raw material guided to the target within a predetermined concentration range, the particle diameter of the raw material fine powder can be stably controlled, and the amount of generation can also be stabilized.

さらに、微粉化装置を構成するに、
前記分離手段により分離される原料粉砕物の粒子径を検出する粒子径検出手段を備え、
前記粒子径検出手段の検出結果に基づいて、前記混合手段に導く原料又は低温流体或いはそれらの両方の供給量を制御する原料供給量制御手段を備え、前記原料粉砕物の粒子径を、所定の目標粒子径範囲に制御することが好ましい。
Furthermore, in composing the pulverization apparatus,
Comprising particle size detection means for detecting the particle size of the pulverized raw material separated by the separation means,
Based on the detection result of the particle diameter detection means, the apparatus is provided with a raw material supply amount control means for controlling the supply amount of the raw material and / or low temperature fluid guided to the mixing means, and the particle diameter of the pulverized raw material is set to a predetermined value. It is preferable to control to a target particle size range.

この構成を採用し、粒子径検出手段で検出される検出結果に基づいて、原料供給量制御手段により原料又は低温流体或いはそれらの両方の供給量を制御することで、原料微粉化物の粒子径を安定的に制御できる。   By adopting this configuration, based on the detection result detected by the particle diameter detection means, the raw material supply amount control means controls the supply amount of the raw material and / or the low temperature fluid, thereby reducing the particle diameter of the raw material fine powder. It can be controlled stably.

本願に係る微粉化装置の構成を示す図The figure which shows the structure of the pulverization apparatus which concerns on this application 微粉化装置の別実施形態を示す図The figure which shows another embodiment of a pulverization apparatus. 微粉化装置の別実施形態を示す図The figure which shows another embodiment of a pulverization apparatus. 微粉化装置の別実施形態を示す図The figure which shows another embodiment of a pulverization apparatus. 微粉化装置の別実施形態を示す図The figure which shows another embodiment of a pulverization apparatus.

以下、本願発明に係る微粉化装置100の実施形態について、図1〜5に基づいて説明する。
これら微粉化装置100は、全て本願発明に係る微粉化方法を使用する装置である。
これら実施形態の概要を先ず説明しておくと、全ての実施形態は、混合手段である混合器1、粉砕処理室2、導出手段である吸引ポンプ3、さらには分離手段である分離装置4を備えて構成されている。
Hereinafter, an embodiment of a pulverizing apparatus 100 according to the present invention will be described with reference to FIGS.
These pulverization apparatuses 100 are all apparatuses that use the pulverization method according to the present invention.
First, the outline of these embodiments will be described. In all the embodiments, the mixer 1 as a mixing means, the pulverizing chamber 2, the suction pump 3 as a derivation means, and the separation device 4 as a separation means are provided. It is prepared for.

図1に示す第1実施形態、図2に示す第2実施形態、図3に示す第3実施形態は、上記の混合器1、粉砕処理室2、吸引ポンプ3及び分離装置4の他に、冷却手段である冷却器5を備えて構成されている。即ち、第1、第2、第3実施形態では、冷却器5で原料の脆化点以下への冷却が行なわれた後、冷却後に原料が混合器1で低温流体と混合され、粉砕処理室2に導かれて粉砕・微粒化され、導出された後、分離装置4で分離される。   In the first embodiment shown in FIG. 1, the second embodiment shown in FIG. 2, and the third embodiment shown in FIG. 3, in addition to the mixer 1, the grinding chamber 2, the suction pump 3, and the separation device 4, A cooler 5 serving as a cooling means is provided. That is, in the first, second, and third embodiments, after cooling the raw material to below the embrittlement point of the raw material in the cooler 5, the raw material is mixed with the low-temperature fluid in the mixer 1 after cooling, and the pulverization chamber After being led to 2 and pulverized and atomized, and led out, it is separated by the separation device 4.

図4に示す第4実施形態は、前記冷却器を備えることなく、低温流体が混合器1に導入されて原料含有低温流体が生成され、これが粉砕処理室2に導かれて、原料の粉砕・微粒化が実行される。   In the fourth embodiment shown in FIG. 4, a cryogenic fluid is introduced into the mixer 1 without generating the cooler to generate a raw material-containing cryogenic fluid, which is guided to the pulverization treatment chamber 2 to pulverize the raw material. Atomization is performed.

図5に示す第5実施形態も、第4実施形態と同様に冷却器を備えない。そして、混合器1に原料と液体窒素が導入されて、混合物が噴射ノズル2aから粉砕処理室2に噴射され、原料の粉砕・微粒化が実行される。
以下、具体的構成について順に説明する。
Similarly to the fourth embodiment, the fifth embodiment shown in FIG. 5 does not include a cooler. Then, the raw material and liquid nitrogen are introduced into the mixer 1, and the mixture is injected from the injection nozzle 2 a into the pulverization processing chamber 2, and the raw material is pulverized and atomized.
Hereinafter, specific configurations will be described in order.

〔第1実施形態〕
当該第1実施形態の微粉化装置100の構成を、図1に示した。
図1に示されるように、微粉化装置100は、微粉化対象の原料と低温流体との混合物を生成する混合器1と、当該混合器1により生成される原料含有低温流体が導かれる粉砕処理室2と、粉砕処理室2で粉砕・微粒化された原料微粒化物を、粉砕処理室2から導出する吸引ポンプ3に接続された吸引管3aと、粉砕処理室2から導出される原料微粒化物を導出流れから分離する分離装置4とを備えて構成されている。ここで、前記粉砕処理室2は、その室内圧力が0.3〜80torr程度の真空室とする。
[First Embodiment]
The structure of the pulverization apparatus 100 of the first embodiment is shown in FIG.
As shown in FIG. 1, a pulverization apparatus 100 includes a mixer 1 that generates a mixture of a raw material to be pulverized and a low-temperature fluid, and a pulverization process in which the raw-material-containing low-temperature fluid generated by the mixer 1 is guided. Chamber 2, a suction pipe 3 a connected to a suction pump 3 for deriving the material atomized material pulverized and atomized in the pulverization chamber 2, and a material atomized material derived from the pulverization chamber 2 And a separation device 4 for separating the gas from the derived flow. Here, the pulverization chamber 2 is a vacuum chamber whose chamber pressure is about 0.3 to 80 torr.

前記粉砕処理室2には、原料含有低温流体を室内に噴射する噴射ノズル2aが備えられるとともに、当該噴射ノズル2aから噴射される前記原料含有低温流体が衝突されるターゲット2bが備えられている。このターゲット2bは、前記噴射ノズル2aの噴射方向に対して対向して設けられるターゲット面を備えるとともに、当該ターゲット面を原料の脆化点以下の温度に維持する温度維持手段2cが備えられている。この温度維持手段2cは、ターゲット2bの内部に低温液(具体的には液体窒素)の循環路を設け、この循環路に液体窒素を循環させる構成としている。   The pulverization chamber 2 is provided with an injection nozzle 2a for injecting a raw material-containing cryogenic fluid into the chamber, and a target 2b with which the raw material-containing cryogenic fluid injected from the injection nozzle 2a collides. The target 2b includes a target surface provided to face the injection direction of the injection nozzle 2a, and temperature maintaining means 2c that maintains the target surface at a temperature equal to or lower than the embrittlement point of the raw material. . The temperature maintaining means 2c has a configuration in which a circulation path for a low-temperature liquid (specifically, liquid nitrogen) is provided inside the target 2b and liquid nitrogen is circulated through the circulation path.

図1に示されているように、この微粉化装置100には、微粉化対象の原料が粉体状態で供給される。例えば、原料がポリウレタンの場合、その平均粒径1〜80μmとした状態で供給される。   As shown in FIG. 1, the raw material to be pulverized is supplied to the pulverization apparatus 100 in a powder state. For example, when the raw material is polyurethane, it is supplied in an average particle size of 1 to 80 μm.

また、同図からも判明するように、この実施形態における微粉化装置100は、原料に、当該原料を脆化点以下に冷却する冷却媒体(具体的には液体窒素)を加えて原料を脆化点以下に冷却する冷却手段としての冷却器5を備えている。先に示したように、原料がポリウレタンである場合、冷却媒体として液体窒素を使用することで、ポリウレタンを、その脆化点(ポリウレタンではガラス転移点を脆化点とする)である−50℃程度より低温にすることができる。   Further, as can be seen from the figure, the pulverization apparatus 100 in this embodiment adds a cooling medium (specifically, liquid nitrogen) that cools the raw material to the embrittlement point or lower to the raw material, thereby making the raw material brittle. A cooler 5 is provided as a cooling means for cooling below the conversion point. As described above, when the raw material is polyurethane, by using liquid nitrogen as a cooling medium, the polyurethane has its embrittlement point (the polyurethane has a glass transition point as the embrittlement point) at −50 ° C. The temperature can be lower than that.

この冷却器5周りの構成に関して、さらに詳細に説明すると、図1(b)に示されるように、原料粉体はホッパー5aにより投入されるとともに、冷却器5に液体窒素が供給され、この混合物がスクリューフィーダ5bを介して、混合器1に送り込まれる。   The configuration around the cooler 5 will be described in more detail. As shown in FIG. 1 (b), the raw material powder is supplied by a hopper 5a and liquid nitrogen is supplied to the cooler 5, and this mixture Is fed into the mixer 1 via the screw feeder 5b.

この混合器1では、先にも説明したように、冷却器5で冷却した原料と低温流体とが混合されて、粉砕処理室2に送られるのであるが、低温流体として、窒素、空気、酸素、アルゴン、ヘリウムの何れか一種以上で、0℃以下、当該ガスの沸点より高い温度のガス、又はエタノール、プロパノール、ブタノールの何れか一種以上で、0℃以下、当該アルコールの凝固点より高い温度の液体を使用する。   In the mixer 1, as described above, the raw material cooled by the cooler 5 and the low temperature fluid are mixed and sent to the pulverization processing chamber 2. As the low temperature fluid, nitrogen, air, oxygen Any one or more of argon, helium, 0 ° C. or lower, a gas having a temperature higher than the boiling point of the gas, or one or more of ethanol, propanol, or butanol, 0 ° C. or lower, having a temperature higher than the freezing point of the alcohol Use liquid.

具体的には、低温流体の種類に応じて、各低温流体は以下の温度範囲で使用可能である。
以下に、低温流体種の後にカッコ付で、選択可能な温度範囲を示した。
窒素(0℃〜−196℃)、空気(0℃〜−196℃)、酸素(0℃〜−183℃)、アルゴン(0℃〜−186℃)、ヘリウム(0℃〜−269℃)、エタノール(0℃〜−114℃)、プロパノール(0℃〜−127℃)、ブタノール(0℃〜−90℃)
Specifically, depending on the type of the cryogenic fluid, each cryogenic fluid can be used in the following temperature range.
The selectable temperature range is shown below in parentheses after the cryogenic fluid species.
Nitrogen (0 ° C to -196 ° C), air (0 ° C to -196 ° C), oxygen (0 ° C to -183 ° C), argon (0 ° C to -186 ° C), helium (0 ° C to -269 ° C), Ethanol (0 ° C to -114 ° C), propanol (0 ° C to -127 ° C), butanol (0 ° C to -90 ° C)

原料が、先に示したポリウレタンである場合は、低温流体にガスを使用する場合は、 窒素、空気、酸素、アルゴン、ヘリウム等を、低温流体に液体を使用する場合は、エタノール、プロパノール、ブタノール等を使用できる。   When the raw material is polyurethane as shown above, nitrogen, air, oxygen, argon, helium, etc. are used when gas is used for the cryogenic fluid, and ethanol, propanol, butanol is used when liquid is used for the cryogenic fluid. Etc. can be used.

混合器1で混合された低温流体と原料の混合物(本願において「原料含有低温流体」と呼んでいる)は、低温流体から搬送力を得て粉砕処理室2に設けられた噴射ノズル2aに送られ、粉砕処理室2内に、原料含有低温液体が噴出される。
この実施形態では、この噴射により粉砕処理室2に導入される原料含有低温流体の温度を、原料の脆化点以下に維持している。即ち、冷却器5に投入する原料量、冷却媒体量(液体窒素量)及び、これらに混合される低温流体の量を適切に調整することで、粉砕処理室2に導入される原料含有低温流体の温度を、原料の脆化点以下に維持することができる。
例えば、液体窒素の量を比較的多くして、噴射ノズルに導入するまで、原料含有低温流体に液体窒素が液滴として残留する混相流とすると、このような温度状態を確実に実現できる。
A mixture of the low-temperature fluid and the raw material mixed in the mixer 1 (referred to as “raw material-containing low-temperature fluid” in this application) obtains a conveyance force from the low-temperature fluid and sends it to an injection nozzle 2 a provided in the pulverization processing chamber 2. The raw material-containing low-temperature liquid is ejected into the pulverization chamber 2.
In this embodiment, the temperature of the raw material-containing cryogenic fluid introduced into the pulverization chamber 2 by this injection is maintained below the embrittlement point of the raw material. That is, the raw material-containing cryogenic fluid introduced into the pulverization chamber 2 by appropriately adjusting the amount of raw material to be charged into the cooler 5, the amount of cooling medium (liquid nitrogen amount), and the amount of low-temperature fluid mixed therewith. Can be maintained below the embrittlement point of the raw material.
For example, such a temperature state can be reliably realized if the amount of liquid nitrogen is relatively increased and the liquid nitrogen remains as droplets in the raw material-containing low-temperature fluid until it is introduced into the injection nozzle.

噴射ノズルから噴射される原料含有低温流体(液体窒素を液滴として含む)は、粉砕処理室2が真空に保たれていることから、噴出に伴って膨張し温度低下に寄与する。   The raw material-containing low-temperature fluid (including liquid nitrogen as droplets) ejected from the ejection nozzle expands with the ejection and contributes to a decrease in temperature because the pulverization chamber 2 is kept in vacuum.

また、原料粉体は、粉体処理室2が真空に維持されていることから、噴射ノズル2aからの噴射速度を殆ど低下させることなく、ターゲット2bのターゲット面に衝突される。結果、その殆どが粉砕され、確実に微粉化される。   In addition, since the powder processing chamber 2 is maintained in a vacuum, the raw material powder collides with the target surface of the target 2b without substantially reducing the injection speed from the injection nozzle 2a. As a result, most of them are crushed and surely pulverized.

粉砕処理室2には、下流側で吸引ポンプ3に接続される吸引管3aが備えられ、この吸引管3aの中間位置(粉砕処理室2から吸引ポンプ3に至るまでの位置)に、分離装置4が備えられている。本実施形態では、分離装置4として、粒子を比重分離するサイクロンを採用する。結果、サイクロンの粒子放出側で、微粉化された原料を得ることができる。このような分離装置としては、単なるフィルターを採用し、フィルター上に堆積する原料微粉化物を、適宜、バッチ式で回収するものとしてもよい。   The pulverization chamber 2 is provided with a suction pipe 3a connected to the suction pump 3 on the downstream side, and a separation device is provided at an intermediate position (position from the pulverization chamber 2 to the suction pump 3) of the suction tube 3a. 4 is provided. In the present embodiment, a cyclone that separates particles by specific gravity is employed as the separation device 4. As a result, a finely divided raw material can be obtained on the particle release side of the cyclone. As such a separation apparatus, a simple filter may be adopted, and the raw material fine powder deposited on the filter may be appropriately collected in a batch manner.

以上により、この微粉化装置100により、微粉化対象の原料と低温流体との混合物を生成する混合工程と、混合工程により生成される原料含有低温流体を粉砕処理室2に導く導入工程と、粉砕処理室2で粉砕・微粒化された原料微粒化物を、前記粉砕処理室2から導出する導出工程と、導出工程により前記粉砕処理室2から導出される原料微粒化物を導出流れから分離する分離工程とを経て原料を粉砕する形態において、真空状態の粉砕処理室2に設けられる噴射ノズル2aから原料含有低温流体を室内に噴射し、噴射ノズル2aから噴射される原料含有低温流体を、噴射ノズル2aの噴射方向に対して対向(直交)して設けられるターゲット面で、原料の脆化点以下の温度に維持されたターゲット面に衝突させて、原料を粉砕する微粉化を実行することができる。   As described above, the pulverizing apparatus 100 generates a mixture of the raw material to be pulverized and the low-temperature fluid, the introduction step of introducing the raw material-containing low-temperature fluid generated by the mixing step to the pulverization processing chamber 2, and pulverization. A derivation step of deriving the raw material atomized material pulverized and atomized in the processing chamber 2 from the pulverization processing chamber 2, and a separation step of separating the raw material atomized material derived from the pulverization processing chamber 2 by the derivation step from the derived flow The raw material-containing low-temperature fluid is injected into the chamber from the injection nozzle 2a provided in the pulverization processing chamber 2 in a vacuum state, and the raw material-containing low-temperature fluid injected from the injection nozzle 2a is injected into the injection nozzle 2a. The target surface provided opposite (orthogonal) to the jet direction of the material is pulverized by pulverizing the raw material by colliding with the target surface maintained at a temperature below the embrittlement point of the raw material. It can be executed.

〔第2実施形態〕
以下、本願の第2実施形態について、図2に基づいて説明する。
図1に示した第1実施形態と同様な構成部分に関しては、図2に同一の番号を付した。
以下、第1実施形態と差異点について、主に説明する。
図2に示すように、この第2実施形態では、冷却器5、引いては混合器1に導く原料の供給量を制御する原料供給量制御手段としての原料供給量制御器6aが、冷却器5の原料供給入口部に設けられている。この原料供給量制御器6aは、例えば、粉体をその回転速度に依存して切り出すロータリバルブを備えた公知の定量供給装置6a1及びその回転速度を制御する制御器6abから構成される。さらに、冷却器5に供給される冷却媒体である液体窒素の供給量も流量制御器6b1で、混合器1に供給される低温流体の供給量も流量制御器1eで制御される構成が採用されている。これら流量制御器6b1、流量制御器1eも、制御器6abの制御を受ける。
[Second Embodiment]
Hereinafter, a second embodiment of the present application will be described with reference to FIG.
Constituent parts similar to those of the first embodiment shown in FIG. 1 are given the same numbers in FIG.
Hereinafter, differences from the first embodiment will be mainly described.
As shown in FIG. 2, in the second embodiment, a raw material supply amount controller 6a serving as a raw material supply amount control means for controlling the supply amount of the raw material to be fed to the cooler 5, and hence to the mixer 1, is a cooler. 5 at the raw material supply inlet. The raw material supply amount controller 6a includes, for example, a known quantitative supply device 6a1 having a rotary valve for cutting out powder depending on its rotational speed, and a controller 6ab for controlling the rotational speed. Further, a configuration is adopted in which the supply amount of liquid nitrogen that is a cooling medium supplied to the cooler 5 is also controlled by the flow rate controller 6b1, and the supply amount of the low-temperature fluid supplied to the mixer 1 is also controlled by the flow rate controller 1e. ing. The flow rate controller 6b1 and the flow rate controller 1e are also controlled by the controller 6ab.

一方、粉体処理室2には、噴射ノズル2aから前記ターゲット2bに導かれる原料の粒子ビーム濃度を検出する粒子ビーム濃度検出手段としての粒子ビーム濃度検出器2dが備えられている。この種の粒子ビーム濃度検出器2dは、例えば、粒子ビームの経路を挟んで投光器2d1及び受光器2d2とを備え、両者間における光の減衰により粒子ビーム濃度を検出する、公知の検出器である。   On the other hand, the powder processing chamber 2 is provided with a particle beam concentration detector 2d as particle beam concentration detecting means for detecting the particle beam concentration of the raw material guided from the injection nozzle 2a to the target 2b. This type of particle beam concentration detector 2d is, for example, a known detector that includes a light projector 2d1 and a light receiver 2d2 across a particle beam path, and detects the particle beam concentration by attenuation of light between the two. .

そして、前記粒子ビーム濃度検出器2dからの検出情報に基づいて、前記制御器6abからの制御情報に従って、定量供給装置6a1,流量制御器6b1及び流量制御器1eからの供給量を制御する。この制御は、目的とする原料の粒子径等との関係から、予め検討されている当該粒径の原料を得ることができる粒子ビーム濃度である、所定の濃度範囲に、原料供給量を制御するものである。   Then, based on the detection information from the particle beam concentration detector 2d, the supply amounts from the quantitative supply device 6a1, the flow rate controller 6b1 and the flow rate controller 1e are controlled according to the control information from the controller 6ab. In this control, the supply amount of the raw material is controlled within a predetermined concentration range, which is a particle beam concentration capable of obtaining a raw material having the particle size considered in advance, from the relationship with the particle diameter of the target raw material. Is.

このような構成を採用することにより、ターゲットに衝突される原料の状態を目的とする使用形態に良好に適合したものとできる。   By adopting such a configuration, the state of the raw material colliding with the target can be well adapted to the intended usage pattern.

〔第3実施形態〕
以下、本願の第2実施形態について、図3に基づいて説明する。
図1に示した第1実施形態と同様な構成部分に関しては、図3に同一の番号を付した。
以下、第1実施形態と差異点について、主に説明する。
図3に示すように、この第3実施形態では、第2実施形態と同様に、冷却器5、引いては混合器1に導く原料の供給量を制御する原料供給量制御手段としての原料供給量制御器6aが、冷却器5の原料供給入口部に設けられている。この原料供給量制御器6aは、例えば、粉体をその回転速度に依存して切り出すロータリバルブを備えた公知の定量供給装置6a1及びその回転速度を制御する制御器6abから構成される。さらに、冷却器5に供給される冷却媒体である液体窒素の供給量も流量制御器6b1で、混合器1に供給される低温流体の供給量も流量制御器1eで制御される構成が採用されている。これら流量制御器6b1、流量制御器1eも、制御器6abの制御を受ける。
[Third Embodiment]
Hereinafter, a second embodiment of the present application will be described with reference to FIG.
Constituent parts similar to those of the first embodiment shown in FIG. 1 are given the same numbers in FIG.
Hereinafter, differences from the first embodiment will be mainly described.
As shown in FIG. 3, in the third embodiment, as in the second embodiment, the raw material supply as a raw material supply amount control means for controlling the supply amount of the raw material guided to the cooler 5 and then to the mixer 1 is achieved. A quantity controller 6 a is provided at the raw material supply inlet of the cooler 5. The raw material supply amount controller 6a includes, for example, a known quantitative supply device 6a1 having a rotary valve for cutting out powder depending on its rotational speed, and a controller 6ab for controlling the rotational speed. Further, a configuration is adopted in which the supply amount of liquid nitrogen that is a cooling medium supplied to the cooler 5 is also controlled by the flow rate controller 6b1, and the supply amount of the low-temperature fluid supplied to the mixer 1 is also controlled by the flow rate controller 1e. ing. The flow rate controller 6b1 and the flow rate controller 1e are also controlled by the controller 6ab.

一方、分離装置4であるサイクロンの粉体送出側に原料粉砕物の粒子径を検出する粒子径検出手段である粒子径検出装置7が備えられている。このような粒子径検出装置7としては、例えば、光学式の公知の粒子径検出装置を使用する。   On the other hand, a particle size detection device 7 as particle size detection means for detecting the particle size of the pulverized raw material is provided on the powder delivery side of the cyclone as the separation device 4. As such a particle size detection device 7, for example, an optically known particle size detection device is used.

そして、前記粒子径検出装置7からの検出情報に基づいて、前記制御器6abからの制御情報に従って、定量供給装置6a1、流量制御器6b1及び流量制御器1eからの供給量を制御する。この制御は、目的とする原料の粒子径等との関係から、粒子径が過大あるいは過小となった場合は、原料供給量、原料供給用液体窒素ならびに粒子搬送用の低温流体の供給量を増減させる制御である。例えば、粒径が過大となった場合は原則として原料供給量を低下させるが、供給量を多少増大させたりあるいは原料供給量は変えずに冷却用の液体窒素のみ供給量を変えることで粒径の制御も可能である。   And based on the detection information from the said particle diameter detection apparatus 7, according to the control information from the said controller 6ab, the supply_amount | feed_rate from the fixed supply apparatus 6a1, the flow controller 6b1, and the flow controller 1e is controlled. This control increases or decreases the supply rate of raw materials, liquid nitrogen for supply of raw materials, and the supply amount of cryogenic fluid for transporting particles when the particle size is too large or too small due to the relationship with the particle size of the target material. Control. For example, if the particle size becomes excessive, the raw material supply amount is reduced in principle, but the particle size can be increased by slightly increasing the supply amount or changing the supply amount of liquid nitrogen only for cooling without changing the raw material supply amount. It is also possible to control.

このような構成を採用することにより、目的とする粒子径の原料微粒化物を得ることができる。   By adopting such a configuration, it is possible to obtain a raw material atomized product having a target particle size.

これまでの実施形態にあっては、混合器1の上流側に原料を液体窒素で冷却する冷却器5を備えた構成を採用したが、本願は、原料を低温に保つとともに、真空に保たれた原料処理室2内で、当該原料の脆化点以下に維持されたターゲット2bに、原料を噴射ノズル2aから噴出させて、粉砕・微粒化することであり、噴射ノズル2aの上流側の構成は、原料を低温に保てれば、さらに簡易な構成を採用することができる。
この種の簡略化を行なった実施形態が、第4実施形態、第5実施形態である。
In the embodiments so far, the configuration including the cooler 5 that cools the raw material with liquid nitrogen on the upstream side of the mixer 1 is adopted, but the present application keeps the raw material at a low temperature and is kept in a vacuum. In the raw material processing chamber 2, the raw material is ejected from the injection nozzle 2a to the target 2b maintained below the embrittlement point of the raw material, and is pulverized and atomized. If the raw material can be kept at a low temperature, a simpler configuration can be adopted.
Embodiments in which this kind of simplification is performed are the fourth embodiment and the fifth embodiment.

〔第4実施形態〕
以下、本願の第4実施形態について、図4に基づいて説明する。
図1に示した第1実施形態と同様な構成部分に関しては、図4に同一の番号を付した。
以下、第1実施形態と差異点について、主に説明する。
この実施例においては、原料処理室2に設けられる噴射ノズル2aまでの原料含有低温流体の処理構成が異なっている。
図4に示すように、この実施形態における混合器1は、筐体1a内に収納された原料粉体に、低温流体を流通させて混合物を得る、ガス浮遊式の流動式混合装置(例えばエアロゾル発生器がこれに該当する)であり、この混合器1を使用することで、原料粉体が低温流体に混ざった混相流を得ることができる。図示する例は、原料粉体を収納する筐体1a内に、仕切り板1bが設けられており、この仕切り板1bの上部に原料粉体を収納した状態で、仕切り板1bの下部側に低温流体を吹き込むことで、原料粉体を低温流体により噴射ノズル2aに浮遊搬送することができる。
[Fourth Embodiment]
Hereinafter, 4th Embodiment of this application is described based on FIG.
Constituent parts similar to those of the first embodiment shown in FIG. 1 are given the same numbers in FIG.
Hereinafter, differences from the first embodiment will be mainly described.
In this embodiment, the processing configuration of the raw material-containing cryogenic fluid up to the injection nozzle 2a provided in the raw material processing chamber 2 is different.
As shown in FIG. 4, the mixer 1 in this embodiment includes a gas floating type fluid mixing device (for example, an aerosol) that obtains a mixture by circulating a low-temperature fluid through raw material powder stored in a casing 1a. The generator corresponds to this), and by using the mixer 1, a mixed phase flow in which the raw material powder is mixed with the low-temperature fluid can be obtained. In the example shown in the drawing, a partition plate 1b is provided in a casing 1a for storing raw material powder. The raw material powder is stored in the upper portion of the partition plate 1b, and a low temperature is provided on the lower side of the partition plate 1b. By blowing the fluid, the raw material powder can be floated and conveyed to the injection nozzle 2a by the low temperature fluid.

さらに、この流動式混合装置1の下流側に、公知の解砕器8・分級器9を設けることで、所定の粒径範囲にある原料を噴射ノズル2aから噴射することができる。
この実施形態で使用する低温流体としては、窒素、空気、酸素、アルゴン、ヘリウムの何れか一種以上で、0℃以下、当該ガスの沸点より高い温度のガスを使用できる。
Furthermore, by providing a known pulverizer 8 and classifier 9 on the downstream side of the fluid mixing device 1, a raw material in a predetermined particle size range can be injected from the injection nozzle 2a.
As the low-temperature fluid used in this embodiment, any one or more of nitrogen, air, oxygen, argon, and helium, and a gas having a temperature not higher than 0 ° C. and higher than the boiling point of the gas can be used.

〔第5実施形態〕
以下、本願の第5実施形態について、図5に基づいて説明する。
図1に示した第1実施形態と同様な構成部分に関しては、図5に同一の番号を付した。
以下、第1実施形態と差異点について、主に説明する。
この実施例においても、原料処理室2に設けられる噴射ノズル2aまでの原料含有低温流体の処理構成が異なっている。
図5に示すように、この実施形態における混合器1は、筐体1a内に撹拌器1cを備えて構成されており、筐体内に、原料粉体と低温流体としての液体を送り込んで、原料含有低温流体を得る。そして、この混合物を噴射ノズル2aに送り込む構成を採っている。
[Fifth Embodiment]
Hereinafter, 5th Embodiment of this application is described based on FIG.
Components similar to those in the first embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals in FIG.
Hereinafter, differences from the first embodiment will be mainly described.
Also in this embodiment, the processing configuration of the raw material-containing cryogenic fluid up to the injection nozzle 2a provided in the raw material processing chamber 2 is different.
As shown in FIG. 5, the mixer 1 in this embodiment includes a stirrer 1c in a housing 1a, and feeds raw material powder and a liquid as a low-temperature fluid into the housing, A containing cryogenic fluid is obtained. And the structure which sends this mixture into the injection nozzle 2a is taken.

使用する低温流体としては、これまで冷却器での使用で説明した液体窒素を採用できる他、エタノール、プロパノール、ブタノールの何れか一種以上で、0℃以下、当該アルコールの凝固点より高い温度の液体を使用できる。
これら液体を使用した場合、噴射ノズルからの噴射により流体の気化が起こる等の理由により、原料の温度低下を図れるとともに、ターゲットへの衝突速度の増加に寄与でき、
粉砕・微粉化を好適に実行できる。
As the low-temperature fluid to be used, liquid nitrogen as described in the use in the cooler can be adopted, and any liquid of ethanol, propanol, or butanol and having a temperature not higher than 0 ° C. and higher than the freezing point of the alcohol can be used. Can be used.
When these liquids are used, the temperature of the raw material can be lowered due to the vaporization of the fluid caused by the injection from the injection nozzle, and it can contribute to the increase in the collision speed to the target.
Pulverization and pulverization can be suitably performed.

〔別実施形態〕
(1)これまで説明してきた例では、粉砕処理室に噴射ノズルより噴射される原料含有低温流体は、原料との関係で、その脆化点以下としたが、先にも示しているように、ターゲットの温度が低下されていることから、低温流体は0℃以下とすることで、本願の目的に合致した粉砕・微粉化を実現できる。
(2)これまで説明してきた例では、粉砕処理室を真空室として使用する例を示したが、本願にあっては、ターゲット及び原料含有低温流体を所定の低温状態としておけばよく、常圧の状態で使用してもよい。
(3)第2実施形態及び第3実施形態において、混合器に供給する原料又は低温流体或いはそれらの両方を制御する例を示したが、当然に冷却器に供給する冷却媒体の供給量を制御してもよい。
(4)さらに、これまで説明してきた例では、原料を粉体状態で供給する例を示したが、このように粉体としている理由は、混合器において低温流体との混合が可能であり、さらに、噴射ノズルから噴射可能であれば、原料の形態を問うものではない。
[Another embodiment]
(1) In the examples described so far, the raw material-containing low-temperature fluid injected from the injection nozzle into the pulverization processing chamber is set below the embrittlement point in relation to the raw material. Since the temperature of the target is lowered, the low temperature fluid is set to 0 ° C. or less, so that pulverization and pulverization meeting the purpose of the present application can be realized.
(2) In the examples described so far, the example in which the pulverization chamber is used as a vacuum chamber has been shown. However, in the present application, the target and the raw material-containing low-temperature fluid may be set to a predetermined low-temperature state at normal pressure. You may use in the state.
(3) In the second embodiment and the third embodiment, the example of controlling the raw material and / or the low-temperature fluid supplied to the mixer has been shown. Naturally, the supply amount of the cooling medium supplied to the cooler is controlled. May be.
(4) Furthermore, in the examples described so far, the example in which the raw material is supplied in a powder state has been shown. The reason why the raw material is made in this way is that mixing with a low-temperature fluid is possible in the mixer, Furthermore, the form of the raw material is not questioned as long as it can be injected from the injection nozzle.

1 混合器(混合手段)
2 粉砕処理室
2a 噴射ノズル
2b ターゲット
2c 温度維持手段
2d 粒子ビーム濃度検出器(粒子ビーム濃度検出手段)
3 吸引ポンプ(導出手段)
3a 吸引管(導出手段)
4 分離装置(分離手段)
5 冷却器(冷却手段)
6 原料供給量制御器(原料供給量制御手段)
7 粒子径検出装置(粒子径検出手段)
100 微粉化装置
1 Mixer (mixing means)
2 crushing chamber 2a injection nozzle 2b target 2c temperature maintaining means 2d particle beam concentration detector (particle beam concentration detecting means)
3 Suction pump (outlet means)
3a Suction tube (lead-out means)
4 Separation device (separation means)
5 Cooler (cooling means)
6 Raw material supply amount controller (raw material supply amount control means)
7 Particle size detector (Particle size detector)
100 Micronizer

Claims (15)

微粉化対象の原料と低温流体との混合物を生成する混合手段と、
前記混合手段により生成される原料含有低温流体が導かれる粉砕処理室と、
前記粉砕処理室で粉砕・微粒化された原料微粒化物を、前記粉砕処理室から導出する導出手段と、
前記導出手段により前記粉砕処理室から導出される原料微粒化物を導出流れから分離する分離手段とを備え、
前記粉砕処理室に、前記原料含有低温流体を室内に噴射する噴射ノズルと、前記噴射ノズルから噴射される前記原料含有低温流体が衝突されるターゲットとを備え、
前記ターゲットに、前記噴射ノズルの噴射方向に対して対向して設けられるターゲット面を備えるとともに、当該ターゲット面を前記原料の脆化点以下の温度に維持する温度維持手段を備えた微粉化装置。
A mixing means for generating a mixture of the raw material to be pulverized and the cryogenic fluid;
A pulverization chamber into which the raw material-containing cryogenic fluid generated by the mixing means is guided;
Deriving means for deriving from the pulverization chamber the raw material atomized material pulverized and atomized in the pulverization chamber;
Separating means for separating the raw material atomized product derived from the pulverization chamber by the deriving unit from the derived flow;
The pulverization chamber includes an injection nozzle for injecting the raw material-containing cryogenic fluid into the chamber, and a target with which the raw material-containing cryogenic fluid injected from the injection nozzle collides,
A pulverization apparatus comprising a target surface provided on the target so as to oppose the injection direction of the injection nozzle, and a temperature maintaining means for maintaining the target surface at a temperature equal to or lower than a brittle point of the raw material.
前記粉砕処理室に導入される原料含有低温流体の温度が、前記原料の脆化点以下に維持される請求項1記載の微粉化装置。   The pulverization apparatus according to claim 1, wherein the temperature of the raw material-containing cryogenic fluid introduced into the pulverization chamber is maintained below the embrittlement point of the raw material. 前記粉砕処理室が真空室である請求項1又は2記載の微粉化装置。   The pulverization apparatus according to claim 1 or 2, wherein the pulverization chamber is a vacuum chamber. 前記原料に、当該原料を脆化点以下に冷却する冷却媒体を加えて前記原料を脆化点以下に冷却する冷却手段を備え、前記冷却手段により冷却された前記原料を前記混合手段に供給する請求項1〜3のいずれか一項記載の微粉化装置。   A cooling means for cooling the raw material to the embrittlement point by adding a cooling medium that cools the raw material to the embrittlement temperature or less is added to the raw material, and the raw material cooled by the cooling means is supplied to the mixing means The pulverization apparatus as described in any one of Claims 1-3. 前記混合手段が、筐体内に収納された原料粉体に、前記低温流体を流通させて前記混合物を得る流動式混合装置である請求項1〜3のいずれか一項記載の微粉化装置。   The pulverization apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the mixing unit is a fluid mixing apparatus that obtains the mixture by circulating the low-temperature fluid through raw material powder stored in a housing. 前記温度維持手段が、前記ターゲットの裏面に液体窒素を循環させて、前記ターゲットを前記原料の脆化点以下に維持する構成で、前記ターゲットが液体窒素冷却型のターゲットである請求項1〜5のいずれか一項記載の微粉化装置。   The temperature maintaining means circulates liquid nitrogen on the back surface of the target to maintain the target below the embrittlement point of the raw material, and the target is a liquid nitrogen cooling type target. The pulverization apparatus as described in any one of these. 前記低温流体が、
窒素、空気、酸素、アルゴン、ヘリウムの何れか一種以上で、0℃以下、当該ガスの沸点より高い温度のガス、又は
エタノール、プロパノール、ブタノールの何れか一種以上で、0℃以下、当該アルコールの凝固点より高い温度の液体である請求項1〜6のいずれか一項記載の微粉化装置。
The cryogenic fluid is
Any one or more of nitrogen, air, oxygen, argon, helium, 0 ° C. or less, a gas having a temperature higher than the boiling point of the gas, or any one or more of ethanol, propanol, butanol, 0 ° C. or less, The pulverizing apparatus according to any one of claims 1 to 6, which is a liquid having a temperature higher than a freezing point.
前記低温流体が、液体窒素である請求項1〜6のいずれか一項記載の微粉化装置。   The pulverization apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the low-temperature fluid is liquid nitrogen. 前記冷却媒体が液体窒素であり、前記低温流体が、前記液体窒素より沸点が高温であるガス若しくは液体である請求項4記載の微粉化装置。   The pulverization apparatus according to claim 4, wherein the cooling medium is liquid nitrogen, and the low-temperature fluid is a gas or a liquid having a boiling point higher than that of the liquid nitrogen. 前記噴射ノズルから前記ターゲットに導かれる前記原料の粒子ビーム濃度を検出する粒子ビーム濃度検出手段を備え、
前記粒子ビーム濃度検出手段の検出結果に基づいて、前記混合手段に導く原料又は低温流体或いはそれらの両方の供給量を制御する原料供給量制御手段を備えた前記ターゲットに導かれる前記原料の粒子ビーム濃度を、所定の濃度範囲に制御する請求項1〜9のいずれか一項記載の微粉化装置。
A particle beam concentration detection means for detecting a particle beam concentration of the raw material guided from the injection nozzle to the target;
Based on the detection result of the particle beam concentration detection means, the raw material particle beam guided to the target provided with the raw material supply amount control means for controlling the supply amount of the raw material and / or low temperature fluid guided to the mixing means. The pulverization apparatus according to any one of claims 1 to 9, wherein the concentration is controlled within a predetermined concentration range.
前記分離手段により分離される原料粉砕物の粒子径を検出する粒子径検出手段を備え、
前記粒子径検出手段の検出結果に基づいて、前記混合手段に導く原料又は低温流体或いはそれらの両方の供給量を制御する原料供給量制御手段を備え、前記原料粉砕物の粒子径を、所定の目標粒子径範囲に制御する請求項1〜9のいずれか一項記載の微粉化装置。
Comprising particle size detection means for detecting the particle size of the pulverized raw material separated by the separation means,
Based on the detection result of the particle diameter detection means, the apparatus is provided with a raw material supply amount control means for controlling the supply amount of the raw material and / or low temperature fluid guided to the mixing means, and the particle diameter of the pulverized raw material is set to a predetermined value. The pulverization apparatus according to any one of claims 1 to 9, which is controlled within a target particle diameter range.
微粉化対象の原料と低温流体との混合物を生成する混合工程と、
前記混合工程により生成される原料含有低温流体を粉砕処理室に導く導入工程と、
前記粉砕処理室で粉砕・微粒化された原料微粒化物を、前記粉砕処理室から導出する導出工程と、
前記導出工程により前記粉砕処理室から導出される原料微粒化物を導出流れから分離する分離工程とを経て原料を粉砕する微粉化方法において、
前記粉砕処理室に設けられる噴射ノズルから前記原料含有低温流体を室内に噴射し、前記噴射ノズルから噴射される前記原料含有低温流体を、前記噴射ノズルの噴射方向に対して対向して設けられ、且つ前記原料の脆化点以下の温度に維持されたターゲット面に衝突させて、前記原料を粉砕する微粉化方法。
A mixing step for producing a mixture of the raw material to be pulverized and the cryogenic fluid;
Introducing the raw material-containing cryogenic fluid produced by the mixing step into the grinding chamber;
A derivation step of deriving from the pulverization chamber the raw material pulverized material pulverized and atomized in the pulverization chamber;
In the pulverization method of pulverizing the raw material through the separation step of separating the raw material atomized product derived from the pulverization treatment chamber from the derivation flow by the derivation step,
The raw material-containing low-temperature fluid is injected into the chamber from an injection nozzle provided in the pulverization chamber, and the raw-material-containing low-temperature fluid injected from the injection nozzle is provided facing the injection direction of the injection nozzle, And the pulverization method which grind | pulverizes the said raw material by making it collide with the target surface maintained at the temperature below the embrittlement point of the said raw material.
前記粉砕処理室に導入される原料含有低温流体の温度を、前記原料の脆化点以下とする請求項12記載の微粉化方法。   The pulverization method according to claim 12, wherein the temperature of the raw material-containing cryogenic fluid introduced into the pulverization chamber is set to be equal to or lower than the embrittlement point of the raw material. 前記粉砕処理室が真空室である請求項12又は13記載の微粉化方法。   The pulverization method according to claim 12 or 13, wherein the pulverization chamber is a vacuum chamber. 前記ターゲットの裏面に液体窒素を循環させて、前記ターゲットを前記原料の脆化点以下に維持する請求項12〜14のいずれか一項記載の微粉化方法。
The pulverization method according to any one of claims 12 to 14, wherein liquid nitrogen is circulated on the back surface of the target to maintain the target below the embrittlement point of the raw material.
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