JP2016165678A - 分級機能付粉砕装置 - Google Patents

Abstract

【課題】分級機能付粉砕機において、分級したい粒度に応じて分級羽根による旋回流の流路出口面積を容易に調整できるようにする。
【解決手段】内部ケーシング１ｂの上部に設けられ、吹上げ通路１ｃから気流搬送された被処理物を分級する分級部１６に、この分級部１６に流入した気流を旋回させて被処理物を分級する複数の分級羽根２２と、旋回流の流路出口面積を増減する複数の調整板３２とを設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂、鉱物等を粉砕室内で回転するロータ円周に取り付けた粉砕部で粉砕する、分級機能付の粉砕装置に関する。

従来から使用されている粉砕装置として、円筒状の粉砕室の内部のロータと、粉砕室内周面に取り付けられたライナで被処理物を粉砕するものがある。また、粉砕した被処理物を分級し、所定粒度に達していないものを再びロータに誘導する粉砕装置も開発されている。

例えば特許文献１の分級機能を備えた粉砕装置では、装置下部の粉砕ロータで粉砕された被処理物は、粉体処理室の外周を通り、迂回経路を経由して分級部へと気流搬送される。

また、特許文献２の分級機能を備えた粉砕装置のように、分級部が円形の天板円周上に配置されたルーバ翼（分級羽根）で構成されるものが知られている。この粉砕装置では、粉砕された被処理物は、この分級羽根で発生した旋回流によって分級されるようになっている。

特開２００７−２０９９３４号公報 特開２０１０−０９４５７４号公報

しかしながら、特許文献２のような固定式分級機は、分級したい粒度に応じて分級羽根の角度を調整するが、１つ１つの分級羽根の角度を均等に調整することは煩雑な作業である。また、旋回流の螺旋角も変わり、少しの角度調整で、かなり大きく分級粒度が変化するおそれがあるため、非常に慎重な調整が必要となる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、分級機能付粉砕機において、分級したい粒度に応じて分級羽根による旋回流の流路出口面積を容易に調整できるようにすることにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、分級部において、調整板で旋回流の流路出口面積を増減するようにした。

具体的には、第１の発明の分級機能付粉砕装置は、
外部ケーシングと、
上記外部ケーシングと少なくとも一部が仕切られた空間を形成する内部ケーシングと、
上記内部ケーシングに連通する被処理物を投入する投入口と、
上記内部ケーシングの下方に設けられて被処理物を粉砕する粉砕部を備えた粉砕室と、
上記粉砕室に連通する気流導入口と、
上記内部ケーシングと上記外部ケーシングとの間に形成され、上記粉砕室で粉砕されて吹き上げられた被処理物を通過させる吹上げ通路と、
上記内部ケーシングの上部に設けられ、上記吹上げ通路から気流搬送された被処理物を分級する分級部とを備えている。

そして、上記分級部は、
該分級部に流入した気流を旋回させて被処理物を分級する複数の分級羽根と、
複数の分級羽根による旋回流の流路出口面積を増減する複数の調整板とを備えている。

上記の構成によると、各調整板によって対応する分級羽根からの流路出口面積を増減することで気流速度を調整し、分級したい粒度が制御される。この場合、分級羽根の角度や分級羽根同士の間隔といった、旋回流自体に大きく影響を与えるパラメータは変化しないため、調整が極めて容易である。

第２の発明では、第１の発明において、
上記分級部は、
中央貫通孔を有する環状の固定側天板の円周方向に螺旋状の上記複数の分級羽根を立設した固定側部材と、
環状の調整側天板の円周方向に上記複数の調整板が立設され、該複数の調整板が上記固定側部材の中央貫通孔に差し込まれて円周方向にスライド可能に重ねられる調整部材とを有する。

上記の構成によると、調整部材を円周方向に回転すれば、全ての分級羽根の流路の流路出口面積を均一に一度に調整できるので、簡単な構成で、調整がさらに容易となる。

第３の発明では、第２の発明において、
上記固定側部材の内周縁部には内径が所定量異なる段差部が形成され、
上記分級羽根は、内側の先端が上記段差部から突出して配置されてスリット部が形成されており、
上記分級羽根、上記スリット部及び上記固定側部材の内周縁で調整板の受入部が形成されている。

上記の構成によると、受入部に調整板を差し込むことで、調整板の半径方向の移動を規制できる。このため、調整板の位置を設定した後は、調整板が動かずに安定する。

第４の発明では、第２又は第３の発明において、
上記調整側天板の外周には、上記固定側天板の外周よりも半径方向外側へ突出する取っ手が一体に形成されている。

上記の構成によると、固定側天板の外周から突出する取っ手を操作することで、容易に調整板の位置を調整することができる。

以上説明したように、本発明によれば、分級部に、流入した気流を旋回させて被処理物を分級する分級羽根と、旋回流の流路出口面積を増減する調整板とを設けたことにより、分級羽根による旋回流の流路出口面積を容易に調整して所望の粒度の粉体製品を得ることができる。

固定側部材及び調整部材を拡大して示し、（ａ）が平面図及びその一部拡大平面図で、（ｂ）が（ａ）のIb−Ib線断面図及びその一部拡大断面図である。 本発明の実施形態に係る粉砕装置を含む粉砕システムの概略を示す図である。 粉砕装置を示す断面図である。 固定側部材を拡大して示す斜視図である。 調整部材を拡大して示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

−粉砕システムの構成−
図２は本発明の実施形態に係る分級機能付の粉砕装置１を含む粉砕システム１０の概要を示し、この粉砕システム１０は、粉砕装置１に原料を供給する供給機２を備えている。供給機２から供給される被処理物としての原料は、供給用ロータリバルブ３を介し、粉砕装置１の投入口１１ａに供給されるように構成されている。被処理物は、適量に調整された冷却液体としての液体窒素と共に供給されてもよい。一方、粉砕装置１で粉砕された被処理物は、排気ファン６による気流と共にバグフィルタ４に搬送される。バグフィルタ４内で気流と粉砕製品が分離され、バグフィルタ用ロータリバルブ５を運転して取り出すことができるようになっている。バグフィルタ４の下流側には、排気ファン６が接続され、粉砕システム１０内の空気が大気中に排出されるように構成されている。粉砕装置１の下側には、駆動部７が設けられている。

図２〜図４に示すように、粉砕装置１は、円筒状の外部ケーシング１ａを有し、その内部に、それよりも小径の円筒状の内部ケーシング１ｂが同軸上に固定されている。内部ケーシング１ｂの下方に粉砕室１１が、同じく同軸に結合されている。例えば粉砕室１１の接線方向に、気流導入口１１ｂが中心軸に対称に２箇所形成されている。なお、気流導入口１１ｂは１箇所でもよく、必ずしも接線方向に形成する必要もない。

粉砕室１１の下部には、ロータ１２が回転するようになっている。ロータ１２は、粉砕室１１の下方に設けた駆動部７で駆動されるようになっている。詳しくは図示しないが、粉砕用電動モータ１３（図２にのみ示す）の動力によりロータ１２が回転されるように構成されている。そして、粉砕室１１の内周面には、例えば円筒状の粉砕用ライナ１７が固定されている。一方、ロータ１２の外周には、先端が粉砕用ライナ１７に近接するように、複数の粉砕部１８が取り付けられている。

また、図３に示すように、内部ケーシング１ｂの上部には、吹上げ通路１ｃからの気流を旋回させ、所定粒度に達していない被処理物を落下させて内部ケーシング１ｂに還流させる役割を果たす分級部１６が配置されている。分級部１６と粉砕室１１の間において、内部ケーシング１ｂに連通するように、被処理物を投入する投入口１１ａが設けられている。投入口１１ａは、外部ケーシング１ａに対して適度な投入角を有するように挿入された円筒体の内部に形成され、外部ケーシング１ａを通過して内部ケーシング１ｂと連通している。一方、分級部１６の上端中心からは被処理物を排出する排出管１１ｃが上方へ延びている。

気流導入口１１ｂからの気流は、所定の通路を通過して粉砕室１１へ向かい、被処理物を舞い上げながら外部ケーシング１ａとその内部を区切る内部ケーシング１ｂとの間に形成した吹上げ通路１ｃを通って上方の分級部１６へ気流搬送され、所定の粒度の被処理物が排出管１１ｃを通って装置外へ排出されるようになっている。一方、所定の粒度に達していないものは、内部ケーシング１ｂへと落下し、粉砕室１１で再び粉砕されるようになっている。分級部１６の中心には、例えば中央貫通孔２１ａに向かって先細となるコーン部１６ａが配置されている。

そして、本発明の特徴として、図１、図４及び図５に示すように、分級部１６は、分級羽根２２を備える固定側部材２０と調整板３２を備える調整部材３０とを有する。

固定側部材２０は、例えば、中央貫通孔２１ａを有する環状の固定側天板２１に複数の分級羽根２２を螺旋状に立設したものであり、分級羽根２２は、例えば、円周方向にほぼ均等間隔で８枚配置されている。枚数はこれに限定されず、各分級羽根２２の長さや互いの間隔は自由に設定可能である。内周縁には分級羽根２２に応じて８箇所に半径の異なることで生じた段差部２３（図１（ａ）にのみ拡大して示す）が形成されている。それぞれの分級羽根２２の内周側先端縁２２ａは対応する段差部２３から突出することで、平面視で直線状（円弧状）のスリット部２４が形成されている。これら分級羽根２２、スリット部２４及び固定側部材２０の内周縁で調整板３２の受入部２５が８箇所に略等間隔で形成されている。図４では省略しているが、固定側天板２１には、外部ケーシング１ａのフランジ部１ｅに取り付ける際のボルト挿通孔２１ｂが円周方向に略等間隔に形成されている。

一方、調整部材３０は、同じく中央に貫通孔を有する環状の調整側天板３１に複数の調整板３２を円周方向に立設したものよりなる。調整板３２は、分級羽根２２に対応して均等間隔で８枚配置されている。図１にも示すように、調整側天板３１の外周には、固定側天板２１の外周よりも半径方向外側へ突出する、例えば一対の取っ手３３が一体に形成されている。調整板３２は、平坦でもよいし、配置される円周に合わせて円弧状でもよい。図１に示すように、例えば、調整側天板３１の外径が周方向に並ぶ固定側天板２１のボルト挿通孔２１ｂよりも内側となるように設定されている。そうすると、調整板３２が固定側部材２０の中央貫通孔２１ａに差し込まれ、ボルト挿通孔２１ｂにボルト２１ｃを挿通して分級部１６を組み付けた状態で、円周方向にスライド可能に重ねることができる。固定側天板２１と調整側天板３１との間に摩擦抵抗は小さいがシール性の高い環状のパッキンを挟持してもよい。そして、取っ手３３が一対のボルト挿通孔２１ｂに挿通されたボルト２１ｃ間に配置される。取っ手３３を操作することで、調整板３２は、旋回流の流路出口面積を増減することができるようになっている。そして、受入部２５（スリット部２４）に調整板３２を差し込むことで、調整板３２の半径方向の移動を規制できるようになっている。ボルト２１ｃ間の範囲で取っ手３３のスライド可能な範囲を制限してもよいし、固定側天板２１側に突起等を設けてスライド可能な範囲を制限してもよい。

−粉砕システムの作動−
まず分級部１６の組付において、調整板３２を固定側部材２０の中央貫通孔２１ａに挿入して固定側部材２０と調整側天板３１を重ねた後、取っ手３３を用いて調整部材３０を回転して調整板３２の縁部を受入部２５（スリット部２４）に差し込んでおく。

このように構成した粉砕システム１０では、図３に白抜き矢印で示すように、供給機２に投入された被処理物は、供給機２から粉砕室１１上部の投入口１１ａへ投入される。この投入工程において、例えば、柔らかい被処理物であれば、液体窒素などの冷却液体と共に投入される。

そして、投入された被処理物は、内部ケーシング１ｂの底部に取り付けられた漏斗１ｄ内で降下し、ロータ１２上に落下する。

ロータ１２上に落下した被処理物は、遠心力で外周へ運ばれ、粉砕部１８と粉砕用ライナ１７との間で粉砕される。

粉砕された被処理物は、図３に細い実線の矢印で示すように、粉砕室１１の底部から導入された気流によって舞い上げられ、内部ケーシング１ｂと外部ケーシング１ａとの隙間の吹上げ通路１ｃを通って分級部１６へと導入され、分級される。

具体的には、粉砕された被処理物は気流搬送されて分級部１６の円周側から入り、分級部１６の内部では、分級羽根２２による旋回流で旋回される。所定粒度に達していない粒度の大きい被処理物は分級羽根２２の内周面に衝突して、再び粉砕室１１へ落下する。所定粒度に達した被処理物は、分級羽根２２に沿って旋回しながらコーン部１６ａの表面に沿って中央貫通孔２１ａへと向かい、排出管１１ｃから排出される。

ここで、分級する粒度を調整する際は、取っ手３３を操作して調整部材３０を回転させて調整板３２の位置を変える。この調整板３２の位置によって旋回流の流路出口の面積が変わり、旋回流の流速が増減して分級される粒度が変化する。調整部材３０の回転は、調整板３２が受入部２５から逸脱しない範囲で行うことが望ましい。受入部２５から逸脱すると、調整部材３０と分級羽根２２の間に隙間ができ、流路面積が変化しなくなるためである。

次いで、粉砕装置１で粉砕された被処理物は、排出管１１ｃから排気ファン６による気流と共にバグフィルタ４に搬送される。バグフィルタ４内で気流と粉砕製品が分離され、バグフィルタ用ロータリバルブ５を運転して粉砕製品を取り出す。

このように本実施形態では、調整板３２によって分級羽根２２からの流路出口面積を増減することで気流速度を調整し、分級したい粒度を制御することができる。取っ手３３を持って調整部材３０を円周方向に回転すれば、全ての分級羽根２２の流路出口を均一に一度に調整できる。このようにすれば、分級羽根２２の角度や分級羽根２２同士の間隔といった、旋回流自体に大きく影響を与えるパラメータは変化しないため、調整が容易である。また、受入部２５に調整板３２が差し込まれることで、調整板３２の半径方向の移動が規制される。

以上説明したように、本実施形態によれば、分級部１６に、流入した気流を旋回させて被処理物を分級する分級羽根２２と、旋回流の流路出口面積を増減する調整板３２とを設けたことにより、分級羽根２２の角度を容易に調整して所望の粒度の粉体製品を得ることができる。

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

すなわち、粉砕の方式は、粉砕室１１内にロータ１２を有する方式（回転式）として、粉砕部１８と粉砕用ライナ１７の間で粉砕や破砕、磨砕される方式の他に、ロータ１２を設けずに、旋回流に乗せて被処理物を回転させ、粉砕用ライナ１７に衝突させる渦流式等も採用できる。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。

１ 粉砕装置（分級機能付粉砕装置）
１ａ 外部ケーシング
１ｂ 内部ケーシング
１ｃ 吹上げ通路
１１ 粉砕室
１１ａ 投入口
１１ｂ 気流導入口
１１ｃ 排出管
１６ 分級部
１８ 粉砕部
２０ 固定側部材
２１ 固定側天板
２１ａ 中央貫通孔
２２ 分級羽根
２２ａ 内周側先端縁
２３ 段差部
２４ スリット
２５ 受入部
３０ 調整部材
３１ 調整側天板
３２ 調整板
３３ 取っ手

Claims (4)

1. 外部ケーシングと、
   上記外部ケーシングと少なくとも一部が仕切られた空間を形成する内部ケーシングと、
   上記内部ケーシングに連通する被処理物を投入する投入口と、
   上記内部ケーシングの下方に設けられて被処理物を粉砕する粉砕部を備えた粉砕室と、
   上記粉砕室に連通する気流導入口と、
   上記内部ケーシングと上記外部ケーシングとの間に形成され、上記粉砕室で粉砕されて吹き上げられた被処理物を通過させる吹上げ通路と、
   上記内部ケーシングの上部に設けられ、上記吹上げ通路から気流搬送された被処理物を分級する分級部とを備え、
   上記分級部は、
   該分級部に流入した気流を旋回させて被処理物を分級する複数の分級羽根と、
   複数の分級羽根による旋回流の流路出口面積を増減する複数の調整板とを備えている
   ことを特徴とする分級機能付粉砕装置。
2. 請求項１に記載の分級機能付粉砕装置において、
   上記分級部は、
   中央貫通孔を有する環状の固定側天板の円周方向に螺旋状の上記複数の分級羽根を立設した固定側部材と、
   環状の調整側天板の円周方向に上記複数の調整板が立設され、該複数の調整板が上記固定側部材の中央貫通孔に差し込まれて円周方向にスライド可能に重ねられる調整部材とを有する
   ことを特徴とする分級機能付粉砕装置。
3. 請求項２に記載の分級機能付粉砕装置において、
   上記固定側部材の内周縁部には内径が所定量異なる段差部が形成され、
   上記分級羽根は、内側の先端が上記段差部から突出して配置されてスリット部が形成されており、
   上記分級羽根、上記スリット部及び上記固定側部材の内周縁で調整板の受入部が形成されている
   ことを特徴とする分級機能付粉砕装置。
4. 請求項２又は３に記載の分級機能付粉砕装置において、
   上記調整側天板の外周には、上記固定側天板の外周よりも半径方向外側へ突出する取っ手が一体に形成されている
   ことを特徴とする分級機能付粉砕装置。

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