JP2018051474A

JP2018051474A - 乾式粉砕装置

Info

Publication number: JP2018051474A
Application number: JP2016190647A
Authority: JP
Inventors: 大介山道; Daisuke Yamamichi
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2016-09-29
Filing date: 2016-09-29
Publication date: 2018-04-05

Abstract

【課題】粗粉の粉砕効率が高く、かつ粉砕粒度の安定した微粉を得ることができる乾式粉砕装置を提供する。【解決手段】原料供給ノズルから粉砕室２０内に供給された粗粉に、粉砕室２０内に開口した粉砕ノズル６０の噴射口から高圧の不活性ガスを噴射して、前記粗粉を相互に衝突させて微粉砕し、粉砕室２０に連通する分級室３０で分級して微粉砕粉を回収する乾式粉砕装置１であって、粉砕ノズル６０には、粉砕室２０内の粉砕不十分な粗粉をノズル経路内に流入させる粉砕室内粗粉循環路が設けられており、前記原料供給ノズルへ粗粉を供給する経路には所定のサイズより大きな粗粉を除去するためのフィルター５５が配置されている乾式粉砕装置１。前記フィルター５５はメッシュフィルターであり、フィルターのサイズは公称目開き４．７５〜９．５ｍｍである乾式【選択図】図１

Description

本発明は、粉体を効率よく粉砕することができる乾式粉砕装置に関する。

粉体を効率よく粉砕する機器として種々の乾式粉砕装置が提案されている。特許文献１（特開平11-347438号）は、粉砕室と、その上方に設けられた分級室とを有し、粉砕室の周壁に設けられた粉体供給ノズルから粉砕室内に高圧ガスとともに粗粉を供給して旋回させ、その旋回する粗粉に向けて粉砕室の周壁に設けられた複数のガス供給ノズルから高圧ガスを噴射し、前記粗粉を相互に衝突させて微粉砕する乾式粉砕装置であって、粉砕室内に開口した粉砕室内粗粉循環路を設け、粉砕不十分な粗粉を前記ガス供給ノズルに戻して再度高圧ガスによって加速することで粉砕効率を向上させた乾式粉砕装置を開示している。

しかしながら、特許文献１に記載の乾式粉砕装置において、前記粉砕室内粗粉循環路を通過しないような大サイズの粗粉が供給された場合、前記粉砕室内に開口した粉砕室内粗粉循環路の入り口に大サイズの粗粉が詰まり、粉砕粒度の不安定化や粉砕効率の低下といった問題が発生する。

特開平11-347438号公報

従って、本発明の目的は、粉砕室に供給した粗粉を、ガス供給ノズルから噴射した高圧ガスによって相互に衝突させて微粉砕する際に、粉砕室内に開口して設けた粉砕室内粗粉循環路から、粉砕不十分な粗粉をガス供給ノズルに戻して再度高圧ガスによって加速することで粉砕効率を向上させた乾式粉砕装置において、前記粉砕室内粗粉循環路に大サイズの粗粉が詰まって粉砕効率が低下してしまうことを防止し、粉砕粒度の安定性に優れた乾式粉砕装置を提供することである。

上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者らは、粉砕室に供給する粗粉から、大サイズの粗粉をフィルターであらかじめ除去することによって、粉砕室内に開口する粉砕室内粗粉循環路に大サイズの粗粉が詰まることがなくなり、粉砕効率の低下が抑えられるとともに、粉砕粒度の安定性が向上することを見出し、本発明に想到した。

すなわち、本発明の乾式粉砕装置は、原料供給ノズルから粉砕室内に供給された粗粉に、前記粉砕室内に開口した粉砕ノズルの噴射口から高圧の不活性ガスを噴射して、前記粗粉を相互に衝突させて微粉砕し、前記粉砕室に連通する分級室で分級して微粉砕粉を回収する乾式粉砕装置であって、前記粉砕ノズルには、前記粉砕室内の粉砕不十分な粗粉をノズル経路内に流入させる粉砕室内粗粉循環路が設けられており、前記原料供給ノズルへ粗粉を供給する経路には所定のサイズより大きな粗粉を除去するためのフィルターが配置されていることを特徴とする。

前記フィルターはメッシュフィルターであるのが好ましい。

前記フィルターのサイズは公称目開き4.75〜9.5 mmの範囲にあるのが好ましい。

前記フィルターは取り外し可能な透明円筒状のフィルターユニットに配置されているのが好ましい。

本発明の乾式粉砕装置によれば、粉砕効率が高くできかつ粉砕粒度を安定させることができる。

本発明の乾式粉砕装置の一例を模式的に示す部分断面図である。図１のX-X断面図である。本発明の乾式粉砕装置の粉砕室内粗粉循環路が設けられている粉砕ノズル付近を拡大して示す部分断面図である。本発明の乾式粉砕装置の分級室内粗粉循環路が設けられている粉砕ノズル付近を拡大して示す部分断面図である。本発明の乾式粉砕装置のフィルターユニットを模式的に示す(a)正面図及び(b)側面図である。本発明の乾式粉砕装置のフィルターユニットによって粗粉が除去されている様子を示す斜視図である。

以下、本発明を実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。

図1は本発明の乾式粉砕装置の一例を模式的に示す部分断面図であり、粉砕室20の要部を断面で示す。図2は図１のX-X断面を示す部分断面図である。図1及び図2示すように、乾式粉砕装置1は、架台100に設置されたケーシング10内に、粉砕室20と、前記粉砕室20の上方に前記粉砕室20に連通して配置された分級室30と、前記分級室30の上方に前記分級室30に連通して配置された排気パイプ40とを有する。粉砕室20は分級室30内に設けられる分級板31を支持する支持筒32の周囲にリング状の空間として形成されている。

粉砕室20の周面20aには、原料の粗粉を粉砕室20内に供給するための少なくとも１つの原料供給ノズル50が、粉砕室20の周面20aに沿うように開口して配置されている。原料供給ノズル50には、エアヘッダ70から高圧の不活性ガスを供給するための圧送管52が接続されており、原料供給ノズル50の上部には原料の粗粉を供給するための漏斗状のホッパー51が接続されている。ホッパー51の上流には粗粉の定量供給機（図示せず）が接続され、ホッパー51から供給された粗粉は、高圧の不活性ガスによって原料供給ノズル50から粉砕室20内に噴出され供給される。不活性ガスの流量は、例えば、バルブ53の開閉によって微調整され、フローメータ54で確認される。ホッパー51の上部には後述のフィルターユニット55が設置されている。

粉砕室20の周面20aには、さらに粉砕室20内に供給された粗粉を相互に衝突させて微粉砕するための高圧の不活性ガスを噴射する複数の粉砕ノズル60が等間隔に設置されており、粉砕ノズル60の開口部は周面20aに沿うように同方向に開口している。本実施の形態においては、粉砕室20の周面20aに８本の粉砕ノズル60が設置されている。これらの8本の粉砕ノズル60は、粉砕室内粗粉循環路61を設けた粉砕ノズル60aと、分級室内粗粉循環路62を設けた粉砕ノズル60bとから構成され、それらが交互に配置されている。高圧の不活性ガスはエアヘッダ70から圧送管（一部図示せず）により供給される。

粉砕室20に開口する原料供給ノズル50から粉砕室20内に供給された粉体は、粉砕室20内に開口した複数の粉砕ノズル60から噴出した高圧の不活性ガスにより旋回し、粗粉同士が相互に衝突することにより微粉砕される。生成した微粉砕粉は、粉砕室20と連通する分級室30内で分級され、分級室30と連通する排気パイプ40から排出され回収される。

粉砕ノズル60は、図３に示すように、粉砕ノズル60の中心軸Aと、粉砕ノズル60の中心軸Aと粉砕室20の周面20aとが交差する点における周面20aの接線Bとが、30〜50°の角度αになるように設置されるのが好ましい。この角度αは、さらに好ましくは35〜45°の範囲である。この角度αは各粉砕ノズルで同じにするのが好ましい。

粉砕ノズル60は、粉砕室内粗粉循環路61が設けられた粉砕ノズル60aと、分級室内粗粉循環路62が設けられた粉砕ノズル60bとから構成されるのが好ましい。粉砕ノズル60aと粉砕ノズル60bとを有することにより、粉砕効率を高めることができる。粉砕ノズル60aと粉砕ノズル60bとは、同じ数であってもよいし、異なる数であってもよい。また粉砕室内粗粉循環路61も分級室内粗粉循環路62も設けられていない粉砕ノズル60を有していても良い。粉砕ノズル60aと粉砕ノズル60bとが同じ数で交互に配置されているのが好ましい。

粉砕ノズル60aに設けられている粉砕室内粗粉循環路61は、粉砕ノズル60の軸方向のほぼ中央部から分岐し、粉砕室20の周面20aに開口部を有する循環路である。粉砕室内粗粉循環路61は、粉砕ノズル60に接続する直管部分61bの軸方向（図３における軸C）が粉砕ノズル60aの中心軸Aに対して80〜150°の角度（β）になるように配置するのが好ましく。90〜120°の角度になるように配置するのがより好ましい。粉砕室内粗粉循環路61は、図３に示すように、部分的に湾曲させても良く、また全体を湾曲させても良い。

原料供給ノズル50及び粉砕ノズル60から噴射される高圧の不活性ガスにより粉砕室20の周面20aに沿うように旋回している粉体のうち、十分に粉砕されていない粗粉は、旋回に伴う遠心力によって粉砕室20の周面20aにより集まり、その際矢印で示した様に粉砕室内粗粉循環路61に吸い込まれ、粉砕ノズル60aのほぼ中央部分に戻り、高圧ガスによって再度加速され粉砕室20へ噴射される。その結果、粉砕効率を上げることができる。

粉砕ノズル60bに設けられている分級室内粗粉循環路62は、図４に示すように、粉砕ノズル60bの軸方向のほぼ中央部から分岐し、分級室30の周囲に開口する循環路である。

原料供給ノズル50及び粉砕ノズル60から噴射される高圧の不活性ガスにより粉砕室20内で粉砕された粉体は、不活性ガスの流れに伴って上昇し分級室30に入る。分級室30に入った粉体は分級板31により分級され、所定の粒径よりも細かく粉砕された微粉は排気パイプ40を通じて外部に排出され回収され、一方で、所定の粒径よりも大きな粗粉は、分級室30の周囲に開口する分級室内粗粉循環口62aから分級室内粗粉循環路62に吸い込まれ、粉砕ノズル60bのほぼ中央部分に戻り、高圧ガスによって再度加速され粉砕室20へ噴射される。その結果、粉砕効率を上げることができる。

次に本発明の構成の一つであるフィルターユニットについて説明する。粉砕室20の周面20aに開口する粉砕室内粗粉循環路61の入り口（粉砕室内粗粉循環口61a）は、一定の大きさを有する円形又は楕円形の穴であり、乾式粉砕装置1に供給される粗粉によってはこの穴径より粒径が大きいか、あるいはほぼ同じ大きさのものが含まれている場合がある。また粗粉の種類や製造条件によっては粉砕されやすさの異なる粗粉が含まれている場合がある。そのため、比較的粒径が大きく、粉砕されにくい粗粉が、粉砕室内粗粉循環路61内又は粉砕室内粗粉循環口61aに詰まってしまうことがある。

粉砕室内粗粉循環路61の一部が詰まった場合でも、他の粉砕室内粗粉循環路61を介して、又は分級室内粗粉循環路62を介して、粗粉の循環は行われ、粗粉から微粉への粉砕は行われる。しかし、部分的に循環路の詰まりが発生した場合等には、粉砕後の微粉の粒径がばらついて安定した粒径の微粉が得られないといった不具合が発生する。

フィルターユニット55は、例えば、原料供給ノズル50へ粗粉を供給するホッパー51の上部に配置され、原料供給ノズル50へ供給される粗粉の中に含まれるより粗大な粗粉を除去する。図５に示すように、フィルターユニット55は円筒状(円筒体)の本体部55aと、前記本体部55aの両端に設けられたフランジ部55bとからなり、本体部55aのホッパー51側端部（底の部分）にフィルター55cが設置されている。本体部55aは、ガラス、アクリル等の透明な材料で形成されているのが好ましく、フランジ部55bは金属からなるのが好ましい。フィターユニット55は、例えば、中心部が空いた円盤状金属に円筒状のガラスを接合して作製するのが好ましい。フィターユニット55は、フランジ部55bを形成する円盤状金属の中心部の穴に、例えば、メッシュ状の金属製のフィルター55cを配置することにより、一定以上の寸法の粗粉を除去することが可能である。

フィルター55cのメッシュは、粉砕しようとする粉体の粒径に応じて設定すればよいが、公称目開きで4.75 mm〜9.5 mmとするのが好ましい。4.75 mm未満では、メッシュが細かすぎ除去する必要のない粗粉を除去し粗粉が無駄となる。また9.5 mm超ではメッシュが粗すぎるため除去する必要のあるサイズの粗粉が十分除去できない。

フィルターユニット55に対しては、粗粉定量供給装置（図示せず）より粗粉が定量供給される。粗粉の供給量は乾式粉砕装置1の性能や粉砕条件に合わせ適宜設定すれば良い。

図６はフィルターユニット55によって、フィルター55cの目開きより大きい粗粉が捕獲されている様子を模式的に示す。本体部55aを透明な材料で形成することにより、フィルター55cのつまりが目視により確認できるので、フィルター55cの清掃時期を容易に決めることができる。すなわち、設定した条件に従い粗粉の捕獲量が一定値以上となった段階で、装置を停止(あるいは部分的に回路から遮断)して、フィルターユニット55ごと取り外し、粗粉を除去・廃棄することが可能となる。このとき、フィルターユニット55そのものを取り外すことができるので、フィルター55cの清掃が容易である。

本発明の乾式粉砕装置は、フィルターユニット55を有していることにより、粉砕室内粗粉循環路61の一部の入り口に粗粉が詰まることがなくなり、高い粉砕効率を発揮するとともに、粉砕した微粉の粒度を安定化することができる。

1・・・乾式粉砕装置
100・・・架台
10・・・ケーシング
20・・・粉砕室
20a・・・周面
30・・・分級室
40・・・排気パイプ
50・・・原料供給ノズル
51・・・ホッパー
52・・・圧送管
53・・・バルブ
54・・・フローメータ
55・・・フィルターユニット
60・・・粉砕ノズル
60a・・・粉砕ノズル
60b・・・粉砕ノズル
61・・・粉砕室内粗粉循環路
61a・・・粉砕室内粗粉循環口
61b・・・直管部分
62・・・分級室内粗粉循環路
62a・・・分級室内粗粉循環口
70・・・エアヘッダ

Claims

原料供給ノズルから粉砕室内に供給された粗粉に、前記粉砕室内に開口した粉砕ノズルの噴射口から高圧の不活性ガスを噴射して、前記粗粉を相互に衝突させて微粉砕し、前記粉砕室に連通する分級室で分級して微粉砕粉を回収する乾式粉砕装置であって、
前記粉砕ノズルには、前記粉砕室内の粉砕不十分な粗粉をノズル経路内に流入させる粉砕室内粗粉循環路が設けられており、
前記原料供給ノズルへ粗粉を供給する経路には所定のサイズより大きな粗粉を除去するためのフィルターが配置されていることを特徴とする乾式粉砕装置。
請求項１に記載の乾式粉砕装置において、前記フィルターはメッシュフィルターであることを特徴とする乾式粉砕装置。
請求項２に記載の乾式粉砕装置において、前記フィルターのサイズは公称目開き4.75〜9.5 mmの範囲にあることを特徴とする乾式粉砕装置。
請求項１〜３のいずれかに記載の乾式粉砕装置において、前記フィルターは取り外し可能な透明円筒状のフィルターユニットに配置されていることを特徴とする乾式粉砕装置。