JP2021041327A - 粉砕機 - Google Patents

Abstract

【課題】粉体の過粉砕を抑制して収率向上を図ること。【解決手段】、粉砕機３０は、粗粉Ｐ１と、細粉Ｐ２と、を含む粉体Ｐが搬送されるシリンダー３２と、第１気体Ａ１をシリンダー３２に流入させる気体流入部１１５と、粉体Ｐの搬送方向において気体流入部１１５より下流に配置された衝突板３５と、圧縮空気Ａ２を衝突板３５に向けて噴射する噴射部材３６と、を備え、粗粉Ｐ１がシリンダー３２の周面側に位置し、細粉Ｐ２が粗粉Ｐ１よりもシリンダー３２の中心側に位置する確率を高める気流Ａ１１を、第１気体Ａ１によって形成し、圧縮空気Ａ２の気流によって粗粉Ｐ１を衝突板３５に衝突させる。【選択図】図２

Description

本発明は、粉砕機に関する。

従来、被粉砕物を、高速で衝突部材に衝突させて粉砕する粉砕機が知られる。例えば、特許文献１には、被粉砕物と規定粒度粉体とを分級した後、粉砕気流によって被粉砕物を衝突部材に衝突させて粉砕室で粉砕する分級粉砕装置が開示されている。

特開２０１７−７０９０３号公報

粉砕室に送られる分級後の被粉砕物には、分離されるべき規定粒度粉体が付着或いは混在しており、この付着、混在した規定粒度粉体が再び粉砕室にて粉砕されることになる。このため、規定粒度粉体が粉砕されて規定粒度よりも細かい微粉となって、いわゆる、過粉砕が増加し、規定粒度粉体の効率の良い回収、すなわち、収率向上が難しくなるという課題があった。

上記課題を解決する一態様は、第１の体積平均粒子径を有する第１粉体と、前記第１の体積平均粒子径よりも小さい第２の体積平均粒子径を有する第２粉体と、を含む粉体が搬送される中空のシリンダーと、前記シリンダーの内周面に位置して第１気体を前記シリンダーの内部空間に流入させる気体流入部と、前記粉体の搬送方向において前記気体流入部より下流で前記シリンダーの内面に配置された衝突板と、第２気体を前記衝突板に向けて噴射する噴射部材と、を備え、前記粉体に含まれる前記第１粉体が前記シリンダーの中心よりも周面側に位置し、前記第２粉体が前記第１粉体よりも前記シリンダーの中心側に位置する確率を高める気流を、前記第１気体によって形成し、前記第２気体の気流によって前記第１粉体を前記衝突板に衝突させる、粉砕機である。

上記粉砕機において、前記噴射部材は前記第２気体を噴射するノズルであり、前記シリンダーの軸方向に沿った向きで前記シリンダーの内周面に配置されている、構成であってもよい。

上記粉砕機において、前記衝突板は、前記シリンダーの内周面に沿って連続する衝突面を形成し、前記衝突面は前記シリンダーの軸方向に対し傾斜している、構成であってもよい。

上記粉砕機において、前記シリンダーの内部空間を、前記シリンダーの中心に近い空間と前記シリンダーの周面に近い空間とに仕切る構造体を備える、構成であってもよい。

上記粉砕機において、前記噴射部材は前記第２気体を噴射するノズルであり、前記シリンダーの軸方向に対して傾斜して前記シリンダーの内周面に配置され、前記第１気体は旋回気流を形成し、前記ノズルは、前記第１気体が形成する旋回気流の旋回方向に沿って前記第２気体を噴射する、構成であってもよい。

上記粉砕機において、前記衝突板は、前記シリンダーの周方向に複数設けられている、構成であってもよい。

上記課題を解決する別の一態様は、粉体を搬送する中空のシリンダーと、前記シリンダーの内部に、前記シリンダーの断面方向の旋回気流を発生させる旋回流発生部と、前記シリンダーの軸方向において前記旋回流発生部より下流で、前記シリンダーの内面に突出する衝突板と、前記旋回流発生部より下流で、前記衝突板に向けて第２気体を噴射する噴射部材と、を備える、粉砕機である。

上記粉砕機において、前記噴射部材は、前記第２気体を噴射するノズルであり、前記シリンダーの軸方向に沿った向きで前記シリンダーの内周面に配置され、前記シリンダーの軸方向において前記ノズルの下流に前記衝突板が配置されている、構成であってもよい。

上記粉砕機において、前記噴射部材は、前記シリンダーの周面に沿って前記第２気体を噴射するノズルであり、前記シリンダーの軸方向において前記ノズルの下流に、複数の前記衝突板が、前記シリンダーの周方向に分散して配置されている、構成であってもよい。

粉砕分級装置の全体構成を示す模式図。 粉砕機本体の中心線に沿った断面図。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図。 図２のＩＶ−ＩＶ線断面図。 本実施形態と従来の粉砕機で得られた粒子径の頻度分布を示す図。 第２実施形態の粉砕機本体の断面図。 図６の矢印ＶＩＩ方向に見た粉砕ノズルを示す図。 図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図。 図６のＩＸ−ＩＸ線断面図。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

［１．第１実施形態］
［１−１．粉砕分級装置の全体構成］
図１は、粉砕分級装置１の全体構成を示す模式図である。
粉砕分級装置１は、供給機１０と、粉砕機３０と、分級機５０と、捕集機７０と、を備える。

供給機１０は、被粉砕物の一例に対応する樹脂材料の粉体Ｐを貯留するホッパー１１を備える。ホッパー１１は、インジェクションフィーダー１２に粉体Ｐを供給する。インジェクションフィーダー１２は、供給管１３に接続される。供給管１３は、粉砕機３０に接続される。インジェクションフィーダー１２には、圧縮空気源１４が接続される。圧縮空気源１４は、圧縮空気をインジェクションフィーダー１２に供給する。インジェクションフィーダー１２に圧縮空気が供給されると、圧縮空気のエジェクタ作用により、ホッパー１１から粉体Ｐがインジェクションフィーダー１２内に吸引される。インジェクションフィーダー１２内に吸引された粉体Ｐは供給管１３を介して粉砕機３０の内部に搬送される。

粉砕機３０は、粉体Ｐを粉砕する粉砕機本体３１と、粉体Ｐを分級する分級部４０とを備える。

粉砕機本体３１は、筒状の粉砕シリンダー３２を備える。粉砕シリンダー３２は、中空のシリンダーの一例に対応する。粉砕シリンダー３２の内部には、粉体Ｐが搬送される粉砕室３３が形成される。粉砕室３３は、内部空間の一例に対応する。粉砕室３３には、流入口３４を通じて分級部４０から粉体Ｐが流入する。粉砕室３３には、粉砕シリンダー３２の内面に衝突板３５が配置される。粉砕室３３には、噴射部材の一例に対応する粉砕ノズル３６が配置される。粉砕ノズル３６には、図示しない管を介して、第２の圧縮空気源の一例としてのコンプレッサー３７が接続される。コンプレッサー３７は、圧縮空気を粉砕ノズル３６に送る。粉砕ノズル３６は、第２気体の一例に対応する圧縮空気Ａ２を衝突板３５に向けて噴射する。噴射された圧縮空気Ａ２中に、粉砕室３３の粉体Ｐが流入することで、粉体Ｐを含む流体としての固気混合流体が衝突板３５に衝突する。

固気混合流体が衝突板３５に衝突すると、固気混合流体に含まれる粉体Ｐが粉砕される。粉砕室３３を通過した粉体Ｐは、流出口３８を通じて粉砕室３３から排出される。流出口３８には循環管３９が接続される。循環管３９は、供給管１３に接続される。粉砕機３０で粉砕された粉体Ｐは、循環管３９、供給管１３を介して粉砕機３０に再送される。

粉砕機３０の分級部４０は、供給管１３から供給された粉体Ｐを分級する。分級部４０は、筒状の分級ケーシング４１を備える。分級ケーシング４１の内部空間には、分級センターコア４２と、分級セパレートコア４３とが対向して配置される。分級センターコア４２と分級セパレートコア４３との間には、分級空間４４が形成される。分級空間４４では旋回流が形成される。分級空間４４に導入された粉体Ｐは、旋回流により遠心分離され、分級部４０で設定された分級点に基づく粒径の大きい粉体Ｐ、いわゆる、粗粉と、粒径の小さい粉体Ｐ、いわゆる、細粉に分級される。

詳細には、粉砕機３０の分級部４０では、第１の体積平均粒子径を有する粗粉と、第１の体積平均粒子径よりも小さい第２の体積平均粒子径を有する細粉と、に分級される。粗粉は、粉砕機３０での第１粉体の一例に対応する。細粉は、粉砕機３０での第２粉体の一例に対応する。

粗粉は分級セパレートコア４３の外周側の導出口４５から導出され粉砕機本体３１へ移動する。細粉は分級セパレートコア４３の中央部から分級ケーシング４１の外部に延びる導出管４６から導出される。細粉は、導出管４６を介して分級機５０に搬送される。粉砕機３０では、粒径が小さくなるまで粉砕機３０内に再送されて粉砕され、十分に粉砕されて粒径が小さくなると分級機５０に搬送される。

分級機５０は、粉砕機３０の分級部４０と略同様に構成されており、ケーシング５１、センターコア５２、セパレートコア５３などを有する。分級空間５４に導入された粉体Ｐは、旋回流により遠心分離され、分級機５０で設定された分級点に基づいた粗粉と細粉に分級される。粗粉はセパレートコア５３の外周側の粗粉導出口５５から分級空間５４の外に移動する。分級空間５４の外に移動した粗粉は、ケーシング５１の下部から延びる粗粉排出管５７でケーシング５１の外部に導出される。細粉はセパレートコア５３の中央部からケーシング５１の外部に延びる細粉排出管５６から導出される。

分級機５０の下流側には捕集機７０が配置される。捕集機７０は、第１捕集部７１と、第２捕集部７２とを備える。各捕集部７１、７２は、例えばバッグフィルターなどで構成される。第１捕集部７１は、分級機５０から延びる粗粉排出管５７に接続される。第１捕集部７１には分級機５０で分級された粗粉としての粉体Ｐが捕集される。すなわち、粉砕機３０で粉砕されて所定の粒径以下の粉体Ｐのうち、所定の粒径以上の粉体Ｐが捕集される。第２捕集部７２には、分級機５０で分級された細粉としての粉体Ｐが捕集される。

［１−２．粉砕機本体の詳細な構成］
図２は、粉砕機本体３１の中心線Ｌ０に沿った断面図である。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
図２〜図４を用いて粉砕機本体３１について更に説明する。本実施形態の粉砕機本体３１は、回転体状に形成される。本実施形態では、回転体状の中心を示す中心線Ｌ０が上下方向に延びる。しかし、中心線Ｌ０が延びる方向は上下方向に限定されず、水平方向に沿って延びる構成や、水平方向に対して傾斜する構成でも良い。粉砕機本体３１では、粉体Ｐは、分級部４０から流入口３４を通じて粉砕室３３に流入し、流出口３８から排出される。よって、粉体Ｐは、マクロには、中心線Ｌ０に沿って流入口３４側から流出口３８側に移動する。そこで、粉砕機本体３１では、中心線Ｌ０に沿う方向において、流入口３４側を上流、流出口３８側を下流と呼んで説明する。

粉砕機本体３１の粉砕シリンダー３２は、中心線Ｌ０を中心とする筒状に形成される。粉砕シリンダー３２は、分級部４０に接続された導入シリンダー部１０１と、導入シリンダー部１０１の下流側に形成されたシリンダー本体部１０２と、シリンダー本体部１０２の下流側に形成された導出シリンダー部１０３と、を備える。

導入シリンダー部１０１は、下流側に向かうにつれて縮径する。導入シリンダー部１０１には、分級部４０で分級された粉体Ｐが導入される。

導入シリンダー部１０１の下流側のシリンダー本体部１０２は、直円筒状に形成される。シリンダー本体部１０２は、外周壁１１１と、外周壁１１１と同心状に配置された内周壁１１２と、外周壁１１１と内周壁１１２とを接続する円環板状の複数の接続部１１３と、を備える。外周壁１１１と内周壁１１２との間には、接続部１１３で区分けされた複数の空間１１４が形成される。内周壁１１２の内側には、粉体Ｐが搬送される粉砕室３３が形成される。内周壁１１２の内面は、シリンダー本体部１０２の内面に対応する。

導出シリンダー部１０３は、下流側に向かうにつれて縮径する。導出シリンダー部１０３では、粉砕室３３を通過した粉体Ｐが流出口３８を通じて流出する。

シリンダー本体部１０２の上流部には、気体流入部１１５が設けられる。気体流入部１１５は、第１気体の一例に対応する圧縮空気Ａ１を粉砕室３３に流入させる。気体流入部１１５は、旋回流発生部の一例に対応する。本実施形態の気体流入部１１５は、シリンダー本体部１０２の内周面、すなわち、内周壁１１２に設けられた開口により形成される。図３に示すように、気体流入部１１５は、周方向に等間隔に複数設けられる。

気体流入部１１５は、外周壁１１１と内周壁１１２と上側の接続部１１３と下側の接続部１１３とで挟まれた空間１１４を粉砕室３３に連通させる。図３に示すように、空間１１４には、各気体流入部１１５に対応して、板状のガイド部１１６が配置される。ガイド部１１６は、気体流入部１１５の径方向外側に位置し、反時計回り方向に向かうに連れて外周壁１１１から内周壁１１２に向かうように湾曲し、外周壁１１１と内周壁１１２との間を塞ぐ。これにより、円環状の空間１１４がガイド部１１６により仕切られ、周方向に、複数の気体流路１１７が形成される。気体流路１１７には、ノズル１１８が配置される。ノズル１１８には、第１の圧縮空気源の一例としての第１の旋回流用のコンプレッサー１１９が接続される。なお、図３では、簡易的に、一つのノズル１１８に第１の旋回流用のコンプレッサー１１９が接続された状態を図示するが、本実施形態では、一つの第１の旋回流用のコンプレッサー１１９と、全てのノズル１１８が図示しない分岐する管により接続される。

第１の旋回流用のコンプレッサー１１９が作動することにより、ノズル１１８から圧縮空気Ａ１が気体流路１１７に噴射される。噴射された圧縮空気Ａ１は、気体流路１１７に沿って移動する。圧縮空気Ａ１は、ガイド部１１６によって径方向内側に案内され、気体流入部１１５を通じて粉砕室３３内に流入する。これにより、粉砕室３３内には、圧縮空気Ａ１により反時計回り方向に回転する旋回流Ａ１１が形成される。すなわち、圧縮空気Ａ１は、粉体Ｐに含まれる粗粉Ｐ１が粉砕シリンダー３２の中心よりも周面側に位置し、細粉Ｐ２が粗粉Ｐ１よりも径方向で粉砕シリンダー３２の中心線Ｌ０側に位置する確率を高める旋回流Ａ１１を形成する。本実施形態では、この旋回流Ａ１１が、分級部４０の分級点と同様の分級点を形成するように、圧縮空気Ａ１や気体流路１１７が設定されている。旋回流Ａ１１は、圧縮空気Ａ１が形成する気流の一例に対応する。

気体流入部１１５より下流側には、粉砕ノズル３６が配置される。粉砕ノズル３６は、複数設けられており、内周壁１１２の内面に沿って等間隔に配置される。粉砕ノズル３６は、粉砕ノズル３６の軸線Ｌ１が粉砕シリンダー３２の中心線Ｌ０の方向に沿った向きで支持部材１２１に支持されて、粉砕室３３に配置される。粉砕ノズル３６は噴射方向が下流側を向くように配置される。本実施形態では、６つの粉砕ノズル３６が配置される。粉砕ノズル３６の数は６つに限定されず、一つ以上の任意の数を設ける構成でもよい。

粉砕ノズル３６の下流側には、衝突板３５が配置される。衝突板３５は、粉砕ノズル３６の向く方向に配置される。詳細には、粉砕ノズル３６の軸線Ｌ１上に配置される。衝突板３５は、内周壁１１２の内面に沿って連続して設けられて、内周壁１１２の内面に対して突出する円環板状の衝突面３５ａを備える。衝突面３５ａの突出量は、径方向内側を通過する細粉Ｐ２が当たらない程度の突出量に設定される。本実施形態の衝突板３５は、円環板状に形成される。衝突面３５ａは、径方向内側に向かうに連れて下流側にわずかに傾斜する。衝突面３５ａの径方向内端には、下流側に延びる延出面３５ｂが形成される。

粉砕ノズル３６と衝突板３５との間には、第２の気体流入部１２５が設けられる。第２の気体流入部１２５は、第３気体の一例に対応する圧縮空気Ａ３を粉砕室３３に流入させる。第２の気体流入部１２５は、第２の旋回流発生部の一例に対応する。第２の気体流入部１２５には、気体流入部１１５のガイド部１１６、気体流路１１７、ノズル１１８、第１の旋回流用のコンプレッサー１１９に対応して、ガイド部１２６、気体流路１２７、ノズル１２８、第２の旋回流用のコンプレッサー１２９が配置される。第２の気体流入部１２５では、圧縮空気Ａ３の圧縮量が圧縮空気Ａ１よりも小さい点が、第１の気体流入部１１５と異なる。第２の気体流入部１２５は、粉砕ノズル３６の配置位置に対して周方向に位相がずれて設けられる。本実施形態では、粉砕ノズル３６の間に対応して、周方向に等間隔に設けられる。第２の気体流入部１２５から粉砕室３３内に流入した圧縮気体Ａ３は、旋回流Ａ１１の減衰を抑制する。

第２の気体流入部１２５の下流側で、衝突板３５の上流側には、円筒状の仕切部材１３１が配置される。仕切部材１３１の上端１３１ａは、図４に示すように、粉砕ノズル３６と重複しない径に形成される。これにより、粉砕ノズル３６から噴射された圧縮空気Ａ２は、仕切部材１３１の外周側に噴射させることができる。仕切部材１３１は、粉砕室３３を仕切って、外周側で円環状の粗粉流路３３Ａと、径方向中心側で円柱状の細粉流路３３Ｂとを形成する。粗粉流路３３Ａは、シリンダーの周面に近い空間の一例に対応する。細粉流路３３Ｂは、シリンダーの中心に近い空間の一例に対応する。仕切部材１３１は、構造体の一例に対応する。本実施形態の仕切部材１３１は、下流側に向かうに連れてやや拡径している。

［１−３．粉砕機の作用および効果］
粉砕機３０の分級部４０では、第１の体積平均粒子径を有する粗粉Ｐ１と、第１の体積平均粒子径よりも小さい第２の体積平均粒子径を有する細粉Ｐ２と、に分級される。そして、分級部４０から粉砕機本体３１に粗粉Ｐ１が送られる。すなわち、粉砕機３０では、粗粉Ｐ１が、被粉砕物に対応する。また、細粉Ｐ２が規定粒度粉体に対応する。
ここで、粗粉Ｐ１の粒径にはある程度のバラツキがあり、粗粉Ｐ１として分級された粉体Ｐの中には、細粉Ｐ２として分級されるべき粉体Ｐが混在する。

分級部４０で分級された粉体Ｐが粉砕シリンダー３２内に移動すると、粉体Ｐは、旋回流Ａ１１の作用を受けながら下流側に移動する。この際に、粉体Ｐは遠心力の作用を受けて、粉体Ｐ中の粗粉Ｐ１が粉砕室３３内を径方向外側に移動し、粉体Ｐ中の細粉Ｐ２は粉砕室３３内を径方向中心に移動する。径方向外側に移動した粗粉Ｐ１は、径方向外側に配置された粉砕ノズル３６から噴射される圧縮空気Ａ２の気流によって、粗粉流路３３Ａを通過して衝突板３５に衝突する。よって、粗粉Ｐ１は粉砕されて、粒径が小さくなって流出口３８から流出する。また、径方向中心に移動した細粉Ｐ２は細粉流路３３Ｂを通過することにより、衝突板３５によって粉砕されることなく、流出口３８から流出する。

従来は、分級部４０で分級されて粉砕機本体３１に流入した粉体Ｐは、全て、衝突部材に向けて衝突させて粉砕しようとしている。しかしながら、分級部４０から導入される粉体Ｐには、粗粉Ｐ１に細粉Ｐ２が付着している場合や、細粉Ｐ２が混在している場合もある。このため、全ての粉体Ｐを衝突部材に衝突させると、細粉Ｐ２までもが粉砕されて、粉体Ｐが過剰に粉砕される過粉砕が生じる。

これに対して、本実施形態では、粉砕機本体３１内に旋回流Ａ１１が形成されており、粉砕機本体３１内で、径方向外側の内周壁１１２側に移動した粉体Ｐのみを圧縮空気Ａ２の気流によって、衝突板３５に衝突させる。このため、径方向外側に移動しない粉体Ｐ、すなわち、径方向中心の中心線Ｌ０側に移動した細粉Ｐ２は、衝突板３５で粉砕することなく粉砕機本体３１から排出可能であり、過粉砕が抑制される。

その上、粉砕室３３内で、旋回流Ａ１１が生じるため、圧縮空気Ａ２と旋回流Ａ１１という向きの異なる気流の影響を受けて、粗粉Ｐ１に付着した細粉Ｐ２が分離されたり、粗粉Ｐ１同士が衝突して粗粉Ｐ１から細粉Ｐ２分離することができる。よって、精度良く細粉Ｐ２を分離して、粗粉Ｐ１を衝突板３５に衝突させて粉砕できる。

また、本実施形態では、仕切部材１３１が配置されている。粉砕ノズル３６から圧縮空気Ａ２は粗粉流路３３Ａに向けて噴射され、圧縮空気Ａ２は仕切部材１３１によって粉砕室３３内で拡散することが抑制される。このため、圧縮空気Ａ２の勢いを保ったまま衝突板３５に衝突させ易くなっている。また、粉砕室３３内で分級された粗粉Ｐ１と細粉Ｐ２とが圧縮空気Ａ２の影響を受けて混在することが仕切部材１３１で抑制される。

図５は、本実施形態と従来の粉砕機で得られた粒子径の頻度分布を示す図である。
図５において、線Ｄ１が本実施形態の粉砕機を使用した場合の頻度分布を示す。また、線Ｄ２が従来の粉砕機を使用した場合の頻度分布を示す。粒子径の大きい範囲Ｒ２では、本実施形態も従来も同様の頻度が示されることが確認される。一方で、粒子径の小さい範囲Ｒ１では、従来よりも本実施形態の方が頻度が小さいことが確認される。すなわち、本実施形態では、従来に比べて、過剰に粉砕される過粉砕が抑制されていることが確認される。

以上説明したように、本実施形態の粉砕機３０は、第１の体積平均粒子径を有する粗粉Ｐ１と、第１の体積平均粒子径よりも小さい第２の体積平均粒子径を有する細粉Ｐ２と、を含む粉体Ｐが搬送される粉砕シリンダー３２を備える。また、粉砕機３０は、粉砕シリンダー３２の内周壁１１２の内周面に位置して圧縮空気Ａ１を粉砕シリンダー３２の粉砕室３３に流入させる気体流入部１１５とを備える。また、粉砕機３０は、粉体Ｐの搬送方向において気体流入部１１５より下流で粉砕シリンダー３２の内面に配置された衝突板３５と、圧縮空気Ａ２を衝突板３５に向けて噴射する粉砕ノズル３６と、を備える。粉砕機３０は、粗粉Ｐ１が粉砕シリンダー３２の径方向中心よりも内周壁１１２側に位置し、細粉Ｐ２が粗粉Ｐ１よりもシリンダーの径方向中心側に位置する確率を高める気流を、圧縮空気Ａ１によって形成する。そして、粉砕機３０は、圧縮空気Ａ２の気流によって粗粉Ｐ１を衝突板３５に衝突させる。したがって、過粉砕を抑制することができ、微粉量の低下に繋がると共に、母粒子、すなわち、粗粉Ｐ１と細粉Ｐ２のうちの粗粉Ｐ１の粒度制御や収率向上が可能となる。また、衝突板３５と粉砕シリンダー３２の内周壁１１２が一体になるので、メンテナンスが容易になる。

本実施形態では、噴射部材の一例に対応する粉砕ノズル３６は、圧縮空気Ａ２を噴射するノズルであり、粉砕シリンダー３２の中心線Ｌ０方向に沿った向きで粉砕シリンダー３２の内周壁１１２上に配置されている。したがって、粉砕ノズル３６の圧縮空気Ａ２の噴射方向が、内周壁１１２に沿って配置されており、内周壁１１２側に移動した粗粉Ｐ１を効率良く衝突板３５に衝突させることができる。

本実施形態では、衝突板３５は、粉砕シリンダー３２の内周壁１１２に沿って連続する衝突面３５ａを形成し、衝突面３５ａは粉砕シリンダー３２の中心線Ｌ０方向に対し傾斜している。したがって、内周壁１１２側に移動した粗粉Ｐ１が旋回流Ａ１１共に旋回しても確実に衝突面３５ａに衝突させ易くでき、衝突面３５ａに衝突して粉砕された粉体Ｐを径方向に移動させ易くできる。

本実施形態では、粉砕シリンダー３２の粉砕室３３を、粗粉流路３３Ａと細粉流路３３Ｂとに仕切る仕切部材１３１を備える。したがって、旋回流Ａ１１で分級された粗粉Ｐ１と細粉Ｐ２が圧縮空気Ａ２の影響を受けて仕切部材１３１で混在することを抑制できると共に、圧縮空気Ａ２が拡散することを抑制して粗粉Ｐ１を確実に粉砕し易くできる。

本実施形態の粉砕機３０は、粉体Ｐを搬送する粉砕シリンダー３２と、粉砕シリンダー３２の内部に、粉砕シリンダー３２の中心線Ｌ０に直交する断面方向の旋回流Ａ１１を発生させる気体流入部１１５と、を備える。また、この粉砕機３０は、粉砕シリンダー３２の軸方向において気体流入部１１５より下流で、粉砕シリンダー３２の内周壁１１２から突出する衝突板３５と、気体流入部１１５より下流で、衝突板３５に向けて圧縮空気Ａ２を噴射する粉砕ノズル３６と、を備える。したがって、過粉砕を抑制することができ、微粉量の低下に繋がると共に、粗粉Ｐ１の粒度制御や、収率向上が可能となる。

本実施形態では、噴射部材の一例に対応する粉砕ノズル３６は、圧縮空気Ａ２を噴射するノズルであり、粉砕シリンダー３２の軸方向に沿った向きで粉砕シリンダー３２の内周壁１１２の内周面に配置される。そして、粉砕シリンダー３２の軸方向において粉砕ノズル３６の下流に衝突板３５が配置されている。したがって、粉砕ノズル３６の圧縮空気Ａ２の噴射方向が、内周壁１１２に沿って配置されており、内周壁１１２側に移動した粗粉Ｐ１を効率良く衝突板３５に衝突させることができる。

［２．第２実施形態］
［２−１．粉砕機本体の詳細な構成］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、前述の第１実施形態と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。

図６は、第２実施形態の粉砕機本体２３１の断面図である。図７は、図６の矢印ＶＩＩ方向に見た粉砕ノズル２３６を示す図である。
第２実施形態の粉砕機本体２３１では、第１実施形態に対して、第２の気体流入部１２５と仕切部材１３１が省略される。第２実施形態の粉砕機本体２３１は、粉砕ノズル３６と衝突板３５とに代えて、粉砕ノズル２３６と衝突板２３５とを備える。

第２実施形態の粉砕ノズル２３６は、粉砕ノズル２３６の軸線Ｌ２が下流に向かうに連れて旋回流Ａ１１の旋回方向に傾斜している点が異なっている。詳細には、図７に示すように、粉砕ノズル２３６は、粉砕ノズル２３６の軸線Ｌ２が粉砕シリンダー３２の中心線Ｌ０の方向に対して傾斜角度θで傾斜する。粉砕ノズル２３６は、圧縮空気Ａ１が形成する旋回流Ａ１１の旋回方向に沿って圧縮空気Ａ２を噴射する。これら以外は、粉砕ノズル２３６は、粉砕ノズル３６と同様に構成される。

図８は、図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。図９は、図６のＩＸ−ＩＸ線断面図である。
粉砕ノズル２３６の下流側には、衝突板２３５が配置される。本実施形態の衝突板２３５は、略立方体状に形成される。衝突板２３５は、複数設けられる。本実施形態の衝突板２３５は、粉体Ｐの搬送方向において複数段、配置される。衝突板２３５は、上流衝突板２３５Ａと、上流衝突板２３５Ａよりも下流側に設けられた下流衝突板２３５Ｂと、を備える。複数の衝突板２３５Ａ、２３５Ｂが、粉砕シリンダー２３２の周方向に分散して配置されている。本実施形態では、粉砕ノズル２３６の配置数に応じて、上下共に、６つの衝突板２３５Ａ、２３５Ｂが配置される。６つの衝突板２３５Ａ、２３５Ｂは、周方向に等間隔に配置される。また、上流衝突板２３５Ａと下流衝突板２３５Ｂとは周方向の位相の位置が異なるように配置される。各衝突板２３５Ａ、２３５Ｂは、シリンダー本体部１０２の内周面に対して突出する衝突面２３５Ａ１、２３５Ｂ１を備える。衝突面２３５Ａ１、２３５Ｂ１は、径方向内側に向かうに連れて下流側にわずかに傾斜する。衝突面２３５Ａ１、２３５Ｂ１の径方向内端には、下流側に延びる延出面２３５Ａ２、２３５Ｂ２が形成される。
粉砕ノズル２３６の軸線Ｌ２が粉砕シリンダー３２の中心線Ｌ０に対する傾斜角度θによっては、衝突板２３５の側面(旋回流Ａ１１に直交する面２３５Ａ３、２３５Ｂ３)でも粉砕できる。

［２−２．粉砕機本体の作用および効果］
第２実施形態の粉砕機本体２３１でも、粉砕室３３内に旋回流Ａ１１が形成される。よって、分級部４０で分級された粉体Ｐが粉砕シリンダー３２内に移動すると、粗粉Ｐ１は径方向外側に移動し、粉砕ノズル２３６から噴射される圧縮空気Ａ２の気流によって、衝突板２３５に衝突する。また、細粉Ｐ２は径方向中心に移動し、衝突板２３５によって粉砕されることなく、流出口３８から流出する。したがって、第２実施形態でも、過粉砕を抑制することができる。

特に、本実施形態では、粉砕ノズル２３６の軸線Ｌ２が側面視で中心線Ｌ０に対して傾斜しており、圧縮空気Ａ２は中心線Ｌ０に対して傾斜角度θを持って噴射される。したがって、圧縮空気Ａ２の噴射方向のうち、中心線Ｌ０に沿う方向の圧縮空気Ａ２により粗粉Ｐ１が衝突板２３５に向けて衝突させられると共に、中心線Ｌ０に直交する方向の圧縮空気Ａ２が旋回流Ａ１１の減衰を抑制させる気流とすることができる。

以上説明したように、第２形態の粉砕機３０の粉砕機本体２３１は、粉砕シリンダー３２と、気体流入部１１５と、衝突板２３５と、粉砕ノズル２３６と、を備える。そして、旋回流Ａ１１を、圧縮空気Ａ１によって形成し、粉砕ノズル２３６の圧縮空気Ａ２の気流によって粗粉Ｐ１を衝突板２３５に衝突させる。したがって、第２実施形態でも、第１実施形態と同様に、過粉砕を抑制することができ、微粉量の低下に繋がると共に、粗粉Ｐ１の粒度制御や収率向上が可能となる。また、衝突板２３５と粉砕シリンダー３２の内周壁１１２が一体になるので、メンテナンスが容易になる。

また、第２実施形態では、噴射部材の一例に対応する粉砕ノズル２３６は、圧縮空気Ａ２を噴射するノズルであり、粉砕シリンダー３２の中心線Ｌ０方向に対して傾斜して粉砕シリンダー３２の内周壁１１２の内周面に配置される。そして、圧縮気体Ａ１は旋回流Ａ１１を形成し、粉砕ノズル２３６は、圧縮空気Ａ１が形成する旋回流Ａ１１の旋回方向に沿って圧縮空気Ａ２を噴射する。したがって、旋回流Ａ１１を形成する構成を粉砕ノズル２３６と共通化して、部品点数を抑制できる。

また、本実施形態では、粉砕ノズル２３６は、粉砕シリンダー３２の内周壁１１２の周面に沿って圧縮空気Ａ２を噴射するノズルである。また、粉砕シリンダー３２の中心線Ｌ０方向において粉砕ノズル２３６の下流に、複数の衝突板２３５が、粉砕シリンダー３２の粉砕シリンダー３２の内周壁１１２の周方向に分散して配置されている。したがって、衝突板２３５同士の間に間隔が空いており、圧縮空気Ａ２の流れを過剰に阻害せず、旋回流Ａ１１を維持させ易くできる。

［３．他の実施形態］
上述した各実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明を実施する具体的態様に過ぎず、本発明を限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、例えば以下に示すように、種々の態様において実施することが可能である。

上記実施形態において、粉砕室３３には、気体流入部１１５、１２５から、ノズル１１８、１２８が噴射する圧縮空気Ａ１、Ａ３が流入する構成を説明した。しかし、ノズル１１８、１２８を省略して、粉砕室３３の負圧を利用して、粉砕シリンダー３２の外部から内部に気流が流入して、旋回流Ａ１１が形成される構成でもよい。

上記実施形態において、気体流入部１１５の気体流路１１７と、第２の気体流入部１２５の気体流路１２７とは、接続部１１３で上下で分離された構成を説明した。しかし、気体流路１１７と気体流路１２７との間の接続部１１３が省略され、気体流路１１７と気体流路１２７とが一体の流路を形成する構成でもよい。この場合には、ノズル１１８、１２８やコンプレッサー１１９、１２９の一方を省略してもよい。

上記実施形態において、衝突板２３５Ａ、２３５Ｂは、略立方体状であり、粉砕ノズル２３６の配置数と同じ数を設ける構成を説明した。しかし、衝突板の形状や数などは、目的とする粉砕後の粒子径に応じて設定可能であり、略立方体状でなくてもよく、粉砕ノズル２３６の配置数と異なる数でもよい。

上記実施形態において、粉体Ｐは、樹脂材料で全て構成された粉粒体の構成を説明した。しかし、全ての粉粒体が樹脂である必要はなく、樹脂が一部に含まれた粉粒体であればよい。

上記実施形態において、粉砕分級装置１は、粉砕機３０と、粉砕機３０の下流側に配置された分級機５０と、を備える構成を説明した。しかし、粉砕処理装置の一例に対応する構成としては、粉砕機３０単体でも良い。すなわち、粉砕処理装置の一例に対応する粉砕機３０では、粉砕機本体３１が粉砕機の一例に対応し、循環管３９を通じて、粉砕機本体３１に対して流出口３８から流出する粉体Ｐを分級する分級部４０が、分級機の一例に対応することになる。

３０…粉砕機、３１…粉砕機本体、３２…粉砕シリンダー（シリンダー）、３３…粉砕室（内部空間）、３３Ａ…粗粉流路、３３Ｂ…細粉流路、３４…流入口、３５…流出口、３５…衝突板、３５ａ…衝突面、３５ｂ…延出面、３６…粉砕ノズル（噴射部材、ノズル）、３７…コンプレッサー、３８…流出口、１０１…導入シリンダー部、１０２…シリンダー本体部、１０３…導出シリンダー部、１１１…外周壁、１１３…接続部、１１４…空間、１１５…第１の気体流入部（旋回流発生部）、１１７…気体流路、１２１…支持部材、１２５…第２の気体流入部、１２７…気体流路、１３１…仕切部材、１３１ａ…上端、２３２…粉砕シリンダー（シリンダー）、２３５…衝突板、２３５Ａ…上流衝突板、２３５Ａ１…衝突面、２３５Ｂ…下流衝突板、２３５Ｂ１…衝突面、２３６…粉砕ノズル、Ａ１…圧縮空気（第１気体）、Ａ２…圧縮空気（第２気体）、Ａ３…圧縮空気（第３気体）、Ａ１１…旋回流、Ｌ０…中心線、Ｌ１…軸線、Ｌ２…軸線、Ｐ…粉体、Ｐ１…粗粉（第１粉体）、Ｐ２…細粉（第２粉体）。

Claims (9)

1. 第１の体積平均粒子径を有する第１粉体と、前記第１の体積平均粒子径よりも小さい第２の体積平均粒子径を有する第２粉体と、を含む粉体が搬送される中空のシリンダーと、
   前記シリンダーの内周面に位置して第１気体を前記シリンダーの内部空間に流入させる気体流入部と、
   前記粉体の搬送方向において前記気体流入部より下流で前記シリンダーの内面に配置された衝突板と、
   第２気体を前記衝突板に向けて噴射する噴射部材と、を備え、
   前記粉体に含まれる前記第１粉体が前記シリンダーの中心よりも周面側に位置し、前記第２粉体が前記第１粉体よりも前記シリンダーの中心側に位置する確率を高める気流を、前記第１気体によって形成し、
   前記第２気体の気流によって前記第１粉体を前記衝突板に衝突させる、粉砕機。
2. 前記噴射部材は前記第２気体を噴射するノズルであり、前記シリンダーの軸方向に沿った向きで前記シリンダーの内周面に配置されている、請求項１に記載の粉砕機。
3. 前記衝突板は、前記シリンダーの内周面に沿って連続する衝突面を形成し、前記衝突面は前記シリンダーの軸方向に対し傾斜している、請求項１または２に記載の粉砕機。
4. 前記シリンダーの内部空間を、前記シリンダーの中心に近い空間と前記シリンダーの周面に近い空間とに仕切る構造体を備える、請求項３に記載の粉砕機。
5. 前記噴射部材は前記第２気体を噴射するノズルであり、前記シリンダーの軸方向に対して傾斜して前記シリンダーの内周面に配置され、
   前記第１気体は旋回気流を形成し、
   前記ノズルは、前記第１気体が形成する旋回気流の旋回方向に沿って前記第２気体を噴射する、請求項１に記載の粉砕機。
6. 前記衝突板は、前記シリンダーの周方向に複数設けられている、請求項５に記載の粉砕機。
7. 粉体を搬送する中空のシリンダーと、
   前記シリンダーの内部に、前記シリンダーの断面方向の旋回気流を発生させる旋回流発生部と、
   前記シリンダーの軸方向において前記旋回流発生部より下流で、前記シリンダーの内面に突出する衝突板と、
   前記旋回流発生部より下流で、前記衝突板に向けて第２気体を噴射する噴射部材と、を備える、粉砕機。
8. 前記噴射部材は、前記第２気体を噴射するノズルであり、前記シリンダーの軸方向に沿った向きで前記シリンダーの内周面に配置され、
   前記シリンダーの軸方向において前記ノズルの下流に前記衝突板が配置されている、請求項７に記載の粉砕機。
9. 前記噴射部材は、前記シリンダーの周面に沿って前記第２気体を噴射するノズルであり、
   前記シリンダーの軸方向において前記ノズルの下流に、複数の前記衝突板が、前記シリンダーの周方向に分散して配置されている、請求項７に記載の粉砕機。

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