JP2021133341A - 分級機能付き粉砕装置及び被処理物の粉砕方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ハンマと被処理物との相対速度を低下させずに効率よくハンマによって被処理物に衝撃を与えることができるようにする。【解決手段】粉砕装置１において、ハンマ１６を、投入口１１ａから投入された被処理物及び分級部１７から環流してきた被処理物を粉砕するように、回転する回転テーブル１２ａの外周縁部に設け、内部ケーシング１ｂにおける、投入口１１ａよりも下方で且つ回転テーブル１２ａの上方に、この回転テーブル１２ａの回転中心上方を覆うようにハンマ１６の方へ被処理物を誘導する傘部２０を固定する。【選択図】図１

Description

本発明は、粉砕が十分でない被処理物を分級部から内部ケーシングを通じて粉砕室へ還流する、分級機能付き粉砕装置及び被処理物の粉砕方法に関する。

従来から、樹脂や鉱物、食品原料を粉砕する、様々な粉砕装置が使用されている。この種の粉砕装置では、粉砕後の粒度を細かくするために分級機能を備えたものがある。例えば、特許文献１のように、外部ケーシングと、外部ケーシング内の仕切られた空間を形成する内部ケーシングと、この内部ケーシングに被処理物を内部ケーシング内に投入する投入口と、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ハンマを備えた粉砕室と、この粉砕室に気流を導入する気流導入口と、内部ケーシングと外部ケーシングとの間に形成され、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き上げ通路と、内部ケーシングの上部に設けられ、吹き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、粉砕が十分でない被処理物を分級部から内部ケーシングを通じて粉砕室へ還流する分級機能付き粉砕装置が知られている。

特開２０１８−５１４２０号公報

ところで、従来の粉砕装置では、投入口から投入された被処理物は、回転テーブルの中央寄りに供給され、回転テーブルの回転運動により、被処理物にも回転運動が加わる。そして、遠心力で飛ばされた被処理物は、回転テーブルの外周縁部に設けたハンマからの衝撃により粉砕される。この粉砕は、高速回転するハンマがほぼ静止している被処理物に瞬間的に衝撃を与えることで行われるのが理想である。

しかしながら、実際には、投入口から投入される被処理物及び分級部から落下してくる被処理物は、いったん回転テーブルの上に落ちて回転テーブルと共に回転するので、ハンマと被処理物の相対速度が減少し、与える衝撃エネルギーが減少してしまうという問題がある。

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、ハンマと被処理物との相対速度を低下させずに効率よくハンマによって被処理物に衝撃を与えることが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、ハンマが設けられる回転テーブルの上方に傘部を設けた。

具体的には、第１の発明では、分級機能付き粉砕装置は、
外部ケーシングと、
上記外部ケーシング内の仕切られた空間を形成する内部ケーシングと、
被処理物を上記内部ケーシング内に投入する投入口と、
上記内部ケーシングの下方に設けられて上記被処理物を粉砕するハンマをロータの回転テーブルの外周縁部に有する粉砕室と、
上記粉砕室に気流を導入する気流導入口と、
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き上げ通路と、
上記内部ケーシングの上部に設けられ、上記吹き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、
上記内部ケーシングにおける、上記投入口よりも下方で且つ上記回転テーブルの上方に該回転テーブルの回転中心上方を覆うようにして上記ハンマの方へ上記被処理物を誘導する傘部が固定されている。

上記の構成によると、投入口から投入された被処理物及び分級部から落下してきた被処理物は、そのまま回転テーブルの真上にすぐに落下するのではなく、いったん傘部に当たってから回転テーブルの外周縁部側に誘導される。このため、傘部に誘導された被処理物は、回転テーブル外周縁部の高速回転するハンマとの間の相対速度が、従来の傘部がない場合に比べて大きくなり、ハンマによって効率的に打撃を受けて粉砕される。また、回転テーブルの中心側には、被処理物が直接落下してこないので、摩耗しにくく、従来のように回転テーブルの上面全体に耐摩耗対策を施す必要がない。

第２の発明では、第１の発明において、
上記傘部は、上記内部ケーシングの内周に複数の棒状部材で支持され、下方に向かって外径が徐々に大きくなっている。

上記の構成によると、簡単な構成の傘部で気流や被処理物の流れを阻害することなく、ハンマによる粉砕効率を上げることができる。

第３の発明では、
外部ケーシングと、
上記外部ケーシング内の仕切られた空間を形成する内部ケーシングと、
被処理物を上記内部ケーシング内に投入する投入口と、
上記内部ケーシングの下方に設けられて上記被処理物を粉砕するハンマをロータの回転テーブルの外周縁部に有する粉砕室と、
上記粉砕室に気流を導入する気流導入口と、
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き上げ通路と、
上記内部ケーシングの上部に設けられ、上記吹き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た分級機能付き粉砕装置を用意し、
上記投入口から上記被処理物を投入し、
上記投入口から投入された上記被処理物を上記内部ケーシングにおける、上記投入口よりも下方で且つ上記回転テーブルの上方に固定した傘部で該回転テーブルの中心に向かわせることなく外周側にあるハンマに誘導して粉砕し、
上記粉砕室で粉砕した被処理物を上記吹き上げ通路において吹き上げて上記分級部へ上昇させると共に、上記分級部から環流された上記被処理物を上記傘部で該回転テーブルの中心に向かわせることなく上記ハンマに誘導して粉砕する構成とする。

上記の構成によると、投入口から投入された被処理物及び分級部から落下してきた被処理物は、そのまま回転テーブルの真上にすぐに落下するのではなく、いったん傘部に当たって回転テーブルの外周縁部側に誘導される。このため、傘部に誘導された被処理物は、回転テーブル外周縁部の高速回転するハンマとの間の相対速度が、従来のように傘部がない場合に比べて大きくなり、ハンマによって効率的に打撃を受けて粉砕される。

以上説明したように、本発明によれば、投入口から投入された被処理物及び分級部から落下してくる被処理物を傘部によって回転テーブル外周縁部のハンマに誘導するようにしているので、ハンマと被処理物との相対速度を低下させずに効率よくハンマによって被処理物に衝撃を与えることができる。

分級機能付き粉砕装置を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る分級機能付き粉砕装置を含む粉砕システムを示す概略図である。 分級機能付き粉砕装置を示す斜視図である。 傘部を示す平面図である。 図４のＶ−Ｖ線断面図である。

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の分級機能付き粉砕装置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。この原料は、樹脂、鉱物、食品原料等特に限定されない。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。そして、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とができるようになっている。排気ファン６は、バグフィルタ４の下流側に接続されており、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。

図１及び図３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。また、気流導入口１１ｂと後述するロータ１２との間には、中心に孔の空いた隔壁（図示せず）が形成されている。

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（図２にのみ示す）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の下端に設けた駆動側プーリに掛けられたＶベルトに駆動された従動側プーリによって回転軸１４が回転され、この回転軸１４に回転一体に連結されたロータ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、円筒状（リング状）の粉砕用ライナ１５が固定されている。一方、ロータ１２上面の回転テーブル１２ａの外周縁部には、先端が粉砕用ライナ１５に近接するように、複数のハンマ１６が取り付けられている。ハンマ１６の形状は特に限定されず、切断して破砕するような刃形状のものでもよい。

また、内部ケーシング１ｂの上部には、例えば、分級用電動モータ１７ａで駆動され、粉砕された被処理物を分級する分級部１７が配置されている。

そして、内部ケーシング１ｂと外部ケーシング１ａとの間には、粉砕室１１で粉砕されて吹き上げられた被処理物を通過させる吹き上げ通路１ｃが形成されている。分級部１７と粉砕室１１の間において、内部ケーシング１ｂ内に連通するように、被処理物を内部ケーシング１ｂ内に投入する投入口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ている。

一方、分級部１７の下面からは被処理物を排出する排出管１１ｃが、内部ケーシング１ｂを貫通して外部ケーシング１ａの外側まで延びている。

気流導入口１１ｂからの気流は、粉砕室１１の底面と隔壁との間を通って回転軸１４に向かい、隔壁中央の孔を通過した後、ロータ１２の回転テーブル１２ａと隔壁との間を通って粉砕室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き上げ通路１ｃを通るようになっている。

上述したように、ハンマ１６は、回転する回転テーブル１２ａの外周縁部に設けられ、投入口１１ａから投入された被処理物及び分級部１７から環流してきた被処理物を粉砕するように構成されている。

そして、本実施形態の特徴として、内部ケーシング１ｂにおける回転テーブル１２ａの上方には、この回転テーブル１２ａの回転中心上方を覆う傘部２０が固定されている。この傘部２０は、落下してきた被処理物をハンマ１６の方へ誘導するように構成されている。 傘部２０は、例えば図４及び図５に示すように、円錐状の傘本体２０ａと、傘本体２０ａの中央の中心軸２０ｂと、内側端部がこの中心軸２０ｂに連結され、外側端部が内部ケーシング１ｂの内周に連結された複数の棒状部材２０ｃとを備えている。傘本体２０ａの外周と、内部ケーシング１１ａの内周との間には、隙間が確保されている。その隙間には、複数の棒状部材２０ｃのみが配置されている。このように細い複数の棒状部材２０ｃによって内部ケーシング１ｂに傘部２０を固定しているので、気流や被処理物の流れをできるだけ阻害しないようになっている。

−粉砕システムの作動−
このように構成した粉砕システム１０では、図２に示すように、供給機２に投入された被処理物は、供給機２より粉砕室１１上部の投入口１１ａへ投入される。

次いで、投入口１１ａから内部ケーシング１ｂに投入された被処理物は、粉砕室１１に向かって落下し、傘部２０に衝突した後、ハンマ１６の方へ誘導される。そして、ハンマ１６及び粉砕用ライナ１５によって細かく粉砕された後、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る。

次いで、吹き上げられた被処理物は、分級部１７に到る。この分級部１７では、所定粒度の被処理物は分級部１７を通過し、内部ケーシング１ｂの排出管１１ｃから排出される。

次いで、排出管１１ｃから排出された被処理物は、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。そして、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が取り出される。

一方、分級部１７で分級されて排出されずに粉砕室１１に落下してきた被処理物は、傘部２０にまず衝突してから、ハンマ１６の方へ誘導され、ハンマ１６及び粉砕用ライナ１５によって細かく粉砕された後、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、吹き上げ通路１ｃを通って再び分級部１７へと導入される。

このように、本実施形態では、投入口１１ａから投入された被処理物及び分級部１７から落下してきた被処理物は、そのまま回転テーブル１２ａの真上にすぐに落下するのではなく、いったん傘部２０に当たって回転テーブル１２ａの外周縁部側に誘導される。このため、傘部２０に誘導された被処理物は、回転テーブル１２ａ外周縁部の高速回転するハンマ１６との間の相対速度が、従来のように傘部２０がない場合に比べて大きくなり、ハンマ１６によって効率的に打撃を受けて粉砕される。

また、回転テーブル１２ａの中心側には、被処理物が落下してこないので、従来のように回転テーブル１２ａの上面全体に耐摩耗対策を施す必要がない。

以上説明したように、本実施形態に係る分級機能付き粉砕装置１によると、ハンマ１６と被処理物との相対速度を低下させずに効率よくハンマ１６によって被処理物に衝撃を与えることができる。

（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、上記実施形態では、分級用電動モータ１７ａに駆動される分級部１７を設け、分級用電動モータ１７ａの回転数によって分級する粒度を調整するようにしたが、動力を使わないで流入する風速を調整することにより、粒度を調整するサイクロン式分級部としてもよい。

上記実施形態では、円錐形状の傘部２０を設けたが、ドーム状の傘部２０でもよく、要は、傘部２０は、下方に向かって外径が徐々に大きくなっていればよい。

また、傘部２０は、内部ケーシングの内周に複数の棒状部材２０ｃで支持されるようにしたが、その支持方法も特に限定されない。要は、傘部２０は、内部ケーシング１ｂ内の空気の流れをできるだけ阻害することなく、内部ケーシング１ｂ内に、回転テーブル１２ａと供回りしないように固定されていればよい。

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 分級機能付き粉砕装置
１ａ 外部ケーシング
１ｂ 内部ケーシング
１ｃ 吹き上げ通路
２ 供給機
３ 供給用ロータリバルブ
４ バグフィルタ
５ バグフィルタ用ロータリバルブ
６ 排気ファン
７ 駆動部
１０ 粉砕システム
１１ 粉砕室
１１ａ 投入口
１１ｂ 気流導入口
１１ｃ 排出管
１２ ロータ
１２ａ 回転テーブル
１３ 粉砕用電動モータ
１４ 回転軸
１５ 粉砕用ライナ
１６ ハンマ
１７ 分級部
１７ａ 分級用電動モータ
２０ 傘部
２０ａ 傘本体
２０ｂ 中心軸
２０ｃ 棒状部材

Claims (3)

1. 外部ケーシングと、
   上記外部ケーシング内の仕切られた空間を形成する内部ケーシングと、
   被処理物を上記内部ケーシング内に投入する投入口と、
   上記内部ケーシングの下方に設けられて上記被処理物を粉砕するハンマをロータの回転テーブルの外周縁部に有する粉砕室と、
   上記粉砕室に気流を導入する気流導入口と、
   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き上げ通路と、
   上記内部ケーシングの上部に設けられ、上記吹き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、
   上記内部ケーシングにおける、上記投入口よりも下方で且つ上記回転テーブルの上方に該回転テーブルの回転中心上方を覆うようにして上記ハンマの方へ上記被処理物を誘導する傘部が固定されている
   ことを特徴とする分級機能付き粉砕装置。
2. 請求項１に記載の分級機能付き粉砕装置において、
   上記傘部は、上記内部ケーシングの内周に複数の棒状部材で支持され、下方に向かって外径が徐々に大きくなっている
   ことを特徴とする分級機能付き粉砕装置。
3. 外部ケーシングと、
   上記外部ケーシング内の仕切られた空間を形成する内部ケーシングと、
   被処理物を上記内部ケーシング内に投入する投入口と、
   上記内部ケーシングの下方に設けられて上記被処理物を粉砕するハンマをロータの回転テーブルの外周縁部に有する粉砕室と、
   上記粉砕室に気流を導入する気流導入口と、
   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き上げ通路と、
   上記内部ケーシングの上部に設けられ、上記吹き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た分級機能付き粉砕装置を用意し、
   上記投入口から上記被処理物を投入し、
   上記投入口から投入された上記被処理物を上記内部ケーシングにおける、上記投入口よりも下方で且つ上記回転テーブルの上方に固定した傘部で該回転テーブルの中心に向かわせることなく外周側にあるハンマに誘導して粉砕し、
   上記粉砕室で粉砕した被処理物を上記吹き上げ通路において吹き上げて上記分級部へ上昇させると共に、上記分級部から環流された上記被処理物を上記傘部で該回転テーブルの中心に向かわせることなく上記ハンマに誘導して粉砕する
   ことを特徴とする被処理物の粉砕方法。

Images