JP2022136415A - 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】単純な構造で、取り扱いが容易な分級機を設ける。【解決手段】粉砕装置１において、分級部１８に外部ケーシング１ａと外部ケーシング１ａの外部とを連通させる１本の湾曲した排気管１７を設ける。この排気管１７に、外部ケーシング１ａと、この外部ケーシング１ａの外部とを連通させる上下に延びる貫通部１７ａと、貫通部１７ａから吹き上げ通路１ｃに向かって水平に延び、吹き上げ通路１ｃから吹き上げられた被処理物を取り入れる取り入れ口１７ｄの吹き上げ通路１ｃに対する位置を変更可能な取り入れ部１７ｃとを設ける。【選択図】図４

Description

本発明は、粉砕が十分でない被処理物を分級部から粉砕室へ還流する、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、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粉砕部を備えた粉砕室と、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。この分級部は、分級用電動モータで駆動されることで、粉砕された被処理物を分級する回転式分級機よりなる。

また、例えば、特許文献２のような、ガイドベーンの隙間や角度を調整することにより分級する固定式分級機を備えた粉砕装置も知られている。

特開２０１８－５１４２０号公報 特開２０１６－１６５６７８号公報

上記特許文献１のような回転式分級機の分級性能については、非常に高性能であるもののロータを回転させる電動機やロータの製作コストが高価になる傾向にある。

また、上記特許文献２のようなガイドベーンを備えた固定式分級機は、分級精度を上げるために、ガイドベーン数を増加させ精度よく調整するための機構が必要になり、回転式分級機ほどではないが、製作コストが高価になる。

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、単純な構造で、取り扱いが容易な分級機を設けることにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、湾曲した排気管を有する固定式の分級部を設けた。

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、
被処理物を上記外部ケーシング内に投入する投入口と、
上記外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粉砕部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、
上記外部ケーシング内に形成され、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、
上記外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ており、
上記分級部は、上記外部ケーシングの上端を塞ぐ蓋部と、該蓋部と外部を連通させる１本の湾曲した排気管を有し、
上記排気管は、
上記蓋部と外部を連通させる上下に延びる貫通部と、
上記貫通部から上記吹き上げ通路に向かって水平に延び、該吹き上げ通路から吹き上げられた被処理物を取り入れる取り入れ口の該吹き上げ通路に対する位置を変更可能な取り入れ部とを備えている。

上記の構成によると、十分に粉砕されていない被処理物は、質量が大きく、遠心力によって外部ケーシングの内面側に移動することなく粉砕室の方へ落下するが、十分に粉砕された被処理物は、質量が小さく吹き上げ通路の上側に移動する。このため、分級部を構成する排気管の取り入れ口の吹き上げ通路に対する位置を近付ければ、十分に粉砕された被処理物を取り入れることができ、取り入れ口の吹き上げ通路に対する位置を遠ざければ、より大きな粒度の被処理物が取り入れられる。

第２の発明では、第１の発明において、
上記取り入れ部は、
上記貫通部の下端から径方向外側に水平に延びる水平部と、
該水平部から折れ曲がる折れ曲がり部とを備え、
上記取り入れ口は、上記折れ曲がり部の先端に設けられている。

上記の構成によると、極めて簡単な構成の固定式分級部が得られる。

第３の発明では、第２の発明において、
上記分級部は、上記外部ケーシングを覆う蓋部に、平面視で該外部ケーシングの中心に対してオフセットして設けた蓋部側フランジを有しており、
平面視で、上記上下に延びる貫通部の中心は、上記蓋部側フランジの中心とずれた位置にあり、
上記蓋部側フランジとの結合位置を周方向にずらして上記取り入れ部の開口位置を変更することにより、上記取り入れ口から取り入れる被処理物の量を調整可能な排気管側フランジを備えている。

上記の構成によると、排気管側フランジの、蓋部側フランジに対する締結位置を周方向にずらすだけで、取り入れ口から吹き上げ通路までの距離を容易に変更できる。このため、簡単に取り入れられる被処理物の粒度を調整できる。

第４の発明では、
外部ケーシングと、
被処理物を上記外部ケーシング内に投入する投入口と、
上記外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粉砕部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、
上記外部ケーシング内に形成され、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、
上記外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、取り入れ口の位置を変更可能で、上記外部ケーシングの上端を覆う蓋部と外部を連通させる、１本の湾曲した排気管を有する分級部とを備えた分級機能付き粉砕装置を用意し、
上記吹き上げ通路に対する上記排気管の取り入れ口の位置を調整しておき、
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粉砕部にて粉砕し、
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、
上記分級部の取り入れ口から分級された被処理物を取り入れる構成とする。

上記の構成によると、十分に粉砕されていない被処理物は、質量が大きく、遠心力によって外部ケーシングの内面側に移動することなく粉砕室の方へ落下するが、十分に粉砕された被処理物は、質量が小さく、吹き上げ通路の上側に移動する。このため、分級部を構成する排気管の取り入れ口の吹き上げ通路に対する位置を近付ければ、十分に粉砕された被処理物を取り入れることができ、取り入れ口の吹き上げ通路に対する位置を遠ざければ、より大きな粒度の被処理物が取り入れられる。

以上説明したように、本発明によれば、吹き上げ通路に対する排気管の取り入れ口の位置を調整するだけで、被処理物の粒度を調整できるようにしたので、単純な構造で、取り扱いが容易な分級機が得られる。

分級機能付き粉砕装置を示す断面図である。 分級機能付き粉砕装置を示す斜視図である。 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平面図である。 別の取付角度における図２相当斜視図である。 別の取付角度における図４相当平面図である。 さらに別の取付角度における図２相当斜視図である。 さらに別の取付角度における図４相当平面図である。

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３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２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が同心に固定されている。内部ケーシング１ｂの下方に粉砕室１１が、同じく同心に結合されている。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３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、粉砕部としての複数のハンマ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。

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。また、分級部１８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。この投入口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。

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上記吹き上げ通路１ｃを通るようになっている。

また、内部ケーシング１ｂの上部には、粉砕室１１で粉砕されて吹き上げ通路１ｃで吹き上げられた被処理物を分級する分級部１８が配置されている。

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１８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。

図４にも示すように、円筒状の外部ケーシング１ａの上端は、分級部１８を構成する円板状の蓋部１８ｃで覆われている。分級部１８は、蓋部１８ｃと、この蓋部１８ｃ（外部ケーシング１ａ）の外部とを連通させる１本の湾曲した排気管１７を有する。

この排気管１７は、蓋部１８ｃと、その外部を連通させる上下に延びる貫通部１７ａと、この貫通部１７ａから吹き上げ通路１ｃに向かって水平に延び、該吹き上げ通路１ｃから吹き上げられた被処理物を取り入れる取り入れ口１７ｄの吹き上げ通路１ｃに対する位置を変更可能な取り入れ部１７ｆとを備えている。

取り入れ部１７ｆは、貫通部１７ａの下端から径方向外側に水平に延びる水平部１７ｂと、この水平部１７ｂから折れ曲がる折れ曲がり部１７ｃとを備えている。取り入れ口１７ｄは、折れ曲がり部１７ｃの先端に設けられている。貫通部１７ａの上端には、分級された被処理物を排出する排出口１７ｅが形成されている。本実施形態では、ロータ１２の回転する方向が時計回りであるのに合わせ、折れ曲がり部１７ｃは、反時計回りに折れ曲がり、その先端に取り入れ口１７ｄが開口している。なお、逆に、ロータ１２の回転する方向が時計回りであるのに合わせ、折れ曲がり部１７ｃも時計回りに折れ曲がり、その先端に取り入れ口１７ｄが開口するようにしてもよい。逆にすると異なる粒度の被処理物が取り入れられる。また、取り入れ口１７ｄの内径、先端の切断形状、折れ曲がり部１７ｃの折れ曲がり方などを調整することで粒度の調整も可能である。

分級部１８は、外部ケーシング１ａの上端を覆う蓋部１８ｃに、平面視で外部ケーシング１ａの中心に対してオフセットして設けた蓋部側フランジ１８ａを有している。そして、平面視で、上下に延びる貫通部１７ａの中心は、蓋部側フランジ１８ａの中心とずれた位置にある。また、分級部１８は、蓋部側フランジ１８ａとの結合位置を周方向にずらして取り入れ部１７ｆの開口位置を変更することにより、取り入れ口１７ｄから取り入れる被処理物の量を調整可能な排気管側フランジ１８ｂを備えている。本実施形態では、蓋部側フランジ１８ａと排気管側フランジ１８ｂとは、周方向に２２．５°ずつ、ずれる位置に設けられた締結孔１８ｄに図示しないボルトを締結することで、周方向の締結位置をずらせるようになっている。このずらせる角度は任意であり、例えば３０°ずつ、ずれる位置に締結孔１８ｄを設けてもよい。

このように、本実施形態では、極めて簡単な構成の固定式の分級部１８が得られる。

－粉砕システムの作動－
まず、上述したような粉砕システム１０を準備する。最初に、蓋部側フランジ１８ａと排気管側フランジ１８ｂとの締結位置を調整することで、吹き上げ通路１ｃに対する排気管１７の取り入れ口１７ｄの位置を調整しておく。

例えば、図１、図２及び図４に示すような取付角度に設定すると、取り入れ口１７ｄは、吹き上げ通路１ｃの真上に最も近い位置にある。このため、粒度の小さい被処理物が取り入れ口１７ｄから採り入れられる。

この粉砕システム１０では、図３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、図１に示すように、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、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吹き上げ通路１ｃ内を舞い上げられる。

次いで、吹き上げられた被処理物は、分級部１８に到る。この分級部１８では、図４に示すように、取り入れ口１７ｄの吹き上げ通路１ｃに対する位置関係から所定粒度の被処理物が分級部１８を通過し、その排出口１７ｅから排出される。この位置では、最も吹き上げ通路１ｃに近付くので、最も小さな粒度の被処理物が取り入れられる。

次いで、排出口１７ｅ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１８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、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１８へと導入される。

図５及び図６に示すような位置に変更するには、排気管側フランジ１８ｂを蓋部側フランジ１８ａに対して平面視で時計回りに９０°回転させて位置合わせした状態で、図示しないボルトで締結孔１８ｄに締結する。すると、オフセットされた位置関係から、取り入れ口１７ｄは、図４のときよりも若干吹き上げ通路１ｃの真上から内側に移動する。これにより、図４のときよりも質量が大きく粒度の大きめの被処理物が取り入れ口１７ｄから取り入れられる。

また、図７及び図８に示すような位置に変更するには、排気管側フランジ１８ｂを蓋部側フランジ１８ａに対してさらに平面視で時計回りに９０°回転させた状態で図示しないボルトで締結する。すると、オフセットされた位置関係から、取り入れ口１７ｄは、図６のときよりもさらに吹き上げ通路１ｃの真上から内側に移動する。これにより、図６のときよりもさらに質量が大きく粒度の大きめの被処理物が取り入れ口１７ｄから取り入れられる。

このように、本実施形態では、十分に粉砕されていない被処理物は、質量が大きく、遠心力によって外部ケーシング１ａの内面側に移動することなく粉砕室１１の方へ落下するが、十分に粉砕された被処理物は、吹き上げ通路１ｃの上側に移動する。このため、分級部１８を構成する排気管１７の取り入れ口１７ｄの吹き上げ通路１ｃに対する位置を近付ければ、十分に粉砕された被処理物を取り入れることができ、取り入れ口１７ｄの吹き上げ通路１ｃに対する位置を遠ざければ、それよりも大きな粒度の被処理物が取り入れられる。

本実施形態では、排気管側フランジ１８ｂの、蓋部側フランジ１８ａに対する締結位置を周方向にずらすだけで、取り入れ口１７ｄから吹き上げ通路１ｃまでの距離を容易に変更できる。このため、簡単に取り入れられる被処理物の粒度を調整できる。

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、吹き上げ通路１ｃに対する排気管１７の取り入れ口１７ｄの位置を調整するだけで、被処理物の粒度を調整できるようにしたので、単純な構造で、取り扱いが容易な分級機が得られる。

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。

例えば、上記実施形態では、内部ケーシング１ｂが設けられているが、内部ケーシングの設けられていない、破砕部がローラで構成された微粉砕用竪型ローラミルであってもよい。要は、本発明は、外部ケーシング内に旋回流が発生し、被処理物が吹き上げられるものに適用できる。なお、投入口は、スクリューフィーダで構成されていてもよい。

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
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 排気管
１７ａ 貫通部
１７ｂ 水平部
１７ｃ 折れ曲がり部
１７ｄ 取り入れ口
１７ｅ 排出口
１７ｆ 採り入れ部
１８ 分級部
１８ａ 蓋部側フランジ
１８ｂ 排気管側フランジ
１８ｃ 蓋部
１８ｄ 締結孔

Claims (4)

1. 外部ケーシングと、
   被処理物を上記外部ケーシング内に投入する投入口と、
   上記外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粉砕部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、
   上記外部ケーシング内に形成され、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、
   上記外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ており、
   上記分級部は、上記外部ケーシングの上端を塞ぐ蓋部と、該蓋部と外部を連通させる１本の湾曲した排気管を有し、
   上記排気管は、
   上記蓋部と外部を連通させる上下に延びる貫通部と、
   上記貫通部から上記吹き上げ通路に向かって水平に延び、該吹き上げ通路から吹き上げられた被処理物を取り入れる取り入れ口の該吹き上げ通路に対する位置を変更可能な取り入れ部とを備えている
   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、
   上記取り入れ部は、
   上記貫通部の下端から径方向外側に水平に延びる水平部と、
   該水平部から折れ曲がる折れ曲がり部とを備え、
   上記取り入れ口は、上記折れ曲がり部の先端に設けられている
   ことを特徴とする分級機能付き粉砕装置。
3. 請求項２に記載の分級機能付き粉砕装置において、
   上記分級部は、上記外部ケーシングを覆う蓋部に、平面視で該外部ケーシングの中心に対してオフセットして設けた蓋部側フランジを有しており、
   平面視で、上記上下に延びる貫通部の中心は、上記蓋部側フランジの中心とずれた位置にあり、
   上記蓋部側フランジとの結合位置を周方向にずらして上記取り入れ部の開口位置を変更することにより、上記取り入れ口から取り入れる被処理物の量を調整可能な排気管側フランジを備えている
   ことを特徴とする分級機能付き粉砕装置。
4. 外部ケーシングと、
   被処理物を上記外部ケーシング内に投入する投入口と、
   上記外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粉砕部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、
   上記外部ケーシング内に形成され、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、
   上記外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、取り入れ口の位置を変更可能で、上記外部ケーシングの上端を覆う蓋部と外部を連通させる、１本の湾曲した排気管を有する分級部とを備えた分級機能付き粉砕装置を用意し、
   上記吹き上げ通路に対する上記排気管の取り入れ口の位置を調整しておき、
   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粉砕部にて粉砕し、
   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、
   上記分級部の取り入れ口から分級された被処理物を取り入れる
   ことを特徴とする被処理物の粉砕方法。

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