JP3143643B2 - 粉粒体の処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粉粒体の表面を改質処
理する装置、特に球状化処理装置若しくは複合化処理装
置に関し、高効率で球状化粉体若しくは複合化粉体を製
造する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、加工製品の性能向上や付加価
値を高める目的で、原料粉体の微細化や球状化、あるい
はたの粉体との複合化といった表面改質が行われてい
る。例えばセメント製品では、原料セメント粒子を微細
化や球状化することにより、流動性を向上させたり、あ
るいはシリカヒュームや顔料等の他の粒子を表面に付着
させたりして複合化が行われている。

【０００３】従来の球状化処理装置若しくは複合化処理
装置は、例えば図４に示されるように、円筒状のケーシ
ングからなる衝撃室１、凹凸が形成されているか、又は
平滑な面を有する衝突リング２、外周に複数の衝撃羽根
３を備える回転盤４、粉体導入管５並びに衝突リング２
から粉体導入管５に接続され、粉体を衝撃室１内に循環
させる循環回路管６から構成されている。

【０００４】このような処理装置により、粉体導入管５
を通じて衝撃室１の略中心部に導入された処理粉体は、
高速回転する回転盤４の衝撃羽根３により瞬間的な打撃
作用を受けるとともに、衝突リング２に衝突してより強
度の打撃作用や圧縮作用を受け、壊れ易い粒子は破砕さ
れ、破砕されない粒子は塑性変形をしながら丸みをおび
てくる。更に、回転盤４の回転により衝撃室１内に気流
が発生し、これに基づくファン効果により処理粉体は、
循環回路管６に案内されて衝撃室１内に循環され、衝撃
羽根３及び衝突リング２と繰り返し衝突するため短時間
で微細化並びに球状化処理、若しくは複合化処理が行わ
れる。処理後、衝撃室１底部の排出弁７を開いてシュー
ト８を通じて処理粉体が回収される。

【０００５】このように、処理粉体は衝撃室１内で図中
鎖線で示される挙動を示しながら微細化並びに球状化処
理、若しくは複合化処理される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記構
造の処理装置では、凝集性の強い微粉末を処理する場合
回転盤４の回転速度がかなり高速でないと処理粉体が衝
撃室１内で十分に分散せず、衝撃室１内の粉体濃度が一
様にならないため、処理粉体は衝撃室１の一部でしか衝
撃・圧縮力を受けられない。従って、衝撃室全体で処理
された場合より処理速度が小さくなってしまう。

【０００７】また、複合化処理のように複数種の粉粒体
を混合して衝撃室内で処理するような場合には、均質な
製品を得るために粉粒体同士を均一に衝突させることが
望ましいが、上記したように従来の処理装置では処理粉
体の分散性が十分ではなく、ある程度の製品歩留りを得
るためにはかなりの処理時間を要している。更に、処理
粉体はファン効果により衝撃室１内を衝突リング２に沿
ってその回転方向、即ち衝撃室１の接線方向に飛散する
が、従来の処理装置では循環回路管６が衝突リング２に
対して法線方向に配設されているため、処理粉体が循環
回路管６に円滑に案内されず、処理効率が低下する。

【０００８】以上説明したように、従来の処理装置は、
作業効率の点で充分とは言えない状況にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、上記
課題を解決する高効率の球状化処理、若しくは複合化処
理製造装置を提供するものである。即ち、本発明では、
処理粉体が衝撃室内全体に分散するように、衝撃羽根を
周設した回転盤又は回転盤及び衝撃室の前部カバーの中
心付近に処理粉体の分散用のピンを取り付けることによ
り、循環回路管を通り循環室内に入ってきた処理粉体
を、この分散ピンが起こす強力な攪拌力によって強制的
に衝撃室内全体に分散させ、衝撃羽根及び衝突リング全
体で衝撃・圧縮力を与えて、球状化処理速度を増大させ
るようにした。

【００１０】更に、前記分散ピンに加えて循環回路管を
衝突リングに対して接線方向に抜き出すように取り付け
ることにより、処理粉体を衝撃室内全体に分散させると
ともに、循環回路管抜き出し部での流体抵抗が低減され
て処理粉体の循環回路管への案内が円滑に行われるた
め、処理粉体の循環効率が向上して処理粉体が衝撃・圧
縮力を受ける回数が多くなり、処理速度が一層増大す
る。

【００１１】

【実施例】以下に、本発明に係る球状化処理若しくは複
合化処理装置の一例を、図１及び図２を参照しながら詳
細に説明する。処理装置は、略円筒状の衝撃室１、衝突
リング２及び複数の衝撃羽根３が周設された回転盤４及
び分散ピン１２，１３から構成され、処理粉体はホッパ
ー（図示省略）から粉体導入管５を通じて衝撃室１の中
心部に供給されるとともに、循環回路管６により衝撃室
１に循環される。また、処理後の粉体は衝撃室１の底部
の排出弁７を開いて、シュート８から回収される。

【００１２】衝撃室１は、前部カバー９と後部カバー１
０とから構成され（図２参照）、その中心部に回転軸１
１が後部カバー１０側から貫設される。この回転軸１１
には、ハンマー状あるいはプレート状に形成された複数
の衝撃羽根３が所定間隔をおいて放射状に周設された回
転盤４が装着される。また、衝撃室１の内壁面には、衝
撃羽根３に対向する面に各種形状の凹凸が形成されてい
るか、又は平滑な面を有する衝突リング２が、衝撃羽根
３の外端部から一定の距離離間されて配設される。

【００１３】前部カバー９は、回転軸１１の延長線部分
が開口して、粉体導入管５が接続される。また、前部カ
バー９の内壁面には、その粉体導入管５接続部近傍に、
複数の分散ピン１３が一定間隔をおいて同心円上に立設
される。回転盤４の前部カバー９に対向する面上には、
前部カバー９に設けられた分散ピン１３と同様の分散ピ
ン１２が、回転軸１１の近傍に同心円上に一定間隔おい
て立設される。これら分散ピン１２，１３は、円柱又は
角柱の形状を有するもので、複数の分散ピンを同一円周
上に一列に配列しても良いし、同心円上に複数列に配列
しても構わない他、非同心的に配列してもよい。

【００１４】また、分散ピンは粉体の種類により回転盤
４のみに設ける場合と、回転盤４及び前部カバー９の両
方に設ける場合とがある。後者の場合、そのピンの位置
は図２に示すように互い違いになるように立設する。更
に、分散ピン１２，１３は前部カバー９及び回転盤４に
直接立設する他、別途円盤状のディスクにピンを立設
し、このディスクを前部カバー９若しくは回転盤４に取
り付けて、分散ピン１２，１３を構成してもよい。

【００１５】衝突リング２はその一部が欠落して、この
欠落部から衝突リング２の接線方向に抜け出るように循
環回路管６が突設される。この循環回路管６は、他端が
粉体導入管５に接続されて、処理粉体の循環経路を構成
する。また、衝撃室１の底部は開口しており、開口部と
略同形状の排出弁７が配設される。排出弁７は、粉体処
理時に衝突リング２の一部を構成して衝撃室１を閉塞す
る。球状化処理若しくは複合化処理が終了後、排出弁７
を図中下方に移動すると、粉体はそれ自身に作用してい
る遠心力及び回転盤４の回転により発生した気流に同伴
して排出され、シュート８を通ってバグフィルター（図
示省略）等で回収される。

【００１６】以上のように構成される処理装置に、処理
粉体を粉体導入管５から衝撃室１内に導入すると、処理
粉体は、分散ピン１２，１３により強制的に衝撃室１全
体に均一に分散され、高速回転する回転盤４の衝撃羽根
３及び衝突リング２の表面と激しく衝突するとともに、
循環回路管６に案内されて衝撃室１内に循環され、同様
の分散及び衝突作用を繰り返し受けるため、微細化並び
に球状化、若しくは複合化が高効率で行われる。

【００１７】次に、処理粉体としてセメントを例にと
り、本発明に係る処理装置並びに従来構造の処理装置を
用いて球状化処理を行った結果を以下に示す。なお、セ
メントは、その粒子形状が球状になるほど流動性が大き
くなるため、ここでは球状化処理効果をモルタルの流動
性（フロー値）で評価した。流動性の測定はＪＩＳＲ５
２０１に定める試験法にしたがって供試体調整を行い、
フロー値試験を行ったものである。

【００１８】また、該試験に用いたモルタルは、球状化
セメント：砂（豊浦標準砂）＝１：２、水／セメント比
＝５５％である。循環回路管を衝突リングに対して接線
方向及び法線方向に抜き出した構造を持つ球状化処理装
置を準備し、それぞれの装置に分散ピンを取り付けた状
態と取り付けない状態で市販のセメント粉末を投入し、
一定回転数で３〜１０分間球状化処理した。その結果
を、球状化処理時間と得られた球状化セメントを配合し
たモルタルの流動性（フロー値）として図３に示す。

【００１９】図３からわかる通り、分散ピンを取り付け
ずに且つ循環回路管を衝突リングに対して法線方向に抜
き出した構造の場合に比べ、分散ピンを取り付けた場合
及び循環回路管を衝突リングに対して接線方向に抜き出
した場合は、同一球状化処理時間のフロー値が大きくな
っている。さらに両者の組み合わせ、すなわち分散ピン
を取り付け且つ循環回路管を衝突リングに対して接線方
向に抜き出した構造にすると、なお一層同一球状化処理
時間のフロー値が大きくなり、同一フロー値を得るため
の球状化処理時間が大幅に短縮され、球状化処理速度が
増大していることが理解できる。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、処理粉体の球状化処理
時間を大幅に短縮でき、単位時間当りの生産性が増大す
るため、生産コストを低減させたり、装置を小型化する
ことができる。さらに、この発明によれば、粉体の球状
化処理のみならず、複合化、表面改質の処理時間の短縮
も実現できる。例えば、セメントとシリカヒュームとの
複合化においては、その処理時間を半分程度にまで短縮
することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る処理装置の一例を示す正面断面
図。

【図２】図１の側断面図。

【図３】本発明に係る処理装置と従来の処理装置を用い
て、市販セメントを球状化した時の球状化処理時間とモ
ルタルのフロー値のグラフ図。

【図４】従来の球状化処理装置の正面断面図。

【符号の説明】

１ 衝撃室 ２ 衝突リング ３ 衝撃羽根 ４ 回転盤 ５ 粉体導入管 ６ 循環回路管 ７ 排出弁 ８ シュート ９ 前部カバー １０ 後部カバー １１ 回転軸 １２ 分散ピン １３ 分散ピン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長野 健一 千葉県佐倉市大作２−４−２ 小野田セ メント株式会社中央研究所内 (72)発明者 伊藤 光弘 千葉県佐倉市大作２−４−２ 小野田セ メント株式会社中央研究所内 (72)発明者 佐竹 紳他 千葉県佐倉市大作２−４−２ 小野田セ メント株式会社中央研究所内 (72)発明者 田中 勲 東京都港区芝浦１丁目２番３号 清水建 設株式会社内 (72)発明者 鈴木 信雄 東京都港区芝浦１丁目２番３号 清水建 設株式会社内 (72)発明者 小野 憲次 東京都大田区城南島２丁目５番７号 株 式会社奈良機械製作所内 (72)発明者 木村 鉄雄 東京都大田区城南島２丁目５番７号 株 式会社奈良機械製作所内 (56)参考文献 特開 昭60−129144（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−268841（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B02C 13/00 - 13/31

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 衝撃室内に、衝撃羽根を周設した回転盤
   を配置すると共に、衝撃羽根の最外周軌道面に沿い、か
   つそれに対して一定の空間を置いて衝突リングを配置
   し、前記衝撃羽根の回転によって発生した気流を、前記
   衝突リングの一部から前記回転盤の中心付近の前カバー
   に開口する循環回路管を介して前記衝撃室に誘導・循環
   させ、処理粉体を繰り返し前記衝撃室と前記循環回路管
   とを通過させ、前記衝突リング及び衝撃羽根により衝撃
   ・圧縮力を与えて球状化若しくは複合化する装置におい
   て、衝撃羽根を周設した回転盤及び衝撃室の前部カバー
   の中心付近に粉体の分散用のピンを取付けたことを特徴
   とする粉粒体の処理装置
2. 【請求項２】 前記分散ピンが、衝撃羽根を周設した回
   転盤又は回転盤及び衝撃室の前部カバーの中心付近に同
   心円上に複数本取り付けられ、且つそれらを１列または
   ２列以上取り付けたことを特徴とする請求項１記載の粉
   粒体の処理装置。
3. 【請求項３】 前記循環回路管を衝突リングに対して接
   線方向に抜き出すように取り付けたことを特徴とする請
   求項１ないし２のいずれかに記載の粉粒体の処理装置。