JP4010833B2 - 乾式メディア撹拌型粉砕機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、メディア撹拌型粉砕機に関し、特に、原料をメディアとともにアジテーターにより撹拌して粉砕する乾式メディア撹拌型粉砕機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
原料をメディアとともにアジテーターにより撹拌して粉砕するメディア撹拌型粉砕機は、撹拌時に発生するメディア間の剪断力や衝撃力によって原料を粉砕するため、粉砕能力が高く、微粉砕から超微粉砕の分野でよく使用される粉砕機である。特に、近年、新素材の研究開発が拡大している中にあって、製造工程において必要とされる粉砕・分散処理に欠くことができない機器として注目されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような構成の従来のメディア撹拌型粉砕機にあっては、粉砕能力が高い反面、粉砕効率は低いものであった。すなわち、従来の粉砕機においては、特に乾式粉砕機の場合、原料が粉砕されて微粉状の粉粒体となると、この粉粒体が粉砕タンクの内部で凝集して粉砕処理を平衡させてしまうことがあった。つまり、一般的に言って、乾式の場合にあっては、微粉状となった粉粒体は凝集する性質が強いため、一度粉砕タンクの内部で微粉状に粉砕した原料は、メディアで強力に撹拌・粉砕されているにも関わらず、粉砕タンクの内部で凝集して粒径を大きくしてしまう。従って、粉砕タンクの内部において、上記のような粉砕作用と凝集作用とが繰り返された場合、粉砕のためのエネルギーを多く供給しても粉砕処理が平衡してその粉砕の進行が止まってしまうため、製品として得られる粉粒体の到達粒度に限界が生じることになり、粉砕効率が低下してしまう結果となった。
【０００４】
上記のような問題を解決するために、登録実用新案第２５６６８８４号において粉砕機を提案している。この粉砕機は、回転するアジテーターを備えた粉砕室の上方に分級装置を備えており、この分級装置は粉砕室側から順に案内装置、分級室が設けられている。粉砕室内で粉砕・凝集した粒子を案内装置で分散し、分散された微粒子を分級室で回収する構造である。
【０００５】
しかし、案内装置の形状が複雑であり、効果的な分散を得るためには処理物に対応した形状寸法が必要となり、製作コストがかかり過ぎた。また、分級室には分級ローターを備えていないので、所望の粒子径に分級するための調整要素としては、分級室の幅及び吹き込みガス量あるいは吹き込みガス流速であるので、処理量及び処理粒径を制御することが困難であった。
【０００６】
本発明は、上記のような従来の問題を解決したものであって、微粉状に粉砕された原料の粉砕室内での滞留時間を減少させることにより、微粉が凝集することを極力防止して粉砕効率及びエネルギー効率を向上させ、または凝集したものを効率よく分散させることにより分級効率を向上させ、そして、製品の粒径及び製品としての排出量のばらつきを抑制することができる乾式メディア撹拌型粉砕機を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記のような課題を解決するために、原料をメディアとともにアジテーターにより撹拌して粉砕する乾式メディア撹拌型粉砕機であって、上部が開口する縦型筒状をなすとともに、底部に流動ガスの吹き出し口が設けられる粉砕室と、該粉砕室内に回転可能に設けられるアジテーターとからなる粉砕部と、前記粉砕室の上部開口部に接続される分級室と、該分級室の内部に回転可能に設けられる分級ローターと、前記分級室内外を貫通して前記分級ローターに接続される製品回収管とからなる分級部とを備えてなり、前記分級室内の前記分級ローターの外側に、前記分級ローターの中心軸と中心軸が一致するように環状の環状路を設け、該環状路に外部からガスを導入するためのガス導入管を接続し、前記環状路の前記分級ローターとの対向面に内外を貫通する開口部を設け、該開口部に導入ガスの旋回流を引き起こすための案内羽根を設け、前記粉砕部で粉砕された粉粒体は、前記流動ガスによって前記分級室に到達し、前記環状路から旋回流となって噴出される前記外部ガスと前記分級ローターとの協働によって分散、分級され、所望の粒径の粉粒体として前記製品回収管を介して回収され、前記分級ローターから受けた遠心力によって排除された粉粒体は、降下して前記粉砕室内に戻る手段を採用したものである。さらに、原料をメディアとともにアジテーターにより撹拌して粉砕する乾式メディア撹拌型粉砕機であって、上部が開口する縦型筒状をなすとともに、底部に流動ガスの吹き出し口が設けられる粉砕室と、該粉砕室内に回転可能に設けられるアジテーターとからなる粉砕部と、下部が前記粉砕室の上部に接続される円筒状の外筒と、該外筒の内部に設けられる上下が開口する円筒状のドラフト管とからなるドラフト部と、前記ドラフト部の上部開口部に接続される分級室と、該分級室の内部に回転可能に設けられる分級ローターと、前記分級室内外を貫通して前記分級ローターに接続される製品回収管とからなる分級部とを備え、前記ドラフト部のドラフト管の内部に、前記分級ローターの外径よりも大きい外径を有する上下が閉塞された略円筒状をなす整流ガイドを、その中心軸がドラフト管の中心軸と一致するように設け、前記製品回収管は、前記外筒、ドラフト管、及び整流ガイドを貫通して前記分級ローターに接続されてなる手段を採用したものである。さらに、前記粉砕室の底部に補助流動ガスの吹き出し口を設けた手段を採用したものである。
【０００８】
【作用】
本発明による請求項１に係る乾式メディア撹拌型粉砕機は、上記のような手段を採用したことにより、粉砕室内でアジテーターの回転によって粉砕された粉粒体は、流動ガスの吹き出し口から吹き出す流動ガスによって上昇して分級室に到達し、分級室に到達した粉粒体は、分級ローターと環状路から噴出するガスの旋回流との協働によって分散、分級され、所望の粒径の粉粒体として製品回収管を介して製品として回収される。また、分級ローターから受けた遠心力によって排除された粉粒体は、降下して粉砕室内に戻ることになる。また、請求項２に係る乾式メディア攪拌型湿式粉砕機は、上記のような手段を採用したことにより、粉砕室内でアジテーターの回転によって粉砕された粉粒体は、流動ガスの吹き出し口から吹き出す流動ガスによって上昇して分級室に到達し、分級室内で分級ローターによって分散、分級され、所望の粒径の粉粒体に形成され、製品回収管を介して製品として回収される。また、分級ローターから受けた遠心力によって排除された粉粒体は、降下して粉砕室内に戻ることになる。また、粉砕室内で粉砕された粉粒体は、ドラフト管内を上昇して分級室に到達し、分級ローターによって分散、分級され、所望の粒径の粉粒体に形成され、粉粒体として製品回収管を介して製品として回収される。また、分級ローターから受けた遠心力によって排除された粉粒体は、ドラフト管外を降下して粉砕室内に戻ることになる。さらに、粉砕室内で粉砕された粉粒体は、ドラフト管内を上昇する際に、整流ガイドによって整流されることにより、粉粒体の上昇流は分級ローターの外側に流れ込む。さらに、分級室内において分散、分級された粉粒体は、整流ガイド、ドラフト管、外筒を貫通する製品回収管を介して回収されることになる。さらに、請求項３に係る乾式メディア撹拌型粉砕機は、上記のような手段を採用したことにより、補助流動ガスの吹き出し口からの流動ガス量を調節することにより、粉砕された粉粒体の上昇可能な粒径を調整することができることになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１には、本発明による乾式メディア撹拌型粉砕機の第１の実施の形態が示されていて、この乾式メディア撹拌型粉砕機は、上部が開口する縦型筒状をなすとともに、底部に流動ガスの吹き出し口９が設けられる粉砕室１と、粉砕室１内に回転可能に設けられるアジテーター４とからなる粉砕部Ａと、粉砕室１の上部開口部に接続される分級室２９と、分級室２９内に回転可能に設けられる分級ローター２５と、分級室２９の内外を貫通して分級ローター２５に接続される製品を回収するための製品回収管１７とからなる分級部Ｃとを備えている。
【００１０】
分級ローター２５は、ガスの吸入口に羽根１９を備え、分級ローター２５が回転することにより発生する半径方向の遠心力に逆らって微粉含有のガスが分級ローター２５内に流入するものであり、分級ローター２５内へのガスの流入と分級ローター２５の回転による遠心力との作用により分級するものである。
【００１１】
図２には、本発明による乾式メディア撹拌型粉砕機の第２の実施の形態が示されていて、この乾式メディア撹拌型粉砕機は、分級室２９の分級ローター２５の外側に、分級ローター２５の中心軸と中心軸が一致するように環状の環状路３２を設け、この環状路３２に外部からガスを導入するためのガス導入管２２を接続したものであって、その他の構成は前記第１の実施の形態に示すものと同様である。
【００１２】
この場合、環状路３２の分級ローター２５との対向面には内外を貫通する開口部が設けられ、この開口部に導入ガスの旋回流を引き起こすための案内羽根２０が設けられている。
【００１３】
環状路３２は、環状をなすものであって、外周板、内周板、天板、及び底板から構成されている。環状路３２の外周板、天板、及び底板は、分級室２９の側壁及び天板を利用して構成しても良い。環状路３２の内周板には内外を貫通する開口部が設けられ、この開口部に案内羽根２０が設けられている。ガス導入管２２は、環状路３２の内周以外の箇所であればどこへどのように接続しても良いが、旋回流を生じさせるという点からは外周の接線方向に接続するのが好ましい。
【００１４】
案内羽根２０は、固定式のものでも良いが、分散及び分級効果を高めるためには回動自在な構造とし、案内羽根２０の傾きにより環状路３２の開口部の開度を調節し、処理状況に合わせた旋回ガス流量に調節できるようにすることが好ましい。ただし、ガス噴出の円周上における均一性を考慮するために、環状路３２の開口部（ガス吹き出し口）の合計面積はガス導入管の断面積以下にしなければならない。
【００１５】
案内羽根２０と対面しているのは分級ローター２５の吸入部であり、この吸入部には分級ローター２５の羽根１９が設けられている。案内羽根２０により生じる旋回流の回転方向は、分級ローター２５の回転方向と同じ方向としている。
【００１６】
図３には、本発明による乾式メディア撹拌型粉砕機の第３の実施の形態が示されていて、この乾式メディア撹拌型粉砕機は、粉砕部Ａと分級部Ｃとの間にドラフト部Ｂを設けたものであって、その他の構成は前記第２の実施の形態に示すものと同様である。
【００１７】
ドラフト部Ｂは、下部が粉砕室１に接続され、上部が分級室２９に接続される円筒状の外筒１０と、この外筒１０の内部に設けられる上下が開口する筒状のドラフト管１１とから構成されている。
【００１８】
図４には、本発明による乾式メディア撹拌型粉砕機の第４の実施の形態が示されていて、この乾式メディア撹拌型粉砕機は、ドラフト部Ｂのドラフト管１１の内部に、分級ローター２５の外径よりも大きい外径の整流ガイド１２を、その中心軸がドラフト管１１の中心軸と一致するように設けたものであって、その他の構成は前記第３の実施の形態に示すものと同様である。
【００１９】
整流ガイド１２は、上下端が閉塞された略筒状をなすものであって、分級ローター２５の下部との間に微小隙間が形成されるように設けられている。整流ガイド１２の下端部は円錐状に形成されている。
【００２０】
図５には、本発明による乾式メディア撹拌型粉砕機の第５の実施の形態が示されていて、この乾式メディア撹拌型粉砕機は、粉砕室１の底部に補助ガスの吹き出し口１３を設けたものであって、その他の構成は前記第４の実施の形態に示すものと同様である。
【００２１】
図６には、本発明による乾式メディア撹拌型粉砕機の第６の実施の形態が示されていて、この乾式メディア撹拌型粉砕機は、分級ローター２５の下部に、ドラフト部Ｂの外筒１０、ドラフト管１１、及び整流ガイド１２を貫通して製品回収管１７を接続し、この製品回収管１７を介して製品を回収するように構成したものであって、その他の構成は前記第５の実施の形態に示すものと同様である。
【００２２】
この場合、製品回収管１７は、一端が整流ガイド１２の上端を貫通して分級ローター２５の下部に接続され、他端は整流ガイド１２の中心軸上を下降して、適当な位置で水平方向に屈曲されて整流ガイド１２、ドラフト管１１、及び外筒１０を貫通し、機外に引き出されている。製品回収管１７と分級ローター２５との接続は、非回転の製品回収管１７に対して分級ローター２５を回転可能に接続できる手段、例えば、両者間に微小隙間を設けるなどの手段が挙げられる。但し、これに限定することなく、同様の機能が得られる公知の接続手段であれば使用することができる。なお、原料の供給口は粉砕部Ａの上部あるいはドラフト部Ｂに設ければ良い。
【００２３】
上記のような構成の本発明による各実施の形態の乾式メディア撹拌型粉砕機により原料は下記のように処理される。
粉砕室１内の原料は、アジテーター４が回転することにより、メディアと原料との間で繰り返される剪断・衝撃作用により粉砕され、微粉となる。この微粉は、粉砕されたままの状態を維持した一次微粉粒子と、その一次微粉粒子が凝集することにより生じた二次凝集粒子となって粉砕室１内に存在する。
【００２４】
粉砕室１で生じたこれらの粉粒体は、アジテーター４の回転軸の周囲の主ガスの吹き出し口９より粉砕室１に噴出した流動ガスとともに上昇する。ただし、上昇に際しては、微粉の凝集を阻止するために粉砕室１内での微粉の滞留時間をできるだけ減少させるとともに、擬集された二次擬集粒子も上昇流に乗せて粉砕室１から排出することを考慮した流動ガス量を噴出しなければ、粉砕効率及びエネルギー効率は改善されない。従って、粉砕室１の底部に設けられた補助ガスの吹き出し口１３（図５及び図６参照）からの噴出ガス量を追加して粉砕室１内に噴出させて流動ガス量の増大を図っている。このため、一次微粉粒子はもちろんのこと二次凝集粒子をも上昇ガス流に乗せて、分級室２９まで上昇させている。
【００２５】
上昇した粉粒体は、分級室２９の環状路３２内から吹き出すガスの旋回流に当たり、二次凝集粒子は一次微粉粒子に再び分散されるとともに分級室２９内に流入した粉粒体の予備分級が行われる。環状路３２内から吹き出すガスの旋回流は、案内羽根２０の傾きを変更して吹き出し口の開度を調節することにより制御され、分散あるいは予備分級の程度を調節している。このようにして予め選別された微粉は、さらに分級ローター２５により所望の粒径以下に分級され、分級ローター２５に設けられた製品回収口から製品回収管１７を経由して外部へ抜き出され、製品として回収される。分級ローター２５の回転と環状路３２の旋回流の回転は同じ方向とし、ガスの乱れを防ぐようにしている。
【００２６】
粉砕室１へ噴出させる主ガスは圧縮ガスを供給するが、補助ガスは圧縮ガスを押し込んでも、あるいは大気圧状態のガスを吸引してもどちらでも良い。また、分級室２９の環状路３２内へのガスの導入は、ガス導入管２２を環状路３２に接続し、外部からガスを導入するが、導入するガスについては通常においては大気圧状態のガスを吸入するが、送風抵抗の大きい場合には圧縮ガスを供給しても良い。
【００２７】
外筒１０とドラフト管１１とからなるドラフト部Ｂを設けることにより、粉砕室１で粉砕された粉粒体はガス流とともに上昇してドラフト管１１内へ流入し、ドラフト管１１内を上昇し、分級室２９内へ到達する。分級室２９で除外された所望の粒径以上の粉粒体は環状路３２から吹き出す旋回流と分級ローター２５の遠心力とドラフト管１１内側からの上昇流とによりドラフト管１１の外側に弾かれ、外筒１０の内側を降下し、再び粉砕室１内に戻り、再度粉砕される。
【００２８】
ドラフト管１１内に整流ガイド１２を設けることにより、粉砕室１で粉砕された粉粒体は、ガス流とともにドラフト管１１内に流入し、整流ガイド１２によって整流、誘導されて上昇する。この際、分級ローター２５の外径以上の外径を有する整流ガイド１２により、粉粒体が旋回流を介さないで短絡的に分級ローター２５に接触することはなくなる。
【００２９】
粉砕室１内の除熱に関しては、粉砕室１外周にジャケットを設けて、ジャケット内に冷却媒体を導入したり、あるいは粉砕室１内への噴出ガスにより行われる。従って、粉砕室１内への噴出ガスについては粉粒体の搬送だけではなく、冷却効果をも目的としている。
【００３０】
本発明の特徴は下記の通りである。
（１）粉砕室１内へのガス吹き出し口として、常時一定量のガスを噴出して回転軸シールとガス流動を兼ねた回転軸周りの主ガスの吹き出し口９以外に、粉砕工程に合わせて噴出ガス量を調節する補助ガスの吹き出し口１３を設けて、噴出ガス量を調整し、微粉粒子の粉砕室１内の滞留時間を減少させるとともに、凝集した粒径の大きな二次凝集粒子を粉砕室から排出させることにより、粉砕機の無駄な処理を排除し、粉砕効率及びエネルギー効率の向上を図った。
【００３１】
（２）回転する分級ローター２５を用いて粉粒体を分級するために、分級ローター２５の回転数を調整することにより分級粒子径を制御できるので、分級粒子径の調整が容易になった。また、分級ローター２５によって粉粒体が分散、分級される前に、分級室２９の環状路３２内から案内羽根２０を通過させて旋回流として噴出させたガス流によって、二次凝集粒子が再び一次微粉粒子に分散されるとともに、分級室２９内に流入した粉粒体の予備分級が行われるので、分散、分級処理の工程が二段階で行われることになり、著しく分級効率が向上した。さらに、二次凝集粒子等の分散及び予備分級が分級ローター２５での処理以前に行われるために、高速で回転している分級ローター２５と粗紛との接触は避けられ、分級ローター２５ヘの粉粒体の付着が抑制された。そして、分級部Ｃでの二次凝集粒子の分散により二次凝集粒子が粗粉として排除され、再び粉砕室１に戻り、粉砕されるような無駄なことがなくなり、粉砕機は粉砕効率及びエネルギー効率が向上した。
【００３２】
（３）ドラフト部Ｂを、外筒１０、ドラフト管１１とで構成することにより、粉砕部Ａで粉砕された粉粒体の上昇流と、分級部Ｃの選別で排除された粉粒体の下降流とのルー卜が確立し、粉粒体の流れの混在を防ぎ、流れの乱れが抑制され滞留を防止することができ、効率良く循環させた。
【００３３】
（４）ドラフト管１１内に整流ガイド１２を設け、整流ガイド１２を分級ローター２５と同径か、あるいはそれ以上の直径を有する回転体形状とし、そのうえ、整流ガイド１２の下部先端を円錐状等のガスの流れに急激な変化を与えないで上昇流に対する抵抗を極力減らすような形状とした。このためにドラフト管１１内でガスの乱れは抑制され、効率よく上昇流が生じるようになり、さらに、分級部Ｃにおいて上昇してきた粉粒体に対して旋回流を十分に作用させることになり、旋回流による分散、分級の効果を向上させた。
【００３４】
（５）製品回収管１７を分級ローター２５の回転軸と反対方向に設け、しかも整流ガイド１２内に収納することにより分級部Ｃの構造を簡単でコンパクトにした。
【００３５】
（６）分級ローター２５により製品回収が連続的に行われるため、粉砕処理から分級処埋そして製品回収と連続処埋を行うことが可能となり、従来のバッチ処理に頼らざるを得ないメディア撹拌型粉砕機に比べて、処理スピードが向上した。
【００３６】
本発明による乾式メディア撹拌型粉砕機の一実施例を図７及び図８に示す。
すなわち、この乾式メディア撹拌型粉砕機は、粉砕部Aと、ドラフト部Bと、分級部Cとから構成されている。
【００３７】
粉砕部Ａは、上方が開口してドラフト部Ｂに接続された縦型円筒状の粉砕室１を有し、粉砕室１の底部からは回転軸７が垂直に立ち上がり、粉砕室１の底部に設けられるアジテーター４に接続されている。
【００３８】
粉砕室１の底部には、回転軸７の貫通部の周囲に軸シールと粉砕粒の流動とを兼用した主エアーの吹き出し口９が設けられ、その外側には粉砕粒の流動のための補助ガスの吹き出し口１３が設けられている。
【００３９】
主エアーは、粉砕室１とアジテーター４との隙間ｈを経由して粉砕室１内に供給される。粉砕室１の外周部にはジャケット２が設けられ、粉砕室１内の冷却を可能にしている。補助エアーの吹き出し口１３にはセパレータ３３が取り付けられ、メディアあるいは原料の進入を防いでいる。補助エアーの流量調整はバルブ１４で行うようになっている。主エアーは、圧縮して供給するが、粉砕室１を負圧にしているので補助エアーとしては大気から吸引している。補助エアーの吹き出し部は二重構造になっており、吹き出し口１３の外側にノズル５が設けられ、セパレータ３３を取り付けた補助エアーの吹き出し口１３がその外側のノズル５から着脱可能な構造となっている。通常時は、補助エアーの吹き出し口１３を組み込んでおき、メディアの排出時に補助エアーの吹き出し口１３を抜き出す。
【００４０】
粉砕部Ａの上方の開口部には、ドラフト部Ｂがボルト等による着脱可能な方法で接続されている。ドラフト部Ｂは、上下とも開口した縦型円筒状の外筒１０と、この外筒１０の内側に中心軸を一致させた状態で設けられる円筒状のドラフト管１１とから構成されている。ドラフト管１１は支持板１５により固定されている。ドラフト管１１の内部には、中心軸を一致させた状態で回転体形状の整流ガイド１２が設けられ、整流ガイド１２の上端は分級ローター２５の底板２６と対向している。
【００４１】
整流ガイド１２の下端部は円錐形状に形成されている。整流ガイド１２内には製品回収管１７が収納されている。製品回収管１７は、一端が分級ローター２５の製品回収口２８に接続され、他端は整流ガイド１２の中心軸上を下降し、適当な位置で水平方向へ屈曲され、整流ガイド１２、ドラフト管１１、及び外筒１０を貫通して機外に引き出されている。製品回収管１７と分級ローター２５の製品回収口２８との接続は、非回転の製品回収管１７に対して分級ローター２５及び製品回収口２８を回転可能に接続できる手段、例えば、両者間に微小隙間を設けるなどの手段が挙げられる。但し、これに限定することなく、同様の機能が得られる公知の接続手段であれば使用することができる。
【００４２】
外筒１０には原料投入口３６が設けられている。原料投入口３６には２個のバルブ３７、３８が設けられ、２個のバルブ３７、３８の操作により断続的に原料を粉砕室１内に供給し、粉砕室１内の原料を絶やすことなく連続的な粉砕処理を行っている。つまり、バルブ３７を閉めた後にバルブ３８を開けて２つのバルブ３７、３８間に原料を投入する。次にバルブ３８を閉めてバルブ３７を開けて、バルブ３７、３８間の原料を粉砕機内へ投入する。この操作を繰り返すことにより、連続処理が可能になる。
【００４３】
ブロワーで粉砕機内のエアーとともに微粉の製品を製品回収管１７を通じて吸引し、分級部Ｃ内、ドラフト部Ｂ内及び粉砕部Ａ内を常時負圧状態に維持している。
【００４４】
ドラフト部Ｂの上方の開口部には分級部Ｃが接続されている。分級部Ｃは、ドラフト部Ｂの外筒１０に接続される縦型円筒状の側壁３０と上部が天板３１とによって塞がれた分級室２９が設けられ、その円筒状の側壁３０の内側には環状路３２が設けられ、この環状路３２の内周面側は開口し、この開口部には案内羽根２０が設けられ、また側壁３０と任意の接線方向に側壁３０の一部を貫き外部からエアーを環状路３２に導入するガス導入管２２が設けられ、ガス導入管２２にはバルブ２１が設けられている。さらに、案内羽根２０の内側には分級室２９の天板３１の中心部を貫いた回転軸３４と接続された天板２７と、製品回収管１７に接する底板２６と、天板２７と底板２６との間の外周部に案内羽根２０と対面するように設けられた複数の羽根１９とからなる分級ローター２５が設けられている。天板２７を貫いている回転軸３４は上部でモーター３５と接続されて回転可能になっている。分級室２９内が負圧であるので、大気から吸引されたエアーはガス導入管２２を通り環状路３２内へ流入している。製品回収管１７と底板２６との接続は、非回転の製品回収管１７に対して底板２６を回転可能に接続できる手段、例えば、両者間に微小隙間を設けるなどの手段が挙げられる。但し、これに限定することなく、同様の機能が得られる公知の接続手段であれば使用することができる。
【００４５】
案内羽根２０は回転可能な構造としている。本粉砕機で粉砕部Ａあるいは分級部Ｃで供給するガスとしてエアーを使用しているが、必要に応じ不燃性ガスあるいは不活性のガスを使用しても良い。
【００４６】
ちなみに、本実施例における粉砕機の主要部材の材質は、電子部品の素材を製造するために金属汚染の防止を必要としたために、下記のような仕様としている。
粉砕室；アルミナ アジテーター；ジルコニア
分級ローター；ジルコニア 粉砕メディア；ジルコニア、アルミナ
【００４７】
【発明の効果】
本発明は、請求項１及び２のように構成したことにより、粉砕室で粉砕された粉粒体は流動ガスにより上昇し、分級室に到達することになる。そして、分級室では分級ローターによって分散、分級され、所望の粒径の粉粒体に形成され、製品として連続的に回収されることになる。また、ローターから受けた遠心力により排除された粉粒体は降下して粉砕室内に戻り、再び粉砕されることになる。従って、微粉が凝集するのを防止できるので、粉砕効率及びエネルギー効率を向上させることができることになる。
また、請求項１のように構成したことにより、粉砕室で粉砕された粉粒体は、流動ガスにより上昇し、分級室に到達する。分級室では、環状路から噴出するガスの旋回流により分散、分級が行われ、その後、さらに分級ローターで分散、分級が行われる。従って、微粉が凝集するのを防止できるので、粉砕効率及びエネルギー効率を向上させることができることになる。また、凝集したものを効率良く分散させることができるので、分級効率を向上させることができることになる。
さらに、請求項２のように構成したことにより、粉砕室で粉砕された粉粒体はドラフト管内を上昇し、分級室で排除された粉粒体はドラフト管外を降下することになる。従って、微粉が凝集するのを防止できるので、粉砕効率及びエネルギー効率を向上させることができることになる。また、凝集したものを効率良く分散させることができるので、分級効率を向上させることができることになる。
さらに、請求項２のように構成したことにより、粉砕された粉粒体の上昇流は、分級ローターの外側に流れ込むことになるため、上昇してきた粉粒体は必ず、環状路から噴出するガスの旋回流と接触することになり、分級ローターに直接流入することがなくなる。従って、微粉が凝集するのを防止できるので、粉砕効率及びエネルギー効率を向上させることができることになる。また、凝集したものを効率良く分散させることができるので、分級効率を向上させることができることになる。
さらに、請求項２のように構成したことにより、製品回収管を介して確実に粉粒体である製品を回収できることになる。従って、微粉が凝集するのを防止できるので、粉砕効率及びエネルギー効率を向上させることができることになる。また、凝集したものを効率良く分散させることができるので、分級効率を向上させることができることになる。さらに、製品の粒径及び製品としての排出量のばらつきを抑制することができることになる。
さらに、請求項３のように構成したことにより、補助流動ガスの吹き出し口で流動ガス量を調節し、粉砕された粉粒体の上昇可能な粒径を調節できることになる。従って、微粉が凝集するのを防止できるので、粉砕効率及びエネルギー効率を向上させることができることになる。また、凝集したものを効率良く分散させることができるので、分級効率を向上させることができることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による乾式メディア撹拌型粉砕機の第１の実施の形態を示した概略図である。
【図２】本発明による乾式メディア撹拌型粉砕機の第２の実施の形態を示した概略図である。
【図３】本発明による乾式メディア撹拌型粉砕機の第３の実施の形態を示した概略図である。
【図４】本発明による乾式メディア撹拌型粉砕機の第４の実施の形態を示した概略図である。
【図５】本発明による乾式メディア撹拌型粉砕機の第５の実施の形態を示した概略図である。
【図６】本発明による乾式メディア撹拌型粉砕機の第６の実施の形態を示した概略図である。
【図７】本発明による乾式メディア撹拌型粉砕機の一実施例を示した概略図である。
【図８】図７の部分拡大説明図である。
【符号の説明】
１……粉砕室
２……ジャケット
４……アジテーター
５……ノズル
７……回転軸
９……吹き出し口
１０……外筒
１１……ドラフト管
１２……整流ガイド
１３……吹き出し口
１４、２１、３７、３８……バルブ
１５……支持板
１７……製品回収管
１９……羽根
２０……案内羽根
２２……ガス導入管
２５……分級ローター
２６……底板
２７……天板
２８……製品回収口
２９……分級室
３０……側壁
３１……天板
３２……環状路
３３……セパレータ
３４……回転軸
３５……モーター
３６……原料投入口
Ａ……粉砕部
Ｂ……ドラフト部
Ｃ……分級部
ｈ……隙間
【発明の属する技術分野】
本発明は、メディア撹拌型粉砕機に関し、特に、原料をメディアとともにアジテーターにより撹拌して粉砕する乾式メディア撹拌型粉砕機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
原料をメディアとともにアジテーターにより撹拌して粉砕するメディア撹拌型粉砕機は、撹拌時に発生するメディア間の剪断力や衝撃力によって原料を粉砕するため、粉砕能力が高く、微粉砕から超微粉砕の分野でよく使用される粉砕機である。特に、近年、新素材の研究開発が拡大している中にあって、製造工程において必要とされる粉砕・分散処理に欠くことができない機器として注目されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような構成の従来のメディア撹拌型粉砕機にあっては、粉砕能力が高い反面、粉砕効率は低いものであった。すなわち、従来の粉砕機においては、特に乾式粉砕機の場合、原料が粉砕されて微粉状の粉粒体となると、この粉粒体が粉砕タンクの内部で凝集して粉砕処理を平衡させてしまうことがあった。つまり、一般的に言って、乾式の場合にあっては、微粉状となった粉粒体は凝集する性質が強いため、一度粉砕タンクの内部で微粉状に粉砕した原料は、メディアで強力に撹拌・粉砕されているにも関わらず、粉砕タンクの内部で凝集して粒径を大きくしてしまう。従って、粉砕タンクの内部において、上記のような粉砕作用と凝集作用とが繰り返された場合、粉砕のためのエネルギーを多く供給しても粉砕処理が平衡してその粉砕の進行が止まってしまうため、製品として得られる粉粒体の到達粒度に限界が生じることになり、粉砕効率が低下してしまう結果となった。
【０００４】
上記のような問題を解決するために、登録実用新案第２５６６８８４号において粉砕機を提案している。この粉砕機は、回転するアジテーターを備えた粉砕室の上方に分級装置を備えており、この分級装置は粉砕室側から順に案内装置、分級室が設けられている。粉砕室内で粉砕・凝集した粒子を案内装置で分散し、分散された微粒子を分級室で回収する構造である。
【０００５】
しかし、案内装置の形状が複雑であり、効果的な分散を得るためには処理物に対応した形状寸法が必要となり、製作コストがかかり過ぎた。また、分級室には分級ローターを備えていないので、所望の粒子径に分級するための調整要素としては、分級室の幅及び吹き込みガス量あるいは吹き込みガス流速であるので、処理量及び処理粒径を制御することが困難であった。
【０００６】
本発明は、上記のような従来の問題を解決したものであって、微粉状に粉砕された原料の粉砕室内での滞留時間を減少させることにより、微粉が凝集することを極力防止して粉砕効率及びエネルギー効率を向上させ、または凝集したものを効率よく分散させることにより分級効率を向上させ、そして、製品の粒径及び製品としての排出量のばらつきを抑制することができる乾式メディア撹拌型粉砕機を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記のような課題を解決するために、原料をメディアとともにアジテーターにより撹拌して粉砕する乾式メディア撹拌型粉砕機であって、上部が開口する縦型筒状をなすとともに、底部に流動ガスの吹き出し口が設けられる粉砕室と、該粉砕室内に回転可能に設けられるアジテーターとからなる粉砕部と、前記粉砕室の上部開口部に接続される分級室と、該分級室の内部に回転可能に設けられる分級ローターと、前記分級室内外を貫通して前記分級ローターに接続される製品回収管とからなる分級部とを備えてなり、前記分級室内の前記分級ローターの外側に、前記分級ローターの中心軸と中心軸が一致するように環状の環状路を設け、該環状路に外部からガスを導入するためのガス導入管を接続し、前記環状路の前記分級ローターとの対向面に内外を貫通する開口部を設け、該開口部に導入ガスの旋回流を引き起こすための案内羽根を設け、前記粉砕部で粉砕された粉粒体は、前記流動ガスによって前記分級室に到達し、前記環状路から旋回流となって噴出される前記外部ガスと前記分級ローターとの協働によって分散、分級され、所望の粒径の粉粒体として前記製品回収管を介して回収され、前記分級ローターから受けた遠心力によって排除された粉粒体は、降下して前記粉砕室内に戻る手段を採用したものである。さらに、原料をメディアとともにアジテーターにより撹拌して粉砕する乾式メディア撹拌型粉砕機であって、上部が開口する縦型筒状をなすとともに、底部に流動ガスの吹き出し口が設けられる粉砕室と、該粉砕室内に回転可能に設けられるアジテーターとからなる粉砕部と、下部が前記粉砕室の上部に接続される円筒状の外筒と、該外筒の内部に設けられる上下が開口する円筒状のドラフト管とからなるドラフト部と、前記ドラフト部の上部開口部に接続される分級室と、該分級室の内部に回転可能に設けられる分級ローターと、前記分級室内外を貫通して前記分級ローターに接続される製品回収管とからなる分級部とを備え、前記ドラフト部のドラフト管の内部に、前記分級ローターの外径よりも大きい外径を有する上下が閉塞された略円筒状をなす整流ガイドを、その中心軸がドラフト管の中心軸と一致するように設け、前記製品回収管は、前記外筒、ドラフト管、及び整流ガイドを貫通して前記分級ローターに接続されてなる手段を採用したものである。さらに、前記粉砕室の底部に補助流動ガスの吹き出し口を設けた手段を採用したものである。
【０００８】
【作用】
本発明による請求項１に係る乾式メディア撹拌型粉砕機は、上記のような手段を採用したことにより、粉砕室内でアジテーターの回転によって粉砕された粉粒体は、流動ガスの吹き出し口から吹き出す流動ガスによって上昇して分級室に到達し、分級室に到達した粉粒体は、分級ローターと環状路から噴出するガスの旋回流との協働によって分散、分級され、所望の粒径の粉粒体として製品回収管を介して製品として回収される。また、分級ローターから受けた遠心力によって排除された粉粒体は、降下して粉砕室内に戻ることになる。また、請求項２に係る乾式メディア攪拌型湿式粉砕機は、上記のような手段を採用したことにより、粉砕室内でアジテーターの回転によって粉砕された粉粒体は、流動ガスの吹き出し口から吹き出す流動ガスによって上昇して分級室に到達し、分級室内で分級ローターによって分散、分級され、所望の粒径の粉粒体に形成され、製品回収管を介して製品として回収される。また、分級ローターから受けた遠心力によって排除された粉粒体は、降下して粉砕室内に戻ることになる。また、粉砕室内で粉砕された粉粒体は、ドラフト管内を上昇して分級室に到達し、分級ローターによって分散、分級され、所望の粒径の粉粒体に形成され、粉粒体として製品回収管を介して製品として回収される。また、分級ローターから受けた遠心力によって排除された粉粒体は、ドラフト管外を降下して粉砕室内に戻ることになる。さらに、粉砕室内で粉砕された粉粒体は、ドラフト管内を上昇する際に、整流ガイドによって整流されることにより、粉粒体の上昇流は分級ローターの外側に流れ込む。さらに、分級室内において分散、分級された粉粒体は、整流ガイド、ドラフト管、外筒を貫通する製品回収管を介して回収されることになる。さらに、請求項３に係る乾式メディア撹拌型粉砕機は、上記のような手段を採用したことにより、補助流動ガスの吹き出し口からの流動ガス量を調節することにより、粉砕された粉粒体の上昇可能な粒径を調整することができることになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１には、本発明による乾式メディア撹拌型粉砕機の第１の実施の形態が示されていて、この乾式メディア撹拌型粉砕機は、上部が開口する縦型筒状をなすとともに、底部に流動ガスの吹き出し口９が設けられる粉砕室１と、粉砕室１内に回転可能に設けられるアジテーター４とからなる粉砕部Ａと、粉砕室１の上部開口部に接続される分級室２９と、分級室２９内に回転可能に設けられる分級ローター２５と、分級室２９の内外を貫通して分級ローター２５に接続される製品を回収するための製品回収管１７とからなる分級部Ｃとを備えている。
【００１０】
分級ローター２５は、ガスの吸入口に羽根１９を備え、分級ローター２５が回転することにより発生する半径方向の遠心力に逆らって微粉含有のガスが分級ローター２５内に流入するものであり、分級ローター２５内へのガスの流入と分級ローター２５の回転による遠心力との作用により分級するものである。
【００１１】
図２には、本発明による乾式メディア撹拌型粉砕機の第２の実施の形態が示されていて、この乾式メディア撹拌型粉砕機は、分級室２９の分級ローター２５の外側に、分級ローター２５の中心軸と中心軸が一致するように環状の環状路３２を設け、この環状路３２に外部からガスを導入するためのガス導入管２２を接続したものであって、その他の構成は前記第１の実施の形態に示すものと同様である。
【００１２】
この場合、環状路３２の分級ローター２５との対向面には内外を貫通する開口部が設けられ、この開口部に導入ガスの旋回流を引き起こすための案内羽根２０が設けられている。
【００１３】
環状路３２は、環状をなすものであって、外周板、内周板、天板、及び底板から構成されている。環状路３２の外周板、天板、及び底板は、分級室２９の側壁及び天板を利用して構成しても良い。環状路３２の内周板には内外を貫通する開口部が設けられ、この開口部に案内羽根２０が設けられている。ガス導入管２２は、環状路３２の内周以外の箇所であればどこへどのように接続しても良いが、旋回流を生じさせるという点からは外周の接線方向に接続するのが好ましい。
【００１４】
案内羽根２０は、固定式のものでも良いが、分散及び分級効果を高めるためには回動自在な構造とし、案内羽根２０の傾きにより環状路３２の開口部の開度を調節し、処理状況に合わせた旋回ガス流量に調節できるようにすることが好ましい。ただし、ガス噴出の円周上における均一性を考慮するために、環状路３２の開口部（ガス吹き出し口）の合計面積はガス導入管の断面積以下にしなければならない。
【００１５】
案内羽根２０と対面しているのは分級ローター２５の吸入部であり、この吸入部には分級ローター２５の羽根１９が設けられている。案内羽根２０により生じる旋回流の回転方向は、分級ローター２５の回転方向と同じ方向としている。
【００１６】
図３には、本発明による乾式メディア撹拌型粉砕機の第３の実施の形態が示されていて、この乾式メディア撹拌型粉砕機は、粉砕部Ａと分級部Ｃとの間にドラフト部Ｂを設けたものであって、その他の構成は前記第２の実施の形態に示すものと同様である。
【００１７】
ドラフト部Ｂは、下部が粉砕室１に接続され、上部が分級室２９に接続される円筒状の外筒１０と、この外筒１０の内部に設けられる上下が開口する筒状のドラフト管１１とから構成されている。
【００１８】
図４には、本発明による乾式メディア撹拌型粉砕機の第４の実施の形態が示されていて、この乾式メディア撹拌型粉砕機は、ドラフト部Ｂのドラフト管１１の内部に、分級ローター２５の外径よりも大きい外径の整流ガイド１２を、その中心軸がドラフト管１１の中心軸と一致するように設けたものであって、その他の構成は前記第３の実施の形態に示すものと同様である。
【００１９】
整流ガイド１２は、上下端が閉塞された略筒状をなすものであって、分級ローター２５の下部との間に微小隙間が形成されるように設けられている。整流ガイド１２の下端部は円錐状に形成されている。
【００２０】
図５には、本発明による乾式メディア撹拌型粉砕機の第５の実施の形態が示されていて、この乾式メディア撹拌型粉砕機は、粉砕室１の底部に補助ガスの吹き出し口１３を設けたものであって、その他の構成は前記第４の実施の形態に示すものと同様である。
【００２１】
図６には、本発明による乾式メディア撹拌型粉砕機の第６の実施の形態が示されていて、この乾式メディア撹拌型粉砕機は、分級ローター２５の下部に、ドラフト部Ｂの外筒１０、ドラフト管１１、及び整流ガイド１２を貫通して製品回収管１７を接続し、この製品回収管１７を介して製品を回収するように構成したものであって、その他の構成は前記第５の実施の形態に示すものと同様である。
【００２２】
この場合、製品回収管１７は、一端が整流ガイド１２の上端を貫通して分級ローター２５の下部に接続され、他端は整流ガイド１２の中心軸上を下降して、適当な位置で水平方向に屈曲されて整流ガイド１２、ドラフト管１１、及び外筒１０を貫通し、機外に引き出されている。製品回収管１７と分級ローター２５との接続は、非回転の製品回収管１７に対して分級ローター２５を回転可能に接続できる手段、例えば、両者間に微小隙間を設けるなどの手段が挙げられる。但し、これに限定することなく、同様の機能が得られる公知の接続手段であれば使用することができる。なお、原料の供給口は粉砕部Ａの上部あるいはドラフト部Ｂに設ければ良い。
【００２３】
上記のような構成の本発明による各実施の形態の乾式メディア撹拌型粉砕機により原料は下記のように処理される。
粉砕室１内の原料は、アジテーター４が回転することにより、メディアと原料との間で繰り返される剪断・衝撃作用により粉砕され、微粉となる。この微粉は、粉砕されたままの状態を維持した一次微粉粒子と、その一次微粉粒子が凝集することにより生じた二次凝集粒子となって粉砕室１内に存在する。
【００２４】
粉砕室１で生じたこれらの粉粒体は、アジテーター４の回転軸の周囲の主ガスの吹き出し口９より粉砕室１に噴出した流動ガスとともに上昇する。ただし、上昇に際しては、微粉の凝集を阻止するために粉砕室１内での微粉の滞留時間をできるだけ減少させるとともに、擬集された二次擬集粒子も上昇流に乗せて粉砕室１から排出することを考慮した流動ガス量を噴出しなければ、粉砕効率及びエネルギー効率は改善されない。従って、粉砕室１の底部に設けられた補助ガスの吹き出し口１３（図５及び図６参照）からの噴出ガス量を追加して粉砕室１内に噴出させて流動ガス量の増大を図っている。このため、一次微粉粒子はもちろんのこと二次凝集粒子をも上昇ガス流に乗せて、分級室２９まで上昇させている。
【００２５】
上昇した粉粒体は、分級室２９の環状路３２内から吹き出すガスの旋回流に当たり、二次凝集粒子は一次微粉粒子に再び分散されるとともに分級室２９内に流入した粉粒体の予備分級が行われる。環状路３２内から吹き出すガスの旋回流は、案内羽根２０の傾きを変更して吹き出し口の開度を調節することにより制御され、分散あるいは予備分級の程度を調節している。このようにして予め選別された微粉は、さらに分級ローター２５により所望の粒径以下に分級され、分級ローター２５に設けられた製品回収口から製品回収管１７を経由して外部へ抜き出され、製品として回収される。分級ローター２５の回転と環状路３２の旋回流の回転は同じ方向とし、ガスの乱れを防ぐようにしている。
【００２６】
粉砕室１へ噴出させる主ガスは圧縮ガスを供給するが、補助ガスは圧縮ガスを押し込んでも、あるいは大気圧状態のガスを吸引してもどちらでも良い。また、分級室２９の環状路３２内へのガスの導入は、ガス導入管２２を環状路３２に接続し、外部からガスを導入するが、導入するガスについては通常においては大気圧状態のガスを吸入するが、送風抵抗の大きい場合には圧縮ガスを供給しても良い。
【００２７】
外筒１０とドラフト管１１とからなるドラフト部Ｂを設けることにより、粉砕室１で粉砕された粉粒体はガス流とともに上昇してドラフト管１１内へ流入し、ドラフト管１１内を上昇し、分級室２９内へ到達する。分級室２９で除外された所望の粒径以上の粉粒体は環状路３２から吹き出す旋回流と分級ローター２５の遠心力とドラフト管１１内側からの上昇流とによりドラフト管１１の外側に弾かれ、外筒１０の内側を降下し、再び粉砕室１内に戻り、再度粉砕される。
【００２８】
ドラフト管１１内に整流ガイド１２を設けることにより、粉砕室１で粉砕された粉粒体は、ガス流とともにドラフト管１１内に流入し、整流ガイド１２によって整流、誘導されて上昇する。この際、分級ローター２５の外径以上の外径を有する整流ガイド１２により、粉粒体が旋回流を介さないで短絡的に分級ローター２５に接触することはなくなる。
【００２９】
粉砕室１内の除熱に関しては、粉砕室１外周にジャケットを設けて、ジャケット内に冷却媒体を導入したり、あるいは粉砕室１内への噴出ガスにより行われる。従って、粉砕室１内への噴出ガスについては粉粒体の搬送だけではなく、冷却効果をも目的としている。
【００３０】
本発明の特徴は下記の通りである。
（１）粉砕室１内へのガス吹き出し口として、常時一定量のガスを噴出して回転軸シールとガス流動を兼ねた回転軸周りの主ガスの吹き出し口９以外に、粉砕工程に合わせて噴出ガス量を調節する補助ガスの吹き出し口１３を設けて、噴出ガス量を調整し、微粉粒子の粉砕室１内の滞留時間を減少させるとともに、凝集した粒径の大きな二次凝集粒子を粉砕室から排出させることにより、粉砕機の無駄な処理を排除し、粉砕効率及びエネルギー効率の向上を図った。
【００３１】
（２）回転する分級ローター２５を用いて粉粒体を分級するために、分級ローター２５の回転数を調整することにより分級粒子径を制御できるので、分級粒子径の調整が容易になった。また、分級ローター２５によって粉粒体が分散、分級される前に、分級室２９の環状路３２内から案内羽根２０を通過させて旋回流として噴出させたガス流によって、二次凝集粒子が再び一次微粉粒子に分散されるとともに、分級室２９内に流入した粉粒体の予備分級が行われるので、分散、分級処理の工程が二段階で行われることになり、著しく分級効率が向上した。さらに、二次凝集粒子等の分散及び予備分級が分級ローター２５での処理以前に行われるために、高速で回転している分級ローター２５と粗紛との接触は避けられ、分級ローター２５ヘの粉粒体の付着が抑制された。そして、分級部Ｃでの二次凝集粒子の分散により二次凝集粒子が粗粉として排除され、再び粉砕室１に戻り、粉砕されるような無駄なことがなくなり、粉砕機は粉砕効率及びエネルギー効率が向上した。
【００３２】
（３）ドラフト部Ｂを、外筒１０、ドラフト管１１とで構成することにより、粉砕部Ａで粉砕された粉粒体の上昇流と、分級部Ｃの選別で排除された粉粒体の下降流とのルー卜が確立し、粉粒体の流れの混在を防ぎ、流れの乱れが抑制され滞留を防止することができ、効率良く循環させた。
【００３３】
（４）ドラフト管１１内に整流ガイド１２を設け、整流ガイド１２を分級ローター２５と同径か、あるいはそれ以上の直径を有する回転体形状とし、そのうえ、整流ガイド１２の下部先端を円錐状等のガスの流れに急激な変化を与えないで上昇流に対する抵抗を極力減らすような形状とした。このためにドラフト管１１内でガスの乱れは抑制され、効率よく上昇流が生じるようになり、さらに、分級部Ｃにおいて上昇してきた粉粒体に対して旋回流を十分に作用させることになり、旋回流による分散、分級の効果を向上させた。
【００３４】
（５）製品回収管１７を分級ローター２５の回転軸と反対方向に設け、しかも整流ガイド１２内に収納することにより分級部Ｃの構造を簡単でコンパクトにした。
【００３５】
（６）分級ローター２５により製品回収が連続的に行われるため、粉砕処理から分級処埋そして製品回収と連続処埋を行うことが可能となり、従来のバッチ処理に頼らざるを得ないメディア撹拌型粉砕機に比べて、処理スピードが向上した。
【００３６】
本発明による乾式メディア撹拌型粉砕機の一実施例を図７及び図８に示す。
すなわち、この乾式メディア撹拌型粉砕機は、粉砕部Aと、ドラフト部Bと、分級部Cとから構成されている。
【００３７】
粉砕部Ａは、上方が開口してドラフト部Ｂに接続された縦型円筒状の粉砕室１を有し、粉砕室１の底部からは回転軸７が垂直に立ち上がり、粉砕室１の底部に設けられるアジテーター４に接続されている。
【００３８】
粉砕室１の底部には、回転軸７の貫通部の周囲に軸シールと粉砕粒の流動とを兼用した主エアーの吹き出し口９が設けられ、その外側には粉砕粒の流動のための補助ガスの吹き出し口１３が設けられている。
【００３９】
主エアーは、粉砕室１とアジテーター４との隙間ｈを経由して粉砕室１内に供給される。粉砕室１の外周部にはジャケット２が設けられ、粉砕室１内の冷却を可能にしている。補助エアーの吹き出し口１３にはセパレータ３３が取り付けられ、メディアあるいは原料の進入を防いでいる。補助エアーの流量調整はバルブ１４で行うようになっている。主エアーは、圧縮して供給するが、粉砕室１を負圧にしているので補助エアーとしては大気から吸引している。補助エアーの吹き出し部は二重構造になっており、吹き出し口１３の外側にノズル５が設けられ、セパレータ３３を取り付けた補助エアーの吹き出し口１３がその外側のノズル５から着脱可能な構造となっている。通常時は、補助エアーの吹き出し口１３を組み込んでおき、メディアの排出時に補助エアーの吹き出し口１３を抜き出す。
【００４０】
粉砕部Ａの上方の開口部には、ドラフト部Ｂがボルト等による着脱可能な方法で接続されている。ドラフト部Ｂは、上下とも開口した縦型円筒状の外筒１０と、この外筒１０の内側に中心軸を一致させた状態で設けられる円筒状のドラフト管１１とから構成されている。ドラフト管１１は支持板１５により固定されている。ドラフト管１１の内部には、中心軸を一致させた状態で回転体形状の整流ガイド１２が設けられ、整流ガイド１２の上端は分級ローター２５の底板２６と対向している。
【００４１】
整流ガイド１２の下端部は円錐形状に形成されている。整流ガイド１２内には製品回収管１７が収納されている。製品回収管１７は、一端が分級ローター２５の製品回収口２８に接続され、他端は整流ガイド１２の中心軸上を下降し、適当な位置で水平方向へ屈曲され、整流ガイド１２、ドラフト管１１、及び外筒１０を貫通して機外に引き出されている。製品回収管１７と分級ローター２５の製品回収口２８との接続は、非回転の製品回収管１７に対して分級ローター２５及び製品回収口２８を回転可能に接続できる手段、例えば、両者間に微小隙間を設けるなどの手段が挙げられる。但し、これに限定することなく、同様の機能が得られる公知の接続手段であれば使用することができる。
【００４２】
外筒１０には原料投入口３６が設けられている。原料投入口３６には２個のバルブ３７、３８が設けられ、２個のバルブ３７、３８の操作により断続的に原料を粉砕室１内に供給し、粉砕室１内の原料を絶やすことなく連続的な粉砕処理を行っている。つまり、バルブ３７を閉めた後にバルブ３８を開けて２つのバルブ３７、３８間に原料を投入する。次にバルブ３８を閉めてバルブ３７を開けて、バルブ３７、３８間の原料を粉砕機内へ投入する。この操作を繰り返すことにより、連続処理が可能になる。
【００４３】
ブロワーで粉砕機内のエアーとともに微粉の製品を製品回収管１７を通じて吸引し、分級部Ｃ内、ドラフト部Ｂ内及び粉砕部Ａ内を常時負圧状態に維持している。
【００４４】
ドラフト部Ｂの上方の開口部には分級部Ｃが接続されている。分級部Ｃは、ドラフト部Ｂの外筒１０に接続される縦型円筒状の側壁３０と上部が天板３１とによって塞がれた分級室２９が設けられ、その円筒状の側壁３０の内側には環状路３２が設けられ、この環状路３２の内周面側は開口し、この開口部には案内羽根２０が設けられ、また側壁３０と任意の接線方向に側壁３０の一部を貫き外部からエアーを環状路３２に導入するガス導入管２２が設けられ、ガス導入管２２にはバルブ２１が設けられている。さらに、案内羽根２０の内側には分級室２９の天板３１の中心部を貫いた回転軸３４と接続された天板２７と、製品回収管１７に接する底板２６と、天板２７と底板２６との間の外周部に案内羽根２０と対面するように設けられた複数の羽根１９とからなる分級ローター２５が設けられている。天板２７を貫いている回転軸３４は上部でモーター３５と接続されて回転可能になっている。分級室２９内が負圧であるので、大気から吸引されたエアーはガス導入管２２を通り環状路３２内へ流入している。製品回収管１７と底板２６との接続は、非回転の製品回収管１７に対して底板２６を回転可能に接続できる手段、例えば、両者間に微小隙間を設けるなどの手段が挙げられる。但し、これに限定することなく、同様の機能が得られる公知の接続手段であれば使用することができる。
【００４５】
案内羽根２０は回転可能な構造としている。本粉砕機で粉砕部Ａあるいは分級部Ｃで供給するガスとしてエアーを使用しているが、必要に応じ不燃性ガスあるいは不活性のガスを使用しても良い。
【００４６】
ちなみに、本実施例における粉砕機の主要部材の材質は、電子部品の素材を製造するために金属汚染の防止を必要としたために、下記のような仕様としている。
粉砕室；アルミナ アジテーター；ジルコニア
分級ローター；ジルコニア 粉砕メディア；ジルコニア、アルミナ
【００４７】
【発明の効果】
本発明は、請求項１及び２のように構成したことにより、粉砕室で粉砕された粉粒体は流動ガスにより上昇し、分級室に到達することになる。そして、分級室では分級ローターによって分散、分級され、所望の粒径の粉粒体に形成され、製品として連続的に回収されることになる。また、ローターから受けた遠心力により排除された粉粒体は降下して粉砕室内に戻り、再び粉砕されることになる。従って、微粉が凝集するのを防止できるので、粉砕効率及びエネルギー効率を向上させることができることになる。
また、請求項１のように構成したことにより、粉砕室で粉砕された粉粒体は、流動ガスにより上昇し、分級室に到達する。分級室では、環状路から噴出するガスの旋回流により分散、分級が行われ、その後、さらに分級ローターで分散、分級が行われる。従って、微粉が凝集するのを防止できるので、粉砕効率及びエネルギー効率を向上させることができることになる。また、凝集したものを効率良く分散させることができるので、分級効率を向上させることができることになる。
さらに、請求項２のように構成したことにより、粉砕室で粉砕された粉粒体はドラフト管内を上昇し、分級室で排除された粉粒体はドラフト管外を降下することになる。従って、微粉が凝集するのを防止できるので、粉砕効率及びエネルギー効率を向上させることができることになる。また、凝集したものを効率良く分散させることができるので、分級効率を向上させることができることになる。
さらに、請求項２のように構成したことにより、粉砕された粉粒体の上昇流は、分級ローターの外側に流れ込むことになるため、上昇してきた粉粒体は必ず、環状路から噴出するガスの旋回流と接触することになり、分級ローターに直接流入することがなくなる。従って、微粉が凝集するのを防止できるので、粉砕効率及びエネルギー効率を向上させることができることになる。また、凝集したものを効率良く分散させることができるので、分級効率を向上させることができることになる。
さらに、請求項２のように構成したことにより、製品回収管を介して確実に粉粒体である製品を回収できることになる。従って、微粉が凝集するのを防止できるので、粉砕効率及びエネルギー効率を向上させることができることになる。また、凝集したものを効率良く分散させることができるので、分級効率を向上させることができることになる。さらに、製品の粒径及び製品としての排出量のばらつきを抑制することができることになる。
さらに、請求項３のように構成したことにより、補助流動ガスの吹き出し口で流動ガス量を調節し、粉砕された粉粒体の上昇可能な粒径を調節できることになる。従って、微粉が凝集するのを防止できるので、粉砕効率及びエネルギー効率を向上させることができることになる。また、凝集したものを効率良く分散させることができるので、分級効率を向上させることができることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による乾式メディア撹拌型粉砕機の第１の実施の形態を示した概略図である。
【図２】本発明による乾式メディア撹拌型粉砕機の第２の実施の形態を示した概略図である。
【図３】本発明による乾式メディア撹拌型粉砕機の第３の実施の形態を示した概略図である。
【図４】本発明による乾式メディア撹拌型粉砕機の第４の実施の形態を示した概略図である。
【図５】本発明による乾式メディア撹拌型粉砕機の第５の実施の形態を示した概略図である。
【図６】本発明による乾式メディア撹拌型粉砕機の第６の実施の形態を示した概略図である。
【図７】本発明による乾式メディア撹拌型粉砕機の一実施例を示した概略図である。
【図８】図７の部分拡大説明図である。
【符号の説明】
１……粉砕室
２……ジャケット
４……アジテーター
５……ノズル
７……回転軸
９……吹き出し口
１０……外筒
１１……ドラフト管
１２……整流ガイド
１３……吹き出し口
１４、２１、３７、３８……バルブ
１５……支持板
１７……製品回収管
１９……羽根
２０……案内羽根
２２……ガス導入管
２５……分級ローター
２６……底板
２７……天板
２８……製品回収口
２９……分級室
３０……側壁
３１……天板
３２……環状路
３３……セパレータ
３４……回転軸
３５……モーター
３６……原料投入口
Ａ……粉砕部
Ｂ……ドラフト部
Ｃ……分級部
ｈ……隙間
Claims (3)
- 原料をメディアとともにアジテーターにより撹拌して粉砕する乾式メディア撹拌型粉砕機であって、上部が開口する縦型筒状をなすとともに、底部に流動ガスの吹き出し口が設けられる粉砕室と、該粉砕室内に回転可能に設けられるアジテーターとからなる粉砕部と、前記粉砕室の上部開口部に接続される分級室と、該分級室の内部に回転可能に設けられる分級ローターと、前記分級室内外を貫通して前記分級ローターに接続される製品回収管とからなる分級部とを備えてなり、
前記分級室内の前記分級ローターの外側に、前記分級ローターの中心軸と中心軸が一致するように環状の環状路を設け、該環状路に外部からガスを導入するためのガス導入管を接続し、前記環状路の前記分級ローターとの対向面に内外を貫通する開口部を設け、該開口部に導入ガスの旋回流を引き起こすための案内羽根を設け、
前記粉砕部で粉砕された粉粒体は、前記流動ガスによって前記分級室に到達し、前記環状路から旋回流となって噴出される前記外部ガスと前記分級ローターとの協働によって分散、分級され、所望の粒径の粉粒体として前記製品回収管を介して回収され、前記分級ローターから受けた遠心力によって排除された粉粒体は、降下して前記粉砕室内に戻ることを特徴とする乾式メディア撹拌型粉砕機。 - 原料をメディアとともにアジテーターにより撹拌して粉砕する乾式メディア撹拌型粉砕機であって、上部が開口する縦型筒状をなすとともに、底部に流動ガスの吹き出し口が設けられる粉砕室と、該粉砕室内に回転可能に設けられるアジテーターとからなる粉砕部と、
下部が前記粉砕室の上部に接続される円筒状の外筒と、該外筒の内部に設けられる上下が開口する円筒状のドラフト管とからなるドラフト部と、
前記ドラフト部の上部開口部に接続される分級室と、該分級室の内部に回転可能に設けられる分級ローターと、前記分級室内外を貫通して前記分級ローターに接続される製品回収管とからなる分級部とを備え、
前記ドラフト部のドラフト管の内部に、前記分級ローターの外径よりも大きい外径を有する上下端が閉塞された略円筒状をなす整流ガイドを、その中心軸がドラフト管の中心軸と一致するように設け、
前記製品回収管は、前記外筒、ドラフト管、及び整流ガイドを貫通して前記分級ローターに接続されてなることを特徴とする乾式メディア撹拌型粉砕機。 - 前記粉砕室の底部に補助流動ガスの吹き出し口を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の乾式メディア撹拌型粉砕機。
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