JP4083124B2 - 回転式分級機 - Google Patents

Description

この発明は、粉砕された細かな粉砕物（製品）を分級する回転式分級機及びその分級機を備えた粉砕機に関する。

この種の回転式分級機を備えた粉砕機として、例えば、この発明の一実施例を示す図１を参照して説明すると、筒状本体１内の下部に、円周方向に均等に配置された複数のジェットノズル２が設けられた粉砕部３を形成し、上部にその回転式分級機１０を設けて分級部５を形成したものがある（特許文献１参照）。
特開平０８−２１５５９９号公報

この気流式粉砕機は、上記本体１内にその中程から被砕物(原料)ａを投入し、その投入された被砕物ａを前記ジェットノズル２からのジェット流ｂと一緒に加速して中心部で互いに衝突させて粉砕するとともに、前記回転式分級機１０により、その粉砕された被砕物ａを細かな微粉ｃと粉砕が十分でない粗粉ｃ´とに分級し、その微粉ｃは気流ｄとともに本体１の外に流れ、粗粉ｃ´は粉砕部３に落下して再びジェット流ｂに巻き込まれて粉砕される。この作用により、原料ａは細かな微粉ｃに徐々に粉砕されて、気流ｄとともに本体１の外に排出される。

このような気流式粉砕機に使用される回転式分級機１０は、通常、ケーシング１１内で高速回転する分級ロータ１２と、ケーシング１１に取付けられ、分級ロータ１２を通過した微粉ｃを気流ｄととも排出する微粉排出管１３を備えている（特許文献１参照）。

この回転式分級機１０において、その分級時、分級ロータ１２の羽根により気流ｄは旋回流となり、その気流ｄに乗る微粉ｃも旋回しながら微粉排出管１３を通って排出される。
このとき、微粉ｃに細かなサイズを要求すれば、分級ロータ１２を高速回転する必要があり、高速回転となれば旋回流ｄも激しくなる。高速旋回流となれば、微粉ｃも高速に旋回して大きな遠心力が働き、その遠心力でもって微粉排出管１３内面に押し付けられて付着する。

したがって、近年、微粉ｃにより細かなサイズのもの、例えば数ミクロンやサブミクロンクラスのサイズのものが要求されるため、微粉ｃは細かくなって、微粉排出管１３内面に付着し易くなり、このため、その付着も激しく、短い運転時間で、その付着物が微粉排出管１３内の気流ｄ（微粉ｃ）の流通を妨げ、円滑な分級作用を得ることができなくなっている。

このような状況下、分級ロータ１２の内部に案内羽根を設けて、その案内羽根により、旋回流を抑えて（弱めて）微粉ｃに旋回流(遠心力)が働かないようにした技術がある（特許文献２参照）。
特開平７−１９５０３７号公報

特許文献２に記載の案内羽根は、分級ロータ１２内にその羽根と平行に設けられ、分級ロータ１２による旋回流の流れ方向にその表面が略直交する。このため、微粉ｃがまともに衝突し、案内羽根への微粉ｃの付着が激しいとともに、その摩耗も激しいものとなっている。
案内羽根に微粉ｃが付着すれば、分級ロータ１２内の閉塞に繋がり、円滑な分級作用の妨げとなる。また、その付着が部分的に生じれば、気流道が生じ、分級効果の低下を招く。また、案内羽根は分級ロータ内にあるため、その分級ロータ内の空気流れを乱し、分級効果の低下を招いている。
この発明は、分級効果の低下を招くことなく、微粉排出管１３内面への微粉ｃの付着を抑えることを課題とする。

上記課題を達成するために、この発明は、上記案内羽根となる整流板を微粉排出管の内面にその微粉排出管内に納まるように設け、その整流板の平面を管軸方向に延びて長いものとしたのである。
通常、分級ロータから微粉排出管に入る気流は、旋回流となっており、その旋回流の状態で、微粉排出管内を通過しようとするが、旋回流に略直交する管軸方向の整流板（その平面が管軸方向に延びて長い整流板）によりその旋回力が抑制され、極力、直進流となって微粉排出管内を通過する。
直進流となれば、微粉も旋回を抑えられて通過し、その通過方向である管軸方向に整流板があるため、衝突力も弱く、摩耗も少なく、また付着も少ない。仮に、付着しても、その整流板に沿って流れる気流に剥ぎ取られる。このため、整流板に付着する微粉は殆どなくなる。
また、直進流となれば、当然に、微粉排出管内面への微粉の付着も抑制される。

この発明は、以上のように、微粉排出管内において管軸方向の整流板により、微粉の付着を抑えて旋回流を抑制するようにしたので、分級効果の低下を招くことがない。

この発明の実施形態としては、ケーシング内で高速回転する分級ロータと、前記ケーシングに取付けられ、前記分級ロータを通過した微粉を気流とともに排出する微粉排出管を備えた回転式分級機において、前記微粉排出管の内面に整流板を設け、その整流板は、その平面が管軸方向に延びて長く、かつ前記微粉排出管内に納まって、前記気流をその微粉排出管内でその管軸方向の直進流とする構成を採用できる。

このとき、上記整流板により、上記微粉排出管内を複数の通路に仕切られたものとすれば、微粉排出管内面に沿う旋回流は確実になくなり、その通路内での旋回となって、その旋回流は生じ難いため、抑制効果を増すことができる。
また、上記整流板を上記微粉排出管に着脱自在として、取換え自在とすることもできる。摩耗し難いといっても、摩耗するので、取り替え易いことは、好ましい。その着脱の構成としては、例えば、整流板の微粉排出管開口側にフランジを設け、そのフランジを微粉排出管開口のフランジにねじ止めすることにより、その整流板を微粉排出管に着脱自在とする等が考えられる。
さらに、上記微粉排出管の分級ロータ側全周にシール空気室を形成し、その微粉排出管と分級ロータの隙間にそのシール空気室から空気を噴出させて、その隙間から未分級の粗粉が分級ロータ内に入り込むのを防止することができる。

これらの構成の回転式分級機は、種々の機器に採用できるが、例えば、筒状本体内の下部に複数のジェットノズルが設けられた粉砕部を形成し、上部にそれらの回転式分級機を設け、前記本体内に被砕物を投入し、その投入された被砕物を前記ジェットノズルからのジェット流と一緒に加速して中心部で衝突させて粉砕するとともに、前記回転式分級機により、細かな粉砕物を分級して気流とともに本体の外に排出する粉砕機としたり、
筒状本体内の下部に回転テーブルと、その回転テーブルに圧接される粉砕ローラを設けて粉砕部を形成し、上部にそれらの回転式分級機を設け、前記本体内に被砕物を投入し、その投入された被砕物を前記回転テーブルと粉砕ローラにより粉砕するとともに、前記回転式分級機により、細かな粉砕物を分級して気流とともに本体の外に排出する粉砕機等とし得る。

一実施例を図１に示し、この実施例は、気流式粉砕機に採用したものであり、筒状本体１内の下部に、円周方向に均等に配置された複数のジェットノズル２が設けられた粉砕部３が形成され、上部に回転式分級機１０が設けられて分級部５が形成されている。この本体１の中程には原料（被砕物）ａの投入筒６が設けられている。

回転式分級機１０は、ケーシング１１内で高速回転する分級ロータ１２と、ケーシング１１に取付けられ、分級ロータ１２を通過した微粉ｃを気流ととも排出する微粉排出管１３を備えている。分級ロータ１２はモータＭにより回転して、その羽根１２ａにより、気流ｄに乗って上昇した被砕物ａ（微粉ｃ、粗粉ｃ´）を外周に跳ね飛ばし、粉砕が十分でない粗粉ｃ´は大きな遠心力を受け、ケーシング１１内面に当たって落下し、再粉砕を受ける。微粉ｃは、遠心力を受け難いため、気流ｄと共に、微粉排出管１３内を通ってバグフィルタ等の捕集機に送られる。微粉排出管１３の長さは、後述の整流効果などを考慮して適宜に設定すればよいが、従来に比べて長くすることが好ましい。

微粉排出管１３内には、その微粉排出管１３内に納まって、その管軸方向に延びて長くかつ平行なセラミックス製整流板１４が周囲等間隔に設けられており、この整流板１４により、分級ロータ１２の回転によって旋回流となった気流ｄのその旋回力が抑制される。整流板１４の数及び長さ（管軸方向）は任意であるが、その長さは、微粉排出管１３の内径より長くすることが好ましく、全長に亘って設けても良い。このように、微粉排出管１３内に整流板１４を設けることにより、特許文献２に記載の技術のように、分級ロータ１２内の気流に整流板１４が影響を与えてその流れを乱すことがない。また、分級ロータ１２（分級羽根１２ａ）の内径に比べ、微粉排出管１３の内径が小さいので、管軸方向の流速が大きくなって相対的に旋回流が弱まるため、整流板１４の枚数が少なくても十分な整流効果を発揮する。なお、微粉排出管１３の内周同一ピッチで整流板１４を配置した場合、微粉排出管１３の内径が小さいほど整流板１４の数は少なくてすむ。

微粉排出管１３の分級ロータ１２側全周にはシール空気室１８が形成されており、図示しない空気入口から空気ｅが導入され、周囲に複数設けた空気出口１９からその空気ｅを噴出することにより、微粉排出管１３と分級ロータ１２の隙間２０から未分級の粗粉ｃ´が分級ロータ１２内に入り込むのを防止する。

この実施例は、以上の構成であり、投入筒６から被砕物(原料)ａを投入し、その投入された原料ａを前記ジェットノズル２からのジェット流ｂに巻き込んで加速して中心部で互いに衝突させて粉砕する。そして、前記分級ロータ１２により、細かな粉砕物(微粉)ｃと粉砕が十分でない粗粉ｃ´を分級し、微粉ｃは気流ｄとともに本体１の外に流れ、粗粉ｃ´は粉砕部３に落下させて再びジェット流ｂに巻き込んで粉砕する。この作用により、原料ａは細かな微粉ｃに徐々に粉砕されて、本体１外に排出される。

この排出時、微粉排出管１３に入る気流ｄは、旋回流となっており、その旋回流の状態で、微粉排出管１３内を通過しようとするが、管軸方向に長い整流板１４によりその旋回力が抑制され、極力、直進流となって微粉排出管１３内を通過する。
直進流となれば、微粉ｃも旋回を抑えられて通過し、その通過方向である管軸方向に整流板１４があるため、整流板１４に対する微粉ｃの衝突力も弱く、このため、整流板１４の摩耗も少なく、また整流板１４への微粉ｃの付着も少ない。仮に、付着しても、その整流板１４に沿って流れる気流ｄに剥ぎ取られる。このため、整流板１４に付着する微粉ｃは殆どなくなる。
また、直進流となれば、当然に、微粉排出管１３内面への微粉ｃの付着も抑制される。

因みに、この実施例の実験機では、微粉排出管１３内面への微粉ｃの付着は認められなかった。これは、上述のように、微粉排出管１３内の気流ｄの流速は非常に速く、付着しにくかった上に、仮に、付着してもその速い気流ｄが剥して運んだものと考えられる。

整流板１４は、図２に示すように、微粉排出管１３内を複数の通路１３ａに仕切られたものとすれば、旋回流の抑制効果を増すことができる。
また、図３、図４に示すように、整流板１４の微粉排出管１３開口側にフランジ１５を設け、そのフランジ１５を微粉排出管１３開口のフランジ１６にねじ止めすることにより、その整流板１４を微粉排出管１３に着脱自在とすることもできる。
このとき、図３に示すように、ダブルナット構造とすれば、ボルトのねじ込み度合により、整流板１４の位置調整を行うことができる。また、フランジ１５と整流板１４の連結は、図示のように、補助微粉排出管（スリーブ）１７を微粉排出管１３内に挿入自在にし、その補助微粉排出管１７内に整流板１４を取付けたり、フランジ１５の周りに整流板１４を直接に設けたり、フランジ１５の周りに管軸方向の板片を等間隔に設け、その各板片に整流板１４を設ける等の構成を採用する。
さらに、同図に示すように、微粉排出管１３（補助微粉排出管１７）の挿入端を隙間２０を通り過ぎた分級ロータ１２内に至らすと、粗粉ｃ´の分級ロータ１２内への浸入を確実に防止し得る（特許文献３参照）。
特公平０３−３８９１７号公報

微粉排出管１３の形状としては、直線状に限らず、図５に示すようにＬ字管状になったもの、図６に示すようにベント管状になったもの等が考えられ、その種々の態様の微粉排出管１３にその管軸方向の整流板１４を設けることができる。
また、微粉排出管１３の内側部（分級ロータ１２に対向する部分）は、図７、８に示すように絞った形状とすると、微粉排出管１３内の気流ｄの流速が、その絞った部分から広がることにより、遅くなって旋回流の抑制効果が増す。

整流板１４は、図９に示すように、一条（一文字状）でもよく、また、３条などと自由である。また、整流板１４の管軸方向も、管軸に平行に限らず、気流ｄの旋回方向に沿って少し傾斜させたり、その反対方向に少し傾斜したものとすることもできる。その傾斜角度は、実験等により旋回抑制効果を見て適宜に設定すればよい。後者の傾斜態様は、螺旋状に旋回する気流が整流板１４により直角に近い角度で衝突することとなり、旋回阻止効果が増す利点があり、前者の傾斜態様は、同旋回気流が整流板１４に直角から離れた角度で衝突することとなってぶつかりにくく、整流板１４に微粉ｃが付着しにくくなるため、微粉ｃが付着しやすいものの場合に有効である。

この発明は、上記実施例のように、ジェトミル流による気流式粉砕機に限らず、他の種々の気流によって粉砕物を分級する粉砕機、例えば、筒状本体内の下部に回転テーブルと、その回転テーブルに圧接される粉砕ローラを設けて粉砕部を形成し、上部に上記各実施例の回転式分級機１０を設けた縦型ミル（特許文献４参照）等の竪型粉砕機においても採用できることは言うまでもない。
特開平１０−２７７４９０号公報

一実施例を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は微粉排出管の側面図 他の実施例を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は微粉排出管の側面図 他の実施例の要部断面図 他の実施例の要部断面図 他の実施例の要部断面図 他の実施例の要部断面図 他の実施例の微粉排出管を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は側面図 他の実施例の微粉排出管を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は側面図 他の実施例の微粉排出管の側面図

符号の説明

１ 粉砕機本体
２ ジェットノズル
３ 粉砕部
５ 分級部
１０ 回転式分級機
１１ 回転式分級機のケーシング
１２ 分級ロータ
１２ａ 分級ロータの羽根
１３ 微粉排出管
１３ａ 通路
１４ 整流板
１５、１６ フランジ
１８ シール空気室
ａ 原料(被砕物)
ｂ ジェット流
ｃ 微粉
ｃ´ 粗粉
ｄ 気流

Claims (3)

1. ケーシング（１１）内で高速回転する分級ロータ（１２）と、前記ケーシング（１１）に取付けられ、前記分級ロータ（１２）を通過した微粉（ｃ）を気流（ｄ）とともに排出する微粉排出管（１３）を備えた回転式分級機（１０）において、
   上記微粉排出管（１３）の内面に整流板（１４）を設け、その整流板（１４）は、その平面が微粉排出管（１３）の管軸方向に延びて長く、かつ前記微粉排出管（１３）内に納まって、上記気流（ｄ）をその微粉排出管（１３）内でその管軸方向の直進流とすることを特徴とする回転式分級機。
2. 上記整流板（１４）により、上記微粉排出管（１３）内が複数の通路（１３ａ）に仕切られていることを特徴とする請求項１に記載の回転式分級機。
3. 上記整流板（１４）の微粉排出管（１３）開口側にフランジ（１５）を設け、そのフランジ（１５）を前記微粉排出管（１３）開口のフランジ（１６）にねじ止めすることにより、前記整流板（１４）を上記微粉排出管（１３）に着脱自在としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の回転式分級機。

Images