JP4376020B2 - 粉粒体粉砕機用サイレンサ - Google Patents

Description

本発明は、食品、化学品、医薬品等の粉粒体、例えば小麦、蕎麦、大豆、小豆、コーヒー豆、コーン、乾麺、米菓、麺端材等を粉砕する粉粒体粉砕機の消音を行う粉砕機用サイレンサに関するものである。

従来、食料品や医薬品の製造、あるいは廃棄プラスチック、生ごみ、建築材料のリサイクル等の工程に用いられる各種の粉砕機のための消音装置が提供されている（特許文献１〜３参照）。
特許文献１は、外気をドラムに導入する際の騒音を防止する消音ダクトを提供するものである。
特許文献２，３は、被粉砕物を回転刃等で粉砕する際に発生する騒音を打ち消すための音波を発生させるものである。
特開２０００−１６７８３７公報 特開平０９−７５７６７号公報 特開平０８−１５０６２１号公報

しかしながら、特許文献１では、外気の導入に起因する騒音は防止できても、粉粒体を粉砕する際に発生する衝撃音が外部に漏れ、消音が困難であるという問題がある。
また、特許文献２、３は騒音をスピーカ等から発生する他の音波で相殺するものであり、装置の大型化を招き、小型の粉砕機には適用が困難であるという問題がある。
そこで、本発明は、粉粒体を粉砕する際に発生する衝撃音を消音する、小型の粉砕機にも適用できる粉砕機用サイレンサを提供することを課題とする。

上記課題に鑑み、請求項１記載の発明は、粉粒体を受け入れる粒体供給部と、粉粒体を粉砕する粒体粉砕部と、粉砕された粉粒体を排出する粉粒体排出部とを備える粉粒体粉砕機に、粉粒体を供給するとともに粉粒体の粉砕の際に発生する騒音を防止する粉粒体粉砕機用サイレンサであって、周方向に形成され外気を受け入れる外気導入部を有する外管と、上流部と接続して粉粒体又は粉粒体の混合気を受け入れる入口接続部と、前記粉粒体供給部と接続する出口接続部とを有する内管と、を備える二重管構造であり、前記外管の内部に同軸状に前記内管が固定され、該内管の外径面と前記外管の内壁との間に前記外気導入部と連通する外気導入通路が形成され、該外気導入通路と前記内管とを連通する連通通路が形成され、該連通通路を介して前記外気を前記入口接続部側に導くとともに、該外気を前記供給されてくる粉粒体又は粉粒体と気体の混合気と合流させて混合気とし、該混合気を前記外気の導入方向とは逆方向に前記出口接続部側に輸送することを特徴とする粉粒体粉砕機用サイレンサである。ここでいう外気は、空気でも不活性ガスでもいずれでもよい。粉体、粒体、又は粉粒体の粉砕機に適用され、例えば、大豆、乾麺、米菓等の不良品や半製品、端材のリサイクル、茶葉、乾燥海藻、パン粉等の粉砕の際に発生する音を消音するものである。

請求項２記載の発明は、前記外気導入部にフィルタが装着されている請求項１の粉粒体粉砕機用サイレンサである。
請求項３記載の発明は、前記外管は大径部と小径部とから構成され、大径部に前記外気導入通路が形成され、小径部に前記入口接続部が固定される請求項１の粉粒体粉砕機用サイレンサである。

請求項１記載の発明によれば、前記入口接続部から供給されてくる粉粒体又は混合気と、前記外気導入部から導入される外気とを混合して混合気を生成できるとともに、騒音の拡散方向と逆方向に混合気を流し、騒音発生源との距離をできる限り長くし、二重管構造とすることにより、粉粒体粉砕機内で発生する騒音を効果的に消音することができる。
請求項２記載の発明によれば、フィルタが消音材を兼用するので、消音効率が高まる。
請求項３記載の発明によれば、外気を増量することができるので、消音効率が高くなる。

本発明の実施形態であるサイレンサ７が適用されたインラインミル１は、図１〜図４の通り、ラインに投入するときに、原料の解砕を行う必要がある場合にその機能を持たせたものであり、粉粒体輸送ラインの初段に設置され、上部に原料供給口２を備え、原料供給口２の下には安全上、ベルトコンベア３が設置されており、原料供給口２から投入された原料はベルトコンベア３で、ベルトコンベア３の下方に位置するカッター部４に運ばれ、カッター部４である程度の大きさに切断され解砕された原料は、ホッパ５に排出され、スクリューフィーダ６に供給されるようになっている。このスクリューフィーダ６の出口には粉粒体に外気を混合する混合装置を兼ねるサイレンサ７が設けられている。供給口８と排出口９を備えた本体ケーシング１０の内部に粉砕室１１（図２参照）が形成されている。この粉砕室１１の開閉に用いられる開閉扉１２が本体ケーシング１０に連結されている。供給口８は開閉扉１２の中央部分に形成されている。サイレンサ７は粉砕室１１からの騒音を防音するものである。本体ケーシング１０は方形であって、高さや幅よりも厚みが薄く形成されている。

図２及び図３に示すように、粉砕室１１には回転盤１３が壁方向に備えられ、回転盤１３の中心にある回転軸１４に十字形状の回転刃が３枚重ねられた形状のチョッパ１５が取り付けられている。回転軸１４は本体ケーシング１０の厚み方向の中央部に配置され、先端部が粉砕室１１に突出し、基端部は後方に配置されたものである。回転軸１４に取り付けられたチョッパ１５が、回転軸１４とベルト１４ａで連結した駆動モータ１９（図１参照）によって、回転盤１３と同軸で高速回転する構造であり、開閉扉１２の供給口８から、カッター部４で切断された粉砕原料が、スクリューフィーダ６によって、粉砕室１１の中央部分の領域である粗粉砕部１６に定量的に供給され、粗粉砕される。図４の点線で囲った内側部分が、粗粉砕部１６に相当する。粗粉砕部１６は無くても良い。

例えば、大豆、あるいは乾麺、パン等、ある程度の大きさの塊であった原料を、チョッパ１５によって粒状に剪断し、砕くのである。チョッパ１５は、柔軟性、弾性に富んだ衝撃・破砕に強い原料の剪断や、固化した粉粒塊の解砕等に特に適している。ラインにおける粉砕室１１は、駆動モータ１９によって高速回転する回転盤１３によって、吸い込み風量を発生し、送風機と同じような役目をするので、スムーズな空気の流れとともに、原料粉粒体が供給口８から粗粉砕部１６に供給される。

カッター部４は、原料供給口２から投入された原料をある程度の大きさに切断するものである。例えば、乾麺、乾燥海藻、パン、麺端材、固化した食品粉粒塊等を、鋭利な刃でカットしてある程度の大きさに揃えるものである。大豆やせんべいのかけら等、粉砕対象物の種類によっては、カッター部４で必ずしも切断される必要はないので、カッター部４は省略が可能である。

図４、図５に示すように、粗粉砕部１６の周囲には、回転盤１３の表面部１３ａに複数の衝撃ピン２２が固着され、粉砕室１１の開閉扉１２の内側（粉砕室側）側面に固定された固定盤１８には、その衝撃ピン２２に噛み合うように形成された複数の櫛歯形状の衝撃片２３を円環状に配置している。この衝撃片２３は、３つの輪状歯２３ａ〜２３ｃが、同心円状に固着されたものである。本実施形態では衝撃片２３の輪状歯を３周列としたが、用途に応じて適宜数の周列の配置が可能である。

粗粉砕部１６のチョッパ１５によって粗粉砕された粗粒粉砕原料が、一番内側の輪状歯２３ａの間隙２０を通り抜けるくらいの大きさまで粉砕されると、回転盤１３の遠心力によって、粗粉砕部１６から、その周囲の微粉砕部１７へと拡散されるようになっている。粗粉砕部１６は無くても良い。

図６に示すように、微粉砕部１７に拡散された粗粒粉砕原料は、回転盤１３に固着された複数の衝撃ピン２２と、固定盤１８に固着された複数の衝撃片２３とで衝撃を受け、また、粗粒粉砕物同士が衝突することによる粉砕、さらには、微粉砕部１７から粗粉砕部１６へと循環して、再びチョッパ１５の剪断作用も受け、短時間で微粉砕されるのである。このように、粉砕室１１の中心部に供給された粉砕原料は、空気の流れと共に粗粉砕部１６から微粉砕部１７へと拡散され、衝撃ピン２２と衝撃片２３の衝撃を受けて細かく砕かれ、一番外側の輪状歯２３ｃの間隙２０を抜け、粉砕室１１の外周部周面に取り付けられた円筒型スクリーン２１を通過して所望の粒度に整粒され、微粉（製品）として排出口９から排出されるのである。

図７〜図９に示す通り、二次空気取り入れ用のサイレンサ７は、周方向に形成され外気を受け入れる外気導入部７０と、軸方向に形成される接続端部７１と、を有し、大径部７２と小径部７３とから構成される段部を備えた外管７４、及び、外周方向に開口して形成され上流部であるスクリューフィーダ６と接続して粉粒体を受け入れる入口接続部７５と、軸方向に開口形成され供給口８と連通するとともに接続する出口接続部７６とを有する内管７７を備え、外管７４と内管７７とから構成される二重管構造である。また、サイレンサ７は、外管７４の内部に内管７７が同軸状に固定され、内管７７の外径面と外管７４の内壁との間に外気導入通路７８が形成され、この外気導入通路７８と内管７７とを連通する連通通路７９が外管７４と内管７７の上流側の端部に形成され、この連通通路７９を介して外気を入口接続部７５側に導くとともにスクリューフィーダ６から供給されてくる粉粒体と合流させて混合気とし、この混合気を外気の導入方向とは逆方向に内管７７の内部通路８０を介して出口接続部７６側に輸送し、供給口８及び粉砕室１１へ混合気を供給するものである。外管７４及び内管７７に備えた軸受６ａでスクリューフィーダ６の回転軸６ｂが内管７７及び外管７４と直交して軸支されている。内管７７は外管７４の内部にリブ８２〜８４（図８参照）等の接続部材で固定されている。外管７４の上流側に開口部８５が形成され、この開口部８５を入口接続部７５が貫通し、それらは溶接され、導入された外気及び供給される粉粒体が漏れないようになっている。また、外管７４の接続端部７１の内周端は内管７７の外周面と溶接されており、導入される外気が外部に漏れないようになっている。入口接続部７５は外管７４の開口部８５から突出しスクリューフィーダ６のケーシングと接続されるようになっている。入口接続部７５の中央部を回転軸６ｂが貫通している。また、二次空気の防塵・異物除去を行う円筒型のエアフィルタ８６を外気導入部７０に備えている。大径部７２は内管７７の下流側を包囲し、小径部７３は内管７７の上流側を包囲している。８７は連通通路７９と連絡する空気流入開口であり、内管７７の出口接続部７６とは反対端部に軸方向に開口形成されたものである。

図７に示す通り、回転盤１３の回転力で発生する吸引力により、外気導入部７０から二次空気を導入し、二次空気の全部を外気導入通路７８を通過させ、これを外管７４の小径部７３の閉端した端部壁８１で反転させることにより流れを逆方向に転換させて連通通路７９を通過させ、スクリューフィーダ６から粉体の流れと直交する方向から外気を導入させながら、粉体を巻き込んで内管７７の入口部で合流させて混合気となし、この混合気を外気の導入方向とは逆方向に粉砕室１１へ流すようになっており、外管７４と内管７７との二重管構造とすることで、サイレンサ機能を備えるものである。エアフィルタ８６にも補助的な消音機能がある。
その他、開閉扉１２を開閉するロック装置２５、フックを引っ掛けて吊り上げるための吊上部２６、開閉扉１２を回動させるヒンジ部２７と、を備えている。

以上説明した実施形態１のインラインミル１に適用されたサイレンサ７によれば、入口接続部７５から供給されてくる粉粒体と、外気導入通路７８から導入される外気とを混合して混合気を生成できるとともに、騒音の拡散方向と逆方向に混合気を流して音と衝突させ、また、外気を反転させて流路を延長することで、騒音発生源である粉砕室１１との距離をできる限り長くし、さらに二重管構造とすることにより、粉粒体粉砕機内で発生する騒音を効果的に消音することができる。また、ラインにおける粉砕室１１は、高速回転する回転盤１３によって、吸い込み風量を発生し、送風機と同じような役目をするので、二重構造のサイレンサ７からスムーズに二次空気を取り入れるので、別途、送風機を設けることが不要となり、製粉設備ラインの小型化に資するものである。

次に本実施形態のサイレンサ７が適用され、粉粒体の空気輸送ラインにインラインで設置されるインラインミル１０１につき図１０〜図１２を参照して説明する。このインラインミル１０１はインラインミル１から原料供給口２、ベルトコンベア３、カッター部４、ホッパ５及びサイレンサ７を除去し、モータ１９を直結型のモータ１１９として構造をより簡素化し、本体ケーシング１１０を上部に固定するベース１３０を設けたものである。共通構造については対応する部品番号は１００番台として説明は援用し、内部構造の説明及び図示も実施形態１のインラインミル１を援用する。ここではサイレンサ７は粉粒体と気体との混合気に外気を混合するとともに消音作用をなすものである。

この実施形態２の各種適用例である製粉設備２００について、図１３を参照して説明する。図１３の製粉設備２００は、実施形態のサイレンサ７を装着したインラインミル１０１をインラインシフタ２０１と組合せた多段式構造として同一階（例えば１階又は２階）に平面的に配置したものである。これにより、従来の大規模な製粉設備を大幅に小型化できるのである。まず、インラインミル１０１とインラインシフタ２０１の接続形態であるが、図１３の製粉設備２００において、インラインミル１０１の排出口１０９をインラインシフタ２０１のインレット２０４に配管で接続し、インラインシフタ２０１のアウトレット２１６と接続したロータリーバルブ２２０の圧送アダプタ２２１とインラインミル１０１の供給口１０８とを配管で接続し、次々にインラインシフタ２０１とインラインミル１０１を交互に接続して平面的に配置する構造である。ロータリーバルブ２２０はインラインシフター２２０の稼動と同調して稼動するものであり、エアロック機能を備え、エアロックをしながら、粉粒体の定量排出を行うものである。インラインミル１０１で粉砕された粉体は、インラインシフタ２０１の篩にかけられ、篩を通過した粉（スルー分）の取出口２１０から取り出される。一方、インラインシフタ２０１の篩を通過できなかった粉（オーバー分であり篩の網目の径よりも大きな径の粉体）はアウトレット２１６を介してロータリーバルブ２２０によって次のインラインミル１０１に搬送され粉砕が行なわれるわけである。アウトレット２１６にロータリーバルブ２２０を設けたが、アウトレット２１６または取出口２１０のいずれかにエアロック機能を備えるロータリーバルブ２２０を設けることが好ましい。空気をバランスよくアウトレット２１６及び取出口２１０に分流するためである。つまり１箇所に入ったものは１個所から出てゆくようにするためである。インラインミル１０１とインラインシフタ２０１のブースト効果によって、動力源を省略化でき、掃除が簡単になり、汚染を防止できる効果がある。インラインシフタ２０１の詳細はＷＯ０２／３８２９０Ａ１（ＰＣＴ／ＪＰ０１／０９７６５）を参照されたい。また、初段のインラインミル１０１のサイレンサ１０７へはスクリューフィーダにより粉粒体が供給され、サイレンサ１０７で混合気にされるとともに、粉砕の際の騒音を消音する効果が生じる。二段目のインラインミル１０１のサイレンサ１０７へはインラインシフタ２０１に接続されたロータリーバルブ２２０及び圧送アダプタ２２１により混合気が供給され、サイレンサ１０７で外気が混合気に加えられるとともに、粉砕の際の騒音を消音する効果が生じる。

本発明は粉粒体を粉砕する粉砕機の消音を行う粉砕機用サイレンサに適用されるものである。

尚、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲に於て、改変等を加えることが出来るものであり、それらの改変、均等物等も本発明の技術的範囲に含まれることとなる。例えば、実施形態ではインラインミルへの適用例を説明したが、これのみならず、本発明は非インライン型のミルにも適用できることは無論である。

本発明の実施形態のサイレンサが装着され、開閉扉が閉じた状態のインラインミルの外観を示す斜視図である。 同開閉扉が開いた状態のインラインミルの外観を示す斜視図である。 同開閉扉が閉じた状態のインラインミルの縦断面図である。 同インラインミルの粉砕室の正面図である。 同インラインミルの開閉扉に固定される固定盤の正面図である。 同粉砕室の開閉扉を閉じた状態の内部構造を示す説明図である。 同インラインミルのサイレンサの横断面である。 同サイレンサの正面図である。 同サイレンサの正面図である。 本発明実施形態のサイレンサが適用される別のインラインミルの正面図である。 同インラインミルの平面図である。 同インラインミルの左側面図である。 同インラインミルを適用した製粉設備２００の平面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。

符号の説明

１…インラインミル、 ２…原料供給口、 ３…ベルトコンベア、
４…カッター部、 ５…ホッパ、 ６…スクリューフィーダ、 ７…サイレンサ
８…供給口、 ９…排出口 １１…粉砕室、 １２…開閉扉、
１３…回転盤、 １４…回転軸、 １５…チョッパ、１６…粗粉砕部、
１７…微粉砕部、 １８…固定盤、 １９…駆動モータ、 ２０…間隙、
２１…スクリーン、 ２２…衝撃ピン、 ２３…衝撃片
７０… 外気導入部 ７１… 接続端部 ７２… 大径部
７３… 小径部 ７４… 外管 ７５… 入口接続部
７６… 出口接続部 ７７… 内管 ７８… 外気導入通路
７９… 連通通路 ８０…内部通路 ８２〜８４… リブ
８５… 開口部 ８６… エアフィルタ

Claims (3)

1. 粉粒体を受け入れる粒体供給部と、粉粒体を粉砕する粒体粉砕部と、粉砕された粉粒体を排出する粉粒体排出部とを備える粉粒体粉砕機に、粉粒体を供給するとともに粉粒体の粉砕の際に発生する騒音を防止する粉粒体粉砕機用サイレンサであって、
   周方向に形成され外気を受け入れる外気導入部を有する外管と、
   上流部と接続して粉粒体又は粉粒体の混合気を受け入れる入口接続部と、前記粉粒体供給部と接続する出口接続部とを有する内管と、を備える二重管構造であり、
   前記外管の内部に同軸状に前記内管が固定され、該内管の外径面と前記外管の内壁との間に前記外気導入部と連通する外気導入通路が形成され、該外気導入通路と前記内管とを連通する連通通路が形成され、該連通通路を介して前記外気を前記入口接続部側に導くとともに、該外気を前記供給されてくる粉粒体又は粉粒体と気体の混合気と合流させて混合気とし、該混合気を前記外気の導入方向とは逆方向に前記出口接続部側に輸送することを特徴とする粉粒体粉砕機用サイレンサ。
2. 前記外気導入部にフィルタが装着されている請求項１の粉粒体粉砕機用サイレンサ。
3. 前記外管は大径部と小径部とから構成され、大径部に前記外気導入通路が形成され、小径部に前記入口接続部が固定される請求項１の粉粒体粉砕機用サイレンサ。

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