JP6082584B2 - 原料処理装置及び原料処理方法。 - Google Patents

Description

本発明は、回転翼によって、原料を粉砕したり混合したりする原料処理装置及び当該原料処理装置を用いた原料処理方法に関する。

塗料やセメント等の工業用材料、コメや小麦等の農産物、稲藁や木材等のバイオマス、医薬原料、化粧材料、電子部品材料、鉱物など、有機無機を問わずミクロンオーダーに粉砕したり混合したりする原料処理装置の需要が高まっている。

原料を粉砕したり混合したりする原料処理装置としては、回転軸に取付けられた回転翼を処理室内に配置して、駆動手段によって前記回転軸を駆動することで前記回転翼を回転させて原料を粉砕したり混合したりする原料処理装置が知られている。

前記回転翼は、インペラ、羽根車、ロータとも呼称される。本明細書では、回転軸の周方向に羽根を配列した回転体を総称して回転翼と定義する。

特許文献１と２には、第１回転翼と第２回転翼とが、水平方向に向かい合って配置された第１回転軸と第２回転軸とにそれぞれ取付けられて、ケーシング内に配置されている構成の原料粉砕処理装置が記載されている。特許文献２記載の装置は、筒形状の前記ケーシングが分割可能な構成となっている。

特許文献３には、２つの回転翼が、垂直方向に配置された１つの回転軸に所定間隔で取付けられてケーシング内に配置されている構成の粉砕機が記載されている。

特開２００３−００１１２７号公報 特開２０１２−１１０８０８号公報 特開２００６−０２６５３０号公報

原料を粉砕したり混合したりする処理量を増加させるためには、前記回転翼の径を大きくする必要がある。また、原料を微粒化しつつ、その粒子径をシャープな粒度分布とするためには、前記回転翼を高速回転する必要がある。

しかしながら、特許文献１から３記載の原料処理装置は、いずれも、ケーシング内で２つの回転翼を対向配置させており、原料の処理量を増加させようとすると、装置内部の発熱が問題となる。つまり、ケーシング内で２つの回転翼を対向配置させて回転させると、これら回転翼の回転によって生ずる気流（対向気流）同士が摩擦することで装置内部が発熱し、前記回転翼の径を大きくすると、対向気流の摩擦面積が増加して、装置内部の発熱量が増大する。装置内部の発熱量が大きくなると、原料の温度が上昇し品質が劣化することが懸念される。また、前記回転翼を高速回転するに従い、ケーシング内の気流の乱れや前記回転翼の回転による摩擦抵抗が大きくなり、装置の騒音レベルが高くなることが懸念される。さらには、従来の装置は、ケーシング内で２つの回転翼を対向配置させているため、原料の処理後にケーシング内の処理室を洗浄することが困難であった。これに対して、装置内部の発熱や装置の騒音を抑える手段としては、従来は、装置外部に冷却手段を付設するか、防音手段を付設するしかなく、装置が複雑で大型の装置となってしてしまい、却って洗浄や部品交換等のメンテナンスが煩雑なものとなってしまう。

そこで本発明の目的は、回転翼の配置構成を見直すことで、装置内部の発熱や装置の騒音を効果的に抑えて、洗浄や部品交換等のメンテナンスも容易な構成の原料処理装置と、当該原料処理装置を用いた原料処理方法を提供することを目的とする。

本発明の原料処理装置は、第１ケーシング、第２ケーシング及び第３ケーシングを備え、前記第１ケーシングには、第１処理室、第１回転翼及び第１回転軸が備わり、前記第２ケーシングには、第２処理室、第２回転翼及び第２回転軸が備わり、前記第３ケーシングには、第３処理室が備わり、前記第１処理室に原料が投入されると前記第３処理室を経由して前記第２処理室から処理された原料が排出される構成とされ、前記第１回転軸と前記第２回転軸とがそれぞれ接地面に対して平行となるように配置され、前記第１処理室と前記第２処理室の円形の開口が原料処理装置の正面側に設けられるとともに、前記第３処理室の正面側及び背面側の形状は、前記第１処理室と前記第２処理室の前記円形の開口が隣接して重なり合った形状となっていることを特徴とする。

本発明によれば、前記第３処理室を介して前記第１処理室と前記第２処理室とが連通しており、前記第１処理室、第１回転翼及び第１回転軸と、前記第２処理室、第２回転翼及び第２回転軸とが、向き合った対面位置とは異なる所定位置に配置されていることで、これら回転翼の回転によって生ずる気流同士の衝突面積が減少して摩擦力が低減し、これら処理室内部の発熱が抑えられ、装置の騒音レベルも低くなる。
本発明によれば、前記第１処理室に投入された前記原料が余計な経路を経ずにスムースに前記第２処理室に移動することとなる。
上記のとおり、前記第１処理室に投入された前記原料が余計な経路を経ずにスムースに前記第２処理室に移動するには、前記第１処理室の正面側と前記第２処理室の正面側とは、同一方向を向いていることが好ましい。

ここで、前記第１ケーシングと前記第２ケーシングとが隣り合って配置されるとは、横並びに配されている状態を指しており、これらケーシング同士が隣接している場合と、若干の間隔をあけて配されている場合を含む。ここで、若干の間隔とは、前記第１ケーシングの幅寸法よりも小さい間隔であり、なおかつ前記第２ケーシングの幅寸法よりも小さい間隔を指す。前記第１ケーシングには第１処理室、第１回転翼及び第１回転軸が備わっており、前記第２ケーシングには第２処理室、第２回転翼及び第２回転軸が備わっているから、前記第１ケーシングと前記第２ケーシングとが隣り合って配置される場合には、前記第１処理室、前記第１回転翼及び前記第１回転軸が、前記第２処理室、前記第２回転翼及び前記第２回転軸と、互いに平行ないしは互いに平行な位置から若干の傾斜角度で配されている状態を指しており、若干の傾斜角度とは、平行なときの角度を０度とすると、−４５度〜＋４５度の範囲内であり、好ましくは−３０度〜＋３０度の範囲内である。換言すると、若干の傾斜角度とは、平行なときの角度を０度とすると、好ましくは４５度以内であり、より好ましくは３０度以内である。

ここで、前記第１ケーシングと前記第２ケーシングとが向き合った対面位置からずれた位置に配置されるとは、前記第１ケーシングと前記第２ケーシングとが向き合った対面位置を除いて配されており、ずれた位置とは、前記第１ケーシングの幅寸法と同じかそれよりも大きい寸法だけずれた位置であり、なおかつ前記第２ケーシングの幅寸法と同じかそれよりも大きい寸法だけずれた位置を指す。前記第１ケーシングには第１処理室、第１回転翼及び第１回転軸が備わっており、前記第２ケーシングには第２処理室、第２回転翼及び第２回転軸が備わっているから、前記第１ケーシングと前記第２ケーシングとが向き合った対面位置からずれた位置に配置される場合には、前記第１処理室、前記第１回転翼及び前記第１回転軸と、前記第２処理室、前記第２回転翼及び前記第２回転軸とが、互いに直線上には配されていない状態を指している。

前記第１ケーシングの幅寸法と前記第２ケーシングの幅寸法とは同じ寸法であることが好ましい。つまり、前記第１処理室の幅寸法と前記第２処理室の幅寸法とは同じ寸法であることが好ましい。そして、前記第１回転翼の直径と前記第２回転翼の直径とは同じ寸法であることが好ましい。本発明によれば、バランスよく原料を処理することが容易となる。

本発明は、駆動手段によって前記第１回転軸と前記第２回転軸とを駆動し、前記第１回転翼と前記第２回転翼を互いに同一方向又は反対方向に回転させ、前記処理として、粉砕と混合のいずれかないしは両方を含む処理を施すことを特徴とする。

本発明では、前記第１回転軸と前記第２回転軸とをそれぞれ別個の駆動手段によって駆動してもよいし、前記第１回転軸と前記第２回転軸とをひとつの駆動手段によって駆動してもよい。また、本発明では、前記第１回転翼と前記第２回転翼を互いに同一方向に回転してもよいし、前記第１回転翼と前記第２回転翼を互いに反対方向に回転してもよい。本発明によれば、前記処理として、粉砕と混合のいずれかないしは両方を含む処理を施すことが容易となる。ここで、前記駆動手段とは、モータや、エンジン等である。

本発明の原料処理装置は、前記第１処理室の正面側と前記第２処理室の正面側とが前記第３処理室の背面側と向き合っていることを特徴とする。

本発明によれば、前記第３ケーシングの正面側には、前記第１ケーシングと前記第２ケーシングのいずれも配されておらず、フリー状態となっているので、必要に応じて、前記第３処理室、前記第１処理室及び前記第２処理室を露出させることが容易となり、洗浄や部品交換等のメンテナンスが容易な構成となる。換言すれば、従来は、駆動手段（駆動モータ）と回転軸とを、処理室の両側に配置しており、メンテナンスのためにケーシングを開放する際、駆動手段（駆動モータ）と回転軸とを移動させなければならず、洗浄や部品交換等のメンテナンスが煩雑であった。本発明では、駆動手段（駆動モータ）と回転軸とを、ケーシングの片側に配置することができ、メンテナンスのためにケーシングの内部を開放する際、駆動手段（駆動モータ）と回転軸とを移動させずに済むため、洗浄や部品交換等のメンテナンスが簡易にできる。

前記第３処理室の正面側には、扉または蓋が配されている構成が好ましい。前記扉または前記蓋を開くか、又は取り外すことで、洗浄や部品交換等のメンテナンスが容易となる。そして、前記扉または前記蓋の一部ないしは全部を透明または半透明な材質とすることで、前記第３処理室の様子が外部から視認できるようになり、原料の粉砕と混合のいずれかないしは両方を含む処理の処理状態が把握し易い。

前記原料としては、塗料やセメント等の工業用材料、コメや小麦やお茶等の農産物、くま笹やカニ甲羅等の健康食品、稲藁や木材等のバイオマス、医薬原料、化粧材料、電子部品材料、鉱物などが挙げられ、有機無機を問わずミクロンオーダーに粉砕したり混合したりする要求のある原料が被処理対象物となる。

本発明は、前記第１回転翼が取付けられた前記第１回転軸と、前記第２回転翼が取付けられた前記第２回転軸とが、互いに平行となるように配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、前記第１回転軸と前記第２回転軸とが、互いに平行となるように配置されていることで、粉砕に寄与していない回転翼中心付近の気流の摩擦をなくし、最も周速の速い回転翼外周付近の気流同士のみを衝突させることが容易となる。そして、前記第１回転翼と前記第２回転翼によって生じるそれぞれの気流の衝突面積が最小となるので、前記第３処理室内の温度上昇を最小限に抑えつつ、装置の騒音発生を最小限に抑えることができる。さらには、処理室内の分級領域での気流の乱れが少なくなるため、分級能力が向上し、よりシャープな粒度分布で粉砕された原料が得られることとなる。

本発明は、前記第１処理室の正面側と前記第２処理室の正面側とが円形状となっており、前記第３処理室の形状が、前記第１処理室の正面側と前記第２処理室の正面側とに対応した形状となっていることが好ましい。本発明によれば、前記第１処理室に投入された前記原料がスムースに前記第２処理室に移動する。

本発明は、前記第１回転軸と前記第２回転軸とがそれぞれ接地面に対して平行となるように配置されていることが好ましい。本発明によれば、前記第１回転翼と前記第２回転翼が接地面に対して鉛直となる構成であるから、これら回転翼の羽根で原料を粉砕するに際し、回転翼の羽根の回転力に、原料にかかる重力が相俟って、より大きな粉砕強度が得られることとなる。

前記第１ケーシング側と前記第２ケーシング側との役割を比較すると、前記第１ケーシング側は、投入された原料を粉砕する役割があり、また、前記第２ケーシング側は、粉砕された原料を分級する役割がある。ここで、分級（classification）とは、流体力を利用して、粉砕された原料をその粒子径の大小にしたがって分離することであり、ふるい分けも含める。空気などの流体の中で運動する粉粒体の各粒子には，重力あるいは遠心力のほかに、流体による作用力が働く。この作用力、すなわち流体抗力は粒子径に依存し，また重力や遠心力とは粒子径との関係を異にするので、両者間のつりあい条件が粒子径によって左右される。

本発明では、上述のように、原料に粉砕または混合、ないしはその両方の処理を施す。そして、原料の大きさ、重量、硬さなどの組み合わせによって、それぞれ要求される粒径と粒度分布の先鋭度（シャープ度合い）に応じて、条件を調整することができる。例えば、原料の種類や粒度に応じて前記第３処理室の容積や形状を調整する。

本発明は、前記第３ケーシングが着脱可能となっていることを特徴とする。

本発明によれば、原料の種類や粒度に応じて前記第３処理室の容積や形状を調整することが容易となる。また、前記第３処理室の洗浄や交換等のメンテナンスが簡易にできる。

本発明は、前記第１ケーシングと前記第２ケーシングとが横方向にスライド可能に配されている構成とすることができる。本発明によれば、原料の種類や粒度に応じて前記第３処理室の容積や形状を調整するに際し、調整範囲を大きくして、調整の自由度をより高められる。

本発明の原料処理方法は、第１ケーシング、第２ケーシング及び第３ケーシングを備え、前記第１ケーシングには、第１処理室、第１回転翼及び第１回転軸が備わり、前記第２ケーシングには、第２処理室、第２回転翼及び第２回転軸が備わり、前記第３ケーシングには、第３処理室が備わり、駆動手段によって前記第１回転軸と前記第２回転軸とを駆動し、前記第１回転翼と前記第２回転翼を互いに同一方向又は反対方向に回転させる構成の原料処理装置を用いて、前記第１ケーシングと前記第２ケーシングとを隣り合わせて配置するか、又は、前記第１ケーシングと前記第２ケーシングとを向かい合った対面位置からずれた位置に配置して、前記第１処理室に原料を投入して前記第３処理室を経由して前記第２処理室から処理された原料を排出させることを特徴とする。

本発明によれば、前記第１回転翼と前記第２回転翼の回転によって生ずる気流同士の衝突面積が減少して摩擦力が低減し、これら処理室内部の発熱が抑えられ、原料の温度上昇を抑えて安定した品質で処理することができる。

本発明は、前記処理として、粉砕と混合のいずれかないしは両方を含む処理を施すことを特徴とする。

本発明によれば、原料の種類や用途等に応じて、粉砕のみとすることや、混合のみとすることや、粉砕と混合の両方を含む処理を施すことが容易となる。

本発明の原料処理装置によれば、前記第１処理室、第１回転翼及び第１回転軸と、前記第２処理室、第２回転翼及び第２回転軸とが、向き合った対面位置とは異なる所定位置に配置されていることで、これら回転翼の回転によって生ずる気流同士の衝突面積が減少して摩擦力が低減し、これら処理室内部の発熱が抑えられ、装置の騒音レベルも低くなる。そして、投入された原料に対して、粉砕と混合のいずれかないしは両方を含む処理を施して排出することとなる。本発明によれば、洗浄や部品交換等のメンテナンスが容易な構成となる。

本発明の原料処理装置によれば、前記第１回転軸と前記第２回転軸とが、互いに平行となるように配置されていることで、粉砕に寄与していない回転翼中心付近の気流の摩擦をなくし、最も周速の速い回転翼外周付近の気流同士のみを衝突させることが容易となる。そして、前記第１回転翼と前記第２回転翼によって生じるそれぞれの気流の衝突面積が最小となるので、前記第３処理室内の温度上昇を最小限に抑えつつ、装置の騒音発生を最小限に抑えることができる。さらには、処理室内の分級領域での気流の乱れが少なくなるため、分級能力が向上し、よりシャープな粒度分布で粉砕された原料が得られることとなる。そして、原料の種類や粒度に応じて前記第３処理室の容積や形状を調整することで調整の自由度をより一層高められ、その調整方法も簡易にできる。これら本発明によって、装置内部の発熱や装置の騒音を効果的に抑えて、洗浄や部品交換等のメンテナンスも容易な構成の原料処理装置が実現する。

本発明の原料処理方法によれば、原料の温度上昇を抑えて安定した品質で処理することができる。本発明によれば、原料の種類や用途等に応じて、粉砕のみとすることや、混合のみとすることや、粉砕と混合の両方を含む処理を施すことが容易となる。

本発明を適用した実施形態の原料処理装置を示す斜視図である。 上記実施形態の原料処理装置を平面側から見た要部断面図である。 上記実施形態の原料処理装置を正面側から見た要部断面図である。 上記実施形態の原料処理装置を側面側から見た要部断面図であり、（ａ）は右側面側から見た要部断面図であり、（ｂ）は左側面側から見た要部断面図である。 本発明を適用した実施形態の原料処理装置を平面側から見た模式図であり、（ａ）はケーシング同士が互いに平行に配置されている例であり、（ｂ）はケーシング同士が互いに所定角度で配置されている例である。 本発明を適用した実施形態の原料処理装置を平面側から見た模式図であり、（ａ）はケーシング同士が互いに平行に配置されている例であり、（ｂ）はケーシング同士が互いに所定角度で配置されている例である。 本発明を適用した実施形態の原料処理装置を正面側から見た模式図であり、（ａ）は第３処理室が略８の字形状となっている例であり、（ｂ）は変形例であり、（ｃ）は第３処理室が長楕円形状となっている例である。 本発明を適用した実施形態の原料処理装置を正面側から見た模式図であり、第３処理室が長楕円形状となっているその他の例である。

本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら以下、詳細に説明する。

（実施の形態）
図１は、本発明を適用した実施形態の原料処理装置を示す斜視図である。本実施形態の原料処理装置１は、基台５と、基台５上に配置された第１ケーシング１０、第２ケーシング２０及び第３ケーシング３０からなる。前記第１ケーシング１０の上側には、処理前の原料２０１を投入する投入口２が配されており、第２ケーシング２０の上側には、処理済の原料２０９を排出する排出口９が配されている。前記第１ケーシング１０の背面側には駆動手段１４が配置され、第２ケーシング２０の背面側には駆動手段２４が配置されている。前記第１ケーシング１０と第２ケーシング２０とは隣り合って配置されている（図１）。そして、第３ケーシング３０に形成された第３処理室３１を介して第１ケーシング１０に形成された第１処理室１１と、第２ケーシング２０に形成された第２処理室２１とが連通しており、第１処理室１１に原料が投入されると第３処理室３１を経由して第２処理室２１から処理された原料が排出される構成とされている（図１，２）。

図２は、上記実施形態の原料処理装置１を平面側から見た要部断面図であり、ケーシング１０，２０を回転軸１３，２３の中心線の位置で切断して上から見た要部断面図となっている。前記第１ケーシング１０には、第１処理室１１、第１回転翼１２及び第１回転軸１３が備わり、前記第２ケーシング２０には、第２処理室２１、第２回転翼２２及び第２回転軸２３が備わり、前記第３ケーシング３０には、第３処理室３１が備わり、駆動手段１４，２４によって第１回転軸１３と第２回転軸２３とを駆動し、第１回転翼１２と第２回転翼２２を互いに同一方向又は反対方向に回転させ、粉砕と混合のいずれかないしは両方を含む処理を施す構成となっている。図２のうち、矢印１００は、処理室における気流の向きを例示している。

図３は、上記実施形態の原料処理装置１を正面側から見た要部断面図であり、第３ケーシング３０をその奥行き方向の中心線の位置で切断して前から見た要部断面図となっている。第３ケーシング３０は、正面視で外観が略八角形となっている。第１処理室１１は、正面視で円形となっており、第１回転翼１２の外径が第１処理室１１の内径よりも若干小さくなっている。また、第２処理室２１は、正面視で円形となっており、第２回転翼２２の外径が第２処理室２１の内径よりも若干小さくなっている。そして、第１処理室１１の内径と第２処理室２１の内径が同じ大きさに設定されている。図３に示す例では、駆動モータ１４によって第１回転軸１３を、正面視で時計回り（矢印ｃ１の方向）に回転させ、駆動モータ２４によって第２回転軸２３を、正面視で時計回り（矢印ｃ２の方向）に回転させ、原料に対して、粉砕と混合のいずれかないしは両方の処理を施す構成となっている。

図４は、上記実施形態の原料処理装置１を側面側から見た要部断面図である。図４（ａ）は原料処理装置１を右側面側から見た要部断面図であり、ケーシング１０を回転軸１３の中心線の位置で切断して右横から見た要部断面図となっている。図４（ｂ）は原料処理装置１を左側面側から見た要部断面図であり、ケーシング２０を回転軸２３の中心線の位置で切断して左横から見た要部断面図となっている。本実施形態では、投入口２は、回転軸１３の中心線の位置に対して若干装置の外側にずれた偏心配置となっており、排出口９は、回転軸２３の中心線の位置に対して若干装置の外側にずれた偏心配置となっている。これは、原料を回転翼１２、２２にそれぞれ衝突させ易くして所定の経路で処理し易くするためである（図１−４を参照）。

図４（ａ）に示す例では、第１処理室１１は、第１回転翼１２と対応する部分が円錐台形状となっており、円錐台形状の斜面側と投入口２が挿通しており、第１処理室１１の正面側の円形と対応する円形状を含んで第３処理室３１が形成されている。また、図４（ｂ）に示す例では、第２処理室２１は、第２回転翼２２と対応する部分が円錐台形状となっており、円錐台形状の奥行きの円筒形状の側面側と排出口９が挿通しており、第２処理室２１の正面側の円形と対応する円形状を含んで第３処理室３１が形成されている。

本実施形態によれば、第３処理室３１を介して第１処理室１１と第２処理室２１とが連通しており、第１処理室１１、第１回転翼１２及び第１回転軸１３と、第２処理室２１、第２回転翼２２及び第２回転軸２３とが、横並びに配置されていることで、これら回転翼１２，２２の回転によって生ずる気流１００同士の衝突面積が減少して摩擦力が低減し、これら処理室１１，２１，３１内部の発熱が抑えられ、装置１の騒音レベルも低くなる。

本実施形態によれば、第３ケーシング３０の正面側には、第１ケーシング１０と第２ケーシング２０のいずれも配されておらず、フリー状態となっているので、必要に応じて、第３処理室３１、第１処理室１１及び第２処理室２１を露出させることが容易となり、洗浄や部品交換等のメンテナンスが容易な構成となる。換言すれば、従来は、駆動モータと回転軸とを、処理室の両側に配置しており、メンテナンスのためにケーシングを開放する際、駆動モータと回転軸とを移動させなければならず、洗浄や部品交換等のメンテナンスが煩雑であった。本実施形態では、駆動モータ１４，２４と回転軸１３，２３とを、ケーシング１０，２０の片側に配置することができ、メンテナンスのためにケーシング１０，２０，３０の内部を開放する際、駆動モータ１４，２４と回転軸１３，２３とを移動させずに済むため、洗浄や部品交換等のメンテナンスが簡易にできる。

前記第３ケーシング３０は、着脱可能な扉または蓋形状となっている（図１−４を参照）。これらケーシング１０，２０，３０は、ステンレス、鋼鉄、チタン合金等の硬質金属やセラミックスや、これらの複合金属からなる。そして、前記扉または前記蓋の一部ないしは全部を、強化ガラスや強化プラスチック等の透明または半透明な材質として、第３処理室３１の様子が外部から視認できるようにしてもよい。

上述のように、従来の装置では、ケーシング内で２つの回転翼を対向配置させているため、これら回転翼の回転によって生ずる気流（対向気流）同士が摩擦することで装置内部が発熱し、また、装置内部が発熱すると、発生した熱が装置内部に閉じ込められ易い構造となっている。本実施形態によれば、図１，２に示すとおり、前記第３ケーシング３０の正面は露出しているので、原料の処理能力を上げるために、回転翼１２，２２の回転速度を大きくして装置内部が発熱したとしても、第３ケーシング３０の正面側からの放熱効果によって、発生した熱を装置外部に逃がし易い構造となっている。

前記原料２０１としては、塗料やセメント等の工業用材料、コメや小麦やお茶等の農産物、くま笹やカニ甲羅等の健康食品、稲藁や木材等のバイオマス、医薬原料、化粧材料、電子部品材料、鉱物などが挙げられ、有機無機を問わずミクロンオーダーに粉砕したり混合したりする要求のある原料が被処理対象物となる。

本実施形態では、第１回転翼１２が取付けられた第１回転軸１３と、第２回転翼２２が取付けられた第２回転軸２３とが、互いに平行となるように配置されている（図２、図３）。本実施形態によれば、粉砕に寄与していない回転翼中心付近の気流の摩擦をなくし、最も周速の速い回転翼外周付近の気流同士のみを衝突させることが容易となる。そして、第１回転翼１２と第２回転翼２２によって生じるそれぞれの気流の衝突面積が最小となるので、第３処理室３１内の温度上昇を最小限に抑えつつ、装置１の騒音発生を最小限に抑えることができる。さらには、処理室内の分級領域での気流の乱れが少なくなるため、分級能力が向上し、よりシャープな粒度分布で粉砕された原料が得られることとなる。

本実施形態では、第１回転軸１３と第２回転軸２３とがそれぞれ接地面（符号ｅ１−ｅ１線で示す接地線）に対して平行となるように配置されている（図２、図３）。本実施形態によれば、第１回転翼１２と第２回転翼２２が接地面に対して鉛直となる構成であるから、これら回転翼の羽根で原料を粉砕するに際し、回転翼の羽根の回転力に、原料にかかる重力が相俟って、より大きな粉砕強度が得られることとなる。

前記第１ケーシング１０側と第２ケーシング２０側との役割を比較すると、前記第１ケーシング側は、投入された原料を粉砕する役割があり、また、前記第２ケーシング側は、粉砕された原料を分級する役割がある。ここで、分級（classification）とは、流体力を利用して、粉砕された原料をその粒子径の大小にしたがって分離することであり、ふるい分けも含める。空気などの流体の中で運動する粉粒体の各粒子には，重力あるいは遠心力のほかに、流体による作用力が働く。この作用力、すなわち流体抗力は粒子径に依存し，また重力や遠心力とは粒子径との関係を異にするので、両者間のつりあい条件が粒子径によって左右される。本実施形態では、原料の大きさ、重量、硬さなどの組み合わせによって、それぞれ要求される粒径と粒度分布の先鋭度（シャープ度合い）に応じて、条件を調整することができる。例えば、原料の種類や粒度に応じて第３処理室３１の容積や形状を調整する。

（上記実施形態のバリエーション）
上述の実施形態に加えて、各種バリエーションの実施形態が挙げられる。図５と図６は、本実施形態の原料処理装置を平面側から見た模式図である。また、図７と図８は、本実施形態の原料処理装置を正面側から見た模式図である。ここで、同一の符号は同じ機能を指しており、その説明を省略する。

図５（ａ）と図５（ｂ）は、第１ケーシング１０と第２ケーシング２０とが隣り合った位置に配置されている。図５（ａ）はケーシング１０，２０同士が互いに平行に配置されている例であり、図５（ｂ）はケーシング１０，２０同士が互いに所定角度で配置されている例である。ここでの所定角度とは、平行なときの角度を０度とすると、好ましくは４５度以内であり、より好ましくは３０度以内である。

図６（ａ）と図６（ｂ）は、第１ケーシング１０と第２ケーシング２０とが向き合った対面位置からずれた位置に配置されている。ここで、ずれた位置とは、第１ケーシング１０の幅寸法と同じかそれよりも大きい寸法だけずれた位置であり、なおかつ第２ケーシング２０の幅寸法と同じかそれよりも大きい寸法だけずれた位置を指す。そして、図６（ａ）はケーシング１０，２０同士が互いに平行に配置されている例であり、図６（ｂ）はケーシング１０，２０同士が互いに所定角度で配置されている例である。ここでの所定角度とは、平行なときの角度を０度とすると、好ましくは４５度以内であり、より好ましくは３０度以内である。

本実施形態では、第１ケーシング１０と第２ケーシング２０とが横方向にスライド可能に配されている構成としてもよい。本実施形態によれば、原料の種類や粒度に応じて第３処理室３１の容積や形状を調整するに際し、調整範囲を大きくして、調整の自由度をより高められる。

図７（ａ）は第３処理室３１が略８の字形状となっている例であり、図７（ｂ）はその変形例であり、図７（ｃ）は第３処理室３１が長楕円形状となっている例である。図７（ａ）に示す例では、第３処理室３１の正面側及び背面側の形状が、第１処理室１１の正面側と第２処理室２１の正面側と一対一で対応した２つの円形状が隣接して重なり合った形状と同じか近似した形状となっている。この例によれば、第１処理室１１に投入された原料が余計な経路を経ずにスムースに第２処理室２１に移動することとなる。そして、原料の種類や粒度に応じて、例えば、図７（ｂ）や図７（ｃ）に示す例のように、第３処理室３１の容積や形状を調整することで調整の自由度をより一層高められ、その調整方法も簡易にできる。

図８は、本実施形態の原料処理装置１を正面側から見た模式図であり、第３処理室３１が長楕円形状となっており、第３処理室３１の中央に、第１回転翼１２と第２回転翼２２よりも小型で、回転自在に配された第３の回転体３３が配されている。図８に示す例では、原料の処理経路をある程度長くしつつ、粉砕してゆく構成となる。その他の例としては、図示しないが、第３処理室３１の中央に、棒形状、板形状、ブロック形状等の障害物を配置して、原料の粉砕力を高める構成としてもよい。また、図示しないが、上述の実施形態において、第３処理室３１の内側面に邪魔板を配する構成としてもよい。

（実施例）
例えば、駆動モータ１４によって、１分間に３,０００回転〜１２,０００回転の間で、第１回転軸１３及び第１回転翼１２を回転させるとともに、駆動モータ２４によって、１分間に３,０００回転〜１２,０００回転の間で、第２回転軸２３及び第２回転翼２２を回転させる。回転方向としては、図７（ａ）のように、回転翼１２と回転翼２２を同じ方向に回転させるパターンがあり、また、図７（ｂ）のように、回転翼１２と回転翼２２を互いに逆回転させるパターンがある。駆動モータ１４，２４は、ひとつの駆動モータ４で兼用してもよい。

回転翼１２，２２の羽根の枚数は、任意であるが、例えば、４〜１２枚程度で設定する。回転翼１２，２２をコーティングし、その寿命を長寿命化させてもよい。回転翼１２，２２の材質は、任意であるが、例えば、セラミック、超硬金属、析出硬化系ステンレスなどが挙げられる。

原料の粉砕処理手順は、次のとおりである。まず、原料処理装置１を起動させて、投入口２に原料２０１を投入する。投入は自然落下としてもよいし、さらに加速度を加えて落下させてもよい。次に、第１処理室１１内で原料が、原料同士、気流、第１回転翼１２、第１処理室１１の側面などと衝突する。そして、第１処理室１１から第３処理室３１に気流とともに原料が移動する。その移動中も原料が、原料同士、気流、第３処理室３１の側面と衝突する。そして、第３処理室３１を介して第２処理室２１に気流とともに原料が移動する。原料は、原料同士、気流、第２回転翼２２、第２処理室２１の側面と衝突する。そして、排出に足る大きさの原料２０９になれば吐出口９から排出され、大きさが大きいままの原料は、第２処理室２１と第３処理室３１の境界付近や第３処理室３１に戻され、再度処理されてから、分級された状態で排出される。原料２０９の排出は自然排出としてもよいし、別途、サイクロン装置を付設して、最終的な処理原料を吸引することもできる。

原料の混合処理についても、上記粉砕処理と同様の流れであるが、比較的粘性の高いものなど、粉砕よりも混合を目的する原料の場合は、本装置１を混合用に使用してもよい。例えば、塗料やセメント等の工業用材料、医薬原料、化粧材料、電子部品材料、鉱物などのうち、比較的粘性の高い加工品の製造を目的として本装置１を使用することもできる。

以上、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述の実施形態では、第１ケーシング１０と第２ケーシング２０とが横並びに設置されている例で説明したが、ケーシング１０，２０の向きを角度を変えて、上向き、下向き、斜め上向き、斜め下向き等任意の角度にその向きを変更することが可能である。前記処理としては、粉砕と混合のいずれかないしは両方を含む処理を施す装置であればよい。温度管理が必要な場合や、原料の種類や処理条件によっては、装置１内部の発熱を抑える手段として、装置１の外部に冷却手段を付設する場合もある。このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることは言うまでもない。

１ 原料処理装置、
２ 投入口、
４，１４，２４ 駆動手段、
５ 基台、
９ 排出口、
１０ 第１ケーシング、
１１ 第１処理室、
１２ 第１回転翼、
１３ 第１回転軸、
２０ 第２ケーシング、
２１ 第２処理室、
２２ 第２回転翼、
２３ 第２回転軸、
３０ 第３ケーシング、
３１ 第３処理室、
１００ 気流、
２０１ 処理前の原料（原料）、
２０９ 処理後の原料（原料）

Claims (7)

1. 第１ケーシング、第２ケーシング及び第３ケーシングを備え、前記第１ケーシングには、第１処理室、第１回転翼及び第１回転軸が備わり、前記第２ケーシングには、第２処理室、第２回転翼及び第２回転軸が備わり、前記第３ケーシングには、第３処理室が備わり、前記第１処理室に原料が投入されると前記第３処理室を経由して前記第２処理室から処理された原料が排出される構成とされ、前記第１回転軸と前記第２回転軸とがそれぞれ接地面に対して平行となるように配置され、前記第１処理室と前記第２処理室の円形の開口が原料処理装置の正面側に設けられるとともに、前記第３処理室の正面側及び背面側の形状は、前記第１処理室と前記第２処理室の前記円形の開口が隣接して重なり合った形状となっていることを特徴とする原料処理装置。
2. 前記第１処理室の正面側と前記第２処理室の正面側とが前記第３処理室の背面側と向き合っていることを特徴とする請求項１記載の原料処理装置。
3. 駆動手段によって前記第１回転軸と前記第２回転軸とを駆動し、前記第１回転翼と前記第２回転翼を互いに同一方向又は反対方向に回転させ、前記処理として、粉砕と混合のいずれかないしは両方を含む処理を施すことを特徴とする請求項１記載の原料処理装置。
4. 前記第１回転翼が取付けられた前記第１回転軸と、前記第２回転翼が取付けられた前記第２回転軸とが、互いに平行となるように配置されていることを特徴とする請求項１または２記載の原料処理装置。
5. 前記第３ケーシングが着脱可能となっていることを特徴とする請求項１または２記載の原料処理装置。
6. 第１ケーシング、第２ケーシング及び第３ケーシングを備え、前記第１ケーシングには、第１処理室、第１回転翼及び第１回転軸が備わり、前記第２ケーシングには、第２処理室、第２回転翼及び第２回転軸が備わり、前記第３ケーシングには、第３処理室が備わり、前記第１回転軸と前記第２回転軸とがそれぞれ接地面に対して平行となるように配置され、前記第１処理室と前記第２処理室の円形の開口が原料処理装置の正面側に設けられるとともに、前記第３処理室の正面側及び背面側の形状は、前記第１処理室と前記第２処理室の前記円形の開口が隣接して重なり合った形状であり、駆動手段によって前記第１回転軸と前記第２回転軸とを駆動し、前記第１回転翼と前記第２回転翼を互いに同一方向又は反対方向に回転させる構成の原料処理装置を用いて、前記第１ケーシングと前記第２ケーシングとを隣り合わせて配置して、前記第１処理室に原料を投入して前記第３処理室を経由して前記第２処理室から処理された原料を排出させることを特徴とする原料処理方法。
7. 前記処理として、粉砕と混合のいずれかないしは両方を含む処理を施すことを特徴とする請求項６記載の原料処理方法。

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