JP6767410B2 - 粉砕装置 - Google Patents

Description

本発明は、粉砕室で粉砕されて吹き上げられた被処理物を通過させる吹き上げ通路を備えた粉砕装置に関する。

従来から、樹脂や鉱物、食品原料を粉砕する、様々な粉砕装置が使用されている。例えば、特許文献１のように、外部ケーシングと、外部ケーシング内の仕切られた空間を形成する内部ケーシングと、この内部ケーシングに被処理物を投入する投入口と、内部ケーシングの下方に設けられて被処理物を粉砕する粉砕部を備えた粉砕室と、この粉砕室に気流を導入する気流導入口と、内部ケーシングと外部ケーシングとの間に形成され、粉砕室で粉砕されて吹き上げられた被処理物を通過させる吹き上げ通路と、内部ケーシングの上部に設けられ、吹き上げ通路から気流搬送された被処理物を分級する分級部とを備え、粉砕が充分でない被処理物を分級部から内部ケーシングを通じて粉砕部へ還流する粉砕装置が知られている。

特許第６１６２２８８号公報

ところで、従来の粉砕装置では、粉砕部を構成する粉砕刃をロータの回転テーブルの上側から固定するので、金属コンタミ（金属の異物混入）が発生するおそれがあった。

そこで、例えば図５に断面を示すように、ロータ１１２の回転テーブル１１２ａの裏面から固定用ボルト１１８（固定用部材）で粉砕刃１１６を固定し、粉砕用ライナ１１５に対向する位置に配置することが考えられる。

しかし、この場合、固定用ボルト１１８も高速回転することから、回転テーブル１１２ａの下方の空間において、回転テーブル１１２ａの回転数と同等の旋回流が形成される。このため、粉砕刃１１６と粉砕用ライナ１１５との間の隙間１１９から吹き上げる空気も旋回しながら吹き上がることとなる。

一方で、衝撃式粉砕のメカニズムでは、粉砕刃１１６と被処理物との相対速度が被処理物に与えるエネルギーに大きく影響するので、高速回転する粉砕刃１１６がほぼ静止している被処理物に瞬間的に衝撃を与えることにより被処理物が粉砕されるのが望ましい。

粉砕刃１１６と粉砕用ライナ１１５との間の隙間１１９に吹き上がる気流が旋回しながら吹き上がることとなれば、粉砕刃１１６付近の被処理物も粉砕刃１１６の回転と同方向に旋回運動を形成する。このため、粉砕刃１１６と被処理物との相対速度が低下し、粉砕刃１１６から被処理物へ与えるエネルギーが低下して粉砕効率が低下するという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、粉砕刃と粉砕用ライナとの間の隙間に吹き上げられる気流に旋回流が発生しないようにして効率よく被処理物を粉砕することにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、回転テーブルの下側から下方へ突出する固定用部材に向かって送られてくる気流を遮断する円筒状の遮断壁を設けた。

具体的には、第１の発明では、外部ケーシングと、
上記外部ケーシング内の仕切られた空間を形成する内部ケーシングと、
上記内部ケーシングの下方に設けられて被処理物を粉砕する粉砕部を備えた粉砕室と、
上記粉砕室の下側に気流を導入する気流導入口と、
上記内部ケーシングと上記外部ケーシングとの間に形成され、上記粉砕室で粉砕されて吹き上げられた被処理物を通過させる吹き上げ通路とを備えた粉砕装置を対象とする。

そして、上記粉砕部は、
上記粉砕室において回転可能に支持された円板状の回転テーブルと、
上記回転テーブルに固定される粉砕刃と、
上記粉砕刃を上記回転テーブルに固定する固定用部材と、
上記粉砕室の内周面に固定された粉砕用ライナとを備え、
上記粉砕室の下側には、上記回転テーブルの下側から下方へ突出する上記固定用部材に向かって上記気流導入口から送られてくる気流を遮断する円筒状の遮断壁が設けられている。

上記の構成によると、粉砕室の下側に設けた円筒状の遮断壁により、回転テーブルの下側から下方へ突出する固定用部材に向かって気流導入口から送られてくる気流が遮断される。仮に固定用部材の周辺で旋回流が発生したとしても、この遮断壁に遮られて粉砕刃と粉砕用ライナとの間の隙間から吹き上げられる気流に合流しないので、粉砕刃と粉砕用ライナとの間の隙間に吹き上げられる気流に旋回流が発生しない。

第２の発明では、第１の発明において、
上記回転テーブルには、上記環状凹部に隙間を保って嵌まり込む環状凸部が形成されている。

上記の構成によると、遮断壁の環状凹部と回転テーブルの環状凸部とを隙間を保った状態で嵌め込むようにしているので、回転テーブルの回転を阻害しないようにしながら、気流導入口から送られてくる気流と固定用部材周辺の気流との合流が防止される。このため、粉砕用ライナと粉砕刃との間の隙間に吹き上げられる気流に旋回流が発生しない。

第３の発明では、第１又は第２の発明において、
上記内部ケーシングの上部に、上記吹き上げ通路から気流搬送された被処理物を分級する分級部を備え、
粉砕が充分でない上記被処理物を上記分級部から上記内部ケーシングを通じて上記粉砕部へ還流するように構成されている。

上記の構成によると、粉砕刃によって効率よく粉砕された被処理物が吹き上げ通路によって吹き上げられた後、分級部で分級される。

以上説明したように、本発明によれば、粉砕刃を回転テーブルに固定用部材で固定し、回転テーブルの下側から下方へ突出する固定用部材に向かって気流導入口から送られてくる気流を遮断する円筒状の遮断壁を設けたことにより、粉砕刃と粉砕用ライナとの間の隙間に吹き上げられる気流に旋回流が発生せず、効率よく被処理物を粉砕することができる。

本発明の実施形態に係る粉砕装置の固定用ボルト及びその周辺を拡大して示す断面図である。 本発明の実施形態に係る粉砕装置の固定用ボルト及びその周辺を拡大して示す平面図である。 本発明の実施形態に係る粉砕装置を含む粉砕システムを示す概略図である。 粉砕装置を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る粉砕装置を示す断面図である。 従来の固定用ボルト及びその周辺を拡大して示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

−粉砕システムの構成−
図２は本発明の実施形態の粉砕装置１を含む粉砕システム１０の概要を示し、この粉砕システム１０は、粉砕装置１に原料を供給する供給機２を備えている。供給機２から供給される被処理物としての原料は、供給用ロータリバルブ３を介し、粉砕装置１の投入口１１ａに供給されるように構成されている。一方、粉砕装置１で粉砕された被処理物は、排気ファン６による気流と共にバグフィルタ４に搬送される。そして、バグフィルタ４内で気流と粉砕製品が分離され、バグフィルタ用ロータリバルブ５を運転して取り出すことができるようになっている。排気ファン６は、バグフィルタ４の下流側に接続されており、粉砕システム１０内の空気が大気中に排出されるように構成されている。

図３及び図４に示すように、粉砕装置１は、円筒状の外部ケーシング１ａを有し、その内部に、それよりも小径の円筒状の内部ケーシング１ｂが同軸上に固定されている。内部ケーシング１ｂの下方に粉砕室１１が、同じく同軸に結合されている。例えば粉砕室１１の接線方向に、気流導入口１１ｂが中心軸に対称に２箇所形成されている。また、気流導入口１１ｂとロータ１２との間には、複数のリブ１１ｄが間隔を空けて配置され、これらリブ１１ｄ間に気流導入用隙間１１ｅが形成されている。なお、気流導入口１１ｂは１箇所でもよく、必ずしも接線方向に形成する必要もない。

粉砕室１１の下部には、ロータ１２が回転するようになっている。ロータ１２は、粉砕室１１の下方に設けた駆動部７で駆動されるようになっている。具体的には、粉砕用電動モータ１３（図２にのみ示す）の下端に設けた駆動側プーリ（図示せず）に掛けられたＶベルトに駆動された従動側プーリによって回転軸１４が回転され、この回転軸１４に回転一体に連結されたロータ１２が回転されるように構成されている。そして、粉砕室１１の内周面には、粉砕部としての円筒状（リング状）の粉砕用ライナ１５が固定されている。一方、ロータ１２の円板状の回転テーブル１２ａの外周には、先端が粉砕用ライナ１５に近接するように、同じく粉砕部としての複数の粉砕刃１６が取り付けられている。図４に示すように、この粉砕刃１６は、回転テーブル１２ａの下側から固定用部材としての固定用ボルト１８によって固定されている。このため、固定用ボルト１８自身は、被処理物と接触せず、金属コンタミが発生しにくくなっている。

また、内部ケーシング１ｂの上部には、例えば、分級用電動モータ１７ａで駆動され、粉砕された被処理物を分級する分級部１７が配置されている。

そして、内部ケーシング１ｂと外部ケーシング１ａとの間には、粉砕室１１で粉砕されて吹き上げられた被処理物を通過させる吹き上げ通路１ｃが形成されている。分級部１７と粉砕室１１の間において、外部ケーシング１ａ内に連通するように、被処理物を投入する投入口１１ａが設けられている。投入口１１ａは、外部ケーシング１ａに対して適度な投入角を有するように挿入された円筒体の内部に形成され、例えば、外部ケーシング１ａの吹き上げ通路１ｃの内部と連通している。

一方、分級部１７の下面からは被処理物を排出する排出管１１ｃが、内部ケーシング１ｂを通過して外部ケーシング１ａの外側まで延びている。

気流導入口１１ｂからの気流は、複数のリブ１１ｄ間の気流導入用隙間１１ｅを通って粉砕室１１へ向かい、被処理物を舞い上げながら外部ケーシング１ａとその内部を区切る内部ケーシング１ｂとの間に形成した吹き上げ通路１ｃを通るようになっている。

このため、投入口１１ａから吹き上げ通路１ｃ内に投入されたすべての被処理物は、まず最初に吹き上げられて上方の分級部１７へ気流搬送され、所定の粒度の被処理物が排出管１１ｃを通って装置外へ排出されるようになっている。一方、所定の粒度に達していないものは、内部ケーシング１ｂへと落下し、粉砕室１１で粉砕されるようになっている。

粉砕室１１の下側には、回転テーブル１２ａの下側から下方へ突出する固定用ボルト１８に向かって気流導入口１１ｂから送られてくる気流を遮断する円筒状の遮断壁２０が設けられている。遮断壁２０の上端には、環状凹部２０ａが連続して凹陥されている。遮断壁２０は、ビス２０ｃによって粉砕室１１の底部に固定されている。

一方、回転テーブル１２ａには、環状凹部２０ａに微小な隙間２０ｂを保って嵌まり込む環状凸部１２ｂが形成されている。

そして、このラビリンス状の隙間２０ｂのみを設けることで、回転テーブル１２ａの回転により固定用ボルト１８の周辺で発生した旋回流は、複数の粉砕刃１６と粉砕用ライナ１５との間の隙間１９（図１Ａ及び図１Ｂに示す）側へ流れ込まないようになっている。

−粉砕システムの作動−
このように構成した粉砕システム１０では、図２に示すように、供給機２に投入された被処理物は、供給機２より粉砕室１１上部の投入口１１ａへ投入される。

次いで、投入口１１ａから内部ケーシング１ｂと外部ケーシング１ａとの隙間の吹き上げ通路１ｃに投入されたすべての被処理物は、吹き上げ通路１ｃ内の上昇気流によって吹き上げられる。

次いで、吹き上げられた被処理物は、分級部１７に到る。この分級部１７では、所定粒度の被処理物は分級部１７を通過し、内部ケーシング１ｂの排出管１１ｃから排出される。一方、所定粒度に到達しない、粗い被処理物は、分級部１７を通過せず、内部ケーシング１ｂ内を自重により落下して粉砕室１１に到る。

次いで、排出管１１ｃから排出された被処理物は、排気ファン６による気流と共にバグフィルタ４に搬送される。そして、バグフィルタ４内で気流と粉砕製品が分離され、バグフィルタ用ロータリバルブ５を運転して粉砕製品が取り出される。

一方、粉砕室１１に落下してきた被処理物は、粉砕刃１６及び粉砕用ライナ１５によって細かく粉砕された後、粉砕刃１６と粉砕用ライナ１５との間の隙間１９を通って吹き上げる気流によって舞い上げられ、吹き上げ通路１ｃを通って再び分級部１７へと導入される。

本実施形態では、粉砕室１１の下側に設けた円筒状の遮断壁２０により、回転テーブル１２ａの下側から下方へ突出する固定用ボルト１８に向かって気流導入口１１ｂから送られてくる気流が遮断される。言い換えれば、固定用ボルト１８側の空間で旋回流が生じたとしても、この旋回流は遮断壁２０で遮られるので、吹き上げ通路１ｃに吹き上げられる気流は、旋回流を含まない。このため、粉砕刃１６と被処理物との相対速度が低下せず、粉砕刃１６から被処理物へ与えるエネルギーの低下を防いで効率よく被処理物の粉砕が行われる。

また、遮断壁２０の環状凹部２０ａと回転テーブル１２ａの環状凸部１２ｂとを微小なラビリンス状の隙間２０ｂを保った状態で嵌め込むようにしているので、回転テーブル１２ａの回転を阻害しないようにしながら、気流導入口１１ｂから送られてくる気流と固定用ボルト１８周辺で生じた気流との合流が防止される。

したがって、本実施形態に係る粉砕装置１によると、複数の粉砕刃１６と粉砕用ライナ１５との間の隙間１９に吹き上げられる気流に旋回流が発生せず、効率よく被処理物を粉砕することができる。

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

すなわち、上記実施形態では、遮断壁２０の上端に環状凹部２０ａを連続して凹陥しているが、凹凸関係を逆にするように、回転テーブルの下面外周縁に環状の上側凸条を連続して設け、この上側凸条に環状凹部を設け、この環状凹部に隙間をもって嵌合するように、遮断壁側に下側凸条を設けてもよい。要は、固定用ボルト１８側の空間と隙間１９との間にラビリンス状の隙間を設ければよい。

上記実施形態では、回転テーブル１２ａの下側から固定用部材としての固定用ボルト１８で粉砕刃１６を固定するようにし、ボルト頭が突出しているが、仮に上側から粉砕刃１６をボルト等で固定し、下側に固定用部材としてナット等が突出する場合でも、遮断壁２０の効果が同様に発揮される。

上記実施形態では、投入口１１ａから投入された被処理物を吹き上げ通路１ｃ内に導入するようにしているが、吹き上げ通路１ｃ内ではなく、内部ケーシング内１ｂ内に導入するようにしてもよい。この場合は、被処理物は最初に粉砕室１１に向かう。

また、上記実施形態では、分級用電動モータ１７ａに駆動される分級部１７を設け、分級用電動モータ１７ａの回転数によって分級する粒度を調整するようにしたが、動力を使わないで流入する風速を調整することにより、粒度を調整するサイクロン式分級部としてもよい。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。

１ 粉砕装置
１ａ 外部ケーシング
１ｂ 内部ケーシング
１ｃ 吹き上げ通路
２ 供給機
３ 供給用ロータリバルブ
４ バグフィルタ
５ バグフィルタ用ロータリバルブ
６ 排気ファン
７ 駆動部
１０ 粉砕システム
１１ 粉砕室
１１ａ 投入口
１１ｂ 気流導入口
１１ｃ 排出管
１２ ロータ
１２ａ 回転テーブル（粉砕部）
１２ｂ 環状凸部
１３ 粉砕用電動モータ
１４ 回転軸
１５ 粉砕用ライナ（粉砕部）
１６ 粉砕刃（粉砕部）
１７ 分級部
１７ａ 分級用電動モータ
１８ 固定用ボルト（粉砕部、固定用部材）
１９ 隙間
２０ 遮断壁
２０ａ 環状凹部
２０ｂ 隙間
２０ｃ ビス

Claims (3)

1. 外部ケーシングと、
   上記外部ケーシング内の仕切られた空間を形成する内部ケーシングと、
   上記内部ケーシングの下方に設けられて被処理物を粉砕する粉砕部を備えた粉砕室と、
   上記粉砕室の下側に気流を導入する気流導入口と、
   上記内部ケーシングと上記外部ケーシングとの間に形成され、上記粉砕室で粉砕されて吹き上げられた被処理物を通過させる吹き上げ通路とを備えた粉砕装置であって、
   上記粉砕部は、
   上記粉砕室において回転可能に支持された円板状の回転テーブルと、
   上記回転テーブルに固定される粉砕刃と、
   上記粉砕刃を上記回転テーブルに固定する固定用部材と、
   上記粉砕室の内周面に固定された粉砕用ライナとを備え、
   上記粉砕室の下側には、上記回転テーブルの下側から下方へ突出する上記固定用部材に向かって上記気流導入口から送られてくる気流を遮断する円筒状の遮断壁が設けられている
   ことを特徴とする粉砕装置。
2. 請求項１に記載の粉砕装置において、
   上記遮断壁には、環状凹部が形成され、
   上記回転テーブルには、上記環状凹部に隙間を保って嵌まり込む環状凸部が形成されている
   ことを特徴とする粉砕装置。
3. 請求項１又は２に記載の粉砕装置において、
   上記内部ケーシングの上部に、上記吹き上げ通路から気流搬送された被処理物を分級する分級部を備え、
   粉砕が充分でない上記被処理物を上記分級部から上記内部ケーシングを通じて上記粉砕部へ還流するように構成されている
   ことを特徴とする粉砕装置。

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