JP7089863B2

JP7089863B2 - 解砕装置

Info

Publication number: JP7089863B2
Application number: JP2017242360A
Authority: JP
Inventors: 達也大西; 秋彦江間; 徹吉川
Original assignee: Nisshin Engineering Co Ltd
Current assignee: Nisshin Engineering Co Ltd
Priority date: 2017-12-19
Filing date: 2017-12-19
Publication date: 2022-06-23
Anticipated expiration: 2037-12-19
Also published as: JP2019107615A

Description

本発明は、スクリューフィーダーにより搬送された粉体を解砕するための解砕装置に関するものである。

スクリューフィーダーにより搬送された粉体を解砕する解砕装置として、例えばスクリューフィーダの先端部に設けられたスクリュー体を備えた装置（例えば特許文献１参照）等が提案されている。特許文献１記載の装置では、スクリューフィーダの先端部に設けられたスクリュー体を回転させることによって、スクリューフィーダにより搬送された粉体を解砕し、解砕された粉体を搬送方向に送り出している。

特許第３６２５６３９号公報

ところで、湿潤粉体を乾燥させる際、湿潤粉体の凝集体の大きさが小さければ小さいほど乾燥時間を短縮させることができ、均一であれば均一であるほど効率よく乾燥させることができる。したがって、乾燥前に凝集した湿潤粉体を細かく均一な大きさに解砕する必要がある。また、粉体を溶媒に溶解させる場合においても、粉体の大きさが大きかったり不均一だったりするとダマになることがあるため、溶解前に粉体を細かく均一な大きさに解砕する必要がある。

ここで、特許文献１記載の装置においては、スクリューフィーダの先端部に設けられたスクリュー体を回転させることで粉体は運搬される。しかしながら、スクリューフィーダにより搬送されスクリュー体により解砕される凝集した湿潤粉体の粒度が一定になるとはいえず、凝集した湿潤粉体を目的の粒度以下とすることも困難であった。また、特許文献１記載の装置以外の既知の解砕装置（目的の粒度以下まで解砕するためのスクリーン等を備えた解砕装置）であって凝集した湿潤粉体の径を５ｍｍ以下まで解砕可能且つ連続運転可能な装置は存在する。しかしながら、これら解砕装置であっても、凝集した湿潤粉体の径を２ｍｍ以下まで解砕しようとした場合、スクリーンが目詰まりする等、連続運転することは不可能であった。

本発明の目的は、凝集した湿潤粉体を目的の粒度以下まで解砕することができ、且つ連続運転可能な解砕装置を提供することである。

本発明の解砕装置は、粉体を供給するスクリューフィーダーの排出口に設けられ、前記粉体を解砕する解砕装置であって、前記スクリューフィーダーから排出される前記粉体を導入する導入口及び内部空間を有し、前記導入口より導入され前記内部空間を介した前記粉体を通過させる多数の孔が形成されたスクリーンと、前記内部空間に向けて前記導入口側から圧縮空気を噴射する噴射部と、を備えることを特徴とする。

また、本発明の解砕装置は、前記導入口により形成される面に対向する前記スクリーンの対向面は円形状であり、前記導入口側から前記対向面に向かって伸び、前記スクリーンの内壁部に近接して設けられる少なくとも１つの解砕部材を備え、前記スクリーンと前記解砕部材とは、前記対向面の中心を軸として相対的に回転可能であることを特徴とする。

また、本発明の解砕装置は、前記スクリーンが前記スクリューフィーダーの軸に取り付けられ、前記対向面の中心を軸として前記解砕装置に対して相対的に回転することを特徴とする。

また、本発明の解砕装置は、前記解砕部材が三角柱形状であり、前記内壁部に三角形の頂点を向けて配置されることを特徴とする。

また、本発明の解砕装置は、前記解砕部材が前記かスクリューフィーダーら前記粉体を排出する前記排出口及び前記噴射部において前記圧縮空気を噴射する噴射孔が形成された部材と一体に形成されていることを特徴とする。

また、本発明の解砕装置は、前記孔の径が２ｍｍ以下であることを特徴とする。

本発明によれば、凝集した湿潤粉体を目的の粒度以下まで解砕することができ、且つ連続運転可能な解砕装置を提供することができる。

実施の形態に係る粉体供給システムの概略構成を示す図である。実施の形態に係る粉体供給装置の概略構成を示す断面図である。実施の形態に係る解砕装置の構成について説明するための図である。実施の形態に係る解砕装置の構成について説明するための図である。実施の形態に係るスクリーンの構成について説明するための図である。実施の形態に係る噴射部の構成について説明するための図である。実施の形態に係る噴射部の構成について説明するための図である。実施の形態に係る他の解砕部材の構成について説明するための図である。実施の形態に係る他の解砕部材の構成について説明するための図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態に係る粉体供給システムについて説明する。図１は、実施の形態に係る粉体供給システムの概略構成を示す図である。この実施の形態に係る粉体供給システム２は、図１に示すように、粉体供給装置４及び粉体捕集装置６を備えている。粉体供給システム２において、粉体は、粉体供給装置４により供給され、粉体輸送管８を介して、フィルター１０及びブロワ１２を備えた粉体捕集装置６により捕集される。なお、粉体捕集装置６においては、粉体供給装置４から粉体輸送管８を介して輸送された粉体を捕集することができるものであれば特に制限はなく、例えばフィルター１０に代えてサイクロン等の他の捕集装置を用いてもよい。

図２は、粉体供給装置４の概略構成を示す断面図である。粉体供給装置４は、図２に示すように、ホッパー１４、スクリューフィーダー部１６及び解砕装置１８を備えている。なお、以下の説明においてはＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照して説明する。ＸＹＺ直交座標系は、図２に示すように、Ｘ軸がスクリューフィーダー部１６により粉体が搬送される方向と平行となるように、ＸＹ平面は水平面と平行な面となるように、Ｚ軸は鉛直方向と平行となるように、Ｙ軸はＺＸ平面に対して垂直方向となるように設定される。

ホッパー１４には粉体をホッパー１４に投入するための投入口（図示せず）が設けられている。スクリューフィーダー部１６は、ホッパー１４内の－Ｚ方向側に設けられており、ホッパー１４に投入された粉体を搬送（供給）する。スクリューフィーダー部１６は、スクリュー２０が形成されている軸２２を有し、軸２２は、Ｘ軸を回転軸として図示しないモータによって回転可能に構成されている。解砕装置１８は、図２に示すように、スクリューフィーダー部１６の先端部（排出口）に設けられている。解砕装置１８は、ホッパー１４の投入口から投入されスクリュー２０により搬送された粉体を解砕する。

図３及び図４は、解砕装置１８の構成について説明するための図であり、図３は＋Ｘ方向側から視た外観図、図４は＋Ｙ方向側から視た外観図である。解砕装置１８は、図３及び図４に示すように、スクリューフィーダー部１６から排出される粉体を解砕し通過させるスクリーン２４及びスクリーン２４に向けて－Ｘ方向側から圧縮空気を噴射する噴射部２６を備えている。

図５は、スクリーン２４の構成を示す図である。スクリーン２４は、図３～図５に示すように、円筒状の壁部２４ａ及び壁部２４ａの＋Ｘ方向側に配置される円形状の面部２４ｂを備えている。壁部２４ａ及び面部２４ｂには、スクリューフィーダー部１６から排出される粉体を解砕して通過させる多数の孔２４ｃが例えばパンチング加工等により形成されている。孔２４ｃの径は、目的の粒度、即ち粉体解砕後の所望の大きさを有している。例えば径２ｍｍ以下の粉体解砕を所望する場合には孔２４ｃの径を２ｍｍとする。この実施の形態では、孔２４ｃの径は２ｍｍ以下である。

また、面部２４ｂの中心部には、スクリューフィーダー部１６の軸２２を通すための円形状の開口部２４ｄが設けられており、スクリーン２４は、図２に示すように、固定部材２５によりスクリューフィーダー部１６の軸２２に取り付けられ、軸２２と共に回転可能に構成されている。即ち、スクリーン２４は、軸２２が回転すると、面部２４ｂの中心を軸として、軸２２の回転と共に（軸２２の回転数と同一の回転数で）回転する。また、スクリーン２４は、壁部２４ａの－Ｘ方向側に、スクリューフィーダー部１６から排出される粉体を導入する導入口２４ｅを有し、導入口２４ｅにより形成される面及び面部２４ｂは、壁部２４ａを介して対向している。導入口２４ｅより導入された粉体は、壁部２４ａ及び面部２４ｂにより形成される内部空間を介して多数の孔２４ｃにおいて解砕されて、多数の孔２４ｃを通過する。

図６及び図７は、噴射部２６の構成について説明するための図であり、図６は図２のＡ－Ａ矢視図、図７は解砕装置１８の＋Ｙ方向側から視た断面図である。なお、図６において図中破線で示す円は、スクリーン２４（壁部２２ａ）が配置される位置を示している。噴射部２６は、＋Ｘ方向側が閉じられた円筒形状の部材２８を備えており、部材２８の＋Ｘ方向側の他部には、軸２２及び粉体を通すための円形状の開口が形成されている。部材２８の円筒部分には、図６に示すように、スクリューフィーダー部１６の軸２２を中心として円周状に等間隔に配置される８個のエアノズル３０が設けられている。また、部材２８の＋Ｘ方向側の閉じられた部分には、図６に示すように、スクリューフィーダー部１６の軸２２を中心として円周状に等間隔に配置される８個の噴射孔３４が設けられている。各噴射孔３４は、各エアノズル３０に対応して設けられており、各エアノズル３０は、圧縮空気をスクリーン２４の導入口２４ｅからスクリーン２４の内部空間に（－Ｘ方向側から＋Ｘ方向側に）向けて噴射する。

圧縮空気は、スクリーン２４の壁部２４ａ及び面部２４ｂに形成されている多数の孔２４ｃに到達する。スクリーン２４は回転しているため、圧縮空気が到達する箇所は常時変化する。圧縮空気が孔２４ｃに吹き付けられることにより、孔２４ｃを通過することができず孔２４ｃまたはその近傍に留まっている粉体はほぐされて、吹き飛ばされ、解砕され、スクリーン２４から押し出される。なお、各エアノズル３０から噴射される圧縮空気の流量は、装置の大きさ、粉体の種類等により決定される。即ち、装置の大きさに比例して圧縮空気の流量を増やす。また、スクリーン２４の孔２４ｃに詰まりやすい粉体を解砕する場合には圧縮空気の流量を増やす。この実施の形態では、各エアノズル３０から１００Ｌ／ｍｉｎの圧縮空気、即ち８個の噴射部２６から合計８００Ｌ／ｍｉｎの圧縮空気が噴出されているものとし、各エアノズル３０からの圧縮空気の流量が５０～２００Ｌ／ｍｉｎ（８個の噴射部２６からの圧縮空気の合計流量が４００～１６００Ｌ／ｍｉｎ）の範囲内で調整可能であるものとする。また、この実施の形態では、８個のエアノズル３０を備えているが、少なくとも１つのエアノズル３０を備えていればよい。また、各エアノズル３０に対応させてエアノズル３０と同数の噴射孔３４が設けられているが、１つのエアノズル３０に対して２つ以上の噴射孔３４を備える構成、または２つ以上のエアノズル３０に対して１つの噴射孔３４を備える構成であってもよい。

また、噴射部２６は、図６及び図７に示すように、噴射孔３４が形成されている部材２８と一体に形成され－Ｘ方向側から＋Ｘ方向側に向かって伸びる８個の解砕部材３６を備えている。解砕部材３６は、三角柱形状であり、スクリーン２４の導入口２４ｅ側から面部２４ｂ（導入口２４ｅが設けられる面に対向する対向面）に向かって伸び、スクリーン２４の壁部２４ａの内壁部に近接して設けられている。また、解砕部材３６は、三角柱形状の三角形の１つの頂点を壁部２４ａの内壁面に向けて配置されている。即ち、解砕部材３６は、三角柱形状の側面と側面とにより形成される１つの側辺を壁部２４ａの内壁面に向けて配置されている。壁部２４ａの内壁面と解砕部材３６との間の距離及び面部２４ｂの内壁面と解砕部材３６との距離は１～２ｍｍ程度に設定されている。スクリーン２４が回転することにより、スクリーン２４と部材２８に固定されている解砕部材３６とが面部２４ｂの中心を回転軸として相対的に回転する。スクリーン２４と解砕部材３６とが相対的に回転することにより、解砕部材３６は、壁部２４ａの孔２４ｃを通過することができず孔２４ｃまたはその近傍に留まっている粉体を、削ぎ落とし、解砕し、スクリーン２４から押し出す。

なお、この実施の形態では、三角柱形状の解砕部材３６を備えているが、三角柱形状以外の解砕部材、例えば四角柱形状等他の柱状形状の解砕部材であってもよい。また、解砕部材３６に代えて、円柱形状の解砕部材、図８に示すような壁部２４ａ及び面部２４ｂの内壁部に近接して設けられる板状形状の解砕部材３８、図９に示すような壁部２４ａ及び面部２４ｂの内壁部に近接して設けられ曲面を有する形状の解砕部材４０等であってもよい。また、この実施の形態では、解砕部材３６を、三角柱形状の１つの側辺を壁部２４ａの内壁面に向けて配置しているが、三角柱形状の２つの側辺を壁部２４ａの内壁面に向けて配置してもよい。また、この実施の形態では、８個の解砕部材３６、４個の解砕部材３８、４個の解砕部材４０を備えているが、少なくとも１つの解砕部材を備えていればよい。また、この実施の形態では、スクリーン２４と解砕部材３６とを相対的に回転させるために、スクリーン２４を回転させているが、解砕部材３６を回転させてもよく、またはスクリーン２４及び解砕部材３６の双方を互いに逆方向に回転させてもよい。

この実施の形態に係る粉体供給システム２において、図示しない投入口からホッパー１４に投入された粉体は、スクリューフィーダー部１６で搬送されて、解砕装置１８により解砕される。具体的には、スクリューフィーダー部１６の排出口から排出された粉体は、スクリーン２４の導入口２４ｅからスクリーン２４の内部空間に導入され、２ｍｍ以下の径に解砕された粉体は、スクリーン２４の孔２４ｃを通過し、粉体捕集装置６により捕集される。２ｍｍより大きい径の粉体は、エアノズル３０から発射され噴射孔３４から噴射される圧縮空気により吹き飛ばされたり、軸２２と共に回転するスクリーン２４と部材２８に固定されている解砕部材３６とにより削ぎ落とされたりしながら２ｍｍ以下まで解砕され、スクリーン２４の孔２４ｃを通過し、粉体捕集装置６により捕集される。

この実施の形態に係る解砕装置１８によれば、噴射部２６を備えているため、スクリーン２４の孔２４ｃを通過することができずスクリーン２４の内壁面に留まっている粉体を吹き飛ばし解砕することができる。また、スクリーン２４が回転可能であるため、スクリーン２４の内壁面に付着する粉体の量を抑制することができる。また、解砕部材３６を備えているため、回転するスクリーン２４と共に、スクリーン２４の孔２４ｃを通過することができずスクリーン２４の内壁面に留まっている粉体を削ぎ落とし解砕することができる。したがって、スクリーン２４の目詰まりを防止することができるため、解砕装置１８及び粉体供給システム２を連続して運転することができる。また、スクリーン２４の孔２４ｃの径が２ｍｍ以下であるため、スクリーン２４を通過し粉体捕集装置６により捕集される粉体は２ｍｍ以下であり、粉体を径２ｍｍ以下まで（目的の粒度以下まで）連続的に効率よく解砕し捕集することができる。

上述の実施の形態に係る粉体供給システム２を用いて湿潤粉体の解砕効果を確認するための試験を行なった。（１）解砕装置１８（スクリーン２４及び噴射部２６）を備えずスクリューフィーダー部１６のみを通過させた場合（比較例１とする）、（２）スクリーン２４を備えずスクリューフィーダー部１６及び噴射部２６を通過させた場合（比較例２とする）、（３）噴射部２６を備えずスクリューフィーダー部１６及びスクリーン２４を通過させた場合（比較例３とする）、（４）スクリューフィーダー部１６及び解砕装置１８（スクリーン２４及び噴射部２６）を通過させた場合（実施例とする）のそれぞれにおいて、湿潤粉体を粉体供給装置４から供給し、粉体捕集装置６において捕集した。そして、捕集した湿潤粉体を目開き２ｍｍの篩にかけて篩上（径が２ｍｍより大きい粉体）及び篩下（径が２ｍｍ以下の粉体）の粉体量を測定した。なお、試験には湿潤粉体として樹脂粉を用いた。測定結果を表１に示す。

表１より、比較例１，２において２１～３４％の樹脂粉が径２ｍｍ以下まで解砕されないのに対し、実施例においては径２ｍｍ以下まで解砕されない樹脂粉が０％、即ちすべての樹脂粉が径２ｍｍ以下まで解砕された。なお、比較例３においてはスクリーン２４が目詰まりし、連続運転することができなかった。

２…粉体供給システム、４…粉体供給装置、６…粉体捕集装置、８…粉体輸送管、１０…フィルター、１２…ブロワ、１４…ホッパー、１６…スクリューフィーダー部、１８…解砕装置、２０…スクリュー、２２…軸、２４…スクリーン、２４ａ…壁部、２４ｂ…面部、２４ｃ…孔、２４ｄ…開口部、２４ｅ…導入口、２６…噴射部、３０…エアノズル、３４…噴霧孔、３６…解砕部材。

Claims

ホッパー内に設けられ前記ホッパーに投入された湿潤粉体を供給するスクリューフィーダーの排出口に設けられ、前記湿潤粉体を解砕する解砕装置であって、
前記スクリューフィーダーから排出される前記湿潤粉体を導入する導入口及び内部空間を有し、前記導入口より導入され前記内部空間を介した前記湿潤粉体を通過させる多数の孔が形成されたスクリーンと、
前記内部空間に向けて前記導入口側から圧縮空気を噴射する噴射部と、
前記導入口により形成される面に対向する前記スクリーンの対向面は円形状であり、前記導入口側から前記対向面に向かって伸び、三角柱形状であって、前記スクリーンの内壁面に三角形の頂点を向け、前記内壁面及び前記頂点の距離が１～２ｍｍである少なくとも１つの解砕部材と、を備え、
前記スクリーン及び前記解砕部材は、前記対向面の中心を軸として相対的に回転可能であることを特徴とする解砕装置。
前記スクリーンは、前記スクリューフィーダーの軸に取り付けられ、前記対向面の中心を軸として前記解砕装置に対して相対的に回転することを特徴とする請求項１記載の解砕装置。
前記解砕部材は、前記圧縮空気を噴射する噴射孔が形成された部材と一体に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の解砕装置。
前記孔の径は、２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１～請求項３の何れか一項に記載の解砕装置。