JPH01164454A

JPH01164454A - 遠心流動粉砕方法

Info

Publication number: JPH01164454A
Application number: JP32275087A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Ikeda; 充池田; Koji Furuya; 幸二古谷
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1987-12-22
Filing date: 1987-12-22
Publication date: 1989-06-28

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は粉砕装置に関するものである。更に詳しくは、
外周環及び回転皿を備えており、装置内部に収容した鋼
球等の粉砕媒体を遠心流動ぎせて原ネ１の粉砕を行なう
ようにした遠心流動粉砕方法に関するものである。

［従来の技術］粉砕装置は、チューブミル、竪型ミル等各種の形式のも
のがあるが１回転皿を上向きに設置し、この回転皿を回
転させることにより、内部に収容した鋼球等の粉砕媒体
（以下、ポールという、）を循環運動させて原料の粉砕
ならびに摩砕を行なうようにした竪型ボールミルと通称
されるものが知られている。

第２図（ａ）は従来の竪型ボールミルの構成の一例を示
す概略的な断面図である。符号１は回転皿であり、この
回転軸心が鉛直方向に設置され。

駆動軸２によってこの軸心回りに回転可能とされている
。回転皿ｌはほぼ下面りの底面Ｂと、」二方に向って拡
径する傾斜した側面Ａとを備えている。

符号３は固定カバーであって、リング形状をなし、その
内面は半円形の断面形状とされている。この第２図（ａ
）の従来装置においては、ポールは回転皿１の回転に伴
って、底面Ｂから側面Ａを這い上り、次いで固定カバー
３の下面に沿って中心側に移動し、次いで固定カバー３
から膠脱して底面Ｂ上に落下する。

第２図（ｂ）は従来の竪型ボールミルの他の構成例を示
す概略的な断面図である。この第２図（ｂ）の従来例に
おいては１回転皿４はその中央部に円錐形状部５を有し
ており、固定カバー３の下面から＃１悦したポールはこ
の円錐形状部５の側面Ｃにｈった後、回転皿４の底面Ｂ
に落下する。

［発明が解決しようとする問題点］第２図に示すような竪型ボールミルにおいて。

粉砕作用は主として回転皿１，４の側面Ａとポールとの
摺動により行なわれる、いわゆる摩砕方式である。この
摺動には、ポールが側面Ａを這いヒる１ニド方向の摺動
と、回転皿側面Ａの円周方向の速度とポールの回転皿ｌ
又は４輔心回りの円周方向速度との速度差に起因する摺
動の二つがある。

しかして、従来の竪型ボールミルにおいては。

回転皿１，４の側面Ａも回転皿４の一部をなしているか
ら、側面Ａはポールと同じ円周方向に回転することにな
る。従って、側面Ａとポールとの円周方向回転速度はそ
れ程大きなものとはならず、この円周方向速度差に起因
する粉砕ならびに摩砕作用は弱いものとなる。

また、回転皿１，４の回転によりポールには遠心力が付
ケ、され、ポールはこの遠心力によって側面Ａを這い上
り、位置エネルギを得るようになる。

しかしながら、第２図の従来例では、このポールが得た
位置エネルギは、ポールが固定カバ−３下面から離脱し
て落下し底面Ｂに当ったときに殆ど全てが消費されてし
まい、粉砕ならびに摩砕作用に利用することができない
。第２図（ｂ）の従来装置ならば、固定カバ−３下面か
ら落下するポールは円錐形状部５の側面Ｃで跳ね返され
てポールに半径方向の力が付ケーされるから、ポールが
得た位置エネルギの幾らかは速度エネルギに変換され粉
砕ならびに摩砕作用に利用することが可能とされている
。しかしながら、ポールが側面Ｃで跳ね返されるので、
衝突によるエネルギロスがかなり大きなものとなる。

このように、従来の竪型ボールミルと通称される粉砕装
置においては、破砕ならびに摩砕作用が弱い、或は装置
に投入されたエネルギが粉砕ならびに摩砕作用以外に消
費され易く、エネルギ効率が低いなどの問題があった。

そこで１本発明者らは、従来の竪型ボールミルを改良し
て、回転皿と、この回転皿の外周環とを備え、装置内部
にポールを収容した新たな技術思想に基づ〈「遠心流動
粉砕装置」　（特願昭６０−２６５３７９号、特願昭６
０−２６６８６７号。

特願昭６０−２６６８６８号、特願昭６０−２６６８６
９号等）を出願した。

しかし、１；記の遠心流動粉砕装置は、スラグ。

ボルトランドセメントクリンカ９石灰石９石炭。

雲母、アルミナ等のセラミック等に対しては好適に粉砕
できるものであるが、これらの粉砕原料とは異なり、樹
脂や木材や大豆等の食品関係の粉砕原料等の弾力性やＯ
Ｔ撓性のある材質のものには必ずしも良好な結果が得ら
れていなかった。また、これらの材質のものは同時に可
燃性を有し、空気雰囲気では爆発等安全性に問題があっ
た。

［問題点を解決するためのｆ段］本発明である遠心流動粉砕方法に使用する遠心流動粉砕
装置は、回転軸心が鉛直方向に設置されており、下方へ
向かって拡径する円錐形状を前記回転軸心の両側に有し
、軸心を含む任意の一縦断面において、一方側の円錐形
成面の最下点と、同一縦断面内の対向する円錐形成面の
最下点とを結ぶ直線が軸心に斜交し、かつ、駆動装置に
よって回転される回転皿と、この回転皿の外周を囲むよ
うに回転皿と同軸的に固定設置された固定環とを備え、
装置内部にポールを収容して構成される。

そして、回転皿は、回転軸心が鉛直方向となるように設
置されており、かつ、下方へ向って拡径する円錐形状と
なっており、回転皿の皿面及び固定環の内壁面は、それ
ぞれ凹に湾曲した鉛直断面形状をなすとともに、この皿
面と固定壁の内壁面とは連続的な円滑面を形成する。そ
して、本発明は、この回転皿と外周環との隙間より低温
ガスを装置内に注入することとした。また、別の方法と
して、ドライアイスを粉砕原料とともに装置内へ投入し
、粉砕領域を低温雰囲気にした。

［作用］本発明の遠心流動粉砕方法では、側面が内定面もしくは
回転皿と相対的に速度を持つ回転面となっているので、
ポールと側面との円周方向速度差があり、この側面部分
における粉砕ならびに摩砕作用が著しく大きくなる。

また、ポールが回転皿の皿面に沿って泳動するので、ポ
ールが側壁を這い−しる際に得た位置エネルギを速度エ
ネルギに効率良く交換することができ、装置に投入され
たエネルギロスが極めて少ない。

そして、本発明の方法では、上記の装置の回転１１１１
と外周環との隙間より低温ガスを装置内に注入するので
、大豆、快方薬や強壮剤（朝鮮人参等）等の植物系のも
の、骨ガラや香辛料等食費関係の粉砕原料や、ポリエス
テル、塩化ビニル、ポリエチレン等の樹脂および木材、
木皮、もみがら等の木質系のもの等、常温では弾力性や
可撓性や繊維質があり粉砕困難なものも、容易に低温下
で良好な粉砕が可能になる。

［実施例］以下図面を参照して実施例について説明する。

第１図は本発明の実施例に係る遠心流動粉砕装置の断面
図である。符号６は回転皿であり、回転軸が鉛直方向に
設置され１皿面にはライナ６ａが貼り付けられている。

この回転皿６は、下方に向って拡径する円錐形状とする
。この回転皿６は、駆動軸２によって回転駆動される。

符号７は外周環であり、回転皿６の外周を囲むように回
転皿６と同軸的に周設されている。外周環７は」二方に
向って縮径する形状のものであり、外周環７の下部と回
転皿６の外周縁部とは摺動可能に接触しているが、通常
は、該外周環７の下部と回転皿６の外周縁部との間に、
例えば、最小ポール径の１０〜３０％程度のわずかな隙
間をあけて置く。

回転皿６の皿面りと、外周環７の内壁面Ｅは、共に門に
湾曲した鉛直断面形状とされており、かつ皿面りと内壁
面Ｅとの接触部は滑らかに連続した面を形成している。

符号８は粉砕装置の本体部分を覆うケーシングであって
、外周環７は連結部材９を介してケーシング８の内面に
取り付けられている。符号１０は柱脚であって、ベアリ
ング１１を介して回転皿６を枢支している０回転軸２は
、減速機構等を介して電動機等の原動装置に連結されて
いる。

ケーシング８の天井中央部分には原料の投入管１２が設
置されており、かつこの投入管１２を取り巻くように開
口１３が設けられ、この開口１３にダクト１４が接続さ
れている。

外周環７は、本実施例ではライチアａが内張すされると
共に、その壁面を貫通するように多数のスリット又は小
孔１５が穿設されている。外周環７外面の底部とケーシ
ング８内面との間には側部カバー１６が周設されており
、この側部カバー１６とケーシング８及び外周環７外面
との間に低温ガス導入室１７が区画形成され、低温ガス
導入管１８から低温ガスが導入可能とされている。なお
、側部カバー１６の１；端は外周環７の側部外面にＪ＝
）着されている。

一方、回転皿６の外周縁と外周環７の底部内周縁との間
には、最小ポール径の１０〜３０％のクリアランス１９
がおいており、底部カバー２０がこのクリアランス１９
の下側を覆うように周設されている。なお、本実施例で
は、側部カバー１６に透孔を開設するか、あるいは低温
ガス導入管を接続するなどして、この底部カバー２０内
へも低温ガスが導入可能とされている。

底部カバー２０及び前記低温ガス導入室１７には、粉粒
体の抜出及び搬送用の管路２１が接続され、この管路２
１は投入管１２へ粉粒体を返送可能に配設されている。

また、回転皿６の外周縁下側には、スクレーパ２２が固
設され、底部カバー２０内に落下した粉粒体を抜出用の
管路２１の接続部へ向けて寄せ集めるよう構成されてい
る。

なお、ダクト１４はバッグフィルタ等の粉体捕集手段（
図示せず）に接続されている。（捕集手段の上流側に分
級手段を設置しても良い。）このように構成された粉砕
装置において、原料は投入管１２から装置内に投入され
る０回転皿６の回転に伴ってポール２３は外周環７の内
壁面と皿面とを循環する円運動と、回転皿６の軸心回り
の公転運動との合成による縄を絢うような螺旋運動を行
ない、その間で原料の粉砕を行なう、低温ガス導入管１
８から低温ガス導入室１７及び底部カバー２０内に導入
された低温ガスは、クリアランス１９、スリット又は小
孔１５を通って粉砕室内に流入し、粉砕田域を低温雰囲
気に保持せしめ、粉砕によって生じた粉末を伴ってダク
）１４内に入り、分級手段ないしは捕集手段へ送られる
。このガスに同伴された細かい粒子は捕集手段において
捕集される。

なお、ダクト１４内の下流側に分級手段が設置されてお
り、この分級手段により比較的粒径の大きな粒子を分離
することが可能な場合には、分離した粗い粒子を再度投
入管１２を経て装置内に投入する。

次に上記実施例装置の作動について説明する。

回転皿６と外周環７とで囲まれる粉砕室内にポールを収
容し、粉砕される原料を投入すると共に、駆動軸２を介
して回転皿６を回転させる。そうすると、ポールは遠心
力により外周方向に移動され、この速度エネルギによっ
て外周環７の内壁面Ｅを這い上り、次いで該内壁面Ｅか
ら離れて回転皿６の皿面り上にほぼ接線方向に円滑に着
床する。皿面り上に移動したポールはこの皿面りに沿っ
て転勤降下し、かつ回転皿６の回転によって十ｔ　’ｊ
’される遠心力によって再び外周環７へ向けて移動され
る。

また、回転皿６を回転させると、ポールは回転皿６の回
転速度よりも遅い速度で円周方向に公転する。従って、
ポールは、前述のように皿面りと内壁面Ｅを循環する上
下方向の円運動の他に、回転皿６の軸心回りを回転する
公転連動をも行ない、これらの二つの運動を合成した縄
を綱うような螺旋進行運動を行なう。

このように、ポールは回転皿６の円周方向への運動を維
持しつつ内壁面Ｅ上を這い上る運動を行なうのであるが
、この内壁面Ｅが固定されているとき、ポールの円周方
向速度（公転速度）及びポールの這い上り速度との合成
速度がそのまま内壁面Ｅとポールの速度差になる。また
、内壁面Ｅが逆回転しているときには、速度差はさらに
大きくなる。従って、ポールと内壁面Ｅとの速度差は。

極めて大きなものとなり、内壁面Ｅ上を移動する際のポ
ールの粉砕ならびに摩砕作用は著しく強いものとなる。

更に、内壁面Ｅから離脱して皿面り上に着床したポール
は、この皿面りに添って滑らかに転がり落ちるので、ポ
ールが皿面りに衝突する際のエネルギロスが極めて少な
い。更に、皿面りを泳動降下する際の運動により、内壁
面Ｅを駆は上る際に得た位置エネルギを半径方向への運
動エネルギに変換することができるから、ポールに一１
付ケ・されたエネルギをいたずらに消費することなく、
粉砕ならびに摩砕作用に有効に利用することができる。

更に、皿面りに沿って降下する際は、ポールはこの皿面
りと摺動するから、この降下連動中においても原料の摩
砕が行なわれる。

なお、本発明の遠心流動粉砕装置においては、回転皿の
回転速度は一定としても良いのであるが、規則的ないし
は不規則的に変動させても良い０回転数を変動させるこ
とにより、ポールの連動に不規則性がケーえられ、摩砕
作用が向上される。

そして、本発明の遠心流動粉砕方法は１回転皿と外周環
との隙間から、低温ガス（Ｎ２ガス、炭酸ガス）を注入
するので、粉砕原料が低温ガスと良←混合攪拌され、粉
砕原料が均一に低温になって摩砕しやすくなり、同時に
、粉砕ポールと粉砕原料とが接触する粉砕領域を、例え
ば、−５℃〜−２０℃に保持して、前記した可燃性繊維
質系の粉砕原料など常温域では圧縮、剪断、摩砕のどの
作用に対しても有効に粉砕されにくい材質のものを、効
率良く粉砕出来る。低温ガスは、キャリヤガスとして、
窒素ガス、炭酸ガス等を利用し、アンモニアやフレオン
等の冷媒による間接冷却により容易に所要の温度にして
供給することが出来る。

そして、粉砕装置を通過したこれらのキャリヤガスは、
分級機によって粉砕物を除去した後、その間の昇温温度
分だけ途中の蒸発器等で冷却した後所要温度に低下させ
て低温ガス導入管へ循環されなお、低温ガスが安価に得
られる場合には、再循環することなく、粉砕層の分級機
通過層に大気に放出することも可能であり、冷却装置は
不要となる。

あるいは、粉砕領域を低温領域にするために、ドライア
イスを所要の大きさ、例えば、粉砕原料と同程度の大き
さにして粉砕原料とともに装置内に供給して、粉砕する
ことも可能である。

なお、ドライアイスを投入する方法で、引火や爆発等安
全上の問題が比較的少ない材質のものについては、不活
性気体の代りに空気を使用することも出来る。

［発明の効果］本発明では、遠心流動粉砕装置内に、低温ガスやドライ
アイスを投入して、粉砕領域を低温雰囲気にして粉砕す
ることが出来るので、りｉ力性あるいはｔｉｒ　ｉａ性
があり、常温では粉砕困難な材質のものでも容易に確実
に粉砕することが出来る。それと同時に、可燃性物質で
あり超微粉砕（サブミクロン）では引火や爆発など安全
性上問題のある材質のものでも問題なく良好な粉砕を実
施出来る。

従って、本発明の方法によれば、常温では、安全上、あ
るいは粉砕力学上粉砕困難である材質に対しても、粉砕
効率を大幅に高め、かつ粉砕に要する動力原単位（例え
ば電力原単位）を大幅に減少させることも可能とされる
ので、樹脂１食品。

医薬品等に対して粉砕領域の拡大を図ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施する実施例に係る遠心流動粉
砕装置の断面図、第２図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ従来
の粉砕装器の構成を示す概略的な断面図である。１．４．６・・・回転皿、　　７・・・外周環、Ｄ・・
・皿面、　　　　　　　Ｅ・・・外周環の内壁面、１７
・・・低温ガス導入室、１８・・・低温ガス導入管。特許出願人　　宇部興産株式会社＄１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）回転軸心が鉛直方向に設置されており、下方へ向
かって拡径する円錐形状を有し、駆動装置によって回転
される回転皿と、上方へ向って縮径する環形状を有し、
前記回転皿の外周を囲むように前記回転皿と同軸的に周
設され、静止もしくは前記回転皿と相対的に回転駆動す
る外周環と、を具備した粉砕装置であって、該装置内部
には粉砕媒体が収容されており、前記回転皿の皿面及び
外周環の内壁面の鉛直断面形状は、それぞれ凹に湾曲し
た形状であると共に、該皿面と内壁面とは連続的な円滑
面を形成している遠心流動粉砕装置において、回転皿と
外周環との隙間より低温ガスを装置内に注入することを
特徴とする遠心流動粉砕方法。
（２）回転軸心が鉛直方向に設置されており、下方へ向
かって拡径する円錐形状を有し、駆動装置によって回転
される回転皿と、上方へ向って縮径する環形状を有し、
前記回転皿の外周を囲むように前記回転皿と同軸的に周
設され、静止もしくは前記回転皿と相対的に回転駆動す
る外周環と、を具備した粉砕装置であって、該装置内部
には粉砕媒体が収容されており、前記回転皿の皿面及び
外周環の内壁面の鉛直断面形状は、それぞれ凹に湾曲し
た形状であると共に、該皿面と内壁面とは連続的な円滑
面を形成している遠心流動粉砕装置において、粉砕原料
とともにドライアイスを装入して低温雰囲気で粉砕する
遠心流動粉砕方法。