JPH02122847A - ジェット気流式の粉体粉砕機 - Google Patents

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】 （発明の利用分野） 本発明はジェット気流式の粉体粉砕機に関し、詳しくは
、ジェット気流を利用した粉体の粉砕、解砕、研磨等に
用いられるジェット気流式の粉体粉砕機に関するもので
ある。

（従−来の技術） 従来より、ジェット気流式の粉体粉砕機は他の粉砕機に
比べてメンテナンス性操作性に優れているという利点を
有し、また後段に気流式分級装置を接続する場合にはそ
のマツチング性がよいことなどから、近時においては広
く利用されるようになってきており、特に粉砕時に問題
となる発熱が殆んどないため、耐熱性に劣る粉体（プラ
スチック粉体等）の粉砕用としては特に有用とされてい
る。

なおこのジェット気流式の粉体粉砕機は、狭義の意味で
の粉体の粉砕の他、凝集した粉体の解砕、あるいは粉体
表面に固着した異物の除去にも用いられることがある。

ジェット気流式の粉体粉砕機としては従来より種々のタ
イプのものが提案されており、その代表的なものの一つ
として次の構成のものがある。

すなわち、例えば長円形のケーシング内において、略弧
状をなす転回通路を粉体の粉砕ゾーンとし、その途中に
原料粉体粉砕のためのジェット気流を噴出するジェット
気流噴出手段を設け、また偏平な円形空所を分級ゾーン
として、その内部に生じさせた求心渦流で、粉砕された
微粉体を大きな粒径の粉体から分級しながら円形中心部
より外部に排出気流と共に抜き出すように設け、また粉
砕ゾーンの転回通路を、分級ゾーンである上記円形空所
に対して接線方向に接続させて、全体として閉鎖循環型
の気相流動室を形成させた形式のものである。

このような構造をなす粉体粉砕機によれば、分級ゾーン
においては、粉体に作用する求心渦流による気相搬送力
と遠心力のバランスで大小の粒径のものが混在する粉体
中から微粉体を分級して効率よ（取出すことができ、他
方粉砕ゾーンにおいては、ジェット気流の噴出で粉体同
志を衝突させて大きな粉砕力で効率よく粉砕を行なわせ
ることができる、という二つの独立した部分で、それぞ
れ望まれる要求を各々好適に満足させることができると
いう特徴がある。

（発明が解決しようとする課題） ところで上記のような粉砕機において、装置の処理能力
の向上が求められることがある。

そこでこの処理能力の向上、具体的には単位時間当りの
処理ｍの増大を目的として、装置のスケールアップを図
ることが考えられるが、上記装置の処理量を増大するた
めに単純に装置を大型化すると、回収される粉体の分級
点が次第に大きくなる（粗くなる）傾向にあり、また分
級される粉体の粒度分布が広がってしまって分級精度が
悪（なるという問題のあることが明らかとなった。そし
てこのような装置のスケールアップに伴なって招至する
難点は、本発明者の検討によれば、次のような点を原因
とすることが分かった。

すなわち装置をスケールアップしてその処理ｍを増大す
る方法としては、上記のような気相流動方式の装置では
、通路幅を長円形ケーシングの径方向に増大させるので
は気流の速度分布に大きな差を生じ易くなってしまうか
ら、通路幅を厚み方向（つまり上記径方向とは直角な方
向）に大きくする方法が一般的なスケールアップ方法と
いうことになる。ところがこのようにすると、粉砕ゾー
ンにおいてはスケールアップに伴う格別の問題は生じな
いものの、他方分級ゾーンにおいては、微粉体を含む気
流が乱れを生じ易（なってこれが上記粉体分級点の変化
等の難を招く原因とることが分かった。これは分級ゾー
ンにおける微粉体を含む気流が求心渦流として円形空所
の中心側に流れると共にケーシングの軸方向（求心渦流
とは直角な方向）の片側から外部に排出されるため、こ
の円形空所の構造が軸方向に相当の寸法をもつようにな
ると、安定・平均化された気流が得られにくくなるため
と考えられる。

そこでこのような問題を解消するため、本発明者は、求
心渦流を扁平なケーシングの円形空所の軸方向の両側か
ら均等的に排出させることを考え、これにより、片側の
みから気流を排出する場合の２倍程度まで該空所の軸方
向寸法を増大させても分級性能の低下のないスケールア
ップ装置を実現した。　しかし装置の処理ｍを一層増大
させるためには、分級精度の低下、粒度分布の広がりを
解決する方策が更に必要となる。

本発明は、以上の観点からなされたものであり、その目
的は、上述したようなジェット気流式粉体粉砕機におけ
る問題点を解消し、粉砕微粉を大量に効率よく分級、取
出しできる粉砕機を提供するところにある。

また本発明の他の目的は、構造が簡単かつ小型で、又操
作性にも優れた粉砕機を提供するところにある。

（発明の概要） 而して、かかる目的の実現のためになされた本発明より
なるジェット気流式粉体粉砕機の特徴とするところは、
略弧状の転回通路の途中で原料粉体を粉砕するためのジ
ェット気流が通路壁の適宜の位置から噴出される転回通
路型の粉砕ゾーンと、偏平な円形空所内における求心渦
流で微粉体を分級しながら中心部より微粉体含有気流を
外部に排出する円形空所型の粉体分級・排出ゾーンとを
備え、上記粉砕ゾーンの転回通路の両端を分級・排出ゾ
ーンの円形空所に接線方向に接続させることで閉鎖循環
型の気相流動室を形成させた形式のジェット気流式の粉
体粉砕機において、上記分級・排出ゾーンの円形空所の
中心位置にその軸方向に延びる筒体を設けると共に、こ
の筒体に母線方向のスリットを形成させ、上記微粉体含
有気流の外部への排出をこの筒体のスリットを通して行
なわせる構成としたところにある。

なお本発明において、粉体の粉砕１分級の各ゾーンを内
包する気相流動室は、これら各ゾーンの相互の影響を出
来るだけ隔絶させる目的から、例えば後述する実施例で
説明しているように、概ね長円形のケーシング内におい
てその長軸方向の一端側と他端側に離して上記二つのゾ
ーンを形成させるものが好ましく採用されるが、本発明
がこのような長円形の形状のケーシングをもつものに特
に限定される趣旨ではない。

本発明において、上記分級・排出ゾーンに設置する筒体
の径、スリットの大きさは試験の繰り返しなどの結果に
基づいて定めることができるが、−殻内にはスリットを
筒体の周方向に均等に配分して３個以上、好ましくは４
個以上設けることが良く、これら複数のスリットの合計
面積は筒体断面積（排出口断面積）の２〜３倍程度が適
当である場合が多い。

（発明の実施例） 以下本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。

第１図〜第３図は本発明よりなる一実施例のジェット気
流式粉砕機の構成概要を説明するためのものであり、図
において、１は粉体が気相流動される内部空間を区画す
るケーシングを示している。

このケーシング１は、図示の如く概ね水平で偏平な長円
形の内部空間を区画形成していて、該長円形の空間外郭
を限定し、かつ粉体の流動路を形成するための気相流動
案内外壁５（以下単に外壁５という）と、底板１３と、
天板ｌＯとによって外部から気密的に封止されている。

１１゜１２は該封止を保証するシールリングである。

上記内部空間内の略中央部には、粉砕ゾーンｌと分級ゾ
ーン旦が、その長円形の長軸方向に離れて、これら両者
ゾーンの好適な構成９作用を確保できるように図示形状
の中央隔壁ブロック６が形成されている。

この中央隔壁ブロック６には、粉砕ゾーン旦において、
上記外壁５の内壁面５１とこれに対向する中央隔壁ブロ
ック６０案内壁面６１とにより、粉砕ゾーン２における
気相流動通路を提供し、また分級ゾーン１側については
、求心渦流と遠心力のバランスによって微粉体の分級な
行なわせるための円形旋回流案内壁６２を提供する半円
形凹部が設けられている。

なお粉砕ゾーン呈と分級ゾーン旦との間は、上記外壁５
と中央隔壁ブロック６とで通路４ａ。

４ｂが形成されている。

また上記粉砕ゾーンλにおける気相流動通路の外側、内
側には、外壁５．中央隔壁ブロック６により圧力的に隔
離された圧縮空気室７．８が設けられている。

圧縮空気室７は、圧縮空気取入れ口３１から、図示しな
い外部の圧縮空気源（例えばコンプレッサ等）に接続さ
れ、後述するジェット気流噴出ノズルＳＯａ〜５０ｅか
ら、上記粉砕ゾーン呈の通路内にジェット気流を吹込む
ようになっている。

またこの圧縮空気室７は、連絡管９を介して上記中央隔
壁ブロック６内の圧縮空気室８にも接続され、ジェット
気流噴出ノズル５０ｆから上記ケーシング内の内部空間
に対して圧縮空気を吹込むようになっている。

粉体の投入機構は、気相流動路４ａに次のように粉体を
吹き込むようになっている。すなわち、気相流動路４ａ
から図示の如（外部に外壁の一部から延出ブロックを形
成させて、その先端に圧縮空気管２１を接続し、この延
出ブロックの内部に粉体供給ノズル４０．固気混合ノズ
ル４１を内装してその内端が、上記気相流動路４ａに臨
むように設けると共に、この粉体供給ノズル４０゜固気
混合ノズル４１の中間位置７０に、不図示の粉体供給ホ
ッパーから粉体が供給されるように設け、圧縮空気が上
記ノズル４０．４１の内部を通って気相流動路４ａに吹
出す際に、エジェクタ効果により同時に粉体を吹出すよ
うになっている。

なおノズル４０．４１の内部には適宜噴き出しエアの流
速を調整するデイフユーザ−等を嵌挿しても良い。

上記ノズル４０．４１によって、ホッパーからの粉体は
、第１図、第３図に示す如く、気相流動路４ａに対して
気相の流動方向に沿って噴出されろ。この際の粉体吹込
みの際の気流が、分級ゾーン旦で旋回する粉体のうちの
比較的粒径の大きいものを巻き込むことで、これを再度
粉砕ゾーン旦に移行させて分級性能の向上作用をもたら
す効果もある。

第４図は、上記内部空間ｌにおいて行なわれる粉体の流
れの概要を図解的に示したものであり、以下同図に示さ
れている粉砕ゾーン２及び分級ゾーン３における作用に
つき説明する。

本例における粉砕ゾーン２においては、第１図〜第３図
に示す如（、円弧状に形成されている粉砕ゾーン呈の気
相流動通路に、搬送気体と共に流動する粉体に対してジ
ェット気流を吹込むジェット気流噴出ノルズ５０ａ〜５
０ｅが、適宜所定の間隔をおいて外壁５に設けられ、こ
れらの各ノズル５０ａ〜５０ｅを通して、上記圧縮空気
室７から圧縮空気を該通路に吹込むように設けられ、こ
れにより通路内の粉体同士の衝突を生じさせて粉砕を行
なわせるようになっている。

なおこれらのノズル５０ａ〜５０ｅには、上記粉体噴出
ノズル４０．４１と同様に、内部にデイフユーザ−等を
嵌挿して、気流の噴出速度を調整するように設けること
が好ましい。

また本例では、上記ジェット気流噴出ノルズ５０ａ〜５
０ｅとは別に、中央隔壁ブロック６にもジェット気流噴
出ノルズ５０ｆを設けて、この中央隔壁ブロック６内部
の圧縮空気室８からのエアを粉砕ゾーン旦の気相流動通
路に吹き込むようにしており、これにより粉体の巻込み
、粉体同志の衝突機会の一層の増大を図り、粉砕効率の
向上を達成させている。

分級ゾーン旦は、粉砕ゾーン旦を経て該分級ゾーン１に
導かれた粉体を、外壁５及び旋回流案内内壁６２によっ
て円形旋回流動させながら、比較的小さい粒径の粉体に
ついては求心渦流にのせて該分級ゾーン３の中央位置に
設置した筒体８０のスリット８１を通して外部に取り出
し、他方比較的粒径の大きな粉体については、求心渦流
による粉体搬送力に打ち勝って遠心力により該粉体を気
相流動路４ａ方向に移行させるようになっている。

このように上記旋回流方式による分級取出しの原理は、
粉砕された粉体な、求心渦流による搬送力と該粉体に作
用する遠心力とのバランスで分級して取出すものであり
、本例の特徴は、この分級効率を高めるために、上記ス
リット８１をもつ筒体８０を用いているところにある。

すなわち本例における粉砕装置においては、図示の如く
長円形の厚み方向に比較的寸法が厚いケーシング内の分
級・排出ゾーン３の中央位置に、スリット８１を有する
筒体８０を設置していることから、該ケーシングの厚み
方向に流れる気流の影響は、該筒体８０の内部に限られ
るという傾向を得ることができ、したがってこの筒体８
０の外側における気流の流れは、円形空所内で生じてい
る求心渦流が整流された状態で得られ、これにより粉体
の分級が好適に実現出来ることになった。

このような構成によれば、比較的大きな粒径の粉体（粗
粉）については、分級・排出ゾーン旦で、中央部に向か
った求心渦流の流れよりも気相流動に伴なう遠心力が大
きく作用する結果として、該大きな粒径の粉体は再度粉
砕ゾーン２側に流動するが、粉砕により十分微粉化され
た小粒径の粉体については、上記遠心力よりも分級ゾー
ン旦の中央部に向かった渦流の流れによる搬送力の作用
の方が打勝って、該微粉は筒体のスリットを通して外部
に取出されることになる。

以上のような装置に用いられる筒体の例を第６図および
第７図に例示した。第６図の例はスリットを筒体の周方
向に３個形成した例を示し、また第７図は同様にスリッ
トを８個形成した例を示している。なお筒体は、流動す
る粉体の付着が生じ難（い材質のものを選択して使用す
ることが適当である。

実施例１ 以上のような構成をなすジェット気流式粉砕機を用いて
試験例の結果につき示す。

庄１立旦滅 長円形ケーシングの寸法 長軸方向　　　　　　　３２４　　ｍｍ短軸方向　　　
　　　　２１０　　ｍｍ厚み寸法　　　　　　　１３０
　　ｍｍ気相流動路の幅寸法　４ａ　　２５　　ｍｍ４
ｂ　　　３５　　　ｍｍ 筒体の径　　　　　　　　５０．８ｍｍスリットの個数
　　　　　８　個 スリットの母線方向寸法１１０　　ｍｍスリットの幅寸
法　　　　５　　ｍｍ スリット開孔全面積　　　４５．６ｃｍ２隨訛条豆 試験は、５０％平均径り、。＝３５μｍのポリスチレン
粉体を被粉砕対象原料として、気相流動路４ａに５８　
ｋｇｆ／　ｃｍ”Ｇの圧力で導入させ、ジェット気流の
吹込を全風量６．３　Ｎｍ”／ｍｉｎ　　（ノズル径２
ｍｍ、１本当り風量０．２：ｌＪ〜０．２７Ｎｍ３７ｍ
ｉｎ　）として行なった。

粉体の処理量は、１０ｋｇ／　ｈ　−１５０ｋｇ／　ｈ
の間とした。

その結果を第５図のＡ線にて示した。

なお粉体の粒度測定はマイクロトラックＳＰＡにて行な
った。

実施例２ 筒体を第６図のものに変更した以外は実施例１と同様に
して試験を行なってその結果を第５図Ｄ線で示した。

筒体の径　　　　　　　　５０．８ｍｍスリットの個数
　　　　　３　個 スリットの母線方向寸法１１０　　ｍｍスリットの幅寸
法　　　　１２　　ｍｍスリット開孔全面積　　　４３
　　ｃｍ”比較例１ 筒体を使用せずに、ケーシングの底板と天板に開孔を設
けた構成とした以外は実施例１と同様にして試験を行な
いその結果を第５図のＣ線でボした。

比較例２ ケーシングの厚みを１／４に小さくし、筒体を使用せず
に、ケーシングの天板のみに開孔な設けた構成とした以
外は実施例１と同様野ケーシング寸法で試験を行ないそ
の結果を第５図のＤ線で示した（ただし全風量は１．８
Ｎｍ３／ｍｉｎ、処理量は２．５〜４０ｋｇ／ｈ）。

以上の第５図のＡ−Ｄ線の結果から、Ｃ１Ｂ、Ａの順に
鈴生物の粒度が小さくなっており、Ａにおいては標準と
見なしているＤ線の水準に達していることが分かる。ま
た混合比が低い領域ではＡはＤより細かくなっており、
トータル的な性能としては略同程度であることが分かる
。

またこのときのミルケーシング内の静圧はＣ（６０５０
ｍｍ＋１２０）　、　Ｂ　（５３７０ｍｍＨ＝ｏ）、Ａ
　（４８００ｍｍＨ２０）であり、このことは適当な筒
体を挿入したことの効果の表われの一つであるというこ
とができる。すなわち分級ゾーンでの気流がより円滑に
流れ、より精度の良い分級が実現されたことを裏付けて
いる。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明よりなるジェット気流式の粉
体粉砕機は、従来のジェット気流式粉砕機における処理
能力を増大させる場合に、分級精度の低下や粒度分布の
広がりが大きくなるという問題点を解消して、大量の粉
体な効率よ（処理することができる装置を提供できると
いう効果がある。

また比較的小粒径の粉体を粉砕し分級する場合にもその
処理効率に優れていて、工業的規模での実施に十分対応
することが可能となり、特に１０μｍ程度以下の粒径の
粉砕粉体を工業的な規模で製造する場合に、大粒径の粉
体の混入が殆んどなく粒度の一定化した微粉を好適に得
ることができるという効果がある。

更にまたまた本発明よりなる粉砕機は、構造が簡単かつ
小型で、又操作性にも優れているという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明よりなるジェット気流式粉砕機の構成概
要−例を示す一部を断面した平面図、第２図は第１図の
Ａ　−Ａ　４１の矢視図、第３図は第１図のＢ−Ｂ線の
矢視図、第４図は同装置における粉体の流れの概要を説
明する図、第５図は同装置を用いて行なった試験結果を
示した特性図、第６図（ａ）、（ｂ）および第７図（ａ
）。 （ｂ）はそれぞれ筒体の単品図を示し、各図（ａ）は筒
体の正面図、各図（ｂ）は筒体のｌ１１１面図である。 ｌ二ケーシング ２：粉砕ゾーン　　　３：分級ゾーン ４ａ、　４ｂ：気相流動路（気相流動通路）５：外壁　
　　　　　６：中央隔壁ブロック７．８：圧縮空気室 ９：連絡管　　　　　１０：天板 １１：シールリング　　１２：シールリング１３：底板 ２１：圧縮空気導入管 ３１：圧縮空気取入れ口 ４０．４１：粉体噴出ノズル ５０ａ〜５０ｆ　ニジエツト気流噴出ノズル５１：外壁
の内壁面　　６１．６２：案内壁面７０：（粉体供給の
）中間位置 ８０：筒体　　　　　　８１ニスリツト（他４名） 第４図 混合 １し ■ 第６図 （α） ＜’ｏ） 嘉７図 （α） （ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、略弧状の転回通路の途中で原料粉体を粉砕するため
   のジェット気流が通路壁の適宜の位置から噴出される転
   回通路型の粉砕ゾーン と、偏平な円形空所内における求心渦流で微粉体を分級
   しながら中心部より微粉体含有気流を外部に排出する円
   形空所型の粉体分級・排出ゾーンとを備え、上記粉砕ゾ
   ーンの転回通路の両端を分級・排出ゾーンの円形空所に
   接線方向に接続させることで閉鎖循環型の気相流動室を
   形成させた構成のジェット気流式の粉体粉砕機において
   、 上記分級・排出ゾーンの円形空所の中心位 置にその軸方向に延びる筒体を設けると共 に、この筒体に母線方向のスリットを形成させ、上記微
   粉体含有気流の外部への排出をこの筒体のスリットを通
   して行なわせる構成としたことを特徴とするジェット気
   流式の粉体粉砕機。