JPH0251675B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 少くとも一のローター１３が少くとも一の衝
撃面１４を無端通路を通して回動させ、該衝撃面
をして該無端通路内の少くとも一の衝撃場所を繰
返し通過させ、ミルの固定衝撃面に対して粒子が
投射され、そして粉砕が真空中で行われる遠心ミ
ルなどにおける粒子粉砕方法において、 衝撃面１４が前記の衝撃場所を通過する際に粉
砕すべき粒子を真空内において該衝撃場所へと加
速供給すること、及び衝撃面が、粒子を粉砕する
と同時にその粉砕片を前記の無端通路の外側にあ
る固定衝撃面２０に衝突させて更に粉砕するため
に遠心方向に投射するのに十分なエネルギで粒子
に衝突することを特徴とする遠心ミルなどによる
粒子粉砕方法。

２ 計量した量で、かつローターの衝撃面又は各
ローター衝撃面１４がローターの回転方向に最も
近い続く固定衝撃面２０と実質的に平行である位
置で粒子が加速機１８からローター１３に供給さ
れることを特徴とした特許請求の範囲第１項に記
載の粒子粉砕方法。

３ 粒子の少なくとも一部分が粉砕装置を通過し
た後、移送システム２９，３０を介して真空中で
加速機と粉砕装置に移送されることを特徴とした
特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の粒子粉
砕方法。

４ ローター１３から放射状に突出し、ローター
の回転中、無端通路を描く少くとも１個の衝撃面
を有するハウジング１１内に設けられたローター
と、衝撃面の無端通路外のミル内に設けられた固
定衝撃面２０と、ミル内を真空にする真空装置３
２とを有する遠心ミル等による粒子粉砕装置にお
いて、 ローターの衝撃面１４がその衝撃場所を通過す
るたび毎にその衝撃場所に粒子が供給されるよう
な速度に粒子を加速する少くとも一の受動又は能
動加速機１８，２８と、 衝撃面１４の衝撃エネルギによつて粒子を粉砕
するのに十分な速度でローター１３を回転させる
ローター回転装置１６と、 衝撃場所から遠心的に投射される粒子の粉砕片
を更に粉砕するためのハウジング１１内の固定衝
撃面２０と、 ハウジング内の無端通路を真空にする真空装置
とを有することを特徴とする粒子粉砕装置。

５ 少なくとも１つの配分装置２３が材料を制御
して供給するため１個又は複数個のローター衝撃
面１４の回転径路に設けられることを特徴とした
特許請求の範囲第４項に記載の粒子粉砕装置。

６ “能動”加速機２８が粉砕室１２の入口に連
結され、前記加速機が外部から供給されるエネル
ギによつて粒子を増大した運動エネルギで１個又
は複数個のローター衝撃面１４に向けて投げ出す
ようなされていることを特徴とした特許請求の範
囲第４項又は第５項に記載の粒子粉砕装置。

明細書 遠心ミル中で材料の粒子を細かく粉砕する方法
及びこの方法を実施する装置 本発明は少なくとも１つのローターが粉砕機中
の固定衝撃面に対して材料の粒子を投げ出す、遠
心粉砕機その他の中で材料の粒子を細かく粉砕す
る方法に関するものである。

本発明はまたこの方法を実施する装置にも関す
る。

発明の背景 固形粒子 固形粒子の機械的な粉砕は粉砕を達成する装置
の操作要領により分類し得る。粉砕又は摩砕は圧
力か運動エネルギーかの２つの主要な原理により
達成され、圧力で行う場合は例えばジヨークラツ
シヤー、振り子式粉砕機、タワーミル、ローラー
ミルその他により粒子を破砕し、また運動エネル
ギーは粒子の破裂を惹起する。

特に充填材工業、例えばプラスチツク及び製紙
工業で充填材として細かく粉砕した材料の市場に
大きな要求がある。他の大きな製品領域はセラミ
ツク工業用の細かく摩砕した石英及び長石であ
る。細粒材料を生産する今日の技術は、特に30μ
以下の粒寸法と微粒子寸法に狭い公差が望まれる
とき、極めてエネルギーとコストを要する。45μ
への寸法減少はボールミルで得られるが、摩砕ボ
ールが通常鉄から成るので鉄分のない摩砕を得る
ことは可能でない。それ故小量の鉄分でさえも白
さを損なうので漂白剤として用いられるべき材料
としてこの種の摩砕は用い得ない。20μの粒子寸
法を得るために、通常の摩砕と空気流分離あるい
はジエツトミルが用いられる。空気分離された材
料に伴なう問題は余りに多くのしかも粗悪な部分
が含まれることであり、これはほとんど受容し得
ない。ジエツトミルによりおよそ10μ及び一層小
さな粒子寸法に到達することが可能であるが、ジ
エツトミルは低い効率と極めて高いエネルギー消
費（350−700KWh／ton）を有する。

運動エネルギー又は衝撃エネルギーによつて粉
砕中に消費されるエネルギーの量は３つの主要な
グループ、即ち粒又は微粒子弾性変形のため消費
されかつ失なわれるエネルギー、粒子を破砕する
供給エネルギー及び周辺の機器を操作するための
エネルギーとに分けられる。低いエネルギーで
は、供給されるエネルギーの実質的な部分は低い
効率をもたらす粒子の弾性変形のため使い果され
るだろう。更にまた、弾性変形は粒子を重大な摩
耗を惹起する破砕の代りにはね返らすだろう。他
方高い速度では、弾性変形のため消費されるエネ
ルギーは全エネルギーの小部分にのぼるだけであ
るのに対し、高い衝撃エネルギーはそれができる
だけ“瞬間的に”加えられるならば、極めて高い
応力集中を与えかつ有効な粉砕を与える。極めて
小さな粒で小部分に粉砕又は摩砕するのに特に適
していると判明したジエツトミルは高い粒子速度
を使用しかつ粒を約100m／ｓに加速するための
圧縮空気を用い、また高速度の粒は他の粒と衝突
し、粒が互に破砕されることとなる。しかしなが
らトン当り極めて高いエネルギー消費、低効率及
び極めて高い製造コストのため、ジエツトミルは
今迄“独得の”関連、例えば化学工業及び製薬工
業に用いられるだけであつた。

デイスインテグレーター又はスタンプミルを用
いることが提案され（ドイツ特許第387995号明細
書）、その摩砕工具は、望ましくは分散剤と共に
細かな摩砕を得るために無空気空間で作動する。

発明の目的と重要な特徴 本発明の目的は、低いエネルギーを伴なつて極
めて小さな粒子（10μ以下）をもつ小部分を与え
る比較的簡単な方法を提供することである。この
目的は、粒子がミルの固定衝撃面に対して投げ出
される前に第１の粉砕が行なわれるようなロータ
ーの衝撃面又は複数個の衝撃面に対する高い衝撃
エネルギーに、粒子が真空中で加速されることに
より達成された。

本発明は材料の粒子を粉砕するための装置に関
し、これは真空中で作動され、ローターと対向し
て設けられ、また粒子がミルの固定衝撃面に対し
て投げ出される前に第１の粉砕が行なわれるよう
なローターの１個又は複数個の衝撃面に対する高
い衝撃エネルギーを、粒子に付与するよう設計さ
れる少なくとも１つの受動又は能動加速機を備え
ることを特徴とする。

【図面の簡単な説明】

第１図は研究所用に向けられる本発明による遠
心ミルに沿う線図的な断面図である。第２図は第
１図の―線に沿つて取られた断面図である。
第３図は本発明の他の実施例による２つのロータ
ーをもつ遠心ミルの部分的に破断した側面図であ
る。第４図は第３図の―線に沿つて取られた
断面図である。第５図は材料の粒子を再循環する
ための完全な設備の側面図である。

本発明による遠心ミルは気密にシールされかつ
粉砕室１２を含むハウジング１１を備え、各端部
に衝撃面１４が設けられるローター１３が粉砕室
内に回転可能に配置される。ローターは重い軸受
１５に支承され、かつ適当な伝達によりモーター
１６によつて駆動される。衝撃面１４の運動径路
の反対側に少なくとも１つの供給通路が設けら
れ、これを通して細分すべき材料の粒子が間欠的
に供給される。ハウジング１１内の供給通路１８
の開口１９は衝撃面２０からある距離に設けら
れ、これはローター衝撃面１４が出口開口１９下
方に配置されるとき衝撃面２０がローター衝撃面
１４と実質的に平行に延びる要領で配向される。
第１図と第２図に示す実施例において、衝撃面２
０は衝撃面１４の回転径路の外側に配置される。
衝撃面２０の側に投げ出される任意の粒子は続く
衝撃面２０′と２０″によつて捕えられる。衝撃面
の下方、粉砕室の底部２１に出口開口２２が設け
られ、これを通して材料が衝撃面１４と２０に対
し投げ出されかつ粉砕されて粉砕室１２を離れ
る。出口開口２２は第５図に図示する再循環シス
テムに連結され、これは粒子を供給通路１８に戻
す。出口開口はまた装置から粉砕した材料のバツ
チ式排除用の送出装置（図示せず）に連結し得
る。

受動又は能動加速機２８の助けにより、材料粒
子は、最大量の被粉砕材料粒子が各“衝撃”に対
し供給されるような速度で、粉砕室１２及びロー
ター衝撃面１４に供給される。“受動”加速機は、
真空システム内に含まれかつ所望の粒子速度が得
られる長さ（例えば3m）をもつ垂直チユーブ１
８からなる。ローター自体の速度は、材料粒子が
最初にその衝撃で粉砕され、ついで静止衝撃面に
衝突して再度粉砕されるような大きさである。

図示しない装置により加速機２８、粉砕室１２
及びそれらを連通する空間に真空が維持され、従
つて粉砕室は実際に空気がない（空気は少なくと
も90％排除すべきである）。この配置により、衝
撃面１４をもつローター１３はいかなるフアン作
用も与えず、また干渉衝撃波及び抑制されない乱
流は排除される。衝撃面により即時に打撃される
粒子はこの面に対し衝撃によつて粉砕され、また
ローターの運動径路の接線方向外側で１個又は数
個の衝撃面２０に対して投げ出され、そこで一層
の粉砕が行なわれる。ローター２４が設けられる
配分装置２３により、適量の材料粒子が出口開口
１９の衝撃面通過と同期的に衝撃面１４に供給さ
れる。

研究所の粉砕機による実際の試験では、
180m／ｓの周速度をローターに与えることが適
当であることがわかつた。しかしながら商業的な
操作でローターの周速度としての実際の上限は約
400m／ｓである。１トンの粒子を180m／ｓの速
度に加速するために、4.5KWhが消費され、また
４循環で理論的なエネルギー消費は36KWh／ｔ
であろう。これに循環のため及び真空ポンプの操
作のため消費されるエネルギーが加えられる。粉
砕が真空中で行なわれ、また高速運動での損失は
従来の技術に比べてほどよいだろう。

第３図と第４図の実施例は上述の実施例とは２
つの重要な点で異なる。２つ又はそれ以上のロー
ターは一方の上に他方が配置され、また粒子は最
大量の粉砕材料が各“打撃”のため供給されるよ
うな高い運動エネルギーで粉砕室１２に供給され
る。必要な運動エネルギー（これはしかしながら
衝撃面の回転エネルギーの約１／10でしかない）
は、“態動”加速機２８により得られ、これは一
例として遠心機から成り、その羽根は摩耗を防止
するためゴムを被覆するのが望ましい。

この実施例による遠心ミルにおいて、衝撃面２
０は、粒子がローター１３の直下にそれと近接し
て設けられる次のローター１３ａに向かつて落下
するような要領で配向されるのが望ましい。衝撃
面２０はＶ状の横断面を有し、かくしてモーター
を逆転することによつてＶ状部の第２の面を用い
ることが可能であろう。この実施例において、２
つの粉砕室１２と１２ａ並びに収集室２６と計量
加速機２８は全く同一の真空システムに連結され
る。

第５図は本発明による遠心ミル用の再循環装置
を示し、また２つのエレベーター２９と３０、サ
イロ３１及び計量加速機２８を備えている。この
場合、実際の空気のない状態はポンプ２２その他
により完全な装置内に維持される。

本発明は示されかつ記載された実施例に限定さ
れるものではなく、幾つかの変形が請求の範囲内
で考えられる。