JPH04100529A - スクリューフィーダー及びこれを用いた粉体分散機 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えば凝集した、あるいは凝集し易い粉体を
できるだけ一次粒子の状態に分散させて経時的に定量送
給できるスクリューフィーダー、及びこれを用いた粉体
分散機に関するものである。

［従来の技術］ 微粉体は、一般に凝集性を有するために二次粒子を形成
する傾向がある。このような凝集状態の粉体は一均一な
分散が得難（、気体中に粉体を十分均等に分散させた混
合状態として他の物体に粉体を吹きつけるような用途に
使用する場合、製品の均質性や均一性を損なう場合も多
い。このため、粉体を取り扱う分野においては、この粉
体の凝集性や分散が、大きな技術課題の一つとされてい
て、粉体を分散させる分散装置も従来から幾つか提案さ
れている。

また、気流式粉体分級に際しては、分級時において粉体
が十分分散していることが必須となるため、この場合も
分散装置が必要とされる。

本出願人も、このような分散装置の一つとして、特願平
１−７１０７１号の装置を提案しており、これは、スク
リューフィーダーで分散槽に搬送された粉体を、回転円
板上でこの円板と共に回転する多数の硬質球体に接触さ
せ、粉体を撹拌分散させる方式のものである。

また、流下する粉体に気流を作用させて凝集した粉体を
分散させる気流式の粉体分散装置も従来知られている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記の前者の分散装置は、比較的大きい構造の
可動部分があり、比較的粒径の大きい粉体等の大量処理
には適しているが、例えば数十ｇ／ｈ程度の微少量粉体
を分散処理をする装置用としては必ずしも有効ではなく
、かかる微少量処理のためには別途の構成の装置の開発
が求められている。

また、分散室の後段に配置される装置によっては、分散
粉体の供給に経時的な変動のないことが要求される場合
もあるが、従来の粉体分散機はこのような考慮が殆どな
されていないため、かかる用途用としては適当でないと
いう問題もある。例えば分級機の前段に設けられるよう
な気流式分散装置では、高い分級能力は要求されるもの
の、経時的な量変動は考慮する必要が実質上ないのが普
通であり、従って、このような気流式分散装置は、分散
した粉体を定量供給するための粉体分散機としては単純
には利用できない。

本発明の旧約は、従来の粉体分散装置のもつ上述のよう
な問題を解消し、特に数十ｇ／ｈ程度の極微少量の粉体
を分散供給する用途に対応でき、特に定量供給が求めら
れるような後段処理装置に対して、分散粉体の供給量の
経時的変動がなく経時的な定量供給を実現できる粉体分
散機を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、微小径の凝集性の高い粉体
に対しても良好な分散が可能な粉体分散機を提供するこ
とにある。

また更に本発明の他の目的は、このような粉体分散機に
好適に用いられて、経時的な粉体の定置供給に適した作
用を有するスクリューフィーダーを提供するところにあ
る。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成する本発明のスクリューフィーダーの
特徴は、粉体供給元から粉体供給先に向かって沿設され
た筒状通路と、この筒状通路の内部において入口部から
出口部に渡り軸方向に沿設されている回転軸と、この回
転軸の回転周面に設けられていて、該回転軸の回転に伴
い上記筒状通路内で粉体を供給元から供給先に移行させ
るように螺旋状に巻設されているスクリュー羽根と、筒
状通路の出口部において上記回転軸から放射状にフィー
ダー管の内周面近くまで延びた多数の針部材からなる粉
体分散用のブラシとを備えた構成をなすところにある。

またこのようなスクリューフィーダーを用いて構成され
る本発明の粉体分散機の特徴は、粉体貯槽と、この粉体
貯槽から送られた粉体を分散する分散室と、上記粉体貯
槽から上記分散室へ粉体を定量送給するスクリューフィ
ーダーとを有する粉体分散機において、上記スクリュー
フィーダーの分散室に臨む端部に、スクリューフィーダ
ーと一体の回転軸から放射状にフィーダー管の内周面近
くまで延びている多数の針部材からなる粉体分散用ブラ
シを設けたことにある。

上記ブラシは、スクリューフィーダー回転軸に対し同心
円状に設けられる他、螺旋状に設けることもで−きる。

また上記構成において、分散室は気流式分散室として設
けられたものを好ましいものとして例示でき、具体的に
は、分散室の上部が円筒状をなし、かつ下部が漏斗状を
なす中空室と、上部円筒の側壁に開口したスクリューフ
ィーダーの粉体出口と、分散用気流を円周方向に吹込む
ように上部円筒の側壁に開口した気体吹込み口とを有し
、分散粉体を上記漏斗状部の下端から取り比すものを挙
げることができる。

なお、スクリューフィーダーの出口と気流吹込み口の高
差位置は、フィーダー出口の粉体を空気で吹き飛ばすと
いう理由から、スクリューの回転軸の芯と吹込口の芯の
高さを同じとすることが望ましい。

また、気流の吹き込み方向は、スクリューフィーダーの
出口に対して、吹き比し気流の方向は、分散室内で空気
の旋回流を発生させることが好ましいという理由から接
線方向であることが望ましい。

［作用］ このような粉体分散機によれば、スクリューフィーダー
に設けたブラシが第１段の分散を行なうので、スクリュ
ーフィーダーから送られた粉体が塊状のまま分散室に入
るという弊害が効果的に解消できる、しかも気流式分散
室内において気流による第２段の分散が行なわれるため
、原料粉体の供給が微少量の場合も効率のよい分散処理
が可能になると共に、微小径で凝集性の高い粉体に対し
ても良好な分散粉体が得られる。

また、粉体が塊状のまま分＃１．室に落下して経時的に
みて量変動を生じる問題を、上記ブラシによる撹拌分散
が、分散室への粉体定量供給に有効に働き、結果として
分散室から出て（る分散粉体の定量化が効率よ（実現で
きる。

［実施例コ 以下本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明す
る。

実施例１ 第１図は１本実施例の概略の構成を示す断面図で、図に
おいて、１は粉体貯槽であり、上部に設けた上蓋２には
、分散室との圧力バランスを得るための均圧管４が設け
られている。３は粉体貯槽１の底板である。粉体貯槽１
内には、水平方向に撹拌軸６が設けられていて、その軸
方向の複数位置に、撹拌羽根５が設けてあり、外部の動
力に駆動されて回転し、貯槽内の粉体の嵩蜜度を調整し
てスクリューフィーダーの供給量の変動を抑制する働き
をするようになっている。

１０はスクリューフィーダーであり、粉体貯槽１内の下
部に、粉体貯槽１を横切って設けである。１４は粉体貯
槽１の側壁下部に開口したスクリューフィーダー貫通穴
７と分散室２０の側部開口２８とを連結しているフィー
ダー管であり、スクリューフィーダーｌＯの出口側の部
分は、このフィーダー管１４内を貫通して分散室２０に
達している。１３は内筒］２を覆う外筒である。

１１はスクリューフィーダーの回転軸であり、この軸の
外周面にはスクリュー羽根としてのスクリューコイル１
４が螺旋状に巻設されていて、上記回転軸１１の回転に
従って、粉体貯槽１内の粉体を分散室２０方向に移動さ
せるようになっている。

上記回転軸１１の先端部には、本例では第２図（ａ）、
（ｂ）に示しているように、ナイロン等の放封状の針部
材１６を上記回転軸１１の回りに螺旋状に配置したブラ
シ１５を設けてあり、このブラシ１５が上記回転軸１１
と一体に回転することで、粉体の第１段分散を行なって
分散室２０に原料粉体を経時的に一定量づつ供給する役
割をしている。

なお上記螺旋状に設けたブラシ１５は、螺旋を多条に設
けても良いし、あるいは螺旋でなく、回転軸に対して直
角な面で円形放射状に針部材１６を設け、これを軸方向
の複数の位置に設けるようにしてもよい。針部材を螺旋
状に設けたブラシの場合には、粉体を分散室２ｏ方向へ
押し出す作用も得られるという効果もある。

本例の符−号２０で示した分散室は、第３図に示したよ
うに、中空の円筒部２１とその下部の漏斗部２２、及び
上蓋２６を有し、円筒部２１の側面には、スクリューフ
ィーダー１ｏの内筒１４とその外筒１３が嵌合する側部
開口２８、及び分散用気流吹き込み用の空気送入管２４
の開口２７が設けられている。空気送入管２４は、第２
図（ｂ）に示したように、上記開口２７の位置で円周方
向に開口していて、これから室内に吹き込まれた空気は
、粉体を含んで円筒部２１内壁に沿った回転運動を行な
い、分散室出口を通過する時には高速気流となって粉体
に剪断力を与えて該粉体を単一粒子に分散させる。

そして分散室出口管を長（設ける等により、この高速気
流を一定時間以上与えることで、分散はより一層効果的
となる。

上記のようにして第−段及び第二段の分散が行われて一
次粒子の状態に分散された粉体は、次の工程に送られる
。

また、本例においては、分散室の上蓋２６に圧力バラン
ス管２５の接続された上部開口２９が設けて、この圧力
バランス管２５の他端を粉体貯槽１の上蓋２に設けた均
圧管４に接続させることで、粉体貯槽１と分散室２０の
空気圧を均等にするという構成が採用されている。これ
によって、スクリューフィーダーｌＯから分散室２０内
に粉体を送り込む際の圧力的抵抗を解消できる利点があ
る。

上述のような粉体分散機の粉体分数効果を確認するため
に、以下の試験を行なった。

即ち、粉体貯槽１に、凝集した二次粒子を含むアルミ粉
末１０００ｇを投入して上蓋２６を密閉し、スクリュー
フィーダー１０（フィーダー管内径１４ｍ＋ｎφ、フィ
ーダー直径１２ｍｍφ、スクリューコイル１４の線径２
ｍｍφ）を３　ｒｐｍで回転させて、９０ｇ／ｈの供給
量で粉体を分散室２ｏに供給した。

また、分散室２０（内径３２ｍｍψ、高さ　１０４ｍｍ
）内には、分散用空気送入管２４から空気を４ＯＮ　ｆ
ｆ／ｍｉｎで吹込むことで、上記スクリューフィーダー
１０によ−り室内に送り込まれた粉体を分散させた。

以上の操作を行ったときの分散室出口２３からの分散粉
体を、　１００ｍｍＸ　３００ｍｍのケント紙上に付着
させ、実体顕微鏡（ｘ　１００）と電子顕微鏡写真によ
り、粉体の分散状態を観察した。その結果、１０分間隔
でサンプリングしたケント紙２゜核上に凝集粒子は見ら
れなかった。

また、分散室出口２３から得られる分散粉体の経時的な
変動を、下記の方法により測定して次の結果を得た。

Ｌ足１１ 高精度電子秤上に本実施例の粉体分散機をセットし、稼
働させた時の重量減量をマイクロコンピュータにより３
秒間隔でサンプリングして、サンプリング数、平均重量
、標準偏差、変動係数を算出した。

また比較のために、スクリューフィーダーの先端にブラ
シを設けない他は本実施例と同様の構成の粉体分散機を
用いて、上記と同じ測定を行った。

良足茄１ 上記による測定結果は第４図（本実施例）、及び第５図
（比較例）となり、これを下記表にまとめて示した。

この結果から、本実施例の粉体分散機によれば、粉体を
分散させたときに粉体が一次粒子の状態まで十分に分散
され、分散室出口において得られる分散粉体の経時的な
量変動は極めて少なく、分散粉体の定置供給が可能なこ
とが確認された。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明のスクリューフィーダー及
びこれを用いた粉体分散機によれば、構造が簡単で、機
械的な可動部分が少な（、原料粉体の供給量が微少量で
あっても、分散処理が支障なくできるという効果がある
。

また、微小径で、凝集性の高い粉体に対しても良好な分
散粉体が得られるという効果がある。

更に、粉体分散様出口で得られる分散粉体量の経時的変
動が少な（、分散粉体の定量供給が可能になるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の概略の構成を示す断面図である。 第２図はスクリューフィーダーの先端に設けたブラシの
構造を説明する図で、（ａ）はスクリューフィーダーの
回転軸方向の側面図、（ｂ）は同軸に直角な方向の側面
図である。 第３図（ａ）は分散室の側面図、（ｂ）は同平面図であ
る。 第４図及び第５図は、供給分散粉体の経時的な変動を、
粉体分散機を稼働させた時の重量減量により測定した結
果を示した図であり、第４図は本実施例の結果、第５図
は比較例の結果をホしている。 １　、粉体貯槽　　２　、上蓋 ３　　ニ ア　　： ｌＯ： １１　： １２　： ２０　・ ２４　。 ２５　： ２６　： ２８　： 底板　　　　　４　　粉体取入口 攪拌羽根　　　６　、攪拌軸 スクリューフィーダー貫通ロ スクリューフィーダーＩＯ スクリューフィーダー回転軸 フィーダー管　１３：　　外筒 スクリューコイル ブラシ　　　　１６：　　針部材 分散室　　　　２１：　　円筒部 漏斗部　　　　２３二　分散室出口 分散用空気送入管 圧力バランス管 上蓋２６　　　　２７　：　　空気吹込み口側部間口　
　　２９：上部開口 第２図 （（］） （ｂ） （他４名） 第 図 （Ｑ） （ｂ） 国ｌｈ］ １６０ト 第 図 −［１コ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、粉体供給元から粉体供給先に向かって沿設された筒
   状通路と、この筒状通路の内部において入口部から出口
   部に渡り軸方向に沿設されている回転軸と、この回転軸
   の回転周面に設けられていて、該回転軸の回転に伴い上
   記筒状通路内で粉体を供給元から供給先に移行させるよ
   うに螺旋状に巻設されているスクリュー羽根と、筒状通
   路の出口部において上記回転軸から放射状にフィーダー
   管の内周面近くまで延びた多数の針部材からなる粉体分
   散用のブラシとを備えたことを特徴とするスクリューフ
   ィーダー。 ２、粉体分散用ブラシの針部材が、スクリューフィーダ
   ーの回転軸に対し螺旋状に設けられていることを特徴と
   する請求項１に記載のスクリューフィーダー。 ３、粉体貯槽と、この粉体貯槽から送られた粉体を分散
   する分散室と、上記粉体貯槽から上記分散室へ粉体を定
   量送給するスクリュー フィーダーとを有する粉体分散機において、上記スクリ
   ューフィーダーの分散室に臨む端部に、スクリューフィ
   ーダーと一体の回転軸から放射状にフィーダー管の内周
   面近くまで延びた多数の針部材からなる粉体分散用のブ
   ラシを設けたことを特徴とする粉体分散機。 ４、粉体分散用ブラシの針部材が、スクリューフィーダ
   ー回転軸に対し螺旋状に設けられていることを特徴とす
   る請求項３に記載の粉体分散機。 ５、上記分散室は、上部が円筒をなし、下部が漏斗状を
   なす中空室と、上記円筒の側壁に開口したスクリューフ
   ィーダーの粉体出口と、分散用気流を円周方向に吹込む
   ように上記円筒の側壁に開口した気体吹込み口とを有し
   、分散粉体を上記漏斗状部の下端から取り出すものであ
   ることを特徴とする請求項３又は４に記載の粉体分散機
   。