JPH0515802A - 衝突式気流粉砕装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 衝突式粉砕を行うにあたり、粉砕物の融着，
凝集，粗粒化等を防止し、より一層効率良く粉砕し得る
装置を提供することにある。 【構成】 気流分級機の粗粉排出口後流に、ラバル形状
となる加速管を有した衝突式気流粉砕機を連結し、これ
により得られた粉砕物をさらに、上流の気流分級機に戻
すことにより微粉砕物が得られるようにした衝突式気流
粉砕装置を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、気流分級機を具備し、
かつ、ジェット気流（高圧気体）を用いて粉砕を行う衝
突式気流粉砕装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ジェット気流を用いた衝突式気流粉砕機
は、ジェット気流に粉体原料を載せ粒子混合気流とし、
加速管の出口より噴射させ、この粒子混合気流を加速管
の出口前方に設けた衝突部材の衝突面に衝突させて、そ
の衝撃力により前記粉体原料を粉砕せんとするものであ
る。

【０００３】以下に、その詳細を図６に基づいて説明す
る。高圧気体供給ノズル４１を接続した加速管４２の出
口４３に対向して衝突部材４４を設け、前記加速管４２
に供給した高圧気体の流動により、加速管４２の中途に
連通させた被粉砕物供給口４５から加速管４２の内部に
粉体原料を吸引し、これを高圧気体とともに噴射して衝
突部材４４の衝突面に衝突させ、その衝撃によって粉砕
するようにしたものである。

【０００４】しかしながら、上記従来例では、被粉砕物
供給口４５が加速管４２の中途に連通されており、加速
管内に吸引導入された粉体原料は、被粉砕物供給口４５
通過直後に、高圧気体供給ノズルより噴出する高圧気流
により、加速管出口方向に向って流路を急激に変更しな
がら分散急加速される。この状態において、粉体原料中
比較的粗粒子のものは、その慣性力の影響から加速管低
流部を、また、比較的微粒子のものは、加速管高流部を
通過しており、高圧気流中に十分均一に分散されずに、
粉体原料濃度の高い流れと低い流れに分離したまま粉体
原料が対向する衝突部材に部分的に集中して衝突するこ
とになり、粉砕効率が低下し処理能力の低下を引き起こ
している。更に、上記従来例では、衝突面に衝突し粉砕
された粉砕物は、粉砕室内壁に二次（あるいは三次）衝
突して更に粉砕されるが、粉砕室形状が箱型であるた
め、効率的な二次衝突が行われず、微粉砕処理能力の向
上が図れないという欠点があった。一方、従来かかる粉
砕機における衝突部材の衝突面は図６及び図７に示すよ
うに、被粉砕物を載せた粒子混合気流方向、つまり加速
管に対し直角あるいは４５度傾斜による平板状のもの
（特開昭５７−５０５５４号公報及び特開昭５８−１４
３８５３号公報参照）が用いられており、次のような欠
点があった。

【０００５】図６のように加速管４２の軸方向と垂直な
衝突面４９の場合、加速管出口４３から吹き出される被
粉砕物と衝突面４９で反射される粉砕物とが衝突面４９
の近傍で共存する割合が高く、そのため、衝突面４９近
傍での粉体（被粉砕物及び粉砕物）濃度が高くなり、粉
砕効率が良くない。

【０００６】また、図７の粉砕機においては、衝突面５
０が加速管４２の軸方向に対して傾斜しているために、
衝突面５０近傍の粉体濃度は図６の粉砕機と比較して低
くなるが、高圧気流による衝突力が分散されて低下す
る。さらに、粉砕室壁５１との二次衝突を有効に利用し
ているとはいえない。例えば、図７に示す如く、衝突面
５０の角度が加速管に対し４５°傾斜のものでは、熱可
塑性樹脂を粉砕するときに上記のような問題点は少な
い。しかしながら、衝突する際に粉砕に使われる衝撃力
が小さく、さらに粉砕室壁５１との二次衝突による粉砕
が少ないので、粉砕能力は図６の粉砕機と比較して１／
２〜１／１．５に粉砕能力が落ちる。

【０００７】また衝突式気流粉砕機に具備する気流分級
機としては、種々の分級機が提案されいている。その代
表的なものとして、図８に示したようなディスパージョ
ンセパレーター（日本ニューマチック工業社製）が一般
的に用いられている。

【０００８】しかし、図８に示したようなこの種の気流
分級機の分級室への粉体材料供給部は、サイクロン状の
形状をなしており、上部カバー６０の上面中央部には案
内筒６１を起立状に設け、該案内筒６１の上部外周面に
供給筒６２が接続されいている。供給筒６２は、案内筒
６１の外周に供給筒６２を介して供給される粉体材料が
案内筒内円周接線方向に導入されるように接続されてい
る。

【０００９】かかる供給筒６２より案内筒６１内に粉体
材料を供給すると、該粉体材料は案内筒６１の内周面に
沿って旋回しながら下降する。この場合粉体材料は、供
給筒６２より案内筒６１内周面に沿って帯状に下降する
ため、分級室６３に流入する粉体材料の分布及び濃度が
不均一となり（分級室へ案内筒内周面の一部からのみ粉
体材料は流入する）、分散が悪い。

【００１０】また、処理量を大きくとると粉体材料の凝
集が一層、起こり易く、さらに分散が十分に行われなく
なり、高精度の分級が行えないという問題点がある。ま
た、粉体材料を搬送するエアー量が多い場合、分級室に
流入するエアーの量が多いため分級室において旋回する
粒子の中心向き速度が大きくなり分離粒子径が大きくな
るという問題点がある。

【００１１】したがって、通常分離粒子径を小さくする
場合、案内筒上部６４よりエアーをダンパーによりコン
トロールして抜いているが、抜くエアー量が多いと粉体
材料の一部も排出し、損失するという実用上の問題点が
生じる場合もある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の問題点
に鑑み、本発明の目的とするところは、 ．被粉砕物をより一層効率良く粉砕する点、 ．粉砕物の融着，凝集，粗粒化，あるいは加速管内壁
や衝突部材の衝突面での極部的摩耗の発生を防止する
点、 等を達成し得る衝突式気流粉砕装置を提供することにあ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の構成は、分級室の底部に中央部が高くなる傾
斜状の分級板を有し、該分級室において搬送エアーとと
もに供給された粉体材料を分級ルーバーを介して流入す
る気流によって旋回流動させて微粉と粗粉とに遠心分離
し、微粉を分級板の中央部に設けられた排出口に接続し
た微粉排出シュートへ排出させるとともに、粗粉を分級
板の外周部に形成した排出口より排出し得る、該分級室
の上部に粉体供給筒と連通する環状の案内室を設け、該
案内室と該分級室との間に案内室の内周円方向の接線方
向に先端を向けた複数のルーバーを設けた気流分級機
と、高圧気体により被粉砕物を搬送加速する加速管と、
該加速管出口に対向して設けた衝突面を有する衝突部材
を有し、該加速管がラバルノズル（中細ノズル）をな
し、そのスロート部上流に高圧気体噴出ノズルを配し、
該高圧気体噴出ノズルの外壁とスロート部内壁間に被粉
砕物供給口を設け、さらに、該加速管の出口に接続して
設けた粉砕室の軸方向断面形状が円形もしくは楕円形状
を有し、かつ、該衝突部材衝突面の先端部分が頂角１１
０〜１７５度を有する錘体形状を有し、該衝突部材後方
に粉砕物排出口を設けた衝突式気流粉砕機とを具備し、
該衝突式気流粉砕機の被粉砕物供給口を該気流分級機の
粗粉排出口に連通させ、かつ該衝突式気流粉砕機の粉砕
物排出口と該気流分級機の粉体供給筒とを連通させた衝
突式気流粉砕装置、としている点にある。

【００１４】ここで、上述加速管の中心軸が鉛直方向で
あれば、重力との関係でより好ましい粉砕効果が得られ
る。

【００１５】尚、本発明の構成及び作用については、以
下の実施例にて詳述する。

【００１６】

【実施例】図１から図５は、本発明の一実施例を示す概
略図であり、図２は図１のＡ−Ａ線における加速管スロ
ート部と高圧気体噴出ノズルを示す拡大断面図、図３は
同Ｂ−Ｂ線における粉砕室と衝突部材（円錐形状）を示
す拡大断面図、図４は同Ｃ−Ｃ線における高圧気体供給
口と高圧気体チャンバーを示す断面図、図５はＤ−Ｄ線
におけるルーバーを示す断面図である。

【００１７】先ず、本発明に用いる衝突式気流粉砕機に
ついて、図１に基づいて説明する。被粉砕物供給筒５よ
り供給された被粉砕物は、中心軸を鉛直方向に配設した
ラバルノズル形状をなす加速管１の加速管スロート部２
の内壁と中心が加速管１の中心軸と同軸上にある高圧気
体噴出ノズル３の外壁との間で形成された被粉砕物供給
口４へ到達する。一方、高圧気体は高圧気体供給口６よ
り導入され高圧気体チャンバー７を経て、一本好ましく
は複数本の高圧気体導入管８を通り高圧気体噴出ノズル
３より加速管出口９方向に向って急激に膨張しながら噴
出する。この時、加速管スロート部２の近傍で発生する
エゼクター効果により、被粉砕物はこれと共存している
気体に同伴されながら、被粉砕物供給口４より加速管出
口９方向に向けて吸引され、加速管スロート部２におい
て高圧気流と均一に混合されながら急加速し、加速管出
口９に対向配置された衝突部材１０の衝突面（先端部分
が頂角１１０〜１７５度を有した錐体形状）に、粉塵濃
度の偏りなく均一な固気混合気流の状態で衝突する。

【００１８】衝突時に発生する衝撃力は、十分分散した
個々の粒子（被粉砕物）に与えられる為、非常に効率の
良い粉砕ができる。衝突部材１０の衝突面にて粉砕され
た粉砕物は、更に断面形状が円形もしくは楕円形状の粉
砕室壁１４の内壁面と衝突部材１０表面の間で二次衝突
（また三次衝突）を繰り返し、より粉砕効率を上昇さ
せ、衝突部材１０後方に配設された粉砕物排出口１３よ
り排出される。

【００１９】更には、衝突部材１０の衝突面先端部分
が、頂角１１０〜１７５度を有した錐体形状であるた
め、樹脂や粘着性のあるものを粉砕した場合において、
衝突面の角度が加速管に対し９０度のものに生じる様な
融着，凝集，粗粒化が発生せず、粉塵濃度が上昇した状
態での粉砕が可能になり、また、摩耗性のある被粉砕物
においては、加速管内壁や衝突部材の衝突面に発生する
摩耗が極部的に集中することがなく長寿命化が図れ、安
定的な運転が可能になった。

【００２０】次に、本発明に用いる気流分級機を図１に
より説明する。本図において、２１は筒状の本体ケーシ
ングを示し、２２は下部ケーシングを示し、その下部に
粗粉排出用のホッパー２３が接続されている。本体ケー
シング２１の内部は、分級室２４が形成されており、こ
の分級室２４の上部は本体ケーシング２１の上部に取付
けた環状の案内室２５と中央部が高くなる円錐状（傘
状）の上部カバー２６によって閉鎖されている。

【００２１】分級室２４と案内室２５の間の仕切壁に円
周方向に配列する複数のルーバー２７を設け、案内室２
５に送り込まれた粉体材料とエアーを各ルーバー２７の
間より分級室２４に旋回させて流入させる。なお、供給
筒２８を経て案内室２５の中を流動するエアーと粉体材
料は、各ルーバー２７に均一に分配されることが精度よ
く分級するために必要である。ルーバー２７へ到達する
までの流路は遠心力による濃縮が起りにくい形状にする
必要があり、本実施例では供給筒を分級室２４の水平面
に対して垂直な上方向から接続させているが、これに限
定されるものではない。

【００２２】このようにして、ルーバー２７を介して、
エアーと粉体材料は分級室２４へ供給され、ルーバー２
７を介して、分級室２４へ供給する際に従来の方式より
著しい分散の向上が得られる。また、ルーバー２７は可
動であり、ルーバー間隔は調整できる。

【００２３】本体ケーシング２１の下部には円周方向に
配列する分級ルーバー２９を設け、外部から分級室２４
へ旋回流を起こす分級エアーを分級ルーバー２９を介し
て取り入れている。

【００２４】分級室２４の底部に、中央部が高くなる円
錐状（傘状）の分級板３０を設け、該分級板３０の外周
囲に粗粉排出口３１を形成する。また、分級板３０の中
央部には微粉排出シュート３２を接続し、該シュート３
２の下端部をＬ字形に屈曲し、この屈曲端部を下部ケー
シング２２の側壁より外部に位置させる。さらに該シュ
ート３２はサイクロンや集塵機のような微粉回収手段を
介して吸引ファンに接続しており、該吸引ファンにより
分級室２４に吸引力を作用させ、該ルーバー２９間より
分級室２４に流入する吸引エアーによって分級に要する
旋回流を起こしている。

【００２５】本実施例で示す気流分級機は、上記の構造
から成り、供給筒２８より案内筒２５内に粉体材料をエ
アーとともに供給すると、この粉体材料を含むエアー
は、案内室２５から各ルーバー２７間を通過して分級室
２４に旋回しながら均一の濃度で分散されながら流入す
る。

【００２６】分級室２４内に旋回しながら流入した粉体
材料は、微粉排出シュート３２に接続した吸引ファンに
より、分級室下部の分級ルーバー２９間より流入する吸
引エアー流にのって旋回を増し、各粒子に作用する遠心
力によって粗粉と微粉とに遠心分離され、分級室２４内
の外周部を旋回する粗粉は粗粉排出口３１より排出さ
れ、下部のホッパー２３より排出される。また、分級板
３０の上部傾斜面に沿って中央部へと移行する微粉は微
粉排出シュート３２により、微粉回収手段へ排出され
る。

【００２７】分級室２４に粉体材料とともに流入するエ
アーは、すべて旋回流となって流入するため、分級室２
４内で旋回する粒子の中心向きの速度は遠心力に比べ相
対的に小さくなり、分級室２４において分離粒子径の小
さな分級が行われ、粒子径の非常に小さな微粉を微粉排
出シュート３２に排出させることができる。しかも、粉
体材料がほぼ均一な濃度で分級室に流入するため精緻な
分布の粉体として得ることができる。

【００２８】本発明は、かかる衝突式気流粉砕機と気流
分級機を図１に示す如く、衝突式気流粉砕機の被粉砕物
供給口と気流分級機の粗粉排出口を連通させ、かつ衝突
式気流粉砕機の粉砕物排出口と気流分級機の粉体供給筒
とを連通させた粉砕装置である。

【００２９】本発明において、粉砕用原料は適宜の導入
手段により、図１中の原料導入部３３より導入され、ま
た最終的に得られた粉砕物は微粉排出シュート３２より
系外に取り出される。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の衝突式気
流粉砕装置によれば、被粉砕物を粉塵濃度の偏りがない
様均一に分散させて、衝突部材の衝突面に衝突させるこ
とにより、被粉砕物を効率良く粉砕し、粉砕物の融着，
凝集，粗粒化や加速管内壁，衝突部材の衝突面での極部
的な摩耗の発生を防止できる。更には、粉砕室内壁を利
用して、効率的に二次または三次衝突せしめることによ
り、効率良く粉砕を行い、しかも装置の安定した運転を
可能にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施した衝突式気流粉砕機の概略断面
図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図を示す。

【図３】図１のＢ−Ｂ断面図を示す。

【図４】図１のＣ−Ｃ断面図を示す。

【図５】図１のＤ−Ｄ断面図を示す。

【図６】衝突式気流粉砕機の従来例を示す断面図であ
る。

【図７】衝突式気流粉砕機の従来例を示す断面図であ
る。

【図８】気流分級機の従来例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 加速管 ２ 加速管スロート部 ３ 高圧気体噴出ノズル ４ 被粉砕物供給口 ５ 被粉砕物供給筒 ６ 高圧気体供給口 ７ 高圧気体チャンバー ８ 高圧気体導入管 ９ 加速管出口 １０ 衝突部材 １１ 衝突部材支持体 １２ 粉砕室 １３ 粉砕物排出口 １４ 粉砕室壁 ２１ 分級機本体ケーシング ２２ 分級機下部ケーシング ２３ 粗粉排出ホッパー ２４ 分級室 ２５ 案内室 ２６ 上部カバー ２７ ルーバー ２８ 供給筒 ２９ ルーバー ３０ 分級板 ３１ 粗粉排出口 ３２ 微粉排出シュート ３３ 原料導入部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮野 和幸 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 分級室の底部に中央部が高くなる傾斜状
   の分級板を有し、該分級室において搬送エアーとともに
   供給された粉体材料を分級ルーバーを介して流入する気
   流によって旋回流動させて微粉と粗粉とに遠心分離し、
   微粉を分級板の中央部に設けられた排出口に接続した微
   粉排出シュートへ排出させるとともに、粗粉を分級板の
   外周部に形成した排出口より排出し得る、該分級室の上
   部に粉体供給筒と連通する環状の案内室を設け、該案内
   室と該分級室との間に案内室の内周円方向の接線方向に
   先端を向けた複数のルーバーを設けた気流分級機と、 高圧気体により被粉砕物を搬送加速するための加速管
   と、該加速管出口に対向して設けた衝突面を有する衝突
   部材を有し、該加速管がラバルノズルをなし、該加速管
   のスロート部上流に高圧気体噴出ノズルを配し、該高圧
   気体噴出ノズルの外壁とスロート部内壁間に被粉砕物供
   給口を設け、さらに、該加速管の出口に接続して設けた
   粉砕室の軸方向断面形状が円形もしくは楕円形状を有
   し、かつ、該衝突部材衝突面の先端部分が頂角１１０〜
   １７５度を有する錐体形状を成し、該衝突部材後方に粉
   砕物排出口を設けた衝突式気流粉砕機とを具備し、 該衝突式気流粉砕機の被粉砕物供給口を該気流分級機の
   粗粉排出口に連通させ、かつ該衝突式気流粉砕機の粉砕
   物排出口と該気流分級機の粉体供給筒とを連通させたこ
   とを特徴とする衝突式気流粉砕装置。
2. 【請求項２】 前記加速管の中心軸が、鉛直方向となる
   ように配置されることを特徴とする請求項１記載の衝突
   式気流粉砕装置。