JPH0523611A - 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
をなす加速管及びスクロール形状を有する粉砕室を有し
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た
ジェット気流（高圧気体）による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４に基づいて説明す
る。

【０００４】図示するように、高圧気体供給ノズル３１
を接続した加速管３２の出口３３に対向して衝突部材３
４を設け、前記加速管３２に供給した高圧気体の流動に
より、加速管３２の中途に連通させた被粉砕物供給口３
５から加速管３２の内部に粉体原料を吸引し、これを高
圧気体と共に噴射して衝突部材３４の衝突面３９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。

【０００５】しかしながら、上記従来例では、被粉砕物
の供給口３５が加速管３２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
高圧気流中に分散急加速される。この状態において、粉
体原料中の比較的粗い粒子は、その慣性力の影響から加
速管低流部を、また、比較的微細な粒子は、加速管高流
部を通過しており、従って、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。

【０００６】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３６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。

【０００７】一方、かかる粉砕機における衝突部材の衝
突面は、図４及び図５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４
５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５８−１４３８５３号公報参照）が用
いられており、次のような欠点があった。

【０００８】図４のように加速管３２の軸方向と垂直な
衝突面３９の場合、加速管出口３３から吹き出される被
粉砕物と衝突面３９で反射される粉砕物とが、衝突面３
９の近傍で共存する割合が高く、そのため、衝突面３９
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。

【０００９】また、図５の粉砕機においては、衝突面４
０が加速管３２の軸方向に対して傾斜しているために、
衝突面４０近傍の粉体濃度は図４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。例えば、図５に示すごとく、衝突面４０の角度が加
速管に対し４５度傾斜のものでは、熱可塑性樹脂を粉砕
する時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、粉砕能力
は図４の粉砕機と比較して１／２〜１／１．５に粉砕能
力が落ちる。

【００１０】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ているが、この
代表的なものとして図６に示す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。

【００１１】しかし、図６に示したような気流分級機の
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６
２が接続されている。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。

【００１２】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。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。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。

【００１３】

【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。

【００１４】

【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、前記気流
分級機の粗粉排出口に連通して設けた被粉砕物供給口を
該加速管スロート部の中央に設け、該被粉砕物供給口外
壁と加速管のスロート部内壁間に高圧気体を供給する供
給口を有し、かつ、加速管の出口に連通して設けた前記
衝突部材を内設する粉砕室の断面形状が加速管方向を軸
としたスクロール形状を有する衝突式気流粉砕機とを具
備し、該衝突式気流粉砕機の粉砕物排出口と該気流分級
機の粉体供給筒を連通させた衝突式気流粉砕装置、とし
ている点にある。

【００１５】さらには、上述衝突部材の衝突面の先端部
分が、頂角１１０〜１７５度を有する錐体形状を有し、
あるいは、該加速管の中心軸が鉛直方向にある衝突式気
流粉砕装置、とする点にも特徴がある。

【００１６】尚、本発明の構成の詳細及び作用について
は、以下の実施例にて説明する。

【００１７】

【実施例】図１は、本発明に係る粉砕装置の実施例を示
す概略図である。また、図２，図３はそれぞれ図１のＡ
−Ａ線，Ｂ−Ｂ線における断面図である。

【００１８】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。

【００１９】本発明に係る衝突式気流粉砕機は、図１に
示す被粉砕物供給口２１、高圧気体貯槽２２、加速管２
３、衝突部材２４、粉砕室２５、二次衝突板２６から構
成される。

【００２０】高圧気体の作用を説明すると、高圧気体は
まず高圧気体貯槽２２の左右にある入り口から入り、圧
力の変動など脈動を均一にされた後、被粉砕物供給口２
１の下端表面の周囲より、加速管２３に流入する。加速
管２３は末広がりのラバル形状を成し、それにより高圧
気体は膨張しながら超音速領域まで加速される。その過
程で高圧気体は減圧され、加速管を出たところで気体の
圧力は粉砕室２５の圧力とほぼ同等となる。一方、スク
ロール形状を成す粉砕室２５は、図３に示すＢ−Ｂ断面
図で明らかなように、出口部で粉砕室内の気体を吸引す
ると粉砕室２５内部に気流渦が発生する。その気流渦の
作用により、衝突部材２４の表面は減圧状態となる。こ
の衝突部材２４表面の減圧作用により、加速管２３より
出た噴流は更に加速され、衝突部材２４表面に衝突す
る。衝突部材２４は、衝突面が頂角１１０度乃至１７５
度を有する錐体形状を成しているため、部材に衝突した
噴流は円錐状部材の頂点を中心にして、衝突部材２４と
二次衝突板２６の間に放射状に拡散する。拡散した気流
は粉砕室２５内部の気流渦に乗る形で粉砕室出口部２７
に導かれ、さらに気流分級機に導入される。

【００２１】次に、供給される原料が受ける作用につい
て説明する。被粉砕物である原料は、被粉砕物供給口２
１上部より供給される。供給された原料は被粉砕物供給
口２１下部から、加速管２３へ吸引排出される。原料の
吸引排出の原理は、高圧空気の加速管における膨張減圧
によるエゼクター効果による。加速管内部に吸引された
原料は、被粉砕物供給口出口の外側内周より放射され
る、高速気流により完全に分散される。分散された原料
は加速管２３内部を流れる高速気流に乗って加速され、
超音速固気混合流れとなる。この固気混合流れは加速管
２３を出た後固気混合噴流となり、前述の噴流と同様の
作用を受け衝突部材２４に衝突する。

【００２２】この衝突により、原料粗粉は粉砕される。
粉砕物は細粉と未だ砕けきれていない粗粉に分かれる。
細粉は放射状に拡散した前出の気流に乗って、粉砕室２
５内部の気流渦に乗る形で、粉砕室出口部に導かれる。
一方、未だ砕ききれていない粗粉は、衝突時の反作用が
その質量に作用する度合いが大きく、放射状に拡散した
気流に乗りきれず、拡散気流から飛び出して二次衝突板
２６にぶつかり二次衝突を起こす。この二次衝突により
未だ砕ききれていない粗粉は細粉となり、先程粉砕され
た固気混合拡散気流に乗って粉砕室２５に入り、気流渦
により粉砕室出口に導かれる。

【００２３】本発明に係る衝突式気流粉砕機では、粉体
原料濃度の偏りが発生しないよう、粉体原料を均一に高
圧気流中に分散させ、かつ加速管２３に対向する衝突部
材２４の衝突面に均一に衝突させ、その衝撃力により効
率良く粉砕し、更に該衝突面と該衝突部材２４に対向し
た二次衝突板２６間において二次（または三次）衝突せ
しめ粉砕効率を向上させている。

【００２４】また、粉砕室２５形状がスクロール形状を
有しているため、粉体原料と高圧気流とからなる固気混
合流が加速管２３出口から粉砕室２５出口に至るまでに
発生する圧力損失を最小におさえることができ、加速管
２３内部での高圧気体の膨張速度が大きくなる為、粉体
原料粒子の高圧気流中における速度も大きくなり、より
大きな衝撃力が粉体原料に付与される。

【００２５】更に、衝突部材２４の衝突面の先端部分が
頂角１１０〜１７５度を有する錐体形状を有している
為、粉体原料が樹脂や粘着性のあるものを含有する粉体
である場合でも、融着，凝集物，粗粒子等が発生せず、
また、粉体原料が高速気流中に均一に分散している為、
摩耗性のある物質を含有した粉体原料を粉砕する場合に
おいて、加速管内壁や衝突部材の衝突面の極部的な摩耗
の発生を防止し、より安定した運転を可能にしたもので
ある。

【００２６】次に、本発明に用いる気流分級機を図１に
より説明する。

【００２７】本図において、１は筒状の本体ケーシング
を示し、２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３が接続されている。本体ケーシング１
の内部は、分級室４が形成されており、この分級室４の
上部は本体ケーシング１の上部に取付けた環状の案内室
５と中央部が高くなる円錐状（傘状）の上部カバー６に
よって閉鎖されている。

【００２８】分級室４と案内室５の間の仕切壁に円周方
向に配列する複数のルーバー７を設け、案内室５に送り
込まれた粉体材料とエアーを各ルーバー７の間より分級
室４に旋回させて流入させる。なお、供給筒８を経て案
内室５の中を流動するエアーと粉体材料は、各ルーバー
７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７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８を分級室４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。

【００２９】このようにして、ルーバー７を介して、エ
アーと粉体材料は分級室４へ供給され、ルーバー７を介
して、分級室４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７は可動であ
り、ルーバー間隔は調整できる。

【００３０】本体ケーシング１の下部には、円周方向に
配列する分級ルーバー９を設け、外部から分級室４へ旋
回流を起こす分級エアーを、分級ルーバー９を介して取
り入れている。

【００３１】分級室４の底部に、中央部が高くなる円錐
状（傘状）の分級板１０を設け、該分級板１０の外周囲
に粗粉排出口１１を形成する。また、分級板１０の中央
部には微粉排出シュート１２を接続し、該シュート１２
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２の側壁より外部に位置させる。

【００３２】さらに、該シュート１２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４に吸引力を作用さ
せ、該ルーバー９間より分級室４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。

【００３３】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８より案内筒５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５から各ルーバー７間を通過して分級室４に旋回し
ながら均一の濃度で分散されながら流入する。

【００３４】分級室４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１２に接続した吸引ファンによ
り、分級室下部のルーバー９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４内の外周部を
旋回する粗粉は粗粉排出口１１より排出され、下部のホ
ッパー３より排出される。また、分級板１０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
１２により、微粉回収手段へ排出される。

【００３５】分級室４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４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１２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。

【００３６】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。

【００３７】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１３より導入する。また、最終的
に得られた粉砕物は微粉排出シュート１２により系外に
取り出される。

【００３８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の衝突式気流
粉砕装置によれば、従来のものに比べ、原料供給方法を
工夫することにより、被粉砕物はより強く分散され、さ
らに粉砕室の背圧が低いことにより、被粉砕物がより速
く衝突部材に衝突することを可能にし、これらの結果、
粉砕効率を向上させることを可能にしたものである。

【００３９】また、衝突部材ならびに加速管、そして粉
砕室における被粉砕物の融着や摩耗も、粉砕室形状の工
夫や被粉砕物の強分散による含塵濃度低下により、従来
の衝突式気流粉砕機に比べ、大幅に低減されるものであ
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装置の縦断面
図を示す。

【図２】図１のＡ−Ａ視断面図を示す。

【図３】図１のＢ−Ｂ視断面図を示す。

【図４】図４は従来の衝突式気流粉砕機の縦断面図を示
す。

【図５】図５は従来の衝突式気流粉砕機の縦断面図を示
す。

【図６】図６は従来の気流分級機の縦断面図を示す。

【符号の説明】

１ 分級機本体ケーシング ２ 分級機下部ケーシング ３ 粗粉排出ホッパー ４ 分級室 ５ 案内室 ６ 上部カバー ７ ルーバー ８ 供給筒 ９ ルーバー １０ 分級板 １１ 粗粉排出口 １２ 微粉排出シュート １３ 原料導入部 ２１ 被粉砕物供給口 ２２ 高圧気体貯槽 ２３ 加速管 ２４ 衝突部材 ２５ 粉砕室 ２６ 二次衝突板 ２７ 粉砕室出口 ２８ 高圧気体入口

フロントページの続き (72)発明者 三ツ村 聡 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 (3)

【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、前記気流
   分級機の粗粉排出口に連通させた被粉砕物供給口を該加
   速管スロート部の中央に設け、該被粉砕物供給口外壁と
   加速管のスロート部内壁間に高圧気体を供給する供給口
   を有し、かつ、加速管の出口に連通して設けた前記衝突
   部材を内設する粉砕室の断面形状がスクロール形状を有
   する衝突式気流粉砕機とを具備し、 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】 衝突部材の衝突面の先端部分が、頂角１
   １０〜１７５度を有する錐体形状であることを特徴とす
   る請求項１記載の衝突式気流粉砕装置。
3. 【請求項３】 加速管の中心軸が鉛直方向にあることを
   特徴とする請求項１又は２記載の衝突式気流粉砕装置。