JPH05261309A - 遠心流動粉砕装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 製品に粗粉の混入しない高品質の超微粉砕品
を製造できる粉砕装置を提供する。 【構成】 垂直軸芯回りに回転皿６とその周囲に固設さ
れる外周環７とで形成される凹状湾曲面で３次元的螺旋
進行運動により粉砕する遠心流動粉砕装置であって，外
周環７の上部にバッグフィルタエレメント５０を有する
分級室４７を設け，通過後の含塵ガスを排出する排出口
４８を備えた構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，セラミックスや無機ま
たは有機化合物を微粉砕する粉砕装置に係り，さらに詳
しくは，回転皿および外周環を備えており，装置内部に
収納した鋼球またはセラミックスボール等の粉砕媒体を
遠心流動させることにより原料の粉砕を行なうようにし
た遠心流動粉砕装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】粉砕装置は，チューブミル，竪形ミルな
ど各種の形式のものがあるが，回転皿を上向きに設置
し，この回転皿を回転させることにより，内部に収納し
た鋼球またはセラミックスボール等の粉砕媒体（以下，
ボールという。）を循環運動させて原料の粉砕ならびに
摩砕を行なうようにした竪型ボールミルと通称されるも
のが知られている。

【０００３】古くから用いられているこの種の竪型ボー
ルミルにおいては，粉砕ならびに摩砕作用が弱い，ある
いは装置に投入されたエネルギが粉砕ならびに摩砕作用
以外に消費され易く，エネルギ効率が低いなどの問題が
あった。そこで，本出願人は，次のごとき回転皿および
固定環（外周環）を有する遠心流動粉砕装置を特許出願
した。（特願昭６０−２６５３７９号，同６０−２６６
８６７〜２６６８７２号，同６１−９９７４５号，同６
１−２０７６０３号等）。

【０００４】図３はこれらの遠心流動粉砕装置の一実施
例を示しており，この回転皿６は回転軸芯が縦方向に向
いていて，少なくとも中央部分が下方に向かって拡径す
る皿面を有し，かつ該皿面の縦断面が凹状に湾曲してい
る形状の回転自在な皿状のものである。外周環７は，少
なくとも上部が上方に向かって縮径する内壁面を有し，
該内壁面の縦断面が凹状に湾曲している形状であり，前
記回転皿６と同軸的に周設されて静止している。そし
て，遠心流動粉砕装置１は，前記回転皿６の皿面と外周
環７の内壁面とが，回転皿６と外周環７との間の微小隙
間１９を除いて，連続的な円滑面に形成されている。

【０００５】符号８は粉砕装置の本体部分を覆うケーシ
ングであって，外周環７は連結部材９を介してケーシン
グ８の内面に取付けられている。符号１０は柱脚であっ
て，ベアリング１１を介して回転皿６を枢支している。
回転軸２は，減速機構等を介して電動機等の原動装置に
連結されている。ケーシング８の天井中央部分には原料
の投入管１２が設置されており，かつこの投入管１２を
取巻くようにダクト１３が設けられ，このダクト１３に
回転筒１４が接続されている。

【０００６】外周環７は，本実施例ではライナが内張り
されるとともに，その壁面を貫通するように多数のスリ
ットまたは小孔１５が穿設されている。外周環７外面の
底部とケーシング８内面との間には側部カバー１６が周
設されており，この側部カバー１６とケーシング８およ
び外周環７外面との間に空気導入室１７が区画形成さ
れ，空気導入管１８から空気が導入可能とされている。
なお，側部カバー１６の上端は外周環７の側部外面に封
着されている。

【０００７】一方，回転皿６の外周縁と外周環７の底部
内周縁との間には，最小ボール径の１０〜３０％のクリ
アランス１９があいており，底部カバー２０がこのクリ
アランス１９の下側を覆うように周設されている。な
お，本実施例では，側部カバー１６に透孔を開設する
か，あるいは空気導入管を接続するなどして，この底部
カバー２０内へも空気が導入可能とされている。底部カ
バー２０および前記空気導入室１７には，粉粒体の抜出
および搬送用の管路２１が接続され，この管路２１は投
入管１２へ粉粒体を返送可能に配設されている。また，
回転皿６の外周縁下側には，スクレーパ２２が固設さ
れ，底部カバー２０内に落下した粉粒体を抜出用の管路
２１の接続部へ向けて寄せ集めるよう構成されている。

【０００８】ケーシング８の上面部を被うように蓋体２
８が設けられている。この蓋体２８の頂部中央には前記
回転筒１４が挿入されており，ベアリング２９によって
これを枢支している。この回転筒１４は，例えばプーリ
２９ａおよびベルト２９ｂ等の適宜の動力伝達手段によ
って駆動装置（図示せず）に接続されている。なお，こ
の回転筒１４の上端とダクト１３の下端とは回転自在に
連結機構にて連結されている。

【０００９】而して，この回転筒１４の下端に分級機３
０が連設されている。本実施例において，分級機３０は
上下１対の回転円板３１，３２，該円板３１，３２の縁
部に挟設された第１の羽根３３，円板３１の縁部に立設
された第２の羽根３４，円板３２の縁部に垂設された第
３の羽根３５を備えている。また，分級機３０を取囲む
ように撹拌ブレード３６が設けられている。このブレー
ド３６は図示しないステーを介して円板３１，３２に連
結され，分級機３０とともに回転するようになってい
る。

【００１０】この分級機３０においては，粉砕物を含む
空気は，第３の羽根３５および撹拌ブレード３６によっ
て粒子が分散された後，第１の羽根３３で分級され，微
粉分は円板３１，３２間の中央に流入し，回転筒１４へ
抜き出される。一方，第１の羽根３３で分級された粗粉
は第２の羽根３４の循環ファン効果により蓋体２８の内
面に沿うように流れて粉砕室２７へ戻される。

【００１１】このように構成された粉砕装置において，
原料は投入管１２から粉砕室２７内に投入される。一
方，回転皿６の回転に伴って粉砕媒体（スチールボール
またはセラミックボール）は粉砕室２７内において，外
周環７と皿面６ａとを循環する円運動と，回転皿６の軸
心回りの公転運動との合成による縄を綯うような「螺旋
運動」を行ない，その間で原料の粉砕を行なう。また，
空気導入管１８から空気導入室１７および底部カバー２
０内に導入された空気は，クリアランス１９，スリット
または小孔１５を通って粉砕室２７内に流入し，粉砕に
よって生じた粉末を伴って分級機３０に到達し，分級作
用を受け，粗粉分は再度粉砕室２７に戻され，細粒分は
回転筒１４およびダクト１３を経て捕集手段へ送られ，
捕集機において捕集される。

【００１２】また，スリットまたは小孔１５あるいはク
リアランス１９を通って粉砕室２７から抜け出た粒子
は，管路２１および投入管１２により，粉砕室２７内に
戻される。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したような図
３に示す従来の遠心流動粉砕装置においては，粉砕室２
７で粉砕された粉砕産物のうち微粉はクリアランス１９
より導入される気体に随伴して分級機３０まで搬送さ
れ，分級作用を受けて分級点以下の微粉のみ機外へ排出
され，捕集機によって回収され製品となる。しかしなが
ら，分級羽根３３等による回転式の分級機３０による分
級作用においては，超微粉領域における分級には限界が
あり，分級点よりも粗い粗粉が混入することは避けられ
ず，製品の品質が低下することを防止することが出来な
かった。本発明の遠心流動粉砕装置はこうした欠点を解
決し，特に超微粉の製品の品質向上を企図したものであ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上に述べた課題を解決す
るために，第１の発明における遠心流動粉砕装置は，回
転軸芯が鉛直方向に向いており，少なくとも中央部分が
下方に向かって拡径する皿面を有し，かつ，該皿面の縦
断面が凹状に湾曲している形状の回転自在な円状の回転
皿と，少なくとも上部が上方に向かって縮径する内壁面
を有し，該内壁面の縦断面が凹状に湾曲している形状で
あり，前記回転皿と同軸的に周設されて静止または該回
転皿と逆方向に回転駆動される外周環とを具備し，前記
回転皿の皿面と該外周環の内壁面とが，回転皿と外周環
との間の微小隙間を除いて，連続的な円滑面に形成され
ている遠心流動粉砕装置であって，該外周環の上部に粉
砕産物の微粉を含む含塵ガスをバッグフィルタエレメン
トを介して分級する分級室を設け，該バッグフィルタエ
レメントを通過後の含塵ガスを排出する排出口を該分級
室に設けた構成とした。また，第２の発明では，第１の
発明のバッグフィルタエレメントの内部を逆洗する圧縮
エア供給管を分級室内に配設した。

【００１５】

【作用】本発明の遠心流動粉砕装置においては，装置上
部の分級室に所望の製品粒度に合致する篩目を持つバッ
グフィルタエレメントを装着し，含塵ガスはバッグフィ
ルタを通過しないと機外へ排出できないようになってい
るから，製品中へ篩目以上の粗粉が混入することがな
い。したがって，高品質の製品が得られる。また，第２
の発明では逆洗用の圧縮エア供給管を配設したので，運
転中目詰まりしたバッグフィルタの篩目を清掃してバッ
グフィルタ外表面に付着した粗粉を落下させ再粉砕させ
ることができるので連続運転に支障がない。本発明の遠
心流動粉砕装置は間欠運転（バッチ操作）と連続運転が
ともに可能で汎用性が広い。

【００１６】

【実施例】以下図面に基づいて本発明の詳細について説
明する。図１〜図２は本発明の実施例を示し，図１は遠
心流動粉砕装置の全体縦断面図，図２は他の実施例を示
す遠心流動粉砕装置の要部縦断面図である。図１におい
て，回転皿６は回転皿６の中心下方に垂設される回転軸
２およびカップリング２ａを介して減速機２５の出力軸
と連結され，可変速電動機２６によって回転駆動され
る。一方，微小のクリアランス１９を隔て回転皿６の周
囲には柱脚２４，架台２３を介して外周環７が配設さ
れ，回転皿６と外周環７とで形成される空間である粉砕
室２７では，従来技術で述べたように構成され原料は粉
砕媒体による遠心流動粉砕作用を受け，微粉砕または超
微粉砕される。外周環７の上部には天板４０ａを有する
帽子状の円筒管４０が載置され外周環７に連結される。
円筒管４０の中間には複数個の透孔４４を有する水平円
板からなる仕切板４２が固設され，透孔４４にはバッグ
フィルタエレメント５０が仕切板４２の下方に形成され
る分級室４７に突出垂下されるように配設される。ま
た，透孔４４の上方にはベンチュリ管４６が設けられ，
ベンチュリ管４６の上にはバッグフィルタエレメント５
０の内面へ圧縮エアを吹付けるための圧縮エア供給管６
０が機外から導かれ，吹出しノズル６０ａがベンチュリ
管４６に対向配置される。円筒管４０の天板４０ａ中央
には含塵ガスの排出管４８が設けられる。図１に示す実
施態様のものは本発明における第２の発明に該当する。

【００１７】一方，図２に示すものは，本発明の他の実
施例を示し，円筒管４０の天板４０ａに透孔４４を設け
て，バッグフィルタエレメント５０を吊下げ，天板４０
ａの上部に第２の円筒管４０ｂを固設し，排出管４８を
設けるとともに，第２の円筒管４０ｂの頂部に丁番４０
ｄによって開閉自在な蓋４０ｃを設けたもので，主にバ
ッチ運転に使用され，１回の運転の終了の都度バッグフ
ィルタエレメント５０を外部に取出して清掃するか，ま
たは清浄品と交換自在としたものであるが，図１と同様
に逆洗用圧縮エア配管を設けても良い。

【００１８】以上のように構成された本発明の作動につ
いて説明する。あらかじめ，粉砕室２７内には，たとえ
ば，球状のボールからなる粉砕媒体が多数装入されてい
る。まず，粉砕原料を図示しない投入管から装置内に投
入する。回転皿６の回転に伴って粉砕原料および粉砕媒
体は外周環７の内壁面７ａと皿面６ａとを循環する円運
動（矢印Ｓ）と，回転皿６の軸心回りの公転運動との合
成による縄を綯うような螺旋運動（遠心流動）を行な
い，その間で粉砕原料の摩砕または剥ぎ取りを行なう。
すなわち，回転皿６を回転させると，粉砕媒体は遠心力
により外周方向に移動され，この速度エネルギによって
外周環７の内壁面７ａを這い上がり，その這い上がる力
が重力より小さくなった時点で該内壁面７ａから離れて
回転皿６の皿面６ａ上に落下する。皿面６ａ上に移動し
た粉砕媒体はこの皿面６ａに沿って再び外周環７へ向け
て移動される。

【００１９】また，回転皿６を回転させると，粉砕媒体
は回転皿６の回転速度よりも遅い速度で円周方向に公転
する。したがって，粉砕媒体は，前述のように皿面６ａ
と内壁面７ａを循環する上下方向の円運動Ｓの他に，回
転皿６の軸心回りを回転する公転運動をも行ない，これ
らの二つの運動を合成した縄を綯うような螺旋進行運動
（遠心流動）を行なう。

【００２０】このように，粉砕媒体は回転皿６の円周方
向への運動を維持しつつ内壁面７ａを這い上がる運動を
行なうのであるが，この内壁面７ａが固定されていると
き，粉砕媒体の円周方向速度（公転速度）および粉砕媒
体の這い上がり速度との合成速度がそのまま内壁面７ａ
と粉砕媒体の速度差になる。したがって，粉砕媒体と内
壁面７ａとの速度差は極めて大きなものとなり，内壁面
７ａ上を移動する際の粉砕媒体の作用による摩砕作用は
著しく強いものとなる。

【００２１】さらに，内壁面７ａから離脱して皿面６ａ
上に着床した粉砕媒体は，この皿面６ａに沿って滑らか
に転がり落ちるので，皿面６ａを転動降下する際の運動
により，内壁面７ａを駆け上がる際に得た位置エネルギ
を半径方向への運動エネルギに変換することができるか
ら，粉砕媒体に一旦付与されたエネルギをいたずらに消
費することなく，剥離作用に有効に利用することができ
る。さらに，皿面６ａに沿って降下する際は，粉砕媒体
はこの皿面６ａと摺動するから，この降下運動中におい
ても摩砕または剥離が行なわれる。

【００２２】以上述べた粉砕作用を受けた粉砕産物のう
ち，ある程度以上に細かくなった微粉は回転皿６と外周
環７とのクリアランス１９より粉砕室２７へ導入される
微速の気流に搬送されて粉砕室２７の上部に接続された
分級室４７へ移送される。分級室４７には，前述したよ
うに，バッグフィルタエレメント５０があり，排出管４
８以降に接続される吸引ファンの気体吸引力により含塵
ガスはバッグフィルタ面を通過するが，選定されたバッ
グフィルタの篩目に応じて微粉は通過し，粗粉は通過を
阻止されてバッグフィルタ外表面に付着堆積する。バッ
グフィルタエレメント５０を通過した含塵ガスは排出管
４８から排出され，下流に設置された捕集機によって回
収され製品となる。図１の実施例のものは，主として連
続運転用として用いられ，運転時間の経過とともにバッ
グフィルタ外表面にバッグフィルタを通過できない粗粉
が付着堆積し，装置内を流れる気体の圧力損失が大きく
なるので，バッグフィルタエレメント５０の前後の圧力
差を検知し，規定以上の圧力損失となったとき，あるい
は間欠的に（たとえば５〜２０秒毎）圧縮空気（約３〜
５ｋｇ／ｃｍ^２ゲージ圧）を約０．１秒間圧縮エア供給
管６０の噴射ノズル６０ａからバッグフィルタエレメン
ト５０へ向けて吹込む。高速度で噴射された気体（通常
は空気）はベンチュリ管４６を通過する際更に高圧にな
り，噴射空気量の５〜７倍の２次空気を周囲から吹込
み，バッグフィルタエレメント５０内へ入るから，チュ
ーブの内部は瞬間的に高圧となり，チューブの外周より
内部へ流入していた気体は逆流してバッグフィルタ外表
面に付着堆積していた粗粉は脱落しバッグフィルタ外表
面は清掃される。本実施例では，逆洗空気噴射式のバッ
グ外表面清掃を実施したが，バッグフィルタエレメント
５０を機械的に上下または横方向の振動を与えてダスト
清掃を実施することもできる。

【００２３】図２の実施例は，主としてバッチ操作（回
分操作）用の装置として用いられるもので，１回のバッ
チ操作により粉砕産物を装置より除去し，新原料を投入
する作業時間を利用して，バッグフィルタエレメント５
０を外部へ取出し，清浄なものと交替する。バッグフィ
ルタエレメントの濾布は羊毛や綿，絹など天然繊維やナ
イロン，テトロンなどの合成繊維，あるいはガラス繊維
等が用いられる。

【００２４】

【発明の効果】本発明の遠心流動粉砕装置においては，
粉砕後の分級にバッグフィルタエレメントを使用してい
るので，分級後の製品に不必要な粗粉が混入することが
ないから，製品品質が向上する。したがって，特に製品
粒度が小さく，かつ，高品質の超微粉砕品を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す遠心流動粉砕装置の全体
縦断面図である。

【図２】本発明の他の実施例を示す遠心流動粉砕装置の
要部縦断面図である。

【図３】従来の遠心流動粉砕装置の要部縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 遠心流動粉砕装置 ２ 回転軸 ５ 回転皿 ７ 外周環 １８ 空気導入管 １９ クリアランス ２７ 粉砕室 ４０ 円筒管 ４０ａ 天板 ４０ｂ 円筒管 ４０ｃ 蓋 ４０ｄ 丁番 ４２ 仕切板 ４４ 透孔 ４６ ベンチュリ管 ４７ 分級室 ４８ 排出管 ５０ バッグフィルタエレメント

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸芯が鉛直方向に向いており，少な
   くとも中央部分が下方に向かって拡径する皿面を有し，
   かつ，該皿面の縦断面が凹状に湾曲している形状の回転
   自在な円状の回転皿と，少なくとも上部が上方に向かっ
   て縮径する内壁面を有し，該内壁面の縦断面が凹状に湾
   曲している形状であり，前記回転皿と同軸的に周設され
   て静止または該回転皿と逆方向に回転駆動される外周環
   とを具備し，前記回転皿の皿面と該外周環の内壁面と
   が，回転皿と外周環との間の微小隙間を除いて，連続的
   な円滑面に形成されている遠心流動粉砕装置であって，
   該外周環の上部に粉砕産物の微粉を含む含塵ガスをバッ
   グフィルタエレメントを介して分級する分級室を設け，
   該バッグフィルタエレメントを通過後の含塵ガスを排出
   する排出口を該分級室に設けた遠心流動粉砕装置。
2. 【請求項２】 バッグフィルタエレメントの内部を逆洗
   する圧縮エア供給管を分級室内に配設した請求項１の遠
   心流動粉砕装置。