JPH0621558Y2 - 表面改質装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は表面改質装置に関するものであり、さらに詳し
くは、外周環および回転皿を備えており、装置内部に収
容した剛球、または、セラミックボールなどの粉砕媒体
を遠心流動させて硬皮物質で被われた被摩砕物（以下、
改質物質という）を摩砕にて剥離を行なうようにした表
面改質装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、表面改質装置として、篩分け法、慣性力利用分級
機および回転かご型分級機など各種の形式のものが知ら
れている。第３図ないし第５図は従来公知の改質装置の
改質方法であり、第３図は篩分け法による概略的な傾斜
図である。符号４０は篩であって、篩上に改質物質を供
給し、篩上で改質物質を上下または前後にそれぞれ揺動
や振動を加えて、改質物質同士を擦り合せながら母体物
質と子物質に分離し、分離後は母体物質を篩上残分とし
て、子物質を篩下としてそれぞれ回収する。第４図は慣
性力利用分級機を利用した場合の分級方法の模式図であ
って、改質物質を壁面に向かって高速で噴出させると改
質物質が運動エネルギで壁面に衝突する。この時、同時
に壁面と平行に下方から上方に向かってエアを流してお
けば母体物質はエアの流れに抗して落下し、子物質はエ
アに同伴されて上方へ搬出される。第５図は回転かご型
分級機を利用した場合の分級方法であって、回転円筒４
１に適度な角度をもたせた状態で回転させながら、回転
円筒４１下方から上方に向かってエアを流し、逆に回転
円筒４１上方に配した改質物質供給シュート４２から回
転円筒４１上部に改質物質を供給すると、回転円筒４１
内で改質物質同士が擦れながら回転円筒４１下部に向か
って搬送され、母体物質はエアに抗して回転円筒４１下
部に流下し、また子物質は回転円筒４１上部からエアに
同伴されて搬出され、それぞれ分離される。

〔考案が解決しようとする課題〕

上記のような改質方法では、それぞれ下記のような欠点
を有している。すなわち、篩分け法における分級方法で
は、大量処理および連続処理が難しく、さらに改質物質
のうち、子物質が硬い場合は摩砕作用が小さいため改質
物質の分級効率が悪く、このため、母体物質の変形は少
ないものの母体物質を製品とする場合は品質が低下しや
すい。また、慣性力利用分級機による分級方法では、大
量処理または連続処理は可能であるが、改質物質に運動
エネルギを与えて高速で壁面に衝突させるため、母体物
質と子物質の分級効率が悪い場合は何度も繰返し衝突さ
せねばならず、このため母体物質の変形を招きやすく、
母体物質を製品とする場合は品質が低下しやすい。さら
に、回転かご型分級機による分級方法では、大量処理お
よび連続処理には向いているが、改質物質の分離効率が
悪く、分離効率を良くしようとして回転数を大きくして
も同期速度があるため回転数に制限があり、低速回転を
強いられる。このため、母体物質の変形は少ないものの
母体物質を製品とする場合は品質が低下しやすい。

〔課題を解決するための手段〕

そのため、本考案では、回転軸心が垂直方向に設置され
ており、下方へ向かって拡径する凹状に湾曲した環形状
を有し駆動装置によって回転される回転皿と、上方へ向
かって縮径する凹状に湾曲した環形状を有し前記回転皿
と同軸的に周設され静止した固定環とを具備し、回転皿
の皿面と固定環の内壁面とが連続的な円滑面を形成した
表面改質装置において、該固定環の円周部に油圧ジャッ
キを複数個配設し、前記油圧ジャッキのストロークを変
化させることで固定環を上下方向に移動可能に設けた構
成としたものである。

〔作用〕

回転皿と固定環とで囲まれる摩砕室内にボールを収容
し、改質物質を投入すると共に駆動軸を介して回転皿を
回転させることで、ボールは回転皿の回転速度よりも遅
い速度で円周方向に公転しながら、皿面と内壁面を循環
する上下方向の円運動をも行ない、これら二つの運動を
合成した縄を綯うような螺旋進行運動を一定時間行な
う。さらに、これと平行して回転皿と固定環にスリット
を設け、導入したエアを該スリットから噴出させること
によって改質物質は短時間のうちに母体物質と子物質に
分離される。

このような条件下で母体物質と子物質に改質された改質
物質のうち、母体物質は回収ダクトから、また微粉化さ
れた子物質は表面改質装置上部のダクトからエアに同伴
されて、それぞれ排出される。

本考案における表面改質装置を使って改質物質の改質を
行なう場合に、摩砕作用が顕著なために短時間のうちに
改質物質は母体物質と子物質に分離され、しかも、連続
的に効率よく分離が行なわれる。さらに、操作条件を一
定にしたままガス速度を変えるだけで種々の物性を有し
た改質物質にも容易に対処可能である。また、母体物質
が軟かくて子物質が硬い場合、あるいは、母体物質が硬
くて子物質が軟かい場合でも、改質物質の表面改質装置
内での改質物質の滞留時間を変えるだけで容易に対処で
きる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して実施例について説明する。第１図
は本考案装置を実際に稼働させる場合の装置全体構成の
一例を示す断面図である。

符号７は摩砕装置の本体部分を覆う固定環７であり、符
号１０は脚柱であって、ベアリング１１を介して回転皿
６を枢支している。回転皿６は回転軸２が垂直方向に設
置され、回転軸２によって回転駆動される。また、回転
軸２は、図示しない減速機構などを介して電動機などの
原動装置に連結されている。この回転皿６は、下方に向
かって拡径する円錐形状とされている。

固定環７は、回転皿６の外周を囲むように回転皿６と同
軸的に周設されている。固定環７は上方に向かって縮径
する形状のものであり、回転皿６の皿面Ａと、固定環７
の内壁面Ｂは共に凹状に湾曲した垂直断面形状とされて
おり、かつ皿面Ａと内壁面Ｂとは滑らかに連続した面を
形成している。回転皿６の皿面Ａにはライナ６ａが、ま
た固定環７の内壁面Ｂにはライナ７ａがそれぞれ貼り付
けられている。固定環７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を取り巻
くように開口１３が設けられ、この開口１３に伸縮継手
８を介してダクト１４が接続されている。固定環７の円
周部に例えば４個の油圧ジャッキ４が均等配設してあ
り、固定環７の下部と回転皿６の外周縁部間を当接、ま
たは、例えば最小ボール２３径の１０〜３０％程度のわ
ずかな隙間が設けられるように離間可能に構成されてい
る。また、固定環７と支持枠１７の円周接合部に伸縮継
手５を設けて空気洩れを防止している。

符号９は回転皿６の円周端に固設（本実施例では２ケ
所）されたスクレーパであって、回転皿６と固定環７の
隙間から排出された母体物質をスクレーパ９で掻き取っ
た後排出するための回収ダクト１５（本実施例では２ケ
所）が配設されている。

なお、ダクト１４はバッグフイルタなどの粉体捕集手段
（図示せず）に接続されている。

以上のように構成された表面改質装置の動作を説明す
る。

まず、電磁弁により自動的にオン・オフを行なう油圧ジ
ャッキ４を固定環７と支持枠１７の接続部において一般
に用いられるワンタッチ錠の代わりとして用い、この油
圧ジャッキ４の通電をオフにして、油圧が抜け固定環７
等の自重により最下限に下降した状態にし、回転皿６と
固定環７の間隙（Δ１）を最小にしておく（第２図
（ａ））。このような表面改質装置において、改質物質
を投入管１２から装置内に投入する。この時、ボール２
３量と改質物質量の混合比を３〜１の範囲に選定する。
被摩砕物の原料投入と共に、駆動軸２を介して回転皿６
を回転させる。そうすると、ボール２３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固定環
７の内壁面Ｂを這い上がり、次いで該内壁面Ｂから離れ
て回転皿６の皿面Ａ上にほぼ接線方向に円滑に着床す
る。皿面Ａ上に移動したボール２３はこの皿面Ｂに沿っ
て転動降下し、かつ回転皿６の回転によって付与される
遠心力によって再び固定環７へ向けて移動される。

また、回転皿６を回転させると、ボール２３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、ボール２３は、前述のように皿面Ａと内壁面Ｂ
を循環する上下方向の円運動をも行い、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を行なう。
そして、その間で改質物質の摩砕が行なわれる。この
時、最小間隙Δ１から適当量のエアを導入しておき、前
記したような螺旋進行運動を一定時間継続すると摩砕作
用により改質物質の表皮が摩砕あるいは剥離され、さら
に剥離された表皮は摩砕され、エアとともに表面改質装
置上部からエアとともに搬出される。こうして投入原料
は、粉砕された表皮の子物質と摩砕されず原型を残した
母体物質とに分離される。次に、一定時間経過後、油圧
ジャッキ４を作動させて油圧ジャッキ４のストロークを
長くし、固定環７を上方に移動して回転皿６と固定環７
の間隙を最大（Δ２）にすることで母体物質は最大間隙
Δ２から徐々に洩出されることになる（第２図
（ｂ））。なお、この時の最小ボール径は該最大間隙Δ
２より大きいものを使用することが必要である。このよ
うにして該最大間隙Δ２から洩出された母体物質は回転
皿６の外周壁端に設けられたスクレーパ９により回収ダ
クト１５に導かれ排出される。母体物質の排出完了後、
油圧ジャッキ４の圧油が抜け固定環７の自重により隙間
は元の最小間隙（Δ１）の状態に戻ることになる。この
装置は、例えば２００〜３、０００ｒｐｍで回転され、
また、ボール２３は１０mm程度の直径のものが摩砕に好
適であるが、より効率のよい摩砕を行なうには、改質物
質径とボール径との比率を５〜２０％にすることがよ
く、このため、予め改質物質をある程度一定粒径以下に
粉砕しておくか、また未粉砕物質であれば最初から前記
した条件に合う粒子径のものを準備しておくことが必要
である。

〔考案の効果〕

本考案の表面改質装置においては、他の形式の表面改質
装置に比較すると次の特徴がある。

すなわち、改質物質は回転皿で与えられた遠心力を固定
環で失速する動作を繰り返すため、改質物質同士の摩砕
作用が顕著である。回転皿と固定環の間のクリアランス
からエアを連続的に導入し、摩砕により改質物質から分
離された子物質が表面改質装置上部に配設されたダクト
によりエアと共に排出されるため、母体物質と子物質の
分離が連続的に効率よくスムースに行なわれる。この結
果、表面改質装置内での改質物質の滞留時間が小さくて
すみ、他の操作条件を一定にして改質室内へのエアの吹
込み量を変えるだけで最適な分離操作が可能なため、母
体物質の変形現象および破壊が発生しにくい。また、ボ
ール量と改質物質量の混合比は３〜１の範囲に選定する
だけで、子物質が母体物質からより効率よく分離・除去
される。

以上から、本考案の表面改質装置によれば、摩砕効率を
大幅に高め、かつ摩砕に要する動力原単位を大幅に減少
させることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本考案の実施例に係る図面であっ
て、第１図は表面改質装置全体構成を示す縦断面図で、
第２図は油圧ジャッキを作動した場合の間隙状態を示す
表面改質装置の要部断面図であり、（ａ）は間隙の小さ
い場合、（ｂ）は間隙の大きい場合を示す。第３図〜第
５図は従来公知の実施例であって、第３図は篩分け法に
よる概略的な斜視図、第４図は慣性力利用分級を利用し
た場合の分級方法の模式図、第５図は回転かご型分級機
を利用した場合の分級方法の模式図を示す。 ２……駆動軸、４……油圧ジャッキ、 ５……伸縮継手、６……回転皿、 ６ａ……ライナ、７……固定環、 ７ａ……ライナ、８……伸縮継手、 ９……スクレーパ、１０……脚柱、 １１……ベアリング、１２……投入管、 １３……開口、１４……ダクト、 １５……回収ダクト、１６……クリアランス、 １７……支持枠、２３……ボール、 ４０……篩、４１……回転かご、 ４２……シュート。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸心が垂直方向に設置されており、下
   方へ向かって拡径する凹状に湾曲した環形状を有し駆動
   装置によって回転される回転皿と、上方へ向かって縮径
   する凹状に湾曲した環形状を有し前記回転皿と同軸的に
   周設され静止した固定環とを具備し、回転皿の皿面と固
   定環の内壁面とが連続的な円滑面を形成した表面改質装
   置において、該固定環の円周部に油圧ジャッキを複数個
   配設し、前記油圧ジャッキのストロークを変化させるこ
   とで固定環を上下方向に移動可能に設けたことを特徴と
   する表面改質装置。