JPH07275732A - 粉砕装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、粉砕効率が良く、かつ、粉砕後の
粉砕物の効率良い搬送が行える粉砕装置を提供すること
を目的とする。 【構成】 粉砕容器７内にジェット噴流20を噴出する噴
出ノズル４と、ジェット噴流20中に被粉砕物21を供給す
る供給手段６と、粉砕容器７内に噴出ノズル４に対向し
て配置され、ジェット噴流20とともに被粉砕物21を衝突
させて微粉砕する衝突部材11とを備えた粉砕装置１にお
いて、衝突部材11が、噴出ノズル４のジェット噴流20噴
出方向に略直交する平端面14を先端に有する第１衝突部
12と、第１衝突部12の平端面14に一致する底面を有する
とともに、噴出ノズル４のジェット噴流20の噴出方向に
略平行な軸線19を有する錐体形状の第２衝突部13とから
なり、衝突部材11の第１衝突部12の先端の角15が曲率を
有するよう面取りされてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粉砕装置に関し、詳し
くは画像形成装置等に用いられるトナーの製造に好適な
粉砕装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の粉砕装置としては、図６
に示すようなものがある（特開平４−４８９４２号公報
参照）。図６において、圧縮気体供給ノズル５１を接続
した加速管５２の加速管出口５３に対向して衝突部材５
４を設け、加速管５２内部でのジェット噴流である高速
気流５５の流動により、被粉砕物供給口５６から加速管
５２内に被粉砕物５７を吸引させ、これを高速気流５５
とともに粉砕室５８へ噴射して衝突部材５４の衝突面５
９に衝突させ、その衝撃によって被粉砕物５７を粉砕す
るようにしている。通常、被粉砕物５７を所望の粒径に
粉砕するために、被粉砕物供給口５６と排出口６０の間
に分級機６１を配して閉回路構造としており、分級機６
１によって粒径の大きさにより分級を行っている。分級
の結果、粉砕物６２の粒径が所望の粒径以下の場合６３
には装置から取り出され、所望の粒径よりも粗い場合６
４には、再び被粉砕物供給口５６へ送られ粉砕を繰り返
す。このようにして粉砕を繰り返せば、所望の粒径以下
となった粉砕物を分級機６１によって選別して取り出す
ことができる。

【０００３】そして、衝突部材５４の衝突面５９の形状
として図７（ａ）、（ｂ）に示すものが知られている
（特開平２−６８１５５号公報参照）。同図において、
衝突面５９は円錐面６５と円環面６６から形成されるこ
とにより、それぞれの粉砕面上で高い気流速度が実現さ
れ、一層被粉砕物を衝突によって粉砕し易いという効果
がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の粉砕装置にあっては、粉砕室２８内に角張っ
た形状の部分、例えば円環面６６のエッジ６６ａの角形
状により渦が発生するため圧力損失が生じ、このため効
率の良い粉砕や粉砕後の粉砕物の効率の良い搬送をあま
り期待することができないという問題がある。また、粉
砕効率および搬送効率の低下は、円環面６６での粉砕物
６２の融着の原因ともなるという問題もある。

【０００５】そこで、請求項１記載の発明は、衝突部材
の第１衝突部の先端の角を面取りして曲率を有するよう
にすることにより、粉砕効率が良く、かつ、粉砕後の粉
砕物の効率良い搬送が行える粉砕装置を提供することを
目的とする。そして、微粉砕が効率良く行われるために
は、被粉砕物が衝突部材の衝突面に垂直に衝突すること
が望ましい。

【０００６】そこで、請求項２記載の発明は、衝突部材
の第２衝突部を釣鐘形とすることにより、一層粉砕効率
が良く、かつ、粉砕後の粉砕物を一層効率良く搬送でき
る粉砕装置を提供することを目的とする。また、請求項
３記載の発明は、衝突部材の第１衝突部の面取りされた
角から後端よりの位置にテーパー部を設けることによ
り、一層粉砕効率が良く、かつ、粉砕後の粉砕物を一層
効率良く搬送できる粉砕装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】更に、請求項４記載の発明は、衝突部材の
周囲を取り囲む粉砕容器の内壁面の形状を、衝突部材の
第１衝突部の形状に倣わせることにより、更に一層粉砕
効率が良く、かつ、粉砕後の粉砕物を更に一層効率良く
搬送できる粉砕装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、請
求項１記載の発明は、粉砕容器内にジェット噴流を噴出
する噴出ノズルと、前記ジェット噴流中に被粉砕物を供
給する供給手段と、前記粉砕容器内に該噴出ノズルに対
向して配置され、ジェット噴流とともに被粉砕物を直接
衝突させて微粉砕する衝突部材と、を備えた粉砕装置に
おいて、前記衝突部材が、噴出ノズルのジェット噴流噴
出方向に略直交する平端面を先端に有する第１衝突部
と、該第１衝突部の前記平端面に一致する底面を有する
とともに、噴出ノズルのジェット噴流の噴出方向に略平
行な軸線を有する錐体形状の第２衝突部と、からなり、
前記衝突部材の第１衝突部の先端の角が曲率を有するよ
う面取りされたことを特徴とするものである。

【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記第２衝突部が釣鐘形の錐体形状を有す
ることを特徴とするものである。請求項３記載の発明
は、請求項２記載の発明において、前記第１衝突部が前
記面取りされた角から後端よりに位置するテーパー部を
有し、該テーパー部が第１衝突部の先端から後端に向う
に従って細くなることを特徴とするものである。

【００１０】請求項４記載の発明は、請求項３記載の発
明において、前記粉砕容器が、前記第１衝突部のテーパ
ー部に対向するとともに、該テーパー部の表面に略平行
な内壁面を有することを特徴とするものである。

【００１１】

【作用】請求項１記載の発明では、衝突部材が、噴出ノ
ズルのジェット噴流噴出方向に略直交する平端面を先端
に有する第１衝突部と、その第１衝突部の平端面に一致
する底面を有するとともに、噴出ノズルのジェット噴流
の噴出方向に略平行な軸線を有する錐体形状の第２衝突
部とから形成され、更に第１衝突部の先端の角が曲率を
有するよう面取りされて構成される。そして、被粉砕物
がジェット噴流により加速された後、ジェット噴流とと
もに第２衝突部および第１衝突部の先端の平端面に直接
衝突して微粉砕される。このとき、ジェット噴流が第１
衝突部に衝突すると、ジェット噴流は、壁付着効果（コ
アンダ効果）により面取りされた角の曲率に沿って滑ら
かに流れるので、渦が発生し難くなって圧力損失を生じ
難くすることができ、粉砕を効率良く行うことができ
る。そして、粉砕された粉砕物のうち第１衝突部の平端
面に存在する粉砕物は前記壁付着効果によるジェット噴
流の流れによって加速されて搬送されるので、粉砕後の
粉砕物の搬送を効率良く行うことができる。

【００１２】請求項２記載の発明では、衝突部材の第２
衝突部が釣鐘形の錐体形状に形成される。そして、被粉
砕物はジェット噴流とともに衝突部材に形成された釣鐘
形の錐体形状を有する第２衝突部および第１衝突部の先
端の平端面に衝突し粉砕される。このときジェット噴流
が釣鐘形の錐体形状を有する第２衝突部に衝突すると、
ジェット噴流は流体の壁付着効果により釣鐘形の表面に
沿って流れ、その流れに沿って移動する被粉砕物は第１
衝突部の先端の平端面に略垂直に衝突するので、被粉砕
物の運動速度成分が他の方向の速度成分を持つことで生
じる粉砕効率の損失を低減させることができる。そし
て、ジェット噴流は流体の壁付着効果により第１衝突部
の面取りされた角の曲率に沿って滑らかに流れるので、
渦が発生し難くなって圧力損失を生じ難くすることがで
きる。したがって、被粉砕物の粉砕効率を向上させるこ
とができるとともに、粉砕された後の粉砕物の搬送効率
を向上させることができる。

【００１３】請求項３記載の発明では、衝突部材の第１
衝突部に面取りされた角から後端よりに位置するテーパ
ー部が設けられ、かつ、そのテーパー部は第１衝突部の
先端から後端に向うに従って細くなる形状に形成され
る。そして、被粉砕物はジェット噴流とともに衝突部材
に形成された釣鐘形の錐体形状を有する第２衝突部およ
び第１衝突部の先端の平端面に衝突して微粉砕される。
このとき、ジェット噴流は流体の壁付着効果により釣鐘
形の表面に沿って流れて被粉砕物を第１衝突部の先端の
平端面に略垂直に衝突させた後、流体の壁付着効果によ
って第１衝突部の面取りされた角の曲率に沿って流れ、
更に、同様の壁付着効果により第１衝突部の面取りされ
た角より後方側に形成されたテーパー部に沿って後方へ
流れて行く。したがって、ジェット噴流が衝突部材の第
２衝突部および第１衝突部に衝突したとき、渦が発生し
難くなって圧力損失が生じ難くなり、被粉砕物の粉砕効
率を向上させることができるとともに、第１衝突部の先
端の平端面に衝突した後の衝突部材の周囲を流れるジェ
ット噴流の運動速度成分のうち、粉砕容器の内壁面に向
う速度成分が低減されるので、粉砕された後の粉砕物は
ジェット噴流とともに効率良く搬送することができる。

【００１４】請求項４記載の発明では、粉砕容器の内壁
面が衝突部材の第１衝突部のテーパー部に対向するとと
もに、そのテーパー部の表面に略平行に形成される。そ
して、被粉砕物はジェット噴流とともに衝突部材に形成
された釣鐘形の錐体形状を有する第２衝突部および第１
衝突部の先端の平端面に衝突され、粉砕される。このと
き、ジェット噴流は流体の壁付着効果により第２衝突部
の釣鐘形の錐体形状の表面に沿って流れて被粉砕物を第
１衝突部の先端の平端面へ衝突させた後、第１衝突部の
面取りされた角の曲率に沿って流れ、更に、衝突部材の
テーパー部と粉砕容器の内壁面により、ジェット噴流は
両方の面から挟まれて流れるとともに、粉砕容器の内壁
面が第１衝突部のテーパー部に対向するとともに、その
テーパー部の表面に略平行な形状になっていることから
流れの領域が縮小される。この結果、衝突部材の表面お
よび粉砕容器の内壁面の両方の面についての流体の壁付
着効果によりジェット噴流の速度成分には粉砕容器の容
器内壁面と垂直な速度成分がなくなるので、ジェット噴
流を速度を増加させて後部へ流すことができ、粉砕物の
搬送効率の損失を最小となるようにすることができる。
したがって、ジェット噴流が第２衝突部および第１衝突
部に衝突したとき、渦が発生し難くなって圧力損失が生
じ難くなるとともに、第１衝突部の先端の平端面に衝突
した後の衝突部材の周囲を流れるジェット噴流の速度の
低下を低減させることができ、一層効率の良い粉砕と粉
砕後の粉砕物の一層効率のよい搬送を行うことができ
る。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体
的に説明する。図１は請求項１記載の発明に係る粉砕装
置の一実施例の概略断面構成図およびその粉砕装置と分
級機を使用した粉砕分級工程をフローチャート的に示す
図であり、図２は請求項１記載の発明に係る粉砕装置の
衝突部材の一実施例の要部を示す図である。

【００１６】まず、その構成を説明する。図１、図２に
おいて、粉砕装置１は、被粉砕物供給ホッパー管２、圧
縮気体供給ノズル３、加速管４（噴出ノズル）、粉砕容
器７、衝突部材１１を具備している。被粉砕物供給ホッ
パー管２は、略ロート状の形状を有しており、被粉砕物
２１を被粉砕物供給口６（供給手段）を通して後述する
加速管４に導くようになっている。圧縮気体供給ノズル
３は、図示しない圧縮気体供給装置から供給された圧縮
気体を加速管４に供給するようになっている。加速管４
は略円錐コーン状の加速管内壁面５を有しており、小径
の開口が圧縮気体供給ノズル３に接続されるとともに、
大径の開口は粉砕容器７の開口８に接続するようになっ
ており、圧縮気体供給ノズル３から所定圧力の圧縮気体
を供給されると、高速気流２０（ジェット噴流）を発生
するようになっている。また、加速管４の途中には被粉
砕物供給口６が設けられ、被粉砕物供給ホッパー管２か
ら供給された被粉砕物２１を加速管４内に導くようにな
っている。粉砕容器７は開口８、排出口９を有した中空
容器であり、内部に柱状部１２が容器内壁面１０（内壁
面）から突出した状態で収納されるようになっている。
粉砕容器７の開口８は加速管４の大径の開口に接続され
ているとともに、排出口９には図示しない回収ダクトが
接続されるようになっている。衝突部材１１は柱状部１
２（第１衝突部）と突出部１３（第２衝突部）とからな
っている。柱状部１２は略円柱形状をなしており、その
中心軸が延在する方向は加速管４の中心軸線の延在する
方向と一致若しくは略一致していて、加速管４に対向す
るようになっている。柱状部１２の先端には、高速気流
２０の噴出方向に略直交する平端面１４を有していると
ともに、その先端の角１５は面取りされていて所定の曲
率を有するようになっている。突出部１３は、柱状部１
２の先端に突出して設けられ、柱状部１２の平端面１４
に一致する底面を有しているとともに、加速管４からの
高速気流２０の噴出方向に略平行な軸線１９を有する錐
体から形成されるようになっている。なお、柱状部１２
の形状は多角柱形状等でも構成できるが、高速気流２０
の軸線に対して放射方向（ラジアル方向）に等価でない
と放射方向の角度により被粉砕物２１への粉砕作用が変
化するので、均質な被粉砕物２２を得るには放射方向に
等価な円筒形状や円柱形状が好ましく、また、多角柱の
ように角が存在すると、その角部で渦が発生して圧力損
失が生じ、粉砕効率や搬送効率の低下を招くので、角張
った形状のない円筒形状や円柱形状が好ましい。突出部
１３は、多角錐等でも構成できるが上記と同様の理由に
より円錐形状が好ましい。更に、柱状部１２の軸線と突
出部１３の軸線１９とが一致するように配置され、柱状
部１２の先端の平端面１４が円環面となるようにするの
が上記と同様の理由により好ましい。

【００１７】分級機１６は、排出口９から取り出された
粉砕物２２を所望の粒径以下の粒径をもつ粉砕物２２
（微粉）と所望の粒径を超える粒径をもつ粉砕物２２
（粗粉）とに分級するようになっており、粉砕物２２の
粒径が所望の粒径以下の場合１７には、外部に取り出さ
れて回収され、粉砕物２２の粒径が所望の粒径を超える
場合１８には、粉砕物２２は再び被粉砕物供給ホッパー
管２に供給されるようになっている。

【００１８】次に、その作用を説明する。圧縮気体供給
装置から供給された圧縮気体は、圧縮気体供給ノズル３
を介して加速管４に供給される。加速管４に供給された
圧縮気体は高速気流２０となって粉砕容器７内に流入
し、加速管４に対向して設けられた衝突部材１１の突出
部１３および柱状部１２の先端の平端面１４に衝突す
る。このとき、被粉砕物供給口６から供給された被粉砕
物２１が高速気流２０に混合され、高速気流２０により
加速された後、高速気流２０とともに衝突部材１１の突
出部１３および柱状部１２の先端の平端面１４に衝突し
て微粉砕される。高速気流２０が平端面１４に衝突する
と、高速気流２０は、壁付着効果（コアンダ効果）によ
り面取りされた角１５の曲率に沿って曲げられ、排出口
９の方向の流れ２３となる。すなわち、高速気流２０が
衝突部材１１に衝突しても、高速気流２０は衝突部材の
角１５の曲率に沿って滑らかに流れるので、渦が発生し
難くなって圧力損失を生じ難くすることができ、粉砕を
効率良く行うことができる。被粉砕物２１は粉砕されて
粉砕物２２となり、そのうち平端面１４上に存在する粉
砕物２２は流れ２３によって加速され、排出口９へ搬送
される。したがって、粉砕後の粉砕物の搬送を効率良く
行うことができる。

【００１９】排出口９から排出された粉砕物２２は、回
収ダクトにより分級機１６に搬送される。分級機１６に
搬送された粉砕物２２は所望の粒径以下であるか否かに
よって選別される。粉砕物２２の粒径が所望の粒径以下
である場合１７には、選別されて装置外部に取り出され
回収されるが、粉砕物の粒径が所望の粒径を超える場合
１８には、粉砕物２２は被粉砕物供給ホッパー管２に戻
され、再度粉砕工程に投入されることになる。こうして
粉砕と分級とを繰り返すことにより、所望の粒径の粉砕
物２２を得ることができる。

【００２０】このように本実施例においては、衝突部材
１１を、加速管４からの高速気流２０噴出方向に略直交
する平端面１４を先端に有する柱状部１２と、その柱状
部１２の平端面１４に一致する底面を有するとともに、
加速管４の高速気流２０の噴出方向に略平行な軸線１９
を有する錐体形状の突出部１３とから形成され、更に柱
状部１２の先端の角１５が曲率を有するよう面取りして
構成するので、高速気流２０が柱状部１２に衝突すると
き、高速気流２０は、壁付着効果により面取りされた角
１５の曲率に沿って滑らかに流れるようにすることがで
きる。したがって、高速気流２０に渦が発生し難くなっ
て圧力損失を生じ難くすることができ、粉砕を効率良く
行うことができる。そして、粉砕された粉砕物のうち柱
状部１２の平端面１４に存在する粉砕物２２は壁付着効
果による高速気流２０の流れによって加速されて搬送さ
れるので、粉砕後の粉砕物２２の搬送を効率良く行うこ
とができる。したがって、被粉砕物２１の衝突部材１１
への融着を防止することができ、所望の粒径以下の粉砕
物２２の収率を向上させることができる。

【００２１】次に、本実施例の具体例について説明す
る。下記表１記載の原料をミキサーにて混合し、混合物
を得る。

【００２２】

【表１】

【００２３】次いで、この混合物をエクストルダーにて
約２００℃に加熱溶融し、混練した後、冷却して固化
し、その固化物をハンマーミルで２００〜２０００μｍ
の粒径をもつ粒子に粗粉砕した。次いで、この粗粉砕物
を被粉砕物２１として用いて前述の粉砕装置１および分
級機１６を用いて粉砕およびを行った。分級機１６とし
ては、公知の固定式風力分級機を使用した。

【００２４】加速管４内に圧縮気体供給ノズル３から流
量７Ｎｍ³ ／ｍｉｎの圧縮空気を導入し、また、被粉砕
物供給口６から３２ｋｇ／ｈｒの割合で被粉砕物２１を
供給した。粉砕された粉砕物２２は分級機１６に搬送さ
れ、微粉である場合１７には粉砕物２２を回収し、粗粉
である場合１８には粉砕物２２を被粉砕物供給口６によ
り被粉砕物２１とともに加速管４に再度投入して粉砕を
繰り返した。このようにして被粉砕物２１を粉砕した結
果、微粉として体積平均粒径７．５μｍ（コールターカ
ウンターによる測定）の粉砕物２２を２７．４０ｋｇ／
ｈｒ（収率８５．６％）の割合で回収することができ
た。また、このとき１０時間の連続運転後においても衝
突部材１１に被粉砕物２１の融着は見られなかった。

【００２５】図３は請求項２記載の発明に係る粉砕装置
の一実施例の要部を示す図である。なお、本図では、衝
突部材１１の形状以外は先に説明したものと同一の構成
であるため、同一の構成には同一の符号を付してその具
体的な説明を省略する。図３において、衝突部材１１の
柱状部１２は、加速管４の高速気流２０噴出方向に略直
交する平端面１４を先端に有している。突出部１３は釣
鐘形の錐体２４の形状を有しており、底面が柱状部１２
の先端の平端面１４に一致するようになっているととも
に、その軸線１９は加速管４の高速気流２０の噴出方向
に略平行となるようになっている。釣鐘形の錐体２４の
平端面１４の近傍では、釣鐘形の錐体２４は平端面１４
に対して垂直若しくは略垂直な面となるようになってい
る。

【００２６】このように構成された衝突部材１１を有す
る粉砕装置１を用い、上記と同様の過程により被粉砕物
２１は粉砕容器７中へ投入された後、高速気流２０とと
もに衝突部材１１の突出部１３および柱状部１２の先端
の平端面１４に衝突し、粉砕される。このとき高速気流
２０が釣鐘形の錐体２４を有する突出部１３に衝突する
と、高速気流２０は流体の壁付着効果により釣鐘形の錐
体２４の表面に沿って流れ、釣鐘形の錐体２４が平端面
１４近傍では平端面１４に対して垂直若しくは略垂直な
面となっていることにより、軸線１９と平行な流れ方向
となり、その結果、高速気流２０は平端面１４に垂直若
しくは略垂直に入射する。すなわち、高速気流２０は衝
突部材１１に入射して、突出部１３に衝突すると釣鐘形
の錐体２４の表面に沿って流れ、軌跡２５となる流れと
なる。したがって、軌跡２５の流れに沿って移動する被
粉砕物２１は平端面１４に垂直若しくは略垂直に衝突す
るので、被粉砕物２２の運動速度成分が他の方向の速度
成分を持つことで生じる粉砕効率の損失を低減させるこ
とができる。そして、高速気流２０は柱状部１２の角１
５の曲率に沿って滑らかに流れるので、渦が発生し難く
なって圧力損失を生じ難くすることができる。したがっ
て、粉砕効率を向上させることができるとともに、平端
面１４への粉砕物２１の融着を防ぎ、かつ、粉砕された
後の粉砕物２２の搬送効率を向上させることができる。
この結果、微粉の収率を向上させることができる。

【００２７】このように本実施例においては、衝突部材
１１の突出部１３を釣鐘形の錐体形状に形成するので、
高速気流２０が突出部１３に衝突すると、高速気流２０
は流体の壁付着効果により釣鐘形の錐体２４の表面に沿
って流れ、その流れに沿って移動する被粉砕物２１は柱
状部１２の先端の平端面１４に垂直若しくは略垂直に衝
突し、被粉砕物２１の運動速度成分が他の方向の速度成
分を持つことで生じる粉砕効率の損失を低減させること
ができる。そして、高速気流２０は流体の壁付着効果に
より柱状部１２の面取りされた角１５の曲率に沿って滑
らかに流れるので、渦が発生し難くなって圧力損失を生
じ難くすることができる。したがって、被粉砕物２１の
粉砕効率を一層向上させることができるとともに、粉砕
された後の粉砕物２２の搬送効率を一層向上させること
ができる。更に、被粉砕物２１の衝突部材１１への融着
を防止することができ、所望の粒径以下の粉砕物２２の
収率を向上させることができる。

【００２８】次に、本実施例の具体例について説明す
る。上記表１と同様の原料を使用し、釣鐘形の錐体２４
を有する突出部１３を有する衝突部材１１を備えた粉砕
装置１と上記と同様の分級機１６を用いて粉砕を行っ
た。加速管４内に圧縮気体供給ノズル３から流量７Ｎｍ
³ ／ｍｉｎの圧縮空気を導入し、また、被粉砕物供給口
６から３２ｋｇ／ｈｒの割合で被粉砕物２１を供給し
た。粉砕した粉砕物２２は分級機１６に搬送され、微粉
である場合１７には粉砕物２２を回収し、粗粉である場
合１８には粉砕物２２を被粉砕物供給口６により被粉砕
物２１とともに加速管４内に再度投入して粉砕を繰り返
した。このようにして被粉砕物２１を粉砕した結果、微
粉として体積平均粒径７．５μｍ（コールターカウンタ
ーによる測定）の粉砕物を２７．９０ｋｇ／ｈｒ（収率
８７．２％）の割合で回収することができた。また、こ
のとき１０時間の連続運転を行っても衝突部材１１での
被粉砕物２１の融着は見られなかった。

【００２９】図４は請求項３記載の発明に係る粉砕装置
の一実施例の要部を示す図であり、本図では、衝突部材
１１以外の構成は請求項１と同様であるため、同一の構
成には同一の符号を付してその説明を省略する。同図に
おいて、衝突部材１１の柱状部１２は、加速管４の高速
気流２０噴出方向に略直交する平端面１４を先端に有し
ているとともに、面取りされた角１５から後端よりにテ
ーパー部２６が軸線に対して放射方向全周に亘って設け
られており、このテーパー部２６は柱状部１２の先端か
ら後端に向うに従って細くなるようになっている。突出
部１３は釣鐘形の錐体２４の形状を有しており、底面が
柱状部１２の先端の平端面１４に一致するようになって
いるとともに、その軸線１９は加速管４の高速気流２０
の噴出方向に略平行となるようになっている。釣鐘形の
錐体２４の平端面１４の近傍では、釣鐘形の錐体２４は
平端面１４に対して垂直若しくは略垂直な面となるよう
になっている。

【００３０】このように構成された衝突部材１１を有す
る粉砕装置１を用い、上記と同様の過程により被粉砕物
２１は加速管４内に投入されると、高速気流２０ととも
に衝突部材１１に形成された突出部１３および柱状部１
２の先端の平端面１４に衝突して粉砕される。このと
き、高速気流２０は突出部１３の釣鐘形の錐体２４の表
面に沿って流れて被粉砕物２１を平端面１４に衝突させ
た後、流体の壁付着効果によって柱状部１２の面取りさ
れた角１５の曲率に沿って流れ、更に、同様の壁付着効
果により柱状部１２の外周部分に形成されたテーパー部
２６に沿って後方へ流れ、軸線１９と平行な流れ２７と
なる。すなわち、高速気流２０の速度成分のうち、粉砕
容器７の容器内壁面１０に向う速度成分が低減される。
そして、粉砕された後の粉砕物２２は流れ２７とともに
軸線１９に平行に排出口９へ効率良く搬送される。この
結果、粉砕された後の粉砕物２２の搬送効率を向上する
ことができ、微粉の収率を向上することができる。

【００３１】このように本実施例においては、衝突部材
１１の柱状部１２に面取りされた角１５から後端よりに
テーパー部２６を設け、かつ、そのテーパー部２６を柱
状部１２の先端から後端に向うに従って細くなる形状に
形成するので、高速気流２０が衝突部材１１の突出部１
３および柱状部１２に衝突したとき、渦が発生し難くな
って圧力損失が生じ難くなり、被粉砕物２１の粉砕効率
を一層向上させることができるとともに、柱状部１２の
先端の平端面１４に衝突した後の衝突部材１１の周囲を
流れる高速気流２０の運動速度成分のうち、粉砕容器７
の容器内壁面１０に向う速度成分が低減されるので、粉
砕された後の粉砕物２２は高速気流２０とともに一層効
率良く搬送することができる。したがって、被粉砕物２
１の衝突部材１１への融着を防止することができるとと
もに、所望の粒径以下の粉砕物の収率をより一層向上さ
せることができる。

【００３２】次に、本実施例の具体例について説明す
る。上記表１と同様の原料を使用し、突出部１３が釣鐘
形の錐体２４を有するとともに、平端面１４の後方に位
置する外周部分に、柱状部１２の先端から後端に向うに
従って細くなるテーパー部２６を有している柱状部１２
を備えた粉砕装置１と上記と同様の分級機１６を用いて
粉砕を行った。

【００３３】加速管４内に圧縮気体供給ノズル３から流
量７Ｎｍ³ ／ｍｉｎの圧縮空気を導入し、被粉砕物供給
口６から３２ｋｇ／ｈｒの割合で被粉砕物２１を供給し
た。粉砕した粉砕物２２は分級機１６に搬送され、微粉
である場合１７には粉砕物２２を回収し、粗粉である場
合１８には粉砕物２２を被粉砕物供給口６により被粉砕
物２１とともに加速管４内に再度投入して粉砕を繰り返
した。このようにして被粉砕物２１を粉砕した結果、微
粉として体積平均粒径７．５μｍ（コールターカウンタ
ーによる測定）の粉砕物を２８．５０ｋｇ／ｈｒ（収率
８９．１％）の割合で回収することができた。また、こ
のとき１０時間の連続運転を行っても衝突部材１１での
被粉砕物２１の融着は見られなかった。

【００３４】図５は請求項４記載の発明に係る粉砕装置
の一実施例の要部を示す図であり、本図では、粉砕容器
７の構成が異なるのみでその他の構成は請求項１、３と
同様であるため、同一の構成には同一の符号を付してそ
の説明を省略する。同図において、粉砕容器７はその内
部に収納する衝突部材１１の周囲に配置されるようにな
っており、衝突部材１１のテーパー部２６に対向すると
ともに、そのテーパー部２６の表面に略平行な内壁面２
８に有している。この略平行な内壁面２８により、柱状
部１２の平端面１４の周囲の容器内壁面１０の径に比
べ、柱状部１２のテーパー部２６より後方側の周囲の粉
砕容器７の容器内壁面１０の径は、図５中の符号２９の
分だけ小さくなるようになっている。

【００３５】このように構成された粉砕容器７を有する
粉砕装置１を用い、上記と同様の過程により被粉砕物２
１を加速管４内へ投入した後、高速気流２０とともに衝
突部材１１に形成された突出部１３および柱状部１２の
先端の平端面１４に衝突させ、粉砕させる。このとき、
高速気流２０は突出部１３の釣鐘形の錐体２４に沿って
流れて被粉砕物２１を平端面１４へ衝突させた後、柱状
部１２の角１５の曲率に沿って流れ、更に、柱状部１２
のテーパー部２６と粉砕容器７の容器内壁面１０の略平
行な内壁面２８により、高速気流２０は両方の面から挟
まれて流れ、流れの領域が符号２９の分だけ縮小される
とともに、略平行な内壁面２８およびテーパー部２６の
両方の面についての流体の壁付着効果により排出口９へ
の流れ３０となる。流れ３０となった高速気流２０の速
度成分には粉砕容器７の容器内壁面１０と垂直な速度成
分がなくなるので、高速気流２０は排出口９への速度を
増加させて軸線１９と平行に排出口９へ流れ、粉砕物２
２の搬送効率の損失を最小となるようにすることができ
る。

【００３６】このように本実施例においては、粉砕容器
７の内壁面２８を衝突部材１１の柱状部１２のテーパー
部２６に対向させるとともに、そのテーパー部２６の表
面に略平行に形成させるので、衝突部材１１の表面およ
び粉砕容器７の内壁面の両方の面についての流体の壁付
着効果により高速気流２０の速度成分には粉砕容器７の
内壁面２８と垂直な速度成分がなくなり、ジェット噴流
を速度を増加させて後方へ流すことができ、粉砕物２２
の搬送効率の損失を最小となるようにすることができ
る。したがって、高速気流２０が突出部１３および柱状
部１２に衝突したとき、渦が発生し難くなって圧力損失
が生じ難くなるとともに、柱状部１２の先端の平端面１
４に衝突した後の衝突部材１１の周囲を流れる高速気流
２０の速度の低下を低減させることができ、一層効率の
良い粉砕と粉砕後の粉砕物２２の一層効率のよい搬送を
行うことができる。したがって、被粉砕物２１の衝突部
材１１への融着を防止することができるとともに、所望
の粒径以下の粉砕物２２の収率を更により一層向上させ
ることができる。

【００３７】次に、本実施例の具体例について説明す
る。上記表１と同様の原料を使用し、加速管４内へ圧縮
気体供給ノズル３から流量７Ｎｍ³ ／ｍｉｎの圧縮空気
を導入し、また、被粉砕物供給口６から３２ｋｇ／ｈｒ
の割合で被粉砕物を供給した。粉砕した粉砕物２２は分
級機１６に搬送され、微粉である場合１７には粉砕物２
２を回収し、粗粉である場合１８には粉砕物２２を被粉
砕物供給口６により被粉砕物２１とともに加速管４内に
再度投入して粉砕を繰り返した。このようにして被粉砕
物２１を粉砕した結果、微粉として体積平均粒径７．５
μｍ（コールターカウンターによる測定）の粉砕物を２
９．００ｋｇ／ｈｒ（収率９０．６％）の割合で回収す
ることができた。また、このとき１０時間の連続運転を
行っても衝突部材１１での被粉砕物２１の融着は見られ
なかった。

【００３８】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、衝突部材
を、噴出ノズルのジェット噴流噴出方向に略直交する平
端面を先端に有する第１衝突部と、その第１衝突部の平
端面に一致する底面を有するとともに、噴出ノズルのジ
ェット噴流の噴出方向に略平行な軸線を有する錐体形状
の第２衝突部とから形成され、更に第１衝突部の先端の
角が曲率を有するよう面取りして構成するので、ジェッ
ト噴流が第１衝突部に衝突するとき、ジェット噴流は、
壁付着効果により面取りされた角の曲率に沿って滑らか
に流れるようにすることができる。したがって、ジェッ
ト噴流に渦が発生し難くなって圧力損失を生じ難くする
ことができ、粉砕を効率良く行うことができる。そし
て、粉砕された粉砕物のうち第１衝突部の平端面に存在
する粉砕物は壁付着効果によるジェット噴流の流れによ
って加速されて搬送されるので、粉砕後の粉砕物の搬送
を効率良く行うことができる。したがって、粉砕物の衝
突部材への融着を防止することができ、所望の粒径以下
の粉砕物の収率を向上させることができる。

【００３９】請求項２記載の発明によれば、衝突部材の
第２衝突部を釣鐘形の錐体形状に形成するので、ジェッ
ト噴流が釣鐘形の錐体形状を有する第２衝突部に衝突す
ると、ジェット噴流は流体の壁付着効果により釣鐘形の
表面に沿って流れ、その流れに沿って移動する被粉砕物
は第１衝突部の先端の平端面に垂直若しくは略垂直に衝
突し、被粉砕物の運動速度成分が他の方向の速度成分を
持つことで生じる粉砕効率の損失を低減させることがで
きる。そして、ジェット噴流は流体の壁付着効果により
第１衝突部の面取りされた角の曲率に沿って滑らかに流
れるので、渦が発生し難くなって圧力損失を生じ難くす
ることができる。したがって、被粉砕物の粉砕効率を一
層向上させることができるとともに、粉砕された後の粉
砕物の搬送効率を一層向上させることができる。更に、
粉砕物と衝突部材との融着を防止することができ、所望
の粒径以下の粉砕物の収率を向上させることができる。

【００４０】請求項３記載の発明によれば、衝突部材の
第１衝突部に面取りされた角から後端よりにテーパー部
を設け、かつ、そのテーパー部を第１衝突部の先端から
後端に向うに従って細くなる形状に形成するので、ジェ
ット噴流が衝突部材の第２衝突部および第１衝突部に衝
突したとき、渦が発生し難くなって圧力損失が生じ難く
なり、被粉砕物の粉砕効率を一層向上させることができ
るとともに、第１衝突部の先端の平端面に衝突した後の
衝突部材の周囲を流れるジェット噴流の運動速度成分の
うち、粉砕容器の内壁面に向う速度成分が低減されるの
で、粉砕された後の粉砕物はジェット噴流とともに一層
効率良く搬送することができる。したがって、粉砕物と
衝突部材との融着を防止することができるとともに、所
望の粒径以下の粉砕物の収率をより一層向上させること
ができる。

【００４１】請求項４記載の発明によれば、粉砕容器の
内壁面を衝突部材の第１衝突部のテーパー部に対向させ
るとともに、そのテーパー部の表面に略平行に形成させ
るので、衝突部材の表面および粉砕容器の内壁面の両方
の面についての流体の壁付着効果によりジェット噴流の
速度成分には粉砕容器の容器内壁面と垂直な速度成分が
なくなり、ジェット噴流を速度を増加させて後部へ流す
ことができ、粉砕物の搬送効率の損失を最小となるよう
にすることができる。したがって、ジェット噴流が第２
衝突部および第１衝突部に衝突したとき、渦が発生し難
くなって圧力損失が生じ難くなるとともに、第１衝突部
の先端の平端面に衝突した後の衝突部材の周囲を流れる
ジェット噴流の速度の低下を低減させることができ、一
層効率の良い粉砕と粉砕後の粉砕物のより一層効率のよ
い搬送を行うことができる。したがって、被粉砕物と衝
突部材との融着を防止することができるとともに、所望
の粒径以下の粉砕物の収率を更により一層向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１記載の発明に係る粉砕装置の一実施例
の全体構成および粉砕装置と分級機とを用いた粉砕分級
工程を示す図である。

【図２】請求項１記載の発明に係る粉砕装置の一実施例
の衝突部材の要部拡大図である。

【図３】請求項２記載の発明に係る粉砕装置の一実施例
の衝突部材の要部拡大図である。

【図４】請求項３記載の発明に係る粉砕装置の一実施例
の衝突部材の要部拡大図である。

【図５】請求項４記載の発明に係る粉砕装置の一実施例
の要部拡大図である。

【図６】従来の技術における粉砕装置の例を示す図であ
る。

【図７】従来の技術における粉砕装置の衝突部材の衝突
面の形状の例を示す図であり、（ａ）はその側面図、
（ｂ）はその正面図である。

【符号の説明】

１ 粉砕装置 ４ 加速管（噴出ノズル） ６ 被粉砕物供給口（供給手段） ７ 粉砕容器 １０ 容器内壁面（内壁面） １１ 衝突部材 １２ 柱状部（第１衝突部） １３ 突出部（第２衝突部） １４ 平端面 １５ 角 ２０ 高速気流（ジェット噴流） ２１ 被粉砕物 ２２ 粉砕物 ２４ 釣鐘状の錐体 ２６ テーパー部 ２８ 略平行な内壁面

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粉砕容器内にジェット噴流を噴出する噴出
   ノズルと、 前記ジェット噴流中に被粉砕物を供給する供給手段と、 前記粉砕容器内に該噴出ノズルに対向して配置され、ジ
   ェット噴流とともに被粉砕物を直接衝突させて微粉砕す
   る衝突部材と、を備えた粉砕装置において、 前記衝突部材が、 噴出ノズルのジェット噴流噴出方向に略直交する平端面
   を先端に有する第１衝突部と、 該第１衝突部の前記平端面に一致する底面を有するとと
   もに、噴出ノズルのジェット噴流の噴出方向に略平行な
   軸線を有する錐体形状の第２衝突部と、からなり、 前記衝突部材の第１衝突部の先端の角が曲率を有するよ
   う面取りされたことを特徴とする粉砕装置。
2. 【請求項２】前記第２衝突部が釣鐘形の錐体形状を有す
   ることを特徴とする請求項１記載の粉砕装置。
3. 【請求項３】前記第１衝突部が前記面取りされた角から
   後端よりに位置するテーパー部を有し、該テーパー部が
   第１衝突部の先端から後端に向うに従って細くなること
   を特徴とする請求項２記載の粉砕装置。
4. 【請求項４】前記粉砕容器が、前記第１衝突部のテーパ
   ー部に対向するとともに、該テーパー部の表面に略平行
   な内壁面を有することを特徴とする請求項３記載の粉砕
   装置。