JPS5812059B2 - 粉砕機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は粒状の原料の粉砕を行なう装置に関するもので
、高速回転による衝撃力で粒状物を粉砕し、回転羽根の
分級作用によって粉砕終了の粉粒体と未粉砕の粉粒体と
を選択的に分級しながら、所要目的の粒度分布を有する
粉粒体の粉砕が行なえる高性能の粉砕機を提供せんとす
るものである。

本発明の主要な目的は、極めて粒度分布幅の狭い粉粒体
を得るのに最適な粉砕機を提供するものであり、特に流
動浸漬塗装法等の粉体塗装に用いる粉体樹脂組成物を溶
融混練して冷却した押出ペレット状の原料の粉砕に有効
で、粒径が約２０μから５００μ程度の粉砕物を高歩留
りで生産できる装置を提供することにある。

従来、この種の粉砕機として、特公昭５０−２１６９５
号公報に見られるものがあるが、本発明は、その特公昭
５０−２１６９５号公報に示される一般型式の粉砕機で
は得られなかった極めて粒度分布幅の狭い粉砕品を、高
歩留りで生産できるといった、いわゆる粉砕歩留りが飛
躍的に向上する粉砕機を提供するものである。

また、従来、回転衝撃式の粉砕機は、多数個のピンやハ
ンマーの高速回転によって原料に激しい衝撃力を力日え
て、固定体や他の回転体に激突させて粉砕を行なう型式
であるため、一般的に７０〜１００μ以下の微粉砕が主
目的となり、特に流動浸漬法による塗装用粉体樹脂の粉
砕では、はとんどが１００μ以下に粉砕されてしまい、
約６０〜９０μ以下の微粉が約７０〜９０ｗｔ％となり
、流動浸漬法により塗装を行なえば微粉の舞い上がりが
激しく、被塗装材の塗装したい部分以外の箇所まで塗装
されたり作業環境の面でも効ましくない等種々の問題点
があった。

さらに、このような回転衝撃式粉砕機を用いて、希望粒
径範囲の粉砕品を得る目的や微粉の発生を抑えるには、
その回転速度を小さくしたり、ピンやハンマーの数を減
らす等、粉砕能力を低下させるのが常であって、この場
合には微粉の発生率はやや低下するが、粉砕されない粕
粉も極めて多く含まれるという、いわゆる粒度分布幅の
広い粉砕品となる等の問題点があった。

また、前述した特公昭５０−２１６９５号公報に示され
る一般型式の粉砕機は、回転衝撃式粉砕機の内部に分級
作用を有するもので、未粉砕の粉粒体が粉砕部に戻され
、粉砕済みの粉粒体が分級羽根の外周から内側へ流入し
てくる気体に伴なわれて分級羽根の回転によって生じた
遠心力に打ち勝って粉砕機外へ搬送されるものである。

このような特公昭５０−２１６９５号公報に示されてい
るような分級作用を持った粉砕機でも、例えば、粉体樹
脂の品種（１）では、希望粒径範囲６０〜２６０μに対
して粉砕後の歩留りが４０〜４５ｗｔ係であり、品種（
ＩＩ）では、希望粒径範囲３０〜１９０μに対して粉砕
後の歩留りが５０〜５５ｗｔ係である等、粉砕歩留りが
高くないので、粉砕機で粉砕後、別個にふるい分けを行
なう分級機を必要としていた。

実際には、希望粒径範囲より粗いものは再粉砕し、希望
粒径範囲より細かいものは捨てるか又は再生する等のこ
とを行なっていたが、どうしても製造工数および塗料コ
ストの増力口となり、さらに、塗料品質の安定性も欠く
といった実情があり、原料のほぼ全量を希望粒径範囲の
粉砕品として生産したいということが粉体塗料業界から
強く切望されていた。

つまり、内部に分級作用を持った特公昭５０−２１６９
５号公報に記載の粉砕機でも、原料のほとんどを希望粒
径範囲の粉砕品として生産することが不可能であった。

本発明は、そのような問題点を一挙に解決したものであ
り、新たに気体通過の多孔を有するｐ退部材を分級羽根
の外周に取り付けて分級羽根と一体に回転するようにし
た着想により、従来の粉砕機では技術的に困難であった
原料のほぼ全ての量を希望粒径範囲の粉砕品にすること
かできる、いわゆる粉砕歩留りの極めて大きい高性能な
粉砕機を得ることを可能にしたものである。

以下、本発明を図示の実施例に基いて詳細に説明ｌ−る
。

第１図および第２図の実施例に示すように、縦形円筒形
の粉砕室２３の底部から上蓋状の粉砕室カバー１４の中
央に向かって送風機（図示せず）によって、空気が導入
管１７から排出管１８に流れるような構造を持つ粉砕室
２３の内部において、粉砕室２３の下部の第１主軸９に
取り付けた第１円板７を備え、この第１円板７の周辺に
多数個の円柱形のピン８を配置し、第１主軸９の下端９
ａに第１の、駆動プーリー１０を取り付けて、この第１
駆動プーリー１０とベルトなどを介して連結された第１
電動機（図示せず）によって第１円板７、ピン８、第１
主軸９、第１駆動プーリー１０が一体的に高速回転する
粉砕部１６を形成している。

一方、粉砕室２３の内部の上部に、粉砕部１６の回転軸
芯と同軸芯に第２円板２を備え、この第２円板２の周辺
には第２図に明瞭に示すように、半径方向放射線に対し
て傾斜させた多数個の羽根群から成る分級羽根１を配置
し、その分級羽根１の外周を覆うように円筒状の金網３
が備えられている。

また、上記第２円板２は第１主軸９の中心孔に回転自在
に挿通された第２主軸５の上端に取付けられ、さらに第
２主軸５の下端５ａには第２駆動プーリー６が取付けら
れており、この第２駆動プーリー６とベルトなどを介し
て連結された第２電動機（図示せず）によって、分級羽
根１、第２円板２、金網３、第２主軸５、第２駆動プー
リー６が一体的に回転する分級部１５を形成している。

これらの分級部１５と粉砕部１６は、回転軸芯こそ同軸
芯になっているが、各々別個の電動機で駆動されるため
、回転数２よび回転方向は各々別個に任意に選択できる
構造である。

−力、粉砕室２３の最上部の中央に分級部１５ぢよび粉
砕部１６と基本的に同軸芯になっている排出管１８を有
する粉砕室カバー１４が、分級羽根１の最頂部と、分級
羽根１の回転に支障をきたさない範囲で最小限の隙間を
形成する如く位置決めして粉砕室２３の上面に固定しで
ある。

さらに粉砕室２３の内部に未粉砕の原料を供給するため
に、内部にスクリューフィーダ２０を備えた原料供給管
１９が、粉砕室２３の中心に向かってちょうど粉砕部１
６のピン８が備えられた位置にあたり、スクリューフィ
ーダ２０を回転することにより原料が粉砕室２３の内部
に供給される。

また、粉砕部１６と分級部１５の中間の空間部に、粉砕
部１６及び分級部１５と基本的に同軸芯になっている円
筒形の固定円環１１を備え、この固定円環１１の外壁及
び内壁にはまり込んで上下動可能な上部隙間調節円環１
２及び下部隙間調節円環１３が固定円環１１に取り付け
てあり、固定円環１１、上部隙間調節円環１２、下部隙
間調節円環１３で案内環３２を形成する。

この案内環３２を分級部１５と粉砕部１６の中間に設置
すれは、導入管１７から排出管１８に向かって空気を流
入させた状態で、分級部１５及び粉砕部１６を回転すれ
は、案内環３２の影響で空気の流れを矢印Ｈ方向の循環
流にすることが可能で分級部１５と案内環３２とで囲ま
れた円環状の区域は分級区域２１を形成し、粉砕室２３
の内壁と案内環３２とで囲まれた円環状の区域は粉砕区
域３３を形成することになる。

次に、第１図、第２図及び第６図を用いて本発明の実施
例の作用、効果を説明する。

いま、送風機（図示せず）により空気を、導入管１７か
ら排出管１８に流した状態で、分級部１５と粉砕部１６
を所定の回転数で回転すると、空気は、導入管１７から
流入し、粉砕部１６の第１円板７の下面を通過して粉砕
室２３の内壁と第１円板７とで形成された円環状の隙間
から吹き上げて粉砕室２３の内部に入り込む。

一旦、粉砕室２３の内部に入り込んだ空気は、粉砕部１
６と分級部１５の回転の影響、及び案内環３２の影響を
直接受けて、粉砕室２３の内部では案内環３２の外周と
粉砕室２３の内壁とで形成された粉砕部１６のピン８の
上方では上昇流れとなり、粉砕室カバー１４と案内環３
２とで形成された上部隙間を通過して案内環３２の内周
に入り込む。

案内環３２の内周では分級部１５の分級羽根１の回転に
よって生じた遠心力を受けて、一部の空気は、下方に進
んで案内環３２の第１円板７とで形成された下部隙間を
通過し、再びピン８の上部の上昇流となる。

即ち、第１図の矢印Ｈ方向の循環流が常に形成され、こ
の循環流の速度や勢力を決めるのに案内環３２と粉砕室
カバー１４とで形成される上部隙間及び、案内環３２と
第１円板７とで形成される下部隙間の大きさを調節可能
とすることは有効であり、そのため、本実施例では各々
上部隙間調節円環１２及び下部隙間調節円環１３で所定
の隙間に調節設定できるようになっている。

さて、前述の循環流とは別に、案内環３２の内周にまで
流入してきた空気の主流は、回転している分級部１５の
外周から内側に向かい、即ち、金網３と分級羽根１の間
を通過して排出管１８に流れ込む。

このような特有の空気流れが形成された粉砕室２３の内
部に、入口管１９から未粉砕の原木」をスクリューフィ
ーダ２０によって供給すれは、先ず最初に原料は高速で
回転している粉砕部１６の多数個のピン８による衝撃力
を受けて粉砕される。

一旦、粉砕されて細かくなった粉粒体は、粉砕室２３の
内部に流入する空気に伴なわれるため、前述した案内環
３２の外周に生じた循環流に搬送されて粉砕室２３の内
壁を上昇して上部隙間を通過して案内環３２の内周に入
り込む。

この案内環３２と分級部１５とで囲まれた円環状の区域
に粉粒体が進入してきたら、第２図に示したように分級
羽根１の形状を半径方向放射線に対して傾斜させて、粉
粒体を分級羽根１の外周から内側−＼あたかも強制的に
すくい入れるような方向である矢印Ｃ方向に分級部１５
が回転するため、粉粒体の中の一部は分級羽根１の外周
に設置した金網３を通過して、相隣り合った分級羽根１
間の隙間２２を経て分級部１５の内側３１へと空気によ
って搬送される。

このように、分級部１５の内側３１にまで搬送される粒
子は、回転している金網３の目を通過して分級羽根１に
よってすくい込まれることになる。

な２、この場合、金網３の目開きは、固定静止したとき
の目開きにより回転しているため、実質上、目開きが小
さくなる。

本実施例では６メツシユから６０メツシユが実用可能で
あるが、空気の通過しやすさ、金網の剛性、目詰り等の
点で最適な範囲は１０メツシユから３２メツシユである
。

このように、回転している多孔を有する例えば金網３の
存在によって、回転効果で規制された目開きより小さい
粒子は、たちまち金網３の目を通過して分級羽根１の内
側へ搬送されて排出管１８に導かれる。

一方、回転効果で生じた目開きより大きい粒子は、金網
３と衝突した後、はじき飛ばされて第１円板７の上面に
落下し、第１図の矢印Ｈ方向の循環流に伴なわれてピン
８が回転している箇所に再び戻されて再度粉砕される。

即ち、案内環３２と分級部１５とで囲まれた区域は分級
区域２１を形成し、案内環３２と粉砕室２３の内壁とで
囲まれた区域は粉砕区域３３を形成するものである。

本発明の最大の特長となっている分級羽根１の形状と、
その回転方向について第６図を参照してさらに詳述する
。

本発明では、矢印Ｃ方向に回転すれば分級羽根１の外周
部４１に浮遊している粉粒体は、矢印Ｆ方向−＼と外周
部４１から相隣り合った羽根間隔４２を通過して内側部
５１へと強制的にすくい込まれることになる。

つまり、粉砕された原料の中で、回転している金網３の
目を通過することができる粒子群をたちまち粉砕室２３
から排出管１８に搬送してしまうことになる。

これに対して従来の形式の粉砕機では、この分級部１５
の構成が、分級羽根１の外周に金網３等の気体通過の多
孔を有する濾過部材を取り付けたまま一体的に回転させ
ることは、全〈実施されていない。

しかも、第６図に示したように分級羽根１の回転によっ
て外周部４１に向かって粉粒体をはじき飛ばすような矢
印り方向に分級羽根１が回転する構造であるため、分級
羽根１の外周部４１に浮遊している粉粒体には、矢印Ｇ
方向の遠心力が加わると共に遠心方向のＧ方向に強烈な
風圧力（７７Ｄわり、羽根間隔４２の箇所に浮遊してい
る粉粒体はもちろんのこと、ときには内側部５１に存在
していた粒子でさえも逆に元の外周部４１−Ｘふり飛ば
されたりしていた。

即ち、そのような従来の形式では分級部１５の回転する
分級羽根１によって粉砕された粒子でも再び粉砕室２３
内に戻されて再粉砕されてしまい、従って、どうしても
所望の粒径範囲の粉砕品が得たいときでも微粉の含有率
が多く、粉砕歩留りが悪いという結果しか得られていな
かった。

しかるに、本発明の実施例では、原料が粉砕されたら粉
砕され過ぎてより細かくなる前に、ただちに粉砕室２３
から取り出すべく、その形状が半径方向放射線に対して
傾斜した分級羽根１を、分級羽根１の外周から内側へと
粉粒体を強制的にすくい込む方向に回転させるため、一
旦、分級羽根１の内側まで進入した粒子は２度と粉砕室
２３内に戻ることは無く、従って粉砕され過ぎて９［望
の粒径範囲より細かい粒子が多いといった微粉化を防ぐ
ことが可能となった。

この場合、粉砕部１６の回転方向は、第２図の矢印Ｆ方
向のように、分級部１５の回転方向と反対方向がすくい
込む効果の点で好適であった。

さらに、分級羽根１の外周に取り付けた金網３の目開き
及び分級部１５の回転数によって原料のほとんどを希望
粒径範囲の粉砕品として規制することができ、金網３の
目開きが太きいものや分級剤１５の回転数が小さいとき
には、金網３の目や分級羽根１の間隔２２を通過する粉
粒体の中の最大粒子径が大きい力に移動するため粗粉側
にやや偏した粒径範囲のものが得られる。

これに対して金網３の目開きが小さいものや分級部１５
の回転数が大きくなれば、金網３の目詰りや、分級羽根
１の外周部２１に浮遊している粉粒体がはじき飛ばされ
る回数も増すため、分級羽根１の間隔２２を通過して分
級羽根１の内側３１にまで進入してくる粉粒体の中の最
大粒子径がより小さい刀へ移動するため、微粉側にやや
偏したものが得られたのである。

この場合、分級部１５の回転数は３００ ｒｌｌｍから
１８０Ｏｒ１１ｍまでが実用可能であるが、最適な範囲
は６００ｒＩＩＩＮから１３００ｒ１１ｍまでであって
、微粉及び粗粉の少ない粒度分布幅の狭い粉粒体を得る
のに有効であった。

また、案内環３２と粉砕室カバー１４及び第１円板７と
で形成される上部隙間及び下部隙間を調節することによ
って、循環流Ｈの勢力を任意に得ることが可能で、この
両方の隙間を小さくすれば、分級区域２１への粉粒体の
進入が困難となり、粉砕区域３３における粉粒体の量が
増力口して結局、循環流Ｈの生じている粉砕室２３内部
の中でも、とりわけ粉砕区域３３に８ける粉粒体の滞留
時間が長くなり、生産能力が低下するとともに、微粉化
の傾向を示す。

これに対して、上部隙間と下部隙間の雨降間を太きくす
れは、分級区域２１への粉粒体の進入が極めて容易とな
り、循環流Ｈも非常に活発な流れであるため、粉砕室２
３の内部に２ける粉粒体の滞留時間か短くなるので、生
産能力は低下せず、逆に粉砕能力が増力口すると共に微
粉の割合が減ってくる。

このとき、上部隙間と下部隙間の大きさは０．５〜６．
０に７７１が実用上可能であるが、本発明の実施例では
２５〜４．．５ＣｒＩｌの範囲が好適であった。

従って、金網３の目開き及び分級部１５の回転数を最適
な状態に設定し、しかも上部隙間と下部隙間を最適な状
態で粉砕機の粉砕条件を設定すれば、希望粒径範囲外の
微粉及び粕粉が少なく、粒度分布幅の狭い粉砕品を得る
ことが可能となったのである。

次に、分級部１５の分級羽根１の外周に取り付けた気体
通過の多孔を有するｐ退部材について説明する。

第３図は、第１図、第２図および後述の第１図に明確に
示すように、沢過部材としての金網３を分級羽根１の外
周を覆うように配設した構造であり、第４図および第５
図は、多数の丸孔３４や長孔３５を有する沖過部材とし
ての円筒体２４．２５を、分級羽根１の外周を覆うよう
に配設した構造である。

これらの第３図、第４図旧よび第５図に示した許過部材
の実施例は、何れも空気通過に支障は無いが、回転する
ことにより成る粒径以上の大粒子を通さないといった分
級作用を行ない、構造による差異６１はとんど無い。

次に、前述の従来の粉砕機と本発明の実施例との比較を
、流動浸漬塗装用のエポキシ樹脂系粉体柄脂を原料とし
たときの粉砕結果として、次表に示した。

次に本発明の他の実施例を第７図を参照して説明するが
、第１図、第２図に示した実施例で使用した部品と同じ
ものは、同一符号を付して表わしている。

この第７図に示した粉砕機は、第１図に示した分級羽根
１の最頂部と粉砕室カバー１４とで形成される隙間を通
過して行く粉体の逃げを完全に防止するように、分級羽
根１の最頂部に、分級羽根１と同軸芯上に排出管１８が
はまり込んでも支障のない円孔を有する円環状の上部円
板２６を取付けて、分級羽根１、第２円板２、金網３、
第２主軸、第２駆動プーリー６、上部円板２６が一体と
なって回転する分級部１５を形成する。

この上部円板２６の上面に接する如く円環状の密閉空間
２８を持ったスリット構造の２重円状刃先２７が、粉砕
室カバー１４と一体となっている。

好ましくは、２重円状刃先２７の位置が上部円板２６の
外周に近い力が望ましく、密閉空間２８に圧縮空気を供
給するための圧縮空気供給管２９が接続され、さらに、
その圧縮空気供給管２９の上端にはバルブ３０が接続さ
れている。

この密閉空間２８に圧縮空気を供給すると、圧縮空気は
２重円状刃先２７から上部円板２６の上面に吹き付けら
れ、この圧縮空気の圧力が、粉砕室２３の内部を流れる
空気の圧力よりはるかに太きいため、導入管１７から排
出管１８へ流れる空気の全量もしくは、はぼ全量が、必
ず上部円板２６と第２円板２との間の分級羽根１の外周
から流入してくることになり、粉砕室カバー１４と分級
部１５との隙間を通過して粉砕機の外部へ排出される粉
粒体を皆無にすることが可能で、粉砕機の外部へ排出さ
れた粉粒体は必す金網３および分級羽根１による分級作
用を受けることになる。

以上詳述したように、本発明によれば、従来の粉砕機で
は成し得なかった粒度分布幅の極めて狭い粉粒体を得る
ことができ、原料のほとんどを希望粒径範囲の粉砕品に
することができるという、いわゆる粉砕歩留りを極めて
大きくすることが可能となる等の種々のすぐれた効果が
得られるものである。

さらに、本発明の効果は、無機材料、有機材料等の一般
粉粒体原材料の粉砕に適用して有効であるが、特に粉体
塗装用の樹脂系組成物の粉砕に８いて効菓的であり、原
料のほぼすべてを希望粒径範囲の粉体塗料として生産で
きるため、製造工数を大幅に低減でき、塗料コストも安
価となり、再粉砕、再生処理等のくり返し回数がほとん
ど無いため、塗料品質が安定するといった種々のすぐれ
た効果も得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の側断面図、第２図は第１図
のＡ、 −Ｂ線断面図、第３図、第４図、第５図はそれ
ぞれ本発明で使用し得る分級部の沖過部材の構造例を示
す斜視図、第６図は本発明の実施例における分級羽根の
作用を説明するための上面図、第７図は本発明の他の実
施例の側断面図である。 １・・・・・・分級羽根、２・・・・・・第２円板、３
・・・・・・金網、５・・・・・・第２主軸、６・・・
・・・第２駆動プーリー、７・・・・・・第１円板、８
・・・・・・ピン、９・・・・・・第１主軸、１０・・
・・・・第１、駆動プーリー、１１・・・・・・固定円
環、１２・・・・・・上部隙間調節円環、１３・・・・
・・下部隙間調節円環、１４・・・・・・粉砕室カック
ー、１５・・・・・・分級部、１６・・・・・・粉砕部
、１７・・・・・・導入管、１８・・・・・・排出管、
１９・・・・・・原料供給管、２３・・・・・・粉砕室
、２４゜２５・・・・・・円筒体、２６・・・・・・上
部円板、２７・・・・・・２重円状刃先、２８・・・・
・・密閉空間、２９・・・・・・圧縮空気供給管、３０
・・・・・・バルブ、３２・・・・・・案内環、３３・
・・・・・粉砕区勝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 粉砕すべき原料を供給し得る原料供給部と気体導入
   部および気体排出部を具備した円筒状の粉砕室の内部で
   、上部に回転羽根式の分級部を、そして下部に回転衝撃
   式の粉砕部を、２重軸構造の各々の駆動軸で回転自在に
   支承し、前記原料供給部から供給される原料を前記分級
   部の外周から内側へ流れる気体と共に前記粉砕部から前
   記分級部に搬送するようにした粉砕機であって、かつ通
   気性を有する沢過部材を、前記分級部の周辺に多数個配
   置した分級１羽根の外周に、前記分級部と一体的に回転
   するように配設し、前記分級羽根は、前記分級部の回転
   により前記分級羽根の外周から内側に向かって粉粒体を
   すくい入れる方角に、半径方向放射線に対して傾斜し、
   かつ、すくい入れる方向に前記分級部か回転し前記粉砕
   部と反対方向の回転を与えるように構成したことを特徴
   とする粉砕機。