JPS59189944A - 微粉砕機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、微粉砕機の改良に係り、詳しくは被粉砕物粒
子をミクロンオーダ乃至は１０数ミクロンの微細な粒子
に微粉砕することのできる微粉砕機に関するものである
。

従来の微粉砕機は、第１図及び第２図に示す如く外側表
面の母線に沿って多数の凸部１を有する円筒状の回転子
２を回転軸３に支持し、この回転子との間に間隙４を存
して内側表面の母線に沿って多数の凸部５を有する固定
子６を嵌装したもので、回転子２と固定子６との間の間
隙４内に被粉砕物を供給し、前記回転子２の高速回転に
より被粉砕物粒子を粉砕するものである。

この被粉砕物の粉砕過程は、製品排出口１２に連なる吸
引送風機（図示省略）の運転によシ、固定子６の下端（
（連なる下部ケーシング７の底板に設けた供給口８から
供給された被粉砕物粒子を空気と共に機内に吸引し、回
転子２と一体に高速回転する回転子底版下面に固設され
た攪拌羽根９によって起る気流によって、下部ケーシン
グ７の逆円錐状内面に沿わせて上昇させ、回転子２と固
定子６との間に形成された粉砕室内に送り込み、高速回
転している回転子２の回転力によって速度エネルギを与
えて固定子６に伺突させて粉砕し且つ回転子２の凸部１
にょ）打撃粉砕し、さらに回転子２の凸部１と固定子６
の凸部５との間で摩砕させて更に細かく粉砕させ乍ら回
転子２の高速回転によって発生した上向き螺旋気流に乗
せて上方に運び、固定子６の上端に連なる上部ケーシン
グ１ｏ内に送り出し、これを回転子２と一体に高速回転
する回転子上板上面に固設された遠心羽根１１により上
部ケーシング１ｏの内周面に沿わせて回転し、上部ケー
シング１ｏの接線方向に設けられた製品排出口１２から
排出し、図示せぬバグフィルタ−に導入し、ここで粉砕
製品と空気とが分スｆされ、空気は吸引送風機を経由し
て排気され、粉砕製品はバグフィルタ−からホッパーに
送うれて貯留されるものである。

尚、回転子２は第２図に示す断面形状のほか、第３図に
示す断面形状の回転子２′があシ、この場合の凸部１′
は平板の埋め込みによって形成されているっ ところで前記の微粉砕機に於いては、回転子２又は２と
同定子６との間隙４が一般に２〜５闘或いはそれ以上あ
って広いので、 イ）固定子６の凹部５ａに発生する渦の強さが弱い。

口）回転子２又はゴによる被粉砕物粒子の打撃確率が小
さい。

・・）回転子２又は２′による被粉砕物粒子への打撃力
が小さい。

等の欠点があった。

また回転子２と固定子６とにより形成された粉砕室内に
於いては、空気は回転子２の凹部１ａ、間隙４及び固定
子６の凹部５ａを通過し、被粉砕物粒子はこの空気即ち
上向き螺旋気流に乗って粉砕室を通過するのであるが、
回転子２が高速回転しているので、回転子２の凹部１　
ａ　ヲ通る被粉砕物粒子は殆んど無い。従って、被粉砕
物粒子の通過する箇所は、間隙４及び固定子６の凹部５
ａの２ケ所である。然るに固定子６の凸部５、凹部５ａ
の断面形状は矩形に近いので、固定子６の凹部５ａに於
いては、第４図に示す如く高回転速度の渦を形成しなが
ら空気は下方から上方へ流れる。この渦に巻き込まれた
被粉砕物粒子の内、あるものは凹部５ａの壁面に衝突し
、また四部５ａから間隙４に排出されて回転子２の凸部
１によシ強力な打撃作用を受は且つ固定子６の凸部５と
の間の摩砕作用にょシ粉砕が進行する。しかし被粉砕物
粒子のあるものは、上記のように粉砕されずに渦に巻き
込まれたままその渦に乗って四部５８の上端から粉砕室
外に出てしまうという欠点があった。

従って、このような微粉砕機による粉砕製品の平均粒度
は、被粉砕物粒子によっても若干異なるが、例えば白米
で６０μｍｓ）ナーで４０μｍにし力・な）荷ず、充分
な微粉砕とは言い搾く、ミクロンオーダ乃至は１０数ミ
ロクンの微粉砕製品を得ることができなかった。

本発明は、斯かる問題を解決すべ〈従来の微粉砕機を改
良して、回転子と固定子との間の粉砕室を通る全ての被
粉砕物粒子に対して確実に且つ十分に微粉砕作用を行っ
て粉砕効率を高め、ミクロンオーダ乃至は１０数ミロク
ンの粒度幅の狭い微粉砕製品を得ることができるように
した微粉砕機を提供せんとするものである。

以下本発明による微粉砕機を図によって説明すると、第
５図に示す如く回転軸３に支持され、外側表面の母線に
沿って多数の凸部１を有する回転子２と、該回転子２と
の間に間隙４を存して嵌装された内側表面の母線に沿っ
て多数の凸部を有する固定子６との間で被粉砕物を粉砕
する粉砕機に於いて、前記回転子２と固定子６との間隙
４を１鰭以下となし、固定子６の外側表面の凹凸を８６
図に示す如く略三角形の凹部１３と凸部１４とか連続す
る歯形になし、その歯形の凹部１３の一辺１３ａ′（＋
：固定子６の中心に向は且つ１〜５門程度の長さとなし
、凹部１３の他辺１３ｂを回転する回転子２に対向する
ように該回転子２の接線方向に向け、凹部１３の−辺１
３ａと他辺１３ｂ　との挟角αを、４５〜６０度となし
である。そして凸部１４の先端には固定子６の軸芯線を
中心とする円弧面１４ａが形成され、その円弧面１４ａ
の幅は１誌程度となしである。固定子６の中間内周面に
は第７，８図に示す如く凹部１３を迄ぐ分級リング１５
が一体又は着脱可能に一段設けられている。この分級リ
ング１５は、凹部１３の全部を基いでも良いものである
からその半径方向の）＠と凸部１４の長さとの差δは零
でもよい。また分Ｒ’）ング１５は着脱可能に設けられ
る場合周方向で複数に分割される。さらに分級リング１
５は固定子６の中間内周面に一段設けられているが、こ
れに限るものではなく、二段、三段・・・と複数段設け
ても良いものである。また分級リング１５は分割して局
方向に段違いに複数段配設しても良いものである。その
他の部分は第１区の微粉砕機と同一構造であるので、そ
の説明を省略する。

かように構成された本発明の微粉砕機は、第５図に示さ
れる製品排出口１２に連なる吸引送風機（図示省略）の
運転によシ、固定子６の下端に連なる下部ケーシング７
の底板に設けた供給口８から供給された被粉砕物粒子を
空気と共に機内に吸引し、回転子２と一体に高速回転す
る攪、拌羽根θによって起る気流によって、下部ケーシ
ング７の逆円錐状内面に沿わせて上昇させ、回転子２と
固定子６との間に形成された粉砕室内に送り込むと、被
粉砕物粒子は全て微粉砕作用を受けて、ミクロンオーダ
乃至は１０数ミクロンの９．’ｎｎ輻幅狭い微粉砕製品
となって上部ケーシング１０内に送シ出され、回転子２
と一体に高速回転する遠心羽根１１によシ上部ケーシン
グ１０の内周面に沿って回転し、上部ケーシング１０の
接線方向に設けられた製品排出口１２から排出されて図
示せぬバグフィルターに導入され、ここで粉砕製品と空
気とが分離され、空気は吸引送風機を経由して排気され
、粉砕製品はバグフィルタ−からホッパーに送られて貯
留される。

次に、上記粉砕室内での被粉砕物粒子の微粉砕作用の詳
細について、回転子２と固定子６と分級リング１５との
関連構成によって説明する。

一般的に回転体の周囲の空気を考えると、表面に附、着
している空気は、回転体の周速と同一速度で回転するの
に対し、表面から離れた位置にある空気の速度はその距
離が大きければ大きい程、回転体の周速からの遅れが犬
きくなシ、速度は小さくなる。然るに本発明の微粉砕機
に於ける固定子６の凹部１３を考えると、この部分には
Ｍ９図に示す如く渦が誘引される。渦の回転数は、凹部
１３の開口面に沿う空気の円側速度すに比例する。従っ
て、回転子２と固定子６との間隙４の寸法りが大きい程
、前記円周速度υは回転子２の周速υ。から遅れ、渦の
回転数は小さくなる。逆に間隙４の寸法りが小さい程渦
の回転数は大きくなる。かくして渦に巻き込まれた被粉
砕物粒子は、渦の回転数が、大きい程強烈に壁面に衝突
し、また渦の回転数が大きい程よシ小粒径の粒子も壁面
に衝突することになるので、被粉砕物粒子は良好に粉砕
される。

また凹部１３内の渦から間隙４に出た被粉砕物粒子の回
転子２による打撃確率Ｐは、間隙４の寸法ｈｓｖｉ粉砕
物粒子の′ｔｊ径ｄ１回転子２の凸部１の個数ｎとする
と、Ｐに旦×ｎとなシ、間隙４の寸法りが小さく、回転
子２の凸部１の個数ｎ○多い本発明の微粉砕機は前記打
撃確率Ｐが増大し、回転子２による被粉砕物粒子の打込
粉砕が効率良く行われる。

さらに固定子６の凹部〕３から間隙４に出た被粉砕物粒
子は、間隙４を流れる空気流によシ加速される。この場
合間隙４の寸法りが大きい程、粒子が回転子２によｐ打
盤されるまでの時間が長くなる為、打撃時に於ける粒子
と回転子２との相対速度は小さくなシ、回転子２による
粒子の打撃力は小さくなるが、本発明の微粉砕ねりに於
いては間隙４の寸法りか１闘以下と極めて小さいので、
粒子が回転子２により打撃されるまでの時間が短く力、
るので、打撃時に於ける粒子と回転子２との相対速度は
大きくなシ、回転子２による粒子の打撃力は大きくなる
。従って被粉砕物粒子は確実に打ち？される。

さて、固定子６の凹部１３の形状は前述の如く略三角形
であるので、との凹部１３に於ける空気の流れは第１０
図に示す如（ａ、ａ’、ａ・・・及び渦ｂ　、ｂ　、ｂ
の二つに分かれる。渦ｂ　、　ｂ　、　’ｏ“・−・に
巻き込まれた被粉砕物粒子は、従来の矩形の凹部５ａの
場合と略同様に壁面に衝突し、粉砕が行われる。そして
渦流に乗って凹部１３の一辺１３ａ　に沿って凸部１４
の先端Ｂに進み、間隙４に導かれ、この部分で回転子２
の凸部１により打撃を受け、粉砕が行われる。そして同
様の作用が次の固定子６の凹部１３、回転子２の凸部１
で受け、粉砕が次々に進行する。一方従来の矩形の四部
５ａの場合は殆んど生じることの無い空気の流れａ、ａ
’、ａ’−・・に乗つてめく被粉砕物粒子は、凹部１．
！、の他辺ｉ　３　ｂ　　に沿って凸部１４の先端Ａに
進み、間隙４に導かれ、この部分で回転子２の凸部１に
より打撃を受け、粉砕が行われる。と同時に打撃粉砕作
用を受けた粒子がさらに凹部１３の他辺１３ｂ　に衝突
せしめられ、粉砕される。そして同様の作用が次の固定
子６の四部１３で受け、粉砕が次々に進行する結果、従
来の矩形の凹部５ａの場合に比し、回転子２による打撃
がＢ点のみでなくＡ点においてもなされるので、粉砕確
率が大きくなり、被粉砕物粒子がよシ細かく且つ効率良
く微粉砕されることになる。

然して不発明の微粉砕機に於ける固定子６の中間内周面
には第７，８図に示す如く凹部１３の一部又は全部を塞
ぐ分級リング１５が設けられているので、被粉砕物粒子
が従来のように凹部５内を一高回転速度の渦（棺４図参
照）に乗って一気て粉砕室外に出てしまうものは無くな
シ、後述の分級リング１５の分級作用によシ被粉砕物粒
子の粉砕室内に於ける滞留時間が長くなると同時に、粉
砕室内に於ける被粉砕物粒子の濃度が高くなる。滞留時
間がそれだけ長くなると、それだけ粉砕作用を受ける確
率が上昇し、よシ微粉の粉砕製品が得られる。また被粉
砕物粒子の濃度が高く表ると、被粉砕物粒子相互の衝突
の確率が高くなシ、粉砕作用が助長される。この二つの
作用から被粉砕物粒子は確実に微粉砕が進行する。こう
して微粉砕されたものが空気流に乗って分級リング１５
の直下で間隙４に出ようとする粒子は、ここではまだ回
転子２の回転による遠心力が働いているので、ある一定
サイズ以上の粒子は再び固定子６の凹部１３に押し戻さ
れてしまう。押し戻された粒子は再び粉砕作用を受け、
ある一定サイズ以下になるまで分級リング１５の部分全
通過することができない。従って、被粉砕物粒子の微粉
砕が十分に行われる。そして分級リング１５を通過した
粒子はさらにその上方の粉砕室内で粉砕作用を受け、最
終的に粉砕室から出る粒子は、粒度分布幅の狭いものと
なる。

かくして粉砕室内を通過して出た倣粉砕粒子は、前述の
１　ｍｉｎ以下の間隙４と、−辺１３ａ　が中心に向き
他辺ｉ３ｂ　が回転する回転子２に対向するように回転
子２の接線方向に向き且つ両辺１３ａ、１３ｂ　の挟角
αが４５〜６０度になされた固定子６の内側表面の多数
の三角形の凹部１３と、固定子６の中間内周面に設けら
れた分級リング１５との作用の相乗効果によシ、ミクロ
ンオーダ乃至は１０数ミクロンの微粉砕製品と々ろ。

以上の詳記しだ通シ本発明の微粉砕機によれば、回転子
と固定子との間の粉砕室を下方から上方に向って通過す
る全ての被粉砕物粒子を、確実に且つ十分に、しかも効
率良く微粉砕するととができて、ミクロンオーダ乃至は
１０数ミクロンの粒度幅の狭い微粉砕製品を容易に得る
ことができるので、従来の微粉砕機にとって代わること
のできる画期的なものと言える。

【図面の簡単な説明】

鴻１図は従来の微粉砕機のＲ断面図、第２図（・ま第１
図のＩ−Ｉ鎖に沿う一部拡大断面図、第３図は第１図の
微粉砕機の回転子を変更した場合の第２図と同様のＩ−
Ｉ線に沿う一部拡大断面図、第４図は第１図の微粉砕機
の固定子内側表面の凹部に於ける空気の流れを示す一部
斜視図、第５図は本発明の微粉砕機の一実施例を示す縦
断面図、第６図は本発明の微粉砕機に於ける回転子と同
定子との組合せを示す一部水平断面図、第７ばは固定子
上端内周面に設けた分級リングを示す一部縦断斜ｖ１図
、第８図は固定子と回転子との間に形成された粉砕室の
上端部の縦断面図、第９図は固定子と回転子との間隙寸
法と固定子内側表面の四部に発生する渦との関係にょろ
り粉砕物粒子の粉砕作用を説明する為の第６図の拡大水
平断面図、第１０図（槍固定子内側表面の凹部と回転子
外側表面の凸部との関係による被粉砕物粒子の粉砕作用
を説明する為の第６図の拡大水平断面図である。 １・・・回転子の凸部　　　２−・・回転子３・・・垂
直回転軸　　　　４・−・間隙５・・・固定子　　　１
３・・・三角形の凹部１３ａ・・・凹部の一辺　　１３
　　・・四部の他辺ｂ　“ １４・・・三角形の凸部　　１５・・・分級リング第１
図 第２図 弔３図 第４図 第８図 第１０図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転軸に支持され外側表面の母線に沿って多数の凸部を
   有する回転子と、該回転子との間に間隙を存して嵌装さ
   れた内側表面の母線に沿って多数の凸部を有する固定子
   との間で被粉砕物を粉砕゛する粉砕機に於いて、前記回
   転子と固定子との間隙を１廓以下となし、固定子の内側
   表面の凹凸を略三角形の凹部と凸部が連続する歯形（（
   なし、その歯形の凹部の一辺を固定子の中心に向け、凹
   部の他辺を回転する回転子に対烏するように該回転子の
   接線方向に向け、凹部の一辺と他辺との挟角αを４５〜
   ６０度となし、固定子中間内周面に凹部の一部又は全部
   を瘍ぐ分級リングを少くとも一段設けたことを％倣とす
   る微粉砕機。