JPS59196751A - 微粉砕装置 - 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、微粉砕装置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沼って多数の凸部５を有する固定
子６を嵌装したもので２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）の運転により、固定子６の下端に連
なる下部ケーソングアの底板に設けた被粉砕物粒子と空
気の導入口８から供給された被粉砕物粒子を機内に吸引
し１回転子２と一体に高速回転する回転子底板下面に固
設された攪拌羽根９によって起る気流によって、下部ケ
ーソングア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に衝突させて粉砕し且つ回転子２の
凸部により打撃粉砕し、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の一ヒ端に連なる上部ケ
ーシング１０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−ヒ板上面に固設させた遠心羽根１１
により上部ケーゾング１０の内周面に沿わせて回転し、
上部ケーシング１０の接線方向に設けられた一製品排出
口１２から排出するものである。

ところで前記の微粉砕機に於いては、回転子２と固定子
６との間隙４が一般に２〜５ｆＩｎ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による被粉砕物粒子の打撃確率が小さい。

・・）回転子２による被粉砕物粒子への打撃力が等の欠
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の四部１ａ
を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５ａ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３図にボす如く高回転速度の渦を形成しながら空
気はＦ力から上方へ流れる。この渦に巻き込唸れた被粉
砕物粒子の内、あるものは四部５ａの壁面に衝突し、ま
た凹部５ａから間１原４に排出されて回転子２の凸部１
により強力な打撃作用を受は且つ固定子６の凸部５との
摩砕作用により粉砕が進行する。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凹部５ａ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６０μｍ、トナーで４０伽にしかなり得す、充分な微
粉砕とは言い難く、ミクロンオーダ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くなされたもので、微
粉砕機の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な
い且つ微粉砕機より排出される粉砕製品中の粗粉を微粉
砕機に戻して再び微粉砕作用を行って粉砕効率を高め、
ミクロンオーダの粒度幅の極めて狭い微粉砕製品を得る
ことがでさるようにした微粉砕装置を提供せんとするも
のである。

以下本発明による微粉砕装置の一実施例を図によって説
明すると、第４図に示す如く回転軸３に支持され外側表
面の母線に清って多数の矩形の凸部１を有する回転子２
どの間に１間以下の間隙４を存して固定子６が嵌装され
ている。

この固定子６の内側表向は第５図にボす如く略三角形の
凹部１３と凸部１４とが連続する歯形になされ、その歯
形の凹部１３の一辺１３ａが回転子２の中心に向けられ
且つ１〜５囚の長さになされ、凹部１３の他辺３０ｂが
回転子２の接線方向に向けられ、凹部１３の一辺１３ａ
と他辺１３ｂとの挟角αが４５〜６０度になされている
。

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
１Ｉ＋Ｉ＋１程度になされている。固定子６の内周面上
端には第６図ａ、ｂに示す０口＜四部１３を塞ぐ分級リ
ング１５が一体又は着脱可能に設けられている。この分
級リング１５は凹部１３の全部を塞いでも良いのである
かし、その半径の方向の幅と凸部１４の長さとの差δは
零でも良い。また分級リング１５は第７図ａ、ｂに示す
如く固定子６の中間内周面に設けても良いものであり、
その場合一段のみならず、二段、三段・・・・・・と設
けても良（・ものである。さらに分級リング１５は分割
して周方向に段違いに複数段配設しても良いものである
。

さて上記構成の微粉砕機の製品排出口１２には第８図に
示す如く排出管１６が連結され、排出管１６の先端は分
級機１７に連結されている。

分級機１７の微粉排出口１８には排出管１９が連結され
、排出管１９の先端はバグフィルタ−２０に連結されて
いる。バグフィルタ−２０の抽気口にシま途中に吸引送
風機２１を備えた排気管２２を連結している。前記分級
機１７の粗粉排出口２３には粗粉排出管２４を設けて、
これの先端を被粉砕物粒子と空気の導入口８に臨まして
いる。２５は導入口８に被粉砕物粒子を送入するフィー
ダであり、２６は回転子２を高速回転する電動機で、ベ
ルド２７を走行して回転軸３を回転するようになってい
る。

次に上述の如く構成された本発明の微粉砕装置による被
粉砕物粒子の粉砕作用について説明する。

第８図に示される電動機２６を駆動し、ベルト２７を走
行して微粉砕機の回転子２を高速回転し、捷だ吸引送風
機２１を運転して導入口８より空気を機内に吸引導入す
ると共にフィーダ２５から被粉砕物粒子を導入［］８に
送入し、空気を乗せて機内に導入する。この微粉砕機内
に導入された被粉砕物粒子は第４図に示される回転子２
と一体に高速回転する攪拌羽根９によって起る気流によ
って、下部ケーシング７の逆円錐状内面に溢って上昇し
、回転子２と固定子６との間に形成された粉砕室内に入
り、ここで全て微粉砕作用を受けてミクロンオーダ乃至
１０数ミクロンの粒度幅の微粉砕製品となって上部ケー
シング１０の内周面に浴って回転し、上部ケーゾングの
接線方向に設けしれた製品排出口１２がら空気と共に排
出てれ、この製品排出口１２に連なる第８図に示される
排出冑１６を通して分級機１７に導入される。そし７て
ここでミクロンオーダの微粉と１０数ミクロンの粗粉と
に分級され、微粉は微粉排出口１８から排出管１９を通
ってバグフィルタ−２０ＶＣ２４人され、ここで微粉と
空気とに分離され、空気は吸引送風機２１を経由して排
気管２２がら排気され、微粉ハハクフィルター２０から
図示せぬホッパーに送られて貯留される。他方粗粉は分
級機１７の粗粉抽出口２３がら粗粉排出管２４を通って
導入口８に送入され、フィーダ２５がら導入口８に送入
された新たな被粉砕物粒子と共に空気に乗って微粉砕機
内に導入され、凋び微粉砕作用を受ける。

次に、前記の微粉砕機の回転子２と固定子６との間に形
成された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
連購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、表面に耐着し
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、天面から離れた位置にある空気の速度はその距離
が太さければ大さい程、回転体の周速からの遅れが大さ
くなり、速度は小さくなる。然るに固定子６の四部１３
を考えると、この部分にはｉ′Ａ４’　６図に７Ｆされ
るように渦が誘引される。渦の回転数は、四部′１３の
開口面に沿う空気の円周速度υ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υ０から遅れ、
渦の回転数は小ざくなる。逆に間隙４０寸法がが小さい
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
矢し、また渦の回転数が大きい程より小粒ｔｅｌ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ｈ、被粉砕物
粒子の粒径ｄ、回転子２の凸部１の個数ｎとすると、Ｐ
−ｈ　×ｎとなり、間隙４０寸法りが小さく、回転子２
の凸部１の個数ｎの多い微粉砕機は前記打撃確率Ｐが増
大し１回転子２による被粉砕物粒子の打撃粉砕が効率良
く行われる。

さらに固定子６の凹部１３がら間隙４に出た被粉砕物粒
子は、間隙４を流れる空気流により加速される。この場
合間隙４の寸法１１が犬さい程、粒子が回転子２により
拐撃されるまでの時間が長くなる為、杓ネ時に於ける粒
子と回転子２との相対速度は小さくなり、回転子２によ
る粒子の打撃力は小さくなるが、間隙４の寸法りが１瑞
以下と極めて小さい微粉砕機では粒子が回転子２により
打撃される１での時間が短くなるので、打２１　時に於
ける粒子と回転子２との相対速度は大きくなり、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
子は確実に打撃される。

さて、固定子６の四部１３の形状は前述の如く略三角形
であるので、この四部１３に於ける空気の流れは第９図
に示す如＜　ａ、　ａ／　、　ａ／／・・・及び渦す、
　ｂ／　、　ｂ／／の二つに分かれる。渦ｂ　、　ｂ’
　。

ｄ′・・・に巻き込まれた被粉砕物粒子は、従来の矩形
の凹部５ａ（第３図参照）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四部１３の一
辺１３ａＫｒ＝って凸部１４の先端Ｂに進み、間隙４に
碑かれ、この部分で回転子２の凸部１により打′Ｓ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（７）場合は殆んど
生じることのない間隙４がら固定子６の凹部１３に入り
込んで再び間隙４に出てくる空気の流れａ、　ａ’　、
　ａ／／・・・に乗っていく被粉砕物粒子は、凹部１３
の他辺１３ｂに浴って凸部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？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１３１）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の凹部１
３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点にひいてもなされるので、粉砕確率が大きくなり
、被粉砕物粒子がより細刀・く且つ効率良く微粉砕され
ることになる。

然して固定子６の内周面には第６図ａ、ｂ或いは第７図
ａ、ｂ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内を高回転速度の渦（第３図参照）に乗っ
て一気に粉砕室外に出てし才うものは無くなり、後述の
分級リング１５の分級作用により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１
ビは長くなると、それだけ粉砕作用を受ける確率が上昇
し、より微粉の粉砕製品が得られる。捷だ被粉砕物粒子
の濃度が高くなると、被粉砕物粒子相互の衝突の確率が
高くなり、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、ここではまた回転子２の
回転による遠心力が働いているので、ある一定ツーイズ
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ひ粉砕作用を受け、ある一
定すイズ以−トになる寸で分級リング１５の部分を通過
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。

以上のようにして粉砕室内で被粉砕物粒子が微粉砕され
て機外へ出たミクロン乃至１０数ミクロンオーダの微粉
砕製品は前述の如く分級機１７で分級されて１０数ミク
ロンの粗粉がゼ）ひ粉砕機内に戻されて微粉砕作用を受
けるので、最終的に得しれる微粉砕製品はミクロンオー
ダの極めて粒度幅の狭い微粉となる。

以上の説明で判るように本発明の微粉砕装置は、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
ことがでさ、また得られた微粉砕製品を分級し、粗粉を
戻して再び微粉砕できるので、ミクロンオーダの極めて
粒度幅の狭い微粉砕製品を得ることができるという優れ
た効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の微粉砕機を示す縦断面図、第２図は第１
図のＩ−１線に沿う一部拡大断面図、第３図は第１図の
微粉砕機の固定子内側表向の四部に於ける空気の流れを
示す一部斜視図、第４図は本発明の微粉砕装置の主体を
なす微粉砕機の縦断面図、第５図はその微粉砕機に於け
る回転子と固定子との組合せを示す一部水平断面図、第
６図ａ、ｂは固定子上端内周面に設けた分級リングを示
す一部斜視図及び一部縦断面図、第７図ａ、ｂは固定子
中間内周面に設けた分級リングを示す一部斜視図及び一
部縦断面図、第８図は本発明の微粉砕装置の全体を示す
系統図、第９図は本発明の微粉砕装置の主体をなす微粉
砕機に於ける固定子内側表向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５図の拡大図である。 １・・・凸部、２・・回転子、３・・・回転軸、４・・
・間隙、６・・・固定子、８−・尋人口、１２・・・製
品ラフト出口、１３・・固定子の凹部、１３ａ・・・凹
部の一辺、１３ｂ・・・凹部の他辺、１４・・凸部、１
５・分級リング、１６・・・排出管、１７・・・分級機
、１８・・・微粉排出口、２３　・粗粉排出口、２４・
・粗粉＋Ｊト出管。 出願人　　川崎重工業株式公社 代理人　弁理士　高　　　雄次部 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図（ＣＩ） 第７図（ＣＩ） 第７図（ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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
   有する回転子との間に１−以下の間隙を存して固定子が
   嵌装され、該固定子の内側表面は略三角形の凹部と凸部
   が連続する歯形になされ、その歯形の凹部の一辺が回転
   子の中心に向けられ、凹部の他辺が回転子の接線方向に
   向けられ、凹部の一辺と他辺との挟角が４５〜６０度に
   なされ、固定子の内周面に凹部の一部又は全部を塞ぐ分
   級リングが少くとも一段設けられた微粉砕機と、 該微粉砕機の製品排出口に連なる排出管に分級機が設け
   られ、該分級機の微粉排出口が排出管にてバグフィルタ
   −に連結され、粗粉排出口が粗粉排出管にて微粉砕機の
   導入口に連繋された粗粉逆戻回路とより成る微粉砕装置
   。