JPS6051557A - 湿式微粉砕機 - 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、湿式微粉砕機に関する。

湿式微粉砕機としては従来より各種の型式のものがある
が、その中でも第１図に示す媒体攪拌型粉砕機が粉砕能
率が高いとして広く多用されている。

第１図に示される媒体攪拌型粉砕機１は、固定槽２内に
一定間隙３を存して中空回転軸４に取付けた回転胴５を
嵌入して成るもので、高速回転している中空回転軸４内
に水と被粉砕物粒子とを一定割合に混合したスラリーと
粉砕媒体であるボールを投入し、下端開口４ａよシ固定
槽２内に入れ、高速回転する回転胴５の下面の羽根６の
ポンプ作用によりスラリーとボールを間隙３に送シ込み
、ここで高速回転する回転胴５によシ攪拌して被粉砕物
粒子を微粉砕し乍ら矢印の如く間［３を上昇させ、上端
外周の排出ロアより固定槽２外にスラリー及びボールを
排出するもので、この排出されたスラリーとボールはそ
の後分離され、スラリーは図示せぬスラリータンクに貯
留され、ボールは水洗、水切り後再び中空回転軸４内に
新規な原料であるスラリーと共に投入される。

ところで、斯かる媒体攪拌型粉砕機１では、固定槽ｚ内
に於いてスラリー及びボールの循環回路が明確に確保さ
れていないので、スラリー中の被粉砕物粒子の微粉砕の
進行が固定槽２内の部位によって差が生じる。その結果
、製品スラリー中の粒子に飛び込みが生じ、しかも粒子
の粒度幅が広くなるものである。また前記粉砕媒体攪拌
厘粉砕機１では、粉砕媒体であるボールの動きが鈍く、
相対運動が小さいので、スラリー中の粒子との摩摺が不
充分で、粉砕効率が低いものである。

本発明は、斯かる問題を解消すべくなされたものであシ
、製品スラリー中の粒子の粒度幅を狭くできると共に、
粉砕媒体であるボールの相対運動を大きくできて粉砕効
率を向上でき、さらには処理量の増大を図ることのでき
る湿式微粉砕機を提供することを目的とするものである
。

以下本発明による湿式微粉砕機の一実施例を第２図及び
第３図によって説明すると、１ｏは脛部円筒形の固定槽
で、下端部には供給口１１が設けられ、上端部には排出
口１２が設けられ、外周側には全高にわたって冷却ジャ
ケット１３が設けられ、内周面には周方向が波形で軸方
向が垂直な波形凹凸面１４が形成されている。１５は固
定槽１０内に一定の間隙１６を存して同心に配設された
円筒形の上下封塞の回転胴で、該回転胴１５はその軸心
部を垂直回転軸１７の下部に装着固定せしめて支持して
いる。この回転胴１５の外周面に局方向が波形でその波
形が軸方向にねじられた波形凹凸面１８が形成され、底
板下面には攪拌羽根１９が設けられている。

２０は固定槽１０の上端に設けられた上蓋ケーシングで
、中央に前記垂直回転軸１７が貫通され、その側方にガ
ス通路２１が設けられている。

次に上述の如く構成された本発明の湿式微粉砕機の作用
について説明する。供給口１１よシ固定槽１０内に粉砕
媒体であるスチールボール又はセラミックボールと、液
体に被粉砕物粒子を一定割合に懸濁させた原料スラリー
とを連続的に供給すると共に図示せぬ駆動源によシ垂直
回転軸１７を介して回転胴１５を高速回転する。

かくすることによりｉ料スラリーと粉砕媒体であるボー
ルは、回転胴１５の底板下面の攪拌羽根１９によシ周方
向に旋回せしめられて回転胴１５の下側から排除され、
固定槽１０と回転胴１５との間の環状の間隙１６内を高
速回転している回転胴１５０回転力によって上向き旋回
流となって上昇し、この間に原料ス２り一中の被粉砕物
粒子はボール相互、ボールと回転胴１５の外周のねじら
れた波形凹凸面１８、更にはボールと固定１Ｉｆｉ１０
の内周の垂直な波形凹凸面１４との間に於ける衝突、滑
シ等によるボールの相対運動によって効率良く微粉砕さ
れる。環状の間隙１６を出て固定槽１０の上部空間２２
に達したボールとスラリーは排出口１２から排出され、
この排出されたスラリーとボールはその後分離され、ス
ラリーは製品として図示せぬスラリータンクに貯留され
、ボールは水洗、水切り後再び原料スラリーと共に供給
口１１よシ固定槽１０内に供給される。

前記原料スラリー中の被粉砕物粒子の微粉砕時、固定槽
１０の外周の冷却ジャケット１３にはその下端の導入口
１３ａ　ｊシ冷媒を連続的に導入し、上端の導出口１３
ｂ　よυ導出して、固定槽１０を冷却し、原料スラリー
及びボールひいては回転胴１５の温度上昇を抑制する。

前記実施例の湿式微粉砕機に於いて、原料スラリー中の
被粉砕物粒子によっては原料スラリーを環状の間隙１６
を１回通過するだけでは被粉砕物粒子を所望の粒度まで
粉砕できない場合がある。そのような場合には原料スラ
リーとボールを複数回固定ｇｉｏ内に繰υ返し導入して
循環させる。或いは排出口１２にメツシュを張設してボ
ールを固定槽１０内にとどめ、原料スラリーのみ複数回
循環させる。また循環方式に代えて、バツヂ運転にして
も良い。即ち、原料スラリーとボールを供給口１１よシ
固定ｗＪ１０内に供給し、環状の間隙１６内に充満した
ならば、供給口１１及び排出口１２を閉鎖し、回転胴１
５を高速回転し、原料スラリー中の被粉砕物粒子が所要
の粒度となるまで一定時間運転し、微粉砕が終ったなら
ば供給口１１を開放してスラリーとボールを取り出し、
これを分離してスラリーは製品として図示せぬスラリー
タンクに貯留し、ボールは水洗、水切シして次の使用に
供する。

前記固定１ａ１０の内周の垂直な波形凹凸面１４及び回
転胴１５の外周のねじられた波形凹凸面１８の波形は第
３図に示すものに限定されるものではなく、円弧波、正
弦波２台形波等であっても良い。また固定槽１０の波形
凹凸面１４の波形のピッチよシも回転胴１５の波形凹凸
面１８の波形のピッチを大きくしであるが、同じにして
も良いものである。さらに回転胴１５の外周面にさえね
じられた波形凹凸面１８があれば、固定［１０の内周面
には第４図の如く波形凹凸面１４が無くとも原料スラリ
ー中の被粉砕物粒子の微粉砕は良好に行われるものであ
る。また固定槽□。。内周−旨第５　ｐＫ　ｙｒす如く
回転胴１５の外周のねじられた波形凹凸面１８の波形と
同ピツチの波形でその波形が軸方向に波形凹凸面１８と
は反対方向にねじられた波形凹凸面１４′を設ければ、
原料スラリー中の被粉砕物粒子の微粉砕は極めて効率良
く行われるものである。

さて、前記固定槽１０と回転胴１５との間の環状の間隙
１６内で原料スラリー中の被粉砕物粒子の微粉砕が効率
良く行われる理由を詳細に説明する。

第６図に示す如く内周に波形凹凸面の無い固定槽２と外
周に波形凹凸面の無い回転胴５との組合せの従来の媒体
攪拌型粉砕様１に於いて、回転胴５の周速をＶＲとする
と、固定槽２と回転胴５との寸法）Ｉ々る間隙３内を回
転移動する粉砕媒体であるボールの移動速度は、回転胴
５の外周面近傍で■３．となシ、回転胴５の周速ｖＲよ
シ小さく、固定槽２の内周面近傍ではＶＢ２となってＶ
Ｂ、より小さい。従ってボールの円周方向の相対運動Ｖ
Ｂ＋−■Ｂ２／Ｈが小さく、原料スラリー中の被粉砕物
粒子はボールによシ充分微粉砕されないので、粉砕効率
が悪い。またボールの円周方向の相対運動を太きくすべ
く固定［２と回転胴５との間隙３の寸法Ｈを小さくする
と、粉砕処理量が大幅に減少することとなる。

然るに第７図に示す如く内周に波形凹凸面の無い固定槽
１０′と外周にね・しられた波形凹凸面１８を有する回
転胴工５との組合せの本発明の湿式微粉砕機に於いて、
間隙１６内を回転移動する粉砕媒体であるボールの移動
速度は、回転胴１５の外周面近傍で大きく、即ち、回転
胴５の外周面が波形凹凸面１８となっているので、波形
の凸部の周速ｖＲと波形凹凸面１８に沿って位置するボ
ールの移動速度ＶＢ、の関係は、ＶＲ＝ＶＢ＋となって
、回転胴１５の外周面近傍のボールの移動速度が大きい
。従って、固定槽１０’の内周面近傍のボールの移動速
度ＶＢ２が小さくとも間隙１６内のボールの円周方向の
相対運動Ｖ□。

ＶＢ　２　／Ｈが大きい。しかも外周にねじられた波形
凹凸面１８を有する回転胴１５の高速回転によシ間隙１
６内のボールには円周方向の相対運動のみならず、半径
方向の相対運動と下方への運動も発生し、その上回転胴
１５の外周面積が大きいので、ボールとの接触面積が大
きくてボールの相対運動はよシ活溌となる。従って間隙
１６内での原料スラリー中の被粉砕物粒子はボールによ
シ良好に微粉砕され、粉砕効率が向上する。また第６図
の従来の媒体攪拌型粉砕様と同じ程度のボールの相対運
動で良いとすると、間隙１６の寸法Ｈを大きくすること
ができる。

従って間隙１６の容積を大きくすることができ、粉砕処
理量を増大することができる。

然して第８図に示す如く内周に垂直な波形凹凸面１４を
有する固定４１１１０と外周にねじられた波形凹凸面１
８を有する回転胴１５との組合せの本発明の湿式微粉砕
機に於いて、間隙１６内で回転移動する粉砕媒体である
ボールの移動速度は、回転胴１５の外周面近傍でｖｂ、
＝ＶＲとなって大きい。まだ固定槽１０の内周面近傍で
は零に近く、即ち、固定槽１０の内周面が波形凹凸面１
４とガっているので、波形の凸部の周速Ｏと波形凹凸面
１４に沿って位置するボールの移動速度ＶＢ２の関係は
、ｖＢ２中Ｏとなって、固定槽１０の内周面近傍のボー
ルの移動速度は略零となる。従って間隙１６内のボール
の円周方向の相対運動ＶＢ　ｔ　ＶＢ　２　／Ｈが極め
て大きい。

しかも外周にねじられた波形の凹凸面１８を有する回転
胴１５の高速回転により間隙１６内のボールには円周方
向の相対運動のみならず半径方向の相対運動と下方への
運動も発生し、前記半径方向のボールの相対運動は固定
槽１０の内周の波形凹凸面１４により促進され、その上
回転胴１５の外周面積及び固定槽１０の内周面積が大き
いので、ボールとの接触面墳は極めて大きくなり、ボー
ルの相対運動は著しく活溌となる。従って、間隙１６内
での原料スラリー中の被粉砕物粒子はボールによυ極め
て良好に微粉砕され、粉砕効率が著しく向上する。とり
わけ固定槽１０の内周の波形凹凸面１４を第５図に示さ
れるように回転胴１５の外周の波形凹凸面１８とは反対
方向にねじった波形凹凸面１！となした場合はボールに
上下方向の相対運動も生じ、ボール及び原料スラリーの
間隙１６を通過する時間が長くなるので、それだけ原料
スラリー中の被粉砕物粒子はボールによシ著しく微粉砕
され、粉砕効率が格段に向上する。また第６図の従来の
媒体攪拌型粉砕機と同じ程度のボールの相対運動で良い
とすると、間隙１６の寸法Ｈを第７図の場合よシもさら
に大きくすることができる。従って間隙１６の容積を一
段と大きくすることができ、粉砕処理量を大幅に増大す
ることができる。

尚、本発明の湿式微粉砕機の他の実施例として、第９図
乃至第１０図に示す構造のものがある。

第９図に示すものは、第２図に示す湿式微粉砕機の固定
槽１０の下端部の供給口１１を無くし、垂直回転軸１７
を中空の垂直回転軸１７′に代え、この中空軸１７′を
通して連続的に下端開口１７′ａよシ粉砕媒体であるボ
ールを固定槽１０内に供給し、原料スラリーを同定槽１
０の底板中央に設けた供給口１１′よシ固定槽１０内に
供給し、高速回転する回転胴１５の底板下面の攪拌羽根
１９′によシボール及び原料スラリーを周方向に送シ、
間隙１６内に送シ込んで微粉砕を行うようにしたもので
、間隙１６を出て上部空間２２に達したボールとスラリ
ーは排出口１２から排出され、その後スラリーとボ、−
ルが分離され、スラリーは製品としてスラリータンクに
貯留され、ボールは水洗、水切シ後再び中空軸１７′を
通して固定槽１０内に供給される。原料スラリー中の被
粉砕物粒子をより一層微粉砕する場合は、原料スラリー
とボールを複数回固定ｍ１０内に繰り返し循環させるか
、排出口１２にメツシュを張設してボールを固定′ＰＩ
１１０内にとどめ原料スラリーのみ複数回循環させる。

また供給口１１′と排出口１２を塞いで中空軸１７′よ
シ固定槽１０内にボールと原料スラリーを供給し、一定
時間回転胴１５を高速回転するバッヂ運転に代えても良
い。この場合微粉砕が終ったならば、固定？！１０の底
板中央の供給口１１′を開けてボールとスラリーを取シ
出す、。

第１０図に示すものは、第２図に示す湿式微粉砕機の回
転胴を、内周面２３が円錐状の円筒形になし、底板の中
央に環状開口２４を設け、底板の下面に攪拌羽根２５を
設けた回転胴２６に代え、該回転胴２６を固定槽１０の
底板を貫通せる垂直回転軸１７の上端に支持固定し、上
蓋ケーシング２０の中央に供給筒２７を回転胴２６の内
側上部まで垂設し、固定槽１０の下端部に排出口２８を
設けたもので、その他は第２図と同一構造である。

この湿式微粉砕機は、予め排出口２８を閉じ、供給筒２
７より粉砕媒体であるボールと原料スラリーを固定槽１
０内に所定量供給し、一定時間回転胴２６を高速回転し
てバツヂ運転するもので、これによシ回転胴２６内のボ
ールと原料スラリーは内周面２３に沿って旋回しながら
下降し、底板中央の環状開口２４から出て攪拌羽根２５
により周方向に送られ、間隙１６内に入って上昇する。

この上昇の途中で原料スラリー中の被粉砕物粒子はボー
ルの相対運動によシ微粉砕され、間隙１６を出たボール
と原料スラリーは円筒形の回転胴２６内に入り、内周面
２３に沿って旋回しながら下降する。そして再び間隙１
６内に送られて微粉砕が繰シ返される。このようにして
一定時間固定槽１０で内部循環し、原料スラリー中の被
粉砕物粒子が所定の粒度まで粉砕されたならば、排出口
２８を開いてボール及びスラリーを排出し、スラリーは
製品としてスラリータンクに貯留し、ボールは水洗、水
切シ後次のバツヂ運転の使用に供する。或いは排出口２
８にメツシュを設けてスラリーのみ排出し、ボールはそ
のｉま固定［１０内にとどめ、次のバッヂ運転に使用す
るようにしても良い。

以上の説明で判るように本発明の湿式微粉砕機は、固定
槽の内周面と回転胴の外周面の内の少なくとも回転胴の
外周面に、周方向が波形でその波形が軸方向ねじられた
波形凹凸面を形成しであるので、固定槽と回転胴との間
の間隙内のボールの円周方向の相対運動が大きく、しか
もボールは半径方向にも相対運動し、その上ボールとの
接触面積が大きい。従ってボールの相対運動が活溌で、
原料スラリー中の被粉砕物粒子は充分微粉砕されて粉砕
効率が向上する。またボールとスラリーは固定槽と回転
胴との間の間隙をバイパスすることなく必ず通シ、しか
もボールの円周方向及び半径方向の相対運動によシ原料
スラリー中の被粉砕物粒子は間隙内のどの部位において
も均一に微粉砕されて粒子の飛び込みが生じることが無
いので、製品スラリー中の粒子の粒度幅は極めて狭いも
のとなる。さらに前述の如く固定槽と回転胴との間の間
隙内に於けるボールの円周方向及び半径方向の相対運動
が大きいので、このボールの相対運動を従来と同じ程度
に小さいもので良い場合には前記間隙を広くできて原料
スラリーの粉砕処理量を増大できるものである等の優れ
た効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の媒体攪拌型粉砕機の縦断面図、第２図は
本発明による湿式微粉砕機の一実施例を示す縦断面図、
第３図は第２図のＡ−Ａ線拡大断面図、第４図は他の実
施例の第３図と同様の断面図、第５図はさらに他の実施
例の第３図と同様の断面図、第６図は第１図の媒体攪拌
型粉砕機に於ける粉砕媒体であるボールの相対運動の説
明図、第７図は第４図の湿式微粉砕機に於ける粉砕媒体
であるボールの相対運動の説明図、第８図は第２，３図
の湿式微粉砕機に於ける粉砕媒体であるボールの相対運
動の説明図、第９図及び第１０図は夫々本発明の湿式微
粉砕機の別の実施例の縦断面図である。 １０・・・固定槽　１１，１１・・・供給口１２・・・
排出口　１３・・・冷却ジャケット１３＆・・・導入口
　１３ｂ・・・導出口１４・・・垂直な波形凹凸面　１
４’−・・ねじられた波形凹凸面　１５・・・回転胴 １６・・・間隙　１７・・・垂直回転軸１７・・・中空
の垂直回転軸　１７ａ・・・下端開口　１８・・・ねじ
られた波形凹凸面１９．１９・・・攪拌羽根　２０・・
−上蓋ケーシング　２１・・・ガス通路　２３・°°円
錐状の内周面　２４−・・環状開口　２５・・・攪拌羽
根　２６・・・回転胴　２７・・・供給筒　２８・・・
排出口 第３図 １ム 第４図 第５図 第１０図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 竪型円筒形の固定槽と、該固定槽内に一定間隙を存して
   同心に配設された円筒形の回転胴との間で、液体に懸濁
   させた被粉砕物を粉砕媒体の存在下で前記回転胴の回転
   によって粉砕する湿式微粉砕機に於いて、前記固定槽の
   内周面と回転胴の外周面との内、少なくとも回転胴の外
   周面を、周方向が波形でその波形が軸方向にねじられた
   波形凹凸面となしたことを特徴とする湿式微粉砕機。