JPS6136459B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、被粉砕物の粒子を数ミクロンオーダ
ーの超微細な粒子に微粉砕する為の超微粉砕機に
係るものである。

従来、被粉砕物の粒子を微粉砕するには、高速
回転衝撃形の竪型粉砕機又はジエツトミル若しく
は両者を併用した微粉砕設備にて行つていた。

前記竪型粉砕機は、外側表面の母線に沿つて多
数の凸部を有する円筒状回転子を垂直回転軸に支
持し、この円筒状回転子との間に一定間隙を存し
て内側表面の母線に沿つて多数の凸部を有する固
定子を嵌装したもので、円筒状回転子と固定子と
の間の間隙に被粉砕物を供給し、前記円筒状回転
子を高速回転することにより、被粉砕物を粉砕す
るものである。

この被粉砕物の粉砕過程は、ケーシング下方に
設けられた供給口から円筒状回転子と固定子との
間の環状間隙内に被粉砕物が供給され、高速回転
している円筒状回転子の回転力によつて被粉砕物
に速度エネルギが与えられて固定子に衝突し、粉
砕されながら円筒状回転子の回転によつて生じる
環状間隙内の上向き螺旋気流によつて上方に運ば
れ、ケーシング上方の排出口から粉砕製品として
排出される。

このような粉砕過程をとる竪型粉砕機では、あ
る程度まで被粉砕物が粉砕されると、環状間隙内
の上向き螺旋気流に乗つて円筒状回転子と共に粉
砕製品も回転してしまい、円筒状回転子の周速と
粉砕製品との間の相対速度が減少し、その結果衝
撃効果が減少してしまうので、数ミクロンオーダ
ーの超微粉を得ることは不可能である。

またジエツトミルは、圧縮空気又は高熱蒸気を
粉砕室に設けられたノズルを通し、速度エネルギ
に変え、高速気流の軌跡を作り、この超音速ジエ
ツト気流中に被粉砕物である粉粒体を連続且つ自
動的に供給し、強い衝撃、摩擦を生じしめて粉砕
を行うもので、数ミクロンオーダーの超微粉を得
ることが可能である。

しかし、被粉砕物である粉流体の粒子の大きさ
が大きくなると、極端に処理能力が低下し、その
為被粉砕物１Kgを処理する為のコンプレツサー駆
動の電力消費量Kw・h/Kg（処理する被粉砕物の
種類及びミルの大きさにもよるが一般的には１〜
４Kw・h/Kgである。）が増大するものである。

さらに前記竪型粉砕機とジエツトミルを別置き
した微粉砕設備は、単に空気輸送設備等で竪型粉
砕機とジエツトミルを結合したもので、これの微
粉砕処理工程を第１図によつて説明すると、竪型
粉砕機１に供給された微粉砕物が粉砕され、その
粉砕製品が排風機４の駆動により排出管２を通つ
てバツグフイルター３に空気輸送され、ここで空
気と粉砕製品が分離され、空気が排風機４を経て
排気管５から排気され、粉砕製品がホツパー６に
一時貯留される。ホツパー６内の粉砕製品はフイ
ーダ７により輸送管８に送り出され、隔つた位置
に設けられている排風機１０の駆動により輸送管
８を通つてバツグフイルター９に空気輸送され、
ここで空気と粉砕製品が分離され、空気が排風機
１０を経て排気管１１から排気され、粉砕製品が
ホツパー１２に一時貯留される。このホツパー１
２内の粉砕製品はフイーダ１３によりジエツトミ
ル１４に供給され、圧縮空気の噴出により微粉砕
される。そして排風機１７の駆動により輸送管１
５を通してバツグフイルター１６に空気輸送さ
れ、ここで空気と微粉砕製品が分離され、空気が
排風機１７を経て排気管１８から排気され、微粉
砕製品がホツパー１９に貯留される。

このように微粉砕物を先ず竪型粉砕機１で粉砕
し、次にジエツトミル１４で微粉砕するというよ
うに２段に微粉砕処理する設備では、空気輸送設
備が大がかりとなり、その設備費ならびに運転費
が膨大となるばかりでなく、保守、点検、整備等
に多大な労力と時間が費やされるものである。

本発明は上記諸事情に鑑みなされたものであ
り、設備費ならびに運転費が低廉で、保守、点
検、整備等も簡単で、しかも被粉砕物を数ミクロ
ンオーダーの超微粉に効率良く容易に微粉砕する
ことのできる超微粉砕機を提供せんとするもので
ある。

以下本発明による超微粉砕機の一実施例を第２
図乃至第５図によつて説明すると、２０は円筒状
の回転子で、軸受２１，２２によつて架台２３に
回転可能に支持された垂直回転軸２４の上部に支
持されている。この回転子２０の外側表面にはそ
の母線に沿つて多数の凸部２５が設けられて凹凸
面が形成されている。２６は回転子２０の外周に
一定間隙２７を存して嵌装した固定子で、その内
側表面には母線に沿つて多数の凸部２８が設けら
れて凹凸面が形成されてる。前記回転子２０の上
端板２９上の外周部には遠心羽根３０が設けら
れ、これに対応して前記固定子２６の上端に逆円
錐状ケーシング３１が設けられている。前記遠心
羽根３０の上端にデイスク３２が設けられ、この
上に分級板３３が放射状に多数、本例では12板設
けられ、分級板３３の上端には中央に透孔３４を
有する分級デイスク３５が設けられて、この三者
により分級ロータ３６が構成されている。この分
級ロータ３６に対応するように前記逆円錐状ケー
シング３１の上端には６個のジエツトノズル３７
を等間隔に接線方向中心寄りに向けたジエツトミ
ル３８のジエツトリング３９が設けられ、このジ
エツトリング３９の外周側には環状の圧縮空気分
配管４０が設けられて、ジエツトノズル３７と連
通されている。４１は圧縮空気分配管４０の圧縮
空気入口である。前記ジエツトリング３９の上面
にはケーシング上蓋４２が設けられ、このケーシ
ング上蓋４２の中央に前記分級デイスク３５の中
央の透孔３４に基端を嵌合せる製品排出口４３が
垂直に設けられ、その製品排出口４３の外側方に
ダンパ４４付二次空気取入口４５が設けられてい
る。前記回転子２０の下端板４６に撹拌羽根４７
が設けられ、前記固定子２６の下端には逆円錐状
の下部ケーシング４８が撹拌羽根４７を覆うよう
に設けられ、これの下面に空気導入口兼用の被粉
砕物供給口４９が設けられている。５０は垂直回
転軸２４の下端に固着されたプーリ、５１は駆動
ベルト下であり、この駆動ベルト５１は電動機の
回転軸上のプーリ（図示省略）と前記プーリ５０
に掛け渡されている。

尚、図示せぬが製品排出口４３には、排出管が
接続され、これにバツグフイルターが設けられ、
バツグフイルターに排風機付排気管及びホツパー
が接続されるものであり、またジエツトミル３８
にコンプレツサーが設けられるものである。

次に上述の如く構成された本発明の超微粉砕機
の作用について説明する。先ず図示せぬ排風機を
運転して下部ケーシング４８の下面の被粉砕物供
給口４９から空気を吸入し、且つダンパ４４を開
いた二次空気取入口４５より二次空気を吸入し、
またジエツトミル３８に付設のコンプレツサーを
駆動して圧縮空気を圧縮空気入口４１から環状の
圧縮空気分配管４０に入れ、ジエツトリング３９
の６個のジエツトノズル３７から噴射し、さらに
図示せぬ電動機を駆動し、駆動ベルト５１により
回転子２０を高速回転した時の超微粉砕機内の空
気流について説明する。

被粉砕物供給口４９から吸入されて機内に垂直
に入つた空気は、回転子２０と一体に高速回転す
る撹拌羽根４７により外向き旋回気流となつて下
部ケーシング４８の逆円錐状の内面に沿つて上昇
し、回転子２０と固定子２６との間の間隙２７内
に入る。この間隙２７内に入つた気流は回転子２
０の高速回転により上向きの螺旋気流となる。そ
して遠心羽根３０の付近まで上昇してきた気流
は、高速回転の遠心羽根３０により更に回転作用
を受けるのであるが、この時その外側には逆円錐
状ケーシング３１を有するので、気流はその逆円
錐状ケーシング３１の内面に沿つて上方へ移動し
ながら外向き旋回気流となり、ジエツトリング３
９の内面、即ちノズル面３９ａまで達する。ノズ
ラ面３９ａに開口している６個のジエツトノズル
３７からは圧縮空気が噴射され、その噴流方向は
中心向きでしかも前記外向き旋回気流の旋回方向
である。前述のノズル面３９ａに達した外向き旋
回気流は、ジエツトノズル３７からの圧縮空気の
高速噴流と合流し且つ二次空気取入口４５より吸
入した二次空気とも合流して、回転子２０と一体
に高速回転する分級ロータ３６により内向き旋回
気流となつて、分級ロータ３６を通過し、製品排
出口４３から機外へ排気される。

次にこのような超微粉砕機内の空気流の中に被
粉砕物が供給された場合の粉砕作用について説明
する。被粉砕物供給口４９から供給された被粉砕
物である粉粒体は、撹拌羽根４７の高速回転によ
つて発生した外向き旋回気流に乗つて下部ケーシ
ング４８の逆円錐状の内面に沿つて上昇し、回転
子２０と固定子２６との間の間隙２７内に入る。
この間隙２７内に入つた被粉砕物は高速回転して
いる回転子２０の回転力によつて速度エネルギが
与えられて固定子２６に衝突し、粉砕され、且つ
回転子２０の凸部２５と固定子２６の凸部２８と
の間で摩砕作用を受けて更に細かく粉砕されなが
ら、回転子２０の高速回転により発生した上向き
螺旋気流に乗つて上方に運ばれる。そして間隙２
７内より出た微粉は、遠心羽根３０の高速回転に
より粒子が凝集することなく良好に分散されて、
逆円錐状ケーシング３１の内面に沿う外向き旋回
気流に乗つてジエツトリング３９の内面、即ちノ
ズル面３９ａまで運ばれる。まだ一部の粗粉に付
着していた微粉は、ジエツトリング３９の内面ま
で運ばれる途中に遠心羽根３０の高速回転により
分離される。そして微粉及び粗粉はノズル面３９
ａに沿つて回転する間に６個のジエツトノズル３
７からの圧縮空気の噴射により強い衝撃、摩擦を
受けて超微粉砕され、これがジエツトノズル３７
からの圧縮空気の噴射及び高速回転する分級ロー
タ３６によつて生じた内向き旋回気流に乗つて分
級ロータ３６側に運ばれ、分級ロータ３６によつ
て分級され、微粉のみ分級板３３の間を通過して
製品排出口４３から空気流と共に排出される。一
方分級板３３によつて跳ねとばされた小さな粗粉
は、ジエツトリング３９のノズル面３９ａに沿つ
て回転し、その間に再度６個のジエツトノズル３
７からの圧縮空気の噴射により強い衝撃、摩擦を
受けて超微粉砕され、この微粉がジエツトノズル
３７からの圧縮空気の噴射及び高速回転する分級
ロータ３６により生じた内向き旋回気流に乗つて
分級ロータ３６側に運ばれ、分級ロータ３６によ
つて分級されて、微粉のみ分級されて、微粉のみ
分級板３３の間を通過して製品排出口４３から空
気流と共に排出され、分級された粗粉は再度ジエ
ツトミル３８にて超微粉砕される。製品排出口４
３から空気流と共に排出された微粉は、図示せぬ
排出管を通つてバツグフイルターに空気輸送さ
れ、ここで空気と微粉砕製品に分離され、空気は
排風機を経て排気管から排気され、微粉砕製品は
ホツパーに貯留される。

このように本発明の超微粉砕機は、回転子２０
と固定子２６との間の環状の間隙２７内で被粉砕
物を粉砕した後、遠心羽根３０の高速回転により
逆円錐状ケーシング３１に沿う外向き旋回気流に
乗せてノズル面３９ａまで運び、ジエツトミル３
８にて超微粉砕するので、そのジエツト粉砕には
次のような特徴がある。即ち、 (1) ジエツトミル３８に供給される被粉砕物であ
る超微は、環状間隙２７内で粉砕作用を受けて
粒子が細かいので、ジエツトミル３８の粉砕能
力が高く、従つて同一原料供給量（Ｔ／Ｈ）に
対して噴出空気量が少なくて済み、コンプレツ
サーは容量の小さいもので良い。

(2) 逆円錐状ケーシング３１に沿う外向き旋回気
流に乗つて微粉がノズル面３９ａ全体に均一に
供給されるので、６個のジエツトノズル３７の
粉砕負荷が均等化する。

(3) 微粉の供給される位置が、高速噴流のジエツ
トノズル３７からの出口部近辺であるので、ジ
エツト粉砕の効果が最も高い。

(4) 供給された微粉ノズル面３９ａに沿つて旋回
気流と共に回転するので、全ての供給された微
粉は、短時間の内にジエツト粉砕の作用を受け
ることになる。

また本発明の超微粉砕機では、前述の如く逆円
錐状ケーシング３１の内面に沿う外向き旋回気流
に乗つてジエツトリング３９のノズル面３９ａま
で運ばれるので、粒子は周方向に均等に分散し、
濃度は周方向で略均一となり、しかもジエツトリ
ング３９内の気流は分級ロータ３６の高速回転と
ジエツトノズル３７からの圧縮空気の噴射によつ
て内向き旋回気流に整流されて、気流の乱れが無
い。従つて分級ロータ３６による分級は精度の高
いものとなり、粗粉が微粉と共に機外に排出され
ることが無くなり、粗粉はジエツトミル３８によ
つて再度粉砕されることになる。

以上の説明で判るように本発明の超微粉砕機に
よれば、被粉砕物を高速回転する回転子と固定子
との間の環状間隙内で粉砕し、引き続きその微粉
を外向き旋回気流によつて上部のジエツトミルの
ノズル面まで運び、最適条件で微粉をジエツト粉
砕できるので、数ミクロンオーダーの超微粉を容
易に得ることができる。またジエツトミルでジエ
ツト粉砕されなかつた微粉中の粗粉は回転子と共
に高速回転する分級ロータによつて分級されて微
粉のみ機外に排出され、粗粉は再度ジエツトミル
のジエツト粉砕作用を受けて超微粉砕されるの
で、被粉砕物は全て超微粉砕されて、極めて粉砕
効率が高いものである。さらに本発明の超微粉砕
機は、竪型粉砕機とジエツトミルとを別置きと
し、その間を空気輸送設備等で結合した従来の微
粉砕処理設備に比べ、保守、点検、整備が容易で
あり、且つ設備費が安価であり、またジエツトミ
ルのコンプレツサー容量が従来の微粉砕処理設備
に於けるジエツトミルのコンプレツサー容量より
も小さくて良く、しかも空気輸送設備は製品取出
しの排出管、バツグフイルター、排風機、ホツパ
ーの各一基だけであるので、電気代等の運転費は
従来の微粉砕処理設備に比べ著しく低減できる。
さらにまた本発明の超微粉砕機には製品排出口の
手前に分級ロータを備えているので、従来のよう
に微粉砕製品を別途分級機で分級する必要が無
く、従つて分級機及びそれに連なる空気輸送設備
を省略できて、分級機使用上の設備費、運転費が
解消できると共に保守、点検、整備は分級ロータ
のみとなるので極めて容易である等の優れた効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は竪型粉砕機とジエツトミルを別置きし
て空気輸送設備等で結合して成る従来の微粉砕設
備を示す概略図、第２図は本発明による超微粉砕
機の一実施例を示す縦断面図、第３図は第２図の
Ａ―Ａ線横断面図、第４図は第２図のＢ―Ｂ線横
断面図、第５図は第２図のＣ―Ｃ線横断面図であ
る。 ２０…回転子、２４…垂直回転軸、２５…凸
部、２６…固定子、２７…間隙、２８…凸部、２
９…上端板、３０…遠心羽根、３１…逆円錐状ケ
ーシング、３４…透孔、３６…分級ロータ、３７
…ジエツトノズル、３８…ジエツトミル、４２…
ケーシング上蓋、４３…製品排出口、４５…二次
空気取入口、４６…下端板、４７…撹拌羽根、４
８…下部ケーシング、４９…空気導入口兼用の被
粉砕物供給口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 垂直回転軸に支持され外側表面の母線に沿つ
   て多数の凸部を有する円筒状の回転子と、該回転
   子との間に一定間隙を存して嵌装され内側表面の
   母線に沿つ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竪型粉砕機に於いて、前記回
   転子の上端板外周に遠心羽根を設け、該遠心羽根
   に対応して固定子の上端に逆円錐状ケーシングを
   設け、前記遠心羽根の上端に中央に透孔を有する
   分級ロータを設け、前記円錐状ケーシングの上端
   に接線方向中心寄りにジエツトノズルを複数個等
   間隔に向けた環状のジエツトミルを設け、該ジエ
   ツトミルの上側に中央に前記分級ロータの透孔に
   嵌合する製品排出口を有しその外側に二次空気取
   入口を有するケーシング上蓋を設け、前記回転子
   の下端板に撹拌羽根を設け、前記固定子の下端に
   逆円錐状の下部ケーシングを設け、該下部ケーシ
   ングに空気導入口兼用の被粉砕物供給口を設けた
   ことを特徴とする超微粉砕機。