JPS6235820B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はあらかじめ粗粒化された無機物、有機
物の被粉砕物を、所望する微細粒度に微粉砕する
微粉砕機に関する。

ピンミル、ハンマーミルなどの呼称で代表され
る高速回転盤と衝撃ピン（ハンマー、ブレード）
を有する衝撃式粉砕機の多くは、スクリーン（打
抜多孔板）などの分級機構を内蔵した自己分級型
の型式をとつており、これらの粉砕機は無機物、
有機物を問わず広い範囲にわたる種類の物質の粉
砕に適しており、加えてボールミル、振動ミルな
どの磨砕式粉砕機に比較して遥かに短かい滞留時
間で粉砕を行なうために、システムとしての応答
性がすぐれている利点を兼ね備えており、連続式
粉砕機として広く用いられている。

然し、上記衝撃式粉砕機における粉砕は、主と
して高速回転する回転盤に装着された衝撃ピンに
よる瞬間的な打撃、すなわち粉砕室内の瞬時通過
（ワンパス）時における被粉砕物の体積粉砕によ
つて達成されるため、殆んどの場合、粉砕された
物質の粒度の分布が広い範囲にわたり、微細粒子
もあれば粗い粒子もあるという非常にバラツキの
大きい体積粉砕特有の結果が現われる。従つて平
均粒径（代表粒径）も粗くなつている。

よつて、この種の衝撃式粉砕機に、スクリーン
などの分級機構を内蔵させたところで粉砕作用そ
のものは、被粉砕物が粉砕室をワンパスする際の
瞬間的な打撃による体積粉砕であるという基本的
なメカニズムに変りはなく、かつ、スクリーンの
孔径そのものも孔あけ加工上の問題や、運転使用
中の孔の目詰りの問題で一般的には数ミリメート
ル程度のものが使用され、特別な場合でも300ミ
クロン程度の孔径のスクリーンが使用されるた
め、この孔を通過して得られる粉砕品の粒度（平
均粒径）は一般的に数百ミクロン程度である。

従つて、更に微細な粒子を所望する場合は、上
記の衝撃式粉砕機と遠心力型分級機（半自由渦型
と強制渦型が使用されている）とを組合わせて使
用し、分級機で分級された微粉回収分を粉砕品と
すると同時に、粗粒品は再び衝撃式粉砕機の原料
供給口に戻す方法が用いられている。しかし、こ
の方式にても得られる分級品の平均粒径はせいぜ
い数十ミクロンのオーダーであり、かつ、分級操
作はいわゆる粗粒カツト方式であるため、得られ
た微粉回収分の粒度分布も依然として広い範囲に
わたつている。

このように従来用いられている瞬間的な打撃に
よるワンパス型の連続式衝撃粉砕機では、数ミク
ロン或いはサブミクロンオーダーの微細で、しか
も粒径の揃つた粉砕生成物を得ることは不可能で
あり、この点が従来型の衝撃式粉砕機の最大の欠
点となつていた。

また、従来の衝撃式粉砕機の粉砕機構のまま
で、ただ単に連続排出口（例えばスクリーン部全
体）を閉塞しただけの回分粉砕にあつては、粉砕
室に供給された１回分の被粉砕物の大部分が高速
度回転する衝撃ピンによる遠心力を受けて、外周
の衝突リングと、衝撃ピンの間隙部分に停滞し、
殆んど移動しないため、回分操作でありながら時
間が経過しても被粉砕物に対する衝撃回数の増加
がみられない。したがつて、従来の衝撃式粉砕方
式にあつては、衝撃ピンと衝撃リングによる被粉
砕物に対する効果的な打撃作用は、該衝撃ピンの
高速回転によつて発生する気流の流れを妨げない
（即ち粉砕室外周部の気流を絶えず入れ替える）
ことにより達成されるものであり、この事実は、
本願発明者の実験によつて確認されている。

本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、前
記従来技術の問題点を解消し、数ミクロンあるい
はサブミクロンオーダーの、微細で、しかも粒子
径の揃つた粉砕生成物が得られる完全回分式に用
いて好適な微粉砕機を提供しようとするものであ
る。

すなわち、本発明は高速回転する回転盤と、該
回転盤の外周に沿つて設けられた多数の衝撃ピン
と、該衝撃ピンの最外周軌道面に沿つて周設され
た衝突リングと、該衝突リングに囲まれて前記回
転盤の周囲に形成した粉砕室とからなる衝撃式微
粉砕機において、粉砕運転によつて発生する前記
粉砕室内の気流と、該気流とともに移動する被粉
砕物とを誘導循環せしめる自己循環回路を前記粉
砕室に付設し、該自己循環回路の一方の開口部を
前記衝突リングの一部に開口せしめ、他方の開口
部を回転盤の中心部に配置せしめたことを特徴と
する微粉砕機である。

以下、本発明の実施例について図面を参照しな
がら詳細に説明する。

第１図及び第２図において、１は粉砕機のケー
シング、２は同じく後カバー、３は同じく前カバ
ー、４はケーシング１内にあつて高速回転をする
回転盤、５は回転盤４の外周に所定間隔を置いて
放射状に周設された複数の衝撃ピン（ハンマ
ー）、６は回転盤４をケーシング１内に回転可能
に軸支する回転軸、８は衝撃ピン５の最外周軌道
面に沿い、かつそれに対し一定の空間を置いて周
設された衝突リング（ブレーカープレート）、９
は衝突リング８の一部を切欠いて設けた微粉排出
用の開閉弁、１０は開閉弁９の弁軸、１１は弁軸
１０を介して開閉弁９を操作するアクチユエー
タ、１３は一端が衝突リング８の内壁の一部に開
口し、他端が回転盤４の中心部付近に開口して閉
回路を形成する循環回路、１５は原料ホツパー、
１４は原料ホツパー１５と循環回路１３とを連絡
する原料供給用のシユート、１６は原料計量フイ
ーダ、１７は原料バンカー、２０は微粉排出シユ
ート、２１はサイクロン、２２はロータリーバル
ブ、２３はバツグフイルタ、２４はロータリーバ
ルブ、２５は排風機、３１は微粉砕機の運転を制
御する時限制御装置をそれぞれ示す。なお、１８
は回転盤４の外周と衝突リング８との間に設けら
れた粉砕室、１９は循環回路１３への循環口をそ
れぞれ示す。

本発明に係る前記構成の微粉砕機は、次の要領
で操作する。

まず、微粉排出用の開閉弁９を閉鎖した状態と
しておき、図示を省略した駆動手段によつて回転
軸６を駆動し、一定の周速度（60〜160ｍ／sec）
で回転盤４を回転させる。そのため回転盤４外周
の衝撃ピン５の回転に伴つて急激な気流の流れが
生じ、この気流の遠心力によるフアン効果によつ
て、粉砕室１８に開口する循環回路１３の循環口
１９から循環回路１３を巡つて回転盤４の中心部
に戻る気流の循環流れ、すなわち、完全な自己循
環の流れが形成される。

次に、一定量の被粉砕物を計量フイーダ１６よ
り原料ホツパー１５に短時間で投入する。被粉砕
物はこの原料ホツパー１５からシユート１４を通
り、粉砕室１８へ到達する。粉砕室１８へ送入さ
れた被粉砕物は、こゝで高速回転する回転盤４の
多数の衝撃ピン５によつて瞬間的な打撃作用を受
け、さらに周辺の衝突リング８に衝突して粉砕さ
れる。そして同時に、前記循環ガスの流れに伴つ
て被粉砕物は循環回路１３を循環して再び粉砕室
１８へ戻り、再度打撃作用を受ける。このような
粉砕作業が連続して何回も繰返される。

この粉砕作業においては、一回分の処理量にも
よるが、循環する被粉砕物のうちの一部は、極め
て短時間（数秒間）で所望の微細粒子まで粉砕さ
れ、それ以下の粒径には微細化が進行しないと考
えられる。そして以降は、残りの粗粒子のみが循
環しながら選択的に粉砕され、一定時間（一般の
被粉砕物で数秒から数分間）後、一定の衝撃速度
で運転する衝撃式粉砕方式で到達しうる極限の微
細粒子にまで粉砕が進行する。すなわち、一回分
の被粉砕物は、循環回路１３を循環しているうち
に、全体として比較的短時間のうちに一定の微細
粒子径のものに収斂してゆき、粒子径が微細で、
かつ揃つた粉砕物が得られる。そしてこれら一連
の完全回分粉砕に要する時間は、被粉砕物の供給
時間を含めても一般に数秒〜数分の短時間内で終
了する。

以上の粉砕作業が終了した後は、微粉排出用の
開閉弁９を鎖線で示す位置に移動させて開き、生
成された微粉を排出する。この微粉は、それ自身
に作用している遠心力と、排風機２５の吸引力に
よつて短時間（数秒間）で粉砕室１８及び循環回
路１３から排出され、シユート２０を通つてサイ
クロン２１及びバツグフイルター２３などの粉末
捕集装置に誘導されたのち捕集され、ロータリー
バルブ２２，２４を介して系外に排出される。

微粉排出後、開閉弁９は直ちに閉鎖され、再び
計量フイーダ１６から、次回以降の一定量の被粉
砕物が、微粉砕機に供給されて同様な工程を経て
微粉が次々と生産される。なお、これら一連の完
全回分粉砕操作は、関連機器の動作時間に関連し
て、予め時限設定された時限制御装置３１によつ
て制御され、継続される。

第３図は本発明に係る微粉砕機の他の実施例
で、微粉排出用の開閉弁９を微粉砕機の前カバー
３に配設し、微粉排出シユート２０を前カバー３
に接続した態様を示す。

第４図は本発明に係る微粉砕機の更に他の実施
例で、微粉排出口の開閉弁９を循環回路１３の一
部に配設し、微粉排出シユート２０を循環回路１
３に接続した態様を示す。

次に、本発明の微粉砕機においておこなう被粉
砕物の粉砕作業においては、被粉砕物の粉砕中に
おける酸化劣化を防止したり、発火や爆発を防止
する目的で窒素ガスなどの各種の不活性ガスを使
用することがこおなわれる。第５図は本発明に係
る微粉砕機において、この不活性ガスを使用する
実施例を示す。なお、この実施例の説明に際し、
前記実施例と同一部材については同一符号を付
し、説明を省略する。

第５図において、２６は原料ホツパー１５の下
部に介設した原料供給弁、２７は原料供給用のシ
ユート１４に開口する不活性ガスの供給弁、２８
は不活性ガス供給源、２９は不活性ガスの供給路
を示す。なお、この実施例では循環回路１３をケ
ーシング１内に収納した態様を示す。

運転開始に際して、まず、原料供給弁２６を閉
じ、開閉弁９を開いた状態としたあと、不活性ガ
スの供給弁２７を開き、粉砕室１８及び循環回路
１３内に不活性ガスを充満させておく。この粉砕
作業開始に先立つておこなう微粉砕機内への不活
性ガスの置換は、通常数分以内で終了する。

次に開閉弁９と供給弁２７とを同時に閉じたあ
と、直ちに原料供給弁２６を開いて、予め計量さ
れた被粉砕物をシユート１４を通つて粉砕室８に
供給する。なお供給後、供給弁２６は直ちに閉の
状態に戻し、その信号を受けて計量フイーダ１６
は原料ホツパー１５に次回の被粉砕物を供給して
おく。

以後は、不活性ガスとともに前記実施例の場合
と同様に被粉砕物の衝撃粉砕をおこない、被粉砕
物は循環回路１３内を循環しながら、不活性ガス
との十分な接触を保ちつゝ粉砕され微細粒子とな
る。次に開閉弁９と供給弁２７とを開くと、生成
された微粉は、粉砕室１８及び循環回路１３から
シユート２０へ排出され、同時に粉砕室１８及び
循環回路１３は新らしい不活性ガスで置換され
る。排出された微粉は前記実施例と同様に処理さ
れる。

以後は開閉弁９及び供給弁２７を閉じて原料供
給弁２６を開とすれば、次回分の粉砕操作が進行
する。なお不活性ガスの供給・停止を含むこれら
一連の完全回分粉砕操作は、前記実施例と同様に
時限制御装置３１によつて制御され、継続され
る。

以上のように、本願発明に係る微粉砕機によれ
ば、一定の衝撃速度を有する衝撃式粉砕機にて到
達できる極限の微細粒子で、かつ粒子径の揃つた
粉砕生成物が得られる。また同一の粒子径の粉砕
処理をおこなうと仮定した場合において、従来型
のワンパス式微粉砕機と比較するならば、本発明
の微粉砕機では遥かに低い衝撃速度（回転数）に
てその目的が達成され、そのため、衝撃ピン（ハ
ンマー）、衝突リング等の耐磨耗対策が非常に容
易であり、云い換えればこれら部品の寿命を大幅
に延長することが可能である。

また、本発明の微粉砕機は、粉砕室及び循環回
路の構造が非常に簡単であり、前カバーを開くこ
とにより回転盤４を取り外して容易に分解が出来
る。そのため機内の点検並びに清掃が極めて容易
であり、品種切換時の異物混入が避けられること
により広い範囲の種類の物質の微粉砕処理に提供
できる。

また、不活性ガスを使用する場合にも、効率よ
く、また、その使用量を最低にする機構的な特徴
を備えている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る微粉砕機の一実施例を、
その前後装置とともに系統的に示した概念的な説
明図、第２図は第１図の側断面説明図、第３図は
本発明に係る微粉砕機の他の実施例の部分断面説
明図、第４図は同じく、更に他の実施例の部分断
面説明図、第５図は同じく不活性ガスを用いる場
合の他の実施例の説明図である。 ４……回転盤、５……衝撃ピン、８……衝突リ
ング、９……微粉排出用の開閉弁、１３……循環
回路、１４……原料供給シユート、１８……粉砕
室、２０……微粉排出シユート、２６……原料供
給弁、２７……不活性ガス供給弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 高速回転する回転盤と、該回転盤の外周に沿
   つて設けられた多数の衝撃ピンと、該衝撃ピンの
   最外周軌道面に沿つて周設された衝突リングと、
   該衝突リングに囲まれて前記回転盤の周囲に形成
   した粉砕室とからなる衝撃式微粉砕機において、
   粉砕運転によつて発生する前記粉砕室内の気流
   と、該気流とともに移動する被粉砕物とを誘導循
   環せしめる自己循環回路を前記粉砕室に付設し、
   該自己循環回路の一方の開口部を前記衝突リング
   の一部に開口せしめ、他方の開口部を回転盤の中
   心部に配置せしめたことを特徴とする微粉砕機。