JPS649059B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 「産業上の利用分野」 本発明は流体エネルギー式微粉砕機（以下ジエ
ツトミルという）に関する。

「従来の技術」 粉体の微細化の要求は近来増々強くなつてお
り、更に微粉体の粒度範囲も狭いものが要求され
る。この要求に対応する微粉砕機及び精選された
微粉体を得るための分級機が数多く出現してい
る。この中でも、近代科学を代表するフアインセ
ラミツクスの応用技術は目を見張るものであり、
これらの原料である粉体の供給プロセスで用いる
微粉砕機では、ジエツトミルが主流となつてい
る。該ジエツトミルに於ける粉砕機構にも旋回
式、衝突式、あるいは衝突と旋回の複合型式等が
あり、また、粉砕機本体の中に粉砕室と異にする
分級室を有した分級機構を具備したものがある。

この分級機構は粉砕機後の砕料の旋回運動等の
曲線運動状流れにおいて該流れのより外側に粗粒
がそして流れのより内側に微粒が集合する性質を
利用し、分級室中に隔壁となつている分級部材の
入口端を該流れに向けて配し、分級部材入口端の
位置により粗粒と微粒の割合を分けている。

この分級部材を旋回粉砕室中心部直後の位置に
配したものとしては特公昭47−27284号公報に示
されるもの、旋回粉砕室に隣接して配した分級室
中に分級部材を配したものとしては特公昭47−
27177号公報に示されるものがある。

「発明が解決しようとする問題点」 これらの分級機構はいずれも粉砕に供したジエ
ツトエアーの残留圧力を利用した旋回慣性力分級
あるいは、コアンダー現象による分級が主体であ
り、その分級効果は分級機構に於ける速度によつ
て決まるのみである。即ち、ジエツトエアーの空
気量の大、小によつて決まることになる。しか
も、固気分級に必要な慣性力の弱まつた場所での
作用となる結果、分級点が大きい粒子径となるば
かりでなく、製品となる微粉も範囲の広い粒度構
成品となる。

処が近時は製品に対する粒度の均一性の要請が
強くなつている。処が従来の分級機構は固定的に
構成されており、分級部材はほぼ機枠内一ぱいの
大きさの単体か或は他の枠部材と一体となつてい
る。従つて、分級部材の入口部の位置を変えるこ
とにより、粗粒と微粒の分級割合を変更しようと
すると分級部材全体を変更する必要がある。一方
分級部材入口部が破砕された砕料により摺擦され
て摩耗すると該入口部が位置を変え、分級状態が
変化してしまうという問題点がある。

本発明は流体エネルギー式微粉砕機内に具備し
た分級装置の上記欠点を除去し、常に安定して微
粉のみを生産することのできる流体エネルギー式
微粉砕機を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

「問題点を解決するための手段」 本発明は固気を混合して衝突板に衝突させるよ
うにノズル、固気混合室、加速管を一直線上に配
し、加速管出口側が開口する位置に内部に向つて
空気を吹込むノズルを周囲に備えた旋回粉砕室を
配設し、加速管を囲繞する微粉室と微粉室の外側
に環状の分級板を間にして細粉室を備えた分級室
及び前記旋回粉砕室と分級室を通過する整流ゾー
ンを設けた微粉砕機において、前記分級板入口部
が脱着可能な環状の分級チツプとなつている微粉
砕機である。

「作用」 分級チツプのみを取り変えることにより分級部
材入口部の位置を変更できるので要求粒度、粒度
分布の製品を得ることができ、分級板摩耗の場合
も分級チツプの交換のみで対処できる。

「実施例」 以下、本発明の実施例を図面により説明する。
第１図は縦断面図である。胴体１にはヘツド本体
２が着脱可能に固定され、ヘツド本体２には砕料
（粉砕される原料を砕料という）の供給用ホツパ
３を備えた砕料供給ヘツド４が固定されている。
胴体１は図示断面の中空回転体形状に形成されて
おり、その中心線上にはホツパ３に隣接して砕料
供給ヘツド４にノズル５が固定されていて、ノズ
ル５の吹出口とホツパ３の出口端はノズル５と同
中心線上にあるヘツド本体２の中心に嵌入固定さ
れた加速管６の上部に設けた固気混合室７に開口
しており、エジエクタを構成している。

加速管６の回りには胴体１との間でヘツド本体
２側に分級室８が設けられ、分級室８につづいて
整流ゾーン９が設けてある。分級室８中には円錐
形状の分級室を一部小円錐状のより粒度の小さい
製品を導入する微粉室１１と環状のより粒度の大
きい破砕粉を導く細粉室１２に分割する分級部材
として環状の分級板１３がヘツド本体２に一体に
設けてあり、分級板１３はその入口部の小径端部
に胴体１と同芯の環状の分級チツプ１４を有す
る。即ち、作用の説明で後述するように分級板１
３は加速管６の回りの旋回流と同心的である。こ
の分級チツプ１４は例えば分級板１３の内径端に
設けためねじに嵌合するおねじを備えており、脱
着できるようになつている。その形状は内径側が
第１図において斜め下方に中心に向つて鋭角で鋭
い刃先状となつている。分級板１３は超鋼合金鋼
等の耐摩耗性材料が用いられる。

微粉室１１はヘツド本体２に設けた２個所の排
出路１５より不図示の補集機に通じている。細粉
室１２はヘツド本体２に放射状に設けた複数の循
環路１６を通じて、固気混合室７に連通してお
り、循環路１６の途中にヘツド本体２の半径方向
にねじ込まれて進退自在のニードル弁１７を備え
る流量調整弁１８が構成されている。

以上のように胴体１で囲まれ、胴体１と同心の
加速管６が貫通する分級室８に分級チツプ１４を
備えた分級板１３を配し、分級板１３両側により
粗い粉砕された砕料即ち、破砕粉を集める循環路
に通じる細粉室１２とより細かい破砕粉を集める
排出路に通じる微粉室１１とにより分級装置が構
成されている。

ヘツド本体２が取付けられている胴体１の部分
と反対側には胴体１と一体の上壁１９に環状の側
壁２１が嵌入し、側壁２１の外側に環状の空気溜
２２が嵌入し、上壁１９と反対側から側壁２１に
底壁２３が嵌入し、該上壁１９に底壁２３、側壁
２１、空気溜２２を共締め固定してある（固定方
法は図示されない）。上壁１９、側壁２１、底壁
２３に囲まれて形成された旋回粉砕室２４中に加
速管６のラツパ状になつた端部が突出しており、
加速管６の端部は底壁２３に固定した固定壁たる
衝突板２５と適当な間隔をおいて対向している。
衝突板２５は砕料に対応して高い硬度をもつ材料
が運ばれる。例えば砕料がセラミツクスの材料の
アルミナであると衝突板２５はセラミツクスであ
る。

側壁２１には第１図のＢ−Ｂ断面図の第３図に
示すように、その取付部と旋回粉砕室２４の中心
を結ぶ線に対して同じ回り勝手に一定の角αを有
する向きに複数の旋回粉砕用ノズル２６が空気溜
２２内から旋回粉砕室２４に貫通している。

圧縮空気源２７からは圧縮空気管２８，２９が
ノズル５、空気溜２２に通じている。

作動状態において圧縮空気源２７から圧縮空気
管２８を通じてノズル５に圧縮空気が供給されて
おり、同時に圧縮空気管２９から空気溜２２を介
して旋回粉砕用ノズル２６に空気が供給されてい
る。ノズル５より吹き込まれた圧縮空気はノズル
端よりジエツト流として噴出し、固気混合室７で
はジエツト流回りに生ずる真空圧によりホツパ３
から投入された砕料が吸込まれると共に後述する
ように循環路１６を通じて粉砕された砕料の一部
のものが吸込まれる。これらは固気混合室７のジ
エツト流に巻き込まれ、固気混合したジエツト流
は固気混合室７につづけてダイバージエントノズ
ルになつている加速管６で圧力を速度エネルギー
に変えられて高速度で噴出して衝突板２５に激し
く衝突し砕料は細かく粉砕され放射状に飛び散
り、旋回粉砕室２４中へ入る。

空気溜２２内に入つた圧縮空気が旋回粉砕用ノ
ズル２６を通じて旋回粉砕室２４にジエツト流を
吹き込んでおり、旋回粉砕室２４では加速管６を
中心として一つの渦巻流が生じている。旋回粉砕
室２４中の破砕粉は旋回粉砕用ノズル２６のジエ
ツト流により直撃加速された破砕粉と他の破砕粉
が衝突し、衝突板２５への衝突により破砕された
砕料を更に破砕するが旋回粉砕の特徴として砕料
の角を丸める作用、つまり磨砕作用が強く働く。
旋回粉砕室２４での高速旋回によつて破砕粉には
遠心力が働らき、大きい粒子は側壁２１側で旋回
しながら、旋回粉砕用ノズル２６によつてさらに
粉砕が繰り返され、微細化してゆく。旋回衝突作
用により微細化された破砕粉は遠心力を失つて、
ノズル５、加速管６をとおり旋回粉砕室２４に入
つた空気及び旋回粉砕用ノズル２６より旋回粉砕
室２４に入つた空気を併せた空気の流動に随伴さ
れて、整流ゾーン９を旋回し乍ら進む。衝突粉砕
工程、旋回粉砕工程を経て細粉、微粉化された破
砕粉の各粒子は整流ゾーン９で遠心力を受け、質
量の大きい細粉は外側へ、質量の小さい微粉は内
側に遠心分級され分級室８に流入し、分級チツプ
１４を備えた分級板１３で細粉と微粉に分級さ
れ、細粉は循環路１６を経て固気混合室７に入
り、ホツパ３から供給される砕料と混合され、加
速管６で増速されて、噴出して衝突板２５に衝突
粉砕される衝突粉砕工程、衝突粉砕されて旋回粉
砕室２４で旋回粉砕される工程、旋回粉砕されて
整流ゾーン９で整流される工程を経て分級室８に
戻ることをくり返して次第に微粉化が進む。微粉
は微粉室１１に集められ、排出路１５より不図示
の捕集機で取り出される。

今、分級室８内に於ける分級チツプ１４の内径
部の粒子の挙動を考えてみる。第４図は分級室の
平面図である。分級室８内部の流体の流動状態
は、破砕粉の粒子Ｍの円周方向速度U_tが中心Ｏ
よりの半径ｒに逆比例する自由渦に近い準自由渦
が形成されている。更に、分級チツプ１４の内径
付近から内側は、内向きの半径方向流れ（速度
U_rと、その外側よりも強い上向きの軸方向流れ
が生じている。

分級チツプ１４内径r_pの附近にある粒子は、旋
回速度によつて与えられる遠心力が、内向き流れ
によつて与えられる力よりも大きければ、外側の
細粉室１２から循環路１６、小さければ内側の微
粉室１１から排出路１５の側に分けられ流れる。
このときの分級される限界粒子径d_pは d_p＝（18 μ r_p U_r／ρ_p U_t ²）^1/2 ただし、μ：空気の粘度 ρ_p：分級される粉体の密度 で表現できる。

一方u_t・rⁿ＝const.但し０＜ｎ＜１の式で示さ
れる準自由渦の速度分布の式とから、粒子の分級
径である限界粒子径は分級チツプ１４の内径r_pを
変えることで移動操作が可能である。

従つて、ヘツド本体２を胴体１から取外し、ラ
ツパ状端部径が分級チツプ１４の内径よりも大き
い加速管６をねじ戻して取外し、分級チツプ１４
を交換することにより、製品化される粉体粒子の
粒度、粒度分布を所望の大きさにすることができ
る。

流量調整弁１８により環状弁口の幅Ｓをせまく
して循環路１６の流量を減少させると細粉室１２
の空気圧は昇圧し、循環路１６から固気混合室７
へ入り再循環する粉砕された細粉は減少し、破砕
粉をくり返し破砕する平均回数が減少するので分
級室８では平均して破砕粉の粒子径が大きくな
る。一方分級室８における細粉室１２側での渦流
は抑制され、微粉室１１への軸方向流れが強くな
るので微粉室１１へはより大粒子の破砕粉が流れ
るので排出路１５から取出される粒子径は平均的
に大きくなり、粒度分布も分散する。

かくして分級チツプ１４では基本的な分級限界
の変更が行われ、流量調整弁１８により一つの分
級チツプ１４で定められた分級限界を調整する機
能を有する。

第５図は流量調整弁１８の他の実施例の縦断面
図である。ヘツド本体２の半径方向の循環路１６
の方向と同芯の孔に回転弁３１が滑合している。
回転弁３１は管状で半径方向に直径の異なる弁口
３２が複数個あけられており、何れか一つの弁口
３２が細粉室１２と循環路１６を連通させること
により、循環路１６を流れる細粉の量を調節する
ものである。座金３３を介してヘツド本体２にね
じ込まれた押ねじ３４により回転弁３１は固定さ
れており、回転弁３１の外周に向つてヘツド本体
２にあけためねじにねじ込まれた栓３５をあけ、
押ねじ３４をゆるめて、栓３５用の孔から針状の
部材で回転弁３１を回転して他の弁口３２を細粉
室１２に通ずるように選択するものである。

実施例はヘツド本体と一体に分級板を備え分級
板端に備えるめねじに分級チツプをねじ込んだか
ら、所望の粒径以下の微粉を分級するに際しては
分級チツプを回すだけで交換できる。

実施例は分級チツプを備えると共に衝突粉砕、
旋回粉砕して旋回ゾーンを通じて分級室に入り、
分級室で分級した比較的粗粒を再循環させる循環
路に流量調整弁を備えたから、破砕粉の粒度、粒
度分布を装置を分解することなく調節できる。

実施例は流体エネルギー式粉砕手段としてジエ
ツト流に随伴する砕料を固定壁に衝突させる手段
（衝突粉砕手段）に更に旋回衝突を生じさせる粉
砕手段（旋回粉砕手段）を併用した複合型流体エ
ネルギー式微粉砕機で説明したが、衝突粉砕手段
又は旋回衝突手段何れか１つを備えるものにおい
ても有効であることはいうまでもない処である。

〔発明の効果〕

本発明は固気を混合して衝突板に衝突させるよ
うにノズル、固気混合室、加速管を一直線上に配
し、加速管出口側が開口する位置に内部に向つて
空気を吹込むノズルを周囲に備えた旋回粉砕室を
配設し、加速管を囲繞する微粉室と微粉室の外側
に環状の分級板を間にして細粉室を備えた分級室
及び前記旋回粉砕室と分級室を通過する整流ゾー
ンを設けた微粉砕機において、前記分級板入口部
が脱着可能な環状の分級チツプとなつている微粉
砕機としたから分級チツプを交換するだけで、限
界粒子径の移動が可能となり微調整を要求される
製品粒度が容易に得られるのみならず微粉砕シス
テムとしての単独分級機の設備が不用となり、設
備費の低廉に止まらず、分級部材の摩耗交換も部
分の交換ですむので運転管理をも含めた製産コス
トの低減、製品の安定化に大きく貢献するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の縦断面図、第２図は
第１図のＡ−Ａ断面図、第３図は第１図のＢ−Ｂ
断面図、第４図は第１図のＣ−Ｃ断面図、第５図
は流量調整弁の他の実施例の縦断面図である。 １……胴体、２……ヘツド本体、３……ホツ
パ、４……砕料供給ヘツド、５……ノズル、６…
…加速管、７……固気混合室、８……分級室、９
……整流ゾーン、１１……微粉室、１２……細粉
室、１３……分級板、１４……分級チツプ、１５
……排出路、１６……循環路、１７……ニードル
弁、１８……流量調整弁、１９……上壁、２１…
…側壁、２２……空気溜、２３……底壁、２４…
…旋回粉砕室、２５……衝突板、２６……旋回粉
砕用ノズル、２７……圧縮空気源、２８，２９…
…圧縮空気管、３１……回転弁、３２……弁口、
３３……座金、３４……押ねじ、３５……栓。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 固気を混合して衝突板に衝突させるようにノ
   ズル、固気混合室、加速管を一直線上に配し、加
   速管出口側が開口する位置に内部に向つて空気を
   吹込むノズルを周囲に備えた旋回粉砕室を配設
   し、加速管を囲繞する微粉室と微粉室の外側に環
   状の分級板を間にして細粉室を備えた分級室及び
   前記旋回粉砕室と分級室を通過する整流ゾーンを
   設けた微粉砕機において、前記分級板入口部が脱
   着可能な環状の分級チツプとなつている微粉砕
   機。