KR20150145270A - 분체 처리 장치 - Google Patents

Abstract

피처리 분체의 물성에 맞춰서, 충격실 내의 분위기 온도 등의 밸런스가 취해진 운전 조건을 용이하게 얻는 것이 가능한 분체 처리 장치를 제공한다. 분체 처리 장치는, 수평 방향의 축 주위로 회전하는 로터(5)와, 로터(5)의 전방면에 방사상으로 복수 설치되는 충격핀과, 충격핀이 설치된 로터의 측면을 덮고, 충격핀의 최외주 궤도면을 따라서 주위로 설치되는 충돌링(8)을 구비한다. 충격핀을 구성하는 부재의 일부[착탈부(6b)]는, 다른 쪽[고정부(6a)]에 대해 착탈 가능한 상태로 설치되고, 또한 충격핀과 충돌링과의 거리를 조정하기 위해 복수 종류 준비된다.

Description

분체 처리 장치{POWDER-PROCESSING DEVICE}

본 발명은, 분체 처리 장치에 관한 것이다.

종래, 특허문헌 1과 같이, 충격식 타격 수단을 사용해서, 고체 입자의 표면에 다른 미소 고체 입자를 매설 혹은 고착하거나, 또는 고체 입자의 표면에 다른 미소 고체 입자를 막상으로 고정화하여, 고체 입자에 대해 표면 개질 처리하거나, 또한 금속이나 수지 등의 부정형 입자를 구형화 처리하거나 하는 분체 처리 장치가 제안되어 있다.

일본 특허 공개 평06-55053호 공보

분체 처리 장치에서는, 피처리 분체의 물성에 맞춰서, 충격실 내의 분위기 온도 등의 밸런스가 취해진 운전 조건을 설정할 필요가 있다.

따라서 본 발명의 목적은, 피처리 분체의 물성에 맞춰서, 충격실 내의 분위기 온도 등의 밸런스가 취해진 운전 조건을 용이하게 얻는 것이 가능한 분체 처리 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 관한 분체 처리 장치는, 수평 방향의 축 주위로 회전하는 로터와, 로터의 전방면에 방사상으로 복수 설치되는 충격핀과, 충격핀이 설치된 로터의 측면을 덮고, 충격핀의 최외주 궤도면을 따라서 주위로 설치되는 충돌링을 구비하고, 충격핀을 구성하는 부재의 일부는, 다른 쪽에 대해 착탈 가능한 상태로 설치되고, 또한 충격핀과 충돌링과의 거리를 조정하기 위해 복수 종류 준비되거나, 또는 복수의 상기 충격핀을 일체화시킨 충격핀 군이, 로터에 대해 착탈 가능한 상태로 설치되고, 또한 충격핀과 충돌링과의 거리를 조정하기 위해 복수 종류 준비된다.

착탈부 또는 충격핀 군을 교체함으로써, 충격핀과 충돌링 사이의 거리(클리어런스)를 조정할 수 있으므로, 피처리 분체의 물성에 맞춰서, 충격실 내의 분위기 온도 등의 밸런스가 취해진 운전 조건을 용이하게 얻는 것이 가능해진다.

바람직하게는, 충격핀은 로터에 고정되는 고정부와, 고정부에 착탈 가능한 상태로 설치되는 착탈부를 갖고, 착탈부는 충격핀을 구성하는 부재의 일부이며, 고정부는 충격핀을 구성하는 부재의 다른 쪽이며, 착탈부는 개개의 착탈부의 높이 방향의 길이가 다른 복수 종류의 것이 준비된다.

충격핀의 선단 부분(충돌링에 가까운 부분)은, 마모되기 쉽지만, 이러한 부분은 로터에 고정된 고정부로부터 제거 가능한 착탈부로 구성되므로, 이러한 부분만을 교환하는 것이 가능해진다. 또한, 착탈부의 재질을 세라믹스나 초경합금으로 함으로써, 내마모성을 향상시킬 수 있다.

더욱 바람직하게는, 고정부는 회전축의 축방향으로 평행하게 연장되고, 착탈부가 걸림 결합하는 홈부를 갖고, 홈부는 개구부가 저부보다도 좁은 단면 형상을 갖는다.

홈부의 걸림 결합에 의해, 착탈부가 고정부에 설치되므로, 적어도, 반경 방향으로 착탈부가 빠지는 것을 방지할 수 있다.

또한, 바람직하게는, 로터와 고정부의 내부에는 냉각 기구가 설치된다.

로터뿐만 아니라 충격핀의 고정부의 내부에까지 냉각 기구를 설치함으로써, 고정부의 내부에 냉각 기구를 설치하지 않는 형태에 비교하여, 충격실 및 순환 회로 내의 분위기 온도의 상승을 억제하는 제어를 행하기 쉬운 장점이 있다.

또한, 바람직하게는, 복수의 충격핀의 일단부를 충격핀 고정 부재에 고정한 충격핀 군을 형성하고, 충격핀 고정 부재는 로터에 착탈 가능한 상태로 설치되고, 충격핀 군은 충격핀의 높이 방향의 길이가 다른 복수 종류의 것이 준비된다.

충격핀 고정 부재의 로터에의 설치는 회전축에 평행한 축방향에의 나사 고정에 의해 행해지고, 착탈부를 반경 방향의 나사 고정으로 고정부에 설치하는 형태에 비교하여, 큰 나사를 사용할 수 있으므로, 고정을 확실하게 행할 수 있는 장점이 있다.

또한, 로터를 회전축에 설치한 상태에서, 복수의 충격핀이 충격핀 고정 부재도 고정되어 일체화된 충격핀 군을 로터에 탈착할 수 있으므로, 로터를 회전축으로부터 제거하고 나서 개개의 착탈부를 각각 고정부에 설치하는 형태에 비교하여, 착탈 작업을 용이하게 행할 수 있는 장점도 있다.

또한, 로터는 고속으로 회전하므로, 장치의 진동을 최대한 억제하기 위해서도 정적 밸런스, 동적 밸런스를 취해 둘 필요가 있다. 로터를 회전축으로부터 제거하고 나서 개개의 착탈부를 각각 고정부에 설치하는 형태에서는, 일단 착탈부를 고정부에 설치한 상태에서 밸런스를 취해도, 한번 제거한 후 다시 동일한 착탈부를 사용하는 경우는, 전회와 동일한 고정부에 설치할 필요가 있다. 그로 인해, 복수의 충격핀이 충격핀 고정 부재에 일체적으로 고정되어 있는 형태의 쪽이, 부재의 관리나 운용을 용이하게 행할 수 있는 장점도 있다.

또한, 바람직하게는, 충격핀의 단부이며, 로터와 대향하는 측과 반대측은, 각각 고정링에 고정된다.

이상과 같이 본 발명에 따르면, 피처리 분체의 물성에 맞춰서, 충격실 내의 분위기 온도 등의 밸런스가 취해진 운전 조건을 용이하게 얻는 것이 가능한 분체 처리 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 실시 형태에 있어서의 분체 처리 장치와 주변 기기의 구성을 도시하는 정면도이다.
도 2는 제1 실시 형태에 있어서의 분체 처리 장치를 정면에서 본 단면 구성도이다.
도 3은 제1 실시 형태에 있어서의 분체 처리 장치를 측면에서 본 단면 구성도이다.
도 4는 제2 재킷이 설치된 경우의, 분체 처리 장치를 측면에서 본 단면 구성도이다.
도 5는 도 4의 주요부 확대 단면 구성도이다.
도 6은 제1 실시 형태에 있어서의 착탈부의 하나가 고정부에 설치되기 전의 충격핀과 충돌링의 위치 관계를 도시하는 사시도이다.
도 7은 도 6의 주요부 확대 사시도이다.
도 8은 선단부의 높이가 다른 3종류의 착탈부의 단면 구성도이다.
도 9는 제1 실시 형태에 있어서의 착탈부가 고정부에 설치된 후의 충격핀과 충돌링의 위치 관계를 도시하는 사시도이다.
도 10은 제2 실시 형태에 있어서의 분체 처리 장치를 정면에서 본 단면 구성도이다.
도 11은 제2 실시 형태에 있어서의 분체 처리 장치를 측면에서 본 단면 구성도이다.
도 12는 제2 실시 형태에 있어서의 충격핀 군이 로터에 설치되기 전의 충격핀 군과 충돌링의 위치 관계를 도시하는 사시도이다.
도 13은 제2 실시 형태에 있어서의 충격핀 군이 로터에 설치된 후의 충격핀 군과 충돌링의 위치 관계를 도시하는 사시도이다.
도 14는 2분할 구조의 충격핀 군이 로터에 설치되기 전의 충격핀 군과 충돌링의 위치 관계를 도시하는 사시도이다.
도 15는 2분할 구조의 충격핀 군이며, 제1 고정링 부재와 제2 고정링 부재의 접촉 부분의 일부가 축방향으로 겹치는 형태로, 로터에 설치되기 전의 충격핀 군과 충돌링의 위치 관계를 도시하는 사시도이다.
도 16은 2분할 구조로 끼워 맞추는 충격핀 군이 로터에 설치되기 전의 충격핀 군과 충돌링의 위치 관계를 도시하는 사시도이다.

이하, 본 실시 형태에 대해, 도면을 사용해서 설명한다. 제1 실시 형태에 있어서의 분체 처리 장치(1)는, 본체 케이싱(2), 후방부 커버(3), 전방부 커버(4), 로터(5), 충격핀(6), 회전축(7), 충돌링(8)을 구비한다(도 1 내지 도 9 참조).

로터(5)는 원판 형상을 갖고, 대략 수평 방향으로 연장되는 회전축(7)을 중심으로 하여, 후방부 커버(3), 전방부 커버(4), 충돌링(8)에 둘러싸인 공간인 충격실(A)에 있어서 고속 회전한다.

충격핀(6)은 블레이드형으로, 로터(5)의 전방면에 소정의 간격을 두고 방사상으로 복수 설치된다. 제1 실시 형태에서는, 충격핀(6)은 회전축(7)의 중심 방향일수록 폭이 좁아지는 대략 사다리꼴 기둥 형상의 고정부(6a)와 당해 고정부(6a)에 착탈 가능하게 설치되는 착탈부(6b)로 구성된다. 고정부(6a)의 로터(5)에의 설치는 용접으로 행해진다.

고정부(6a)의 회전축(7)의 축방향과 평행한 길이 방향의 치수가 긴 경우에는, 로터(5)에 고정된 고정부(6a)의 일단부와는 반대측의 단부가, 로터(5)의 고속 회전에 의해 발생하는 원심력에 의해 반경 방향으로 휘어져, 당해 단부의 최외주 궤도면이 충돌링(8)의 내주면에 접촉하는[경우에 따라서는 로터(5) 그 자체도, 그 외주부가 후방부 커버(3) 방향으로 휨] 것을 방지하기 위해, 도 6이나 도 9에 도시하는 바와 같이, 상기 로터(5)에 고정된 고정부(6a)의 일단부와는 반대측의 단부를 고정링(6c)에 고정하는 것이 바람직하다.

또한, 도 2는 분체 처리 장치(1)의 내부 구조를 나타내기 위해, 8개의 충격핀(6)이 로터(5)에 설치되는 예(중형기)를 나타내고, 도 6이나 도 9는 충격핀(6)의 구조를 구체적으로 나타내기 위해, 16개의 충격핀(6)이 로터(5)에 설치되는 예를 나타낸다(대형기, 장치가 커질수록, 충격핀의 개수가 많아짐).

고정부(6a)의 최외주 궤도면에는, 회전축(7)의 축방향으로 평행한 길이 방향으로 연장되고, 착탈부(6b)의 길이 방향에 설치된 볼록부(돌기)가 걸림 결합하는 대략 더브테일 홈 형상의 홈부(6a2)가 설치된다. 제1 실시 형태에 있어서의 대략 더브테일 홈 형상은, 단면이 상변측에서 개구되는 사다리꼴 형상에 한정되지 않고, 단면이 상부(중앙이 돌출된 부분)에서 개구되는 볼록 형상 등, 개구부가 저부보다도 좁은 홈 형상의 것을 포함한다. 홈부(6a2)에는 착탈부(6b)를 고정하기 위한 탭 구멍(6a3)(도시하지 않음)이 복수개 절단되어 있다.

착탈부(6b)는 고정부(6a)의 길이 방향(축방향)의 길이나 폭(두께)이 대략 동일한 직육면체 형상을 갖는 선단부(6b1)와, 홈부(6a2)와 대략 동일한 형상을 갖는 걸림 결합부(6b2)가 일체로 구성된다. 착탈부(6b)는 선단부(6b1)를 구성하는 대략 직육면체 형상의 높이[로터(5)를 구성하는 원판의 반경 방향의 길이]가 다른 복수 종류의 것이 준비된다(도 8 참조). 장치의 크기에 따라서도 다르지만, 착탈부(6b)를 고정부(6a)에 설치했을 때의 충격핀(6)의 최외주 궤도면과 충돌링(8)과의 간격이, 예를 들어, 5 내지 30㎜로 되는 복수 종류(예를 들어 5㎜ 간격으로 6종류)의 착탈부(6b)를 준비한다.

또한, 착탈부(6b)에는 직육면체 형상의 높이 방향으로, 선단부(6b1)와 걸림 결합부(6b2)를 관통하는 나사 구멍(6b3)이 상기 탭 구멍(6a3)에 대응하는 위치에, 탭 구멍(6a3)과 동일 수개 설치된다. 그리고 착탈부(6b)의 걸림 결합부(6b2)를 축방향으로 슬라이드시켜, 고정부(6a)의 홈부(6a2)에 미끄러져 들어가게 함으로써 착탈부(6b)를 고정부(6a)에 설치하고, 육각렌치 볼트 등(도시하지 않음)을 착탈부(6b)의 나사 구멍(6b3)에 삽입 관통해서 홈부(6a2)의 탭 구멍(6a3)에 조임으로써 고정한다.

착탈부(6b)를 고정부(6a)에 착탈 가능한 상태로 설치함으로써, 충격핀(6)의 반경 방향의 길이가 조정 가능해진다. 이로 인해, 높이가 다른 착탈부(6b)를 선택함으로써, 착탈부(6b)의 선단[고정부(6a)와 반대측]과, 충돌링(8)과의 간격을 조정하는 것이 가능해진다.

충돌링(8)은 로터(5)나 충격핀(6)을 둘러싸는 대략 원통 형상을 갖고, 고정부(6a)에 설치된 착탈부(6b)의 최외주 궤도면을 따르고, 또한 착탈부(6b)에 대해 일정한 간격을 두고 주위로 설치된다.

다음에, 분체 처리 장치(1)의 기타 부재와 주변 기기에 대해서 설명한다. 충돌링(8)의 상부를 일부 절결해서 설치한 개질 분체 배출구에는, 개질 분체 배출구에 밀접시켜 끼워 맞추는 배출구 개폐 밸브(9)가 설치되고, 배출구 개폐 밸브(9)의 밸브축(10)과, 밸브축(10)을 통하여 배출구 개폐 밸브(9)를 구동 조작하는 액추에이터(11)가 설치된다. 배출구 개폐 밸브(9)의 하류에는 개질 분체 배출관(17)을 통하여 백 콜렉터 등의 분체 포집기(고체 기체 분리 장치)(18)가 설치된다.

또한, 충돌링(8)의 일부에서 개구되는 입구(12a)와, 전방부 커버(4)에 있어서의 로터(5)의 중심부와 대향하는 위치에서 개구되는 출구(12b)를 연락해서 폐회로를 형성하는 순환 회로(12), 원료 호퍼(13), 원료 호퍼(13)와 순환 회로(12)를 연락하는 원료 공급용 슈트(14), 원료 공급용 슈트(14)의 도중에 설치된 공급구 개폐 밸브(15)가 설치된다.

또한, 원료 호퍼(13)의 상류에는, 미리 모(母) 입자에 자(子) 입자를 예비적으로 부착시킨 혼합 분체(규칙 혼합물)를 조정할 필요가 있는 경우에 사용하는 각종 믹서나 자동 유발 등의 전처리 장치(19), 전처리 장치(19)로 얻어진 혼합 분체를 분체 처리 장치(1)에 정량 공급하기 위한 원료 계량 피더(20)가 설치된다.

분체 처리 장치(1)의 충격실(A) 및 순환 회로(12) 내의 분위기 온도의 상승을 억제하기 위해, 충격실(A)을 둘러싸는 부재[후방부 커버(3), 전방부 커버(4), 충돌링(8)]의 내부를 재킷 구조[제1 재킷(21a)]로 하고, 또한 순환 회로(12)를 이중관 구조의 재킷 구조(도시하지 않음)로서, 재킷 구조에 냉각수 등의 냉매를 유통시키는 형태이어도 좋다. 도 3이나 도 4에서는, 충돌링(8) 내에 재킷 구조[제1 재킷(21a)]가 설치되는 예를 나타낸다.

또한, 로터(5) 및 로터(5)에 고정된 충격핀(6)의 고정부(6a)의 내부에 냉매의 통로[제2 재킷(21b)]를 형성하고, 이 냉매의 통로 내부에 냉각수 등을 유통시키는 형태이어도 좋다(도 4, 도 5 참조). 구체적으로는, 회전축(7)을 중공 구조로 하고, 그 내부에 원통 형상의 송수관(7a)을 삽입 관통하고, 회전축(7)과 송수관(7a)과의 간극을 배수로(7b)로 한다. 로터(5)의 내부에는, 그 외주부[고정부(6a)의 통로에 접촉하는 부분]에 있어서 회전축을 중심으로 한 링 형상의 공간(순환수로)과, 회전축에 직교하고, 링 형상의 공간까지 반경 방향으로 연장되어 있는, 예를 들어 2조 4개의 공간(송수로와 배수로)이 설치되어 있다. 송수로의 타단부는 회전축(7)의 개구를 통하여 송수관(7a)과, 배수로의 타단부는 회전축(7)이 다른 개구를 통하여 배수로(7b)와 연통하고 있다. 고정부(6a)의 내부에도 도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같은 순환수로가 설치되어 있다. 그리고, 송수관(7a)→로터(5) 내부의 송수로→로터(5) 내부의 순환수로→고정부(6a) 내부의 순환수로→로터(5) 내부의 순환수로→로터(5) 내부의 배수로→배수로(7b)라고 하는 냉매의 수로가 형성된다.

제2 재킷(21b)을 사용해서, 로터(5)뿐만 아니라 충격핀(6)의 고정부(6a)의 내부에까지 냉각 기구를 설치함으로써, 고정부(6a)의 내부에 냉각 기구를 설치하지 않는 형태에 비교하여, 충격실(A) 및 순환 회로(12) 내의 분위기 온도의 상승을 억제하는 제어를 행하기 쉬운 장점이 있다.

제1 실시 형태에 있어서의 분체 처리 장치(1)를 사용한 고체 입자의 표면 개질 처리 수순을, 모 입자의 표면에 자 입자를 고정화하는 예로 설명한다. 먼저 착탈부(6b)를 고정부(6a)에 고정한 로터(5)를 회전축(7)에 설치하고, 너트로 고정하고, 전방부 커버(4)를 폐쇄한다. 그리고, 제1 재킷(21a)과 제2 재킷(21b)에 일정 유량으로 냉매, 예를 들어 냉각수를 흐르게 해 둔다.

원료 공급용 슈트(14)의 도중에 설치된 공급구 개폐 밸브(15)를 폐쇄 상태로 하고, 개질 분체 배출구의 배출구 개폐 밸브(9)도 폐쇄 상태로서, 도시하지 않은 구동 수단에 의해 회전축(7)을 회전시키고, 예를 들어 외주 속도가 80m/sec 정도로 로터(5)를 회전시킨다. 이때, 충격핀(6)의 회전에 수반하여 급격한 공기의 흐름이 생기고, 이 공기류의 원심력에 기초하는 팬 효과에 의해, 충돌링(8)의 일부에 개구되는 입구(12a)로부터, 순환 회로(12), 전방부 커버(4)에 있어서의 로터(5)의 중심부와 대향하는 위치에 개구되는 출구(12b)를 통하여 충격실(A)로 복귀되는 순환 흐름, 즉 완전한 자기 순환 흐름이 형성된다.

이 때 발생하는 단위 시간당의 순환 풍량은, 충격실과 순환계의 전체 용적에 비교하여 현저하게 다량이므로, 단시간 내에 막대한 횟수의 공기류 순환 사이클이 형성된다.

순환 흐름의 형성 후, 공급구 개폐 밸브(15)를 개방하고, 모 입자와 자 입자와의 혼합 분체를, 원료 계량 피더(20)를 경유해서 원료 호퍼(13) 내에 투입하면, 혼합 분체는 원료 호퍼(13) 및 원료 공급용 슈트(14)를 거쳐서 충격실(A)에 진입한다. 그 후, 공급구 개폐 밸브(15)를 폐쇄 상태로 한다.

충격실(A) 내에 도입된 혼합 분체는, 충격실(A) 내에서 고속 회전하는 로터(5)에 설치된 충격핀(6)에 의해 순간적인 타격 작용을 받고, 또한 주변의 충돌링(8)에 충돌한다. 그리고 당해 순환 기류에 동반되고, 순환 회로(12)를 통해서 다시 충격실(A)로 복귀되고, 다시 마찬가지의 타격 작용을 받는다. 타격 작용을 반복해서 받음으로써, 단시간에 균일한 고정화 처리(모 입자의 표면에의 자 입자의 고정화)가 행해져, 모 입자의 표면에 자 입자를 견고하게 고정한 복합 입자가 얻어진다.

고정화 처리 종료 후, 개질 분체 배출구의 배출구 개폐 밸브(9)를 이동시켜 개방 상태로 하여, 복합 입자를 배출한다. 이 복합 입자는 입자 자신에 작용하고 있는 원심력에 의해 배출되고, 개질 분체 배출관(17)을 경유해서 분체 포집기(18)에 의해 포집된다.

혼합 분체는 기류의 순환 흐름에 동반해서 순환 회로(12)와 충격실(A)을 둘러싸지만, 분체 처리 장치(1)는 회분식의 장치이며, 1뱃치의 조작으로 처리할 수 있는 혼합 분체의 양은, 충격실(A) 내에서의 충격핀(6)[의 착탈부(6b)]의 최외주 궤도면과 충돌링(8) 사이의 용적, 즉 충격핀(6)의 최외주 궤도면과 충돌링(8) 사이의 거리(클리어런스)에 의해 결정된다.

그로 인해, 충격실(A) 내에 투입하는 혼합 분체량, 즉 혼합 분체의 1뱃치의 투입량을 증가시켜도 일정량 부분까지는 부하 전류값에 큰 증가는 없지만, 그 일정량을 초과하면 급격하게 부하 전류값이 상승함과 함께 충격실 내의 분위기 온도도 상승한다. 그로 인해, 예를 들어 열에 약한 토너 입자를 처리하는 경우에는, 토너 입자가 용출되어, 충격핀(6)이나 충돌링(8), 순환 회로(12)의 내면에 부착되거나 변질되거나 하는 경우가 있었다.

높이 치수가 짧은 착탈부(6b)를 사용해서, 충격핀(6)의 최외주 궤도면과 충돌링(8)과의 거리를 확대하면 1뱃치당의 처리량을 늘릴 수 있고, 또한 충격실(A) 내의 분위기 온도가 급격한 상승을 억제할 수 있다. 또한, 기본적으로 혼합 분체에 부여하는 충격력은 로터(5)의 회전 속도[충격핀(6)의 최외주 궤도면의 주속도]에 의해 결정되지만, 상기의 클리어런스가 확대되면 될수록 이 충격력은 약해지므로, 통상의 클리어런스 장치에서 처리하는 경우와 동등한 처리 분체를 얻기 위해서는 1뱃치당의 처리 시간을 길게 할 필요가 생긴다.

상기의 클리어런스를 조정하기 위해서는, 로터(5)의 외경[충격핀(6)의 최외주 궤도면의 직경] 및／또는 충돌링(8)의 내경을 바꾼 것을 수종류씩 준비한다고 하는 방법도 있을 수 있지만, 충돌링(8)의 교환은 본체 케이싱(2)이나 전방부 커버(4), 후방부 커버(3)와의 관계도 있으므로 매우 곤란하다. 로터(5)의 외경을 바꾸는 경우에는, 수십 내지 수백 킬로그램이나 있는 충격핀(6)이 설치된 로터(5)를 복수 준비하게 되고, 제작 비용면으로부터도, 교환의 작업성으로부터도 바람직하지 않다. 제1 실시 형태에서는, 높이 방향의 치수가 다른 착탈부(6b)를 바꾸어서 사용함으로써, 간단하게 상기의 클리어런스를 조정할 수 있다.

또한, 피처리 분체의 처리 상태는 개개의 피처리 분체의 물성에 의해서도 다르므로, 개개의 피처리 분체의 물성이나 처리의 목적 등에 의해, 운전 조건의 밸런스를 조정할 필요가 있다.

이로 인해, 혼합 분체의 처리량(1뱃치의 투입량)이나 처리 시간을 바꾸거나, 높이 방향의 길이가 다른 착탈부(6b)를 설치하거나 하여 마찬가지의 운전을 행하고, 복합 입자의 처리 상태나 물성의 변화(변질의 유무), 충격실(A) 내의 분위기 온도의 변화, 나아가서는 복합 입자(또는 그 원료가 되는 모 입자나 자 입자)의 충격핀(6)이나 로터(5), 충돌링(8), 순환 회로(12)의 내면에의 부착의 유무 등을 확인하여, 최적의 운전 조건을 파지한다.

제1 실시 형태에서는, 높이 방향의 길이가 다른 착탈부(6b)를 교환함으로써, 충격핀(6)의 최외주 궤도면과 충돌링(8) 사이의 거리(클리어런스)를 조정할 수 있으므로, 피처리 분체의 물성에 맞춰서, 충격실 내의 분위기 온도 등의 밸런스가 취해진 운전 조건을 용이하게 얻는 것이 가능해진다.

또한, 모든 고정부(6a)에 대해, 동일한 높이 치수의 착탈부(6b)를 설치하는 형태에 한정되는 것이 아니라, 피처리 분체의 종류나 처리 목적에 따라서는, 높이 방향의 치수가 긴 착탈부(6b)가 설치된 고정부(6a)와, 높이 방향의 치수가 짧은 착탈부(6b)가 설치된 고정부(6a)가 혼재되도록 충격핀(6)을 구성시키는 형태이어도 좋다. 또한, 로터(5)의 밸런스를 유지하기 위해서도, 점대칭의 위치에 있는 고정부(6a)에는 동일한 높이 치수의 착탈부(6b)를 설치하는 것이 바람직하다.

또한, 충격핀(6)의 선단 부분[충돌링(8)에 가까운 부분]은, 마모되기 쉽지만, 이러한 부분은 로터(5)에 고정된 고정부(6a)로부터 제거 가능한 착탈부(6b)로 구성되므로, 이러한 부분만을 교환하는 것이 가능해진다. 또한, 착탈부(6b)의 재질을 세라믹스나 초경합금으로 함으로써, 내마모성을 향상시킬 수 있다.

또한, 홈부(6a2)와 걸림 결합부(6b2)의 걸림 결합에 의해, 착탈부(6b)가 고정부(6a)에 설치되므로, 적어도, 반경 방향으로 착탈부(6b)가 빠지는 것을 방지할 수 있다.

제1 실시 형태에서는, 충격핀(6)을 구성하는 부재의 일부[착탈부(6b)]가, 다른 쪽[고정부(6a)]에 대해 착탈 가능한 상태로 설치되고, 또한 충격핀(6)과 충돌링(8)과의 거리를 조정하기 위해 높이 방향의 길이가 다른 착탈부(6b)가 복수 종류 준비되지만, 복수의 충격핀(6)을 일체화시킨 충격핀 군이, 로터(5)에 대해 착탈 가능한 상태로 설치되고, 또한 충격핀(6)과 충돌링(8)과의 거리를 조정하기 위해 충격핀(6)의 높이 방향의 길이가 다른 것을 복수 종류 준비되는 제2 실시 형태가 고려될 수 있다(도 10 내지 도 13 참조).

제2 실시 형태에서는, 높이 방향의 길이가 다른 충격핀 군을 교환함으로써, 충격핀(6)의 최외주 궤도면과 충돌링(8) 사이의 거리(클리어런스)를 조정할 수 있으므로, 피처리 분체의 물성에 맞춰서, 충격실 내의 분위기 온도 등의 밸런스가 취해진 운전 조건을 용이하게 얻는 것이 가능해진다.

구체적으로는, 충격핀(6)의 단부이며, 로터(5)와 대향하는 측을, 충격핀 고정링(6e)에 고정한 충격핀 군을 형성하고, 충격핀 고정링(6e)을, 로터(5)의 전방면에 착탈 가능한 상태로 설치한다. 충격핀(6)을 충격핀 고정링(6e)에 고정한 충격핀 군은, 충격핀(6)의 반경 방향의 길이가 다른 복수 종류의 것이 준비된다. 또한, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 충격핀(6)의 축방향과 평행한 길이 방향의 치수가 긴 경우에는, 충격핀(6)의 단부이며, 충격핀 고정링(6e)에 고정된 것과는 반대측의 단부를, 고정링(6c)에 고정하는 것이 바람직하다. 또한, 이 제2 실시 형태의 경우는, 로터(5)의 원판 내부에만 냉매의 통로[제2 재킷(21b)]를 형성한다.

충격핀 고정링(6e)의 로터(5)에의 설치는 회전축(7)에 평행한 축방향에의 나사 고정에 의해 행해져, 착탈부(6b)를 반경 방향의 나사 고정으로 고정부(6a)에 설치하는 제1 실시 형태에 비교하여, 큰 나사를 사용할 수 있으므로, 고정을 확실하게 행할 수 있는 장점이 있다.

여기서, 로터(5)의 전방면을, 충격핀 고정링(6e)의 내경을 외경으로 하고, 동일한 두께를 갖는 원판 형상의 볼록부에 형성해 두는 것이 바람직하다. 즉, 이 볼록부와 충격핀 고정링(6e)의 중앙의 원형 절결부가, 소위 인롱 구조로 되므로, 양자의 위치 결정, 고정을 편하게 행할 수 있다.

또한, 로터(5)를 회전축(7)에 설치한 상태로, 모든 충격핀(6)이 충격핀 고정링(6e)에 고정되어 일체화된 충격핀 군 1개를 로터(5)에 탈착할 수 있으므로, 로터(5)를 회전축(7)으로부터 제거하고 나서 개개의 착탈부(6b)를 각각 고정부(6a)에 설치하는 제1 실시 형태에 비교하여, 착탈 작업을 용이하게 행할 수 있는 장점도 있다.

또한, 충격핀(6)의 최외주 궤도면과 충돌링(8)과의 간격은 제1 실시 형태와 동일하고, 높이 방향의 치수가 긴 충격핀(6)과 높이 방향의 치수가 짧은 충격핀(6)을 혼재시켜 충격핀 고정링(6e)에 고정해서 일체화된 충격핀 군으로 해도 좋다.

로터(5)는 고속으로 회전하므로, 장치의 진동을 최대한 억제하기 위해서도 정적 밸런스, 동적 밸런스를 취해 둘 필요가 있다. 제1 실시 형태에서는 일단 착탈부(6b)를 고정부(6a)에 설치한 상태로 밸런스를 취해도, 한번 제거한 후 다시 동일한 착탈부(6b)를 사용하는 경우는, 전회와 동일한 고정부(6a)에 설치할 필요가 있다. 그로 인해, 모든 충격핀(6)이 충격핀 고정링(6e)에 일체적으로 고정되어 있는 제2 실시 형태의 쪽이, 부재의 관리나 운용을 용이하게 행할 수 있는 장점도 있다.

또한, 분체 처리 장치(1)가 커지면, 모든 충격핀(6)이 충격핀 고정링(6e)에 고정화된 충격핀 군도 무거워져, 로터(5)에의 착탈이 곤란해지는 경우가 있다. 그와 같은 경우는, 충격핀 고정링(6e)을 2분할, 3분할 등으로 한 충격핀 고정 부재에 충격핀(6)을 분할 고정한 복수의 충격핀 군을 형성하고, 이를 로터(5)에 설치해도 좋다(도 14, 도 15 참조).

도 14는 2분할 구조의 충격핀 군[제1 충격핀 군(60a), 제2 충격핀 군(60b)]의 예를 나타낸다. 이 경우, 고정링(6c)이나 충격핀 고정링(6e)이 분할 구조로 되고, 고정링(6c)의 제1 충격핀 군(60a)측의 부재를 제1 고정링 부재(6c1)로 하고, 제2 충격핀 군(60b)측의 부재를 제2 고정링 부재(6c2)로 하고, 충격핀 고정링(6e)의 제1 충격핀 군(60a)측의 부재를 제1 충격핀 고정링 부재(6e1)로 하고, 제2 충격핀 군(60b)측의 부재를 제2 충격핀 고정링 부재(6e2)로 한다.

이 경우, 로터(5)의 고속 회전에 의해 발생하는 원심력에 의해, 제1 충격핀 군(60a)과 제2 충격핀 군(60b)이 반경 방향으로 휘는 것을 방지하기 위해, 제1 고정링 부재(6c1)와 제2 고정링 부재(6c2)란, 서로 접촉하는 부분에 있어서, 덧댐판(6f)을 나사 결합시키거나 하여, 착탈 가능한 상태로 고정하는 것이 바람직하다(나사 결합 부재인 볼트나 너트는 도시하지 않음).

또한, 덧댐판(6f)을 사용하지 않고, 제1 고정링 부재(6c1)와 제2 고정링 부재(6c2)에 있어서의 접촉 부분의 일부가 축방향으로 겹치도록 하여, 당해 겹친 부분을 나사 결합시키는 형태이어도 좋다(도 15 참조, 나사 결합 부재는 도시하지 않음). 도 15는, 제1 충격핀 고정링 부재(6e1)와 제2 충격핀 고정링 부재(6e2)의 접촉 부분도 겹치는 형상을 갖는 예를 나타낸다.

또한, 제1 충격핀 군(60a)과 제2 충격핀 군(60b)이 빠지기 어렵게 하기 위해, 접촉 부위[제1 고정링 부재(6c1)와 제2 고정링 부재(6c2), 제1 충격핀 고정링 부재(6e1)와 제2 충격핀 고정링 부재(6e2)]가, 끼워 맞춤 가능한 형상(예를 들어, 지그재그 형상으로 커트된 형상이나, 서로 요철 형상으로 커트된 형상)을 갖는 형태이어도 좋다(도 16 참조, 나사 결합 부재는 도시하지 않음).

또한, 도 3, 도 4, 도 5, 도 11의 단면 구성도에서는, 전방에 보이는 충격핀(6)만을 도시하고, 안쪽에 위치하는 충격핀(6)을 생략하고 있다. 또한, 도 3, 도 4, 도 11의 단면 구성도에서는, 순환 회로(12)에 있어서의 순환 흐름을 알 수 있는 바와 같이, 입구(12a)가 보이는 형태로 나타내고 있지만, 실제로는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 단면으로부터 후미진 위치에 입구(12a)는 배치된다. 또한, 도 6, 도 9, 도 12 내지 도 16의 사시도에서는, 개질 분체 배출구나, 출구(12b), 제1 재킷(21a)을 생략하고 있다.

1 : 분체 처리 장치
2 : 본체 케이싱
3 : 후방부 커버
4 : 전방부 커버
5 : 로터
6 : 충격핀
6a : 고정부
6a2 : 홈부
6a3 : 착탈부를 고정하기 위한 탭 구멍
6b : 착탈부
6b1 : 선단부
6b2 : 걸림 결합부
6b3 : 선단부와 걸림 결합부를 관통하는 나사 구멍
6c : 고정링
6c1, 6c2 : 제1 고정링 부재, 제2 고정링 부재
6e : 충격핀 고정링
6e1, 6e2 : 제1 충격핀 고정링 부재, 제2 충격핀 고정링 부재
6f : 덧댐판
7 : 회전축
8 : 충돌링
9 : 배출구 개폐 밸브
10 : 밸브축
11 : 액추에이터
12 : 순환 회로
12a : 입구
12b : 출구
13 : 원료 호퍼
14 : 원료 공급용 슈트
15 : 공급구 개폐 밸브
17 : 개질 분체 배출관
18 : 분체 포집기
19 : 전처리 장치
20 : 원료 계량 피더
21a : 제1 재킷
21b : 제2 재킷
60a, 60b : 제1 충격핀 군, 제2 충격핀 군
A : 충격실

Claims (6)

1. 수평 방향의 축 주위로 회전하는 로터와,
   상기 로터의 전방면에 방사상으로 복수 설치되는 충격핀과,
   상기 충격핀이 설치된 로터의 측면을 덮고, 상기 충격 핀의 최외주 궤도면을 따라서 주위로 설치되는 충돌링을 구비하고,
   상기 충격핀을 구성하는 부재의 일부는, 다른 쪽에 대해 착탈 가능한 상태로 설치되고, 또한 상기 충격핀과 상기 충돌링과의 거리를 조정하기 위해 복수 종류 준비되거나, 또는 복수의 상기 충격핀을 일체화시킨 충격핀 군이, 상기 로터에 대해 착탈 가능한 상태로 설치되고, 또한 상기 충격핀과 상기 충돌링과의 거리를 조정하기 위해 복수 종류 준비되는 것을 특징으로 하는 분체 처리 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 충격핀은, 상기 로터에 고정되는 고정부와, 상기 고정부에 착탈 가능한 상태로 설치되는 착탈부를 갖고,
   상기 착탈부는, 상기 충격핀을 구성하는 부재의 일부이며,
   상기 고정부는, 상기 충격핀을 구성하는 부재의 다른 쪽이며,
   상기 착탈부는, 개개의 착탈부의 높이 방향의 길이가 다른 복수 종류의 것이 준비되는 것을 특징으로 하는 분체 처리 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 고정부는, 상기 회전축의 축방향으로 평행하게 연장되고, 상기 착탈부가 걸림 결합하는 홈부를 갖고,
   상기 홈부는, 개구부가 저부보다도 좁은 단면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 분체 처리 장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 로터와 상기 고정부의 내부에는 냉각 기구가 설치되는 것을 특징으로 하는 분체 처리 장치.
5. 제1항에 있어서,
   복수의 상기 충격핀의 일단부를 충격핀 고정 부재에 고정한 충격핀 군을 형성하고,
   상기 충격핀 고정 부재는, 상기 로터에 착탈 가능한 상태로 설치되고,
   상기 충격핀 군은, 상기 충격핀의 높이 방향의 길이가 다른 복수 종류의 것이 준비되는 것을 특징으로 하는 분체 처리 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 충격핀의 단부이며, 상기 로터와 대향하는 측과 반대측은, 각각 고정링에 고정되는 것을 특징으로 하는 분체 처리 장치.

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