KR20200068671A

KR20200068671A - 분체 처리 장치

Info

Publication number: KR20200068671A
Application number: KR1020207011109A
Authority: KR
Inventors: 마사히로 이노키
Original assignee: 호소가와미크론 가부시키가이샤
Priority date: 2017-10-27
Filing date: 2018-10-24
Publication date: 2020-06-15
Also published as: CN111278567A; EP3702040A1; WO2019082931A1; JP2019076874A; KR102559996B1; EP3702040A4; CN111278567B; JP6982467B2

Abstract

기류의 저유량화 및 분립체의 미세화를 간단한 구성으로 달성하기 위해서, 분체 처리 장치는, 통 형상의 하우징체와, 원료 공급부와, 중심축 둘레를 회전하는 제1 회전체와, 원료를 분립체로 분쇄하는 분쇄부재와, 중심축 둘레를 회전하는 제2 회전체와, 제2 회전체의 연직방향의 단부의 한쪽으로 방사상으로 배치된 복수매의 블레이드와, 회전체의 아래쪽에 배치되어서 하우징체 내에 기류를 유입시키는 기류 유입부와, 하우징체의 상부로부터 분립체를 포함하는 기류를 배출하는 기류 유출부와, 제2 회전체와 직경 방향으로 대향하는 동시에, 제2 회전체의 회전 방향에 있어서의 앞쪽이 뒤쪽에 비해서 직경 방향 안쪽에 위치하는 안내면을 더 포함한다.

Description

분체 처리 장치

본 발명은, 덩어리 형상의 원료를 분쇄해서 소정의 입경의 분립체(粉粒體)를 생성하는 분체 처리 장치에 관한 것이다.

종래의 미분쇄장치는, 일본국 공개 특허 제2001-259451호 공보에 개시되어 있다. 이 미분쇄장치는, 분쇄실의 내부에 회전 가능하게 설치된 분쇄 회전자와, 분쇄 회전자의 외주부와의 사이에 간극을 두고 배치된 라이너(liner)와, 소정 입도 이하인 것을 외부에 배출하는 분급 회전자와, 분급 회전자에서 배출되지 않은 원료를 아래쪽으로 안내하는 순환 통로와, 분쇄실의 내면에서부터 안쪽으로 돌출해서 원료를 충돌시켜서 분급 회전자에서 배출되지 않은 원료가 분쇄실의 내면을 따라서 선회하는 것을 억제하는 날개를 구비하고 있다.

이 미분쇄장치에서는, 투입된 원료는, 분쇄 회전자와 라이너에 의해서 분쇄된다. 그리고, 분쇄된 원료는, 내부에 유도되는 기류에 의해서 위쪽으로 이동하고, 분급 회전자에서 원심력이 부여된다. 기류에 의한 안쪽 방향의 힘이 원심력보다도 커지는 소정 입도보다도 작은 입도의 원료는, 외부로 배출된다. 외부로 배출되지 않은 원료, 즉, 소정 입도보다도 큰 입도의 원료는, 분쇄실을 따라서 둘레방향(周方向)으로 흐르지만, 날개와 충돌해서, 낙하하고, 분쇄 회전자와 라이너와 재차 분쇄된다. 이와 같이, 날개를 구비함으로써, 분쇄 회전자 위에 대량의 원료가, 단숨에 낙하되는 일 없이, 분쇄 회전자의 맥동을 방지하여, 분쇄 회전자를 안정 구동할 수 있다.

JP

2001-259451

A

그러나, 일본국 공개 특허 제2001-259451호 공보의 미분쇄장치에서는, 분급 회전자에 의해서 발생한 기류도 날개에 충돌한다. 날개에 충돌한 기류는, 상하 방향으로 흐른다. 이때, 아래쪽으로 흐르는 기류는, 분쇄 회전자와 라이너와의 간극으로부터 분급 회전자를 향해서 흐르는 기류와 충돌하므로, 분급 회전자를 향해서 흐르는 기류의 유속, 즉, 에너지가 약해진다. 그 때문에, 일본국 공개 특허 제2001-259451호 공보의 미분쇄장치에서는, 분급 회전자를 향해서 흐르는 기류의 유량을, 날개에 충돌한 기류가 내뿜어져도, 위쪽을 향해서 흐를 수 있는 유량으로 할 필요가 있다. 그리고, 분급 회전자에 의해서 분급되는 분립체의 입도는, 분급 회전자의 회전수에 반비례하고, 분급 회전자에 흐르는 기류의 유량의 평방근에 비례한다. 일본국 공개 특허 제2001-259451호 공보의 미분쇄장치에서는, 분급 회전자에 흐르는 기류의 유량을 작게 하는 것이 곤란하기 때문에, 분급되는 분립체를 일정한 입도 이하로 하는 것은 곤란하다.

그래서, 본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 간단한 구성을 갖는 동시에 기류의 저유량화 및 분립체의 미세화가 가능한 분체 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 분체 처리 장치는, 연직방향으로 연장되는 통 형상의 하우징체와, 상기 하우징체 내에 원료를 공급하는 원료 공급부와, 상기 원료 공급부의 아래쪽에 배치되어서 연직방향으로 연장되는 중심축 둘레를 회전하는 제1 회전체와, 상기 제1 회전체의 직경 방향 바깥쪽 가장자리부에 배치되어서 상기 원료를 분립체로 분쇄하는 분쇄부재와, 상기 하우징체 내에 있어서 상기 제1 회전체의 위쪽에 배치되어서 상기 하우징체 내에 선회 방향의 기류를 발생시키는 선회 기류 발생부와, 상기 하우징체의 상기 회전체의 아래쪽에 배치되어서 상기 하우징체 내에 기류를 유입시키는 기류 유입부와, 상기 하우징체의 상부로부터 상기 기류를 유출시키는 기류 유출부를 포함하되, 상기 하우징체의 내부에는, 상기 선회 기류 발생부와 직경 방향으로 대향하는 동시에 상기 선회 기류 발생부의 회전 방향에 있어서의 앞쪽이 뒤쪽에 비해서 직경 방향 안쪽에 위치하는 안내면을 갖는 안내부를 구비한다.

이 구성에 의하면, 안내면에 의해서 하우징체 내부를 선회하는 분립체에 직경 방향 안쪽을 향하는 힘을 부여하고 있다. 그 때문에, 기류 유입부에서부터 유입되는 기류의 유량을 적게 해도, 분립체를 직경 방향 안쪽으로 압압하는 힘을 부여하는 것이 가능하다. 이것에 의해, 기류 유입부에서부터 유입되는 기류의 유량을 적게 할 수 있다. 또, 기류의 유량을 적게 할 수 있음으로써, 기류 유출부로부터 배출되는 분립체의 입경을 작게 할 수 있는, 즉, 미세화가 가능하다. 또한, 기류의 유량을 적게 함으로써, 기류를 발생하는 장치를 소형화할 수 있고, 장치 전체를 소형화할 수 있다. 또한 기류의 유량을 적게 억제함으로써, 소비 전력을 억제하여, 전력 절약화가 가능하다.

상기 구성에 있어서, 상기 선회 기류 발생부는, 중심축 둘레를 회전하는 제2 회전체와, 상기 제2 회전체의 둘레부에 방사상으로 세워 설치된 복수매의 블레이드를 구비해도 된다. 이렇게 구성함으로써, 분립체의 분급을 간단한 구성으로 행하는 것이 가능하다.

상기 구성에 있어서, 상기 안내면의 상기 선회 기류 발생부의 회전 방향에 있어서의 앞쪽의 단부로부터 둘레방향으로 연장된 면은, 상기 선회 기류 발생부보다도 직경 방향 바깥쪽에 위치한다. 이와 같이 구성함으로써, 안내면에 의해 안내된 기류가 선회 기류 발생부로부터 분립체에 부여되는 원심력을 방해하기 어렵다. 또, 분립체가 선회 기류 발생부에 충돌하는 것을 억제할 수 있다.

상기 구성에 있어서, 상기 하우징체는, 상기 중심축을 따라서 연장되는 통 형상의 하우징 통부를 구비하고, 상기 안내부의 적어도 하나는, 상기 하우징 통부로부터 직경 방향 안쪽으로 연장된다. 이렇게 구성함으로써, 안내부를 확실히 고정시키는 것이 가능하다.

상기 구성에 있어서, 상기 하우징체는, 연직방향 상단부에, 중심축과 직교하는 방향으로 펼쳐지는 하우징 상판부를 구비하고, 상기 안내부의 적어도 하나는, 상기 하우징 상판부의 하부면으로부터 아래쪽으로 연장된다. 이렇게 구성함으로써, 안내부를 확실히 고정하는 것이 가능하다. 또한, 하우징 상판부와 함께, 안내부를 취출할 수 있으므로, 유지보수(maintenance)가 용이하다.

상기 구성에 있어서, 상기 안내부는 판 형상이다.

상기 구성에 있어서, 상기 안내면은 둘레방향의 중간부분이 직경 방향으로 팽윤된 곡면이다.

상기 구성에 있어서, 상기 안내면은, 위쪽이 아래쪽에 대해서, 상기 선회 기류 발생부의 회전 방향에 있어서의 앞쪽에 위치한다.

본 발명에 의하면, 간단한 구성을 갖는 동시에 기류의 저유량화 및 분립체의 미세화 가능한 분체 처리 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 분체 처리 장치의 단면도이다.
도 2는 분쇄부의 평면도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 분쇄부의 III-III선 단면도이다.
도 4는 선회 기류 발생부 및 안내부의 평면도이다.
도 5는 안내판의 다른 부착 방식을 나타낸 단면도가다.
도 6은 본 발명에 따른 분체 처리 장치에 이용되는 안내부의 다른 예를 나타내는 평면도이다.
도 7은 안내부의 또 다른 예를 나타내는 평면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 분체 처리 시스템의 일례의 개략 배치도이다.
도 9는 비교예의 시험에 이용한 종래의 분체 처리 장치의 단면도이다.
도 10은 시험 1의 결과를 나타낸 그래프이다.
도 11은 시험 2의 결과를 나타낸 그래프이다.
도 12는 원료 공급 정지 후에 분쇄부가 공전 상태로 되돌아갈 때까지의 시간을 나타낸 그래프이다.
도 13은 분쇄 효율을 나타낸 그래프이다.
도 14는 생성된 분립체에 함유되는 미분의 함유율을 나타낸 그래프이다.
도 15는 분쇄 효율을 나타낸 그래프이다.

본 발명에 따른 분체 처리 장치에 대해서 도면을 참조해서 설명한다.

<1. 분체 처리 장치의 구성>

도 1은 본 발명에 따른 분체 처리 장치의 단면도이다. 분체 처리 장치(A)는, 덩어리 형태의 재료를 분립체로 파쇄 처리한다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 분체 처리 장치(A)는, 하우징체(10)과, 원료 공급부(20)와, 구동부(30)와, 분쇄부(40)와, 선회 기류 발생부(50)와, 안내부(60)와, 기류 유출부(70)를 포함한다. 또, 중심축(C1)이 연장되는 방향을 상하 방향이라 한다. 상하 방향과 직교하는 방향을 직경 방향이라 하고, 중심을 향하는 쪽을 안쪽, 중심으로부터 멀어지는 쪽을 바깥쪽이라 한다. 또한, 중심축(C1)을 중심으로 하는 원주를 따르는 방향을 둘레방향이라 한다.

<1.1 하우징체(10)의 구성>

하우징체(10)는, 하우징(11)과, 축 유지부(12)와, 원료 수납 구멍(13)과, 기류 유입부(14)와, 하부 커버(15)와, 힌지(16)를 포함한다. 하우징(11)은, 상하로 연장되는 중심축(C1)을 따라서 연장되는 원통 형상이다.

<1.1.1 하우징(11)의 구성>

도 1에 나타낸 바와 같이, 하우징(11)은, 하우징 밑부분(111)과, 하우징 통부(112)와, 플랜지부(113)와, 하우징 상판부(114)를 구비한다. 하우징 밑부분(111)은, 직경 방향으로 중심에서부터 바깥쪽으로 확장되는 원판 형상이다. 하우징(11)은, 하우징 밑부분(111)이 수평이 되도록, 도시 생략한 가대 등에 고정된다. 하우징 통부(112)는, 하우징 밑부분(111)의 바깥쪽 가장자리부에서부터 중심축(C1)을 따라서 위쪽을 향해서 연장되는 통 형상이다. 하우징 통부(112)는, 중심축(C1)을 중심으로 하는 원통 형상이다.

플랜지부(113)는, 하우징 통부(112)의 상단에 배치되고, 직경 방향 바깥쪽으로 확장된다. 플랜지부(113)와 하우징 통부(112)는 일체 성형체이다. 즉, 하우징 밑부분(111), 하우징 통부(112) 및 플랜지부(113)는, 금속의 일체 성형체이다. 또, 금속으로서는, 예를 들어, 스테인리스를 들 수 있지만, 이것으로 한정되지 않는다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 하우징 통부(112)의 하단부는 하우징 밑부분(111)에 의해서 폐쇄된다. 또한, 하우징 통부(112)의 상단부는 개구되어 있다. 하우징 상판부(114)는 하우징 통부(112)의 상단부의 개구를 폐쇄한다. 하우징 상판부(114)는 플랜지부(113)에 힌지(16)를 개재해서 부착된다. 이것에 의해, 하우징 상판부(114)는, 힌지(16)의 회전축(161)을 중심으로 회동하고, 하우징 통부(112)의 개구를 개폐한다.

또한, 하우징 통부(112)의 개구를 폐쇄한 상태에 있어서, 하우징 상판부(114)는 플랜지부(113)에 나사 등으로 고정된다. 이것에 의해, 하우징 통부(112)와 하우징 상판부(114)는, 확실히 고정되는 동시에 간극으로부터 기류가 새지 않도록 밀폐된다. 또, 나사 등에 의한 고정은, 1개소이어도 되지만, 고정 및 밀폐를 확실히 행하기 위하여, 복수 개소에서 고정되는 것이 바람직하다. 또한, 개스킷, 패킹 등을 배치해서, 기밀성을 높여도 된다.

하우징 밑부분(111)의 중앙부분에는, 상하로 관통하는 관통 구멍(115)이 형성된다. 구동부(30)의 후술하는 제1 샤프트(31) 및 제2 샤프트(32)가 관통 구멍(115)을 관통한다. 또한, 하우징 상판부(114)의 중앙부분에는, 상하로 관통하는 배출 구멍(116)이 설치된다.

<1.1.2 축 유지부(12)의 구성>

도 1에 나타낸 바와 같이, 축 유지부(12)는, 하우징 밑부분(111)의 중심부분에 배치되어서 상하로 연장되는 통 형상이다. 축 유지부(12)는 중심이 중심축(C1)과 일치한다. 축 유지부(12)는 하우징 밑부분(111)에 나사 등의 고정 도구로 고정된다.

축 유지부(12)의 상단부에는, 밀봉부(여기서는, 래버린스 밀봉부(labyrinth seal))가 구성되어 있다. 이것에 의해, 제1 회전체(41)의 회전이 방해되는 일 없이, 분립체를 함유하는 기류의 축 유지부(12)의 내부에의 유입이 억제된다.

<1.1.3 원료 수납 구멍(13)의 구성>

원료 수납 구멍(13)은, 원료 공급부(20)로부터 공급되는 덩어리 형태의 원료를, 하우징 통부(112), 즉, 하우징체(10) 내부에 받아들인다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 원료 수납 구멍(13)은, 하우징 통부(112)에 형성되고, 직경 방향으로 관통하는 관통 구멍이다. 원료 수납 구멍(13)은, 하우징 통부(112)의 내부에 배치된, 분쇄부(40)보다도 위쪽에 배치된다.

<1.1.4 기류 유입부(14)의 구성>

기류 유입부(14)에서는, 하우징 통부(112)의 외부에서부터 내부로 흘러들어가는 기류가 공급된다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 기류 유입부(14)는, 하우징 통부(112)에 설치되고, 직경 방향으로 관통하는 관통 구멍이다. 기류 유입부(14)는 분쇄부(40)보다도 아래쪽에 배치된다.

<1.1.5 하부 커버(15)의 구성>

하부 커버(15)는, 하우징 통부(112)의 내부에 있어서, 분쇄부(40)보다도 아래쪽에 배치된다. 하부 커버(15)는 원환 형상이다. 하부 커버(15)와 제1 회전체(41)는, 상하에 간극을 두고 대향한다. 그리고, 하부 커버(15)의 표면과 분쇄부(40)의 제1 회전체(41)의 하부면의 간극에 기류가 유입된다. 이 기류에 의해서, 분쇄부(40)에서 분쇄된 분립체가 위쪽 및 안쪽으로 반송된다. 그 때문에, 기류 유입부(14)로부터 공급되는 기류를, 분립체를 반송하는 반송 기류라 칭한다.

<1.2 원료 공급부(20)의 구성>

도 1에 나타낸 바와 같이, 원료 공급부(20)는 원료 공급관(21)과, 스크루 컨베이어(22)를 구비한다. 원료 공급관(21)은 관체이며, 일부가 원료 수납 구멍(13)으로부터 하우징 통부(112)의 내부에 삽입되어서, 고정된다. 원료 공급관(21)의 내부에는, 스크루 컨베이어(22)가 회전 가능하게 배치된다. 스크루 컨베이어(22)는, 회전함으로써 덩어리 형태의 원료를 원료 공급관(21)을 따라서 이동시킨다. 스크루 컨베이어(22)에서 이동된 덩어리 형태의 원료는, 원료 수납 구멍(13)으로부터 하우징 통부(112)의 내부에 투입된다. 또, 스크루 컨베이어 이외의 반송 방법을 채용해도 된다.

<1.3 구동부(30)의 구성>

구동부(30)는 분쇄부(40) 및 선회 기류 발생부(50)를 구동한다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 구동부(30)는 제1 샤프트(31)와, 제2 샤프트(32)와, 제1 벨트(331)와, 제2 벨트(332)를 구비한다.

<1.3.1 제1 샤프트(31)의 구성>

제1 샤프트(31)는 통 형상이다. 제1 샤프트(31)의 상단에는, 제1 회전체(41)가 고정된다. 제1 샤프트(31)는, 축 유지부(12)의 내부에 배치된 도시하지 않은 베어링을 개재해서 회전 가능하게 지지된다. 제1 샤프트(31)는, 축 유지부(12)에 대해서, 상하 방향으로 지지되는 동시에 중심축(C1) 둘레에 회전 가능하게 지지된다.

제1 샤프트(31)의 하단부는, 하우징 밑부분(111)의 관통 구멍(115)을 관통해서 하우징 밑부분(111)보다도 아래쪽으로 돌출한다. 그리고, 제1 샤프트(31)의 하단부에는, 제1 풀리(311)가, 제1 샤프트(31)에 회전 방지되면서 고정되어 있다. 제1 풀리(311)의 고정 방법으로서는, 예를 들어, 압입, 용접, 접착 등을 들 수 있지만, 이들로 한정되지 않는다. 또한, 확실히 회전 방지를 행하기 위하여, 키(key) 및 키 홈을 채용해도 된다. 제1 샤프트(31)의 단면형상을 원형 이외의 형상으로 해서, 회전 방지되도록 해도 된다.

제1 풀리(311)에는 제1 벨트(331)가 둘러 감겨져 있다. 제1 벨트(331)를 개재해서 도시하지 않은 모터로부터의 회전력이 전달되어서, 제1 풀리(311)가 중심축(C1) 둘레를 회전한다. 이것에 의해, 제1 풀리(311)가 부착된 제1 샤프트(31) 및 제1 샤프트(31)에 고정된 제1 회전체(41)는 중심축(C1) 둘레를 회전한다.

<1.3.2 제2 샤프트(32)의 구성>

제2 샤프트(32)는, 원기둥 형상이며, 통 형상의 제1 샤프트(31)의 내부에 배치된다. 제2 샤프트(32)는, 도시하지 않은 베어링을 개재해서 제1 샤프트(31)에 회전 가능하게 지지된다. 즉, 제2 샤프트(32)는 축 유지부(12)에 중심축(C1) 둘레를 회전 가능하게 지지된다.

제2 샤프트(32)의 하단부는 제1 샤프트(31)의 하단부보다도 아래쪽으로 돌출된다. 그리고, 제2 샤프트(32)의 제1 샤프트(31)의 하단부보다도 아래쪽으로 돌출된 부분에는, 제2 풀리(321)가 회전 방지되면서, 고정되어 있다. 제2 풀리(321)의 고정 방법으로서는, 예를 들어, 압입, 용접, 접착 등을 들 수 있지만, 이들로 한정되지 않는다. 또한, 확실히 회전 방지를 행하기 위해서, 키 및 키 홈을 채용해도 된다. 또한, 제2 샤프트(32)의 단면형상을 원형 이외의 형상으로 해서, 회전 방지되도록 해도 된다.

제2 풀리(321)에는 제2 벨트(332)가 둘러 감겨져 있다. 제2 벨트(332)를 개재해서 도시하지 않은 모터로부터의 회전력이 전달되어서, 제2 풀리(321)가 중심축(C1) 둘레를 회전한다. 이것에 의해, 제2 풀리(321)가 부착된 제2 샤프트(32) 및 제2 샤프트(32)에 고정된 제2 회전체(51)는 중심축(C1) 둘레를 회전한다.

제1 풀리(311) 및 제2 풀리(321)는, 다른 회전수로 회전 가능하게 하기 위하여, 다른 모터로부터 구동력이 전달되어도 된다. 또, 감속기를 이용함으로써, 공통의 모터를 이용해서, 제1 풀리(311) 및 제2 풀리(321)를 다른 회전수로 회전시키는 것이 가능하다. 여기에서, 다른 회전수란, 회전 방향이 동일한 경우를 포함하는 동시에, 회전 방향이 다른 경우도 포함한다.

<1.4 분쇄부(40)의 구성>

분쇄부(40)는 원료 공급부(20)보다도 아래쪽에 배치된다. 그리고, 분쇄부(40)는, 원료 공급부(20)로부터 공급된 덩어리 형태의 원료를 분립체로 분쇄한다. 여기서, 분쇄부(40)의 상세에 대해서, 새로운 도면을 참조해서 설명한다. 도 2는 분쇄부의 평면도이다. 도 3은 도 2에 나타낸 분쇄부의 III-III선 단면도이다. 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 분쇄부(40)는, 하우징 통부(112)의 내부에 배치되어, 제1 회전체(41)와, 해머(42)와, 라이너(43)를 구비한다.

<1.4.1 제1 회전체(41)의 구성>

도 2에 나타낸 바와 같이, 제1 회전체(41)는 상하 방향으로 보아서 원형이다. 즉, 제1 회전체(41)는 원판 형상이다. 제1 회전체(41)의 중앙에는 상하로 관통한 축고정 구멍(411)이 구비된다. 축고정 구멍(411)은, 제1 샤프트(31)가 회전 방지되면서, 고정된다. 또, 제1 샤프트(31)와 축고정 구멍(411)의 고정은, 예를 들어, 압입을 들 수 있다. 또한, 나사 고정 용접, 접착 등, 그 밖에 고정할 수 있는 고정 방법을 널리 채용할 수 있다. 또한, 키 홈 및 키를 이용해서 확실히 회전 방지되도록 해도 되고, 제1 샤프트(31)의 단면 형상을 원형 이외의 형상으로 해서, 회전 방지되도록 해도 된다.

도 2, 도 3에 나타낸 바와 같이, 제1 회전체(41)의 표면은, 바깥쪽 가장자리부에 복수개(여기서는, 12개)의 해머 부착부(412)를 구비한다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 해머 부착부(412)는, 제1 회전체(41)의 상부면에서부터 아래쪽을 향해서 움푹 들어간 오목부이다. 해머 부착부(412)는, 둘레방향에 등간격으로 배열된다. 해머 부착부(412)는, 제1 회전체(41)의 바깥쪽 가장자리부에서부터 안쪽으로 연장된다. 그리고, 해머 부착부(412)의 안쪽은 원호 형상으로 형성된다.

<1.4.2 해머(42)의 구성>

해머(42)는 분쇄부재의 일례이다. 해머(42)는 해머 베이스(421)와, 상승부(422)와, 분쇄날(423)을 구비한다. 해머 베이스(421)는 평판 형상이며 해머 부착부(412)에 삽입된다. 그리고, 해머 베이스(421)는, 예를 들어, 나사(40a)로 제1 회전체(41)에 고정된다(도 2, 도 3 참조). 또, 고정 방법은 용접이나 접착 등이어도 된다.

상승부(422)는, 해머 베이스(421)의 일단부로부터 한쪽으로 일체적으로 돌출한다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 해머 베이스(421)를 해머 부착부(412)에 삽입했을 때, 상승부(422)는 위쪽으로 상승한다. 그리고, 분쇄날(423)은, 직경 방향에 있어서, 상승부(422)의 바깥쪽에 배치된다. 분쇄날(423)은, 상하로 연장되는 복수의 요철을 구비한다. 또, 요철은, 중심축(C1)과 평행하게 연장되어도 되고, 중심축(C1)에 대해서 둘레방향으로 경사져 있어도 된다.

<1.4.3 라이너(43)의 구성>

도 3에 나타낸 바와 같이, 라이너(43)는 환 형상이다. 라이너(43)의 내면은, 해머(42)의 외면과 직경 방향으로 간극을 두고 대향한다. 라이너(43)는, 복수개의 라이너 팁(431)을 구비하고, 라이너 팁(431)은 하우징 통부(112)의 내주면을 따라서 둘레방향으로 서로 접해서 병설된다. 이것에 의해, 라이너(43)는 해머(42)에 대향하는 내주면이 다각형의 환 형상으로 형성된다. 라이너 팁(431)은, 예를 들어, 나사로 하우징 통부(112)에 고정되어도 된다. 라이너 팁(431)은, 안쪽의 면에, 요철이 형성된 분쇄날(432)을 구비한다. 분쇄날(432)은, 해머(42)의 분쇄날(423)과 마찬가지로, 상하로 연장되는 요철이어도 된다. 또한, 분쇄날(432)은, 요철홈을 교차시켜서 형성하고, 볼록부를 정방형, 정삼각형 등의 다각형상으로 형성해도 된다. 또한, 핀 형상의 볼록부를 2차원 배열해도 된다.

제1 회전체(41)가 회전함으로써, 해머(42)의 분쇄날(423)과 라이너 팁(431)의 분쇄날(432)은, 둘레방향으로 상대적으로 이동한다. 분쇄날(423) 및 분쇄날(432)은, 제1 회전체(41)의 고속회전 시에, 덩어리 형태의 원료를 분쇄한다. 그 때문에, 해머(42)의 적어도 분쇄날(423) 및 라이너 팁(431)의 적어도 분쇄날(432)은, 강도 및 경도가 높고 내마모성이 우수한, 세라믹(알루미나, 지르코니아 등), 탄화텅스텐, 초경합금, 공구강철 등에 의해 형성된다. 또, 해머(42) 전체를, 이들 재료로 형성해도 된다. 또한, 내마모성이 높은 재료는, 일례이며, 이들로 한정되지 않는다.

또, 라이너 팁(431)의 분쇄날(432)이 형성되어 있는 면은 평면 형상이다. 그 때문에, 곡면에 분쇄날(432)을 설치하는 구성에 비해서, 라이너 팁(431)의 제조가 용이하다. 또한, 라이너 팁(431)의 개수를 변경함으로써, 어떤 범위에서, 라이너(43)의 내경을 변경하는 것이 가능하다. 그 때문에, 다른 크기의 라이너(43)에 대해서, 라이너 팁(431)을 공통화하는 것이 가능하다. 또한, 라이너 팁(431)이 간단한 형상이기 때문에, 복잡한 형상의 가공이 곤란한 재료, 예를 들어, 세라믹 등으로 라이너 팁(431)을 제조하기 쉽다. 이것에 의해, 분체 처리 장치(A)의 제조에 필요로 하는 비용을 낮추는 것이 가능하다. 또한, 원환 형상의 라이너(43)의 내면에 분쇄날(432)을 형성한 구성이어도 된다.

본 실시형태에서는 생략하고 있지만, 제1 회전체(41)의 상부면에, 상면판이 부착되어 있어도 된다. 상면판은, 원료 수납 구멍(13)으로부터 투입된 원료의 충돌에 의한, 제1 회전체(41), 해머(42), 나사(40a) 등의 파손, 마모 등을 억제하기 위해서 설치된다. 또, 상면판으로서는, 내마모성이 우수한 재료로 구성하는 것이 가능하다.

<1.5 선회 기류 발생부(50)의 구성>

선회 기류 발생부(50)는, 하우징체(10)의 내부에서 분쇄부(40)의 위쪽에 배치된다. 즉, 선회 기류 발생부(50)의 위쪽에는, 배출 구멍(116)이 형성된다. 선회 기류 발생부(50)는 회전함으로써, 하우징체(10)의 내부에 선회 기류를 발생시킨다. 그리고, 선회 기류 발생부(50)는, 선회 기류를 발생시킴으로써, 분립체에 원심력을 부여한다. 선회 기류 발생부(50)의 상세에 대해서, 새로운 도면을 참조해서 설명한다. 도 4는 선회 기류 발생부 및 안내부의 평면도이다. 도 1 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 선회 기류 발생부(50)는, 제2 회전체(51)와, 복수매의 블레이드(52)를 구비한다.

<1.5.1 제2 회전체(51)의 구성>

도 4에 나타낸 바와 같이, 제2 회전체(51)는 평면에서 보아서 원형이다. 즉, 제2 회전체(51)는 원판 형상이다. 제2 회전체(51)에는, 제2 샤프트(32)가 회전 방지되면서, 고정된다. 제2 회전체(51)와 제2 샤프트(32)는, 중심이 중심축(C1)과 중첩된다. 또, 제2 샤프트(32)의 고정은, 도시하지 않은 관통 구멍에 압입함으로써 행해져도 되고, 나사 고정, 용접, 접착 등을 채용해도 된다. 또한, 키 및 키 홈을 이용해서, 회전 방지를 행해도 된다. 이것에 의해, 제2 샤프트(32)가 회전함으로써, 제2 회전체(51), 즉, 선회 기류 발생부(50)는, 중심축(C1) 둘레를 회전한다.

<1.5.2 블레이드(52)의 구성>

제2 회전체(51)의 표면에는, 방사상으로 연장되고, 복수매의 블레이드(52)가 둘레방향에 등간격으로 고정되어 있다. 복수매의 블레이드는, 예를 들어, 제2 회전체(51)의 상부면에 형성된 요철홈에 삽입한 후, 용접, 접착 등으로 고정시켜도 된다. 제2 회전체(51)의 상부면에 고정된 블레이드(52)는, 위쪽이 바깥쪽으로 확장된다. 즉, 선회 기류 발생부(50)가 회전했을 때, 블레이드(52)의 상단부분의 바깥쪽의 단부가 통과하는 부분이, 블레이드(52)의 통과 영역에 있어서, 가장 바깥쪽의 부분이 된다.

블레이드(52)는, 선회 기류 발생부(50)의 선회 방향과 직교하는 면을 갖는다. 선회 기류 발생부(50)가 회전함으로써, 하우징체(10)의 내부에는, 둘레방향으로 흐르는 기류가 발생한다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 선회 기류 발생부(50)는, 평면에서 보아서, 반시계 회전 방향(Rd)으로 회전한다. 선회 기류 발생부(50)의, 회전에 의해서 하우징체(10), 즉, 하우징 통부(112)의 내부에는, 하우징 통부(112)를 따라서, 반시계 회전 방향(Rd)의 선회하는 기류(이하, 선회 기류라 칭함)가 발생한다. 또한, 상세한 것은 후술하지만, 분립체는, 선회 기류 발생부(50)에서 발생하는 선회 기류에 의해, 그 입자의 크기에 따라 선별(이하, 분급이라 칭함)된다.

<1.6 안내부(60)의 구성>

도 1, 도 4에 나타낸 바와 같이, 안내부(60)는, 하우징 통부(112)의 내부에 배치된, 안내판(61)과, 지지 리브(rib)(62)를 구비한다. 안내판(61)은 안내부재의 일례이다.

<1.6.1 안내판(61)의 구성>

도 4에 나타낸 바와 같이, 하우징 통부(112)의 내부에 복수매(여기서는, 6매)의 안내판(61)이, 둘레방향에 등간격으로 배열되어 있다. 안내판(61)은 직사각형 판이며, 안내판(61)은 상하로 연장된다. 그리고, 안내판(61)은, 선회 기류 발생부(50)와 직경 방향으로 대향하는 안내면(611)을 구비한다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 안내면(611)의 하단부는, 선회 기류 발생부(50)의 블레이드(52)의 하단부와, 같은 또는 거의 같은 위치까지 신장되고 있다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 안내판(61)은, 안내면(611)의 선회 기류 발생부(50), 즉, 제2 회전체(51)의 회전 방향 앞쪽이 뒤쪽에 비해서 안쪽이 되도록, 하우징 통부(112)의 내면에 고정되어 있다. 또, 안내판(61)의 고정 방법으로서는, 용접, 접착 등을 들 수 있지만, 이들로 한정되지 않고, 하우징 통부(112)에 형성된 홈부에 삽입해서 고정하는 구성 등이어도 된다. 안내판(61)을 확실히 고정할 수 있는 고정 방법을 널리 채용할 수 있다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 안내면(611)의 선회 기류 발생부(50)의 회전 방향 전단부(front-end part)에서부터 둘레방향을 따라서 연장된 면(612)은, 선회 기류 발생부(50)의 블레이드(52)가 통과하는 영역보다도 바깥쪽에 위치한다. 안내면(611)은, 선회 기류 발생부(50)에서 발생한 기류가, 선회 기류 발생부(50)에 직접 내뿜어지지 않도록, 안쪽으로 안내한다. 이것에 의해, 선회 기류에 의해서 선회하는 분립체가, 블레이드(52)에 충돌하는 것을 억제하면서, 안쪽으로 안내한다.

<1.6.2 지지 리브(62)의 구성>

도 1, 도 4에 나타낸 바와 같이, 지지 리브(62)는, 안내판(61)의 안내면(611)과 반대쪽의 면과 하우징 통부(112)의 내면에 고정되는 판 형상이다. 지지 리브(62)는 안내판(61)을 고정하고 있다. 지지 리브(62)를 구비함으로써, 안내판(61)에 기류를 내뿜었을 때의 휨을 억제하고, 안내판(61)이 선회 기류를 안쪽으로 안내한다.

본 실시형태에 있어서, 지지 리브(62)는 안내판(61)의 상하 중앙에 1개 설치되어 있다. 그러나, 지지 리브(62)는 복수개 설치되어 있어도 된다. 또, 안내판(61)의 전체를 지지하는 바와 같은, 지지 리브(62)를 구비하고 있어도 된다.

<1.6.3 안내부의 다른 예에 대해서>

안내부(60)의 다른 예에 대해서 설명한다. 도 5는 안내판의 다른 부착 방식을 나타낸 단면도이다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 안내판(61)을 하우징 상판부(114)의 하부면에 고정하도록 해도 된다. 도 5에서는, 안내판(61)을 하우징 상판부(114)에 나사 고정에 의해 고정시키고 있지만, 나사 고정 이외에도 용접, 용착 등을 채용해도 된다. 또, 도 5에 나타낸 바와 같이, 하우징 상판부(114)의 하부면에 직접 부착해서 고정하는 안내판(61a)이어도 되고, 하우징 상판부(114)의 하부면에 형성되어 위쪽으로 움푹 들어가는 오목부에 삽입해서 고정시키는 안내판(61b)이어도 된다. 이렇게 구성함으로써, 하우징 상판부(114)를 떼어냄으로써, 안내판(61a, 6lb)을 외부에 취출할 수 있으므로, 안내판 (61a, 6lb)의 유지보수가 용이하다. 또, 안내판을 하우징 상판부(114)에 부착할 경우, 안내판은 하우징 상판부(114)의 개폐 시에 방해되기 어려운 형상이면 된다. 또한, 하우징 상판부(114)는 힌지를 개재시키는 일 없이, 플랜지부(113)에 부착해도 된다.

도 6은 본 발명에 따른 분체 처리 장치에 이용되는 안내부의 다른 예를 나타내는 평면도이다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 만곡된 안내판(63)이어도 된다. 이러한 안내판(63)에서는, 안내면(631)도 곡면이 된다. 그래서, 안내면(631)의 제2 회전체(51)의 회전 방향 전단부에서부터 둘레방향을 따라서 연장된 면(632)이, 선회 기류 발생부(50)의 블레이드(52)가 통과하는 영역보다도 바깥쪽이 되도록, 안내판(63)이 배치되어 있다. 이와 같이, 곡면 형상의 안내면(631)을 구비함으로써, 선회 기류의 안내를 원활하게 행하는 것이 가능하다. 또, 안내면(631)은, 바깥쪽으로 볼록한 곡면이지만, 이것으로 한정되지 않고, 안쪽으로 볼록 형상의 곡면이어도 된다. 선회 기류의 유속, 기류의 점도 등에 의해서, 소용돌이가 발생하기 어려운 형상을 널리 채용할 수 있다.

또한, 도 7에 나타낸 바와 같은, 안내부재(64, 65, 66)를 구비하고 있어도 된다. 도 7은 안내부의 또 다른 예를 나타내는 평면도이다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 안내부재(64)로서, 평판 형상의 안내판이 아니라, 직경 방향으로 돌출하는 안내부재(64)을 이용해도 된다. 이때, 안내부재(64)의 안내면(641)의 제2 회전체(51)의 회전 방향의 전방측의 단부를 신장시킨 면이, 선회 기류 발생부(50)의 블레이드(52)가 통과하는 영역보다도 바깥쪽이 된다. 또한, 안내부재(65)와 같이, 안내면(651)을 길게 해도 되고, 안내부재(66)와 같이 안내면(661)을 곡면 형상으로 해도 된다. 안내부재(64, 65, 66)는 하우징(11)과 일체적으로 형성해도 된다. 또한, 별도의 부재로서 제작된 안내부재(64, 65, 66)를 하우징(11)의 내부에 고정시켜도 된다. 그리고, 안내면(641, 651, 661)의 제2 회전체(51)의 회전 방향의 전방측의 단부를 연장시킨 면(642, 652, 662)은, 선회 기류 발생부(50)의 블레이드(52)가 통과하는 영역보다도 바깥쪽이 된다.

이상 설명한, 안내면(611, 631, 641, 651, 661)은, 상하로 연장되는 면, 즉, 상단부에서부터 하단부에 걸쳐서 둘레방향으로 같은 위치에 있는 면으로 구성되어 있다. 그러나, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 안내면의 위쪽이 아래쪽에 대해서, 제1 회전체(41)의 회전 방향에 있어서의 전방측에 위치하고 있어도 된다. 이것에 의해, 선회 기류를 원활하게 안쪽으로 안내할 수 있다.

<1.7 기류 유출부(70)의 구성>

기류 유출부(70)는, 기류 유입부(14)로부터 유입된 기류(공기)를 외부에 배출한다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 기류 유출부(70)는, 하우징 상판부(114)의 표면에 부착된다. 기류 유출부(70)는 배기 통부(71)와, 배기 플랜지(72)를 구비한다. 배기 통부(71)는, 원통형이며, 하우징 상판부(114)의 중앙에 형성된 배출 구멍(116)과 연통한다. 그리고, 하우징(11)의 내부의 공기는, 배출 구멍(116)을 개재해서 배기 통부(71)에 유입한다.

배기 플랜지(72)는, 하우징 상판부(114)의 상부면에 도시하지 않은 개스킷을 개재해서 배치되어도 된다. 그리고, 배기 플랜지(72)는, 하우징 상판부(114)에, 예를 들어, 나사로 고정된다. 이것에 의해, 하우징 상판부(114)와 배기 통부(71) 사이의 밀폐성을 향상시키고, 기류의 누설을 억제한다. 개스킷 대신에, O링 등을 이용해도 된다. 또한, 기류 유출부(70)와 하우징 상판부(114) 중 한쪽에 오목부를 다른 쪽에 볼록부를 형성하고, 오목부에 볼록부를 삽입함으로써, 밀폐하는 구성으로 해도 된다.

<2. 분체 처리 장치의 동작에 대해서>

본 발명에 따른 분체 처리 장치(A)는, 위에서 나타낸 구성을 갖고 있다. 다음에, 분체 처리 장치(A)를 사용한 분체 처리 시스템에 대해서 설명하고, 분체 처리 시스템에 포함되는 분체 처리 장치의 동작에 대해서 설명한다. 도 8은 본 발명에 따른 분체 처리 시스템의 일례의 개략 배치도이다. 도 8에 나타낸 분체 처리 시스템(CL)은, 원료 공급 장치(Ma)와, 분체 처리 장치(A)와, 필터 장치(Ft)와, 블로어(Bw)를 구비한다.

분체 처리 장치(A)는, 가대(Ca)의 수평면에 도시하지 않은 나사 등으로 고정되어 있다. 그리고, 분체 처리 장치(A)의 기류 유출부(70)와 필터 장치(Ft)의 유입부(Ft3)가 배관을 개재해서 접속된다. 필터 장치(Ft)는, 예를 들어, 버그 필터이다. 필터 장치(Ft)는, 하우징(Ft1)과, 경계부(Ft2)와, 유입부(Ft3)와, 유출부(Ft4)와, 여과재(Ft5)와, 취출구(Ft6)를 구비한다. 필터 장치(Ft)에서는, 경계부(Ft2)가 하우징(Ft1)의 내부를 상부와 하부로 칸막이를 한다. 그리고, 경계부(Ft2)에는, 복수개의 관통 구멍이 형성되어 있다. 하우징(Ft1)의 경계부(Ft2)보다도 아래쪽에는, 경계부(Ft2)의 관통 구멍의 주위를 둘러싸는 동시에 아래쪽으로 연장되는 통 형상의 여과재(Ft5)가 배치되어 있다.

분체 처리 장치(A)로부터의 기류는, 유입부(Ft3)로부터 하우징(Ft1) 내부에 유입되어, 여과재(Ft5)를 통과하고, 유출부(Ft4)로부터 외부로 유출된다. 이때, 여과재(Ft5)의 외면에, 분립체가 포집된다. 필터 장치(Ft)에서는, 도시를 생략한 파이프로부터, 정기적으로, 압축한 기체(압축 공기)를 내뿜어, 여과재(Ft5)에서 포집된 분립체를 아래쪽으로 떨어뜨린다.

하우징(Ft1)의 하단에 취출구(Ft6)가 설치되어 있다. 취출구(Ft6)로부터 하우징(Ft5)의 하부에 모인 분립체가 취출된다. 또, 분체 처리 시스템(CL)에서는, 취출구(Ft6)로부터 취출되는 분립체가, 분급 후의 분립체, 즉, 제조품이다.

필터 장치(Ft)의 유출부(Ft4)는, 블로어(Bw)에 배관을 개재해서 접속된다. 블로어(Bw)는 유출부(Ft4)와 접속된 배관에 부압을 발생시킨다. 이 부압의 발생에 의해, 필터 장치(Ft), 분체 처리 장치(A) 및 이들을 연결하는 배관 내에 블로어(Bw)를 향하는 기류를 발생시킨다. 또한, 분체 처리 장치(A)에서는, 이 부압에 의해, 기류 유입부(14)로부터 기류가 유입된다. 또, 기류 유입부(14)의 바깥쪽에 별도의 블로어(도시 생략)를 설치해서, 발생한 기류를 강제적으로 유입시켜도 된다.

분체 처리 장치(A)의 동작에 대해서 설명한다. 분체 처리 장치(A)에서는, 제1 회전체(41) 및 제2 회전체(51)가 회전하고 있는 상태에서, 원료 공급부(20)로부터 덩어리 형태의 원료가 공급된다. 원료 공급부(20)로부터 공급된 원료는, 분쇄부(40)의 제1 회전체(41)에 낙하한다. 원료는, 해머(42)의 분쇄날(423)과 라이너(43)의 분쇄날(432)로 분립체로 분쇄된다.

분체 처리 장치(A)에서는, 전술한 바와 같이 기류 유입부(14)로부터 공기(기류)가, 하우징(11)의 내부에 유입되고 있다. 기류 유입부(14)로부터 유입된 기류는, 제1 회전체(41)와 하부 커버(15)와의 간극으로부터 직경 방향 바깥쪽을 향해서 흐르고, 제1 회전체(41)와 라이너(43) 사이에, 하우징 통부(112)를 따라서 위쪽으로 흐른다. 기류의 유출처는 기류 유출부(70)이다. 그 때문에, 제1 회전체(41)와 라이너(43) 사이로부터 유출되는 기류는, 위쪽을 향하는 동시에, 안쪽을 향한다. 또한, 기류는, 제1 회전체(41)와 라이너(43) 사이를 통과할 때에, 분쇄된 분립체와 함께 이동한다. 즉, 분쇄부(40)로 분쇄된 분립체는, 반송 기류에 의해서, 위쪽 및 안쪽을 향해서 반송된다.

하우징(11)의 상부에서는, 선회 기류 발생부(50)에 의해서 선회 기류가 발생하고 있다. 기류 유입부(14)로부터 유입된 반송 기류는, 선회 기류와 합류한다. 이때, 반송 기류에 함유되는 분립체에는, 반송 기류에 의한 안쪽을 향하는 힘(F1)과, 선회 기류에 의한 바깥쪽을 향하는 힘(F2)의 2가지 힘이 작용한다. 힘(F1)은, 반송 기류의 유량(유속)에 의해서 변화되고, 반송 기류가 클수록 힘(F1)도 커진다. 또한, 힘(F2)은, 선회 기류의 유량(유속), 즉, 선회 기류 발생부(50)의 회전수에 의해서 변화되고, 선회 기류 발생부(50)의 회전수가 높을수록 힘(F2)도 커진다.

이상의 것으로부터, 반송 기류에 의해서 반송되는 분립체 중, 기류 유출부(70)로부터 배출되는 기류와 함께 반송되는 분립체의 입경은, 반송 기류의 유량과, 선회 기류 발생부(50)의 회전수로 결정된다. 더욱 자세하게 설명하면, 기류 유출부(70)로부터 배출되는 분립체의 매체 직경 D₅₀은, 반송 기류의 유량의 평방근에 비례하고, 선회 기류 발생부(50)의 회전수에 반비례한다. 분체 처리 장치(A)에서는, 반송 기류의 유량과, 선회 기류 발생부(50)의 회전수를 조정함으로써, 기류 유출부(70)로부터 배출된다, 즉, 분급되는 분립체의 입경을 결정된 입경으로 조정할 수 있다. 또, 매체 직경 D₅₀은, 분립체를 입경순으로 나열할 때, 그 입경보다도 작은 직경의 분립체의 수와 큰 직경의 분립체의 수가 같아지는 입경이다.

또한, 분급에 의해서 기류 유출부(70)로부터 배출되지 않는 분립체는, 결정된 입경보다도 큰 입경을 지닌다. 이러한 분립체는, 선회 기류에 의해서 바깥쪽으로 압출되어, 하우징 통부(112)의 내면에 접촉하고, 그 후, 하우징 통부(112)의 내면을 따라서 아래쪽으로 이동한다. 그리고, 재차, 해머(42)의 분쇄날(423)과 라이너(43)의 분쇄날(432)에 의해서 분쇄된 후, 재차, 반송 기류에 의해서, 위쪽으로 반송된다.

이와 같이, 해머(42)와 라이너(43)에 의한 분쇄, 반송 기류에 의한 반송 및 선회 기류에 의한 분급을 반복함으로써, 원료를 결정된 입경 및 그 이하의 입경으로 분쇄한 분립체를 생성한다. 또, 생성된 분립체는, 필터 장치(Ft)에서 포집되어서, 취출된다.

본 발명에 따른 분체 처리 장치(A)에서는, 하우징(11)의 내부에, 안내판(61)을 배치하고 있다. 안내판(61)의 안내면(611)은, 선회 기류를 안쪽으로 안내한다. 이 동작에 의해서, 선회 기류가 안쪽을 향한다. 선회 기류에 의한 힘(F1)은, 안내판(61)이 배치되어 있지 않을 경우보다도 작아질 수 있다. 그 때문에, 소정의 입경을 수득하기 위한, 반송 기류의 유량 및 선회 기류 발생부(50)의 회전수를 낮게 하는 것이 가능하다. 이것을 환언하면, 반송 기류의 유량을 적게 억제할 수 있으므로, 분립체의 미세화가 가능해진다. 또한, 반송 기류의 유량 및 선회 기류 발생부(50)의 회전수를 낮게 함으로써 소비 전력을 저감하는, 즉, 에너지 절약화가 가능하다.

또, 안내면(611)은, 선회 기류를 원활하게 안쪽으로 유도하도록 배치되어 있다. 그 때문에, 선회 기류를 판 형상의 부재에 충돌시키는 종래의 구성에 비해서, 안내판(61)에 분립체가 부착되기 어렵고, 또한, 선회 기류에서 소용돌이가 발생하기 어렵다. 그 때문에, 분립체를 원활하고도 효율적으로 제조할 수 있다.

또한, 기류 유입부(14)로부터, 고온에서 습도가 낮은, 즉, 고온 건조 공기를 유입시킴으로써, 해머(42) 및 라이너(43)로 분쇄한 분립체의 수분을 제거하는, 소위, 기류 건조 장치로 하는 것도 가능하다.

<2.1 분체 처리 장치의 다른 예에 대해서>

분체 처리 장치에서는, 선회 기류 발생부(50)에 의해서 발생하는 선회 기류와 반송 기류로 반송된 기류를 이용해서, 안쪽으로 이동하는 분립체의 입경을 조정 가능하다. 이것을 이용해서, 일정 미만의 입경의 분립체를 배출하면서, 해머(42)의 분쇄날(423)과 라이너(43)의 분쇄날(432) 사이에서 연마를 반복함으로써, 일정한 입경으로, 뾰족한 부분이 적은, 즉, 구형(球形)에 가까운 분립체를 생성할(구형화라 칭함) 수 있다. 그리고, 분체 처리 장치(A)의 하우징 통부(112)에 도시하지 않은 취출구를 설치해두고, 취출구로부터 취출함으로써, 구형화된 분립체를 얻을 수 있다.

이와 같이, 분체 처리 장치(A)에서는, 안내면(611)에서 선회 기류를 안쪽으로 향하게 하고 있기 때문에, 반송 기류의 유량이 낮아도, 분립체를 안쪽으로 반송 가능하다. 반송 기류의 유량이 낮아도, 분립체가 하우징(11)의 내부에 남기 어렵다. 이것에 의해, 해머(42)의 분쇄날(423)과 라이너(43)의 분쇄날(432)로 분쇄가 반복되어서, 과잉으로 분쇄되는, 과분쇄를 억제할 수 있어, 미분의 발생량을 억제할 수 있다.

<3. 분체 처리 장치의 평가에 대해서>

본 발명에 따른 분체 처리 장치(A)의 특성의 평가를 행했다. 비교예로서, 종래의 분체 처리 장치(P)를 이용하였다. 도 9는 비교예의 시험에 이용한 종래의 분체 처리 장치의 단면도이다.

도 9에 나타낸 분체 처리 장치(P)는, 안내판(61) 대신에 내통(81) 및 수직 날개(82)를 구비하고 있는 이외에는, 도 1에 나타낸 분체 처리 장치(A)와 실질상 같은 구성을 갖고 있다. 그 때문에, 분체 처리 장치(P)에 있어서, 실질상 분체 처리 장치(A)와 같은 부분에는, 같은 부호를 붙이는 동시에, 같은 부분의 상세한 설명은 생략한다. 또, 도 9에 있어서, 본 발명의 특징과 직접 관계되지 않는 부분의 부호에 대해서도 생략하고 있다.

도 9에 나타낸 바와 같이, 분체 처리 장치(P)는, 하우징 통부(112)의 내부에, 내통(81)을 구비하고 있다. 내통(81)은, 선회 기류 발생부(50)의 바깥쪽을 에워싸는 통 형상이다. 그리고, 수직 날개(82)는, 평판이고, 내통(81)의 외면과 하우징 통부(112)의 내면을 연결시킨다. 수직 날개(82)는, 복수개(예를 들어, 6개) 구비되어 있고, 직경 방향을 따라서 배치된다.

분체 처리 장치(P)에서는, 선회 기류에 반송된 분립체는, 하우징 통부(112)를 따라서 둘레방향으로 흐르고, 수직 날개(82)에 충돌한다. 그리고, 아래쪽으로 낙하한다. 그리고, 낙하한 분립체는, 재차 분쇄부(40)에서 분쇄된다. 비교예의 분체 처리 장치(P)는 이러한 구성을 갖고 있다.

분체 처리 장치(P)의 동작에 대해서 설명한다. 분체 처리 장치(P)에서는, 분체 처리 장치(A)와 마찬가지로, 원료 공급부(20)로부터 공급된 원료가, 분쇄부(40)의 제1 회전체(41)에 낙하한다. 원료는, 해머(42)의 분쇄날(423)과 라이너(43)의 분쇄날(432)로 분립체로 분쇄된다. 그리고, 분쇄된 원료는, 반송 기류에 의해서 반송되고, 하우징 통부(112)의 내주와 내통(81)의 외주 사이를 통과한다. 그 후, 선회 기류 발생부(50)에서 분립체를 분급한다. 그리고, 결정된 입경보다도 작은 분립체는, 블레이드(52)의 간극을 통과하고, 배출 구멍(116)으로부터 외부로 배출된다. 또한, 결정된 입경보다도 큰 분립체는, 내통(81)의 안쪽을 아래쪽으로 이동해서 제1 회전체(41)에 낙하한다. 그리고, 낙하한 분립체는, 해머(42)의 분쇄날(423)과 라이너(43)의 분쇄날(432)로 재차 더욱 미세한, 즉, 입경이 작은, 분립체로 분쇄된다. 분체 처리 장치(P)에서는, 이상의 동작을 반복함으로써, 원료를 분립체로 파쇄하는 동시에 분급을 행하고 있다.

<3.1 시험 조건>

이하의 평가에 있어서, 본 발명의 분체 처리 장치(A)를 이용한 시험 결과를 실시예로 하고, 종래의 분체 처리 장치(P)를 이용해서 행한 시험 결과를 비교예로 한다. 분쇄부(40)의 해머(42)의 바깥쪽의 외경을 해머 외경으로 한다. 실시예 및 비교예 모두, 같은 조건으로 시험을 행하고 있다. 시험의 조건은 이하와 같다. 또, 평가마다 조건이 달라지고 있는 부분에 대해서는, 평가마다 설명을 행한다. 이하의 설명에 이용하는 그래프에 있어서, 실시예를 사각, 비교예를 삼각으로 나타낸다.

해머 분쇄날의 형상: 세로홈

해머 외경: 318.1㎜

해머 개수: 12개

분쇄부 회전수: 7000rpm

선회 기류 발생부 회전수: 2000rpm 내지 7000rpm

분쇄 원료: 중질 탄산칼슘(입경 약 1㎜)

<3.2 평가 1>

평가 1에서는, 분체 처리 장치(A) 및 분체 처리 장치(P)의 동작 조건을 상기와 같이 하고, 각 분체 처리 장치에서 반송 기류의 유량을 변화시켜서 시험 1, 시험 2를 행하였다. 각 시험에 있어서의 반송 기류의 유량은, 다음과 같다.

시험 1

반송 기류유량: 표준유량

시험 2

반송 기류유량: 표준유량의 1/3의 유량

또, 표준유량이란, 분체 처리 장치(P)를 이용해서 행해지고 있는 종래의 분체 처리에 있어서, 분체 처리 장치(P)에 공급되는 기류, 즉, 반송 기류의 유량이다. 시험 1 및 시험 2의 결과를 도 10, 도 11에 나타낸다. 도 10은 시험 1의 결과를 나타낸 그래프이다. 도 11은 시험 2의 결과를 나타낸 그래프이다. 도 10, 도 11에 나타낸 그래프는, 세로축이 분쇄 효율(㎏/㎾·h), 가로축이 매체 직경(D₅₀㎛)이다. 분쇄 효율은 단위전력당의 원료의 처리 능력을 나타낸다.

도 10에 나타낸 바와 같이, 반송 기류의 유량이 많은(표준유량) 경우, 실시예와 비교예에서 분쇄 효율에 거의 차이는 나타나지 않는다. 또, 도 11에 나타낸 바와 같이, 반송 기류의 유량이 적은(표준유량의 1/3) 경우, 실시예의 분쇄 효율은, 비교예의 분쇄 효율에 비해서 높아져 있다. 즉, 반송 기류의 유량이 적을 경우에 있어서, 본 발명의 분체 처리 장치(A)는, 종래의 분체 처리 장치(P)에 비해서, 분쇄 효율이 높은 것을 알 수 있었다.

<3.3 평가 2>

다음에, 실시예 및 비교예 모두 반송 기류의 유량을 표준유량의 1/3.75로 하여, 원료의 공급을 정지한 후에 무부하 상태가 되는, 즉, 공전으로 되돌아올 때까지의 시간을 비교했다. 그 결과를 도 12에 나타낸다. 도 12는 원료 공급 정지 후에 분쇄부가 공전 상태로 되돌아갈 때까지의 시간을 나타낸 그래프이다.

도 12의 그래프는, 세로축이 원료 공급 정지된 후에 분쇄부(40)의 부하가 최소, 즉, 공전 상태로 돌아갈 때까지의 시간이다. 또한, 가로축은, 생성 분립체의 매체 직경 D₅₀이다. 분립체가 하우징(11)의 내부에서 체류하고 있는 시간은, 처리에 필요로 하는 시간이다.

도 12에 나타낸 바와 같이, 원료 공급을 정지 후, 공전 상태로 되돌아갈 때까지의 시간은, 매체 직경 D₅₀이 같을 경우, 실시예가 비교예에 비해서 짧다. 즉, 반송 기류의 유량이 적을 경우, 분체 처리 장치(A)는, 분체 처리 장치(P)보다도 원료를 분쇄하여, 결정된 입경의 분립체를 얻을 때까지의 처리 시간이 짧은 것을 알 수 있었다. 이것에 의해, 반송 기류의 유량이 적을 경우에 있어서, 본 발명의 분체 처리 장치(A)는, 종래의 분체 처리 장치(P)에 비해서, 처리의 택트 타임(tact time)을 짧게 하는 것이 가능한 것을 알 수 있다.

<3.4 평가 3>

다음에, 원료를 중질 탄산칼슘으로부터 비늘형상 흑연(매체 직경 D₅₀이 85㎛)으로 변경하였다. 또한, 라이너(43)의 분쇄날(432)로서, 홈이 직교해서 볼록부가 직사각 형상이 되는 모서리 홈의 라이너를 이용하고 있다. 분쇄부(40)의 회전수는, 실시예, 비교예 모두 6800rpm, 선회 기류 발생부(50)의 회전수는, 실시예, 비교예 모두 3000rpm과 7000rpm으로 하고 있다. 반송 기류의 유량은, 실시예, 비교예 모두 표준유량의 1/3로 하고 있다. 시험 결과를 도 13에 나타낸다. 도 13은 분쇄 효율을 나타낸 그래프이다. 도 13의 그래프는 세로축을 분쇄 효율, 가로축을 매체 직경 D₅₀으로 하고 있다.

원료를, 중질 탄산칼슘으로부터 비늘형상 흑연으로 변경해도, 반송 기류의 유량이 적을 경우에 있어서, 본 발명에 따른 분체 처리 장치(A)의 분쇄 효율은, 종래의 분체 처리 장치(P)의 분쇄 효율보다도 높은 것을 알 수 있었다.

<3.5 평가 4>

평가 4에서는, 원료를 폴리스타이렌으로 해서, 시험을 행하였다. 폴리스타이렌과 같이 균열되기 어려운 재료를 이용한 경우, 반송 기류의 유량이 낮다면, 종래의 분체 처리 장치(P)에서는, 분쇄 부하의 변동이 커지고, 안정적인 운전을 할 수 없었다. 이것으로부터, 본 발명에 따른 분체 처리 장치(A)는, 종래의 분체 처리 장치(P)에 비해서 저풍량에 있어서의 운전의 안정성이 높은 것을 알 수 있었다. 즉, 본 발명에 따른 분체 처리 장치(A)는, 종래의 분체 처리 장치(P)보다도, 저풍량화가 가능한 것을 알 수 있었다.

<3.6 평가 5>

다음에, 평가 5에서는, 원료를 플레이크 형태 분체 도료(□5㎜, 두께 1㎜)로 해서, 시험을 행하였다. 그리고, 기류 유출부(70)로부터 배출된 분립체에 함유되는 미분(입경 9.25㎛ 미만)의 함유율(미분율)을 체적비율로 취득하였다. 시험 조건은, 평가 1의 시험 2와 같다. 그 결과를, 도 14에 나타낸다. 도 14는 생성된 분립체에 함유되는 미분의 함유율을 나타낸 그래프이다. 도 14는 세로축을 미분율, 가로축을 매체 직경 D₅₀으로 하고 있다.

매체 직경 D₅₀이 같은 분립체를 생성할 경우, 본 발명의 분체 처리 장치(A)를 이용한 쪽이, 종래의 분체 처리 장치(P)를 이용할 경우에 비해서, 미분율이 낮다. 즉, 동량의 원료를 이용해서 결정된 입경의 분립체를 생성할 경우, 본 발명의 분체 처리 장치(A)는 종래의 분체 처리 장치(P)보다도 많은 분립체를 생성할 수 있다. 즉, 본 발명의 분체 처리 장치(A)는 종래의 분체 처리 장치(P)보다도 낭비가 적어, 분체 처리의 효율이 높은 것을 알 수 있다.

<3.7 평가 6>

평가 6에서는, 평가 1 내지 평가 5에서 이용한 것과는 크기가 다른 분체 처리 장치(A1) 및 분체 처리 장치(P1)를 이용해서 시험을 행하였다. 시험 조건은 이하와 같다.

해머 분쇄날의 형상: 세로홈

해머 외경: 430.3㎜

해머 개수: 32개

분쇄부 회전수: 6600rpm

선회 기류 발생부 회전수: 3000rpm 내지 5400rpm

분쇄 원료: 중질 탄산칼슘(입경 약 1㎜)

라이너 분쇄날의 형상: 삼각홈

반송 기류의 유량: 표준유량의 2/3

이상의 조건에서, 본 발명에 따른 분체 처리 장치(A1)와 종래의 분체 처리 장치(P1)를 이용해서, 시험을 행하고, 분쇄 효율을 취득하였다. 시험 결과를 도 15에 나타낸다. 도 15는 분쇄 효율을 나타낸 그래프이다. 도 15는, 세로축을 분쇄 효율, 가로축을 매체 직경 D₅₀으로 하고 있다.

도 15에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 분체 처리 장치(A1)를 이용한 경우, 종래의 분체 처리 장치(P1)를 이용한 경우에 비해서, 분쇄 효율이 높아진다. 이것에 의해, 분체 처리 장치의 크기, 하우징, 분쇄부의 크기, 해머의 수가 변화되어도, 안내면을 갖는 본 발명에 따른 분체 처리 장치 쪽이, 종래의 분체 처리 장치보다도 분쇄 효율이 높은 것을 알 수 있다.

이상 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 분체 처리 장치에서는, 하우징 내에, 하우징 내부에서 발생하는 선회 기류를 안쪽으로 안내하는 안내면을 구비함으로써, 종래의 분체 처리 장치에 비해서, 분쇄 효율이 높고 분체 처리 시간을 짧게 할 수 있다. 또, 결정된 입경의 분립체를 얻기 위하여 필요한 원료도 본 발명에 따른 분체 처리 장치를 이용한 쪽이, 종래의 분체 처리 장치를 이용할 경우보다도 적어도 된다. 또한, 본 발명의 분체 처리 장치(A)에서는, 종래의 분체 처리 장치(P)에 비해서, 유입시키는 기류유량을 적게 할 수 있다, 즉, 기류의 저유량화가 가능하다. 또한 이것으로부터, 본 발명의 분체 처리 장치(A)에서는, 종래의 분체 처리 장치(P)에 비해서, 생성되는 분립체의 미세화도 가능하다.

이상, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이 내용으로 한정되는 것은 아니다. 또 본 발명의 실시형태는, 발명의 취지를 일탈하지 않는 한, 각종 개변을 가하는 것이 가능하다.

10: 하우징체 11: 하우징
111: 하우징 밑부분 112: 하우징 통부
113: 플랜지부 114: 하우징 상판부
115: 관통 구멍 116: 배출 구멍
12: 축 유지부 13: 원료 수납 구멍
14: 기류 유입부 15: 하부 커버
20: 원료 공급부 30: 구동부
31: 제1 샤프트 311: 제1 풀리
32: 제2 샤프트 321: 제2 풀리
331: 제1 벨트 332: 제2 벨트
40: 분쇄부 41: 제1 회전체
412: 해머 부착부 42: 해머
423: 분쇄날 43: 라이너
432: 분쇄날 50: 선회 기류 발생부
51: 제2 회전체 52: 블레이드
60: 안내부 61: 안내판
62: 지지 리브 63: 안내판
64: 안내부재 65: 안내부재
66: 안내부재 70: 기류 유출부
71: 배기 통부 72: 배기 플랜지
A: 분체 처리 장치 CL: 분체 처리 시스템
Ft: 필터 장치 Bw: 블로어

Claims

분체 처리 장치로서,
연직방향으로 연장되는 통 형상의 하우징체;
상기 하우징체 내에 원료를 공급하는 원료 공급부;
상기 원료 공급부의 아래쪽에 배치되어서 연직방향으로 연장되는 중심축 둘레를 회전하는 제1 회전체;
상기 제1 회전체의 직경 방향 바깥쪽 가장자리부에 배치되어서 상기 원료를 분립체(粉粒體)로 분쇄하는 분쇄부재;
상기 하우징체 내에 있어서 상기 제1 회전체의 위쪽에 배치되어서 상기 하우징체 내에 선회 방향의 기류를 발생시키는 선회 기류 발생부;
상기 하우징체의 상기 회전체의 아래쪽에 배치되어서 상기 하우징체 내에 기류를 유입시키는 기류 유입부; 및
상기 하우징체의 상부에서부터 상기 기류를 유출시키는 기류 유출부를 포함하되,
상기 하우징체의 내부에는, 상기 선회 기류 발생부와 직경 방향으로 대향하는 동시에 상기 선회 기류 발생부의 회전 방향에 있어서의 앞쪽이 뒤쪽에 비해서 직경 방향 안쪽에 위치하는 안내면을 갖는 안내부를 구비하는, 분체 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 선회 기류 발생부는, 중심축 둘레를 회전하는 제2 회전체와, 상기 제2 회전체의 둘레부에 방사상으로 세워 설치된 복수매의 블레이드를 구비하는, 분체 처리 장치.
제2항에 있어서, 상기 안내면의 상기 제2 회전체의 회전 방향에 있어서의 전단부(front-end part)에서부터 둘레방향으로 연장된 면은, 상기 선회 기류 발생부보다도 직경 방향 바깥쪽에 위치하는, 분체 처리 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하우징체는 상기 중심축을 따라서 연장되는 통 형상의 하우징 통부를 구비하고,
상기 안내부의 적어도 하나는 상기 하우징 통부에서부터 직경 방향 안쪽으로 연장되는, 분체 처리 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하우징체의 상단부에는 중심축과 직교하는 방향으로 확장되는 하우징 상판부를 구비하고,
상기 안내부의 적어도 하나는, 상기 하우징 상판부의 하부면에서부터 아래쪽으로 연장되는, 분체 처리 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안내부는 판 형상인, 분체 처리 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안내면은 둘레방향의 중간부분이 직경 방향으로 팽윤된 곡면인, 분체 처리 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안내면은, 위쪽이 아래쪽에 대해서, 상기 선회 기류 발생부의 회전 방향에 있어서의 앞쪽에 위치하는, 분체 처리 장치.
기류 건조 장치로서,
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 분체 처리 장치를 포함하되,
상기 기류 유입부로부터 열풍을 유입시키는, 기류 건조 장치.
분급 장치로서,
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 분체 처리 장치를 포함하되,
상기 하우징체의 내부에서 분립체를 분급하고,
상기 기류 유출부의 외부에 상기 기류 유출부로부터 배출되는 기류에 함유되는 외경이 소정 범위에 들어가는 분립체를 포집하는 포집부를 구비한, 분급 장치.
구형화 장치로서,
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 분체 처리 장치를 포함하되,
상기 하우징체는 상기 하우징체 내에서 형성된 구형(球形)의 분립체를 외부에 취출하는 구형 분립체를 취출하는 분립체 취출부를 구비한, 구형화 장치.