WO2020039477A1

WO2020039477A1 - 微粉化装置

Info

Publication number: WO2020039477A1
Application number: PCT/JP2018/030659
Authority: WO
Inventors: 正親森本
Original assignee: 株式会社ミラリード; 株式会社エムアンドエフ・テクノロジー
Priority date: 2018-08-20
Filing date: 2018-08-20
Publication date: 2020-02-27

Abstract

微粉化装置（１）は、内部空間が設けられたメインチャンバ（２）と、内部空間内において回転する際の軸となる回転軸（５）周りに設けられ、微粉化対象物に回転方向と交わる方向に沿った運動エネルギーを付与して粉体を生成する外力付与面を有する回転体（４）と、回転体（４）の回転によって生成された粉体を含む気流を前記内部空間から取り出すための流路である連通口（３１）と、を備える。

Description

微粉化装置

　本開示は、微粉化装置に関するものである。

　微粉化装置として、各種の素材を粉末化させる様々な装置が知られている。例えば、特許文献１には、回転軸上に配置した複数枚の回転円盤と、この回転円盤と対向する固定面（固定円盤）を回転軸の長手方向に沿って多段的に配置した粉砕装置が掲載されている。この粉砕装置は、回転円盤と固定円盤の対向面に凹部からなる粉砕空間を設け、この粉砕空間に装填された被粉砕粒子にすり剪断力を加えて粉砕するというものである。回転円盤と固定円盤の隙間寸法ｔは０．１ｍｍから３．０ｍｍに寸法設定されており、砕料は各凹部に嵌まり込んで圧縮処理を受けながら下流側に向かって順次移動するようになっている。

　上記特許文献１記載の装置は、数μｍ程度まで微細化した粒子を得ることができるものであるが、粒子の大きさを段階的に小さくする複数段階の工程を設け、この工程を経ることで微細化するようになっている。したがって、部品点数が多く構造が複雑になりメンテナンスに要する工数も増えることから製造コストが高くなる傾向を有している。

特許第３９７７５７４号公報

　セルロースは木材をはじめとする植物に多く含まれる天然素材である。そして、木材等を数十μｍ以下若しくは数μｍ以下まで微粉化することによって、ナノレベルのセルロースやリグノセルロースといった成分を抽出することが可能になる。このようなナノセルロース等やリグノセルロースは合成樹脂や各種素材の物性を向上させることが判っているが、これらを効率よく安価に提供できる方法や技術の開発が課題となっている。

　本開示は、多段的に微粉化させる装置のような複雑な構造ではなく、小型かつメンテナンス性が良好な超微細粒子の連続的な製造を行うことができる微粉化装置を提供することを目的とする。

　本開示は、微粉化装置であって、内部空間が設けられたメインチャンバと、内部空間内において回転する際の軸となる回転軸周りに設けられ、微粉化対象物に回転方向と交わる方向に沿った運動エネルギーを付与して粉体を生成する外力付与面を有する回転体と、回転体の回転によって生成された粉体を含む気流を内部空間から取り出すための流路と、を備える。

　本開示では、回転体が回転軸を中心に回転することによって、外力付与面が回転方向と交わる方向に沿った運動エネルギーを微粉化対象物に付与するので、微粉化対象物同士が互いに衝突して衝撃力が発生したり、押圧力が発生したりする。この衝撃力や押圧力は回転体を回転させることによって継続的に発生させることができるので、多段的な構成を必要とせず、粉体を生成することができる。生成された粉体は、内部空間において空気中に漂うので、粉体を含む気流を流路から取り出すことで、内部空間に投入直後の微粉化対象物や、微粉化対象物から粉体に至る途中の中間生成物と容易に分別して外部に取り出すことができる。

　本開示において、外力付与面は、回転軸から放射状に延び且つ回転方向と交わるように設けることができる。

　外力付与面は、回転軸から放射状に延びているので、回転軸から離れた場所においても衝撃力や押圧力を発生させることができる。外力付与面は、回転方向に交わるように設けられているので、回転軸の回転に伴って確実に微粉化対象物に運動エネルギーを付与することができる。

　本開示において、外力付与面は、回転方向に沿って互いの対向間隔が狭まるように少なくとも一対設けられ、外力付与部を形成することができる。

　外力付与部は、回転軸を中心に回転体が回転することで、一対の外力付与面の対向間隔が狭まるように傾斜して設けられている。従って、一対の外力付与面の間に入り込んだ微粉化対象物同士が互いに衝突しやすくなる方向に誘導され、より確実に衝撃力を発生させたり、押圧力を発生させたりすることができる。

　本開示において、外力付与部を、回転軸に対して回転方向における位置が異なるように複数設けることができる。

　外力付与部を複数設け、互いに回転方向において位置が異なるように配置されているので、回転軸の回転に伴って連続的に衝撃力や押圧力を発生させることができる。

　本開示において、外力付与部は、外力付与面同士の対向間隔が相対的に狭い狭窄端部と、狭窄端部とは反対側であって外力付与面同士の対向間隔が相対的に広い開放端部と、を有するように構成することができる。複数の外力付与部を、回転方向において、一方の外力付与部における狭窄端部が他方の外力付与部における開放端部に対応するように設けることができる。

　一方の外力付与部における狭窄端部を、他方の外力付与部における開放端部に対応するように設けることで、一方の外力付与部において衝撃力や押圧力を加えられた微粉化対象物や微粉化対象物から粉体に至る途中の中間生成物を、他方の外力付与部に供給することができる。微粉化対象物や微粉化対象物から粉体に至る途中の中間生成物には、他方の外力付与部において更に衝撃力や押圧力を加えられるので、確実且つ迅速に微粉化することができる。

　本開示において、内部空間は、円筒状の内周面及び前記内周面の両端に設けられた一対の内壁面によって形成することができる。外力付与面を複数設けることができ、一の外力付与面を一方の内壁面側に配置し、他の外力付与面を他方の内壁面側に配置することができる。

　一対の内壁面それぞれに対応して外力付与面を設けているので、内壁面に近づいた微粉化対象物や微粉化対象物から粉体に至る途中の中間生成物を、外力付与面の傾斜によって内部空間の中央側に誘導することができ、確実且つ迅速に微粉化することができる。

　本開示において、外力付与部の先端を、円筒状の内周面に沿うように形成することができる。

　外力付与部の先端が内周面に沿うように形成されているので、外力付与部の先端と内周面との間の隙間を小さくすることができる。従って、外力付与部の先端と内周面との間に微粉化される前の微粉化対象物や微粉化対象物から粉体に至る途中の中間生成物が挟まってしまうことを抑制することができ、微粉化対象物を確実に粉体とすることができる。

　本開示において、内部空間を、円筒状の内周面及び内周面の両端に設けられた一対の内壁面によって形成することができ、流路は、その少なくとも一部が内壁面を貫通するように設けられた開口部として構成することができる。

　粉体を取り出す流路を開口部とし、その開口部に回転軸を挿通することで、効率的に流路を配置することができる。

　本開示において、更に、メインチャンバと開口部を介して連通するようにサブチャンバを設けることができ、サブチャンバを経由して粉体を取り出すように構成することができる。

　メインチャンバにおいては、微粉化対象物を微粉化し粉体を生成し、生成された粉体は開口部を通してサブチャンバに導入することができる。サブチャンバを経由して粉体を取り出すことで、微粉化対象物や微粉化対象物から粉体に至る途中の中間生成物の混入を抑制することができる。

　本開示において、サブチャンバ内に入り込んだ微粉化対象物及び微粉化対象物から粉体に至る途中の中間生成物をメインチャンバに戻すための搬送部を設けることができる。

　搬送部を設けることで、取り出し対象となる粉体以外の微粉化対象物及び微粉化対象物から粉体に至る途中の中間生成物（十分に微粉化されていない粉体を含む）をメインチャンバに戻すことができ、確実に微粉化処理を行うことができる。

　本開示において、流路を流れる気流の流量を調整する流量調整部を設けることができる。

　流路を流れる気流を調整することで、例えば微粉化が完了していない中間生成物を流出させるような気流にはならないように調整することができるので、狙いの粒度以下まで微粉化された粉体のみを取り出すように気流の流量を調整することができる。

図１は、本実施形態における微粉化装置の概要を表した概略構成図である。図２は、本実施形態におけるメインチャンバ、サブチャンバ、及び回転軸を表した部分断面図である。図３は、回転軸の回転角度に応じた翼状体の配置を説明するための図である。図４は、本実施形態におけるメインチャンバ及びサブチャンバの内部構造を説明するための図である。図５は、本実施形態における微粉化装置による粉砕処理前のおが屑の外観写真である。図６は、本実施形態における微粉化装置による粉砕処理後の粉体の外観写真である。図７は、図６に示される粉体の拡大写真である。図８は、粉砕処理後の粉体の電子顕微鏡写真である。図９は、粉砕処理後の粉体の電子顕微鏡写真である。図１０は、粉砕処理後の粉体の粒度分布を示す表である。図１１は、粉砕処理後の粉体の粒度分布を示すグラフである。図１２は、粉砕処理後の粉体を塊状物にしたものの外観写真である。図１３は、図１２に示される塊状物の電子顕微鏡写真である。図１４は、図１２に示される塊状物の電子顕微鏡写真である。

　以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

　図１は、本発明に係る微粉化装置１の説明図である。図１においては、微粉化装置１の要部について部分的に断面を示したものである。微粉化装置１は、一例として木片、大鋸屑、籾殻といったセルロースを多く含む植物系の素材を微粉末化させて取得する装置である。微粉化装置１は、有機質素材、無機素材にかかわらず他の素材の微粉末化に使用しても差し支えのないものである。

　微粉化装置１は、主な構成として、メインチャンバ２及びサブチャンバ３を備える。メインチャンバ２は、投入した微粉化対象物の微粉化を行う部分である。サブチャンバ３は、微粉末化された粉体と微粉末化が不十分な粒子との分別を行うことができるように構成されている。微粉化装置１は、微粉末化された粉体を回収するために、メインチャンバ２及びサブチャンバ３内に気流を生じさせる吸引手段としての回収装置６を備えている。

　メインチャンバ２は、円筒状の内周面を構成する筒状部２１と、内周面の一端（前端）を塞ぐ内壁面を構成する側壁２２と、内周面の他端（後端）を塞ぐ内壁面を構成する側壁２３と、を有している。

　筒状部２１及び側壁２２，２３は、腐食に強い硬質の素材によって形成されるものであり、内部から受ける圧力や機械的な応力に耐え得る強度を有するための十分な肉厚を有している。筒状部２１の内部には冷却水を通すための管路（不図示）が形成されており、メインチャンバ２及びメインチャンバ２に収容される内容物の過加熱を防止するようになっている。

　メインチャンバ２の内部には、筒状部２１の内壁に沿って回転する回転体４が設けられている。回転体４は、メインチャンバ２の一方の側壁２２と他方の側壁２３（２３ａ）に対して直交する角度で配置された回転軸５に取り付けられている。

　サブチャンバ３は、側壁２３（２３ａ、２３ｂ）を境界としてメインチャンバ２と隣り合う空間が内部に形成された部分である。側壁２３には筒状部２１の内周直径の略半分程度の直径で形成した円形の連通口３１が設けられている。サブチャンバ３の内部空間はこの連通口３１を介してメインチャンバ２の内部空間と連通している。

　連通口３１は回転軸５と同軸の円形口として形成されている。連通口３１には、回転軸５が挿通されている。回転軸５は、メインチャンバ２の内部空間からサブチャンバ３の内部空間を貫通するように設けられている。サブチャンバ３内の回転軸５には、軸線方向に沿ってスパイラル状の外周縁を有する誘導壁５１が設けられている。誘導壁５１の外周縁は、連通口３１の内径と近接した状態で回転するようになっている。

　サブチャンバ３の底部３３は、誘導壁５１の外周縁に沿った筒状の内壁面に形成されている。回転軸５とともに回転する誘導壁５１によって、底部３３付近に堆積しようとする微粉化対象物や微粉化対象物から粉体に至る途中の中間生成物を、メインチャンバ２内に誘導し押し戻すように構成されている。押し戻された微粉化対象物や中間生成物は、再びメインチャンバ２内において回転体４と接触若しくは回転体４によって加圧され微細化処理が行われる。

　回転軸５は、メインチャンバ２およびサブチャンバ３を貫通させた回転軸である。回転軸５は、ベルト５３によって伝達されるモータ５２の駆動力によって回転するように構成されている。回転軸５の内部には管状の穴５４が設けられており、両端に設けた接続部を介して冷却水を流すことで回転軸５を冷却できるように構成されている。回転軸５の冷却は、微粉化対象物や微粉化対象物から粉体に至る途中の中間生成物の過加熱を防止し、品質劣化を抑える効果を有している。

　回転軸５には回転体４が設けられている。回転体４は、回転軸５の中心軸に対して直交する方向に取り付けられた長板状の外形を成す翼状体として形成されている。回転体４は、６枚の翼状体４１，４２，４３，４４，４５，４６を有している。設けられている。

　翼状体４１～４６の先端部は、筒状部２１の内周面に合わせた曲率の曲面となるように形成されている。翼状体４１～４６は、それらの先端が筒状部２１の内周面に接触しない程度に極めて近接し、僅かな隙間を有するように配置され、この状態を保ちながら回転するように構成されている。

　翼状体４１～４６は、回転に伴う進行方向に対して傾斜させた外力付与面を有している。翼状体４１～４６は、この傾斜させた外力付与面の作用によって、微粉化対象物や微粉化対象物から粉体に至る途中の中間生成物にエネルギーを与えることで微細化を行うようになっている。

　翼状体４１，４３，４５は回転軸５の長手方向に沿って一列に配置されている。翼状体４２，４４，４６は、翼状体４１，４３，４５とは位相を１８０度変えて回転軸５上において一列に配置されている。

　翼状体の数は必ずしも本実施の形態に限るわけではないが、回転軸５の高速回転に支障が無いようバランスよく配置されていることが好ましい。翼状体４３，４５や翼状体４２，４４のような、回転に伴う移動方向に沿って互いの対向間隔が狭まるような外力付与面を設けた翼状体の組み合わせを一組（一対）以上設けていることが好ましい。対象素材は、この一対の翼状体によって互いに衝突するような方向に誘導され、衝突力や押圧力により微細化が進行する。

　図２は、図１に示される回転軸５、メインチャンバ２及びサブチャンバ３を上方から見た状態の部分断面図である。

　メインチャンバ２の側壁２２に近接して配置された翼状体４１の外力付与面４１１は、回転に伴ってメインチャンバ２に投入した微粉化対象物や微粉化対象物から粉体に至る途中の中間生成物と接触し、微粉化対象物や中間生成物をメインチャンバ２の中央方向に誘導する角度となるように配置されている。翼状体４１は側壁２２に近接して回転するので、微粉化対象物や中間生成物が側壁２２側に滞留するのを抑止しながら、微粉化対象物や中間生成物をメインチャンバ２内で循環させる作用を有している。

　側壁２２とは反対側の側壁２３ａに近接して配置された翼状体４６の外力付与面４６１は、回転に伴ってメインチャンバ２に投入した微粉化対象物や微粉化対象物から粉体に至る途中の中間生成物と接触し、微粉化対象物や中間生成物をメインチャンバ２の中央方向に誘導する角度となるように配置されている。翼状体４６は、翼状体４１に対して１８０度位相を異ならせて回転軸５に取り付けられている。翼状体４６は、側壁２３ａに近接して回転するので、微粉化対象物や中間生成物が側壁２３ａ側に滞留するのを抑止しながら、微粉化対象物や中間生成物をメインチャンバ２内で循環させる作用を有している。

　回転軸５が一定の回転数で回転する場合、翼状体４１～４６の回転速度は一定であり、翼状体４１～４６の先端部における接線方向の速度Ｖｒも一定かつ同一である。一例として軸心から翼状体４１～４６の先端までの長さ（半径）を約２３０ｍｍに設定し、回転軸５を１２００ｒｐｍで回転させると、速度Ｖｒは約２９ｍ／ｓになる。本実施の形態では、概ねこの程度の回転速度によって翼状体４１～４６を回転させている。

　モータの回転速度はインバータ制御によって変えることが出来るので、粉砕する対象素材の性質や粉砕する粒度等に応じて調節することが可能になっている。例えば、粉砕する微粉化対象物を杉のおが屑にした場合には、上記の条件で投入から１０秒程で微細化した粉末を取得できるようになる。

　図３は、回転軸５の回転角度に応じた翼状体４１～４６の配置を同一視点において表した説明図である。図３（Ａ）は、翼状体４１，４３，４５が回転軸５から延びる方向に正対して見た状態を示しており、この状態を基準位置として位相を０度としている。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）と同じ視点を維持したまま回転軸５を１８０度回転させた状態を示している。図３（Ｂ）の場合、翼状体４２，４４，４６が回転軸５から延びる方向に正対するように見える。図３（Ｃ）は、図３（Ｂ）と同じ視点を維持したまま回転軸５を更に１８０度回転させた状態を示している。図３（Ａ）を基準とすると、回転軸５が３６０度回転した状態となり、翼状体４１，４３，４５が回転軸５から延びる方向に正対するように見える。

　図３（Ａ）に示されるように、翼状体４１，４３，４５は先端速度Ｖｒで移動（周回）している。翼状体４２，４４，４６も同様に、先端速度Ｖｒで移動（周回）している。

　翼状体４３及び翼状体４５は、回転に伴う移動方向に沿って対向間隔が狭まるように配置されている。より具体的には、翼状体４３の外力付与面４３１と翼状体４５の外力付与面４５１とが、回転に伴う移動方向に沿って対向間隔が狭まるように配置されている。外力付与面４３１及び外力付与面４５１は一対となるように配置されることで、外力付与部４Ａを構成している。

　外力付与面４３１と外力付与面４５１は、微粉化対象物や中間生成物を迎え入れる開口となる部分の幅Ｗ１Ａを次第に狭め、最終的に微粉化対象物や中間生成物を通過させる部分の幅Ｗ２Ａにまで狭めている。本実施の形態では、一例として幅Ｗ１Ａは約１１７ｍｍ、幅Ｗ２Ａは６８ｍｍに設定されている。

　外力付与面４２１と外力付与面４５１との間隔を幅Ｗ１Ａから幅Ｗ２Ａに狭めるために、進行方向（回転方向）に対して、それぞれ逆方向に１５度傾斜するように配置している。翼状体４３と翼状体４５によって形成される微粉化対象物や中間生成物の迎え入れ角度が３０度を成すように設けられている。

　投入した微粉化対象物や中間生成物が翼状体４３の外力付与面４３１と翼状体４５の外力付与面４５１に接触した場合、微粉化対象物や中間生成物はメインチャンバ２の軸方向に沿った互いに衝突する方向の力成分Ｆｓを受ける。微粉化対象物や中間生成物は、この力成分Ｆｓを受けることによる微粉化対象物及び中間生成物同士の衝撃的な接触の繰り返しによって次第に微細化される。この衝撃的な接触には、幅の広い入り口によって誘い込んだ微粉化対象物や中間生成物を幅の狭い出口から排出することによって生じる瞬間的な圧力の上昇や、気流に乗った微粉化対象物及び中間生成物同士の衝突も含まれる。

　微粉化装置１による微粉化対象物及び中間生成物の粉砕は、微粉化対象物及び中間生成物が硬質な素材で形成した物体との単純な衝突やすり潰し作用によって粉砕されるのとは異なり、翼状体４１～４６による微粉化対象物や中間生成物の付勢によって高速、高圧力の状態で微粉化対象物及び中間生成物同士の衝突や圧縮を繰り返すことで行われるようになっている。

　もう一組の翼状体４２と翼状体４４は、翼状体４３及び翼状体４５とは１８０度位相を異ならせた回転軸５の反対側に配置されている。図３（Ｂ）に示されるように、図３（Ａ）に示された状態から回転軸５が１８０度回転すると、０度の時に翼状体４３と翼状体４５が存在していた位置までもう一組の翼状体４２と翼状体４４が移動する。

　この翼状体４２と翼状体４４も、翼状体４３及び翼状体４５と同様に、回転に伴う移動方向に沿って対向間隔が狭まるように配置されている。より具体的には、翼状体４２の外力付与面４２１と翼状体４４の外力付与面４４１とが、回転に伴う移動方向に沿って対向間隔が狭まるように配置されている。外力付与面４２１及び外力付与面４４１は一対となるように配置されることで、外力付与部４Ｂを構成している。

　翼状体４２，４４は、外力付与面４２１，４４１を進行方向（回転方向）に対して開くような姿勢でそれぞれ１５度の傾斜をもって回転軸５に取り付けられている。翼状体４２，４４は微粉化対象物及び中間生成物の迎え入れ角度が３０度となるように配置されている。翼状体４２及び翼状体４４も、翼状体４３及び翼状体４５と同様に、微粉化対象物及び中間生成物微粉化させる作用を有している。

　外力付与部４Ａ，４Ｂについて、更に説明を加える。外力付与部４Ａは、外力付与面４３１と外力付与面４５１との対向間隔が相対的に狭い狭窄端部４Ａｂと、狭窄端部４Ａｂとは反対側であって外力付与面４３１と外力付与面４５１との対向間隔が相対的に広い開放端部４Ａａと、を有している。外力付与部４Ｂも同様に、外力付与面４２１と外力付与面４４１との対向間隔が相対的に狭い狭窄端部４Ｂｂと、狭窄端部４Ｂｂとは反対側であって外力付与面４２１と外力付与面４４１との対向間隔が相対的に広い開放端部４Ｂａと、を有している。

　翼状体４３と翼状体４５とによって構成される狭窄端部４Ａｂと、翼状体４２と翼状体４４とによって構成される狭窄端部４Ｂｂとは、回転軸５の軸心を中心として位相が１８０度異なるように配置されており、微粉化対象物及び中間生成物は概ね半回転ごとに狭窄端部４Ａｂ，４Ｂｂの一方を通過する。

　図３（Ａ）から図３（Ｃ）に示されるように、回転軸５の長手方向における狭窄端部４Ａｂと狭窄端部４Ｂｂの位置は僅かながら相違している。狭窄端部４Ａｂが側壁２２側に偏倚し、狭窄端部４Ｂｂが側壁２３側に偏倚している。

　外力付与部４Ａにおける狭窄端部４Ａｂの側壁２２側（外力付与面４３１の狭窄端部４Ａｂに相当する側）は、外力付与部４Ｂにおける開放端部４Ｂａの側壁２２側（外力付与面４２１の開放端部４Ｂａに相当する側）と対応するように配置されている。外力付与部４Ａにおける狭窄端部４Ａｂの側壁２３側（外力付与面４５１の狭窄端部４Ａｂに相当する側）は、外力付与部４Ｂにおける開放端部４Ｂａと対応するように配置されている。

　外力付与部４Ｂにおける狭窄端部４Ｂｂの側壁２２側（外力付与面４２１の狭窄端部４Ｂｂに相当する側）は、外力付与部４Ａにおける開放端部４Ａａと対応するように配置されている。外力付与部４Ｂにおける狭窄端部４Ｂｂの側壁２３側（外力付与面４４１の狭窄端部４Ｂｂに相当する側）は、外力付与部４Ａにおける開放端部４Ａａの側壁２３側（外力付与面４５１の開放端部４Ａａに相当する側）と対応するように配置されている。

　回転軸５を回転させると、外力付与部４Ａによって外力を付与された微粉化対象物及び中間生成物は、狭窄端部４Ａｂを通過して外力付与部４Ｂに導入される。狭窄端部４Ａｂは外力付与部４Ｂの外力付与面４２１側に偏倚して設けられているので、外力付与部４Ｂに導入された微粉化対象物及び中間生成物は、外力付与面４２１側に偏って接触する。

　更に回転軸５を回転させると、外力付与部４Ｂによって外力を付与された微粉化対象物及び中間生成物は、狭窄端部４Ｂｂを通過して外力付与部４Ａに導入される。狭窄端部４Ｂｂは外力付与部４Ａの外力付与面４５１側に偏倚して設けられているので、外力付与部４Ｂに導入された微粉化対象物及び中間生成物は、外力付与面４５１側に偏って接触する。

　このように、外力付与部４Ａと外力付与部４Ｂとを回転軸５の長手方向においてずらして配置していることで、回転軸５の半回転ごとに外力付与面４２１と外力付与面４５１とに偏って微粉化対象物及び中間生成物を接触させている。このように偏った接触を発生させることで、メインチャンバ２内における微粉化対象物及び中間生成物の攪拌と効率的な圧縮・衝突作用を行わせることができ、微粉化対象物及び中間生成物の微粉化を効率よく進行させることができる。

　本実施の形態における微粉化装置１は、対象素材をすり潰して微細化する従来の装置とは異なり、比較的大きな外形の素材であっても処理することが可能である。微粉化対象物及び中間生成物が通過する翼状体４１～４６の配置間隔を広げることが可能であるため、比較的大きなものであっても通過させることができる。回転軸５を高速回転させ、翼状体間の通過を高速でくり返すことによって微粉化対象物及び中間生成物の微細化を進行させるように構成されている。微粉化装置１の場合、対象素材の直径若しくは全長が狭窄端部４Ａｂの幅Ｗ２Ａの寸法値である６８ｍｍ以下であれば数μｍの大きさまで微細化することが可能である。

　微粉化装置１では、微粉化対象物が比較的大きい場合、初期段階では主に微粉化対象物と翼状体４１～４６との衝突によって粉砕が行われ、粉砕の進行によって微粉化対象物が細かくなって中間生成物が生成されるのに伴い、微粉化対象物及び中間生成物同士の衝突、加圧作用が高まり、この作用の繰り返しによって次第に微粉化対象物及び中間生成物の微細化が進行する。

　微粉化装置１は、体積の大きな微粉化対象物を微粉化する場合に、複数の装置を設けて段階的に微粉化するという従来の工程とは全く技術的思想が異なり、一つの装置で行うことができるものである。翼状体４１～４６は強い衝撃や摩擦を受けるものであるため、特に先端付近については強度および耐摩耗性の高い合金等を溶着することによる表面処理が行われることが好ましい。

　翼状体４１～４６が回転すると、メインチャンバ２に収容されている微粉化対象物及び中間生成物は翼状体から受ける力および旋回する空気の流れによって筒状部２１の内周面に沿って回転する。内周面に沿って回転するのは、微粉化対象物及び中間生成物に遠心力が作用するからである。微細化が進行して粒子径が一定の大きさ以下まで微細化され粉体となると、煙のように重力や遠心力に抗し空気中に分布（浮遊）する性質が表れ、流速の低い空気の流れであってもこの空気の流れに乗って移動させることができるようになる。

　メインチャンバ２内で微粉化対象物の微細化が進行すると、回転中心である回転軸５に近い領域においても一定程度の濃度で微細化した粉体が存在するようになる。また、粉体の粒子が細かくなればなるほど、メインチャンバ２内に存在する微細化した粉体の濃度が高まり、空気の流れに乗って粉体がサブチャンバ３に移動する。

　サブチャンバ３に移動した粉体は、後述する手段によって吸い上げられ回収されるようになっている。このような微細化した粉体を空気の流れを利用して分別、回収するように構成したことは、微粉化装置１の特徴の一つということができる。

　図４は、メインチャンバ２、サブチャンバ３及び回転軸５の関係を表した説明図である。微粉化装置１は、メインチャンバ２に隣接したサブチャンバ３を有している。サブチャンバ３とメインチャンバ２は、側壁２３（２３ａ、２３ｂ）を隔壁として隔てられているが、回転軸５を挿通させる連通口３１を介して空間的に繋がっている。この連通口３１は、メインチャンバ２の内部空間から、この内部空間に隣接したサブチャンバ３の内部空間へ向かう気流が通過する流路として作用するようになっている。

　回転軸５には、メインチャンバ２内で回転する翼状体４１～４６とともに、主にサブチャンバ３内で回転する螺旋状に形成した連続壁としてスクリュー状の誘導壁５１が設けられている。また、サブチャンバ３の底部３３は回転する誘導壁５１の外縁が近接する半円状の内面を有するように形成されている。この内面は、連通口３１の内径と略同一及び同軸に形成されており、略段差無くメインチャンバ２まで繋がっている。このため、回転軸５の回転に伴って誘導壁５１が回転すると、サブチャンバ３の底部３３方向に落下、堆積若しくは入り込もうとする微粉化対象物や中間生成物や粉体をメインチャンバ２内に戻すようになっている。誘導壁５１は回転軸５の回転に伴ってサブチャンバ３の内部に侵入若しくは堆積した微粉化対象物や中間生成物や粉体をメインチャンバ２に帰還させる搬送部となっている。

　また、サブチャンバ３は、誘導壁５１を回転させる領域の上方に空間３４を有している。この空間３４は、メインチャンバ２において生成した微細化した粉体が気流によって移動する空間であり、後述する粉体の回収装置６に連通するダクト６１との接続によって、回収装置６側に流れる気流が生じる空間である。

　サブチャンバ３は気流によって運搬可能になった粉体についてはサブチャンバ３の上部開口に接続したダクト６１を介して粉体を送り出し、気流によって運搬できなかった粉体等についてはスクリュー状の誘導壁５１によってメインチャンバ２内に帰還させるといった分別作用を有する空間としても機能する。

　続いて、メインチャンバ２に微粉化対象物を供給する素材供給部７について説明する。素材供給部７は、ホッパー７１、ホッパー７１に接続された送り部７２、メインチャンバ２の内壁面に設けた供給口７３を有する。

　ホッパー７１は、上面が開口した漏斗状の収容部であり、上面の開口から微粉化対象物を入れる構造になっている。送り部７２は、モータの駆動によって回転する螺旋状の凸部を設けた回転軸を管路内に収容したものである。送り部７２は、上端にホッパー７１の排出部と連通する開口を有している。ホッパー７１に投入された微粉化対象物を開口から取り入れ、回転する螺旋状の凸部によって下方に運搬するように構成されている。

　送り部７２の末端は、メインチャンバ２の内壁面に設けた供給口７３に連通している。この供給口７３を介して、微粉化対象物をメインチャンバ２内に供給するようになっている。なお、本実施形態では供給口７３をメインチャンバ２の筒状部２１に設けているが、他の手段が果たす機能を阻害しなれば側壁２２等の他の部位に設けてもよい。

　また、本実施形態では、素材供給部７は外部との圧力差によってメインチャンバ２の内部に空気を流入させる手段ともなっている。メインチャンバ２内に流入する空気の流量を積極的に調整する場合には、調節弁を設けた専用の空気路を設けてもよい。メインチャンバ２内に対する空気の流入口を側壁２２の回転軸５に近接した部位等に設けてもよい。

　回収装置６は、サブチャンバ３に接続したダクト６１等で構成した管路、および管路の末端に接続した吸引タンク８等からなる。

　ダクト６１は、サブチャンバ３とロータリーバルブ６２とを接続する両端にフランジを設けた短い垂直管路である。ダクト６１は、サブチャンバ３とロータリーバルブ６２を接続するとともに、両者間に適切な長さの距離を設けることを目的とした部材である。サブチャンバ３を通過した粉体は、吸引タンク８への吸引による気流に乗ってロータリーバルブ６２に進入する。気流に乗った粉体は、垂直管路であるダクト６１を通過することで比重の重い粉体をロータリーバルブ６２に進入する前にサブチャンバ３内に自重により落下させる。サブチャンバ３内に落下した粉体は、搬送部によってメインチャンバ２に戻すように構成されている。これにより、比重の軽い一定の粒子径以下の粉体のみを回収できるようになっている。

　ロータリーバルブ６２は、ハウジングの中で回転する複数枚の羽根６３を有している。ロータリーバルブ６２は、ロータリーバルブ６２を構成するハウジングの内壁と、回転する羽根６３とによって区画される気密的な移動空間を介して入力側（サブチャンバ３側）と出力側（吸引タンク８側）を接続するように構成されている。ロータリーバルブ６２の入力側の圧力ｐ０は、回転体４の回転に伴う圧力変動はあるものの大凡大気圧であり、出力側の圧力ｐ１は吸引タンク８に設けたブロア８１の作用によって大気圧よりも低くなっている。この圧力差により、サブチャンバ３から吸引タンク８側へ流れる粉体を含んだ空気の流れが生じる。ロータリーバルブ６２は、羽根６３の回転数によって流量を制御する流量調整部として機能している。

　ロータリーバルブ６２は、メインチャンバ２とサブチャンバ３の境界を成す側壁２３に設けた連通口３１と連通しているので、連通口３１を通過する空気の流量を制御するようになっている。ロータリーバルブ６２は、微粉末を含んだ空気の流量を制御するために設けた流量調整部であり、設定した粒度以下まで微粉化した粒子のみをメインチャンバ２から取得する手段の一つともなっている。

　連通口３１を流れる空気の流速が早すぎると、メインチャンバ２内において旋回している微粉化途中の大きな粒子まで吸い出してしまう。これに対して流量を適切に設定すると、旋回による遠心力に抗してメインチャンバ２の中心付近において浮遊する微細化した粒子を、微細化が不十分な内壁付近を旋回する粒子と分別して取得することが可能になる。

　ロータリーバルブ６２の上部には、管路内を流れる流体を視認するための透明管を有した検視管６４が設けられている。この検視管６４を経由した後に吸引タンク８に繋がる本管路８２に接続している。

　本管路８２の末端には大気を吸入する弁８８を設けている。弁８８は流量の調節機能を有している。メインチャンバ２およびサブチャンバ３からロータリーバルブ６２を介してブロア８１に繋がる管路中に調節された大気を流入させることで、ロータリーバルブ６２に作用する圧力を調節するようになっている。

　本管路８２は、さらに別の検視管８３を介して吸引タンク８の下方に設けた入力部８４に接続されている。入力部８４は筒状に形成した吸引タンク８の内部と連通しており、空気とともに粉体を流入させるようになっている。吸引タンク８内に流入した粉体は、漏斗状の収集部８５に誘導され吸引タンク８の下方に配置した可搬性の回収容器８６内に蓄積されるようになっている。

　筒状に形成した吸引タンク８の側面には、フィルターユニット８７が設けられている。フィルターユニット８７を通して、ブロア８１により吸引タンク８内から空気を吸い出すようになっている。フィルターユニット８７には、内部を瞬間的に加圧するエアパージ部が設けられている。エアパージ部は、タンク内側のフィルター面に付着した粉末体をタンク内に落下させることで目詰まりを防止するようになっている。

　以上説明した微粉化装置１は、メインチャンバ２と翼状体４１～４６の作用によって木片、大鋸屑等を数μｍからナノオーダーの大きさに微細化し、取り出すことができるものである。そして、一台の装置による一度の工程によって微細化を行うことができるため、途中で不純物が混じることもなく品質の安定した微粉末を取得できるという特徴を有している。

　また、メインチャンバ２及び翼状体４１～４６は、その構造と冷却水の循環による過加熱の防止によって、微粉末化の工程中において酸化や炭化といった変質を起こさせない点も特徴の一つとなっている。具体的に言えば、木片や大鋸屑を微細化した場合には、褐色に変色することなく投入した素材そのものの色を保持した状態の微粉末を取得できるものとなっている。

　図５は、微粉化装置１に投入する木片の一例として、粉砕処理前の杉のおが屑の外観写真を表したものである。この例では、予め粉砕された杉のおが屑の大きさは、幅が約０．５～５ｍｍ程度、繊維方向に沿った長さが１～２０ｍｍ程度の長さを有する木片として形成されている。この杉のおが屑を微粉化装置１に投入すると、メインチャンバ２の内部で行われる粉砕処理によって、図６及び図７に示したような微粉末である粉体が形成される。図７は、図６の一部分を拡大して撮影した画像であり、目盛りの幅は１ｍｍを表している。この微粉末は、後述するように６０μｍよりも小さな粒径を有しているが、粒子が凝集して見かけ上大きな粒子のように見えている。

　図８及び図９は、走査型電子顕微鏡を用いて上記の微粉末を観察した画像である。図８は、倍率が２０００倍の画像である。図９は、図８の中央付近に表れている部位を倍率１００００倍に拡大した画像である。なお、この観察では、画像を鮮明にするために、粒子表面を導電性にするコーティングを行っている。

　図１０は、微粉化装置１によって生成された微粒子に関する粒度分布を計測した結果を示す表である。図１１は、微粉化装置１によって生成された微粒子に関する粒度分布を計測した結果を示すグラフである。

　図１０及び図１１に示される計測結果を得るための計測条件は次の通りである。
計測場所：埼玉県総合技術産業センター
計測機器：島津ＳＡＬＤ－３１００（ＳＡＬＤ－３１００－ＷＪＡ１：Ｖ１．００）
サンプリング：マニュアル
屈折率：１．４５－０．００ｉ
測定回数：２
測定間隔（秒）：２
平均回数：６４
測定吸光度範囲（最大値）：０．２００
測定吸光度範囲（最小値）：０．０１０
超音波：有

　図１０及び図１１に示される計測結果の諸値は次の通りである。
メディアン径（μｍ）：１１．９８０
モード径（μｍ）：２１．２３０
平均値（μｍ）：１１．００２
標準偏差：０．４０１
１０．０％Ｄ：３．３８９
５０．０％Ｄ：１１．９８０
９０．０％Ｄ：３３．８２７

　最大に近い粒子径が約６０μｍであり、最小に近い粒子径は１μｍ以下であり、平均粒子径は約１１μｍであった。図９及び図８は、このような粒子径を有する微粉末を撮影したものであり、粒度分布の計測とともに埼玉県総合技術産業センターにて撮影を行ったものである。

　杉のおが屑は、植物の木質部分であるから主に繊維状を成すミクロフィブリルセルロース（幅約３ｎｍ）にリグニンやヘミセルロースが結合して構成されているものである。上記の拡大画像に見えている粒子はこれらの成分の結合物である。

　粒子の大きさは様々であるが、画像を見ると解るように各粒子の形状は球形ではなく、幅に対する長さが大きいアスペクト比（長さ/幅）を有する形状を成している。これは繊維状を成す高アスペクト比のミクロフィブリルセルロースの性質によるものと解される。

　前述した粒度分布の計測では、粒子の大きさは概ね６０μｍ以下であって平均粒子径が約１１μｍという結果である。一方、図８に表れている粒子の大きさを、同画像中に表示されている１０μｍのスケールバーと比較して観察すると、画像中大きく見えている長い粒子であっても、その幅は概ね１０μｍ以下である。すなわち、長さと幅の双方がともに数十μｍを成すような大きい粒子は無く、幅方向の大きさについてはナノオーダーに近いレベルにまで微細化が進行していることがうかがわれる。

　図１２は、上記の微粉末を水中に堆積させ、そのまま乾燥させた粉末塊の外観写真である。図１３及び図１４は、図１２に示した粉末塊の表面を走査型電子顕微鏡を用いて観察した画像である。図１３は倍率が２０００倍の画像であり、図１４は倍率が３０００倍の画像である。なお、この観察では、粒子表面を導電性にするコーティングは行っていないため、画像がやや不鮮明になっている。

　図１３及び図１４の画像は、塊化した粉末の表面であるので図８および図９と比較して密度が高い様子がうかがえる。また、粒子同士が凝集して互いに癒着しているような状態ながら、粒子自体の大きさと形状は明確に把握できる画像になっている。

　この画像からも明らかであるが、粒子自体の形状は球形ではない幅よりも長さのあるアスペクト比を持ったものが多く、幅方向の長さは概ね１０μｍ以下であると認められる。

　微粉化装置１は、一定量の対象素材を投入し粉砕処理を行った後に装置を止めて粉末を取得する装置ではなく、対象素材の連続的な投入を行いながら上記のような数μｍからナノオーダーの大きさに微細化した粉末を取得できるものとなっている。

　木材の微粉末に含まれるセルロースは周囲に水酸基を有する結晶構造を有しており、水酸基同士が結びついて強固に結びついている。この傾向は、セルロース繊維の解繊（微細化）が進むにしたがって強くなり、小さくしようとするほど大きなエネルギーを必要とする。また、一旦微細化したセルロースであっても凝集しやすい性質があるので、これを解消する手法の研究や開発が行われている。

　セルロース同士が引き合う力を軽減させる方法として、一定の高温下で含水した木粉と無水マレイン酸を反応させつつ微粉化することでセルロース表面のエステル化を行い、凝集しにくいナノセルロースファイバーを取得する方法がある。特に、木粉から微粉化を行うと、セルロースを強化するリグニンを含んだリグノナノセルロースを取得することができる。

　微粉化装置１は木粉を微細化する装置であり、木粉とともに無水マレイン酸を加えることによって、分散性のあるナノセルロースを生成することが可能になる。この際、冷却水の温度を調節することによって、反応空間となるチャンバ内の温度を反応に適切な温度に制御する。結合力を低下させた木粉を微細化するものであるので、微細化に要するエネルギーを低減させることができるものとなっている。

　マレイン酸は揮発性を有するので、本微粉化装置に反応後のマレイン酸を回収する設備を設けることも可能である。このように形成すると、機能と経済性に優れたナノセルロースの製造設備を提供することが可能である。

　セルロース分子は周囲に水酸基を有していることで強固に結合しており、上記のようにマレイン酸を加えること水酸基がエステル化して結合が解除されやすくなる。このような作用を発揮するセルロースに対する化学修飾の方法は、マレイン酸以外にも存在しており多方面で開発、研究が継続している。これら各種の化学修飾は、本実施形態に係る微粉化装置１にも、適宜実施することが可能であり、本開示の技術的範囲に属するものである。

　以上説明した微粉化装置１は、一例として木片、大鋸屑、籾殻等といった植物系素材の微粉末化に適した装置として構成しているが、このような有機質素材に限らずプラスチック等の無機質素材に適用しても差し支えないものである。また、微細化する微粉化対象物に応じた適宜の調整、改良、他の装置を組み合わせること、および本明細書に記載した手段を適宜組み合わせることは本開示の趣旨を逸脱しない範囲において当然に想定されることであり本開示の技術的範囲に含まれるものである。

　上記したように、本実施形態である微粉化装置１は、内部空間が設けられたメインチャンバ２と、内部空間内において回転する際の軸となる回転軸５周りに設けられ、微粉化対象物に回転方向と交わる方向に沿った運動エネルギーを付与して粉体を生成する外力付与面４１１，４２１，４３１，４４１，４５１，４６１を有する回転体４と、回転体４の回転によって生成された粉体を含む気流を内部空間から取り出すための流路を構成する連通口３１と、を備える。

　本実施形態では、回転体４が回転軸５を中心に回転することによって、外力付与面４１１，４２１，４３１，４４１，４５１，４６１が回転方向と交わる方向に沿った運動エネルギーを微粉化対象物に付与するので、微粉化対象物同士が互いに衝突して衝撃力が発生したり、押圧力が発生したりする。この衝撃力や押圧力は回転体４を回転させることによって継続的に発生させることができるので、多段的な構成を必要とせず、粉体を生成することができる。生成された粉体は、内部空間において空気中に漂うので、粉体を含む気流を流路としての連通口３１から取り出すことで、内部空間に投入直後の微粉化対象物や、微粉化対象物から粉体に至る途中の中間生成物と容易に分別して外部に取り出すことができる。

　本実施形態において、外力付与面４１１，４２１，４３１，４４１，４５１，４６１は、回転軸５から放射状に延び且つ回転方向と交わるように設けられている。

　外力付与面４１１，４２１，４３１，４４１，４５１，４６１は、回転軸５から放射状に延びているので、回転軸５から離れた場所においても衝撃力や押圧力を発生させることができる。外力付与面４１１，４２１，４３１，４４１，４５１，４６１は、回転方向に交わるように設けられているので、回転軸５の回転に伴って確実に微粉化対象物に運動エネルギーを付与することができる。

　本実施形態において、外力付与面４２１，４３１，４４１，４５１は、回転方向に沿って互いの対向間隔が狭まるように少なくとも一対設けられ、外力付与部４Ａ，４Ｂを形成している。より具体的には、外力付与面４３１，４５１は、回転方向に沿って互いの対向間隔が狭まるように設けられ、外力付与部４Ａを形成している。外力付与面４２１，４４１は、回転方向に沿って互いの対向間隔が狭まるように設けられ、外力付与部４Ｂを形成している。

　外力付与部４Ａ，４Ｂは、回転軸５を中心に回転体４が回転することで、一対の外力付与面４３１，４５１及び一対の外力付与面４２１，４４１の対向間隔が狭まるように傾斜して設けられている。従って、一対の外力付与面４３１，４５１及び一対の外力付与面４２１，４４１の間に入り込んだ微粉化対象物同士が互いに衝突しやすくなる方向に誘導され、より確実に衝撃力を発生させたり、押圧力を発生させたりすることができる。

　本実施形態において、外力付与部４Ａ，４Ｂは、回転軸５に対して回転方向における位置が異なるように複数設けられている。

　外力付与部４Ａ，４Ｂを複数設け、互いに回転方向において位置が異なるように配置されているので、回転軸５の回転に伴って連続的に衝撃力や押圧力を発生させることができる。

　本実施形態において、外力付与部４Ａ，４Ｂは、外力付与面４２１，４３１，４４１，４５１同士の対向間隔が相対的に狭い狭窄端部４Ａｂ，４Ｂｂと、狭窄端部４Ａｂ，４Ｂｂとは反対側であって外力付与面４２１，４３１，４４１，４５１同士の対向間隔が相対的に広い開放端部４Ａａ，４Ｂａと、を有している。複数の外力付与部４Ａ，４Ｂは、回転方向において、一方の外力付与部４Ａにおける狭窄端部４Ａｂが他方の外力付与部４Ｂにおける開放端部４Ｂａに対応するように設けられている。同様に、一方の外力付与部４Ｂにおける狭窄端部４Ｂｂが、他方の外力付与部４Ａにおける開放端部４Ａａに対応するように設けられている。

　本実施形態では、一方の外力付与部４Ａにおける狭窄端部４Ａｂを、他方の外力付与部４Ｂにおける開放端部４Ｂａに対応するように設けたり、一方の外力付与部４Ｂにおける狭窄端部４Ｂｂを、他方の外力付与部４Ａにおける開放端部４Ａａに対応するように設けたりしている。このような相互関係で外力付与部４Ａ及び外力付与部４Ｂを配置することで、一方の外力付与部４Ａ（４Ｂ）において衝撃力や押圧力を加えられた微粉化対象物や微粉化対象物から粉体に至る途中の中間生成物を、他方の外力付与部４Ｂ（４Ａ）に供給することができる。微粉化対象物や微粉化対象物から粉体に至る途中の中間生成物には、他方の外力付与部４Ｂ（４Ａ）において更に衝撃力や押圧力を加えられるので、確実且つ迅速に微粉化することができる。

　本実施形態において、メインチャンバ２の内部空間は、円筒状の内周面及び内周面の両端に設けられた一対の内壁面によって形成されている。外力付与面４１１，４６１は複数設けられ、一の外力付与面４１１が一方の内壁面側に配置される一方で、他の外力付与面４６１が他方の内壁面側に配置されている。

　一対の内壁面それぞれに対応して外力付与面４１１，４６１を設けているので、内壁面に近づいた微粉化対象物や微粉化対象物から粉体に至る途中の中間生成物を、外力付与面４１１，４６１の傾斜によって内部空間の中央側に誘導することができ、確実且つ迅速に微粉化することができる。

　本実施形態において、外力付与部４Ａ，４Ｂの先端が、メインチャンバ２の内部空間を形成する円筒状の内周面に沿うように形成されている。より具体的には、外力付与部４Ａ，４Ｂを構成する翼状体４１～４６の先端が、メインチャンバ２の内部空間を形成する円筒状の内周面に沿うように形成されている。

　外力付与部４Ａ，４Ｂの先端（翼状体４１～４６の先端）が内周面に沿うように形成されているので、外力付与部４Ａ，４Ｂの先端（翼状体４１～４６の先端）と内周面との間の隙間を小さくすることができる。従って、外力付与部４Ａ，４Ｂの先端（翼状体４１～４６の先端）と内周面との間に微粉化される前の微粉化対象物や微粉化対象物から粉体に至る途中の中間生成物が挟まってしまうことを抑制することができ、微粉化対象物を確実に粉体とすることができる。

　本実施形態において、流路は、その少なくとも一部が内部空間を形成する側壁２３に設けられた開口部としての連通口３１であり、開口部としての連通口３１は、回転軸５を挿通することができるように構成されている。

　粉体を取り出す流路を側壁２３に設けた開口部としての連通口３１とし、その連通口３１に回転軸５を挿通することで、効率的に流路を配置することができる。

　本実施形態では、更に、メインチャンバ２と開口部としての連通口３１を介して連通するように設けられているサブチャンバ３を備え、サブチャンバ３を経由して粉体を取り出すように構成されている。

　メインチャンバ２においては、微粉化対象物を微粉化し粉体を生成し、生成された粉体は開口部としての連通口３１を通してサブチャンバ３に導入することができる。サブチャンバ３を経由して粉体を取り出すことで、微粉化対象物や微粉化対象物から粉体に至る途中の中間生成物の混入を抑制することができる。

　本実施形態では、サブチャンバ３内に入り込んだ微粉化対象物及び微粉化対象物から前記粉体に至る途中の中間生成物（十分に微粉化されていない粉体を含む）を、メインチャンバ２に戻すための搬送部として機能する誘導壁５１が設けられている。

　搬送部として機能する誘導壁５１を設けることで、取り出し対象となる粉体以外の微粉化対象物及び微粉化対象物から粉体に至る途中の中間生成物（十分に微粉化されていない粉体を含む）をメインチャンバ２に戻すことができ、確実に微粉化処理を行うことができる。

　本実施形態では、流路を流れる気流の流量を調整する流量調整部として機能するロータリーバルブ６２が設けられている。

　ロータリーバルブ６２によって流路を流れる気流を調整することで、例えば微粉化が完了していない中間生成物（十分に微粉化されていない粉体を含む）を流出させるような気流にはならないように調整することができるので、狙いの粒度以下まで微粉化された粉体のみを取り出すように気流の流量を調整することができる。

Claims

　微粉化装置であって、
　内部空間が設けられたメインチャンバと、
　前記内部空間内において回転する際の軸となる回転軸周りに設けられ、微粉化対象物に回転方向と交わる方向に沿った運動エネルギーを付与して粉体を生成する外力付与面を有する回転体と、
　前記回転体の回転によって生成された粉体を含む気流を前記内部空間から取り出すための流路と、を備える微粉化装置。
　請求項１に記載の微粉化装置であって、
　前記外力付与面は、前記回転軸から放射状に延び且つ回転方向と交わるように設けられている、微粉化装置。
　請求項２に記載の微粉化装置であって、
　前記外力付与面は、回転方向に沿って互いの対向間隔が狭まるように少なくとも一対設けられ、外力付与部を形成している、微粉化装置。
　請求項３に記載の微粉化装置であって、
　前記外力付与部は、前記回転軸に対して回転方向における位置が異なるように複数設けられている、微粉化装置。
　請求項４に記載の微粉化装置であって、
　前記外力付与部は、前記外力付与面同士の対向間隔が相対的に狭い狭窄端部と、前記狭窄端部とは反対側であって前記外力付与面同士の対向間隔が相対的に広い開放端部と、を有しており、
　複数の前記外力付与部は、回転方向において、一方の前記外力付与部における前記狭窄端部が他方の前記外力付与部における前記開放端部に対応するように設けられている、微粉化装置。
　請求項２に記載の微粉化装置であって、
　前記内部空間は、円筒状の内周面及び前記内周面の両端に設けられた一対の内壁面によって形成されており、
　前記外力付与面は複数設けられ、一の前記外力付与面が一方の前記内壁面側に配置され、他の前記外力付与面が他方の前記内壁面側に配置されている、微粉化装置。
　請求項３に記載の微粉化装置であって、
　前記内部空間は、円筒状の内周面及び前記内周面の両端に設けられた一対の内壁面によって形成されており、
　前記外力付与部の先端が、前記内周面に沿うように形成されている、微粉化装置。
　請求項１から７のいずれか１項に記載の微粉化装置であって、
　前記内部空間は、円筒状の内周面及び前記内周面の両端に設けられた一対の内壁面によって形成されており、
　前記流路は、その少なくとも一部が前記内壁面を貫通するように設けられた開口部であり、
　前記開口部は、前記回転軸を挿通することができるように構成されている、微粉化装置。
　請求項８に記載の微粉化装置であって、
　更に、前記メインチャンバと前記開口部を介して連通するように設けられているサブチャンバを備え、
　前記サブチャンバを経由して粉体を取り出すように構成されている、微粉化装置。
　請求項９に記載の微粉化装置であって、
　前記サブチャンバ内に入り込んだ前記微粉化対象物及び前記微粉化対象物から前記粉体に至る途中の中間生成物を前記メインチャンバに戻すための搬送部が設けられている、微粉化装置。
　請求項８に記載の微粉化装置であって、
　前記流路を流れる気流の流量を調整する流量調整部が設けられている、微粉化装置。