JP3562643B2

JP3562643B2 - ジェットミルの砕料供給装置

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Publication number: JP3562643B2
Application number: JP2001265418A
Authority: JP
Inventors: 均伊藤; 博樹田中
Original assignee: 株式会社セイシン企業
Priority date: 2001-09-03
Filing date: 2001-09-03
Publication date: 2004-09-08
Anticipated expiration: 2021-09-03
Also published as: CN1547510A; US20040211849A1; HK1067873A1; CN1289198C; WO2003020428A1; US7278595B2; JP2003071318A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医薬品，農薬，塗料，樹脂，化成品，鉱物、ファインセラミックス材料などの幅広い材料分野に亘って微粉砕機または粉体材料の凝集を解きほぐす解砕機として用いられるジェットミルに砕料を供給する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ジェットミルは、数気圧以上の圧縮空気または過熱蒸気や高圧ガスを噴射（粉砕）ノズルより噴出させ形成されるジェット気流によって砕料粒子を加速し、加速された粒子どうしの衝突や摩砕、または加速された粒子を衝突板に衝突させるなどして粉砕を進行させる粉砕機である。
【０００３】
乾式の粉砕機であり、生成物の平均粒径が数ミクロンとなる微粉末が得られるとともに、弱熱性物質を粉砕するのに適している。
ジェットミルには、旋回気流型，対向ノズル型，流動層型，衝突体衝突型などのいくつかの形態があるが、いずれにしてもジェット気流に砕料を供給すべく砕料供給装置が付設される。
【０００４】
水平旋回気流型のジェットミルを使って粉砕するときの付帯設備を含めた従来のフローシートを図９に示す。
ジェットミル01の水平旋回気流室には複数の粉砕ノズル02から圧縮空気が噴射されて旋回気流を形成する。
【０００５】
複数の粉砕ノズル０２には、圧縮空気を貯留するリングヘッダパイプ０３から圧縮空気が供給され、リングヘッダパイプ０３にはコンプレッサ０５から圧力レギュレータ０６，バルブ０７を介して圧縮空気が供給される。
【０００６】
またジェットミル01の水平旋回気流室にはエアインジェクタ04から砕料が搬送空気に混じり固気混合流体として吐出される。
エアインジェクタ04にもコンプレッサ05から圧力レギュレータ010，バルブ011を介して圧縮空気が供給され搬送空気として出口側のベンチュリノズル（図９には図示せず）で加速されてミル内に吐出される。
【０００７】
またエアインジェクタ０４のフィードホッパー０４ａにはフィーダ０１５から連結シュート０１６を介して砕料が砕料供給速度（フィードレート）を調整されて供給される。
フィーダ０１５の砕料ホッパー０１５ａは外気に開放されており、連結シュート０１６も側壁に開口０１６ａを有して開放されて開放系の砕料供給装置を構成している。
【０００８】
以上のような付帯設備を備えたジェットミル０１において、エアインジェクタ０４のベンチュリノズルは搬送空気を加速してミル内へ吐出することによりその上流側に負圧を発生させ、連結シュート０１６の開口０１６ａからジェットミル０１が設置されている周辺の空気を２次空気として吸引しながらフィーダ０１５から一定フィードレートで供給された砕料を吸引し、搬送空気に混じり固気混合気流となってジェットミル０１内部に加速されて導き入れられる。
【０００９】
エアインジェクタ０４のベンチュリノズルで加速されて旋回気流室に飛び込んだ砕料粒子は、旋回気流中で砕料どうしの衝突・摩砕またはミル内の内壁への衝突・摩砕によって微粉砕される。
【００１０】
旋回気流型のジェットミルにおいて、微粉砕能力を高めるには、気流に乗って相互に衝突する砕料粒子の衝突速度を高速にする必要があり、そのため高速の旋回気流を形成するように、一般の水平旋回気流型ジェットミルは設計・製作されている。
【００１１】
しかしミル内の旋回気流を高速にすると、旋回気流はかなり高い静圧に達し、エアインジェクタの真空度（発生する負圧）を越えるような場合は、エアインジェクタにより旋回気流の中へ砕料を吹き込むことができず、逆に吹き返しが生じてしまう。
【００１２】
そこでこの吹き返しを回避する手段として、次のような操作手順でジェットミル０１を運転する必要があった。
まず最初にエアインジェクタ０４用のバルブ０１１を全開にして圧縮空気を供給してエアインジェクタ０４を作用させる。
【００１３】
次に粉砕ノズル０２用のバルブ０７を徐々に開き、０気圧（ゲージ圧）から徐々に上昇させる。
ジェットミル０１の内部に形成された旋回気流の静圧がエアインジェクタ０４の真空度を越えない程度の静圧になる粉砕ノズル０２の元圧のところでバルブ０７を開ける操作を停止する。
【００１４】
もし旋回気流の静圧がエアインジェクタ０４の真空度を越えると、エアインジェクタ０４のフィードホッパー０４ａから吹き返しが始まるので、その場合はバルブ０７を少し閉じて、吹き返しが起きないところまでノズル元圧を下げる。
【００１５】
この時点でミル内には、粉砕ノズル０２の元圧に応じた旋回気流が形成されている。
その旋回気流に対して、連結シュート０１６の開口０１６ａから吸引される２次空気と搬送空気が合流してベンチュリノズルから送り込まれる。
【００１６】
そしてフィーダ０１５から連結シュート０１６を介して砕料が一定のフィードレートで供給を開始する。
供給された砕料は２次空気とともに吸引されて搬送空気と混合し固気混合流となってミル内の旋回気流に吹き込まれる。
【００１７】
旋回気流に砕料が到達すると、旋回気流中で砕料どうしの相互衝突が発生して粉砕が始まるが、同時に砕料の存在が負荷となって旋回気流速度が低下し、旋回気流の静圧も無負荷の時よりは低下する。
ジェットミルの旋回気流内部に、そのフィードレートにおける一定の砕料滞留量（ホールドアップ）が形成され安定した旋回気流となるまでに数分から十数分を要するので、この間はこのままの状態を維持する。
【００１８】
旋回気流が安定したところで、粉砕ノズル０２のバルブ０７を徐々に開け、ノズル元圧を少しずつ上げて旋回気流の速度を上昇させ、砕料を最初に供給し始めた直後よりは微粉砕できるようにする。
【００１９】
旋回気流の静圧も旋回気流速度に比例して上昇するので、バルブ０７を開ける程度は、砕料を含んだ固気混合旋回気流の静圧が、エアインジェクタ０４の真空度を越える直前で止め、連結シュート０１６の開口０１６ａから僅かに２次空気を吸引しつつ運転できるようにしていた。
【００２０】
固気混合旋回気流の静圧がエアインジェクタ０４の真空度を越えると、含塵空気の吹き返しが発生するので、その直前のノズル元圧でバルブ０７の開動作を停止するよう作業員が経験によりバルブ操作していた。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように旋回気流の静圧がエアインジェクタに発生する負圧を越えて含塵空気の吹き返しが生じるのを防止するために、多数の工程を段階を追ってバルブ操作を行う必要があり、作業性が極めて悪かった。
【００２２】
砕料を含まない空気だけの旋回気流について吹き返しが発生する静圧の測定は可能であるが、任意のフィードレートで砕料を供給したときの固気混合旋回気流の静圧の測定はできないため、砕料を供給した直後の旋回気流静圧が吹き返しが発生する静圧とどの程度の差があるかを予め知ることができず、そのためより微粉砕するためにバルブ０７を開ける操作は、作業員が連結シュート０１６にある開口０１６ａを目視しながらバルブ０７を開閉し、吹き返しの兆候が認められたら直ちにバルブ０７を少し閉じて吹き返しが起きないようにし、そのバルブ開度で固定するという、目視と経験による不安定な操作方法によらなければならなかった。
【００２３】
前記ホールドアップが形成されるまでの過渡状態では、旋回気流の静圧も激しく変動するので、この間に吹き返しを起こさずにできるだけ高い旋回気流静圧が維持されるようにバルブ０７を開閉する操作を何度も繰り返さなければならず、バルブ操作が面倒であった。
【００２４】
ホールドアップ形成後の安定した旋回気流の静圧で吹き返し直前の静圧に設定したとしても、その後何らかの原因でフィーダ０１５からの砕料供給が途切れたり、フィードレートが低下したりすると、旋回気流中の負荷が小さくなるために旋回気流速度が上昇し、同時に旋回気流の静圧が上昇してエアインジェクタ０４の真空度を越えて吹き返しが生じることがある。
【００２５】
吹き返しが生じると、連結シュート０１６の開口０１６ａから粉塵が飛散して粉砕作業現場を汚染し、従事する作業員の健康管理上も悪影響を及ぼすので、解決すべき深刻な課題である。
【００２６】
その他にも吹き返しがあると、作業を停止しなければならないので、生産が中断されること、吹き返した材料が無駄となること、吹き返しが起きるような兆候があるか否かを常時監視あるいは高い巡回頻度で監視しなければならず非能率的であること等々の現実的な不利益がある。
【００２７】
ジェットミルで粉砕するときの生成粒度をコントロールする方法として、フィードレートを低く設定して微粉砕する方法がある。
しかしフィードレートを低くすることは旋回気流に対する負荷を小さくすることであるから、ミル内旋回気流は高速となり、旋回気流静圧も高くなって吹き返しを起し易い。
【００２８】
吹き返しを起きないようにするには旋回気流静圧がエアインジェクタ０４の真空度を越えないように粉砕ノズル０２に供給する圧縮空気の元圧を低く操作するしかない。
本来であれば旋回気流を高速に維持しつつ、その中に低濃度（低フィードレート）で砕料を供給し、負荷を小さくして粉砕することがジェットミルにおける微粉砕の１方法である。
【００２９】
しかし吹き返しが発生するので粉砕ノズル元圧を下げて運転せざるを得ず、したがって旋回気流速度も低下させることになるので、従来の方法では低フィードレートで高速旋回気流の粉砕条件による微粉砕操作が十分にはできなかった。
【００３０】
本発明は、斯かる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、吹き返しの発生を防止し作業環境を改善するとともに微粉砕能力に優れ作業性を良好にするジェットミルの砕料供給装置を供する点にある。
【００３１】
【課題を解決するための手段及び作用効果】
上記目的を達成するために、本請求項１記載の発明は、砕料ホッパーに貯留された砕料をフィーダにより連結シュートを介してジェットミルのエアインジェクタに供給する砕料供給装置であって、前記砕料ホッパー，フィーダ，連結シュートの内部を前記エアインジェクタの内部に至るまで外気と遮断した密閉構造とし、前記砕料ホッパーの上部空間と前記フィーダの下流側とを均圧管により連通し、前記エアインジェクタに圧縮空気が供給されることのみによって砕料がジェットミル本体内に搬入されるジェットミルの砕料供給装置とした。
【００３４】
砕料供給装置の砕料ホッパー，フィーダ，連結シュートの内部を前記エアインジェクタの内部に至るまで外気と遮断した密閉構造としたことで、砕料供給系の圧力がミル内静圧からエアインジェクタの真空度を差し引いた圧力に維持された上で、吹き返しが防止される。
【００３５】
したがって作業環境が改善され、粉砕作業が簡略化されて作業性が向上し作業員の経験を必要としない。
ミル内の静圧を上げることができるので、微粉砕能力を向上させることができる。
【００３７】
砕料ホッパーに投入された砕料の砕料層の上流側と下流側とが均圧管により連通されて両空間に差圧を生じさせないので、砕料がエアインジェクタ側に流出することを回避することができる。
【００３８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のジェットミルの砕料供給装置において、前記フィーダが、仕切り板付き回転供給機構からなることを特徴とする。
【００３９】
フィーダが仕切り板付き回転供給機構からなるので、砕料ホッパーに投入され溜まった砕料は、フィーダ停止中は仕切り板等でフィーダ下流側と仕切られているので、砕料がエアインジェクタ側に流出することを回避することができる。
前記均圧管と併用することで砕料の流動性の如何に拘わらず砕料の流出を完全に防止することができる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下本発明に係る一実施の形態について図１ないし図７に基づき説明する。
本実施の形態は、水平旋回気流型のジェットミル１に適用したものであり、砕料供給装置６０を付設した全体構造を図１に示す。
【００４１】
まずジェットミル１の構造を図１およびジェットミル１の平面図である図２に基づいて説明する。
基台２の途中高さに圧縮空気を貯留する環状のリングヘッダパイプ３が水平に支持されており、基台２の上端に有底の偏平円筒状のミル本体４が水平姿勢で支持されている。
【００４２】
ミル本体４は、偏平円筒状のミルフレーム５の上下開口を円板状のトッププレート６とボトムプレート７がそれぞれ閉塞して内部に旋回気流室８を形成している。
【００４３】
周壁をなすミルフレーム５には、全周に亘って複数（本ジェットミル１では８個）の粉砕ノズル９が等間隔に取り付けられており、各粉砕ノズル９は旋回気流室８内に向かって水平斜め方向から嵌挿されている。
【００４４】
すなわち各粉砕ノズル９は、ノズル中心線をミルフレーム５の円の接線に対して４５度前後の角度に指向させ、ノズル先端が旋回気流室８内に向かって同じ向きに向くようにし吐出した圧縮空気が旋回気流を形成するように装着される。
【００４５】
この各粉砕ノズル９には、前記リングヘッダパイプ３から延出した複数の連結管１０がそれぞれ連結されて、コンプレッサ５０から圧力レギュレータ５１，バルブ５２（図４参照）を介してリングヘッダパイプ３に貯留された圧縮空気が連結管１０を介して各粉砕ノズル９に供給され、各粉砕ノズル９から旋回気流室８に噴射されて旋回気流を形成する。
リングヘッダパイプ３の上流側でバルブ５２との間に圧力計３１が設けられて粉砕ノズル９の元圧を検出できるようにしている。
【００４６】
ミルフレーム５には、また相隣る２つの粉砕ノズル９，９間にエアインジェクタ１５が取り付けられる。
エアインジェクタ１５は、エア上流側のプッシャノズル１６と同軸下流側のベンチュリノズル１７と両ノズル１６，１７間に一体に設けられるフィードホッパー１８とからなる（図１参照）。
【００４７】
ベンチュリノズル１７が２つの粉砕ノズル９，９間に、粉砕ノズル９と同じように旋回気流室８内に向かって水平斜め方向から嵌挿されている。
プッシャノズル１６にはコンプレッサ５０から圧力レギュレータ５３，バルブ５４（図４参照）を介して圧縮空気が供給される。
プッシャノズル１６の上流側でバルブ５４との間に圧力計３２が設けられてプッシャノズル１６の元圧を検出できるようにしている。
【００４８】
プッシャノズル１６から吐出された砕料搬送空気がベンチュリノズル１７を通過して加速されて旋回気流室８に吐出されるが、ベンチュリノズル１７はその上流側に負圧を発生させ、フィードホッパー１８に後記する砕料供給装置６０から適量制御されて投入される粉粒体を吸引して固気混合流体として旋回気流室８に吐出される。
【００４９】
図２に示すようにトッププレート６の中心部には円筒状のアウトレットイクステンション１１が中心線を鉛直にして旋回気流室８内に張り出すようにして嵌着され、アウトレットイクステンション１１から上方に円筒状の排気室ケース１２が延出している。
【００５０】
ボトムプレート７の底面中央部には、テント状に中央が上方に先細に突出したガイド部材１３が先端をアウトレットイクステンション１１内に臨ませて固着されている。
【００５１】
したがって複数の粉砕ノズル９から圧縮空気が噴射されて旋回気流が形成された旋回気流室８内にエアインジェクタ１５により搬送空気とともに砕料が入り込むと、砕料は旋回気流に巻き込まれ旋回気流中で粉粒体どうしが相互衝突・摩砕して粉砕され、一部はミルフレーム５の内周面に衝突や摩砕して微粉砕が進行する。
【００５２】
同時に旋回気流中の粉粒体には遠心力が作用するので、中心から離れる程粒径が大きくなるよう分布して分級も行われる。
高速旋回気流中の粉粒体のうち、微粉砕された微粉は中央に集まり排出気流に乗ってガイド部材１３に案内されて旋回気流の中心に設けられたアウトレットイクステンション１１から排気室ケース１２内に排出され粉砕生成物として回収される。
【００５３】
アウトレットイクステンション１１は、旋回気流の中に軸方向に張り出す寸法や排出口径の異なるものが数種類用意され、旋回気流の空気量に応じて最適な排気速度が得られるように選択し取り付けられるようになっている。
【００５４】
一方、未粉砕の粗粉は、大きな遠心力が作用するので、再度旋回気流の外周寄りの軌道を旋回し、複数の粉砕ノズル９からの圧縮空気の噴射を順次受けて粉砕される。
【００５５】
このジェットミル１で生成粒度をコントロールするには、ミル内の旋回気流速度を変えればよい。
すなわちミル内の旋回気流速度が高速である程生成粒度は小さくなる。
旋回気流速度を変える方法としては、粉粒体のフィードレート（供給速度（ｋｇ／ｈｒ））を変える方法と粉砕ノズル９の元圧を変える方法が一般的である。
【００５６】
前者の場合は、粉砕ノズル９の口径を定め、粉砕ノズル９に加える圧縮空気の圧力を一定として粉粒体のフィードレート（供給速度（ｋｇ／ｈｒ））を変えることで、旋回気流への負荷に影響するミル内濃度を変えて旋回気流速度をコントロールする。
フィードレートが高速であれば固気混合流の固体濃度が高濃度となり生成粒度は粗くなり、低速であれば固気混合流の固体濃度が低濃度となり生成粒度は細かくなる。
【００５７】
後者の場合は、粉粒体のフィードレートを固定し、粉砕ノズル９に加える圧縮空気の圧力を変化させ、それに伴って旋回気流室８内の旋回気流速度を変化させることで、粉粒体の生成粒度をコントロールする。
【００５８】
粉砕ノズル９のノズル元圧が高いと、粉砕ノズル９から噴射される単位時間当りの空気量（ｍ^３／ｍｉｎ）が多くなり、旋回気流速度が高速となって微粉砕が進行する。
一方、粉砕ノズル９のノズル元圧が低いと、粉砕ノズル９から噴射される単位時間当りの空気量（ｍ^３／ｍｉｎ）が少なくなり、旋回気流速度が低速となって生成粒度は粗くなる。
【００５９】
以上のようなジェットミル１のエアインジェクタ１５に砕料供給装置６０が付設されており、その構造を図１および図３に基づき以下説明する。
砕料供給装置６０は、本体である仕切り板付きテーブルフィーダ６１の上方に砕料ホッパー７２が設けられ、下方に連結シュート７１が延出してエアインジェクタ１５のフィードホッパー１８に連結している。
【００６０】
仕切り板付きテーブルフィーダ６１は、鉛直方向に指向した回転駆動軸６３に嵌着されたターンテーブル６４がテーブルケース６２内で回転するもので、ターンテーブル６４の厚みのある周縁に半円状に切り欠かれたポケット６４ａが複数互いに仕切り板で仕切られて形成されている。
【００６１】
このターンテーブル６４を上板６５と下板６６が上下から挟み、上板６５の一部にポケット６４ａに対応して円弧状の開口６５ａが形成され、下板６６の一部（開口６５ａと反対側）にポケット６４ａに対応して切欠き６６ａが形成され、この切欠き６６ａに出口シュート６７が設けられており、この出口シュート６７に連結シュート７１の上端開口が結合される。
【００６２】
上板６５の上に円筒状連結ケース６８を介して円筒状の砕料ホッパー７２が連結される。
円筒状連結ケース６８内では回転駆動軸６３から延設された搬送翼６９が上板６５に沿って回転し、砕料ホッパー７２内では回転駆動軸６３から延設された撹拌翼７０が砕料ホッパー７２の落とし孔を有する底板７２ａに沿って回転する。
【００６３】
なお回転駆動軸６３はテーブルケース６２の下板６６をシール部材７６，軸受７７を介して貫通した下端にギア機構７８が設けられ、モータ７９（図４参照）の駆動をギア機構７８を介して回転される。
【００６４】
砕料ホッパー７２の円筒上部から外側方に突出した接続管７２ｂとパイプ状の連結シュート７１から外側方に突出した接続管７１ｂとを均圧管７３が連結している。
また砕料ホッパー７２の上方開口を開閉自在のハッチ７４が閉塞できるようになっている。
なお砕料ホッパー７２の上部側壁から突出した小管７２ｃに安全弁７５が設けられている。
【００６５】
以上の砕料供給装置６０は、ハッチ７４で閉塞される砕料ホッパー７２から円筒状連結ケース６８，テーブルケース６２，出口シュート６７，連結シュート７１まで気密に連結された密閉構造をしており、連結シュート７１はフィードホッパー１８に気密に結合されている。
【００６６】
均圧管７３は砕料ホッパー７２の内部と連結シュート７１の内部を連通するのみで外部とは遮断されている。
したがって砕料供給装置６０は、エアインジェックタ１５のフィードホッパー１８に至るまで内部が外気と遮断された密閉構造を構成した密閉系の砕料供給装置である。
【００６７】
砕料ホッパー７２に投入された砕料は、撹拌翼７０で撹拌されて円筒状連結ケース６８内に落下し、搬送翼６９で搬送されて上板６５の円弧状開口６５ａから回転するターンテーブル６４のポケット６４ａに充填され、定量が順次搬送されて反対側の下板６６の切欠き６６ａから出口シュート６７に搬出され、連結シュート７１を通ってエアインジェックタ１５のフィードホッパー１８に供給される。
【００６８】
ターンテーブル６４の回転が速い程、砕料の供給速度（フィードレート）が大きいので、モータ７９の回転制御によりフィードレートを調整することができる。
なお運転中は砕料ホッパー７２のハッチ７４を閉じて密閉系の中で砕料の供給が行われる。
【００６９】
以上のような密閉系の砕料供給装置６０を付設したジェットミル１には、さらに図４に示すように付帯設備としてジェットミル１の排気室ケース１２にサンプリング分岐管５５を接続し、サンプリング分岐管５５に粉砕生成物を捕集するバグフィルタ５６を連結して試験を行った。
【００７０】
サンプリングはサンプリング分岐管５５の分岐管から行い、サンプリング専用の小さな吹流し捕集袋（図示せず）へ捕集し回収した。
なおバグフィルタ５６には、ブロア５７が付属し、ロータリバルブ５８により粉砕生成物を回収できる。
【００７１】
試験には砕料として平均粒径が８．２４μｍのカオリンを使用した。
密閉系の砕料供給装置６０を用いた場合、フィードレートの如何に拘わらずプッシャノズル１６と粉砕ノズル９のノズル元圧を自由に設定できるので、共にノズル元圧を０．６ＭＰａ（ゲージ圧）に統一して固定するものとし、砕料のフィードレートとして、０．８，２．２，４．５，９．０，１７．８，２１．７ｋｇ／ｈｒの６つの水準について粉砕試験を行った。
【００７２】
砕料ホッパー７２に砕料を投入後、ハッチ７４を閉じて密閉系を構成し、プッシャノズル１６と粉砕ノズル９に０．６ＭＰａのノズル元圧を設定して圧縮空気を供給する。密閉系の砕料供給装置６０を用いた場合は吹き返しが発生しないので、プッシャノズル１６と粉砕ノズル９へ圧縮空気を供給するバルブ５２，５４は一気に開けることができ、操作が極めて簡単である。
【００７３】
次いで仕切り板付きテーブルフィーダ６１を駆動して、０．８，２．２，４．５，９．０，１７．８，２１．７ｋｇ／ｈｒの６つフィードレートで粉砕を行い、各フィードレートについて粉砕生成物のサンプルをサンプリング分岐管５５側から捕集して光回折式粒度分布測定器で粒度分布を測定し平均粒径を求めた。
同時に各フィードレートについて均圧管７３内の静圧を測定した。
【００７４】
この試験結果を図５の表１に示す。
各フィードレートについて粉砕生成物は微粉砕され、後記する開放系の砕料供給装置の場合に比べても平均粒径は小さくなっている。
特にフィードレートが０．８ｋｇ／ｈｒのときは、ジェットミル１内部の旋回気流中の粉粒体の濃度が低く負荷が小さいので旋回気流速度が高速となり粉砕能力が高まることから最も小さい平均粒径３．４８μｍを達成している。
【００７５】
表１において均圧管７３内の静圧（大気圧を０ｋＰａとするゲージ圧で表示している）をみると、全て正圧であり、もし均圧管７３を開放すると吹き返しが生じることになる。
【００７６】
本試験において各フィードレートで粉砕した全条件について、密閉系の砕料供給装置６０を含めシステムのどの部分からも吹き返しは一切発生せず、順調に粉砕と粉砕生成物の回収を行うことができた。
【００７７】
ここで従来の開放系の砕料供給装置（図９を参照）を同じジェットミルに使用して試験した結果（図５の表２）を本実施の形態と比較してみる。
前記図９の符号を用いて説明する。
同じ平均粒径8.24μｍのカオリンを砕料として使用する。
まずプッシャノズルに同じ0.6MPaの圧縮空気を供給してエアインジェクタ04を作動させた後、粉砕ノズル02に0.3MPaの圧縮空気を供給し、ミル内に旋回気流を形成させた。
【００７８】
この粉砕ノズル０２に供給する圧縮空気圧力の０．３ＭＰａは、連結シュート０１６の開口０１６ａからジェットミル０１の内部に２次空気を僅かに吸引し、吹き返し無く運転できるノズル元圧である。
【００７９】
次にフィーダ０１５を同じ０．８，２．２，４．５，９．０，１７．８，２１．７ｋｇ／ｈｒの６つフィードレートで作動させ、次いで粉砕ノズル０２に圧縮空気を供給するバルブ０７を徐々に開ける。
【００８０】
連結シュート０１６の開口０１６ａから砕料の吹き返しが起きないように注意しながら、さらにバルブ０７を開け、吹き返しが発生する直前の位置でバルブ０７を開ける操作を停止する。
【００８１】
数分間に亘りホールドアップが形成され安定した旋回気流になるまでこのような操作を繰り返した後、バルブ０７を固定し、その時の粉砕ノズル０２のノズル元圧を表２に示している。
このノズル圧力はこれ以上圧力を上げると吹き返しが生じる直前の圧力である。
【００８２】
そして各フィードレートで粉砕したときの粉砕生成物のサンプルを捕集して、その平均粒径を測定した結果が図５の表２に載せてある。
この粉砕生成物の平均粒径について本密閉系の砕料供給装置の場合（図５の表１）と従来の開放系の砕料供給装置の場合（図５の表２）とをグラフで示し比較したものが図６である。
【００８３】
いずれのフィードレートについても粉砕生成物の平均粒径は、従来の開放系の砕料供給装置の場合より本密閉系の砕料供給装置の場合の方が小さい値を示している。
【００８４】
従来の開放系の砕料供給装置の場合は、粉砕ノズル０２のノズル元圧を上げると吹き返しが生じてしまうので、表２に示した圧力が限界であり、よって旋回気流速度を上げることができず、粉砕能力をこれ以上向上させることはできない。
【００８５】
以上の粉砕能力の比較試験に併せて、両者の粉砕時の騒音の比較も行った。
騒音レベルの測定は、砕料を供給しなかったときと、砕料を供給したときの２つの状況についてジェットミルの中心から１ｍおよび３ｍはなれた２つの地点で騒音計を用いて測定した。
【００８６】
その結果を図７に示す。
図７の表３が砕料を供給しなかったときで、図７の表４が砕料を供給したときである。
【００８７】
表３および表４から明らかなように、本密閉系の砕料供給装置の場合は、開放系の砕料供給装置の場合に対して、ジェットミルに砕料を供給していないとき、供給しているときのいずれのときも騒音レベルが極めて低く、作業環境が大幅に改善された。
【００８８】
本実施の形態における仕切り板付きテーブルフィーダ６１は、貯留粉体層の砕料がターンテーブル６４のポケット６４ａに充填されて搬送され出口シュート６７に落とされるので、構造上貯留粉体層の上流側と下流側は遮断されているため貯留粉体層の砕料がターンテーブル６４が回転していないのに出口シュート６７に流出することは通常あり得ない。
【００８９】
しかしターンテーブル６４とテーブルケース６２の内周面および上板６５，下板６６との間に僅少な隙間はあり、流動化し易い砕料であると、貯留粉体層の上流側より下流側が低圧になると自然に流出するおそれがある。
特に大気中から密閉系に投入された粉体が、負圧を受けると粉体の粒子間に存在した空気が外部に向かって拡散する動きをするため、大気中にあったときよりも流動化し易い。
【００９０】
そこで本実施の形態では、砕料ホッパー７２の内部と連結シュート７１の内部を連通する均圧管７３を設けている。
この均圧管７３により砕料の貯留粉体層の上流側と下流側とで差圧を生じさせないようにしているので、下流側のエアインジェクタ１５に負圧が発生しても貯留粉体層の砕料を流出させることは回避されている。
【００９１】
本実施の形態では、仕切り板付きテーブルフィーダ６１により構造上貯留粉体層の上流側と下流側は遮断しているので、殆どの種類の砕料について自然流出は避けられが、加えて均圧管７３を設けることで略完全に貯留粉体層の自然流出を防止できる。
【００９２】
以上のように本密閉系の砕料供給装置６０をジェットミル１に取り付け使用した場合、粉砕開始から終了までの間に砕料や空気の吹き返しが一切無いので、周囲への粉塵の飛散が回避されて作業者の健康管理上好ましい作業環境を形成することができた。
【００９３】
特に劇毒物やウラン・プルトニウムなどの放射性物質の粉砕は敬遠されていたが、本粉砕システムの採用によって密閉系外への固気混合流体の飛散は防止できるので、安全に粉砕できるジェットミルの適用材料分野を拡大することができる。
【００９４】
従来吹き返しを防止するために多数の工程を段階を追ってバルブ操作を行う必要があり、またバルブ操作は作業員の経験によるところが大きかったが、本密閉系の砕料供給装置６０を用いれば、作業は簡略化され誰でもバルブ操作を行うことができ、作業性が大幅に改善された。
粉砕作業を自動化することも可能である。
【００９５】
従来の開放系の砕料供給装置では、吹き返しを発生させずに運転しなければならないので、エアインジェクタの真空度をジェットミル内部の旋回気流静圧が越えない範囲でしか運転できなかったため、粉砕ノズルのノズル元圧に限界があり、高速旋回気流による微粉砕が実現できなかったが、本密閉系の砕料供給装置６０では粉砕ノズル９の高いノズル元圧下で低フィードレートによる砕料供給ができ、高速旋回気流中での粉砕が可能となり、従来では実現できなかった微粉砕ができるようになった。
【００９６】
以上の実施の形態では砕料供給装置に仕切り板付きテーブルフィーダ６１を用いたが、他のフィーダを用いることが可能である。
例えば一般的なスクレーパ切出し式テーブルフィーダ等でもよい。
【００９７】
スクレーパ切出し式テーブルフィーダ８０は、前記仕切り板付きテーブルフィーダ６１のターンテーブル６４の代わりに、図８に示すようなターンテーブル８１を用いたものであり、同ターンテーブル８１は周縁部にフランジ状の底板８１ａが延出した形状をしている。
【００９８】
上板８２の円弧状開口８２ａから入り込んだ砕料が回転するターンテーブル８１の底板８１ａの上に溜まり、円弧状開口８２ａの縁で摺り切られて搬送され、途中に突設されたスクレーパ８３により切出されて出口シュート８４に搬出される。
【００９９】
このスクレーパ切出し式テーブルフィーダの場合、上板８２の上の貯留粉体層の上流側空間と下流側の出口シュート８４とは構造上遮断されているわけではなく、砕料は貯留粉体層から上板８２の円弧状開口８２ａから底板８１ａ上を出口シュート８４まで連続している。
【０１００】
したがって砕料が流動化し易い種類のものであると、ターンテーブル８１が回転しなくても自然と流出するおそれがあり、特に本案のように砕料供給装置が密閉系の場合、貯留粉体層の上流側と下流側に差圧が生じて下流側が負圧になると、流動化が進んで益々流出し易い。
【０１０１】
そこで均圧管によりこの差圧をなくすことが、特にスクレーパ切出し式テーブルフィーダ８０を使用したときは必要となる。
【０１０８】
以上の実施の形態では、本発明を水平気流型のジェットミルに適用したが、他の型のジェットミルおよび粉砕機以外の分級機などの粉体機器に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る砕料供給装置を付設したジェットミルの全体構造を示す図である。
【図２】ジェットミルの平面図である。
【図３】図１におけるIII−III線に沿って切断した断面図である。
【図４】ジェットミルおよび付属機器の構成図である。
【図５】粉砕能力の試験結果を本案と従来とを比較した表（表１、表２）を示す図である。
【図６】同表をグラフに表わした図である。
【図７】騒音レベルの試験結果を本案と従来とを比較した表（表１、表２）を示す図である。
【図８】スクレーパ切出し式テーブルフィーダのターンテーブル等の斜視図である。
【図９】従来の砕料供給装置を用いたジェットミルのフローシートである。
【符号の説明】
１…ジェットミル、２…基台、３…リングヘッダパイプ、４…ミル本体、５…ミルフレーム、６…トッププレート、７…ボトムプレート、８…旋回気流室、９…粉砕ノズル、10…連結管、11…アウトレットイクステンション、12…排気室ケース、13…ガイド部材、
15…エアインジェクタ、16…プッシャノズル、17…ベンチュリノズル、18…フィードホッパー、
31，32…圧力計、
50…コンプレッサ、51…圧力レギュレータ、52…バルブ、53…圧力レギュレータ、54…バルブ、55…サンプリング分岐管、56…バグフィルタ、57…ブロア、58…ロータリバルブ、
60…砕料供給装置、61…仕切り板付きテーブルフィーダ、62…テーブルケース、63…回転駆動軸、64…ターンテーブル、65…上板、66…下板、67…出口シュート、68…円筒状連結ケース、69…搬送翼、70…撹拌翼、71…連結シュート、72…砕料ホッパー、73…均圧管、74…ハッチ、75…安全弁、76…シール、77…軸受、78…ギア機構、79…モータ、
80…スクレーパ切出し式テーブルフィーダ、81…ターンテーブル、82…上板、83…スクレーパ、84…出口シュート。

Claims

砕料ホッパーに貯留された砕料をフィーダにより連結シュートを介してジェットミルのエアインジェクタに供給する砕料供給装置であって、
前記砕料ホッパー，フィーダ，連結シュートの内部を前記エアインジェクタの内部に至るまで外気と遮断した密閉構造とし、
前記砕料ホッパーの上部空間と前記フィーダの下流側とを均圧管により連通し、
前記エアインジェクタに圧縮空気が供給されることのみによって砕料がジェットミル本体内に搬入されることを特徴とするジェットミルの砕料供給装置。
前記フィーダが、仕切り板付き回転供給機構からなることを特徴とする請求項１記載のジェットミルの砕料供給装置。