JPS5973065A - 超微粉砕機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、被粉砕物の粒子を数ミクロンオーダーの超微
細な粒子に微粉砕する為の超微粉砕機に係るものである
。

従来、被粉砕物の粒子全微粉砕するには、高速回転衝撃
形の竪型粉砕機又はジェットミル若しくに両者を併用し
た微粉砕設備にて行っていた。

前記竪型粉砕機は、外側表面の母線に沿って多数の凸部
を有する円筒状回転子を垂直回転軸に支持し、この円筒
状回転子との間に一定間隙を存して内側表面の母線に沿
って多数の凸部を有する固定子を嵌装したもので、円筒
状回転子と固定子との間の間隙に被粉砕物を供給し、前
記円筒状回転子を高速回転することにより被粉砕物を粉
砕するものである。

この被粉砕物の粉砕過程は、ケーシング下方に設けられ
た供給口から円筒状回転子と固定子との間の環状間隙内
に被粉砕物が供給され、高速同転している円筒状回転子
の回転力によって被粉砕物に速度エネルギが与えられて
固定子に衝突（−１粉砕されながら円筒状回転子の回転
によって生じる環状間隙内の上向き螺旋気流によって上
方に運ばれ、ケーシング上方の排出口から粉砕製品とし
て排出される。

このような粉砕過程をとる竪型粉砕機では、ある程度ま
で被粉砕物が粉砕されると、環状間隙内の上向き螺旋気
流に乗って円筒状回転子と共に粉砕製品も回転してしま
い、円筒状回転子の周速と粉砕製品との間の相対速度が
減少し、その結果衝撃効果が減少してし捷うので、数ミ
クロンオーダーの超微粉を得ることは不可能である。

またジェットミルは、圧縮空気又は高熱蒸気を粉砕室に
設けられたノズルを通し、速度エネルギに変え、高速気
流の軌跡を作り、この超音速ジェット気流中１ｃｗ１．
粉砕物である粉粒体を連続且つ自動的に供給（〜で、強
い衝撃、摩擦を生じしめて粉砕を行うもので、数ミクロ
ンオーダーの超微粉金得ることが可能である。

しかし、被粉砕物である粉粒体の粒子の大きさが大きく
なると、極端に処理能力が低下し、その為被粉砕物ＩＫ
Ｐｋ処理する為のコンプレッサー駆動の電力消費量Ｋｗ
″ｈ／ＫＰ（処理する被粉砕物の種類及びミルの大きさ
にもよるが一般的には１〜４　Ｋｗ″ｈ／Ｋｙである。

少が増大するものである。

さらに前記竪型粉砕機とジェットミル全別置きした微粉
砕設備は、単に空気輸送設備等で竪型粉砕機とジェット
ミル？結合したもので、これの微粉砕処理工程を第１図
によって説明すると、竪型粉砕機１に供給でれた被粉砕
物が粉砕され、その粉砕製品が排風８ｇ４の駆動により
排出管２を通ってバッグフィルター８に空気輸送され、
ここで空気と粉砕製品が分離され、空気が排風機４に経
て排気管５からｆｌｌ気され、粉砕製品がホッパー６に
一時貯留きれる。ホッパー６内の粉砕製品はフィーダ７
により輸送管８に送り出され、隔った位置に設けられて
いる排風機１０の駆動により輸送管８を通って］くソゲ
フィルター９に空気輸送嘔れ、ここで空気と粉砕製品が
分離され、空気が排風機１０を経て排気管１１から排気
され、粉砕製品がホツノζ−］２に一時貯留される。こ
のホンパー１２内の粉砕製品はフィーダ１８によりジェ
ットミル１４に供給され、圧縮空気の噴出により微粉砕
される。

そして排風機］７の駆動により輸送管１５を通ｔ、テバ
ッグフィルター１６に空気輸送さし、コこで空気と微粉
砕製品が分離され、空気が排風機１７を経て排気管１８
から排気され、微粉砕製品がホッパー１９に貯留される
。

このように被粉砕物を先ず竪型粉砕機１で粉砕し、次に
ジェットミル１４で微粉砕するというように２段に微粉
ｐ処理する設備では、空気輸送設備が犬がかりとなり、
その設備費ならびに運転費が膨大となるばかりでなく、
保守、７屯検、整備等に多大な労力と時間が費やされる
ものである。

本発明は上記諸事情に鑑みなきれたものであり、設備費
ならびに運転費が低置で、保守２点検、整備等も簡単で
、しかも被粉砕物全数ミクロンオーダーの超微粉に効率
良く容易に微粉砕することのできる超微粉砕機を提供せ
んとするものである。

以下本発明による超微粉砕機の一実施例全第２図乃至第
５図によって説明すると、２０は円筒状の回転子で、軸
受２１，２２によって架台２８に回転可能に支持きれた
垂直回転軸２４の上部に支持されている。この回転子２
０の外側表面にはその母線に沿って多数の凸部２５が設
けられて凹凸面が形成されている。２６は回転子２０の
外周に一定間隙２７を存して嵌装した固定子で、その内
側表面には母線に沿って多数の凸部２８が設けられて凹
凸面が形成されている。前記回転子２０の上端板２９上
の外周部には遠心羽根８０が設けられ、これに対応して
前記固定子２６の上端に逆円錐状ケーシング８１が設け
られている。前記遠心羽根８０の上端にディスク３２が
設けられ、この上に分級板８８が放射状に多数、本例で
は１２枚設けられ、分級板８３の上端に中央に透孔８４
を有する分級ディスク８５が設けられて、この王者によ
り分級ロータ３６が構成されている。この分級ロータ８
６に対応するように前記逆円錐状ケーシング８１の上端
には６個のジェットノズル８７を等間隔に接線方向中心
寄りに向は几ジェットミル８８のジェットリング８９が
設けられ、このジェン）　ＩＪソング９の外周側には環
状の圧縮空気分配管４８０が設けられて、ジェットノズ
ル８７と連通されている。４１は圧縮空気分配管４０の
圧縮空気入口である。前記ジェン）　ＩＪソング９の上
面にはケーシング上蓋４２が設けられ、ごのケーシング
上蓋４２の中央に前記分級ディスク８５の中央の透孔８
４に基端を嵌合せる製品排出口４８が垂直に設けられ、
その製品排出口４８の外側方にダンパ４４付二次空気取
入口４５が設けられている。前記回転子ｚＯの下端板４
６に攪拌羽根４７が設けられ、前記固定子２６の下端に
は逆円錐状の下部ケーシング４８が攪拌羽根４７を覆う
ように設けられ、これの下面に空気導入口兼用の被粉砕
物供給口４９が設けられている。５０は垂直回転軸２４
の下端に固着され之プーリ、５１は駆動ベルトであり、
この駆動ベルト５１は電動機の回転軸上のプーリ（図示
省略）と前記プーリ５０に掛は渡されている。

尚、図示せぬが製品排出口４８には、排出管が接続され
、これにバッグフィルターが設けられ、バッグフィルタ
ーに排風機付排気管及びホッパーが接続されるものであ
り、またジェットミル８８にコンプレッサーが設けられ
るものである。

次に上述の如く構成された本発明の超微粉砕機の作用に
ついて説明する。先ず図示せぬ排風機全運転して下部ケ
ーシング４８の下面の被粉砕物供給口４９から空気を吸
入し、月つダンパ４４を開いた二次空気取入口４５より
二次空気を吸入し、またジェットミル８８に付設のコン
プレッサー全駆動して圧縮空気を圧縮空気入口４１から
環状の圧縮空気分配管４０に入れ、ジェットリング８９
の６個のジェットノズル８７から噴射し、さらに図示せ
ぬ電動機を駆動し、駆動ベルト５１により回転子２０ｉ
高速回転した時の超微粉砕機内の空気流について説明す
る。

被粉砕物供給口４９から吸入されて機内に垂直に入った
空気は、回転子２０と一体に高速回転する攪拌羽根４７
により外向き旋回気流となって下部ケーシング４８の逆
円錐状の内面に沿って上昇し、回転子ｚＯと固定子２６
との間の間隙２７内に入る。この間隙２７内に入った気
流は回転子２０の高速回転により上向きの螺旋気流とな
る。そして遠心羽根８０の付近まで上昇してきた気流は
、高速回転の遠心羽根−８０により更に回転作用を受け
るのであるが、この時その外側には逆円錐状ケーシング
８１ｉ有するので、気流はその逆円錐状ケーシング８１
の内面に沿って上方へ移動しながら外向き旋回気流とな
り、ジェットリング３９の内面、即ちノズル面８９ａｉ
で達する。ノズル面８９ａに開口している６個のジェッ
トノズル８７からは圧縮空気が噴射はれ、その噴流方向
は中心向きでしかも前記外向き旋回気流の旋回方向であ
る。前述のノズル面８９ａに達した外向き旋回気流は、
ジェットノズル８７からの圧縮空気の高速噴流と合流し
且つ二次空気取入口４５より吸入した二次空気とも合流
して、回転子２０と一体に高に 速回転する分級ロータ８６−上り内向き旋回気流となっ
て、分級ロータ８６全通過し、製品排出口４Ｂから機外
へ排気される。

次にこのような超微粉砕機内の空気流の中に被粉砕物が
供給された場合の粉砕作用について説明する。被粉砕物
供給口４・９から供給された被粉砕物である粉粒体は、
攪拌羽根４７の高速回転によって発生した外向き旋回気
流に乗って下部ケーシング４８の逆円錐状の内面に沿っ
て上昇し、回転子ｚＯと固定子２６との間の間隙２７内
に入る。この間隙２７内に入った被粉砕物は高速回転し
ている回転子２０の回転力によって速度エネルギが与え
られて固定子２６に衝４、、□１□、□っ。Ｖ〒＝胃３
′２°８おの間で摩砕作用金量けて更に細かく粉砕され
ながら、回転子２０の高速回転により発生した上向き螺
旋気流に乗って上方に運ばれる。そして間隙２７内より
出た微粉は、遠心羽根８ｏの高速回転により粒子が凝集
することなく良好に分散されて、逆円錐状ケーシング８
１の内面に沿う外向き旋回気流に乗ってジェットリング
８９の内面、即ちノズル面８９ａまで運ばれる。また一
部の粗粉に付着していた微粉は、ジェットリング８９の
内面まで運ばれる途中に遠心羽根８０の高速回転により
分離される。そして微粉及び粗粉はノズル面８９＆に沿
って回転する間に６個のジェットノズル８７からの圧縮
空気の噴射により強い衝撃、摩擦を受けて超微粉砕され
、これがジェットノズル８７からの圧縮空気の噴射及び
高速回転する分級ロータ８６によって生じた内向き旋回
気流に乗って分級ロータ８６側圧運ばれ、分級ロータ８
６によって分級され、微粉のみ分級板８８の開音通過し
て製品排出口４Ｂから空気流と共に排出きれる。一方分
級板８８によって跳ねとばされた小さな粗粉ば、ジェッ
トリング８９のノズル面８９ａに沿って回転しヤーその
間に再度６個のジェットノズル８７からの圧縮空気の噴
射により強い衝撃、摩擦を受けて超微粉砕され、この微
粉がジェットノズル８７からの圧縮空気の噴射及び高速
回転する分級ロータ８６により生じた内向き旋回気流に
乗って分級ロータ８６側に運ばれ、分級ロータ８６によ
って分級式れて、微粉のみ分級板３Ｂの開音通過して製
品排出口４Ｂから空気流と共に排出され、分級された粗
粉は再度ジェットミル８８にて超微粉砕ばれる。製品排
出口４８から空気流と共に排出された微粉は、図示せぬ
排出管を通ってバッグフィルターに空気輸送され、ここ
で空気と微粉砕製品に分離され、空気は排風機を経て排
気管から排気され、微粉砕製品はホッパーに貯留される
。

このように本発明の超微粉砕機は、回転子２０と固定子
２６との間の環状の間隙２７内で被粉砕物を粉砕した後
、遠心羽根８０の高速回転により逆円錐状ケーシング８
１に沿う外向き旋回気流に乗せてノズル面８９ａまで運
び、ジェットミル８８にて超微粉砕するので、そのジェ
ット粉砕には次のような特徴がある。即ち、υ　ジェッ
トミル８８に供給される被粉砕物である微粉は、環状間
隙２７内で粉砕作用を受けて粒子が細かいので、ジェッ
トミル８８の粉砕能力が高く、従って同一原料供給量（
Ｔ／Ｈ）に対して噴出空気量が少なくて済み、コンプレ
ッサーは容量の小さいもので良イ。

２）逆円錐状ケーシング３１に沿う外向き旋回気流に乗
って微粉がノズル面８９ａ全体に均一に供給されるので
、６個のジェットノズル８７の粉砕負荷が均等化する。

８）微粉の供給される位置が、高速噴流のジェットノズ
ル８７からの出口部近辺であるので、ジェット粉砕の効
果が最も高い。

４）供給された微粉がノズル面８９ａに沿って旋回気流
と共に回転するので、全ての供給された微粉は、短時間
の内にジェット粉砕の作用金量けることになる。

また本発明の超微粉砕機では、前述の如く逆円錐状ケー
シング８１の内面に沿う外向き旋回気流に乗ってジェッ
トリング８９のノズル面８９＆まで運ばれるので、粒子
は周方向に均等に分散し、濃度は周方向で略均−となり
、しかもジェットリング８９内の気流は分級ロータ８６
の高速回転とジェットノズル８７からの圧縮空気の噴射
によって内向き旋回気流に整流されて、気流の乱れが無
い。従って分級ロータ８６による分級は精度の高いもの
となり、粗粉が微粉と共に機外に排出されることが無く
なり、粗粉はジェットミル８８によって再度粉砕される
ことになる。

以上の説明で判るように本発明の超微粉砕機によれば、
被粉砕物全高速回転する回転子と固定子との間の環状間
隙内で粉砕し、引き続きその微粉を外向き旋回気流によ
って上部のジェットミルのノズル面まで運び、最適条件
で微粉をジェット粉砕できるので、数ミクロンオーダー
の超微粉を容易に得ることができる。ｉ！たジェットミ
ルでジェット粉砕されなかった微粉中の粗粉は回転子と
共に高速回転する分級ロータによって分級されて微粉の
み機外に排出され、粗粉は再度ジェットミルのジェット
粉砕作用を受けて超微粉砕されるので、被粉砕物は全て
超微粉砕されて、極めて粉砕効率が高いものである。

さらに本発明の超微粉砕機は、竪型粉砕機とジェットミ
ルとを別置きとし、その間全空気輸送設備等で結合し之
従来の微粉砕処理設備に比べ、保守２点検、整備が容易
であり、且つ設備費が安価であり、またジェットミルの
コンプレッサー容量が従来の微粉砕処理設備に於けるジ
ェットミルのコンプレッサー容量よりも小さくて良く、
シかも空気輸送設備は製品取出しの排出管。

バッグフィルター、排風機、ホッパーの各−基だけであ
るので、電気代等の運転費は従来の微粉砕処理設備に比
べ著しく低減できる。さらにｔｅ本発明の超微粉砕機に
は製品排出口の手前に分級ロータを備えているので、従
来のように微粉砕製品を別途分級機で分級する必要が無
く１従って分級機及びそれに連なる空気輸送設備を省略
できて、分級機使用上の設備費、運転費が解消できると
共に保守９点検、整備は分級ロータのみとなるので極め
て容易である等の優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は竪型粉砕機とジェットミルを別置きして空気輸
送設備等で結合して成る従来の微粉砕設備を示す概略図
、第２図は本発明による超微粉砕機の一実施例を示す縦
断面図、第８図は第２図のＡ−Ａ線横断面図、第４図は
第２図のＢ−Ｂ線種断面図、第５図は第２図のＣ−Ｃ線
種断面図である。 ２０・・・回転子　２４・・・垂直回転軸　２５・・・
凸部２６・・・固定子　２７・・・間隙　２８・・・凸
部　２９・・・上端板　３０・・・遠心羽根　８１・・
・逆円錐状ケーシング　３４・・・透孔　８６・・・分
級ロータ３７・・・ジェットノズル　８８・・・ジェッ
トミル４２・・・ケーシング上蓋　４８・・・製品排出
口４５・・・二次空気取入口　４６・・・下端板　４７
・・・攪拌羽根　４８・・・下部ケーシング　４９・・
・空気導入口兼用の被粉砕物供給口 出願人　　川崎重工業株式会社 代理人　　弁理士　高　　雄次部 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 垂直回転軸に支持され外側表面の母線に沿って多数の凸
   部を有する円筒状の回転子と、該回転子との間に一定間
   隙を存して嵌装され内側表面の母線に沿って多数の凸部
   を有する固定子との間で被粉砕物を粉砕する竪型粉砕機
   に於いて、前記回転子の上端板外周に遠心羽根を設け、
   該遠心羽根に対応して固定子の上端に逆円錐状ケーシン
   グを設け、前記遠心羽根の上端に中央に透孔を有する分
   級ロータを設け、前記逆円錐状ケーシングの上端に接線
   方向中心寄りにジェットノズルを複数個等間隔に向けた
   環状のジェットミルを設け、該ジェットミルの上側に中
   央に前記分級四−夕の透孔に嵌合する製品排出口を有し
   その外側に二次空気取入口を有するケーシング上蓋を設
   け、前記回転子の下端板に攪拌羽根を設け、前記固定子
   の下端に逆円錐状の下部ケーシングを設け、該下部ケー
   シングに空気導入口兼用の被粉砕物供給口を設けたこと
   全特徴とする超微粉砕機。