JP2008259935A - ジェットミルおよび粉砕原料の粉砕方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、限られた粉砕室内における粉砕効率を向上させことを課題とする。
【解決手段】本発明は、粉砕室２内に複数組のノズル組８を設けることによって、粉砕室内においてジェット気流が衝突する衝突箇所を複数Ｘ１〜Ｘ４形成させたことを特徴とする。これにより、粉砕室２内の複数の衝突箇所Ｘ１〜Ｘ４で、粉砕原料Ｐの粉砕が行われ、効率よく、粉砕原料Ｐの粉砕が行われる。
【選択図】図１

Description

本発明は、粉砕原料をジェット気流の衝突により粉砕するジェットミルおよび粉砕原料の粉砕方法に関する。

ジェットミルは、ジェット気流の衝突エネルギーを利用して、例えばトナーや炭酸カルシムなど粉砕原料を微粉砕させる装置である。このジェットミルには、粉砕原料が供給される粉砕室の周壁の両側に複数のジェットノズルを設けて、粉砕室の外周側から粉砕室の中央へ向かいジェット気流を噴射させる構造が用いられる。そして、これらジェットノズルを１組のノズル組として、それぞれジェットノズルから噴射されるジェット気流を粉砕室内で衝突させて、粉砕室内の粉砕原料を微粉砕させている。

こうしたジェットミルには、均等に運動エネルギーが衝突し合うよう、それぞれジェットノズルからジェット気流が衝突する衝突箇所までの距離を等しくさせて、粉砕原料に均等に衝突エネルギーが作用するようにしている。
このため、従来、ジェットミルでは、特許文献１や特許文献２で開示されているように粉砕室の中心位置にだけ、ジェット気流同士を衝突させるようにした構造が用いられている。

特開２００３−８８７７３号公報（図２） 特開２００６− ７０８９号公報（図１）

ところで、ジェットミルでは、粉砕処理量の増加が望まれている。このためには、限られた粉砕室の空間内で、効率よく粉砕原料を粉砕することが求められる。
ところが、ジェット気流同士が衝突する衝突箇所が、粉砕室の中央の１箇所に特定されるジェットミルは、粉砕原料の粉砕に必要な衝突エネルギーが限られる。このため、粉砕室内での粉砕処理量は限られ、限られた大きさの粉砕室では粉砕処理量を増加させることは難しい。

そこで、粉砕処理量を高めるために、粉砕室を大型にすることが考えられるが、たとえ大型化したとしても、粉砕処理量が多くなるというものではない。なぜならば、粉砕室を大型化（大径化）した場合、ジェット気流同士が衝突する衝突箇所と、粉砕室の周壁にあるジェットノズルとの間の距離が大きくなるだけである。

これでは、粉砕室が大型になるにしたがい、衝突箇所に到達するジェット気流の流速が低下して、粉砕に求められる衝突エネルギーが低下する結果となる。つまり、粉砕原料の粉砕効率が低下するだけで、粉砕処理量の増加にはつながらないからである。

この対策として、ジェット気流を供給する高圧ガス源を構成するコンプレッサの容量を大きくしたり、高圧化を行ったりすることが考えられる。しかし、コンプレッサの容量が過大となったり、設備コスト的の増加を伴ったりするために、実現は難しい。この他、粉砕室の大型化（径の増加）に伴い、粉砕室の周壁に取り付けたジェットノズルの個数を増加することが考えられる。

しかし、ジェット気流が衝突する衝突箇所は、１箇所であるので、単にジェットノズルの個数を増加したのでは、ジェットノズルが増加するにしたがい、ジェットノズルの配置角度（割り付け角度）が小さくなり、粉砕に供される衝突エネルギーが低下していき（具体的には、１８０度で最大、O度へ向かい減少）、ジェットミルの粉砕性能が損なわれてしまう。このため、従来のジェットミルでは、粉砕処理量の増加は期待できない。

本発明は、上記事情に着目してなされたもので、限られた粉砕室内における粉砕効率を向上させるジェットミルを提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、請求項１の発明は、ジェットミルとして、粉砕原料が供給される粉砕室と、前記粉砕室内に設けられ、当該粉砕室内で噴射する互いのジェット気流を衝突させるように位置付けられた複数のジェットノズルを１つの組とするノズル組とを有し、前記ノズル組が、前記粉砕室内において前記ジェット気流が衝突する衝突箇所を複数形成させるように複数組配設される構成とした。
このように構成したことにより、ジェットミルは、粉砕室内にはジェット気流の衝突する衝突箇所が複数あるから、当該複数の衝突箇所で粉砕原料の粉砕が行われる。これにより、粉砕室内において、効率よく、粉砕原料の粉砕が行われる。

請求項２の発明は、前記ジェットミルにおいて、前記ノズル組は、前記粉砕室内の外周側に配設され当該粉砕室の中央側へ向けジェット気流を噴射させる第１ジェットノズルと、前記粉砕室内の中央側に配設され前記第１ジェットノズルから噴射されたジェット気流と衝突するようにジェット気流を噴射させる第２ジェットノズルとを有する構成とした。
このように構成したことにより、ジェットミルは、粉砕室の周壁の円周長さにより、粉砕室の大きさに応じ、ノズル組の個数を増やせる。

請求項３の発明は、前記ジェットミルにおいて、各ノズル組の前記第１ジェットノズルと前記第２ジェットノズルとは、粉砕室の中央を中心とする同一放射線上に配置されており、複数組の前記ノズル組が前記中心と同心の円周に沿って周方向に配置されて１つのノズル列群をなしている構成とした。
このように構成したことにより、ジェットミルは、粉砕室の内部空間を有効に活用して、容易に複数のジェット気流の衝突箇所が形成される。特に第１ジェットノズルと第２ジェットノズルは、同心状に配列されるため、それぞれの第１ジェットノズルと第２ジェットノズル間の距離が一定に保ちやすい。

請求項４の発明は、前記ジェットミルにおいて、前記周方向に配置されたノズル列群を、前記粉砕室の中央からの距離がそれぞれ異なる地点に複数配列してなる構成とした。
このように構成したことにより、ジェットミルは、ジェット気流の衝突箇所が多く確保しやすいうえ、それぞれの第１ジェットノズルと第２ジェットノズル間の距離も一定に保ちやすい。

請求項５の発明は、前記ジェットミルにおいて、前記ノズル組が、水平な直線状の列をなすように複数配列されて１つのノズル列群をなしている構成とした。
このように構成したことにより、ジェットミルは、簡単な構造で、粉砕室内において、ジェット気流が衝突する衝突箇所が増やせる。

請求項６の発明は、前記ジェットミルにおいて、前記直線状に配置されたノズル列群を、前記粉砕室の水平方向に複数配列してなる構成とした。
このように構成したことにより、ジェットミルは、粉砕室の水平方向に沿って、第１ジェットノズルおよび２ジェットノズルをノズル組とするノズル列群が、複数配列されるから、直線状に並ぶジェットノズルでありながら、粉砕室の水平方向平面の全面を有効に活用して、ジェット気流が衝突する衝突箇所を多数、増やせる。

請求項７の発明は、前記ジェットミルにおいて、前記周方向に配置されたノズル列群を、前記粉砕室の上下方向に複数並べてなる構成とした。
このように構成したことにより、ジェットミルは、粉砕室の上下方向に沿って、周方向に配置されるノズル列群が、複数配列されるから、周方向に並ぶノズル列群でありながら、粉砕室の上下方向の空間を有効に活用して、ジェット気流が衝突する衝突箇所を多数、増やせる。

請求項８の発明は、前記ジェットミルにおいて、前記直線状に配置されたノズル列群を、前記粉砕室の上下方向に複数並べてなる構成とした。
このように構成したことにより、ジェットミルは、粉砕室の上下方向に沿って、直線状に並ぶノズル列群が、複数配列されるから、粉砕室の上下方向の空間を有効に活用して、ジェット気流が衝突する衝突箇所を多数、増やせる。

請求項９の発明は、前記ジェットミルにおいて、前記上下方向に並ぶ複数の各ノズル列群は、前記ジェット気流が衝突する衝突箇所が上下方向で互いに重ならないように配置される構成とした。
このように構成したことにより、ジェットミルは、ジェット気流が衝突する衝突箇所が干渉し合うことを要因とした粉砕材料の粉砕損失が抑えられる。

請求項１０の発明は、前記ジェットミルにおいて、前記ノズル組は、噴射する互いのジェット気流を衝突させるように位置付けられた３つ以上のジェットノズルを１つの組とする構成とした。
このように構成したことにより、ジェットミルは、３つ以上のジェットノズルを用いても、ジェット気流が衝突する衝突箇所を多数、増やせる。好ましくは複数のノズル組は、粉砕室の外周側と中央側とに分けて配置した３つ以上のジェットノズルを１組とし、これを粉砕室内の周方向に配置させたり、粉砕室の中央を挟んで両側に分けて配置した３つ以上のジェットノズルを１組とし、これを粉砕室内の上下方向に配置させたりすると、３つ以上のジェットノズルを用いた構成でありながら、粉砕室内の空間を有効に活用して、ジェット気流の衝突する衝突箇所が多数、増やせる。

請求項１１の発明は、前記目的の達成する方法を得るため、ジェットミルによる粉砕原料の粉砕方法であって、複数のジェットノズルから噴射した互いのジェット気流が衝突する衝突箇所を複数箇所有した粉砕室内へ粉砕原料を供給することにより、前記粉砕原料が、ジェットノズルから前記複数の衝突箇所へ噴射されるジェット気流によって流動状態にされて粉砕されるようにした。
このようにした粉砕原料の粉砕方法では、粉砕室内にはジェット気流の衝突する衝突箇所が複数あるから、当該複数の衝突箇所で粉砕原料の粉砕が行われる。

請求項１および請求項１１の発明によれば、粉砕室内の複数の衝突箇所で、粉砕原料の粉砕が行われるから、粉砕原料の粉砕効率を向上させることができる。これにより、限られた大きさの粉砕室、すなわち粉砕室の大きさに関わらず、粉砕処理量を増加させることができる。

したがって、ジェットミルの粉砕能力を向上させることができる。特にジェットミルの粉砕能力は、粉砕室の大きさの影響を受けないので、大型の粉砕室を用いるジェットミルには有効である。しかも、ジェット気流を供給する供給源には、構造的にもコスト的にも過大な負担は加わらないので、容易に実現できる。

請求項２の発明によれば、粉砕室の周壁の円周長さを活用して、第１、２のジェットノズルの個数を増やすことができ、粉砕室の大きさに応じて、衝突箇所を物理的に可能な範囲まで増やすことができる。

請求項３の発明によれば、特に粉砕室の内部空間を有効に活用して、容易にジェット気流が衝突する箇所を数多く形成することができる。しかも、第１ノズルと第２ズル間の距離を一定に保ちやすいので、無用な性能低下は抑えられる。

請求項４の発明によれば、一層、容易にジェット気流が衝突する衝突箇所を多く確保することができる。しかも、第１ノズルと第２ズル間の距離は、短い距離を確保しながら一定に保たれるから、より多くの粉砕処理量を増加させることができる。

請求項５の発明によれば、簡単な構造で、粉砕室内において、ジェット気流が衝突する衝突箇所を増やすことができる。

請求項６の発明によれば、第１，２のジェットノズルの直線状の配列を有効に活用して、粉砕室の水平方向で、ジェット気流が衝突する衝突箇所を数多く形成することができ、ジェットミルの粉砕効率の向上を図ることができる。

請求項７および請求項８の発明によれば、第１，２のジェットノズルの周方向または直線状の配列を有効に活用して、粉砕室の上下方向でも、ジェット気流が衝突する衝突箇所を数多く形成することができ、ジェットミルの粉砕効率の向上を図ることができる。

請求項９の発明によれば、衝突箇所でジェット気流が干渉し合うことを要因とした粉砕材料の粉砕損失が抑えられ、効果的に粉砕材料の粉砕ができる。

請求項１０の発明によれば、３つ以上のジェットノズルを用いて、ジェット気流が衝突する衝突箇所を増やすことができる。

以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図３を参照しながら説明する。図１は本発明のジェットミルの全体の構成を示す側断面図であり、図２は該図１の要部の詳細を説明するための一部断面した斜視図であり、図３はジェットミルの内部を示す図１中のＡ−Ａ線における平断面図である。

図１に示すように、ケーシング１は、縦向きに配置された有底の筒形をなしている。このケーシング１の底部には、底部空間を利用して、粉砕室２が形成されている。ケーシング１の下部側の周壁には、上方へ延びる原料供給管３および開閉バルブ４を介して、ホッパ７が据え付けられていて、ホッパ７から、例えばトナーや炭酸カルシウムなどの粉砕原料Ｐが粉砕室２へ供給されるようにしている。

図１に示すように、粉砕室２内には、収容された粉砕原料Ｐをジェット気流（高速で噴出される気流）Ｋ１，Ｋ２で粉砕させる複数組のノズル組８が配設されている。このノズル組８には、いずれもジェット気流同士を衝突させるのに用いる複数のジェットノズル、例えば第１ジェットノズル５ａと第２ジェットノズル５ｂとの２つを１組として使用するノズルの一組が用いられている。このノズル組８が、複数組、粉砕室２内に配設され、図１〜図３に示すように、粉砕室２内において、ジェット気流Ｋ１，Ｋ２が衝突する衝突箇所を複数、ここでは４つの衝突箇所Ｘ１〜Ｘ４（図１では２箇所だけ表示）に形成している。

衝突箇所Ｘ１〜Ｘ４の形成には、図２および図３に示すように、粉砕室２の外周側、例えば粉砕室２を構成する周壁２ａの内面に、例えば４つの第１ジェットノズル５ａを、粉砕室２の中央へジェット気流Ｋ１が噴射するように配設し、粉砕室２の中央に、第１ジェットノズル５ａと組み合う４つの第２ジェットノズル５ｂを、同ジェットノズル５ｂからのジェット気流Ｋ２が第１ジェットノズル５ａから噴射されたジェット気流Ｋ１と衝突する位置関係をなして配設する構造が用いられている。

この第１，２ジェットノズル５ａ，５ｂの配列には、粉砕室２に溜まる粉砕原料Ｐが効果的に流動されるよう、粉砕室２の中央を中心に、同心状に複数のジェットノズル５ａと複数のジェットノズル５ｂとを配列させる構成を用いている。同配列は、軸心位置だけを共有するという配列の関係をいい、水平面上で対向する配列だけでなくジェットノズル５ａ，５ｂの相対位置が上下で段差して傾斜平面上にある場合（傾斜平面上で対向する配列）、あるいは、一組一組の衝突箇所Ｘ１〜Ｘ４が同じ高さにない状態となるような場合の配置も含む。

本実施形態では、実施に際し好適であるために、粉砕室２内の中央を中心とした同心の周上（同心状）にジェットノズル５ａ，５ｂを配列させる構成を用いている。具体的には、粉砕室２の軸心の周りに、複数のジェットノズル５ａと複数のジェットノズル５ｂとをそれぞれ周方向に配列させている。これにより、粉砕室２の軸心の周りにジェット気流Ｋ１，Ｋ２が衝突する衝突箇所Ｘ１〜Ｘ４を形成している。

特に本実施形態では、図２に示すように、第１ジェットノズル５ａは、周壁２ａのうち同一水平方向平面となる位置、ここでは底部直上の同一水平面上の位置に、等間隔、例えば９０度のピッチで４つ配列され、第２ジェットノズル５ｂは、粉砕室２の中央に形成した円形のノズル据付座１１の外周面に、第１ジェットノズル５ａと同じ高さ、同ピッチで、４つ配列されるという、同心円上に配置するという構成が用いられている。両ジェットノズル５ａ，５ｂの先端部に形成されている噴射口部は互いに向き合っていて、これで、両ジェットノズル５ａ，５ｂを同一放射線上に配置して、粉砕室２内における均等位置に、ジェット気流Ｋ１，Ｋ２が衝突する４つの衝突箇所Ｘ１〜Ｘ４を形成している。

こうした第１ジェットノズル５ａと第２ジェットノズル５ｂの配列により、各衝突箇所Ｘ１〜Ｘ４にジェット気流による衝突エネルギーが加わると、粉砕室２に溜まる粉砕原料Ｐの層の全体に、粉砕原料Ｐの粉砕を助長する流動現象が生じさせるようにしている。もちろん、ノズル位置が前記した場合と同じように上下でずれたような同心状の配列でも、粉砕原料Ｐには流動現象が生じる。

４組のノズル組８は、図１に示すように、それぞれ高圧ガス供給管１３を通じて、例えばエアや窒素など高圧ガスを供給するコンプレッサなどといった高圧ガス源１５に接続されている。これにより、４つの衝突箇所Ｘ１〜Ｘ４で、ジェット気流同士の衝突が行われる。つまり、粉砕室２内の粉砕原料Ｐが、各衝突箇所Ｘ１〜Ｘ４で生ずるジェット気流Ｋ１，Ｋ２の衝突により、粉砕されるようにしている。

一方、ケーシング１の上部には、分級室１７が形成されている。この分級室１７には、例えば気流式の分級機１９が設けられている。この分級機１９により、粉砕室２から上方へ舞い上げられた粒径の小さくなった粉体がケーシング１外へ吸い上げられ、外部に設置した集塵装置（図示しない）で捕集されるようにしている。

つぎに、このように構成されたジェットミルの作用を、粉砕原料Ｐの粉砕方法と共に説明する。
ホッパ７内の粉砕原料Ｐを微粉化するときを一例に挙げて説明する。始めに、例えば開閉バルブ４を開放して、ホッパ７内の粉砕原料Ｐ（トナーや炭酸カルシウムなど）を落下させる。

これにより、ホッパ７内の粉砕原料Ｐは、図１中の矢印で示されるように落下し、ケーシング１内を自由落下しながら、ケーシング１の底部の粉砕室２内へ供給される。これで、粉砕原料Ｐは同粉砕室２内に溜まる。図１および図２中の符号Ｌはそのときの粉砕原料Ｐの層を示している。

一方、高圧ガス源１５からは、高圧ガス、例えば高圧エアが、それぞれ高圧ガス供給管１３を通じて、それぞれジェットノズル５ａ，５ｂへ供給される。これにより、高圧エアは、ジェットノズル５ａ，５ｂの噴射口部からそれぞれ噴射される。

ここで、ジェットノズル５ａ，５ｂの噴射口部は互いに向き合っているから、図１〜図３に示すように、４組のジェットノズル５ａ，５ｂから噴射された高圧エアのジェット気流Ｋ１，Ｋ２は、それぞれ粉砕室２内の４つの衝突箇所Ｘ１〜Ｘ４で衝突する。粉砕原料Ｐは、このときの衝突エネルギーにより、粉砕される。つまり、粉砕室２内の各部で粉砕原料Ｐの粉砕が行われる。

このときのジェット気流Ｋ１，Ｋ２の衝突を受けて、粉砕原料Ｐには、粉砕室２の空間内を流動する流動層が形成される。すなわち、各衝突箇所Ｘ１〜Ｘ４では、ジェットノズル５ａ，５ｂから噴射するジェット気流Ｋ１，Ｋ２の流れ、各衝突箇所Ｘ１〜Ｘ４で衝突した後の周囲に拡散するジェット気流Ｋ１，Ｋ２の流れにより、粉砕原料Ｐを粉砕室２内の横方向へ流動させる挙動が生じる。

このときジェットノズル５ａ，５ｂは、粉砕室２の中央を中心として同心状に配列されているから、粉砕室２内の粉砕原料Ｐは、各衝突箇所Ｘ１〜Ｘ４で入り混じりながら、粉砕室２内の横方向（放射方向）や上下方向に流動する。この流動の状態をさらに述べると、粉砕原料Ｐのうち、粉砕室２の底から少なくともジェットノズル５ａ、５ｂの直上、具体的には少なくともノズル上部が隠れるまでの層部分は、粉砕原料Ｐが流動する。

粉砕原料Ｐは、この流動がもたらす原料同士の衝突ないし摩擦や、周壁２ａとの衝突ないし摩擦や、ノズル据付座１１の上面との衝突ないし摩擦や、ノズル据付座１１とその周りの周壁２ａがなす環状溝の壁面との衝突ないし摩擦の繰り返しでも粉砕される。特にジェットノズル５ａ，５ｂの同心円状の配置により、ジェット気流Ｋ１〜Ｋ４の衝突する複数の衝突箇所Ｘ１〜Ｘ４を設定すると、当該衝突箇所Ｘ１〜Ｘ４は同一平面上で放射方向に形成されるから、粉砕室２内の水平方向の全体で良好な流動が誘起されやすく、粉砕が効果的に進行する。

粉砕原料Ｐは、こうしたジェット気流Ｋ１，Ｋ２によって流動層の流動で繰り返し行われる衝突ないし摩擦により、微粉砕化が進む。そして、粉砕化で得られた粉体は舞い上がり、ケーシング１の上部の分級室１７へ向かう。

この粉体が、同分級室１７に設置してある分級機１９にて吸い上げられる。そして、同分級機１９にて、細かな粉体Ｐ１と粗い粉体Ｐ２とに分けられ、細かな粉体Ｐ１が集塵装置（図示しない）にて捕集される。粗い粉体Ｐ２は、再度、粉砕室２内へ落下し、再びジェット気流Ｋ１，Ｋ２による衝突ないし摩擦によって粉砕される。この繰り返しにより、粉砕室２内の粉砕原料Ｐが、求められる粒径まで微粉砕される。

このように粉砕室２内の粉砕原料Ｐは，ジェット気流Ｋ１、Ｋ２が衝突する衝突箇所Ｘ１〜Ｘ４（複数）で行われるから、粉砕原料Ｐの粉砕効率は向上する。
それ故、ジェットミルは、たとえ粉砕室２の容量が限られていたとしても、粉砕室２の大きさに関わらず、粉砕原料Ｐの粉砕処理量を増加させることができる。

この結果、ジェットミルの粉砕能力を向上させることができる。しかも、粉砕能力の向上は、ジェット気流Ｋ１，Ｋ２が衝突する衝突箇所を増やすだけでよいから、高圧ガス源１５には過大な負担を与えずにすむ。このため、構造的な負担やコスト的な負担は抑えられるから、容易に粉砕室２の大型化が図れる利点もある。

特に第１ジェットノズル５ａを粉砕室２の外周側に複数、配設し、第２ジェットノズル５ｂを粉砕室２の中央に複数、配設して、ジェット気流Ｋ１，Ｋ２を衝突させる衝突箇所Ｘ１〜Ｘ４（複数）を形成するようにすると、第１，２ジェットノズル５ａ、５ｂの個数は、粉砕室２の周壁２ａの円周長さを用いて増やせるので、容易に粉砕原料Ｐを粉砕する衝突箇所を物理的に可能な範囲まで増やすことができる。

このため、大型の粉砕室２でも、容易に粉砕処理量の増加の対応ができる。加えて、第１ジェットノズル５ａと第２ジェットノズル５ｂとを粉砕室２の中央を中心に同心の周上（同心状）に配列させる構成にすると、粉砕室２の内部空間を有効に活用して、複数のジェット気流の衝突箇所Ｘ１〜Ｘ４を増加させることができる。

特に同心円状にジェットノズル５ａ，５ｂを配列すると、ジェットノズル５ａ，５ｂ間は短い距離で一定に保ちやすくなり、容易に粉砕室２内の全面で活発な流動層が得られる。このため、粉砕原料Ｐの粉砕が効率よく行える。これは、ジェットノズル５ａ，５ｂ間の距離が短くてすむために、ジェット気流Ｋ１，Ｋ２の流速の低下が抑えられることにもよる。このため、粉砕室２を大型化しても、高性能な粉砕能力を確保できる。なお、第１ジェットノズル５ａと第２ジェットノズル５ｂの各１つからなる組を考えた場合、当該組における第１ジェットノズル５ａと第２ジェットノズル５ｂとを粉砕室２の中央を中心とする同一放射線上に配置し、当該組を周方向に複数配列すると製作が容易である。

つぎに、図４〜図９を参照して第２〜６の実施形態を説明する。なお、図４〜図９において図１〜図３と同じ部分の構成は、同一符号を付してその説明を省略する。
始めに、本発明の第２実施形態について、図４を参照して説明する。図４は粉砕室２の平断面図を示している。
本実施形態は、第１実施形態で挙げた４つのノズル組８を周方向に配するノズル列群ではなく、それ以上の個数、ここでは例えば８組のノズル組８からなるノズル列群を採用して、粉砕室２内に、ジェット気流Ｋ１，Ｋ２の衝突する衝突箇所を８箇所に増やしたものである。図４中のＸ１〜Ｘ８は、そのジェット気流Ｋ１，Ｋ２が衝突する衝突箇所を示している。
このようにノズル列群中のノズル組８を多くする構造は、粉砕室２を大型化する場合に有効である。

つぎに、本発明の第３の実施形態について、図５（ａ），（ｂ）を参照して説明する。図５（ａ）は粉砕室２の平断面図を示し、図５（ｂ）は同じく正断面図を示している。
本実施形態は、第１、第２実施形態の変形例で、粉砕室２の中央からの距離がそれぞれ異なる地点で当該粉砕室２の周方向にそれぞれ配列された大小複数組のノズル列群を構成したものである。
これには、第１ジェットノズル５ａのノズル列と第２ジェットノズル５ｂのノズル列とを１組のノズル列群として、これを複数組、粉砕室２の軸心を中心とした同心状、例えば同心円状に、複配列する構成が用いられている。

具体的には、図５（ａ），（ｂ）に示すように、円形のノズル据付座１１の周囲に、環状のノズル据付座１１ａを形成し、このノズル据付座１１ａの内側の周面に、ノズル据付座１１ａの第２ジェットノズル５ｂと組み合う第１ジェットノズル５ａを配設し、ノズル据付座１１ａの外側の周面に、ケーシング１の第１ジェットノズル５ａと組み合う第２ジェットノズル５ｂを配設して、第１ジェットノズル５ａ，第２ジェットノズル５ｂからなる大小２組のノズル列群を粉砕室２内の周方向に配列するといった構造が用いられている。

こうした配列で構成されるノズル列群は、粉砕室２の大きさを変更せずに、粉砕室２内に、ジェット気流Ｋ１，Ｋ２の衝突する衝突箇所を数多く形成することができる。本実施形態では１２箇所、形成できる。図５中の符号Ｘ１〜Ｘ１２は、そのジェット気流Ｋ１，Ｋ２が衝突する衝突箇所を示している。この場合、特にジェットノズル５ａ，５ｂ間の距離は、短い距離に保ちやすくなるから、衝突エネルギーの損失が抑えられ、粉体処理量の増加が期待できる。

つぎに、本発明の第４の実施形態について、図６（ａ），（ｂ）を参照して説明する。図６（ａ）は粉砕室２の平断面図を示し、図６（ｂ）は同じく正断面図を示している。
本実施形態は、第１〜第３の実施形態のような粉砕室２内に第１ジェットノズル５ａと第２ジェットノズル５ｂとを環状に配列して、ジェット気流Ｋ１，Ｋ２が衝突する衝突箇所を複数、形成するのではなく、粉砕室２内に、直線状に配列した横向きの第１ジェットノズル５ａのノズル列αと、それに対向するように直線状に配列した横向きの第２ジェットノズル５ｂのノズル列βとを配設して、ジェット気流Ｋ１、Ｋ２（図中の符号は省略する）が衝突する衝突箇所を複数、形成するようにしたものである。

具体的には、例えば粉砕室２内の底部に該粉砕室２内を横切る方向に直線状に延びるノズル据付座２１を並行に複数形成し、隣り合う２つのノズル据付座２１、２１の向き合う側面の一方に、複数の第１ジェットノズル５ａを所定間隔で水平な直線状に配列し、ノズル据付座２１、２１の向き合う側面の他方に複数の第２ジェットノズル５ｂを第１ジェットノズル５ａの配置に合わせて水平な直線状に配列し、粉砕室２内で第１ジェットノズル５ａの先端の噴射口部と第２ジェットノズル５ｂの噴射口部とを向き合わせて、水平方向へジェット気流Ｋ１，Ｋ２を噴射させる構造を用いている。このような構造にすると、第１ジェットノズル５ａがなす直線状のノズル列αと第２ジェットノズル５ｂがなす直線状のノズル列βを粉砕室２内に並行に配設してノズル列群として構成するという、簡単な構造で、ジェット気流Ｋ１、Ｋ２の衝突する衝突箇所を数多く形成することができる。

また本実施形態には、この他、粉砕室２の水平方向の全面を有効に活用して、ジェット気流Ｋ１，Ｋ２が衝突する衝突箇所を多数、増やせる工夫も採用されている。この工夫には、第１ジェットノズル５ａを有するノズル列αと第２ジェットノズル５ｂを有するノズル列βとを１組のノズル列郡Ｇとして、このノズル列群Ｇを、水平方向に、複数組、ここでは３組、並行に並べて構成する構造が用いられている。なお、各ノズル列群Ｇは、所定の間隔をおいて配置される。

これにより、直線状にジェットノズル５ａ，５ｂが配列された構造でも、先の第１〜４の実施形態のときと同様、粉砕室２内の底部の水平方向平面の全体に、数多く、ジェット気流Ｋ１、Ｋ２が衝突する衝突箇所を形成することができる。図６中の符号Ｘ１〜Ｘ１１は、そのジェット気流Ｋ１，Ｋ２が衝突する衝突箇所を示している。

つぎに、本発明の第５の実施形態について、図７（ａ），（ｂ）、図８（ａ），（ｂ）を参照して説明する。図７（ａ）は粉砕室２の一部を切欠いた斜視図を示し、図７（ｂ）は図７（ａ）中のＢ−Ｂ線に沿う平断面図を示し、図８（ａ）は図７中のＣ−Ｃ線に沿う平断面図を示し（Ｄ−Ｄ線以下は不図示）、図８（ｂ）は図７中のＤ−Ｄ線に沿う平断面図を示している。
本実施形態は、第４の実施形態の変形例で、図７に示すように、ジェットノズル５ａ，５ｂを、直線状のノズル列α、βを１組のノズル列郡Ｇとして、複数組、ここでは図８における平面方向に３組、図８における紙面貫通方向である上下方向２層に並べるといったノズル配列からなる構造を用いたものである。

具体的には、図８（ｂ）に示すように、粉砕室２内の底部に配設された、水平方向に並行に並ぶ複数組のノズル列群Ｇを１段目の層として、この１段目の上側に、図８（ａ）に示すように、水平方向に並行に並ぶ複数組のノズル列群Ｇを２段目の層として配設して、粉砕室２内でジェット気流Ｋ１、Ｋ２が衝突する衝突箇所を１段目と２段目との双方で得るようにしたものである。なお、ノズル列群Ｇを上下方向に複数組、配置する構造は、１段目に１組のジェットノズル５ａ，５ｂからなるノズル列群Ｇだけ配置し、２段目に１組のジェットノズル５ａ，５ｂからなるノズル列群Ｇだけが配置されるような構造でも構わない。

このようにすると、簡単な構造でありながら、格段にジェット気流Ｋ１、Ｋ２の衝突する衝突箇所を増やすことができる。図７中の符号Ｘ１〜Ｘ１７は、そのジェット気流Ｋ１，Ｋ２が衝突する衝突箇所を示している。
特に図７は、ジェット気流Ｋ１，Ｋ２が衝突する衝突箇所Ｘ１〜Ｘ１７が１段目の層と２段目の層とで上下方向に重ならないように、１段目のジェットノズル５ａ，５ｂの組と２段目のジェットノズル５ａ，５ｂの組との相互の位置をずらしている。ここでは、１段目と２段目とは、例えば９０度、水平方向に回転させるように位置をずらしている。このようにずらすと、衝突箇所でジェット気流Ｋ１，Ｋ２が干渉し合うことを要因とした粉砕損失が抑えられるので、効果的に粉砕原料Ｐが粉砕できる。

しかも、１段目と２段目との位置ずれが多い程（上下で衝突位置の重なりがない程）、粉砕室２内の水平方向平面の全体を活用して、数多くの衝突位置Ｘ１〜Ｘ１７を形成することができる。また、本実施例では、２段目の層の衝突位置の直下に1段目の層のノズル据付座２１が位置するようにして粉砕の効率を高めるよう工夫している。
なお、上下方向に複数組、ジェットノズル５ａ，５ｂを配設する構造は、１段目に１組のジェットノズル５ａ，５ｂだけ配置し、２段目に１組のジェットノズル５ａ，５ｂだけが配置されるような構造でも構わない。

また本実施形態では、例えば１段目の各ジェットノズル５ａ，５ｂの設置には、第４の実施形態で挙げた直線形のノズル据付座２１を用いて支持させ、例えば２段目の各ジェットノズル５ａ，５ｂの設置には、ジェットノズル５ａ，５ｂが付いた高圧ガス供給管１３をそのまま粉砕室２内に横断させ、同高圧ガス供給管１３の先端部と基部とを粉砕室２の周壁２ａに支持させた構造を用いている。もちろん、ジェットノズル５ａ，５ｂのノズル列α，βが所定位置に支持されるのであれば、どのような支持構造を用いてもよい。

つぎに、本発明の第６の実施形態について、図９を参照して説明する。図９は粉砕室２の平断面図を示している。
本実施形態は、第１，２の実施形態の変形例である。本実施形態は、第１，２の実施形態で挙げた２つのジェットノズルを１組とした複数のノズル組を用いた例とは異なり、３つ以上のジェットノズルを１組とした複数組のノズル組を用いて、粉砕室内に、ジェット気流が衝突する衝突箇所を複数、形成したものである。

同実施形態は、一つの焦点へ向かってジェット気流を噴射する３つ以上のジェットノズルを１組としたノズル組を用い、これらノズル組を粉砕室内の周方向に複数組、例えば８組、配設したものである。具体的には、複数のノズル組８の３つのジェットノズル５ａ〜５ｃのうち、例えば２つのジェットノズル５ａ、５ｂは、粉砕室２の周壁２ａの同一水平位置に所定のピッチで複数配列され、残るジェットノズル５ｃは、ジェットノズル５ａ，５ｂ間に位置するピッチで、粉砕室２の中央に同心円状に配列される。

３つのジェットノズル５ａ〜５ｃは、いずれもノズル間の中央に噴射口部が向くように配置され、三角形状の各頂点に位置するように配置されたジェットノズル５ａ〜５ｃの中間に、各ジェットノズル５ａ〜５ｃから噴射するジェット気流Ｋ１〜Ｋ３が衝突する衝突箇所を形成している。これにより、粉砕室２内には、周方向の均等な８箇所の位置に、ジェット気流Ｋ１〜Ｋ３の衝突する衝突箇所が形成される。図９中の符号Ｘ１〜Ｘ８は、そのジェット気流Ｋ１〜Ｋ３が衝突する衝突箇所を示している。

このようにしても第１〜３の実施形態と同様の効果を奏する。もちろん、ノズル組８は、ジェットノズルが４つで組となる構成でも、それ以上の個数の組み合わせのノズル組でも構わない。また３つ以上のジェットノズルで１組となるノズル組は、第３の実施形態のような同心円状に複数組、配列する構造や、第４，５の実施形態のような直線状にノズル組を配列する構造に適用しても構わない。

この他、３つ以上のジェットノズル５ａ〜５ｃを用いるときは、第６の実施形態のように粉砕室の周方向に複数組、配設するのではなく、例えば粉砕室の上下方向に複数組、配設して、粉砕室内に複数の衝突箇所を形成するようにしてもよい。この場合、例えば粉砕室の中央を挟んで両側に分けて配置した３つ以上のジェットノズルを１組とし、これを粉砕室内の上下方向に配置させることなどが考えられる。

なお、本発明は、前記した第１〜６の実施形態に限定されるものではなく、種々変形して実施しても構わない。例えば、第１〜第３実施形態のような周方向にノズル組の列（ノズル列群）を配置したものについても、上下に複数段の層を構成するようなものとしてもよく、特に、上下の層について衝突位置が重ならないようにするべく周方向に位相をずらすことが望ましい。また、例えば前記した実施形態には、いずれも横方向からジェット気流を衝突させるジェットノズルを用いた例を挙げたが、これに限らず、例えば上下からジェット気流を衝突させるジェットノズルを用いて、粉砕室内に、ジェット気流が衝突する衝突箇所を複数箇所、形成するようにしてもよい。

本発明の第１実施形態に係るジェットミルを、粉砕原料が粉砕される挙動と共に示す側断面図である。 同ジェットミルの内部のノズル構造を示す一部断面した斜視図である。 図１中のＡ−Ａ線における平断面図である。 本発明の第２実施形態に係るジェットミルの平面図である。 （ａ）は本発明の第３の実施形態に係るジェットミルの平断面図であり、（ｂ）は同じく正断面図である。 （ａ）は本発明の第４の実施形態に係るジェットミルの平断面図であり、（ｂ）は同じく正断面図である。 （ａ）は本発明の第５の実施形態に係るジェットミルの内部のノズル構造を示す一部断面した斜視図であり、（ｂ）は図７（ａ）中のＢ−Ｂ線に沿う平断面図である。 （ａ）は図７中のＣ−Ｃ線に沿う平断面図であり、（ｂ）は同じく図７中のＤ−Ｄ線における平断面図である。 本発明の第６の実施形態に係るジェットミルの平断面図である。

符号の説明

１ ケーシング
２ 粉砕室
５ａ 第１ジェットノズル
５ｂ 第２ジェットノズル
７ ホッパ
８ ノズル組
１５ 高圧ガス源
Ｋ１，Ｋ２ ジェット気流
Ｐ 粉砕原料
Ｘ１〜Ｘ１７ ジェット気流が衝突する衝突箇所
α 第１ジェットノズルがなすノズル列
β 第２ジェットノズルがなすノズル列

Claims (11)

1. 粉砕原料が供給される粉砕室と、
   前記粉砕室内に設けられ、当該粉砕室内で噴射する互いのジェット気流を衝突させるように位置付けられた複数のジェットノズルを１つの組とするノズル組とを有し、
   前記ノズル組が、前記粉砕室内において前記ジェット気流が衝突する衝突箇所を複数形成させるように複数配設されることを特徴とするジェットミル。
2. 前記ノズル組は、前記粉砕室内の外周側に配設され当該粉砕室の中央側へ向けジェット気流を噴射させる第１ジェットノズルと、前記粉砕室内の中央側に配設され前記第１ジェットノズルから噴射されたジェット気流と衝突するようにジェット気流を噴射させる第２ジェットノズルとを有することを特徴とする請求項１に記載のジェットミル。
3. 各ノズル組の前記第１ジェットノズルと前記第２ジェットノズルとは、粉砕室の中央を中心とする同一放射線上に配置されており、複数組の前記ノズル組が前記中心と同心の円周に沿って周方向に配置されて１つのノズル列群をなしていることを特徴とする請求項２に記載のジェットミル。
4. 前記周方向に配置されたノズル列群を、前記粉砕室の中央からの距離がそれぞれ異なる地点に複数配列してなることを特徴とする請求項３に記載のジェットミル。
5. 前記ノズル組が、水平な直線状の列をなすように複数配列されて１つのノズル列群をなしていることを特徴とする請求項１に記載のジェットミル。
6. 前記直線状に配置されたノズル列群を、水平方向に複数配列してなることを特徴とする請求項５に記載のジェットミル。
7. 前記周方向に配置されたノズル列群を、前記粉砕室の上下方向に複数並べてなることを特徴とする請求項３または請求項４に記載のジェットミル。
8. 前記直線状に配置されたノズル列群を、前記粉砕室の上下方向に複数並べてなることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のジェットミル。
9. 前記上下方向に並ぶ複数の各ノズル列群は、前記ジェット気流が衝突する衝突箇所が上下方向で互いに重ならないように配置されることを特徴とする請求項７または請求項８に記載にジェットミル。
10. 前記ノズル組は、噴射する互いのジェット気流を衝突させるように位置付けられた３つ以上のジェットノズルを１つの組としたことを特徴とする請求項１に記載のジェットミル。
11. ジェットミルによる粉砕原料の粉砕方法であって、複数のジェットノズルから噴射した互いのジェット気流が衝突する衝突箇所を複数箇所有した粉砕室内へ粉砕原料を供給することにより、前記粉砕原料が、ジェットノズルから前記複数の衝突箇所へ噴射されるジェット気流によって流動状態にされて粉砕されることを特徴とする粉砕原料の粉砕方法。
    

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