JP2747520B2 - 粉体分散機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は粉体分散機に関し、詳しくは例えば粉体分級
のために、凝集して二次粒子を形成し易い傾向をもつ粉
体であっても高率に一次粒子に分散させて粉体搬送気体
中に含有させることができる分散機に関するものであ
る。

（従来の技術） 一般に、粉粒体（以下「粉体」の語で総称する）の取
扱いについては、粉体を単粒子（一次粒子）の状態とし
て取扱うことが必要である場合が多く、このために粒径
の大きい所謂流体から、凝集して二次粒子を形成し易い
微粉体に渡り、これらをその粒径や性質に合せて効率よ
く分散させる適当な分散機等が従来より種々提供されて
いる。

このような粉体分散のための原理的方法としては、エ
ジェクタ作用や速度勾配の作用を利用した気流分散方
法、ガラスビーズなどの粗粒を混入して解砕作用を機械
的に利用する方法、粉体を気流搬送させながら障壁等に
衝突させる方法が知られており、従来の分散機はこれら
のいずれかの方法を単独にあるいは組合せて利用したも
のが殆どである。

また粉体分散の難易性の観点からみると、一般に、粒
径が大きな粉体（粒体）はその分散が容易であり従って
分散機には機械的方法を利用した簡単なものが利用され
る場合多く、他方微粉体については凝集による二次粒子
化の問題があるために、分散機構としては複雑なものが
必要で気流方式のものが多く利用されている。

ところでこのような二次凝集粒子を形成し易い微粉体
用の分散機の従来例として次の構成のものが従来知られ
ている。すなわち粗粒を充填した流動床に粉体を投入
し、この流動床の下からガスを吹き上げることで一定径
以下の微粉体（粒子）のみを気流で上昇させる方式のも
のである。微粉体を含有した気流は、必要により更に細
管に導入して加速させ、この管内で二次粒子に対するほ
ぐし作用を与えている。

（発明が解決しようとする課題） しかし上記のように微粉体を気流で発塵させる方式の
装置は、流動床に投入された微粉体に対してこれに含ま
れている二次凝集粒子をほぐして（分散させて）一次粒
子にするという作用は特になく、したがって投入された
微粉体のうちの発塵した部分だけが気流中で分散された
粒子となる点で分散する効率が高いとは言えないものと
なっていた。

本発明はこのような気流を用いて発塵させる方式の分
散機であって、微粉体の投入を連続的に行なわせながら
効率のよい粉体分散を可能とした分散機を提供すること
を目的としてなされたものである。

また本発明の他の目的は、投入粉体の機械的解砕の作
用と、気流による解砕粉体の吹き上げの作用とを効率よ
く発揮させることができる構造をもった分散機を提供す
るところにある。

（課題を解決するための手段） 而して、かかる目的の実現のためになされた本願の請
求項１の発明よりなる粉体分散機の特徴は、粉体分散の
ために実質的に外部から区画された縦型円筒と、該縦型
円筒内の底面に近接配置されて該縦型円筒の中心垂直軸
回りに回転されることにより投入粉体を撹拌流動させて
機械的解砕作用を与える撹拌羽根と、分散対象の粉体を
上記縦型円筒内に投入する粉体投入手段とを備え、上記
縦型円筒の上部に、分散粉体含有気流を排出する細径の
輸送管が開孔接続されている粉体の分散機であって、上
記撹拌羽根は、上記縦型円筒の底面に沿って放射状に延
びた旋回羽根部を有し、かつ該旋回羽根部の上記縦型円
筒の底面に対向した面には、粉体を吹き上げるための気
体の吹出し口が設けられているところにあり、また請求
項２の発明よりなる粉体分散機の特徴は、粉体分散のた
めに実質的に外部から区画された横型円筒と、該横型円
筒内の胴部内面に近接し配置されて該横型円筒の中心水
平軸回りに回転されることにより投入粉体を撹拌流動さ
せて機械的解砕作用を与える撹拌羽根と、分散対象の粉
体を上記横型円筒内に投入する粉体投入手段とを備え、
上記横型円筒の上部に、分散粉体含有気流を排出する細
径の輸送管が開孔接続されている粉体の分散機であっ
て、上記撹拌羽根は、上記横型円筒の胴部内面に沿って
延びた旋回羽根部を有し、かつ該旋回羽根部の上記横型
円筒の胴部内面に対向した面には、粉体を吹き上げるた
めの気体の吹出し口が設けられているところにある。

本発明における上記円筒は一般的には縦型円筒として
設けられるのが通常であり、この場合には気体吹出し口
の設けられている撹拌羽根は底面に近接して設け、輸送
管は縦型円筒の上部に開孔接続することが一般的であ
る。また撹拌羽根は円筒の底面位置に設けられるだけで
なく、気体分散のために該円筒の中間位置にも適宜設け
ることが好ましい。また円筒は特に縦型に限定されるも
のではなく横型円筒としてもよく、この場合には、横型
円筒の一端側の端面中心部から該端面に沿って放射状に
複数の撹拌羽根が延び、その放射状の先端をＬ形に曲げ
て該円筒の筒胴部内面に沿って延設させ、このＬ形の筒
胴部内面に対向する撹拌羽根の面の全域に渡って、粉体
を吹き上げるための気体の吹出し口を設けることが好ま
しい。

（作用） 本発明の粉体分散機は前記の構成をなすことによっ
て、凝集した二次粒子を多く含有している微粉体につい
ても、その二次粒子を撹拌羽根により機械的に解砕し、
しかもこの解砕作用を与える撹拌羽根自体が粉体を輸送
する気体を吹出すので良好な粉体分散が効率よく得られ
る。

（実施例） 以下本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明よりなる実施例１の粉体分散機の構成
概要を示した図であり、この図において、１は粉体の分
散を行なう粉体流動室を形成する縦型円筒であり、その
底部には、底部面に沿って回転する第１の撹拌羽根２が
配置されている。この第１の撹拌羽根２はその回転軸３
が縦型円筒１の底部を不図示のシール部材を介して外部
とは気密的に封止された状態で貫通し、外部のベアリン
グ軸受け５により支持されている。

回転軸３はプーリー6,ベルト７を介してモータ８によ
り回転されるようになっていると共に、軸受け５から、
図示しない外部の空気供給装置から圧力空気が該回転軸
の内部に設けた空気通路3aに供給されている。また第１
の撹拌羽根２は、第１図（ｂ）に示したように回転軸３
から放射状（本例では十字状）に延びた羽根部９をもつ
ように形成されていて、この羽根部９には、上記回転軸
３内部の空気通路3aに空気通路9aを介して連通されて下
面に開口した空気吹出し口9bが設けられている。

上記回転軸３は、第１の撹拌羽根２の羽根部９から更
に上方にその軸部が延出するように設けられていて、こ
の上方への延出軸部には放射方向に延出された平板棒状
の第２の撹拌羽根10が適宜の間隔で多数設けられてい
る。この第２の撹拌羽根10は本例では上下方向に薄い板
体を用いている。

上記縦型円筒１の上部は、該縦型円筒内部の流動室内
の水平断面積よりも十分小さな断面積の細管11が接続開
口されていて、後述する気流により上昇する分散粉体含
有の気流を、図示しない他の粉体処理装置等に該細管を
介して輸送するようになっている。なお上記縦型円筒の
上部は細管11の開口に向って漸次径の減少する逆円錐形
状部1aとして設けられていて、粉体含有の気流が円滑に
細管11内に導くことで粉体の滞留による壁面付着を生じ
難いようになっている。

また縦型円筒１には、図示の如くスクリューフィーダ
13からの粉体供給口14が、上記第１の撹拌羽根２の配置
位置よりも若干高い位置に開口されている。スクリュー
フィーダ13は、ロータリーバルブ等の密閉式バルブ15を
介して粉体が投入される貯槽16と、供給管17を介して粉
体を縦型円筒内部に供給する貯槽下部のフィーダスクリ
ュー18と、このフィーダスクリュー18をベルトプーリ19
を介して回転させるモータ20とから構成されており、適
宜設定された量の粉体が貯槽16から縦型円筒１の内部、
撹拌羽根２のボール充填部に供給される。なお21はフィ
ーダスクリューの回転部を外部から封止するシール部材
である。

なお、本例においては、縦型円筒の上部とスクリュー
フィーダ13の上部空所との間を連通管22により接続して
いる。これは、縦型円筒１では第１の撹拌羽根２の羽根
部９の空気吹出し口9bから空気が吹出しされるため、供
給管17を通して貯槽16方向に空気圧力を粉体の戻し作用
が生ずることがあるため、これによる不都合を回避する
ためである。

次にその作動について述べる。

図示の状態の分散機を稼動させると、粉体は貯槽16か
らフィーダスクリュー18により適宜の量が縦型円筒の内
部に供給される。

一方、縦型円筒１の内部では、モータ８により回転羽
根３が回転され、これにより第１の撹拌羽根２の羽根部
９が旋回されて投入粉体は機械的に撹拌流動される。ま
たこの羽根部９の旋回と共に該羽根部９の下面からは外
部から供給される空気が吹出され、この吹出された空気
は上部に上昇し、この際、軽い粉体を同時に吹上げて縦
型円筒１内部の上方に分散させる。そして本例のような
構成では、第１の撹拌羽根の羽根部９の運動により機械
的に解砕されることになるから、スクリューフィーダ13
から供給される粉体のうちの当初から一次粒子の状態で
気流により吹上げられるだけでなく解砕により凝集が解
かれた粒子も同様に吹上げられ、全体として供給粉体の
殆どが縦型円筒の上部側に上昇することになる。そして
吹上げられた概ね一次粒子の状態に分散されている粉体
を含む気流は、更に細管11に入って加速され、一層の分
散効果が与えられることになる。

また上昇する粉体に対して更に第２の撹拌羽根10によ
る機械的な撹拌作用が与えられる。

以上のように、本例の分散機による粉体分散は、機械
的な解砕作用と、この第１の撹拌羽根２を利用して吹出
されるた粉体輸送気流の作用とが相俟って、供給粉体が
効率よくかつ十分に分散されることになるという効果が
ある。

第２図は第２の実施例を示すものであり、この例にお
ける構成の装置は、第２の撹拌羽根30を丸棒状として回
転軸３から適宜の間隔で多数放射状に延出させたもので
あり、他の構成は実施例１と同じである。この例におい
ても実施例１と同様の効果が得られる。

第３図は本発明の実施例３の分散機の構成を示したも
のであり、本例の特徴は、粉体を解砕分散させる撹拌羽
根を収納した円筒40を横型としたところにある。

そしてこのような円筒の姿勢の変更に伴なって、本例
における第１の撹拌羽根41は、円筒40の端面（実施例１
の底面に相当）に沿って放射状に延出（本例では第３図
（ｂ）に示す如く直径方向をなす角柱体）されていると
共に、その延出先端は円筒40の胴部に近接した位置から
Ｌ型に屈曲させて円筒胴部の内面に沿って母線方向に延
出させ、更に円筒の他端面で直角に屈曲させて全体とし
てＣ型の撹拌羽根を形成するように設けている。そして
このＣ型の撹拌羽根41の概ね全域に渡り空気通路41aを
設けると共に、円筒内面に対向する面には空気吹出し口
41bを適宜の間隔で開口させている。

42はＣ型の撹拌羽根41の径内方面から内向きに延出さ
せた棒状の補助撹拌羽根である。

なおこの円筒の他端面の中央部にはスクリューフィー
ダ13からの粉体供給口14を開口させ、円筒40の胴部上側
の位置に分散粉体含有の気流を導出する細管11を開孔接
続させており、その他の構成は実施例１と略同様であ
る。

本例によっても実施例１と同様の粉体分散の効果を得
ることができる。

なお本発明は以上の実施例に限定されるものではな
く、発明の要旨を損なわない範囲で種々の変更した態様
で実施できることは言うまでもない。

（発明の効果） 以上述べた通り、本発明よりなる分散機は、微粉体の
投入を連続的に行なわせながら、機械的な解砕と気流に
よる粉体の輸送を効率よく行なうことができるという効
果があり、特に撹拌羽根を数100rpm以上、特に1000rpm
以上の速度で回転させるような高速回転型の処理装置と
して優れた効果を発揮する。

また本発明は、投入粉体の機械的解砕の作用と、気流
による解砕粉体の吹き上げの作用とを両者の作用を効率
よく発揮させながら粉体の供給を連続的に行なうことが
できる。簡単な構造をもった分散機としての粉体の連続
分散ができるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明よりなる分散機の実施例１の構成
概要を示した図、第１図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ矢
視図、第１図（ｃ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ矢視図であ
る。 第２図（ａ）は本発明の分散機の実施例２の構成概要を
示した図、第２図（ｂ）は同図（ａ）のＣ−Ｃ矢視図で
ある。 第３図（ａ）は本発明の分散機の実施例３の構成概要を
示した図、第３図（ｂ）は同図（ａ）のＤ−Ｄ矢視図で
ある。 1:縦型円筒、1a:逆円錐形状部 2:第１の撹拌羽根 3:回転軸、3a:空気通路 5:ベアリング軸受け 6:プーリー、7:プーリーベルト 8:モータ、9:羽根部 9a:空気通路、9b:吹出し口 10:第２の撹拌羽根、11:細管 13:スクリューフィーダ 14:供給口、15:密閉式バルブ 16:貯槽、17:供給管 18:フィーダスクリュー 19:ベルトプーリ、20:モータ 21:シール部材、22:連通管 40:円筒、41:撹拌羽根 41a:空気通路、42b:空気吹出し口 42:補助撹拌羽根

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 国分 六男 神奈川県横浜市鶴見区馬場３―15―11 (56)参考文献 特開 昭58−114722（ＪＰ，Ａ) 特公 昭55−4458（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭55−47645（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粉体分散のために実質的に外部から区画さ
   れた縦型円筒と、該縦型円筒内の底面に近接配置されて
   該縦型円筒の中心垂直軸回りに回転されることにより投
   入粉体を撹拌流動させて機械的解砕作用を与える撹拌羽
   根と、分散対象の粉体を上記縦型円筒内に投入する粉体
   投入手段とを備え、上記縦型円筒の上部に、分散粉体含
   有気流を排出する細径の輸送管が開孔接続されている粉
   体の分散機であって、上記撹拌羽根は、上記縦型円筒の
   底面に沿って放射状に延びた旋回羽根部を有し、かつ該
   旋回羽根部の上記縦型円筒の底面に対向した面には、粉
   体を吹き上げるための気体の吹出し口が設けられている
   ことを特徴とする粉体分散機。
2. 【請求項２】粉体分散のために実質的に外部から区画さ
   れた横型円筒と、該横型円筒内の胴部内面に近接し配置
   されて該横型円筒の中心水平軸回りに回転されることに
   より投入粉体を撹拌流動させて機械的解砕作用を与える
   撹拌羽根と、分散対象の粉体を上記横型円筒内に投入す
   る粉体投入手段とを備え、上記横型円筒の上部に、分散
   粉体含有気流を排出する細径の輸送管が開孔接続されて
   いる粉体の分散機であって、上記撹拌羽根は、上記横型
   円筒の胴部内面に沿って延びた旋回羽根部を有し、かつ
   該旋回羽根部の上記横型円筒の胴部内面に対向した面に
   は、粉体を吹き上げるための気体の吹出し口が設けられ
   ていることを特徴とする粉体分散機。