JP4418975B2 - 粒子状材料処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粒子状材料処理装置に関し、詳しくは、粉粒体材料の粉砕、粉粒体材料と液体の混合、または顔料、塗料等のスラリー状物質等の均一分散などに用いられる装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
一般に、この種の粒子状材料処理装置、例えば、粉砕装置や混合・分散装置などは、筒状のケーシング内に回転体に装着された複数の押圧体を配設させて、該押圧体を、その旋回遠心力によってケーシング内壁面に押圧させて、押圧体とケーシング内壁面との間に入った被処理物を挟み込み、粉砕等の処理を行うようになっており、その際、被処理物をケーシング内の一部に停滞させることなく、ケーシング内壁面全体に均一に移動させる必要がある。
【０００３】
そこで、本出願人は、被処理物をケーシング内壁面全体に均一に移動させるべく、前記押圧体として、複数のリング部材を密状に連続配設して柱状に構成したものを提案（特開平６−７９１９２号公報）し、固体物質を短時間で微粉砕する等、粒子状材料の各種処理を短時間で効率よく行われるようにした。
しかしながら、例えば、被処理物を乾式で粉砕処理する場合に、該被処理物はケーシング内での動きが非常に悪く、ケーシング内の一部に滞留しやすいという物性を有している。このため、押圧体を高速で回転することで粉粒体を攪拌しながら遠心力を与えて外周方向に移動させ、被処理物の動きを制御していたが、前記押圧体の旋回に伴って形成される円筒状領域には、該押圧体を両端で支持するための回転軸が延設されており、回転速度が速すぎると遠心力の増大と共にケーシング内での被処理物の旋回流が大きく乱れ、特に比重の小さい粉体や処理量が少ない場合に、粒子状材料を上方に停滞させてしまい、押圧体の圧縮力・剪断力としての粉砕エネルギーを均一に与えることが難しくなるという問題点を有していた。また、処理量の少ない粒子状材料を湿式処理する場合も同様であった。
したがって、押圧体の回動のみに依存して粒子状材料を処理するようにしておいては、前記旋回流との関係等を考慮して、種々の粒子状材料の動きを最適な状態（均一分散）に制御しながら、粉砕等の各種処理を行うことができなかった。そこで、粒子状材料を均一に分散すると共に該粒子状材料に押圧体の圧縮力や剪断力などによるエネルギーを均一に与えて、粉砕等の各種処理を効果的に行うべく適正化が図られたケーシング内環境を有する粒子状材料処理装置の出現が望まれていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の如き問題点を一掃すべく創案されたものであって、ケーシング内での動きの制御が難しい粒子状材料を乾式または湿式処理する場合であっても、該粒子状材料をケーシング内の一部に滞留させることなく、ケーシング内壁の全体に移動させて、遠心力に基づく押圧体の圧縮力や剪断力などのエネルギーを均一に与えることができ、良好な状態での処理を可能とし、もって、粒子状材料の動きを制御して、粒子状材料を均一に分散すると共に該粒子状材料に押圧体の圧縮力や剪断力などによるエネルギーを均一に与えることとのバランスのとれた最適な安定状態で制御し得て、ケーシング内環境の適正化を図ることのできる粒子状材料処理装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明が採用した技術手段は、粒子状材料の処理室を形成するケーシング内に回転軸に連動連結された回転体を設け、該回転体の端縁側に所定間隔を存して対向離間する複数の押圧体の一端側を支持し、前記回転体の回動に連携して前記押圧体を旋回せしめてケーシング内壁面に押圧させて粒子状材料を処理するよう構成された装置であって、前記各押圧体の旋回に伴って形成される円筒状領域には、該円筒状領域内に前記粒子状材料の旋回流中心の生成を可能とすべく前記回転軸の延設等の無い空間領域を形成し、前記各押圧体の他端側は、中央に開口部を有するリング状のサポートプレートに連結支持せしめ、前記空間領域を、前記サポートプレートの中央に開口部を通じて前カバー側に連通すべく構成してあることを特徴とするものである。
また、上記課題を解決するために本発明が採用した技術手段は、粒粒子状材料の処理室を形成するケーシングと該ケーシング内に設けられた回転体とを、それぞれ回転軸に連動連結して回動可能に構成し、該回転体の端縁側に、所定間隔を存して対向離間する複数の押圧体を支持し、前記回転体の回動に連携して前記押圧体を旋回せしめてケーシング内壁面に押圧させて粒子状材料を処理するよう構成された装置であって、前記ケーシングの回動と回転体の回動とを、異なる回転速度によって回転制御可能に構成すると共に、前記各押圧体を、前記回転体に支持させた支軸と、該支軸に前記ケーシング内壁面に所定間隔を存して押圧するよう離間配設させた複数の粉砕リングからなるリング体とで構成し、前記各押圧体のそれぞれのリング体は、一の押圧体におけるリング体と他の押圧体におけるリング体の旋回軌道を、それぞれケーシング内壁面に対して位相させた状態で分散押圧するよう構成してあることを特徴とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を好適な実施の形態として例示する粒子状材料処理装置に基づいて詳細に説明する。
図１〜図３において、１は架台１０１上に設けられた粒子状材料処理装置であって、該粒子状材料処理装置１は、架台１０１に装着されたハウジング２と、粒子状材料の処理室を形成するケーシング３とで構成されており、前記ハウジング２には、主回転軸２０１と該主回転軸２０１を内装する状態で嵌挿された副回転軸２０２とが一体となって嵌装された、所謂二重の回転軸機構となっている。そして、前記主回転軸２０１の内部には、軸封ガスＧ（連続処理の場合にはキャリアガスを兼ねる）を供給するガス供給管２０５と処理物を連続的に供給する場合の材料供給管２０６とがそれぞれ二重管構造の態様で配管されている。
【０００７】
それぞれの回転軸２０１と２０２の一端側には、図示しない駆動機構に連動連結されたプーリー２０３と２０４が設けられていて、それぞれが独立回転可能な構成となっており、その回転制御は、図示しない制御装置によって、同一方向または反対方向に個別制御及び／または何れか一方の回転速度に同期した回転制御が行われるようになっている。この同期回転制御における回転軸２０１と２０２との回転比率は、予め処理物の種類、処理目的ごとに設定した回転比率を、所定の記憶手段に記憶させ、任意に選択できるようになっている。反対方向の回転比率は、主回転軸２０１（後述する回転体４）の回転を遅くし、副回転軸２０２（後述するケーシング３）の回転を速くした約１：５を目安値とし、また同一方向の回転比率は、主回転軸２０１の回転を速くし、副回転軸２０２の回転を遅くしたそれぞれ約４：１〜１８：１を目安値として、処理物毎に処理時間の変異に対応して経時的な回転速度の増減変化を１ブロック（１回分処理）として設定しておく。
一方、副回転軸２０２の他端側には、スリーブ２１１を介して前記ケーシング３を構成する円筒状の容器３０１がボルト２１２により取り付けられている。また、前記主回転軸２０１の他端側には、前記容器３０１内に設けられた回転体４がその中心部をナット２０９により嵌着可能に取り付けられており、該回転体４は、その中心部から押圧体５の本数と同じ数の腕部が放射状に延出された形状となっている。そして、前記容器３０１と前記回転体４は、各々回転軸２０２と２０１の回動に連動して回転可能に構成されている。２０７はベアリングカバーであり、２１０は、材料供給管２０６に供給された処理物を、ケーシング３内に供給するための供給口である。また、ガス供給管２０５から供給された軸封ガスＧは、主回転軸２０１及び主回転軸２０１に嵌合されたスリーブ２１３を貫通して設けられた複数の供給路を介して、軸封部２０８より外部に排出されるようになっている。なお、駆動源としてのモーターは、それぞれの回転軸２０１、２０２に個別に配しても良いが、１つのモーターで前記同期回転制御を行っても良いことは勿論である。
【０００８】
前記容器３０１の内周面には、交換可能な円筒状内壁３０２が着脱自在に嵌設されている。３０３は保持プレート、３０４は前カバーであって、保持プレート３０３は、前カバー３０４を開けて容器３０１内に処理物を投入する回分処理の場合に、該処理物を容器３０１から流出させない堰を形成するためのもので、中央に円形の開口部を有する略円盤状の部材で、容器３０１の開口端面と前カバー３０４との間に挟持された状態でボルト３０５，３０５，・・・・によって固定されている。
３０６は前カバー３０４の中心に設けられた開孔部に取付けられたハイロータージョイントであって、該ジョイント３０６は、処理物を連続処理する場合に、ガス供給管２０５から容器３０１内に供給された前記キャリアガスを処理後の粒子状材料（微粉体）と共に連続的に排出するために、回転している容器３０１とこれに連接される配管（図示省略）とを連結するためのものである。３０７は前カバー３０４の外周方向に設けられた開口部に取り付けられた排出用プラグであって、該排出用プラグ３０７は、処理物を回分処理する場合にこれを取り外して排出口として用いられるようになっている。なお、前記ナット２０９は、連続処理の場合には孔開きのもの（供給口２１０）を、回分処理の場合には孔無しのものを用いる。
【０００９】
５は押圧体であって、該押圧体５は、主回転軸２０１の回転軸芯から等距離にある前記回転体４の腕部端縁側で、互いに等間隔に対向離間させて、都合３体がその一端側を片持ち状に支持されており、他端側は中央に大きな開口部を有するリング状のサポートプレート４０１に連結支持されている。そして、主回転軸２０１の回転に伴う前記回転体４の回動に連携して前記押圧体５を旋回したときに、前カバー３０４側に開口部を有する横向きの円筒状領域が形成されるようになっており、この円筒状領域には、前記回転軸２０１の延設など部材の配設の無い空間領域６が設けられている。回分処理の場合には、前述のとおり前カバー３０４を開閉操作してこの空間領域６に処理物を投入する。連続処理の場合には、前記供給口２１０より処理物を投入する。また、連続処理の場合には、供給路である供給口２１０と排出路である前記ハイロータージョイント３０６とが、前記押圧体５の旋回軸芯上に配設されている。
【００１０】
また、それぞれの押圧体５は、主回転軸２０１の回転軸芯と平行かつ等距離に位置する支軸５０２と、該支軸５０２に回転かつ揺動可能に等間隔に配設されたリング体としての４つの粉砕リング５０１と、各粉砕リング５０１の間隔を保持すべく介在せしめた粉砕リング５０１よりも小径の滑りリング５０３とによって構成されており、前記回転体４の回動に連携して前記粉砕リング５０１、５０１、・・・・が、遠心力によってそれ自身回転しながら前記円筒状内壁３０２面に当接するよう構成されている。なお、この粉砕リング５０１は、回動可能に構成されているが、これに限定されず、回動しない構成のものや、半円形状など任意の形状のものであっても良く、要するに、押圧体５自体は回転体４に対して回転自在または揺動自在に支持され、該回転体４の回転に伴って前記円筒状内壁３０２面に当接し、該内壁３０２面との間に処理物を挟み込んで、該処理物に押圧体の圧縮力や剪断力などによる（粉砕)エネルギーを付与することができれば良い。また、配設する押圧体５や粉砕リング５０１の数量なども、図示したものに限定されず、装置の大小によって必然的に増減すれば良いことは言うまでもない。
【００１１】
図３は前記粉砕リング５０１の配置構成を示すものである。前述の如く隣設する粉砕リング５０１、５０１間は、前記滑りリング５０３を介在させることにより、丁度粉砕リング５０１の厚さの２倍の間隔で離間しており、一の押圧体５の隣り合う粉砕リング５０１、５０１間の対応する位置に、他の２つの押圧体５、５の粉砕リング５０１，５０１がそれぞれ配置されるように設定されている。すなわち、図３（ａ）に示す押圧体５のサポートプレート４０１側寄り（図中左端）に配された粉砕リング５０１を基準とすれば、該粉砕リング５０１の厚さ分だけずらした位置に図３（ｂ）に示す押圧体５の粉砕リング５０１を配し、同様に粉砕リング５０１の２つの厚さ分だけずらした位置に図３（ｃ）に示す押圧体５の粉砕リング５０１を配し、その旋回時に前記円筒状内壁３０２面に対する各押圧体５の粉砕リング５０１の旋回軌道を位相させた状態で、分散押圧する構成となっている。
このときの粉砕リング５０１が分散押圧する構成は、図３（ａ）に示す粉砕リング５０１の旋回によって押圧されない前記円筒状内壁３０２の面域を、図３（ｂ）と（ｃ）に示す粉砕リング５０１が押圧する配置関係、すなわち、前記円筒状内壁３０２面に対して、各押圧体５の夫々の粉砕リング５０１が順次押圧する複合した押圧関係で連続した押圧面域を形成することで、粉砕リング５０１が押圧しない面域を無くし、何れの面域も回転体４が１回転する間に少なくとも１つの粉砕リング５０１が押圧する配置関係で構成されている。したがって、粉砕リング５０１の厚さ、及び隣り合う粉砕リング５０１間の間隔は、上記図示されたものに限定されない。また、粉砕リング５０１の形状は、ここに図示したものの他、前記特開平６−７９１９２号公報に掲載された各種形状を採用することができる。
なお、本実施例における粒子状材料処理装置１は、横置きタイプのものを示したが、これを縦置きとしても良く、その場合は前記プーリー２０３、２０４側を下方に、前記ケーシング３側を上方に配置する。その際、処理物が、押圧体５の遠心力の作用を受けて上方となる前記前カバー３０４側に移動した後、これがスムーズに前記空間領域６に移動するよう、前記保持プレート３０３と内壁３０２との会合部（コーナー部）を湾曲状とするなどの加工を施しておくことが好ましい。
【００１２】
叙述の如く構成された本発明の実施例の形態において、処理物を前記ケーシング３内に供給するのであるが、本発明のケーシング３内には前記空間領域６が設けられており、この空間領域６に処理物が供給されることとなり、乾式、湿式の区別無く、また回分処理は勿論、連続的な処理も可能とする装置１を提供できるようになった。
すなわち、処理物を連続的に粉砕処理する場合には、稼働中の粒子状材料処理装置１の前記材料供給管２０６より、前記押圧体５の回転に伴って発生する遠心力や処理物の旋回流の影響を受けることの少ない空間領域６の中心部に対して、連続的、または間欠的に処理物を供給できるようになり、該処理物はケーシング３内部に均等に供給し得て、押圧体５の遠心力の作用により、瞬時に内壁３０２全面への均一な分散がなされるようになる。また、回分処理の場合は、前記前カバー３０４を取り外して保持プレート３０３の開口部から前記空間領域６に処理物を投入すればよく、処理物が極めて投入しやすくなっており、特に装置１が横置きであれば内壁３０２に均等に投入することを可能とし、投入された該処理物は、前記前カバー３０４を取り付けた後、前記粒子状材料処理装置１の稼動により瞬時に前記円筒状内壁３０２の全面に均一に分散されると共に、押圧体５の旋回（攪拌作用）により、円筒状内壁３０２面にそった旋回流を形成する。
【００１３】
この様に供給された処理物は、押圧体５の回転による遠心力の作用により、前記円筒状内壁３０２面に押圧された押圧体５の圧縮力・剪断力により粉砕処理される。すなわち、押圧体５が回動すると粉砕リング５０１は遠心力を受けて外周方向に揺動し、粉砕リング５０１の外周面は円筒状内壁３０２に押しつけられ、わずかではあるが摺動しながら前記内壁３０２に沿って主回転軸２０１の回転とは反対方向の回転運動を行う。これにより、内壁３０２面と粉砕リング５０１とが擦り合って、この間に入った処理物が挟み込まれ、処理物は粉砕リング５０１の圧縮力・剪断力などの粉砕エネルギーを受けて粉砕される。その際、押圧体５の旋回によって形成される円筒状領域には、前記空間領域６が形成されているため、粉砕されて小さくなった微粒子は、それに作用する遠心力も小さくなるので、隣り合う押圧体５の間隙や、隣り合う粉砕リング５０１の間隙を通って、押圧体５の旋回の影響を受けることの少ない空間領域６に移動する。したがって、ケーシング３内では、押圧体５の旋回に伴って生じる処理物の旋回流と、該処理物の処理状況によって各処理物（個々の粉体）に作用する遠心力の差との共同作用により、中心部が生成された処理物の良好な循環流れ状態が保持され、処理物の均一分散と粉砕エネルギーを均一に与えることとのバランスのとれた最適な循環環境が生じることとなり、処理物に対して粉砕リング５０１の均一な粉砕エネルギーを与えることが可能となる。これにより、前記円筒状領域を有効に活用することができるようになり、例え装置１を縦置きとして前記押圧体５の旋回のみにより処理する場合においても、処理物が、押圧体５の旋回によってもたらされる遠心力の作用を受けて上方となる前記前カバー３０４側に移動しても、該処理物をケーシング３内の一部に滞留させることなくスムーズに前記空間領域６に移動させ、繰り返しケーシング内壁３０２面全体に均一に分散移動させることができ、粉砕リング５０１の粉砕エネルギーを繰り返し処理物に均一に与えことが可能となって、処理物の動きを均一分散に最適な安定した状態で制御し、適正化が図られたケーシング３内環境を得ることができる。
【００１４】
回転体４の回動に加え、ケーシング３を回動させて粒子状材料処理装置１を稼動する場合の回転制御方法について説明する。この場合において、処理物は、前記均一分散と粉砕エネルギーを均一に与えることとのバランスのとれた適正化が図られたケーシング３内環境の下で、さらに加えて前記ケーシング３の回動による遠心力の作用との共同作用を受けるこことなる。
回転体４の回動と前記ケーシング３の回動とを、異なる回転速度によって同一方向に回転制御する場合には、処理物の物性、処理目的によっても異なるが、例えば、前記ケーシング３の回転速度を０．５ｍ／ｓｅｃ〜１．５ｍ／ｓｅｃの範囲内にセットし、前記回転体４の回転速度を１．５ｍ／ｓｅｃ〜２５ｍ／ｓｅｃの範囲内にセットして、前記回転体４の回転速度を前記ケーシング３のそれよりも高速に設定した回転制御にて行うようにする。
これにより、処理物は、回転体４の遠心力の作用と共にケーシング３の遠心力の作用をも受けることとなる。したがって、処理物の動きの制御のため（動きを良くする）のみに、必要以上に回転体４の回転数をあげる必要がなくなると共に、同一方向の旋回を受けるため、前記内壁３０２面と粉砕リング５０１との間に挟み込まれる際に、処理物の乱れや波たち、あるいは空気の気泡が多くなってしまうことを防止し、磨り潰し状態を減少せしめ、均一に押しつけて圧縮力・剪断力などによる粉砕エネルギーを与えることのできる環境確保が容易となる。しかも、粒子状材料処理装置１が横向きに設置されていることにより、一層最適な安定状態で処理物の動きを制御でき、更なる均一分散化が図れ粉砕リング５０１の粉砕エネルギーを処理物に繰り返し与えことができると共に、特に比重の小さい粉体の場合や処理量が少ない粒子状材料を湿式処理する場合であっても、処理物をケーシング３内の一部に停滞させてしまうこともなくなる。
【００１５】
また、前記ケーシング３の回動と回転体４の回動とを、異なる回転速度によって反対方向に回転制御する方法にて粒子状材料処理装置１を稼動する場合には、上記とは逆に前記ケーシング３の回転速度を前記回転体４のそれよりも高速に設定した回転制御にて行うようにする。この場合の回転体４の回転速度は、前記ケーシング３を回転させないものに比し、低速な回転よって制御するのが望ましい。これにより、例えば、処理物に必要以上の粉砕エネルギーを与えたり、処理物の旋回流を乱すなど、回転速度が大きすぎることに起因する問題点を払拭でき、循環流れ状態を保持することができる。
【００１６】
上記のようなケーシング３と回転体４の同一方向または反対方向の回転制御は、所定の対応比率で前記ケーシング３と前記回転体４を各々回動させる操作の他に、両者の回動を同期させた回転制御で設定されており、また、種々の処理物の物性や処理目的に対応してこれらの回転比率を所定の記憶手段に記憶しておくようになっている。例えば、回分処理を連続して行う場合に、処理物を投入する工程ではケーシング３と回転体４を任意の回転速度まで上昇させ（すなわち、相対速度＝０）、処理工程では回転体４を任意の回転速度まで変化させた後、両者を同期させて回転の増減を行わせ、排出工程では、ケーシング３の回転を減速、または停止して、回転体４の（低速）回転と共に、必要に応じてハイロータージョイント３０６からの吸引により排出するという一連の工程を１ブロックとして記憶しておくことができる。このように、粉粒体材料の粉砕処理だけでなく、異なる２つ以上の粉粒体材料の混合粉砕や均一分散、粉粒体材料と液体の混合分散、または顔料、塗料等のスラリー状物質等の均一分散処理を含む、各種粒子状材料の各種処理操作においても、これらの設定から任意のものを選択すればよく、操作ミスなどを防止し、安定した製品の調製を効果的に行うことができる。
【００１７】
さらに、前記各押圧体５を構成する前記粉砕リング５０１の配置構成は、一の押圧体５における粉砕リング５０１と他の押圧体５における粉砕リング５０１の旋回軌道とが、それぞれ前記内壁面３０２に対して位相させた状態で分散押圧する構成で配設されているため、前述したとおり、処理物（粉砕されて小さくなった微粒子）は、隣り合う押圧体５の間隙や、隣り合う粉砕リング５０１の間隙を通って、該押圧体５の旋回の影響を受けることの少ない空間領域６にスムーズ移動することができる。
しかも、各粉砕リング５０１の旋回軌道を位相させた状態で分散押圧する構成は、一の押圧体５の粉砕リング５０１が押圧する面域と他の押圧体５の粉砕リング５０１が押圧する面域との複合した押圧関係で、前記内壁面３０２に対して連続した押圧面域を形成するよう構成されている。換言すれば、一の押圧体５の粉砕リング５０１が押圧しない前記内壁面３０２を、他の押圧体５の粉砕リング５０１が必ず押圧する構成となっている。したがって、図３（ａ）に示す粉砕リング５０１の旋回軌道と、図３（ｂ）に示す粉砕リング５０１の旋回軌道と、図３（ｃ）に示す粉砕リング５０１の旋回軌道とが、それぞれ重合しない効率的な押圧が行え、一つの支軸５０２にこれら粉砕リング５０１を全て密着状に配設した如きに、円筒状内壁３全域で粉砕リング５０１による押圧が行える。また、処理物は、前記各粉砕リング５０１、５０１の間から前記空間領域６に移動することができるため、縦型装置の場合において、処理物を容器３内に旋回させるために、回転体４の回転速度を殊更高速として該処理物を上方にまで移動させる必要もなくなり、前記ケーシング３内で処理物に対して効率的に粉砕エネルギーを与えことができる。
なお、各押圧体５における粉砕リング５０１の数を１つとして、それらの旋回軌道を位相させた状態で分散押圧する構成とし、或いは、一つの押圧体５の粉砕リング５０１の厚さや配置間隔を夫々異ならしめるなどしてもよく、また、押圧体５の配置数量も任意に設定できる。
【００１８】
この様に処理された粉粒体材料は、連続処理の場合には、前記ハイロータージョイント３０６を介して排出され、回分処理の場合には、前記排出用プラグ（排出口）３０７を取り外して排出される。
乾式の連続粉砕処理の場合には、空間領域６にはガス供給管２０５を介して供給口２１０からキャリアガスが連続的に供給されており、該キャリアガスは押圧体５の旋回に伴って前記空間領域６内を旋回流（渦流）を形成しながら回転軸芯方向（前カバー３０４の方向）に移動し、ハイロータージョイント３０６を介して、これに連接されている前記配管を経て、系外に排出されている。前記粉砕されて空間領域６に移動してきた微粒子は、前記キャリアガスの渦流に同伴されて系外に排出され、前記配管に連接されたバグフィルター等の気固分離装置（図示省略）で、キャリアガスと分離・回収される。なお、必要に応じて吸引手段を連接しても良い。
回分処理の場合には、ケーシング３の回動を停止した状態で、前記回転体４のみを約２ｍ／ｓｅｃ以下の低速で回転させることにより、ケーシング３内の処理物が自動的に排出されることになる。この時、処理後の処理物の物性によっては排出しにくい場合もあり、その様な場合には外部から吸引することによって排出するか、前カバー３０４と保持プレート３０３とを取り外して、掻き出しても良い。
【００１９】
【発明の効果】
本発明は、粒子状材料の処理室を形成するケーシング３内に回転軸２０１に連動連結された回転体４を設け、該回転体４の端縁側に所定間隔を存して対向離間する複数の押圧体５の一端側を支持し、前記回転体４の回動に連携して前記押圧体５を旋回せしめてケーシング３内壁３０２面に押圧させて粒子状材料を処理するよう構成された装置であって、前記各押圧体５の旋回に伴って形成される円筒状領域には、該円筒状領域内に前記粒子状材料の旋回流中心の生成を可能とすべく前記回転軸２０１の延設等の無い空間領域６を形成し、前記各押圧体５の他端側は、中央に開口部を有するリング状のサポートプレート４０１に連結支持せしめ、前記空間領域６を、前記サポートプレート４０１の中央開口部を通じて前カバー３０４側に連通すべく構成してあることにより、押圧体５の回転に伴って発生する遠心力や処理物の旋回流の影響を受けることの少ない空間領域６の中心部に対して、連続的、または間欠的に処理物を供給し得て、押圧体５の遠心力の作用とケーシング３内における旋回流を良好な循環流れ状態に保持する作用との共同作用により、粒子状材料の動きを制御できるばかりか、回分処理の場合は、前カバー３０４を取り外して前記中央開口部から空間領域６に処理物を投入すればよく、処理物が極めて投入しやすくなり、しかも、回分処理のみならず連続した処理をも容易に行えるようになる。
また、前記ケーシング３をも回動可能とし、ケーシング３の回動と回転体４の回動とを、異なる回転速度によって回転制御可能に構成すると共に、前記各押圧体５を、前記回転体４に支持させた支軸５０２と、該支軸５０２に前記ケーシング３の内壁面に所定間隔を存して押圧するよう離間配設させた複数の粉砕リング５０１、５０１・・・からなるリング体とで構成し、前記各押圧体５のそれぞれのリング体は、一の押圧体５におけるリング体と他の押圧体５におけるリング体の旋回軌道を、それぞれケーシング３の内壁面に対して位相させた状態で分散押圧するよう構成してあることにより、押圧体５とケーシング３とのそれぞれの遠心力の作用を個別に調整でき、かつ、ケーシング３内の粒子状材料を良好な循環流れ状態の旋回流としてその動きを制御できる。つまり、一の押圧体５の各粉砕リング５０１が押圧しない内壁面３０２を、他の押圧体５の各粉砕リング５０１が押圧する複合した押圧関係で、内壁面３０２に対して連続した押圧面域を形成することができ、各押圧体５の粉砕リング５０１の旋回軌道が、それぞれ重合しない効率的な押圧が行え、一つの支軸５０２にこれら粉砕リング５０１を全て密着状に配設した如きに、円筒状内壁３全域で粉砕リング５０１による押圧が行えるばかりか、処理物は、位相された各粉砕リング５０１、５０１の間から空間領域６（各押圧体５の旋回に伴って形成される円筒状領域）側に移動することができ、殊に、縦型装置の場合には、処理物を容器３内に旋回させるために、回転体４の回転速度を殊更高速として該処理物を上方にまで移動させる必要もなくなり、ケーシング３内で処理物に対して効率的に粉砕エネルギーを与えことができる。
また、その様な粒子状材料処理装置１が横向きとなるよう前記押圧体５を前記回転体４に対して片持ち状に支持させ、前記押圧体５の旋回に伴って横向き円筒状領域が形成されるよう構成してあることによって、ケーシング内壁３０２面に対して粒子状材料を均等に分散して押圧体５の遠心力の作用を与えることができ、しかも、押圧体５の旋回に伴って形成される円筒状領域の有効利用を図り得る構成とすることができ、空間領域６の形成を可能ならしめることができる。
したがって、ケーシング３内での動き制御が難しい粒子状材料を乾式または湿式処理する場合であっても、該粒子状材料をケーシング３内の一部に滞留させることなく、ケーシング３内壁の全体に移動させて、遠心力に基づく押圧体５の圧縮力や剪断力などのエネルギーとして均一に与えことができ、良好な状態での処理を可能とし、もって、粒子状材料の動きを制御して、粒子状材料を均一に分散すると共に、該粒子状材料に押圧体５の圧縮力や剪断力などによるエネルギーを均一に与えることとのバランスのとれた最適な安定状態で制御し得て、ケーシング６内環境の適正化を図ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】粒子状材料処理装置の全体断面図
【図２】粒子状材料処理装置の前カバーを取り外した状態の側面図
【図３】押圧体における粉砕リングの配設状態の説明図
【符号の説明】
１ 粒子状材料処理装置
１０１ 架台
２ 軸封ハウジング
２０１ 主回転軸
２０２ 副回転軸
２０３ プーリー
２０４ プーリー
２０５ ガス供給管
２０６ 材料供給管
２０７ ベアリングカバー
２０８ 軸封部
２０９ ナット
２１０ 供給口
２１１ スリーブ
２１２ ボルト
２１３ スリーブ
３ ケーシング
３０１ 円筒状ケース
３０２ 円筒状内壁
３０３ 保持プレート
３０４ 前カバー
３０５ ボルト
３０６ ハイロータージョイント
３０７ 排出用プラグ（排出口）
４ 回転体
４０１ サポートプレート
５ 押圧体
５０１ 粉砕リング
５０２ 支軸
５０３ 滑りリング
６ 空間領域

Claims (14)

1. 粒子状材料の処理室を形成するケーシング内に回転軸に連動連結された回転体を設け、該回転体の端縁側に所定間隔を存して対向離間する複数の押圧体の一端側を支持し、前記回転体の回動に連携して前記押圧体を旋回せしめてケーシング内壁面に押圧させて粒子状材料を処理するよう構成された装置であって、前記各押圧体の旋回に伴って形成される円筒状領域には、該円筒状領域内に前記粒子状材料の旋回流中心の生成を可能とすべく前記回転軸の延設等の無い空間領域を形成し、前記各押圧体の他端側は、中央に開口部を有するリング状のサポートプレートに連結支持せしめ、前記空間領域を、前記サポートプレートの中央開口部を通じて前カバー側に連通すべく構成してあることを特徴とする粒子状材料処理装置。
2. 請求項１において、前記ケーシングを回転軸に連動連結して回動可能に構成し、前記ケーシングの回動と回転体の回動とを、それぞれ個別に回転制御すべく構成してあることを特徴とする粒子状材料処理装置。
3. 粒子状材料の処理室を形成するケーシングと該ケーシング内に設けられた回転体とを、それぞれ回転軸に連動連結して回動可能に構成し、該回転体の端縁側に、所定間隔を存して対向離間する複数の押圧体を支持し、前記回転体の回動に連携して前記押圧体を旋回せしめてケーシング内壁面に押圧させて粒子状材料を処理するよう構成された装置であって、前記ケーシングの回動と回転体の回動とを、異なる回転速度によって回転制御可能に構成すると共に、前記各押圧体を、前記回転体に支持させた支軸と、該支軸に前記ケーシング内壁面に所定間隔を存して押圧するよう離間配設させた複数の粉砕リングからなるリング体とで構成し、前記各押圧体のそれぞれのリング体は、一の押圧体におけるリング体と他の押圧体におけるリング体の旋回軌道を、それぞれケーシング内壁面に対して位相させた状態で分散押圧するよう構成してあることを特徴とする粒子状材料処理装置。
4. 請求項３において、前記押圧体の旋回に伴って形成される円筒状領域には、該円筒状領域内に前記粒子状材料の旋回流中心の生成を可能とすべく前記回転軸の延設等の無い空間領域を形成してあることを特徴とする粒子状材料処理装置。
5. 請求項２乃至４の何れかにおいて、前記ケーシングの回動と回転体の回動とを、異なる回転速度によって同方向または反対方向に回転制御すべく構成したことを特徴とする粒子状材料処理装置。
6. 請求項５において、前記同方向の回転制御は、前記回転体の回動を前記ケーシングの回動よりも高速に設定して構成し、前記反対方向の回転制御は、前記ケーシングの回動を前記回転体の回動よりも高速に設定して構成してあることを特徴とする粒子状材料処理装置。
7. 請求項２乃至６の何れかにおいて、前記回転制御は、前記ケーシングの回動と回転体の回動とを所定の対応比率で同期回転可能に構成してあることを特徴とする粒子状材料処理装置。
8. 請求項２乃至７の何れかにおいて、前記回転制御は、前記ケーシングと前記回転体との回転の対応比率を予め複数設定し、該設定値を記憶する記憶手段を有し、処理する粒子状材料に対応して前記設定値を選択可能に構成してあることを特徴とする粒子状材料処理装置。
9. 請求項１、２、４乃至８の何れかにおいて、前記粒子状材料の供給排出を、連続的に行うことを可能とすべく前記回転体側に設けた供給路と前記回転体と対面するケーシング側に設けた排出路によって行わしめ、かつ、前記空間領域に対して粒子状材料を供給する構成としたことを特徴とする粒子状材料処理装置。
10. 請求項９において、前記供給路と排出路とは、前記押圧体の旋回軸芯上に配設されていることを特徴とする粒子状材料処理装置。
11. 請求項１０において、前記粒子状材料の供給排出を、前記回転体と対面する側のケーシング部を開閉可能に構成し、該開閉体の開閉操作により前記空間領域に対して粒子状材料を供給せしめ、該開閉体に設けられた排出口によって粒子状材料の排出を行わしめる構成としたことを特徴とする粒子状材料処理装置。
12. 請求項１または２において、前記押圧体を、前記回転体に支持させた支軸と該支軸に前記ケーシング内壁面に押圧するよう配設されたリング体とで構成して複数設けると共に、前記リング体は、一の押圧体におけるリング体と他の押圧体におけるリング体の旋回軌道が、それぞれケーシング内壁面に対して位相させた状態で分散押圧する構成で配設してあることを特徴とする粒子状材料処理装置。
13. 請求項３乃至１２何れかにおいて、前記リング体の分散押圧構成は、一の押圧体のリング体が押圧する面域と他の押圧体のリング体が押圧する面域との複合した押圧関係で、ケーシング内壁面に対して連続した押圧面域を形成するよう構成されていることを特徴とする粒子状材料処理装置。
14. 請求項１乃至１３の何れかにおいて、前記回転体側を下側とし該回転体と対応するケーシング壁面側を上側として、前記処理装置を縦置きとすべく構成したことを特徴とする粒子状材料処理装置。

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