JP5924193B2

JP5924193B2 - 粉砕装置

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Publication number: JP5924193B2
Application number: JP2012189752A
Authority: JP
Inventors: 望浅野; 山崎　秀作; 秀作山崎
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2012-08-30
Filing date: 2012-08-30
Publication date: 2016-05-25
Anticipated expiration: 2032-08-30
Also published as: JP2014046238A

Description

本発明は、木材等の粗粉を微粉砕する粉砕装置に関するものである。

既存の材料を微細粉に粉砕し、他の材料と混合することで新たな材料を開発する等、廃材を有効利用することが行われている。例えば、木材を微粉砕し、プラスチック粉と混合し、加熱、加圧成形し、複合材料を製作する等である。

従来、粉砕装置として乾式の粉砕機が特許文献１に開示され、湿式の粉砕装置が特許文献２に開示されている。

特許文献１に係る粉砕機は、同心多重に隔壁が設けられ、同心多重のリング状空間が隔壁によって形成され、前記隔壁に固定カッタが設けられ、前記リング状空間を回転する移動カッタが設けられ、中心に供給された被粉砕物が前記リング状空間を中心から外周に移動する過程で、前記移動カッタと前記固定カッタにより被粉砕物が粉砕される構成となっている。

又、特許文献２に係る湿式の粉砕装置では、円筒状の空間に液状の被粉砕物が供給され、該空間には粉砕子が封入されており、被粉砕物と粉砕子が撹拌子によって掻回され、被粉砕物と粉砕子とがぶつかり合って被粉砕物が粉砕される構成となっている。

特許文献１の粉砕機では、前記移動カッタと前記固定カッタに噛込まれた粉体が粉砕されるので、効率が悪く又、粉砕する粒度に限界があり、微細粉迄粉砕するのは困難である。

又、特許文献２では、被粉砕物と粉砕子とがぶつかり合って被粉砕物が粉砕されるので、やはり、粉砕効率が悪く、更に粗粉と微粉とが混在した状態となるので、粉砕の粒度を制御することが困難であり、所定の粒度を得ようとするとフィルタ等により分離する必要が生じ、構成が複雑になると共にフィルタの交換等メンテナンスも煩雑となる等の問題があった。

特開平１１−３００２２５号公報特開平８−１７３８２６号公報

本発明は斯かる実情に鑑み、効率よく粉砕が可能である粉砕装置を提供するものである。

本発明は、粉砕室を画成する粉砕部筐体と、前記粉砕室に収納され、下面に固定粉砕面を有する固定ディスクと、該固定ディスクの中心を貫通し、被粉砕材料を供給する原料投入孔と、前記固定ディスクに対峙して設けられ、上面に粉砕面を有する複数の回転粉砕ディスクと、該複数の回転粉砕ディスクを回転駆動する駆動手段とを有し、前記複数の回転粉砕ディスクは同心多重に設けられると共に中心側に位置する回転粉砕ディスクの中心部に第１空間が形成され、前記中心側に位置する回転粉砕ディスクと外周側に位置する回転粉砕ディスクとの間に第２空間が形成され、前記駆動手段は前記複数の回転粉砕ディスク間で相対回転が生じる様に前記複数の回転粉砕ディスクを回転し、前記相対回転により前記第１空間と前記第２空間で前記被粉砕材料を循環させる循環手段が設けられ、前記固定ディスクと前記中心側に位置する回転粉砕ディスクとの間で粗粉砕部が構成され、前記固定ディスクと前記外周側に位置する回転粉砕ディスクとの間で微粉砕部が構成され、前記被粉砕材料が粗粉砕部を通過する過程で粗粉砕が行われ、前記粗粉砕部を通過した一部が前記微粉砕部で微粉砕され、前記粗粉砕部を通過した残部が前記循環手段により循環される様構成された粉砕装置に係るものである。

又本発明は、前記固定ディスクと前記中心側に位置する回転粉砕ディスクとの間の間隙に対し、前記固定ディスクと前記外周側に位置する回転粉砕ディスクとの間の間隙を小さくした粉砕装置に係るものである。

又本発明は、前記中心側に位置する回転粉砕ディスクの底部に前記第１空間と前記第２空間とを連通する循環孔を設け、前記中心側に位置する回転粉砕ディスクの底面に該中心側に位置する回転粉砕ディスクの相対回転で被粉砕材料を前記循環孔に誘導する案内羽根を設けた粉砕装置に係るものである。

又本発明は、前記中心側に位置する回転粉砕ディスクの外周面又は前記外周側に位置する回転粉砕ディスクの内周面に、前記外周面又は内周面の母線に対して傾斜した下降誘導羽根を設け、該下降誘導羽根は前記回転粉砕ディスク間の相対回転で被粉砕材料に下降分力を付与する粉砕装置に係るものである。

又本発明は、前記中心側に位置する回転粉砕ディスクの底部に前記第１空間に連通する循環孔を所定数円周所定等分した位置に配設すると共に該循環孔を上端が回転中心から離反する様に傾斜させ、前記駆動手段は前記中心側に位置する回転粉砕ディスクを前記外周側に位置する回転粉砕ディスクより高速に回転する粉砕装置に係るものである。

又本発明は、前記回転粉砕ディスク間の相対回転数を調整し、前記被粉砕材料の循環量を調整する様構成した粉砕装置に係るものである。

又本発明は、前記固定ディスクと前記回転粉砕ディスクの少なくとも１つの粉砕面に溝を形成し、該溝により被粉砕材料に外周方向への分力が与えられる様構成した粉砕装置に係るものである。

本発明によれば、粉砕室を画成する粉砕部筐体と、前記粉砕室に収納され、下面に固定粉砕面を有する固定ディスクと、該固定ディスクの中心を貫通し、被粉砕材料を供給する原料投入孔と、前記固定ディスクに対峙して設けられ、上面に粉砕面を有する複数の回転粉砕ディスクと、該複数の回転粉砕ディスクを回転駆動する駆動手段とを有し、前記複数の回転粉砕ディスクは同心多重に設けられると共に中心側に位置する回転粉砕ディスクの中心部に第１空間が形成され、前記中心側に位置する回転粉砕ディスクと外周側に位置する回転粉砕ディスクとの間に第２空間が形成され、前記駆動手段は前記複数の回転粉砕ディスク間で相対回転が生じる様に前記複数の回転粉砕ディスクを回転し、前記相対回転により前記第１空間と前記第２空間で前記被粉砕材料を循環させる循環手段が設けられ、前記固定ディスクと前記中心側に位置する回転粉砕ディスクとの間で粗粉砕部が構成され、前記固定ディスクと前記外周側に位置する回転粉砕ディスクとの間で微粉砕部が構成され、前記被粉砕材料が粗粉砕部を通過する過程で粗粉砕が行われ、前記粗粉砕部を通過した一部が前記微粉砕部で微粉砕され、前記粗粉砕部を通過した残部が前記循環手段により循環される様構成されたので、粗粉砕、微粉砕が連続的に行われ、効率よく粉砕が可能であるという優れた効果を発揮する。

（Ａ）は本発明の第１の実施例の概略立断面図であり、（Ｂ）は第１の実施例に於ける第１粉砕ディスクの底面図である。（Ａ）は本発明の第２の実施例の要部説明図であり、（Ｂ）は第２の実施例に於ける第１粉砕ディスクの底面図である。（Ａ）は本発明の第３の実施例の要部説明図であり、（Ｂ）は第３の実施例に於ける第１粉砕ディスクの底面図である。本発明の第４の実施例の要部説明図である。本発明の第５の実施例の要部説明図である。本発明の第６の実施例の要部断面図である。（Ａ）は本発明の第７の実施例の要部説明図であり、（Ｂ）は第７の実施例に於ける第１粉砕ディスクの底面図である。各実施例の応用例を示し、第１粉砕ディスク、第２粉砕ディスクの粉砕面に形成される溝を示している。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。

図１は、本発明の第１の実施例に係る粉砕装置の概略を示している。

図１中、１は駆動部を収納する駆動部筐体であり、該駆動部筐体１の天板はベースプレート２となっており、該ベースプレート２に粉砕部筐体３が設置されている。

該粉砕部筐体３は円筒状の空間を画成し、該空間は密閉された粉砕室４となっている。該粉砕室４には後述する様に、固定ディスク５、該固定ディスク５に対峙して設けられる第１粉砕ディスク６及び第２粉砕ディスク７が収納される。

前記粉砕部筐体３の側壁の下部所要位置には、排出口３５が設けられ、該排出口３５には排出管３６が接続されている。又、前記粉砕室４の底面は前記排出管３６が最下端となる傾斜面となっている。

前記粉砕室４の天井面には前記固定ディスク５が固定される。該固定ディスク５の下面は水平な平面となっており、該固定ディスク５の中心には鉛直方向に延在する原料投入孔８が形成されている。該原料投入孔８は前記粉砕部筐体３の天板を貫通し、前記原料投入孔８に原料供給管９が接続され、該原料供給管９は図示しない原料供給源に接続されている。

前記ベースプレート２を上下に貫通する第２回転軸１１が軸受１２を介して前記ベースプレート２に回転自在に支持され、又軸受部は軸シール１３によって液密にシールされている。前記第２回転軸１１は中空軸であり、該第２回転軸１１の軸心は前記固定ディスク５の中心線と合致している。

前記第２回転軸１１の上端には、前記第２粉砕ディスク７が前記第２回転軸１１と一体に設けられている。前記第２粉砕ディスク７は前記固定ディスク５と同心であり、前記第２粉砕ディスク７の上面は水平に形成され、該第２粉砕ディスク７の上面と前記固定ディスク５の下面との間には間隙Ｇ2 が形成される。前記固定ディスク５と前記第２粉砕ディスク７間で微粉砕部が構成され、前記固定ディスク５の下面は固定粉砕面、前記第２粉砕ディスク７の上面は移動粉砕面を形成する。

該第２粉砕ディスク７の中央部は、円柱状の第２凹部１４となっており、該第２凹部１４に前記第１粉砕ディスク６が収納される。

前記第２回転軸１１の中空部に該第２回転軸１１と同心に第１回転軸１５が設けられ、該第１回転軸１５は軸受１６を介して前記第２回転軸１１に回転自在に支持されている。又、前記第１回転軸１５は前記第２粉砕ディスク７の底部を貫通し、上端は前記第２凹部１４の内部に延出し、前記第１回転軸１５の下端は前記第２回転軸１１の下端より下方に延出している。前記第１回転軸１５の前記第２粉砕ディスク７底部の貫通部には、軸シール１７が設けられ、前記第１回転軸１５の支持部は液密構造となっている。

前記第１回転軸１５の上端に前記第１粉砕ディスク６が固定され、該第１粉砕ディスク６は前記第１回転軸１５と一体に回転する様になっている。前記第１粉砕ディスク６は前記第２粉砕ディスク７と同心であり、前記第１粉砕ディスク６の中心部には第１凹部１８が形成されている。該第１凹部１８の周面の直径は、上方に向って拡径し、該第１凹部１８は倒立円錐台形状となっている。

前記第１粉砕ディスク６の上面は水平であり、該第１粉砕ディスク６の上面と前記固定ディスク５の下面との間には間隙Ｇ1 が形成される。前記固定ディスク５と前記第１粉砕ディスク６間で粗粉砕部が構成され、前記固定ディスク５の下面は固定粉砕面、前記第１粉砕ディスク６の上面は移動粉砕面を形成する。

前記第１粉砕ディスク６の下面と前記第２凹部１４の底面との間には、空間が形成され、該空間と前記第１凹部１８とを連通する様に、前記第１凹部１８の底部に循環孔２２が穿設されている。該循環孔２２は円周方向に等角度間隔で所要数（図示では６個）設けられている。

ここで、Ｇ2 ＜Ｇ1 であり、間隙Ｇ1 を流通する流路抵抗より、間隙Ｇ2 を流通する流路抵抗の方が大きくなる様に設定されている。例えば、Ｇ1 ＝３００μｍ，Ｇ2 ＝１５０μｍに設定される。

又、前記第１粉砕ディスク６の下面には前記循環孔２２に対応して案内羽根２３が設けられている。該案内羽根２３は、前記循環孔２２を始端として外周に向って放射状に延出し、更に前記第１粉砕ディスク６の回転方向に向って延出する様に形状が設定されている。尚、前記案内羽根２３の形状は、図示の様に湾曲していてもよく、或は直線でもよい。

前記第２回転軸１１、前記第１回転軸１５の下端は、前記駆動部筐体１の内部に延出し、前記第１回転軸１５の下端には第１被動輪２５が固定され前記第２回転軸１１の下端に第２被動輪２６が固定されている。

又、前記駆動部筐体１の内部には、第１駆動モータ２７、第２駆動モータ２８が設けられ、前記第１駆動モータ２７の駆動軸には第１駆動輪２９が設けられ、該第１駆動輪２９と前記第１被動輪２５との間にはベルト或はチェーン等の動力伝達部材が掛回され、前記第１駆動モータ２７によって前記第１駆動輪２９、前記動力伝達部材、前記第１被動輪２５、前記第１回転軸１５を介して前記第１粉砕ディスク６が回転される。

前記第２駆動モータ２８の駆動軸に第２駆動輪３１が設けられ、該第２駆動輪３１と前記第２被動輪２６との間にはベルト或はチェーン等の動力伝達部材が掛回され、前記第２駆動モータ２８によって前記第２駆動輪３１、前記動力伝達部材、前記第２被動輪２６、前記第２回転軸１１を介して前記第２粉砕ディスク７が回転される。

又、前記駆動部筐体１の内部、或は外部の所要位置に制御装置３２が設けられ、該制御装置３２は前記第１駆動モータ２７、前記第２駆動モータ２８の駆動を制御し、前記第１駆動モータ２７、前記第２駆動モータ２８をそれぞれ所定の回転速度で駆動する。

又、前記固定ディスク５を上下方向に変位可能とし、前記間隙Ｇ1 、前記間隙Ｇ2 を調整可能としてもよい。尚、前記間隙Ｇ1 、前記間隙Ｇ2 を調整可能とする場合、前記第１粉砕ディスク６、前記第２粉砕ディスク７を上下方向に変位可能としてもよい。

前記第１駆動モータ２７、前記第２駆動モータ２８、前記制御装置３２等は駆動手段を構成する。

以下、第１の実施例の作動を説明する。

前記第１駆動モータ２７、前記第２駆動モータ２８が駆動され、前記第１粉砕ディスク６が回転速度Ｖ１、前記第２粉砕ディスク７が回転速度Ｖ２で回転される。又、Ｖ１≠Ｖ２であり、前記第１粉砕ディスク６と前記第２粉砕ディスク７との間で相対回転が発生し、該第２粉砕ディスク７を基準とした前記第１粉砕ディスク６の回転方向は図１（Ｂ）の矢印Ａが示す方向とする。

所定の粒径の木材等の粉体が水と混合され、スラリー状にされた被粉砕材料３８が前記原料供給管９より前記第１粉砕ディスク６の中心部に供給される。

供給された被粉砕材料３８は、前記第１凹部１８に落下した後、前記第１粉砕ディスク６の回転により、遠心力が付与され、前記固定ディスク５と前記第１粉砕ディスク６の間隙Ｇ1 を通過する。前記固定ディスク５は固定であり、前記第１粉砕ディスク６が回転していることで、通過する被粉砕材料３８、即ち粉体に剪断力が作用し、粉体を粉砕する。被粉砕材料３８の粉砕は、前記第１粉砕ディスク６の上面全域で行われる。

前記間隙Ｇ1 を通過した被粉砕材料３８は、遠心力により、更に外周側に移動し、前記間隙Ｇ2 を通過する。上記した様に、前記間隙Ｇ1 を流通する流路抵抗より、前記間隙Ｇ2 を流通する流路抵抗の方が大きくなる様に設定されているので、被粉砕材料３８の一部が、前記間隙Ｇ2 を通過し、残部が前記第２凹部１４を降下し、前記第１粉砕ディスク６の下方に回込む。前記第１粉砕ディスク６の下面には前記案内羽根２３が設けられ、更に前記第１粉砕ディスク６は相対回転しているので、回込んだ被粉砕材料３８は前記案内羽根２３により前記循環孔２２に誘導され、該循環孔２２を通って前記第１凹部１８に流入する。

該第１凹部１８の被粉砕材料３８は、更に遠心力で上昇すると共に外周に移動し、再び前記間隙Ｇ1 を通過し、更に粉砕される。

又、被粉砕材料３８が前記間隙Ｇ2 を通過する過程で、前記固定ディスク５は固定で前記第２粉砕ディスク７は回転しているので、被粉砕材料３８に剪断力が作用し、粉砕される。又前記間隙Ｇ2 は前記間隙Ｇ1 より小さいので、被粉砕材料３８には大きな剪断力が作用し、又前記間隙Ｇ2 の流路抵抗は前記間隙Ｇ1 の流路抵抗より大きいので、前記間隙Ｇ2 を通過する被粉砕材料３８の流速は前記間隙Ｇ1 を通過する流速より遅く、更に細かく粉砕（微粉砕）される。

又、被粉砕材料３８の粉体は、前記間隙Ｇ1 、前記間隙Ｇ2 を通過する過程で、それぞれ安定した剪断力が作用するので、粉砕後の粒径は安定し、前記間隙Ｇ1 、前記間隙Ｇ2 、前記第１粉砕ディスク６、前記第２粉砕ディスク７の回転数を調整する等で容易に粉砕粒度の調整が可能である。

又、前記間隙Ｇ1 、前記間隙Ｇ2 を通過する過程で、剪断、摩擦による発熱がある。被粉砕材料３８が、木粉である場合、木粉の粒子を結合しているヘミセルロースは適度に含水した状態では１５０℃で軟化することが分っている。従って、前記間隙Ｇ1 、前記間隙Ｇ2 の値、前記第１粉砕ディスク６、前記第２粉砕ディスク７の回転数を適宜設定し、粉砕中の被粉砕材料３８の温度が１５０℃を超える様にすることで、更に微細な粉体に粉砕することが可能である。

而して、前記固定ディスク５と前記第１粉砕ディスク６との間で粗粉砕が行われ、前記固定ディスク５と前記第２粉砕ディスク７との間で微粉砕が行われる。

又、前記循環孔２２、前記案内羽根２３は、前記被粉砕材料３８を前記第２凹部１４、前記第１凹部１８間に循環させる循環手段を構成するが、該循環手段により前記被粉砕材料３８を循環させることで、被粉砕材料３８の滞留時間を長くでき、被粉砕材料３８を昇温させることが可能であり、更に前記第１粉砕ディスク６、前記第２粉砕ディスク７の相対回転量を調整することで、前記被粉砕材料３８の循環量を調整することが可能であり、循環量の調整で被粉砕材料３８の温度を調整することも可能である。

図２は第２の実施例の要部を示している。図２中、図１中と同等のものには同符号を付し、その詳細な説明は省略する。

第２の実施例では、第２粉砕ディスク７に形成される第２凹部１４の内周面にテーパを設けたものであり、内周面の直径が上方に向って漸次縮径する様に（内周面が内側に倒れる様に）形成している。即ち、前記第２凹部１４の形状が円錐台形状となる様に形成している。

又、第１粉砕ディスク６の底部に設けられる循環孔２２は周方向に傾斜する様に穿設されている。又傾斜方向は前記第１粉砕ディスク６の回転方向に対して後ろ側に倒れる様に傾斜している。即ち下端が進行方向に向って先、上端が後ろとなる様に傾斜している。

又、前記第１粉砕ディスク６の下面には、各循環孔２２に対応して案内羽根２３が設けられる。該案内羽根２３は前記循環孔２２の下端開口に対して進行方向、後側に設けられ、前記循環孔２２と同等の傾斜を有している。

前記案内羽根２３の幅は、前記循環孔２２の直径より大きくなっており、前記第１粉砕ディスク６が前記第２粉砕ディスク７に対して相対回転することで、被粉砕材料３８を掬上げ、前記循環孔２２に導く。又、前記第２凹部１４に流入した前記被粉砕材料３８は前記第１粉砕ディスク６、前記第２粉砕ディスク７によって前記第２凹部１４に内周面に向う遠心力を受け、更に前記第２凹部１４に内周面から下降分力を受け、該内周面に沿って下降する。

従って、前記第２凹部１４の内周面による下降と前記案内羽根２３による掬上げで、前記被粉砕材料３８は前記第２凹部１４と第１凹部１８間で循環する。

第２の実施例では、前記第２凹部１４の内周面、前記案内羽根２３、前記循環孔２２及び前記第１粉砕ディスク６、前記第２粉砕ディスク７を相対回転させる駆動手段が循環手段を構成する。

図３は、第３の実施例を示している。

図３に示される実施例は、上記第２の実施例の変形であり、第１粉砕ディスク６と第２粉砕ディスク７との相対速度差が大きい場合に有効である。図示では、前記第１粉砕ディスク６が前記第２粉砕ディスク７に対して高速で回転している場合を示している。

循環孔２２を垂直に穿設し、又案内羽根２３は前記循環孔２２の下端開口に対して進行方向、後側に設けられ、前記循環孔２２と同様垂直に設けられている。

前記第１粉砕ディスク６が前記第２粉砕ディスク７に対して相対回転することで、前記第１粉砕ディスク６底面と第２凹部１４底面間に存在する被粉砕材料３８が、前記案内羽根２３に衝突し、前記循環孔２２を通って第１凹部１８内に流入する。

該第１凹部１８内の前記被粉砕材料３８は、前記第１粉砕ディスク６から遠心力を与えられ、前記第１凹部１８の内周面に沿って上昇し、前記間隙Ｇ1 を通過し、前記第１粉砕ディスク６の上面と前記固定ディスク５の下面との間で粉砕される。前記間隙Ｇ1 を通過した前記被粉砕材料３８の一部は、前記間隙Ｇ2 を通過し、通過する過程で粉砕され、又残部は前記第２凹部１４を降下して循環流となる。

上記第３の実施例の場合、前記循環孔２２、前記案内羽根２３、及び前記第１粉砕ディスク６、前記第２粉砕ディスク７を相対回転させる駆動手段が循環手段を構成する。

図４は、第４の実施例を示している。

第４の実施例は、第１粉砕ディスク６の外周面に、下降誘導羽根３９を設けたものである。該下降誘導羽根３９は、例えば短冊状であり、外周面の母線に対して所要角度、例えば４５゜傾斜しており、傾斜方向は上端が回転方向に対して先、下端が後ろとなっている。

前記第１粉砕ディスク６の底面には、第２凹部１４と第１凹部１８とを連通する循環孔２２が穿設されている。

前記第１粉砕ディスク６が、第２粉砕ディスク７に対して矢印Ａの方向に相対回転することで被粉砕材料３８に下降分力を付与し、被粉砕材料３８は下方に押下げられ、前記第１粉砕ディスク６の底面を回込んで前記循環孔２２に流入する。而して、被粉砕材料３８は前記第２凹部１４と前記第１凹部１８との間で循環する。尚、前記下降誘導羽根３９は前記第２粉砕ディスク７の内周面に設けてもよい。

第４の実施例の場合、前記循環孔２２、前記下降誘導羽根３９及び前記第１粉砕ディスク６、前記第２粉砕ディスク７を相対回転させる駆動手段が循環手段を構成する。

尚、第１〜第３の実施例と第４の実施例の下降誘導羽根３９とを組合わせることが可能である。

図５は、第５の実施例を示している。

第５の実施例は、第１粉砕ディスク６の外周面に、外周面の母線に対して傾斜し、下降誘導羽根３９を螺旋状に設けたものである。

尚、該下降誘導羽根３９の外径と第２凹部１４の内周面の直径とは略等しいことが望ましい。

前記第１粉砕ディスク６と第２粉砕ディスク７が相対回転することで、前記下降誘導羽根３９はスクリューポンプと同様な作用をし、前記第１粉砕ディスク６の外周面と前記第２凹部１４の内周面との間に存在する被粉砕材料３８を押下げる。

前記第２凹部１４の底部の被粉砕材料３８は、循環孔２２を通って第１凹部１８内に流入し、更に前記第１粉砕ディスク６から遠心力を受け、第３の実施例で説明したと同様循環流を形成する。

第５の実施例の場合、前記循環孔２２、前記下降誘導羽根３９及び前記第１粉砕ディスク６、前記第２粉砕ディスク７を相対回転させる駆動手段が循環手段を構成する。

尚、第１〜第３の実施例と第５の実施例の下降誘導羽根３９とを組合わせることが可能である。

図６は、第６の実施例の要部を示している。

第６の実施例では第１粉砕ディスク６の下面にエルボウ状の誘導管４０を設け、該誘導管４０を介して第１凹部１８と第２凹部１４とを連通させると共に前記誘導管４０を進行方向に向って開口させたものである。

前記第１粉砕ディスク６が第２粉砕ディスク７に対して相対回転することで、被粉砕材料３８が前記誘導管４０の開口より流入し、前記第１凹部１８内に流入する。流入した被粉砕材料３８は前記第１粉砕ディスク６から遠心力を受け、第３の実施例で説明したと同様循環流を形成する。

図７は、第７の実施例を示している。

第７の実施例では、所要数の循環孔２２を第１粉砕ディスク６の底部に穿設し、更に前記循環孔２２を円周所要等分した位置に穿設し、該循環孔２２の軸心を上端が回転中心より離反する方向に傾斜させたものである。又、第１凹部１８の形状を倒立台形状とし、該第１凹部１８の内周面を上方に向う程回転中心から離反する様に形成したものである。

更に、前記第１粉砕ディスク６と第２粉砕ディスク７を回転する駆動手段は、前記第１粉砕ディスク６を前記第２粉砕ディスク７に対し高速となる様に回転する。

前記第１粉砕ディスク６が前記第２粉砕ディスク７に対して高速で回転することで、前記循環孔２２内を充填する被粉砕材料３８に遠心力を与える。又、前記循環孔２２下端の開口部に位置する被粉砕材料３８は、前記第１粉砕ディスク６からの遠心力と前記第２粉砕ディスク７からの遠心力を受けるが、前記第１粉砕ディスク６が前記第２粉砕ディスク７より高速で回転していることから、前記第１粉砕ディスク６から受ける遠心力の方が大きく、前記循環孔２２内に吸引される。

前記循環孔２２内の被粉砕材料３８は前記第１粉砕ディスク６から遠心力を受け、前記循環孔２２内を上昇し、前記第１凹部１８内に流入する。該第１凹部１８内部の被粉砕材料３８は、更に前記第１粉砕ディスク６から遠心力を受け、前記第１凹部１８の内周面に沿って上昇する。而して、上昇し、間隙Ｇ1 を通過した前記被粉砕材料３８の一部は、間隙Ｇ2 を通過し、又残部は第２凹部１４を降下して循環流となる。

尚、前記間隙Ｇ1 を通過する過程、前記間隙Ｇ2 を通過する過程で粉砕を受けることは上記した実施例と同様である。

尚、前記循環孔２２は被粉砕材料３８に遠心力を効果的に付与する様に、周方向に対して傾斜させてもよい。

第７の実施例の場合、前記循環孔２２及び前記第１粉砕ディスク６、前記第２粉砕ディスク７を相対回転させる駆動手段が循環手段を構成する。

又、上記第１〜第７の実施例に於いて、前記第１粉砕ディスク６、前記第２粉砕ディスク７の一方又は両方の上面に、図８に示される様な、溝４１を形成してもよい。該溝４１は、所定角度ピッチで放射状に設けられ、該溝４１の内周端又は外周端を通過する半径に対して傾斜し、又回転方向に対して内周端が先、外周端が後ろとなる様に傾斜している。

前記溝４１が形成されることで、前記第１粉砕ディスク６又は前記第２粉砕ディスク７が回転すると、前記溝４１を充填する前記被粉砕材料３８が前記溝４１から外周方向への分力を与えられ、間隙Ｇ1 、間隙Ｇ2 を通過する前記被粉砕材料３８の排出効果が増大する。尚、前記溝４１は前記固定ディスク５の下面に形成してもよく、前記溝４１の形状も適宜変更可能であることは言う迄もない。

更に、前記固定ディスク５、或は粉砕室４の側壁にヒータを埋設し、粉砕中の前記被粉砕材料３８を加熱し、該被粉砕材料３８を確実に１５０℃以上に加熱する様にしてもよい。

又、前記粉砕部筐体３を耐圧容器とし、前記粉砕室４を高圧に保持することで、被粉砕材料３８が水分を多量に含有する場合でも、１００℃以上に昇温可能な構造としてもよい。

更に、上記実施例では、前記第１粉砕ディスク６、前記第２粉砕ディスク７の２つを同心に設けたが、３以上粉砕ディスクを同心多重に設けてもよい。又、各粉砕ディスクを個別の駆動モータで回転させることが好ましいが、１つの駆動モータで回転させてもよい。この場合、モータと各粉砕ディスクの回転軸とを連結するギア列のギア比を変え、各粉砕ディスクの回転速度を異ならせ、各粉砕ディスク間で相対回転が生じる様に設定する。

又、上記実施例では、被粉砕材料を粉体と水とを混合させたスラリー状としているが、粉体のみを被粉砕材料とする乾式粉砕にも本発明の粉砕装置を適用可能であることは言う迄もない。

１駆動部筐体
２ベースプレート
３粉砕部筐体
４粉砕室
５固定ディスク
６第１粉砕ディスク
７第２粉砕ディスク
８原料投入孔
１１第２回転軸
１４第２凹部
１５第１回転軸
１８第１凹部
２２循環孔
２３案内羽根
２７第１駆動モータ
２８第２駆動モータ
３２制御装置
３８被粉砕材料
３９下降誘導羽根
４０誘導管
４１溝

Claims

粉砕室を画成する粉砕部筐体と、前記粉砕室に収納され、下面に固定粉砕面を有する固定ディスクと、該固定ディスクの中心を貫通し、被粉砕材料を供給する原料投入孔と、前記固定ディスクに対峙して設けられ、上面に粉砕面を有する複数の回転粉砕ディスクと、該複数の回転粉砕ディスクを回転駆動する駆動手段とを有し、前記複数の回転粉砕ディスクは同心多重に設けられると共に中心側に位置する回転粉砕ディスクの中心部に第１空間が形成され、前記中心側に位置する回転粉砕ディスクと外周側に位置する回転粉砕ディスクとの間に第２空間が形成され、前記駆動手段は前記複数の回転粉砕ディスク間で相対回転が生じる様に前記複数の回転粉砕ディスクを回転し、前記相対回転により前記第１空間と前記第２空間で前記被粉砕材料を循環させる循環手段が設けられ、前記固定ディスクと前記中心側に位置する回転粉砕ディスクとの間で粗粉砕部が構成され、前記固定ディスクと前記外周側に位置する回転粉砕ディスクとの間で微粉砕部が構成され、前記被粉砕材料が粗粉砕部を通過する過程で粗粉砕が行われ、前記粗粉砕部を通過した一部が前記微粉砕部で微粉砕され、前記粗粉砕部を通過した残部が前記循環手段により循環される様構成されたことを特徴とする粉砕装置。
前記固定ディスクと前記中心側に位置する回転粉砕ディスクとの間の間隙に対し、前記固定ディスクと前記外周側に位置する回転粉砕ディスクとの間の間隙を小さくした請求項１の粉砕装置。
前記中心側に位置する回転粉砕ディスクの底部に前記第１空間と前記第２空間とを連通する循環孔を設け、前記中心側に位置する回転粉砕ディスクの底面に該中心側に位置する回転粉砕ディスクの相対回転で被粉砕材料を前記循環孔に誘導する案内羽根を設けた請求項１又は請求項２の粉砕装置。
前記中心側に位置する回転粉砕ディスクの外周面又は前記外周側に位置する回転粉砕ディスクの内周面に、前記外周面又は内周面の母線に対して傾斜した下降誘導羽根を設け、該下降誘導羽根は前記回転粉砕ディスク間の相対回転で被粉砕材料に下降分力を付与する請求項１〜請求項３の内いずれかの粉砕装置。
前記中心側に位置する回転粉砕ディスクの底部に前記第１空間に連通する循環孔を所定数円周所定等分した位置に配設すると共に該循環孔を上端が回転中心から離反する様に傾斜させ、前記駆動手段は前記中心側に位置する回転粉砕ディスクを前記外周側に位置する回転粉砕ディスクより高速に回転する請求項１〜請求項４の内いずれかの粉砕装置。
前記回転粉砕ディスク間の相対回転数を調整し、前記被粉砕材料の循環量を調整する様構成した請求項１〜請求項４の内いずれかの粉砕装置。
前記固定ディスクと前記回転粉砕ディスクの少なくとも１つの粉砕面に溝を形成し、該溝により被粉砕材料に外周方向への分力が与えられる様構成した請求項１〜請求項６の内いずれかの粉砕装置。