JPH0628186Y2

JPH0628186Y2 - 分級機構内蔵の衝撃粉砕機

Info

Publication number: JPH0628186Y2
Application number: JP1643290U
Authority: JP
Inventors: 憲二浜田; 貴將田中
Original assignee: Nara Machinery Co Ltd
Current assignee: Nara Machinery Co Ltd
Priority date: 1990-02-21
Filing date: 1990-02-21
Publication date: 1994-08-03
Anticipated expiration: 2004-08-03
Also published as: JPH03109650U

Description

【考案の詳細な説明】ａ．産業上の利用分野本考案は、被粉砕物を効率よく微粉砕するための分級機
構内蔵の衝撃粉砕機に関する。

ｂ．従来の技術従来、分級機構内蔵の衝撃粉砕機としては、例えば特開
昭61-283361号公報に記載されたものが存在する。

この衝撃粉砕機は、第８図に示す如く、側面の一方に衝
撃片108を、他方に分級羽根128を各々設けた回転盤107
と、該回転盤107を覆うケーシング101,102,103と、該ケ
ーシング103を貫通し、上記回転盤107の衝撃片108が設
けられた側に連通する原料供給路114と、上記回転盤107
の軸心方向分級羽根128側に位置するケーシング102に設
けられた微粉排出口120と、上記分級羽根128の周縁に位
置するケーシング101に設けられた粗粉排出口112とを有
し、上記微粉排出口120は微粉捕集器121を介して吸引ブ
ロワー122に、上記粗粉排出口112は上記原料供給路114
に各々連結され、連続的に粉砕−分級−再粉砕を行なう
衝撃粉砕機である。

ｃ．考案が解決しようとする課題上記の分級機構内蔵の衝撃粉砕機は、分級機構に加えて
分級された粗粉を再び粉砕機内に戻す構造になってお
り、被粉砕物は一定の粒度になるまで繰り返し粉砕−分
級作用を受けることとなる。

その為、これ以前に使用されて来た、例えばピンミン，
ハンマーミル等の呼称で代表されるワンパスタイプの衝
撃粉砕機の欠点、すなわち、瞬間的な打撃による体積粉砕であるため、滞留時間が
極めて短く、衝撃力を充分受けたものと受けなかったも
のとが存在し、製品の粒度分布は広く、平均粒子径も大
きい。

製品粒度を規制するために、機内にスクリーン（打ち
抜き多孔板）を装着する場合もあるが、最小スクリーン
径は製作上の問題と使用上の問題（目づまり）とから20
0μｍ程度であり、その為粉砕可能限界は100μｍ程度と
なる。

被粉砕物を繰り返し粉砕することも行われるが、粉砕
品の粒度分布が広いため、再度粉砕機に投入される被粉
砕物中の細かい粒子が、粉砕されるべき比較的粗い粒子
に対して衝撃力を弱めるクッションの役割を演じ、その
結果、粉砕品の粒度は小さくならない。また、粉砕機外
に分級機を併用することも行われるが、微粒子になるほ
ど凝集力が増し、分散が困難になる傾向があるため粉砕
品の粒子径は数10μｍのオーダーに止まる。

等の欠点は、解決することができる。

しかし、前記特開昭61-283361号公報に記載された衝撃
粉砕機には、新たに次のような欠点が存在することが判
明した。

すなわち、衝撃片108の側面とケーシング103との間の空
間、及び衝撃片108の最外周軌道面と衝突リング110との
間の空間として定義される粉砕室104の容積が小さく、
また分級羽根128の最外周軌道面と衝突リング110との間
の空間として定義される分級室105、すなわち粉砕品が
分級作用を受ける空間も極めて狭い構造である。その
為、衝撃片108の回転によって上記粉砕室104内で発生す
る風量は多く、その気流に伴って移動する粉砕品の速度
は速い。従って、原料供給路114を通って被粉砕物供給
口115から粉砕室104に投入された被粉砕物は、衝撃片10
8と衝突リング110の作用によって粉砕された後、上記粉
砕室104に滞留することなく瞬時に分級室105側に移動
し、ここで遠心力分級を受ける。しかし上述のように分
級室105の空間も極めて狭い。その為この空間105におけ
る粉砕品の粉体濃度が高く、凝集に近い状態で分級作用
を受ける。さらに、分級羽根128は粒子に遠心力を与え
る作用を果たすが、粒子の通過を阻止する働きの方が強
い。その為本来は微粉として微粉排出口120を通って製
品として捕集されるべき粉砕品まで自己循環ライン112
〜115を通って粉砕室104に返送され、再度粉砕作用を受
け、衝撃片108の動力を増加させる結果となり、粉砕に
無駄なエネルギーを投入する。

さらに、この循環微粉体の増加は、単に無駄な粉砕動力
を要するだけでなく、粒子相互の干渉により、分級後の
粒子の粒径が予め力学的な理論に基づいて設定した分級
粒径（分級点）から大幅に外れるという悪影響をもたら
すことになる。

本考案は、上記従来技術の課題に鑑みてなされたもので
あって、粉砕及び分級の効率を向上させる分級機構内蔵
の衝撃粉砕機を提供すること目的とする。

ｄ．課題を解決するための手段本考案は、上記課題を解決するため、その要旨は、側面
の一方に衝撃片を、他方に分級部材を各々設けた回転盤
と、該回転盤を覆うケーシングと、該ケーシングを貫通
し、上記回転盤の衝撃片が設けられた側に連通する原料
供給路と、上記回転盤の軸心方向分級部材側に位置する
ケーシングに設けられた微粉排出口と、上記分級部材の
周縁に位置するケーシングに設けられた粗粉排出口とを
有し、上記微粉排出口は微粉捕集器を介して吸引ブロワ
ーに、上記粗粉排出口は上記原料供給路に各々連結さ
れ、連続的に粉砕−分級−再粉砕を行なう分級機構内蔵
の衝撃粉砕機であって、上記分級部材は上記回転盤の回
転中心にその軸心を一致させて取付けられた略円錐状部
材で構成し、かつ上記衝撃片は上記回転盤の回転中心を
中心にして放射状に取付けられた複数の略長方体部材で
構成すると共に、該衝撃片と上記ケーシングとの間に被
粉砕物の滞留空間を形成したことにある。

ｅ．実施例以下、図面を参照しながら、本考案を詳細に説明する。

第１図〜第４図において、１は粉砕機本体ケーシング、
２は前カバー、３は後カバーであり、この本体ケーシン
グ１と前カバー２、後カバー３によって粉砕室４及び分
級室５が各々形成されている。

粉砕室４，分級室５内には、回転軸６によって高速で回
転することができる回転盤７が配置され、該回転盤７の
粉砕室４側の側面には、被粉砕物の粉砕に必要な衝撃片
８が回転軸６を中心にして放射状に取付けられ、また回
転盤７の反対側の側面には、第４図に示す如く、回転軸
６を中心とした円錐状の分級部材９が取付けられてい
る。

なお、上記回転盤７の粉砕室４側の側面と後カバー３と
の間の距離、すなわち粉砕室４の幅に対する衝撃片８の
回転軸方向の幅の割合は、0.25〜0.60の範囲にあること
が望ましい。

10は衝撃片８の最外周軌道面に沿い、かつそれに対して
わずかのギャップを保って周設された衝突リングで、被
粉砕物の粉砕室４内の滞留時間を長くするために、該衝
突リング10の内径は、分級室５側より粉砕室４側の方を
より大きくしてある。

11は回転盤７の外周面に沿って、かつそれに対してわず
かのギャップを保って衝突リング10に取付けられたセパ
レートリングで、該セパレートリング11の内径は、これ
も被粉砕物の滞留時間を長くすると共に、飛び粉を防止
するために、衝撃片８の最外周軌道面の外径よりも小さ
くしてある。

また、上記衝突リング10，本体ケーシング１を貫通して
粗粉排出口12が設けられ、該粗粉排出口12は、管路13，
原料供給路14を介して後カバー３の中心部付近に開口し
た被粉砕物供給口15に連結され、これらによって空気の
流れと同伴する（分級後の）粗粉の自己循環回路を形成
している。

16は原料供給路14に連結した原料供給管である。

なお、上記管路13と原料供給管16とは一体に構成され、
締付けボルト17によって本体ケーシング１に固定されて
いる。また、上記前カバー２は、本体ケーシング１に取
付けられたヒンジ18を回転軸として容易に開閉でき、締
付け具19によって本体ケーシング１に密着固定できるよ
うに構成されている。

20は製品となる微粉の排出口で、該排出口20には微粉捕
集用バグフィルター21，吸引ブロワー22が付帯機器とし
て連結され、また、上記微粉排出口20には、前カバー２
に沿ってあまり遠心力を受けずに軸心方向に移動し、該
微粉排出口20から吸引される粗粉を防止するために、分
級パイプ27を嵌着してある。

なお、この種の粉砕方式においては、高速で機内の空気
を回転させ、それを循環させるため、しばしば高温にな
り、被粉砕物に対して悪条件となる場合があるが、本考
案の衝撃粉砕機においては、本体ケーシング１と衝突リ
ング10とに囲まれた空間（ジャケット）23に、ノズル2
4,25を利用して冷却水を供給し、冷却することも可能で
ある。また、26は軸封部に被粉砕物が入り込むのを防止
するためのパージ用エアーの供給管である。

つぎに、上述の如く構成された本考案に係る分級機構内
蔵の衝撃粉砕機の作用について説明する。

まず、回転盤７を高速、例えば外周速度80〜150m/sで回
転させると共に、吸引ブロワー22を作動し、目標分級粒
径に見合った風量を粉砕機内から吸引する。次いで、被
粉砕物、例えば炭酸カルシウム，タルク，黒鉛，シリコ
ン等の小塊を原料供給管16より機内に供給する。供給さ
れた被粉砕物は、原料供給路14を通って被粉砕物供給口
15から粉砕室４に入り、セパレートリング11をオーバー
ンフローするまで上記粉砕室４に滞留し、ここで衝撃片
８と衝突リング10の作用及び被粉砕物同士の衝突や摩砕
によって粉砕される。

その後、粉砕品はセパレートリング11をオーバーフロー
して分級室５側に移動し、ここで分級作用を受け、微粉
は微粉排出口20を通ってバグフィルター21で捕集され製
品として取り出される。

一方、粗粉は粗粉排出口12から管路13を経て供給路14に
入り、被粉砕供給口15から再度粉砕室４に供給される。

上記分級室５内での分級原理を、気流入口が１ケ所の固
定壁型分級機を用いて簡単に説明する。

第６図及び第７図において、分級室の高さをＨ、分級部
材の半径をＲ、中心より距離ｒの位置の分級室高さをｈ
とし、また気流入口における気流速度をＶ_ｉ、中心より
距離ｒの地点での切線方向分速度をＶ_ｔ、半径方向分速
度をＶ_ｒとすると、渦流の性質から、Ｖ_ｔｒ^ｎ＝ｃｏｎｓｔ＝Ｖ_ｉ（αＲ）^ｎ …(1) の関係が得られる。

この気流の流れに乗り、気流との速度比ｋを有して運動
している粒子の切線方向分速度はｋＶ_ｔで表せるので、
粒子の受ける遠心力Ｆ_ｏは、となる。

ここでｘは粒子径、ρ_ｐは粒子の真密度である。

一方、半径方向分速度は、気流入口の幅をＢとすると、で表すことができる。

粒子が受ける向心力Ｄ_ｒはStokesの式が適用できるとす
ると、となる。

ここでμは空気の粘性係数である。

分級粒径Ｘ_５０は、粒子が受ける遠心力と向心力とが等
しい粒子径であることから、次式で表すことができる。

この式において、の条件を満たすことができる分級機であれば、この分級
機内のどの点においても分級粒径は一定となる。

ｎの値は条件により変化するが、概ね0.4〜0.8程度であ
る。

(5)式のＦは粉体の凝集性及び形状に関する補正係数で
ある。

本考案の分級機構内蔵の衝撃粉砕機の開発にあたり、ｎ
の値を変え上記(6)式の条件を満たす分級部材９を多数
製作して実験した結果、Ｈ−ｈ／Ｒ−ｒの値が約0.3〜
0.6の範囲、すなわち分級部材９の形状は円錐形で、円
錐状分級部材９の底面と母線とのなす角度をθとする
と、15°＜θ＜30°の範囲であれば良いことがわかっ
た。

本考案の分級機構内蔵の衝撃粉砕機の分級室５において
は、Ｆ_ｏ＞Ｄ_ｒである粒子は粗粉として外側に飛ばさ
れ、粗粉排出口12より自己循環ライン12〜15を通って循
環し、再度粉砕される。

一方、Ｆ_ｏ＜Ｄ_ｒである粒子は微粉として内側に吸引さ
れ、微粉排出口20を通って製品としてバグフィルター21
で捕集される。

分級粒径は、主に回転盤７の周速度、補助的に吸引風量
を調節することによって変えることができる。

本考案においては、第５図に示すように、粉砕室４側の
衝突リング10の内径を、後カバー３側ほど大きくして被
粉砕物の滞留時間を長くすることもできる。

第１表に、従来型の衝撃粉砕機と本考案の衝撃粉砕機の
実験データを記載し、比較した。

なお、被粉砕物は重質炭酸カルシウム（寒水石：平均粒
子径，Ｘ_５０＝1760μｍ）で、円錐状分級部材の底面と
母線とのなす角度は、θ＝20°のもので行なった。

第１表においてｘ25／ｘ75とは、製品の累積体積分布の
25％粒径と75％粒径の比で、この数値が１に近づくほど
粒度分布が狭く、均一な粒子であることを示す。

ｆ．本考案の効果本考案の分級機構内蔵の衝撃粉砕機によれば、下記に示
す効果が生じる。

衝撃片とケーシングとの間に被粉砕物の滞留空間を形
成したため、被粉砕物は粉砕室内での滞留時間が長くな
り、長時間粉砕作用を受けることができる。

分級部材を略円錐部材で構成したため、分級作用を受
ける空間が広くなり、粉砕品の粉体濃度は低く、分散し
た状態で分級作用を受けることができる。

また、分級部材を略円錐部材にしたことにより、分級
室内の気流は乱れの少ない渦流となり、分級室内の何れ
の位置においても分級粒子径は一定となり、分級室全体
を有効に利用して分級作用を与えることができる。

以上のことから、粉砕効率及び分級効率が共に向上し、
処理能力は従来の分級機構内蔵の衝撃粉砕機の３倍以上
となった。

【図面の簡単な説明】第１図〜第７図は、本考案の実施例を示したものであっ
て、第１図は分級機構内蔵の衝撃粉砕機の正面図、第２
図は第１図のＡ−Ａ線に沿う断面図、第３図は同衝撃粉
砕機の一部切欠背面図である。第４図は回転盤の分級部
材側から見た斜視図、第５図は他の実施例の要部拡大断
面図である。第６図は本考案の分級原理を説明するため
の固定壁型分級機の平面図、第７図は第６図のＢ−Ｂ線
に沿う断面図である。第８図は従来の分級機構内蔵の衝撃粉砕機の断面図であ
る。１……粉砕機本体ケーシング、２……前カバー、３……後カバー、４……粉砕室、５……分級室、６……回転軸、７……回転盤、８……衝撃片、９……略円錐状部材、 10……衝突リング、11……セパレートリング、 12……粗粉排出口、14……原料供給路、 15……被粉砕物供給口、16……原料供給管、 20……微粉排出口、21……バグフィルター、 22……吸引ブロワー、27……分級リング。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】側面の一方に衝撃片を、他方に分級部材を
各々設けた回転盤と、該回転盤を覆うケーシングと、該
ケーシングを貫通し、上記回転盤の衝撃片が設けられた
側に連通する原料供給路と、上記回転盤の軸心方向分級
部材側に位置するケーシングに設けられた微粉排出口
と、上記分級部材の周縁に位置するケーシングに設けら
れた粗粉排出口とを有し、上記微粉排出口は微粉捕集器
を介して吸引ブロワーに、上記粗粉排出口は上記原料供
給路に各々連結され、連続的に粉砕−分級−再粉砕を行
なう分級機構内蔵の衝撃粉砕機であって、上記分級部材
は上記回転盤の回転中心にその軸心を一致させて取付け
られた略円錐状部材で構成し、かつ上記衝撃片は上記回
転盤の回転中心を中心にして放射状に取付けられた複数
の略長方体部材で構成すると共に、該衝撃片と上記ケー
シングとの間に被粉砕物の滞留空間を形成したことを特
徴とする分級機構内蔵の衝撃粉砕機。
【請求項２】上記分級部材を、底面と母線とのなす角度
が15°〜30°の範囲にある略円錐状部材で構成したこと
を特徴とする実用新案登録請求の範囲第(1)項記載の分
級機構内蔵の衝撃粉砕機。
【請求項３】上記衝撃片の回転軸方向の幅を、該衝撃片
が設けられた側の回転盤側面とケーシングとの間に形成
される粉砕室の幅に対して、0.25〜0.60の範囲にあるも
のとすることにより、上記被粉砕物の滞留空間を形成し
たことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第(1)項記
載の分級機構内蔵の衝撃粉砕機。
【請求項４】上記回転盤の周縁に位置するケーシング
に、該回転盤の外周面に対して僅かな間隙を保ったセパ
レートリングを周設したことを特徴とする実用新案登録
請求の範囲第(1)項記載の分級機構内蔵の衝撃粉砕機。