JPH11216425A

JPH11216425A - 微粉体製造システム

Info

Publication number: JPH11216425A
Application number: JP1874598A
Authority: JP
Inventors: Marx Adam; アダム・マルクス; Georg Konezika; コネツィカ・ゲオルグ; Stefano Zanpini; ツァンピーニ・ステファーノ; Katsuji Toyotate; 勝二豊立
Original assignee: Hosokawa Micron Corp
Current assignee: Hosokawa Micron Corp
Priority date: 1998-01-30
Filing date: 1998-01-30
Publication date: 1999-08-10
Anticipated expiration: 2018-01-30
Also published as: JP4010625B2

Abstract

(57)【要約】【課題】組み立て及び分解、掃除が容易な分級手段を
採用することにより取り扱い性の向上を図った微粉体製
造システムを提供する。【解決手段】分級手段の少なくとも一つを、分級ロー
タ２が上面に開口部１３を有するケーシング１内部に収
容され、分級ロータ２を駆動する駆動軸３、分級された
微粉を受け入れる微粉排出室１７、分級された粗粉を受
け入れる粗粉排出室１８、分級ロータと駆動軸を取り外
し可能に結合する分級ロータ支持部材４が分級ロータの
下方に配置され、分級ロータの頂壁６を取り外すことに
より分級ロータを駆動軸に着脱するように成した分級機
としたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はトナー等を製造する
ための微粉体製造システムに関し、より詳しくは、分解
及び組み立てが容易で、掃除を行い易いように成した鉛
直軸式の気流式分級機を備えた微粉体製造システムに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、トナー等を製造するため
の微粉体製造システムは、粉砕原料を微粉と粗粉に粒度
分級する分級手段を備えており、この分級手段の少なく
とも一つに、垂直方向に延びる中心軸まわりに回転する
円筒状の分級ロータによって被分級物を回転せしめ、分
級ロータの周囲に形成された分級空間内に分級ロータの
半径方向外側から内側に向けて分級空気を流し、微粉を
分級空気流とともに分級ロータ内部に搬送して分級する
ようにした鉛直軸式の気流式分級機を採用したものが知
られている。

【０００３】従来のこの種の分級機では、分級ロータは
上面に開口部を有するケーシング内部に収容され、分級
ロータを駆動する駆動軸とこの駆動軸を分級ロータに連
結する部材は分級ロータの上方に配置されている。被分
級物は分級ロータの上方から供給され、分級ロータの上
面を閉じる頂壁によって全周にわたって均一に分配され
て分級空間内に供給される。分級ロータ内部に搬送され
た微粉は分級ロータ内部で軸方向下方に変向され、分級
ロータから排出されて微粉排出室によって受け止められ
る。また、分級空間内の粗粉は重力によって下に落ち、
粗粉排出室によって受け止められる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】微粉体製造システムで
は、製造する微粉体の種類が変わる度に装置を分解して
内部を掃除しなけらばならないが、上述した分級機で
は、駆動軸と、駆動軸と分級ロータを連結する部材とが
分級ロータの上方に配置されているため、分解及び組み
立てに非常に手間がかかり、不便であった。

【０００５】また、掃除のための開口部がケーシングの
側壁に設けられていることが多く、ケーシングの底に沈
積した微粉体を水平方向に排出しなければならないた
め、掃除が困難であった。

【０００６】本発明は上述した問題点を除き、取り扱い
性の向上を図った微粉体製造システムを提供することを
目的としてなされたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、請求項１の発明は、粉砕原料を微粉と粗粉に粒
度分級する分級手段を備えた微粉体製造システムにおい
て、前記分級手段の少なくとも一つが、上面に開口部を
有するケーシングと、前記開口部を介して前記ケーシン
グ内部に挿脱される円筒状の分級ロータと、この分級ロ
ータの下方において垂直に配置され下端側で中心線まわ
りに回転可能に軸受けされた駆動軸と、この駆動軸の上
端と前記分級ロータの下端を取り外し可能に結合し前記
分級ロータを垂直に支持する分級ロータ支持部材と、前
記分級ロータの外周面に対して前記分級ロータの半径方
向外側に間隔をおいて同軸状に配置され前記外周面との
間に環状の分級空間を形成する案内羽根環とを備え、前
記分級ロータは、前記分級ロータ支持部材への取り付け
及び前記分級ロータ支持部材からの取り外しのために前
記分級ロータ支持部材との結合箇所に接近することがで
きるように形成された頂壁と、この頂壁に対して垂直下
方に間隔をおいて対向配置され貫通孔を有する底壁と、
前記頂壁と底壁の間に配置された分級羽根環とから成
り、前記ケーシングは、前記案内羽根環の外側に同軸状
に配置され前記案内羽根環を構成する複数個の案内羽根
間の間隙を介して前記分級空間に連通した環状の分級空
気供給室と、前記分級ロータの下方において前記駆動軸
と同軸状に配置され前記貫通孔を介して前記分級ロータ
内部に連通した環状の微粉排出室と、この微粉排出室内
部の微粉を外部に案内するための微粉出口と、前記分級
ロータの下方において前記駆動軸と同軸状に配置され前
記分級空間の下端に連通した環状の粗粉排出室と、この
粗粉排出室内部の粗粉を外部に案内するための粗粉出口
とを有している、ものであることを特徴とするものであ
る。

【０００８】上記の分級機を組み立てる場合には、駆動
軸、微粉排出室、粗粉排出室、分級ロータ支持部材等が
分級ロータの下方に配置されているため、分級ロータを
ケーシング内部に容易に挿入することができる。また、
分級ロータをケーシングから取り出す場合には、ケーシ
ングの開口部を閉鎖するカバーのみを取り外すだけで分
級ロータに到達することができる。分級ロータの駆動軸
に対する固定は例えば１本のネジのみによって行うこと
ができ、この１本のネジを取り外すことによって分級ロ
ータをケーシングの開口部を介して上方に取り出すこと
ができる。そして、分級ロータを取り外した後、微粉排
出室や粗粉排出室の底に沈積した粉体は上方から吸引す
ることによって簡単に取り除くことができる。

【０００９】また、請求項２の発明は、請求項１の微粉
体製造システムにおいて、前記粗粉排出室が前記分級空
間の下側に配置されていることを特徴とするものであ
る。

【００１０】また、請求項３の発明は、請求項１または
請求項２の微粉体製造システムにおいて、前記微粉出口
が、前記分級ロータの軸方向下方に向けて延びているこ
とを特徴とするものである。

【００１１】また、請求項４の発明は、請求項１〜請求
項３の微粉体製造システムにおいて、前記分級ロータ支
持部材が筒状に形成されているとともにその内部が前記
貫通孔を介して前記分級ロータ内部に連通しており、前
記分級ロータ支持部材の周壁に微粉を排出するための貫
通孔が設けられていることを特徴とするものである。

【００１２】また、請求項５の発明は、請求項４の微粉
体製造システムにおいて、前記分級ロータ支持部材が、
前記駆動軸のトルクを伝達するとともに微粉の流れに適
した形状に形成されていることを特徴とするものであ
る。

【００１３】また、請求項６の発明は、請求項４または
請求項５の微粉体製造システムにおいて、前記貫通孔
が、軸方向に延び、微粉の流れに適した横断面形状のス
リット状に形成されていることを特徴とするものであ
る。

【００１４】また、請求項７の発明は、請求項４〜請求
項６の微粉体製造システムにおいて、前記周壁の外周面
における前記貫通孔の開口率が２０％以上であることを
特徴とするものである。

【００１５】また、請求項８の発明は、請求項４〜請求
項７の微粉体製造システムにおいて、前記周壁の外周面
における前記貫通孔の開口率が、前記分級ロータの外周
面における前記分級羽根環を構成する複数個の分級羽根
間の間隙の開口率以上であることを特徴とするものであ
る。

【００１６】また、請求項９の発明は、請求項４〜請求
項８の微粉体製造システムにおいて、前記分級ロータと
前記分級ロータ支持部材の連通部分に絞り遮蔽部が設け
られていることを特徴とするものである。

【００１７】この場合、分級ロータ内部の空気が分級ロ
ータ支持部材に流れこみにくくなり、これによって分級
ロータ内部の空気密度が幾分高くなるため、分級級ロー
タ内部に流れ込もうとする分級空気の流れが抑制され、
粗粉が分級ロータ内部に流れ込みにくくなる。また、分
級ロータ支持部材内部に流れ込む空気が加速されるた
め、分級ロータ支持部材内部の微粉の排出が促進され
る。

【００１８】また、請求項１０の発明は、請求項４〜請
求項９の微粉体製造システムにおいて、前記粗粉排出室
及び前記分級空間と前記微粉排出室との間に流体によっ
て洗浄可能なシール部が形成されていることを特徴とす
るものである。

【００１９】また、請求項１１の発明は、請求項１〜請
求項１０の微粉体製造システムにおいて、前記分級空間
の内部に、前記分級ロータと同軸状に配置された螺旋状
の渦巻部材が少なくとも一個設けられ、この渦巻部材が
前記案内羽根環の内周部に固定されていることを特徴と
するものである。

【００２０】この場合、被分級物の分級空間内での滞留
時間が長くなるのを抑えて粗粉が分級ロータ内部に流入
するのを防止することができるので、分級精度が向上す
る。

【００２１】また、請求項１２の発明は、請求項１〜請
求項１１の微粉体製造システムにおいて、前記粗粉排出
室内部に、前記分級ロータに固定され、前記分級ロータ
と一体的に回転して前記粗粉排出室内部の粗粉を流動化
させる粗粉排出用部材が設けられていることを特徴とす
るものである。

【００２２】この場合、粗粉排出室内部の粗粉が粗粉排
出用部材によって流動化されるため、粗粉排出室から排
出され易くなる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施形態
を図面を参照しながら説明する。図１、図２は本発明に
適用される気流式分級機の一実施形態の縦断面図、図３
は分級羽根環の一実施形態の横断面図である。

【００２４】図１に示す気流式分級機は、ケーシング１
と、ケーシング１内部の上方に収容された円筒状の分級
ロータ２と、分級ロータ２の下方において垂直に配置さ
れた駆動軸３と、駆動軸３の上端と分級ロータ２の下端
を結合し分級ロータ２を垂直に支持する分級ロータ支持
部材４と、分級ロータ２の外周面に対して分級ロータ２
の半径方向外側に間隔をおいて同軸状に配置された案内
羽根環５とを備えている。

【００２５】分級ロータ２は、頂壁としての分配円板６
と、この分配円板６に対して垂直下方に間隔をおいて配
置された底壁としてのカバー円板７と、分配円板６とカ
バー円板７の周縁部間に配置された分級羽根環８とから
成っている。

【００２６】なお、本実施形態では、掃除を容易にする
ために、分配円板６、カバー円板７、及び分級羽根環８
は、ネジ等によって、分解できるように固定されている
が、溶接等によって、分解できないように固定するよう
にしてもよい。

【００２７】分配円板６は、回転すると、後述するケー
シングカバー１４に設けられた原料投入口１５を介して
投入される粉砕原料を全周にわたって均一に分配するよ
うに形成されている。分配円板６の中心部には、後述す
るネジ１１の取り付け及び取り外しのための工具を挿入
する孔６ａが設けられている。この孔６ａの内周面には
ネジ溝が刻設されており、キャップ用のネジ９が螺着さ
れている。

【００２８】分級羽根環８は、分配円板６及びカバー円
板７の周縁部に沿って等間隔をおいて環状に配列された
垂直方向に延びる複数個の分級羽根によって構成され、
その横断面形状及び向きは、例えば図３（Ａ）〜（Ｄ）
に示すように、互いに隣接する二つの分級羽根８ａ、８
ａ間に形成されるスリット状の間隙Ｓの横断面形状が、
分級空気の流れに適した形状となるように設定されてい
る。

【００２９】カバー円板７の中心部には分級ロータ支持
部材４が固定されており、その周囲には貫通孔１０が設
けられている。分級ロータ支持部材４はネジ１１によっ
て駆動軸３の上端に取り外し可能に固定されている。

【００３０】駆動軸３は下端側で中心線まわりに回転可
能に支持されており、下端部は駆動モータ（不図示）の
回転軸に連結されている。

【００３１】案内羽根環５は、分級ロータ２の外周面の
周方向と平行な方向に等間隔をおいて環状に配列されケ
ーシング１に固定された複数個の垂直方向に延びる案内
羽根によって構成されている。案内羽根の横断面形状及
び向きは、互いに隣接する二つの案内羽根間に形成され
るスリット状の間隙の横断面形状が分級空気の流れに適
した形状となるように、例えば図３に示すような分級羽
根８ａの横断面形状に対応した形状になっている。

【００３２】ケーシング１は上面に分級ロータ２を挿脱
するための開口部１３を有し、この開口部１３にはケー
シングカバー１４が取り外し可能に取り付けられてい
る。ケーシングカバー１４の中心部には粉砕原料投入口
１５が設けられている。

【００３３】ケーシング１の内部には、案内羽根環５の
外側に同軸状に配置された環状の分級空気供給室１６
と、分級ロータ２の下方において駆動軸３と同軸状に配
置された環状の微粉排出室１７と、微粉排出室１６の外
側に駆動軸３と同軸状に配置された環状の粗粉排出室１
８とが設けられている。

【００３４】分級空気供給室１６は内周面が開口した断
面矩形状のもので、案内羽根環５を構成する複数個の案
内羽根間の間隙を介して分級空間１２に連通している。
分級空気供給室１６には外部から分級空気を取り入れる
ための分級空気供給管１９が連通接続されている。

【００３５】微粉排出室１７は、カバー円板７に設けら
れた貫通孔１０を介して分級ロータ２内部と連通してい
る。微粉排出室１７には、内部の微粉を外部に排出する
ための微粉出口としての微粉排出管２０が連通接続され
ている。

【００３６】粗粉排出室１８は分級空間１２の下側に位
置し、分級空間１２の下端に連通している。粗粉排出室
１８には、内部の粗粉を外部に排出するための粗粉出口
としての粗粉排出管２１が連通接続されている。

【００３７】分級ロータ２の下面とケーシング１の間に
はシール部２２が設けられている。このシール部２２
は、カバー円板７の下面周縁部に全周にわたって形成さ
れた環状の溝７ａと、この溝７ａの内部に突出し溝７ａ
と同心状になるようにケーシング１に形成された環状の
突起１ａとによって構成され、溝７ａと突起１ａの間に
は微小な間隙が形成されている。このシール部２２によ
って、微粉排出室１７が分級空間１２及び粗粉排出室１
８に対してシールされた状態になっている。

【００３８】この分級機の作用について説明する。分級
空気室１６には分級空気供給管１９を介して分級空気が
供給されており、この分級空気は案内羽根環５に形成さ
れた間隙を介して分級空間１２内に噴出し、分級羽根環
８に形成された間隙を介して、回転している分級ロータ
２内部に流れ込んでいる。原料投入口１５を介して投入
された被分級物は分級ロータ２の分配円板６によって全
周方向に分散し、分級空間１２内に流れ込む。

【００３９】分級空間１２内に流れ込んだ被分級物が分
級空間１２内を落下する間に、粒径の小さい微粉は分級
空気流に乗って分級ロータ１２内部に流れ込み、分級空
気流とともに軸方向下方に変向され、カバー円板７に形
成された貫通孔１０を介して微粉排出室１７内部に流れ
込む。そして、この微粉は、微粉排出管２０を介して外
部に排出される。一方、分級空間１２内で分級空気流に
乗らなかった粗粉は重力によって分級空間１２内を降下
し、粗粉排出室１８によって受け止められる。そして、
この粗粉は粗粉排出管２１を介して外部に排出される。

【００４０】次に、図２に示す分級機について説明す
る。なお、図１に示す分級機と同一の部分の説明は省略
する。この分級機では、分級ロータ支持部材４は、円形
の天板２３と、この天板２３に対して垂直下方に間隔を
おいて配置された円形の底板２４と、天板２３と底板２
４の周縁部間に配置された垂直方向に延びる複数個の間
隔ウエブ２５とから成っている。

【００４１】なお、本実施形態では、掃除を容易にする
ために、天板２３、底板２４、及び間隔ウエブ２５は、
ネジ等によって、分解できるように固定されているが、
溶接等によって、分解できないように固定するようにし
てもよい。

【００４２】天板２３の上面の周縁部には、周方向に等
間隔をおいて配置された複数個のネジ孔が設けられてお
り、天板２３は、このネジ孔に螺合するネジ（不図示）
を介して分級ロータ２の下面に取り外し可能に固定され
ている。天板２３には円形の貫通孔２６が同心状に形成
されており、この貫通孔２６と分級ロータ２のカバー円
板７に形成された貫通孔１０によって、分級ロータ支持
部材４の内部と分級ロータ２の内部が連通した状態とな
っている。貫通孔１０の径は貫通孔２６の径よりも小さ
くなっており、これによって絞り作用を有する遮蔽部が
形成されている。

【００４３】これによって、分級ロータ２内部の空気が
分級ロータ支持部材４に流れこみにくくなり、分級ロー
タ２内部の空気密度が幾分高くなるため、分級級ロータ
２内部に流れ込もうとする分級空気の流れが抑制され、
粗粉が分級ロータ２内部に流れ込みにくくなる。また、
分級ロータ支持部材４内部に流れ込む空気が加速される
ため、分級ロータ支持部材４内部の微粉の排出が促進さ
れる。

【００４４】間隔ウエブ２５は天板２３及び底板２４の
周縁部に沿って等間隔をおいて環状に配列されており、
その横断面形状及び向きは、互いに隣接する二つの間隔
ウエブ２５、２５間に形成されるスリット状の間隙の横
断面形状が、分級ロータ支持部材４から排出される空気
の流れに適した形状となるように、例えば図３に示すよ
うな分級羽根８ａの横断面形状に対応した形状になって
いる。なお、間隔ウエブ２５、２５間に形成される間隙
の、分級ロータ支持部材４の周壁の外周面に対する開口
率は２０％以上であることが好ましい。また、この開口
率は、分級ロータ２の外周面における分級羽根環８、８
間の間隙の開口率以上であることが好ましい。

【００４５】分級空間１２の内部には、分級空間１２内
部における被分級物の滞留時間と凝集を制御するための
螺旋状の渦巻部材２７が分級ロータ２と同軸状に配置さ
れている。渦巻部材２７は帯状の部材を螺旋状に形成し
たもので、案内羽根環５の内周部に固定され、分級空間
１２の高さ方向のほぼ全長にわたって延びている。渦巻
部材２７の内周部と分級羽根環８の外周部の間には微小
な間隙が形成されている。

【００４６】渦巻部材２７の勾配を選択することによっ
て被分級物の滞留時間を調節することができる。即ち、
勾配を大きくすると滞留時間が短くなり、勾配を小さく
すると滞留時間が長くなる。

【００４７】また、渦巻部材２７の勾配を分級羽根環８
の高さ方向に種々変化させることもできる。このように
すると、被分級物の滞留時間が分級羽根環８の高さ方向
に種々調節されることになる。例えば、分級羽根環８の
上部に対向する部位では勾配を大きくして被分級物を迅
速に引き入れるようにし、分級羽根環８の高さ方向中央
部に対向する部位では、勾配を小さくして被分級物の滞
留時間を長くするようにし、分級羽根環８の下部に対向
する部位では勾配を大きくして被分級物が迅速に排出さ
れるようにする。

【００４８】被分級物の凝集の制御は渦巻部材２７の数
を変化させることによって行うことができる。なお、渦
巻部材２７は必ずしも分級羽根の高さ方向全長にわたっ
て延びている必要はなく、分級羽根２７の高さ方向の一
部に設けるようにしてもよい。

【００４９】粗粉排出室１８内部には環状の粗粉排出用
部材２８が同心状に設けられている。粗粉排出用部材２
８は、粗粉排出室１８の内側側面及び底面に沿うように
形成された断面Ｌ字形のもので、その上端は分級ロータ
２のカバー円板７に固定されていて、分級ロータ２と一
体的に回転する。これによって、粗粉排出室１８内部の
粗粉が流動化して粗粉排出室１８からの排出が促進され
る。粗粉排出室１８の内側側面及び底面と粗粉排出用部
材２８の間には、後述する洗浄用空気が通るための間隙
が形成されている。なお、粗粉排出用部材２８は、必ず
しも粗粉排出室１８の全周にわたって存在するように環
状に形成される必要は無く、粗粉排出室１８の周方向の
一部にのみ存在するように形成してもよい。また、形状
も上記形状に限定されるものではない。

【００５０】ケーシング１には、分級ロータ２の下面と
の間に形成された間隙に洗浄用空気を導入するための空
気通路２９が形成されている。空気通路１９の上端は分
級ロータ２の下面とケーシング１の間に形成された環状
の空気室Ｃに連通しており、空気室Ｃに供給された洗浄
用空気は分級ロータ２の下面とケーシング１の間の微小
な間隙を通って粗粉排出室１８に流入し、さらに粗粉排
出用部材２８と粗粉排出室１８の間の間隙を通って粗粉
排出管２１に流入し、外部に排出される。これによっ
て、粗粉排出室１８の内側側面及び底面と粗粉排出用部
材２８の間の粗粉を除去することができる。なお、上記
洗浄用空気は分級ロータ２の下面とケーシング１の間の
微小な間隙を通って微粉排出室１７にも流入するので、
この間隙における微粉の詰まりや付着を防止することが
できる。また、粗粉排出室１８内部の上方には円筒状の
押さえリング３０が同軸状に配置されており、この押さ
えリング３０はケーシング１に固定されている。この押
さえリング３０によって粗粉排出室１８内部の粗粉が分
級空間内１２内に逆流するのが防止される。

【００５１】この分級機の作用について説明する。分級
空気室１６には分級空気供給管１９を介して分級空気が
供給されており、この分級空気は案内羽根環５に形成さ
れた間隙を介して分級空間１２内に噴出し、分級羽根環
８に形成された間隙を介して、回転している分級ロータ
２内部に流れ込んでいる。原料投入口１５を介して投入
された被分級物は分級ロータ２の分配円板６によって全
周方向に分散し、分級空間１２内に流れ込む。

【００５２】分級空間１２内に流れ込んだ被分級物は渦
巻部材２７の上面に沿って下方に移動してゆく。そし
て、被分級物が分級空間１２内を通過する間に粒径の小
さい微粉は分級空気流に乗って分級ロータ１２内部に流
れ込み、分級空気流とともに軸方向下方に変向され、カ
バー円板７に形成された貫通孔１０を介して分級ロータ
支持部材４内部に流れ込む。そして、この微粉は間隔ウ
エブ２５、２５間の間隙を介して微粉排出室１７内部に
流れ込み、微粉排出管２０を介して外部に排出される。

【００５３】一方、分級空間１２内で分級空気流に乗ら
なかった粗粉は渦巻部材２７に沿って分級空間１２内を
下降し、粗粉排出室１８によって受け止められる。そし
て、この粗粉は粗粉排出用部材２８によって流動化さ
れ、粗粉排出管２１を介して外部に排出される。

【００５４】図４〜図１５は上記分級機を搭載した微粉
体製造システム（トナー製造システム）の一実施形態の
ブロック図である。図４のシステムは、粉砕原料から規
定粒度よりも大きい粒度の粗粉を粒度分級する分級手段
３１と、分級手段３１によって分級された粗粉を再粉砕
する粉砕手段３２と、分級手段３１によって分級された
微粉を規定粒度内の粗粉（製品）と規定粒度未満の微粉
に粒度分級する分級手段３３とを備えている。粉砕手段
３２で再粉砕された粗粉は再び分級手段３１に供給さ
れ、分級手段３３で分級された微粉は回収され溶融され
て塊状に固められた後、粉砕されて再び粉砕原料とな
る。このシステムでは分級手段３３に上記分級機が使用
され、分級手段３１には公知の気流式分級機が使用され
る。また、粉砕手段３２には公知のジェット気流式粉砕
機や機械式粉砕機が使用される。

【００５５】なお、分級手段３１と分級手段３３はライ
ン接続されておらず、分級手段３１から分級手段３３へ
の微粉の供給は、分級手段３１から排出される微粉を分
級手段３１の後に配置されたサイクロンまたはバグフィ
ルタ等の捕集機（不図示）により回収した後、供給機
（不図示）によって分級手段３３に供給することによっ
て行われる。

【００５６】図１６〜図１８は分級手段３１に使用され
る気流式分級機の一例を示している。図１６の分級機で
は、原料及び一次空気が原料供給管１０１を介して機内
に供給され、原料は流動室１０２内で撹拌分散されて凝
集がほぐされ、単一粒子化される。そして、微粉は上昇
気流に乗って分級室１０３内に流入し、分級ロータ１０
４によって規定粒度内の微粉のみが分級選別され、これ
が排出管１０５を介して機外に排出される。一方、粗粉
は壁面に沿って降下して機内下部に貯留され、ロータリ
ーバルブ１０６を介して機外に排出される。なお、１０
７は二次空気供給管、１０８は分級ロータ１０４を回転
させるモータである。

【００５７】図１７、１８の分級機は図１６の分級機の
変形である。図１７のものでは一つの分級室１０３内に
複数個の分級ロータ１０４が設けられており、その他の
構成は図１６のものと実質的に同じである。また、図１
８のものでは分級ロータ１０４が縦向きに配置されてお
り、垂直方向に延びる回転軸１０９の中心線まわりに回
転する。この分級機のその他の構成は図１６のものと実
質的に同じである。なお、この例では分級ロータ１０４
が円錐形となっているが、図１６に示すような円筒形の
ものであってもよい。

【００５８】図１９〜図２２は粉砕手段３２に使用され
る粉砕機の一例を示す図である。図１９の粉砕機はジェ
ット気流式のもので、原料供給管２０１を介して粉砕室
２０２内に供給された原料は、機体の側面に取り付けら
れた複数個のノズル２０３から機内の一点に向けて噴出
されているジェット気流によって加速され、粒子相互の
衝突によって粉砕される。そして、粉砕された原料は上
昇気流に乗り、分級ロータ２０４によって規定粒度内の
微粉が分級され、排出管２０５を介して排出される。な
お、粗粉は降下して再粉砕される。

【００５９】図２０の粉砕機は図１９の粉砕機の変形で
あり、機体の側面に取り付けられた複数個のノズル２０
３はいずれも斜め下方に向けられており、さらに機体の
下面にノズル２０３が垂直に取り付けられており、各ノ
ズル２０３から噴出したジェット気流が一点で衝突し各
気流の速度ベクトルが互いに打ち消されるようになって
いる。その他の構成は図１９のものと実質的に同じであ
る。この粉砕機は、図１９の粉砕機では流動化させるこ
とが難しい粉体に適用される。

【００６０】図２１、図２２は機械式粉砕機で、原料供
給管３０１を介して機内に供給された原料が高速回転し
ているブレードロータ３０２とその周囲のライナ３０３
との間で粉砕され、粉砕された原料は空気供給管３０４
を介して供給される空気流によって分級ロータ３０５に
導かれ、微粉は排出管３０６を介して外部に排出され、
粗粉は粉砕部に戻って再粉砕されるようになっている。

【００６１】図５に示すシステムは、図４のシステム
に、分級手段３３で分級されなかった規定粒度内の粗粉
を分級する分級手段３４を追加したものであり、この分
級手段３４には図１及び図２の分級機や分級手段３１と
同等の気流式分級機が使用される。このようにすると、
分級手段３３の分級効率を落とさずに高精度の分級を行
うことができる。

【００６２】図６に示すシステムは、図５のシステムに
おいて、分級手段３１と分級手段３３の間に、分級手段
３１で分級されなかった規定粒度よりも大きい粒度の粗
粉を分級する分級手段３５と、分級手段３５で分級され
た粗粉を粉砕する粉砕手段３６とを設け、粉砕手段３６
で粉砕された粗粉を分級手段３５に再供給するようにし
ている。このようにすると、分級手段３３に供給される
粉砕原料の粒度が均一化され、粒度の揃った良質の製品
が得られる。分級手段３５には分級手段３１と同等の気
流式分級機が使用され、粉砕手段３６には粉砕手段３２
と同等のジェット気流式粉砕機や機械式粉砕機が使用さ
れる。

【００６３】図７に示すシステムは、図４のシステムに
おいて、分級手段３１の前に粉砕原料を予め粉砕する予
備粉砕工程３７を設けたものである。同様に、図８のシ
ステムは、図５のシステムに予備粉砕工程３７を設け、
図９のシステムは、図６のシステムに予備粉砕工程３７
を設けたものである。

【００６４】図１０のシステムは、図４のシステムにお
いて、分級手段３１の前に粉砕原料から規定粒度未満の
微粉を分級する予備分級工程３８を設けたものである。
この予備分級工程３８には、図１及び図２の分級機や分
級手段３１と同等の気流式分級機が使用される。なお、
図５、図６のシステムについても、同様に予備分級工程
３８を設けることができる。

【００６５】図１１のシステムは、粉砕原料から規定粒
度未満の微粉を分級する分級手段３９と、分級手段３９
で分級された粗粉を規定粒度内の微粉（製品）と規定粒
度よりも大きい粒度の粗粉に粒度分級する分級手段４０
と、分級手段４０で分級された粗粉を再粉砕する粉砕手
段４１とを備えている。粉砕手段４１で再粉砕された粗
粉は再び分級手段３９に供給され、分級手段３９で分級
された微粉は回収され溶融されて塊状に固められた後、
粉砕されて再び粉砕原料となる。分級手段３９、４０に
は図１及び図２の分級機や分級手段３１と同等の気流式
分級機が使用される。また、粉砕手段４１には粉砕手段
３２と同等のジェット気流式粉砕機や機械式粉砕機が使
用される。

【００６６】図１２のシステムは、粉砕原料から規定粒
度よりも大きい粒度の粗粉を粒度分級する分級手段４２
と、分級手段４２で分級された微粉を、規定粒度内の中
粉（製品）と、規定粒度よりも小さい粒度の微粉と、規
定粒度よりも大きい粒度の粗粉とに粒度分級する分級手
段４３と、分級手段４２、４３で分級された粗粉を再粉
砕する粉砕手段４４とを備えている。粉砕手段４４で再
粉砕された粗粉は再び分級手段４２に供給され、分級手
段４３で分級された微粉は回収され溶融されて塊状に固
められた後、粉砕されて再び粉砕原料となる。このシス
テムでは、分級手段４２に図１及び図２の分級機が使用
され、分級手段４３には、例えば図２３に示すような公
知の気流式分級機が使用される。また、粉砕手段４４に
は粉砕手段３２と同等のジェット気流式粉砕機や機械式
粉砕機が使用される。

【００６７】図２３に示す分級機はコアンダ効果を利用
したもので、ブロック６０１内部に空気導入管６０２、
６０３を介して空気が導入され、その合流点に原料供給
ノズル６０４を介して原料と空気が供給される。ブロッ
ク６０１内部に流入した空気流のうち、曲面部６０１ａ
が形成された壁面に近い流れはコアンダ効果によって曲
面６０１ａに沿って流れるため、慣性力の小さい微粉と
ともに、曲面６０１ａに沿って分岐した第１の排出路６
０５に流れ込む。粒径の大きい粗粉は慣性力が大きく直
進性を有するため、空気導入管６０２にほぼ直線的に連
続している第２の排出ロ６０６に流れ込む。そして、微
粉と粗粉の間の粒径を有する中粉は第１の排出路６０５
と第２の通路６０６の間に形成された第３の排出路６０
７に流れ込む。なお、６０８は支軸６０８ａまわりに回
動する空気流調節用のエッジ、６０９、６１０は支軸６
０９ａ、６１０ａまわりに回動する分級粒度調節用のエ
ッジ、６１１、６１２は空気量調節用の弁であり、これ
らを調節することによって微粉、中粉、粗粉の粒度を調
節することができる。

【００６８】図１３のシステムは、粉砕原料から規定粒
度よりも大きい粒度の粗粉を粒度分級する分級手段４５
と、分級手段４５で分級された微粉から規定粒度よりも
小さい粒度の微粉を分級する分級手段４６と、分級手段
４６で分級された粗粉を、規定粒度内の中粉（製品）
と、規定粒度よりも小さい粒度の微粉と、規定粒度より
も大きい粒度の粗粉とに粒度分級する分級手段４７と、
分級手段４５、４７で分級された粗粉を再粉砕する粉砕
手段４８とを備えている。粉砕手段４８で再粉砕された
粗粉は再び分級手段４５に供給され、分級手段４６、４
７で分級された微粉は回収され溶融されて塊状に固めら
れた後、粉砕されて再び粉砕原料となる。分級手段４
５、４６には図１及び図２の分級機や分級手段３１と同
等の気流式分級機が使用され、分級手段４７には分級手
段４３と同等の気流式分級機が使用される。また、粉砕
手段４８には粉砕手段３２と同等のジェット気流式粉砕
機や機械式粉砕機が使用される。

【００６９】図１４のシステムは、図１２のシステムに
おいて、分級手段４２の前に、粉砕原料を予め粉砕する
予備粉砕工程４９を設け、分級手段４２と分級手段４３
の間に、分級手段４２で分級された微粉をさらに細かく
粉砕する粉砕手段５０を設けたものである。なお、粉砕
手段５０には粉砕手段３２と同等のジェット気流式粉砕
機や機械式粉砕機が使用される。

【００７０】図１５のシステムは、粉砕原料から規定粒
度よりも小さい粒度の微粉を分級する予備分級工程５１
と、予備分級工程で分級された粗粉から規定粒度よりも
大きい粒度の粗粉を分級する分級手段５２と、分級手段
５２で分級された微粉を、規定粒度内の中粉（製品）
と、規定粒度よりも小さい粒度の微粉と、規定粒度より
も大きい粒度の粗粉とに粒度分級する分級手段５３と、
分級手段５２、５３で分級された粗粉を再粉砕する粉砕
手段５４とを備えている。粉砕手段５４で再粉砕された
粗粉は再び分級手段５２に供給され、予備分級工程５
１、分級手段５３で分級された微粉は回収され溶融され
て塊状に固められた後、粉砕されて再び粉砕原料とな
る。予備分級工程５１、分級手段５２には図１及び図２
の分級機や分級手段３１と同等の気流式分級機が使用さ
れ、分級手段５３には分級手段４３と同等の気流式分級
機が使用される。また、粉砕手段５４には粉砕手段３２
と同等のジェット気流式粉砕機や機械式粉砕機が使用さ
れる。

【００７１】なお、図４〜図１５のシステムでは、いず
れも、図２４（ａ）に示すように、最初の分級手段で分
級された粗粉を粉砕手段で粉砕して最初の分級手段に戻
すようになっているが、図２４（ｂ）に示すように、ま
ず粉砕手段で粉砕してから最初の分級手段に供給し、分
級された粗粉を粉砕手段でさらに再粉砕するようにして
もよい。

【００７２】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の
変更が可能である。

【００７３】本発明の微粉体製造システムに適用可能な
粉体としては、例えば、トナーや粉体塗料の他、ワック
スや各種プラスチック類、農薬、殺虫剤、化粧料、洗
剤、消火剤、発泡剤、ゴム薬品等の化学薬品類、顔料、
洗料、カーボン、タルク、マイカ、石灰、カオリン、シ
リカゲル、グラファイト等の無機物、研磨材や各種セラ
ミックス、炭酸リチウム、炭酸ニッケル、二次電池材料
等の金属酸化物、その他、小麦、大豆、トウモロコシ、
砂糖、澱粉等の食品や、ＣＭＣ、ゼラチン、セルロース
等の有機原料等が挙げられる。

【００７４】

【発明の効果】以上のように本発明の微粉体製造システ
ムは、分解及び組み立て、掃除が容易な分級機を採用し
ているので、取り扱い性が良い。そのため、鉱物や樹脂
から薬品や食品に至る広範囲の粉体への適用が可能であ
る。

【００７５】また、請求項９の微粉体製造システムによ
れば、分級ロータと分級ロータ支持部材の連通部分に絞
り遮蔽部を設けたことにより、分級ロータ内部の空気が
分級ロータ支持部材に流れこみにくくなり、これによっ
て分級ロータ内部の空気密度が高くなるため、分級級ロ
ータ内部に流れ込もうとする分級空気の流れが抑制さ
れ、粗粉が分級ロータ内部に流れ込みにくくなる。ま
た、分級ロータ支持部材内部に流れ込む空気が加速され
るため、分級ロータ支持部材内部の微粉の排出が促進さ
れる。したがって、高品質の微粉を効率良く製造するこ
とができる。

【００７６】また、請求項１１の微粉体製造システムに
よれば、分級空間の内部に、分級ロータと同軸状に配置
された螺旋状の渦巻部材を設けたことにより、被分級物
の分級空間内での滞留時間が長くなるのが抑えられて粗
粉が分級ロータ内部に流入するのが防止されるので、分
級精度が向上し、製品の品質が向上する。

【００７７】請求項１２の微粉体製造システムによれ
ば、粗粉排出室内部に、分級ロータと一体的に回転する
粗粉排出用部材を設けたことにより、粗粉排出室内部の
粗粉が粗粉排出用部材によって流動化され、粗粉排出室
から排出され易くなるので、取り扱い性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の分級機の一実施形態の縦断面図。

【図２】本発明の分級機の一実施形態の縦断面図。

【図３】分級羽根環の一実施形態の横断面図。

【図４】本発明の微粉体製造システムの一実施形態の
ブロック図。

【図５】本発明の微粉体製造システムの一実施形態の
ブロック図。

【図６】本発明の微粉体製造システムの一実施形態の
ブロック図。

【図７】本発明の微粉体製造システムの一実施形態の
ブロック図。

【図８】本発明の微粉体製造システムの一実施形態の
ブロック図。

【図９】本発明の微粉体製造システムの一実施形態の
ブロック図。

【図１０】本発明の微粉体製造システムの一実施形態
のブロック図。

【図１１】本発明の微粉体製造システムの一実施形態
のブロック図。

【図１２】本発明の微粉体製造システムの一実施形態
のブロック図。

【図１３】本発明の微粉体製造システムの一実施形態
のブロック図。

【図１４】本発明の微粉体製造システムの一実施形態
のブロック図。

【図１５】本発明の微粉体製造システムの一実施形態
のブロック図。

【図１６】本発明の微粉体製造システムに適用される
分級機の構成図。

【図１７】本発明の微粉体製造システムに適用される
分級機の構成図。

【図１８】本発明の微粉体製造システムに適用される
分級機の構成図。

【図１９】本発明の微粉体製造システムに適用される
粉砕機の構成図。

【図２０】本発明の微粉体製造システムに適用される
粉砕機の構成図。

【図２１】本発明の微粉体製造システムに適用される
粉砕機の構成図。

【図２２】本発明の微粉体製造システムに適用される
粉砕機の構成図。

【図２３】本発明の微粉体製造システムに適用される
分級機の構成図。

【図２４】本発明の微粉体製造システムの変形例の説
明図。

【符号の説明】

１ケーシング２分級ロータ３駆動軸４分級ロータ支持部材５案内羽根環６分配円板（頂壁）７カバー円板（底壁）８分級羽根環１０カバー円板の貫通孔１２分級空間１３ケーシングの開口部１６分級空気供給室１７微粉排出室１８粗粉排出室２０微粉排出管（微粉出口）２１粗粉排出管（粗粉出口）

フロントページの続き (72)発明者豊立勝二京都府城陽市寺田深谷64−93

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粉砕原料を微粉と粗粉に粒度分級する分
級手段を備えた微粉体製造システムにおいて、前記分級手段の少なくとも一つが、上面に開口部を有す
るケーシングと、前記開口部を介して前記ケーシング内
部に挿脱される円筒状の分級ロータと、この分級ロータ
の下方において垂直に配置され下端側で中心線まわりに
回転可能に軸受けされた駆動軸と、この駆動軸の上端と
前記分級ロータの下端を取り外し可能に結合し前記分級
ロータを垂直に支持する分級ロータ支持部材と、前記分
級ロータの外周面に対して前記分級ロータの半径方向外
側に間隔をおいて同軸状に配置され前記外周面との間に
環状の分級空間を形成する案内羽根環とを備え、前記分級ロータは、前記分級ロータ支持部材への取り付
け及び前記分級ロータ支持部材からの取り外しのために
前記分級ロータ支持部材との結合箇所に接近することが
できるように形成された頂壁と、この頂壁に対して垂直
下方に間隔をおいて対向配置され貫通孔を有する底壁
と、前記頂壁と底壁の間に配置された分級羽根環とから
成り、前記ケーシングは、前記案内羽根環の外側に同軸状に配
置され前記案内羽根環を構成する複数個の案内羽根間の
間隙を介して前記分級空間に連通した環状の分級空気供
給室と、前記分級ロータの下方において前記駆動軸と同
軸状に配置され前記貫通孔を介して前記分級ロータ内部
に連通した環状の微粉排出室と、この微粉排出室内部の
微粉を外部に案内するための微粉出口と、前記分級ロー
タの下方において前記駆動軸と同軸状に配置され前記分
級空間の下端に連通した環状の粗粉排出室と、この粗粉
排出室内部の粗粉を外部に案内するための粗粉出口とを
有している、ものであることを特徴とする微粉体製造シ
ステム。
【請求項２】前記粗粉排出室が前記分級空間の下側に
配置されていることを特徴とする請求項１に記載の微粉
体製造システム。
【請求項３】前記微粉出口が、前記分級ロータの軸方
向下方に向けて延びていることを特徴とする請求項１ま
たは請求項２に記載の微粉体製造システム。
【請求項４】前記分級ロータ支持部材が筒状に形成さ
れているとともにその内部が前記貫通孔を介して前記分
級ロータ内部に連通しており、前記分級ロータ支持部材
の周壁に微粉を排出するための貫通孔が設けられている
ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載
の微粉体製造システム。
【請求項５】前記分級ロータ支持部材が、前記駆動軸
のトルクを伝達するとともに微粉の流れに適した形状に
形成されていることを特徴とする請求項４に記載の微粉
体製造システム。
【請求項６】前記貫通孔が、軸方向に延び、微粉の流
れに適した横断面形状のスリット状に形成されているこ
とを特徴とする請求項４または請求項５に記載の微粉体
製造システム。
【請求項７】前記周壁の外周面における前記貫通孔の
開口率が２０％以上であることを特徴とする請求項４〜
請求項６のいずれかに記載の微粉体製造システム。
【請求項８】前記周壁の外周面における前記貫通孔の
開口率が、前記分級ロータの外周面における前記分級羽
根環を構成する複数個の分級羽根間の間隙の開口率以上
であることを特徴とする請求項４〜請求項７のいずれか
に記載の微粉体製造システム。
【請求項９】前記分級ロータと前記分級ロータ支持部
材の連通部分に絞り遮蔽部が設けられていることを特徴
とする請求項４〜請求項８のいずれかに記載の微粉体製
造システム。
【請求項１０】前記粗粉排出室及び前記分級空間と前
記微粉排出室との間に流体によって洗浄可能なシール部
が形成されていることを特徴とする請求項４〜請求項９
のいずれかに記載の微粉体製造システム。
【請求項１１】前記分級空間の内部に、前記分級ロー
タと同軸状に配置された螺旋状の渦巻部材が少なくとも
一個設けられ、この渦巻部材が前記案内羽根環の内周部
に固定されていることを特徴とする請求項１〜請求項１
０のいずれかに記載の微粉体製造システム。
【請求項１２】前記粗粉排出室内部に、前記分級ロー
タに固定され、前記分級ロータと一体的に回転して前記
粗粉排出室内部の粗粉を流動化させる粗粉排出用部材が
設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項１１
のいずれかに記載の微粉体製造システム。