JPS6372361A - ジエツト気流式粉砕機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の利用分野） 本発明はジェット気流式粉砕機に関し、詳しくは、ジェ
ット気流を利用した粉体の粉砕、解砕、みがきに用いら
れるジェット気流式粉砕機に関するものである。

（発明の背景） 従来より、ジェット気流式粉砕機は、他の粉砕機に比べ
てメンテナンス及び操作性に優れているという利点を有
し、また後段に接続されるミに ことがある気相式分級装置とのマツチング性がよいこと
などから、近時においては広く利用されるようになって
きており、更に粉砕時において問題となるような発熱が
殆んどないという特徴から、耐熱性に劣る粉体（プラス
チック粉体等）の粉砕用としては特に有用とされている
。なおジェット気流式粉砕機は、狭義の意味での粉体の
粉砕の他、凝集した粉体の解砕、あるいは粉体表面に固
着した異物の除去にも用いられることがある。

このようなジェット気流式粉砕機としては、従来、例え
ば円形壁面の内面に沿って粉体を旋回流動させるように
、該円形壁面から内向き接線方向にジェット気流を噴出
するノズルを配置し、このジェット気流に粉体を巻込み
ながら粉体同志の衝突を行なわせるようにした形式のも
の（以下旋回流タイプという）、粉体を巻込むジェット
気流の噴出ノズルを内向きに対向させて該粉体の同志の
衝突力を高めるようにした形式のもの（以下粉砕ノズル
対向タイプという）、粉体を巻込むジェット気流を硬質
壁面等に吹き当てるようにした形式のもの（以下物体衝
突タイプという）、長円形に形成された気相流動路の内
部で粉体を気相流動させながら該気相流動路の壁面の一
部からジェット気流を噴出させ、このジェット気流に粉
体を巻込んで粉体同志の衝突による粉砕を行なわせるよ
うにした形式のもの（以下ジェット・オー・マイザータ
イプという）、等々のジェット気流式粉砕機が知られて
いる。

しかしながら、これら種々提案され、また実施に供され
てきているこの種の粉砕機にはいくつかの問題点が指摘
されて練る。

例えば、上記旋回流タイプの粉砕機は、極少量の粉砕処
理を行なうには適するが、旋回流中心部から粉砕微粒子
を取出すという粉体取出しのための機構（一般に分級機
構と称される）の構造から、処理量を多くすると粒径の
大なる粉体の相当量も同時に取出されてしまうという難
があり、工業的規模での粉砕機としての処理能力を与え
るには構造的に適さないという処理効率、装置スケール
の点で問題がある。上記粉砕ノズル対向タイプの粉砕機
では、ノズル対向による顕著なる効果は衝突する粉体の
粒径が１０μｍ程度以上までしか得られず、また上記物
体衝突タイプの粉砕機では、粉体衝突壁面の摩耗、該摩
耗に伴なうため、耐久性の点で難がある他、異物の混入
の問題がある。

更に上記ジェット・オー・マイザータイプの粉砕機は、
工業的規模の装置構成に対応可能な構造をなしているも
のであることから、分級機構の改良如何によっては、粒
径分布の一定化した粉砕粉体の取出しを効率よく行なえ
るようにした装置を提供し得る可能性があるが、得られ
る粉砕粉体の粒径があまり細かくならないという問題が
あるために、適用できる対象が限定されているという難
がある。

（発明の目的） 本発明は、以上の観点からなされたものであり、その目
的は、上述したような従来のジェット気流式粉砕機にお
ける種々の問題点を解消し、処理効率に優れていて、特
に１０μｍ程度以下の粒径の粉砕粉体を効率よく得るこ
とも可能な粉砕機を提供するところにある。

また本発明の他の目的は、構造が簡単かつ小型で、又操
作性にも優れた粉砕機を提供するところにある。

（発明の概要） 而して、かかる目的の実現のためになされた本発明より
なるジェット気流式粉砕機の特徴とするところは、偏平
で概ね長円形の内部空間を区画する隔壁の壁内面により
、粉体の長円形状の気相流動を案内するための案内面を
形成させ、該内部空間の長円形長軸方向の一端側位置に
は流動する粉体の粉砕ゾーンを設けると共に、該内部空
間の長袖方向の他端側には流動する粉体の分級ゾーンを
設け、更に上記粉砕ゾーンには、隔壁内面に沿って対向
形成させた内壁により粉体の気相流動路を形成させると
共に、該粉体の流動方向に沿った複数位置に、該粉体の
流動方向に近似して粉体巻込み粉砕用のジェット気流を
吹込みするノズルを配置した構造のジェット気流式粉砕
機であって、上記粉砕ゾーンにおいて粉体流動方向に隔
設配置されたジェット気流吹込み用の上記複数のノズル
間の少なくとも一カ所に、上記粉体の気相流動を抑制す
る流動抵抗手段を設けた構成をなすところにある。

本発明者等がかかる本発明を開発するに至ったのは次の
理由による。

すなわち、この種の気相流動する粉体を対象として粉砕
を行なうジェット気流式粉砕機においては、粉砕ゾーン
において粉体を大なる粉砕力でかつ効率よく粉砕させ、
他方、分級ゾーンにおいては大小の粒径のものが混在す
る粉体中から小なる粉体を分別して取出す、という二つ
の独立した機構部分のそれぞれで、望まれる要求を各々
好適に満足させることが良好な粉砕機を提供する上で求
められる。そしてこれを具体的な粉砕機に適用するには
、粉砕ゾーンにおいては、粉体の流動性を抑制して滞留
時間を可及的に長くし、他方、分級ゾーンにおいては粉
体の流動性を十分に与えて気相流動粉体の分級効果を高
める、という構成が好ましく採用されるということがで
き、かかる観点から上記本発明が提案されるに至ったの
である。

したがって、上記本発明の構成においては、粉砕ゾーン
での粉体流動性を抑制する流動抵抗手段を設けることと
共に、分級ゾーンにおいての粉体の流動性を高める手段
（以下流動性増幅手段という）を併せ設けることが好ま
しく採用され、このような流動性増幅手段としては、例
えば、概ね長円形の隔壁内の両端側に位置的に隔離して
配置された粉砕ゾーンと分級ゾーンとの間で、その一方
から他方への粉体の流動を促進、増幅させるように、気
流を吹込む等の手段が好ましく採用される場合が多い。

上記本発明の構成において、粉砕ゾーンでの粉体の流動
性を抑制する流動抵抗手段は、気相流動する粉体に対し
堰として機能するものとして構成されるものであり、具
体的には、例えば機械的、構造的な所謂流路制限（絞り
）手段を設ける、あるいは粉体を搬送する気相流に対し
て略直交する気流を吹込んで粉体に対する気相搬送力を
抑制、制限させる、等々の手段が好ましく採用される。

上記構成の粉砕機に被処理粉体を投入させるには、粉体
が概ね長円形に気相流動するのに適するように、その投
入位置、投入方向を定めればよく、一般的には分級ゾー
ンから粉砕ゾーンに向かって粉体を流動させる径路に粉
体投入口を設けることが好ましい場合が多いが、特にか
かる構成に限定されるものではない。

なお本発明において、粉体を粉砕し又分級させるために
流動させる内部空間を区画するケーシングは、上記粉砕
ゾーン及び分級ゾーンを隔設して配置する目的から概ね
長円形として形成させるものとしているが、これは厳密
な意味で長円形とするべきものでないことは言うまでも
ない。

（発明の実施例） 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一実施例のジェット気流式粉砕
機の構成概要を説明するためのものであり、図において
、１は粉体が気相流動される内部空間を示している。

この内部空間１は、図示の如く概ね水平で偏　。

平な長円形の空間として形成されていて、該長円形の空
間外郭を限定し、かつ粉体の流動路を形成するための気
相流動案内外壁５（以下単に外壁５という）と、隔壁底
板１３と、蓋体１ｏとによって外部から気密的に封止さ
れている。１１゜１２は該封止を保証するシールリング
である。

またこの内部空間１の内には、粉砕ゾーン２ト分級ソー
ン３を離間隔設させると共に、これら両者ゾーンの好適
な構成を形成させるのに利用される図示形状の中央隔壁
ブロック６が形成されていて、この中央隔壁ブロック６
が、粉砕ゾーン２においては、上記外壁５に沿って対向
形成された気相流動案内内壁６０により気相流動する粉
体の粉砕ゾーンにおける気相流動路４ｂを提供し、また
分級ゾーン３においては、旋回流によって微粉体の中央
部分からの取出しを行なうようにした本例分級機構のた
めの旋回流案内内壁６１を提供するように設けられてい
る。

また粉砕ゾーン２と分級ゾーン３との間は、上記外壁５
と中央隔壁ブロック６とで通路形状の気相流動路４ａ、
　４ｃを形成するようになっている。

上記のように外部から封止された内部空間の外側には、
該内部空間１とは隔壁底板１３．外壁５、中央隔壁ブロ
ック６により圧力的に隔離され、また外部に対しては圧
力室ケーシング１４により圧力的に隔離された圧縮空気
室７が設けられている。

この圧縮空気室７は、圧縮空気取入れ口２０に接続され
た圧縮空気導入管２１を介して図示しない外部の圧縮空
気源（例えばコンプレッサ等）に接続されていると共に
、後述するジェット気流噴出ノズル５０ａ〜５０ｅから
、上記内部空間１に対して圧縮空気を吹込むようになっ
ている。

またこの圧縮空気室７は、透孔９を介して上記中央隔壁
ブロック内圧縮空気室８にも接続されていて、上記と同
様に後述するジェット気流噴出ノズル５０ｆから上記内
部空間１に対して圧縮空気を吹込むようになフている。

また本例の粉砕機における粉体の投入機構は、’Ｊｉ１
図（ａ）、第２図及び第５図（ａ）により詳しく図示さ
れるように構成されている。すなわち分級ゾーン３から
気相流動路４ａに連なる位置に、外部端が圧縮空気室７
に臨みかつ内部端が気相流動路４ａに臨む粉体噴出ノズ
ル４０を設けると共に、この粉体噴出ノズル４０の中間
位置の上部を、蓋体１０の上部に取付けた粉体供給ホッ
パー４２の下端薄口４１に接続させ、圧縮空気が圧縮空
気室７から上記ノズル４０内部通路を通フて内部空間１
に吹出す際に、エジェクタ効果により同時に粉体を内部
空間１に吹出しさせるようになっている。なお４３は上
記ノズル４０内部の通路に嵌挿されたディフューザーで
ある。

上記ノズル４０によって、ホッパー４２からの粉体は第
１図（ａ）に示す如く気相流動路４ａの長尺方向に噴出
される。

なお１５は圧力室ケーシング１４を支持する脚であり、
脚１５を除く上記各構成部分は、一般的にはステンレス
等の鏡面仕上された材質の材料を用いて構成される。ま
た摩耗性の大きい粉体にはセラミックスも利用される。

第４図は、上記内部空間１において行なわれる粉体の流
れの概要を図解的に示したものであり、以下同図に示さ
れている粉砕ゾーン２及び分級ゾーン３の具体的構成に
つき説明する。

本例における粉砕ゾーン２の構成は、第１図（ａ）に示
す如く構成さ、れている、すなわち、円弧状に形成され
ている粉体搬送気体の通路である気相流動路４８〜４Ｃ
には、搬送気体と共に流動する粉体の流動方向に概ね近
似して、ジェット気流を吹込む第１〜第４のジェット気
流噴出ノルズ５Ｑａ〜Ｓｏｄが、適宜所定の間隔をおい
て外壁５に設けられ、これらの各ノズル５０ａ〜５０ｄ
は、外部端が上記圧縮空気室７に臨むと共に、内部端が
気相流動路４ｂ又は４ｃに臨むようになっていて、該ノ
ズル内部を通して圧縮空気室７から圧縮空気を気相流動
路４ｂ又は４Ｃに吹込むように設けられている。

これらのノズル５０ａ〜５０ｄには、上記粉体噴出ノズ
ル４０と同様に内部にディフューザーが嵌挿され、気流
の噴出速度を調整して、上記した方向への気流の噴出に
より、流動する粉体を巻込んでの粉体同志の衝突による
粉砕が好適に行　　゛なわれるようになっている。第５
図（ｂ）はこのジェット気流の噴出による粉体の巻込み
、衝突の状態を示している。

そして本例の特徴は、上記第１〜第４のジェット気流噴
出ノルズ５０ａ〜Ｓｏｄとは別に、第２及び第３のノル
ズ５０ｂ、５０ｃの間において、気相流動路４ｂを挾ん
で対向配置され、かつジェット気流の噴出方向が該気相
流動路４ｂに対して略直角な方向に設定されている、第
５及び第６のジェット気流噴出ノルズＳｏｅ、５０ｆが
設けられているところにある。

これら第５及び第６のジェット気流噴出ノルズ５０ｅ、
５０ｆの構造は、気相流動路４ｂに対する気流噴出方向
が異なる他は、上記能のノズルの構造と実質的に同じで
あり、圧縮空気室７からの圧縮空気を該気相流動路４ｂ
に吹込むようになっている。

したがって、該第５及び第６のジェット気流噴出ノルズ
ＳＯｅ、５０ｆからの気流の噴出が一種の堰（以下気流
基という）として作用することにより、気相流動する粉
体は、気相流動路４ｂにおいてその流動性に対しての抵
抗を受けることになって、該ノルズ５０ｅ、５０ｆから
の気流の噴出がない場合に比べて上流側位置（ノルズ５
０ａ、５０ｂ側）での粉体の滞留時間が長くなる。それ
故にノルズ５０ａ、５０ｂから噴出される気流による粉
体の巻込み、粉体同志の衝突機会の増大が得られ、粉砕
効率の向上が達成されることとなる。

上記気流基形成のための気流の噴出速度は、ノズル内の
ディフューザーを交換することで、あるいは独立した空
気源を持てば同じノズルでも圧力調整することで調整で
き、対象とする粉体の種類、ｌＡ理量によっても一定し
ないが、一般にノズル５０ｆの噴出空気量に対し１７３
〜３７２程度に設定するのが好ましい場合が多い。

上記ノルズ５０ｅ、５０ｆからの気流噴出により形成さ
れる気流基の下流側では、ジェット気流噴出ノルズ５０
ｃ、５０ｄからの気流噴出により、粉体に対するジェッ
ト気流による粉砕機会の付与と共に、抑制された気相の
流動性を再び増幅させて、分級ゾーンでの好ましい分級
性能が与えられるようになっている。

本例における分級ゾーン３の構成は、内部空間１に投入
されて、粉砕ゾーン２を経て該分級ゾーン３に導かれた
粉体を、外壁５及び旋回流案内内壁６１によって旋回流
動させながら、該分級ゾーン３の中央位置に形成させた
蓋体ｌＯの微粉取出し口３０から、空間内部の正圧によ
り該粉体取出し口３０から外部に抜ける気流にのせて、
微粉を外部に導出させるように設けられてなっている。

なお３１は、適宜後段する気流式分級機に連なる微粉取
出し管であり、微粉取出し管接続フランジ３２を介して
蓋体１ｏに接続固定されている。

上記旋回流方式による分級取出しの原理は、粉砕された
粉体のうちの小粒径の微粉を、気相流による搬送力と、
該粉体に作用する遠心力との関係で分別して取出す方式
のものとして従来知られているものであるが、本例は、
かかる原理の分級取出し機構を粉砕機に適用するに当り
、分級効率を高めるように、粉砕機のための構成を該原
理に都合よくマツチングさせているという特徴がある。

すなわち、本例の粉砕機においては、長円形の気相流動
路を形成している内部空間１において、その長円形の直
線部分をなしている気相流動路４ａ及び４ｃのそれぞれ
の上流端位置に、粉体の気相流動性を高めるように気流
を噴出するノズル（粉体噴出ノズル４０と第４のジェッ
ト気流噴出ノズル５０ｄ）を配置し、これにより粉体に
対しての外壁５内面に沿っての流動が好適に与えられる
ようにしているのである。

このような構成によれば、比較的大きな粒径の粉体（粗
粉）については、分級ゾーン３での　゛中央部に向かっ
た気相の流れよりも気相流動に伴なう遠心力が大きく作
用する結果として、該大きな粒径の粉体は再度粉砕ゾー
ン２側に流動するが、十分微粉化された小粒径の粉体に
ついては、上記遠心力よりも分級ゾーン３の中央部に向
かった気相の流れによる搬送力の作用の方が打勝って、
該微粉は微粉取出し口３０から外部に取出されることに
なるのである。第５図（Ｃ）はこの微粉が外部に流出す
る際に同時に外部に取出される状態を示している。

以上のような構成をなすジェット気流式粉砕機を用いて
試験した例につき示す。

実施例１．２ 本試験は、５０％平均径Ｄ　ｓｏ”　３７．８μｍの黒
鉛粉体を被粉砕対象原料として、圧縮空気室７には６．
０〜６．２　ｋｇ／ｃｍ２の圧縮空気を導入させること
で、全風量１．６〜１．４　Ｈａ３７ｗｉｎ　（ノズル
径２ｍｍ、１本当り風量０．２〜０．２２Ｎ＋＋＋３７
ｗ１ｎ）として行なった。

粉体の処理量は、　２．５ｋｇ／ｈから２５ｋｇハの間
とした。

なお実施例１においては全ノズル５０ａ〜５０ｆを開放
して気流の噴出を行なわせ、実施例２においては、第６
のノズル５０ｆを閉塞して他のノズルから気流の噴出を
行なわせた。

その結果を第６図に示した。図中Ａは実施例１を示し、
Ｂは実施例２を示している。

比較例１ 第５及び第６のノズルＳＯｅ、ＳＯｆを共に閉塞させて
、気流噴出による気流堰の形成を行なわなかった他は、
上記実施例１．２と同様にして試験を行ない、その結果
を第６図にＣ線によって示した。

第６図の結果より明らかなように、気流堰の形成により
粉体の粉砕効率が向上し、また同一粒径の粉体を粉砕製
造する場合には、本発明実施例において処理量が大幅に
増大することが分かる。

第７図及び第８図は、いずれも本発明の他の実施例を示
したものであり、第７図は気流堰を形成させるための対
向ノズルを２対（５０ｅ、５０ｆと５０ｇ、５０ｈ　）
設けた他は上記第１図の実施例と略同様の構成の粉砕機
を示している。

また、第８図に示した粉砕機は、上記粉体の気相流動の
抑制を、気流堰ではなく構造的な絞りによって与えるよ
うにした場合の例を示している。この第８図の例では、
第１図の対向ノズル５０ｅ、５０ｆの位置に、気相流動
路４ｂを狭く制限する一対の山型の絞りブロック５１．
５２を対向形成させて、気相流動粉体に対する堰として
の効果を作用させるようにしている。

このような構造的な堰の形状は、上記気流堰において観
察される粉体の流動状態を参考として、あるいは実験的
、経験的に選択して決定することができる。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明よりなるジェット気流式粉砕
機においては、従来のジェット気流式粉砕機における種
々の問題点を解消し、特に比較的小粒径の粉体を粉砕製
造する場合にも処理効率に優れていて工業的規模での実
施に十分対応することが可能となり、また従来は、特殊
で小量の処理能力の装置でしか得られなかった１０μｍ
程度以下の粒径の粉砕粉体を、十分工業的な規模で得る
ことを可能とした粉砕機を提供できるという効果がある
。

また本発明よりなる粉砕機は、構造が簡単かつ小型で、
又操作性にも優れているという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明よりなるジェット気流式粉砕機の
構成概要−例を示す一部を断面した平面図、第１図（ｂ
）は同装置の縦断正面図、第２図は同装置の外観を示す
正面図、第３図は同装置の外観を示す平面図、第４図は
同装置における粉体の流れの概要を説明する図、第５図
（ａ）〜（Ｃ）は同装置における部分の粉体の流れを示
した一部断面図、第６図は同装置を用いて行なった試験
結果を示した特性図、第７図及び第８図はそれぞれ本発
明の他の実施例のジェット気流粉砕機の構成概要を示す
一部断面を含む部分平面図である。 １：気相流動内部空間 ２：粉砕ゾーン　　　３：分級ゾーン ４ａ、　４ｂ、　４ｃ：気相流動路 ５；気相流動案内外壁 ６：中央隔壁ブロック ７：圧縮空気室 ８：中央隔壁ブロック内圧縮空気室 ９：透孔　　　　　　１０：蓋体 １１：シールリング　　１２：シールリングｌ３：隔壁
底板　　　　１４：圧力室ケーシング１５；脚 ２０：圧縮空気取入れ口 ２１：圧縮空気導入管 ３０：微粉取出し口　　３１：微粉取出し管３２：微粉
取出し管接続フランジ ４０：粉体噴出ノズル ４１：下端薄口　　　　４２：粉体供給ホッパー４３：
ディフューザー ５０ａ〜５０ｈニジエツト気流噴出ノズル５１．５２：
絞りブロック ６０：気相流動案内内壁 ６１：旋回流案内内壁 第２図 箱３図 Ｘづ１　イ本　ｍ　　王里ｔ　　（Ｋ？／ｈ）／　＜”
’／ｍｉｎ’）第７図 第８図 手続補正書 昭和２ユ年３月２７日 特許庁長官号・・用ツ！：夫　殿　　　　　１ｊｌＵ１
、事件の表示 昭和Ａ／年特許願第）／ケ３グＺ号 ３、補正をする者 事件との関係　　出　願　人 住　所　　東京都千代田区丸の内２丁目６番２号丸の内
へ重洲ビル３３０、　　　　− ８、補正の内容　　別紙のとおり 補　　　　正　　　　書 本願明細書および図面中下記事項を神正いたします。 記 １、第１６頁３行目に 「噴出速度は、」とあるを 「噴出空気量は、」と訂正する。 ２第１６頁８行目に 「噴出空気量に対し」とあるを 「噴出空気量は、５０ａのそれに対し」と訂正する。 ３、図面中「第５図（ａ）」を別紙の如く訂正する。 第５図 ＜ａ＞

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）偏平で概ね長円形の内部空間を区画する隔壁の壁
   内面により、粉体の長円形状の気相流動を案内するため
   の案内面を形成させ、該内部空間の長円形長軸方向の一
   端側位置には流動する粉体の粉砕ゾーンを設けると共に
   、該内部空間の長軸方向の他端側には流動する粉体の分
   級ゾーンを設け、更に上記粉砕ゾーンには、隔壁内面に
   沿って対向形成させた内壁により粉体の気相流動路を形
   成させると共に、該粉体の流動方向に沿った複数位置に
   、該粉体の流動方向に近似して粉体巻込み粉砕用のジェ
   ット気流を吹込みするノズルを配置した構造のジェット
   気流式粉砕機であって、上記粉砕ゾーンおいて粉体流動
   方向に隔設配置されたジェット気流吹込み用の上記複数
   のノズル間の少なくとも一ヵ所に、上記粉体の気相流動
   を抑制する流動抵抗手段を設けたことを特徴とするジェ
   ット気流式粉砕機
2. （２）上記流動抵抗手段が、上記気相流動路に対し概ね
   直交した方向に気流を吹込む気流吹込み装置であること
   を特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のジェット
   気流式粉砕機
3. （３）上記流動抵抗手段が、上記気相流動路を狭く制限
   する絞り機構で、あることを特徴とする特許請求の範囲
   第（１）項記載のジェット気流式粉砕機