JPS6372362A - 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ことがある気流式分級装置と
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；」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ｑ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
犬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効果は衝突する粉体の粒
径がｌＯμｍ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、
比較的処理量の大きな工業的規模の装置として対応可能
な構造をなしているものであるが、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他、従来
の装置では、旋回流タイプの分級機構でないため、混合
比の大小にかかわらず、粒径の大なる粉体の混入が避け
にくいという難がある。

（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微粉を効率よく分級、
取出しすることに通した構造を有する粉砕機を提供する
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
で概ね長円形状の内部空間を区画する外壁と、この内部
空間の略中央部に配置した中央隔壁ブロックとにより、
該内部空間の長袖方向一端側位置に、粉体を旋回流動さ
せる円形空所型の分級ゾーンを形成させ、上記外壁の内
面に沿う通路状の気相流動路を、該分級ゾーンから上記
長円形状内部空間の長軸方向他端側を廻るように形成さ
せると共に、該通路状の気相流動路の長袖方向他端側の
部分は粉砕ゾーンとして、該部分に粉体粉砕用のジェッ
ト気流を気相流動方向に沿って噴出するノズル装置を設
け、更に上記分級ゾーンの略中央には、粉砕微粉を気相
流動により外部に導出させる取出し口を設けた粉砕機で
あって、上記分級ゾーンから粉砕ゾーンに至る気相流動
路、及び粉砕ゾーンから分級ゾーンに至る気相流動路、
のそれぞれの上流位置には、流動方向に沿って粉体流動
性を増幅させる気流吹込装置を配置した構成をなすとこ
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、分級ゾーン
においては大小の粒径のものが混在する粉０体中から小
なる粉体を分別して取出す、他方、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る、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場合には、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ことが重要となる。また粉砕ゾ
ーンにおいては、粉体の流動性を抑制してジェット気流
による粉砕機会を大きくする、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
からの影響を受けることなく、又粉砕ゾーンへの悪影響
を与えることなく、粉体旋回型に構成された分級ゾーン
においての粉体の流動性を高める手段を設けるという本
発明の必須の構成と共に、粉砕ゾーンでの粉体流動性を
抑制する流動抵抗手段を併せ設けることが好ましい実施
態様として採用される。粉砕ゾーンにおける粉体流動性
を抑制する抵抗手段としては、例えば、粉砕ゾーンにお
いて気相流動に直交する方向に気流を吹込む、あるいは
構造的な絞り機構を設ける等によって堰として機能する
もの手段が好ましく採用される場合が多い。

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、投入方向を定めることかできるが、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
気相流動路の上流位置に設けた気流吹込み装置を、粉体
吹込み装置に兼用させることが好ましい。

なお本発明において、粉体の粉砕１分級の各ゾーンを内
包する内部空間は、これら各ゾーンの相互の影響を隔絶
させる目的から概ね長円形に形成させるものとしている
が、これは厳密な意味での長円形を必要とするものでは
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に 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（以下阜に外壁５という）と、隔壁底板１３と、蓋
体１０とによって外部から気密的に封止されている。１
１゜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と分級ゾー
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。すなわち４ａは分
級ゾーン３から粉砕ゾーン２に至る気相流動路をなし、
４Ｃは上記粉砕ゾーン２から分級ゾーン３に至る気相流
動路をなしている。

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っている。

また本例の粉砕機における粉体の投入機構は、第１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４
０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、ｉ体ｌＯ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内部通路を通って内部空間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に対して気相
の流動方向に沿って噴出される。この際の粉体吹込みの
気流が、分級ゾーン３を旋回する粉体に対しての分級性
能の向上作用をもたらす効果もある。

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４ｂ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ζＯＩ＋１〜Ｆ＋ｎＡＭ　　塙宜罷中ｎ闇嘔ル枳い
て板壁６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５Ｑａ〜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。

そして本例では、上記第１〜第４のジェット気流噴出ノ
ルズ５０ａ〜５０ｄとは別に、第２及び第３のノルズ５
０ｂ、５０ｃの間に気相流動路４ｂを挟んで対向配置さ
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た第５及び第６のジェッ
ト気流噴出ノルズ５０ｅ、５０ｆが設けられている。こ
れら第５及び第６のジェット気流噴出ノルズ５０ｅ、５
０ｆ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、上記他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。

この該第５及び第６のジェット気流噴出ノルズ５０ｅ、
５０ｆは、気流の噴出によって一種の堰（以下気流堰と
いう）を粉砕ゾーンである気相流動路４ｂ内に生じさせ
、粉体の流動性を抑制させて、該ノルズ５０ｅ、５Ｑｆ
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５０ａ、５０ｂ側）での粉体の滞留時間を長くシ、こ
のことによってノルズ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を図
り、粉砕効率の向上を達成する。

上記ノルズ５０ｅ、５０ｆからの気流噴出により形成さ
れる気流堰の下流側では、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を与え、また特にジェット気流噴
出ノルズ５０ｄは、粉砕ゾーンにおいて気流堰により抑
制された粉体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を与え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１０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。

３１は、通常後段に接続される気流式分級装置に連なる
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１０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
のものであり、特に本例では、かかる分級取出し機構を
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内面に沿フての分級に通した流動性が好
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、粉砕により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 本試験は、５０％平均径Ｄ　５ｏ−ｗ　３７．６μｍ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
．４　ｋｇ／　０ｍ２の圧縮空気を導入させることで、
全風量１．４８ｍ３７ｗ１ｎ　（ノズル径２ｍｍ、１本
当り風量０．２〜０．２８８ｍ３７ｗ１ｎ）として行な
った。ただしノズル５０ｅ、５０　ｆは閉塵して試験し
た。

粉体の処理量は、２．６ｋｇ／ｈ〜２５ｋｇ／ｈの間と
した。

その結果を第６図にＡ線にて示した。

比較例 上記実施例と同様の粉体を、ジェット・オー・マイザー
ミル０２０２型の装置に投入して試験を行ない、その結
果を第６図にＢ線にて示した。

この比較例で使用した粉砕機は、気相旋回流式の分級機
構でなく、通路状の内側の一部に微粉取出し口を開口さ
せた形式のものである。

第６図の結果から明らかなように、本発明の分ｉ＆機構
を有する粉砕機においては、粉体の分級効率が向上する
ことが分かる。

（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、特に１０μｍ程度
以下の粒径の粉砕粉体を工業的な規模で製造する場合に
、大粒径の粉体の混入が殆んどなく粒度の一定化した微
粉を好適に得ることが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１量れているという効果があり、その有用
性は極めて犬なるものがある。

【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１３：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：粉体供給ホツノヘー４３
：デイフユーザー ５０ａ〜５０ｆ：　ジェット気流噴出ノズル６０：気相
流動案内内壁 ６１；旋回流案内内壁 第２図 第３図 耕す卆品の（Ｏ％ネ」勺１立役○５ｏｉｙｎ手続補正書 特許庁長官外；＋ｌ　、ｉ：ｊ：央　殿１、事件の表示 昭和６１年特許顧第２）長久７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３（資）８、補正の内容　　別紙のとおり 補　　　　正　　　　書 第５図 （α）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）偏平で概ね長円形状の内部空間を区画する外壁と
   、この内部空間の略中央部に配置した中央隔壁ブロック
   とにより、該内部空間の長軸方向一端側位置に、粉体を
   旋回流動させる円形空所型の分級ゾーンを形成させ、上
   記外壁の内面に沿う通路状の気相流動路を、該分級ゾー
   ンから上記長円形状内部空間の長軸方向他端側を廻るよ
   うに形成させると共に、該通路状の気相流動路の長軸方
   向他端側の部分は粉砕ゾーンとして、該部分に粉体粉砕
   用のジェット気流を気相流動方向に沿って噴出するノズ
   ル装置を設け、更に上記分級ゾーンの略中央には、粉砕
   微粉を気相流動により外部に導出させる取出し口を設け
   た粉砕機であって、上記分級ゾーンから粉砕ゾーンに至
   る気相流動路、及び粉砕ゾーンから分級ゾーンに至る気
   相流動路、のそれぞれの上流位置には、流動方向に沿っ
   て粉体流動性を増幅させる気流吹込装置を配置したこと
   を特徴とするジェット気流式粉砕機
2. （２）上記分級ゾーンから粉砕ゾーンに至る気相流動路
   の上流位置に配置された気流吹込装置が、被粉砕処理用
   の粉体を上記内部空間に吹込む粉体吹込み装置を兼用し
   てい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