KR102083070B1 - 매체순환형 분쇄기 - Google Patents

Abstract

[과제]
일본국 특허공개 공보 특개 2014-18797호에서 제안된 매체순환형 분쇄기보다 간단한 구조에 의해서 분쇄매체의 분리도 양호한 매체순환형 분쇄기를 제공한다.
[해결 수단]
본 발명의 매체순환형 분쇄기는, 분쇄식의 하부로서, 당해 분쇄실의 축심과 거의 동축의 회전축을 가지는 교반부재, 당해 교반부재의 외주부 또는 당해 외주부에서 반경방향으로 소정 거리 떨어진 위치에서 위쪽으로 높게 뻗으며, 상기 분쇄실 내부를 반경방향으로 분할하여, 분쇄실 안쪽 부분과 환상의 분쇄실 바깥쪽 부분을 구성하는 환상 격벽, 상기 단부판의 아랫면 중앙에, 아래 방향으로 형성되어, 상기 교반부재의 작용에 의해, 상기 분쇄실 바깥쪽 부분을 상승하여 오는 원료 슬러리와 분쇄매체의 혼합물을 하향 유동으로 변경시켜서, 상기 분쇄실 안쪽 부분으로 향하는 매체안내부재, 및 이 매체안내부재의 하부에 형성된 매체분리부재, 및 상기 매체안내부재 내부에 형성되어, 상기 매체안내부재의 내부와 연통하고, 당해 매체 분리부재에 의해 상기 분쇄·분산매체가 분리된 제품 슬러리를 외부로 배출하기 위한 제품 슬러리 배출부를 구비하며, 상기 분쇄매체를, 상기 분쇄실 안쪽 부분과 분쇄실 바깥쪽 부분의 사이에서 순환시켜, 이 순환하는 분쇄매체에 의하여, 원료 슬러리 중의 원료를 분쇄하도록 하는 것을 특징으로 하는 매체순환형 분쇄기.

Description

매체순환형 분쇄기

본 발명은, 매체순환형 분쇄기에 관한 것이다. 본 발명의 매체순환형 분쇄기는, 잉크, 도료, 안료, 세라믹, 금속, 무기물, 유전체, 페라이트, 토너, 유리, 제지용 코팅 컬러, 그 외, 나노입자 등의 원료를 비즈형상 분쇄ㆍ분산매체와 혼합하여 미세입자로 분쇄 또는 분산하기 위한 사용에 특히 적합하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

매체순환형 분쇄기로서는, 일본국 특허공개 특개2005-199125호 공보에서 제안된 매체 교반 밀이 알려져 있다.

상기 일본국 특허공개 특개2005-199125호 공보에서 제안된 매체 교반 밀은, 상부를 폐쇄하는 단부판(端板)을 가지고, 내부에 분쇄매체를 수용하는 분쇄실이 형성되는 분쇄탱크와, 당해 분쇄탱크에 회전 가능하게 형성된 회전축과, 당해 회전축의 상기 분쇄실 내에 위치하는 부분에 형성되어, 회전축과 일체적으로 회전 가능한 교반분리부재를 구비한 매체 교반 밀로서, 상기 분쇄실의 내벽 면과 상기 교반부재의 외주면과를 서로 합치하는 형상으로 형성함과 동시에, 상기 교반분리부재의 외주면에서 교반부재의 중심부에 관통하고, 그 부분으로부터 상기 회전축의 중심부를 관통하여 상기 분쇄실 밖으로 연통하는 분리배출로와, 상기 교반부재의 윗면, 아랫면 사이를 상기 회전축의 축선 방향으로 관통하여, 상기 분쇄실 내의 상부와 하부와의 사이를 상호 연통하는 압력 완화구멍을 형성한 것을 특징으로 하는 것이다.

그러나, 상기와 같은 구조의 매체 교반 밀에 있어서는, 원심력이 최대가 되는 최대경부에 분쇄매체가 밀집되기 쉽고, 국소적이 되어, 분산력, 분쇄력이 장소에 따라서 제각각이 되어, 그 차가 크다. 이로 인하여, 원료의 분산, 분쇄가 균일하게 실행되지 않고, 고품질의 제품을 얻는 것이 곤란하다고 하는 문제가 있다.

그래서, 본원 출원인은, 일본국 특허출원 2009-103529호(일본국 특허공개 특개2010-253339호)에서, 양질의 분쇄, 분산 작용에 의해, 고품질의 제품을 얻을 수 있는 매체순환형 분쇄기를 제안했다.

이 특허 출원에서 제안된 매체순환형 분쇄기는, 비즈형상 분쇄매체를 수용 한 수형(竪型) 원통형의 분쇄실을 가지는 분쇄용기, 이 분쇄용기에 형성된 원료 슬러리(slurry) 공급구, 상기 분쇄실의 하부로서, 상기 분쇄실의 축심과 거의 동축의 회전축을 가지는 교반부재 및 상기 분쇄실 내이며, 상기 교반부재의 위쪽에 형성된 매체분리부재를 구비한 매체순환형 분쇄기에 있어서, 상기 분쇄실 아래쪽 부분을 반경 방향으로 분할하고, 분쇄실 아래쪽 부분 안쪽 부분과 환상(環狀)의 분쇄실 아래쪽 부분 바깥쪽 부분을 구성하는 안내환(案內環)을 배치하여, 상기 분쇄실 아래쪽 부분 바깥쪽 부분을 분쇄매체와 원료 슬러리의 혼합물의 상승통로로 한 것을 특징으로 하는 것이다.

이러한 일본국 특허출원 2009-103529호에서 제안된 매체순환형 분쇄기에 있어서는, 상기한 바와 같이, 분쇄실 내에 안내환을 설치함으로써, 분쇄매체 및 원료 슬러리 혼합물이, 원주방향으로 이동하는 유동(流動), 즉 1차 유동과, 분쇄실의 반경방향 바깥쪽으로 분쇄용기의 내벽을 향해서 이동하여, 계속해서 안내환과 분쇄용기의 사이의 상승통로를 상승하고, 이어서 중앙부로부터 안내환의 내부를 통해서 하강하여 교반부재로 되돌아오는 운동을 규칙적으로 반복할 수 있는 유동, 즉, 2차 유동과의 혼합 유동, 즉, 나선류로 할 수 있으므로, 분쇄실에 대한 비즈의 용적 비율이 적어도 분쇄매체의 편석이 어느 정도 억제되어, 분쇄ㆍ분산 효율을 향상할 수 있다.

그러나, 이 특허 출원에서 제안된 매체순환형 분쇄기로 형성되는 나선류는, 그 2차 유동이 약하고, 불안정하며, 힘이 원심력에 의한 편석이 있기도 하여, 나선 류에서의 분쇄매체의 편석이 발생되어, 분쇄가 균일하지 않고, 에너지 효율이 별로 좋지 않다는 문제가 있었다.

그래서, 본원 출원인은, 일본국 특허공개 특개 2014-18797호에서, 분쇄매체와 원료 슬러리의 혼합물에, 원심력에 의한 힘의 편석이 없으며, 균일화되고, 안정된 나선류를 발생시켜, 이로써, 분쇄ㆍ분산을 에너지 효율적이고 또한 균일하게 행할 수 있는 매체순환형 분쇄기를 제안하였다.

상기 일본국 특허공개 특개 2014-18797호에서 제안된 매체순환형 분쇄기는, 상부를 폐쇄하는 단부판을 가지고, 비즈형상 분쇄매체를 수용한 수형(竪型) 원통형의 분쇄실을 가지는 분쇄용기, 이 분쇄용기에 형성된 원료 슬러리(slurry) 공급구, 상기 분쇄실의 하부로서, 상기 분쇄실의 축심과 거의 동축(同軸)인 회전축을 가지는 교반부재, 및 상기 분쇄실 내로서, 상기 교반부재의 위쪽에 형성된 매체 분리부재를 구비한 매체순환형 분쇄기에 있어서, 상기 분쇄실 아래쪽 부분을 반경방향으로 분할하고, 분쇄실 아래쪽 부분 안쪽 부분과 환상의 분쇄실 아래쪽 부분의 바깥쪽의 부분을 구성하는 안내환을 배치하고, 원료 슬러리와 분쇄 메체의 혼합물의 유동을, 분쇄실의 원주방향에 1차 유동과, 상기 안내환을 중심으로 하여, 상기 분쇄실 아래쪽 부분의 바깥쪽 부분을 상승통로로 하고, 분쇄실 아래쪽 부분의 안쪽 부분을 하강통로로 하는 순환 유로를 흐르는 2차 유동이 혼합된 나선류로 함과 동시에, 분쇄실 내에, 이 나선류의 1차 유동을 억제하는 한편, 2차 유동을 강화하여 상기 나선류를 안정화하는 회전 유동 억제 수단을 형성하며, 이 회전 유동 억제 수단이 열십자(十) 형상으로서, 상기 안내환 내부에 형성되고, 이 회전 유동 억제 수단이 형성된 안내환이 상기 교반부재의 위쪽에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이상의 매체순환형 분쇄기에 의하면, 분쇄매체와 원료 슬러리 혼합물의 나선류를, 이 나선류의 분쇄실 원주방향의 회전 유동, 즉, 1차 유동을 억제하는 한편, 그 2차 유동(안내환을 중심으로 하는 순환류)을 강화하며, 이로써, 상기 나선류를 안정화시키고, 유동 중의 분쇄매체의 분포의 균일화를 도모하여, 에너지 효율이 좋은 분쇄ㆍ분산에 최적인 고빈도 전단 유동으로 할 수 있다.

[특허 문헌 1] 일본국 특허공보 특개 2005-199125호 공보 [특허 문헌 2] 일본국 특허공보 특개 2010-253339호 공보 [특허 문헌 3] 일본국 특허공보 특개 2014-18797호 공보

본 발명은, 일본국 특허공보 특개 2014-18797호에서 제안된 매체순환형 분쇄기 보다 간단한 구조에 의해서 분쇄매체의 분리도 양호한 매체순환형 분쇄기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 과제는, 아래 (1)~(10) 구조의 본 발명의 매체순환형 분쇄기에 의하여 달성된다.

(1)

상부를 폐쇄하는 단부판을 가지며, 비즈형상 분쇄매체를 수용한 수형 원통형의 분쇄실을 가지는 분쇄용기, 이 분쇄용기에 형성된 원료 슬러리 공급구, 상기 분쇄실의 하부로서, 상기 분쇄실의 축심과 거의 동축의 회전축을 가지는 교반부재, 상기 교반부재의 외주부 또는 당해 외주부에서 반경방향으로 소정 거리 떨어진 위치에서 위쪽으로 높게 뻗어서, 상기 분쇄실 내부를 반경 방향으로 분할하여, 분쇄실 안쪽 부분과 환상의 분쇄실 바깥쪽 부분을 구성하는 환상 격벽, 상기 단부판의 아랫면 중앙에, 아래쪽을 향하여 형성되어, 상기 교반부재의 작용에 의하여, 상기 분쇄실 바깥쪽 부분을 상승하여 오는 원료 슬러리와 분쇄매체의 혼합물을 아래쪽을 향하는 유동으로 변경하여, 상기 분쇄실 안쪽 부분으로 향하는 매체안내부재 및, 이 매체안내부재의 하부에 형성된 매체 분리부재, 및 상기 매체안내부재 내부에 형성되어, 상기 매체 분리부재의 내부와 연통하고, 상기 매체분리부재에 의해 상기 분쇄·분산매체가 분리된 제품 슬러리를 외부로 배출하기 위한 제품 슬러리 배출부를 구비하며, 상기 분쇄매체를, 상기 분쇄실 안쪽 부분과 분쇄실 바깥쪽 부분 사이에서 순환시켜, 이 순환하는 분쇄매체에 의하여, 원료 슬러리 중의 원료를 분쇄하도록 한 것을 특징으로 하는 매체순환형 분쇄기.

（２）

상기 교반부재의 허브 부분을 상기 매체안내부재의 아랫면 근방까지 뻗게 하고, 상기 허브 부분의 윗면과 상기 매체안내부재의 아랫면 사이에 미세한 틈새를 형성하며, 상기 매체분리부재가, 이 틈새에 의해 형성된 갭 세퍼레이터인 상기 (1)의 매체순환형 분쇄기.

（３）

위의 매체분리부재가, 상기 매체안내부재의 하부에 형성된 스크린 세퍼레이터인 상기 (2)의 매체순환형 분쇄기.

(4) 상기 매체안내부재가, 아래쪽 방향으로 끝이 가느다란 원뿔대 형상의 안내부재로서 구성되어 있는 상기 (1)~(3) 중의 어느 하나의 매체순환형 분쇄기.

(5) 상기 매체안내부재의 하단부가, 상기 환상 격벽 내부의 분쇄실 안쪽 부분의 공간 내에 들어있는 상기 (1)~(4) 중의 어느 하나의 매체순환형 분쇄기.

(6) 상기 매체안내부재의 내부 및/또는 환상 격벽의 내부에 냉각수를 통수시킬 수 있는 구조로 한 상기 (1)~(5) 중의 어느 하나의 매체순환형 분쇄기.

(7) 상기 환상 격벽의 높이가, 상기 분쇄실의 높이의 3/5~4/5로 설정된 상기 (1)~(6) 중의 어느 하나의 매체순환형 분쇄기.

(8) 상기 분쇄매체의 직경이 0.2~2.0mm인 상기 (1)~(3) 중의 어느 하나의 매체순환형 분쇄기.

(9) 상기 환상 격벽이, 수지제인 상기 (1)~(8) 중의 어느 하나의 매체순환형 분쇄기.

(10) 상기 환상 격벽이, 세라믹제인 상기 (1)~(8) 중의 어느 하나의 매체순환형 분쇄기.

본 발명의 매체순환형 분쇄기가 가지는 매체안내부재가 없는 경우에는, 교반실의 상부에, 분쇄매체가 다수 체류하여, 매체분리부재의 능력이 충분하게 발휘되지 않지만, 본 발명의 매체순환형 분쇄기에 있어서는, 매체안내부재의 아래에 매체분리부재를 형성함으로써, 이 매체안내부재에 의해서 아래쪽을 향하는 유동이 강하게 된 순환류에 실려와서, 매체안내부재의 아래에 있는 매체분리부재 부근의 분쇄매체가 감소하고, 매체분리부재 부근에 분쇄매체가 접근하기 어렵게 되기 때문에, 매체분리부재의 기능이 충분히 발휘될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 의한 매체순환형 분쇄기를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 매체순환형 분쇄기의 수평 단면도이다. 또한, 이 도면에 있어서는, 분쇄용기와 환상 격벽만을 표시하고 있다.
도 3은 매체분리부재로서 다른 구조의 것을 구비한 매체순환형 분쇄기의 단면도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시형태에 의한 매체순환형 분쇄기에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 의한 매체순환형 분쇄기(10)를 나타내는 것 이며, 이 매체순환형 분쇄기(10)는, 상부를 폐쇄하는 단부판(12a)을 가지는 수형 원통형의 분쇄용기(12)를 구비하고 있다. 이 분쇄용기(12)는, 내부에 원기둥형상의 분쇄실(14)을 구비하고 있으며, 이 분쇄실(14) 내에 슬러리 형상의 원료를 도입하기 위한 원료 슬러리 공급구(16)를 가지고 있다.

상기 분쇄용기(12)의 분쇄실(14)의 내부 하부 중앙에는, 당해 분쇄실의 축심과 거의 동축의 회전축을 가지는 교반부재(22)가 회전가능하게 배치되어 있다. 교반부재(22)는, 임펠러이며, 예를 들면, 보스(22a)의 주위에 고정된 복수의 날개(22b)로 구성 되어 있다.

상기 교반부재(22)에는, 상단부가 이 교반부재(22)의 허브(22a)에 장착되고, 그곳으로부터 분쇄용기(12)를 축방향 아래쪽으로 관통하여 뻗은 교반부재 구동축인 회전구동축(24)이 고정되어 있다. 이 회전구동축(24)은, 그 아래쪽 단부가, 도시되지 않은 주지의 구동기구를 개재하여 구동원에 접속되어 있으며, 도면에서 화살표로 나타내는 방향으로 회전구동된다. 이 회전구동축(24)의 회전축(회전 축선)은 분쇄실(14)의 중심축을 통과하는 것이 것이 바람직하다.　또한, 상기 회전구동 축(24)에는, 축봉(매카니컬 실(seal) 등)이 형성되어 있다.

상기 교반부재(22)는, 상기 설명한 원심날개 이외에, 사류날개 구조이어도 된다.

매체순환형 분쇄기에 있어서 주지된 바와 같이, 분쇄용기(12)의 내부에는, 비즈 형상의 분쇄매체(30)(또한, 도면에 있어서는 매우 확대하여 도시하였음)가 수납되어 있다. 이 분쇄매체(30)는, 그 직경이 0.2∼2mm의 것을 이용할 수 있다. 이 분쇄매체의 총용적은, 분쇄실의 용적의 30%~80%이다.

상기 단부판(12a)의 아랫면에는, 상승하는 원료 슬러리와 분쇄매체(30)의 혼합물 유동(f)을, 하향으로 변경할 수 있는, 매체안내부재(31)가 형성되어 있다(도 2 참조). 이 매체안내부재(31)는, 상기 단부판(12a)의 아랫면 중앙부에 배치되고, 통형상의 내부 공간(31a)을 가지는 아래쪽을 향하여 끝이 가느다란 원뿔대형상의 부재에 의하여 구성되어 있으며, 당해 원뿔대형상의 부재의 외주면이, 상기 교반부재의 작용에 의하여, 상승하는 원료 슬러리와 비즈형상 분쇄·분산매체의 혼합물을 하향 유동으로 변경할 수 있는 안내부재로서 구성되어 있다.

상기 매체안내부재(31)의 비스듬한 면이, 윗면(넓은 쪽의 면)을 이루는 각 α는, 45°∼90°가 바람직하다.

상기 매체안내부재(31)의 하부에는, 원료 슬러리 내에 분산된 매체(30)를 당해 원료에서 분리하기 위한 매체분리부재(32)가 형성되어 있다. 상기 교반부재(22)의 허브(22a)를 도 1에 도시한 바와 같이 위쪽으로 신장시켜서, 그 신장 부분을 분리부재 구성부재(22c)로 하고, 그 원형 윗면(22d)과 상기 매체안내부재(31)의 원형 아랫면(31b) 사이에 미세한 틈새(간격)를 구성하여 이루어진 매체안내부재이며, 갭 세퍼레이터이다. 상기 틈새의 폭(e)은 분쇄매체의 지름의 1/3 정도인 것이 바람직하다. 이 갭 세퍼레이터는, 간단한 구조이며, 저렴한 비용으로 구성할 수 있다.

상기 매체분리부재(32)의 반경은, 매체안내부재(31)의 아랫면의 반지름보다 작은 것이 바람직하다. 매체안내부재(31)의 사면을 따라서 흘러 내려가는 분쇄매체(30)의 많은 부분이, 매체분리부재(32)에 접근하지 않도록 하여, 매체분리부재의 매체의 분리 성능을 양호하게 하기 때문이다.

상기 매체안내부재(31)의 통형상의 내부 공간(31a)에는, 상하로 밀폐되어, 상기 통형상의 내부 공간(31a)의 내경 보다 작은 외경의 통형상인 배출노즐형성부재(34)가 끼워져 삽입되어 있으며, 이 배출 노즐형성부재(34)의 외주와 매체안내부재(31)의 내주의 사이에서, 상기 매체분리부재(32)에 의해 분쇄매체(30)가 분리된 제품 슬러리를 장치 외부로 배출하는 배출 노즐(36)처럼 되어 있다.

상기 분쇄실(14) 내에는, 상기 교반부재(32)의 날개(22b)의 외주부 또는 당해 외주부로부터 반경방향으로 소정 거리 떨어진 위치에서 위쪽으로 소정 길이 높게 뻗은 환상 격벽(50)이 배치되어 있다. 이 환상 격벽(50)은, 내주 환상판(52), 그 외주 방향으로 간격을 두고 떨어진 외주 환상판(54), 아랫변을 구성하는 환상의 하환판(下環板)(56) 및 윗변을 구성하는 상환판(上環板)(58)으로 구성되어 있으며, 내부는 액밀로 되어 있다.

상기 환상 격벽(50)의 높이는, 분쇄실(14)의 높이의 3/5~4/5인 것이 바람직하다.

상기 매체안내부재(31)의 하단부는, 상기 환상 격벽 내부의 분쇄실 안쪽 부분의 공간 안으로 들어가 있는 것이 바람직하다.

이 환상 격벽(50)은, 상기 분쇄실(14)의 소정 부분을 반경방향으로 분할하여, 분쇄실 안쪽 부분(14a)과 환상의 분쇄실 바깥쪽 부분(14b)을 구성한다. 상기 분쇄실 안쪽 부분(14a)은, 분쇄매체와 원료 슬러리의 혼합물의 하강 통로의 기능을 달성하고, 분쇄실 바깥쪽 부분(14b)은, 분쇄매체와 원료 슬러리의 혼합물의 상승 통로의 기능을 달성한다. 따라서, 분쇄매체와 원료 슬러리의 혼합물의 유동(f)은, 분쇄실(14)에 있어서, 원주방향으로 이동하는 유동, 즉 1차 유동과, 분쇄실의 반경방향 바깥쪽으로 분쇄용기의 내벽을 향하여 이동하며, 계속해서 환상 격벽과 분쇄 용기의 사이의 상승 통로를 상승하고, 이어서 중앙부로부터 상기 매체안내부재(31)의 작용에 의하여 하강류가 되어, 환상 격벽의 내부를 통해서 하강하여 교반부재로 되돌아가는 운동을 규칙적으로 반복할 수 있는 유동, 즉, 2차 유동과의 혼합 유동, 나선류가 된다. 또한, 이 나선류에는, 그 2차 유동이 약하고, 불안정하다는 문제점이 있기 때문에, 도 1에 도시한 바와 같이, 매체안내부재(31)의 하부와 환상 격벽(50)의 상부와의 사이에, 수직 방향으로 뻗은 정류 블레이드(整流翼)(60)를 형성하고, 상기 2차 유동을 강화·안정시킴과 동시에, 제1차 유동을 억제하는 것이 바람직하다. 이 정류 블레이드(60)를 형성함으로써, 원료 슬러리와 비즈형상 분쇄매체의 혼합물의 하향 유동에 의해, 분쇄실(14) 내에서 자유롭게 유동하는 매체를 극력 규제함으로써, 매체분리부재(32)의 주위의 매체의 농도를 낮추거나, 매체분리부재에 비상하는 매체를 제한하여, 매체분리부재의 분리 능력을 더욱 향상시킨다. 또한, 2차 유동을 강화하여, 안정된 나선류로 함으로써, 이 유동 중에 있는 분쇄매체의 분포를 균일화함과 동시에 원심력에 의한 힘의 편석을 없게 하여, 분쇄매체 사이에 활발한 전단력을 발생시켜서, 분쇄매체의 기능을 더욱 향상시킬 수 있다.

상기 환상 격벽의 외주벽과 분쇄용기의 내주벽 사이의 간격은, 10~50mm인 것이 바람직하다. 상기 간격이, 상기 하한 미만이면, 비즈의 움직임을 지나치게 구속하고, 상한을 초과하면, 자유도가 지나치게 증가한다.

분쇄용기(12)의 외주에는, 냉매체(냉각수)를 통과시키도록 하기 위한 재킷(도시하지 않음)이 형성되어 있으며, 분쇄실(14) 내를 냉각 가능하게 하고 있다. 이 재킷에는, 아래쪽 부분에 냉각수를 도입하기 위한 냉각수 입구, 위쪽 부분에 냉각수를 배출하기 위한 냉각수 출구(46)가 형성되어 있다.

상기 환상 격벽(50)은, 상기 설명한 구조이기 때문에 환상의 공간을 가지고, 상기 분쇄 용기에 장착된 복수의 파이프(62)에 의하여 지지되며, 상기 파이브(62)를 이용하여 상기 환상 공간에 냉각수의 통수 배수가 가능한 구조이다. 따라서, 본 실시형태에서는, 원료 슬러리를 분쇄용기(12) 내부로부터도 냉각할 수 있다.

상기 파이브(62)는, 도시한 바와 같이 분쇄 용기(12)의 위쪽에서 뻗어, 하단부에서 상기 안내환(50)을 지지하고 있는 것이 바람직하다.

또한, 매체안내부재(31)에 내부 공간을 형성하고, 이 공간에 냉각수를 통수함으로써, 순환하는 원료 슬러리 및 공급되어 온 원료 슬러리를 냉각할 수 있다.

나아가 또한, 상기 배출 노즐 형성 부재(34)의 내부 공간에 냉각수를 통수시키면, 상기 매체안내부재(31)에 통수되는 냉각수와 함께, 배출 노즐(36) 내를 유동하는 슬러리를 냉각할 수 있다.

장치로부터 배출된 슬러리는, 냉각할 필요가 있으며, 이 때문에, 종래는, 순환 경로에 열 교환기 등을 형성했지만, 상기의 구조로 하면, 상기 열 교환기가 불필요하게 되거나, 혹은 간략화할 수 있으며, 큰 폭으로 비용을 저감할 수 있다.

분쇄용기(12)는, 상기 단부판(12a)을 떼어 냄으로써, 분쇄용기(12)를 열어, 용이하게 유지 보수가 가능하도록 되어 있다.

본 발명의 매체순환형 분쇄기에 있어서는, 상기 교반부재(22)는, 주속 4~40m/s의 범위의 회전 속도로 구동이 가능하다.

상기한 실시형태에서는, 매체분리부재로서 갭 세퍼레이터를 이용하였지만, 도 3에 도시한 바와 같이 스크린 식의 것으로 하여도 된다.

작동에 있어서는, 원료 슬러리 공급구(16)로부터 원료인 피분쇄 입자를 함유한 원료 슬러리를 분쇄실(14)에 도입된 교반부재(22)를 회전 구동한다. 분쇄실(14) 내에 도입된 슬러리는, 분쇄실(14) 안에 이미 형성되어 있는 슬러리와 매체(30)의 순환 유동을 타고 교반부재(22)의 방향으로 하강 이동되어서, 교반부재(22)에 의해 교반 혼합된다. 그 후, 슬러리와 매체(30)는, 반경방향 바깥쪽으로 분쇄용기(12)의 내벽까지 이동되고, 그 후, 교반 혼합된 상기 슬러리와 매체(30)는, 이번에는 분쇄실(14)의 내벽과 안내환(50) 사이의 상승 통로를 상승 이동하는 유동(f)이 되며, 그렇게 하여 상승이 완료되면, 이번에는 앞서의 하강하는 유동이 된다.

이 유동의 도중에, 질량이 큰 매체는 아래 방향으로 부세되어, 슬러리로부터 분리된다. 이 경우, 피 분쇄 입자 중에, 분쇄가 불충분하여 입자 사이즈가 큰 것도 매체와 마찬가지로 동작한다. 한편, 충분하게 분쇄되어 질량이 작아진 입자를 포함한 슬러리는, 매체분리부재(32)의 내부 공간으로 들어가고, 매체안내부재(31) 내부의 배출 노즐(36)을 개재하여 매체순환형 분쇄기 외부로 배출된다. 이 구성에 의하여, 상기 조화로운 유동 중에, 원료 입자는, 자유롭게 운동하는 분쇄매체의 접촉에 의해 양질의 파쇄, 분산을 행하며, 그 결과, 고품질의 제품을 얻을 수 있다. 또한, 본 발명의 매체순환형 분쇄기에 의하면, 상기의 작용에 의하여, 입도 분포 폭이 좁은 분쇄를 달성할 수 있게 된다.

10 : 매체순환형 분쇄기
12 : 분쇄용기
14 : 분쇄실
16 : 원료 슬러리 공급구
22 : 교반부재
24 : 회전 구동축
30 : 분쇄매체
31 : 매체안내부재
32 : 매체분리부재
36 : 배출노즐
50 : 환상 격벽
60 : 정류 블레이드

Claims (10)

1. 상부를 폐쇄하는 단부판을 가지며, 비즈형상 분쇄매체를 수용한 수형(竪型) 원통형의 분쇄실을 가지는 분쇄용기, 이 분쇄용기에 형성된 원료 슬러리 공급부, 상기 분쇄실의 하부로서, 당해 분쇄실의 축심과 거의 동축의 회전축을 가지는 교반부재, 당해 교반부재의 외주부 또는 당해 외주부에서 반경방향으로 소정 거리 떨어진 위치에서 위쪽으로 뻗으며, 상기 분쇄실 내부를 반경방향으로 분할하여, 분쇄실 안쪽 부분과 환상의 분쇄실 바깥쪽 부분을 구성하는 환상 격벽, 상기 단부판의 아랫면 중앙에, 아래 방향으로 형성되어, 상기 교반부재의 작용에 의해, 상기 분쇄실 바깥쪽 부분을 상승하여 오는 원료 슬러리와 분쇄매체의 혼합물을 하향 유동으로 변경시켜서, 상기 분쇄실 안쪽 부분으로 향하는 매체안내부재, 및 이 매체안내부재의 하부에 형성된 매체분리부재, 및 상기 매체안내부재 내부에 형성되어, 상기 매체분리부재의 내부와 연통하고, 당해 매체분리부재에 의해 상기 분쇄매체가 분리된 제품 슬러리를 외부로 배출하기 위한 제품 슬러리 배출부를 구비하며, 상기 분쇄매체를, 상기 분쇄실 안쪽 부분과 분쇄실 바깥쪽 부분 사이에서 순환시켜, 이 순환하는 분쇄매체에 의하여, 원료 슬러리 중의 원료를 분쇄하도록 한 매체순환형 분쇄기로서,
   상기 환상 격벽의 높이가 상기 분쇄실 높이의 3/5 내지 4/5로 설정되고, 상기 매체 안내부재가 아래방향으로 끝이 가느다란 원뿔대 형상으로 형성되고, 그 하단부분이 상기 환상격벽 내부의 분쇄실 안쪽 부분의 공간안에 들어가 있고,
   이 하단부분과 상기 환상격벽의 사이에 수직방향으로 뻗는 정류블레이드를 형성함과 동시에, 상기 하단부분의 하단에 상기 매체분리부재가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 매체 순환형 분쇄기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 교반부재의 허브의 부분을 상기 매체안내부재의 아랫면 근방까지 뻗게하고, 당해 허브의 부분의 윗면과 상기 매체안내부재의 하단부분의 아랫면과의 사이에 미세한 틈새를 형성하며, 상기 매체분리부재가, 이 틈새에 의해 형성된 갭 세퍼레이터인 것을 특징으로 하는 매체순환형 분쇄기.
3. 제1항에 있어서,
   상기 매체분리부재가, 상기 매체안내부재의 상기 하단부분의 하단에 형성된 스크린 세퍼레이터인 것을 특징으로 하는 매체순환형 분쇄기.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 매체안내부재의 내부 및/또는 환상 격벽의 내부에 냉각수를 통수시킬 수 있는 구조로 한 것을 특징으로 하는 매체순환형 분쇄기.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 분쇄매체의 직경이 0.2~2.0 mm인 것을 특징으로 하는 매체순환형 분쇄기.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 환상 격벽이, 수지제인 것을 특징으로 하는 매체순환형 분쇄기.
7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 환상 격벽이, 세라믹제인 것을 특징으로 하는 매체순환형 분쇄기.
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