JPH0318497B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、高い始端圧力と温度を使つて粉砕
ガス−物質混合ジエツトを互いに衝突させること
により、粉粒状の物質を超微粉に粉砕する圧力室
粉砕装置にかかるものである。

〔従来技術とその問題点〕

ジエツト粉砕装置に最も一般的に使われる供給
手段はエジエクターであるが、それはエネルギー
効率からみて非常に不都合な手段である。エジエ
クタを使用した場合、、粉砕される物質は気体ジ
エツトによつて粉砕室に運ばれる。その際、供給
手段のフイーダーフアネルから相当量の空気も粉
砕装置にすい込まれる。これは粉砕効果の妨げに
なり、またまぎれ込んだ空気を加熱、圧縮するこ
とによりエネルギーを損失するので熱効率上でも
マイナスである。更に、エジエクタの場合、粉砕
される物質の不変性がきびしく要求される。ま
た、エジエクタは粉砕作業が消費する全エネルギ
ーの20パーセントを使うが、これは主に圧力差を
つくり出すために消費するものである。

上記問題を解決するため米国特許第2596088号
では機械的供給機が提案され、その構成によると
粉砕される物質がスクリユーコンベヤのみによつ
てジエツト粉砕機に供給され、スクリユーコンベ
ヤが粉砕機入口の直前の供給パイプ内において物
質プラグをつくり、圧縮されていく分かたまつて
いるかも知れない物質プラグが粉砕機内に押込め
られる。前記米国特許にはスクリユーコンベヤに
代わる手段として押しピストンが示されており、
この場合スクリユーコンベヤがかなりの圧力抵抗
に抗して作動する場合に生じる問題を回避でき
る。一方、ピストンの使用の問題点は、物質供給
のばらつきで、その改良策として２本の供給パイ
プの使用が提案されているが、単にパイプの本数
を増やすだけでは物質の供給が十分に均等化でき
るものではなく、問題が解決されたとは言えな
い。更に、粉砕機に供給された物質プラグは粉砕
ガスによつて分解されねばならず、このことは粉
砕行程自体に著しい悪影響を及ぼす。物質を大き
な塊りで粉砕機に供給すると粉砕行程が一時的に
中断することになるので好ましくない。このこと
は、物質が十分の数秒しか粉砕機内にとどまらな
いことを考えるとより明白である。

フインランド特許請求第62235号の装置では物
質プラグの分解と供給量の均等化にスクリユーコ
ンベヤが使用されており、効果的な解決策と言え
る。この供給手段により物質の粒子は比較的自由
な状態で粉砕機に供給され、粉砕作業は常時スム
ーズに進行する。しかし、この供給手段の欠点
は、押しピストンへの供給のごくわずかな乱れが
粉砕室に対する物質供給量に直接影響して粉砕作
業に乱れが生じることである。

一方、それ自体エネルギー消費効率が非常によ
いこのような機械的な供給手段には従来のジエツ
ト粉砕機が必ずしも適していないことが判明して
いる。このようなわけで、例えばフインランド特
許請求第63869号に示されたような新型の粉砕装
置が考案されている。この装置は少くとも２本の
ラバル管で互いに連結された前置粉砕室を備え、
ラバル管同士は互に角度をもち、その間に衝突が
形成され、その衝突域でラバル管から噴出する物
質−ガス混合流が互に衝突し、更に粉砕機の出口
側に設けられた分級機から組粒子がその衝突域へ
直接戻されるといつた構成になつている。このよ
うな装置の完璧な作動のためには、物質−ガス混
合流中の粒子さえも装置の粉砕ノズル内で超音速
に達することと、各ノズル内の物質−ガス混合流
が等量かつ等組成であることが前提条件となる。
しかし、この装置の使用にあたつて物質−ガス混
合流を等組成の分岐流に分配するために前置粉砕
機内で物質を十分な流動状態に保つことが困難な
場合があつた。また、このため、粉砕される物質
を粉砕装置へ最適な状態で供給することも困難で
あつた。何らかの理由で粉砕ノズル内の流れに不
均衡が生じて物質粒子の衝突域が主粉砕室中央の
最適位置からはずれると、主粉砕室の壁にひどい
磨損が生じる。

〔発明が解決しようとする課題〕

この発明の課題は以上の欠点すべてを解消し、
ジエツト粉砕技術におけるエネルギーをできる限
り節約し、装置の粉砕域で高度に制御された良好
な粉砕作用を実現することである。

〔問題を解決するための手段〕

本発明による装置は、問題解決のため、次の構
成を備えているのである。

(ア) フイーダーフアネルを備えた実質的に水平な
少くとも１本のプラグパイプ、該プラグパイプ
の自由端には粉砕される物質を気密プラグに圧
密して供給するべくプラグパイプの長手方向に
作動する押しシリンダが設けられている、 (イ) プラグパイプが上部に連結された均圧タン
ク、 (ウ) 均圧タンクの下部横断方向に設置され、その
出口端が均圧タンクの出口管となつているスク
リユーコンベヤ４、 (エ) 出口管に連結された前置粉砕化機、該前置粉
砕機は実質的に接線方向の粉砕ガスノズルが配
設されている。

(オ) 前置粉砕機からの物質−ガス混合流を等量等
組成の２つの分岐流に分割するために前置粉砕
機の出口側に設けられた分配装置、所望の数の
等組成分岐流を得るために前記２つの分岐流は
それぞれ更にもう１個あるいは数個の分配装置
を通過させることが可能である、 (カ) 各分岐流が粉砕ノズルを介して送入される
主粉砕室、ノズルはベンチユリ管形状であるこ
とが望ましく、実質的に円すい形状を描くよう
に互に対向し、主粉砕室の中央部に物質−ガス
混合流の衝突域が現出する、 (キ) 主粉砕室の出口に接続された分級機、該分
級機の粗粉用出口に主粉砕室に直接連結され、
微粉用出口は処理済み物回収容器に連結されて
いる。

(ク) スクリユーコンベヤの運転速度を調整すべ
くコントロール・システムに連結されたスクリ
ユーコンベヤ駆動モータを備え、前記コントロ
ール・システムは、粉砕ガスの送入圧が一定で
あるという条件下で前置粉砕機の出口側におけ
る中間圧力変化に対応するパルスにもとづいて
作動する、 (ケ) 均圧タンクに供給されるプラグ状の物質を
分解してほぐすためにスクリユーコンベヤのシ
ヤフトに取付けられ、スクリユーコンベヤを取
囲み、半径方向の翼をもつ回転体が設けられて
いる。

〔作用〕

粉砕加工されるべき物質はプラグパイプを通じ
圧密されて均圧タンクに送られ一時的に貯蔵され
る。次にスクリユーコンベヤがこのプラグ内の塊
状となつた物質を、前置粉砕機に送り込む。前置
粉砕ガスノズルが配設されており、ここから送り
出される物質−ガス混合流は分配装置に送り込ま
れ、ここで所望の数の等組成分岐混合流にされ
る。こうして分割された各等組成流は、粉砕ノズ
ルを介して主粉砕室に送り込まれ、その際粉砕ノ
ズルの仮想交点において効率がよく粉砕が行なわ
れる。

本発明のより詳しい作用及び本発明の効果は図
面を使い実施例の説明とともに述べられる。

〔実施例〕

次にこの発明の実施例を図面を参照しつつ説明
する。この発明の圧力室粉砕装置は実質的に水平
な１本ないしは数本のプラグパイプ１を具備し、
このプラグパイプ１にはフイーダーフアネルが設
けられている。プラグパイプ１の自由端にはプラ
グパイプ１の長手方向に作動する押しシリンダ２
が設けられており、押しシリンダ２は粉砕加工さ
れる物質を気密プラグに圧密した後、均圧タンク
３の上方部に供給する。こうして圧縮され、その
一部が恐らく塊状になつた物質プラグは均圧タン
ク３内を下降し、少なくともその一部が壊された
状態でタンク３内に中間貯蔵される。均圧タンク
３の下横断方向にはスクリユーコンベヤ４が設置
されており、該スクリユーコンベヤ４の出口端は
均圧タンク３の出口管５となつている。スクリユ
ーコンベヤ４はプラグ内の塊状物を分解しつつ、
均圧タンク３の出口管５に連結された前置粉砕機
６に等流の物質を送り込こむ。前置粉砕機６には
実質的に接線方向の粉砕ガスノズル７が複数個配
設されている。スクリユーコンベヤ４には圧力抵
抗に抗する作動が要求されないので、前置粉砕機
６の室内に送入される際に物質の自由状態は維持
される。前置粉砕機６内に供給された物質は、接
線方向粉砕ガスノズル７を介して送入される高圧
過熱粉砕ガスと混合され、ある程度まで粉砕され
る。前置粉砕機６の出口側には物質−ガス混合流
を等量等組成の２つの分岐流に分割する装置が設
けられており、各分岐混合流はそれぞれ交互配設
された１個ないしは複数個の分配装置８により更
に分割され、所望の数の等組成分岐混合流とな
る。こうして分割された各等組成流は個々に、望
ましくはベンチユリ管形状の、対応する粉砕ノズ
ル１０を介して主粉砕室９内に送入される。これ
らの粉砕ノズル１０は、各粉砕ノズル１０が互に
対向し、円すい形状を描くように主粉砕室９内に
挿入されており、主粉砕室９内中央部における粉
砕ノズル１０の仮想交点に物質−ガス混合流の衝
突域が現出され、そこで効率のよい粉砕が行なわ
れる。物質−ガス混合流が高い精度で等組成流に
分岐されることにより、各ノズルから噴出する物
質−ガス混合流が等速度かつ等組成であることが
保証される。このため非常に狭い区域内で粒子同
士の衝突が効率よく確実に行なわれる。主粉砕室
９の出口１２には分級機１１が接続されており、
その分級機１１の粗粉用出口は主粉砕室９に直接
連結され、微粉用出口は処理済み物回収容器（図
外）に連結されている。

〔別実施例〕

この装置に共通のフイーダーフアネルを備えた
２本のプラグパイプ１を設けると好都合である。
フイーダーフアネルには回転式のゲートが設けら
れ、押しシリンダ２が押し・戻り作動している方
のプラグパイプ１の供給口を閉じ、その際他方の
プラグパイプ１の押しシリンダ２の前方へ物質を
供給するよう構成されている。前者の押しシリン
ダ２がその供給動作を終了するとゲートは他方側
へ回転され、そこに供給された物質は同時に予備
圧縮される。

前置粉砕機６に常に適量の被処理物質が存在す
るように物質供給を調整するためにスクリユーコ
ンベヤ４の駆動モータ２１をコントロール・シス
テムに連結してその運転速度を調整することが望
ましい。このコントロール・システムは、粉砕ガ
スの送入圧が一定であるという条件下で前置粉砕
機６内における中間圧力変化に対応するパルスに
もとづいて作動する。中間圧力は前置粉砕機６に
供給される物質の量に左右されるものである。

本装置においては非常に高い始端圧力を使用す
るから均圧タンク３に供給される物質に非常に高
い圧縮力が作用して、それを気密プラグ化する。
プラグ化した物質はスクリユーコンベヤ４の分解
作用だけでは十分にほぐされない。従つて、均圧
タンク３内に回転体１４を設置することが望まし
い。回転体１４はスクリユーコンベヤ４本体を取
囲むようにスクリユーコンベヤ４のシヤフトに取
付けられている。

粉砕ノズル１０はベンチユリ管形状のものであ
つて、その長さは粉砕される物質の粒径によつて
選択されるものであつて、粒径が大きいほど長い
ものがよい。製造と維持の見地から、例えばノズ
ル３部分からなり、２分部が円すい部をなし、第
３部分が狭溢部をなすような構成が望ましい。

粉砕室９と分級機１１との間の循環を十分にす
るためにベンチユリ管形状の粉砕室９を使用する
ことが望ましい。この場合、粉砕ノズル１０は粉
砕室９の狭溢部内に突出し、そこに物質の衝突域
が現出することになる。

粉砕加工される物質を気密プラグに圧密するた
めには非常に強力な押しシリンダ２が必要であ
る。そして、押しシリンダ２の作動効率を高める
ために物質の圧密を複数段で行なうことが望まし
い。これは例えばフイーダーフアネルとプラグパ
イプを連結する傾斜パイプ内で作動する補助押し
シリンダ１５を設けることにより達成される。補
助押しシリンダ１５の作用は物質を予備圧密する
ことである。必要に応じてフイーダーフアネルに
パイプレーターを設けて物質中の空気を除去し、
物質をある程度圧密するように構成してもよい。

粉砕室９と分級機１１との間の物質−ガス流の
循環を促進するために、粉砕室９の出口を分級機
１１につなぐパイプラインにブロア１６を設けて
もよい。

物質によつては３段階の粉砕を行うと好都合で
ある。この場合、前置粉砕機６と主粉砕室９の間
に物質−ガス流分配機１７を備えた中間粉砕機１
９を設けることができる。粉砕ガスがこの粉砕段
階後も十分なエネルギーを含有するように中間粉
砕機１９の出口側に中間過熱機２０を設けること
が望ましい。中間粉砕機１９に、例えば互に対向
した粉砕ノズル１８を備えることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を示す部分断面平面
図、第２図は主粉砕室の拡大縦断面図、第３図は
主粉砕室と分級機の側面図、第４図は物質−ガス
混合流を２つに分流する装置の詳細図でありイは
その側端切欠き側面を示しロはＡ−Ａ線における
その断面を示している。 １……プラグパイプ、２……押しシリンダ、３
……均圧タンク、４……スクリユーコンベヤ、５
……出口管、６……前置粉砕機、７……粉砕ガス
ノズル、８……分配装置、９……主粉砕室、１０
……粉砕ノズル、１１……分級機、１２……主粉
砕室の出口、１３……駆動モータ、１４……回転
体、１５……圧密用シリンダ、１６……ブロア、
１７……分配機、１８……粉砕ノズル、１９……
中間粉砕機、２０……中間過熱機。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高い始端圧力と温度を使つて粉砕ガス−物質
   混合ジエツトを互に衝突させることにより、粉粒
   状の物質を超微粉に粉砕する圧力室粉砕装置であ
   つて、以下の構成を備えていることを特徴とする
   もの。 (ア) フイーダーフアネルを備えた実質的に水平な
   少なくとも１本のプラグパイプ１、該プラグパ
   イプ１の自由端には粉砕される物質を気密プラ
   グに圧密して供給するべくプラグパイプ１の長
   手方向に作動する押しシリンダ２が設けられて
   いる、 (イ) プラグパイプ１に連結された均圧タンク３、 (ウ) 均圧タンク３の下部に設置され、その出口端
   が均圧タンク３の出口管５となつているスクリ
   ユーコンベヤ４、前記出口管５はスクリユーコ
   ンベヤ４を取り囲んでいる。 (エ) 出口管５に連結された前置粉砕機６、該前置
   粉砕機６には、実質的に接線方向の粉砕ガスノ
   ズル７が配設されている、 (オ) 前置粉砕機６からの物質−ガス混合流を等量
   等組成の２つの分岐流に分割するために前置粉
   砕機６の出口側に設けられた少なくとも一つの
   分配装置８、 (カ) 各分岐流が粉砕ノズル１０を介して送入さ
   れる主粉砕室９、ノズル１０は実質的に円錐形
   状を描くように互に対向し、主粉砕室９の中央
   部に物質−ガス混合流の衝突域が現出される、 (キ) 主粉砕室９の出口１２に接続された分級機
   １１、該分級機１１の粗粉用出口は主粉砕室９
   に直接連結され、微粉用出口は処理済み物回収
   容器に連結されている、 (ク) スクリユーコンベヤ４の運転速度を調整す
   べくコントロール・システムに連結されたスク
   リユーコンベヤ駆動モータ１３を備え、前記コ
   ントロール・システムは、粉砕ガスの送入圧が
   一定であるという条件下で前置粉砕機６の出口
   側における中間圧力変化に対応するパルスにも
   とづいて作動する、 (ケ) 均圧タンク３に供給されるプラグ状の物質
   を分解してほぐすためにスクリユーコンベヤ４
   のシヤフトに取付けられ、スクリユーコンベヤ
   ４を取囲み、半径方向の翼をもつ回転体１４が
   設けられている。 ２ 前記主粉砕室９がベンチユリ管形状で、粉砕
   ノズル１０がその管の狭溢部に位置し、そこに衝
   突域が現出されることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載の装置。 ３ フイーダーフアネルとプラグパイプ１を連結
   する傾斜パイプ内で作動する圧密用シリンダ１５
   が設けられ、粉砕される物質の気密プラグ化圧密
   行程が複数段階で行なわれることを特徴とする特
   許請求の範囲第２項に記載の装置。 ４ 主粉砕室９の出口と分級機１１の間のパイプ
   ラインに、物質の循環を促進するためのブロア１
   ６が設けられていることを特徴とする特許請求の
   範囲第２項または第３項に記載の装置。 ５ 前置粉砕機６と主粉砕室９の間に物質−ガス
   流分配機１７と互いに対向した粉砕ノズル１８を
   備えた中間粉砕機１９が設けられ、中間粉砕機の
   出口側に中間加熱機２０が設けられていることを
   特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の装置。