JPH06254427A

JPH06254427A - ジェットミル

Info

Publication number: JPH06254427A
Application number: JP6274193A
Authority: JP
Inventors: Noboru Uchida; 昇内田; Tamotsu Ishiwata; 保石綿; Shinji Obayashi; 伸次大林; Moriyoshi Konami; 盛佳小波
Original assignee: Nisso Engineering KK
Current assignee: Nisso Engineering KK
Priority date: 1993-02-27
Filing date: 1993-02-27
Publication date: 1994-09-13
Anticipated expiration: 2015-09-11
Also published as: JP3087201B2

Abstract

(57)【要約】【目的】装置構成を複雑化することなく、分級性能を
向上しつつ衝突部材の衝突作用を得ることができ、しか
も粉砕原料の性状や種類に即応調整できるジェットミル
を提供する。【構成】粉砕室２上部に設けられて室内周辺部へ粉砕
原料を導入する原料供給手段４と、粉砕室２中央部に設
けられて粉砕されて分級された製品を排出する排出管５
と、圧縮空気を室内に噴射して旋回流を形成する複数の
粉砕ノズル６と、各粉砕ノズル６の噴射口に対向して設
けられた衝突部材とを備えたジェットミルにおいて、衝
突部材は、旋回流方向に沿う幅Ｌが粉砕ノズル径の３〜
１５倍に形成されるとともに、旋回流方向に沿う下手側
端および上手側端形状が刃状に薄く形成された偏平な衝
突板８であり、その衝突面８ａが旋回流の流れ方向にあ
って対向粉砕ノズル中心線となす角度αを３０〜６０度
の範囲に傾斜させて、角度調整可能な取付手段７で固定
して設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粉砕機の内、特に高速
エアージェットにより粉体を粉砕すると共に、旋回流に
より粉砕ゾーンと分級ゾーンとを形成する水平旋回流型
ジェットミルの改良に関する。

【０００２】

【従来技術】この種のジェットミルは、農薬やトナー等
のように熱に弱い粉体あるいはセラミック粉体など多分
野に用いられ、高速エアージェットにより粉砕原料同志
を衝突させて粉砕を行うものである。装置構成は、特開
昭６３−３１９０６７号公報などで知れられる如く、粉
砕室の内周辺部に粉砕原料を供給し、側壁に設けられた
複数の粉砕ノズルから圧縮空気を噴射し、この高速ジェ
ットと旋回流によって粉砕室内周壁側に形成される粉砕
ゾーンで供給粉砕原料を加速して微粉砕を行う。粉砕さ
れたものは、粉砕室中央側に形成される分級ゾーンで分
級され、粉砕室下部中央の排出管から排出されるととも
に、粗粉は旋回により生ずる遠心力によって外周に飛ば
されて再粉砕される。

【０００３】ところで、ジェットミルとしては、粉砕効
率を上げるために各種の改良が提案されており、本願発
明との関係では特開平４−２１０２５２号や特開昭５７
−８４７５６号公報に開示された技術がある。前者は、
粉砕室内にあって粉砕ノズルの噴射口に対向して球体あ
るいは円柱の衝突部材を設けることにより、粉砕原料同
志の衝突に加え、衝突部材との衝突を得ることによって
粉砕効率を向上するようにしている。後者は、衝突部材
を設ける一方、粉砕室内周壁面に開孔を設け、この開孔
と粉砕ノズルとを連通管で連結することにより、粉砕室
の粗粉を開孔から取り出して粉砕ノズルから直接に噴射
し衝突部材に衝突させるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記両改良技術にあっ
ては、衝突部材による衝突作用を利用するもので粉砕効
率的に優れているものの、衝突部材の存在により粉砕ノ
ズルによって形成される旋回流の正常な流れが大きく乱
される。このような旋回流の乱れは、圧力損失を大きく
し旋回流の速度が低下し、粉砕能力が落ちる。また、遠
心力を利用した分級作用に直ちに影響して、分級性能を
低下させ、製品精度としての粒径分布を狭くできないと
いう問題があった。さらに、後者では旋回流の一部を連
通管を通じて迂回するので装置が複雑となる。

【０００５】本発明人らは、以上の問題を解消すべく検
討を重ねた結果、衝突部材の相対的な形状および配置な
どを工夫することにより優れた粉砕能力が得られ、しか
も分級作用も向上できることが判明し、本発明に至っ
た。本発明の目的は、装置構成を複雑化することなく、
分級性能を向上しつつ衝突部材の衝突作用を得ることが
でき、しかも粉砕原料の性状や種類に即応調整できるジ
ェットミルを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、円
環状の粉砕室を主体とし、前記粉砕室上部に設けられて
室内周辺部へ粉砕原料を導入する原料供給手段と、前記
粉砕室下部中央部に設けられて粉砕されて分級された製
品を排出する排出管と、前記粉砕室側壁に設けられて圧
縮空気を室内に噴射して旋回流を形成する複数の粉砕ノ
ズルと、前記各粉砕ノズルの噴射口に対向して設けられ
た衝突部材とを備えたジェットミルにおいて、前記衝突
部材は、旋回流方向に沿う幅が粉砕ノズルのノズル径の
３〜１５倍に形成されるとともに、旋回流方向に沿う下
手側端および上手側端形状が刃状に薄く形成された偏平
な衝突板であり、その衝突面が旋回流の流れ方向にあっ
て対向粉砕ノズル中心線となす角度αを３０〜６０度の
範囲に傾斜させて、角度調整可能な取付手段で固定して
設けたことを特徴とする。前記装置構成において、粉砕
室には各衝突板の間に１枚以上の偏平な整流板を、角度
調整可能な取付手段で固定して設けることがより好まし
い。

【０００７】

【作用】以上の本発明装置において、粉砕ノズルから噴
射される高速空気流により、粉砕室内には旋回流が生
じ、偏平な衝突板および整流板によって室内周側に粉砕
ゾーンが、中央側に分級ゾーンが形成される。粉砕室内
に供給された粉砕原料は、粉砕ノズルから噴射された高
速空気流に吸引され、偏平な衝突板による衝突作用を受
ける一方、旋回流とともに次の破砕ノズル側へ向かう。
この場合、衝突板は粉砕ノズルに対向し所定大かつ所定
傾斜角に設けられているので、衝突後の流れを次の破砕
ノズル方向へ規制ないしは制御する。同時に、粉砕され
た微粉は、衝突板同志の隙間、または衝突板と整流板と
の隙間あるいは整流板同志の隙間を通って粉砕室中央へ
向かう旋回流に同伴されて分級ゾーンに効率よく運ば
れ、そこで、製品粒径の微粉が中央へ向かって排出管か
ら外部へ排出される一方、遠心力によって粗粉は粉砕ゾ
ーン側へ飛ばされる。

【０００８】

【実施例】図１、図２は本発明の実施例であるジェット
ミル要部の横断面および縦断面を模式的に示している。
このジェットミル１は、円環状の粉砕室２を主体とし、
ホッパー３などからなる原料供給手段４と、製品を排出
する排出管５と、旋回流を形成する４個の粉砕ノズル６
と、粉砕室２に取付手段７を介して設けられた４個の衝
突板８と、各衝突板８の間に取付手段７を介して設けら
れた整流板９とを備えている。

【０００９】粉砕室２は、頂板１０と底板１１との間に
環状側壁１２を配置することにより形成されている。頂
板１０には所定位置および角度に吸込ノズル１３が設置
され、粉砕室２には吸込ノズル１３を通じてホッパー３
内にある粉砕原料が供給される。底板１１には、その中
心にあって排出管５が室内に突出した状態に貫通設置さ
れている。側壁１２には周囲を４等分する位置にあっ
て、破砕ノズル６が直径方向から３５度の角度にそれぞ
れ設けられている。なお、このようなジェットミル１の
基本構成についてはこれ以外の公知手段を適用できる。
例えば、特開昭６３−３１９０６７号記載のジェットミ
ルの如く、原料供給手段４としては粉砕室２の室内上部
に分散羽根付のローターを設け、そのローター上に粉砕
原料を供給する構成でもよく、粉砕ノズル６としては粉
砕室２の外周に給気室を設け、この給気室を通じて各ノ
ズルから圧縮空気を噴射するよう構成できる。

【００１０】本発明は、以上のようなジェットミル１に
おいて、破砕ノズル６と対向して衝突板８を、好ましく
は衝突板８同志の間に整流板９をそれぞれ設けた点が要
部であり、以下この要部構成を詳述する。なお、この実
施例では衝突板８と整流板９は図３（ａ）に示す同一形
状のものを使用したが、同図（ｂ）あるいは図４
（ａ），（ｂ）のものを任意に組み合わせることも可能
である。

【００１１】衝突板８および整流板９は各種の試験から
偏平であることが前提となり、これに加えて旋回流方向
に沿う幅Ｌが粉砕ノズル６におけるノズル径の３〜１５
倍に形成されるとともに、旋回流方向に沿う下手側端お
よび上手側端形状が刃状に薄く形成されていて流体抵抗
の小さいことが必須となる。この要件は粉砕ノズル６に
対する傾斜状態や噴射圧力などによって異なるが、一般
的に所定の衝突作用が得られ、かつ旋回流の乱れを最小
限に防ぐ上での許容範囲である。なお、衝突板８および
整流板９の高さ寸法については、頂板１０または底板１
１との間に治まることを前提とし、より好ましくは頂底
板１０，１１との隙間ができるだけ小さくなるようにす
る。具体的な形状としては、図３（ａ）の衝突板８
（又は整流板９）の如く片面が平面８ａで、他面が凸面
８ｂの片凸面タイプ、同図（ｂ）の衝突板１４（又は整
流板）の如く両面が凸面である両凸面タイプ、図４
（ｂ）の衝突板１５の如く両側エッジ付き平板タイプ、
同図（ｂ）の衝突板１６（又は整流板）の如く三日月形
タイプなどが挙げられる。衝突板としては平面がある場
合はその平面を衝突面となるよう配置するすることが好
ましい。衝突板１５の場合は、幅方向の両側端（旋回流
方向に沿う下手側端および上手側端に相当する）１５
ａ，１５ｂは刃状ないしはエッジ状に薄く処理されてい
ることが正常な旋回流を維持するために好ましい。衝突
板１５のような平板は、その厚さが極めて薄くなると、
幅方向の両側端もそのままで刃状になることから、その
場合も本発明の衝突板に含まれる。なお、このような衝
突板および整流板は、通常、ステンレス鋼または炭素鋼
で製作されるが、耐摩耗性の材質であれば特に限定され
ず、他の合金類あるいはセラミックで製作することも可
能である。

【００１２】以上の衝突板８および整流板９は、図６に
示す如く粉砕ゾーンＡ内にあって同心円上にその中心が
ほぼ位置するよう設置されている。粉砕ノズル６の先端
と衝突板８までの距離、即ち、粉砕ノズル６先端から粉
砕ノズル中心線と衝突板８との接点までの距離は、ノズ
ル径の５〜２０倍の範囲が好ましく、この範囲外では粉
砕効率が低下する。また、衝突板８はその衝突面である
平面８ａが旋回流の流れ方向にあって対向粉砕ノズル６
の中心線となす角度αを３０〜６０度の範囲に傾斜させ
て、角度調整可能な取付手段７で支持されている。整流
板９は、隣接する衝突板８同志の中間に設けられ、その
取付角度、即ち、同図中で粉砕室直径と平面９ａとの角
度βを６０〜１２０度の範囲で傾斜させて、角度調整可
能な取付手段７で支持されている。角度α＝３０〜６０
度の設定条件は、各種の試験から噴射圧力などによって
多少相違するものの、粉砕ノズル６から噴射された高速
空気流がその衝突面（平面８ａ）に当たった後、粉砕室
２の周囲壁２ａへ向かうとともに、次の粉砕ノズル６と
衝突板８との間に吸い込まれて再び衝突作用を得られる
ようにし、かつ、整流板９の整流作用とともに分級ゾー
ンＢを拡大し分級作用を良好に維持できる範囲であるこ
とが分かった。なお、衝突板あるいは整流板が図３
（ｂ）や図４（ｂ）の如く平面を有さない場合、その設
置傾斜角（角度α，β）の設定は、幅方向の両側端（旋
回流方向に沿う下手側端および上手側端に相当する）１
４ａ，１４ｂまたは１６ａ，１６ｂを含む仮想平面を基
準として行う。また、衝突板の衝突面が曲面の場合、角
度αは衝突部における接線をその傾きの基準とする。

【００１３】また、前記取付手段７は、図５に拡大して
示す如く底板１１を貫通するボルト１９と、ボルト１９
上に連結された支持ロッド２０と、ボルト１９の外側突
出部に螺合して締め付けるナット２１などからなり、支
持ロッド２０に衝突板８または整流板９を固定し、ナッ
ト２１を緩めて角度調整する。このような取付手段７は
衝突板８、整流板９などの偏平板状部材を所定の傾斜角
に調整可能に固定できればよく、歯車、ネジ、リンク機
構などを利用してより簡易に微調整できるようにするこ
とも可能である。

【００１４】次に、以上のジェットミル１を使用して、
本発明の作用を調べたときの試験結果例を表１と表２に
まとめた。

【００１５】

【表１】

【００１６】

【表２】

【００１７】(1) 粉砕原料は炭酸カルシウム（平均粒
径ｄ５０＝１１５μｍ）と、電子写真用トナー（平均粒
径ｄ５０＝２５０μｍ）とを用いた。 (2) 主要寸法および運転条件は以下の通りである。・粉砕室２の内径＝３００ｍｍ、粉砕室２の内壁高さ＝
７０ｍｍ・衝突板および整流板は同形のものを使用した。本発明例としては図３（ａ）の片凸面タイプ（幅Ｌが３
０ｍｍで、最大厚さが５ｍｍのもの、以下、片凸と略称
する。）と、図４（ｂ）の両側エッジ付き偏平タイプ
（幅Ｌが３０ｍｍで、厚さが２ｍｍのもの、以下、平板
と略称する。）とを用いた。なお、片凸においては、衝
突板および整流板の配置として図１と同じ場合のみを意
味し、衝突板の配置として凸面８ｂを衝突面に設定した
場合は特に逆片凸という。比較例は衝突部材として直径
が２５ｍｍの円柱の場合、直径が２５ｍｍの球体の場
合、および衝突板のない場合である。・衝突板の取付角度αは４５度に傾斜した。・整流板の取付角度βは各表中、整流板の次ぎに括弧で
示す傾斜角である。・破砕ノズル６の圧縮空気流量は電子写真用トナーの場合が１．８〜１．９ｎｍ³／ｍｉ
ｎ炭酸カルシウムの場合が２．７ｎｍ³／ｍｉｎ・粉砕圧力は電子写真用トナーの場合が５．５ｋｇ／ｃｍ² 炭酸カルシウムの場合が６．３ｋｇ／ｃｍ² 以上の条件で粉砕試験を行った。 (3) 粉砕結果は、各製品について体積平均粒径μｍ
（ｄ₅₀）を求めるとともに、粒度分布を調べるため９０
％パス粒径÷１０％パス粒径（ｄ₉₀／ｄ₁₀）について算
出した。

【００１８】表１と表２から次のようなことが明らかと
なる。先ず、炭酸カルシウムおよびトナーの何れの場合
にも衝突板の有無により勿論であるが、衝突部材の形状
によっても粉砕能力が大きく左右され、本発明構成のも
のが最も優れている。また、衝突板以外に整流板を設け
るか否かによっても粉砕結果が大きく異なり、例えば、
表２においてｄ₉₀／ｄ₁₀の値ではＮＯ１が５．０に対し
ＮＯ２が４．５となり、ＮＯ３が５．３に対しＮＯ４が
４．８まで小さくなることから、整流板を設けた方が粒
度分布的により優れたものとなる。さらに、本発明にお
いては、例えば、表２のＮＯ２とＮＯ４との対比、ある
いは表２のＮＯ１とＮＯ３との対比から明らかなように
片凸面タイプの方が両側エッジ付き偏平タイプよりも優
れた作用効果が得られる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明に係るジェッ
トミルにあっては、偏平な衝突板の形状や大きさや配置
を工夫し、また整流板の存在によって、分級性能を向上
しつつ衝突部材の粉砕作用を得ることができるため、高
い粉砕効率が達成され、粒度分布の狭い粉砕製品を得る
ことができる。また、装置構成が簡易であることから経
費的にも優れている。しかも、偏平な衝突板や整流板
は、角度調整可能な取付手段で固定したので、例えば、
粉砕原料の性状によって最適な状態に調整できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施例のジェットミル構成を示す
横断面図である。

【図２】前記ジェットミル構成の縦断面図である。

【図３】本発明対象の衝突板または整流板の形状例を示
す斜視図である。

【図４】本発明対象の衝突板または整流板の他の形状例
を示す斜視図である。

【図５】衝突板および整流板の取付手段を示す要部断面
図である。

【図６】衝突板および整流板の配置状態を示す模式図で
ある。

【符号の説明】

１はジェットミルである。２は粉砕室である。４は原料供給手段である。５は排出管である。６は粉砕ノズルである。７は取付手段である。８は衝突板である。９は整流板である。１４，１５，１６は衝突板または整流板である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円環状の粉砕室を主体とし、前記粉砕室
上部に設けられて室内周辺部へ粉砕原料を導入する原料
供給手段と、前記粉砕室下部中央部に設けられて粉砕さ
れて分級された製品を排出する排出管と、前記粉砕室側
壁に設けられて圧縮空気を室内に噴射して旋回流を形成
する複数の粉砕ノズルと、前記各粉砕ノズルの噴射口に
対向して設けられた衝突部材とを備えたジェットミルに
おいて、前記衝突部材は、旋回流方向に沿う幅が粉砕ノズルのノ
ズル径の３〜１５倍に形成されるとともに、旋回流方向
に沿う下手側端および上手側端形状が刃状に薄く形成さ
れた偏平な衝突板であり、その衝突面が旋回流の流れ方
向にあって対向粉砕ノズル中心線となす角度αを３０〜
６０度の範囲に傾斜させて、角度調整可能な取付手段で
固定して設けたことを特徴とするジェットミル。
【請求項２】前記粉砕室にあって、各衝突板の間に１
枚以上の偏平な整流板を、角度調整可能な取付手段で固
定して設けた請求項１に記載のジェットミル。