JPH07299375A

JPH07299375A - 微粉末粉砕用攪拌ミル

Info

Publication number: JPH07299375A
Application number: JP9501594A
Authority: JP
Inventors: Masumi Kusunoki; 真澄楠
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-05-09
Filing date: 1994-05-09
Publication date: 1995-11-14
Anticipated expiration: 2018-04-28
Also published as: JP3400087B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【構成】攪拌ミル４は、円筒状の容器２と、回転自
在に配置され周面に攪拌部材４ａを設けた中空の攪拌軸
４とを備える。容器のスラリー出口７に隣接する中空の
攪拌軸４の端部には、媒体循環用入口１２が、スラリー
入口６に隣接する中空の攪拌軸の端部には媒体循環用出
口１３がそれぞれ形成される。スラリー出口を囲んでス
クリーン８が設けられ、容器内面と攪拌軸の外面との間
に形成される粉砕室１１に充填された粉砕媒体１５が、
ポンプ手段により容器の軸方向に移動し攪拌軸の媒体循
環用入口から攪拌軸内に入り媒体循環用出口から粉砕室
内に入る循環径路により容器内で循環する。媒体循環用
出口の周方向縁面は、粉砕媒体を半径方向外向きに加速
するように傾斜しており、ポンプ手段を構成し、粉砕媒
体は高速で循環する。【効果】粉砕媒体が粉砕室の出口近傍に集中せず、
圧力損失を減少し、かつ粉砕室を有効に使用して粉砕で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粉体の湿式微粉砕又は
顔料等の微粉末をさらに微細に分散するために使用され
る攪拌ミルに関する。特に本発明は、容器と該容器内に
回転自在に配置された攪拌軸との間の粉砕室に粉砕媒体
が充填され、被粉砕物スラリーを粉砕室に軸方向に通し
ながら攪拌軸を回転させて粉砕媒体を攪拌し、被粉砕物
を粉砕又は分散させるようになった形式の攪拌ミルに関
する。

【０００２】

【従来技術】従来、この用途に使用されている攪拌ミル
は、円筒形の容器内に軸方向に攪拌軸を配置し、該攪拌
軸に攪拌ピンを放射状に取り付けた構造を有する。スラ
リー導入口は容器の軸方向一端部に、スラリー取り出し
口は容器の軸方向他端部に設けられる。容器にガラスビ
ーズ等の粉砕媒体を充填し、スラリー導入口からスラリ
ーを導入しながら攪拌軸により攪拌ピンを回転させ、ス
ラリーを粉砕媒体の間に通すことにより所望の微粉砕及
び微細分散を行う。スラリーは容器の軸方向に流れ、ス
ラリー取り出し口から取り出される。スラリー取り出し
口には、粉砕媒体をスラリーから分離するスクリーン等
の分離手段が設けられる。

【０００３】この従来の攪拌ミルにおいては、作動中
に、粉砕媒体が遠心力を受けて半径方向外側に集中する
傾向を生じる。このため、容器の半径方向内側では粉砕
媒体の密度が疎になる空洞部を生じ、スラリーがこの空
洞部を通過するいわゆるバイパス現象を生じて、粉砕な
いしは分散効果を低減させる。また、粉砕室の内部にお
いては、スラリー導入口からスラリー取り出し口に向け
ての流れが生じるため、粉砕媒体が流れの圧力によりス
ラリー取り出し口側に集中する傾向があり、スラリー取
り出し口付近に密集する粉砕媒体中をスラリーが通過す
るために、スラリーの流れ抵抗が増大する。この抵抗
は、特にスラリー流量が増加すると急激に増大する傾向
を有し、粉砕効率の低下を招く。このように、従来の攪
拌ミルでは、粉砕室を有効に利用することができず、か
つ粉砕媒体が圧縮されて磨耗が大きくなる、という問題
がある。さらに、粉砕のための動力は、ほとんどが攪拌
熱として消費されるので、スラリーの温度上昇が大き
く、温度制御が困難になる、という問題もある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の攪拌
ミルにおいて、粉砕媒体が粉砕室の一部に集中する傾向
を有する、という問題及び温度制御が困難である、とい
う問題を解決し、粉砕媒体を粉砕室内で高速で軸方向に
循環させて効率の高い粉砕を可能にする攪拌ミルを提供
することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、被粉砕物スラリーを循環して粉砕室に通
すことができる粉砕装置を提供する。本発明による攪拌
ミルは、円筒状の容器と、該容器内に同軸かつ回転自在
に配置され周面に攪拌部材を設けた中空の攪拌軸とを備
える。容器には、軸方向一端部に隣接してスラリー入口
が、他端部に隣接してスラリー出口がそれぞれ形成され
る。容器のスラリー出口に隣接する中空の攪拌軸の端部
には、媒体循環用入口が、スラリー入口に隣接する中空
の攪拌軸の端部には媒体循環用出口がそれぞれ形成され
る。スラリー出口を囲んでスクリーンが設けられ、容器
内面と攪拌軸の外面との間に形成される粉砕室に充填さ
れた粉砕媒体が、スラリーの循環圧力により容器の軸方
向に移動し、攪拌軸の媒体循環用入口から攪拌軸内に入
り該攪拌軸の媒体循環用出口から粉砕室内に入る循環径
路により容器内を軸方向に循環する。このとき、スラリ
ーは、循環する媒体の流れに同伴する同伴流となって容
器内を循環し、媒体により粉砕される。本発明の攪拌ミ
ルの特徴は、攪拌軸の媒体循環用出口に近接して、該攪
拌軸の回転に伴い攪拌軸内の媒体を半径方向外向きに加
速するためのポンプ作用を果たすポンプ手段が設けられ
たことにある。このポンプ手段は、攪拌軸の回転に伴っ
て攪拌軸内の媒体が粉砕室に排出される方向に、該攪拌
軸の複数の開口の周方向縁面を傾斜させて構成すること
が好ましい。

【０００６】

【作用】本発明による攪拌ミルにおいては、被粉砕物ス
ラリーは、容器に形成したスラリー入口から粉砕室に導
入される。粉砕室に充填された粉砕媒体はスラリーとと
もに攪拌軸により攪拌され、スラリー中の被粉砕物は粉
砕媒体に同伴されて粉砕室内を軸方向に移動しながら、
互いに摺動を行うように運動する粉砕媒体間で強い摩擦
作用を受け、この摩擦により微細な粒子に粉砕される。
容器出口付近に達した粉砕媒体は、中空攪拌軸の端部に
形成された媒体循環用入口から攪拌軸内に入り、軸方向
に移動して容器入口付近において媒体循環用出口から粉
砕室に戻される。このように、粉砕媒体が攪拌ミル内で
軸方向に循環するために、粉砕媒体が粉砕室の一部に集
中することが防止され、粉砕室の全体を有効に利用した
粉砕作用が達成できる。また、スラリーは、循環する粉
砕媒体に同伴される同伴流となるため、スラリーだけが
媒体の中を通り抜けることがなく、スラリーの流通抵抗
を大幅に低下させることができる。本発明においては、
攪拌軸内の粉砕媒体がポンプ手段により高速で粉砕室に
排出されるため、粉砕室での粉砕媒体の循環も高速で行
われることになり、粉砕効率が極めて高くなる、という
優れた作用が達成される。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図について説明す
る。図１を参照すると、本発明を実施した攪拌ミル１
は、円筒状の容器２を有し、該容器２の周囲には、冷却
用ジャケット３が形成されている。冷却用ジャケット３
には、冷却水入口３ａと冷却水出口３ｂが形成され、該
ジャケット３に冷却水が循環されるように構成される。
容器２は、円筒の両端部が端板２ａ、２ｂにより閉じら
れ、該端板２ａ、２ｂ間にわたって円筒壁２ｃが設けら
れる。容器２内には、攪拌軸４が配置される。この攪拌
軸４は、一端が開口し、他端が閉じたコップ形状であ
り、閉じた方の端部から軸方向外向きに駆動軸５が延び
ている。攪拌軸４は、容器２内において該容器２と同軸
に配置され、駆動軸５が容器２の端壁２ａを貫通して容
器２の外部に突出している。

【０００８】容器２には、攪拌軸４の閉じた方の端部に
隣接する端板２ａに被粉砕物スラリー導入用のスラリー
入口６が形成され、反対側の端板２ｂの中央にスラリー
出口７が形成されている。容器２内には、スラリー出口
７を囲んで円筒状のスクリーン８が設けられる。このス
クリーン８は、粉砕媒体の通過を阻止し、スラリーのみ
をスラリー出口７に排出できる構成であり、端部が攪拌
軸４の開口した端部から該攪拌軸４の内部に挿入されて
いる。スクリーン８と攪拌軸４の端部開口との間には粉
砕媒体が流通できるだけの間隙が形成される。この間隙
が媒体循環用入口１２を構成する。攪拌軸４の周壁に
は、該攪拌軸４の閉じた方の端部に隣接する位置に、複
数個の粉砕媒体循環用出口１３が周方向に間隔をもって
形成されている。

【０００９】攪拌軸４の外周には、放射状に突出する多
数の攪拌部材４ａが設けられる。攪拌軸４の駆動軸５
は、端板２ａに固定された軸受ハウジング２ｄ内に軸方
向に間隔をもって配置された一対の軸受５ａにより回転
自在に支持されている。攪拌軸４は、駆動軸５に設けた
プーリー９をベルト１０を介してモーターにより駆動す
ることにより回転駆動される。容器２の円筒壁２ｃの内
面と攪拌軸４の外面との間に環状の粉砕室１１が形成さ
れる。この粉砕室１１にはガラスビーズのような粉砕媒
体１５が充填されている。粉砕室１１は、軸方向長さと
内径の比が1.7 より大きくないように寸法を定めること
が好ましい。また、スクリーン８の外径と粉砕室１１の
内径の比は0.3より大きく設定することが好ましい。

【００１０】図２及び図３に示すように、攪拌軸４の閉
じた方の端部に隣接する位置で該攪拌軸４の周壁に形成
される複数個の粉砕媒体循環用出口１３は、該攪拌軸４
の周壁の内面から外面に向けて矢印Ａで示す攪拌軸４の
回転方向に対して反対方向になるように、周方向側縁面
が傾斜している。

【００１１】この傾斜により、攪拌軸が矢印Ａ方向に回
転したとき、攪拌軸４の内部にある粉砕媒体１５が矢印
Ｂで示すようにこの媒体循環用出口１３から粉砕室１１
に吸い出されるような作用を生じる。この媒体縦貫用出
口１３の縁面の傾斜が、本発明における攪拌軸内の媒体
を半径方向外向きに加速するためのポンプ作用を果たす
ポンプ手段を構成する。

【００１２】本発明の図示した実施例の作動を説明す
る。図示しないスラリー給送ポンプを作動させて被粉砕
物スラリーを攪拌ミル１の粉砕室１１に供給しながら攪
拌軸４を回転駆動する。粉砕室１１内の粉砕媒体１５が
攪拌軸４の攪拌部材４ａにより攪拌され、ポンプ作用に
よって軸方向に移動し、被粉砕物スラリーは粉砕媒体に
同伴して流れて、その間に被粉砕物の微粉砕が行われ
る。攪拌ミル１の粉砕室１１を通過した被粉砕物スラリ
ーは、スラリー出口７においてスクリーン８により粉砕
媒体１５から分離されて攪拌ミル１から排出される。

【００１３】攪拌ミル１には被粉砕物スラリーを給送ポ
ンプにより送り込むので、その送り込みの圧力により、
粉砕媒体１５がスラリーとともに出口７側に押しやられ
る傾向を生じる。この出口７側に押しやられた粉砕媒体
１５は、従来の攪拌ミルではスクリーン８のまわりに集
中し、スラリーはその間隙を通ってスクリーン８から出
口７に送り出されることになる。その結果、スクリーン
８のまわりに集中した粉砕媒体は、スラリーの流通に対
する抵抗が増大の原因となる。その傾向は、スラリーの
流量が増加するにつれて顕著になる。図４の線Ａがその
傾向を示す。本発明の実施例では、粉砕媒体１５は媒体
循環用入口１２から攪拌軸４の内部に入る。そして、攪
拌軸４内部の粉砕媒体１５は、循環用出口１３の周方向
側縁面の傾斜により構成されるポンプ手段の作用で、半
径方向外向きに加速され、高速で循環用出口１３からス
ラリー入口側において粉砕室１１に戻される。図１に示
すように、粉砕室１１内における粉砕媒体１５の軸方向
の移動は速度Ｖ₁であり、攪拌軸４内における粉砕媒体
１５の軸方向の移動は速度Ｖ₂である。好ましい実施例
では、速度Ｖ₂は速度Ｖ₁と等しいか、それよりも大き
い。このようにして粉砕媒体１５が粉砕室１１から攪拌
軸４内を経て再び粉砕室に戻る、という循環を行うの
で、粉砕媒体１５が粉砕室１１の出口付近に集中する、
という問題が解消できる。特に本発明においては、攪拌
軸４にポンプ手段が設けられているので、攪拌軸４内の
粉砕媒体が加速されて粉砕室１１に排出される。その結
果、粉砕室１１内で粉砕媒体１５が高速で循環すること
になり、スラリーの流通に対する抵抗は容器と分離器の
管路抵抗だけで、粉砕媒体を通る通路抵抗がなく、全体
としての抵抗が大幅に減少する。図４の線Ｂは本発明の
実施例によるスラリー流量に対する抵抗を圧力損失で示
すもので、これにより、本発明の実施例では、スラリー
の集中による抵抗の増大が防止されることが分かる。

【００１４】なお、先に述べた実施例では、攪拌部材４
ａはピン状のものであったが、これは図５に示すように
円板状の攪拌部材４ｂとすることもできる。

【００１５】

【効果】以上述べたように、本発明においては、粉砕室
内の粉砕媒体が攪拌軸の内部を通って高速で循環するよ
うに攪拌ミルを構成したので、粉砕媒体が粉砕室の出口
近傍に集中することがなく、圧力損失が減少し、かつ粉
砕室を有効に使用して粉砕を行うことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す粉砕装置の概略図であ
る。

【図２】図１の線Ｉ−Ｉにおける断面図である。

【図３】本発明の実施例に使用される攪拌軸の拡大断面
図である。

【図４】本発明の実施例における圧損を従来の攪拌ミル
と対比して示す図表である。

【図５】本発明の他の実施例を示す攪拌ミルの断面図で
ある。

【符号の説明】

１・・・・攪拌ミル、２・・・・容器、３・・・・冷却ジャケット、
４・・・・攪拌軸、５・・・・駆動軸、６・・・・スラリー入口、７
・・・・スラリー出口、８・・・・スクリーン、１１・・・・粉砕
室、１２・・・・媒体循環用入口、１３・・・・媒体循環用出口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円筒状の容器と、前記容器内に同軸か
つ回転自在に配置され周面に攪拌部材を設けた中空の攪
拌軸とを備え、前記容器には、軸方向一端部に隣接して
スラリー入口が、他端部に隣接してスラリー出口がそれ
ぞれ形成されており、前記容器の前記スラリー出口に隣
接する前記中空の攪拌軸の端部には媒体循環用入口が、
前記スラリー入口に隣接する前記中空の攪拌軸の端部に
は媒体循環用出口がそれぞれ形成され、前記スラリー出
口を囲んでスクリーンが設けられ、前記容器内面と前記
攪拌軸の外面との間に形成される粉砕室に充填された粉
砕媒体は前記スラリーの循環圧力により前記容器の軸方
向に移動し前記攪拌軸の媒体循環用入口から前記攪拌軸
内に入り前記攪拌軸の媒体循環用出口から前記粉砕室内
に入る循環径路により前記容器内で循環するようになっ
た攪拌ミルにおいて、前記攪拌軸には、前記媒体循環用
出口に近接して該攪拌軸の回転に伴い前記攪拌軸内の媒
体を前記容器内での軸方向循環運動させるためのポンプ
作用を果たすポンプ手段が設けて、スラリーを前記媒体
に同伴して流れさせるようにしたことを特徴とする攪拌
ミル。
【請求項２】請求項１に記載した攪拌ミルにおい
て、前記粉砕室内の前記媒体の軸方向速度Ｖ₁と、前記
粉砕室の端部で反転し前記攪拌軸内に入って該攪拌軸内
を流れる前記媒体の軸方向速度Ｖ₂の関係が、速度Ｖ₂
が速度Ｖ₁より小さくならないようにしたことを特徴と
する、粉砕装置又は攪拌ミル。
【請求項３】請求項１又は２に記載した攪拌ミルに
おいて、前記媒体循環用出口は、前記攪拌軸の周面に周
方向に間隔をもって形成した複数の開口により形成さ
れ、前記ポンプ手段は、前記攪拌軸の回転に伴って前記
攪拌軸内の媒体を前記粉砕室に排出するように、前記攪
拌軸の周面に形成した複数の前記開口の周方向縁面を傾
斜させることにより構成されたことを特徴とする、攪拌
ミル。