JPH0787904B2

JPH0787904B2 - 気流式微粉砕機

Info

Publication number: JPH0787904B2
Application number: JP4059465A
Authority: JP
Inventors: 徹森脇
Original assignee: 不二パウダル株式会社
Priority date: 1992-02-12
Filing date: 1992-02-12
Publication date: 1995-09-27
Anticipated expiration: 2010-09-27
Also published as: JPH05220419A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は医薬、農薬、食品、化
学製品、合成樹脂、金属材料、または無機物質などの固
形物を１０数μｍから１μｍ前後の粒度分布幅の狭い微
粉に粉砕する気流式微粉砕機に関し、さらに詳しくは、
低融点、弱熱性、付着性、または削摩性物質などの粉砕
に適する気流式微粉砕機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の装置としては、例えば
（１）特公昭５４−１３６３１号公報、（２）特公昭６
２−８２１５号公報、および（３）特公昭６０−１８４
５４号公報に開示されたものが知られている。これらの
公報に開示された装置では、供給される固形物（以下砕
料という）は気体噴流によって粉砕され、粉砕によって
できた粉体は粉砕室上部の分級手段によって選別され
る。所定の粒度以下になった微粉は不図示の輸送集塵手
段によって装置外に取出され、残りの粗粉は再度粉砕室
へ戻されて、繰り返し粉砕される。

【０００３】このうち、前記（１），（２）の公報で
は、砕料を何らかの機械式輸送手段によって粉砕室へ送
りこみ、粉砕室の中に貯留された粉体層の中にノズルを
介して気体噴流を吹きこみ、粉体相互間の衝突、摩擦作
用によって粉砕を行う。粉砕された粉砕物は、粉砕作用
と減勢された気流とによって分級ゾーンに運ばれ、ここ
で強制回転型分級ローターによって選別された粗粉は、
前記公報（１）のＦｉｇ４；８；１４に示されるように
砕料の輸送手段へ戻されるか、又は公報（１）のＦｉｇ
１５と公報（２）とに示されるように重力によって直接
に粉体層へ戻される。

【０００４】また、前記公報（３）では、砕料ホッパー
の下側において、砕料はインジェクター・ノズルから出
る気体噴流によって吸引された後、加速管内で加速され
て粉砕室に向かう。一方、分級手段にて選別された粗粉
は、対向する別のノズルから出る気体噴流によって吸引
された後、別の加速管内で加速されて、反対側から加速
されて運ばれてきた砕料と粉砕室において衝突する。加
速管内及び粉砕室での衝突によって生じた粉砕物は、な
お余力を有する気流によって分級室へ運ばれ、サイクロ
ンの原理によって微粉のみが機外へ送り出され、粗粉は
気流によって循環され、繰り返し粉砕作用を受ける。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】（Ａ）まず、砕料の供
給に関しては次の課題がある。前記公報（１），（２）の分級手段では、粉砕室の静圧
は、分級手段である分級ロータのファン作用によって外
界の気圧以上になるので、外界の気圧下にある砕料を粉
砕室内に搬入するためには、公報（１）のＦｉｇ５；
Ｆｉｇ７に示されるようにダブル・ダンパー又はロー
タリー・バルブのような気体遮断装置を付与するか、或
いは公報（２）では説明は省略されているが、装置の後
に集塵装置に続いて吸引ブロアーを連結して、粉砕室内
を常に外界の気圧以下に保つ必要がある。これを怠れ
ば、砕料ホッパーから気体と共に砕料が吹き出される欠
点がある。

【０００６】また公報（３）では、インジェクター・ノ
ズルから出る気体噴流によって惹起される負圧によっ
て、砕料ホッパーから砕料が吸引されるため、粉砕室内
部が外界の気圧以上でも問題が起こることはない。しか
し、インジェクター・ノズルに続く加速管内では砕料を
同伴する気体噴流が音速前後の高速で通過するために、
器壁の摩耗粉が砕料中に混入し、砕製物の汚染と部材の
消耗を招く欠点がある。

【０００７】（Ｂ）次に分級に関しては、下記の課題が
ある。前記公報（１），（２）では決まった開度のノズルが使
用され、常に圧縮気体源の作動能力（圧と発生風量）を
最大限に利用すると想定すると、分級ローターを通過す
る風量の大きさは変わらず、前記ローターを通過する気
流が粒子をローターの中へ引きこむ力は粒子の大きさだ
けに依存する。従って、分級ローターの回転数を人為的
に変更してローターの周囲の旋回気流速度を調節し、気
流に伴って旋回する粒子に作用する遠心加速度を変える
ことにより、同じ大きさの粒子でも、それに作用する遠
心力を変えることができる。それゆえ、粉砕作用とは独
立に、任意に分級点（砕製物中の最大粒径）を変えるこ
とができる。しかし、作業の終期のように粉砕室内の粉
体層の厚みが薄く、気体噴流の粉砕による減勢が不十分
な場合は、分級点を越える大きな粒子が上昇気流に乗っ
て分級ローターの中に飛びこみ、砕製物中に「トビ」と
稱される大きな粒子が混入する問題が起きる。

【０００８】また公報（３）では、決まった開度のノズ
ルを使用して圧縮気体源の作動能力を常に最大限に利用
する前提に立てば、分級室での気流の旋回速度はほとん
ど変わらず、粒子に作用する遠心加速度はほぼ一定とな
るため、固気比（砕料の供給量と風量の比）を変えるこ
とにより、砕製物の平均粒度はある程度変えられるが、
サイクロンの原理により分級点の変更は難しくなる問題
が起きる。

【０００９】この発明は、従来の技術が有するこのよう
な問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とする
ところは、（Ａ）粉砕室内の静圧が外界の気圧を少々越
えることがあっても、気体遮断装置のような特別な付加
物の助けを借りずに、作業中に砕料が砕料の供給装置か
ら吹き出ることがなく、しかも、（Ｂ）分級点の調節が
可能であり、「トビ」と称される問題が起きない砕製物
が得られる気流式微粉砕機を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明においては、インジェクター・ノズルを介
して粉砕室に供給される砕料を、インジェクター・ノズ
ルとカウンター・ノズルとにより粉砕し、粉砕物中の一
定粒度以下の微粉を粉砕室上部の分級室内の分級手段に
より分級して装置外に取出すとともに、一定粒度以上の
粗粉を循環手段により粉砕室に戻し再度粉砕を繰り返し
て行う気流式微粉砕機において、前記カウンター・ノズ
ルがインジェクター・ノズルの中心線に対し鈍角で交叉
するよう対向して粉砕室に取付けられ、該インジェクタ
ーノズルの中心線上に、中を砕料が運ばれる中空スピン
ドルが第１の芯体として配され、またカウンターノズル
の中心線上にニードルが第２の芯体として配され、第１
の芯体と第２の芯体の各周囲を囲んでそれぞれ筒体状の
管状シートが設けられ、各芯体とそれを囲む管状シート
との間隙にできる環状部分が気体通路とされ、この気体
通路に、断面積が気体の流れにそって一旦縮小したのち
拡大されるノド部を備え、この気体通路の粉砕室外側か
ら粉砕室内側に向けて圧縮気体が流入されてなる気流式
微粉砕機である。

【００１１】上記構成において、分級手段は、閉塞され
た端面側を駆動軸に固定するとともに、軸線に平行な多
数の短冊形の羽根を外周面に備えた回転羽根車で、回転
羽根車は大径円筒部と小径円筒部とを有する径違いの円
筒形の外形を有し、小径円筒部の終端に角形リングによ
って開口が形成され、この角形リングの外周に近接して
環状の仕切板が設けられ、回転羽根車が収納される分級
ケースの開口側に微粉取出口を備えた分級ケースカバー
が取付けられ、分級室は回転羽根車を取囲む二重円筒の
ハウジングによって形成され、回転羽根車が駆動軸に取
付けられる閉塞された端面の手前側に、前記の二重円筒
の内筒の延長面を形成する円筒状ハウジングによって気
流予備旋回室が設けられ、粉体の循環手段は、カウンタ
ー・ノズルがインジェクター・ノズルの中心線に対して
鈍角をなすよう交叉され、この交叉点の上側から、分級
手段に形成される気流予備旋回室に向かい、回転羽根車
の軸芯に対して偏向して連結される粉砕物輸送通路と、
分級室の二重円筒間に形成される環状空間部を粉砕室に
取付けられるノズルの一方の先端に近接するよう連結さ
れる粗粉戻し通路とにより形成される気流式微粉砕機を
提供する。

【００１２】また、前記構成において、インジェクター
・ノズルとカウンター・ノズルは、それらの芯体を形成
する中空スピンドルまたはニードルの先端部に、粉砕室
側に向かってゆるやかに縮小する円錐面が形成され、こ
れら芯体の円錐面と対向する各管状シートの内面には、
圧縮気体導入側から粉砕室側に向かって縮小する芯体の
円錐角より大きな円錐角を有する第一の円錐面と、芯体
の円錐角より小さな円錐角を有する第二の円錐面または
円筒面とが連続して形成され、これらの管状シートの内
面と各芯体の外面との間隙の中間部に、環状の断面槓が
最小となるノド部が形成されてなる気流式微粉砕機、ま
たはこれらの構成を備えるとともに、中空スピンドルの
反粉砕側の開口部にスクリュー軸を内包する砕料供給装
置を遊合的に内挿してなる気流式微粉砕機を提供する。

【００１３】また、前記構成において、先端部に円錐面
が形成された中空スピンドルまたはニードルは、それら
の先端部が係合された各管状シートに対し、螺合その他
の手段により進退可能に取付けられてなる気流式微粉砕
機、またはこれらの構成を備えるとともに、中空スピン
ドルの反粉砕側の開口部にスクリュー軸を内包する砕料
供給装置を遊合的に内挿してなる気流式微粉砕機を提供
する。

【００１４】さらにまた、前記構成において、分級ケー
スは、その開口部に取付けられる分級ケース・カバーの
内面に仕切板が設けられ、この仕切板の内周面は、分級
手段としての回転羽根車の小径円筒部の終端を形成する
角形リングの外周面に近接して保持され、仕切板の内周
面と角形リングの外周面との間に、圧縮気体源に接続さ
れる環状の気体溜まりと、この気体溜まりを分級室と微
粉取出口とにそれぞれ連通する一次側隙間と二次側隙間
とが設けられてなる気流式微粉砕機を提供する。

【００１５】

【作用】圧縮気体を当該気流式粉砕機に供給し、砕料ホ
ッパーに砕料を投入して装置を運転すると、スクリュー
軸にて運ばれた砕料は、インジェクター・ノズルの先端
部の円錐面外側に形成された環状空間部から噴出する気
体噴流に包まれて粉砕室の中へ向かい、スクリュー・ケ
ースに設けられた穴から出て来る二次気体とともに吸い
出され、加速される。それによって、粉砕物相互間の衝
突、摩擦作用によって粉砕が行われ、細かくなった粉体
は粉砕により減勢された気流に伴われて、粉砕物輸送通
路を通り、回転羽根車の軸芯に対して偏向した状態で気
流予備旋回室に入り、回転羽根車の回転と同方向に旋回
して、遠心力の差によって粗粒を周壁へ移動させながら
分級室に入る。

【００１６】ここでは、回転羽根車が惹き起こす旋回気
流に従って粉体粒子も羽根車の周囲を旋回し、粒子の大
きさに応じた遠心力を受ける。一方、ノズルから吹き出
された気流は装置に後続する吸引ブロアーの助けによ
り、回転羽根車の外周面にわたって一様に内向流を形成
し、これによって粉体粒子は大きさに応じて内向きの搬
送力を受ける。このため、所定の粒度以下の微粉だけが
遠心力に打ち勝って、気流の搬送力により羽根車の中に
とりこまれ、分級ケースカバーの微粉取出口を経て、集
塵装置へ運ばれる。粗粉は仕切板の内周面と羽根車との
間隙から短絡的に微粉取出口へ漏出されずに、回転羽根
車を取り囲む内筒と仕切板との隙間を旋回しながらＵタ
ーンする気流に乗って、粗粉戻し通路を通り粉砕室へ向
かう。カウンター・ノズルの先端部の円錐面外側に形成
された環状空間部から吹き出される気体噴流は、その粗
粉を吸引、加速して、反対側のインジェクター・ノズル
から吹き出される噴流で加速された砕料と衝突する。

【００１７】粉砕室の中では、気体噴流が通過する比較
的粉体の濃度が低い空洞部と、空洞の周囲、主に空洞部
の下側に位置して粉体の活動が鈍い粉体の堆積層とに分
かれ、ノズルの気流によって導かれる砕料や戻り粗粉だ
けでなく、たえず堆積層中の粒子も噴流の吸引力によっ
て引き出され、加速されて粉体相互の衝突、摩擦作用に
より粉砕され、細かくなれば分級室へ持ち込まれ、残り
は堆積層へ戻る作業が続けられる。この際、インジェク
ター・ノズルから吹き出される噴流が形成する局所的負
圧によって、スクリューケース内の砕料は吸引作用を受
け、粉砕室内部の静圧が外界より少々（例えば３０〜４
０ｃｍ水柱程度）高い場合でも、砕料ホッパーから砕料
が吹き出されないようにする。

【００１８】

【実施例】図１ないし図８はこの発明の一実施例を示
す。図１はこの発明の主要な構成部を示す。砕料供給装
置Ａはフレームの水平部１ａに取付けられ、その一端は
インジェクター・ノズルＢ_１と係合される。粉体の粉砕
が行われる粉砕室Ｂは、その上部に粉砕物の輸送と粗粉
の戻りを司る循環手段を有し、粉砕室Ｂの上方には、気
流予備旋回室２９を含む分級室Ｃが縦方向のフランジ２
３ａによって、フレームの垂直面１ｂにネジ止めされ
る。分級室Ｃは連結ボルトによって粉砕室Ｂと結合さ
れ、分級室Ｃの微粉取出口２４は、図示外のダクトによ
って集塵装置、吸引ブロアーに連結される。粉砕室Ｂに
は、インジェクター・ノズルＢ_１に対向してカウンター
・ノズルＢ_２が設けられており、これらの各ノズル
Ｂ_１，Ｂ_２は、図示外の配管、圧力レギュレーターを経
て気体圧力源（コンプレッサー）に連結される。

【００１９】粉砕室Ｂを形成する粉砕ケース２は、図１
に示されるように一端が開口された横型の円筒から成
り、その一端（図の右側）の開口部はケース・カバー２
ａにより閉鎖され、その外側に前記インジェクター・ノ
ズルＢ_１が設けられる。粉砕ケース２の他端（図の左
側）は傾斜面を有する底板２ｂとなっており、この底板
２ｂの傾斜而の部分には、前記カウンター・ノズルＢ_２
が設けられている。カウンター・ノズルＢ_２の中心線
は、インジェクター・ノズルＢ_１の中心線と交角αが１
４０°〜１６０°をなすように交点２ｃで交叉してい
る。底板２ｂの傾斜面は、交点２ｃが２つのノズル
Ｂ_１，Ｂ_２からほぼ等距離になるように傾斜される。前
記交点２ｃの上側には、分級室Ｃと連結される角管が粉
砕ケース２から突出され、分級室Ｃの気流予備旋回室２
９に通ずる粉砕物輸送通路２ｄが形成される。

【００２０】また、前記角管と並立して別の角管が粉砕
ケース２から突出され、分級室Ｃに形成される二重円筒
の下からカウンター・ノズルＢ_２の先端の近傍に向かっ
て、粗粉戻し通路２ｅが形成される。粉砕ケース２の胴
体の一部には、斜め上向きに枝管２ｆが突出され、その
カバー３にはレベルセンサー４（例えば振動片型、静電
容量型などの市販品を使用する）が取付けられ、枝管２
ｆ内には粉砕室Ｂ側から飛散する粉体との衝突を防ぐ保
護板５が粉砕ケース２の中心線側に置かれ、保護板５に
よって区分される粉砕室Ｂの中心より外側にセンサーの
検出部４ａが斜め下向きに設けられる。このレベルセン
サー４によって、粉砕室Ｂ内において噴流による空洞部
と粉体堆積層の境界面を検出して、粉砕供給用モーター
の制御が行われる。図２において、粉砕ケース２の断面
を横切る破線６は、気体噴流が通過する粉体濃度の低い
空洞部と、粉体の活動の鈍い堆積層との境界の一例を示
す。

【００２１】図３について、インジェクター・ノズルＢ
_１を説明する。ケース・カバー２ａの中央開口部に嵌入
されている鍔付の管状シート７は、ネジ１１によってケ
ース・カバー２ａに固定されるノズルケース８により固
定される。このノズルケース８の内側には、先端に円錐
角γ_２（≒２４°）の円錐面が形成された中空スピンド
ル９が、その基端側をノズルケース８のネジ部８ａと螺
合され、ロックナット１０によって固定される。管状シ
ート７の内面には、反粉砕室側に前記円錐角γ_２２より
大きな円錐角β（≒９０°）を有する第一の円錐面と、
粉砕室Ｂ寄りに前記円錐角γ_２より小さな円錐角γ
_１（≒１６°〜１８°）を有する第二の円錐面とが連続
して形成され、中空スピンドル９の先端の円錐面との間
隙空間部に圧縮気体の通過する「ノド」７ａを有するラ
バール管が形成される。

【００２２】管状シート７の背面と、中空スピンドル９
の中央円筒面とノズルケース８とによって形成された環
状の空間８ｃは、ノズル・ケース８の周面に設けられた
ネジ穴８ｂから導入される圧縮気体の滞留場所で、ノズ
ル穴（ラバール管）の面積全体から圧縮気体が均一に吹
き出される役目を果たす。また、ノズルケース８に螺合
されている中空スピンドル９を回転すると、中空スピン
ドル９は、ノズルケース８に対して進退し、管状シート
７の２つの円錐面と中空スピンドル９の先端の円錐面と
によって形成される「ノド」７ａの断面積を増減するた
め、中空スピンドル９の進退によりインジェクター・ノ
ズルＢ_１から粉砕室Ｂに吹き込まれる圧縮気体の投入量
を調節することができる。

【００２３】図３及び図１について、砕料供給装置Ａを
説明する。円筒状のスクリューケース１２は、そのフー
ト１２ａの部分をネジ止めすることによりフレームの水
平部１ａに固定される。スクリューケース１２の基端側
に設けられた上向きの開口１２ｂには、砕料ホッパー１
３がカップリング１３ａによって結合される。スクリュ
ー・ケース１２の先端は、中空スピンドル９の円筒穴９
ａに対してルーズに挿入され、中空スピンドル９の進退
を許容し、スクリュー・ケース１２に設けられた円筒上
部の開口１２ｃとともに、噴流発生時における二次気体
誘引の通路を提供する。スクリュー・ケース１２の基端
には、ブッシュ１４を内挿された軸受ケース１５がネジ
止めされている。スクリュー・ケース１２の円筒穴に
は、先端が中空スピンドル９の円錐穴９ｂ内に達するス
クリュー軸１６が横向きに内挿される。スクリュー軸１
６の基端側の軸頚はブッシュ１４によって軸受ケース１
５に支持され、軸受ケース１５から突出した軸頚部に
は、キー１６ａによって一体に回転されるプーリー１７
がナット１６ｂによって固定される。スクリュー軸１６
への回転トルクは、不図示のモーター軸に固定されたプ
ーリーからベルトを介してプーリー１７に伝達される。
スクリュー軸１６が駆動されると、砕料ホッパー１３か
ら、スクリューケース１２、中空スピンドル９の貫通穴
を介して砕料が粉砕室Ｂへ供給さる。

【００２４】図５について、カウンター・ノズルＢ_２を
説明する。粉砕ケース２の底板２ｂの穴に嵌入されてい
る鍔付の管状シート１８は、ボルト２０により粉砕ケー
ス２の底板２ｂに取付けられるノズルケース１９によっ
て固定される。このノズルケース１９の内側には、先端
に円錐角γ_２′（≒１２°）の円錐面が形成されたニー
ドル２１が、その基端側をノズルケース１９のネジ１９
ａと螺合され、ロックナット２２によって固定される。
管状シート１８の内面には反粉砕室側に前記円錐角
γ_２′より大きな円錐角β（≒９０°）を有する円錐面
と、それより粉砕室Ｂ寄りに円筒面が連続して形成さ
れ、ニードル２１の先端の円錐面との間隙空間部に圧縮
気体の通過する「ノド」１８ａを有するラバール管が形
成される。

【００２５】管状シート１８の背面と、ニードル２１と
ノズルケース１９の内面とによって形成された環状の空
間１９ｃは、ノズル・ケース１９の周面に設けられたネ
ジ穴１９ｂから導入される圧縮気体の滞留場所でノズル
穴（ラバール管）の面積全体から圧縮気体が均一に吹き
出される役目を果たす。また、ノズルケース１９に螺合
されているニードル２１を回転すると、ニードル２１
は、ノズルケース１９に対して進退し、管状シート１８
の円錐面から円筒面へ移行する境界とニードル２１の先
端の円錐面とによって形成される「ノド」１８ａの断面
積を増減するため、ニードル２１の進退によりカウンタ
ー・ノズルＢ_２から粉砕室Ｂに吹き込まれる圧縮気体の
投入量を調節することができる。

【００２６】図２，７及び８について分級室Ｃを説明す
る。分級ケース２３は一端の開口部に設けられたフラン
ジ２３ａによって、フレーム１ｂの垂直面にネジ止めさ
れ、他端には、中央部に微粉取出口２４が形成された分
級ケース・カバー２５がネジ止めされる。分級ケース２
３の円筒状胴体は、フレーム１ｂ寄りに中央開口２３ｃ
をもつ隔壁２３ｂが設けられている。隔壁２３ｂの中央
開口２３ｃには、駆動軸２７を保持する軸受ケース２８
の一部が外側から嵌入され、軸受ケース２８の中間部に
設けられたフランジ２８ａの部分で外側から隔壁２３ｂ
にねじ止めされている。軸受ケース２８から分級ケース
２３内に突出する駆動軸２７の部分に、分級ロータとし
ての回転型羽根車２６が取付けられており、分級ケース
２３内の軸受ケース２８の下側には、粉砕ケース２の粉
砕物輸送通路２ｄに対応して、分級ケース２３の軸芯に
対して偏向した開口２３ｄが設けられ、軸受ケース２８
の胴体外面と分級ケース２３の内面及び隔壁２３ｂとで
環状空間の気流予備旋回室２９が形成される。

【００２７】気流予備旋回室２９を構成する分級ケース
２３の内面の延長上に、回転型羽根車２６を同芯に取囲
む内筒３０が着脱自在に取付けられ、その外側にある大
径の分級ケース２３の大径部２３ｅとともに二重円筒が
形成される。分級ケースの大径部２３ｅの下方はシュー
ト状になっていて、粗粉戻し通路２ｅに対応する開口２
３ｆが設けられる。この二重円筒と回転羽根車２６との
間で、分級作業が行われる。回転羽根車２６の一端は、
駆動軸２７が嵌入されるボス２６ａを有する円形底面２
６ｂによって閉鎖され、他端は開放された中空円筒状と
なっている。回転羽根車２６の外周面には、軸線方向と
平行に配列された段違いの羽根３１が円周に沿って等ピ
ッチで多数設けられ、この羽根３１の外側をつらねて気
流の進入側から大径円筒部２６ｄと小径円筒部２６ｅと
が設けられる。この大径円筒部２６ｄの部分では、隣接
する羽根３１，３１の間に、図１に示すように、回転羽
根車２６の外周面を貫通する吸気通路２６ｃが形成され
る。

【００２８】また、段違いの羽根３１の段落ち部３１ａ
は、これと等しい内外径を有し、段落ち部３１ａに接続
された角形リング３１ｂとともに小径円筒部２６ｅを形
成する。角形リング３１ｂの円形開口は分級ケース・カ
バー２５に設けられた微粉取出口２４と対応する。分級
ケース・カバー２５の内面側には、分級ケースカバー２
５に設けられた気体導入穴２５ａにつながる一次気体溜
まり３２ａを有する環状の仕切板３２がネジ止めされ、
仕切板３２の内面と内筒３０の開口端との間には、軸線
方向の隙間３０ａが形成されて、分級後の粗粉を含む気
流がＵターンして排気される場所を提供する。また、大
径円筒部２６ｄから小径円筒部２６ｅへ移行する羽根３
１の外周が形成する斜面３１ｃと、仕切板３２に形成さ
れる内周円錐面との間には、一次側隙間δ_１が形成され
る。

【００２９】前記角形リング３１ｂの外周面に対向する
仕切板３２の内周面には、角形リング３１ｂとの間で環
状溝形の二次気体溜まり３３が形成され、この二次気体
溜まり３３の前後に仕切板３２の内周面と角形リング３
１ｂの外周面との間に狭い二次側隙間δ_２が形成され
る。この隙間部分の長さは回転羽根車２６の羽根３１の
斜面３１ｃに近い二次側隙間δ_２の長さ１_１は反対側の
二次側隙間δ_２長さ１_２より短い。これらの隙間δ_１，
δ_２、及び二次気体溜まり３３によって分級室Ｃは微粉
取出口２４に連通される。一次気体溜まり３２ａと二次
気体溜まり３３とは、円周方向に対して等分に設けられ
た多数の流通路３４により連通され、気体導入穴２５ａ
から流入するシール用気体が二次気体溜まり３３に一様
に配分される。運転中、二次気体溜まり３３からシール
用気体が一次側隙間δ_１と二次側隙間δ_２を通して絶え
ず吹き出し、回転羽根車２６と仕切板３２との隙間部分
に分級前の気流中に含まれている粉体が侵入するのを妨
げて、この粉体がこれらの隙間δ_１，δ_２を通して微粉
取出口２４側へ漏出するのを防止する。

【００３０】回転羽根車２６のボス２６ａは、軸受ケー
ス２８から水平方向に突出する駆動軸２７の軸頚２７ｃ
部にキー２７ａとカバー２７ｂとによって一体に結合さ
れ、軸受ケース２８内の軸受３５ａの内輪に対して、ス
ペーサー３６を介して押圧されることにより、回転羽根
車２６の位置決めを行い、同時に回転羽根車２６の回転
に必要なトルクが伝達される。３７は軸受ケース２８に
保持された軸受３５ａの外輪を押圧するカバーで、この
カバー３７の反軸受側には、回転羽根車２６の円形底面
２６ｂの外周を覆う幅１_３の庇３７ｅが設けられてい
る。カバー３７は、回転羽根車２６と対面する側に環状
の気体溜まり３７ｃを形成する。気体溜まり３７ｃの中
心側の端面と、外周寄りの端面は、回転羽根車２６の円
形底面２６ｂとの間にそれぞれ狭い端面隙間δ_５とδ_４
とを形成する。同様にカバー３７の庇３７ｅは回転羽根
車２６との間に狭い外周隙間δ_３を形成する。

【００３１】軸受ケース２８には、一部がフランジ２８
ａを通るＬ形の気体通路２８ｂが設けられ、この気体通
路２８ｂのカバー３７側の開口端は、カバー３７の対応
する位置に設けられた気体通路３７ａによりカバー３７
の気体溜まり３７ｃに連通されるとともに、気体通路３
７ａから分岐する別の気体通路（分岐通路）３７ｂによ
りスペーサー３６の軸受３５ａ寄りの外周面とカバー３
７の穴内面とで形成される気体溜まり３７ｄに連通され
る。運転中、大きな気体溜まり３７ｃに蓄積された圧縮
気体は、回転中の回転羽根車２６と静止しているカバー
３７の庇３７ｅとの間の狭い外周隙間δ_３から回転羽根
車２６の外側に向かって吹き出される。また、圧縮気体
の一部は、カバー３７の枝管分岐通路３７ｂを通って気
体溜まり３７ｄからスペーサー３６の外周とカバー３７
の穴内面とで形成される狭い隙間部分を通り、さらに端
面隙間δ_５を通って気体溜まり３７ｃと通じ、回転羽根
車２６の周りの粉体（異物）が軸受３５ａの内部に侵入
するのを防止する。

【００３２】駆動軸２７は、前記の軸受３５ａと、ナッ
ト３８によって駆動軸２７に固定された他の軸受３５ｂ
を介して、軸受ケース２８により支持され、駆動軸２７
の外側の軸頚２７ｄには、図示しないプーリーがキー止
めされ、モーター軸に固定されたプーリーにより、ベル
トを介して駆動軸２７の回転に必要なトルクが伝達され
る。

【００３３】次に装置の運転について説明する。１）圧縮気体源からシール用気体を回転羽根車２６を回
転する駆動軸２７の軸受３５ａに対する気体溜まり３７
ｃ，３７ｄと分級室Ｃの仕切板３２の内周面と回転羽根
車２６の角形リング３１ｂの間隙に対する気体溜まり３
２ａ，３３へ導入して、軸受３５ａの保護と、分級室Ｃ
から微粉取出口２４への粗粉の漏出防止の措置を採る。２）回転羽根車２６を所定の回転数まで加速して運転す
る。３）吸引ブロアーを起動して、粉砕室Ｂの内部を減圧す
る。４）インジェクター・ノズルＢ_１及びカウンター・ノズ
ルＢ_２に対して、圧力レギュレーターで設定した圧縮気
体を投入する。５）砕料供給用モーターの起動によって、スクリュー軸
１６を駆動する。６）粉砕室Ｂの内部では、インジェクター・ノズルＢ_１
から噴出する気体噴流に誘引されてスクリューケース１
２から砕料が持ちこまれ、以前からの作業で残存してい
る粉砕室Ｂ内の堆積層中の粉体は両ノズルＢ_１，Ｂ_２か
ら吹き出される噴流により吸引、加速されて粉砕作業が
始まる。この際、粉砕室Ｂの内部の静圧は定常値（外界
より稍高い）となる。７）同時に、細かくなった粉砕物は、粉砕によって減勢
された気流により分級室Ｃへ運ばれ、回転羽根車２６に
よって微粉と粗粉とに分級され、微粉は、吸引ブロアー
による気流に乗せられて微粉取出口２４から集塵装置に
運ばれて捕集される。８）粗粉は分級室Ｃから直ちに粉砕室Ｂへ戻され、再度
粉砕が繰り返される。９）粉砕作業中、粉砕室Ｂ内の粉体堆積層と噴流による
空洞部との境界面はレベルセンサー４によって監視さ
れ、砕料の供給速度は微粉の生成速度より高く設定され
ているので、境界面が上昇して所定のレベルに達する
と、レベルセンサー４が働き、連動するタイマーによっ
て設定時間後に砕料供給用モーターが停止されて、砕料
の供給が中断される。その後、粉砕の続行によって境界
面が所定のレベルまで下がると、レベルの低下はレベル
センサー４によって検知される。これに連動して砕料供
給用モーターが起動され、砕料の供給が自動的に復活さ
れる。この動作は作業停止の措置を講ずるまで続けられ
る。１０）その間、粉砕室Ｂ、分級室Ｃ内部における粉体、
気流に関する挙動は「作用」の項に記載した通りとな
る。

【００３４】

【発明の効果】この発明は、上述の通り構成されている
のて、次に記載する効果を奏する。請求項１の気流式微
粉砕機においては、

【００３５】（１）インジェクター・ノズルにおいて
は、気体源から発する気流の通る気体通路と、砕料が通
る通路は区別されており、インジェクターノズルの中心
線上に、中を砕料が運ばれる中空スピンドルが第１の芯
体として配され、この第１の芯体の周囲を囲んで筒体状
の管状シートが設けられ、この芯体とそれを囲む管状シ
ートとの間隙にできる環状部分が気体通路とされ、この
気体通路に、断面積が気体の流れにそって一旦縮小した
のち拡大されるノド部を備え、この気体通路の粉砕室外
側から粉砕室内側に向けて圧縮気体が流入されてなるた
め、中空スピンドル内から供給される砕料の通過速度は
十分に遅くてよく、従来の技術の如く気体源から発する
気体と共に砕料が高速で加速管（又はノズル）内を通過
する場合に較べて、部材の損耗は著しく少なく、砕製品
を汚染する不都合を解消することができる。その上、粉
砕室内部の静圧が外界より少々高い場合でも、インジェ
クター・ノズルの気体通路から出る噴流が形成する局所
的負圧の作用により、砕料ホッパーから砕料が吹き出さ
れることも防止される。（２）しかも、インジェクター・ノズルとカウンター・
ノズルは、環状ノズルに形成されているため、環状ノズ
ルから出る中空状の気体噴流は単孔ノズルから出る気体
噴流の場合に較べて、粉体層に対して広い表面積をもっ
て接するから、粉体を吸引して粉砕の機会を増加するこ
とができる。（３）さらに、カウンター・ノズルが、インジェクター
・ノズルの中心線に対し鈍角で交叉するよう対向して粉
砕室に取付けられているため、インジェクター・ノズル
からの砕料がカウンター・ノズルに噴入するおそれがな
く、噴入によるカウンター・ノズルの損耗が防止され
る。

【００３６】請求項２の気流式微粉砕機においては、（１）粉砕室から分級室へ粉砕物を輸送する気流の通路
は分級室の内筒の延長部を形成する筒体に対して偏向し
て連通されているため、粉砕物を運ぶ気流は内筒に侵入
する以前において予備旋回運動を与えられる。このた
め、分級のための回転羽根車の周囲において、粉体の遠
心力による選別作用が回転羽根車の軸方向入口側から正
常に働くとともに、粗粉は粉砕物輸送通路の出口側から
引き続き内筒の壁際に集合して移動するため、目的とす
る大きさの微粉の中に粗粉や粗粒が紛れ込まないように
する。（２）微粉を運ぶ気流が分級室の回転羽根車の中へ侵入
するときに受ける抵抗は、回転羽根車の円周面上のいず
れの位置から侵入する場合にもほぼ同じであるため、気
流が回転羽根車の吸気通路を通過する速度は、回転羽根
車の吸気側外周面の全体に対して均一になる。これによ
って、回転羽根車の近傍では、粒子を搬送する気流の搬
送力と、回転羽根車の旋回気流による遠心力との関係
は、回転羽根車における羽根の軸方向のどの位置でもほ
ぼ同じにすることができる。したがって、回転羽根車の
外周部における限界粒子径がほぼ同じになるため、粒度
分布幅の狭い均一な製品を能率良く作り出すことができ
る。（３）回転羽根車の周りに設けた二重円筒によって、羽
根車の周りの旋回気流は分級室から退出する粗粉を含む
気流と截然と区別されて整流化されるので、粗粉は回転
羽根車に接近することなく効率よく分級室から排除され
るとともに、回転羽根車を運転するに要する負荷電流を
軽減することができる。（４）粉砕物輸送通路は両ノズルの中心線の交叉点の上
方にあるため、粉砕作業により減勢された上昇気流に乗
せて、粉砕物を粉砕室から予備旋回室へ迎え入れること
ができる。また、粗粉戻し通路はカウンター・ノズルの
先端の近傍に出口をもつため、粗粉を分級室から粉砕室
へ向かって遅滞なく運ぶことができる。

【００３７】請求項３の気流式微粉砕機においては、環
状ノズルにおける気体の通る通路の断面積は始めに急激
に縮小し、続いて漸次拡大するラバール管に形成されて
いるため、ノズルから噴出する気体噴流は音速前後の速
度に加速され、吸引した粉体を高速で吹きとばして粉砕
を促進することができる。

【００３８】請求項４の気流式微粉砕機においては、中
空スピンドルまたはニードルは、管状シートに対して進
退可能に取付けられているため、これらのノズルの芯体
をノズルの管状シートに対して進退させることによりノ
ズルの「ノド」の開口面積を容易に無段階に調節できる
ので、同一仕様のノズルによって気体源（コンプレッサ
ー）の幅広い容量に対応することができる。また、「ノ
ド」の開口面積を絞りこんで、気体投入量を制限すると
ともに、分級用羽根車を最高の回転数に採ることによ
り、超微粉の砕製物を得ることができる。さらに、長時
間の使用によって、ノズルの気流に接する表面が損耗し
た場合には、ノズルの芯体を粉砕室へ向かって進めるこ
とにより、「ノド」の開口面積を所定の大きさに保持す
ることができる。

【００３９】請求項５の気流式微粉砕機においては、仕
切板の内周面と分級用羽根車の終端である角形リング部
の外周面の隙間に、気体溜まりから羽根車の分級面に向
かってシール用気体が吹き出され、分級室から微粉排出
口に向かって粗粉が短絡的に漏出するのを妨げて装置外
に取り出される砕製物中に分級点以上の粗粉砕混入する
ことを防止することができる。

【００４０】請求項６の気流式微粉砕機においては、イ
ンジェクター・ノズルを構成する中空スピンドルの反粉
砕室側の開口部に、スクリュー軸を内包する砕料供給装
置が取付けられているため、スクリュー軸の回転による
輸送作用によって砕料を砕料ホッパーから中空スピンド
ルの内部へ移送し、インジェクター・ノズルから噴出さ
れる噴流気体の吸引作用と協働して砕料を粉砕室内部へ
供給することができる。しかも、スクリュー軸を内包す
る砕料供給装置は、遊合的に内挿されているため、中空
スピンドルを軸方向に進退させてインジェクター・ノズ
ルのノド部開口面積を変えると、インジェクター・ノズ
ルから粉砕室に吹き込まれる圧縮空気の量を調節し、粉
砕室への砕料の供給量を変化させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の一部を断面で示した正面図
である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。

【図３】インジェクター・ノズル部分の拡大縦断面図で
ある。

【図４】図３の１Ｖ−１Ｖ断面図である。

【図５】カウンター・ノズル部分の縦断面図である。

【図６】図５のＶ１−Ｖ１断面図である。

【図７】回転羽根車の基端側の拡大断面図である。

【図８】回転羽根車の先端側の要部拡大断面図である。

【符号の説明】

２ｄ粉砕物輸送通路２ｅ粗粉戻し通路７，１８管状シート７ａ，１８ａノド８ｃ，１９ｃ圧縮気体の滞留場所９中空スピンドル１２スクリュー・ケース１３砕料ホッパー１６スクリュー軸２１ニードル２３分級ケース２４微粉取出口２５分級ケースカバー２６分級ローター（回転羽根車）２６ｄ大径円筒部２６ｅ小径円筒部２７駆動軸２９気流予備旋回室３０内筒３１羽根３１ｂ角形リング３２環状の仕切板Ａ砕料供給装置Ｂ粉砕室Ｂ_１インジェクター・ノズルＢ_２カウンター・ノズルＣ分級室 δ_１一次側隙間 δ_２二次側隙間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インジェクター・ノズルを介して粉砕室
に供給される砕料を、インジェクター・ノズルとカウン
ター・ノズルとにより粉砕し、粉砕物中の一定粒度以下
の微粉を粉砕室上部の分級室内の分級手段により分級し
て装置外に取出すとともに、一定粒度以上の粗粉を循環
手段により粉砕室に戻し再度粉砕を繰り返して行う気流
式微粉砕機において、前記カウンター・ノズルがインジェクター・ノズルの中
心線に対し鈍角で交叉するよう対向して粉砕室に取付け
られ、該インジェクターノズルの中心線上に、中を砕料
が運ばれる中空スピンドルが第１の芯体として配され、
またカウンターノズルの中心線上にニードルが第２の芯
体として配され、第１の芯体と第２の芯体の各周囲を囲んでそれぞれ筒体
状の管状シートが設けられ、各芯体とそれを囲む管状シ
ートとの間隙にできる環状部分が気体通路とされ、この
気体通路に、断面積が気体の流れにそって一旦縮小した
のち拡大されるノド部を備え、この気体通路の粉砕室外
側から粉砕室内側に向けて圧縮気体が流入されてなる気
流式微粉砕機。
【請求項２】分級手段は、閉塞された端面側を駆動軸
に固定するとともに、軸線に平行な多数の短冊形の羽根
を外周面に備えた回転羽根車で、回転羽根車は大径円筒
部と小径円筒部とを有する径違いの円筒形の外形を有
し、小径円筒部の終端に角形リングによって開口が形成
され、この角形リングの外周に近接して環状の仕切板が
設けられ、回転羽根車が収納される分級ケースの開口側
に微粉取出口を備えた分級ケースカバーが取付けられ、
分級室は回転羽根車を取囲む二重円筒のハウジングによ
って形成され、回転羽根車が駆動軸に取付けられる閉塞
された端面の手前側に、前記の二重円筒の内筒の延長面
を形成する円筒状ハウジングによって気流予備旋回室が
設けられ、粉体の循環手段は、カウンター・ノズルがインジェクタ
ー・ノズルの中心線に対して鈍角をなすよう交叉され、
この交叉点の上側から、分級手段に形成される気流予備
旋回室に向かい、回転羽根車の軸芯に対して偏向して連
結される粉砕物輸送通路と、分級室の二重円筒間に形成
される環状空間部を粉砕室に取付けられるノズルの一方
の先端に近接するよう連結される粗粉戻し通路とにより
形成された請求項１に記載の気流式微粉砕機。
【請求項３】インジェクター・ノズルとカウンター・
ノズルは、それらの芯体を形成する中空スピンドルまた
はニードルの先端部に、粉砕室側に向かってゆるやかに
縮小する円錐面が形成され、これら芯体の円錐面と対向
する各管状シートの内面には、圧縮気体導入側から粉砕
室側に向かって縮小する芯体の円錐角より大きな円錐角
を有する第一の円錐面と、芯体の円錐角より小さな円錐
角を有する第二の円錐面または円筒面とが連続して形成
され、これらの管状シートの内面と各芯体の外面との間
隙の中間部に、環状の断面積が最小となるノド部が形成
された請求項１または請求項２に記載の気流式微粉砕
機。
【請求項４】先端部に円錐面が形成された中空スピン
ドルまたはニードルは、それらの先端部が係合された各
管状シートに対し、螺合その他の手段により進退可能に
取付けられた請求項３に記載の気流式微粉砕機。
【請求項５】分級ケースは、その開口部に取付けられ
る分級ケース・カバーの内面に仕切板が設けられ、この
仕切板の内周面は、分級手段としての回転羽根車の小径
円筒部の終端を形成する角形リングの外周面に近接して
保持され、仕切板の内周面と角形リングの外周面との間
に、圧縮気体源に接続される環状の気体溜まりと、この
気体溜まりを分級室と微粉取出口とにそれぞれ連通する
一次側隙間と二次側隙間とが設けられた請求項１から請
求項４までのいずれか一つに記載の気流式微粉砕機。
【請求項６】インジェクター・ノズルを構成する中空
スピンドルの反粉砕室側の開口部に、スクリュー軸を内
包する砕料供給装置が遊合的に内挿された請求項３また
は請求項４に記載の気流式微粉砕機。