JPH078829A

JPH078829A - 微粉砕機

Info

Publication number: JPH078829A
Application number: JP17201993A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Mitsumura; 聡三ツ村; Hitoshi Kanda; 仁志神田; Kazuhiko Komata; 一彦小俣
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-06-21
Filing date: 1993-06-21
Publication date: 1995-01-13

Abstract

(57)【要約】【目的】従来の衝突式気流粉砕機に比べ、被粉砕物を
より一層効率よく粉砕し、衝突部材の衝突面での局部的
摩耗の発生を防止し、粉砕物の融着、凝集及び粗粒化の
発生をも防止し得る微粉砕機を提供すること。【構成】高気圧体により被粉砕物を搬送加速する為の
加速管と、該加速管の出口の開口面に対向して設けられ
ている被粉砕物が衝突する衝突面を有する衝突部材が具
備されている粉砕室とを有する微粉砕機において、被粉
砕物供給筒に隣接されている加速管の後端部に被粉砕物
を加速管内に供給する為の被粉砕物供給口を有し、且つ
粉砕室内に具備されている衝突部材の衝突面が、錐体形
状の突起を有する突出面と、該突出面の周囲に設けられ
ている突出面で粉砕された一次粉砕物が更に二次衝突す
る為の外周衝突面とからなり、且つ粉砕室が、該外周衝
突面で二次粉砕された二次粉砕物が衝突し三次粉砕する
為の側壁を有していることを特徴とする微粉砕機等。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

（第一の発明及び第二の発明）本発明は、ジェット気流
（高圧気体）を用いた衝突式気流粉砕機に関する。

【０００２】

【従来の技術】

（第一の発明）ジェット気流を用いた衝突式気流粉砕機
は、ジェット気流に粉体原料を載せ、固気混合流とした
後、加速管の出口より固気混合流を噴射させ、加速管の
出口前方に設けられている衝突部材の衝突面に衝突さ
せ、その衝突力により粉体原料を粉砕するものである。
以下、図７に基づいて、従来の衝突式気流粉砕機の詳細
について説明する。図７に示す様に、高圧気体供給ノズ
ル２１が接続された加速管２２の出口２３に対向して衝
突部材２４を設けられている為、加速管２２に供給され
た高圧気体の流動により加速管２２の中途に連通させて
設けられている粉体原料供給口２５から加速管２２の内
部に粉体原料を吸引し、これを高圧気体と共に加速管２
２の出口２３から噴射して衝突部材２４の衝突面に衝突
させると、その衝撃によって粉体原料が微粉砕される。

【０００３】（第二の発明）ジェット気流を用いた衝突
式気流粉砕機は、ジェット気流に粉体原料を載せ、固気
混合流とした後、加速管の出口より固気混合流を噴射さ
せ、加速管の出口前方に設けられている衝突部材の衝突
面に衝突させて、その衝突力により粉体原料を粉砕する
ものである。以下、図１９に基づいて、従来の衝突式気
流粉砕機の詳細について説明する。図１９に示す様に、
高圧気体供給ノズル１４１が接続された加速管１４２の
出口１４３に対向して衝突部材１４４を設けられている
為、加速管１４２に供給された高圧気体の流動により加
速管１４２の中途に連通させて設けられている粉体原料
供給口１４５から加速管１４２の内部に粉体原料を吸引
し、これを高圧気体と共に加速管１４２の出口１４３か
ら噴射して衝突部材１４４の衝突面に衝突させると、そ
の衝撃によって粉体原料が微粉砕される。

【０００４】

【発明が解決しようとする問題点】

（第一の発明）しかしながら、上記した従来の衝突式気
流粉砕機では、被粉砕物の供給口２５が加速管２２の中
途に連通されている為、以下に挙げる様な問題があっ
た。即ち、加速管２２内に吸引導入された被粉砕物は、
被粉砕物の供給口２５を通過した直後に、高圧気体供給
ノズル２１より噴出する高圧気流により加速管出口２３
方向に向って流路を急激に変更しながら高圧気流中に分
散急加速される為、被粉砕物中の粗粒子は慣性力の影響
から加速管低流部側を通過し、一方、被粉砕物中の微粒
子は加速管高流部側を通過する為、被粉砕物が高圧気流
中に十分均一に分散されずに、被粉砕物濃度の高い流れ
と低い流れに分離したまま対向する衝突部材表面に部分
的に集中して衝突することになり、粉砕効率が低下し結
果として粉砕処理能力の低下を招くという問題があっ
た。又、衝突部材２４の表面又は端部において局部的に
被粉砕物濃度の高い部分が発生する為に、衝突部材２４
の局部的な摩耗が起こり易く、被粉砕物が熱可塑性樹脂
の如き粉体原料である場合は、被粉砕物の融着、粗粒化
及び凝集が発生し易くなるという問題があった。更に、
上記従来例では、衝突部材２４の表面に衝突し粉砕され
た粉砕物は粉砕室２６の内壁に二次衝突して更に粉砕さ
れるが、粉砕室の形状が直方体形状である為に効率的な
二次衝突が行なわれず、その結果として微粉砕処理能力
の向上が図れないという問題もあった。

【０００５】上記従来技術の問題点を解決する為に、図
８に示す如く衝突部材表面に円錐形の突起を設けた衝突
式気流粉砕機や、図９に示す如く衝突部材の衝突面の先
端部分を特定の円錐形状とした衝突式気流粉砕機等が提
案されている。これらの装置によって、粉砕処理能力は
従来よりもかなり改善されたものの、上記の問題点を全
て解決するには至らず、微細な粉砕物を安定して生産・
稼動出来る様な微粉砕機が望まれている。従って、本発
明の目的は、被粉砕物をより一層効率良く粉砕し、衝突
部材の衝突面での局部的摩耗の発生を防止し、粉砕物の
融着、凝集及び粗粒化の発生をも防止得る微粉砕機を提
供することにある。

【０００６】（第二の発明）しかしながら、上記した従
来の衝突式気流粉砕機では、被粉砕物の供給口１４５が
加速管１４２の中途に連通されている為、以下に挙げる
様な問題があった。即ち、加速管１４２内に吸引導入さ
れた被粉砕物は、被粉砕物の供給口１４５を通過した直
後に、高圧気体供給ノズル１４１より噴出する高圧気流
により加速管出口１４３方向に向って流路を急激に変更
しながら高圧気流中に分散急加速される為、被粉砕物中
の粗粒子は慣性力の影響から加速管低流部側を通過し、
一方、被粉砕物中の微粒子は加速管高流部側を通過する
為、被粉砕物が高圧気流中に十分均一に分散されずに、
被粉砕物濃度の高い流れと低い流れに分離したまま対向
する衝突部材表面に部分的に集中して衝突することにな
り、粉砕効率が低下し結果として粉砕処理能力の低下を
招くという問題があった。又、衝突部材１４４の表面又
は端部において局部的に被粉砕物濃度の高い部分が発生
する為に、衝突部材１４４の局部的な摩耗が起こり易
く、被粉砕物が熱可塑性樹脂の如き粉体原料である場合
は、被粉砕物の融着、粗粒化及び凝集が発生し易くなる
という問題があった。更に、被粉砕物に摩耗性がある場
合は、衝突部材１４４の衝突面１４９及び加速管１４２
に局部的な粉体摩耗が起こり易く、衝突部材１４４の交
換頻度が高くなり、連続的に安定生産することが出来な
いという問題があった。

【０００７】上記従来技術の問題点を解決する為に、衝
突部材の衝突面の形状に関しては、図２０に示す如く先
端部分が頂角１１０°〜１７５°を有する錐体形状（特
開平１−２５４２６６号公報）や、図２１に示す如く衝
突部材の中心軸の延長線と直角に交わる平面上に突起を
有した衝突板形状（実開平１−１４８７４０号公報）が
提案されている。又、加速管に関しては、図２０に示し
た様な被粉砕物供給口と加速管出口の間に二次気体導入
口を有したもの（特開平３−０８６２５７号公報）が提
案されている。これらの提案により被粉砕物の粉砕効
率、粉砕能力、融着、粗粒化及び凝集等の面での改善が
一部為されてきてはいるものの、未だ十分な解決とはい
えない。従って、本発明の目的は、従来の衝突式気流粉
砕機に比べ、被粉砕物をより一層効率よく粉砕し、衝突
部材の衝突面での局部的摩耗の発生を防止し、粉砕物の
融着、凝集及び粗粒化の発生をも防止し得る微粉砕機を
提供することにある。

【０００８】

【問題を解決する為の手段】

（第一の発明）上記の目的は、以下の本発明によって達
成される。即ち、本発明は、高気圧体により被粉砕物を
搬送加速する為の加速管と、該加速管の出口の開口面に
対向して設けられている被粉砕物が衝突する衝突面を有
する衝突部材が具備されている粉砕室とを有する微粉砕
機において、鉛直線を基準にして加速管が設置されてお
り、該加速管の側壁部に被粉砕物を加速管内に供給する
為の被粉砕物供給口と、該被粉砕物供給口と加速管出口
との間に二次空気導入口とを有し、且つ被粉砕物供給口
が設けられている加速管側壁部位における被粉砕物供給
口の開口率が該部位の加速管断面積に対して５％以上を
占め、且つ粉砕室内に具備されている衝突部材の衝突面
が、錐体形状の突起を有する突出面と、該突出面の周囲
に設けられている突出面で粉砕された一次粉砕物が更に
二次衝突する為の外周衝突面とからなり、且つ粉砕室の
側壁が、該外周衝突面で二次粉砕された二次粉砕物が衝
突し三次粉砕する為の側壁を有していることを特徴とす
る微粉砕機である。

【０００９】（第二の発明）上記の目的は、以下の本発
明によって達成される。即ち、本発明は、高気圧体によ
り被粉砕物を搬送加速する為の加速管と、該加速管の出
口の開口面に対向して設けられている被粉砕物が衝突す
る衝突面を有する衝突部材が具備されている粉砕室とを
有する微粉砕機において、被粉砕物供給筒に隣接されて
いる加速管の後端部に被粉砕物を加速管内に供給する為
の被粉砕物供給口を有し、且つ粉砕室内に具備されてい
る衝突部材の衝突面が、錐体形状の突起を有する突出面
と、該突出面の周囲に設けられている突出面で粉砕され
た一次粉砕物が更に二次衝突する為の外周衝突面とから
なり、且つ粉砕室が、該外周衝突面で二次粉砕された二
次粉砕物が衝突し三次粉砕する為の側壁を有しているこ
とを特徴とする微粉砕機である。

【００１０】

【作用】

（第一の発明）本発明者らは、上記の如き従来技術の問
題点を解決すべく鋭意研究の結果、加速管側壁部に被粉
砕物供給口及び二次空気導入口を設け、且つ被粉砕物供
給口の開口率を５％以上とし、且つ粉砕室内に具備され
ている衝突部材を突起面及びその外周に設けられた外周
衝突面とから構成することによって、被粉砕物を均一に
加速し、分散させることが出来、更に、被粉砕物を効率
良く一次粉砕、二次粉砕及び三次粉砕することが出来、
粉砕効率を向上させることが出来ることを知見して本発
明に至った。又、本発明では、加速管の長軸方向の傾き
及び衝突部材の突起部等の形状についても検討を重ねた
結果、これらを特定の形状のものとすれば、粉砕効率の
更なる向上が図られることを知見して本発明に至った。
即ち、本発明の微粉砕機は、高速気流を利用して被粉砕
物を数μｍのオーダーまで効率よく粉砕することが出来
る。特に、熱可塑性樹脂の被粉砕物又は熱可塑性樹脂を
主成分とする被粉砕物を、融着、凝集及び粗粒化を生じ
ることなく、効率よく数μｍのオーダーまで粉砕するこ
とが出来る。

【００１１】（第二の発明）本発明者らは、上記の如き
従来の問題点を解決すべく鋭意研究の結果、加速管の被
粉砕物供給筒側の端部（以下外端部）に被粉砕物供給口
を設け、更に、該被粉砕物供給口と被粉砕物出口との間
に二次空気導入口を設け、且つ粉砕室内に具備されてい
る衝突部材を突起面及びその外周に設けられた外周衝突
面とから構成することによって、被粉砕物を均一に加速
し、分散させることが出来、更に、被粉砕物を効率良く
一次粉砕、二次粉砕及び三次粉砕することが出来、粉砕
効率を向上させることが出来ることを知見して本発明に
至った。上記した二次気体導入口は、高圧気体噴出口に
より噴出してくる高圧気体が、加速管内で急速に膨張及
び急加速する際に、加速管内壁近傍に発生する渦流によ
る空気の乱れを防止し、整流させる為の気体の供給口と
しての機能を有する。従って、加速管内で急速膨張した
高圧気体に同伴された被粉砕物が急加速する際に、上記
の整流効果により更に被粉砕物の加速性能の向上が図
れ、粉砕効率の向上に役立つ。又、本発明では、加速管
の長軸方向の傾き及び衝突部材の突起部等の形状につい
ても検討を重ねた結果、これらを特定の形状のものとす
れば、粉砕効率の更なる向上が図られることを知見して
本発明に至った。即ち、本発明の微粉砕機は、高速気流
を利用して被粉砕物を数μｍのオーダーまで効率よく粉
砕することが出来る。特に、熱可塑性樹脂の被粉砕物又
は熱可塑性樹脂を主成分とする被粉砕物を、融着、凝集
及び粗粒化を生じることなく、効率よく数μｍのオーダ
ーまで粉砕することが出来る。

【００１２】

【好ましい実施態様】

（第一の発明）次に、好ましい実施態様を挙げて、本発
明を更に詳細に説明する。図１は、本発明の微粉砕機の
一実施例を示す概略断面図であり、図２は図１のＡ−
Ａ’線における断面図、図３はＢ−Ｂ’線における断面
図、図４はＣ−Ｃ’線における断面図、及び図５はＤ−
Ｄ’線における断面図を夫々示す。

【００１３】図１に示されている様に、本発明の微粉砕
機においては、粉砕されるべき被粉砕物は、先ず鉛直線
を基準にした加速管３の側壁部に設けられている被粉砕
物供給口１より加速管３内に供給される。一方、加速管
３には、圧縮空気の様な圧縮気体が高圧気体供給ノズル
９から導入されている為、加速管３に供給された被粉砕
物は瞬時に加速されて高速度を有する様になる。次に、
高速度で加速管出口１１から噴出された固気混合流は、
加速管に隣接して設けられている粉砕室５へと吐出し、
被粉砕物１６は衝突部材４の衝突面に衝突して微粉砕さ
れる。

【００１４】本発明の微粉砕機においては、加速管３の
被粉砕物供給口１と加速管出口１１との間に二次空気導
入口１２が設けられている為、二次空気が加速管３に導
入されて加速管３内の被粉砕物１６を分散し、加速管出
口１１から被粉砕物１６をより均一に噴出させることが
出来る。この結果、対向する衝突部材４の衝突面に効率
よく衝突させることが出来、粉砕効率を従来より向上さ
せることが出来る。即ち、二次空気導入口１２により導
入された二次空気は、加速管３内を高速移動する被粉砕
物１６の凝集を解きほぐし均一に分散させる為に寄与し
ている。又、加速管３内で加速気体流速分布の遅い部分
である加速管３の内壁に沿う流れを加速するという効果
もある。

【００１５】本発明で使用する加速管３に導入する二次
空気としては、圧縮気体及び常圧気体のいずれを用いて
もよい。又、二次空気導入口１２にバルブの如き風量制
御装置（図示なし）を設けて、導入する二次空気の風量
を調整することは本発明の非常に好ましい態様である。
又、本発明においては、二次空気導入口１２を設ける個
数及び加速管３の円周方向のどの位置に設けるかは特に
限定されず、被粉砕原料及び目標とする粉砕粒子径等に
より適宜に設定すればよい。例えば、図５に示した例
は、加速管３の円周方向に二次空気導入口１２を８箇所
設けた場合の例であり、図１のＤ−Ｄ’断面図を示した
ものである。

【００１６】本発明の微粉砕機においては、加速管３が
鉛直線を基準にして直軸方向の傾きが０°〜２０°の範
囲内であると好ましい。更に、加速管３の長軸を中心と
してより均一に被粉砕物供給口１から被粉砕物１６を投
入せしめる為には、加速管３の長軸方向の傾きが鉛直線
を基準にして、０°〜５°の範囲内であればより好まし
い。

【００１７】又、本発明においては、被粉砕物を被粉砕
物供給口１から加速管３内へと安定供給する為に、被粉
砕物供給口１の加速管側壁に対する開口率を、該被粉砕
物供給口１を有する加速管側壁部位の加速管３の断面積
に対して５％以上とするのが好ましい。ここで、被粉砕
物供給口１の開口率とは、被粉砕物供給口が設けられて
いる加速管側壁部位における、該加速管側壁部位の加速
管断面積に対する被粉砕物供給口の占有率をいう。更
に、本発明において被粉砕物供給口１の開口率が５％〜
２０％であり、且つ図２（ｂ）に示す如く４個の被粉砕
物供給口１を設けた態様は非常に好ましい。即ち、この
様な態様とすれば、加速管３内での被粉砕物１６の分布
状態の均一化が増し、衝突部材４に衝突する被粉砕物１
６が衝突面全体を使って粉砕される為、粉砕効率が従来
よりも更に向上する。

【００１８】又、加速管３内の被粉砕物１６の分布状態
をより均一化させて、粉砕効率をより向上させる為に
は、図２（ａ）に示す如く被粉砕物供給口１を加速管３
の側壁の全円周方向に設置し吸引すると、分散性が良好
である為、被粉砕物１６が衝突部材４の衝突面全体を使
って粉砕される効果が向上し、より好ましい。更に、被
粉砕物が被粉砕物供給口１から加速管３内に安定供給さ
れる為には、被粉砕物供給口１の開口率が、２０％以上
であればより好ましい。

【００１９】又、本発明の微粉砕機は図１に示す様に、
衝突部材４の衝突面が、中央部が突出している錐体形状
の突出面１４と、該突出面１４の周囲に設けられている
外周衝突面１３とからなる。突出面１４で粉砕された被
粉砕物１６の一次粉砕物は、更に外周衝突面１３に衝突
し、二次粉砕される。更に、図６に粉砕室５の部分の拡
大図を示したが、粉砕室５内の形状は、外周衝突面で二
次粉砕された二次粉砕物が更に衝突して三次粉砕される
様に、側壁１５を有している本発明では上記した様に、被粉砕物１６の衝突面に中央
部が突出している錐体形状を有する突出面１４が設けら
れている為、加速管３の端部にある加速管出口１１から
噴出された粉砕原料と圧縮空気との固気混合流は、図６
の矢印に示されている様に、先ず突出面１４の表面に衝
突して一次粉砕された後、突出面１４の周囲にある外周
衝突面１３で二次粉砕され、更に粉砕室５の側壁１５で
三次粉砕される。

【００２０】更に、衝突部材４の衝突面の突出面１４の
突起部の頂角をα、外周衝突面１３の加速管３の中心軸
の直角面に対する傾斜角をβとした時に、下記の関係式
を満足する場合により顕著な粉砕効率の向上が図られ
る。０°＜α＜９０°、β＞０°、３０°≦α＋２β≦９０° 即ち、α≧９０°の時は、突出面１４の表面で一次粉砕
された粉砕物１６の反射流が、加速管３の端部にある加
速管出口１１から噴出される固気混合流の流れを乱すこ
ととなり好ましくない。又、β＝０°の時、即ち、図９
に示した様に外周衝突面１３が固気混合流に対して直角
の場合には、外周衝突面１３での反射流が固気混合流に
向かって流れる為、同様に固気混合流の乱れを生じるこ
ととなり好ましくない。又、外周衝突面１３上での被粉
砕物の粉塵濃度が高くなる為、熱可塑性樹脂の粉体又は
熱可塑性樹脂を主成分とする粉体を被粉砕物とした場合
に、外周衝突面１３上で融着物及び凝集物を生じ易くな
り、装置の安定した運転が困難となり好ましくない。

【００２１】又、α及びβがα＋２β＜３０°の時に
は、突出面１４の表面での一次粉砕の衝撃力が弱めら
れ、粉砕効率の低下を招く為、好ましくない。又、α及
びβがα＋２β＞９０°の時には、外周衝突面１３での
反射流が固気混合流の下流側に流れる為、粉砕室５の側
壁での三次粉砕の衝撃力が弱くなり、粉砕効率の低下を
引き起こすので好ましくない。従って、α及びβが上記
の関係を満たす時に、一次、二次及び三次粉砕が効率よ
く行われる為、粉砕効率を向上させることが出来る。

【００２２】又、加速管出口１１と衝突部材４の加速管
３に対向した衝突面端部の距離は、衝突部材４の直径又
は長径の０．２倍〜２倍とするのが好ましく、０．４倍
〜１．０倍であるとより好ましい。０．２倍未満では、
被粉砕物１６が熱可塑性樹脂等を含有するものである場
合には、被粉砕物の融着が発生し易く、２倍を超える場
合には粉砕効率が低下する傾向があるので好ましくな
い。又、本発明においては、衝突部材４の側壁と粉砕室
５の内壁１５との最短距離を衝突部材４の直径の０．１
倍〜２倍とするのが好ましい。０．１倍未満では高圧気
体の通過時の圧力損失が大きく粉砕効率を低下させるの
みならず、粉砕物の流動がスムーズに進行しない傾向が
あり、一方、２倍を超える場合には、粉砕室の内壁での
被粉砕物の三次衝突の効果が減少し、粉砕効率が低下す
る傾向にある。

【００２３】（第二の発明）次に、好ましい実施態様を
挙げて、本発明を更に詳細に説明する。図１０〜図１４
は、本発明の微粉砕機の一実施例を示す概略図断面図で
あり、図１１は、図１０のＡ−Ａ’線における加速管ス
ロート部と高圧気体噴出ノズルを示す断面図、図１２は
図１０のＢ−Ｂ’線における二次気体導入口及び加速管
を示す断面図、図１３は図１のＣ−Ｃ’線における粉砕
室と衝突部材を示す断面図、図１４は図１０のＤ−Ｄ’
線における高圧気体供給口と高圧気体チャンバーを示す
断面図である。本発明の微粉砕機においては、被粉砕物
供給筒１０５より供給された被粉砕物は、加速管１０１
の加速管スロート部１０２の内壁と、中心が加速管１０
１の中心軸と同軸上にある高圧気体噴出ノズル１０３の
外壁とで形成された被粉砕物供給口１０４へと到達す
る。一方、高圧気体は、高圧気体供給口１０６より導入
され、高圧気体チャンバー１０７を経て、１本好ましく
は複数本の高圧気体導入管１０８を通り、高圧気体噴出
ノズル１０３より加速管出口１０９方向に向かって急激
に膨張しながら噴出する。

【００２４】この時、加速管スロート部１０２の近傍で
発生するエゼクター効果により、被粉砕物は共存してい
る気体に同伴されながら、被粉砕物供給口１０４より加
速管出口１０９の方向に向かって吸引され、加速管スロ
ート部２において高圧気体と均一に混合されながら急加
速し、加速管出口１０９の方向に進むにつれて速度を増
してゆく。加速管１０１の内壁近傍で発生する渦流を防
止する為に、図１２の如く加速管１０１の内壁に貫通し
た加速管１０１の中心と好ましくは４５°の角度をもっ
て配置された、好ましくは８箇所の孔からなる二次気体
導入口１１７より整流用の気体を供給する。この結果、
加速管出口１０９と対向した衝突部材１１０の衝突面に
被粉砕物の粉塵濃度の偏りなく均一な混合流の状態で衝
突する。

【００２５】一方、衝突部材１１０の衝突面は、錐体形
状の突出中心部を有する突出面１２０と、該突出面１２
０の周囲に設けられている外周衝突面１１６とからな
る。突出面１２０で粉砕された被粉砕物の一次粉砕物
は、更に外周衝突面１１６に衝突して二次粉砕される。
又、粉砕室１１２は、外周衝突面１１６で二次粉砕され
た二次粉砕物を衝突により三次粉砕することが出来る様
に、側壁１１４を有している。この様に、被粉砕物の衝
突面に中央部に突起部を有する錐体形状の突出面を設け
ることにより、加速管１０１から噴出された粉砕原料と
圧縮空気の固気混合流は、突出面１２０に先ず衝突して
一次粉砕された後、外周衝突面１１６に衝突して二次粉
砕され、更に、粉砕室側壁１１４に衝突して三次粉砕さ
れる。この結果、被粉砕物である粉体原料は有効に微粉
砕される。

【００２６】更に本発明においては、衝突部材１１０の
突出面２０の突起部の頂角をα、外周衝突面１１６の加
速管１０１の中心軸の直角面に対する傾斜角βとした時
に、下記の関係式を満足する場合により顕著な粉砕効率
の向上が図られる。０°＜α＜９０°、β＞０°、３０°≦α＋２β≦９０° 即ち、α≧９０°の時は、突出面１２０の表面で一次粉
砕された粉砕物１１８の反射流が、加速管１０１の端部
にある加速管出口１０９から噴出される固気混合流の流
れを乱すこととなり好ましくない。又、β＝０°の時、
即ち、図２０に示した様に外周衝突面１１６が固気混合
流に対して直角の場合には、外周衝突面１１６での反射
流が固気混合流に向かって流れる為、同様に固気混合流
の乱れを生じることとなり好ましくない。又、外周衝突
面１１６上での被粉砕物の粉塵濃度が高くなる為、熱可
塑性樹脂の粉体又は熱可塑性樹脂を主成分とする粉体を
被粉砕物とした場合に、外周衝突面１１６上で融着物及
び凝集物を生じ易くなり、装置の安定した運転が困難と
なり好ましくない。

【００２７】又、α及びβがα＋２β＜３０°の時に
は、突出面１２０の表面での一次粉砕の衝撃力が弱めら
れ、粉砕効率の低下を招く為、好ましくない。又、α及
びβがα＋２β＞９０°の時には、外周衝突面１１６で
の反射流が固気混合流の下流側に流れる為、粉砕室１１
２の側壁での三次粉砕の衝撃力が弱くなり、粉砕効率の
低下を引き起こすので好ましくない。従って、α及びβ
が上記の関係を満たす時に、一次、二次及び三次粉砕が
効率よく行われる為、粉砕効率を向上させることが出来
る。

【００２８】本発明の微粉砕機においては、加速管１０
１の出口の内径が衝突部材１１０の直径よりも小さい内
径を有する様に構成されていることが好ましい。又、衝
突部材１１０の突出中心部の先端と加速管１０１の中心
軸とは、均一に被粉砕物を粉砕することが出来る為、実
質的に一致させることが好ましい。

【００２９】又、本発明の微粉砕機における加速管１０
１は、鉛直線を基準にして直軸方向の傾きが０°〜４５
°の範囲内であれば、被粉砕物が被粉砕物供給口１０４
で閉塞することなく処理することが出来る為好ましい。
被粉砕物が流動性に劣るものである場合には、被粉砕物
供給筒１０５の下方にあるコーン状部分に少量ではある
が滞留する傾向がある為、加速管１の傾きを０°〜２０
°の範囲内とすれば、被粉砕物供給筒１０５の下方にあ
るコーン状部分での被粉砕物の滞留もなく被粉砕物の流
れがスムーズになり好ましい。

【００３０】図１０のＡ−Ａ’断面を示した図１１に示
されている様に、被粉砕物供給口１０４を通過する被粉
砕物供給口１０４の半径方向の被粉砕物の分布状態は、
加速管１０１の傾きが大きい程、分布に偏りが見られ、
傾きが小さい程分布はより均一化される。又、加速管１
０１を透明なアクリル樹脂で形成し、加速管１０１の内
部の観察を行ったところ、加速管１０１の長軸方向の傾
きは、鉛直線を基準にして０°〜５°の範囲内が最も好
ましいことが確認された。

【００３１】又、上記の内部観察用のアクリル樹脂製の
加速管を用い、該加速管の中途に図１０及び図１２に示
した二次気体導入口１１７を設け、樹脂粉体（体積平均
径１００μｍ以下の被粉砕物）を流しながら二次気体導
入口１１７より０．５〜５Ｋｇ／ｃｍ²の加圧エアーを
供給したところ、加速管１０１の内壁近傍で発生してい
た渦流は全く見られず、被粉砕物を同伴した気流は、加
速管出口１０３方向に向かって、直線的に流れる様に整
流されることが確認された。

【００３２】又、図１に示した加速管１０１の中心軸の
延長線と直角に交わる加速管出口１０９と、これに対面
する衝突部材１１０の突出面１２０の最外周端部１１５
との距離１９（以下衝突板距離という）は、衝突部材１
１０の直径の０．２倍〜２倍の範囲とするのが粉砕効率
的に好ましく、より好ましくは０．４倍〜１．０倍の範
囲内とする。衝突板距離１１９が衝突部材１１０の直径
の０．２倍未満では、衝突面近傍の被粉砕物の粉塵濃度
が異常に高くなる場合があり、又、２倍を超える場合は
衝撃力の低下を招き、粉砕効率が低下する傾向があり好
ましくない。又、衝突部材１１０の最外周の側壁と粉砕
室１１２の内壁１１４との最短距離は、衝突部材１１０
の直径の０．１倍〜２倍の範囲内とするのが好ましい。
即ち、０．１倍未満では高圧気体の通過時の圧力損失が
大きく、粉砕効率を低下させるのみならず、粉砕物の流
動がスムーズに進行しない傾向があり、又、２倍を超え
る場合は、粉砕室１１２の側壁１１４での被粉砕物の三
次衝突の効果が減少し、若干ではあるが粉砕効率が低下
する傾向があり好ましくない。又、粉砕室１１２の形状
は円筒若しくは楕円筒状とするのが好ましいが、これら
の形状に特に限定されるものではなく、上記の数値を満
足するものであればいずれの形状でもよい。

【００３３】図１５は、本発明の別の実施例を示す概略
的断面図である。図１６は、図１５のＥ−Ｅ’線におけ
る断面図、図１７は図１５のＦ−Ｆ’線における断面
図、及び図１８はＧ−Ｇ’線における断面図を夫々示
す。図１５に従って本実施例を説明すると、被粉砕物１
３４は、鉛直方向を基準にして加速管１２２の長軸方向
の傾きが０°〜４５°となる様に設定されている加速管
１２２の上方に設けられている被粉砕物供給口１２１よ
り、加速管スロート部１２３を通過して加速管１２２内
に供給される。加速管１２２には、圧縮空気の様な圧縮
気体が加速管スロート部１２３の内壁と被粉砕物供給口
１２１の外壁との間から導入されている為、加速管１２
２に供給された被粉砕物１３４は瞬時に加速されて高速
度を有する様になり、加速管出口１２４の方向に進むに
つれて速度を増してゆく。

【００３４】この際、加速管１２２の内壁近傍で発生す
る渦流を防止し、被粉砕物１３４と圧縮気体の固気混合
流を整流する為に、例えば、図１８に示した様な加速管
１２２の内壁面に沿ってドーナツ上に貫通した二次気体
導入口１３５より整流用の気体を供給すると、被粉砕物
１３４を含む固気混合流は整流され、高速度で加速管出
口１２４から粉砕室１２５に噴出され、衝突部材１２６
の衝突面１２７にて一次粉砕及び二次粉砕される。衝突
部材１２６の突起部を有する衝突面１２７の形状は、図
１０に示した微粉砕機と同様に、衝突部材１２６の突出
面の突起部の頂角αと、外周衝突面１２７の加速管中心
軸との直角面に対する傾斜角βが、下記の関係を満足す
る時に、衝突面１２７での一次粉砕及び二次粉砕、更に
は、粉砕室の側壁１２８での三次粉砕が効率よく行わ
れ、粉砕効率を向上させることが出来る。０°＜α＜９０°、β＞０°、３０°≦α＋２β≦９０°

【００３５】又、加速管１２２の長軸方向の傾きは、鉛
直線に対し０〜４５°の範囲内であれば好ましい。しか
し、被粉砕物が流動性に劣るものである場合には、被粉
砕物供給筒１３０の下方にあるコーン状部分に少量では
あるが滞留する傾向がある為、加速管１２２の傾きを０
〜２０°の範囲とするとこの様な被粉砕物の滞留は見ら
れずより好ましい。又、図１５に示した様に、被粉砕物
供給口１２１を通過する該被粉砕物供給口１２１の半径
方向の被粉砕物の分布状態は、加速管１２２の傾きが大
きい程その分布に偏りが見られ、傾きが小さい程その分
布は均一化される傾向がある為、加速管１２２の傾き
は、０°〜５°とするのが最も好ましい。その他、加速
管出口１２４と衝突部材１２６との衝突板距離及び、衝
突部材１２６の最外周の側壁と粉砕室の側壁１２８との
最短距離は、図１０の例の場合と同様の結果であった。

【００３６】

【発明の効果】

（第一の発明）以上説明した様に、本発明の微粉砕機に
よれば、従来の衝突式気流粉砕機と異なり、加速管の外
周囲から被粉砕物を分散よく投入させることが出来、且
つ加速管内に二次空気が導入され、更に粉砕室に特定の
形状を有する衝突部材を有する為、被粉砕物の吸引性及
び分散性に優れ、被粉砕物が加速管から均一に噴出され
て衝突部材の全衝突面に衝突し粉砕され、更に一次粉
砕、二次粉砕及び三次粉砕と順次粉砕される為、粉砕効
率を顕著に向上させることが出来る。又、本発明の微粉
砕機によれば、衝突部材、加速管及び粉砕室における被
粉砕物の融着及び摩耗も、従来の衝突式気流粉砕機と比
べ、被粉砕物の強分散による粉麈濃度の低下により大幅
に低減され、長時間の安定稼動が可能となる。

【００３７】（第二の発明）以上説明した様に、本発明
の微粉砕機によれば、加速管内で被粉砕物を効率よく均
一に加速・分散することが出来、加速管から噴出された
固気混合流は、衝突部材に設けられた錐体形状の突起を
有する突出面で一時粉砕され、該突出面の周囲に設けら
れた外周衝突面で二次粉砕された後、更に、粉砕室の側
壁で三次粉砕される為、従来の衝突式気流粉砕機に比べ
粉砕効率が大幅に向上する。又、衝突後の反射流が加速
管に向けて流れない為、固気混合流の乱れや、衝突面上
での被粉砕物の融着及び凝集等の発生を有効に防止する
ことが出来、更には、衝突面が従来より広範囲に渡る
為、衝突面の局部的な摩耗を防止することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の衝突式気流粉砕機の一例を示す概略断
面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ’断面図であり、（ａ）は被粉砕
物供給口が加速管の全円周方向からなる例を示し、
（ｂ）は被粉砕物供給口がｎ＝４個からなる例を示す。

【図３】図１のＢ−Ｂ’線の断面を示す図である。

【図４】図１のＣ−Ｃ’線の断面を示す図である。

【図５】図１のＤ−Ｄ’線の断面を示す図である。

【図６】図１における粉砕室の衝突部材周辺の断面図で
ある。

【図７】従来例を示す概略断面図である。

【図８】従来例を示す概略断面図である。

【図９】従来例を示す概略断面図である。

【図１０】本発明の衝突式気流粉砕機の一例を示す概略
断面図である。

【図１１】図１のＡ−Ａ’線の断面を示す図である。

【図１２】図１のＢ−Ｂ’線の断面を示す図である。

【図１３】図１のＣ−Ｃ’線の断面を示す図である。

【図１４】図１のＤ−Ｄ’線の断面を示す図である。

【図１５】本発明の微粉砕機の別の例を概略断面図であ
る。

【図１６】図１０のＥ−Ｅ’線の断面を示す図である。

【図１７】図１０のＦ−Ｆ’線の断面を示す図である。

【図１８】図１０のＧ−Ｇ’線の断面を示す図である。

【図１９】衝突式気流粉砕機の従来例を示す概略断面図
である。

【図２０】衝突式気流粉砕機の別の従来例を示す概略断
面図である。

【図２１】衝突式気流粉砕機の別の従来例に用いられた
衝突面形状の例を示す概略図である。

【符号の説明】

（第一の発明）１、２５、３５、４５；被粉砕物供給口２；高圧気体貯槽３、２２、３２、４２；加速管４、２４、３４、４４；衝突部材５、２６、３６、４６；粉砕室６、２７、３７、４７；粉砕室出口７；高圧気体入口８；高圧気体連絡通路９、２１、３１、４１；高圧気体供給ノズル１１、２３、３３、４３；加速管出口１２；二次空気導入口１３、３８；外周衝突面１４、３９；錐体形状の突起を有する突出面１５；粉砕室側壁１６；被粉砕物２９、４９；衝突面（第二の発明）１０２、１２３：加速管スロート部１０３、１４１、１５１：高圧気体供給ノズル１０４、１２１、１４５、１５５：被粉砕物供給口１０５、１３０：被粉砕物供給筒１０６、１３３：高圧気体供給口１０７、１３１：高圧気体チャンバー１０８：高圧気体導入管１０９、１２４、１４３、１５３：加速管出口１１０、１２６、１４４、１５４：衝突部材１１１、１３２：衝突部材支持体１１２、１２５、１４６、１５６：粉砕室１１３、１２９、１４７、１５７：粉砕物排出口１１４、１２８：粉砕室側壁１１５：衝突面最外周端部１１６：外周衝突面１１７、１３５、１５８：二次空気導入口１１８、１３４、１６０：被粉砕物１１９：衝突板距離１２０：錐体形状の突起を有する突出面１２７、１４９、１５９：衝突面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高気圧体により被粉砕物を搬送加速する
為の加速管と、該加速管の出口の開口面に対向して設け
られている被粉砕物が衝突する衝突面を有する衝突部材
が具備されている粉砕室とを有する微粉砕機において、
鉛直線を基準にして加速管が設置されており、該加速管
の側壁部に被粉砕物を加速管内に供給する為の被粉砕物
供給口と、該被粉砕物供給口と加速管出口との間に二次
空気導入口とを有し、且つ被粉砕物供給口が設けられて
いる加速管側壁部位における被粉砕物供給口の開口率が
該部位の加速管断面積に対して５％以上を占め、且つ粉
砕室内に具備されている衝突部材の衝突面が、錐体形状
の突起を有する突出面と、該突出面の周囲に設けられて
いる突出面で粉砕された一次粉砕物が更に二次衝突する
為の外周衝突面とからなり、且つ粉砕室の側壁が、該外
周衝突面で二次粉砕された二次粉砕物が衝突し三次粉砕
する為の側壁を有していることを特徴とする微粉砕機。
【請求項２】高気圧体により被粉砕物を搬送加速する
為の加速管と、該加速管の出口の開口面に対向して設け
られている被粉砕物が衝突する衝突面を有する衝突部材
が具備されている粉砕室とを有する微粉砕機において、
被粉砕物供給筒に隣接されている加速管の後端部に被粉
砕物を加速管内に供給する為の被粉砕物供給口を有し、
且つ粉砕室内に具備されている衝突部材の衝突面が、錐
体形状の突起を有する突出面と、該突出面の周囲に設け
られている突出面で粉砕された一次粉砕物が更に二次衝
突する為の外周衝突面とからなり、且つ粉砕室が、該外
周衝突面で二次粉砕された二次粉砕物が衝突し三次粉砕
する為の側壁を有していることを特徴とする微粉砕機。
【請求項３】突出面の突起部の頂角をαとし、加速管
の中心軸の直角面に対する外周衝突面の傾斜角をβとす
ると、α及びβが下記式の関係を満足する請求項１又は
請求項２に記載の微粉砕機。０°＜α＜９０°、β＞０° ３０°≦α＋２β≦９０°
【請求項４】鉛直線を基準として長軸方向の傾きが０
°〜４５°となる様に加速管が設置されている請求項１
又は請求項２に記載の微粉砕機。
【請求項５】鉛直線を基準として長軸方向の傾きが０
°〜２０°となる様に加速管が設置されている請求項１
又は請求項２に記載の微粉砕機。
【請求項６】鉛直線を基準として長軸方向の傾きが０
°〜５°となる様に加速管が設置されている請求項１又
は請求項２に記載の微粉砕機。