JPS5845754A - 移動磁界式粉砕装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は移動磁界を用いて粒状物質を粉砕する装置に
関する。

粒状材料を粉砕する従来装置としては一般的にポールミ
ル、振動ミフ、ジェットミル等必！知られているが、こ
れらの装置は次のような欠点を有していた。ボールミル
は、゛水平軸のまわ９に回転する円筒とこの円筒内に収
納された一球などのボールからなり、円筒を回転させる
ことに゛よってボールが円筒の回転に伴ない円筒内を上
部に持ち上げ′°′られ、やがて上部からくずれ落ちな
がら円筒内の低部に落下する。ボールが落下した際に砕
料に及′はす強い衝撃作用と摩擦作用によって粒状材料
は円筒内壁に押し付けられ粉砕される。ところが。

ボールが落下したとき、一部はボール相互の衝突となシ
、ボールの持っているエネルギーが全て粉砕に利用され
ずボールを持ち上げた動力が有効に利用されない。また
円筒を回転させるために駆動装置から駆動力が歯車など
によって伝達されるときの損失や１円筒を回転させたと
きの軸受損失などによって動力が消費されてしまうとい
づ欠点を有している。前記振動建ルの場合にもボールミ
ルと同じようにボール相互の衝突にエネルギーが空。

費されてしまい、更、に粒状材料讐入れた容器を数十サ
イクルで振動させるための騒音中振動を発生させるとい
った欠点を有している。１記ジエツトミルは流体エネル
ギーミルとも呼ばれ、−気圧に加圧された空気や加熱水
蒸気を直径数ミリのノズルから噴出させて得られるジェ
ット気流で粒状材料としての微粒子を加速し、その時の
粒子相互の衝突中材壁との衝突によって粒子を粉砕させ
る。

このジェットミルは数■ある粒子を一気にミクロンオー
ダーに粉砕すること嬬できずこのような粒径の大きなも
のは粉砕効率が極端に悪化するので。

数ミクロン以下の超微粉砕に用いられ１通常では粉砕で
きる粒径としては５００μｍ以下となって予備粉砕が必
要となる欠点があシ、しかも５００μｍのものを粉砕し
ても精々数十μｍ前後になるだけで、［Ｋ１μｍ以下に
粉砕するには再度声砕を行なわねばならないという欠点
を有していた。

とのようにエネルギー損失や粉砕のために長時間を必要
とする装置に対して・第１図に示すような電磁界を利用
して粒状材料を粉砕する装置が知られている。第１図に
おいて、１は強磁性粒子２を閉じ込めた反応容器、３は
反応容器１の案内ブッシェ、４紘回転電磁界発生装置、
５はクランクと連接棒組立体である。この装置では反応
容器１内に粒状材料を強磁性粒子２とともに混入し１組
立体５ｆｉ−矢印方向の回転声せることによル反応容器
ｌｔ−回転電磁界発生装置４に対して往復動させる。

反応容器１内の強磁性粒子２は回転電磁界発生装置４に
よって作られた回転電磁界によって回転電磁界の移一方
向に回転すると同時に強磁性粒子２自身も激しく回転し
、これによシ粒状材料が粉砕゛される。

この装置によれば反応容器１が往復動しても強磁性粒子
２は回転電磁界の吸引によりその作用域にとどまるので
１回転電磁界発生装置４よりも長粒状材料め処理量を増
やすことが可能である。

ところが磁界強度は案内プツシ−面かシ離れｔに従りて
弱（なり１強磁性粒〒の運動も弱（なりて粉砕力が十分
でなくなる。従りてこの装置においては大盤のものは不
可能である。何となれは大。

屋の装置は当然反応容器１の直ａｔ大きくするわけであ
るが、そうすると反応容器の中心部は磁界強度も弱くな
りて、回転電磁界発生装置４の近房すなわち反応容１Ｂ
１の内周面″に近ｉ場所以外は有効な粉砕が行なわれな
くな〕、未粉砕の粒状材料が残る恐れがある。まへ回転
磁界は１方向故に強磁性粒子の運動が一定となって１強
磁極粒子の運動による粉砕効果が十分得られない欠点を
有する。

そこで本発明の目的嬬上述の欠点を除去し、粉砕効率が
高く、消費エネルギーが少く、粉砕時間が短く、微細粒
子が得られ、振動・騒音が少なく］コンパフートな装置
を提供することＫＴｏゐ。

次に本発明の一実施例を図面に基づ匹て詳ｍＫ説明する
。第２図および第３図は本発明の一実施例を示し、５１
２図は移動磁界式粉砕装置の正面図。

第３図は第２図０Ａ−Ａ断面の断面図音声す・第２図お
よび第３図に於いて、非磁性材料よルなる容器２１は一
心円状に配置された移動磁界発生装置２３．２４の間に
配置され、それぞれの磁界の作用を受けるように構成さ
れる。非磁性容器２１’の中には強磁性体からな慝作動
体２２が粒状材料と共に適当量入っている。セして三相
交流巻線に、よって構、成される移動磁界発生装置２３
　、．２４の移動磁界は矢印ｃ、ｄにて示されるように
互に反対方向に決められる。このように移動磁界発生装
置を互いにある程度の寸法だけ離して対向させると七に
よって、移動磁界中に存在する作動体２２の動きは、角
移動磁界の作用によって復雑か９６活発に動く。この作
動体２２の動きｔ−＠４図を〒いて説明する。第４図は
第２図に示す装置の要部を拡大して示した動作説明図で
ある。第４図において。

移動磁界発生装置２３．２４間に狭まれて容器２１内に
ある作動体２２はそれぞｔ’Ｌｏ場所および姿勢に応じ
て少しづつ異なる磁界の作用を受ける０例えば移動磁界
発生装［２４に近く、その鉄心ｍ３４に平行に位置する
作動体２２ａｅ！移動磁界の移動方向（矢印ｄ）へ推力
を受けると同時に移動磁界発生装置２４の鉄心面３４か
ら吸引力を受は鉄心面３４に吸引され容器２１１ｉＤｉ
ｌＫ激しく衝突する。

この衝突時に粒状材料が粉砕される。ｉＦ励磁界発生装
置２４−の鉄心面、３４から一直の姿勢をとる作動体２
２ｂは移動磁界の作用を受けて矢印ｄの方向へ動こうと
するが、この作動体の受ける力は、鉄心面から離れ今に
つれて磁束密度は減少するので、鉄心面に近い点Ｒ１と
遠い点凡、とでは点Ｂ。

が点Ｒ，に比べて大きな作用力を受けるような差、が生
じる。従って作動体２２ｂはその質量の中心を回転中心
として回転運動を行う。この回転運動は顕著で高速度分
解写真によって太いＫｉｌめられるところである。両側
の移、励磁界発生装置２３゜２４のは輩中関咳位置した
作動体２２ｃ、２２ｄは両側の移動磁界の作用を受は矢
印ｆの方向の回転する。その他の作動警２２ｆ、２２ｇ
、２２ｋ　　も前述と同様にそれぞ−れに動き、これら
の作動体同志が互いに衝突し合い、又容器２１の内壁面
に衝突して全体としてランダムな動きとなって粒状材料
２６を極めて短時間に微粉砕するのである。

２１４図においては作動体の動きを述べたが、磁界の変
化の様子ｔ−８５図（ａ）、Φ）を用いて説明する。

＃Ｉ５図＜１）　、　（ｂ）体移動磁界発生装置の部分
図であル。

移動磁界発生装置の今を表わしである。それぞれの移動
磁界は矢印ｃ、ｄの方向へ移動してお９成る瞬間の状態
を表わしている。第５図（ａ）にて示した状態では移動
磁界発生装置の極性は互いに異極Ｎ−８が対向していて
磁束方向はＮからＳで図示し友ように磁束が分布してい
る。そして成るニ定時間後Ｃ電源の周波数で決まる時間
Ｊ第５図（ｂ）の状態となシ、ここでは移動磁界発生装
置の極性は−同極Ｎ−Ｎ又はＳ−８が対向している。、
この状態ではそ些ぞれの移動磁界発生装置から山皮磁束
は各自の移動磁界発生装置の異極へと磁気通路が形−成
押れる。　　　　、　。

以上述べた磁界の変化は電源の周波数に比例し次回数分
生じる。この結果、移動磁界発生装置が片側だけの場合
に比し磁界の変化は著しく複雑とな９．磁界中にある作
動体に作用する電磁力は種種箒化する結果作動体の動き
も複雑かつ２ノダム化して粉砕能力を高める。

＃１６図はこのようにして粉砕したデータの一例で粒状
材料は大理石９粒度Ｌ１９．〜Ｌ４１−のものを５分間
粉砕した。この結果４０μｍ以下に微粉砕され、その５
０％は４μｍ以下に微粉砕されている。

更に粉砕時間を長くす、ればＩ　７１ｍ以下の超微粉砕
が可能なことはいうまでもな〜い。これを従来の方法−
ｔ’６．ｂボール−ミルで行なう場合には２０〜３０時
間、振動ミルの場合でも１時間から２時間、又ジェット
ミルの場合では、何段階も粉砕工程が必要となる・　・
−・ 以上の如く移動磁界を互い九対向させ、なおかつ、その
方向、を互いに逆向きにすることによって飛躍的に性能
が向上するばかりでなく、内側に移動磁界発生装置を設
けることに１って装置を大証にすることが可能となって
処理量が飛躍的に増大する。この結果この装置の利用面
は大巾に拡大する。なお、纂２図および第３図では移動
磁界発生−ｔを対向配置したものについ、て説明したが
、ｈずれか一方を磁気抵抗の少ない材料（例えば−け＾
素鋼板にふる鉄心）Ｋて構成することも可能である。例
えに内情の移動磁界発生装置ｔｔ鉄心の、みに置き換え
た場合、鉄心なしの場合に比べて磁気抵抗が大巾に減少
して外側の移動磁界発±装−〇起磁力を減らすことも可
能であるし、特に作動体を粉砕に有効な磁束密度内に保
持することが可能となる０ｆ７ｔ、移動磁界発生装置と
して三相５Ｆ、波巻ｌ１ｉＩを利用する場合、について
述づたが、永久磁石を配設した円筒を用い、この円筒を
回転させることに１つ、ても同一の効果が得られる。

次に本発明の異なる実施例ｔ−＠７図を用いて説明する
。３１８７図社容器の変形例を示し１図においｉ２１に
て再び容器を示し、−纂２図と、異なる点は容器２１に
適当量の仕切９．３０ｆ：入れ次点である。

これによシ移勘磁界内の作動体２２は仕切り３０への衝
突回数が増加するばかシでなく、容器２１の内壁面への
衝突回数も増加して１作動体２２の動きが一層ランダム
化さ些、粉砕効果が増大して性能向上が得られる。ｔた
。仕切、６ａｏｔ設けることによりて容器の強度、剛性
が向上するので。

容器を構成する材料の厚さｔ減ずゐことが可能となって
重量が軽減され安価な装置とする仁とができる。更にこ
の仕切、り３０によって粒状材料の処理量を増大できる
。つまシ、纂２図に示すように仕切りのない状態では粒
状材料扛自重によ〕下部側に集中してしまうおで、下部
側で粉砕が行なわれるのであるが、仕切９３０によって
粒状材料を円周上に隈なく収納することができる。より
て粒状材料の処理量を増大できるのである。

次に本発明の異なるｇＡ、ｊＩＩｆｌを纂８図および第
９図を用いて説明する。第８図は異なる実施例の正面図
、第９図は馬８図のＢ−Ｂ断面図である。図においてｌ
！２図のものと異なる点は移動磁界強度装＠４３．４４
および容器４１を円形から円弧状にした点である。この
ように円弧状とする°ことに工９円形の場合の中心部分
の不ｌ！空間が除去で１１゜装置としてコンパクト和す
ることが可能となる。

４Ｓは仕切シである。このように円弧状の場合には大盤
電機機械の固定子等の抜きｍを流用でき。

鉄心抜きの層成を不要とすることも可能で安価な装置を
提供し得る利点を有する。なお１図では円弧状としたが
、平板屋の移動磁界発生装置としてもその効果は全く変
らないことはいうまでもない。

第１０図は本発明の異なる嚢施例を示し、第２図で示す
ものき異なる点Ｆｉ、移動磁界発生装置５１．５２の極
ピッチがそれぞれ異なる点にある。

移動磁界の速Ｊ［ａ極ピッチをｐ、電源周波数をｆとし
た時の同期速度Ｖとして。

Ｖ冨２ｐｆ で表わされる。従って第１Ｏ図の移動磁界発生装置５１
．５２の極ピッチｔｐ□ｅｐｓｔとすれば、それぞれの
同期速度線 Ｖａｔ　＝２ｐＩｌｆ　　ｅ　　ＶＲ＝２ｐ、、　ｆと
なる。この結集それぞれの移動磁界発生装置によって作
動体の受ける動きは、この同期速度に影響を受けるので
、よシ複雑な動きを示す、又、磁界の変化も第５図で示
した状態よシ明らかに複雑となるので作動体の動きもこ
れらの相乗効果によシ一層複雑となって来る。これによ
りて粒状材料を破砕する回数が増加するので粉砕効率が
向上する効果が得られる。

なお、いずれか一方の磁界強度を変えても上記と同様の
効果が得られる。磁界中ＫＴｏる作動体の受ける移動磁
界方向への電磁推力は一般的に下記の如く表わされる。

ここで、Ｆ：作動体に作用する電磁推力、に１：作動体
の材料・寸法によりて決まる定数＊　Ｋｌ　　：比例定
数、ｆ：電源周波数、Ｂ：作動体に鎖交する磁束密度、
ｐ：移動磁界発生装置の極ピッチである。従って、対向
する移動磁界発生装置の一方を、磁界強度を変えること
によって例えば第４図にて示した移動磁界発生装置２３
の磁界強度を強くした場合に、それぞれの磁界の影響を
受けた作動体の動きは異なりて来て、動きが一段と複雑
となる。この結果粉砕効果が向上する効果が得られる。

前述の説明では粉砕につりてのみ説・明したが。

液体、粉体等の混合にも適用でき、粉砕に限られるもの
ではない。

以上に説明したというに本発明によれと移動磁界発生装
置を対向して設は磁界方向を互いに逆方向に構成するこ
とによって、装置の大盤化、高効率化が可能となり％移
動磁界発生装置および作動体を収納した容器を円形とし
た場合容器の中側に仕切プを設けることによって粒状材
料の処理量が増し、移動磁界発生装置を円弧状又は平板
状にしたことによって装置がコンパクトとなシ、移動磁
界発生装置の極ピッチを片側だけ変えること罠よって粉
砕効率の向上が得られ、移動磁界強度を片側だけ変える
ことによっても粉砕効率め向上が得′られ、消費エネル
ギーの少い、粉砕効率が高く粉砕時間が短く、コンパク
トな装置が得ることができる利点を有する。またボール
ミル、振動ミル等に比し、可動部はなくなるので振動、
騒音の少い装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の回転電磁界を用いた装置を示す横断
面図、第２図および纂３図は本発明の一実施例の移動磁
界発生装ａｔ示し第２図はその平面図、第３図は纂２図
のＡ−Ａ断面口、第４図および第５図（ａ）　（ｂ）１
４それぞれ動作説Ｆ！Ａ図、第６図框粉砕結果を示す粒
度分布図、第７図は本発明の異なる実施例の要部側面図
、第８図および第９図は本発明の異なる実施例を示し、
第８図は正面因、第９図は第８図のＢ−Ｂ断面口、第１
θ図は本発明の異なる実施例の要部拡大図である。 ２１．４１　：容器、２２．４２：作動体、２３．２４
゜４３．４４，５１．５２　　：移動磁界発生装置、３
０゜４５：仕切シ。 ｉ−１図 ２９３− す　３　（２） 木４図 （久ン 才　Ｓ　閏

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）磁性材料よ〕なる作動体が収容された容器およびこ
   の容ＩＩを挾んで対向配置された移動磁界発生装置管備
   え、ｔｍ記移動ｓｉｐ発生装置の移動磁界方向を互いに
   逆方向としたこと１＊黴とする移動磁界式粉砕装置。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の装置において、前記
   容器および移動磁界発生装置は円弧状であることｔ−特
   徴とする移動磁界式粉砕装置。 ３）特許請求の範囲第１項または第２項のいずれかに記
   載の装置において、前記容器は仕切りが付設されている
   ことを特徴とする移動磁界式粉砕装置・ ４ン特許請求の範囲ｊＩ１１項ｔたは萬２項のいずれか
   に記載の装置において一１前記移動磁界発生装置の極ピ
   ッチが互ｉに異なることｔｌｆ＃黴とする移動磁界式粉
   砕装置。 ５）特許請求の範囲第１項ま九は第２項の−ずれかに記
   載の装置において、ｒｒ記移動磁界発生装置の磁界強度
   が互いに異なること１＊徴とする移動磁界式粉砕装置。