JPS59196752A - 微粉砕装置 - 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】 従来の微粉砕装置は、第１図及び第２図に示す如く外（
１１１１表面の母線に沿って多数の凸部１を有する円筒
状の回転子２を回転軸３に支持し、この回転子２との間
に間隙４を存して内側表面の母線に沿っで多数の凸部５
をイづする固定子６を嵌装したもので、回転子２と固定
子６との間の間隙４内に被粉砕物を供給し、前記回転子
２の高速回転により被粉砕物粒子を粉砕するものである
。

この被粉砕・物の粉砕過程は．製品排出口１２に連なる
吸引送風機（図示省略）の運転により、固定子６の下端
に連なる下部ケージング７の底板に設けた供給口８から
供給された被粉砕物粒子を空気と共に機内に吸引し、回
転子２と一体に高速回転する回転子底板下向に固設さね
５た攪拌羽根９によって起る気流によって、Ｆ部ケーゾ
ング７の逆円錐状内面に浴わせて上列させ、回転子２と
固定子６との間に形成された粉砕室内に送り込み、高速
回転している回転子２の回転力によって速度エネルギを
与えて固定子６に衝突させて粉砕し且つ回転子２の凸部
１により打撃粉砕し、さらに回転子２の凸部１と固定子
６の凸部５との間で浮枠させて史に卸１かく粉砕させ乍
ら回転子２の高速回転によって発生した上向き螺旋気流
に乗せて上方に運び、固定子６の上端に連なる上部ケー
ゾング１０内に送り出し、これを回転子２と一体に高速
回転する回転子上板上面に固設された遠心羽根１１によ
り上部ケージング１０の内周面に沿わせて回転．し、上
部ケーシング１０の接線力向に設けられた製品排出口１
２から排出し，図ボせぬバグフィルタ−に導入し、ここ
で粉砕製品と空気とが分離され、空気は吸引送風機を経
由して排気系れ、粉砕製品はバグフィルタ−からホソバ
ーに送うれて貯留されるものである。

ところで前記の微粉砕装置に於いては、回転子２ど固定
子６との間隙４が一般に２〜５瓢或イハそれ以上あって
広いので。

イ）固定子６の凹部５ａに発生する渦の強さが弱い。

口）回転子２による被粉砕物粒子の打撃確率が小さい。

ハ）回転子２　ＶＣよろ被粉砕物粒子への打撃力が小さ
い。

でｊ−の欠点がｋ〕った。

また［ｉＪＪ転子２と固定子６とにより形成された粉砕
室内に於いては、空気は回転子２の凹部１ａ、間隙４及
び固定子６の凹部５ａを通過し．被粉砕物粒子はこの空
気即ち上向き螺旋気流に乗って粉砕室を通過するのであ
るが、回転子２が高速回転しているので、回転子２の四
部１ａを通る被粉砕物粒子は殆んど無い。従って、被粉
砕物粒子のＪｆ！１過する筒１５Ｔは、間隙４及び固定
子６の凹部５ａの２ケ所である。然るに固定子６の凸部
５、凹部５ａの断面形状は矩形に近いので、固定子６の
四部５ａに於いては、第３図に示す如く高回転速度の渦
を形成しながら空気は下方から上方へ流れる。この滴に
巻き込まれた被粉砕物粒子の内、あるものは四部５ａの
ＡＪ．１川に衝突し、また凹部５ａから間隙４に排出さ
れて回転子２の凸部１により強力″ｆｘすＪ事件用を党
は且つ固定子６の凸部５との間の摩砕作用により粉砕が
進行する。しかし被粉イ〆？・物粒子のあるものは、上
記のように粉砕されずに渦に巻き込一まれた１まその渦
に乗って四部５ａの上端がら粉砕室外に出てしまうとい
う欠点があった。

従って、このような仮粉砕装置による粉砕製品の平均粒
度は、被粉砕物粒子によっても若干異なるが、例えば白
米で６０μｍ、トナーで４０μｍにしかなり得す、充分
な微粉砕とはゴい難く、ミクロンオーダ乃至１ｏ数ミク
ロンの微粉砕製品を得ることができなかった。

さらに前記従来の微粉砕ｇ：直では被粉砕物粒子に粗大
粒子が混入していると、微細に粉砕されずに粗大粒子の
−ｉｔ排出されたり、粗大粒子の衝突により回転子２或
いは固定子６゛が著しく摩耗するので、予め被粉砕物粒
子をある一定範囲の粒径まで細かく粉砕した上で供給す
ることが望ましく、その手間に多大な労力を要するもの
である。

本発明は、斯かる諸事情に鑑みなされたものであり、前
処理をする必要がなく、被粉砕物粒子の粒径が不均一で
あっても供給された被粉砕物粒子を確実に且つ十分に微
粉砕作用を行って粉砕効率を高め、ミクロンオーダ乃至
１ｏ数ミクロンの粒度幅の狭い微粉砕製品を得ることが
できるようにした微粉砕装置を提供せんとするものであ
る。

具Ｆ本発明による微粉砕装置の一実施例を図によって説
明する。第４図において、２０は第１粉砕部、２１は第
２粉砕部である。第１粉砕部２０は、回転軸３′の下部
に支持せるボス２２に固着された上下２枚の支持部材２
３．２３に第５図に示す如く外側表面の母線に清って放
射状に粉砕子２４を多数個固設し、上下の支持部材２３
．２３に夫々上面羽根２５、補助羽根２６を固設して成
る第１回転子２ｔと、この第】同転子２７との間に一定
の間Ｐｉ２８を存して嵌装され内側表面に矩形の凸部２
９を有する第１固定子３０とより成る。第２粉砕部２１
は、回転軸３′の上部に支持され、第６図に示す如く外
側表面の母線に沿って多数の矩形の凸部３１を有し上面
板に上面羽根３２、）ｔｆｏ板に補助羽根３３を設けた
第２回転子３４との間にＩｒｎｍ以上の間隙３５を存し
て嵌装された第２固定子３６とより成る。第２固定子３
６の内側表向は第７図に示す如く略三角形の凹部３１と
凸部３８とが連続する歯形になされ、その歯形の凹部３
７の一辺３７ａが第２回転子３４の中心に向けられ且つ
１〜５咽程度の長さになされ、凹部３７の他辺３７ｂが
第２回転子３４の接線方向に向けられ、凹部３７の一辺
３７ａと他辺３７１）との挟角αが４５〜６０Ｉ＆にな
されている。そして凸部３８の先端には第２固定子３６
の軸芯線を中心とする円弧面３８ａが形成され、その円
弧面３８ａの幅は１■程度になされている。第２固定子
３６の内周面上端には第８図ａ、ｂに示す如く凹部３７
を塞ぐ分級リング３９が一体又は着脱可能に設けられて
いる。この分級リング３９は、凹部３７の全部を塞いで
も良いのであるから、その半径方向の幅と凸部３８の長
さとの差δは零でも良い。また分級リング３９は第９図
ａ、ｂに示す如く第２固定子３６の中間内周面に設けて
も良いものであり、その場合一段のみならず、二段。

三段・・・と設けても良いものである。さらに分級リン
グ３９は分割して周方向に段違いに複数段配設しても良
いものである。

第４図中γ′は第１固定子３０の下端に連なるＦ部ケー
ソング、８′は空気と粉砕物粒子の導入管、１０′は第
２固７１子３６の上端に連なる上部ケーシング、１２′
は粉砕製品排出口、１３′はプ・−９，１４′はベルト
である。

次に上述のμｍ】＜構成された本発明の微粉砕装置によ
る被粉砕物粒子の粉砕作用について説明する。図示せぬ
電動機を、駆動し、ベル１−１４’を走行して回転軸３
′を高速回転し、捷だ図示せぬ吸引送風機を運転して導
入官８′より空気を下部ケーソングア′内に吸引導入す
ると共に、ｊ１入管８′に供給された被粉砕物粒子を空
気に乗せて下部ケー７ング７′内に導入する。この壬７
＜１．クーノングア′内に導入された被粉砕物粒子は、
回転軸３′と一体に高速回転する第１回転子２７の補助
羽根２６によって起る気流により該下部ケーシング７′
の逆円錐状内面に活って上昇し、第１回転子２７と第１
固定子３０との間に形１戊された第１粉砕室内に入り、
ここで粗大粒子か第１回転子２７と第１固定子３０とに
より粉砕される。

そしである一定範囲の粒径せで細かく粉砕された被粉砕
物粒子は第１粉砕室外に出て上面羽根２５及び第２回転
子３４の補助羽根３３０回転により生じる気流に乗り、
第２回転子３４と第２固定子３６との間に形成された第
２粉砕室に導かれ、ここで全ての粒子が微粉砕作用を受
けて、ミクロンオーダ乃至１０数ミクロンの粒度幅の狭
い微粉砕製品となって上部ケージング１０′内に送り出
され、第２回転子３４と一体に高速回転する上面羽０！
３２によって上部ケーシング１０′の内周面に絹って回
転し、上部ケーシング１０′の接線方向に設けられた製
品排出口１２′から空気と共ｖｃ　Ｊ：＞ｒ出され、図
示せぬ排出管を通し”’Ｃハゲフィルターに病人される
。ぞしてここで粉砕製品と空気とに分離され、空気は吸
引送風機を経由して排気管から排気され、粉砕製品はバ
グフィルタ−からホッパーに送られて貯留される。

次に上記第２粉砕室内での被粉砕物粒子の微粉砕作用の
詳細について、第２回転子３４と第２固定子３６と分級
リング３９との関連構成によって説明する。

一般的に回転体の周囲の空気を考えると、表面に耐着し
ている空気は１回転体の周速と同一速度で回転するのに
対し、表面から離れた装置にある空気の速度はその距離
が太さければ大さい程、回転体の周速からの遅れが犬き
くなり、速度は小さくなる。然るに第２固定子３６の四
部３７を考えると、この部分には第７図にポされるよう
に渦が誘引される。渦の回転数は、四部３了の開口面に
沿う空気の円周速度υに比例する。従って５第２回転子
３４と第２固定子３６との間隙３５の寸法りが犬さい程
、前記円周速度υは第２回転子３４の周速υ０から遅れ
、渦の回転数は小さくなる。逆に間隙３５の寸法りが小
さい程渦の回転数は大さくなる。かくして渦に巻き込ま
れた被粉砕物粒子は、渦の回転数が大きい程強烈に壁■
に衝突し、１だ渦の回転数が大きい程より小粒径の粒子
も壁面に衝突することになるので、被粉砕物粒子は良好
に粉砕される。

また四部３７内の渦から間隙３５に出た被粉　　　゛砕
物粒子の第２回転子３４による打撃確率Ｐは間隙３５の
寸法ｈ、被粉砕物粒子の粒径ｄ、第２回転子３４の凸部
３１の個数ｎとすると、ｐ　ｗ　、　ｘ　ｎとなり、間
隙３５の寸法りが小さく、第２回転子３４の凸部３１の
個数ｎの多いものは前記打撃確率Ｐが増大し、第２回転
子３４による被粉砕物粒子の打撃粉砕が効率良く行われ
る。

さらに第２固定子３６の凹部３７から間隙３５に出た被
粉砕物粒子は、間隙３５を流れる空気流により加速され
る。この場合間隙３５０寸法りが大きい程、粒子が第２
回転子３４により打撃されるまでの時間が長くなる為、
打撃時に於ける粒子と第２回転子３４との相対速度は小
さくなり、第２回転子３４による粒子の打撃力は小さく
なるが、間隙３５の寸法が１叫以下と極めて小さいので
１粒子が第２回転子３４により打撃されるまでの時間が
短くなるので、打撃時における粒子と第２回転子３４と
の相対速度は大きくなり、第２回転子３４による粒子の
打撃力は大きくなる。従って被粉砕物粒子は確実に打撃
される。

さて、第２固定子３６の四部３７の形状は前述の如く略
三角形であるので、この凹部３７に於ける空気の流れは
第１０図に示す如（ａ、ａ’。

Ｉ′・・・及び渦す、ｂ’、ｂ“の二つに分かれる。渦
す。

ｂ／　、　ｂ／／・・・に巻き込捷れた被粉砕物粒子は
、従来の矩形の凹部５ａ（第３図呑照）の場合と略１ｍ
Ｊ様に壁面に衝突し、粉砕が行われる。そして渦流に乗
っ−Ｃ凹部３７の一辺３ｒａに宿って凸部３８の先端Ｂ
に進み、間隙３５に鳩かれ、この部分で第２回転子３４
の凸部３１により打ｙＢを受け、粉砕が行われる。そし
て同様の作用が次の第２固定子３６の凹部３７、ｇ２回
転子３４の凸部３１で受け、粉砕が次々に肌付する。−
力、従来の矩形の凹部５ａの場合は殆んど生じることの
無い間隙３５から第２固定子３６の四部３７に入り込ん
で再び間１原３５に出でくる空気の流れａ、ａ’、ａ“
・・・に乗っていく被粉砕物粒子は、凹部３７の他辺３
７ｂに市って凸部３８の先端Ａに進み、間隙３５に導か
れ、この部分で第２回転子３４の凸部３１により打撃を
受け、粉砕が行われる。と同時に打撃粉砕作用を受けた
粒子がさらに凹部３７の他辺３７ｂに愉突せしめられ、
粉砕される。そして同様の作用が次の第２固定子３６の
凹部３７で受け、粉砕が次々に進行する結果、従来の矩
形の凹部５ａの場合に比し、第２回転子３４による打撃
がＢ点のみでなく入点においてもなされるので、被粉砕
物粒子の打水確率が大きくなり、被粉砕物粒子がより細
かく且つ効率良く微粉砕されることになる。

然して第２固定子３６の内周面には第８図ａｂ或いは第
９図ａ、ｂに示す如く四部３７の一部又は全部を塞ぐ分
級リング３９が設けられているので、被粉砕物粒子が従
来のように四部５内を高回転速度の渦（第３図参照）に
乗って一気に第２粉砕室外に出てしまうものは無くなり
後述の分級リング３９の分級作用により被粉砕物粒子の
第２粉砕室内に於ける滞留時間が長くなると同時に、第
２粉砕室内に於ける被粉砕物粒子の濃度が＾くなる。滞
留時間がそれだけ長くなると、それたけ粉砕作用を受け
る確率が上昇し、より微粉の粉砕製品が得られる。また
被粉砕物粒子の濃度が高くなると、被粉砕物粒子相互の
衝突の確率が尚くなり、粉砕作用が助長される。この二
つの作用から被粉砕！Ｉｌ／Ｉ粒子は６１ト実に微粉砕
が進行する。こうして微粉砕されたものが空気流に乗っ
て分級リンク３９の直下で間隙３５に出ようとする粒子
は、ここでは徒だ第２回転子３４の回転による遠心力か
動いているので、ある一定サイズ以上の粒子は再び第２
固定子３６の四部３７に押し戻されでしまう。

押し戻された粒子は再び粉砕作用を受け、ある一定サイ
ズ以下になるまで分級リング３９０部分を通過すること
ができない。従って、被粉砕物粒子の微粉砕が十分に行
われる。

かくして第２回転子３４と第２固定子３６との間に形成
された第２粉砕室内ｒ辿過した微粉砕粒子は、前述の１
−以下の間隙３５と、−辺３７２が中心に向き、他辺３
７ｂが回転する第２回転子３４に対向するように第２回
転子３４の接線方向に向き且つ両辺３７ａ　、　３７ｂ
　Ｌ／）挟角αか４５〜６０度になされた第２固定イ３
６の内側表面の多数の略三角形の凹部３７と、第２固定
子３６の内周面に設けられた分級リング３９との作用の
相乗効果により、ミクロンオーダ乃至１０数ミクロンの
微粉砕製品となる。

本発明による微粉砕装置は、前記の他第１．１図に示す
ものがある。この微粉砕装置は、製品排出口１２′とバ
グフィルタ−４０とを連結した排出管４１の途中に分級
機４２が設けらｎ１該分級機４２の粗粉排出口４３と下
部ケーシング７′の導入管８′の入口に設けらｎた粗粉
供給口４４とが配管４５にて連繋され、分級機４２の微
粉排出口４６は排出管４１にてバグフィルタ−４０に連
結され、バグフィルタ−４０の出口には途中に吸引送風
機４７を備えた排気管４８が連結さ扛ている。４９は被
粉砕物粒子を導入管８′の入口に設けらｆ′Ｌｆｃ供給
口５０に送入するフィーダである。５１は電動機で、ベ
ルト１４′を走行して回転軸３′を回転するようになっ
ている。　　′この微粉砕装置によ扛ば、第２粉砕部２
１でミクロンオーダ乃至ｌＯ数ミクロンに微粉砕さｎ’
ｔｃ粒度幅の狭い粉砕製品か空気と共に製品排出口１２
′より排出さｎ１排出管４１を通って分級機４２に入る
と、ミクロンオーダの微粉と１０数ミクロンの粗粉とに
分級さ扛る。そして−力の微粉は排出管４１を通ってバ
グフィルタ−４０に導入され、ここで微粉と空気とに分
離−４ｎ、空気は吸引送風機４７を経由して抽気管４８
より排気さｎ２微粉はバグフィルタ−４０から図示せぬ
ホンパーに送ら扛て貯留さｎ、る。他力粗粉は排出口４
３から配管４５を通って粗粉供給口４４に送入さｎて導
入管８′に供給さｎ−、フィーダ４９から供給口５０に
送入烙ｎ導入管８′に供給された新たな被粉砕物粒子と
共に空気に乗って下部ケーシング７′内に導入さ扛、再
び第１粉砕部２０．第２粉砕部２１で再び粉砕作用を受
ける。従って、Ｃの微粉砕装置で得らｎる粉砕製品はミ
クロンオーダの極めて粒度幅の狭い微粉である。

以上の説明で判るように本発明の微粉砕装置は、第１粉
砕部にて被粉砕物粒子中の在人粒子を予め粉砕して、あ
る一定範囲の粒イ歪の細かい粒子となし、こ７′１−を
第２粉砕部で微粉砕するようにしたので、第２回転子及
び第２固定子の摩耗が著しく減少し耐久性に富むもので
ある。しかも従来のように予め被粉砕物粒子をある一定
範囲の粒径まで細かく粉砕するという前処理が不要であ
るので、こｎＫ要した多大な労力を省略される。

転子との間１１ｋｌａ以下と著しく狭くしであるので、
被粉砕物粒子を確実に且つ十分に、しかも効率良く微粉
砕するＣとができて、ミクロンオーダ乃至１ｏ数ミクロ
ンの粒度幅の狭い微粉砕製品を短時間に容易に得ること
ができる。

特に微粉砕製品を分級機で分級してｉｏ数ミクロンオー
ダの粗＠を戻して再び微粉砕するようにした場合は、ミ
クロンオーダの極めて粒度幅の狭い粉砕製品を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の微粉枠装＠を示す縦断面図、第２図は第
１図の１−１線に漕う一部水平断面図、第３図は第［図
の微粉砕装置の固定子内１１１１表面の四部に於ける空
気の流ｆＬを示す一部斜視図、第４図は本発明の微粉砕
装置の縦断面図、第５図は第４図のｎ−■線に沿う拡大
断面図、第６図は第４図のＩｎ　−Ｉｎ線に浴う拡大断
面図、第７図は本発明の微粉砕装置に於ける第２粉砕部
の第２回転子と第２固定子との組合せケボす一部水平断
面図、第８図ａ、ｂは第２固定子上端内周面に設けた分
級リングを示す一部斜視図、第９図ａ、ｂは第２固定子
中間内周而に設けに分級リングを示す一部斜視図及び一
部縦θ「面図、第１Ｏ図は第２固定子内（ｔ４１）表ｍ
」の凹部と第２回転子外１ｉｌｌ１表面の凸部との関係
による被粉砕ｖＩＪ粒子の粉砕作用を説明する為の第７
図の拡大図、第１１図は本発明の微粉砕装酋の他の例を
示す系統図である。 ３′・・・回転軸　　７′・・・下部ケーゾング　　８
′・・・導入管　　１０′・・・土部ケーゾング　　１
２′・・・製品排出口　　２０・・・第１粉砕部　　２
１・・・第２粉砕部　　２４・・・粉砕子　　２７・・
・第１回転子２８・・・間隙　２９−・・凸部　　３ｏ
・・・第１固定子３１・゛・凸部　　３４・・第２回転
子　　３５・・・間隙　　３６・・・第２固定子　　３
γ・・・略三角形の凹部　　３７ａ・・・凹部の一辺　
　３７ｂ・・凹部の他辺　　３８・・・略三角形の凸部
　　３９・・分級リング　　４０・・・バグノイルター
　　４１・・・排出管　　４２・・・分級機　　４３・
・・粗粉１非出口４５・・・配管 出願人　　川崎車工業株式会社 代理人　　弁理士　高　　雄次部 第１図 第２図 第４図 第５図 第６図 、３６ 第７図 第８図（Ｑ） 第８図（ｂ） 第９図（ｂ） １０図 職 ３５−べ１ （

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■・）回転軸の下部に支持され外側表面の母線に沿って
   放射状に粉砕子を有する第１回転子との間に一定間隙を
   存して内側表面に凸部を有する第１固定子が嵌装された
   第１粉砕部と、回転軸の上部に支持され外側表面の母線
   に沿って多数の凸部を有する第２回転子との間に１膿以
   下の間隙を存して第２固定子が嵌装された第２粉砕部と
   、前記第１固定子の下端に連なる下部ケーシングに設け
   られた被粉砕物粒子と空気の導入管と、前記第２固定子
   の下端に連なる上部ケーゾングに設けられた粉砕製品排
   出口とより成り、前記第２粉砕部の第２固定子の内側表
   面は略三角形の凹部と凸部が連続する歯形になされ、そ
   の歯形の凹部の一辺が第２回転子の中心に向けられ、四
   部の他辺が第２回転子の接線方向に向けられ、凹部の一
   辺と他辺との挟角が４５〜６０度になされ、第２固定子
   の内周ｌ１１１に四部の一部又は全部を塞ぐ分級リング
   が少くとも一段設けられている微粉砕装置。 ２）回転軸の下部に支持され外部光ｔａＵの母線に沿っ
   て放射状に粉砕子を有する第１１［Ｊ転子との間に一定
   間隙を存して第１固定子が嵌装された第１粉砕部と、回
   転軸の上部に支持され外側表面の母線ＫＧって多数の凸
   部を有する第２回転子との間に１ｗ以下の間隙をイメし
   て第２固定子が嵌装された第２粉砕部と、前記第１固定
   子の下端に連なる下部ケーシングに設けられた被粉砕物
   粒子と空気の導入管と、前記第２固定子の下端に連なる
   上部ケーゾングに設けられブこ粉砕製品排出口とより成
   り、ＭｔＩ記第２粉砕部の第２固定子の内側表面は略三
   角形の凹部と凸部が連続する歯形になされ、その歯形の
   四部の一辺が第２回転子の中心に向けられ、凸部の他辺
   が第２回転子の接線方向に設けられ、四部の一辺と他辺
   との挟角が４５〜６０度になされ、第２固定子の内周面
   に四部の一部又は全部を塞ぐ分級リングが少くとも一段
   設けられ、前記上部ケーシングの粉砕製品排出口とバグ
   フィルタ−とが連結された排出管の途中には分級機が設
   けられ。 該分級機の粗粉排出口が下部ケーゾングの導入管に配管
   にて連繋さｎている微粉砕装置。