(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の翼を設けた第１回転翼および第２回転翼をケーシング内に対向した状態で設け、ケーシング内を粉砕室とし、第１回転翼側のケーシングに連通した投入口から供給した原料を、両回転翼の回転による気流に乗せて移動させながら粉砕する粉砕機において、
上記ケーシングを、第１回転翼側の第１側方ケーシング部材と、第２回転翼側の第２側方ケーシング部材と、両側方ケーシング部材を接続する中間ケーシング部材とに分割可能とし、尚且つ、第１側方ケーシング部材の内周面には中間ケーシング部材に向かって次第に拡径する第１傾斜内周面を、第２側方ケーシング部材の内周面には中間ケーシング部材に向かって次第に拡径する第２傾斜内周面を形成し、
第１側方ケーシング部材の内周面には、投入口に連通する投入口連通開口を、第２側方ケーシング部材の内周面には、排出口に連通する排出口連通開口をそれぞれ開設し、
第１側方ケーシング部材の第１傾斜内周面の拡径端部と中間ケーシング部材の内周面との境界部分、または第２側方ケーシング部材の第２傾斜内周面の拡径端部と中間ケーシング部材の内周面との境界部分の少なくとも一方に、排出口連通開口よりも小さな開口を有する補助排出口を開設し、
上記中間ケーシング部材の内周面に、補助排出口よりも大きな開口を有する副補助排出口を開設し、
上記補助排出口および副補助排出口にシャッターをそれぞれ設けて開閉可能とし、
上記補助排出口に補助吸引装置を連通するとともに、副補助排出口に副補助吸引装置を連通し、
粉砕作業半ばでシャッターを開閉するとともに補助吸引装置または副補助吸引装置の吸引力を調整することにより、粉砕室内で粉砕途中の原料を補助排出口または副補助排出口から排出可能としたことを特徴とする粉砕機。
【請求項２】
第１回転翼及び第１側方ケーシング部材、または第２回転翼及び第２側方ケーシング部材の少なくとも一方を回転翼の回転軸方向に移動可能とし、中間ケーシング部材を異なる幅のものと交換可能としたことを特徴とする請求項１に記載の粉砕機。
【請求項３】
前記補助排出口の開口の大きさを、第１回転翼及び第２回転翼の翼の先端とケーシング内周面との最小間隙よりも小さくしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の粉砕機。
【請求項４】
第１回転翼及び第２回転翼の翼の先端に対向するケーシングの内周面に、ライナーを着脱可能に設けたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の粉砕機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、農産物や鉱物等の粉末状あるいは粒状の原料をより細かく粉砕して、効率よく所望の粒径の原料粒子を得ることができる粉砕機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
農産物や鉱物等の原料を極めて小さく粉砕する粉砕機の一つとして、粉砕対象である原料の粉末や粒子を粉砕機内に生じている気流に乗せて移動させ、原料粒子同士を衝突させることで粉砕を行なう所謂気体粉砕を行なう粉砕機がある。この粉砕機は、ケーシング内に略同形状を有する第１回転翼および第２回転翼を対向する状態で設け、両回転翼を回転させることにより各回転翼周辺に気流を発生させ、それぞれの気流をぶつかり合わせることで、各気流に乗って移動する原料粒子同士を衝突させて粉砕を行なうものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この粉砕機を使用すると、原料を微細に粉砕できるが、この原料の一部に所望の粉砕粒度よりも極めて大きい粒子が含まれていると、所望の粉砕粒度まで粉砕するのに長時間を必要としてしまい、能率が十分とはいえない。また、粉砕され易い原料、すなわち脆い原料をこの粉砕機によって粉砕処理すると、所望の粒度よりも微細に粉砕しすぎてしまうことがあった。このため、原料を所望の粒度に効率よく粉砕可能な粉砕機の開発が望まれていた。
【０００４】
また、この粉砕機の内部では、気流に乗った原料粒子同士の衝突だけでなく、原料粒子とケーシング内面との衝突も発生する。このため、長期間に亘って使用すると、ケーシング内面が摩耗してしまい、ケーシング全体を交換しなければならない場合が生じる。
【０００５】
本発明は、上記に鑑み提案されたものであり、投入された原料粒子のうち、気体粉砕によって粉砕し難い粒子をケーシング外に除去したり、あるいは粉砕途中の粉砕粒子を適宜取り出したりすることができ、また、ケーシング内面の摩耗が生じ易い部分を容易に交換できる粉砕機を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、請求項１に記載のものは、複数の翼を設けた第１回転翼および第２回転翼をケーシング内に対向した状態で設け、ケーシング内を粉砕室とし、第１回転翼側のケーシングに連通した投入口から供給した原料を、両回転翼の回転による気流に乗せて移動させながら粉砕する粉砕機において、
上記ケーシングを、第１回転翼側の第１側方ケーシング部材と、第２回転翼側の第２側方ケーシング部材と、両側方ケーシング部材を接続する中間ケーシング部材とに分割可能とし、尚且つ、第１側方ケーシング部材の内周面には中間ケーシング部材に向かって次第に拡径する第１傾斜内周面を、第２側方ケーシング部材の内周面には中間ケーシング部材に向かって次第に拡径する第２傾斜内周面を形成し、
第１側方ケーシング部材の内周面には、投入口に連通する投入口連通開口を、第２側方ケーシング部材の内周面には、排出口に連通する排出口連通開口をそれぞれ開設し、
第１側方ケーシング部材の第１傾斜内周面の拡径端部と中間ケーシング部材の内周面との境界部分、または第２側方ケーシング部材の第２傾斜内周面の拡径端部と中間ケーシング部材の内周面との境界部分の少なくとも一方に、排出口連通開口よりも小さな開口を有する補助排出口を開設し、
上記中間ケーシング部材の内周面に、補助排出口よりも大きな開口を有する副補助排出口を開設し、
上記補助排出口および副補助排出口にシャッターをそれぞれ設けて開閉可能とし、
上記補助排出口に補助吸引装置を連通するとともに、副補助排出口に副補助吸引装置を連通し、
粉砕作業半ばでシャッターを開閉するとともに補助吸引装置または副補助吸引装置の吸引力を調整することにより、粉砕室内で粉砕途中の原料を補助排出口または副補助排出口から排出可能としたことを特徴とする粉砕機である。
【０００８】
請求項２に記載のものは、第１回転翼及び第１側方ケーシング部材、または第２回転翼及び第２側方ケーシング部材の少なくとも一方を回転翼の回転軸方向に移動可能とし、中間ケーシング部材を異なる幅のものと交換可能としたことを特徴とする請求項１に記載の粉砕機である。
【０００９】
請求項３に記載のものは、前記補助排出口の開口の大きさを、第１回転翼及び第２回転翼の翼の先端とケーシング内周面との最小間隙よりも小さくしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の粉砕機である。
【００１２】
請求項４に記載のものは、第１回転翼及び第２回転翼の翼の先端に対向するケーシングの内周面に、ライナーを着脱可能に設けたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の粉砕機である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、この発明の一実施形態である粉砕機１の断面図、図２および図３はこの粉砕機１の要部断面拡大図である。
【００１４】
粉砕機１は、ケーシング２内に、モータ３，４によりそれぞれ回転駆動される第１回転翼５および第２回転翼６を同軸線上に対向した状態で設け、ケーシング２内を粉砕室７とし、ケーシング２の第１回転翼５側に粉砕対象となる原料の投入口８を連通し、ケーシング２の第２回転翼６側に、該第２回転翼６の支軸の回転中心から近い位置に排出口９を連通し、排出口９に吸引力が変えられる吸引装置１０を連通することにより概略構成されている。
【００１５】
ケーシング２は、横向きの両端閉塞の円筒状部材であり、軸方向中央部分の内径を同一にして、両隅部を傾斜させることにより各端から中央側へ次第に内径が増大する第１傾斜内周面２１（図中、左側）および第２傾斜内周面２２（図中、右側）を形成してある。そして、ケーシング２の第１傾斜内周面２１側の中心部分に第１軸受２３を設け、この第１軸受２３により第１回転翼５の回転軸となる第１支軸２４を回転自在に支持し、シールリング２５を第１軸受２３と粉砕室７との間に設けることにより、第１軸受２３に原料の粒子が入ることを防いでいる。
【００１６】
また、ケーシング２の第２傾斜内周面２２側には、中心近傍を軸方向外方に延設して延出筒内周部２６を形成し、この延出筒内周部２６の外側に第２軸受２７を設け、この第２軸受２７により第２回転翼６の回転軸となる第２支軸２８を回転自在に支持し、シールリング２９を第２軸受２７と粉砕室７との間に設けることにより、第２軸受２７に原料の粒子が入ることを防いでいる。
【００１７】
そして、ケーシング２は、同一内径の円筒状内周面４１と投入口８側の第１傾斜内周面２１との境界、および排出口９側の第２傾斜内周面２２と円筒状内周面４１との境界からそれぞれ分離可能とし、第１傾斜内周面２１を形成した第１側方ケーシング部材４２、円筒状内周面４１を形成した中間ケーシング部材４３、第２傾斜内周面２２を形成した第２側方ケーシング部材４４の３つの部材に分離できるようになっている。
【００１８】
まず、第１側方ケーシング部材４２について説明する。
第１側方ケーシング部材４２は、前述したように、内部空間の一端（図中、左端）から次第に内径を増大させて第１傾斜内周面２１を形成している。この第１傾斜内周面２１は、投入口８に連通する開口部（投入口連通開口）５１を開設し、第１回転翼５の翼の先端に対向する部分、すなわち第１側方ケーシング部材４２と中間ケーシング部材４３との接続箇所から開口部５１に向かって縮径する途中までの内周面部分にライナー５２を設けている。このライナー５２は、第１側方ケーシング部材４２よりも耐摩耗性に優れた素材（例えば、セラミックスやクロムモリブデン鋼）を環状に成形したもので、図３のように、内周面５２ａを第１傾斜内周面２１と同一面上に位置するように設け、鍔部５２ｂを内周面５２ａの拡径端部、即ち第１傾斜内周面２１の拡径端部となる部分から外側に延設してある。そして、この鍔部５２ｂは、裏面を第１側方ケーシング部材４２に当接している。
【００１９】
また、第１側方ケーシング部材４２は、中間ケーシング部材４３と当接する部分にリング状平面を、ライナー５２の鍔部５２ｂ表面と同一面上に位置するように形成し、このリング状平面およびライナー５２の鍔部５２ｂの表面を先端面にして横向きの凸部５５をリング状に形成している。さらに、この凸部５５の基部から外側へ向けて、中間ケーシング部材４３との当接面の一部をリング状に形成してある。
【００２０】
本実施形態では、前記ライナー５２の鍔部５２ｂを第１側方ケーシング部材４２の凸部５５にねじ（図示せず）で止着し、摩耗した場合にはねじをはずして新たなライナー５２を交換できるようにしてある。なお、ねじは、皿ねじ等のように、ねじ頭部がライナー５２の鍔部５２ｂ表面から突出しないものが適している。
【００２１】
また、第１側方ケーシング部材４２は、スライドベース５７にモータ３とともに設置されている。そして、このスライドベース５７はベース５８に設けたレール５９上に摺動自在な状態で配置されている。このレール５９は、ベース５８上に第１支軸２４に平行に設けられているので、スライドベース５７、第１側方ケーシング部材４２および第１回転翼５等は、第１支軸２４の軸心方向、すなわち第１回転翼５の回転軸方向に移動することができる。
【００２２】
なお、スライドベース５７は、本実施形態ではボールねじ６１とモータ６２とにより移動する機構を備えたが、これに限定されるものではない。
【００２３】
次に、中間ケーシング部材４３について説明する。
中間ケーシング部材４３は、第１側方ケーシング部材４２に当接する部分に、ケーシング２の軸心に垂直なリング状平面を形成し、このリング状平面の内側に凹部６５をリング状に設けている。この凹部６５は、内径を第１側方ケーシング部材４２の凸部５５の外径と嵌合できるようにしてあり、尚且つ、深さを凸部５５の高さと同じ寸法にしている。したがって、中間ケーシング部材４３と第１側方ケーシング部材４２とを当接すると、凹部６５と凸部５５とが嵌合して、凸部５５の先端面が凹部６５の底面に隙間なく当接することができる。このため、中間ケーシング部材４３と第１側方ケーシング部材４２との間から粉砕室７内の原料粒子が漏出することを防止できる。
【００２４】
また、この中間ケーシング部材４３は、第２側方ケーシング部材４４に当接する部分にも、ケーシング２の軸心に垂直なリング状平面を形成し、このリング状平面の内側に凹部６６を設けている。この凹部６６は、前記凹部６５と同様、後述する第２側方ケーシング部材４４の凸部７６と嵌合できるようにしてある。
【００２５】
そして、中間ケーシング部材４３は、内側に円筒状のライナー６９を備えている。このライナー６９は一端に鍔部６９ａを設けており、第１側方ケーシング部材４２に当接する凹部６５の底面に窪部を形成しておき、この窪部内に鍔部６９ａを面一に収納してねじで止着している。
このように、中間ケーシング部材４３にライナー６９を設けると、ライナー６９が摩耗した場合等に中間ケーシング部材４３から取り外すことができ、別途用意した新品のライナー６９と交換できるので、粉砕機１の保全作業がし易くなる。なお、このライナー６９も、前記したライナー５２と同様に、耐摩耗性に優れた素材（例えば、セラミックスやクロムモリブデン鋼）を用いて成形したものであることが好ましい。
【００２６】
次に、第２側方ケーシング部材４４について説明する。
第２側方ケーシング部材４４は、前述したように、内部空間の一端（図中、右端）から次第に内径を増大させて第２傾斜内周面２２を形成し、右端の中心近傍を軸方向外方に延設して延出筒内周部２６を形成している。そして、この延出筒内周部２６は、排出口９に連通する開口部（排出口連通開口）７１を設けている。さらに、排出口９は、接続流路７２を介して吸引装置１０を接続している。
【００２７】
第２傾斜内周面２２は、第１傾斜内周面２１と同様に、第２回転翼６の翼の先端に対向する部分、すなわち第２側方ケーシング部材と中間ケーシング部材との接続箇所から開口部７１に向かって縮径する途中までの内周面部分に、ライナー７４を取り外し可能な状態で設けている。具体的には、このライナー７４は、ライナー５２と同様に、第２側方ケーシング部材４４よりも耐摩耗性に優れた素材を環状に成形したもので、内周面７４ａを第２傾斜内周面２２と同一面上に位置するように設けて、鍔部７４ｂを内周面７４ａの拡径端部から、即ち第２傾斜内周面２２の拡径端部となる部分から外側に延設してある。そして、この鍔部７４ｂは、裏面を第２側方ケーシング部材４４に当接して、皿ねじ等により着脱可能な状態で止着されている。
【００２８】
また、第２側方ケーシング部材４４は、第１側方ケーシング部材４２と同様に、中間ケーシング部材４３と当接する部分にリング状平面を形成し、このリング状平面とライナー７４の鍔部７４ｂの表面とが同一面上に位置するように構成されている。さらに、この第２側方ケーシング部材４４は、このリング状平面およびライナー７４の鍔部７４ｂの表面を先端面にして横向きの凸部７６を形成し、この凸部７６の基部から外側へ向けて、回転軸に対して垂直な平面をリング状に形成してある。
【００２９】
前述したように、第２側方ケーシング部材４４にライナー７４を着脱可能な状態で設けると、粉砕機１を長期間使用する等して第２側方ケーシング部材４４のライナー７４が摩耗したとき、このライナー７４を第２側方ケーシング部材４４より取り外し、別途準備した新品のライナー７４をケーシング２に取り付けることができる。したがって、粉砕機１の保全作業を容易にすることができる。なお、第１側方ケーシング部材４２と第２側方ケーシング部材４４とのライナー５２，７４は寸法やねじ孔等を共通化しておくことが望ましい。また、このライナー７４も、ライナー５２，６９と同様に、耐摩耗性に優れた素材（例えば、セラミックスやクロムモリブデン鋼）を用いて成形したものであることが好適である。
【００３０】
そして、第２側方ケーシング部材４４およびモータ４はベース５８に固定され、各モータ３，４の回転軸心および各支軸２４，２８の軸心が一直線上に存在するように配置される。
【００３１】
このように第１側方ケーシング部材４２、中間ケーシング部材４３および第２ケーシング部材４４を構成し、第２側方ケーシング部材４４の開口端部に形成されたリング状の凸部７６と、中間ケーシング部材４３の一方の開口端部（図中右側）に形成されたリング状の凹部６６とを嵌合した状態で、第１側方ケーシング部材４２が設置されたスライドベース５７を第２側方ケーシング部材４４に向かって移動すると、第１側方ケーシング部材４２の開口端部に形成されたリング状の凸部５５と、中間ケーシング部材４３の他方の開口端部（図中左側）に形成されたリング状の凹部６５とが嵌合し、中間ケーシング部材４３が第１側方ケーシング部材４２と第２側方ケーシング部材４４との間に挟まれた状態で取り付けられる。また、各ライナー５２，６９，７４は、両回転翼５，６を翼端の軌跡に沿って囲むようにしてケーシング２の内周面に配置されることになる。
【００３２】
本実施形態では、第１側方ケーシング部材４２にスライドベース５７と移動機構とを設けて移動できるようにしたが、本発明はこれに限らず、第１側方ケーシング部材４２をベース５８に固定し、第２側方ケーシング部材４４にスライドベースと移動機構とを設けて移動できるようにしても同等の効果を奏する。また、両側方ケーシング部材４２，４４にそれぞれスライドベースと移動機構とを設けてもよい。
【００３３】
次に、ケーシング２の補助排出口８１について説明する。
中間ケーシング部材４３と第２側方ケーシング部材４４との境界部分には、図３に示すように、補助排出口８１が開設されている。この補助排出口８１は、第２傾斜内周面２２の拡径端部と円筒状内周面４１の端部との境界部分に開口８１ａを設けてなり、粉体室７内で粉砕された粒子や、粉砕作業の初期段階で所望の粉砕状態に粉砕し難い大きな粒子等を排出するための排出口である。そして、この補助排出口８１は、中間ケーシング部材４３と第２側方ケーシング部材４４とを接合して、中間ケーシング部材４３の凹部６６に形成された溝８２と、第２側方ケーシング部材４４の凸部７６とを対向させることにより形成されている。
【００３４】
なお、溝８２は、中間ケーシング部材４３の表面のうち、第２側方ケーシング部材４４に当接する各面、即ち、凹部６６の底面および内側面と、前記リング状平面とに、円筒状内周面４１から中間ケーシング部材４３の外側表面へ向かって連続した状態で形成されている。したがって、この一連の溝８２により形成された補助排出口８１は、粉砕室７からケーシング２の外側に向かって途中がクランク状に曲折した通路になっている。
【００３５】
このように、補助排出口８１を流路抵抗の大きい通路とすることで、該補助排出口８１から粉砕中の粒子を排出させないときに、粉砕運転中の粉砕室７から気流と気流に乗った微細粒子とを補助排出口８１に流入し難くすることができる。そして、この補助排出口８１の開口８１ａは、開口部（排出口連通開口）７１よりも小さく、また、第１回転翼５の翼の先端と対向するケーシング２との間隙、あるいは、第２回転翼６の翼の先端と対向するケーシング２との間隙のいずれよりも小さい。すなわち、各回転翼５，６の翼の先端と対向するケーシング２との最小間隙よりも小さく開設されている。したがって、粉砕機１の運転中に気流および粉体は一層流入し難い。なお、本実施形態における補助排出口８１は、断面形状の幅が１００〜５００μｍ、長さが３〜１０ｍｍの寸法を有するスリット形状としているが、本発明は、この補助排出口８１の断面形状および寸法に限定されない。
【００３６】
そして、補助排出口８１は、シャッター８３を介して補助回収装置８４に連通している。この補助回収装置８４は、粉砕室７から補助排出口８１を通過して排出された重い、あるいは大きな原料粒子を回収するためのものであり、例えば、補助排出口８１を連通した回収ボックスによって構成されている。また、この補助回収装置８４は、内部を負圧にするための補助吸引装置８６を備えており、粉砕室７内にて粉砕された粒子の状態、例えば、粒子の重さや大きさに応じて吸引力（負圧)を調整できるように構成されている。
【００３７】
また、シャッター８３は、補助排出口８１を開閉可能にして、ケーシング２内と補助回収装置８４とを適宜連通状態にするものであり、本実施形態では、ゲートバルブを用いて構成されている。なお、ケーシング２は、シャッター８３との間にコネクター８５を備えて、シャッター８３および補助回収装置８４を容易に分離または接続できるようにしてもよい。このようにすると、異なる全長の中間ケーシング部材４３を容易に交換することができる。また、シャッター８３は、補助排出口８１を開閉できる機構を有するものであれば、どのようなものでもよい。
【００３８】
なお、図面に示す実施形態では、補助排出口８１をケーシング２の下部に設けたが、この補助排出口８１を粉砕室７の上部あるいは側部となる部位に設け、ケーシング２の外側に回収ボックス（補助回収装置）を配設し、補助排出口と回収ボックスとを連通状態にして粉砕された粒子を回収できるように構成してもよい。そして、補助排出口８１をケーシング２の下部に設ければ、回転翼５，６の回転により生じた遠心力だけでなく、重力も利用して粒子を補助排出口８１へ導入することができる。
【００３９】
次に回転翼５，６について説明する。
第１回転翼５は、第１支軸２４の先端に固定するボス（図示せず）に６枚の翼９０…を放射状に取り付けたものであり、各翼９０…をボスの円周方向に等間隔に配置してある。同様に、第２回転翼６は、第２支軸２８の先端に固定するボス（図示せず）に６枚の翼９１…を放射状に取り付けたものであり、各翼９１…をボスの円周方向に等間隔に配置してある。なお、翼９０，９１の枚数は適宜設定することができるが、後述する気流の通過上、翼９０，９０間および翼９１，９１間は広く設定することが望ましい。
【００４０】
そして、各翼９０…，９１…の先端隅角部分を傾斜させて第１翼傾斜面９２および第２翼傾斜面９３を形成し、回転軸を基準とした第１翼傾斜面９２の傾斜角を第１傾斜内周面２１の傾斜角と同じ角度にし、また、回転軸を基準とした第２翼傾斜面９３の傾斜角を第２傾斜内周面２２の傾斜角と同じ角度にする。なお、本実施形態では上記角度を４５度に設定してある。
【００４１】
さらに、各回転翼５，６の回転速度は、例えば３０００〜１００００ｒｐｍの間で適宜変えられるようにして、回転中の粒子衝突頻度を制御できるようにすることが望ましい。なお、各回転翼５，６の回転速度は、上記した数値の範囲に限らず、粉砕する物質の特性に応じて粒子の衝突頻度を調整して、所望の粉砕状態が得られる程度の回転速度であればよい。
【００４２】
本実施形態の粉砕機１は、各支軸２４，２８にスペーサ（図示せず）を取り付けることで、回転翼間空間７´の間隔Ｇを調整できるように構成している。そして、厚さの異なるスペーサを複数用意し、これらのスペーサの中から処理する原料の特性に応じて最適な間隔Ｇが設定できるスペーサを選択して各支軸２４，２８に取り付ければ、間隔Ｇの調整を容易に行なうことができる。
また、円筒長寸法（軸方向の長さ）が異なる中間ケーシング部材４３を複数用意し、これらの中間ケーシング部材４３の中から原料特性に適した両回転翼５，６間の間隔Ｇが設定できる中間ケーシング部材４３を選択して、第１側方ケーシング部材４２と第２側方ケーシング部材４４との間に挟んで取り付けると、スペーサでは調整しきれない広さの間隔Ｇを設定することができるので、一層広範囲の粉砕条件に対応させることができる。
【００４３】
次に、この様な構成からなる粉砕機１における作用について説明する。先ず、粉砕機１は、補助排出口８１のシャッター８３を開け、吸引装置１０を作動しつつ第１回転翼５および第２回転翼６を同じ方向に回転した場合について説明する。
【００４４】
投入口８から原料粉末を投入すると、この原料粉末は、開口部５１から第１側方ケーシング部材４２側の粉砕室７内に入る。すると、この原料粉末の粒子は、吸引装置１０の吸引力によって排出口９に向かって粉体室７内を移動する。そして、第１回転翼５の翼９０，９０の間隙内を通過し、その一部の粒子は翼９０…の回転により生成される気流に乗る。この気流は、翼９０，９０の間隙内を通過した後、第１回転翼５により遠心力を受けて翼９０の先端側に流れて中間ケーシング部材４３の円筒状内周面４１に衝突する。このとき、第１回転翼５と第１傾斜内周面２１とにより囲まれる粉砕室７の空間部分においては、第１支軸２４周辺の気流が吸引装置１０の吸引力によって回転軸２４の周辺から延出筒内周部２６に向かって流れているので、翼９０の先端よりも気圧が低い。したがって、上記の円筒状内周面４１に衝突した気流は、第１傾斜内周面２１に沿うようにして回転軸２４に向かって流れる。そして、この気流は、再び吸引装置１０の吸引力によって第１回転翼５の翼９０，９０の間隙内を通過する。このようにして、第１回転翼５の周辺には循環気流が発生する。そして、この循環気流に乗った粒子の一部は、第１回転翼５の周りを循環する。
【００４５】
また、他の粒子の一部は、引き続き吸引装置１０によって第２回転翼６側に引かれ、翼９１，９１の間隙内を通過した後、翼９１の回転で発生する気流に乗る。この気流は、翼９１と第２傾斜内周面２２との間を、第２回転翼６から受ける遠心力によって翼９１の先端方向に向かって流れる。その後、翼９１の先端と円筒状内周面４１との間の空間を通って、第１回転翼５と第２回転翼６との間の回転翼間空間７´を中心側に向かって流れることにより、第２回転翼６の周りを循環する。したがって、この循環気流に乗った粒子は、第２回転翼６の周りを循環する。
【００４６】
粉砕室７内における第１回転翼５の循環軌道（即ち、循環気流）と第２回転翼６の循環軌道では、両回転翼５，６に挟まれた回転翼間空間７´にて互いに逆向きの速度成分を持つため、それぞれの循環軌道上の粒子は互いに衝突するか剪断応力を受けて粉砕される（気体粉砕）。
【００４７】
投入された原料粒子のうち、例えば、質量が大きくて気流に乗り難い粒子の一部は、投入口８に近い位置で回転している第１回転翼５の回転方向前方の側面に衝突する。そして、第１回転翼５に衝突した粒子は、第１回転翼５と同方向に回転運動するので遠心力を受け、ケーシング２の各内周面２１，２２，４１へ移動しがちになり、ケーシング２の第１傾斜内周面２１と円筒状内周面４１との境界、第２傾斜内周面２２と円筒状内周面４１との境界や、円筒状内周面４１あるいはこの近くに集まり易くなる。そして、第２傾斜内周面２２と円筒状内周面４１との境界に集まった粒子の一部は、補助排出口８１に入り込んでケーシング２の外部に排出され、補助回収装置８４に回収される。したがって、気流に乗り難い原料粒子は、長時間をかけて微細に粉砕される前にケーシング２の外部に排出される。
【００４８】
なお、補助吸引装置８６を作動させて、補助回収装置８４の内部を粉砕室７の内部よりも低い圧力になるように調整しておくと、気流に乗り難い粒子を補助排出口８１に吸い込んで、迅速に補助回収装置８４に回収することができるので、粉砕作業の効率向上を図ることができる。
【００４９】
また、補助排出口８１を排出口９よりも小さく、また、各回転翼５，６の翼の先端と対向するケーシング２との最小間隙よりも小さくしているので、気流を補助排出口８１に流れ難くし、気流に乗った微細粒子が補助排出口８１から排出されないようにすることができる。
【００５０】
そして、補助排出口８１から所望粒度よりも大きい、すなわち粗粒子がある程度排出されたならば、その後、シャッター８３を閉じて補助排出口８１を遮断する。このようにして、粉砕室７と補助回収装置８４との間を遮断状態にすれば、気体粉砕されている原料粒子が補助排出口８１を通って補助回収装置８４に進入することを確実に防止できる。
【００５１】
さらに粉砕機１の運転を継続すると、回転翼間空間７´では、第１回転翼５の周りの循環気流と第２回転翼６の周りの循環気流とが交わるようになって粒子同士の衝突が生じ易くなる。また、異なる速度の気流が並行して流れる空間、例えば、各回転翼５，６の翼の先端とケーシング２の各内周面２１，２２，４１との間では、気流の速度勾配が生じているために、気体に剪断応力が発生して、粒子同士の衝突と摩擦が生じ易くなるので、気体粉砕を促進することができる。
【００５２】
気体粉砕により、例えば、サブミクロンのオーダーまで微細に粉砕された粒子は、質量が小さくなるので、第２回転翼６の回転軸２８に沿って吸引されて開口部７１に達し、排出口９から排出され、接続流路７２を通って回収部（図示せず）にて回収される。
【００５３】
なお、各回転翼５，６の回転速度を変えたり、投入量を変えたり、あるいは吸引装置１０の吸引力を変えて粉砕時間を変えることにより、投入した原料の粉砕度合を適宜調整することができる。
【００５４】
また、上記した説明では、気流に乗り難く粗い粒子を排出する目的のために補助吸引装置８６やシャッター８３を操作して上記の粗い粒子を補助排出口８１から排出したが、補助吸引装置８６やシャッター８３、補助排出口８１の機能はこれに限らない。例えば、粉砕作業半ばでシャッター８３を開状態にするとともに、補助吸引装置８６の吸引力を調整することで補助回収装置８４内の圧力を粉砕室７内の気流が流れ込む程度にして、補助回収装置８４に粉砕途中の粒子を取り込むようにしてもよい。このようにすれば、回収装置１０に回収される微細粒子とは異なる粒径の大きさを持った粒子を補助回収装置８４に回収することができる。例えば、サブミクロンのオーダーまで粒子を粉砕する必要がない場合には、粉砕途中で粒子が微粉砕される前に、粉砕機１の運転を停止せずに粒子を所望の粒径の状態で補助回収装置８４に回収することができるので、広範囲の粒度の要求に対応可能な粉砕機を実現することができる。
【００５５】
次に、第１回転翼５と第２回転翼６とを反対の回転方向に回転した場合について説明する。
投入口８から原料を投入すると、同一回転方向の場合と同じく、この原料が開口部５１から第１側方ケーシング部材４２側の粉砕室７内に入って、その後、第１回転翼５の翼９１，９１の間隙内を通過し、その一部の粒子は翼９１…の回転により生成される気流に乗って第１回転翼５の周りを循環し、また、一部の粒子は第２回転翼６側に引かれ、第２回転翼６の周りを循環する。なお、上記粒子の回転翼５，６周りの循環は、各回転翼５，６の回転および吸引装置１０の吸引力によるものであり、その詳細は、前記した各回転翼５，６の同一方向回転と同様であるので、説明を省略する。
【００５６】
また、投入された原料粒子のうち、質量が大きくて気流に乗り難い粒子の一部は、前記した同一回転方向の場合と同じように、投入口８寄りの位置で回転している第１回転翼５の側面に衝突することで、第１回転翼５と同方向に回転運動して遠心力を受け、ケーシング２の各内周面２１，２２，４１へ移動しがちになり、ケーシング２の第１傾斜内周面２１と円筒状内周面４１との境界、第２傾斜内周面２２と円筒状内周面４１との境界や、円筒状内周面４１あるいはその近くに集まり易くなる。そして、第２傾斜内周面２２と円筒状内周面４１との境界に集まった粒子の一部は、補助排出口８１に入り込んでケーシング２の外部に排出され、補助回収装置８４に回収される。
【００５７】
一方、各回転翼５，６周りの循環気流に乗った粒子は、回転翼間空間７´において互いに衝突することにより粉砕される。このとき、回転翼間空間７´においては、第１回転翼５の循環気流と第２回転翼６の循環気流とが互いに逆向きの速度成分を持つことに加え、各回転翼５，６が互いに反対方向の回転をしているので、各回転翼５，６の半径方向のみならず回転方向にも逆向きの速度成分を持つことになる。したがって、同一方向回転よりも大きな剪断応力が発生するので、粉砕効率の向上を図ることができる。
【００５８】
その後は、前記した同一回転の場合と同様に、粉砕されて質量が小さくなった粒子は、第２回転翼６の回転軸心に沿って吸引されて排出口９から排出され、接続流路７２を通って回収部（図示せず）にて回収される。
【００５９】
ところで、上記した粉砕機１では、所望粒径の粒子を回収するために、吸引装置１０の吸引力を調整したり、補助回収装置８４に備えた補助吸引装置８６の吸引力やシャッター８３の開閉タイミングを調整したりすることで、粉体の粉砕条件や回収条件を異ならせたが、本発明はこれに限らない。例えば、図４および図５に示す粉砕機１´のように、補助排出口８１の開設箇所とは異なる箇所に、粉砕室７内の粉体をケーシング２の外に排出するための副補助排出口９５を設けて、粉砕中の粒子の回収箇所を変更することで所望の粒度の粒子を回収できるようにしてもよい。
【００６０】
この副補助排出口９５は、粉砕室７内と中間ケーシング部材４３の外側とを連通可能な状態にして、粉砕室７内の粉砕粒子を中間ケーシング部材４３（ケーシング２）の外に排出するための通路である。この副補助排出口９５は、中間ケーシング部材４３の胴およびライナー６９を一連に貫通する孔であり、粉砕室７側の開口９５ａを円筒状内周面４１に開設している。そして、この副補助排出口９５は、例えば、４〜８ｍｍφ程度の孔で構成され、前記した補助排出口８１に比べて大きな開口断面積を有している。
【００６１】
そして、この副補助排出口９５は、回転翼間空間７´に臨ませて開設されており、詳しくは、回転翼間空間７´のうち、第１回転翼５寄りの空間に対向する状態で設けられている。すなわち、副補助排出口９５は、第１回転翼５周りの循環気流のうち、回転翼間空間７´にて翼９０の基端から先端に向かって流れる気流に対向するようにして開口９５ａが開設されている。したがって、副補助排出口９５は、回転翼間空間７´にて循環気流同士の衝突により粉砕した粒子のうち、衝突後に第１回転翼５周りの循環気流に乗って移動する粒子を排出しやすい。
【００６２】
さらに、この回転翼間空間７´における衝突粉砕の度合いは、補助排出口８１の開口８１ａ周辺での粉砕、すなわち前述の気流の速度勾配に起因する粉砕よりも激しい。したがって、上記した副補助排出口９５は、補助排出口８１から回収され易い粒子とは粉砕度合いが異なる粒子を、詳しくは、補助排出口８１からの回収粒子よりも粉砕された粒子を回収し易い。このように、回収する位置を選択できるようにすれば、粉砕途中に回収可能な粒子の大きさを広範囲に拡げることができる。
【００６３】
そして、副補助排出口９５の開口９５ａの大きさを補助排出口８１の開口８１ａよりも大きくしているので、粉砕室７内の気流とともにこの気流に乗った粒子を副補助排出口９５に導入し易い。したがって、この副補助排出口９５から所望の粒子を回収すれば、補助排出口８１からの回収作業よりも短時間で済み、作業効率が上がる。
【００６４】
また、この副補助排出口９５は、前記した補助排出口８１と同様に、ゲートバルブ等のシャッター９６を介して副補助回収装置９７に連通している。この副補助回収装置９７は、内部を負圧に調整するための副補助吸引装置９８を備えており、内部の圧力を粉砕室７内の圧力よりも小さくすることで、粉砕室７内で粉砕中の粉体粒子を回収できるように構成されている。また、中間ケーシング部材４３とシャッター９６との間には、コネクター９９が設けられており、シャッター８３に接続されたコネクター８５と同様に、シャッター９６および副補助回収装置９７を容易に分離または接続できるようにしている。このようにすれば、交換用として異なる全長の中間ケーシング部材４３を準備する際に、シャッター９６や副補助回収装置９７も併せて別途準備する必要がない。なお、このシャッター９６は、副補助排出口９５を開閉できる機構を有するものであれば、どのようなものでもよい。
【００６５】
上記したように、粉砕機１に補助排出口８１や副補助排出口９５等の複数の排出口を異なる開設位置や開口の大きさで設けると、粒子を取り出す排出口を、シャッター８３，９６を開閉することにより適宜選択したり、吸引装置１０，８３，９６の吸引力や各回転翼５，６の回転数を適宜調節したりすることにより、粉砕途中で粉砕室７から排出する粒子の大きさをコントロールすることができる。
【００６６】
なお、副補助排出口９５の開設場所は、排出口９や補助排出口８１から排出される粉砕粒子とは異なる状態の粒子を排出可能であれば、回転翼間空間７´に臨ませた位置に限らない。
【００６７】
上記した各実施形態において、補助排出口８１は、中間ケーシング部材４３の円筒状内周面４１と第２側方ケーシング部材４４の第２傾斜内周面２２の拡径端部との境界に設けたが、本発明はこれに限らず、中間ケーシング部材４３の円筒状内周面４１と第１側方ケーシング部材４２の第１傾斜内周面２１の拡径端部との境界に設けてもよいし、或いは、第１傾斜内周面２１、第２傾斜内周面２２、円筒状内周面４１のそれぞれの境界に設けてもよい。
【００６８】
なお、各傾斜内周面２１，２２および各翼傾斜面９２…，９３…の傾斜角は、対向する各面が平行に位置していればよく、回転軸に対する角度は、上記実施形態に示した４５度に限定されない。
【００６９】
さらに、上記実施形態では、各傾斜内周面２１，２２の母線を直線としたが、これに限らず、ケーシング２中央側に向かって次第に増大する内径を有していれば、曲線の母線を有する内周面としてもよい。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、以下の効果を奏する。
請求項１に記載の発明によれば、第１側方ケーシング部材の第１傾斜内周面の拡径端部と中間ケーシング部材の内周面との境界部分、または第２側方ケーシング部材の第２傾斜内周面の拡径端部と中間ケーシング部材の内周面との境界部分の少なくとも一方に、排出口連通開口よりも小さな開口を有する補助排出口を開設し、中間ケーシング部材の内周面に、補助排出口よりも大きな開口を有する副補助排出口を開設し、補助排出口および副補助排出口にシャッターをそれぞれ設けて開閉可能とし、補助排出口に補助吸引装置を連通するとともに、副補助排出口に副補助吸引装置を連通し、粉砕作業半ばでシャッターを開閉するとともに補助吸引装置または副補助吸引装置の吸引力を調整することにより、粉砕室内で粉砕途中の原料を補助排出口または副補助排出口から排出可能としたので、気流に乗り難い質量の原料粒子をケーシングの外へ予め排出してしまうことができる。したがって、ケーシング内の原料粒子が所望の粒径にまで粉砕される時間を短縮することができ、これにより、気体粉砕の効率を向上させることができる。また、粒子を微細に粉砕する必要のない場合は、粉砕途中の粒子を補助排出口または副補助排出口から排出できるので、粉砕機の運転を停止することなく、所望の粒径に粉砕された粒子をさらに微粉砕せずにケーシングの外へ排出することができる。
【００７１】
さらに、粉砕途中で粉砕室から排出する原料の粒子の大きさをコントロールすることができる。そして、粉砕途中の粉砕機から回収可能な粒子の状態（大きさ等）の選択範囲を広範囲に拡げることができる。
【００７２】
請求項２に記載の発明によれば、第１回転翼及び第１側方ケーシング部材、または第２回転翼及び第２側方ケーシング部材の少なくとも一方を軸方向に移動可能とし、中間ケーシング部材を異なる幅のものと交換可能とすると、両回転翼間の間隔が原料特性に適するように設定でき、気体粉砕を効率よく行なうことができる。
【００７３】
請求項３に記載の発明によれば、前記補助排出口の開口の大きさを、第１回転翼及び第２回転翼の翼の先端とケーシング内周面との最小間隙よりも小さくすると、気流を補助排出口に流れ難くできる。したがって、気流に乗った原料粒子が補助排出口から排出されないようにすることができる。
【００７６】
請求項４に記載の発明によれば、第１回転翼及び第２回転翼の翼の先端に対向するケーシングの内周面に、ライナーを取り外し可能に設けたので、ケーシング内周面のうち、摩耗し易い箇所、即ち各回転翼の翼の先端に対向する箇所を容易に交換することができる。したがって、粉砕機の保全作業を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】粉砕機の断面図である。
【図２】粉砕機の要部断面拡大図である。
【図３】各ケーシング部材および補助排出口の要部断面拡大図である。
【図４】副補助排出口を備えた粉砕機の要部断面拡大図である。
【図５】副補助排出口の要部断面拡大図である。
【符号の説明】
１，１´  粉砕機
２  ケーシング
３  モータ
４  モータ
５  第１回転翼
６  第２回転翼
７  粉砕室
７´  回転翼間空間
８  投入口
９  排出口
１０  吸引装置
２１  第１傾斜内周面
２２  第２傾斜内周面
２３  第１軸受
２４  第１支軸
２５  シールリング
２６  延出筒内周部
２７  第２軸受
２８  第２支軸
２９  シールリング
４１  円筒状内周面
４２  第１側方ケーシング部材
４３  中間ケーシング部材
４４  第２側方ケーシング部材
５１  開口部（投入口連通開口）
５２  ライナー
５２ａ  内周面
５２ｂ  鍔部
５５  凸部
５７  スライドベース
５８  ベース
５９  レール
６１  ボールねじ
６２  モータ
６５  凹部
６６  凹部
６９  ライナー
６９ａ  鍔部
７１  開口部（排出口連通開口）
７２  接続流路
７４  ライナー
７４ａ  内周面
７４ｂ  鍔部
７６  凸部
８１  補助排出口
８１ａ  開口
８２  溝
８３  シャッター
８４  補助回収装置
８５  コネクター
８６  補助吸引装置
９０  翼
９１  翼
９２  第１翼傾斜面
９３  第２翼傾斜面
９５  副補助排出口
９５ａ  開口
９６  シャッター
９７  副補助回収装置
９８  副補助吸引装置
９９  コネクター
Ｇ  両回転翼間の間隔
【図１】
0003701632.tif 000002
【図２】
0003701632.tif 000003
【図３】
0003701632.tif 000004
【図４】
0003701632.tif 000005
【図５】
0003701632.tif 000006