(57)【要約】【課題】            従来の粉体粉砕装置として、簡易な構造で価格やランニングコストを安価とし、しかも粉砕効率が高く良好で作動させるためのエネルギーも少なくて済むというものがなかったという点である。【解決手段】粉体粉砕装置は、下方に向けて徐々に径が小さくなる円錐状コーンの下部に相互に対向し、その円錐状コーンの中心軸より変位し、かつ、断面の延長部分が部分的に重なる透孔を穿設してあることとし、前記した円錐状コーンを鉛直方向に複数重合してあることとする。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下方に向けて徐々に径が小さくなる円錐状コーンの下部に相互に対向し、その円錐状コーンの中心軸より変位し、かつ、断面の延長部分が部分的に重なる透孔を穿設してあることを特徴とする粉体粉砕装置。
【請求項２】
前記した円錐状コーンを鉛直方向に複数重合してあることを特徴とする請求項１に記載の粉体粉砕装置。
【請求項３】
前記した重合は、円錐状コーンの開口縁に設けられた円筒状側壁をスペーサとして用い、各々の円錐状コーン間にスペースを設けてなされていることを特徴とする請求項２に記載の粉体粉砕装置。
【請求項４】
前記した重合された円筒状側壁間には気密用パッキンが介在されていることを特徴とする請求項３に記載の粉体粉砕装置。
【請求項５】
前記した重合された円錐状コーンの最下位部の円筒状側壁の下には、その円筒状側壁と同径の支持台が設けられ、最上位部の円錐状コーンの開口には蓋体が設けられていることを特徴とする請求項２から４のうち１つに記載の粉体粉砕装置。
【請求項６】
前記した支持台と蓋体は締結手段で締結されていることを特徴とする請求項５に記載の粉体粉砕装置。
【請求項７】
前記した支持台には粉体を作動させるための気体の導入口が設けられ、蓋体には前記気体の排出口が設けられていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の粉体粉砕装置。
【請求項８】
前記した排出口にはフィルター槽が連接されていることを特徴とする請求項７に記載の粉体粉砕装置。
【請求項９】
前記した重合された最下段の円錐状コーンの円錐状外壁の下には、上面でその円錐状外壁を受ける支持台を設け、その支持台の導入口には連結管を介して粉体の搬送装置が連結されていることを特徴とする請求項１から４のうち１つに記載の粉体粉砕装置。
【請求項１０】
前記した搬送装置はホッパー、ローター及び送気導入管とから構成されるブロースルー型ロータリーバルブとしたことを特徴とする請求項９に記載の粉体粉砕装置。
【請求項１１】
前記したローターが回転されるケーシングの内壁下方部に、羽根体と直角方向で平行とし、その端部がそのケーシングの内壁下方部の中心位置より延長した位置とし、その端部が隣接し、羽根体間で上面が連通する導入孔と排気孔を形成し、その排気孔はケーシング内空間の最下部に開放させて前記連結管と連通させ、かつ、羽根体とケーシング内壁面の間にはシール材を備えていることを特徴とする請求項１０に記載の粉体粉砕装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は粉体粉砕装置に関し、粉体を効率よく粉砕でき、装置として安価で提供でき、ランニングコストも廉価となり、省エネルギー化が図られ、かつ、装置が容易に分解、組立ができるため、清掃の手間も少なくて済む粉体粉砕装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、粉体の単位重量当たりの表面積を増加させて、化学反応速度を向上させたり、薬剤として、人体をはじめ生体への吸収効果を促進させる等、あらゆる分野で応用できる粉体の乾式粉砕する装置が知られている。
【０００３】
特許文献１として示す発明は、いわゆるジェットミルに関するもので、粉砕槽内に、接線方向に複数のノズルで高圧ガスを噴出させ、槽内に高圧の旋回流を発生させ、その中に原料粉体を投入することで粉体と内壁、あるいは粉体同士の摩擦、衝突により粉体を粉砕するものである。
【０００４】
しかしながら、この特許文献１に示す発明では、粉体の粒子同士の衝突はその構造上６０度の角度をもって行われることとなり、粒子間の相対速度は低くなり、粉砕能力は充分でない。さらには、高速旋回流中の粉体粒子同士の衝突は確率が低く、一回の粉砕処理では不十分で、何回も処理を繰り返す必要があり、手間が掛かっていた。
【０００５】
また、特許文献２として示す発明は、高圧気流式粉砕装置に関するもので、複数のノズルからの噴流で粉体を正面衝突させる構成となっているが、その衝突回数は一回のみで終了し、繰り返しの粉砕を受けるものではなく、粉砕効率が悪いものとなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−４２４４１号公報
【特許文献２】特開２００８−１２６２１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする問題点は、従来の粉体粉砕装置として、簡易な構造で価格やランニングコストを安価とし、しかも粉砕効率が高く良好で作動させるためのエネルギーも少なくて済むというものがなかったという点である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した問題点を解決するために、本発明に係る粉体粉砕装置は、下方に向けて徐々に径が小さくなる円錐状コーンの下部に相互に対向し、その円錐状コーンの中心軸より変位し、かつ、断面の延長部分が部分的に重なる透孔を穿設してあることを特徴としている。
【０００９】
また、本発明に係る粉体粉砕装置は、前記した円錐状コーンを鉛直方向に複数重合してあることを特徴とし、前記した重合は、円錐状コーンの開口縁に設けられた円筒状側壁をスペーサとして用い、各々の円錐状コーン間にスペースを設けてなされていることを特徴とし、前記した重合された円筒状側壁間には気密用パッキンが介在されていることを特徴としている。
【００１０】
さらに、本発明に係る粉体粉砕装置は、前記した重合された円錐状コーンの最下位部の円筒状側壁の下には、その円筒状側壁と同径の支持台が設けられ、最上位部の円錐状コーンの開口には蓋体が設けられていることを特徴とし、前記した支持台と蓋体は締結手段で締結されていることを特徴とし、前記した支持台には粉体を作動させるための気体の導入口が設けられ、蓋体には前記気体の排出口が設けられていることを特徴とし、前記した排出口にはフィルター槽が連接されていることを特徴としている。
【００１１】
そして、本発明に係る粉体粉砕装置は、前記した重合された最下段の円錐状コーンの円錐状側壁の下には、上面でその円錐状側壁を受ける支持台を設け、その支持台の導入口には連結管を介して粉体の搬送装置が連結されていることを特徴としている。
【００１２】
また、本発明に係る粉体粉砕装置は、前記した搬送装置はホッパー、ロータ及び送気導入管とから構成されるブロースルー型ロータリーバルブとしたことを特徴とし、前記したロータが回転されるケーシングの内壁下方部に、羽根体と直角方向で平行とし、その端部がそのケーシングの内壁下方部の中心位置より延長した位置とし、その端部が隣接し、羽根体間で上面が連通する導入孔と排気孔を形成し、その排気孔はケーシング内空間の最下部に開放させて前記連結管と連通させ、かつ、羽根体とケーシング内壁面の間にはシール材を備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る粉体粉砕装置は上記のように構成されている。円錐状コーンの下部に相互に対向し、その円錐状コーンの中心軸より変位し、かつ、断面の延長部分が重なる透孔を穿設してあり、この透孔に高圧気流に乗った粉体を円錐状コーン内に噴射するので、粉体粒子の一部は正面衝突し、残りは衝突せずに直進し、円錐状コーンの内壁面に沿った旋回流となる。この旋回流は円錐状コーンの内壁面に沿って上昇し、円錐状コーンを重合した場合、上部の円錐状コーンの外壁面に沿って下降し、再び循環する。大きな粒子は下降落下し、再度粉砕されることとなり、粉砕効率が非常に向上する。
【００１４】
また、本発明に係る装置には複雑な機構、構成はなく、故障を生ずる虞も小さく、安価に提供でき、ランニングコストも安価となり、粉砕のためのエネルギーも小さくて済み、容易に分解、組立ができるので清掃の手間も少なくて済むものとなっている。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明を実施した粉体粉砕装置の一部断面とした構成図である。
【図２】円錐状コーンの横断面図である。
【図３】第二実施例を示す一部断面とした構成図である。
【図４】ブロースルー型ロータリーバルブを示す他方向の断面構成図である。
【図５】導入口と排出口を示す矢視Ｅ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図面として示し、実施例で説明したように構成したことで実現した。
【実施例１】
【００１７】
次に、本発明の好ましい第一実施例を図１乃至２を参照して説明する。図中１ｂは円錐状コーンを示しており、この円錐状コーン１ｂは下方に向けて徐々に径が小さくなっている。
【００１８】
この円錐状コーン１ｂの下方寄りには相互に対向して、後述する高圧気体が導入されるための透孔１ｃ、１ｄが同径として穿設されており、この透孔１ｃ、１ｄの軸線は円錐状コーン１ｂの中心軸の通る仮想面に対して直角とされている。
【００１９】
また、前記した透孔１ｃ、１ｄの中心線は円錐状コーン１ｂの最下端を通る中心軸より変位しており、その透孔１ｃ、１ｄの断面の延長部分が部分的に重なる重合部を形成する配置となっている（図２参照）。
【００２０】
さらに、前記した円錐状コーン１ｂの上面開口縁には円筒状側壁１ａが一体に形成されているもので、この円筒状側壁１ａの下面には、後述する重合の介在のため略直角の切り欠きが形成されている。
【００２１】
一方、図中２はフランジを形成した底板２ｂと、その底板２ｂ上に一体に立設された円筒状の立壁２ｃとから形成された支持台であり、この支持台２の円筒状の立壁２ｃの径は前記した円筒状側壁１ａと合致するものとなっている。
【００２２】
そして、前記立壁２ｃの一部には図示しないコンプレッサー等の送気手段から高圧気体を内部に導入する導入口２ａが設けられている。尚、この導入口２ａからの気体の導入が低圧気体の場合、後述する排出口から真空ポンプで吸引排出することで導入できる。この支持台２の立壁２ｃの上端には、前記した円錐状コーン１ｂの円筒状側壁１ａの下面が図示しない気密のためのパッキン（例えばＯリング）を介して重合されている。
【００２３】
また、支持台２上に重合された円錐状コーン１ｂの上には、その円錐状コーン１ｂと同形とした第二の円錐状コーン１´ｂが円筒状側壁１ａに１´ａを重ねることで重合され、この重合は必要に応じ複数段形成されている。図１にあっては四段重合の例を示している。そして、この円筒状側壁１ａと１´ａとの間には図示しない気密用パッキンが介在されているもので、この構成は各重合段にあって同様となる。
【００２４】
さらに、最上段となる円錐状コーンの円筒状側壁の開口縁には、その開口縁の内面に嵌合される蓋体３が被冠されている。この蓋体３はフランジが一体に形成されているもので、蓋体３の略中央には高圧気体、もしくは吸引される気体の排出口３ａが設けられている。この蓋体３と最上段となる円錐状コーンの円筒状側壁との間は図示しないパッキン等で気密とされている。
【００２５】
また、前記した支持台２の底板２ｂのフランジと蓋体３のフランジの間には、各円錐状コーン１ｂ、１´ｂ‥の円筒状側壁１ａ、１´ａ‥の外側で複数本のタイロッド４が装備され、支持台２と蓋体３とを締結し、円錐状コーン１ｂ、１´ｂ‥しいては円筒状側壁１ａ、１´ａ‥間の気密性を保持し、相互の位置ずれが生じることがないよう図られている。尚、本実施例では締結手段としてタイロッド４を使用しているが、これはネジ、ボルト、へルール等他の手段を用いることもできる。
【００２６】
さらに、本実施例にあっては、蓋体３の排出口３ａには連結管５が連接され、この連結管５の他端はフィルター槽６の下部導入孔６ｂと連接されている。このフィルター槽６内にはフィルター６ａが収容されており、そのフィルター６ａの二次側となるフィルター槽６の上面には上部排出孔６ｃが設けられている。
【００２７】
ここで、本実施例に係る粉体粉砕装置の作用について説明する。まず、粉砕対象となる原粉体を最下部となる円錐状コーン１ｂ内に入れておき、順次装置を重合し、組立てる。
【００２８】
装置の組立て後に、支持台の導入口２ａから支持台２内に通気を開始すると、その通気は円錐状コーン１ｂの相対向する透孔１ｃ、１ｄから円錐状コーン１ｂ内に噴出される。この噴流は内部の粉体粒子を伴なって衝突するが、透孔１ｃ、１ｄは相互の中心線位置を僅かにずらせてあるので、一部の粉体粒子は正面衝突し微粒子Ｂとなるが、残りは衝突せずに直進し、円錐状コーン１ｂの内壁面に沿って旋回気流Ｃを発生させる（図３参照）。ここで、旋回気流Ｃを発生させる目的は、円錐状コーン１ｂの上部に粉体が堆積してしまい、上段への移行を妨げてしまう事態を防止するためである。旋回気流Ｃは円錐状コーン１ｂの角度が少ないほど（鋭角なほど）継続するものとなる。
【００２９】
この旋回流は円錐状コーン１ｂの内壁面に沿って上昇し、上部に配置される円錐状コーン１´ｂの外壁面に沿って下降し、再び循環する。粉体は衝突噴流によって粉砕され、旋回する循環気流Ａで運ばれるが、径の大きな粉体粒子は再び円錐状コーン１ｂの中心部に落下し、再度粉砕される。即ち、径の大きな粉体粒子は選択的に一つの円錐状コーン１ｂ内で繰り返し粉砕される。
【００３０】
また、粉砕され、径が小さくなった粉体粒子は、上部に位置する円錐状コーン１´ｂの透孔１´ｃ、１´ｄから気流に乗って流入し、この円錐状コーン１´ｂ内で前記と同様の粉砕がなされる。このようにして、粉砕され、径が小さくなった粉体粒子は上部に重合された円錐状コーン内に次々と移送され、各段ごとに更に粉砕されていき、十分に粉砕された状態でフィルター槽６へ送られ、気体と分離され、気体はフィルター槽６の上部排出孔６ｂより排出される。
【００３１】
続いて、図３乃至図５を参照して、本願の第二実施例を説明する。尚、第一実施例と共通する部分は同一符号を付して詳細な説明は省略する。この第二実施例は予め、最下位の円錐状コーン１ｂ内に粉体を入れるという作業を省くことができるもので、自動的に、円錐状コーン１ｂ内の粉体を供給することができるものとなっている。
【００３２】
支持台２´は最下段となる円錐状コーン１ｂを外壁面を支持する構成となっており、導入口２´ａには後述する搬送装置１０から粉体混合気流を導入する連結管９の先端が挿入されている。また、導入口２´ａは支持台２´内で拡がり、円錐状コーン１ｂの下方部位の周囲を囲む円形空域を形成しており、導入口２´ａと対向する位置には透孔１ｃと対応する導入部２´ｂが形成されることとなる。
【００３３】
前記した連結管９の他端は搬送装置１０の、内部でロータ１３が回転されるケーシング１０ｂの排気孔１６と連接されている。ケーシング１０ｂの上部には対象となる粉体１８を収容したホッパー１０ａが設けられ、このホッパー１０ａからケーシング１０ｂのロータ１３へ粉体１８が落下供給される。
【００３４】
一方、図中７は図示しないコンプレッサーと連接された高圧気体の導入管であり、この導入管７は後述するケーシング１０ｂの導入孔１５と対応するように連結される。また、８は導入管７の分岐管であり、この分岐管８は、ホッパー１０ａの蓋体１７の中心部に形成された導入口１７ａと連結され、ホッパー１０ａ内にも通過気流Ｄを送るものとなっている。
【００３５】
また、搬送装置１０はブロースルー型ロータリーバルブとなっており、モータ１２ｂとともに取付台１１に固定されているもので、ロータ１３の中心にはモータ軸１２ａが嵌挿され、図３にあってロータ１３を時計方向へ回転させる。ロータ１３の外周には複数の羽根体１３ａ、１３ａ‥が等ピッチで設けられており、この羽根体１３ａの幅はロータ１３全体の幅より小さく形成してあり、ロータ１３の左右及び羽根体１３ａ‥の先端はケーシング１０ｂの内壁とやや隙間を設けて回転に支障がないように設置されている。
【００３６】
ケーシング１０ｂの内壁下方部には、まず、前記したように導入管７と対応する導入孔１５が羽根体１３ａと直角方向に形成されており、その導入孔１５の先端は、導入孔１５の形成されるケーシング１０ｂの壁面の中心位置よりやや延長した位置としている。また、この導入孔１５と平行として端部が隣接する排気孔１６が形成され、この排気孔１６と導入孔１５は各羽根体１３ａ、１３ａ間にあって上部が連通するものとしてあり、排気孔１６はケーシング内空間の最下部に末端を開放している。
【００３７】
さらに、本実施例にあっては羽根体１３ａ、１３ａ‥の側面をシールド材１４によって気密状態としてある。本実施例に示すブロースルー型ロータリーバルブにあっては、導入孔１５に導入管７から高圧気流が流入されると、その通過気流Ｄは各羽根体１３ａ、１３ａ間を横切り、即ち、回転前方となる羽根体１３ａで気流を衝突させ方向性を変更させることで、羽根体１３ａ、１３ａ間内の粉体を吹き飛ばし、粉体混合気流となって排気孔１６へ流入し、連結管９を通って支持体２´の導入口２´ａへ送り込まれる。この際、シール材１４、１４によって、気流はケーシング１０ｂ内空間には入らず、羽根体１３ａの円周端とケーシング１０ｂ内面の間隔を通過するのみとなり、この間隔を狭くすることでリーク量を低減できる。
【００３８】
一般的に、ロータの羽根体と並行に気流を流す方式では、ロータ側面とケーシング内壁面との間隔を通って、気流が抜けてしまい、紛体の流入に障害が生じる。ロータの羽根体の外周部における間隔を通過する気流は、ロータの羽根体が多段に存在することによって抵抗を受け、流量は少なくなるが、ロータの側面では抵抗がなく、ここを通過する流量は多くなる。
【００３９】
また、一般的には、ロータ回転軸や軸シール機構と、ブロー配管が上下に重なって装置のコンパクト化ができず、モータをロータ軸に直結できず、チェーン駆動か長い連結軸を設けるしか方法はなかった。ここに述べた従来の問題点は、本願の粉体粉砕装置の一部として示したブロースルー型ロータ理バルブの構成によって解決する。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本実施例に係る粉体粉砕装置は上記のように構成されている。実施例として特に述べてはいないが、各重合されている円錐状コーンの気流が導入される透孔の径サイズは、最下段の円錐状コーンのものを最も大きくし、段が上になるにつれ、順次小さくしていく構成とすることもでき、通過していく粉体粒子の径を制約する構成とすることもできる。
【００４１】
また、フィルター槽６を粉砕が行なわれる円錐状コーンの重合体と別個に設置し、連結管５でつないでいるが、これは粉体粒子の重力沈降による気体との分離を考慮し、フィルター６ｃの面積を大きくする理由からであり、特に必然性はなく、最上段の円錐状コーンの上部に一体的に設置することもできる。
【００４２】
さらに、本実施例として示すブロースルー型ロータリーバルブは粉体粉砕装置に使用して好適となるが、これにこだわらず各種の粉体、粒体のフィーダーとして利用することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１ａ、１´ａ      円筒状側壁
１ｂ、１´ｂ      円錐状コーン
１ｃ、１ｄ、１´ｃ、１´ｄ      透孔
２、２´      支持台
２ａ、２´ａ、２´ｂ      導入口
２ｂ    底板
２ｃ    円筒状立壁
３      蓋体
３ａ    排出口
４      タイロッド
５      連結管
６      フィルター槽
６ａ    フィルター
６ｂ    下部導入孔
６ｃ    上部排出孔
７      導入管
８      分岐管
９      連結管
１０    搬送装置
１０ａ  ホッパー
１０ｂ  ブロースルー型ロータリーバルブのケーシング
１１    取付台
１２ａ  モータ軸
１２ｂ  モータ
１３    ロータ
１３ａ  羽根体
１４    シール材
１５    導入孔
１６    排出孔
１７    蓋体
１７ａ  導入口
１８    粉体
Ａ      循環気流
Ｂ      微粒子
Ｃ      旋回気流
Ｄ      通過気流
【図１】
2014008484.tif 000003
【図２】
2014008484.tif 000004
【図３】
2014008484.tif 000005
【図４】
2014008484.tif 000006
【図５】
2014008484.tif 000007