(57)【要約】【課題】  ケーシング内周面への処理物の付着や固着による不都合を適切に解消して円滑な処理ができる処理装置を提供する。【解決手段】    押圧部１を外周側に設けたロータ２と、内周面が押圧部１に対して微小間隙ｋ１を隔てる状態でロータ２を収容したケーシング３とを備え、ロータ２の回転に伴って移動する押圧部１により、当該押圧部１とケーシング３の内周面の間に位置する処理物に機械的な力を付与して処理するとともに、ケーシング３の内周面に付着若しくは固着した処理物Ｓを掻き取る掻取部４が、ケーシング３の内周面に対して押圧部の間隙ｋ１よりも小さい間隙ｋ２を隔てる状態でロータ２の外周側に設けられている。【選択図】  図１
2006175368.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
押圧部を外周側に設けたロータと、内周面が前記押圧部に対して微小間隙を隔てる状態で前記ロータを収容したケーシングとを備え、前記ロータの回転に伴って移動する前記押圧部により、当該押圧部と前記ケーシングの内周面の間に位置する処理物に機械的な力を付与して処理する処理装置であって、前記ケーシングの内周面に付着若しくは固着した処理物を掻き取る掻取部が、前記ケーシングの内周面に対して前記押圧部の間隙よりも小さい間隙を隔てる状態で前記ロータの外周側に設けられている処理装置。
【請求項２】
前記押圧部と前記ケーシングが前記ロータの軸方向に沿って長手状に形成され、前記掻取部が前記長手状の押圧部による押圧作用領域の外側から内側に向けて処理物を集めるように前記ロータの軸方向に対して傾斜している請求項１記載の処理装置。
【請求項３】
前記掻取部が、前記長手状の押圧部による押圧作用領域を前記ロータの軸方向において分割した各分割範囲に対応し且つ前記ロータの軸方向において隣接する端部同士が互いに相手側の掻取範囲に入り込むように形成された複数の掻取部材で構成されている請求項２記載の処理装置。
【請求項４】
前記掻取部が、前記ロータの回転に伴って移動することにより、前記処理物に対し少なくとも衝撃力、圧縮力、剪断力及び摩砕力のいずれかの付与による処理作用を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の処理装置。
【請求項５】
前記掻取部が、前記ロータの軸方向視において、前記ロータの回転方向の前方側に角部を形成している請求項１〜４のいずれか１項に記載の処理装置。
【請求項６】
前記押圧部が、前記ロータの軸方向視において、前記ケーシングの内周面に向かって曲面状に突出した押圧面を有している請求項１〜５のいずれか１項に記載の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体等の処理物の粉砕、混合、融合化・複合化、球形化、固相反応等の各種処理を行う装置に関し、特に、押圧部を外周側に設けたロータと、内周面が前記押圧部に対して微小間隙を隔てる状態で前記ロータを収容したケーシングとを備え、前記ロータの回転に伴って移動する前記押圧部と前記ケーシングの内周面の間に位置する処理物に対し機械的な力を付与して処理する処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ケーシングの内周面と微小間隙を隔てる状態で押圧部材及び掻取部材を固定配置し、この押圧部材等に対してケーシングを回転移動させる構造の処理装置により、押圧部とケーシング内周面の間に粉体（処理物の一例）を挟んで押圧力や剪断力等の機械的な力を付与することで、例えば凝集状態の粉体の各粒子を良好に分散させ、また、異なる種類の粉体の粒子同士を融合化、複合化させて複合粒子を作製する共に、ケーシング内周面に付着あるいは固着した処理物を掻取部材で掻き取るように構成した処理装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。本処理装置により、例えば樹脂等の軟らかい材質の処理物が処理時間の経過に伴ってケーシングの内周面に付着等した場合でも、付着樹脂等を掻取部材で掻き取ることで円滑な処理が可能となる。
【０００３】
また、断面が異形曲面に形成されたケーシング内周面と、当該ケーシング内周面に向かって同様に外周面が異形曲面に形成された押圧部付きロータを設け、当該ケーシングとロータとを相対回転させることにより、上記と同様な複合化処理を行う処理装置も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１６７３７０号公報
【特許文献２】特公平８−１５５６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１記載の処理装置では、掻取部材が固定設置されているために、ケーシング内周面から掻き取られた処理物が掻取部材周辺に大量に堆積した場合には、円滑な処理ができなくなるおそれがあった。
また、上記特許文献２記載の処理装置には掻取部材が設けられていないため、処理物がケーシングの内周面に付着等した場合には、円滑な処理ができなくなるおそれがあった。
なお、特許文献１、２に記載の処理装置では、共にケーシングが回転する構成を採用しているため、装置構成が複雑化、大型化し易く、連続型の処理が難しいという不利もある。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ケーシング回転型の不利を回避しつつ、ケーシング内周面への処理物の付着や固着による不都合を適切に解消して円滑な処理ができる処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を実現するための処理装置の第１特徴構成は、押圧部を外周側に設けたロータと、内周面が前記押圧部に対して微小間隙を隔てる状態で前記ロータを収容したケーシングとを備え、前記ロータの回転に伴って移動する前記押圧部により、当該押圧部と前記ケーシングの内周面の間に位置する処理物に機械的な力を付与して処理するとともに、前記ケーシングの内周面に付着若しくは固着した処理物を掻き取る掻取部が、前記ケーシングの内周面に対して前記押圧部の間隙よりも小さい間隙を隔てる状態で前記ロータの外周側に設けられている点にある。
【０００８】
上記構成において、ロータの回転に伴って移動する押圧部とケーシングの内周面の間に位置する処理物が機械的な力を受けて処理されるときにケーシングの内周面に付着し、また固着した場合でも、ケーシングの内周面に対して押圧部の間隙よりも小さい間隙を隔てる状態でロータの外周側に設けた掻取部によって、上記ケーシングの内周面に付着若しくは固着した処理物が掻き取られる。すなわち、押圧部とケーシングの内周面の間隙に相当する厚さに堆積した処理物の層がケーシングの内周面に対する間隙が押圧部よりも小さい掻取部によって掻き取られる。さらに、掻取部がロータの回転と共に移動するので、掻取部で掻き取られた処理物は掻取部付近に堆積せず、周囲に飛散する。その結果、押圧部とケーシングの内周面の間には順次、流動状態の処理物が供給されて円滑な処理が行われる。
従って、ケーシング回転型の不利を回避しつつ、ケーシング内周面への処理物の付着や固着による不都合を適切に解消して円滑な処理ができる処理装置が提供される。
【０００９】
同第２特徴構成は、第１特徴構成において、前記押圧部と前記ケーシングが前記ロータの軸方向に沿って長手状に形成され、前記掻取部が前記長手状の押圧部による押圧作用領域の外側から内側に向けて処理物を集めるように前記ロータの軸方向に対して傾斜している点にある。
上記構成において、ロータの軸方向に沿った長手状の押圧部とケーシング内周面によって処理された処理物が当該長手状の押圧部による押圧作用領域に対応するケーシング内周面に付着等した場合に、ロータの軸方向に対して傾斜した掻取部によって、上記押圧作用領域のケーシング内周面に付着等した処理物が掻き取られた後、上記長手状の押圧作用領域の外側から内側に向けて集められる。その結果、上記掻き取られた処理物並びにケーシング内に投入された処理物が上記長手状の押圧部による押圧作用領域内に留まるように集められ、当該押圧部によって確実に処理される。
従って、処理を受けないまま排出される処理物の発生を有効に防止することができる処理装置の好適な実施形態が提供される。
【００１０】
同第３特徴構成は、第２特徴構成において、前記掻取部が、前記長手状の押圧部による押圧作用領域を前記ロータの軸方向において分割した各分割範囲に対応し且つ前記ロータの軸方向において隣接する端部同士が互いに相手側の掻取範囲に入り込むように形成された複数の掻取部材で構成されている点にある。
上記構成において、当該長手状の押圧部による押圧作用領域に対応するケーシング内周面に付着等した処理物が、当該押圧作用領域をロータの軸方向において分割した各分割範囲に対応した各掻取部材によって掻き取られ、上記押圧作用領域の内側に集められるとともに、ロータの軸方向において隣接する各掻取部材の端部同士が相手側の掻取範囲に入り込むように形成されているので、付着等した処理物が全て掻き取られて掻取残しが発生しない。
従って、掻取残しを有効に防止することができる処理装置の好適な実施形態が提供される。
【００１１】
同第４特徴構成は、第１から第３のいずれかの特徴構成において、前記掻取部が、前記ロータの回転に伴って移動することにより、前記処理物に対し少なくとも衝撃力、圧縮力、剪断力及び摩砕力のいずれかの付与による処理作用を有する点にある。
上記構成において、掻取部によって処理物に少なくとも衝撃力、圧縮力、剪断力及び摩砕力のいずれかを付与して、粉砕、混合等の処理を行うことができる。
従って、掻取部を付着物の掻き取り以外に、例えば付着等の生じない材質の処理物の各種処理に有効に用いることができる処理装置の好適な実施形態が提供される。
【００１２】
同第５特徴構成は、第１から第４のいずれかの特徴構成において、前記掻取部が、前記ロータの軸方向視において、前記ロータの回転方向の前方側に角部を形成している点にある。
上記構成において、ロータの回転方向の前方側に形成した掻取部の角部によってケーシングの内周面に付着等した処理物を効率良く掻き取ることができる。
従って、掻取性能に優れた処理装置の好適な実施形態が提供される。
【００１３】
同第６特徴構成は、第１から第５のいずれかの特徴構成において、前記押圧部が、前記ロータの軸方向視において、前記ケーシングの内周面に向かって曲面状に突出した押圧面を有している点にある。
上記構成において、ケーシングの内周面に向かって曲面状に突出した押圧面によってケーシング内の処理物に円滑に押圧力や剪断力等の機械的な力を付与して、粉砕、混合等の処理を良好に行うことができる。
従って、例えば付着等が生じ易い軟らかい材質の処理物に対して極力付着等が生じない状態で良好な処理ができる処理装置の好適な実施形態が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の処理装置の実施形態について、乾式の粉体を処理物とする粉体処理装置を例に説明する。
図１、図２に示すように、本発明における粉体処理装置は、押圧部１を外周側に設けたロータ２と、内周面が前記押圧部１に対して微小間隙ｋ１を隔てる状態で前記ロータ２を収容した円筒形のケーシング３とを備え、前記ロータ２の回転に伴って移動する前記押圧部１により、当該押圧部１と前記ケーシング３の内周面の間に位置する処理物に押圧力や剪断力等の機械的な力を付与して処理するよう構成している。なお、冷水又は温水を通流させるジャケット８をケーシング３や後述のカバー５に付設し、処理物の材質に応じて冷却又は加熱できるように構成している。図中、８ａは冷水等の流入口、８ｂ冷水等の流出口を示す。
【００１５】
さらに、上記ケーシング３とカバー５には、接地されたロータ２との間で放電を発生させるための高電圧を印加する電極９ａが絶縁材９ｂによって周囲と絶縁された状態でケーシング内に露出するように設けられ、電極９ａには外部の電源１１から交流電源もしくは直流電源が供給される。尚、直流電源に交流電源を重畳させた電源を電極９ａに供給してもよい。また、上記電極９ａは２個に限らず、１個、あるいは３個以上設けてもよく、設置箇所も任意に設定できる。この構成により、上記の処理物に対して放電により処理物の表面を活性化させた状態で機械的力を付与して処理を行うことで、処理効率の向上の他、新規な化合物の生成等の好ましい処理が可能となる。
【００１６】
上記押圧部１とケーシング３はロータ２の軸方向に沿って長手状に形成され、ロータ２の軸方向に沿った長手状の押圧作用領域を形成している。押圧部１は、ロータ２の軸方向視において、前記ケーシング３の内周面に向かって曲面状に突出した押圧面１ａを有し、ロータ２の周方向において１８０度回転対称の位置に一対設けられている。図１には、球面状（円弧状）に形成した押圧面１ａを示すが、楕円面等の押圧面でもよい。
【００１７】
上記ロータ２は片側（図２では下側）で回転駆動自在に支持されている。具体的には、ケーシング３の側面中央の挿入孔３Ａからケーシング内に挿入されたシャフト２Ａにロータ２が固定保持されるとともに、当該シャフト２Ａが図外のモーター等の回転駆動源に接続されている。なお、本粉体処理装置は全体が垂直面内で基端部周りに揺動自在な揺動軸１０の先端部に支持され、揺動軸１０の揺動角度を変更することによりケーシング３の向きを処理動作時の水平方向向きに設定したり、垂直方向向きで上下反転等させることができる。また、上記シャフト２Ａと挿入孔３Ａの間隙を通してケーシング内の処理物等が駆動源側へ流出するのを防ぐための空気室７が設けられている。即ち、エアー供給口７ａから空気室７に供給された加圧空気はシャフト２Ａの表面に形成した螺旋溝を経てケーシング内に通流し、これによって、ケーシング内の処理物等が駆動源側へ流出するのを防止している。
【００１８】
ケーシング３の前記挿入孔３Ａとは反対側（図２では上側）の側面は開口形成されるとともに、このケーシング３の開口側面を塞ぐカバー５がクランプ６によって着脱できる状態で設けられている。そして、原料となる粉体をケーシング３の中に投入するときは、処理装置全体を揺動軸１０の揺動操作によって９０度回転させてカバー５を上方に位置させてからクランプ６を解除しカバー５を外す。原料投入後はカバー５を付けてからクランプ６によって締め付け保持する。そして、ケーシング３の向きを水平方向向きにセットして処理動作を行う。
【００１９】
さらに、前記ケーシング３の内周面に付着若しくは固着した処理物Ｓを掻き取る掻取部４が、前記ケーシング３の内周面に対して前記押圧部１の間隙ｋ１よりも小さい間隙ｋ２を隔てる状態で前記ロータ２の外周側に設けられている。
【００２０】
図３及び図４に示すように、上記掻取部４は長手状の押圧部１による押圧作用領域の外側から内側に向けて処理物を集めるようにロータ２の軸方向に対して傾斜している。具体的には、掻取部４が、長手状の押圧部１による押圧作用領域をロータ２の軸方向において分割した各分割範囲に対応し且つロータ２の軸方向において隣接する端部同士が互いに相手側の掻取範囲に入り込むように形成された複数の板状の掻取部材４Ａで構成されている。尚、図中の矢印はロータ２の回転方向を示す。
【００２１】
図３及び図４には、長手状の押圧作用領域を２分割する一対の掻取部材４Ａをロータ２の周方向において１８０度回転対称の位置で前記一対の押圧部１夫々に対し９０度ずれた位置に設けた例を示すが、長手状の押圧作用領域を３分割以上する複数の掻取部材を設けるようにしてもよく、また、複数の掻取部材をロータ２の周方向において回転対称でない位置に配置してもよい。
【００２２】
図３には、各掻取部材４Ａがロータ２の軸方向に対して３０度傾斜（ロータ２の回転方向に対し６０度傾斜）した例を示し、図４には、各掻取部材４Ａがロータ２の軸方向に対して６０度傾斜（ロータ２の回転方向に対し３０度傾斜）した例を示すが、ロータ２の軸方向に対する傾斜角度は、処理物の材質等に応じて任意に設定できる。
【００２３】
なお、上記のように、長手状の押圧作用領域に対して複数の掻取部材４Ａを設けることにより、長手状の押圧作用領域に対し単一の掻取部材を設ける場合に比べて、掻取部材が処理物から受ける力を分散し、また、大きな力を受けて掻取部材が振動するのを抑制できる等の効果もある。
【００２４】
さらに、前記掻取部４が、前記ロータ２の軸方向視において、前記ロータ２の回転方向の前方側に角部４ｂを形成している。すなわち、この角部４ｂがケーシング３の内周面に付着等した処理物Ｓの層に当たって当該処理物Ｓの層を円滑に掻き取ることができる。なお、図には、９０度付近の角度に形成された角部４ｂを示すが、角部を９０度よりも小さい鋭角に形成してもよい。
【００２５】
また、ケーシング３の内周面に処理物が付着等していない場合においては、上記角部４ｂがケーシング３内を流動する処理物に当たって衝撃力、圧縮力、剪断力及び摩砕力などを付与することができる。すなわち、前記掻取部４が、前記ロータ２の回転に伴って移動することにより、前記処理物に対し少なくとも衝撃力、圧縮力、剪断力及び摩砕力のいずれかの付与による粉砕等の処理作用を有する。
【００２６】
〔別実施形態〕
上記実施形態では、本処理装置をバッチ型の処理に用いたが、連続型の処理に用いることもできる。連続型の処理に用いる場合は、例えばケーシング３の上部に定量式フィーダー（図示せず）に接続されて原料を連続的に投入する原料投入口を設けるとともに、ケーシング３の下部にロータリーバルブ等の連続式排出機構（図示せず）に接続されて処理済み品を連続的に排出する製品排出口を設ける。
【００２７】
上記実施形態では、乾式の粉体を処理物とする場合について説明したが、本処理装置をスラリー等の湿式の粉体や、粉体以外の各種材料の処理に用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明による処理装置は、固定したケーシングに対して回転するロータに設けた押圧部によって処理物を処理する処理装置の利点を生かしながら、樹脂等の軟らかい材質やチタン酸バリウム等の付着、固着し易い物質のケーシングに対する付着等を有効に回避して効率良く処理するものであり、様々な分野における粉体等の処理プロセスに好適に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る処理装置の構造を示す正面一部断面図
【図２】本発明に係る処理装置の構造を示す平面断面図
【図３】押圧部及び掻取部の形状を示すロータの正面図と平面図
【図４】押圧部及び掻取部の形状の他の例を示すロータの正面図と平面図
【符号の説明】
【００３０】
１      押圧部
１ａ    押圧面
２      ロータ
２Ａ    シャフト
３      ケーシング
３Ａ    挿入孔
４      掻取部
４Ａ    掻取部材
４ｂ    角部
５      カバー
６      クランプ
７      空気室
７ａ    エアー供給口
８      ジャケット
８ａ    流入口
８ｂ    流出口
９ａ    電極
９ｂ    絶縁材
１０    揺動軸
１１    電源
ｋ１    間隙
ｋ２    間隙
Ｓ      処理物層
【図１】
2006175368.tif 000003
【図２】
2006175368.tif 000004
【図３】
2006175368.tif 000005
【図４】
2006175368.tif 000006