(57)【要約】      （修正有）【課題】粉砕処理のための望ましい温度状況を実現し得る撹拌ボールミルを提供する。【解決手段】リング要素１は、筒軸と第１端部１０４と、第１端部１０４から離隔した第２端部１０６と、内壁１０８とを有する筒状のスリーブ１０と、スリーブ１０の内壁１０８から内側に向かって突出し、筒軸周りに内壁１０８に沿って、スリーブ１０の第１端部１０４からスリーブ１０の第２端部１０６まで螺旋状に延在する仕切り壁１１とを備える。スリーブ１０は第１端部１０４において筒軸と平行に延在する突出部１０９を含み、突出部１０９はスリーブ１０の予め定められた周方向位置に設けられる。【選択図】図２
2019011943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器ケーシング（３）のための寸法的に安定なリング要素（１、２）であって、
筒軸（１０２、２０２）と、第１端部（１０４、２０４）と、前記第１端部から離隔した第２端部（１０６、２０６）と、内壁（１０８、２０８）と、を有する筒状のスリーブ（１０、２０）と、
前記スリーブ（１０、２０）の前記内壁（１０８、２０８）から内側に向かって突出する仕切り壁（１１、１２）であって、前記筒軸（１０２、２０２）周りに前記内壁（１０８、２０８）に沿って、前記スリーブ（１０、２０）の前記第１端部（１０４、２０４）から前記スリーブ（１０、２０）の前記第２端部（１０６、２０６）まで螺旋状に延在する仕切り壁（１１、２１）と、を備え、
前記スリーブ（１０、２０）は、前記第１端部（１０４、２０４）において、前記筒軸（１０２、２０２）と平行に延在する突出部（１０９、１１６、２０９、２１６）を含み、前記突出部は前記スリーブ（１０、２０）の予め定められた周方向位置に設けられ、前記スリーブ（１０、２０）は、前記第２端部（１０６、２０６）において、前記筒軸（１０２、２０２）と平行に延在する凹部（１１３、１１９、２１３、２１９）を備え、前記凹部は前記突出部（１０９、１１６、２０９、２１６）と相補的な形状を有し、前記突出部（１０９、１１６、２０９、２１６）と同じ前記スリーブ（１０，２０）の予め定められた周方向位置に設けられる、リング要素（１、２）。
【請求項２】
前記スリーブ（１０、２０）の前記第１端部（１０４、２０４）における前記突出部は、歯部長さ（１１２、２１２）及び歯部幅（１１０、２１０）を有する歯部（１０９、２０９）を含み、前記スリーブ（１０、２０）の前記第２端部（１０６、２０６）における前記凹部は、切欠き部奥行き（１１５、２１５）及び切欠き部幅（１１４、２１４）を有する切欠き部（１１３、２１３）を含み、前記歯部（１０９、２０９）は前記切欠き部（１１３、２１３）と相補的な形状を有し、前記歯部長さ（１１２、２１２）は前記切欠き部奥行き（１１５、２１５）に対応し、前記歯部幅（１１０、２１０）は前記切欠き部幅（１１４、２１４）に対応する、請求項１に記載のリング要素（１、２）。
【請求項３】
前記スリーブ（１０、２０）の前記第１端部（１０４、２０４）における前記突出部は、前記スリーブの周に沿って延在する張出部（１１６、２１６）を含み、前記張出部は前記スリーブの周方向の張出部長さ（１１８、２１８）と、前記筒軸（１０２、２０２）の方向の張出部幅（１１７、２１７）と、を有し、前記スリーブ（１０、２０）の前記第２端部（１０６、２０６）における前記凹部は、前記スリーブ（１０、２０）の前記周方向に延在する切取り部（１１９、２１９）を含み、前記切取り部は、前記スリーブの前記周方向の切取り部長さ（１２２、２２２）と、前記筒軸（１０２、２０２）の方向の切取り部奥行き（１２０、２２０）と、を有し、前記張出部（１１６、２１６）は前記切取り部（１１９、２１９）と相補的な形状を有し、前記張出部長さ（１１８、２１８）は前記切取り部長さ（１２２、２２２）に対応し、前記張出部幅（１１７、２１７）は前記切取り部奥行き（１２０、２２０）に対応する、請求項１又は請求項２に記載のリング要素（１、２）。
【請求項４】
前記仕切り壁（１１、２１）は前記筒軸（１０２、２０２）周りに、前記スリーブ（１０、２０）の前記第１端部（１０４、２０４）における前記張出部（１１６、２１６）から前記スリーブ（１０、２０）の前記第２端部（１０６、２０６）における前記切取り部（１１９、２１９）まで螺旋状に延在し、前記仕切り壁（１１、２１）は、前記筒軸（１０２、２０２）と平行に延在する仕切り壁幅（１２６、２２６）を有し、前記仕切り壁幅は前記張出部幅（１１７、２１７）以下である、請求項３に記載のリング要素（１、２）。
【請求項５】
前記仕切り壁（１１）は、前記スリーブ（１０）の前記内壁（１０８）から離隔した端部に可撓性の封止リップ（１２８）を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のリング要素（１）。
【請求項６】
前記スリーブ（１０）は第１の弾性率を有する第１の材料から製造され、前記仕切り壁（１１）は第２の弾性率を有する第２の材料から製造され、前記スリーブ（１０）の前記材料の前記第１の弾性率は前記仕切り壁（１１）の前記材料の前記第２の弾性率よりも大きい、請求項５に記載のリング要素（１）。
【請求項７】
前記第２の材料からなる前記仕切り壁（１１）を備える前記第１の材料からなる前記スリーブ（１０）は、二成分射出成形処理によって製造される、請求項６に記載のリング要素（１）。
【請求項８】
前記仕切り壁（２１）は、前記筒軸（２０２）周りに螺旋状に延在する寸法的に安定な縁部（２２８）の形状を有し、前記縁部は前記スリーブ（２０）の前記内壁（２０８）から内側に向かって突出する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のリング要素（２）。
【請求項９】
前記スリーブ（２０）と前記仕切り壁（２１）とは、一成分射出成形処理により同一の材料から製造される、請求項８に記載のリング要素（２）。
【請求項１０】
前記筒軸（１０２、２０２）の方向に一列に連続して配置される請求項１〜９のいずれか一項に記載の複数のリング要素（１、２）を有する熱交換器ケーシングであって、先行するリング要素に続いて一列に設けられるリング要素（１、２）の前記突出部（１０９、１１６、２０９、２１６）は、前記一列における前記先行するリング要素（１、２）の前記凹部（１１３、１１９、２１３、２１９）に連結係合する、熱交換器ケーシング。
【請求項１１】
撹拌ボールミル（４）であって、
筒状の容器壁（５０）を有する粉砕容器（５）と、
請求項１０に記載の熱交換器ケーシング（３）であって、該熱交換器ケーシング（３）は前記容器壁（５０）の周囲に設けられることで、前記筒軸周りに螺旋状に延在する前記熱交換器ケーシング（３）の前記複数のリング要素（１、２）の前記仕切り壁（１１、１２）と、前記容器壁（５０）とにより、螺旋状流路（１００、２００）が形成される熱交換器ケーシング（３）と、
伝熱媒体用の注入口（４０）及び排出口（４２）であって、前記注入口（４０）は前記熱交換器ケーシング（３）の前記螺旋状流路（１００、２００）の第１端部（１０１、２０１）に接続され、前記排出口（４２）は前記熱交換器ケーシング（３）の前記螺旋状流路（１００、２００）の第２端部（１０３、２０３）に接続され、前記第２端部は前記第１端部から離隔している、注入口（４０）及び排出口（４２）と、を備える撹拌ボールミル（４）。
【請求項１２】
前記熱交換器ケーシング（３）を取り囲む筒状外側カバー（４３）をさらに備える、請求項１１に記載の撹拌ボールミル。
【請求項１３】
請求項５〜７のいずれか一項に記載のリング要素（１）からなる熱交換器ケーシングを備え、前記封止リップ（１２８）は内径（１３２）を有する内縁部（１３０）を有し、前記粉砕容器（５）の前記容器壁（５０）は外径（５００）を有し、前記封止リップ（１２８）の前記内径（１３２）が前記粉砕容器（５）の前記容器壁（５０）の前記外径（５００）よりも小さいことで、前記可撓性の封止リップ （１２８）が屈曲して前記粉砕容器（５）の前記容壁（５０）に寄り掛かる、請求項１１又は請求項１２に記載の撹拌ボールミル。
【請求項１４】
請求項８又は請求項９に記載のリング要素（２）からなる熱交換器ケーシングを備え、前記寸法的に安定な縁部（２２８）は内径（２３２）を有する内縁部（２３０）を有し、前記粉砕容器（５）の前記容器壁（５０）は外径（５００）を有し、前記縁部（２２８）の前記内径（２３２）が前記粉砕容器（５）の前記容器壁（５０）の前記外径（５００）よりも大きいため、前記縁部（２２８）の前記内縁部（２３０）と、前記粉砕容器（５）の前記容器壁（５０）との間に空隙が形成される、請求項１１又は請求項１２に記載の撹拌ボールミル。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、熱交換器ケーシングのための寸法的に安定なリング要素、複数のリング要素を備える熱交換器ケーシング、及び熱交換器ケーシングを備える撹拌ボールミルに関する。
【０００２】
撹拌ボールミルは多くの分野で用いられるが、例えば、塗料及び被覆材業界における顔料の処理等、材料を非常に微細に粉砕する分野においてとりわけよく用いられる。撹拌ボールミルにより、着色顔料と充填材とが撹拌ボールミル内で非常に小さい粒子サイズ（例えば、ナノ粒子）に細かく砕かれ、分散される。粉砕処理により、撹拌ボールミルの粉砕容器内では熱が発生する。最大限の粉砕結果を得るには、余分な熱を放熱又は回収可能にするか、或いは粉砕処理のために実現される望ましい温度状況を実現することが有利となり得る。その目的のため、撹拌ボールミルは伝熱媒体が流通可能な熱交換器ケーシングを有してもよく、その結果、粉砕処理のための望ましい温度状況を実現し得る。容器内での処理のために管理された温度状況は他の多くの用途においても望ましいものであり、それ故、粉砕処理や撹拌ボールミルに限定されない。
【０００３】
周知の撹拌ボールミルにおいて、熱交換器ケーシングはひとつながりの中空筒状スリーブ（例えば、ステンレススチール製）の形状をなしており、粉砕容器の全長にわたり延在して粉砕容器を取り囲む。中空筒状スリーブの内壁には、スリーブの一端から他端まで螺旋状に連続する溝部が設けられる。可撓性の仕切り壁が溝部の内部に固定され、仕切り壁の内側の端部が粉砕容器に寄り掛かることで、粉砕容器の周りを螺旋状に延在する流路が形成される。螺旋状の溝部の導入及び可撓性の仕切り壁の取り付けはともに煩雑であり、多額の費用がかかる製造工程を必要とする。
【０００４】
冷却又は加熱を行う間、伝熱媒体（例えば、水）は螺旋状流路を流通するため、長期にわたり堆積した堆積物が形成される可能性があり、堆積物は温度状況に悪影響をもたらし得るため、除去しなければならない。仕切り壁もまた経年摩耗を受け得るため、交換を行う必要がある。そうしなければ、伝熱媒体が粉砕容器の周りの螺旋状流路内を均一に流通しなくなるためである。このような堆積物の除去や仕切り壁の交換は、いずれも非常に煩雑である。なぜならば、まず、粉砕容器の全長にわたり延在する中空筒状スリーブを粉砕容器から完全に取り外す必要があるものの、堆積物が妨げとなり、仕切り壁を損傷させることなく中空筒部を取り外すことがより困難又は不可能であるため、難しい作業であるからである。仕切り壁を交換するのは多大な労力を要する。なぜならば、新しい仕切り壁を中空筒部の内壁に沿った螺旋状の溝部の全長にわたり労力をかけて圧入する必要があり、困難な手作業であるだけでなく非常に長い時間を要するものだからである。
【０００５】
本発明は、この点について解決策を提供し、上述の欠点を低減することを目的とする。
上記目的は、独立請求項１に記載の特徴により規定される、本発明による熱交換器ケーシングのための寸法的に安定なリング要素により達成される。本発明による寸法的に安定なリング要素の利点は、対応する従属項に記載の特徴から明らかである。
【０００６】
本発明によると、熱交換器ケーシングのための寸法的に安定なリング要素であって、筒軸と、第１端部と、第１端部から離隔した第２端部と、内壁と、を有する筒状のスリーブと、スリーブの内壁から内側に向かって突出し、筒軸周りに内壁に沿って、スリーブの第１端部からスリーブの第２端部まで螺旋状に延在する仕切り壁と、を備えるリング要素が提案される。
【０００７】
スリーブは、第１端部において筒軸と平行に延在する突出部を含み、突出部はスリーブの予め定められた周方向位置に設けられる。スリーブは、第２端部において筒軸と平行に延在する凹部を含み、凹部は突出部と相補的な形状を有し、突出部と同じスリーブの予め定められた周方向位置に設けられる。
【０００８】
リング要素について「寸法的に安定である」とは、リング要素全体、換言すれば、完成部品としてのリング要素の外形が、リング要素が意図した通りに使用される際に変化せず、つまりはその形状が安定していることを意味する。これは、リング要素の各部位が変形不可能であるという意味ではなく（例えば、仕切り壁は可撓性を有してもよく、それ故、変形可能な封止リップを有してもよい。但し、必ずしもそうとは限らず、以下にて詳しく説明される）、リング要素は全体として、意図した通りに使用される際に外形が安定している。
【０００９】
そのような寸法的に安定なリング要素により、とりわけ、一列に連続して配置される複数の寸法的に安定なリング要素で構成される擬似モジュラー式熱交換器ケーシングの組立て及び解体を簡単なものとすることができ、さらには、煩雑な仕切り壁の交換を不要とすることができる。突出部及び凹部は、組立ての際の位置決めの補助となる。このような位置決めの補助により、熱交換器ケーシングを形成するために、複数のリング要素を簡単に、誤差無く、迅速に、且つ位置的に正確に、一列に連続して組立てることができる。また、突出部及び凹部は相補的な形状を有するため、一列に連続して設けられた複数のリング要素同士の連結係合が可能である。その結果、熱交換器ケーシングのリング要素同士が互いに捩れ合うことが抑制され得る。個別のリング要素の仕切り壁が損傷した場合、熱交換器ケーシングのメンテナンスの際に、損傷したリング要素のみを交換すればよいため、人手による煩雑且つ時間のかかる仕切り壁の交換が不要となる。したがって、メンテナンスは損傷した特定のリング要素のみの交換に限定されるため、長時間を要することなく簡単に行うことができる。
【００１０】
本発明による寸法的に安定なリング要素の一局面において、スリーブの第１端部における突出部は、歯部長さ及び歯部幅を有する歯部を含み、スリーブの第２端部における凹部は、切欠き部奥行き及び切欠き部幅を有する切欠き部を含む。歯部は切欠き部と相補的な形状を有し、歯部長さは切欠き部奥行きに対応し、歯部幅は切欠き部幅に対応する。
【００１１】
互いに相補的である歯部及び切欠き部により、一列に連続して配置される複数のリング要素を簡単且つ確実に連結係合することができる。このようにして、一列に連続して配置される２つのリング要素同士が互いに捩れ合うことが抑制される。切欠き部は、組立ての際に歯部を切欠き部に挿入することができ、解体の際に歯部を切欠き部から取り外すことができるよう寸法決めされている。さらには、歯部及び切欠き部の組合せは、正しい組立て位置の簡単且つ迅速な特定を可能とする。
【００１２】
本発明による寸法的に安定なリング要素のさらなる一局面において、スリーブの第１端部における突出部は、スリーブの周に沿って延在する張出部を含み、張出部はスリーブの周方向の張出部長さと、筒軸の方向の張出部幅と、を有する。スリーブの第２端部における凹部は、スリーブの周方向に延在する切取り部を含み、切取り部はスリーブの周方向の切取り部長さと、筒軸の方向の切取り部奥行きと、を有する。張出部は切取り部と相補的な形状を有し、張出部長さは切取り部長さに対応し、張出部幅は切取り部奥行きに対応する。
【００１３】
張出部がスリーブの周に沿って延在し、切取り部が張出部と相補的な形状を有し、スリーブの周に沿って同様に延在する。そのため、張出部及び切取り部は、一列に連続して配置される複数のリング要素の、耐捩れ性のある連結係合を実現でき、また、リング要素同士の位置的に正確な配置を固定できる。
【００１４】
本発明による寸法的に安定なリング要素のさらなる一局面において、仕切り壁は筒軸周りに、スリーブの第１端部における張出部からスリーブの第２端部における切取り部まで螺旋状に延在し、筒軸と平行に延在する仕切り壁幅であって張出部幅以下である仕切り壁幅を有する。
【００１５】
仕切り壁幅はそのように張出部幅に対して相対的に（又は、同じく切取り部奥行きに対して相対的に）予め定められているため、リング要素の仕切り壁は、張出部に配置される仕切り壁の始点が、一列に直接隣接して配置される別のリング要素の切欠き部における仕切り壁の端部と一致するように配置されるものとすることができる。そのため、途切れることなく連続した螺旋状の仕切り壁が形成される。
【００１６】
本発明による寸法的に安定なリング要素のさらなる局面によると、仕切り壁は、スリーブの内壁から離隔した端部に可撓性の封止リップを有する。
リング要素、或いは複数のリング要素からなる熱交換器ケーシングを取り付ける際に、可撓性の封止リップは処理容器又は粉砕容器の容器壁に寄り掛かることができるので、その結果、最適な封止作用が実現される。
【００１７】
本発明による寸法的に安定なリング要素のさらなる局面において、スリーブは第１の弾性率を有する第１の材料から製造され、仕切り壁は第２の弾性率を有する第２の材料から製造され、スリーブの材料の第１の弾性率は、仕切り壁の材料の第２の弾性率よりも大きい。
【００１８】
これにより、仕切り壁は取り付けられる際に屈曲可能となるため、スリーブ、ひいてはリング要素全体の外形が安定したままで、仕切り壁は処理容器又は粉砕容器に対して強固に寄り掛かることができる。例えば、スリーブが製造される第１の材料は、ポリアミド又は繊維強化ポリアミドでもよい。仕切り壁が製造される第２の材料は、例えば、熱可塑性エラストマーでもよい。スリーブが製造される第１の材料と、仕切り壁が製造される第２の材料とは、ともに、例えば射出成型可能な材料である。
【００１９】
例えば、本発明による寸法的に安定なリング要素のさらなる局面において、第２の材料からなる仕切り壁を備える第１の材料からなるスリーブは、二成分射出成形処理によって製造される。このように製造される仕切り壁は、処理容器又は粉砕容器の容器壁の形状と一致する形状を有する。射出成形処理によって製造されるので、処理容器又は粉砕容器の容器壁に接する仕切り壁の接触面は折り目がなく、それ故、伝熱媒体は処理容器又は粉砕容器の周囲の流路を均一に流れる。一方、従来技術として知られる圧入式の仕切り壁の場合、そのような折り目の形成が起こり得る。
【００２０】
二成分射出成形処理により、本発明による寸法的に安定なリング要素を経済的で、信頼性が高く、且つ時間を短縮できる方法で製造できる。したがって、別の作業工程により仕切り壁をスリーブに対して一体化する必要がなく、それに代えて二成分射出成形処理によってリング要素を直ちに完成部品として製造できる。したがって、交換が必要なときは、交換が必要な本発明によるリング要素のみを新しいリング要素と取り換えるため、費用効率が良い（リング要素の有利な製造、破損したリング要素の新しいリング要素への短時間の且つ人手による簡単な交換）。さらに、処理容器が使用されていないときに交換に要する時間も、比較的短い。
【００２１】
本発明による寸法的に安定なリング要素の別の局面において、仕切り壁は筒軸周りに螺旋状に延在する寸法的に安定な縁部の形状を有し、縁部はスリーブの内壁から内側に向かって突出する。縁部について「寸法的に安定である」とは、リング要素が意図した通りに使用されるとき、縁部の形状が変化しないことを意味し、つまりは、形状が安定していることを意味する。
【００２２】
そのような寸法的に安定な縁部を有する仕切り壁は、摩耗に対して強く、耐摩耗性を有する。一方、寸法的に安定な縁部は、容器壁に寄り掛かることがないように配置されなければならず、容器壁と仕切り壁との間に半径方向のわずかな空隙が維持されなければならない。そうでなければ、寸法的に安定な縁部は取り付けの際に損傷し得る（例えば、破損し得る）。
【００２３】
本発明による寸法的に安定なリング要素のさらなる局面において、この場合、スリーブと仕切り壁とは、一成分射出成形処理により、同じ材料から製造してもよい。
一成分射出成形処理は、本発明による寸法的に安定なリング要素を製造する、とりわけ経済的で、確実で且つ時間を短縮できる方法である。
【００２４】
本発明において、さらに、熱交換器ケーシングであって、上述の本発明による寸法的に安定な複数のリング要素が一列に連続して配置され、先行するリング要素に続いて一列に設けられるリング要素の突出部は、一列における先行するリング要素の凹部に連結係合する、熱交換器ケーシングが提案される。
【００２５】
このような熱交換器ケーシングにおいては、一列に連続して配置された複数のリング要素同士は互いに捩れ合うことができないため、複数のリング要素は耐捩れ性を有するように配置されることとなる。これは、一列における前方のリング要素の突出部と、それに続く後方のリング要素の凹部との連結係合により達成される。さらには、熱交換器ケーシングのすべてのリング要素を交換するのではなく、実際に交換が必要なリング要素のみを交換することができるため、このような熱交換器ケーシングの維持は経済的である。また、このような熱交換器ケーシングは、リング要素の仕切り壁を多大な労力をかけて熱交換器ケーシングに挿入する必要がなく、既にリング要素と一体化しているため、迅速に組立てられる。
【００２６】
上述のように、原理上、本発明はあらゆる種類の処理容器に適用することができるが、とりわけ撹拌ボールミルに適用される。したがって、本発明では、撹拌ボールミルであって、筒状の容器壁を有する粉砕容器と、上述の本発明による熱交換器ケーシングと、を備える撹拌ボールミルもまた提案される。
【００２７】
熱交換器ケーシングが容器壁の周囲に設けられることで、筒軸周りに螺旋状に延在する熱交換器ケーシングの複数のリング要素の複数の仕切り壁と、容器壁とにより、螺旋状流路が形成される。
【００２８】
本発明による撹拌ボールミルは、さらに、伝熱媒体のための注入口及び排出口を備え、注入口は熱交換器ケーシングの螺旋状流路の第１端部に接続され、排出口は熱交換器ケーシングの螺旋状流路の第２端部に接続され、第２端部は第１端部から離隔している。
【００２９】
このような撹拌ボールミルには、組立てや維持が簡易であるという利点がある。さらに、このような撹拌ボールミルは、粉砕容器内での処理のため効率的な温度状況を実現する。組立ての際、熱交換器ケーシングは、一列に連続して組立てられた複数のリング要素からなる熱交換器ケーシングに対し粉砕容器を挿入するか、或いは粉砕容器を覆うように熱交換器ケーシングを押すといった、簡単な方法で粉砕容器に取り付けることができる。メンテナンスのためには、熱交換器ケーシングは、逆の順番で粉砕容器から取り外すことができる（熱交換器ケーシングから粉砕容器を引き抜くか、或いは粉砕容器から熱交換器ケーシングを取り外す）。熱交換器ケーシングを容器壁の周囲に設けることで、粉砕容器と、熱交換器ケーシング内を流れる伝熱媒体との間の最適な熱交換が実現される。これは、伝熱媒体を伝導するための流路が、伝熱媒体と粉砕容器の容器壁とが直接接触するように形成されるためである。用途に応じて、伝熱媒体は冷却媒体又は加熱媒体として作用し得る。
【００３０】
本発明による撹拌ボールミルのさらなる局面において、撹拌ボールミルは、熱交換器ケーシングを取り囲む筒状外側カバーをさらに備える。
筒状外側カバーにより、熱交換器ケーシングの安定性がさらに向上する。これは、筒状外側カバーが熱交換器ケーシングを取り囲み、それにより、各リング要素を適切な位置にてさらに保持するためである。好ましくは、熱交換器ケーシングと筒状外側カバーとの間には、わずかな遊びを設けることで、熱交換器ケーシングの複数のリング要素が筒状外側カバー内に圧入されるのを許容し、その後、周囲を取り囲む筒状外側カバーを備える熱交換器ケーシング内に粉砕容器が圧入されるのを許容するか、或いは筒状外側カバーの内部に配置された熱交換器ケーシングが粉砕容器を覆うように押されるのを許容する。
【００３１】
本発明による撹拌ボールミルの一局面において、撹拌ボールミルは、上述のように、可撓性の封止リップを有する仕切り壁を備える複数のリング要素からなる本発明による熱交換器ケーシング備える。可撓性の封止リップは内径を有する内縁部を有し、粉砕容器の容器壁は外径を有する。封止リップの内径は粉砕容器の容器壁の外径よりも小さいので、封止リップは屈曲して粉砕容器の容器壁に寄り掛かる。
【００３２】
好ましくは、封止リップは、螺旋状流路内の伝熱媒体の流通方向とは反対の方向に屈曲する。その結果、動作中に封止リップは伝熱媒体により容器壁に対してより一層強固に押圧されるので、螺旋状流路は良好に封止される。したがって動作中に、伝熱媒体は螺旋状流路内を漏出することなく均一に流通することができる。その結果、容器壁と伝熱媒体との良好且つ均一な熱交換が実施され得る。
【００３３】
本発明による撹拌ボールミルの別の局面において、撹拌ボールミルは、上述のように、寸法的に安定な縁部を有する仕切り壁を備えるリング要素からなる、本発明による熱交換器ケーシングを備える。寸法的に安定な縁部は内径を有する内縁部を有し、粉砕容器の容器壁は外径を有する。縁部の内径は粉砕容器の容器壁の外径よりも大きいため、縁部の内縁部と粉砕容器の容器壁との間に空隙が形成される。
【００３４】
縁部の径と粉砕容器の容器壁の径とが異なるため、寸法的に安定な縁部は容器壁に寄り掛からない。そうでなければ、縁部は、熱交換器ケーシングを取り付ける際に損傷してしまうおそれがある（上記を参照）。したがって、取り外しの際、熱交換器ケーシングは粉砕容器からすぐに取り外すことができる。
【００３５】
撹拌ボールミルへの熱交換器ケーシングの取り付けは、例えば、以下のように実施することができる。まず、全てのリング要素を筒状外側カバーに対して同じ周方向位置に整列させ、一列に連続して連結した状態で筒状外側カバーに挿入する。この手順において、各リング要素の突出部及び凹部は、位置決めの補助として作用する。複数のリング要素を筒状外側カバーに挿入し終えると、列後方のリング要素の突出部が、当該列後方のリング要素の直前に配置された前方リング要素の凹部と連結係合する。こうして、このように一列に連続して配置された複数のリング要素は、熱交換器ケーシングを形成する。次に、粉砕容器が、筒状外側カバーに取り囲まれた熱交換器ケーシングに挿入される。或いは筒状外側カバー内に配置された熱交換器ケーシングが、粉砕容器を覆うように押される。つまり、可撓性の封止リップを有する仕切り壁を備える複数のリング要素の場合、各リング要素の可撓性の封止リップが屈曲して粉砕容器の容器壁に寄り掛かることで、封止された螺旋状流路が形成される。寸法的に安定な縁部を有する仕切り壁を備える複数のリング要素の場合には、縁部は容器壁に触れないため、容器壁と仕切り壁との間にわずかな半径方向の空隙が維持されるものの、螺旋状流路が同様に形成される。メンテナンスのため、粉砕容器が熱交換器ケーシングから引き抜かれるか、或いは筒状外側ケーシング内に配置された熱交換器ケーシングが、粉砕容器から取り外される。熱交換器ケーシングの複数のリング要素は、撹拌ボールミルの外側カバーから取り出され、摩損したリング要素は対応する新しいリング要素に交換される（或いは、基本的に全てのリング要素がメンテナンスの際に交換される）。その後、再組立てが上述した通りに実施される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
以下、例示的実施形態に基づき、添付の部分的に概略的な形式の図面を参照しつつ本発明をより詳細に説明する。
【図１】本発明に係る寸法的に安定な複数のリング要素を備えた本発明に係る熱交換器ケーシングを備える本発明に係る撹拌ボールミルの長手方向断面を示す。
【図２】本発明に係る寸法的に安定なリング要素の第１の例示的実施形態の斜視図である。
【図３】図２における寸法的に安定なリング要素の側面図である。
【図４】図２における寸法的に安定なリング要素の長手方向断面を示す。
【図５】図４における詳細部Ｖの拡大図である。
【図６】筒状外側カバーを備える熱交換器ケーシングの斜視図である。
【図７】粉砕容器に取り付けられた図６の筒状外側カバーを備える熱交換器ケーシングの長手方向断面を示す。
【図８】図７の詳細部ＶＩＩＩの拡大図である。
【図９】本発明に係る寸法的に安定なリング要素の第２の例示的実施形態の長手方向断面を示す。
【図１０】本発明に係る寸法的に安定なリング要素の第２の例示的実施形態の側面図である。
【図１１】粉砕容器に取り付けられた本発明に係る寸法的に安定なリング要素の第２の例示的実施形態の熱交換器ケーシングの長手方向断面を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本明細書に関しては、以下の考慮事項が適用される。参照符号は図面を明確にするために各図に記載されるが、明細書中において直接関連のある部分で言及されないことがある。この場合、明細書中の先行する部分又は後行する部分での参照符号の説明を参照するものとする。逆に、図面の過度な複雑化を防ぐため、直接的な理解への関連性が低い参照符号については、全ての図面に記載されるとは限らない。この場合、他の図面を参照するものとする。
【００３８】
図１に示すように、例示的実施形態において、本発明に係る撹拌ボールミル４は、内部に被粉砕材料を粉砕するための撹拌器が設けられた粉砕容器５を備える。撹拌器は、撹拌器を駆動するモーターにベルト駆動装置を介して接続され得る。粉砕容器は、被粉砕材料のための材料投入口と、粉砕された材料のための材料排出口と、を有する。また、撹拌ボールミル４は、粉砕容器５の筒状の容器壁５０の周囲に設けられた熱交換器ケーシング３を備える。熱交換器ケーシング３は、寸法的に安定な複数のリング要素１（すなわち、リング部材）（図２〜５参照）又は寸法的に安定な複数のリング要素２（すなわち、リング部材）（図９、１０参照）を備える。複数のリング要素１又は複数のリング要素２は、それぞれ筒軸１０２の方向（例えば、図３参照）又は筒軸２０２の方向（例えば、図１０参照）に一列に連続して配置される。複数のリング要素１又は複数のリング要素２を備える熱交換器ケーシング３は図６〜８及び図１１に示されて、以下においてより詳細に説明される。撹拌ボールミル４は、例えば水等の伝熱媒体のための注入口４０と排出口４２とをさらに有する。以下、注入口４０及び排出口４２について、熱交換器ケーシング３と関連付けてより詳細に説明する。
【００３９】
図２、図３、図４及び図５は、撹拌ボールミル４の熱交換器ケーシング３において用いられる寸法的に安定なリング要素１の第１の例示的実施形態を示している。このような寸法的に安定なリング要素１は、筒軸１０２と、第１端部１０４と、第１端部１０４から離隔した第２端部１０６と、を有する筒状のスリーブ１０を備える。寸法的に安定なリング要素１は、仕切り壁１１をさらに備え、仕切り壁１１は筒状のスリーブ１０の内壁１０８から内側に向かって突出し、筒軸１０２の周りに内壁１０８に沿って、第１端部１０４から第２端部１０６まで螺旋状に延在する。筒状のスリーブ１０は、例えば、ポリアミド製でもよく、第１の弾性率を有する。スリーブ１０の良好な寸法安定性は、筒状のスリーブ１０の材料として、例えば、ガラス繊維強化ポリアミドのような、繊維強化ポリアミドを選定することで得られる。
【００４０】
とりわけ図４に明確に示されるように、筒状のスリーブ１０は、第１端部１０４において筒軸１０２と平行に延在する歯部１０９を含む。さらに筒状のスリーブ１０は、第２端部１０６において筒軸１０２と平行に延在し、歯部１０９と相補的な形状を有する切欠き部１１３を含む。歯部１０９は歯部長さ１１２及び歯部幅１１０を有する。切欠き部は歯部長さ１１２に対応する切欠き部奥行き１１５と、歯部幅１１０に対応する切欠き部幅１１４を有する。
【００４１】
また、図３において容易に理解されるように、筒状のスリーブ１０は、第１端部１０４においてスリーブの周に沿って延在する張出部１１６を含む。筒状のスリーブ１０は、第２端部１０６において張出部と相補的な形状を有する切取り部１１９をさらに含み、切取り部１１９は図３において鎖線で示されている。張出部１１６はスリーブの周方向の張出部長さ１１８（図２参照）と、筒軸１０２の方向の張出部幅１１７（図３参照）と、を有する。切取り部１１９は張出部長さ１１８に対応する切取り部長さ１２２（図２参照）と、張出部幅１１７に対応する切取り部奥行き１２０（図３参照）と、を有する。
【００４２】
図５は、寸法的に安定なリング要素１における仕切り壁１１をより明確に示すため、図４における詳細部Ｖをやや拡大して示している。仕切り壁１１は、筒軸１０２周りにスリーブ１０の第１端部１０４における張出部１１６からスリーブ１０の第２端部１０６における切取り部１１９まで螺旋状に延在し得る。仕切り壁１１は、張出部１１６の張出部幅１１７以下の仕切り壁幅１２６を有する。さらに、図８においても示されるように、仕切り壁１１は、筒状のスリーブ１０の内壁１０８から離隔した端部に可撓性の封止リップ１２８を有する。
【００４３】
可撓性の封止リップ１２８の内縁部１３０は、筒軸１０２周りに螺旋状に延在する仕切り壁１１の内径１３２（図４参照）を画定する。図示の例示的実施形態では、内径１３２は粉砕容器５の筒状の容器壁５０の外径５００より小さい。図８に示すように、このような径差により、寸法的に安定なリング要素１が容器壁５０の周りに配置されたとき、可撓性の封止リップ１２８が屈曲した状態で粉砕容器５の容器壁５０に寄り掛かることになる。
【００４４】
仕切り壁１１は、第２の弾性率を有する熱可塑性エラストマー製でもよく、仕切り壁１１の熱可塑性エラストマーの第２の弾性率は、スリーブ１０のポリアミドの第１の弾性率よりも小さい。スリーブ１０及び仕切り壁１１は、例えば、二成分射出成形処理によって製造し得る。
【００４５】
そのような二成分射出成形処理では、第１工程において、スリーブ１０がポリアミドにより射出成形され、次いで第２工程において仕切り壁１１が射出成形される。仕切り壁１１をスリーブ１０の内部に確実に強固に取り付けるには、あらゆる方法をとり得る。例えば、スリーブ１０は仕切り壁１１との接触領域を有することができ、仕切り壁１１の射出成形を行ったあと、当該接触領域により仕切り壁１１に対して分離不可能な連結係合が成立する。
【００４６】
熱交換器ケーシング３は、筒軸１０２の方向に一列に連続して配置される寸法的に安定な複数のリング要素１によって構成される。これにより、列において先行する各リング要素１の切欠き部１１３と切取り部１１９のそれぞれに対して、続いて一列に配置されるリング要素１の歯部１０９と張出部１１６が連結するように係合することができる。図６は、外側カバー４３に挿入された状態の相互係合する寸法的に安定な複数のリング要素１の一列を示している。より理解し易くするために、図面上では外側カバー４３に「窓部」を挿入し、一列に連続して配置される寸法的に安定な複数のリング要素１における歯部が切欠き部に係合された状態を可視化している。また、図６は、外側カバー４３に挿入された寸法的に安定な第１のリング要素１が、当該リング要素１の歯部１０９により、外側カバー４３（又は外側カバーのフランジ）に設けられた正確に嵌合する切欠き部に係合することを示している。このように、寸法的に安定な第１のリング要素１の歯部１０９が外側カバー４３のフランジの切欠き部に係合することにより、寸法的に安定な複数のリング要素１の一列全体を捩れに対抗して固定することが可能である。
【００４７】
さらに、外側カバー４３の両端は第１端部リング４４と第２端部リング４５とに対してそれぞれねじ止めされることで（図７参照）、各両端において容器壁５０が外側から封止される。それにより、伝熱媒体が確実に注入口４０を通って螺旋状流路１００の一端１０１に流入し、螺旋状流路１００を通って螺旋状流路１００の他端１０３を介して排出口４２から再び流出する。加えて、熱交換器ケーシング３の寸法的に安定な複数のリング要素１は、第２端部リング４５によって軸方向に共に保持されることで、捩れに対抗して確実に固定される（前述の他端における、歯部の外側カバー４３に対する係合）。
【００４８】
図７及び図８は、熱交換器ケーシング３が粉砕容器５の容器壁５０の周囲に設けられると、筒軸周りに螺旋状に延在する仕切り壁１１を備える寸法的に安定な複数のリング要素１と容器壁５０とが、螺旋状流路１００を形成することを示す。螺旋状流路１００は、第１端部１０１と、第１端部から離間した第２端部１０３と、を有する。撹拌ボールミル４における伝熱媒体のための注入口４０は、螺旋状流路１００の第１端部１０１に接続され、伝熱媒体のための排出口４２は、螺旋状流路１００の第２端部１０３に接続される。したがって、例えば水等の伝熱媒体は、注入口４０から排出口４２まで螺旋状流路１００を通って流れることができる。水は粉砕容器５の容器壁５０と直接接触するので、その結果、容器壁５０のとりわけ良好な熱交換（例えば、冷却）が実現可能である。螺旋状流路１００を通る水の流通方向は、可撓性の封止リップ１２８の曲げ方向とは反対方向となり得る。その結果、封止リップ１２８の曲げ方向と反対の方向に螺旋状流路１００を通過流通する水が、封止リップ１２８を容器壁５０に対してより一層強固に押圧するので、螺旋状流路１００の密着封止がさらに補助される。
【００４９】
図９、図１０、及び図１１はそれぞれ、寸法的に安定なリング要素２の第２の例示的実施形態と、本発明による第２の例示的実施形態の寸法的に安定な複数のリング要素２を備える熱交換器ケーシング３の第２の例示的実施形態を示している。第１実施形態について既に述べた局面は第２実施形態にも同様に適用されるため、そのような局面やその機能性について再度説明はしない。この場合、第１の例示的実施形態の記載における対応箇所を参照するものとする。
【００５０】
第２実施形態において、寸法的に安定なリング要素２は筒状のスリーブ２０を備え、筒状のスリーブ２０は筒軸２０２と、第１端部２０４と、第１端部から離隔した第２端部２０６と、を有する。寸法的に安定なリング要素２は、（寸法的に安定な）仕切り壁２１を有し、仕切り壁２１は筒状のスリーブ２０の内壁２０８から内側に向かって突出し、筒軸２０２周りに内壁２０８に沿って、第１端部２０４から第２端部２０６まで螺旋状に延在する。筒状のスリーブ２０は、例えば、ポリアミド製でもよい。とりわけ、スリーブ２０と仕切り壁２１とは、ともに一成分射出成形処理により、単一の工程でポリアミドにより射出成形し得る。
【００５１】
筒状のスリーブ２０は、第１端部２０４において筒軸２０２と平行に延在する歯部２０９を含む。同様に、筒状のスリーブ２０は、第２端部２０６において筒軸２０２と平行に延在し、歯部２０９と相補的な形状を有する切欠き部２１３を含む。歯部２０９は歯部長さ２１２と、歯部幅２１０と、を有する。切欠き部は歯部長さ２１２に対応する切欠き部奥行き２１５と、歯部幅２１０に対応する切欠き部幅２１４と、を有する。
【００５２】
さらに、筒状のスリーブ２０は、第１端部２０４においてスリーブの周に沿って延在する張出部２１６を含む。同様に、スリーブは、第２端部において張出部と相補的な形状を有する切取り部２１０を含む。張出部２１６は、スリーブの周方向の張出部長さ２１８（図１０参照）と、筒軸２０２の方向の張出部幅２１７と、を有する。切取り部２１９は、張出部長さ２１８に対応する切取り部長さ２２２（図１０参照）と、張出部幅２１７に対応する切取り部奥行き２２０と、を有する。
【００５３】
仕切り壁２１は、筒軸２０２周りにスリーブ２０の第１端部２０４における張出部２１６から、スリーブ２０の第２端部における切取り部２１９まで螺旋状に延在し、張出部２１６の張出部幅２１７以下の仕切り壁幅２２６を有する（図９参照）。さらに、仕切り壁２１は、スリーブ２０の内壁２０８から内側に向かって突出する寸法的に安定な縁部２２８を有する。
【００５４】
寸法的に安定な縁部２２８は、内径２３２を有する内縁部２３０を有しており、内径２３２は粉砕容器５の容器壁５０の外径５００よりも大きい。そのため、寸法的に安定な縁部２２８の内縁部２３０と、粉砕容器５の容器壁５０との間には、狭い空隙が形成される。寸法的に安定な縁部２２８の内縁部２３０の内径２３２がわずかに大きいことで、粉砕容器５への取り付けの際に、筒状のスリーブ２０の（寸法安定性を有し、ひいては非可撓性の）仕切り壁２１が損傷することを抑制する。上述の狭い空隙がこのように形成されるということは、微量の漏れが生じるおそれがあることを示唆している。しかしながら、微量の漏れを除いては、伝熱媒体は第１の例示的実施形態と同様に螺旋状流路を流通するため、作用形態は原理的には第１の例示的実施形態と同様である。
【００５５】
第２の例示的実施形態による寸法的に安定な複数のリング要素２を備える熱交換器ケーシング３の組立ては、第１の例示的実施形態による寸法的に安定な複数のリング要素１を備える熱交換器ケーシング３の組立てと同様である。
【００５６】
以上、本発明は例示的実施形態を参照して説明したが、本発明が例示的実施形態に限定されないことは明らかである。例示的実施形態は、本発明を理解するためのものに過ぎず、したがって本発明の教示を逸脱することなく変更及び／又は付加が可能である。本発明の保護範囲は、したがって、以下の請求項によって定義される。
【図１】
2019011943.tif 000003
【図２】
2019011943.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2019011943.tif 000009
【図８】
2019011943.tif 000010
【図９】
2019011943.tif 000011
【図１０】
2019011943.tif 000012
【図１１】
2019011943.tif 000013
【外国語明細書】
2019011943000001.pdf