(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高速回転する円筒状の回転子と、前記回転子の外側に間隙を形成するように当該回転子と同軸に配置された円筒状の固定子とを備えた本体部と、前記本体部の一端に設けられ、処理原料を気流と共に前記間隙に供給する供給口と、前記本体部の他端に設けられ、前記処理原料が前記回転子と前記固定子との間で球形化された処理物を前記間隙から排出させる排出口とを備えた粉体処理装置において、
前記固定子の内周面に、当該固定子の軸線に対して直交する複数の円周溝、または、前記軸線に対して空気流の下流に向かう方向から回転子の回転方向に６０度以上９０度未満の角度をなすらせん溝が形成され、前記回転子が回転すると前記処理原料が前記円周溝又は前記らせん溝の溝底に押し付けられながら溝に沿って旋回するようにしたことを特徴とする粉体処理装置。
【請求項２】
高速回転する円筒状の回転子と、前記回転子の外側に間隙を形成するように当該回転子と同軸に配置された円筒状の固定子とを備えた本体部と、前記本体部の一端に設けられ、処理原料を気流と共に前記間隙に供給する供給口と、前記本体部の他端に設けられ、前記処理原料が前記回転子と前記固定子との間で球形化された処理物を前記間隙から排出させる排出口とを備えた粉体処理装置において、
前記固定子の内周面に、当該固定子の軸線に対して直交する複数の円周溝、または、前記軸線に対して空気流の下流に向かう方向から回転子の回転方向に６０度以上９０度未満の角度をなすらせん溝が形成された第１溝形成領域と、この第１溝形成領域に連続して形成され、前記軸線に対して平行な縦溝、または、当該軸線に対して空気流の下流に向かう方向から回転子の回転方向に０度を超え４５度以下の角度をなす傾斜縦溝が形成された第２溝形成領域とを設けて、前記回転子が回転すると前記処理原料が前記第１溝形成領域の前記円周溝又は前記らせん溝の溝底に押し付けられながら溝に沿って旋回するようにしたことを特徴とする粉体処理装置。
【請求項３】
前記回転子の外周面に、当該回転子の軸線に対して平行な複数の縦凸部、または、前記軸線に対して空気流の下流に向かう方向から回転子の回転方向に０度を超え４５度以下の角度をなす複数の傾斜凸部が形成されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の粉体処理装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の粉体処理装置と、
前記粉体処理装置の下流側に配置され、前記供給口に供給されかつ前記排出口から排出される気流を発生させる排風装置と、
前記粉体処理装置の上流側に配置され、当該粉体処理装置の上流側に形成される気流と共に処理原料を前記供給口に供給するべく、当該処理原料を前記粉体処理装置の上流側に形成される気流に対して供給する原料供給装置と、
前記排風装置の上流側に配置され、前記排出口から排出された気流から前記粉体処理装置で球形化された処理物を回収する回収装置とを備える粉体処理設備であって、
前記供給口に供給される気流の温度を冷却する冷却装置を前記粉体処理装置の上流側に備えたことを特徴とする粉体処理設備。
【請求項５】
前記排出口から分岐した気体導入ダクトを備え、前記気体導入ダクトに連続開閉ダンパを設けることを特徴とする請求項４に記載の粉体処理設備。
【請求項６】
前記連続開閉ダンパの上流を前記冷却装置と前記原料供給装置との間に接続することを特徴とする請求項５に記載の粉体処理設備。
【請求項７】
請求項１または請求項２に記載の粉体処理装置と、
前記粉体処理装置の上流側に配置され、気流と共に処理原料を前記供給口に供給する原料供給装置と、
前記粉体処理装置の下流側に配置され、前記供給口に供給され、かつ前記排出口から排出される気流を発生させる排風装置と、
前記排風装置の上流側に配置され、前記排出口から排出された気流から前記粉体処理装置で球形化された処理物を回収する回収装置とを備える粉体処理設備であって、
前記供給口に供給される気流の温度を加熱する加熱装置を前記粉体処理装置の上流側に備えたことを特徴とする粉体処理設備。
【請求項８】
前記排出口から分岐した気体導入ダクトを備え、前記気体導入ダクトに連続開閉ダンパを設けることを特徴とする請求項７に記載の粉体処理設備。
【請求項９】
前記連続開閉ダンパの上流に冷却装置を備えることを特徴とする請求項８に記載の粉体処理設備。
【請求項１０】
前記処理原料として２種以上の処理原料を使用し、
２種以上の処理原料を供給する複数の原料供給装置が前記粉体処理装置の上流側に備えられ、
前記粉体処理装置で複合化された処理物が前記回収装置で回収されることを特徴とする請求項４ないし請求項９のいずれか一項に記載の粉体処理設備。
【請求項１１】
前記原料供給装置の下流側に、さらに前記２種類以上の処理原料を混合する原料混合装置が備えられていることを特徴とする請求項１０に記載の粉体処理設備。
【請求項１２】
前記処理原料として予め混合された２種以上からなる処理原料を使用し、
当該予め混合された処理原料を供給する１つの原料供給装置が前記粉体処理装置の上流側に備えられ、
前記粉体処理装置で複合化された処理物が前記回収装置で回収されることを特徴とする請求項４ないし請求項９のいずれか一項に記載の粉体処理設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鱗片状、不定（多角）形または表面に凹凸のある粉体、および、粉砕しやすい粉体の球形度や表面の平滑度を向上させる球形化処理、さらに、粉体（母粉体）の表面に他の粉体（子粉体）を付着させて粉体を複合化処理する粉体処理装置および粉体処理設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、電子技術用材料、光学技術用材料、高分子材料、医用材料として使用される粉体において、粉体形状の改善、特に、不規則粒形の球形化により流動性や充填性等を向上させるニーズが高くなってきた。さらに、粉体物性の改善、特に、２種以上の粉体の複合化により粉体表面を改質し、機能性を向上させるニーズも高くなってきた。このような粉体の球形化処理、さらに複合化処理に使用される粉体処理装置および粉体処理設備として、従来、特許文献１、２では、円筒状をなす回転子とその回転子の外側に僅少な間隙を存して嵌挿された固定子とを備えた本体と、本体の一端に備えられ、粉体を気流と共に回転子の接線方向に供給する供給口と、本体の他端に備えられ、球形化、さらに複合化された粉体と気流とを回転子の接線方向に排出させる排出口とを備える粉体処理装置が記載されている。
【０００３】
この粉体処理装置においては、回転子の外側表面および固定子の内側表面には母線と平行な多数の突起材が周方向に連続して設けられている。そして、回転子の回転により、各々の突起材間に形成される間隙に多数の微少渦流を形成して、気流中に分散した不規則粒形の粉体または２種以上の粉体が相互に強力に接触するようにしている。その結果、粉体処理装置では、粉体が連続して球形化、さらに複合化される。
【０００４】
また、粉体処理設備としては、粉体処理装置の上流側に、粉体を粉体処理装置に供給するための気流を発生させる気流発生手段と、この気流を加熱および/または冷却するための熱交換手段と、この温度調整された気流中に粉体を分散させるための原料供給器（原料混合機を含む）とを配設し、粉体処理装置の下流側に、粉体処理装置で処理（球形化、さらに複合化）された粉体を気流から分離、捕集するための捕集器と、粉体処理設備内で気流を流動させるための送風機とを配設したものが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平０５-０３２０９４号公報（２頁左欄１０〜３８行、３頁左欄３４行〜右欄２１行、第１図、第３図）
【特許文献２】特公平５−０３２０９５号公報（２頁左欄２７行〜右欄９行、３頁左欄４１行〜右欄３３行、第１図、第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の特許文献１に記載の粉体処理装置においては、球形化処理に際し、６０℃以下程度で塑性変形し易くなるような（融点の低い）粉体は球形化処理が可能であったが、塑性変形に１００℃以上を必要とする（融点の高い）粉体、黒鉛のような塑性変形しない粉体の球形化処理は不可能であった。そのため、球形化処理を可能にするために、粉体処理装置の回転子の回転数を高くすることも検討されたが、回転数を高くすると、突起材間に形成される間隙に強い渦流が発生し、粉体の球形化よりも、粉体が粉砕し易くなり、粉体の細径化が進み易いという問題があった。
【０００７】
そして、特許文献２に記載の粉体処理装置においても、複合化処理に際し、粉砕されやすい粉体を処理する場合には、回転子と固定子との間に形成される間隙を広くすることや回転数を下げた運転条件とすることで粉体が粉砕されないようにする必要があった。ここで、回転数を下げた場合には、間隙内に形成される渦流が弱くなり、複合化作用が低下するという問題があった。これは、使用できる回転数範囲が限られ、複合化作用そのものの調整範囲が狭まることとなる。また、間隙を調整するためには、固定子の内径あるいは回転子の外径を変える必要があり、部品交換による調整となり、自由に運転条件を調整することは難しいこととなる。
【０００８】
また、従来の粉体処理装置の固定子の軸方向の溝を無くし、平滑な円筒にすると、回転子の回転を高くしても、粉体が粉砕しないで球形化処理、さらに複合化処理されることがわかった。ただし、この方法では、球形化処理、さらに複合化処理の進み具合が遅く、粉体を装置に１回通過しただけでは、粉体が十分に球形化処理、さらに複合化処理されず、装置に何回も通す必要があり、粉体の大量処理が困難であるという問題があった。さらに、従来の粉体処理装置においては、通常の１／３程度まで風量（流量）を下げると球形化処理、さらに複合化処理が進むことがわかった。しかしながら、風量を下げると、粉体の流れが不安定になると共に、処理温度の上昇が大きくなり、熱に弱い粉体（融点の低い粉体）においては、粉体同士の融着が発生し、球形化処理、さらに複合化処理が不可能になるという問題があった。
【０００９】
したがって、１回の球形化処理、さらに複合化処理で粉体の処理を進めるためには、風量を下げることなく、装置内を粉体が通過する時間（滞留時間）を長くする必要がある。従来の装置においては、固定子と回転子の全長を長くすればよいが、装置の重量増加による機械的強度、設置スペース、コスト等の問題で限界があった。
【００１０】
そこで、本発明は、このような問題を解決すべく創案されたもので、その目的は、粉体が粉砕されることなく、大量の粉体を１回で球形化処理、さらに複合化処理できると共に、粉体の特性に影響されず、すなわち、黒鉛のような塑性変形しない粉体から融点の低い粉体まで球形化処理、さらに複合化処理することができる粉体処理装置および粉体処理設備を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するために、本発明に係る粉体処理装置は、高速回転する円筒状の回転子と、前記回転子の外側に間隙を形成するように当該回転子と同軸に配置された円筒状の固定子とを備えた本体部と、前記本体部の一端に設けられ、処理原料を気流と共に前記間隙に供給する供給口と、前記本体部の他端に設けられ、前記処理原料が前記回転子と前記固定子との間で球形化された処理物を前記間隙から排出させる排出口とを備えた粉体処理装置において、前記固定子の内周面に、当該固定子の軸線に対して直交する複数の円周溝、または、前記軸線に対して空気流の下流に向かう方向から回転子の回転方向に６０度以上９０度未満の角度をなすらせん溝が形成された粉体処理装置として構成したものである。
【００１２】
前記構成によれば、供給口から間隙に気流と共に供給された処理原料が、回転子の回転により発生した旋回流により、固定子に押し付けられながら、間隙内を供給口から排出口に向けて通過する。この際、固定子内周面に円周溝またはらせん溝が設けられていることにより、旋回流による遠心力で処理原料が溝底に押し付けられる。そして、処理原料が溝から出るには遠心力と逆方向に移動することとなるので、処理原料は容易には溝から出られず、溝内に長時間滞留することとなる。また、滞留時間を長くするために風量（気流の流速）を下げる必要がなくなる。そのため、壁面と処理原料との接触、および、処理原料同士の接触が多くなり、処理原料の球形化処理が進み、処理能力が向上すると共に、球形化処理により発生する熱を気流によって冷却でき、処理温度の温度上昇が少なくなる。また、従来の粉体処理装置に設けられた軸線と平行な突起材により形成された間隙と異なり、間隙内に強力な渦流が発生することを抑えることが可能となり、処理原料の粉砕が防止される。さらに、回転子と固定子との間で球形化処理された処理物は、間隙から排出口に気流と共に排出される。
【００１３】
また、本発明に係る粉体処理装置は、前記固定子の内周面に、前記複数の円周溝が形成された第１溝形成領域と、この第１溝形成領域に連続して形成され、前記軸線に対して回転子の回転方向に０度を超え４５度以下の角度をなす傾斜縦溝が形成された第２溝形成領域とを設けた粉体処理装置として構成したものであってもよい。
【００１４】
前記構成によれば、さらに、旋回流による遠心力で、供給口から間隙に気流と共に供給された処理原料が第１溝形成領域の円周溝内に長時間滞留することとなり、風量を下げる必要がなくなる。そのため、処理温度を上昇させずに、かつ、処理原料の粉砕を抑えながら球形化処理することができ、処理減原料の球形化処理が進み、処理能力が向上する。また、球形化処理された処理物は、排出口から気流と共に排出される。
【００１５】
また、固定子に複数の傾斜縦溝が形成された第２溝形成領域が設けられることにより、粉体が分散する。例えば、固定子の供給口側に第２溝形成領域が設けられた場合には気流と共に間隙に供給される処理原料が分散され、中間部に設けられた場合には、間隙内に凝集した処理原料または球形化処理された処理物が分散され、排出口側に設けられた場合には凝集した処理物が分散される。そのため、処理原料の球形化処理が促進される。
【００１６】
なお、本発明に係る粉体処理装置は、前記回転子の外周面に、当該回転子の軸線に対して平行な複数の縦凸部、または、前記軸線に対して回転子の回転方向に０度を超え４５度以下の角度をなす複数の傾斜凸部が形成された粉体処理装置として構成したものであってもよい。
前記構成によれば、回転子の外周面に形成された縦凸部または傾斜凸部により、処理原料を固定子の溝内で旋回させる作用が強力になり、球形化処理がより一層促進される。
【００１７】
本発明に係る粉体処理装置は、前記回転子の外周面に、当該回転子の軸線に対して平行な複数の縦凸部、または、前記軸線に対して空気流の下流に向かう方向から回転子の回転方向に０度を超え４５度以下の角度をなす複数の傾斜凸部が形成された凸部形成領域と、この凸部形成領域に連続して形成され、前記凸部形成領域の最小外径より大きく最大外径以下の外径を有し、平滑に形成された円筒領域とを設けた粉体処理装置として構成したものであってもよい。
【００１８】
前記構成によれば、処理原料が固定子の溝底に押し付けられずに、回転子の凸部形成領域における縦凸部間または傾斜凸部間に形成された凹部を移動するようなことが発生した場合でも、円筒領域を設けることにより、凹部を移動する処理原料を、固定子の溝底に移動させ、球形化処理を行なうことが可能となる。そのため、処理原料の球形化処理がより一層促進される。
【００１９】
本発明に係る粉体処理装置は、前記処理原料として２種以上の処理原料を使用し、２種以上の処理原料が前記回転子と前記固定子との間で複合化された処理物を前記間隙から前記排出口に排出する粉体処理装置として構成することができる。
【００２０】
前記構成によれば、壁面と処理原料との接触、および、処理原料同士の接触が多くなり、処理原料の複合化処理が進み、処理能力が向上すると共に、複合化処理により発生する熱を気流によって冷却でき、処理温度の温度上昇が少なくなる。また、従来の粉体処理装置に設けられた軸線と平行な突起材により形成された間隙と異なり、間隙内に強力な渦流が発生することを抑えることが可能となり、処理原料の粉砕が防止される。さらに、回転子と固定子との間で複合化処理された処理物は、間隙から排出口に気流と共に排出される。
【００２１】
本発明に係る粉体処理設備は、本発明に係る粉体処理装置と、前記粉体処理装置の下流側に配置され、前記供給口に供給され、かつ前記排出口から排出される気流を発生させる排風装置と、前記粉体処理装置の上流側に配置され、当該粉体処理装置の上流側に形成される気流と共に処理原料を前記供給口に供給するべく、当該処理原料を前記粉体処理装置の上流側に形成される気流に対して供給する原料供給装置と、前記排風装置の上流側に配置され、前記排出口から排出された気流から前記粉体処理装置で球形化された処理物を回収する回収装置とを備える粉体処理設備であって、前記供給口に供給される気流の温度を冷却する冷却装置を前記粉体処理装置の上流側に備えた粉体処理設備として構成したものである。
【００２２】
前記構成によれば、原料供給装置を備えることにより、供給口への処理原料の供給量が調整される。また、排風装置を備えることにより、処理原料と共に供給口に供給される気流の流速、粉体処理装置の間隙内を流通する気流の流速（風量）および球形化された処理物と共に排出口から排出される気流の流速が調整される。また、回収装置を備えることにより、球形化された処理物が効率よく回収される。さらに、冷却装置を備えることにより、粉体処理装置内に供給される処理原料の温度が低くなり、球形化処理の際の処理温度が低くなる。それにより、処理原料の融着を抑えることができる。その結果、処理原料の球形化処理が進み、処理能力が向上する。特に、融点の低い処理原料において顕著となる。
【００２３】
本発明に係る粉体処理設備は、前記排出口から分岐した気体導入ダクトを備え、前記気体導入ダクトに連続開閉ダンパを設ける粉体処理設備として構成することができる。
【００２４】
前記構成によれば、気体導入ダクトを備え、そのダクトに連続開閉ダンパを設けることにより、ダンパが閉じた際には粉体処理装置内を流れる気流が速くなり、開けた際には気流が遅くなる。ダンパを連続的に開閉することで粉体処理装置内の気流が脈動し、気流が速くなると処理原料は粉体処理装置内を供給口側から排出口側に移動し、気流が遅くなると固定子の円周溝またはらせん溝内に滞留する。したがって、ダンパの開閉タイミングを調整することで、処理原料の滞留時間を長くすることが可能となり、球形化処理が進み、処理能力が向上する。また、球形化処理された処理物は一定速の速い気流により排出口から排出されるため、処理物の排出口内への付着等が発生することがない。
【００２５】
本発明に係る粉体処理設備は、前記連続開閉ダンパの上流を前記冷却装置と前記原料供給装置との間に接続する粉体処理設備として構成することができる。
【００２６】
前記構成によれば、連続開閉ダンパの上流に冷却装置を備えることとなり、気体導入ダクトを介して排出口内に冷却された気流が供給され、球形化処理された処理物を冷却することが可能となる。その結果、処理物の排出口内への付着等が発生することがない。
【００２７】
本発明に係る第２の粉体処理設備は、本発明に係る粉体処理装置と、前記粉体処理装置の上流側に配置され、気流と共に処理原料を前記供給口に供給する原料供給装置と、前記粉体処理装置の下流側に配置され、前記供給口に供給され、かつ前記排出口から排出される気流を発生させる排風装置と、前記排風装置の上流側に配置され、前記排出口から排出された気流から前記粉体処理装置で球形化された処理物を回収する回収装置とを備える粉体処理設備であって、前記供給口に供給される気流の温度を加熱する加熱装置を前記粉体処理装置の上流側に備えた粉体処理設備として構成したものである。
【００２８】
前記構成によれば、本発明に係る先の粉体処理設備と同様に、処理原料の供給量、粉体処理設備を流通する気流の流速が調整されると共に、球形化された処理物が効率よく回収される。また、加熱装置を備えることにより、粉体処理装置内に供給される処理原料の温度が高くなり、球形化処理の際の温度が高くなる。それにより、処理原料を軟化させながら球形化処理することができる。その結果、処理原料の球形化処理が進み、処理能力が向上する。特に、融点の高い処理原料において顕著となる。なお、供給口に供給される気流を加熱（昇温）しても、球形化処理の際の温度が、処理原料の融着が発生する温度にまで高くなることはない。
【００２９】
発明に係る第２の粉体処理設備は、前記排出口から分岐した気体導入ダクトを備え、前記気体導入ダクトに連続開閉ダンパを設ける粉体処理設備として構成することができる。
【００３０】
前記構成によれば、本発明に係る先の粉体処理設備と同様に、連続開閉ダンパを設け、その開閉タイミングを調整することで、処理原料の滞留時間を長くすることが可能となり、球形化処理が進み、処理能力が向上する。また、球形化処理された処理物は一定速の速い気流により排出口から排出されるため、処理物の排出口内への付着等が発生することがない。
【００３１】
本発明に係る第２の粉体処理設備は、前記連続開閉ダンパの上流に冷却装置を備える粉体処理設備として構成することができる。
【００３２】
前記構成によれば、連続開閉ダンパの上流に冷却装置を備えることにより、気体導入ダクトを介して排出口内に冷却された気流が供給され、球形化処理された処理物を冷却することが可能となる。その結果、処理物の排出口内への付着等が発生することがない。
【００３３】
本発明に係る粉体処理設備は、前記処理原料として２種以上の処理原料を使用し、２種以上の処理原料を供給する複数の原料供給装置が前記粉体処理装置の上流側に備えられ、前記粉体処理装置で複合化された処理物が前記回収装置で回収される粉体処理設備として構成することができる。
【００３４】
前記構成によれば、複数の原料供給装置から個別に温度調節された気流に対して供給され、温度調節された気流と共に粉体処理装置内に供給された２種以上の処理原料は、粉体処理装置の供給口側の間隙で混合され、母粉体（粒径の大きい粉体）となる処理原料表面に、子粉体（粒径の小さい粉体）となる処理原料が付着する。そして、排出口側の間隙に近づくにつれて、両処理原料が複合化される。
【００３５】
本発明に係るさらに別の粉体処理設備は、２種以上の処理原料が回転子と固定子との間で複合化された処理物を排出口に排出するようにした本発明に係る粉体処理装置と、前記粉体処理装置の下流側に配置され、前記供給口に供給され、かつ前記排出口から排出される気流を発生させる排風装置と、前記粉体処理装置の上流側に配置され、当該粉体処理装置の上流側に形成される気流と共に２種以上の処理原料を前記供給口に供給するべく、当該処理原料を前記粉体処理装置の上流側に形成される気流に対して供給する複数の原料供給装置と、前記排風装置の上流側に配置され、前記排出口から排出された気流から前記粉体処理装置で複合化された処理物を回収する回収装置とを備える粉体処理設備として構成したものである。
【００３６】
前記構成によれば、複数の原料供給装置から個別に粉体処理装置内に供給された２種以上の処理原料は、粉体処理装置の供給口側の間隙で混合され、母粉体（粒径の大きい粉体）となる処理原料表面に、子粉体（粒径の小さい粉体）となる処理原料が付着する。そして、排出口側の間隙に近づくにつれて、両処理原料が複合化される。
【００３７】
本発明に係る粉体処理設備は、前記原料供給装置の下流側に、さらに前記２種類以上の処理原料を混合する原料混合装置が備えられている粉体処理設備として構成したものである。
【００３８】
前記構成によれば、原料混合装置によって、２種以上の処理原料が混合され、母粉体（粒径の大きい粉体）となる処理原料表面に、子粉体（粒径の小さい粉体）となる処理原料が付着した混合処理原料が生成される。この混合処理原料が粉体処理装置（間隙）に供給されることによって、供給口側の間隙で処理原料の付着が進行する請求項１２の粉体処理設備と異なり、供給口側から排出口側の間隙の全領域で処理原料が複合化される。したがって、複合化処理時間が長くなり、より強固な複合化状態が達成される。
【００３９】
本発明に係る粉体処理設備は、前記処理原料として予め混合された２種以上からなる処理原料を使用し、当該予め混合された処理原料を供給する1つの原料供給装置が前記粉体処理装置の上流側に備えられ、前記粉体処理装置で複合化された処理物が前記回収装置で回収される粉体処理設備として構成することができる。
【００４０】
前記構成によれば、１つの原料供給装置によって、予め混合された２種以上からなる処理原料が温度調節された気流と共に粉体処理装置（間隙）に供給されることによって、供給口側から排出口側の間隙の全領域で処理原料が複合化される。したがって、複合化処理時間が長くなり、より強固な複合化状態が達成される。
【００４１】
本発明に係るまた別の粉体処理設備は、２種以上の処理原料が回転子と固定子との間で複合化された処理物を排出口に排出するようにした本発明に係る粉体処理装置と、前記粉体処理装置の下流側に配置され、前記供給口に供給され、かつ前記排出口から排出される気流を発生させる排風装置と、前記粉体処理装置の上流側に配置され、当該粉体処理装置の上流側に形成される気流と共に、予め混合された２種以上の処理原料を前記供給口に供給するべく、当該処理原料を前記粉体処理装置の上流側に形成される気流に対して供給する1つの原料供給装置と、前記排風装置の上流側に配置され、前記排出口から排出された気流から前記粉体処理装置で複合化された処理物を回収する回収装置とを備える粉体処理設備として構成したものである。
【００４２】
前記構成によれば、１つの原料供給装置によって、予め混合された２種以上の処理原料が気流と共に粉体処理装置（間隙）に供給されることによって、供給口側から排出口側の間隙の全領域で処理原料が複合化される。したがって、複合化処理時間が長くなり、より強固な複合化状態が達成される。
【発明の効果】
【００４３】
本発明に係る粉体処理装置によれば、固定子の外周面に円周溝またはらせん溝を形成することにより、または、固定子の外周面に円周溝またはらせん溝を形成した第１溝形成領域と、縦溝または傾斜縦溝を形成した第２溝形成領域とを設けることにより、間隙（溝内）の渦流の発生が抑えられ、旋回流が発生するため、処理原料の溝内での滞留時間が長くなると共に、処理温度の上昇も抑えられる。その結果、粉体が粉砕されることなく、大量の粉体を１回で処理できると共に、粉体の特性に影響されず、すなわち、黒鉛のような塑性変形しない粉体から融点の低い粉体まで球形化処理、さらに複合化処理することができる。
【００４４】
また、粉体処理装置によれば、回転子の外周面に、縦凸部または傾斜凸部を形成することにより、また、縦凸部または傾斜凸部を形成した凸部形成領域と円筒領域とを設けることにより、球形化処理時間、さらに複合化処理時間が短縮化されると共に、球形化処理、さらに複合化処理された処理物の粒径が均一となる。
【００４５】
本発明に係る粉体処理設備によれば、冷却装置または加熱装置を粉体処理装置の上流側に備えることにより、また、複数の原料供給装置（原料混合装置を含む）、または、予め混合された処理原料を供給する１つの原料供給装置を備えることにより、粉体が粉砕されることなく、大量の粉体を１回で処理できると共に、粉体の特性に影響されず、すなわち、黒鉛のような塑性変形しない粉体から融点の低い粉体まで球形化処理、さらに複合化処理することができる。
【００４６】
また、粉体処理設備によれば、排出口から分岐した気体導入ダクトを備え、そのダクトに連続開閉ダンパを設けることにより、また、連続開閉ダンパの上流を冷却装置と原料供給装置との間に接続することにより、さらに、連続開閉ダンパの上流に冷却装置を備えることにより、球形化処理時間、さらに複合化処理時間が短縮化されると共に、球形化処理、さらに複合化処理された処理物の粒径が均一となる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】（ａ）は本発明に係る粉体処理装置の構成を示す断面図、（ｂ）は回転子および固定子の断面形状を示す要部拡大断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は固定子の内周面を示す断面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は固定子に形成された円周溝またはらせん溝の断面形状を示す要部拡大断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は他の回転子の外周面を示す正面図、（ｄ）は（ｃ）の要部拡大断面図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は回転子に形成された縦凸部または傾斜凸部の断面形状を示す要部拡大断面図である。
【図６】他の縦凸部または傾斜凸部の断面形状を示す要部拡大断面図である。
【図７】本発明に係る粉体処理設備（球形化処理用）の構成を示す模式図である。
【図８】本発明に係る他の粉体処理設備（球形化処理用）の構成を示す模式図である。
【図９】本発明に係る他の粉体処理設備（球形化処理用）の構成を示す模式図である。
【図１０】本発明に係る他の粉体処理設備（球形化処理用）の構成を示す模式図である。
【図１１】本発明に係る粉体処理設備（複合化処理用）の構成を示す模式図である。
【図１２】本発明に係る他の粉体処理設備（複合化処理用）の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
本発明に係る粉体処理装置および粉体処理設備の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。本発明において、粉体とは、有機、無機系を問わず、トナー、黒鉛、ナイロン、酸化チタン等に代表される、平均粒径が数百μｍ以下の粉末を言う。そして、粉体処理とは、不規則粒形の粉体（例えば、平均粒径が５〜５０μｍの粉体）を球形化処理すること、または、粉体（母粉体：例えば、平均粒径が５〜５０μｍの粉体）の表面に他の粉体（子粉体：母粉体の平均粒径に対して好ましくは１／１０以下、より好ましくは１／１００の粉体）を付着させて粉体を複合化する、すなわち、異なる機能を有する２種以上の粉体を複合化処理することを意味する。また、複合化処理においては、複合化した粉体の球形化処理も同時に行なわれる。
【００４９】
図１（ａ）は粉体処理装置の構成を示す断面図、（ｂ）は回転子および固定子の断面形状を示す要部拡大断面図、図２（ａ）〜（ｄ）は固定子の内周面を示す断面図、図３（ａ）、（ｂ）は固定子に形成された円周溝またはらせん溝の断面形状を示す要部拡大断面図、図４（ａ）〜（ｃ）は他の回転子の外周面を示す正面図、（ｄ）は（ｃ）の要部拡大断面図、図５（ａ）、（ｂ）は回転子に形成された縦凸部または傾斜凸部の断面形状を示す要部拡大断面図、図６は他の縦凸部または傾斜凸部の断面形状を示す要部拡大断面図、図７〜図１２は粉体処理設備の構成を示す模式図である。
【００５０】
なお、本発明に係る粉体処理装置および粉体処理設備の実施の形態では、本体部の回転子および固定子の軸線が垂直となるように設けた図面を例示して説明しているが、本発明はこれらの図例に限定されるものではない。すなわち、本発明における回転子および固定子の軸線は、垂直以外の角度に設けてもよく、例えば、水平に設けてもよい。
【００５１】
＜粉体処理装置＞
本発明においては、粉体の球形化処理および複合化処理のいずれにおいても、同一構成の粉体処理装置が使用される。まず、粉体処理装置の第１実施形態について説明する。
第１実施形態の粉体処理装置は、図１（ａ）に示すように、粉体処理装置１が、回転子２ａと固定子３ａとを備えた本体部４と、本体部４の一端に設けられた供給口６と、本体部４の他端に設けられた排出口７とを備える。以下、各構成について説明する。
【００５２】
（１）本体部
本体部４は、回転子２ａと、回転子２ａの外側に間隙５を形成するように回転子２ａと同軸に配置された固定子３ａとを備える。ここで、図１（ｂ）に示すように、間隙５は、回転子２ａの最外周面と、固定子３ａの最内周面、すなわち固定子３ａに形成された後記する円周溝１４ａ間に形成された山部の頂点面との距離Ｓであって、０．５〜５ｍｍが好ましい。なお、後記するように、回転子の外周面に縦凸部１６ａまたは傾斜凸部１６ｂ（図４（ａ）、（ｂ）、図５（ａ）参照）が形成されている場合には、回転子の最外周面は各凸部の頂点面となる。また、後記するように、固定子の内周面にらせん溝１４ｂ、縦溝１５ａまたは傾斜縦溝１５ｂ（図２（ｂ）〜（ｄ）参照）が形成されている場合には、固定子の最内周面は各溝間に形成された山部の頂点面となる。距離Ｓが０．５ｍｍ未満の場合には、間隙５内での処理原料同士の接触、処理原料と最外周面（回転子２ａ）または最内周面（固定子３ａ）との接触が著しくなり、最外周面または最内周面に焼付き現象を起こし易くなる。また、距離Ｓが５ｍｍを超える場合には、間隙５内に旋回流が発生し難くなり、処理原料の球形化処理、さらに複合化処理が進み難くなる。
【００５３】
（第１の回転子）
回転子２ａは、回転軸９を有し、この回転軸９が頂板１１に設けられた軸受１２ｂおよび基台１０に設けられた軸受１２ａにより支持されることにより、基台１０の上に垂直に置かれている。また、回転軸９の下端部には駆動装置（図示せず）により駆動されるＶプーリー１３が装着されている。そして、この駆動装置の駆動により、回転子２ａは回転軸９を中心に高速、例えば、通常周速１００〜１３０ｍ／ｓ、最高周速１７０ｍ／ｓで回転する。また、回転子２ａは、円筒状に金属等で作製された円筒体であって、その外周面を硬質クロムメッキまたは超鋼等の溶射により耐磨耗処理されていることが好ましい。
【００５４】
（第１の固定子）
固定子３ａは、前記したように、回転子２ａの外側に間隙５を形成するように回転子２ａと同軸に配置されたもので、円筒状に金属等で作製された円筒体であって、その内周面を硬質クロムメッキまたは超鋼等の溶射により耐磨耗処理されていることが好ましい。なお、固定子３ａはライナ型、一体型のいずれでもよい。また、固定子３ａは、冷却ジャケット８を備えることが、より好ましい。
【００５５】
図２（ａ）に示すように、固定子３ａには、その内周面に、固定子３ａの軸線に対して直交する円周溝１４ａが多段に形成されている。また、固定子３ａは、図２（ｂ）に示すように、軸線に対して空気流の下流に向かう方向から回転子の回転方向に６０度以上９０度未満の角度θ１をなすらせん溝１４ｂが形成されたものであってもよい。また、らせん溝は図示しないが、複数条のらせん溝であってもよい。
【００５６】
ここで、らせん溝１４ｂの角度θ１が９０度の場合が円周溝１４ａであって、角度θ１が６０度未満であると、溝内に旋回流が発生しないため、処理原料の溝内での滞留時間を長くできず、球形化処理、さらに複合化処理が進まない。また、らせん溝１４ｂの固定子３ａの下端から上端に向けての旋回方向は、回転子２ａの回転方向と同一方向、異なる方向のいずれでもよいが、溝内に旋回流が発生し易い同一方向が好ましい。
【００５７】
円周溝１４ａまたはらせん溝１４ｂの溝形状は、図３（ａ）に示すような四角（台形）、図３（ｂ）に示すような三角（溝１４ｃ参照）、または、図示しないがＵ字であることが好ましい。そして、溝形状の寸法は、溝幅Ｗ２が５〜５０ｍｍ、溝深さＤ１が３〜２０ｍｍ、溝側面の角度は上流側の溝角度θ３が４５〜９０度、下流側の溝角度θ４が９０〜１５０度が好ましい。また、溝間に形成された山の山頂幅Ｗ１が０〜５０ｍｍが好ましく、磨耗を考慮すると２〜５０ｍｍがより好ましい。さらに、溝底と溝側面の角ｒ１、ｒ２が０〜１０ｍｍ、山頂と溝側面の角Ｒ１、Ｒ２が０〜１０ｍｍが好ましい。なお、溝幅Ｗ２、溝深さＤ１が下限値未満であると、渦流が発生し易く、処理原料に破砕がおき易くなる。溝幅Ｗ２、溝深さＤ１、山頂幅Ｗ１、角ｒ１、ｒ２、Ｒ１、Ｒ２が上限値を超えると、または、溝角度θ３、θ４が所定範囲外となると、旋回流が発生し難くなり、処理原料の溝内での滞留時間が短くなり易い。
【００５８】
（供給口、排出口）
図１（ａ）に示すように、供給口６は、本体部４の一端（下端）に設けられ、処理原料を気流と共に回転子２ａと固定子３ａとの間に形成された間隙５に供給するためのものである。また、排出口７は、本体部４の他端（上端）に設けられ、回転子２ａと固定子３ａとの間で球形化、さらに複合化された処理物を間隙５から排出するためのものある。そして、処理原料の供給および処理物の排出を容易なものとするために、供給口６、排出口７は共に、回転子２ａの接線方向に設けられていることが好ましい。図において、供給口６、排出口７の配置は、互いに１８０度の角度をなす方向に配置されているが、同一方向（角度０度）または他の角度（例えば、９０度）をなす方向に配置されていてもよい。また、本体部４の他端（上端）に供給口６、一端（下端）に排出口７を設けてもよい。
【００５９】
次に、粉体処理装置の第２実施形態について説明する。
第２実施形態の粉体装置（図示せず）は、前記した第１実施形態の粉体処理装置を構成する固定子３ａに代えて、図２（ｃ）、（ｄ）に示す固定子３ｂを使用したものである。他の構成は第１実施形態と同様なので説明を省略する。
【００６０】
（第２の固定子）
固定子３ｂは、固定子３ａ（図２（ａ）、（ｂ）参照）と同様に、円筒状に金属等で作製された円筒体であって、その内周面に第１溝形成領域Ａと、この第１溝形成領域Ａに連続して形成された第２溝形成領域Ｂとが設けられている。第１溝形成領域Ａは、処理原料を球形化、さらに複合化する作用を有する領域で、第２溝形成領域Ｂは、処理原料または球形化処理、さらに複合化処理された処理物を分散する作用を有する領域である。第２溝形成領域Ｂは、固定子３ｂの上端側（図１の排出口７側）、中間部、下端部（図１の供給口６側）のいずれの位置に設けてもよい。また、第１溝形成領域Ａおよび第２溝形成領域Ｂは複数設けてもよい。そして、第２溝形成領域Ｂの第１溝形成領域Ａに対する軸方向での長さの比（Ｂ／Ａ）は、球形化作用（複合化作用）および分散作用を考慮して、１／５〜１／２が好ましい。ここで、長さは、各領域の合計長さである。さらに、固定子３ｂの内周面が、耐磨耗処理されていることが好ましい。
【００６１】
（第１溝形成領域）
第１溝形成領域Ａは、固定子３ｂの内周面に、固定子３ｂの軸線に対して直交する円周溝１４ａ、または、軸線に対して空気流の下流に向かう方向から回転子の回転方向に６０度以上９０度未満の角度をなすらせん溝１４ｂ（図示せず）が形成された領域である。円周溝１４ａ、らせん溝１４ｂについては、第１実施形態（第１の固定子３ａ）と同様なので、説明を省略する。
【００６２】
（第２溝形成領域）
第２溝形成領域Ｂは、固定子３ｂの内周面に、固定子３ｂの軸線に対して平行な縦溝１５ａ、または、軸線に対して空気流の下流に向かう方向から回転子の回転方向に０度を超え４５度以下の角度θ２をなす傾斜縦溝１５ｂが形成された領域である。傾斜縦溝１５ｂの角度θ２が０度の場合が縦溝１５ａであって、角度θ２が４５度を超えると、傾斜縦溝１５ｂによる処理原料または処理物の分散作用がなくなる。また、傾斜縦溝１５ｂの固定子３ｂの下端から上端に向けての傾斜方向は、回転子２ａの回転方向の前方側、後方側のいずれでもよいが、図２（ｄ）に示すような、処理原料が溝内へ供給され易い、または、処理物が溝内から排出され易い後方側への傾斜が好ましい。
【００６３】
縦溝１５ａおよび傾斜縦溝１５ｂの溝形状は、四角（台形）またはＵ字であることが好ましい（図５（ａ）凹部１９ａ、図６（ｂ）の凹部１９ｃ参照）。そして、溝形状の寸法は、図示しないが、溝深さが５〜１５ｍｍ、溝間に形成された山の山頂幅が２〜１０ｍｍ、山頂ピッチが５〜５０ｍｍが好ましい。溝深さ、山頂幅または山頂ピッチが下限値未満であると粉砕作用が強くなり、上限値を超えると分散作用が低下し易い。
【００６４】
次に、粉体処理装置の好ましい実施形態について説明する。
好ましい粉体処理装置（図示せず）は、前記した第１、２実施形態の粉体処理装置を構成する回転子２ａに代えて、図４（ａ）、（ｂ）に示す回転子２ｂを使用したものである。他の構成は第１、２実施形態と同様なので説明を省略する。
【００６５】
（第２の回転子）
回転子２ｂは、回転子２ａ（図１参照）と同様に、円筒状に金属等で作製された円筒体であって、その外周面に、回転子２ｂの軸線に対して平行な縦凸部１６ａ、または、軸線に対して空気流の下流に向かう方向から回転子の回転方向に０度を超え４５度以下の角度θ５をなす傾斜凸部１６ｂが形成されている。傾斜凸部１６ｂの角度θ５が０度の場合が縦凸部１６ａであって、角度θ５が４５度超えると、傾斜凸部１６ｂによる旋回流の向上作用が小さくなる。また、傾斜凸部１６ｂの回転子２ｂの下端から上端に向けての傾斜方向は、回転子２ｂの回転方向の前方側、後方側のいずれでもよいが、図４（ｂ）に示すような、旋回流が向上し易い後方側が好ましい。
【００６６】
縦凸部１６ａまたは傾斜凸部１６ｂの凸部間に形成される凹部形状は、四角（台形）（図５（ａ）の凹部１９ａ参照）、三角（図６（ａ）の凹部１９ｂ参照）またはＵ字（図６（ｂ）の凹部１９ｃ参照）であることが好ましく、凹部の底面は、回転子２ｂの外周面と平行な円弧または平面で形成される。また、回転子２ｂは、縦凸部１６ａまたは傾斜凸部１６ｂの代わりに、ブレード１６ｃ（図６（ｃ）参照）を回転子外表面に埋め込んだものであってもよい。
【００６７】
図５（ａ）に示すように、縦凸部１６ａまたは傾斜凸部１６ｂの凸部形状の寸法は、凸部高さＤ２が５〜１５ｍｍ、凸部頂点幅Ｗ３が０〜１０ｍｍ、頂点ピッチＰが５〜１００ｍｍ、凸部底面の角ｒ３が０＜ｒ３＜２Ｄ２が好ましい。凸部高さＤ２、頂点ピッチＰが下限値未満であると、凹部１９ａでの渦流が強くなり、処理原料を固定子の溝底部に押し付ける力が低下し、処理原料の溝内での滞留時間が短くなり易い。凸部高さＤ２、凸部頂点幅Ｗ３、頂点ピッチＰ、角ｒ３が上限値を超えると旋回流が発生し難くなり、処理原料の溝内での滞留時間が短くなり易い。なお、頂点ピッチＰは、２０〜６０ｍｍがより好ましい。
【００６８】
図５（ｂ）に示すように、縦凸部１６ａまたは傾斜凸部１６ｂは、回転子２ｂの回転方向前方側または後方側に傾斜した形状でもよい。そして、前方側の凸部側面１７の傾斜角度θ６は−５〜４５度、後方側の凸部側面１８の傾斜角度θ７は−４５〜４５度であることが好ましい。ここで、傾斜角度θ６は、凸部側面１７の延長線と、回転子２ｂの回転中心と凸部頂点面の前方側の角とを結ぶ直線で形成されたもので、傾斜角度θ７は、凸部側面１８の延長線と、回転子２ｂの回転中心と凸部頂点面の後方側の角とを結ぶ直線で形成されたものである。
【００６９】
また、他の好ましい実施形態の粉体処理装置（図示せず）は、前記した第１、２実施形態の粉体処理装置を構成する回転子２ａに代えて、図４（ｃ）、（ｄ）に示す回転子２ｃを使用したものである。他の構成は第１、２実施形態と同様なので説明を省略する。
【００７０】
（第３の回転子）
回転子２ｃは、回転子２ａ（図１参照）と同様に、円筒状に金属等で作製された円筒体であって、その外周面に、凸部形成領域Ｃと、この凸部形成領域Ｃに連続して形成された円筒領域Ｄとが設けられている。なお、回転子２ｃの外周面の複数箇所に、凸部形成領域Ｃと円筒領域Ｄとを設けてよい。また、回転子２ｃの外周面が耐磨耗処理されていることが好ましい。さらに、回転子２ｃは、１つの円筒体の外周面に凸部形成領域Ｃ、円筒領域Ｄの両者を加工して設けたもの、または、凸部形成領域Ｃを外周面に設けた円筒体と、円筒領域Ｄを外周面に設けた円筒体とを一体に結合したもののいずれでもよい。
【００７１】
凸部形成領域Ｃは、処理原料を球形化処理、さらに複合化処理する作用を有する領域である。そして、円筒領域Ｄは、縦凸部１６ａまたは傾斜凸部１６ｂ（図示せず）間に形成された凹部を移動する処理原料を、図２に示す固定子３ａ、３ｂの円周溝１４ａまたはらせん溝１４ｂの溝底に移動させて球形化処理、さらに複合化処理する作用を有する領域である。なお、各円筒領域Ｄの長さは、５０ｍｍ以下が好ましい。また、円筒領域Ｄの合計長さは、凸部形成領域Ｃの合計長さに対して２０％以下であることが好ましい。各円筒領域Ｄの長さが５０ｍｍを超える、または、円筒領域Ｄの合計長さが２０％を超えると、処理原料の球形化処理、さらに複合化処理に強く関与する凸部形成領域Ｃの面積が小さくなり、処理原料が球形化処理、さらに複合化処理され難くなる。
【００７２】
（凸部形成領域）
凸部形成領域Ｃは、回転子２ｃの外周面に、回転子２ｃの軸線に対して平行な縦凸部１６ａ、または、軸線に対して空気流の下流に向かう方向から回転子の回転方向に０度を超え４５度以下の角度をなす傾斜凸部１６ｂ（図示せず）が形成された領域である。縦凸部１６ａまたは傾斜凸部１６ｂについては、第２の回転子２ｂと同様なので、説明を省略する。
【００７３】
（円筒領域）
円筒領域Ｄは、前記凸部形成領域Ｃに連続して形成され、凸部形成領域Ｃの最小外径より大きく最大外径以下の外径を有する、平滑に形成された領域である。ここで、円筒領域Ｄの外径が、凸部形成領域Ｃの最小外径（図５（ａ）の凹部１９ａ底部の位置での外径）より小さいと、凹部１９ａ内の処理原料を固定子３ａ、３ｂへ移動させる作用がなくなる。また、円筒領域Ｄの外径が、凸部形成領域Ｃの最大外径（図５（ａ）の縦凸部１６ａ頂点面または傾斜凸部１６ｂ頂点面の位置での外径）を超えると、凹部１９ａ内の処理原料の固定子３ａ、３ｂへの移動の妨げとなり易い。
【００７４】
＜粉体処理設備＞
次に、粉体処理設備について説明する。まず、粉体の球形化処理に使用される粉体処理設備（球形化処理用）の第１実施形態について説明する。
図７に示すように、粉体処理設備（球形化処理用）２０ａは、図1〜図6において説明した粉体処理装置1を使用するものであって、その粉体処理装置１の上流側に配置され、供給ダクト２９を介して、気流と共に処理原料を粉体処理装置１（図１の供給口６）に供給する原料供給装置２１と、粉体処理装置１の下流側に配置され、排出ダクト３０を介して空気を吸引することによって、粉体処理装置１（供給口６）に供給され、かつ、粉体処理装置１（図１の排出口７）から排出される気流を発生させる排風装置２２と、その排風装置２２の上流側に配置され、粉体処理装置１（排出口７）から排出された気流から粉体処理装置１で球形化された処理物を回収する回収装置２３とを備え、さらに、粉体処理装置１（供給口６）に供給される気流の温度を冷却する冷却装置２４を粉体処理装置１の上流側に備える。
【００７５】
原料供給装置２１は、スクリュー式またはテーブル式等の従来公知の供給装置を使用し、その種類は問わない。回収装置２３は、サイクロン２３ａ、バッグフィルタ２３ｂ等の従来公知の回収装置を使用し、図７ではサイクロン２３ａ、バッグフィルタ２３ｂを併用しているが、バッグフィルタ２３ｂのみでもよい。
【００７６】
冷却装置２４は、従来公知のクーラ等を使用し、気流の冷却のみならず除湿も行なうことが好ましい。冷却温度については、処理原料によって適宜設定され、例えば、トナーの場合には、気流を０〜５℃に冷却する。また、図７では、冷却装置２４を原料供給装置２１の上流側に設けたが、原料供給装置２１の下流側に設けてもよい。そして、粉体処理設備（球形化処理用）２０ａが冷却装置２４を備えることにより、処理原料の球形化処理能力（処理量）が向上し、特に、処理原料が低融点原料の場合、または、処理原料の供給量が多い場合に顕著である。
【００７７】
図８に示すように、粉体処理設備（球形化処理用）２０ａは、粉体処理装置１（排出口７）から分岐した気体導入ダクト２５を備え、その気体導入ダクト２５に連続開閉ダンパ２６を設けることが好ましい。
気体導入ダクト２５に導入される気体は、外気であって、窒素等の不活性ガスを使用してもよい。連続開閉ダンパ２６は、ロータリー式、バタフライ式またはゲート式等の従来公知のダンパを使用する。この連続開閉ダンパ２６の使用により、粉体処理装置１内の気流の速度（流量）が調整され、粉体処理装置１内での処理原料の滞留時間を長くすることができ、球形化処理能力が向上する。また、一定速の速い気流により、粉体処理装置１（排出口７）から処理物が排出されるため、排出口７内への処理物の付着、下流に配置された回収装置２３への悪影響を防止し易い。なお、原料供給装置２１より上流側に固定ダンパ３１を設け、外気側と粉体処理装置１側との流量バランス調整を行なってもよい。
【００７８】
図９に示すように、連続開閉ダンパ２６の上流を冷却装置２４と原料供給装置２１との間に接続することが好ましい。これにより、球形化された処理物を冷却することができ、粉体処理装置１（排出口７）内での処理物の付着を防止できる。
【００７９】
次に、粉体処理設備（球形化処理用）の第２実施形態について説明する。
図１０に示すように、粉体処理設備（球形化処理用）２０ｂは、前記した第１実施形態の粉体処理設備（球形化処理用）２０ａ（図８参照）の冷却装置２４に代えて、加熱装置２７を備える。他の構成は、第１実施形態の粉体処理設備（球形化処理用）２０ａと同様なので、他の構成については説明を省略する。
【００８０】
加熱装置２７は、従来公知のヒータ等を使用し、加熱温度については、処理原料によって適宜設定される。また、図１０では、加熱装置２７を原料供給装置２１の上流側に設けたが、原料供給装置２１の下流側に設けてもよい。そして、粉体処理設備（球形化処理用）２０ｂが加熱装置２７を備えることにより、処理原料の球形化処理能力が向上し、特に、処理原料が、熱に強い高融点原料で、高温で球形化処理が進む場合に顕著である。
【００８１】
粉体処理設備（球形化処理用）２０ｂは、前記粉体処理設備（球形化処理用）２０ａと同様に、気体導入ダクト２５を備え、その気体導入ダクト２５に連続開閉ダンパ２６を設けることが好ましい。また、連続開閉ダンパ２６の上流に冷却装置２８を備えることが好ましい。この冷却装置２８を備えることにより、昇温して球形化された処理物を冷却することができ、粉体処理装置１（排出口７）内での処理物の付着を防止できる。
なお、粉体処理設備（球形化処理用）２０ａ、２０ｂは、処理原料の特性によって、必ずしも、冷却装置２４、２８および加熱装置２７を備えていなくてもよい。
【００８２】
次に、粉体の複合化処理に使用される粉体処理設備（複合化処理用）の第１実施形態を図１１に示す。図１１に示すように、粉体処理設備（複合化処理用）２０ｃは、図１〜図６において説明した粉体処理装置１を使用するものであって、原料供給装置２１（図７参照）として、２種の処理原料を個別に供給する第１原料供給装置２１ａ、第２原料供給装置２１ｂを使用すること以外は、図７に示す粉体処理設備（球形化処理用）２０ａと同一構成を備える。このような構成により、処理原料の複合化処理能力（処理量）が向上し、特に、処理原料が低融点原料の場合、または、処理原料の供給量が多い場合に顕著である。
【００８３】
そして、第１原料供給装置２１ａ、第２原料供給装置２１ｂは、粉体処理設備（球形化処理用）２０ａの原料供給装置２１と同様な装置を使用し、他の構成については、粉体処理設備（球形化処理用）２０ａと同様なので説明を省略する。
【００８４】
次に、粉体処理設備（複合化処理用）の第２実施形態を図１２に示す。図１２に示すように、粉体処理設備（複合化処理用）２０ｄは、粉体処理設備（複合化処理用）２０ｃ（図１１参照）の第１原料供給装置２１ａ、第２原料供給装置２１ｂの下流側に、原料混合装置２１ｃを備えるものであって、２種の処理原料を予め混合した後、混合した処理原料を粉体処理装置１に供給するものである。また、混合された処理原料の供給量を調節するために、原料混合装置２１ｃの下流側に第３原料供給装置２１ｄを備えてもよい。このような構成により、処理原料の複合化処理能力（処理量）がより一層向上する。
【００８５】
そして、第１〜３原料供給装置２１ａ、２１ｂ、２１ｄは、粉体処理設備（球形化処理用）２０ａの原料供給装置２１と同様な装置を使用し、原料混合装置２１ｃは従来公知の混合装置を使用する。また、他の構成については、粉体処理設備（複合化処理用）２０ｃと同様なので説明を省略する。
【００８６】
また、粉体処理設備（複合化処理用）２０ｃ、２０ｄは、図示しないが、粉体処理装置１から分岐した気体導入ダクト２５、連続開閉ダンパ２６（図８参照）を備えることが好ましい。また、連続開閉ダンパ２６の上流を冷却装置２４と第１原料供給装置２１ａまたは第３原料供給装置２１ｄとの間に接続することが好ましい。このような構成により、処理原料の複合化処理能力がさらに向上すると共に、粉体処理装置１内への処理物の付着、下流に配置された回収装置２３への悪影響が防止される。さらに、冷却装置２４は、第１原料供給装置２１ａまたは第３原料供給装置２１ｄの上流側に設けたが、下流側に設けてもよい。
【００８７】
さらに、粉体処理設備（複合化処理用）２０ｃ、２０ｄは、図示しないが、前記の冷却装置２４に代えて加熱装置２７（図１０参照）を備えるものであってもよい。このような構成により、処理原料の複合化処理能力が向上し、特に、処理原料が、熱に強い高融点原料で、高温で複合化処理が進む場合に顕著である。なお、加熱装置２７を備えた粉体処理設備（複合化処理用）においても、気体導入ダクト２５、連続開閉ダンパ２６（図１０参照）を設けることが好ましく、連続開閉ダンパ２６の上流に冷却装置２８（図１０参照）を備えることがより好ましい。これによって、粉体処理装置１内での処理物の付着を防止できる。そして、加熱装置２７は第１原料供給装置２１ａまたは第３原料供給装置２１ｄの上流側および下流側のいずれに備えてもよい。
【００８８】
なお、粉体処理設備（複合化処理用）２０ｃ、２０ｄの第１実施形態及び第２実施形態においては、処理原料の特性によって、必ずしも、冷却装置２４および加熱装置（図示せず）を備えていなくてもよい。また、粉体処理設備（複合化処理用）２０ｃ、２０ｄの第１実施形態及び第２実施形態では、複数の原料供給装置を用いているが、複数の処理原料を予め設備外で十分に混合しておき、予混合された処理原料を１つの原料供給装置で供給するようにしてもよい(図示せず)。
【００８９】
次に、粉体処理装置および粉体処理設備（球形化処理用）における球形化処理方法について、図１（ａ）、図１（ｂ）、図７を参照して説明する。
（１）粉体処理設備（球形化処理用）２０ａの排風装置２２を駆動して、供給ダクト２９内、粉体処理装置１内、排出ダクト３０内に気流を発生させる。
（２）粉体処理装置１の回転子２ａを、図示しない駆動装置の駆動により、高速回転させ、回転子２ａの外側に形成された間隙５内に、すなわち、固定子３ａの内周面に形成された円周溝１４ａ内に旋回流を発生させる。
（３）粉体処理設備（球形化処理用）２０ａの原料供給装置２１を駆動して、供給ダクト２９内に処理原料を供給する。供給ダクト２９内の気流によって、気流内に分散した処理原料が、粉体処理装置１の供給口６に供給される。
（４）供給口６から気流と共に供給された処理原料は、固定子３ａの円周溝１４ａに発生した旋回流によって、円周溝１４ａに押し付けられながら、固定子３ａの下端から上端に移動する。このとき、処理原料は、円周溝１４ａの壁面と強く接触、または、処理原料同士が強く接触して、球形化される。球形化された処理物は、間隙５から排出口７に排出される。
（５）排出口７に排出された処理物は、排出ダクト３０内の気流により、回収装置２３であるサイクロン２３ａ、バッグフィルタ２３ｂに、順次、排出される。ここで、サイクロン２３ａ、バッグフィルタ２３ｂによって、球形化された処理物が回収される。
【００９０】
また、粉体処理装置および粉体処理設備（複合化処理用）における複合化処理方法について、図１（ａ）、図１（ｂ）、図１１、図１２を参照して説明する。
（１）粉体処理設備（複合化処理用）２０ｃの排風装置２２を駆動して、供給ダクト２９内、粉体処理装置１内、排出ダクト３０内に気流を発生させる。
（２）粉体処理装置１の回転子２ａを、図示しない駆動装置の駆動により、高速回転させ、回転子２ａの外側に形成された間隙５内に、すなわち、固定子３ａの内周面に形成された円周溝１４ａ内に旋回流を発生させる。
（３）粉体処理設備（複合化処理用）２０ｃの第１原料供給装置２１ａ、第２原料供給装置２１ｂを駆動して、第１処理原料（母粉体）、第２処理原料（子粉体）を個別に供給ダクト２９内に供給する。供給ダクト２９内の気流によって、気流内に分散した第１、２処理原料が、粉体処理装置１の供給口６に供給される。
（４）供給口６から気流と共に供給された第１、２処理原料は、固定子３ａの円周溝１４ａに発生した旋回流によって、円周溝１４ａに押し付けられながら、固定子３ａの下端から上端に移動する。このとき、第１、２処理原料は、円周溝１４ａの壁面と強く接触、または、処理原料同士が強く接触する。それにより、第１処理原料（母粉体）の表面に第２処理原料（子粉体）が付着し、複合化される。複合化された処理物は、間隙５から排出口７に排出される。
（５）排出口７に排出された処理物は、排出ダクト３０内の気流により、回収装置２３であるサイクロン２３ａ、バッグフィルタ２３ｂに、順次、排出される。ここで、サイクロン２３ａ、バッグフィルタ２３ｂによって、複合化された処理物が回収される。
【００９１】
また、粉体処理設備（複合化処理用）２０ｄでは、前記（３）の手順は、以下のとおりである。第１原料供給装置２１ａ、第２原料供給装置２１ｂを駆動して、原料混合装置２１ｃに第１処理原料（母粉体）、第２処理原料（子粉体）を供給する。原料混合装置２１ｃを駆動して、第１処理原料（母粉体）と第２処理原料（子粉体）とを均一に混合すると共に、第１処理原料（母粉体）の表面に第２処理原料（子粉体）が付着した混合処理原料が生成される。この混合処理原料が、第３原料供給装置２１ｄの駆動によって、供給ダクト２９内に供給され、供給ダクト２９内の気流によって、粉体処理装置１の供給口６に供給される。また、前記（４）の手順では、第１処理原料（母粉体）の表面に第２処理原料（子粉体）が付着した混合処理原料が複合化される。なお、第３原料供給装置２１ｄを使用しないで、原料混合装置２１ｃから供給ダクト２９内に混合処理原料を供給してもよい。これ以外の手順は、粉体処理設備（複合化処理用）２０ｃと同様であるので、説明は省略する。
【００９２】
また、粉体処理設備（複合化処理用）２０ｃ、２０ｄでは、複数の原料供給装置２１ａ、２１ｂ、２１ｃから処理原料を供給しているが、複数の処理原料を予め設備外で十分に混合しておき、予混合された処理原料を１つの原料供給装置から供給するようにしてもよい(図示せず)。
【００９３】
前記では、第１実施形態の粉体処理装置１および粉体処理設備（球形化処理用）２０ａ、粉体処理設備（複合化処理用）２０ｃ、２０ｄについて説明したが、他の実施形態においても球形化処理方法および複合化処理方法は同様であるので、説明は省略する。
【符号の説明】
【００９４】
１ 粉体処理装置
２ａ、２ｂ、２ｃ 回転子
３ａ、３ｂ 固定子
４ 本体部
５ 間隙
６ 供給口
７ 排出口
１４ａ 円周溝
１４ｂ らせん溝
１５ａ 縦溝
１５ｂ 傾斜縦溝
１６ａ 縦凸部
１６ｂ 傾斜凸部
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ 粉体処理設備
２１ 原料供給装置
２１ａ 第１原料供給装置
２１ｂ 第２原料供給装置
２１ｃ 原料混合装置
２２ 排風装置
２３ 回収装置
２４、２８ 冷却装置
２７ 加熱装置
Ａ 第１溝形成領域
Ｂ 第２溝形成領域
Ｃ 凸部形成領域
Ｄ 円筒領域
θ１、θ２、θ５ 角度
【図１】
0005680044.tif 000002
【図２】
0005680044.tif 000003
【図３】
0005680044.tif 000004
【図４】
0005680044.tif 000005
【図５】
0005680044.tif 000006
【図６】
0005680044.tif 000007
【図７】
0005680044.tif 000008
【図８】
0005680044.tif 000009
【図９】
0005680044.tif 000010
【図１０】
0005680044.tif 000011
【図１１】
0005680044.tif 000012
【図１２】
0005680044.tif 000013