(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮ガスを上向きに噴射するノズルと、
前記ノズルから噴射された前記圧縮ガスとともに粉体を加速する加速管と、
前記加速管に連通する粉砕室と、
前記粉砕室内に設けられ、前記加速された粉体を衝突させて粉砕する衝突板と、
前記衝突板にて粉砕された粉体を分級し、所定のサイズ以下の粉体を排出する分級手段と、
前記加速管の下端部を取り囲むように設けられ、所定のサイズより大きな粉体をその内面で受けて、前記ノズルの周囲に堆積させるためのロート状の粉体受け部と、
前記ノズルの外周に設けられ、前記粉体受け部に堆積した粉体を前記加速管の内部に導入するために前記ノズルの外周面に沿って補助ガスを流すための補助ガス流路と、
前記粉体受け部の外周面を囲い、前記補助ガス流路に連通するとともに、補助ガス供給口を備えた補助ガス室とを備える乾式粉砕装置であって、
前記補助ガス供給口は前記粉体受け部の外周面に対向するように配置されており、
前記補助ガス室内に、前記粉体受け部の外周面を囲うように円筒状カバーが設けられており、もって前記補助ガス供給口から供給された前記補助ガスが前記粉体受け部の外周面に直接当たらないようにすることを特徴とする乾式粉砕装置。
【請求項２】
請求項１に記載の乾式粉砕装置において、前記円筒状カバーは軸方向に上方から下方に向かって縮径する円錐台形であることを特徴とする乾式粉砕装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の乾式粉砕装置において、
前記粉体受け部は、その下端部にフランジ部を有し、
前記円筒状カバーが、前記フランジ部の直径よりも大きい最小内径を有することにより、前記補助ガス室から取り外しできるように設けられていることを特徴とする乾式粉砕装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズルから吹き出す圧縮ガスによって加速管の内部で紛体を加速し、加速管に連通した粉砕室に設けた衝突板に粉体を衝突粉砕させて微粉を得る乾式粉砕装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
衝突板に粉体を衝突粉砕させて微粉を得る乾式粉砕装置としては、例えば、特開平10-174896号（特許文献１）に記載されたような、圧縮ガスを噴出するノズルと、ノズルから噴出したガスとともに紛体を加速する加速管と、噴出したガス中に混入させた粉体を高速で衝突させて粉砕する衝突板とを、噴出ガスの流れが上向きになるように配置し、さらに前記衝突板の上に、粉砕した微粉を分級する分級ローターを有する乾式粉砕装置が挙げられる。この乾式粉砕装置において、前記分級ローターで分級されなかった所定のサイズより大きな粉体は、ロート状の粉体受け部に落下し、前記ノズルから噴出する圧縮ガスと、前記ノズルの外周面にわたって設けられた補助ガス流路から流される補助ガスとによって前記加速管に導入され再度粉砕される。前記補助ガス流路への補助ガスの供給は、前記粉体受け部の外周面側を囲うように形成された補助ガス室から行われ、前記補助ガス室への補助ガスの供給は前記補助ガス室の側面に設けられた補助ガス供給口から行われる。
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載されたような乾式粉砕装置は、稼働状態と停止状態とを頻繁に繰り返すような運転を行った場合、前記補助ガス室内の前記粉体受け部の外周面が摩耗し、やがては穴が空いてしまうといったトラブルが発生することがわかった。このため、定期的に装置の粉体受け部の交換又は粉体受け部の外周面の補修を行うことが必要となり、生産効率の低下を招いていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平10-174896号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、紛体を圧縮ガスによって搬送し、衝突部材に衝突させて粉砕するようにした乾式粉砕装置において、装置の稼働及び停止を繰り返した場合であっても粉体受け部の外周面に穴が開くことを抑え、メンテナンスにかかる時間を短くすることで生産効率の向上が可能な乾式粉砕装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者らは、前述の粉体受け部の外周面が摩耗する現象は、ノズル及び補助ガス流路からの圧縮ガスの噴射が停止した際に粉体受け部から補助ガス流路を通って補助ガス室に侵入し堆積した粉体が、乾式粉砕装置を再稼働させたときに、補助ガス供給口から供給される補助ガスによって巻き上げられ、補助ガス供給口に対向する粉体受け部の外周面に衝突することが原因であること、さらに粉体受け部の外周面に衝突した粉体は、補助ガスとともに粉体受け部の外周面を回り込み補助ガス供給口の反対側の外周面にも衝突し、その部分に摩耗が発生することを明らかにし、補助ガス供給口から供給される補助ガスが粉体受け部の外周面に直接当たらないように円筒状のカバーを設けることにより、粉体受け部の外周面の摩耗が防止できることを見出し、本発明に想到した。
【０００７】
すなわち、本発明の乾式粉砕装置は、圧縮ガスを上向きに噴射するノズルと、
前記ノズルから噴射された前記圧縮ガスとともに粉体を加速する加速管と、
前記加速管に連通する粉砕室と、
前記粉砕室内に設けられ、前記加速された粉体を衝突させて粉砕する衝突板と、
前記衝突板にて粉砕された粉体を分級し、所定のサイズ以下の粉体を排出する分級手段と、
前記加速管の下端部を取り囲むように設けられ、所定のサイズより大きな粉体をその内面で受けて、前記ノズルの周囲に堆積させるためのロート状の粉体受け部と、
前記ノズルの外周に設けられ、前記粉体受け部に堆積した粉体を前記加速管の内部に導入するために、前記ノズルの外周面に沿って補助ガスを流すための補助ガス流路と、
前記粉体受け部の外周面を囲い、前記補助ガス流路に連通するとともに、補助ガス供給口を備えた補助ガス室とを備える乾式粉砕装置であって、
前記補助ガス供給口は前記粉体受け部の外周面に対向するように配置されており、
前記補助ガス室内に、前記粉体受け部の外周面を囲うように円筒状カバーが設けられており、もって前記補助ガス供給口から供給された前記補助ガスが前記粉体受け部の外周面に直接当たらないようにすることを特徴とする。
【０００８】
前記円筒状カバーは、軸方向に上方から下方に向かって縮径する円錐台形であるのが好ましい。
【０００９】
前記粉体受け部は、その下端部にフランジ部を有し、
前記円筒状カバーは、前記フランジ部の直径よりも大きい最小内径を有することにより、前記補助ガス室から取り外しできるように設けられているのが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の乾式粉砕装置は、優れた耐久性を有しているので、希土類磁石等の磁石材料の粉砕に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１（ａ）】本発明の乾式粉砕装置の一例を示す模式断面図である。
【図１（ｂ）】本発明の乾式粉砕装置の本体下部を拡大して示す模式断面図である。
【図２】回転軸X方向から見たローターを示す模式図である。
【図３】従来の乾式粉砕装置の本体下部を拡大して示す模式断面図である。
【図４（ａ）】本発明の乾式粉砕装置の円筒状カバーを模式的に示す斜視図である。
【図４（ｂ）】本発明の乾式粉砕装置の円筒状カバーを模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の乾式粉砕装置は、ノズルから吹き出す圧縮ガスによって加速管の内部で粉体を加速し、加速管に連通した粉砕室に設けた衝突板に粉体を衝突粉砕させて微粉を得るものであり、希土類磁石等の磁石材料を狭い粒度分布で粉砕することができる。本発明の乾式粉砕装置によれば、およそ0.01〜1 mmの粒径を有する粉体材料を投入し、数ミクロンから十数ミクロン程度の微粉を製造することが可能である。
【００１３】
(1)全体構成
本発明の乾式粉砕装置100は、図1(a)及び図1(b)に示すように、圧縮ガス2を上向きに噴射するノズル1と、前記ノズル1から噴射された前記圧縮ガス2とともに粉体4を加速する加速管3と、前記加速管3に連通する粉砕室5と、前記粉砕室5内に設けられ、前記加速された粉体4を衝突させて粉砕する衝突板6と、前記衝突板6にて粉砕された粉体を分級し、所定のサイズ以下の粉体を排出する分級手段7と、所定のサイズより大きな粉体を再度粉砕するために、加速管3の下端部を取り囲むように設けられ、前記大きな粉体をその内面で受け前記ノズル1の周囲に堆積させるためのロート状の粉体受け部8と、ノズル1の外周に設けられ、前記粉体受け部8に堆積した粉体を加速管3の内部に導入するために前記ノズル1の外周面1aに沿って補助ガス9を流すための補助ガス流路10と、前記粉体受け部8の外周面を囲い、前記補助ガス流路10に連通するとともに、補助ガス9を供給する補助ガス供給口12を備えた補助ガス室11とを備えており、前記補助ガス供給口12は前記粉体受け部8の外周面に対向するように配置されており、前記補助ガス供給口12から供給された前記補助ガス9が前記粉体受け部8の外周面に直接当たらないようにするために、補助ガス室11内に前記粉体受け部8の外周面を囲うように設けられた円筒状カバー13を有する。
【００１４】
本発明の乾式粉砕装置100は、圧縮ガス2とともに加速した粉体4を衝突板6に衝突させ粉体4を粉砕するものであり、粉砕室5の上方に設けられた分級手段7によって分級することにより、粒度分布の狭い微粉を得ることができる。ノズル1は、コンプレッサー等によって0.5〜20 Nm3 /min程度の圧縮ガス2（例えば、圧縮空気や圧縮した不活性ガス等）を上向き、すなわち鉛直方向の逆方向に吹き出すように配置されており、ノズル1から噴射された圧縮ガス2は、乾式粉砕装置100の本体14に設けられた粉体投入口15から投入され粉体受け部8に落下した粉体4を上方に巻き上げて、ノズル1の上方に設けられた加速管3へ導入する。加速管3へ導入された粉体4は、加速管3内で加速され、加速管3の上方に連通する粉砕室5の中に設けられた衝突板6に圧縮ガス2とともに衝突し粉砕される。
【００１５】
(2)本体
本発明の一実施態様において、乾式粉砕装置100の本体14は、ほぼ円筒形状の本体上部14aと、ほぼ円錐形状の本体下部14bとからなる。本体上部14aの上部に粉砕した粉体を分級するための分級手段7が設けられており、中間部に粉体の原料を投入するための粉体投入口15が設けられている。本体下部14bの下部にロート状の粉体受け部8が加速管3を取り囲むように形成されており、投入した粉体原料及び分級手段7によって分級されなかったサイズの大きい粒子が、本体下部14bの円錐面に沿って加速管3の下端部近傍で、ノズル1の側部に落下してロート状の粉体受け部8に一旦堆積する。本体14の内部には衝突板6を含む粉砕室5が、加速管4に連通して配置されている。
【００１６】
粉体受け部8に堆積した粉砕過程の粉体は、ノズル1から噴射される圧縮ガス2によって発生する装置内の循環気流（矢印B〜矢印E）によって下方部分から取り崩される。そのため、粉体が粉体受け部8の下部に滞留し、循環気流が閉塞される等の不都合が生じ難く、粉体の循環状態を良好に維持することができる。さらにノズル１の外周面を下側ほど大径化するほぼ円錐形状とすることにより、ロート状の粉体受け部8を下降してきた循環気流（矢印C）の方向を再度ノズル1の先端部に向ける際の角度変化を小さくして、循環気流が再びノズル1側に向くのを容易にすることができる。
【００１７】
本体14内部に圧力センサー（図示せず）を設けても良い。圧力センサーを設けることにより、稼働中の本体内部の粉体総量をリアルタイムに見積もることができ、装置本体内部への粉体の投入量を自動的に調節することが可能となる。
【００１８】
(3)粉砕室
前記衝突板6は、粉砕室5の側壁に設けた複数の支持部材18により、ノズル1から噴射された圧縮ガス2の噴射軸上に位置する状態で支持されている。下方から衝突板6の下面6aに衝突した粉体材料はこの衝突によって一回目の粉砕が行われる。前記衝突板6は、粉体4を高速で衝突させて粉砕することができるように、少なくともその表面は、超硬又はセラミックス等の高強度の材料19からなるのが好ましい。例えば、円柱状のステンレス棒の表面を超硬で覆ってなるものが好ましい。下面6aに衝突した粉末は下面6aで反発し、圧縮ガス2の流れを受けて噴射軸芯に対して径方向外方に飛散し、さらに粉砕室5の内壁5aに衝突して二回目の粉砕が行われる。これらの衝突により、粉体材料は数十ミクロン程度の粒径まで粉砕される。粉砕室5の内壁5aには、粉体の衝突による摩耗を防止するために耐摩耗性の材料からなるライナ20が設けられているのが好ましい。
【００１９】
(4)分級手段
衝突板6の上方に設けられた分級手段7としては、例えば、図2に示すような、回転軸Xの周りに回転が可能である分級ローター16を有するローター式分級機が好ましく使用できる。分級ローター16は、径方向に延出する平板状のブレード21を複数有している。この場合、分級ローター16の回転方向は左右何れでもよい。分級ローター16は約20000 rpmまでの回転が可能である。図2では平板状のブレード21が径方向に配置された分級ローター16を示したが、ブレードは平板状のものに限定されず曲面状のものであってもよいし、ブレード21は径方向に対して傾斜して設けられていても良い。
【００２０】
ローター式分級機は、粉砕された粉体が高速で回転する分級ローター16を通過しようとする際に、所定のサイズよりも細かい粒子は分級ローター16を通過し、矢印Aに沿って、微粉排出口17から乾式粉砕装置100の本体14の外部へ排出される。一方所定のサイズよりも大きな粒子は分級ローター16を通過できず、矢印Bから矢印Cに沿って、本体下部14bの円錐面からロート状の粉体受け部8に落下して、再度粉砕される。分級ローター16の型式は、図1(a)に示すように、水平軸芯の周りに回転する水平型であってもよいし、垂直軸芯の周りに回転する垂直型であってもよい。分級ローター16で分級された微粉は、必要に応じて公知のサイクロン分級機等により分級され取り出される。
【００２１】
(5)補助ガス
投入した粉体原料及び分級手段7によって分級されなかったサイズの大きい粒子は、本体下部14bに設けられた粉体受け部8に一旦堆積する。粉体受け部8は、加速管3の下端部近傍であってノズル1の外周部に前記粉体が堆積されるように設けられている。粉体受け部8の下端部には、粉体受け部8に堆積された粉体を加速管3の内部に導入するための補助ガス9をノズル1の外周面1aに沿って流すための環状の補助ガス流路10が前記ノズル1の外周に設けられている。粉体受け部8は、その下端部にフランジ部8cを有し、補助ガス流路10は、前記フランジ部8cと補助ガス室11の底面部11bとの環状の間隙として形成されるのが好ましい。このとき前記フランジ部8cは補助ガス流路10の天井部10aを形成する。補助ガス9の流量はおよそ0.3〜20 Nm3/min程度であるのが好ましく、ノズル1から噴出される圧縮ガスの流量を考慮し適宜設定されるのがより好ましい。
【００２２】
補助ガス室11の内部の圧力をモニターするために、補助ガス室11に圧力検出器（図示せず）を設けてもよい。補助ガス室11の内部の圧力をモニターすることにより、乾式粉砕装置100の内部を循環する粉体の循環状態を監視することができる。例えば、粉体受け部8の下方部分に粉体が堆積し、補助ガス流路10が閉塞状態又は閉塞状態に近い状態となっている場合には、粉体の循環に障害が生じ、補助ガス9が補助ガス流路10から流れ難くなって補助ガス室11内の圧力が高まる。このような場合には乾式粉砕装置100内の循環粉体量が減少するまで粉体投入口15からの粉体材料の投入を減少又は停止する。循環している粉体の総量が少なくなり、補助ガス流路10の近傍に堆積する粉体量が減少すると、補助ガス流路10からの補助ガス9の流れが容易となって補助ガス室11内の圧力は低下するので、粉体投入口15からの粉体材料の投入を増量又は再開する。
【００２３】
(6)円筒状カバー
補助ガス9は、補助ガス室11に設けられた補助ガス供給口12から供給され、補助ガス流路10から流される。装置の稼働時には、粉体受け部8の下端部に堆積した粉体は補助ガス9によって連続的に加速管3に送られる。ここで、装置を停止させ、補助ガス流路10から流される補助ガス9が停止した場合、粉体受け部8の下端部に堆積した粉体の一部が、図3に示すように、補助ガス流路10及び補助ガス室11に侵入する。このような状態で装置を再稼働した場合、補助ガス室11に円筒状カバー13が設けられていない従来の乾式粉砕装置（図3を参照）では、補助ガス供給口12から供給された補助ガス9が、補助ガス流路10及び補助ガス室11に侵入した粉体を巻き上げて、その巻き上げられた粉体が補助ガス供給口12から供給された補助ガス9aとともに、補助ガス供給口12に対向する粉体受け部8の外周面部分8aに衝突し、その外周面部分8aに損傷を与える。さらに補助ガス供給口12から供給された補助ガス9aは粉体受け部8の外周に沿って、補助ガス室11の反対側にも回り込み、粉体受け部8の外周面部分8bに衝突し、その外周面部分8bにも損傷を与える。このようにして、装置の停止及び再稼働を何度か繰り返すと、この粉体受け部8の外周面部分8a,8bの損傷が進行し、最終的には穴が空いてしまう場合がある。
【００２４】
本発明の乾式粉砕装置100は、図1(a)及び図1(b)に示すように、補助ガス供給口12から供給された補助ガス9aが粉体受け部8の外周面に直接当たらないようにするために、補助ガス室11内に、粉体受け部8の外周面を囲うように設けられた円筒状カバー13を有する。このように円筒状カバー13を設けることにより、補助ガス供給口12から供給された補助ガス9aは、円筒状カバー13の補助ガス供給口12に対向する部分に衝突したのち、分岐し、円筒状カバー13外周面に沿って流れ、補助ガス供給口12に対向する部分の反対側の円筒状カバー13外周面に再度衝突する。言いかえると全周が円弧面である円筒を使用することにより、円筒状カバー13に衝突した補助ガス9aが左右に分岐するため、カバーを平面で作る場合に比較して、補助ガス9aの流れを分散させることができるので、円筒状カバー13自体の損傷を遅らせることも可能となる。
【００２５】
円筒状カバー13の一部(供給口12に対向する部分及びその反対側の部分以外の部分)にカバーの無い部分（切れ込み等）を有する場合、補助ガス9aが前記カバーの無い部分から粉体受け部8の外周面と円筒状カバー13との間に入り込み、外周面が損傷されるおそれがあるので、円筒状カバー13はカバーの無い部分（切れ込み等）を有さないようにするのが望ましい。
【００２６】
図4(a)及び図4(b)は円筒状カバー13の一例を示す。円筒状カバー13は、補助ガス室11の上面11aにネジ止め等で固定できるように一方の端部にフランジ部13aを有しているのが好ましい。このような円筒状カバー13を設けることにより、装置の稼働及び停止を繰り返した場合であっても、粉体受け部8の外周面部分8a,8bに粉体が直接衝突しなくなり、外周面部分8a,8bの損傷を防止することができる。
【００２７】
円筒状カバー13は、軸方向に一定の径を有する円筒形であってもよいが、軸方向に上方から下方に向かって縮径する円錐台形であるのが好ましい。このとき円錐台形の下端の内径D1（縮径している側の内径：最小内径）は、前記補助ガス室11から円筒状カバー13を取り外しできるように、粉体受け部8の下端部に設けられたフランジ部8c（補助ガス流路10の天井部10a）の直径よりも大きくするのが好ましい。このように円筒状カバー13を取り外しできるようにすることにより、円筒状カバー13の交換が容易となりメンテナンスに要する時間を短縮することができる。円筒状カバー13の下端の内径D1は、補助ガス供給口12からの補助ガス9aの流れをスムーズにするため、できるだけ小さい方が好ましい。円筒状カバー13の高さHは、補助ガス供給口12から供給される補助ガス9aが直接粉体受け部8の外周面部分8a,8bに衝突しないような長さであればよい。このとき円筒状カバー13の下端部分が補助ガス流路10の天井部10aに接続するように構成されていても良い。円筒状カバー13の厚みは、特に限定されないが、0.5〜5 mm程度であるのが好ましい。円筒状カバー13はステンレス等の金属材料で形成されるのが好ましい。
【符号の説明】
【００２８】
1・・・ノズル
1a・・・外周面
2・・・圧縮ガス
3・・・加速管
4・・・粉体
5・・・粉砕室
6・・・衝突板
6a・・・下面
7・・・分級手段
8・・・粉体受け部
8a,8b・・・外周面部分
8c・・・フランジ部
9,9a・・・補助ガス
10・・・補助ガス流路
10a・・・天井部
11・・・補助ガス室
11a・・・上面
11b・・・底面部
12・・・補助ガス供給口
13・・・円筒状カバー
13a・・・フランジ部
14・・・本体
14a・・・本体上部
14b・・・本体下部
15・・・粉体投入口
16・・・分級ローター
17・・・微粉排出口
18・・・支持部材
19・・・高強度の材料
20・・・ライナ
21・・・ブレード
【図１（ａ）】
0006790929.tif 000002
【図１（ｂ）】
0006790929.tif 000003
【図２】
0006790929.tif 000004
【図３】
0006790929.tif 000005
【図４（ａ）】
0006790929.tif 000006
【図４（ｂ）】
0006790929.tif 000007