(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物質粉砕装置であって、
（ａ）上側環状側壁を含み、上端、開放下端、相対する外側面および内側面を有する上側エンクロージャであって、前記上側環状側壁が前記上側エンクロージャの前記内側面で上側内部チャンバを画定しており、前記上側エンクロージャの前記外側面と前記上側内部チャンバの間に流体連通をもたらすように、前記上側エンクロージャの前記外側面と内側面の間に前記上側環状側壁を貫通して形成された、所定の寸法の少なくとも１つの墳口を有する上側エンクロージャと、
（ｂ）前記上側エンクロージャの下に縦一列に並べて配置された下側エンクロージャであって、前記下側エンクロージャは実質上逆円錐形であり、開放上端および開放下端を有する下側環状側壁を含むと共に、下側内部チャンバを画定しており、前記下側環状側壁および前記下側エンクロージャの下側内部チャンバが、前記上側エンクロージャの前記上側環状側壁および上側内部チャンバと実質上連続、かつ流体連通するように、前記下側エンクロージャの前記下側環状側壁がその前記開放上端位置で、前記上側エンクロージャの前記開放下端を介して前記上側環状側壁に装着されている下側エンクロージャと、
（ｃ）粉砕しようとする物質を前記上側エンクロージャの前記上側内部チャンバ内に、前記上側エンクロージャの前記上端を通過して配送するための手段と、
（ｄ）前記上側エンクロージャの前記内側面のまわりに延びる流路に沿って、前記上側エンクロージャの前記上側環状側壁内の前記墳口を通過して、前記上側内部チャンバ内に、空気流を供給する空気供給手段と、
（ｅ）前記上側エンクロージャが、前記上側環状側壁を貫通する前記墳口に隣接して前記上側エンクロージャの前記内側面で前記上側環状側壁に装着された偏向プレートをさらに含み、前記偏向プレートが、前記墳口から前記上側エンクロージャの前記上側内部チャンバ内へと流入する空気を乱さないために、空気を前記墳口から遠ざかるように偏向させるように、前記上側環状側壁に対する角度配置を画定し、
（ｆ）前記上側エンクロージャの前記上側内部チャンバ内での物質の粉砕および乾燥と、前記上側内部チャンバからその前記上端を介して上方へ空気の排出をする空気排出手段と、前記下側エンクロージャの前記下側内部チャンバを介しての粉砕された物質の下方移動と、前記下側エンクロージャの前記開放下端を介して下側内部チャンバから粉砕された物質の下方への排出とをもたらす空気の渦流を、前記上側および下側エンクロージャの前記上側および下側内部チャンバ内部に生成するために、前記空気供給手段と前記空気排出手段が、前記上側環状側壁内の前記墳口ならびに前記上側および下側エンクロージャの前記上側および下側内部チャンバと協働するように、前記上側エンクロージャの前記上側内部チャンバから、その前記上端を介して空気を排出する手段とを備えると共に、前記下側エンクロージャの下側内部チャンバが、前記上側および下側エンクロージャの前記上側および下側内部チャンバ内の空気と物質の循環渦流を強調する逆円錐形を有する物質粉砕装置。
【請求項２】
前記上側および下側エンクロージャと前記上側および下側内部チャンバが互いに縦一列に並ぶように、前記上側エンクロージャを前記下側エンクロージャの上にして、前記上側および下側エンクロージャを垂直向きに支持する支持構造をさらに備える請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記上側エンクロージャの前記上側環状側壁を貫通する前記墳口が、前記上側エンクロージャの前記上端および前記開放下端の間で、それらに対して概して横断方向に延びるように配向された高さを有するスロットである請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記上側エンクロージャの前記上側環状側壁を貫通する前記墳口が、前記上側エンクロージャの前記内側面および外側面の間で、それらに対して鋭角で延びるように配向された長さを有するスロットである請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記上側エンクロージャが、前記上側エンクロージャの前記上側環状側壁を貫通する前記墳口の前記寸法を調整するための調整手段をさらに含む請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記空気流が通過できる前記墳口の有効寸法を変化させる目的で、前記上側環状側壁とそれを貫通している前記墳口に対してスライド移動をするように、前記墳口の前記寸法の前記調整手段がプレートと、前記上側環状側壁を貫通する前記墳口に隣接して前記上側エンクロージャの前記外側面の位置で前記上側環状側壁に前記プレートを装着している開放可能な締付け具とを含む請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記空気供給手段が圧縮状態の空気を供給する請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記空気供給手段が、 前記上側環状側壁の前記外側面上で前記上側エンクロージャの前記上側環状側壁に装着されて、前記上側環状側壁を貫通する前記墳口を取り囲み、かつ流体連通している集気キャビティを画定しているマニホルドを含み、前記マニホルドが給気口を有しており、
さらに前記空気供給手段が外部空気供給源から延びる少なくとも１つの管を含み、前記管が、空気流が前記管を通過し、前記マニホルドの前記給気口を通過し、前記マニホルドの前記集気キャビティ中に入りかつ通過し、さらに前記上側エンクロージャの前記墳口を通過して、前記上側エンクロージャの前記上側内部チャンバの中に流れるように前記マニホルドの前記給気口に連結されて、それと流体連結している請求項１に記載の装置。
【請求項９】
物質粉砕装置であって、
（ａ）上側環状側壁を含み、上端、開放下端、相対する外側面および内側面を有する上側エンクロージャであって、前記上側環状側壁が前記上側エンクロージャの前記内側面で上側内部チャンバを画定すると共に、複数のスロットを有し、前記スロットが前記上側エンクロージャの前記外側面と前記上側内部チャンバの間で、前記上側エンクロージャ上の離れた場所での流体連通をもたらすように、前記上側エンクロージャの前記外側面と内側面の間に前記上側環状側壁を貫通して形成され、前記上側環状側壁の回りに円周方向に互いに距離を離されて、前記上側エンクロージャの前記外側面および内側面の間で、前記両側面に対して鋭角で延びるように配向された、それぞれに所定の寸法にされた複数のスロットを有する上側エンクロージャと、
（ｂ）前記上側エンクロージャの下に縦一列に並べて配置された下側エンクロージャであって、前記下側エンクロージャは実質上逆円錐形であり、開放上端および開放下端を有する下側環状側壁を含むと共に、下側内部チャンバを画定しており、前記下側環状側壁と前記下側エンクロージャの前記下側内部チャンバが実質上連続しており、前記上側エンクロージャの前記上側環状側壁および前記上側内部チャンバと流体連通するように、前記下側エンクロージャの前記下側環状側壁がその前記開放上端位置で、前記上側環状側壁に前記上側エンクロージャの前記開放下端を介して装着されている下側エンクロージャと、
（ｃ）粉砕しようとする物質を前記上側エンクロージャの前記上側内部チャンバ内に、前記上側エンクロージャの前記上端を通過して配送するための手段と、
（ｄ）前記上側エンクロージャの前記内側面で、前記上側環状側壁のまわりに延びる流路に沿って、前記上側エンクロージャの前記上側環状側壁内の前記スロットを通過して、前記上側内部チャンバ内に、空気流を供給する空気供給手段と、
（ｅ）前記上側エンクロージャが、前記上側環状側壁を貫通する前記スロットの１つに隣接して、前記上側エンクロージャの前記内側面で前記上側環状側壁にそれぞれ装着された複数の偏向プレートをさらに含み、前記偏向プレートが、前記１つのスロットから前記上側エンクロージャの前記上側内部チャンバ内へと流入する空気を乱さないために、空気を前記１つのスロットから遠ざかるように偏向させるように、前記上側環状側壁に対する角度配置を画定し、
（ｆ）前記上側エンクロージャの前記上側内部チャンバ内での物質の粉砕および乾燥と、前記上側エンクロージャの前記上側内部チャンバからその前記上端を介して上方へ空気の排出をする空気排出手段と、前記下側エンクロージャの前記下側内部チャンバを介しての粉砕された物質の下方移動と、前記下側エンクロージャの前記開放下端を介して前記下側内部チャンバから粉砕された物質の排出とをもたらす空気の渦流を、前記上側および下側エンクロージャの前記上側および下側内部チャンバ内部に生成するために、前記空気供給手段と前記空気排出手段が、前記上側環状側壁内の前記スロットならびに前記上側および下側内部チャンバと協働するように、前記上側エンクロージャの前記上側内部チャンバから、その前記上端を介して空気を排出する手段とを備えると共に、前記下側エンクロージャの下側内部チャンバが、前記上側および下側エンクロージャの前記上側および下側内部チャンバ内の空気と物質の循環渦流を強化する逆円錐形を有する物質粉砕装置。
【請求項１０】
前記上側および下側エンクロージャと前記上側および下側内部チャンバが互いに縦一列に並ぶように、前記上側エンクロージャを前記下側エンクロージャの上にして、前記上側および下側エンクロージャを垂直向きに支持する支持構造をさらに備える請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記上側エンクロージャの前記上側環状側壁を貫通する前記スロットのそれぞれが、前記上側エンクロージャの前記上端および開放下端の間で、それらに対して概して横断方向に延びるように配向された高さを有する請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
前記上側エンクロージャが、前記上側エンクロージャの前記上側環状側壁を貫通する前記各スロットの前記寸法を調整するための調整手段をさらに含む請求項９に記載の装置。
【請求項１３】
前記空気流が通過できる前記スロットの有効幅を変化させる目的で、前記上側環状側壁とそれを貫通している前記スロットに対してスライド移動をするように、前記スロットの寸法の前記調整手段がプレートと、前記上側環状側壁を貫通する前記各スロットに隣接して前記上側エンクロージャの前記外側面の位置で前記上側環状側壁に前記プレートを装着している開放可能な締付け具とを含む請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記空気供給手段が圧縮状態の空気を供給する請求項９に記載の装置。
【請求項１５】
前記空気供給手段が、前記上側環状側壁の前記外側面上で前記上側エンクロージャの前記上側環状側壁にそれぞれ装着されて、前記上側環状側壁を貫通する前記スロットの１つを取り囲み、かつ流体連通している集気キャビティを画定している複数のマニホルドを含み、前記各マニホルドが給気口を有しており、
さらに前記空気供給手段が外部圧縮空気供給源から延びる複数の管を含み、前記管が、圧縮状態の空気が前記管を通過し、前記マニホルドの前記給気口を通過し、前記マニホルドの前記集気キャビティ中に入りかつ通過し、さらに前記上側エンクロージャの前記スロットを通過して、前記上側エンクロージャの前記上側内部チャンバの中に流れるように前記マニホルドの前記給気口に連結されて、それと流体連通している請求項９に記載の装置。
【請求項１６】
前記上側エンクロージャの前記上側内部チャンバからの前記空気排出手段が開放上端および開放下端を有する排気パイプを含み、前記排気パイプが、前記排気パイプの前記開放上端が、前記上側エンクロージャの外部かつ上方に配置され、前記排気パイプの前記開放下端が、前記上側エンクロージャの前記上側内部チャンバの内部に、流体連通して配置されるように、前記上側エンクロージャの前記上端を貫通するように配置かつ装着されており、前記排気パイプの前記開放下端が前記上側エンクロージャの前記上端よりも前記開放下端に近く配置されている請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記上側エンクロージャの前記上端が実質上中心開口を有する上側カバーを含む請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記排気パイプが、前記上側エンクロージャ外部かつ上方に配置された上側面開口と、前記上側エンクロージャの前記上側内部チャンバの内部に配置され、かつ流体連通している下側面開口とを有し、
粉砕しようとする物質を前記上側エンクロージャの前記上側内部チャンバの中に配送するための手段が、開放上端と開放下端を有する供給管を含み、前記供給管が、粉砕しようとする物質が前記上側エンクロージャの外部から前記排気パイプを横切る前記供給管を介して前記上側エンクロージャの前記上側内部チャンバ内の前記循環渦流の中に供給されるように、前記供給管の前記開放上端が前記排気パイプの側面に隣接かつ前記上側エンクロージャの外部に配置され、かつ前記供給管の前記開放下端が前記排気パイプの反対側面に隣接し、かつ前記上側エンクロージャの前記上側内部チャンバの内部に、それと流体連通して配置されるように、前記排気パイプの前記上側および下側側面開口に装着され、かつそれを貫通するように配置されている請求項１６に記載の装置。
【請求項１９】
前記上側エンクロージャの前記上側環状側壁を貫通する前記スロットのそれぞれが、前記上側エンクロージャの前記上端および開放下端の間にあり、かつ概してそれらを横断する位置関係にある高さを有する請求項１６に記載の装置。
【請求項２０】
前記排気パイプに移動可能に装着されたダンパを備え、前記ダンパが、前記排気パイプを介して前記上側エンクロージャの前記上側内部チャンバからの空気流を調節し、それによって前記上側エンクロージャの前記上側内部チャンバ内での物質の粉砕寸法を調節するために調整可能である請求項１６に記載の装置。
【請求項２１】
物質粉砕方法であって、
（ａ）外側面と上側内部チャンバとの間の流体連通をもたらすために、外側面と内側面の間に貫通して形成され、外側面および内側面の間で、それらに対して鋭角で延びるように配向された、所定寸法の少なくとも１つの墳口を備える上側エンクロージャを設けるステップと、
（ｂ）下側エンクロージャの下側内部チャンバが上側エンクロージャの上側内部チャンバと実質上連続し、かつ流体連通するように、上側エンクロージャの下に縦一列に並べて配置した、逆円錐形を有する下側エンクロージャを設けるステップと、
（ｃ）粉砕しようとする物質を、上側エンクロージャの上端を介して上側エンクロージャの上側内部チャンバ中に配送するステップと、
（ｄ）上側エンクロージャの内側面の回りに延びる流路に沿って、空気流を、上側エンクロージャ内の墳口を介して上側内部チャンバ中に供給するステップと、
（ｅ）前記上側エンクロージャの前記内側面の一つ以上の前記墳口に近接して取り付けられた一つ以上の偏向板を用いて、且つ前記上側エンクロージャの内側面に対しその偏向板の角度配置を画定して、一つ以上の前記墳口から前記上側エンクロージャに流入する空気流が前記上側エンクロージャ内で循環する空気に妨害されないように、前記上側エンクロージャ内で前記循環する空気を前記墳口から遠ざけるように偏向し、
（ｆ）上側エンクロージャの上側内部チャンバ内での物質の粉砕および乾燥と、下側エンクロージャの下側内部チャンバを介しての粉砕された物質の下方移動と、下側エンクロージャの開放下端を介しての下側内部チャンバから粉砕された物質の下方への排出とをもたらす空気の渦流を、上側および下側エンクロージャの上側および下側内部チャンバ内部に生成するために、空気供給手段と空気排出手段が、上側環状側壁内の墳口ならびに上側および下側内部チャンバと協働するように、上側エンクロージャの上側内部チャンバから、その上端を介して空気を排出するステップとを含み、下側エンクロージャの下側内部チャンバは、上側および下側エンクロージャの上側および下側内部チャンバ内の空気と物質の循環渦流を強化する逆円錐形にした物質粉砕方法。
【請求項２２】
空気が圧縮状態で供給される請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
供給される空気の温度が、４０°Ｆ（４．４４°Ｃ）から９００°Ｆ（４８２°Ｃ）の範囲である請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
供給される空気の圧力が、１０ｐｓｉ（６８９５０Ｐａ（パスカル））から６００ｐｓｉ（４１３７０００Ｐａ（パスカル））の範囲である請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
供給される空気の流速が、毎分５立方フィート（０．１４２立方メートル）から毎分１２、０００立方フィート（３４０立方メートル）である請求項２１に記載の方法。
【請求項２６】
供給される空気が、温度が２１２°Ｆ（１００°Ｃ）から２０００°Ｆ（１０９３°Ｃ）の範囲の水蒸気を含む請求項２１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は概して物質粉砕に関し、より詳細には循環空気渦流式物質粉砕用の装置と方法に関する。
【０００２】
（背景技術）
ごみ埋め立て地はそのスペースが制限されることが多い。ごみ埋め立て地において、廃棄物質が占有するスペース量を低減するために、通常ごみ埋め立てにおいて廃棄される広範な物質を粉砕する能力のある装置を得ることが一般に望ましい。２つのアプローチにおいて粉砕工程に空気が用いられている。一方のアプローチでは、ファンで生成された大量の空気が用いられる。他方のアプローチでは、大量の空気の代わりに、高速の空気が用いられる。ここ数年間に、空気を用いる様々な粉砕機が開発されている。
【０００３】
そのような従来技術粉砕機および類似品の代表的な例が、米国特許第１１２３０３３号（Ｓｔｏｂｉｅに付与）、第２３６２３５１号（Ｂｕｒｍｅｉｓｔｅｒ）、第２５６２７５３号（Ｔｒｏｓｔ）、第２６９０８８０号（Ｃｈａｔｅｌａｉｎ）、第３０５８６７４号（Ｋｏｃｈｅｒ）、第４２４８３８７号（Ａｎｄｒｅｗ）、第４２８０６６４号（Ｊａｃｋｓｏｎ他）、第５０１２６１９号（Ｋｎｅｐｐｒａｔｈ他）、およびフランス特許第７７８４１５号（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｐｕｌｖｅｒｉｚｉｎｇ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）、ドイツ特許第３２８３８６号（Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ）に開示されている。Ｔｒｏｓｔの特許では、粉砕工程で空気流速を利用している。Ｔｒｏｓｔ特許は、粉砕チャンバと連通するサイクロンチャンバを含むアンビル粉砕機を開示している。粉砕チャンバはサイクロンチャンバの上端を取り囲んでいるが、サイクロンチャンバの上側はそれからは分離されて、粉砕チャンバを通過して上方に延びている。粉砕チャンバおよびサイクロンチャンバは排気煙突への入口の上方で、その上端のみがその回りに延びている上側通路に沿って連通している。この配置では、サイクロンチャンバの上側は円筒形であり、粉砕チャンバと分離されているために、それが粉砕チャンバ内の過流を強調しないという問題がある。粉砕物質はサイクロンチャンバの上端よりも上に上昇するために、粉砕物質は運動方向を急激に変えて、粉砕チャンバからサイクロンチャンバへの空気流中に搬送されなくてはならない。
【０００４】
したがって従来技術設計に伴う上記の問題を、それに代わる新しい問題を導入することなく克服する物質粉砕装置が必要とされている。
【０００５】
（発明の開示）
本発明は、先述の必要性を満たす圧縮過流式物質粉砕用の装置および方法を提供する。本発明の粉砕装置では、例としてあげるものでありそれに制限されるものではないが、ガラス、穀物、紙、プラスチック、アルミニウム、グラナイトなどの広範囲の物質を粉砕、さらに乾燥させる粉砕工程に、高速圧縮空気を使用する。粉砕装置は、その中に粉砕物質を導入する上側チャンバを画定する環状上側エンクロージャと、上側エンクロージャと縦一列に並んだ下側チャンバを画定する円錐形下側エンクロージャと、上側エンクロージャ内で、粉砕と乾燥を行うために、空気と物質の比較的高速の過流を生成する圧縮空気を導入するための１つまたは複数のホールを備えている。円錐形下側エンクロージャは、環状上側エンクロージャを下方に連続して延長したものである。下側エンクロージャは、上側エンクロージャの上側チャンバの内部にも、あるいはそれを貫通して上方にも延びていない。
【０００６】
したがって本発明は物質粉砕装置を対象とし、その物質粉砕装置は、（ａ）上側環状側壁を含み、上端、開放下端、相対する外側面および内側面を有する上側エンクロージャであって、上側環状側壁が上側エンクロージャの内側面で上側内部チャンバを画定しており、上側エンクロージャの外側面と上側内部チャンバの間に流体連通をもたらすように、上側エンクロージャの外側面と内側面の間に上側環状側壁を貫通して形成された所定の寸法の少なくとも１つの墳口すなわちスロットを有する上側エンクロージャと、（ｂ）上側エンクロージャの下に縦一列に並べて配置された下側エンクロージャであって、下側エンクロージャは実質上逆円錐形であり、開放上端および開放下端を有する下側環状側壁を含むと共に、下側内部チャンバを画定しており、下側環状側壁および下側エンクロージャの下側内部チャンバが、上側エンクロージャの上側環状側壁および上側内部チャンバと実質上連続、かつ流体連通するように、下側エンクロージャの下側環状側壁がその開放上端において、上側環状側壁に上側エンクロージャの開放下端を介して装着されている下側エンクロージャと、
（ｃ）粉砕しようとする物質を上側エンクロージャの上側内部チャンバ内に、上側エンクロージャの上端を通過して配送するための手段と、（ｄ）上側エンクロージャの内側面のまわりに延びる流路に沿って、上側エンクロージャの上側環状側壁内の墳口すなわちスロットを通過して、上側内部チャンバ内に、空気流を供給する手段と、
（ｅ）前記上側エンクロージャが、前記上側環状側壁を貫通する前記墳口すなわちスロットに隣接して前記上側エンクロージャの前記内側面で前記上側環状側壁に装着された偏向プレートをさらに含み、前記偏向プレートが、前記墳口すなわちスロットから前記上側エンクロージャの前記上側内部チャンバ内へと流入する空気を乱さないために、空気を前記墳口すなわちスロットから遠ざかるように偏向させるように、前記上側環状側壁に対する角度配置を画定し、
（ｆ）実質上上側エンクロージャの上側内部チャンバ内での物質の粉砕および乾燥と、上側内部チャンバからその上端を介しての上方への空気の排出と、下側エンクロージャの下側内部チャンバを介しての粉砕された物質の下方移動と、下側エンクロージャの開放下端を介して下側内部チャンバから粉砕された物質の下方への排出とをもたらす空気の渦流を、上側および下側エンクロージャの上側および下側内部チャンバ内部に生成するために、空気供給手段と空気排出手段が、上側環状側壁内の墳口すなわちスロットならびに上側および下側内部チャンバと協働するように上側エンクロージャの、上側内部チャンバから、その上端を介して空気を排出する手段とを備えると共に、下側エンクロージャの下側内部チャンバは、上側および下側エンクロージャの上側および下側内部チャンバ内の空気と物質の循環渦流を強化する逆円錐形を有する。本装置はまた、上側および下側のエンクロージャとその上側および下側の内部チャンバが互いに対して縦方向の位置になるように、上側エンクロージャおよび下側エンクロージャを、上側エンクロージャが下側エンクロージャの上になるように直立方向に支持する支持構造を備える。
【０００７】
より詳細には、上側エンクロージャの上側環状側壁を貫通する墳口は、上側エンクロージャの上端および下端の間で、それらに対して概して横断方向に延びるように配向された高さと、上側エンクロージャの内側面および外側面の間で、それらに対して鋭角で伸びるように配向された長さとを有するスロットである。上側エンクロージャは、その外側面に沿って配置された、垂直スロットの幅を調整するための手段をさらに含む。このスロット幅調整手段はプレートと、空気流が通過できる墳口の有効寸法を変化させる目的で、上側環状側壁とそれを貫通している墳口に対してスライド移動をするように、そのプレートを墳口に隣接して上側エンクロージャの外側面で上側環状側壁に装着している開放可能な締付け具とを含む。上側エンクロージャは、上側環状側壁を貫通する墳口に隣接して上側エンクロージャの内側面で上側環状側壁に装着された偏向プレートをさらに含み、この偏向プレートが、墳口から上側エンクロージャの上側内部チャンバ内へと流入する空気を乱さないために、空気を墳口から遠ざかるように偏向させるように、上側環状側壁に対する角度配置を画定している。給気手段は、上側エンクロージャの上側環状側壁に装着されて、上側エンクロージャの上側環状側壁を通過する墳口を取り囲み、流体連通している集気キャビティを画定しているマニホルドを含む。このマニホルドは、給気口を有する。少なくとも１つの管が、圧縮空気の外部供給源から延びて、マニホルドの給気口と連結されて、流体連通しており、その結果圧縮状態の空気は、管を通過し、マニホルドの給気口を通過し、さらにマニホルドの集気キャビティに流入、それを通過し、上側エンクロージャのホールを通過して、上側エンクロージャの上側内部チャンバへと流入する。
【０００８】
上側エンクロージャの上側内部チャンバからの排気手段は排気パイプを含み、この排気パイプは開放上端と開放下端とを有し、排気パイプの開放上端が上側エンクロージャの外部かつ上方に配置され、排気パイプの開放下端が上側エンクロージャの上側で、内部チャンバの内部に流体連通するように、上側エンクロージャの上端に装着され、かつそれを貫通するように配置されている。排気パイプの開放下端は、上側エンクロージャの開放上端よりもその下端の方に近く配置されている。排気パイプはまた、上側エンクロージャの外部かつ上方に配置された上側側面開口と、上側クロージャの上側内部チャンバ内部に、流体連通して配置された下側側面開口を有する。また粉砕しようとする物質を上側エンクロージャの上側内部チャンバの中に配送するための手段は供給管を含み、この供給管は開放上端および開放下端を有すると共に、粉砕しようとする物質が上側エンクロージャの外部から、排気パイプを横切る供給管を介して上側エンクロージャの上側内部チャンバ内の空気循環渦流中に供給されるように、供給管の開放上端が上側エンクロージャの外部にあり、かつ排気パイプの側面に隣接するように配置され、供給管の開放下端が上側エンクロージャの内部にあり排気パイプの反対側面に隣接し、かつ上側エンクロージャの上側内部チャンバの内部にあり、それと流体連通するように配置されるように、排気パイプの上側および下側側面開口に装着され、かつそれを貫通するように配置されている。
【０００９】
本発明はまた、物質粉砕方法を対象とし、その方法は、（ａ）外側面と上側内部チャンバとの間の流体連通をもたらすために、外側面と内側面の間に貫通して形成され、外側面および内側面の間で、それに対して鋭角で延びるように配向された、所定寸法の少なくとも１つの墳口を備える上側エンクロージャを設けるステップと、（ｂ）下側エンクロージャの下側内部チャンバが上側エンクロージャの上側内部チャンバと実質上連続し、かつ流体連通するように、上側エンクロージャの下に縦一列に並べて配置された、逆円錐形を有する下側エンクロージャを設けるステップと、（ｃ）粉砕しようとする物質を、上側エンクロージャの上側内部チャンバ中のへ、その上端を介して配送するステップと、（ｄ）圧縮状態などの空気流を、上側エンクロージャの内側面の回りに延びる流路に沿って、上側エンクロージャ内の墳口を介して、その上側内部チャンバの中へ供給するステップと、
（ｅ）前記上側エンクロージャの前記内側面の一つ以上の前記墳口に近接して取り付けられた一つ以上の偏向板を用いて、且つ前記上側エンクロージャの内側面に対しその偏向板の角度配置を画定して、一つ以上の前記墳口から前記上側エンクロージャに流入する空気流が前記上側エンクロージャ内で循環する空気に妨害されないように、前記上側エンクロージャ内で前記循環する空気を前記墳口から遠ざけるように偏向し、
（ｆ）実質上上側エンクロージャの上側内部チャンバ内での物質の粉砕および乾燥と、下側エンクロージャの下側内部チャンバを介しての粉砕された物質の下方移動と、下側エンクロージャの開放下端を介して下側内部チャンバから粉砕された物質の下方への排出とをもたらす空気の渦流を、上側および下側エンクロージャの上側および下側内部チャンバ内部に生成するために、空気供給手段と空気排出手段が、上側環状側壁内の墳口ならびに上側および下側内部チャンバと協働するように、上側エンクロージャの上側内部チャンバから、その上端を介して空気を排出するステップとを含み、下側エンクロージャの下側内部チャンバは、上側および下側エンクロージャの上側および下側内部チャンバ内の空気と物質の循環渦流を強化する逆円錐形にされている。
【００１０】
本発明の上記およびその他の特徴と利点は、本発明の例示的な実施形態を示して記述した図面と併せて以下の詳細な説明を読めば、当業者には明らかになるであろう。
【００１１】
以下の詳細な説明では、添付の図面を参照する。
【００１２】
（発明を実施するための最良の形態）
図面、詳細には図１〜図３を参照すると、全体を１０として表す本発明の物質粉砕装置が示されている。粉砕装置１０は基本的に、上側エンクロージャ１２、下側エンクロージャ１４、給気手段１６、排気手段１８、および物質運搬手段２０を含んでいる。粉砕装置１０はまた、上側エンクロージャ１２および下側エンクロージャ１４を垂直縦方向に支持する支持構造２２も含む。
【００１３】
図１〜図５を参照すると、上側エンクロージャ１２は連続した上側環状側壁２４を含み、また向かい合う外部側面１２Ａおよび内部側面１２Ｂ、開放下端１２Ｃ、および閉じた上端１２Ｄを有する。その閉じた上端１２Ｄは、上側環状側壁２４の上に重なり取り外し可能な形で装着された頂部カバー２６の形で設けられることが好ましい。上側環状側壁２４は、実質的に円筒形状の主環状壁面部分２４Ａ、および実質的に互いに同型である上側環状へり部分２４Ｂおよび下側環状へり部分２４Ｃを有する。上側環状へり部分２４Ｂおよび下側環状へり部分２４Ｃは、主環状壁面部分２４Ａの上側および下側の反対側に位置する開放端に堅固に固定され、そこから実質的に直角方向に外側に延びる。頂部カバー２６は実質的に剛性で平坦な円盤状の形状であり、その周囲端部分２６Ａで上側環状側壁２４の上側環状へり部分２４Ｂの上側に支持され、それにより上側環状側壁２４の主環状側面部分２４Ａの開放上端、したがって上側エンクロージャ１２の上端１２Ｄの上に重なり、エンクロージャを閉じている。頂部カバー２６は、そこを貫通する、実質的に円形の中心開口部２８を画定する。
【００１４】
次いで図１〜図３を参照すると、連続した下側環状側壁３０の形状をとる下側エンクロージャ１４が見られる。下側環状側壁３０は、実質的に逆円錐台の形状を有し、反対位置にある開放上端３０Ａおよび開放下端３０Ｂを有する。下側環状側壁３０の開放上端３０Ａの直径は、その開放下端３０Ｂの直径よりも大幅に大きく、かつ上側エンクロージャ１２の下端１２Ｃにおいて上側環状側壁２４の直径とほぼ等しい。下側環状側壁３０は、下側環状側壁３０の開放上端３０Ａに堅固に固定され、かつそこから実質的に直角に外側に延びる上側環状へり３２を有する。下側環状側壁３０は、その上側環状へり３２で上側環状側壁２４の下側環状へり部分２４Ｃに取り付けられ、上側エンクロージャ１２の上側環状側壁２４と下側エンクロージャ１４の下側環状側壁３０は実質的に相互に連続している。
【００１５】
上側エンクロージャ１２はその内部側面１２Ｂで、上側環状側壁２４、頂部カバー２６の下、および上側エンクロージャ１２の開放下端１２Ｃの上に上側内部チャンバ３４を画定する。下側エンクロージャ１４は、下側環状側壁３０内で、その開放上端３０Ａと開放下端３０Ｂの間に下側内部チャンバ３６を画定する。下側エンクロージャ１４の下側内部チャンバ３６は、上側エンクロージャ１２の上側内部チャンバ３４から連続し、かつ流体（ｆｌｏｗ）連通するように配置される。上側エンクロージャ１２の上側環状側壁２４および頂部カバー２６、および下側エンクロージャ１４の下側環状側壁３０は同一の重金属材料で製造して、上側エンクロージャ１２および下側エンクロージャ１４が確実に比較的長い耐用寿命を有するようにする。
【００１６】
上側エンクロージャ１２の上側環状側壁２４および頂部カバー２６は、それぞれの上側環状へり部分２４Ｂおよび周囲端部分２６Ａにおいて、その間に圧締された上側環状シール３８と、上側エンクロージャ１２の円周方向に一定間隔で置かれた位置で上側環状へり部分２４Ｂおよび周囲端部分２６Ａの間を延び、かつそれらを相互連結する複数の留め具とによって密閉可能な形で合わせて固定される。上側環状側壁２４および下側環状側壁３０は、それぞれの下側環状へり部分２４Ｃおよび上側環状へり部分３２において、その間に圧締された下側環状シール４０と、上側エンクロージャ１２および下側エンクロージャ１４の円周方向に等間隔で置かれた位置で、上側環状へり部分２４Ｃと上側環状へり部分３２の間を延び、かつそれらを相互連結する複数の留め具とによって密閉可能な形でともに固定される。上側環状シール３８および下側環状シール４０は、実質的に互いと同型であり、実質的に環状である。これらのシールは、上側エンクロージャ１２の上側環状側壁２４と頂部カバー２６の間に、および上側エンクロージャ１２の上側環状側壁２４と下側エンクロージャ１４の下側環状側壁３０の間にそれぞれ気密シールを提供する。各留め具自体は、図１のようにボルト４２か、あるいは図２および図３に示すようなセンター越しのトグルクランプ４４など任意の従来形態でよい。センター越しトグルクランプ４４は、上側環状側壁２４と頂部カバー２６をともに、および上側環状側壁２４と下側環状側壁３０をともに解放可能な形で圧締および固定するのによく知られた方式で機能する。センター越しトグルクランプ４４はそれぞれ、頂部カバーの周囲端部分２６Ａ、および下側環状側壁３０の上側環状へり部分３２それぞれに固定して装着されたブラケット４８の一端４６Ａから外側端４８Ａに枢軸方向に取り付けられたレバー４６と、その反対側の端４６Ａと４６Ｂの間のレバー４６に一端で枢軸方向に取り付けられ、そのもう一端にはナット５２を取り付けたボルト５０とを含む。図２の実線の形で示すように、レバー４６をセンター越しに固定された垂直位置に枢動すると、上側環状側壁２４の上側へり部分２４Ｂおよび下側へり部分２４Ｃそれぞれに装着され、そこから外側に突出する別のブラケット５４のノッチ中をボルト５０が延び、ボルト５０に付けられたナット５２がブラケット５４のレバー４６とは反対の側に配置される。図２の点線の形で示すようにレバー４６をセンター越しの固定位置から外側に解放位置まで枢動すると、ボルトおよびそのナット（図示せず）はブラケット５４との係合から解放される。
【００１７】
再度図１から図５を参照すると、上側エンクロージャ１２は少なくとも１つ、好ましくは３つなど複数の空気孔５６を有し、これは上側エンクロージャ１２の上側環状側壁２４の主環状壁面部分２４Ａを貫通して形成され、その外部側面１２Ａおよび内部側面１２Ｂそれぞれで開いている。空気孔５６の数は、上側エンクロージャ１２の所望の直径によって決まる。空気孔５６は、その必要はないが互いに実質的に同型にすることができる。空気孔５６は、等間隔などで円周方向に互いに間隔を空けて置かれる。各空気孔５６は、上側エンクロージャ１２の上端１２Ｄと下端１２Ｃとの間を延び、これらに対して概して横方向の関係になるような方向の垂直方向の高さＨ（図２）と、上側エンクロージャ１２の外部側面１２Ａと内部側面１２Ｂの間をこれらに対して鋭角で延びる方向にある長さＬ（図４）とを有する垂直スロットの形状であることが好ましい。各孔５６の高さＨは、その長さＬおよび幅Ｗよりも大幅に長い。上側環状側壁２４を鋭角で貫通して延びるように各空気孔５６を形成すると、図２ないし図４の矢印Ａで表すように、上側エンクロージャ１２の上側内部チャンバ３４内に実質的に接線方向の循環流れパターンが生じる。
【００１８】
上側エンクロージャ１２はまた、各空気孔５６の有効幅Ｗを調節する複数の手段５８を含む。幅調節手段５８は、１対のプレート６０、６２、およびボルトなどの複数の留め具６４を含む。より詳細には、図４および図５に示すように空気孔５６それぞれにつき、１つの調節可能プレート６０、１つの固定プレート６２、および４つの留め具６４がある。調節可能プレート６０および固定プレート６２は同じサイズである。固定プレート６２は、隣接する空気孔５６の片側に、上側エンクロージャ１２の上側環状側壁２４のその外部側面１２Ａに固定して取り付けられる。調節可能プレート６０は、隣接する空気孔５６の反対側の上側環状側壁２４にスライド可能な形で取り付けられ、ボルト６４のうち２つを緩めると、上側環状側壁２４およびそこを貫通する孔５６との関係で、固定プレート６２方向にスライドさせて動かすことができ、それにより隣接する空気孔５６の有効幅Ｗを変化させる。調節可能プレート６０を反対方向に動かすと、孔５６と一直線に並んだ調節可能プレート６０と固定プレート６２の間のオリフィスすなわち間隔の大きさがそれに対応して増加あるいは縮小し、それにより隣接する空気孔５６をより多くあるいは少なく露出させ、隣接する空気孔５６の角度と一致する方向に角度をつけたプレート６０、６２の向かい合う端６０Ａ、６２Ａの間の空気孔５６の有効幅を変化させる。調節可能プレート６０は、そこを貫通する形で間隔をあけて形成された１対のスロット６６を有し、これは互いに同型で平行である。２つの留め具６４はこのスロット６６を通して受け、上側環状側壁２４中に固定することができる。２つの留め具６４は、プレート６０を適切位置に保持するため、あるいは留め具６４を再度締める前にプレート６０をスロット６６の長さに沿って所望量移動させるために、調節可能プレート６０および上側環状側壁２４との関わりで締めるか、あるいは緩めることができる。
【００１９】
装置１０の給気手段１６は、空気を好ましくは圧縮状態で、上側環状側壁２４中の空気孔５６を通じて、上側エンクロージャ１２の上側内部チャンバ３４に送り込む。給気手段１６は、少なくとも１つ、好ましくは複数のマニホールド６８と、少なくとも１つ、好ましくは複数の空気管７０を含む。上側エンクロージャ１２の空気孔５６それぞれと合わせて、１つのマニホールド６８および１つの空気管７０が使用される。孔５６が３つある場合は、３つのマニホールド６８がある。各マニホールド６８は、上側エンクロージャ１２の上側環状側壁２４の外部側面１２Ａに装着される。各マニホールド６８は、上側エンクロージャ１２の上側環状側壁２４に沿って互いに等間隔で置かれることが好ましい。マニホールド６８はそれぞれ、１対の向かい合った側壁７２、頂部壁面７４、底部壁面７６、環状シール７８、前部カバー８０、およびボルトなど複数の留め具８２を有する。側壁７２は実質的に同型で、互いの鏡像であり、実質的に傾斜したＬ字型の横方向の形状を有する。頂部壁面７４および底部壁面７６は実質的に同型で互いの鏡像であり、側壁７２の反対位置にある上端および下端の間を延び、それらと堅固に相互連結される。環状シール７８および前部カバー８０は、実質的に長方形の形状を有する。環状シール７８は、前部カバー８０の周囲と、側壁７２、頂部壁面７４および底部壁面７６の隣接する端部分との間に配置され、この間に気密シールを提供する。前部カバー８０はその隅に間隔をあけて６個など複数の孔を有し、この孔が留め具８２を受け、留め具はマニホールド６８中の複数の対応する孔８４に取り外し可能な形で固定される。したがって前部カバー８０は、上側エンクロージャ１２の幅調節手段５８に手が届くように取り外すことができる。
【００２０】
各マニホールド６８は、その内部の集気キャビティ８６、および給気口８８を画定する。集気キャビティ８６は、上側環状側壁２４と、側壁７２、頂部壁面７４、底部壁面７６、および前部カバー８０との間に配置される。したがって集気キャビティ８６は、上側エンクロージャ１２中にある１つの隣接空気孔５６を取り囲み、その上に位置し、かつ空気孔と流体連通して配置されている。マニホールド６８の給気口８８は円形で、側壁７２のどちらか１つを貫通して形成される。給気口８８も集気キャビティ８６と流体連通している。給気手段１６の各空気管７０は円筒形である。マニホールド６８の数に合わせて３つの空気管７０がある。各空気管７０は、従来式の空気圧縮機など圧縮空気の外部ソース（図示せず）から延び、マニホールド６８のうち１つの給気口８８に連結され、給気口と流体連通している。これにより、圧縮状態の空気は図４に示すように、空気管７０、各マニホールド６８の給気口８８を通り、そのマニホールド６８の集気キャビティ８６を通過し、上側エンクロージャ１２の隣接空気孔５６を通じて上側エンクロージャ１２の上側内部チャンバ３４に至ることができる。
【００２１】
上側エンクロージャ１２はまた、少なくとも１つ、好ましくは複数の偏向板９０を含む。各偏向板９０は実質的に角をなす形状で、上側エンクロージャ１２の上側環状側壁２４の内部側面１２Ｂに、上側エンクロージャ１２の各空気孔５６に隣接して取り付けられる。各偏向板９０は、孔５６から上側エンクロージャ１２の上側内部チャンバ３４に流入する空気流が妨害されないように、上側内部チャンバ内で循環する空気流が空気孔５６を通過する際に、流れを空気孔５６からわずかに偏向する機能を果たす。偏向板９０の角をなす形状は板と上側環状側壁２４との間に隙間を提供し、それにより最大量の空気が制限されずに上側内部チャンバ３４に流れ込むことが可能になる。
【００２２】
図１から図３を参照すると、上側エンクロージャ１２の上側内部チャンバ３４内で循環する空気流から空気を排出するために、装置１０の排気手段１８が設けられている。排気手段１８は排気パイプ９２を含む。排気パイプ９２は円筒形状で、反対側に位置する開放上端９２Ａおよび開放下端９２Ｂを有する。排気パイプ９２はまた、排気パイプ９２の向かい合う側に配置された、実質的に円形形状の上側側面開口部９４および下側側面開口部９６を有する。排気パイプ９２の断面サイズは一般に、上側エンクロージャ１２の上側内部チャンバ３４と下側エンクロージャ１４の下側内部チャンバ３６を合わせたサイズによって決定される。排気パイプ９２は、上側エンクロージャ１２の頂部カバー２６の中心開口部２８にちょうど収まり、開口部に取り付けられ、開口部中に配置される。この際、排気パイプ９２の開放上端９２Ａおよび上側側面開口部９４は上側エンクロージャ１２より上の外側に配置され、排気パイプ９２の開放下端９２Ｂおよび下側側面開口部９６は上側エンクロージャ１２の上側内部チャンバ３４の内部に、チャンバ３４と流体連通して配置される。したがって、上側エンクロージャ１２の上側内部チャンバ３４中の空気は、図２の矢印Ｂで示す方向に排気パイプ９２中に流し、上方に通して排出することができる。排気パイプ９２の開放下端９２Ｂは、上側エンクロージャ１２の閉じた上端１２Ａよりも開放下端１２Ｂに近くなるように配置される。排気パイプ９２の開放上端９２Ａは、上側エンクロージャ１２の頂部カバー２６から、排気パイプ９２の開放下端９２Ｂが頂部カバー２６から配置される距離よりも大幅に長い距離に配置される。
【００２３】
上側エンクロージャ１２はまた、頂部環状シール９８、頂部環状シールカバー１００、および留め具１０２を含む。頂部環状シール９８および頂部環状シールカバー１００はどちらも、実質的に環状である。頂部環状シール９８は、頂部カバー２６を貫通する中心開口部２８の周囲に配置され、頂部環状シールカバー１００は頂部環状シール９８の上に重ねて配置され、留め具１０２はシールおよびシールカバーの両方を頂部カバー２６の中心開口部２８の周囲に固定する。上側エンクロージャ１２の頂部環状シール９８は、排気パイプ９２と上側エンクロージャ１２の頂部カバー２６の間に気密シールを提供する。
【００２４】
装置１０はまた、排気パイプ９２の開放上端９２Ａの上に取り付けられたダンパ１０４、およびアクチュエータ１０６を含む。ダンパ１０４は、互いに実質的に同型で互いの鏡像である２つのハーフ部分１０４Ａ、１０４Ｂを有する。アクチュエータ１０６はハーフ部分１０４Ａ、１０４Ｂを相互連結し、それを互いに近づけてあるいは離れるように動かして、その間の中心空間１０８のサイズを増加するかあるいは縮小するのに使用できる。ダンパ１０４は、ハーフ部分１０４Ａ、１０４Ｂを動かすためにアクチュエータ１０６を有する。アクチュエータ１０６は水圧式でも電動式でもよく、手動で遠隔操作する。したがってダンパ１０４は排気パイプ９２の上端９２Ａでパイプの上に取り付けられ、図１に概略的に示すように、上側エンクロージャ１２の上側内部チャンバ３４および下側エンクロージャ２０の下側内部チャンバ３６から、排気手段１６の排気パイプ９８中を通過する空気流を調整（ｒｅｇｕｌａｔｅ）し、それにより上側エンクロージャ１２の上側チャンバ３４および下側エンクロージャ１４の下側チャンバ３６内における物質の粉砕サイズを調整することができる。ダンパ１０４を調整することにより、より軽量の物質を、上側エンクロージャ１２の上側内部チャンバ３４および下側エンクロージャ１４の下側内部チャンバ３６内により長く保持して、物質をより完全に粉砕することができる。
【００２５】
図１および図２を参照すると、装置１０の物質運搬手段２０は、粉砕する物質を上側エンクロージャ１２の上側内部チャンバ３４に運搬するものである。物質運搬手段２０は、実質的に円筒形の供給管１１０を含む。供給管１１０は、反対の位置にある開放上端１１０Ａおよび開放下端１１０Ｂを有する。供給管１１０の上端１１０Ａは、そこに供給される粉砕する物質を、手動、真空、あるいは物質昇降機またはオーガの放出端など任意の適切な手段により受けるためにホッパーなどの形状にすることができる。供給管１１０は排気パイプ９２に取り付け、排気パイプ９２の上側側面開口部９４および下側側面開口部９６を貫通させて配置するが、供給管１１０の開放上端１１０Ａは上側エンクロージャ１２および排気パイプ９２の外側に配置するのに対し、供給管１１０の開放下端１１０Ｂは、上側エンクロージャ１２の上側内部チャンバ３４の中でチャンバと流体連通するように配置する。したがって、粉砕する物質は上側エンクロージャ１２の外部から、供給管１１０を通じ、排気パイプ９２を横切り、上側エンクロージャ１２の上側内部チャンバ３４内の循環空気渦流に供給することができる。供給管１１０は、上側エンクロージャ１２の頂部カバー２６に対して鋭角で配置される。粉砕する物質は、角度をつけた空気孔５６を通じて圧縮空気を上側エンクロージャ１２の上側内部チャンバ３４に送った後に、供給管１１０中に供給する。あるいは、供給管１１０は、排気パイプ９２中に貫通させる代わりに、図１に点線の輪郭で示す位置１１２など、頂部カバー２６の周囲端部分２６Ａに隣接する位置でカバーに挿入することもできる。
【００２６】
図１および図２に示すように上側エンクロージャ１２および下側エンクロージャ１４を垂直縦方向に支持する装置１０の支持構造２２は、複数の取り付けブレース１１４、支持台１１６、複数の細長い脚部１１８、および支持アクチュエータ１２０を含む。取り付けブレース１１４は実質的に三角形で、円周方向に互いと間隔があけられている。取り付けブレース１１４は、上側エンクロージャ１２の上側環状側壁２４に対して垂直の向きでその外部側面１２Ａに固定して取り付けられ、そこから半径方向に外側に延びて支持台１１６の上に載る。支持台１１６は概して平坦な形状で、中心開口部１１６Ａを有する。装着された上側エンクロージャ１２および下側エンクロージャ１４は、支持台１１６の中心開口部１１６Ａ中に受けられ、取り付けブレース１１４は中心開口部１１６Ａの周囲で支持台１１６の上に載ることにより、装着された上側エンクロージャ１２および下側エンクロージャ１４を垂直縦方向に支持し、保持する。脚部１１８は上端１１８Ａおよび底端１１８Ｂを有し、その上端１１８Ａで支持台１１６の各隅１１６Ｂに連結されて、台を水平方向に、かつ地面などの支持面から所望の高さに配置する。１対の脚部１１８はその底端１１８Ｂで水平のブレース部材１２２で相互連結して、支持面上に置いてよい。各支持アクチュエータ１２０は、手動、機械、空圧、あるいは水圧により操作するものなど、任意の適切な従来型のものでよい。各アクチュエータ１２０は上側エンクロージャ１２の頂部カバー２６に取り付けられ、そこから直立方向に延びて、排気パイプ９２を取り囲み外方に延びるブラケット配列１２４の隅で連結されている。アクチュエータ１２０を作動して、ブラケット配置１２４を介して排気パイプ９２を頂部カバー２６に対して選択的に上げ下げして、上側エンクロージャ１２に対して様々な位置にすることができ、したがって上側エンクロージャ１２の上側内部チャンバ３４内で異なる深さまで延ばすことができる。
【００２７】
上側エンクロージャ１２の上側内部チャンバ３４は、供給管１１０を通じて適切な外部ソースから、ガラス、粒状物、紙、プラスチック、アルミニウム、花崗岩など種々の粉砕物質を受け取る。上側内部チャンバ３４はまた、上側環状側壁２４中の角度をつけた空気穴５６を通じて、上側エンクロージャ１２の上側内部チャンバ３４で物質を受け取るとそれと相互作用する圧縮状態の空気流を受け入れる。各空気孔５６の角度は、圧縮空気を上側内部チャンバ３４内で右回りあるいは左回りの方向に高速度で流すような角度に選択し、圧縮空気はその高速度により物質に対して高衝撃を与え、それにより上側内部チャンバ３４内で物質を縮小および粉砕して小さなサイズにする。上側エンクロージャ１２の上側内部チャンバ３４と連続し、チャンバ３４と流体連通している下側エンクロージャ１４の下側内部チャンバ３６は実質的に逆円錐形であるが、この形状は上側エンクロージャ１２の上側内部チャンバ３４および下側エンクロージャ２０の下側内部チャンバ３６内における循環空気渦流の生成および維持を促進するもので、これによりチャンバにおける物質の粉砕が容易になる。上側内部チャンバ３４内で粉砕された物質は、図２に示すように下側内部チャンバ３６内に落下あるいは下降し、下側エンクロージャ１４の下側環状側壁３０に沿って開放下端３０Ｂに向かって下方に通過し、その開放下端３０Ｂから排出される。循環渦流は、上側エンクロージャ１２の上側内部チャンバ３４および下側エンクロージャ１４の下側内部チャンバ３６それぞれの中心部に真空を生成する。これにより、粉砕した物質は下側内部チャンバ３６中を下方に落下し、下側エンクロージャ１４の下側環状側壁３０の下端３０Ｂから出ることができ、一方で余分な空気は、上側内部チャンバ３４および下側内部チャンバ３６から排気パイプ９２を通じて上方に流れる。真空状態は供給管１１０内にもあり、これは処理する物質を上側エンクロージャ１２の上側内部チャンバ３４中に引き込むのに役立つ。同時に、装置１０で物質を粉砕するのと合わせて、装置内ではその乾燥も行う。上側エンクロージャ１２および下側エンクロージャ１４のサイズは、装置１０の他の構成要素と同じく、粉砕する物質の種類および必要な容量に応じて変わりうる。図面に示す装置１０は単なる一例示実施形態にすぎない。
【００２８】
上側エンクロージャ１２の上側内部チャンバ３４内に送り込む圧縮空気は、事前に選択した圧力にすることが可能であり、これは約１０〜約６００ポンド／平方インチ（ｐｓｉ）（６８９５０〜４１３７０００Ｐａ（パスカル））の広範囲にわたる。圧縮空気は、約５〜約１２，０００立方フィート／分（ｃｆｍ）（０．１４２〜３４０立方メートル／分）の広範囲にわたる速度にすることが可能である。圧縮空気はまた、その温度を変えることも可能である。圧縮空気の温度は、物質の粉砕および乾燥を促進するために、熱交換装置（図示せず）などを用いて加熱してもよい。空気の温度は、華氏４０度〜９００度（摂氏４．４４〜４８２°Ｃ）の広範囲にすることが可能である。圧縮空気の加熱には蒸気を使用することもできる。この蒸気は、華氏２１２度〜２０００度（摂氏１００〜１０９３°Ｃ）の広範囲にわたる温度にすることが可能である。これにより、圧縮空気の剪断力が増すとともに、乾燥プロセスが大幅に改良される。蒸気はまた、装置１０を特定の圧力、温度および立方フィート／分で作動させるのに使用してもよい。
【００２９】
また、凍結温度以下まで冷却した空気など冷却空気を使用して、完成製品中に特定成分を保持することも可能である。空気の冷却には、例えば液体窒素、二酸化炭素、冷却渦管、冷却機器および／または地下水あるいは地表水を使用することができる。また、空気圧縮以外の他の知られている技術により、適切な空気流を、装置の作動に必要な速度、圧力および温度で送り込み装置１０を作動させることができる。その速度、圧力、および温度に関する空気の変化は、処理する物質の種類および装置１０のサイズによって決まる。
【００３０】
装置１０内で物質の粉砕および縮小を引き起こす正確なメカニズムは分かっていない。その作用に対するいくつかの異なる理論には、物質の一片一片が互いに激しく衝突した結果粉砕されるという理論、あるいは渦の遠心力が物質を動かして上側エンクロージャ１２の上側環状側壁２４および下側エンクロージャ１４の下側環状側壁３０に激しくぶつけるという理論、あるいは圧力および真空の差により、物質が統一性（ｕｎｉｔｙ）や完全性（ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）を失う、または内破するという理論がある。装置１０の作動中、渦の中心には、排気パイプ９２の下端９２Ｂから、下側エンクロージャ１４の下側環状側壁３０の出口すなわち下端３０Ｂにかけて停滞空気（低圧力）空間があることが分かっている。下側エンクロージャ１４の側壁３０の内側沿いにも別の停滞空気（低圧力）空間が見られ、これは処理した物質を下側内部チャンバ３６の下側に向けて落下させ、下側エンクロージャ１４から排出させている。装置１０の中心部の停滞空気と、下側エンクロージャ１４の周囲に沿った停滞空気空間の間には真空が形成される。
【００３１】
（産業上の利用可能性）
装置１０は、種々の物質を効率的かつ容易に粉砕、乾燥、および脱水するために設計される。下記でより詳細に説明するように装置１０は、動物および農業産出物の粉砕、乾燥、および殺菌、産業廃棄物クリーンアップの粉砕、消費者廃棄物の再利用、塩水の脱塩、より効率的な燃焼のための燃料の粉砕、およびより効率的な送達のための医療製品の粉砕を含む多くの実用的応用例を有するが、応用例はこれらに限定されるものではない。装置１０の乾燥、脱水、および粉砕の特色は、従来の噴霧乾燥工程に対する費用効果の高い補助方法か、あるいはその代替となるものと思われる。また、装置１０は小型化して、家庭で消費者製品とともに使用するための小型の粉砕機および乾燥機を提供することもできると思われる。
【００３２】
殺菌 空気温度を華氏１５０度（摂氏６５．５５°Ｃ）またはそれ以上にすると、衝突粒子の微粉化（ｐｕｌｖｅｒｉｚｅ）効果と結びついて、独自の効率的な殺菌法を生み出す。孵化場または割卵業界の副産物である液状卵は、液状卵の固形分がわずか約１８％〜２０％であるにもかかわらず粉状にすることができる。この粉は好ましい香りがし、保存寿命が長いようである。この粉の水分含有量は平均１％から４％である。
【００３３】
農業製品
あらゆる種類の穀類はひいて粉（ｆｌｏｕｒ）にし、同じ工程中に乾燥させることができる。製粉所で穀類から出た不要物をひいて微粉にすることにより、より多くの栄養素を利用可能にし、それを飼料製品に利用することができる。藻類、海藻、ウキクサなどの水生植物、および他の植物は低温度で乾燥および粉砕し、それによりその栄養価を保存することができる。ハーブ類はひいて微粉にすることにより、その効能を高められる可能性がある。
【００３４】
動物製品
カニ、ロブスター、エビ、カキなど、多くの甲殻類および海洋生物は粉砕および乾燥することができ、これにより処理加工工場の副産物をより有効に利用することができる。加工処理の副産物である殻は、乾燥し、ひいて微粉にすると、キチンなどの製品をより容易に抽出できるようになる。甲殻類の殻の大半は所望のミクロン単位のサイズに粉砕することができ、それにより異なる成分との相互作用を高めることができる。
【００３５】
動物の処理加工工場から出る副産物と同様に、種々の動物性廃棄物も粉砕して乾燥することができる。商業養鶏場（ｌａｙｅｒ  ｈｏｕｓｅ）から出る鶏糞（ｈｅｎ  ｍａｎｕｒｅ）などの動物性廃棄物は乾燥および粉砕することにより、肥料グレードの製品を生産することができる。Ｄ．Ａ．Ｆ．、すなわち動物加工処理工場から出る廃棄物は、乾燥し、粉砕することができる。この物質はタンパク質含有量が豊富で、動物飼料に使用することができる。Ｄ．Ａ．Ｆ．はバクテリア含有量が高いが、装置１０を使用することにより、あるケースでは見られたバクテリアの繁殖が低減または排除された。孵化場および割卵工場から出る卵殻などの家禽産出物は、粉砕し、乾燥することができる。卵殻は、殻を粉砕して微粉にすることでより有効に利用することができる。コラーゲンを多く含んだ、殻の内側から得られる膜は大きな粒子で残る。この膜は、ふるいを使用することによりカルシウムから容易に取り除くことができる。膜およびカルシウムはどちらも乾燥して、所望のサイズに粉砕することができる。
【００３６】
産業廃棄物の浄化
装置１０は、石炭、コンクリート、アルミニウム、ガラス、木材、紙、ハードプラスチック、岩、石灰岩、鉱石（ｍｉｎｅｒａｌ  ｏｒｅｓ）などの高破砕（ｈｉｇｈ  ｆｒａｃｔｕｒｅ）物質の粉砕に使用することができる。装置の粉砕乾燥機構（ｍｏｔｉｏｎ）および脱水は、産業廃棄物および有害廃棄物と同様に汚染土壌にも使用することができる。汚染防止および廃棄物削減というＥＰＡ規定の目標は本装置によって扱うことができる。
【００３７】
さらに、ある物質は、容積の縮小を実施することにより価値を高めることが可能である。例えば、ろ過ケークはその大半が水である。水を除去すれば、クロム、ニッケル、スズ、鉄などの残留物質は有効により濃縮し、したがって有用性が生じる。それにより、これらを抽出し、再利用する工程は経済的により容易なものとなる。
【００３８】
さらに、この技術を同時に応用することにより、成分抽出に対する可能性が存在する。成分抽出は、最初の粉砕が生じた後の、渦中のそれ自体の層に見られる各成分固有の原子重量に基づくものである。成分が見つかれば、抽出は比較的容易に行われる。
【００３９】
産業副産物は容積および水分含有量を減らすことができ、これにより輸送費および保管上の要件が低減される。汚水廃棄物および下水汚泥は乾燥させて、容積を縮小することができる。加熱空気および渦状空気の速度というこの技術の特色は、炭化水素で汚染された土壌（ハロゲン化および非ハロゲン化）、特にＲＣＲＡ（資源保全再生法）により規制される土壌の改善（ｒｅｍｅｄｉａｔｅ）において非常に有効である可能性が高い。炭化水素の揮発を促進することにより、炭化水素は別段階で回収し、濃縮して不純物のない製品にし、それ自体で売ることができる。改善された土壌は埋め戻すことができる。
【００４０】
消費者廃棄物の再利用
多くの消費者廃棄物は成分ごとに分別し、粉砕および乾燥してから再利用することができる。ガラスは加工処理して、微粉すなわちケイ酸にすることができる。表面にラベルのついたガラス製品は、ラベルを除去せずに処理することができる。紙すなわちラベルは大き目の断片で残り、ふるいを使用してケイ酸から容易に取り除くことができる。例えば乳児用おむつなど他の製品は分別して乾燥することができ、これにより再利用可能な成分を再利用できるようになり、また、ごみ埋め立て地に堆積させなければならない廃棄物の容積を縮小することができる。
【００４１】
淡水の生成
装置１０には、海水を脱塩する潜在性がある。物質の分離および処理を使用するために、イオン化が可能である。
【００４２】
汚染物質の少ない燃料
装置１０は、石炭などの燃料を粉砕して、より効率的な燃焼が可能で汚染の少ないミクロ粒子にする能力を有する。
【００４３】
医薬
粒子を微視サイズに粉砕する能力は、薬品、ビタミン、およびミネラルを人間および動物がより有効に利用できる形に変える能力を有しうる。
【００４４】
本発明およびその利点は前述の説明から理解されるものと思われ、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、あるいはその本質的な利点を犠牲にすることなく本発明に対して種々の変更を行ってよいことは明らかであろう。これ以前に説明した形態は本発明の好ましい実施形態または例示的実施形態にすぎない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の物質粉砕装置の透視図である。
【図２】  空気流を示す矢印を表した粉砕装置の垂直断面図である。
【図３】  空気流を示す矢印を表した、図２の線３−３に沿って見た粉砕装置の水平断面図である。
【図４】  空気流を示す矢印を表した、図３の円４で囲んだ粉砕装置の給気手段のマニホールドおよび空気管の拡大詳細図である。
【図５】  給気手段のマニホールドの前部カバーを取り外して図４の線５−５から見た空気孔幅調節手段の側面図である。
【図１】
0004806489.tif 000002
【図２】
0004806489.tif 000003
【図３】
0004806489.tif 000004
【図４】
0004806489.tif 000005
【図５】
0004806489.tif 000006