(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングと、前記ケーシング内に配置された回転体と、前記回転体を回転中心軸を中心に回転駆動する駆動装置と、前記ケーシングに形成された前記回転中心軸を中心とする円形状の開口部を覆うように前記ケーシングに取り付けられた外装体と、前記外装体に貫通して取り付けられているとともに前記開口部に一方の開口端が挿入されて前記ケーシング内に被粉砕物を供給する筒状体と、前記開口部から前記ケーシング外に放出された微粉体を回収する回収手段とを備え、前記筒状体から前記ケーシング内に投入された被粉砕物を前記回転体の回転動作により微粉砕するとともに微粉砕された微粉体を旋回気流により前記開口部から前記ケーシング外に放出して回収する微粉砕装置において、前記回転体は、中心部に開口が形成された複数の回転部材と、前記駆動装置の回転駆動軸に取り付けられるとともに前記回転部材を前記回転中心軸方向に所定間隔を空けて支持して複数の前記回転部材の間に前記回転部材の中心部の開口から前記回転部材の外周縁部までを連通する空隙が形成されるように設定する支持部材とを備えており、前記筒状体の前記開口端は、前記回転部材の前記開口に挿入されており、前記筒状体から供給された被粉砕物が前記回転体に衝突することなく前記ケーシング内に投入される微粉砕装置。
【請求項２】
前記回転部材には、表面に突起部が形成された回転板が含まれている請求項１に記載の微粉砕装置。
【請求項３】
前記ケーシング内には、前記駆動装置と前記回転体との間に回転羽根が前記回転駆動軸に取り付けられている請求項１又は２に記載の微粉砕装置。
【請求項４】
前記支持部材は、前記回転駆動軸に取り付けられる中心部から複数の支持バーが放射状に延設された支持フレームを備えている請求項１から３のいずれかに記載の微粉砕装置。
【請求項５】
前記筒状体の前記開口端には、周端部から外方に向かって突出するフランジ部が形成されている請求項１から４のいずれかに記載の微粉砕装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、そば、米、麦、トウモロコシ、豆等の穀物、胡桃、アーモンド、コーヒー豆等の木の実、茶葉といった食材等の被粉砕物を微粉砕化する微粉砕装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上述した食材を微粉砕する方法としては、古来より石臼などの道具が用いられてきたが、生産効率の面からボールミル、震動ミル、ハンマーミル等により機械化して量産化が図られている。しかし、こうした粉砕方法は、粉砕時に摩擦熱が発生し、その熱により水分の蒸発等が生じて穀物が変質することが多く、特に、細かい微粉体を得るためには長時間の粉砕が必要となって、熱の影響は大きくなる。また、機械部品の摩耗による異物混入のおそれもある。このような機械的な粉砕の問題点を考慮して、空気流を用いて粉砕する方法が開発されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ケーシング内に配置された回転体の回転動作により発生した旋回気流が調整口から外装体内に流出するとともに外気が下降気流となってケーシング内に流入する気流の流れが形成されて、管体に投入された穀物が下降気流に乗ってケーシング内に導入され回転体の回転動作により微粉砕されて調整口から微粉体が旋回気流に乗ってケーシング外に放出される穀物微粉砕装置が記載されている。また、特許文献２では、開口部が形成されたケーシング内に回転体を収容し、管体からケーシング内に被粉砕物を投入して回転体の回転により被粉砕物を微粉砕する微粉砕装置において、回転体の取付部材及び支持台部材に回転中心軸方向に連通路を形成して、形成された連通路に管体より供給された被粉砕物を通過させて回転羽根に対してケーシングに形成された開口部とは反対側の空隙に投入するようにした点が記載されている。また、特許文献３では、投入管から回転羽根車の下円盤上に投入された被粉砕物を、電動モータにより高速回転される回転羽根車により、回転羽根車内を羽根等に衝突させつつ回転羽根車の外周方向に搬送し、旋回路ケーシングの内周面に沿って流れる高速旋回気流層によりさらに粉砕して上円盤の上側を流れる排気流により旋回路ケーシングの中心部に搬送し、微粉を回収ケース内に回収する点が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３８１３６０５号公報
【特許文献２】特許第５５５８０６０号公報
【特許文献３】特開平９−２４２８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された穀物微粉砕装置では、投入された食材が、例えば、大豆や米といった硬い食材の場合には、投入する際に回転体に衝突すると反発力により飛散して微粉砕されずに粗粉のまま放出されることが生じる。こうした粗粉が微粉砕された粉体とともに排出されると、製造された粉体は粒度の揃っていない品質の劣化したものとなってしまう。
【０００６】
特許文献２では、特許文献１に記載された装置に比べて粒度の揃った良好な品質の粉体が得られるものの、米のような穀物に対しては、回転体の回転動作中に粉砕されずにそのまま放出される場合があり、また長時間の処理による熱の影響が避けられず、安定した微粉砕処理を行うことが難しいといった課題がある。特許文献３では、回転羽根車の高速回転に伴う熱が内部に籠りやすく、熱により変質しやすい食材の場合には品質劣化が避けられない。
【０００７】
そこで、本発明は、こうした課題に対応して、投入された被粉砕物が確実に微粉砕されて粒度の揃った高品質で熱による変質のほとんどない微粉体を安定して得ることができる微粉砕装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る微粉砕装置は、ケーシングと、前記ケーシング内に配置された回転体と、前記回転体を回転中心軸を中心に回転駆動する駆動装置と、前記ケーシングに形成された前記回転中心軸を中心とする円形状の開口部を覆うように前記ケーシングに取り付けられた外装体と、前記外装体に貫通して取り付けられているとともに前記開口部に一方の開口端が挿入されて前記ケーシング内に被粉砕物を供給する筒状体と、前記開口部から前記ケーシング外に放出された微粉体を回収する回収手段とを備え、前記筒状体から前記ケーシング内に投入された被粉砕物を前記回転体の回転動作により微粉砕するとともに微粉砕された微粉体を旋回気流により前記開口部から前記ケーシング外に放出して回収する微粉砕装置において、前記回転体は、中心部に開口が形成された複数の回転部材と、前記駆動装置の回転駆動軸に取り付けられるとともに前記回転部材を前記回転中心軸方向に所定間隔を空けて支持して複数の前記回転部材の間に前記回転部材の中心部の開口から前記回転部材の外周縁部までを連通する空隙が形成されるように設定する支持部材とを備えており、前記筒状体の前記開口端は、前記回転部材の前記開口に挿入されており、前記筒状体から供給された被粉砕物が前記回転体に衝突することなく前記ケーシング内に投入される。さらに、前記回転部材には、表面に突起部が形成された回転板が含まれている。さらに、前記ケーシング内には、前記駆動装置と前記回転体との間に回転羽根が前記回転駆動軸に取り付けられている。さらに、前記支持部材は、前記回転駆動軸に取り付けられる中心部から複数の支持バーが放射状に延設された支持フレームを備えている。さらに、前記筒状体の前記開口端には、周端部から外方に向かって突出するフランジ部が形成されている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、上記のような構成を備えることで、管体から供給された被粉砕物が円筒部材を通過して回転体に衝突することなくケーシング内に投入されるので、投入された被粉砕物が確実に微粉砕されて粒度の揃ったものとなる。また、回転体の複数の回転部材を回転中心軸方向に所定間隔を空けて支持して、回転部材の間に中心部の開口から外周縁部までを連通する空隙を形成して回転部材の間に気流が生じるように設定されているので、粉砕された微粉体の堆積を抑制するとともにケーシング内部の放熱効果を高めて高品質で熱による変質のほとんどない微粉体を安定して得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】微粉砕装置に関する概略断面図である。
【図２】回転羽根に関する平面図である。
【図３】回転体に関する平面図及び側面図である。
【図４】回転体の支持フレームに関する平面図である。
【図５】回転体に取り付けられる回転羽根に関する平面図である。
【図６】回転体に取り付けられる回転板に関する平面図である。
【図７】回転板の突起部の変形例に関する側面図及び平面図である。
【図８】回転体の変形例に関する側面図である。
【図９】円筒部材に関する平面図、側面からみた断面図及び底面図である。
【図１０】装置の動作状態を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る実施形態について詳しく説明する。図１は、微粉砕装置に関する概略断面図である。微粉砕装置１は、支持部３の上部に設けられた載置台３０の上面にケーシング２が載置固定されており、支持部３の内部には、載置台３０の下面に駆動装置である駆動モータ４が固定されている。支持部３には、複数個のキャスター付きの支持脚３１が設けられている。駆動モータ４の回転駆動軸４０は、載置台３０に形成された穴部を通して上方に向かってケーシング２内に突出するように設けられている（以下の記載では、回転駆動軸４０の回転中心軸を単に「回転中心軸」と称する）。
【００１２】
ケーシング２内には、回転羽根５及び回転体６が収容されており、回転羽根５及び回転体６は、載置台３０を貫通してケーシング２内に突設された回転駆動軸４０と連結している。そして、回転羽根５は、載置台３０と回転体６との間に配設されている。ケーシング２は、上方に円形の開口部２０が形成されており、開口部２０以外の部分については気密な構造になっている。また、開口部２０の中心は、回転中心軸と一致するように設定されている。
【００１３】
ケーシング２は、円筒状の本体部２１の内周面が回転羽根５の外側先端との間に所定間隔を空けるように設定されている。また、本体部２１から開口部２０に向かって次第に縮径するように連続した曲面形状の周縁部２２が形成されており、周縁部２２の内周面は、丸みを帯びた形状に形成されている。なお、周縁部２２の内周面の形状は、微粉砕する材料に応じて適宜変更することが可能で、例えば、角ばった形状にすることもできる。
【００１４】
開口部２０は、回転羽根５の回転範囲よりも小さい口径に設定されており、その上部には外装体７が上方から覆うようにケーシング２に気密に取り付けられている。この例では、開口部２０の周縁と密着するように外装体７が取り付けられている。
【００１５】
回転体６は、中心部に開口が形成された複数の回転部材と、これらの回転部材を回転中心軸方向に所定間隔を空けて支持する支持部材とを備えている。支持部材は、回転駆動軸４０に取付固定された支持フレーム６０を備えており、支持フレーム６０の中心部から放射状に延設された複数の支持バーの先端部には、回転中心軸方向に所定間隔を空けて複数の回転部材が取り付けられている。この例では、回転部材として、１枚の回転羽根６１及び２枚の回転板６２が取り付けられている。回転板６２の表面には、回転中心軸から半径方向に沿って配置された複数の突起部が設けられている。回転部材である回転羽根６１及び回転板６２の中心部は開口しており、後述する円筒部材８４が挿入されるようになっている。また、所定間隔を空けて取り付けられた回転部材の間には、中心部の開口から外周縁部までを連通する空隙が形成されて空気の流れを遮るものがなくなり、高速回転中に開口した中心部から外周縁部に向かって気流が生じて、粉砕処理された微粉体がスムーズに流れて堆積することが抑制される。
【００１６】
外装体７には、被粉砕物を装置内部に供給するための筒状体８が取り付けられている。筒状体８は、円筒状の管体８０を備えており、管体８０は、外装体７の上部を貫通するように気密に取り付けられて固定されている。管体８０の中心軸は、回転中心軸とほぼ一致するように設定されている。筒状体８の上側開口端となる管体８０の上端開口部には投入口部８１が設けられており、投入口部８１は、漏斗状に形成されて被粉砕物を供給しやすくなっている。管体８０の下端開口部８２には、円板状のカバー部材８３が固定されている。カバー部材８３は、中心部に下端開口部８２に対応する開口が形成されており、管体８０の中心軸と直交するように取り付けられている。カバー部材８３は、開口部２０の内径よりも大きい外径の外周縁に形成されており、ケーシング２内に挿入されて周縁部２２に対向する位置に配置されている。そして、カバー部材８３の外周縁は、周縁部２２の内周面との間に所定の間隔を空けて配置されており、カバー部材８３は、回転体６の最上部の回転部材を覆うように設定されている。
【００１７】
カバー部材８３の下面には、円筒部材８４が取り付けられており、円筒部材８４の中心軸が管体８０の中心軸と一致するように設定されている。円筒部材８４は、回転体６の複数の回転部材の中心部における開口により形成された開口部に挿入されて取り付けられており、円筒部材８４の内部には、支持フレーム６０の中心部を覆う蓋状体８５が複数の連結バーにより支持されて設けられている。筒状体８の下側開口端となる円筒部材８４の下端には、周端部から外方に向かって延設されたフランジ部が形成されており、回転体６の中心部に形成された開口部との間の隙間を覆うようになっている。
【００１８】
筒状体８は、下側開口端が回転体６の開口部に挿入されているので、被粉砕物を回転体６に衝突させることなくケーシング２内の底部までスムーズに投入することができ、ケーシング２内で粉砕中の被粉砕物が未粉砕の状態で外装体７に向かって飛散するのを抑止することが可能となる。また、開口部２０にカバー部材８３を配置することで、ケーシング２内に生じる旋回気流を外装体７に向かってスムーズに誘導して、旋回気流が回転体６の中心部に還流することを抑制する。なお、カバー部材８３のサイズや形状は、微粉砕する材料に応じて変更することができる。
【００１９】
外装体７の側面には排出管９が接続されており、外装体７の内部に放出された微粉体は排出管９に取り付けられた図示せぬ吸引装置により吸引されて回収されるようになっている。排出管９の取付位置は外装体７のいずれの位置でもよく、粉砕された微粉体の特性に応じて効率よく回収できる位置に設定すればよい。
【００２０】
ケーシング２及び外装体７を開口部２０を介して接続した内部空間は、排出管９及び筒状体８以外には外部に連通する部分のない気密な構造となっている。なお、排出管９から吸引する場合に吸引による内部空間の減圧状態によっては外装体７の適当な位置に微小な空気穴を形成するようにしてもよい。
【００２１】
図２は、回転羽根５に関する平面図である。回転羽根５は、中心部５ｂから放射状に延設された複数の羽根部５ａを備えており、中心部５ｂには、回転駆動軸４０に嵌合する取付孔５ｃが形成されている。羽根部５ａは、その先端とケーシング２の内周面との間にわずかな隙間が形成されるように設定されている。
【００２２】
回転羽根５は、回転体６とケーシング２の底面との間に配置されており、回転羽根５が高速回転することによりケーシング２内に旋回気流を発生させる。羽根部５ａの形状は、この例では、平板状に形成されているが、平面形状以外にプロペラ状にわずかに捻りを加えた形状にしてもよく、微粉砕処理の状態に応じて適宜変更することもできる。
【００２３】
図３は、回転体６に関する平面図（図３（ａ））及び側面図（図３（ｂ））である。また、図４は、回転体６の支持フレーム６０に関する平面図であり、図５は、回転体６に取り付けられる回転羽根６１に関する平面図であり、図６は、回転体６に取り付けられる回転板６２に関する平面図である。支持フレーム６０は、中心部６０ａから放射状に延設された４本の支持バー６０ｂを備えており、中心部６０ａには、回転駆動軸４０に嵌合して取り付けられる取付孔６０ｃが形成されている。そして、支持バー６０ｂは、回転中心軸を中心に半径方向に沿って同じ長さで延設されている。支持バー６０ｂの先端部には、リング状の装着部６０ｄが設けられており、挿着部６０ｄには円形の挿入孔６０ｅが形成されている。４つの挿入孔６０ｅは、回転中心軸を中心に描かれる円の円周上において９０度ずつずれた位置に設定されている。
【００２４】
なお、支持フレーム６０に設けられる支持バー６０ｂは、４本以外の本数を設けてもよく、例えば、３本又は５本以上にすることもできる。また、支持バーの先端部を円形のリング状の枠体で一体化すれば、リング状の枠体と中心部６０ａとを２本の支持バーで連結することも可能で、複数の支持バーにより構成することもできる。リング状の枠体を設ける場合には、挿入孔６０ｅの形成位置を支持バーとは関係なく設定することができる。
【００２５】
このように、支持フレーム６０の中心部６０ａの周囲に筒状体８から投入される被粉砕物が回転羽根５側に通過する空隙をできるだけ広く形成することで、投入された被粉砕物が支持フレーム６０に衝突して跳ね返ることを抑止することができる。
【００２６】
この例では、回転部材として、１枚の回転羽根６１及び２枚の回転板６２が回転中心軸方向に所定間隔を空けて支持フレーム６０に取り付けられている。各回転部材は、回転中心軸と直交して互いに平行となるように設定されており、中心部に円形の開口が形成されている。
【００２７】
回転羽根６１は、中心部６１ｂから放射状に延設された複数の羽根部６１ａを備えており、中心部６１ｂには、円形の開口６１ｃが形成されている。開口６１ｃの周縁には、支持フレーム６０の挿入孔６０ｅに対応する位置に取付孔６１ｄが形成されている。開口６１ｃは、回転中心軸を中心に描かれる円に沿って形成されており、筒状体８の円筒部材８４が挿入された場合に、円筒部材８４の外周面との間に所定の間隔が空くように設定されている。
【００２８】
２枚の回転板６２は、サイズの異なる２枚の回転板からなり、図６（ａ）には小さいサイズの回転板に関する平面図を示しており、図６（ｂ）には大きいサイズの回転板を示している。大きいサイズの回転板は、その外周縁とケーシング２の内周面との間にわずかな隙間が形成されるように設定されており、小さいサイズの回転板は、大きいサイズの回転板よりも小さい外径となるように設定されている。
【００２９】
回転板６２は、中心部に開口が形成されたリング状の板状体からなる基体部６２ａを備えており、基体部６２ａには、周方向に所定角度ずつずらして複数の突起部６２ｂが配置されている。各突起部６２ｂは、回転中心軸に対して半径方向に沿うように回転中心軸から等距離に設定されている。突起部６２ｂは、所定の厚さで細幅の突条体６２ｃを長手方向に配置された複数のボルト６２ｄにより固定して構成されている。ボルト６２ｄは、突条体６２ｃ及び基体部６２ｂを貫通して、先端部が基体部６２ｂの反対側に突出し、突出した先端部にナットを螺合して締付固定されている。そのため、突起部６２ｂは、回転板６２の一方の片面において突条体６２ｃ及びボルト６２ｄの頭部からなる突起が突設しており、他方の片面においてボルト６２ｄの先端部及びナットが突設している。なお、突条体６２ｃを基体部６２ｂに溶接等により取付固定することで、ボルト及びナットを用いることなく突起部６２ｂを構成することもできる。また、ボルトの頭部と同じ六角形状の角柱部品を薄板状の突条体に貫通するように取付固定した突起部用部材を作成し、突起部用部材を基体部に形成された角柱部品と同形状の複数の取付孔に挿着して固定することで、図６に示す突起部６２ｂと同様に、六角形状の突起が回転板６２の両面に突出するように構成することができる。このような突起部用部材を用いることで、両面に突出する突起の形状及び向きをすべて揃えることが可能となり、粉砕効率をさらに向上させることができる。
【００３０】
図７は、回転板６２の突起部の変形例に関する側面図（図７（ａ））及び平面図（図７（ｂ））である。この例では、突起部６２ｂ’は、突状体６２ｃ’を凹凸加工して平面視四角形状の複数の突起６２ｄ’が形成されている。そして、突起部６２ｂ’を回転板６２の両面の対向する位置に配置し、ビス等の固定手段により取付固定している。突起部６２’をこのような一体形状に形成することで、複数の突起の形状及び向きを揃えることができ、粉砕効率をさらに向上させることが可能となる。
【００３１】
基体部６２ａの外周部には、突起部６２ｂの間に切欠き部６２ｅが形成されており、基体部６２ａの中心部には、開口６２ｆが形成されている。切欠き部６２ｅの間の周方向の間隔は、突状体６２ｃを中心に配置してほぼ同じ間隔となるように設定されている。また、切欠き部６２ｅは、小さいサイズの回転板ではほぼ同じ幅で半径方向に切欠いて形成されており、大きいサイズの回転板では半径方向にテーパ状に幅が狭くなるように切欠いて形成されている。開口６２ｆは、回転中心軸を中心に円形に形成されており、回転羽根６１の開口６１ｃと同じ大きさに設定されている。開口６２ｆの周縁には、支持フレーム６０の挿入孔６０ｅに対応する位置に取付孔６２ｇが形成されている。
【００３２】
回転体６を組み立てる場合には、支持フレーム６０の挿入孔６０ｅに固定部材である支持ボルト６３を挿入し、支持ボルト６３に回転羽根６１の取付孔６１ｄを挿入して回転羽根６１を支持フレーム６０に挿着する。そして、間隔保持部材６４を支持ボルト６３に挿着して回転羽根６１を支持フレーム６０に取り付ける。間隔保持部材としては、円筒状のスペーサや長ナットといったものを用いることができる。
【００３３】
次に、小さいサイズの回転板６２を突条体６２ｃが回転羽根６１側となるようにして取付孔６２ｇを支持ボルト６３に挿入し、小さいサイズの回転板６２を支持フレーム６０に挿着する。回転羽根６１と回転板６２との間には、間隔保持部材６４により所定の間隔が保持されるように設定される。そして、間隔保持部材６４を支持ボルト６３に挿着して回転板６２を支持フレーム６０に取り付ける。大きいサイズの回転板６２についても、小さいサイズの回転板６２と同様に支持フレーム６０に挿着して、小さいサイズの回転板６２との間に所定の間隔を保持した状態に設定する。そして、回転板６２から突出した支持ボルト６３の先端部に固定ナット６５を螺着して締付固定し、支持フレーム６０に回転羽根６１及び回転板６２を一体化した状態に設定する。回転体６の中心部には、回転羽根６１の開口６１ｃ及び回転板６２の開口６２ｆが平面視で重なり合って開口部が形成されており、回転羽根６１の羽根部６１ａ及び回転板６２の突起部６２ｂが平面視で互いに対向する位置に設定される。
【００３４】
回転体６に取り付ける複数の回転部材の種類及び枚数は、被粉砕物の特性に応じて適宜選択すればよく、回転部材の間の間隔も間隔保持部材６４の長さにより適宜変更することができる。また、回転部材として用いる回転羽根の羽根部の形状は、平面形状以外にプロペラ状にわずかに捻りを加えた形状にしてもよく、微粉砕処理の状態に応じて適宜変更することができる。
【００３５】
また、上述した例では、回転部材の支持部材として、支持フレーム６０、支持ボルト６３、間隔保持部材６４及び固定ナット６５を用いているが、回転部材を所定間隔を空けて支持して回転部材の間に中心部の開口から外周縁部までを連通する空隙を形成して空気をスムーズに流れるようにすることができればよく、こうした部材以外のものを用いることも可能である。例えば、支持ボルトに代えて支持ピンを支持フレームに溶接一体化したものを用いたり、支持フレームを交差する２つの枠体を組み合せて構成し、それぞれの枠体をコ字状に形成して回転部材を支持することもできる。
【００３６】
図８は、回転体６の変形例に関する側面図である。図８（ａ）は、回転部材として回転板６２のみを用いた例を示しており、複数の回転板６２は、突条体をボルト及びナットにより固定した突起部を備えている。この例では、米のような被粉砕物に好適である。なお、ボルト及びナットを用いた突起部に代えて図７に示す突起部を取り付けた回転体を用いることもできる。図８（ｂ）は、回転部材として回転板６２’のみを用いた例を示しているが、回転板６２’は、突条体を溶接等により固定した突起部を備えている。そのため、回転板６２’の片面のみに突起部が形成されている。この例では、ヨモギのような被粉砕物に好適である。図８（ｃ）は、回転部材として回転羽根６１のみを用いた例を示している。この例では、茶葉のような被粉砕物に好適である。
【００３７】
このように、回転体６に取り付ける複数の回転部材の構成を微粉砕処理の状態に応じて適宜変更することで、最適な微粉砕処理を行うことができる。
【００３８】
図９は、円筒部材８４に関する平面図（図９（ａ））、側面からみた断面図（図９（ｂ））及び底面図（図９（ｃ））である。円筒部材８４の下端部の内周面には、内部に収容された蓋状体８５を支持する４本の連結バー８６が設けられており、ドーム状の蓋状体８５は、その中心が円筒部材８４の中心軸と一致するように連結バー８６により取り付けられている。円筒部材８４の上面には、カバー部材８３に取付固定されるリング状の取付部８７が設けられており、取付部８７の中心部には、カバー部材８３の中心部に形成された円形状の開口に対応した円形状の開口が形成されている。円筒部材８４の下端には、周端部から外方に向かって突出するフランジ部８８が形成されており、回転体６の中心部に形成された開口部との間の隙間を覆うようになっている。
【００３９】
円筒部材８４の上面に形成された開口を通過して投入された被粉砕物は、蓋状体８５と円筒部材８４の内周面との間に形成されたリング状の空間を通過するようになる。その際に、蓋状体８５により回転駆動軸４０及び回転体６の支持フレーム６０の中心部が覆われているため、投入された被粉砕物が跳ね返ってケーシング２の外に飛散することが防止される。また、円筒部材８４の下側部分は、回転体６の開口部内に収容されているため、円筒部材８４内を通過した被粉砕物は、回転体６に衝突することなくケーシング２の底部に誘導されるようになる。また、円筒部材８４を通過した被粉砕物が支持フレーム６０又は回転羽根５に衝突して跳ね返った場合にも、フランジ部８８により上方に飛散することが防止されて確実にケーシング２の底部に投入されてケーシング２内で微粉砕処理される。
【００４０】
図１０は、装置の動作状態を示す概略断面図である。まず、駆動モータ４の回転駆動を開始し、３０００ｒｐｍ〜７２００ｒｐｍで高速回転させる。そうすると、回転羽根５及び回転体６が高速回転してケーシング２内に旋回気流が発生し、開口部２０とカバー部材８３との間から旋回気流が外装体７内に噴出するようになる。一方、筒状体８から外気が流入して下降気流が発生し、筒状体８の下端からケーシング２内に流入するようになる。排出管９から外装体７内の空気を吸引するため、開口部２０から噴出した旋回気流は排出管８を通り外部に排出される。
【００４１】
こうした気流の流れが形成された後、筒状体８の投入口部８１に図示せぬ投入調整装置から所定量の被粉砕物を順次供給する。供給された被粉砕物は、下降気流に乗って管体８０及び円筒部材８４内を通過してケーシング２内に導入される。円筒部材８４内を通過した被粉砕物は、円筒部材８４の内周面と蓋状体８５との間のリング状の空間を通ってケーシング２内に投入される。そのため、供給された被粉砕物は、回転体６に衝突して跳ね返ることなく回転羽根５に向けて投入されるようになり、ケーシング２内の底部に確実に供給されて微粉砕されるようになる。
【００４２】
投入された被粉砕物は、回転羽根５により撹拌されて旋回気流とともに巻き上げられて回転体６により微粉砕される。回転体６では、回転羽根６１及び回転板６２が所定間隔を空けて支持されているため、回転羽根６１及び回転板６２の間に中心部の開口から外周縁部までを連通する空隙が形成されて気流が常時生じるようになり、回転羽根６１及び回転板６２の表面に被粉砕物が付着して堆積することが抑制される。また、回転体６内を気流がスムーズに抜けるようになるため、ケーシング２内部の放熱効果を高めるようになる。そのため、熱の影響を受けずに安定した粉砕処理を行うことが可能となる。
【００４３】
また、回転羽根５及び回転羽根６１により発生する気流により、被粉砕物が回転羽根６１、回転板６２及びケーシング２の内周面に衝突して粉砕される気流粉砕処理と、回転板６２の突起部６２ｂが回転中に被粉砕物と衝突して粉砕される機械粉砕処理とが並行して行われるようになる。機械粉砕処理では、回転板６２には突起部６２ｂの間に切欠きがないため被粉砕物が回転板６２の間に滞留しやすくなって、機械粉砕処理が効率よく行われる。
【００４４】
被粉砕物は、気流粉砕処理及び機械粉砕処理により微粉砕され旋回気流によりケーシング２の内周面２１に向かって移動するようになる。その際に、遠心力により粒径の小さい粒子は軽いため本体部２１の内周面の近傍まで移動するが、粒径の大きい粒子は重いため回転羽根６１及び回転板６２に衝突してさらに微粉砕される。被粉砕物は回転羽根５に対して開口部２０と反対側に投入されているため、粒径の大きい粒子は回転羽根５及びカバー部材８３に遮られて開口部２０から飛び出ることはない。そして、粒径が小さく微粉化された粒子だけがケーシング２の内周面と回転羽根５及び回転体６の先端との間の隙間に集まり、所定の粒径にまで小さくなって軽くなった微粉体が本体部２１から周縁部２２の内周面に沿って流れる旋回気流に乗って上方に移動して開口部２０とカバー部材８３との間から外装体７に放出されるようになる。放出された微粉体は排出管９を通して吸引されて回収される。
【００４５】
回転羽根５の回転により生じる旋回気流がケーシング２から外装体７に向かって流れるようになるが、カバー部材８３を開口部２０に設けることで、外装体７からケーシング２へ還流する気流の流れを阻止するようになるため、ケーシング２内が減圧状態となって内部温度の上昇が抑えられるようになり、微粉砕処理を長時間安定して行うことができる。
【００４６】
回転羽根５及び回転体６の高速回転に伴い発生する熱は筒状体８内を下降して流入する外気により冷却されるが、常時ケーシング２の周囲を冷却すれば、ケーシング２内の温度上昇をさらに抑えることができる。したがって、熱に弱い被粉砕物の場合でも容易に微粉砕することができ、食材の場合には風味が熱により損なわれることがなくなる。
【００４７】
以上説明した例では、駆動モータ４をケーシング２の下側に設けて回転中心軸を上下方向に設定するようにしているが、回転中心軸を水平方向に設定して装置を構成することもできる。例えば、支持部３の載置台３０を上下方向に沿うように取り付けて、ケーシング２、外装体７及び筒状体８を含む装置全体を図１に示す状態から９０度回転して水平方向に配列するように構成すればよい。装置全体を水平方向に配列することで、ケーシング２及び外装体７の内部の清掃等のメンテナンスを容易に行うことができるようになる。また、排出管９を外装体７の下側に接続することが可能となり、得られた微粉体の回収を効率よく行うことができるようになる。
【００４８】
また、上述した例では、駆動モータを支持部内に内蔵し、駆動モータの回転駆動軸を直接回転中心軸として用いているが、支持部に外付けで駆動モータを配置し、駆動モータの回転駆動軸と回転中心軸とを伝動ベルト等で連結して回転駆動するように構成することもできる。こうした構成にすることで、支持部及びケーシングの構造をコンパクト化することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明に係る微粉砕装置は、そば、米、麦、トウモロコシ、豆等の穀物類、胡椒、唐辛子等の香辛料類、胡桃、アーモンド、コーヒー豆等の木の実、茶葉類、シイタケ等のきのこ類、昆布等の海藻類といった食材の微粉砕に好適であり、特に、熱により変質しやすい米等の食材に対して好適で、粒度の揃った良好な品質の微粉体を製造することができる。
【００５０】
食材以外にも、籾殻、米糠、木材といった植物由来の材料、樹脂材料、セラミック材料、金属材料といった産業資材を微粉砕することもでき、様々な用途に用いられる材料の微粉砕に使用することが可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１・・・微粉砕装置、２・・・ケーシング、３・・・支持部、４・・・駆動モータ、４０・・・回転駆動軸、５・・・回転羽根、６・・・回転体、６１・・・回転羽根、６２・・・回転板、７・・・外装体、８・・・筒状体、９・・・排出管
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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