(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
螺旋形状で且つ所定の捩れ角を有する翼を備えた回転するロータ及び該ロータを取囲むと共に内周面に刃を備えた固定して設置されるハウジング並びに該ハウジングと前記ロータとが共に原料の供給側を大径に成して漸減させ原料の排出側を小径となし該小径側へ処理物排出用の排出口を備えて成る構造の擂潰手段と、該排出口近傍に備え且つロータ及びハウジングの共通軸線上に於けるロータ側へ付設すると共に該ロータの小径側先端とハウジング内周面との間に間隔Ｈを構成する構造の調整手段とを備える擂潰装置の擂潰部であって、前記ハウジング内周面と原料との摩擦係数がロータ外周面と原料との摩擦係数より小さく形成されていることを特徴とする擂潰装置の擂潰部構造。
【請求項２】
前記ハウジング内周面と原料との摩擦係数がロータ外周面と原料との摩擦係数に対し半分以下に形成されていることを特徴とする請求項１記載の擂潰装置の擂潰部構造。
【請求項３】
前記摩擦係数が、面粗さの違いによって操作されることを特徴とする請求項１記載の擂潰装置の擂潰部構造。
【請求項４】
前記摩擦係数が、表面の材質の違いによって操作されることを特徴とする請求項１記載の擂潰装置の擂潰部構造。
【請求項５】
前記表面の材質が、ハウジングをＮｉ基合金と成しロータをＷｃサーメットと成されていることを特徴とする請求項４記載の擂潰装置の擂潰部構造。
【請求項６】
前記ハウジングの内周面に備える刃が、前記ロータの翼の捩れ角とは反対の向きの捩れ角を有することを特徴とする請求項１乃至５記載の擂潰装置の擂潰部構造。
【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】
【０００１】
本発明は、被処理物（原料）を擂り潰しによって擂潰する擂潰装置の擂潰部の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、擂潰装置に関する発明として特願平１０―３８１６０号を出願しており、この出願は、排出物の形状を縄様形状から粒体の状態および／又は粉体の状態に変えて排出するための工夫にある。
この擂潰装置の擂潰部は、供給された原料をロータの捩れ角を有する翼とハウジング内周面の刃との間で擂り潰す作用を与えるものであり、排出口の近傍にハウジングとの間に間隔Ｈを構成する構造の調整手段を備えるものであった。この為特に、原料が硬い珪酸質を含む籾殻などである場合にはロータの外周面およびハウジングの内周面の摩耗が激しく、両者の表面には摩耗を防止するための表面処理が施されていた。表面処理を施工したままの状態で使用していた従来においては、特に初期段階において次のような不具合が発生した。
この装置によって、原料（籾殻）の細粒粉（１.２mmの網目のふるいを７０％〜８０％以上が通過する粒度）を製造しようとすると、モータが定格電流を超えることがあり、最悪の場合にはロータとハウジングの間に原料が詰り込んでしまい動かなくなることも起こっていた。本出願人はこの原因について調査した結果次のことが解ったのである。それは、粒度の調整が、調整手段によって行なわれ、間隔Ｈを変え排出量の制御を行なうことによってなされる為に、擂潰部への原料の送り込み量および擂潰部での滑動量と、排出口における排出量が調和しないと上述した不都合が起こることに気づいたのである。その中でも特に、ロータおよびハウジングの摩擦係数が大きな役割を持つことが実験の結果から解明されたのである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、原料とハウジング内周面との摩擦係数および原料とロータ外周面との摩擦係数に着眼し、供給した原料をスムーズに排出口へ滑動させる工夫により、初期トラブルを解消すると共に細粒粉を安定して製造することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、螺旋形状で且つ所定の捩れ角を有する翼を備えた回転するロータ及び該ロータを取囲むと共に内周面に刃を備えた固定して設置されるハウジング並びに該ハウジングと前記ロータとが共に原料の供給側を大径に成して漸減させ原料の排出側を小径となし該小径側へ処理物排出用の排出口を備えて成る構造の擂潰手段と、該排出口近傍に備え且つロータ及びハウジングの共通軸線上に於けるロータ側へ付設すると共に該ロータの小径側先端とハウジング内周面との間に間隔Ｈを構成する構造の調整手段とを備える擂潰装置の擂潰部であって、前記ハウジング内周面と原料との摩擦係数がロータ外周面と原料との摩擦係数より小さく形成されていることにある。
この作用を説明すると、大径側から供給された原料は、回転するロータによってロータの翼の表面およびハウジング内周面を滑りながら過密化されて小径側へ向う指向方向へ向けて螺旋移動する。この際、原料とハウジング内周面との摩擦係数が原料とロータ外周面との摩擦係数よりも小さくなるように形成された擂潰部構造は、過密化されてハウジングの内周面に押圧された原料がハウジングの内周面を滑る滑り速度を増大し、ロータの翼の表面を滑りながら小径側へ向う指向方向へ向けて螺旋移動する滑動量を減少させる。従って、特に原料供給初期の排出口部位の詰り込みを解消し、同時に粒度の小さい細粒粉の製造を安定してなすことが可能となる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態は、ハウジングの内周面とロータの外周面との摩擦係数の調整によって細粒粉を安定して製造する装置であって、肝要な点は、ハウジングの内周面の摩擦係数をロータの摩擦係数より小さくすることである。さらに、摩擦係数に相当するものとして、面粗さ、表面処理材質の違いによる実施例を以下に示す。
【０００６】
【実施例１】
第一実施例として、ロータおよびハウジングの表面処理として非常に硬く耐摩耗性に優れるWc(タングステンカーバイト)サーメットを高速フレーム溶射にて溶射する場合を説明する。図１は擂潰装置の擂潰部を示す断面図であり、図２はロータとハウジングの斜視図である。
それぞれ３個のロータ１の外周面４、ハウジング２の内周面５に溶射を行う。一般的にWcサーメットを溶射したそのままの状態の面粗さ（mRaで表す）は、前工程の粗面化処理を含め数十μmRa以上であり、表１は、溶射した表面を各々の面粗さに研摩により調整したものである。
【０００７】
【表１】
0004548874.tif 000002
【０００８】
３個のロータ（NO１〜NO３）は、No.１の面粗さを３.３μmRa、No.２は２.９μmRa、No.３は０.８μmRaになされ、これに対するハウジング（No.４〜No.６）は、No.４の面粗さを３.６μmRa、No.５は２.４μmRa、No.６は１.４μmRaになされている。これら３個の面粗さの異なるロータおよびハウジングを９通りに組合せて調整手段３を操作して、原料である籾殻を粉砕し、どの程度の粒度まで細粒粉が製造できるかテストを行なった。表２に製造された粒度を示す。尚、粒度は、１.２mmの網目のふるいを通過した粉の割合（％）で示してある。また、表２において、（  ）内の数値は、ロータとハウジングの組合せによる面粗さの差を表し、ハウジング側の面粗さが小さい場合をプラス、ロータ側の面粗さが小さい場合をマイナスとするものである。
【０００９】
【表２】
0004548874.tif 000003
【００１０】
次に、表１、表２を基にして、横軸にハウジングとロータの面粗さの差（ハウジング側の面粗さが小さい場合をプラス、ロータ側の面粗さが小さい場合をマイナスとする）を、縦軸に粒度を示したものが図３である。この図３によると、ハウジングとロータの面粗さの差がない状態を中心にして、ハウジングの面粗さがロータの面粗さより小さい場合は粒度が上昇し、大きい場合は粒度が下降していることが解る。
ここで擂り潰しの作用を考えてみると、籾殻は、ロータ１の回転によって排出口６に向けて押し込まれながら、ハウジングの内周面５との間で排出口６に近づくにつれて圧縮されて擂り潰され、ハウジングの内周面５を滑りながら、調整手段３の隙間Ｈを通って排出口６から排出される。この一連の作用は主に原料と各部品との摩擦抵抗によるものである。即ち、原料の送り込み量はロータ１が主に支配しており、ロータ１の摩擦抵抗が小さくなればロータ１の回転によって原料の送り込み量は増大する。一方、排出量はハウジング２の摩擦抵抗が主に支配しており、ハウジングの内周面５の摩擦抵抗が小さくなればロータ１によって押し込まれた原料が、ハウジング内周面５に設けられた刃７をハウジングの円周方向へ向けて乗り越えてロータ１の回転方向にも流れることから、擂り潰しが増長され、より粒度の小さい細粒粉を得ることができる。
【００１１】
因みに図３によると、ロータとハウジングの面粗さがほぼ等しいロータNo.１とハウジングNo.４の組合せ、同様にNo.2とNo.4、No.３とNo.６においては、面粗さの差が−0.３〜−0.７となり粒度は約８０〜８２％である。これ以上粒度を上げようとして調整手段３の隙間Ｈを絞ると排出口６で詰り込みを起こし装置は停止してしまうのである。そこで、ロータ１の面粗さよりハウジング２の面粗さを小さくするロータNo.１とハウジングNo.６、同様にNo.２とNo.６、の組合せにすると粒度が９０〜９５％に上昇するのである。
以上のように同じ材質の表面処理を施す場合のロータ１の表面粗さは、ハウジング２のそれより粗くすることにより、細粒粉製造時の詰り込みを防止し、より小さい細粒粉を製造することができる。
【００１２】
【実施例２】
第二実施例として表面処理を行なう材質の違いによって、摩擦係数を変える場合を示す。それぞれ２個のロータおよびハウジングに、WcサーメットとNi（ニッケル）基合金を溶射する。その品名、No.、材質を表３に示す。
【００１３】
【表３】
0004548874.tif 000004
【００１４】
各々の面粗さは約１.０μmRaに揃えてあり、一般的にWcサーメットとNi基合金とでは、その素材自体の硬さ・性質の違いから、同じ面粗さに仕上げてもNi基合金の方が摩擦係数は低くなり、Ni基合金の摩擦係数がWcサーメットの約半分である。各２個の材質の異なるロータおよびハウジングを４通りに組合せて第一実施例と同様に調整手段を操作して、原料である籾殻を粉砕し、どの程度の粒度まで細粒粉が製造できるかテストを行なった。その結果を表４に示す。
【００１５】
【表４】
0004548874.tif 000005
【００１６】
この表４から言えることは、ハウジングの摩擦係数よりロータの摩擦係数が小さいNo.２とNo.３の組合せでは粒度の荒い粉（７２％）しかできないが、ハウジングの摩擦係数の小さいNo.１とNo.４の組合せでは細粒粉（９７％）を安定して製造することができるのである。
【００１７】
【発明の効果】
請求項１によると、擂潰部への原料の送り込み量および擂潰部での滑動量と、排出口における排出量が調和され、限られた負荷の中で１．２ｍｍ網目のふるいを通過した粉の割合に対して、より粒度の小さい細粒粉を得ることができるようになった。 また、排出量が先行するようにしているので、多少の製造上のばらつきが発生しても目詰まりしにくい。
【００１８】
請求項２によると、より微粉砕化することが可能となり、 粒度９０％程度の細粒粉が作成できる。
【００１９】
請求項３によると、摩耗量の少ない最も適した同一の材料等を選定することができ、製造上も材料を同一にすることにより簡略化でき、１．２ｍｍ網目のふるいを通過した粉の割合に対して粒度８５％程度以上の細粒粉を安定して作成することができる。。
【００２０】
請求項４よると、ハウジングの摩擦係数をロータの摩擦係数よりも小さくするのに、単に表面処理する材質を選定するだけで所望する摩擦係数を得ることができる。
【００２１】
請求項５によると、Ｎｉ基合金はＷｃサーメットに比べ摩擦係数は約半分であり、研摩の加工性も優れているので、ハウジングの摩擦係数をロータの摩擦係数の半分以下に容易になすことができ、微細な細粒粉の製造をさらに簡単にすることができ、１．２ｍｍ網目のふるいを通過した粉の割合に対して粒度９７％程度以上の細粒粉を安定して作成することができる。
【００２２】
請求項６によると、ハウジングの内周面に備える刃が、ロータの翼の捩れ角とは反対の向きの捩れ角に形成した擂潰手段になされており、さらに微細粉化処理された細粒粉を安定した負荷で得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】擂潰装置の擂潰部を示す断面図。
【図２】ロータとハウジングを示す斜視図。
【図３】ハウジングとロータの面粗さの差に対する粒度割合を示す図。
【符号の説明】
１、ロータ
２、ハウジング
３、調整手段
４、ロータの外周面
５、ハウジングの内周面
６、排出口
７、刃
【図１】
0004548874.tif 000006
【図２】
0004548874.tif 000007
【図３】
0004548874.tif 000008