(57)【要約】【課題】  製造される粒体の粒度分布の精度が高い粒体製造装置の提供。【解決手段】混合分散装置２により供給された材料を仮焼及び細粒化する仮焼・焼成装置３において、互いに平行かつ水平方向に並んだ複数の第一ローラ５１Ａ〜５１Ｄから構成され隣り合う第一ローラの間に第一の隙間が形成された第一ローラ群５１と、第一ローラ群５１の垂直下方に位置して互いに平行かつ水平方向に並んだ複数の第二ローラ５２Ａ〜５２Ｃから構成され隣り合う第二ローラの間に第二の隙間が形成された第二ローラ群５２と、第一ローラ及び第二ローラをそれぞれ回転させるモータ５Ｄ、５Ｅと、第一ローラ５１Ａ〜５１Ｄ及び第二ローラ５２Ａ〜５２Ｃの表面温度を調節する温度調節装置５６と、を有し、混合分散装置２は、材料を第一ローラ群５１の上方で仮焼・焼成装置３に向けて吐出する粒体製造装置を提供する。【選択図】図１
2012011291.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料を供給する材料供給機構と、
該材料供給機構により供給された材料を仮焼及び細粒化する仮焼・細粒機構と、を備え、
該仮焼・細粒機構は、互いに平行かつ水平方向に並んだ複数の第一ローラから構成され隣り合う該第一ローラの間に第一の隙間が形成された第一ローラ群と、該第一ローラ群の垂直下方に位置して互いに平行かつ水平方向に並んだ複数の第二ローラから構成され隣り合う該第二ローラの間に第二の隙間が形成された第二ローラ群と、該第一ローラ及び該第二ローラをそれぞれの軸周りに回転させる駆動装置と、該第一ローラ及び該第二ローラの表面温度を調節する温度調節装置と、を有し、
該材料供給機構は、該材料を該第一ローラ群に向けて吐出する吐出口を該第一ローラ群の垂直上方に有していることを特徴とする粒体製造装置。
【請求項２】
該温度調節装置は、該第一ローラと該第二ローラとを別々に温度調節することを特徴とする請求項１に記載の粒体製造装置。
【請求項３】
該第一ローラ群と該第二ローラ群とは、該第一ローラと該第二ローラとが平行に成ると共に、該第一の隙間の垂直下方に該第二ローラが位置するように配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の粒体製造装置。
【請求項４】
該第一ローラと、該第一ローラにより提供される該第一の隙間下方に位置する該第二ローラとの間には、第三の隙間が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の粒体製造装置。
【請求項５】
該駆動装置は、隣り合う該第一ローラを互いに反転可能であると共に、隣り合う該第二ローラを互いに反転可能であり、更に該第一ローラと該第二ローラとの回転方向を定期的に変更可能であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一に記載の粒体製造装置。
【請求項６】
該材料供給機構は該材料を懸濁液として該第一ローラ群に吐出し、
該第一ローラ群は、該第一ローラの表面を掻くブレードを有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一に記載の粒体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は粒体製造装置に関し、特にセラミック材料の粒体を製造する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
セラミック材料を細粒化するために、例えば、特許文献１に示されるように、セラミック材料が混濁された材料スラリーを棒状電極に付着させた後、棒状電極を乾燥させセラミック材料を分離することにより粒状化する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１７７７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示される装置を用いて造粒する場合には、加熱温度、加熱時間等のプロセス条件の最適化により粒度分布を所定の値に調整している。しかしこのように粒度分布を調整することは、一定の作業を一定時間行えば確率的に所定の粒度分布になるという実験結果に基づいて行われる物であるので、実際に造粒される際の要件如何で粒度分布が変化するおそれがあり、細粒化されたセラミック材料のばらつきが大きくなっていた。よって本発明は、製造される粒体の粒度分布の精度が高い粒体製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために本発明は、材料を供給する材料供給機構と、材料供給機構により供給された材料を仮焼及び細粒化する仮焼・細粒機構と、を備え、仮焼・細粒機構は、互いに平行かつ水平方向に並んだ複数の第一ローラから構成され隣り合う第一ローラの間に第一の隙間が形成された第一ローラ群と、第一ローラ群の垂直下方に位置して互いに平行かつ水平方向に並んだ複数の第二ローラから構成され隣り合う第二ローラの間に第二の隙間が形成された第二ローラ群と、第一ローラ及び第二ローラをそれぞれの軸周りに回転させる駆動装置と、第一ローラ及び第二ローラの表面温度を調節する温度調節装置と、を有し、材料供給機構は、材料を第一ローラ群に向けて吐出する吐出口を第一ローラ群の垂直上方に有している粒体製造装置を提供する。
【０００６】
このような構成によると、第一の隙間及び第二の隙間に材料を通しつつ加熱することにより、材料を仮焼しつつ第一の隙間及び第二の隙間に応じた粒径の粒体に加工することができる。即ち粒体の粒径を第一の隙間及び第二の隙間の間隔により規定することができるため、造粒される粒体の粒径を精度よく均一の径にすることができる。よって第一の隙間及び第二の隙間を適宜設定することにより、仮焼される材料粒体の粒度分布を高精度に所望の値に調節することができる。
【０００７】
上記構成の粒体製造装置において、温度調節装置は、第一ローラと第二ローラとを別々に温度調節することが好ましい。
【０００８】
このような構成によると、材料に加えられる温度を第一ローラと第二ローラとで個別に設定可能になるので、容易に所望の温度履歴で仮焼することができる。
【０００９】
また第一ローラ群と第二ローラ群とは、第一ローラと第二ローラとが平行に成ると共に、第一の隙間の垂直下方に第二ローラが位置するように配置されていることが好ましい。
【００１０】
このような構成によると、第一ローラ群の第一の隙間から滴下される粒体を、第二ローラに接した後に第二の隙間に導くことができる。よって第一の隙間から第二の隙間に直接粒体が滴下されることが抑制され、より好適に粒体を細粒化することができる。
【００１１】
また第一ローラと、第一ローラにより提供される第一の隙間下方に位置する第二ローラとの間には、第三の隙間が形成されていることが好ましい。
【００１２】
このような構成によると、第一の隙間及び第二の隙間に加えて第三の隙間も形成されるため、これらの隙間により好適に粒体を細粒化することができる。
【００１３】
また駆動装置は、隣り合う第一ローラを互いに反転可能であると共に、隣り合う第二ローラを互いに反転可能であり、更に第一ローラと第二ローラとの回転方向を定期的に変更可能であることが好ましい。
【００１４】
このような構成によると、特定の第一の隙間、特定の第二の隙間に粒体が滞留することが抑制される。
【００１５】
また材料供給機構は材料を懸濁液として第一ローラ群に吐出し、第一ローラ群は、第一ローラの表面を掻くブレードを有していてもよい。
【００１６】
このような構成によると、造粒と仮焼とを一のローラで行えるため、一貫処理することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の粒体製造装置によれば、製造される粒体の粒度分布の精度を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態に係る粒体製造装置の概略図。
【図２】本発明の実施の形態に係る粒体製造装置のローラの配置を示す図。
【図３】本発明の実施の形態に係る粒体製造装置の第一ローラ群周辺を示す斜視図。
【図４】本発明の実施の形態に係る粒体製造装置の変更例に係る第一ローラ群周辺を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の粒体製造装置について図１及び図２に基づき説明する。図１に示される粒体製造装置１は、主にセラミック材料の粒体を製造する装置であり、材料供給機構である混合分散装置２と、仮焼・細粒機構である仮焼・細粒装置３とから構成されている。
【００２０】
混合分散装置２は、セラミック材料と水等の液体とを混合してスラリーを作成する装置であり、作成したスラリーを貯留するバッファタンク２１を備えている。
【００２１】
仮焼・細粒装置３は、スプレードライヤ４と、ローラ部５とから主に構成されている。スプレードライヤ４は、スプレー４１と乾燥室４２とから主に構成されており、バッファタンク２１から供給されるスラリーをスプレー４１によって乾燥室４２内に噴射している。乾燥室４２内は、高温雰囲気下に保たれている。故にスプレー４１から噴射されたスラリーは、乾燥室４２内で乾燥されてセラミック材料の粒体になる。この粒体は、乾燥室４２の下端に位置する排出口４２Ａからローラ部５へと吐出される。
【００２２】
ローラ部５は、第一ローラ群５１と、第二ローラ群５２と、第三ローラ群５３と、第四ローラ群５４と、第五ローラ群５５と、を主に備えて構成されている。これら第一ローラ群５１〜第五ローラ群５５は、それぞれ隔壁５Ａ、５Ｂ（図３）により支承される複数のローラから構成されており、この複数のローラはセラミック材料の粒体を粉砕して細粒化可能に構成されている。
【００２３】
第一ローラ群５１は、それぞれ円筒状の同形状を成す四本の第一ローラ５１Ａ〜５１Ｄから主に構成されており、排出口４２Ａから垂下する方向に配置されている。四本の第一ローラ５１Ａ〜５１Ｄは一旦及び他端がそれぞれ隔壁５Ａ、５Ｂに回転可能に支承されて隔壁５Ａ、５Ｂの間に架け渡されており、互いに平行かつ水平に成るように配置されている。第一ローラ５１Ａ〜５１Ｄにおいて隣り合うローラ間の隙間（第一の隙間）の距離は、図２に示されるようにそれぞれ距離Ｓ１に成るように構成されている。第一ローラ５１Ａは、図３に示されるように、中央部分に位置するヒータにより加熱される加熱領域５１Ａ１と、加熱領域５１Ａ１の両端に位置し、粒体が加熱領域５１Ａ１から第一ローラ５１Ａの両端に移動することを抑制するシール領域５１Ａ２、５１Ａ３を有している。他の第一ローラ５１Ｂ〜５１Ｄも同様に構成されている。
【００２４】
図２に示されるように第二ローラ群５２は、それぞれ円筒状の同形状を成す三本の第二ローラ５２Ａ〜５２Ｃから主に構成されており、第一ローラ群５１の垂直下方に位置するように配置されている。三本の第二ローラ５２Ａ〜５２Ｃは一端及び他端がそれぞれ隔壁５Ａ、５Ｂに回転可能に支承されて隔壁５Ａ、５Ｂ（図３）の間に架け渡されており、互いに第一ローラ５１Ａ〜５１Ｄと平行かつ水平であって、等間隔に成るように配置されている。より詳しくは、第一ローラ５１Ａと第一ローラ５１Ｂとの間の隙間の垂直下方に第二ローラ５２Ａが位置し、第一ローラ５１Ｂと第一ローラ５１Ｃとの間の隙間の垂直下方に第二ローラ５２Ｂが位置し、第一ローラ５１Ｃと第一ローラ５１Ｄとの間の隙間の垂直下方に第二ローラ５２Ｃが位置するように第二ローラ５２Ａ〜５２Ｃが配置されている。第二ローラ５２Ａ〜５２Ｃの隣り合うローラ間の隙間（第二の隙間）の距離は、それぞれＳ２（Ｓ２＜Ｓ１）に成るように構成されている。また第一ローラ群５１と第二ローラ群５２との間の隙間（第三の隙間）の距離は、例えば第二ローラ５２Ｃと第一ローラ５１Ｄとの間の距離Ｓ３で与えられる。この距離Ｓ３がＳ１＞Ｓ２＞Ｓ３になるように、第一ローラ群５１に対して第二ローラ群５２を配置する。第二ローラ５２Ａ〜５２Ｃにおいても第一ローラ５１Ａ〜５１Ｄと同様に、加熱領域とシール領域を有している。
【００２５】
第三ローラ群５３は、第二ローラ群５２の垂直下方に位置し、第一ローラ５１Ａ等と平行であって距離Ｓ５の隙間で等間隔に水平に並び隔壁５Ａ、５Ｂ（図３）の間に架け渡された円筒状かつ同形状の四本の第三ローラ５３Ａ〜５３Ｄから構成されており、第三ローラ５３Ｂが第二ローラ５２Ａと第二ローラ５２Ｂとの間の隙間の垂直下方に位置し、第三ローラ５３Ｃが第二ローラ５２Ｂと第二ローラ５２Ｃとの間の隙間の垂直下方に位置している。また第三ローラ群５３と第二ローラ群５２との間の距離は、例えば第二ローラ５２Ｃと第三ローラ５３Ｄとの間の距離Ｓ４で与えられる。第三ローラ５３Ａ〜５３Ｄにおいても第一ローラ５１Ａ〜５１Ｄと同様に、加熱領域とシール領域を有している。
【００２６】
第四ローラ群５４は、第三ローラ群５３の垂直下方に位置し、第一ローラ５１Ａ等と平行であって距離Ｓ７の隙間で等間隔に水平に並び隔壁５Ａ、５Ｂ（図３）の間に架け渡された円筒状かつ同形状の三本の第四ローラ５４Ａ〜５４Ｃから構成されており、第四ローラ５４Ａが第三ローラ５３Ａと第三ローラ５３Ｂとの間の隙間の垂直下方に位置し、第四ローラ５４Ｂが第三ローラ５３Ｂと第三ローラ５３Ｃとの間の隙間の垂直下方に位置し、第四ローラ５４Ｃが第三ローラ５３Ｃと第三ローラ５３Ｄとの間の隙間の垂直下方に位置している。また第四ローラ群５４と第三ローラ群５３との間の距離は、例えば第三ローラ５３Ｄと第四ローラ５４Ｃとの間の距離Ｓ６で与えられる。
【００２７】
第五ローラ群５５は、第四ローラ群５４の垂直下方に位置し、第一ローラ５１Ａ等と平行であって距離Ｓ９の隙間で等間隔に水平に並び隔壁５Ａ、５Ｂ（図３）の間に架け渡された円筒状かつ同形状の四本の第五ローラ５５Ａ〜５５Ｄから構成されており、第五ローラ５５Ｂが第四ローラ５４Ａと第四ローラ５４Ｂとの間の隙間の垂直下方に位置し、第五ローラ５５Ｃが第四ローラ５４Ｂと第四ローラ５４Ｃとの間の隙間の垂直下方に位置している。また第五ローラ群５５と第四ローラ群５４との間の距離は、例えば第四ローラ５４Ｃと第五ローラ５５Ｄとの間の距離Ｓ８で与えられる。
【００２８】
これら第三ローラ群５３〜第五ローラ群５５は、それぞれの隙間がＳ３＞Ｓ４＞Ｓ５＞Ｓ６＞Ｓ７＞Ｓ８＞Ｓ９となるように構成されている。
【００２９】
図１に示されるように、上記第一ローラ群５１〜第五ローラ群５５において、第一ローラ群５１〜第三ローラ群５３を構成する第一ローラ５１Ａ〜５１Ｄ、第二ローラ５２Ａ〜５２Ｃ、第三ローラ５３Ａ〜５３Ｄには、それぞれヒータが内蔵されている。これらヒータは、それぞれ温度調節装置５６に接続され、温度調節装置５６によって通電されることにより各々のローラ表面温度を上昇させている。また温度調節装置５６は、第一ローラ群５１〜第三ローラ群５３を個別に温度制御可能に構成されている。
【００３０】
第四ローラ群５４及び第五ローラ群５５は冷却パイプであり、例えばその内部を通過する冷風等の冷媒により冷却されている。
【００３１】
また上記第一ローラ群５１〜第五ローラ群５５を各々構成するローラは、それぞれモータ５Ｄ〜５Ｈにより回転駆動されるように構成されており、このモータ５Ｄ〜５Ｈは駆動装置５７によりその回転が制御されている。
【００３２】
ローラ部５の第五ローラ群５５の下側には排出口５Ｃが設けられており、排出口５Ｃからローラ部５で細粒化・仮焼された粒体を排出可能にしている。
【００３３】
上記構成の粒体製造装置１において、セラミック材料を造粒するには、混合分散装置２で作られたスラリーを、スプレードライヤ４で粒体化した後に第一ローラ群５１に向けて吐出する。第一ローラ５１Ａ〜５１Ｄはそれぞれ加熱されているため、第一ローラ群５１に吐出された粒体は、第一ローラ５１Ａ〜５１Ｄ表面で仮焼される。また第一ローラ５１Ａ〜５１Ｄはそれぞれ距離Ｓ１の隙間を有して離間しているため、この隙間から粒体が第二ローラ群５２に向けて滴下されるが、スプレードライヤ４から吐出された粒体は、すべて細粒化されているとは限らないため、隙間を通れない粒体が存在する。これに対しては、第一ローラ５１Ａ〜５１Ｄを各々回転させることにより、隙間に落ち込むが通過することができない粒体を粉砕・細粒化し、第二ローラ群５２へと滴下させることができる。尚、第一ローラ５１Ａ〜５１Ｄを各々回転させる際には、駆動装置５７によって第一ローラ５１Ａ〜５１Ｄにおいて隣り合うローラを各々反転するようにモータ５Ｄ〜５Ｈを駆動し、かつ第一ローラ５１Ａ〜５１Ｄの回転方向を定期的に変更する。このように回転させることにより、第一ローラ５１Ａ〜５１Ｄの隙間に滞留する粒体を低減し、好適に粉砕・細粒化することができる。
【００３４】
第一ローラ群５１の隙間（第一の隙間）を通過した粒体は、第一ローラ群５１と第二ローラ群５２との間の隙間（第三の隙間）を通過して第二ローラ群５２に到達する。第三の隙間においても、粒体は第一ローラ群５１のローラと第二ローラ群５２のローラにより更に粉砕・細粒化され、その後に第二ローラ群５２において隣り合う第二ローラ５２Ａ〜５２Ｃにより粉砕・細粒化される。第二ローラ群５２から第五ローラ群５５においても同様に粒体が粉砕・細粒化される。即ち、各ローラ群において粉砕・細粒化されるだけでなく、一のローラ群と、一のローラ群の上側若しくは下側に位置する他のローラ群との間においても粒体を粉砕・細粒化することができるため、粉砕・細粒化の効率をよくすることができる。
【００３５】
第一ローラ群５１〜第五ローラ群５５の各ローラは、上述のように、上側に位置するローラ群の隙間の下側に、下側に位置するローラ群のローラが位置するように、即ち千鳥状に配置されている。このように配置されることにより、上側のローラ群の隙間から滴下される粒体を、下側のローラ群のローラに接した後に下側のローラ群の隙間に導くことができる。よって上側のローラ群の隙間から下側のローラ群の隙間に直接粒体が滴下されることが抑制され、より好適に粒体を細粒化することができる。
【００３６】
また第一ローラ群５１〜第三ローラ群５３においては、各々のローラを加熱することにより、粒体を細粒化すると共に仮焼している。この第一ローラ群５１〜第三ローラ群５３は、それぞれのローラ群別に温度調整が可能であるため、例えば第一ローラ群５１から第三ローラ群５３に向かうに従いローラの表面温度が低くなるように所望の温度勾配を設けることにより、焼成される粒体が急激に冷却されることが抑制され、急冷却による粒体の変質等を抑制することができる。
【００３７】
第一ローラ群５１〜第三ローラ群５３において仮焼・細粒化され、第四ローラ群５４、第五ローラ群５５により冷却・細粒化された粒体は、排出口５Ｃより所望の粒度分布に整えられた状態で排出され、その後、別の工程に回される。
【００３８】
このような粒体製造装置１によると、各々のローラ群の隙間に材料を通しつつ加熱することにより、材料を仮焼しつつ各々のローラ群の隙間に応じた粒径の粒体に確実に加工することができる。即ち粒体の粒径を各々のローラ群の隙間の間隔により規定することができるため、造粒される粒体の粒径を精度よく均一の径にすることができる。よって各々のローラ群の隙間を適宜設定することにより、仮焼される粒体の粒度分布を高精度に所望の値に調節することができる。
【００３９】
本発明の粒体製造装置は上述の実施の形態に限らず、特許請求の範囲で種々の改良や変形が可能である。例えば実施の形態においてはスプレードライヤ４によりスラリーを一旦造粒した後にローラ部５で細粒化していたが、これに限らず、スラリーを直接第一ローラ群５１上に吐出する構成であってもよい。第一ローラ５１Ａ〜５１Ｄはそれぞれヒータにより高温になるため、この高温のローラにスラリーを付着させることにより、スラリー中の水分を蒸発させ、セラミック材料のみをローラ上に残留させることができる。このローラ上に残留したセラミック材料を図４に示されるように掻き取りブレード１０５Ａによって掻き取った後に、第一ローラ群５１〜第五ローラ群５５により、細粒化することによって所望の粒度分布にすることができる。このような構成によると、造粒と仮焼とを一のローラで行えるため、一貫処理することができ、また粒体製造装置１を構成する構成部品数を低減することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１・・粒体製造装置  ２・・混合分散装置  ３・・仮焼・細粒装置
４・・スプレードライヤ  ５・・ローラ部  ５Ａ、５Ｂ・・隔壁  ５Ｃ・・排出口
２１・・バッファタンク  ４１・・スプレー  ４２・・乾燥室  ４２Ａ・・排出口
５１・・第一ローラ群  ５１Ａ〜５１Ｄ・・第一ローラ  ５２・・第二ローラ群
５２Ａ〜５１Ｃ・・第二ローラ  ５３・・第三ローラ群  ５３Ａ〜５３Ｄ・・第三ローラ
５４・・第四ローラ群  ５４Ａ〜５４Ｃ・・第四ローラ  ５５・・第五ローラ群
５５Ａ〜５５Ｄ・・第五ローラ  ５６・・温度調節装置  ５７・・駆動装置
【図１】
2012011291.tif 000003
【図２】
2012011291.tif 000004
【図３】
2012011291.tif 000005
【図４】
2012011291.tif 000006