(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジェット気流により原料を互いに衝突させて粉砕する気流式粉砕機を用いた気流式粉砕機の粉砕システムにおいて、
該気流式粉砕機は前記粉砕された原料を微粉と粗粉とに粒度分級する分級手段と、
前記気流式粉砕機の機体側面中部に設けられ、前記分級手段により分級されて前記気流式粉砕機内に滞留した前記粗粉の粉体濃度を検知する第１のセンサーと、
前記気流式粉砕機の機体下部に設けられ、前記気流式粉砕機内に堆積した前記粗粉の堆積量を検知する第２のセンサーとを備え、
前記第１のセンサーによって検知された粉体濃度が所定の濃度を超えたとき、または、前記第２のセンサーによって検知された堆積量が所定の堆積量を超えたときに、前記粗粉を連続又は間欠的に抜き出し、
抜き出された前記粗粉と前記原料とを、混合手段により、所定の割合で攪拌、混合した後、前記気流式粉砕機に再供給する事を特徴とする気流式粉砕機の粉砕システム。
【請求項２】
前記混合手段により混合する際に所定の薬液を添加する事により、複合化処理を行う事を特徴とする請求項１に記載の気流式粉砕機の粉砕システム。
【請求項３】
前記混合手段として機械式粉砕機を用い、該機械式粉砕機内で、抜き出された前記粗粉と前記原料の混合を行いつつ予備粉砕し、同時に所定の薬液を添加して複合化処理を行う事を特徴とする請求項１に記載の気流式粉砕機の粉砕システム。
【請求項４】
前記分級手段は、前記気流式粉砕機の上部中央より側方に片寄った位置に配置される事を特徴とする請求項１に記載の気流式粉砕機の粉砕システム。
【請求項５】
前記気流式粉砕機に、正式な分級を行う分級機が接続され、前記分級手段により分級された前記微粉は、該分級機により更に規定粒度内の微粉のみに分級選別される事を特徴とする請求項１に記載の気流式粉砕機の粉砕システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気流式粉砕機を用いた効率の良い粉砕システムの構築に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、粉砕機、特に分級機内蔵の粉砕機については、安定且つ精度良い粉砕分級を可能にするために、分級室若しくは粉砕室内の粉体の滞留量又は貯留量を調節し、室内の粉体濃度を一定に保つ事が必要であり、また分級ロータの回転数を一定に保つ事が必要である事が知られている。
【０００３】
ところが、実際には、粉砕機を稼働するにつれて、分級室若しくは粉砕室内に滞留する粉体が増加し、室内の粉体濃度が高くなる傾向にあるので、その影響で分級ロータの回転が下がり、その結果、本来分級ロータにより外側に飛ばされる筈の粗粉が、その内側に吸引され、選り分けられた微粉中に粗粉が紛れ込むという不具合が生じる。
【０００４】
そこで、粉砕機を稼働するに際しては、以下に示す項目についての検出を行い、その内容に基づいて運転を制御するという事が行われてきている。まず、粉体濃度の検出として、光学式検出器を用いたり、室内外の圧力差を調べるという事が行われている。また、分級ロータの回転数検出として、光学的手段による回転計を用いたり、電流値より負荷動力を調べるという事が行われている。さらに、インバータ付きモータや同期モータ等を使って分級ロータの回転数を一定に保つという事が行われている。
【０００５】
また、分級室若しくは粉砕室内の粉体の貯留量（滞留量）検出として、粉砕機の全体或いは貯留部分の重量検出や、ロードセルによる堆積量検出が行われている。さらに、滞留物や異物を除去したり、原料の供給量を調整するという事も行われている。また、補助的なものとして、粉砕機中を流れる空気量を制御するという事も行われている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記検出或いは制御については、粉砕機の各部分個別に適用できる対策として行われてきているものであり、粉砕システムをトータルに運用する視点に欠けているので、運転上の便宜や効率といった事についてはあまり考慮されていなかった。
【０００７】
本発明は、このような問題点に鑑み、特に分級機内蔵の気流式粉砕機を使用する場合において、便利で効率の良い粉砕システムを提供する事を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、ジェット気流により原料を互いに衝突させて粉砕する気流式粉砕機を用いた気流式粉砕機の粉砕システムにおいて、気流式粉砕機は粉砕された原料を微粉と粗粉とに粒度分級する分級手段と、気流式粉砕機の機体側面中部に設けられ、分級手段により分級されて気流式粉砕機内に滞留した粗粉の粉体濃度を検知する第１のセンサーと、気流式粉砕機の機体下部に設けられ、気流式粉砕機内に堆積した粗粉の堆積量を検知する第２のセンサーとを備え、第１のセンサーによって検知された粉体濃度が所定の濃度を超えたとき、または、第２のセンサーによって検知された堆積量が所定の堆積量を超えたときに、粗粉を連続又は間欠的に抜き出し、抜き出された粗粉と原料とを、混合手段により、所定の割合で攪拌、混合した後、気流式粉砕機に再供給する構成とする。
【０００９】
また、前記混合手段により混合する際に所定の薬液を添加する事により、複合化処理を行う構成とする。或いは、前記混合手段として機械式粉砕機を用い、該機械式粉砕機内で、抜き出された前記粗粉と前記原料の混合を行いつつ予備粉砕し、同時に所定の薬液を添加して複合化処理を行う構成とする。
【００１０】
また、前記分級手段は、前記気流式粉砕機の上部中央より側方に片寄った位置に配置される構成とする。
【００１１】
また、前記気流式粉砕機に、正式な分級を行う分級機が接続され、前記分級手段により分級された前記微粉は、該分級機により更に規定粒度内の微粉のみに分級選別される構成とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明による気流式粉砕機の粉砕システムを説明する模式図である。同図において、１０は分級機内蔵の気流式粉砕機であり、上部と下部が窄んだ略円筒状をしている。ここでは原料供給管１を介して矢印Ａで示すように粉砕室２内に供給された原料が、機体の側面下部に取り付けられた複数個（少なくとも３個）のノズル３から機内の一点に向けて矢印Ｂのように噴出されているエアーのジェット気流によって加速され、粒子相互の衝突によって粉砕される。
【００１３】
そして、粉砕された原料は上昇気流に乗り、規定粒度内の微粉は矢印Ｃのように運ばれて、機体の上部に配置されている分級ロータ４によって分級され、排出管５を介して排出される。排出された微粉は、矢印Ｅのように、正式な分級を行う後述の分級機へと運ばれる。尚、粉砕室２内の分級されなかった粗粉は、矢印Ｄのように降下して再粉砕される。ところで、気流式粉砕機１０の材質としては、ステンレスが主流であるが、粉砕室２の内壁には、摩耗，付着防止等のために、樹脂やセラミック等のコーティング，ライニングが施される事もある。
【００１４】
ここで、分級ロータ４は、同図に示すように、機体上部中央より側方へ少し片寄った位置に配置されているが、これは、中央に配置すると、ジェット気流によって加速された粗粉が、その勢いによって分級ロータ４に飛び込み、正確な分級を行う事ができなくなる恐れがあるので、それを防止するためである。尚、６はインバータ付きモータであり、分級ロータ４を回転させつつその回転数を管理する事ができる。回転数の検出には、マグネチックセンサー型の回転検出器や、方形波パルスを利用した回転検出器等が用いられる（それぞれ不図示）。
【００１５】
また、機体側面中部に設けられているセンサー７により、粉体濃度を検出する。これには、主として粉体の貯留状態を検出する静電容量式や振動式，音叉式，超音波式，マイクロ波式，放射線式等のレベル計のほか、粉体粒子同士或いは粉体粒子と機壁との衝突時に発生する衝撃波により粒子の動きを見て、内部状態を把握するセンサー等がある。
【００１６】
また、その下方に設けられている薬液ノズル８から機内に所定の薬液を供給する事により、粉体の複合化処理を行う事ができる。この複合化の内容には様々なものがあるが、例えば粉体粒子のコーティングや着色、磁化や荷電を行う事等がある。ここで言う薬液とは、単に薬品としての液に限らず、樹脂や顔料、無機物，有機物、等のスラリーや微粉末も含む。これは、後述する混合容器１７で添加される薬液についても同様である。
【００１７】
この気流式粉砕機１０により粉砕を続けて行くにつれて、粗粉が長時間粉砕室２内に滞留し、粉砕室２内の粉体濃度が高くなって、分級ロータ４の回転の負荷が大きくなる事がある。また、或程度の粒径の粉体になると、粉砕室２の下部に堆積してしまう事となる。そして、新たな原料を供給する事ができなくなる。そのため、この粉体濃度を上記センサー７により検出し、所定の濃度を超えたときや、堆積した粉体の量を機体下部に設けられたロードセル９により検出し、所定の堆積量を超えたとき等に、連続又は間欠的にこの溜まった粗粉を機外に排出するために、機体下部に設けられているスクリューフィーダー１１をモータＭ1 により駆動する。このとき、エアーシール用のロータリーバルブ１２は開いた状態とする。
【００１８】
ロータリーバルブ１２から排出された粗粉は、矢印Ｆで示すように回収され、回収用のホッパー１３に入れられる。回収された粗粉は、モータＭ2 により駆動されるスクリューフィーダー１４により、矢印Ｇで示すように、混合容器１７に供給される。尚、当初の原料は、原料用のホッパー１５から、モータＭ3 により駆動されるスクリューフィーダー１６により、矢印Ｈで示すように、混合容器１７に供給される。
【００１９】
スクリューフィーダー１４及び１６は、必要に応じてオンラインの流量計を使用する等をして、その回転数を制御する事により粉体を定量供給し、回収された粗粉と原料との混合比を調節する働きもしている。そして、これにより所定の割合で投入された粉体は、混合容器１７内の撹拌機１８が矢印Ｊに示す如く回転する事により、均一に撹拌された後、最初に述べたように、原料供給管１を介して矢印Ａで示すように粉砕室２内に供給される。このとき、矢印Ｉで示すように、混合容器１７に所定の薬液を添加しておく事により、粉体の複合化処理を行う事もできる。
【００２０】
尚、混合容器１７の側面に設けられた静電容量式のセンサー１９により、その混合容器１７内の粉体の嵩を検出し、或いは混合容器１７の下部に設けられたロードセル２０により、その混合容器１７内の粉体の量を検出して、これに基づきスクリューフィーダー１４，１６の動きを規制する事により、混合容器１７には所定量を超えた粉体が入らないようにしている。尚、２１は吸気口であり、原料供給管１に粉体が詰まって閉塞する事を防止するエアーを導入する働きをしている。但し、気流式粉砕機に導入するエアーについては、これにこだわるものではなく、取り扱う粉体や処理の内容により、窒素，アルゴン等の不活性ガスや、粉砕と同時に化学反応を行うためのハロゲンガス等を使用する場合もある。
【００２１】
図２は、気流式粉砕機の変形を示す模式図である。同図に示す気流式粉砕機１０ａは、機体の側面に取り付けられた複数個のノズル３が、いずれも斜め下方に向けられており、さらに機体の下面にノズル３が垂直上向きに取り付けられていて、各ノズル３から噴出したジェット気流が一点０で衝突し、各気流の速度ベクトルが互いに打ち消されるようになっている。
【００２２】
この構成において、前記の機体の下面に垂直に取り付けられているノズル３付近に、図１で示す気流式粉砕機１０で使用されているものと同等のスクリューフィーダー１１を取り付ける事により、気流式粉砕機１０と同様に使用する事ができる。その他の構成は、気流式粉砕機１０と実質的に同じである。但し、ここでは原料供給管１の入口側は省略している。この気流式粉砕機１０ａは、気流式粉砕機１０では比重が大きく流動化させる事が難しい重い粉体に適用される。
【００２３】
図３は、本発明の粉砕システムに接続され、正式な分級を行う分級機を模式的に示す縦断面図である。同図に示すように、上記図１或いは図２で説明した気流式粉砕機（１０或いは１０ａ）からの微粉及び一次空気（エアー）が、原料供給管１０１を介して機内に供給され、その微粉は流動室１０２内で撹拌分散されて凝集がほぐされ、単一粒子化される。そして、微粉が上昇気流に乗って分級室１０３内に流入し、分級ロータ１０４によって規定粒度内の微粉のみが分級選別され、これが排出管１０５を介して機外に排出される。排出された微粉は、後に配置されたサイクロン又はバグフィルタ等の捕集機（不図示）により回収され、製品となる。
【００２４】
尚、粉砕機からの微粉を分級機に供給する方法は、気流式粉砕機１０，１０ａの排出管５と分級機の原料供給管１０１を接続して、直接エアーと共に供給するほか、排出管５から出た微粉をサイクロンやバグフィルタで一旦補集した後、別途スクリューフィーダー等の供給機によって供給しても良い。
【００２５】
一方、分級機により分級選別されなかったものは、粗粉として壁面に沿って降下して機内下部に貯留され、ロータリーバルブ１０６を介して機外に排出される。尚、１０７は二次空気供給管、１０８は分級ロータ１０４を回転させるモータである。ロータリーバルブ１０６から排出された粗粉は回収され、図１で示した回収用のホッパー１３に入れられ、回収粗粉として上記同様に再処理される。
【００２６】
図４は、図１で示した混合容器１７の代わりに使用される機械式粉砕機を模式的に示す縦断面図である。図４において、原料及び回収粗粉は、図１における混合容器１７に供給される代わりに、ホッパー３０７に供給され、必要に応じて所定の薬液もここで添加されて、スクリューフィーダー３０８により原料供給管３０１を介して機内に供給され、高速回転しているブレードロータ３０２とその周囲のライナ３０３との間で粉砕される。
【００２７】
粉砕されたものは空気供給管３０４を介して供給される空気流によって分級ロータ３０５に導かれ、ここで選別された微粉は排出管３０６を介して外部に排出され、粗粉は粉砕部に戻って再粉砕されるようになっている。排出管３０６を介して排出された微粉は、後に配置されたサイクロン又はバグフィルタ等の捕集機（不図示）により回収され、図１或いは図２に示す気流式粉砕機１０或いは１０ａの原料供給管１を介して粉砕室２内に供給される。このように、一旦予備的粉砕を行ってから正式な粉砕を行う方が、効率の良い粉砕，分級を行う事ができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、特に分級機内蔵の気流式粉砕機を使用する場合において、便利で効率の良い粉砕システムを提供する事ができる。
【００２９】
特に、請求項１によるならば、気流式粉砕機内の粉砕性能の安定維持を図り、原料と回収粗粉との比率を一定に保ちつつ定量供給を行う事ができる。
【００３０】
また、請求項２によるならば、簡単な構成で、粉体に薬液を満遍無く添加する事ができる。
【００３１】
また、請求項３によるならば、請求項２の効果に加えて、更に効率の良い粉砕，分級を行う事ができる。
【００３２】
また、請求項４によるならば、ジェット気流によって加速された粗粉が、その勢いによって分級手段に飛び込み、正確な分級を行う事ができなくなるのを防止する事ができる。
【００３３】
また、請求項５によるならば、最終的な分級選別及び製品化を手軽に行う事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による気流式粉砕機の粉砕システムを説明する模式図。
【図２】気流式粉砕機の変形を示す模式図。
【図３】正式な分級を行う分級機を模式的に示す縦断面図。
【図４】機械式粉砕機を模式的に示す縦断面図。
【符号の説明】
１    原料供給管
２    粉砕室
３    ノズル
４    分級ロータ
５    排出管
６    インバータ付きモータ
７，１９    センサー
８    薬液ノズル
９，２０    ロードセル
１０，１０ａ    気流式粉砕機
１１，１４，１６    スクリューフィーダー
１２    ロータリーバルブ
１３，１５    ホッパー
１７    混合容器
１８    撹拌機
２１    吸気口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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