(57)【要約】【課題】例えば樹脂等の粉砕を目的として、所謂表面粉砕を効率的に起こすことができる粉砕装置を得る。【解決手段】対を成す板状体１０ａの間に形成される板状体間空間Ｓを粉砕室に備え、ジェットノズルＮｇｘを有し、粉砕対象物搬送流Ｆを板状体間空間Ｓに流入させる搬送流流入機構を、板状体間空間Ｓの一方の側に備えるとともに、板状体間空間Ｓから流出する粉砕対象物搬送流Ｆを受け入れる搬送流受入機構を備え、搬送流受入機構により受け入れられた粉砕対象物搬送流Ｆから粉砕処理後の粉砕対象物Ｘを分級する分級機構を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジェットノズルから粉砕対象物搬送流としての噴流が噴射流入される粉砕室を備え、当該粉砕室において室内に投入される粉砕対象物を粉砕する粉砕装置であって、
対を成す板状体の間に形成される板状体間空間を前記粉砕室に備え、
前記ジェットノズルを有し、前記粉砕対象物搬送流を前記板状体間空間に流入させる搬送流流入機構を、前記板状体間空間の一方の側に備えるとともに、
前記板状体間空間から流出する前記粉砕対象物搬送流を受け入れる搬送流受入機構を備え、前記搬送流受入機構により受け入れられた粉砕対象物搬送流から粉砕処理後の前記粉砕対象物を分級する分級機構を備えた粉砕装置。
【請求項２】
前記板状体が平板であり、
前記板状体間空間が、並行配置される平板間に形成される請求項１記載の粉砕装置。
【請求項３】
前記板状体が平板であり、
前記板状体間空間が、前記粉砕対象物搬送流の流れ方向に直交する断面の断面積に関し、前記搬送流流入機構側から前記搬送流受入機構側に向かうに従って小さくなる狭隘化配置平板間に形成される請求項１記載の粉砕装置。
【請求項４】
前記板状体の前記板状体間空間側に複数の凸状体を備える請求項１〜３の何れか一項記載の粉砕装置。
【請求項５】
前記搬送流流入機構と前記搬送流受入機構とが直線を成して配置されている請求項１〜４の何れか一項記載の粉砕装置。
【請求項６】
前記搬送流流入機構に複数の前記ジェットノズルを備え、前記粉砕対象物搬送流の流れ方向に直交する断面に関し、前記板状体間空間の広がり方向に複数のジェットノズルが分散配置されている請求項１〜５の何れか一項記載の粉砕装置。
【請求項７】
前記粉砕対象物の粒径をｄ、前記板状体間空間の隙間をＤとして、ｄ／Ｄが、０．００５〜０．１範囲にある請求項１〜６の何れか一項記載の粉砕装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジェットノズルから粉砕対象物搬送流としての噴流が噴射流入される粉砕室を備え、当該粉砕室において室内に投入される粉砕対象物を粉砕する粉砕装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
粉砕室内において、ジェットノズルから噴出された高圧ガス噴流により高速の粉砕対象物搬送流を生成し、粉体をこれに巻き込み、粉体を構成する粒子を相互に衝突させ、或は粒子を粉砕室内に設けられたターゲットや粉砕室周壁面に衝突させ、粉砕を行なう技術が、ジェットミルとして良く知られている（特許文献１、特許文献２）。
【０００３】
このように、粉砕対象物を相互に或は衝突対象物（ターゲットや粉砕室周壁面）に衝突させると、その粉砕は、粉体の中心近傍に界面を生じて微粒化が進む、所謂、体積粉砕となる。図３（ｂ）に、この体積粉砕を模式的に示した。
【０００４】
一方、粉砕対象物を粉砕する粉砕手法としては、例えば、粉砕対象物が樹脂、比較的軟質の金属（銅、アルミニウム等）である場合に採用されるビーズミルを使用する手法がある（特許文献３（段落〔００５７〕）。
ビーズミル法は、例えば球形のビーズ間に形成される隙間に粉砕対象物を挟み込んで、その表面を剥離させる手法であり、粉砕は、粉体の表面に界面を生じて微粒化が進む、所謂、表面粉砕である。図３（ａ）に、この表面粉砕を模式的に示している。
図３（ａ）は、本発明に係る並行に配置した平板間に形成される表面粉砕の状態を示しているが、ビーズミルの場合は、互いに相対移動する球体間に挟まれて図３（ａ）に示すような形態で表面粉砕（表面の剥離）が起こる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０６−２５４４２７号公報
【特許文献２】特開平１０−２９６１１５号公報
【特許文献３】特開２０１６−１６１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
粉砕対象物が、樹脂、比較的軟質の金属等である場合、特許文献１、特許文献２に記載されているように、ジェットノズルからの噴流に随伴させて粉砕対象物をターゲットや粉砕室内壁面に衝突させると、表面破壊が起こり難く、これら物質の粉砕には不向きである。
【０００７】
これに対して、ビーズミル法を採用すると、ピーズ間に粉砕対象物を挟んだ状態で、ビーズの相対移動により粒子接線方向の擦れ（こすれ）を起こすことができ好ましいが生産性が低いという問題がある。
【０００８】
この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、例えば樹脂等の粉砕を目的として、所謂表面粉砕を効率的に起こすことができる粉砕装置を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための、本発明の第１特徴構成は、
ジェットノズルから粉砕対象物搬送流としての噴流が噴射流入される粉砕室を備え、当該粉砕室において室内に投入される粉砕対象物を粉砕する粉砕装置であって、
対を成す板状体の間に形成される板状体間空間を前記粉砕室に備え、
前記ジェットノズルを有し、前記粉砕対象物搬送流を前記板状体間空間に流入させる搬送流流入機構を、前記板状体間空間の一方の側に備えるとともに、
前記板状体間空間から流出する前記粉砕対象物搬送流を受け入れる搬送流受入機構を備え、前記搬送流受入機構により受け入れられた粉砕対象物搬送流から粉砕処理後の前記粉砕対象物を分級する分級機構を備えた点にある。
【００１０】
本構成によれば、粉砕室には対を成す板状体間に形成される板状体間空間が備えられ、この空間の一方の側からジェットノズルから噴出する噴流を粉砕物搬送流として、粉砕対象物が吹き込まれる。
ここで、この噴き込み方向は、一対の板状体の内面に沿った方向となるため、粉砕対象物の移動方向は、板状体の内面に沿った長手方向とできる。さらに、ジェットノズルからある程度広がる状態で粉砕対象物は板状体間空間に流入するため、板状体の内面に沿って、所謂、擦られる状態で衝突され、表面粉砕が促進できる。そして、一方の板状体の内面に衝突すると跳ね返って、他方の板状体の内面に向いさらに衝突するという、両板状体間で擦れ状態での衝突の繰り返し操作を受けるため、結果的に、従来より格段に高い効率で表面粉砕を受けることとなる。
【００１１】
また、ジェットノズルからの噴流は拡散傾向を示すが、例えば、一方の板状体側に拡散する噴流部分により搬送される粉砕対象物に対して、他方の板状体側に拡散する噴流部分により搬送される粉砕対象物が当然に存在するため、これらの粉砕対象物は、板状体内面に衝突するとともに、板状体表面から跳ね返されてくる粉砕対象物の衝突機会も増加するため、結果的に、本発明が目的とする表面粉砕を非常に効率よく進めることができる。
【００１２】
そして、搬送流流入機構及び搬送流受入機構を備えることにより、板状体間空間への粉砕対象物の送り込みと取出しとをスムーズに行いながら、分級機構により微粒化された粉砕対象物を、その所望の程度（粒径）に従って取り出すことができる。
【００１３】
結果、例えば樹脂等の粉砕を目的として、所謂表面粉砕を効率的に起こすことができる粉砕装置を得ることができた。
【００１４】
本発明の第２特徴構成は、
前記板状体が平板であり、
前記板状体間空間が、並行配置される平板間に形成される点にある。
【００１５】
本構成によれば、板状体としての平板を並行配置して使用することで、非常に簡単な構成で、本発明の要点である板状体間空間を実現できる。
また、本発明にあっては、ジェットノズルから噴出される噴流の速度及び流量、所定の条件下での板状体間の隙間（板状体間空間の厚み）の程度が、粉砕対象物の粒子径及び微細化後に目的とする粒子径との関係で非常に重要な運転パラメータとなるが、並行配置をする場合は、隙間の調整を容易に行うことが可能な機構を容易に備えることができる。
【００１６】
本発明の第３特徴構成は、
前記板状体が平板であり、
前記板状体間空間が、前記粉砕対象物搬送流の流れ方向に直交する断面の断面積に関し、前記搬送流流入機構側から前記搬送流受入機構側に向かうに従って小さくなる狭隘化配置平板間に形成される点にある。
【００１７】
本構成によれば、上記の並行配置された板状体間に形成される板状体間空間での粉砕誘起の作用・効果を得ることができるとともに、板状体空間に向かう一対の板状体の内面間の距離が断面積の減少に伴って小さくなるため、微粒化がある程度進んだ粉砕対象物の更なる微粒化を良好に行うことができる。
【００１８】
そして、本発明の第４特徴構成は、前記板状体の前記板状体間空間側に複数の凸状体を備える点にある。
【００１９】
本構成によれば、複数の凸状体（換言すると突起）を板上体の板状体間空間側に設けることで、板状体間空間の長手方向において直進傾向となる粉砕対象物の軌跡を、凸状体との衝突により屈折させたり、曲げたりすることで、複雑な軌跡を描かせて、表面粉砕の機会をさらに増加させ、粉砕効率を高めることができる。また、ある程度、体積粉砕も行える。
【００２０】
本発明の第５特徴構成は、前記搬送流流入機構と前記搬送流受入機構とが直線を成して配置されている点にある。
【００２１】
本構成により、搬送流流入機構の直線流入方向を辿った先に搬送流受入機構を備えることとなるが、このような配置とすることで、ジェットノズルからの噴流をできるだけ阻害することなく搬送流受入機構に受入れることとなるため、粉砕対象物が強く板状体間空間の内面に擦れることとなり、表面粉砕の効率を高く保つことができる。
【００２２】
本発明の第６特徴構成は、前記搬送流流入機構に複数の前記ジェットノズルを備え、前記粉砕対象物搬送流の流れ方向に直交する断面に関し、前記板状体間空間の広がり方向に複数のジェットノズルが分散配置されている点にある。
【００２３】
本構成によれば、これまで説明してきた単一のジェットノズルに関する効果に加えて、複数・分散配置されたジェットノズルからの噴流が干渉することによる噴流ジェットを相互に混合できる効果に加えて、それらの流れで搬送される粉砕対象物相互間で衝突が発生することにより、粉砕が良好に進行する。
【００２４】
本発明の第７特徴構成は、前記粉砕対象物の粒径をｄ、前記板状体間空間の隙間をＤとして、ｄ／Ｄが、０．００５〜０．１の範囲にある点にある。
【００２５】
本構成によれば、０．００５より小さいと、ジェットノズルからの噴流が拡がりすぎて、充分な擦れ効果（表面粉砕効果）を得ることができなくなる。一方、０．１より大きいと、噴流、それに付随する粉砕対象物の搬送に関して抵抗が大きくなりすぎ、良好に粉砕を行えなくなる傾向が高くなる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】粉砕装置の全体構成を示す図
【図２】板状体間空間内の粉砕対象物の流れを示す図
【図３】板状体間空間における粉砕対象物の表面粉砕の説明図（ａ）及び体積粉砕の説明図（ｂ）
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の粉砕装置１００の一実施形態を、以下、図面に基づいて説明する。
【００２８】
図１、図２に示すように、粉砕装置１００は、本発明独特の板状体間空間Ｓを有する粉砕室１０を主体として構成され、粉砕室１０に粉砕対象物Ｘをその搬送流（粉砕対象物搬送流Ｆ）に随伴させて流入させる搬送流流入機構１１と、粉砕室１０から流出する粉砕対象物搬送流Ｆを受け入れる搬送流受入機構１２とを備え、搬送流受入機構１２により受け入れられた粉砕対象物搬送流Ｆから粉砕処理後の粉砕対象物Ｘを分級する分級機構１３を備えて構成されている。
【００２９】
この構成を採用することにより、粉砕され微細粒子となっている粉砕対象物Ｘａは、分級機構１３の微細粒子取出し口１３ａから取り出すことができる。一方、粉砕が不十分な粗粒子のままの粉砕対象物Ｘｂは、分級機構１３の粗粒子取出し口１３ｂから取り出される。図１に示す実施形態では、微粒化が不十分な粉砕対象物Ｘｂは、高圧ガス路１４に帰還される構成が採用されている。
【００３０】
以下の説明では、搬送流流入機構１１、板状体間空間Ｓを有する粉砕室１０、搬送流受入機構１２の順に説明する。
【００３１】
搬送流流入機構
搬送流流入機構１１は、粉砕対象物Ｘを搬送する粉砕対象物搬送流Ｆを生成し、この粉砕対象物搬送流Ｆで搬送する形態で、粉砕室１０内に設けられている板状体間空間Ｓに粉砕対象物Ｘを噴出・流入させる。
【００３２】
図１に示すように、搬送流流入機構１１は、上流側が高圧ガスＧ（具体的には高圧ガス供給源である高圧ポンプ（図示省略）により発生される高圧空気）が流れる高圧ガス路１４に接続される分散室１１ａと、この高圧ガス路１４から高圧ガスＧを受け入れ、前記板状体間空間Ｓに分散して噴出するノズル室１１ｂとを備えて構成されている。
【００３３】
この実施形態では、高圧ガス路１４に粉砕対象物Ｘの原料を供給する原料供給路１５と、分級機構１３から帰還されてくる粉砕対象物Ｘｂを高圧ガス路１４に戻す帰還路１６とが接続されている。原料供給路１５の上手はホッパー（図示省略）とされ、このホッパーの開閉動作により粉砕対象物Ｘを供給できる。この構成により、原料供給路１５及び帰還路１６からの粉砕対象物Ｘの供給は、高圧ガスＧの有する吸引力により行うことができる。
【００３４】
搬送流流入機構１１は、高圧ガスＧの流れ方向に従って流路が広がる分散室１１ａと、複数の原料供給用ジェットノズルＮｇｘが横方向に並んで備えられるノズル室１１ｂとを備えて構成さている。また、ノズル室１１ｂに設けられた原料供給用ジェットノズルＮｇｘの噴射口ｏは、板状体間空間Ｓの一方の側部で、一対の板状体１０ａに挟まれた状態で形成される板状体間空間Ｓの隙間（空間厚み）に向けて開口するように配設されている。
【００３５】
従って、高圧ガスＧを粉砕対象物搬送流Ｆとする粉砕対象物Ｘは、分散室１１ａで分散・混合されて各原料供給用ジェットノズルＮｇｘに分散供給され、板状体間空間Ｓに噴射流入される。
【００３６】
粉砕室
図２（ａ）に、板状体間空間Ｓを移動する粉砕対象物Ｘを模式的に示し、図２（ｂ）に粉砕室１０に備えられる板状体間空間Ｓの縦断面図を示した。
【００３７】
これらの図からも判明するように、本発明に係る板状体間空間Ｓは、対を成す板状体１０ａの間に形成される隙間としての空間であり、この空間Ｓは、板状体１０ａの並行設置方向（図２（ｂ）の上下方向）に直交する方向Ｄ１，Ｄ２に充分な広がりを備えた空間とされている。
そして、先にも説明したが、原料供給用ジェットノズルＮｇｘは、この板状体１０ａの一方の端辺Ｓａに沿って複数が並行配置される構造となっている。
【００３８】
本実施形態では、粉砕対象物の粒径をｄ、板状体間空間の隙間をＤとして、ｄ／Ｄを、０．００５〜０．１の範囲としている。
【００３９】
さらに、図２からも判明するように、板状体１０ａ自体は平板としているが、その板状体間空間Ｓ側に複数の凸状体１０ｂを備えている。ここで、凸状体１０ｂは半球状としており、その球径を、板状体間空間Ｓの隙間Ｄよりわずかに短い程度としている。
これら複数の凸状体１０ｂの配置は、所謂、千鳥配置としている。そして、粉砕対象物搬送流Ｆの直進方向Ｄ１において、前後一対となる凸状体１０ｂの離間長さを板状体間空間Ｓの隙間Ｄよりわずかに長い程度とし、粉砕対象物搬送流Ｆの直進方向Ｄ１に直交する方向Ｄ２のそれは、板状体間空間Ｓの隙間Ｄより短くしている。
このように、複数の凸状体１０ｂを設けることにより、本発明が主目的とする表面粉砕状態を確保しながら、一部、粗粒径で残っているものに関しては、体積粉砕も起こすことができる。単純な並行配置した平板間で起る表面粉砕を図３（ａ）に示した。
【００４０】
図示する実施形態では、半球状の凸状体１０ｂを設けたが、この形状を問うものではなく、板状体１０ａの内面の一部を表面粗さが他の面部位よりも粗い強粉砕処理面としておいても良い。
【００４１】
搬送流受入機構
搬送流受入機構１２は、上流側を板状体間空間Ｓに接続され、下流側が前記分級機構１３に接続される、所謂、絞り路として構成されている。
従って、板状体間空間Ｓで所定の粉砕操作を受けて粉砕対象物Ｘを粉砕対象物搬送流Ｆに搬送された状態で受入、分級機構１３に送る。
【００４２】
図１、図２からも判明するように、この実施形態では、搬送流流入機構１１と搬送流受入機構１２とを直線上に配置することで、粉砕対象物搬送流Ｆの直進性を確保し、表面粉砕の発生を確保している。
【００４３】
図２に示すように、原料供給用ジェットノズルＮｇｘの噴射口ｏは、噴射口ｏと板状体間空間Ｓの入口端辺Ｓａの延設方向に対して角度はほぼ９０度としている。
【００４４】
粉砕装置１００により粉砕対象物Ｘの粉砕を行うに際しては、高圧ガス供給源から、高圧ガスＧを連続して原料供給用ジェットノズルＮｇｘに送り込む。このような高圧ガスＧとしては、窒素や炭酸ガス等の様々な不活性ガスを用いることも可能であるが、高圧ガスＧとして圧搾空気を使用することが一般的である。なお、高圧ガスＧの供給源としては、ボンベに蓄えた圧搾空気を放出させるようにしても良いし、或いはコンプレッサ等のガス圧縮装置を用いて圧搾空気を連続供給させるようにしても良い。
【００４５】
高圧ガスＧの圧力（単位はＭＰａ：メガパスカル）の値については、特に限定されるものではないが通常は、
１．２ＭＰａ  ≧  Ｐ  ≧  ０．６ＭＰａ
程度の値を用いる。
粉砕処理物Ｘとしては、樹脂を対象とした。
【００４６】
〔別実施形態〕
（１）上記の実施形態では、板状体間空間Ｓを形成する板状体１０ａの内面に、半球状の凸状体１０ｂを設けたが、本発明が主に目的とする粉砕は表面粉砕であるため、凸状体１０ｂを設けない、平板で板状体を構成しても良いし、僅かに波打った断面波状の板としてもよい。図３（ａ）に模式的に示したのがこの構成例である。
【００４７】
さらに、凸状体１０ｂを設ける場合に、先に説明したように、千鳥状にするのみならず、任意の配置とできる。粉砕対象物搬送流Ｆの流れ方向に凸状体１０ｂを設けるゾーンと設けないゾーンとを交互に設けてもよい。
このように交互に設ける構成を採用すると、粉砕対象物Ｘが内面で擦れた後、搬送流に加速される等の粉砕状態を交互に起こさせることも可能となる。
【００４８】
（２）先にも示したが、これら板状体の板状体間空間Ｓ側となる内面は、所定の程度粗面としておいてもよい、部分的に粗面としておくことも好ましい。粉砕対象物搬送流の流れ方向において、粗面と円滑面とが交互に出現する構成を採用すると、粉砕対象物Ｘが内面で擦れた後、搬送流に加速される等の粉砕状態を交互に起こさせることも可能となる。
【００４９】
（３）上記の実施形態では、対を成す板状体が粉砕対象物搬送流の流れ方向において、同一の隙間に設定される例を示したが、流れ方向で下流側となる側程、隙間間隔を小さくしておいてもよい。
このように下流側程、隙間を小さくすることで、上流側で表面粉砕を受け、事実上粒径が小さくなった粒子の更なる粉砕を促進することができる。
【００５０】
（４）さらに、板状体間に形成される隙間間隔を調整可能としておいてもよい。
【００５１】
（５）上記の実施形態では、搬送流流入機構１１には原料供給用ジェットノズルＮｇｘの複数を、粉砕対象物搬送流Ｆの流れ方向（噴出方向）に直交する方向に並行配置するのに、互いの噴出方向、それらの流れ方向における噴出部位置を一致させることとしたが、ジェットノズルからの噴流が干渉を起こすように、噴出方向を僅かづつ変更したり、位置をずらせてもよい。
【００５２】
（６）さらに、上記の実施形態では、原料供給用ジェットノズルのみを設ける例を示したが、原料搬送を伴わないジェットノズルのみも追加的に備えてともよい。
【００５３】
（７）また、複数備えられるジェットノズルの基端側に開閉弁等のノズル作動動作機構をそれぞれ設け、全てのジェットノズルが働く状態と一部のジェットノズルのみが働く状態とを切換可能とすることも、粉砕対象物Ｘが様々であることに対応するために有効である。
【００５４】
（８）粉砕対象物原料の供給形態は、高圧ガス路への吸引供給に拘わらず、粉砕室に備える板状体間空間Ｓへ、その搬送流が流入する前であれば、どの部位でも良い。
【符号の説明】
【００５５】
１０                    粉砕室
１０ａ                  板状体
１０ｂ                  凸状体
１１                    搬送流流入機構
１２                    搬送流受入機構
１３                    分級機構
１５                    原料供給路
１６                    帰還路
１００                  粉砕装置
ｄ                      粉砕処理前の粉砕対象物の粒径
Ｄ                      両板状体間に形成される隙間距離
Ｄ１                    粉砕対象物搬送流の流れ方向
Ｄ２                    Ｄ１及び隙間に直交する方向
Ｇ                      高圧ガス
Ｎｇｘ                  原料供給用ジェットノズル
Ｓ                      板状体間空間
Ｘ                      粉砕対象物
Ｘａ                    微細粒子
Ｘｂ                    粗粒子
【図１】
2017176915.tif 000003
【図２】
2017176915.tif 000004
【図３】
2017176915.tif 000005