(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状をなすとともに両端が閉塞した粉砕容器と、
該粉砕容器の内部に、軸線をほぼ一致させた状態で設けられ、内部を径方向に２区画して内側室と外側室とを形成するとともに、両室間を連通する複数のスリットが周面の少なくとも一部に設けられている筒状のセパレータと、
前記内側室の内部に粉砕容器と軸線をほぼ一致させた状態で回転可能に設けられた一端が閉塞された筒状をなす攪拌部材と、
該攪拌部材の内部中心に位置して該攪拌部材と一体に回転する分散部材と、
前記内側室に処理物を供給するための供給口と、
前記外側室から処理物を排出するための排出口とを具え、
かつ、前記粉砕容器の軸線方向の長さ（Ｌ）と直径（Ｄ）との比（Ｌ／Ｄ比）が１．０以下となるように構成したことを特徴とするメディア攪拌型湿式粉砕機。
【請求項２】
前記攪拌部材は、その外周面に凹部、凸部が交互に設けられている請求項１記載のメディア攪拌型湿式粉砕機。
【請求項３】
前記攪拌部材の筒状の部分に、貫通孔を設け、この貫通孔を介して処理物および粉砕メディアが攪拌部材の内外部間に渡って流動する請求項１又は２記載のメディア攪拌型湿式粉砕機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は粉砕機に関し、特に、インクや塗料の分散、セラミックスの粉砕や分散、金属や無機物の粉砕や分散、さらに、医薬品の粉砕や分散、などに有効なメディア攪拌型湿式粉砕機に関するものである。
【０００２】
【従来技術およびその問題点】
メディア攪拌型湿式粉砕機としては種々のタイプのものが既に知られている。
【０００３】
従来公知の粉砕機は、一端に処理液の送入口を、他端に処理液の排出筒を有する円筒形状のベッセルと、ベッセルの中心部に回転可能に設けられる駆動軸と、駆動軸のベッセル内に位置する部分に取付けられて駆動軸と一体に回転可能な撹拌ディスクと、ベッセル内の排出口に設けられる分離環状板と、分離環状板の中心部に回転可能に設けられる回転筒体とからなり、分離環状板と回転筒体とによってセパレータが構成されるようになっている。
【０００４】
そして、駆動軸を回転駆動させて撹拌ディスクを回転させるとともに、送入口からベッセル内に処理液を圧送すると、処理液はベッセルの内部に位置するメディアとともに攪拌されて分散され、メディアとともにベッセルの内部を一端から他端側に向って流動する。
【０００５】
そして、回転筒体を回転駆動させると、処理液およびメディアは回転筒体と分離環状板との間で形成されるスリットによって分離され、メディアはベッセルの内部に残され、処理物はスリットを通過して排出口からベッセルの外部に排出される。
【０００６】
上記のように構成される従来の粉砕機にあっては、ベッセルが軸方向に長く（Ｌ／Ｄ比が大きく）形成されているため、ベッセル内において処理液はピストンフロー（ｐｉｓｔｏｎ  ｆｌｏｗ）に近い状態で流動することになり、非常に優れた粉砕効率が得られる。
なお、Ｌは軸方向の長さ、Ｄは直径である。
【０００７】
しかしながら、処理液の流れの末端に処理液とメディアとを分離するセパレータが位置しているため、セパレータで処理液の流れが大きく制限されてしまい、小流量の処理物しか処理することができない。
【０００８】
一方、大流量の処理液を処理できるようにするため、セパレータに改良を加えたものも提案されているが、粉砕容器が軸方向に長く（Ｌ／Ｄ比が大きく）形成され、処理液の流れの末端にセパレータが位置しているため、大流量の処理液を処理した場合には、メディアが粉砕容器内の排出口側に片寄ってしまい、安定した運転ができなくなるばかりでなく、運転不能となることもある。
【０００９】
この発明は前記のような従来のもののもつ問題点を解決したものであって、大流量の処理物を安定して処理することができるとともに、優れた粉砕効率が得られる粉砕機を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【問題点を解決するための手段】
上記の問題点を解決するためにこの発明は、筒状をなすとともに両端が閉塞した粉砕容器と、該粉砕容器の内部に、軸線をほぼ一致させた状態で設けられ、内部を径方向に２区画して内側室と外側室とを形成するとともに、両室間を連通する複数のスリットが周面の少なくとも一部に設けられている筒状のセパレータと、前記内側室の内部に粉砕容器と軸線をほぼ一致させた状態で回転可能に設けられた一端が閉塞された筒状をなす攪拌部材と、該攪拌部材の内部中心に位置して該攪拌部材と一体に回転する分散部材と、前記内側室に処理物を供給するための供給口と、前記外側室から処理物を排出するための排出口とを具え、かつ、前記粉砕容器の軸線方向の長さ（Ｌ）と直径（Ｄ）との比（Ｌ／Ｄ比）が１．０以下となるように構成したメディア攪拌型湿式粉砕機を採用したものである。また、前記攪拌部材は、その外周面に凹部、凸部が交互に設けられている構成を有している。そして、前記攪拌部材の筒状の部分に、貫通孔を設け、この貫通孔を介して処理物および粉砕メディアが攪拌部材の内外部間に渡って流動するように構成したものである。
【００１１】
【作用】
この発明は前記のような手段を採用したことにより、供給口から粉砕容器の内側室の内部に処理物を供給し、攪拌部材を回転させると、処理物は粉砕容器の内側室の内部に位置している粉砕メディアとともに攪拌され、内側室の中心から外方向に向って流動し、処理物と粉砕メディアとはセパレータのスリットによって分離され、粉砕メディアは内側室の内部に残され、処理物はセパレータのスリットを通過して外側室の内部に流動し、外側室から排出口を介して粉砕容器の外部に排出される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示すこの発明の実施の形態について説明する。
図１および図２には、この発明による粉砕機の一実施の形態が示されていて、図１は全体を示す正面図、図２は図１に示すものの縦断面図である。
【００１３】
粉砕機１は、連続式のメディア攪拌型湿式粉砕機であって、筒状をなすとともに両端が閉塞された粉砕容器２と、粉砕容器２の内部に回転可能に設けられるとともに、粉砕容器２の内部に位置する処理物と粉砕メディアとを攪拌する攪拌部材１８と、粉砕容器２の内部に設けられるとともに、粉砕容器２の内部の処理物と粉砕メディアとを分離する筒状のセパレータ１３とから構成されている。
【００１４】
粉砕容器２は、一端が閉塞された筒状の容器本体３と、この容器本体３の他端開口部を閉塞する円板状の蓋６とを有している。
【００１５】
容器本体３の閉塞されている一端の中央部には容器本体３の内外部を連通する筒状のボス４が一体に設けられ、このボス４の内部に軸受８を介して前記攪拌部材１８が回転可能に支持されている。
【００１６】
容器本体３の内部には、内周面に沿って環状の溝５が設けられるとともに、この溝５に対応する前記蓋６の部分にも環状の溝７が設けられている。
そして、容器本体３の溝５に前記セパレータ１３の一端を位置し、また、前記蓋６の溝７に前記セパレータ１３の軸方向の他端を位置し、蓋６を容器本体３にボルト等によって固定して、前記セパレータ１３を粉砕容器２の内部に固定する。
なお、容器本体３および蓋６に溝５、７を設けずに、他の手段、たとえばボルト等によってセパレータ１３を粉砕容器２内に固定してもよい。
【００１７】
粉砕容器２の内部は前記セパレータ１３によって径方向に２室に区画されて円形状の内側室９と環状の外側室１０とが形成されている。前記蓋６の中央部には前記内側室９の内外部を連通する筒状の供給口１１が一体に設けられ、この供給口１１によって前記内側室９の内部に処理物が供給される。前記容器本体３には前記外側室１０の内外部を連通する筒状の排出口１２が一体に設けられ、この排出口１２から前記セパレータ１３を通過した処理物が粉砕容器２の外部に排出される。
【００１８】
粉砕容器２は、軸方向に短く形成されている。すなわち、Ｌ／Ｄ比が小さくなるように形成されている（この実施の形態においてはＬ／Ｄ≦１．０である。）。なお、Ｌは軸方向の長さ、Ｄは直径である。
Ｌ／Ｄ比を小さくすると、粉砕容器２内における処理物の流れがピストンフロー（ｐｉｓｔｏｎ  ｆｌｏｗ）の状態にならないので、粉砕効率が低下するが、この実施の形態においては、Ｌを小さくした分だけＤを大きくしてあるので、内側室９（粉砕領域）の容積を十分に確保することができて従来のものと同等の粉砕効率が得られるものである。
【００１９】
セパレータ１３は、筒状の内側リング１４と、筒状の外側リング１５と、両リング１４、１５間に設けられる断面が楔状の複数の棒鋼１６、１６……とから構成されている。
棒鋼１６は、内径側が大径となっていて、外側リング１５と内側リング１４との間に所定の間隔で設けられている。
内側リング１４と外側リング１５との間に複数の棒鋼１６、１６……を設けることで、隣接する棒鋼１６、１６間で内径側から外径側にかけて間隔が順次大きくなる楔状のスリット１７、１７……が形成され、これらのスリット１７、１７……を介して内側室９と外側室１０との間が相互に連通するものである。
なお、内側リング１４および外側リング１５には図示はしないが各スリット１７に通じる複数の孔が設けられている。
【００２０】
そして、上記のように内側リング１４、外側リング１５、および棒鋼１６を組合わせて複数のスリット１７、１７……を形成することで、大流量の処理物を通過させるのに十分な有効面積を確保することができる。
また、各スリット１７は内径側から外径側にかけて間隔が順次大きくなる楔状に形成されているので、目詰まりを起こすことなく処理物を外側室１０側に流動させることができる。さらに、運転時における強度も十分に確保することができる。
【００２１】
なお、セパレータ１３は、上記のものに限定することなく、（１）「大流量の処理物を通過させるのに十分な有効面積を確保できる。」、（２）「目詰まりを起こすことがない。」、（３）「運転時の強度を十分に確保できる。」の３つの条件を満たす構造のものであればよい。
【００２２】
攪拌部材１８は、一端が閉塞された筒状で、粉砕容器２の内側室９内に回転可能に設けられ、攪拌部材１８の筒状の部分の外周側には、全周に渡って凹部１９、凸部２０が交互に設けられている。
各凹部１９には貫通孔２１が設けられ、この貫通孔２１を介して攪拌部材１８の径方向の内外間において処理物および粉砕メディアが相互に流動する。攪拌部材１８の閉塞されている一端には複数の貫通孔２２が設けられている。この貫通孔２２は、攪拌部材１８の軸心を中心とする同心円上に所定の間隔で位置し、この貫通孔２２を介して攪拌部材１８の内外部間において処理物および粉砕メディアが相互に流動する。
【００２３】
攪拌部材１８の閉塞されている一端中央部には筒状の突部２３が一体に設けられている。この突部２３は前記容器本体３のボス４に装着されている前記軸受８によって回転可能に支持されている。突部２３の内周側には前記軸受８によって回転可能に支持されている駆動軸２４の先端部が位置している。そして、攪拌部材１８の内部には前記駆動軸２４の先端に螺合する分散部材２５が位置し、この分散部材２５はロックナットを兼用している。
【００２４】
分散部材２５の頭部には全周に渡って凹部２６、凸部２７が交互に設けられ、この凹部２６、凸部２７によって前記供給口１１から粉砕容器２の内側室９に供給された処理物、および内側室９に位置する粉砕メディアが径方向の外方に分散される。
【００２５】
次に、前記に示すものの作用について説明する。
まず、駆動源（図示せず）を作動して駆動軸２４が回転すると、駆動軸２４に連結されている攪拌部材１８が回転するとともに、攪拌部材１８の中心部に位置している分散部材２５も回転する。
【００２６】
そして、処理物を供給口１１から粉砕容器２の内側室９の内部に供給すると、処理物は分散部材２５によって粉砕メディアとともに径方向の外方に分散されるとともに、攪拌部材１８によって攪拌される。
【００２７】
この場合、攪拌部材１８の筒状の部分には貫通孔２１が設けられているので、この貫通孔２１によって処理物および粉砕メディアには強力な遠心力が作用し、処理物および粉砕メディアは貫通孔２１から攪拌部材１８の外周側に流動する。
【００２８】
そして、攪拌部材１８の外周側に流動した処理物および粉砕メディアは、攪拌部材１８の外周側において攪拌部材１８の凹部１９、凸部２０によって強力な剪断力が加えられて、攪拌部材１８の軸方向の一端方向又は他端方向に流動し、蓋６と攪拌部材１８との間の間隙を介して攪拌部材１８の内側に流動する。また一部は攪拌部材１８と容器本体３との間の間隙を通って貫通孔２２から攪拌部材１８の内側に流動し、このような一連の流れに沿って内側室９の内部を循環する。
【００２９】
そして、このように処理物および粉砕メディアが内側室９の内部を循環することで、両者は全体が完全な混合状態となり、処理物は徐々に細かく粉砕されて所定の粒度に達する。そして、所定の粒度に達した処理物は、攪拌部材１８の外周側に流動した際にセパレータ１３によって粉砕メディアと分離され、セパレータ１３の各スリット１７内に流れ込み、そこを流れて外側室１０の内部に達し、外側室１０から排出口１２を介して粉砕容器２の外部に排出される。
【００３０】
上記のように構成したこの実施の形態による粉砕機１にあっては、粉砕容器２のＬ／Ｄ比を小さく（１．０以下）形成してあり、Ｌを小さくした分だけＤを大きくしてあるので、内側室９（粉砕領域）の容積を十分に確保することができる。したがって、粉砕容器２を軸方向に長く（Ｌ／Ｄ比を大きく）形成した従来のものと同等の粉砕効率が得られることになる。
【００３１】
また、処理物と粉砕メディアとを分離するセパレータ１３を筒状に形成して複数のスリット１７を形成し、軸線をほぼ一致させた状態でセパレータ１３を粉砕容器２の内部に設けたので、大流量の処理物を処理するのに十分な有効面積を確保することができる。したがって、処理物の流れがセパレータ１３によって制限されるようなことはなく、大流量の処理物の処理にも十分に対応できる。
【００３２】
さらに、セパレータ１３は、内側リング１４と外側リング１５との間に複数の棒鋼１６を設けた構成なので、大流量の処理物を処理しても十分に強度を確保することができる。したがって、長期的に安定した性能を発揮することができることになる。
【００３３】
そして、攪拌部材１８の中央部に分散部材２５を設けるとともに、攪拌部材１８の筒状の部分に内外を貫通する貫通孔２１、攪拌部材１８の閉塞されている一端に内外部を貫通する貫通孔２２をそれぞれ設けたので、内側室９の全体を使って処理物および粉砕メディアを循環させることができる。したがって、粉砕メディアおよび処理物が粉砕容器２の内部の一部に片寄って運転に影響を与えたり、運転が困難となったりするようなことはなく、長期的に良好な運転特性が得られる。
【００３４】
図３には、この発明による連続式のメディア攪拌型湿式粉砕機を用いて構成したバッチ処理システム２８が示されている。すなわち、このバッチ処理システム２８は、前述した粉砕機１と、この粉砕機１に循環ライン２９を介して接続されるサービスタンク３０と、循環ライン２９の途中に設けられる循環ポンプ３１とを具えている。
【００３５】
このバッチ処理システム２８は、１回の粉砕では十分な粉砕ができないような場合に有効となり、特に、少量他品種の製品を生産する場合に有効となる。そして、サービスタンク３０として移動可能なものを多数用い、それらを順次交換して使用することにより生産性の高い運転を行うことができる。また、製品の切換えにより粉砕機１の内部を洗浄する必要がある場合には、洗剤等の洗浄液やリンス液を入れたサービスタンク３０を接続して運転することにより、粉砕機１の内部、粉砕メディア、循環ライン２９等を完全に洗浄することができる。
【００３６】
【発明の効果】
この発明は前記のように構成したことにより、以下のような効果を奏するものである。
供給口から粉砕容器の内側室内に処理物を供給し、攪拌部材を回転させると、処理物は内側室の内部に位置する粉砕メディアと一緒に攪拌されて粉砕されるとともに、遠心力によって径方向の外方に流動してセパレータの位置に達する。そして、セパレータによって処理物と粉砕メディアとは分離され、粉砕メディアは内側室の内部に残され、処理物はスリットを通過して外側室の内部に流動し、外側室から排出口を介して粉砕容器の外部に排出される。
また、セパレータにはその周面の少なくとも一部に複数のスリットが設けられているので、大流量の処理物を処理するのに十分な有効面積を確保することができる。したがって、セパレータの部分で大流量の処理物の流れが制限されるようなことはなく、大流量の処理物を効率よく処理することができる。
また、粉砕容器は、軸方向に短く（Ｌ／Ｄ比が小さく）形成してあるものの、Ｌを小さくした分だけＤを大きく形成してあるので、処理物の粉砕効率が低下するようなことはなく、優れた粉砕効率が得られる。
さらに、攪拌部材の外周側には、凹部、凸部が交互に設けてあるので、攪拌部材の外周側において処理物および粉砕メディアに強力な剪断力を作用させることができる。したがって、処理物を効率よく粉砕することができる。
そして、攪拌部材には、内外を貫通する貫通孔が設けてあるので、その貫通孔によって処理物および粉砕メディアに強力な遠心力を作用させることができる。したがって、その遠心力によって処理物および粉砕メディアは貫通孔を介して攪拌部材の内部と外部とに渡って流れて両者（処理物および粉砕メディア）は完全な混合状態となる。このため、粉砕メディアおよび処理物が粉砕容器の内部の一部に片寄って運転に影響を与えたり、運転が困難となることはなく、長期的に良好な運転特性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による粉砕機の一実施の形態を示した正面図である。
【図２】図１に示すものの縦断面図である。
【図３】この発明による粉砕機を用いて構成したバッチ処理システムの系統図である。
【符号の説明】
１……粉砕機
２……粉砕容器
３……容器本体
４……ボス
５、７……溝
６……蓋
８……軸受
９……内側室
１０……外側室
１１……供給口
１２……排出口
１３……セパレータ
１４……内側リング
１５……外側リング
１６……棒鋼
１７……スリット
１８……攪拌部材
１９、２６……凹部
２０、２７……凸部
２１、２２……貫通孔
２３……突部
２４……駆動軸
２５……分散部材
２８……バッチ処理システム
２９……循環ライン
３０……サービスタンク
３１……循環ポンプ
【図１】
0004135817.tif 000002
【図２】
0004135817.tif 000003
【図３】
0004135817.tif 000004