(57)【要約】【課題】原料の粉砕室内での滞留時間を自由にコントロールでき、製品の粒度コントロールの幅を大きくすることのできる横型乾式粉砕機を提供する。【解決手段】本発明の横型乾式粉砕機は、製品排出部に、製品の排出を制御して、原料の粉砕タンク内の滞留時間をコントロールする開閉機構を設けるとともに、攪拌部材が、前記開閉機構の開時、閉時にかかわらず連続して運転するようにしたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉砕室を有する筒状の粉砕タンク、この粉砕タンクの一端に設けられ、原料を該粉砕タンク内に投入するための原料投入部、前記粉砕室内に入れられた粉砕メディア、前記粉砕室内に設けられ、水平回転軸の周りに回転自在に配置され、前記原料と粉砕メディアの混合物を撹拌して原料を粉砕する攪拌部材、前記粉砕タンクの他端に設けられたメディア分離部、粉砕されできた製品を排出する製品排出部を備える横型乾式粉砕機において、
前記製品排出部に、製品の排出を制御して、原料の粉砕タンク内の滞留時間をコントロールする開閉機構を設けるとともに、前記攪拌部材が、前記開閉機構の開時、閉時にかかわらず連続して運転するようにしたことを特徴とする横型乾式粉砕機。
【請求項２】
前記開閉機構が、製品排出部の排出パイプに設けた自動弁である請求項１に記載の横型乾式粉砕機。
【請求項３】
前記原料投入部には原料供給機が接続され、前記自動弁は、この原料供給機と連動している請求項２に記載の横型乾式粉砕機。
【請求項４】
横型乾式粉砕機を計重する計重機構、およびこの計重機構の出力信号に基づき前記開閉機構の閉動作を制御する制御手段を備えた請求項１〜３のいずれかに記載の横型乾式粉砕機。
【請求項５】
前記制御手段は、前記開閉機構が閉じた後、所定時間後に該開閉機構を開くためのタイマーを備えている請求項１〜４のいずれかに記載の横型乾式粉砕機。
【請求項６】
前記攪拌部材が、前記粉砕タンクの一端側に向かって徐々に小さくなるテーパー面と垂直面を有する複数の円錐台状のディスクと複数のピンを交互に備えており、前記ディスクには、ディスクの厚さ方向に斜めに延びる連通孔が形成されており、この連通孔は、前記垂直面の比較的内周側に第１開口を有し、前記テーパー面に前記第１開口より外周側に配置された第２開口を有している請求項１〜５のいずれかに記載の横型乾式粉砕機。
【請求項７】
前記粉砕室内の前記原料投入部の近傍に配置され、前記粉砕メディアおよび原料投入部から投入された原料に前記粉砕室の他端に向かっての推力を与える機械式推力発生手段を備えている請求項１〜６のいずれかに記載の横型乾式粉砕機。
【請求項８】
前記推力発生手段が、スクリューである請求項７に記載の横型乾式粉砕機。
【請求項９】
前記攪拌部材と推力発生手段が同一回転駆動軸に設けられ、同時に回転するようになっている請求項７または８に記載の横型乾式粉砕機。
【請求項１０】
前記回転駆動軸の一端は、ケーシングを貫通して延びており、この回転駆動軸の一端とケーシングの間には、前記粉砕室内部の密閉状態を保つための軸シールが設けられており、この軸シールより粉砕室側にガスを導入するためのガス導入部が設けられていることを特徴とする請求項９に記載の横型乾式粉砕機。
【請求項１１】
前記攪拌部材が、ジルコニア、窒化珪素およびアルミナ等のセラミック製であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の横型乾式粉砕機。
【請求項１２】
前記粉砕タンクがアルミナ、アルミナジルコニアおよび窒化珪素等のセラミック製であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の横型乾式粉砕機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、横型乾式粉砕機に関する。本発明の横型乾式粉砕機は、アルミナ、窒化珪素、ジルコニア、窒化アルミ、ＰＺＴ、チタン酸バリューム、その他のセラミック、フェライト、シリカ、ガラス、カーボン、無機顔料、有機顔料、その他の乾式粉砕物等の原料を微細粒子に粉砕するための使用に特に適しているが、これに限定されるものではない。
【背景技術】
【０００２】
従来の横型乾式粉砕機としては、実公平７−８０３４号に記載されたものが知られている。この公報に記載された横型乾式粉砕機は、一端に原料投入ノズルを有し、他端に粉砕された原料の排出部を有し、前記排出部の近傍にセパレーターがそれぞれ配置された円筒状の粉砕室と、この粉砕室の前記一端側に配置された推力発生部材であるスクリューと、前記粉砕室内に回転自在に設けられ、攪拌要素として回転軸の周りに植設された複数のアームを有する攪拌部材と、粉砕室内に充填されている粉砕メディアとを備えている。このような横型乾式粉砕機においては、原料投入ノズルから粉砕室内に投入された原料は、前記スクリューにより排出部に向けて推力が与えられ、前記粉砕メディアとともに攪拌され、相互摩擦、せん断等により粉砕され、この後、セパレーターにより粉砕メディアと分離され、排出部から排出される。
【０００３】
このような横型乾式粉砕機は、通常連続運転型であるが、閉塞して運転が不可能になったり、流動性がよすぎて粉砕が十分でなかったり、流動性が原料である粉砕物の性状に大きく左右され、コントロールは事実上困難である。
【特許文献１】実公平０７−８０３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明は、原料の粉砕室内での滞留時間を自由にコントロールでき、製品の粒度コントロールの幅を大きくすることのできる横型乾式粉砕機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】
本発明の横型乾式粉砕機は、粉砕室を有する筒状の粉砕タンク、この粉砕タンクの一端に設けられ、原料を該粉砕タンク内に投入するための原料投入部、前記粉砕室内に入れられた粉砕メディア、前記粉砕室内に設けられ、水平回転軸の周りに回転自在に配置され、前記原料と粉砕メディアの混合物を撹拌して原料を粉砕する攪拌部材、前記粉砕タンクの他端に設けられたメディア分離部、粉砕されできた製品を排出する製品排出部を備える横型乾式粉砕機において、前記製品排出部に、製品の排出を制御して、原料の粉砕タンク内の滞留時間をコントロールする開閉機構を設けるとともに、前記攪拌部材が、前記開閉機構の開時、閉時にかかわらず連続して運転するようにしたことを特徴とする。
【０００６】
前記開閉機構は、製品排出部の排出パイプに設けた自動弁であることが好ましい。
前記原料投入部には原料供給機が接続され、前記自動弁は、この原料供給機と連動していることが好ましい。
【０００７】
本発明の横型乾式粉砕機は、該横型乾式粉砕機を計重する計重機構、およびこの計重機構の出力信号に基づき前記開閉機構の閉動作を制御する制御手段を備えていることが好ましい。前記制御手段は、前記開閉機構が閉じた後、所定時間後に該開閉機構を開くためのタイマーを備えていることが好ましい。
【０００８】
本発明の横型乾式粉砕機においては、前記攪拌部材が、前記粉砕タンクの一端側に向かって徐々に小さくなるテーパー面と垂直面を有する複数の円錐台状のディスクと複数のピンを交互に備えており、前記ディスクには、ディスクの厚さ方向に斜めに延びる連通孔が形成されており、この連通孔は、前記垂直面の比較的内周側に第１開口を有し、前記テーパー面に前記第１開口より外周側に配置された第２開口を有していることが好ましい。
【０００９】
本発明の横型乾式粉砕機は、前記粉砕室内の前記原料投入部の近傍に配置され、前記粉砕メディアおよび原料投入部から投入された原料に前記粉砕室の他端に向かっての推力を与える機械式推力発生手段を備えていることが好ましい。
前記推力発生手段は、スクリューであることが好ましい。
前記攪拌部材と推力発生手段は、同一回転駆動軸に設けられ、同時に回転するようになっていることが好ましい。
前記回転駆動軸の一端は、ケーシングを貫通して延びており、この回転駆動軸の一端とケーシングの間には、前記粉砕室の密閉状態を保つための軸シールが設けられており、この軸シールより粉砕室側にガスを導入するためのガス導入部が設けられていることが好ましい。
【００１０】
前記攪拌部材は、ジルコニア、窒化珪素およびアルミナ等のセラミック製であることが好ましい。
前記粉砕タンクは、アルミナ、アルミナジルコニアおよび窒化珪素等のセラミック製であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の横型乾式粉砕機においては、前記したように、前記製品排出部に、製品の排出を制御して、原料の粉砕タンク内の滞留時間をコントロールする開閉機構を設けたので、任意の滞留時間を得ることが可能となった。これによって製品の粒度のコントロールの幅が大きくなり、希望の品質の製品を得ることができ、利用価値が高まる。
更に、本発明の横型乾式粉砕機においては、攪拌部材（ひいては粉砕機）が連続運転し、大きな動力を必要とするオン・オフの必要がないので、電気的にも無理が無く効率的である。また、攪拌部材の運転を止めることなく、開閉機構と原料供給機の連動で、正確な粉砕が可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施形態による横型乾式粉砕機について説明する。
図１は、本発明の実施形態による横型乾式粉砕機１０を示すものであり、この横型乾式粉砕機１０は、内部に粉砕室１２を有する横置き円筒形の粉砕タンク１４を有している。この粉砕タンク１４は、耐熱性材料であるアルミナ、アルミナジルコニアおよび窒化珪素等のセラミック製であることが好ましい。この粉砕タンク１４の一端（原料の流れで上流側−以下、全ての部材、部品にについて、この側を一端という）にはケーシング１６が、他端（原料の流れで下流側−以下、全ての部材、部品にについて、この側を他端という）にはメディア分離部材（セパレーター）１８、粉砕された製品を排出する製品排出部１００がそれぞれ取り付けられている。また、前記粉砕タンク１４の一端には、図示したように原料投入部である原料投入ノズル２２が設けられている。メディア分離部材（セパレーター）１８の構造は特に限定されるものでなく、例えば板状の部材に複数のスリットや孔を設けたものとすることができる。
【００１３】
前記粉砕タンク１４内部には、前記ケーシング１６から水平に延びる回転駆動軸２４が延伸している。この回転駆動軸２４は、粉砕タンク１４と同軸に配置されている。前記粉砕室１２内において、回転駆動軸２４の一端側（原料投入ノズル２２の下方）には、原料投入ノズル２２から投入された砕料に他端方向への推力を与える推力発生手段であるスクリュー２６が設けられている。回転駆動軸２４上のこのスクリュー２６より他端側には、攪拌部材２８を構成する攪拌要素である第１攪拌アーム３０と第２攪拌アーム３２が軸方向に間隔をおいて交互に配置されている。前記第１攪拌アーム３０は、回転駆動軸２４上に植設されたピン状部材である。また、前記第２攪拌アーム３２は、粉砕タンク１４の一端側に向かって徐々に小さくなるテーパー面３４と垂直面３６を有する円錐台状のディスク３８である。このディスク３８には、図に示されているように、ディスクの厚さ方向に斜めに延びる複数の連通孔４０が形成されている。この連通孔４０は、複数個設けられるのが好ましく、ディスク３８の周方向に等間隔に配置される。この連通孔４０は、前記垂直面３６の比較的内周側に第１開口４２を有し、前記テーパー面３４に前記第１開口４２より外周側に配置された第２開口４４を有している。このディスク３８に設けられた連通孔４０により、粉砕室１２内に充填された粉砕メディアＭと砕料ＲＭとの混合物には、ディスク３８の周りでの還流ｆが引き起こされる。なお、攪拌部材２８は、その先端（最もメディア分離部材１８側）に図示したような先端アーム３８ａを備えていることが好ましい。前記攪拌部材２８は、耐摩耗性材料であるジルコニア、窒化珪素およびアルミナ等のセラミック製であることが好ましい。
前記粉砕メディアＭは、直径数ｍｍ程度の粒状のものであって、粉砕室１２に粉砕室１２の容量の５０〜７５％程度充填されていることが好ましい。
【００１４】
前記回転駆動軸２４は、軸受け４６によりケーシング１６に回転自在に支持され、図２に示された周知の駆動機構（ベルトアンドプーリー）１０６を介して駆動源である駆動モーター１０８に接続されており、回転駆動される。回転駆動軸２４は、前記の軸受け４６とスクリュー２６の間の部分でオイルシール４８等で軸シールされ、粉砕室１２内部を密閉状態に保っている。この回転駆動軸２４のオイルシール４８より粉砕室１２側の部分（オイルシールに隣接した部分）には、ランタンリング５０が設けられており、このランタンリング５０には、ガス導入通路５２が連通されている。このガス導入通路５２からは、エア等のガスが導入される。この導入されたガスは、ランタンリング５０を介して粉砕室１２内に流入するようになっており、原料がオイルシール４８内に侵入するのを防止している。また、このガスは、砕料（粉体）を流動化させ、流動性を向上させる役割も行う。
【００１５】
前記粉砕タンク１４の外周側には、該粉砕タンク１４と間隔をおいてジャケット５４が設けられており、このジャケット５４内を、粉砕タンク、粉砕室を冷却する冷却水が流通するようになっている。図において、符号５６は冷却水入口ノズル、符号５８は冷却水出口ノズルをそれぞれ示している。
【００１６】
前記製品排出部１００には、得られた製品を粉砕機外部に排出するための排出パイプ１０２が設けられており、この排出パイプ１０２の途中には、この排出パイプ１０２の開閉機構である自動弁１０４が設けられている。
【００１７】
図２に示されているように、前記原料投入ノズル２２の上方には、原料供給機である定量フィーダー１１０の原料供給パイプ１１２が連続しており、この定量フィーダー１１０から砕料ＲＭが原料投入ノズル２２に供給されるようになっている。なお、後に説明する目的のため、隣接した原料供給パイプ１１２と原料投入ノズル２２の端部同士は若干離間されており、その端部同士は蛇腹状覆い（図示せず）で接続され、その離間部から砕料ＲＭが流出しないようにしている。
【００１８】
定量フィーダー１１０は、駆動モーター１１４により一定速度で回転駆動させられるようになっている。
【００１９】
本横型乾式粉砕機１０は、その全体の重量（砕料ＲＭの分も含む）を計量する計重機１１６を備えている。
【００２０】
前記自動弁１０４、攪拌部材２８の駆動モーター１０８および定量フィーダー１１０の駆動モーター１１４は、マイコン、タイマー等を備えた制御手段であるコントロールボックス１１８に接続され、それらの作動が制御されるようになっている。
【００２１】
前記計重機１１６は、横型乾式粉砕機１０の重量を測定し、その重量を示す重量信号Ｓ１を前記コントロールボックス１１８に送るようになっている。
【００２２】
次に、以上の横型乾式粉砕機１０の作動について説明する。
まず、コントロールボックス１１８の電源を投入すると、コントロールボックス１１８は、自動弁１０４が閉じていることを確認した上で、定量フィーダー１１０の駆動モーター１１４を始動させ、砕料ＲＭの供給を開始する。この供給された砕料ＲＭは粉砕室１２内のスクリュー２６に落下し、このスクリュー２６により粉砕室１２の他端側に進められる。このとき、ガス導入通路５２からのガスによっても、砕料の推力が促進される。
上記の定量フィーダー１１０による砕料ＲＭの供給は、粉砕室１２に処理すべき所定量の砕料ＲＭが投入されるまで行われる。
【００２３】
コントロールボックス１１８は前記重量信号Ｓ１を常に監視しており、重量信号Ｓ１が粉砕室１２に処理すべき所定量の砕料ＲＭが投入されたことを示す値となったとき、定量フィーダー１１０の作動を停止するとともに、該コントロールボックス１１８が持つタイマー（図示せず）により計時を開始する。計時される時間は、攪拌部材２８による砕料ＲＭの好ましい粉砕が行われるに必要な時間（以下、粉砕時間と称する）である。
攪拌部材２８は連続運転しており、粉砕室１２に処理すべき所定量の砕料ＲＭが投入された状態で、砕料ＲＭの撹拌粉砕を行う。
【００２４】
このとき、砕料ＲＭは、攪拌部材２８によって粉砕メディアＭと共に回転攪拌され、粉砕メディアＭ間で挟撃され、衝撃力や磨砕作用を受け、徐々に粉砕される。この粉砕時において、砕料ＲＭと粉砕メディアＭの一部は、ディスク３８の第１開口４２に侵入し、連通孔４０を通って第２開口４４から排出されるという動きを生じ、これにより還流ｆが引き起こされる。この還流ｆにより、粉砕室内部での砕料ＲＭの分布が均一なものとなり、均一な粉砕が行われる。また、特にこの還流により、粉砕メディアに大きな運動エネルギーが与えられ、粉砕メディア間の接触確率を増大させて、粉砕能力を大きくする。
【００２５】
所定の粉砕時間が経過すると、コントロールボックス１１８は、自動弁１０４を開き、十分に粉砕され、微細化された砕料を製品排出部１００から製品として回収する。このとき、製品はメディア分離部材（セパレーター）１８により粉砕メディアＭと分離されて、メディア分離部材を通過する。
【００２６】
粉砕室１２内の製品がほぼ完全に排出されると、コントロールボックス１１８は、重量信号Ｓ１により、それを検知し、自動弁１０４を閉じるとともに、定量フィーダー１１０を再び駆動し、砕料ＲＭの供給を再開し、以下、上記の工程を繰り返す。
以上の実施形態では、粉砕室１２内に所定量の砕料ＲＭが供給されたこと、および粉砕室１２から製品がほぼ完全に排出されたことを計重機１１６を設けて検知したが、上記の供給、排出をコントロールボックス１１８のタイマーにより時間的に制御するようにしてもよい。
【００２７】
なお、砕料（粉体）は、微細化されると凝集を生じ、粉砕エネルギーを加えても小さくならず、逆に大きくなってしまうという問題が生ずることがある。この問題は、原料投入ノズル２２からアルコール等の粉砕助剤を加えることによって解消することができる。
また、粉砕作業中は、前記ジャケット５４内に冷却水を流して、粉砕室１２内の温度を所定の温度に保ち、粉砕効率を高める。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施態様による横型乾式粉砕機を示す断面図である。
【図２】本発明の実施態様による横型乾式粉砕機の制御系統を示す概略図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  横型乾式粉砕機
１２  粉砕室
１４  粉砕タンク
１６  ケーシング
１８  メディア分離部材
２２  原料投入ノズル
２４  回転駆動軸
２６  スクリュー
２８  攪拌部材
３０  第１攪拌アーム
３２  第２攪拌アーム
３４  テーパー面
３６  垂直面
３８  ディスク
４０  連通孔
４２  第１開口
４４  第２開口
４６  軸受け
４８  オイルシール
５０  ランタンリング
５２  ガス導入通路
５４  ジャケット
５６  冷却水入口ノズル
５８  冷却水出口ノズル
１００  製品排出部
１０２  排出パイプ
１０４  自動弁
１０６  駆動機構
１０８  駆動モーター
１１０  定量フィーダー
１１２  原料供給パイプ
１１４  駆動モーター
１１６  計重機
１１８  コントロールボックス
【図１】
2009119317.tif 000003
【図２】
2009119317.tif 000004