(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾式で使用する回分式メディア攪拌型粉砕機であって、
駆動軸挿通用の孔及び処理物の供給口を供える椀形状の上部容器と処理物の排出口を供える椀形状の下部容器とを連結することにより内部に球形状の粉砕室を形成した粉砕容器と、該粉砕容器に回転可能に設けられるとともに、一端部が前記孔を貫通して前記粉砕室内に位置する駆動軸と、該駆動軸を回転させる駆動源と、前記駆動軸の前記粉砕室内に位置する部分に設けられる攪拌アームとを具えたことを特徴とする粉砕機。
【請求項２】
前記駆動軸の前記粉砕容器への貫通部にシール部材を設けるとともに、前記駆動軸の前記粉砕室内に位置する部分のうち、前記粉砕容器の内壁面に近接する部分に前記シール部材を保護するボールガードを設けた請求項１記載の粉砕機。
【請求項３】
前記粉砕容器の排出口にセパレーターを設けた請求項１記載の粉砕機。
【請求項４】
前記粉砕容器に加熱用又は冷却用のジャケットを設けた請求項１記載の粉砕機。
【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、乾式での使用を目的とした回分式のメディア攪拌型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】
一般に、この種のメディア攪拌型粉砕機にあっては、流動性の悪い顔料、セラミックス等の粉砕、分散に適するものであって、内部に円筒形状の粉砕室を有する粉砕容器と、粉砕容器の中心部に回転可能に設けられる駆動軸と、駆動軸の粉砕室内に位置する部分に複数段に設けられる攪拌アームとを具えている。
【０００３】
そして、粉砕室内に処理物と粉砕メディア（鋼球等）とを投入し、粉砕室内を密閉して駆動軸を回転させると、駆動軸と一体に攪拌アームが回転する。そして、攪拌アームの回転に伴って、攪拌アームの周囲に位置する粉砕メディアが強制的に上下方向又は周方向に移動させられ、粉砕メディア相互間に強い衝撃力や剪断力が働き、粉砕メディア間に位置する処理物が摩砕される。
【０００４】
粉砕メディアとしては、目標とする製品の粒径に応じた大きさのものが使用され、製品の粒径が小さいほど直径の小さい粉砕メディアが使用される。近年では、ミクロン単位の製品も要求されるようになったため、直径が５ｍｍ以下の微細な粉砕メディアも使用されている。攪拌アームは、３ｍ／ｓ程度の周速で使用されるが、処理時間の短縮を目的としたり、高エネルギー負荷処理を目的とした特殊な用途のため、近年では、それよりも速い周速度で使用されることも多い。
【０００５】
しかしながら、粉砕メディアを小さくするほど、粉砕室の底板と周壁との間の角部、上板と周壁との間の角部に処理物が滞留し易くなったり、付着し易くなり、この傾向は、攪拌アームの周速度を速くするほど著しくなる。そして、その部分に処理物が滞留したり、付着したりすると、粉砕終了後の製品中に未処理のものが残ったり、製品の粒度のばらつきが大きくなるため、良質の製品が得られなくなる。
【０００６】
さらに、処理能力を高めるため、粉砕メディア及び処理物の投入量を粉砕室の６０％以上として高速で運転すると、異常に大きな軸動力が発生するため、オーバーロードなどの機械的なトラブル発生の原因となる。したがって、投入量を６０％以下に抑えて使用しなければならない。
【０００７】
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、粉砕室内に処理物が滞留したり、付着したりすることがなく、良質の製品が得られるとともに、粉砕室内への粉砕メディア及び処理物の投入量を６０％以上としても、オーバーロード等の機械的なトラブルが発生する虞がなく、高い処理能力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。
【０００８】
【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この発明は、乾式で使用する回分式メディア攪拌型粉砕機であって、駆動軸挿通用の孔及び処理物の供給口を供える椀形状の上部容器と処理物の排出口を供える椀形状の下部容器とを連結することにより内部に球形状の粉砕室を形成した粉砕容器と、該粉砕容器に回転可能に設けられるとともに、一端部が前記孔を貫通して前記粉砕室内に位置する駆動軸と、該駆動軸を回転させる駆動源と、前記駆動軸の前記粉砕室内に位置する部分に設けられる攪拌アームとを具えた手段を採用したものである。また、前記駆動軸の前記粉砕容器への貫通部にシール部材を設けるとともに、前記駆動軸の前記粉砕室内に位置する部分のうち、前記粉砕容器の内壁面に近接する部分に前記シール部材を保護するボールガードを設けた手段を採用したものである。さらに、前記粉砕容器の排出口にセパレーターを設けた手段を採用したものである。そして、前記粉砕容器に加熱用又は冷却用のジャケットを設けた手段を採用したものである。
【０００９】
【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、粉砕室内に処理物及び粉砕メディアを投入し、駆動軸と一体に攪拌アームを回転させると、攪拌アームの周囲に位置する粉砕メディアが強制的に上下方向又は周方向に移動させられ、粉砕メディア相互間に衝撃力や剪断力が働き、粉砕メディア間に位置する処理物が摩砕される。この場合、粉砕室は球形状に形成されているので、粉砕室内において、粉砕容器の内壁面に沿う処理物及び粉砕メディアの粉砕室の最底部から頂部に向かう滑らかな流れが発生し、この流れによって処理物が粉砕室内の一部に滞留したり、付着したりするのが阻止される。
【００１０】
【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には、この発明による粉砕機の一実施の形態の概略縦断面図が示されていて、この粉砕機は、内部に球形状の粉砕室２６を有する粉砕容器１と、粉砕容器１に回転可能に挿着される駆動軸２３と、駆動軸２３の粉砕室２６内に位置する部分に取り付けられる攪拌アーム２４とを具えている。
【００１１】
粉砕容器１は、内部に半球状の空所９を有するとともに、開口周縁部に外方に張り出る環状のフランジ８を有する椀形状の上部容器２と、内部に半球状の空所１８を有するとともに、開口周縁部に外方に張り出る環状のフランジ１７を有する椀形状の下部容器１０とからなり、両容器２、１０のフランジ８、１７どうしを相互に密着させ、両フランジ８、１７間をボルト（図示せず）で連結することで、内部に密閉された球形状の粉砕室２６が形成されるものである。なお、２７は、両フランジ８、１７間をシールするためのＯリングである。
【００１２】
上部容器２の頂部には、上部容器２内外を貫通する駆動軸挿通用の孔３が穿設され、この孔３内にシール部材２８を介して駆動軸２３が回転可能に挿着されるようになっている。駆動軸挿通用の孔３の近傍には、上部容器２内外を貫通する処理物及び粉砕メディア（鋼球等）の供給口４と、不活性ガスの供給口６とがそれぞれ穿設されている。処理物及び粉砕メディアの供給口４の開口部には蓋５が設けられ、この蓋５によって供給口４の開口部が開閉されるようになっている。不活性ガスの供給口６には開閉弁７が設けられ、この開閉弁７によって供給口６が開閉されるようになっている。
【００１３】
下部容器１０の頂部近傍には、下部容器１０内外を貫通する処理物の排出口１１が穿設され、この排出口１１には処理物と粉砕メディアとを分離し、粉砕メディアを粉砕室２６内に残し、処理物のみを粉砕室２６外に排出するセパレータ１９が装着されている。排出口１１のセパレータ１９の外側には、中心部に孔２１を有する押え板２０が装着され、この押え板２０によってセパレータ１９が排出口１１内に固定されるようになっている。押え板２０の外側には排出弁２２が設けられ、この排出弁２２によって排出口１１が開閉されるようになっている。
【００１４】
下部容器１０は、内壁１２と外壁１３とからなる二重壁構造となっていて、内壁１２と外壁１３との間には、加熱媒体又は冷却媒体を循環させるためのジャケット１４が設けられている。下部容器１０の頂部には、ジャケット１４内外を貫通する加熱媒体又は冷却媒体の供給口１５が設けられるとともに、下部容器１０のフランジ１７の近傍には、ジャケット１４内外を貫通する加熱媒体又は冷却媒体の排出口１６が設けられ、これら供給口１５および排出口１６を介して図示しない供給源からジャケット１４内に加熱媒体又は冷却媒体が供給又は排出されるものである。
【００１５】
駆動軸２３は棒状をなすものであって、一端部が粉砕室２６内に位置し、他端部が粉砕室２６外に位置するようになっている。粉砕室２６内に位置する駆動軸２３の部分には、上下方向に複数段（この実施の形態では４段）に棒状の攪拌アーム２４が水平方向に張り出るように取り付けられている。駆動軸２３の他端には伝達部材（図示せず）を介して駆動源（図示せず）が連結され、駆動源によって駆動軸２３および攪拌アーム２４が回転駆動されるものである。駆動軸２３の上部容器２の内壁面に近接する部分には円板状のボールガード２５が設けられ、このボールガード２５によってシール部材２８に処理物および粉砕メディアが作用するのを阻止するようになっている。
【００１６】
次に、前記に示すものの作用について説明する。
まず、供給口４から粉砕室２６内に処理物および粉砕メディアを投入し、供給口４を蓋５で閉塞して粉砕室２６内を密閉するとともに、駆動源（図示せず）によって駆動軸２３および攪拌アーム２４を回転させると、攪拌アーム２４の回転に伴って、攪拌アーム２４の周囲に位置する粉砕メディアが上下方向又は周方向に移動させられ、粉砕メディア相互間に強い衝撃力や剪断力が働き、粉砕メディア間に位置する処理物が摩砕される。
【００１７】
この場合、粉砕室２６は球形状に形成されているので、粉砕室２６内において、粉砕容器１の内壁面に沿って粉砕室２６の底部から頂部に達する処理物及び粉砕メディアの滑らかな流れが発生し、この流れによって、処理物が粉砕室２６内の一部に滞留したり、付着したりするのが阻止される。
【００１８】
そして、所定の粒度に粉砕された処理物は排出口１１のセパレータ１９によって粉砕メディアから分離され、粉砕メディアは粉砕室２６内に残され、処理物のみが排出口１１から排出弁２２を介して外部に排出される。
【００１９】
上記のように構成したこの実施の形態による粉砕機にあっては、粉砕室２６を球形状に形成したので、粉砕メディアの粒径を小さくしても、攪拌アーム２４の周速度を速くしても、処理物が粉砕室２６内の一部に滞留したり、付着したりするようなことはない。すなわち、粉砕室２６内において、処理物及び粉砕メディアの粉砕容器１の内壁面に沿う粉砕室２６の最底部から頂部に向かって滑らかな流れが発生することになるので、処理物が粉砕室２６内の一部に滞留したり、付着したりするようなことはない。したがって、処理物は粉砕室２６内を満遍なく循環して摩砕され、所定の粒度に粉砕されることになるので、製品中に未処理のものが残ったり、製品粒度のばらつきが大きくなったりするようなことはなく、一定の粒度の良質の製品が得られることになる。
【００２０】
また、粉砕室２６内の一部に処理物が滞留したり、付着したりすることがなくなるので、粉砕メディア及び処理物の投入量を粉砕室２６の６０％以上としても、オーバーロード等の機械的なトラブルが発生するようなことはない。したがって、高い処理能力が得られることになる。
【００２１】
なお、前記の説明においては、上部容器２の半球状の空所９と下部容器１０の半球状の空所１８とによって球形状の粉砕室２６を形成したが、粉砕室２６は完全な球形状でなくてもよく、半球状の空所９と半球状の空所１８との間に筒状の直胴部を設けてもよいものである。この場合には、上部容器２、下部容器１０の一部によって直胴部を形成してもよく、両容器２、１０の他にもう一つの容器、例えば環状の容器を用いて直胴部を形成してもよいものである。さらに、上部容器２および下部容器１０の半球状の空所９、１８を半楕円形状としてもよいものであり、この場合には、両半楕円形状の空所間に筒状の直胴部を設けてもよいものである。要は、粉砕室２６の頂部から最底部までの高さと直径との比を１．５以下とすればよいものである。
【００２２】
以下、表１においてこの実施の形態による粉砕機の一実施例と比較例と対比する。この表１から明らかなように、この実施の形態によるものは、粉砕メディアの粒径を小さくしても、攪拌アームの周速度を速くしても、粉砕室内で処理物の滞留、付着が生じることはなく、比較例よりも短い処理時間で目標とする粒度の製品に粉砕することができ、高い処理能力を発揮していることが良く分かる。
【００２３】
【表１】
0003802951.tif 000002
【００２４】
【発明の効果】
この発明は請求項１のように構成したことにより、粉砕メディアの粒径を小さくしても、攪拌アームの周速度を速くしても、粉砕室内において、処理物および粉砕メディアの粉砕容器の内壁面に沿って粉砕室の最底部から頂部に達する滑らかな流れが発生することになるので、処理物が粉砕室内の一部に滞留したり、付着するようなことはない。したがって、製品中に未処理のものが残ったり、製品の粒度のばらつきが大きくなったりするようなことはなく、一定の粒度の良質の製品を得ることができることになる。また、粉砕室内の一部に処理物が滞留したり、付着したりすることがないので、粉砕メディア及び処理物の投入量を粉砕室の６０％以上としても、オーバーロード等の機械的なトラブルが発生する虞はない。したがって、高い処理能力が得られることになる。
【００２５】
また、請求項２のように構成したことにより、駆動軸と粉砕容器との間をシールするシール部材に粉砕室内の粉砕メディアや処理物が作用することはなく、安定した性能を長期的に発揮することができることになる。
【００２６】
さらに、請求項３のように構成したことにより、粉砕室から処理物を排出する際に、粉砕メディアを粉砕室内に残し処理物のみを粉砕メディアから分離して排出することができることになり、処理物の回収作業が容易となる。
【００２７】
そして請求項４のように構成したことにより、粉砕室内の粉砕メディアおよび処理物を冷却又は加熱することができることになる。したがって、処理物および粉砕メディアの特性に応じた最適の条件で粉砕処理を行うことができることになり、効率の良い粉砕作業を行うことができることになる。
【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の全体を示した概略縦断面図である。
【符号の説明】
１……粉砕容器
２……上部容器
３……孔（駆動軸挿通用）
４……供給口（処理物及び粉砕メディア）
５……蓋
６……供給口（不活性ガス）
７……開閉弁
８、１７……フランジ
９、１８……空所
１０……下部容器
１１……排出口（処理物）
１２……内壁
１３……外壁
１４……ジャケット
１５……供給口（加熱媒体又は冷却媒体）
１６……排出口（加熱媒体又は冷却媒体）
１９……セパレータ
２０……押え板
２１……孔
２２……排出弁
２３……駆動軸
２４……攪拌アーム
２５……ボールガード
２６……粉砕室
２７……Ｏリング
２８……シール部材
【図１】
0003802951.tif 000003