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技術 衝突式気流粉砕装置

出願人 ホソカワミクロン株式会社
発明者 浦山清吉川雅浩
出願日 1996年10月31日 (24年1ヶ月経過) 出願番号 1996-289470
公開日 1998年5月19日 (22年7ヶ月経過) 公開番号 1998-128146
状態 特許登録済
技術分野 破砕・粉砕(3)
主要キーワード 流れ具合 粉体供給機 底壁外面 粉体通路 下端壁 上端壁 圧縮空気流 衝突部材
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1998年5月19日)のものです。
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図面 (8)

課題

圧縮空気粉砕室からスムーズに排出されるようにして粉砕効率の向上を図った衝突気流粉砕装置を提供する。

解決手段

圧縮空気によって粉体を搬送加速するための加速管11と、加速管の一端に設けられた空気出口11bに連通した粉砕室9と、一端に加速管によって搬送加速された粉体を衝突させて粉砕するための衝突面21を有し衝突面が空気出口に対向するように粉砕室9内に配置された衝突部材20とを備えた衝突式気流粉砕装置において、加速管の空気出口と対向する粉体取入孔25aを有し衝突面及び粉砕室の内面と空隙を存して対向する底壁25と、該底壁の周縁部から衝突部材の外周部と粉砕室の内面との間の空間に向けて延び衝突部材の外周部及び粉砕室の内面と空隙を存して対向する筒状の周壁26とを備えた有底筒状整流部材24を設けたことを特徴とする。

概要

背景

図7は衝突気流粉砕装置の一例を示す構成図である。この衝突式気流粉砕装置では、粉体供給機101から供給された粉体ノズル102から噴出されている圧縮空気流によって加速管103内に吸引され、粉体は加速管103内で搬送加速され、加速管103の空気出口103aから粉砕室104内に噴出され、衝突部材105の衝突面106に衝突して粉砕される。粉砕された粉体の大部分は衝突面106の全周方向に分散し、粉砕室104の内面二次衝突してさらに粉砕される。また、加速管103から噴出された空気流は衝突部材105の外周部と粉砕室104の内面の間の空間を通って粉砕室104の外部に排出される。

概要

圧縮空気が粉砕室からスムーズに排出されるようにして粉砕効率の向上を図った衝突式気流粉砕装置を提供する。

圧縮空気によって粉体を搬送加速するための加速管11と、加速管の一端に設けられた空気出口11bに連通した粉砕室9と、一端に加速管によって搬送加速された粉体を衝突させて粉砕するための衝突面21を有し衝突面が空気出口に対向するように粉砕室9内に配置された衝突部材20とを備えた衝突式気流粉砕装置において、加速管の空気出口と対向する粉体取入孔25aを有し衝突面及び粉砕室の内面と空隙を存して対向する底壁25と、該底壁の周縁部から衝突部材の外周部と粉砕室の内面との間の空間に向けて延び衝突部材の外周部及び粉砕室の内面と空隙を存して対向する筒状の周壁26とを備えた有底筒状整流部材24を設けたことを特徴とする。

目的

本発明は、上述した問題点を解決し、粉砕効率の向上を図った衝突式気流粉砕装置を提供することを目的としてなされたものである。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

圧縮空気によって粉体を搬送加速するための加速管と、該加速管の一端に設けられた空気出口に連通した粉砕室と、一端に前記加速管によって搬送加速された粉体を衝突させて粉砕するための衝突面を有し該衝突面が前記空気出口に対向するように前記粉砕室内に配置された衝突部材とを備えた衝突式気流粉砕装置において、前記加速管の空気出口と対向する粉体取入孔を有し前記衝突面及び前記粉砕室の内面と空隙を存して対向する底壁と、該底壁の周縁部から前記衝突部材の外周部と前記粉砕室の内面との間の空間に向けて延び前記衝突部材の外周部及び前記粉砕室の内面と空隙を存して対向する筒状の周壁とを備えた有底筒状整流部材を設けたことを特徴とする衝突式気流粉砕装置。

請求項2

前記整流部材の底壁外面円錐面状に形成したことを特徴とする請求項1に記載の衝突式気流粉砕装置。

請求項3

前記整流部材の底壁外面を曲面状に形成したことを特徴とする請求項1に記載の衝突式気流粉砕装置。

請求項4

前記整流部材の底壁に整流部材内部に連通した筒状の突出部を設け、この突出部の先端開口を前記粉体取入孔としたことを特徴とする請求項2または請求項3に記載の衝突式気流粉砕装置。

請求項5

前記整流部材の底壁の外周縁を曲面状に形成したことを特徴とする請求項1〜4に記載の衝突式気流粉砕装置。

請求項6

前記粉体取入孔の径が前記空気出口の径よりも小さいことを特徴とする請求項1〜請求項5に記載の衝突式気流粉砕装置。

請求項7

底部に前記粉砕室を有し、底壁に前記加速管を取り付けるための取付孔が設けられた有底筒状の内筒を備え、前記取付孔における粉砕室側の開口部の縁を曲面状に形成したことを特徴とする請求項1〜請求項6に記載の衝突式気流粉砕装置。

技術分野

0001

本発明は、圧縮空気を用いて樹脂粉末等の粉体粉砕する衝突気流粉砕装置に関するものである。

背景技術

0002

図7は衝突式気流粉砕装置の一例を示す構成図である。この衝突式気流粉砕装置では、粉体供給機101から供給された粉体がノズル102から噴出されている圧縮空気流によって加速管103内に吸引され、粉体は加速管103内で搬送加速され、加速管103の空気出口103aから粉砕室104内に噴出され、衝突部材105の衝突面106に衝突して粉砕される。粉砕された粉体の大部分は衝突面106の全周方向に分散し、粉砕室104の内面二次衝突してさらに粉砕される。また、加速管103から噴出された空気流は衝突部材105の外周部と粉砕室104の内面の間の空間を通って粉砕室104の外部に排出される。

発明が解決しようとする課題

0003

かかる衝突式気流粉砕装置では、衝突面106に衝突した粉体の大部分が衝突面106の全周方向に流れるが、衝突面106の周囲の空間の空気密度が高くなっており、これによって粉体の衝突面106への衝突力緩和されて粉砕力が弱められるとともに、空気の排出が阻害され、続けて加速管101から噴出される空気流がスムーズに粉砕室104内に流入することができないため、粉砕効率の低下を招いていた。

0004

本発明は、上述した問題点を解決し、粉砕効率の向上を図った衝突式気流粉砕装置を提供することを目的としてなされたものである。

課題を解決するための手段

0005

上述した目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、圧縮空気によって粉体を搬送加速するための加速管と、該加速管の一端に設けられた空気出口に連通した粉砕室と、一端に前記加速管によって搬送加速された粉体を衝突させて粉砕するための衝突面を有し該衝突面が前記空気出口に対向するように前記粉砕室内に配置された衝突部材とを備えた衝突式気流粉砕装置において、前記加速管の空気出口と対向する粉体取入孔を有し前記衝突面及び前記粉砕室の内面と空隙を存して対向する底壁と、該底壁の周縁部から前記衝突部材の外周部と前記粉砕室の内面との間の空間に向けて延び前記衝突部材の外周部及び前記粉砕室の内面と空隙を存して対向する筒状の周壁とを備えた有底筒状整流部材を設けたことを特徴とするものである。

0006

また、請求項2に記載の発明は、請求項1の衝突式気流粉砕装置において、前記整流部材の底壁外面円錐面状に形成したことを特徴とするものである。

0007

また、請求項3に記載の発明は、請求項1の衝突式気流粉砕装置において、前記整流部材の底壁外面を曲面状に形成したことを特徴とするものである。

0008

また、請求項4に記載の発明は、請求項2または請求項3に記載の衝突式気流粉砕装置において、前記整流部材の底壁に整流部材内部に連通した筒状の突出部を設け、この突出部の先端開口を前記粉体取入孔としたことを特徴とするものである。

0009

また、請求項5に記載の発明は、請求項1〜請求項4に記載の衝突式気流粉砕装置において、前記整流部材の底壁の外周縁を曲面状に形成したことを特徴とするものである。

0010

また、請求項6に記載の発明は、請求項1〜請求項5に記載の衝突式気流粉砕装置において、前記粉体取入孔の径が前記空気出口の径よりも小さいことを特徴とするものである。

0011

また、請求項7に記載の発明は、請求項1〜請求項6に記載の衝突式気流粉砕装置において、底部に前記粉砕室を有し、底壁に前記加速管を取り付けるための取付孔が設けられた有底筒状の内筒を備え、前記取付孔における粉砕室側の開口部の縁を曲面状に形成したことを特徴とするものである。

発明を実施するための最良の形態

0012

以下、本発明の具体的な実施形態を図面を参照しながら説明する。図1は本発明の一実施形態である衝突式気流粉砕装置の構成図、図2は衝突部材の斜視図、図3は衝突式気流粉砕装置の要部拡大図、図4は整流部材の斜視図である。

0013

この衝突式気流粉砕装置は複写機電子写真方式プリンタに使用されるトナー等を粉砕するためのもので、装置本体1と、この装置本体1の左上部に配置され、装置本体1内に粉体原料を供給する粉体供給機2と、装置本体1の下部に接続され、装置本体1内に圧縮空気を供給するコンプレッサ3と、装置本体1の上部に接続され、粉砕された粉体をバッグフィルタ4内に吸引するブロワ5とを備えている。

0014

装置本体1は上下両端面が封閉された円筒状のケーシング6を備えている。このケーシング6の内部には、ケーシング6と同軸状に配置された有底円筒状の内筒7が設けられており、内筒7の外面とケーシング6の内面との間には、粉体供給機2によって供給された粉体や、後述する分級ロータ28によって分級された粗粉が通る環状の粉体通路8が形成されている。内筒7は、底部に粉体を粉砕するための粉砕室9を有し、上部に径が拡大した大径部10を有している。

0015

内筒7の底壁の中央部には、加速管11が垂直下方に向けて突出するように取り付けられている。加速管11は、内筒7の底壁に設けられた取付孔12に上端が挿入された状態で底壁に固定されている。なお、取付孔12における粉砕室9側の開口部の縁12aは曲面状に形成されている。加速管11の下方には、加速管11の中心線延長線と同軸になるようにノズル13が対向配置され、このノズル13の下端は、ケーシング6の下端面の中央部に取り付けられた空気供給管14に連通している。空気供給管14には前記コンプレッサ3が接続されている。

0016

加速管11の周囲には、筒状のガイド部材15が加速管11と同軸になるように配設されている。ガイド部材15の内周面には、該内周面に対して直角に突出した複数の棒状の支持部材(不図示)が設けられており、ガイド部材15はこの支持部材を介して加速管11の外周面に固定されている。ガイド部材15の内径は加速管11の外径より大きく、加速管11とガイド部材15の間には環状の空隙が形成されている。

0017

ケーシング6内部の下方には、粉体通路8内を落下してきた粉体原料を加速管11の下端に設けられた吸込口11aに案内する漏斗状のシュート16が、加速管11、ガイド部材15、及びノズル13の上部を包囲するように配設されている。このシュート16の外面とケーシング6の内面との間には、シュート16内部に連通した環状の室17が形成されており、ケーシング6の下部側面には、側方に向けて突出し、室17に連通した二次空気吸込管18が取り付けられている。また、ケーシング6の下部外面には、室17内部の圧力を監視するための圧力計(図示せず)が設けられている。

0018

内筒7内の粉砕室9のほぼ中央部には支持部材19が略水平に取り付けられ、この支持部材19には、柱状の衝突部材20が、粉砕室9と同軸状かつ垂直下方に向けて垂下するように支持されている。衝突部材20は、下端に、加速管11の上端に設けられた空気出口11bに対向し、加速管11によって搬送加速された粉体を衝突させて粉砕するための衝突面21を有している。

0019

衝突部材20は、図2に示すように、柱状の衝突部材本体22と、衝突部材本体22の下面に取り付けられ、衝突面21を構成する領域21aを有する複数個平板状のチップ23とからなっている。チップ23は円形多角形超硬合金またはセラミックス等の耐摩耗性板材中心点のまわりに複数個の領域に等分割してなるものである。一方、衝突部材本体22は熱伝導性が良好な鋼や銅等からなり、切削鍛造等によって形成され、下端面にチップ23を取り付けるための複数個の台座22aが形成されている。チップ23は台座22aに接着ネジ止めによって固定される。台座22aは、チップ23を、衝突部材本体22の中心線Lの方向に見たときに円形や多角形の形状をなすように中心線Lのまわりに配置するとともに、衝突した粉体が全周方向に分散するように傾斜した状態で支持する。

0020

また、支持部材19には、有底円筒状の整流部材24が、衝突部材2を包囲しかつ衝突部材20と同軸になるように垂直下方に向けて垂下した状態で支持されている。整流部材24は、耐摩耗性を有する素材によって成形されるか、あるいは最終形状に成形後に表面に耐摩耗性処理が施されてなるもので、加速管11の空気出口11bに対向する粉体取入孔25aを有し衝突部材20の衝突面21及び粉砕室9の底面と空隙を存して対向する底壁25と、底壁25の周縁部から衝突部材20の外周部と粉砕室9の側面との間の空間に向けて延び衝突部材20の外周部及び粉砕室9の側面と空隙を存して対向する円筒状の周壁26とを備えている。

0021

図4に示すように、底壁25の外面は、圧縮空気流を底壁25の径方向外側へ案内するために円錐面状に形成されている。なお、底壁外面25の傾斜角度θは5゜〜80゜の範囲内で任意に設定することができる。また、底壁25の外周縁25bは、空気がスムーズに流れるように、全周にわたって曲面状に形成されている。

0022

ケーシング6内部の上方には、分級ロータ28が、内筒7の大径部10の上端開口に対向しかつ内筒7の中心線の延長線と同軸になるように配設され、ケーシング6の上端面には、分級ロータ28を中心線のまわりに回転させるモータ29が設けられている。分級ロータ28は、水平に配置されたリング状の上端壁30と、この上端壁30に対して垂直下方に対向するように配置され、上端壁30を貫通して垂直上方に延びる回転軸31aの下端部に中心部が固着された円形の下端壁31と、回転軸30aのまわりに等しい角度間隔をおいて配置され、垂直方向に延び、上下の端壁30、31の周縁部を互いに連結する複数本の板状のブレード32とを備えている。

0023

また、ケーシング6の上部には、側方に向けて突出し、一端がケーシング6内部に連通した排出管33が設けられ、この排出管33には、前記バッグフィルタ4、ブロワ5が接続されている。

0024

次に、上記のように構成した衝突式気流粉砕装置の動作を説明する。なお、図3において、矢印は空気の流れを表している。粉体供給機2によってケーシング6内部に供給された粉体原料Pは粉体通路8内を落下し、シュート16によって加速管11の吸込口11aに案内される。一方、ノズル13には空気供給管14を介してコンプレッサ3から圧縮空気が供給されており、ノズル13から噴出した圧縮空気は加速管11内に流入している。これに伴い加速管11の吸込口11a近傍の空気が加速管11の内部に吸引されるため、粉体原料Pは加速管11内に吸引され、流入する。

0025

また、ブロワ5によってケーシング6内部は負圧状態になっており、シュート16の周囲の環状の室17の気圧大気圧より低くなると、吸込管18を介して室17内に空気が流入し、この空気流はシュート16内部に流入して粉体原料の加速管11への流入を促進する。加速管11の吸込口11aの近傍の粉体濃度が高くなると、この空気の流れが阻害されるため、室17内部の圧力が高くなる。したがって、圧力計で室17内部の圧力をチェックすることにより加速管11の吸込口11a近傍の粉体濃度を知ることができ、これに基づいて原料供給量を調節することにより粉体の流れをスムーズにすることができる。

0026

さらに、本実施形態では、加速管11の外周面に取り付けられた環状のガイド部材15の内周面と加速管11の外周面の間に形成された環状の空隙S1を介して粉体通路8内の空気を加速管11内に流れ込ませ、これによって加速管11の吸込口11a近傍の粉体濃度が一定値以上にならないようにし、加速管11の搬送能力を安定維持させるようにしている。

0027

加速管11に流入した圧縮空気は膨張して高速気流を形成するため、加速管11内部にともに流入した粉体Pも加速され、空気流とともに加速管11の空気出口11bから高速度で噴出する。噴出した空気流は、取付孔12の粉砕室9側の開口部の縁12aの近傍では、コアンダ効果によって、縁12aに形成された曲面に沿って流れるため、整流部材24の外周面と内筒7の内周面との間の空隙S2に流入する流れと、整流部材24の粉体取入孔25aを通って整流部材24内に流入する流れとに分かれる。

0028

一方、空気流に比べて粉体Pは慣性力が大きいため、その大部分が直進し、粉体取入孔25aを通って整流部材24内に流入する。そして、粉体取入孔25aが加速管11の空気出口11bと同径以上であれば、粉体Pは整流部材24の外周面と内筒7の内周面との間の空隙S2内には殆ど流入しないで、空隙S2内では多少の空気が流れることになる。また、空隙S2内の空気流の誘引作用によって粉砕室9から空気をスムーズに排出できるものである。整流部材24内に流入した粉体Pは衝突部材20の衝突面21に激しく衝突して粉砕され、衝突面20に衝突した粉体Pは衝突面21の全周方向にわたって分散し、整流部材24の周壁26の内面に二次衝突してさらに粉砕される。なお、衝突面21に衝突した粉体Pの一部はチップ23の右側面にも衝突した後、さらに整流部材24の周壁26の内面に衝突して粉砕される。

0029

また、粉体取入孔25aが加速管11の空気出口11bよりも小径の場合、粉体Pの一部は整流部材24の底壁25の外面に衝突して粉砕され、さらに粉砕室9の内面に二次衝突して粉砕される。粉体取入孔25aの径を小さくするほど整流部材24の底壁25の外面に衝突する粉体Pの量が多くなり、整流部材24内の衝突部材20の衝突面21に衝突する粉体Pの量が少なくなる。したがって、粉体取入孔25aの径を加速管11の空気出口11bの径よりも多少小さくすることによって整流部材24内外の空気の流れ具合を調節することができ、整流部材24内部の空気密度を積極的にコントロールすることができる。

0030

粉砕された粉体Pは、内筒7内を上昇気流に乗って上昇し、分級ロータ28によって撹拌され、分級ロータ28の径方向外側への遠心力を与えられる。粒径の大きい粉体Pは遠心力が大きいため分級ロータ28の径方向外側へ流れ、粉体通路8内に流入する。そして、この粉体Pは粉体通路8内を落下し、ガイド部材15の外面とシュート16の内面の間の空隙を通って加速管11内に流入し、再び上記の工程によって粉砕される。

0031

また、粒径の小さい粉体Pは遠心力が小さいため分級ロータ28のブレード32、32間から分級ロータ28内に流入し、上端壁30に設けられた貫通孔を通り、排出管33内に流入する。その後、この粉体Pは、排出管33に接続された管路を通ってバッグフィルタ4に流入し、ここで空気流と分離されて貯留される。そしてこの粉体Pはバッグフィルタ4から取り出され、回収される。なお、分級ロータ28によって分級される粉体Pの径は分級ロータ28の回転数を変更することによって自由に設定することができる。

0032

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、整流部材24の底壁25の外面を、図5に示すように球面状としてもよい。また、図6に示すように、整流部材24の底壁25に整流部材24内部に連通した筒状の突出部25cを設け、この突出部25cの先端開口を粉体取入孔25aとしてもよい。

0033

また、衝突部材と衝突面の形状や材質、衝突部材と加速管の空気出口の間の距離、衝突部材と粉砕室及び整流部材との隙間の大きさは特に限定されるものではない。

発明の効果

0034

以上説明したように、請求項1に記載の衝突式気流粉砕装置によれば、整流部材内の衝突部材の衝突面近傍の空気密度が低くなるため粉体の衝突面への衝突力が緩和されず、粉砕力が低下しないとともに、整流部材の周壁と粉砕室の内面の間の空隙が粉体濃度の低い空間となり、粉砕室から空気をスムーズに排出することができるため、粉砕効率を向上することができる。

0035

請求項2、3によるときは、空気が整流部材の底壁外面に沿って流れ易くなり、空気の流れがよりスムーズになるため、粉砕効率がさらに向上する。

0036

請求項4によるときは、空気の流れがよりスムーズになるため、粉砕効率がさらに向上する。

0037

請求項5によるときは、空気の流れがよりスムーズになるため、粉砕効率がさらに向上する。

0038

請求項6によるときは、整流部材内部の空気密度が低くなり、粉体の衝突部材への衝突力が緩和されて粉砕力が低下することがなく、かつ整流部材内部の粉体及び空気の流れがスムーズになるため、粉砕効率がさらに向上する。

0039

請求項7によるときは、加速管の空気出口から噴出した空気が取付孔の開口部の縁に沿って流れようとするため、整流部材内部に流入する空気の量が少なくなり、整流部材内部の空気密度が低くなり、粉体の衝突部材への衝突力が緩和されて粉砕力が低下することがなく、かつ整流部材内部の粉体及び空気の流れがスムーズになるため、粉砕効率がさらに向上する。

図面の簡単な説明

0040

図1本発明の一実施形態である衝突式気流粉砕装置の構成図。
図2衝突部材の斜視図。
図3衝突式気流粉砕装置の要部拡大図。
図4整流部材の斜視図。
図5整流部材の他の実施形態の斜視図。
図6整流部材の他の実施形態の斜視図。
図7従来の衝突式気流粉砕装置の構成図。

--

0041

9粉砕室
11加速管
11a 空気出口
20衝突部材
21衝突面
24整流部材
25底壁
25a粉体取入孔
26 周壁

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