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技術 微粒子破砕を高効率で行うことのできる破砕装置

出願人 株式会社環境アネトス庄野章文納冨啓一
発明者 納冨啓一
出願日 2006年6月29日 (13年7ヶ月経過) 出願番号 2006-179626
公開日 2008年1月17日 (12年1ヶ月経過) 公開番号 2008-006376
状態 特許登録済
技術分野 破砕・粉砕(1) 破砕・粉砕(3)
主要キーワード 湿式破砕機 反応性流体 磁性素材 破砕音 破砕粒子 固定容器 流体供給口 高真空度状態
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(2008年1月17日)のものです。
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図面 (6)

課題

転動体転動に伴って発生する気流を低減し、破砕効率を向上する破砕装置を提供する。

解決手段

転動体11の押圧により被破砕物破砕するボールミルロッドミルなどの破砕装置1において、被破砕物を破砕するための破砕空間10に真空ポンプ34を連通連結し、高真空度状態で被破砕物を破砕するように構成した。

概要

背景

従来より、原料廃棄物などの破砕には、ボールロッド等の転動体押圧により被破砕物を破砕する破砕装置が広く利用されている。

たとえば、ボールを用いた破砕装置であるボールミルは、駆動源連動連結した回転容器の内部に複数個の金属製のボールを収容した構成となっていた(たとえば、特許文献1参照。)。

そして、従来のボールミルでは、回転容器の内部に被破砕物をボールとともに収容し、回転容器を回転させることで、回転容器の内部でボールと被破砕物とを撹拌しながら転動させ、回転容器の内壁とボール或いはボール同士の間に介在する被破砕物をボールの押圧力によって押圧して破砕するように構成していた。

同様に、ロッドを用いた破砕装置であるロッドミルでは、固定容器の底部に転動するロッドを収容し、固定容器の内部に被破砕物をロッドとともに収容し、ロッドを回転させることで、ロッドと固定容器の底壁との間に介在する被破砕物をロッドの押圧力によって押圧して破砕するように構成していた。

特開2005−279412号公報

概要

転動体の転動に伴って発生する気流を低減し、破砕効率を向上する破砕装置を提供する。転動体11の押圧により被破砕物を破砕するボールミルやロッドミルなどの破砕装置1において、被破砕物を破砕するための破砕空間10に真空ポンプ34を連通連結し、高真空度状態で被破砕物を破砕するように構成した。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

転動体押圧により被破砕物破砕する破砕装置において、被破砕物を破砕するための破砕空間真空ポンプ連通連結し、高真空度状態で被破砕物を破砕するように構成したことを特徴とする破砕装置。

請求項2

回転容器の内部に複数個ボールを収容し、転動するボールの押圧により被破砕物を破砕するボールミルにおいて、回転容器の内部に形成される被破砕物を破砕するための破砕空間に真空ポンプを連通連結し、高真空度状態で被破砕物を破砕するように構成したことを特徴とするボールミル。

請求項3

前記ボールを同極性に磁化したことを特徴とする請求項2に記載のボールミル。

請求項4

前記ボールを磁性素材で形成するとともに、回転容器の外部に磁石を配設して、同磁石で前記ボールを磁力により引張したことを特徴とする請求項2又は請求項3に記載のボールミル。

請求項5

固定容器の底部に転動するロッドを配設し、転動するロッドの押圧により被破砕物を破砕するロッドミルにおいて、固定容器の内部に形成される被破砕物を破砕するための破砕空間に真空ポンプを連通連結し、高真空度状態で被破砕物を破砕するように構成したことを特徴とするロッドミル。

請求項6

前記ロッドを磁性素材で形成するとともに、固定容器の外部に磁石を配設して、同磁石で前記ロッドを磁力により引張したことを特徴とする請求項5に記載のロッドミル。

技術分野

0001

本発明は、ボールミルロッドミル等の破砕装置に関するものであり、ボールロッド等の転動体押圧により被破砕物破砕する破砕装置に関するものである。

背景技術

0002

従来より、原料廃棄物などの破砕には、ボールやロッド等の転動体の押圧により被破砕物を破砕する破砕装置が広く利用されている。

0003

たとえば、ボールを用いた破砕装置であるボールミルは、駆動源連動連結した回転容器の内部に複数個の金属製のボールを収容した構成となっていた(たとえば、特許文献1参照。)。

0004

そして、従来のボールミルでは、回転容器の内部に被破砕物をボールとともに収容し、回転容器を回転させることで、回転容器の内部でボールと被破砕物とを撹拌しながら転動させ、回転容器の内壁とボール或いはボール同士の間に介在する被破砕物をボールの押圧力によって押圧して破砕するように構成していた。

0005

同様に、ロッドを用いた破砕装置であるロッドミルでは、固定容器の底部に転動するロッドを収容し、固定容器の内部に被破砕物をロッドとともに収容し、ロッドを回転させることで、ロッドと固定容器の底壁との間に介在する被破砕物をロッドの押圧力によって押圧して破砕するように構成していた。

0006

特開2005−279412号公報

発明が解決しようとする課題

0007

ところが、上記従来の破砕装置では、破砕時に被破砕物がボールやロッドなどの転動体とともに転動することになるために、破砕空間の内部に転動体の転動に抗する気流が発生していた。たとえば、ボールミルでは、図5に模式的に示すように、回転容器101の内部に形成された破砕空間102において、ボール103の転動に抗して被破砕物の粒子104をボール103の外周に沿って上方や側方に向けて流れる気流が発生していた。

0008

そのため、被破砕物が破砕空間の内部に発生した気流に乗って被破砕物から離反する方向に流動してしまい、転動体によって被破砕物を良好に押圧して破砕することができず、破砕に多大な時間を要していた。

課題を解決するための手段

0009

そこで、請求項1に係る本発明では、転動体の押圧により被破砕物を破砕する破砕装置において、被破砕物を破砕するための破砕空間に真空ポンプ連通連結し、高真空度状態で被破砕物を破砕するように構成することにした。

0010

また、請求項2に係る本発明では、回転容器の内部に複数個のボールを収容し、転動するボールの押圧により被破砕物を破砕するボールミルにおいて、回転容器の内部に形成される被破砕物を破砕するための破砕空間に真空ポンプを連通連結し、高真空度状態で被破砕物を破砕するように構成することにした。

0011

また、請求項3に係る本発明では、前記請求項2に係る本発明において、前記ボールを同極性に磁化することにした。

0012

また、請求項4に係る本発明では、前記請求項2又は請求項3に係る本発明において、前記ボールを磁性素材で形成するとともに、回転容器の外部に磁石を配設して、同磁石で前記ボールを磁力により引張することにした。

0013

また、請求項5に係る本発明では、固定容器の底部に転動するロッドを配設し、転動するロッドの押圧により被破砕物を破砕するロッドミルにおいて、固定容器の内部に形成される被破砕物を破砕するための破砕空間に真空ポンプを連通連結し、高真空度状態で被破砕物を破砕するように構成することにした。

0014

また、請求項6に係る本発明では、前記請求項5に係る本発明において、前記ロッドを磁性素材で形成するとともに、固定容器の外部に磁石を配設して、同磁石で前記ロッドを磁力により引張することにした。

発明の効果

0015

そして、本発明では、以下に記載する効果を奏する。

0016

すなわち、請求項1に係る本発明では、転動体の押圧により被破砕物を破砕する破砕装置において、被破砕物を破砕するための破砕空間に真空ポンプを連通連結し、高真空度状態で被破砕物を破砕するように構成しているために、転動体の転動に伴って破砕空間の内部に気流が発生してしまうのを抑制することができ、気流の発生によって生じる破砕ロスを低減することができ、破砕に要する時間を短縮することができるとともに、破砕粒子微粒子化を図ることができ、微粒子破砕の高効率化を図ることができる。

0017

また、請求項2に係る本発明では、回転容器の内部に複数個のボールを収容し、転動するボールの押圧により被破砕物を破砕するボールミルにおいて、回転容器の内部に形成される被破砕物を破砕するための破砕空間に真空ポンプを連通連結し、高真空度状態で被破砕物を破砕するように構成しているために、ボールの転動に伴って破砕空間の内部に気流が発生してしまうのを抑制することができ、気流の発生によって生じる破砕ロスを低減することができ、破砕に要する時間を短縮することができるとともに、破砕粒子の微粒子化を図ることができ、微粒子破砕の高効率化を図ることができる。

0018

また、請求項3に係る本発明では、ボールを同極性に磁化しているために、ボール同士の磨耗を低減することができるとともに、ボール同士の摩擦を低減することができ、これにより、回転容器の回転に要する動力を低減することができる。

0019

また、請求項4に係る本発明では、ボールを磁性素材で形成するとともに、回転容器の外部に磁石を配設して、磁石でボールを磁力により引張しているために、ボールと回転容器との接触圧を増大することができ、これにより、被破砕物を良好に押圧することができ、破砕効率を向上させることができる。

0020

また、請求項5に係る本発明では、固定容器の底部に転動するロッドを配設し、転動するロッドの押圧により被破砕物を破砕するロッドミルにおいて、固定容器の内部に形成される被破砕物を破砕するための破砕空間に真空ポンプを連通連結し、高真空度状態で被破砕物を破砕するように構成しているために、ロッドの転動に伴って破砕空間の内部に気流が発生してしまうのを抑制することができ、気流の発生によって生じる破砕ロスを低減することができ、破砕に要する時間を短縮することができるとともに、破砕粒子の微粒子化を図ることができ、微粒子破砕の高効率化を図ることができる。

0021

また、請求項6に係る本発明では、ロッドを磁性素材で形成するとともに、固定容器の外部に磁石を配設して、磁石でロッドを磁力により引張しているために、ロッドと固定容器との接触圧を増大することができ、これにより、被破砕物を良好に押圧することができ、破砕効率を向上させることができる。

発明を実施するための最良の形態

0022

以下に、本発明に係る破砕装置の具体的な構成について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、本発明に係る破砕装置としてボールミルやロッドミルを用いた場合について説明する。

0023

図1及び図2に示すように、本発明に係るボールミル1は、基台2の上部に円筒状の回転容器3を左右一対軸受4,5で回動自在に支持している。

0024

回転容器3は、中空円筒状の容器本体6の外周中央部に排出口7を形成するとともに、容器本体6の右側部に供給管8を同軸上に連通連結し、一方、容器本体6の左側部に排気管9を同軸上に連通連結している。

0025

この回転容器3は、容器本体6の中空部に破砕空間10を形成し、破砕空間10の内部に複数個の同極性(S極又はN極)に磁化した磁性素材からなるボール11を収容している。

0026

また、回転容器3は、容器本体6の外周右側端部に回転ギヤ12を形成し、この回転ギヤ12に駆動源13を連動連結している。

0027

この駆動源13は、基台2に取付け駆動モータ14に変速機15を連動連結し、変速機15の出力軸16に駆動ギヤ17を取付け、この駆動ギヤ17を回転ギヤ12に噛合させている。図中、18,19は軸受である。

0028

これにより、ボールミル1は、駆動源13を用いて回転容器3を回転させることで、破砕空間10の内部で投入された被破砕物とボール11とがともに転動し、ボール11の押圧により被破砕物を破砕することができるようになっている。

0029

また、回転容器3は、供給管8の右側端部に反応性ガス反応性流体を破砕空間10へ供給するための供給装置20を連通連結している。

0030

この供給装置20は、基台2に取付けた矩形箱型状の供給容器21に供給管8を密閉状に連通連結し、供給容器21に取付けた油圧シリンダ22のヘッド部23を供給管8の右側開口端部に開閉可能に配置するとともに、供給容器21の上部に反応性ガスを供給するガス供給口24と反応性流体を供給する流体供給口25とを形成し、流体供給口25を油圧シリンダ22のヘッド部23にフレキシブルパイプ26を介して連通連結している。図中、27,28は供給源、29,30は開閉バルブである。

0031

そして、供給装置20は、油圧シリンダ22のヘッド部23を後退させて供給管8の右側開口端部を開放させた状態とし、開閉バルブ29を開いて反応性ガスの供給源27から供給容器21へ反応性ガスを注入することにより、供給管8から破砕空間10へ反応性ガスを供給することができる。また、供給装置20は、油圧シリンダ22のヘッド部23を前進させて供給管8の右側開口端部を閉塞させた状態とし、開閉バルブ30を開いて反応性流体の供給源28からヘッド部23へ反応性流体を注入することにより、ヘッド部23から供給管8を介して破砕空間10へ反応性流体を供給することができる。

0032

また、回転容器3は、排気管9の左側端部に破砕空間10の内部を高真空度状態にするための吸気装置31を連通連結している。

0033

この吸気装置31は、基台2に取付けた吸気容器32に排気管9を密閉状に連通連結し、吸気容器32の内部にフィルター33を収容するとともに、吸気容器32の上部に真空ポンプ34を開閉バルブ35を介して連通連結し、吸気容器32の下部に排出管36を開閉バルブ37を介して連通連結している。

0034

そして、吸気装置31は、開閉バルブ35を開くとともに開閉バルブ37を閉じた状態で真空ポンプ34を駆動することで、破砕空間10の内部を高真空度状態にすることができるようになっている。

0035

また、回転容器3の外方には、磁石38を配設している。この磁石38は、回転容器3に近接する先端部をS極又はN極(ボール11と異極性)に磁化しており、基台2に支持体39を介して角度調整可能に取付けている。

0036

以上に説明したように、上記ボールミル1では、回転容器3の内部に複数個のボール11を収容し、転動するボール11の押圧により被破砕物を破砕するように構成しており、しかも、回転容器3の内部に形成される被破砕物を破砕するための破砕空間10に真空ポンプ34を連通連結して、高真空度状態で被破砕物を破砕するように構成している。

0037

そのため、上記ボールミル1では、図3に模式的に示すように、回転容器3の内部に形成された破砕空間10において、大気圧状態ではボール11の転動に抗して被破砕物の粒子40をボール11の外周に沿って上方や側方に向けて流れる気流が発生していたが、真空ポンプ34により破砕空間10を高真空度状態とすることで、ボール11の転動に伴って破砕空間10の内部に気流が発生してしまうのを抑制することができ、気流の発生によって生じる破砕ロスを低減することができ、破砕に要する時間を短縮することができる。

0038

また、上記ボールミル1では、真空ポンプ34により破砕空間10を高真空度状態とすることで、ボール11の転動速度が増大することになり、これによっても、破砕に要する時間を短縮することができる。

0039

また、上記ボールミル1では、真空ポンプ34により破砕空間10を高真空度状態とすることで、破砕時の破砕音による共鳴共振を低減することができ、低騒音化を図ることができる。

0040

また、上記ボールミル1では、真空ポンプ34により破砕空間10を高真空度状態とすることで、破砕時に生じる熱を利用して被破砕物を良好に乾燥させることができ、加湿又は加水された被破砕物の破砕も行うことができる。

0041

また、上記ボールミル1では、完全湿式破砕機とすることができ、その場合には、破砕時の発泡を防止することができ、発泡によって被破砕物の粒子40が持ち上がる現象を抑制することができ、破砕効率を向上させることができる。

0042

特に、上記ボールミル1では、ボール11を同極性に磁化しているために、ボール11同士の磨耗を低減することができるとともに、ボール11同士の摩擦を低減することができ、これにより、回転容器3の回転に要する動力を低減することができる。

0043

また、上記ボールミル1では、ボール11を磁性素材で形成するとともに、回転容器3の外部に磁石38を配設して、磁石38でボール11を磁力により引張しているために、ボール11と回転容器3との接触圧を増大することができ、これにより、被破砕物を良好に押圧することができ、破砕効率を向上させることができる。なお、上記ボールミル1では、ボール11を磁化しているが、ボール11を磁性素材で形成していれば、磁化させなくてもよい。

0044

本発明は、図4に示すように、ロッドミル41に適用することもでき、公知の構造のロッドミル41の破砕空間42に真空ポンプ(図示省略)を連通連結して構成することができる。

0045

このロッドミル41では、固定容器43の底部内側に回転しながら転動する磁性素材からなるロッド44,44を配設する一方、固定容器43の底部外側に磁石45を配設している。

0046

これにより、本発明を適用したロッドミル41でも、上記ボールミル1と同様の効果を得ることができる。

0047

すなわち、上記ロッドミル41では、破砕空間42を高真空度状態とすることで、ロッド44の転動に伴って破砕空間42の内部に気流が発生してしまうのを抑制することができ、気流の発生によって生じる破砕ロスを低減することができ、破砕に要する時間を短縮することができる。

0048

また、上記ロッドミル41では、破砕空間42を高真空度状態とすることで、ロッド44の転動速度が増大することになり、これによっても、破砕に要する時間を短縮することができる。

0049

また、上記ロッドミル41では、破砕空間42を高真空度状態とすることで、破砕時の破砕音による共鳴や共振を低減することができ、低騒音化を図ることができる。

0050

また、上記ロッドミル41では、破砕空間42を高真空度状態とすることで、破砕時に生じる熱を利用して被破砕物を良好に乾燥させることができ、加湿又は加水された被破砕物の破砕も行うことができる。

0051

また、上記ロッドミル41では、完全湿式破砕機とすることができ、その場合には、破砕時の発泡を防止することができ、発泡によって被破砕物の粒子40が持ち上がる現象を抑制することができ、破砕効率を向上させることができる。

0052

特に、上記ロッドミル41では、ロッド44を磁性素材で形成するとともに、固定容器43の外部に磁石45を配設して、磁石45でロッド44を磁力により引張しているために、ロッド44と固定容器43との接触圧を増大することができ、これにより、被破砕物を良好に押圧することができ、破砕効率を向上させることができる。

図面の簡単な説明

0053

本発明に係るボールミルを示す正面図。
同断面図。
同動作を示す説明図。
本発明に係るロッドミルを示す断面図。
従来の気流発生を示す説明図。

符号の説明

0054

1ボールミル2基台
3回転容器4,5軸受
6容器本体 7 排出口
8供給管9排気管
10破砕空間11ボール
12回転ギヤ13駆動源
14駆動モータ15変速機
16出力軸17駆動ギヤ
18,19 軸受 20供給装置
21供給容器22油圧シリンダ
23ヘッド部 24ガス供給口
25流体供給口26フレキシブルパイプ
27,28供給源29,30開閉バルブ
31吸気装置32吸気容器
33フィルター34真空ポンプ
35 開閉バルブ 36排出管
37 開閉バルブ 38磁石
39支持体40粒子
41ロッドミル42 破砕空間
43固定容器44ロッド
45 磁石
101 回転容器 102 破砕空間
103 ボール 104 粒子

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