図面 (/)

技術 粉砕処理システム

出願人 日本コークス工業株式会社
発明者 郡司進
出願日 2016年4月18日 (4年0ヶ月経過) 出願番号 2016-083063
公開日 2017年10月26日 (2年6ヶ月経過) 公開番号 2017-192876
状態 未査定
技術分野 破砕・粉砕(1)
主要キーワード 滞留温度 循環ライン内 温度調節システム 概略流れ図 ストローク長さ 冷却ライン ピストンフロー 冷却ポンプ
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(2017年10月26日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

課題

処理物スラリー機器内に付着・残留する問題、流量低下過負荷の問題を解決し、安定した粉砕処理が可能な粉砕処理システム10を提供する。

解決手段

処理物タンク30、循環ポンプ41、メディア撹拌型湿式粉砕機20、及びこれらを接続する循環ライン91を備えるとともに、処理物を冷却するための冷却器50と、冷却器50に処理物を供給する冷却ポンプ42を備える。循環ライン91とは別に、処理物タンク30、冷却ポンプ42及び冷却器50を接続する冷却ライン92を備えている。または、冷却器50が、メディア撹拌型湿式粉砕機20とともに循環ライン91内に位置している。

概要

背景

特許文献1には、図6に示す粉砕処理システム110が記載されている。
粉砕処理システム110は、メディア撹拌型湿式粉砕機120、処理物タンク130、循環ポンプ140及び冷却器150を備え、これらが、循環ライン190によって接続されている。処理物タンク130は、撹拌機131を備えている。
なお、メディア撹拌型湿式粉砕機120に関しては、特許文献2に記載されたメディア撹拌型湿式粉砕機とともに、後ほど詳しく説明する。

処理物タンク130内の処理物スラリーは、循環ポンプ140によって連続的にメディア撹拌型湿式粉砕機120に供給され、粉砕処理が行われる。これにより、処理物タンク130内の処理物スラリーは、徐々に粉砕処理されることになる。
粉砕処理システム110は、メディア撹拌型湿式粉砕機120に着目すると連続処理であるが、処理物タンク130に着目するとバッチ処理である。本明細書では、このような粉砕処理システムを「循環処理」と称することにする。

粉砕処理システム110は、優れた粉砕能力を備えて、均一性の高い製品を得ることができる。
しかしながら、粉砕処理システム110において、循環ライン190中に冷却器150のような機器を置くと、不都合が発生する場合がある。

例えば、形状の大きな粒子比重の重い粒子を含む処理物スラリーを取り扱う場合に、機器の中で粒子が沈降・付着することがある。これは、その後の処理に著しい悪影響を与える問題であり、一連の処理において、安定した粉砕処理ができないという問題である。
また、処理物スラリーの種類によっては、粉砕処理の進行に伴って粘度が上昇するものがあり、圧力損失の上昇による流量の著しい低下や、循環ポンプの過負荷停止を起こすことがある。また、遠心式セパレータを用いるメディア撹拌型湿式粉砕機では、処理物スラリーと粉砕メディアとの分離が悪くなって、処理物スラリーの中に粉砕メディアが混入する。これらも、安定した粉砕処理ができないという問題である。

概要

処理物スラリーが機器内に付着・残留する問題、流量低下や過負荷の問題を解決し、安定した粉砕処理が可能な粉砕処理システム10を提供する。処理物タンク30、循環ポンプ41、メディア撹拌型湿式粉砕機20、及びこれらを接続する循環ライン91を備えるとともに、処理物を冷却するための冷却器50と、冷却器50に処理物を供給する冷却ポンプ42を備える。循環ライン91とは別に、処理物タンク30、冷却ポンプ42及び冷却器50を接続する冷却ライン92を備えている。または、冷却器50が、メディア撹拌型湿式粉砕機20とともに循環ライン91内に位置している。

目的

本発明は、メディア撹拌型湿式粉砕機、処理物タンク、循環ポンプ、及び循環ラインを備える粉砕処理システムにおいて、処理物スラリーが機器内に付着・残留することのない粉砕処理システムを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

処理物タンク循環ポンプメディア撹拌型湿式粉砕機、及びこれらを接続する循環ラインを備える粉砕処理システムであって、処理物を冷却するための冷却器と前記冷却器に処理物を供給する冷却ポンプを備えていることを特徴とする粉砕処理システム。

請求項2

前記循環ラインとは別に、前記処理物タンク、前記冷却ポンプ及び前記冷却器を接続するための冷却ラインを備えていることを特徴とする請求項1に記載の粉砕処理システム。

請求項3

前記冷却器が、前記メディア撹拌型湿式粉砕機とともに前記循環ライン内に位置していることを特徴とする請求項1に記載の粉砕処理システム。

請求項4

前記メディア撹拌型湿式粉砕機が、式のセパレータを備えていることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の粉砕処理システム。

請求項5

前記メディア撹拌型湿式粉砕機が、遠心式のセパレータを備えていることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の粉砕処理システム。

請求項6

前記メディア撹拌型湿式粉砕機において、容器内に形成される粉砕室軸線方向の長さ(L)と直径(D)の比(L/D)が、1以下に構成されていることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の粉砕処理システム。

請求項7

前記冷却器の出口における温度を検出し、前記冷却器に導入する冷却媒体の流量を調節することにより、処理物の温度調節を行うことを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の粉砕処理システム。

技術分野

0001

本発明は、メディア撹拌型湿式粉砕機を用いる粉砕処理システムに関し、特に処理物タンク及び循環ポンプを用いて循環処理を行う粉砕処理システムに関する。

背景技術

0002

特許文献1には、図6に示す粉砕処理システム110が記載されている。
粉砕処理システム110は、メディア撹拌型湿式粉砕機120、処理物タンク130、循環ポンプ140及び冷却器150を備え、これらが、循環ライン190によって接続されている。処理物タンク130は、撹拌機131を備えている。
なお、メディア撹拌型湿式粉砕機120に関しては、特許文献2に記載されたメディア撹拌型湿式粉砕機とともに、後ほど詳しく説明する。

0003

処理物タンク130内の処理物スラリーは、循環ポンプ140によって連続的にメディア撹拌型湿式粉砕機120に供給され、粉砕処理が行われる。これにより、処理物タンク130内の処理物スラリーは、徐々に粉砕処理されることになる。
粉砕処理システム110は、メディア撹拌型湿式粉砕機120に着目すると連続処理であるが、処理物タンク130に着目するとバッチ処理である。本明細書では、このような粉砕処理システムを「循環処理」と称することにする。

0004

粉砕処理システム110は、優れた粉砕能力を備えて、均一性の高い製品を得ることができる。
しかしながら、粉砕処理システム110において、循環ライン190中に冷却器150のような機器を置くと、不都合が発生する場合がある。

0005

例えば、形状の大きな粒子比重の重い粒子を含む処理物スラリーを取り扱う場合に、機器の中で粒子が沈降・付着することがある。これは、その後の処理に著しい悪影響を与える問題であり、一連の処理において、安定した粉砕処理ができないという問題である。
また、処理物スラリーの種類によっては、粉砕処理の進行に伴って粘度が上昇するものがあり、圧力損失の上昇による流量の著しい低下や、循環ポンプの過負荷停止を起こすことがある。また、遠心式セパレータを用いるメディア撹拌型湿式粉砕機では、処理物スラリーと粉砕メディアとの分離が悪くなって、処理物スラリーの中に粉砕メディアが混入する。これらも、安定した粉砕処理ができないという問題である。

先行技術

0006

特開2007−229686号公報
特開平10−230182号公報

発明が解決しようとする課題

0007

そこで、本発明は、メディア撹拌型湿式粉砕機、処理物タンク、循環ポンプ、及び循環ラインを備える粉砕処理システムにおいて、処理物スラリーが機器内に付着・残留することのない粉砕処理システムを提供することにある。また、処理物スラリーの流量低下や過負荷の問題を起こすことがなく、安定した粉砕処理が可能な粉砕処理システムを提供することにある。

課題を解決するための手段

0008

前記目的を達成するために、本発明の粉砕処理システムは、処理物タンク、循環ポンプ、メディア撹拌型湿式粉砕機、及びこれらを接続する循環ラインを備える粉砕処理システムであって、処理物を冷却するための冷却器と前記冷却器に処理物を供給する冷却ポンプを備えていることを特徴としている。

0009

そして、前記循環ラインとは別に、前記処理物タンク、前記冷却ポンプ及び前記冷却器を接続するための冷却ラインを備えている構成とすることができる。
また、前記冷却器が、前記メディア撹拌型湿式粉砕機とともに前記循環ライン内に位置している構成とすることができる。

0010

そして、前記メディア撹拌型湿式粉砕機が、式のセパレータを備えている構成とすることができる。
または、前記メディア撹拌型湿式粉砕機が、遠心式のセパレータを備えている構成とすることができる。

0011

前記メディア撹拌型湿式粉砕機において、容器内に形成される粉砕室軸線方向の長さ(L)と直径(D)の比(L/D)は、1以下に構成されていることが好ましい。
そして、前記冷却器の出口における温度を検出し、前記冷却器に導入する冷却媒体の流量を調節することにより、処理物の温度調節を行う構成とすることができる。

発明の効果

0012

このように構成された本発明の粉砕処理システムは、冷却ポンプを用いることにより、冷却器に任意の流量の処理物スラリーを送ることが可能となり、冷却器内における処理物スラリーの流速を速くして、付着・残留することを防ぐことができる。そして、冷却器を十分に機能させることにより、処理物スラリー温度の異常上昇を抑えて安定した温度とすることができる。
この結果、メディア撹拌型湿式粉砕機に供給する処理物スラリーの温度及び流量を、最適な値にすることが可能となり、安定した粉砕処理を行うことができる。また、供給する処理物スラリーの流量を増加させることが可能となり、効率の高い粉砕処理を行うことができる。

図面の簡単な説明

0013

本発明の粉砕処理システムの構成の一例を示す概略流れ図である。
本発明の粉砕処理システムの構成の他の例を示す概略流れ図である。
図1及び図2に示す粉砕処理システムの冷却システムを示す概略流れ図である。
メディア撹拌型湿式粉砕機の一例を示す概略図である。
メディア撹拌型湿式粉砕機の他の例を示す概略図である。
従来の粉砕処理システムの一例を示す概略流れ図である。

実施例

0014

図1は、本発明の一例である粉砕処理システム10を示している。
粉砕処理システム10は、処理物タンク30、循環ポンプ41、メディア撹拌型湿式粉砕機20及びこれらを接続する循環ライン91を備えている。
処理物スラリーは、循環ポンプ41により循環ライン91を循環して流れ、メディア撹拌型湿式粉砕機20において粉砕処理を受けることになる。したがって、従来の粉砕処理システム110と同様に「循環処理」を行うシステムを形成している。

0015

「循環処理」において、粉砕効率を高めるためには、メディア撹拌型湿式粉砕機20に流入する処理物スラリーの流量を多くすることが好ましい。限られたスペースの機内において、大流量の処理物スラリーが粉砕メディアと効率よく撹拌されるためには、機内におけるこれらの流動状態が、ピストンフローではなく、完全混合状態となることが好ましい。同時に、粉砕メディアは、処理物スラリーに同伴して流出することなく、機内に保持されなければならない。

0016

各機器の概要について順に説明する。
メディア撹拌型湿式粉砕機20の一例として、特許文献2に記載されたメディア撹拌型湿式粉砕機20aの概略断面図を図4に示す。
メディア撹拌型湿式粉砕機20aは、処理物スラリーの供給口21a及び排出口26aを備える容器22a内に、回転軸23aにより回転される撹拌部材24aを備えている。そして、容器22aは、外周に篩式のセパレータ25aを備えて、処理物スラリーと粉砕メディアを分離することができる。粉砕メディアは、セパレータ25aの内側に充填されている。

0017

処理物スラリーは、供給口21aから連続的に供給され、容器22a内で粉砕メディアとともに撹拌されることにより、粉砕処理が行われる。すなわち、撹拌部材24aの内外に強力な循環流が形成され、容器22a内は完全混合状態となる。粉砕処理を受けた処理物スラリーは、セパレータ25aを通過して排出口26aから排出される。篩式のセパレータ25aは、容器22aの外周に設けられるので広い面積とすることができる。

0018

メディア撹拌型湿式粉砕機20aにおいて、処理物スラリーが粉砕メディアとともに流動するのは、容器22a内のセパレータ25aの内側である。すなわち、図4に示すように、容器22aの軸線方向の長さ(L)と直径(D)によって定まる空間を、粉砕処理が行われる粉砕室として考えることができる。
そして、粉砕室内に安定した完全混合状態を形成するためには、長さ(L)と直径(D)との比(L/D)を、1.0以下とすることが好ましく、これによって、安定した粉砕処理を行うことができる。

0019

メディア撹拌型湿式粉砕機20の他の例として、特許文献1に記載されたメディア撹拌型湿式粉砕機20bの概略断面図を図5に示す。
メディア撹拌型湿式粉砕機20bは、処理物スラリーの供給口21bを備える容器22b内に、中空の回転軸23bにより回転される撹拌部材24bを備えている。撹拌部材24bは、中心部に遠心式のセパレータ25bを形成して、処理物スラリーと粉砕メディアを分離することができる。そして、回転軸23bの内部を排出口26bとしている。

0020

処理物スラリーは、供給口21bから連続的に供給され、容器22b内で粉砕メディアとともに撹拌されて粉砕処理が行われる。すなわち、撹拌部材24bの内外に強力な循環流が形成されて、容器22b内は完全混合状態となる。粉砕処理を受けた処理物スラリーは、セパレータ25bを通過して、排出口26bから排出される。粉砕メディアは、セパレータ25bの回転によって、強い遠心力を受けるので、排出口26bに向かって進むことができず、分離されることになる。

0021

メディア撹拌型湿式粉砕機20bにおいて、処理物スラリーが粉砕メディアとともに流動するのは、容器22b内の全体である。すなわち、図5に示す容器22bの軸線方向の長さ(L)と直径(D)によって定まる空間を、粉砕処理が行われる粉砕室として考えることができる。
そして、粉砕室内に安定した完全混合状態を形成するためには、長さ(L)と直径(D)との比(L/D)を、1.0以下とすることが好ましく、これによって、安定した粉砕処理を行うことができる。

0022

篩式のメディア撹拌型湿式粉砕機20aは、粒径の小さい粉砕メディアを使用するとセパレータ25aが閉塞して安定した運転ができなくなる。一方、遠心式のメディア撹拌型湿式粉砕機20bでは、粒径の小さい粉砕メディアを使用することが可能であり、より細かい粉砕処理を行うことができる。そして、処理物スラリーの粘度が異常に高くならない限り、粉砕処理と、メディア分離処理を安定して行うことができる。

0023

処理物タンク30は撹拌機31を備え、投入される処理物スラリーを撹拌することにより粒子の沈降を生じることなく、均一なスラリー状態に保持することができる。処理物スラリーを冷却するために、ジャケットを備えるタンクとすることもできる。

0024

冷却器50は、粒子の沈降・残留を防止するために、処理物スラリーが滞留を起こすことのない構造が必要である。すなわち、断面積が一定のパイプ内に処理物スラリーを流すとともに、パイプの外側を冷却媒体で冷却する構造が好ましい。そして、パイプ内部の点検洗浄を確実に行うことが可能な形態とすることが好ましい。

0025

冷却媒体を流す側となる、パイプの外側における構造については、様々な形態が考えられる。例えば、二重管式熱交換器として、内管側を処理物スラリーとし、外管側を冷却媒体とすることができる。また、容器内に蛇管を備える熱交換器として、蛇管側を処理物スラリーとし、容器側を冷却媒体とすることができる。また、フィンチューブを用いる熱交換器として、管側を処理物スラリーとし、フィン側を冷却媒体とすることができる。また、フィン側の冷却媒体として、気体を用いることもできる。

0026

循環ポンプ41及び冷却ポンプ42は、処理物スラリーの性状などによって、遠心式のポンプ容積式などの定量ポンプを使用することができる。しかしながら、メディア撹拌型湿式粉砕機20には、処理物スラリーを一定の流量で一定の時間供給することが好ましく、一定流量を簡単に得るために定量ポンプを用いることが好ましい。定量ポンプは、多くの場合、回転数ストローク長さなどを調節して、簡単に流量の設定を行うことが可能であり、また、粘度の変化などによりラインの圧力損失が変化しても、設定流量を保持することができる。

0027

図1の粉砕処理システム10の特徴について説明する。
粉砕処理システム10は、処理物タンク30、循環ポンプ41、及びメディア撹拌型湿式粉砕機20が、循環ライン91によって接続されている。
処理物スラリーは、循環ポンプ41により循環ライン91を循環して流れ、メディア撹拌型湿式粉砕機20において粉砕処理を受ける。このように、粉砕処理システム10は「循環処理」を行うシステムを形成している。

0028

また、粉砕処理システム10は、循環ライン91とは別に、処理物タンク30、冷却ポンプ42及び冷却器50が、冷却ライン92によって接続されている。冷却器50を通過する処理物スラリーの流速は、メディア撹拌型湿式粉砕機20とは無関係に設定可能であり、冷却器50内で付着・残留することのない、十分に速い流速とすることができる。

0029

冷却ライン92の形成によって、冷却器50に供給する処理物スラリー流量が安定するために、冷却器50における安定した温度制御が可能となり、温度の異常上昇を防ぐことができる。
一方、メディア撹拌型湿式粉砕機20に供給する処理物スラリーについては、安定した温度で、最適な流量を供給することが可能となり、安定した粉砕処理を行うことができる。

0030

図2は、本発明の他の例を示す粉砕処理システム11である。粉砕処理システム11は、メディア撹拌型湿式粉砕機20、処理物タンク30、冷却器50、循環ポンプ41及び冷却ポンプ42を備えている。各機器については、粉砕処理システム10と同様であるため、説明を省略する。

0031

粉砕処理システム11は、処理物タンク30、循環ポンプ41、メディア撹拌型湿式粉砕機20及び冷却器50が循環ライン91によって接続されている。
処理物スラリーは、循環ポンプ41により循環ライン91を循環して流れ、メディア撹拌型湿式粉砕機20において粉砕処理を受ける。このように、粉砕処理システム11は「循環処理」を行うシステムを形成している。

0032

冷却器50は、メディア撹拌型湿式粉砕機20とともに循環ライン91内に位置している。
ここでは、冷却器50がメディア撹拌型湿式粉砕機20の後流側にある場合を示すが、メディア撹拌型湿式粉砕機20の前流側に位置することもできる。
そして、冷却ポンプ42によって、冷却器50の後流側から前流側に処理物スラリーを循環する冷却ライン92が形成されている。これにより、冷却器50を通過する処理物スラリーの流速は、メディア撹拌型湿式粉砕機20とは無関係に設定可能であり、冷却器50内で付着・残留することのない、十分に速い流速とすることができる。

0033

冷却ライン92の形成によって、冷却器50に供給する処理物スラリー流量が安定するために、冷却器50における安定した温度制御が可能となり、温度の異常上昇を防ぐことができる。
一方、メディア撹拌型湿式粉砕機20に供給する処理物スラリーについては、安定した温度で、最適な流量で供給することが可能となり、安定した粉砕処理を行うことができる。

0034

本発明で用いるメディア撹拌型湿式粉砕機20は、比較的狭い容器内で比較的大きな粉砕動力消費するものである。そして、冷却器50における交換熱量は、メディア撹拌型湿式粉砕機20における消費動力に等しいので、非常に大きくなる。

0035

粉砕処理システム10は、処理物タンク30における滞留温度の処理物スラリーを、冷却器50で、それ以下の温度に冷却することが必要になる。このため、比較的温度の低い冷却媒体が必要となり、その使用量も比較的多量となってしまう。そして、粉砕処理システム10は、やや効率の低い熱交換を行うことになる。しかしながら、このような手段を敢えて採用することにより、安定した粉砕処理を行うことができる。

0036

粉砕処理システム11は、メディア撹拌型湿式粉砕機20の前流側に冷却器50が配置されている場合には、粉砕処理システム10と同じ熱交換条件で冷却することになり、同様に安定した粉砕処理を行うことができる。

0037

粉砕処理システム11において、図2のように、冷却器50がメディア撹拌型湿式粉砕機20の後流側に配置されている場合には、メディア撹拌型湿式粉砕機20の出口で最も温度の高い処理物スラリーを、処理物タンク30における滞留温度まで冷却する熱交換を行うことになる。
すなわち、冷却器50において、処理物スラリーは、系内の最高の温度から最低温度まで冷却されることになり、冷却媒体は比較的高温でも使用可能であり、その使用量も比較的少量とすることができる。すなわち、非常に効率の高い熱交換を行うことができる。

0038

処理物スラリーの温度を制御する方法については、様々な形態が考えられる。例えば、温度の検出部として、処理物タンク30における温度を測定することもできる。しかし、冷却器50の出口における処理物スラリーの温度を測定する方が、直接的となるので好ましい。
制御のための操作部としては、例えば、冷却ポンプ42が遠心式などである場合には、冷却媒体の流量を一定として、処理物スラリーの流量を比較的狭い範囲で操作することもできる。しかし、冷却ポンプ42が定量ポンプである場合には、冷却媒体の流量を調節することが好ましい。
すなわち、冷却ライン92における冷却器50の出口温度を検出して、冷却器50に導入する冷却媒体の流量を調節することにより、処理物スラリーの温度調節を行うことが好ましい。

0039

図3には、粉砕処理システム10における温度調節システムの一例Aを示している。すなわち、冷却媒体ライン81により、冷却水のような冷却媒体を冷却器50に導入している。そして、冷却ライン92における冷却器50の出口温度を検出し、得られる電気信号又は空気信号を用いて冷却媒体ライン81の制御弁82を操作し、冷却媒体の流量を調節することによって、処理物スラリーの温度調節を行うことができる。

0040

以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述したが、具体的な構成は、この実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
例えば、複数のメディア撹拌型湿式粉砕機20を使用する粉砕処理システムであってもよいし、メディア撹拌型湿式粉砕機20a、20bとは異なるメディア撹拌型湿式粉砕機20を使用することもできる。

0041

10……粉砕処理システム
20……メディア撹拌型湿式粉砕機
30……処理物タンク
41……循環ポンプ
42……冷却ポンプ
50……冷却器
91……循環ライン
92……冷却ライン

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ