粉砕機
【課題】
回転軸を縦方向にしても滞留を防止することができ、メンテナンス作業が容易で分級性能に優れた粉砕機を提供する。
【解決手段】
軸受１１ａ，１１ｂにより縦方向に支持された回転軸６と、軸受よりも上方に突出した回転軸に取り付けられた回転翼１２ａ，１２ｂと、回転翼を囲繞するケーシング１３と、を備え、回転翼の翼の先端とケーシングの内面との間の空間に分級ゾーン４３が形成された粉砕機１であって、上記分級ゾーンは、翼先端とケーシング内面とを、回転軸の軸方向に対して傾斜させて形成され、上記分級ゾーンと排出口との間に整流部材２０を設け、該整流部材は、分級ゾーンに向けて通過口５０を形成し、該通過口から回転軸側に遮蔽部５１を備え、この遮蔽部により、ケーシングの中心部分の気流が排出口に向けて流れることを防止するようにした。
回転軸を縦方向にしても滞留を防止することができ、メンテナンス作業が容易で分級性能に優れた粉砕機を提供する。
【解決手段】
軸受１１ａ，１１ｂにより縦方向に支持された回転軸６と、軸受よりも上方に突出した回転軸に取り付けられた回転翼１２ａ，１２ｂと、回転翼を囲繞するケーシング１３と、を備え、回転翼の翼の先端とケーシングの内面との間の空間に分級ゾーン４３が形成された粉砕機１であって、上記分級ゾーンは、翼先端とケーシング内面とを、回転軸の軸方向に対して傾斜させて形成され、上記分級ゾーンと排出口との間に整流部材２０を設け、該整流部材は、分級ゾーンに向けて通過口５０を形成し、該通過口から回転軸側に遮蔽部５１を備え、この遮蔽部により、ケーシングの中心部分の気流が排出口に向けて流れることを防止するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、農産物や鉱物等の粉末状あるいは粒状の原料をより細かく粉砕して所望の粒径に加工する粉砕機に関する。
【背景技術】
【０００２】
粉末状あるいは粒状原料を気流で運び、回転翼で旋回運動させて原料粒子同士、原料粒子と翼やケーシングの内壁との衝撃により粉砕する粉砕機としては、上下に設けた軸受により回転軸を縦方向に設け、両軸受の間の回転軸に円板を複数（多段）固定し、各円板の外周に翼を取り付けて回転体を構成し、この回転体をケーシング内に設けたものが、例えば特公昭３５−５９４０号公報により提案されている。この粉砕機は、ドラム式粉砕機とも呼ばれ、ケーシングの内部下方に供給した原料がケーシングと翼の間隙を通過するときにケーシング内面と摩擦したり、衝撃を受けることにより、また、原料同士の衝突、摩擦により粉砕し、粉砕した微粉物はケーシングの上端に開設した排出口から排出するものである。しかし、このドラム式粉砕機では、上下の軸受から回転軸を外さないと清掃などの作業を行うことができないのでメンテナンス作業が面倒である。このため、穀物などの食料品の場合には実用に供し得なかった。
【０００３】
このため、前記したドラム式に代えて回転体を水平方向にした粉砕機が、例えば、特開平１１−３００２２４号公報により提案されている。この粉砕機は、ケーシング内に水平方向に設けた回動軸に第１、第２回転翼を同軸上に間隔を配して固定し、ケーシングの構成壁と両回転翼とで粉砕室を構成し、第１回転翼側のケーシングに原料投入口を連通し、第２回転翼側のケーシングの中心部分に排出口を開設し、この排出口に吸引装置を連通した構成であり、回転翼の取り外しをドラム式に比較して容易にしてある。この粉砕機では、原料投入口から粉砕室に運び込まれた原料粒子同士、原料粒子とケーシング、翼との摩擦、衝撃により粉砕され、吸引機による吸気により粒子が粉砕室内で循環する。そして、排出口側の第２回転翼の先端とケーシング内面との間に約４５度の傾斜を持たせた分級ゾーンを形成し、この分級ゾーンにおいて原料粒子を分級する。即ち、粒子の遠心力と吸引装置による吸引力により分級し、細かく粉砕された粒子は軽くて遠心力が弱いので吸気に乗って排出され、粉砕が不十分な原料粒子は重くて遠心力が強いので吸気に乗り難く、したがってケーシング内面側に移動してから再度循環することになって更に粉砕される構成である。このため、この様な原料の循環により粉砕を行う粉砕機は、内部循環式とも呼ばれている。
この内部循環式粉砕機は、清掃作業が容易であるという特性からして、従来は、ドラム式粉砕機よりも実用に適しているとされていた。
【特許文献１】特公昭３５−５９４０号公報
【特許文献２】特開平１１−３００２２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、内部循環式粉砕機は、回転軸が水平方向に設けられているので、回転翼を取り外す際に回転軸を軸受から外す必要がない点においてはドラム式に比較して容易ではあるが、回転翼を取り外したり、取り付ける際には重い回転軸を横方向に移動することとなり、回転軸と回転翼との位置合わせが容易ではない。また、分級ゾーンにおける粒子への重力の方向が遠心力と相違するため分級性能が不充分であった。このため、この内部循環式粉砕機を竪型にすることも考えられるが、単に竪型としたのでは分級ゾーンにおける滞留が問題となる。
即ち、従来の内部循環式粉砕機の回転軸を垂直方向にした場合、分級ゾーンにおいて、重力が原料粉砕物に均等な方向に加わるので分級点が微粉方向に変化し、粉砕物が粉砕機内に滞留する現象が発生する。この現象が発生すると、吸引機の吸引力を高めたとしても、吸引による気流が回転軸の中心部分を通過することになるので有効な解決策にならない。このため、従来の内部循環式粉砕機を単に竪型にしただけでは実用に供し得ない。
【０００５】
本発明は前記した事情に鑑み提案されたものであり、その目的は、内部循環式を竪型にしても滞留を防止することができ、メンテナンス作業が容易で分級性能に優れた粉砕機を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載のものは、軸受により縦方向に支持され、駆動源の回転駆動により回転する回転軸と、
上記軸受よりも上方に突出した回転軸に取り付けられた回転翼と、
下部に原料供給口を、上端に、吸気系を接続する排出口を有し、回転翼を囲繞するケーシングと、
を備え、回転翼の翼の先端とケーシングの内面との間の空間に分級ゾーンが形成された粉砕機であって、
上記分級ゾーンは、翼先端とケーシング内面とを、回転軸の軸方向に対して傾斜させて形成され、
上記分級ゾーンと排出口との間に整流部材を設け、
該整流部材は、分級ゾーンに向けて通過口を形成し、該通過口から回転軸側に遮蔽部を備え、
該遮蔽部により、ケーシングの中心部分の気流が排出口に向けて流れることを防止するようにしたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載のものは、前記回転翼が、回転軸の途中に取り付けられる第１回転翼と、該第１回転翼よりも上方の回転軸に取り付けられる第２回転翼とから構成され、
上記第１回転翼の翼の先端には、上になるほど回転軸からの距離が大きくなる方向に傾斜した第１翼傾斜部を形成し、
第２回転翼の翼の先端には、上になるほど回転軸からの距離が小さくなる方向に傾斜した第２翼傾斜部を形成し、
第１翼傾斜部に対向するケーシングの内面には、上になるほど拡径した第１傾斜面を形成し、
第２翼傾斜部に対向するケーシングの内面には、上になるほど縮径した第２傾斜面をそれぞれ形成し、
第２傾斜面と第２翼傾斜部との間を分級ゾーンとしたことを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載のものは、前記整流部材が、外周部分に、分級ゾーンに臨む通過口を開設し、該通過口よりも内側を遮蔽部として閉塞した板材から構成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載のものは、前記整流部材が、上部から下部に向けて直径が次第に拡大する略円錐形に成形された金属板製であって、下端縁とケーシングの内面との間隙を通過口とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、回転軸が軸受により縦方向に支持され、軸受よりも上方に突出した回転軸に回転翼を取り付けたので、回転翼を取り外したり取り付けたりする作業、特に回転軸と回転翼との位置合わせ作業を容易に行うことができる。そして、分級ゾーンと排出口との間に整流部材を設け、該整流部材は、分級ゾーンに向けて通過口を形成し、該通過口から回転軸側に設けた遮蔽部により、ケーシングの中心部分の気流が排出口に向けて流れることを防止するので、原料がケーシング内で循環する現象を防止でき、排出口側からの吸気力を高めた場合に、この吸気力を分級ゾーンに確実に作用させることができ、分級の精度と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】
【００１１】
以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は粉砕機の一部を欠截した正面図、図２はケーシングと回転翼の周辺を示す断面図である。
粉砕機１は、フレーム２の上に、駆動源としてのモータ３を、出力軸４を下向きにした状態で取り付けると共に、粉砕機本体５を、回転軸６を縦方向にした状態で取り付け、出力軸４と回転軸６の下端にそれぞれ取り付けたプーリー７，８の間にＶベルト９を張設し、モータ３の駆動により回転軸６を回転するように構成されている。
【００１２】
粉砕機本体５は、縦方向の中空部を有する軸ハウジング１０をフレーム２上に固定し、この軸ハウジング１０の上部と下部に設けた軸受１１ａ，１１ｂにより回転軸６の下半部分を支持し、上側の軸受１１ｂよりも上方に突出した回転軸６の上半部分に第１回転翼１２ａを、その上に第２回転翼１２ｂを着脱可能な状態で取り付け、これら第１，第２回転翼１２ａ，１２ｂを囲繞するケーシング１３を上記軸ハウジング１０上に設け、該ケーシング１３の上端に開口した排出口１４に吸引装置（図示せず）の吸気管１５を接続し、上記回転翼１２の翼の先端とケーシング１３の内面との間に分級ゾーンを形成し、この分級ゾーンとケーシング１３の排出口１４との間に整流部材２０を設け、ケーシング１３の下部に設けたホッパー状の原料供給口２１から投入した原料を粉砕して排出口１４から排出できるように構成されている。
【００１３】
軸ハウジング１０は、取付ベース２２上に二重の円筒体２３を立設するとともに、円筒体２３の周囲にリブ状の補強板２４ａを固定したものであり、円筒体２３の下部に下側軸受１１ａを、上部に上側軸受１１ｂをそれぞれ設け、また、上側軸受１１ｂの近傍にフランジ部２４ｂを有し、このフランジ部２４ｂの上面にケーシング１３をボルトで接続することができる。なお、上側軸受１１ｂの周囲には、略円錐台形の軸受カバー２５を設け、原料粉体などが軸受１１ｂに付着することを防止している。
【００１４】
この軸ハウジング１０上に設けるケーシング１３は、内面にライナー２６を添設して全体が略円筒体の部材であり、側部に原料供給口２１からの通路２７を備えた下部ケーシング１３ａと、この下部ケーシング１３ａ上に取り付けられ第１，第２回転翼１２ａ，１２ｂを収納する中間ケーシング１３ｂと、中間ケーシング１３ｂ上に取り付けられて頂部に排出口１４を有する上部ケーシング１３ｃとから概略構成されており、中間ケーシング１３ｂと上部ケーシング１３ｃとの間に整流部材２０を介在させてある。
【００１５】
下部ケーシング１３ａは、下端を軸ハウジング１０の上面にボルト止めされており、この下端から側壁を略円筒形状に立設し、側壁の一部に原料供給口２１からの通路２７を横向きに一体成形し、側壁の上端には、中心に開口部を開設した上面部２８を一体成形し、開口部内に軸受カバー２５を貫通させ、軸受カバー２５と開口部の内縁との間に原料が過不足なく通過し得る所定空間が形成されるようにしてある。
【００１６】
中間ケーシング１３ｂは、下部ケーシング１３ａの上面部２８にボルト止めされ、内面には、下方から上方に次第に拡径する方向に約４５度の傾斜でテーパー面（第１傾斜面に相当）を形成した第１中間ケーシング１３ｂ´と、該第１中間ケーシング１３ｂ´上に重ねられて第１中間ケーシング１３ｂ´の上端開口部と同じ内径の短円筒形の第２中間ケーシング１３ｂ”と、該第２中間ケーシング１３ｂ”上に重ねられて下端開口の内面が第２中間ケーシング１３ｂ”の内径と同じ内径であって、この内径が下方から上方に次第に縮径する方向に約４５度の傾斜でテーパー面（第２傾斜面に相当）を形成した第３中間ケーシング１３ｂ°とから構成されている。そして、第１中間ケーシング１３ｂ´の上端に外側に突設した第１組付片３０と、第２中間ケーシング１３ｂ”の上端及び下端に外側に突設した第２組付片３１と、第３中間ケーシング１３ｂ°の下端に外側に突設した第３組付片３２の各組付片に開口した孔内にボルト３３を下方から挿通して該ボルト３３の上端雄ネジ部に蝶ナット３４を螺合して締め付けることにより分解可能な状態で組み付けられている。したがって、蝶ナット３４を緩めると、第１、第２，第３中間ケーシング１３ｂ´，１３ｂ”，１３ｂ°を簡単に分解することができ、また、逆の操作で組み付け作業も簡単にできる。
【００１７】
上部ケーシング１３ｃは、上下面が開口した略円錐台形を呈しており、下端部には、整流部材２０を挟持する凹部を有すると共に中間ケーシング１３ｂ上に固定するフランジ部３５を有し、上端部には、吸気管１５を排出口１４に連通した状態で止めるフランジ部３６を形成してある。なお、吸気管１５は、吸気系の一部を構成する管であり、ダクト等の管を介して吸気装置（図示せず）の吸気口に連通している。
【００１８】
次に、この様なケーシング１３の内部に収納される回転翼１２について説明する。
まず、第１中間ケーシング１３ｂ´と同じ高さで回転軸６に取り付けられる第１回転翼１２ａは、ボスの周囲に板状の翼４０を複数放射状に設けたものであり、各翼４０の先端には、上になるほど回転軸６からの距離が大きくなる方向に傾斜した第１翼傾斜部４１を形成してある。本実施形態では、傾斜角度を垂直方向に対して４５度に設定してある。そして、この第１翼傾斜部４１に対向する第１中間ケーシング１３ｂ´の内面には、上になるほど拡径した第１傾斜面４２を４５度の傾斜で形成し、この第１翼傾斜部４１と第１中間ケーシング１３ｂ´の第１傾斜面４２との間に空間を形成してある。
【００１９】
また、第３中間ケーシング１３ｂ°と同じ高さで回転軸６に取り付けられる第２回転翼１２ｂは、ボスの周囲に板状の翼４０を複数放射状に設けたものであり、各翼４０の先端には、上になるほど回転軸６からの距離が小さくなる方向に傾斜した第２翼傾斜部４５を形成してある。本実施形態では、この第２翼傾斜部４５の傾斜角度を垂直方向に対して４５度に設定してある。そして、この第２翼傾斜部４５に対向する第３中間ケーシング１３ｂ°の内面には、上になるほど縮径した第２傾斜面４６を４５度の傾斜で形成し、この第２翼傾斜部４５と第３中間ケーシング１３ｂ°の第２傾斜面４６との間の空間を分級ゾーン４３としてある。
【００２０】
次に、整流部材２０について説明する。
整流部材２０は、図３に示すような円板状であり、外周近傍であって前記分級ゾーン４３に近い部分に複数の通過口５０を外周縁に沿って開設し、これら通過口５０が形成する環状通過口列の内側を閉塞して遮蔽部５１としてあり、遮蔽部５１の中心部分には回転軸６の上端との干渉を防止するために上方に向けて膨出した膨出部５２を形成してある。なお、遮蔽部５１は、ケーシング１３の中心部分の気流が排出口１４に流れることを防止すると共に、粉砕原料がケーシング１３内に滞留する現象を防止する部分である。また、本実施形態における通過口５０は、円形であるが、これに限らず適宜な形状に開設することができる。例えば、要を中心に向けた扇形や三角形に開設して、流路抵抗の低減を図っても良い。
【００２１】
次に、上記した構成からなる粉砕機１の作用について説明する。
モータ３の駆動により回転翼１２ａ，１２ｂを回転すると共に、吸気装置を作動して排出口１４から吸気した状態で、原料供給口２１に原料粉体を投入すると、この原料粉体は気流に乗って通路２７から軸受カバー２５の周りの空間を上昇して中間ケーシング１３ｂ内に流入する。この中間ケーシング１３ｂ内では第１，第２回転翼１２ａ，１２ｂが高速回転しているので、原料粉体は、第１回転翼１２ａの翼４０により、中間ケーシング１３ｂと翼４０との間を回転（周回）すると共に翼４０の間隙内を通過し、その一部の原料粉体は翼４０の回転により生成される気流に乗って第１回転翼１２ａの周りを循環し、また、一部の原料粉体は第２回転翼１２ｂの周りを循環する。この様にして回転翼１２の周りを原料粉体が回転しながら循環すると、その途中で翼４０やケーシング１３の内面に衝突したり、或いは粉体同士が衝突するなどして次第に細かく粉砕され（気流粉砕）、この粉砕が繰り返されて更に微細な粒子になる。
【００２２】
具体的に説明すると、原料粉体（粒子）は、回転翼１２の翼４０に衝突して粉砕されると共に、回転翼１２と同じ方向に回転運動するので遠心力を受け、ケーシング１３の内面に衝突して再度粉砕され、さらに撥ね返って翼４０に再衝突する。これら衝突による粉砕と粒子間の速度差による粒子同士の衝突により微細化される。そして、分級ゾーン４３において、微細な粒子にまで粉砕されたものは質量が小さいので遠心力も小さく、このために上方に開口している整流部材２０の通過口５０からの吸気に乗って上昇し、排出口１４から排出されて粉砕加工物として回収される。一方、粉砕が不十分な粉体は質量が大きいので遠心力も大きく、このため吸気に乗れずに回転翼側に戻される。したがって、排出口１４からは十分に粉砕された微細な粒子だけが排出されることになる。
【００２３】
そして、本実施形態によれば、吸気装置の吸気力を増すと、整流部材２０の通過口５０を通る気流が強くなり、この強い気流が分級ゾーン４３にそのまま作用することとなる。したがって、吸気力を高めた場合に、その吸気力の殆どが排出口１４の中心部分に作用する従来の粉砕機に比較して、分級効率を向上させることができる。なお、回転翼１２の中心部分には整流部材２０の遮蔽部５１が存在し、吸気力は、回転翼１２の中心部分に循環流に乗って集まる粉砕物に作用するので、粉砕物がケーシング１３内で滞留してしまう現象の発生を防止することができる。
【００２４】
さらには、回転軸６を垂直方向にすると、粉砕した粉体に作用する重力の影響を吸気により均一に打ち消すことができるので、分級ゾーン４３における分級の精度を高めることができ、不十分な粉砕の粉体が混入することを抑制して安定した微細粉砕製品を提供できる。具体的には、乾燥おからの粉砕例（図４（ａ））に示すように、回転軸を水平方向に設けた従来の粉砕機では粒径が１００〜２００μｍのものが多く混入して２つ目のピークが存在するが、回転軸を縦方向に設けた本発明に係る粉砕機１では、図４（ｂ）に示すように、１００〜２００μｍのものが減少して粒径２６．８のピークが１つとなり、不十分な粉砕のものの頻度が低下する。
【００２５】
また、前記した粉砕機１の内部を清掃したり、リング状のスペーサー５５を交換することにより第１回転翼１２ａと第２回転翼１２ｂの間隔を調整したり、或いはケーシング１３の内面のライナー２６を交換するなどの作業を行う場合には、蝶ナット３４を外すことによりケーシング１３を上方に簡単に取り外すことができる。さらに、回転翼１２を取り外す場合にも、回転軸６に取り付けられている回転翼１２をクレーンで吊り上げて外すことができるので、回転軸６が水平方向に設けられた従来の循環式粉砕機１に比較して、一連の作業を容易に行うことができる。そして、回転軸６に回転翼１２を取り付ける場合にも、回転翼１２をクレーンで吊った状態で位置合わせができるので、作業性に優れるばかりでなく、安全性の向上も期待できる。
【００２６】
前記した粉砕機１における整流部材２０は、外周縁近傍に円形の通過口５０を複数開設した円板状であるが、本発明における整流部材２０はこれに限定されるものではなく、分級ゾーン４３に向けて通過口５０を形成し、該通過口５０から回転軸６側に、即ち、通過口５０が開口している部分からその内側の部分に、ケーシング１３の中心部分の気流が排出口１４に流れることを防止する遮蔽部５１を備えたものであればどのような構成でもよい。
例えば、図５に示す整流部材２０´の第２の実施形態は、上部ケーシング１３ｃの内側に、上面が閉塞した金属板製円錐台形の成形板を吊り下げた状態で設けたものであり、上部から下部に向けて直径が次第に拡大する略円錐形に成形され、下端縁とケーシング１３の内面との間隙が通過口５０として分級ゾーン４３に向かって開口し、円錐台形の斜面と上面が閉塞して遮蔽部５１´として機能するものである。この整流部材２０´においても、吸気装置の吸気による気流が分級ゾーン４３に作用して、回転翼１２の中心部分に作用しないので、前記した円板状整流部材２０と同様の効果を奏することができ、また、上部ケーシング１３ｃの内面と整流部材２０の外面との間の傘形の空間を吸気流が流れるので整流効果が高い。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】粉砕装置の一部を欠截した正面図である。
【図２】回転翼とケーシングの部分の拡大断面図である。
【図３】整流部材の平面図である。
【図４】（ａ）は回転軸を水平方向に設けた従来の粉砕機による粉砕物の粒径分布を示す説明図、（ｂ）は回転軸を垂直方向に設けた本発明に係る粉砕機による粉砕物の粒径分布を示す説明図である。
【図５】整流部材の第２の実施形態を説明する回転翼とケーシングの部分の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１ 粉砕機
２ フレーム
３ モータ
４ 出力軸
５ 粉砕機本体
１０ 軸ハウジング
１１ 軸受
１２ 回転翼
１３ ケーシング
１４ 排出口
１５ 吸気管
２０ 整流部材
２１ 原料供給口
２５ 軸受カバー
２７ 原料粉体の通路
４１ 第１翼傾斜部
４２ 第１傾斜面
４３ 分級ゾーン
４５ 第２翼傾斜部
４６ 第２傾斜面
５０ 通過口
５１ 遮蔽部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、農産物や鉱物等の粉末状あるいは粒状の原料をより細かく粉砕して所望の粒径に加工する粉砕機に関する。
【背景技術】
【０００２】
粉末状あるいは粒状原料を気流で運び、回転翼で旋回運動させて原料粒子同士、原料粒子と翼やケーシングの内壁との衝撃により粉砕する粉砕機としては、上下に設けた軸受により回転軸を縦方向に設け、両軸受の間の回転軸に円板を複数（多段）固定し、各円板の外周に翼を取り付けて回転体を構成し、この回転体をケーシング内に設けたものが、例えば特公昭３５−５９４０号公報により提案されている。この粉砕機は、ドラム式粉砕機とも呼ばれ、ケーシングの内部下方に供給した原料がケーシングと翼の間隙を通過するときにケーシング内面と摩擦したり、衝撃を受けることにより、また、原料同士の衝突、摩擦により粉砕し、粉砕した微粉物はケーシングの上端に開設した排出口から排出するものである。しかし、このドラム式粉砕機では、上下の軸受から回転軸を外さないと清掃などの作業を行うことができないのでメンテナンス作業が面倒である。このため、穀物などの食料品の場合には実用に供し得なかった。
【０００３】
このため、前記したドラム式に代えて回転体を水平方向にした粉砕機が、例えば、特開平１１−３００２２４号公報により提案されている。この粉砕機は、ケーシング内に水平方向に設けた回動軸に第１、第２回転翼を同軸上に間隔を配して固定し、ケーシングの構成壁と両回転翼とで粉砕室を構成し、第１回転翼側のケーシングに原料投入口を連通し、第２回転翼側のケーシングの中心部分に排出口を開設し、この排出口に吸引装置を連通した構成であり、回転翼の取り外しをドラム式に比較して容易にしてある。この粉砕機では、原料投入口から粉砕室に運び込まれた原料粒子同士、原料粒子とケーシング、翼との摩擦、衝撃により粉砕され、吸引機による吸気により粒子が粉砕室内で循環する。そして、排出口側の第２回転翼の先端とケーシング内面との間に約４５度の傾斜を持たせた分級ゾーンを形成し、この分級ゾーンにおいて原料粒子を分級する。即ち、粒子の遠心力と吸引装置による吸引力により分級し、細かく粉砕された粒子は軽くて遠心力が弱いので吸気に乗って排出され、粉砕が不十分な原料粒子は重くて遠心力が強いので吸気に乗り難く、したがってケーシング内面側に移動してから再度循環することになって更に粉砕される構成である。このため、この様な原料の循環により粉砕を行う粉砕機は、内部循環式とも呼ばれている。
この内部循環式粉砕機は、清掃作業が容易であるという特性からして、従来は、ドラム式粉砕機よりも実用に適しているとされていた。
【特許文献１】特公昭３５−５９４０号公報
【特許文献２】特開平１１−３００２２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、内部循環式粉砕機は、回転軸が水平方向に設けられているので、回転翼を取り外す際に回転軸を軸受から外す必要がない点においてはドラム式に比較して容易ではあるが、回転翼を取り外したり、取り付ける際には重い回転軸を横方向に移動することとなり、回転軸と回転翼との位置合わせが容易ではない。また、分級ゾーンにおける粒子への重力の方向が遠心力と相違するため分級性能が不充分であった。このため、この内部循環式粉砕機を竪型にすることも考えられるが、単に竪型としたのでは分級ゾーンにおける滞留が問題となる。
即ち、従来の内部循環式粉砕機の回転軸を垂直方向にした場合、分級ゾーンにおいて、重力が原料粉砕物に均等な方向に加わるので分級点が微粉方向に変化し、粉砕物が粉砕機内に滞留する現象が発生する。この現象が発生すると、吸引機の吸引力を高めたとしても、吸引による気流が回転軸の中心部分を通過することになるので有効な解決策にならない。このため、従来の内部循環式粉砕機を単に竪型にしただけでは実用に供し得ない。
【０００５】
本発明は前記した事情に鑑み提案されたものであり、その目的は、内部循環式を竪型にしても滞留を防止することができ、メンテナンス作業が容易で分級性能に優れた粉砕機を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載のものは、軸受により縦方向に支持され、駆動源の回転駆動により回転する回転軸と、
上記軸受よりも上方に突出した回転軸に取り付けられた回転翼と、
下部に原料供給口を、上端に、吸気系を接続する排出口を有し、回転翼を囲繞するケーシングと、
を備え、回転翼の翼の先端とケーシングの内面との間の空間に分級ゾーンが形成された粉砕機であって、
上記分級ゾーンは、翼先端とケーシング内面とを、回転軸の軸方向に対して傾斜させて形成され、
上記分級ゾーンと排出口との間に整流部材を設け、
該整流部材は、分級ゾーンに向けて通過口を形成し、該通過口から回転軸側に遮蔽部を備え、
該遮蔽部により、ケーシングの中心部分の気流が排出口に向けて流れることを防止するようにしたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載のものは、前記回転翼が、回転軸の途中に取り付けられる第１回転翼と、該第１回転翼よりも上方の回転軸に取り付けられる第２回転翼とから構成され、
上記第１回転翼の翼の先端には、上になるほど回転軸からの距離が大きくなる方向に傾斜した第１翼傾斜部を形成し、
第２回転翼の翼の先端には、上になるほど回転軸からの距離が小さくなる方向に傾斜した第２翼傾斜部を形成し、
第１翼傾斜部に対向するケーシングの内面には、上になるほど拡径した第１傾斜面を形成し、
第２翼傾斜部に対向するケーシングの内面には、上になるほど縮径した第２傾斜面をそれぞれ形成し、
第２傾斜面と第２翼傾斜部との間を分級ゾーンとしたことを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載のものは、前記整流部材が、外周部分に、分級ゾーンに臨む通過口を開設し、該通過口よりも内側を遮蔽部として閉塞した板材から構成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載のものは、前記整流部材が、上部から下部に向けて直径が次第に拡大する略円錐形に成形された金属板製であって、下端縁とケーシングの内面との間隙を通過口とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、回転軸が軸受により縦方向に支持され、軸受よりも上方に突出した回転軸に回転翼を取り付けたので、回転翼を取り外したり取り付けたりする作業、特に回転軸と回転翼との位置合わせ作業を容易に行うことができる。そして、分級ゾーンと排出口との間に整流部材を設け、該整流部材は、分級ゾーンに向けて通過口を形成し、該通過口から回転軸側に設けた遮蔽部により、ケーシングの中心部分の気流が排出口に向けて流れることを防止するので、原料がケーシング内で循環する現象を防止でき、排出口側からの吸気力を高めた場合に、この吸気力を分級ゾーンに確実に作用させることができ、分級の精度と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】
【００１１】
以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は粉砕機の一部を欠截した正面図、図２はケーシングと回転翼の周辺を示す断面図である。
粉砕機１は、フレーム２の上に、駆動源としてのモータ３を、出力軸４を下向きにした状態で取り付けると共に、粉砕機本体５を、回転軸６を縦方向にした状態で取り付け、出力軸４と回転軸６の下端にそれぞれ取り付けたプーリー７，８の間にＶベルト９を張設し、モータ３の駆動により回転軸６を回転するように構成されている。
【００１２】
粉砕機本体５は、縦方向の中空部を有する軸ハウジング１０をフレーム２上に固定し、この軸ハウジング１０の上部と下部に設けた軸受１１ａ，１１ｂにより回転軸６の下半部分を支持し、上側の軸受１１ｂよりも上方に突出した回転軸６の上半部分に第１回転翼１２ａを、その上に第２回転翼１２ｂを着脱可能な状態で取り付け、これら第１，第２回転翼１２ａ，１２ｂを囲繞するケーシング１３を上記軸ハウジング１０上に設け、該ケーシング１３の上端に開口した排出口１４に吸引装置（図示せず）の吸気管１５を接続し、上記回転翼１２の翼の先端とケーシング１３の内面との間に分級ゾーンを形成し、この分級ゾーンとケーシング１３の排出口１４との間に整流部材２０を設け、ケーシング１３の下部に設けたホッパー状の原料供給口２１から投入した原料を粉砕して排出口１４から排出できるように構成されている。
【００１３】
軸ハウジング１０は、取付ベース２２上に二重の円筒体２３を立設するとともに、円筒体２３の周囲にリブ状の補強板２４ａを固定したものであり、円筒体２３の下部に下側軸受１１ａを、上部に上側軸受１１ｂをそれぞれ設け、また、上側軸受１１ｂの近傍にフランジ部２４ｂを有し、このフランジ部２４ｂの上面にケーシング１３をボルトで接続することができる。なお、上側軸受１１ｂの周囲には、略円錐台形の軸受カバー２５を設け、原料粉体などが軸受１１ｂに付着することを防止している。
【００１４】
この軸ハウジング１０上に設けるケーシング１３は、内面にライナー２６を添設して全体が略円筒体の部材であり、側部に原料供給口２１からの通路２７を備えた下部ケーシング１３ａと、この下部ケーシング１３ａ上に取り付けられ第１，第２回転翼１２ａ，１２ｂを収納する中間ケーシング１３ｂと、中間ケーシング１３ｂ上に取り付けられて頂部に排出口１４を有する上部ケーシング１３ｃとから概略構成されており、中間ケーシング１３ｂと上部ケーシング１３ｃとの間に整流部材２０を介在させてある。
【００１５】
下部ケーシング１３ａは、下端を軸ハウジング１０の上面にボルト止めされており、この下端から側壁を略円筒形状に立設し、側壁の一部に原料供給口２１からの通路２７を横向きに一体成形し、側壁の上端には、中心に開口部を開設した上面部２８を一体成形し、開口部内に軸受カバー２５を貫通させ、軸受カバー２５と開口部の内縁との間に原料が過不足なく通過し得る所定空間が形成されるようにしてある。
【００１６】
中間ケーシング１３ｂは、下部ケーシング１３ａの上面部２８にボルト止めされ、内面には、下方から上方に次第に拡径する方向に約４５度の傾斜でテーパー面（第１傾斜面に相当）を形成した第１中間ケーシング１３ｂ´と、該第１中間ケーシング１３ｂ´上に重ねられて第１中間ケーシング１３ｂ´の上端開口部と同じ内径の短円筒形の第２中間ケーシング１３ｂ”と、該第２中間ケーシング１３ｂ”上に重ねられて下端開口の内面が第２中間ケーシング１３ｂ”の内径と同じ内径であって、この内径が下方から上方に次第に縮径する方向に約４５度の傾斜でテーパー面（第２傾斜面に相当）を形成した第３中間ケーシング１３ｂ°とから構成されている。そして、第１中間ケーシング１３ｂ´の上端に外側に突設した第１組付片３０と、第２中間ケーシング１３ｂ”の上端及び下端に外側に突設した第２組付片３１と、第３中間ケーシング１３ｂ°の下端に外側に突設した第３組付片３２の各組付片に開口した孔内にボルト３３を下方から挿通して該ボルト３３の上端雄ネジ部に蝶ナット３４を螺合して締め付けることにより分解可能な状態で組み付けられている。したがって、蝶ナット３４を緩めると、第１、第２，第３中間ケーシング１３ｂ´，１３ｂ”，１３ｂ°を簡単に分解することができ、また、逆の操作で組み付け作業も簡単にできる。
【００１７】
上部ケーシング１３ｃは、上下面が開口した略円錐台形を呈しており、下端部には、整流部材２０を挟持する凹部を有すると共に中間ケーシング１３ｂ上に固定するフランジ部３５を有し、上端部には、吸気管１５を排出口１４に連通した状態で止めるフランジ部３６を形成してある。なお、吸気管１５は、吸気系の一部を構成する管であり、ダクト等の管を介して吸気装置（図示せず）の吸気口に連通している。
【００１８】
次に、この様なケーシング１３の内部に収納される回転翼１２について説明する。
まず、第１中間ケーシング１３ｂ´と同じ高さで回転軸６に取り付けられる第１回転翼１２ａは、ボスの周囲に板状の翼４０を複数放射状に設けたものであり、各翼４０の先端には、上になるほど回転軸６からの距離が大きくなる方向に傾斜した第１翼傾斜部４１を形成してある。本実施形態では、傾斜角度を垂直方向に対して４５度に設定してある。そして、この第１翼傾斜部４１に対向する第１中間ケーシング１３ｂ´の内面には、上になるほど拡径した第１傾斜面４２を４５度の傾斜で形成し、この第１翼傾斜部４１と第１中間ケーシング１３ｂ´の第１傾斜面４２との間に空間を形成してある。
【００１９】
また、第３中間ケーシング１３ｂ°と同じ高さで回転軸６に取り付けられる第２回転翼１２ｂは、ボスの周囲に板状の翼４０を複数放射状に設けたものであり、各翼４０の先端には、上になるほど回転軸６からの距離が小さくなる方向に傾斜した第２翼傾斜部４５を形成してある。本実施形態では、この第２翼傾斜部４５の傾斜角度を垂直方向に対して４５度に設定してある。そして、この第２翼傾斜部４５に対向する第３中間ケーシング１３ｂ°の内面には、上になるほど縮径した第２傾斜面４６を４５度の傾斜で形成し、この第２翼傾斜部４５と第３中間ケーシング１３ｂ°の第２傾斜面４６との間の空間を分級ゾーン４３としてある。
【００２０】
次に、整流部材２０について説明する。
整流部材２０は、図３に示すような円板状であり、外周近傍であって前記分級ゾーン４３に近い部分に複数の通過口５０を外周縁に沿って開設し、これら通過口５０が形成する環状通過口列の内側を閉塞して遮蔽部５１としてあり、遮蔽部５１の中心部分には回転軸６の上端との干渉を防止するために上方に向けて膨出した膨出部５２を形成してある。なお、遮蔽部５１は、ケーシング１３の中心部分の気流が排出口１４に流れることを防止すると共に、粉砕原料がケーシング１３内に滞留する現象を防止する部分である。また、本実施形態における通過口５０は、円形であるが、これに限らず適宜な形状に開設することができる。例えば、要を中心に向けた扇形や三角形に開設して、流路抵抗の低減を図っても良い。
【００２１】
次に、上記した構成からなる粉砕機１の作用について説明する。
モータ３の駆動により回転翼１２ａ，１２ｂを回転すると共に、吸気装置を作動して排出口１４から吸気した状態で、原料供給口２１に原料粉体を投入すると、この原料粉体は気流に乗って通路２７から軸受カバー２５の周りの空間を上昇して中間ケーシング１３ｂ内に流入する。この中間ケーシング１３ｂ内では第１，第２回転翼１２ａ，１２ｂが高速回転しているので、原料粉体は、第１回転翼１２ａの翼４０により、中間ケーシング１３ｂと翼４０との間を回転（周回）すると共に翼４０の間隙内を通過し、その一部の原料粉体は翼４０の回転により生成される気流に乗って第１回転翼１２ａの周りを循環し、また、一部の原料粉体は第２回転翼１２ｂの周りを循環する。この様にして回転翼１２の周りを原料粉体が回転しながら循環すると、その途中で翼４０やケーシング１３の内面に衝突したり、或いは粉体同士が衝突するなどして次第に細かく粉砕され（気流粉砕）、この粉砕が繰り返されて更に微細な粒子になる。
【００２２】
具体的に説明すると、原料粉体（粒子）は、回転翼１２の翼４０に衝突して粉砕されると共に、回転翼１２と同じ方向に回転運動するので遠心力を受け、ケーシング１３の内面に衝突して再度粉砕され、さらに撥ね返って翼４０に再衝突する。これら衝突による粉砕と粒子間の速度差による粒子同士の衝突により微細化される。そして、分級ゾーン４３において、微細な粒子にまで粉砕されたものは質量が小さいので遠心力も小さく、このために上方に開口している整流部材２０の通過口５０からの吸気に乗って上昇し、排出口１４から排出されて粉砕加工物として回収される。一方、粉砕が不十分な粉体は質量が大きいので遠心力も大きく、このため吸気に乗れずに回転翼側に戻される。したがって、排出口１４からは十分に粉砕された微細な粒子だけが排出されることになる。
【００２３】
そして、本実施形態によれば、吸気装置の吸気力を増すと、整流部材２０の通過口５０を通る気流が強くなり、この強い気流が分級ゾーン４３にそのまま作用することとなる。したがって、吸気力を高めた場合に、その吸気力の殆どが排出口１４の中心部分に作用する従来の粉砕機に比較して、分級効率を向上させることができる。なお、回転翼１２の中心部分には整流部材２０の遮蔽部５１が存在し、吸気力は、回転翼１２の中心部分に循環流に乗って集まる粉砕物に作用するので、粉砕物がケーシング１３内で滞留してしまう現象の発生を防止することができる。
【００２４】
さらには、回転軸６を垂直方向にすると、粉砕した粉体に作用する重力の影響を吸気により均一に打ち消すことができるので、分級ゾーン４３における分級の精度を高めることができ、不十分な粉砕の粉体が混入することを抑制して安定した微細粉砕製品を提供できる。具体的には、乾燥おからの粉砕例（図４（ａ））に示すように、回転軸を水平方向に設けた従来の粉砕機では粒径が１００〜２００μｍのものが多く混入して２つ目のピークが存在するが、回転軸を縦方向に設けた本発明に係る粉砕機１では、図４（ｂ）に示すように、１００〜２００μｍのものが減少して粒径２６．８のピークが１つとなり、不十分な粉砕のものの頻度が低下する。
【００２５】
また、前記した粉砕機１の内部を清掃したり、リング状のスペーサー５５を交換することにより第１回転翼１２ａと第２回転翼１２ｂの間隔を調整したり、或いはケーシング１３の内面のライナー２６を交換するなどの作業を行う場合には、蝶ナット３４を外すことによりケーシング１３を上方に簡単に取り外すことができる。さらに、回転翼１２を取り外す場合にも、回転軸６に取り付けられている回転翼１２をクレーンで吊り上げて外すことができるので、回転軸６が水平方向に設けられた従来の循環式粉砕機１に比較して、一連の作業を容易に行うことができる。そして、回転軸６に回転翼１２を取り付ける場合にも、回転翼１２をクレーンで吊った状態で位置合わせができるので、作業性に優れるばかりでなく、安全性の向上も期待できる。
【００２６】
前記した粉砕機１における整流部材２０は、外周縁近傍に円形の通過口５０を複数開設した円板状であるが、本発明における整流部材２０はこれに限定されるものではなく、分級ゾーン４３に向けて通過口５０を形成し、該通過口５０から回転軸６側に、即ち、通過口５０が開口している部分からその内側の部分に、ケーシング１３の中心部分の気流が排出口１４に流れることを防止する遮蔽部５１を備えたものであればどのような構成でもよい。
例えば、図５に示す整流部材２０´の第２の実施形態は、上部ケーシング１３ｃの内側に、上面が閉塞した金属板製円錐台形の成形板を吊り下げた状態で設けたものであり、上部から下部に向けて直径が次第に拡大する略円錐形に成形され、下端縁とケーシング１３の内面との間隙が通過口５０として分級ゾーン４３に向かって開口し、円錐台形の斜面と上面が閉塞して遮蔽部５１´として機能するものである。この整流部材２０´においても、吸気装置の吸気による気流が分級ゾーン４３に作用して、回転翼１２の中心部分に作用しないので、前記した円板状整流部材２０と同様の効果を奏することができ、また、上部ケーシング１３ｃの内面と整流部材２０の外面との間の傘形の空間を吸気流が流れるので整流効果が高い。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】粉砕装置の一部を欠截した正面図である。
【図２】回転翼とケーシングの部分の拡大断面図である。
【図３】整流部材の平面図である。
【図４】（ａ）は回転軸を水平方向に設けた従来の粉砕機による粉砕物の粒径分布を示す説明図、（ｂ）は回転軸を垂直方向に設けた本発明に係る粉砕機による粉砕物の粒径分布を示す説明図である。
【図５】整流部材の第２の実施形態を説明する回転翼とケーシングの部分の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１ 粉砕機
２ フレーム
３ モータ
４ 出力軸
５ 粉砕機本体
１０ 軸ハウジング
１１ 軸受
１２ 回転翼
１３ ケーシング
１４ 排出口
１５ 吸気管
２０ 整流部材
２１ 原料供給口
２５ 軸受カバー
２７ 原料粉体の通路
４１ 第１翼傾斜部
４２ 第１傾斜面
４３ 分級ゾーン
４５ 第２翼傾斜部
４６ 第２傾斜面
５０ 通過口
５１ 遮蔽部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受により縦方向に支持され、駆動源の回転駆動により回転する回転軸と、
上記軸受よりも上方に突出した回転軸に取り付けられた回転翼と、
下部に原料供給口を、上端に、吸気系を接続する排出口を有し、回転翼を囲繞するケーシングと、
を備え、回転翼の翼の先端とケーシングの内面との間の空間に分級ゾーンが形成された粉砕機であって、
上記分級ゾーンは、翼先端とケーシング内面とを、回転軸の軸方向に対して傾斜させて形成され、
上記分級ゾーンと排出口との間に整流部材を設け、
該整流部材は、分級ゾーンに向けて通過口を形成し、該通過口から回転軸側に遮蔽部を備え、
該遮蔽部により、ケーシングの中心部分の気流が排出口に向けて流れることを防止するようにしたことを特徴とする粉砕機。
【請求項２】
前記回転翼は、回転軸の途中に取り付けられる第１回転翼と、該第１回転翼よりも上方の回転軸に取り付けられる第２回転翼とから構成され、
上記第１回転翼の翼の先端には、上になるほど回転軸からの距離が大きくなる方向に傾斜した第１翼傾斜部を形成し、
第２回転翼の翼の先端には、上になるほど回転軸からの距離が小さくなる方向に傾斜した第２翼傾斜部を形成し、
第１翼傾斜部に対向するケーシングの内面には、上になるほど拡径した第１傾斜面を形成し、
第２翼傾斜部に対向するケーシングの内面には、上になるほど縮径した第２傾斜面をそれぞれ形成し、
第２傾斜面と第２翼傾斜部との間を分級ゾーンとしたことを特徴とする請求項１に記載の粉砕機。
【請求項３】
前記整流部材は、外周部分に、分級ゾーンに臨む通過口を開設し、該通過口よりも内側を遮蔽部として閉塞した板材から構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の粉砕機。
【請求項４】
前記整流部材は、上部から下部に向けて直径が次第に拡大する略円錐形に成形された金属板製であって、下端縁とケーシングの内面との間隙を通過口とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の粉砕機。
【請求項１】
軸受により縦方向に支持され、駆動源の回転駆動により回転する回転軸と、
上記軸受よりも上方に突出した回転軸に取り付けられた回転翼と、
下部に原料供給口を、上端に、吸気系を接続する排出口を有し、回転翼を囲繞するケーシングと、
を備え、回転翼の翼の先端とケーシングの内面との間の空間に分級ゾーンが形成された粉砕機であって、
上記分級ゾーンは、翼先端とケーシング内面とを、回転軸の軸方向に対して傾斜させて形成され、
上記分級ゾーンと排出口との間に整流部材を設け、
該整流部材は、分級ゾーンに向けて通過口を形成し、該通過口から回転軸側に遮蔽部を備え、
該遮蔽部により、ケーシングの中心部分の気流が排出口に向けて流れることを防止するようにしたことを特徴とする粉砕機。
【請求項２】
前記回転翼は、回転軸の途中に取り付けられる第１回転翼と、該第１回転翼よりも上方の回転軸に取り付けられる第２回転翼とから構成され、
上記第１回転翼の翼の先端には、上になるほど回転軸からの距離が大きくなる方向に傾斜した第１翼傾斜部を形成し、
第２回転翼の翼の先端には、上になるほど回転軸からの距離が小さくなる方向に傾斜した第２翼傾斜部を形成し、
第１翼傾斜部に対向するケーシングの内面には、上になるほど拡径した第１傾斜面を形成し、
第２翼傾斜部に対向するケーシングの内面には、上になるほど縮径した第２傾斜面をそれぞれ形成し、
第２傾斜面と第２翼傾斜部との間を分級ゾーンとしたことを特徴とする請求項１に記載の粉砕機。
【請求項３】
前記整流部材は、外周部分に、分級ゾーンに臨む通過口を開設し、該通過口よりも内側を遮蔽部として閉塞した板材から構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の粉砕機。
【請求項４】
前記整流部材は、上部から下部に向けて直径が次第に拡大する略円錐形に成形された金属板製であって、下端縁とケーシングの内面との間隙を通過口とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の粉砕機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−２６５３０（Ｐ２００６−２６５３０Ａ）
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２０８８１２（Ｐ２００４−２０８８１２）
【出願日】平成１６年７月１５日（２００４．７．１５）
【出願人】（０００２２６２４２）日機装株式会社 (383)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月１５日（２００４．７．１５）
【出願人】（０００２２６２４２）日機装株式会社 (383)
【Ｆターム（参考）】
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