JP4372525B2 - 気流式微粉砕機の原料投入部 - Google Patents
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Description
本発明は、農産物や鉱物等の各種原料を粉砕するために用いられる気流式微粉砕機の原料投入部の形状に関するものである。
従来、農産物や鉱物等の各種原料を粉砕するために気流式微粉砕機が用いられている。この気流式微粉砕機は、図３に示すように、ケーシング１０が投入側ケーシング１３と、センターケーシング１４と排出側ケーシング１５とで構成されており、このケーシング１０の内部には、投入側ケーシング１３を貫通するシャフト１６の前端（図３上、左端）に、第一回転翼１１と第二回転翼１２とが所定距離互いに離隔した状態で取付けられている。シャフト１６はフレーム１７によりベアリング（図示略）を介して回転自在に支持されている。シャフト１６の後端にはモータ（図示略）が設けられ、シャフト１６に回転を与える。
センターケーシング１４は円筒形で、第一回転翼１１と第二回転翼１２の間に粉砕領域が形成されている。
投入側ケーシング１３には、シャフト１６に対して垂直な方向に原料を投入する原料投入部１８が設けられている。また、センターケーシング１４の後端部から後方に向けて径が漸減するテーパー壁１９、テーパー壁１９の後端にシャフト１６に対して垂直な垂壁２０が設けられておりセンターケーシング１４の第一回転翼１１から投入側ケーシング１３の垂壁２０までの間に亙って旋回領域が形成されている。テーパー壁１９には原料供給口２１が開口しており、旋回領域の後部のテーパー状の部分が、原料を原料供給口２１から第一回転翼１１側へ円滑に導入するための導入部となっている。
投入側ケーシング１３には、シャフト１６に対して垂直な方向に原料を投入する原料投入部１８が設けられている。また、センターケーシング１４の後端部から後方に向けて径が漸減するテーパー壁１９、テーパー壁１９の後端にシャフト１６に対して垂直な垂壁２０が設けられておりセンターケーシング１４の第一回転翼１１から投入側ケーシング１３の垂壁２０までの間に亙って旋回領域が形成されている。テーパー壁１９には原料供給口２１が開口しており、旋回領域の後部のテーパー状の部分が、原料を原料供給口２１から第一回転翼１１側へ円滑に導入するための導入部となっている。
排出側ケーシング１５は、前方に向けて径が漸減するテーパー壁２２を有しており、前端部には排出口２３が開口している。この排出口２３には、吸引管を介して吸引ファンが接続される。
第一回転翼１１と第二回転翼１２は、ボス２５、２６の周囲に複数個の羽根２７、２８が放射状に設けられており、シャフト１６の回転によって回転しケーシング１０内に旋回する気流を生じさせる。なお、第一回転翼１１の羽根２７は、原料を旋回領域から粉砕領域へ導入しやすくするために、旋回のみでなく前方への推力も与える気流を生じさせる形状となっている。
第一回転翼１１と第二回転翼１２は、ボス２５、２６の周囲に複数個の羽根２７、２８が放射状に設けられており、シャフト１６の回転によって回転しケーシング１０内に旋回する気流を生じさせる。なお、第一回転翼１１の羽根２７は、原料を旋回領域から粉砕領域へ導入しやすくするために、旋回のみでなく前方への推力も与える気流を生じさせる形状となっている。
第二回転翼１２には、羽根２８の先端部に排出側ケーシング１５のテーパー壁２２に対向する傾斜面２９が設けられており、第二回転翼１２と排出側ケーシング１５との間およびその前方のテーパー壁２２に沿って分級領域が形成されている。
原料投入部１８から投入された原料は、原料供給口２１を通って投入側ケーシング１３の旋回領域内に入り、旋回領域で旋回する気流によって旋回し、遠心力により半径方向外側に向かう流れが与えられて、原料の密度は中心部が低く外周部が高くなる。また、吸引ファンによって排出口２３側へ吸引され、旋回領域と粉砕領域との間には差圧が生じる。
原料投入部１８から投入された原料は、原料供給口２１を通って投入側ケーシング１３の旋回領域内に入り、旋回領域で旋回する気流によって旋回し、遠心力により半径方向外側に向かう流れが与えられて、原料の密度は中心部が低く外周部が高くなる。また、吸引ファンによって排出口２３側へ吸引され、旋回領域と粉砕領域との間には差圧が生じる。
この差圧と第一回転翼１１で生じる気流の前方への推力によって、旋回領域内の原料はテーパー壁１９に沿って徐々に導入部から第一回転翼１１側に向かって移動する。旋回する原料の周速は原料供給口２１から第一回転翼１１側に向かって徐々に大きくなり、第一回転翼１１付近では周速は粉砕領域の周速と略等しくなる。
旋回する原料は、旋回領域である程度滞留したのち差圧により第一回転翼１１の羽根２７の間を通って粉砕領域に入り、気流によって旋回する。ここで原料は粒子径の大きなもの程大きい遠心力が作用して周速の速い半径方向外周側に集まり、主として粒子同士の摩砕により、また粒子同士の衝突による破砕も生じて粉砕される。
旋回する原料は、旋回領域である程度滞留したのち差圧により第一回転翼１１の羽根２７の間を通って粉砕領域に入り、気流によって旋回する。ここで原料は粒子径の大きなもの程大きい遠心力が作用して周速の速い半径方向外周側に集まり、主として粒子同士の摩砕により、また粒子同士の衝突による破砕も生じて粉砕される。
また、粉砕された原料のなかで粒子径が小さく質量の小さい粒子ほど圧力の低い第二回転翼１２の回転中心近傍に集まり、吸引ファンで吸引されて排出口２３から空気とともに排出され後段の捕集手段により粉砕製品として捕集される。粒子径が大きく質量の大きい粒子は、吸引された空気に随伴せず、テーパー壁２２に沿った分級領域の外周部に生じる後方への戻り気流によって粉砕領域に戻る（例えば特許文献１参照）。
この気流式微粉砕機では、原料は、原料供給口２１を通って投入側ケーシング１３の旋回領域内に入り、旋回領域で旋回する気流によって旋回し、原料の分布は遠心力により投入側ケーシング１３の半径方向外周側が密になる。原料を前方へ移動させる推力は、第一回転翼１１から遠いため原料供給口２１では小さい。
このため、例えば、大豆のような油分を含有する原料を粉砕する場合には、図４に示すように、テーパー壁１９に開口した原料供給口２１の旋回気流と対向する側のエッジ部３０に粉砕半ばの原料Ｍｓ（以下、原料Ｍｓとする）が付着し堆積する現象が発生する。原料Ｍｓが堆積し成長すると、原料の供給が阻害され円滑に旋回気流を発生させることができなくなり、気流式微粉砕機は安定した破砕が行えない。
特開２０００−６１３４０号公報
このため、例えば、大豆のような油分を含有する原料を粉砕する場合には、図４に示すように、テーパー壁１９に開口した原料供給口２１の旋回気流と対向する側のエッジ部３０に粉砕半ばの原料Ｍｓ（以下、原料Ｍｓとする）が付着し堆積する現象が発生する。原料Ｍｓが堆積し成長すると、原料の供給が阻害され円滑に旋回気流を発生させることができなくなり、気流式微粉砕機は安定した破砕が行えない。
本発明は、従来の気流式微粉砕機における上記問題を解決するものであって、テーパー壁に開口した原料供給口の旋回気流と対向し原料が堆積する側のエッジ部（原料堆積側エッジ部）に粉砕半ばの原料が堆積し成長するのを防止する気流式微粉砕機の原料投入部を提供することを目的とする。
本発明では、ケーシング内に第一回転翼と第二回転翼とを所定距離互いに離隔して設け、ケーシング内の第一回転翼の後方に旋回領域、第一回転翼と第二回転翼との間に粉砕領域を形成し、ケーシングに粉砕領域から前方に向けて径が漸減するテーパー壁を設け、第二回転翼にテーパー壁に対向する傾斜面を設けてテーパー壁と傾斜面との間に分級隙間を形成し、原料投入部から投入される原料を第一回転翼及び第二回転翼の回転で発生させる旋回気流により微粉砕する気流式微粉砕機において、前記ケーシングの旋回領域の後部に開口する原料供給口の原料堆積側エッジ部に向けて原料を投入するよう構成した原料投入部であって、当該原料投入部の上端に、その全幅より幅を狭くした原料投入口が前記原料供給口の原料堆積側エッジ部の真上付近に位置するように偏倚して設けるとともに、当該原料投入部の上端の原料投入口以外の部分に、空気を吸入するためのメッシュを設けることにより上記課題を解決している。
本発明の気流式微粉砕機の原料投入部では、原料が原料供給口の原料堆積側エッジ部に向けて投入されるので、投入された原料が原料堆積側エッジ部に堆積した原料と衝突し、原料の堆積を破壊して成長を阻止することができる。
また、原料供給口の原料堆積側エッジ部を曲面とすることで、原料堆積側エッジ部へ原料が堆積し難くなり、原料の堆積の破壊がより容易になる。
また、原料供給口の原料堆積側エッジ部を曲面とすることで、原料堆積側エッジ部へ原料が堆積し難くなり、原料の堆積の破壊がより容易になる。
本発明の気流式微粉砕機の原料投入部では、原料堆積側エッジ部に堆積した原料を破壊して成長を阻止することができる。
図１は本発明の実施の形態を示す気流式微粉砕機の原料投入部の垂直断面図である。
気流式微粉砕機の構成は、基本的には図３に示すものと同様である。即ち、ケーシング１０が投入側ケーシング１３と、センターケーシング１４と排出側ケーシング１５とで構成されており、このケーシング１０の内部には、投入側ケーシング１３を貫通するシャフト１６の前端（図３上、左端）に、第一回転翼１１と第二回転翼１２とが所定距離互いに離隔した状態で取付けられている。シャフト１６はフレーム１７によりベアリング（図示略）を介して回転自在に支持されている。シャフト１６の後端にはモータ（図示略）が設けられ、シャフト１６に回転を与える。
気流式微粉砕機の構成は、基本的には図３に示すものと同様である。即ち、ケーシング１０が投入側ケーシング１３と、センターケーシング１４と排出側ケーシング１５とで構成されており、このケーシング１０の内部には、投入側ケーシング１３を貫通するシャフト１６の前端（図３上、左端）に、第一回転翼１１と第二回転翼１２とが所定距離互いに離隔した状態で取付けられている。シャフト１６はフレーム１７によりベアリング（図示略）を介して回転自在に支持されている。シャフト１６の後端にはモータ（図示略）が設けられ、シャフト１６に回転を与える。
投入側ケーシング１３には、シャフト１６に対して垂直な方向に原料を投入する原料投入部１８が設けられている。また、センターケーシング１４の後端部から後方に向けて径が漸減するテーパー壁１９、テーパー壁１９の後端にシャフト１６に対して垂直な垂壁２０が設けられておりセンターケーシング１４の第一回転翼１１から投入側ケーシング１３の垂壁２０までの間に亙って旋回領域が形成されている。テーパー壁１９には原料供給口２１が開口しており、旋回領域の後部のテーパー状の部分が、原料を原料供給口２１から第一回転翼１１側へ円滑に導入するための導入部となっている。
排出側ケーシング１５は、前方に向けて径が漸減するテーパー壁２２を有しており、前端部には排出口２３が開口している。この排出口２３には、吸引管を介して吸引ファンが接続される。
第一回転翼１１と第二回転翼１２は、ボス２５、２６の周囲に複数個の羽根２７、２８が放射状に設けられており、シャフト１６の回転によって回転しケーシング１０内に旋回する気流を生じさせる。なお、第一回転翼１１の羽根２７は、原料を旋回領域から粉砕領域へ導入しやすくするために、旋回のみでなく前方への推力も与える気流を生じさせる形状となっている。
第一回転翼１１と第二回転翼１２は、ボス２５、２６の周囲に複数個の羽根２７、２８が放射状に設けられており、シャフト１６の回転によって回転しケーシング１０内に旋回する気流を生じさせる。なお、第一回転翼１１の羽根２７は、原料を旋回領域から粉砕領域へ導入しやすくするために、旋回のみでなく前方への推力も与える気流を生じさせる形状となっている。
第二回転翼１２には、羽根２８の先端部に排出側ケーシング１５のテーパー壁２２に対向する傾斜面２９が設けられており、第二回転翼１２と排出側ケーシング１５との間およびその前方のテーパー壁２２に沿ってに分級領域が形成されている。
なお、原料供給口２１と第一回転翼１１の間や、第一回転翼１１と第二回転翼１２との間には、必要に応じて補助的な回転翼を設けることも可能である。
原料投入部１８から投入された原料は、原料供給口２１を通って投入側ケーシング１３の旋回領域内に入り、旋回領域で旋回する気流によって旋回し、遠心力により半径方向外側に向かう流れが与えられて、原料の密度は中心部が低く外周部が高くなる。また、吸引ファンによって排出口２３側へ吸引され、導入領域と旋回領域と粉砕領域との間には差圧が生じる。
なお、原料供給口２１と第一回転翼１１の間や、第一回転翼１１と第二回転翼１２との間には、必要に応じて補助的な回転翼を設けることも可能である。
原料投入部１８から投入された原料は、原料供給口２１を通って投入側ケーシング１３の旋回領域内に入り、旋回領域で旋回する気流によって旋回し、遠心力により半径方向外側に向かう流れが与えられて、原料の密度は中心部が低く外周部が高くなる。また、吸引ファンによって排出口２３側へ吸引され、導入領域と旋回領域と粉砕領域との間には差圧が生じる。
この差圧と第一回転翼１１で生じる気流の前方への推力によって、旋回領域内の原料はテーパー壁１９に沿って徐々に導入部から第一回転翼１１側に向かって移動する。旋回する原料の周速は原料投入口２１から第一回転翼１１側に向かって徐々に大きくなり、第一回転翼１１付近では周速は粉砕領域の周速と略等しくなる。
旋回する原料は、旋回領域である程度滞留したのち差圧により第一回転翼１１の羽根２７の間を通って粉砕領域に入り、気流によって旋回する。ここで原料は粒子径の大きなもの程大きい遠心力が作用して周速の速い半径方向外周側に集まり、主として粒子同士の摩砕により、また粒子同士の衝突による破砕も生じて粉砕される。
旋回する原料は、旋回領域である程度滞留したのち差圧により第一回転翼１１の羽根２７の間を通って粉砕領域に入り、気流によって旋回する。ここで原料は粒子径の大きなもの程大きい遠心力が作用して周速の速い半径方向外周側に集まり、主として粒子同士の摩砕により、また粒子同士の衝突による破砕も生じて粉砕される。
このとき、第二回転翼１２は、粉砕領域の原料の分級領域への移動をブロックする。このブロック作用は、第二回転翼１２の表面に形成される気流のカーテンによって発生するので、粉砕は粒子同士の同体粉砕作用によって行われ、原料に熱変性は生じない。
また、粉砕された原料のなかで粒子径が小さく質量の小さい粒子ほど圧力の低い第二回転翼１２の回転中心近傍に集まり、吸引ファンで吸引されて排出口２３から空気とともに排出され後段の捕集手段により粉砕製品として捕集される。粒子径が大きく質量の大きい粒子は、吸引された空気に随伴せず、テーパー壁２２に沿った分級領域の外周部に生じる後方への戻り気流によって粉砕領域に戻る。
また、粉砕された原料のなかで粒子径が小さく質量の小さい粒子ほど圧力の低い第二回転翼１２の回転中心近傍に集まり、吸引ファンで吸引されて排出口２３から空気とともに排出され後段の捕集手段により粉砕製品として捕集される。粒子径が大きく質量の大きい粒子は、吸引された空気に随伴せず、テーパー壁２２に沿った分級領域の外周部に生じる後方への戻り気流によって粉砕領域に戻る。
ここで、テーパー壁１９に開口した原料供給口２１は、図１に示すように、図上時計方向に旋回する旋回気流と対向する図上右側のエッジ部が原料堆積側エッジ部３１となっており、原料投入部１８の上端には、その全幅より幅を狭くした原料投入口３２が原料供給口２１の原料堆積側エッジ部３１の真上付近に位置するよう右側に偏倚して設けられている。原料投入部１８の上端の原料投入口３２以外の部分には、空気を吸入するためのメッシュ３５が設けられている。
このように、原料投入口３２が原料堆積側エッジ部３１の真上付近に位置しているため、原料投入口３２から投入される原料Ｍは、原料堆積側エッジ部３１に向けて投入され、投入された原料Ｍが原料堆積側エッジ部３１に堆積した粉砕半ばの原料Ｍｓ（以下、原料Ｍｓとする）と衝突し、原料Ｍｓの堆積を破壊して成長を阻止することができる。
原料投入部１８の上端の原料投入口３２以外の部分はメッシュ構造となっているため、原料投入口３２の幅が狭くても、ケーシング１０内部の気流の形成に十分な量の空気を吸入することが可能であり、ケーシング１０内部が吸引ファンによって極度の負圧状態となって良好な気流の発生が阻害されることがない。
原料投入部１８の上端の原料投入口３２以外の部分はメッシュ構造となっているため、原料投入口３２の幅が狭くても、ケーシング１０内部の気流の形成に十分な量の空気を吸入することが可能であり、ケーシング１０内部が吸引ファンによって極度の負圧状態となって良好な気流の発生が阻害されることがない。
このため、大豆のような油分を含有する原料を粉砕する場合でも、原料Ｍｓが堆積し成長することはなく、原料Ｍを常に適切に供給し、円滑に旋回気流を発生させることができる。従って、気流式微粉砕機による破砕を安定して行うことが可能となる。
また、図２に示すように、原料供給口２１の原料堆積側エッジ部３１を曲面とすると、原料堆積側エッジ部３１には原料Ｍｓが堆積し難くなり、原料Ｍｓの堆積の破壊がより容易になる。
また、図２に示すように、原料供給口２１の原料堆積側エッジ部３１を曲面とすると、原料堆積側エッジ部３１には原料Ｍｓが堆積し難くなり、原料Ｍｓの堆積の破壊がより容易になる。
１０ ケーシング
１１ 第一回転翼
１２ 第二回転翼
１３ 投入側ケーシング
１４ センターケーシング
１５ 排出側ケーシング
１６ シャフト
１７ フレーム
１８ 原料投入部
１９ テーパー壁
２０ 垂壁
２１ 原料供給口
２２ テーパー壁
２３ 排出口
２５、２６ ボス
２７、２８ 羽根
２９ 傾斜面
３１ 原料堆積側エッジ部
３２ 原料投入口
３５ メッシュ
Ｍ 原料
Ｍｓ 原料
１１ 第一回転翼
１２ 第二回転翼
１３ 投入側ケーシング
１４ センターケーシング
１５ 排出側ケーシング
１６ シャフト
１７ フレーム
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１９ テーパー壁
２０ 垂壁
２１ 原料供給口
２２ テーパー壁
２３ 排出口
２５、２６ ボス
２７、２８ 羽根
２９ 傾斜面
３１ 原料堆積側エッジ部
３２ 原料投入口
３５ メッシュ
Ｍ 原料
Ｍｓ 原料
Claims (2)
- ケーシング内に第一回転翼と第二回転翼とを所定距離互いに離隔して設け、ケーシング内の第一回転翼の後方に旋回領域、第一回転翼と第二回転翼との間に粉砕領域を形成し、ケーシングに粉砕領域から前方に向けて径が漸減するテーパー壁を設け、第二回転翼にテーパー壁に対向する傾斜面を設けてテーパー壁と傾斜面との間に分級隙間を形成し、原料投入部から投入される原料を第一回転翼及び第二回転翼の回転で発生させる旋回気流により微粉砕する気流式微粉砕機において、前記ケーシングの旋回領域の後部に開口する原料供給口の原料堆積側エッジ部に向けて原料を投入するよう構成した原料投入部であって、
当該原料投入部の上端には、その全幅より幅を狭くした原料投入口が前記原料供給口の原料堆積側エッジ部の真上付近に位置するように偏倚して設けられるとともに、当該原料投入部の上端の原料投入口以外の部分には、空気を吸入するためのメッシュが設けられていることを特徴とする気流式微粉砕機の原料投入部。 - 前記原料供給口の原料堆積側エッジ部を曲面とした請求項１記載の気流式微粉砕機の原料投入部。
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