JP2003117415A - 竪型粉砕機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は回転しているテーブルライナ上面と
この上面を走行するローラの間に原料を供給し粉砕する
竪型粉砕機に関する。従来の粉砕機は噛み込み時のロー
ラリフトにより、転がり点がライナ中心より外側に移動
し粉砕効率が悪くなる等の不具合があった。本発明は転
がり点が中心より内側になり不具合を解消できる竪型粉
砕機の提供を課題とする。 【解決手段】 本発明の竪型粉砕機は、テーブルライナ
の周速と同一周速で走行するローラ転がり点が、ライナ
回転方向と直角方向の中心点内側になるよう設定された
ものにした。これにより、ライナの内側の面圧が高くな
り、内側での原料の噛み込みが安定し、噛み込み量を多
くでき、ライナの外側での比較的均一な剪断粉砕が行わ
れ、粉砕効率の向上が図れる。また、噛み込み変動によ
る粉砕機の振動を低減でき、粉砕機の損傷を少なく
し、、またローラ全体を使用しライナの広い範囲で粉砕
するので、ローラ及びライナの偏摩耗を抑制できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転するテーブル
ライナとテーブルライナにローラ押し付け機構により走
行面が押し付けられて連れ回りするローラとの間に、粉
砕するセメント原料等を供給し、噛み込ませて粉砕する
ローラ式の竪型粉砕機に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来のローラ式の竪型粉砕機の一
例を示す、一部分破断面にした部分側面図、図５は図４
の矢視Ａ−Ａにおける横断面図、図６はローラの走行面
をテーブルライナ上面に押し付け、又はローラを外部へ
取り出すためのローラ押し付け機構を示すための図５の
矢視Ｂ−Ｂにおける縦断面図、図７はローラの走行面と
テーブルライナ上面との接触状態を示すためのこれらの
回転方向と直角方向の断面図である。

【０００３】図４において、１はローラ、２はテーブ
ル、３はテーブル上面に固着されたテーブルライナで、
ローラ１は図示省略したモーターで駆動され、鉛直軸ま
わりに回転するテーブル２と共に回転するテーブルライ
ナ３上面に、走行面１ａが押し付けられて連れ回りす
る。また、４は原料投入口、５は熱風送風口、６はエア
セパレーター、７はエアセパレーターの回転羽根、８は
ローラ１を竪型粉砕機の外側へ取り出すため若しくはロ
ーラ１の走行面１ａをテーブルライナ３上面に押し付け
るためのローラリフトの転動支持点である。

【０００４】また、図５、図６において、９は連結部材
１０を介してローラ１の支持軸に接続されたヨーク、１
１はヨーク９を介してローラ１の走行面１ａをテーブル
ライナ３上面に押し付けるシリンダーで、これらのヨー
ク９、連結部材１０およびシリンダー１１でローラ１を
外部へ取り出すためのローラリフトを兼用するローラ押
し付け機構が構成されている。

【０００５】従来のローラ式の竪型粉砕機は、上述した
部材で構成され、後述する排出路１２の傾斜部外側に沿
って設けられた原料投入口４から、鉛直軸まわり回動す
るテーブル２の内側に投入された石灰石、粘土、スラグ
等からなるセメント原料等は、テーブル２上面と同一面
としてテーブル２と共に回転するテーブルライナ３と、
ヨーク９、シリンダー１１及び連結部材１０からなるロ
ーラ押し付け機構により、回転するテーブルライナ３上
面に走行面１ａが押し付けられて連れ回りするローラ１
との間に噛み込まれて粉砕する。

【０００６】このようにして、粉砕されたセメント原料
等は、竪型粉砕機の下方に設けられた熱風送風口５か
ら、走行するローラ１の外側、換言すれば鉛直軸まわり
に回動するテーブルライナ３の外周側から吹き込まれた
熱風により、ローラ１の上方に設けられ、上方がテーパ
状に拡開され上部に円筒状の拡開部が設けられて、漏斗
状にされた排出路１２に吹き上げられ、排出路１２の拡
開部に設置された回転羽根７を備えたエアセパレーター
６で分級され、粒度の細い粉末は熱風と共に排出路１２
の上方から外部に排出され、セメント原料等として捕集
され、また、粘度の粗い粗粒は排出路１２を通ってテー
ブルライナ３上に落下して再度粉砕される。

【０００７】このような竪型粉砕機のローラ１の走行面
１ａとテーブルライナ３の上面との関係を、回転方向と
直角方向の断面で見ると、図７に示すように、テーブル
ライナ３上面の曲率半径Ｒｔが、ローラ１の走行面１ａ
の曲率半径Ｒｒより大きくなっているために、ローラ１
の走行面１ａとテーブルライナ３の上面とはある１点が
近接点となり、この部分の面圧が高くなってテーブルラ
イナ３とこれに接触して連れ回りするために、ローラ１
にはテーブルライナの周速と周速が等しくなる点、所
謂、転がり点Ａが存在する。

【０００８】従来、この転がり点Ａはローラ１の走行面
１ａとテーブルライナ３の上面との間に何も介在してな
い、所謂、ローラ１のリフトが０の状態でローラ１とテ
ーブルライナ３が直接接触するテーブルライナ３の中心
点Ｐの対向位置に設定するようにしていた。このよう
に、転がり点Ａが設定されたローラ１とテーブルライナ
３にして、実際に走行面１ａと上面との間に原料を供給
して粉砕を行うと、ローラ１の内側に供給された原料
は、図に示す矢印に従ってローラ１とテーブルライナ３
の間に噛み込まれながら粉砕されてローラ１の外側に移
動するので、ローラ１は１点鎖線の仮想線で示すよう
に、通常３０〜５０ｍｍ浮き上がった状態で運転される
ことになる。

【０００９】このような状態で運転される場合、前述の
転がり点Ａは、供給された原料の噛み込みによるローラ
１の浮き上がりで、テーブルライナ３の中心点Ｐより外
側に移動した位置が転がり点Ａとなる。また、原料の粉
砕のメカニズムから、粉砕される原料がローラ１の走行
面１ａとテーブルライナ３の上面との間の噛み込み部に
スムーズに噛み込まれるためには、噛み込み部の面圧を
大きくして、原料との間で発生する摩擦力を大きくする
必要がある。

【００１０】そのためにローラ１が仮想線で示されるよ
うに、浮き上がった状態で運転されている場合には、粉
砕される原料はローラ１とテーブルライナ３の間で働く
面圧の高い部分、即ち、ローラ１の浮き上がりにより外
側に移動した転がり点Ａ′近傍で噛み込まれるようにな
り、面圧の低い部分であるテーブルライナ３の中心点Ｐ
より内側では噛み込みが十分でなく、噛み込み部と原料
との間の摩擦力が小さくなり滑りが生じるようになる。

【００１１】この結果、次に列記する問題が生じること
となる。 （１）原料の噛み込み点（転がり点Ａ′）がテーブルラ
イナ３の外側に移動するので、テーブルライナ３の中心
点より内側での噛み込みが効率良く行われず、また、テ
ーブルライナの外側でローラ１とテーブルライナ３の周
速差によって生じる比較的均一な面圧で行われるせん断
粉砕が行われる範囲が小さくなり粉砕効率が悪くなる。 （２）ローラ１およびテーブルライナ３の外側で原料の
多くが粉砕され、ローラ１幅全体による粉砕作動が行わ
れないため、両者の粉砕面には偏摩耗が生じる。 （３）ローラ１およびテーブルライナ３の内側では、面
圧が低くなり滑りが生じるため、滑りによる摩耗のため
両者の形状が崩れ運転が不安定になる。 （４）原料の噛み込みが悪くなると粉砕機の振動が大き
くなり、粉砕機の構造部材の損傷を来すことになる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の竪型
粉砕機により粉砕を行なうときに生じる上述した問題点
を解決するため、粉砕原料を噛み込む転がり点が、ロー
ラのリフト量の大きさ又はローラをテーブルライナに押
し付ける機構の構造に拘わらず、ローラと協同して原料
粉砕を行なうテーブルライナの中心点より内側になるよ
うにして、テーブルライナの内側に発生する面圧を高く
して、テーブルライナの内側での噛み込み量を多くして
噛み込み効率を向上させ、また、テーブルライナの外側
でのローラとテーブルライナとの周速差による、比較的
均一な剪断粉砕により粉砕効率を向上させ、更には、粉
砕原料の噛み込みを安定したものにして粉砕機の振動が
低減し、構造部材の損傷を少なくでき、また、粉砕がロ
ーラ全体を使用して行われローラ及びテーブルライナの
偏摩耗を抑制することのできる竪型粉砕機の提供を課題
とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】このため、本発明の竪型
粉砕機は、次の手段にした。

【００１４】（１）鉛直軸まわりに回転するテーブル、
テーブルの上面と同一面をなして固着され、テーブルと
共に回転するテーブルライナ、走行面が押しつけ機構等
によりテーブルと共に回転するテーブルライナ上面に押
圧され、テーブルライナと連れ回りするローラを設け、
テーブルライナの上面と走行面との間に供給された原料
を噛み込み粉砕する竪型粉砕機において、面圧が最も大
きくなりテーブルライナの周速と同一周速で走行するロ
ーラの転がり点が、供給された原料を噛み込み粉砕する
ときにおいても、上面を走行しているテーブルライナの
回転方向と直角方向の中心点より内側になるよう設定さ
れているものとした。

【００１５】（ａ）これにより、テーブルライナの内側
でのローラ走行面とテーブルライナ上面との間の面圧を
高くでき、テーブルライナ内側における原料の噛み込み
は安定して行われ、然も噛み込み量が多くなり、また、
テーブルライナの外側ではローラとテーブルライナとの
周速差による比較的均一な剪断粉砕により粉砕が行われ
るので、原料の粉砕効率の向上が図れるとともに、原料
の噛み込み変動に伴い生じる粉砕機の振動が低減し、粉
砕機構造部材の損傷を少なくできる。また、粉砕がロー
ラの走行面全体を使用し、しかもテーブルライナの広い
範囲を使用して行われるために、ローラ及びテーブルラ
イナの偏摩耗を抑制することができる。

【００１６】また、本発明の竪型粉砕機は、上述（１）
の手段に加え、次の手段にした。

【００１７】（２）テーブルライナの中心点より内側に
配置されるテーブルライナ上面の回転方向と直角方向の
曲率半径が、ローラの走行面幅方向、換言すればローラ
の走行面の回転方向と直角方向の曲率半径よりも、少な
くとも大きくされていないものとした。

【００１８】（ｂ）これにより、上述（ａ）に加え、回
転しているテーブルライナ上面へのローラ走行面の押し
つけが、どの様な押しつけ機構を使用して行われても、
さらには、原料の噛み込み量が増大して、ローラのリフ
ト量が大きくなっても、ローラの転がり点をテーブルラ
イナの中心点より内側に設定できるようになる。

【００１９】また、本発明の竪型粉砕機は、上述（１）
の手段に加え、次の手段にした。

【００２０】（３）ローラの走行面をテーブルライナの
上面に押し付ける機構の転動支持点からローラ回転中心
までの距離Ｈと、転動支持点からローラ走行方向幅中心
までの距離Ｌとの比、Ｈ／Ｌが０．４１８以下にされて
いるものとした。

【００２１】（ｃ）これにより、上述（ａ）に加え、テ
ーブルライナ上面の回転方向と直角方向の形状又はロー
ラの回転方向と直角方向の形状の曲率半径が、どのよう
な関係にされても、さらには原料の噛み込み量が増大し
て、ローラのリフト量が異常に大きくなるようなことが
あっても、ローラの転がり点はテーブルライナの中心点
より内側に常時設定できるようになる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の竪型粉砕機の実施
の一形態を図面にもとづき説明する。図１は本発明の竪
型粉砕機の実施の第１形態を示す図で、図７と同様にロ
ーラとテーブルライナの接触状態を示すためのテーブル
２の回転方向に直角な断面図である。なお、本実施の形
態の竪型粉砕機の図１に示す部分以外の全体構成は、図
４〜図６に示すものと同一である。

【００２３】図に示すテーブルライナ３の回転方向に直
角な縦断面図から明らかなように、本実施の形態の竪型
粉砕機は、テーブルライナ３の中心点Ｐより内側のテー
ブルライナ３の曲率半径Ｒｔを、ローラ１の曲率半径Ｒ
ｒと同一又はローラの曲率半径Ｒｒより小さくすると共
に、ローラ１とテーブルライナ３の周速が等しくなる転
がり点Ａを、テーブルライナ３の中心点Ｐより内側にな
るように設定する。ローラ１とテーブルライナ３との間
に供給され粉砕される原料は、図に示す矢印に従ってロ
ーラ１の内側から供給され、ローラ１の内側にローラ１
とテーブルライナ３とで形成されている隙間から、ロー
ラ１とテーブルライナ３との間に噛み込まれ粉砕され
る。

【００２４】この原料の噛み込み時、ローラ１の走行面
１ａは図６に示すように、ヨーク９を介してシリンダ１
１によりテーブルライナ３に押し付けられるようにして
いるにも拘わらず、原料の噛み込みため浮き上がり、図
７で示す仮想線と同様に一点鎖線で示す浮き上がった状
態で運転される。このように、テーブルライナ３の曲率
半径Ｒｔを変えると共に、転がり点Ａをテーブルライナ
３の中心点Ｐより内側になるように設定して原料の粉砕
を行うと、前述したテーブルライナ３の接触高さから一
点鎖線で示す高さまでのローラ１の浮き上がりにより、
粉砕時の転がり点はＡからＡ′外側に移動する。

【００２５】しかしながら、テーブルライナ３の上面の
形状が変えられ、しかも、転がり点Ａがテーブルライナ
３の中心点Ｐより内側になるように設定されているため
に、粉砕時の転がり点Ａ′がテーブルライナ３の中心点
Ｐより外側へ出るようなことはない。このように、原料
を噛み込み粉砕を行っているときの転がり点Ａ′が、常
にテーブルライナ３の中心点Ｐより内側になるように、
テーブルライナ３の回転方向と直角方向の断面の曲率半
径を設定し、且つローラリフトが０の時の転がり点Ａの
テーブルライナ３の中心点Ｐより内側へなるように設定
にすることより、ローラがリフトして粉砕を行っている
とき転がり点Ａ′が、テーブルライナ３の中心点Ｐより
内側に常に位置するようになる。

【００２６】従って、次の作用、効果が得られるものに
できる。 （１）テーブルライナ３の内側の面圧が高くなり、テー
ブルライナの中心点Ｐより内側での原料の噛み込みが効
率良く行われる。 （２）この結果、テーブルライナ３の外側でローラ１と
テーブルライナ３の周速差によって生じる、比較的均一
な面圧でせん断で原料の粉砕が行われるため、粉砕効率
が上昇する。 （３）また、ローラ１の走行面１ａ幅全体を使用した粉
砕動作が行われるため、走行面１ａおよびテーブルライ
ナ３の粉砕面における偏摩耗が抑制される。 （４）さらに、ローラリフトの変動による転がり点Ａ′
の移動が、テーブルライナ３の中心点Ｐより内側に抑制
されているので、原料の噛み込みが安定し粉砕機の振動
が低減され、竪型粉砕機の構造部材の損傷を少なくする
ことができる。

【００２７】なお、本実施の形態の竪型粉砕機において
は、石灰石、粘土、スラグからセメント原料を製造する
竪型粉砕機を例に説明したが、本実施の形態の竪型粉砕
機は、セメント原料限らず、その他の素材を粉砕してセ
メント原料以外の粉末を製造するために、図４〜図６に
示した構造を要部とする竪型粉砕機にも適用できるもの
である。

【００２８】次に、図２、図３は本発明の竪型粉砕機の
実施の第２形態を示す図で、図１と同様にローラとテー
ブルライナの接触状を示すために、テーブルの回転方向
に直角な断面図である。これらの図においては、ローラ
の浮き上がりによる転がり点Ａの移動を示している。

【００２９】粉砕を行う原料のローラ１の走行面１ａと
テーブルライナ３上面との間への噛み込みによるローラ
１の浮き上がりで生じる転がり点Ａの移動は、図６に示
したローラの押し付け機構に起因することが予測される
ことから、本実施の形態の竪型粉砕機では、押し付け機
構（ローラリフト）の転動支持点８からローラ１の回転
中心線１３までの高さをＨとし、ローラリフトの転動支
持点８からローラの走行面１ａ幅方向中心線までの長さ
をＬとした場合において、高さＨと長さＬとの比Ｈ／Ｌ
を０．３７３〜０．４４８に設定し、ローラリフト量を
１２ｍｍづつ上げて、その時の転がり点Ａの移動を調べ
た。

【００３０】その結果、図２（ａ），（ｂ）に示すよう
に、Ｈ／Ｌが０．３７３、０．３８８ではローラ１の浮
き上がりが生じても、常に転がり点Ａ，Ａ′，Ａ″は、
点線で示す移動軌跡のようにテーブルライナ３の中心点
Ｐより内側に常に存在するのに対し、図３（ａ），
（ｂ）に示すように、Ｈ／Ｌが０．４１８，０．４４８
にした場合には、ローラ１の浮き上がりが１２ｍｍを超
える毎に転がり点、Ａ，Ａ′，Ａ″は点線で示す移動軌
跡のように外側に移動し、浮き上がりが２４ｍｍを越す
と、転がり点Ａ″は転テーブルライナ３の中心点Ｐより
外側に存在するようになることがわかった。

【００３１】このことから、本実施の形態の竪型粉砕機
では、Ｈ／Ｌを０．４１８より小さく設定して、ローラ
１が粉砕原料の噛み込みにより大きく浮き上がった状態
でも、転がり点Ａ′，Ａ″は、テーブルライナ３の中心
点Ｐより外側への移動を常に抑制できるものにした。

【００３２】即ち、本実施の形態の竪型粉砕機では、ロ
ーラリフト転動支持点８からローラ１の回転中心線まで
の高さをＨとし、ローラリフト転動支持点８からローラ
１の断面中心線までの長さをＬとしたとき、Ｈ／Ｌ＜
０．４１８になるように、ローラの押し付け機構の転動
支持点８の設置位置、連結部材１０およびヨーク９の長
さを設定することにより、粉砕原料の噛み込みによりロ
ーラ１が大きく浮き上がっても、ローラ１の浮き上がり
による転がり点Ａ′、Ａ″のテーブルライナ３の中心点
Ｐより外側への移動を抑制することができ、転がり点
Ａ′、Ａ″は常にテーブルライナ３の中心点Ｐより内側
に存在させることができるようになった。

【００３３】このことは、とりもなおさず、実施の第１
形態の竪型粉砕機における、前述した作用、効果と同一
の作用、効果が、本実施の形態の竪型粉砕機においても
得られることになる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の竪型粉砕
機は、供給された原料を噛み込み粉砕するときに面圧が
最も大きくなり、テーブルライナの周速と同一周速で走
行するローラの転がり点が、上面を走行させるようにし
ているテーブルライナの回転方向と直角方向の中心点よ
り内側になるように設定した。

【００３５】これにより、テーブルライナの内側での面
圧が高くなり、テーブルライナ内側における原料の噛み
込みが安定し、噛み込み量を多くでき、また、テーブル
ライナの外側での比較的均一な剪断粉砕により粉砕が行
われ、粉砕効率の向上が図れる。また、噛み込み変動に
よる粉砕機の振動を低減でき、粉砕機の損傷を少なくで
きる。更には、ローラ全体を使用し、テーブルライナの
広い範囲を使用して粉砕が行われるので、ローラ及びテ
ーブルライナの偏摩耗を抑制できる。

【００３６】また、本発明の竪型粉砕機は、テーブルラ
イナの中心点より内側に配置されるテーブルライナ上面
の回転方向と直角方向の曲率半径が、ローラの走行面の
回転方向と直角方向の曲率半径よりも、少なくとも大き
くならないものとした。

【００３７】これにより、回転しているテーブルライナ
上面へのローラ走行面の押し付けに、どの様な機構を使
用しても、また、原料の噛み込み量が増大しローラのリ
フト量が大きくなっても、ローラの転がり点はテーブル
ライナの中心点内側に設定できる。

【００３８】また、本発明の竪型粉砕機は、ローラリフ
ト転動支持点からローラ回転中心までの距離Ｈと、転動
支持点からローラの走行面幅方向中心までの距離Ｌとの
比、Ｈ／Ｌが０．４１８以下になるものとした。

【００３９】これにより、テーブルライナ上面径方向の
形状又はローラの走行面幅方向の形状の曲率半径をどの
ようにしても、また、原料の噛み込み量の増大でローラ
のリフト量が異常に大きくなっても、転がり点はテーブ
ルライナの中心点より内側に常時設定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の竪型粉砕機の実施の第１形態としての
ローラの走行面、テーブルライナ上面それぞれの回転方
向と直角方向の曲率半径と転がり点の移動を示す縦断面
図、

【図２】本発明の竪型粉砕機の実施の第２形態としての
ローラリフト転動支持点からローラ回転中心までの距離
Ｈ、転動支持点からローラ走行面幅方向中心までの距離
Ｌの比Ｈ／Ｌをパラメータにしたときの転がり点の移動
を示す図で、図２（ａ）はＨ／Ｌ＝０．３７３のときの
移動図、図２（ｂ）はＨ／Ｌ＝０．３８８のときの移動
図、

【図３】図２と同様に、Ｈ／Ｌをパラメータにしたとき
の転がり点の移動を示す図で、図３（ａ）はＨ／Ｌ＝
０．４１８のときの移動図、図３（ｂ）はＨ／Ｌ＝０．
４４８のときの移動図、

【図４】従来のローラ式の竪型粉砕機の一例を示す一部
分破断面にした部分側面図、

【図５】図４に示す矢視Ａ−Ａにおける横断面図、

【図６】図５に示す矢視Ｂ−Ｂにおける縦断面図、

【図７】従来の竪型粉砕機の実施の第１形態としてのロ
ーラの走行面、テーブルライナ上面それぞれの回転方向
と直角方向の曲率半径と転がり点の移動を示す縦断面図
である。

【符号の説明】

１ ローラ ２ テーブル ３ テーブルライナ ４ 原料投入口 ５ 熱風送風口 ６ エアセパレータ ７ （エアセパレータの）回転羽根 ８ （ローラリフト）転動支持点 ９ ヨーク １０ 連結部材 １１ シリンダー １２ 排出路 １３ （ローラの）回転中心線 １４ （ローラの）断面中心 Ｒｔ テーブルライナの曲率半径 Ｒｒ ローラの曲率半径 Ａ，Ａ′ 転がり点 Ｐ （テーブルライナの）中心点 Ｈ 転動支持点から回転中心線までの高さ（高
さ） Ｌ 転動支持点からローラ断面中心線までの長さ
（長さ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水田 桂司 広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱 重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 堀江 茂斉 広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱 重工業株式会社広島研究所内 Ｆターム(参考） 4D063 EE03 EE13 GA06 GD24

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉛直軸まわりに回転するテーブル、前記
   テーブルの上面に固着され前記テーブルと共に回転する
   テーブルライナ、走行面が前記テーブルライナ上面に押
   圧されて前記テーブルライナと連れ回りするローラを設
   け、前記テーブルライナの上面と前記走行面との間に供
   給された原料を噛み込み粉砕する竪型粉砕機において、
   前記テーブルライナの周速と同一周速になる前記ローラ
   の転がり点が、供給された原料の粉砕時において、前記
   テーブルライナの中心点より内側になるよう設定されて
   いることを特徴とする竪型粉砕機。
2. 【請求項２】 前記中心点より内側に配置される前記テ
   ーブルライナ上面の回転方向と直角方向の曲率半径が、
   前記ローラの走行面幅方向の曲率半径と同一若しくは小
   さくされていることを特徴とする請求項１の竪型粉砕
   機。
3. 【請求項３】 前記ローラの走行面を前記テーブルライ
   ナの上面に押し付ける機構の転動支持点から前記ローラ
   回転中心までの距離Ｈと、前記転動支持点から前記ロー
   ラ走行面幅中心までの距離Ｌとの比、Ｈ／Ｌが０．４１
   ８以下にされていることを特徴とする請求項１の竪型粉
   砕機。