JP2015173996A - 竪型粉砕機 - Google Patents

Abstract

【課題】分級手段の偏摩耗を防止して分級性能を高めた竪型粉砕機を提供することを目的としている。【解決手段】本発明の竪型粉砕機１０は、回転テーブル１４の上面に回転可能な粉砕ローラ１６を配置し、回転テーブル上面１４Ａに原料を供給し、前記回転テーブル上面１４Ａと前記粉砕ローラ１６の周面との間で粉砕し、粉粒体を前記回転テーブル１４の外周面とケーシング１２の間に設けた環状通路４０から供給された熱空気で前記回転テーブル１４の上部の分級手段３０へ搬送して分級する竪型粉砕機１０において、前記ケーシング１２の内壁に沿って上昇する前記粉粒体が導入される前記分級手段３０の導入口に前記粉粒体を前記分級手段３０へ均一に供給可能な整流板６０を備えたことを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、主に、石炭、オイルコークス、石灰石、スラグ、クリンカ、セメント原料又は化学品等の原料を回転テーブル上で従動する粉砕ローラで粉砕する竪型粉砕機に関する。

石炭等の原料を粉砕する粉砕機として、竪型粉砕機が広く用いられている。従来の竪型粉砕機は、粉砕機の外郭を形成するケーシング内に、回転テーブルと、回転テーブルの上面外周部を円周方向に等分する位置に配置した複数個の粉砕ローラを備えている。

このような粉砕機は、回転テーブルの中央に原料が供給されると回転テーブルの回転により、原料が回転テーブルの外周部へと移動する。外周部には、ローラが圧接して回転しているので、原料は、粉砕ローラと回転テーブルの間へ侵入して粉砕される。そして、回転テーブルの外周面とケーシングの内周面との間の環状通路から吹き上がる熱空気によって、熱空気とともに粉粒体が乾燥されながらケーシング内を上昇する。粉粒体は、ケーシング内の上部に設けた分級手段によって振り分けられて所定粒度の製品が外部へ排出される。

粉砕工程では、ケーシング内で目的のサイズに粉砕された粉粒体を、分級手段から通過させて速やかに外部へ排出させ、目的サイズに満たない粗粒子を、ケーシング内で滞留させることなく速やかに回転テーブルの上面へ供給して再粉砕することができれば、熱空気の圧力（動力）のロスを低減して有効活用できる。
このため、従来の竪型粉砕機では、熱空気の効率的な循環のため、環状通路の上方に、環状通路を通過した熱空気の流れ方向を内向きに変える環状のアーマリングを設けている。

図４は従来の竪型粉砕機の説明図である。図示のように、従来の竪型粉砕機１では、微粉（例えば、粒径が５μｍ〜２００μｍの粒子）の粉粒体は、熱空気とともにケーシング２内を上昇して分級手段３で選別されて外部へと排出される。一方、粗粒子（粒径が２００μｍを超える粒子）は、アーマリング４から吹き上げる熱空気によって、ケーシング２内の上方へ吹き上げられる。アーマリング４から吹き上げる熱空気は上向きの旋回流であることから、粗粒子は遠心力と上向きの慣性力が作用し加速されて、ケーシング２の内壁に沿って上部の分級手段３に到達するが、分級手段３を通過できずにケーシング２内に戻される。分級手段の回転羽根５は、回転テーブル上面に対して垂直方向に配置されており、ケーシング２の内壁に沿った粗粒子は、回転羽根５の上部に集中し易い。

特許文献１には、分級手段の回転羽根に導入される粉粒体の偏りを防止するために、分級ロータの直下に整流体を設けて、均等化する回転式分級機が開示されている。

特開平９−１９２６０６号公報

しかしながら、従来の竪型粉砕機は、回転羽根の上部に粉粒体が集中するため、上部のみ摩耗が進行して早期に分級能力が低下してしまい、分級効率が悪いという問題があった。
また、特許文献１に開示の分級機は、分級手段に整流体を設けた構成のため重量が増して、回転時に負荷が生じるおそれがある。

上記従来技術の問題点に鑑み、本発明は、分級手段の偏摩耗を防止して分級性能を高めた竪型粉砕機を提供することを目的としている。

本発明は上記の課題を解決するための第１の手段として、回転テーブルの上面に回転可能な粉砕ローラを配置し、前記回転テーブルの上面に原料を供給し、前記回転テーブルの上面と前記粉砕ローラの周面との間で粉砕し、粉粒体を前記回転テーブルの外周面とケーシングの間に設けた環状通路から供給された熱空気で前記回転テーブルの上部の分級手段へ搬送して分級する竪型粉砕機において、前記ケーシングの内壁に沿って上昇する前記粉粒体が導入される前記分級手段の導入口に前記粉粒体を均一に供給可能な整流板を備えたことを特徴とする竪型粉砕機を提供することにある。

本発明は、上記の課題を解決するための第２の手段として、前記整流板は、前記内壁に沿って上昇する前記粉粒体を前記導入口に向ける湾曲形状であり、前記内壁から内部へ向かって長手方向を前記粉粒体の流れる方向に沿わせて前記流れる方向と交差する方向に複数並列に配置し、前記内壁から前記内部へ向かって板の形状を小さくし、かつ板間の隙間を広げたことを特徴としている。

本発明は、上記の課題を解決するための第３の手段として、前記整流板は、前記内壁に沿って上昇する前記粉粒体を前記導入口に向ける平板形状であり、前記内壁から内部へ向かって長手方向を前記粉粒体の流れる方向に沿わせて前記流れる方向と交差する方向に複数並列に配置し、前記内壁から前記内部へ向かって板の形状を小さくし、かつ板間の隙間を広げたことを特徴としている。

上記のような本発明によれば、ケーシングの内壁に沿って上昇する粉粒体が導入される分級手段の導入口に粉粒体を均一に供給可能な整流板を備えているので、従来のように羽根の上部に分級負荷が集中することなく、羽根の全域に亘って分散させることができる。これにより、分級手段の羽根の偏摩耗を防止して長寿命化を図り、分級手段の分級効率を高めることができる。

また、従来の竪型粉砕機のように分級手段の羽根上部に分級負荷が集中することがなく分散させているため、機内の熱空気の滞留を減少させることができる。これにより、分級効率が高まると共に粉砕効率が改善して、熱空気を効率的に機内へ導入できるため、稼働のための過剰な消費電力を低減することができる。

本発明の竪型粉砕機の構成概略図である。 整流板の説明図である。 変形例の整流板の説明図である。 従来の竪型粉砕機の説明図である。

本発明の竪型粉砕機の実施形態を添付の図面を参照しながら、以下詳細に説明する。

図１は本発明の竪型粉砕機の構成概略図である。図２は整流板の説明図である。図１に示すように竪型粉砕機１０は、ケーシング１２と、回転テーブル１４と、回転テーブル１４の上面外周部を円周方向に等分する位置に配置した複数個の粉砕ローラ１６と、回転テーブル１４の外周に沿って形成した環状通路４０と、ケーシング１２の上部に設けた分級手段３０と、分級手段３０の導入口に設けた整流板６０を主な基本構成としている。

粉砕ローラ１６は、支点となる下部ケーシング１２Ｂに回動自在に軸着した上部アーム２０と、上部アーム２０と一体に形成した下部アーム２２とを介して油圧シリンダ２４のピストンロッドに連結されている。粉砕ローラ１６は油圧シリンダ２４の作動によって回転テーブル上面１４Ａに横圧されて、回転テーブル１４に原料を介して従動することによって回転する。
ケーシング１２の回転テーブル上面１４Ａの上方には、分級手段３０が設けられている。

分級手段３０は、回転軸３０ａと、回転羽根３０ｂと、固定羽根３０ｃを備えている。回転軸３０ａはケーシング１２の上面から下方へ垂下し、外部の駆動モータ（不図示）により回転自在な構成である。回転軸３０ａの下部には、回転軸３０ａを軸心として環状に複数の回転羽根３０ｂが並んで形成されている。さらに、回転羽根３０ｂの外周には、複数の固定羽根３０ｃが並んで形成されている。回転羽根３０ｂ及び固定羽根３０ｃはいずれも、長手方向が回転軸３０ａの軸心と平行に配置されており、ケーシング１２内を上昇してきた熱空気は、回転軸３０ａ軸心と平行な羽根の隙間から供給される。このような構成の分級手段３０は、回転軸３０ａと共に回転羽根３０ｂが回転し、固定羽根３０ｃと回転羽根３０ｂを通過した微細な粉粒体のみが上部取出口４４から排出される。

固定羽根３０ｃの下端部には、整流コーン３０ｅが設けられている。整流コーン３０ｅは、上方から下方に向かって径が小さくなる漏斗状に形成し、分級手段３０を通過できなかった粉粒体を捕捉して、下部の排出口から回転テーブル上面１４Ａへ供給する構造となっている。
整流コーン３０ｅには、原料投入シュート３４が接続している。この原料投入シュート３４を介して原料投入口３２から回転テーブル上面１４Ａに原料が投入される。

原料投入シュート３４から投入した原料は、回転テーブル上面１４Ａを渦巻き状の軌跡を描きながら回転テーブル上面１４Ａの外周部に移動して、回転テーブル上面１４Ａと粉砕ローラ１６の間に噛み込まれ粉砕される。そして、粉砕された粉粒体の一部は、回転テーブル上面１４Ａの外縁部に周設されて原料の層厚を調整するダムリング３８を乗り越えて、回転テーブル上面１４Ａの外周部とケーシング１２の隙間である環状通路４０へと向かう。ここで、下部ケーシング１２Ｂの回転テーブル１４の下方には、所定温度に加熱された熱空気ガス（本実施形態においては、熱空気という）を導入するためのガス導入口４２を設けており、さらに、回転テーブル１４の上方には、熱空気と共に粉粒体を取り出すための上部取出口４４を設けている。

竪型粉砕機１０の運転中において、ガス導入口４２より熱空気を導入することによって、ケーシング１２内において回転テーブル１４の下方から分級手段３０を通過して上部取出口４４へと流れる熱空気の気流が生じている。
竪型粉砕機１０内に投入した原料と、回転テーブル１４と粉砕ローラ１６に粉砕されて粉粒体となり、ダムリング３８を乗り越えた粉粒体の一部は、環状通路４０からの熱空気によって吹き上げられてケーシング１２内を上昇し、分級手段３０に到達する。

ここで、径及び質量の大きな粉粒体は、分級手段３０の固定羽根３０ｃ及び回転羽根３０ｂを通過することができず、整流コーン３０ｅに落下して再度粉砕ローラ１６に噛み込まれて粉砕される。一方、径の小さな粉粒体は、隙間を開けて並べられた固定羽根３０ｂ及び回転羽根３０ｃの間を抜けて分級手段３０を通過して上部取出口４４よりケーシング１２外へ取り出される。
また、粉砕ローラ１６に噛み込まれずそのまま環状通路４０に達したような一部の極大の粒径の原料は、環状通路４０より回転テーブル１４の下方に落下して下部取出口４６より竪型粉砕機１０の外に取り出される。

アーマリング５０は、環状通路４０を通過した熱空気の風向を回転テーブル上面１４Ａの回転軸へ向ける制御部材である。アーマリング５０は、ケーシング１２の下部内壁であって、環状通路４０の上方に取り付けている。

分級手段３０の粉粒体の導入口（粉粒体が分級手段３０に導入される手前）には整流板６０を設けている。本実施形態の整流板６０は、側面の断面視がケーシング１２の内壁に沿って上昇する粉粒体を導入口に向ける湾曲させた形状（円弧形状）であり、平面視で分級手段３０の外周を覆うような環状に形成されている。また、整流板６０は、ケーシング１２の内壁から内部へ向かって長手方向を粉粒体の流れる方向に沿わせて流れる方向と交差する方向に複数並列に配置している。そして、ケーシング１２の内壁から内部へ向かって板の形状（大きさ）を小さくし、かつ板間の隙間を広げている。

このような整流板６０は、ケーシング１２の内壁側に集中して通る粒径の大きい粉粒体に対して、内壁側に形状の大きい整流板６０を配置して、板と衝突する接触面積を大きくしている。これにより、内壁に沿って上昇する粉粒体が整流板６０と衝突して減速し、湾曲形状に沿って流れる方向を導入口へと変えることができる。
また、内壁側の整流板６０の板間の隙間は狭くなるように設定しているので、内壁側に集中する粉粒体の流れる方向を上方から下方の導入口へと分散させることができる。

一方、ケーシング１２の内部側を通る粉粒体は内壁側と比べて少ないため、内部側に形状の小さい整流板６０を配置して、板と衝突する接触面積を小さく、換言すると通過抵抗を小さくしている。これにより、内部側を上昇する粉粒体が整流板６０と衝突して減速し難く、湾曲形状に沿って流れる方向を下方の導入口へと変えることができる。
また、内部側の整流板６０の板間の隙間は広くなるように設定しているので、内部側を通る粉粒体が板間を通過し易く、流れる方向を導入口へと変えることができる。

上記構成による本発明の竪型粉砕機の作用について、以下説明する。
竪型粉砕機１０の回転テーブル１４を回転させると、油圧シリンダ２４によって回転テーブル上面１４Ａに横圧された粉砕ローラ１６も回転する。そして、原料投入口３２から回転テーブル上面１４Ａに原料が投入されると、回転テーブル上面１４Ａを渦巻き状の軌跡を描きながらテーブルの外周部に移動して、回転テーブル上面１４Ａと粉砕ローラ１６の間に噛み込まれ粉砕される。

粉粒体の一部は、回転テーブル上面１４Ａの外縁部とケーシング１２との隙間である環状通路４０へと向かう。
ケーシング１２内では、ガス導入口４２から熱空気が導入されて、回転テーブル１４の下方から環状通路４０を通過し上部取出口４４へと流れる熱空気の上昇気流が発生している。

そして、粉粒体の一部は、熱空気により吹き上げられてケーシング１２内を上昇する。分級手段３０の導入口には、ケーシング１２の内壁側に集中して通る粒径の大きい粉粒体に対して、内壁側に形状の大きい整流板６０を配置し、板の衝突する接触面積を大きくしている。これにより、内壁に沿って上昇する粉粒体が整流板６０と衝突して減速し、湾曲形状に沿って流れる方向を上方から下方の導入口へと変えることができる。また、内壁側の整流板６０の板間の隙間は狭くなるように設定しているので、内壁側に集中する粉粒体の流れる方向を下方の導入口へと分散させることができる。

一方、ケーシング１２の内部側を通る粉粒体は内壁側と比べて少ないため、内部側に形状の小さい整流板６０を配置して、板との衝突する接触面積を小さく、換言すると通過抵抗を小さくしている。これにより、内部側を上昇する粉粒体が整流板６０と衝突して減速し難く、湾曲形状に沿って流れる方向を下方の導入口へと変えることができる。

分級手段３０の固定羽根３０ｃ及び回転羽根３０ｂにより分級作用を受けた所定粒度の粉粒体は、上部取出口４４から外部へ排出される。
また径及び重量の大きい粉粒体は、セパレータ３０の羽根３６を通過することができず整流コーン３０ｅに捕捉されて回転テーブル上面１４Ａへ落下し、再度粉砕ローラ１６に噛み込まれて粉砕される。

このような本発明の竪型粉砕機によれば、ケーシングの内壁に沿って上昇する粉粒体が導入される分級手段の導入口に粉粒体を均一に供給可能な整流板を備えているので、従来のように羽根の上部に分級負荷が集中することなく、羽根の全域に亘って分散させることができる。これにより、分級手段の羽根の偏摩耗を防止して長寿命化を図り、分級手段の分級効率を高めることができる。

図３は変形例の整流板の説明図である。図示のように変形例の整流板６０Ａは、側面の断面視で平板状（直線状）に形成している。変形例の整流板６０Ａは、分級手段３０の粉粒体の導入口（粉粒体が分級手段３０に導入される手前）に設けている。整流板６０Ａは、平面視で分級手段３０の外周を覆うような環状に形成されている。また、整流板６０Ａは、ケーシング１２の内壁から内部へ向かって長手方向を粉粒体の流れる方向に沿わせて流れる方向と交差する方向に複数並列に配置している。そして、ケーシング１２の内壁から内部へ向かって板の形状（大きさ）を小さくし、かつ板間の隙間を広げている。

このような構成の整流板６０Ａは、ケーシング１２の内壁側に集中して通る粒径の大きい粉粒体に対して、内壁側に形状の大きい整流板６０Ａを配置して、板と衝突する接触面積を大きくしている。これにより、内壁に沿って上昇する粉粒体が整流板６０Ａと衝突して減速し、湾曲形状に沿って流れる方向を上方から下方の導入口へと変えることができる。

また、内壁側の整流板６０Ａの板間の隙間は狭くなるように設定しているので、内壁側に集中する粉粒体の流れる方向を下方の導入口へと分散させることができる。
一方、ケーシング１２の内部側を通る粉粒体は内壁側と比べて少ないため、内部側に形状の小さい整流板６０Ａを配置して、板と衝突する接触面積を小さく、換言すると通過抵抗を小さくしている。これにより、内部側を上昇する粉粒体が整流板６０Ａと衝突して減速し難く、湾曲形状に沿って流れる方向を下方の導入口へと変えることができる。

また、内部側の整流板６０Ａの板間の隙間は広くなるように設定しているので、内部側を通る粉粒体が板間を通過し易く、流れる方向を下方の導入口へと変えることができる。

本発明は、機内に導入した熱空気で粉粒体を搬送して分級する竪型粉砕機に特に有用である。

１………竪型粉砕機、２………ケーシング、３………分級手段、４………アーマリング、５………回転羽根、１０………竪型粉砕機、１２………ケーシング、１２Ｂ………下部ケーシング、１４………回転テーブル、１４Ａ………回転テーブル上面、１６………粉砕ローラ、２０………上部アーム、２２………下部アーム、２４………油圧シリンダ、３０………分級手段、３０ａ………回転軸、３０ｂ………回転羽根、３０ｃ………固定羽根、３０ｅ………整流コーン、３２………原料投入口、３４………原料投入シュート、３８………ダムリング、４０………環状通路、４２………ガス導入口、４４………上部取出口、４６………下部取出口、５０………アーマリング、６０，６０Ａ………整流板。

Claims (3)

1. 回転テーブルの上面に回転可能な粉砕ローラを配置し、前記回転テーブルの上面に原料を供給し、前記回転テーブルの上面と前記粉砕ローラの周面との間で粉砕し、粉粒体を前記回転テーブルの外周面とケーシングの間に設けた環状通路から供給された熱空気で前記回転テーブルの上部の分級手段へ搬送して分級する竪型粉砕機において、
   前記ケーシングの内壁に沿って上昇する前記粉粒体が導入される前記分級手段の導入口に前記粉粒体を均一に供給可能な整流板を備えたことを特徴とする竪型粉砕機。
2. 前記整流板は、前記内壁に沿って上昇する前記粉粒体を前記導入口に向ける湾曲形状であり、前記内壁から内部へ向かって長手方向を前記粉粒体の流れる方向に沿わせて前記流れる方向と交差する方向に複数並列に配置し、前記内壁から前記内部へ向かって板の形状を小さくし、かつ板間の隙間を広げたことを特徴とする請求項１に記載の竪型粉砕機。
3. 前記整流板は、前記内壁に沿って上昇する前記粉粒体を前記導入口に向ける平板形状であり、前記内壁から内部へ向かって長手方向を前記粉粒体の流れる方向に沿わせて前記流れる方向と交差する方向に複数並列に配置し、前記内壁から前記内部へ向かって板の形状を小さくし、かつ板間の隙間を広げたことを特徴とする請求項１に記載の竪型粉砕機。