JP2603526B2 - 湿式竪型粉砕機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は被粉砕物を液体とともにケーシング内に導入
して粉砕する湿式竪型粉砕機に関するものである。

［従来の技術］ 従来、湿式粉砕機としてはボールミルやロッドミルが
知られている。また、摩砕型ミル（ボール撹拌ミル）な
ども知られている。ところが、このような従来の湿式粉
砕機においては、粉砕効率が悪い、あるいは大型化が難
しいなどの問題があった。

一方、乾式粉砕機には、効率がよく大型可能な竪型粉
砕機が知られている。この竪型粉砕機は、回転テーブル
上にローラを押し付けてこの回転テーブルを回転するこ
とにより粉砕を行ない、粉砕物を、テーブル外周から粉
砕機内に導入される熱ガスにより乾燥および搬送を行な
うように構成したものである。

［発明が解決しようとする課題］ 上述の如く、従来の湿式粉砕機においては、たとえ
ば、ボールミルやロッドミルでは遠心力または落下力に
よって複数個のボールで材料を衝撃または摩擦粉砕する
が、ボール１個１個の力は小さく、しかもボール全量が
粉砕に寄与しないため粉砕効率が悪い。また、ボールを
粉砕媒体としているため高濃度粉砕、すなわち、高粘度
粉砕に不適である。

また、従来の乾式の竪型粉砕機をそのまま湿式粉砕に
使用すると、材料のローラへの噛込率が悪く、原料サイ
ズのものが大量にテーブルから排出され、この粒子を再
度ローラへ供給させる必要があるなど、粉砕効率が悪い
とともに微粉砕には不適であった。

［課題を解決するための手段］ 本発明の湿式竪型粉砕機は、ケーシング内に、回転テ
ーブルと、この回転テーブル上に配置された複数個の粉
砕ローラと、この複数個の粉砕ローラを回転自在に軸支
し、連結部材を介して前記粉砕ローラを回転テーブル上
面に圧接させる付勢手段を備え、かつ、被粉砕物と液体
とをケーシング内に導入する湿式竪型粉砕機において、
回転テーブル外周上面部に立設しかつ上端部に截頭円錐
形状の分級コーンを具備した回転筒を備え、複数個の粉
砕ローラを竪型粉砕機の中心軸上を鉛直下方に垂下する
コラムに回転自在に軸支させ、該コラムの上端部より水
平または略水平状に分枝しケーシング外へ張出したブー
ムを介して該粉砕ローラを該回転テーブル上面に圧接さ
せる油圧シリンダをケーシング外に設置し、前記ブーム
より該回転筒内部に垂下する整流内筒を備え、かつ、前
記回転筒上端より溢流するスラリをケーシング外へ排出
する排出口を備えたものである。

第２には、上記ブームを粉砕ローラの個数だけ等分に
分枝した構成とした。

［作用］ 本発明の湿式竪型粉砕機においては、液体とともにケ
ーシング内に導入された被粉砕物は、回転テーブルと、
この回転テーブル上にコラムおよびブームを経由した油
圧シリンダの付勢力により圧接され従動回転する粉砕ロ
ーラとの間に噛み込まれ、粉砕が行なわれる。そして、
所定の粉砕粒子径となった被粉砕物は液体を含んだスラ
リ状となって回転テーブル外周部に立設された回転筒の
上端面より溢流して排出口より機外へ排出される。

［実施例］ 以下、図面を参照して実施例について詳細に説明す
る。第１図〜第５図は本発明の実施例に係る湿式竪型粉
砕機を示し、第１図（ａ）は全体縦断面図、第１図
（ｂ）は第１図（ａ）Ｉ−Ｉ視の平面図、第２図は要部
拡大断面図、第３図はブームの斜視図、第４図は流動モ
デル説明図である。第５図は本発明の実施例を従来例と
比較して示した粘度分布図である。

ケーシング１内の内部中央に回転テーブル２が可変変
減機４を介して図示しない電動機により竪軸回りに回転
するよう設置されている。一方、複数個（本実施例では
３個）の粉砕ローラ３が粉砕ローラ軸受3aに回転自在に
軸承されている。この粉砕ローラ軸受3aは鉛直上方に伸
びるコラム９およびコラム上端に連結し水平または略水
平状に分枝してケーシング１を貫通するブーム10を介し
て３組の油圧シリンダ12に連結された連接棒11により上
下方向往復動可能に連結される。したがって、ブーム10
のケーシング貫通穴は長穴とすることはいうまでもな
い。第３図にブームの斜視図を示す。また、回転テーブ
ル２のほぼ外周端全周に亘って回転筒をボルトなどの締
付手段により回転テーブル２上に立設する。この回転筒
５は直円筒状のものとしても良いし、第１図，第２図に
示すように下方から上方に向かって截頭逆円錐部，円筒
部，截頭円錐部の３部分を継ぎ合わせて構成しても良
い。また、截頭逆円錐部と截頭円錐部の２部分から構成
したものでも良い。しかし、いずれの形状であっても回
転筒の上端部には截頭円錐形状の分級コーン６を配設し
ておく。一方、ブーム10より回転筒５の上半分の高さま
で回転筒５の内部に入り込むように円筒状の整流円筒７
を垂下して設ける。そして、回転筒の下端部の截頭逆円
錐部5aの内部円錐面上部にこれと同心円状の截頭逆円錐
形状のリターンコーン８を約10mm程度離間してケーシン
グ１より屈曲垂下した複数本のサポート8aにより固設す
る。また、リターンコーン８の下端に複数枚の整流羽根
8bを放射状に突設して設ける。なお、回転筒が直円筒型
で下端部が截頭逆円錐形でなく円筒形であるときにはリ
ターンコーン８も約10mm離間（直径で約20mm）した同心
円状の円筒形とする。ケーシング１の内部で回転テーブ
ル１の側部または側下部付近には、回転筒５の上端の分
級コーン６を溢流したスラリを回収しケーシング外へ排
出するための流路および排出口14を設ける。符号15は被
粉砕物と液体の供給シュートであり、ケーシング１に支
持固設される。

以上のように構成された本発明の湿式竪型粉砕機の作
動および機能について説明する。

まず、電動機を起動して可変減速機４を介して回転テ
ーブル２を回転させ、同時に供給シュート15より被粉砕
物と液体の混合物（以下原料と称する）を投入する。ま
た、ケーシング外の架台13にピン支持された油圧シリン
ダ12に油圧を供給して連接棒11,ブーム10およびコラム
９を介して粉砕ローラ３を所定の力で回転テーブル上面
に圧接する。この圧接力は原料の粉砕性状，処理量や粉
砕後の製品粒度を考慮して任意に可変する。

以上のような定常の運転状態における原料の挙動につ
いて次に説明する。

供給シュート15によりほぼ粉砕機中心付近に投入され
たニューフィードの原料は、順次粉砕ローラ３と回転テ
ーブル２との間で圧接され、圧縮および摩砕作用を受
け、回転テーブル２の回転による遠心作用により粉砕機
の中心より外周へとスパイラル状に流動する。

これを第４図に示す流動モデルの説明図について説明
すると、ニューフィードＦは順次粉砕作用を受け、その
後、回転筒の下端部の逆円錐部5aとリターンコーン８と
の間に形成される通路を通過（矢印Ａ）し、比較的粒径
の大きい粗粒は直ちに矢印Ｃで示す経路により再度粉砕
ローラと回転テーブルとの間へ導かれ粉砕される。一
方、これらの粗粒を除いた中粒子および微粒子はそのま
ま回転筒内周面へ沿って上昇しやがて分級コーン６の内
周面に達する。ここで液体中に懸濁する各粒子は一様に
遠心力を受けるが、遠心力は質量、すなわち、粒径
（Ｄ）の３乗（D³）に比例するのに対して、これを阻害
する液体抵抗は粒子の断面積、すなわち、粒径の２乗
（D²）に比例するので、大径粒子ほど分級コーンの内周
壁面に多く分布する。そして、第４図に示すように、内
周壁面に接触した中粒子には液体回転による遠心力Ｈを
水平に受け、一方そのうち内壁に垂直な成分Ｒは内壁よ
り反対向きの等しい力Ｒを受け相殺されて結局図示の内
壁面に沿った下降の力Ｄを受け下降し、矢印Ｃで示す経
路で粗粒と同一の経路で再度粉砕ローラへ向かう。

このようにして粗粒，中粒は再度の粉砕により次第に
微粒子に変化していくが、微粒子は分級コーン付近で粗
粒，中粒に比べて矢印Ｄに示す下降流動作用が弱く沈降
することなく、順次投入されるニューフィードの原料に
よって回転筒５の容積が増加するに伴なって分級コーン
６の上端よりスラリとなって溢流していくので、微粒子
のみケーシング外へ排出される。

以上の一連の粒子の挙動（流動および分級）におけ
る、整流円筒７の機能を説明する。回転筒内の原料（被
粉砕物を含んだ液体）は、回転テーブルの回転により回
転テーブル回転方向、たとえば、右回りの旋回流を伴な
いながら前述した上下方向の流動を合わせた挙動をして
いる。ところが、粉砕ローラの下端円周面は回転テーブ
ル方向（たとえば、右回りの方向）の運動をするのに対
して粉砕ローラの上端面はこの方向とは反対の左回りの
方向で回るので、原料の旋回流とは反対方向となり液体
を撹拌する作用をする。したがって、第４図において説
明した分級コーン６近傍の分級作用を著しく阻害する。
これを防止するため整流円筒７を粉砕ローラ３と分級コ
ーン６との間に垂下し、この逆回転、すなわち、撹拌作
用の影響をシャットアウトしようとするものである。

また、リターンコーン８は、粉砕後の粒子を分級コー
ン６へ導く通路を形成すると同時に、回転筒５の下端部
の截頭逆円錐部5aの内面に粉砕後の被粉砕物がケーキ状
に付着するのを防止する役割を果す。すなわち、回転す
る截頭逆円錐部5aに対してリターンコーン８を静止して
設けることによって付着するケーキを削り落とすスクレ
ーパの役目を果す。またその内面傾斜面は前述したよう
に粗粒の戻りの案内板の役目もかねている。リターンコ
ーン８の下部にリターンコーン８より張出して設ける複
数枚の整流羽根8bは、スラリの旋回流の流動を抑止して
矢印Ｃで示す粗粒の戻りを促進するためのものである。
整流羽根8bの設置場所は、第１図（ｂ）で示すように隣
り合う粉砕ローラの中間位置としたが、粉砕ローラと干
渉しないかぎりどこでも設置可能である。なお、本発明
による粉砕機より排出した製品スラリを、さらに粉砕機
外に設置した分級機で２次分級しそのうち粗粒子をリサ
イクルすることによってさらに超微粒子を得ることもで
きる。

本実施例による湿式竪型粉砕機により被粉砕物として
石灰石（原料粒径20mm以下）を粉砕したものと、同じく
乾式竪型粉砕機によって粉砕したものをさらに分級機で
分級した後の微粒の粒度分布の比較図を第５図に示す。
図から分るように、本発明の実施例は従来例に比べて平
均粒子径ははるかに小さく、また粒径分布がシャープで
あり、超微粉砕でかつ粒のそろった粉砕が実施できる。

また、本発明では粉砕ローラを、粉砕機中心軸上に垂
下するコラム、コラムと連結するブーム、および油圧シ
リンダにより、回転テーブル上面に圧接しているので、
運転中回転筒内で旋回する原料（液体＋被粉砕物）の動
きに乱れがなく円滑な旋回を確保できるため、分級コー
ンにおける分級作用が優れている。

［発明の効果］ 本発明によれば、湿式でしかもローラによる粉砕を行
なうので、高圧下で主として摩砕による粉砕が実施さ
れ、粉砕後に凝集を起こすことも少なく、かつ、粉砕機
内の液体中の粒子の分級作用が優れているので、超微粒
でかつ粒径分布の狭い粒のそろった優れた製品を得るこ
とができる。

また、従来の窯業原料（石灰石，セメント原料，石
炭，ドロマイトなど）ばかりでなく、セラミックス，顔
料，薬品など新素材においても従来困難とされていたサ
ブミクロン以下の超微粉砕を達成することができる。

また、排煙脱硫，水処理などに使用する石灰乳や各種
鉱石の処理にも利用できる。また、高濃度（高粘度）の
混合粉砕においても容器に付着することなく混合粉砕が
可能で、CWS（コール・ウオータ・スラリ）,COM（コー
ル・オイル・ミクスチャ）など混合粉砕が容易に実施可
能である。

また、湿式で、かつ、ローラ粉砕を行なうため、粉砕
機の動力原単位はボール撹拌ミルなど従来の粉砕機に比
べて約50％以下と小さく大幅に動力消費を軽減できる。

そして、本発明では粉砕ローラの軸支および回転テー
ブル上面への圧接手段を粉砕機中心軸上に垂下するコラ
ムおよびブームを介して油圧シリンダに係止しているの
で、整流筒や回転筒に何ら干渉することなく独立して設
けることができ、流動中の粉砕物粒子の分級作用を少し
も阻害しないので、優れた粉砕効果、優れた分級効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明に係る実施例を示し、第１図
（ａ）は全体縦断面図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）Ｉ
−Ｉ視の平面図、第２図は要部拡大断面図、第３図は回
転筒の他の実施例を示す要部拡大断面図、第４図は流動
モデル説明図である。 第５図は本発明の実施例と従来例とにおける粒度分布図
である。 １……ケーシング、２……回転テーブル、 ３……粉砕ローラ、3a……粉砕ローラ軸受、 ４……減速機、５……回転筒、 ６……分級コーン、７……整流円筒、 ８……リターンコーン、8a……サポート、 8b……整流羽根、９……コラム、 10……ブーム、11……連接棒、 12……油圧シリンダ、13……架台、 14……排出口、15……供給シュート。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ケーシング内に、回転テーブルと、この回
   転テーブル上に配置された複数個の粉砕ローラと、この
   複数個の粉砕ローラを回転自在に軸支し、連結部材を介
   して前記粉砕ローラを回転テーブル上面に圧接させる付
   勢手段を備え、かつ、被粉砕物と液体とをケーシング内
   に導入する湿式竪型粉砕機において、回転テーブル外周
   上面部に立設しかつ上端部に截頭円錐形状の分級コーン
   を具備した回転筒を備え、複数個の粉砕ローラを竪型粉
   砕機の中心軸上を鉛直下方に垂下するコラムに回転自在
   に軸支させ、該コラムの上端部より水平または略水平状
   に分枝しケーシング外へ張出したブームを介して該粉砕
   ローラを該回転テーブル上面に圧接させる油圧シリンダ
   をケーシング外に設置し、前記ブームより該回転筒内部
   に垂下する整流内筒を備え、かつ、前記回転筒上端より
   溢流するスラリをケーシング外へ排出する排出口を備え
   たことを特徴とする湿式竪型粉砕機。
2. 【請求項２】請求項１のブームを粉砕ローラの個数だけ
   等分に分枝させた湿式竪型粉砕機。