JP2691956B2 - 竪型粉砕機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明の竪型粉砕機は回転テーブ
ルと粉砕ローラとの協働によりセメントクリンカや高炉
スラグ，セラミックス等の化学品を微粉砕する粉砕設備
に予備粉砕機として使用するのに好適な竪型粉砕機に関
する。

【０００２】

【従来の技術】石灰石やスラグ，セメント原料などの原
料を細かく粉砕し粉体とする粉砕機の一種として，図７
に示すように，回転テーブルと粉砕ローラとを備えた竪
型粉砕機１が広く用いられている。この種の粉砕機は，
円筒状ケーシング１５の下部において定速モータ２Ｋに
より減速機２で駆動されて低速回転する円盤状の回転テ
ーブル３Ａと，その上面外周部を円周方向へ等分する箇
所に油圧などで圧接されて従動回転する複数個の粉砕ロ
ーラ４とを備えている。

【０００３】粉砕ローラ４はケーシング１５に回転軸６
によって揺動自在に軸支されたアーム５とアーム７を介
して油圧シリンダ９のピストンロッド１０に連結されて
おり，油圧シリンダ９を作動させることにより，粉砕ロ
ーラ４を回転テーブル３Ａ上に押圧して原料への粉砕圧
力を与えている。３Ｂは回転テーブル３Ａの外周縁に設
けられ原料層圧を調整するダムリング，１４は回転テー
ブル３Ａ周囲のガス吹上用環状空間通路，１４Ａはガス
供給路，１３は羽根１３Ａにより粉砕された原料を分級
する回転式セパレータ，１６はガスとともに製品を取出
す排出口，１７は原料投入シュートである。

【０００４】このような竪型粉砕機において，回転テー
ブルの中央部へ原料投入シュート１７で供給された原料
は，回転テーブル３Ａの回転によりテーブル半径方向の
遠心力を受けて回転テーブル３Ａ上を滑るときに回転テ
ーブル３Ａにより回転方向の力を受け，回転テーブル３
Ａとの間で滑って回転テーブル３Ａの回転数よりいくら
か遅い回転を行なう。以上２つの力，すなわち，半径方
向と回転方向の力とが合成され，原料は回転テーブル３
Ａ上を渦巻状の軌跡を描いて回転テーブル３Ａの外周部
へ移動する。この外周部には，ローラが圧接されて回転
しているので，渦巻線を描いた原料は粉砕ローラ４と回
転テーブル３Ａとの間へローラ軸方向とある角度をなす
方向から進入して噛込まれて粉砕される。

【０００５】一方，ケーシング１５の基部にはダクトに
よって空気，あるいは熱風などのガスが導かれており，
このガスが回転テーブル３Ａの外周面とケーシングの内
周面との間の環状空間部１４から吹上がることにより，
粉砕された微粉体はガスに同伴されてケーシング１５内
を上昇し，上部に位置するセパレータ１３の羽根１３Ａ
により分級作用を受け，所定粒度の製品はガスとともに
排出口１６から排出され次の工程へ送られる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のセパレータ内蔵
型の竪型粉砕機をセメントクリンカやその他の原料の予
備粉砕機として使用する場合，ミル自体の粉砕効率自体
は他のタイプの粉砕機に比較して優れているにも拘ら
ず，粉砕原料をミル内に供給する高速上昇気流の空気エ
ネルギで吹上げてセパレータまで微粉をエヤー搬送する
ばかりでなく，供給されたままでまだ粉砕作用を受けて
いない塊状の原料（生石という）が回転テーブルの外周
に設けた堰状のダムリングを溢流したときこれを吹上げ
て空気エネルギにより再び回転テーブルへ戻す作用を与
えるために多大の空気エネルギを必要とし，このため吸
引ファンの動力消費量が極めて大きく，粉砕システム全
体のエネルギ消費（ランニングコスト）が大きいという
問題があった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】以上述べた課題を解決し
て，空気エネルギを消費することなく，供給原料のうち
主として微粉や微粒子を選択的に回転テーブルから排出
させて２次粉砕工程へ供給することの出来る省エネルギ
型の竪型粉砕機を得るために，本発明の竪型粉砕機は，
略摺鉢形または湾曲凹形の回転テーブルの外周部寄り上
面に複数個の回転自在な粉砕ローラを配置し，該粉砕ロ
ーラを該回転テーブルへ押圧する油圧力可変の油圧シリ
ンダを備え，該回転テーブル中央部に供給した原料を回
転テーブル上面と粉砕ローラ周面との間で粉砕する竪型
粉砕機であって，該回転テーブルへの粉砕ローラの押圧
領域以外の領域に同心円状の切欠段差を設け，該切欠段
差に略水平外向きの透孔を円周複数個配設するととも
に，該透孔を通過した粉粒体を集めて貯蔵する円環状の
ポケットを設け，該ポケットに落下した粉粒体を機外へ
逸出させる排出シュートを接続し，かつ，該ポケット内
面を掃過するスクレーパを該回転テーブルに固設した構
成とした。

【０００８】

【作用】竪型粉砕機へ供給された原料は回転中の回転テ
ーブルへ落下し遠心力を付与されて渦巻状に外周方向へ
移動し，外周へ到達するがその間粉砕ローラと回転テー
ブルとの間に押圧されて粉砕される。外周のダムリング
に達した原料は外側へ向かう運動エネルギを失って，内
側に傾斜した回転テーブルの斜面を中心方向へ転動また
は滑動し再び遠心力による外向きの渦巻状の移動を始め
る。この間，回転テーブルに設けた段差を通過する際，
粒径の大きい粗粒はこの段差を素通りし，粒径の細かい
粉粒体は段差内の透孔の中へ入り遠心力により外周まで
移動して透孔から溢流してポケットへ落下し貯留する。
そして，回転テーブルに取付けたスクレーパで掻き寄せ
られて排出シュートから機外へ排出される。このように
して，本発明の竪型粉砕機は環状空間通路への上昇気流
の供給やセパレータも無く，粉砕原料の粉砕産物は微細
なものから順次選択的に機外へ排出される。なお，回転
テーブルの断面形状は摺鉢形やお椀状（湾曲凹形）にし
てあるので，回転テーブル中心近傍に落下した粒子はダ
ムリングに達するまで数回渦巻状に回転テーブル上を移
動するので段差に設けた透孔より逸出する機会が多く，
また，ダムリングを乗り越えることが出来ずに回転テー
ブル中心へ戻されるので，大塊の排出が阻止される。

【０００９】

【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例について
詳細に説明する。図１〜図６は本発明に係る実施例を示
し，図１は竪型粉砕機の縦断面図，図２は竪型粉砕機の
要部拡大縦断面図，図３は図２のＸ−Ｘ視の側面図，図
４は竪型粉砕機の他の実施例を示す要部拡大縦断面図，
図５は切欠段差の他の実施例を示す縦断面図，図６は回
転テーブル上の粒子運動軌跡を示す平面図である。

【００１０】図１，図２に示すように，回転テーブル３
Ａは摺鉢形断面（本実施例）または湾曲凹形（お椀形）
をしており，摺鉢形の場合その傾斜角θは１０°〜４０
°で後述する条件を満足するよう選択する。粉砕ローラ
４は回転テーブル３Ａの外周寄りに複数個配設し，従来
機と同様に油圧シリンダを介して回転テーブル面に押付
けられ従動回転する。回転テーブル３Ａと粉砕ローラ４
との接触面以外の領域の回転テーブル傾斜面上には，断
面が水平面と垂直面とで形成される直角三角形状の切欠
段差３Ｐが同心円状に複数個配設され，図３に示すよう
に，切欠段差３Ｐの垂直面に略水平の貫通の透孔３Ｑが
各半径方向外側に向かって穿設される。一方，回転テー
ブル３Ａの外周端にはダムリング３Ｂが突設され，その
外周空間下方には断面略コの字形の円環状のポケット３
０がケーシング１５に固設されるとともに，ポケット３
０の円周１ケ所に排出シュート４０が機外へ向けて設け
られ，回転テーブル３Ａに固設したスクレーパ４０ａに
よってポケット３０内の落下粒子を機外へ排出できるよ
う構成される。クリンカ粉砕の予備粉砕機として使用す
る場合には，製品最大径は５ｍｍ程度が望ましいので，
透孔径は５〜１０ｍｍとし，切欠段差３Ｐの垂直面高さ
は透孔３Ｑの直径の１．０〜１．５倍程度とする。透孔
３Ｑの直径が小さいときには，透孔内部での閉塞を防止
するために，図４に示すように，透孔３Ｑよりも大きな
直径を有する貫通孔３Ｒを設けることが望ましい。ま
た，切欠段差３Ｐは，図５に示すように，水平面と垂直
面とで形成されずに，ともに直交する傾斜面で形成され
た断面形状とする方が，大径粒子を切欠段差を素通りさ
せて微粒子のみを捕捉しやすくなるので好ましい。

【００１１】本発明の竪型粉砕機は従来機のように回転
テーブル上の粒子をダムリングからオーバフローし，環
状空間通路の上昇気流で吹上げて再度回転テーブルへ戻
し粉砕を繰り返し，所定の粒度以下の微粉のみセパレー
タを通過させて機外へ排出するのではなく，回転テーブ
ル上における粉砕を数回繰り返して所定の微粒になった
もののみ透孔３Ｑを介して取出すものであるから，回転
テーブル３Ａ上の粒子の運転軌跡はなるべく回転テーブ
ル３Ａ上を多数回の渦巻運動した後に外周のダムリング
３Ｂに到達することが望ましい。したがって，回転テー
ブル直径Ｄ，回転数Ｎｒｐｍ，粒子の運動摩擦係数μ，
回転テーブル傾斜角θなど運動軌跡を支配する因子を考
慮して数回の渦巻運動を起こさせるような形状を選択す
る。図６は回転テーブル直径３．２ｍ，回転数３２ｒｐ
ｍ，原料セメントクリンカ，傾斜角２０°のときの回転
テーブル中心近くの粒子の運動軌跡のシミュレーション
結果であり，粒子は外周のダムリング３Ｂに到達するま
でに軌跡Ｐを画いて約２．５回渦巻運動する。このよう
な粒子は外周のダムリング３Ｂに到着してこれに当接し
てもこれを乗り越えることができず運動エネルギを失っ
て斜面を中心方向に向かって落下し，再び渦巻運動を始
める。

【００１２】以上のようにして，回転テーブル上の原料
粒子は中心と外周のダムリング３Ｂとの間を渦巻運動す
る間に粉砕テーブル４と回転テーブル３Ａとの間で粉砕
され，所定の粒度以下の微粒子は切欠段差３Ｐにある透
孔３Ｑのいずれかを通過して，ポケット３０に集められ
排出シュートを経由して機外へ排出され，一方粗粒は切
欠段差を素通りしつつ回転テーブル斜面を往復動するう
ちに粉砕作用を受けて次第に微粒になる。本発明の竪型
粉砕機は，以上説明したように，環状空間通路における
上昇気流による空気搬送もなく，セパレータも不要で，
回転テーブル上の原料のうち比較的粒径の細かい粉粒体
を選択的に外部に取出すことができるからランニングコ
ストが著しく低く，予備粉砕機として好適である。

【００１３】

【発明の効果】以上述べたように，本発明の竪型粉砕機
の効果をまとめると下記のとおりとなる。 従来の竪型粉砕機のように多量の気体を粉砕機に通
風することが不要となり，システム全体の動力費が大幅
に低減できる。 竪型粉砕機内に空気搬送による内部循環がないの
で，従来機のようなミル内圧力損失の変動に起因する振
動が発生せず，静粛な運転が出来るので運転操作性が向
上する。 竪型粉砕機のセパレータが不要で，設備費が安価で
ある。 竪型粉砕機の排出量がほぼ一定で，ボールミルなど
の２次粉砕機へ安定供給が可能であり，粉砕システム全
体の制御性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る竪型粉砕機の縦断面図で
ある。

【図２】本発明の実施例に係る竪型粉砕機の要部拡大縦
断面図である。

【図３】図２のＸ−Ｘ視の側面図である。

【図４】本発明の他の実施例を示す竪型粉砕機の要部拡
大縦断面図である。

【図５】本発明の竪型粉砕機の他の実施例を示す切欠段
差の縦断面図である。

【図６】本発明の竪型粉砕機の回転テーブル上の粒子運
動軌跡の実施例を示す平面図である。

【図７】従来の竪型粉砕機の全体縦断面図である。

【符号の説明】

１ 竪型粉砕機 ３Ａ 回転テーブル ３Ｂ ダムリング ３Ｐ 切欠段差 ３Ｑ 透孔 ３Ｒ 貫通孔 ４ 粉砕ローラ １５ ケーシング １５ａ 天板 １７ 原料投入シュート ３０ ポケット ４０ 排出シュート ４０ａ スクレーパ Ｐ 粒子の軌跡

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 略摺鉢形または湾曲凹形の回転テーブル
   の外周部寄り上面に複数個の回転自在な粉砕ローラを配
   置し，該粉砕ローラを該回転テーブルへ押圧する油圧力
   可変の油圧シリンダを備え，該回転テーブル中央部に供
   給した原料を回転テーブル上面と粉砕ローラ周面との間
   で粉砕する竪型粉砕機であって，該回転テーブルへの粉
   砕ローラの押圧領域以外の領域に同心円状の切欠段差を
   設け，該切欠段差に略水平外向きの透孔を円周複数個配
   設するとともに，該透孔を通過した粉粒体を集めて貯蔵
   する円環状のポケットを設け，該ポケットに落下した粉
   粒体を機外へ逸出させる排出シュートを接続し，かつ，
   該ポケット内面を掃過するスクレーパを該回転テーブル
   に固設した竪型粉砕機。