JP2765130B2 - 竪型粉砕機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は回転テーブルと粉砕ローラとの協働により、
セメント原料や石炭，化学品などを粉砕する竪型粉砕機
に関するものである。

［従来の技術］ セメント原料や石炭，化学品などの粉体を細かく粉砕
し粉体とする粉砕機の一種として回転テーブルとローラ
とを備えた竪型粉砕機が広く用いられている。この種の
粉砕機は、円筒状ケーシングの下部において減速機付き
モータで駆動されて低速回転する円盤状の回転テーベル
と、その上面外周部を円周方向へ等分する箇所に油圧等
で圧接されて従動回転する複数個のローラとを備えてい
る。

この竪型粉砕機において、回転テーブルの中心部へ供
給管で供給された原料としての粉体は、テーブルの回転
によりテーブル半径方向の遠心力を受けてテーブル上を
滑るときにテーブルにより回転方向の力を受け、テーブ
ルとの間で滑ってテーブル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、粉体はテーブル上を渦巻状の軌跡
を描いて回転テーブル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
描いた粒体はローラと回転テーブル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み込まれて粉砕
する。

一方、ケーシングの基部にはダクトによって熱風が導
かれており、この熱風が回転テーブルの外周面とケーシ
ングの内周面との間の気流吹上用の通路（本明細書でこ
の通路を環状空間部という。）から吹き上がることによ
り、微粉体は乾燥されながらケーシング内を上昇し、熱
風との混合体として排出口から排出され次の工程へ送ら
れる。

ところで、粉砕機に供給された被粉砕物は粉砕ローラ
による粉砕作用を一回うけただけでは到底この粉砕機の
要求する精粉粒度に粉砕させることは稀であり、また回
転テーブル中央に落下した被粉砕物はすべて粉砕ローラ
に噛み込まれるわけではないので、回転テーブルの外周
端に達した粉粒体は前記の環状空間から吹き上がってく
る熱風気流に乗り上昇しても、粉砕機の上部に設置され
るセパレータに達するまでに、その粒度に応じて途中で
落下したり、セパレータにより分級排除されたりして回
転テーブル上へ戻される。

このように、粉砕機内に時々刻々供給される被粉砕物
は最終製品となる所望の精粉粒度に達して粉砕機より流
出していくまでに、回転テーブルからセパレータへ上昇
し、あるいは、回転テーブルからセパレータへ達する途
中からの落下を幾度となく繰り返し次第に粉砕されて所
望の粒度になる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のごとき従来の竪型粉砕機においては、テーブル
上において、ローラの噛込側に到達した被粉砕物のうち
かなりの量のものがローラに噛み込まれずに環状空間部
へ押し流されていくのが普通である。そして、ローラの
噛込側で環状空間部へ押し流されている被粉砕物のうち
粒径の大きなものは排石となり環状空間部を落下し、排
石量を増大させその処理作業量を増大させる。また、環
状空間部に押し流された被粉砕物のうち粒径の小さなも
のは再度飛散するので、セパレータに加えられる負荷が
大きくなり、分級効率の低下をもたらしやすい。さら
に、環状空間部へ多量の被粉砕物が押し流されることに
より、害環状空間部の空気圧損が増大し、これによって
ファン動力が増大する。

このように粉砕機においてはオーバーフロー粒体を吹
き上げて循環させるために必要風量の数倍の風量を有す
る送風設備が必要となり、また循環量の増大により大き
な風量と風圧とが必要となって設備費と共に動力消費量
が大幅に増大するばかりでなく、特に比較的被粉砕性の
悪い物性を有する原料を超微粉砕する場合には、ミル振
動が頻発することが大きく、振動値（振幅）が特に大き
い場合には機器の損傷や運転不能に陥って止むなく運転
休止に追い込まれることがあった。

このため、大きな振動が発生した場合の対策として、
粉砕部の原料層の振動数を変化させて共振域から遠ざか
るために、テーブルの （堰）高さ，粉砕圧力，テーブル回転数を操作して変更
することが考えられるが、このうち、回転テーブルの駆
動装置を可変とするのは設備費が過大となり実現性が薄
く、テーブル 高さを変えるには粉砕機の運転を停止しての内部作業を
要し、また、粉砕圧力を変えると製品粒度が所望のもの
と変わってくる難点があり、結局ミル処理量を低下させ
て対応しているのが実情であり、安定した生産計画を損
なうことになっていた。したがって、ミル振動が発生し
てもミル処理量を大きく低下させることなく、粉砕原料
層の振動数を変化して振動振幅を減少させて通常の安定
した振動の小さい運転状態に早急に復帰する何らかの手
段が渇望されていた。そして、これらの振動の発生は、
中砕領域よりも微粉砕あるいは超微粉砕になるほど頻発
しやすい傾向があった。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達するために、本発明の竪型粉砕機は、 回転テーブルの外周部上面に複数個の回転自在な粉砕
ローラを配置し、回転テーブル中央部に供給した原料を
粉砕ローラに所定の粉砕圧力を与えて回転テーブル上面
と粉砕ローラ周面との間で粉砕する竪型粉砕機におい
て、 前記粉砕ローラと粉砕ローラとの間の回転テーブル外
周部上面に粉砕ローラへの噛み込み原料の層を周面で圧
縮する回転自在な補助ローラを配設し、 該補助ローラの原料噛込側に上下進退動可能なスクレ
ーパを配設し、 該スクレーパの上下進退動手段に竪型粉砕機のケーシ
ング外表面に設置した振動計より得られる出力信号に応
じて上昇または下降の進退動動作の入力信号を与える制
御手段を連結した構成とした。

［作用］ 原料投入シュートから回転テーブル中央部上面に供給
された原料は回転テーブル上で渦巻状の軌跡を描いて回
転テーブル外周側へ移動し補助ローラの噛み込み側に至
り、補助ローラと回転テーブルとの間に流入すると、補
助ローラは回転しつつその周面で所要の押圧力でその原
料粒子同士を圧縮し、圧種された各原料粒子は密な状態
とされて、いわゆる、圧密層とされる。この圧密層は回
転テーブルの回転により粉砕ローラの噛込側に至り、粉
砕ローラが粉砕力として高い押圧力を付与されていて
も、より高い確率で噛み込まれ、連続した粉砕が行なわ
れる。また、粉砕ローラで粉砕されて細かくなって粉砕
ローラの反噛込側から出されるバラバラ状のいわゆる、
粗密層として流動する原料粒子はこの補助ローラで同様
な圧密作用を受けて次に位置する粉砕ローラへ高い確率
で噛み込まれて効率良く粉砕される。補助ローラの回転
テーブル上面方向への押圧力は粉砕には寄与しないで原
料粒子同士を圧縮して粒子間が密な層、いわゆる、圧密
層（以下、このような層を形成する作用を圧密というこ
とがある。）が形成される程度の力とされ、粉砕ローラ
の押圧力よりも格段に小さい力とされる。

上記補助ローラを粉砕ローラの原料噛込側に近づけて
配すると、回転テーブル外周部に導かれてくる原料投入
シュートからの新原料が粉砕ローラの原料噛込側に流入
しにくくなって補助ローラの原料噛込側へ流入する割合
が多くなるので補助ローラで圧縮されて原料粒子同士が
密にされた圧密層が前記新原料によって乱されにくくな
り、粉砕ローラへの噛み込みがより確実に行なわれる。
勿論、前の粉砕ローラで粉砕された原料と新原料とが一
緒になってこの補助ローラで圧密される。

それと同時に、補助ローラで一定厚さの圧密層とする
ことにより原料層の持つ固有の振動数を一定に保持し、
振動が起こりにくくするのが補助ローラの第２番目の主
な機能である。

このようにして、補助ローラで圧密された粉体層を補
助ローラの後段に配設される粉砕ローラにより効率良く
粉砕され、かつ、原料層を一定高さに保って振動を起こ
りにくくしているが、それにも拘らず何らかの原因によ
り層厚が増大してこのため急激にミル振動が激しくなる
ことがあった。

本発明の竪型粉砕機においては、これらの対策として
ミル振動が大きくなり振幅がある設定値を越えると、ミ
ルのケーシングに取り付けた振動計の出力信号が変換器
へ入り電気信号に変換されて、粉砕ローラの原料噛込側
に配設されているスクレーパを上下動する進退動手段に
スクレーパ下降動作の入力信号として制御手段を介して
この電気信号が伝達され、その結果スクレーパは下降
し、粉砕ローラへ噛み込みする原料層の層厚が低下して
振動は収束する。振動が収まった後は、これまでとは逆
の動作信号によりスクレーパの高さはもとの高さまで上
昇し運転を継続する。

［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。

第１図〜第４図は本発明の実施例を示し、第１図は全
体概略縦断面図、第２図は粉砕部の要部拡大図で、第２
図（ａ）は縦断面図、第２図（ｂ）は平面図、第２図
（ｃ）は側面図、第３図はスクレーパ進退動手段および
制御手段を示す概略系統図、第４図は竪型粉砕機の運転
における振動現象特性図である。

第１図において、粉砕機１は、後述する回転テーブル
３等の粉砕部全体を収納するケーシング20を備えてお
り、このケーシング20は、円筒状に形成されて床面に固
定された下部ケーシング20aと、中絞りされた断面円形
の内部コーン20cを内設してある中部ケーシング20bと、
その上端に接合された上部ケーシング20dを備えてい
る。

下部ケーシング20aの中心部には、モータ付きの減速
機２が配設されていて、その上方に向かう出力軸には円
盤状に形成された回転テーブル３が軸着されており、減
速機２に駆動されて第１図の上から見て時計方向に回転
している。５はローラボスアームであって、回転テーブ
ル３の上部外周端に複数個配設され、その下端にはそれ
ぞれ、ほぼ水平状態に軸着された頭截円錐状の粉砕ロー
ラ４が枢着されている。

ローラボスアーム５の上部内周端上面には、環形状
（本実施例では円環形状）をなす圧力枠６がボルト締め
等の手段により固設されており、複数個の粉砕ローラ４
およびローラボスアーム５ならびに圧力枠６は一体的に
形成され、回転テーブル３の上面に載架される。一方、
各々のローラボス５の上部外周端はピン７およびフォー
クエンド7aにより回転自在に連接棒8,ターンバックル９
およびシリンダロッド10aを介して、油圧シリンダ10に
連結され、油圧シリンダ10の下端は回転ピン11および回
転座12により、ベースプレート13に連結されている。

各粉砕ローラ４は、ローラ軸4aを介してローラボス５
に回転自在に軸承されており、回転テーブル３の上端外
周面にその周面を対接されているので、回転テーブルの
回転に伴って従動回転可能である。

また、粉砕ローラ４と隣り合う粉砕ローラ４とが位置
する回転テーブル３の外周部上面には、おのおの粉砕ロ
ーラ４の原料噛込側に近づけた位置に粉砕ローラ４より
も小径の補助ローラ30が配置されている。

この補助ローラ30は第２図（ｃ）にも示すように、ケ
ーシング20に軸33によって回転自在に軸支された略コ字
状のアーム31の先端に固定されたローラ軸35に回転自在
に転支されて取り付けられている。アーム31の下端には
油圧シリンダ32のピストンロッド32aが軸承されて連結
され、油圧シリンダ32のロッドエンド室32bに一定圧の
油圧を作用させておくことにより原料の層の圧縮力を付
与する。油圧シリンダ32の反ピストンロッド側の端部は
ゲーシング20に回転自在に軸承されている。

なお、この圧縮力は油圧シリンダ32のロッドエンド室
32bに連結される油圧ラインに付設された図示をしてい
ない圧力調整弁によって油圧を調整することにより行な
われる。また、この油圧ラインにはアキュムレータが接
続され、油圧シリンダ32のロッドエンド室内32bは一定
圧に保たれている。油圧シリンダ32のピストンロッド32
aを伸縮することによりアーム31が軸33を回転中心とし
て回転され、補助ローラ30が上下動する。アーム31の下
部には補助ローラ30と回転テーブル３上面との間の隙間
を調整，設定する隙間調整器34が設けられており、隙間
調整器34はケーシング20に固持され、螺子孔を突設され
た基台34bと、この基台34bの該螺子孔に螺合されて支持
される螺子軸34aからなり、螺子軸34aの先端をアーム31
の側端部に当接させることにより、補助ローラ30と回転
テーブル３上面との隙間を設定できるように構成されて
いる。

なお、原料の層の圧縮力として補助ローラ30の自重で
良い場合には、油圧シリンダ30をフリーにしておく。

一方、回転テーブル３の中心部上方には、排出口22a
が開設されており、最終の精粉排出管22が接続されてい
る。また、ケーシング上方より、原料供給管16が該排出
管22の天井壁を貫通して該排出口22a内に差し込まれ、
さらに下端部がセパレータ15の下部近傍にまで達するよ
うに配置されている。この原料供給管16は、排出管22を
介して上部ケーシング20dに支持されており、この原料
供給管16の周囲には逆円錐状の筒で形成されるセパレー
タ15が図示しないステーにより中部ケーシング20bに支
持されている。このセパレータ15の上端外周上面には、
流入してくる粉塵ガスに旋回力を付与するための可動ベ
ーン15aが円周方向に複数個均等配置され、一端を軸受1
5cに軸承された軸15bおよびハンドル15dにより回転自在
に外部より調節可能になっている。

一方、回転テーブル３の外周部下方には、ダクト18に
よって熱風発生装置との間を接続された環状の熱風通路
21が設けられ、この熱風通路21の上方には、回転テーブ
ル３とケーシング20aとの間に、内周壁14aと外周壁14b
とで環状空間部14が画成されている。この環状空間部14
には、複数個の板状ブレード14cが水平面に対して所要
の傾斜角を保って円周に等間隔に配列固設されている。

また、熱風通路の下部には、粉砕中の異物や過負荷の
際に余剰の被粉砕物を一時的に排出させる排出シュート
19が設置され、回転ピン19aの回りに回動自在な排出ド
ア19bより取り出せる構造となっている。

一方、各補助ローラ30の噛込側には補助ローラ30へ向
かう原料層の回転テーブル下面から原料層表面までの高
さ、つまり、原料層の層厚（第２図（ａ）のＨ）を規制
するスクレーパ100が半径方向ないし半径方向よりいく
らか傾斜方向（第２図（ｂ）参照）に水平に配設され
る。スクレーパ100はコネクティングロッド100aを介し
てピンサポート120のピン支点110回りに回動できるよう
ににっており、他端にはピン100bにより架台140にピン
支持した油圧シリンダ130のピストンロッド130aの先端
に連結されており、ピストンロッド130aの上下動に応じ
て上下動できるようになっている。

そして、コネクティングロッド100aのケーシング貫通
個所には可撓性のエアシール150が設けられ、ミル内外
の気密が保持されている。

また、第３図に示すように、竪型粉砕機のケーシング
20に取り付けられた振動計200の出力信号は変換器210に
より電流または電圧の電気信号に変換され、設定器220
へ入り、予め設定器220において設定された設定値を越
えた場合には、油圧ポンプ310のパルスモータへ入力信
号を与えて駆動吐出させるとともに、電磁制御弁320ソ
レノイドSOL1を励磁して油圧シリンダ130のヘッド側へ
油圧を供給してスクレーパ100を下降させる。スクレー
パ100は数mm単位で振動計の振動値（振幅値）に応じて
比例制御しても良い。

第４図は竪型粉砕機の運転状態における振動現象特性
図を示し、加振振動数ω（rad/s）はミル型番や回転テ
ーブル回転数Ｎ（rpm）等によって定まる定数、これに
対してω_０は粉砕層の振動数で粉砕原料の物性や原料層
厚によって変動する変数である。ミル振動値、すなわち
振動増幅係数Ｋは相対振動数ω／ω_０が理論上1.0に等
しいときもっとも大きく、図に示すように1.0より遠ざ
かるにしたがって減少する。

したがって、何らかの外乱によりミル振動が激しくな
った場合には、ω／ω_０が1.0に近いのでω_０を変化さ
せることにより1.0より遠ざかる必要があり、本発明に
おいてはスクレーパを上下して原料層厚Ｈを変化ω_０を
変化させようとするものである。

スクレーパを下降させ、原料層厚が小さくなり、振動
が収まった後は、油圧シリンダおよびスクレーパを逆動
作させてもとの状態に復起させる。

本実施例では、スクレーパ上下進退動手段として油圧
シリンダ、スクレーパ上下進退動手段に入力信号を与え
る制御手段に振動計，変換器，設定器，油圧ユニットを
採用したが、往復動のピストンモータや空気圧シリンダ
等他の手段もとりうる。

本発明は以上の構成を採ることにより、ミル振動増大
に対して自動かつ遠隔操作で早急かつ安全にミル振動低
下を図ることができる。

［発明の効果］ 以上の説明より明らかなように、本発明の竪型粉砕機
は、粉砕ローラの間に補助ローラを配設し、かつ、補助
ローラの原料噛込側に上下進退動可能なスクレーパを配
設し、振動計の信号によりスクレーパの上下動を介して
原料層厚を可変して、一時的に振動値の小さくなる原料
層厚に変えることにより、過大な振動値を低減できるの
で機器の損傷事故を防止し、粉砕機の連続安定長期運転
ができる。

また、これらの操作は自動かつ遠隔操作で実施するの
で運転性やメインテナンス性が向上する。

【図面の簡単な説明】 第１図〜第４図は本発明の実施例に係り、第１図は全体
概略縦断面図、第２図は粉砕部の要部拡大図で、第２図
（ａ）は縦断面図、第２図（ｂ）は平面図、第２図
（ｃ）は側面図、第３図は概略系統図、第４図は振動現
象特性図である。 １……竪型粉砕機、３……回転テーブル、 ４……粉砕ローラ、 14……環状空間部、 20……ケーシング、 30……補助ローラ、 32……油圧シリンダ、 34……隙間調整器、 100……スクレーパ、 100a……コネクティングロッド、 100b……ピン、110……ピン支点、 120……ピンサポート、 130……油圧シリンダ、 130a……ピストンロッド、 140……架台、150……エアシール、 200……振動計、210……変換器、 220……設定器、300……油圧ユニット、 310……油圧ポンプ、 320……電磁制御弁、 SOL1,SOL2……ソレノイド。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転テーブルの外周部上面に複数個の回転
   自在な粉砕ローラを配置し、回転テーブル中央部に供給
   した原料を粉砕ローラに所定の粉砕圧力を与えて回転テ
   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
   機において、 前記粉砕ローラと粉砕ローラとの間の回転テーブル外周
   部上面に粉砕ローラへの噛み込み原料の層を周面で圧縮
   する回転自在な補助ローラを配設し、 該補助ローラの原料噛込側に上下進退動可能なスクレー
   パを配設し、 該スクレーパの上下進退動手段に竪型粉砕機のケーシン
   グ外表面に設置した振動計より得られる出力信号に応じ
   て上昇または下降の進退動動作の入力信号を与える制御
   手段を連結したことを特徴とする竪型粉砕機。