JP2792576B2 - 竪型粉砕機 - Google Patents

竪型粉砕機

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JP2792576B2
JP2792576B2 JP22131491A JP22131491A JP2792576B2 JP 2792576 B2 JP2792576 B2 JP 2792576B2 JP 22131491 A JP22131491 A JP 22131491A JP 22131491 A JP22131491 A JP 22131491A JP 2792576 B2 JP2792576 B2 JP 2792576B2
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智裕 水口
泰文 中尾
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,竪型粉砕機の粉砕部に
おいて粉砕されたセメント原料,クリンカ,高炉スラ
グ,化学品などの被粉砕物を気流に随伴させて微粉と粗
粉に分離する回転式セパレータを具備する竪型粉砕機に
関する。
【0002】
【従来の技術】石灰石や高炉スラグ,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6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1aの下部においてモータ2A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1aに軸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
られ原料層厚を調整するダムリング,14は回転テーブ
ル3A周囲のガス吹上用の環状空間通路,15は熱風吹
上通路,13は羽根13Aにより粉砕された原料を分級
する回転セパレータ,16はガスと共に製品を取り出す
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3A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3A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3A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み込まれて粉砕される。
【0005】一方,ケーシング1a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通路14から吹き上がることによ
り,粉砕された微粉体はガスに同伴されてケーシング1
a内を上昇し,上部に位置する回転式セパレータ13の
分級羽根13aにより分級作用を受け,所定粒度の製品
はガスと共に排出口16から排出され次の工程へ送られ
る。
【0006】一方,回転式セパレータ13の分級羽根1
3aは,回転軸13bの回りに同心円状に複数個,たと
えば30〜50個配設され,垂直かまたは下方より上方
に向かって拡径するように傾斜角を有するとともに,平
面視においては各々半径方向放射状に取り付けられてい
る。図6に示す実施例では不等辺山形鋼を分級羽根13
aとして使用している。
【0007】図7に示す回転式セパレータ13は,他の
実施例を示し,回転軸13bの内部に原料投入シュート
を内蔵しないタイプのものであり,分級羽根13aの上
端および下端ならびに中間に適宜円環状の水平のドーナ
ツ板13cを設けて,分級羽根13aの構造強度を向上
させるとともに流入空気の整流を図るようにしている。
いずれのタイプのセパレータにおいても,分級羽根13
aの傾斜角θは普通50°〜80°の範囲で適宜選定さ
れる。
【0008】分級は,粉砕部で粉砕された微粉を含有す
る旋回気流が分級羽根13aへ流入する際に,遠心力と
内向きに流れる空気の抗力とのバランスで行なわれ,所
要粒度の微粒子は分級羽根13aを通過して排出口16
を経由して系外へ取り出され,一方粗粒子は分級羽根1
3aに排除されて分級羽根13aを通過せずに再び粉砕
部へ落下する。
【0009】以上のような垂直または上方に拡径する分
級羽根の分級作用における長所短所を考察すると,図8
の(a),(b)に示すように,垂直羽根の円筒タイプ
では,ガス流れが上下でほぼ一定であり,半径Rが一定
であるから遠心力分級効果による分級粒子のバラツキが
少ない。その反面,上部のシール部から粗粒の内部への
飛び込みが比較的多く,また粗粒の粉砕部への戻りが良
くない。一方,拡径根のコニカルタイプでは,流速分布
に示すようにセパレータファン効果による羽根上部シー
ル部からの粗粒の飛び込みが比較的少なく,また,ケー
シング内面に沿って落下する戻粉が2次分級されるとい
う利点がある。しかし,上下方向で半径が異なるので半
径の違いによる分級点の違いにより分級粒子のバラツキ
が生じるとともに,向心速度分布の違いによる分級のバ
ラツキも有る。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように,
従来の円筒タイプやコニカルタイプの分級羽根を持つセ
パレータは長所はあるものの短所もあり,これらの短所
を排除した分級羽根を有するセパレータの出現が望まれ
ていた。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するた
め,本発明の竪型粉砕機においては,分級室の中心に回
転可能に支持された垂直な駆動軸とその周囲に一体的に
回転する多数の平板状の分級羽根からなる回転式セパレ
ータを具備し,該分級室の下方にある回転テーブルとこ
の回転テーブル上に押圧され従動回転する粉砕ローラに
よって原料の粉砕をなす竪型粉砕機において,前記分級
羽根は平面視において外径側が内径側に比べて回転方向
に対して後退しており,側面視において下方より上方へ
向かうにしたがって拡径する傾斜角を有するとともに該
分級羽根の下半分の傾斜角に比べて上半分の傾斜角を大
きくした2段傾斜構造とし,かつ,分級羽根の前記平面
視の後退角を上段と下段で異なる構成とした。
【0012】
【作用】本発明のセパレータは,円筒タイプおよびコニ
カルタイプの各々の長所を生かし,各々の短所を排除し
て,下段の分級羽根の傾斜角よりも上段の分級羽根の傾
斜角を大きくし,かつ,上段の分級羽根の後退角を下段
の分級羽根の後退角に比べて大きくした。その結果,上
段,下段で分級粒子径がほぼ一定とすることにより分級
粒子のバラツキを少なくするとともに上部シール部から
の粗粒の飛び込みも非常に少なくしたので良好な分級が
達成された。
【0013】
【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5は本発明の実施例に係
り,図1はセパレータの縦断面図,図2は図1のII−
II視の平面図,図3は図1のIII−III視の平面
図,図4はセパレータの縦断面模式図,図5は分級限界
粒子が分級羽根を通過する飛行軌跡のモデル図である。
【0014】図において,セパレータ13は竪型粉砕機
1の中心軸上に垂直に回転する回転軸13Cの周囲に配
設された上段の分級羽根13Aと下段の分級羽根13B
とからなり,上段の円周複数本のサポート13Eと下段
の円錐コーン13Fおよび上,中,下段に配設した三枚
のドーナツ板13G,13D,13Hによって回転軸1
3Cに上下段の分級羽根13A,13Bが連結される。
そして,これらの下側にはガスを分級羽根13A,13
Bへ導くための逆円錐形状の案内コーン13Jがサポー
ト13Kによりケーシング1bに固定される。分級羽根
13A,13Bは各々図2,図3に示すように回転方向
に対して外径側が内径側より後退しており,各々後退角
α,後退角αを有する。本発明における上段の分級
羽根13Aの後退角αは下段の分級羽根13Bの後退
角αより大きく形成される。
【0015】また,上段羽根13Aと下段羽根13Bの
水平面からの傾斜角は異なっており,上段羽根13Aの
傾斜角θは下段羽根13Bの傾斜角θよりも大きく
形成される。上段の分級羽根13Aの頂部には円周複数
枚の垂直な板状の飛び込み防止羽根13Lが設けられ
る。
【0016】上述のように構成された本発明のセパレー
タの各仕様の設定の順序を説明すると,まず粉砕機の型
番を粉砕能力に応じて選定したあと,セパレータの型番
を決定しセパレータの平均ロータ径が定まる。次に遠心
分級理論に基づいて分級粒子径より設計分級回転数Nを
決定する。次に,図4に示すように上段への風量Q
対して下段への風量Qが2倍となり,かつ,図4に示
す略三角形状の風量分布をなすものと仮定し,各段の分
級羽根13A,13Bを垂直方向の微小部分に複数個に
分割(各段とも10分割程度でよい)して,各々の微小
部分を通過する含塵ガスの分級羽根前後の圧力分布がほ
ぼ等しくなるよう,上段および下段の傾斜角θ,θ
および上下段の後退角α,αを電算機によるシミュ
レーション試算を行なって傾斜角θ,θおよび後退
角α,αを決定する。そのあと,粒子の向心速度V
gと分級羽根および粒子との相対速度Vkから粒子の飛
行軌跡をシミュレーション解析し,上下段の分級羽根の
どの高さにおいても設計分級粒子径が分級限界となるよ
うに分級羽根13A,13Bの羽根幅とピッチ(枚数)
を決定する。図5は分級限界粒子の飛行軌跡のモデルを
示したもので,角度βは後退角α(αまたはα)の
余角である。
【0017】なお,上記の分級羽根の通過の際の圧力損
失の試算にあたっては,分級羽根に入る直前までのケー
シング1bに沿って流れる含塵ガスのケーシング通過圧
力損失Pと分級羽根を通過する羽根通過圧力損失P
と羽根間の気体に生じる遠心圧力損失Pを考慮して決
定した。
【0018】以上のような設計手順で得られた実施例を
示すと,分級粒子径=30μmm,セパレータ回転数N
=200rpmに対して,下表のような結果が得られ
た。
【0019】
【表1】
【0020】以上説明したように,本発明のセパレータ
は2段傾斜型の分級羽根を有し,かつ,上段,下段の分
級羽根をその平均半径においてほぼ同一の分級粒子径を
有し,かつ,同一圧力損失となるよう傾斜角と後退角を
設定したので,粒度分布がシャープな優れた分級効率を
持つセパレータであり,しかもセパレータ上端シール部
の粗粒の飛び込みが少ない。
【0021】
【発明の効果】本発明の竪型粉砕機に採用される回転セ
パレータは,粒度分布がシャープで,かつ,粗粒の飛び
込みが少ないので優れた分級効率を有するとともに,含
塵ガスの分級羽根の通過する際の圧力損失が均一化され
ているので低圧損のセパレータを供給できる。したがっ
て,竪型粉砕機のランニングコストの低減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係るセパレータの縦断面図で
ある。
【図2】本発明の実施例を示す図1のII−II視の平
面図である。
【図3】本発明の実施例を示す図1のIII−III視
の平面図である。
【図4】本発明の実施例に係るセパレータの縦断面模式
図である。
【図5】本発明に係るセパレータの分級限界粒子の飛行
軌跡のモデル平面図である。
【図6】従来の竪型粉砕機の全体縦断面図である。
【図7】従来のセパレータの他の実施例を示す縦断面図
である。
【図8】従来のセパレータの縦断面模式図である。
【符号の説明】
1 竪型粉砕機 1a ミルケーシング 1b セパレータケーシング 3A 回転テーブル 4 粉砕ローラ 13 セパレータ 13a 分級羽根 13b 回転軸 13A 上段の分級羽根 13B 下段の分級羽根 13C 回転軸 13D ドーナツ板 13E サポート 13F 円錐コーン 13G ドーナツ板 13H ドーナツ板 13J 案内コーン 13K サポート 13L 飛び込み防止羽根
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B02C 15/04 B07B 7/083

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 分級室の中心に回転可能に支持された垂
    直な駆動軸とその周囲に一体的に回転する多数の平板状
    の分級羽根からなる回転式セパレータを具備し,該分級
    室の下方にある回転テーブルとこの回転テーブル上に押
    圧され従動回転する粉砕ローラによって原料の粉砕をな
    す竪型粉砕機において,前記分級羽根は平面視において
    外径側が内径側に比べて回転方向に対して後退してお
    り,側面視において下方より上方へ向かうにしたがって
    拡径する傾斜角を有するとともに該分級羽根の下半分の
    傾斜角に比べて上半分の傾斜角を大きくした2段傾斜構
    造とし,かつ,分級羽根の前記平面視の後退角は上段と
    下段とで異なることを特徴とする竪型粉砕機。
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