JP3318313B2 - 流動層式分級機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、セメントクリンカの
予粉砕システム等における流動層式分級機の構造に関す
るものであり、分級機本体の粗粒粉排出シュートから排
出される粗粒粉のフラッシュを粗粒粉排出シュート自体
で防止し、ひいては上記排出シュートの下方に配置した
スクリューコンベアのスクリュー羽根、ケーシング内面
の磨耗、損傷を低減して、その耐久性を向上させること
ができるものである。

【０００２】

【従来の技術】セメントクリンカ予粉砕システムの全体
構成は図１に示すようなものであり、セメントクリンカ
はローラミル１で粉砕され、粉砕粉はバケットコンベア
２で分配ダンパ３を介して流動層式分級機（セパレー
タ）４に投入される（例えば特許第２８１２９１７号公
報）。流動層式分級機（セパレータ）４に投入された粉
砕粉は下方から吹き込まれた空気流によって微細粉と粗
粒粉とに分級され、微細粉は微細粉排出シュート５から
排出され、粗粒粉は流動層式分級機４の底部に落ちてそ
の粗粒粉排出シュート６からスクリューコンベア７に排
出される。そして、微細粉排出シュート５から排出され
た微細粉をチューブミル８でさらに微細に粉砕され、バ
ケットコンベア９でセパレータ１０に投入され、製品が
分離される。粗粒粉排出シュート６からスクリューコン
ベア７上に排出された粗粒粉は再びローラミル１に投入
されて粉砕される。従来の流動層式分級機４は、その分
級機本体２１の底から空気が吹き込みながら投入口から
粉砕粉（原料）が投入され、吹き込まれた空気により分
級される。微細粉は微細粉排出シュート５へ排出される
が、粗粒粉は分級機本体２１の底に堆積し、粗粒粉排出
シュート６から下方に排出される。

【０００３】分級機本体２１の底に堆積する粗粒粉は吹
き込まれた空気と混合されて流動化しているので、分級
機本体内の空気圧力を受けた状態で、粗粒粉排出シュー
ト６から比較的高速で、スクリューコンベア７の入口に
排出される。ところで、上記従来の粗粒粉排出シュート
６は断面四角の矩形状をした鉛直柱状のもので、その下
端にスクリューコンベア７の入口が位置しているが、こ
のように、粗粒粉排出シュート６の下端にスクリューコ
ンベアを設け、当該スクリューコンベアの入口を接続し
ているのは、分級機本体２１に粉砕粉が投入されて分級
された粗粒粉をその底部に所定量滞留させつつ、分級機
本体２１の底部に滞留した粗粒粉を、スクリューコンベ
ア７による搬送量の制御により、適宜コントロールしな
がら排出するためである。

【０００４】他方、分級機本体内の粉砕粉は空気を含み
流動性が高く、空気圧を受けているのでフラッシュし易
い状況になっていて、一般的に用いられているスクリュ
ーコンベアを水平に配置したのではこのフラッシュを防
止することはできない。このため、上記従来技術におけ
るスクリューコンベア７は上方に傾斜していて、その出
口よりも入口を低くして、上記排出シュートからのフラ
ッシュを防止している。このようにスクリューコンベア
全体を斜めにして出入口間に所定の高さの差を与えるよ
うにすると、その傾斜角度にはスクリューコンベアによ
る推力とその搬送能力との関係から限度がある。このた
め、出入口間に所定の高低差を与えるのに必要なスクリ
ューコンベア全長が長くなり、流動層式分級機における
各機器のレイアウト上の不都合を生じる。また、スクリ
ューコンベア全長が長くなることでコスト高になるのは
避けられない。他方、スクリューコンベアを水平にした
ままで、その出口を鉛直下方に向けないで、出口をその
レベルよりも少し上方位置にして、スクリューコンベア
ケーシング内に常時粗粒粉が充満されるようにしている
ものもあるが、スクリューコンベアの負荷が大きくな
り、そのために下記のとおりの摩耗、損傷が生じ、その
耐久性が損なわれることに変りはない。

【０００５】しかし、これらの従来のフラッシュ防止方
式は、いずれもスクリューコンベアの入口近傍に充満し
た粗粒粉で、粗粒粉排出シュート６からスクリューコン
ベア入口に排出する粗粒粉に抵抗を与え、これでフラッ
シュを防止しているのであるから、スクリューコンベア
が上方に傾斜し、かつ全長が長くなっている分だけ、粗
粒粉の搬送抵抗が増大し、スクリューコンベアのスクリ
ュー、ケーシング内面の磨耗が著しくなり、その結果、
スクリューコンベアの耐久性が損なわれることになる。
この磨耗を低減するためには特別の対策を講じればよい
が、そうするとスクリューコンベアのコストが著しく高
くなる。

【０００６】

【解決しようとする課題】従来技術における粗粒粉排出
シュートは横断面形状が略矩形で、鉛直柱状になってい
て、この粗粒粉排出シュートからの粗粒粉の排出量は１
００ｔ／ｈを越えるなど、極めて大量である。このよう
に大量の粗粒粉を排出するものであるから、粗粒粉排出
シュートの流路断面積が３００ｍｍ^２を越えるものもあ
る。他方、流動層式分級機の処理容量が大きいほど粗粒
粉排出シュートの流路断面積が大きくならざるを得ない
が、流路断面積が大きいほど、排出シュートの中央部分
を流れる粗粒粉の流下速度が、その周囲部分の流下速度
より早くなり、その結果、中央部分に空洞が生じ易く、
この空洞が排出シュート下端に近付くと、フラッシュが
起きることになるのであるから、上記排出シュートの断
面積が大きいほどフラッシュが生じ易い。したがって、
分級機の処理容量が大きいものほど、その粗粒粉排出シ
ュートからのフラッシュを生じ易いことになる。ところ
で、流動層式分級機の粗粒粉排出シュートのフラッシュ
は、粗粒粉排出シュートから排出される粗粒粉は流動性
が高く、かつ、分級機本体内の空気圧で押し出されるこ
とで生じる現象であって、粗粒粉排出シュート６の中央
部分が吹き抜けて、粗粒粉排出シュート６全体から急激
に流出する現象であるから、上記排出シュート内粗粒粉
流の空気量を低減させ、またその流路断面中央部におけ
る流速を抑制して、中央部分をその周囲部分とほぼ一様
に流下させることができればこのフラッシュは防止され
ることになる。そこで、この発明は、粗粒粉排出シュー
ト内粗粒粉流の空気を排除してその流動性を低下させる
とともに、流路断面中央部の流下速度を抑制して、粗粒
粉排出シュート内粗粒粉流がその全流路断面についてほ
ぼ一様になるように、粗粒粉排出シュートの構造を工夫
することをその課題とするものである。

【０００７】

【課題解決のために講じた手段】上記課題を解決するた
めに講じた手段は、分級機本体の底部に鉛直な粗粒粉排
出シュートを備えた流動層式分級機を前提として、次の
要素（イ）（ロ）により構成されるものである。 （イ）上記粗粒粉排出シュートの側壁を傾斜壁にして、
当該シュートの出口開口面積を入口開口面積よりも小さ
くしたこと、（ロ）上記粗粒粉排出シュート内に縦の仕
切り壁を設けて、該シュート内部を等分に区画したこ
と。

【０００８】

【作用】上記粗粒粉排出シュートを、その側壁を傾斜壁
にして出口開口面積を入口開口面積よりも小さくしたこ
とにより、粗粒粉排出シュートを降下するにつれて流路
面積が徐々に狭くなる。粗粒粉流は下方へ移動するにつ
れてシュート内壁面によって内側に押されて密圧され、
当該密圧は粗粒粉排出シュートの流路断面中央にも及ぶ
ので、流下する粗粒粉に含まれる空気が追い出されて、
当該粗粒粉の流動性が低下されるから、流路断面中央部
を流下する粗粒粉の流動性も低下する。他方、上記排出
シュートの傾斜内面によって流下する粗粒粉に対して抵
抗が与えられる。また、粗粒粉排出シュートのフラッシ
ュは、側壁による摩擦抵抗を受けない流路中央部分の過
剰な流動性によって引き金が引かれて生じるのである
が、上記粗粒粉排出シュート内に縦の仕切り壁を設け
て、該シュート内部を４等分に区画したことによって、
当該シュート流路の中央部分において縦の仕切り壁との
摩擦抵抗を受けるので、流路中央部の粗粒粉の流下速度
が抑制される。また、縦の仕切り壁によって粗粒粉排出
シュートの流路がほぼ等分に分割され、分割された個々
の流路の流路断面積は小さくなる。したがって、粗粒粉
排出シュート内の粗粒粉は、その中央部、その周囲部と
がほぼ一様な速さに流下するので、フラッシュを生じる
ことなく、スクリューコンベアに所要の速度でスムーズ
に流出することになる。

【０００９】

【実施態様１】実施態様１は、上記解決手段における傾
斜側壁の傾斜角度を１．５度〜３．５度としたことであ
る。

【作用】傾斜側壁の傾斜角度が小さすぎると傾斜側壁に
よるフラッシュ防止効果が低下し、角度が大きすぎると
粗粒粉排出シュート内の外側部分の流れに対する側壁に
よる抑制作用が大きくなるので、当該シュート内の粗粒
粉全体が一様に流下せず、返ってフラッシュを生じ易く
なるが、その傾斜角度を１．５度〜３．５度の範囲で選
択することによって、粗粒粉排出シュート内の中央部、
その周囲部の粗粒粉が一様に流下することが阻害される
ことはなく、フラッシュを有効に防止することができ
る。なお、上記傾斜角度は上記排出シュート側壁を通常
の鋼板で作り、その内側面を特に平滑加工しない場合の
目安である。したがって、上記排出シュート側壁に特別
な平滑加工（例えばテフロン（登録商標）コートなど）
を施す場合は、側壁による粗粒粉に対する摩擦抵抗が小
さいので、その分だけ傾斜角度に対する許容範囲が大き
く、したがって、上記の密圧効果を大きくすることもで
きる。

【００１０】

【実施態様２】実施態様２は上記解決手段における粗粒
粉排出シュートの流路断面形状を四角形にしたことであ
る。

【作用】流路断面形状が四角形、殊に矩形状にすること
で、流動層分級機本体の多孔底板の開口部と粗粒粉排出
シュートとの接合構造が単純になるのは従来技術と違い
はないが、縦の仕切り壁を設けるときの当該仕切り板に
よる流路の等分割が容易である。

【００１１】

【実施態様３】実施態様３は上記実施態様２について、
縦の仕切り壁を十字状仕切り壁にしたことである。

【作用】四角形状の流路と十字状仕切り壁との組合せに
より、流路を４等分することができ、仕切り壁を単純な
構造にすることができる。

【００１２】

【実施態様４】実施態様４は上記解決手段における粗粒
粉排出シュートの流路断面形状を円形状、または楕円形
状にしたことである。

【００１３】

【実施態様５】実施態様５は上記実施態様４について、
縦の仕切り壁を十字状仕切り壁にしたことである。

【作用】断面円形状または楕円形状の流路と十字状仕切
り壁との組合せにより、流路を４等分することができ、
仕切り壁を単純な構造にすることができる。

【００１４】

【実施例】図３、図４を参照しつつ実施例を説明する。
この実施例は、粗粒粉の排出量が２００ｔ／ｈの流動層
式分級機にこの発明を適用した例であり、その粗粒粉排
出シュート３６は流路断面形状が矩形のもので、入口断
面積が１６００ｃｍ^２、出口断面積９００ｃｍ^２（側壁
４０の垂線に対する角度はほぼ２．８６度）、垂直方向
の長さが１０００ｍｍのものである。粗粒粉排出シュー
ト３６の中を十字状の縦仕切り壁４１で仕切って流路を
４等分している。粗粒粉排出シュート３６の側壁４０
は、板厚６ｍｍの鋼板（例えばＳＳ４１）であり、ま
た、仕切り板４１も同様の鋼板である。この実施例の粗
粒粉排出シュート３６は、全側壁４０が傾斜壁である点
を除けば、従来技術のそれと特に異なるものではない。
縦仕切り板４１については、単なる仕切り壁であるか
ら、板厚は薄くても問題ないが、側壁４０の内面に溶接
しているので、上記の板厚になっている。なお、縦の仕
切り壁については、粗粒粉排出シュート３６を全長にわ
たって仕切る必要はないから、縦仕切り板４１の上端を
粗粒粉排出シュート３６の入口端から幾分引っ込めてい
ても特に支障はないが、この実施例では全長にわたって
仕切っている。

【００１５】この実施例によるときは、粗粒粉排出シュ
ート３６の下端出口断面積が上端の入口断面積の約５６
％であり、そして粗粒粉排出シュート３６に流入する段
階での粗粒粉に含まれる空気は下端出口において粗粒粉
が密圧される度合いに応じて粗粒粉に含まれる空気は排
除されて減少する。この実施例は上記のとおりである
が、側壁の垂線に対する傾斜角度を大きくするほど含有
空気の排除度合は大きく、縦の仕切り壁の数を多くし
て、仕切られた流路断面積を小さくするほど、シュート
内の中央部分の粗粒粉流れに対する抵抗が増大する。要
するにシュートの中央部分の流動性を抑制し、シュート
内粗粒粉が全体としてほぼ一様に流下するようにすれば
よいのであるから、傾斜角度をできるだけ小さくしつ
つ、縦の仕切り壁ができるだけ少なくてすむように、上
記傾斜角度については、個々のケースにおいて適宜選択
すればよい。

【００１６】また、粗粒粉排出シュート３６内の外側部
分の粗粒粉は当該排出シュートの内側面との摩擦抵抗に
よってその下流が抑制されるので、シュート内粗粒粉全
体を一様に流下させ、これによってフラッシュを防止す
るには、当該排出シュートの側壁内面の摩擦抵抗はでき
るだけ小さいことが望ましい。したがって、特別に平滑
加工を施す必要はないが、できるだけ平滑であることが
望ましい。また、粗粒粉排出シュート３６の側壁全部を
傾斜壁としなくても、対向する一対の側壁を傾斜壁にす
ることで流路断面積を徐々に縮小さることができるか
ら、これでも同様の効果を生じさせることができる。

【００１７】

【効果】以上述べたように、この発明は、流動層式分級
機の鉛直な粗粒粉排出シュートについて、その側壁を内
側に傾斜した傾斜壁としてその下端開口を上端開口より
も小さくし、さらに当該排出シュートの流路を縦の仕切
り壁によって等分に区画したことにより、当該排出シュ
ートを通過する間に流動する粗粒粉から空気を排除して
その含有空気量を減少させ、粗粒粉の流下速度を抑制す
ることでフラッシュを生じ難くして、フラッシュを防止
することができる。したがって、鉛直な粗粒粉排出シュ
ートの下方に配置したスクリューコンベアについて、こ
れを斜めにするなどのフラッシュ防止のための特別な対
策を講じる必要はなく、また、スクリューコンベアの磨
耗、損傷を防止するための特別な対策をスクリューコン
ベアに講じる必要もない。また、このフラッシュ防止対
策は、従来のものの鉛直な粗粒粉排出シュート構造を若
干変更することで実施できるものであるから、そのため
のコスト増はわずかである。

【図面の簡単な説明】

【図１】はセメントクリンカの予粉砕システムの概念図
である。

【図２】は図１のシステムにおける流動層式分級機及び
スクリューコンベアの断面図である。

【図３】はこの発明の実施例の流動層式分級機の断面図
である。

【図４】は図３の実施例における粗粒粉排出シュートの
斜視図である。

【符号の説明】

４：流動層式分級機 ５：微細粉排出シュート ７：スクリューコンベア ６，３６：粗粒粉排出シュート ２１：分級機本体

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】分級機本体の底部に鉛直な粗粒粉排出シュ
   ートを備えた流動層式分級機において、 上記粗粒粉排出シュートの側壁を傾斜壁にして、当該シ
   ュートの出口開口面積を入口開口面積よりも小さくして
   あり、 上記粗粒粉排出シュート内に縦の仕切り壁を設けて、該
   シュート内部を等分に区画している流動層式分級機。
2. 【請求項２】上記傾斜側壁の傾斜角度を１．５度〜３．
   ５度とした請求項１の流動層式分級機。
3. 【請求項３】上記粗粒粉排出シュートの流路断面形状を
   四角形にした請求項１の流動層式分級機。
4. 【請求項４】上記縦の仕切り壁を十字状仕切り壁にした
   請求項３の流動層式分級機。
5. 【請求項５】上記粗粒粉排出シュートの流路断面形状を
   円形状または楕円形状にした請求項１の流動層式分級
   機。
6. 【請求項６】上記縦の仕切り壁を十字状仕切り壁にした
   請求項５の流動層式分級機。