JP6856311B2

JP6856311B2 - 竪型粉砕機

Info

Publication number: JP6856311B2
Application number: JP2015113612A
Authority: JP
Inventors: 隆昌松永; 高寛三隅
Original assignee: Ube Machinery Corp Ltd
Current assignee: Ube Machinery Corp Ltd
Priority date: 2015-06-04
Filing date: 2015-06-04
Publication date: 2021-04-07
Anticipated expiration: 2035-06-04
Also published as: JP2016221493A

Description

本発明は、主に、石炭、オイルコークス、石灰石、スラグ、クリンカ、セメント原料、その他の無機原料、又は化学品、バイオマス等の有機原料を回転テーブル上で従動する粉砕ローラで所定粒径の粉体に粉砕する竪型粉砕機に関する。

石炭、バイオマス等の原料を粉砕する粉砕機として、竪型粉砕機が広く用いられている。従来の竪型粉砕機は、粉砕機の外郭を形成するケーシング内に、回転テーブルと、回転テーブルの上面外周部を円周方向に等分する位置に配置した複数個の粉砕ローラを備えている。

このような竪型粉砕機は、回転テーブルの中央に粉砕原料が供給されると回転テーブルの回転により、粉砕原料が回転テーブルの外周部へと移動する。外周部には、粉砕ローラが圧接して回転しているので、粉砕原料は、粉砕ローラと回転テーブルの間へ侵入して粉砕される。そして、回転テーブルの外周面とケーシングの内周面との間の環状通路から吹き上がる熱空気によって、熱空気とともに粉粒体が乾燥されながらケーシング内を上昇する。粉粒体は、ケーシング内の上部に設けた分級手段によって振り分けられて所定粒度の製品が外部へ排出される。分級手段を通過できない粗粉は再度回転テーブル上に落下して粉砕される。

粉砕原料は、粒径サイズにもよるが１回の粉砕では、目的とする粒径の粉砕物に粉砕することができず、通常、目的とする粒径の粉砕物にするために複数回の粉砕工程が必要となる。前述のケーシング内では熱空気によって粉砕物が上昇して分級手段に達するまでに落下したり、あるいは分級手段によって排除されたりして回転テーブル上へ戻るなどして粉砕物をケーシング内で循環させて粉砕ローラによる粉砕を複数回行っている。

従来、熱空気による竪型粉砕機の粉砕効率を向上させるため、特許文献１の竪型粉砕機では、回転テーブルの側周に内周環と外周環を板状ブレードからなるブレードリングを設けて、内周環と外周環の間の距離を変えることにより、排石状態に応じて熱空気の吹上量を可変としている。
また、特許文献２の竪型粉砕機では、回転テーブルの周方向の速度成分が回転テーブルの外周端における周速の方向と逆方向になるように設定し、回転テーブルの外周部に複数の仕切部材を設けて、粉砕物と熱空気の衝突を大きくして粉砕物が滞留することなく混合させることができる。

実開昭６３−１３６７３９号公報特開２０００−１０７６１９号公報

しかしながら、特許文献１，２に開示の竪型粉砕機は、回転テーブル上の粉砕物に積極的に熱空気を当てているので、粉砕ローラ手前の粉砕直前の回転テーブル上の粉砕物も吹き飛ばされてしまう。その結果、粉砕ローラ直前の回転テーブル上へ落下堆積する粉砕物が少なくなり、粉砕効率が著しく低下していた。
また、分級効率を向上させる目的で、熱空気の吹上速度を大きくしたり、風速を増した分級手段を設計したりすることも行われるが、必要以上の熱空気吹上速度の増大は、撹拌によって粉砕量を低減させると共に、装置のランニングコストの増大をもたらす。また、回転テーブルの側周を熱空気が吹き上げるので、回転テーブルの外周端部の堆積物が強く吹き飛ばされ、回転テーブル上の堆積層厚が内周及び外周で異なっている。その結果、粉砕ローラの粉砕面の大径側と内径側の層厚が異なり、粉砕効率の低下と、粉砕時の粉砕層厚のばらつきによって振動発生の原因となっていた。

上記従来技術の問題点に鑑み、本発明は、粉砕ローラの粉砕効率の向上と、粉砕時の異常振動の発生を防止できる竪型粉砕機を提供することを目的とする。

本発明は上記の課題を解決するための第１の手段として、粉砕ローラを回転テーブル上で粉砕原料を介して回転自在に転動させて、前記粉砕原料を粉砕し、前記回転テーブルのダムリングを乗り越えた粉粒体の一部を環状通路からの熱空気によって吹き上げてケーシング内を上昇させて、分級手段により微細な粉粒体が上部取出口から排出される竪型粉砕機において、前記回転テーブルと、前記回転テーブルの下方から供給される前記熱空気の前記環状通路の間であって前記粉砕ローラの粉砕原料の噛み込み側のみに、前記回転テーブルの外周縁部上の前記ダムリングよりも外側であって、前記ダムリングの下方から上方の前記粉砕ローラへ向けて垂直方向に突出させて、前記回転テーブルの外周に沿って湾曲させて、前記ケーシング及び前記ケーシングと対向する主面側の間を前記熱空気が吹き上がり、噛み込み側の前記粉砕原料に前記熱空気が当たらない遮蔽板を前記ケーシングの内壁から水平方向に延出させた支持金具を用いて設けたことを特徴とする竪型粉砕機を提供することにある。
このような構成により、回転テーブル上の粉砕原料及び粉砕物に環状通路からの熱空気が直接当たることがなく、回転テーブル上に堆積した粉砕原料及び粉砕物を効率的に粉砕することができる。また回転テーブル上に所定厚みの粉砕原料及び粉砕物を堆積させて粉砕することにより、粉砕時に異常振動が発生することがない。

本発明は、上記の課題を解決するための第２の手段として、前記第１の手段において、前記遮蔽板は、前記粉砕ローラの前記粉砕原料の噛み込み側に設けたことを特徴とする竪型粉砕機を提供することにある。
このような構成を採用することにより、回転テーブル上を転動する粉砕ローラに噛み込まれる直前の粉砕原料及び粉砕物を所定の厚みに維持することができ、粉砕効率の向上や、粉砕時の異常振動を防止することができる。

上記のような本発明によれば、粉砕機の排石状態に対応して環状通路からの熱空気吹上速度を変更した場合であっても、粉砕ローラに噛み込む粉砕原料及び粉砕物に直接熱空気が当たらないので、粉砕原料及び粉砕物を回転テーブル上に堆積させることができる。その結果、噛み込み量を確保でき、粉砕効率が向上する。
また、従来の粉砕機では、分級効率を高める目的で熱空気速度を上げると、粉砕物が風速で撹拌され、回転テーブル上への堆積が阻害されてしまい粉砕ローラの噛み込み量が少なくなっていた。しかしながら本発明によれば、分級効率を風速で調整する際に、粉砕テーブル上への堆積を阻害することなく、適正な風速となるように調節できる。その結果、ローラに噛み込む粉砕物が増え、粉砕効率を向上できる。
さらに回転テーブル上の粉砕層厚にばらつきがなくなり、粉砕ローラの粉砕面の層厚不均一による粉砕時の異常振動の発生がなくなる。

本実施形態の遮蔽板の斜視図である。竪型粉砕機の回転テーブルの平面図である。竪型粉砕機の構成概略図である。

本発明の竪型粉砕機の実施形態を添付の図面を参照しながら、以下詳細に説明する。

［竪型粉砕機１０］
図３は竪型粉砕機の構成概略図である。同図に示すように竪型粉砕機１０は、ケーシング１２と、回転テーブル１４と、回転テーブル１４の上面外周部を円周方向に等分する位置に配置した複数個の粉砕ローラ１６と、回転テーブル１４の外周に沿って形成した環状通路４０と、ケーシング１２の上部に設けた分級手段３０と、回転テーブル１４の外周縁部上に取り付けたダムリング４８と、遮蔽板５０を主な基本構成としている。

粉砕ローラ１６は、支点となる下部ケーシング１２Ｂに回動自在に軸着した上部アーム２０と、上部アーム２０と一体に形成した下部アーム２２とを介して油圧シリンダ２４のピストンロッドに連結されている。粉砕ローラ１６は油圧シリンダ２４の作動によって回転テーブル上面１４Ａに横圧されて、回転テーブル１４に粉砕原料を介して従動することによって回転する。

ケーシング１２の回転テーブル上面１４Ａの上方には、分級手段３０が設けられている。
分級手段３０は、回転軸３０ａと、回転羽根３０ｂと、固定羽根３０ｃを備えている。回転軸３０ａはケーシング１２の上面から下方へ垂下し、外部の駆動モータ（不図示）により回転自在な構成である。回転軸３０ａの下部には、回転軸３０ａを軸心として環状に複数の回転羽根３０ｂが並んで形成されている。さらに、回転羽根３０ｂの外周には、複数の固定羽根３０ｃが並んで形成されている。回転羽根３０ｂ及び固定羽根３０ｃはいずれも、長手方向が回転軸３０ａの軸心と平行に配置されており、ケーシング１２内を上昇してきた熱空気は、回転軸３０ａ軸心と平行な羽根の隙間から供給される。このような構成の分級手段３０は、回転軸３０ａと共に回転羽根３０ｂが回転し、固定羽根３０ｃと回転羽根３０ｂを通過した微細な粉粒体（微粉）のみが上部取出口４４から排出される。

固定羽根３０ｃの下端部には、内部コーン３０ｅ及びフィード管３０ｆが設けられている。内部コーン３０ｅは、上方から下方に向かって径が小さくなる漏斗状に形成し、フィード管３０ｆは、内部コーン３０ｅの下端に接続する円筒状に形成し、分級手段３０を通過できなかった粉粒体を捕捉して、フィード管３０ｆを介して下部の排出口から回転テーブル上面１４Ａへ供給する構造となっている。

内部コーン３０ｅには、原料投入シュート３４が接続している。この原料投入シュート３４を介して原料投入口３２から回転テーブル上面１４Ａに原料が投入される。
原料投入シュート３４から投入した原料は、回転テーブル上面１４Ａを渦巻き状の軌跡を描きながら回転テーブル上面１４Ａの外周部に移動して、回転テーブル上面１４Ａと粉砕ローラ１６の間に噛み込まれ粉砕される。そして、粉砕された粉粒体の一部は、回転テーブル上面１４Ａの外縁部に周設されて原料の層厚を調整するダムリング４８を乗り越えて、回転テーブル上面１４Ａの外周部とケーシング１２の隙間である環状通路４０へと向かう。ここで、下部ケーシング１２Ｂの回転テーブル１４の下方には、所定温度に加熱された熱空気を導入するためのガス導入口４２を設けている。

竪型粉砕機１０の運転中において、ガス導入口４２より熱空気を導入することによって、ケーシング１２内において回転テーブル１４の下方から分級手段３０を通過して上部取出口４４へと流れる熱空気の気流が生じている。
竪型粉砕機１０内に投入した原料と、回転テーブル１４と粉砕ローラ１６に粉砕されて後述するダムリング４８を乗り越えた粉粒体の一部は、環状通路４０からの熱空気によって吹き上げられてケーシング１２内を上昇し、分級手段３０に到達する。

ここで、径及び質量の大きな粉粒体は、分級手段３０の固定羽根３０ｃ及び回転羽根３０ｂを通過することができず、内部コーン３０ｅに落下して再度粉砕ローラ１６に噛み込まれて粉砕される。一方、径の小さな粉粒体は、隙間を開けて並べられた固定羽根３０ｃ及び回転羽根３０ｂの間を抜けて分級手段３０を通過して上部取出口４４よりケーシング１２外へ取り出される。
また、粉砕ローラ１６に噛み込まれずそのまま環状通路４０に達したような一部の極大の粒径の原料は、環状通路４０より回転テーブル１４の下方に落下して下部取出口４６より竪型粉砕機１０の外に取り出される。

［遮蔽板５０］
図１は本実施形態の遮蔽板の斜視図である。図２は竪型粉砕機の回転テーブルの平面図である。遮蔽板５０は、回転テーブル１４と、回転テーブル１４の下方から供給される熱空気の環状通路４０の間に設けたケーシング１２内の壁である。この遮蔽板５０は、材質にケーシング１２と同様となる所定の剛性を備えた鋼板などを用いて、回転テーブル１４の側周から上方の粉砕ローラ１６へ向けて所定の高さで突出させている。遮蔽板５０の突出量は、環状通路４０から吹き上がる熱空気によって、回転テーブル上面１４Ａの粉砕原料及び粉砕物が巻き上がってテーブル上の堆積量が変化しないように、換言すると、テーブル上の粉砕原料及び粉砕物が吹き上がる熱空気の影響を受けずに堆積した状態を維持できるように設定、すなわち回転テーブル上面１４Ａよりも高くなるように設定している。この遮蔽板５０の一方の主面側は、回転テーブル上面１４Ａに対して垂直あるいは所定角度で交差するように支持金具５２を用いてケーシング１２の内部に取り付けている。支持金具はケーシング１２から水平方向に延出させて、遮蔽板５０の他方の主面に接続している。このような遮蔽板５０の他方の主面側は、ケーシング１２の壁面と対向しており、この間を環状通路４０からの熱空気が吹き上がっている。このとき、遮蔽板５０は、回転テーブル１４の外周に沿って湾曲させて、遮蔽板５０の一方の主面側と回転テーブル１４の間からは、熱空気が通過しないような僅かな隙間を設けて取り付けている。

また、本実施形態の遮蔽板５０は、粉砕ローラ１６の粉砕原料及び粉砕物の噛み込み側に設けている。これにより、回転テーブル上面１４Ａを転動する粉砕ローラ１６に噛み込まれる直前の粉砕原料及び粉砕物の堆積を吹き上がる熱空気の影響を受けずに所定の厚みに維持することができる。そして、粉砕ローラ１６の粉砕原料及び粉砕物の噛み込み側以外の箇所では、吹き上がる熱空気によって粉砕物を巻き上げてケーシング１２内を効率的に循環させて所定粒径の粉砕物に粉砕することができる。

なお、遮蔽板５０は、支持金具５２を用いてケーシング１２の内壁に取り付けた構成で説明したが、回転テーブル１４の側周から上方の粉砕ローラ１６へ向けて所定の高さで突出させる構成であれば良く、この他にも、粉砕ローラ１６の上部アーム２０に支持金具を用いて取り付けるように構成することもできる。

［作用］
上記構成による本発明の竪型粉砕機の作用について、以下説明する。
竪型粉砕機１０の回転テーブル１４を回転させると、油圧シリンダ２４によって回転テーブル上面１４Ａに横圧された粉砕ローラ１６も回転する。そして、原料投入口３２から回転テーブル上面１４Ａに粉砕原料が投入されると、回転テーブル上面１４Ａに落下して回転テーブル上面１４Ａを渦巻き状の軌跡を描きながらテーブルの外周部に移動して、回転テーブル上面１４Ａと粉砕ローラ１６の間に噛み込まれ粉砕される。
そして、回転テーブル１４の外周面とケーシング１２の内周面との間の環状通路４０から吹き上がる熱空気によって、熱空気とともに粉粒体が乾燥されながらケーシング１２内を上昇する。粉粒体は、ケーシング１２内の上部に設けた分級手段３０によって振り分けられて所定粒度の製品が外部へ排出される。一方、分級手段３０を通過できない粗粉は内部コーン３０ｅを介して再度回転テーブル上面１４Ａに落下して粉砕される。

このとき、遮蔽板５０によって、粉砕テーブル上面１４Ａの粉砕原料及び粉砕物は熱空気の気流によって吹き飛ばされず、テーブル上で所定の堆積厚みを維持できる。また、分流効率を向上させる目的で熱空気の吹上速度を大きくした場合であっても、気流の撹拌によって回転テーブル上面１４Ａの堆積量が少なくなることがなく、粉砕ローラで噛み込む所定の堆積量を維持できるので、粉砕機全体のランニングコストを増加させることがない。
また、従来、回転テーブル１４の側周を熱空気が吹き上げて、回転テーブル上面１４Ａの外周端部の粉砕原料及び粉砕物が強く吹き飛ばされてテーブル上の堆積厚みが粉砕ローラの大径側と内径側とで異なり、粉砕ローラの粉砕面の層厚が異なり粉砕効率の低下と振動発生の原因となっていたが、本実施形態の遮蔽板５０を取り付けた箇所は、回転テーブル上面の堆積量を所定の厚みに維持できるので、粉砕層のばらつきによる振動発生などの不具合を生じることがない。

このような本発明の竪型粉砕機の粉砕ローラによれば、粉砕機の排石状態に対応して環状通路からの熱空気吹上速度を変更した場合であっても、粉砕ローラに噛み込む粉砕原料及び粉砕物に直接熱空気が当たらないので、遮蔽板を設けた箇所の粉砕原料及び粉砕物を回転テーブル上に堆積させることができる。その結果、噛み込み量を確保でき、粉砕効率が向上する。
また、分級効率を風速で調整する際に、粉砕テーブル上への堆積を阻害することなく、適正な風速となるように調節できるため、ローラに噛み込む粉砕物が増え、粉砕効率を向上できる。

本発明は、石炭、バイオマス等の原料を回転テーブルの回転に従動する粉砕ローラで粉砕する竪型粉砕機に特に有用である。

１０………竪型粉砕機、１２………ケーシング、１２Ｂ………下部ケーシング、１４………回転テーブル、１４Ａ………回転テーブル上面、１６………粉砕ローラ、１６ａ………ローラ軸、２０………上部アーム、２２………下部アーム、２４………油圧シリンダ、３０………分級手段、３０ａ………回転軸、３０ｂ………回転羽根、３０ｃ………固定羽根、３０ｅ………内部コーン、３０ｆ………フィード管、３２………原料投入口、３４………原料投入シュート、４０………環状通路、４２………ガス導入口、４４………上部取出口、４８………ダムリング、５０………遮蔽板、５２………支持金具。

Claims

粉砕ローラを回転テーブル上で粉砕原料を介して回転自在に転動させて、前記粉砕原料を粉砕し、前記回転テーブルのダムリングを乗り越えた粉粒体の一部を環状通路からの熱空気によって吹き上げてケーシング内を上昇させて、分級手段により微細な粉粒体が上部取出口から排出される竪型粉砕機において、
前記回転テーブルと、前記回転テーブルの下方から供給される前記熱空気の前記環状通路の間であって前記粉砕ローラの粉砕原料の噛み込み側のみに、前記回転テーブルの外周縁部上の前記ダムリングよりも外側であって、前記ダムリングの下方から上方の前記粉砕ローラへ向けて垂直方向に突出させて、前記回転テーブルの外周に沿って湾曲させて、前記ケーシング及び前記ケーシングと対向する主面側の間を前記熱空気が吹き上がり、噛み込み側の前記粉砕原料に前記熱空気が当たらない遮蔽板を前記ケーシングの内壁から水平方向に延出させた支持金具を用いて設けたことを特徴とする竪型粉砕機。