JPH01262973A - 粉砕機用ロータリーセパレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は高微粉度石炭粉砕機その他の粉砕機のロータリ
ーセパレータに関する。

〔従来の技術］ 第４図はロータリーセパレータを備えた石炭粉砕機の縦
断面図で、第５図は第４図から取り出した従来のロータ
リーセパレータである０図に示すようにロータリーセパ
レータは多数のブレードが、回転中心服りに囲設されて
おり、その回転によって生じる遠心力とそれに伴う気流
によって、バウルと粉砕ロールとによって粉砕された粉
体の粒度を分級する。ブレードは剛性を増す目的で、第
５図ないし第７図に示すようにアングル材等が用いられ
ている。或は図示を省略したアイ型材も用いられる。

〔発明が解決しようとする課題） 上記従来のロータリーセパレータには解決すべき次の課
題があった。

（１）、ブレードの型材のフランジの広い幅がブレード
間の風の通過面積を狭め、微粉流の流れを阻害する。

（２）、微粉流がフランジに衝突することによってブレ
ードに異常摩耗が生じ、性能の経時劣化を生じる。

（３）、　（２）と同様な理由によって強度が低下する
。

［課題を解決するための手段〕 本発明は上記課題の解決手段として、は−鉛直な回転中
心の廻りに所要の半径を隔て＼、多数のブレードが上下
の方向に囲設された粉砕機のロータリーセパレータにお
いて、上記ブレードを回転中心の廻りに連結する環体を
具備してなることを特徴とする粉砕機用ロータリーセパ
レータを提供しようとするものである。

〔作　用〕

本発明は上記のように構成されるので次の作用を有する
。即ち、従来のロータリーセパレータでは回転遠心力に
よりブレードは外方向に変形する。

その変形はあたかも両端支持梁が等分布に近い荷重を受
けた場合の様相を呈する。スパンが極端に短かくない通
常の梁では中央近傍での撓みは一般に大きく、断面に曲
げによる大きな表皮応力を発生させ、破壊に至りやすい
、ところが、本発明の構成では各ブレードを連結する環
体を備えているので、その撓みは環体にフープテンショ
ンを生じさせる。フープテンションは環体の軸方向の単
純引張応力に置換されるので、充分に大きくでき、ブレ
ードの遠心力による荷重の殆どを分担可能なため、ブレ
ードはフランジなどを必要とせず、ブレード相互の間隙
を十分に大きくとることができ〔実施例〕 本発明の一実施例について第１図及び第２図により説明
する６両図において、ブレード１ばローター７から片持
状に架設された下部コーン５及び上部スポーク６の周端
に、ブレード下部取付板３及びブレード上部取付板４を
介してほゞ上下の向きにローター７を囲繞する形で取付
けられている。

ブレード１自身は従来のようにフランジを持たず、ロー
ター７に対し、半径方向に平板の面が沿う姿勢で、短棚
状をなしている。各ブレード１の中央部には補強リング
２が水平に貫通して相互を連結している。なお、貫通部
は適宜に溶接され、ブレードｌと補強リング２とが一体
化されている。

以上のような構成をなしているのでローター７が回転し
、ブレード１が遠心力によって外方に荷重を受け、その
腹部、即ち、中央近傍が撓もうとしても補強リング２が
、あたかもたがを嵌めたように拘束するのでブレード１
は殆ど撓みを生じることがない、即ち、遠心力に対する
強度は補強リング２が大きく負担するので、ブレード１
は補強や剛性維持のためのフランジを必要とせず、単な
る平板体でよいことになり、従って分級のための粉体の
ｉｌ遇する方向の各ブレード１相互間の開口面積は充分
に大きくなり、流れを阻むものが著滅するので分級性能
が飛躍的に向上する。又、従来は先述の通りブレードが
フランジを有していたが、フランジは粉体の流れに対し
、概ね垂直な向きをなしているので、その流れ方向のフ
ランジの量はフランジの厚さに該当すること＼なり、飛
来する粉体粒子が最初最も大きな運動エネルギ状態でフ
ランジと衝突し、擦過する部位はその短かい距離即ち厚
さ方向の端面が担うこと〜なるので端面の損耗は激しく
、粉流がは一平行に通過してゆ（ウェブの部分に比し、
フランジは著しく早く経時変化する。これに対し、本実
施例ではブレードｌはフランジを有せず、たとえばアイ
型材のウェブ部分のみに相当する平板があるのみである
から、経時変化は殆ど生じない。ここに経時変化とは単
に損耗による形状変化のみを差すのではなく、たとえば
アイ型材はその上下端のフランジのために、そのフラン
ジがない場合に比し、著しく大きな断面係数を有してい
て、非常に大きな曲げ強度を保てるが、その強度の依存
するフランジが損耗すると強度は大幅に低下する。アイ
型材断面の中央近傍の損耗に比し、上下の最外端部の損
耗は強度劣化への利きが著しいのである。この例はアン
グル材に対しても該当し、ウェブがフランジを失う意味
は大きい、従って最初からフランジを有せずに設計され
たブレードに較べ、フランジ効果を期待して設計された
ブレードのフランジの経時変化は強度Ｅ非常に深刻な意
味を持つのである。本実施例ではそのようなフランジを
有しないのみか、強度は補強リング２に期待しているの
であるから、強度上の経時変化は事実上、絶無に近い。

なお、補強リング２は流れの中に垂直に置かれた丸棒に
相当し、流れの前後でその丸味が整流効果を有すること
、損耗を早める突出部を有しないこと、断面積は充分に
大きくでき、かつ、強度への利きは断面積に比例するこ
と等から、損耗そのものが殆ど生ぜず、生しても後述の
通り、有効強度に影響を与える懸念は皆無に近い。

次に分級性能についてみると、従来のフランジを有する
ブレードの経時変化、即ちフランジ端部の摩耗はブレー
ド相互間の粉体流の通過面積を広げるので、最初設定し
た分級性能を変化させる。

従って、最良の分級性能を永い間維持できず、高い頻度
で回転その他の仕様変更を迫られるが、本実施例ではフ
ランジがなく、ブレード１相互間の間隔は事実上、常に
一定で、放射方向の多少の摩耗は分級性能に殆ど影響を
与えない。従って強度のみならず、分級性能の面からも
信転性の高い、優れたロータリーセパレータが得られる
。因みに強度について付言すれば次の通りである。第１
図においてローター７と共にブレード１が回転すると、
ブレード１はブレード下部取付板３及びブレード上部取
付板４に上下両端を支持され、中央近傍が遠心力で外方
に膨らむ。図ではローター７中心からブレード１迄の半
径は上端が大きく、下端が小さいので、ブレード１が一
様断面積、即ち、−様質量を上下方向に有していれば、
上方にゆくに従って遠心力は大きくなり、水平方向に一
様分布荷重ではなくなるが、簡単のためそれを＝＞Ｕす
ると、ブレード１は両端を支持され、等分布荷重を受け
る梁と見做すことができる。ローター７が回転すればブ
レード１は一定半径上を一律に回転するので、各ブレー
ド１の生じる遠心力はすべて等値で、しかも相互間の隣
接距離は比較的短かく、かつ一定であるから、半径上に
遠心力が一様分布していると見做すことができる。今、
ローター７中心から補強リング２迄の半径をｒとし、平
面に見た場合の中心に対する微小角ｄθ上に分布する遠
心力をｐとすればローター７中心を通って補強リング２
を横断する２つの断面に働く遠心力の綜合分力Ｔは π ＝２ｐｒ 従って１つの断面に働く力Ｔ／２は −＝　ｐ　　ｒ となる。

このことはローター７の中心を通って補強リング２を横
断するすべての断面について成立つがら、補強リング２
はその接線方向にｐｒの引張りをあらゆる断面で受けて
おり、フープテンションを形成している。材質は引張ら
れると必ず相応して伸びを生じるので補強リング２も伸
び、回転停止時に比して半径も少し伸びる。この伸びは
当然にその部位におけるブレード１の撓みに等しいから
その星を撓みδとしてブレード１と補強リング２との関
係を模式的に取出したのが第３図（ａ）である。

図においてＡ及びＢはブレード１の上下両側の支持点、
Ｐはブレードｌの長さ、ｂは幅である。

支持点Ａ及びＢに対して補強リング２も支持点として作
用するので梁は不静定となる。従って、回転による撓み
δを求めることは、補強リング２の遠心力も考慮しなけ
ればならず、厄介なので、不静定梁にあっても、なお、
撓み曲線が擬似円と見做せる程度の小さい撓みδを与え
てブレード１及び補強リング２の撓み曲線から各々の歪
を求め、初期応力比を見ること＼する。第３図（ａ）に
おいて撓みδを生じたときのブレード１の撓み曲線（１
疑偵円）の曲げ半径をＲ１補強リング２の半径をｒとす
れば、第３図（ｂ）より Ｉ！２ Ｒ”　＝　（Ｒ−δ）２十　− ２８δ 今、ロータリーセパレータの中型クラスをモデルに選ふ
とすると比較的、実体に近い数値としで、βは８００ｍ
ｍ　、ｂは７０ｍｍ程度であるから、これに仮りに撓み
δは２ｍｍを生じさせた場合の曲げ半径Ｒは ２　　　　８×２ ’＝　　４００００（ｍｍ） 他方、仮りに、ブレード１の材質に鋼を当てた場合、鋼
の弾性限度内における、同−歪による圧縮応力、引張応
力は概ね同じであるから、曲げによるブレード１の幅す
方向の中立軸は内端又は外端からｂ／２の位置に生じる
。従って、たとえばその外端の歪率ε、は、 無８．ｆｉＸＩＯ−’ 相応する表皮応力（引張応力）をσ５、鋼のヤング係数
をＥ　（＝２１０００Ｋｇ／ｍｍ”）とすると、σ、＝
Ｅ・ε、 ＝２１０００Ｋｇ／ｍｍ２ｘ８．８　×ＩＯ−’＃１８
　Ｋｇ／ｍｍ” となる。

これに対し、補強リング２に生じる引張応力σ。

は、補強リング２の半径ｒを９００■とすると、σ、＝
Ｅ・ε１ δ ＝計〜 ＝　２１０００Ｋｇ／１ｏｒｎ”　Ｘ　−＝　４７　Ｋ
ｇ／ｎｕｎ” となり、補強リング２の応力割合ｍは σ、　＋σ。

＝　　０．７２　（＝７２％） となってブレードｌに比し、格段に大きい。従って補強
リング２に対し、ブレード１は強度上からも、変形（歪
）上からも常に安全側にある。即ち、補強リング２はブ
レード１の強度に大きく寄与していることが分る。因み
に、応力に面積を生したものが力であるから、補強リン
グ２に生じるフープテンション、即ち、先に求めたＴ／
２＝ｐｒをσ、で割れば、補強リング２の断面積が求ま
る。

断面積を充分に与えれば力は相応して大きくなるので、
ブレード１の幅すの許す範囲で、補強リング２の直径を
決め、撓みδをどのような数値内に収めるかも任意に選
択できる。その際、補強リング２の強度にさへ着口して
おけばブレード１の破壊を懸念する必要は全くない。

上記実施例では補強リング２はブレード１の中間に１本
用いたのみであるが、必要に応して複数本が用いられて
もよい。又、ブレード１も平板状に限定されるものでは
ない。補強リング２とブレード１とは）８接したが、異
音やこすれ等の問題がなければ、補強リング２は単にブ
レード１を貫通しているのみであってもよい。補強リン
グ２の断面も円形に限定されるものではない。

本実施例は上記の通り、ブレードｌに平板を用い、それ
らの中間を補強リング２を貫通、連結するので、プレー
ト１の相互間を粉体が通過しやすく、粉体の流れを横断
するフランジ等の突出物がないので、摩耗も起きにくい
。従って、分級性能の経時劣化が生ぜず、強度の経時劣
化も殆ど生じない。又、補強リング２はブレード１０強
度に大きく寄与し、かつ、ブレード１の回転時の変形を
抑制するので、ブレード１の厚さや形状の選択範囲が著
しく広がるという利点も併せ有する。

［発明の効果〕 本発明は上記のように構成されるので次の効果を有する
。

（］）回転遠心力に対し、ブレード強度はその殆どを環
体が負担するので、ブレード破壊の懸念がなくなり、ブ
レードの形状、長さ等の自由度が飛躍的に高まる。

（２）　　ブレードにフランジを設ける必要がなくなる
のでブレード間の隙間が広くなり、粉体流れが阻害され
なくなり、分級性能が向上する。

（３）ブレードに摩耗しやすいフランジを必要としない
ので、ブレード相互間の隙間の経時変化がなく、従って
分級性能が長期に亘って高く維持される。

（４）ブレードに摩耗しやすいフランジを必要とせず、
かつ、強度はその殆どを経時変化しにくい環体に依存す
るので経時による強度劣化が生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の回で、（ａ）は平面Ｖ（但
し、一部省略して示す）、（ｂ）は側断面同、第２図は
第１［Ｆのブレード１、補強リング２及びブレード下部
取付板３の一部を取り出して示した拡大斜視図、第３図
は上記実施例のブレード１と補強リング２の強度を説明
するための図で、（ａ）はその斜視図、（ｂ）は曲げ曲
線（円弧）から曲げ半径を求めるための説明図、第４図
は従来例を兼ねた一般石炭粉砕機の模式的纒断面回、第
５図は第１図に対応して示した従来例のロータリーセパ
レータの図、第６図は従来例の第５図（ａ）の■囲いの
部分拡大図、第７図は第５１１ｉＩＵ（ｂ）の■−■矢
視拡大図である。 １−ブレード、　　　　２−補強リング（環体）。 ３−プレ−５ド下部取付板。 ４・−ブレード上部取付板。 ５−下部コーン、　　　６−上部スポーク。 ７・−ローター。 代理人　弁理士　坂　間　　　暁　　外２８策３図 第５図 ＜ｂ） 策７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ほゞ鉛直な回転中心の廻りに所要の半径を隔てて、多数
   のブレードが上下の方向に囲設された粉砕機のロータリ
   ーセパレータにおいて、上記ブレードを回転中心の廻り
   に連結する環体を具備してなることを特徴とする粉砕機
   用ロータリーセパレータ。