JPH0131422B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は回転テーブルと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。

〔従来技術〕

セメント原料や石炭、化学品などの粒体を細か
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ブルと、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。そし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粒体は、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つ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込まれ粉砕さ
れる。一方、ケーシングの基部にはダクトによつ
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環状空間
部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。

第１図は供給管により粒体を回転テーブルの中
心部へ供給する従来の粉砕機において供給された
粒体がどのような割合でローラへ向うかを説明す
るための回転テーブルの平面図であつて、図にお
いて１は図に矢印Ａで示す方向に回転する回転テ
ーブル、２は回転テーブル１の上面と線接触する
４個のローラを示している。前述したように粒体
には、回転テーブル１の回転による遠心力が半径
方向に作用する結果、外側への力を受けるととも
に、テーブル１の回転により回転方向への力も受
け、粒体はこの２つの力の合成された向きに移動
しようとする。しかもテーブル回転数一定（すな
わちテーブル角速度一定）のときには、置かれた
粒体の位置（半径距離）により遠心力が異なるの
でこの合成された向きも刻々変化する。例えば、
第１図のテーブル１の半径上の10点に粒体を落下
させたとすると、中心に近い２〜３点は半径が小
さいため遠心力よりもテーブルと粒体に働く静摩
擦力の方が大きく、テーブルと粒体との相対運動
は起らずテーブルと一諸にぐるぐる回るだけであ
るが、残りの７〜８点は各々図に点線で示すよう
な軌跡を描きながら渦巻状に外周部へ移動する。
なお、図で粒体を示す軌跡は、テーブル径、テー
ブル回転数、落下させようとする粒体とテーブル
との動摩擦係数、落下する位置（落下位置の半径
および角度）などの助変数により変化することは
いうまでもない。第１図の軌跡は、従来商業ベー
スで製作販売されている竪型粉砕機で石灰石粒子
が落下された場合の例を示している。

また、第２図は、第１図が粒体の落下位置をri
＝（0.05〜0.5）Ｒ、φi＝0゜の一列10点のみに対し
て、ri＝（0.05〜0.5）Ｒ、φi＝0゜、10゜、20゜、…
…
80゜の90点を描かせた場合の粒体の軌跡を示す。

第２図において明らかなように従来の粉砕機に
おいては、前記10点に落下したもののうち、中心
に近いものは最初に遭遇したローラ２に噛込まれ
るかあるいはその内側を通過して２番目、３番目
のローラ２に噛込まれるかするが、中心から離れ
た位置に落下した粒体は、ローラ２に噛込まれる
ことなく回転テーブル１の周縁から外れてテーブ
ル外へ落下してしまう。落下した粒体は前述した
ように回転テーブル１とケーシングとの間の環状
空間部を吹き上げる熱風によつて上昇し、直接回
転テーブル１上へ戻されるか、あるいは上方のセ
パレータで分級されて回転テーブル１上へ戻され
るかして再度ローラ２へ噛込まれる機会を与えら
れるが、この粒体の吹き上げと循環とのために消
費される風量と風圧損失とが問題となる。すなわ
ち、回転テーブル１からオーバーフローする粒体
は粉砕前の粒体であるから、通常30〜50mmφとい
うような粗粒であつてこれを上昇させるためには
60ｍ／Ｓ程度の風速を必要とする。これに対し原
料の粉砕度とセパレータの分級度とから見てセパ
レータ入口へ粉砕最大粒径150〜200μの２倍の
300〜400μ径以上の粒体が到達することは無意味
であり、回転テーブル１上での分級の困難さを見
込んでも最大粒径200μの10倍である２mmの粒体
を吹き上げれば充分であつてこれに要する風速は
20〜30ｍ／Ｓ程度でよいことになる。

このように従来の粉砕機においてはオーバフロ
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
なつて設備費とともに動力消費量が大幅に増大す
るばかりでなく、セパレータから戻る粒体が回転
テーブルへ戻らずに粉砕とは無関係な流動を繰返
すことにより無駄なエネルギを消費するという欠
点を有していた。

〔発明の概要〕

本発明は以上のような点に鑑みなされたもの
で、原料供給管を、回転テーブルの中心部上方で
粉砕ローラと同数に分岐して隣接粉砕ローラ間の
回転テーブル中心部寄りの位置で回転テーブル上
面に近接させて開口させることにより、ローラ噛
込率をほぼ100％にして従来放置されていた大粒
径の生石（ローラによる粉砕を一度も行なわれて
いない原料粒体）のテーブルからの溢流を極力排
除し、かつ原料供給管の上部を囲繞する分級機と
機台ケーシング内壁との間に、上端開口部がケー
シング内部と連通しかつ閉塞下端が原料供給分岐
管の連通孔により分岐管と連通する漏斗状の粉粒
体落下管を設けることにより、分級された粉粒体
のテーブル中央への落下率を向上させることを可
能にして、吹き上げに要する風景、風圧を低下さ
せることによる送風機動力等の大幅削減を計ると
ともに、粉砕確率の向上による粉砕効率の向上
と、生石のオーバフローや回転テーブル上方での
粗粒循環等、無駄な運搬エネルギの排除を計つた
竪型粉砕機を提供するものである。以下、本発明
の実施例を図面に基いて詳細に説明する。

〔実施例〕

第３図および第４図は本発明に係る竪型粉砕機
の実施例を示し、第３図はその縦断面図、第４図
は回転テーブルと粉砕ローラおよび原料供給管の
配置を示す平面図である。図において粉砕機１１
は後述する回転テーブル１５等の粉砕部全体を収
納して床上に直立するケーシング１２を備えてお
り、このケーシング１２の下半部は円筒状に形成
されてその中心部には減速機付きのモータ１３が
固定されている。また、ケーシング１２の上半部
は、高さ方向中央部において中絞りされて断面円
形の鼓形筒状に形成されており、これによつて回
転テーブル１５の上方には、上部へ向つて小径と
なる頭截円錐状の傾斜壁１２ａが形成されてい
る。モータ１３の上方へ向う回転軸には、円盤状
に形成されて水平上面にライナ１４が貼着された
回転テーブル１５が軸着されており、モータ１３
で駆動されて図に矢印Ｂで示す方向へ水平状に低
速回転している。符号１６で示すものは、回転テ
ーブル１５の周縁を円周方向に４等分する箇所の
外方に近接してケーシング１２で水平状に軸支さ
れた４個のアーム軸であつて、これら各アーム軸
１６には、Ｌ字状に形成されたアーム１７が軸着
されており、その軸受部で固定支持されたローラ
軸１８には、頭截円錐状に形成された粉砕用のロ
ーラ１９がそれぞれ回転自在に軸装されてその周
面を回転テーブル１５の外周部上面に対接させて
いる。各アーム１７にはケーシング１２側に枢支
された図示しない圧力シリンダの作用端が枢着さ
れており、この圧力シリンダを作動させることに
より、アーム１７が揺動して回転テーブル１５へ
のローラ１９の押圧力が変化し、回転テーブル１
５とローラ１９とで挾持される被粉砕物に対する
粉砕力が調整されるように構成されている。な
お、ローラ１９と回転テーブル１５とは線接触
（実際には微小幅の面接触）であつて第４図では
この接触線を符号１９ａで示している。回転テー
ブル１５の外周部下方には、図示しないダクトに
よつて熱風発生装置と接続された環状のエア通路
２０が設けられており、その上方であつて回転テ
ーブル１５とケーシング１２との間には、エア通
路２０とケーシング１２の内室とを連通させる環
状の吹き上げ通路２１が設けらている。また、吹
き上げ通路２１に臨む傾斜壁１２ａの内周面に
は、吹き上げ熱風を整流する環状のアーマリング
１２ｂが傾斜壁１２ａに取付けられている。

一方、ケーシング１２の上端フランジ部には、
円筒状に形成された上部ケーシング２２が接合さ
れており、その上端部には上下一対のボールベア
リングを備えた軸受２３が固定されている。符号
２４で示すものは、吹き上げ通路２１から吹き上
がる熱風によつて上昇する粉砕物を分級するセパ
レータであつて、前記軸受２３に軸支されて上部
ケーシング２２とケーシング１２の上部傾斜壁と
の中心部に垂下された筒体２４ａと、その中央部
および下端部の支持部材２４ｂで支持されて傾斜
する複数個の回転羽根２４ｃとで形成されてお
り、筒体２４ａの上端部に軸着されたプーリ２５
は、モータ２６のプーリ２７との間をベルト２８
によつて駆動連結されている。２９は図示しない
次工程との間をダクトで接続され粉砕物を排出す
る排出口である。

上部ケーシング２２の上方には、図示しない原
料ホツパと接続された供給機３０が水平状に架設
されており、その内部には投入された原料を搬送
するコンベア３１が張架されている。そして供給
機３０の下方へ向うフランジ部には、原料供給管
３２の本管３２ａが接合されており、セパレータ
２４の筒体２４ａ内を貫通してこれと同心状に垂
下されている。本管３２ａは円筒状に形成されて
いてその下端部からはローラ１９と同数の４個の
分岐管３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅが分岐さ
れている。各分岐管３２ｂ〜３２ｅは下端へ向う
にしたがつて互の間隔が広がるように傾斜してお
り、隣接するローラ１９間の回転テーブル１５の
中心部寄りの位置で回転テーブル１５上面に近接
させて開口されている。したがつて本管３２ａを
落下する原料は、分岐管３２ｂ〜３２ｅを通つて
その開口部から回転テーブル１５上の４箇所へ分
散して供給される。さらに、セパレータ２４の回
転羽根２４ｃとケーシング１２の上部傾斜壁との
間には、下方へ向つて小径となる漏斗状に形成さ
れた粉粒体落下管３３が下端を各分岐管３２ｂ〜
３２ｅと接合することによつて閉塞されて配設さ
れている。この粉粒体落下管３３は上端に開口部
３３ａが全面的に開口されてケーシング１２の内
部と連通されており、また下端部は各分岐管３２
ｂ〜３２ｅに開口した連通孔３３ｂによつて分岐
管内部と連通されている。

以上のように構成された粉砕機の動作を石炭の
粉砕を例にとつて説明する。モータ１３，２６を
始動したのち原料ホツパへ原料としての粒状の石
炭を投入すると、この石炭は供給機３０のコンベ
ア３１で搬送されてその搬送終端部から原料供給
管３２の本管３２ａ内を落下したのち各分岐管３
２ｂ〜３２ｅへ分けられ、回転テーブル１５上の
４箇所へ分散して供給される。このとき回転テー
ブル１５がモータ１３で駆動されて水平に回転し
ており、ローラ１９も回転テーブル１５に圧接さ
れて従動回転しているので、落下した粒状炭は、
回転テーブル１５の回転による遠心力を受けてテ
ーブル１５上を滑ると同時に回転テーブル１５に
より回転方向の力を受け、テーブル１５との間で
滑つてテーブル回転数よりいくらか遅い回転を行
なうことにより後述する渦巻線状の軌跡を描いて
回転テーブル１５の外周部へ移動する。移動した
粒状炭の大部分は回転テーブル１５とローラ９と
の間に噛込まれ、圧縮、衝撃、剪断作用により粉
砕されて微粉炭となる。またローラ１９と噛込後
の微粉炭またはなんらかの原因でローラ１９に噛
込まれなかつた粒状炭の一部は回転テーブル１５
の周縁から外れて外方へ落下しようとする。この
とき回転テーブル１５とケーシング１２との間の
吹き上げ通路２１からは、エアダクトとエア通路
２０を経て送られてきた熱風がアーマリング１２
ｂで整流されながら吹き上がつているので、オー
バフローしてきた粉砕微粉炭と前記粒状炭とは通
路２１の近傍において熱風で吹き上げられ、上昇
気流に乗つてセパレータ２４に送り込まれる。こ
の場合、粉粒体は粉粒体落下管３３とケーシング
１２の内壁との間の環状通路内を吹き上げられ通
路の上端部から粉粒体落下管３３内へ入つてセパ
レータ２４に送り込まれる。セパレータ２４はモ
ータ２６に駆動されて回転しており、粉砕物は回
転羽根２４ｃの回転で発生した旋回気流によつて
粒子に遠心力を付与されるので、粗い粒状炭は外
方へ飛ばされ粉粒体落下管３３の傾斜内壁に沿つ
て落下したのち、連通孔３３ｂから分岐管３２ｂ
〜３２ｅに入つて回転テーブル１５より原料供給
箇所と同じ箇所の４箇所に落下する。落下した粒
状炭は所要粒度の微粉となるまで粉砕が繰返され
る。一方、所要粒度以下の微粉炭は、セパレータ
２４を通過して排出口２９から熱風とともに排出
され、ダクト内を次の工程例えば燃焼装置や集塵
装置などへ搬送されたのち回収される。

そこで回転テーブル１５上における被粉砕物の
挙動について説明する。第５図は従来の粉砕機に
おける回転テーブル１上の粒体の挙動を第１図に
対応して示すものであつて、隣接するローラ２の
中間位置（角度＝45゜）における半径Ｒを通過
する粒体のうちどれだけがローラ２に遭遇するか
を説明するための平面図である。図から明らかな
ように、点P₁からP₂までの間を通過する粒体の
みがローラ２に遭遇するが、これより外周寄りの
ものの全部と、内周部寄りのものの一部とはすべ
て回転テーブル１から逸脱する。これに対して第
６図は第４図に示す本装置における粒体の挙動を
第５図に対応して示すものであつて、本装置にお
いては第５図の点P₁と点P₂との間へ原料供給管
３２の分岐管３２ｂ〜３２ｅを開口させてここへ
粒体を供給するようにしたので、粒体のほぼすべ
てがローラ１９に遭遇する。

次にセパレータ２４へ送り込まれる粒子のう
ち、所要粒度より大きい粒子は、従来、回転羽根
２４ｃではじき飛ばされケーシング内壁に沿つて
落下していたので、テーブル１５上に落下して粉
砕されないままで上昇気流と対向して再び上昇し
たのちセパレータ２４へ送り込まれるという無駄
な循環を繰返す粒子が非常に多く存在していた
が、本装置においては粉粒体落下管３３を設けた
ことにより、その内壁に沿つて上昇気流に邪魔さ
れることなく粉砕機１１の下方へ落下する。

またこの落下粒体は、分岐管３２ｂ〜３２ｅを
通つてテーブル１５上の原料と同じ箇所に落下す
るので、確実にローラ１９に噛込む経路軌跡を通
つて運動し、粉砕されたのちセパレータ２４に達
する。

なお、本実施例においてはローラ１９および分
岐管３２ｂ〜３２ｅを４個設けた例を示したが２
個以上であれば何個でもよい。また、本実施例に
おいては原料供給管３２をセパレータ２４内に貫
通垂下させた例を示したが、例えば原料供給管３
２を上部ケーシング２２の胴体側方から傾斜状に
貫通させて回転テーブル１５の中心部上方に臨ま
せたのち複数個の分岐管に分岐させてもよい。

〔発明の効果〕

以上の説明により明らかなように、本発明によ
れば竪型粉砕機において原料供給管を回転テーブ
ルの中心部上方で粉砕ローラと同数に分岐して隣
接粉砕ローラ間の回転テーブル中心部寄り上方に
開口させ、開口の粒体落下位置として粒体の軌跡
から逆算した適切な位置を選定することにより、
原料供給管を通過し各分岐管を経て開口位置より
落下する粒体は、そのほとんどすべてが粉砕ロー
ラに到達して粉砕され、その後回転テーブル外周
縁に達する。したがつてローラに一度も噛込むこ
となくオーバフローするいわゆる生石の溢流量が
大幅に激減し、生石の吹き上げに必要としていた
ガス流速および風量を大幅に低減することができ
る。さらに、分級機とケーシング内壁との間に、
上端開口部がケーシング内部と連通しかつ閉塞下
端が原料供給分岐管の連通孔により分岐管と連通
する漏斗状の粉粒体落下管を設けたことにより、
分級機へ送り込まれる粉砕物はケーシング内壁方
向へ飛ばされることなく落下管と分岐管とを経て
回転テーブル上の原料供給箇所と同じ箇所へ確実
に落下するので、ケーシング内壁に沿つて上下に
往復動する無駄な循環がなくなる。したがつて前
記生石溢流量の激減と相まつて送風機の風量風圧
が大幅に低減可能となる結果、送風機動力を低減
することができ、ランニングコストの大幅低減を
実現できるとともに、送風機仕様の縮小による設
備費の節減を計ることができる。また粉砕機テー
ブルの回転動力についても、粉砕仕事の一部をな
す粒体運搬仕事のうち無効な仕事を排除すること
ができ、単位生産量当りの粉砕動力が減少する結
果粉砕効率も向上してランニングコストが低減す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第５図は従来の竪型粉砕機に
おける回転テーブル上での粒体の挙動を説明する
ための回転テーブルの平面図を示し、第１図は回
転テーブルの半径上の10点へ供給した原料の移動
軌跡を示す平面図、第２図は原料の供給を角度
90゜の範囲にわたつて行なつた場合の原料の移動
軌跡を示す平面図、第５図は隣接するローラ間を
２等分する半径に原料を0.05Rごとのピツチで一
列に並べて落下させた場合の移動軌跡を示す平面
図、第３図、第４図、第６図は本発明に係る竪型
粉砕機の実施例を示し、第３図はその縦断面図、
第４図は回転テーブルとローラおよび原料供給用
分岐管の関係を示す概要平面図、第６図は回転テ
ーブル上での原料の挙動を説明するための回転テ
ーブルの平面図である。 １１……粉砕機、１５……回転テーブル、１９
……ローラ、３２……原料供給管、３２ａ……本
管、３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅ……分岐
管、３３……粉粒体落下管、３３ａ……開口部、
３３ｂ……連通孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数個の粉砕ローラを外周部上面に圧接させ
   て回転する回転テーブルの中心部上方において原
   料供給管を前記粉砕ローラと同数に分岐し、これ
   ら分岐管から回転テーブルに供給される原料が前
   記粉砕ローラに向けて流れるように前記各分岐管
   を前記粉砕ローラ間の回転テーブル中心部寄りの
   位置で回転テーブル上面に近接させて開口させる
   とともに、前記原料供給管の上部を囲繞する分級
   機と機台ケーシング内壁との間に、上端開口部が
   ケーシング内部と連通し下端が閉塞された漏斗状
   の粉粒体落下管を設けてその下端部と前記各分岐
   管とを分岐管に設けた連通孔により連通させたこ
   とを特徴とする竪型粉砕機。