JPH0227016B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、垂直軸のまわりに回転する粉砕テー
ブル上に供給した原料を、粉砕テーブル上面に向
かつて押圧される回転自在の粉砕ローラと、粉砕
テーブルとの間で挾圧砕粉するローラミルの改良
に係り、特に、振動の減少、粉砕効率の向上等を
目的とするローラミルに関するものである。

セメントクリンカ及び高炉スラグ等の粉砕に
は、従来ボールミル等のドラムミルが用いられて
いるが、かかるドラムミルは効率が低くランニン
グコストを押し上げ、非常に不経済である。

このような点から近年比較的効率の良い上記ロ
ーラミルをセメントクリンカや高炉スラグ等の粉
砕に用いんとする努力が行われている。

しかし、ローラミルの場合、ドラムミルのよう
にボール等の粉砕媒体と原料との衝突、摩砕によ
つて原料の粉砕を行うものではなく、機台に支承
された粉砕テーブルと粉砕ローラとの間に噛み込
んだ原料を、両者の挾圧力によつて積極的に破砕
するものであるから、粉砕ローラ等に生じた振動
は多くの場合機台に伝達されるため、ドラムミル
と較べて振動が大きいことがローラミルをセメン
トクリンカや高炉スラグの粉砕用に使用する上で
の障害となつている。

またローラミルはドラムミルに比して粉砕効率
が良いことは知られているが、現在のローラミル
の効率はかならずしも満足しうるものではなく、
かなりの改善の余地があるものと考えられる。

上記のようなローラミルにおける振動、とりわ
け粉砕ローラの振動によつて発生する振動の原因
には、大別して原料の硬度又はその変化に起因し
て生じるものと、粉砕原料の滑りによつて粉砕ロ
ーラの半径方向に生じる所謂自励振動とがあり、
本発明は後者の自励振動の低減及び粉砕効率の向
上等を目的とするものである。

まず第１図乃至第５図を参照して上記自励振動
の生じる原因について説明する。

第１図は、従来の一般的なローラミルの構造を
示す側断面図であり、図中１は粉砕テーブルで、
垂直軸２のまわりに図示せぬモータ等の駆動源に
より積極的に回転駆動される。

粉砕テーブル１の上面には、上記垂直軸２を中
心とする環状溝３が形成され、この環状溝３は図
に示す如く下方向に向かつて陥没する円弧状の断
面形状をなしている。

また粉砕テーブル１の上部には、その外周面４
が上記環状溝３に対向する一組の粉砕ローラ５
ａ，５ｂが環状溝３との間の隙間６を介して環状
溝３の方向へ押圧付勢された状態で取り付けられ
ている。

即ち粉砕ローラ５ａ，５ｂは、本体ケーシング
７から粉砕室８内へ挿入されたローラ軸９ａ，９
ｂに回転自在に支承され、ローラ軸９ａ，９ｂは
本体ケーシング７外に設けた水平軸１０ａ，１０
ｂに垂直内面において揺動自在に取り付けたアー
ム１１ａ，１１ｂに固着されており、ストツパア
ーム１２に螺着したボルト１３の先端がアーム１
１ａ，１１ｂに当接することにより、粉砕ローラ
５ａ，５ｂと環状溝３との間の隙間６の幅の最小
限界が設定されている。

また上記一組のアーム１１ａ，１１ｂの各先端
部は、緊張装置１４を介してロツド１５ａ，１５
ｂによつて連繋されている。

従つて粉砕テーブル１の上面中央部へ供給され
た原料は、粉砕テーブル１の円錐状の上面形状及
び粉砕テーブル１の回転よる遠心力によつて外周
方向へ、即ち環状溝３内へ移動し、粉砕ローラ５
ａ，５ｂと粉砕テーブル１の間の隙間６に噛み込
まれて挾圧破砕される。

但し一方の粉砕ローラ、例えば５ａに噛み込ま
れる原料の層厚が厚すぎる場合には、粉砕ローラ
５ａは緊張装置１４の回動付勢力に抗して上方向
へ逃げる向きに回動するため、その回動力はロツ
ド１５ａ、緊張装置１４、ロツド１５ｂを介して
相手側の粉砕ローラ５ｂを取り付けたアーム１１
ｂに伝達され、その粉砕ローラ５ｂを環状溝３の
方向へ押し付け、原料の層厚の変化に応じて粉砕
ローラ５ａ，５ｂの押圧力が自動的に調整される
ように構成されている。

こうして粉砕ローラ５ａ，５ｂによつて粉砕さ
れた原料は、粉砕テーブル１の遠心力によつて粉
砕テーブル１の外周部へ移動し、粉砕テーブル１
の外周を囲繞する上向きのノズル１６から流出す
る上向きの空気流によつて噴き上げられ、粉砕室
８の上部に設けた図示せぬ選別装置によつて粒度
の選別が行われ、一定粒度以下の微粉のみが粉砕
室８外へ取り出され、一定粒度に達しない粗粉は
再度粉砕テーブル１の上面へ戻され、粉砕処理さ
れる。

ところで従来のローラミルにおける粉砕ローラ
５ａ，５ｂの外周面４、及び粉砕テーブル１の環
状溝３のローラ軸９ａ又は９ｂを通る平面で切断
した場合の各曲率半径ｒとＲとは、従来、Ｒ＞ｒ
となつている。

第２図ａに示した例では Ｒ＝R₁、ｒ＝r₁， R₁＝r₁＋d₁，d₁＝d_p で、両曲面の間の隙間６の粉砕ローラ半径方向の
厚さｄは一定（d₁）であり、同図ｂに示した例で
は Ｒ＝R₁、ｒ＝r₂， R₁＞r₂＋d_p、R₁＞r₂＋d₂， d₂＞d_p の場合を示し、両曲面の間の隙間６の厚さｄは中
央部の厚さd₀のよりも前端側又は後端側の厚さd₂
が常に大となるように設定されている。

その為従来のローラミルでは、例えば第２図ｂ
に示す如く、上記隙間６に入り込んだ原料Ｇは粉
砕ローラ５と環状溝３との間で挾圧破砕されるも
のであるから、挾圧時、原料Ｇに粉砕ローラ５を
支承するローラ軸９に直角の方向に押圧力F₁が
作用すると共に、この押圧力F₁に直角の方向の
剪断力F₂が作用し、剪断力F₂によつて粉砕され
た原料が隙間６からローラ軸９の軸芯の方向へ
（即ち前方又は後方）流出しようとする。

ローラミルではこうした原料の前方又は後方へ
の流出により原料Ｇの層厚、即ち隙間６の厚さが
急激に変化し、粉砕ローラ５が回転斑を起こすこ
とにより粉砕ローラ５がローラ軸９に直角の方向
へ振動する。かかる自励振動は新たな原料の噛み
込みと、その粉砕の都度生じるものであり、原料
が微粉砕される程、即ち原料粉末の摩擦係数が小
さく、ローラ軸９の軸芯方向の前記原料粉末の流
れの傾向が大きい程生じやすく、極端な場合には
運転不能に陥る。

またローラミルの場合、原料の粉砕は粉砕ロー
ラ５を正面から見た第３図に示す如く、圧縮が完
了したローラ直下の点１６で行われるのではな
く、粉砕テーブル１の進行方向後方の噛み込み点
１７（ローラ中心からｌだけ後方の点）において
行われるものであり、粉砕ローラ５を平面的に見
た第４図に示す如く、上記噛み込み点１７におけ
る粉砕テーブル１の回転方向（接線方向）の周速
F₃に対して粉砕ローラ５の外周面の回転方向の
周速F₄は角度αの分だけずれており、このずれ
角度αに対応して噛み込み点１７の直下の原料に
はF₅の方向の剪断力が働くことになり、この剪
断力F₅によつても原料粉末の流動が生じ、これ
が自励振動を増大させていると考えられる。

更に上記噛み込み点１７の近傍における粉砕ロ
ーラ５の外周面４の周速と、粉砕テーブル１の環
状溝３の周速とを比較してみる。即ち、第５図に
示す如く環状溝３側の周速は粉砕テーブル１の回
転中心Ｏからの半径に比例し、例えば粉砕ローラ
５の外周面４の比較的中心Ｏに近い点１７ａの周
速をV_aとし、中心Ｏから遠い点１７ｂの周速を
V_bとすると、V_b＞V_aとなり、且つ粉砕ローラ５
の外周面４の周速V_pはV_aと、V_bとの平均値とな
るから、V_b＞V_p＞V_aが成り立つ。

従つて粉砕ローラ５のローラ軸方向にみて中央
部を除いて、粉砕ローラ５の外周面４と環状溝３
との間には、常時上記周速の差によるスリツプが
生じており、このスリツプによる剪断力で隙間６
に原料粉末の流れが生じることが上記自励振動が
生じる一因となつている。

このように粉砕ローラ５の自励振動の要因は隙
間６における原料粉末のローラ軸９の方向への流
れによるものであるが、第１図及び第２図に示し
たように従来のローラミルでは、隙間６の厚みが
ローラ軸９の方向に一定（第２図ａ）か、又は中
央部よりも前端部又は後端部の厚みの方が大きく
（第２図ｂ）なつており、いずれにしても前方及
び後方に開放された状態となつているため、隙間
６で生じた原料の流れを阻止する形状とはなつて
おらず、自励振動の生じやすい構造となつている
のである。

また従来のローラミルでは、上記したように粉
砕原料が粉砕ローラ５と粉砕テーブル１の間の隙
間６から容易に流れ出す（逃げる）ような構造と
なつているため、粉砕ローラ５の押圧力F₁が有
効に原料粉末に作用する前に原料が逃げてしま
い、十分な圧縮砕粉が行われず、これがローラミ
ルの粉砕効率を低下させる一因となつている。

本発明は上記の点に鑑み、粉砕ローラと粉砕テ
ーブルの環状溝との間の隙間における原料のロー
ラ軸方向の流れを阻止して自励振動の減少及び粉
砕効率の向上を図らんとするもので、その要旨と
する処が、粉砕テーブルの上面に向かつて押圧さ
れる２以上の粉砕ローラを粉砕テーブルの上部に
回転自在に支承し、且つ各粉砕ローラが相互に連
繋され、粉砕ローラ外周面と粉砕テーブル上面と
の間の隙間が各粉砕ローラごとに相互に関連を保
つて変化するローラミルにおいて、前記粉砕ロー
ラの外周面中央部に粉砕ローラを支承するローラ
軸と同軸で円環状の粉砕溝を刻設し、該粉砕溝の
深さを該粉砕溝に溜つた原料が該粉砕溝の底面に
よつて押圧される程度の深さとなした点にあるロ
ーラミルを提供するものである。

続いて第６図以下の添付図面を参照して本発明
を具体化した実施例につき説明し、本発明の理解
に供する。

ここに第６図は本発明の一実施例に係るローラ
ミルの粉砕ローラ及び粉砕テーブル部分の側断面
図である。尚第１図，第２図に示した構成要素と
共通の要素には同一の符号を使用する。

第６図において、粉砕テーブル１の上面に穿つ
た環状溝３に向かつて押圧される粉砕ローラ２５
の外周面２４には、そのローラ軸方向にみて中央
部にローラ軸９と同軸で円環状の粉砕溝２７が形
成されており、粉砕ローラ２５自身が粉砕溝２７
によつてくびれている如き形状をしている。

この粉砕溝２７を形成した粉砕ローラ２５の中
央部は、環状溝３との間で原料を噛み込む際に最
も粉砕に寄与する部分であるから、粉砕溝２７の
底面２７ａが噛み込んだ原料を押圧しうる程度に
粉砕溝２７の深さを決定する必要がある。

もしこの深さをあまり深くしすぎると、この粉
砕溝２７の部分での粉砕が行われず、粉砕斑を生
じるばかりか、この粉砕溝２７に原料粉末が蓄積
され、それが時折砕けて外部に流れ出る為、未粉
砕の塊状の原料が粉砕テーブル１からこぼれ出て
ノズル１６を閉塞する不都合がある。

従つてこの実施例の場合、粉砕ローラ２４の幅
方向に見てその中央部の粉砕溝２７の部分で挾
圧、破砕された原料は、前記のようにローラ軸９
の軸芯方向へ流れ（逃げ）ようとするが、隙間２
６の入口２６ａ、及び出口２６ｂの厚さD_a、及
びD_bが、中央部の粉砕溝２７の部分の隙間の厚
さD_pより狭いため、上記入口２６ａ及び出口２
６ｂにおいて詰りが生じ、そこより更に外方向へ
流れ出ることが阻まれる。

そのため原料の噛み込み、粉砕時に粉砕溝２７
内に噛み込まれた原料は、その密度が向上するの
みで、入口２６ａ又は出口２６ｂから逃げること
ができず、粉砕ローラ２５はそれ以上環状溝３の
方向へ接近することができないため、粉砕ローラ
２５の自励振動が減少する。

上記実施例では粉砕ローラ２５の外周面２４に
環状の粉砕溝２７を形成することにより、粉砕ロ
ーラ２５の外周２４と環状溝３との間の隙間２６
の中央部における厚さD_pより入口部及び出口部
における厚さD_a，D_bを狭くしたものであり、こ
のように隙間２６をその入口部２６ａと２６ｂと
で閉塞状になすことにより原料の流れを阻止し得
たものであるが、かかる原料の流れの阻止は前記
隙間２６の厚さD_pとD_a又はD_bとの比：D_p／D_a又
はD_p／D_bが大きい方が閉塞性が大となり効果的
である。

またこの実施例の場合、左右の粉砕ローラ２５
を支承する第１図に示した一組のアーム１１ａ，
１１ｂの各先端部は、前記したように緊張装置１
４を介してロツド１５ａ，１５ｂによつて連繋さ
れている。

従つて一方の粉砕ローラ２５に噛み込まれる原
料の層厚が変動した場合には、粉砕ローラ２５は
緊張装置１４の回動付勢力に抗して上方向または
下方向へ逃げる向きに回動するため、その回動力
はロツド１５ａ、緊張装置１４、ロツド１５ｂを
介して相手側の粉砕ローラ２５を取り付けたアー
ム１１ｂに伝達され、その粉砕ローラ２５を環状
溝３の方向へ押し付けまたは引き離し、原料の層
厚の変化に応じて粉砕ローラ２５，２５の押圧力
が自動的に調整されるように構成されている。

上記のような粉砕溝２７を外周に刻設した粉砕
ローラ２５を用いて原料の挾圧、粉砕を行つた場
合、環状溝３の周速は前記したようにその中心Ｏ
からの距離に比例する為、一定周速で回転する粉
砕ローラ２５の周速に対する環状溝３の周速のズ
レが生じることは前記の通りであるが、この実施
例では粉砕ローラの外周面に前記環状の粉砕溝２
７が刻設され、粉砕ローラ２５が粉砕溝２７の部
分でくびれている為、前記周速の差によるねじり
力が粉砕ローラ２５に作用すると、粉砕溝２７を
挟んでその前後で粉砕ローラ２５にねじれが生
じ、粉砕ローラ外周面の前端部２４ａと後端部２
４ｂとの周速が同一でなくなり、各端部がそれと
対向する環状溝３の周速と同一の周速で回転する
こととなる為、粉砕ローラ外周面２４と環状溝３
とのスリツプがなくなり、その分原料粉末のロー
ラ軸方向の流れが防止され自励振動が減少する。

但し上記粉砕溝２７部は一定角度以上ねじれる
ことは出来ないので、ねじれ量が蓄積されると再
び粉砕ローラ外周面２４と環状溝３とのスリツプ
が生じることになるが、本発明では上記した如
く、各粉砕ローラ２５が相互に連繋され、粉砕ロ
ーラ外周面２４と粉砕テーブルの上面（環状溝
３）との間の隙間２６が各粉砕ローラ２５ごとに
相互に関連を保つて変化するので、供給された原
料の環状溝３内での層厚の変化に対応して粉砕ロ
ーラ２５が環状溝３に接近したり、離れたりする
動作を繰り返す。従つて粉砕ローラ２５の原料に
対する押圧力が常時変動し、粉砕ローラ２５を常
にねじれた状態に保持することが出来ないので、
一旦生じたねじれが即刻解除され、こうしてねじ
れ→復帰→ねじれの状態を繰り返すことにより粉
砕ローラ外周面２４と環状溝３とのスリツプが防
止される。

本発明は以上述べたように、粉砕テーブルの上
面に向かつて押圧される２以上の粉砕ローラを粉
砕テーブルの上部に回転自在に支承し、且つ各粉
砕ローラが相互に連繋され、粉砕ローラ外周面と
粉砕テーブル上面との間の隙間が各粉砕ローラご
とに相互に関連を保つて変化するローラミルにお
いて、前記粉砕ローラの外周面中央部に粉砕ロー
ラを支承するローラ軸と同軸で円環状の粉砕溝を
刻設し、該粉砕溝の深さを該粉砕溝に溜つた原料
が該粉砕溝の底面によつて押圧される程度の深さ
となしたことを特徴とするローラミルであるか
ら、粉砕ローラと粉砕テーブルの環状溝との間で
挾圧粉砕された原料のローラ軸軸芯方向の逃げ
（流れ）が阻止され、粉砕ローラの振動が抑制さ
れると共に粉砕効率が向上するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のローラミルの側断面図、第２図
ａ，ｂは、それぞれ同ローラミルの粉砕ローラと
粉砕テーブルとの形状の関係を示す側断面図、第
３図は粉砕状態を説明するための粉砕ローラの正
面図、第４図、及び第５図は夫々同粉砕ローラの
平面図、第６図は本発明の一実施例に係るローラ
ミルの粉砕ローラと粉砕テーブルとの関係を示す
側断面図である。 符号の説明、１…粉砕テーブル、３…環状溝、
９…ローラ軸、２４…外周面、２５…粉砕ロー
ラ、２６…隙間、２６ａ…入口部、２６ｂ…出口
部、２７…粉砕溝、２７ａ…底面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 粉砕テーブルの上面に向かつて押圧される２
   以上の粉砕ローラを粉砕テーブルの上部に回転自
   在に支承し、且つ各粉砕ローラが相互に連繋さ
   れ、粉砕ローラ外周面と粉砕テーブル上面との間
   の隙間が各粉砕ローラごとに相互に関連を保つて
   変化するローラミルにおいて、前記粉砕ローラの
   外周面中央部に粉砕ローラを支承するローラ軸と
   同軸で円環状の粉砕溝を刻設し、該粉砕溝の深さ
   を該粉砕溝に溜つた原料が該粉砕溝の底面によつ
   て押圧される程度の深さとなしたことを特徴とす
   るローラミル。