JPH03217251A - 竪型粉砕機 - 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］ 本発明は回転テーブルと粉砕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． ［従来の技術］ セメント原料や石炭，化学品などの粉体を細かく粉砕し
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〈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
．この竪型粉砕機において、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粉体は、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
ルとの間で滑っ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ヘローラ軸方
向とある角度をなす方向から進入して噛み込まれて粉砕
する。

一方、ケーシングの基部にはダクトによって熱風が導か
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気流吹上用の通路（本明細書でこの
通路を環状空間部という。）から吹き上がることにより
、微粉体は乾燥されなか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．ところで、粉砕機に供給された被粉砕物は粉砕ロー
ラによる粉砕作用を一回うけただけでは到底この粉砕機
の要求する精粉粒度に粉砕されることは積であり、また
回転テーブル中央に落下した被粉砕物はすべて粉砕ロー
ラに噛み込まれるわけではないので、回転テーブルの外
周端に達した粉粒体は前記の環状空間から吹き上がって
くる熱風気流に乗り上昇しても、粉砕機の上部に設置さ
れるセバレータに達するまでに、その粒度に応じて途中
で落下したり、セパレータにより分級排除されたりして
回転テーブル上へ戻される． このように、粉砕機内に時々刻々供給される被粉砕物は
最終製品となる所望の精粉粒度に達して粉砕機より流出
していくまでに、回転テーブルからセバレータへ上昇し
、あるいは、回転テーブルからセパレータへ達する途中
からの落下を幾度となく繰り返し次第に粉砕されて所望
の粒度になる．［発明が解決しようとする課題］ 上記のごとき従来の竪型粉砕機においては、テーブル上
において、ローラの噛込偏に到達した被粉砕物のうちか
なりの量のものがローラに噛み込まれずに環状空間部へ
押し流されていくのが普通である。そして、ローラの噛
込側で環状空間部へ押し流されている被粉砕物のうち粒
径の大きなものは排石となり環状空間部を落下し、排石
量を増大させてその処理作業量を増大させる。また、環
状空間部に押し流された被粉砕物のうち粒径の小さなも
のは再度飛散するので、セパレータに加えられる負荷が
大きくなり、分級効率の低下をもたらしやすい。さらに
、環状空間部へ多量の被粉砕物が押し流されることによ
り、該環状空間部の通気圧損が増大し，これによってフ
ァン動力が増大する。

このように粉砕機においてはオーバーフロー粒体を吹き
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って設備費と共に動力消費量が
大幅に増大するばかりでなく、特に比較的被粉砕性の悪
い物性を有する原料を超微粉砕する場合には、ミル振動
が頻発することが多く、振動値（振幅）が特に大きい場
合には機器の損傷や運転不能に陥って止むなく運転休止
に追い込まれることがあった． このため，大きな振動が発生した場合の対策として，粉
砕部の原料層の振動数を変化させて共振域から遠ざかる
ために、テーブルのせき（堰）高さ，粉砕圧力，テーブ
ル回転数を操作して変更することが考えられるが、この
うち、回転テーブルの駆動装置を可変とするのは設備費
が過大となり実現性が薄く、テーブルせき高さ（ダムリ
ング高さ）を変えるには粉砕機の運転を停止しての内部
作業を要し、また、粉砕圧力を変えると製品粒度が所望
のものと変わってくる難点があり、結局ミル処理量を低
下させて対応しているのが実情であり、安定した生産計
画を損なうことになっていた。

したがって、ミル振動が発生してもミル処理量を大きく
低下させることなく、粉砕原料層の振動数を変化して振
動振幅を減少させて通常の安定した振動の小さい運転状
態に早急に復起する何らかの手段が渇望されていた．そ
して、これらの振動の発生は、中砕領域よりも微粉砕あ
るいは超微粉砕になるほど頻発しやすい傾向があった．
し課題を解決するための手段］ 上記目的を達するために、本発明の竪型粉砕機は、 回転テーブルの外周部上面に複数個の回転自在な粉砕ロ
ーラを配置し、回転テーブル中央部に供給した原料を粉
砕ローラに所定の粉砕圧力を与えて回転テーブル上面と
粉砕ローラ周面との間で粉砕する竪型粉砕機において、 前記粉砕ローラと粉砕ローラとの間の回転テーブル外周
部上面に粉砕ローラへの噛込原料の層を周面で圧縮する
回転自在な補助ローラを配設し、該補助ローラの原料噛
込側に上下進退動可能なスクレーバを配設し、かつ、該
スクレーパの上下進退動手段を備え、 該スクレーパ長手方向と回転テーブル半径方向とが交差
する角度を回転テーブル回転方向に１０°〜３０°とな
し、かつ、該スクレーパの最内側端が形成する内接円直
径が回転テーブル直径のｌＯ％〜５０％の範囲に設定さ
れた構成とした。

［作用］ 原料投入シュートから回転テーブル中央部上面に供給さ
れた原料は回転テーブル上で渦巻状の軌跡を描いて回転
テーブル外周側へ移動し補助ローラの噛込側に至り、補
助ローラと回転テーブルとの間に流入すると、補助ロー
ラは回転しつつその周面で所要の押圧力でその原料粒子
同士を圧縮し、圧縮された各原料粒子は密な状態とされ
て、いわゆる、圧密層とされる．この圧密層は回転テー
ブルの回転により粉砕ローラの噛込側に至り、粉砕ロー
ラが粉砕力として高い押圧力を付与されていても、より
高い確率で噛み込まれ、連続した粉砕が行なわれる。ま
た、粉砕ローラで粉砕されて細かくなって粉砕ローラの
反噛込側から出されるバラバラ状のいわゆる、粗密層と
して流動する原料粒子はこの補助ローラで同様な圧密作
用を受けて次に位置する粉砕ローラヘ高い確率で噛み込
まれて効率良〈粉砕される．補助ローラの回転テーブル
上面方向への押圧力は粉砕には寄与しないで原料粒子同
士を圧縮して粒子間が密な層、いわゆる、圧密層（以下
、このような層を形成する作用を圧密ということがある
。）が形成される程度の力とされ、粉砕ローラの押圧力
よりも格段に小さい力とされる． 上記補助ローラを粉砕ローラの原料噛込側に近づけて配
すると、回転テーブル外周部に導かれてくる原料投入シ
ュートからの新原料が粉砕ローラの原料噛込側に流入し
にくくなって補助ローラの原料噛込側へ流入する割合が
多くなるので補助ローラで圧縮されて原料粒子同士が密
にされた圧密層が前記新原料によって乱されにくくなり
、粉砕ローラへの噛み込みがより確実に行なわれる．勿
論、前の粉砕ローラで粉砕された原料と新原料とが一緒
になってこの補助ローラで圧密される．それと同時に，
補助ローラで一定厚さの圧密層とすることにより原料層
の持つ固有の振動数を一定に保持し、振動が起こりにく
くするのが補助ローラの第２番目の主な機能である． このようにして、補助ローラで圧密された粉体層を補助
ローラの後段に配設される粉砕ローラにより効率良く粉
砕され、かつ、原料層を一定高さに保って振動を起こり
に〈〈シているが、それにも拘らず何らかの原因により
層厚が増大してこのため急激にミル振動が激しくなるこ
とがあった。

この場合には粉砕原料の性状や含有水分が変化して原料
の被粉砕性が悪化し，このため回転テーブル上の原料層
厚が正常時に比べて大きくなっており、本発明の竪型粉
砕機においては、補助ローラの噛込側にスクレーパを配
設し、しかもスクレーパは半径方向より回転の下流側に
傾けて配置し、かつ、スクレーパ内端は回転テーブル直
径の半分以下の位置に設定することにより，このスクレ
ーパで増加した原料層厚分を回転テーブルの外側へ溢流
させて、常に補助ローラヘ流れ込む原料層厚を一定に保
持しようとするものである。したがって、原料性状の変
化があっても一定の層厚のみ補助ローラヘ供給され，こ
れを圧密して粉砕ローラで正規の粉砕作用が継続される
ので、粉砕能力の低下や製品の粒度分布の変化等の悪影
響が防止される． ［実施例］ 以下、図面に基づいて、本発明の実施例について詳細に
説明する． 第１図〜第４図は本発明の実施例を示し、第１図は全体
概略縦断面図、第２図は粉砕部の要部拡大図で、第２図
（ａ）は縦断面図、第２図（ｂ）は平面図、第２図（Ｃ
）は側面図、第３図はスクレーパと補助ローラと粉砕ロ
ーラの配置を示すもので、第３図（ａ）は平面配置図、
第３図（ｂ）は第３図（ａ）の正面展開図、第４図（ａ
），（ｂ），（Ｃ）は各々スクレーパの形状を示す断面
図である。

第１図において、粉砕機ｌは、後述する回転テーブル３
等の粉砕部全体を収納するケーシング２０を備えており
，このケーシング２０は、円筒状に形成されて床面に固
定された下部ケーシング２０ａと、中絞りされた断面円
形の内部コーン２０ｃを内設してある中部ケーシング２
０ｂと、その上端に接合された上部ケーシング２０ｄを
備えている。

下部ケーシング２０ａの中心部には、モータ付きの減速
Ｉａ２が配設されていて、その上方に向かう出力軸には
円盤状に形成された回転テーブル３が軸着されており、
減速機２に駆動されて第１図の上から見て時計方向に回
転している。５はローラボスアームであって、回転テー
ブル３の上部外周端に複数個配設され、その下端にはそ
れぞれ、ほぼ水平状態に軸着された頭截円錐状の粉砕ロ
ーラ４が枢着されている． ローラポスアーム５の上部内周端上面には、環形状（本
実施例では円環形状）をなす圧力枠６がボルト締め等の
手段により固設されており、複数個の粉砕ローラ４およ
びローラポスアーム５ならびに圧力枠６は一体的に形成
され、回転テーブル３の上面に載架される．一方、各々
のローラポス５の上部外周端はビン７およびフォークエ
ンド７ａにより回転自在に連接棒８，ターンバックル９
およびシリンダロッドｌｏａを介して、油圧シリンダ１
０に連結され、油圧シリンダ１０の下端は回転ピン１１
および回転座１２により、ベースプレート１３に連結さ
れている。

各粉砕ローラ４は、ローラ軸４ａを介してローラポス５
に回転自在に軸承されており、回転テーブル３の上端外
周面にその周面を対接されているので、回転テーブルの
回転に伴って従動回転可能である． また、粉砕ローラ４と隣り合う粉砕ローラ４とが位置す
る回転テーブル３の外周部上面には、おのおの粉砕ロー
ラ４の原料噛込側に近づけた位置に粉砕ローラ４よりも
小径の補助ローラ３０が配置されている。

この補助ローラ３０は第２図（ｅ）にも示すように、ケ
ーシング２０に軸３３によって回転自在に軸支された略
コ字状のアーム３１の先端に固定されたローラ軸３５に
回転自在に転支されて取り付けられている。アーム３ｌ
の下端には油圧シリンダ３２のピストンロンド３２ａが
軸承されて連結され、油圧シリンダ３２のロッドエンド
室３２ｂに一定圧の油圧を作用させておくことにより原
料の層の圧縮力を付与する．油圧シリンダ３２の反ピス
トンロッド側の端部はケーシング２０に回転自在に軸承
されている． なお、この圧縮力は油圧シリンダ３２のロッドエンド室
３２ｂに連結される油圧ラインに付設された図示してい
ない圧力調整弁によって油圧を調整することにより行な
われる。また、この油圧ラインにはアキュムレータが接
続され、油圧シリンダ３２のロッドエンド室内３２ｂは
一定圧に保たれている。油圧シリンダ３２のピストンロ
ッド３２ａを伸縮することによりアーム３１が軸３３を
回転中心として回転され、補助ローラ３０が上下動する
。アーム３１の下部には補助ローラ３０と回転テーブル
３上面との間の隙間を調整，設定する隙間調整器３４が
設けられており、隙間調整器３４はケーシング２０に固
持され、螺子孔を突設された基台３４ｂと、この基台３
４ｂの該螺子孔に螺合されて支持される螺子軸３４ａか
らなり、螺子軸３４ａの先端をアーム３ｌの側端部に当
接させることにより、補助ローラ３０と回転テーブル３
上面との隙間を設定できるように構成されている。

なお、原料の層の圧縮力として補助ローラ３０の自重で
良い場合には，油圧シリンダ３０をフリーにしておく． 一方、回転テーブル３の中心部上方には、排出口２２ａ
が開設されており、最終の精粉排出管２２が接続されて
いる．また、ケーシング上方より，原料供給管ｌ６が該
排出管２２の天井壁を貫通して該排出口２２ａ内に差し
込まれ、さらに下端部がセバレータｌ５の下部近傍にま
で達するように配置されている。この原料供給管１６は
、排出管２２を介して上部ケーシング２０ｄに支持され
ており、この原料供給管ｌ６の周囲には逆円錐状の筒で
形成されるセパレータ１５が図示しないステーにより中
部ケーシング２０ｂに支持されている。このセパレータ
１５の上端外周上面には、流入してくる粉塵ガスに旋回
力を付与するための可動ベーン１５ａが円周方向に複数
個均等配置され、一端を軸受１５ｃに軸承された軸１５
ｂおよびハンドル１５ｄにより回転自在に外部より調節
可能になっている。

一方、回転テーブル３の外周部下方には，ダクト１８に
よって熱風発生装置との間を接続された環状の熱風通路
２１が設けられ、この熱風通路２１の上方には、回転テ
ーブル３とケーシング２０ａとの間に、内周壁１４ａと
外周ｌ１４ｂとで環状空間部１４が画成されている．こ
の環状空間部１４には、複数個の板状ブレード１４ｃが
水平面に対して所要の傾斜角を保って円周に等間隔に配
列固設されている． また、熱風通路の下部には、粉砕中の異物や過負荷の際
に余剰の被粉砕物を一時的に排出させる排出シュート１
９が設置され、回転ピン１９ａの回りに回動自在な排出
ドア１９ｂより取り出せる構造となっている． 一方、各補助ローラ３０の噛込側には補助ローラ３０へ
向かう原料層の回転テーブル下面から原料層表面までの
高さ、つまり、原料層の層厚（第２図（ａ）のＨ）を規
制するスクレーパ１００が半径方向より回転方向にいく
らか傾斜方向（第２図（ｂ）．第３図（ａ），第３図（
ｂ）参照）に水平に配設される（第２図（ｂ）に示す傾
斜角θ）。実験によれば、傾斜角θは１０’＜θく３０
°の範囲に選べば余分の原料はスムースに回転テーブル
の外周に溢流する． また、スクレーパ１００の内端が形成する内接円の直径
をｄとすると、回転テーブル直径Ｄに対して０　．１Ｄ
＜ｄ＜０　．５Ｄの範囲に設定すると，スクレーバで排
除しきれない原料が粉砕ローラへ向かうことを避けるこ
とができるので好都合である。スクレーパ１００はコネ
クティングロッド１００ａを介してビンサポート１２０
のピン支点１１０回りに回動できるようになっており、
他端にはピン１００ｂにより架台１４０にビン支持した
油圧シリンダ１３０のピストンロッド１３０ａの先端に
連結されており、ピストンロッド１３０ａの上下動に応
じて上下動できるようになっている。

また、スクレーパ１００の断面形状は第４図（ａ）に示
すようにストレート形以外にも、原料の流れや排除を円
滑に行なうように第４図（ｂ）に示す先端湾曲形や第４
図（Ｃ）に示す先端丸味形とすることもできる． そして、コネクテイングロツド１００ａのケーシング貫
通個所には可撓性のエアシール１５０が設けられ、ミル
内外の気密が保持されている。

以上のように構成された本発明の竪型粉砕機の実施例の
作動について次に説明する。

原料投入用シュート１６から回転テーブル３の中央部上
面へ供給された原料は回転テーブル３の遠心力をうけて
回転テーブル上を渦巻状の軌跡を描いて、予めある一定
の高さにセットされたスクレーパ１００と回転テーブル
３の隙間（第２図（ａ）の原料層厚Ｈ）を通り抜けて補
助ローラ３０へ噛み込まれ圧密されて圧密層となり、さ
らに後段に配設された粉砕ローラ４へ送られて粉砕ロー
ラ４で粉砕される．そして粉砕された粉末は、環状空間
部１４より高速で上昇する。熱風により吹き上げられ、
セバレータ１５まで運ばれ、セパレータｌ５による分級
作用により分級点以下の微粉末は排出管２２で排出され
る一方、分級点以上の粗粉は再び回転テーブル３上へ戻
される．以上のような作動の繰り返しにより、粉砕機は
連続的に原料を粉砕し製品である微粉末を連続的に得る
ことができる。

ところが、操業中何らかの原因により原料性状が変化し
たり、あるいは含有水分が変化することによって原料の
被粉砕性が変化し、今までの粉砕条件（ミル型番，回転
テーブル回転数，粉砕ローラの回転テーブル面への緊張
力，ダムリング高さ，セパレー夕の分級点等）が同一で
あっても、これらの間の適正なバランスがくずれ、層厚
が増加してミル振動値が異常に高くなる現象に見舞われ
る．この場合には、第３図（ａ）や第３図（ｂ）に示す
ように、適正な原料層厚Ｈ以上の流入する原料は図のＧ
（溢流流れ）に示すように、傾斜角θほど外側に傾斜し
たスクレーバ１００によって排除され、回転テーブル３
の外周側に方向転換して溢流し、前記のとおり熱風によ
り上方へ送られる．一方、原料層厚Ｈまでの原料は図の
Ｆ（噛み込み流れ）に示すように従来どおりと同じ軌跡
を辿って補助ローラ３０へ供給される。なお、４Ａは粉
砕ローラの噛込側、４Ｂは粉砕ローラの下流側を示し、
符号５０は粗密層、符号６０は圧密層を示す。

したがって、一時的に原料層厚が増加する現象が起きて
も粉砕ローラ４へ噛み込まれる原料層厚には変化はなく
、そのため原料層の有する固有振動数には変化はないの
で振動が急激に増加することはなく、安定した運転を継
続できる。

本発明は以上の構成や作用により、ミル振動増大の原因
となる粉砕ローラヘ噛み込まれる原料層厚の増加をスク
レーバで排除できるので、ミル振動急激増加現象を阻止
できる． ［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明の竪型粉砕機に
おいては、常に補助ローラや粉砕ローラへ供給される原
料層厚をほぼ一定に保持できるのでミル振動の急激増加
を抑制することができ、安定的連続的運転を継続するこ
とが可能で、生産性が向上すると同時に機器の損傷事故
を防止し、装置の長寿命化を達成できるなどメインテナ
ンス性も優れる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の実施例を示し、第１図は全体
概略縦断面図、第２図は粉砕部の要部拡大図で、第２図
（ａ）は縦断面図、第２図（ｂ）は平面図、第２図（ｃ
）は側面図、＄３図はスクレーパと補助ローラと粉砕ロ
ーラの配置を示すもので、第３図（ａ）は平面配置図、
第３図（ｂ）は第３図（ａ）の正面展開図、第４図はス
クレーバ断面形状を示す断面図であり、第４図（ａ）は
ストレート形、第４図（ｂ）は先端湾曲形、第４図（ｃ
）は先端丸味形を示す。 １・・・・・・竪型粉砕機、　３・・・・・・回転テー
ブル、４・・・・・・粉砕ローラ、１４・・・・・・環
状空間部、２０・・・・・・ケーシング、３０・・・・
・・補助ローラ、３２・・・・・・油圧シリンダ、 ３４・・・・・・隙間調整器、 １００・・・・・・スクレーバ、 １００ａ・・・コネクティングロッド、１００ｂ・・・
ピン、　　　１１０・・・・・・ビン支点、１２０・・
・・・・ビンサポート、 １ １ ｌ ３０・・・・・・油圧シリンダ、 ３０ａ・・・ピストンロッド、 ４０・・・・・・架台、　　　１５０・・・・・・エア
シール，ｄ・・・・・・・・・内接円直径， Ｄ・・・・・・・・・回転テーブル直径，Ｈ・・・・・
・・・・原料層厚、　　Ｆ・・・・・・・・・噛み込み
流れ、Ｇ・・・・・・・・・溢流流れ、 θ・・・・・・・・・スクレーパ傾斜角。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転テーブルの外周部上面に複数個の回転自在な
   粉砕ローラを配置し、回転テーブル中央部に供給した原
   料を粉砕ローラに所定の粉砕圧力を与えて回転テーブル
   上面と粉砕ローラ周面との間で粉砕する竪型粉砕機にお
   いて、 前記粉砕ローラと粉砕ローラとの間の回転テーブル外周
   部上面に粉砕ローラへの噛込原料の層を周面で圧縮する
   回転自在な補助ローラを配設し、該補助ローラの原料噛
   込側に上下進退動可能なスクレーパを配設し、かつ、該
   スクレーパの上下進退動手段を備え、 該スクレーパ長手方向と回転テーブル半径方向とが交差
   する角度を回転テーブル回転方向に１０゜〜３０゜とな
   し、かつ、該スクレーパの最内側端が形成する内接円直
   径が回転テーブル直径の１０％〜５０％の範囲に設定さ
   れた 竪型粉砕機。