JPH03232541A - 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、石
灰石やスラグ、セメント原料などの原料を粉砕する竪型
粉砕機に関するものである。

［従来の技術］ 石灰石やスラグ、セメント原料などの原料を細かく粉砕
し粉体とする粉砕機の一種として、第４図に示すように
１回転テーブルと粉砕ローラとを備えた竪型粉砕機ｌ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１５の下部においてモータ２Ａにより減速機２で駆
動されて低速回転する円盤状の回転テーブル３と、その
上面外周部を円周方向へ等分する箇所に油圧などで圧接
されて従動回転する複数個の粉砕ローラ４とを備えてい
る。

粉砕ローラ４はケーシング１５に軸６によって揺動自在
に軸支されたアーム５とアーム７を介しテ油圧シリンダ
９のピストンロッド１０に連結されており、油圧シリン
ダ９を作動させることにより、粉砕ローラ４を回転テー
ブル３上に押圧して原料への粉砕圧力を与えている。３
Ａは回転テーブル３の外周縁に設けられ原料層圧を調整
するダムリング、１４は回転テーブル３周囲のガス吹上
用環状空間通路、１３は羽根１３Ａにより粉砕された原
料を分級する回転セパレータ、１６はガスと共に製品を
取り出す排出口、１７は原料投入シュートである。

このような竪型粉砕機において、回転テーブルの中央部
へ原料投入シュート１７で供給された原料は、回転テー
ブル３の回転によりテーブル半径方向の遠心力を受けて
回転テーブル３上を滑るときに回転テーブル３により回
転方向の力を受け、回転テーブル３との間で滑って回転
テーブル３の回転数よりいくらか遅い回転を行なう０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、原料は回転テーブル３上を渦巻状の軌跡を描い
て回転テーブル３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
た原料は粉砕ローラ４と回転テーブル３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
粉砕され、しかるのち、ダムリング３Ａをオーバフロー
する。

一方、ケーシング１５の基部にはダクトによって空気、
あるいは熱風などのガスが導かれており、このガスが回
転テーブル３の外周面とケーシングの内周面との間の環
状空間部１４から吹き上がることにより、粉砕された微
粉体はガスに同伴されてケーシング１５内を上昇し、上
部に位置するセパレータ１３の羽根１３Ａにより分級作
用を受け、所定粒度の製品はガスと共に排出口１６から
排出され次の工程へ送られる。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上述したような回転テーブル３と粉砕ローラ
４の協働による原料の粉砕機構をもつ従来の竪型粉砕機
においては、回転テーブルの外周側、すなわち、粉砕ロ
ーラの外側にダムリングが設けられているだけで、この
場合には粉砕ローラに噛み込まれる原料は粉砕ローラで
圧縮されると粉砕ローラの内側に逃げることができるた
め、粉砕ローラで粉砕される原料の圧力分布は第３図（
Ａ）に示すように外側に高く内側に低い圧力分布となり
、内側では外側にくらべて効率の良い粉砕が起こらない
という現象があった。これは粉砕ローラの摩耗状態が外
側はど激しく、粉砕ローラ周面の半径方向に均一な摩耗
が生じていないという操業上の事実とも符合し何らかの
改善策が要望ぎれていた。

また、回転テーブル３上において特に、滑りやすい流動
的な挙動を有する原料を粉砕する場合において粉砕ロー
ラへの原料の噛み込みが断続的になったりして不良とな
り、粉砕効率が著しく低下することがあった。すなわち
、特に、粉砕原料が水分の少ない、例えばタンカル（石
灰石）やスラグなとである場合には、原料粒子の回転テ
ーブル上での挙動が流動的で滑り易いものであり、粒子
と粒子がバラバラ状になりやすく、このために、回転テ
ーブル中央部に原料シュートから供給されて粉砕ローラ
に到った時、所定の油圧で回転テーブル上に押圧されて
粉砕力を付与されている粉砕ローラによって掻き分けら
れて粉砕ローラに噛み込まない割合が多い状態となった
り、また、粉砕ローラの噛込側にせき止められたような
状態となって、ここに貯められた原料がある時に一度に
粉砕ローラへ噛み込まれる状態になったりして、原料が
安定して連続して粉砕ローラへ噛み込まれないという状
況を呈していた。さらに、粉砕ローラで１度粉砕された
原料はさらに次の粉砕ローラへ噛み込まれて粉砕され漸
次製品となっていくのであるが、粉砕ローラを出た原料
は粉砕ローラと回転テーブルとの間の隙間が圧縮されて
狭い隙間とされた粉砕部から飛び出て浮き上るような状
態となってその粒子がバラバラ状となり、安定した層の
状態となって次に位置する粉砕ローラの噛込部に到らず
、噛込不良となる傾向を呈し、このような原因で粉砕効
率が著しく低下していた。

また、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
。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
娠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
。

本発明はこのような従来の竪型粉砕機の問題点に鑑みな
されたものであり、粉砕圧力分布を均一にして摩耗状態
を改善するとともに、原料の層を圧密して原料がバラバ
ラ状となることを防止して大きな振動の発生を防止し粉
砕ローラへの原料を噛み込みを向上させることにより、
竪型粉砕機の粉砕効率を向上させることを目的としてい
る。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の竪型粉砕機では。

回転テーブルの外周部上面に、外周面の軸方向中央部に
凹溝を有する複数個の回転自在な粉砕ローラを配量し、
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外周
面との間で粉砕する竪型粉砕機であって、該回転テーブ
ル上面の該粉砕ローラ転動面の内周、外周および前記凹
溝に対応する位置に円環状の突起を設けるとともに、前
記粉砕ローラと粉砕ローラとの間の回転テーブル上に前
記粉砕ローラ転動面上の原料層を周面で圧縮する回転自
在な補助ローラを配設した構成とした。

［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へ高い確率で噛み込
まれて効率良く粉砕される。これが補助ローラの第１番
目の機能である。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
に小さい力で良い。

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
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（圧密
層）を補助ローラの後段に配設される粉砕ローラによっ
て効率良く粉砕し、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。

本発明の竪型粉砕機においては、上記に述べた補助ロー
ラを設けるとともに、補助ローラ、粉砕ローラとも周面
（転勤面）の軸方向中央部に凹溝を設け、補助ローラや
粉砕ローラの回転テーブル転勤面の外周、内周およびそ
の中間の凹溝に対応する位置に円環状の突起を回転テー
ブル上面に設けであるので、粉砕中に粉砕ローラで押し
付けられた原料は外側へも内側へも逃げることを拘束さ
れる結果、粉砕ローラの押圧力による圧力分布は均一で
、かつ、高い値を与えられ、極めて効率の良い粉砕が実
施される。この結果、粉砕ローラの外周面はほぼ等しく
仕事をするので、摩耗状態もほぼ均一で長寿命化を達成
できる。

［実施例］ 次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図〜第３図は本発明の詳細な説明するものであり、
第１図（Ａ）は回転テーブル上の粉砕ローラおよび補助
ローラの配量を示す平面図、第１図（Ｂ）は第１図（Ａ
）のＢ−Ｂ視の部分縦断面図、第１図（Ｃ）は第１図（
Ａ）の正面展開図である。第２図は補助ローラ取付部の
側面図、第３図は粉砕中の粉砕ローラ直下の原料の受け
る圧力分布線図であり、第３図（Ａ）は従来の粉砕機の
場合、第３図（Ｂ）は本発明の粉砕機の場合を示す０図
中、第４図と同一部分には同一符号を付し、その説明は
省略する。

第１図〜第２図に示すように、粉砕ローラ４は外周面の
軸方向中央部に凹溝４ｃを有し、凹溝４０の両側の大径
ローラ４ａと小径ローラ４ｂの粉砕ローラ部で粉砕する
ようになっている。そして、この２つの粉砕ローラ部は
回転テーブル３上に設けた円環状の３つの突起、すなわ
ち、外側突起（別名ダムリングともいう）３Ａ、中間突
起３Ｂ。

内側突起３Ｃで区画形成される円環状の走路上に嵌装さ
れ、回転テーブル３の回転により、原料層を介して従動
転動する。

一方、補助ローラ２０も粉砕ローラ４よりも小さい径で
あるが、粉砕ローラ４と同様に前記の円環状の走路を転
勤するように配設され、外周面の軸方向中央部に凹溝を
有した形状となっており、はぼ粉砕ローラと相似の形状
となっている。

そして第１図〜第２図に示すように、粉砕ローラ４は回
転テーブル３の外周部上面に回転テーブル３の中心に対
して対称な位置に２個配量されており、この粉砕ローラ
４と粉砕ローラ４とが位置する間の回転テーブル３の外
周部上面には、おのおの補助ローラ２０が配量されてい
る。この補助ローラ２０は第２図にも示すようにケーシ
ング１５に軸２３によって回転自在に軸支された略コ字
状のアーム２１の先端に固定されたローラ軸２５に回転
自在に軸支されて取り付けられている。

アーム２１の下端には油圧シリンダ２２のピストンロッ
ド２２ａが軸承されて連結され、油圧シリンダ２２のロ
ッドエンド室２２ｂ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２
２の反ピストンロッド側の端部はケーシング１５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２２のロッドエンド室２２ｂ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２２のロ
ッドエンド室内２２ｂは一定圧に保たれている。油圧シ
リンダ２２のピストンロッド２２ａを伸縮することによ
りアーム２１が軸２３を回転中心として回転され、補助
ローラ２０が上下動する。アーム２１の下部には補助ロ
ーラ２０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２４が設けられており、隙間調整器２
４はケーシング１５に固持され、螺子孔を突設された基
台２４ｂと、この基台２４ｂの該螺子孔に螺合されて支
持される螺子軸２４ａからなり、螺子軸２４ａの先端を
アーム２１の側端部に当接させることにより、補助ロー
ラ２０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２０の自重で
良い場合には、油圧シリンダ２２をフリーにしておく。

次に、このような構成の実施例の作動を説明する。

原料投入シュート１７から回転テーブル３の中央部上面
に供給された原料は回転テーブル３の遠心力を受けて回
転テーブル３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、第１図（Ｃ）に示すように、この内の大
部分の原料と、すでに粉砕ローラ４によって粉砕され微
粉体にされた原料とが一緒になって粗密状の層４０とし
て補助ローラ２０と回転テーブル３上面との間の隙間に
流入し、補助ローラ２０は原料層によってやや持ち上げ
られるようにして回転しつつその周面と回転テーブル３
上面との間でこの粗密層４０を圧縮して圧密層３０にす
る。この圧密層３０は回転テーブル３の回転により粉砕
ローラ４の噛込側４Ａに到り、ここでは原料粒子がバラ
バラ状ではなく、密な状態とされた圧密層にされている
ので粉砕ローラ４が高い粉砕力としての押圧力を付与さ
れ、かつ、所定の製品粒度を得るために回転テーブル３
の上面との間を狭い隙間とされていても粉砕ローラ４へ
の噛み込みがより確実になり、粉砕ローラ４によってか
き分けられて粉砕ローラ４に噛み込まず、その側部を通
過して流動する原料の割合（量）が減少させられる。こ
のため粉砕効率が向上する。

この時、補助ローラ２０には、原料の粒子同士を圧縮し
て粒子同士の層の密度を高める、いわゆる圧密する効果
を付与し、原料の粉砕には寄与しない程度の低圧力が油
圧シリンダ２２の油圧を調整することにより与えられる
。そして、この補助ローラ２０の押付力は補助ローラ２
ｏと回転テーブル３との隙間に原料が投入されて噛み込
んだ状態にある時に螺子軸２４ａで規制された補助ロー
ラ２０の高さよりもやや補助ローラ２ｏが持ち上げられ
る程度の力とされる。この補助ローラ２゜の押付力は粉
砕ローラ４の粉砕力としての押付力よりも格段に小さい
力で良く、その自重で足りる場合には油圧を与える必要
はない、この補助ローラの押付力は原料粒子の大きさや
付着水分の度合により変わり、例えば原料粒子径が小さ
い場合には押付力は小さくても良い。

粉砕ローラ４に噛み込まれて粉砕され小さくなった原料
は、粉砕ローラ４と回転テーブル３との間の狭い隙間で
圧縮力を受けた状態で回転テーブル３と粉砕ローラ４の
回転力を受けるので、粉砕ローラ４の原料排出側４Ｂか
ら勢いよく出され、粒子が飛び上がるようになって粒子
同士がバラバラな状態となっており、かつ、原料投入シ
ュート１７から供給された新原料と混合されて粗密層４
０となっているが、この粗密層４０は次に位置する補助
ローラ２０により、前記と同様な圧密作用を受けてさら
にその回転テーブル３の回転方向側に位置する粉砕ロー
ラ４により確実に噛み込まれて粉砕され、製品粒度に近
くなっていく、そして、補助ローラ２０から出た圧密層
３０は、補助ローラ２０が粉砕ローラ４の噛込側４Ａに
近づけられて位置されているため、原料投入シュート１
７から回転テーブル３上に供給される新原料の加入が少
なくなるので圧密された状態が乱されにくく圧密層３０
が安定し、粉砕ローラ４へより確実に噛み込まれること
となる。なお、この実施例では補助ローラ２０の径は粉
砕ローラ４の径よりも小さい場合を説明したが、−船釣
に原料粒子の粒径が小さい時は補助ローラ２０の径は小
さいもので良く、逆に、原料粒子の粒径が大きい場合に
はその径を大きくして、原料粒子の粒径に応じて圧密効
果が付与できる大きさにする。

また、補助ローラ２０と回転テーブル３Ａ上面との隙間
は隙間調整器２４の螺子軸２４ａを出し入れすることに
より設定される。この隙間は原料粒子径の大きさが大き
い場合には大きくし、小さい場合には小さくするが、原
料粒子の層を圧密するものであるので、この隙間が小さ
すぎて原料粒子層が逆に乱されることがなく、補助ロー
ラ２０に円滑に噛み込まれるように比較的大きい隙間に
、例えば、原料粒径が５ｍｍ以下であり、粉砕ローラ４
と回転テーブル３との間の隙間が５〜１０ｍｍである場
合には補助ローラ２０と回転テーブル３との間の隙間を
４０〜６０ｍｍというように設定される。

以上のように補助ローラ２０で圧密された原料層は粉砕
ローラ４に噛み込まれて粉砕されるが、前述したように
、従来の竪型粉砕機では粉砕ローラの外周側にはダムリ
ング３Ａという外側突起があるが、粉砕ローラの内周側
には何らの障害物もないので、第３図（Ａ）に示すよう
に内側にある原料は粉砕ローラの圧縮に伴なって原料が
内側に逃げ、圧力分布は外周側のみ高く、内側には粉砕
力を有効に伝達しえないので粉砕効率が悪い、これを改
善するため、本発明では、内周側や粉砕ローラの中間部
にも凹溝とそれに対応する突起を設けて、粉砕ローラ直
下の原料層が粉砕ローラの大きな力を受けても両側の突
起の障害物により粉砕ローラの内外に移動することを拘
束する。その結果、大きな粉砕力は原料層に有効に伝達
され、第３図（Ｂ）に示すように、はぼ均一な高い圧力
分布となる。

また、２つの走路を進行する圧密層は両側の突起（外側
の走路はダムリング３Ａと中間突起３Ｂ、内側の走路は
中間突起３Ｂと内側突起３Ｃ）に挾まれて、遠心力によ
り外側へ移動することなく確実に粉砕ローラへ噛み込ま
れるという別の効用も発揮する。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明では補助ローラ
によって原料粒子を圧縮して粒子間の隙間を密な状態と
した圧密層とすることができるので、大振動の発生を抑
止できるとともに、原料が高い粉砕力としての押圧力を
付与された粉砕ローラに噛み込もうとした時に粉砕ロー
ラによって掻き分けられて粉砕ローラ側部を通過して逃
げたりすることが少なくなり、原料の粉砕ローラへの噛
込性を向上させることができ、粉砕作用を連続して行な
わせることができるので粉砕効率を向上させることがで
きる０回転テーブル上で滑りやすい、いわゆる、流動性
を有する原料や、付着水分が少ない原料を粉砕する場合
には特に有効である。

また、外側突起、中間突起、内側突起で回転テーブルが
画成された結果、均一な圧力分布をもつ有効な粉砕が行
なわれるので粉砕効率が高く、摩耗もほぼ均一で、ロー
ラ寿命が伸び、かつ、圧密層の粉砕ローラへの確実な噛
み込みが達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第２図は本発明の実施例を示し、第１図（Ａ）
は回転テーブル上の粉砕ローラおよび補助ローラの配量
を示す平面図、第１図（Ｂ）は第１図（Ａ）のＢ−Ｂ視
の部分縦断面図、第１図（Ｃ）は第１図（Ａ）の正面展
開図、第２図は補助ローラ取付部の側面図である。第３
図は粉砕ローラ直下の原料層の圧力分布線図で、第３図
（Ａ）は従来の粉砕機の場合、第３図（Ｂ）は本発明の
粉砕機の場合を示す、第４図は従来の竪型粉砕機の縦断
面図である。 １・・・・・・竪型粉砕機、　　３・・・・・・回転テ
ーブル、３Ａ・・・外側突起（ダムリング）、 ３Ｂ・・・中間突起、　　　３Ｃ・・・内側突起、４・
・・・・・粉砕ローラ、　　４Ａ・・・原料噛込側、４
Ｂ・・・原料排出側、　　４ａ・・・大径ローラ、４ｂ
・・・小径ローラ、　　４Ｃ・・・凹溝、７・・・・・
・原料投入シュー ０・・・・・・補助ローラ、 ２・・・・・・油圧シリンダ、 Ｏ・・・・・・圧密層。 ト、 ２１・・・・・・アーム、 ２４・・・・・・隙間調整器、 ４０・・・・・・粗密層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転テーブルの外周部上面に、外周面の軸方向中
   央部に凹溝を有する複数個の回転自在な粉砕ローラを配
   量し、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
   ラ外周面との間で粉砕する竪型粉砕機であって、該回転
   テーブル上面の該粉砕ローラ転動面の内周、外周および
   前記凹溝に対応する位置に円環状の突起を設けるととも
   に、前記粉砕ローラと粉砕ローラとの間の回転テーブル
   上に前記粉砕ローラ転動面上の原料層を周面で圧縮する
   回転自在な補助ローラを配設した竪型粉砕機。