JPH0332752A - 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、科学品などを粉砕する堅型粉砕機に
関するものである。

［従来の技術］ セメント原料や石炭、科学品などの流体を細かく粉砕し
粉体とする粉砕機の一種として回転テーブルと粉砕ロー
ラとを備えた堅型粉砕機が広く用いられている。この種
の粉砕機は１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。

例えば、従来の堅型粉砕機を示す第６図において、全体
を符号ｌで示す粉砕機は外観上−つの塔体として形成さ
れ、その基部には電動機（モータ）２および減速機１７
によって回転される回転テーブル３が配置されている。

そして、この回転テーブル３に摺接して回転するように
複数個の円錐状の粉砕ローラ４が配置されており、この
粉砕ローラ４は支持アーム５に回転自在に軸承されてい
る、支持アーム５は粉砕機側に回転自在に軸承された支
持軸６に固定されている。この支持軸６にはざらに回動
アーム７の一端が固定され、この回動アーム７は回転テ
ーブル３を囲んでいるケーシング８の側方を通って下方
に延び、粉砕機の下部空間に臨んでいる。そして、この
回動アーム７の下端は粉砕機１のベースにその下端を回
動自在に軸承された圧力シリンダ９のロッド１０の先端
に回転自在に軸承されている。

そして回転テーブル３の中心部へ供給管（図示せず）で
供給された原料としての流体は、テーブルの回転により
従動するローラ４と回転テーブル３との間へ噛込まれ粉
砕される。一方、ケーシング８内にはダクト（図示せず
）によって熱風が導かれており、この熱風が回転テーブ
ル３の外周面とケーシング８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、微粉体は乾燥されな
がら粉砕機ｌ内を上昇し、熱風との混合体として排出管
１６から排出され次の工程へ送られる。

なお、粒度の粗い粒子も、一部は粉砕機１内を上昇する
が、上方のセパレータの回転羽根１５にて分級され１回
転テーブル３上へ戻される。

そして、このセパレータの構造として広く使用されるタ
イプのひとつは、回転式セパレータであり、分級部に回
転軸１３を設け、回転羽根１５を、複数個１等ピー２チ
で回転軸１３に固設し、軸とともに任意の回転数にて回
転されている。

第７図は回転式セパレータの羽根１５の概略的な配列構
成を示す水平断面図であって、羽根１５は略り字断面形
状を有し、Ｌ字折曲部がセパレータ内側となるように、
円環状かつ放射状に配設されている。

この羽根１５が回転軸１３と共に回転することにより、
各羽根１５間を通過してセパレータ内に流れ込む気流か
ら微粒子が分離されるのであるが、この分級の原理につ
いて第８図を参照して概説する。

第８図において１回転羽根が左回りに一定の回転数（回
転速度■）で回転しているとき、回転羽根の外径端が形
成する円弧ＣＤの任意の一息Ｐより流入する粒子は、流
入する気流による抵抗力（内向流）と遠心力（外向流）
と回転する隣り合う回転羽根間の空気層の影響などの合
成された力を受け１粒子径に応じて任意の軌跡を描きな
がらセパレータ内部へ向かう、すなわち、粒子径の小さ
い細粉は軌＃ａ＋を描きＡ−Ｅ間を通過し、中間物はＡ
−８間の軌跡ａ３．粗粉はＢ−０間の軌跡ａ５を描いて
１回転羽根１５の内壁に到達する。

Ｂ−０間に当接した粒子は運動エネルギを失ない、その
後遠心力の作用によりＢ−０間に沿って半径方向外方へ
放出される。

一方、Ａ−８間に到達した中間粒子のうち、遠心力を受
けて外方へ移動する粒子は上記Ｂ−Ｃ間に当接した粒子
と同じようにＢＣ壁に沿ってセパレータ外方へ逃げるが
、Ａ−８間で気流による内向力が遠心力とバランスする
か、もしくは内向力の方が遠心力を上回る粒子の場合は
Ａ−８間に沿って落下し、セパレータ下方に戻される。

而して、第６図に示す如く、従来の回転式セパレータは
上方はど拡径する形状構成となっている。この場合、各
回転羽根は一体に回転するから、上方はど、回転羽根の
回転周速は大きくなる。また、ケーシング内を上昇する
気流は、セパレータ下方部分から順次に回転羽根間を通
過するから、セパレータ上方はど、残余の気流が回転羽
根間を通過するようになる。換言すれば、この気流通過
量はセパレータ上方はど小さくなり、したがって、気流
の通過流速もセパレータ上方はど小さくなる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のように構成された回転式セパレータでは、回転羽
根と回転羽根の間を通過してぐる含塵気流の流入風量、
流入速度９粒径分布、セパレータの回転数が一定で変化
がなくても、第４図に示されるように分級性能特性曲線
の分級点の勾配が緩やかであり、分級精度、換言すれば
分級のするどさがさほどではない、すなわち、細粉中に
混入する粗粉が多く、戻粉中へ混じる細粉も少なくない
。

一方、第５図に示されるように分級性能特性曲線の分級
点の勾配が急峻で、分級精度のシャープな粒度分布の製
品を同一の粉砕機で得たい場合が生じるが、回転羽根が
回転軸となす角度（以下「羽根角θ」と称す）が固定さ
れている限り、第５図のような粒径分布は得られない。

なお、第４図および第５図の横軸は粒子径りであり、縦
軸は配分率（部分分級効率）ＺＲで、ある粒径りについ
ての戻粉と大粒の量比を示すものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、製品の粒度分布を同一の粉砕機を使用して必
要に応じて変化させることを企図したもので、そのため
の手段として。

ケーシングの頂部に精粉の気流搬出用の開口を備え、こ
のケーシング内の上部にはセパレータが設置されており
、このセパレータは、鉛直方向に設置された回転軸と、
該回転軸に支持されており、該回転軸の周囲に円環状か
つ放射状に配設された回転羽根とを備えた回転式セパレ
ータを具備する堅型粉砕機において、該回転軸を内管に
対して外管が軸方向に進退可能な二重管とし、該回転羽
根の下部を該内管に固設したサポートにピン接合し、か
つ、該回転羽根の上部と該外管に各々ピン接合したビー
ムを設けた構成とした。

［作用］ 回転式セパレータにおいては、セパレータの回転速度が
増大すること、および、セパレータの羽根の間を通過す
るときの気流流速が小さくなることは、それぞれ分級点
（粒径）を小径化させる因子として作用する。一方、セ
パレータの回転周速が減少すること、および、上記気流
流速が増大することは分級点を大径化させる因子として
作用する。

しかして、従来の堅型粉砕機においては、第６図に示す
如く回転式セパレータは、上方はど拡大する形状構成と
なっている。このような回転式セパレータでは、上方は
ど、回転周速の増大と気流流速の減少による分級点の小
径化因子が相乗して、分級点たる粒径が急速に小径側に
シフトする。逆に、セパレータ下方では分級点が大径側
にあり、上方はど分級点は小径側にある。

そのため、セパレータ全体としてみると、分級点が広い
範囲にまたがって分布するようになり、第４図に示され
る粒径分布の製品しか得られなかった。

これに対し、第５図に示される粒径分布の製品を得たい
ときには、回転羽根の上方はど下方に比べて小径にして
、上方はど回転周速を小さくして、これによって生じる
分級点の大径化因子が、気流流速減少による分級点小径
化因子と相殺して、回転羽根の上下のどの位置でも分級
点が略一致するようにして、鋭い分級を遠戚しようとす
るものである。

すなわち、第５図のような鋭い分級特性を持つ製品を得
たい場合には、回転軸の内管に対して外管を上方へ上昇
させて回転羽根の上方の径を下方の径より小さくする。

［実施例］ 以下、図面に基づいて実施例について説明する。

第１図〜第３図は本発明の実施例を示し、第１図は回転
式セパレータの概略構成を示す側面図。

第２図はセパレータの回転羽根の状態を示す説明図で、
各々（ａ）は羽根角θ１が正の状態（羽根上部が大径）
、（ｂ）は羽根角θ２＝Ｑの状態、（Ｃ）は羽根角θ３
が負の状態（羽根上部が小径）を示す。第３図は第１図
ｍ−ｍ視の平面断面図である。

図において、２０は粉砕供給用のセンタシュートであり
、この周囲に同心円状の二重管、すなわち内管１３ａと
外管１３ｂが配設され、各々セパレータの回転軸１３を
構成している。そして、円周複数本等間隔に配置される
断面り字状の回転羽根１５は、その下端を内管１３ａか
ら突設したサポート１３ｃとピン１３ｅを介してピン接
合され、上部においては外管１３ｂと回転羽根１５との
間に両端でピン１３ｅ　、１３ｅでピン接合されるビー
ム１３ｄで連結されている。

内管１３ａと外管１３ｂは第３図に示すように内管１３
ａに設けた突起１３ｆと外管１３ｂに設けた溝１３ｇの
嵌合により上下方向往復動自在に摺動可能で、かつ、一
体となって回転できるようニナっている。外管１３ｂは
セパレータのケーシング１８に設けられた軸受２１で軸
承され、かつ、エヤーシール２２で気密保持される。内
管１３ａに対して外管１３ｂの上下方向の調節には、第
１図に示されるように、内管１３ａの上端フランジと外
管１３ｂの上端フランジを貫通し、内管１３ａの上端フ
ランジの上面に固設されたナツト２４と螺合するポル）
２３ａを回転することによって内管１３ａに対して外管
１３ｂを上下動させる。

セパレータの回転軸の駆動については、内管１３ａを上
方へ延長してこれにチェノホイールを取付はチェノを介
して可変速電動機で駆動する。

あるいは、第１図の軸受２１の直上にチェノホイールを
取付けて外管１３ｂを駆動する方式としても良いが、こ
の場合、外管１３ｂは回転羽根１５の羽根角θの変更の
際に上下動するのでこれに対する配慮が必要である。

また、内管１３ａの最上端フランジ面の直下にはスラス
ト軸受３１が配設され、セパレータのケーシング上面１
８に固設された架台３０によりセパレータの全荷重が支
承される。

第２図は、これらねじによる調節によりセパレータの回
転羽根が回転軸に対してなす角度（羽根角θｌ　、θ２
．θ３）が変更された状況を示し、への字状をなしてい
る。

本実施例では外管１３ｂの昇降手段としてボルトナツト
を用いたが、油圧シリンダやウィンチによる巻上げを用
いても良い。

なお、以上説明したセパレータを組み込んだ堅型粉砕機
の全体構成は前記第６図と同様であるので、その説明は
省略する。

以上のように構成された本発明のセパレータの分級作用
について説明する。

まず回転式セパレータの径が上方はど小さくなるように
構成した第２図（Ｃ）の場合の作用について説明する。

この場合、前述の如く、セパレータ上方はど、回転周速
が小さくなり、これは、分級点を大径化させる因子とし
て作用する。また、上方はど、回転羽根間を通過する気
流流速が小さくなり、これは分級点を小径化させる因子
として作用する０本発明では、これら相反する作用が相
殺して、上方に到っても、セパレータ下部とほぼ同一の
分級点となり、セパレータ全体として鋭い分級が行なわ
れるようになるのである。

つぎに回転羽根の上縁および下縁に設けたポケット１５
ａ　、１５ｃの作用について第９図を参照して説明する
。

第９図において、セパレータの回転羽根１５と隣接する
回転羽根１５の間に所定の速度で流入した粒子Ｐは、内
向きの気流による内向力と回転羽根間で挟まれた気体が
回転するために生じる遠心力と回転羽根が回るために生
じる円周方向で回転逆向きの見掛けの力を受ける。そし
て、第９図において、点Ｐを通過した任意の粒径の粒子
は、その粒径に応じてす、、ｂ２　、ｂ３のような軌跡
を描く、すなわち、細粉ｂｌはセパレータを通過し、粗
粉はｂ２　　、ｂ３のように回転羽根に当った後。

回転羽根の内径端にあるボケッ）１５ａや外径部にある
ポケット１５ｃに至り、その後自重により下方へ摺動あ
るいは自由落下し、回転テーブルへ戻される。而して、
このようにボケッ）１５ａ。

１５ｃを設けであると、このポケット内に収容された粒
子が、気流に煽られて再飛散することが防止され１分級
曲線の鋭い分級が可能となるのである。

因みに、第７．８図に示した単なるＬ字断面形状の回転
羽根においては、Ａ−Ｂ間等に沿って落下する粒子群は
、絶えず内側へ向かう気流に晒されており、再飛散し易
い、また、ＢＣ間からセパレータ外方へ戻された粒子も
、再度気流搬送されてセパレータ内に流入し得る。

以上のような現象によって、本来、粗粉側に分級される
べき粒子が精粉側に混じるため、第４図に示す分級特性
を示し、分級点近傍の勾配は緩やかで分級精度（分級の
するどさ）が低下する。

これに対し、本実施例では、回転羽根の縁部の一方、あ
るいは両縁部にボケッ）１５ａ、１５ｃを設け、回転羽
根に到達した粗粉をこのポケ−／　）１５ａ、１５ｃ内
に捕捉し、確実に粉砕部へ返送するので、特に分級精度
の鋭い製品を製造する頻度の高い粉砕機には回転羽根１
５にポケット１５ａ、１５ｃを設ける方が良い。

すなわち、第９図で点Ｐより出発した粒子のうち、細粉
は軌ｕ　ｂ　＋を描き精粉側へ、それ以上の粒径の粒子
は軌跡ｂ２またはｂ３などを通って回転羽根に当接した
後、ポケット１５ａ、隅角部Ｂ。

ポケット１５ｃなどを摺動落下して戻粉となる。

そして、この落下途中における再飛散も無く、さらに鋭
い分級が行なわれる。

［発明の効果］ 以上述べた通り、本発明によれば、セパレータの回転軸
を２重管として内管に対して外筒を昇降することにより
回転羽根と回転軸とのなす角度を任意に変更可能とする
ことができるので、同一の粉砕機で分級精度の異なる製
品、すなわち、粒径分布の異なる製品を任意に得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る１実施例を示すセパレータの概略
側面図、第２図は回転羽根の状態を示す説明図、第３図
は第１図ｍ−■視の平面断面図、第４図および第５図は
、精粉の分級特性を示す線図である。第６図ないし第８
図の各図は従来例に係り、第６図は概略縦断面図、第７
図は断面図、第８図は第７図の部分拡大図を示す、また
、第９図は分級作用の説明図である。 ３・・・・・・回転テーブル、　　　４・・・・・・粉
砕ローラ。 １３・・・・・・回転軸、　　　　　１３ａ・・・内管
。 １３ｂ・・・外管、　　　　　Ｌ３ｃ・・・サポート、
１３ｄ・・・ビーム、　　　　　１３ｅ・・・ピン、１
５・・・・・・セパレータ回転羽根、１５ａ、１５ｃ・
・−ポケット、 １６・・・・・・排出管、 ２０・・・・・・センタシュート、２１・・・・・・軸
受、２２・・・・・・エヤーシール、　　２３・・・・
・・ボルト、２３ａ・・・ボルト頭、　　　　２４・・
・・・・ナツト、３０・・・・・・架台、　　　　　　
３１・・・・・・スラスト軸受、ａ　ｌ、　ａ２．　ａ
３．　ａ４．ａ５．　ｂ　ｌ、　ｂ２．　ｂ３　・−・
粒子の軌跡、Ｐ・・・・・・粒子の入射位置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ケーシングの頂部に精粉の気流搬出用の開口を備え、こ
   のケーシング内の上部にはセパレータが設置されており
   、このセパレータは、鉛直方向に設置された回転軸と、
   該回転軸に支持されており、該回転軸の周囲に円環状か
   つ放射状に配置された回転羽根とを備えた回転式セパレ
   ータを具備する堅型粉砕機において、該回転軸を内管に
   対して外管が軸方向に進退可能な二重管とし、該回転羽
   根の下部を該内管に固設したサポートにピン接合し、か
   つ、該回転羽根の上部と該外管に各々ピン接合したビー
   ムを設けたことを特徴とする堅型粉砕機。