JPH0347546A - 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。

例えば、従来の竪型粉砕機を示す第７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にはさらに回動
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ｌ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１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、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１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、等ピッチで
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８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９図を参照して概説する。

第９図において、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の任意の一点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、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
い細粉は軌跡ａ１を描きＡ−Ｂ間を通過し、中間粒はＡ
−Ｂ間の軌跡ａ３．粗粉はＢ−Ｃ間の軌跡ａ５を描いて
、回転羽根１５の内壁に到達する。

Ｂ−Ｃ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−Ｃ間に沿って半径方向外方
へ放出される。

一方、Ａ−Ｂ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−Ｂ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−Ｂ間に沿って落下し、セパレータ下方に戻される。

而して、第７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く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６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２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６図のような粒径分布は得られない
。

なお、第５図および第６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、
しかも、運転中に必要に応じて粒度分布を変化させるこ
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
ータを具備する竪型粉砕機において、該回転軸を内管に
対して外管が軸方向に進退動可能な二重管とし、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、該内管の上部に該内管荷重を支承する軸受
および軸受支承用の架台を設けるとともに、該外管の上
端フランジの上下両面に配設される軸受を支承する固定
円板を設け、該固定円板とピン接合される油圧シリンダ
を固設した該外管の軸方向進退動手段を有する構成とし
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、従来の竪型粉砕機においては、第７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、セパレータ下刃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５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６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
分級を達成しようとするものである。

すなわち、第６図のような鋭い分級特性を持つ製品を得
たい場合には、油圧シリンダのロッドを前進させて１回
転軸の内管に対して外管を上方へ１−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４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
図であり、第４図はセパレータの軸受部の要部拡大縦断
面図である。

図において、２０は粉砕原料供給用のセンタシュートで
あり、この周囲に同心円状に二重管。

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、回転羽根１５の上部に
おいては外管１３ｂと回転羽根１５との間に両端をピン
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になっている。外管１３ｂは
セパレータのケーシング１８上に設けた軸受ハウジング
１８ａに収納される軸受２１ａ、軸受２１ｂで軸承され
、かつ、エヤーシール２２で気密保持される。軸受２１
ａ、２１ｂは軸受に嵌装された回転軸が軸方向に摺動可
能なものを採用する。あるいは、第４図に示すように、
軸受２１ａ、２１ｂのインナレースの内側の軸受ハウジ
ングの内面に球もしくは円柱を埋め込んだものを使用し
てもよい。

一方、内管１３ａは上部でケーシング１８上に立設固定
された架台２４の最上平面板２４ａ中夫に設けられたス
ラスト軸受２３で軸承される。そして、内管１３ａの最
上端にはチェンホイル４０が嵌装され、可変速電動機の
回転軸に取りつけられたチェンホイルを介してチェン駆
動される。

また、外管１３ｂの最上端部に設けられたフランジの上
下両面にはスラスト軸受２３ａ、２３ｂが固定円板２５
に設けられた軸受ハウジングに配設収納され、固定円板
２５の下面にはケーシング１８の軸受ハウジング１８に
固設された油圧シリンダ２７のピストンロッドがピン２
８によりピン接合されている。そして、前記固定円板２
５の回転抑止のため、固定円板２５を貫通摺動する回転
防止ロッド２６が立設される。

上記の油圧シリンダ２７．固定円板２５１回転回転防止
ロッド、スラスト軸受２３ａ、２３ｂ等が外管１３ｂの
軸方向進退動手段を構成する。

以上のように構成されたセパレータ部の作動について説
明すると、第２図（ａ）の状態から第２図（ｂ）あるい
は第２図（Ｃ）に示すように１回転羽根１５と軸方向と
の有する角度を変更させるためには、外管１３ｂを上方
へ上昇させることが必要であり、そのためには油圧シリ
ンダ２７のヘッド側へ給油してロッドを前進させると、
外管１３ｂは上昇する。逆に、第２図（Ｃ）の状態から
第２図（ａ）の状態にするには、油圧シリンダ２７のロ
ッド側へ給油し外管１３ｂを下げればよい。

これらの操作は、セパレータの運転を停止して行なって
も良いが、勿論運転中に実施することができる。なお、
複数個の油圧シリンダを同期して上下動させるため、油
圧ユニットから各油圧シリンダへの配管抵抗を等しくす
る等の配慮が必要であり、そのため油圧ユニット（図示
せず）は機側に配設することが望ましい。

ｆ５２図は、これら油圧シリンダ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０
１　、θ２．θ３）が変更された状況を示し、（ａ）は
逆への字状、（ｂ）は平行状、（Ｃ）への字状をなして
いる。

なお、以上説明したセパレータを組み込んだ竪型粉砕機
の全体構成は前記第７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１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１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９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）１
５ａ、１５ｃの作用について第１０図を参照して説明す
る。

第１０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１０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ｂｌ　、ｂ２．ｂ＊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昌った後、回転羽根の内
径端にあるポケット１５ａや外径部にあるポケット１５
ｃ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、このようにポ
ケット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、分級曲線の鋭い分級が可能となるのである。

因みに、第８，９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５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１本実施例では１回転羽根の縁部の一方、あ
るいは両縁部にボケッ）Ｌ５ａ、Ｌ５ｃを設け、回転羽
根に到達した粗粉をこのポケット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１５に
ポケ−／　）１５ａ、１５ｃを設ける方が良い。

すなわち、第１０図で点Ｐより出発した粒子のうち、細
粉は軌跡ｂ１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）１５ａ、隅角部Ｂ、ボケッ）　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１粒径分布の異なる製品を任意に得ること
ができる。しかも、粉砕機ならびにセパレータの運転中
で、かつ、遠隔操作で回転羽根角度の変更を実施できる
ので、製品粉度分布の変更が容易である。

【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−ｍ視の平面断面図、第４図はセパレータの
軸受部の要部拡大縦断面図、第５図および第６図は精粉
の分級特性を示す線図である。第７図ないし第９図の各
図は従来例に係り、第７図は概略縦断面図、第８図は断
面図、第９図は第８図の部分拡大図を示す、また、第１
Ｏ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、　　　　　１３ｃ・・・サ
ポート、１３ｄ・・・ビーム、　　　　　１３ｅ・・・
ピン、１８・・・・・・セパレータのケーシング、２０
・・・・・・センタシュート、 ２１　ａ　、　２　ｌ　ｂ−・・軸受、２３・・・・・
・スラスト軸受、２３ａ、２３ｂ・・・スラスト軸受、 ２４・・・・・・架台、　　　　　２５・・・・・・固
定円板、２６・・・・・・回転防止ロッド。 ２７・・・・・・油圧シリンダ、　　２８・・・・・・
ビン、４０・・・・・・チェンホイール、 ａｌ、ａ２．ａ３．ａ４．ａ５．ｂｌ、ｂ２．ｂ３−粒
子の軌跡、Ｐ・・・・・・粒子の入射位置、 θ θ１．θ２，０３・・・羽根角。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （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竪型粉砕機において、該回転軸を
   内管に対して外管が軸方向に進退動可能な二重管とし、
   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、該内管の上部に該内管荷重を支承す
   る軸受および軸受支承用の架台を設けるとともに、該外
   管の上端フランジの上下両面に配設される軸受を支承す
   る固定円板を設け、該固定円板とピン接合される油圧シ
   リンダを固設した該外管の軸方向進退動手段を有する竪
   型粉砕機。