JPH0667490B2

JPH0667490B2 - 横型粉砕装置

Info

Publication number: JPH0667490B2
Application number: JP61038812A
Authority: JP
Inventors: 博久吉田; 汎高塚; 勝征植田; 祥三金子; 敏彦今本
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1986-02-24
Filing date: 1986-02-24
Publication date: 1994-08-31
Anticipated expiration: 2009-08-31
Also published as: JPS62197163A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は粉砕装置に係り、特にCWM（高濃度石炭水スラ
リー）製造設備で使用される粉砕平均粒径が数ミクロン
以下というような超微粉砕に有効な粉砕装置に関する。

〔従来の技術〕

粉砕装置として、従来より第11図および第12図に示す構
成のいわゆる湿式チューブミルが知られている。

第11図において、水注入管37および石炭投入管38から固
定筒50内に投入された原料スラリは、モータ39により回
転駆動されるフィーダ40によって主筒41の内部の粉砕室
42に供給される。主筒41は両端が回転筒49を介して軸受
35によって支持され、モータ31の動力を減速機32、モー
タ側ギヤ33および筒側ギヤ34を介して受けて回転する。
なお、回転筒49と固定筒50との摺動部には。潤滑剤をし
み込ませたグランドパッキン36が挿入されている。

主筒41内の粉砕室42には粉砕用のボール43が収容されて
おり、また筒41の内壁にはボール43を掻き上げるための
掻き上げ板51が取付けられている。

また、主筒41内には粉砕室42に隣接して、固定筒50と反
対側に、スラリ排出孔45を備えた目板44を介してスラリ
貯蔵室46が形成され、このスラリ貯蔵室46内に貯蔵され
た粉砕物であるスラリがスラリ排出ガイド板47によりス
ラリ排出管48から外部へ排出される。

この従来の湿式チューブミルにおける粉砕の原理は、主
筒41の回転に伴ないボル43が掻き上げ板51によって掻き
上げられて落下するという運動の繰返しによるものであ
る。この場合の粉砕作用は、ボール43の落下に伴う衝撃
力による衝撃粉砕と、ボール43同士やボー43と主筒41の
内壁との間に生じる摩擦力による摩砕とに分けられる
が、主体は前者の衝撃粉砕であることは良く知られてい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

発明者らの研究によると、粉砕平均粒径が数十ミクロン
〜数百ミクロン程度の粉砕では、衝撃粉砕が有効であ
り、従って上述した従来の湿式チュブミルによる粉砕効
果は大きい。

ところが、粉砕平均粒径が数ミクロン以下というような
超微粉砕では、摩砕の方がはるかに効果的であるという
結果が得られており、従来の湿式チューブミルでは粉砕
効果が期待できないということになる。しかも、従来の
湿式チューブミルではボール43の落下に伴なう騒音の発
生と、ボール43の破損という問題がある。

また、従来の湿式チューブミルではスラリの粘度が増加
すると、スラリがボールについて一緒に廻る、いわゆる
共廻り現象が生じて粉砕効果が阻害される。一般に、固
体の表面積、いわゆる比表面積は粒径の逆数に比例して
増加するために、超微粉砕が進むと比表面積が増加す
る。従って、超微粉砕ほどスラリの粘度が増加すること
になり、共廻り現象による粉砕効果の低下という問題は
一層顕著となる。

さらに、従来の湿式チューブミルにおいては、主筒41内
の中心部が粉砕にほとんど寄与しないデッドスペースと
なっており、それだけ粉砕動力が無駄に消費されている
という問題があった。

また、従来の湿式チューブミルは大型化した場合、ミル
内のスラリ温度が上昇してしまい、この温度上昇が粉砕
効果を損ない、またスラリの品質管理上も問題となって
いた。

本発明は上述した従来の問題点を解決すべくなされたも
ので、衝撃粉砕の割合を少なくして摩砕が生じ易いよう
にし、かつ被粉砕物と粉砕用ボールとの共廻り現象を抑
制することによって、超微粉砕を効果的に行なうことが
でき、また騒音の発生やボールの破損が少なく、さらに
粉砕動力も低減でき、加えて被粉砕物の必要以上の温度
上昇を防止できる粉砕装置を提供することを目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、上記問題点を解決するため、（１）横置きされ相対的に回転される外筒と内筒とを備
え、これら外筒と内筒との間を粉砕室とし、この粉砕室
に粉砕用ボールを充填しかつ被粉砕物を供給するととも
に、外筒および内筒をそれぞれ冷却水通路を備えた二重
壁構造とし、さらに外筒および内筒に軸方向と周方向に
各々独立し少なくとも一方は位相配置された翼を取り付
け、かつこれら外筒および内筒にそれぞれ取り付けられ
た翼の半径方向の長さの和が前記粉砕室の半径方向距離
の半分以上であることを特徴とする横型粉砕装置、およ
び（２）横置きされ相対的に回転される外筒と内筒とを備
え、これら外筒と内筒との間を粉砕室とし、この粉砕室
に粉砕用ボールを充填しかつ被粉砕物を供給するととも
に、外筒および内筒をそれぞれ冷却水通路を備えた二重
壁構造とし、さらに外筒および内筒に軸方向と周方向に
各々独立し少なくとも一方は位相配置された冷却水通路
を有する翼を取り付け、かつこれら外筒および内筒にそ
れぞれ取り付けられた翼の半径方向の長さの和が前記粉
砕室の半径方向距離の半分以上であることを特徴とする
横型粉砕装置が提供される。

〔作用〕

本発明に係る粉砕装置においては、外筒との内筒との相
対的な回転により、粉砕室内に供給された被粉砕物が粉
砕される。この場合、外筒内に設けられた内筒により、
粉砕室内でのボールの落下による衝撃力が弱められると
同時に、ボールの回転運動による摩擦力が大きくなる。

一方、外筒および内筒に軸方向と周方向に各々独立し少
なくとも一方は位相配置された翼を取り付け、かつこれ
ら外筒および内筒にそれぞれ取り付けられた翼の半径方
向の長さの和を粉砕室の半径方向距離の半分以上とする
ことによって、被粉砕物と粉砕用ボールとの共廻り現象
が効果的に抑制される。

また、外筒および内筒に形成された冷却水通路、さらに
は翼に形成された冷却水通路を通る冷却水により、粉砕
装置内における被粉砕物の必要以上の温度上昇が抑制さ
れる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

第１図〜第５図は本発明の第１の実施例であり、外筒1a
の内側に内筒1bが設けられ、これらの間に第１図に示す
ように粉砕室11が形成されている。外筒1aと内筒1bとは
相対的に回転するが、この実施例では外筒1aが回転する
ように構成されている。

すなわち、外筒1aはモータ2aの動力が減速機3a、モータ
側ギヤ4aおよび外筒側ギヤ5aを介して伝達されることに
より回転する。外筒1aの両端にはフランジ6a,6bが取付
けられ、フランジ6a,6bは軸受7a,7bによって支持されて
いる。

一方、内筒1bは一端が入口固定管9bによって、また他端
が集水管20によってそれぞれ支持され、これらの入口固
定管9bおよび集水管20は固定金具8a,8bによって基礎
（図示せず）に堅固に固定されている。なお、フランジ
6a,6bと入口固定管9bおよび集水管20との摺動部には、
潤滑剤をしみ込ませたグランドパッキン23a,23bがそれ
ぞれ挿入されている。

被粉砕物である原料スラリはスラリ供給管9aより、スラ
リ供給板10に形成されたスラリ供給孔10aを通して粉砕
室11内に投入される。粉砕室11内には通常、10mmφ〜数
10mmφ程度の粉砕用ボール12が50〜90％程度の充填率で
充填されている。これらの粉砕用ボール12には、外筒1a
の回転により強力な回転運動が与えられる。

こうして外筒1aの回転に伴なう粉砕用ボール12の回転運
動により、スラリは主として摩砕により超微粉砕され
る。粉砕後のスラリは、原料スラリの供給側と反対側に
おいて目板13に開けられたスリット14を通して分離さ
れ、スラリ貯蔵室15へ送られる。スラリ貯蔵室15の外周
部に設けられたスラリ排出板16にはスラリ排出孔16aが
開けられており、スラリはこれらのスラリ排出孔16aか
ら、スラリ排出ガイド板17に沿ってスラリ排出管18に導
かれ、外部へ排出される。

次に、スラリの冷却構造について説明する。スラリ供給
部はスラリ供給管9aと入口固定管9bとの二重管構造とな
っており、冷却水はこれらの管9a,9b間の冷却水通路19a
からフランジ6aの内部に形成された冷却水通路19bを経
て、二重壁構造の外筒1aに設けられた冷却水通路19cに
送られる。なお、第２図に示すように入口固定管9bのフ
ランジ6aに対向する外周部には複数個の通水孔22が形成
されており、フランジ6aの回転に伴ない通水孔22とフラ
ンジ6aに形成されている冷却水通路19bとが連通したと
きに、外筒1aの冷却水通路19cに冷却水が供給される構
造となっている。この場合、グランドパッキン23aによ
り水漏れが防止される。なお、スラリ排出側におけるフ
ランジ6bに設けられた冷却水通路19dと集水管20も、同
様の構造となっている。

一方、内筒1bもやはり二重壁構造であり、その冷却水通
路19eには冷却水通路19aから冷却水が直接供給される。

こうして外筒1aおよび内筒1bの冷却水通路19c,19eにお
いて、粉砕の過程で発生した熱が吸収される。外筒1aの
冷却水通路19cにおいて熱を吸収した後の冷却水は、冷
却水通路19dを経て、また内筒1bの冷却水通路19eにおい
て熱を吸収した冷却水は直接に、それぞれ集水管20に導
かれた後、排水管21より外部へ排出される。

なお、第１の実施例では外筒1aを回転させ、内筒1bを固
定したが、逆に外筒1aを固定し、内筒1bを回転させても
よい。

第６図および第７図は本発明の第２の実施例を示したも
ので、第１の実施例（（第１図〜第５図）における回転
する外筒1aの内側壁に撹拌翼24aを取付け、固定された
内筒2aの外側壁に静翼24bを取付けたものである。ここ
で、撹拌翼24aおよび静翼24bの内側は、それぞれ外筒1a
および内筒1bの冷却水通路19c,19eと連通して、冷却水
通路を形成している。また、翼24a,24bは軸方向と周方
向に各々独立し、少なくとも一方（この例では翼24b）
に図のように90゜ずつずれて位相配置されており、さら
に翼24a,24bの半径方向の長さの和は粉砕室11の半径方
向距離の半分以上に設定されている。

この第２の実施例によると、撹拌翼24aの作用によって
粉砕用ボール12により強力な回転運動が与えられる。ま
た、粉砕が進行してスラリの粘度が高くなっても、静翼
24bがあることにより、スラリと粉砕用ボール12との共
廻りはほとんど生じることがなく、平均粒経が数ミクロ
ン以下の超微粒子を容易に得ることができる。

さらに、撹拌翼24aおよび静翼24bの内部に冷却水通路が
形成されていることにより、スラリの冷却効果が一層向
上するという利点がある。

なお、上記第２の実施例では撹拌翼24aおよび静翼24bの
両方を備えているが、第８図（第３の実施例）に示すよ
うに外筒1aにおける撹拌翼24aのみを備えてもよく、ま
た第９図（第４の実施例）に示すように内筒1bにおける
静翼24bのみを備えてもよい。

第10図は本発明の第５の実施例であり、外筒1aと外筒1b
とを互いに逆方向に回転させる構成としたものである。
すなわち、外筒1aはモータ2a、減速機3a、モータ側ギヤ
4aおよび外筒側ギヤ5aを介して回転され、内筒２はモー
タ2b、減速機3b、モータ側ギヤ4bおよび内筒側ギヤ5bを
介して回転される。

なお、この実施例では外筒1aおよび内筒1bのいずれにも
翼が取付けられていないが、いずれか一方または両方
に、冷却水通路を備えた翼を取付けてもよい。その場
合、外筒1aおよ内筒1bが両方とも回転しているため、翼
は外筒1aおよび内筒1bのいずれに取付けたものも、撹拌
翼として作用することになる。

この実施例によると、外筒1aおよび内筒1bの逆方向回転
の作用によって、スラリと粉砕用ボール12との共廻り現
象をさらに効果的に抑制することができる。

なお、本発明は要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実
施が可能である。例えば上記説明では本発明の粉砕装置
をCWM製造設備に適用した場合について述べたが、本発
明はCWM以外の例えばセラミックスや炭酸カルシウムの
粉砕装置にも適用することができ、特に粉砕平均粒径が
数ミクロン以下の超微粉砕に有用である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、外筒と内筒との相対的な回転によって
粉砕を行なう構成としたことにより、衝撃粉砕が抑制さ
れて摩砕作用が効果的に生じる。しかも、外筒および内
筒の少なくとも一方に取付けられた翼の作用によって、
超微粉砕の障害となる被粉砕物と粉砕用ボールとの共廻
り現象が抑制される。これらによって、粉砕平均粒径が
数ミクロン以下の超微粉砕を容易に実現することができ
る。

また、粉砕用ボールの落下による騒音の発生やボールの
破損が少なくなり、さらに外筒と内筒との間を粉砕室と
したことでデッドスペースが減少するので、粉砕動力が
低減される。

さらに、外筒および内筒を二重壁構造として冷却水通路
を形成し、また翼を設ける場合も翼に冷却水通路を形成
したことにより、粉砕装置が大型化した場合にも、これ
ら冷却水通路における冷却伝熱面の増加（冷却水通路面
積や翼数の増加等）と、冷却水の水量の調整により、ス
ラリの温度が必要以上に上昇することを防止できる。

また、粉砕装置出口のスラリ温度を検知し、それに基づ
いて冷却水の水量を調整することにより、粉砕装置内の
スラリ温度を粉砕効果上およびスラリの品質管理上、最
も適正な温度範囲に調整することも可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例に係る粉砕装置の縦断面
図、第２図は第１図のＡ−Ａ矢視断面図、第３図は同じ
くＢ−Ｂ矢視断面図、第４図は同じくＣ−Ｃ矢視断面
図、第５図は同じくＤ−Ｄ矢視断面図、第６図は本発明
の第２の実施例に係る粉砕装置の縦断面図、第７図は第
６図のＥ−Ｅ矢視断面図、第８図〜第10図は本発明の第
３〜第５の実施例に係る粉砕装置の縦断面図、第11図は
従来の粉砕装置の縦断面図、第12図は第11図のＦ−Ｆ矢
視断面図である。 1a……外筒、1b……内筒、2a,2b……モータ、3a,3b……
減速機、4a,4b,5a,5b……ギヤ、6a,6b……フランジ、7
a,7b……軸受、8a,8b……固定金具、9a……スラリ供給
管、9b……入口固定管、10……スラリ供給板、10a……
スラリ供給孔、11……粉砕室、12……粉砕用ボール、13
……目板、14……スリット、15……スラリ貯蔵室、16…
…スラリ排出板、16a……スラリ排出孔、17……スラリ
排出ガイド板、18……スラリ排出管、19a〜19e……冷却
水通路、20……集水管、21……排水管、22……通水孔、
23a,23b……グランドパッキン、24a,24b……翼。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者金子祥三長崎県長崎市飽の浦町１番１号三菱重工業株式会社長崎造船所内 (72)発明者今本敏彦長崎県長崎市飽の浦町１番１号三菱重工業株式会社長崎造船所内 (56)参考文献特開昭61−8143（ＪＰ，Ａ) 実公昭40−23754（ＪＰ，Ｙ１) 実公昭60−1805（ＪＰ，Ｙ２)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】横置きされ相対的に回転される外筒と内筒
とを備え、これら外筒と内筒との間を粉砕室とし、この
粉砕室に粉砕用ボールを充填しかつ被粉砕物を供給する
とともに、外筒および内筒をそれぞれ冷却水通路を備え
た二重壁構造とし、さらに外筒および内筒に軸方向と周
方向に各々独立し少なくとも一方は位相配置された翼を
取り付け、かつこれら外筒および内筒にそれぞれ取り付
けられた翼の半径方向の長さの和が前記粉砕室の半径方
向距離の半分以上であることを特徴とする横型粉砕装
置。
【請求項２】横置きされ相対的に回転される外筒と内筒
とを備え、これら外筒と内筒との間を粉砕室とし、この
粉砕室に粉砕用ボールを充填しかつ被粉砕物を供給する
とともに、外筒および内筒をそれぞれ冷却水通路を備え
た二重壁構造とし、さらに外筒および内筒に軸方向と周
方向に各々独立し少なくとも一方は位相配置された冷却
水通路を有する翼を取り付け、かつこれら外筒および内
筒にそれぞれ取り付けられた翼の半径方向の長さの和が
前記粉砕室の半径方向距離の半分以上であることを特徴
とする横型粉砕装置。