JPH0753244B2 - 竪型粉砕機 - Google Patents

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５図に示すよう
に、回転テーブルと粉砕ローラとを備えた竪型粉砕機１
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3A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を介して油圧シリンダ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
3A上に押圧して原料への粉砕圧力を与えている。3Bは回
転テーブル3A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3A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3A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3A上を滑るときに回転テーブル3Aにより回転
方向の力を受け、回転テーブル3Aとの間で滑って回転テ
ーブル3Aの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、原料は回転テーブル3A上を渦巻状の軌跡を描いて
回転テーブル3A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3Aとの間へローラ軸
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3A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］ 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、ローラの噛込側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易い。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 （ダムリング高さ），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 （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帰
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有った。

［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し、 該補助ローラの外周面に転動方向に沿った複数個の溝を
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、粒子間の気体は排除され脱気が起こると
同時に圧縮された各原料粒子は密な状態とされて、いわ
ゆる、 とされる。この脱気および圧密作用をうけた圧密層は回
転テーブルの回転により粉砕ローラの噛込側に至り、高
押付力で回転テーブルに押しつけられ従動する粉砕ロー
ラに噛み込まれ、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再度同様な脱気およ
び圧密作用を受けて次に位置する粉砕ローラへ噛み込ま
れて効率良く粉砕される。補助ローラの回転テーブル上
面方向への押圧力は粉砕ローラとは異なり粉砕には寄与
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、 （以下、このような層を形成する作用を 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（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り
効率良く粉砕し、かつ、原料層を一定高さに保って振動
を起こりにくくしているが、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。

本発明の竪型粉砕機においては、上記に述べた課題の対
策として、補助ローラを設けてこの補助ローラで粉砕ロ
ーラへ噛み込まれる粉体を確実に圧密層とするだけでな
く、補助ローラの転動方向に沿って複数個の溝を外周面
に形成したので、補助ローラが通過後の圧密層は段付き
層となっており、この後、この上を粉砕ローラが圧下す
るときには圧下に伴なって盛り上がった部分（凸部）は
押されて両側の凹部へ逃げる余地がある。このため大き
な振動の発生がほとんどなく静粛な運転が実施できる。

［実施例］ 次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図〜第４図は本発明の第１実施例を説明するもので
あり、第４図は補助ローラおよび粉砕ローラで圧下され
る粉体層の状況を示す説明図である。

第１図〜第４図により本発明の実施例を説明する。

第１図において、第１図（Ａ）は回転テーブル上の粉砕
ローラと補助ローラとの配置状態を示す平面図、第１図
（Ｂ）は第１図（Ａ）の正面展開図、第２図は竪型粉砕
機の全体を示す斜視図、第３図は補助ローラ取付部の側
面図である。なお、図中、第５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は回転テー
ブル3Aの外周部上面に回転テーブル3Aの中心に対して対
称な位置に２個配置されており、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3Aの外周部上
面には、各々の粉砕ローラ４の原料噛込側4A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20が配置さ
れている。この補助ローラ20は第３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に圧縮力を付
与する。油圧シリンダ22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3A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24はケー
シング15に固設され、螺子孔を螺設された基台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2
4a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3A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3Aの中央部上面に
供給された原料は回転テーブル3Aの遠心力を受けて回転
テーブル3A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（Ｂ）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3A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3A上面と
の間でこの粗密層40を圧縮して圧密層30にする。このと
き本発明の補助ローラ20は第３図に示すように外周面に
同心円状に複数の溝が形成されているので、この補助ロ
ーラ20により圧下された圧密層30は第４図（ａ）のとお
り、高圧密された低層30aと低圧密された高層30bが交互
に配列された状態となる。この圧密層30は回転テーブル
3A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3A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。なお、第
１図（Ａ）において、Ｆは原料粒子の移動軌跡、Ｃはロ
ーラと回転テーブル3Aとの間の噛込部（粉砕部）を示
し、原料粒子の移動軌跡は図中、右半分のみ示してい
る。

この時、補助ローラ20には、原料の粒子同士を圧縮して
粒子間気体をパージし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20と回転テーブル3A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20が持ち上
げられる程度の力とされる。この補助ローラ20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3A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3A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40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3A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17から回転テーブル3A
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。

ところで、前記したように、ある運転状態ではミル振動
が頻発して運転不能に陥ることがあるが、これは、原料
性状，テーブル回転数，原料層厚，処理能力等いろいろ
の運転条件の組み合わせによって形成される粉砕部の原
料層の固有振動数がミル振動系の共振域に合致して共振
を起こすために起こるものと考えられる。したがって、
原料層、すなわち、圧密層30が高圧密された一様な低層
の場合、つまり溝のないフラットな形状の補助ローラに
おいて形成された圧密層のもつ固有振動数を共振域から
遠ざかるようにするため、第４図（ａ）に示す高低のあ
る圧密層にする。つまり、高層30bと低層30aとは稠密
度、すなわち空隙率が異なるため嵩比重が異なり、この
段付きの圧密層の固有振動数は各々異なる固有振動数の
合成されたものであり、高圧密されたフラット形補助ロ
ーラによる低層の一様な圧密層の固有振動数とは異な
る。したがって、本発明においては所要の運転条件（ミ
ル型番，処置能力，テーブル回転数，原料性状，ダムリ
ング高さ（原料層厚）等）では均一フラットの補助ロー
ラで形成された圧密層ではミル振動が頻発する場合に、
本発明の溝付き補助ローラを採用して、他の条件を変更
することなくミル振動を回避しようとするものである。
なお、段付きの圧密層を粉砕ローラで第４図（ｂ）に示
すように粉砕力Ｐで加圧したときには、高層30bは両側
の低層30a,30aを充満する如く図示のＱ方向に流れ、全
体として均一な高さに圧下され粉砕が行なわれる。

［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とともに、補助ローラの
外周面に複数の溝を設けたので、圧密層の固有振動数を
共振域から遠ざけることができる。したがって、大きな
振動発生を抑制できるので、粉砕作用を連続して行なわ
せることができ、粉砕効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の実施例を示すものであり、第
１図（Ａ）は粉砕ローラと補助ローラの平面配置図、第
１図（Ｂ）は第１図（Ａ）の正面展開図、第２図は粉砕
機の全体斜視図、第３図は補助ローラ取付部側面図、第
４図は本発明の補助ローラおよび粉砕ローラで圧下され
る粉体層の状況を示す説明図であり、第４図（ａ）は補
助ローラ通過後、第４図（ｂ）は粉砕ローラ通過時を示
す。第５図は従来の竪型粉砕機の縦断面図である。 １……竪型粉砕機、3A……回転テーブル、 ４……粉砕ローラ、4A……原料噛込側、 4B……原料排出側、 17……原料投入シュート、 20……補助ローラ、21……アーム、 22……油圧シリンダ、24……隙間調整器、 30……圧密層、 30a……低層（高圧密層）、 30b……高層（低圧密層）、 40……粗密層、 Ｐ……粉砕力、 Ｑ……粉体の流れる方向。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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し、 該補助ローラの外周面に転動方向に沿った複数個の溝を
   配設した ことを特徴とする竪型粉砕機。