JPH08207B2 - 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、
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，化学品などの粉体を細かく粉砕
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。

この竪型粉砕機において、回転テーブルの中心部へ供
給管で供給された原料としての粉体は、テーブルの回転
によりテーブル半径方向の遠心力を受けてテーブル上を
滑るときにテーブルにより回転方向の力を受け、テーブ
ルとの間で滑ってテーブル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、粉体はテーブル上を渦巻状の軌跡
を描いて回転テーブル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
描いた粉体はローラと回転テーブル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
する。

一方、ケーシングの基部にはダクトによって熱風が導
かれており、この熱風が回転テーブルの外周面とケーシ
ングの内周面との間の気流吹上用の通路（本明細書でこ
の通路を環状空間部という。）から吹き上がることによ
り、微粉体は乾燥されながらケーシング内を上昇し、熱
風との混合体として排出口から排出され次の工程へ送ら
れる。

ところで、粉砕機に供給された被粉砕物は粉砕ローラ
による粉砕作用を一回うけただけでは到底この粉砕機の
要求する精粉粒度に粉砕されることは稀であり、また回
転テーブル中央に落下した被粉砕物はすべて粉砕ローラ
に噛み込まれるわけではないので、回転テーブルの外周
端に達した粉粒体は前記の環状空間から吹き上がってく
る熱風気流に乗り上昇しても、粉砕機の上部に設置され
るセパレータに達するまでに、その粒度に応じて途中で
落下したり、セパレータにより分級排除されたりして回
転テーブル上へ戻される。

このように、粉砕機内に時々刻々供給される被粉砕物
は最終製品となる所望の精粉粒度に達して粉砕機より流
出していくまでに、回転テーブルからセパレータへ上昇
し、あるいは、回転テーブルからセパレータへ達する途
中からの落下を幾度となく繰り返し次第に粉砕されて所
望の粒度になる。

［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やすい。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 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、 （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。

［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設し、該補助ローラと該
粉砕ローラとの間に傾斜方向が回転テーブル中心方向に
向かって下降する傾斜板を固設した構成とした。

［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、 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。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、 （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
粉砕され、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。

この場合には粉砕原料の性状や含有水分が変化して原
料の被粉砕性が悪化し、このため回転テーブル上の原料
層厚が正常時に比べて大きくなっており、本発明の竪型
粉砕機においては、補助ローラの噛込側にスクレーパを
配設し、このスクレーパで増加した原料層厚分を回転テ
ーブルの外側へ溢流させて、常に補助ローラへ流れ込む
原料層厚を一定に保持しようとするものである。したが
って、原料性状の変化があっても一定の層厚のみ補助ロ
ーラへ供給され、これを圧密して粉砕ローラで正規の粉
砕作用が継続されるので、粉砕能力の低下や製品の粒度
分布の変化等の悪影響が防止される。

また、補助ローラで形成された圧密層に回転テーブル
を溢流して環状空間部の気流に吹い上げられた粒子群が
落下して、折角の一定層厚の圧密層を乱されないように
するため傾斜板を設け、傾斜板上に落下した粒子群は回
転テーブル中心方向に向かって滑り落ち、回転テーブル
中央に集まり、再び補助ローラへ向かう。

［実施例］ 以下、図面に基づいて、本発明の実施例について詳細
に説明する。

第１図〜第５図は本発明の実施例を示し、第１図は全
体概略縦断面図、第２図は粉砕部の要部拡大図で、第２
図（ａ）は縦断面図、第２図（ｂ）は平面図、第２図
（ｃ）は側面図、第３図はスクレーパと補助ローラと粉
砕ローラの配置を示すもので、第３図（ａ）は平面配置
図、第３図（ｂ）は第３図（ａ）の正面展開図、第４図
は傾斜板の取付状況を示し、第４図（ａ）は平面図、第
４図（ｂ）は縦断面図、第５図は補助ローラ下流の粉体
の状況を示す説明図で、第５図（ａ）は傾斜板のない場
合の側面図、第５図（ｂ）は傾斜板を取り付けた場合の
正面展開図である。

第１図において、粉砕機１は、後述する回転テーブル
３等の粉砕部全体を収納するケーシング20を備えてお
り、このケーシング20は、円筒状に形成されて床面に固
定された下部ケーシング20aと、中絞りされた断面円形
の内部コーン20cを内設してある中部ケーシング20bと、
その上端に接合された上部ケーシング20dを備えてい
る。

下部ケーシング20aの中心部には、モータ付きの減速
機２が配設されていて、その上方に向かう出力軸には円
盤状に形成された回転テーブル３が軸着されており、減
速機２に駆動されて第１図の上から見て時計方向に回転
している。５はローラボスアームであって、回転テーブ
ル３の上部外周端に複数個配設され、その下端にはそれ
ぞれ、ほぼ水平状態に軸着された頭截円錐状の粉砕ロー
ラ４が枢着されている。

ローラボスアーム５の上部内周端上面には、環形状
（本実施例では円環形状）をなす圧力枠６がボルト締め
等の手段により固設されており、複数個の粉砕ローラ４
およびローラボスアーム５ならびに圧力枠６は一体的に
形成され、回転テーブル３の上面に載架される。一方、
各々のローラボス５の上部外周端はピン７およびフォー
クエンド7aにより回転自在に連接棒8,ターンバックル９
およびシリンダロッド10aを介して、油圧シリンダ10に
連結され、油圧シリンダ10の下端は回転ピン11および回
転座12により、ベースプレート13に連結されている。

各粉砕ローラ４は、ローラ軸4aを介してローラボス５
に回転自在に軸承されており、回転テーブル３の上端外
周面にその周面を対接しているので、回転テーブルの回
転に伴って従動回転可能である。

また、粉砕ローラ４と隣り合う粉砕ローラ４とが位置
する回転テーブル３の外周部上面には、各々粉砕ローラ
４の原料噛込側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30が配置されている。

この補助ローラ30は第２図（ｃ）にも示すように、ケ
ーシング20に軸33によって回転自在に軸支された略コ字
状のアーム31の先端に固定されたローラ軸35に回転自在
に転支されて取り付けられている。アーム31の下端には
油圧シリンダ32のピストンロッド32aが軸承されて連結
され、油圧シリンダ32のロッドエンド室32b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32の反ピストンロッド側の端部は
ケーシング20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32のロッドエンド室
32b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32のロッドエンド室内32bは一定圧
に保たれている。油圧シリンダ32のピストンロッド32a
を伸縮することによりアーム31が軸33を回転中心として
回転され、補助ローラ30が上下動する。アーム31の下部
には補助ローラ30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34が設けられており、隙間調
整器34はケーシング20に固着され、螺子孔を突設された
基台34bと、この基台34bの該螺子孔に螺合されて支持さ
れる螺子軸34aからなり、螺子軸34aの先端をアーム31の
側端部に当接させることにより、補助ローラ30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30の自重で
良い場合には、油圧シリンダ30をフリーにしておく。

一方、回転テーブル３の中心部上方には、排出口22a
が開設されており、最終の精粉排出管22が接続されてい
る。また、ケーシング上方より、原料供給管16が該排出
管22の天井壁を貫通して該排出口22a内に差し込まれ、
さらに下端部がセパレータ15の下部近傍にまで達するよ
うに配置されている。この原料供給管16は、排出管22を
介して上部ケーシング20dに支持されており、この原料
供給管16の周囲には逆円錐状の筒で形成されるセパレー
タ15が図示しないステーにより中部ケーシング20bに支
持されている。このセパレータ15の上端外周上面には、
流入してくる粉塵ガスに旋回力を付与するための可動ベ
ーン15aが円周方向に複数個均等配置され、一端を軸受1
5cに軸承された軸15bおよびハンドル15dにより回転自在
に外部より調節可能になっている。

一方、回転テーブル３の外周部下方には、ダクト18に
よって熱風発生装置との間を接続された環状の熱風通路
21が設けられ、この熱風通路21の上方には、回転テーブ
ル３とケーシング20aとの間に、内周壁14aと外周壁14b
とで環状空間部14が画成されている。この環状空間部14
には、複数個の板状ブレード14cが水平面に対して所要
の傾斜角を保って円周に等間隔に配列固設されている。

また、熱風通路の下部には、粉砕中の異物や過負荷の
際に余剰の被粉砕物を一時的に排出させる排出シュート
19が設置され、回転ピン19aの回りに回動自在な排出ド
ア19bより取り出せる構造となっている。

一方、各補助ローラ30の噛込側には補助ローラ30へ向
かう原料層の回転テーブル下面から原料層表面までの高
さ、つまり、原料層の層厚（第２図（ａ）のＨ）を規制
するスクレーパ100が半径方向ないし半径方向よりいく
らか傾斜方向（第２図（ｂ），第３図（ａ），第３図
（ｂ）参照）に水平に配設される。スクレーパ100はコ
ネクティングロッド100aを介してピンサポート120のピ
ン支点110回りに回動できるようになっており、他端に
はピン100bにより架台140にピン支持した油圧シリンダ1
30のピストンロッド130aの先端に連結されており、ピス
トンロッド130aの上下動に応じて上下動できるようにな
っている。

そして、コネクティングロッド100aのケーシング貫通
個所には可撓性のエアシール150が設けられ、ミル内外
の気密が保持されている。

また、第４図（ａ），（ｂ）に示すように、補助ロー
ラ30と粉砕ローラ４との間には、傾斜方向が中心に向か
う傾斜板200がサポート200aを介してケーシング20の内
面に固設されている。

以上のように構成された本発明の竪型粉砕機の実施例
の作動について次に説明する。

原料投入用シュート16から回転テーブル３の中央部上
面へ供給された原料は回転テーブル３の遠心力をうけて
回転テーブル上を渦巻状の軌跡を描いて、予めある一定
の高さにセットされたスクレーパ100と回転テーブル３
の隙間（第２図（ａ）の原料層厚Ｈ）を通り抜けて補助
ローラ30へ噛み込まれ圧密されて圧密層となり、さらに
後段に配設された粉砕ローラ４へ送られて粉砕ローラ４
で粉砕される。そして粉砕された粉末は、回転テーブル
３を溢流し、環状空間部14より高速で上昇する熱風によ
り吹き上げられ、セパレータ15まで運ばれ、セパレータ
15による分級作用により分級点以下の微粉末は排出管22
で排出される一方、分級点以上の粗粉は再び回転テーブ
ル３上へ戻される（これらを戻り粉という）。このとき
補助ローラ30で圧下され一定層厚に成形された圧密層上
に環状空間部14によって吹き上げられた粒子群が落下し
て圧密層60の層厚が、第５図（ａ）のように不揃いにな
らないように、傾斜板200があり、回転テーブル中央へ
落下させる（第５図（ｂ））。

以上のような作動の繰り返しにより、粉砕機は連続的
に原料を粉砕し製品である微粉末を連続的に得ることが
できる。

ところが、操業中何らかの原因により原料性状が変化
したり、あるいは含有水分が変化することによって原料
の被粉砕性が変化し、今までの粉砕条件（ミル型番，回
転テーブル回転数，粉砕ローラの回転テーブル面への緊
張力，ダムリング高さ，セパレータの分級点等）が同一
であっても、これらの間の適正なバランスがくずれ、層
厚が増加してミル振動値が異常に高くなる現象に見舞わ
れる。

この場合には、第３図（ａ）や第３図（ｂ）に示すよ
うに、適正な原料層厚Ｈ以上の流入する原料は図のＧ
（溢流流れ）に示すように、スクレーパ100によって排
除され、回転テーブル３の外周側に方向転換して溢流
し、前記のとおり熱風により上方へ送られる。一方、原
料層厚Ｈまでの原料は図のＦ（噛み込み流れ）に示すよ
うに従来どおりと同じ軌跡を辿って補助ローラ30へ供給
される。なお、4Aは粉砕ローラの噛込側、4Bは粉砕ロー
ラの下流側を示し、符号50は粗密層、符号60は圧密層を
示す。

したがって、一時的に原料層厚が増加する現象が起き
ても粉砕ローラ４へ噛み込まれる原料層厚には変化はな
く、そのため原料層の有する固有振動数には変化はない
ので振動が急激に増加することはなく、安定した運転を
継続できる。

本発明は以上の構成や作用により、またスクレーパを
設けることにより、ミル振動増大の原因となる粉砕ロー
ラへ噛み込まれる原料層厚の増加をスクレーパで排除で
きるので、ミル振動急激増加現象を阻止できる。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明の竪型粉砕機
においては、補助ローラや傾斜板を設けたので、常に補
助ローラや粉砕ローラへ供給される原料層厚をほぼ一定
に保持できるので、ミル振動の急激増加を抑制すること
ができ、安定的連続的運転を継続することが可能で、生
産性が向上すると同時に機器の損傷事故を防止し、装置
の長寿命化を達成できるなどメインテナンス性も優れ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明の実施例を示し、第１図は全体
概略縦断面図、第２図は粉砕部の要部拡大図で、第２図
（ａ）は縦断面図、第２図（ｂ）は平面図、第２図
（ｃ）は側面図、第３図はスクレーパと補助ローラと粉
砕ローラの配置を示すもので、第３図（ａ）は平面配置
図、第３図（ｂ）は第３図（ａ）の正面展開図、第４図
（ａ）は平面図、第４図（ｂ）は縦断面図、第５図は補
助ローラ近傍の粉体の状況説明図で、各々第５図（ａ）
は傾斜板のない場合、第５図（ｂ）は傾斜板を取り付け
た場合を示す側面図である。 １……竪型粉砕機、 ３……回転テーブル、 ４……粉砕ローラ、 14……環状空間部、 20……ケーシング、30……補助ローラ、 32……油圧シリンダ、 34……隙間調整器、 50……粗密層、60……圧密層、 100……スクレーパ、 100a……コネクティングロッド、 100b……ピン、110……ピン支点、 120……ピンサポート、 130……油圧シリンダ、 130a……ピストンロッド、 140……架台、150……エアシール、 200……傾斜板、200a……サポート、 Ｈ……原料層厚、Ｆ……噛み込み流れ、 Ｇ……溢流流れ。

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設し、 該補助ローラと該粉砕ローラとの間に傾斜方向が回転テ
   ーブル中心方向に向かって下降する傾斜板を固設した竪
   型粉砕機。