JPS62125867A

JPS62125867A - 遠心流動粉砕装置

Info

Publication number: JPS62125867A
Application number: JP26687085A
Authority: JP
Inventors: 井上　順明; 中村　定司; 樋口　忠明
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1985-11-27
Filing date: 1985-11-27
Publication date: 1987-06-08
Anticipated expiration: 2005-11-27
Also published as: JPH0234659B2

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］本発明は粉砕装置に関するものである。更に詳しくは、
固定環及び回転皿を備えており、装置内部に収容した鋼
球等の粉砕媒体を遠心流動させて原料の粉砕を行なうよ
うにした遠心流動粉砕装置に関するものである。

［従来の技術］粉砕装置は、チューブミル、竪型ミル等各種の形式のも
のがあるが、回転皿を上向きに設置し、この回転皿を回
転させることにより、内部に収容した鋼球等の粉砕媒体
（以下、ポールという。）を循環運動させて原料の粉砕
ならびに摩砕を行なうようにした竪型ボールミルと通称
されるものが知られている。

第２図（ａ）は従来の竪型ボールミルの構成の一例を示
す概略的な断面図である。符号１は回転皿であり、この
回転軸心が鉛直方向に設置され。

駆動軸２によってこの軸心回りに回転可能とされている
０回転皿ｌはほぼ平面上の底面Ｂと、上方に向って拡径
する傾斜した側面Ａとを備えている。符号３は固定カバ
ーであって、リング形状をなし、その内面は半円形の断
面形状とされている。この第２図（ａ）の従来装置にお
いては。

ポールは回転皿１の回転に伴って、底面Ｂから側面Ａを
這い上り、次いで固定力／へ−３の下面に沿って中心側
に移動し１次いで固定カバ−３から離脱して底面Ｂ上に
落下する。

第２図（ｂ）は従来の竪型ボールミルの他の構成例を示
す概略的な断面図である。この第２図（ｂ）の従来例に
おいては、回転皿４はその中央部に円錐形状部５を有し
ており、固定カバー３の下面から離脱したポールはこの
円錐形状部５の側面Ｃに当った後、回転［［１４の底面
Ｂに落下する。

［発明が解決しようとする問題点］第２［４に示すような竪型ボールミルにおいて、粉砕作
用は主として回転皿１，４の側面Ａとポールとの摺動に
より行なわれる、いわゆる摩砕方式である。この摺動に
は、ポールが側面Ａを這い上る］二下方向の摺動と、回
転皿側面Ａの円周方向の速度とポールの回転皿１又は４
軸心回りの円周方向速度との速度差に起因する摺動の二
つがある。

しかして、従来の竪型ボールミルにおいては、回転皿１
．４の側面Ａも回転皿４の一部をなしているから、側面
Ａはポールと同じ円周方向に回転することになる。従っ
て、側面Ａとポールとの円周方向回転速度はそれ程大き
なものとはならず、この円周方向速度差に起因する粉砕
ならびに摩砕作用は弱いものとなる。

また１回転皿１，４の回転によりポールには遠心力が付
与され、ポールはこの遠心力によって側面Ａを這い上り
、位置エネルギーを得るようになる。しかしながら、第
２図の従来例では、このポールが得た位置エネルギーは
、ポールが固定カバー３下面から離脱して落下し底面Ｂ
に当ったときに殆ど全てが消費されてしまい、粉砕なら
びに摩砕作用に利用することができない。第２図（ｂ）
の従来装置ならば、固定カバ−３下面から落下するポー
ルは円錐形状部５の側面Ｃで跳ね返されてポールに半径
方向の力が付与されるから、ポールが得た位置エネルギ
ーの幾らかは速度エネルギーに変換され粉砕ならびに摩
砕作用に利用することが可能とされている。しかしなが
ら、ポールが側面Ｃで跳ね返されるので、衝突によるエ
ネルギーロスがかなり大きなものとなる。

このように、従来の竪型ボールミルと通称される粉砕装
置においては、粉砕ならびに摩砕作用が弱い、或は装置
に投入されたエネルギーが粉砕ならびに摩砕作用以外に
消費され易く、エネルギー効率が低いなどの問題があっ
た。

［問題点を解決するための手段］本発明の遠心流動粉砕装置は、回転皿と、この回転皿の
外周を囲むように回転皿と同軸的に固定設置された非真
円形（例えば楕円形や多角形）の固定環とを備え、装置
内部にポールを収容して構成されている。回転皿は、回
転軸心が鉛直方向となるように設置されており、かつ下
方へ向って拡径する円錐形状とされている。そして１回
転皿の皿面及び固定環の内壁面は、それぞれ凹に湾曲し
た鉛直断面形状をなすと共に、この皿面と固定環の内壁
面とは連続的な円滑面を形成している。

［作用］本発明の遠心流動粉砕装置では、側面が固定面になって
いるので、ポールと側面との円周方向速度差が大きくな
り、この側面部分における粉砕ならびに摩砕作用が著し
く大きくなる。

また、ポールが回転皿の皿面に沿って転動するので、ポ
ールが側壁を這い−ヒる際に得た位置エネルギーを速度
エネルギーに効率良く変換することができ、装置に投入
されたエネルギーのロスが極めて少ない。

更に、固定環が非真円形であるので、ポール圧動に不規
則性が付与され、粉砕効率が一段と向−１ニされる。

本発明によれば、スラグ、ボルトランドセメントタリン
カー、石灰石、石炭、雲母（マイカ）、アルミナ等のセ
ラミックなど、各種の物質を極めて効−Ｃ良く粉砕でき
る。

［実施例］以下図面を参照して実施例について説明する。

第１図（ａ）は同（ｂ）に示す本発明の実施例に係る遠
心流動粉砕装置の断面図、（ｂ）、（Ｃ）は平面図であ
る。各図において、符号６は回転皿であり、回転軸が鉛
直方向に設置され、皿面にはライナ６ａが貼り付けられ
ている。この回転皿６は、下方に向って拡径する円錐形
状とされている。この回転皿６は、駆動軸２によって回
転駆動される。

符号７は固定環であり、回転皿６の外周を囲むように回
転＠６と同軸的に固設されている。固定環７は上方に向
って縮径する形状のものであり、固定環７の下部と回転
皿６の外周縁部とは層動可能に接触している。而して、
この固定環７は非真円形状をしており、（ｂ）図のもの
は多角形、（Ｃ）図のものは楕円形とされている。なお
、第４図に示すように、該固定環７の下部と回転皿６の
外周縁部との間に、例えば、最小ポール径の１０〜３０
％程度のわずかな隙間をあけても良い。

回転皿６の皿面りと、固定環７の内壁面Ｅは、共に凹に
湾曲した鉛直断面形状とされており、かつ皿面りと内壁
面Ｅとの接触部は滑らかに連続した面を形成している。

而して、この固定環７は非真円形であり、第１図（ｂ）
では六角形、第１図（Ｃ）では楕円形とされている。（
なお、五角形、七角形、六角形等、その他の角数の多角
形としても良い。また、多角形の隅部は、図示の如く滑
らかにカーブした面とする。）次に上記実施例装置の作動について説明する。

説明を明瞭とするために、まず真円形の固定環を有する
遠心ＩＩ！、動粉砕装近におけるポールの運動について
、第１図（ｄ）、（ｅ）を参照して説明する。

第１図（ｄ）、（ｅ）において、回転＠６と固定環７と
で囲まれる粉砕室内にポールを収容し。

粉砕される原料を投入すると共に、駆動軸２を介して回
転皿６を回転させる。そうすると、ポールは遠心力によ
り外周方向に移動され、この速度エネルギーによって固
定環７の内壁面Ｅを這い上り、次いで該内壁面Ｅから離
れて回転皿６の皿面り上にほぼ接線方向に円滑に着床す
る０皿面り上に移動したポールはこの皿面りに沿って転
勤降下し、かつ回転皿６の回転によって付与される遠心
力によって再び固定環７へ向けて移動される。

また、回転皿６を回転させると、ポールは回転皿６の回
転速度よりも遅い速度で円周方向に公転する。従って、
ポールは、前述のように皿面りと内壁面Ｅを循環する上
下方向の円運動の他に、回転皿６の軸心回りを回転する
公転運動をも行ない、これらの二つの運動を合成した縄
を南うような螺旋進行運動を行なう。（なお、かかるポ
ールの運動を１本明細書において遠心脈状流動という、
）このように、ポールは回転皿６の円周方向への運動を維
持しつつ内壁面Ｅ上を這い上る運動を行なうのであるが
、この内壁面Ｅは固定されているので、ポールの円周方
向速度（公転速度）及びポールの這い上り速度との合成
速度がそのまま内壁面Ｅとポールの速度差になる。従っ
て、ポールと内壁面Ｅとの速度差は、極めて大きなもの
となり、内壁面Ｅ−にを移動する際のポールの粉砕なら
びに摩砕作用は著しく強いものとなる。

更に、内壁面Ｅから離脱して皿面り上に着床したポール
は、この皿面りに沿って滑らかに転がり落ちるので、ポ
ールが皿面りに衝突する際のエネルギーロスが極めて少
ない。更に、皿面りを転勤降下する際のＪＪ！効により
、内壁面Ｅを駆けＬる際に得た位置エネルギーを半径方
向への運動エネルギーに変換することができるから、ポ
ールに一旦付与されたエネルギーをいたずらに消費する
ことなく、粉砕ならびに摩砕作用に有効に利用すること
ができる。更に、皿面りに沿って降下する際は、ポール
はこの皿面りと摺動するから、この降下連動中において
も原料の粉砕が行なわれる。

而して、本発明においては、例えば第１図（ａ）〜（Ｃ
）に示すように、固定環７を非真円形としているのでポ
ールの全体的な循環運動に不規則性が付与される。これ
により、粉砕作用が著しく向上される。

なお、本発明の遠心倚動粉砕装首においては、回転皿の
回転速度は一定としても良いのであるが、規則的ないし
は不規則的に変動させても良い。回転数を変動させるこ
とにより、ポールの運動に強い不規則性が１トえられ、
粉砕作用が向上される。

第３図（ａ）〜（ｅ）は、回転皿の回転数Ｎの経時パタ
ーンを例示する模式図である。第３図（ａ）においては
、回転皿は一定速度で回転される。同（ｂ）においては
、回転数はサインカーブ等の滑らかな波形に変動する。

同（Ｃ）においては、所定時間一定の速度（高速度）で
回転した後、それよりも低速の一定速度に減速され、こ
の低速状態で所定時間回転した後、再度高速度に復帰さ
れ、これを繰り返す、同（ｄ）においては、回転数は鋸
歯状波形に従って変動する。また、同（ｅ）においては
、鋸歯状波形に変化をつけて最高回転数に緩かに到達し
、以降は急激に減速するようにして同一波形を繰返す。

また、本発明者の研究によれば、皿面り及び内壁面Ｅは
、第４図に示すように、鉛直断面形状が円弧形状となる
ようにすると、一段と優れた粉砕作用が奏されることが
認められた。Ｒ「及びＲ３は、それぞれの円弧を描く半
径を示している。また、固定環７の下端部の内径をＲ２
とした場合、固定環７の下部の隅角部も円弧形状断面形
状とし、その円弧を描く半径ΔＲをΔＲ＝　Ｒ＋　　Ｒ
２とすると面の連続が滑らかとなって好適であることも
認められた。

なお、上記実施例においては、回転皿６の下部外周面と
、固定環７の下端内周面とは、皿面りと固定環内壁面Ｅ
とが形成する凹曲面の最低レベルの部位において対向し
ている。しかしながら、本発明においては、第５図に示
すように、該対向部位を該最低レベルと異なる位置に配
置するよう構成しても良い、第５図（ａ）においては、
対向部位Ｔが最低レベル部位Ｓよりも外周側に配置され
ており、同（ｂ）においては、対向部位Ｔが最低レベル
部位Ｓよりも内周側に配置されている。

本発明装置は、連続式の粉砕とパッチ式の粉砕の双方の
型式とし得る。バッチ式の粉砕装置とする場合には、第
４図の如く、固定環７の上部開口に開閉自在な蓋体７ａ
を装着すれば良い、連続式の粉砕装置は１次の第６図に
例示される。

第６図は本発明装置を実際に稼動させる場合の装置全体
構成の一例を示す断面図である。

符号８は粉砕装置の本体部分を覆うケーシングであって
、固定環７は連結部材９を介してケーシング８の内面に
取り付けられている。符号１０は脚柱であって、ベアリ
ング１１を介して回転皿６を枢支している。回転軸２は
、減速機構等を介して電動機等の原動装置に連結されて
いる。

ケーシング８の天井中央部分には原料の投入管１２が設
置されており、かつこの投入管１２を取り巻くように開
口１３が設けられ、この開１］１３にダク）１４が接続
されている。

１、＋ｄ定環７は、本Ｘ施例ではライナが内張すされる
と共に、その壁面を貫通するように多数のスリット又は
小孔１５が穿設されている。また、本実施例では、固定
Ｉｉ：１７は六角形とされている。この固定環７の構成
は第１図（ｂ）と同様である。

固定環７外面の底部とケーシング８内面との間には側部
カバー１６が周設されており、この側部力、＜−１６と
ケーシング８及び固定環７外面との間に空気導入室１７
が区画形成され、空気導入管１８から空気が導入可能と
されている。なお、側部カバ−１６の上端は固定環７の
側部外面に封着されている。

一方、回転皿６の外周縁と固定環７の底部内周縁との間
には、最小ポール径の１０〜３０％のクリアランス１９
がおいており、底部カバー２０がこのクリアランス１９
の下側を覆うように周設されている。なお、本実施例で
は、側部カバー１６に透孔を開設するか、あるいは空気
導入管を接続するなどして、この底部カバー２０内へも
空気が導入１１丁能とされている。

底部カバー２０及び前記空気導入室１７には。

粉粒体の抜出及び搬送用の管路２１が接続され、この管
路２１は投入管１２へ粉粒体を返送可能に配設されてい
る。また、回転皿６の外周繰下側には、スクレーパ２２
が固設され、底部カバー２０内に落下した粉粒体を抜出
用の管路２１の接続部へ向けて寄せ集めるよう構成され
ている。

なお、ダク）１４はバッグフィルタ等の粉体捕集手段（
図示せず）に接続されている。（捕集手段の上流側に分
級手段を設置しても良い、）このように構成された粉砕
装置において、原料は投入管１２から装置内に投入され
る１回転皿６の回転に伴ってポール２３は固定環７の内
壁面と皿面とを循環する円運動と、回転皿６の軸心回り
の公転運動との合成による縄を綱うような螺旋運動を行
ない、その間で原料の粉砕を行なう、また、固定環が非
真円形（六角形）とされているので、ポール運動に不規
則性が付与される。空気導入管１８から空気導入室１７
及び底部カバー２０内に導入された空気は、クリアラン
ス１９、スリット又は小孔１５を通って粉砕室内に流入
し、粉砕によって生じた粉末を伴ってダクト１４内に入
り、分級手段ないしは捕集手段へ送られる。この空気に
同伴された細かい粒子は捕集手段において捕集される。

なお、ダクト１４内の下流側に分級手段が設置されてお
り、この分級手段により比較的粒径の大きな粒子を分離
することが可能な場合には、分離した粗い粒子を再度投
入管１２を経て装置内に投入する。

また、スリット又は小孔１５あるいはクリアランス１９
を通って粉砕室から抜は出た粒子は、管路２１により、
粉砕室内に戻される。

この’Ａ　ｒｔｌは、例えば、２００〜３００Ｏｒｐｍ
で回転される。また、ポールは３〜７０ｍｍ程度の直径
のものが好適である。

なお上記説明は固定環を静止させた型式の遠心流動粉砕
装置に関するものであるが、本発明の遠心流動粉砕装置
においては、固定環を回転皿と逆方向に回転させるよう
構成しても良い。

［発明の効果］本発明の遠心流動粉砕装置においては、他の型式の粉砕
機に比較すると次の特徴がある。

即ち、ボールミル等の横型の粉砕機では回転数が大きく
なると粉砕媒体が胴体内面について回るため、この臨界
回速数似上には早く回せない。

また、アトライタやタワーミルではその機構上、ポール
を押し分ける様にして撹拌棒又は回転ブレードが回るの
でその抵抗が大きくなりすぎ、あまり早い回転速度で回
せない、それに反して、遠心流動粉砕装置では、ロータ
（回転皿）とステータ（固定環）の相対速度を理論と無
制限に上げられる。勿論、技術的あるいは経済上の制約
からある程度以Ｅ回転をＬげても無意味となるが、その
限界速度は前記のボールミルやアトライタ、タワーミル
に比べてはるかに大きい。そのため、縄を鈎う様なポー
ル運動を高速で採用できるので、本発明の装置における
特色である、摩砕作用に対して極めて有利である。

以上の通り、本発明の遠心流動粉砕装置においては、固
定項内壁面とポールとの速度差が大きくなり、粉砕作用
が優れている。また、固定項内壁面から離脱して皿面上
に着床したポールが有する運動エネルギー及び位置エネ
ルギーを半径方向の運動エネルギーのみに変換できるの
で、装置に投入されたエネルギーのロスが極めて少ない
。更に、皿面に沿って摺動するポールによっても粉砕作
用が奏される。

また、固定環が非真円形とされているので、ポール運動
に不規則性が付与され、粉砕効率が一段と向Ｉ−される
。

従って、本発明の遠心流動粉砕装置によれば、粉砕効率
を大幅に高め、かつ粉砕に要する動力原単位（例えば電
力原単位）を大幅に減少させることも＋＋ｆ能とされる
。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（Ｃ）は本発明の実施例に係る遠心流動
粉砕装置の構成説明図、第１図（ｄ）、（ｅ）は本発明
装置の作動説明図、第２図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ従
来の粉砕装置の構成を示す概略的な断面図、第３図（ａ
）〜（ｅ）は回転皿回転速度の説明図、第４図、第５図
及び第６図は異なる実施例装置の縦断面図である。１．４．６・・・・・・回転皿、　７・・・・・・固定
環、Ｄ・・・・・・皿面、　　　Ｅ・・・・・・固定環
の内壁面。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）回転軸心が鉛直方向に設置されており、下方へ向
かって拡径する円錐形状を有し、駆動装置によって回転
される回転皿と、上方へ向って縮径する非真円形の環形状を有し、前記回
転皿の外周を囲むように前記回転皿と同軸的に固設され
た固定環と、を具備した粉砕装置であって、該装置内部
には粉砕媒体が収容されており、前記回転皿の皿面及び固定環の内壁面の鉛直断面形状は
、それぞれ凹に湾曲した形状であると共に、該皿面と内
壁面とは連続的な円滑面を形成していることを特徴とす
る遠心流動粉砕装置。