JPS62258785A - 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Ｊ 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６図において、全体
を符号ｌで示す粉砕機は外観上一つの塔体として形成さ
れ、その基部には電動４１！（モータ）２および減速ｆ
ｉ１７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にはざら
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ｌ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ｌ内を丘昇する
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３１ニへ戻される。

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、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７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８図を参照して概説する。

第８図において、回転羽根が左回りに一定の回転数（回
転速度Ｖ）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（外向力）
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１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う、すなわち、粒子径の小さい
細粉は軌跡＆＋を描きＡ−Ｅ間を通過し、中間粒はＡ−
８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−８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−８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−８間に沿って落下し、セパレータ下方に戻される。

而して、第６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、従って、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問題点］ 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、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４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
。

したがって、精粉の品質が低く、また分級精度の不良か
ら粉砕機の粉砕能力の低下やランニングコストの増大を
惹起するなどの悪影響を及ぼす。

なお、第４図及び後述の第５図も横軸は粒子径であり、
縦軸は配分率（部分分級効率）で、ある粒径りについて
の戻粉と大粒の量比を示す。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、回転式セパレータをケーシング内の上部に備
えた竪型粉砕機において、この回転式セパレータの径を
上方はど小さくなるように構成したものである。

［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、及び、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、及び、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６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１分級点たる粒径が急速に小径側に
シフトする。逆に、セパレータ下方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１分級点が広い
範囲にまたがって分布するようになり、分級が鈍いもの
とならざるを得なかった。

これに対し、本発明においては、回転式セパレータは上
方はど小径になっている。

そのため、上方はど回転周速が小さくなっており、これ
によって生ず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、セパレ
ータ全体として分級点が上下で略一致した、従って鋭い
分級が行われるようになるのである。

［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図は本発明の実施例に係るセパレータに用いられる
回転式セパレータの概略構成を示す側面図、第２図は同
水平断面部分拡大図である。

第１図に示す如く、本発明においては、回転式セパレー
タは上方はど小径化する構成となっている。また１本実
施例では、第２図に示す如く、各回転羽根１５はＬ字断
面形状を有し、かつ前縁部と後縁部の一方又は双方（（
ａ）図は後縁のみ、（ｂ）、（ｃ）図は前縁と後縁の双
方）に、ボケッ）　Ｌ５ａ、１５ｃが設けられており、
かつ前縁側の羽根間隔が後縁側の羽根間隔よりも小さく
設定されている。

なお、かかる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６図と同様であるので、その説明は省略す
る。

かかる第１．２図のセパレータによる分級作用を説明す
る。

まず回転式セパレータの径が上方はど小さくなるように
構成したこと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１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、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０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わ
れるようになるのである。

次にボケッ）１５ａ、１５ｃの作用について第９図を参
照して説明する。

第９図において、セパレータの回転羽根１５と回転羽根
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９
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、ｂｌ、ｂ３のような軌跡を描く、す
なわち、細粉す区はセパレータを通過し、粗粉はｂｌ、
ｂ３のように回転羽根に当った後１回転羽根の内１￥、
端にあるボケ−ｙ）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１トされ、分級曲線の鋭い分級が可能となるのである
。

因みに、第７，８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４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、本実施例では、回転羽根の縁部の一方、あ
るいは両縁部にポケット１５ａ、１５ｃ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。

すなわち、第９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、
ボヶッ）１５ａ、隅角部Ｂ、ポケッｌ−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われる。

次に１回転羽根の前縁側を狭めたことの作用について説
明する。

上記の粒子軌跡は、粒子のセパレータへの入射位置を任
意の一点Ｐとした場合である。而して、第９図に示すＰ
点よりＤ点寄りに入射したとき（Ｐ点が左側に移るとき
）には、ＥＡ間を通過する粒径範囲が広くなり、精粉は
粗くなる。逆にＰ点が右側寄りで０点に近くなると、精
粉が細かくなる。そのため、ＥＡ間を狭めることにより
、羽根１５の間を通過する粒径範囲を小さくし、一層鋭
い分級が可能となる。

本実施例のセパレータは、上方はどセパレータ径を小さ
くすることによる分級効率の向上に加え、いずれも上記
の如き、ポケットによる分級効率の向上し、前縁側を狭
めたことによる分級効率の向上とを具備し、極めて鋭い
分級が行われる。

なお、第２図のうち（ａ）図のものは、構成が簡易であ
り、実施が極めて容易である。但し、この場合、オリフ
ィス効果により圧力損失が大きくなることがある。これ
に対し、（ｂ）図または（Ｃ）図のように後縁側に向っ
て徐々に間隔を広めることにより、圧力損失の低減を図
ることができる。また（Ｃ）図の場合は、有孔パイプと
アングルの組合せで製作が簡便である。

また、上述したセパレータ入口の回転羽根間の入射位置
の差異による分級粒子径の変動に対する対策としては、
羽根枚数を多くして１円周１ピツチの円彊長さを小さく
することも考え得るが、本発明では羽根の枚数を増加さ
せることなく優れた分級効果を得ることができる。

また、本発明においては、ｔｊＳ３図に示す如く、回転
羽根１５のＬ字形のコーナ部の開き角度を９０＠以上と
しても良い、この場合は、第１図の回転羽根にくらべて
、たとえば軌跡ｂ２なる粒子をボヶッ）１５ａへ移動し
やすくなり、必然的に隅角部Ｂ近傍を落下する粒子が少
なくなり、再飛散の機会は更に減少する。

［発明の効果］ 以上述べた通り、本発明によれば回転式セパレータの分
級精度が向上し、精粉中への粗粉の混入が極力押えられ
１分級のシャープな粒度構成を持つ製品が得られるため
、製品の品質が向上する。また１分級績度の向上により
粉砕能力が増加し、ランニングコストも低減することが
出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る一実施例を示すセパレータの概
略側面図、第２図は回転羽根の水平断面の部分拡大図、
第３図は１本発明の他の実施例を示す回転羽根の水平断
面の部分拡大図、第４図及び第５図は、従来および本発
明における、精粉の分級特性を示す線図である。第６図
ないし第８図の各図は、従来例に係り、第６図は概略縦
断面図、第７図は断面図、第８図は第７図の部分拡大図
を示す、また、第９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。 １５・・・セパレータ回転羽根、 １６・・・排出管、 １５ａ、１５ｃ・・・ポケット、 ＦＬＩ、ａ２．ａ３．ａ４、ａ５、ｂ＋、ｂ２、ｂ３・
・・粒子の軌跡、　　Ｐ・・・粒子の入射位置。 特許出願人　　　宇部興産株式会社 代理人　　　弁理士　　　重　野　　剛第１図 第２図 第３図 第４図　　　　　第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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略Ｌ字形の水平断面形状の回転羽
   根とを備えた回転式セパレータである竪型粉砕機におい
   て、該回転式セパレータの径を上方に向って次第に小さ
   くしたことを特徴とする竪型粉砕機。