JPS6326186Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 本考案は回転テーブルと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。

〔従来技術〕

セメントや石炭，化学品などの粒体を細かく粉
砕し、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。そして回転
テーブルの中心部へ供給管で供給された原料とし
ての粒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
で滑つ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、粒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、抛物線を画いた粒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
向から進入して噛込まれ粉砕される。一方、ケー
シングの基部にはダクトによつて熱風が導かれて
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環状空間部から吹き上がるこ
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。

第１図は供給管により粒体を回転テーブルの中
心部へ供給する従来の粉砕機において供給された
粒体がどのような割合でローラへ向うかを説明す
るための回転テーブルの平面図であつて、図にお
いて１は図に矢印Ａで示す方向に回転する回転テ
ーブル、２は回転テーブル１の上面と線接触する
４個のローラを示している。前述したように粒体
には、回転テーブル１の回転による遠心力が半径
方向に作用する結果、外側への力を受けるととも
に、テーブル１の回転により回転方向への力も受
け、粒体はこの２つの力の合成された向きに移動
しようとする。しかもテーブル回転数一定（すな
わちテーブル角速度一定）のときには、置かれた
粒体の位置（半径距離）により遠心力が異なるの
で、この合成された向きも刻々変化する。例えば
第１図のテーブル１の半径上の10点に粒体を落下
させたとすると、中心に近い２〜３点は半径が小
さいため遠心力よりもテーブルと粒体に働く静摩
擦力の方が大きく、テーブルと粒体との相対運動
は起らずテーブルと一緒にぐるぐる回るだけであ
るが、残りの７〜８色は各々図に点線ですような
軌跡を描きながら渦巻状に外周部へ移動する。な
お、図で粒体を示す軌跡は、テーブル径，テーブ
ル回転数，落下させようとする粒体とテーブルと
の動摩擦係数，落下する位置（落下位置の半径お
よび角度）などの助変数により変化することはい
うまでもない。第１図の軌跡は、従来商業ベース
で製作販売されている竪型粉砕機で石灰石粒子が
落下された場合の例を示している。

また、第２図は、第１図が粒体の落下位置をri
＝（0.05〜0.5）Ｒ，φi＝0゜の一列10点のみに対し
て、ri＝（0.05〜0.5）Ｒ，φi＝0゜，10゜，20゜，…8
0゜
の90点を描かせた場合の粒体の軌跡を示す。

第２図において明らかなように従来の粉砕機に
おいては、前記10点に落下したもののうち、中心
に近いものは最初に遭遇したローラ２に噛込まれ
るかあるいはその内側を通過して２番目，３番目
のローラ２に噛込まれるかするが、中心から離れ
た位置に落下した粒体は、ローラ２に噛込まれる
ことなく回転テーブル１の周縁から外れてテーブ
ル外へ落下してしまう。落下した粒体は前述した
ように回転テーブル１とケーシングとの間の環状
空間部を吹き上げる熱風によつて上昇し、直接回
転テーブル１上へ戻されるか、あるいは上方のセ
パレータで分級されて回転テーブル１上へ戻され
るかして再度ローラ２へ噛込まれる機会を与えら
れるが、この粒体の吹き上げと循環とのために消
費される風量と風圧損失とが問題となる。すなわ
ち、回転テーブル１からオーバフローする粒体は
粉砕前の粒体であるから、通常30〜50mmφという
ような粗粒であつてこれを上昇させるためには
60m／ｓ程度の風速を必要とする。これに対し原
料の粉砕度とセパレータの分級度とから見てセパ
レータ入口へ粉砕最大粒径150〜200μの２倍の
300〜400μ径以上の粒体が到達することは無意味
であり、回転テーブル１上での分級の困難さを見
込んでも最大粒径200μの10倍である２mmの粒体
を吹き上げれば充分であつてこれに要する風速は
20〜30m／ｓ程度でよいことになる。

このように従来の粉砕機においてはオーバフロ
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
なつて設備費と動力消費量とが大幅に増大するば
かりでなく、セパレータから戻る粒体が回転テー
ブルへ戻らずに粉砕とは無関係な流動を繰返すこ
とによりさらに無駆なエネルギを消費するという
欠点を有していた。

そこで、回転テーブル１が回転しても粒体がテ
ーブル１外へ逸脱せずにローラ２へ向わせるよう
にするには、なんらかの手段で粒体のテーブル半
径方向への移動速度を回転速度に対して遅くし、
粒体の移動軌跡である渦巻線の曲率半径を小さく
する必要がある。

〔考案の概要〕

本考案は以上のような点に鑑みなされたもので
粉砕ローラを上面外周部に圧接させて回転するこ
とにより中心部へ供給された粒体を遠心力で外周
部へ向わせる円盤状回転テーブルの上面に、中心
部から外周部へ向う渦巻状に形成された複数条の
溝を設けてこの溝の幅および深さを外周部へ向う
にしたがつて小さく形成し、この溝の形状が外周
部へ向うにしたがいテーブル回転方向に対し遅れ
る渦巻状の場合には粒体の移動方向を溝の壁面抗
力で曲げ、またテーブル回転方向に対し先行する
渦巻状の場合には粒体が溝をほゞ直交方向に乗り
越えるときの抵抗で移動速度を減速させて粒体の
回転テーブル周縁からの逸脱を少なくし、ローラ
噛込率をほぼ100％に近づけることにより、従来
放置されていた大粒径の生石（ローラによる粉砕
を一度も行なわれずにテーブル外へ溢流する原料
粗粒）のオーバフローを極力排除し、これにより
吹き上げに要する風量および風圧を大幅に低下さ
せて送風機動力等の運転費を大幅に削減するとと
もに、粉砕確率の向上による粉砕効率の向上と生
石オーバフローなどの無駄な運搬エネルギーの排
除とを行なうことを可能にした竪型粉砕機を提供
するものである。以下、本考案の実施例を図面に
基づいて詳細に説明する。

〔実施例〕

第３図は本考案に係る竪型粉砕機の実施例を示
す縦断面図である。図において粉砕機１１は床上
に直立する円筒形塔状に形成されたケーシング１
２を備えており、その基端中心部には減速機付き
のモータ１３が固定されている。モータ１３の上
方へ向う回転軸には、のちほど詳述する複数条の
渦巻状の溝１４が上面に設けられた円盤状の回転
テーブル１５が軸着されており、モータ１３で駆
動されて水平状に低速回転している。符号１６で
示すものは回転テーブル１５の周縁を円周方向に
４等分する箇所の外方に近接してケーシング１２
で水平状に軸支された４個のアーム軸であつて、
これら各アーム軸１６には、Ｌ字状に形成された
アーム１７が軸着されており、その軸受部で固定
支持されたローラ軸１８には、頭截円錐状に形成
された粉砕用のローラ１９がそれぞれ回転自在に
軸装されてその周面を回転テーブル１５の外周部
に対接させている。各アーム１７にはケーシング
１２側に枢支された図示しない圧力シリンダの作
用端が枢着されており、この圧力シリンダを作動
させることにより、アーム１７が揺動して回転テ
ーブル１５へのローラ１９の押圧力が変化し、回
転テーブル１５とローラ１９とで挟持される被粉
砕物に対する粉砕力が調整されるように構成され
ている。回転テーブル１５の外周部下方には、図
示しないダクトによつて熱風発生装置と接続され
た環状のエア通路２０が設けられており、その上
方であつて回転テーブル１５とケーシング１２と
の間には、エア通路２０とケーシング１２の内室
とを連通させる環状の吹き上げ通路２１が設けら
れている。なお、回転テーブル１５の外周面に
は、吹き上げ通路２１内で周回する複数個の羽根
が突設されている。

一方、ケーシング１２の上端フランジ部には、
上方へ向つてやゝ大径となる円筒状に形成された
上部ケーシング２２が接合されており、その上端
部には上下一対のボールベアリングを備えた軸受
２３が固定されている。符号２４で示すものは、
吹き上げ通路２１から吹き上がる熱風によつて上
昇する粉砕物を分級するセパレータであつて、前
記軸受２３に軸支されて上部ケーシング２２の中
心部に垂下された筒体２４ａと、その中央部およ
び下端部の支持部材２４ｂ，２４ｃで支持されて
傾斜する複数個の回転羽根２４ｄとで形成されて
おり、筒体２４ａの上端部に軸着されたプーリ２
５は、モータ２６のプーリ２７との間をベルト２
８によつて駆動連結されている。２９は図示しな
い次工程との間をダクトで接続され粉砕物を排出
する排出口である。

上部ケーシング２２の上方には、図示しない原
料ホツパと接続された供給機３０が水平状に架設
されており、その内部には投入された原料を搬送
するコンベア３１が張架されている。そして供給
機３０の下方へ向うフランジ部には円筒状に形成
された原料供給管３２が接合されており、セパレ
ータ２４の筒体２４ａ内を貫通し下端を回転テー
ブル１５の中心部上方に臨ませて筒体２４ａと同
心状に垂下されている。

以上のよう構成された粉砕機の動作を石炭の粉
砕を例にとつて説明する。モータ１３，２６を始
動したのち原料ホツパへ原料としての粒状の石炭
を投入すると、この石炭は供給機３０のコンベア
３１で搬送され、その搬送終端部から原料供給管
３２内を落下して回転テーブル１５の中心部へ供
給さる。このとき回転テーブル１５がモータ１３
で駆動されて回転しており、ローラ１９も回転テ
ーブル１５に圧接されて従動回転しているので、
落下した粒状炭は、回転テーブル１５の回転によ
る遠心力と、回転テーブルとの間の滑りとによつ
て合成された後述する渦巻線状の軌跡を描いて回
転テーブル１５の外周部へ移動し、このうちの大
部分は回転テーブル１５とローラ９との間に噛込
まれて圧縮，衝撃，剪断作用で粉砕されることに
より微粉炭となる。また、ローラ９と噛込後の微
粉炭またはなんらかの原因でローラ９に噛込まれ
なかつた微粉炭の一部は回転テーブル１５の周縁
から外れて外方へ落ちようとする。このとき回転
テーブル１５とケーシング１２との間の吹き上げ
通路２１からはエアダクトとエア通路２０を経て
送られてきた熱風が羽根で旋回力を付与されなが
ら吹き上がつているので、オーバフローしてきた
粉砕微粉炭と前記粒状炭とは通路２１の近傍にお
いて熱風で吹き上げられ、上昇気流に乗つてセパ
レータ２４に送り込まれる。セパレータ２４はモ
ータ２６に駆動されて回転しているので、粉砕物
は回転羽根２４ｄの回転で発生した旋回気流によ
つて粒子に遠心力を付与され、粗い粒状炭は外方
へ飛ばされて回転テーブル１５上に落下したのち
所要粒度の微粉となるまで粉砕が繰返される。ま
た所要粒度以下の微粉炭は、セパレータ２４を通
過して排出口２９から熱風とともに排出されダク
ト内を次の工程、例えば燃焼装置や集塵装置など
へ搬送されたのち回収される。

次に回転テーブル１５に設けた溝１４の形状
と、回転テーブル１５の回転による粒体の挙動と
について説明する。まず溝１４の平面視が外周部
へ向うにしたがい回転テーブルの回転方向に対し
遅れる円弧状である実施例について説明する。第
４図はこの溝を設けた回転テーブルの平面図、第
５図は溝の展開断面図、第６図は溝内の粒体に作
用する力を説明するための溝の拡大断面図であ
る。第４図において回転テーブル１５上に設けら
れた複数条の溝１４は、回転テーブル１５の中心
に近い円周を複数等分する点を始端とし、回転テ
ーブル１５の外周円を複数等分する点を終端とす
る同形の渦巻状であつて図に矢印で示す回転テー
ブル１５の回転方向に対し外周終端が内周終端よ
りも遅れるような渦巻状に形成されている。ま
た、各溝１４は内周始端から外周終端へ向うにし
たがつて第４図に示すように幅が狭くなり第５図
に示すように深さが浅くなるように形成されてい
る。例えば溝１４の深さは、内周始端で供給粒体
径の半分よりもやゝ大きい深さすなわち
供給粒径／２＋αとし、外周終端で供給粒体径の1/3 〜1/20の深さとする。また溝１４の幅は、内周始
端で供給粒体径の1.1倍、外周終端で供給粒体径
の1/1.5〜1/3とする。こうすることにより、回転
テーブル１５の中心部に供給された粒体は、溝１
４内に嵌まり込んでこれには回転テーブル１５の
回転による遠心力が作用し、この遠心力が粒体と
溝１４との間の摩擦力に打ち勝つてその差に相当
する力により粒体は溝１４内を外方へ移動する。
この場合、溝１４を外周終端へ向うにしたがい回
転方向に対して遅れるような渦巻状に形成したこ
とにより、第６図に示すように粒体３３には、溝
１４の底面との間の摩擦力の他に溝１４の壁面へ
圧接されることによる壁面抗力が作用し、溝１４
の無い場合よりも外側半径方向に向う速度成分に
対する回転方向の速度成分が増し、粒体はより屈
曲しながら運動する。すなわち、第４図において
回転テーブル１５が溝１４の１ピツチに相当する
円周角θだけ回転するごとに粒体が溝１４内を前
記遠心力と摩擦力との差分だけずつ外周方向へ移
動することにより、地球座標点からこの粒体を観
察した場合、粒体は図に符号Ｌで示す軌跡上を移
動するように見える。第７図はこの軌跡Ｌと、溝
のない従来の回転テーブル上における粒体の軌跡
L₁とを比較する平面図であつて、前述したよう
に第４図の溝１４を走行してきた粒体は壁面抗力
により回転方向へより強く屈曲される力を受け、
粒体がテーブル外端縁に達するまでにより多く回
転することになる。ところが、ローラ１９が同じ
位置に回転自在に位置しており、回転テーブル１
５のみが回転しているのであるから、図から明ら
かなように、従来の粒体は回転テーブル１５の周
縁から逸脱するが、本装置における粒体はローラ
１９と遭遇する。また、溝１４の幅および深さを
外周部へ向うにしたがつて小さくしたことによ
り、粒体がローラ１９に遭遇するころには溝１４
が狭く浅くなつているので、粒体に対するローラ
１９と回転テーブル１５とによる噛込み力が大き
く作用し粉砕がよく行なわれる。

次に溝１４の平面視が外周部へ向うにしたがい
回転テーブルの回転方向に対し先行する渦巻状で
ある第８図の実施例について説明する。第８図は
この溝を設けた回転テーブルの平面図であつて、
回転テーブル１５上に設けられた複数条の溝１４
は、回転テーブル１５の中心に近い円周を複数等
分する点を始端とし、回転テーブル１５の外周円
を複数等分する点を終端とする同形の渦巻状でか
つ図に矢印で示す回転テーブル１５の回転方向に
対し外周終端が内周終端よりも先行するような渦
巻状に形成されている。また各溝１４は第８図，
第５図に示すように内周始端から外周終端へ向う
にしたがつて幅が狭く深さが浅くなるように形成
されている。そして回転テーブル１５の中心部へ
粒体が供給されて回転テーブル１５が矢印方向に
回転すると、前述したように粒体にはこれに作用
する遠心力と粒体・回転テーブル間の摩擦力との
差分だけずつ外周方向への力が作用して渦巻線状
に移動するが、この移動方向とほゞ直交するよう
に溝１４が設けられているので、粒体はこれらの
溝１４を次々に乗り越えながら回転テーブル１５
の外周部へ向う。そして溝１４を乗り越えるたび
にその抵抗によつて移動速度が減速されるので、
回転テーブル１５上での粒体の滞留時間が長くな
り、第７図において説明した通り溝１４のない従
来の回転テーブルのように粒体が回転テーブル１
５外へ逸脱することがなく、ローラ１９に遭遇し
て回転テーブル１５との間へ噛込まれる。そして
ローラ１９に１回粉砕されるごとに粒体の径が小
さくなるが、溝１４の幅および深さを回転テーブ
ルの外周へ向うにしたがつて小さくしたので粒体
がこの溝１４を乗り越えることができる。

なお、本実施例では回転テーブル１５の上面を
平面状に形成した例を示したが、外周へ向うにし
たがつて高くなるように断面形状をお椀状または
直線状の傾斜面とすれば、一層それらの相乗効果
が期待できる。

〔考案の効果〕

以上の説明により明らかなように本考案によれ
ば竪型粉砕機において、粉砕ローラを上面外周部
に圧接させて回転することにより中心部へ供給さ
れた被粉砕物を遠心力で外周部へ向わせる円盤状
回転テーブルの上面に、中心部から外周部へ向う
渦巻状に形成された複数条の溝を設け、この溝の
幅および深さを外周部へ向うにしたがつて小さく
形成することにより、この溝の形状が外周部へ向
うにしたがいテーブル回転方向に対し遅れる渦巻
状の場合には供給された被粉砕物が溝内を遠心力
で外周部へ向うときに溝の壁面抗力で運動方向が
曲げられ、また溝の形状が外周部へ向うにしたが
いテーブル回転方向に対し先行する渦巻状の場合
には供給された被粉砕物が溝を乗り越えるたびに
減速されることにより、回転テーブル上に供給さ
れた被粉砕物はそのほとんどすべてが粉砕ローラ
に到達して粉砕され、回転テーブル外周縁からの
逸脱量が激減するので、ローラ噛込率が大幅に増
加し、従来等閑視されていた大粒径の原料粒体の
テーブルオーバフローを極力排除して吹上げに要
する風量と風圧を大幅に減少させることが可能と
なり、送風機動力を大幅に削減することができ
る。また、無効な運搬エネルギを排除することに
よりテーブル上の粒体の運動が円滑となり総合的
な粉砕効率が向上する。さらに溝の幅および深さ
を外周部において小さくしたことにより、ローラ
噛込み時における粒体の溝からの脱出が容易であ
つて粉砕が円滑に行なわれるとともに、ローラで
粉砕されるたびに小粒となる粒体が溝を容易に乗
り越えることができるので、ローラに対する粒体
の噛込率がさらに向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来の竪型粉砕機におけ
る回転テーブル上での粒体の挙動を説明するため
の回転テーブルの平面図を示し、第１図は回転テ
ーブルの半径上の10点へ供給した被粉砕物の移動
軌跡を示す平面図、第２図は被粉砕物の供給をあ
る範囲に拡大した場合の被粉砕物の分布状態を示
す平面図、第３図ないし第８図は本考案に係る竪
型粉砕機の実施例を示し、第３図はその縦断面
図、第４図は溝の形状が外周部へ向うにしたがつ
て回転テーブル回転方向に対し遅れるような渦巻
状の場合の回転テーブルの平面図、第５図は同じ
く溝の展開断面図、第６図は溝内の粒体に作用す
る力を説明するための溝の拡大断面図、第７図は
被粉砕物の移動軌跡が変更させられることを説明
するための回転テーブルの平面図、第８図は溝の
形状が外周部へ向うにしたがい回転テーブル回転
方向に対して先行するような渦巻状の場合の渦巻
状の場合の回転テーブルの平面図である。 １１…粉砕機、１４…溝、１５…回転テーブ
ル、１９…ローラ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 回転テーブルとその外周部上面に周面を圧接
   させて回転する複数個の粉砕ローラとを備え、
   前記回転テーブルの中心部へ供給した被粉砕物
   を、回転テーブルの回転により回転テーブルと
   の間の摩擦力に抗して付与される遠心力で前記
   粉砕ローラを含む回転テーブル外周部へ渦巻状
   の軌跡を描き移動させて回転テーブルと粉砕ロ
   ーラとの間で被粉砕物を粉砕する竪型粉砕機に
   おいて、前記回転テーブルの上面にその中心部
   から外周部へ向う渦巻状に形成され外周部へ向
   うにしたがい幅および深さがともに小さくなる
   複数条の溝を設けたことを特徴とする竪型粉砕
   機。 (2) 溝の平面視が外周部へ向うにしたがい回転テ
   ーブルの回転方向に対して遅れる渦巻状である
   ことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１
   項記載の竪型粉砕機。 (3) 溝の平面視が外周部へ向うにしたがい回転テ
   ーブルの回転方向に対して先行する渦巻状であ
   ることを特徴とする実用新案登録請求の範囲第
   １項記載の竪型粉砕機。