JPH0212146B2

JPH0212146B2 -

Info

Publication number: JPH0212146B2
Application number: JP9974386A
Authority: JP
Inventors: Kunio Takeya
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1986-04-30
Filing date: 1986-04-30
Publication date: 1990-03-19
Also published as: JPS62258786A

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１で示す粉砕機は外観上一つの塔
体として形成され、その基部には電動機（モー
タ）２および減速機１７によつて回転される回転
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
にはさらに回動アーム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の側方を通つて下方に延び、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１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のロツド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）によつて熱風が導
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１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１内を
上昇するが、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３上へ戻される。

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、等ピツチで回転軸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つて、羽根１５
は略Ｌ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、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a₁を描きＡ〜Ｅ間を通過し、中間粉
はＡ〜Ｂ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間に沿つて
半径方向外方へ放出される。

一方、Ａ〜Ｂ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壁に沿つてセパ
レータ外方へ逃げるが、Ａ〜Ｂ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〜Ｂ間に沿
つて落下し、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
レータは上方ほど拡径する形状構成となつてい
る。この場合、各回転羽根は一体に回転するか
ら、上方ほど、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、セパレータ上方ほど、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ほど小さくなり、従つ
て、気流の通過流速もセパレータ上方ほど小さく
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。

したがつて、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Ｄについての戻粉と入粉の量比を示す。

［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
パレータの径を上下方向に略同一とすると共に、
回転羽根の間隔を下方ほ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、上方ほど拡大
する形状構成となつている。このような回転式セ
パレータでは、上方ほど、回転速度の増大と気流
流速の減少による分級点の小径化因子が相乗し
て、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、上方ほ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、分級
点が広い範囲にまたがつ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つた。

これに対し、本発明においては、回転式セパレ
ータは上下方向で略同一となつており、かつ回転
羽根の間隔は下方ほど小さくなつている。

そのため、上下方向で回転周速が略同一になつ
ており、これによる分級点の変化因子が排除され
る。またセパレータ下方ほど回転羽根の間隔が狭
くなつており、そのため回転羽根の間を通過する
気流流速も上下方向で略同一となり、気流流速の
変化による分級点変化因子も排除される。このよ
うにして、セパレータ全体として分級点が上下で
略一致した、従つ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ａ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、同ｂは回転羽根の斜視図である。

第１図に示す如く、本発明においては、回転式
セパレータは上下で略等径の構成となつている。
また、本発明では、回転羽根１５同志の間隔が下
方ほど小さくなる構成をとつている。

なお、本実施例では、Ｌ字の横棒部分に相当す
る後縁側の突出片１５ｂが、下方ほど幅広になる
形状とされ、これによつて回転羽根１５同志の間
隔を下方ほど小さくする構成を採つている。ただ
し、本発明では第１図ｃの如く、該突出片１５ｂ
と反対方向に異なる突出片１５ｄを設け、この突
出片１５ｄと上記突出片１５の一方又は双方を下
方ほど幅広の形状としても良い。また、この場
合、ｄ図の如く突出片１５ｄの内側コーナ部にｒ
をつけても良い。さらに、本発明では、ｅ図の如
く、部分的に非等径の箇所（ｅ図では下部が窄ま
る形状）を有するセパレータをも採用できる。

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図のセパレータにおいては、前述の
如く、セパレータ上下で回転周速が等しくなり、
これは、分級点を一定化させる因子として作用す
る。また、回転羽根間隔が下方ほど狭まつている
ため回転羽根間を通過する気流流速が上下で等し
くなり、これも分級点を一定化させる因子として
作用する。本発明では、これらの作用により、上
方に到つても、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。

なお、本発明では、第２図の如く回転羽根１５
の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、ポケツト
１５ａ，１５ｃを設けても良く、また前縁側の羽
根間隔を後縁側の羽根間隔よりも小さく設定して
も良い。

また、本発明では第２図の如く回転羽根の前縁
側を後縁側よりも狭める構成とした場合、この前
縁側における羽根間隔が下方ほど小さくなるよう
構成しても良い。

次にポケツト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b₁，b₂，b₃のような軌跡を描く。すなわ
ち、細粉b₁はセパレータを通過し、粗粉はb₂，b₃
のように回転羽根に当つた後、回転羽根の内径端
にあるポケツト１５ａや外径部にあるポケツト１
５ｃ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、このようにポケツト１５ａ，１５ｃを設けて
あると、このポケツ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止され、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間等に沿つて落
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つて、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ツト１５ａ，１５ｃ
を設け、回転羽根に到達した粗粉をこのポケツト
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などを通つて回転羽根
に当接した後、ポケツト１５ａ、隅角部Ｂ、ポケ
ツト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、回転羽根の前縁側を後縁側よりも狭めた
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Ｃ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。

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、円周１ピツ
チの円弧長さを小さくすることも考え得るが、第
２図の実施例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。

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、オリフイ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
に後縁側に向つ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、本発明においては、第３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２図の回
転羽根にくらべて、たとえば軌跡b₂なる粒子をポ
ケツト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小なくなり、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、分級のシヤ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、分級精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
ータの概略構成図、第２図は回転羽根の水平断面
の部分拡大図、第３図は、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，１５
ｃ…ポケツト、a₁，a₂，a₃，a₄，a₅，b₁，b₂，b₃
…粒子の軌跡、Ｐ…粒子の入射位置。

Claims

【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下方向で略同一に
すると共に、回転羽根の間隔を下方に向つて次第
に小さくしたことを特徴とする竪型粉砕機。