JPH0227017B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、垂直軸のまわりに回転する粉砕テー
ブル上に供給した原料を、粉砕テーブル上面に向
かつて押圧される回転自在の粉砕ローラと、粉砕
テーブルとの間で挾圧破砕するローラミルの改良
に係り、特に、振動の減少、粉砕効率の向上等を
目的とするローラミルに関するものである。

セメントクリンカ及び高炉スラグ等の粉砕に
は、従来ボールミル等のドラムミルが用いられて
いるが、かかるドラムミルは効率が低くランニン
グコストを押し上げ、非常に不経済である。

このような点から近年比較的効率の良い上記ロ
ーラミルをセメントクリンカや高炉スラグ等の粉
砕に用いんとする努力が払われている。

しかし、ローラミルの場合、ドラムミルのよう
にボール等の粉砕媒体の原料との衝突、摩砕によ
つて原料の粉砕を行うものではなく、機台に支承
された粉砕テーブルと粉砕ローラとの間に噛み込
んだ原料を、両者の挾圧力によつて積極的に破砕
するものであるから、粉砕ローラ等に生じた振動
は多くの場合機台に伝達されるため、ドラムミル
と較べて振動が大きくなり、これがローラミルを
セメントクリンカや高炉スラグの粉砕用に使用す
る上での障害となつている。

またローラミルはドラムミルに比して粉砕効率
が良いことは知られているが、現在のローラミル
の効率はかならずしも満足しうるものではなく、
かなりの改善の余地があるものと考えられる。

上記のようなローラミルにおける振動、とりわ
け粉砕ローラの振動によつて発生する振動の原因
には、大別して原料の硬度又はその変化に起因し
て生じるものと、粉砕原料の滑りによつて粉砕ロ
ーラの半径方向に生じる所謂自励振動とがあり、
本発明は後者の自励振動の低減及び粉砕効率の向
上等を目的とするものである。

まず第１図乃至第４図を参照して上記自励振動
の生じる原因について説明する。

第１図は、従来の一般的なローラミルの構造を
示す側断面図であり、図中１は粉砕テーブルで、
垂直軸２のまわりに図示せぬモータ等の駆動源に
より積極的に回転駆動される。

粉砕テーブル１の上面には、上記垂直軸２を中
心とする環状溝３が形成され、この環状溝３は図
に示す如く下方向に向かつて陥没する円弧状の断
面形状をなしている。

また粉砕テーブル１の上部には、その外周面４
が上記環状溝３に対向する一組の粉砕ローラ５
ａ，５ｂが環状溝３との間の隙間６を介して環状
溝３の方向へ押圧付勢された状態で取り付けられ
ている。

即ち粉砕ローラ５ａ，５ｂは、本体ケーシング
７から粉砕室８内へ挿入されたローラ軸９ａ，９
ｂに回転自在に支承され、ローラ軸９ａ，９ｂは
本体ケーシング７外に設けた水平軸１０ａ，１０
ｂに垂直内面において揺動自在に取り付けたアー
ム１１ａ１１ｂに固着されており、ストツパアー
ム１２に螺着したボルト１３の先端がアーム１１
ａ，１１ｂに当接することにより、粉砕ローラ５
ａ，５ｂと環状溝３との間の隙間６の幅の最小限
界が設定されている。

また上記一組のアーム１１ａ，１１ｂの各先端
部は、緊張装置１４を介してロツド１５ａ，１５
ｂによつて連繋されている。

従つて粉砕テーブル１の上面中央部へ供給され
た原料は、粉砕テーブル１の円錐状の上面形状及
び粉砕テーブル１の回転による遠心力によつて外
周方向へ、即ち環状溝３内へ移動し、粉砕ローラ
５ａ，５ｂと粉砕テーブル１の間の隙間６に噛み
込まれて挾圧破砕される。

但し一方の粉砕ローラ、例えば５ａに噛み込ま
れる原料の層厚が厚すぎる場合には、粉砕ローラ
５ａは緊張装置１４の回動付勢力に抗して上方向
へ逃げる向きに回動するため、その回動力はロツ
ド１５ａ、緊張装置１４、ロツド１５ｂを介して
相手側の粉砕ローラ５ｂを取り付けたアーム１１
ｂに伝達され、その粉砕ローラ５ｂを環状溝３の
方向へ押し付け、原料の層厚の変化に応じて粉砕
ローラ５ａ，５ｂの押圧力が自動的に調整される
ように構成されている。

こうして粉砕ローラ５ａ，５ｂによつて粉砕さ
れた原料は、粉砕テーブル１の遠心力によつて粉
砕テーブル１の外周部へ移動し、粉砕テーブル１
の外周を囲繞する上向きのノズル１６から流出す
る上向きの空気流によつて噴き上げられ、粉砕室
８の上部に設けた図示せぬ選別装置によつて粒度
の選別が行われ、一定粒度以下の微粉のみが粉砕
室８外へ取り出され、一定粒度に達しない粗粉は
再度粉砕テーブル１の上面へ戻され、粉砕処理さ
れる。

ところで従来のローラミルにおける粉砕ローラ
５ａ，５ｂの外周面４、及び粉砕テーブル１の環
状溝３のローラ軸９ａ又は９ｂを通る平面で切断
した場合の各曲率半径ｒとＲとは、従来Ｒ＞ｒと
なつている。

第２図ａに示した例では Ｒ＝R₁、ｒ＝r₁，R₁＝r₁＋d₁ d₁＝d_p で、両曲面の間の隙間６の粉砕ローラ半径方向の
厚さｄは一定（d₁）であり、同図ｂに示した例で
は Ｒ＝R₁、ｒ＝r₂，R₁＞r₂＋d_p R₁＞r₂＋d₂，d₂＞d_p の場合を示し、両曲面の間の隙間６の厚さｄは中
央部の厚さd_pよりも前端側又は後端側の厚さd₂が
常に大となるように設定されている。

その為従来のローラミルでは、例えば第２図ｂ
に示す如く、上記隙間６に入り込んだ原料Ｇは粉
砕ローラ５と環状溝３との間で挾圧破砕されるも
のであるから、挾圧時、原料Ｇに粉砕ローラ５を
支承するローラ軸９に直角の方向の押圧力F₁が
作用すると共に、この押圧力F₁に直角の方向の
剪断力F₂が作用し、剪断力F₂によつて粉砕され
た原料が隙間６からローラ軸９の軸芯の方向へ
（即ち前方又は後方）流出しようとする。

ローラミルではこうした原料の前方又は後方へ
の流出により原料Ｇの層厚、即ち隙間６の厚さが
急激に変化し、粉砕ローラ５が回転斑を起こすこ
とにより、粉砕ローラ５が振動する。かかる自励
振動は新たな原料の噛み込みと、その粉砕の都度
生じるものであり、原料が微粉砕される程、即ち
原料粉末の摩擦係数が小さく、ローラ軸９の軸芯
方向の前記原料粉末の流れの傾向が大きい程生じ
やすく、極端な場合には運転不能に陥る。

ローラミルの場合、原料の粉砕は粉砕ローラ５
を正面から見た第３図に示す如く、圧縮が完了し
たロール直下の点１６で行われるのではなく、粉
砕テーブル１の進行方向後方の噛み込み点１７
（ローラ中心からｌだけ後方の点）において行わ
れるものであり、粉砕ローラ５を平面的に見た第
４図に示す如く、上記噛み込み点１７における粉
砕テーブル１の回転方向（接線方向）の周速F₃
に対して粉砕ローラ５の外周面の回転方向の周速
F₄は角度αの分だけずれており、ころずれ角度
αに対応して噛み込み点１７の直下の原料には
F₅の方向の剪断力が働くことになり、この剪断
力F₅によつても原料粉末の流動が生じ、これが
自励振動を増大させていると考えられる。

このように粉砕ローラ５の自励振動の要因は隙
間６における原料粉末のローラ軸９の方向への流
れによるものであるが、第１図及び第２図に示し
たように従来のローラミルでは、隙間６の厚みが
ローラ軸９の方向に一定（第２図ａ）か、又は中
央部よりも前端部又は後端部の厚みの方が大きく
（第２図ｂ）なつており、いずれにしても前方及
び後方に開放された状態となつているため、隙間
６で生じた原料の流れを阻止する形状とはなつて
おらず、自励振動の生じやすい構造となつている
のである。

また従来のローラミルでは、上記したように粉
砕原料が粉砕ローラ５と粉砕テーブル１の間の隙
間６から容易に流れ出す（逃げる）ような構造と
なつているため、粉砕ローラ５の押圧力F₁が有
効に原料粉末に作用する前に原料が逃げてしま
い、十分な圧縮破砕が行われず、これがローラミ
ルの粉砕効率を低下させる一因となつている。

本発明は上記の点に鑑み、粉砕ローラと粉砕テ
ーブルの環状溝との間の隙間における原料のロー
ラ軸方向の流れを阻止して自励振動の減少及び粉
砕効率の向上を図らんとするもので、その要旨と
する処が、粉砕テーブル上に供給された原料を該
粉砕テーブルと、粉砕テーブル上面に向かつて押
圧された粉砕ローラとの間で挟圧して粉砕するロ
ーラミルにおいて、粉砕テーブル上面に下方に向
かつて陥没する断面円弧上の環状溝を形成すると
共に、上記環状溝に対向する粉砕ローラの外周面
に、該粉砕ローラを支承するローラ軸の方向へ陥
没する円環状の凹部を形成し、且つ上記粉砕ロー
ラ外周面の曲率半径中心点を上記粉砕テーブルの
環状溝の断面中心線上から外側へ偏心させること
により、環状溝と上記粉砕ローラの外周面との間
に形成される隙間の断面形状が粉砕テーブルの半
径方向外側程断面積を減少する形状となるように
粉砕ローラを支承した点にあるローラミルを提供
するものである。

続いて第５図以下の添付図面を参照して本発明
を具体化した実施例につき説明し、本発明の理解
に供する。

ここに第５図及び第６図は本発明の一実施例に
係るローラミルの粉砕ローラ及び粉砕テーブル部
分の側断面図である。尚第１図，第２図に示した
構成要素と共通の要素には同一の符号を使用す
る。

第５図において、９は前記ローラ軸で本体２０
に取り付けた支軸１０を中心として回転可能のア
ーム１１に固着されており、該ローラ軸９の先端
には、軸受２１ａ，２１ｂによつて回転自在に支
承される粉砕ローラ２５が取り付けられている。
但し粉砕ローラ２５はローラ軸９の軸芯方向へは
摺動出来ない。

また粉砕ローラ２５の断面中心線Ｙと粉砕テー
ブル１の環状溝３の断面中心線２３とは一致せず
（従来のローラミルでは両中心線は一致してい
る）、両者垂直線Ｚに対する角度はα₁とα₂で、α₂
＞α₁となるようにローラ軸９の取り付け位置が決
定されている。

その為、粉砕ローラ２５の外周面２４と環状溝
３との間の原料を挾圧する隙間２６のローラ軸を
含む垂直面で切断した断面形状は、図示の如く粉
砕テーブル１の半径方向外側程面積が小さくなる
楔状をなし、隙間２６の中間部２６ａの厚さD_p
より出口部分２６ｂの厚さD_aが小さくなつてい
る。また上記粉砕ローラ２５の外周面２４の中央
部には、ローラ軸９の方向へ陥没する円環状の凹
部２７が形成されており、この凹部２７の断面形
状は図示の場合略四角形状であるが、これは四角
台状、三角形状、半円状その他の形状に置き変え
ることができ、またその本数も図示のように１本
のみならず複数本の凹部を形成することも可能で
ある。

即ちこの実施例では、粉砕ローラ２５の断面中
心線Ｙを通る外周面２４の曲率半径中心点X₄を
環状溝３の断面中心線２３より粉砕テーブル１の
半径方向外側へ偏心させると共に、上記のように
両中心線の垂直線に対する角度α₁とα₂との関係を
α₂＞α₁となるように設定することにより隙間２６
の形状を楔形になしている。

このような隙間２６の形状が粉砕テーブル１の
半径方向外側程狭くなる楔状をなすと共に、粉砕
ローラ外周面２４に環状の凹部を形成することが
本発明の要旨であり、かかる隙間２６の形状は第
５図に示す如く、粉砕ローラ２５の外周面２４の
曲率半径中心点X₄を環状溝３の断面中心線２３
より外方向へ偏心させると共に、粉砕ローラ２５
を粉砕テーブル１に対して傾けることによる他、
α₁＝α₂のままで第６図に示すように、粉砕ローラ
２５の幅方向の断面中心線Ｙを環状溝３の断面中
心線２２ａより外方向へずらした状態で粉砕ロー
ラ２５を回転自在に支持する如くなし、実質的に
粉砕ローラ２５の外周面２４の曲率半径中心点
X₄を環状溝３の断面図中心線２２ａよりも外側
（粉砕テーブル１の半径方向に見て）に配置する
如くなしても、同様に形成することが可能であ
る。

続いて上記のような状態で支承した粉砕ローラ
によつて粉砕加工を行う場合の作動につき、第６
図に示した例を参照して説明する。

粉砕テーブル１の中央部へ供給された原料は、
上記したように粉砕テーブル１の回転による遠心
力によりその半径方向へ移動し、環状溝３内に流
入する。

流入した原料は、そこで環状溝３上へ押圧され
た粉砕ローラ２５との間の隙間２６に噛み込まれ
て挾圧、粉砕される。

一方第６図に示す如く、断面円弧状の環状溝３
と粉砕ローラ２５の外周面２４との間の隙間２６
は前記のように、外方向へ向かつて断面積が縮小
する楔状に形成されていると共に粉砕ローラ２５
の外周面２４に円環状の凹部２７が形成されてい
るため隙間２６の断面積は凹部２７の部分で最大
限拡大し、その後外方向に進むにつれて楔状の部
分で急激に縮小されている。

その為、外方向へ流れ出そうとする原料が凹部
２７と環状溝３との間で蓄積されると共に出口部
分２６ｂで詰まりを生じ、外方向への原料流れが
阻止されることになり、十分に粉砕された原料の
みが上記出口部分２６ｂを通つて粉砕テーブル１
の外周部へ排出されることになり、隙間２６の厚
みが一定に保たれて自励振動が減少する。

また上記のように原料の外方向への流れが阻止
される結果、未粉砕の原料が粉砕テーブル１の外
方向へ流れ出す不都合がなくなり、十分に粉砕さ
れた原料のみがノズル１６の方向へ流出するので
粉砕効率が飛躍的に上昇する。

例えば第７図は従来のローラミル（〇が実験値
を表す）と、本発明に係るローラミル（●で示
す）とを用いて処理量に対するブレーン値（粒度
を表し単位はcm²／ｇ）の関係を実験により求めた
ものであるが、同図に明らかな如く単位時間当た
り同じ量の原料を処理した場合、本発明を用いた
方がはるかに細かい粒度の製品を得ることが出
来、本発明に係るローラミルの粉砕効率が飛躍的
に向上していることが理解されている。

さらに同グラフ中、微振域とは、運転に全く支
障のない軽微な振動を生じる領域を、また弱振域
とは、これ以上の振動が生じると長期運転に支障
ができると思われる領域で、微振域よりも大きい
振動を生じる部分であり、本発明と従来のローラ
ミルとの差が明瞭に理解される。

本発明は以上述べたように、粉砕テーブル上に
供給された原料を該粉砕テーブルと、粉砕テーブ
ル上面に向かつて押圧された粉砕ローラとの間で
挟圧して粉砕するローラミルにおいて、粉砕テー
ブル上面に下方に向かつて陥没する断面円弧上の
環状溝を形成すると共に、上記環状溝に対向する
粉砕ローラの外周面に、該粉砕ローラを支承する
ローラ軸の方向へ陥没する円環状の凹部を形成
し、且つ上記粉砕ローラ外周面の曲率半径中心点
を上記粉砕テーブルの環状溝の断面中心線上から
外側へ偏心させることにより、環状溝と上記粉砕
ローラの外周面との間に形成される隙間の断面形
状が粉砕テーブルの半径方向外側程断面積を減少
する形状となるように粉砕ローラを支承したこと
を特徴とするローラミルであるから、粉砕ローラ
と粉砕テーブルの環状溝との間で挾圧粉砕された
原料のローラ軸軸芯方向の逃げ（流れ）が阻止さ
れ、粉砕ローラの振動が抑制されると共に粉砕効
率が向上するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のローラミルの側断面図、第２図
ａ，ｂは、それぞれ同ローラミルの粉砕ローラと
粉砕テーブルとの形状の関係を示す側断面図、第
３図は粉砕状態を説明するための粉砕ローラの正
面図、第４図は同粉砕ローラの平面図、第５図及
び第６図は、それぞれ本発明の実施例に係るロー
ラミルの粉砕ローラと粉砕テーブルの関係を示す
側断面図、第７図は本発明の効果を示すグラフで
ある。 符号の説明、１…粉砕テーブル、３…環状溝、
９…ローラ軸、２４…外周面、２５…粉砕ロー
ラ、２６…隙間、２６ａ…入口部、２６ｂ…出口
部、２７…凹部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 粉砕テーブル上に供給された原料を該粉砕テ
   ーブルと、粉砕テーブル上面に向かつて押圧され
   た粉砕ローラとの間で挟圧して粉砕するローラミ
   ルにおいて、粉砕テーブル上面に下方に向かつて
   陥没する断面円弧上の環状溝を形成すると共に、
   上記環状溝に対向する粉砕ローラの外周面に、該
   粉砕ローラを支承するローラ軸の方向へ陥没する
   円環状の凹部を形成し、且つ上記粉砕ローラ外周
   面の曲率半径中心点を上記粉砕テーブルの環状溝
   の断面中心線上から外側へ偏心させることによ
   り、環状溝と上記粉砕ローラの外周面との間に形
   成される隙間の断面形状が粉砕テーブルの半径方
   向外側程断面積を減少する形状となるように粉砕
   ローラを支承したことを特徴とするローラミル。