JPH0257989B2

JPH0257989B2 -

Info

Publication number: JPH0257989B2
Application number: JP60221987A
Authority: JP
Inventors: Kunio Takeya
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1985-10-07
Filing date: 1985-10-07
Publication date: 1990-12-06
Also published as: JPS6283052A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕本発明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〕

セメント原料や石炭、化学品などの粒体を細か
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、粉体は
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、渦巻線を描いた粒体
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。

そして、上記環状空間部から熱風を吹き上げる
ための環状空間部内の構造としては従来、熱風を
竜巻状に旋回させながら吹き上げるようにした旋
回型と、熱風を上方中心部へ向つて円錐状に吹き
上げるようにした円錐型とが採用されている。

第７図は旋回型熱風吹上構造を採用した竪型粉
砕機の概略縦断面図、第８図は第７図のAA断面
図であつて、これを同図に基いて説明すると、円
筒状のケーシング１とその下部内で回転する回転
テーブル２との間には環状空間部３が形成されて
おり、この環状空間部３内には、複数個のブレー
ド４が環状空間部３を等間隔で遮断するようにし
て配設されている。そして、各ブレード４は、回
転テーブル２の回転方向に対して上端が先行する
方向に傾斜しており、この傾斜角であるブレード
角βは、被粉砕物の粒度等により30°〜70°の間で
選択される。

このように構成されていることにより、回転テ
ーブル２が回転して熱風が環状空間部３を吹き上
がると、ブレード４が傾斜していることにより、
ブレード４を過ぎた熱風は第７図に矢印Ｂで示す
ように旋回しながら粉砕物を上昇させる。

次に、第９図は円錐型熱風吹上構造を採用した
竪型粉砕機の概略縦断面図、第１０図は第９図の
CC断面図であつて、これを同図に基いて説明す
ると、中くびれ形円筒状のケーシング５とその下
部内で回転する回転テーブル６との間に形成され
た環状空間部７内には、複数個のブレード８が環
状空間部７を等間隔で遮断するようにして配設さ
れている。この場合、各ブレード８のブレード角
βは90°であつて直立しており、ブレード８の上
方には、環状に形成されたアーマリング９が設け
られている。

このように構成されていることにより、隣接す
るブレード８間を垂直方向に吹き上がる熱風は、
第９図に矢印Ｄで示されるような内外２つの円錐
に挾まれて上昇し、粉砕物を上昇させる。この円
錐の内側は無風状態である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来の旋回型、円錐
型の熱風吹上構造においては、次のような問題点
が残されている。すなわち、まず旋回型のものに
おいては、回転テーブル２上方での熱風の滞留時
間が長く原料と熱風との熱交換による乾燥が良好
に行なわれるという長所を有する反面、熱風の流
線が直進でなく旋回流であるために絶えずベント
圧損を消費し、必要風量を吹上げるためには大き
な風量と風圧を有する送風設備が必要となつて設
備費や動力費が大幅に増大するという問題があつ
た。また、熱風が旋回すると、これとともに上昇
旋回する粗大粒子が遠心力でケーシング１の内壁
に沿う方向へ飛ばされるので、回転テーブル２上
へ落下還元されず、再粉砕の機会が減少して粉砕
効率が低下するという問題があつた。

次に、円錐型のものにおいては、吹上げ熱風が
内外２つの円錐の稜線に沿つて直進しながら単調
に減速されるが、円錐の頂部付近では通過断面積
が縮少されることにより流速が増大するので、圧
力損失が増大し、大きな送風設備が必要となつて
設備費や動力費が増大するという問題があつた。
また、熱風が旋回せず粗大粒子に遠心力が作用し
ないので、回転テーブルへの還元率が旋回型より
も高いが、その反面、中間粒子が円錐の頂部方向
へ高く舞い上がつて排出されてしまい、回転テー
ブルへ還元しにくいという問題があつた。

〔問題点を解決するための手段〕

このような問題点を解決するために本発明にお
いては回転テーブル周囲の熱風吹上げ通路内に並
列する板状ブレードを、粉砕機中心を通る放射線
と熱風流線とのなす角度すなわちブレード偏角が
20°ないし50°となるように傾斜させるとともに、
熱風流線と水平面とのなす角度すなわち立上り角
度が50°ないし85°となるよう３次元型に形成し
た。

〔作用〕

このように構成することにより、吹上げ通路内
を吹上がる熱風はブレード面が形成するガス流線
に沿つて上昇し、熱風により吹上げられる粉粒体
は、ブレード通過後の熱風流速の減少により粒子
重力が熱風抗力に打ち勝つて粗大粒子から順に落
下するが、前記偏角の作用によりテーブル中央へ
落下し、再度の粉砕機会が、従来型式の旋回型お
よび円錐型よりも増大する。また、微粉粒子は重
力作用が小さいので、熱風で運搬されながら粉砕
機上部に設けられているセパレータに到達する。

〔実施例〕

第１図ないし第３図は本発明に係る竪型粉砕機
の実施例を示し、第１図はその縦断面図、第２図
は熱風吹上げ通路近傍の一部平面図、第３図は第
２図のEE断面図である。これらの図において、
粉砕機１１は、後述する回転テーブル１７等の粉
砕部全体を収納するケーシング１２を備えてお
り、このケーシング１２は、円筒状に形成されて
床面に固定された下部ケーシングと、中絞りされ
た断面円形の鼓形筒状に形成されて中央部を上下
に接合されたケーシング本体１４と、その上端に
接合された上部ケーシング１５とで一体的に形成
されている。下部ケーシング１３の中心部には、
モータ付きの減速機１６が配設されていて、その
上方へ向う出力軸には円盤状に形成された回転テ
ーブル１７が軸着されており、減速機１６に駆動
されて第１図の上から見た時計方向に回転してい
る。１８は下部ケーシング１３の上端面外周部を
円周方向へ４等分する位置にそれぞれ水平状に支
持されたアーム軸であつて、各アーム軸１８に軸
着されたアーム１９には、頭截円錐状に形成され
た粉砕ローラ２０がローラ軸２１を介して回転自
在に支持されており、各粉砕ローラ２０は、回転
テーブル１７の上端外周面に周面を対接させてい
る。そして、各アーム１９は、図示しない流体圧
シリンダ等と駆動連結されており、その駆動で揺
動調節されることにより、被粉砕物の供給粒径等
にしたがつた粉砕ローラ２０と回転テーブル１７
との間隙が調節されるように構成されている。

一方、回転テーブル１７の中心部上方には、円
筒状に形成された原料供給管２２が、ダクト２３
とステー２４とで上下を支持されて垂直状に配設
されており、ダクト２３内の搬送コンベア２５で
搬送された例えば石灰石等の原料は、原料供給管
２２内を落下して回転テーブル１７上へ供給され
るように構成されている。

さらに、回転テーブル１７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の間を
接続された環状の熱風通路２６が設けられてお
り、また、回転テーブル１７の外周面とケーシン
グ本体１４内周面との間には、環状に形成された
熱風吹上げ通路２７が、熱風通路２６とケーシン
グ本体１４の内室とを連通して形成されている。
この熱風吹上げ通路２７の内周壁２８と外周壁２
９とは、断面を第３図に示すように傾斜されてい
て全体を頭截円錐状に形成されており、その稜線
と水平面とのなす角度Ψすなわち熱風流線と水平
面とのなす立上り角度Ψが50°ないし85°となるよ
うに設定されている。さらに、熱風吹上げ通路２
７の内外両周壁２８，２９間には、板状に形成さ
れた複数個のブレード３０が、通路２７を遮断し
て円周方向に等間隔で配設されている。そして各
ブレード３０は、第２図にそれぞれ符号Ｆ，F₁
で示す粉砕機中心を通る放射線と熱風流線とのな
す角度φが20°ないし50°となるように傾斜してお
り、この傾斜方向は、第２図に符号Ｇで示す回転
テーブル１７の回転方向に対して外周壁２９側が
先行する方向に設定されている。

３１は原料供給筒２２と同心状に嵌合された回
転筒３１ａとその下部に固定された逆円錐状の分
級板３１ｂとで一体形成されたセパレータであつ
て、上部ケーシング１５上端部の軸受３２に回転
自在に軸支されており、プーリ３３，３４間に張
架されたベルト３５と減速機３６とを介してモー
タ３７で回転駆動されている。３８は上部ケーシ
ング１５に開口された排気口であつてダクトによ
つて図示しない集塵装置等に接続されている。

以上のように構成された粉砕機の動作を石灰石
の粉砕を例にとつて説明する。減速機１６とモー
タ３７とを始動して回転テーブル１７とセパレー
タ３１とを回転させたのち、搬送コンベア２５に
より石灰石を搬送して原料供給管２２へ供給する
と、この石灰石は回転テーブル１７の中心部へ落
下し、回転テーブル１７の回転と遠心力で渦巻状
の軌跡を画き回転テーブル１７の外周部へ向つて
移動する。回転テーブル１７の外周部では粉砕ロ
ーラ２０が回転しているので、移動した石灰石の
大部分は粉砕ローラ２０と回転テーブル１７との
間に噛込まれ、圧縮、衝撃、剪断作用により粉砕
されて微粉となる。この微粉、および粉砕ローラ
２０に噛込まれずに回転テーブル１７の周縁から
外れた粗大粒子と中間粒子とは、熱風吹上げ通路
２７へ落下するが、このとき、熱風発生装置によ
りダクトを経て送られてきた熱風が熱風通路２６
から熱風吹上げ通路へ吹上がるので、これら微粉
や中間粒子等は熱風とともに粉砕機内部を上昇す
る。上昇した微粉や中間粒子は、セパレータ３１
の分級板３１ｂに衝突して分級され、微粉はセパ
レータ３１を通過して排気口３８から排出された
のち、集塵機等を経て回収される。また、セパレ
ータ３１を通過しなかつた中間粒子は、回転テー
ブル１７上に落下還元されて上記粉砕と分級とを
繰返す。

このような粉砕動作における熱風と粉砕物との
吹き上げ動作を第４図ないし第６図に正面図、平
面図、斜視図でそれぞれ示す熱風および粉粒体の
上昇軌跡図に基いてさらに詳しく説明する。各図
における符号は次の通りである。

R₀…熱風吹上げ通路２７の内周壁２８の半径 R₁…同じく熱風吹上げ通路２７の外周壁２９の
半径 R₂…同じく熱風吹上げ通路２７の中心の半径 H₁…熱風吹上げ通路２７下端からケーシング鼓
状部上端までの高さ H₂…同じく熱風吹上げ通路２７下端からセパレ
ータ３１中心部までの高さ Rt…上記高さH₁の箇所の半径 Rc…上記高さH₂の箇所の半径 φ…ブレード偏角、すなわち粉砕機中心とブレー
ド３０の中心を通る放射線と熱風流線とのなす
角度 Ψ…ブレード立上り角、すなわち第３図における
両周壁２８，２９の傾斜角度。

γ…流体拡がり角、すなわちブレード３０両端部
における熱風吹上げ方向のなす角度（片側）。

φ₁…ブレードひねり角以上のような符号を付した各図において明らか
なように、本装置においては、ブレード偏角φを
20°〜50°に設定し、ブレード立上り角Ψを50°〜
85°に設定したので、回転テーブル１７の周縁か
ら、熱風吹上げ通路２７へ落下する粉粒体に対し
ては次のような風力が作用する。すなわち、熱風
吹上げ通路２７の両周壁２８，２９がブレード立
上り角Ψを有するように傾斜していることによ
り、熱風は旋回することなく直進し、第４図に示
すように内周壁２８の延長面である円錐面と外周
壁２９の延長面である円錐面とで囲まれた空間部
内を上昇するが、さらにブレード３０がブレード
偏角φを有するように傾斜していることにより、
ブレード３０に沿つて案内された熱風は、第５図
に平面図を示すように拡がり角γをもつて斜め上
方へ直進することになり、熱風で囲まれた空間部
は上記のような円錐形ではなく、第６図に示すよ
うな単葉双曲面形になる。この結果、熱風とこれ
で吹上げられる粉粒体とは、セパレータ３１の分
級板３１ａへ向つて直進するとともに、粒子を運
搬する熱風流速は上昇するにしたがつてその流速
が初速より急激に単調減速される。したがつて熱
風とともに上昇する粉粒体は、大粒子のものほど
早く回転テーブル１７上へ還元するとともに、最
終的にはセパレータ３１へ到達する入射粒子径が
小さくなる。また、従来の円錐型のように熱風の
流速が円錐頂部において増速されることがなく、
さらに粒子同志の衝突や壁面への粒子の衝突が少
ないので、圧力損失が少ない。

ここでブレード偏角φを20ないし50°に設定し
た理由について説明する。風量を数種類変えて実
験した場合、φ＝20°〜50°の場合が、例えばφ＝
90°とした従来の円錐型のものに比べて被粉砕物
のテーブルへの還元率が良く、ローラ部への還元
状態がきわめて良好で、ブレード圧損および落下
限界風量も考慮して総合的に判断してもφ＝20°
〜50°の場合がよい結果を示したので本発明では
φ＝20°〜50°とした。なおφの値を小さくし、φ
＜20°とするとブレード本来の役目が果せなくな
る。

次にブレード立上り角Ψを50°〜85°に設定した
理由について説明する。被粉砕物に石灰石を用
い、石灰石の重量と風量を数種類変えて行なつた
実験において、Ψを50°〜85°とした場合、いずれ
もΨ≒70°を中心にして被粉砕物の空中での滞流
時間がΨ＝90°のものに比べて比較的に短かく、
また、ブレード部での圧損もΨ＜50°およびΨ＞
85°のものに比べて小さかつた。また、圧損だけ
でなく被粉砕物の還元率や被粉砕物を持上げるの
に必要な落下限界風量を考慮して総合的に判断し
ても、Ψ≒70°を中心にΨ＝50°〜85°の場合が良い
結果を示したので、本発明ではΨを50°〜85°とし
た。そして、本発明ではφ、Ψ両方の限定による
相乗効果により良い結果が得られ、従来のものに
比べてブレード部での圧力損失が約10〜20％少な
くなることが実験的に確認された。

なお、上記φとΨの値は粉砕原料の種類や、供
給粒子径、製品粒度、粉砕機の能力（粉砕量）、
粉砕機の風量等によつて最適の組合わせが採用さ
れる。具体的には粒子密度、供給粒子径、セパレ
ータ入射粒子径、粉砕機のサイズ、風量等をコン
ピユータに入力し、φ、Ψをパラメータとして粉
砕機内粒子飛跡のシミレーシヨンを実施し最適組
合わせを決定する。

〔発明の効果〕

以上の説明により明らかなように、本発明によ
れば竪型粉砕機において、回転テーブル周囲の熱
風吹上げ通路内に並列する板状ブレードを、粉砕
機中心を通る放射線と熱風流線とのなす角度が
20°ないし50°となるように傾斜させるとともに、
熱風流線と水平面とのなす角度が50°ないし85°と
なるように形成したことによつて熱風流線の方向
を３次元型に構成することにより、吹上げ通路内
を吹上がる熱風ならびにこれとともに上昇する粉
粒体は、急激に単調減速されながら直進するの
で、粉粒体の軌跡が理想的となつて大粒子の回転
テーブルへの回収率と微小粒子のセパレータへの
入射率とが、従来の旋回型、円錐型の熱風吹上構
造を有する粉砕機に比較して大幅に改善され、ま
た、熱風と粉粒体の旋回や上昇位置での増速が排
除され圧力損失が減少する。また、テーブル還元
率の改善による粉砕効率の向上が期待でき、送風
設備の小形化が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明に係る竪型粉砕機
の実施例を示し、第１図はその縦断面図、第２図
は熱風吹上げ通路近傍の一部平面図、第３図は第
２図のEE断面図、第４図は熱風と粉粒体との上
昇軌跡の正面図、第５図は同じく平面図、第６図
は同じく斜視図、第７図は従来における旋回型熱
風吹上構造を採用した竪型粉砕機の概略縦断面
図、第８図は第７図のAA断面図、第９図は従来
における円錐型熱風吹上構造を採用した竪型粉砕
機の概略縦断面図、第１０図は第９図のCC平面
図である。１１……竪型粉砕機、１２……ケーシング、１
７……回転テーブル、２７……熱風吹上げ通路、
２８……内周壁、２９……外周壁、３０……ブレ
ード、φ……ブレードの中心を通る放射線と垂線
とのなす角度、Ψ……熱風吹上げ通路の内外両周
壁の稜線と水平面とのなす角度。

Claims

【特許請求の範囲】

１ケーシング内壁と回転テーブル外周面との間
に形成された環状の熱風吹上げ通路内に並列して
この通路を円周方向に遮断する複数個の板状ブレ
ードを備えた竪型粉砕機において、前記ブレード
を、粉砕機中心を通る放射線と熱風流線とのなす
角度が20°ないし50°となるように傾斜させるとと
もに、前記熱風流線と水平面とのなす立上り角度
が50°ないし85°となるように傾斜させて設けたこ
とを特徴とする竪型粉砕機。