JPH03154653A - 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〕 本発明は回転テーブルと粉砕ローラとの協働により、石
灰石やスラグ、セメント原料などの原料を粉砕する竪型
粉砕機に関するものである。

〔従来の技術〕

石灰石やスラグ、セメント原料などの原料を細かく粉砕
し粉体とする粉砕機の一種として、第６図に示すように
、回転テーブルと粉砕ローラとを備えた竪型粉砕機１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１５の下部においてモータ２Ａにより減速機２で駆
動されて低速回転する円盤状の回転テーブル３Ａと、そ
の上面外周部を円周方向へ等分する箇所に油圧などで圧
接されて従動回転する複数個の粉砕ローラ４とを備えて
いる。

粉砕ローラ４はケーシング１５に軸６によって揺動自在
に転置されたアーム５とアーム７を介して油圧シリンダ
９のピストンロッド１０に連結されており、油圧シリン
ダ９を作動させることにより、粉砕ローラ４を回転テー
ブル３Ａ上に押圧して原料への粉砕圧力を与えている。

３Ｂは回転テーブル３Ａの外周縁に設けられ原料層圧を
調整するダムリング、Ｉ４は回転テーブル３Ａ周囲のガ
ス吹上用環状空間通路、１３は羽根１３Ａにより粉砕さ
れた原料を分級する回転セパレータ、１６はガスと共に
製品を取出す排出口、１７は原料投入シュートである。

このような竪型粉砕機において、回転テーブルの中央部
へ原料投入シュート１７で供給された原料は、回転テー
ブル３Ａの回転によりテーブル半径方向の遠心力を受け
て回転テーブル３Ａ上を滑るときに回転テーブル３Ａに
より回転方向の力を受け、回転テーブル３Ａとの間で滑
って回転テーブル３Ａの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、原料は回転テーブル３Ａ上を渦巻状の軌跡を
描いて回転テーブル３Ａ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
を描いた原料は粉砕ローラ４と回転テーブル３Ａとの間
ヘローラ軸方向とある角度をなす方向から進入して噛み
込まれて粉砕される。

一方、ケーシング１５の基部にはダクトによって空気、
あるいは熱凪などのガスが専かれており、このガスが回
転テーブル３Ａの外周面とケーシングの内周面との間の
環状空間部１４から吹き上がることにより、粉砕された
微粉体はガスに同伴されてケーシング１５内を上昇し、
上部に位置するセパレータ１３の羽根１３Ａにより分級
作用を受け、所定粒度の製品はガスと共に排出口１６か
ら排出され次の工程へ送られる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のごとき従来の竪型粉砕機においては、テーブル上
において、ローラの噛込み側に到達した被粉砕物のうち
かなりの量のものがローラに噛込まれずに環状空間部へ
押し流されていくのが普通である。そして、ローラの噛
込み側で環状空間部へ押し流されている被粉砕物のうち
粒径の大きなものは排石となり環状空間部を落下し、排
石量を増大させてその処理作業量を増大させる。また、
環状空間部に押し流された被粉砕物のうち粒径の小さな
ものは再度飛散するので、セパレータに加えられる負荷
が太き（なり、分級効率の低下をもたらし易い。さらに
、環状空間部へ多量の被粉砕物が押し流されることによ
り、該環状空間部の通気圧損が増大し、これによってフ
ァン動力が増大する。

このように粉砕機においてはオーバーフロー粒体を吹き
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って設備費と共に動力消費量が
大幅に増大するばかりでなく、特に比較的被粉砕性の悪
い物性を有する原料を超微粉砕する場合には、ミル振動
が頻発することが多く、振動値（振幅）が特に大きい場
合には機器の損傷や運転不能に陥って止むなく運転休止
に追い込まれることがあった。

このため、大きな振動が発生した場合の対策として、粉
砕部の原料層の振動数を変化させて共振域から遠ざかる
ために、テーブルのせき（堰）高さ（ダムリング高さ）
、粉砕圧力５テ一ブル回転数を操作して変更することが
考えられるが、このうち、回転テーブルの駆動装置を可
変とするのは設備費が過大となり実現性が薄く、テーブ
ルせき高さ（ダムリング高さ）を変えるには粉砕機の運
転を停止しての内部作業を要し、また、粉砕圧力を変え
ると製品粒度が所望のものと変わってくる難点があり、
結局ミル処理量を低下させて対応しているのが実情であ
り、安定した生産計画を損なうことになっていた。した
がって、ミル振動が発生してもミル処理量を大きく低下
させることなく、粉砕原料層の振動数を変化して振動振
幅を減少させて通常の安定した振動の小さい運転状態に
早急に復起する何らかの手段が渇望されていた。そして
、これらの振動の発生は、中砕領域よりも微粉砕あるい
は超微粉砕になるほど頻発しやすい傾向が有った。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するため、本発明の竪型粉砕機は、回転
テーブルの外周部上面に複数個の回転自在な粉砕ローラ
を配置し、回転テーブル中央部に供給した原料を粉砕ロ
ーラに所定の粉砕圧力を与えて回転テーブル上面と粉砕
ローラ周面との間で粉砕する竪型粉砕機において、前記
粉砕ローラと粉砕ローラとの間の回転テーブル外周部上
面に粉砕ローラへの噛み込み原料の層を周面で圧縮する
回転自在な截頭円錐形状の補助ローラを回転軸心の延長
線がテーブル上面の中心を通過するように配設し、かつ
、該補助ローラを該回転テーブル上面へ任意の力で押圧
する押圧手段を設けた構成とした。

〔作　用〕

原料投入シュートから回転テーブル中央部上面に供給さ
れた原料は回転テーブル上で渦巻状の軌跡を描いて回転
テーブル外周側へ移動し補助ローラの噛み込み側に至り
、補助ローラと回転テーブルとの間に流入すると、補助
ローラは回転しつつその周面で所要の押圧力でその原料
粒子同士を圧縮し、粒子間の気体は排除され脱気が起る
と同時に圧縮された各原料粒子は密な状態とされて、い
わゆる、圧密層となる。この脱気および圧密作用をうけ
た圧密層は回転テーブルの回転により粉砕ローラの噛込
側に至り、高押付力で回転テーブルに押しつけられ従動
する粉砕ローラに噛み込まれ、連続した粉砕が行なわれ
る。また、粉砕ローラで粉砕されて細かくなって粉砕ロ
ーラの反噛込側から出されるバラバラ状のいわゆる、粗
密層として流動する原料粒子はこの補助ローラで再度同
様な脱気および圧密作用を受けて次に位置する粉砕ロー
ラへ噛み込まれて効率良く粉砕される。補助ローラの回
転テーブル上面方向への押圧力は粉砕ローラとは異なり
粉砕には寄与しないで原料粒子同士を圧縮して粒子間が
密な層、いわゆる、圧密層（以下、このような層を形成
する作用を圧密ということがある。）が形成される程度
の力とされ、粉砕ローラの押圧力よりも格段に小さい力
とされる。

上記補助ローラを粉砕ローラの原料噛込側に近づけて配
すると、回転テーブル外周部に導がれてくる原料投入シ
ュートからの新原料が粉砕ローラの原料噛込側に流入し
にくくなって補助ローラの原料噛込側へ流入する割合が
多くなるので補助ローラで圧縮されて原料粒子同士が密
にされた圧密層が前記新原料によって乱されにくくなり
、粉砕ローラへの噛み込みがより確実に行なわれる。勿
論、前の粉砕ローラで粉砕された原料と新原料とが一緒
になってこの補助ローラで圧密される。

それと同時に、補助ローラで一定厚さの圧密層とするこ
とにより、原料層の持つ固有の振動数を一定に保持し、
振動が起りに（（するのが、補助ローラの第２番目の主
な機能である。

このようにして、補助ローラで圧密された粉体層（圧密
層）を補助ローラの後段に配設される粉砕ローラにより
、効率良（粉砕し、かつ、原料層を一定高さに保って振
動を起りに＜＜シているが、それにも拘らず何らかの原
因により層厚が増大してこのため急激にミル振動が激し
くなることがあった。

本発明の竪型粉砕機においては、上記に述べた課題の対
策として、補助ローラを設けて、この補助ローラで粉砕
ローラへ噛込まれる粉体を確実に圧密層とするため、補
助ローラを任意の力で回転テーブル上面に押し付ける押
圧手段を設けており、粉砕原料の性状や含有水分の変化
に伴なう被粉砕性の変化によって生じる振動値増大や圧
密層の層厚の増加に対応して、押圧力を強化して圧密層
厚の増加を抑止し一定厚さに保つことによって、振動値
を軽減させることができる。

また、粉体の圧密層へ与える押圧力、すなわち、圧密力
は上記に述べた原料の被粉砕性の変化に対応して変化さ
せるほか、製品粒度や粉砕ローラの緊張力やダムリング
高さにも関係があり、これらが変化したときには、それ
に伴なって補助ローラの押圧力を変化させ振動値の増大
をある程度抑制することが可能であるので、補助ローラ
の押圧力は運転操作要件のひとつとなる。

さらに、補助ローラの形状は截頭円錐とし、がっ、補助
ローラの回転軸の延長線は回転テーブル上面の中心（回
転テーブルの軸心）を通過するよう配設されているので
、補助ローラは転勤しても周面のどの位置でも回転テー
ブル上面と速度差がなく剪断作用が起らないので摩耗も
少なく補助口−ラの回転駆動トルクを小さく、本来の主
目的である圧密作用のみを実行する。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図〜第３図は本発明の第１実施例を説明するもので
あり、第４図は異なる他の実施例を説明するものであり
、第５図は補助ローラおよび粉砕ローラの回転テーブル
上の配列を示す概略縦断面図である。

まず、第１図〜第３図により本発明の第１実施例を説明
する。

第１図において、第１図（Ａ）は回転テーブル上の粉砕
ローラと補助ローラとの配置状態を示す平面図、第１図
（Ｂ）は第１図（Ａ）の正面展開図、第２図は竪型粉砕
機の全体を示す斜視図、第３図は補助ローラ取付部の側
面図である。なお、図中、第６図と同一部分には同一符
号を付し、その説明は省略する。

第１図〜第２図に示すように、粉砕ローラ４は回転テー
ブル３Ａの外周部上面に回転テーブル３Ａの中心に対し
て対称な位置に２個配置されており、この粉砕ローラ４
と粉砕ローラ４とが位置する間の回転テーブル３Ａの外
周部上面には、各々の粉砕ローラ４の原料噛込側４Ａに
近づけた位置に粉砕ローラ４よりも小径の補助ローラ２
０が配置されている。この補助ローラ２０は第３図にも
示すようにケーシング１５に軸２３によって回転自在に
軸支された略コ字状のアーム２１の先端に固定されたロ
ーラ軸２５に回転自在に軸支されて取付けられている。

アーム２１の下端には油圧シリンダ２２のピストンロッ
ド２２ａが軸承されて連結され、油圧シリンダ２２のロ
ンドエンド室２２ｂに一定圧の油圧を作用させておくこ
とにより原料の層に圧縮力を付与する。油圧シリンダ２
２の反ピストンロンド側の端部はケーシング１５に回転
自在に軸承されている。なお、この圧縮力は油圧シリン
ダ２２のロンドエンド室２２ｂに連結される油圧ライン
に付設された図示していない圧力調整弁によって油圧を
調整することにより行なわれる。また、この油圧ライン
にはアキュムレータが接続され、油圧シリンダ２２のロ
ッドエンド室内２２ｂは一定圧に保たれている。油圧シ
リンダ２２のピストンロッド２２ａを伸縮することによ
りアーム２１が軸２３を回転中心として回転され、補助
ローラ２０が上下動する。アーム２１の下部には補助ロ
ーラ２０と回転テーブル３Ａ上面との間の隙間を調整、
設定する隙間調整器２４が設けられており、隙間調整器
２４はケーシング１５に固設され、螺子孔を螺設された
基台２４ｂと、この基台２４ｂの該螺子孔に螺合されて
支持される螺子軸２４ａからなり、螺子軸２４ａの先端
をアーム２１の側端部に当接させることにより、補助ロ
ーラ２０と回転テーブル３Ａ上面との隙間を設定できる
ように構成されている。

なお、原料の層の圧縮力として補助ローラ２０の自重で
良い場合には、油圧シリンダ２２をフリーにしておく。

また、第５図に示すように、粉砕ローラ４の回転軸心の
延長線は回転テーブル上面の中心（回転テーブルの軸心
）Ｍを通らず、中心Ｍとは異なる点Ｐを通るのに対して
、補助ローラ２０は截頭円錐形状で、かつ、その回転軸
心の延長線は回転テーブルの中心Ｍを通過するよう配設
されている。

次に、このような構成の第１実施例の作動を説明する。

原料投入シュート１７から回転テーブル３Ａの中央部上
面に供給された原料は回転テーブル３Ａの遠心力を受け
て回転テーブル３Ａ上で渦巻状の軌跡を描いて回転テー
ブル外周側へ移動し、第１図（Ｂ）に示すように、この
内の大部分の原料と、すでに粉砕ローラ４によって粉砕
され徽粉体にされた原料とが一緒になって粗密状の５４
０として補助ローラ２０と回転テーブル３Ａ上面との間
の隙間に流入し、補助ローラ２０は原料層によってやや
持ち上げられるようにして回転しつつその周面と回転テ
ーブル３Ａ上面との間でこの粗密層４０を圧縮して圧密
層３０にする。この圧密層３０は回転テーブル３Ａの回
転により粉砕ローラ４の噛込側４Ａに到り、ここでは原
料粒子がバラバラ状ではなく、密な状態とされた圧密層
にされているので粉砕ローラ４が高い粉砕力としての押
圧力を付与され、かつ、所定の製品粒度を得るために回
転テーブル３Ａの上面との間を狭い隙間とされていても
粉砕ローラ４への噛み込みがより確実になり、粉砕ロー
ラ４によってかき分けられて粉砕ローラ４に噛み込まず
、その側部を通過して流動する原料の割合（量）が減少
させられる。このため粉砕効率が向上する。なお、第１
図（Ａ）において、Ｆは原料粒子の移動軌跡、Ｃはロー
ラと回転テーブル３Ａとの間の噛込部（粉砕部）を示し
、原料粒子の移動軌跡は図中、右半分のみ示している。

この時、補助ローラ２０には、原料の粒子同士を圧縮し
て粒子間気体をパージし粒子同士の層の密度を高める、
いわゆる圧密する効果を付与し、原料の粉砕には寄与し
ない程度の低圧力が油圧シリンダ２２の油圧を調整する
ことにより与えられる。そして、この補助ローラ２０の
押付力は補助ローラ２０と回転テーブル３Ａとの隙間に
原料が投入されて噛み込んだ状態にある時に螺子軸２４
ａで規制された補助ローラ２０の高さよりもやや補助ロ
ーラ２０が持ち上げられる程度の力とされる。

この補助ローラ２０の押付力は粉砕ローラ４の粉砕力と
しての押付力よりも格段に小さい力で良く、その自重で
足りる場合には油圧を与える必要はない。この補助ロー
ラの押付力は原料粒子の大きさや付着水分の度合により
変わり、例えば原料粒子径が小さい場合には押付力は小
さくても良い。

粉砕ローラ４に噛み込まれて粉砕され小さくなった原料
は、粉砕ローラ４と回転テーブル３Ａとの間の狭い隙間
で圧縮力を受けた状態で回転テーブル３Ａと粉砕ローラ
４の回転力を受けるので、粉砕ローラ４の原料排出側４
Ｂから勢いよく出され粒子が飛び上がるようになって粒
子同士がバラバラな状態となっており、かつ、原料投入
シュー）１７から供給された新原料と混合されて粗密層
４０となっているが、この粗密層４０は次に位置する補
助ローラ２０により、前記と同様な圧密作用を受けてさ
らにその回転テーブル３Ａの回転方向側に位置する粉砕
ローラ４により確実に噛み込まれて粉砕され、製品粒度
に近（なっていく。そして、補助ローラ２０から出た圧
密層３０は、補助ローラ２０が粉砕ローラ４の噛込側４
Ａに近づけられて位置されているため、原料投入シュー
ト１７から回転テーブル３Ａ上に供給される新原料の加
入が少なくなるので圧密された状態が乱されに（く圧密
層３０が安定し、粉砕ローラ４へより確実に噛み込まれ
ることとなる。なお、この実施例では補助ローラ２０の
径は粉砕ローラ４の径よりも小さい場合を説明したが、
−船釣に原料粒子の粒径が小さい時は補助ローラ２０の
径は小さいもので良く、逆に、原料粒子の粒径が大きい
場合にはその径を大きくして、原料粒子の粒径に応じて
圧密効果が付与できる大きさにする。

そして、前述したように補助ローラ２０の回転軸心の延
長線は回転テーブル上面の中心Ｍを通過するため、補助
ローラ２０の周面と回転テーブル上面との間には速度差
に基づく滑りは存在しないので、はとんど摩耗作用は発
生せず、補助ローラの回転駆動トルクも小さく、補助ロ
ーラは転勤による原料の圧密作用のみに専念することに
なり効率が良い。

また、圧密作用中に剪断のない圧縮作用のみが原料に加
わるので、乱れのない安定した圧密層を粉砕ローラ４へ
送り込むので粉砕効率も良く、かつ、振動値も低い。

また、補助ローラ２０と回転テーブル３Ａ上面との隙間
は隙間調整器２４の螺子軸２４ａを出し入れすることに
より設定される。この隙間は原料粒子径の大きさが大き
い場合には大きくし、小さい場合には小さくするが、原
料粒子の層を圧密するものであるのが２この隙間が小さ
すぎて原料粒子層が逆に乱されることがなく、補助ロー
ラ２０に円滑に噛み込まれるように比較的大きい隙間に
、例えば、原料粒径が５　＋ｕ以下であり、粉砕ローラ
４と回転テーブル３Ａとの間の隙間が５〜１０龍である
場合には補助ローラ２０と回転テーブル３Ａとの間の隙
間を４０〜６０ｍｍというように設定される。

次に、第４図（Ａ）、　　（Ｂ）により第２実施例を説
明する。

この実施例では、前記第１実施例と同様に径を粉砕ロー
ラよりも小さくした補助ローラ５０を粉砕ローラ４と粉
砕ローラ４の中間位置の回転テーブル３Ａの外周部上面
に配置したものであり、この場合には前述した第１実施
例に比べて補助ローラ５０が粉砕ローラ４の原料排出側
４Ｂに近づけられるので粉砕ローラ４で粉砕されて排出
側４Ｂから排出される粗密層４０の圧密がより重点的に
行なわれる。勿論、原料投入シュート１７から供給され
る新原料の一部も補助ローラ５０に投入されて圧密され
る。なお、この実施例では、補助ローラ５０と粉砕ロー
ラ４の間の回転テーブル３Ａ上面での距離が長くなるの
で補助ローラ５０による圧密層３０が新供給原料の合流
によって乱されやすい傾向になるが、粉砕ローラ４によ
って粉砕されてその排出側４Ｂから排出される原料粒子
層がより重点的に行なわれるので粉砕により、例えば、
粉砕性の良い、より飛び散り易い性質を有する原料を粉
砕する場合に有利である。

また、この実施例では粉砕ローラ４と補助ローラ５０が
均等間隔に配されるので製作上の容易さが得られる利点
もある。

なお、補助ローラを粉砕ローラ４の原料排出側４Ｂへさ
らに近づけて配置すれば粉砕ローラ４で粉砕された原料
をより重点的に圧密して次の粉砕ローラ４へ噛み込ませ
るようにすることができる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明では補助ローラ
によって原料粒子を圧縮して粒子間に存在する気体の脱
気を行ない、粒子間を密な状態とした圧密層とすること
ができるとともに、補助ローラの回転テーブル上面への
押圧手段を備えているので何らかの粉砕条件の変化によ
り振動値が大きくなっても補助ローラの押圧力を変更す
ることにより振動値を低減することができる。したがっ
て、長期連続安定運転が継続でき生産性が向上する。

また、補助ローラは全周面に亘って滑りのない転勤しか
起らないので、摩耗も少なく、駆動トルクも小さく、圧
密層は安定しており、粉砕効率が向上するとともに振動
値も小さい静粛な運転ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の第１実施例を示すものであり
、第１図（Ａ）は粉砕ローラと補助ローラの平面配置図
、第１図（Ｂ）は第１図（Ａ）の正面展開図、第２図は
粉砕機の全体斜視図、第３図は補助ローラ取付部側面図
、第４図は本発明の第２実施例を示すものであり、第４
図（Ａ）は粉砕ローラと補助ローラの平面配置図、第４
図（Ｂ）は第４図（Ａ）の正面展開図、第５図は本発明
の竪型粉砕機における補助ローラおよび粉砕ローラの回
転テーブル上の配列を示す概略縦断面図であり、第６図
は従来の竪型粉砕機の縦断面図である。 １・・・竪型粉砕機、　　３Ａ・・・回転テーブル、４
・・・粉砕ローラ、　　４Ａ・・・原料噛込側、４Ｂ・
・・原料排出側、１７・・・原料投入シュート、２０・
・・補助ローラ、　　２１・・・アーム２２・・・油圧
シリンダ、２４・・・隙間調整器、３０・・・圧密層、
　　　　４ｏ・・・粗密層、５０・・・補助ローラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転テーブルの外周部上面に複数個の回転自在な
   粉砕ローラを配置し、回転テーブル中央部に供給した原
   料を粉砕ローラに所定の粉砕圧力を与えて回転テーブル
   上面と粉砕ローラ周面との間で粉砕する竪型粉砕機にお
   いて、 前記粉砕ローラと粉砕ローラとの間の回転テーブル外周
   部上面に粉砕ローラへの噛み込み原料の層を周面で圧縮
   する回転自在な截頭円錐形状の補助ローラを回転軸心の
   延長線がテーブル上面の中心を通過するように配設し、 かつ、該補助ローラを該回転テーブル上面へ任意の力で
   押圧する押圧手段を設けたことを特徴とする竪型粉砕機
   。