JPH0317540B2 - - Google Patents

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堅型
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堅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。

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諸にぐるぐる回るだけであ
るが、残りの７〜８点は各々図に点線で示すよう
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堅型粉砕機で石炭石粒子
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r_i
＝（0.05〜0.5）Ｒ、φ_i＝0゜の一列10点のみに対し
て、r_i＝（0.05〜0.5）Ｒ、φ_i＝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60
ｍ／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２mmmm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
なつて設備費とともに動力消費量が大幅に増大す
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
すことにより無駄なエネルギを消費するという欠
点を有していた。

〔発明の概要〕

本発明は以上のような点に鑑みなされたもの
で、原料供給管を回転テーブルの中心部上方で粉
砕ローラと同数に分岐してこれら分岐管の排出口
を、複数の粉砕ローラのうち隣接する２つの粉砕
ローラ間の回転テーブル中心部寄り上面であつ
て、回転テーブル外方へ滑動して描く軌跡のうち
粉砕ローラに当接する軌跡の出発点にのみ近接し
て開口させることにより、ローラ噛込率をほぼ
100％にして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ていない原
料粒体）のテーブルからの溢流を極力排除し、か
つ機台ケーシングを回転テーブル上方で中絞りし
て鼓形に形成することにより上昇気流に内向成分
の付与して粗粒のテーブル中央への落下率を向上
させることを可能にして、吹き上げに要する風
量、風圧を低下させることによる送風機動力等の
大幅削減を計るとともに、粉砕確率の向上による
粉砕効率の向上と、生石のオーバフローや回転テ
ーブル上方での粗粒循環等、無駄な運搬エネルギ
の排除とを計つた堅型粉砕機を提供するものであ
る。以下、本発明の実施例を図面に基いて詳細に
説明する。

〔実施例〕 第３図および第４図は本発明に係る堅型粉砕機
の実施例を示し、第３図はその縦断面図、第４図
は回転テーブルと粉砕ローラおよび原料供給管の
配置を示す平面図である。図において粉砕機１１
は後述する回転テーブル１５等の粉砕部全体を収
納して床上に直立するケーシング１２を備えてお
り、このケーシング１２の下半部は円筒状に形成
されてその中心部には減速機付きのモータ１３が
固定されている。また、ケーシング１２の上半部
は、高さ方向中央部において中絞りされて断面円
形の鼓形筒状に形成されており、これによつて回
転テーブル１５の上方には、上部へ向つて小径と
なる頭截円錐状の傾斜壁１２ａが形成されてい
る。モータ１３の上方へ向う回転軸には、円盤状
に形成されて水平上面にライナ１４が貼着された
回転テーブル１５が軸着されており、モータ１３
で駆動されて図に矢印Ｂで示す方向へ水平状に低
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の外周部上面に対接させて
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１
５とローラ１９とで挾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。な
お、ローラ１９と回転テーブル１５とは線接触
（実際には微小幅の面接触）であつて第４図では
この接触線を符号１９ａで示している。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。また、
吹き上げ通路２１に臨む傾斜壁１２ａの内周面に
は、吹き上げ熱風を整流する環状のアーマリング
１２ｂが傾斜壁１２ａに取付けられている。

一方、ケーシング１２の上端フランジ部には、
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とケーシング１２の上部傾斜壁と
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２５は、モータ２６のプーリ２７との間をベル
ト２８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、原料供給管
３２の本管３２ａが接合されており、セパレータ
２４の筒体２４ａ内を貫通してこれと同心状に垂
下されている。本管３２ａは円筒状に形成されて
いてその下端部からはローラ１９と同数の４個の
分岐管３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅが分岐さ
れている。各分岐管３２ｂ〜３２ｅは下端へ向う
にしたがつて互の間隔が広がるように傾斜してお
り、隣接するローラ１９間の回転テーブル１５の
中心部寄りの位置で回転テーブル１５上面に近接
させて各分岐管３２ｂ〜３２ｅの排出口が開口さ
れている。したがつて本管３２ａを落下する原料
は、分岐管３２ｂ〜３２ｅを通つてその開口部か
ら回転テーブル１５上の４箇所へ分散して供給さ
れる。

以上のような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で搬送されてその搬送終端部から原料供給
管３２の本管３２ａ内を落下したのち各分岐管３
２ｂ〜３２ｅへ分けられ、回転テーブル１５上の
４箇所へ分散して供給される。このとき回転テー
ブル１５がモータ１３で駆動されて水平に回転し
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を受けてテ
ーブル１５上を滑ると同時に回転テーブル１５に
より回転方向の力を受け、テーブル１５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
なうことにより後述する渦巻線状の軌跡を描いて
回転テーブル１５の外周部へ移動する。移動した
粒状炭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、圧縮、衝撃、剪断作用により粉
砕されて微粉炭となる。またローラ１９と噛込後
の微粉炭またはなんらかの原因でローラ１９に噛
込まれなかつた粒状炭の一部は回転テーブル１５
の周縁から外れて落下しようとする。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アーマリング１２ｂで整
流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
乗つてスパレータ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料装置や集
塵装置などへ搬送されたのち回収される。

そこで回転テーブル１５上における被粉砕物の
挙動について説明する。第５図は従来の粉砕機に
おける回転テーブル１上の粒体の挙動を第１図に
対応して示すものであつて、隣接するローラ２の
中間位置（角度φ＝45゜）における半径Ｒを通過
すの粒体のうちどれだけがローラ２に遭遇するか
を説明するための平面図である。図から明らかな
ように、点P₁からP₂までの間を通過する粒体の
みがローラ２に遭遇するが、これより外周部寄り
のものの全部と、内周部寄りのものの一部とはす
べて回転テーブル１から逸脱する。これに対して
第６図は第４図に示す本装置における粒体の挙動
を第５図に対応して示すものであつて、本装置に
おいては第５図の点P₁と点P₂との間へ原料供給
管３２の分岐管３２ｂ〜３２ｅを開口させてここ
へ粒体を供給するようにしたもので、粒体のほぼ
すべてがローラ１９に遭遇する。

次に回転テーブル１５からオーバフローしたの
ち上昇気流に乗つて吹き戻される原料のうち末だ
最終製品に至らない粗粒は、ケーシング１２が円
筒状であつた従来の粉砕機においてはケーシング
内壁に沿つて上下に往復運動することにより多大
のエネルギロスを生じていたが、本装置において
は、ケーシング１２を鼓形に中絞りしたことによ
り、粗粒には吹き上げ通路２１を通過するときか
ら内向成分が付与され、傾斜壁２１ａに沿つてケ
ーシング１２の中心部へ向うように上昇するの
で、回転テーブル１５の中央部へ落下する確率が
大幅に増し、上記粗粒の上下の往復運動が激減す
る。また、セパレータ２４の回転羽根２４ｄにた
たかれた粒状炭はケーシング１２の内周面に沿つ
て落下するが、この箇所のケーシング１２も下方
へ向つて小径となるように絞られているので、こ
の傾斜面に沿つて落下することにより、ほとんど
が回転テーブル１５の中央部に落下し、上記上下
の往復動がなくなる。そしてたとえ一部往復運動
による循環が生じたとしても、それは重力が気流
の力に打ち勝つて放物線状に回転テーブル１５上
に落下する粗粒が除かれた比較的小径粒子の循環
であるから、エネルギロスがきわめて小さい。

なお、本実施例においてはローラ１９および分
岐管３２ｂ〜３２ｅを４個設けた例を示したが２
個以上であれば何個でもよい。また、本実施例に
おいては原料供給管３２をセパレータ２４内に貫
通垂下させた例を示したが、例えば原料供給管３
２を上部ケーシング２２の胴体側方から傾斜状に
貫通させて回転テーブル１５の中心部上方に臨ま
せたのち複数個の分岐管に分岐させてもよい。

〔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
れば堅型粉砕機において原料供給管を回転テーブ
ルの中心部上方で粉砕ローラと同数に分岐して隣
接粉砕ローラ間の回転テーブル中心部寄り上方に
開口させ、開口の粒体落下位置として粒体の軌跡
から逆算した適切な位置を選定することにより、
原料供給管を通過し各分岐管を経て開口位置より
落下する粒体は、そのほとんどすべてが粉砕ロー
ラに到達して粉砕され、その後回転テーブル外周
縁に達する。したがつてローラに一度も噛込むこ
となくオーバフローするいわゆる生石の溢流量が
大幅に激減し、生石の吹き上げに必要としていた
ガス流速および風量を大幅に低減することができ
る。

さらに、ケーシングを中絞りして鼓形に形成す
ることにより上昇気流に乗つて吹き上げられる粗
粒にはケーシングの傾斜壁によつてケーシング中
心部へ向う内向成分が付与されて回転テーブルの
中心部へ落下する確率が大幅に向上し、また分級
后の粗粒が下方へ向つて小径となる傾斜壁に沿つ
て回転テーブルの中心部へ落下する確率が大幅に
向上するので、ケーシング内壁に沿つて上下に往
復動する無駄な循環が激減する。したがつて前記
生石溢流量の激減と相まつて送風機の風圧、風量
が大幅に低減可能となる結果、送風機動力を低減
することができ、ランニングコストの大幅低減が
期待できるとともに、送風機仕様の縮小による設
備費の節減を計ることができる。また粉砕機テー
ブルの回転動力についても、粉砕仕事の一部をな
す粒体運搬仕事のうち無効な仕事を排除すること
ができ、単位生産量当りの粉砕動力が減少する結
果粉砕効率が向上してランニングコストが低減す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第５図は従来の堅型粉砕機に
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点へ供給した原料の移動
軌跡を示す平面図、第２図は原料の供給を角度
90゜の範囲にわたつて行なつた場合の原料の移動
軌跡を示す平面図、第５図は隣接するローラ間を
２等分する半径に原料を0.05Rごとのピツチで一
列に並べて落下させた場合の移動軌跡を示す平面
図、第３図、第４図、第６図は本発明に係る堅型
粉砕機の実施例を示し、第３図はその縦断面図、
第４図は回転テーブルとローラおよび原料供給用
分岐管の関係を示す概要平面図、第６図は回転テ
ーブル上での原料の挙動を説明するための回転テ
ーブルの平面図である。 １１……粉砕機、１２……ケーシング、１２ａ
……傾斜壁、１５……回転テーブル、１９……ロ
ーラ、３２……原料供給管、３２ａ……本管、３
２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅ……分岐管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数個の粉砕ローラを外周部上面に圧接させ
   て回転する回転テーブルの中心部上方において原
   料供給管を前記粉砕ローラと同数に分岐し、これ
   ら分岐管の排出口を、前記粉砕ローラのうち隣接
   する２つの粉砕ローラ間の回転テーブル中心部寄
   り上面であつて、前記回転テーブル上に落下する
   粒体が回転テーブル外方へ滑動して描く軌跡のう
   ち前記粉砕ローラに当接する軌跡の出発点にのみ
   近接して開口させるとともに、粉砕装置全体を収
   納する回転テーブルと同心円筒状のケーシング
   を、上昇気流に内向成分を付与する傾斜円錐壁が
   前記回転テーブルの上方に形成されるよう鼓形中
   絞り状に形成したことを特徴とする堅型粉砕機。