JPH0353022B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 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
粉砕装置に関するものである。

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、テーブル上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
れている竪型粉砕機で石灰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ri
＝（0.05〜0.5）Ｒ、φi＝0°の一列10点のみに対し
て、ri＝（0.05〜0.5）Ｒ、φi＝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
60ｍ／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10mm以下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
粉砕機内の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ーを消費
するという欠点を有している。

そこで、このような不都合が軽減させる１つの
方法として、従来から、回転テーブル周縁からオ
ーバフローする粒子のうち、回転テーブル周縁部
から吹き上がる上昇気流に乗りえない粒子は、回
転テーブル周縁部の上昇空気供給部から粉砕機の
下部に落下させて粉砕機外へ積極的に取り出すよ
うにし、さらに、これを粉砕機外へ設置したバケ
ツトエレベータ等の輸送装置により粉砕機の原料
供給部へ戻して粉砕機に再度投入させて再粉砕さ
せることにより、前記上昇空気の風量、風速を小
さくし、粉砕機内部での循環量を小さくさせたり
する方法が知られている。

しかしながら、このような方法を適用した従来
の竪型粉砕装置であつても、その粉砕機の原料供
給管の開口端は回転テーブルの中心部に向けて設
けられており、回転テーブル上に供給された原料
の粒子が、依然として前記したような挙動をする
構造であるため、ローラに１度も噛込まれること
なしに回転テーブル外周部から溢出する原料の量
自体を減少させうるものではなく、このため、特
に、所要の製品量の確保を要求される粉砕装置に
あつては、回転テーブル外周部から吹き上げる上
昇空気の風量、風速を充分に低減させうるもので
はなかつた。また、１旦供給された原料の多くが
ローラに１度も噛込まれることなしに、即ち、１
度も粉砕作用を受けないままで回転テーブル外周
部から下方へ排出されるので粉砕効率も悪かつ
た。

本発明は以上のような従来の欠点に鑑みなされ
たもので、回転テーブルと、この回転テーブル上
に向けて原料を供給する原料供給管と、回転テー
ブルの外周部上面で転動して原料を粉砕する複数
個のローラを備え、かつ、回転テーブル周縁の上
昇空気供給部から落下する粉砕物を粉砕機外に取
り出し、これを粉砕機外に設置した輸送装置によ
り粉砕機の原料供給部へ返送させて粉砕機へ再投
入しうるようにした竪型粉砕装置において、回転
テーブル上の落体粒子の運動軌跡のうちでローラ
に当接する運動軌跡の出発点のみに原料を供給す
る原料供給管を配設することにより、供給原料の
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１度も
行なわれていない原料粒体）の回転テーブルから
の溢流を極力排除し、溢流する粒径の大きい原料
粒体を持ち上げるための上昇空気の風量、風速を
大幅に減少させると共に、粉砕確立の向上による
粉砕効率の向上と、回転テーブル上の生石の溢流
等の無駄な運搬エネルギーの排除を可能にし、か
つ、何らかの原因でローラに噛込まれなかつた原
料の１部、或は、ローラで１度は粉砕されたが、
最終製品となる粉末度に到らない粒体のうち所要
の粒子径よりも大きい粒体に対しては、回転テー
ブル外周部の上昇空気供給部から、粉砕機下方へ
落として粉砕機外へ取り出すようにし、さらに、
これを粉砕機外に設置したバケツトエレベータ等
の輸送装置で粉砕機の原料供給部へ返送させて粉
砕機へ再投入することによつて、吹き上げる要す
る風量、風速を低下させることにより、前述の回
転テーブルから溢流する生石を吹き上げるための
風量、風速の低減と共に送風機動力の大幅な削減
を可能にした竪型粉砕装置を提供するものであ
る。

以下、本発明を図面に示した実施例に基づいて
詳細に説明する。

第３図および第４図は本発明に係る竪型粉砕装
置の実施例を示し、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１
１は床上に直立する円筒形塔状に形成されたケー
シング１２を備えており、その基端中心部には減
速機付きのモータ１３が固定されている。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
の周縁を円筒方向に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、これを各アーム軸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１５とロ
ーラ１９とで挟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。なお、回転テーブ
ル１５の外周面には、吹き上げ通路２１内で周回
する複数個の羽根が突設されている。

他方、回転テーブル１５の周縁部下方には前述
のエア通路２０の１部を構成する環状の溝体であ
るポケツト３３が配置されており、その底板３３
ａに下辺を近接させた状態で、回転テーブル１５
の周縁部の下端に板状の排石用スクレーパ３４が
複数個（例えば対称位置に２枚程度）取付けられ
ている。このポケツト３３の底板３３ａの一部に
は排石を下方へ落す開口部３３ｂが形成されてお
り、この開口部３２の下方の粉砕機１１本体には
排石を粉砕機１１の外部へ誘導して排出させる排
石シユート３５が設けられている。そして、この
排石シユート３５の排出口は、粉砕機１１の外部
側方に配置されたバケツトエレベータ３６の投入
口と連結されている。一方、バケツトエレベータ
３６の上方部の排出口３６ａは、後述する粉砕機
１１用の原料供給機３０と連結されており、粉砕
機１１の回転テーブル１５の外周面の吹き上げ通
路２１から排出された粗粒が、粉砕機１１の外部
へ排石シユート３５を介して取出され、このバケ
ツトエレベータ３６によつて新しい供給原料と共
に粉砕機１１内に再投入されるように構成されて
いる。

そして、ケーシング１２の上端フランジ部に
は、上方へ向つてやや大径となる円筒状に形成さ
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ヘアリングを備えた
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２
２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原料供給機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。また、
この原料供給機３０には、前述した如く、バケツ
トエレベータ３６の排出口３６ａが接続されてい
る。そして原料供給機３０の下方へ向うフランジ
部には、本発明の要部をなす原料供給管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３
２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅが分岐されてい
る。各分岐管３２ｂ〜３２ｅは下端に向うにした
がつて互い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
部寄り上面に近接して各分岐管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。

以上のように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、この石炭は原料供給機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３２ｂ〜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１
５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１
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。従つて、従来のよう
にローラ１９に１度も噛込まれることなしに回転
テーブル１５外周部から溢流する粒状炭（生石）
の量を大幅に削減させることができる。このた
め、粉砕確立の向上による粉砕効率の向上と、こ
の溢流する粒状炭を吹き上げるための吹き上げ通
路２１に供給する上昇気流（熱風）の風量、風圧
の大幅な削減とを可能にする。そして、ローラ１
９と噛込んで粉砕された微粉炭を含む粉粒炭、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（生石）は回転テーブル１５の周縁
部に達する。このとき、これら回転テーブル１５
の外周からオーバフローしてきた粉粒炭、または
粒状炭のうち、所要の粒径より大きいものは吹き
上げ通路２１から下方へ落とすようにする。即
ち、例えば、粒径が約10mm以下のものは、エアダ
クトとエア通路２０を経て送られてきて、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からそこに設けられている羽根で旋回力を
付与されながら吹き上げられる熱風によつて上方
へ持ち上げるようにし、粒径が約10mm以上のもの
は、前記熱風の吹き上げ力にさからつて下方に落
とすようにする。この操作は、供給する熱風の風
量、風速を調節することにより容易に行うことが
できる。即ち、具体的には、この風量、風速を従
来よりも大幅に低下させることにより行なうこと
ができる。前述の、例えば粒径が約10mm以下の、
持ち上げられた粉粒炭、或は粒状炭は、上昇気流
に乗つてセパレータ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、所要
の粒径よりも粗い粉粒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
例えば燃焼装置や集塵装置などへ搬送されたのち
製品として回収される。

一方、前述の、吹き上げ通路２１から下方へ落
とされる粒径が例えば約10mm以上の粗粒炭は、粉
砕機１１の回転テーブル１５の周縁部下方のポケ
ツト３３に落下し、ここで排石用スクレーパ３４
によつてポケツト３３の開口部３３ｂを介して粉
砕機１１の下部の排石シユート３５へ導かれる。
そして、この粗粒炭はバケツトエレベータ３６に
よつて、粉砕機１１の上方に導かれ、原料供給機
３０のコンベア３１上に移送されて新しい原料と
共に粉砕機１１に供給されて再粉砕される。

ここで、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
過する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ので、粒体のほぼ
すべてをローラ１９に遭遇させることができる。

なお、本実施例においては粉砕ローラ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３２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。

以上の説明から明らかなように、本発明の竪型
粉砕装置は、原料供給管の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。従つて、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低減し、このため、生石の
吹き上げに要していたガス流速および風量を大幅
に低減させることができると共に、粉砕確率の向
上による粉砕効率の向上をはかることができる。

さらに、一度は粉砕ローラにより粉砕された
が、まだ精粉となつていないもの、或は、何らか
の原因で粉砕ローラに噛込まれなかつたもののう
ち、所要粒度よりも大きいものは、粉砕機下部に
落下させ、粉砕機外の経路を通つて新たに回転テ
ーブル上の所要位置に供給させるので、これらの
吹き上げに要する風量、風速をも低減でき、か
つ、粉砕機内での原料の循環量が大幅に減少し、
しかも粉砕機内での循環を行なう原料は従来に比
べて粒径の小なるもののみであるため、前述の、
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低減してこれ
らを吹き上げるための風量、風速を大幅に低減で
きることと相俟つて従来必要としていた流体流速
および風量を大幅に低減することができる。従つ
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るととも
に送風機仕様の縮小による設備費の節減を図るこ
とができる。また、前述の粉砕確率の向上による
粉砕効率の向上等により、粉砕装置の所要の製品
量の確保を容易にして前述した大幅な風量風圧の
削減を可能にする。さらに、粉砕機テーブル回転
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
率も向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第５図は従来の竪型粉砕機に
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図は本発明に係る竪型
粉砕装置の実施例を示し、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、１５……回転テーブル、１９
……ローラ、３２……原料供給管、３２ａ……本
管、３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅ……分岐
管、３５……排石シユート、３６……バケツトエ
レベータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転テーブルと、この回転テーブル上に向け
   て原料を供給する原料供給管と、回転テーブルの
   外周部上面で転動して原料を粉砕する複数個のロ
   ーラを備え、かつ、回転テーブル周縁の上昇空気
   供給部から落下する粉砕物を粉砕機外に取り出
   し、これを粉砕機外に設置した輸送装置により粉
   砕機の原料供給部へ返送させて粉砕機へ再投入し
   うるようにした竪型粉砕装置において、 回転テーブル上の落体粒子の運動軌跡のうちで
   ローラに当接する運動軌跡の出発点のみに原料を
   供給する原料供給管を備えたことを特徴とする竪
   型粉砕装置。