JPH067933B2 - 堅型粉砕機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、セメント原料、セメントクリンカ、セメント
焼成用石炭、火力発電事業用、一般ボイラ用等の燃料石
炭、鉱石、高炉スラグ等の粉砕用竪型粉砕機に関するも
のである。

（従来技術） 第７図〜第９図は従来の竪型粉砕機を示し、テーブル駆
動装置２ａにより垂直軸の回りで回転するテーブル２、
その上方に広がる粉砕室３（供給される粒塊状物が水分
を含む場合は、乾燥室を兼ねる）、テーブル２上に粒塊
状物を供給する傾斜シュート４、テーブル２上に供給さ
れ落下点からテーブル外周に向って広がりながら振り出
される粒塊状物を、テーブル２に押しつけて粉砕しなが
らテーブル２の回転に伴い摩擦で回転する複数個のロー
ラ５（第７図〜第９図では５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの４
個）を有する。６は同ローラを支える軸である。又テー
ブル２の外周にはガス通路１２が設けられている。

非外部循環式竪型粉砕機の場合には、第７図及び第８図
に示すように、前記ガス通路１２にはガスの噴出し方向
の調節及び噴出し速度の増速のためのガス流案内羽根１
３が取付けられる。又テーブル２の下側にはテーブル下
ガス通路１５が形成され、熱ガス入口１４と連接され
る。更に熱ガス入口１４の底部は、傾斜させて溢出粉砕
物出口シュート１８とし、粉砕機外部の溢出粉砕物輸送
機１９に接続する。又粉砕室３の上方には分級機１６及
び分級された製品微粉をガスで搬送して取出すためのガ
ス排出口１７が設けられている。

しかしながら前記従来の竪型粉砕機には次のような欠点
があった。即ち、第９図において、シュート４の先端４
ｄから排出され、テーブル２上の線ａ−ｈの位置に落下
した粒塊状物は、落下速度と落下方向及びテーブル上面
に対する傾斜角などによって、落下点において固有の進
行方向と速度Voをもつ。これに対しテーブルは、毎分ｎ
回転の回転をするため、回転中心からの距離ｒによって の周速と、 の角速度を有し、投下された前記粒塊状物の物性（粒塊
度、嵩比重、水分、安息角、摩擦係数等）に応じて運動
が加えられ、更に回転による遠心力の作用を受けて、テ
ーブル２上をテーブル外周に向って広がりながら移動す
る。

第９図においては、ａ点への落下物は線ａ−ｂの軌跡と
なり、ｈ点への落下物は線ｈ−ｉの軌跡で移動する。即
ち、テーブル上の線ａ−ｈに投入された粒塊状物は、ａ
−ｂ−ｅ−ｇ−ｉ−ｈ−ａに囲まれた広がりとなる。４
個のローラ中５ｃ，５ｄの各圧下部２４は、前記の広が
りの中に含まれ、両ローラは圧下部２４の全面に粒塊状
物が供給されるが、落下位置における線ａ−ｈ中のｃ−
ｆ間の粒塊状物は、ｃ−ｄ−ｅ−ｇ−ｆ−ｃの広がりと
なるため、ローラ５ｃ及び５ｄの何れにも圧潰されず、
テーブル２からガス通路１２に振り出されることにな
る。又４個のローラ５ａ及び５ｂの２個のローラに対し
ては、シュートから投入された粒塊状物の最初の広がり
の軌跡ではその圧下部２４に供給されないため、粉砕機
能を発揮することができない。

このため傾斜シュート４のみを備える従来の竪型ローラ
粉砕機では、第７図に示すようにテーブル２の外周のガ
ス通路１２にガス流案内羽根１３を設けて、粉砕室３へ
吹き上げるガスの吹き出し方向を調節し、噴出し口の面
積を絞ってガス流を高速度（約８０m/sec）としてテー
ブル２の外周から振り出された粒塊状物を再テーブル２
上へ吹き戻してローラによる粉砕作用を受ける機会を増
加させる工夫がなされているが、１本構造の傾斜シュー
ト４では、４個のローラに対する負荷が不十分、かつ不
均一で、ローラの摩耗も不均一になる。又粉砕設備とし
ては、前記ガス流案内羽根１３による通風圧損が大き
く、通風動力が増加し、設備の消費能力が大きくなる欠
点があった。

更に回転するテーブル２上へ供給された粒塊状物は、前
述以外に多くの要因によって複雑に挙動し、その条件に
おける固有の広がりの軌跡と層厚とをもち、ローラ圧下
部２４との相対関係によって粉砕性能に大きく影響す
る。従って粉砕機の機械的な条件を調整して設定して
も、供給される粒塊状物の物性が変動すると、前記の粒
塊状物の広がりの軌跡も変化して粉砕性能も変動する。

このため、従来の竪型ローラ粉砕機において、定常に粉
砕性能を維持するためには、粉砕機の機械的な調整は勿
論、供給される粒塊状物の物性も常に一定に保つよう十
分な管理と調整が必要であった。

外部循環式竪型粉砕機では、ローラによって圧潰された
粉砕物は、テーブル外周のガス通路が吹き上げるガス流
による一次分級や、粉砕機上部の分級機による二次分級
によって粗粉が粉砕機内を内部循環するので、この間ロ
ーラによって更に粉砕されるが、シュートから供給され
た新たな原料である粒塊状物は、テーブル上の最初の広
がりでローラ圧下部に噛み込まれないと、大部分はその
ままテーブル外周のガス通路から落下し、粉砕機外の外
部循環輸送機へ排出され、再び粉砕機へ戻されるが、こ
の場合ローラによる粉砕効果は低下する。

これに対し、比較的構造の簡単な供給装置によって供給
された粒塊状物のテーブル上における最初の分散でロー
ラ圧下部への噛み込み割合を改善することによって、粉
砕能力は顕著に改善されることが実機の運転における調
査によって明らかになった。

粉砕機内に導入された新たな原料である粒塊状物を極力
何れかのローラの圧下部へ噛み込まれるように、テーブ
ル上に供給する条件を設定し調整することは、下方より
噴出させるガスの力を弱くした外部循環式竪型粉砕機で
は特に重要であり、前記の実機における運転で従来例の
ない新しい供給条件と構造を着想し、実機に応用し実証
を得た。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、従来の竪型粉砕機が、粉砕機能を十分に発揮
し得ず、また設備の消費動力が大きくなり、かつ粒塊状
物の物性を一定に保つために十分な管理と調整が必要で
ある等の問題点を解決しようとするものである。

（問題点を解決するための手段） このため本発明は、垂直軸の回りで回転するテーブル上
に供給された粒塊状物を前記テーブル上に配置された複
数個のローラなどによって圧潰粉砕する竪型粉砕機にお
いて、供給される粒塊状物の最大寸法より大きい高さを
有し、前記テーブル上のテーブル中心に同心に固設され
て一体に回転する分散台と、同分散台の上方から同分散
台に被さる状態の逆コップ状のストツパを有し、同スト
ツパの下周縁は同分散台の外周との間に粒塊状物の落下
を許す間隙をあけると共に、同分散台上に供給され、同
分散台の回転によって外周方向へ飛ばされ又は送り出さ
れた粒塊状物が衝突するよう、同ストツパの下縁を同分
散台の上面と同一高さとするか、それより下方に延設し
てなるもので、これを問題点解決のための手段とするも
のである。

（作用） テーブル上へ供給された粒塊状物は、テーブルの回転に
よって運動が加えられ、周方向速度と半径方向速度をも
ってテーブル上を広がる。本発明はこの広がりをテーブ
ル回転中心からローラの最内側点を結ぶ円に近い直径を
持つ円筒状ストツパと、上面が円筒状ストツパの下端よ
り高く、かつストツパの径より僅かに小さい径の円形台
をテーブル上に設けることにより、半径方向速度を零に
した後、再び前記円筒状ストツパと同径の位置にもどし
て前記円筒状ストツパ直下のテーブル上の全円周から振
り出された粒塊状物の広がりがテーブル上に配置された
全ローラの圧下部に対し、極力誘導されるようにする。

（実施例） 以下本発明の実施例を図面について説明すると、第１図
〜第６図は本発明の竪型粉砕機の実施例を示すもので、
第１図は粒塊状物内部供給装置を備えた竪型粉砕機の第
２図における線II〜IIに沿った縦断面図、第２図は第１
図の線Ｉ〜Ｉに沿った横断面図、第３図は第１図におけ
る要部の詳細図である。

また第４図は、テーブル上に設けられた分散台１０上に
供給された粒塊状物が、テーブルの回転によって振り出
され、円筒状ストツパ９が半径方向の運動を一旦阻止さ
れた後、再びテーブル上を広がってローラ圧下部に噛み
込まれる粒塊状物の運動の軌跡の説明図、第５図および
第６図は第３図及び第４図の夫々に対応するものである
が、本発明の機能上の効果を対比するための説明図で、
本発明の円筒状ストツパ９及び分散台１０を設けない場
合に、テーブル中心に供給された粒塊状物のテーブル上
における運動軌跡のローラ圧下部との関係を示す説明図
である。

さて第１図〜第４図において、竪型粉砕機本体１には、
本体を外側から貫通して粒塊状物原料２０を粉砕機１内
に導入するシュート４を備える。シュート４の先には導
入された前記粒塊状物を受け入れ、これをテーブル中央
に供給するためのシュート先ホッパ４ａが固設されてい
る。テーブル２は同駆動装置２ａによって回転するよう
駆動される。

またテーブル２の上面外周には、複数個のローラ５（第
２図及び第４図では５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの４個）が
配置される。前記各ローラ５は軸６の回りに回転自在に
取付けられ、支点軸受７を中心にローラ圧下装置８によ
って回転されてテーブル２上面にローラ転動面が押し下
げられ、テーブル２との間に噛み込まれた粒塊状物との
摩擦によって、テーブル２の回転に伴い回転して、供給
された粒塊状物を圧潰粉砕する。

テーブル２の上面との間に粒塊状物の通過を許す高さｌ
の間隙をあけ、ローラ５の内側にテーブルと同心に円筒
状ストツパ９が配置されている。この円筒状ストツパ９
の直径ｄ_２は、同ストツパ下方のテーブル上の円周から
再度振り出される粒塊状物の運動の軌跡が、全ローラの
圧下部２４に対し極力配分されるようになり、その粉砕
機に特有の直径で、回転数、ローラ寸法及び配置寸法並
びに粉砕される粒塊状物の物性によって決められる。

テーブル２の上面中央には、テーブルと同心で一体に回
転する分散台１０が固設されている。前記分散台１０の
直径ｄ_３は、前記円筒状ストツパ９の内面との間に供給
された粒塊状物が落下できる間隙ｃをあける大きさで、
高さｈ_３は前記円筒状ストツパ下端とテーブル上面間の
間隙ｌに同じ、またはｌより大きい高さとする。テーブ
ル２の外周と本体１の内側との間には、テーブル外周ガ
ス通路１２を設け、テーブル下熱ガス通路１５によって
熱ガス入口１４と連通する。

竪型粉砕機１内の熱ガスの通風は、熱ガス入口１４の前
の通風系に設けられた押し込み送風機（図示省略）か、
或は粉砕機本体上部のガス排出口１７の後の通風系に設
けられた誘引通風機（図示省略）によって行なわれる。
熱ガスは熱ガス入口１４から竪型粉砕機本体１内のテー
ブル下熱ガス通路１５を通って、テーブル外周ガス通路
１２から上部の粉砕乾燥室３へ吹き出され、その際ロー
ラ５によって粉砕され、テーブル２の外周から振り出さ
れた粉砕物を上部の分級機１６へ搬送し、粗粉を分離後
製品（微粉）を熱ガスと共にガス排出口１７から粉砕機
外へ搬送して取出す。

第５図は前記第３図に、又第６図は前記第４図に対応す
るもので、第５図の構造は本発明の構成上の要件である
円筒状ストツパ９及び分散台１０を欠いたものである。
第６図は第５図の構成で、テーブル２の中央にシュート
先ホッパ４ａから粒塊状物を供給したときのテーブル上
における広がりの運動の軌跡を表わしたもので、回転す
るテーブル２の中央へ粒塊状物を供給しただけでは、ロ
ーラに対し有効に配分されないことを表わしており、本
発明の機能の有効性が高いことを対比するための説明図
である。

次に第３図及び第４図に基いて作用を説明すると、竪型
粉砕機１内へシュート４によって導入された粒塊状物
は、シュート先ホッパ４ａからテーブル上に固設された
分散台１０の中央に落下供給される。前記粒塊状物は落
下時の広がりによる半径方向速度を有し、更に分散台１
０の回転による周速度と法線加速度（遠心加速度）との
影響を受けて分散台１０の上面を広がって円筒状ストツ
パ９の内面に衝突して半径方向速度を失い、前記分散台
１０と円筒状ストツパ９の間の間隙を落下して、テーブ
ル２上に供給される。この間の粒塊状物運動軌跡を表わ
せば、ｏ−ａの曲線となる。

次に筒状ストツパ９の直径ｄ_２の円周直下のテーブル２
の上面に落下した粒塊状物は、半径方向の初速度Vo＝ｏ
m/sec、テーブルの回転による半径方向法線加速度 （ωはテーブルの角速度rad/sec）、周速度 と、粒塊状物の物性とによって運動が加えられ、テーブ
ル２の外周までの間に広がる。今この広がりを一例とし
てローラ５ａの圧下部２４の半径方向範囲ｅ−ｃについ
て考えると、外端の点ｃを通る粒塊状物の運動の軌跡を
さかのぼると、ｃ−ｂ−ａとなり、更に回転中心まで延
長すればｃ−ｂ−ａ−ｏとなる。又内端点ｅを通る粒塊
状物の運動の軌跡は、回転中心側より見ればｏ−ｄ−ｅ
となり、更に延長すればｏ−ｄ−ｅ−ｆとなり、次のロ
ーラ５ｂの圧下部２４の外端点ｆを通る。

上述のことは本発明の構造を採用することによって、粒
塊状物に回転中心側からｏ−ａ−ｂ−ｃとｏ−ｄ−ｅ−
ｆの間の広がりをもって粒塊状物を運動させてローラ５
ａの圧下部２４に供給することができることを意味す
る。即ち、ローラ５ａの圧下部２４に噛み込ませること
ができる円筒状ストツパ９の円周上における振り出し範
囲は であり、この範囲の中心角を有効角θとすれば、θ＝∠
aod≒９０°＝３６０°／ローラ数(4)となる。これによ
り筒状ストツパ９の直下のテーブル２上から半径速度Vo
＝ｏで振り出される粒塊状物は、総て４個のローラ９の
圧下部２４へ過不足なく導くことが可能になる。

ローラ幅が十分でない（例えば十分な場合の1/2幅）と
きは、十分なローラ幅のときに比べ、その割合分に見合
って有効角θは小さくなる。またストツパのないときも
ローラ幅が十分でない場合には、ストツパの有るときと
略同様十分なローラ幅に比べ、そのマイナス幅の割合分
だけ有効角θは小さくなる。よって十分なローラ幅がな
いときでもストツパは有効である。なぜならば各ローラ
に対しより有効に、かつ均等に噛み込ませることができ
るためである。

なお、前述のような軌跡となるように粒塊状物を運動さ
せるためには、円筒状ストツパ９の直径ｄ_２を適正に決
定することが重要であるが、前記直径ｄ_２はテーブル直
径及び回転数、ローラ寸法、ローラ数及び配置等の機械
的条件と粒塊状物の物性、例えば質量や摩擦係数などと
関連して決定することができる。これら筒状ストツパ９
の直径ｄ_２の決定要素中粒塊状物の物性、特に摩擦係数
は実状として変動しやすく、厳密な管理が困難である
が、本発明によるローラ圧下部への粒塊状物の供給性能
は、供給される粒塊状物の水分変動などによって摩擦係
数が多少変化してもあまり影響を受けない。

例えば、前述の円筒状ストツパ９直下から振り出された
粒塊状物がローラ圧下部２４に噛み込まれる有効度合、
即ち直径ｄ_２の円周上における有効振り出し範囲 の大きさ、及び有効角θ＝∠aod（＝９０°）の大きさ
は前記の摩擦係数の変化によってあまり変らず、ローラ
５ａに対する位相角∠aocが変化するだけで、ローラ５
ａに対する供給性能は殆ど変らないことが実験等で確か
められており、これが本発明の優れた特徴の一つであ
る。

次に第５図及び第６図について説明すると、第５図は前
記第３図の構造中本発明の要件である円筒状ストツパ９
及び分散台１０を欠いた構造で、シュート先ホッパ４ａ
からテーブル２の中央へ粒塊状物を投下供給する場合を
示し、第６図はその場合の粒塊状物のテーブル２上にお
ける広がりの運動の軌跡と、ローラ５の圧下部２４との
関係の説明図である。

テーブル回転数は基本的にはテーブル径に見合ったもの
で、径の大小により大きく変化する。即ち、立形ミルに
採用しているテーブル回転数は 大形のテーブル径 25rpm（遠心加速度２．０ｇ相当） 小形のテーブル径 45rpm（遠心加速度２．０ｇ相当） であり、中間のテーブル径に対しては中間的回転数が使
用される。ちなみに本発明の第４図はテーブル回転数が
32〜33rpmを念頭に運動軌跡を作図している。

テーブル回転数は ミル動力（粉砕能力）∝テーブル回転数 の関係があり、回転を早めればコンパクトなミルになる
が、反比例してミル振動値が高くなり、摩耗部分も多く
なって、これに耐える剛性の高い、耐摩耗性を持った重
装備のミルを製作する必要から、両方のバランスを取っ
た適正なテーブル回転数が決まって来る。よってテーブ
ル径を決めれば、テーブル回転数はおのずと決まり、自
由に回転数は振れるものではない。

第６図において、シュート先ホッパ４ａからテーブル２
の中央に落下供給された粒塊状物は、第４図と同様落下
点において半径方向の広がりによる初速度Vno m/secを
有し、更にテーブル２の回転による法線加速度α_ｎと周
速Ｖｃとの影響を受けて広がるが、円筒状ストツパ９の
直径ｄ_２相当円までの軌跡は、第４図と同じでｏ−ａの
曲線となる。更に第６図の場合は円筒状ストツパ９がな
いため、直径ｄ_２相当の円周上の点ａにおいても半径方
向速Ｖｎはｏにならず、法線加速度αによって引続き増
加し、又周速も引続いて半径の増加に従って大きくな
り、テーブル外周までの間を広がりながら運動しａ−ｂ
の軌跡をとる。

一例としてローラ５ａの圧下部２４の半径方向範囲ｄ−
ｂについて考えると、外端ｂを通る運動の軌跡を逆にた
どると、ｂ−ａ−ｏとなり、内端点ｄについては回転中
心側から見るとｏ−ｃ−ｄとなり、更に延長するとｏ−
ｃ−ｄ−ｅとなる。前記ｃ点は前記直径ｄ_２の円周との
交点、ｅ点はテーブル外周円との交点である。

以上よりローラ５ａの圧下部２４のｂ−ｄ間を通る粒塊
状物の広がりは、回転中心ｏよりｏ−ａ−ｂとｏ−ｃ−
ｄ−ｅの間だけであって、直径ｄ_２相当のテーブル上の
円周ではａ−ｃ間が振り出し有効範囲となり、有効角θ
は∠aocで第６図では約３４°である。これを直径ｄ_２
の円全周で考えると、約２２４°（３６０°−３４°×
４）の範囲から振り出された粒塊状物は、４個のローラ
の何れの圧下部２４へも噛み込まれることなく、テーブ
ル外へ振り出されることになる。

従って第５図のテーブル構造で粉砕能力を高めるために
は、粒塊状物を予めローラ数に均等に分割し、これを各
ローラの圧下部を通る運動軌跡の上流側の狭い広がり内
に確実に供給するよう微調整するか、或は前述の従来の
粉砕機の場合のように、粉砕機内のガス搬送による内部
循環を増して、ローラによって圧潰される機会を増加
し、且つ全ローラに分散させるしかないが、前者の方法
は調整が微妙、且つ繁雑で、後者では前述のよう大きい
消費動力が必要となる。

（発明の効果） 以上詳細に説明した如く本発明は構成されているので、
円筒状ストツパの作用によって、同ストツパ直下のテー
ブル全周から振り出される粒塊状物の全量、あるいはそ
れに近い量を各ローラ圧下部に対し均等、且つ十分に有
効供給することが可能となり、更にこの特性が供給され
る粒塊状物の水分の変動等による摩擦係数の変化にもあ
まり影響されないで維持される。これが本発明の優れた
特徴である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す竪型粉砕機の縦断面図、
第２図は第１図のＩ〜Ｉ断面図、第３図は第１図におけ
る要部の詳細図、第４図は第３図におけるテーブル上の
粒塊状物の運動の軌跡を示す説明図、第５図は第３図か
ら円筒状ストツパ及び分散台を取去った場合の断面図、
第６図は第５図の場合のテーブル上の粒塊状物の運動の
軌跡を示す説明図、第７図は従来の竪型粉砕機の縦断面
図、第８図は第７図のIV〜IV断面図、第９図は第７図に
おけるＶ〜Ｖ断面図で、粒塊状物のテーブル上における
広がりの軌跡とローラによる圧下部との関係を示す説明
図である。 図の主要部分の説明 １……竪型粉砕機本体 ２……テーブル ２ａ……テーブル駆動装置 ５……ローラ ９……円筒状ストツパ １０……分散台

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】垂直軸の回りで回転するテーブル上に供給
   された粒塊状物を前記テーブル上に配置された複数個の
   ローラなどによって圧潰粉砕する竪型粉砕機において、
   供給される粒塊状物の最大寸法より大きい高さを有し、
   前記テーブル上のテーブル中心に同心に固設されて一体
   に回転する分散台と、同分散台の上方から同分散台に被
   さる状態の逆コップ状のストツパを有し、同ストツパの
   下周縁は同分散台の外周との間に粒塊状物の落下を許す
   間隙をあけると共に、同分散台上に供給され、同分散台
   の回転によって外周方向へ飛ばされ又は送り出された粒
   塊状物が衝突するよう、同ストツパの下縁を同分散台の
   上面と同一高さとするか、それより下方に延設してなる
   ことを特徴とする竪型粉砕機。