JPH0710357B2

JPH0710357B2 - 掃気式粉砕装置

Info

Publication number: JPH0710357B2
Application number: JP1113541A
Authority: JP
Inventors: ブルンディークホルスト
Original assignee: ロエッシェゲーエムベーハー
Priority date: 1988-05-04
Filing date: 1989-05-02
Publication date: 1995-02-08
Anticipated expiration: 2010-02-08
Also published as: JPH0263559A; DK183189D0; EP0340510A3; ZA893019B; EP0340510A2; DK183189A; DE3815218A1

Description

【発明の詳細な説明】［発明の背景］本発明は特許請求の範囲の請求項１の前文部分に記載し
た掃気式粉砕装置に関する。

このような掃気式粉砕装置は、たとえば、ドイツ国特許
2019005またはヨーロッパ特許0173065A2により公知であ
り、本願添付図面の第１図に示してある。

従来の掃気式粉砕装置で生じる問題を説明すべく、掃気
式粉砕装置１をその動作と共に必須の組立体、構成要素
と一緒に以下に簡単に説明する。

掃気式粉砕装置１は基礎の上に載っており、通常はケー
シング２によって気密に囲まれている。この粉砕装置は
下方のローラミルを包含し、このローラミルを覆って上
部に一体の分級機11がすえ付けてある。ローラミルの一
部としての粉砕パンまたは粉砕ボウル３が駆動機４によ
って回転させられる。被粉砕材料は上方からあるいは側
方から粉砕パン３に供給され、弾性的に押し付けられた
粉砕ローラ９とパン３との間で粉砕される。粉砕ローラ
９は別個の駆動機を持たず、代わりに、粉砕パン３との
摩擦係合あるいは粉砕ローラと粉砕パンとの間にある粉
砕材料との摩擦係合によってのみ回転させられる。空気
が供給流路６を経て流入し、羽根リング16が粉砕後にパ
ン３から投げ出されたオーバーサイズ、アンダーサイズ
の材料の混合物をローラ９を通して分級機11の付近まで
上方に送る。空気／微粉混合物13の回転しながら上昇す
る流れに対応して、駆動機14によって駆動されるロータ
12がオーバーサイズの材料を拒否し、その結果、オーバ
ーサイズ材料は部分的な空気流と共にいわゆる渦シンク
あるいは渦サンプ８付近で粉砕パン３上に落下する。ア
ンダーサイズ材料は粉末出口15を経て分級機11から出
る。

空気／微粉混合物の通常の流れ比は第１図に流線として
破線で示してある。分級機ロータ12の下方でローラミル
の中心に渦サンプ８が形成してあり、渦サンプ内では粉
砕材料粒子が運ばれるばかりでなく、実質的に円形の下
向きの経路に沿って空気またはガスあるいはこれら両方
が粉砕パン３に戻される。この空気／微粉混合物は粉砕
パン３によって引き込まれ、ころがされ、空気のみが外
に逃げる。

明らかなように、掃気式粉砕装置１の内側領域７におけ
る流れ比は所望の生産粉末度によってかなり左右され
る。セメント−原料−石炭微粉砕のために普通に使用さ
れるような掃気式粉砕装置の標準の設計では、平均約10
〜30％Ｒ DINO.09の粉末度を有する微粉が生産される。

掃気式粉砕装置を10％Ｒ DINO.09よりもかなり細かい
微粉を作り出すのに使用しようとする場合、分級機11に
よって拒否されるオーバーサイズ材料もかなり細かくな
る。空気中では非常に細かい粉末の浮力は粗大粉末より
もかなり大きいので、オーバーサイズ材料を粉砕パン３
に戻す重力の比率はそれなりに小さくなる。これはきわ
めて多量の空気を通した「微粉雲」が粉砕パンに落下す
る、すなわち、戻されることを意味する。非常に限られ
た内部摩擦の結果として、物理的な観点から、この微粉
雲は実質的に流体に匹敵する。

このような従来の掃気式粉砕装置で生じる問題は粉砕パ
ンのところでかなり空気を通した粉砕ベッドを得、パン
の回転によって粉砕ローラ９の上流側に運ぶということ
にある。しかしながら、これらの粉砕ローラ９はこの空
気の多い粉砕ベッドに限られた程度にしか引き寄せられ
ない。その結果、空気の多い粉砕材料は最初に粉砕ロー
ラの前方でせき止められ、空気が粉塵／空気混合物から
取り出される。したがって、粉砕ローラの前方には、連
続的に増大する粉塵波が形成され、これは弾頭波に匹敵
する。

従来公知の構造では、粉砕ローラ９が粉砕材料と粉砕パ
ンとの摩擦あるいは粉砕パンとの直接の摩擦によっての
み駆動されるので、この従来公知の摩擦力駆動は機能し
ないかあるいは機能したとしてもかなり不適切である。
これは、粉塵波のようにふるまう連結媒質が空気の多い
粉砕ベッドとして流体に類似した特性を有するためであ
る。その結果として、粉砕ローラの速度が低下するか、
あるいは、粉砕ローラが完全に停止してしまう。

空気の多い粉砕ベッドの粉塵／空気混合物から充分な空
気が除去されたときに初めて、連結媒質が充分に安定
し、摩擦係合によって粉砕ローラを駆動し、保持するこ
とになる。しかしながら、このような成長する微粉波の
ゆっくりした蓄積が粉砕ローラの上流側で微粉くさび状
に急激に増大すると、粉砕ベッドを急速に引っ張り、連
続的に弾力的な粉砕ローラ９の下方に引っ張るというさ
らなる欠陥が生じる。前記物理的な条件の結果として、
たとえば速度の低下または停止する粉砕ローラは蓄積さ
れた微粉くさびの作用を急激に受け、加速されなければ
ならない。しかしながら、これは非常に高い駆動エネル
ギが瞬間的に要求されることを意味する。大きなローラ
の慣性を克服しなければならないからである。

上記の作動状態は粉砕ローラに滑り・他着現象を招き、
これはローラミルに著しい振動を生じさせる。掃気式粉
砕装置におけるこの滑り・他着現象による機械的な損傷
とは別に、ローラミルの不連続作動の場合にはミルの生
産高の低減もある。

［発明の概要］従来技術で生じる欠陥の結果として、本発明の課題は、
特に粉砕すべき材料に高い粉末度を求める場合にミル生
産高に関して高い効率を達成し、しかも、作業シーケン
スをできるだけ均一にし、電力消費に関連してまたは機
械的な観点から急激な、すなわち、衝撃的なストレスを
有効に低減するように掃気式粉砕装置を設計することに
ある。

本発明によれば、この課題は特許請求の範囲の請求項１
の特徴記載部分の特徴によって解決される。

基本的な原理は掃気式粉砕装置の粉砕プレートまたは粉
砕ディスクを単一の駆動機で駆動するのをやめ、個々の
粉砕ローラを回転駆動することにある。

これは、一見、より高いエネルギ需要を伴う余分な設備
コストを必要とするように思える。しかしながら、本発
明はローラミルの連続的な作動を通じて機械的な摩耗を
高めることになる急激なストレスを回避できるのであ
る。これは電力需要にも当てはまり、電力の消費量をよ
り均一にすることができ、従来と異なって装置をピーク
負荷に備えて設計する必要がなくなる。

したがって、粉砕ローラは個別の対応した駆動手段、た
とえば、電動機によって粉砕パンまたは粉砕ボウルと対
応する粉砕ローラの摩擦係合の場合の論理速度に少なく
とも一致する速度で駆動される。この理論速度というの
は、ここでは、従来からの粉砕ベッドに関して粉砕ロー
ラを連続的に回転させる場合に生じる速度を意味する。
粉砕ローラの速度はこの論理速度よりも幾分高いと良
い。これにより、粉砕ベッドまたは粉砕パンに対する粉
砕ローラの滑りまたは他着がまったくなくなり、被粉砕
材料の効果的な微粉砕が行われ得る。

粉砕ローラの速度は、できるならば、無段階で調節でき
ると良く、そうすれば、粉砕材料の所望の粉末度、粉砕
ベッド厚さ、ローラミルの負荷状態または運転動作に応
じて調節することができる。その結果、粉砕ローラの上
流に粉塵波が生じるのを防ぐべく粉砕ローラに強制的に
与えられる速度は本発明の本質的な特徴である、さら
に、粉砕ローラあたりの駆動トルクＴは、粉砕パンのト
ルクＴ_{グライディング・パン}と粉砕ローラの数の商から
得られる値に等しいかあるいはそれより小さくなければ
ならない。

すなわち、粉砕ローラを複数設けた場合には、各粉砕ロ
ーラにＯ〜Ｔ_ローラの駆動トルクが加えられ、Ｔ_ローラ
を１つの粉砕ローラの最高駆動トルクとし、Ｔ
_{グラインディング・パン}を粉砕パンの駆動トルクとする
と、とすることが好ましい。

これら２つの局面を考慮して、本発明は、あらゆる場合
に、粉砕ローラの回転駆動は従来の粉砕装置で生じるよ
うな純粋な摩擦駆動に匹敵する効果を与えることができ
る。

このような掃気式粉砕装置は気密に囲まれることが多
く、対応する粉砕ローラをそれぞれの揺動レバーに組み
込むので、特定の粉砕ローラの別個の駆動機を与え、任
意の形式、たとえば、電動式、機械駆動式、あるいは、
液圧駆動式のものであり得る駆動手段を粉砕ローラから
遠い方の側に設けると良い。電動機のような駆動手段を
粉砕部分ケーシングに連結することなく装着するのが特
に適切である。駆動手段はケーシング内に装着し、ケー
シング以外のところに取り付けても良い。駆動手段の駆
動軸が粉砕ローラのための駆動軸と連結していないこと
が重要である。

粉砕ローラの個別駆動には２つの基本的な代替案があ
る。第１の代替案としては、ローラ軸を固定した粉砕ロ
ーラを特定のローラ・ユニットの揺動レバーに回転可能
に装着する。次に、駆動手段を揺動レバーに適当に固定
する。その結果、種々の粉砕ベッド高さによるローラ・
ユニットの振動のために別個に補正手段が不要となる。
第２の代替案としては、揺動レバー内に静止中空軸を設
置する。粉砕ローラは摩擦防止軸受、たとえば、軸線方
向、半径方向の軸受によって中空軸の内端に回転自在に
保持される。実際の駆動は中空軸を貫通する駆動軸によ
って行われ、この駆動軸が閉鎖装置または終端装置を介
して研削ローラに必要なトルクを与える。

反対端で、この駆動軸は駆動手段に連結され、特に完全
な軸のカルダン式の半径方向、軸線方向の調節が中間部
材を経て可能となる。駆動手段となる電動機は揺動レバ
ーに直接固定しても良いし、ケーシングの外側に連結せ
ずに装着しても良い。

これらの代替案の両方で、少なくとも揺動レバーと係合
し、粉砕装置の固定部分に支持されたスプリング手段が
設けられ、被粉砕材料にローラ接触圧力を加える。

揺動レバーに対応した中空軸またはローラ軸を装着した
結果、粉砕装置のケーシング内に直接装着することも可
能となる。

以下、本発明を添付図面に図示した２つの実施例に関連
してより詳しく説明する。

なお、第１図に示した掃気式粉砕装置１を従来技術の欠
陥および問題点を指摘するために冒頭で説明したが、こ
の掃気式粉砕装置の個々の組立体、構成要素には本発明
のものと一致するものもあるので、それには同じ参照符
号が付してある。

ところで、滑り・他着現象やミル振動のような従来の粉
砕装置の欠陥を克服すべく、本発明では、粉砕パンまた
は粉砕ボウル３の駆動に加えて、粉砕ローラも駆動す
る。それに対応して速度、トルクも合わせて粉砕ローラ
の上流側に材料の弓なり波を形成することなく粉砕ロー
ラを独立して回転させる。粉砕ギャップまたは粉砕ベッ
ドでの粉砕ローラと粉砕パンの回転方向は同じ方向であ
る。

［好ましい実施例の説明］第２図に概略的に示す実施例は粉砕ローラ20のための駆
動機の第１代替例である。粉砕ローラ20と揺動レバー25
とからなるローラ・ユニットはケーシングまたは軸受ハ
ウジング35上のそれ自体の基礎ブロック上に固定され、
揺動レバー点34まわりに回動できる。この駆動機の基本
的な原理は、たとえば、クランプ装置36を用いて、揺動
レバー25のブシュ27内に中空軸23を固定することにあ
る。粉砕ローラはローラ側で、すなわち、第２図で中空
軸の右端で前記中空軸23上に半径方向軸受32および傾斜
軸受33によって回転可能に装着される。粉砕ローラ20
（本例では、半径方向内側のローラ体21と外側の截頭円
錐形のローラ・シェル22とからなる）が中空軸23内を案
内され、任意に装着された駆動軸24によって相当するト
ルクで駆動される。ローラ・シェル22は、本例では、ボ
ルト48とクランプ・リング49とによってローラ体21に堅
固であるが交換可能に固定される。第２図に示すローラ
・ユニットの右側はキャップ状の閉鎖装置または終端装
置44によって閉ざされる。この閉鎖装置44とその留め具
50は、主として、内側駆動軸24からの駆動トルクを継手
部材45およびその剛性連結部46を経て実際の粉砕ローラ
に伝えるのに用いられる。この閉鎖装置44は内側軸のた
めの粉塵防止気密シールとなりかつ傾斜軸受33のための
軸受ブロックともなる。

駆動機側では、内側駆動軸24は継手軸43によって概略図
示のモータ26、たとえば、電動機の従動軸42に連結され
る。モータ26は揺動レバー25に固定された止めプレート
39に留め具41によって固着される。モータ26の従動軸42
は対応する開口40を貫いて中空軸23内に突入している。
軸部材は中空軸の長手軸線の方向において軸線方向に調
節でき、かつ、半径方向にも調節できるように設計され
る。ユニヴァーサルジョイント、または、カルダンジョ
イント継手部材として用い得る。

説明のために、ローラ・ユニットがフランジ28を経て圧
力スプリング29の作用をどのように受けるかを示す。な
お、このスプリング29は固定部分30に関して軸受ブロッ
クとして支持される。

こうして、第２図に示す実施例では、粉砕パン３はその
回転軸線47まわりに独立して回転し、粉砕ローラ・ユニ
ットと同様にそれ自体の駆動機を備えており、その結
果、粉砕ローラの個別駆動によって前述の欠陥が防止さ
れる。

中空軸23のボア31の寸法は継手部材または駆動軸24の外
周およびローラの負荷および回転を吸収するのに必要な
安定性によって決まる。

粉砕ローラ55のための駆動機の第２代替例が第３図に部
分的に軸線方向の断面で概略的に示してあり、ここで
は、粉砕ローラ55にはローラ軸56が連結してある。この
ローラ軸は、たとえば、軸線方向、半径方向の力を吸収
する軸受53によって錠止レバーのブッシング52内に回転
自在に装着されている。対応する駆動軸57を持つ駆動機
構58によって駆動がなされる。先の実施例と同様に、揺
動レバー25は軸受ハウジング35に関して揺動レバー・ジ
ョイント34によって装着される。揺動レバー25は軸線47
まわりに回転している粉砕パン５に関する粉砕ローラ55
の補正運動を許す。揺動レバーは対応する粉砕装置ケー
シングからのローラ・ユニット全体を振り出させるのに
も役立つ。先の実施例と同様に、圧力スプリング29が、
たとえば、ケーシングの固定部分30上に支持されてお
り、これはフランジ28および揺動レバー58を介して粉砕
ローラ55に作用する。

駆動手段58は第３図のモータ保持手段54によって揺動レ
バー25に固定されている。駆動機構58と同様に、可能な
らば、ローラ軸56の軸受は粉砕装置の内部７に関して粉
塵防止気密状態で収容される。ローラ側の端は、この実
施例では、丸いローラ・キャップ69によって形成されて
いる。

第２図、第３図に示す駆動代替案は第１図の真空作動式
ミル１で用いることができる。このミル１では、揺動レ
バー10は本質的にケーシング２の外側に設置されてお
り、その結果、第２図、第３図に示すような駆動機26、
58を揺動レバー25、27、52および揺動レバー10に直接固
定することもできる。この場合、駆動機は、たとえば、
ジョイント34のまわりに対応する揺動レバーと共に回動
する。

第４図は本発明による掃気式粉砕装置を示しており、従
来技術と一致する組立体は第１図のものと同じ参照符号
で示してある。第４図の掃気式粉砕装置60はローラミル
領域に粉砕パン61を有し、この粉砕パンは粉砕経路に沿
って供給されたまたは循環する粉砕材料を分配するドー
ム形の中央突起62を有する。粉砕材料は分級機11を貫い
て中央を頂から底まで延びる材料供給流路64によって供
給される。この流路まわりで、ロータ12の駆動機の中空
のロータ駆動軸65が回転可能に設けられている。

左側の粉砕ローラ20の駆動機構は第２図に示す代替例に
ほぼ一致し、トルクは中空軸内を延びる駆動軸24によっ
て粉砕ローラ20に与えられる。モータ26（留めストラッ
ト41によって外側ケーシング２に取り付けてある）は従
動軸42を介して粉砕ローラ20を個別に駆動する。従動軸
42は粉砕装置の外側ケーシング２にある開口63を貫いて
突出している。駆動軸のための通過開口および取り付け
用支持体は図では明確に示していないが気体、粉塵を阻
止するように気密に設計されている。

この掃気式粉砕装置60では揺動レバー25、27がケーシン
グ２内に配置してあるので、駆動機は揺動レバー27の背
面に直接固定することはできない。駆動機26は取り付け
用支持体41によってミル・ケーシング２に外部から固定
されなければならない。したがって、ローラの回動運転
は自在調節（特にユニヴァーサルジョイントによって与
えられ得る）を介して駆動軸24によって補正される。

個々の粉砕ローラ20を個別に駆動することによって、ロ
ーラ上流側で被粉砕材料がせき止められるのが防止さ
れ、その結果、ローラミルの運転中の騒音発生の原因に
なり、かつ、早期摩耗を生じさせる原因ともなる滑り・
他着現象がなくなる。この駆動ユニットは従来技術で生
じていたタイプの急激なストレスを防止したために最高
動力を低下させるようにも設計し得る。こうして、被粉
砕材料に高い粉末度が要求される場合でも生産高をかな
り改善することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は流れ状態を説明するための従来技術による掃気
式粉砕装置の正面図である。第２図は粉砕ローラ駆動機の第１代替例の概略軸線方向
断面図で、ローラ・ユニットを揺動レバーと共に示す図
である。第３図は粉砕ローラの第２代替例の部分断面図である。第４図は本発明の掃気式粉砕装置の正面図であり、第１
図の参照符号と組立体を残し、第２図の駆動代替例を用
いた状態を示す図である。図面において、20……粉砕ローラ、21……ローラ体、22
……ローラ・シェル、23……中空軸、24……駆動軸、25
……揺動レバー、29……スプリング、35……軸受ハウジ
ング、42……従動軸、43……継手軸、44……閉鎖装置、
45……継手部材、52……ブッシング、55……粉砕ロー
ラ、56……ローラ軸、58……駆動手段、60……掃気式粉
砕装置、61……粉砕パン、64……材料供給流路、65……
駆動軸

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静止状態で粉砕ローラを少なくとも１つ有
するローラミルを備え、粉砕ローラが回転する粉砕パン
に弾力的に押し付けられる得るようになっており、ロー
ラミルの上方に一体の分級機が配置してあり、粉砕材料
・空気混合物が本質的にローラミルの中央から粉砕パン
および粉砕ローラに供給されるようになっている掃気式
粉砕装置であって、粉砕パン（３）に加えて、粉砕ローラ（22、55）も別体
の駆動手段（26、58）を有し、この駆動手段によって粉砕ローラ（20、55）が粉砕材料
の有無にかかわらず粉砕パン（３）と粉砕ローラ（20、
55）の摩擦係合時の理論速度に少なくとも一致する速度
あるいはこの理論速度より高い速度で粉砕パン（３）と
同じ方向へ強制的に回転駆動され、いくつかの粉砕ローラを有し、各粉砕ローラ（20、55）
にＯ〜Ｔ_ローラの駆動トルクが加えられ、この駆動トル
クが次の式で求められ、ここで、Ｔ_{グラインディング・パン}が粉砕
パンの駆動トルクであり、Ｔ_ローラが１つの粉砕ローラ
の最高駆動トルクであることを特徴とする掃気式粉砕装
置。
【請求項２】請求項１記載の掃気式粉砕装置において、粉砕ローラ（20、55）の速度が無段式に変化することを
特徴とする掃気式粉砕装置。
【請求項３】請求項２記載の掃気式粉砕装置において、粉砕ローラ（22、55）の速度が粉砕材料の粉末度の関数
として調節可能であることを特徴とする掃気式粉砕装
置。
【請求項４】請求項１記載の掃気式粉砕装置において、各粉砕ローラ（20）が固定した中空の軸（23）に装着し
てあり、この軸内には粉砕ローラ（20）のための駆動軸（24、4
2、43、45）が配置してあり、駆動軸の駆動が粉砕ローラ（20）から遠い方の側で行わ
れることを特徴とする掃気式粉砕装置。
【請求項５】請求項４記載の掃気式粉砕装置において、駆動軸（24、42、43、45）が半径方向に調節できること
を特徴とする掃気式粉砕装置。
【請求項６】請求項４記載の掃気式粉砕装置において、駆動軸（24、42、43、45）が軸線方向に調節できること
を特徴とする掃気式粉砕装置。
【請求項７】請求項４記載の掃気式粉砕装置において、中空軸（23）のローラミル中心（８）に向いた側に閉鎖
装置（44）が設けてあり、この閉鎖装置（44）が粉砕装置（６）の内部（７）に対
して中空軸（23）をシールすると共に、粉砕ローラ（20）にトルクの伝達を行うようになってい
ることを特徴とする掃気式粉砕装置。
【請求項８】請求項１記載の掃気式粉砕装置において、ケーシングと、いくつかの粉砕ローラと、各粉砕ローラ
に組み合わせた揺動レバーとを包含し、各粉砕ローラ（55）がローラ軸（56）に固着してあり、このローラ軸がケーシング（２）内に回転自在に装着し
てあり、このローラ軸（56）が駆動手段（58）に固着してあるこ
とを特徴とする掃気式粉砕装置。
【請求項９】請求項１記載の掃気式粉砕装置において、ケーシングと、いくつかの粉砕ローラと、各粉砕ローラ
に組み合わせた揺動レバーとを包含し、各粉砕ローラ（55）がローラ軸（56）に固着してあり、このローラ軸が粉砕ローラ（55）と組み合わせた揺動レ
バーに回転自在に装着してあり、このローラ軸（56）が駆動手段（58）に固着してあるこ
とを特徴とする掃気式粉砕装置。
【請求項１０】請求項４記載の掃気式粉砕装置におい
て、ケーシングを備え、駆動手段（26、58）がこのケーシン
グ（２）上の連結できないように設けてあることを特徴
とする掃気式粉砕装置。