JP7372595B2 - 竪型粉砕機 - Google Patents

Description

本発明は、主に石炭、オイルコークス、セメント原料などを被粉砕物として粉砕する竪型粉砕機に関する。

セメント原料、石炭、オイルコークスなどを粉砕して微粉化させる竪型粉砕機がある。竪型粉砕機は回転テーブルと、これに従動する複数の粉砕ローラを備え、回転テーブル中心の上方から原料を供給すると、原料は遠心力で外周に押し出されて回転テーブルと粉砕ローラの間に噛み込まれて圧縮とせん断力により粉砕される。粉砕物は回転テーブルの外周部とケーシングの間を上方へ流れるガス気流に乗って上昇し搬送される。このようにガス気流を利用して粉砕物を上方からケーシング外へ排出する一方で、ガス気流によって搬送できない大きい粒径の粉砕物はケーシング下方のバケットエレベータによってケーシングの上方から再度回転テーブル上に供給して所望の粒径となるまで繰り返し粉砕される（例えば特許文献１に開示）。
前述のガス気流は、粉砕物をケーシング内の上方へ搬送するために、一例としてバケットエレベータを備えた粉砕機のとき風速４０～４５ｍ／ｓや、バケットエレベータがなくガス気流のみで粗粉を吹き上げるためにより高速の９０～１００ｍ／ｓなどに設定する必要がある。

しかしながら、このような現状の速い風速では消費電力が多くなり、またケーシングへの負荷が多くなるため風速を低く設定することが求められている。
また粒径の大きい粉砕物を再供給するために用いるバケットエレベータは、再供給量が増えると処理能力を高めるために設備を大型化しなければならず好ましくない。このように再粉砕のため機内で再循環させる粉砕物の量を少なくすることが省エネと生産性を向上させるための課題となっていた。

特開２００７－７５９３号公報

本発明が解決しようとする課題は、上記従来技術の問題点に鑑み、原料を効率良く粉砕すると共に、ガス気流による粉粒体の搬送効率を高めた竪型粉砕機を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するための第１の手段として、回転テーブルと、前記回転テーブルに従動する粉砕ローラを備えて、前記回転テーブルの上方から供給した原料を前記粉砕ローラで粉砕するとともに、粉砕物を前記回転テーブルの下方から供給したガスにより吹き上げて、分級機構を介して上部取出口からガスとともに取り出す竪型粉砕機において、
前記回転テーブルのダムリング上からケーシング側面に沿って前記分級機構の内部コーンまで延出して、前記回転テーブルと前記内部コーンの間のスペースと、ガス吹き上げ通路を隔てる円筒部材を設け、
前記円筒部材は前記粉砕物を前記回転テーブル上から前記ガス吹き上げ通路へ排出する排出口を備え、
前記排出口は、前記粉砕ローラの原料噛み込み後の側面に取り付けて、所定粒径の微粉のみが通過できるように調整可能な柵状又は格子状又はパンチングメタル状に形成したスクリーンを取り付けることを特徴とする竪型粉砕機を提供することにある。
上記第１の手段によれば、所定粒径の微粉となるまで確実に粉砕することができる。またガスが回転テーブル上に吹き込んだり、粗粉が混入したりすることがなくガス気流の風速を抑えて粉粒体を効率良く搬送することができる。
また粉砕する微粉を任意の粒径に調整することができる。所定粒径まで粉砕されない原料又は粗粉が回転テーブルから落下することなく、微粉となるまで回転テーブル上に留めることができる。

本発明は、上記課題を解決するための第２の手段として、第１の手段において、前記円筒部材は、前記ダムリング上からケーシング側面に沿って延出して前記排出口を有する第１部材と、
前記第１部材の内周に沿って設けて前記第１部材の上端よりも下方から前記ケーシング側面に沿って前記内部コーンまで延出する第２部材を有することを特徴とする竪型粉砕機を提供することにある。
上記第２の手段によれば、排出口の取り付け位置を任意に変えることができる。また摩耗の進行し易い第１部材のみ交換又はメンテナンスできる。

本発明は、上記課題を解決するための第３の手段として、第１又は第２の手段において、前記円筒部材は、ケーシングと内部コーンの間の上方に側面視で外側から内側に向けて凹状に湾曲させたくびれ部を設けたことを特徴とする竪型粉砕機を提供することにある。
上記第３の手段によれば、ガスがくびれ部の湾曲に沿って旋回することができスムーズに吹き上がると共に、粉粒体の接触によるケーシング及び円筒部材の摩擦を低減できる。

本発明によれば、所定粒径の微粉となるまで確実に粉砕することができる。またガスが回転テーブル上に吹き込んだり、粗粉が混入したりすることがなくガス気流の風速を抑えて粉粒体を効率良く搬送することができる。

本発明の竪型粉粒体の説明図である。 円筒部材の説明図である。 排出口の斜視図である。 排出口の側面の断面図である。 変形例の円筒部材の説明図である。 くびれ部の斜視図である。

本発明の竪型粉砕機の実施形態について、図面を参照しながら、以下詳細に説明する。

［竪型粉砕機１］
図１は、本発明の竪型粉粒体の説明図である。図２は円筒部材の説明図である。図３は排出口の斜視図である。図４は排出口の側面の断面図である。図１に示すように竪型粉砕機１は、外郭を形成する上部ケーシング１Ａ及び下部ケーシング１Ｂと、下部ケーシング１Ｂの下方に設置された減速機２Ｂと図示しない駆動モータによって駆動される回転テーブル２、コニカル型の粉砕ローラ３を備えている。
図２に示すように粉砕ローラ３は回転テーブル２の外周部分に位相を９０度ずらした形で４個配置している。また図１に示すように回転テーブル２の上方には、形状がほぼ円錐型の内部コーン６を配置し、内部コーン６の上部に固定式の一次分級羽根７が配置されている。そして内部コーン６の上方で一次分級羽根７の内側には、回転式分級羽根８を設置している。回転式分級羽根８は竪型粉砕機１の上部に設置された図示しない駆動モータによって駆動されて、自在に回転する構成となっている。本実施形態では回転式分級羽根８と一次分級羽根７を合わせて分級機構９と称している。分級機構９の中心及び内部コーン６の下部開口の中心と同軸上に円筒状の原料供給口１０を配置している。原料供給口１０から原料を回転テーブル２上に供給できる。
また竪型粉砕機１は、回転テーブル２の下方にガスを導入するためのガス導入口１１と、重量の大きな原料を取り出すための排出シュート１２と、回転テーブル２の上方にガスと共に粉砕物（所定粒径の製品）を取り出す上部取出口１３を備えている。

回転テーブル２の外周部分に対向する下部ケーシング１Ｂの内周面は、円筒状に形成されており、回転テーブル２の外周部分と竪型粉砕機１の下部ケーシング１Ｂとの間で環状の隙間を設けている。ガス導入口１１から供給されたガスは、下部ケーシング１Ｂの下方、回転テーブル２の下方へと吹き込まれる。そして、吹き込まれたガスは、下部ケーシング１Ｂの内壁に沿ったガス吹き上げ通路を吹き上がり、分級機構９を通過した後、上部取出口１３へと流れるガスの気流が生じる構成となっている。
本実施形態では、回転テーブル２のダムリング５上からケーシング側面に沿って分級機構９の内部コーン６まで延出して、回転テーブル２の内周を囲んで、回転テーブル２上と内部コーン６の間のスペースと、ガス吹き上げ通路を隔てる円筒部材２０を設けている。円筒部材２０は回転テーブル２とほぼ同径で、ケーシングと同様に所定強度の鋼材を用いた円筒であり、下端を回転テーブル２のダムリング５上に所定間隔を開けて接触を回避可能に配置し、上端を内部コーン６と所定間隔を開けて原料供給時の圧力損失を回避可能に配置し、複数の円筒部材支持部２１を用いて下部ケーシング１Ｂに固定している。円筒部材２０は一枚タイプの円筒であるが、この他、円筒を複数分割した分割タイプの部品を複数枚組み合わせることで１つの円筒を形成する構成であっても良い。ダムリング５上に円筒部材２０を設けることにより回転テーブル２上に流れ込もうとするガス気流がなくなり、ガス吹き上げ通路に沿って下方からガスを吹き上げることができる。

円筒部材２０は、粉砕物を回転テーブル２上からガス吹き上げ通路へ排出する排出口２２を備えている。排出口２２は、粉砕ローラ３と同数個であって、粉砕ローラ３の原料噛み込み後の側面のみに取り付けている。なお、あらかじめ開口面積の異なる（幅又は高さの長さが異なる）排出口２２を備えた円筒部材２０を複数用意しておき、円筒部材２０を交換することにより排出口２２の開口面積を任意に変更するように構成しても良い。この排出口２２には、柵状又は格子状又はパンチングメタル状に形成したスクリーンを着脱可能に取り付けている。スクリーンは、所定粒径の微粉のみが通過できるように開口（柵状の場合は長孔、格子状の場合は四角孔、パンチングメタルの場合は丸穴）の面積を任意に調整するように構成している。このような排出口２２の構成により、遠心力によって粉砕物を回転テーブル２上からガス吹き上げ通路へ排出できる。排出口２２は微粉のみが通過する柵状又は格子状又はパンチングメタル状のスクリーンを取り付けているので、スリット又は網目などの開口を通過できない粒径の大きい原料は排出されず回転テーブル２上に留まり、バケットエレベータを使用することなく再度粉砕することができる。

［変形例１］
図５は変形例の円筒部材の説明図である。図示のように変形例の円筒部材２０Ａは、第１部材２３ａ及び第２部材２３ｂを組み合わせた構成である。第１部材２３ａは、ダムリング５上から下部ケーシング１Ｂ側面に沿って途中まで延出して前記排出口２２を有している。排出口２２は前述と同様の構成を採用している。第２部材２３ｂは、第１部材２３ａの内周に沿って設けて第１部材２３ａの上端よりも下方から下部ケーシング１Ｂ側面に沿って内部コーン６まで延出している。第２部材２３ｂは複数の円筒部材支持部２１を用いて下部ケーシング１Ｂに固定している。一方、第１部材２３ａは円筒部材支持部２１を用いて円筒の軸回りを回転可能に取り付けている。第１部材２３ａの構成により、排出口２２の位置を円筒の軸回りで任意箇所に移動させることができる。
図６はくびれ部の斜視図である。図示のように円筒部材２０Ｂは、下部ケーシング１Ｂと内部コーン６の間の上方に側面視で外側から内側に向けて凹状に湾曲させたくびれ部２４を設けた構成でも良い。このようなくびれ部２４の構成により、下部ケーシング１Ｂの内壁に沿って形成されたガス吹き上げ通路を吹き上がるガスが、拡径した上方へ流れる際に、スムーズに流れを変える旋回流のスペースが生じて、内部コーン６に直接当たることが少なくなり、上方へ流れ易くなり、ケーシング及び内部コーン６の摩耗を抑えることができる。

［作用］
上記構成による本発明の竪型粉砕機１の作用について以下説明する。
原料が原料供給口１０から回転テーブル２上に供給されると、遠心力で回転テーブル２の外周に押し出されて回転テーブル２と粉砕ローラ３の間に噛み込まれて粉砕される。所定粒径の微粉は、粉砕ローラ３による原料噛み込み後、円筒部材２０の側面に設けた排出口２２からガス吹き上げ通路へ排出される。排出口２２のスクリーンを通過できない粒径の大きい原料、粉砕が十分でない粗粉は、回転テーブル２上に留まり、後段の粉砕ローラ３によって再粉砕されて前記微粉となるまで繰り返される。
一方、排出口２２を通過した粉砕物は、円筒部材２０とケーシングの間のガス吹き上げ通路を上方へ流れるガス気流に乗って上昇して分級機構９へ搬送される。このときガス気流は、円筒部材２０の外周が案内板や風向き制御板の役割を果たし、スムーズなガスの吹き上げをもたらし、無駄のない搬送が実現できる。
このように原料を所定粒径の微粉に粉砕した後、円筒部材２０の外周に沿ってスムーズにガス気流によって吹き上げることができるため、旋回流などのロスがなくなり、ガス気流の風速を従来構成の約半分、一例として風速２０～２３ｍ／ｓまで低下できる。
また従来の竪型粉砕機の場合、供給される原料の量を１３０とすると、粉砕後、上部取出口１３から回収される製品の量は１００で、排出シュート１２から回収されて再粉砕される原料又は粗粉の量は３０となっており、原料の２～３割程度がバケットエレベータによって上方の上部取出口１３へ搬送して再粉砕することになる。本発明の竪型粉砕機１によれば、粉砕が不十分な粗粉が回転テーブル２上から落下しないため、バケットエレベータに高度な搬送能力が必要ない。
さらに、円筒部材２０の上方にくびれ部２４を設けることにより、ガスがくびれ部２４の湾曲に沿って旋回することができスムーズに吹き上がると共に、粉粒体の接触によるケーシング及び円筒部材２０の摩擦を低減できる。

従来の構成では、下部ケーシング１Ｂ内の回転テーブル２上が開放状態であったため、下方から吹き上がるガス気流の影響を受けて原料が十分に粉砕されないまま回転テーブル２上から落下したり、粉砕物を上方の分級機構９まで吹き上げる際に回転テーブル２上で旋回流が生じたりして、ロスがあったためガス気流の風速を高く設定せざるを得なかったが、本発明の竪型粉砕機１の構成により円筒部材２０で回転テーブル２上と内部コーン６の間のスペースと、ガス吹き上げ通路を隔てて、回転テーブル２上と内部コーン６の間を囲うことができ、ガス気流の影響を受けることがない。回転テーブル２上に供給された原料が確実に粉砕されるまでテーブル上に留めることができる。またガス吹き上げ通路を吹き上がるガスで回転テーブル２上に旋回流が発生することがない。従って、原料を効率良く粉砕できると共に、ガス気流による粉粒体の搬送効率を高めることができる。

このような本発明によれば、所定粒径の微粉となるまで確実に粉砕することができる。またガスが回転テーブル上に吹き込んだり、粗粉が混入したりすることがなくガス気流の風速を抑えて粉粒体を効率良く搬送することができる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。しかしながら、本発明は、上記実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の変更が可能である。
また、本発明は、実施形態において示された組み合わせに限定されることなく、種々の組み合わせによって実施可能である。

１ 竪型粉砕機
１Ａ 上部ケーシング
１Ｂ 下部ケーシング
２ 回転テーブル
２Ｂ 減速機
３ 粉砕ローラ
５ ダムリング
６ 内部コーン
７ 一次分級羽根
８ 回転式分級羽根
９ 分級機構
１０ 原料供給口
１１ ガス導入口
１２ 排出シュート
１３ 上部取出口
２０，２０Ａ，２０Ｂ 円筒部材
２１ 円筒部材支持部
２２ 排出口
２３ａ 第１部材
２３ｂ 第２部材
２４ くびれ部

Claims (3)

1. 回転テーブルと、前記回転テーブルに従動する粉砕ローラを備えて、前記回転テーブルの上方から供給した原料を前記粉砕ローラで粉砕するとともに、粉砕物を前記回転テーブルの下方から供給したガスにより吹き上げて、分級機構を介して上部取出口からガスとともに取り出す竪型粉砕機において、
   前記回転テーブルのダムリング上からケーシング側面に沿って前記分級機構の内部コーンまで延出して、前記回転テーブルと前記内部コーンの間のスペースと、ガス吹き上げ通路を隔てる円筒部材を設け、
   前記円筒部材は前記粉砕物を前記回転テーブル上から前記ガス吹き上げ通路へ排出する排出口を備え、
   前記排出口は、前記粉砕ローラの原料噛み込み後の側面に取り付けて、所定粒径の微粉のみが通過できるように調整可能な柵状又は格子状又はパンチングメタル状に形成したスクリーンを取り付けることを特徴とする竪型粉砕機。
2. 請求項１に記載された竪型粉砕機であって、
   前記円筒部材は、前記ダムリング上からケーシング側面に沿って延出して前記排出口を有する第１部材と、
   前記第１部材の内周に沿って設けて前記第１部材の上端よりも下方から前記ケーシング側面に沿って前記内部コーンまで延出する第２部材を有することを特徴とする竪型粉砕機。
3. 請求項１又は請求項２に記載された竪型粉砕機であって、
   前記円筒部材は、ケーシングと内部コーンの間の上方に側面視で外側から内側に向けて凹状に湾曲させたくびれ部を設けたことを特徴とする竪型粉砕機。

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