(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
新規原料を供給する円筒状のシュートと、
前記シュートの外周側に配置され、内部循環原料を供給する漏斗状のコーンと、
前記シュートから新規原料が供給されると共に前記コーンから内部循環原料が供給される平面の中央領域及びその周りのローラ転動領域を有すると共に、回転することにより前記中央領域から前記ローラ転動領域に前記各原料を導く回転テーブルと、
前記ローラ転動領域に押し付けられた状態で前記回転テーブルの回転に従動して前記ローラ転動領域を転動する粉砕ローラ及び補助ローラと、
前記回転テーブルの外周縁部上に設けられ、前記回転テーブル及び各ローラ間を通過した前記各原料を堰き止めるダムリングと、
前記ローラ転動領域の内側に位置するように前記中央領域上に配置されると共に前記ローラ転動領域に導かれる前記各原料の層厚を一定にするスクレーパとを備え、
前記スクレーパは、前記回転テーブルとの間に隙間を形成するように前記回転テーブルの直径に沿って配置され、両端部が前記コーンの下端部に支持軸を介して取付固定されている
ことを特徴とする竪型粉砕機。
【請求項２】
前記シュートが、竪型粉砕機の上部から回転テーブル中央に向かって鉛直方向に伸びるシュートである請求項１記載の竪型粉砕機。
【請求項３】
前記シュートの下端面から前記回転テーブルの上面までの距離Ｈ１は、前記回転テーブルの直径をＤとした場合、
Ｈ１＝Ｄ×（０．１〜０．２）［ｍｍ］
となるように設定されている
ことを特徴とする請求項１又は２記載の竪型粉砕機。
【請求項４】
前記スクレーパの高さＨ２は、前記回転テーブルの直径をＤとした場合、
Ｈ２＝Ｄ×（０．０１５〜０．０２）［ｍｍ］
となるように設定され、
前記回転テーブルの上面から前記スクレーパの上面までの距離Ｈ３は、前記回転テーブルと前記スクレーパとの間の高さをｈとした場合、Ｈ２＋ｈ［ｍｍ］となるように設定されている
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の竪型粉砕機。
【請求項５】
前記粉砕ローラに付与する荷重は、前記粉砕ローラの投影面積当たり９〜１２ｋｇ／ｃｍ２となるように設定され、
前記補助ローラに付与する荷重は、前記補助ローラの投影面積当たり２〜５ｋｇ／ｃｍ２となるように設定されている
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の竪型粉砕機。
【請求項６】
前記ダムリングは、高さ調整可能に構成されている
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の竪型粉砕機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、高炉スラグ、電炉スラグ及びセメントクリンカ等の原料を微粉砕する竪型粉砕機に関する
【背景技術】
【０００２】
スラグやクリンカ等の原料を粉砕する装置として、竪型粉砕機（竪型ミル、竪型ローラミルと称されることもある）が広く用いられている。竪型粉砕機は、原料を効率的に微粉砕することができるが、原料の性状や粉砕条件等の種々の要因によって、異常振動が発生するという問題点を抱えていた。従来より、このような異常振動を防止するための種々の対策が講じられている。
【０００３】
その１つとして、例えば下記特許文献１に開示された竪型粉砕機が知られている。この竪型粉砕機は、回転テーブル上に回転自在な粉砕ローラ及び補助ローラを配置し、補助ローラの中心径の寸法が粉砕ローラの中心径の寸法よりも大きくなるように構成してなる。これにより、空気を大量に含んだ回転テーブル上の原料層（粉砕層）を補助ローラの幅広い部分で噛み込んで、脱気しながら緩やかに圧密することで、異常振動を抑えて効率よく原料を微粉砕することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２３４２１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明は、上述した従来技術を更に改良し、原料層厚を一定に調整することができると共に、異常振動を抑制して効率よく原料を微粉砕することができる竪型粉砕機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る竪型粉砕機は、新規原料を供給する円筒状のシュートと、前記シュートの外周側に配置され、内部循環原料を供給する漏斗状のコーンと、前記シュートから新規原料が供給されると共に前記コーンから内部循環原料が供給される中央領域及びその周りのローラ転動領域を有すると共に、回転することにより前記中央領域から前記ローラ転動領域に前記各原料を導く回転テーブルと、前記ローラ転動領域に押し付けられた状態で前記回転テーブルの回転に従動して前記ローラ転動領域を転動する粉砕ローラ及び補助ローラと、前記回転テーブルの外周縁部上に設けられ、前記回転テーブル及び各ローラ間を通過した前記各原料を堰き止めるダムリングと、前記ローラ転動領域の内側に位置するように前記中央領域上に配置されると共に前記ローラ転動領域に導かれる前記各原料の層厚を一定にするスクレーパとを備え、前記スクレーパは、両端部が前記コーンの下端部に支持軸を介して取付固定されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る竪型粉砕機によれば、スクレーパがローラ転動領域の内側に位置するように中央領域上のコーンの下端部に支持軸を介して取付固定されているので、回転テーブル上への原料の堆積や付着を防いで原料層厚を一定にすることができると共に、シュートの閉塞を防止して効率よく原料を粉砕ローラ及び補助ローラに導くことができる。また、原料層に起因するスクレーパや回転テーブルに作用する摩擦力を小さくし、竪型粉砕機に発生する騒音や振動を低減したり防止したりすることができる。更に、補助ローラによりローラ転動領域上でも原料層厚を一定にすることができるので、粉砕効率を向上させることができる。
【０００８】
本発明の一実施形態においては、前記シュートが、竪型粉砕機の上部から回転テーブル中央に向かって鉛直方向に伸びるシュートである。
また、前記シュートの下端面から前記回転テーブルの上面までの距離Ｈ１が、前記回転テーブルの直径をＤとした場合、Ｈ１＝Ｄ×（０．１〜０．２）［ｍｍ］となるように設定される。
【０００９】
また、本発明の他の実施形態においては、前記スクレーパの高さＨ２が、前記回転テーブルの直径をＤとした場合、Ｈ２＝Ｄ×（０．０１５〜０．０２）［ｍｍ］となるように設定され、前記回転テーブルの上面から前記スクレーパの上面までの距離Ｈ３は、前記回転テーブルと前記スクレーパとの間の高さをｈとした場合、Ｈ２＋ｈ［ｍｍ］となるように設定される。
【００１０】
本発明の更に他の実施形態においては、前記粉砕ローラに付与する荷重が、前記粉砕ローラの投影面積当たり９〜１２ｋｇ／ｃｍ２となるように設定され、前記補助ローラに付与する荷重が、前記補助ローラの投影面積当たり２〜５ｋｇ／ｃｍ２となるように設定される。
【００１１】
本発明の更に他の実施形態においては、前記ダムリングが、高さ調整可能に構成される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、原料層厚を一定に調整することができ、異常振動を抑制して効率よく原料を微粉砕することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る竪型粉砕機の全体構成を示す図である。
【図２】図１に示す竪型粉砕機の一部分の断面図である。
【図３】図１に示す竪型粉砕機の一部分の拡大図である。
【図４】回転テーブル速度と動摩擦係数との相関関係を示す図ある。
【図５】補助ローラ接触圧力と見掛けの摩擦係数との相関関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付の図面を参照して、この発明の実施の形態に係る竪型粉砕機を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る竪型粉砕機の全体構成を示す図であり、一部が断面で表されている。図２はこの竪型粉砕機の一部分の断面図、図３はこの竪型粉砕機の一部分の拡大図である。図１〜図３に示すように、竪型粉砕機１は、モータ３と、このモータ３からの回転力を減速して伝達する減速機５と、この減速機５の上に配置されると共に減速機５を介してモータ３により回転駆動される回転テーブル７と、モータ３以外のこれらの構成要素を収容するケーシング９とを備えて構成されている。
【００１５】
なお、回転テーブル７は、図１において一部断面で示され、図２において部分的に断面で示されている。ここで、回転テーブル７は、円状の中央領域１１及びその周りの円環状のローラ転動領域１３を備えて構成されている。中央領域１１上には、後述するシュート１９の直径より長く、コーン１８の直径とほぼ同じ長さの細長いスクレーパ１５が、回転テーブル７の直径に沿うように配置されている。スクレーパ１５は、その両端部がコーン１８の下端部に、例えば支持軸１７を介して取付固定されている。
【００１６】
また、竪型粉砕機１は、新規原料供給のために、回転テーブル７の中央領域１１の上方に配置されて、竪型粉砕機１の上部から回転テーブル中央に向かって鉛直方向に伸びる円筒状のシュート１９と、このシュート１９の外周側に配置された漏斗状の内部循環原料供給用のコーン１８とを備えて構成されている。これらシュート１９及びコーン１８の下端部は、それぞれ同一面を構成するように配置されている。従って、新規原料及び内部循環原料は、これらシュート１９及びコーン１８を介して回転テーブル７の中央領域１１上に安定的にフィードされ、供給される。中央領域１１上に供給された各原料は、回転力によりローラ転動領域１３に導かれるが、その際にスクレーパ１５と接触して一定の層厚となるようにかき回され（攪拌され）る。
【００１７】
なお、原料を回転テーブル７の中央に供給するシュート１９の形式としては、前述した実施形態のように竪型粉砕機１の上部から回転テーブル７の中央に向かって鉛直方向に伸びるシュート１９（所謂、センターシュートと呼ばれる形式）と、竪型粉砕機１の側面側から内側に伸びて回転テーブル７の中央に向かうシュート（所謂、サイドシュートと呼ばれる形式）がある。
【００１８】
ここで、前述したサイドシュートと呼ばれる形式は、竪型粉砕機１の上部にシュートを配する必要がないので、セパレータ３５の軸受け等の寸法が小さくでき、その結果、装置を安価に製造できるというメリットがある。
しかし、竪型粉砕機１の側面側から回転テーブル７の中央に向かうシュートを形成するためには、通常、シュートを機内で屈曲させる、又は、傾斜させる必要がある。
その場合に、原料はシュート内を滑りながら移動することになるが、原料間の摩擦係数や滑り台（シュート）との摩擦係数の組み合わせによって、原料をスムースに回転テーブル７上にまで移動させることができないという問題を生じる。
言い換えれば、原料の供給手段として、サイドシュートを使用した場合には、シュートを流れる原料について、シュートに付着するという問題が発生する可能性があり、特に、シュートに屈曲部がある場合や付着性の高い原料を回転テーブル７に供給する場合には、その問題が顕著である。
【００１９】
なお、機内でシュートを屈曲させて原料流れを方向転換してから回転テーブル上に原料を供給する、或いは、傾斜したシュートから回転テーブル上に原料を供給する、という場合に、シュート出口付近において、原料の慣性力の影響によって、原料の流れ方が偏り、その結果、原料がシュート出口から偏った方向に飛び出して流れていくという可能性があって、原料を回転テーブル７の中央に均一に供給できない問題が生じる。
【００２０】
それに対して、原料を竪型粉砕機１の上部から導入し、鉛直方向に伸びるシュート１９を利用して、回転テーブル７の中央に向かって真っ直ぐに落下させて供給する本実施形態においては、シュート１９内で原料を滑らせる必要がなく、シュート１９を粉砕機内部で屈曲させる必要もないから、サイドシュート形式の説明で前述したシュートに原料が付着するという問題点、或いは、原料がシュートから回転テーブル上の偏った方向に飛び出して流れていくという問題点がなく、特に好ましい形態である。
【００２１】
更に、竪型粉砕機１は、回転テーブル７のローラ転動領域１３上を回転テーブル７の回転に従動して転動可能な２つの粉砕ローラ２１と、２つの補助ローラ２２とを備える。粉砕ローラ２１は、ローラ転動領域１３を二等分する位置に配置され、補助ローラ２２は、粉砕ローラ２１間であってローラ転動領域１３を二等分する位置に配置されている。
【００２２】
粉砕ローラ２１は、軸により揺動自在にケーシング９に取り付けられたアーム２３，２５を介して、油圧シリンダ２７のピストンロッド２９に連結されている。この油圧シリンダ２７を作動させることにより、粉砕ローラ２１をローラ転動領域１３に押し付けて原料層へ粉砕力を与える構成となっている。なお、補助ローラ２２も同様の構成で揺動自在に支持されている。粉砕ローラ２１は主に原料を微粉砕し、補助ローラ２２は主に原料層から脱気を行うために用いられる。
【００２３】
そして、中央領域１１上に供給されてスクレーパ１５により一定の層厚にされた後、ローラ転動領域１３に供給されてこの領域１３において回転テーブル７及び各ローラ２１，２２間を通過した各原料は、回転テーブル７の外周縁部上に設けられたダムリング４７により堰き止められる。このダムリング４７は、その高さが調整可能に配置されている。
【００２４】
なお、回転テーブル７とケーシング９とでガスの吹き上げ部となる環状空間通路３１が形成されている。ケーシング９の下部には、外部から環状空間通路３１にガスを供給するダクト３３が配置されている。また、ケーシング９の上部内には、回転セパレータ３５がシュート１９を囲んでコーン１８の内側に配置されている。回転セパレータ３５は、羽根３７により粉砕された原料を分級する。更に、コーン１８の上部の回転セパレータ３５の羽根３７と対応する位置には、固定羽根３７ａが設けられている。ケーシング９の上部には、ガスと共に粉砕された原料を製品として取り出す排出口３９が形成されている。
【００２５】
回転テーブル７には、例えば回転テーブル７の重量軽減のための肉抜き部４１が中央領域１１に形成されている。肉抜き部４１は平面が円状であり、上端に鉄製の円板４３が嵌め込まれている。円板４３の下には、回転テーブル７を補強する図示しないリブが取り付けられている。
【００２６】
このように構成された竪型粉砕機１においては、スクレーパ１５を支持軸１７を介してコーン１８に取り付けた状態においては、スクレーパ１５と回転テーブル７との間に隙間５９が形成される。この隙間５９の高さｈが原料層の層厚となる。この隙間５９の高さｈは、例えば５０ｍｍに設定される。
【００２７】
また、シュート１９（或いはコーン１８）の下端面から回転テーブル７の上面までの距離Ｈ１は、回転テーブル７の直径をＤとした場合、Ｈ１＝Ｄ×（０．１〜０．２）［ｍｍ］となるように設定される。更に、スクレーパ１５の高さＨ２は、回転テーブル７の直径をＤとした場合、Ｈ２＝Ｄ×（０．０１５〜０．０２）［ｍｍ］となるように設定される。従って、スクレーパ１５の上面から回転テーブル７の上面までの距離Ｈ３は、Ｈ３＝Ｈ２＋ｈ［ｍｍ］となる。なお、ダムリング４７の高さＨ４は、隙間５９と共に原料層の層厚を決めるために可変である。
【００２８】
このように、スクレーパ１５は、隙間５９の高さｈだけ離れて中央領域１１上のコーン１８の下端部に取付固定されているので、回転テーブル７と接することなく回転に従動せずに固定される。従って、回転テーブル７の中央領域１１上に原料が山積みされること及びシュート１９を原料により閉塞することを効果的に防止し、原料の流れと原料層とを均質化することができる。
【００２９】
竪型粉砕機１は、次のように動作する。まず、回転テーブル７を回転させた状態で新規原料がシュート１９から回転テーブル７の中央領域１１上に供給される。新規原料としては、粒子径が大きくウェットなスラグやクリンカ等が考えられる。中央領域１１上に供給された新規原料は、回転テーブル７の回転によりテーブル半径方向の遠心力を受けて、回転テーブル７上を外周方向に滑りながら移動する。その際に原料は、回転テーブル７により回転方向の力を受け、回転テーブル７との間で滑って回転テーブル７の回転数よりいくらか遅い回転を行う。
【００３０】
従って、中央領域１１に供給された原料に、回転テーブル７の半径方向及び回転方向の２つの力が合成された力が作用することにより、原料は回転テーブル７上を渦巻状の軌跡を描きながら、中央領域１１からローラ転動領域１３に導かれることとなる。この際、回転テーブル７は、回転が妨げられた状態のスクレーパ１５との間に設けられた隙間５９を介してスクレーパ１５の下を回転するので、中央領域１１上に供給された原料の層厚が一定にされる。
【００３１】
層厚を一定にすることで、原料の中央領域１１上の堆積を防止して、例えばメンテナンス性を向上させることが可能である。すなわち、竪型粉砕機１の運転中は原料の物性値が絶えず変化する。とりわけ、原料の流動性に影響する粒度分布や水分が変動した場合は、回転テーブル７に供給された原料が中央領域１１上に滞留したりして層厚が変化する。このため、粉砕ローラ２１や補助ローラ２２への原料の噛み込み率が変動するので、竪型粉砕機１の差圧が不安定となり、原料供給量を調整しなければならず、その結果粉砕効率が低下してしまうこととなる。
【００３２】
従って、本実施形態に係る竪型粉砕機１のようにスクレーパ１５を設けることで、回転テーブル７上の原料層を均一にして層厚を一定にすることが有効となる。なお、原料の流動性が悪い場合は、竪型粉砕機１の運転を停止したときに、原料が回転テーブル７の中央領域１１上に堆積したままとなるので、メンテナンス性を著しく悪化させることとなるが、上記スクレーパ１５によりこのような不具合も防止することができる。
【００３３】
層厚を一定にされて回転テーブル７の中央領域１１上からローラ転動領域１３に渦巻線を描いて導かれた原料は、ダムリング４７により堰き止められる。ローラ転動領域１３上では、この領域１３に押し付けられた粉砕ローラ２１及び補助ローラ２２が回転テーブル７の回転に従動して転動する。原料は、粉砕ローラ２１及び補助ローラ２２と回転テーブル７との間にローラ軸方向とある角度をなす方向から進入して、噛み込まれて脱気及び粉砕される。
【００３４】
ダクト３３からの空気や熱風等のガスは、環状空間通路３１からケーシング９内に吹き上がっている。粉砕後にダムリング４７を乗り越えた原料や粉砕の際に飛散して機内を浮遊する原料、或いは内部循環原料の中で、粒子径が特に大きくないものは、ガスの気流に乗って上方に吹き上げられている。
【００３５】
上方に吹き上げられた原料は、ガスに同伴されてケーシング９内を上昇し、上部に位置する回転セパレータ３５の羽根３７により分級作用を受けて、所定粒度のものはガスと共に排出口３９から製品として排出される。これと共に粗粉は内部循環原料として再度回転テーブル７上にコーン１８を介して落下し、粉砕される。製品の所定粒度としては、例えば平均粒子径（＝Ｄｐ５０）が５〜２０μｍ程度のものが好ましく、更に好適には１５μｍ以下のものとされる。
【００３６】
ダムリング４７を乗り越えた原料の中で、粒子径の極端に大きなもの、或いは金属等を含んで極端に重いものは、環状空間通路３１から竪型粉砕機１の下方に落下し、竪型粉砕機１の下部から外部に取り出される。取り出された原料は、必要に応じて、図示しない搬送ラインにより再度シュート１９に戻されて、外部循環により竪型粉砕機１にて粉砕される。
【００３７】
粉砕ローラ２１は、本実施形態においては補助ローラ２２よりも大径に形成されている。補助ローラ２２は原料を粉砕するためのローラではないので、粉砕ローラ２１に比べて回転テーブル７への加圧力が小さくて済む。各ローラ２１，２２を回転テーブル７に押圧するローラ面圧Ｓ（Ｍｐａ）は、ローラの厚み方向の中央部の径ＲＤ、ローラの幅寸法Ｗ、ローラを回転テーブル７に垂直方向に押し付ける力である押圧力をＦとした場合において、ローラの幅方向の中心線と垂直軸との傾き角度をθとすると、Ｓ＝（Ｆ×ｃｏｓθ）／（Ｗ×ＲＤ）により表すとする。
【００３８】
具体的には、粉砕ローラ２１に付与される荷重（ローラ面圧Ｓ）は、粉砕ローラ２１の投影面積当たり９〜１２ｋｇ／ｃｍ２（０．８８２〜１．１７６Ｍｐａ）であり、補助ローラ２２に付与される荷重（ローラ面圧Ｓ）は、補助ローラ２２の投影面積当たり２〜５ｋｇ／ｃｍ２（０．１９６〜０．４９Ｍｐａ）である。このようにローラ面圧Ｓを設定することにより、最適な粉砕効率で粉砕を行うことができる。
【００３９】
本出願人は、ミル振動の本質的な抑制を試みるため鋭意研究を重ねた結果、次のような知見を得た。まず、ミル振動の本質的な解析を行った。この際、ミル振動が発生する起点が何であるかを探求した結果、粉砕ローラ２１の瞬間的なスリップ現象が原因であることを突き止め、このスリップ現象が起点となって拡散的振動が継続的に発生することが判明した。また、瞬間的なスリップ現象の発生原因が摩擦係数の低下であることも判明した。
【００４０】
竪型粉砕機１において、平均粒子径（＝Ｄｐ５０）が１５μｍ以下の微細な製品を得ようとする場合、粒子の比表面積が増加するため、原料層内にガスという媒体がより多く存在し、益々摩擦係数を減少させるので、微細な製品を得ようとすればするほどミルが振動し易くなる。
【００４１】
更に、本出願人による実験の結果、摩擦係数は理学の定説である以下の法則、（ａ）擦りあう物質とその表面粗さにより定まり、（ｂ）垂直力に比例し、接触面積の大小には無関係であり、（ｃ）滑り速度の大小に無関係である、の（ａ）〜（ｃ）を覆す新たな知見を得た。すなわち、上記（ａ）〜（ｃ）の定説は、１個の物質でしかもその大きさがｍｍ単位以上のものに当てはまるものであり、竪型粉砕機１における粉砕部の状況とは著しい環境の差異があることが分かった。
【００４２】
従って、本出願人は、竪型粉砕機１の粉砕部において、新規に投入される新規原料のｍｍ以上の大きな粒子に着目すると共に、粉砕機１内で循環される内部循環原料が、要求製品粒度が細かければその粒子径はμｍ単位であること、及び単一粒子ではなくガスと混合された粒子群であることに着目した。
【００４３】
このような着目点に基づき、種々の実験を実施した結果、図４に示すような相関を得た。図４は、竪型粉砕機１の回転テーブル速度と動摩擦係数との相関関係を示す図あり、縦軸に動摩擦係数を、横軸に速度をそれぞれパーセント表示で示すものである。この図からも明らかなように、粒子径が細かくなれば摩擦係数が大きく減少する傾向にあることが判明した。
【００４４】
この傾向は、竪型粉砕機１が扱う原料の種類等によっては多少の差異が生じるが、概ね変わることはないことが判明した。そこで、ガスなどの媒体と原料とが一緒の状態における摩擦係数を「見掛けの摩擦係数」と称することとした。なお、図４に示すように、実験の結果、見掛けの摩擦係数は、上記（ｃ）の滑り速度の大小に無関係であるという定説をも覆すことが判明した。すなわち、図４に表されるように、速度が増加すると見掛けの摩擦係数が大きく減少することが把握できた。
【００４５】
竪型粉砕機１においては、原料層にガスという媒体が存在するので、その存在を大きく無視して上記定説（ａ）〜（ｃ）を当てはめることは、竪型粉砕機１の粉砕部の環境においては難しいといえる。従って、竪型粉砕機１のミル振動を抑制するには、見掛けの摩擦係数を一定に保つ或いは増加させることが特に重要であることが判明した。
【００４６】
また、原料層にガスという媒体が含まれるので、原料層の脱気作用が非常に重要であり、如何にガスを抜くかが最も大きな課題であることが分かった。なお、上記（ｂ）の定説のように、摩擦係数が垂直力に比例することは公知であるが、それはｍｍ単位の大きさ以上の原料に関してであり、これを竪型粉砕機１の粉砕部の環境下に適用しようとすると、無理が生じることが判明した。
【００４７】
何故なら、竪型粉砕機１においては原料の粒子はガスと混合されているので、粒子を粉砕して破壊しようとしても、このガスにより粒子が粉砕ローラ２１の直下から払い出される。このため、粉砕には全く影響を与えることがない。従って、ガスなどの媒体と一緒になっている原料の粒子を粉砕ローラ２１の直下に留めさせる必要があり、本実施形態に係る竪型粉砕機１においては、ダムリング４７がその役割を担っている。
【００４８】
すなわち、このダムリング４７により、ローラ転動領域１３の原料層が回転テーブル７から溢れ出ることを防いでいるので、有効に見掛けの摩擦係数を増加させることが可能である。また、補助ローラ２２が上記のようなローラ面圧で動作するので、見掛けの摩擦係数を更に大きく増加させることが可能となった。
【００４９】
なお、補助ローラ２２のローラ面圧を高くし過ぎると、図５に示すように、却って見掛けの摩擦係数を減少させ、ミル振動を発生し易くさせることが判明した。図５は、竪型粉砕機１の補助ローラ２２の接触圧力と見掛けの摩擦係数との相関関係を示す図であり、縦軸に見掛けの摩擦係数を、横軸に接触圧力をそれぞれパーセント表示で示すものである。
【００５０】
ローラ面圧を高くし過ぎるとミル振動が発生し易くなることは、従来の竪型粉砕機に顕著に見られる傾向であり、複数の粉砕ローラ２１の全てに粉砕荷重を作用させる状況と同様の状況となるので、ミル振動を誘発する結果となる。これらのことから、本実施形態に係る竪型粉砕機１では、ミル振動を効果的に抑えて粉砕効率を向上させるために、次のような構成を採用することとした。
【００５１】
すなわち、上記のように、粉砕ローラ２１と補助ローラ２２とをセットで採用した。これにより、回転テーブル７上の原料層をローラ面圧の小さな補助ローラら２２で脱気してから、ローラ面圧の大きな粉砕ローラ２１で粉砕することができるので、ローラ転動領域１３上の原料層の圧密効果を高め、粉砕効率を向上させることが可能となった。
【００５２】
なお、補助ローラ２２については、補助ローラ２２の自重のみで回転テーブル７に押し付けるという方法もあり、その場合は、スイングレバー、或いは、ローラ軸等、強度が弱い部品でも使用できるので、装置を安価に製造できるというメリットがある。
しかし、補助ローラ２２のみでは十分な面圧が得られず、脱気不十分になるケースもあることから、前述した本実施形態においては、好ましい形態として、補助ローラ２２について好ましい面圧の範囲を記載した。
【００５３】
また、シュート１９及びコーン１８の下端を回転テーブル７に近付けて配置し、スクレーパ１５をコーン１８に取付固定して、上記のように各配置関係の距離や寸法のパラメータを設定した。これにより、回転テーブル７の中央領域１１上に堆積する原料の山をなくし、原料層の層厚を均一にすることができると共に、シュート１９の閉塞を防止することが可能となった。従って、粉砕効率を向上させることが可能となった。なお、このようなシュート１９、コーン１８及びスクレーパ１５を採用することで、補助ローラ２２による脱気効果を更に高めることができるので、振動を抑えつつ更に粉砕効率を向上させることが可能となる。
【００５４】
また、回転テーブル７の外周縁部上に高さ調整可能なダムリング４７を配置した。回転テーブル７上の原料層の厚みは、ダムリング４７の高さにも影響を受けるので、このダムリング４７の高さをシュート１９やスクレーパ１５等のパラメータに合わせて可変とすることで、更に粉砕効率を向上させることが可能となる。
【００５５】
なお、スクレーパ１５の配置角度は、例えば対向する２個の粉砕ローラ２１の中心点間を結ぶ線とスクレーパ１５の長手方向の線とで規定される角度であり、図２においては４５°程度に設定されているが、種々の角度に設定することが可能である。また、粉砕ローラ２１及び補助ローラ２２は、それぞれ２個で１セットとされ、１セットずつ配置されていたが、竪型粉砕機１の能力によっては、それ以上に複数セット配置するようにしてもよい。
【００５６】
特に、大きな処理能力の竪型粉砕機１を設計する場合に、処理量の増加に合わせて、装置全体の全体の寸法が大きくなるが、その大型化に合わせて粉砕ローラ２１の寸法を大型化すると、原料噛み込みの速度が大きく増加して、その結果、図４に示したように、見かけ上の摩擦係数が小さくなり、粉砕ローラ２１がスリップしやすい状況となる。
本願発明は、補助ローラ２２を使用して原料層を圧密又脱気して粉砕することにより、見かけの摩擦係数を大きくしてスリップを防止して、処理能力を上げることができるので、竪型粉砕機１の大型化に好適である。
【符号の説明】
【００５７】
１          竪型粉砕機
３          モータ
５          減速機
７          回転テーブル
９          ケーシング
１１        中央領域
１３        ローラ転動領域
１５        スクレーパ
１７        支持軸
１８        コーン
１９        シュート
２１        粉砕ローラ
２２        補助ローラ
２３，２５  アーム
２７        油圧シリンダ
２９        ピストンロッド
３１        環状空間通路
３３        ダクト
３５        回転セパレータ
３７        羽根
３９        排出口
４１        肉抜き部
４３        円板
４７        ダムリング
５９        隙間
【図１】
0005906782.tif 000002
【図２】
0005906782.tif 000003
【図３】
0005906782.tif 000004
【図４】
0005906782.tif 000005
【図５】
0005906782.tif 000006