(57)【要約】【課題】粗粒の発生割合を低減し、ハンマヘッドの耐用寿命を延長し得る衝撃式破砕機の提供。【解決手段】ケーシング１内に水平に横架される回転数可変のロータ５と、ロータの外周に基端部が蝶着された多数のハンマアーム６と、各ハンマアームの先端部に嵌着され、ロータの半径方向へ延在する矩形板状のハンマヘッド１０とを有するものにおいて、前記ハンマヘッドを、ロータの回転方向前側の先端隅部に高速回転による主な摩耗領域及び低速回転による主な摩耗領域をカバーする三角形状の切除箇所１３を設けたほぼ矩形板状の鋼製のハンマヘッド本体１４、及びハンマヘッド本体の切除箇所に取り付けたその切除箇所とほぼ同等の大きさの三角形板状の超硬合金製のチップ１５により形成した。【選択図】　　　　図２
2004082045.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング内に水平に横架される回転数可変のロータと、ロータの外周にロータ軸と平行なアームピンを介して基端部が蝶着された多数のハンマアームと、各ハンマアームの先端部に嵌着され、ロータの半径方向へ延在する矩形板状のハンマヘッドとを有する衝撃式粉砕機において、前記ハンマヘッドを、ロータの回転方向前側の先端隅部に高速回転による主な摩耗領域及び低速回転による主な摩耗領域の両方をカバーする三角形状の切除箇所を設けたほぼ矩形板状の鋼製のハンマヘッド本体、及びハンマヘッド本体の切除箇所に取り付けたその切除箇所とほぼ同等の大きさの三角形板状の超硬合金又はセラミックス製のチップにより形成したことを特徴とする衝撃式粉砕機。
【請求項２】
ケーシング内に水平に横架される回転数可変のロータと、ロータの外周にロータ軸と平行なアームピンを介して基端部が蝶着された多数のハンマアームと、各ハンマアームの先端部に嵌着され、ロータの半径方向へ延在する矩形板状のハンマヘッドとを有する衝撃式粉砕機において、前記ハンマヘッドを、ロータの回転方向前側の先端隅部に高速回転による主な摩耗領域及び低速回転による主な摩耗領域の両方をカバーする方形状の切除箇所を設けたほぼ矩形板状の鋼製のハンマヘッド本体、及びハンマヘッド本体の切除箇所に取り付けたその切除箇所とほぼ同等の大きさの方形板状の超硬合金又はセラミックス製のチップにより形成したことを特徴とする衝撃式粉砕機。
【請求項３】
前記方形状の切除箇所がハンマヘッド本体の軸線に漸次近づくように短辺の周面から切り込んだ切除面を有していることを特徴とする請求項２記載の衝撃式粉砕機。
【請求項４】
前記チップの周面がハンマヘッド本体の短辺と長辺の周面よりも突出され、かつ、チップの周面に連なるハンマヘッド本体の短辺と長辺の周面に硬化肉盛が形成されていることを特徴とする請求項１、２又は３記載の衝撃式粉砕機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水平なロータに蝶着されたハンマを有し、石炭、コークス、石膏等を粉砕する衝撃式粉砕機に関し、特に、ハンマのハンマヘッドを改良した衝撃式粉砕機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の衝撃式粉砕機は、上部に投入口、下部に排出口を設けた箱形のケーシングと、ケーシング内に水平に横架される可逆回転可能にして回転数可変のロータと、ロータの外周にロータ軸と平行なアームピンを介して基端部が蝶着されたハンマアーム及びハンマアームの先端部に嵌着されてロータの半径方向へ延在するほぼ矩形板状の鋼製のハンマヘッドからなる多数のハンマと、ロータの両側方に配設され、ロータと対向する面を凹ませて曲成した磨砕板とから概略構成され、図４に示すように、ハンマヘッド３１の耐用寿命を延ばすため、被粉砕物が衝接又は摺接するハンマヘッド３１の先端両隅部（図４においては上端両隅部）の周面に、硬化肉盛３２が形成されている。
図４において３３はハンマアームの先端部が嵌合される嵌合穴、３４はハンマアームとハンマヘッド３１とを連結するヘッドピンが挿入されるピン孔である。
【０００３】
上記構成の衝撃式粉砕機において、投入口から投入された被粉砕物（原料）は、ロータの外周に蝶着した多数のハンマのハンマヘッドによる打撃と磨砕板表面での磨砕・剪断作用を繰り返し受けて効果的に粉砕され、粉砕物（製品）となって重力落下し排出口から排出されるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の衝撃式粉砕機では、硬化肉盛を形成したハンマヘッドの先端隅部の形状が丸まっているため、粗粒（例えば、コークス用原料炭においては、＋６ｍｍ）の発生割合を少なくできない不具合がある。
又、先端隅部の側面に硬化肉盛を形成してハンマヘッドの耐用寿命の延長を図っているものの、３〜４ケ月程度の連続運転を行うと、ハンマヘッドの先端隅部が、ロータの高速回転（例えば、６１０ｒｐｍ、周速７０ｍ／ｓｅｃ）時には、図４において曲線Ｐで示すように、又、ロータの低速回転（例えば、３１５ｒｐｍ、周速３６ｍ／ｓｅｃ）時には、図４において曲線Ｑで示すように摩耗してしまうため、２〜３倍程の耐用寿命の延長が求められている。
【０００５】
そこで、本発明は、粗粒の発生割合を低減し、かつ、ハンマヘッドの耐用寿命を延長し得る衝撃式粉砕機を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明の第１の衝撃式粉砕機は、ケーシング内に水平に横架される回転数可変のロータと、ロータの外周にロータ軸と平行なアームピンを介して基端部が蝶着された多数のハンマアームと、各ハンマアームの先端部に嵌着され、ロータの半径方向へ延在する矩形板状のハンマヘッドとを有する衝撃式粉砕機において、前記ハンマヘッドを、ロータの回転方向前側の先端隅部に高速回転による主な摩耗領域及び低速回転による主な摩耗領域の両方をカバーする三角形状の切除箇所を設けたほぼ矩形板状の鋼製のハンマヘッド本体、及びハンマヘッド本体の切除箇所に取り付けたその切除箇所とほぼ同等の大きさの三角形板状の超硬合金又はセラミックス製のチップにより形成したことを特徴とする。
【０００７】
又、第２の衝撃式粉砕機は、ケーシング内に水平に横架される回転数可変のロータと、ロータの外周にロータ軸と平行なアームピンを介して基端部が蝶着された多数のハンマアームと、各ハンマアームの先端部に嵌着され、ロータの半径方向へ延在する矩形板状のハンマヘッドとを有する衝撃式粉砕機において、前記ハンマヘッドを、ロータの回転方向前側の先端隅部に高速回転による主な摩耗領域及び低速回転による主な摩耗領域の両方をカバーする方形状の切除箇所を設けたほぼ矩形板状の鋼製のハンマヘッド本体、及びハンマヘッド本体の切除箇所に取り付けたその切除箇所とほぼ同等の大きさの方形板状の超硬合金又はセラミックス製のチップにより形成したことを特徴とする。
【０００８】
一方、前記方形状の切除箇所は、ハンマヘッド本体の軸線に漸次近づくように短辺の周面から切り込んだ切除面を有していることが好ましい。
又、前記チップの周面は、ハンマヘッド本体の短辺と長辺の周面よりも突出され、かつ、チップの周面に連なるハンマヘッド本体の短辺と長辺の周面には、硬化肉盛が形成されていることが好ましい。
【０００９】
【作用】
本発明の第１、第２の衝撃式粉砕機においては、ハンマヘッドの先端隅部の形状が角張ったものとなる一方、ハンマヘッドの先端隅部の硬度が高速回転による主な摩耗領域及び低速回転による主な摩耗領域の両方をカバーする範囲で格段に高くなる。
【００１０】
ここで、ロータの高速回転とは、６１０〜４３０ｒｐｍ、周速（ハンマヘッドの移動速度）７０〜５０ｍ／ｓｅｃ、低速回転とは、４３０〜３１５ｒｐｍ、周速５０〜３６ｍ／ｓｅｃをいう（機サイズにより回転数は異なる）。
又、超硬合金とは、ＷＣ−Ｃｏ、ＷＣ−ＴａＣ−Ｃｏ、ＷＣ−ＴｉＣ−Ｃｏ等の金属元素炭化物粉末と金属粉末を適当に配合して焼結したものをいい、かつ、セラミックスとしては、ＺｒＯ２やＳｉＣ等が用いられる。
更に、ハンマヘッド本体へのチップの取付けは、ろう付による接合、鋳包み、その他の手段によって行われる。
【００１１】
一方、方形の切除箇所がハンマヘッド本体の軸線に漸次近づくように短辺の周面から切り込んだ切除面を有していることにより、この切除面がチップに作用する遠心力と原料粉砕荷重との合力の反作用面として機能する。
上記切除面は、ハンマヘッド本体の短辺の周面とのなす角度が４５〜８０°であることが望ましい。
又、各チップの周面がハンマヘッド本体の短辺と長辺の周面よりも突出され、かつ、チップの周面に連なるハンマヘッド本体の短辺と長辺の周面に硬化肉盛が形成されていることにより、チップ及びハンマヘッド本体の耐用性が高められる。
チップの突出高さと硬化肉盛の高さは、ほぼ同等であることが望ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１、図２はそれぞれ本発明に係る衝撃式粉砕機の第１の実施の形態を示す縦断面正面図、要部の正面図である。
【００１３】
図中１は上部中央に投入口２を設け、かつ、下部を開放して排出口３とした鋼板溶接構造の箱形のケーシングで、このケーシング１は、機内のメンテナンスを容易にするため、前後幅の全幅に及ぶ平面視矩形状を呈する投入口２の両側方の部分が、投入口２を支持する前後の側壁中央部分と分離線Ａ，Ａ′に従って分離可能に設けられ、それぞれヒンジピン４を中心としてケーシング開放用油圧シリンダ（図示せず）を介して開放可能に設けられている。
ケーシング１内には、図示しない軸受を介して前後の側壁に支承されるロータ軸５ａと、ロータ軸５ａに等間隔で取り付けた円形の多数のロータプレート５ｂとからなるロータ５が水平に横架されており、このロータ５は、ロータ軸５ａと適宜に連動連結した電動機等の回転駆動装置（図示せず）により、可逆回転可能にして、かつ、高速又は低速回転可能に設けられている。
【００１４】
ロータ５の各ロータプレート５ｂの外周には、ハンマアーム６と、ロータ５の半径方向へ延在するほぼ矩形板状を呈し、基部の嵌合穴７（図２参照）を介してハンマアーム６の先端部に嵌合され、かつ、嵌合穴７を貫通するピン孔８（図２参照）から挿入したヘッドピン９を介してハンマアーム６に固着されたハンマヘッド１０とからなる多数のハンマ１１が、ロータ軸５ａと平行なアームピン１２を介してハンマアーム６の基端部をロータプレート５ｂの外周に軸着することにより、周方向へ等間隔に離隔して蝶着されている。
ハンマ１１のハンマヘッド１０は、可逆回転可能なロータ５の回転方向前側の先端隅部（図２においては左右の上隅部）に、高速回転による主な摩耗領域及び低速回転による主な摩耗領域の両方をカバーする三角形状の切除箇所１３を設けたほぼ矩形板状を呈し、低合金鋳鋼等の鋼からなるハンマヘッド本体１４と、ハンマヘッド本体１４の切除箇所１３にろう付接合によって取り付けた切除箇所１３とほぼ同等の大きさの三角形板状を呈し、超硬合金からなるチップ１５とにより形成されている。
ハンマヘッド本体１４の切除箇所１３は、ハンマヘッド本体１４の軸線Ｌを境にして対称に設けられていると共に、不等辺直角三角形の直角を挾んで対向する短辺がハンマヘッド本体１４の長辺側に位置し、かつ、長辺側がハンマヘッド本体１４の短辺側に位置するように設けられている。
又、チップ１５は、切除箇所１３より適宜に大きく設けられ、周面がハンマヘッド本体１４の短辺と長辺よりも突出されており、その周面に連なるハンマヘッド本体１４の短辺と長辺の周面には、チップ１５の突出高とほぼ同等の高さの硬化肉盛１６，１７が所要長さに及んで形成されている。
【００１５】
一方、ロータ５の両側方には、それぞれロータ５の約４半周を囲む正面視円弧状を呈するように、ロータ５と対向する面を凹ませて曲成した磨砕板１８が配設されている。
両磨砕板１８は、ロータ軸５ａと平行に上端部に軸着した支持軸１９の端部を、ケーシング１の前後の側壁に設けた横長の長孔２０に遊挿し、かつ、ケーシング１の前後の側壁から突出した支持軸１９の端部を、ケーシング１の前後の外側に付設した上部間隙調整用油圧シリンダ２１のピストンロッド２１ａと適宜に連結することにより、支持軸１９を中心として揺動自在に設けられ、かつ、全体がロータ５に対して接近離反可能に設けられている一方、ケーシング１の左右の外側にブラケット２２及びピン２３を介して付設した下部間隙調整用油圧シリンダ２４のピストンロッド２４ａを、磨砕板１８の下端部の外側とピン２５を介して連結することにより、下端部がロータ５に対して接近離反可能に設けられている。
そして、両磨砕板１８の凹曲面には、磨砕、衝撃に有効な山形をした特殊耐摩耗鋳鋼製の磨砕板ライナ２６が取り付けられている。
【００１６】
上述した衝撃式粉砕機により、硬くて粉砕し難い被粉砕物を所要の粒度以下に粉砕するには、先ず、両側の前後の上部間隙調整用油圧シリンダ２１を同期作動し、かつ、両側の下部間隙調整用油圧シリンダ２４を作動して上部側間隙及び下部側間隙を所望の粉砕物の粒度に対応させた後、ロータ５を高速で正転又は逆転させながら、投入口２から被粉砕物を投入する。
一方、軟弱で粉砕し易い被粉砕物を所要の粒度以下に粉砕するには、先ず、両側の前後の上部間隙調整用油圧シリンダ２１を同期作動し、かつ、両側の下部間隙調整用シリンダ２４を作動して上部側間隙及び下部側間隙を所望の粉砕物の粒度に対応させた後、ロータ５を低速で正転又は逆転させながら、投入口２から被粉砕物を投入する。
【００１７】
図３は本発明に係る衝撃式粉砕機の第２の実施の形態を示す要部の正面図である。
この衝撃式粉砕機は、前述した第１の実施の形態のものがハンマ１１のハンマヘッド１０を、ロータ５の回転方向前側の先端隅部に、高速回転による主な摩耗領域及び低速回転による主な摩耗領域の両方をカバーする三角形状の切除箇所１３を設けたほぼ矩形板状の鋼製のハンマヘッド本体１４、及びハンマヘッド本体１４の切除箇所１３に取り付けたその切除箇所１３とほぼ同等の大きさの三角形板状の超硬合金製のチップ１５により形成したのに対し、ハンマ１１のハンマヘッド１０′を、可逆回転可能なロータ５の回転方向前側の先端隅部（図３においては左右の上隅部）に、高速回転による主な摩耗領域及び低速回転による主な摩耗領域の両方をカバーする方形状の切除箇所１３′を設けたほぼ矩形板状を呈し、低合金鋳鋼等の鋼からなるハンマヘッド本体１４′と、ハンマヘッド本体１４′の切除箇所１３′にろう付接合によって取り付けた切除箇所１３′とほぼ同等の大きさの三角形板状を呈し、超硬合金からなるチップ１５′とにより形成したものである。
そして、ハンマヘッド本体１４′の切除箇所１３′は、ハンマヘッド本体１４′の軸線Ｌに漸次近づくように短辺の周面から切り込んだ切除面１３′ａと、短辺の周面に漸次近づくように長辺の周面から切り込んだ切除面１３′ｂとから画成され、前者の切除面１３′ａは、短辺の周面と約４５〜８０°の鋭角をなし、後者の切除面は、長辺の周面と約９０〜１５０°の鈍角をなしている。
又、チップ１５′は、切除箇所１３′より適宜に大きく設けられ、周面がハンマヘッド本体１４′の短辺と長辺よりも突出されており、その周面に連なるハンマヘッド本体１４′の短辺と長辺の周面には、チップ１５′の突出高とほぼ同等の高さの硬化肉盛１６′，１７′が所要長さに及んで形成されている。
他の構成は、前述した第１の実施の形態のものと同様であるので、同一の構成部材等には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００１８】
なお、上述した両実施の形態においては、ロータ５を正転、逆転可能な可逆回転式とする場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ロータ５が一方向にのみ回転する一方向回転式としてもよい。
また、チップ１５，１５′の周面をハンマヘッド本体１４，１４′の短辺と長辺の周面よりも突出させ、かつ、チップ１５，１５′の周面に連なるハンマヘッド本体１４，１４′の短辺と長辺の周面に、チップ１５，１５′の突出高さと同等の高さで硬化肉盛１６，１７，１６′，１７′を形成する場合に限らず、チップ１５，１５′の周面をハンマヘッド本体１４，１４′の短辺と長辺の周面と面一に設けるようにしてもよい。この場合、チップ１５，１５′に連なるハンマヘッド本体１４，１４′の短辺と長辺の周面には、硬化肉盛１６，１７，１６′，１７′を形成してもしなくてもよい。
更に、チップ１５，１５′は、超硬合金からなるものに限らず、ＺｒＯ２やＳｉＣ等のセラミックスからなるものであってもよい。
更に又、ハンマヘッド本体１４，１４′へのチップ１５，１５′の取付けは、ろう付接合に限らず、鋳包み、接着剤、その他の手段によってもよい。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の第１、第２の衝撃式粉砕機によれば、ハンマヘッドの先端隅部の形状が角張ったものとなるので、粗粒の発生割合を大幅に低減することができる。
又、ハンマヘッドの先端隅部の硬度が高速回転による主な摩耗領域及び低速回転による主な摩耗領域の両方をカバーする範囲で格段に高くなるので、ハンマヘッドの耐用寿命を大幅に延長することができる。
【００２０】
一方、方形状の切除箇所がハンマヘッド本体の軸線に漸次近づくように短辺の周面から切り込んだ切除面を有していることにより、この切除面がチップに作用する遠心力と原料粉砕荷重との合力の反作用面として機能するので、上記切除面を合力に耐え得るものとすることができる。
又、チップの周面がハンマヘッド本体の短辺と長辺の周面よりも突出され、かつ、チップの周面に連なるハンマヘッド本体の短辺と長辺の周面に硬化肉盛が形成されていることにより、チップ及びハンマヘッド本体の耐用性が高められるので、ハンマヘッドの耐用寿命を一層大幅に延長することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る衝撃式粉砕機の第１の実施の形態を示す縦断面正面図である。
【図２】図１の衝撃式粉砕機の要部の正面図である。
【図３】本発明に係る衝撃式粉砕機の第２の実施の形態を示す要部の正面図である。
【図４】従来の衝撃式粉砕機のハンマヘッドの正面図である。
【符号の説明】
１　ケーシング
５　ロータ
５ａ　ロータ軸
５ｂ　ロータプレート
６　ハンマアーム
９　ヘッドピン
１０　ハンマヘッド
１０′　ハンマヘッド
１１　ハンマ
１２　アームピン
１３　切除箇所
１３′　切除箇所
１３′ａ　切除面
１４　ハンマヘッド本体
１４′　ハンマヘッド本体
１５　チップ
１５′　チップ
１６　硬化肉盛
１６′　硬化肉盛
１７　硬化肉盛
１７′　硬化肉盛
Ｌ　軸線
【図１】
2004082045.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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