(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直方向に延びた回転軸を中心として回転して被破砕物を遠心力により加速させる垂直軸衝撃破砕機用回転子５であって、
回転子内に投入される被破砕物の投入口である回転子上板孔５５１を備え、回転子の上部を成す回転子上板５５と、
前記回転子上板の下部に離隔配置され、回転子の底部を成す回転子下板５３と、
前記回転子上板と回転子下板との間に配置されて前記回転子上板と回転子下板にそれぞれ連結されており、回転子の回転中心から離隔した位置に配置される回転子周壁５４と、
前記回転子周壁５４に形成され、回転子で加速された被破砕物が回転子から排出される出口となる円形孔５４１と、を含み、
回転子の回転により、円形孔を中心とする漏斗状の回転子保護層５７が前記円形孔５４１の周辺に回転子の内部空間に形成されることを特徴とする回転子。
【請求項２】
前記円形孔５４１は、回転子周壁５４の外周に沿って同一高さの位置に等間隔に形成されることを特徴とする、請求項１に記載の回転子。
【請求項３】
前記円形孔５４１の周りには、回転子周壁５４より硬度が大きく円形孔の円状と対応する形状の耐摩耗チップリング５４６が着脱可能に設けられることを特徴とする、請求項１に記載の回転子。
【請求項４】
前記円形孔５４１の周りには、円形孔の円状と対応する形状の耐摩耗チップリング５４６が着脱可能に設けられており、前記耐摩耗チップリングは、前記円形孔５４１に対して方位角を異ならせて設置可能であることを特徴とする、請求項１に記載の回転子。
【請求項５】
耐摩耗チップリング５４６の内径は、円形孔５４１の内径より小さいことを特徴とする、請求項４に記載の回転子。
【請求項６】
前記耐摩耗チップリング５４６は、耐摩耗チップリング５４６が耐摩耗チップリングハウジング５４３に結合され、耐摩耗チップリングハウジング５４３が円形孔５４１の周りに締結されることで、結果的に前記耐摩耗チップリング５４６が円形孔の周りに設けられることを特徴とする、請求項４に記載の回転子。
【請求項７】
耐摩耗チップリング５４６は、耐摩耗チップリングハウジング５４３の内径部において回転子の中心に近い方の端部に結合されることを特徴とする、請求項６に記載の回転子。
【請求項８】
前記円形孔の周りには複数個のタップ孔５４２１が形成されており、耐摩耗チップリング５４６または耐摩耗チップリング５４６が締結された耐摩耗チップリングハウジング５４３にも複数個のボルト孔５４３１が形成されていて、耐摩耗チップリング５４６または耐摩耗チップリング５４６が締結された耐摩耗チップリングハウジング５４３の方位角を異ならせても、複数個のタップ孔５４２１と複数個のボルト孔５４３１の少なくとも一部が一致し、これを介して結合ボルト５４５を締結することで、耐摩耗チップリング５４６または耐摩耗チップリング５４６が締結された耐摩耗チップリングハウジング５４３を円形孔の周りに設けることを特徴とする、請求項４乃至７の何れか一項に記載の回転子。
【請求項９】
前記円形孔５４１の内径部位には、耐摩耗チップリング５４６または耐摩耗チップリング５４６が締結された耐摩耗チップリングハウジング５４３と分離可能に結合される耐摩耗チップリングハウジング支持リング５４２が回転子周壁５４と一体に締結されることを特徴とする、請求項４乃至７の何れか一項に記載の回転子。
【請求項１０】
耐摩耗チップリング５４６または耐摩耗チップリング５４６が締結された耐摩耗チップリングハウジング５４３は、回転子周壁５４の外部から円形孔５４１の周りに締結されることを特徴とする、請求項４乃至７の何れか一項に記載の回転子。
【請求項１１】
回転子周壁５４の円形孔５４１の周りまたは円形孔５４１の周りに一体に締結された耐摩耗チップリングハウジング支持リング５４２と、耐摩耗チップリング５４６または耐摩耗チップリング５４６が締結された耐摩耗チップリングハウジング５４３とが互いに向い合う面の間に、隔板リング５４４が狭持されることを特徴とする、請求項１０に記載の回転子。
【請求項１２】
前記隔板リング５４４の外径は、円形孔５４１または円形孔５４１の周りに一体に締結された耐摩耗チップリングハウジング支持リング５４２の内径より大きく、
前記隔板リング５４４の内径は、円形孔５４１または円形孔５４１の周りに一体に締結された耐摩耗チップリングハウジング支持リング５４２の内径より小さく、耐摩耗チップリング５４６の内径と等しいかそれより小さいことを特徴とする、請求項１１に記載の回転子。
【請求項１３】
前記回転子下板５３の中心と端部との間の所定位置に分散チューブ５６が上方へ突出するように設けられており、
前記分散チューブ５６の上端の高さが円形孔５４１の中心より低いことを特徴とする、請求項１に記載の回転子。
【請求項１４】
垂直方向に延びた回転軸を中心として回転して被破砕物を遠心力により加速させる垂直軸衝撃破砕機用回転子５であって、
回転子内に投入される被破砕物の投入口である回転子上板孔５５１を備え、回転子の上部を成す回転子上板５５と、
前記回転子上板の下部に離隔配置され、回転子の底部を成す回転子下板５３と、
前記回転子上板と回転子下板との間に配置されて前記回転子上板と回転子下板にそれぞれ連結され、回転子の回転中心から離隔した位置に配置される回転子周壁５４と、
前記回転子周壁５４に形成され、回転子で加速された被破砕物が回転子から排出される出口と、
前記回転子下板５３の中心と端部との間の所定位置に上方へ突出するように設けられる分散チューブ５６と、を含み、
前記分散チューブ５６は、下部分散チューブ５６１と、前記下部分散チューブに対して分離可能に結合される上部分散チューブ５６２または上部リング５６３と、を含むことを特徴とする、回転子。
【請求項１５】
前記上部分散チューブ５６２または上部リング５６３の上端には、分散チューブ上端ライニング５６２２が設けられることを特徴とする、請求項１４に記載の回転子。
【請求項１６】
前記下部分散チューブ５６１の上端には外向する方向に結合フランジ５６１１が形成されており、
前記上部分散チューブ５６２の下端または前記上部リング５６３の外径側には、前記結合フランジ５６１１と対応するように結合フランジ５６２１または結合面５６３１が形成されることを特徴とする、請求項１４または１５に記載の回転子。
【請求項１７】
前記分散チューブ５６は分散チューブ底板５６１３を備えており、前記分散チューブ底板５６１３の中心部の上面に分散チューブ底ライニング５６１５が設けられることを特徴とする、請求項１４または１５に記載の回転子。
【請求項１８】
垂直方向に延びた回転軸を中心として回転して被破砕物を遠心力により加速させる垂直軸衝撃破砕機用回転子５であって、
回転子内に投入される被破砕物の投入口である回転子上板孔５５１を備え、回転子の上部を成す回転子上板５５と、
前記回転子上板の下部に離隔配置され、回転子の底部を成す回転子下板５３と、
前記回転子上板と回転子下板との間に配置されて前記回転子上板と回転子下板にそれぞれ連結され、回転子の回転中心から離隔した位置に配置される回転子周壁５４と、
前記回転子周壁５４に形成され、回転子で加速された被破砕物が回転子から排出される出口となる正多角形孔５９と、を含み、
垂直方向からみたときに、前記正多角形孔５９と回転子上板５５との間及び前記正多角形孔５９と回転子下板５３との間の領域に回転子周壁５４の領域が存在し、
回転子の回転により、前記正多角形孔５９を中心とする漏斗状の回転子保護層５７が前記正多角形孔５９の周辺に回転子の内部空間に形成され、且つ正多角形孔の１／２の高さの付近に谷が形成されて、被破砕物が正多角形孔５９の３時方向部分または９時方向部分から離脱して排出されるように正多角形形状が配置されることを特徴とする、回転子。
【請求項１９】
前記正多角形孔５９の周りには、正多角形孔５９の形状と対応する正多角形形状からなり且つ正多角形孔５９よりサイズが小さい耐摩耗チップリング５４６が正多角形孔５９に重なる形態で着脱可能に設けられており、前記耐摩耗チップリングは、前記正多角形孔５９に対して方位角を異ならせて設置可能であることを特徴とする、請求項１８に記載の回転子。
【請求項２０】
回転子周壁５４の正多角形孔５９の周りと、耐摩耗チップリング５４６または耐摩耗チップリング５４６が締結された耐摩耗チップリングハウジング５４３とが互いに向い合う面の間には隔板リング５４４が狭持されていることを特徴とする、請求項１９に記載の回転子。
【請求項２１】
前記隔板リング５４４の外周は正多角形孔５９より大きく、
前記隔板リング５４４の内周は、正多角形孔５９より小さく、耐摩耗チップリング５４６の内周と等しいかそれより小さいことを特徴とする、請求項２０に記載の回転子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速で回転する垂直軸の上端に設けられた回転子により岩石や鉱物を高速で加速して、停止されている壁面に衝突させることで破砕する垂直軸衝撃破砕機に関し、より詳細には、回転子の内部に、破砕される物体の粒子からなる回転子保護層が形成される、垂直軸衝撃破砕機に関する。
【背景技術】
【０００２】
岩石や鉱物を、圧縮力によらず、相対的な速度を有する物体と衝突させ、この時に発生する衝撃力によって岩石や鉱物を破砕する機械を衝撃破砕機という。衝撃破砕機は種々のものがあり、産業現場で広く用いられている。
【０００３】
中でも、高速で回転する垂直軸があり、この垂直軸の上端に回転子を設けて、この回転子の内部に破砕しようとする物体を投入して高速で加速させた後、これを停止しているかまたは速度が比較的遅い状態の物体と衝突させることで破砕する機械を、垂直軸衝撃破砕機という。この際、回転子は水平に設けられて回転し、破砕される物体も最終的には水平方向に加速され、回転子を外れて衝突することになる。
【０００４】
垂直軸衝撃破砕機は、破砕されるべき物体と回転子を成す物体とが直接接触して衝撃力を受ける形態のものと、回転子の内部に、破砕される物体の粒子からなる回転子保護層があって、これに接触して衝撃力を受けるものと、に分けられる。
【０００５】
前者のものは、岩石に含まれている石英成分により、回転子を構成する打撃板が驚くべき速度で摩耗されるため、サイズが比較的大きい粒子を破砕する用途に制限的に用いられるか、石灰石のような硬度が極めて低い岩石や鉱物を破砕するのに用いられている。
【０００６】
回転子の内部に回転子を保護する保護層が形成されている形態の回転子を有する後者の破砕機は、保護層の存在により、硬度の高い岩石や鉱物を破砕する際にも摩耗が激しくないため、粒子が比較的小さい物体をより細かく破砕する用途（例えば、砂の生産）に多く用いられている。
【０００７】
しかしながら、このような回転子においても、保護層が終わる部分の回転子部品は依然として激しい摩耗に露出しており、摩耗に耐えることができるように、かかる部品を超硬合金などの硬度の高い物質で製作して用いることが一般的である。
【０００８】
しかし、超硬合金は非常に高価であるため、これら部品の使用寿命を増大させるための多くの努力が行われている。例えば、超硬合金部品を３等分または４等分して組み立て、超硬合金部品の何れか一部分が先に摩耗されると、配列順序を変えて、摩耗が多く進行された部分の超硬合金部品を摩耗が少なく進行された部分の部品と交換する方法がある。
【０００９】
しかし、このような方法を用いるとしても、部品を分解してその配列順序を変えるのには多くの時間がかかり、またその配列を変えた後には保護層の形状も変わることになり、回転子の動的バランスが壊れるため、バランスを取るのに多くの時間がかかるなどの困難さが多くて、作業能率が大きく低下する状況である。
【００１０】
図１を参照してこれを詳細に説明する。図１は従来の垂直軸衝撃破砕機に用いられる回転子を示した図面であって、回転子の上部蓋を除去して内部が見られるように示した図面である。
【００１１】
回転子８０は、回転子下板８１と、いくつかに区画された回転子周壁８２と、隔板８３と、で構成されている。区画された回転子周壁８２の回転方向の先端部８２１は厚く且つ丈夫に形成されており、その外側部には、四角柱状の陥凹した陥凹部８２１１が垂直に形成されていて、回転子チップ板８２２を先端部８２１に結合させる結合ボルト８２３の頭部（周壁の外側方向に位置する）が陥凹部内に埋め込まれるようにする。このようにすることで、回転子の外部からさらに回転子に向かって間歇的に飛んでくる破砕物が結合ボルトの頭部にぶつかって結合ボルトの頭部が摩耗されることを防止している。また、先端部８２１の内側面には平面部８２１２が形成されていて、対応する平面状の回転子チップ板８２２が結合ボルト８２３により強固に付着されている。
【００１２】
回転子チップ板８２２の先端部８２２１は平板状部に比べて厚く形成されており、これに四角棒状の溝が形成されていて、この溝に超硬合金チップ８２２２が打ち込まれて強固に結合されている。
【００１３】
回転子の内部に投入された粒子状の岩石などは、遠心力によって隔板８３へ強く押し付けられ、一端（回転反対方向の部分）は隔板８３の受け板８３１により、他端（回転方向の部分）は回転子チップ板８２２により受けられ、このように押し付けられた岩石は、特有の波状の曲面を形成しながら保護層８４を成すことになる。この保護層８４は、回転子の外部に加速されて離脱することなく、回転子の内部に堆積された状態で回転子とともに持続的に回転することになる。かかる保護層８４の波状の曲面は、遠心力及び粒子状の被破砕物間の内部摩擦角によってその形状が決定される。
【００１４】
このように保護層８４が形成された後には、回転子の内部に新しく投入されて遠心力により加速された岩石が、保護層８４によってぶつかってから保護層８４の曲面に沿って回転方向に移動した後、保護層の他端から回転子の外部へ加速離脱される。
【００１５】
超硬合金チップ８２２２は保護層８４の回転方向部分の端部を成し、この部分は、被破砕物粒子が遠心力によって強く押し付けながら高速で通るため、強い摩耗環境に露出する。
【００１６】
ところで、本発明者が多年にわたってこのような回転子を使用しながら観察したところ、超硬合金チップ８２２２の摩耗は、上下に長い形状の超硬合金チップの長さ方向に沿って均一に起こることが決してなく、初めには、図２（図２は図１の超硬合金チップの初期摩耗状態を示した斜視図である）のように摩耗が始まるが、摩耗が始まる部分Ｗ１の概略的な位置を予測することはできるが、正確な位置は特定することができず、一部分で一度摩耗が始まると、摩耗された超硬合金チップの部分Ｗ１の後方に形成された保護層８４の部分にも、摩耗部分と対応する形状に凹んだ谷のような部分が形成され、このように保護層に谷が形成されると、遠心力によって粒子状の被破砕物がこの保護層８４の谷に集中されて流れる傾向があることを見出した。その結果、超硬合金チップは、徐々に図３（図２の超硬合金チップの摩耗が持続して進行した状態を示した斜視図である）に示した形状のように、初めて摩耗が始まった部分に集中的に不均一に深い溝Ｗ２が形成され、摩耗が急激に進行される。このような局所的な摩耗は、超硬合金チップの効率的な使用を妨害する最も大きい要因であって、保護層が積み重なる形状も不規則にさせる傾向があって、高速で回転する回転子に激しい振動を誘発するため、超硬合金チップ８２２２を頻繁に交替するしかない。
【００１７】
前記回転子８０は、上述の問題点の他にも、上部から回転子８０の内部に落下する被破砕物が、先に分散コーン８５と接触してから落下し、回転子下板８１に接触した後、下板と摩擦されながら上記保護層８４に衝突するため、回転子下板も急速に摩耗される。このような摩耗を防ぐために、回転子下板８１上に摩耗防止敷板８６をいくつか配置しているが、この板も頻繁に交替する必要があるため、生産コストを上昇させ、生産効率を低下させる。
【００１８】
一方、公知の従来の回転子としては、韓国実用新案出願公開第２０１３‐６３０６号公報、韓国特許登録第５４５７８８号公報、韓国特許出願公開第１９９７‐６１３６４号公報、及び韓国特許出願公開第２０１３‐１３９１３号公報などが挙げられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明は、回転子の内部に保護層を形成する上述のような従来の垂直軸衝撃破砕機の問題点を解消するためになされたものであって、谷状の保護層が形成されると、被破砕物粒子がこの谷に集中されて流れる現象を逆に活用して、谷状の保護層が、回転子内の所定部品の摩耗によって偶然に生じて発達するのではなく、定められた部位に一定に形成されるようにすることで、回転子の内部における被破砕物の挙動を意図通りに正確に制御できるようにした回転子及びそれを備えた垂直軸衝撃破砕機を提供することを目的とする。
【００２０】
また、本発明は、このような保護層の形状を回転子の回転中心に対応して一定に形成することで、回転子が高速で回転しても振動が発生しないようにした回転子及びそれを備えた垂直軸衝撃破砕機を提供することを目的とする。
【００２１】
また、本発明は、回転子保護層が一定の形状に形成されるように設計することで、摩耗が集中的に起こる部位を予測し、このような局所部位でのみ耐摩耗チップの摩耗が起こるようにして、耐摩耗チップ自体のサイズを減らして経済性を達成したり、耐摩耗チップが全体的に均一に摩耗されるようにして耐摩耗チップの活用率を最大とすることができる回転子及びそれを備えた垂直軸衝撃破砕機を提供することを目的とする。
【００２２】
また、本発明は、容易に交替可能な部位の部品のみが摩耗が起こり得る環境に露出するようにすることで、メンテナンスが容易な回転子及びそれを備えた垂直軸衝撃破砕機を提供することを目的とする。
【００２３】
また、本発明は、耐摩耗チップが均一に摩耗されるように活用できる耐摩耗チップの設置構造を有する回転子及びそれを備えた垂直軸衝撃破砕機を提供することを目的とする。
【００２４】
また、本発明は、摩耗が起こった部品の交替が容易であって、部品を交替しても回転子の内部に形成された保護層が破壊されることがなく、部品交替後にも別の安定化過程なしに直ちに破砕に活用することができる回転子及びそれを備えた垂直軸衝撃破砕機を提供することを目的とする。
【００２５】
また、本発明は、被破砕物が回転子周壁に形成された保護層に初めて接触する前に回転子の底部に接触して回転子の底部を摩耗させることを防止するために、回転子の中心部、すなわち、被破砕物が上部から回転子の内部に落下して接触する部分に、小型の漏斗状の保護層が形成されるように構成し、この漏斗状の保護層に接触した被破砕物が僅かな速度を得るとともに、遠心力によって上へ上昇する速度ベクトルを有するようにすることで、被破砕物が回転子の底部と接触する機会がないようにし、上述の漏斗状の保護層を離れた被破砕物が中空を通過して周壁に凹んで形成された谷状の保護層の谷部分に正確に着地されるようにすることで、被破砕物が通過する経路を正確に調節することにより、回転子の底部の摩耗を防止するだけでなく、超硬合金チップが摩耗される部位を正確に調節することができるようにした回転子及びそれを備えた垂直軸衝撃破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】
【００２６】
上述の目的を達成するために、本発明は、垂直方向に延びた回転軸を中心として回転して被破砕物を遠心力により加速させる回転子５であって、回転子内に投入される被破砕物の投入口である回転子上板孔５５１を備え、回転子の上部を成す回転子上板５５と、前記回転子上板の下部に離隔配置され、回転子の底部を成す回転子下板５３と、前記回転子上板と回転子下板との間に配置されて前記回転子上板と回転子下板にそれぞれ連結されており、回転子の回転中心から離隔した位置に配置される回転子周壁５４と、前記回転子周壁５４に形成され、回転子で加速された被破砕物が回転子から排出される出口となる円形孔５４１と、を含むことを特徴とする回転子を提供する。
【００２７】
ここで、回転子の形状が必ずしも円形からなる必要はなく、回転時に振動を誘発しない範囲内で、三角形、四角形、六角形などの様々な形態を取ることができる。また、このような多角形の辺の数に対応する数の円形孔を形成することができる。
【００２８】
ここで、前記円形孔５４１は、回転子周壁５４の外周に沿って同一高さの位置に等間隔に形成されることができる。
【００２９】
ここで、前記円形孔５４１の３時方向または９時方向には、回転子周壁５４より硬度が大きい耐摩耗チップが着脱可能に設けられることができる。
【００３０】
ここで、前記円形孔５４１の周りには、回転子周壁５４より硬度が大きい耐摩耗チップリング５４６が着脱可能に設けられ、前記耐摩耗チップリングは、前記円形孔５４１に対して方位角を異ならせて設置可能である。
【００３１】
ここで、耐摩耗チップリング５４６の内径は、円形孔５４１の内径より小さくする。
【００３２】
ここで、前記耐摩耗チップリング５４６は、耐摩耗チップリング５４６が耐摩耗チップリングハウジング５４３に結合され、耐摩耗チップリングハウジング５４３が円形孔５４１の周りに締結されることで、結果的に前記耐摩耗チップリング５４６が円形孔の周りに設けられるようにすることができる。
【００３３】
ここで、耐摩耗チップリング５４６は、耐摩耗チップリングハウジング５４３の内径部において回転子の中心に近い方の端部に結合される。
【００３４】
ここで、前記円形孔の周りには複数個のタップ孔５４２１が形成されており、耐摩耗チップリング５４６または耐摩耗チップリング５４６が締結された耐摩耗チップリングハウジング５４３にも複数個のボルト孔５４３１が形成されていて、耐摩耗チップリング５４６または耐摩耗チップリング５４６が締結された耐摩耗チップリングハウジング５４３の方位角を異ならせても、複数個のタップ孔５４２１と複数個のボルト孔５４３１の少なくとも一部が一致し、これを介して結合ボルト５４５を締結することで、耐摩耗チップリング５４６または耐摩耗チップリング５４６が締結された耐摩耗チップリングハウジング５４３が円形孔の周りに設けられるようにすることができる。
【００３５】
ここで、前記円形孔５４１の内径部位には、耐摩耗チップリング５４６または耐摩耗チップリング５４６が締結された耐摩耗チップリングハウジング５４３と分離可能に結合される耐摩耗チップリングハウジング支持リング５４２が回転子周壁５４と一体に締結されるようにすることができる。
【００３６】
ここで、耐摩耗チップリング５４６または耐摩耗チップリング５４６が締結された耐摩耗チップリングハウジング５４３は、回転子周壁５４の外部から円形孔５４１の周りに締結されるようにすることができる。
【００３７】
ここで、回転子周壁５４の円形孔５４１の周りまたは円形孔５４１の周りに一体に締結された耐摩耗チップリングハウジング支持リング５４２と、耐摩耗チップリング５４６または耐摩耗チップリング５４６が締結された耐摩耗チップリングハウジング５４３とが互いに向い合う面の間に、隔板リング５４４が狭持されるようにすることができる。
【００３８】
ここで、前記隔板リング５４４の外径は、円形孔５４１または円形孔５４１の周りに一体に締結された耐摩耗チップリングハウジング支持リング５４２の内径より大きく、前記隔板リング５４４の内径は、円形孔５４１または円形孔５４１の周りに一体に締結された耐摩耗チップリングハウジング支持リング５４２の内径より小さく、耐摩耗チップリング５４６の内径と等しいかそれより小さいように構成することができる。
【００３９】
ここで、前記回転子下板５３の中心と端部との間の所定位置に分散チューブ５６が上方へ突出するように設けられており、前記分散チューブ５６の上端の高さが円形孔５４１の中心より低くなるように構成することができる。
【００４０】
ここで、前記分散チューブ５６は、下部分散チューブ５６１と、前記下部分散チューブに対して分離可能に結合される上部分散チューブ５６２と、を含むように構成することができる。
【００４１】
ここで、前記分散チューブ５６の上端には、分散チューブより硬度が高い分散チューブ上端ライニング５６２２が設けられることができる。
【００４２】
ここで、前記分散チューブは分散チューブ底板５６１３を備えており、前記分散チューブ底板５６１３の中心部の上面に分散チューブ底ライニング５６１５が設けられるようにすることができる。
【００４３】
また、本発明は、上述の円形孔５４１の形状に代えて、正多角形孔５９を形成することができ、垂直方向からみたときに、前記正多角形孔５９と回転子上板５５との間及び前記正多角形孔５９と回転子下板５３との間の領域に回転子周壁５４の領域が存在するように構成することができる。
【００４４】
尚、円形孔の場合と同様に、前記正多角形孔５９の周りには、正多角形孔５９の形状と対応する正多角形形状からなり且つ正多角形孔５９よりサイズが小さい耐摩耗チップリング５４６が正多角形孔５９に重なる形態で着脱可能に設けられており、前記耐摩耗チップリングは、前記正多角形孔５９に対して方位角を異ならせて設置可能である。
【００４５】
尚、円形孔の場合と同様に、回転子周壁５４の正多角形孔５９の周りと、耐摩耗チップリング５４６または耐摩耗チップリング５４６が締結された耐摩耗チップリングハウジング５４３とが互いに向い合う面の間には隔板リング５４４が狭持されており、隔板リング５４４の外周は正多角形孔５９より大きく、隔板リング５４４の内周は、正多角形孔５９より小さく、耐摩耗チップリング５４６の内周と等しいかそれより小さいように構成することができる。
【００４６】
尚、円形孔の場合と同様に、前記回転子下板５３の中心と端部との間の所定位置には分散チューブ５６が上方へ突出するように設けられており、前記分散チューブ５６の上端の高さは、回転子下板５３と回転子上板５５との間の高さの１／２より低いように構成することができる。
【００４７】
また、本発明は、上記のような従来技術を解決するために、垂直方向に延びた回転軸を中心として回転して被破砕物を遠心力により加速させる垂直軸衝撃破砕機用回転子５であって、回転子内に投入される被破砕物の投入口である回転子上板孔５５１を備え、回転子の上部を成す回転子上板５５と、前記回転子上板の下部に離隔配置され、回転子の底部を成す回転子下板５３と、前記回転子上板と回転子下板との間に配置されて前記回転子上板と回転子下板にそれぞれ連結され、回転子の回転中心から離隔した位置に配置される回転子周壁５４と、前記回転子周壁５４に形成され、回転子で加速された被破砕物が回転子から排出される出口となる孔５４１、５９と、前記回転子下板５３の中心と端部との間の所定位置に、上方へ突出するように設けられる分散チューブ５６と、を含み、前記分散チューブ５６は、下部分散チューブ５６１と、前記下部分散チューブに対して分離可能に結合される上部分散チューブ５６２または上部リング５６３と、を含む、回転子を提供する。
【００４８】
ここで、前記上部分散チューブ５６２または上部リング５６３の上端には、分散チューブ上端ライニング５６２２が設けられることができる。
【００４９】
ここで、前記下部分散チューブ５６１の上端には外向する方向に結合フランジ５６１１が形成されており、前記上部分散チューブ５６２の下端または前記上部リング５６３の外径側には、前記フランジ５６１１と対応するように結合フランジ５６２１または結合面５６３１が形成されることができる。
【００５０】
また、本発明は、上記のような従来技術を解決するために、上述の回転子と、前記回転子の中心下部に結合されて垂直に設けられ、回転子と一体に回転する軸４２と、前記回転子の外側部に離隔して設けられる上部フレーム１１と、前記上部フレーム１１より小さい直径を有し、前記上部フレーム１１の下部に設けられる下部フレーム１２と、前記上部フレームと下部フレームとの直径差の部分に設けられた階段部１１１と、を含む垂直軸衝撃破砕機を提供する。
【発明の効果】
【００５１】
本発明による垂直軸衝撃破砕機は次のような効果を有する。
【００５２】
第一、高価の超硬合金チップの交替周期が従来の回転子より何倍も長くなる。
【００５３】
第二、回転子の振動発生が防止される。
【００５４】
第三、回転子の開口部を除いた回転子の各部位の摩耗が防止される。
【００５５】
第四、能率的な生産作業が可能となる。
【００５６】
第五、回転子の構造が簡単であって製作コストが低減される。
【００５７】
第六、メンテナンスが簡単で且つ容易である。
【００５８】
上述の効果とともに本発明の具体的な効果は、以下の発明を実施するための具体的な事項を説明しながらともに記述する。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】従来の垂直軸衝撃破砕機に用いられる回転子を示した図面であって、回転子の上部蓋を除去して内部が見られるように示した図面である。
【００６０】
【図２】図１の超硬合金チップの初期摩耗状態を示した斜視図である。
【００６１】
【図３】図２の超硬合金チップの摩耗が持続して進行した状態を示した斜視図である。
【００６２】
【図４】本発明の好ましい一実施形態による垂直軸衝撃破砕機の断面図である。
【００６３】
【図５】図４のＡ‐Ａ線に沿って回転子を切断した後、上部からみたときの平面図である。
【００６４】
【図６】図４の回転子の正面図である。
【００６５】
【図７】図６の耐摩耗チップリングハウジングに超硬合金チップリングが結合されている形態を示した正面図である。
【００６６】
【図８】図７のＣ‐Ｃの断面図である。
【００６７】
【図９】図４のＢ部分の拡大図である。
【００６８】
【図１０】本発明の他の実施形態による回転子の正面図である。
【００６９】
【図１１】本発明の回転子のさらに他の実施形態である。
【００７０】
【図１２】本発明の回転子に設けられた分散チューブの他の実施形態である。
【発明を実施するための形態】
【００７１】
以下、本発明による垂直軸衝撃破砕機とそれに用いられる回転子の好ましい実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００７２】
本発明は、以下に開示される実施形態に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態に具現されることができ、本実施形態は、本発明の開示を完全にさせるとともに、通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものである。
【００７３】
図４は本発明の好ましい一実施形態による垂直軸衝撃破砕機の断面図であり、図５は図４のＡ‐Ａ線に沿って回転子を切断した後、上部からみたときの平面図であり、図６は図４の回転子の正面図であり、図７は図６の耐摩耗チップリングハウジングに超硬合金チップリングが結合されている形態を示した正面図であり、図８は図７のＣ‐Ｃの断面図であり、図９は図４のＢ部分の拡大図である。
【００７４】
【００７５】
［フレーム］
【００７６】
図４を参照すると、本発明による一実施形態による垂直軸衝撃破砕機はフレーム１を備える。フレーム１は、上部フレーム１１及び下部フレーム１２で構成されている。上部フレーム１１と下部フレーム１２は円筒状であり、上部フレーム１１の直径は下部フレーム１２の直径より大きい。また、このような直径の差だけ、上部フレーム１１の下端に階段部１１１が形成されている。このような階段部１１１の上部には、後述の回転子により加速されて出る被破砕物が積み重なって、図示したように上部フレーム１１の停止保護層１１２が形成される。
【００７７】
上部フレーム１１上には、上部フレームの内部空間を外部と遮断させる上蓋２が結合されている。上蓋２は、その端部が上部フレームの上端に締結される上覆板２１と、上覆板の中央部に形成され、被破砕物をフレームの内部に案内するホッパー２２と、ホッパーの下端から下方に延びて形成され、被破砕物を後述の回転子５の内部に投入するガイドの役割をする投入シュート２３と、からなる。
【００７８】
下部フレーム１２の下端部１２１の内部には、倒立チャンネル状に形成されたプーリ室３が設けられており、プーリ室３の一側端部には下部フレーム１２の一部が除去された開口部（不図示）が形成されていて、フレームの外部に位置する動力手段からＶベルト（不図示）が入って、プーリ室３の内部にあるプーリ６に連結される。プーリ室３の上部には丈夫な鉄板であるプーリ室上板３１が形成されてプーリ室を覆っており、その中央部には円形のプーリ室上板孔３１１が形成されている。
【００７９】
【００８０】
［回転軸組立体］
【００８１】
プーリ室上板３１上には、軸受ハウジング組立ボルト４１５によって回転軸組立体４が強固に結合されている。厳密に言えば、回転軸組立体４は、垂直に配置された軸４２と、これを囲む軸受ハウジング４１と、を備えるが、軸受ハウジングの下端部４１２に形成されたフランジとプーリ室上板３１とが軸受ハウジング組立ボルト４１５によって締結されることで、回転軸組立体４がプーリ室上板３１に強固に固定される。軸受ハウジングの下端部４１２に形成されたフランジに、図４に示したように、下向きに突出した段差を形成し、これがプーリ室上板孔３１１に挿入されるようにすると、プーリ室上板３１に対する軸受ハウジング４１の位置整列がより容易であり、また、軸受ハウジング４１とプーリ室上板３１との締結力をより増大させることができる。
【００８２】
軸受ハウジング４１の上端部４１１には上部軸受４１３が設けられており、軸受ハウジング４１の下端部４１２には下部軸受４１４が設けられていて、軸受ハウジング４１に内挿された軸４２の上部と下部はそれぞれ上部軸受４１３と下部軸受４１４によって支持され、軸受ハウジング４１内で回転される。
【００８３】
また、軸受ハウジング４１に内挿された軸４２の上端と下端は、それぞれ軸受ハウジング４１の上端と下端よりもさらに上方及び下方に突出して形成されている。
【００８４】
下方に突出した軸４２の下端にはプーリ６が軸設されており、このようなプーリ６は、上述のプーリ室上板孔３１１を介してプーリ室３内に配置される。プーリ室３内に配置されたプーリ６は、プーリ室上板３１によってフレーム１の内部空間とは隔離されているため、上部フレーム１１の停止保護層１１２の付近で破砕された被破砕物がプーリ室３内に浸透してプーリ６の作動に影響する現象を防止することができる。
【００８５】
上方に突出した軸４２の上端には後述の回転子５が締結される。
【００８６】
一方、軸受ハウジング４１の上端部や下端部などには、埃を防ぐためのラビリンスシールやグリースを保持するためのオイルシールなどが設けられているが、これらは、回転軸の構造において広く用いられる通常の事項であるため、これについての詳細な説明は省略する。
【００８７】
【００８８】
［回転子］
【００８９】
軸４２の上端には、軸の回転軸に対して回転子５の中心が軸整列されるように回転子５が結合されている。したがって、回転子５の中心である回転軸は軸４２の回転軸と一致整列され、回転子５は軸４２の回転とともに一体に回転する。
【００９０】
これらの結合構造を具体的に説明すると、回転子５は下端中央部に回転子ボス５２を備えており、軸結合ボルト５２１はこの回転子ボス５２を軸４２に結合させる。このように軸４２に結合された回転子ボス５２には、回転子下板５３が回転子結合ボルト５１によって結合されていて、結果的に回転子５が軸４２に結合されるのである。回転子ボス５２の下端は、図４に示したように、軸受ハウジング４１の上端部４１１を覆う形状を有していて、軸受ハウジング４１内に破砕された岩石の破片などが侵透することを防止する。もちろん、回転子ボス５２の下端は、軸受ハウジング４１の上端部４１１から微細な間隔に離隔されていて、回転子ボスが回転する時に回転子ボス５２の下端と軸受ハウジング４１の上端部とが互いに干渉することがない。
【００９１】
回転子ボス５２は上部に突出した段差を有し、これに環状の回転子下板５３の内周面が図４に示したように挿入された形態で結合される。これは、上述の軸受ハウジングの下端部４１２の段差とプーリ室上板孔３１１の結合構造と類似である。この構造も同様に、位置整列が容易にできる利点と、２つの構成の締結力を高めることができるという利点を有する。
【００９２】
円形の回転子下板５３の周りには、円柱状の回転子周壁５４が通常の方法により結合されており、回転子周壁５４の上端には、さらに円形（厳密には環状）の回転子上板５５の端部が通常の方法により結合される。回転子周壁５４の周りには、複数個の円形孔５４１が同一高さの位置に等間隔に形成されている。また、回転子上板５５の中央部には円形の回転子上板孔５５１が形成されており、この回転子上板孔５５１に上述の投入シュート２３が図４に示したように浅く入っている。投入シュート２３は固定された状態であり、回転子上板５５は回転する構成であるため、投入シュート２３と回転子上板５５の回転子上板孔５５１の内周面は互いに接触または干渉しないようにすることが好ましいことはいうまでもない。
【００９３】
投入シュート２３の真下に位置する回転子ボス５２の上面には、分散チューブ結合ボルト５６１４によって分散チューブ５６が強固に結合される。分散チューブ５６は、底が閉塞されていて、周りに円柱状の側壁を備えている形状を有する。分散チューブ結合ボルト５６１４は、このような分散チューブ５６の底を成す分散チューブ底板５６１３に形成されたボルト孔を貫通して回転子ボス５２の上面に締結される。ここで、分散チューブ結合ボルト５６１４は、分散チューブ底板５６１３を貫通し、且つ側壁に近く位置する。これにより、分散チューブ結合ボルト５６１４の頭部が後述の分散チューブ保護層５６４の内部に埋め込まれ、分散チューブ結合ボルト５６１４の頭部が回転子の内部に投入される被破砕物によって摩耗されることを防止することができる。
【００９４】
分散チューブ５６の側壁を成す部分は、図９に示したように、下部分散チューブ５６１と上部分散チューブ５６２とに分けられる。そして、下部分散チューブ５６１と上部分散チューブ５６２とが互いに接する部分には、それぞれ外側方向に向かって突出した形態の結合フランジ５６１１、５６２１が形成されている。したがって、下部分散チューブ５６１と上部分散チューブ５６２は、結合フランジ５６１１、５６２１を上下分散チューブ結合ボルト５６６６で締結することで上下積層結合される。結合フランジは、上部分散チューブの上端より低い位置において外側に形成されているため、被破砕物が結合フランジに飛んできてぶつかる恐れがない。
【００９５】
回転子を回転駆動させながら被破砕物を投入すると、分散チューブ５６の内部には、遠心力により、図４に示したような漏斗状の被破砕物が積み重なって分散チューブ保護層５６４が形成される。このような分散チューブ保護層５６４は、被破砕物が回転子の底部と接触する機会を完全に遮断して、回転子の底部を摩耗から保護する。
【００９６】
分散チューブ底板５６１３の中央部は、図示したように、分散チューブ保護層５６４が形成されずに露出するが、この部分の上面には、超硬合金などからなる分散チューブ底ライニング５６１５を形成することで、投入シュート２３を介して投入される被破砕物によって分散チューブ底板５６１３の中央部が摩耗されることを防止することができる。
【００９７】
また、分散チューブ５６の垂直チューブ部位のうち上部分散チューブ５６２の上端内周面にも、超硬合金などからなる分散チューブ上端ライニング５６２２を形成する。分散チューブは直径が大きくないため、回転子５が正常速度で回転している時にも周速度（分散チューブの垂直チューブ部分の線速度）があまり大きくない。したがって、被破砕物がぶつかって起こる摩耗作用も弱い。結局、分散チューブ５６に被覆された超硬合金などの硬質ライニング５６１５、５６２２の寿命は非常に長い。しかし、その寿命を比較するとすれば、回転子の中心から僅かに離れている分散チューブ上端ライニング５６２２の摩耗がもう少し早く進行されると言える。上述のように分散チューブの側壁部位を上部分散チューブと下部分散チューブとに二分したことは、上部分散チューブ５６２の上端内周面に形成されたライニング５６２２が磨耗された場合、分散チューブ５６の全体を交替するのではなく、上部分散チューブ部分のみを交替するようにするためである。ここで、注目すべき技術的特徴は、本発明のように、分散チューブ５６を上部分散チューブと下部分散チューブで構成し、上部が別の部品を成すようにすると、分散チューブの上端のみを交替することができるという便利さだけでなく、分散チューブ保護層５６４に埋もれている分散チューブ結合ボルト５６１４の頭部に接近するために既成の分散チューブ保護層５６４を壊す必要がないという点である。ともあれ分散チューブの上端部分のみを交替する構造を適用することで、摩耗による分散チューブの交替過程で既成の分散チューブ保護層５６４の破壊を最小化することができるのである。結局、本発明は、上述の２つの硬質ライニングのそれぞれの摩耗程度に応じて、それぞれ該当部分のみを交替することにより、ライニングの活用効率を高めることができ、改善された構造によって交替及びメンテナンスが非常に便利である。
【００９８】
図４〜図９には、分散チューブ５６が、チューブ形状の２つの部分、すなわち、下部分散チューブ５６１と上部分散チューブ５６２で構成されたことを示しているが、交替が必要な部分を分割して分散チューブ５６を２つの部分で構成する構造が必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、図１２に示したように、分散チューブを下部分散チューブ５６１と上部リング５６３の形態で構成することも可能である。図１２に示された分散チューブが、図４及び図９に示された分散チューブと異なる点は、上部を構成する上部リング５６３と上部分散チューブ５６２の形状にある。上部リング５６３は平板の円形リング状であって、リングの外径側には下部分散チューブ５６１の結合フランジ５６１１と締結される結合面５６３１が形成されており、上部リング５６３の内径は、下部分散チューブ５６１の内径と等しいかそれより小さく、上部リング５６３の内径部上端の角には、その周面に沿ってリング状の分散チューブ上端ライニング５６２２が形成されている。このような形態の分散チューブ５６も、図４及び図９に示された分散チューブと同様の機能を担うことになり、主に交替されなければならない部品（上部リング）の製作がさらに簡便であるという点に注目すべきである。一方、分散チューブ５６により分散チューブ保護層５６４が一度形成されると、回転子５の中心に投入された被破砕物が遠心力を受け、回転子の中心から少しでも遠くなると直ちに分散チューブ保護層５６４の斜面に沿って上がっていき、分散チューブの上端でさらに遠心力を受けて回転子周壁５４の方へ加速されて飛ぶことになる。したがって、分散チューブ５６を設けると、第一、分散チューブ保護層５６４が形成されて、回転子下板５３の上面が被破砕物と直接接触して発生する摩耗を防止することができるため、回転子下板を交替することなく永久的に使用することができ、第二、分散チューブ５６の上端の高さを調節することで、遠心力により加速される被破砕物の飛ぶ方向を決定することができるため、図４及び図６に示したように、分散チューブの上端が、回転子周壁５４の高さの１／２の位置より僅かに低い位置となるように形成すると、回転子５の中心に投入された被破砕物が加速されて飛ぶ方向を、概略的に回転子周壁の高さの１／２の付近の一定領域に制御することができる。分散チューブの上端を離れた粒子は、分散チューブ保護層５６４の斜面方向のベクトルと、粒子が受ける遠心力方向のベクトルとの和ベクトル方向に飛ぶことになる。
【００９９】
次に、図５〜図８を参照して、回転子周壁に形成された円形孔及び関連構成について説明する。回転子周壁５４には、回転子の回転中心に対して放射状に、４個の円形孔５４１が等間隔に形成されている。円形孔５４１の周りには、タップ孔５４２１を有する耐摩耗チップリングハウジング支持リング５４２が溶接などの方法により周壁と一体に強固に締結されている。耐摩耗チップリングハウジング支持リング５４２のタップ孔５４２１は、円形孔５４１の周りに沿って等間隔に４個または６個（図面上には６個）などの複数個形成されている。耐摩耗チップリングハウジング支持リング５４２には外側面からリング形態の耐摩耗チップリングハウジング５４３が締結されるが、耐摩耗チップリングハウジング５４３も、耐摩耗チップリングハウジング支持リング５４２のタップ孔５４２１と対応する位置にボルト孔５４３１を有していて、図示したように結合ボルト５４５で互いに締結されることができる。尚、耐摩耗チップリングハウジング５４３に形成されたボルト孔５４３１の個数は、タップ孔５４２１の個数と等しいか、タップ孔５４２１の２倍数以上で形成してもよい。例えば、タップ孔５４２１の個数は４個であり、ボルト孔５４３１の個数も４個である場合には、４個の角度に対して耐摩耗チップリングハウジング５４３を耐摩耗チップリングハウジング支持リング５４２に締結することができるが、タップ孔５４２１の個数は４個であり、ボルト孔５４３１の個数は１２個である場合には、１２個の角度に対して耐摩耗チップリングハウジング５４３を耐摩耗チップリングハウジング支持リング５４２に締結することができることが理解できるのであろう。
【０１００】
耐摩耗チップリングハウジング支持リング５４２の内径部分の内側角部には、超硬合金などの耐磨耗性材質からなる耐摩耗チップリング５４６が収納される。したがって、回転子の内側から円形孔５４１を介して外側をみたときに、円形孔５４１を介して外部へ加速排出される粒子と接触する部位である円形孔５４１の内周面に耐摩耗チップリング５４６が位置することになり、回転子で発生し得る摩耗部位を保護することができる。
【０１０１】
回転子の遠心力により加速排出される被破砕物は、回転子の回転方向によって円形孔５４１の３時方向部分、または９時方向部分から離脱して排出されるため、該当部位に位置する耐摩耗チップリング５４６の部位が集中的に磨耗される。これをより具体的に説明すると、円形孔５４１の内面には、遠心力により円形孔を中心とする漏斗状の保護層が回転子の内部空間の方に形成されるが、このように形成された漏斗状の保護層は、円形孔５４１の円の形状（円の１／２の高さ部分が、回転子の回転中心から最も遠い位置となる）と遠心力の作用により、円形孔５４１の中心の高さ部分で谷のように陥凹することになる。これにより、谷部分が回転子の回転中心から最も遠い位置となるため、分散チューブ５６から離脱して回転子保護層５７に着地した被破砕物は遠心力によってこの谷部分に移動し、再び遠心力を受けて円形孔の方へ移動することになる。したがって、被破砕物は、円形孔５４１の３時方向部分、または９時方向部分から離脱して排出される。このような構造によると、被破砕物は、回転子保護層に初めて接触される部分がどの部分であるかにかかわらず、遠心力によって常に回転子保護層の谷部分を経て円形孔の３時または９時方向の地点に誘導され、超硬合金からなる耐摩耗チップリングと接触されながら回転子を離れることになる。したがって、耐摩耗チップリングが摩耗される部位と程度が全ての開口部で正確に同一となり、高速で回転する回転子の振動発生を防止することが可能である。
【０１０２】
例えば、図６に示された回転方向に回転子５が回転すると、耐摩耗チップリング５４６の周りの部位のうち、図面において９時方向部位が集中的に磨耗される。摩耗が進行されて耐摩耗チップリング部位が限界点まで摩耗された場合、結合ボルト５４５を開放し、耐摩耗チップリングハウジング５４３を１つのボルト孔５４３１の間隔だけ回してさらに締結すると、摩耗されていない耐摩耗チップリング５４６の部位が３時方向部分または９時方向部分にさらに位置することになる。これにより、耐摩耗チップリングを均等に使用することができるため、耐摩耗チップリングの使用期間を著しく増加させることができる。これは、孔が円形孔５４１であるため、一定位置（３時または９時方向）を介して集中的に粒子が加速移動されるという点と、円形孔に締結される耐摩耗チップリングハウジングも円形であるため、耐摩耗チップリングハウジング５４３を円形孔５４１に対して回しながら締結できるという点によって可能なことである。
【０１０３】
上述のように、回転子周壁５４、周壁に隣接する回転子上板５５、及び回転子下板５３の部分により囲まれる回転子５の内部空間には、図４及び図５に示したように、回転子５に投入された被破砕物が遠心力により堆積された回転子保護層５７が形成される。一定形状の回転子保護層５７が形成されると、遠心力により回転子５の中心から回転子周壁５４に向かって飛ぶ粒子が、周壁や上板、下板に直接衝突せず回転子保護層５７に衝突するため、周壁や上板、下板が粒子と衝突して摩耗される現象を防止することができる。このような回転子保護層５７は、上述の従来の回転子に形成された波状の保護層と異なって、円形孔５４１を中心とする漏斗状と類似に形成されるため、保護層が回転子周壁５４を覆うだけでなく、上下に回転子周壁と連結される回転子上板５５と回転子下板５３の部位まで覆うため、回転子の周壁はいうまでもなく、底部と天井までも保護層により完璧に保護されることができる。
【０１０４】
本発明によると、耐摩耗チップリングハウジング５４３と耐摩耗チップリングハウジング支持リング５４２との間にはワッシャ状の隔板リング５４４が狭持されており、隔板リング５４４の内径は、図５に示したように、耐摩耗チップリングハウジング支持リング５４２の内径より小さくなっていて、耐摩耗チップリングハウジング５４３の内径とは略一致するため、耐摩耗チップリングハウジング５４３の内面でなく隔板リング５４４の内面部分に被破砕物からなる回転子保護層５７が形成される。回転子保護層５７を成す被破砕物は、微細な粒子が多く、且つ水分を含有しているため、回転子５で発生する強い遠心力によって押し固めらると、非常に丈夫な保護層が形成されるとともに、粘着性を有しているため、回転子保護層が一度押し固められると、回転子保護層と接する構成品と非常に強固な粘着性により粘着することになる。上述のように、耐摩耗チップリング５４６の３時または９時方向部分の摩耗が非常に進行されて、耐摩耗チップリングハウジング５４３を所定角度回転させて再び設けるためには摩耗チップリングハウジング５４３を分解しなければならないが、耐摩耗チップリングハウジング５４３がこのように強い粘着性の転子保護層５７と直ちに接していると、耐摩耗チップリングハウジング５４３を回転子保護層５７から取り外すことが非常に難しくなる。このような状況が発生することを考慮して、本発明では、隔板リング５４４を耐摩耗チップリングハウジング５４３と回転子保護層５７との間に位置させた。本発明は、回転子保護層５７と耐摩耗チップリングハウジング５４３とが隔板リング５４４によって直接接しないようにしたため、摩耗が起こった耐摩耗チップリング５４６を回転または交換しようとする際に容易に分離することができる。また、耐摩耗チップリングハウジング５４３を分解する場合にも、隔板リング５４４が回転子保護層５７と粘着された状態で回転子保護層５７を支持しているため、耐摩耗チップリングハウジング５４３を分離しても回転子保護層５７が破損されないようにすることで、耐摩耗チップリングハウジング５４３を分解結合しても回転子５の動的バランスが壊れないようにすることができる。尚、隔板リング５４４の内径は耐摩耗チップリングハウジング５４３の内径と一致するため、耐摩耗チップリングハウジング５４３の分解結合により、耐摩耗チップリング５４６の摩耗部位が３時または９時方向でなく他の方向に位置することになっても、該当部分の隔板リング５４４はその形態を維持した状態で回転子保護層５７をそのまま支持しているため、耐摩耗チップリングハウジング５４３を分解結合しても回転子保護層５７のバランスが壊れることをさらに防止することができる。これに対し、隔板リング５４４の３時または９時方向の部分では回転子の回転によって摩耗が発生し得るが、耐摩耗チップリング５４６の分解、回転及び結合により、摩耗されていない部分の耐摩耗チップリング５４６がその後部を支持しているため、回転子保護層５７のバランスには何ら影響しなくなる。このような隔板リング５４４も、必要に応じては交替しなければならない可能性が排除できないため、本発明では、隔板リング５４４を耐摩耗チップリングハウジング支持リング５４２と別の構成とした。また、隔板リング５４４の外径を、図５に示したように、耐摩耗チップリングハウジング支持リング５４２に形成された段差部の内径と略一致するように構成すると、隔板リングの設置位置を容易に設定することができる。
【０１０５】
上述の耐摩耗チップリング５４６は、摩耗が多く起こる回転子の作動環境で孔５４１の枠部分を保護するための構成である。換言すれば、摩耗が多く起こらない作動環境、例えば、破砕しようとする被破砕物の体積が相対的に大きくて、摩耗の原因である装置と被破砕物との摩擦面積が少なくなる場合であれば、耐摩耗チップリングを必ずしも超硬合金材質で構成する必要がなく、耐摩耗チップリングを設けなくてもよいということになる。しかし、このような場合であっても、円形孔の形状によって被破砕物が回転子で通過する軌跡を確実に制御することができるため、従来の回転子に比べて、摩耗に対する補強や他の対策を立てることが遥かに容易である。したがって、円形孔は、耐摩耗チップリングの効率的な使用はさておいて、その自体としての技術的意味が大きいと言える。一方、このような回転子保護層５７と回転子周壁５４との間には、図５に示したように隔壁５８を設け、回転子５の内部空間に形成される回転子保護層５７の質量を減らすことで、回転子５の回転にかかる動力を減らすことができる（例えば、隔壁がないと、隔壁による空き空間が全て被破砕物により堆積され、その質量が大きくなるしかない）。
【０１０６】
このような技術的特徴を一層発展させて、回転子上板５５、回転子下板５３、及び回転子周壁５４を図１１に示された形態で構成することもできる。すなわち、図５及び図６に示された回転子５は、回転子上板５５と回転子下板５３が円形であり、回転子周壁５４が円筒の円柱状であって、回転子周壁５４内に別の隔壁５８を構成していたが、図１１のように、回転子上板（不図示）と回転子下板５３を正四角形で構成し、このような正四角形の頂点部分に円形孔５４１を配置するとともに、回転子周壁５４を図示したように隔壁５８の形態で形成することで、より簡単に軽量の回転子のハウジングを構成することができることはいうまでもない。
【０１０７】
【０１０８】
以下では、上述の回転子及び垂直軸衝撃破砕機の作動について説明する。
【０１０９】
ホッパー２２に供給された被破砕物は、所定直径のホッパーシュート２３を経て一定の供給速度で回転子５の内部に投入される。
【０１１０】
回転していた回転子５の上板５５の中央部を介して内部に投入された被破砕物は遠心力を受けて中心から遠くなり、分散チューブ５６の内部に形成された分散チューブ保護層５６４にぶつかった後、分散チューブ保護層５６４の斜面に沿って上方へ上がって加速され、分散チューブ５６の上端を離れてから回転子保護層５７にぶつかって急激に加速されながら、回転子保護層５７の表面に沿って円形孔５４１の３時または９時方向の方へ移動し（３時または９時方向は、回転子の回転方向によって決定される）、回転子５を高速で離脱する（回転子の端部で線速度が最も高い）。
【０１１１】
回転子組立体２を離脱した粒子は、回転子の外径の接線方向の速度ベクトルを有して飛び、上部フレーム１１と階段部１１１に形成された停止保護層１１２に強くぶつかって破砕される。
【０１１２】
破砕物は停止保護層１１２の斜面に沿って重力方向に流下して下部フレーム１２に落下し、これらはシュートなどの案内に従って外部に排出される。
【０１１３】
このような被破砕物の移動経路をみると、回転子５の中央部に投入された被破砕物は、分散チューブ保護層５６４に接して外部に移動し、また分散チューブ５６の高さによって制御された位置で回転子保護層５７にぶつかってさらに加速され、回転子保護層５７に沿って移動して外部に飛び、さらに停止保護層１１２にぶつかって破砕される経路を有する。したがって、回転子５に投入された被破砕物が破砕機の構成と直接接する領域は、分散チューブ底ライニング５６１５の部分、分散チューブ上端ライニング５６２２の部分、及び耐摩耗チップリング５４６の３時または９時方向の部分しかない。
【０１１４】
本発明は、このような被破砕物の移動経路を、回転子の構造によって意図通りに正確に制御することで、被破砕物が回転子の内部構成と直接接する部位を最小化する。これにより、回転子の寿命を飛躍的に増やすことができ、メンテナンスが容易であるとともに、保護層をそのまま維持して、メンテナンス後にも長い安定化過程を経る必要がない効果を有することは構成自体から明白なことであって、この他にも、説明していない効果であるとしても、本発明の構成により明白に発生する効果が十分に推考可能であると言える。
【０１１５】
以上のように、本発明について例示図面を参照して説明したが、この明細書に開示された実施形態及び図面によって本発明が限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で、当業者による各種変形が可能であることは自明である。例えば、上述の円形孔５４１に代えて、正多角形孔５９（例えば、図１０のような正六角形孔）を形成しても、上下方向からみたときに、正多角形孔５９と回転子下板５３及び回転子上板５５の間の領域（図１０の陰影部分参照）に回転子周壁５４が配置される構造を形成すると、同様に、正多角形孔５９の周辺に漏斗状の回転子保護層５７が形成され、この回転子保護層５７の部分のうち回転子周壁の高さの１／２の付近に谷が形成されて、被破砕物が孔５９の３時方向部分または９時方向部分から離脱して排出されるため、円形孔５４１の形状である場合並みの効果を発揮することができる。したがって、必ずしも円形形状であるのではなく、正多角形形状の孔とした場合にも、回転子周壁の高さの１／２の付近に谷が形成され、被破砕物が孔５９の３時方向部分または９時方向部分から離脱して排出されるようにする作用効果を奏することができる形状の変更程度は均等の範囲であると言える。また、図４には、被破砕物からなる停止保護層を有する垂直軸衝撃破砕機が示されているが、当業界において広く用いられるように、停止保護層に代えて、複数個のアンビルを回転子から離隔された所に円形配置した垂直軸衝撃破砕機も、本発明の実施形態とすることができることはいうまでもない。尚、以上で本発明の実施形態を説明するにあたり、本発明の構成による作用効果を明示的に記載して説明しなかったとしても、該当構成により予測可能な効果も認められるべきであることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
上述の回転子とそれを用いた垂直軸衝撃破砕機が破砕分野において産業上利用できることは自明である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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