(57)【要約】      （修正有）【課題】粉砕ローラの粉砕効率の向上と、粉砕時の異常振動の発生を防止できる竪型粉砕機を提供する。【解決手段】粉砕ローラ１６を回転テーブル上面１４Ａで粉砕原料を介して回転自在に転動させて、前記粉砕原料を粉砕する竪型粉砕機において、前記回転テーブル上面１４Ａの前記粉砕ローラ１６の前記粉砕原料の噛み込み側で前記回転テーブル上面１４Ａの半径方向に沿った圧縮板５０を設け、前記圧縮板５０は、長手方向を前記半径方向に沿って配置し、幅方向を円弧状に湾曲させて形成し、前記回転テーブル上面１４Ａの前記粉砕原料を前記円弧状の外表面で圧縮可能なことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉砕ローラを回転テーブル上面で粉砕原料を介して回転自在に転動させて、前記粉砕原料を粉砕する竪型粉砕機において、
前記回転テーブル上面の前記粉砕ローラの前記粉砕原料の噛み込み側で前記回転テーブル上面の半径方向に沿った圧縮板を設け、
前記圧縮板は、長手方向を前記半径方向に沿って配置し、幅方向を円弧状に湾曲させて形成し、前記回転テーブル上面の前記粉砕原料を前記円弧状の外表面で圧縮可能なことを特徴とする竪型粉砕機。
【請求項２】
前記圧縮板は回転テーブルの半径方向に沿って軸方向を配置したシャフトに取り付け、前記シャフトの軸回りに沿って回転可能なことを特徴とする請求項１に記載の竪型粉砕機。
【請求項３】
前記圧縮板の上端は、前記粉砕原料の圧縮範囲の高さとなるように前記シャフトに取り付けていることを特徴とする請求項１又は２に記載の竪型粉砕機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に、石炭、オイルコークス、石灰石、スラグ、クリンカ、セメント原料、その他の無機原料、又は化学品、バイオマス等の有機原料を回転テーブル上で従動する粉砕ローラで所定粒径の粉体に粉砕する竪型粉砕機に関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭、バイオマス等の原料を粉砕する粉砕機として、竪型粉砕機が広く用いられている。従来の竪型粉砕機は、粉砕機の外郭を形成するケーシング内に、回転テーブルと、回転テーブルの上面外周部を円周方向に等分する位置に配置した複数個の粉砕ローラを備えている。
【０００３】
このような竪型粉砕機は、回転テーブルの中央に粉砕原料が供給されると回転テーブルの回転により、粉砕原料が回転テーブルの外周部へと移動する。外周部には、粉砕ローラが圧接して回転しているので、粉砕原料は、粉砕ローラと回転テーブルの間へ侵入して粉砕される。そして、回転テーブルの外周面とケーシングの内周面との間の環状通路から吹き上がる熱空気によって、熱空気とともに粉粒体が乾燥されながらケーシング内を上昇する。粉粒体は、ケーシング内の上部に設けた分級手段によって振り分けられて所定粒度の製品が外部へ排出される。分級手段を通過できない粗粉は再度回転テーブル上に落下して粉砕される。
【０００４】
粉砕原料は、粒径サイズにもよるが１回の粉砕では、目的とする粒径の粉砕物に粉砕することができず、通常、目的とする粒径の粉砕物にするために複数回の粉砕工程が必要となる。前述のケーシング内では熱空気によって粉砕物が上昇して分級手段に達するまでに落下したり、あるいは分級手段によって排除されたりして回転テーブル上へ戻るなどして粉砕物をケーシング内で循環させて粉砕ローラによる粉砕を複数回行っている。この粉砕機内を循環する粉砕物は粉砕機への供給量の５〜７倍程度であり、ケーシング下部からの熱空気によって循環しているので、循環量が増えるとその送風圧の所要動力も増えることになる。そこで、粉砕機内でいち早く所望の粒径サイズに粉砕して粉砕機の外部へ排出し、内部循環量を減らすことが求められている。
【０００５】
従来、竪型粉砕機の粉砕効率を向上させるため、特許文献１の竪型粉砕機では、粉砕テーブル上面に粉砕ローラと補助ローラとスクレーパを取り付けている。補助ローラは粉砕原料又は粉砕物を脱気、予備圧縮して、粉砕ローラによる粉砕時の振動発生防止効果や、粉砕ローラで噛み込み易くしている。またスクレーパは、粉砕原料又は粉砕物の層の厚さを均一にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平３−２１７２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、補助ローラを備えた竪型粉砕機は、回転テーブル上面を平面視すると、複数の粉砕ローラおよび補助ローラによってテーブル上が覆われてしまい、ケーシング内を循環する粉砕物が回転テーブル上面へ落下する箇所が限定されてしまう。このため、回転テーブル上面に落下する粉砕物は、ローラが存在する箇所と存在しない箇所で堆積する層の厚みが異なり不均一となる。回転テーブル上面の粉砕物の層が厚い箇所は、回転による遠心力で外径側から落下してしまう。また層が厚い箇所は、補助ローラによって予備圧縮できずにテーブル上から押し出されてしまう。さらに前述の回転テーブル上面の粉砕物の層厚が異なる高低差の凹凸によって粉砕ローラの圧縮時、密度差によって振動発生の原因となっていた。
【０００８】
また、補助ローラは、粉砕ローラと同様に、補助ローラをケーシングの側壁から回転テーブルの中心に向けて揺動自在にアームに固定されている。そして補助ローラは、アームに接続する油圧シリンダの伸縮によって円弧状に上下動して回転テーブル上面に接触する。このような補助ローラは、粉砕物の層厚の変化によりローラが持ち上がったとき、テーブル上面とローラ面の間隔が回転テーブルの中心側と外周側で異なっているため、層厚の均一化が図れない。なお、スクレーパについても同様の構成であり、層厚の均一化が図れない。
【０００９】
竪型粉砕機は、ケーシング内で循環する粉砕物が粉砕原料の５〜７倍であり、循環する粉砕物をいかにして少ない回数で目的とする粒径サイズの粉砕物へ粉砕してケーシング外部へ排出するかによって処理能力が決まる。竪型粉砕機で処理する粉砕原料および粉砕物は、粉砕ローラの粉砕面の層厚にばらつきがなく、粉砕する手前で粉砕原料および粉砕物の層厚と含有空気が粉砕に最適な条件で脱気されていることが求められる。
【００１０】
上記従来技術の問題点に鑑み、本発明は、粉砕ローラの粉砕効率の向上と、粉砕時の異常振動の発生を防止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】
【００１１】
本発明は上記の課題を解決するための第１の手段として、粉砕ローラを回転テーブル上面で粉砕原料を介して回転自在に転動させて、前記粉砕原料を粉砕する竪型粉砕機において、前記回転テーブル上面の前記粉砕ローラの前記粉砕原料の噛み込み側で前記回転テーブル上面の半径方向に沿った圧縮板を設け、前記圧縮板は、長手方向を前記半径方向に沿って配置し、幅方向を円弧状に湾曲させて形成し、前記回転テーブル上面の前記粉砕原料を前記円弧状の外表面で圧縮可能なことを特徴とする竪型粉砕機を提供することにある。
このような構成により、回転テーブル上面の粉砕ローラの粉砕原料の噛み込み側に圧縮板を設けているので、粉砕ローラの噛み込み側の粉砕原料及び粉砕物を最適な層厚に圧縮することができる。また、圧縮板の幅方向を円弧状に形成しているので、回転テーブル上面に落下する粉砕原料及び粉砕物の堆積する面積を確保することができる。従って、回転テーブル上に堆積した粉砕原料及び粉砕物を効率的に粉砕することができる。また、粉砕時に異常振動が発生することがない。
【００１２】
本発明は、上記の課題を解決するための第２の手段として、前記第１の手段において、前記圧縮板は回転テーブルの半径方向に沿って軸方向を配置したシャフトに取り付け、前記シャフトの軸回りに沿って回転可能なことを特徴とする竪型粉砕機を提供することにある。
このような構成を採用することにより、回転テーブル上面の半径方向に軸方向を配置したシャフトに圧縮板を取り付けて、回転テーブル上面と平行に配置しているので、回転テーブル上面の中心側又は外周側に対して等間隔となり均一な粉砕原料の最適な層厚を形成することができる。従って、粉砕効率の向上や、粉砕時の異常振動を防止することができる。
【００１３】
本発明は、上記の課題を解決するための第３の手段として、前記第１又は第２の手段において、前記圧縮板の上端は、前記粉砕原料の圧縮範囲の高さとなるように前記シャフトに取り付けていることを特徴とする竪型粉砕機を提供することにある。
このような構成を採用することにより、圧縮板の上端を粉砕原料の圧縮範囲の高さとなるようにしているので、この粉砕原料の圧縮範囲を超える過剰な粉砕原料の層厚ができた場合には、圧縮板の上端を過剰な粉砕原料および粉砕物が乗り越えて下流側又は回転テーブル上面の外周側へ流れて、層厚が急に変化した場合においても、圧縮板に作用する急激な負荷変動も回避でき、粉砕原料を最適な密度に圧縮することができる。従って、粉砕効率の向上や、粉砕時の異常振動を防止することができる。
【発明の効果】
【００１４】
上記のような本発明によれば、粉砕ローラの噛み込み側の粉砕原料及び粉砕物を最適な層厚に圧縮することができ、粉砕ローラの粉砕効率を向上できる。また、圧縮板の幅方向を円弧状に形成しているので、回転テーブル上面に落下する粉砕原料及び粉砕物の堆積する面積を確保することができる。従って、回転テーブル上に堆積した粉砕原料及び粉砕物を効率的に粉砕することができる。また、粉砕時に異常振動が発生することがない。
【００１５】
また、従来の粉砕機では、補助ローラが粉砕原料で回転テーブル上から持ち上がったときに、補助ローラの内径側と外径側で回転テーブル上面との距離が異なり、回転テーブル上面の中心側と外周側で粉砕原料の均一な層厚を形成することができなかったが、本発明の圧縮板は、回転テーブル上面の半径方向に軸方向を配置したシャフトに取り付けているため、回転テーブル上面の中心側又は外周側に対して等間隔となり粉砕原料の最適な層厚を形成することができる。従って、粉砕効率の向上や、粉砕時の異常振動を防止することができる。
【００１６】
さらに回転テーブル上の粉砕層厚にばらつきがなくなり、粉砕ローラの粉砕面の層厚不均一による粉砕時の異常振動の発生がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態の圧縮板の斜視図である。
【図２】本実施形態の圧縮板、粉砕ローラ、回転テーブルの平面図である。
【図３】本実施形態の圧縮板の正面図である。
【図４】竪型粉砕機の構成概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の竪型粉砕機の実施形態を添付の図面を参照しながら、以下詳細に説明する。
【００１９】
［竪型粉砕機１０］
図４は竪型粉砕機の構成概略図である。同図に示すように竪型粉砕機１０は、ケーシング１２と、回転テーブル１４と、回転テーブル１４の上面外周部を円周方向に等分する位置に配置した複数個の粉砕ローラ１６と、回転テーブル１４の外周に沿って形成した環状通路４０と、ケーシング１２の上部に設けた分級手段３０と、回転テーブル１４の外周縁部上に取り付けたダムリング４８と、圧縮板５０を主な基本構成としている。
【００２０】
粉砕ローラ１６は、支点となる下部ケーシング１２Ｂに回動自在に軸着した上部アーム２０と、上部アーム２０と一体に形成した下部アーム２２とを介して油圧シリンダ２４のピストンロッドに連結されている。粉砕ローラ１６は油圧シリンダ２４の作動によって回転テーブル上面１４Ａに横圧されて、回転テーブル１４に粉砕原料を介して従動することによって回転する。
【００２１】
ケーシング１２の回転テーブル上面１４Ａの上方には、分級手段３０が設けられている。
分級手段３０は、回転軸３０ａと、回転羽根３０ｂと、固定羽根３０ｃを備えている。回転軸３０ａはケーシング１２の上面から下方へ垂下し、外部の駆動モータ（不図示）により回転自在な構成である。回転軸３０ａの下部には、回転軸３０ａを軸心として環状に複数の回転羽根３０ｂが並んで形成されている。さらに、回転羽根３０ｂの外周には、複数の固定羽根３０ｃが並んで形成されている。回転羽根３０ｂ及び固定羽根３０ｃはいずれも、長手方向が回転軸３０ａの軸心と平行に配置されており、ケーシング１２内を上昇してきた熱空気は、回転軸３０ａ軸心と平行な羽根の隙間から供給される。このような構成の分級手段３０は、回転軸３０ａと共に回転羽根３０ｂが回転し、固定羽根３０ｃと回転羽根３０ｂを通過した微細な粉粒体（微粉）のみが上部取出口４４から排出される。
【００２２】
固定羽根３０ｃの下端部には、内部コーン３０ｅ及びフィード管３０ｆが設けられている。内部コーン３０ｅは、上方から下方に向かって径が小さくなる漏斗状に形成し、フィード管３０ｆは、内部コーン３０ｅの下端に接続する円筒状に形成し、分級手段３０を通過できなかった粉粒体を捕捉して、フィード管３０ｆを介して下部の排出口から回転テーブル上面１４Ａへ供給する構造となっている。
【００２３】
内部コーン３０ｅには、原料投入シュート３４が接続している。この原料投入シュート３４を介して原料投入口３２から回転テーブル上面１４Ａに原料が投入される。
原料投入シュート３４から投入した原料は、回転テーブル上面１４Ａを渦巻き状の軌跡を描きながら回転テーブル上面１４Ａの外周部に移動して、回転テーブル上面１４Ａと粉砕ローラ１６の間に噛み込まれ粉砕される。そして、粉砕された粉粒体の一部は、回転テーブル上面１４Ａの外縁部に周設されて原料の層厚を調整するダムリング４８を乗り越えて、回転テーブル上面１４Ａの外周部とケーシング１２の隙間である環状通路４０へと向かう。ここで、下部ケーシング１２Ｂの回転テーブル１４の下方には、所定温度に加熱された熱空気を導入するためのガス導入口４２を設けている。
【００２４】
竪型粉砕機１０の運転中において、ガス導入口４２より熱空気を導入することによって、ケーシング１２内において回転テーブル１４の下方から分級手段３０を通過して上部取出口４４へと流れる熱空気の気流が生じている。
竪型粉砕機１０内に投入した原料と、回転テーブル１４と粉砕ローラ１６に粉砕されて後述するダムリング４８を乗り越えた粉粒体の一部は、環状通路４０からの熱空気によって吹き上げられてケーシング１２内を上昇し、分級手段３０に到達する。
【００２５】
ここで、径及び質量の大きな粉粒体は、分級手段３０の固定羽根３０ｃ及び回転羽根３０ｂを通過することができず、内部コーン３０ｅに落下して再度粉砕ローラ１６に噛み込まれて粉砕される。一方、径の小さな粉粒体は、隙間を開けて並べられた固定羽根３０ｃ及び回転羽根３０ｂの間を抜けて分級手段３０を通過して上部取出口４４よりケーシング１２外へ取り出される。
また、粉砕ローラ１６に噛み込まれずそのまま環状通路４０に達したような一部の極大な粒径の原料は、環状通路４０より回転テーブル１４の下方に落下して下部取出口４６より竪型粉砕機１０の外に取り出される。
【００２６】
［圧縮板５０］
図１は本実施形態の圧縮板の斜視図である。図２は本実施形態の圧縮板、粉砕ローラ、回転テーブルの平面図である。図３は本実施形態の圧縮板の正面図である。
圧縮板５０は、材質にケーシング１２と同様となる所定の剛性を備えた鋼板などを用いて、回転テーブル上面１４Ａの粉砕ローラ１６の噛み込み側に取り付けている。圧縮板５０は、回転テーブル１４の半径方向に沿って長手方向を配置し、幅方向を円弧状に湾曲させて形成している。この圧縮板５０は、従来の補助ローラの外周角度を３６０度としたとき、脱気の圧縮面となる９０度〜１８０度の円弧（扇形角度が９０度のときの円弧）に幅方向を湾曲させている。
【００２７】
そして圧縮板５０は、上端側をシャフト６０の一端に固定している。シャフト６０は、ケーシング１２の側部の開口から外部から内部中心へ向けて水平を保った状態で挿入して、かつ軸方向を回転テーブル１４の半径方向に沿って配置している。このシャフト６０は、ケーシング１２の外部に配置した軸受６２によりベアリング６４を介して回転自在に軸支されている。軸受６２の反対側（シャフト６０の一端側と反対）から突出しているシャフト６０の他端には、レバー６６が取り付けられている。レバー６６はシャフト６０の軸方向と直交する方向に延出している。
【００２８】
レバー６６には、駆動部７０が接続している。駆動部７０は、シャフト６０を軸回りに回転させるものであり、油圧式、エア式などのシリンダ機構、ばねなどの弾性体を用いることができる。本実施形態の駆動部７０は、一例として油圧シリンダを用いており、ケーシング１２の外部に配置したシリンダと、ピストンロッドの先端をレバー６６にピン結合させている。このような構成の駆動部７０により、シリンダの進退によってシャフト６０を軸回りに所定角度で回転させることができる。このような構成の圧縮板５０はシャフト６０の軸回りを回転可能とし、回転テーブル上面１４Ａ上に円弧状の外表面を近づけるほど粉砕原料および粉砕物を高い圧縮率で圧縮できる。シャフト６０を回転させることにより回転テーブル上面１４Ａに対する圧縮板５０の傾きを変えて、粉砕原料および粉砕物を脱気して最適な層厚に設定できる。
【００２９】
また、圧縮板５０の上端は、粉砕原料の圧縮範囲の高さとなるようにシャフト６０に取り付けている。本実施形態の粉砕原料の圧縮範囲の高さとは、粉砕ローラ１６が回転テーブル上面１４Ａで最適な粉砕を行うことができる高さをいう。圧縮板５０は、前述のように扇型角度が９０度のときの円弧であり、従来の補助ローラと比べて回転テーブル上面１４Ａからの高さを低く設定している。このため、圧縮板５０の上端を粉砕原料の圧縮範囲の高さに設定することにより、この高さよりも高い粉砕原料は、圧縮板５０の上端を乗り越えて下流側または回転テーブル１４の外周側へ流れる。この結果、過剰な粉砕原料を脱気して粉砕原料の層厚が厚くなることがなくなる。
【００３０】
［作用］
上記構成による本発明の竪型粉砕機の作用について、以下説明する。
竪型粉砕機１０の回転テーブル１４を回転させると、油圧シリンダ２４によって回転テーブル上面１４Ａに横圧された粉砕ローラ１６も回転する。そして、原料投入口３２から粉砕原料が投入されると、回転テーブル上面１４Ａに落下して回転テーブル上面１４Ａに渦巻き状の軌跡を描きながらテーブルの外周部に移動する。
粉砕ローラ１６の噛み込み側に配置した圧縮板５０により、多くの空気を含んだ粉砕原料が円弧状の外表面によって圧縮されて脱気して粉砕に最適な層厚になる。そして回転テーブル上面１４Ａと粉砕ローラ１６の間に噛み込まれ粉砕される。
【００３１】
回転テーブル１４の外周面とケーシング１２の内周面との間の環状通路４０から吹き上がる熱空気によって、熱空気とともに粉粒体が乾燥されながらケーシング１２内を上昇する。粉粒体は、ケーシング１２内の上部に設けた分級手段３０によって振り分けられて所定粒度の製品が外部へ排出される。一方、分級手段３０を通過できない粗粉は内部コーン３０ｅを介して再度回転テーブル上面１４Ａに落下して粉砕される。
粉砕物は回転テーブル上面１４Ａに落下すると、再度圧縮板５０により円弧状の外表面によって圧縮されて粉砕に最適な層厚になる。また、粉砕原料および粉砕物が粉砕原料の圧縮範囲の高さよりも高い場合、圧縮板５０の上端を乗り越えて、下流側または回転テーブル１４の外周側へ流れる。この結果、過剰な粉砕原料および粉砕物を圧縮して粉砕原料の層厚が厚くなることがない。
【００３２】
このような本発明の竪型粉砕機の粉砕ローラによれば、粉砕ローラの噛み込み側の粉砕原料及び粉砕物を最適な層厚に圧縮することができる。また、圧縮板の幅方向を、圧縮に必要な粉砕物と接する部分の円弧状に形成しているので、補助ローラのようなローラ形状に比べ、回転テーブル上面に落下する粉砕原料及び粉砕物の堆積する面積を確保することができる。従って、回転テーブル上に堆積した粉砕原料及び粉砕物を効率的に粉砕することができる。また、粉砕時に異常振動が発生することがない。
また、圧縮板の取付位置が回転テーブル上面の中心側又は外周側に対して等間隔となり粉砕原料の最適な層厚を形成することができる。従って、粉砕効率の向上や、粉砕時の異常振動を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、セメント、石炭、バイオマス等の原料を回転テーブルの回転に従動する粉砕ローラで粉砕する竪型粉砕機に特に有用である。
【符号の説明】
【００３４】
１０………竪型粉砕機、１２………ケーシング、１２Ｂ………下部ケーシング、１４………回転テーブル、１４Ａ………回転テーブル上面、１６………粉砕ローラ、１６ａ………ローラ軸、２０………上部アーム、２２………下部アーム、２４………油圧シリンダ、３０………分級手段、３０ａ………回転軸、３０ｂ………回転羽根、３０ｃ………固定羽根、３０ｅ………内部コーン、３０ｆ………フィード管、３２………原料投入口、３４………原料投入シュート、４０………環状通路、４２………ガス導入口、４４………上部取出口、４８………ダムリング、５０………圧縮板、６０………シャフト、６２………軸受、６４………ベアリング、６６………レバー、７０………駆動部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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