(57)【要約】      （修正有）【課題】摩耗に対応してコンケーブを下降させても、大型の原料の投入が困難となることを防止でき、原料が破砕室の内部に滞留して破砕の効率が低下することも防止できる、コーンクラッシャを提供する。【解決手段】マントル２２０の上面２２１〜２２３の所定位置２２４から下部の傾斜角が上部の傾斜角より大きいので、所定位置２２４が上方に突出した三角状の断面形状にマントル２２０の上面２２１〜２２３が形成されており、所定位置２２４より下方で破砕室の断面形状での中心線が下方に曲折している。このため、摩耗に対応してコンケーブ２１０を下降させても、破砕室の上部の投入口サイズが初期状態より縮小される割合を抑制することができる。しかも、破砕室の下部の傾斜が大きいので、破砕された原料が排出されやすい。【選択図】図１
2009082848.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下方に開口した円錐状に下面が形成されているコンケーブと、前記コンケーブの下面に対向する円錐状に上面が形成されているマントルと、を有し、前記マントルの上面と前記コンケーブの下面との間隙で原料を破砕する破砕室が形成されているコーンクラッシャであって、
前記マントルは、前記上面の所定位置から下部の傾斜角が上部の傾斜角より大きいコーンクラッシャ。
【請求項２】
前記マントルは、前記所定位置が上方に突出した三角状の断面形状に前記上面が形成されている請求項１に記載のコーンクラッシャ。
【請求項３】
前記所定位置より下方で前記破砕室の断面形状での中心線が下方に曲折した形状に前記マントルの上面と前記コンケーブの下面とが形成されている請求項１または２に記載のコーンクラッシャ。
【請求項４】
前記コンケーブは、前記マントルの上面の前記所定位置と対向する位置より上方の前記下面の特定位置から上部の傾斜角が下部の傾斜角より大きい請求項１ないし３の何れか一項に記載のコーンクラッシャ。
【請求項５】
前記コンケーブの下面と前記マントルの上面との断面形状での内角であるニップアングルは、前記特定位置より上方のθＮ１、前記特定位置から前記所定位置までのθＮ２、前記所定位置から下方のθＮ３が、
θＮ１＞θＮ２＞θＮ３＞０
を満足している請求項４に記載のコーンクラッシャ。
【請求項６】
下方に開口した円錐状に下面が形成されているコンケーブと、前記コンケーブの下面に対向する円錐状に上面が形成されているマントルと、を有し、前記マントルの上面と前記コンケーブの下面との間隙で原料を破砕する破砕室が形成されているコーンクラッシャの前記マントルであって、
前記上面の所定位置から下部の傾斜角が上部の傾斜角より大きいマントル。
【請求項７】
前記所定位置が上方に突出した三角状の断面形状に前記上面が形成されている請求項６に記載のマントル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下方に開口した円錐状に下面が形成されているコンケーブと、コンケーブの下面に対向する円錐状に上面が形成されているマントルと、を有し、マントルの上面とコンケーブの下面との間隙で原料を破砕する破砕室が形成されているコーンクラッシャ、そのマントル、に関する。
【背景技術】
【０００２】
コーンクラッシャの一従来例を図９ないし図１１を参照して以下に説明する。図９に示すように、コーンクラッシャ１００は、下方に開口した円錐状に下面１１１〜１１４が形成されているコンケーブ１１０と、コンケーブ１１０の下面に対向する円錐状に上面１２１〜１２３が形成されているマントル１２０と、を有する。
【０００３】
このようなマントル１２０の上面１２１〜１２３とコンケーブ１１０の下面１１１〜１１４との間隙で原料(図示せず)を破砕する破砕室１３０が形成されている。ただし、この破砕室１３０に上方から投入される原料を段階的に破砕するため、コンケーブ１１０には、上端から下端まで四つの下面１１１〜１１４が形成されている。
【０００４】
最上位の下面１１１から第三番目の下面１１３は、二つの段部１１５，１１６を介して段階的に下方に変位するとともに、その傾斜角も段階的に減少した形状に形成されている。最下位の下面１１４は、第三番目の下面１１３より大幅に傾斜角が減少している。
【０００５】
このため、コンケーブ１１０は、最上位の下面１１１から第三番目の下面１１３までが、逆様の階段状の断面形状に形成されている。さらに、第三番目の下面１１３と最下位の下面１１４との境界の部分が、その境界の特定位置１１７が下方に突出した三角状の断面形状に形成されている。
【０００６】
一方、マントル１２０には、上端から下端まで三つの上面１２１〜１２３が形成されている。第一番目の上面１２１から第三番目の上面１２３は、二つの段部１２４，１２５を介して段階的に上方に変位している。
【０００７】
ただし、マントル１２０の第一番目の上面１２１から第三番目の上面１２３は、傾斜角が一定の平行な形状に形成されている。このため、マントル１２０は、上部より下部が肉厚に形成されている。
【０００８】
上述のような形状にマントル１２０とコンケーブ１１０とが形成されているため、その上面１２１〜１２３と下面１１１〜１１４との内角であるニップアングルθＮ１〜θＮ４は、上部から下部まで四段階に減少している。
【０００９】
従って、図１０に示すように、破砕室１３０には、大型の原料が容易に投入される第一室１３１、原料を段階的に破砕する第二室１３２および第三室１３３、原料を所定サイトまで破砕して排出する第四室１３４、が形成されている。
【００１０】
さらに、上述のような形状にマントル１２０とコンケーブ１１０とが形成されているため、破砕室１３０の中心線１３５は、コンケーブ１１０の下面１１１〜１１４の傾斜角の変化に対応して、上方から下方まで段階的に傾斜角が減少している。
【００１１】
上述のような構造のコーンクラッシャ１００では、マントル１２０が偏心した状態で回転駆動される。このような状態で破砕室１３０に上方から砕石などの原料が投入されると、その原料は破砕室１３０で破砕されて下方に排出される。
【００１２】
前述のように、破砕室１３０の第一室１３１から第四室１３４は、ニップアングルθＮ１〜θＮ４が四段階に減少しているとともに、容積も四段階に減少している。このため、大型の原料が第一室１３１に上方から容易に投入され、投入された原料は第二室１３２および第三室１３３で段階的に破砕され、最終的に第四室１３４で所定サイズまで破砕されて排出される。
【００１３】
なお、コーンクラッシャ１００は使用によりマントル１２０の上面とコンケーブ１１０の下面とが摩耗する。その場合、破砕室１３０の第一室１３１から第四室１３４は、圧縮比率が大きい下方ほど摩耗の度合が大きい。
【００１４】
そこで、この摩耗に対応してコンケーブ１１０の位置を下降させることで、原料の最終サイズを決定する破砕室１３０の排出口サイズが一定とされる。現在、上述のようなコーンクラッシャ１００として各種の提案がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−２８６７７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上述のようなコーンクラッシャ１００では、使用によりマントル１２０の上面とコンケーブ１１０の下面とが摩耗しても、コンケーブ１１０の位置を下降させることで破砕室１３０の排出口サイズを一定とすることができる。
【００１６】
しかし、コンケーブ１１０とマントル１２０とは、前述のように圧縮比率が大きい下方ほど摩耗が顕著である。このため、図１１(ａ)(ｂ)に示すように、下部の摩耗に対応してコンケーブ１１０を下降させると、破砕室１３０の上部の投入口サイズが初期状態より大幅に縮小されることになる。
【００１７】
従って、摩耗に対応してコンケーブ１１０を下降させると、大型の原料の投入が困難となる。さらに、破砕室１３０の第一室１３１から第四室１３４までの容積の変化率が低下するため、原料を破砕する効率も悪化する。
【００１８】
しかも、上述のようなコーンクラッシャ１００では、原料を最終的に所定サイズに破砕するため、前述のようにコンケーブ１１０の最下位の下面１１４は、第三番目の下面１１３より大幅に傾斜角が減少している。
【００１９】
従って、破砕室１３０の中心線１３５は、コンケーブ１１０の下面１１１〜１１４の傾斜角の変化に対応して、上方から下方まで段階的に傾斜角が減少している。このため、第一室１３１に投入された原料は良好に下降するが、破砕された原料が第四室１３４から排出されにくい。従って、原料が破砕室１３０の内部に滞留して破砕の効率が低下しやすい。
【００２０】
本発明は上述のような課題に鑑みてなされたものであり、摩耗に対応してコンケーブを下降させても破砕室の投入口サイズの縮小が抑制され、破砕された原料が破砕室から排出されやすいコーンクラッシャ、そのマントル、を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明のコーンクラッシャは、下方に開口した円錐状に下面が形成されているコンケーブと、コンケーブの下面に対向する円錐状に上面が形成されているマントルと、を有し、マントルの上面とコンケーブの下面との間隙で原料を破砕する破砕室が形成されているコーンクラッシャであって、マントルは、上面の所定位置から下部の傾斜角が上部の傾斜角より大きい。
【００２２】
従って、本発明のコーンクラッシャでは、マントルの上面の所定位置から下部の傾斜角が上部の傾斜角より大きいので、コンケーブとマントルとの下部の摩耗に対応してコンケーブを下降させても、破砕室の上部の投入口サイズが初期状態より縮小される割合が抑制される。さらに、破砕室の下部の傾斜が大きいので、破砕された原料が排出されやすい。
【００２３】
また、本発明のコーンクラッシャにおいて、マントルは、所定位置が上方に突出した三角状の断面形状に上面が形成されていてもよい。
【００２４】
また、本発明のコーンクラッシャにおいて、所定位置より下方で破砕室の断面形状での中心線が下方に曲折した形状にマントルの上面とコンケーブの下面とが形成されていてもよい。
【００２５】
また、本発明のコーンクラッシャにおいて、コンケーブは、マントルの上面の所定位置と対向する位置より上方の下面の特定位置から上部の傾斜角が下部の傾斜角より大きくてもよい。
【００２６】
また、本発明のコーンクラッシャにおいて、コンケーブの下面とマントルの上面との断面形状での内角であるニップアングルは、特定位置より上方のθＮ１、特定位置から所定位置までのθＮ２、所定位置から下方のθＮ３が、
θＮ１＞θＮ２＞θＮ３＞０
を満足していてもよい。
【００２７】
本発明のマントルは、下方に開口した円錐状に下面が形成されているコンケーブと、コンケーブの下面に対向する円錐状に上面が形成されているマントルと、を有し、マントルの上面とコンケーブの下面との間隙で原料を破砕する破砕室が形成されているコーンクラッシャのマントルであって、上面の所定位置から下部の傾斜角が上部の傾斜角より大きい。
【００２８】
また、本発明のマントルにおいて、所定位置が上方に突出した三角状の断面形状に上面が形成されていてもよい。
【００２９】
なお、本発明の各種の構成要素は、必ずしも個々に独立した存在である必要はなく、複数の構成要素が一個の部材として形成されていること、一つの構成要素が複数の部材で形成されていること、ある構成要素が他の構成要素の一部であること、ある構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複していること、等でもよい。
【発明の効果】
【００３０】
本発明のコーンクラッシャでは、マントルの上面の所定位置から下部の傾斜角が上部の傾斜角より大きいので、コンケーブとマントルとの下部の摩耗に対応してコンケーブを下降させても、破砕室の上部の投入口サイズが初期状態より縮小される割合を抑制することができる。このため、大型の原料の投入が困難となることを防止でき、原料を破砕する効率の悪化も抑制することができる。しかも、破砕室の下部の傾斜が大きいので、破砕された原料が排出されやすい。従って、原料が破砕室の内部に滞留して破砕の効率が低下することも防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明の実施の一形態を図１ないし図８を参照して以下に説明する。ただし、本実施の形態に関して前述した一従来例と同一の部分は、同一の名称を使用して詳細な説明は省略する。
【００３２】
本実施の形態のコーンクラッシャ２００は、図１に示すように、下方に開口した円錐状に下面２１１〜２１３が形成されているコンケーブ２１０と、コンケーブ２１０の下面２１１〜２１３に対向する円錐状に上面２２１〜２２３が形成されているマントル２２０と、を有する。
【００３３】
図２に示すように、コンケーブ２１０は、装置本体２４０の上部に上下方向に変位自在かつ交換自在に装着されている。マントル２２０は、回転軸心から傾斜した駆動軸２４１で支持されており、いわゆる歳差運動の状態で回転駆動される。そこで、マントル２２０の上面２２１〜２２３とコンケーブ２１０の下面２１１〜２１３との間隙で原料を破砕する破砕室２３０が形成されている。
【００３４】
ただし、本実施の形態のコーンクラッシャ２００のマントル２２０は、図１ないし図５に示すように、所定位置２２４から下部の上面２２３の傾斜角が上部の上面２２２の傾斜角より大きい。
【００３５】
このため、マントル２２０は、所定位置２２４が上方に突出した三角状の断面形状に上面２２２，２２３が形成されている。さらに、図３に示すように、上述のマントル２２０の所定位置２２４より下方では、破砕室２３０の断面形状での中心線２３５が下方に曲折されている。
【００３６】
また、コンケーブ２１０は、マントル２２０の所定位置２２４と対向する位置より上方の特定位置２１５から上部の下面２１１の傾斜角が下部の下面２１２の傾斜角より大きい。
【００３７】
なお、本実施の形態のコーンクラッシャ２００では、上述の特定位置２１５は段部として形成されている。また、コンケーブ２１０は、最上位の下面２１１と中間の下面２１２と最下位の下面２１３の傾斜角が、段階的に減少した形状に形成されている。
【００３８】
しかし、マントル２２０は、前述のように最下位の上面２２３の傾斜角より中間の上面２２２の傾斜角が小さいが、この中間の上面２２２の傾斜角より最上位の上面２２１の傾斜角が大きい。
【００３９】
そして、本実施の形態のコーンクラッシャ２００では、コンケーブ２１０の下面２１１〜２１３とマントル２２０の上面２２１〜２２３との断面形状での内角であるニップアングルは、図１に示すように、特定位置２１５より上方のθＮ１、特定位置２１５から所定位置２２４までのθＮ２、所定位置２２４から下方のθＮ３が、
θＮ１＞θＮ２＞θＮ３＞０
を満足している。
【００４０】
本実施の形態のコーンクラッシャ２００では、上述のようにマントル２２０の上面２２１〜２２３とコンケーブ２１０の下面２１１〜２１３とが形成されていることにより、破砕室２３０には、大型の原料が容易に投入される第一室２３１、原料を段階的に破砕する第二室２３２、原料を所定サイトまで破砕して排出する第三室２３３、が上端から下端まで順番に形成されている。
【００４１】
なお、コーンクラッシャ２００は、例えば、マントル２２０の傾斜角が３８〜４５度で、マントル２２０の直径に対して１／１９〜１／２４の旋動量を有する構造に形成される。また、ニップアングルは、排出側に向かって２８〜４度の範囲で段階的に変化していてもよい。
【００４２】
また、破砕工程での破砕室２３０の容積変化率は排出側に向かって４．５〜１の範囲で比例的に減少し、旋動に伴う圧縮比率は排出側に向かって２〜４．５の範囲で比例的に増加していてもよい。
【００４３】
さらに、破砕室２３０の排出口のマントル２２０の肉厚が傾斜角に対して４〜７°の傾斜角を持ち、かつ、マントル２２０の排出口投入口側が最も肉厚が厚い形状でもよい。
【００４４】
上述のような構成において、本実施の形態のコーンクラッシャ２００では、従来と同様に、いわゆる歳差運動の状態でマントル２２０が回転駆動される。このような状態で破砕室２３０に上方から砕石などの原料が投入されると、その原料は破砕室２３０で破砕されて下方に排出される。
【００４５】
前述のように、破砕室２３０の第一室２３１から第三室２３３は、ニップアングルθＮ１〜θＮ３が三段階に減少しているとともに、容積も三段階に減少している。このため、大型の原料が第一室２３１に上方から容易に投入され、投入された原料は第二室２３２で段階的に破砕され、最終的に第三室２３３で所定サイズまで破砕されて排出される。
【００４６】
なお、コーンクラッシャ２００は使用によりマントル２２０の上面２２１〜２２３とコンケーブ２１０の下面２１１〜２１３とが摩耗する。そこで、この摩耗に対応してコンケーブ２１０の位置を下降させることで、原料の最終サイズを決定する破砕室２３０の排出口サイズが一定とされる。
【００４７】
ただし、本実施の形態のコーンクラッシャ２００では、マントル２２０の上面２２１〜２２３の所定位置２２４から下部の傾斜角が上部の傾斜角より大きい。このため、図６(ａ)(ｂ)に示すように、コンケーブ２１０とマントル２２０との下部の摩耗に対応してコンケーブ２１０を下降させても、破砕室２３０の上部の投入口サイズが初期状態より縮小される割合を抑制することができる。従って、大型の原料の投入が困難となることを防止でき、原料を破砕する効率の悪化も抑制することができる。
【００４８】
しかも、本実施の形態のコーンクラッシャ２００では、破砕室２３０の下部の傾斜が大きいので、破砕された原料が排出されやすい。従って、原料が破砕室２３０の内部に滞留して破砕の効率が低下することも防止できる。
【００４９】
なお、本発明者は実際に本実施の形態のコーンクラッシャ２００を試作し、従来のコーンクラッシャ１００と比較する試験を実施した。ここで、本発明者が実際に試作した本実施の形態のコーンクラッシャ２００と、従来のコーンクラッシャ１００との、破砕室１３０，２３０の投入口から排出口までの距離と容積と圧縮比率との関係を、図７に例示する。
【００５０】
同図から自明であるように、本実施の形態のコーンクラッシャ２００は、最終的な破砕サイズを決定する第三室２３３の容積は従来と同等である。しかし、第一室２３１の容積は従来より大きく、第二室２３２の容積は従来より小さい。そして、圧縮比率は第一室２３１では従来と同等であるが、第二室２３２および第三室２３３では従来より向上している。
【００５１】
また、コーンクラッシャ１００，２００で耐久試験を実施したところ、以下のように、本実施の形態のコーンクラッシャ２００では、従来のコーンクラッシャ１００より寿命が約１．２倍となることが確認できた。
【００５２】
【表１】
2009082848.tif 000003
【００５３】
さらに、本実施の形態のコーンクラッシャ２００では、原料粒度の変化が大きいにも関わらず、産物粒度の変化は少なく抑えられた。また、以下のように、セットアンダー率も改善された。しかも、図８に示すように、産物粒度変化が少なく、セットアンダー率改善結果が得られた。
【００５４】
【表２】
2009082848.tif 000004
【００５５】
なお、本発明は本実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で各種の変形を許容する。また、上述した実施の形態では、各部の構造などを具体的に説明したが、その構造などは本願発明を満足する範囲で各種に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施の形態のコーンクラッシャの要部を示す縦断正面図である。
【図２】コーンクラッシャの全体を示す縦断正面図である。
【図３】コーンクラッシャの要部を示す縦断正面図である。
【図４】マントルの外観を示す斜視図である。
【図５】マントルの外観を示す三面図である。
【図６】コーンクラッシャの要部を示す縦断正面図である。
【図７】本実施の形態と従来例とのコーンクラッシャの破砕室の投入口から排出口までの距離と容積と圧縮比率との関係を示す特性図である。
【図８】本実施の形態のコーンクラッシャの産物粒度変化を示す特性図である。
【図９】従来例のコーンクラッシャの要部を示す縦断正面図である。
【図１０】コーンクラッシャの要部を示す縦断正面図である。
【図１１】コーンクラッシャの要部を示す縦断正面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１００    コーンクラッシャ
１１０    コンケーブ
１１１-１１４    下面
１１５，１１６    段部
１１７    特定位置
１２０    マントル
１２１-１２３    上面
１２４，１２５    段部
１３０    破砕室
１３１    第一室
１３２    第二室
１３３    第三室
１３４    第四室
１３５    中心線
２００    コーンクラッシャ
２１０    コンケーブ
２１１    下面
２１２    下面
２１３    下面
２１５    特定位置
２２０    マントル
２２１    上面
２２２    上面
２２３    上面
２２４    所定位置
２３０    破砕室
２３１    第一室
２３２    第二室
２３３    第三室
２３５    中心線
２４０    装置本体
２４１    駆動軸
【図１】
2009082848.tif 000005
【図２】
2009082848.tif 000006
【図３】
2009082848.tif 000007
【図４】
2009082848.tif 000008
【図５】
2009082848.tif 000009
【図６】
2009082848.tif 000010
【図７】
2009082848.tif 000011
【図８】
2009082848.tif 000012
【図９】
2009082848.tif 000013
【図１０】
2009082848.tif 000014
【図１１】
2009082848.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成19年10月2日(2007.10.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
上述のような構造のコーンクラッシャ１００では、マントル１２０が偏心した状態で回転駆動される。このような状態で破砕室１３０に上方から砕石などの原料が投入されると、その原料は破砕室１３０で破砕されて下方に排出される。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
上述のような構成において、本実施の形態のコーンクラッシャ２００では、従来と同様に、いわゆる歳差運動の状態でマントル２２０が回転駆動される。このような状態で破砕室２３０に上方から砕石などの原料が投入されると、その原料は破砕室２３０で破砕されて下方に排出される。