(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周側に、回転中心に設けられた原料投入口から内部に投入された破砕原料を遠心力により水平方向に放出して、周囲に設けられた破砕体に衝突させる３乃至４つの破砕原料放出口を備え、内側に、前記破砕原料に遠心力を付与し、前記破砕原料放出口の開口側の先端にビットが設けられ、かつロータ側板のロータ中心側にデッドストック形成板が設けられた遠心破砕機のロータにおいて、前記デッドストック形成板からビット先端部までの直線距離をＬとし、前記ロータの回転中心から前記ビット先端部までの有効半径をＲとし、前記破砕原料放出口の口数をＮとしたとき、（Ｌ／Ｒ）×Ｎの算式から算出されるαの値が１．９〜３．４の範囲内に設定されると共に、このデッドストックが形成される形成面の前記ビットが設けられていない表面が、この表面からの前記デッドストック形成板の突出長さに相当する厚さの耐摩耗チップで覆われてなることを特徴とする遠心破砕機のロータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉱物等の破砕原料を破砕する遠心破砕機のロータに関し、特により大塊の破砕原料を破砕することができ、しかも消費電力の来たすことのない３乃至４つの原料投入口を備えた遠心破砕機のロータの技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
遠心破砕機は、破砕室の周囲に形成されたデッドストックやアンビル等の破砕体に破砕原料を衝突させて破砕するものである。このような遠心破砕機のロータは破砕室の中央に位置しており、内部に投入された破砕原料を回転により発生する遠心力で前記破砕体に衝突させる役目を果たすものである。このような遠心破砕機のロータとしては、例えば特開平１１−２８３７６号公報に開示されてなるものが公知である。この従来例に係る遠心破砕機のロータは、ロータのデッドストックであるデッドベッド、デッドストック形成板であるデッド形成板の頂部、あるいはデッド形成板全体の位置を工夫して、破砕原料の破砕効率の向上と遠心破砕機の消費電力の低減を図るようにしたものである。
【０００３】
以下、上記従来例に係る遠心破砕機のロータを、その平面断面図の図４を参照しながら、同明細書に記載されている同一名称ならびに同一符号を以て説明すると、ロータ１００は、底板１０１と図示しない上板との間を側板１０２により連結してドラム状に形成されている。この側板１０２は、例えばロータ周縁側から中心側に配置された湾曲した板体であり、所定の間隔をおいて５枚設けられている。前記側板１０２のロータ周縁側端部には、超硬チップ等が埋込まれてなるビット１０３を装着するためのビット取付板１０４が設けられている。前記ビット１０３と、この隣に配置された側板１０２との間には、所定幅の破砕原料の放出口１０５が開口している。一方、側板１０２の内側にはデッド形成板１０６が設けられている。このデッド形成板１０６は、その頂部１０７または全体を、破砕原料の放出点ａをとおり、ロータの仮想半径線Ｌ１と直交する仮想弦線Ｌ２よりもロータ１００の中心側に位置している。
【０００４】
そして、このデッド形成板１０６の形状、寸法、ビット１０３との位置関係等は、下記要件を満たすように設定されている。即ち、デッド形成板１０６からビット１０３にかけて形成されるデッドベッド２０１を、破砕原料２００が仮想弦線Ｌ２の延長線と破砕体３００交点ｂよりも、ロータ回転方向の上流側に衝突するように構成されている。つまり、デッドベッド２０１の表面２０２の外縁部付近の延長線Ｌ３と、ロータ１００の接線Ｌ４との交差する角度θが、できるだけ直角に近くなるように、デッドベッド２０１が形成されている。なお、側板１０２の表面にデッドベッド２０１を形成させるのは、破砕原料の衝突による衝撃を緩和することにより、側板１０２の損傷を防止するためである。
【０００５】
遠心破砕機のロータ１００をこのように構成することにより破砕原料２００の放出点ａから衝突点ｃまでの距離が短縮されて破砕エネルギーの減衰が抑制されるので、破砕原料２００の破砕効率の向上が可能になる。また、破砕原料２００が仮想弦線Ｌ２の延長線と破砕体３００との交点ｂよりも、ロータ回転方向の下流側に衝突する図４(特開平４−２８３７６号公報における従来例を示す図である。)に示す遠心破砕機のロータの動力原単位が１．３９ｋＷｈ／ｔであるのに対して、この従来例に係る遠心破砕機のロータの動力原単位は、１．１０ｋＷｈ／ｔであり、消費電力も低減されている。
【０００６】
なお、上記のような構成になる従来例に係る遠心破砕機のロータの場合、デッドストック形成板の基端部からビット先端部までの直線距離をＬとし、前記ロータの回転中心から前記ビット先端部までの有効半径をＲとし、前記破砕原料放出口の口数をＮとしたとき、（Ｌ／Ｒ）×Ｎの式から算出されるαがどのような値であるかということを、本願出願人が従来から設計製造している遠心圧縮機のロータについては勿論のこと、各他社の多くの遠心圧縮機のロータについて調査したところ、破砕原料放出口の口数が３と４のロータの場合、αの値は全て３．５以上であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来例に係る遠心圧縮機は、破砕設備の中では下流側に配設されるのが一般的であって、投入される鉱石等の破砕原料は比較的小塊であった。ところが、近年になって破砕設備の上流側の破砕機の能力アップによる大型化や合理化等の理由により、より大塊の破砕原料を投入することができ、かつ大容量の遠心破砕機に対する要望が高まってきた。しかしながら、上記従来例に係る遠心圧縮機のロータでは放出口が多く必然的に破砕原料の通過面積が狭くなり、目詰まりを生じて破砕作業を継続し得なくなる恐れがあり、大塊の破砕原料を投入することができないから、上記のような要望に応えることができない。
【０００８】
また、より大塊の破砕原料を投入し得たとしても、所定粒度以内の破砕製品を得る必要があるから、消費電力の増大を来たすことになる。つまり、従来例に係る遠心圧縮機のロータに破砕原料放出口の口数が３と４のαが３．５以上であるということは、破砕原料が沿って移動するデッドストックの表面距離が長距離であるのに加えて、その表面に凹凸があって破砕原料の移動抵抗が大きいため、ロータの回転をより高速回転にしなければ所定粒度以内の破砕製品が得られないということであり、消費電力に関して不利になるという問題がある。
【０００９】
従って、本発明の目的は、従来例に係る遠心圧縮機のロータの場合よりも大塊の破砕原料を投入することができ、しかも消費電力の増大を来たすことのない遠心圧縮機のロータを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、従って本発明の請求項１に係る遠心圧縮機のロータが採用した手段は、外周側に、回転中心に設けられた原料投入口から内部に投入された破砕原料を遠心力により水平方向に放出して、周囲に設けられた破砕体に衝突させる３乃至４つの破砕原料放出口を備え、内側に、前記破砕原料に遠心力を付与し、前記破砕原料放出口の開口側の先端にビットが設けられ、かつロータ側板のロータ中心側にデッドストック形成板が設けられた遠心破砕機のロータにおいて、前記デッドストック形成板からビット先端部までの直線距離をＬとし、前記ロータの回転中心から前記ビット先端部までの有効半径をＲとし、前記破砕原料放出口の口数をＮとしたとき、（Ｌ／Ｒ）×Ｎの算式から算出されるαの値が１．９〜３．４の範囲内に設定されると共に、このデッドストックが形成される形成面の前記ビットが設けられていない表面が、この表面からの前記デッドストック形成板の突出長さに相当する厚さの耐摩耗チップで覆われてなることを特徴とする。
【００１１】
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態１に係る遠心圧縮機のロータを、その平面断面図の図１と、有効半径が３００ｍｍのロータにおけるαと動力原単位の関係図の図２（ａ）と、有効半径が４５０ｍｍのロータにおけるαと動力原単位の関係図の図２（ｂ）とを参照しながら説明する。
【００１３】
図１に示す符号１は遠心圧縮機のロータで、このロータ１は、底板２と図示しない直径３８０ｍｍの投入口（この投入口に連通する供給口の内径は３００ｍｍである。）を備えた上板との間を側板３と内側板５とにより連結してドラム状に形成されている。この側板３は、例えばロータ周縁側から中心側に配置された湾曲した板体であり、所定の間隔をおいて３枚設けられている。前記側板３と内側板５とのロータ周縁側端部には、超硬チップ等が埋込まれてなるビット７を装着するためのビット取付板６が設けられている。
【００１４】
前記ビット７と、この隣に配置された側板３との間には、所定幅の三つの破砕原料放出口９が開口している。一方、側板３と内側板５とのビット７の反対側にはデッドストック形成板４が設けられ、このデッドストック形成板４のロータ１の中心側の先端には、内側板５の表面に形成されるデッドストック８の堆積層の厚さを設定する先端部デッドストック形成板４ａが固着されている。この先端部デッドストック形成板４ａの先端部は前記ビット７の先端部よりもロータ１の中心側になるように設定されている。
【００１５】
そして、先端部デッドストック形成板４ａの先端部からビット７の先端部までの直線距離をＬとし、ロータ１の回転中心Ｏからビット７の先端部までの有効半径をＲとし、破砕原料排出口９の口数をＮとしたとき、（Ｌ／Ｒ）×Ｎの式から算出されるαの値が３．０に設定されている。なお、図１において、破線で示すものはαの値が３．５以上である場合のイメージ図である。
【００１６】
従って、従来例に係る遠心破砕機のロータの場合と同様に、回転中心に設けられた原料投入口から内部に投入された破砕原料１０はデッドストック８の表面から遠心力が付与されて、原料放出口９から水平方向に放出されてロータ１の周囲に設けられた図示しないアンビル等の破砕体に衝突して破砕されることになるが、この実施の形態１に係る遠心破砕機のロータ１のαと破砕原料の許容塊寸法の相違を調べるために、有効半径Ｒが４５０ｍｍのロータを作り、本願出願人が設計製造している有効半径Ｒが４５０ｍｍの遠心破砕機のロータとの比較試験を行った。その結果は、下記表１に示すとおりである。
【００１７】
【表１】
0003810952.tif 000002
上記表１に表１によれば、本願の方が約３８，５％大寸の破砕原料を投入することができることが示されている。
【００１８】
ところで、このように大塊の破砕原料を投入し得るとしても、αの相違により破砕原料の破砕粒度に対する悪影響、つまり破砕原料を所定以下の粒度に破砕することができなければ実用に供することができない。しかしながら、αの相違による破砕原料の破砕粒度に対する悪影響は全く認められず、同等の粒度の破砕製品を得ることができた。このことは、デッドストック８のデッドストック形成板４からビット７までの間の距離が短くなり、破砕原料が移動中に受けるデッドストック８の凹凸面に起因する抵抗が小さくなる結果、破砕原料が高速度では破砕体に衝突するためであると考えられる。
【００１９】
さらに、本実施の形態１に係る遠心破砕機のロータ１のαは１．９〜３．４の範囲内であるから、αが３．５以上の従来例に係る遠心破砕機のロータに比較して、破砕原料が沿って移動するデッドストック８の表面距離が短くなっている関係上、破砕原料の破砕に要する遠心破砕機の消費電力に関しては有利になる筈である。そこで、本実施の形態１に係る遠心破砕機のロータ１のαと動力原単位との関係を調べるため、有効半径Ｒが３００ｍｍと４５０ｍｍのロータを作り、本願出願人が従来から設計製造している有効半径Ｒが３００ｍｍと４５０ｍｍの遠心破砕機のロータとの比較試験を行った。有効半径Ｒが３００ｍｍのロータの場合は図２（ａ）および表２に示すとおりであり、また有効半径Ｒが４５０ｍｍのロータの場合は図２（ｂ）および表３に示すとおりである。
【００２０】
【表２】
0003810952.tif 000003
ロータの有効半径Ｒ＝３００ｍｍ
【表３】
0003810952.tif 000004
ロータの有効半径Ｒ＝４５０ｍｍ
【００２１】
図２（ａ），（ｂ）および表２，３によれば、有効半径Ｒが同寸同士のロータ１については、何れもαが小さい場合が大きい場合よりも動力原単位が改善されており、破砕原料の破砕に要する消費電力に関して有利になることが示されている。ところで、有効半径Ｒが３００ｍｍであってαが３．０の場合は、ロータの有効半径Ｒが４５０ｍｍであってαが３．７の場合よりも動力原単位が大きくなっている。これは、同一の周速で回転させる必要がある関係上、ロータ１の友好半径Ｒが小径のロータほど高回転数にしなければならないためで、やむを得ないことである。つまり、消費電力については、あくまでも同有効半径Ｒのロータを有する遠心破砕機同士で比較すべきものである。
【００２２】
ところで、本願請求項１に係る遠心破砕機のロータ１では、１．９≦α≦３．４としたが、その理由はαを３．４以下とすれば、従来よりも大塊の破砕原料を破砕することができ、そして破砕設備の上流側に配設されるコーンクラッシャにより一次破砕された二次破砕すべき破砕原料を直に投入することができるからであり、またαを１．９より小さくすると、許容範囲外の粒度の破砕製品が生じてしまうことがあるからである。なお、ロータ１の投入口の直径(本実施の形態１では上記のとおり３８０ｍｍである。)投入口の直径によってαの値は当然相違すると考えられる。しかしながら、若干の相違はあるものの、通常ロータ１の径によってほぼ投入口の直径は決まっているので、投入口の直径の相違は特に問題にならないものである。
【００２３】
次に、本発明の実施の形態２に係る遠心圧縮機のロータを、その主要部平面断面図の図３を参照しながら、上記実施の形態１と相違する構成について、上記実施の形態１と同一のものならびに同等の機能を有するものには同一符号を付し、かつ同一名称を以て説明すると、このロータ１はデッドストックの形成を防止することにより、破砕原料の破砕能力を向上させると共に、消費電力の増大を阻止するようにしたものである。
【００２４】
詳しくは、図３から良く理解されるように、デッドストックが形成される形成面、つまり内側板５の表面に、デッドストック形成板４の内側板５の表面からの突出長さに相当する厚さの耐摩耗チップ１１で覆ったものである。勿論、デッドストック形成板４からビット７先端部までの直線距離をＬとし、ロータ１の回転中心から前記ビット７先端部までの有効半径をＲとし、前記破砕原料放出口９の口数をＮとしたとき、（Ｌ／Ｒ）×Ｎの式から算出されるαの値が１．９〜３．４の範囲内になるように設定されている。なお、耐摩耗チップ１１の材質としては、例えば超硬合金、高クロム鋳鉄等からなるものを用いることができる。
【００２５】
上記実施の形態２に係る遠心破砕機のロータ１によれば、図示しない原料投入口から破砕原料が投入されると、先ず破砕原料は耐摩耗チップ１１に激突して破砕された後さらに周囲の破砕体に激突して再破砕される。従って、デッドストックに激突する上記実施の形態１よりも破砕原料の破砕能力が優れている。
【００２６】
さらに、耐摩耗チップ１１の表面はデッドストックの表面よりも滑らかであって、これに沿って移動する破砕原料に対する抵抗が少なく、しかも耐摩耗チップ１１の表面に殆どデッドストックが形成されないため、ロータ１の回転所要動力もデッドストックが形成される場合に比較して削減されるから、消費電力に関しても上記実施の形態１よりも有利になるという優れた効果がある。
【００２７】
なお、以上では、３つの破砕原料放出口を有するロータの場合を説明したが、４つの破砕原料放出口を有するロータの場合にあっても、αが１．９〜３．４の範囲になるように設定されていれば、破砕原料の許容塊寸法については上記実施の形態１または２の場合よりは不利になるものの、従来よりも大径の破砕原料を破砕することができ、しかも消費電力の増大を来たさないという点において上記実施の形態１または２の場合と同効である。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係る遠心圧縮機のロータによれば、３または４の破砕原料放出口を備えたロータのデッドストック形成板からビット先端部までの直線距離をＬとし、前記ロータの回転中心から前記ビット先端部までの有効半径をＲとし、前記破砕原料放出口の口数をＮとしたとき、（Ｌ／Ｒ）×Ｎの算式から算出されるαの値が１．９〜３．４の範囲内であり、αが３，５以上の従来例に係る遠心破砕機のロータに比較して破砕原料放出口の破砕原料の通過面積が広くなっている。また、デッドストックが形成される形成面の表面が耐摩耗チップで覆われている。
【００２９】
従って、本発明の請求項１に係る遠心破砕機のロータによれば、より大径の破砕原料を投入することができ、そしてデッドストックのデッドストック形成板からビット先端部までの間の距離が短く、破砕原料が移動中に受けるデッドストックの凹凸面に起因する抵抗が小さくなり、破砕原料が高速度で破砕体に衝突するため、破砕原料が大径であっても所定範囲内の粒度の破砕製品を得ることができる。
【００３０】
また、本発明の請求項１に係る遠心破砕機のロータによれば、原料投入口から投入された破砕原料は耐摩耗チップに激突して破砕された後さらに周囲の破砕体に激突して再破砕されるので、破砕原料の破砕能力が優れている。そして、耐摩耗チップの表面はデッドストックの表面よりも滑らかであって、これに沿って移動する破砕原料に対する抵抗が少なく、しかも耐摩耗チップの表面に殆どデッドストックが形成されないため、ロータの回転所要動力が削減され、消費電力に関して有利になるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１に係る遠心破砕機のロータの平面断面図である。
【図２】  本発明の実施の形態１に係り、図２（ａ）は有効半径が３００ｍｍのロータにおけるαと動力原単位の関係図、図２（ｂ）は有効半径が４５０ｍｍのロータにおけるαと動力原単位の関係図である。
【図３】  本発明の実施の形態２に係る遠心破砕機のロータの主要部平面断面図である。
【図４】  従来例に係る遠心破砕機のロータの平面断面図である。
【符号の説明】
１…ロータ，２…底板，３…側板，４…デッドストック形成板，４ａ…先端部デッドストック形成板，５…内側板，６…ビット取付板，７…ビット，８…デッドストック，９…破砕原料放出口，１０…破砕原料，１１…耐摩耗チップ。
【図１】
0003810952.tif 000005
【図２】
0003810952.tif 000006
【図３】
0003810952.tif 000007
【図４】
0003810952.tif 000008