図面 (/)

技術 竪型粉砕機

出願人 宇部興産機械株式会社
発明者 日名内竜也繁本康弘
出願日 2016年6月28日 (4年4ヶ月経過) 出願番号 2016-127348
公開日 2018年1月11日 (2年10ヶ月経過) 公開番号 2018-001056
状態 特許登録済
技術分野 破砕・粉砕(1)
主要キーワード 内部コーン 分流ガイド 上下均等 可変速式 周側側面 分級能力 旋回軌道 頭形状
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2018年1月11日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (11)

課題

竪型粉砕機内に回転式分級機構を配して、ケーシングの形状を下方から上方に向かって縮径する切頭円錐形状とした場合に、理論分級点が回転式分級羽根の上下で相違した状態になるという問題を解決する。

解決手段

分級機構とケーシングの間から下方に延びる分流ガイドを配し、機内に外周側ガス通路内周側ガス通路を形成する。そして、分流ガイドの上側部分に吹込部を形成し下方を導入部として、外周側ガス通路と内周側ガス通路の通路面積が、吹込部上端及び下端、並びに導入部の下端で、同一とするとともに、吹込部の高さ寸法を、回転式分級羽根の高さ寸法の20%以上から50%以下の範囲とした。本発明は前述の構成により、ガス分流し、分級機構の上下均等に吹き分けることが可能であり、ケーシングの形状による影響を緩和して、理論分級点を均一な方向に変えることが可能になる。

概要

背景

原料を効率よく微粉砕する装置として、竪型粉砕機竪型ミル、或いは竪型ローラミルと称されることもある)と呼ばれる粉砕機が用いられている。
竪型粉砕機は、被粉砕物(本明細書においては単に原料と称することもある)を効率的に粉砕することができるという優れた特性を備えている。

竪型粉砕機の基本的な粉砕挙動等について簡略に説明する。
竪型粉砕機は、回転テーブル上に粉砕ローラが配されており、粉砕ローラは回転テーブルの方向に押圧されるよう構成されている。粉砕ローラは、回転テーブルが回転することにより、回転テーブルに対して原料を介して従動し回転する。

竪型粉砕機に投入された原料は、原料投入用のシュート等を介して回転テーブル上に投入されて粉砕ローラに噛み込まれ粉砕される。回転テーブルと粉砕ローラに噛み込まれて粉砕された原料は、回転テーブルの外周部とケーシングとの間にある環状隙間へ向かう。

竪型粉砕機には様々なタイプがあるが、原料を微粉砕して取り出すことに優れた上抜き式(エアスプト式等と呼ばれることもある)タイプの竪型粉砕機の場合には、回転テーブルの下方からガスが導入されており、機内において下方から上方に流れるガスの気流が生じている。前述の環状隙間へ流れた原料の多くは、ガスの気流により吹き上げられて、機内上部へと向かう。そして、所望の寸法となった原料が、回転テーブルの上方に配した上部取出口からガスとともに取り出される。

なお、所望の寸法まで粉砕されていない原料は、ガスにより吹き上げられず、そのままテーブル下方に落下する、或いは、ガスにより一旦吹き上げられても、上部取出口に到達する前にガスの流れから逸脱し落下し、回転テーブル上に落下する等して、再度、粉砕される。即ち、原料を微粉砕する際に、一度の粉砕で所望する粒度まで微粉砕できなかった原料は、機内で繰り返し粉砕されることになる。

ここで、従来から、分級効率の向上を目的として機内上部に分級機構が設けられた竪型粉砕機が多く使用されている。分級機構の方式としては、様々である。代表的な分級機構として、例えば、固定式分級羽根を機内に配して機内を流れるガスの気流を整流することによって分級効率を向上させるタイプ、回転式分級羽根を配することにより機内を流れるガスの気流を強く旋回させることによって分級効率を向上させるタイプ、又、固定式分級羽根と回転式分級羽根の両方を備えて分級効率を向上させるタイプ等、が一般的に知られている。

近年、原料を微粉砕する際には、分級能力に優れたタイプの竪型粉砕機として、固定式と回転式の両方の分級羽根を備えたタイプの竪型粉砕機が使用される機会が多くなってきている。前述した固定式と回転式の両方を備えたタイプの竪型粉砕機においては、回転式分級羽根の外周側に整流用の固定式分級羽根(ガイドベーンと称されることもある)を配した分級機構を採用するケースが一般的である。回転式分級羽根の外周側に整流用の固定式分級羽根を配した分級機構を備えた竪型粉砕機の1例を特許文献1に示す。

概要

竪型粉砕機内に回転式の分級機構を配して、ケーシングの形状を下方から上方に向かって縮径する切頭円錐形状とした場合に、理論分級点が回転式分級羽根の上下で相違した状態になるという問題を解決する。 分級機構とケーシングの間から下方に延びる分流ガイドを配し、機内に外周側ガス通路内周側ガス通路を形成する。そして、分流ガイドの上側部分に吹込部を形成し下方を導入部として、外周側ガス通路と内周側ガス通路の通路面積が、吹込部上端及び下端、並びに導入部の下端で、同一とするとともに、吹込部の高さ寸法を、回転式分級羽根の高さ寸法の20%以上から50%以下の範囲とした。本発明は前述の構成により、ガスを分流し、分級機構の上下均等に吹き分けることが可能であり、ケーシングの形状による影響を緩和して、理論分級点を均一な方向に変えることが可能になる。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

粉砕ローラ及び回転テーブルを備えて、回転テーブル上に投入した原料を、粉砕ローラで粉砕するとともに、回転テーブルの下方から供給したガスにより吹き上げて、回転テーブルの上方に配した分級機構を介して上部取出口からガスとともに取り出す竪型粉砕機において、垂直方向に延びる複数枚の板を間隔をあけて環状に並べて配した固定式分級羽根、固定式分級羽根の下端に配した逆切頭円錐形状内部コーン、及び、固定式分級羽根の内周側に垂直方向に延びる複数枚の板を間隔をあけて環状に並べて配した回転式分級羽根、を備えた分級機構を配して、回転式分級羽根が環状の旋回軌道を自在に回転するように設けるとともに、固定式分級羽根の外周側にある分級機ケーシングの形状を上方に向かって縮径する切頭円錐形状とし、且つ、固定式分級羽根と分級機ケーシングの間から下方に伸び分流ガイドを配して、分流ガイドが、分級機ケーシングとの間に形成する隙間を外周側ガス通路とし、固定式分級羽根又は内部コーンとの間に形成する隙間を内周側ガス通路とした竪型粉砕機。

請求項2

前記分流ガイドの固定式分級羽根の下端位置より高い位置に配された部分を吹込部とするとともに、分流ガイドの吹込部より下方を導入部として、該吹込部の形状を上方に向かって縮径する切頭円錐形状とするとともに、吹込部の高さ寸法を回転式分級羽根の高さ寸法の20%以上から50%以下の範囲とすることを特徴とした請求項1に記載の竪型粉砕機。

請求項3

前記外周側ガス通路と内周側ガス通路の通路面積が、吹込部上端及び下端、並びに導入部の下端で、同一であることを特徴とした請求項2に記載の竪型粉砕機。

請求項4

前記回転式分級羽根の回転中心軸から延びる直線と、回転式分級羽根の幅方向に延びる直線が形成する傾斜角度について、回転式分級羽根を上下方向に分割して形成して、回転式分級羽根の上側部分が下側部分より、回転式分級羽根の旋回軌道の外周側から内周側に向かって回転式分級羽根の回転方向側に大きく傾斜するように形成したことを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の竪型粉砕機。

技術分野

0001

本発明は、主に、セメント原料クリンカ石灰石石炭バイオマス、並びに、その他の無機原料等を粉砕する竪型粉砕機に係わり、特に原料微粉砕する好適な竪型粉砕機に関する。

背景技術

0002

原料を効率よく微粉砕する装置として、竪型粉砕機(竪型ミル、或いは竪型ローラミルと称されることもある)と呼ばれる粉砕機が用いられている。
竪型粉砕機は、被粉砕物(本明細書においては単に原料と称することもある)を効率的に粉砕することができるという優れた特性を備えている。

0003

竪型粉砕機の基本的な粉砕挙動等について簡略に説明する。
竪型粉砕機は、回転テーブル上に粉砕ローラが配されており、粉砕ローラは回転テーブルの方向に押圧されるよう構成されている。粉砕ローラは、回転テーブルが回転することにより、回転テーブルに対して原料を介して従動し回転する。

0004

竪型粉砕機に投入された原料は、原料投入用のシュート等を介して回転テーブル上に投入されて粉砕ローラに噛み込まれ粉砕される。回転テーブルと粉砕ローラに噛み込まれて粉砕された原料は、回転テーブルの外周部とケーシングとの間にある環状隙間へ向かう。

0005

竪型粉砕機には様々なタイプがあるが、原料を微粉砕して取り出すことに優れた上抜き式(エアスプト式等と呼ばれることもある)タイプの竪型粉砕機の場合には、回転テーブルの下方からガスが導入されており、機内において下方から上方に流れるガスの気流が生じている。前述の環状隙間へ流れた原料の多くは、ガスの気流により吹き上げられて、機内上部へと向かう。そして、所望の寸法となった原料が、回転テーブルの上方に配した上部取出口からガスとともに取り出される。

0006

なお、所望の寸法まで粉砕されていない原料は、ガスにより吹き上げられず、そのままテーブル下方に落下する、或いは、ガスにより一旦吹き上げられても、上部取出口に到達する前にガスの流れから逸脱し落下し、回転テーブル上に落下する等して、再度、粉砕される。即ち、原料を微粉砕する際に、一度の粉砕で所望する粒度まで微粉砕できなかった原料は、機内で繰り返し粉砕されることになる。

0007

ここで、従来から、分級効率の向上を目的として機内上部に分級機構が設けられた竪型粉砕機が多く使用されている。分級機構の方式としては、様々である。代表的な分級機構として、例えば、固定式分級羽根を機内に配して機内を流れるガスの気流を整流することによって分級効率を向上させるタイプ、回転式分級羽根を配することにより機内を流れるガスの気流を強く旋回させることによって分級効率を向上させるタイプ、又、固定式分級羽根と回転式分級羽根の両方を備えて分級効率を向上させるタイプ等、が一般的に知られている。

0008

近年、原料を微粉砕する際には、分級能力に優れたタイプの竪型粉砕機として、固定式と回転式の両方の分級羽根を備えたタイプの竪型粉砕機が使用される機会が多くなってきている。前述した固定式と回転式の両方を備えたタイプの竪型粉砕機においては、回転式分級羽根の外周側に整流用の固定式分級羽根(ガイドベーンと称されることもある)を配した分級機構を採用するケースが一般的である。回転式分級羽根の外周側に整流用の固定式分級羽根を配した分級機構を備えた竪型粉砕機の1例を特許文献1に示す。

先行技術

0009

特開2006−110521号公報

発明が解決しようとする課題

0010

ここで、竪型粉砕機内部において、ガスの気流をスムーズに流す目的で、図7(1)に示す形状のような分級機ケーシング201Bが採用されるケースがある。
図7(1)に示す分級機ケーシング201Bは、固定式分級羽根214の外周側にある分級機ケーシング201Bの形状が、上方に向かって縮径する切頭円錐形状となっており、垂直方向伸びている固定式分級羽根214、又回転式分級羽根213と分級機ケーシング201Bの間に形成される環状の隙間が下方から上方に向かって小さくなるように構成されている。

0011

例えば、竪型粉砕機201の上部が水平な天井で構成されていた場合におけるガスの気流を考察すると、天井に衝突したガスの気流が乱流となって、新たに下側から上昇してくるガスの気流に影響を与えてしまう可能性がある。それに比較して、図7(1)に示す構成の竪型粉砕機201であれば、ガスの気流が竪型粉砕機の分級機ケーシング201Bに沿ってスムーズに上昇して、回転式分級羽根213側に流れ込むことが可能である。その結果、下側から上昇してくるガスの気流に影響を与える可能性が小さくなる。したがって、ガスの気流がスムーズに流れ、ガスの気流が機内を上昇する際における圧力損失も小さくなるので効率的な分級が可能になる。

0012

しかし、分級機ケーシング201Bの形状を、上方に向かって縮径する切頭円錐形状とした場合においては、回転式分級羽根213の上下でガス気流の流量が異なり、回転式分級羽根213の上方になるほどガスの中心方向速度が早くなるという傾向が生じ易くなる。言い換えれば、回転式分級羽根213の上下でガス気流の流量と中心方向速度が異なるという状態が生じる。

0013

ここで、参考までに、図9(1)又図9(2)に、分級機構215におけるガス気流の方向と理論分級点dの関係を示す。詳細については後述するが、ガスの気流が機内の中心方向に向かって流れる速度を、ガスの気流の中心方向速度Vg(m/s)とした場合において、理論分級点dは、中心方向速度Vg0.5に比例する。

0014

即ち、回転式分級羽根213の上下で中心方向速度Vgが異なるという状態が生じると、理論分級点dが、回転式分級羽根213の上下で相違した状態になる。
図7(1)に示すタイプの分級機構215は、分級効率の優れた分級機構であるが、近年、さらなる分級効率の向上が求められてきており、理論分級点が回転式分級羽根の上下で相違した状態になるという前述の課題を解決すべく、それを解決した分級機構を備える竪型粉砕機の開発が求められていた。

0015

本発明は、以上、説明したような問題点に鑑みてなされたものであり、分級機ケーシングの形状を下方から上方に向かって縮径する切頭円錐形状とした場合において好適な分級機構を備える竪型粉砕機の技術に関する。

課題を解決するための手段

0016

上記の目的を達成するため、本発明による竪型粉砕機は、
(1)粉砕ローラ及び回転テーブルを備えて、回転テーブル上に投入した原料を、粉砕ローラで粉砕するとともに、回転テーブルの下方から供給したガスにより吹き上げて、回転テーブルの上方に配した分級機構を介して上部取出口からガスとともに取り出す竪型粉砕機において、垂直方向に延びる複数枚の板を間隔をあけて環状に並べて配した固定式分級羽根、固定式分級羽根の下端に配した逆切頭円錐形状の内部コーン、及び、固定式分級羽根の内周側に垂直方向に延びる複数枚の板を間隔をあけて環状に並べて配した回転式分級羽根、を備えた分級機構を配して、回転式分級羽根が環状の旋回軌道を自在に回転するように設けるとともに、固定式分級羽根の外周側にある分級機ケーシングの形状を上方に向かって縮径する切頭円錐形状とし、且つ、固定式分級羽根と分級機ケーシングの間から下方に伸びる分流ガイドを配して、分流ガイドが、分級機ケーシングとの間に形成する隙間を外周側ガス通路とし、固定式分級羽根又は内部コーンとの間に形成する隙間を内周側ガス通路とした。

0017

(2)(1)に記載の竪型粉砕機において、前記分流ガイドの固定式分級羽根の下端位置より高い位置に配された部分を吹込部とするとともに、分流ガイドの吹込部より下方を導入部として、該吹込部の形状を上方に向かって縮径する切頭円錐形状とするとともに、吹込部の高さ寸法を回転式分級羽根の高さ寸法の20%以上から50%以下の範囲とした。

0018

(3)(2)に記載の竪型粉砕機において、前記外周側ガス通路と内周側ガス通路の通路面積が、吹込部上端及び下端、並びに導入部の下端で、同一とした。

0019

(4)(1)から(3)までのいずれか1項に記載の竪型粉砕機において、前記回転式分級羽根の回転中心軸から延びる直線と、回転式分級羽根の幅方向に延びる直線が形成する傾斜角度について、回転式分級羽根を上下方向に分割して形成して、回転式分級羽根の上側部分が下側部分より、回転式分級羽根の旋回軌道の外周側から内周側に向かって回転式分級羽根の回転方向側に大きく傾斜するように形成した。

発明の効果

0020

本発明は、吹込部と導入部を備えた分流ガイドによって外周側ガス通路と内周側ガス通路を形成することにより、機内を上昇してくるガスを分流し、所望の箇所に吹き分けることができるという優れた作用効果を奏する。

0021

また、吹込部の高さ寸法を、回転式分級羽根の高さ寸法の20%以上から50%以下の範囲とすれば、上昇してくるガスを分級機構の上下に吹き分けて、分級機ケーシングの縮径によるガスの気流速度の影響を緩和することができる。

0022

特に、前記外周側ガス通路の通路面積と内周側ガス通路の通路面積を、吹込部上端及び下端、並びに導入部の下端で、同一とすれば、上昇してくるガスを分級機構の上下に均等に吹き分けることも可能になる。

0023

そして、さらに、回転式分級羽根を上下方向に複数個に分割して形成し、回転式分級羽根の上下部分で傾斜角度を異ならせて、回転式分級羽根の下側部分より上側部分の傾斜角度を大きく形成することによって、分級機ケーシングの縮径によるガスの気流速度の影響を、回転式分級羽根の傾斜角度による旋回流の強さによっても緩和することができるので、回転式分級羽根の上下方向で、さらに均一な分級が可能になる。

図面の簡単な説明

0024

本発明の実施形態に係わり竪型粉砕機の全体構成を説明する図である。
本発明の実施形態に係わり分流ガイド及び分級機構の配置を説明する図である。
本発明の実施形態に係わり分流ガイドの構成を説明する図である。
本発明の実施形態に係わり分流ガイドの外観を説明する図である。
本発明の実施形態に係わりガス気流の流れ方を概念的に説明する図である。
本発明による第2に実施形態に係わり回転式分級羽根の傾斜角度を説明する図である。
従来技術の例による分級機構の構成を説明する図である。
従来技術の例によるガス気流の流れ方を概念的に説明する図である。
理論分級点を説明する参考図である。
回転式分級羽根の傾斜が与える気流の方向への影響を説明する参考図である。

実施例

0025

以下、図面等に基づき本発明に関わる好ましい実施形態の1例を詳細に説明する。
図1から図6は本発明の実施形態に係わり、その好ましい例を示したものである。
図1は竪型粉砕機の全体構成を説明する図である。図2は分流ガイド及び分級機構の配置を説明する図であり、(1)が側面から観察した概念図であり、(2)が(1)のA−A断面方向から観察した図である。図3は分流ガイドの構成を説明する図であり、図4は分流ガイドの外観を説明する図である。図5は本発明の実施形態に係わりガス気流の流れ方を概念的に説明する図である。図6は本発明による第2の実施形態に関わり回転式分級羽根の傾斜角度を説明する図であり、(2)が(1)のA−A断面方向から観察した図であり、(3)が(1)のB−B断面方向から観察した図である。

0026

図7は従来技術の例による分級機構の構成を説明する図であり、図8は従来技術の例によるガス気流の流れ方を概念的に説明する図である。図9は理論分級点を説明する参考図であり、図10は回転式分級羽根の傾斜が与える気流の方向への影響を説明する参考図である。

0027

以下、本実施形態による竪型粉砕機1の好ましい構成の1例を、図1から図5を用いて説明する。図1に示した竪型粉砕機1は、竪型粉砕機1の外郭を形成するミルケーシング1A、分級機ケーシング1B、及び取出口ケーシング1C、並びに、竪型粉砕機1の下部に設置された減速機2Bと図示しない駆動モータによって駆動される回転テーブル2、コニカル型の粉砕ローラ3等を備えている。
なお、分級機ケーシング1Bの形状について説明すれば、上部が上方に向かって縮径する切頭円錐形状であり、また下部が下方に向かって縮径する逆切頭形状となっており、所謂、中空のそろばん玉のような形状になっている。

0028

また、図1に示す竪型粉砕機1は、一般的にセンターシュート方式と呼ばれるタイプの竪型粉砕機1であり、竪型粉砕機1の上部から回転テーブル2の中心方向に向かって鉛直下方に伸びる原料供給シュート35を備えている。そして、竪型粉砕機1は、回転テーブル2の駆動用電源として図示しないインバータ電源等を備えて、運転中、回転テーブル2の回転速度が任意に変更可能な可変速式である。

0029

ここで、図1に示す竪型粉砕機1は、内部に分級装置15を備えた上抜き式である。回転テーブル2の上方には、形状が略逆切頭円錐型の内部コーン19を備えており、内部コーン19の上部には、固定式の一次分羽根である固定式分級羽根14が配されている。そして、内部コーン19の上方で固定式分級羽根14の内側には、回転式分級羽根13が配されている。

0030

また、竪型粉砕機1の原料供給シュート35の外側には、原料供給シュート35を内挿した形で回転筒18が配されている。そして、竪型粉砕機1の上部には分級機モータ20が配されており、回転筒18と分級機モータ20がベルトで連結されている。図1に示す竪型粉砕機1は前述の構成により、分級機モータ20を回転させると、ベルトで連結された回転筒18が回転する構成となっている。

0031

そして、本実施形態では、回転筒18から放射状に伸びる支持部材に対して回転式分級羽根13が取り付けられている。したがって、本実施形態によれば、分級モータ20を駆動することにより回転筒18を介して回転式分級羽根13が自在に回転する構成となっている。本明細書においては、回転式分級羽根13と固定式分級羽根14を合わせて分級機構15と称する。

0032

なお、図1図2等に示すように、本実施形態では、固定式分級羽根14の外周側にある分級機ケーシング1Bの形状を上方に向かって縮径する切頭円錐形状として、固定式分級羽根14と分級機ケーシング1Bの間に形成される環状の通路環状通路と称することもある)の面積が、下方から上方に向かって小さくなるように形成されている。

0033

竪型粉砕機1の回転テーブル2の下方には、ガスを導入するためのガス導入口33と、重量の大きな原料を取り出すための排出シュート34(下部取出口34と称することもある)を備えている。また、回転テーブル2上方には、前述したように機内に原料を投入するための原料供給シュート35が配されるとともに、ガスと共に製品(粉砕されて所望の粒径となった原料)を取り出す上部取出口39を備えている。

0034

回転テーブル2の外周部分に対向する位置にあるミルケーシング1Aの内周面は、円筒状になっており、回転テーブル2の外周部分と竪型粉砕機1のミルケーシング1Aとの間で環状の隙間30(環状隙間30)を形成する。また、粉砕ローラ3は、回転テーブル2の外周部分に位相を90度ずつずらした形で4個配されている。

0035

以下、固定式分級羽根14の構成について説明する。
固定式分級羽根14は、図2(1)又(2)に示すように、垂直方向に延びる複数枚の板を間隔をあけて環状に並べて配した構成となっている。そして、固定式分級羽根14の上端と分級機ケーシング1Bの間は閉止されており、分級機ケーシング1Bに沿って上昇したガスの気流が、複数枚並べられた固定式分級羽根14同士の間の隙間を通過せずにショートカットして、機内上方の上部取出口39側に侵入することを防止している。

0036

そして、本実施形態において固定式分級羽根14は、図2(2)に示すように、その幅方向が、後述する回転式分級羽根13の回転中心軸から放射状に伸びる直線方向に沿って伸びるように形成されている。

0037

なお、本発明に適応できる固定式分級羽根14の構成は前述の構成に限らず、必要に応じて適宜傾斜させても良く、例えば、竪型粉砕機1の機内における整流効果を高めてガスの気流をスムーズに機内を流すという目的で、外周側から内周側に向かって回転式分級羽根13の回転方向側に向かうようにして傾斜させることは好ましい構成の1つである。

0038

次に竪型粉砕機1における回転式分級羽根13の構成について説明する。
図2(1)又(2)に示すように、固定式分級羽根14の内周側に配された回転式分級羽根13は、垂直方向に延びる複数枚の板を間隔をあけて環状に並べて配した構成となっている。なお、回転式分級羽根13は、剛性を高める目的で、図2(2)に示すように、内周側部を屈曲させてL字型等とした。そして、回転式分級羽根13は、回転筒18等を介して分級機モータ20により駆動されて、環状に形成された旋回軌道を自在に回転する構成となっている。

0039

なお、本発明における回転式分級羽根13の構成は前述の構成に限るものではなく、直的な形状の回転式分級羽根13であっても良く、全体的に屈曲させたような形状であっても良く、特に限定されない。

0040

以下、分流ガイド10の構成について説明する。
本実施形態による分流ガイド10は、図1図2に示すように、固定式分級羽根14と分級機ケーシング1Bの間に上端部が配されて、下方に伸びている。
上端部から下方に延びる分流ガイド10は、下端が開口する逆切頭円錐形状となって内部コーン19の外周側側面周りから囲むようにして配される。
図4に分流ガイド10の外観を示す。分級機構15の下部から内部コーン19の大半を外側から囲って覆った形状となる。

0041

ここで、分流ガイド10と内部コーン19の間、又分流ガイド10と分級機ケーシング1Bの間には、それぞれ間隙が形成されており、分流ガイド10と分級機ケーシング1Bとの間で環状の外周側ガス通路11を形成し、分流ガイド10と固定式分級羽根14又は内部コーン19との間で環状の内周側ガス通路12を形成している。

0042

本実施形態では、図1図3に示すように、固定式分級羽根14の下端位置より高い位置に配された部分を分流ガイド10の吹込部10Aと称し、吹込部10Aの形状を上方に向かって縮径する切頭円錐形状とするとともに、吹込部10Aの高さ寸法(吹き込み部高さ寸法Hgと称することもある)を回転式分級羽根13の高さ寸法(回転羽根高さ寸法Hrと称することもある)の35%とした。

0043

なお、詳細は後述するが、吹込部の高さ寸法Hgと回転羽根高さ寸法Hrの関係について、吹込部高さ寸法Hgを、回転羽根高さ寸法Hrの20%以上から50%以下の範囲とすれば、上昇してくるガスを分級機構15の上下に吹き分けることができるという点で好ましい構成となる。

0044

そして、本実施形態では分流ガイド10の吹込部10Aより下方部分を導入部10Bと称することとした。本実施形態においては、外周側ガス通路11の通路面積Laと内周側ガス通路12の通路面積Lbが、吹込部10Aの上端及び下端、並びに導入部10Bの下端で、同一となるように形成した。

0045

詳細については後述するが、外周側ガス通路11の通路面積Laと内周側ガス通路12の通路面積Lbについて、吹込部10Aの上端及び下端、並びに導入部10Bの下端で、同一とする構成は、吹込部10Aと固定式分級羽根14の間から吹き出すガスの量と、吹込部10Aと分級ケーシング1Bの間から吹き出すガスの量と、を近似させる効果があり好ましい構成の1つである。

0046

以下、竪型粉砕機1の粉砕挙動等について簡略に説明する。
前述したように、図1に示した竪型粉砕機1は、回転テーブル2上に粉砕ローラ3が配されており、それぞれの粉砕ローラ3が、回転テーブル2の方向に押圧されるよう構成されている。そして、粉砕ローラ3は、回転テーブル2が回転することにより、回転テーブル2に対して、原料を介して従動して回転する。

0047

竪型粉砕機1の原料供給シュート35からに投入された原料(本実施形態においては高炉スラグ)は、回転テーブル2の中央付近に投入されて、渦巻き状の軌跡を描きながら、回転テーブル2の外周側に移動する。そして、回転テーブル2の外周側に移動した原料は、粉砕ローラ3に噛み込まれて粉砕される。

0048

回転テーブル2と粉砕ローラ3に噛み込まれて粉砕された原料は、回転テーブル2の外縁部に周設されたダムリング5を乗り越えて、回転テーブル2の外周部とミルケーシング1Aとの間に形成された環状隙間30の領域に移動する。そして、環状隙間30に移動した原料は、ガスにより吹き上げられてケーシング内を上昇する。この際において吹き上げられるガスの流れは、回転式分級羽根13の回転等による影響を受けて、旋回流となる。

0049

旋回流となったガスの中に同伴されて吹き上げられた原料は、回転テーブル2の上方に配した分級機構15の方向に向かって旋回しながら流れる。そして、分級機構15を通過した径の小さな原料が、上部取出口39から製品として取り出される。

0050

分級機構15を通過できなかった原料の多くは、機内を落下し、再度、回転テーブル2まで戻されて粉砕される、或いは、内部コーン19に捕集されて、再度、回転テーブル2上に供給されて粉砕される。一方、原料の中で極端に重量の大きなものは、ガスにより吹き上げられず、回転テーブル2の下方に向かって落下する。回転テーブル2の下方に落下した原料は、竪型粉砕機1の底面部に達し、図示しないスクレーパ等によって排出シュート34から機外に取り出される。

0051

以下、本実施形態による分級機構15の作用効果について説明する。
分級機は粒度分布のある粒子群を、ある粒子径境界として微粉(製品)と粗粉選別して振り分け分級操作を行っている。この境界となる粒子径は、一般的に理論分級点と呼ばれるものである。

0052

図9に竪型粉砕機1の分級機能を説明するための図を示す。
理論分級点は、粒子運動方程式羽根間の中心方向速度Vgと旋回方向速度Vθにより整理することで以下の数式1のように表される。

0053

0054

dは理論分級点(μm)、Vθは気流の旋回方向速度(m/s)、Vg(m/s)は気流中心方向速度である。

0055

前述したように、分級機ケーシング1Bの形状を、上方に向かって縮径する切頭円錐形状とした場合においては、分級機ケーシング1Bの形状に沿ってガスの気流が流れるために、回転式分級羽根13の上方になるほどガスの量が多くなると同時に、ガスが中心方向に流れる速度(気流の中心方向速度Vg)が大きくなるという傾向が生じる。

0056

本実施形態においては、図5に示すように、吹込部10Aと導入部10Bを備えた分流ガイド10によって外周側ガス通路11と内周側ガス通路12を形成することにより、機内を上昇してくるガスを、導入部10Bで分流させて、吹込部10Aから吹き分けることができ、分級機構15の上下部分に所望する量のガスを吹き分けることが可能である。

0057

従来技術においては、図8に示すように、機内を上昇するガスが分級機ケーシング201Bに沿って上昇するため、回転式分級羽根213の上下でガス気流の流量と速度が大きく異なるという状態になる。

0058

本実施形態では、吹込部10Aの高さ寸法を回転式分級羽根13の高さ寸法の35%とし、主に、内周側ガス通路12を通過して吹込部10Aと固定式分級羽根14の間から吹き出すガスが選択的に回転式分級羽根の下部に吹き込まれ流れ込み、外周側通路11を通過して吹込部10Aと分級ケーシング1Bの間から吹き出すガスが回転式分級羽根13の上部に吹き込むまれ流れ込む構成とした。

0059

回転式分級羽根13の高さ寸法に対する吹込部10Aの高さ寸法の割合は、上方に向かって縮径する分級機ケーシング1Bの形状によって影響されるが、内周側通路12を通過したガスが回転式分級羽根13の下部に流れ込み、外周側通路11を通過したガスが回転式分級羽根13の上部に流れ込む構成とするためには、後述の数式2のように吹込部高さ寸法Hgを、回転分級羽根高さ寸法Hrの20%以上から50%以下の範囲とすることが好ましい。

0060

0061

また、本実施形態においては、特に、外周側ガス通路11の通路面積Laと内周側ガス通路12の通路面積Lbについて、図3に示すように、外周側ガス通路12における吹込部10Aの上端部(通路面積La3)及び下端部(通路面積La2)並びに導入部の下端(通路面積La1)と、内周側ガス通路11における吹込部10Aの上端部(通路面積Lb3)及び下端部(通路面積Lb2)並びに導入部10Bの下端(通路面積Lb1)について同一の通路面積として、後述の数式3が成り立つように形成した。

0062

0063

本実施形態によれば、分流ガイド10の導入部10Bによって機内を区切ることにより、外周側ガス通路11と内周側ガス通路12を上昇するガスの量を調整して、回転式分級羽根13の上部と下部に導いて吹き込むことができる。

0064

そして、通路面積La1と通路面積Lb1を同一にすれば、外周側ガス通路11と内周側ガス通路12を上昇するガス量を同一量に近づけることができる。
その結果、従来、回転式分級羽根13の上下で大きく相違していたガス気流の流量を、同一流量に近づける方向に調整できるので、回転式分級羽根13の上下方向で相違する分級能力を均一な方向に近づけることが可能になる。

0065

以下、図6を用いて、本実施形態に係る好ましい構成の他の1例として第2の実施形態を説明する。第2の実施形態として図6に示した竪型粉砕機101は、前述した図1に示す実施形態と分級機構25の構成について相違し、それ以外の部分で同一の構成である。 なお、竪型粉砕機101について、分級機構25以外の符号については、竪型粉砕機1と同一の符号として記載して、その説明を割愛する。

0066

以下、前述した図1に示す実施形態と相違する分級機構25の構成及び配置について説明する。竪型粉砕機101においては、固定式分級羽根24は、前述した竪型粉砕機1と同様に、垂直方向に延びる複数枚の板を間隔をあけて環状に並べて配した構成となっている。そして、固定式分級羽根24の上端と分級機ケーシング1Bの間は閉止されて、分級機ケーシング1Bに沿って上昇したガスの気流が、複数枚並べられた固定式分級羽根24同士の間の隙間を通過せずにショートカットして、機内上方の上部取出口39側に侵入することを防止している。

0067

固定式分級羽根24の内周側に配された回転式分級羽根23は、垂直方向に延びる複数枚の板を間隔をあけて環状に並べて配した構成となっている。
第2の実施形態においては、回転式分級羽根23について、垂直方向に延びる板を、上下方向で2分割して形成しており、上部の羽根を回転式分級羽根23Aとし、下部の羽根を回転式分級羽根23Bとした。回転式分級羽根23Aと23Bは、回転筒18等を介して分級機モータ20により駆動されて、環状に形成された旋回軌道を自在に回転する。

0068

ここで、回転式分級羽根23の回転中心軸から延びる直線と、回転式分級羽根23の幅方向に延びる直線が形成する傾斜角度αについて説明すれば、回転式分級羽根23の旋回軌道の外周側から内周側に向かって回転式分級羽根23の回転方向側(R方向)に傾斜させるとともに、回転式分級羽根23の上下部分で前述の傾斜角度を異ならせて、下側部分にある回転式分級羽根23Bより上側部分にある回転式分級羽根23Aの傾斜角度が大きくなるように傾斜させて形成する。

0069

本実施形態においては、図6(1)から(3)に示すように、回転式分級羽根23Aの傾斜角度α1とし、下側部分にある回転式分級羽根23Bの傾斜角度α2とし、上側部分にある回転式分級羽根23Aの傾斜角度を下側部分にある回転式分級羽根23Bより大きく形成して、α1>α2とした。第2の実施形態において、α1は30度であり、α2は0度である。

0070

なお、本実施形態おいて回転式分級羽根23は、図6に示すように、その幅方向が直線状に伸びる形状とした。しかし、回転式分級羽根23の剛性を高める目的などにより、例えば、一部を屈曲させてL字型等にすることが好ましく、その場合の傾斜角度αは、幅方向に長い部分を基準として設定すれば良い。

0071

また、回転式分級羽根23の剛性を高める目的により、回転式分級羽根23を全体的にわずかに屈曲させた場合には、幅方向両端を結ぶ直線を基準として傾斜角度αを設定すれば良い。

0072

以下、図6に示した竪型粉砕機101の分級機構25の作用効果について説明する。
前述したように、分級機ケーシング1Bの形状を、上方に向かって縮径する切頭円錐形状とした場合においては、分級機ケーシング1Bの形状に沿ってガスの気流が流れるために、回転式分級羽根13の上方になるほどガスの中心方向速度Vgが早くなるという傾向が生じている。

0073

図9(1)に、従来技術の例による回転式分級羽根213による気流の方向を概念的に示す。回転式分級羽根213が回転することにより、気流の旋回方向速度Vθが増加する。しかし、回転式分級羽根213が上下方向で同じ場合には、回転式分級羽根213の上下方向で同じ旋回方向速度Vθとなる。そのため、回転式分級羽根213の上下方向で中心方向速度Vgが異なると、理論分級点dが異なってしまい分級効率を向上させる際の障害になる可能性がある。

0074

本実施形態においては、回転式分級羽根23を上下方向に2つに分割して形成し、回転式分級羽根23の上下部分で傾斜角度αを異ならせている。そして、回転式分級羽根23Bの傾斜角度α2より回転式分級羽根23Aの傾斜角度α1を大きく形成している。

0075

前述した数式1から鑑みると、分子にある中心方向速度Vgが大きい場合には分母にある旋回方向速度Vθを大きくし、分子にある中心方向速度Vgが小さい場合には分母にある旋回方向速度Vθを小さくすることが好ましいと想定される。

0076

しかし、本出願人は鋭意研究の結果、分級機ケーシング1Bに沿って上昇してくるガスの気流の流れに対向する気流を機内で新たに生じさせることによって、回転式分級羽根23の上下部分で異なる理論分級点dの相違を緩和することができることを知見した。

0077

即ち、第2の実施形態においては、分流ガイド10によって回転式分級羽根23の上下に流れるガス気流の流量などを調整した上で、さらに回転式分級羽根23の上下において、回転式分級羽根23Aと回転式分級羽根23Bの傾斜角度αを相違させて気流の方向を変化させている。

0078

回転式分級羽根23を傾斜角度αで傾斜させると、図10(2)に示すようにガス気流の旋回方向速度Vθが変化すると同時に、旋回軌道の内周側から外周側に向かうガスの流れが反中心方向速度Vg2として生じる。

0079

そして、回転式分級羽根23の旋回軌道の内周側から外周側に向かおうとする気流の流れは、分級機ケーシング1Bに沿って上昇してくる気流の流れに対向し、結果、反中心方向速度Vg2が中心方向速度Vgを減速させる。その結果、回転式分級羽根23の上下部分で異なる理論分級点dの相違を緩和することができる。

0080

なお、傾斜角度αについて説明すると、その最大は45度になる。それ以上、大きい場合には、旋回流等を強くする効果が弱くなる。

0081

なお、理論分級点dの相違を緩和するという観点において、回転式分級羽根23を均等3分割、或いは、4分割として形成することは特に好ましい。

0082

第2の実施形態によれば、分流ガイド10により、回転式分級羽根23の上下で異なるガス気流を流量の影響を緩和した上で、さらにガス気流の速度による影響を回転式分級羽根の傾斜の違いにより緩和することによって、回転式分級羽根23の上下方向でさらなる均一な分級が可能になる。

0083

以上のように本願発明に係わる技術は、上方に向かって縮径する切頭円錐形状の分級機ケーシングを有する竪型粉砕機の粉砕効率向上等に役立ち好適に使用できる。

0084

1竪型粉砕機
1Aミルケーシング
1B分級機ケーシング
1C取出口ケーシング
2 回転テーブル
2B減速機
3粉砕ローラ
5ダムリング
10分流ガイド
10A吹込部
10B導入部
11 外周側ガス通路
12内周側ガス通路
13回転式分級羽根
14固定式分級羽根
15分級機構
18回転筒
19内部コーン
20分級機モータ
23 回転式分級羽根(第2の実施形態)
23A 回転式分級羽根(上部)
23B 回転式分級羽根(下部)
24 固定式分級羽根(第2の実施形態)
25 分級機構(第2の実施形態)
30環状隙間
33ガス導入口
34排出シュート
35原料供給シュート
39 上部取出口
101 竪型粉砕機(第2の実施形態)

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 株式会社白形傳四郎商店の「 茶の実油の製造方法並びにそれに用いる殻果状種子の殻取装置」が 公開されました。( 2020/09/24)

    【課題】 茶の実から種子胚の取り出しを容易にする手法を開発すると共に、茶の実が含有する油成分を有効に搾り出すことのできる手法並びに装置の開発を技術課題とした。【解決手段】 原料準備工程1と、搾油準... 詳細

  • 太平洋セメント株式会社の「 窒化物の粉砕方法」が 公開されました。( 2020/09/24)

    【課題】粉砕時の酸素の混入が抑制された、窒化物の粉砕方法を提供すること。【解決手段】周期表第5族、第13族及び第14族から選ばれる1又は2以上の元素を有する窒化物に、周期表第1族及び第2族から選ばれる... 詳細

  • 太平洋セメント株式会社の「 窒化物の粉砕方法」が 公開されました。( 2020/09/24)

    【課題】粉砕時の酸素の混入が抑制された、窒化物の粉砕方法を提供すること。【解決手段】周期表第5族、第13族及び第14族から選ばれる1又は2以上の元素を有する窒化物を、還元ガスを含む雰囲気下にて粉砕する... 詳細

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ