特許 6657589 竪型粉砕機及びその運転方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6657589

(24)【登録日】2020年2月10日

(45)【発行日】2020年3月4日

(54)【発明の名称】竪型粉砕機及びその運転方法

(51)【国際特許分類】

   B02C 15/04 20060101AFI20200220BHJP

【ＦＩ】

   B02C15/04

【請求項の数】9

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2015-86459(P2015-86459)

(22)【出願日】2015年4月21日

(65)【公開番号】特開2016-203076(P2016-203076A)

(43)【公開日】2016年12月8日

【審査請求日】2018年4月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】300041192

【氏名又は名称】宇部興産機械株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001612

【氏名又は名称】きさらぎ国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】日名内 竜也

(72)【発明者】

【氏名】繁本 康弘

【審査官】 小久保 勝伊

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０９−１７３８８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−０７８４４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−１７６５５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−２７７３８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６１−０５１９４４（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０２Ｃ １／００−２５／００

Ｂ０７Ｂ ７／０８３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数個の回転する粉砕ローラを備えて回転テーブル上に供給した原料を、前記回転テーブルと前記粉砕ローラとの間で粉砕すると共に、この粉砕された原料をガス流によって前記回転テーブルの上方に設けた製品取出口から取り出す竪型粉砕機であって、
前記回転テーブルの外周に沿って複数のブレードを環状に配置してなるブレードリングと、
前記ブレードリングの前記ブレードの傾斜角度を可変させる傾斜角調整機構と、
前記ブレードリングを通して機内に導入したガス流により吹き上げられた原料を分級すると共に回転部を有するセパレータと、
前記セパレータを機内に収容する上部ケーシングと、
前記セパレータの前記回転部の周方向に沿って配置され且つ前記上部ケーシングの複数箇所に前記セパレータの上端近傍及び下端近傍とそれぞれ水平方向に対応し且つ上下方向に対となるように配置された圧力センサと、
前記各圧力センサからの検出情報に基づいて前記セパレータの上端近傍及び下端近傍の差圧を各圧力損失として算出し、これら複数の圧力損失の前記セパレータの周方向における偏差を、機内を流れるガス流の前記セパレータの周方向における圧力損失の偏差として算出し、算出結果が示す偏差が所定値範囲内となるように前記傾斜角調整機構を制御して前記ブレードの傾斜角度を調整する角度制御部とを備えた
ことを特徴とする竪型粉砕機。

【請求項2】

前記傾斜角調整機構は、
前記複数のブレードのうちの所定数毎のブレードを傾斜角度が同時に可変するよう連結するリンク機構と、
前記リンク機構を駆動するモータとを備える
ことを特徴とする請求項１記載の竪型粉砕機。

【請求項3】

前記角度制御部は、
前記ブレードの傾斜角度を前記回転テーブルのテーブル上面に対して３５°〜８０°の範囲内で可変調整する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の竪型粉砕機。

【請求項4】

前記上部ケーシングは、
前記セパレータの上方を覆い前記製品取出口を有する上方ケースを備え、この上方ケースが、前記上部ケーシングを前記製品取出口を左側に配置して上方から平面視で見て、時計回りに回転する回転部を有する前記セパレータの回転中心軸を原点とした場合の直交座標系において、前記上方ケースの中心点が第４象限、前記製品取出口の中心点が第３象限に位置するように、前記セパレータの回転中心軸から偏心配置されて形成されている
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の竪型粉砕機。

【請求項5】

前記上方ケースは、円錐台状の基部と、この基部の上方又は側面に突設された前記製品取出口に至るダクト部とを有し、
前記基部の中心が、前記セパレータの回転中心軸から偏心配置されている
ことを特徴とする請求項４記載の竪型粉砕機。

【請求項6】

前記上部ケーシングは、前記セパレータの側方を覆う円錐台状の下方ケースを備え、
前記下方ケースの中心は、前記セパレータの回転中心軸と一致している
ことを特徴とする請求項４又は５記載の竪型粉砕機。

【請求項7】

前記上方ケースは、
前記製品取出口を一つ有する
ことを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項記載の竪型粉砕機。

【請求項8】

前記上方ケースは、
前記セパレータの回転部の外径をＤ、前記基部の高さ方向の寸法をＳＨ、及び前記直交座標系における前記基部の中心点の原点からのＸ方向の寸法をＳＸ並びにＹ方向の寸法をＳＹとした場合、前記ＳＸ、ＳＹ及びＳＨの寸法が、
（ａ）０．０１５×Ｄ≦ＳＸ≦０．０８０×Ｄ［ｍｍ］、
（ｂ）０．０１５×Ｄ≦ＳＹ≦０．０８０×Ｄ［ｍｍ］、
（ｃ）０．０８０×Ｄ≦ＳＨ≦０．２０×Ｄ［ｍｍ］
の各条件を満たすように形成されている
ことを特徴とする請求項５記載の竪型粉砕機。

【請求項9】

複数個の回転する粉砕ローラを備えて回転テーブル上に供給した原料を、前記回転テーブルと前記粉砕ローラとの間で粉砕すると共に、この粉砕された原料をガス流によって前記回転テーブルの上方に設けた製品取出口から取り出す竪型粉砕機の運転方法であって、
傾斜角調整機構により傾斜角度が可変される複数のブレードを前記回転テーブルの外周に沿って環状に配置したブレードリングを通して、機内に導入したガス流により原料を吹き上げ、吹き上げた原料を回転部を有するセパレータによって分級して前記製品取出口から取り出すに際して、
前記セパレータの前記回転部の周方向に沿って配置され且つ前記セパレータを機内に収容する上部ケーシングの複数箇所に前記セパレータの上端近傍及び下端近傍とそれぞれ水平方向に対向し且つ上下方向に対となるように配置した圧力センサからの検出情報に基づいて、前記セパレータの上端近傍及び下端近傍の差圧を各圧力損失として算出し、これら複数の圧力損失の前記セパレータの周方向における偏差を、機内を流れるガス流の前記セパレータの周方向における圧力損失の偏差として算出し、
算出結果が示す偏差が所定値範囲内に収まるように前記傾斜角調整機構を制御して前記ブレードの傾斜角度を調整する
ことを特徴とする竪型粉砕機の運転方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、石炭、オイルコークス、石灰石、高炉スラグ、電炉スラグ、セメントクリンカ、セメント原料、又は化学品等を原料として粉砕する竪型粉砕機及びその運転方法に関し、特に製品の品質向上と省エネ化を図りつつ高効率な分級や粉砕が可能な竪型粉砕機及びその運転方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、石炭やオイルコークス等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。特に、近年では、竪型粉砕機によって原料を微粉砕した微粉体を製品として利用する需要も増えている。このような竪型粉砕機には、内部にガスによる旋回流（ガス流）を吹き上げるための環状通路と旋回流に乗って搬送された微粉体を分級するための分級機構とが備えられており、所望の粒径の微粉体を製品として取り出すことができるように構成されている（特許文献１〜３参照）。

【0003】

このような環状通路及び分級機構を備えた竪型粉砕機として、特許文献１〜３に開示されているものは、粉砕機の下部ケーシング内に設けられた環状通路から吹き込んだガス流によって、回転テーブル上で粉砕した原料を粉体として搬送し上昇させる。これと共に竪型粉砕機内の上部ケーシングに配した分級機構によって、ガス流により搬送された粉体の中から所望の粒径の微粉体のみを選抜する。

【0004】

そして、選抜した微粉体を製品として上部ケーシングの製品取出口から機外に取り出すことで、微粉体からなる製品が製造される。一般的に、このような環状通路としては、下部ケーシング内の回転テーブルの外周に沿って設けられ、環状に配置した複数枚のブレードの傾斜角度を可変調整するブレードリングが知られている。また、このような分級機構としては、回転テーブルの上方に配置され、複数枚の回転羽根を回転部として有するセパレータが知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開昭６１−７８４４５号公報

【特許文献2】特開昭６２−１７６５５４号公報

【特許文献3】特開２０１３−１９３０４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記セパレータでは、粒度の分布を持った粉体の粒子群を、所望の粒子径を境に製品（微粉体）とそうではないもの（粗粉体）とに選り分けることが行われる。この境となる粒子径を「理論分級点」といい、セパレータの回転部の高さ方向及び円周方向において一様であるのが理想分級とされる。

【0007】

理論分級点は、粉体の粒子の運動方程式を、例えばセパレータの回転羽根間の中心方向速度と旋回方向速度によって整理することで求めることができる。しかし、実際には回転羽根の回転によりほぼ一様な旋回速度場が形成されるのに対し、中心方向速度が円周方向において一様ではないため、特に円周方向において理論分級点に偏りが生じてしまう。

【0008】

この中心方向速度の偏りは偏流と呼ばれ、主に製品取出口の配置とセパレータの回転部の回転方向との関係や、下部ケーシング内のガス取り入れダクト、ブレードリング或いは各ブレードの配置態様等により引き起こされることが判明している。このように、円周方向において理論分級点が偏ることで、製品の粒度分布の粒度幅が本来得たいものに対してより広い粒度構成となるよう増加してしまう。これにより、製品の品質に悪影響を及ぼす虞がある。

【0009】

また、理論分級点が偏ることで、竪型粉砕機の性能低下を引き起こしてしまうことも知られている。すなわち、本来は製品として選り分けられて回収されるべき微粉体が、円周方向のある箇所においては粗粉体として竪型粉砕機内に戻されてしまう。そして、戻された粉体を取り扱うために余計なエネルギー消費が増え、粉砕量の低下をもたらすだけではなく電力原単位の増加をも引き起こしてしまう。

【0010】

更に、竪型粉砕機内に戻される粉体量が増加すると、回転テーブル上の粉体量が増加し、粉砕機の振動を誘発する虞がある。このような振動を抑えるためには、竪型粉砕機の運転を停止せざるを得ず、操業単位でも損失が大きくなってしまう。このような種々の問題を引き起こす理論分級点の偏りに対しては、一つの方策として下部ケーシング内にブレードリングを設けることが有効であることが知られている。

【0011】

すなわち、ブレードリングは、竪型粉砕機の下部ケーシング内に設けられたガス取り入れダクトと粉砕機内との間のガス流の抵抗となる。また、ブレードリングは、回転テーブル上方のセパレータとの間の空間においてガス流の旋回を形成し、セパレータに対してより均一にガスが流れ込み易くする。これにより、ガス取り入れダクトの配置に起因する偏流を緩和する。

【0012】

ブレードリングによる偏流緩和の効果は、各ブレードの傾斜角度を小さくすればするほどブレード間の開口面積を小さくすることができるので、ブレード通過のガスの風速増加に伴い、その効果を大きくすることができる。その一方で、ブレードリングにおける圧力損失は粉砕機全体の圧力損失の約６０％〜約７０％程度を占めている。

【0013】

このため、各ブレードの傾斜角度を小さくしてブレード通過のガスの風速を増加させるほど粉砕機の圧力損失は増加し、ガス取り入れダクトへガスを導入するためのガス導入ファンの消費電力を増加させることに繋がってしまう。すなわち、ガス流の旋回を強くして理論分級点の円周方向の均一化を図ることによる効率化の効果と、消費電力増大による非効率化の効果とが同時に発生して相反してしまうこととなる。

【0014】

このように、相反する効果を最適なバランスとなるように、各ブレードの傾斜角度を設計する必要があるが、実際の操業においては粉砕する原料や条件等の様々な要因によって最適なブレードの傾斜角度は異なる。また、粉砕機稼働後の時間経過に伴って、ガス取り入れダクト内にダストが堆積するなどの粉砕機内環境に変化が生じると、粉砕機内に取り入れるガスのバランスも変化することが懸念される。

【0015】

本発明は、上述した従来技術による問題点を解消し、製品の品質向上と省エネ化を図りつつ高効率な分級や粉砕が可能な竪型粉砕機及びその運転方法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】

【0016】

本発明に係る竪型粉砕機は、複数個の回転する粉砕ローラを備えて回転テーブル上に供給した原料を、前記回転テーブルと前記粉砕ローラとの間で粉砕すると共に、この粉砕された原料をガス流によって前記回転テーブルの上方に設けた製品取出口から取り出す竪型粉砕機であって、前記回転テーブルの外周に沿って複数のブレードを環状に配置してなるブレードリングと、前記ブレードリングの前記ブレードの傾斜角度を可変させる傾斜角調整機構と、前記ブレードリングを通して機内に導入したガス流により吹き上げられた原料を分級すると共に回転部を有するセパレータと、前記セパレータを機内に収容する上部ケーシングと、前記セパレータの前記回転部の周方向に沿って前記上部ケーシングの複数箇所に配置された圧力センサと、前記各圧力センサからの検出情報に基づいて機内を流れるガス流の前記セパレータの周方向における圧力損失の偏差を算出し、算出結果が示す偏差が所定値範囲内となるように前記傾斜角調整機構を制御して前記ブレードの傾斜角度を調整する角度制御部とを備えたことを特徴とする。

【0017】

本発明の一つの実施形態において、前記傾斜角調整機構は、前記複数のブレードのうちの所定数毎のブレードを傾斜角度が同時に可変するよう連結するリンク機構と、前記リンク機構を駆動するモータとを備える。

【0018】

本発明の他の実施形態において、前記圧力センサは、前記セパレータの前記回転部の周方向に沿って等間隔に配置されている。

【0019】

本発明の更に他の実施形態において、前記圧力センサは、前記セパレータの上端近傍及び下端近傍とそれぞれ水平方向に対応し且つ上下方向に対となるように配置されている。

【0020】

本発明の更に他の実施形態においては、前記角度制御部は、前記ブレードの傾斜角度を前記回転テーブルのテーブル上面に対して３５°〜８０°の範囲内で可変調整する。

【0021】

本発明の更に他の実施形態において、前記上部ケーシングは、前記セパレータの上方を覆い前記製品取出口を有する上方ケースを備え、この上方ケースが、前記セパレータの回転中心軸から偏心配置されるように形成されている。

【0022】

本発明の更に他の実施形態において、前記上方ケースは、円錐台状の基部と、この基部の上方又は側面に突設された前記製品取出口に至るダクト部とを有し、前記基部の中心が、前記セパレータの回転中心軸から偏心配置されている。

【0023】

本発明の更に他の実施形態において、前記上部ケーシングは、前記セパレータの側方を覆う円錐台状の下方ケースを備え、前記下方ケースの中心は、前記セパレータの回転中心軸と一致している。

【0024】

本発明の更に他の実施形態において、前記上方ケースは、前記製品取出口を一つ有する。

【0025】

本発明の更に他の実施形態において、前記上方ケースは、前記上部ケーシングを前記製品取出口を左側に配置して上方から平面視で見て、時計回りに回転する回転部を有する前記セパレータの回転中心軸を原点とした場合の直交座標系において、前記基部の中心点が第４象限、前記製品取出口の中心点が第３象限に位置するように偏心配置されている。

【0026】

本発明の更に他の実施形態において、前記上方ケースは、前記セパレータの回転部の外径をＤ、前記基部の高さ方向の寸法をＳＨ、及び前記直交座標系における前記基部の中心点の原点からのＸ方向の寸法をＳＸ並びにＹ方向の寸法をＳＹとした場合、前記ＳＸ、ＳＹ及びＳＨの寸法が、（ａ）０．０１５×Ｄ≦ＳＸ≦０．０８０×Ｄ［ｍｍ］、（ｂ）０．０１５×Ｄ≦ＳＹ≦０．０８０×Ｄ［ｍｍ］、（ｃ）０．０８０×Ｄ≦ＳＨ≦０．２０×Ｄ［ｍｍ］の各条件を満たすように形成されている。

【0027】

本発明に係る竪型粉砕機の運転方法は、複数個の回転する粉砕ローラを備えて回転テーブル上に供給した原料を、前記回転テーブルと前記粉砕ローラとの間で粉砕すると共に、この粉砕された原料をガス流によって前記回転テーブルの上方に設けた製品取出口から取り出す竪型粉砕機の運転方法であって、傾斜角調整機構により傾斜角度が可変される複数のブレードを前記回転テーブルの外周に沿って環状に配置したブレードリングを通して、機内に導入したガス流により原料を吹き上げ、吹き上げた原料を回転部を有するセパレータによって分級して前記製品取出口から取り出すに際して、前記セパレータの前記回転部の周方向に沿って前記上部ケーシングの複数箇所に配置した圧力センサからの検出情報に基づいて、機内を流れるガス流の前記セパレータの周方向における圧力損失の偏差を算出し、算出結果が示す偏差が所定値範囲内に収まるように前記傾斜角調整機構を制御して前記ブレードの傾斜角度を調整することを特徴とする。

【発明の効果】

【0028】

本発明によれば、製品の品質向上と省エネ化を図りつつ高効率な分級や粉砕が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る竪型粉砕機の全体構成を示す説明図である。

【図2】同竪型粉砕機の一部拡大図である。

【図3】図２の竪型粉砕機の一部水平断面を上方から平面視で見た状態を示す説明図である。

【図4】同竪型粉砕機のブレードリングと傾斜角調整機構を示す平面図である。

【図5】図４のＢ−Ｂ線拡大断面図である。

【図6】図４のＣ−Ｃ線拡大断面図である。

【図7】同竪型粉砕機のブレードリングのブレード間の縦断面構成を示す図である。

【図8】同竪型粉砕機のブレード傾斜角調整処理を示すフローチャートである。

【図9】同竪型粉砕機のブレード傾斜角調整処理において算出された圧力損失の分布図である。

【図10】図２のＡ−Ａ線断面を上方から平面視で見た円周方向の比較例１と実施例１の理論分級点の分布図である。

【図11】本発明の第１の実施形態に係る竪型粉砕機の変形例の全体構成を示す説明図である。

【図12】本発明の第２の実施形態に係る竪型粉砕機の全体構成を示す説明図である。

【図13】同竪型粉砕機の一部拡大図である。

【図14】図１３の竪型粉砕機の一部水平断面を上方から平面視で見た状態を示す説明図である。

【図15】図２及び図１３のＤ−Ｄ線断面を上方から平面視で見た円周方向の比較例２と実施例２の理論分級点の分布図である。

【図16】図２及び図１３のＥ−Ｅ線断面を上方から平面視で見た円周方向の比較例２と実施例２の理論分級点の分布図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態に係る竪型粉砕機及びその運転方法を詳細に説明する。

【0031】

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る竪型粉砕機の全体構成を示す説明図、図２は竪型粉砕機の一部拡大図である。また、図３は、図２の竪型粉砕機の一部水平断面を上方から平面視で見た状態を示す説明図、図４は竪型粉砕機のブレードリングと傾斜角調整機構を示す平面図である。更に、図５は図４のＢ−Ｂ線拡大断面図、図６は図４のＣ−Ｃ線拡大断面図であり、図７は、竪型粉砕機のブレードリングのブレード間の縦断面構成を示す図である。

【0032】

図１〜図３に示すように、第１の実施形態に係る竪型粉砕機１は、動力源として、例えば減速機４の側方に設けられた回転テーブル用モータ２と、後述する上部ケーシング２０の上方ケース２１の近傍に設けられたロータ用モータ３とを備えている。減速機４は、回転テーブル用モータ２からの回転力を減速して後述する回転テーブル５に伝達する。ロータ用モータ３は、ドライブベルト３ａを介して回転力を後述する回転ロータ３１に伝達する。

【0033】

また、竪型粉砕機１は、減速機４の上に配置されて減速機４を介して回転テーブル用モータ２により回転駆動される回転テーブル５と、この回転テーブル５の上方に配置された分級機構としての回転部である回転ロータ３１を有するセパレータ３０とを備えている。なお、第１の実施形態におけるセパレータ３０は、回転部である回転ロータ３１と固定羽根３２とを備えて構成されているが、固定羽根３２を備えずにセパレータ自身が回転するものも採用し得る。

【0034】

更に、竪型粉砕機１は、図４〜図６に示すように、回転テーブル５の外周に沿って複数のブレード５１を環状に配置してなるブレードリング５０を備える。ブレードリング５０は、全体としてガスの吹き上げ部となる環状通路を構成する。なお、回転テーブル５は、例えば上方から平面視で見て時計回りとなる方向（図４、図７に矢印Ｒで示す方向）に回転する。また、竪型粉砕機１は、このブレードリング５０の外周側に設けられ、各ブレード５１の傾斜角度を可変させる傾斜角調整機構としての複数の角度調整モータ６１と、これら角度調整モータ６１に接続された複数のリンク機構６２とを備える。

【0035】

第１の実施形態においては、角度調整モータ６１はブレードリング５０の外周側の下部ケーシング枠１９ａの外側に、等間隔に８個設置されている。また、リンク機構６２は、ブレードリング５０の外側環部５３と下部ケーシング枠１９ａとの間に、角度調整モータ６１の配置態様に合わせて８箇所に設置されている。

【0036】

ブレードリング５０は、内側環部５２と外側環部５３との間に複数のブレード５１を円周等分に配設し、各ブレード５１の傾斜角度α（図７参照）を可変させて調整できるように配置した構成からなる。各ブレード５１は、例えばその上端側が回転テーブル５の回転方向に向けて傾斜するように配置され、外部からガス導入ダクト１４を通して導入されたガスは、各ブレード５１間の開口５４を通って機内に吹き上げられる。

【0037】

ブレードリング５０の各ブレード５１は、図７に示すように、所定枚数毎に同時に傾斜角度αを可変させる。リンク機構６２は、図６に示すように、各ブレード５１に対して回動可能に接続された複数の垂直アーム６５と、垂直アーム６５に対して摺動可能に接続された複数の水平アーム６４とを備える。

【0038】

各水平アーム６４は、ブレードリング５０の外周に沿ってスライド移動可能な調整リング６３に連結されている。なお、角度調整モータ６１は、図５に示すように、各リンク機構６２の中心部において垂直アーム６５ａ及び水平アーム６４ａを介して調整リング６３に接続されると共にブレード５１に接続されたメインロッド６６を回動させる。

【0039】

従って、このように構成された傾斜角調整機構においては、角度調整モータ６１がメインロッド６６を回動させると、メインロッド６６に接続された垂直アーム６５ａ及び水平アーム６４ａが調整リング６３をスライド移動させる。この調整リング６３のスライド移動量に応じて、各水平アーム６４及び垂直アーム６５が動き、リンク機構６２毎の所定枚数のブレード５１の傾斜角度αを同時に可変させる。

【0040】

図１に示すように、竪型粉砕機１は、回転テーブル用モータ２及びロータ用モータ３の動作を制御する制御装置１８を備えている。制御装置１８は、これら各モータ２，３の動作を制御することで、回転テーブル５や回転ロータ３１の回転数や回転速度を制御する。そして、竪型粉砕機１は、内部に回転テーブル５やセパレータ３０等の各構成部を収容する空間を形成するケーシング１０を備えている。

【0041】

ケーシング１０は、第１の実施形態においては、竪型粉砕機１の高さ方向において、減速機４の下端からセパレータ３０の下端までの各構成部を収容する下部ケーシング１９と、セパレータ３０の下端から竪型粉砕機１の上方を覆う上部ケーシング２０とから構成されている。

【0042】

下部ケーシング１９は、例えば回転テーブル５の側方からセパレータ３０の下方までの高さ方向における所定部分が円筒状となるように形成されている。上部ケーシング２０は、例えばセパレータ３０の側方（下端から上端まで）を覆い収容する下方ケース２２と、セパレータ３０の上方を覆い製品取出口２９を有する上方ケース２１とを備えている。

【0043】

なお、図１及び図２に示すように、上部ケーシング２０は、上方ケース２１と下方ケース２２との境界近傍内側において、セパレータ３０の回転ロータ３１の端部よりやや内側上方まで延びるように設けられた円環状のショートパス防止板４０と、このショートパス防止板４０から回転ロータ３１の側方に向けて僅かに下方に延びるように形成されたシール板４１とを有する。これらショートパス防止板４０及びシール板４１は、セパレータ３０の円周方向の旋回するガス流が、セパレータ３０を通らずに製品取出口２９へショートカットして流れてしまうことを防止する。

【0044】

下方ケース２２は、例えばセパレータ３０を内側に収容可能な円錐台状に形成されている。下方ケース２２は、その他、多角錐台状や楕円錐台状など、種々の形状を採り得る。また、下方ケース２２の中心は、図３に示すように、例えばセパレータ３０の回転ロータ３１の回転中心軸Ｐ２や、上方ケース２１の中心Ｐ１と一致している。

【0045】

上方ケース２１は、下方ケース２２に被さる円錐台状に形成され、上方又は側面に突設された製品取出口２９に至るダクト部２１ｂを有する。なお、上方ケース２１は、製品取出口２９を一つ備えて構成されている。上方ケース２１の製品取出口２９に至るダクト部２１ｂの内部には、例えば図示しない整流板が取り付けられていてもよい。また、上方ケース２１は、円錐台状の他にも種々の形状を採り得る。

【0046】

図１及び図２に示すように、下方ケース２２の内壁面におけるセパレータ３０の上端近傍及び下端近傍とそれぞれ水平方向に対応する位置には、例えば上下方向に対となるように設けられた圧力センサ４８及び圧力センサ４９が配置されている。また、これら圧力センサ４８，４９は、例えばセパレータ３０の回転ロータ３１の円周方向に沿って複数箇所に配置される。

【0047】

これら圧力センサ４８，４９は、図３に示すように、例えば上方ケース２１における製品取出口２９を有するダクト部２１ｂの下方領域を除いて、下方ケース２２の内壁面に等間隔に複数箇所（例えば、７箇所）に配置されている。各圧力センサ４８，４９は、設置箇所を流れる機内のガス流の圧力を検出し、検出情報を角度調整部４７に出力する。

【0048】

角度調整部４７は、各圧力センサ４８，４９からの検出情報に基づいて、複数箇所のセパレータ３０の上端近傍及び下端近傍の差圧を各圧力損失ｄｐとして算出する。角度調整部４７は、図３においては例えばダクト部２１ｂから円周方向の時計回りに複数箇所の各圧力損失ｄｐ１〜ｄｐ７を算出する。

【0049】

これと共に、角度制御部４７は、これら複数の圧力損失ｄｐ１〜ｄｐ７のセパレータ３０の円周方向における偏差ＣＤを算出する。すなわち、圧力損失ｄｐ１〜ｄｐ７は、セパレータ３０へ流れ込むガス流の流速と微粉体濃度に影響を受けるため、これら圧力損失ｄｐ１〜ｄｐ７の偏差ＣＤを監視することで、間接的に偏流を監視することが可能である。

【0050】

こうして、角度調整部４７は、算出結果が示す偏差ＣＤが予め設定された所定値（制御ターゲット値）の範囲ＣＴＶ内となるように、各角度調整モータ６１を駆動してリンク機構６２を動かすことで傾斜角調整機構を制御して、リンク機構６２に接続された所望箇所の複数枚のブレード５１の傾斜角度αを調整する。

【0051】

これにより、複数箇所のブレード５１間の開口５４の面積を適宜増加或いは減少させて、ブレードリング５０から吹き上げられるガスの流通量を機内の複数箇所において調整することができる。従って、機内を流れるガス流のセパレータ３０の円周方向における偏流を緩和して、後述する理論分級点ｄの偏りを抑制し製品の品質向上を図ることができる。

【0052】

なお、ブレード５１の傾斜角度αの最適値は、竪型粉砕機１で粉砕する原料や機内におけるダスト堆積量等の諸条件により異なる。この点、上記構成によれば、セパレータ３０の周辺のガス流の複数箇所における圧力損失ｄｐの偏差ＣＤを監視して、この偏差ＣＤが制御ターゲット値の範囲ＣＴＶ内に入るようにブレード５１の傾斜角度αを見出し調整することができるので、常に製品の品質向上と消費電力抑制とのバランスを取りつつ効率的な粉砕が可能となる。また、竪型粉砕機１の運転中に諸条件が変わって偏差ＣＤの状況が変化したとしても、ブレード５１の最適な傾斜角度αを見出して対応することができるので、効率的な粉砕による製品の品質向上を継続的に図ることができる。

【0053】

一方、図１において一部断面で示される回転テーブル５は、円状の中央領域及びその周りの円環状のローラ転動領域を備えて構成されている。回転テーブル５の中央領域の上方には、竪型粉砕機１の上部から回転テーブル５の中央に向かって鉛直方向に延びる円筒状のシュート６が備えられている。シュート６には、上方から新規原料（セメントクリンカ等）が供給される。

【0054】

シュート６の外周側には、内部循環原料（粉粒体）供給用の漏斗状のコーン７が導入されている。これらシュート６及びコーン７の下端部は、例えばそれぞれ同一面を構成するように配置されている。従って、新規原料及び内部循環原料は、シュート６及びコーン７を介して回転テーブル５の中央領域上に安定的にフィードされ、供給される。回転テーブル５の中央領域上に供給された各原料は、回転テーブル５の回転力によりローラ転動領域に渦巻状に旋回しながら導かれる。

【0055】

また、竪型粉砕機１は、例えば回転テーブル５のローラ転動領域上を回転テーブル５の回転に従動して転動可能な複数の粉砕ローラ８と、図示しない複数の補助ローラとを備えている。粉砕ローラ８は、例えばローラ転動領域を二等分する位置に配置され、補助ローラは、粉砕ローラ８間であってローラ転動領域を二等分する位置に配置されている。

【0056】

粉砕ローラ８は、軸により揺動自在に下部ケーシング１９に取り付けられたアーム部９，９Ａを介して、例えば油圧シリンダ１１のピストンロッド１１Ａに連結されている。この油圧シリンダ１１を作動させることにより、粉砕ローラ８を回転テーブル５のローラ転動領域に押し付けて原料層に粉砕力を与える構成となっている。

【0057】

なお、図示しない補助ローラも同様の構成で揺動自在に支持されている。粉砕ローラ８は主に原料を微粉砕し、補助ローラは主に原料層から脱気を行うために用いられる。回転テーブル５の中央領域上に供給されローラ転動領域に供給されて、その後このローラ転動領域において回転テーブル５と粉砕ローラ８及び補助ローラとの間を通過した各原料は、回転テーブル５の外周縁部に周設されたダムリング１２により堰き止められる。ダムリング１２は、例えばその高さが調整可能に配置されている。

【0058】

下部ケーシング１９の下方側の側方には、外部に設けられた図示しないガス導入ファンからガスをブレードリング５０に導入するためのガス導入ダクト１４が設けられている。また、下部ケーシング１９のガス導入ダクト１４の下方には、十分に粉砕されずにブレードリング５０に落下した原料を機外に取り出すための下部取出ダクト１５が設けられている。

【0059】

上部ケーシング２０の下方ケース２２内には、セパレータ３０がシュート６を囲んでコーン７の内側領域に配置されている。セパレータ３０は、回転羽根を有する回転ロータ３１が、ロータ用モータ３によりドライブベルト３ａを介して回転する回転筒３ｂと共に、上方から平面視で見て例えば時計回りに回転することによって、回転テーブル５及び粉砕ローラ８等により粉砕された原料（粉粒体）を所定粒度の製品（微粉体）に分級する。また、コーン７の上部において、セパレータ３０の回転ロータ３１と対応する位置には、固定羽根３２が設けられている。

【0060】

そして、上部ケーシング２０の上方ケース２１に設けられた製品取出口２９からは、ガス流によって吹き上げられセパレータ３０（固定羽根３２及び回転ロータ３１）を通過した、十分に粉砕された微粉体が製品として取り出される。このように構成された竪型粉砕機１は、例えば次のように動作する。

【0061】

まず、回転テーブル５を回転させた状態で新規原料がシュート６から回転テーブル５の中央領域上に供給される。供給された新規原料は、回転テーブル５の回転によりテーブル半径方向の遠心力を受けて、回転テーブル５上を外周方向に滑りながら移動する。移動の際に原料は、回転テーブル５により回転方向の力を受け、回転テーブル５との間で滑って回転テーブル５の回転数よりいくらか遅い回転を行う。

【0062】

このように、原料に回転テーブル５の半径方向及び回転方向の２つの力が合成された力が作用することによって、原料は回転テーブル５上を渦巻状の軌跡を描きながら中央領域からローラ転動領域に導かれる。こうしてローラ転動領域に導かれた原料は、粉砕ローラ８及び補助ローラと回転テーブル５との間にローラ軸方向とある角度をなす方向から進入する。こうして、噛み込まれて脱気及び粉砕されると共にダムリング１２により堰き止められる。

【0063】

一方、ガス導入ダクト１４からの空気や熱風等のガスは、ブレードリング５０の各ブレード５１間の開口５４を通って下部ケーシング１９内に吹き上がる。粉砕後にダムリング１２を乗り越えた原料（粉粒体）や、粉砕の際に飛散して機内を浮遊する原料、或いは内部循環原料（粉粒体）の中で、粒子径が特に大きくないものはガスの旋回流に乗って旋回しながら上方に吹き上げられる。

【0064】

こうして上方に吹き上げられた原料は、ガスに同伴されて下部ケーシング１９内を上昇し、上部ケーシング２０に位置するセパレータ３０の固定羽根３２及び回転ロータ３１により分級作用を受ける。これにより、所定粒度のもの（微粉体）はガスと共に製品取出口２９から製品として排出される。また、これと共に粗粉の粉粒体は、内部循環原料として再度回転テーブル５上にコーン７を介して落下し、粉砕される。

【0065】

また、ダムリング１２を乗り越えた原料の中で、例えば粒子径の極端に大きなものや金属等を含んで極端に重いものなどは、ブレードリング５０から竪型粉砕機１の下方に落下し、下部取出ダクト１５から外部に取り出される。取り出された原料は、必要に応じて、搬送ライン（図示せず）から再度シュート６に戻されて、外部循環により竪型粉砕機１にて粉砕される。

【0066】

竪型粉砕機１の角度制御部４７は、このような運転中にブレードリング５０のブレード５１の傾斜角調整処理を行う。図８は、竪型粉砕機のブレード傾斜角調整処理を示すフローチャートである。図９は、竪型粉砕機のブレード傾斜角調整処理において算出された圧力損失の分布図である。

【0067】

図８に示すように、竪型粉砕機１の運転中において、角度制御部４７は、まず、各圧力センサ４８，４９からの検出情報に基づき、機内を流れるガス流のセパレータ３０の円周方向の複数箇所における圧力損失ｄｐ（圧力損失ｄｐ１〜ｄｐ７）を算出する（ステップＳ１００）。

【0068】

次に、算出した各圧力損失ｄｐの円周方向における偏差ＣＤを監視する（ステップＳ１０２）。この監視処理においては、角度制御部４７は、圧力損失ｄｐの最大値及び最小値を得て、それらの検出箇所を特定する。そして、角度制御部４７は、偏差ＣＤが予め設定された制御ターゲット値の範囲ＣＴＶ内であるか否かを判断する（ステップＳ１０４）。

【0069】

偏差ＣＤが制御ターゲット値の範囲ＣＴＶ内であると判断した場合（ステップＳ１０４のＹｅｓ）は、セパレータ３０の円周方向のガス流の偏りが少なく、円周方向において制御ターゲット値の範囲ＣＴＶ内で理論分級点ｄが分布していると考えられるので、上記ステップＳ１００に移行して以降の処理を繰り返す。

【0070】

偏差ＣＤが制御ターゲット値の範囲ＣＴＶ内ではないと判断した場合（ステップＳ１０４のＮｏ）は、圧力損失ｄｐの最大値及び最小値の検出箇所や、セパレータ３０の円周方向において制御ターゲット値の範囲ＣＴＶ外となった箇所のガス流に影響を与える位置に配置された傾斜角調整機構等を特定する。そして、特定した位置の傾斜角調整機構の角度調整モータ６１を駆動してリンク機構６２を動かし、複数枚のブレード５１を同調して可変させ、その傾斜角度αを調整する（ステップＳ１０６）。

【0071】

このステップＳ１０６においては、ブレード５１の傾斜角度αを、例えば回転テーブル５のテーブル上面（水平面）に対して約３５°〜８０°の範囲内で可変させる。すなわち、ブレード５１の板面が回転テーブル５の上面（水平面）に対してなす角度が傾斜角度αであり、この傾斜角度αが上記の角度範囲内で可変するように調整する。例えば、ガス導入ダクト１４から導入されるガスの流速及び流量が一定であるとすると、傾斜角度αを小さくすれば開口５４の面積が狭くなるため、ブレードリング５０から旋回するように吹き上げられるガスの勢いは増す。反対に、ブレード５１の傾斜角度αを大きくすれば開口５４の面積が広くなるため、ブレードリング５０から旋回するように吹き上げられるガスの勢いは低下する。

【0072】

図９に示すように、角度制御部４７は、具体的には上記ステップＳ１００において算出された各圧力損失ｄｐ１〜ｄｐ７の測定結果による偏差ＣＤが、図示のように円周方向に分布している場合、例えばセパレータ３０の高さ方向及び円周方向において理論分級点ｄが一様である理想分級Ｉｄを含む制御ターゲット値の範囲ＣＴＶ内にこの偏差ＣＤが入るように、ブレード５１の傾斜角度αを可変させる。

【0073】

なお、ブレード５１の傾斜角度αを小さくして機内を流れるガスの旋回流を強くすれば、セパレータ３０の円周方向の理論分級点ｄを均一化する方向で調整することができるが、傾斜角度αが小さくなればなる程、旋回流を形成するためのガスの圧力損失が大きくなり、所要動力（消費電力）が増加してしまう。

【0074】

従って、角度制御部４７は、例えば偏差ＣＤが制御ターゲット値の範囲ＣＴＶを超えている場合は、そこに影響を与える位置の傾斜角調整機構によりブレード５１の傾斜角度αを大きくしてガス流を弱める。また、偏差ＣＤが制御ターゲット値の範囲ＣＴＶに満たない場合は、そこに影響を与える位置の傾斜角調整機構によりブレード５１の傾斜角度αを小さくしてガス流を強める。

【0075】

第１の実施形態に係る竪型粉砕機１は、このようなブレード５１の傾斜角度αの角度制御を、ブレードリング５０の円周方向の複数箇所において各傾斜角調整機構毎に個別且つ同時に行うことができる。これにより、竪型粉砕機１の消費電力の増加をできるだけ抑えつつ理論分級点ｄの円周方向の均一化を図るように、最適なバランスを取りながら分級を行うことが可能となる。

【0076】

すなわち、ブレード５１間の開口５４を通過するガスの流速に比例するブレードリング５０のブレード５１の傾斜状態（傾斜角度α）を、必要最小限に維持することができるので、竪型粉砕機１の圧力損失を低減しつつ、ガス導入ファンやセパレータ３０の消費電力の低減も図ることができる。従って、製品の品質向上と竪型粉砕機１の設備の省エネ化とを同時に図ることが可能となる。

【0077】

［第１の実施形態の実施例］
本出願人は、このように動作する竪型粉砕機１において分級効率の向上を図ることと消費電力の増大を抑制することとのバランス取りを試みるため鋭意研究を重ねた結果、次のような知見を得た。まず、セパレータ３０の分級点について本質的なシミュレーション流体解析を行った。これにより、セパレータ３０の円周方向において理論分級点ｄの偏りが顕著になることが判明した。以下、第１の実施形態の竪型粉砕機１の実施例１と従来の竪型粉砕機の比較例１とを用い、両者の流体解析結果を比較して説明する。

【0078】

図１０は、図２のＡ−Ａ線断面を上方から平面視で見た円周方向の比較例１と実施例１の理論分級点の分布図である。なお、比較例１の竪型粉砕機は、図示は省略するが、実施例１の竪型粉砕機１からブレードリング５０及び傾斜角調整機構を除いて環状通路のみを配置し、ガスを吹き上げるように構成にしたものである。

【0079】

まず、セパレータ３０の理論分級点ｄは、粉粒体の粒子の運動方程式を、回転ロータ３１の回転羽根間の中心方向へ向かう速度（中心方向速度）ｖｇと、回転ロータ３１の回転方向へ向かう速度（旋回方向速度）ｖθとにより整理することで、以下の式１のように表すことができる。
ｄ∝ｖｇ^０．５／ｖθ・・・（式１）
ｄ：理論分級点（μｍ）
ｖθ：旋回方向速度（ｍ／ｓ）
ｖｇ：中心方向速度（ｍ／ｓ）

【0080】

なお、中心方向速度ｖｇは回転ロータ３１の回転羽根を通過しようとする気流の量に因り、旋回方向速度ｖθは回転ロータ３１の回転速度に因る。このため、通過気流量が一定の条件下においては回転ロータ３１の回転数を制御することで、容易に理論分級点ｄ（すなわち、製品粒度）を操作することができる。

【0081】

この理論分級点ｄは、セパレータ３０の高さ方向及び円周方向において一様である場合は理想分級Ｉｄとなる。しかし、回転ロータ３１の回転によってほぼ一様な旋回速度場（ｖθ＝一定）が形成されるのに対し、中心方向速度ｖｇが円周方向で一様でないことから、実際には特に円周方向において中心方向速度ｖｇの偏り（偏流）が生じる。

【0082】

このような偏流は、主に後述するような製品取出口２９までのダクト部２１ｂの配置態様とセパレータ３０の回転ロータ３１の回転方向との関係や、下部ケーシング１９内のガス導入ダクト１４、ブレードリング５０或いは各ブレード５１の配置態様等の要因により引き起こされる。

【0083】

なお、比較例１の竪型粉砕機や実施例１の竪型粉砕機１のように、製品取出口２９までのダクト部２１ｂが一般的な形状や配置で構成され、上方ケース２１の中心Ｐ１とセパレータ３０の回転ロータ３１の回転中心軸Ｐ２とが一致している構成においては、図２及び図３にそれぞれ矢印Ｆ１で示すような気流回り込みと矢印Ｆ２で示すようなショートパス流れが発生する。これら気流回り込みやショートパス流れ等のガス流の旋回状況の変化も、円周方向の理論分級点ｄを偏らせる要因となる。

【0084】

そして、図１０に示すように、ブレードリング５０等が設置されてなくガス流の旋回状況の変化に対する対策が採られていない比較例１の竪型粉砕機は、例えば図２のＡ−Ａ線断面におけるセパレータ３０の円周方向の理論分級点ｄの平均値である理想分級Ｉｄに対して、実際の円周方向の理論分級点ｄの分布の偏りが顕著となっている。

【0085】

一方、上述したような圧力センサ４８，４９、角度制御部４７、ブレードリング５０及び傾斜角調整機構を備えた実施例１の竪型粉砕機１は、偏流を引き起こす要因であるガス流の旋回状況の変化等に対して、ガス流の強さを細かく制御して柔軟に対応可能であるため、Ａ−Ａ線断面における実際の円周方向の理論分級点ｄの分布の偏りが比較例に比べて少なく、且つ理想分級Ｉｄに対してより近似した分布となっている。

【0086】

この比較例１のように、円周方向において理論分級点ｄが偏ることで、製品の粒度分布の粒度幅が増加してしまうこととなる。これにより、製品の粒度分布が本来得たいものに対してより広い粒度構成となるため、品質に悪影響を及ぼすことが懸念される。また、理論分級点ｄが偏ることで、粉砕機性能が低下してしまう。

【0087】

すなわち、本来は製品として取り出すべき微粉体が上部ケーシング２０における理論分級点ｄが大きい領域においては粗粉として内部に戻されてしまう。これにより、竪型粉砕機の運転に係る余計なエネルギー消費をもたらすので、粉砕量低下だけではなく電力原単位の増加も引き起こしてしまう。

【0088】

また、理論分級点ｄの偏りにより回転テーブル５上に戻される粉粒体の量が増加すると、回転テーブル５上の原料層が増加して振動が誘発されてしまう。この振動を収束させるには機器保護の観点から運転を停止せざるを得ず、操業に大きな損害を与えてしまうこととなる。

【0089】

これに対し、実施例１の竪型粉砕機１のように、ブレードリング５０のブレード５１の傾斜角度αの角度制御を、ブレードリング５０の円周方向の複数箇所において各傾斜角調整機構毎に個別且つ同時に行うような構成においては、図１０に示すように、比較例１に比べて円周方向における理論分級点ｄの全体的な分布が偏りが少なくまとまったものとなっている。従って、実施例１の竪型粉砕機１によれば、製品の粒度の調整もより確実且つ容易となる。

【0090】

このように、実施例１の竪型粉砕機１においては、セパレータ３０の円周方向の理論分級点ｄの偏りを、例えば理想分級Ｉｄに近似する制御ターゲット値の範囲ＣＴＶ内に収まるようにできるだけ小さくすることができる。これにより、製品の粒度分布の粒度幅を縮小することができ、製品の品質を向上させることができる。

【0091】

また、竪型粉砕機１の内部へ戻される粉粒体を減少させることができるので、粉砕量を増加させつつ電力原単位を改善することができ、併せて振動の発生を低減することができる。更に、機内を流れるガス流の旋回を強くして理論分級点ｄの円周方向の均一化を図ることによる効率化の効果と、ガス導入ファンを駆動するための消費電力増大による非効率化の効果の相反する効果について、消費電力の増加をできるだけ抑えつつ理論分級点ｄの円周方向の均一化を図るよう最適なバランスを取りながら精度の高い分級を行うことができる。

【0092】

［第１の実施形態の変形例］
図１１は、本発明の第１の実施形態に係る竪型粉砕機の変形例の全体構成を示す説明図である。なお、図１１において、上記の第１の実施形態（図１〜図１０）と同一の構成要素には同一の参照符号を附し、以下では重複する説明は省略する。

【0093】

図１１に示すように、第１の実施形態の変形例の竪型粉砕機１Ａは、ブレードリング５０の各ブレード５１の傾斜角度αを調整する傾斜角調整機構の構成が、複数の角度調整モータ６１及びリンク機構６２を有する第１の実施形態の竪型粉砕機１の傾斜角調整機構とは相違している。

【0094】

すなわち、変形例の竪型粉砕機１Ａの傾斜角調整機構は、１つの角度調整モータ６１Ａと、ブレードリング５０のすべてのブレード５１と連結されたギアリンク機構６７とを備えた構成されている。ギアリンク機構６７は、例えばブレードリング５０の外周側に環状配置され、各ブレード５１に連結された調整リング６８を、角度調整モータ６１Ａのロッドに直結された駆動ギア６９ａ及び支持ギア６９ｂによって回動させる構造からなる。

【0095】

このように調整リング６８が回動することによって、ブレードリング５０のすべてのブレード５１の傾斜角度αが一遍に可変する。従って、ブレード５１の傾斜角度αの角度制御を、上述したようにブレードリング５０の円周方向の複数箇所において個別且つ同時に行うことはできない。

【0096】

しかしながら、この変形例においても、各センサ４８，４９からの検出情報に基づき角度制御部４７によって、ブレードリング５０のブレード５１の傾斜角度αを可変させ、旋回するガス流の強さを調整することができる。これにより、竪型粉砕機１Ａの消費電力の増加を可能な限り抑えつつ理論分級点ｄの円周方向の均一化を図るように、最適なバランスを取りながら分級することが可能であり、第１の実施形態の竪型粉砕機１と同様の作用効果を奏することができる。

【0097】

［第２の実施形態］
図１２は、本発明の第２の実施形態に係る竪型粉砕機の全体構成を示す説明図である。図１３は、同竪型粉砕機の一部拡大図である。図１４は、図１３の竪型粉砕機の一部水平断面を上方から平面視で見た状態を示す説明図である。なお、第２の実施形態（図１２〜図１４）において、上述した第１の実施形態（図１〜図１１）と同一の構成要素には同一の参照符号を附して、以下では重複する説明は省略する。

【0098】

図１２〜図１４に示すように、第２の実施形態に係る竪型粉砕機１Ｂは、各圧力センサ４８，４９、角度制御部４７、ブレードリング５０及び傾斜角調整機構等を備える点は、第１の実施形態に係る竪型粉砕機１と同様であるが、上部ケーシング２０の構造が、以下に述べるような点で相違している。

【0099】

すなわち、上部ケーシング２０は、下方ケース２２及び上方ケース２１からなり、下方ケース２２の中心は、例えばセパレータ３０の回転ロータ３１の回転中心軸Ｐ２と一致している。しかし、上方ケース２１は、例えば偏心した円錐台状の基部２１ａと、この基部２１ａの上方又は側面に突設された製品取出口２９に至るダクト部２１ｂとを有している。なお、上方ケース２１が製品取出口２９を一つ備えている点は第１の実施形態と同様である。

【0100】

上方ケース２１の基部２１ａにおける偏心した円錐台状とは、円錐台において底面の中心点と上面の中心点とが高さ方向においてずれている形状のことをいう。なお、上方ケース２１の基部２１ａの形状は、このような偏心した円錐台状に限定されるものではなく、種々の形状を採り得る。

【0101】

上部ケーシング２０は、図１４に示すように、上方ケース２１の中心Ｐ１が、セパレータ３０の回転ロータ３１の回転中心軸Ｐ２から偏心配置されるように形成されて、下部ケーシング１９に接続されている。具体的には、上方ケース２１は、上部ケーシング２０を製品取出口２９を左側に配置して上方から平面視で見て、例えば時計回りに回転する回転ロータ３１を有するセパレータ３０の上記回転中心軸Ｐ２を原点とした場合の直交座標系において、上方ケース２１の中心（基部２１ａの中心点）Ｐ１が第４象限、ダクト部２１ｂの製品取出口２９の中心点Ｐ３が第３象限に位置するように偏心配置されている。

【0102】

このような偏心配置は、換言すれば、下方ケース２２がセパレータ３０と同心円を構成する円錐台状に形成されている場合には、この下方ケース２２の中心（すなわち、回転中心軸Ｐ２）と、上方ケース２１における基部２１ａの中心点Ｐ１とが偏心されているおとを指す。

【0103】

なお、上方ケース２１は、具体的には、例えばセパレータ３０の回転ロータ３１の外径をＤ（図１３参照）とし、セパレータ３０の上端から上方ケース２１の基部２１ａの上端までの基部２１ａの高さ方向の寸法ＳＨ（図１３参照）、及び上記直交座標系における基部２１ａの中心点Ｐ１の原点（回転中心軸Ｐ２）からのＸ方向の寸法をＳＸ並びにＹ方向の寸法をＳＹ（図１４参照）とした場合、下記の（ａ）〜（ｃ）の各条件を満たすように形成されている。
（ａ）０．０１５×Ｄ≦ＳＸ≦０．０８０×Ｄ［ｍｍ］
（ｂ）０．０１５×Ｄ≦ＳＹ≦０．０８０×Ｄ［ｍｍ］
（ｃ）０．０８０×Ｄ≦ＳＨ≦０．２０×Ｄ［ｍｍ］

【0104】

上方ケース２１の中心Ｐ１が、セパレータ３０の回転ロータ３１の回転中心軸Ｐ２からこのように偏心配置されることにより、ブレードリング５０のブレード５１の傾斜角度αの角度制御を、ブレードリング５０の円周方向の複数箇所において各傾斜角調整機構毎に個別且つ同時に行う構成に加えて、更により効果的にセパレータ３０の理論分級点ｄの円周方向の偏りを抑えることが可能となる。

【0105】

これにより、第１の実施形態と同様に、竪型粉砕機１Ｂの電力原単位を改善し、粉砕量を増加させて、振動を低減しつつ微粉体の製品の品質を向上させることができる。また、併せて上述したような相反する効果について、消費電力の増加をできるだけ抑えつつ理論分級点ｄの円周方向の均一化を図るように、最適なバランスを取りながら精度の高い分級を行うことができる。

【0106】

［第２の実施形態の実施例］
本出願人は、第１の実施形態の竪型粉砕機１と同様に動作する第２の実施形態の竪型粉砕機１Ｂにおいて、セパレータ３０の分級点について再度本質的なシミュレーション流体解析を行った。以下、第２の実施形態の竪型粉砕機１Ｂの実施例２と従来の竪型粉砕機１の比較例２とを用い、両者の流体解析結果を比較して説明する。

【0107】

なお、比較例２の竪型粉砕機は、図示は省略するが、第１の実施形態における比較例１の竪型粉砕機と同様に、第１の実施形態の実施例１の竪型粉砕機１からブレードリング５０及び傾斜角調整機構を除いて環状通路のみを配置してガスを吹き上げるように構成にしたものである。このため、比較例２においても図２のＤ−Ｄ線断面及びＥ−Ｅ線断面や図３を参照することとする。

【0108】

図１５は、図２及び図１３のＤ−Ｄ線断面を上方から平面視で見た円周方向の比較例２と実施例２の理論分級点の分布図である。図１６は、図２及び図１３のＥ−Ｅ線断面を上方から平面視で見た円周方向の比較例２と実施例２の理論分級点の分布図である。すなわち、図１５及び図１６は、実施例２の竪型粉砕機１Ｂ及び比較例２の竪型粉砕機におけるＤ−Ｄ線断面及びＥ−Ｅ線断面の理論分級点の分布図を示している。Ｄ−Ｄ線断面はセパレータ３０の下端近傍における水平断面を示し、Ｅ−Ｅ線断面はセパレータ３０の上端近傍における水平断面を示している。

【0109】

まず、比較例２について説明する。比較例２の竪型粉砕機は、上部ケーシング２０の下方ケース２２及び上方ケース２１共に、同心円となる円錐台状に形成されている。従って、図３に示すような上方ケース２１の中心Ｐ１とセパレータ３０の回転ロータ３１の回転中心軸Ｐ２とは一致している。なお、セパレータ３０の回転ロータ３１は、上述したように時計回りに回転する。

【0110】

セパレータ３０の理論分級点ｄは上記式１で表すことができ、理想分級Ｉｄに対してこの理論分級点ｄが偏る点や、機内を旋回するガス流について、図２及び図３に矢印Ｆ１，Ｆ２で示す気流回り込みやショートパス流れが、比較例２及び実施例２共に発生する点などは、上述した通りである。

【0111】

矢印Ｆ１で示す気流回り込みの影響により、比較例２のセパレータ３０の下端近傍のＤ−Ｄ線断面においては、製品取出口２９を正面に見た場合、上部ケーシング２０の左側において理論分級点ｄが大きくなる傾向にある。すなわち、図１５に点線で囲んで示すように、気流回り込みの影響が顕著な領域において、比較例２の理論分級点ｄは非常に大きいものとなっている。これは、時計回りに回転する回転ロータ３１の回転に伴ってガス流が回り込み、製品取出口２９を正面に見て左側の領域においては中心方向速度ｖｇが速くなるためである。

【0112】

一方、矢印Ｆ２で示すショートパス流れの影響により、比較例２のセパレータ３０の上端近傍のＥ−Ｅ線断面においては、製品取出口２９を正面に見た場合、上部ケーシング２０のこの製品取出口２９側において理論分級点ｄが大きくなる傾向にある。すなわち、図１６に点線で囲んで示すように、ショートパス流れの影響が顕著な領域において、比較例２の理論分級点ｄは非常に大きいものとなっている。これは、図２及び図３に矢印Ｆ２で示すように、ショートパス流れが製品取出口２９に至るダクト部２１ｂの直下の領域において生じるためである。

【0113】

従って、比較例２では、円周方向において理論分級点ｄが大きく偏るため、製品の粒度分布の粒度幅が増加し広い粒度構成となってしまうので、製品の品質に悪影響を与え、粉砕量低下や電力原単位の増加を引き起こし、振動を誘発するなどの不具合が生じ易くなることは否めない。

【0114】

これに対し、実施例２の竪型粉砕機１Ｂのように、上方ケース２１の中心Ｐ１とセパレータ３０の回転ロータ３１の回転中心軸Ｐ２とが偏心配置され、更に角度制御部４７によってブレードリング５０のブレード５１の傾斜角度αを可変させるような構成においては、図１５及び図１６に示すように、それぞれ気流回り込みの影響が顕著な領域及びショートパス流れの影響が顕著な領域において、比較例２に比べて理論分級点ｄは非常に小さいものとなっていることが判明した。また、セパレータ３０の円周方向における理論分級点ｄの全体的な分布も、比較例２に比べて偏りが少なくまとまったものとなっていることが判明した。

【0115】

従って、実施例２の竪型粉砕機１Ｂによれば、製品の粒度の調整をより確実且つ容易に行うことが可能となる。すなわち、実施例２の竪型粉砕機１Ｂでは、上方ケース２１の偏心配置及びブレードリング５０によるガス流の制御を行う構成であるため、セパレータ３０の下端近傍においては回転ロータ３１の回転に伴う気流の流れの影響を、また、上端近傍においてはショートパス流れの影響を、できるだけ緩和させることが可能となる。これにより、第１の実施形態と同様の作用効果を奏することが可能となる。

【0116】

以上、本発明の実施の形態を説明したが、この実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0117】

１，１Ａ，１Ｂ 竪型粉砕機
２ 回転テーブル用モータ
３ ロータ用モータ
３ａ ドライブベルト
３ｂ 回転筒
４ 減速機
５ 回転テーブル
６ シュート
７ コーン
８ 粉砕ローラ
１０ ケーシング
１２ ダムリング
１４ ガス導入ダクト
１５ 下部取出ダクト
１８ 制御装置
１９ 下部ケーシング
１９ａ 下部ケーシング枠
２０ 上部ケーシング
２１ 上方ケース
２１ａ 基部
２１ｂ ダクト部
２２ 下方ケース
２９ 製品取出口
３０ セパレータ
３１ 回転ロータ
３２ 固定羽根
４７ 角度制御部
４８，４９ 圧力センサ
５０ ブレードリング
５１ ブレード
５２ 内側環部
５３ 外側環部
５４ 開口
６１ 角度調整モータ
６２ リンク機構
６３，６８ 調整リング
６４，６４ａ 水平アーム
６５，６５ａ 垂直アーム
６６ メインロッド
６７ ギアリンク機構

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】