JPH0732884B2

JPH0732884B2 - 横型粉砕装置

Info

Publication number: JPH0732884B2
Application number: JP61038811A
Authority: JP
Inventors: 博久吉田; 富安野原; 賢二西沢; 久夫山本; 祥三金子; 汎高塚; 敏彦今本; 勝征植田; 良茂植松
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1986-02-24
Filing date: 1986-02-24
Publication date: 1995-04-12
Anticipated expiration: 2010-04-12
Also published as: JPS62197162A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は粉砕装置に係り、特にCWM（高濃度石炭水スラ
リー）製造設備で使用される粉砕平均粒径が数ミクロン
以下というような超微粉砕に有効な粉砕装置に関する。

〔従来の技術〕

粉砕装置として、従来より第９図および第10図に示す構
成のいわゆる湿式チューブミルが知られている。

第９図において、水注入管37および石炭投入管38から固
定筒50内に投入された原料スラリは、モータ39により回
転駆動されるフィーダ40によって主筒41の内部の粉砕室
42に供給される。主筒41は両端が回転筒49を介して軸受
35によって支持され、モータ31の動力を減速機32、モー
タ側ギヤ33および筒側ギヤ34を介して受けて回転する。
なお、回転筒49と固定筒50との摺動部には、潤滑剤をし
み込ませたグランドパッキン36が挿入されている。

主筒41内の粉砕室42には粉砕用のボール43が収容されて
おり、また主筒41の内壁にはボール43を掻き上げるため
の掻き上げ板51が取付けられている。

また、主筒41内には粉砕室42に隣接して、固定筒50と反
対側に、スラリ排出孔45を備えた目板44を介してスラリ
貯蔵室46が形成され、このスラリ貯蔵室46内に貯蔵され
た粉砕物であるスラリがスラリ排出ガイド板47によりス
ラリ排出管48から外部へ排出される。

この従来の湿式チューブミルにおける粉砕の原理は、主
筒41の回転に伴ないボール43が掻き上げ板51によって掻
き上げられて落下するという運動の繰返しによるもので
ある。この場合の粉砕作用は、ボール43の落下に伴う衝
撃力による衝撃粉砕と、ボール43同士やボール43と主筒
41の内壁との間に生じる摩擦力による摩砕とに分けられ
るが、主体は前者の衝撃粉砕であることは良く知られて
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

発明者らの研究によると、粉砕平均粒径が数十ミクロン
〜数百ミクロン程度の粉砕では、衝撃粉砕が有効であ
り、従って上述した従来の湿式チューブミルによる粉砕
効果は大きい。

ところが、粉砕平均粒径が数ミクロン以下というような
超微粉砕では、摩砕の方がはるかに効果的であるという
結果が得られており、従来の湿式チューブミルでは粉砕
効果が期待できないということになる。しかも、従来の
湿式チューブミルではボール43の落下に伴なう騒音の発
生と、ボール43の破損という問題がある。

また、従来の湿式チューブミルではスラリの粘度が増加
すると、スラリがボールについて一緒に廻る、いわゆる
共廻り現象が生じて粉砕効果が阻害される。一般に、固
体の表面積、いわゆる比表面積は粒径の逆数に比例して
増加するために、超微粉砕が進むと比表面積が増加す
る。従って、超微粉砕ほどスラリの粘度が増加すること
になり、共廻り現象による粉砕効果の低下という問題は
一層顕著となる。

さらに、従来の湿式チューブミルにおいては、主筒41内
の中心部が粉砕にほとんど寄与しないデッドスペースと
なっており、それだけ粉砕動力が無駄に消費されている
という問題があった。

本発明は上述した従来の問題点を解決すべくなされたも
ので、衝撃粉砕の割合を少なくして摩砕が生じ易いよう
にし、かつ被粉砕物と粉砕用ボールとの共廻り現象を抑
制することによって、超微粉砕を効果的に行なうことが
でき、また騒音の発生やボールの破損が少なく、さらに
粉砕動力も低減できる粉砕装置を提供することを目的と
する。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、上記問題点を解決するため、横置きさ
れ相対的に回転される外筒と内筒とを備え、これら外筒
と内筒との間を粉砕室とし、この粉砕室に10mmφ〜数10
mmφの径の粉砕用ボールを50〜90％の充填率で充填しか
つ被粉砕物を供給するとともに、外筒および内筒に軸方
向と周方向に各々独立配置された翼を取り付け、かつこ
れら外筒および内筒にそれぞれ取り付けられた翼の半径
方向の長さの和が前記粉砕室の半径方向距離の半分以上
であり、さらに前記粉砕室の粉砕物排出側端部に前記粉
砕用ボールと粉砕物とを分離するための同心円状でかつ
その面積が前記外筒の内壁側ほど大きい複数の開口部を
持つ目板を配置したことを特徴とする横型粉砕装置が提
供される。

〔作用〕

本発明に係る粉砕装置においては、外筒との内筒との相
対的な回転により、粉砕室内に供給された被粉砕物が粉
砕される。この場合、外筒内に設けられた内筒により、
粉砕室内でのボールの落下による衝撃力が弱められると
同時に、ボールの回転運動による摩擦力が大きくなる。

一方、外筒および内筒に軸方向と周方向に各々独立配置
された翼を取り付け、かつこれら外筒および内筒にそれ
ぞれ取り付けられた翼の半径方向の長さの和を粉砕室の
半径方向距離の半分以上とすることにより、被粉砕物と
粉砕用ボールとの共廻り現象が効果的に抑制される。

また、粉砕物は自重により内筒の外壁側よりも外筒の内
壁側に堆積するが、粉砕用ボールと粉砕物との分離を粉
砕室の粉砕物排出側の端部に配置された同心円状でかつ
その面積が外筒の内壁側ほど大きい複数の開口部を持つ
目板により行うことで、粉砕物の排出を円滑化でき、か
つ開口部の目詰まりを防止することができる。

また、粉砕用ボールの径を10mmφ〜数10mmφとすること
により、粉砕用ボールに十分は粉砕エネルギーを与える
とともに、粉砕用ボールの個数を十分に確保して粉砕効
率を向上することができる。

さらに、粉砕用ボールの充填率を50〜90％とすることに
より、粉砕用ボールの自由落下による100％の摩砕確率
の減少や粉砕室の単位容積当たりの粉砕効率低下、また
粉砕室内の自由空間の不足に起因する粉砕用ボールの運
動不良による粉砕効率の低下を避けることができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

第１図および第２図は本発明の第１の実施例であり、外
筒１の内側に内筒２が設けられ、これらの間に第１図に
示すように粉砕室14が形成されている。外筒１と内筒２
とは相対的に回転するが、この実施例では外筒１が回転
するように構成されている。

すなわち、外筒１はモータ３の動力が減速機４、モータ
側ギヤ５および外筒側ギヤ６を介して伝達されることに
より回転する。外筒１の両端にはフランジ７が取付けら
れ、フランジ７は軸受８で支持されている。

一方、内筒２は両端が固定管10によってそれぞれ支持さ
れ、これらの固定管10は固定金具９によって基礎（図示
せず）に堅固に固定されている。なお、フランジ７と固
定管10との摺動部には、潤滑剤をしみ込ませたグランド
パッキン11が挿入されている。

一方の固定管10にはスラリ供給管12が連設されており、
被粉砕物である原料スラリはこのスラリ供給管12からス
ラリ供給孔13を通して粉砕室14内に投入される。粉砕室
14内には通常、10mmφ〜数10mmφ程度の粉砕用ボール15
が50〜90％程度の充填率で充填されている。これらの粉
砕用ボール15には、外筒１の回転により強力な回転運動
が与えられる。

ここで、粉砕用ボール15の径が10mmφ未満では粉砕用ボ
ール15に十分大きな粉砕エネルギーを与えることが困難
であり、粉砕エネルギーを大きくするために外筒１の回
転数を高めると粉砕用ボール15の摩耗が大きくなり、場
合によっては粉砕用ボール15が破損に至ることもある。
また、動力は外筒１の回転数に比例し、粉砕装置内の発
熱量も動力に比例するため、被粉砕物の温度が高くな
り、消費電力が増大する。また、粉砕用ボール15の径を
必要以上に大きくすると、粉砕用ボール15の個数が減少
し、粉砕エネルギーが増加するメリットよりも個数減少
に伴う粉砕確率の減少のデメリットの方が大きくなり、
結果として粉砕効率が低下する。従って、粉砕用ボール
15の径は10mmφ〜数10mmφの範囲が適当である。

一方、粉砕用ボール15の充填率に関しては、これが50％
に満たないと粉砕用ボール15が自由落下することにより
100％の摩砕確率が減少し、さらに粉砕室14の単位容積
当たりの粉砕効率が低下する。また、粉砕用ボール15の
充填率が90％を越えると、粉砕室14内の自由空間の不足
に伴い粉砕用ボール15の運動不良を来たし、動力が大き
い割に粉砕効率が低下する。従って、粉砕用ボール15の
充填率は50〜90％の範囲が適当である。

こうして外筒１の回転に伴なう粉砕用ボール15の回転運
動により、スラリは主として摩砕により超微粉砕され
る。粉砕後のスラリは、原料スラリの供給側と反対側に
おいて第２図にように目板16に開けられた同心円状でか
つその両端が内筒２の外壁側から延びた放射線上に位置
する、つまりその面積が外筒１の内壁側ほど大きい複数
の開口部であるスリット17により分離され、スラリ貯蔵
室18へ送られる。スラリ貯蔵室18の外周にはスラリ排出
孔19が開けられており、スラリはこれらのスラリ排出孔
19から、スラリ排出ガイド板20に沿ってスラリ排出管21
に導かれ、外部へ排出される。この場合、粉砕物は自重
により内筒の外壁側よりも外筒の内壁側に堆積し易い
が、開口部であるスリット17の面積が外筒１の内壁側ほ
ど大きいことにより、粉砕物の排出を円滑化でき、かつ
スリット17の目詰まりを防止することができる。

第３図は本発明の第２の実施例を示したもので、外筒１
を固定し、内筒１を回転させた点が第１の実施例と異な
るだけであるので、第１図および第２図と相対応する部
分に同一符号を付して詳しい説明は省略する。

第４図は本発明の第３の実施例であり、第１の実施例
（第１図および第２図）における回転する外筒１の内壁
に撹拌翼22を取付け、固定された内筒２の外壁に静翼23
を取付けたものである。

この第３の実施例によると、撹拌翼22の作用によって粉
砕用ボール15により強力な回転運動が与えられる。ま
た、粉砕が進行してスラリの粘度が高くなっても、静翼
23があることにより、スラリと粉砕用ボール15との伴廻
りはほとんど生じることがなく、平均粒径が数ミクロン
以下の超微粒子を容易に得ることができる。

第５図は本発明の第４の実施例であり、第２の実施例
（第３図）における固定された外筒１の内壁に静翼22を
取付け、回転する内筒２の外壁に撹拌翼23を取付けたも
のである。この実施例によっても、第３の実施例と同様
の効果を得ることができる。

実際に第３および第４の実施例の構成に基づく粉砕装置
を製作して、石炭重量濃度が55％のCWM（高濃度石炭水
スラリ）の製造テストに供したところ、平均粒径2.5ミ
クロン（スラリ粘度約1000センチポアズ）にまで粉砕し
ても、スラリと粉砕用ボール15との共廻りはなく、超微
粉砕が可能であった。

第６図は本発明の第５の実施例であり、外筒１と内筒２
とを互いに逆方向に回転させる構成としたものである。
すなわち、外筒１はモータ3a、減速機4a、モータ側ギヤ
5aおよび外筒側ギヤ6aを介して回転され、内筒２はモー
タ3b、減速機4b、モータ側ギヤ5bおよび内筒側ギヤ6bを
介して回転される。また、この実施例では外筒１の内壁
および内筒２の外壁の両方に翼（撹拌翼）22,23を取付
けている。ここで、翼22,23は軸方向と周方向に各々独
立し、少なくとも一方（この例では翼23）は図のように
90゜ずつずれて位相配置されており、さらに翼22,23の
半径方向の長さの和は粉砕室14の半径方向距離の半分以
上に設定されている。

この実施例によると、撹拌翼22,23と、外筒１および内
筒２の逆方向回転との相乗作用によって、スラリと粉砕
用ボール15との共廻り現象をさらに効果的に抑制するこ
とができる。

第６図では外筒１および内筒２の両方に撹拌翼22,23が
取付けられているが、第７図（第６の実施例）に示すよ
うに外筒１の内壁にのみ撹拌翼22を取付けてもよいし、
第８図（第７の実施例）に示すように内筒２の外壁にの
み撹拌翼23を取付けてもよい。

なお、本発明は要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実
施が可能である。例えば上記説明では本発明の粉砕装置
をCWM製造設備に適用した場合について述べたが、本発
明はCWM以外の例えばセラミックスや炭酸カルシウムの
粉砕装置にも適用することができ、特に粉砕平均粒径が
数ミクロン以下の超微粉砕に有用である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、外筒と内筒との相対的な回転によって
粉砕を行なう構成としたことにより、衝撃粉砕が抑制さ
れて摩砕作用が効果的に生じる。しかも、外筒および内
筒の少なくとも一方に取付けられた翼の作用によって、
超微粉砕の障害となる被粉砕物と粉砕用ボールとの共廻
り現象が抑制される。これらによって、粉砕平均粒径が
数ミクロン以下の超微粉砕を容易に実現することができ
る。

また、粉砕用ボールの落下による騒音の発生やボールの
破損が少なくなり、さらに外筒と内筒との間を粉砕室と
したことでデッドスペースが減少するので、粉砕動力が
低減されるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例に係る粉砕装置の縦断面
図、第２図は第１図のＡ−Ａ矢視断面図、第３図〜第８
図は本発明の第２〜第７の実施例に係る粉砕装置の縦断
面図、第９図は従来の粉砕装置の縦断面図、第10図は第
９図のＢ−Ｂ矢視断面図である。１……外筒、２……内筒、3,3a,3b……モータ、4,4a,4b
……減速機、5,5a,5b,6,6a,6b……ギヤ、７……フラン
ジ、８……軸受、９……固定金具、10……固定管、11…
…グランドパッキン、12……スラリ供給管、13……スラ
リ供給孔、14……粉砕室、15……粉砕用ボール、16……
目板、17……スリット、18……スラリ貯蔵室、19……ス
ラリ排出孔、20……スラリ排出ガイド板、21……スラリ
排出管、22,23……翼。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西沢賢二長崎県長崎市飽の浦町１番１号三菱重工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者山本久夫長崎県長崎市飽の浦町１番１号三菱重工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者金子祥三長崎県長崎市飽の浦町１番１号三菱重工業株式会社長崎造船所内 (72)発明者高塚汎長崎県長崎市飽の浦町１番１号三菱重工業株式会社長崎造船所内 (72)発明者今本敏彦長崎県長崎市飽の浦町１番１号三菱重工業株式会社長崎造船所内 (72)発明者植田勝征長崎県長崎市飽の浦町１番１号三菱重工業株式会社長崎造船所内 (72)発明者植松良茂長崎県長崎市飽の浦町１番１号三菱重工業株式会社長崎造船所内 (56)参考文献特開昭61−8143（ＪＰ，Ａ) 実公昭40−23754（ＪＰ，Ｙ１)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】横置きされ相対的に回転される外筒と内筒
とを備え、これら外筒と内筒との間を粉砕室とし、この
粉砕室に10mmφ〜数10mmφの径の粉砕用ボールを50〜90
％の充填率で充填しかつ被粉砕物を供給するとともに、
外筒および内筒に軸方向と周方向に各々独立配置された
翼を取り付け、かつこれら外筒および内筒にそれぞれ取
り付けられた翼の半径方向の長さの和が前記粉砕室の半
径方向距離の半分以上であり、さらに前記粉砕室の粉砕
物排出側端部に前記粉砕用ボールと粉砕物とを分離する
ための同心円状でかつその面積が前記外筒の内壁側ほど
大きい複数の開口部を持つ目板を配置したことを特徴と
する横型粉砕装置。