JP2014073428A

JP2014073428A - 解砕装置

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Publication number: JP2014073428A
Application number: JP2012220652A
Authority: JP
Inventors: Hidetoshi Okada; 秀敏岡田; Yoshiaki Sato; 嘉昭佐藤
Original assignee: ZERO TECHNO KK
Current assignee: ZERO TECHNO KK
Priority date: 2012-10-02
Filing date: 2012-10-02
Publication date: 2014-04-24
Anticipated expiration: 2032-10-02
Also published as: JP6087100B2

Abstract

【課題】フライアッシュなどの粉状体を効率良く解砕することができ、解砕後の粉状体中の微粒子成分の回収率に優れた解砕装置を提供する。
【解決手段】解砕装置１００は、軸心１０ａが垂直に保持された円筒部１０と、円筒部１０の下端に同軸上に連結された円錐部１１と、被解砕物である粉状体（フライアッシュ）を含む気体を流入させるため円筒部１０の周壁１０ｂにその接線方向に連結された流入経路１２と、解砕後のフライアッシュを含む気体を排出するため円筒部１０に連結された排出経路１３と、円筒部１０及び円錐部１１の内部に発生する気体流から分離されたフライアッシュを回収するため円錐部１１の下端に連結された回収経路１４と、円錐部１１内に当該円錐部１１の軸心１１ａを中心に旋回可能に配置された解砕手段である旋回羽根２０と、旋回羽根２０を旋回させる駆動手段である電動機１５とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、旋回気流に発生する遠心力を利用してフライアッシュやコンクリートスラッジなどの粉状体の解砕及び分級を行う機能を有する解砕装置に関する。

フライアッシュやコンクリートスラッジなどの粉状体を細かく解砕する装置については、従来、様々な方式が開発されているが、本発明に関連するものとして、例えば、特許文献１記載の「粉砕装置」がある。この「粉砕装置」は、軸心が垂直状態に保持された円筒部及び円錐部などを備え、円錐部の内周面に突設された棚状部に沿って回転する平板形状の粉砕羽根が当該円錐部内に配置されている。

特開２００５−２０５２６６号公報

特許文献１記載の「粉砕装置」は比較的簡素な構造であり、フライアッシュやコンクリートスラッジなどの粉粒体を粉砕する機能と、被粉砕物の分級機能とを兼ね備えたものであるが、フライアッシュを解砕したり、分級したりする産業分野においては、解砕機能及び分級機能の更なる向上が要請されている。

特に、近年においては、未燃カーボンの焼却除去処理を行ったフライアッシュにおいて発生し易いフライアッシュ粒子同士の凝集体（結合体）を解砕する機能の向上、解砕後のフライアッシュに含まれるフライアッシュ微粒子成分の回収率の向上などに対する要請が高まっている。

本発明が解決しようとする課題は、フライアッシュなどの粉状体を効率良く解砕することができ、解砕後の粉状体中の微粒子成分の回収率に優れた解砕装置を提供することにある。

本発明の解砕装置は、軸心が垂直に保持された円筒部と、前記円筒部の下端に同軸上に連結された円錐部と、被解砕物である粉状体を含む気体を流入させるため前記円筒部の周壁にその接線方向に連結された流入経路と、解砕後の粉状体を含む気体を排出するため前記円筒部に連結された排出経路と、前記円筒部及び前記円錐部の内部に発生する気体流から分離された粉状体を回収するため前記円錐部の下端に連結された回収経路と、前記円錐部内に当該円錐部の軸心を中心に旋回可能に配置された解砕手段と、前記解砕手段を旋回させる駆動手段とを備え、
前記解砕手段として、前記円錐部の軸心を中心に半径方向に設けられた羽根本体と、前記羽根本体の周端側に前記円錐部の内周面に対向するように形成された起立部と、前記羽根本体の上面の少なくとも一部に当該羽根本体の旋回方向に向かって下り勾配をなすように設けられた補助羽根部とを有する旋回羽根を設けたことを特徴とする。

ここで、前記補助羽根部の平面視形状を四角形とすることができる。四角形には、正方形、長方形及び台形が含まれる。

また、前記起立部の少なくとも一部に当該起立部の旋回方向に向かって減厚する楔形状部を設けることができる。

さらに、前記起立部の旋回方向前方に当該起立部の旋回方向と交差する受風面を有する受風体を設けることもできる。

一方、前記回収経路に外気導入手段を設けることもできる。

本発明により、フライアッシュなどの粉状体を効率良く解砕することができ、解砕後の粉状体中の微粒子成分の回収率に優れた解砕装置を提供することができる。

本発明の実施形態である解砕装置を示す一部省略垂直断面図である。図１の一部拡大図である。図２中に示す旋回羽根の一部省略側面図である。図３に示す旋回羽根の平面図である。図４中のＡ−Ａ線における一部省略断面図である。旋回羽根に関するその他の実施形態を示す側面図である。図６に示す旋回羽根の平面図である。旋回羽根に関するその他の実施形態を示す平面図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。図１，図２に示すように、本実施形態の解砕装置１００は、軸心１０ａが垂直に保持された円筒部１０と、円筒部１０の下端に同軸上に連結された円錐部１１と、被解砕物である粉状体（フライアッシュ）を含む気体を流入させるため円筒部１０の周壁１０ｂにその接線方向に連結された流入経路１２と、解砕後のフライアッシュを含む気体を排出するため円筒部１０に連結された排出経路１３と、円筒部１０及び円錐部１１の内部に発生する気体流から分離されたフライアッシュを回収するため円錐部１１の下端に連結された回収経路１４と、円錐部１１内に当該円錐部１１の軸心１１ａを中心に旋回可能に配置された解砕手段である旋回羽根２０と、旋回羽根２０を旋回させる駆動手段である電動機１５とを備えている。

軸心１１ａと同軸上にて、円錐部１１の下方及び回収経路１４を貫通した状態で回転軸２４が配置され、当該回転軸２４は、その上下端寄りの部分に設けられた軸受部２５，２６によって回転自在に保持されている。回転軸２４の上端部には旋回羽根２０が取り付けられ、下端部にはプーリ２７が取り付けられ、プーリ２７と電動機１５との間にベルト２８が掛けられている。

図１，図２に示すように、回収経路１４の底部には一定方向に傾斜した斜路１４ａが設けられ、斜路１４ａの下端部に回収口１４ｂが開設されている。また、回収経路１４の周壁の一部には、外気導入手段として、大気中と回収経路１４内とを連通する開口部１６が設けられ、開口部１６には、その開度を調整可能な開閉蓋１６ａが設けられている。後述するように、円錐部１１内で発生する旋回気流によって選別され、自重によって回収経路１４内へ落下してきた比較的大粒径のフライアッシュは、斜路１４ａに沿って下方へ滑落し、回収口１４ｂから外部へ排出され、所定の手段によって回収される。

図３〜図５に示すように、旋回羽根２０は、円錐部１１の軸心１１ａを中心に半径方向に設けられた一対の羽根本体２１と、それぞれの羽根本体２１の周端側に円錐部１１の内周面１１ｂに対向するように形成された起立部２２と、羽根本体２１の上面に当該羽根本体２１の旋回方向Ｒに向かって下り勾配をなすように設けられた補助羽根部２３とを有している。一対の羽根本体２１は回転軸２４を中心にして１８０度間隔で配置されている。

図３，図４に示すように、羽根本体２１及び起立部２２は前記半径方向を長辺とする帯板状の部材を境界部２９にて、鉛直上方に向かって滑らかな鈍角に曲げ加工することによって一体的に形成されている。図４に示すように、起立部２２の鉛直上方寄りの部分には、当該起立部２２の旋回方向Ｒに向かって減厚する楔形状部２２ａが設けられている。

図３〜図５に示すように、補助羽根部２３は、羽根本体２１の上面に立設された楔形状の複数のリブ３０ａ，３０ｂ上に平板材を固着することによって形成されている。図４に示すように、補助羽根部２３の平面視形状は四角形をなしている。図５に示すように、補助羽根部２３は、回転方向Ｒと交差する稜線部２３ｃを境界とする前方部２３ａと後方部２３ｂとで形成されている。前方部２３ａは羽根本体２１の前縁部２１ａより前方側（旋回方向Ｒの前方側）に位置している。後方部２３ｂは、羽根本体２１の上面に位置するとともに、当該後方部２３ｂの後縁部２３ｄは羽根本体２１の後縁部２１ｂよりも後方（旋回方向Ｒの後方）に突出している。

図５に示すように、補助羽根部２３を構成する前方部２３ａ及び後方部２３ｂはいずれも回転方向Ｒに向かって下り勾配をなしているが、前方部２３ａは、後方部２３ｂよりも急勾配をなしている。即ち、羽根本体２１の旋回面に対する前方部２３ａの傾斜角度（鋭角側の傾斜角度）２３ａｘは、後方部２３の傾斜角度２３ｂｘよりも大である。

ここで、図１，図２を参照しながら、解砕装置１００を用いて、ＪＩＳ規格（ＪＩＳＡ６２０１）に基づくＩ種、II種、IV種及びこれらの凝集体（結合体）を含むフライアッシュを処理する工程について説明する。

図１に示すように、電動機１５によって旋回羽根２０を旋回方向Ｒにさせながら、排出経路１３の下流側に接続された気体吸引機能を有する装置（図示せず）を稼働させることにより、前記フライアッシュを含む気体を流入経路１２から円筒部１０及び円錐部１１の内部に流入させると、円筒部１０及び円錐部１１の内部には、軸心１０ａ（１１ａ）を中心とする旋回流が発生する。この旋回流の旋回方向Ｓと旋回羽根２０の旋回方向Ｒは同じ方向をなしている。

円筒部１０及び円錐部１１の内部に発生する旋回流の遠心力により、前記フライアッシュに含まれる比較的粒径の大きいフライアッシュ、即ち、IV種のフライアッシュ及びＩ種、II種、IV種のフライアッシュ粒子の凝集体が分離され、円筒部１０の内周面１０ｃ及び円錐部１１の内周面１１ｂに沿って落下していく。Ｉ種、II種のフライアッシュは旋回流とともに円筒部１０内を上昇していき、気体とともに排出経路１３から排出され、次の工程へ送給される。

円錐部１１の内周面１１ｂに沿って落下してきたフライアッシュが、旋回中の旋回羽根２０の起立部２２に衝突すると、その打撃力によってフライアッシュの凝集体が解砕されて、Ｉ種、II種を含むフライアッシュと、IV種及びIV種以上の大粒径のフライアッシュとに分離される。IV種及びIV種以上の大粒径のフライアッシュは、円錐部１１の内周面１１ｂと起立部２２との隙間を通過して回収経路１４に向かって落下していき、斜路１４ａの上面に沿って滑落し、回収口１４ｂから排出され、回収される。

また、回収経路１４の周壁に設けられた開口部１６の開閉蓋１６ａ（図１，図２参照）を操作して開口部１６の開度を大きくすると、開口部１６を経由して回収経路１４内へ流入する外気量が増して、IV種及びIV種以上の大粒径のフライアッシュの落下量が増大し、逆に、開口部１６の開度を小さく（若しくは開度ゼロ）にすると、外気流入量が減って（若しくはゼロとなり）、前記大粒径のフライアッシュの落下量が減少する、という作用効果が生じるので、作業条件に適した設定とすることができる。

前述したように、旋回羽根２０により解砕された結果、生じたＩ種、II種を含むフライアッシュは、起立部２２の楔形状部２２ａにより軸心１１ａに向かって発生する内向流に伴って軸心１１ａ側へ移動し、旋回羽根２０とともに旋回する補助羽根部２３によって生じる上昇旋回流に伴って円錐部１１内及び円筒部１０内を上昇していき、前述した円筒部１０内にて分離されたＩ種、II種を含むフライアッシュに伴って排出経路１３から排出され、次の工程へ送給される。

このように、解砕装置１００は、円錐部１１内に旋回羽根２０が配置されているため、円錐部１１の内周面１１ｂに沿って落下してくるIV種のフライアッシュに含まれる、これより微粒子のフライアッシュ（例えば、Ｉ種及びII種のフライアッシュの凝集体）を効率良く解砕することができる。また、旋回羽根２０は軸心１０ａに向かう内向流及び上昇旋回流を発生する機能を有しているため、解砕後のフライアッシュ中の微粒子成分の回収率も優れている。

Ｉ種、II種、IV種及びこれらの凝集体（結合体）を含むフライアッシュを、解砕装置１００を用いて処理することにより、従来はIV種のフライアッシュに伴って、IV種に分離されていたＩ種、II種のフライアッシュの回収率を大幅に上昇させることができる。

次に、図６〜図８に基づいて、旋回羽根に関するその他の実施形態について説明する。なお、図６〜図８において図１〜図５中の符号と同じ符号を付している部分は前述した解砕装置１００の構成部分と同じ構造、機能を有する部分であり、説明を省略する。

図６，図７に示す旋回羽根４０においては、これを構成する補助羽根部４３の平面視形状が台形をなし、台形の下底に相当する前縁部４３ａが旋回方向Ｒの前方に位置し、上底に相当する後縁部４３ｂが旋回方向Ｒの後方に位置している。

このような形状の補助羽根部４３を備えたことにより、起立部２２などとの衝突によって解砕されたフライアッシュに含まれるＩ種、II種のフライアッシュの回収率を高めることができる。

図８に示す旋回羽根６０においては、起立部４２の旋回方向Ｒの前方に当該起立部４２の旋回方向Ｒと交差する受風面６１ａを有する平板状の受風体６１が設けられている。このような受風体６１を設けたことにより、フライアッシュに対する解砕作用を高めることができるだけでなく、解砕されたフライアッシュに含まれるＩ種、II種のフライアッシュの回収率を高めることができる。

なお、図１〜図８に基づいて説明した解砕装置１００及び解砕羽根４０，６０などは本発明を例示するものであり、本発明の解砕装置はこれらの実施形態に限定されるものではない。

本発明の解砕装置は、フライアッシュなどの粉状体を解砕、分級することを必要とする産業分野において広く利用することができる。

１０円筒部
１０ａ，１１ａ軸心部
１０ｂ周壁
１０ｃ，１１ｂ内周面
１１円錐部
１２流入経路
１３排出経路
１４回収経路
１４ａ斜路
１４ｂ回収口
１５電動機
１６開口部
１６ａ開閉蓋
２０，４０，６０旋回羽根
２１羽根本体
２１ａ，４３ａ前縁部
２１ｂ，２３ｄ，４３ｂ後縁部
２２，４２起立部
２２ａ楔形状部
２３，４３補助羽根部
２３ａ前方部
２３ｂ後方部
２３ｃ稜線部
２４回転軸
２５，２６軸受部
２７プーリ
２８ベルト
２９境界部
３０ａ，３０ｂリブ
６１受風体
６１ａ受風面
１００解砕装置

Claims

軸心が垂直に保持された円筒部と、前記円筒部の下端に同軸上に連結された円錐部と、被解砕物である粉状体を含む気体を流入させるため前記円筒部の周壁にその接線方向に連結された流入経路と、解砕後の粉状体を含む気体を排出するため前記円筒部に連結された排出経路と、前記円筒部及び前記円錐部の内部に発生する気体流から分離された粉状体を回収するため前記円錐部の下端に連結された回収経路と、前記円錐部内に当該円錐部の軸心を中心に旋回可能に配置された解砕手段と、前記解砕手段を旋回させる駆動手段とを備え、
前記解砕手段として、前記円錐部の軸心を中心に半径方向に設けられた羽根本体と、前記羽根本体の周端側に前記円錐部の内周面に対向するように形成された起立部と、前記羽根本体の上面の少なくとも一部に当該羽根本体の旋回方向に向かって下り勾配をなすように設けられた補助羽根部とを有する旋回羽根を設けた解砕装置。
前記補助羽根部の平面視形状が四角形である請求項１記載の解砕装置。
前記起立部の少なくとも一部に当該起立部の旋回方向に向かって減厚する楔形状部を設けた請求項１または２記載の解砕装置。
前記起立部の旋回方向前方に当該起立部の旋回方向と交差する受風面を有する受風体を設けた請求項１〜３のいずれかに記載の解砕装置。
前記回収経路に外気導入手段を設けた請求項１〜４のいずれかに記載の解砕装置。