JPH1099701A - ローラミル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転分級機の回転数に対して、より広い範囲
で自励振動のない安定な運転を実現し、よい粒度の微粉
を生成する。 【解決手段】 ミルハウジング１内下方でミルの垂直軸
回りを回転する回転テーブル３と、この回転テーブル３
上の外周部に設けられた溝状粉砕部２と、その上面を円
周方向へ等分する位置に回転する複数個の粉砕ローラ４
とを有するローラミルにおいて、回転テーブル３上の溝
状粉砕部２に内周側の第１粉砕部３１と外周側の第２粉
砕部３２を設け、回転テーブル３と粉砕ローラ４間の隙
間を内側より外側の粉砕部で広くなるように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、石炭やセメントク
リンカ、その他の粒状、ブロック状の原料を回転テーブ
ル上に供給し、この回転テーブル上を転動する粉砕ロー
ラによって前述の原料を粉砕して微粉を生成するローラ
ミルに係り、特に自励振動の防止と製品微粉の粒度の向
上を図る技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】石炭、セメント原料、あるいは新素材原
料等の塊粒物を細かく粉砕する粉砕機の一タイプとし
て、回転する回転テーブルと複数のローラを備えた竪型
のローラミルが用いられ、最近では代表機種の一つとな
っている。

【０００３】この種の粉砕機は、円筒形ケーシング（ハ
ウジング）内の下部にあって減速機を有するモータで駆
動され水平面上で低速回転する円盤状の回転テーブル
と、その上面外周部を円周方向へ等分する位置へ油圧あ
るいはスプリング等で加圧されて回転する複数個の粉砕
ローラとを備えている。

【０００４】回転テーブル中心部へシュート（供給管）
より供給される被粉砕物は、回転テーブルの回転による
遠心力によって回転テーブル上を渦巻き状の軌跡を描い
て外周部へ移動し、回転テーブルの上面外周部に設けら
れた溝状粉砕部と粉砕ローラの間にかみ込まれて粉砕さ
れる。

【０００５】ケーシングの基底部には、ダクト内を送ら
れてきた熱風が導かれており、この熱風が、回転テーブ
ルの外周とケーシング内壁との間のエアスロートからミ
ル上方へ向けて吹き上げられている。

【０００６】粉砕によって生成した粉粒体は、エアスロ
ートから吹き上がる熱風によって、ケーシング内を上昇
しながら乾燥される。ケーシング上部へ輸送された粉粒
体は粗いものから重力により落下し（１次分級）、そこ
を通過したやや細かな粉粒体はケーシング内上部に設け
られた回転分級機で再度分級され、所定の粒径以下の微
粉は熱風によって搬送され、例えば、ボイラでは微粉炭
バーナあるいは微粉貯蔵ビンへと送られる。

【０００７】分級機を貫通しなかった所定粒径より大き
な粗粒は、回転テーブル上へ落下し、ミル内へ供給され
たばかりの原料と共に再度粉砕される。このようにし
て、ミル内では粉砕ローラによって粉砕が繰り返され
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】石炭焚きボイラでは、
低公害燃焼（低ＮＯｘ・低未燃分燃焼）や広範囲の負荷
変動運用が行われるようになった。低公害燃焼を実現す
るためには、ボイラに供給される微粉炭の粒度（一定値
以下の粒径を持つ粒子の割合）を向上させるとよいた
め、微粉砕機（ミル）にも高性能が求められるようにな
った。

【０００９】ローラミルから送り出される粉粒体の粒度
を向上させるためには、回転分級機の回転数を高くすべ
きである。

【００１０】図１５に示すように、回転分級機の回転数
を高くするにつれて、回転テーブル上の粉粒体の粒度が
向上する。ローラミルの粉砕ローラは、回転テーブルの
溝状粉砕部との間に粉粒体をかみ込む圧縮力及び剪断力
により粉砕を行うが、それと同時に粉砕ローラの自重及
び粉砕のための荷重が粉粒体の層によって支えられてい
る。

【００１１】粉粒体の粒度が向上すると、粉粒体層の支
持力が不安定になり、図１６に示すように粉粒体の粒度
と回転テーブルと粉砕ローラの間の粉粒体層の厚さは薄
くなる。この厚さが一定値以下になると自励振動が発生
する。この自励振動はローラミルの運転を不可能にする
ほど大きなものであるので、事実上、ローラミルの生成
する粉粒体の粒度は、この自励振動の発生する条件によ
って決まっている。

【００１２】本発明の目的は、回転分級機の回転数に対
して、より広い範囲で自励振動のない安定な運転を実現
し、よい粒度の微粉を生成でき、粉砕効率の高いローラ
ミルを提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記した目的は、ミルハ
ウジング内下方でミルの垂直軸回りを回転する回転テー
ブルと、この回転テーブル上の外周部に設けられた溝状
粉砕部と、その上面を円周方向へ等分する位置に回転す
る複数個の粉砕ローラとを有するローラミルにおいて、
回転テーブル上の溝状粉砕部に内周側の第１粉砕部と外
周側の第２粉砕部を設け、回転テーブルと粉砕ローラ間
の隙間を内側より外側の粉砕部で広くなるように構成し
たローラミルにより達成される。

【００１４】上記の手段において、原料である被粉砕物
は、回転テーブル中心部へシュート（供給管）より供給
され、回転テーブルの回転による遠心力によって回転テ
ーブル外側の溝状粉砕部へと送られる。被粉砕物は、内
外２つの部分に分かれた溝状粉砕部のうち主に内周側へ
入り、一度あるいは数度粉砕ローラにより粉砕された後
に外周側の粉砕部に到達する。

【００１５】そのため、内周側の粉砕部では、粒度が比
較的悪く（粒径の大きな粒子が多い）、外周側では粒度
が良くなる（粒径の小さな粒子が多い）。また、内周側
の粉砕部で回転テーブルと粉砕ローラの隙間が狭くなっ
ているため、粉粒体にかかる面圧は内周側の方が大き
い。

【００１６】従って、粉砕ローラの粉砕荷重の多くの部
分を、粒度が悪く安定した粉粒体層が形成されている内
周側の粉砕部で支持することで、粉砕ローラと回転テー
ブルの間の粉粒体層の厚さがより厚く保持され、自励振
動が発生しにくくなる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００１８】図１は、本発明の一実施の形態であるロー
ラミルの全体構成をミル中心軸を通る鉛直方向断面図と
して示すものである。

【００１９】図１において、本発明の一実施の形態であ
るローラミルは、ハウジング１内に、減速機を備えたモ
ータ（図示せず）で駆動され、水平面内で回転し、外周
部に回転軸と同心円状の溝状粉砕部２を有する回転テー
ブル３と、溝状粉砕部２の上面の円周を３等分する位置
に配置された粉砕ローラ４と、粉砕ローラ４を固定する
ブラケット５と、荷重を粉砕ローラ４に伝達するための
三角形の加圧フレーム６と、加圧ロッド７と、ミル上部
に原料８を供給するシュート９と、回転分級機１０を備
える。

【００２０】粉砕ローラ４は、ブラケット５に固定され
たシャフト１１を回転軸として回転テーブル３の回転に
従って回転する。ブラケット５は、加圧フレーム６にピ
ボット１２を介し、ピボット１２を回転軸とする回転の
自由度を持つよう連結される。加圧ロッド７は、油圧も
しくはスプリングなどにより生じる粉砕荷重を伝え、加
圧フレーム６等を介し、粉砕ローラ４を回転テーブル３
に押しつける。

【００２１】図２は、本発明の一実施の形態における粉
砕ローラ４と回転テーブル３を示した斜視図である。

【００２２】原料である被粉砕物１３は、回転テーブル
３の中心部へ供給され、回転テーブル３の回転による遠
心力によって回転テーブル３円周上の溝状粉砕部２へと
送られ、溝状粉砕部２と粉砕ローラ４の間にかみ込ま
れ、粉砕が行われる。

【００２３】図３は、本発明の一実施の形態の主要部を
一部断面図にて示したものである。回転テーブル３の溝
状粉砕部２は、共に円弧状の断面形状を持つ内周側の第
１粉砕部２１と外周側の第２粉砕部２２を備え、粉砕ロ
ーラ４も、溝状粉砕部２と同様に２つの円弧４ａ，４ｂ
よりなる断面形状を有し、シャフト１１を回転軸として
回転する。

【００２４】また、図４に示すように、２つの粉砕部の
接続部２３における第１粉砕部２１の断面の接線２４と
水平線２５のなす角αを、第２粉砕部２２の断面の接線
２６と水平線２５のなす角βより大きくする。

【００２５】この図４では接続部２３は一点で示されて
いるが、接続部２３は短い曲線であってもよい。加工や
摩耗の影響等を考えれば、短い円弧または直線である方
が実際的である。

【００２６】図５は、溝状粉砕部２に被粉砕物１３が供
給され、回転テーブル３と粉砕ローラ４の間に粉粒体層
２７が形成された状態を一部断面図にて示したものであ
る。粉砕ローラ４と溝状粉砕部２との間の間隔は、内周
側の第１粉砕部２１で狭く、外周側の第２粉砕部２２で
広い。

【００２７】そのため、粉粒体層２７に加わる圧力は第
１粉砕部２１の方が大きく、粉砕ローラ４に掛かる荷重
は主に第１粉砕部２１で粉粒体層２７に支持される。

【００２８】図６は、溝状粉砕部２における粉砕の様子
を示したものである。

【００２９】被粉砕物１３は、回転テーブル３中心部よ
り供給され、回転テーブル３の回転による遠心力によっ
て回転テーブル３円周上の溝上粉砕部２へ運ばれるた
め、主に内周側の第１粉砕部２１に入る。

【００３０】被粉砕物１３は、第１粉砕部２１及び第２
粉砕部２２で粉砕されて、回転テーブル３の外縁部より
吹き出す熱風２８によりミル上部の回転分級機１０に運
ばれる。

【００３１】未粉砕の原料は、まず内周側の第１粉砕部
２１に供給されるため、粉粒体の粒度は、第１粉砕部２
１で比較的粗く、第２粉砕部２２で比較的細かくなる。

【００３２】つまり、従来のように粉粒体の粒度が溝状
粉砕部２でほぼ一様である場合と比べて、粉砕荷重を主
に受ける第１粉砕部２１の粒度が比較的粗い状態である
ため、粉粒体層２７が厚く保たれ、自励振動を発生しに
くく、より広い範囲での安定運転を実現できる。

【００３３】一方、粉砕作用の面から見ると、圧縮力に
よる粉砕である圧砕作用は面圧が大きいほど強く働き、
剪断力による粉砕である摩砕作用は回転テーブル３と粉
砕ローラ４の周速度の差が大きいほど強く働く。

【００３４】図７は、回転テーブル３の中心からの距離
と回転テーブル３及び粉砕ローラ４の回転の周速度を示
したものである。

【００３５】周速度はそれぞれの回転軸からの距離に比
例するため、回転テーブル３と粉砕ローラ４の周速度の
差、つまり、相対速度は第１粉砕部２１で小さく、第２
粉砕部２２で大きい。

【００３６】そのため、炭層に働く剪断力による粉砕で
ある摩砕作用は第２粉砕部２２で大きい。

【００３７】このように、本発明のローラミルは、粒度
の比較的粗い第１粉砕部２１で主に圧砕作用を行い、粒
度の比較的細かい第２粉砕部２２で主に摩砕作用を行う
ことで、効率のよい粉砕を実現する。

【００３８】図８は、本発明の別の実施の形態の主要部
を一部断面図に示したものである。回転テーブル３の溝
状粉砕部２は、円弧状の断面形状を持つ内周側の第１粉
砕部３１と直線状の断面形状を持つ外周側の第２粉砕部
３２を備え、粉砕ローラ４の断面形状も同様に、回転テ
ーブル３に対して外側が直線、内側が円弧からなる。

【００３９】第２粉砕部３２の断面形状を直線にするこ
とで、円弧状の断面形状の場合よりも回転テーブル３と
粉砕ローラ４の隙間の量をより広い範囲で一定とするこ
とができ、より広い範囲で摩砕作用を行うことができ
る。

【００４０】また、図９に示すように、２つの粉砕部３
１，３２の接続部３３における第１粉砕部３１の断面の
接線３４と水平線２５のなす角αが、第２粉砕部３２の
断面３５と水平線２５のなす角βより大きい。

【００４１】但し、図８に示す溝状粉砕部２の断面形状
では、粉砕された被粉砕物１３が出ていく部分である第
２粉砕部３２の外縁部３６の傾斜が緩やかであるため、
摩砕作用を行う外周部の粉粒体が遠心力により外側に飛
ばされやすく、第２粉砕部３２に充分な粉粒体層２７が
形成されにくい。

【００４２】これを防止するには、図１０に示すよう
に、回転テーブル３の溝状粉砕部２の外側の円周上に堰
３７を設けることにより、粉粒体が外側に飛び出すのを
防ぎ、第２粉砕部３２に充分な粉粒体層２７を保持する
ことができる。

【００４３】図１１（ａ），（ｂ）は堰の有無による粉
粒体量を示す比較説明図である。同図（ａ）の如く堰が
ない場合は、第２粉砕部３２における粉粒体層２７が少
ないが、同図（ｂ）の如く堰３７を設けた場合は、第２
粉砕部３２における粉粒体層２７が多くなることが判
る。

【００４４】図１２は、本発明のさらに別の実施の形態
の主要部を一部断面図に示したものである。

【００４５】溝状粉砕部２を内外２重に設け（４１，４
２）、粉砕ローラ４は２つの溝状粉砕部４１，４２の両
方に跨がるよう２つの円弧を繋げた断面形状にする。粉
砕ローラ４と回転テーブル３の間の隙間を、内側の溝状
粉砕部４１で狭く外側の溝状粉砕部４２で広くすること
により、粒度が比較的粗く、炭層が安定な内側の溝状粉
砕部４１でローラが支持され、自励振動を発生しにくく
なる。

【００４６】また、図１３に示すように、粉砕ローラ４
と回転テーブル３の周速度の差は、内側の溝状粉砕部４
１で小さく外側の溝状粉砕部４２で大きくなり、内側の
溝状粉砕部４１で主に圧砕作用、外側の溝状粉砕部４２
で主に摩砕作用が働き、効率よく粉砕することができ
る。

【００４７】図１には、３つのローラをそれらに共通な
三角形の加圧フレームで支持、加圧するタイプのローラ
ミルを示したが、本発明で示した粉砕部の形状は、複数
のローラのそれぞれを独立に支持、加圧するタイプのロ
ーラミルに対しても、適用することが可能である。

【００４８】図１４は、ローラを独立に支持するタイプ
のローラミルにおける本発明の実施の形態の主要部を一
部断面図に示したものである。

【００４９】この図に示すローラミルは、減速機を備え
たモータ（図示せず）で駆動され、水平面内で回転し、
外周部に回転軸と同心円状の溝状粉砕部２を有する回転
テーブル３と、溝状粉砕部２の上面の円周を等分する位
置に配置された粉砕ローラ４を備える。

【００５０】粉砕ローラ４の回転軸であるシャフト５１
は、ハウジング１に軸５２を中心として回転可能に取り
付けられ、それぞれのシャフト５１は、他のシャフト５
１と独立に動くことができる。シャフト５１は、油圧装
置５３によりローラを溝状粉砕部２に押し付ける力を受
け、テーブル上に供給される原料の粉砕を行う。

【００５１】図１４に示したような構成のローラミルに
おいても、内周側の第１粉砕部２１と外周側の第２粉砕
部２２を設け、第１粉砕部２１でローラとテーブルの間
の隙間を狭く、第２粉砕部２２で隙間を広くすることに
より、分級機回転数の広い範囲で安定したローラミルの
運転を実現することができる。

【００５２】

【発明の効果】本発明によれば、ローラミルの粉砕部に
おいて、粉粒体層をより安定な状態に保つことができる
ため、回転分級機の回転数に対して、より広い範囲で自
励振動の無い安定な運転を実現でき、製品微粉の粒度を
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態であるローラミルの全体
構成を一部断面に示した正面図である。

【図２】本発明の一実施の形態であるローラミルの回転
テーブルと粉砕ローラを示した斜視図である。

【図３】本発明の一実施の形態の主要部を一部断面に示
した正面図である。

【図４】本発明の一実施の形態の溝状粉砕部の一部を示
した断面図である。

【図５】本発明の一実施の形態における粉粒体層に働く
面圧を示した説明図である。

【図６】溝状粉砕部における粉粒体の粉砕の様子を示し
た説明図である。

【図７】本発明の一実施の形態の回転テーブル及び粉砕
ローラの回転の周速度を示した説明図である。

【図８】本発明の別の実施の形態の主要部を一部断面に
示した正面図である。

【図９】本発明の別の実施の形態の溝状粉砕部の一部を
示した断面図である。

【図１０】図８の変形例を示す正面図である。

【図１１】本発明の別の実施の形態の作用を表す比較説
明図である。

【図１２】本発明のさらに別の実施の形態の主要部を一
部断面に示す正面図である。

【図１３】本発明のさらに別の実施の形態の回転テーブ
ル及び粉砕ローラの回転の周速度を示した説明図であ
る。

【図１４】ローラを独立に支持するタイプのローラミル
における本発明の実施の形態の主要部を一部断面に示す
正面図である。

【図１５】回転分級機の回転数と回転テーブル上の粉粒
体の粒度の関係を示す特性図である。

【図１６】粉粒体の粒度と粉粒体層の厚さの関係を示す
特性図である。

【符号の説明】

１ ハウジング ２ 溝状粉砕部 ３ 回転テーブル ４ 粉砕ローラ ４ａ 粉砕ローラ４の内側の円弧 ４ｂ 粉砕ローラ４の外側の円弧 ５ ブラケット ６ 加圧フレーム ７ 加圧ロッド ８ 原料 ９ シュート １０ 回転分級機 １１ シャフト １２ ピボット １３ 被粉砕物 ２１ 第１粉砕部 ２２ 第２粉砕部 ２３ 接続部 ２４ 第１粉砕部２１の断面の接線 ２５ 水平線 ２６ 第２粉砕部２２の断面の接線 ２７ 粉粒体層 ２８ 熱風 ３１ 第１粉砕部 ３２ 第２粉砕部 ３３ 接続部 ３４ 第１粉砕部の断面の接線 ３５ 第２粉砕部の断面 ３６ 外縁部 ３７ 堰 ４１ 内側の溝状粉砕部 ４２ 外側の溝状粉砕部 ５１ シャフト ５２ 軸 ５３ 油圧装置

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ミルハウジング内下方の水平面内を回転
   する回転テーブルと、回転テーブルの円周上に設けられ
   た溝状粉砕部と、溝状粉砕部上を加圧状態で転動する粉
   砕ローラとを備えるローラミルにおいて、 溝状粉砕部が内周側の第１粉砕部と外周側の第２粉砕部
   を備え、回転テーブルの中心を通る鉛直線を含む鉛直平
   面による溝状粉砕部の断面のうち、第１粉砕部と第２粉
   砕部の接続部における第１粉砕部の断面の接線と水平線
   のなす角αが、上記接続部における第２粉砕部の断面の
   接線と水平線のなす角βより大きいことを特徴とするロ
   ーラミル。
2. 【請求項２】 請求項１に記載されるローラミルにおい
   て、上記の鉛直平面による断面の形状が円弧である第１
   粉砕部と、上記の鉛直平面による断面の形状が第１粉砕
   部の断面よりも半径が大きな円弧である第２粉砕部を備
   えることを特徴とするローラミル。
3. 【請求項３】 請求項１に記載されるローラミルにおい
   て、上記の鉛直平面による断面の形状が円弧である第１
   粉砕部と、上記の鉛直平面による断面の形状が直線であ
   る第２粉砕部を備えることを特徴とするローラミル。
4. 【請求項４】 請求項３に記載されるローラミルにおい
   て、回転テーブルの溝状粉砕部より外側の円周上に堰を
   備えることを特徴とするローラミル。
5. 【請求項５】 請求項１〜４の何れかに記載されるロー
   ラミルにおいて、第２粉砕部と粉砕ローラとの間に、第
   １粉砕部と粉砕ローラとの間の隙間より広い隙間を有す
   ることを特徴とするローラミル。
6. 【請求項６】 ミルハウジング内下方の水平面内を回転
   する回転テーブルと、回転テーブルの同心円上に溝状の
   粉砕部を２つ有し、２つの溝状粉砕部の両方に跨がり加
   圧状態で転動する粉砕ローラを備えることを特徴とする
   ローラミル。
7. 【請求項７】 請求項６に記載されるローラミルにおい
   て、外周側の溝状粉砕部と粉砕ローラとの間に、内周側
   の溝状粉砕部と粉砕ローラとの間の隙間より広い隙間を
   有することを特徴とするローラミル。