JP2013066860A

JP2013066860A - 竪型ミル

Info

Publication number: JP2013066860A
Application number: JP2011208099A
Authority: JP
Inventors: Megumi Tsuruta; 恵鶴田; Hiroyuki Kanazawa; 宏幸金澤; Kensuke Futahashi; 謙介二橋; Shinji Matsumoto; 慎治松本
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2011-09-22
Filing date: 2011-09-22
Publication date: 2013-04-18

Abstract

【課題】竪型ミルにおいて、装置の大型化や複雑化を抑制可能とする一方で、騒音の発生や耐久性の低下を抑制可能とする。
【解決手段】ハウジング１１内に鉛直方向に沿う支持軸心により粉砕テーブル１５を駆動回転可能に支持し、この粉砕テーブル１５の上方に第１支持軸１７により粉砕ローラ１６を回転自在に支持し、外周面が粉砕テーブル１５の上面に接触して連れ回り可能とし、第１支持軸１７を支持する支持アーム１８を粉砕ローラ１６が粉砕テーブル１５に対して接近離反自在となるように第２支持軸１９によりハウジング１１に揺動自在に支持し、磁性流体３５が充填されたダンパ３１を有して支持アーム１８から粉砕ローラ１６に対して粉砕ローラ１６が粉砕テーブル１５から離間する方向に対抗する反力荷重を付与する反力荷重付与装置２０を設けると共に、粉砕テーブル１５上に供給される固形物に含まれる磁性体が反力荷重付与装置２０のダンパ３１側へ侵入するのを防止する防塵装置を設ける。
【選択図】図３

Description

本発明は、石炭やバイオマスなどの固形物を粉砕して微粉化する竪型ミルに関するものである。

ボイラ発電などの燃焼設備では、燃料として石炭やバイオマスなどの固形燃料が用いられる。そして、この石炭などを固形燃料として利用する場合、例えば、竪型ミルにより原炭を粉砕して微粉炭を生成し、得られた微粉炭を燃料として用いるようにしている。

この竪型ミルは、ハウジングの下部に粉砕テーブルが駆動回転可能に配設されると共に、この粉砕テーブルの上面に複数の粉砕ローラが連れ回り可能で、且つ、粉砕荷重を付与可能に配設されて構成されている。従って、原炭が給炭管から粉砕テーブル上に供給されると、遠心力により全面に分散されて炭層が形成され、この炭層に対して各粉砕ローラが押圧することで粉砕され、供給空気により乾燥されて分級された微粉炭が外部に排出される。

なお、このような竪型ミルとしては、例えば、下記特許文献１、２に提案されたものがある。

特開平０９−０４７６８０号公報特開２００１−０１７８８０号公報

上述した従来の竪型ミルでは、回転する粉砕テーブルに対して粉砕ローラが所定の荷重で押圧され、この粉砕ローラと粉砕テーブルの間に石炭の塊が供給されることで、この石炭が圧壊されて微粉炭となる。この場合、粉砕ローラは、支持アームにベアリングにより回転自在に支持され、支持アームは、粉砕ローラが粉砕テーブルに押圧する方向に回転自在に支持され、この支持アームに対して粉砕ローラが粉砕テーブルに押圧する荷重を付与するための押圧装置が装着されている。そして、この押圧装置としては、ばねや油圧式ダンパが適用されている。

ところが、竪型ミルにて、粉砕ローラが粉砕テーブルに押圧するように支持アームを付勢する押圧装置として、コイルばねなどの機械ばねを用いた場合、機器構成をシンプルにすることができる一方で、減衰効果が小さいために石炭を圧壊したときの振動が大きくなり、他の構造物の振動励起源となって騒音発生や耐久性低下を招いてしまう。また、押圧装置として、油圧ダンパを用いた場合、大きな減衰効果を得ることができる反面、アキュムレータ、配管、バルブ、ポンプといった周辺設備が必要となり、複雑なシステムとなって信頼性低下や装置のコストアップを招いてしまう。

本発明は上述した課題を解決するものであり、装置の大型化や複雑化を抑制可能とする一方で、騒音の発生や耐久性の低下を抑制可能とする竪型ミルを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明の竪型ミルは、中空形状をなすハウジングと、前記ハウジング内に鉛直方向に沿う支持軸心により駆動回転可能に支持される粉砕テーブルと、前記粉砕テーブルの上方に配置されて第１支持軸により回転自在に支持されると共に外周面が前記粉砕テーブルの上面に接触して連れ回り可能な粉砕ローラと、前記第１支持軸を支持すると共に前記粉砕ローラの外周面が前記粉砕テーブルの上面に対して接近離反自在に第２支持軸により前記ハウジングに揺動自在に支持される支持アームと、磁性流体が充填されたダンパを有して前記磁性流体を磁化させることで前記支持アームから前記粉砕ローラに対して該粉砕ローラが前記粉砕テーブルから離間する方向に対抗する反力荷重を付与する反力荷重付与装置と、前記粉砕テーブル上に供給される固形物に含まれる磁性体が前記ダンパ側へ侵入するのを防止する防塵装置と、を備えることを特徴とするものである。

従って、粉砕ローラと粉砕テーブルの間に固形物が入り込んだとき、粉砕テーブルの回転力が固形物を介して粉砕ローラに伝達されて連れ回りし、このとき、粉砕ローラが固形物の侵入により上昇しようとするが、反力荷重付与装置により粉砕ローラに対して反力荷重が付与されているため、粉砕ローラは固形物に押圧荷重を与えて粉砕することができる。この場合、反力荷重付与装置を磁性流体が充填されたダンパにより構成されることから、磁性流体に磁場を印加して磁性流体を磁化させるだけで所望の反力荷重を確保することができ、装置の大型化や複雑化を抑制することができる一方で、騒音の発生や耐久性の低下を抑制することができる。また、固形物中の磁性体がダンパ側へ侵入するのを防止する防塵装置を設けることから、ダンパへの磁性体の付着が防止され、ダンパの適正な作動を確保して信頼性を向上することができる。

本発明の竪型ミルでは、前記ダンパは、駆動ロッドが前記ハウジングの外部から内部に貫通して前記支持アームに係合可能であり、前記防塵装置として、少なくとも前記駆動ロッドが非磁性体により形成されることを特徴としている。

従って、駆動ロッドを非磁性体とすることで、装置の複雑化や高コスト化を抑制する一方で、簡単な構成で固形物中の磁性体が駆動ロッドに付着することを防止し、駆動ロッドからダンパへの磁性体の付着による作動不良を防止することができる。

本発明の竪型ミルでは、前記粉砕テーブルに対して前記固形物を供給する供給装置が設けられ、前記防塵装置として、前記供給装置と前記粉砕テーブルとの間に磁気発生装置が設けられることを特徴としている。

従って、供給装置により固形物を粉砕テーブルに供給するとき、磁気発生装置は固形物中の磁性体を吸着するため、ダンパへの磁性体の付着を防止してダンパの適正な作動を確保することができる。

本発明の竪型ミルでは、前記防塵装置として、前記粉砕ローラから前記支持アームまでの間にエアを噴射するエアノズルが設けられることを特徴としている。

従って、エアノズルが粉砕ローラから支持アームまでの間にエアを噴射することで、固形物中の磁性体がこの領域に吸着するのを防止することができると共に、粉砕ローラから支持アームまでの間に磁性体が付着しても、この付着した磁性体を除去することができる。

本発明の竪型ミルでは、前記防塵装置として、前記粉砕ローラに付着した磁性体を捕集する集塵装置が設けられることを特徴としている。

従って、粉砕ローラに磁性体が付着しても、集塵装置がこの付着した磁性体を捕集するため、ダンパへの磁性体の付着を防止してダンパの適正な作動を確保することができる。

本発明の竪型ミルでは、前記ダンパは、駆動ロッドが前記ハウジングの外部から内部に貫通して前記支持アームに係合可能であり、前記防塵装置として、前記ハウジングを二重構造としてその間に高圧空気を供給可能とすることを特徴としている。

従って、ハウジングを二重構造としてその間に高圧空気を供給するため、ハウジング内の磁性体が、二重構造となるハウジングの空間部を通ってハウジング外のダンパに付着することがなく、ダンパの適正な作動を確保することができる。

本発明の竪型ミルによれば、粉砕テーブルに対して連れ回り可能な粉砕ローラを設けると共に、磁性流体が充填されたダンパを有して粉砕ローラに対して反力荷重を付与する反力荷重付与装置と、固形物に含まれる磁性体がダンパ側へ侵入するのを防止する防塵装置を設けている。従って、粉砕ローラに対して反力荷重を付与されて固形物を適正に粉砕することができると共に、反力荷重付与装置として磁性流体が充填されたダンパを設けることで、磁性流体に磁場を印加して磁化させるだけで所望の反力荷重を確保することができ、装置の大型化や複雑化を抑制することができる一方で、騒音の発生や耐久性の低下を抑制することができる。また、防塵装置によりダンパへの磁性体の付着が防止され、ダンパの適正な作動を確保して信頼性を向上することができる。

図１は、本発明の実施例１に係る竪型ミルを表す概略構成図である。図２は、実施例１の竪型ミルにおける粉砕ローラの配列を表す平面図である。図３は、実施例１の竪型ミルにおける粉砕ローラの支持構造を表す概略図である。図４は、実施例１の竪型ミルにおける粉砕ローラの押圧装置を表す概略図である。図５は、実施例１の竪型ミルにおける粉砕ローラの反力荷重を設定する処理を表すフローチャートである。図６は、実施例１の竪型ミルにおける支持アームの回転角度に対する粉砕ローラの反力荷重を表すグラフである。図７は、本発明の実施例２に係る竪型ミルを表す概略構成図である。図８は、本発明の実施例３に係る竪型ミルにおける除塵装置を表す概略図である。図９は、本発明の実施例４に係る竪型ミルにおける粉砕ローラの除塵装置を表す概略図である。図１０は、本発明の実施例５に係る竪型ミルにおける除塵装置を表す概略図である。図１１は、本発明の実施例６に係る竪型ミルにおける除塵装置を表す概略図である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る竪型ミルの好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。

図１は、本発明の実施例１に係る竪型ミルを表す概略構成図、図２は、実施例１の竪型ミルにおける粉砕ローラの配列を表す平面図、図３は、実施例１の竪型ミルにおける粉砕ローラの支持構造を表す概略図、図４は、実施例１の竪型ミルにおける粉砕ローラの押圧装置を表す概略図、図５は、実施例１の竪型ミルにおける粉砕ローラの反力荷重を設定する処理を表すフローチャート、図６は、実施例１の竪型ミルにおける支持アームの回転角度に対する粉砕ローラの反力荷重を表すグラフである。

実施例１の竪型ミルは、石炭（原炭）やバイオマスなどの固形物を粉砕するものである。ここで、バイオマスとは、再生可能な生物由来の有機性資源であり、例えば、間伐材、廃材木、流木、草類、廃棄物、汚泥、タイヤ及びこれらを原料としたリサイクル燃料（ペレットやチップ)などであり、ここに提示したものに限定されることはない。

実施例１の竪型ミル１０において、図１及び図２に示すように、ハウジング１１は、竪型の円筒中空形状をなし、天井部１２の中央部に固形物供給管１３が装着されている。この固形物供給管１３は、図示しない固形物供給装置からハウジング１１内に固形物を供給するものであり、ハウジング１１の中心位置に上下方向（鉛直方向）に沿って配置され、下端部が下方まで延設されている。

ハウジング１１は、下部に架台１４が設置され、この架台１４上に粉砕テーブル１５が回転自在に配置されている。この粉砕テーブル１５は、ハウジング１１の中心位置に固形物供給管１３の下端部に対向して配置されている。また、この粉砕テーブル１５は、上下方向（鉛直方向）の軸心により回転自在であると共に、図示しない駆動装置により駆動回転可能となっている。そして、粉砕テーブル１５は、中心部が高く、外側に向けて低くなるような傾斜形状をなし、外周部が上方に湾曲した形状をなしている。

粉砕テーブル１５は、その上方に対向して複数（本実施例では、３個）の粉砕ローラ１６が配置されている。この各粉砕ローラ１６は、粉砕テーブル１５の外周部の上方に、周方向に均等間隔で配置されている。複数（本実施例では、３個）の第１支持軸１７は、ハウジング１１の側壁から中心部側へ下方に傾斜するように配置され、先端部に軸受（図示略）を介して粉砕ローラ１６が回転自在に支持されている。即ち、各粉砕ローラ１６は、粉砕テーブル１５の上方で、上部がハウジング１１の中心部側へ傾斜した状態で、回転自在に支持されることとなる。

複数（本実施例では、３個）の支持アーム１８は、中間部が水平方向に沿った第２支持軸１９によりハウジング１１の側壁に上下に揺動自在に支持されている。そして、各支持アーム１８は、先端部に粉砕ローラ１６が装着された第１支持軸１７の基端部を支持している。即ち、各粉砕ローラ１６は、各支持アーム１８が第２支持軸１９を支点として上下に揺動することで、粉砕テーブル１５の上面に対して接近離反自在に支持されることとなる。そして、各粉砕ローラ１６は、外周面が粉砕テーブル１５の上面に接触した状態でこの粉砕テーブル１５が回転すると、粉砕テーブル１５から回転力を受けて連れ回り可能となっている。

また、各支持アーム１８は、上端部１８ａに対して各粉砕ローラ１６の反力荷重を付与する反力荷重付与装置２０が設けられる一方、下端部１８ｂに対してストッパ２１が設けられている。この反力荷重付与装置２０は、後述するが、支持アーム１８から粉砕ローラ１６に対して、この粉砕ローラ１６が粉砕テーブル１５から離間する方向に対抗する反力荷重を付与するものである。ストッパ２１は、支持アーム１８を介して粉砕ローラ１６が下方に回動できる量を規制するものである。この反力荷重付与装置２０とストッパ２１は、ハウジング１１に設けられている。

各粉砕ローラ１６は、粉砕テーブル１５との間で固形物を粉砕するものであり、粉砕ローラ１６の外周面と粉砕テーブル１５の上面との間に所定隙間を確保すると共に、固形物に対して所定の押圧荷重を作用させる必要がある。そのため、ストッパ２１により支持アーム１８の回動位置（初期位置）を規定することで、粉砕ローラ１６の外周面と粉砕テーブル１５の上面との間に固形物を取り込んで粉砕可能な所定隙間を確保している。また、反力荷重付与装置２０により粉砕ローラ１６が粉砕テーブル１５から離間する方向に対抗する反力荷重を付与することで、粉砕ローラ１６と粉砕テーブル１５との隙間に固形物が入り込んだとき、粉砕ローラ１６の上昇が抑制されて固形物を粉砕している。

即ち、固形物が粉砕テーブル１５の中心部に供給されると、この固形物は遠心力により外周側に移動し、各粉砕ローラ１６と粉砕テーブル１５との隙間に入り込む。ここで、各粉砕ローラ１６は、固形物により上昇しようとするが、反力荷重付与装置２０により反力荷重が付与されているため、上昇せずに固形物に押圧荷重を与える。ここで、粉砕ローラ１６は、粉砕テーブル１５から固形物を介して回転力が伝達されて回転すると共に、固形物に押圧荷重を作用して粉砕することができる。

また、ハウジング１１は、下部に粉砕テーブル１５の外周辺に位置して一次空気が送り込まれる入口ポート２２が設けられている。また、ハウジング１１は、上部に固形物供給管１３の外周辺に位置して粉砕した固形物（以下、粉砕物）を分級するロータリセパレータ（分級装置）２３が設けられると共に、天井部１２に分級した粉砕物を排出する出口ポート２４が設けられている。更に、ハウジング１１は、下部に異物排出管２５が設けられており、この異物排出管２５は、固形物に混在する礫や金属片などの異物（スピレージ）を粉砕テーブル１５の外周部から落下させて排出するものである。

ここで、反力荷重付与装置２０について詳細に説明する。反力荷重付与装置２０は、図３及び図４に示すように、磁性流体が充填されたダンパ３１を有して磁性流体を磁化させることで粉砕ローラ１６に反力荷重を付与するものである。このダンパ３１は、中空形状をなすシリンダ３２と、シリンダ３２内に移動自在なピストン３３と、一端部がピストン３３に固定され、他端部がシリンダ３２から外部に延出するロッド３４とを有し、シリンダ３２内に磁性流体（ＭＲ流体）３５が充填されている。また、ピストン３３に対向するシリンダ３２の外周部に電磁石（コイル）３６が設けられ、この電磁石３６に電源装置３７が接続されている。

従って、電源装置３７により電磁石３６に電流が印加されていないとき、磁性流体３５が無磁化状態にあることから、ピストン３３はほとんど抵抗なく移動することができる。一方、電源装置３７により電磁石３６に電流が印加しているとき、磁性流体３５が磁化状態にあることから、それぞれの粒子間に結合力が発生して粘性が増加し、ピストン３３が移動するときに所定の抵抗力、つまり、反力荷重が作用する。

また、反力荷重付与装置２０は、ダンパ３１と共に、粉砕ローラ１６が粉砕テーブル１５に接近する初期位置に戻す戻し装置として、圧縮コイルスプリング３８を有している。ダンパ３１と圧縮コイルスプリング３８は、並列状態で配置され、ダンパ３１におけるシリンダ３１と圧縮コイルスプリング３８の一端部が中空形状をなすケーシング３９に連結され、このケーシング３９は、ハウジング１１に固定されている。一方、ダンパ３１におけるロッド３４と圧縮コイルスプリング３８の他端部は、連結部材４０に連結され、この連結部材４０の押圧部４１が支持アーム１８の上端部１８ａに当接している。即ち、圧縮コイルスプリング３８は、支持アーム１８を図３にて時計周り方向、つまり、粉砕ローラ１６が粉砕テーブル１５に接近する方向に付勢支持している。

なお、この実施例では、粉砕ローラ１６が粉砕テーブル１５に接近する初期位置に戻す戻し装置として圧縮コイルスプリング３８を設けたが、粉砕ローラ１６は、その自重により初期位置に戻ることが可能であることから、圧縮コイルスプリング３８の付勢力は、作動したダンパ３１を元の位置、つまり、押圧部４１が支持アーム１８の上端部１８ａに当接した位置に戻すことができる大きさであればよい。また、連結部材４０に押圧部４１を設けずに、連結部材４０と支持アーム１８の上端部１８ａを連結すれば、粉砕ローラ１６等の自重により支持アーム１８が初期位置に戻るため、戻し装置（圧縮コイルスプリング３８）を不要とすることも可能である。

また、支持アーム１８と第２支持軸１９との間には、支持アーム１８の回転角度を検出する回転角度センサ（検出器）４２が設けられている。制御装置４３は、回転角度センサ４２の検出値に基づいて反力荷重付与装置２０を制御し、粉砕ローラ１６の反力荷重を調整する。具体的に、制御装置４３は、支持アーム１８における初期位置からの回転角度が増加、つまり、粉砕テーブル１５に対する粉砕ローラ１６が初期位置から上昇すると、粉砕ローラ１６の反力荷重を増加させるようにしている。

即ち、固形物が粉砕ローラ１６と粉砕テーブル１５との隙間に入り込むと、粉砕ローラ１６は、この固形物により上昇し、このとき、固形物が大きいほど粉砕ローラ１６の上昇量が大きい。つまり、粉砕ローラ１６は、固形物が大きいほど、この固形物を粉砕するために大きな押圧荷重が必要となる。そのため、粉砕ローラ１６の上昇量が大きいほど、反力荷重付与装置２０による粉砕ローラ１６の反力荷重を増加させることで、固形物の大きさに拘わらず、この固形物を適正に粉砕することができる。

なお、上述の説明では、検出器として、支持アーム１８の回転角度を検出する回転角度センサ４２を適用したが、これに限定されるものではない。例えば、検出器として、粉砕テーブル１５に対する粉砕ローラ１６の押圧荷重を検出する荷重センサ（ロードセル）を適用してもよい。

また、反力荷重付与装置２０は、磁性流体３５が充填されたダンパ３１であり、電磁石３６により磁性流体３５を磁化して作動するものである。一方、粉砕ローラ１６と粉砕テーブル１５により粉砕する固形物が原炭（石炭）であった場合、鉄粉などの磁性体が含まれている。そのため、ダンパ３１を作動させたとき、ダンパ３１の磁性がハウジング１１内における原炭中の鉄粉などの粉塵（磁性体）に作用し、ダンパ３１に付着してしまう。また、ダンパ３１を作動させたとき、ダンパ３１の磁性が支持アーム１８及び第１支持軸１７を介して粉砕ローラ１６などを磁化させ、原炭中の鉄粉などの粉塵（磁性体）が磁化した粉砕ローラ１６を伝ってダンパ３１に導かれて付着してしまう。このようにダンパ３１に粉塵が付着すると、このダンパ３１は、摺動部やシール部にこの粉塵が入り込み、作動不良を起こしてしまうおそれがある。

そこで、本実施例では、粉砕テーブル１５上に供給される固形物に含まれる粉塵（磁性体）が反力荷重付与装置２０を構成するダンパ３１側へ侵入するのを防止する防塵装置が設けられている。具体的には、この防塵装置として、少なくとも駆動ロッドとしての押圧部４１を非磁性体により形成している。この非磁性体を構成する非磁性部材としては、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）や合成樹脂などを適用している。なお、この駆動ロッドは、ダンパ３１からハウジング１１を貫通して支持アーム１８に係合する部材であり、ここでは、少なくとも押圧部４１である。

なお、防塵装置としては、少なくとも押圧部４１を非磁性部材にすればよいが、望ましくは、ダンパ３１のシリンダ３２やロッド３４、連結部材４０、第１支持軸１７、支持アーム１８、第２支持軸１９などを非磁性部材により形成するとよい。

ここで、上述した実施例１の竪型ミル１０における作動、特に、反力荷重の設定制御について、図１の全体図及び図５のフローチャートに基づいて詳細に説明する。

竪型ミル１０において、図１に示すように、原炭などの固形物が固形物供給管１３からハウジング１１内に供給されると、この固形物は、粉砕テーブル１５上の中心部に供給される。このとき、粉砕テーブル１５は、所定の速度で回転していることから、粉砕テーブル１５上の中心部に供給された固形物は、遠心力により外周に分散するように移動し、粉砕テーブル１５の全面に一定の固形物層が形成される。即ち、固形物が各粉砕ローラ１６と粉砕テーブル１５との間に入り込む。

すると、粉砕テーブル１５の回転力が固形物を介して各粉砕ローラ１６に伝達され、粉砕テーブル１５の回転に伴って粉砕ローラ１６が回転する。このとき、各粉砕ローラ１６は、固形物により上昇しようとするが、反力荷重付与装置２０により反力荷重が付与されているため、上昇動作が抑制されて固形物に押圧荷重を与える。そのため、各粉砕ローラ１６は、粉砕テーブル１５上の固形物を押圧して粉砕することとなる。なお、各粉砕ローラ１６は、粉砕テーブル１５との間に入り込んだ固形物の大きさや硬さにより反力荷重に打ち勝って若干上昇するが、粉砕ローラ１６の自重や圧縮コイルスプリング３８の付勢力により初期位置に戻される。

このような粉砕ローラ１６による固形物の粉砕時に、制御装置４３は、回転位置センサ４２の検出値に基づいて反力荷重付与装置２０を制御し、粉砕ローラ１６の反力荷重を調整している。即ち、図５に示すように、ステップＳ１１にて、回転位置センサ４２は、支持アーム１８の回転角度を検出し、ステップＳ１２にて、制御装置４３は、支持アーム１８の回転角度に基づいて粉砕ローラ１６の反力荷重を設定する。

この場合、制御装置４３は、図６のマップを用いて粉砕ローラ１６の反力荷重を設定する。即ち、図６に示すように、支持アーム１８の回転角度（粉砕ローラ１６の上昇量）θが大きいほど、反力荷重付与装置２０による粉砕ローラ１６の反力荷重Ｆが大きくなるように設定する。このマップにて、支持アーム１８の回転角度θ_１までは、反力荷重Ｆの増加率は小さく、支持アーム１８の回転角度θ_１〜θ_２までは、反力荷重Ｆの増加率を大きく設定している。その後、支持アーム１８の回転角度θ_２〜θ_３までは、反力荷重Ｆの増加率を小さく、支持アーム１８の回転角度θ_３以上は、反力荷重Ｆを一定としている。ここで、粉砕ローラ１６が固形物を粉砕可能な反力荷重Ｆは、反力荷重Ｆ_Ｓであることから、支持アーム１８の回転角度θ_１〜θ_２までの反力荷重Ｆの増加率が大きく設定される。また、粉砕ローラ１６が損傷する可能性がある反力荷重Ｆの上限値は、反力荷重Ｆ_Ｌであることから、支持アーム１８の回転角度θ_２〜θ_３までの反力荷重Ｆの増加率が小さく、支持アーム１８の回転角度θ_３以上の反力荷重Ｆが一定に設定される。

そして、図５に戻り、ステップＳ１２にて、粉砕ローラ１６の反力荷重が設定されたら、ステップＳ１３にて、反力荷重付与装置２０において、電源装置３７による電磁石３６への印加電流を設定する。なお、粉砕ローラ１６の反力荷重に対する電源装置３７による電磁石３６への印加電流は、予め実験等により求めておけばよいものであり、必要に応じてマップ化しておけばよい。そして、ステップＳ１４にて、制御装置４３は、電源装置３７を制御し、電磁石３６に所定の電流を印加することで、磁性流体３５を磁化してダンパ３１を作動させ、粉砕ローラ１６に対して所定の反力荷重を作用させる。

この場合、固形物が各粉砕ローラ１６と粉砕テーブル１５との間に入り込むと、粉砕ローラ１６が上昇するため、粉砕ローラ１６の反力荷重が増加し、固形物に押圧荷重を与えて粉砕する。粉砕ローラ１６が固形物を粉砕すると、粉砕ローラ１６が下降するため、粉砕ローラ１６の反力荷重が減少し、粉砕ローラ１６が自重により初期位置に戻ると共に、支持アーム１８が圧縮コイルスプリング３８の付勢力により初期位置に戻る。この繰り返しにより粉砕ローラ１６が固形物を連続して粉砕することとなる。

このとき、制御装置４３は、電源装置３７により電磁石３６に所定の電流を印加することで磁性流体３５を磁化してダンパ３１を作動させることから、ダンパ３１の磁性がロッド３４、連結部材４０、押圧部４１に伝わり、ハウジング１１中を飛散する固形物中の粉塵（磁性体）を押圧部４１に吸着させるおそれがある。また、押圧部４１の磁性が支持アーム１８、第１支持軸１７、粉砕ローラ１６に伝わって固形物中の粉塵（磁性体）を吸着させるおそれがある。しかし、本実施例にて、少なくとも押圧部４１が非磁性体により形成されている。そのため、ハウジング１１中を飛散する固形物中の粉塵（磁性体）が押圧部４１に伝わることはなく、且つ、この磁性が第１支持軸１７から粉砕ローラ１６に伝わることはない。従って、固形物中の粉塵（磁性体）が押圧部４１に付着することはなく、ダンパ３１への粉塵（磁性体）の付着を防止し、このダンパ３１の作動不良を防止することができる。

その後、粉砕ローラ１６により粉砕された固形物は粉砕物となり、入口ポート２２からハウジング１１内に送り込まれた一次空気により、乾燥されつつ上昇する。この上昇した粉砕物は、ロータリセパレータ２３により分級され、粗粉は落下して再び粉砕テーブル１５上に戻されて再粉砕が行われる。一方、細粒粉は、ロータリセパレータ２３を通過し、気流に乗って出口ポート２４から排出される。また、固形物に混在した礫や金属片などのスピレージは、粉砕テーブル１５の遠心力により外周部から外方に落下し、異物排出管２５により排出される。

このように実施例１の竪型ミルにあっては、ハウジング１１内に鉛直方向に沿う支持軸心により粉砕テーブル１５を駆動回転可能に支持し、この粉砕テーブル１５の上方に第１支持軸１７により粉砕ローラ１６を回転自在に支持し、外周面が粉砕テーブル１５の上面に接触して連れ回り可能とし、第１支持軸１７を支持する支持アーム１８を粉砕ローラ１６が粉砕テーブル１５に対して接近離反自在となるように第２支持軸１９によりハウジング１１に揺動自在に支持し、磁性流体３５が充填されたダンパ３１を有して磁性流体３５を磁化させることで支持アーム１８から粉砕ローラ１６に対して粉砕ローラ１６が粉砕テーブル１５から離間する方向に対抗する反力荷重を付与する反力荷重付与装置２０を設けている。

従って、粉砕ローラ１６と粉砕テーブル１５の間に固形物が入り込んだとき、粉砕テーブル１５の回転力が固形物を介して粉砕ローラ１６に伝達されて連れ回りし、このとき、粉砕ローラ１６が固形物の侵入により上昇しようとするが、反力荷重付与装置２０により粉砕ローラ１６に対して反力荷重が付与されているため、粉砕ローラ１６は固形物に押圧荷重を与えて粉砕することができる。この場合、反力荷重付与装置２０を磁性流体３５が充填されたダンパ３１により構成されることから、磁性流体３５に磁場を印加して磁化させるだけで所望の反力荷重を確保することができ、装置の大型化や複雑化を抑制することができる一方で、騒音の発生や耐久性の低下を抑制することができる。

また、実施例１の竪型ミルでは、粉砕テーブル１５上に供給される固形物に含まれる粉塵（磁性体）が反力荷重付与装置２０のダンパ３１側へ侵入するのを防止する防塵装置として、少なくとも押圧部４１を非磁性体により形成している。

従って、ダンパ３１の磁性が押圧部４１に伝わらないことから、ハウジング１１内における固形物中の粉塵（磁性体）が押圧部４１に付着してダンパ３１まで侵入することはなく、このダンパ３１の作動不良を防止することができる。その結果、装置の複雑化や高コスト化を抑制する一方で、簡単な構成でダンパ３１への固形物中の粉塵（磁性体）の付着が防止され、ダンパ３１の作動不良を防止して適正な作動を確保することで信頼性を向上することができる。なお、押圧部４１だけでなく、ダンパ３１のシリンダ３２、ロッド３４、連結部材４０を非磁性体により形成することで、ダンパ３１への粉塵の侵入を更に効果的に抑制することができる。また、第１支持軸１７、支持アーム１８、第２支持軸１９などを非磁性部材により形成すると、これらへの粉塵の付着が防止され、固着やスティックなどの作動不良も防止することができる。

また、実施例１の竪型ミルでは、粉砕ローラ１６を粉砕テーブル１５に接近する初期位置に戻す戻し装置としての圧縮コイルスプリング３８を設けている。従って、粉砕ローラ１６が固形物により上昇した後、圧縮コイルスプリング３８により初期位置に戻されることから、粉砕ローラ１６は、常時、固形物に押圧荷重を与えて粉砕することができる。

また、実施例１の竪型ミルでは、粉砕テーブル１５に対する粉砕ローラ１６の位置を検出する検出器として、支持アーム１８の回転角度を検出する回転角度検出センサ４２を設け、制御装置４３は、回転角度検出センサ４２の検出値が増加するのに伴って反力荷重付与装置２０による反力荷重を増加させるようにしている。従って、制御装置４３は、粉砕テーブル１５に対して粉砕ローラ１６が上昇したら、粉砕ローラ１６の反力荷重を増加させるため、固形物の大きさや硬さに対して適正な押圧荷重を付与することができる。

図７は、本発明の実施例２に係る竪型ミルを表す概略構成図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

実施例２の竪型ミルにおいて、図７に示すように、ハウジング１１は、天井部１２の中央部に固形物供給管（供給装置）１３が装着されている。粉砕テーブル１５は、ハウジング１１内に設置され、駆動回転可能となっており、上方に固形物供給管１３の下端部が対向して配置されている。この粉砕テーブル１５は、その上方に対向して複数の粉砕ローラ１６が配置されており、この粉砕ローラ１６は、第１支持軸１７により回転自在に支持されている。支持アーム１８は、第２支持軸１９によりハウジング１１に上下に揺動自在に支持され、先端部に粉砕ローラ１６が装着された第１支持軸１７の基端部を支持している。

この支持アーム１８は、上端部１８ａに対して各粉砕ローラ１６の反力荷重を付与する反力荷重付与装置２０が設けられる一方、下端部１８ａに対してストッパ２１が設けられている。この反力荷重付与装置２０は、支持アーム１８から粉砕ローラ１６に対して、この粉砕ローラ１６が粉砕テーブル１５から離間する方向に対抗する反力荷重を付与するものであり、磁性流体が充填されたダンパ３１（図４参照）により構成されている。この反力荷重付与装置２０は、実施例１で説明したように、ダンパ３１に充填された磁性流体を磁化させることで、支持アーム１８等を介して粉砕ローラ１６に反力荷重を付与するものである。即ち、磁性流体３５が磁化すると、それぞれの粒子間に結合力が発生して粘性が増加し、ピストンが移動するときに所定の抵抗力、つまり、粉砕ローラ１６に反力荷重が作用する。

そして、本実施例では、粉砕テーブル１５上に供給される固形物に含まれる粉塵（磁性体）が反力荷重付与装置２０を構成するダンパ３１側へ侵入するのを防止する防塵装置が設けられている。具体的には、この防塵装置として、固形物供給管１３と粉砕テーブル１５との間に磁気発生装置５１が設けられている。具体的に、この磁気発生装置５１は、固形物供給管１３の下端部に固定されており、連結部材５２を介して吸着部材５３が吊り下げ支持されて構成されている。そのため、磁気発生装置５１により連結部材５２を通して吸着部材５３から磁気を発生させると、固形物供給管１３から粉砕テーブル１５に固形物が供給されるとき、この固形物に含まれる磁性体が吸着部材５３に吸着される。

従って、固形物が粉砕テーブル１５上の中心部に供給されると、この固形物は遠心力により外周に分散するように移動し、粉砕ローラ１６と粉砕テーブル１５との間に入り込む。すると、粉砕テーブル１５の回転力が固形物を介して各粉砕ローラ１６に伝達され、粉砕テーブル１５の回転に伴って粉砕ローラ１６が回転する。このとき、各粉砕ローラ１６は、固形物により上昇しようとするが、反力荷重付与装置２０により反力荷重が付与されているため、上昇動作が抑制されて固形物に押圧荷重を与える。そのため、各粉砕ローラ１６は、粉砕テーブル１５上の固形物を押圧して粉砕することとなる。このとき、各粉砕ローラ１６は、粉砕テーブル１５との間に入り込んだ固形物の大きさや硬さにより反力荷重に打ち勝って若干上昇するが、固形物を粉砕すると自重により初期位置に戻り、同時に、支持アーム１８は、アーム部１８ｃの弾性力により初期位置に戻る。

このとき、反力荷重付与装置２０は、磁性流体を磁化してダンパ３１を作動させることから、ダンパ３１の磁性が支持アーム１８、第１支持軸１７、粉砕ローラ１６に伝わって固形物中の磁性体を吸着させるおそれがある。しかし、本実施例にて、固形物供給管１３から粉砕テーブル１５に固形物が供給されるとき、磁気発生装置５１によりこの固形物に含まれる磁性体が吸着部材５３に吸着される。そのため、固形物中の磁性体が粉砕ローラ１６に付着することはなく、このダンパ３１の作動不良を防止することができる。

このように実施例２の竪型ミルにあっては、粉砕テーブル１５に対してその上方に固形物供給管１３を設け、この固形物供給管１３の下部に磁気発生装置５１を設けている。

従って、固形物供給管１３から固形物を粉砕テーブル１５に供給するとき、磁気発生装置５１は固形物中の磁性体を吸着部材５３に吸着するため、ダンパ３１への磁性体の付着を防止してダンパ３１の適正な作動を確保することができる。

図８は、本発明の実施例３に係る竪型ミルにおける除塵装置を表す概略図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

実施例３の竪型ミルにおいて、図８に示すように、ハウジング１１は、中央部に固形物供給管（供給装置）１３が装着されている。粉砕テーブル１５は、ハウジング１１内に設置され、駆動回転可能となっており、上方に固形物供給管１３の下端部が対向して配置されている。この粉砕テーブル１５は、その上方に対向して複数の粉砕ローラ１６が配置されており、この粉砕ローラ１６は、第１支持軸１７により回転自在に支持されている。支持アーム１８は、第２支持軸１９によりハウジング１１に上下に揺動自在に支持され、先端部に粉砕ローラ１６が装着された第１支持軸１７の基端部を支持している。

そして、本実施例では、粉砕テーブル１５上に供給される固形物に含まれる粉塵（磁性体）が反力荷重付与装置２０を構成するダンパ３１側へ侵入するのを防止する防塵装置が設けられている。具体的には、この防塵装置として、粉砕ローラ１６から支持アーム１８までの間にエアを噴射するエアノズル６１，６６が設けられている。第１エアノズル６１は、ハウジング１１に固定され、反力荷重付与装置２０の押圧部４１と支持アーム１８の上端部１８ａとの間にエアを噴射可能となっている。第２エアノズル６６は、固形物供給管１３の下端部に固定され、粉砕ローラ１６の外周面にエアを噴射可能となっている。各エアノズル６１，６６は、ノズル本体６２，６７と、ノズル本体６２，６７に連結されるエアホース６３，６８とを有し、ノズル本体６２，６７がブラケット６４，６９によりハウジング１１または固形物供給管１３に固定されている。

このとき、反力荷重付与装置２０は、磁性流体を磁化してダンパ３１を作動させることから、ダンパ３１の磁性が支持アーム１８、第１支持軸１７、粉砕ローラ１６に伝わって固形物中の磁性体を吸着させるおそれがある。しかし、本実施例にて、各エアノズル６１，６６は、必要に応じて反力荷重付与装置２０の押圧部４１と支持アーム１８の上端部１８ａとの間と、粉砕ローラ１６の外周面にエアを噴射することから、固形物中の磁性体がダンパ３１に付着して作動不良を防止することができる。

この場合、各エアノズル６１，６６は、常時エアを噴射していてもよいし、間欠的にエアを噴射してもよいし、また、所定量の磁性体が付着したらエアを噴射していてもよい。

このように実施例３の竪型ミルにあっては、防塵装置として、反力荷重付与装置２０の押圧部４１と支持アーム１８の上端部１８ａとの間にエアを噴射する第１エアノズル６１と、粉砕ローラ１６の外周面にエアを噴射する第２エアノズル６６を設けている。

従って、各エアノズル６１，６６は、粉砕ローラ１６から支持アーム１８までの間にエアを噴射することで、固形物中の磁性体がこの領域に吸着するのを防止することができ、また、粉砕ローラ１６から支持アーム１８までの間に磁性体が付着しても、この付着した磁性体を除去することができる。

なお、本実施例では、反力荷重付与装置２０の押圧部４１と支持アーム１８の上端部１８ａとの間と、粉砕ローラ１６の外周面にエアを噴射するエアノズル６１，６６を設けたが、この位置に限定されるものではない。例えば、第１支持軸１７、支持アーム１８、第２支持軸１９などにエアを噴射するエアノズルを設けてもよい。

図９は、本発明の実施例４に係る竪型ミルにおける粉砕ローラの除塵装置を表す概略図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

実施例４の竪型ミルにおいて、図９に示すように、粉砕テーブル１５は、その上方に対向して粉砕ローラ１６が配置されており、この粉砕ローラ１６は、第１支持軸１７により回転自在に支持されている。支持アーム５１は、第２支持軸によりハウジングに上下に揺動自在に支持され、先端部に第１支持軸１７の基端部を支持している。

そして、本実施例では、防塵装置として、粉砕ローラ１６に付着した磁性体を捕集する集塵装置７１が設けられている。この集塵装置７１は、集塵機７２とスクレーパ７３とを有し、集塵機７２は移動装置７３により移動可能となっている。そのため、不使用時は、移動装置７４により集塵機７２と共にスクレーパ７３が粉砕ローラ１６の外周面から離間した待機位置に移動する一方、使用時は、移動装置７４により集塵機７２と共にスクレーパ７３が粉砕ローラ１６の外周面に接触した接触位置に移動する。

従って、粉砕テーブル１５に固形物が供給されて粉砕ローラ１６によりこの固形物を粉砕するとき、反力荷重付与装置２０（図３参照）は、磁性流体を磁化してダンパ３１を作動させることから、ダンパ３１の磁性が支持アーム１８、第１支持軸１７、粉砕ローラ１６に伝わって固形物中の磁性体を吸着させるおそれがある。このとき、本実施例にて、集塵装置７１は、必要に応じて粉砕ローラ１６の外周面に付着した磁性体を捕集することから、固形物中の磁性体がダンパ３１に付着して作動不良を防止することができる。

このように実施例４の竪型ミルにあっては、防塵装置として、粉砕ローラ１６に付着した磁性体を捕集する集塵装置７１を設けている。

従って、粉砕ローラ１６に磁性体が付着しても、集塵装置７１がこの付着した磁性体を捕集するため、ダンパ３１への磁性体の付着を防止してダンパ３１の適正な作動を確保することができる。

図１０は、本発明の実施例５に係る竪型ミルにおける除塵装置を表す概略図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

実施例５の竪型ミルにおいて、図１０に示すように、防塵装置として、ハウジング８１を二重構造としてその間に高圧空気を供給可能としている。即ち、ハウジング８１は外側ハウジング８１ａと内側ハウジング８１ｂとから構成されており、外側ハウジング８１ａと内側ハウジング８１ｂとの間には所定幅の空間部が設けられている。外側ハウジング８１ａと内側ハウジング８１ｂは、所定の位置に貫通孔８３ａ，８３ｂが形成され、シール部材としてのＯリング８２ａ，８２ｂが装着されている。この場合、シール部材は、Ｏリング８２ａ，８２ｂに限るものではない。反力荷重付与装置２０は、押圧部としてのロッド（駆動ロッド）２０ａを有しており、先端部が支持アーム１８の上端部に当接している。そして、外側ハウジング８１ａと内側ハウジング８１ｂとの間の空間部に対して高圧空気が供給可能となっている。この高圧空気は、例えば、入口ポート２２（図１参照）からハウジング１１の内部に送り込まれる一次空気を利用してもよいし、別途、高圧空気供給源を設けてもよい。

従って、ハウジング８１は、外側ハウジング８１ａと内側ハウジング８１ｂとから構成され、両者の間の空間部に高圧空気が供給されている。そのため、粉砕テーブル１５に供給される固形物に磁性体が含まれていたり、反力荷重付与装置２０によりロッド２０ａが磁化していたりしたとしても、ハウジング１１の内部の磁性体が、外側ハウジング８１ａと内側ハウジング８１ｂの間に侵入しても、ここを通過する高圧空気により磁性体が吹き飛ばさせることとなり、ロッド２０ａを介して反力荷重付与装置２０のダンパ３１に付着することはない。

このように実施例５の竪型ミルにあっては、防塵装置として、ハウジング８１を外側ハウジング８１ａと内側ハウジング８１ｂとから構成し、両者の間の空間部に高圧空気を供給可能としている。

従って、ハウジング１１を二重構造としてその間の空間部に高圧空気を通過させるため、ハウジング１１の内部の磁性体がこの空間部を通してハウジング８１の外部にあるダンパ３１に付着することがなく、ダンパ３１の適正な作動を確保することができる。

図１１は、本発明の実施例６に係る竪型ミルにおける除塵装置を表す概略図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

実施例６の竪型ミルにおいて、図１１に示すように、防塵装置として、ハウジング８１を二重構造としてその間に高圧空気を供給可能としている。即ち、ハウジング８１は外側ハウジング８１ａと内側ハウジング８１ｂとから構成されており、外側ハウジング８１ａと内側ハウジング８１ｂとの間には所定幅の空間部が設けられている。外側ハウジング８１ａと内側ハウジング８１ｂは、所定の位置に貫通孔８３ａ，８３ｂが形成され、外側ハウジング８１ａの貫通孔８３ａのみにシール部材としてのＯリング８２ａが装着されている。反力荷重付与装置２０は、押圧部としてのロッド２０ａを有しており、先端部が支持アーム１８の上端部に当接している。そして、外側ハウジング８１ａと内側ハウジング８１ｂとの間の空間部に対して高圧空気が供給可能となっている。

従って、ハウジング８１は、外側ハウジング８１ａと内側ハウジング８１ｂとから構成され、両者の間の空間部に高圧空気が供給されていることから、この空間部は、ハウジング８１の内部及び外部に対して圧力が高く維持され、この高圧空気が内側ハウジング８１ｂの貫通孔８３ｂからハウジング８１内に流れている。そのため、粉砕テーブル１５に供給される固形物に磁性体が含まれていたり、反力荷重付与装置２０によりロッド２０ａが磁化していたりしたとしても、ハウジング１１の内部の磁性体が、ロッド２０ａを伝って反力荷重付与装置２０のダンパ３１に付着することはない。

このように実施例６の竪型ミルにあっては、防塵装置として、ハウジング８１を外側ハウジング８１ａと内側ハウジング８１ｂとから構成し、両者の間の空間部に高圧空気を供給可能とし、この高圧空気がハウジング８１内に流れるようにしている。

従って、ハウジング１１を二重構造としてその間の空間部に高圧空気を充填するため、この空間部はハウジング８１の内部及び外部よりも高圧力に維持され、且つ、高圧空気がハウジング８１内に流れることから、ハウジング８１内の磁性体がハウジング８１外のダンパ３１に付着することがなく、ダンパ３１の適正な作動を確保することができる。

なお、上述した各実施例では、１つの粉砕テーブル１５に対して３つの粉砕ローラ１６を設けたが、その数に限定されるものではない。また、粉砕ローラ１６をタイヤ形状としたが、先端部側の径が小さくなるような円錐台形状としてもよく、この形状に限定されるものではない。

１１，８１ハウジング
１３固形物供給管（供給装置）
１５粉砕テーブル
１６粉砕ローラ
１７第１支持軸（防塵装置）
１８支持アーム
１９第２支持軸
２０反力荷重付与装置
２１ストッパ
３８圧縮コイルスプリング（戻し装置）
４２回転角度センサ（検出器）
４３制御装置
５１磁気発生装置（防塵装置）
６１，６６エアノズル（防塵装置）
７１集塵装置（防塵装置）

Claims

中空形状をなすハウジングと、
前記ハウジング内に鉛直方向に沿う支持軸心により駆動回転可能に支持される粉砕テーブルと、
前記粉砕テーブルの上方に配置されて第１支持軸により回転自在に支持されると共に外周面が前記粉砕テーブルの上面に接触して連れ回り可能な粉砕ローラと、
前記第１支持軸を支持すると共に前記粉砕ローラの外周面が前記粉砕テーブルの上面に対して接近離反自在に第２支持軸により前記ハウジングに揺動自在に支持される支持アームと、
磁性流体が充填されたダンパを有して前記磁性流体を磁化させることで前記支持アームから前記粉砕ローラに対して該粉砕ローラが前記粉砕テーブルから離間する方向に対抗する反力荷重を付与する反力荷重付与装置と、
前記粉砕テーブル上に供給される固形物に含まれる磁性体が前記ダンパ側へ侵入するのを防止する防塵装置と、
を備えることを特徴とする竪型ミル。
前記ダンパは、駆動ロッドが前記ハウジングの外部から内部に貫通して前記支持アームに係合可能であり、前記防塵装置として、少なくとも前記駆動ロッドが非磁性体により形成されることを特徴とする請求項１に記載の竪型ミル。
前記粉砕テーブルに対して前記固形物を供給する供給装置が設けられ、前記防塵装置として、前記供給装置と前記粉砕テーブルとの間に磁気発生装置が設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の竪型ミル。
前記防塵装置として、前記粉砕ローラから前記支持アームまでの間にエアを噴射するエアノズルが設けられることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の竪型ミル。
前記防塵装置として、前記粉砕ローラに付着した磁性体を捕集する集塵装置が設けられることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の竪型ミル。
前記ダンパは、駆動ロッドが前記ハウジングの外部から内部に貫通して前記支持アームに係合可能であり、前記防塵装置として、前記ハウジングを二重構造としてその間に高圧空気を供給可能とすることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の竪型ミル。