JP2015120122A - ローラの軸受装置及び竪型ミル - Google Patents

Abstract

【課題】少ないグリースの使用量で、しかも潤滑面へグリースを効率的に供給できるローラの軸受装置及び竪型ミルを提供する。
【解決手段】被粉砕物を粉砕する粉砕ローラ１８を支持する支持軸５１と、該支持軸５１を軸支する軸受５２と、前記支持軸５１と前記軸受５２との隙間Ｓにグリース５３を供給するグリース供給部５４とからなり、前記支持軸５１の外周面又は前記軸受５２の内周面のいずれか一方又は両方に形成されるスパイラル状のグリース供給溝５５が、前記グリース５３の供給側からグリース５３の排出側に向かって、その溝径、溝深さ又は溝断面積の少なくとも一つを、漸次又は段階的に縮小する。
【選択図】図１

Description

本発明は、石炭やバイオマスなどの固形物を粉砕する粉砕ローラに用いるローラの軸受装置及び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、粉砕荷重を付与可能に配設された粉砕ローラで構成されている。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る。粉砕後の微粉炭は、供給空気により乾燥され、分級されて外部に排出される。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

ところで、石炭を粉砕する竪型ミルに用いる粉砕ローラで石炭を微粉砕する場合、微粉砕された粉塵が軸受装置内に侵入することを防止するために、軸受内面又は支持軸外面に溝を形成している。
よって、このような軸受装置では、グリースは本来の潤滑以外に、軸周りの隙間を充填して、粉砕された微粉炭などの粉塵の侵入をシールする効果も要求される。
さらに、実使用に際しては、新規のグリースを追加することで隙間のグリースを置換し、侵入した微粉炭などの異物を外部に排出できることも考慮されている。
ここで、軸受にグリースを供給し、潤滑などを行う場合、グリース供給を均一化するために、グリース供給部から離れたところでもグリースを均一に供給する必要がある。

しかしながら、グリースの単なる供給の場合では、以下の問題がある。
グリース溝を充填する分だけグリースを余分に使用する。
グリース溝部分を通過するグリースは、素通りするだけであり、潤滑に何ら寄与するものでもない。
隙間部分にグリースを強制的に供給することができない。

本発明は、前記問題に鑑み、少ないグリースの使用量で、しかも潤滑面へグリースを効率的に供給できるローラの軸受装置及び竪型ミルを提供することを課題とする。

上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、被粉砕物を粉砕する粉砕ローラを支持する支持軸と、該支持軸を軸支する軸受と、前記支持軸と前記軸受との隙間にグリースを供給するグリース供給部とからなり、前記グリースが供給され、前記支持軸の外周面又は前記軸受の内周面のいずれか一方又は両方に形成されるグリース供給溝が、前記グリースの供給側から離れる側に向かって、その溝幅、溝深さ又は溝断面積の少なくとも一つを、漸次又は段階的に縮小することを特徴とするローラの軸受装置にある。

本発明によれば、グリースの通過距離に応じて溝の断面積が減少することにより、通過できるグリースの量が減少し、潤滑面にグリースが侵入することで、軸受全体にグリースが確実に供給される。

第２の発明は、第１の発明において、前記グリース供給溝の溝径を一定の比率をもって減少させることを特徴とするローラの軸受装置にある。

本発明によれば、グリース供給溝の溝径が減少することにより、通過できるグリースの量が減少し、潤滑面にグリースが侵入することで、軸受全体にグリースが確実に供給される。

第３の発明は、第１の発明において、前記グリース供給溝径又は溝深さ又は溝断面積が所定長さをもって一定であり、段階的に所定長さにおける溝径又は溝深さ又は溝断面積を順次段階的に小さくすることを特徴とするローラの軸受装置にある。

本発明によれば、グリース供給溝を順次段階的に小さくすることで、グリースのはみ出しを増やし、その部分での供給量を増加させることができる。

第４の発明は、第３の発明において、前記グリース供給溝の所定長さのグリース流れ方向の端部側に、テーパ部を有することを特徴とするローラの軸受装置にある。

本発明によれば、テーパ部を設け、グリース溝を絞る部分を滑らかにすることで、グリースの滞留を抑制することができる。

第５の発明は、第１乃至４のいずれか一つの発明において、前記グリース供給溝の一部に絞り部を有することを特徴とするローラの軸受装置にある。

本発明によれば、絞り部を設けることで、狙った位置でグリースの供給量を増加することが可能となる。

第６の発明は、第１乃至５のいずれか一つの発明において、前記グリース供給溝の終端部が内面の途中で途切れることを特徴とするローラの軸受装置にある。

本発明によれば、途中でグリース溝が消失するため、供給したグリースが全て隙間に排出されてムダ無く使用することができる。

第７の発明は、第１乃至６のいずれか一つの発明において、前記グリース供給部が、前記粉砕ローラ側に位置することを特徴とするローラの軸受装置にある。

本発明によれば、粉塵が多い粉砕ローラ側にグリース供給部を設けるので、粉砕物の侵入を確実にシールすることができる。

第８の発明は、中空形状をなすハウジングと、前記ハウジング内の下部に鉛直方向に沿う回転軸心をもって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対向して配置され、第１乃至７のいずれか一つのローラの軸受装置によって回転自在に支持される粉砕ローラと、前記ハウジング内の上部に設けられて粉砕物を分級可能な回転式分級機と、を備えることを特徴とする竪型ミルにある。

本発明によれば、粉砕物の粉塵が多い竪型ミルの粉砕ローラの軸受手段として用いるので、粉砕物の侵入を確実にシールし、安定して長期間に亙って粉砕を行うことができる。

本発明によれば、グリース供給溝を、グリースの供給側からグリースの排出側に向かって、その溝径、溝深さ又は溝断面積の少なくとも一つを、漸次又は段階的に縮小するので、グリースが隙間に侵入し、潤滑面へグリースを効率的に供給できる。
また、従来に比べて溝長さは同じでも、グリース供給容積が小さくなるので、グリースの使用量及び有効活用されない量を減らせる。
グリース供給の圧損を低減することができるため、グリース供給溝の幅を広くした場合でも、軸受隙間に十分な量のグリースを供給することができる。

図１は、実施例１に係るローラの軸受装置の概略図である。 図２は、実施例１に係るグリース供給溝の寸法の変化を示す図である。 図３は、実施例１に係る他のローラの軸受装置の概略図である。 図４は、実施例１に係る他のグリース供給溝の断面積の変化を示す図である。 図５は、実施例２に係るローラの軸受装置の概略図である。 図６は、実施例３に係るローラの軸受装置の概略図である。 図７は、実施例４に係るローラの軸受装置の概略図である。 図８は、実施例５に係るローラの軸受装置の概略図である。 図９は、本発明の実施例に係る竪型ミルを表す概略構成図である。

以下に添付図面を参照して、本発明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、実施例１に係るローラの軸受装置の概略図である。図２は、実施例１に係るグリース供給溝の寸法の変化を示す図である。
先ず、本実施例のローラの軸受装置が適用される竪型ミルの一例を図９に示す。図９は、本発明の実施例に係る竪型ミルを表す概略構成図である。図９に示すように、竪型ミル１０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。

本実施例の竪型ミル１０において、図９に示すように、ハウジング１１は、円筒の中空形状をなし、上部に石炭供給管１２が装着されている。この石炭供給管１２は、図示しない石炭供給装置からハウジング１１内に石炭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、下部に粉砕テーブル１３が配置されている。この粉砕テーブル１３は、ハウジング１１の中心位置に石炭供給管１２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１３は、下部に鉛直方向に沿った回転軸心を有する回転軸１４が連結され、ハウジング１１に回転自在に支持されている。この回転軸１４は、駆動ギアとしてのウォームホイール１５が固結され、ハウジング１１に搭載された駆動モータ（図示略）のウォームギア１６がこのウォームホイール１５に噛み合っている。従って、駆動モータによりウォームギア１６、ウォームホイール１５、回転軸１４を介して粉砕テーブル１３が駆動回転可能となっている。

また、粉砕テーブル１３は、外周側にリング形状をなすテーブルライナ１７が固定されている。このテーブルライナ１７は、表面（上面）が粉砕テーブル１３の外周側に行くほどに高くなる傾斜面となっている。そして、この粉砕テーブル１３（テーブルライナ１７）の上方に対向して複数の粉砕ローラ１８が配置されると共に、各粉砕ローラ１８を駆動回転するローラ駆動装置１９が設けられている。このローラ駆動装置１９は、例えば、モータであって、粉砕ローラ１８に駆動力を付与することができる。

即ち、支持軸５１は、後端部がローラ駆動装置１９に支持され、このローラ駆動装置１９は、ハウジング１１の側壁部に取付軸２２に支持されることで、支持軸５１の先端部が上下方向に揺動可能となっている。この支持軸５１は、先端部が粉砕テーブル１３の回転軸心方向を向き、且つ、下方に傾斜するように配置され、粉砕ローラ１８が装着されている。

また、ローラ駆動装置１９は、上方に延びる上部アーム２４が設けられ、ハウジング１１に固定された押圧装置としての油圧シリンダ２５の押圧ロッド２６の先端部が、この上部アーム２４の先端部に連結されている。ローラ駆動装置１９（支持軸５１）は、下方に延びる下部アーム２７が設けられ、先端部がハウジング１１に固定されたストッパ２８に当接可能となっている。従って、油圧シリンダ２５により押圧ロッド２６を前進させると、上部アーム２４を押圧し、ローラ駆動装置１９及び支持軸５１を取付軸２２を支点として図１にて時計回り方向に回動することができる。このとき、下部アーム２７がストッパ２８に当接することで、ローラ駆動装置１９及び支持軸５１の回動位置が規定される。

つまり、粉砕ローラ１８は、粉砕テーブル１３（テーブルライナ１７）との間で石炭を粉砕するものであり、粉砕ローラ１８の表面と粉砕テーブル１３（テーブルライナ１７）の表面との間に所定隙間を確保する必要がある。そのため、油圧シリンダ２５により支持軸５１が所定の回動位置に規定されることで、粉砕ローラ１８の表面と粉砕テーブル１３の表面との間に、石炭を取り込んで粉砕可能な所定隙間が確保される。

この場合、粉砕テーブル１３が回転すると、この粉砕テーブル１３上に供給された石炭は、その遠心力により外周側に移動され、粉砕ローラ１８と粉砕テーブル１３との間に入り込む。粉砕ローラ１８は、粉砕テーブル１３側に押圧されているため、粉砕テーブル１３の回転力が石炭を介して伝達され、粉砕ローラ１８は、この粉砕テーブル１３の回転に連動して回転することができる。

なお、本実施例にて、粉砕ローラ１８を先端部側の径が小さくなるような円錐台形状とし、粉砕ローラ１８の表面を平坦として構成したが、この形状に限定されるものではない。例えば、粉砕ローラ１８をタイヤ形状としたりしてもよい。また、本実施例にて、粉砕ローラ１８は、複数（３個）設けられ、粉砕テーブル１３の回転方向に沿って等間隔に配置されている。この場合、粉砕ローラ１８の数や配置は、粉砕テーブル１３、粉砕ローラ１８などの大きさなどに応じて適宜設定すればよいものである。

また、ハウジング１１は、下部に粉砕テーブル１３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３１が設けられている。また、ハウジング１１は、上部に石炭供給管１２の外周辺に位置して粉砕した石炭（微粉炭）を排出する出口ポート３２が設けられている。そして、ハウジング１１は、この出口ポート３２の下方にて、微粉炭を分級する回転式分級機としてのロータリセパレータ３３が設けられている。このロータリセパレータ３３は、石炭供給管１２の外周部に設けられ、駆動装置３４により駆動回転可能となっている。また、ハウジング１１は、下部に異物排出管３５が設けられている。この異物排出管３５は、石炭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１３の外周部から落下させて排出するものである。

ここで、本実施例のローラの軸受装置５０Ａは、ローラ駆動装置１９内に設けられ、支持軸を軸支するようにしている。以下、本実施例のローラ軸受装置５０Ａについて、詳細に説明する。

図１に示すように、実施例１に係るローラの軸受装置５０Ａは、被粉砕物を粉砕する粉砕ローラ１８を支持する支持軸５１と、該支持軸５１を軸支する軸受５２と、グリース５３が供給され、支持軸５１の外周面（又は前記軸受５２の内周面）にスパイラル状に形成されるグリース供給溝５５が、グリース５３の供給側から離れる側に向かって、その溝幅、溝深さ又は溝断面積の少なくとも一つを、漸次又は段階的に縮小するものである。

本実施例では、グリース供給溝５５の溝幅をグリース５３の供給側から離れる側に向かって、図２に示すように漸次縮小するようにしている。
実施例１の他の実施例に係るローラ軸受装置５０Ｂでは、グリース供給溝５５のグリース供給部５４を、グリース供給側（粉砕ローラ１８側）の起点として、溝の形成長さ（距離）方向に徐々にその溝幅の寸法を縮小するものである。

これにより、グリース５３の通過するグリース供給溝５５の断面積を、グリース供給部５４からの距離に応じて徐々に減少させる構造とするので、通過できるグリース５３の量が減少し、染み出たグリース５３は隙間Ｓの潤滑面に侵入することで軸受全体にグリースが確実に供給される。これにより、粉砕ローラでの粉砕物のシール性の向上を図ることができる。

よって、溝の容積が減少するため、グリースの使用量が減少する。さらに、従来のように、単に素通りするだけで潤滑に寄与しないグリースの量も減少する。

ここで、本実施例では、グリース供給溝５５を軸受５２の内周面に形成しているが、支持軸５１側の外周面のいずれか一方又は両方に設ける場合でも適用することができる。

ここで、グリース供給溝５５の断面積を減少させる構造としては、溝幅、溝深さを減少するものが適用される。
また、溝の幅と深さを同時に変化させる場合、両者を同じ比率で変化させる場合と、異なる比率で変化させるようにしてもよい。

また、溝の断面形状が、例えば半円形又は半楕円形の場合は、溝径を減少させることも可能である。

ここで、溝の断面積が半円形または半楕円形の場合、溝径を単に一定の比率で減少させると断面積は径の２乗で減少するため、グリース供給部付近に多くのグリースが排出されてグリース排出側において、新規のグリースの供給量が減少することとなり、シール性が低下する。

よって、グリースを均一に供給するために、面積が一定の比率で減少することが望ましいため、半径を減少させる場合は、グリース供給溝の「断面積Ｌ」を、下記「数１」の関数に従い、減少させるようにして、グリース供給溝５５の断面積を一定の比率で減少させることで、各場所に一定量のグリースを所定量安定して供給することができる。すなわち、図４に示すように、グリース供給部５４側では断面積の減少比率は小さいものの、グリース排出側にいくにつれてその減少比率を大きくすることで、各場所に一定量のグリースを確実に供給することとなる。

本実施例によれば、グリース供給溝５５を、グリース５３のグリース供給部５４側からグリースの排出側に向かって、その溝径、溝深さ又は溝断面積の少なくとも一つを、漸次又は段階的に縮小するので、グリースが隙間に侵入し、潤滑面へグリースを効率的に供給できる。

また、従来に比べて溝長さは同じでも、グリース供給容積が小さくなるので、グリースの使用量及び有効活用されない量を減らせる。

さらに、グリース供給の圧損を低減することができるため、グリース供給溝の幅を広くした場合でも、軸受隙間に十分な量のグリースを供給することができる。

なお、本実施例では、軸受５２に支持軸５１を挿入しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばスリーブを支持軸５１に締まりばめ、ブッシュを軸受５２にすきまばめしてそれぞれ嵌め込み、ブッシュの内側又はスリーブの外側にグリース供給溝を形成するようにしてもよい。

また、取付軸２２がミル内部から外部側に貫通する配置とするような場合には、粉砕ローラ１８の主軸の軸受５２と同様のグリース供給溝を形成するようにしてもよい。

次に、実施例２に係るローラ軸受装置について説明する。
図５は、実施例２に係るローラの軸受装置の概略図である。なお、実施例１に係るローラ軸受装置の構成と重複する部材には同一符号を付してその説明は省略する。
本実施例に係るローラの軸受装置５０Ｃでは、図５に示すように、グリース供給溝５５の溝幅を所定の距離は一定として、本実施例では３段階に、溝径を一定の比率をもって減少させるようにしている。

グリース５３を多めに供給する必要があるところでは、断面積の減少率を大きくすることでグリース供給量を増加することができる。
軸受端部では、端面からのグリースの侵入で一定量の供給があるが、グリース５３が途切れ始める当たりでグリース供給溝５５の幅を絞ってグリース５３を滲みだし５７、放出するようにして、シール性を向上することができる。特に、粉砕ローラ１８側では、粉砕物の侵入をシールする必要性から、グリース５３の滲みだしによるシール効果が向上することとなる。

本実施例によれば、グリース供給溝５５を順次段階的に小さくすることで、グリースのはみ出しを増やし、その部分での供給量を増加させることができる。

次に、実施例３に係るローラ軸受装置について説明する。
図６は、実施例３に係るローラの軸受装置の概略図である。なお、実施例１に係るローラ軸受装置の構成と重複する部材には同一符号を付してその説明は省略する。
本実施例に係るローラの軸受装置５０Ｄでは、図６に示すように、グリース供給溝５５の所定長さのグリース流れ方向の端部側に、テーパ部５８を有するようにしている。

本実施例では、実施例２のように、グリース供給溝５５が段階的に急に減少することを防止するために、段階的に減少する最初の部分において、テーパ部５８を設けている。このテーパ部５８を設け、滑らかにすることで角の部分でのグリース５３の滞留を抑制することができる。

グリース５３は、せん断（ずり）がかからない部分の粘度が増加するため、一度滞留すると、時間の経過とともにますます流れにくくなる。この結果、滞留したグリースは固着したりしてトラブルの原因となるので、これを解消するために、テーパ部５８を設け、グリース供給溝５５の幅を滑らかに絞ることでグリースの滞留を防止することができる。

次に、実施例４に係るローラ軸受装置について説明する。
図７は、実施例４に係るローラの軸受装置の概略図である。なお、実施例１に係るローラ軸受装置の構成と重複する部材には同一符号を付してその説明は省略する。
本実施例に係るローラ軸受装置５０Ｅでは、図７に示すように、グリース供給溝５５の一部に絞り部５９を有するものである。

グリース供給溝５５の一部において、絞り部５９を形成することで狙った位置でグリース５３の供給量を増加することが可能となる。
溝を形成した後の後加工において、別に作成した絞り部５９の治具を嵌めこんで、接着又は溶接などで固定することも可能であり、肉盛加工なども適用できるので、製作が容易である。なお、既存のグリース供給溝に後加工で設置することもできる。

これにより、グリース５３を多めに供給する必要があるところに絞り部５９を設けて、断面積の減少率を大きくすることでグリース供給量を増加することができる。
また、軸受端部では、端面からのグリースの侵入で一定量の供給があるため、グリースが途切れ始める当たりでグリース溝を絞ってグリースを放出するようにしてもよい。

本実施例によれば、絞り部を設けることで、狙った位置でグリースの供給量を増加することが可能となる。

次に、実施例５に係るローラ軸受装置について説明する。
図８は、実施例５に係るローラの軸受装置の概略図である。なお、実施例１に係るローラ軸受装置の構成と重複する部材には同一符号を付してその説明は省略する。
本実施例に係るローラの軸受装置５０Ｆでは、実施例１のローラ軸受装置において、グリース供給溝５５の終端部が内面の途中で消滅部６０となり、途切れるようにしている。

グリース供給溝５５の断面積が０になるまで減少し、途中で消滅されることにより、その時点でグリース５３は全て隙間Ｓに排出され、潤滑に使い切ることが可能である。

本実施例によれば、最終的にグリース５３をグリース供給溝５５から全て排出できるため、ムダ無く使用することができる。

よって、本実施例に係るローラ軸受装置を用いるローラ駆動装置１９を適用した竪型ミル１０とすることで、例えば粉砕物の粉塵が多い粉砕ローラの軸受手段として用いるので、粉砕物の侵入を確実にシールし、安定して長期間に亙って粉砕を行うことができる。

１０ 竪型ミル
５０Ａ〜５０Ｆ ローラの軸受装置
５１ 支持軸
５２ 軸受
５３ グリース
５４ グリース供給部
５５ グリース供給溝
Ｓ 隙間

Claims (8)

1. 被粉砕物を粉砕する粉砕ローラを支持する支持軸と、該支持軸を軸支する軸受と、前記支持軸と前記軸受との隙間にグリースを供給するグリース供給部とからなり、
   前記グリースが供給され、前記支持軸の外周面又は前記軸受の内周面のいずれか一方又は両方に形成されるグリース供給溝が、前記グリースの供給側から離れる側に向かって、その溝幅、溝深さ又は溝断面積の少なくとも一つを、漸次又は段階的に縮小することを特徴とするローラの軸受装置。
2. 請求項１において、
   前記グリース供給溝の溝径を一定の比率をもって減少させることを特徴とするローラの軸受装置。
3. 請求項１において、
   前記グリース供給溝径又は溝深さ又は溝断面積が所定長さをもって一定であり、段階的に所定長さにおける溝径又は溝深さ又は溝断面積を順次段階的に小さくすることを特徴とするローラの軸受装置。
4. 請求項３において、
   前記グリース供給溝の所定長さのグリース流れ方向の端部側に、テーパ部を有することを特徴とするローラの軸受装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一つにおいて、
   前記グリース供給溝の一部に絞り部を有することを特徴とするローラの軸受装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか一つにおいて、
   前記グリース供給溝の終端部が内面の途中で途切れることを特徴とするローラの軸受装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一つにおいて、
   前記グリース供給部が、前記粉砕ローラ側に位置することを特徴とするローラの軸受装置。
8. 中空形状をなすハウジングと、
   前記ハウジング内の下部に鉛直方向に沿う回転軸心をもって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対向して配置され、請求項１乃至７のいずれか一つのローラの軸受装置によって回転自在に支持される粉砕ローラと、
   前記ハウジング内の上部に設けられて粉砕物を分級可能な回転式分級機と、
   を備えることを特徴とする竪型ミル。

Images