JP2685820B2 - ローラ式粉砕装置 - Google Patents

ローラ式粉砕装置

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JP2685820B2 JP63173725A JP17372588A JP2685820B2 JP 2685820 B2 JP2685820 B2 JP 2685820B2 JP 63173725 A JP63173725 A JP 63173725A JP 17372588 A JP17372588 A JP 17372588A JP 2685820 B2 JP2685820 B2 JP 2685820B2
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一教 佐藤
信康 廻
一紀 正路
浩明 金本
善典 田岡
忠 長谷川
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バブコツク日立株式会社
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、粉砕テーブルと、その粉砕テーブルの上に
配置されて粉砕テーブルの回転に従動して回転する粉砕
ローラとを有するローラ式粉砕装置関する。
〔従来の技術〕
例えば石炭燃焼用のボイラにおいても窒素酸化物(NO
x)や未燃分の排出低減を行う低公害燃焼や、電力需要
の急速な変化に対応する急速深変動運用(ボイラに対す
る給炭量の変化で対応)が実施され、これに伴いボイラ
に石炭(微粉炭)に供給する微粉炭機(ミル)の性能も
より一層の向上が要求されている。
石炭やセメント原料若しくは新素材原料等の塊状物を
細かく粉砕する粉砕機には何種かの形式があるが、粉砕
テーブルと複数の粉砕ローラを備えた竪型ミルが用いら
れている。この形式のミルは基本性能が良く、今後火力
発電所ボイラの給炭機としては代表機種となるものと思
われる。
この形式のミルの作動状態、粉砕対象を石炭として説
明すると、給炭管を兼ねる回転分級機のシャフトを落下
した石炭は粉砕部に至り、低速で回転する円盤状の粉砕
テーブルと、この粉砕テーブルの粉砕レース面に接触す
る粉砕ローラの相対的な回転により粉砕される。ミルケ
ーシングの底部には熱風が導入され、この熱風がエアス
ロートを介して粉砕部に吹き上げている。粉砕後の粉粒
体はこの熱風により乾燥されながらミルケーシング内を
上昇する。
ミルケーシング上部へ気流輸送された粉粒体は分級機
により分級され、所定の粒径のものは気流と共にバーナ
等の所定の機器に供給され、所定以上の粒径のものは再
度粉砕部に落下して粉砕される。
この形式の竪型ミルにおける粉砕機構をより詳細に考
察してみると、テーブル上の粉砕レース面とローラとの
間に挟まれた対象物に対して加わった圧力による圧壊作
用により粉砕・微粉化されるものと考えられる。このよ
うな粉砕条件を最良の状態にするために、今までのブル
上の粉砕レース面形状と、これに対応するローラ粉砕面
形状に工夫をしたものが何種も提案されているが、一長
一短があり、問題の根本的な解決とはなっていないのが
実情である。
〔発明が解決しようとする課題〕
粉砕ローラと粉砕レースとの間では粉砕原料の(a)
噛み込み、(b)圧縮粉砕、(c)剪断による微粉砕、
(d)微粉の排出という運動が周期的に、即ち(a)→
(b)→(c)→(d)→(a)・・・・・という順序
で繰り返される。
第7図は、従来の粉砕ローラと粉砕レースとの関係を
示す。従来の構成では、粉砕ローラ100の粉砕面の曲率
と粉砕レース104の曲率とを等しく形成してある。な
お、符号103は粉砕テーブル、105は熱風を供給するエア
スロート、106は熱風、107はミル下部ケーシング、108
はミル上部ケーシング、109は粉砕テーブル軸を示す。
第8図および第9図は、第7図に示す粉砕ローラと粉
砕レースによる粉砕の状態を模式的に示したものであ
る。第8図は粉砕原料の噛み込み時を、第9図は微粉砕
時の状態を各々示す。
先ず噛み込み時は前記(a)→(b)の運動を行い、
微粉砕時には(c)→(d)の運動を行う。従来のよう
に粉砕ローラの曲率と粉砕レースの曲率とが同じである
と、粉砕ローラの粉砕面と粉砕レースの粉砕面との間に
生じる隙間が少なく、この結果粗粒子mを噛み込むと粉
砕ローラ100が持ち上がってしまう。このようになる
と、圧縮力により粗粉砕された粗粒子はさらに微粒子に
粉砕される前に遠心力により粉砕部の外側に排出されて
しまう。
また第9図のように持ち上がらない状態であっては、
粗粒子を粉砕面に入れることが逆に困難となり、剪断力
によって噛み込まれない粗粒子は長時間粉砕されない状
態となつてしまう。結局、粉砕ローラと粉砕レースとの
曲率がほぼ等しい装置では、粉砕効率を更に向上させる
ことは困難である。
本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消
し、粉砕効率が高く、しかも粉砕ローラの局部的な磨耗
が低減できるローラ式粉砕装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
前記目的を達成するため、本発明は、 粉砕テーブルと、その粉砕テーブルの上に配置されて
粉砕テーブルの回転に従動して回転する粉砕ローラとを
有するローラ式粉砕装置を対象とするものである。
そして前記粉砕ローラの外周に設けられる粉砕面が径
方向外側に突出した凸曲面からなり、 粉砕ローラの厚さ方向を等間隔に2分する位置にある
中心線Xより粉砕テーブルの回転中心側にシフトした位
置にその粉砕ローラの最大径部があり、その最大径部を
通る前記中心線Xと平行な基準線Yを設定して、前記粉
砕面の半径の起点がそのが基準線Y上にあり、かつ、外
側粉砕面の半径roを内側粉砕面の半径riより大きくして
(ri<ro)、前記外側粉砕面と内側粉砕面が最大径部で
接合していることを特徴とするものである。
〔作用〕
本発明は前述のように、粉砕ローラの厚さ方向を等間
隔に2分する位置にある中心線Xより粉砕テーブルの回
転中心側にシフトした位置に基準線Yを設定して、粉砕
ローラの外側粉砕面の半径roを内側粉砕面の半径riより
大きくすることにより(ri<ro)、微粉砕生成部である
外側粉砕面を実質的に広く形成することができ、そのた
め高い粉砕効率が得られる。
また、最大径部より外側の粉砕面を広く確保すること
により、粉砕ローラは外側に滑りにくくなり、そのため
に自励振動や粉砕動力の異常上昇が生じ難くなる。
さらに、外側粉砕面を広く形成することにより、局部
的に深く掘り下げられるような磨耗変形が低減できる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を第1図ないしい第3図を参考
にして具体的に説明する。まず第2図を用いて粉砕ロー
ラと粉砕テーブルとから成る粉砕部の構成を説明する。
粉砕ローラ4はその外周面が径方向外側に向いて突出し
た凸曲面となり、粉砕ローラ4の厚さ方向を等間隔に2
分する位置にある中心線Xより粉砕テーブル3の回転中
心側(内側)にシフトした位置にその粉砕ローラ4の最
大径部4aが設けられ、その最大径部4aを通る中心線Xと
平行な基準線Yを設定する。
そして粉砕ローラ4の内側粉砕面の半径を半径ri,外
側粉砕面の半径をroとしたとき、このは径ri,roの起点
が基準線Y上にあって、外側粉砕面の半径半径roを内側
粉砕面の半径riより大きくして(ri<ro)、内側粉砕面
と外側粉砕面が前記最大径部4aにおいて滑らかに接合し
ている。従って粉砕ローラ4の厚さ方向において締める
曲面のうち、外側粉砕面の方が広く形成される。
粉砕レース5側も同様に、基準線Y上が起点となる内
側レース面の半径Riと外側レース面の半径Roを、Ri<Ro
となるように設定して、内側レース面と外側レース面と
を滑らかに接合している。そして前記半径riと半径Ri
半径roと半径Roは、次のような関係になっている。
ri≦Ri、ro≦Ro 次に第1図により、前述の粉砕部を有するローラミル
の作動状態について説明する。粉砕原料1は原料供給管
2を通過して原料供給管2を通過してミル中心軸の上方
から粉砕部へ供給される。粉砕原料1は、ミル中心軸を
中心として回転する粉砕テーブル3の上面円周方向に形
成された粉砕レース5上で上述の粉砕ローラ4によって
粉砕される。
粉砕ローラ4はローラシャフト6とブラケット8とに
よって保持され、粉砕テーブル3の回転運動により粉砕
レース5上を相対的に転動すると共に、回転軸7を中心
として回転する。ブラケット8と加圧リングとの間に
は、粉砕ローラ4に対して首振り運動をさせるためのロ
ーラ調心ピン9が挿入してある。粉砕ローラ4の加圧
は、油圧アーム12と油圧シリンダ13とにより行われる。
粉砕ローラ4によって粉砕された粉粒体は粉砕テーブ
ル3の外周部に形成されたエアスロート16から噴出上昇
する熱風15によってミルケーシング17の上方へと搬送さ
れる。
吹き上げられた粉粒体のうち粗大な粒子は、ミルケー
シング17の上方部に位置する回転分級機まで至らず自重
により落下し、再粉砕される。一方、重力に抗して燃風
15の上昇流により上昇した粒子群のうち、所定の粒径よ
りも小さな粒径の微粉は回転分級機を貫通してミル上方
に輸送され、分配管19を経て製品微粉20として装置外へ
排出され、所定の機器に供給される。また所定の粒径よ
り大きな粗い粒子は、回転分級機の遠心作用により粉砕
テーブル2上に落下して再粉砕される。
第3図は、粉砕過程を模式的に示したものである。同
図(A)は粉砕原料の噛み込み時の状態を、同図(B)
は微粉砕/排出時の状態を各々示している。
噛み込み時には粉砕ローラの内側の半径が小さいロー
ラ粉砕面と、それと対応する粉砕レース面の隙間に粉砕
原料mが噛み込まれる。一方、粉砕ローラ外側の半径が
大きい粉砕面では、同時に剪断による微粉砕Pが行われ
る。
次に同図(B)に示す排出時には、粉砕ローラ外側の
粉砕面で粉砕の終了した粉砕が系外に排出される。また
この際に噛み込んだ粉砕原料が粉砕面において圧縮破壊
P2される。
本発明の粉砕装置では、従来の粉砕装置に比較して粉
砕ローラの上下振動など粉砕に寄与しない無駄な動きが
なく、噛み込み、圧縮粉砕から剪断粉砕に至るまでの粉
砕プロセスが非常に効率よく行われる。
第4図は、本発明の粉砕装置と従来の粉砕装置の給炭
量100kg/hでの粉砕性能を比較したものである。実験結
果を荷重Mに対する製品微粉粒度(200メッシュパス
量、%)の変化でまとめてある。両方の装置とも荷重M
の増加と共に粒度は向上するが、同一荷重Mで比較した
場合、本発明の粉砕装置の方が粒度が相当高いことが分
かる。
第5図は、製品微粉粒度(200メッシュパス量、%)
を給炭負荷量に対する変化としてまとめたものである。
同一の給炭負荷量に対して比較すれば、本発明の粉砕装
置の方が製品微粉粒度が少なくとも10%以上高く、粉砕
能力が優れていることがわかる。
第6図は、粉砕原料を石炭として、製品微粉炭の燃料
試験を行った結果を示す。本発明の粉砕装置と従来の粉
砕装置により各々製造された微粉炭の燃焼時の炉出口O2
濃度に対する灰中未燃分の変化を比較したものである。
同一のO2濃度で比較すれば、本発明の粉砕装置を使用し
た方が灰中未燃分が少なく、燃焼が促進されていること
が分かる。すなわち本発明の粉砕装置による製品微粉譚
は微粉粒度が細かいため、着火、保炎が良好であり、炉
内での微粉炭の所謂燃え切りが良くなっているためであ
る。
〔効果〕
本発明は前述のように、粉砕ローラの厚さ方向を等間
隔に2分する位置にある中心線Xより粉砕テーブルの回
転中心側にシフトした位置に基準線Yを設定して、粉砕
ローラの外側粉砕面の半径roを内側粉砕面の半径riより
大きくすることにより(ri<ro)、微粉砕生成部である
外側微粉砕面を実質的に広く形成することができ、その
ため高い粉砕効率が得られる。
また、最大径部より外側の粉砕面を広く確保すること
により、粉砕ローラは外側に滑りにくくなり、そのため
に自励振動や粉砕動力の異常上昇が生じ難くなる。
さらに、外側粉砕面を広く形成することにより、局部
的に深く掘り下げられるような磨耗変形が低減できるな
どの特長を有している。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す竪型ローラ式粉砕装置の
概略構成図、第2図はその粉砕装置における粉砕ローラ
と粉砕テーブルの拡大説明図、第3図(A)は粉砕原料
の噛み込み時の粉砕ローラと粉砕レースとの関係を示す
模式図、同図(B)は微粉排出時の粉砕ローラと粉砕レ
ースとの関係を示す模式図、第4図は粉砕ローラに対す
る荷重と製品微粉粒度との関係を示す特性図、第5図は
給炭荷重量と製品微粉粒度との関係を示す特性図、第6
図は炉出力O2濃度と灰中未燃分との関係を示す特製図、
第7図は従来のローラ式粉砕装置の粉砕ローラと粉砕レ
ースとの関係を示す断面図、第8図はそのローラ式粉砕
装置における噛み込み時の粉砕ローラと粉砕レースとの
関係を示す模式図、第9図はそのローラ式粉砕装置にお
ける微粉排出時の粉砕ローラと粉砕とのレース関係を示
す模式図である。 1……粉砕原料、3……粉砕テーブル、4……粉砕ロー
ラ、4a……最大径部、5……粉砕レース、X……中心
線、Y……基準線、ri……粉砕ローラの内側粉砕面の半
径,ro……粉砕ローラの外側粉砕面の半径、Ri……粉砕
レースの内側粉砕レース面の半径,Ro……粉砕レースの
外側粉砕レース面の半径。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金本 浩明 広島県呉市宝町6番9号 バブコツク日 立株式会社呉工場内 (72)発明者 田岡 善典 広島県呉市宝町6番9号 バブコツク日 立株式会社呉工場内 (72)発明者 長谷川 忠 広島県呉市宝町6番9号 バブコツク日 立株式会社呉工場内 (56)参考文献 特開 昭58−109146(JP,A) 特開 昭60−193553(JP,A) 特開 昭62−269764(JP,A) 特開 昭61−74654(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】粉砕テーブルと、その粉砕テーブルの上に
    配置されて粉砕テーブルの回転に従動して回転する粉砕
    ローラとを有するローラ式粉砕装置において、 前記粉砕ローラの外周に設けられる粉砕面が径方向外側
    に突出した凸曲面からなり、 粉砕ローラの厚さ方向を等間隔に2分する位置にある中
    心線Xより粉砕テーブルの回転中心側にシフトした位置
    にその粉砕ローラの最大径部があり、その最大径部を通
    る前記中心線Xと平行な基準線Yを設定して、前記粉砕
    面の半径の起点がそのが基準線Y上にあり、かつ、外側
    粉砕面の半径roを内側粉砕面の半径riより大きくして
    (ri<ro)、前記外側粉砕面と内側粉砕面が前記最大径
    部で接合していることを特徴とするローラ式粉砕装置。
  2. 【請求項2】粉砕テーブルの粉砕レース面が、前記粉砕
    ローラの外側粉砕面と対向する外側粉砕ケース面と、粉
    砕ローラの内側粉砕面と対向する内側粉砕ケース面とを
    有し、 前記外側粉砕レース面の半径Roを内側粉砕レース面の半
    径Riより大きくして(Ri<Ro)、外側粉砕レース面と内
    側粉砕レース面が接合していることを特徴とする特許請
    求の範囲第(1)項記載のローラ式粉砕装置。
JP63173725A 1988-07-14 1988-07-14 ローラ式粉砕装置 Expired - Lifetime JP2685820B2 (ja)

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