JP2928567B2 - 竪形ミル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は竪形ミルに係り、特に回転テーブルの外側面
に改良された回転スロートベーンを取付けた竪形ミルに
関する。

〔従来の技術〕

新鋭の石炭焚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、これにとも
ない微粉砕機（ミル）も高性能が要求されるようになっ
た。

石炭、セメント原料あるいは新素材原料などの塊状物
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粉砕ローラを備えた竪形のローラミ
ルが用いられ、最近では代表機種のひとつとしての地位
を確かなものにしつつある。

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板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を備
えている。テーブルの中心部へシュート（供給管）より
供給される被粉砕物は、テーブルの回転による遠心力に
よってテーブル上をうず巻状の軌跡を描いて外周部へ移
動し、テーブルの上面外周部に設けられたリング溝状粉
砕レース面と粉砕ローラの間にかみ込まれて粉砕され
る。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、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。エアスロートはケーシング内
壁上に傾斜した状態で固設された多数枚の羽根（ベー
ン）で構成されており、上記熱風はこれらベーンを通っ
てケーシング内を旋回しながら上昇する。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サイクロンセパレー
タあるいは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。分級機を
貫通しなかった所定粒径より大きな粗粒は、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ともに再
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。

〔発明が解決しようとする課題〕

第７図の従来技術あるいは第８図に示したような先行
技術のように、ベーンをミルハウジングの内壁に固定
し、スロートをテーブルと独立して、つまり、切り離し
て固定したいわゆる固定スロートと比較して、第９図な
いし第10図のように案内羽根903をテーブル902の外周に
装着するかあるいは一体構造のまま回転するようにした
回転スロートでは、ベーンの間へ輸送用空気を迎え入れ
やすく、またスロートの上部にとどこおる粒子群が効率
よくミル上方部へと輸送される。

このように有効な回転スロートも、工夫によってはさ
らに効果的になる。例えば、従来の方式よりも高い圧力
を付与するローラミルでは、ローラの下で粉層がより強
く圧縮されて多くの微粉が生成する。これらの微粉の中
には、ローラ等の機械的手段ではこれ以上の粉砕（Size
Reduction）が臨めないほど細かいものがある。これ
らは速やかにミル上方へ搬送されるべきものであるが、
粉砕部の状態や粒子の比重等の条件によっては、回転ス
ロートでも輸送能力が十分でない場合がある。回転スロ
ートでは、ミル内（少なくとも粉砕部）を旋回するよう
に気流が吹き込まれるが、ローラのまわりで旋回力が消
滅してしまう可能性もある。この場合は、かなり細かな
粒子が粉砕されずに粉砕部のまわりに過度に滞留するよ
うになる。粉砕部における粒子の無駄な滞留は、粉砕部
における圧力損失を増大させるし、粉砕動力の増加とな
って粉砕効率を低下させる可能性もある。

本発明の目的は上記従来技術および先行技術の問題点
を解決し、粉砕された微粒子を速やかに粉砕部からミル
上方へと搬送し、ミル内の圧力損失を低減するとともに
粉砕効率の高い竪形ミルを提供することにある。

〔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
軸まわりを回転する回転テーブルと、この回転テーブル
上の外周部に挿着され上面に環状溝よりなる粉砕レース
を刻設した粉砕リングと、粉砕レース上を加圧状態で転
動する粉砕ローラと、回転テーブルの外側面に回転スロ
ートベーンを周方向に所定間隔で複数枚設けた竪形ミル
において、上記回転スロートベーンの上端部を、前記ミ
ル垂直軸に面する内側から前記ミルハウジング内壁面に
面する外側にわたって前記粉砕レースの外側上端よりも
高く延設した竪形ミルにより、および回転スロートベー
ンの上端部を、ミル垂直軸に面する内側から前記ミルハ
ウジング内壁面に面する外側にわたって粉砕レースの外
側上端よりも高く延設した上記竪形ミルにおいて、前記
回転スロートベーンのミル垂直軸に面する内側端部を前
記回転テーブルの外周端をこえて前記垂直軸側に延設し
た竪形ミルにより達成される。

〔作用〕

スロートベーンの上端を粉砕リング端よりも上方へ延
設すること、また該延設したスロートベーンの内側端を
さらにミル中心軸側へ延設することにより、粉砕ローラ
まわりのスロート上部により強い気流の旋回力が加わる
ことになり、その空気力学的作用によって、粉粒体を速
やかにより高い効率でミル上方へ輸送することが可能と
なる。これにより粉砕部まわり、つまり回転スロート上
部における圧力損失が低減し、粉砕部における無駄な圧
縮作用が回避され、粉砕効率も向上する。

粉砕レース上における粒子滞留時間の増大をねらった
深溝レースと、本発明になる回転スロートベーンを組み
合わせると、それぞれ両者に対応する粉砕レース上にお
ける微粉生成の促進と、ローラまわりの圧力損失低減と
いう２つの効果が相乗的に作用するようになる。

以上の効果は、ミルの粉砕能力が高かったりあるいは
かなり粉砕性がよく微粉をかなり多く生成しやすい原料
を対象とした場合に特に顕著に発揮されるものである。

〔実施例〕

第１図は、本発明になる竪形ローラミルの全体構成を
ミル中心軸を通る縦方向断面図として示すものである。
第２−１図と第２−２図は、それぞれ本発明の主要部分
である気流輸送部（回転スロートベーン部）を回転テー
ブルの外側からおよび粉砕ローラの上方からみた部分構
造図である。

被粉砕原料１は、ミル中心軸上上方に設けられた原料
供給管（センターシュート）２から供給されて、ミル下
方の水平面上を低速で回転する回転テーブル３上へ落下
する。この回転テーブル３上の被粉砕原料１には遠心力
が作用し、回転テーブル３の外周側にはめ込まれ、その
上に断面が略円弧状になるごとく粉砕レース５が刻設さ
れた粉砕リング４上へと落下する。粉砕レース５の上で
は粉砕ローラ８が圧加状態で摩擦力を駆動力として協調
回転しており、被粉砕原料１はこの粉砕ローラ８と粉砕
レース５の間で圧縮粉砕されて微粉となる。生成した微
粉は、回転テーブル３の外側にある気流輸送部へと遠心
力により搬送される。

生成した微粉を乾燥し、ミル上方へ輸送するための熱
風21は、回転テーブル３の外側に、回転テーブル３の円
周方向に沿って等間隔に複数配設された回転スロートベ
ーン19相互の間をぬって旋回成分が与えられた状態でミ
ル内へ吹き込まれる。本ミルの気流吹き込みスロート
は、第７図に示した固定スロートとは異なり、ベーン19
が回転テーブル３に固定されているため回転テーブル３
とともに回転する。第２−１図に示すように、回転スロ
ートベーン19は、回転テーブル３に対して所定の角度だ
け傾斜した状態で固定されている。熱風21は、回転する
回転スロートベーン19相互の間に迎え込まれるように入
り、ミル内へ吹き込まれる。回転スロートベーン19は、
その上方部が、粉砕リング４の外側上端よりも高く、ま
た粉砕リング４の外側端よりも内側へ、つまり回転ロー
ラ８側の粉砕レース５上へ突き出すように延設されてい
る。この構造は、第９図に示す先行技術になる回転スロ
ートの案内羽根903（その上端がテーブル902のへりにほ
ぼ一致している）とは異なる本発明の特徴である。回転
スロートベーン19の外側上端部には、ミルハウジング22
との隙間から気流のリークを防止するための回転スロー
トシールプレート20との接触あるいは衝突を防ぐ目的で
わずかな切り欠きが刻設されている。回転スロートベー
ン19の上方への延接部長さLe₁は、粉砕ローラ８の径D_R
の1/8程度であり、また回転スロートベーン19の全長
（第１図におけるベーンの高さ方向）に対しては約1/4
である。また粉砕ローラ８側へつき出る延設部の長さLe
₂は粉砕ローラ８の幅D_Wのおよそ1/6である。これらの仕
様は、基礎実験により確認した。回転スロートベーン19
の枚数は、実用的には24〜72枚の範囲が好ましい。この
ように上方を延設させた回転スロートベーン19は、粉砕
ローラ８の外側に過度に滞留する粒子層を速やかに搬送
することを意図したものであり、その機能と効果につい
ては後述する。

回転スロートから吹き込まれた熱風21によってミル上
方へ搬送された粉粒体のうち、かなり粗いものは重力に
より落下し（１次分級）粉砕部で再粉砕される。この１
次分級部を貫通した粒子群のうち、かなり細かいもの
は、回転分級機（２次分級部）の羽根間を通り製品微粉
排出ダクト27からミル外へ排出され、ボイラの場合は微
粉炭バーナあるいは微粉貯蔵ビンへと搬送される。この
２次分級部において、粉粒体のうち比較的粗いものは回
転分級機の遠心力によって、ミルハウジング22の壁側へ
押しやられ、重力によって落下し粉砕部で再粉砕され
る。

第11図は、本発明の他の実施例を示す要部拡大図であ
り、この竪形ミルは、ここまで述べた本発明と基本的に
は同じ考え方による回転スロートベーンを利用したもの
である。このミルは、吹き込まれた熱風が速やかにミル
の上方へ向うように、回転スロートベーン1101の先端
を、ミルの上方へ曲折させたものである。

固定スロートあるいは回転スロートに限らず、ベーン
は、高濃度のしかもそれぞれが吹き込まれる気流の作用
によって揺動している粒子層に常時さらされるために一
定期間の使用後には損耗する。したがって、交換が可能
で、しかも運転中に落下しないような堅固な構造である
ことが望ましい。第12図は、回転スロートベーン19の固
定方法を示したものである。回転テーブル３に刻設され
たスロートベーン挿着用切り欠き溝ｅ内に、回転スロー
トベーン19のつけ根部であるベーンの平板部ｃと落下防
止のための固定部ｄを上から差し込み、上方から押え板
ｈで固定して、上方への飛び出しを防止し、スプリング
ワッシャｉとボルトｊにより固着する。

第13図は、粉砕レース1305上における粒子の滞留時間
を増やして粉砕性能を向上させ、また粉砕レース1305上
における粉層を厚くしミル振動を抑止して広域負荷運用
を可能にするための深溝レース1305を搭載したミルに、
本発明になる先端を延設した回転スロートベーン1310を
適用したものである。深溝レースであるために、粉砕部
における粒子の滞留量はいきおい増加する。したがっ
て、ほぼこれ以上の粉砕（Size Reduction）が不可能
となった細かな粒子はすみやかにミル上方へと輸送して
やる必要がある。このような目的に対しても、本発明に
なる回転スロートベーン1310は微粉体の気流輸送促進の
機能として有効と考えられる。

第３図と第４図に、本発明になる回転スロートベーン
における機能を模式図として示す。第３図と第４図にお
いて（Ｉ）と示したように、ベーン19が粉砕リング４の
上端よりも高い位置まで延設されているために、粉砕リ
ング４の上方もしくは粉砕ローラ８の回転軸10に近いあ
たりまでに、回転スロートベーン19の間を通る気流速度
が保持される。したがって、無対策の場合粉砕リング４
の上方において輸送されずに滞留していた粒子群は、ミ
ルの上方へと速やかに搬送されるようになる。また第３
図に（II）として示したように、回転スロートベーン19
の上部内端は粉砕ローラ８側へ延設されており、丁度粉
砕ローラ８の外側で、粉砕ローラ８によって生成した微
粉粒群に撹拌作用が生じるようになる。このように、生
成した微粉が、粉砕ローラ８の後方（スロート側）や回
転スロートベーン19の上方で滞留することがなくなる。
以上のような作用によって、ローラミルの粉砕部あるい
は気流輸送部における粒子の無駄な滞留が回避できるよ
うになるため、結果的にミルの圧力損失が低減する。ま
た、粉砕レース５上における粒子量が減少するため、粉
砕動力（同一容量で同一粒度の製品微粉を作り出すのに
必要な）が減少し、粉砕効率が向上する。

第５図は、ミルへの給炭量に対する圧力損失の特性を
まとめたものであり、本発明を実施したミル、従来式回
転スロートを備えるミルないし固定式スロートを用いる
ミルの特性を比較したものである。この結果の縦軸およ
び横軸は、各測定結果が、それぞれ従来式回転スロート
を用いるミル（第９図）における標準条件値で割られ、
無次元化されて表現されている。いずれのミルでも、給
炭量が増えれば、ミル内の保有炭量（石炭のホールドア
ップ）が増加して圧力損失がほぼ比例的な関係で上昇す
るが、同一の給炭量で比較すれば、回転スロートを搭載
した２つのミルが固定式スロートを用いるミルよりも圧
力損失が低い。回転スロートを備えるミル同士を比べれ
ば、従来式の回転スロートよりも本発明になる回転スロ
ートを用いるミルの方が、さらに圧力損失が低減する。
これは前述したように、本発明になる回転スロートベー
ンを用いることによって、粉砕部における粒子の無駄な
浮遊がかなり払拭されたためであると考えられる。

同様の効果は、第６図に示すように、粉砕動力の低減
となってあらわれる。この結果も、第５図と同様の方法
により無次元化して表されている。圧力損失ほどの差は
ないものの、本発明になるベーンを用いる回転スロート
を設けたミルの粉砕動力が他のミルよりも低くなってい
ることがわかる。この結果も、前述したように、粉砕部
における粒子の過剰滞留が防止されて、結果的に過粉砕
を回避できたことを要因があると考えられる。製品微粉
粒度が同等の場合、粉砕動力の低減は粉砕効率の向上、
言い換えれば動力原単位の低減となる。

以上のように、本発明を具体化することは、ミルの気
流輸送ないし粉砕という２つの機能に対して、それらの
効率を向上させることになる。

本発明になる気流輸送装置（回転スロートベーン）を
採用するミルは、ここまで例として取り上げ実施例を示
した微粉炭ボイラ用やあるいは他の固定燃料焚きボイラ
用など圧力損失低減要求の強いミルに限らず、セメント
仕上げ用ミル、銑鋼スラグあるいは非鉄精錬スラグ用ミ
ルもしくは高炉吹き込み用微粉炭ミルにもほぼ直接適用
することができる。特にセメントの分野では、最近にな
り、特に厳しい品質管理と省エネルギ操業を推進中のた
め、本発明になる気流輸送装置を搭載するミルはとりわ
け有効と考えられる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、竪形ミルの粉砕部において、粉砕に
寄与しない過度に滞留する粒子量が減少するため、ミル
内の圧力損失が低減する。また、粉砕部において余分な
粒子の滞留量が低減する結果、粉砕効率が向上する。こ
れにより製品微粉の粒度が向上し、また、粉砕動力が軽
減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す竪形ミルの中心軸縦断
面図、第２−１図および第２−２図は本発明である竪形
ミルの主要部である回転スロートベーンの取付状況を示
す図、第３図と第４図は回転スロートベーンの機能を示
す模式図、第５図と第６図は本発明ミルと従来ミルとの
性能試験結果の比較を示す図、第７図〜第10図は従来技
術の説明図、第11図は本発明の他の実施例における回転
スロートベーンを示す図、第12図は本発明における回転
スロートベーンの取付状況説明図、第13図は深溝レース
を有するミルに本発明を適用した場合の粉砕状況模式図
である。 １……被粉砕原料、２……原料供給管、３……回転テー
ブル、４……粉砕リング、５……粉砕レース、６……回
転テーブル駆動シャフト、７……ミル垂直軸（回転テー
ブル回転軸）、８……粉砕ローラ、12……粉砕ローラシ
ャフト、13……ローラブラケット、14……ローラピボッ
ト、15……下部加圧フレーム、16……加圧用スプリン
グ、17……上部加圧フレーム、19……回転スロートベー
ン、20……回転スロートシールプレート、21……熱風、
22……ミルハウジング。

───────────────────────────────────────────────────── 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 バブコック日 立株式会社呉工場内 (72)発明者 田岡 善憲 広島県呉市宝町６番９号 バブコック日 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 バブコック日 立株式会社呉工場内 (56)参考文献 実開 昭62−144548（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B02C 15/04 B02C 15/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ミルハウジング内下方でミルの垂直軸まわ
   りを回転する回転テーブルと、この回転テーブル上の外
   周部に挿着され上面に環状溝よりなる粉砕レースを刻設
   した粉砕リングと、前記粉砕レース上を加圧状態で転動
   する粉砕ローラと、前記回転テーブルの外周面に所定間
   隔で複数枚設けられた回転スロートベーンを有する竪形
   ミルにおいて、上記回転スロートベーンの上端部を、前
   記ミル垂直軸に面する内側から前記ミルハウジング内壁
   面に面する外側にわたって前記粉砕レースの外側上端よ
   りも高く延設したことを特徴とする竪形ミル。
2. 【請求項２】請求項（１）において、前記回転スロート
   ベーンの前記ミル垂直軸に面する内側端部を前記回転テ
   ーブルの外周端をこえて前記垂直軸側に延設したことを
   特徴とする竪形ミル。