JP3655347B2 - ローラミル - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、石炭等の固体燃料や石灰石等の固体原料を微粉砕するローラミルに係わり、主として自励振動の発生を抑制し、広域負荷・多炭種運用を達成することのできるローラミルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
火力発電用や一般産業用の微粉炭焚きボイラでは、低公害燃焼（低ＮＯｘ、灰中未燃分低減）や広域負荷操業が実施され、それに伴い微粉炭機（ミル）も高い性能が要求されている。
【０００３】
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ミルの一つのタイプとして、回転するテーブルと複数個のタイヤ形ローラの連動作用で微粉砕を行う竪型のローラミルが広く用いられるようになり、大型の新鋭火力発電プラント等で常用されている。
【０００４】
この種のミルは、竪型の円筒形状をしたハウジング（ケーシング）の下部にあって電動機で駆動され、減速機を介して低速回転する略円板型の回転テーブルと、その回転テーブルの外周部の上面において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圧加されて回転する複数個のタイヤ形をした粉砕ローラを備えている。
【０００５】
回転テーブルの中心へ原料供給管（シュート）から供給された粉砕原料は、回転するテーブル上において遠心力によりテーブルの外周へ移動し、テーブルの粉砕レース面と粉砕ローラの間にかみ込まれて、粉砕ローラにより圧縮粉砕される。
【０００６】
ミルハウジングの下部には、ダクトを通して２００〜３００℃の熱風が導かれており、この熱風がテーブルとハウジングの間にあるエアスロートを通り、ミル内の粉砕部へ吹き上げられている。
【０００７】
粉砕された後の粉粒体は、エアスロートから吹き上げる熱風によってハウジング内を上昇する過程で乾燥される。ハウジングの上方へ輸送された粉粒体のうち粗いものは重力により落下し（１次分級）、粉砕部で粉砕ローラにより再粉砕される。この１次分級部を貫通してさらに上方へ輸送されたやや細かな粉粒体は、ハウジングの上部に設けたサイクロンセパレータ（固定式）あるいはロータリーセパレータ（回転分級機）で再び遠心分級される（２次分級）。所定の粒径より小さな微粉は気流により搬送され、ボイラでは微粉炭バーナへ、あるいは鉄鋼プロセスの高炉吹き込み用では微粉貯蔵ビンへと送られる。
【０００８】
分級機を通過しなかった所定粒径以上の粗粉は、結果的に回転テーブル上へ重力により落下し、ミル内へ供給されたばかりの原料あるいは１次分級された粗粒とともに再び粉砕される。以上のような動作により、ミル内では粉砕が繰り返され、所定の粒度を満足する微粉が生成されていく。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ローラミルを低負荷で運用する場合や停止運用をする場合、問題となるのはミルの振動である。この振動現象は、炭層とローラのすべりに起因する一種の摩擦振動であり、振動のタイプとしては自励振動の一種である。普通の石炭では、図１４に示すように、低負荷運用時（ミル内における石炭ホールドアップの少ない条件）にこの振動が激しくなることが多いが、石炭種によってはかなりの高負荷時にも発生することがある。
【００１０】
図１２は、従来式ローラミルにおける粉砕ローラの支持構造を示す断面図で、図１３のＡ−Ａ方向から見た断面図、図１３は図１２のＢ−Ｂ方向から見た平面図である。
【００１１】
このタイプのローラミルでは、ローラブラケット１２０４を介して、ローラピボット１２０６を支軸として、粉砕ローラ１２０１が首振り可能なように支持される。この首振り機能は大変に重要であり、粉砕ローラ１２０１が鉄片等粉砕されにくい異物をかみ込んだ場合、粉砕ローラ１２０１は首を振ることによって衝撃を回避することができる。また粉砕ローラ１２０１や粉砕レース１２１１が磨耗変形したときには、適切な押圧位置（粉砕ローラ１２０１と粉砕レース１２１１との位置関係）を自動調心的に見つけ出す作用も、この首振り機能にはある。 なお、図中の１２０２はローラシャフト、１２０３はローラ回転軸、１２０５はピボットブロック、１２０７は加圧フレーム、１２０８は粉砕荷重、１２０９は回転テーブル、１２１０はテーブルリング、１２１２は圧縮粉層、１２１３はテーブル回転軸、１２１４は原料粉層、１２１５はピボット軸心である。図１３では原料粉層の表示を省略している。
【００１２】
一般に、高負荷粉砕時には、粉砕ローラ１２０１はほとんど振り子運動をすることがない。上記したように、ミルの起動時あるいは負荷上昇時などにおいて粉砕ローラ１２０１が原料を活発にかみ込む場合には、粉砕ローラ１２０１は首を振るものの、この振り子動作は自励振動の発生には直結しない。
【００１３】
一方、粉砕ローラ１２０１が激しく自励振動する場合には、図１５に示すように、粉砕ローラ１５０１は３個とも略同時に外側へ横ずれし（β）、次いで図１６のように上下振動する（γ）。３個の粉砕ローラ１５０１は、同期して（同位相で）一緒に上下振動する。ある一つの粉砕ローラ１５０１が横ずれ状の首振り運動（β）を起こし、粉砕ローラ１５０１の上下振動（γ）が生じると、この動きは３個の粉砕ローラ１５０１を上方から加圧支持する一体型加圧フレーム（図１２の加圧フレーム１２０７）あるいはテーブルやその上の粉層を伝わって他の粉砕ローラへ瞬時に伝播する。これが粉砕ローラの自励振動である。
【００１４】
なお、図１５、図１６において、１５０２はローラピボット、１５０３は回転テーブル、１５０４は粉砕リング、１５０５は粉砕レース、１５０６はテーブル回転軸、１５０７は原料粉層、１５０８は圧縮粉層、１５０９はローラ回転軸、１５１０は鉛直軸、１５１１は断面中心軸である。
【００１５】
図１３に示すように、従来のローラ支持方法では、ローラブラケット１２０４へ粉砕荷重を伝達する支持点であるローラピボット１２０６において、その対を結ぶピボット軸芯１２１５が、ローラ回転軸１２０３に対して直角（９０°）になるように構成されていた。この構造によれば、自励振動発生の切っ掛けとなる粉砕ローラの振り子状の横ずれ動作〔図１５の（β）〕が起きやすい。
【００１６】
以上から、ミルの振動を、粉砕部のハードウェアの工夫によって抑止しようとするには、３個の粉砕ローラが同期して動くこと、すなわちこの挙動の切っ掛けとなる粉砕ローラの振り子状動作を起こさないようにすることが肝要であることが判る。
【００１７】
本発明の目的は、以上のような考え方に基づき、粉砕ローラの横ずれ状の振り子動作を防ぎ、振動を起こすことなく広域負荷あるいは多種原料での運用を可能にするローラミルを提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記した問題点を解決するために、本発明は、外周に刻設された断面が円弧型をした溝部を有し、電動機で駆動されて回転する円形の回転テーブルと、粉砕荷重が加えられる加圧フレームと、その加圧フレームの下部にローラピボットを支軸として振り子運動が可能なように支持されて、前記回転テーブルの溝部に押圧された状態で回転する複数個のタイヤ形をした粉砕ローラとを備え、前記加圧フレームにより複数個の粉砕ローラを上方から加圧し、前記回転テーブルと複数個の粉砕ローラとの連動作用により粉砕原料を微粉砕するローラミルにおいて、次のような手段を採用する。
【００１９】
粉砕ローラのシャフトを粉砕ローラの背後から支持する構造のローラブラケットにおいて、ローラ軸芯に対し対称に設けられていて、荷重伝達点であると同時に粉砕ローラの振り子動作の支軸となるローラピボットの設置構成を、以下のように変更する。
【００２０】
粉砕ローラの回転方向先端が内側、すなわち回転テーブルの中心軸側を向く如くに粉砕ローラの回転軸芯を回転テーブルの法線に対して傾斜させるようにローラピボット対を設置する。
【００２１】
しかも、この角度θｔを、
０．６°≦θｔ≦２．４° （１）
さらに、望ましくは、
１．２°≦θｔ≦１．８ （２）
の範囲に設定する。
【００２２】
また、ローラピボット対は、粉砕ローラの回転軸芯に直角な１本の直線上で、かつ回転軸芯に対しては対称に配置する。ローラピボットは、単純な円柱体かこれに類似する形状のものであるが、具体的にはこのローラピボットを挿入するピボットブロックと呼ばれる部材を、上記したような構造になるように、ローラブラケットの上部および加圧フレームの下部に配置する。
【００２３】
【作用】
上記したような手段により、粉砕ローラの回転方向先端を内側へ傾斜させることにより、自励振動発生の切っ掛けとなる粉砕ローラの横ずれ状の振り子動作（図１５参照）が抑制され、自励振動が起きにくくなる。
【００２４】
また、粉砕ローラの傾斜角度を最適な範囲とするために、粉砕ローラの回転方向先端における原料のかみ込みが良好であり、しかも粉砕ローラの回転に過大な負荷が加わらないので、粉砕動力も上昇することがない。つまり、粉砕能力（微粉生成性能）が確保され、粉砕効率（微粉生成能力と粉砕動力の比）の低下を招くことがなくなる。
【００２５】
例えば、傾斜角度θｔが前記（１），（２）式で示した範囲よりも小さ過ぎると、振動抑止効果が乏しい。
【００２６】
一方、（１），（２）式で示した条件よりも傾斜角度θｔを大きくし過ぎると、かみ込み部において、粉砕ローラと粉砕レースとで挟まれるスペースが縮小し、粉砕ローラのかみ込み性能が低下する。また、θｔが過大ならば、空回転時に（粉砕ローラと粉砕レースがメタルタッチする）、粉砕ローラが粉砕レースの側面に乗り上げると滑り落ちて、粉砕レースの中央に衝撃的に落下する、といった特異な挙動が時折あらわれる。
【００２７】
このケースでは、粉砕ローラの振動に合わせて、衝突音を発生し、周辺機器に衝撃力が及ぶので問題である。さらに、定常で安定に粉砕操業できる条件でも、粉砕ローラと粉砕レースが内側（回転テーブル側）で接触するために、偏磨耗が生じる可能性もある。
【００２８】
従って、傾斜角度θｔの最適化を図れば、以上のような問題が生じるおそれがなく、粉砕能力や粉砕効率が十分に確保された状態において、自励振動の抑止が達成されることになる。
【００２９】
本発明に係る方法は、特殊な部材を新たに設置したりすることがないので、信頼性も高く、ミルの構造健全性を何等損なうことはない。さらに、一切の外部動力を使用しないために、運用コスト上も有利といえる。また、構造上シンプルであるので、つまりピボットブロックの設置位置変更のみであるので、製作コストも低く抑えることが可能である。傾斜角度θｔが適正であるので、円柱体のローラピボットやこれを挿入するピボットブロック等の部材において、極端な変形を伴う偏磨耗や割れ（亀裂）等の損傷が生じることがない。
【００３０】
【実施例】
図１は、本発明の実施例に係るローラ回転支持構造を具体化したローラミルの構造を、ミル全体の中心軸を通る縦方向断面図である。
【００３１】
このローラミルの粉砕部は、大まかに、主要素である粉砕ローラ４と回転テーブル３により構成されている。本発明の特徴は、これら主要素のうち、粉砕ローラ４の回転支持構造にあるので、まず初めにこれについて説明する。
【００３２】
図２は、粉砕部の上方からの視図として、粉砕ローラの支持構造を示したものである。
【００３３】
粉砕ローラ２０１は、ローラブラケット２０２の上方の両肩部に左右対称に設けたローラピボット２０４を介して、加圧フレーム２０６によって支持されている。
【００３４】
加圧フレーム２０６には、油圧による粉砕荷重（図１の粉砕荷重１１）が加えられており、ローラピボット２０４が粉砕荷重の伝達点になっている。このローラピボット２０４は、粉砕ローラ２０１が振り子運動をする際の支軸にもなり、大変重要な役割を担っている。
【００３５】
従来技術では、このローラピボット２０４が、回転テーブルの法線２０９に対して直角な直線２１０上にくるように設置していた。本発明においては、両ローラピボット２０４を結ぶピボット軸芯２０８を、従来式の軸芯２１０に対して、角度θｔだけ傾斜させる。傾斜の方向は、粉砕ローラ２０１の回転方向先端部２０１′が内側、すなわち回転テーブル２０３の回転中心２１１を向くようにする。
【００３６】
このように、粉砕ローラ２０１を支持した状態では、粉砕ローラ２０１の回転軸２０７が回転テーブル２０３の法線２０９に対して、やはり角度θｔだけ傾斜することになる。ローラピボット２０４は、ピボットブロック２０５に挿入され、１本の直線であるピボット軸芯２０８上に、ローラ回転軸２０７を挟んで左右対称に配設される。
【００３７】
図３では、本発明のように粉砕ローラの回転軸を傾斜させる方法が発明される切っ掛けとなったローラの動きを示し、本発明の原理を説明する。
【００３８】
加圧フレーム（図１の加圧フレーム１０、図２の加圧フレーム２０６）が傾いて、粉砕レース３０２と粉砕ローラ３０１の接触点が０→０′へと変化したと仮定する。０′は回転テーブル３１０や粉砕ローラ３０１の回転にとっては「上流側」に相当する。
【００３９】
このような動きは、ローラミルにおいて実際に発生し、自励振動発生の切っ掛け（図１５参照）になっている。
【００４０】
さて、このように接触点０がテーブルの回転方向に対してずれたり、もしくは図１５のように、横ずれするように外側へ振り子動作を起こす瞬間には、図３上で太線の矢印で示すような速度成分が発生する。
【００４１】
横すべり方向の速度成分３０４と、転がり方向の成分３０５を合成すると、外側（回転テーブル３１０の外側、すなわちミルハウジング側）へ向くように粉砕ローラ３０１が回転テーブル３１０から受ける速度ベクトル３０６が生じる。
【００４２】
この合成速度ベクトル３０６は、転がり方向の成分３０５に対して、角度θｔだけ傾くことになる。
【００４３】
この合成速度ベクトル３０６の成分が、自励振動を起こすように作用するので、外側へ向く角度θｔだけをキャンセルするために、予め内側へ向けておくのが本発明の骨子である。
【００４４】
図３において、粉砕ローラ３０１の位置は、回転方向先端３０１′が角度−θｔだけ外側（ミルハウジング側）を向くようになっている。従って、このような位置にくることがないように、粉砕ローラ３０１と粉砕レース３０２との接触点０を、０′とは逆の方向へ予めずらしておくのが、図２に示したローラ支持法である。
【００４５】
なお、図中の３０３は接触点、３０７はローラ回転軸、３０８はテーブル回転軸である。
【００４６】
図４に示すように、粉砕ローラ４０１の回転方向先端４０１′を内側（テーブル回転軸４０５の方向）へ傾けると、原料かみ込み部４０４のスペースが狭くなる。従って、この傾き角度も適正な条件に設定しなければ、粉砕性能にも影響が生じる。
【００４７】
一方、駆動源である回転テーブル４０２に対し、粉砕ローラ４０１が傾いて回転することになるので、回転負荷が増大する可能性もある。従って、傾斜角度θｔの適正化が重要であり、この設定法が本発明のポイントである。本発明では、この傾斜角度θｔを、
０．６°≦θｔ≦２．４° （１）′〔（１）式と同じ〕
の範囲内から設定する。より望ましくは、
１．２°≦θｔ≦１．８ （２）′〔（２）式と同じ〕
の条件より選定すればよい。
【００４８】
この適正化条件は、後述するように実験により確認され、（１）′式あるいは（２）′式を満足すれば、粉砕動力を上昇させず、また微粉粒度を低下させず、粉砕効率を一定に確保したまま自励振動を抑止できる。
【００４９】
順序が逆になったが、本発明の実施例に係るローラ回転支持を採用したローラミルの全体構成を図１とともに説明する。
【００５０】
原料１は、ミル上部の中心軸上にある原料供給管（センタシュート）２から供給され、ミルの下部で回転する回転テーブル３上に落下する。回転テーブル３上の原料には遠心力が働き、回転テーブル３の外周にある粉砕リング１２上に供給されて、この粉砕リング１２の上面に刻設され、断面が略円弧型をした粉砕レース１３の上で、粉砕ローラ４により圧縮粉砕される。
【００５１】
前述したように、この実施例のローラミルでは、粉砕ローラ４の回転方向先端を、内側（回転テーブル３の中心軸側）方向へ、適正な角度θｔだけ傾けている。
【００５２】
この粉砕部において粉砕されて生成した粉体は、スロートベーン１７の間を貫通して、ミル内へ吹き込まれる熱風１６により乾燥されながら、ミルの上方へ輸送される。
【００５３】
粗い粒子は重力により回転テーブル３上に落下し（１次分級）、粉砕部で再粉砕される。この１次分級部を通過した粒子群は、回転分級機１９により遠心分級される（２次分級）。比較的粗い粒子は、回転分級機１９の羽根の間を通過し、製品微粉として微粉ダクト２２から排出される。石炭の場合は、微粉炭バーナへ直接送られるか（熱風１６が燃焼用１次空気となる）もしくは貯蔵ビンへ回収される。
【００５４】
図中の５はローラブラケット、６はローラシャフト、７はローラ回転軸、８はピボットボックス、９はローラピボット、１１は粉砕荷重、１４は原料粉層、１５は圧縮粉層、１８はテーブル回転軸、２０はミルハウジング、２１はダムリング、２３は製品微粉である。
【００５５】
ここでは、本発明において粉砕ローラの傾斜角度θｔの適正化を見つけ出したプロセスを、実験結果を基に説明する。
【００５６】
図５は、バッチ（回分）式の粉砕部モデル装置を用いた試験結果を示す特性図である。
【００５７】
この特性図は、粉砕荷重Ｍに対する振動の振幅δ_ocの変化をまとめたものである。横軸の粉砕荷重Ｍは、定格粉砕条件における荷重Ｍ（＊）を用いて無次元化した。また縦軸の振幅δ_ocも、従来技術〔傾斜角度θｔ＝０のとき、荷重をＭ＝Ｍ（＊）とした場合〕の振幅δ_oc（＊）で割ることにより無次元にした。
【００５８】
同図に示すように、無対策（ローラの傾斜角度θｔ＝０°）の場合、振幅は荷重とともに急激に増大する。傾斜角度θｔ＝０．８°とすると、同一の荷重Ｍで比較すると振幅は低下するが、効果は必ずしも十分とは言えない。傾斜角度θｔ＝１．５°の場合は、０≦Ｍ／Ｍ（＊）≦１．０の領域で振幅が緩やかに増大するものの、振幅レベルではかなり低く抑えられる。１．０≦Ｍ／Ｍ（＊）≦１．５の範囲では、振幅が低下する特性も表れる。また傾斜角度θｔ＝１．５°の振幅特性は、傾斜角度θｔ＝３．０の場合と略同一である。以上の結果から、次のようにまとめられる。
【００５９】
（１）ローラの傾斜角度θｔ＝１．５°とすることにより、振幅を十分に低下させることが可能である。
【００６０】
（２）傾斜角度θｔ＝３．０°としても、振動レベルは傾斜角度θｔ＝１．５°の場合と同じであり、傾斜角度θｔを大きくすることによる回転抵抗の増大を考えれば、傾斜角度θｔ＝１．５°が妥当である。
【００６１】
図６も、バッチ式の粉砕部モデル装置を用いた基礎実験結果であり、粉砕荷重Ｍに対する粉砕トルクＴの変化をまとめたものである。縦軸の粉砕トルクＴは、従来技術（傾斜角度θｔ＝０°）において、Ｍ＝Ｍ（＊）とした場合の粉砕トルクＴ（＊）を用いて、無次元化して表した。
【００６２】
粉砕トルクＴは、荷重とともに略直線状に増大するが、傾斜角度θｔ＝０．８°および１．５°の粉砕トルクＴは、従来法である傾斜角度θｔ＝０°の場合と略同等である。これに対し、傾斜角度θｔ＝３．０°とすると、トルクＴはやはり荷重Ｍとともに直線状に増大するものの、その直線の勾配〔Ｔ／Ｔ（＊）〕／〔Ｍ／Ｍ（＊）〕は他の条件よりも大きい。言い換えれば、傾斜角度θｔ＝３．０°とする場合は、過大な回転負荷が生じることになる。以上をまとめれば、
（１）少なくとも傾斜角度θｔが１．５°までであれば、回転負荷は増大しない。
【００６３】
（２）傾斜角度θｔを３．０°とすると回転負荷は増大するので、傾斜角度としては適切とは言えない。
【００６４】
このような特性は、粉砕ローラの寸法を変更すれば（例えば薄くする）解消する可能性もあるが、そのことによる粉砕能力の低下があるので、上記した傾斜角度θｔの特性は所定の粉砕能力を有するミルに対しては概ね妥当なものと言える。
【００６５】
図７は、微粉生成能力を調べた基礎実験の結果をまとめた特性図である。
【００６６】
バッチ式の粉砕法により、回転テーブルの累積回転数ｒに対する粒度の上昇特性を求め、傾斜角度θｔの影響を比較した。累積回転数ｒは基準条件ｒ（＊）により無次元化して表した。また、縦軸の粒度ｑも、傾斜角度θｔ＝０°の条件下でｒ＝ｒ（＊）の場合に得られた粒度ｑ（＊）により相対値ｑ／ｑ（＊）として表した。
【００６７】
一般に、回転数ｒの増加とともに粒度は細かくなる。前述した本発明に係る傾斜角度θｔの範囲であれば、略ばらつきの範囲内で粒度は同等である。これに対し、傾斜角度θｔを本発明で指定した領域よりも大きくすると、粒度ｑ／ｑ（＊）は全般的に粗い。従って、傾斜角度θｔが過大であれば、明らかに微粉生成能力が低下することになる。以上より、
傾斜角度θｔが大き過ぎれば、粉砕トルクＴが増大し、微粉粒度も低下するので、粉砕効率も減少することになる。
【００６８】
この理由は以下の２点である。
【００６９】
（ａ）傾斜角度θｔを大きくすることによる回転負荷の増大。
【００７０】
（ｂ）図４で示したように、粉砕ローラのかみ込み部のスペース縮小による原料かみ込み能力の低下。
【００７１】
図８は、パイロットスケールのローラミルを用いた試験結果を示す特性図である。
【００７２】
粉砕ローラの傾斜角度θｔによる石炭粉砕時の振幅δ_ocの変化を示したものである。縦軸の振幅δ_ocは、傾斜角度θｔ＝０°（従来技術）における粉砕時の振幅δ_oc（＊）を用いて無次元化して表した。振幅δ_ocは、傾斜角度θｔの増加とともに急激に減少し、１°＜θｔ＜２°の範囲でほぼ最低となるが、傾斜角度θｔを大きくしていくと、振幅δ_ocは再び上昇する傾向を示す。
【００７３】
以上から、本発明になる傾斜角度θｔの適正範囲〔（１），（２）式〕であれば、概ね振幅を十分に軽減できることが分かる。
【００７４】
図９は、図８と同様にパイロットスケールのローラミルを用いた試験の結果を示す特性図であり、粉砕ローラと粉砕レースがメタルタッチ状態となる空回転時の振動に着目している。その振幅δ_oc（ｍ−ｔ）を粉砕ローラの傾斜角度θｔに対する変化としてまとめたものである。θ_oc（ｍ−ｔ）は、傾斜角度θｔ＝０°（従来技術）における振幅δ_oc（ｍ−ｔ）で割り、無次元化して表している。図中のｑは微粉粒度、ｑ（＊）は基準微粉粒度、ｍは動力原単位、ｍ（＊）は基準動力原単位である。傾斜角度θｔが少なくとも２°未満であれば、θ_oc（ｍ−ｔ）の増加は見られず、特に問題となることはない。
【００７５】
しかし、傾斜角度θｔ＞２．４°になれば、θ_oc（ｍ−ｔ）が急激に増大する。この激しい振動は、再現性よく生じるものではないが、前述したように粉砕ローラと粉砕レースの接触位置が安定化しないことによる振動であり、生じた場合にはかなり大きな衝撃が発生する。従って、粉砕ローラの傾斜角度θｔは２．４°以下にしなければならないことが分かる。
【００７６】
図１０は、パイロットスケールのローラミルにおいて、様々な給炭量で石炭を連続粉砕した試験結果であり、微粉炭の粒度と動力原単位（粉砕動力を粉砕処理量で割った値）の関係を示すものである。
【００７７】
縦軸の動力原単位ｍ（＊）は、定格給炭量において傾斜角度θｔ＝０°とした場合の基準動力原単位を用いて無次元化している。このｍ値は、大きい方が、ある量の石炭を粉砕するのに要する粉砕動力が高いことを意味しており、粉砕効率が低いということになる。横軸の微粉炭粒度ｑは、基準とする条件（傾斜角度θｔ＝０°、定格給炭量）における粒度ｑ（＊）で割ることにより相対値として表した。
【００７８】
同一の粒度で比較すれば、本発明に係る傾斜角度θｔにおける動力原単位ｍ値に対し、傾斜角度θｔを過大にすれば、ｍ値が増大することが分かる。この結果から、本発明のように傾斜角度θｔの設定量を採用すれば、粉砕能力に関して、殆ど変化の生じないことが実証されたと言える。
【００７９】
従って、本発明を実施することにより、粉砕能力を一定に確保したまま、自励振動の軽減が達成されることが確認された。
【００８０】
図１１は、ミル内における石炭ホールドアップに対する振動の振幅の変化をまとめ、本発明の実施例と従来技術とを比較したものである。
【００８１】
縦軸の振幅δ_ocは、粉砕ローラと粉砕レースがメタルタッチする空回転時の振幅δ_oc（＊）で割られて無次元化されている。一方、横軸のホールドアップＷは、ミルが定格給炭量で運用されたときのホールドアップＷ（＊）で割られて無次元化されている。
【００８２】
この実験結果は、炭質の影響により比較的激しい振動を起こしやすい石炭を粉砕したときに得られたものである。従来技術（図１３）では、低負荷域（Ｗ／Ｗ（＊）≦０．３８）で著しく振幅が増大するのに対し、本発明を具体化した形状の回転テーブルを搭載するローラミルでは、振幅の大幅な低減が可能であることが実証された。本発明の実施例の場合でも、他のホールドアップの条件よりは、Ｗ／Ｗ（＊）≦０．３８の近傍において振幅がやや大きくなるが、この振動は自己増幅的な自励振動ではなく、強制振動の１タイプである。
【００８３】
本発明に係るローラ回転支持構造を具体化したローラミルは、実施例において説明した石炭焚きボイラ用のローラミルに限らず、
（１）同じ固体燃料であるオイルコークス用のミル
（２）脱硫用の石灰石を微粉砕するためのミル
（３）鉄鋼スラグや非鉄精錬スラグ等の硬質スラグを微粉砕するミル
（４）セメントクリンカを微粉砕するセメント仕上げ用のミル
（５）各種化学製品の原料を微粉砕するミル
（６）ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）廃材等の産業廃棄物の再利用のための微粉砕のミル
における自励振動抑制技術として適用することができる。
【００８４】
【発明の効果】
本発明を実施することによる効果をまとめると、次のようになる。
【００８５】
（１）ミルの自励振動を防止できる。本発明は、低負荷運用時に発生する自励振動に比べて、より激しい振動になりやすいミル停止時の振動の防止に対しても有効である。
【００８６】
（２）上記効果（１）に関連し、ミル自体およびミル周辺にあるプラント機器の信頼性や耐久性が向上する。
【００８７】
（３）上記効果（１）に関連し、プラント内従業員の不快感がなくなり、作業能率が向上する。
【００８８】
（４）低負荷運用時にミルの振動を抑制できるため、装置の広域負荷運用が可能になる。
【００８９】
（５）ミルの入れ、切り（複数台あるミルのうち１台が停止し、他の１台が起動したりすること）が容易になり、装置の運用性が大幅に向上する。
【００９０】
（６）自励振動を起こしやすいと危惧される石炭種や固体燃料も問題なく使用できるようになる。
【００９１】
これによって、ミルに対する粉砕原料の適用性が大幅に拡大する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例に係るローラ回転支持構造を採用したローラミルの全体構成を示す縦方向断面図である。
【図２】 図１に示したローラミルの粉砕部の平面図である。
【図３】 粉砕ローラの挙動を示す図である。
【図４】 本発明を実施することによる粉砕部の状態変化を示す図である。
【図５】 小型の装置を用いた実験結果を示す特性図である。
【図６】 小型の装置を用いた実験結果を示す特性図である。
【図７】 小型の装置を用いた実験結果を示す特性図である。
【図８】 大型の設備を用いた試験結果を示す特性図である。
【図９】 大型の設備を用いた試験結果を示す特性図である。
【図１０】 大型の設備を用いた試験結果を示す特性図である。
【図１１】 従来技術と本発明の実施例とを比較した振幅特性図である。
【図１２】 従来式ローラ回転支持構造を示す断面図である。
【図１３】 従来式ローラ回転支持構造を示す平面図である。
【図１４】 自励振動の発生条件を示す特性図である。
【図１５】 自励振動発生時のローラの挙動を示す説明図である。
【図１６】 自励振動発生時のローラの挙動を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 原料
３ 回転テーブル
４ 粉砕ローラ
７ ローラ回転軸
１２ 粉砕リング
１３ 粉砕レース
１４ 原料粉層
１８ テーブル回転軸
２０１ 粉砕ローラ
２０３ 回転テーブル
２０７ ローラ回転軸
２０９ 回転テーブルの法線
２１０ 回転テーブルの法線に直角な線
２１１ 回転テーブルの回転中心
θｔ 粉砕ローラの傾斜角度

Claims (1)

1. 外周に刻設された断面が円弧型をした溝部を有し、電動機で駆動されて回転する円形の回転テーブルと、
   粉砕荷重が加えられる加圧フレームと、
   その加圧フレームの下部にローラピボットを支軸として振り子運動が可能なように支持されて、前記回転テーブルの溝部に押圧された状態で回転する複数個のタイヤ形をした粉砕ローラとを備え、
   前記加圧フレームにより複数個の粉砕ローラを上方から加圧し、
   前記回転テーブルと複数個の粉砕ローラとの連動作用により粉砕原料を微粉砕するローラミルにおいて、
   前記粉砕ローラの回転方向先端部が回転テーブルの回転中心側に向くように、粉砕ローラの回転中心軸を前記回転テーブルの法線に対して、０．６°〜２．４°の範囲内で傾斜させるように、前記ローラピボットを設置したことを特徴とするローラミル。

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