JP5345004B2 - 竪型ローラミル - Google Patents

Description

請求項に係る発明は、石炭やセメント原料等（以下これらを「原料」という）を、回転テーブルとローラとを用いて粉砕する設備である竪型ローラミルに関するものである。

従来の竪型ローラミルの構造を図４および図５に示す。鉛直軸線を中心に回転し得るよう回転テーブル２が設置され、その駆動源であるモータ３および減速機４が下部に設けられている。また、回転テーブル２の周囲には複数（一般的には２〜４個）のローラ１０が配置され、当該テーブル２の上面に各ローラ１０が押し付けられるよう構成されている。回転テーブル２やローラ１０は筒状のミルケーシング５で覆われており、そのケーシング５には、原料の投入口６や熱風導入用のダクト７、粉砕された精粉の取出し口８などが設けられている。

投入口６から供給された原料は、回転テーブル２上に載ったうえ、その回転にともなう遠心力の作用で外周付近へ移動し、上記のローラ１０により圧下されて粉砕される。粉砕された原料は、導入口７から送られる熱風により、乾燥させられながらケーシング５の上部へ吹き上げられる。十分微細なレベルに粉砕された精粉は上端付近の取出し口８から送り出され、そうでないものはケーシング５内のセパレータ９を経て再び回転テーブル２上に供給され、再度粉砕される。こうして、ほぼ一定の粒度に粉砕された精粉が回収されることになる。

回転テーブル２上に押し付けられるローラ１０は、架台３１上の軸（揺動軸）１２を中心に揺動するアーム１１の上端部に取り付けられており、そのアーム１１の下部が、油圧シリンダ１５の先端部に連結されている。基端部を基礎コンクリート３０に連結されたその油圧シリンダ１５を収縮させると、アーム１１が揺動し、もってローラ１０が回転テーブル２上に押し付けられるわけである。

ローラ１０やアーム１１を支持する上記の架台３１は鋼材によって形成されるのが一般的であったが、発明者らは下記の特許文献１において、当該架台３１を、上記の回転テーブル２が据え付けられた基礎コンクリート３０と一体のコンクリートにて形成することを提案した。架台３１をコンクリートで形成すると、鋼材で形成する場合に比べて大幅なコストダウンが図れるほか、高い剛性をもたせ得るため、粉砕にともなって生じる振動を効果的に減衰させることができる。図４および図５の竪型ローラミル１でも、架台３１は、基礎コンクリート３０と一体のコンクリートによって形成されている。そしてアーム１１は、図５（ｂ）・（ｃ）のように、架台３１に設けられたアンカーボルト３２や埋め込み金物３２ａで支持された金属製台板２０上に、軸受（軸受ケース）１３を介して支持されている。

特開２００８−１３６９７２号公報

竪型ローラミルにおいてアームを支持する架台をコンクリートで形成すると、内部に鉄筋を配置するなどして相当の容積を持たせる必要があり、架台をコンパクトに形成することが難しくなる。そうして架台の容積がそれぞれ大きくなると、隣接する架台の間に広い空間をとることができなくなり、ミル内の機器に対するメンテナンスが容易には行えないことがある。すなわち、回転テーブルの駆動手段であって当該テーブルの下にある減速機は、架台の間を通して外部に搬出したうえ点検・整備等することがあるが、減速機が大型であるとき等、隣接する架台間の隙間の寸法（図５中の寸法Ｘ）を減速機の寸法以上にすることができない場合には、それが不可能になる。

その一方、減速機の搬出を考慮して上記隙間を大きくし架台の幅寸法を小さくすると、架台の剛性が不十分になる可能性があるほか、上記アームを、適切な領域に配置した十分な数のアンカーボルトで支持することができなくなる。

請求項に係る発明は、こうした課題を解決するもので、アーム支持用の架台がコンクリート製であって回転テーブル用の減速機が大型である場合等にも、回転テーブル用の減速機をミル外に搬出できるとともに、アームを支持するためのアンカーボルトを適切に配置できる等の効果を有する竪型ローラミルを提供するものである。

請求項に係る発明の竪型ローラミルは、コンクリート製の複数の架台上にそれぞれ支持されたアームによって回転テーブル上にローラを押し付ける構造の竪型ローラミルであって、上記複数の架台のうち隣接する二つの架台が、上記回転テーブル用の減速機をミル外に搬出し得る（および元の位置に戻せる）空間（図１の例では寸法Ｙの空間）をはさんでいるとともにコンクリート製の梁で上部を結ばれていて、当該二つの架台については、各アームを支持するためのアンカーボルト（具体的には、アームの揺動軸を支える軸受ケースの固定用ボルト）が、各架台とそれらの間の上記コンクリート製の梁とに設けられていることを特徴とする。
この竪型ローラミルでは、隣接する上記二つの架台が、両者間に十分な大きさの空間をはさんで形成されており、回転テーブル用の減速機を、当該空間を経由してミル外に搬出することができる。したがって、当該減速機等のメンテナンスを円滑に実施することができる。
隣接する架台の間に大きめの空間を設けると架台そのものの幅寸法が小さくなることがあるが、この竪型ローラミルでは、当該二つの架台がコンクリート製の梁で上部を結ばれているため、課題が容易に解決される。すなわち、必要な場合にはその梁によって架台の剛性を適宜に補うことができる。また、各架台上のアームを支持するアンカーボルトを、各架台とそれらの間の上記コンクリート製の梁とに設けることで、アーム１１を、適切な領域に配置した十分な数のアンカーボルトによって支持することが可能になる。

上記の梁に設けられたアンカーボルトが、当該梁を上下に貫通する穴に通された通しボルトであると、とくに好ましい。
上記の梁に設けるアンカーボルトについても、架台に設けるものと同様にコンクリート内に埋め込むようにしてもよい。しかし、上記のように通しボルトとして上記の梁に通すようにすると、それを配置する作業が容易になる。コンクリートを打設する際にアンカーボルトの位置や上面への突出高さ等を定めておく、といった手順が不要だからである。

上記構成の竪型ローラミルにおいて、上記各アームが、上記の架台および梁の上に上記アンカーボルトで固定された金属製台板上に支持されていて、また、すべての金属製台板について隣接するもの同士が金属製連結材で連結され、その金属製連結材の上面に、低摩擦部材をはさんでミルケーシングが取り付けられていると、さらに好ましい。
その場合、コンクリート製の架台と梁の上に金属製台板を固定し、その上に各アームを（具体的には軸受ケースおよび揺動軸を介して各アームを）支持させることになるため、アームの支持ないし取付けを円滑に行える。コンクリート製の架台や梁に対し直接にアームを取り付ける場合に比べて、金属製台板を固定したうえで各アームを支持させると、アームの位置精度を確保しやすく、コンクリートの経時的な収縮によって架台や梁の高さが変化した場合にも、金属製台板に対しライナを使用すること等によって対応が可能になるからである。
また、金属製台板を上記のように金属製連結材で連結することから、上記の場合には、金属製台板相互間の変位を抑制することによってコンクリート製架台の剛性をさらに高めることができる。それにより、前記した二つの架台間に設ける空間がかなりの大きさになる場合にも、必要な強度・剛性のあるミルを構成できる。
上記の場合、金属製連結材の上に低摩擦部材をはさんでミルケーシングを取り付けるため、熱風が吹き込まれることによってミルケーシングが膨張・収縮するにもかかわらず、ミルケーシングにも金属製連結材等にも過大な応力を発生させない。低摩擦性部材の作用により、ミルケーシングと金属製連結材との間で適度な相対変位が許容され、両者の応力が円滑に解消・低減されるからである。

上記複数の架台のうち、ミル内に熱風を導入する熱風ダクトをはさむ位置にある二つの架台の間は、上記コンクリート製の梁で結ばれてはおらず、当該二つの架台間の上部をほぼ水平に通って上記熱風ダクトがミル内へ接続されているようにするのが好ましい。
熱風ダクトをはさむ二つの架台の間からは上記減速機を搬出等することがないので、それらの架台間には、減速機を搬出する空間を設ける必要はなく、したがって、上記のようにそれら架台間をコンクリート製の梁で結ぶ必要もない。むしろ、当該架台間では、上記のとおりコンクリート製の梁を設けないこととして、架台間の上方部分に上記のように熱風ダクトを設けるのがよい。当該二つの架台間の上部をほぼ水平に通して熱風ダクトをミル内へ接続すると、ミル内の原料が熱風ダクト内に落下・堆積することがない。熱風ダクト内に原料が堆積しないなら、それを排出等する手間をかけることなく竪型ローラミルを長期間連続運転することができる。

上記複数の架台のうち、ミル内に熱風を導入する熱風ダクトをはさむ位置にある二つの架台の間も上記コンクリート製の梁で上部を結ばれていて、上記熱風ダクトが、当該二つの架台間であってコンクリート製の梁の下を通って上向きにミル内へ接続されているとともに、当該熱風ダクトの下部に原料の排出口が設けられている、といった態様をとるのも好ましい。
熱風ダクトをはさむ二つの架台間は上記のとおりコンクリート製の梁で結ぶ必要がないが、減速機を搬出する空間をはさむ二つの架台間と同様にコンクリート製の梁で結んでも差し支えはなく、そうすることによって構成の統一化を進めることができる。しかし、架台間の上部をコンクリート製の梁で結ぶ場合、熱風ダクトは、当該架台間の上部に通すことができないため、コンクリート製の梁の下を通して上向きにミル内へ接続せざるを得ない。そうすると、ミルケーシング内の原料が同ダクト内に落下・堆積する可能性が生じるが、上記構成を採用する場合には同ダクトの下部に原料の排出口を設けるため、堆積する原料を容易に排出することが可能である。

請求項に係る発明の竪型ローラミルによれば、隣接する二つの架台の間から回転テーブル用の減速機をミル外に搬出することができ、当該減速機等のメンテナンスを円滑に実施することができる。その一方、それら二つの架台をコンクリート製の梁で結び、当該梁にもアンカーボルトを設けるため、架台の剛性を適宜に補うことができるほか、回転テーブル上にローラを押し付けるためのアーム１１を、適切な領域に配置した十分な数のアンカーボルトによって支持することが可能である。

また、発明によれば、上記の梁に設けるアンカーボルトを設置容易にすることが可能であり、金属製台板等を用いてアームの取付けを円滑化・高精度化したり、金属製連結材を介してミルケーシングを適切に取り付けることもできる。さらには、ミルケーシング内に至る熱風ダクトを、内部に原料が多量に堆積することのないよう適切に接続することも可能である。

発明による竪型ローラミルを示す平面図であって、一部を断面により示している。 図２（ａ）は、図１におけるコンクリート製の架台３１や梁３３等を示すII−II矢視図である。また、同（ｂ）は同（ａ）におけるｂ部詳細図、同（ｃ）は同（ａ）におけるｃ−ｃ断面図である。 図１におけるコンクリート製の架台３１や梁３３等を示す平面図である。 従来の竪型ローラミル１を示す全体側面図であり、一部を断面により示している。 図５（ａ）は、従来の竪型ローラミルを示す平面図であって一部を断面により示したもの。また同（ｂ）は同（ａ）におけるｂ−ｂ断面図、同（ｃ）は同（ｂ）の背面図である。

発明の一実施形態としての竪型ローラミル１を、図１〜図３に示す。この竪型ローラミル１も、測方から見た場合の全体的な構成は図４のものと同様であり、石炭やセメント原料、高炉スラグなどの未粉砕の原料を、回転テーブル２とそれに押し付けられる４個のローラ１０によって粉砕する。たとえば設備の全高は約２０メートル、回転テーブル２に対する１個のローラ１０の最大押し付け力は約２７０トンである。

竪型ローラミル１に関する概略の構造および機能は、図４に基づいて説明するとつぎのようになる。すなわち、まず、鉛直軸線を中心に回転し得るよう回転テーブル２が設置され、その駆動手段であるモータ３および減速機４が、基礎コンクリート３０上であって回転テーブル２の下に設けられている。ローラ１０としては、軸１０ａを中心に回転自在なローラ本体が、揺動可能なアーム１１の上部に取り付けられており、そのアーム１１が、揺動軸１２において揺動変位可能に支持されるとともに、下部にて油圧シリンダ１５の先端部に連結されている。油圧シリンダ１５は基端部を基礎コンクリート３０上の固定部材１６に連結されたものなので、それが収縮する向きに力を発するとき、アーム１１を揺動させてローラ１０を回転テーブル２上に押し付ける（つまりローラ１０とテーブル２とで原料をはさみ付ける）ことができる。テーブル２の外周付近には溝状に原料を保持しやすい凹面部２ａが形成されており、ローラ１０の本体の周面は、その凹面部２ａに押し付けられる。ただし、テーブル２の凹面部２ａとローラ１０の本体とは、耐摩耗性能の高い硬質材にて形成されており、両者が直接には接触しないようにして、割れの防止がはかられている。回転テーブル２と、その凹面部２ａに押し付けられるローラ１０等との平面的位置関係は図１に示すとおりである。

回転テーブル２と上記の各ローラ１０とは、図４のように筒状のミルケーシング５で覆われており、そのケーシング５には、原料の投入口６や熱風導入用のダクト（熱風ダクト）７、粉砕された精粉の取出し口８などが設けられている。投入口６から供給された原料は、回転テーブル２上に載ったうえ、その回転にともなう遠心力の作用で外周付近の凹面部２ａ上に移動し、ローラ１０により圧下されて粉砕される。前記のとおり、粉砕された原料は、ダクト７から送られる熱風によって乾燥させられながら上部へ吹き上げられ、十分微細なレベルに粉砕された精粉が上部の取出し口８から回収される。微細でないものはケーシング５内のセパレータ９を経て再び回転テーブル２上に供給され再度粉砕される。これらを繰り返すことにより、取出し口８からはほぼ一定の粒度に粉砕された精粉が回収される。

ローラ１０が取り付けられた上記のアーム１１を揺動軸１２の部分で支持する架台３１は、この竪型ローラミル１においては、基礎コンクリート３０と一体のコンクリートによって形成している。架台３１には、基礎コンクリート３０の内部から連続している鉄筋を含め、コンクリートの打設も基礎コンクリート３０の打設と同時に行う。

架台３１をコンクリートで形成すると、鋼板等によるスタンドで架台を構成する場合に比べて設備コストを下げることができ、また、架台３１に十分な剛性および強度をもたせて原料粉砕時の振動を効果的に抑制できる。しかしその一方、下記のような新たな技術的課題が生じる。すなわち、a)架台３１が容積の大きいものになりがちであるため、隣接する架台３１との間に広い空間をとることが難しく、減速機４が大型である場合には、メンテナンス等のためにそれを回転テーブル２の下から外に引き出すことが困難となる、b)減速機４を引き出せるように架台３１の幅寸法を小さくすると、当該架台３１におけるアーム１１の荷重中心点付近に適切にアンカーボルト（軸受ケース１３の固定用ボルト）を配置することができなくなる、といった課題である。
そのような技術的課題を考慮し、この竪型ローラミル１においては、架台３１に関連して以下のような構成を採用している。

まず、４個のローラ１０のための４つのアーム１１をそれぞれ支持する４組の架台３１のうち、図１のように回転テーブル２用のモータ３が設置された空間をはさむ２組の架台３１を、減速機４をミル外に搬出し得る隙間寸法Ｙを間に有するよう形成した。当該２組の架台３１と他の架台３１との間には寸法Ｙを確保する必要がないことから、当該２組の架台３１のそれぞれは、図３のように左右が非対称のものに形成した。

そして当該２組の架台３１の間は、コンクリート製の梁３３を図２（ａ）のように上部に一体化させることによって連結する。そのうえで、アーム１１を支持するためのアンカーボルトを、架台３１内だけでなく梁３３にも設けることとする。架台３１を上記のように非対称にすることから、架台３１のうち隙間寸法Ｙを確保する側には十分な数のアンカーボルトを配置し難いからである。図３のように、隙間寸法Ｙを確保する側では、架台３１内に２本のアンカーボルト３２Ｂを設けるとともに、梁３３にも２本のアンカーボルト３４を配置することにより、同じ架台３１のうち反対側に設けた３本のアンカーボルト３２Ａと同等にアーム１１を支持できるようにしたわけである。なお、いずれのアンカーボルト３２Ａ・３２Ｂ・３４についても、必要に応じて埋め込み金物を付属させる。

以上のとおり構成したことにより、図１に示すモータ３をはさむ二つの架台３１間に隙間寸法Ｙを確保して図２（ａ）のように減速機４を引き出し得るようにするとともに、アーム１１を支持するに適切なようにアンカーボルト３２Ａ・３２Ｂ・３４を配置することができた。

上記したコンクリート製の梁３３に設けたアンカーボルト３４は、そのコンクリート内に埋め込むのではなく、図２（ａ）（ｂ）のように、梁３３を上下に貫通する通しボルトとしている。すなわち、梁３３を形成する際、外側に金物３３ｑを溶接した、梁３３の厚さと等しい長さの鋼管３３ｐをコンクリート内に埋め込んでおき、梁３３の完成後、その鋼管３３ｐ内にアンカーボルト３４を通す。アンカーボルト３４の上下各端部にナット３４ａを取り付けることにより、梁３３内にボルトを埋め込む場合と同様の機能・強度が発揮されるようにしている。

コンクリート製の架台３１と梁３３の上面には、図１に示す各ローラ１０用のアーム１１を支持するものとして金属製台板２０を固定している。金属製台板２０は、一組の架台３１の上面から一部が梁３３に及ぶ大きさのもので、アンカーボルト３２Ａ・３２Ｂ・３４を用い、図２（ｂ）のように据付ライナ２１をはさんで梁３３の上面に固定する。
図１に示すアーム１１をその揺動軸１２によって支える軸受ケース１３は、こうして固定した各金属製台板２０の上に、高さ調整用のライナ（図示省略）をはさんでボルト（同）により取り付ける。コンクリートの収縮等によって架台３１等の高さが変化した場合には、当該ライナによってアーム１１等の高さを再調整することができる。

ローラ１０の数と同じく４つある金属製台板２０については、隣接するものの間を図２（ａ）のように金属製連結材３５により連結している。そうしたうえで、その金属製連結材３５の上面に、図２（ｃ）のように低摩擦部材３６をはさんでミルケーシング５を載せている。低摩擦部材３６としてはたとえばテフロン（登録商標）製のライナをはさむこととし、連結材３５とミルケーシング５との間は、ケーシング５の内外方向へ相対的にスライドし得るようにボルト（図示省略）等を使用して接合する。こうすることにより、ミルケーシング５が熱膨張（および収縮）を起こしても不適当な応力等の発生が避けられる。

図１等に示す例では、４組ある架台３１のうち、モータ３をはさむ２組の架台３１の間のみをコンクリート製の梁３３にて連結し、熱風導入用のダクト７をはさむ位置にある２組の架台３１にはそのような梁を設けてはいない。ダクト７がある箇所からは減速機４を引き出すことがないので、その両側の架台３１に十分な幅をもたせることができ、梁で結ぶ必要がないというのがその理由である。また、そこには梁を設けないこととして、図４と同様にダクト７を架台３１間の上部からほぼ水平にミルケーシング５へ接続する方が、ダクト７内への原料の落下・堆積が防止されやすいという利点があるからでもある。

１ 竪型ローラミル
２ 回転テーブル
５ ミルケーシング
７ ダクト（熱風ダクト）
１０ ローラ
１１ アーム
１２ 揺動軸
１３ 軸受ケース
２０ 金属製台板
３１ コンクリート製の架台
３３ コンクリート製の梁
３２Ａ・３２Ｂ・３４ アンカーボルト
３５ 金属製連結材
３６ 低摩擦部材

Claims (5)

1. コンクリート製の複数の架台上にそれぞれ支持されたアームによって回転テーブル上にローラを押し付ける構造の竪型ローラミルであって、
   上記複数の架台のうち隣接する二つの架台が、上記回転テーブル用の減速機をミル外に搬出し得る空間をはさんでいるとともにコンクリート製の梁で上部を結ばれていて、当該二つの架台については、各アームを支持するためのアンカーボルトが、各架台とそれらの間の上記コンクリート製の梁とに設けられていることを特徴とする竪型ローラミル。
2. 上記の梁に設けられたアンカーボルトは、当該梁を上下に貫通する穴に通された通しボルトであることを特徴とする請求項１に記載の竪型ローラミル。
3. 上記各アームが、上記の架台および梁の上に上記アンカーボルトで固定された金属製台板上に支持されていること、
   および、すべての金属製台板について隣接するもの同士が金属製連結材で連結され、その金属製連結材の上面に、低摩擦部材をはさんでミルケーシングが取り付けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の竪型ローラミル。
4. 上記複数の架台のうち、ミル内に熱風を導入する熱風ダクトをはさむ位置にある二つの架台の間は、上記コンクリート製の梁で結ばれてはおらず、当該二つの架台間の上部をほぼ水平に通って上記熱風ダクトがミル内へ接続されていることを特徴とする請求項１〜３に記載の竪型ローラミル。
5. 上記複数の架台のうち、ミル内に熱風を導入する熱風ダクトをはさむ位置にある二つの架台の間も上記コンクリート製の梁で上部を結ばれていて、上記熱風ダクトが、当該二つの架台間であってコンクリート製の梁の下を通って上向きにミル内へ接続されているとともに、当該熱風ダクトの下部に原料の排出口が設けられていることを特徴とする請求項１〜３に記載の竪型ローラミル。

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