JP5549180B2 - 竪型ミル - Google Patents

Description

本発明は、石炭焚きボイラへ供給する石炭を粉砕する竪型ミルに関するものである。

石炭を燃料とする石炭焚きボイラでは、塊状の石炭を竪型ミルにより粉砕して微粉炭とし、微粉炭を１次空気と共に燃焼装置であるバーナに供給している。

先ず、図６、図７に於いて、従来の竪型ミルについて説明する。

従来の竪型ミルでは、石炭を粉砕する粉砕テーブル１が減速機２を介して設置され、該減速機２はテーブル駆動モータ３に連結され、該テーブル駆動モータ３によって前記粉砕テーブル１が回転される。

又、前記粉砕テーブル１の上方には、加圧ローラ４が複数個、例えば１２０°間隔で３個設けられており、該加圧ローラ４は図示しないローラ加圧装置によって前記粉砕テーブル１上に押下されている。

石炭の粉砕処理の際には、図示しない石炭供給装置から塊状の石炭が前記粉砕テーブル１の中央に投下され、それと並行して前記粉砕テーブル１が前記減速機２を介して前記テーブル駆動モータ３により回転される。

又、前記加圧ローラ４は回転自在であり、前記粉砕テーブル１に従動回転しており、該粉砕テーブル１上に投下された石炭は、該粉砕テーブル１の回転によって移動し、前記加圧ローラ４に噛込まれることで粉砕される。

然し乍ら、従来の構造に於いて、該加圧ローラ４の転がり抵抗が大きい場合、或は転がり抵抗に変動がある場合には、前記粉砕テーブル１と前記加圧ローラ４との間に不規則な相対速度差が生れ、動作が不安定となる。即ち、前記粉砕テーブル１と前記加圧ローラ４との間に一定しないスリップが発生し、粉砕動作が安定しない、或は竪型ミルに、スリップに起因する自励振動が発生することがある。

又、従来の前記加圧ローラ４を前記粉砕テーブル１に従動回転させる構造では、該粉砕テーブル１と前記加圧ローラ４とを相対速度差が発生しない様に回転させること、或は所定の相対速度差で回転させることができなかった。

又、自励振動が発生した場合、竪型ミルの粉砕処理だけではなく、竪型ミル自体を停止しなければ自励振動を制御できない為、ボイラの運転が停止する等作業が大掛りになることに加え、処理の中断、再開にコストが掛るという問題があった。

特開平９−２７６７２６号公報 特開平１−２５４２６５号公報

本発明は斯かる実情に鑑み、粉砕テーブルと加圧ローラとの間の相対速度差が所定の値に設定される様、前記粉砕テーブルと前記加圧ローラの回転を同期させ、前記粉砕テーブルと前記加圧ローラの回転比率を固定する竪型ミルを提供するものである。

本発明は、分級室を形成するハウジングと、該ハウジングの下部に収納され、テーブル駆動装置によって回転駆動される粉砕テーブルと、該粉砕テーブルに加圧ローラを押圧し、前記粉砕テーブル上の石炭を粉砕する複数のローラ加圧装置と、塊状の石炭を前記粉砕テーブルに供給する給炭装置とを具備し、前記テーブル駆動装置と前記加圧ローラを同期駆動させる竪型ミルに係るものである。

又本発明は、前記テーブル駆動装置と前記加圧ローラとを機械的に連結する連結手段を更に具備し、前記テーブル駆動装置は前記連結手段を介して前記加圧ローラを同期駆動させる竪型ミルに係るものである。

又本発明は、制御部を更に有し、前記加圧ローラがそれぞれローラ駆動モータに連結され、該制御部は前記テーブル駆動装置と前記ローラ駆動モータを同期駆動させる竪型ミルに係り、更に又本発明は、粉砕処理中の前記粉砕テーブルの振動を検出する検出器を更に具備し、前記制御部は前記検出器からの検出結果に基づき前記テーブル駆動装置及び前記加圧ローラの駆動を制御する竪型ミルに係るものである。

本発明によれば、分級室を形成するハウジングと、該ハウジングの下部に収納され、テーブル駆動装置によって回転駆動される粉砕テーブルと、該粉砕テーブルに加圧ローラを押圧し、前記粉砕テーブル上の石炭を粉砕する複数のローラ加圧装置と、塊状の石炭を前記粉砕テーブルに供給する給炭装置とを具備し、前記テーブル駆動装置と前記加圧ローラを同期駆動させるので、前記粉砕テーブルと前記加圧ローラの周速度の制御が容易であり、相対速度差によるスリップの発生と、スリップに起因する自励振動の発生を防止することができる。

又本発明によれば、前記テーブル駆動装置と前記加圧ローラとを機械的に連結する連結手段を更に具備し、前記テーブル駆動装置は前記連結手段を介して前記加圧ローラを同期駆動させるので、該加圧ローラと前記テーブル駆動装置を機械的に同期でき、前記加圧ローラの回転を機械的に同期回転することができる。

又本発明によれば、制御部を更に有し、前記加圧ローラがそれぞれローラ駆動モータに連結され、該制御部は前記テーブル駆動装置と前記ローラ駆動モータを同期駆動させるので、該ローラ駆動モータと前記テーブル駆動装置を電気的に同期させることができ、前記粉砕テーブルと前記加圧ローラの周速度を一定に保つことができると共に装置を簡略化できる。

更に又本発明によれば、粉砕処理中の前記粉砕テーブルの振動を検出する検出器を更に具備し、前記制御部は前記検出器からの検出結果に基づき前記テーブル駆動装置及び前記加圧ローラの駆動を制御するので、振動の発生に応じて前記加圧ローラの周速度を調整でき、安定した処理を実行できるという優れた効果を発揮する。

本発明の第１の実施例に於ける作用を説明する概略立断面図である。 本発明の第１の実施例に於ける作用を説明する概略平断面図である。 本発明の第２の実施例に於ける作用を説明する概略立断面図である。 本発明の第３の実施例に於ける作用を説明する概略立断面図である。 本発明の第３の実施例に於ける作用を説明する概略平断面図である。 従来の竪型ミルに於ける作用を説明する側面図である。 従来の竪型ミルに於ける作用を説明する平面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。

先ず、図１、図２に於いて、竪型ミル５の概略について説明する。尚、図１、図２中、図６、図７と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。

中空構造又は脚構造の基台６に筒状のハウジング７が立設され、該ハウジング７によって密閉された空間が形成される。前記基台６には減速機２とテーブル駆動モータ３を有するテーブル駆動装置８が設けられ、前記減速機２を介して粉砕テーブル１が立設され、該粉砕テーブル１は前記密閉された空間下部に収納され、前記粉砕テーブル１は前記減速機２を介し前記テーブル駆動モータ３によって定速で回転される。尚、前記減速機２は減速比を変更できる様にしてもよい。

前記減速機２には該減速機２からの動力を前記加圧ローラ４に伝達する為の増速機９が１個設けられ、該増速機９とギアボックス（後述）１３とは連結手段であるシャフト１１により連結されており、該シャフト１１は前記増速機９からの動力を前記ギアボックス１３に伝達する機能を有している。又、前記ギアボックス１３，１３同士はユニバーサルジョイント１０等の連結手段で機械的に連結され、前記増速機９からの動力が前記ユニバーサルジョイント１０を介して前記シャフト１１に連結されていない前記ギアボックス１３，１３に伝達される様になっている。

尚、前記増速機９は前記加圧ローラ４それぞれに対応する様３個設け、各増速機９からの動力を各ギアボックス１３に伝達することで、前記ユニバーサルジョイント１０を省略してもよい。

又、前記粉砕テーブル１の上面には、断面が円弧状の凹溝を有するテーブルセグメント（図示せず）が設けられている。

前記粉砕テーブル１の上方には、回転中心から放射状に所要組数、例えば３組の加圧ローラユニット１２が１２０°間隔で設けられている。該加圧ローラユニット１２は、加圧ローラ４及び図示しないローラ回転軸を有し、図示しない水平支持軸を中心に傾動自在となっている。

又、図示しないローラ回転軸の、前記加圧ローラ４の反対側には、ギアボックス１３が設けられ、該ギアボックス１３は、前記ローラ回転軸とカップリング等を介して連結されると共に、前記シャフト１１と連結されている。又、前記ギアボックス１３は前記シャフト１１から伝達された動力を前記加圧ローラ４に伝達する機能を有しており、該加圧ローラ４は前記ギアボックス１３を介して回転される様になっている。

尚、前記増速機９、前記ギアボックス１３では、前記粉砕テーブル１と前記加圧ローラ４が同期駆動、即ち周速度が等速か、或は所定の相対速度差で回転する様ギア比が設定されている。

又、前記ハウジング７の下部には、放射状に貫通する図示しない３組のローラ加圧装置が設けられている。該ローラ加圧装置は、アクチュエータ、例えば油圧シリンダを具備し、該油圧シリンダによって前記加圧ローラ４をテーブルセグメントの凹溝に押圧する様になっている。

前記粉砕テーブル１の下方には１次空気室１５が形成され、前記ハウジング７内部の前記粉砕テーブル１より上方は、分級室１６となっている。

前記ハウジング７の下部には１次空気供給口１７が取付けられ、該１次空気供給口１７は前記１次空気室１５に連通している。又、前記粉砕テーブル１の周囲には、１次空気の吹出し口１８が全周に設けられている。

前記ハウジング７の上側には図示しない石炭給排部が設けられており、該石炭給排部の中心部を貫通する様にパイプ状の給炭管１９が設けられ、該給炭管１９が前記ハウジング７の内部に延出し、下端が前記粉砕テーブル１の中央上方に位置している。前記給炭管１９には石炭が供給され、供給された石炭は前記粉砕テーブル１の中心部に落下する様になっている。

前記給炭管１９には、所定の速度で回転する分級機２１が設けられている。該分級機２１はブレード２２を有し、該ブレード２２は短冊状であり、倒立円錐曲面上に所要角度ピッチで配設され、下端から上端に向って前記給炭管１９から離反する様に傾斜している。又、前記ブレード２２はブレード支持部２３を介して前記分級機２１に取付けられている。

前記石炭給排部には、粉砕された微粉炭を送給する微粉炭送給管（図示せず）が接続されており、該微粉炭送給管はボイラのバーナ（図示せず）に接続されている。

次に、前記竪型ミル５に於ける石炭の粉砕について説明する。

図１、図２に示される様に、前記テーブル駆動モータ３が前記減速機２を介して前記粉砕テーブル１を回転させる。

該粉砕テーブル１が前記減速機２を介して回転されると共に、該減速機２からの動力は前記増速機９から前記シャフト１１を介して前記ギアボックス１３へと伝えられ、更に該ギアボックス１３によって前記加圧ローラ４が回転される。この時、前記粉砕テーブル１の周速度と、前記加圧ローラ４の周速度が等速となる様、前記増速機９と前記ギアボックス１３のギア比が設定されている。

又、前記粉砕テーブル１の回転及び前記加圧ローラ４の回転と並行して、前記１次空気供給口１７より２００℃前後の１次空気が前記１次空気室１５に導入される。

上記の状態で、前記給炭管１９より塊状の石炭が投入されると、塊状の石炭は前記給炭管１９の下端より前記粉砕テーブル１の中心部に流落し、該粉砕テーブル１上に供給される。

該粉砕テーブル１上の石炭は、該粉砕テーブル１の回転による遠心力で外周方向に移動し、前記加圧ローラ４に噛込まれて粗粉炭と微粉炭からなる粉砕炭に粉砕され、更に遠心力によって外周に移動する。

前記１次空気供給口１７より前記１次空気室１５に導入された１次空気が、前記粉砕テーブル１周囲の前記吹出し口１８より吹上がり、遠心力によって前記粉砕テーブル１に設けられたテーブルセグメントを乗越えた粉砕炭は、前記吹出し口１８から吹上がった１次空気に乗って前記分級室１６の外周部を前記ハウジング７の壁面に沿って上昇する。

前記分級室１６の外周を１次空気に乗って上昇する粉砕炭は、粒径の大きい一部の粗粉炭が上昇途中で自重により前記粉砕テーブル１上に落下し、残りの粗粉炭及び微粉炭は、１次空気に乗って、前記分級室１６を更に上昇する。

該分級室１６を上昇する粗粉炭及び微粉炭は、１次空気と共に前記分級機２１に流入する。図示しない分級機モータによって回転する前記ブレード２２を横切る際に、所定の粒径以上の粗粉炭は前記ブレード２２と衝突して弾かれ、前記粉砕テーブル１上に落下する。又、分級された所定の粒径以下の微粉炭は１次空気に乗って前記ブレード２２を横切り、微粉炭送給管（図示せず）より送出され、ボイラのバーナ（図示せず）に供給される。

前記ブレード２２によって弾き飛ばされた粗粉炭は、前記粉砕テーブル１上に落下し、落下した粗粉炭は、前記粉砕テーブル１の回転遠心力によってテーブルセグメントの凹溝迄移動し、前記加圧ローラ４によって再度粉砕される。

上記処理に於いて、増速機９とギアボックス１３がシャフト１１を介して機械的に連結されているので、前記加圧ローラ４の回転は前記減速機２によって機械的に同期回転される。

又、前記粉砕テーブル１の周速度と前記加圧ローラ４の周速度が等速となる様、前記増速機９と前記ギアボックス１３のギア比を設定することで、前記粉砕テーブル１と前記加圧ローラ４との間に相対速度差が発生しない。従って、前記粉砕テーブル１と前記加圧ローラ４との間にスリップが生じず、スリップに起因する自励振動の発生を防止することができる。

更に、従来の竪型ミルにギアボックス１３を増設することで実施可能となるので、実施が容易となり、又別途モータを設ける必要がなく、実施の際のコストの増大も抑制できる。

次に、図３に於いて、本発明の第２の実施例について説明する。尚、図３中、図１と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。

第２の実施例では、第１の実施例の増速機９を、外部からの命令によりギア比が変更可能な可変増速機２０としている。該可変増速機２０は、テーブル駆動装置８を制御する制御部２５と電気的に接続され、該制御部２５からの命令により前記可変増速機２０のギア比が変更される様になっている。尚、ギア比の変更は、ギアの組合わせを変える等、手動で行ってもよい。

又、粉砕テーブル１には振動検出器２６が設けられており、該振動検出器２６は前記粉砕テーブル１の振動を検出し、検出結果を前記制御部２５にフィードバックする機能を有している。

石炭を粉砕する際には、給炭管１９より前記粉砕テーブル１の中央に塊状の石炭が投下されると共に、前記粉砕テーブル１が減速機２を介して回転され、加圧ローラ４が可変増速機２０、シャフト１１、ギアボックス１３、ユニバーサルジョイント１０を介して前記粉砕テーブル１と同期して回転される。

前記粉砕テーブル１の中央に流落した塊状の石炭は、前記粉砕テーブル１の遠心力で外周方向に移動し、前記加圧ローラ４に噛込まれて粗粉炭と微粉炭からなる粉砕炭に粉砕され、更に遠心力によって外周に移動し、吹出し口１８から吹出した１次空気によって吹上げられる。

上記の処理に於いて、前記制御部２５により前記可変増速機２０のギア比を変更することで、前記加圧ローラ４の周速度が変化する。従って、前記粉砕テーブル１と前記加圧ローラ４との間に相対速度差が生じ、前記粉砕テーブル１と前記加圧ローラ４の接触面ではスリップが発生する。

前記粉砕テーブル１と前記加圧ローラ４の接触面でスリップが発生することで、前記加圧ローラ４に噛込まれた石炭には、図示しないローラ加圧装置によって前記粉砕テーブル１上に前記加圧ローラ４が押圧される圧下力だけではなく、前記粉砕テーブル１と前記加圧ローラ４との相対速度差による剪断力が作用し、粉砕効率が向上する。

又、前記粉砕テーブル１の回転と前記加圧ローラ４の回転は機械的に同期されているので、不規則なスリップを発生させることなく一定したスリップ状態を保つことができ、不規則なスリップを起因とした自励振動の発生を防止できる。

又、竪型ミル５で振動が発生した際には、前記振動検出器２６が振動を検出し、検出結果を前記制御部２５にフィードバックすることにより、該制御部２５が前記可変増速機２０のギア比を変更し、前記粉砕テーブル１と前記加圧ローラ４，４，４の周速度を一致させることで、前記竪型ミル５に発生した振動を抑えることができる。

尚、各加圧ローラ４それぞれに対して増速機９を設け、前記シャフト１１に連結されるのを、前記ギアボックス１３ではなくギア比を変更可能な変速ギアボックスとすることで、前記ユニバーサルジョイント１０を省略できるだけでなく、各加圧ローラ４の周速度を個々に変更可能となる。

又、前記粉砕テーブル１と前記加圧ローラ４との相対速度差が大きくなるほど、該加圧ローラ４に噛込まれる石炭に作用する剪断力が増大するのは言う迄もない。

次に、図４、図５に於いて、本発明の第３の実施例について説明する。尚、図４、図５中、図１、図２と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。

第３の実施例では、減速機２からの動力を増速機９、シャフト１１、ギアボックス１３を介して加圧ローラ４，４，４に伝達し、回転させるのではなく、該加圧ローラ４，４，４それぞれをローラ駆動モータ２７，２７，２７によって回転させる様になっている。

該ローラ駆動モータ２７，２７，２７は、カップリング（図示せず）を介して図示しない前記加圧ローラ４，４，４の回転軸と連結されており、該加圧ローラ４，４，４は前記ローラ駆動モータ２７，２７，２７によって回転される様になっている。

又、ローラ駆動モータ２７，２７，２７はそれぞれ制御部２５と電気的に接続されており、該制御部２５により前記ローラ駆動モータ２７，２７，２７の回転、即ち前記加圧ローラ４，４，４の回転が個別に制御される。

石炭を粉砕する際には、前記制御部２５からの命令に従い、３組の前記ローラ駆動モータ２７，２７，２７とテーブル駆動モータ３が電気的に同期して回転し、前記ローラ駆動モータ２７，２７，２７が前記加圧ローラ４，４，４をそれぞれ回転させ、前記テーブル駆動モータ３は減速機２を介して前記粉砕テーブル１を回転させる。

又、１次空気が１次空気供給口１７より１次空気室１５に導入されると共に、給炭管１９より塊状の石炭が投入され、前記粉砕テーブル１上の石炭は、前記粉砕テーブル１の遠心力で外周方向に移動し、前記加圧ローラ４，４，４に噛込まれて粗粉炭と微粉炭からなる粉砕炭に粉砕される。

この時、３組の前記加圧ローラ４，４，４は、前記制御部２５の命令により３組全てを同じ周速度で回転させてもよいし、２組の前記加圧ローラ４，４を同じ速度で回転させ、残りの該加圧ローラ４を異なった速度で回転させてもよい。或は３組の前記加圧ローラ４，４，４をそれぞれ異なった速度で回転させてもよい。

従って、前記粉砕テーブル１と前記加圧ローラ４，４，４との間には相対速度差が生じ、該加圧ローラ４，４，４によって噛込まれた石炭には、該加圧ローラ４，４，４の圧下力に加え、該加圧ローラ４，４，４と前記粉砕テーブル１の接触面に於いてそれぞれ相対速度差による剪断力が作用することで粉砕効率が向上し、粉砕効率の向上に伴って所望の大きさの微粉炭にする迄の粉砕時間を短縮することができる。

又、前記粉砕テーブル１と前記加圧ローラ４，４，４はそれぞれ前記テーブル駆動モータ３と前記ローラ駆動モータ２７，２７，２７によって回転されるので、前記粉砕テーブル１と前記ローラ駆動モータ２７，２７，２７との間に不規則なスリップを発生させることなく一定したスリップ状態を保つことができ、不規則なスリップに起因する自励振動の発生を防止することができる。

又、前記粉砕テーブル１に振動検出器２６を取付けることで、石炭の粉砕処理中に発生する振動を検出できる。振動が発生した場合には、前記振動検出器２６によって検出された結果に従って、前記制御部２５がそれぞれの前記加圧ローラ４，４，４の周速度を前記粉砕テーブル１の周速度と同期させるだけではなく、前記加圧ローラ４，４，４の周速度をそれぞれ変更するか、或は振動が発生している前記加圧ローラ４の周速度を前記粉砕テーブル１の周速度と同期させる等の処理を行うことができる。これにより可変増速機２０や可変ギアボックス等を用いて前記加圧ローラ４，４，４の周速度を変更していた第２の実施例よりも細かな制御が可能となり、より効果的に前記竪型ミル５に発生する自励振動を抑制できる。

１ 粉砕テーブル
２ 減速機
３ テーブル駆動モータ
４ 加圧ローラ
５ 竪型ミル
８ テーブル駆動装置
９ 増速機
１１ シャフト
１３ ギアボックス
１６ 分級室
２０ 可変増速機
２５ 制御部
２６ 振動検出器
２７ ローラ駆動モータ

Claims (2)

1. 分級室を形成するハウジングと、該ハウジングの下部に収納され、テーブル駆動装置によって回転駆動される粉砕テーブルと、該粉砕テーブルに加圧ローラを押圧し、前記粉砕テーブル上の石炭を粉砕する複数のローラ加圧装置と、塊状の石炭を前記粉砕テーブルに供給する給炭装置と、前記テーブル駆動装置と前記加圧ローラとを機械的に連結し回転を同期させる第１連結手段と、各加圧ローラ間を機械的に連結し、該各加圧ローラの回転を機械的に同期させる第２連結手段と、前記第１連結手段、前記第２連結手段を介して前記テーブル駆動装置からの動力を前記加圧ローラに伝達する可変増速機と、制御部とを具備し、該制御部により前記可変増速機のギア比を変更可能としたことを特徴とする竪型ミル。
2. 粉砕処理中の前記粉砕テーブルの振動を検出する検出器を更に具備し、前記制御部は前記検出器が自励振動を検出した場合、前記可変増速機のギア比を変更し、前記粉砕テーブルと前記加圧ローラの周速度を機械的に一致させる請求項１の竪型ミル。

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