JP5630110B2 - 竪型ローラミルの粉砕ローラ潤滑油交換装置 - Google Patents

Description

本発明は、塊状物を粉砕する竪型ローラミルの粉砕ローラ潤滑油の交換装置に関するものである。

石炭やセメント原料などの塊状物を細かく粉砕する破砕機（ミル）としては、最近では、回転するテーブルと複数個のタイヤ型ローラとの間で塊状物の粉砕を行う竪型ローラミルが広く用いられており、特に日本国内では代表機種としての地位を固めている。

以下、図５に示すような、溶鉱炉への石炭（微粉炭）吹込みの際に、石炭を細かく粉砕して微粉炭とするために用いられる石炭吹込み用竪型ローラミルを例にとって、竪型ローラミルの一般的な構成を述べる。

図５に示すように、竪型ローラミルは、円筒形をしたハウジング１内の下部にあって、モータで駆動され、減速機２を介して低速回転する円形台状の旋回テーブル３と、その旋回テーブル３の外周面において円周方向へ等分する位置へ加圧装置（油圧シリンダあるいはスプリング等）で押し付けられながら回転する複数個の粉砕ローラ（タイヤ型ローラ）４とを備えている。

原料（石炭）８はセンターシュート５より旋回テーブル３の中心に供給され、旋回テーブル３の上面において遠心力により渦巻状の軌道を描いて旋回テーブル３の外周へ移動し、旋回テーブル３と粉砕ローラ４の間に噛み込まれて粉砕されて原料粉（石炭粉）となる。

ハウジング１の下部にはダクトを通して熱風９が導かれており、この熱風９が旋回テーブル３とハウジング１の間にあるノズルリング６の間を通して吹き上がっている。

旋回テーブル３と粉砕ローラ４の間で粉砕された原料粉は、ノズルリング６から吹き上がる熱風９によって、ハウジング１内を旋回、上昇しながら乾燥される。ハウジング１の上部へ移動した原料粉は、粗いものから重力により落下することで一次分級され、粉砕部（旋回テーブル３、粉砕ローラ４）で再度破砕される。

この一次分級を通過したやや細かな原料粉は、ハウジング１の上部に設けた分級機（固定分級機あるいは回転分級機）７で再度分級される。所定の粒径より小さな原料粉（微粉）は、気流で搬送される。

分級機７を通過しなかった所定の粒径より大きな原料粉（粗粉）は、旋回テーブル３の上に重力で落下し、センターシュート５から供給されたばかりの原料８と一緒に再度破砕される。

このようにして、竪型ローラミル内では原料８の破砕が繰り返され、微粉原料（微粉炭）が生成されていく。

図６は、図５における粉砕ローラ４周辺の部分断面図である。タイヤ１２を備えた粉砕ローラ４は、ローラ軸１３の先端部（図６では右端部）に設置された軸受１０、１１によって回転可能に支持されている。ローラ軸１３の後端部（図６では左端部）は、ローラ軸１３が回転しないようにローラアーム１４によって固定されている。ローラアーム１４を介して加圧シリンダ１５によって押し付け圧を掛け、粉砕ローラ４と旋回テーブル３の間で原料８を破砕する。

ここで、粉砕ローラ４を支持する軸受１０、１１には、その回転を円滑に行うために、転がり軸受が用いられる。そして、竪型ローラミル内部の過酷な環境において転がり軸受１０、１１の性能を保持するために、この軸受１０、１１の潤滑にオイルバス式による潤滑が採用されている。すなわち、図６に示すように、粉砕ローラ４およびローラ軸１３の端部（図６では右端部）を密閉するローラカバー（軸受カバー）１７を設け、その内部空間（粉砕ローラ４（タイヤ１２）の内径部とローラ軸１３の外径部との間隙、および、ローラ軸１３の端部と軸受カバー１７との間隙）に潤滑油を所定量保有して、この潤滑油によって転がり軸受１０、１１を潤滑するようにしている。

そして、図７は、図６における転がり軸受１１周辺の部分断面図である。竪型ローラミル内部は微粉（微粉炭）が舞う雰囲気のため、軸受１０、１１への微粉の侵入を防ぐために、カラー２２の上面にオイルシール２１を設置するとともに、エアーシールが行われている。その際、エアーシールはエアーシールカバー１９の内部に不活性ガスを吹き込んで微粉をパージすることで行われているが、エアーシールカバー１９の摩耗によりエアーシールカバー１９とプロテクタ２０との隙間が拡大すると、エアーシールの効果が弱まる。その結果、微粉がエアーシールカバー１９の内部に侵入する。エアーシールカバー１９の内部に侵入した微粉がオイルシール２１の隙間を貫通し、オイルシール２１を破損させ、オイルバス式潤滑油に侵入するという問題が起きている。

微粉が侵入して、オイルバス式潤滑油の潤滑状況が悪化すると、軸受の温度が上昇し、さらに潤滑状態が悪化すると焼き付けが起こる。オイルバス式潤滑油の潤滑状況の悪化は数日以内という比較的短期間で起こるため、連続的もしくは高頻度の潤滑油の監視と適度な潤滑油の交換が必要となってくる。

従来、潤滑油の交換を行う際には、図６に示すような、軸受カバー１７の下端部に設けられているドレン抜き１６のプラグを外し、内部空間に保有されている潤滑油を抜き取る方法がとられている。しかし、この方法では、一度竪型ローラミルの稼動を止める必要がある。

この問題を解決するために、特許文献１では、図６に示すように、ローラ軸１３の内部に１本の潤滑油サンプル配管１８を設け、潤滑油サンプル配管１８の先端（図６では左端）を気密に連結するエキスパンジョイントを介して竪型ローラミルの外側に繋げるという方法が提案されている。

この潤滑油サンプル配管１８を通じて、竪型ローラミルの稼動中に、竪型ローラミルの外側から潤滑油を交換したり、潤滑油をサンプリングしたりすることが可能になっている。潤滑油の交換やサンプリングを行う際には、先端に可撓性のチューブを備えた吸引パイプを潤滑油サンプル配管１８に挿入して、潤滑油の交換やサンプリングを行う。なお、潤滑油の交換やサンプリングを行う時以外は、潤滑油内に異物が入り込まないように、内部空間の圧力を確認するための内圧確認用プラグを備えたカバー板で潤滑油サンプル配管１８の入口（サンプル採取口）を閉じている。

特開２０００−２４５３１号公報

しかし、特許文献１に記載の方法では、潤滑油サンプル配管１８は１本しかないため、潤滑油を交換する際には、それまでの潤滑油を全て排出してから新しい潤滑油を供給するという手順となり、一時的に内部空間から潤滑油が無くなり、軸受１０、１１の焼き付けが生じる危険性がある。

また、潤滑油の交換やサンプリングの都度、カバー板を取り外し、吸引パイプを潤滑油サンプル配管１８に挿入する必要があるため、高頻度の潤滑油監視には向いていない。例えば、潤滑油の潤滑状況が急激に悪化する原料粉侵入トラブルの場合、潤滑油のサンプリングの周期が長過ぎると、潤滑油のサンプリングによって原料粉侵入の潤滑油異常に気付くのではなく、原料粉侵入による潤滑油の潤滑状況の急激な悪化で軸受が損傷し潤滑油の温度が異常上昇する問題が起きて初めて潤滑油異常に気が付くことが多く、サンプリングの意味をなさないという問題がある。

さらに、内部空間の内圧が大気圧より高くなった場合、潤滑油交換やサンプリングのためにカバー板を取り外すのは危険である。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、竪型ローラミルの粉砕ローラを支持する軸受を潤滑するために内部空間に保有されている潤滑油を交換するに際して、内部空間に所定量の潤滑油を維持しながら、原料粉の侵入による潤滑油の潤滑状況の悪化に適切に対応できるように潤滑油の交換を行うことができる竪型ローラミルの粉砕ローラ潤滑油交換装置を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有している。

［１］回転駆動される旋回テーブルと、該旋回テーブルに押し付けられながら回転する粉砕ローラと、該粉砕ローラを軸受により回転可能に支持するローラ軸と、前記粉砕ローラおよび前記ローラ軸の端部を密閉する軸受カバーとを備え、前記粉砕ローラと前記ローラ軸と前記軸受カバーとで形成される内部空間に潤滑油を保有して、その潤滑油によって前記軸受を潤滑する竪型ローラミルにおいて、前記内部空間に保有されている潤滑油を交換するための潤滑油交換装置であって、
前記ローラ軸の内部に、前記内部空間から潤滑油を排出する潤滑油排出配管と、前記内部空間に潤滑油を供給する潤滑油供給配管とを備え、前記潤滑油排出配管によって前記内部空間から潤滑油を排出しながら、前記潤滑油供給配管によって前記内部空間に潤滑油を供給することを特徴とする竪型ローラミルの粉砕ローラ潤滑油交換装置。

［２］ 前記潤滑油排出配管の出側に潤滑油の浄化装置を備え、この浄化装置で潤滑油内の不純物を取り除くことを特徴とする前記［１］に記載の竪型ローラミルの粉砕ローラ潤滑油交換装置。

［３］前記潤滑油排出配管は、長手方向を軸に回転可能でかつ先端部がＬ字型をしているとともに、空気抜き用配管を備えており、それによって、前記内部空間内の潤滑油の油面レベルが調節可能になっていることを特徴とする前記［１］または［２］に記載の竪型ローラミルの粉砕ローラ潤滑油交換装置。

本発明においては、内部空間に保有されている潤滑油を交換するに際して、潤滑油排出配管によって内部空間から潤滑油を排出しながら、潤滑油供給配管によって内部空間に潤滑油を供給するようにしているので、内部空間に所定量の潤滑油を維持しながら、原料粉の侵入による潤滑油の潤滑状況の悪化に適切に対応できるように潤滑油の交換を行うことができる。

本発明の実施形態１を示す図である。 本発明の実施形態１における潤滑油排出口の位置と油面レベルを示す図である（通常時）。 本発明の実施形態１における潤滑油排出口の位置と油面レベルを示す図である（潤滑油性状悪化時）。 本発明の実施形態２を示す図である。 竪型ローラミルを示す図である。 図５の部分断面図である（特許文献１）。 図６の部分断面図である。

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、ここでは、図５に示したような石炭吹込み用竪型ローラミルを例にしており、その説明は省略する。

［実施形態１］
図１は、本発明の実施形態１を示す図であり、粉砕ローラ４周辺の部分断面図である。

図１に示すように、この実施形態１においては、タイヤ１２を備えた粉砕ローラ４は、ローラ軸１３の先端部（図１では右端部）に設置された軸受１０、１１によって回転可能に支持されている。ローラ軸１３の後端部（図１では左端部）は、ローラ軸１３が回転しないようにローラアーム１４によって固定されている。ローラアーム１４を介して加圧シリンダ１５によって押し付け圧を掛け、粉砕ローラ４と旋回テーブル３の間で原料８を破砕する。

ここで、粉砕ローラ４を支持する軸受１０、１１には、その回転を円滑に行うために、転がり軸受が用いられる。そして、竪型ローラミル内部の過酷な環境において転がり軸受１０、１１の性能を保持するために、粉砕ローラ４およびローラ軸１３の端部（図６では右端部）を密閉するローラカバー（軸受カバー）１７を設け、その内部空間（粉砕ローラ４（タイヤ１２）の内径部とローラ軸１３の外径部との間隙、および、ローラ軸１３の端部と軸受カバー１７との間隙）に潤滑油を所定量保有して、この潤滑油によって転がり軸受１０、１１を潤滑するようにしている。なお、軸受カバー１７の下端部にはドレン抜き１６が設けられている。

その上で、この実施形態１においては、ローラ軸１３の内部に、内部空間に潤滑油を供給する潤滑油供給配管２３と、内部空間から潤滑油を排出する潤滑油排出配管２４と、空気抜き用配管２６と、熱電対用配管２７とを備えている。

これにより、竪型ローラミルの操業時には、常時、潤滑油排出配管２４によって内部空間から潤滑油を排出しながら、潤滑油供給配管２３によって内部空間に潤滑油を供給することができるようになっている。

ここで、潤滑油供給配管２３と潤滑油排出配管２４とは、ローラ軸１３内の省スペース化のために二重配管になっている。すなわち、潤滑油供給配管２３の内側に潤滑油排出配管２４が設置されている。

そして、潤滑油供給配管２３の先端（図１では右端）をプラグで塞がれており、軸受１０の手前で４つの配管に分岐し、内部空間内（軸受１０、１１内）に潤滑油が連続的に供給される。なお、潤滑油供給配管２３の後端（図１では左端）は、潤滑油が貯留されているタンク３２に接続している。

空気抜き用配管２６は粉砕ローラ４内部の最も高い位置に接続されている。潤滑油排出配管２４の先端（潤滑油排出口）２５より高い位置にあり、潤滑油が逆流しないようになっている。

熱電対用配管２７には潤滑油の温度を測定する熱電対２８が備えられており、潤滑状況の悪化に伴う軸受不良による発熱を感知できるようになっている。

潤滑油排出配管２４は先端部がＬ字型になっており、潤滑油排出配管２４の長手方向を軸にして回転可能である。これによって、潤滑油排出配管２４を回転させることにより、潤滑油排出口２５の高さ位置の変更ができる。潤滑油排出配管２４を回転させて、潤滑油排出口２５の高さ位置を変更することにより、内部空間内の潤滑油の油面レベルの変更が可能である。すなわち、内部空間への潤滑油の供給量より多く排出することにより、内部空間内の潤滑油の油面レベルは潤滑油排出口２５の高さ位置になるので、潤滑油排出口２５の高さ位置の調整により、油面レベルの管理が可能になっている。

通常操業時は、図２に示すように、潤滑油排出口２５の高さ位置を高くして、操業に最適な油面レベルを維持し、潤滑油性状が悪化してきた場合は、非操業時に、図３に示すように、潤滑油排出口２５の高さ位置を最下端にして、内部空間の最も低い位置にあるドレン抜き１６に隣接させ、内部空間内部に溜まった不純物を吸引することが望ましい。

潤滑油排出配管２４の後端（出側）は潤滑油浄化装置２９に接続されている。潤滑油浄化装置２９には吸引ポンプ３０が内蔵されている。潤滑油は吸引ポンプ３０により強制的に排出されるので、潤滑油内の異物や水分は潤滑油浄化装置２９内のフィルタエレメントにより回収される。浄化された潤滑油は潤滑油戻り配管３１を経由してタンク３２に戻される。これによって、潤滑油は常に清浄に保たれ、かつ原料粉の侵入トラブルのような急激な潤滑油性状の悪化を防ぐことができる。

［実施形態２］
図４は、本発明の実施形態２を示す図である。

この実施形態２の基本的な構成は、前述の実施形態１と同様であるが、熱電対用配管２７を設置せずに、潤滑油供給配管２３の内部に熱電対２８を通すことで、さらなる省スペース化を図っている。

このようにして、本発明の実施形態１、２では、内部空間から潤滑油を排出する潤滑油排出配管２４と、潤滑油排出配管２４を介して内部空間から潤滑油を吸引排出する吸引ポンプ３０を内蔵した潤滑油浄化装置２９と、潤滑油浄化装置２９から潤滑油をタンク３２に戻す潤滑油戻り配管３１と、潤滑油を貯留するタンク３２と、タンク３２から内部空間に潤滑油を供給する潤滑油供給配管２３とを備えることによって、連続的な潤滑油の交換（循環）を可能としている。その結果、内部空間に所定量の潤滑油を維持しながら、原料粉の侵入による潤滑油の潤滑状況の悪化に適切に対応可能になっている。

なお、ローラ軸１３内に潤滑油供給配管２３と潤滑油排出配管２４との２本の配管を設けたことにより問題となる可能性があるローラ軸１３内のスペースに対しては、潤滑油供給配管２３と潤滑油排出配管２４とを二重配管とすることにより、省スペース化を図ることで解決している。

また、潤滑油排出配管２４の出側に潤滑油浄化装置２９を備え、潤滑油を常時循環させて、潤滑油浄化装置２９を通すことにより、潤滑油性状の常時監視と急激な潤滑油の性状悪化を防ぐことができる。また、潤滑油の浄化により潤滑油の長寿命化が可能になる。

さらに、空気抜き用配管２６を設け、潤滑油を常時循環させることにより、粉砕ローラ４のカバー１７内部の圧力を大気圧に保つことができる。

なお、この実施形態１、２では、竪型ローラミルの操業時には、潤滑油を常時循環することによって、内部空間内の潤滑油を連続的に交換するようにしているが、場合によっては、吸引ポンプの駆動を制御して、内部空間内の潤滑油を断続的に交換するようにしてもよい。

１ ハウジング
２ 減速機
３ 旋回テーブル
４ 粉砕ローラ
５ センターシュート
６ ノズルリング
７ 分級機
８ 原料
９ 熱風
１０ 転がり軸受
１１ 転がり軸受
１２ タイヤ
１３ ローラ軸
１４ ローラアーム
１５ 加圧シリンダ
１６ ドレン抜き
１７ ローラカバー（軸受カバー）
１８ 潤滑油サンプリング配管
１９ エアーシールカバー
２０ プロテクタ
２１ オイルシール
２２ カラー
２３ 潤滑油供給配管
２４ 潤滑油排出配管
２５ 潤滑油排出口
２６ 空気抜き用配管
２７ 熱電対用配管
２８ 熱電対
２９ 潤滑油浄化装置
３０ 吸引ポンプ
３１ 潤滑油戻り配管
３２ タンク

Claims (2)

1. 回転駆動される旋回テーブルと、該旋回テーブルに押し付けられながら回転する粉砕ローラと、該粉砕ローラを軸受により回転可能に支持するローラ軸と、前記粉砕ローラおよび前記ローラ軸の端部を密閉する軸受カバーとを備え、前記粉砕ローラと前記ローラ軸と前記軸受カバーとで形成される内部空間に潤滑油を保有して、その潤滑油によって前記軸受を潤滑する竪型ローラミルにおいて、前記内部空間に保有されている潤滑油を交換するための潤滑油交換装置であって、
   前記ローラ軸の内部に、前記内部空間から潤滑油を排出する潤滑油排出配管と、前記内部空間に潤滑油を供給する潤滑油供給配管とを備え、前記潤滑油排出配管によって前記内部空間から潤滑油を排出しながら、前記潤滑油供給配管によって前記内部空間に潤滑油を供給するものであり、
   別個に空気抜き用配管を備えており、
   前記潤滑油排出配管は、長手方向を軸に回転可能でかつ先端部がＬ字型をしており、それによって、前記内部空間内の潤滑油の油面レベルが調節可能になっていることを特徴とする竪型ローラミルの粉砕ローラ潤滑油交換装置。
2. 前記潤滑油排出配管の出側に潤滑油の浄化装置を備え、この浄化装置で潤滑油内の不純物を取り除くことを特徴とする請求項１に記載の竪型ローラミルの粉砕ローラ潤滑油交換装置。

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