JP5660225B2 - 竪型ローラミル - Google Patents

Description

本発明は、石炭、石灰岩等の塊状物を微粉に粉砕する竪型ローラミル、特に自励振動を抑制可能とした竪型ローラ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、塊状の石炭を竪型ローラミルや横型ボールミルにより粉砕して微粉炭とし、１次空気と共に微粉炭を燃焼装置であるバーナに供給している。
竪型ローラミルは、ハウジングと、ハウジング内部に収納された粉砕テーブルと、該粉砕テーブルに押圧される加圧ローラと、前記ハウジングに設けられ、加圧ローラを前記粉砕ローラに押圧する加圧シリンダとを有し、前記粉砕テーブルに塊状の石炭を供給し、前記加圧ローラにより石炭を粉砕している。
竪型ローラミルに於いて、加圧ローラ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、粉砕テーブルと加圧ローラとの間にスリップが生じ、加圧ローラがスリップに起因する自励振動を発生することがある。
従来、自励振動が発生した場合、自励振動を停止させる有効な手段はなく、竪型ローラミル自体を停止しなければならなかった。この為、微粉炭の供給が停止する等稼働率が低下し、或は竪型ローラミルの運転を再開する為の処理にコストが掛る等の問題があった。
尚、粉砕ローラの噛込み側を回転テーブルの中心軸側に向け傾斜させてトーイン角度を形成し、又加圧フレームとローラブラケットの間に皿バネを積層したリンクサポートを設け、リンクサポートにより粉砕ローラの過剰な振り子動作を適切な程度に抑えることで運用を安定化させ、自励振動を防止するローラミルとして、特許文献１に示されるものがある。
又、竪型ローラミル内の回転テーブルの速度を調整し、粉砕ローラに於ける原料の噛込み速度を最適化することで、スティックスリップ現象をきっかけにして発生する異常振動を防止する竪型粉砕機の運転方法として、特許文献２に示されるものがある。
本発明は斯かる実情に鑑み、自励振動を抑制する機能を具備した竪型ローラミルを提供するものである。

特開２０００−３１７３２６号公報 特開２００７−７５９４号公報

本発明は、ハウジングに収納され、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、該粉砕テーブル上に押圧され、塊状物を粉砕する複数の粉砕ローラと、該粉砕ローラを押圧する複数のローラ加圧ユニットとを具備し、該ローラ加圧ユニットは、前記粉砕ローラに加圧力を付与する油圧シリンダと、該油圧シリンダに接続された油圧回路とを有し、該油圧回路の圧油供給路にはアキュムレータが連通され、前記圧油供給路の前記アキュムレータの連通位置より下流側に第１開閉弁を設け、前記圧油供給路の前記アキュムレータの連通位置より下流側に連通すると共に前記開閉弁の下流側に連通し、該開閉弁をバイパスする第１バイパス路を設け、該第１バイパス路に第１オリフィス弁及び第２開閉弁を設け、竪型ローラミルの定常運転時には前記第１開閉弁を開、前記第２開閉弁を閉状態とし、自励振動発生時には前記第１開閉弁を閉、前記第２開閉弁を開状態とし、自励振動で生じる前記油圧シリンダへの油の流動が前記第１オリフィス弁を介して生じる様構成された竪型ローラミルに係るものである。
又本発明は、前記油圧シリンダに連通する排油路に第３開閉弁を設け、該第３開閉弁をバイパスする第２バイパス路を設けると共に該第２バイパス路に第２オリフィス弁を設け、竪型ローラミルの定常運転時には前記第３開閉弁を開状態とし、自励振動発生時には前記第３開閉弁を閉状態とし、自励振動で生じる前記排油路での油の流動が前記第２オリフィス弁を介して生じる様構成された竪型ローラミルに係るものである。
又本発明は、前記竪型ローラミルは、制御装置及び振動を検知する振動センサを更に具備し、前記制御装置は前記振動センサの検出結果に基づき自励振動の発生を判断し、前記第１開閉弁、前記第２開閉弁の開閉を制御する竪型ローラミルに係るものである。
更に又本発明は、前記竪型ローラミルは、制御装置及び振動を検知する振動センサを更に具備し、前記制御装置は前記振動センサの検出結果に基づき自励振動の発生を判断し、前記第３開閉弁の開閉を制御する竪型ローラミルに係るものである。

図１は本発明の実施例に係る竪型ローラミルの一例を示す概略図である。
図２（Ａ）、図２（Ｂ）は 該実施例の要部を示す油圧回路図であり、図２（Ａ）は定常状態を示し、図２（Ｂ）は自励振動時を示している。
図３（Ａ）、図３（Ｂ）は他の実施例の要部を示す油圧回路図であり、図３（Ａ）は定常状態を示し、図３（Ｂ）は自励振動時を示している。

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を参照し、既設の竪型ローラミル１の一例について略述する。
ハウジング２の下部に粉砕テーブル３が設けられ、該粉砕テーブル３には粉砕ローラ４が転動し、該粉砕ローラ４は円周方向に３等分した位置に放射状に設けられ、ローラ加圧ユニット５によって前記粉砕テーブル３に押圧される。
前記ハウジング２の上側には石炭給排部６が設けられ、前記粉砕テーブル３の回転軸心上にパイプ状のシュート７が設けられ、該シュート７から塊状の石炭が前記粉砕テーブル３の中心部に供給される様になっている。又、前記ハウジング２の上部には前記シュート７を中心に回転する分級機８が設けられている。
前記シュート７より前記粉砕テーブル３上に供給された石炭は、遠心力で外周方向に移動し、前記粉砕ローラ４で粉砕され粉状となり、前記粉砕テーブル３の外周から吹上がる搬送用空気に乗って粉砕炭流９として上昇する。
該粉砕炭流９は、前記分級機８で所定粒子以下の微粉炭に分級され、分級された微粉炭は、前記石炭給排部６の微粉炭送給管１０を介して微粉炭バーナ（図示せず）に供給される。又、所定粒子以上の粗粉炭は前記粉砕テーブル３上に落下し、前記粉砕ローラ４により再度粉砕される。
前記ローラ加圧ユニット５は、前記ハウジング２の一部を構成するジャーナルカバー１１を貫通して設けられ、該ジャーナルカバー１１にはローラアーム１２が傾動自在に設けられ、該ローラアーム１２に前記ローラ加圧ユニット５が設けられている。該ローラ加圧ユニット５は、加圧シリンダ１３とプッシュロッド１４を有し、該プッシュロッド１４は軸心方向に摺動自在に設けられている。
前記加圧シリンダ１３のロッド１５は前記プッシュロッド１４の基端に当接し、又該プッシュロッド１４の先端（中心側端）は、前記ローラアーム１２に当接しており、前記加圧シリンダ１３の押圧力は、前記プッシュロッド１４、前記ローラアーム１２を介して前記粉砕ローラ４に伝達される様になっている。
前記ジャーナルカバー１１には加速度センサ等の振動を検出する振動センサ１７が設けられている。尚、該振動センサ１７の設けられる位置は、振動を検出可能な部位であれば、何処でもよい。該振動センサ１７が検出した結果は、制御装置１８に入力される。該制御装置１８は、前記振動センサ１７からの振動検出信号に基づき、自励振動が発生したかどうかを判断し、自励振動と判断した場合、或は自励振動が発生すると判断した場合は、前記加圧シリンダ１３に圧油を供給する油圧回路２０（後述）を制御して自励振動を抑制する。
図２により該油圧回路２０を説明する。
圧油供給路２１の一端が前記加圧シリンダ１３のシリンダヘッド側に連通され、他端が油タンク２２に連通されている。前記圧油供給路２１の上流側から油圧ポンプ２３、第１開閉弁２４が設けられている。又、該第１開閉弁２４をバイパスし、該第１開閉弁２４の上流側と下流側とを連通するバイパス路２５が設けられ、該バイパス路２５には上流側からオリフィス弁２６及び第２開閉弁２７が設けられている。
前記圧油供給路２１の前記第１開閉弁２４より上流側、或は前記オリフィス弁２６より上流側にアキュムレータ２８が連通されている。
排油路２９の一端が前記加圧シリンダ１３の前記ロッド１５側に連通され、他端が前記油タンク２２に連通されている。前記排油路２９には第３開閉弁３０が設けられている。
ここで、前記油圧回路２０は、前記加圧シリンダ１３への圧油供給手段として機能すると共に、自励振動抑制手段としても機能する。
前記油圧回路２０の定常運転時での作用について説明する。
定常運転時では、前記制御装置１８により、前記第１開閉弁２４及び前記第３開閉弁３０が開、前記第２開閉弁２７が閉とされる（図２（Ａ））。前記加圧シリンダ１３のシリンダヘッドは前記圧油供給路２１により前記油圧ポンプ２３及び前記アキュムレータ２８に連通する。
前記油圧ポンプ２３により昇圧された圧油が前記圧油供給路２１を介して前記加圧シリンダ１３のシリンダヘッド側に供給され、該加圧シリンダ１３により前記粉砕ローラ４が前記粉砕テーブル３に加圧され、石炭が粉砕される。
前記振動センサ１７が検出する振動が所定の値（閾値）を超えた場合、前記制御装置１８は前記第１開閉弁２４を閉、前記第３開閉弁３０を閉及び前記第２開閉弁２７を開とする（図２（Ｂ））。前記加圧シリンダ１３のシリンダヘッドが前記バイパス路２５を介して前記アキュムレータ２８に連通する。
自励振動が発生すると、前記粉砕ローラ４が上下に振動し、更に該粉砕ローラ４の振動は前記ローラアーム１２、前記プッシュロッド１４、前記ロッド１５に伝達される。
該ロッド１５の振動は、前記加圧シリンダ１３のピストン１３ａの振動となって現れ、該ピストン１３ａの振動によって、シリンダヘッド側の容積が変動し、シリンダヘッド側の圧油が出入りする。前記容積の変動分の圧油が前記バイパス路２５、前記オリフィス弁２６を通って前記アキュムレータ２８に流入、流出するが、前記オリフィス弁２６を流通する過程で、圧油の粘性抵抗によって振動が減衰される。更に、前記オリフィス弁２６は自励振動の時のみに作用するので、オリフィス特性を自励振動に特化することができる。
従って、前記加圧シリンダ１３に供給される圧油を強制的に前記オリフィス弁２６に流通させることで、自励振動を抑制できる。又、自励振動を検出して自励振動の抑制を行うので、自励振動の初期に確実に自励振動の抑制ができる。
自励振動が抑制されると前記振動センサ１７による検出結果に基づき、前記第１開閉弁２４及び前記第３開閉弁３０を開、前記第２開閉弁２７を閉とし、定常運転に復帰する（図２（Ａ））。
而して、自励振動が生じた場合、或は自励振動が発生する状態となった場合に、自励振動を抑制し、前記竪型ローラミル１を停止させることなく運転を継続させることができる。
上記実施例では、自励振動を抑制する手段を前記圧油供給路２１側に設けたが、前記排油路２９側に設けてもよく、或は前記圧油供給路２１と前記排油路２９両方に設けてもよい。
尚、上記実施例で、前記オリフィス弁２６に対し前記第１開閉弁２４の流路抵抗が大幅に小さい場合は、前記第２開閉弁２７を省略してもよい。
図３は、自励振動を抑制する手段を前記圧油供給路２１と前記排油路２９の両方に設けた場合を示している。尚、前記圧油供給路２１側の構成については、上記実施例と同様であるので、説明を省略する。
前記排油路２９に前記第３開閉弁３０が設けられ、該第３開閉弁３０の上流側と下流側に連通する排油バイパス路３２が設けられ、該排油バイパス路３２にオリフィス弁３３が設けられる。尚、前記第１開閉弁２４、前記第２開閉弁２７、前記第３開閉弁３０の開閉は、前記制御装置１８によって制御される（図１参照）。
図３（Ａ）は、前記竪型ローラミル１の定常状態を示しており、前記第１開閉弁２４及び前記第３開閉弁３０が開、前記第２開閉弁２７が閉とされる。
前記油圧ポンプ２３により昇圧された圧油が前記圧油供給路２１を介して前記加圧シリンダ１３のシリンダヘッド側に供給され、該加圧シリンダ１３により前記粉砕ローラ４が前記粉砕テーブル３に加圧され、石炭が粉砕される。
図３（Ｂ）は、自励振動が発生した場合を示しており、前記第１開閉弁２４が閉、前記第２開閉弁２７が開、前記第３開閉弁３０が閉とされる。
前記第１開閉弁２４が閉となることで、前記加圧シリンダ１３の前記ピストン１３ａの振動により、シリンダヘッド側の圧油が前記第２開閉弁２７を往復して流れ、振動が抑制される。
同時に、前記第３開閉弁３０が閉となり、前記加圧シリンダ１３の前記ロッド１５側の油が前記オリフィス弁３３を往復して流れ、振動が抑制される。
前記圧油供給路２１側、前記排油路２９側でそれぞれ振動を減衰させることで、より振動抑制効果が発揮される。又、自励振動抑制時の負担を前記圧油供給路２１、前記排油路２９に分散できる。
尚、前記排油路２９側のみで自励振動抑制手段を構成してもよい。

本発明によれば、ハウジングに収納され、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、該粉砕テーブル上に押圧され、塊状物を粉砕する複数の粉砕ローラと、該粉砕ローラを押圧する複数のローラ加圧ユニットとを具備し、該ローラ加圧ユニットは、前記粉砕ローラに加圧力を付与する油圧シリンダと、該油圧シリンダに接続された油圧回路とを有し、該油圧回路の圧油供給路にはアキュムレータが連通され、前記圧油供給路の前記アキュムレータの連通位置より下流側に第１開閉弁を設け、前記圧油供給路の前記アキュムレータの連通位置より下流側に連通すると共に前記開閉弁の下流側に連通し、該開閉弁をバイパスする第１バイパス路を設け、該第１バイパス路に第１オリフィス弁及び第２開閉弁を設け、竪型ローラミルの定常運転時には前記第１開閉弁を開、前記第２開閉弁を閉状態とし、自励振動発生時には前記第１開閉弁を閉、前記第２開閉弁を開状態とし、自励振動で生じる前記油圧シリンダへの油の流動が前記第１オリフィス弁を介して生じる様構成されたので、自励振動発生時には前記オリフィス弁を流動する油の粘性抵抗により振動が減衰され、自励振動の発生が抑制され、或は自励振動が抑制される。又、前記第１オリフィス弁は自励振動時のみに作用させるので性能を自励振動に特化できる。
又本発明によれば、前記油圧シリンダに連通する排油路に第３開閉弁を設け、該第３開閉弁をバイパスする第２バイパス路を設けると共に該第２バイパス路に第２オリフィス弁を設け、竪型ローラミルの定常運転時には前記第３開閉弁を開状態とし、自励振動発生時には前記第３開閉弁を閉状態とし、自励振動で生じる前記排油路での油の流動が前記第２オリフィス弁を介して生じる様構成されたので、圧油供給路、排油路の両方で自励振動の抑制ができるので、自励振動抑制時の負担を前記圧油供給路、前記排油路へ分散できる。又前記第１オリフィス弁、前記第２オリフィス弁の両方で振動の抑制ができ、自励振動を効果的に抑制できる。
又本発明によれば、前記竪型ローラミルは、制御装置及び振動を検知する振動センサを更に具備し、前記制御装置は前記振動センサの検出結果に基づき自励振動の発生を判断し、前記第１開閉弁、前記第２開閉弁の開閉を制御するので、自励振動の発生初期に確実に自励振動を抑制できる。
更に又本発明によれば、前記竪型ローラミルは、制御装置及び振動を検知する振動センサを更に具備し、前記制御装置は前記振動センサの検出結果に基づき自励振動の発生を判断し、前記第３開閉弁の開閉を制御するので、自励振動の発生初期に確実に自励振動を抑制できる。

１ 竪型ローラミル
２ ハウジング
３ 粉砕テーブル
４ 粉砕ローラ
５ ローラ加圧ユニット
１１ ジャーナルカバー
１２ ローラアーム
１３ 加圧シリンダ
１４ プッシュロッド
１５ ロッド
１７ 振動センサ
１８ 制御装置
２０ 油圧回路
２１ 圧油供給路
２２ 油タンク
２３ 油圧ポンプ
２４ 第１開閉弁
２５ バイパス路
２６ オリフィス弁
２７ 第２開閉弁
２８ アキュムレータ
２９ 排油路
３０ 第３開閉弁
３２ 排油バイパス路
３３ オリフィス弁

Claims (4)

1. ハウジングに収納され、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、該粉砕テーブル上に押圧され、塊状物を粉砕する複数の粉砕ローラと、該粉砕ローラを押圧する複数のローラ加圧ユニットとを具備し、該ローラ加圧ユニットは、前記粉砕ローラに加圧力を付与する油圧シリンダと、該油圧シリンダに接続された油圧回路とを有し、該油圧回路の圧油供給路にはアキュムレータが連通され、前記圧油供給路の前記アキュムレータの連通位置より下流側に第１開閉弁を設け、前記圧油供給路の前記アキュムレータの連通位置より下流側に連通すると共に前記開閉弁の下流側に連通し、該開閉弁をバイパスする第１バイパス路を設け、該第１バイパス路に第１オリフィス弁及び第２開閉弁を設け、竪型ローラミルの定常運転時には前記第１開閉弁を開、前記第２開閉弁を閉状態とし、自励振動発生時には前記第１開閉弁を閉、前記第２開閉弁を開状態とし、自励振動で生じる前記油圧シリンダへの油の流動が前記第１オリフィス弁を介して生じる様構成されたことを特徴とする竪型ローラミル。
2. 前記油圧シリンダに連通する排油路に第３開閉弁を設け、該第３開閉弁をバイパスする第２バイパス路を設けると共に該第２バイパス路に第２オリフィス弁を設け、前記竪型ローラミルの定常運転時には前記第３開閉弁を開状態とし、自励振動発生時には前記第３開閉弁を閉状態とし、自励振動で生じる前記排油路での油の流動が前記第２オリフィス弁を介して生じる様構成された請求項１の竪型ローラミル。
3. 前記竪型ローラミルは、制御装置及び振動を検知する振動センサを更に具備し、前記制御装置は前記振動センサの検出結果に基づき自励振動の発生を判断し、前記第１開閉弁、前記第２開閉弁の開閉を制御する請求項１の竪型ローラミル。
4. 前記竪型ローラミルは、制御装置及び振動を検知する振動センサを更に具備し、前記制御装置は前記振動センサの検出結果に基づき自励振動の発生を判断し、前記第３開閉弁の開閉を制御する請求項２の竪型ローラミル。

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