JPH0299149A - 竪型ローラミル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は竪型ローラミルに係り、特にローラへの被粉砕
物のかみ込みとローラからの被粉砕微粒子の排出を改良
した竪型ローラミルに関する。

〔従来の技術〕

石炭焚ボイラにおいても、低公害燃焼（低Ｎ。

Ｘ、未燃分低減）や急速負荷変動運用（給炭量変化）が
実施され、それに伴い微粉砕機（ミル）も高性能化が要
求されるようになった。

石炭、セメント原料あるいは新素材原料などの塊状物を
細かく粉砕する粉砕機の１タイプとして、粉砕テーブル
と複数のローラとを備えた竪型ローラミルが用いられ、
最近では代表機種の１つとしての地位を固めつつある。

このタイプの粉砕機は、第１０図に示すように円筒型ケ
ーシング２５内の下部にあって、図示していない減速機
を有するモータで駆動され、水平面上で低速回転する円
板状の粉砕テーブル３と、その上面外周部を円周方向に
等分する位置へ油圧力、あるいはスプリング力等で圧接
されて回転する複数個の粉砕ローラ６を備えている。粉
砕テーブル３の中心部へ供給管２より供給される被粉砕
原料１は、粉砕テーブル３の回転と遠心力とによって粉
砕テーブル３上を渦巻き状のｕＬ跡を描いて外周部へ移
動し、粉砕テーブル３の粉砕レース５の面と粉砕ローラ
６の間にかみ込まれて粉砕される。ミルケーシング２５
の基底部には、ダクト内を送られてきた熱風２４が導か
れており、この熱風２４が粉砕テーブル３の外周部とミ
ルケーシング２５の内周部とのエアスロート２１から吹
き上がっている。粉砕後の粉粒体は、エアスロート２１
から吹き上がる熱風２４によってミルケーシング２５内
を上昇しながら乾燥される。ミルケーシング２５の上部
へ輸送された粉粒体は、ミルケーシング２５の上部に設
けた回転分級機の羽根１６で分級され、所定の粒径以下
の微粉は熱風によって製品微粉排出ダクト１日へ搬送さ
れ、ボイラでは微粉炭バーナあるいは微粉炭貯蔵ビンへ
と送られる。分級機を貫通することのない所定粒径以上
の粗粉は、粉砕テーブル３上に落下し、ミル内へ供給さ
れたばかりの原料とともに再度粉砕される。

このようにして、粉砕ローラ６によって粉砕が繰返され
る。

このような竪型ローラミルにおける粉砕機構は、粉砕テ
ーブル３上の粉砕レース面５と粉砕ローラ６との間の圧
縮によるものと剪断によるものが考えられる。これらの
粉砕条件を最適にするために、粉砕ローラ６や粉砕レー
ス５の各種構造が提案されている。

粉砕ローラ６や粉砕レース５の形状にかかわらず、すな
わち従来タイプのものであっても、粉砕レース５上の粉
砕ローラ６の運動を強制的に制御する、あるいは自動調
心的な動きを誘発するよう加圧系を設定することも、粉
砕能力を高める有効な手段である。また、回転テーブル
上の粉砕体の動きや滞留時間を制御することにより、粉
砕能力をアップすることも考えられる。ローラミルでは
、粉砕ローラ６のかみ込み域と微粉生成域が分離されて
いるため、画成における粉粒体の運動が大変に重要であ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

第１０図と第１１図に、従来式リングローラミルにおけ
るローラ支持方法の概略構成を示す。このように従来式
ローラミルでは、ローラブラケット９の上面に設けたビ
ンレース２６と、ローラ加圧フレーム１１の底面に刻設
した溝内に挿入したローラ支持用ビン（ローラピボット
）１０によって、粉砕レース面５に傾斜させた状態で粉
砕ローラ６を支えていた。この構成では、粉砕ローラ６
の、粉砕テーブル３の半径方向のいわゆる第１３図の矢
印で示す“振り子°運動は可能であったが、第１４図に
示す粉砕テーブル３の円周接線方向を中心とする“首振
り”運動の裕度が不足していた。

粉砕ローラ６が、粉砕テーブル３の半径方向に垂直な状
態から、第１４図に示すようにわずかでも変位可能であ
れば、粉砕ローラ６の粉砕面と粉砕レース５の間に生じ
る強い剪断作用によって微粉砕が促進する。

第１２図に示す先行技術例では、ローラ９２をローラ軸
角度調整レバー９５によって外部から操作する方式であ
るが、この場合にはローラ９２を強制的に傾斜させよう
とするために、ローラ９２の自由な運動機能が抑制され
、ローラ９２とテーブル９１間で滑り振動が生じる可能
性もある。

本発明の目的は、上記した課題をなくし、ローラの支持
方式を改良することによって、微粉砕能力が格段に優れ
るリングローラミルを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、ほぼ水平面上で垂直軸まわりに回転し、上
面に円形の粉砕リングを装着した粉砕テーブルと、粉砕
リング表面に刻設された粉砕レース面と、このレース面
に押付けられて転動する複数個の粉砕ローラと、粉砕ロ
ーラを支持するローラブラケットと、同ブラケットを加
圧する加圧リングと、ローラブラケットに設けたピンベ
ースレースと、加圧リングとピンベースレース間に挿入
された粉砕ローラ支持用のビンとを備えた竪型ローラミ
ルにおいて、上記粉砕ローラ支持用のビンとピンベース
レースとの間にピンベースレース面上を転動可能な円筒
状のビンレースを設けたことを特徴とする竪型ローラミ
ルにより達成される。

〔作用〕

前記したように、粉砕テーブルの半径方向に対する粉砕
ローラの“振り子゛運動と、粉砕テーブルの円周接線方
向を軸とする首振り”運動とが同時に、すなわち粉砕ロ
ーラの３次元運動として可能になる。粉砕レースと粉砕
ローラの間には、従来式よりもはるかに強い剪断が作用
するようになり、難粉砕性の固体原料であっても微粉砕
が可能になる。また、粉砕ローラの３次元運動の裕度が
飛躍的に拡大することから、ローラによる被粉砕原料の
かみ込みと、粉砕後の微粉の吐き出しが同時に促進され
る。以上の作用によって、ミルの粉砕能力が大幅に向上
することになる。

〔実施例〕

本発明を具体化したリングローラミル（以下、ミルと略
称する）の構造を第１図と第２図に示す。

第１図は、本発明になるミルの中心軸を通る縦方向断面
図であり、ミル全体の構成を、また第２図は本発明の主
要部分であるローラ保持部の詳細構造を示す。

被粉砕原料３０は、ミル上方部中心軸上に設けた被粉砕
原料供給管（センターシュート）３１がら供給され、ミ
ル下方部の水平面上で低速回転する粉砕テーブル４５上
に落下する。粉砕テーブル４５の円周方向外周部には、
上面に粉砕レース５６を刻設した粉砕リング４４が装着
されている。

粉砕レース５６上では、圧下状態にある粉砕ローラ３３
が転動し、遠心力によって粉砕テーブル４５０半径方向
外側へ送給された被粉砕原料が、粉砕ローラ３３と粉砕
レース５６の間で圧縮、ないし剪断作用によって粉粒体
となり、粉砕テーブル４５の外周に配設されたエアスロ
ート４８から吹き上げられる熱風５１によってミル上方
へと輸送される。これら粉粒体のうち、かなり粗く重い
粒子は、回転分級部の分級羽根５３まで到らず重力によ
り粉砕部へ落下しく１次分級）再粉砕される。

１次分級部を通過した粒子群は、回転分級機の空力遠心
作用によって強制的に分級される。本ミルの回転分級機
は、被粉砕原料供給管（センターシュート）３１の周り
を回転する回転円筒３２と、その下部に取付けた回転分
級機ロータ５２と、円周方向に複数枚配設された平板状
の分級羽根５３とによって構成される。微細な粒子は、
輸送空気によって押し上げられるように分級羽根５３間
を貫通し、微粉排出ダクト５５から排出され製品微粉と
して回収される。微粉炭焚ボイラでは、微粉炭は空気と
ともに直接微粉炭焚ボイラへ搬送されるか、もしくはサ
イクロン分離器で脱気された後ビンに貯蔵される。比較
的粗い粒子は、遠心力によって回転分級機の半径方向外
周部へ排出され、重力によって粉砕部へ落下しく２次分
級）再粉砕される。

次いで、第２図において、本発明の主要部であるローラ
支持部について概説する。本実施例は、基本的にはロー
ラブラケット３６と加圧リング４０間に挿入するピン（
ローラピボット）３９によって、粉砕ローラ３３を保持
するいわゆるＭＰＳ（商標）方式であるが、当該ピン（
ローラピボット）３９を、ローラブラケット３６上面に
固設したピンベースレース３７上で、このピンベースレ
ース３７の直角断面円周方向に自在に転動可能なピンレ
ース３日を、加圧リングの溝面間に挿入するようにした
ものである。このピンベースレース３７は、粉砕ローラ
３３の回転と同一方向に対し、ビンレース３８の転動幅
を拡大できる円筒溝面として構成される。ピンベースレ
ース３７とビンレース３８は、いずれも円筒を縦方向に
分割した形状をなし、その中心軸から内壁までの半径は
それぞれｒ２ないしｒｔである（ただしｒ２＞ｒｔ）。

また、ピンベースレース３７の内径ｒ２は、ピンレース
３８の外径ｒ　１０よりも大きく成形されておす、ピン
ベースレース３７の内壁面上において、ビンレース３８
が転動する余裕が充分とれるように配慮されている。な
お、参考までにミルの容量に対するピンの寸法を第１表
に示す。ビンレースの内側半径はピンの半径の１．２〜
１．６、好ましくは１．４程度、ピンベースの内側半径
はピン半径の１．８〜２．２、好ましくは２．０程度で
ある。ピンベースレース３７上におけるビンレース３８
の転動は、粉砕ローラ３３の粗粒子かみ込み時や、ある
いは粉砕ローラ３３と粉砕レース５６間において強い剪
断粉砕が行なわれたり、あるいは滑りが生じた場合に励
起される。ピンベースレース３７の内筒面やピンレース
３８の内外筒面は、いずれも圧縮下のまま強い剪断を受
けることから、面圧強度向上のため焼入れ等の硬化処理
が施されている。

以上のローラ保持方法によって、本発明になるミルの粉
砕ローラ３３では、粉砕テーブル４５の半径方向に対す
る粉砕ローラ３３の垂直軸まわりの“振り子′運動と、
粉砕テーブル４５の円周方向に対する粉砕ローラ３３の
半径軸まわりのいわゆる“首振り゛とが３次元的に同時
に運動可能となる。この機能と粉砕能力の関連について
は、矢筒で具体的に説明する。

第３図および第４図に、粉砕レース５６上における粉砕
ローラ３３の、ローラ半径軸まわりの回転運動を模式的
に示す。第３図は、粉砕ローラ３３が破線で示す定常回
転時の状態から、実線で示す回転方向側で角度θ０だけ
粉砕テーブル４５の外側へずれた場合を模式的に描いた
ものである。

第３図のものにおいては、かみ込み部■において、粉砕
ローラ３３の先端が粉砕ローラ回転軸３５を支点にして
外側へ首振り゛運動を行なうために、被粉砕原料が通過
するスペースが粉砕レース５６上に生じる。一方、微粉
生成部■では、粉砕ローラ３３の後端が内側へ向かい首
振り′運動をする。したがってこの条件は、粉砕ローラ
３３の、原料に対するかみ込み（レース５６の外側に存
在する粒子に対する）の促進に関与することになる。

一方、第４図は第３図の条件とは逆に、粉砕ローラ３３
の先端が内側へ向かうように微少角度θｉだけ動き、粉
砕ローラ３３の後端、すなわち微粉生成部■が外側へ回
転するため、粉砕された微粉が粉砕ローラ３３の下から
外側へ排出される。このように、粉砕ローラ３３のいわ
ば“首振り°運動は、その変位角度θ０あるいはθｉが
たとえ小さいものであっても、粉砕作用に強（かかわり
、かみ込みによる粗粉砕や剪断による微粉砕をアシスト
することになる。

次に、本発明であるローラの運動機構を具体化したミル
（パイロットレベル）の粉砕特性について調べ、従来式
ミルの特性と比較検討した結果について述べる。第５図
には、給炭負荷率（標準石炭の定格粉砕容量を１００％
とする）に対する微粉粒度（２００メツシユパス量の重
量％）の変化を示す。給炭負荷率の増加につれて、いず
れのミルでも微粉粒度は減少するが、同一の給炭負荷率
で比較した場合、本発明になるミルのほうが微粉粒度が
高い。特に、その差異は給炭負荷率の高い粉砕条件にお
いて拡大する。これは、本発明になるミルにおいて、前
記した粉砕ローラの“首振り機能によって、かみ込みな
いし剪断による粉砕能力が大幅に向上したためであると
考えられる。

第６図は、給炭負荷率に対するミル差圧の変化を示すも
ので、本発明になるミルと従来式ミルの性能を比較した
ものである。この結果から明らかなように、本発明にな
るミルのほうがミル差圧が低減しており、その効果は給
炭負荷率の高い場合に著しい。本発明になるミルでは、
粉砕部においてより多くの微粉が生成するために、ミル
内循環量が低減し、分級部に加わる負担が大幅に軽くな
っている。このようなミル差圧の低減効果は、ミル送風
動力の低減にも役立ち、省エネルギー操業にも貢献する
。

第７図は、粉砕テーブルの回転速度比（基準回転数を１
００％とする）に対する微粉粒度（２００メツシユバス
の重量％）の変化をまとめたものである。本発明になる
粉砕ローラの支持機構は、粉砕テーブルの回転運動の影
響を受は易いと考えられるが、その予測を裏付けるよう
に、本発明になるミルでは、高い粉砕テーブルの回転数
比において微粉粒度が向上している。これは、粉砕テー
ブルの高速回転によって、粉砕ローラの′首振り゛運動
がより活発になったものと考えられる。

第８図には、給炭負荷率に対する粉砕ローラの振動変位
（両振り）の変化を示す。本発明になるミルでは、粉砕
ローラが°首振り”運動をするためのミルの振動を誘発
するのではという危惧があったが、この実験結果はそれ
を払拭している。すなわち、全試験範囲の給炭負荷率に
おいて、本発明になるミルの振動変位は、従来式ミルと
同等もしくはそれ以下であった。ちなみに、両ミルとも
給炭負荷率の減少とともに振動が増幅しているのは、粉
砕レース上の被粉砕原料が少なくなるため、ローラが滑
り易くなり、ローラが滑りと回転を繰返す（一種のステ
ィック・スリップ現象）ようになるためである。

第９図は、本発明になるミルで粉砕した微粉炭を実際に
燃焼させた実証試験結果である。燃焼特性を、灰中未燃
分率と排ガス中のＮＯｘ濃度とのマツプとして示すが、
本発明になるミルで製造し微粉炭の燃焼時のほうが、灰
中未燃分とＮＯｘ濃度がともに低い。これは、本発明に
なるミルの微粉砕能力向上の成果である。すなわち、微
粉粒度が向上することによって着火・保炎性が良好にな
り、それによって燃え切りも早まり灰中未燃分が低減す
る。一方、ＮＯｘ濃度の減少は、バーナ近傍において高
温で安定な低空気比燃焼域が作り出されるために、着火
直後に揮発性Ｎ化合物の熱分解で生成したＮｏ　（ｐ　
ｒ　ｏｍｐ　ｔ−Ｎｏ）が、ほぼ同時に活発に生成する
。還元性物質によって還元された（火炎内脱硝作用）た
めと考えられる。

以上のように、本発明を実施することは、ミルの性能向
上のみならず、ボイラにおいても低公害・高効率燃焼が
達成されることにもつながり、火力プラント全体の運用
性改善に寄与するものである。

本発明になる加圧機構を有するリングローラミルは、こ
こまで例として取上げ実施例を示した微粉炭焚、あるい
は石油コークス等固体燃料焚ボイラのミルに限らず、高
炉吹込み微粉炭用ミル、セメント仕上げ用ミルや鉄鋼ス
ラグミル、あるいは特殊用途としてセラミックス原料微
粉砕用や顔料・タルク製造用ミルへも直接適用すること
ができる。特にセメントの分野では、最近になって特に
厳しい品質管理と省エネルギー操業を推進中のため、本
発明になるリングローラミルはとりわけ有効と考えられ
る。

〔発明の効果〕

本発明を実施することにより、ミルによって粉砕される
製品微粉粒度が向上する結果、所定粒度を満足するミル
の粉砕容量が増大する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示すミル垂直軸方向断面
図、第２図は、第１図のミル内の粉砕ローラ支持部構造
図、第３〜４図は、第２図の支持構造を有するローラの
回転運動の模式図、第５〜８図は、本発明を適用したミ
ルの性能実験結果の説明図、第９図は、本発明になるミ
ルで粉砕した微粉炭の燃焼実証試験結果の説明図、第１
０〜１２図は、従来技術になるミルの構造図、第１３〜
１４図ば、従来技術になるミルのローラ機構図である。 ３３・・・粉砕ローラ、３４・・・粉砕ローラシャフト
、３６・・・ローラブラケット、３７・・・ピンベース
レース、３８・・・ピンレース、３９・・・ピン、４０
・・・加圧リング、４１・・・加圧アーム、４２・・・
油圧シリンダロンド、４３・・・ミルハウジング、４４
・・・粉砕リング、４５・・・粉砕テーブル、４６・・
・粉砕テーブルシャフト、５６・・・粉砕レース。 代理人　弁理士　川　北　武　長 第３図 吟：送給される 被粉砕原料 第 図 給 灰 負 荷 率（’／、） 第 図 カ ＋００ 粉砕テーブル回転速度比 （′Ｉ０） 第６ 図 給 灰 負 荷 率（’／、） 第 図 給炭 負 荷 率 （’／、） 第９ 図 灰 中 未 燃 分 （ｗ？　”／ｅ　） 第１１ 図 Ｃ−Ｃ方向視図 第１３ テーブル ローフ ローラ軸 ローラ軸受 ローラ軸角度調整レバー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ほぼ水平面上で垂直軸まわりに回転し、上面に円
   形の粉砕リングを装着した粉砕テーブルと、粉砕リング
   表面に刻設された粉砕レース面と、このレース面に押付
   けられて転動する複数個の粉砕ローラと、粉砕ローラを
   支持するローラブラケットと、同ブラケットを加圧する
   加圧リングと、ローラブラケットに設けたピンベースレ
   ースと、加圧リングとピンベースレース間に挿入された
   粉砕ローラ支持用のピンとを備えた竪型ローラミルにお
   いて、上記粉砕ローラ支持用のピンとピンベースレース
   との間にピンベースレース面上を転動可能な円筒状のピ
   ンレースを設けたことを特徴とする竪型ローラミル。