JPH078817A - ローラミル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スティックスリップ現象に基づく自励振動の
発生を防止することができるローラミルを提供する。 【構成】 ミルハウジング１０内で垂直軸周りに回転す
る粉砕テーブル９の上面外周に設けた粉砕リング８上
に、所定間隔を隔てて配置した複数個の粉砕ローラ７
と、このローラを回転可能に支持するローラブラケット
５と、ローラブラケットをローラピボット４を介して首
振り可能に支持して粉砕ローラを粉砕リング上に押し付
ける加圧フレーム２６とを備えたローラミルにおいて、
ミルハウジングと加圧フレームの間に加圧フレームの水
平面に対する傾きを拘束するストッパ５１と拘束じぐ５
２を上下方向に２段に設ける。 【効果】 各粉砕ローラの滑りが同期化され、自励振動
が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は石炭、セメントクリン
カ、化学製品などの固体原料を粉砕する粉砕用ローラミ
ルに係り、特に実用性の高い防振構造を有するローラミ
ルに関する。

【０００２】

【従来の技術】石炭焚ボイラにおいては低公害燃焼（低
ＮＯｘ、未燃分低減）や急速負荷変動運用が実施され、
それに伴い微粉砕機（ミル）に対しても給炭量の幅広い
変動等、よりフレキシブルな運用への対応が要求される
ようになった。石炭、セメント原料、新素材原料などの
塊状物を細かく粉砕する粉砕機の１つの型式として、低
速回転運動を行う粉砕テーブルとその上で回転する複数
の粉砕ローラとを備えた竪型のローラミルがあり、最近
では代表機種の１つとしての地位を固めつつある。図２
はミル中心軸を通る面でミルを縦割りにした、高さ方向
の断面図である。この種の粉砕機は、円筒型のケーシン
グ１０（ミルハウジングと称する）内において水平面内
で低速回転する粉砕テーブル９と、その上で該粉砕テー
ブル９上に押しつけられた状態（この押しつける力を、
以下、粉砕荷重と称す）で回転する複数個の粉砕ローラ
７を備えている。粉砕テーブル９は、モータ２１により
減速機２２を介して低速回転する垂直軸１１に固定され
て駆動される。また、図３に示すように粉砕ローラ７の
回転軸６は、該粉砕ローラ７の上部に設けられたローラ
ブラケット５により支持される。ローラブラケット５
は、その上部に設けられた加圧フレーム２６により、ロ
ーラピボットと称する連結機４を介して支持される。こ
の連結機４はピン構造を有するため、ローラブラケット
５は粉砕テーブル９の半径方向への振り子運動が可能で
ある。粉砕性能を支配する主要因子である粉砕荷重は、
粉砕ローラ７、加圧フレーム２６等の構造部材の自重
と、加圧フレーム２６と基礎マット１５を連結する、加
圧装置３１付きのテンションロッド１２による下向きの
荷重の合力として与えられる。加圧装置の荷重値は、給
炭量で代表されるミル運転条件を制御信号４１とする荷
重制御装置４０によってコントロールされる。

【０００３】図２において、粉砕テーブル９の中心部へ
供給管２９（シュート）より供給される被粉砕物３０
は、粉砕テーブル９の回転による遠心力によって粉砕テ
ーブル９上を渦巻き状の軌跡を描いて外周部へ移動し、
粉砕テーブル９の上面外周側に装着された粉砕リング８
上面（粉砕レース２８）と粉砕ローラ７の間に噛み込ま
れて粉砕される。ミルハウジング１０の基底部にはダク
トにより熱風２３が導かれており、この熱風２３が粉砕
テーブル９の外周部とミルハウジング１０内周部との間
のエアスロート２４から吹き上げられている。粉砕後の
粉粒体は、この熱風２３の流れによってミルハウジング
１０内を上昇しながら乾燥される。ミルハウジング１０
上部へ輸送された粉粒体は、粗いものから重力によって
落下し（１次分級）、またそこを通過してさらに上昇し
たやや細かな粉粒体は、ミルハウジング１０上部に設け
たサイクロンセパレータ、または回転分級機３で再度分
級され（２次分級）、所定の粒径以下の粉粒体はさらに
熱風２３によって輸送される。そしてボイラの場合に
は、微粉炭バーナまたは微粉貯蔵ビンへと送られる。ま
た２次分級でふるい落とされた所定粒径以上の粉粒体は
粉砕テーブル９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、
分級が繰返される。

【０００４】このようなローラミルにおいては、従来よ
り低負荷域で振動が発生する場合があることが知られて
いる。以下、この現象について述べる。図４にローラミ
ルの起動から振動発生までの典型的なパターンを示す。
給炭量を定格量から低減して低負荷状態とし、その状態
で分級機３の回転数を徐々に増加すると振動が発生す
る。この状態では粉砕テーブル上の炭層厚は薄く、かつ
高粒度（小粒径）となっていることが推定され、振動は
この２つの条件が満たされると発生する。図５はローラ
ミルの振動波形の一例を示す。振動は数秒間隔で発生と
停止を繰返す。トルク変動のデータは、減速機２２で代
表される構造全体の振動とほぼ完全に同期しており、ま
たそれらの卓越周波数も一致する。この結果は、粉砕テ
ーブル９からモータ２１までのねじり系が励振されてい
ることを示している。

【０００５】次に、加圧フレーム２６の挙動について考
察する。加圧フレーム２６の位置で、ミルを横割りにし
た水平断面図を図６に示す。この図中の加圧フレーム２
６の端部Ａ１、Ａ２およびＡ３の鉛直方向変位の波形を
図５に示すが、本図は３つの波形がミルの振動に強く関
係していることを示している。また、その特徴としてそ
れらの波形の位相がそれぞれ１２０°ずつずれているこ
とが挙げられる。この位相のずれは、加圧フレーム２６
が図７に示すように、加圧フレーム２６の中心軸の周り
で振れ回っていることを示している。以下、この運動の
ことを「加圧フレームの振れ」と称する。なお、この運
動はミルの運転に伴い、３つの粉砕ローラ７が粉砕テー
ブル８上で、テーブル半径方向やテーブル回転方向に交
互に移動するために起こるものである。言い換えれば、
図８に示すように粉砕ローラ７と粉砕テーブル８の接点
が移動し、点線のような軌跡を描くことが原因である。

【０００６】一方、ミルの振動は図９に示すスティック
スリップ振動の一種であることが知られている。上記し
た粉砕ローラ７の接点の移動は、加圧フレームの振れを
起こすとともに、このスティックスリップ振動を発生さ
せる原因となるが、その関係については、後で詳述す
る。この振動の特徴の１つとして、発生する周期（周波
数）は構造物の固有振動数とは直接関係がなく、図９に
示す牽引速度Ｖｏ、摩擦係数等に大きく依存することが
知られている。

【０００７】このような振動は、ある特定の炭種で特定
の運転条件、つまり低負荷時にのみ生じることがわかっ
ているが、このような振動が生じた場合、ミル本体の構
造強度のみならず、周辺機器への振動伝播の面からも問
題となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は振動防
止の点について配慮がされておらず、ミル本体の構造の
信頼性、またはミル周辺における振動騒音面での環境に
関する問題があった。本発明の目的は、ミルの粉砕性能
を低下させることなく、このような問題の原因である粉
砕部での振動、特にスティックスリップ現象に基づく自
励振動の発生を防止することができるローラミルを提供
することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本願の第１の発明は、ミルハウジング内で垂直軸周りに
回転する粉砕テーブルと、粉砕テーブル上面外周部に設
けた溝状断面を有する粉砕リングと、粉砕リング上に所
定間隔を隔てて配置した複数個の粉砕ローラと、粉砕ロ
ーラを回転可能に支持するローラブラケットと、ローラ
ブラケットを保持する加圧フレームと、加圧フレームに
荷重を作用させる加圧装置とを備えたローラミルにおい
て、前記ミルハウジングと加圧フレームの少なくとも一
方に加圧フレームの水平面に対する傾きを拘束する拘束
手段を設けたことを特徴とするローラミルに関する。

【００１０】本願の第２の発明は、上記第１の発明にお
いて、加圧フレームの水平面に対する傾きを拘束する拘
束手段を上下２個所に設けたことを特徴とするローラミ
ルに関する。

【００１１】

【作用】加圧フレームの傾きを拘束することにより、ロ
ーラミル運転時における粉砕ローラと粉砕テーブルの接
点の自由な移動をなくす。それによって、上記のスティ
ックスリップ振動の発生は防止される。

【００１２】

【実施例】本発明の具体的実施例を図１に示す。加圧フ
レーム２６は、粉砕テーブル９の回転に伴い生じる水平
方向の回転を拘束するため、図６に示すようにミルハウ
ジング１０に取付けられたストッパ５１により支持され
る構造である。従来の支持方法は図１０に示すように、
加圧フレーム２６の側面を直接ストッパ５１で拘束する
ものであり、ストッパ５１と加圧フレーム２６のギャッ
プおよびミルの運転による摩耗のため、加圧フレーム２
６の傾きが生じていた。それに対して本発明は、回転を
拘束するためストッパ５１ａを図１に示すように上下に
２つ設け、さらに加圧フレーム２６に拘束治具５２を５
１ａに対向するように上下に取付ける。このようにして
加圧フレーム２６を上下２個所で支持することにより、
加圧フレームの傾きを防止するものである。つまり、拘
束治具２６の腕の長さｌの効果により、拘束治具５２と
ストッパ５１ａの間にギャップが生じても、加圧フレー
ム２６に許容される傾き角度は小さくなる。

【００１３】本発明の作用を説明するに際し、加圧フレ
ーム２６の振れとスティックスリップ振動発生との関係
を詳細に述べる。ミルの運転に伴い、粉砕ローラ７と粉
砕リング８の接点の軌跡は、図８に示す点線のように移
動する。これは、粉砕ローラ７が粉砕リング８の半径方
向およびテーブル方向に交互に移動することを意味す
る。この運動により、図７に示すような加圧フレームの
振れが起こる。上記の接点の軌跡上においては、例えば
図８中に示すように粉砕ローラ７と粉砕リング８の接点
速度の向きや大きさが異なる接点ｂが存在する。それに
よって、粉砕ローラ７はさらに粉砕リング８の内側およ
び外側に移動させられる。その結果として粉砕ローラ７
に滑りが生じるようになり、スティックスリップ振動が
励起される。

【００１４】以上述べたことを逆に言えば、加圧フレー
ム２６の傾きを拘束することがスティックスリップ振動
の防止につながる。

【００１５】

【発明の効果】本発明によれば、ローラミルの性能を損
なうことなく低負荷域での自励振動を防止でき、構造強
度に関する信頼性、および振動騒音環境が著しく向上す
る。その結果として、最低負荷の切り下げ、多炭種対応
など、ローラミルのフレキシブルな運用が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す加圧フレーム傾き拘束
構造図。

【図２】ローラミルの垂直方向断面図。

【図３】ローラミルの粉砕ローラの支持部詳細図。

【図４】ローラミルの振動発生説明図。

【図５】ローラミルの振動波形図。

【図６】ローラミルの加圧フレームのストッパ位置での
水平断面図。

【図７】粉砕ローラと粉砕リング接点移動による加圧フ
レームの傾きを示す図。

【図８】粉砕ローラと粉砕リングの接点移動と接点速度
を示す図。

【図９】ミルの振動のモデルを示す概念図。

【図１０】従来の加圧フレームのストッパ部構造図。

【符号の説明】 ３…回転分級機、４…ローラピボット、５…ローラブラ
ケット、７…粉砕ローラ、８…粉砕リング、９…粉砕テ
ーブル、１０…ミルハウジング、１２…テンションロッ
ド、１５…基礎マット、２１…モータ、２２…減速機、
２３…熱風、２６…加圧フレーム、２８…粉砕レース、
５１…ストッパ、５２…拘束治具。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ミルハウジング内で垂直軸周りに回転す
   る粉砕テーブルと、粉砕テーブル上面外周部に設けた溝
   状断面を有する粉砕リングと、粉砕リング上に所定間隔
   を隔てて配置した複数個の粉砕ローラと、粉砕ローラを
   回転可能に支持するローラブラケットと、ローラブラケ
   ットを保持する加圧フレームと、加圧フレームに荷重を
   作用させる加圧装置とを備えたローラミルにおいて、前
   記ミルハウジングと加圧フレームの少なくとも一方に加
   圧フレームの水平面に対する傾きを拘束する拘束手段を
   設けたことを特徴とするローラミル。
2. 【請求項２】 請求項１において、加圧フレームの水平
   面に対する傾きを拘束する拘束手段を上下２個所に設け
   たことを特徴とするローラミル。