JPH08266922A

JPH08266922A - 微粉砕用ローラミル

Info

Publication number: JPH08266922A
Application number: JP7785495A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Satou; 一教佐藤; Hidekazu Nishida; 英一西田; Hiroaki Kanemoto; 浩明金本; Takehiko Eguchi; 健彦江口; Nobuyasu Meguri; 信康廻
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1995-04-03
Filing date: 1995-04-03
Publication date: 1996-10-15

Abstract

(57)【要約】【目的】自励振動が抑制できる微粉砕用ローラミルを
提供する。【構成】回転テーブル３と、回転テーブル３上を転動
する複数の粉砕ローラ４とを備えたローラミルにおい
て、粉砕部の原料粉炭１８に対して、水分を含む気流か
らなる高速噴霧流１３を噴射せしめる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、石炭等の固体燃料や石
灰石等の固体原料を微粉砕するローラミルに係わり、主
としてローラミルの振動を抑制し、広域負荷運用を達成
する技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】火力発電用や一般産業用の石炭焚きボイ
ラでは、低公害燃焼（低ＮＯｘ、灰中未燃分の低減）や
広域負荷操業が実施され、それに伴い微粉炭機（ミル）
も高い性能が要求されている。

【０００３】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ミルの一つのタイプとし
て、回転するテーブルと複数個のタイヤ形ローラで粉砕
を行う竪型のローラミルが広く用いられるようになり、
火力発電プラント等では代表機種の一つとなっている。

【０００４】この種のミルは、円筒型をしたハウジング
の下部にあって電動機で駆動され、減速機を介して定速
回転する略円板型の回転テーブルと、そのテーブルの外
周部の上面において円周方向へ等分する位置へ油圧ある
いはスプリング等で圧加されて回転する複数個のタイヤ
形をしたローラを備えている。

【０００５】テーブルの中心へシュートから供給された
粉砕原料は、テーブル上において遠心力によりテーブル
の外周へ移動し、テーブルの粉砕レース面と粉砕ローラ
の間にかみ込まれて、粉砕ローラにより圧縮粉砕され
る。

【０００６】ミルハウジングの下部には、ダクトを通し
て２００〜３００℃の熱風が導かれており、この熱風が
テーブルとハウジングの間にあるエアスロートから吹き
上げられている。粉砕された後の粉粒体は、エアスロー
トから吹き上げる熱風によってハウジング内を上昇する
過程で乾燥される。

【０００７】ハウジングの上方へ輸送された粉粒体のう
ち粗いものは重力により落下し（１次分級）、粉砕部で
粉砕ローラにより再粉砕される。この１次分級部を通っ
てさらに上方へ輸送されたやや細かな粉粒体は、ハウジ
ングの上部に設けたサイクロンセパレータあるいはロー
タリーセパレータ（回転分級機）で再び分級される（２
次分級）。所定の粒径より小さな微粉は気流により搬送
され、ボイラでは微粉炭バーナあるいは微粉貯蔵ビンへ
と送られる。分級機を通過しなかった所定粒径以上の粗
粉は、結果的にテーブル上へ重力により落下し、ミル内
へ供給されたばかりの原料あるいは１次分級された粗粒
とともに再度粉砕される。以上のような作用により、ミ
ル内では粉砕が繰り返され、製品微粉が生成されてい
く。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ローラミルを低負荷で
運用しようとする場合や停止運用をする場合、問題とな
るのはミルの振動である。この振動現象は自励振動の一
タイプであり、炭層とローラのすべりに起因する一種の
摩擦振動である考えられる。普通の石炭では、図１６に
示すように、低負荷運用時（ミル内における石炭ホール
ドアップの少ない条件）にこの振動が激しくなることが
多いが、石炭種によってはかなりの高負荷時にも発生す
ることがある。

【０００９】図１７は、従来のローラミルにおける粉砕
ローラの支持構造を断面図として示したものである。こ
のタイプのローラミルでは、ローラブラケット１６０２
を介して、ローラピボット１６０５を支軸として、粉砕
ローラ１６０１が首振り可能なように支持される。

【００１０】図中の１６０３はローラシャフト、１６０
４はローラ回転軸、１６０６はピボットブロック、１６
０７は加圧フレーム、１６０８は加圧力（粉砕荷重）、
１６０９は回転テーブル、１６１０は粉砕リング、１６
１１は粉砕レース、１６１２は原料粉層、１６１３は圧
縮粉層、１６１４はテーブル回転軸である。

【００１１】図１８は、粉砕ローラ１７０１をローラシ
ャフト１７０２によって片持ち梁式に支持するタイプで
ある。

【００１２】図中の１７０３は回転軸、１７０４は回転
テーブル、１７０５は粉砕原料、１７０６は圧縮粉層で
ある。

【００１３】図１７および図１８に示した方式が代表的
な粉砕ローラの支持構造であるが、いずれの方式におい
ても自励振動が発生する。従って、一般的なローラミル
では、低負荷域における自励振動の防止がローラミルに
共通する重要な課題になっている。

【００１４】図１９ないし図２２は、従来提案されたロ
ーラミルを説明するための図である。

【００１５】図１９において、１８０１はロール、１８
０２はボウル、１８０３はノズル、１８０４は噴出気体
である。この構造のものはミル停止時においてボウル１
８０２付近に滞留する残炭を噴出気体１８０４で速やか
にパージするもので（実開平５−９５６５１号公報参
照）、振動抑止については配慮されていない。

【００１６】図２０において、１９０１は回転テーブ
ル、１９０２は粉砕ローラ、１９０３は環状空間部、１
９０４は中部ケーシング、１９０５は噴霧ノズル、１９
０６はバルブである。この構造のものは粉砕ローラ１９
０２に空気あるいは水を噴射するものであるが（特開昭
６３−１７１６５０号公報、特開昭６３−１７１６５１
号公報参照）、振動抑止については配慮されていない。

【００１７】図２１において、２００１はケーシング、
２００２は回転テーブル、２００３は粉砕ローラ、２０
０４はノズル、２００５はダムリング、２００６は環状
面、２００７は軸受、２００８はパイプ、２００９は吹
出しノズルである。

【００１８】また図２２において、２１０１はケーシン
グ、２１０２は回転テーブル、２１０３は粉砕ローラ、
２１０４はノズル、２１０５はダムリング、２１０６は
環状面、２１０７はパイプ、２１０８は吹出しノズル、
２１０９は原料の循環方向を示す。

【００１９】この図２１、図２２に示す構造のものは、
ノズル２００９、２１０８からの空気噴流により微粉を
粉砕部から除去して過粉砕を防ぐものであるが（実開昭
６０−７９５４８号公報参照）、これも振動抑止につい
ては配慮されていない。この構造のものでは、粉層に対
してノズル２００９、２１０８がほぼ平行に近い角度で
配置されているから、ミルの自励振動を抑制しようとす
ると大量の空気が必要となり、コスト上で問題がある。

【００２０】本発明の目的は、自励振動を確実に消滅さ
せることのできるローラミルを提供することにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明においては、次の
ような手段を採用することにより、流体噴射による自励
振動抑止をより効率的でしかも効果的なものとし、ミル
の運用法全般に対して悪い影響が及ばないようにする。

【００２２】まず、ノズルから噴射する流体は、水と
圧縮空気の混合物とする。水を圧縮空気により微粉化し
（二流体微流化）、その噴霧流を粉砕ローラのかみ込み
部の炭層へ噴射する。

【００２３】あるいは、ドレンを含む（ドレントラッ
プの設置数をわざと少なくする）飽和蒸気流を噴射する
か、飽和蒸気の供給ラインに少量の水を混合させてもよ
い。使用する水の量は、総固体供給量に対して、０．３重
量％以上でかつ６重量％未満の範囲とする。

【００２４】少ない流体噴射量で、振動発生の切っ掛
けとなる微粉層を移動させたりあるいは飛散させたりす
るために、噴射圧力を少なくとも１．２ｋｇｆ／ｃｍ²
（０．１２ＭＰａ）以上とする。

【００２５】自励振動発生の危惧が全くない安定な粉
砕条件で噴射しても無駄であるので、低負荷域において
のみ当該流体噴射を行う。ミル内固体ホールドアップ
が、定格供給負荷にほぼ相当する量の半分以下になった
場合に流体噴射を行う。

【００２６】ミル負荷を低減する操作時にも、流体噴
射を行う。原料粉供給機停止後に、特に激しい自励振動
が発生しやすいので、原料粉供給機停止後およそ２分間
は流体噴射を続けるようにする。余り長い時間にわたり
流体噴射を続けると、テーブル上の粉層が過度に湿り、
エアパージ後にもテーブル上に残る可能性がある。この
ような残留粉が多いと、自然発火等が起きやすくなると
いう問題が生じる。

【００２７】上記とは、ミルの実際の状態に係わ
らず、操作条件により流体噴射を実施する方法である
が、自励振動が高まった場合には、明瞭な徴候が現れ
る。

【００２８】それは、３個のローラを支持する三角形の
加圧フレームを、油圧力により下方へ牽引する３本のテ
ンションロッド（それぞれ三角形加圧フレームのコーナ
に位置し、何れも油圧シリンダに直結）が、交互にしか
も周期的に上下方向に動く現象である。これは、３個の
粉砕ローラが連動して交互に周期的に振り子運動をする
ことにより発生する。テンションロッドのストローク
（両振り振幅値）が、粉砕ローラ直径の少なくとも２％
以上になれば、自励振動の生じる可能性が高まるので、
前述の流体噴射を行う。

【００２９】

【作用】

（ａ）前述のおよびについて；ノズルから噴射され
た気液二相混合物である高速噴霧流により、ローラへか
み込まれる直前の微粉層の一部が吹き飛ばされる。この
微粉層の存在が自励振動発生の不可欠な要因であるの
で、この吹き飛ばしの作用により、自励振動の切っ掛け
は消滅する。

【００３０】また、吹き飛ばされずにレース上に残った
粉層は変形し、しかも水滴と接触することにより部分的
に濡れる。このようにして、湿った粉層は、その内部摩
擦抵抗が増大し、ローラの転動が安定化する。

【００３１】（ｂ）前述のについて；粉層を湿らせて
摩擦抵抗を増大させる場合には、添加する水の量に最適
範囲が存在する。これは、粒子表面に微量の水滴が付着
し、表面張力による架橋力により粒子どうしの付着力が
増加するためである。水分が多過ぎると、粒子表面全体
が薄い水膜で覆われ、潤滑油膜のようになって、粒子群
が流動しやすくなり、炭層は脆弱化する。

【００３２】（ｃ）前述のについて；ミル内へ吹き込
む流体量は出来るだけ少ない方がよい。そのため、圧力
損失の大きな流体噴射ノズルを用いて、少量の流体を高
圧で噴射し、粉層を局部的に崩して吹き飛ばすようにす
る。大量の流体を用いて粉層全体を吹き飛ばすと、十分
に粉砕されていない粗い粒子までがミル内に巻き上げら
れ、ミルから粗い粒子が排出することになる。

【００３３】（ｄ）前述の，，について；自励振
動を防止するための流体噴射は、自励振動の発生頻度の
高い特定の低負荷域においてのみ噴射することがより経
済的にある。水および圧縮空気、あるいは蒸気の使用量
や補助動力費も節約できる。特にコールフィーダ停止後
を除き、自励振動発生時には、テンションロッドの上下
動作が活発になるので、この変位を検知して流体噴射を
行うのが合理的である。

【００３４】一方、フィーダ停止後には、テンションロ
ッドの上下動作という前兆を経ることなく、激しい自励
振動が発生するので、ミルの原料粉供給負荷低下操作か
ら原料粉供給停止に至るまでの過程では、自動的に流体
噴射を実行すればよい。フィーダが停止した後の流体噴
射により、ミル内の残留粉は速やかに排出される。フィ
イーダ停止後において、いつまでも流体噴射を続ける
と、パージ仕切れなかった残留粉がかなり湿ってしま
い、流動性が悪くなり、テーブル外周のスロートかは排
出不能となる。

【００３５】このような残留粉（例えば残炭）が多く残
ると、ミル停止中に乾燥して昇湿し（自然発火に至る過
程の発熱）、ミルの再起動時に熱風が供給されると、ミ
ル内で炭塵爆発が起こる可能性が生じる。従って、前述
したように、フィーダ停止後のエアパージ過程における
ノズルからの流体噴射は、長くとも２分以内としなけれ
ばならない。

【００３６】以上のような作用により、ローラミルは自
励振動等の問題が生じることなく、信頼性の高い操業を
することが可能になる。

【００３７】

【実施例】図１は、本発明の実施例に係る流体噴射法を
採用するローラミルの構造を示す断面図である。

【００３８】このローラミルの粉砕部は、大まかに主要
部である粉砕ローラ４と回転テーブル３により構成され
ている。本発明の特徴は、粉砕部の炭層に対する流体噴
射にあるので、まず始めにこれについて説明する。

【００３９】このローラミルの粉砕部には、スプレーガ
ンパイプ１１を通じて、圧縮空気１４と水１５が導か
れ、スプレーガンパイプ１１の先端に設けた二流体ノズ
ル１２から噴出される。水１５は圧縮空気１４の作用に
より二流体ノズル１２によって微粒化し、高速噴霧流１
３となって、粉砕レース１７上の炭層１９に吹きつけら
れる。

【００４０】二流体ノズル１２は、粉砕ローラ４におけ
るローラ断面中央軸２７よりも内側、即ちテーブル中心
軸２６側に設けられている。高速噴霧流１３は、粉砕ロ
ーラ４の内側かみ込み部および微粉生成部へと、二流体
ノズル１２から噴出される。二流体ノズル１２の構造に
ついては後述する。

【００４１】図中の１は原料、２は原料供給管（センタ
ーシュート）、５はローラシャフト、６はローラブラケ
ット、７はピボットブロック、８はローラピボット、９
は加圧フレーム、１０は粉砕荷重、１６は粉砕リング、
１８は原料粉層、２０は熱風（１次空気）、２１はスロ
ートベン、２２は回転分級機、２３はハウジング、２４
はダムリング、２５は送炭管、２８はレバー、２９はテ
ンションロッド、３０は油圧シリンダである。

【００４２】図２は、ローラミルの粉砕部の平面図であ
る。

【００４３】この例では、二流体ノズル２０５が、粉砕
ローラ２０１のかみ込み部２１０に設けられている。前
述したように、噴霧２０６は、粉砕ローラ２０１のロー
ラ断面中央軸２１２よりも内側、即ち回転テーブル２０
９の中央側に噴射されるようになっている。

【００４４】図中の２０２は圧縮空気、２０３は水、２
０４はノズルガン、２０７はローラ回転軸、２０８はミ
ルハウジング、２１１は微粉生成部である。

【００４５】図３は、粉砕ローラ３０１のかみ込み部３
１０および微粉生成部３１１の両方向に対して、二流体
ノズル３０５を設け、噴霧３０６する方式を示したもの
である。

【００４６】図中の３０２は圧縮空気、３０３は水、３
０４はノズルガン、３０７はローラ回転軸、３０８はミ
ルハウジング、３０９は回転テーブルである。また図
２、図３において、（イ），（ロ）は回転方向を示して
いる。

【００４７】図４は、二流体ノズルの構造を示す断面図
である。

【００４８】中心軸４０３上に水供給管４０２が設けら
れ、ここを通じて水４０４が供給される。水供給管４０
２の外側には、圧縮空気供給管４０１が設けられ、水供
給管４０２の出口端部において、圧縮空気供給管４０１
の断面流路が収縮するようになっている。

【００４９】水供給管４０２の出口端部から低速で噴出
する水４０４は、この収縮する断面流路、即ちしぼり部
で加速される気流により引きちぎられるようにして、細
かな水滴へと分裂する。

【００５０】このノズルは、微粒化媒体である圧縮空気
４０５と水４０４の混合・微粒化が、主として雰囲気中
へ噴出した後に生じるため、外部混合式ノズルと呼ばれ
る。このタイプのノズルには、圧力損失が小さいという
特徴がある。

【００５１】図５は、水５０３と圧縮空気５０４を、先
端に設けたノズルチップ５０２の内部混合室５０８で混
ぜ合わせるタイプであり、内部混合式二流体ノズルと称
される。

【００５２】水５０３と圧縮空気５０４は、流体供給ヘ
ッド５０１に設けた独立した流路、即ち水供給流路５０
５および圧縮空気供給流路５０６を通じて、ノズルチッ
プ５０２に導かれる。ノズルチップ５０２の先端には、
複数個の小さな噴出孔５０７が開口しており、ここか
ら、水５０３と圧縮空気５０４とが混合する噴霧が噴出
する。

【００５３】この内部混合式ノズルは、一般に、図４で
示した外部混合式ノズルに比べて微粒化が良好で、微粒
化媒体である圧縮空気も少なくて済むという点で有利で
ある。しかしながら、圧力損失が大きく、また噴出孔５
０７が、ミル内雰囲気中の微粉炭や、水５０３内に含ま
れるスケール等によって閉塞しやすいという問題もあ
る。ローラミルに適用する場合は、水５０３と微粒化媒
体である圧縮空気５０４を独立にコントロールできると
いう点から判断して、図４の外部混合式タイプが幾分有
利である。

【００５４】図６は、ミル本体６０１に対する流体噴射
供給ラインを示したものである。水６０２および圧縮空
気６０３はともに、電磁バルブ６０５および６０６によ
り噴射タイミングと噴射流量が設定され、ミル内に設け
た二流体ノズルからミル粉砕部の炭層へ噴射される。

【００５５】水６０２の供給ラインには、フィルタ６０
４が設けられており、水６０２中の異物が除去され、ノ
ズルが目詰まりしないようになっている。水６０２およ
び圧縮空気６０３の噴射圧力は、それぞれ圧力センサ６
０７および６０８により測定され、設定した流量で各流
体が噴射されているかが監視される。ノズルの閉塞は、
噴射圧力が上昇するので容易に判断できる。ノズルに閉
塞が生じた場合は、二種類の流体のうち一方の電磁バル
ブを閉じて、他方の流体を高圧で瞬間的に噴射し、詰ま
った異物をパージする。

【００５６】図９は、圧縮空気のみを噴射する場合の振
動抑制効果をまとめたものである。縦軸の振幅δ_ocは、
高負荷運用静定時の振幅δ_oc（＊）（約数μｍ）を用い
て振幅比として表している。一方、横軸の粉砕部へ噴射
する空気流量Ｑ_aは、ミルの１次空気量Ａを用いて、空
気噴射流量比Ｑ_a／Ａとして無次元表記した。この図か
ら明らかなように、振幅は空気噴射流量の増大とともに
急減する。振動を十分に消滅させて、ミルの静粛を運用
するには、およそ、Ｑ_a／Ａ＞０．０３（１）の条件が必要である。

【００５７】図１０には、水のみを噴射して粉砕部の炭
層を湿らせることによって生まれる振動抑制効果を示
す。

【００５８】横軸の水噴射量Ｑ_wは、給炭量Ｃで割り、
無次元化した水噴射流量比Ｑ_w／Ｃで表現されている。

【００５９】圧縮空気を噴射する場合に比べると、Ｑ_w
／Ｃの増加とともに、振幅の減少する程度は緩やかであ
る。水のみの噴射で振動を十分に抑制するためには、Ｑ_w／Ｃ＞０．００５（２）として、噴射条件を設定する必要がある。

【００６０】二流体ノズルとして、水噴射と圧縮空気
（微粒化媒体として用いる）噴射を組み合わせるには、
（１），（２）式を辺々乗じて、Ｑ_a／Ｑ_w＞０．０３Ａ／０．００５Ｃ（３）となる。一次空気流量Ａと給炭量Ｃには、大まかに、Ａ≦２Ｃ（４）の関係があるので、（４）式を（３）式に代入すれば、Ｑ_a／Ｑ_w＞１２（５）となる。

【００６１】この（５）式の結果からは、単相噴射の結
果から単純に導いた質量比として、水の１２倍もの圧縮
空気を用いなければならず、効率が極めて悪いことにな
る。しかしながら、二流体ノズルを用いれば、Ｑ_a／Ｑ
_wを小さくすることができる。二流体ノズルを用いる場
合には、気液質量比を、Ｑ_a／Ｑ_w＞０．２（６）の条件にすれば、十分に振動を減衰することが可能であ
る。本発明における噴射条件として、（６）式を導いた
結果を図１１に示す。

【００６２】図２３は、噴射圧力Ｐが振動抑制に及ぼす
影響を調べた結果を示す図である。同図に示す縦軸の振
幅δ_OCは、噴射無し（Ｐ＝０）の場合に生じる激しい自
励振動の振幅δ_OC（＊）で割ることにより〔δ_OC／δ_OC
（＊）〕無次元化した。

【００６３】この図から明らかなように、噴射圧力Ｐが
０．５ｋｇｆ／ｃｍ²でも振幅は急減するが、噴射圧力
Ｐが１．２ｋｇｆ／ｃｍ²において振幅レベルはδ_OCが
δ_OC（＊）の１／１０（＝０．１）以下となり、実質的
に自励振動はほぼ完全に消滅する。従って噴射圧力Ｐを
１．２ｋｇｆ／ｃｍ²以上に設定する方が好ましく、大
量の二相気流を低圧で噴射するよりも少量の二相気流で
もある圧力以上で噴射することが、防振に対して有効で
ある。

【００６４】図８は、粉砕ローラのかみ込み部へ流体噴
射したときの挙動を模式的に描いたものである。

【００６５】粉砕ローラ７０１のかみ込み部における炭
層７０３に対して、ノズル７０８から高速噴霧流７０５
が噴射される。この高速噴霧流７０５の気流の勢いによ
り、炭層中の微粉は吹き上げられて飛散する（７０
４）。ミル内へ飛散した微粉炭は、前述した一次空気流
により、粉砕部から分級部へと搬送移行する。

【００６６】微粉が飛散（７０４）した炭層には粗粒７
０６が残り、しかもこれらの粗粒７０６には高速噴霧流
７０５の水滴が付着する。かみ込み部では、粉砕ローラ
７０１が薄く（即ち量的に少なく）湿った粗粒７０６を
かみ込むことになる。このような原料をかみ込む場合、
粉砕ローラの転動状態は極めて安定しており、自励振動
発生の切っ掛けとなる炭層の崩壊や粉砕ローラのすべり
は発生しない。なお、図中の７０９は圧縮空気、７１０
は水である。

【００６７】図８（ａ），（ｂ）には、ともに粉砕ロー
ラの微粉生成部において、それぞれ（ａ）流体噴射のな
い場合および（ｂ）本発明のように流体噴射を実施した
場合における現象を比較して示す。

【００６８】（ａ）のように、無対策であれば、粉砕ロ
ーラ８０１の微粉生成部からは、波状炭層８０３が生成
する。この波状炭層８０３はコルゲーションとも呼ば
れ、粉砕ローラ８０１の上下方向振動（ハ）により発生
する。これが隣の粉砕ローラのかみ込み部へ流入する
と、この波状部の規則的な凹凸が切っ掛けとなって、粉
砕ローラは上下方向振動を起こし、即座に自励振動へと
発振する。

【００６９】（ｂ）のように、流体噴射を行う場合に
は、ノズル８０７から噴出する高速噴霧流８１１の作用
によって炭層は破壊され、（ａ）のような規則性は完全
に消滅する。即ち、微粉炭８０４はミル内へ飛散し、残
った粗い炭層も押し分けられる（８０５）。以上のよう
な作用により、粉砕ローラ８０１における自励振動は有
効に抑制される。

【００７０】図中の８０２は粉砕レース、８０６は粗粒
炭層、８０８はノズルガン、８０９は圧縮空気、８１０
は水である。

【００７１】粉炭部の炭層へ噴射する流体は多量にあっ
ても、噴流に勢いがなければ効果は生じない。つまり、
微粉炭の波状炭層の崩壊といった現象を作り出せないこ
とになる。逆に少量であっても、炭層を部分的に崩壊さ
せたりする勢いがあれば、これを切っ掛けにして自励振
動は消滅する。このためには、少量の流体を高圧でノズ
ルから噴射する方法が有効である。

【００７２】図１２は、この様相を表したものであり、
この図では粉砕ローラを省略している。

【００７３】二流体ノズル１１０１から高圧で噴射され
る高速噴霧流１１０５の衝突作用により、炭層は粗粒が
多い状態になり押し分けられ（１１０７）、また微粉炭
は飛散する（１１０９）。ノズル１１０１における微粒
化媒体としての圧縮空気１１０３あるいは蒸気の噴射圧
力は、少なくとも１．２ｋｇｆ／ｃｍ²以上必要であ
り、この条件が満たされた場合には、振動抑制効果は著
しくなる。

【００７４】図中の１１０２はノズルガン、１１０４は
水、１１０６はレース、１１０８は粗粒である。

【００７５】図１３は、ミル内における石炭ホールドア
ップに対する振動の振幅の変化をまとめ、本発明の実施
例（図１、図２、図４、図７参照）と従来技術とを比較
したものである。

【００７６】縦軸の振幅δ_ocは、粉砕ローラと粉砕レー
スがメタルタッチする空回転時の振幅δ_oc（＊）で割ら
れて無次元化されている。一方、横軸のホールドアップ
Ｗは、ミルが定格給炭量で運用されたときのホールドア
ップＷ（＊）で割られて無次元化されている。この実験
結果は、炭質の影響により、比較的激しい振動を起こし
やすい石炭を粉砕したときに得られたものである。

【００７７】従来のように無対策の場合には、低負荷域
〔Ｗ／Ｗ（＊）が０．３８〕で著しく振幅が増大するの
に対し、本発明の流体噴射法を採用したローラミルで
は、振幅の大幅な低減が可能であることが実証された。
本発明の実施例の場合でも、他のホールドアップの条件
よりは、Ｗ／Ｗ（＊）が０．３８の近傍において振幅が
やや大きくなるが、この振動は自己増幅的な自励振動で
はなく、強制振動の１タイプである。

【００７８】図１４は、給炭量低減およびコールフィー
ダ停止過程における流体噴射のタイミングを示すもので
ある。定格給炭負荷ａからコールフィーダ停止前給炭負
荷ｂに至る過程でも、自励振動が発生することがあり、
流体噴射はａとｂの間において開始する（ｄ）。また、
コールフィーダ停止直後に最も激しい自励振動が発生し
やすいので、流体噴射は、コールフィーダ停止（ｃ）の
後にも１〜２間分継続する。コールフィーダ停止後にあ
まり長い時間流体噴射を続けると、テーブル上の残炭が
湿って動かなくなり、残炭パージが難しくなるという問
題が発生する。図１５は、図１４に示した流体噴射によ
る振動抑制効果の試験結果である。従来技術において
は、特にコールフィーダ停止（ｅ）以降において激しい
自励振動が発生するのに対し、本発明の実施例では、振
幅が極めて低く抑えられており、実質的に自励振動は発
生していない。このように、予め流体噴射タイミングを
設定するのも一つの方法であるが、他に自励振動の前兆
を捕らえて流体噴射する方法がある。テンションロッド
（図１のテンションロッド２９参照）の上下動作におい
て、そのストローク（両振り）振幅値が、ローラ直径の
２％以上になれば、一般的に自励振動が発生しやすい。
この挙動を変位計等で検知し、流体噴射を実施すればよ
い。

【００７９】以上のようにして、本発明になる流体噴射
法を用いれば、ローラミルに発生する自励振動は確実に
抑制される。

【００８０】ミル停止過程、特に残炭パージ時に本発明
による流体噴射を行う場合には、粉砕部から吹き飛ばさ
れてバーナから噴出する微粉炭量が増加し、一次空気量
も増える（但し蒸気噴射を行う場合には、逆にＯ₂分圧
を下げる作用がある）ので、窒素酸化物（ＮＯｘ）が瞬
間的に高まる可能性がある。

【００８１】流体噴射を行わない従来式の場合でも、窒
素酸化物の突発的生成は見られるが、本発明ではその生
成ピークが従来式よりも少し高くなることになる。しか
しながら、流体噴射により微粉炭が吹き飛ばされるの
で、従来方式に比べてエアパージ時間を短縮することが
できる。従って、エアパージ時期間中に生じる窒素酸化
物の総生成量は、従来式に比べると返って少なくなる、
という効果も生まれる。本発明を具体化した微粉砕用ロ
ーラミルは、実施例において説明した石炭焚ボイラ用の
ローラミルに限らず、（Ｉ）同じ固体燃料であるオイルコークス用のミル（ＩＩ）脱硫用の石灰石を微粉砕するためのミル（ＩＩＩ）鉄鋼スラグや非鉄精錬スラグ等の硬質スラグ
を微粉砕するミル（ＩＶ）セメントクリンカを微粉砕するセメント仕上げ
用のミル（Ｖ）各種化学製品の原料を微粉砕するミル（ＶＩ）ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）廃材等の産業
廃棄物の再利用のための微粉砕用のミルの振動抑制技術として適用することができる。

【００８２】前記セメントクリンカ粉砕用ミルに適用す
ると、クリンカを冷却する効果がある。また産業廃棄物
粉砕用ミルに適用すると、粉砕時の摩擦熱で溶融プラス
チックがローラへ付着するのを防ぐ効果がある。

【００８３】

【発明の効果】本発明を実施することによる効果をまと
めると、次のようになる。

【００８４】（１）ミルの自励振動を防止できる。本発
明は、低負荷運用時に発生する自励振動に比べて、より
激しい振動になりやすいミル停止時の振動の防止に対し
ても有効である。

【００８５】（２）上記効果（１）に関連し、ミル自体
およびミル周辺にあるプラント機器の信頼性や耐久性が
向上する。

【００８６】（３）上記効果（１）に関連し、プラント
内従業員の不快感がなくなり、作業能率が向上する。

【００８７】（４）低負荷運用時にミルの振動を抑制で
きるため、プラント全体の広域負荷運用が可能になる。

【００８８】（５）自励振動を起こしやすいと危惧され
る粉砕原料も問題なく使用できるようになる。

【００８９】これによって、ミルに対する粉砕原料の適
用性が拡大する。

【００９０】（６）ミル停止過程で本発明を適用するこ
とで、ミル内の残留物を極端に少なくしてミルを停止す
ることができる。石炭の粉砕に適用した場合、これによ
り残炭の自然発火の問題が解決する。

【００９１】（７）（６）と同様に、ミル停止過程に本
発明を適用すれば、ミル内残留粉が適度に湿る。これに
より、残留粉のイナート（不活性化）が実施されたこと
になり、自然発火の危険が解消する。

【００９２】（８）ミル停止過程において、残留粉パー
ジ時間を短縮することができる。これにより、エアパー
ジ時の窒素酸化物の総生成量を低減することが可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る微粉砕用ローラミルの全
体の概略構成図である。

【図２】そのローラミルを粉砕部上方から視た一部平面
図である。

【図３】他の実施例に係るローラミルを粉砕部上方から
視た一部平面図である。

【図４】そのローラミルに用いる噴射ノズルの断面図で
ある。

【図５】他の実施例に係る噴射ノズルの断面図である。

【図６】噴射ノズルへの流体供給ラインを示す系統図で
ある。

【図７】粉層へ流体を噴射したときの状況を示す模式図
である。

【図８】粉層へ流体を噴射したときの状況を示す模式図
である。

【図９】空気噴射流量比と振幅比との関係を示す特性図
である。

【図１０】水噴射流量比と振幅比との関係を示す特性図
である。

【図１１】気液質量流量比と振幅比との関係を示す特性
図である。

【図１２】粉層と噴流の干渉挙動を示す模式図である。

【図１３】本発明の実施例に係るローラミルの自動励振
抑制効果を示す振幅特性図である。

【図１４】ミル停止過程における流体噴射のタイミング
を示す説明図である。

【図１５】ミル停止過程における振動抑制効果を示す波
形図である。

【図１６】従来のローラミルの自動励振発生領域を示す
特性図である。

【図１７】従来のローラミルの支持構造を示す正面図で
ある。

【図１８】従来のローラミルの支持構造を示す正面図で
ある。

【図１９】従来提案されたローラミルの一部平面図であ
る。

【図２０】従来提案されたローラミルの一部平面図であ
る。

【図２１】従来提案されたローラミルの一部断面図であ
る。

【図２２】従来提案されたローラミルの一部断面図であ
る。

【図２３】噴射圧力が振動抑制に及ぼす影響を調べた特
性図である。

【符号の説明】

３回転テーブル４粉砕ローラ１２二流体ノズル１３高速噴霧流１４圧縮空気１５水１６粉砕リング１７粉砕レース１８原料粉層１９炭層２８レバー２９テンションロッド３０油圧シリンダ２０１，３０１粉砕ローラ２０２，３０２，４０５，５０４圧縮空気２０３，３０３，４０４，５０３水２０４，３０４ノズルガン２０５，３０５二流体ノズル２０６，３０６噴霧２０９，３０９回転テーブル２１０，３１０かみ込み部２１１，３１１微粉生成部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者江口健彦茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内 (72)発明者廻信康広島県呉市宝町３番36号バブコツク日立株式会社呉研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電動機で駆動されて回転する円形のテー
ブルと、テーブルの外周部に刻設された溝部に押圧され
た状態で回転する複数個の粉砕ローラとの連動作用によ
り、粉砕原料を微粉砕するローラミルにおいて、粉砕部の原料粉層に対して、水分を含む気流からなる高
速噴霧流を衝突させることを特徴とする微粉砕用ローラ
ミル。
【請求項２】請求項１記載において、水分を含む気流
が、水と圧縮空気の混合物であることを特徴とする微粉
砕用ローラミル。
【請求項３】請求項１記載において、水分を含む気流
が、湿り度を有する高速蒸気流であることを特徴とする
微粉砕用ローラミル。
【請求項４】請求項１記載において、前記原料粉層に
対する高速噴霧流の噴射位置が、粉砕ローラのかみ込み
部ならびに微粉生成部の少なくとも１個所以上であるこ
とを特徴とする微粉砕用ローラミル。
【請求項５】請求項１記載において、前記原料粉層に
対する高速噴霧流の噴射位置が、粉砕ローラの回転テー
ブル中心側における溝部付近であることを特徴とする微
粉砕用ローラミル。
【請求項６】請求項１記載において、前記高速噴霧流
の噴射圧力が、１．２ｋｇｆ／ｃｍ²以上であることを
特徴とする微粉砕用ローラミル。
【請求項７】請求項１記載において、水分の噴射流量
を、原料粉の０．３重量％以上でかつ６重量％未満の範
囲に規制することを特徴とする微粉砕用ローラミル。