JPH0857334A

JPH0857334A - 粉砕用ローラミル

Info

Publication number: JPH0857334A
Application number: JP20177194A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Nishida; 英一西田; Kazunori Satou; 一教佐藤; Eiji Murakami; 英治村上; Kiyoshi Aida; 清相田; Hiroaki Kanemoto; 浩明金本
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1994-08-26
Filing date: 1994-08-26
Publication date: 1996-03-05

Abstract

(57)【要約】【目的】粉砕用ローラミルの振動を少なくして、粉砕
性能と構造強度の信頼性を向上させると共に、騒音環境
の改善を図った粉砕用ローラミルを提供する。【構成】水平面内で回転運動する粉砕テーブル３と、
粉砕テーブル３に加圧された状態で自転する粉砕ローラ
１０と、粉砕ローラ１０の回転軸を軸支するローラブラ
ケット１３と、ローラブラケット１３の上部に設けられ
粉砕ローラ１０をローラブラケット１３を介して粉砕テ
ーブル３の半径方向に揺動可能に軸支した加圧フレーム
１７と、加圧フレーム１７に粉砕ローラ１０を粉砕テー
ブル３に加圧する加圧力を与えるテンションロッド１９
とを備えた微粉砕用ローラミルにおいて、加圧フレーム
１７は、内部に空洞２２が設けられ、空洞２２に鉛製球
体２５が挿入される。

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
カー或いは化学製品等の塊状の原料を粉砕する粉砕用ロ
ーラミルの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】石炭、セメント或いは新素材等の塊状の
原料を細かく粉砕する粉砕用ローラミルの１つの型式と
して、図６に示すようなものが知られている。この図
は、微粉砕用ローラミルを示し、垂直軸の中心軸８乃至
回転分級機の回転軸３１を通る面で微粉砕用ローラミル
を切断した一部省略断面図である。即ち、低速回転運動
を行う粉砕テーブル３とその上で自転する複数の粉砕ロ
ーラ１０とを備えた堅型の微粉砕用ローラミル１′で、
最近では代表機種のひとつとして地位を固めつつある。
微粉砕用ローラミル１′は、円筒型のケーシングである
ミルハウジング３４内において水平面内で低速回転する
粉砕テーブル３と、この粉砕テーブル３上に加圧された
状態（この加圧される力を以下、「粉砕荷重」と称す）
で自転する複数個の粉砕ローラ１０を備えている。粉砕
テーブル３は、モーター４０の出力軸４１と、ベースプ
レート３７の上に設置された減速機３８の入力軸３９が
連結され、中心軸８の周りに低速回転する垂直軸７に固
定されて駆動される。

【０００３】粉砕ローラ１０の回転軸１１は、ローラブ
ラケット１３により支持される。ローラブラケット１３
は、その上部に設けられた加圧フレーム１７′により、
連結機であるローラピボット１５を介して支持される。
このローラピボット１５はピン構造を有するため、ロー
ラブラケット１３は粉砕テーブル３の半径方向への振子
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１０、加圧フレーム１７′等の
構造部材の自重と、加圧フレーム１７′と基礎マット３
６を連結する加圧装置２０付きのテンションロッド１９
による、下向きの荷重の合力として与えられる。加圧装
置２０の荷重値は、給炭量で代表される微粉砕用ローラ
ミルの運転条件に応じてコントロールされる。

【０００４】粉砕テーブル３の中心部へ供給管３３（シ
ュート）より供給される原料４６は、粉砕テーブル３の
回転による遠心力によって粉砕テーブル３上をうず巻き
状の軌跡を描いて外周部へ移動し、粉砕テーブル３の外
周側に装着された粉砕リング４上面（粉砕レース５）と
粉砕ローラ１０の間にかみ込まれて粉砕される。ミルハ
ウジング３４の基底部にはダクトにより熱風４３が導か
れており、この熱風４３が粉砕テーブル３の外周部とミ
ルハウジング３４内周部との間のエアースロート４４か
ら吹き上げられている。粉砕後の粉粒体は、この熱風４
３の流れによってミルハウジング３４内を上昇しながら
乾燥される。

【０００５】ミルハウジング３４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）、
又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３４上部に設けたサイクロンセパレータ
或いは回転分級機３０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４３によって製品微
粉排出管２９から排出、輸送される。そしてボイラの場
合には、微粉炭バーナ或い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３上に落下し、微粉砕用ローラミル
内へ供給されたばかりの原料と共に再度粉砕される。こ
のようにして粉砕、分級が繰り返される。

【０００６】このような粉砕ロールミルにおいては、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。

【０００７】図７は、粉砕用ローラミルの振動発生の過
程を示す曲線図である。粉砕用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。横軸に時間をと
り、縦軸に給炭量、分級機回転数及び炭層摩擦係数をと
って示した曲線である。時間〜給炭量曲線５４は、給炭
量を定格量５４ａから低減して低負荷状態５４ｂとし、
その状態で回転分級機３０の回転数を時間〜分級機回転
数曲線５５のように徐々に増加させると点５５ａで振動
が発生する。この時、炭層摩擦係数μは時間〜炭層摩擦
係数曲線５６に示すように漸次小さくなり点５６ａで振
動発生に至る。この状態では粉砕テーブル上の炭層厚は
薄く、且つ高粒度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。

【０００８】図８は、粉砕用ローラミルの振動波形の一
例を示す曲線図で、横軸に時間、縦軸にトルク変動、微
粉砕ローラミルの加速度及びローラブラケット振子変位
の各々をとったものである。振動は数秒間隔で発生と停
止を繰り返す。トルク変動は、減速機３８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、又、それら
の卓越周波数も一致する。その結果、粉砕テーブル３か
らモーター４０までのねじり系が振動されていることを
示している。又、ローラブラケット１３の振子変位は、
振動が生じると同時に外側に高速で移動する現象を生じ
ている。尚、外側に移動した粉砕ローラ１０は振動の低
減と共に内側に戻る振子運動を繰返す。

【０００９】図９は、粉砕ロールミルで発生するスティ
ックスリップ振動の説明図で、（Ａ）は発生原理図、
（Ｂ）は振動曲線図で、横軸に時間、縦軸に速度ｖをと
ったものである。粉砕用ローラミルの振動現象は、この
図に示すようなスティックスリップ振動の一種である。
つまり（Ａ）に示すように、一様回転する粉砕リング４
に相当する平面部５７と粉砕ローラ１０に相当する物体
５８との間にすべりが生じ、そのすべりが、（Ｂ）に示
すように、ある周期Ｔで繰り返し生じるものである。こ
のスティックスリップ振動の特徴の一つに、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、けん引速度Ｖｏ及び物体５８と平面部５７との間の
摩擦係数μ等に大きく依存することが知られている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術に係る粉
砕用ローラミルは、振動防止の点について配慮がなされ
ておらず、このような振動は、ある特定の炭種で特定の
運転条件である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、粉砕用ローラミル
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。粉砕用ローラミル本体の構造強度の
信頼性の問題或いは粉砕用ローラミル周辺における振動
騒音と云った環境の問題があった。一般に振動防止には
油圧ダンパに代表される防振装置が用いられる。しかし
粉砕用ローラミルの内部は約１５０度の高温であり、且
つ高速粉体流という厳しい環境にあり、防振装置の設置
は現実的ではない。

【００１１】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
解決し、粉砕用ローラミルの振動を少なくして、粉砕性
能と構造強度の信頼性を向上させると共に、騒音環境の
改善を図った粉砕用ローラミルを提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的は、水平面内で
回転運動する粉砕受部と、この粉砕受部に加圧された状
態で自転する粉砕回転体と、この粉砕回転体の回転軸を
軸支する回転体支持材と、この回転体支持材の上部に設
けられ前記粉砕回転体を前記回転体支持材を介して前記
粉砕受部の半径方向に揺動可能に軸支した加圧部材と、
この加圧部材に前記粉砕回転体を前記粉砕受部に加圧す
る加圧力を与える張力部材とを備えた塊状の原料を粉砕
する粉砕用ローラミルにおいて、前記加圧部材の内部に
或いは張力部材の中間部に空洞が設けられ、この空洞に
粉粒体が挿入されたことにより達成される。

【００１３】更に、上記発明において、粉粒体が挿入さ
れた前記空洞の粉粒体上部の空間距離は、前記粉砕回転
体及び回転体支持材を介して前記加圧部材又は張力部材
が受ける振動振幅の略２分の１であり、前記粉粒体は、
鉛製の球体であることにより達成される。

【００１４】

【作用】本発明によれば、加圧部材の内部或いは張力部
材の中間部に空洞が設けられ、この空洞に粉粒体が挿入
されたものであるので、粉砕回転体及び回転体支持材を
介して加圧部材又は張力部材が受ける振動エネルギー
は、その振動の加速度が重力加速度を超えると、内部の
粉粒体が空洞内壁へ衝突し吸収され、粉砕ローラミルの
振動発生は抑制される。

【００１５】更に、上記いずれかの発明において、粉粒
体が挿入された空洞の粉粒体上部の空間距離は、粉砕回
転体及び回転体支持材を介して加圧部材又は張力部材が
受ける振動振幅の略２分の１であるので、上記発明の作
用に加え、振動の１サイクルの間に粉粒体が上下で１回
ずつ衝突することにより、振動エネルギーの吸収効率は
大幅に向上する。

【００１６】更に、上記いずれかの発明において、粉粒
体は鉛製の球体であるので、上記いずれかの発明の作用
に加え、鉛の反発係数が小さく、鉛製の粉粒体が空洞の
内壁に衝突した際、微粉砕ローラミル本体の振動の加速
度が重力加速度以上の場合、粉粒体が空洞内壁に付着し
て微粉砕ローラミル本体の質量を変化させ振動を防止す
ると共に、微粉砕ローラミル本体の振動の加速度が重力
加速度以下になった場合には、粉粒体の空洞内壁からの
離れが良い。更に、粉粒体の密度が大きく、粉砕用ロー
ラミルの主振動部の質量に比べ相対的に大きくなり、そ
れだけ空洞の内部容積を小さくすることが出来、経済的
である。

【００１７】

【実施例】以下、本発明に係る粉砕用ローラミルの実施
例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係
る粉砕用ローラミルの一実施例を示す一部省略断面図、
図２は図１に示した実施例の全体断面図、図３は図１に
示した実施例の微粉砕用ローラミルの振動のモデルを示
す原理図、図４は図１に示した実施例の発明の効果を示
す曲線図、図５は本発明に係る粉砕用ローラミルの他の
実施例を示す一部省略断面図、を各々示す。尚、本発明
の粉砕処理は、本実施例においては微粉砕処理の場合を
示している。

【００１８】図１は、本実施例の微粉砕用ローラミルの
一部省略断面図を示し、図２は、図１の微粉砕用ローラ
ミルの中心軸を通る面で切断した断面図を示すが、これ
らの図に示すように本実施例の微粉砕用ローラミル１
は、水平面内で回転運動する粉砕受部である粉砕テーブ
ル３と、この粉砕テーブル３に加圧された状態で自転す
る粉砕回転体である粉砕ローラ１０と、この粉砕ローラ
１０の回転軸１１を軸支する回転体支持材であるローラ
ブラケット１３と、このローラブラケット１３の上部に
設けられ粉砕ローラ１０をローラブラケット１３を介し
て粉砕テーブル３の半径方向に揺動可能に軸支した加圧
部材である加圧フレーム１７と、この加圧フレーム１７
に粉砕ローラ１０を粉砕テーブル３に加圧する加圧力を
与える張力部材であるテンションロッド１９とを備えた
塊状の原料４６を粉砕するものである。

【００１９】図１に示すように、本実施例の微粉砕ロー
ラミル１は、加圧フレーム１７の内部に空洞２２を設
け、その中に粉粒体２５を挿入する。この粉粒体２５と
しては、直径３ｃｍ程度の鉛で出来た球体を使用する。
この粉粒体２５の質量や詰込方法により防振効果が異な
る。

【００２０】次に、本実施例の微粉砕ローラミル１の作
用を説明するために、本実施例の微粉砕ローラミルに発
生する振動現象であるスティックスリップ振動に関する
発生機構と粉粒体の動きの関係を述べる。

【００２１】図３は、スティックスリップ振動のモデル
を示す原理図である。即ち、粉砕ローラやローラブラケ
ットなどの粉砕部を簡単のために１自由度の質点／ばね
系でモデル化する。以下、これを「主系」と云うことに
する。この主系が回転ベルト４９と主系の凸部５２で接
触しており、この部分の摩擦力により主系の質点５０
は、ばね５１の作用によりスティックスリップ振動が励
起される。このような振動を防止するために、空洞２２
を有する容器４７を設け、この空洞２２に粉粒体２５を
挿入した衝撃ダンパ２６を主系に取り付ける。主系の振
動が重力加速度を越えると空洞２２の粉粒体２５が容器
の上蓋４８及び底部５３に衝突運動を行ない、主系の振
動エネルギーを吸収する。

【００２２】以上述べた衝撃ダンパを本実施例の微粉砕
用ローラミルに応用するには、先に述べたように、加圧
フレーム１７の中に空洞２２を形成し粉粒体２５を挿入
する。衝撃ダンパ２６の防振効果は粉粒体２５の質量と
共に、粉粒体２５上部の空間距離ｄにより左右される。
粉粒体２５の質量は最低、主系の約７％あれば十分であ
る。又、空間距離ｄについては主系の振動により励起さ
れる粉粒体２５の運動において、粉粒体２５が容器の上
蓋４８に衝突するように設定する。つまり、粉粒体２５
が振動の１サイクル中に上下で１回ずつ衝突することに
より、振動エネルギーの吸収効率は大幅に向上する。空
間距離ｄは、主系の振動振幅の約２分の１程度がよい。

【００２３】図４は、上記衝撃ダンパを取り付けた微粉
砕ローラミルの実施例の効果を示す曲線図である。横軸
は振動数ｆ＊、縦軸は主系の応答倍率Ａ＊であり、それ
ぞれ主系の固有振動数、応答振幅で無次元化している。
曲線２７は衝撃ダンパ２６の有の場合、曲線２８は衝撃
ダンパ２６の無の場合、をそれぞれ示す。曲線２７で分
かるように、衝撃ダンパ２６を設けることにより、特に
共振点２６ａ近傍で応答倍率Ａ＊が大幅に低減してい
る。実用的な例を挙げると、例えば主系である粉砕部の
重量が約６０ｔｏｎの時に、必要な粉粒体２５の質量は
約４ｔｏｎである。

【００２４】粉粒体２５に鉛を用いているのは、鉛の反
発係数が小さく、鉛製の粉粒体２５が空洞の上蓋４８或
いは底部５３に衝突した際、微粉砕ローラミル本体の振
動の加速度が重力加速度以上の場合、粉粒体２５が容器
４７に付着して微粉砕ローラミル本体の質量を変化させ
振動を防止すると共に、微粉砕ローラミル本体の振動の
加速度が重力加速度以下になった場合には、粉粒体２５
の容器４７からの離れが良いためである。更に、粉粒体
２５の密度が大きく、微粉砕用ローラミルの本体の質量
に比べ相対的に大きくなり、それだけ空洞の内部容積を
小さくすることが出来るからである。

【００２５】図５は、本発明に係る粉砕用ローラミルの
他の実施例を示す一部省略断面図である。本実施例の微
粉砕用ローラミル１は、水平面内で回転運動する粉砕受
部である粉砕テーブル３と、この粉砕テーブル３に加圧
された状態で自転する粉砕回転体である粉砕ローラ１０
と、この粉砕ローラ１０の回転軸１１を軸支する回転体
支持材であるローラブラケット１３と、このローラブラ
ケット１３の上部に設けられ粉砕ローラ１０をローラブ
ラケット１３を介して粉砕テーブル３の半径方向に揺動
可能に軸支した加圧部材である加圧フレーム１７と、こ
の加圧フレーム１７に粉砕ローラ１０を粉砕テーブル３
に加圧する加圧力を与える張力部材であるテンションロ
ッド１９とを備えたものであって、テンションロッド１
９は、このテンションロッド１９の中間部に空洞２２を
設け、この空洞２２に粉粒体２５を挿入したものであ
る。

【００２６】本実施例の微粉砕用ローラミル１は、図５
に示したように衝撃ダンパ２６を微粉砕用ローラミル１
の本体外部に移したものである。このような構造を採用
することにより、微粉砕用ローラミル１の主系の振動を
テンションロッド１９の中間部に設けた衝撃ダンパ２６
で吸収することが出来る。加圧フレーム１７及びテンシ
ョンロッド１９以外のその他の部分の構造と作用につい
ては、図１、２に示した実施例の微粉砕用ローラミル１
と同様である。

【００２７】以上この発明を図示の実施例について詳し
く説明したが、それを以ってこの発明をそれらの実施例
のみに限定するものではなく、この発明の精神を逸脱せ
ずして種々改変を加えて多種多様の変形をなし得ること
は云うまでもない。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、加圧部材の内部或いは
張力部材の中間部に空洞を設け、この空洞に粉粒体を挿
入したものであるので、粉砕ローラミル内部の厳しい環
境下でも十分耐久性のある防振構造が実現でき、粉砕ロ
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、構造強度の信頼性及び振動騒音環境が著し
く向上する。その結果として、最低負荷の切下げ、多炭
種対応など、粉砕ローラミルのフレキシブルな運用が可
能となる。その上、加圧部材の内部を空洞として利用す
るため、特別の部材を付加することなく、振動防止手段
が単純化され経済的である。

【００２９】更に、上記いずれかの発明において、粉粒
体を挿入した空洞の粉粒体上部の空間距離は、粉砕回転
体及び回転体支持材を介して加圧部材又は張力部材が受
ける振動振幅の略２分の１であるので、上記いずれかの
発明の効果に加え、振動の１サイクルの間に粉粒体が上
下で１回ずつ衝突することにより、振動エネルギーの吸
収効率は大幅に向上する。

【００３０】更に、上記いずれかの発明において、粉粒
体は鉛製の球体であるので、上記いずれかの発明の効果
に加え、粉粒体の空洞内壁への付着、分離が良好で防振
効果が大きい。そして、空洞の内部容積を小さくするこ
とが出来ると共に、経済的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る粉砕用ローラミルの一実施例を示
す一部省略断面図である。

【図２】図１に示した実施例の全体断面図である。

【図３】図１に示した実施例の微粉砕用ローラミルの振
動のモデルを示す原理図である。

【図４】図１に示した実施例の発明の効果を示す曲線図
である。

【図５】本発明に係る粉砕用ローラミルの他の実施例を
示す一部省略断面図である。

【図６】従来技術に係る粉砕用ローラミルを示す一部省
略断面図である。

【図７】粉砕用ローラミルの振動発生の過程を示す曲線
図である。

【図８】粉砕用ローラミルの振動波形の一例を示す曲線
図である。

【図９】スティックスリップ振動の説明図で、（Ａ）は
発生原理図、（Ｂ）は振動曲線図である。

【符号の説明】

１微粉砕用ローラミル（粉砕用ローラミル）３粉砕テーブル（粉砕受部）１０粉砕ローラ（粉砕回転体）１１回転軸１３ローラブラケット（回転体支持材）１７加圧フレーム（加圧部材）１９テンションロッド（張力部材）２２空洞２５粉粒体４６原料ｄ空間距離

フロントページの続き (72)発明者相田清広島県呉市宝町３番36号バブコック日立株式会社呉研究所内 (72)発明者金本浩明広島県呉市宝町６番９号バブコック日立株式会社呉工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水平面内で回転運動する粉砕受部と、該
粉砕受部に加圧された状態で自転する粉砕回転体と、該
粉砕回転体の回転軸を軸支する回転体支持材と、該回転
体支持材の上部に設けられ前記粉砕回転体を前記回転体
支持材を介して前記粉砕受部の半径方向に揺動可能に軸
支した加圧部材と、該加圧部材に前記粉砕回転体を前記
粉砕受部に加圧する加圧力を与える張力部材とを備えた
塊状の原料を粉砕する粉砕用ローラミルにおいて、前記
加圧部材は、該加圧部材の内部に空洞が設けられ、該空
洞に粉粒体が挿入されたものであることを特徴とする粉
砕用ローラミル。
【請求項２】水平面内で回転運動する粉砕受部と、該
粉砕受部に加圧された状態で自転する粉砕回転体と、該
粉砕回転体の回転軸を軸する回転体支持材と、該回転体
支持材の上部に設けられ前記粉砕回転体を前記回転体支
持材を介して前記粉砕受部の半径方向に揺動可能に軸支
した加圧部材と、該加圧部材に前記粉砕回転体を前記粉
砕受部に加圧する加圧力を与える張力部材とを備えた塊
状の原料を粉砕する粉砕用ローラミルにおいて、前記張
力部材は、該張力部材の中間部に空洞が設けられ、該空
洞に粉粒体が挿入されたものであることを特徴とする粉
砕用ローラミル。
【請求項３】請求項１又は２において、前記粉粒体が
挿入された前記空洞の前記粉粒体上部の空間距離は、前
記粉砕回転体及び回転体支持材を介して前記加圧部材又
は前記張力部材が受ける振動振幅の略２分の１であるこ
とを特徴とする粉砕用ローラミル。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかにおいて、前記
粉粒体は、鉛製の球体であることを特徴とする粉砕用ロ
ーラミル。