JPH09308834A

JPH09308834A - ローラ式粉砕装置の加圧機構

Info

Publication number: JPH09308834A
Application number: JP12475896A
Authority: JP
Inventors: Eiji Murakami; 英治村上; Hidekazu Nishida; 英一西田; Kazunori Satou; 一教佐藤; Hiroaki Kanemoto; 浩明金本; Hideo Mitsui; 秀雄三井
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1996-05-20
Filing date: 1996-05-20
Publication date: 1997-12-02

Abstract

(57)【要約】【課題】自励振動の抑制効果が高く、広範な粉砕条件
のもとで各種の被粉砕物の粉砕を低振動で行うことがで
きるローラ式粉砕装置を提供する。【解決手段】ローラブラケット３に取り付けられ、粉
砕リング１上に押圧される粉砕ローラの加圧機構を、ロ
ーラブラケット３の上方にピボット４を介して配置され
る加圧フレーム９と、当該加圧フレームに一端がピン接
合された加圧アーム１２と、加圧アームの他端に一端が
ピン接合された加圧ロッド１３と、加圧ロッドを上昇又
は下降する油圧シリンダ２０とから構成する。当該油圧
シリンダ２０のロッド室２０ａ及びボトム室２０ｂにア
キュムレータ２２ａ，２２ｂと連通する油圧配管２７
ａ，２７ｂを設けると共に、これらの各油圧配管に夫々
流量調整弁や絞り弁等の流れ抵抗付与手段２３ａ，２３
ｂを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ローラ式粉砕装置
の加圧機構に係り、特に、粉砕時に発生する激しい自励
振動を吸収するための手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６及び図７に、従来より知られている
ローラ式粉砕装置の一例を示す。図６は従来例に係るロ
ーラ式粉砕装置の全体構成図であり、図７は粉砕リング
に粉砕ローラを加圧する加圧機構の構成図である。これ
らの図において、１は粉砕リング、２は粉砕ローラ、２
０は粉砕リング１上に粉砕ローラ２を押圧するための油
圧シリンダを示している。

【０００３】粉砕リング１は、図６に示すように、減速
機１１の出力軸に取り付けられたヨーク１０の上面に固
定されており、図示しないモータの回転に伴って減速機
１１及びヨーク１０を介して水平面内で回転駆動され
る。この粉砕リング１の上面には図７に示すように環状
のくぼみ１ａが形成されており、当該くぼみ１ａに粉砕
ローラ２を当接することによって、くぼみ１ａ内に導入
された被粉砕物（例えば石炭）１８を粉砕できるように
なっている。なお、図６の例では、粉砕リング１に対し
て周方向に等分に配置された３つの粉砕ローラ２が当接
されており、粉砕リング１に押圧力が均等に作用するよ
うに考慮されている。

【０００４】粉砕ローラ２は、中心軸５を介してローラ
ブラケット３に回転自在に取り付けられており、ローラ
ブラケット３は、その上方に配置された加圧フレーム９
によって下向きに加圧されている。ローラブラケット３
の上面と加圧フレーム９の下面の対応する部分には図７
により詳細に示すようにピボット穴４ａが形成されてお
り、各ピボット穴４ａ内にはピボット４が収納されてい
る。したがって、粉砕ローラ２は、中心軸５を中心とし
て回転できると共にピボット４を中心としても回転でき
るようになっており、粉砕リング１の回転に伴って環状
のくぼみ１ａに沿って転動することができる。

【０００５】加圧フレーム９の外周部には加圧アーム１
２の一端が旋回可能にピン接合されており、当該加圧ア
ーム１２の下辺は加圧フレーム９に形成されたストッパ
９ａにて支持されている。また、加圧アーム１２の他端
には加圧ロッド１３の一端が旋回可能にピン接合されて
おり、当該加圧ロッド１３の他端は油圧シリンダ２０の
ロッド２１に連結されている。油圧シリンダ２０のロッ
ド室２０ａには油圧ポンプと連通する油圧配管２７が設
けられ、当該油圧配管２７にはアキュムレータ２２が設
けられている。なお、図７中の符号２０ｂは、油圧シリ
ンダ２０のボトム室を示している。粉砕リング１に対す
る粉砕ローラ２の押圧力は、油圧シリンダ２０を操作す
ることによって行うことができる。即ち、油圧ポンプか
ら供給される圧油２６を油圧シリンダ２０のロッド室２
０ａに導入し、加圧ロッド１３を下方に引くと、その力
が加圧アーム１２、ストッパ９ａ、加圧フレーム９、ピ
ボット４、ローラブラケット３及び中心軸５を介して粉
砕ローラ２に伝達されるので、粉砕リング１に対する粉
砕ローラ２の押圧力を大きくすることができる。反対
に、油圧シリンダ２０のロッド室２０ａから圧油２６を
排出し、加圧ロッド１３を上方に押すと、加圧アーム１
２に作用する力が減少し、粉砕リング１に対する粉砕ロ
ーラ２の押圧力が小さくなる。

【０００６】上記の各構成部は、図６に示すようにハウ
ジング１９内に収納されており、ハウジング１９の上部
には、被粉砕物の供給管１４と分級器１５と分級された
被粉砕物の出口管１６とが備えられている。したがっ
て、図示しないモータを起動して粉砕リング１を回転
し、供給管１４より被粉砕物を供給すると、被粉砕物は
粉砕リング１と粉砕ローラ２との間で粉砕され、粉砕さ
れた被粉砕物（例えば微粉炭）は図示しない送風機より
送風される熱風によって吹き上げられる。吹き上げられ
た被粉砕物は、分級器１５に入って分級され、所定粒度
に達した粉砕物は出口管１６に送り込まれる。また、所
定粒度に達しない粉砕物は再度粉砕部に落下し、粉砕リ
ング１と粉砕ローラ２との間で粉砕される。

【０００７】前記構成のローラ式粉砕装置は、油圧シリ
ンダ２０のロッド室２０ａと油圧ポンプとを連通する油
圧配管２７にアキュムレータ２２を設けたので、被粉砕
物の粉砕に伴う油圧シリンダ２０内の圧力変動をある程
度吸収することができ、これによって粉砕装置の振動を
ある程度緩和することができる。

【０００８】ところで、低負荷時や停止時には、粉砕ロ
ーラ２と被粉砕物１８との間でスリップが生じやすくな
るため、粉砕ローラ２の上下動が大きくなって粉砕装置
全体に激しい自励振動が生じやすい。前記した従来の粉
砕装置には、油圧シリンダ２０内の圧力変動を吸収する
ための手段としてアキュムレータ２２しか設けられてい
ないので、前記自励振動を十分に抑制することができな
い。

【０００９】本願発明者らは、かかる不都合を解決する
ため、先に図８に示すローラ式粉砕装置を提案した。図
８のローラ式粉砕装置は、油圧シリンダ２０のロッド室
２０ａとアキュムレータ２２とを連通する油圧配管に流
量調整弁２３を設けると共にローラブラケット３に振動
センサ２５を取り付け、自励振動の発生を振動センサ２
５で検出して制御装置２４からの指令で流量調整弁２３
を絞り込み、油圧回路の振動吸収効果を高めて自励振動
を有効に減衰させようとするものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本願発明者らが先に提
案したローラ式粉砕装置は、油圧シリンダ２０のロッド
室２０ａとアキュムレータ２２とを連通する油圧配管に
流量調整弁２３を設け、自励振動の発生に応じて当該流
量調整弁２３の開度を調整するようにしたので、図６及
び図７に示した従来のローラ式粉砕装置に比べて自励振
動の抑制効果が高い。しかし、このローラ式粉砕装置も
被粉砕物の種類や粉砕条件によっては大きな自励振動を
発生することがあり、実用上の観点からはより一層自励
振動の抑制効果が高いローラ式粉砕装置の開発が求めら
れている。

【００１１】本発明は、かかる課題を解決するためにな
されたものであって、その目的は、自励振動の抑制効果
が高く、広範な粉砕条件のもとで各種の被粉砕物の粉砕
を低振動で行うことができるローラ式粉砕装置を提供す
ることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
達成するため、水平面内で回転駆動する粉砕リングと、
当該粉砕リングの上面に押圧される粉砕ローラと、当該
粉砕ローラを前記粉砕リングに押圧する油圧シリンダと
を備えたローラ式粉砕装置の加圧機構において、前記油
圧シリンダのロッド室及びボトム室にアキュムレータと
連通する油圧配管を設けると共に、当該油圧配管に前記
粉砕ローラの振動を吸収するための流れ抵抗付与手段を
設けるという構成にした。

【００１３】前記流れ抵抗付与手段としては、絞り弁又
は流量調整弁を用いることができる。また、前記流れ抵
抗付与手段としては、粉砕条件に応じて異なる最適な振
動吸収効果を適宜選択できるようにするため、開度を必
要に応じて変更可能な可変式流れ抵抗付与手段を用いる
ことが好ましい。

【００１４】粉砕ローラが上下に振動すると、その振動
がローラブラケット、ピボット、加圧フレーム、ストッ
パ、加圧アーム、加圧ロッドを介して油圧シリンダのロ
ッドに伝達され、ロッド室及びボトム室内の圧油の圧力
が共に変動する。したがって、油圧シリンダのロッド室
とアキュムレータとを連通する油圧配管及び油圧シリン
ダのボトム室とアキュムレータとを連通する油圧配管の
双方に絞り弁や流量調整弁等の流れ抵抗付与手段を設け
ると、油圧シリンダのロッド室とアキュムレータとを連
通する油圧配管のみにこれらの流れ抵抗付与手段を設け
た場合に比べてより効率的に粉砕ローラの振動エネルギ
を吸収することができるので、自励振動の抑制効果を高
めることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１に、本発明に係るローラ式粉
砕装置の構成を示す。この図において、２７ａは油圧シ
リンダ２０のロッド室２０ａと図示しない油圧ポンプと
を連通する油圧配管、２７ｂは油圧シリンダ２０のボト
ム室２０ｂと図示しない油圧ポンプとを連通する油圧配
管、２２ａは油圧配管２７ａに設けられたアキュムレー
タ、２２ｂは油圧配管２７ｂに設けられたアキュムレー
タ、２３ａはアキュムレータ２２ａの入口配管に設けら
れた流れ抵抗付与手段としての流量調整弁、２３ｂはア
キュムレータ２２ｂの入口配管に設けられた流れ抵抗付
与手段としての流量調整弁を示し、その他、図６〜図８
のローラ式粉砕装置との対応部分には同一の符号が表示
されている。

【００１６】この図から明らかなように、本例のローラ
式粉砕装置は、油圧シリンダ２０のロッド室２０ａとボ
トム室２０ｂの双方に油圧ポンプに連通する油圧配管２
７ａ，２７ｂを接続すると共に、各油圧配管２７ａ，２
７ｂに設けられたアキュムレータ２２ａ，２２ｂの入口
配管に夫々流量調整弁２３ａ，２３ｂを設け、各流量調
整弁２３ａ，２３ｂの開度調整を制御装置２４にて行う
ことを特徴とする。

【００１７】本例のローラ式粉砕装置は、油圧シリンダ
２０のロッド室２０ａに油圧ポンプからの圧油を供給す
ると共に、ボトム室２０ｂの圧油を排出することによっ
て、粉砕リング１に対する粉砕ローラ２の押圧力を増加
することができる。即ち、このように油圧シリンダ２０
を操作すると、加圧ロッド１３が下方に引かれるため、
ストッパ９ａに作用するアーム１２の押圧力が大きくな
り、その力が加圧フレーム９、ピボット４、ローラブラ
ケット３及び中心軸５を介して粉砕ローラ２に伝達され
て、粉砕リング１に対する粉砕ローラ２の押圧力を大き
くなる。反対に、油圧シリンダ２０のロッド室２０ａか
ら圧油２６を排出し、ボトム室２０ｂに油圧ポンプから
の圧油を供給すると、加圧ロッド１３が上向きに押さ
れ、ストッパ９ａに作用するアーム１２の押圧力が減少
し、粉砕リング１に対する粉砕ローラ２の押圧力が小さ
くなる。

【００１８】図２に、粉砕時における被粉砕物供給量と
ロッド室２０ａ内の油圧Ｐ₁ 及びボトム室２０ｂ内の油
圧Ｐ₂ との関係を示す。この図から明らかなように、被
粉砕物供給量Ｍが当該被粉砕物の物性等によって定まる
ある一定の値Ｍａになるまでは、被粉砕物供給量Ｍに比
例してロッド室２０ａ内の油圧Ｐ₁ が高められ、被粉砕
物供給量ＭがＭａ以上では一定の油圧Ｐｍに保持され
る。これに対して、ボトム室２０ｂ内の油圧Ｐ₂ は、被
粉砕物供給量Ｍに関係なく常時一定の値に保持される。
したがって、図２に示すように、粉砕時においては、常
時Ｐ₁ ＞Ｐ₂ の関係にあり、Ｐ₁ −Ｐ₂ の加圧力で被粉
砕物が粉砕される。

【００１９】低負荷時や停止時において粉砕ローラ２と
被粉砕物１８との間にスリップが発生し、スティックス
リップやコルゲーション現象によって粉砕ローラ２が上
下に激しく振動すると、その振動はローラブラケット
３、ピボット４、加圧フレーム９、加圧アーム１２、加
圧ロッド１３を介して油圧シリンダ２０のロッド２１に
伝達され、ロッド室２０ａ内及びボトム室２０ｂ内の油
圧が変動する。ロッド室２０ａから出た圧油は油圧配管
２７ａ及び流量調整弁２３ａを介してアキュムレータ２
２ａに流入し、ボトム室２０ｂから出た圧油は油圧配管
２７ｂ及び流量調整弁２３ｂを介してアキュムレータ２
２ｂに流入する。したがって、流量調整弁２３ａ，２３
ｂの開度を適当な大きさに調整しておけば、流量調整弁
２３ａ，２３ｂが油圧ダンパとして作用し、粉砕ローラ
２の振動を吸収することができる。

【００２０】図３に、油圧シリンダ２０とアキュムレー
タ２２ａ，２２ｂとを接続する油圧配管２７ａ，２７ｂ
内の圧油の流れ抵抗と粉砕ローラ２を上下方向に固有振
動数で強制加振したときの振動振幅の大きさとの関係を
示す。流れ抵抗Ｒは、流量調整弁２３ａ，２３ｂを通過
する圧油２６の流量Ｑ、油圧シリンダ２０及び油圧配管
２７ａ，２７ｂ内の圧力Ｐｃ、アキュムレータ２２ａ，
２２ｂ内の圧力ＰａとＱ＝（Ｐｃ−Ｐａ）／Ｒの関係に
ある。粉砕装置に自励振動が発生した場合、その振動数
はほぼ粉砕部の固有振動数となるため、固有振動数で振
動を吸収できる必要がある。

【００２１】図３から明らかなように、流量調整弁２３
ａ，２３ｂの開度を調整し、油圧シリンダ２０とアキュ
ムレータ２２ａ，２２ｂとを接続する油圧配管２７ａ，
２７ｂ内の圧油の流れ抵抗を変化させていくと、粉砕ロ
ーラ２の振動振幅の大きさが急激に小さくなる領域が存
在する。図３において、Ｒ_A 〜Ｒ_B の領域では、流れ抵
抗が小さすぎるために流量調整弁２３ａ，２３ｂが油圧
ダンパとして有効に作用せず、粉砕ローラ２の振動を有
効に吸収低減することができない。また、Ｒ_D〜Ｒ_E の
領域では、流れ抵抗が大きすぎるためにやはり流量調整
弁２３ａ，２３ｂが油圧ダンパとして有効に作用せず、
粉砕ローラ２の振動を有効に吸収低減することができな
いと共に、粉砕ローラ２から油圧シリンダ２０に至る系
が弾性体として振動するために粉砕ローラ２の振動が却
って成長する。Ｒ_B 〜Ｒ_D の領域においては、流れ抵抗
が適正であるために流量調整弁２３ａ，２３ｂが油圧ダ
ンパとして有効に作用し、粉砕ローラ２の振動を有効に
吸収低減できると共に、粉砕ローラ２の振動の成長が抑
制される。特に、油圧回路の流れ抵抗をＲ_C に設定した
場合には、粉砕ローラ２の振動振幅を著しく低減するこ
とができる。

【００２２】油圧回路の流れ抵抗Ｒは、先に説明したよ
うに流量調整弁２３ａ，２３ｂを通過する圧油２６の流
量Ｑ、即ち流量調整弁２３ａ，２３ｂの開度を調整する
ことによって調整できる。したがって、制御装置２４に
て流量調整弁２３ａ，２３ｂの開度を油圧回路の流れ抵
抗が図３のＲ_C になる値に調整することによって、粉砕
ローラ２及び粉砕部の自励振動を防止することができ
る。

【００２３】図４に、図１の装置の効果を図８の装置と
の比較で示す。この図において、本発明機構とは図１の
装置を意味し、従来機構とは本願発明者らが先に提案し
た図８の装置を意味する。なお、本発明機構の解析に当
たっては、２つの流量調整弁２３ａ，２３ｂの開度を等
しくした。

【００２４】図４（ａ）に、装置の固有振動数と油圧配
管内の流れ抵抗との関係を示す。この図から明らかなよ
うに、本発明機構及び従来機構とも油圧配管に流れ抵抗
付与手段として流量調整弁が備えられているので、流量
調整弁の開度を絞っていくとある領域以上で装置の固有
振動数が急激に上昇し、粉砕ローラ２及び粉砕部の自励
振動の防止に効果があることが分かる。しかし、従来機
構は固有振動数の上昇が約５Ｈｚに止まるのに対して、
本発明機構は固有振動数が約１１Ｈｚも上昇しており、
粉砕ローラ２及び粉砕部の自励振動の防止効果が格段に
高いことが分かる。

【００２５】図４（ｂ）に、振動の減衰比と油圧配管内
の流れ抵抗との関係を示す。この図から明らかなよう
に、本発明機構及び従来機構とも油圧配管に流れ抵抗付
与手段として流量調整弁が備えられているので、流量調
整弁の開度を絞っていくとある領域で振動の減衰比が急
激に上昇し、粉砕ローラ２及び粉砕部の自励振動の防止
に効果があることが分かる。しかし、従来機構は最大で
も約０．３程度の減衰比しか得られないのに対して、本
発明機構は最大０．４８の減衰比を得ることができ、粉
砕ローラ２及び粉砕部の自励振動の防止効果が格段に高
いことが分かる。

【００２６】なお、本発明の要旨は、油圧シリンダ２０
のロッド室２０ａとアキュムレータ２２ａとを接続する
油圧配管２７ａ及び油圧シリンダ２０のボトム室２０ｂ
とアキュムレータ２２ｂとを接続する油圧配管２７ｂの
双方に流れ抵抗付与手段を設けたことを特徴とするもの
であって、その他の部分については前記実施形態例に拘
らず、適宜変更することができる。

【００２７】例えば、前記実施形態例においては、流れ
抵抗付与手段として流量調整弁２３ａ，２３ｂを用いた
が、かかる構成に代えて絞り弁を流れ抵抗付与手段とし
て用いることもできる。

【００２８】また、前記実施形態例においては、流れ抵
抗付与手段として開度を多段階又は無段階に変更できな
い固定式の流量調整弁２３ａ，２３ｂを用いたが、かか
る構成に代えて開度を多段階又は無段階に変更可能な可
変式の流量調整弁又は絞り弁を用いることもできる。

【００２９】さらに、前記実施形態例においては、加圧
アーム１２を加圧フレーム９に形成されたストッパ９ａ
に押圧することによって加圧アーム１２を介して粉砕ロ
ーラ２を下向きに負荷したが、かかる構成に代えて、図
５に示すように、一端に加圧フレーム９の負荷ローラ３
１が取り付けられ、他端に加圧ロッド１３の接続部３２
が設けられ、その間に支点３３が形成された加圧クラン
ク３４を、ハウジング１９に設けられた支点１９ａに旋
回可能にピン接合し、この加圧クランク３４を加圧ロッ
ド１３を介して油圧シリンダ２０にて旋回することによ
って粉砕ローラ２を下向きに負荷する構成とすることも
できる。なお、加圧クランク３４の支点３３とハウジン
グ１９に設けられた支点１９ａとはピン３５を介してピ
ン接合され、加圧クランク３４の接続部３２と加圧ロッ
ド１３とはピン３６を介してピン接合される。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
油圧シリンダのロッド室とアキュムレータとを連通する
油圧配管及び油圧シリンダのボトム室とアキュムレータ
とを連通する油圧配管の双方に絞り弁や流量調整弁等の
流れ抵抗付与手段を設けたので、油圧シリンダのロッド
室とアキュムレータとを連通する油圧配管のみにこれら
の流れ抵抗付与手段を設けた場合に比べてより効率的に
粉砕ローラの振動エネルギを吸収することができ、高い
自励振動の抑制効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態例に係るローラ式粉砕装置の構成図で
ある。

【図２】被粉砕物の供給量と油圧シリンダの内圧との関
係を示すグラフ図である。

【図３】粉砕部の振動振幅と圧油の流れ抵抗値との関係
を示すグラフ図である。

【図４】実施形態例に係るローラ式粉砕装置の効果を従
来機構との比較で示すグラフ図である。

【図５】他の実施形態例に係るローラ式粉砕装置の構成
図である。

【図６】従来例に係るローラ式粉砕装置の全体構成図で
ある。

【図７】従来例に係るローラ式粉砕装置の要部構成図で
ある。

【図８】本願発明者らが先に提案したローラ式粉砕装置
の構成図である。

【符号の説明】

１粉砕リング１ａくぼみ２粉砕ローラ３ローラブラケット４ピボット４ａピボット穴４ａ５中心軸９加圧フレーム９ａストッパ１０ヨーク１１減速機１２加圧アーム１３加圧ロッド１５分級器１６出口管１８被粉砕物２０油圧シリンダ２０ａロッド室２０ｂボトム室２１ロッド２２ａ，２２ｂアキュムレータ２３ａ，２３ｂ流量調整弁（流れ抵抗付与手段）２７ａ，２７ｂ油圧配管

フロントページの続き (72)発明者金本浩明広島県呉市宝町３番36号バブコック日立株式会社呉研究所内 (72)発明者三井秀雄広島県呉市宝町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】水平面内で回転駆動する粉砕リングと、
当該粉砕リングの上面に押圧される粉砕ローラと、当該
粉砕ローラを前記粉砕リングに押圧する油圧シリンダと
を備えたローラ式粉砕装置の加圧機構において、前記油
圧シリンダのロッド室及びボトム室にアキュムレータと
連通する油圧配管を設けると共に、当該油圧配管に前記
粉砕ローラの振動を吸収するための流れ抵抗付与手段を
設けたことを特徴とするローラ式粉砕装置の加圧機構。
【請求項２】請求項１に記載のローラ式粉砕装置の加
圧機構において、前記流れ抵抗付与手段として、開度を
必要に応じて変更可能な可変式流れ抵抗付与手段を用い
たことを特徴とするローラ式粉砕装置の加圧機構。
【請求項３】請求項１又は２に記載のローラ式粉砕装
置の加圧機構において、前記流れ抵抗付与手段として、
絞り弁又は流量調整弁を用いたことを特徴とするローラ
式粉砕装置の加圧機構。