JPH1119529A

JPH1119529A - ローラミル及びそのエアパージ方法

Info

Publication number: JPH1119529A
Application number: JP17969097A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Satou; 一教佐藤; Hiroaki Kanemoto; 浩明金本; Nobuyasu Meguri; 信康廻; Kazunori Shoji; 一紀正路; Eiji Murakami; 英治村上; Hideo Mitsui; 秀雄三井; Tadashi Hasegawa; 忠長谷川
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1997-07-04
Filing date: 1997-07-04
Publication date: 1999-01-26

Abstract

(57)【要約】【課題】粉砕ローラに対するノズルの配置及び当該ノ
ズルから噴射される空気噴流の噴射条件を最適化し、ロ
ーラミルの自励振動を完全に防止する。【解決手段】回転テーブル５と当該回転テーブルの上
面に圧接された複数個のタイヤ型の粉砕ローラ１との間
で原料である塊状物１１を微粉砕するローラミルにおい
て、前記各粉砕ローラの原料噛み込み側と対向させてそ
れぞれ複数個の空気噴流噴射ノズル１７を配置し、これ
らのノズル群から噴射される空気噴流２２を前記各粉砕
ローラと回転テーブルとの間の粉砕部に吹き付け、該部
にたまる粉層１０をエアパージする。空気噴流の噴射方
向と回転テーブルの上面とのなす角度θを２０度以上８
０度未満に調整する。粉層に衝突する空気噴流の最大速
度が１１ｍ／ｓ以上になるように噴射条件を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はローラミル及びロー
ラミルのエアパージ方法に係り、特にローラミルの自励
振動を防止する手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】石炭焚ボイラでは、排ガス中のＮＯｘ低
減及び灰中の未燃分低減を目的とした低公害燃焼や広域
負荷運用が行われ、それに伴って微粉炭機に対しても高
い粉砕性能や信頼性が要求されている。

【０００３】石炭をはじめとしてセメント原料や新素材
原料などの塊状物を細かく粉砕する粉砕機（ミル）とし
ては、最近では、回転するテーブルと複数個のタイヤ型
ローラとの間で原料塊状物の粉砕を行う竪型のローラミ
ルが広く用いられており、特に日本国内では、代表機種
としての地位を固めている。

【０００４】図２３に、従来より知られているローラミ
ルの代表的な構成を示す。この図から明らかなように、
本例のローラミルは、略円筒形のハウジング１３と、当
該ハウジング１３の下部に配置された略円台状の回転テ
ーブル６と、当該回転テーブル６の上面に油圧力又はス
プリング力等で圧接された複数個のタイヤ型の粉砕ロー
ラ１と、前記回転テーブル６の中心部上方に設けられた
原料供給管１２と、当該原料供給管１２の外周部に回転
可能に設けられた回転分級機１４と、前記回転テーブル
６とハウジング１３との間に設けられたスロートベーン
１６とから主に構成されている。

【０００５】回転テーブル６は、図示しない減速機を介
して図示しないモータに連結されており、当該モータに
よって所要の回転速度で一方向に回転駆動される。粉砕
ローラ１は、回転テーブル６の円周方向に等分に配置さ
れており、回転テーブル６の回転に伴って回転駆動され
る。

【０００６】原料供給管１２より回転テーブル６の中央
へ供給された原料１１は、回転テーブル６の回転に伴う
遠心力によりうず巻状の軌跡を描いて回転テーブル６上
を外周側に移動し、回転テーブル６に形成された粉砕レ
ースと粉砕ローラ１との間に噛み込まれて粉砕される。
ハウジング１３の下部には、図示しないダクトを通して
熱風（１次空気）１５が導かれており、この熱風１５が
回転テーブル６とハウジング１３の間に設けられたスロ
ートベーン１６によって形成されるエアスロートを通し
て吹き上っている。粉砕後の粉粒体は、このエアスロー
トから吹き上る熱風１５によってハウジング１３内を上
昇しながら乾燥される。ハウジング１３の上方へ輸送さ
れた粉粒体のうち、粒径が粗いものは重力によって落下
し（１次分級）、粉砕部で再粉砕される。一方、１次分
級部を貫通したやや細かな粉粒体は、ハウジング１３の
上部に設けた回転式分級機１４で２次分級される。

【０００７】所定の粒径より小さな微粉は、気流によっ
て搬送され、例えばボイラに付設されたローラミルにお
いては、微粉炭バーナへと送られる。回転式分級機１４
を貫通しなかった所定粒径以上の粗粉は、回転テーブル
６の上へ重力により落下し、原料供給管１２より供給さ
れたばかりの原料といっしょに再度粉砕される。このよ
うにして、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】ローラミルを低負荷で運用する場合や、負
荷減少あるいは停止操作をする際に問題となるのはミル
の振動である。この振動現象は、粉砕ローラのすべりに
起因する一種の摩擦振動であり、振動のタイプとしては
自励振動である。火力発電等に多く用いられている普通
の石炭では、図１６に示すように、低負荷運用時、即ち
ミル内の石炭のホールドアップ量が少ないときにこの振
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に、従来より知られている粉砕ロー
ラ１の支持構造を示す。このタイプのローラミルでは、
ローラブラケット２を介して、ローラピボット３を支軸
として、粉砕ローラ１が回転テーブル６の半径方向に振
り子運動可能なように支持されている。この振り子運動
の機能は大変に重要であり、粉砕ローラ１が、鉄片等粉
砕しにくい異物を噛み込んだ場合、粉砕ローラ１は振り
子運動をすることによって衝撃を回避することができ
る。また、粉砕ローラ１や粉砕レース８が摩耗変形した
ときには、適切な押圧位置（粉砕ローラ１と粉砕レース
８との位置関係）を自動調心的に見つけ出す作用もこの
振り子運動にはある。

【００１０】ところで、高負荷粉砕時には、粉砕ローラ
１はほとんど振り子運動をすることがない。上記したよ
うに、ミルの起動時あるいは負荷上昇時などにおいて粉
砕ローラ１が原料を活発に噛み込む場合には、粉砕ロー
ラはゆっくりした速度で振り子運動をするものの、この
振り子動作は自励振動の発生には直接関与しない。

【００１１】これに対して、粉砕ローラ１が激しく自励
振動する場合には、図１８に符号αで示すように、粉砕
ローラ１が回転テーブル６の外周側へずれるように横す
べりする。粉砕ローラ１が横すべりすると、この動作に
回転テーブル６の回転方向の動きが加わるため、粉砕ロ
ーラ１と粉砕レース８の接触点が正常な位置から回転テ
ーブル６の回転方向の上流側へとずれる。そして、粉砕
ローラ１が、かかる不正な接触点から正常な接触点に戻
ろうとして、図１９のような上下振動を発生するのであ
る。粉砕ローラ１の横すべりは、全ての粉砕ローラ１に
ついてほぼ同時に起こることもあるし、ひとつの粉砕ロ
ーラ１の横すべりがきっかけとなって順次他の粉砕ロー
ラが追従することもある。

【００１２】以上の説明から明らかなように、ローラミ
ルの振動を粉砕部の機構改善によって抑止しようとする
場合には、粉砕ローラ１の横すべり動作をできるだけ防
ぐことが肝要であることが分かる。

【００１３】このような粉砕ローラ１の横すべりは、図
１８及び図１９に図示した粉砕ローラ１の下部にたまる
圧縮粉層９の崩壊によって発生する。圧縮粉層９は、微
粉粒度が細かくなるに従い脆弱になり、崩壊しやすくな
る。したがって、粉砕ローラ１の噛み込み側にたまる余
分な微粉を取り除けば、粉砕ローラ１の下にある圧縮粉
層は崩壊せず、粉砕ローラ１は安定に転動するようにな
る。

【００１４】粉砕ローラ１の下部にたまる微粉を取り除
くための手段としては、従来より圧縮空気を吹きつける
方法が提案されている。なお、圧縮空気を吹きつける方
法は、ローラミルの異常振動を防止する目的のみなら
ず、ミル停止時における残炭パージ等、他の目的のため
にも行われる。

【００１５】図２０に示すのは、実開昭６０−７９５４
８号公報に記載されたものであって、回転テーブル１９
１の中央から外側へ向けて配置された２つのノズル１９
３から、ローラ１９２の微粉生成側（噛み込み部とは反
対方向）に圧縮空気を噴射するようになっている。但
し、この発明の意図は自励振動の防止ではなく、粉砕能
力の向上と過粉砕の防止を実現しようとするところにあ
る。

【００１６】図２１に示すのは、特開昭６３−１７１６
５０号公報に記載されたものであって、ローラミルの振
動を防止するために、ローラ２０１の噛み込み側に空気
噴出管２０２を配置した構成になっている。本例装置
は、ローラミルの振動を検出し、検出された振動レベル
が基準上限値を超えたとき、その超過分に応じた風量の
熱風をローラ２０１の噛み込み側に吹き付けるようにな
っている。

【００１７】図２２に示すのは、実開昭６３−１４９２
４２号公報に記載されたものであって、ローラミルの振
動を防止するために、ボウル（回転テーブル）２１１の
中央に三又状のノズル２１２を設け、当該ノズル２１２
から３個のローラ２１３の中間部分に気体を水平に噴出
させることを特徴とする。

【００１８】その他、公知例に係るローラミルの振動防
止あるいは残炭パージのための空気噴射法としては、実
開平５−６０５３２号公報、実開平５−９５６５１号公
報、実開平６−２４６１７９号公報に記載のものを挙げ
ることができる。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】ローラミルに自励振動
が発生すると、ミル及びその周辺機器の信頼性が損なわ
れ、かつプラント内の従業員が不快感を味わうことにな
るので、これを完全に回避する必要がある。一方、ロー
ラミルの自励振動を回避する手段としては、回転式分級
機の回転数を下げたり、粉砕荷重を下げる等の手段を採
ることもできるが、このような手段によると製品である
ミル出口の粉粒体の粒度は粗くなり、微粉炭焚ボイラで
は、排ガス中のＮＯｘ濃度や灰中未燃分が増加するとい
う問題が発生する。

【００２０】これに対して、前掲の各公知例に挙げられ
た方法、即ち粉砕部の粉層をノズルから噴射される空気
噴流にてパージする方法によると、上記の不都合が回避
できるので好都合である。特に、特開昭６３−１７１６
５０号公報に記載の方法（図２１）、即ちローラ２０１
の噛み込み側に空気噴出管２０２から噴射される空気噴
流を吹き付ける方法によると、自励振動の主原因である
噛み込み側の粉層を効率的に除去できるので、他の公知
技術に比べて自励振動を回避する効果が高い。

【００２１】しかしながら、前記公知例に記載の方法
は、ローラミルを構成する複数個の粉砕ローラのそれぞ
れに対応してノズル（空気噴出管２０２）を１本ずつし
か備えず、しかも回転テーブルの外周側から空気噴流を
噴射するので、噛み込み側の粉層を少ない空気流量で広
い範囲にわたって効率的にパージすることが難しく、ロ
ーラミルの自励振動を完全に防止することが難しい。ま
た、当該公知例には、噛み込み側の粉層を最も効率的に
パージするための空気噴流の噴射条件が挙げられていな
いので、この点からも改善の余地がある。

【００２２】本発明は、このような従来技術の不備を解
決するためになされたものであって、その目的は、粉砕
ローラに対するノズルの配置及び当該ノズルから噴射さ
れる空気噴流の噴射条件を最適化し、ローラミルの自励
振動を完全に防止することにある。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するため、ローラミルに関しては、回転テーブルと
当該回転テーブルの上面に圧接された複数個のタイヤ型
の粉砕ローラとの間で原料である塊状物を微粉砕するロ
ーラミルにおいて、前記各粉砕ローラの原料噛み込み側
と対向させてそれぞれ複数個の空気噴流噴射ノズルを配
置し、これらのノズル群から噴射される空気噴流を前記
各粉砕ローラと回転テーブルとの間の粉砕部に吹き付
け、該部にたまる粉層をエアパージするという構成にし
た。

【００２４】このように、空気噴流噴射ノズルを各粉砕
ローラの原料噛み込み側と対向に配置し、かつ各粉砕ロ
ーラごとに複数個の空気噴流噴射ノズルを配置すると、
１個の空気噴流噴射ノズルを粉砕ローラの側面方向に配
置する場合に比べて、少ない空気流量で広い範囲にわた
って格段に効率良く粉砕ローラの噛み込み側にたまる粉
層をパージできるので、自励振動の発生をより確実に抑
制することができる。

【００２５】なお、前記ノズル群から噴射される空気噴
流の噴射方向と前記回転テーブルの上面とのなす角度と
粉層のパージ効率との間には密接な関係があり、前記角
度は２０度以上８０度未満、より好ましくは３５度以上
５５度未満に調整することが望ましい。

【００２６】一方、ローラミルのエアパージ方法につい
ては、各粉砕ローラの原料噛み込み側と対向させてそれ
ぞれ複数個の空気噴流噴射ノズルを配置し、これらのノ
ズル群から噴射される空気噴流の噴射方向と回転テーブ
ルの上面とのなす角度を２０度以上８０度未満に調整す
ると共に、各ノズルの口径、各ノズルの空気噴流噴射口
とエアパージしようとする粉層との距離及び各ノズルか
ら噴射される空気流量を、粉層に衝突する空気噴流の最
大速度が少なくとも１１ｍ／ｓ以上、好ましくは１５ｍ
／ｓ以上となるように調整するという構成にした。

【００２７】複数個の空気噴流噴射ノズルを各粉砕ロー
ラの原料噛み込み側と対向させ、かつこれらのノズル群
から噴射される空気噴流の噴射方向と回転テーブルの上
面とのなす角度を２０度以上８０度未満に調整しても、
粉層に衝突する空気噴流の噴出速度が不十分である場合
には、粉層を高能率にパージすることができず、ローラ
ミルの自励振動を確実に抑制することが難しい。実験に
よれば、各ノズルの口径や各ノズルと粉層との距離、そ
れに各ノズルから噴射される空気流量を調整することに
よって粉層に衝突する空気噴流の最大速度を１１ｍ／ｓ
以上にすると、実用上好ましい粉層のパージ効果が得ら
れ、ローラミルの自励振動を確実に抑制できることがわ
かった。

【００２８】なお、粉層のエアパージは、ローラミルが
定格給炭量で運用されている場合には必要がなく、これ
よりも低い給炭量で運用されている場合に必要になる。
一般的には、ローラミルの定格給炭量に対して１５％以
上７５％未満の給炭運用範囲においてエアパージを実施
する。但し、エアパージが必要になる給炭運用範囲は原
料の種類や性状に応じて変化するので、これにあわせて
エアパージを実施する給炭運用範囲を適宜変更すること
が好ましい。また、エアパージは、ローラミルの自励振
動が発生しやすいローラミルの減負荷過程又は停止過程
で実施することが好ましい。

【００２９】また、エアパージ用に供給される空気流量
は、多いほどパージ効果が上がるが、微粉炭焚きボイラ
においては蒸気特性（蒸気温度や圧力）に対する外乱も
大きくなるため、かかる不都合を防止するため、一次空
気の０．４％以上３％未満にすることが好ましい。

【００３０】さらに、エアパージに際しては、各粉砕ロ
ーラに対応して備えられた各ノズル群から同時に空気噴
流を噴射することもできるが、エアパージ用に供給され
る空気流量を抑制するため、各粉砕ローラに対応して備
えられた各ノズル群のうち、１個又は２個の粉砕ローラ
に対応して備えられたノズル群から順番に空気噴流を噴
射することが好ましい。この場合、各粉砕ローラに対応
して備えられた各ノズル群から各ノズル群ごとに順番に
空気噴流を噴射することができる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態例に係る
ローラミルを、図１〜図５に基づいて説明する。図１は
本例に係るローラミルの全体構造図、図２はローラミル
の空気噴流噴射ノズル設定部を回転テーブルの上流側か
ら見た側面図、図３はローラミルの空気噴流噴射ノズル
設定部を回転テーブルの上面側から見た平面図、図４は
ローラミルの空気噴流噴射ノズル設定部を回転テーブル
の外周側から見た側面図、図５はエアパージ用ノズルの
一例を示す要部断面図である。

【００３２】図１〜図４から明らかなように、本例のロ
ーラミルは、図２３に示した従来のローラミルの所定部
分に所定構造のエアページ用のノズル装置を設けたこと
を特徴とする。したがって、本発明の特徴部であるノズ
ル装置以外の部分については、重複を避けるため、図１
〜図４の対応部分に前出の図２３と同一の符号を表示し
て説明を省略する。

【００３３】図１〜図３に示すように、本例のローラミ
ルに備えられるエアパージ用のノズル装置は、図示しな
い圧縮空気発生機に接続された圧縮空気供給配管３３ａ
と、当該圧縮空気供給配管３３ａの先端部に取り付けら
れたノズルヘッド３３と、当該ノズルヘッド３３に連結
された複数本（図示の例では、５本）のノズル１７とか
ら構成されており、図１及び図４に示すように、各粉砕
ローラ１の噛み込み側に配置されている。ノズルヘッド
３３は、図３に示すように、粉砕ローラ１の粉砕面の曲
率に応じて円弧状に形成されている。また、複数本のノ
ズル１７は、図２に示すように、粉砕ローラ１の幅方向
に配列されており、少なくとも粉砕ローラ１の幅方向の
全領域について、その噛み込み側にたまっている粉層を
パージできるようになっている。さらに、各ノズル１７
の先端部（噴出孔の開口部）は、図２に示すように、回
転テーブル６に設けられた粉砕レース８の曲率に応じて
円弧状に配列されており、各ノズル１７の先端部から粉
砕レース８の表面までの距離、即ちスタンドオフ距離Ｘ
ｓが一定に調整されている。最適なスタンドオフ距離Ｘ
ｓの決定方法については、後に詳述する。

【００３４】前記各ノズル１７から噴射される空気噴流
２２の噴射方向と回転テーブル６の上面とのなす角度θ
（図４参照）は、０゜＜θ＜９０゜の範囲で任意に設定
できるが、０゜＜θ＜２０゜の範囲及び８０゜＜θ＜９
０゜の範囲では粉層のパージ効率が悪いため、２０度以
上８０度未満、より好ましくは、３５度以上５５度未満
に設定することが望ましい。

【００３５】前記ノズル１７としては、図５に示すよう
に、上流の空気流路１９から噴出孔２１に至る絞り部２
０の傾斜角度αがなるべく小さいものが用いられる。絞
り部２０の傾斜角度αを小さくすることで、ノズル１７
内における圧力損失を小さくすることができ、低圧力で
多くの空気噴流を粉砕部に噴射できる。

【００３６】次に、前記のノズル装置を用いて、粉砕ロ
ーラと回転テーブルとの間の粉砕部にたまる粉層をエア
パージする方法について説明する。

【００３７】エアパージ用の圧縮空気１８は、ハウジン
グ１３の外部から圧縮空気供給配管３３ａを通じて導か
れ、ノズルヘッド３３から分岐されたノズル１７を通じ
て、粉砕ローラ１の噛み込み側に所定の傾斜角度θで噴
射される。ノズル１７の先端から噴射された空気噴流２
２は、粉砕ローラ１の噛み込み部にたまっている粉層１
０をパージする。

【００３８】本例のノズル装置は、粉砕ローラ１の噛み
込み部と対向に配置され、かつ１個のノズルヘッド３３
に５本のノズル１７を並列して成るので、粉砕ローラ１
の幅方向の全領域にわたって噛み込み部にたまる粉層１
０を高能率にパージすることができる。なお、前記実施
形態例においては、ノズル１７の本数を５本としたが、
本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、ローラ
のサイズ等に応じて５本以下の複数本とすることもでき
るし、５本以上の複数本とすることもできる。

【００３９】エアパージは、常時行う必要はなく、自励
振動の発生しやすい操作条件に対応させて行えば足り
る。この場合、前出の特開昭６３−１７１６５０号公報
に記載された技術のように、振動センサの検知レベルに
応じてエアパージを行うのではなく、自励振動の発生頻
度の高い条件が分っているので、その条件に相当する給
炭量になった時点で、自動的にエアパージを実行する。
即ち、給炭機に対する給炭量指令に応じてエアパージを
実行するのが本発明の特徴である。

【００４０】図６に示すように、給炭量と炭種と自励振
動の振幅との間には密接な関係があり、特定の炭種を特
定の給炭量で供給したときに自励振動の振幅が急激に大
きくなる。なお、図６では、横軸に実際の給炭量Ｑ_c を
定格給炭量Ｑ_c1で割って無次元化した値（Ｑ_c ／Ｑ_c1）
を表示している。

【００４１】ここで、定格給炭量Ｑ_c1とは、ハードグロ
ーブ粉砕性指数ＨＧＩ＝５０の石炭において、微粉粒度
（２００メッシュ通過あるいは７５μｍ以下）が重量率
７０％となる給炭量のことである。図６から明らかなよ
うに、連続給炭運用範囲に対して、炭種ＡについてはＱ
_c ／Ｑ_c1の値が０．１５〜０．６０の範囲でエアパージ
を実施し、炭種ＢについてはＱ_c ／Ｑ_c1の値が０．１５
〜０．７５の範囲でエアパージを実施する。いずれの炭
種でも、例えば定格給炭量が８０ｔ／ｈのローラミルで
あれば、少なくとも１２ｔ／ｈを超える範囲においてエ
アパージを実施することになる。広い領域でエアパージ
の必要な炭種Ｂは、自励振動の生じやすい石炭である。
このように、本発明のエアパージ方法は、炭種に応じて
エアパージの実施領域を変化させるので、炭種に関係な
くローラミルの自励振動を確実に防止することができ
る。

【００４２】ローラミルの自励振動は、給炭量を急速に
減少させていく減負荷過程や、ミルの停止過程の給炭機
停止後に発生しやすい。本発明においては、図７に示す
ように、給炭機停止指令に基づいて給炭機が停止したタ
イミングでエアパージを開始し、ミルが停止（モータ停
止）する直前までエアパージを実施する。このように、
ミル停止時においてエアパージを実施すると、回転テー
ブル６上に石炭を残さないので、残炭による自然発火の
防止等に対しても有効である。

【００４３】なお、一般的なローラミルには３個の粉砕
ローラが備えられており、本発明のローラミルには各粉
砕ローラごとにエアパージ用のノズル装置が備えられて
いるが、全てのノズル装置から同時に空気噴流２２を噴
出させて３個の粉砕ローラに対するエアパージを同時に
行う必要な必ずしもなく、各粉砕ローラごとに、あるい
は２つの粉砕ローラの組み合わせごとに順番に行うこと
もできる。即ち、３個の粉砕ローラに対して同時にエア
パージを行えば自励振動をより的確に抑制できるが、大
量のエアパージ用空気を消費するので、設備コストが高
価になるためである。特に、プラント内に複数のローラ
ミルが備えられている場合において、全てのローラミル
について全ての粉砕ローラを同時にエアパージしようと
すると、かかる不都合が顕著になる。

【００４４】したがって、プラント内に備えられた複数
のローラミルのうちの１台のみが負荷低減あるいは停止
操作に入り、自励振動を起こす可能性が高くなった場合
には、当該ローラミルを構成する全ての粉砕ローラにつ
いて同時にエアパージを行うことができる。対象となる
ローラミルが一台なので、パージ用の空気を３つの粉砕
ローラに対し同時に消費しても問題はないからである。
これに対して、全台のローラミルが一勢に負荷低減操作
に入る場合には、エアパージ用の空気量を節約するた
め、各ローラミルを構成する３個の粉砕ローラを順番に
エアパージするという方法を採ることが好ましい。

【００４５】次に、本発明における最適エアパージ条件
について説明する。当該最適エアパージ条件は、図８〜
図１１に示す実験の結果、導き出されたものである。

【００４６】図８及び図９に、本実験の実験装置と実験
条件とを示す。図８から明らかなように、本実験では、
直径３００ｍｍの皿型円板２８の上に、実機においてロ
ーラミルに自励振動を発生させる粉層を構成する微粉体
と粒度が一致する３ｋｇの資料粉２６を山型に乗せ、圧
縮空気１８の流量及びノズル１７の出口から試料紛２６
の頂部までの距離ｘを種々変更しつつ、資料粉２６の中
心直上に配置されたノズル１７から空気噴流２２を３秒
間だけ噴射し、図９に示すように、パージされた資料粉
２６の質量Δｍと、山型の試料紛層２６に形成されるく
ぼみ２７の直径Ｄを測定した。ノズル１７の内径Ｄ₁ は
８ｍｍとし、当該ノズル１７を含む皿型円板２８の周囲
をヴェント３２を有する直径が９３０ｍｍのアクリルカ
バー３１で覆った。なお、空気流量は、フロート式の流
量計２９で測定し、空気噴流２２の断続は、配管中に設
けられた三方切替弁を操作することによって行った。

【００４７】図１０に、圧縮空気１８の流量Ａを０．０
２４ｋｇ／３ｓｅｃとしたときの距離ｘの変化に対する
パージされた資料粉２６の質量Δｍの変化を示す。この
図から明らかなように、パージされて飛び散った粉体の
質量Δｍは、ｘ＝２００ｍｍにおいて最大となり、ノズ
ル１７を試料粉層２６に近づけ過ぎても、パージ量Δｍ
を多くできないことが明らかになった。なお、距離ｘを
４００ｍｍ以上にすると、Δｍは急減する。これは、空
気噴流２２が試料粉層に衝突するエネルギーが拡散し弱
まってしまうためである。

【００４８】図１１に、圧縮空気１８の流量Ａを０．０
２４ｋｇ／３ｓｅｃとしたときの距離ｘの変化に対する
試料粉層２６の頂部に形成されるくぼみの直径Ｄｃの変
化を示す。この図から明らかなように、試料粉層２６の
頂部にできるくぼみは、ｘ＝２００〜３００ｍｍの範囲
で最大に達することが分かる。これら図１０及び図１１
の試験結果から、同一の空気流量で、パージ効果を最大
にするためには最適な噴射距離が存在することが明らか
になった。

【００４９】これらの結果から、最適なパージ条件を導
きだすことができる。即ち、ノズル１７の口径Ｄ₁ と空
気流量Ａとからノズル１７から噴射される空気噴流の噴
出流速が求まるので、これにノズル１７から試料粉層２
６までの噴射距離ｘを加えて演算することにより、図１
２に示す最適エアパージ条件における空気噴流の中心最
大速度Ｕ_a が一義的に求まり、その値はおよそ１７．５
ｍ／ｓになる。実際には、空気噴流２２の乱れや、中心
軸に対する空気噴流２２の非対称性が影響するため、多
少流速が低下しても好適なパージ効果を保持することが
でき、中心最大速度Ｕａ＝１１ｍ／ｓ以上、より好まし
くはＵａ＝１５ｍ／ｓ以上の範囲で好適なパージ効果を
得ることができる。

【００５０】なお、空気噴流の流速を高くするほどパー
ジ効果を上げることができるが、その反面、ボイラに導
入される空気量が過大になって、蒸気特性に悪影響を与
える結果になるので、計算によって求められた最適な中
心最大速度Ｕａ＝１７．５ｍ／ｓを中心として、１１ｍ
／ｓ以上２４ｍ／ｓ未満、より好ましくは１５ｍ／ｓ以
上２０ｍ／ｓ未満が望ましい流速条件であると考えられ
る。

【００５１】また、ボイラに導入される空気量を抑制し
て蒸気特性を安定化するため、パージ用に使用する空気
流量は、一次空気の０．４％以上、最大でも３％未満に
抑えることが望ましい。

【００５２】図１３は、小型のローラミル（ベンチスケ
ールの試験装置）に対し、粉砕部のみを利用するバッチ
式の粉砕を行い、エアパージの有無による振動特性の変
化を比較したものである。縦軸の振幅δ_ocは、ローラミ
ル空転時（粉砕ローラ１と粉砕レース８がメタルコンタ
クトする）の振幅δ_oc1 で割ることにより無元化した値
である。エアパージは、上記の最適条件に設定して行っ
た。この図から明らかなように、エアパージ無しの場合
には、粉砕開始してからしばらくすると、粉層の粒度が
細かくなって振幅δ_ocが急増して自励振動が発生し、δ
_ocの高い状態がずっと持続する。これに対して、エアパ
ージを行った場合には、はじめはエアパージ無しの場合
と同様にδ_ocが増加するものの、粉砕が進んで細かな粉
体が生成されるにつれてそれがエアパージされるため、
振幅が減少する。この結果から、エアパージによる振動
抑制効果が確認された。

【００５３】図１４は、実験によって求められた最適条
件のエアパージを実機ローラミルに適用した場合の効果
を、エアパージ無しの場合と比較したものである。これ
は、連続給炭による定常粉砕の結果である。エアパージ
は、連続的に実施した。横軸のミル内石炭ホールドアッ
プＷは、定格給炭負荷運用時におけるミル内石炭ホール
ドアップＷ₁ で割ることにより無次元化した。また、縦
軸の振幅δ_ocも、空転時における振幅δ_oc1 で割ること
により無次元化して表した。この図から明らかなよう
に、エアパージ無しの場合には、Ｗ／Ｗ₁ が０．３５の
付近において、振幅δ_ocが急増し、激しい自励振動が生
じたが、前記の最適条件でエアパージを行った場合に
は、振幅は低いレベルに抑えられている。したがってエ
アパージは、実機のローラミルが定常運用をする場合に
おいても大変に有効であることが分かった。

【００５４】図１５は、ローラミルの停止過程において
エアパージを実施したものである。エアパージは、給炭
機停止と同時に開始した。この図から明らかなように、
エアパージ無しの場合には、給炭機停止後に、残炭を粉
砕する過程で激しい自励振動が発生する。これに対し
て、前記の最適条件でエアパージを行った場合には、わ
ずかに振幅レベルが上昇する傾向はあるものの、振動は
著しく軽減され、静粛にミルを停止できる。このよう
に、本考案を具体化したエアパージ法は、一定負荷運用
時の振動防止のみならず、ミル停止過程の自励振動防止
に対しても有効である。また、ミル停止時におけるエア
パージは、振動防止のみならず、自然発火や爆発を防ぐ
目的の残炭パージとしても有効である。

【００５５】なお、本発明に係るエアパージ装置及びエ
アパージ方法は、３個の粉砕ローラが三角形の加圧フレ
ームの下部に一体に支持される構造のローラミルばかり
でなく、それぞれの粉砕ローラが片持ちばりのようにア
ームによって独立に支持されるローラミルにも適用でき
ることは勿論のことであり、いずれの場合にも自励振動
の抑制に顕著な効果がある。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
空気噴流噴射ノズルを各粉砕ローラの原料噛み込み側と
対向に配置し、かつ各粉砕ローラごとに複数個の空気噴
流噴射ノズルを配置したので、１個の空気噴流噴射ノズ
ルを粉砕ローラの側面方向に配置する場合に比べて、少
ない空気流量で広い範囲にわたって格段に効率良く粉砕
ローラの噛み込み側にたまる粉層をパージすることがで
き、自励振動の発生をより確実に抑制することができ
る。

【００５７】また、ノズルの口径や各ノズルと粉層との
距離、それに各ノズルから噴射される空気流量を調整す
ることによって粉層に衝突する空気噴流の最大速度を１
１ｍ／ｓ以上にしたので、実用上好ましい粉層のパージ
効果が得られ、ローラミルの自励振動を確実に抑制する
ことができる。

【００５８】さらには、従来技術のように、ローラミル
の振動を検出し、検出された振動レベルに応じた量の空
気噴流を噴射するのではなく、ローラミルが予め知得さ
れている自励振動を起こしやすい運用状態に至ったとき
に予め実験によって求められた最適な一定流量のパージ
用空気噴流を噴射するので、エアパージ装置の簡略化と
エアパージ方法の効率化とを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るローラミルの全体構造図である。

【図２】本発明に係るローラミルの空気噴流噴射ノズル
設定部を回転テーブルの上流側から見た側面図である。

【図３】本発明に係るローラミルの空気噴流噴射ノズル
設定部を回転テーブルの上面側から見た平面図である。

【図４】本発明に係るローラミルの空気噴流噴射ノズル
設定部を回転テーブルの外周側から見た側面図である。

【図５】エアパージ用ノズルの一例を示す要部断面図で
ある。

【図６】炭種によるエアパージの適用範囲の相違を示す
グラフ図である。

【図７】ローラミル停止過程におけるエアパージのタイ
ミングを示すグラフ図である。

【図８】本発明の効果を確認する実験装置の構成図であ
る。

【図９】実験後の粉層を状態を示す模式図である。

【図１０】図８の実験装置によって得られた実験データ
を示すグラフ図である。

【図１１】図８の実験装置によって得られた他の実験デ
ータを示すグラフ図である。

【図１２】ノズルから噴射される空気噴流のモデルを示
す模式図である。

【図１３】本発明の効果を示すグラフ図である。

【図１４】本発明の効果を示すグラフ図である。

【図１５】本発明の効果を示すグラフ図である。

【図１６】ミル内の石炭ホールドアップ量と自励振動と
の関係を示すグラフ図である。

【図１７】粉砕ローラの支持機構を模式的に示す要部側
面図である。

【図１８】横すべり発生時における粉砕ローラの挙動を
示す要部側面図である。

【図１９】自励振動発生時における粉砕ローラの挙動を
示す要部側面図である。

【図２０】公知例に係るローラミルの要部平面図であ
る。

【図２１】公知例に係るローラミルの要部側面図であ
る。

【図２２】公知例に係るローラミルの要部平面図であ
る。

【図２３】従来より知られている一般的なローラミルの
構成図である。

【符号の説明】

１粉砕ローラ６回転テーブル８粉砕レース１０原料粉層１１粉砕原料１２原料供給管１３ハウジング１４回転分級機１５一次空気１６スロートベーン１７ノズル１８圧縮空気１９空気流路２０絞り部２１噴出孔２２空気噴流２６資料粉層２８皿型円板２９流量計３０三方切替弁３１アクリルカバー３２ヴェント３３ノズルヘッドｘ噴射距離 θ 噴射角度Ｄ₁ ノズル内径

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者正路一紀広島県呉市宝町３番36号バブコック日立株式会社呉研究所内 (72)発明者村上英治広島県呉市宝町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 (72)発明者長谷川忠広島県呉市宝町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】回転テーブルと当該回転テーブルの上面
に圧接された複数個のタイヤ型の粉砕ローラとの間で原
料である塊状物を微粉砕するローラミルにおいて、前記
各粉砕ローラの原料噛み込み側と対向させてそれぞれ複
数個の空気噴流噴射ノズルを配置し、これらのノズル群
から噴射される空気噴流を前記各粉砕ローラと回転テー
ブルとの間の粉砕部に吹き付け、該部にたまる粉層をエ
アパージすることを特徴とするローラミル。
【請求項２】請求項１に記載のローラミルにおいて、
前記ノズル群から噴射される空気噴流の噴射方向と前記
回転テーブルの上面とのなす角度を、２０度以上８０度
未満に調整したことを特徴とするローラミル。
【請求項３】請求項１に記載のローラミルにおいて、
前記ノズル群から噴射される空気噴流の噴射方向と前記
回転テーブルの上面とのなす角度を、３５度以上５５度
未満に調整したことを特徴とするローラミル。
【請求項４】回転テーブルと当該回転テーブルの上面
に圧接された複数個のタイヤ型の粉砕ローラとの間で原
料である塊状物を微粉砕するローラミルに空気噴流噴射
ノズルを備え、当該ノズルから噴射される空気噴流によ
り前記粉砕ローラの原料噛み込み側にたまる粉層をエア
パージするローラミルのエアパージ方法において、前記
各粉砕ローラの原料噛み込み側と対向させてそれぞれ複
数個の空気噴流噴射ノズルを配置し、これらのノズル群
から噴射される空気噴流の噴射方向と前記回転テーブル
の上面とのなす角度を２０度以上８０度未満に調整する
と共に、前記各ノズルの口径、前記各ノズルの空気噴流
噴射口とエアパージしようとする粉層との距離及び前記
各ノズルから噴射される空気流量を、前記粉層に衝突す
る空気噴流の最大速度が少なくとも１１ｍ／ｓ以上とな
るように調整することを特徴とするローラミルのエアパ
ージ方法。
【請求項５】請求項４に記載のローラミルのエアパー
ジ方法において、前記粉層に衝突する空気噴流の最大速
度を、１５ｍ／ｓ以上とすることを特徴とするローラミ
ルのエアパージ方法。
【請求項６】請求項４に記載のローラミルのエアパー
ジ方法において、前記ローラミルの定格給炭量に対し
て、１５％以上７５％未満の給炭運用範囲においてエア
パージを実施することを特徴とするローラミルのエアパ
ージ方法。
【請求項７】請求項６に記載のローラミルのエアパー
ジ方法において、微粉砕しようとする原料の種類や性状
に応じて、エアパージを実施する給炭運用範囲を変更す
ることを特徴とするローラミルのエアパージ方法。
【請求項８】請求項４に記載のローラミルのエアパー
ジ方法において、前記ローラミルの減負荷過程でエアパ
ージを実施することを特徴とするローラミルのエアパー
ジ方法。
【請求項９】請求項４に記載のローラミルのエアパー
ジ方法において、前記ローラミルの停止過程でエアパー
ジを実施することを特徴とするローラミルのエアパージ
方法。
【請求項１０】請求項４に記載のローラミルのエアパ
ージ方法において、前記ローラミルで使用する全空気流
量の０．４％以上３％未満に相当する流量の空気をエア
パージ用として前記ノズルから噴射することを特徴とす
るローラミルのエアパージ方法。
【請求項１１】請求項４に記載のローラミルのエアパ
ージ方法において、前記各粉砕ローラに対応して備えら
れた各ノズル群から同時に空気噴流を噴射することを特
徴とするローラミルのエアパージ方法。
【請求項１２】請求項４に記載のローラミルのエアパ
ージ方法において、前記各粉砕ローラに対応して備えら
れた各ノズル群のうち、１個又は２個の粉砕ローラに対
応して備えられたノズル群から順番に空気噴流を噴射す
ることを特徴とするローラミルのエアパージ方法。
【請求項１３】請求項１２に記載のローラミルのエア
パージ方法において、前記各粉砕ローラに対応して備え
られた各ノズル群から各ノズル群ごとに順番に空気噴流
を噴射することを特徴とするローラミルのエアパージ方
法。