JPH11319602A - ローラミル及びその起動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被粉砕物の性状に拘らず起動時の自励振動を
防止し、ローラミルを安定に運転すること。 【解決手段】 加圧ロッド１２に粉砕ローラ３と粉砕テ
ーブル２間の粉層厚さを測定する計測器１７を取り付
け、この計測器１７で測定した粉層厚さと被粉砕物の必
要粒度とに基づいて、分級機コントローラ１８が回転分
級機１４の回転数を調整できるようにする。そして、ミ
ル起動時に、回転分級機１４の回転数を必要粒度に相当
する回転数以上の回転数に上昇させた後に被粉砕物を投
入し、粉砕ローラ３と粉砕テーブル２間の粉層厚さが減
少し始めた後に、回転分級機１４の回転数を必要粒度に
相当する回転数まで下げる。このような方法でミルを起
動させると、粉砕ローラ３と粉砕テーブル２間の粉層厚
さは速やかに安定な粉砕が可能な厚さに到達するため、
起動時の粉層が薄い領域で発生する自励振動を未然に防
止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粉砕ローラと粉砕
テーブルの連動回転によって外部から供給される石炭等
の被粉砕物を粉砕するローラミルに係り、特に、起動時
に発生する自励振動を回避するのに好適なローラミル及
びその起動方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】石炭焚ボイラでは、低公害燃焼（低ＮＯ
ｘ，低灰中未燃分）や広域負荷運用が行われ、それに伴
い微粉炭機（ミル）にも高い粉砕性能や信頼性が要求さ
れている。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ひとつのタイプとし
て、最近では、回転する粉砕テーブルと複数個のタイヤ
型ローラで粉砕を行う竪型のローラミルが広く用いられ
ている。

【０００３】図５は従来より知られている代表的なロー
ラミルの概略構成を示す側面図であり、この種のローラ
ミルは、円筒型をしたハウジング１と、ハウジング１内
の下部に配置された環状の粉砕テーブル２と、粉砕テー
ブル２の円周方向へ等分する位置に配置された３個の粉
砕ローラ３とを備えている。粉砕テーブル２はヨーク４
上に固定されており、ヨーク４は減速機５の出力軸に回
転可能に取り付けられている。各粉砕ローラ３はその背
後に延びるシャフト６がローラブラケット７に回転自在
に支持されており、ローラブラケット７及び粉砕ローラ
３はピボットピン８を介して加圧フレーム９より粉砕テ
ーブル２上に加圧されるとともに、ピボットピン８を中
心に粉砕ローラ３が振り子運動できるようになってい
る。加圧フレーム９にはピボットアーム１０の一端が取
り付けられており、このピボットアーム１０の他端は油
圧シリンダ１１に固定された加圧ロッド１２とつながっ
ている。

【０００４】モータにより減速機５の入力軸を回転させ
ると、減速機５の出力軸に取り付けられたヨーク４及び
ヨーク４に固定された粉砕テーブル２が回転する。この
時、油圧シリンダ１１は加圧ロッド１２を下方向に引張
っており、この引張り力はピボットアーム１０を介して
加圧フレーム９を下方向に押し付けるように作用する。
このような機構により、加圧フレーム９とピボットピン
８及びローラブラケット７を介して粉砕ローラ３が粉砕
テーブル２上のくぼみ部に強く押し付けられ、粉砕テー
ブル２上の被粉砕物の粉砕が効率よく行われる。一方、
被粉砕物（例えば、石炭）は中央上部の供給管１３から
投下され、粉砕ローラ３と粉砕テーブル２間に挟まれて
圧壊作用により粉砕される。そして、粉砕された被粉砕
物（例えば、微粉炭）は熱風に吹き上げられ、ハウジン
グ１の上部に設置された回転分級機１４により、所定の
粒度のものは出口管１５を経て例えばボイラでは微粉炭
燃焼用バーナへと送られる。また、回転分級機１４を貫
通しなかった所定粒度より大きなものは自重により粉砕
部へ落下し、ミル内に供給されたばかりの被粉砕物とと
もに再び粉砕され、このようにしてミル内では粉砕が繰
り返され、製品微粉が作り出されていくようになってい
る。なお、回転分級機１４は駆動モータ１６を駆動源と
して回転し、遠心力によって粉砕された微粉を分級する
仕組みであり、回転分級機１４の回転数を上げると出口
管１５から出ていく微分の粒度が細かくなり、粉砕部に
戻される微粉の量が多くなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した従
来のローラミルにおいては、被粉砕物の性状にも依存す
るが、起動直後のミル内に被粉砕物が少ない場合に、自
励振動が発生してローラミルを安定に運転できなくなる
ことがある。図６は従来のローラミルの起動方法を示す
説明図であり、横軸は供給管１３（図５参照）から被粉
砕物の投入を開始してからの時間を示し、縦軸は粉砕ロ
ーラ３と粉砕テーブル２間の粉層厚さ及び回転分級機１
４の回転数の変化をそれぞれ示している。同図から明ら
かなように、従来のローラミルにおいては、必要な粒度
から回転分級機１４の回転数を決めておき、被粉砕物の
投入を開始してから所定時間ｔ２を経た後に、回転分級
機１４の回転数を必要粒度に相当するまで上げるように
している。この間、粉砕ローラ３と粉砕テーブル２間の
粉層厚さは、被粉砕物の投入を開始した時間ｔ０から徐
々に増加し、時間ｔ２で安定してほぼ一定となるが、粉
層厚さがｈ１以下の時間ｔ０からｔ１間の範囲で自励振
動が発生する。

【０００６】このように、従来のローラミルにおいて
は、ミル内に被粉砕物がない状態からミルを起動する時
に、粉層が薄くて自励振動の発生しやすい領域を必ず通
過することになる。この範囲を通過する時間ｔ１は比較
的短い（運用方法により異なるが、数秒から数十秒）た
め、振動が発生しにくい被粉砕物を粉砕する場合には問
題となることはないが、振動が発生しやすい被粉砕物の
場合には、激しい自励振動が発生し、数十秒以上の間激
しい振動が継続するという問題があった。

【０００７】本発明は、このような従来技術の課題を解
決し、振動が発生しやすい被粉砕物を粉砕する場合にお
いても、起動時の振動の発生を抑えることができるロー
ラミル及びその起動方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、回転分級機の
回転数がミル内から出ていく微粉の粒度の調整だけでな
く、粉砕ローラと粉砕テーブル間の粉層厚さを調整する
機能を持っていることに着目し、これをミル起動時の運
転方法に応用することとする。すなわち、ミル起動時
に、回転分級機の回転数を必要な微粉粒度となる回転数
以上に上げた後に、被粉砕物をミル内に投入すると、ミ
ルから出ていく微粉の量が少なくなるため、ミル内の被
粉砕物の量やローラと粉砕テーブル間の粉層厚さが急速
に増加するようになる。そのため、粉層が薄くて振動が
発生しやすい領域を速やかに通過するので、振動が発生
しやすい被粉砕物を粉砕する場合においても、振動を発
生させることなく安定にミルを起動することが可能とな
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明によるローラミルでは、回
転自在に支持された粉砕テーブルと、この粉砕テーブル
上に加圧される複数の粉砕ローラと、これら粉砕ローラ
の上方に配置された回転分級機とを備え、被粉砕物を前
記粉砕ローラと前記粉砕テーブル間で粉砕し、この粉砕
した微粉の粒度を前記回転分級機で調整するローラミル
において、前記粉砕ローラと前記粉砕テーブル間の被粉
砕物の粉層厚さを計測する計測手段と、この計測手段で
測定した被粉砕物の粉層厚さに基づいて前記回転分級機
の回転数を変化させる制御手段とを設けた。

【００１０】また、本発明によるローラミルの起動方法
では、回転自在に支持された粉砕テーブルと、この粉砕
テーブル上に加圧される複数の粉砕ローラと、これら粉
砕ローラの上方に配置された回転分級機とを備え、被粉
砕物を前記粉砕ローラと前記粉砕テーブル間で粉砕し、
この粉砕した微粉の粒度を前記回転分級機で調整するロ
ーラミルにおいて、起動時の前記回転分級機の回転数を
必要粒度に相当する回転数以上の回転数に上昇させた状
態で被粉砕物を投入し、前記粉砕ローラと前記粉砕テー
ブル間の粉層厚さが減少し始めた後に、前記回転分級機
の回転数を必要粒度に相当する回転数まで下げるように
した。

【００１１】

【実施例】実施例について図面を参照して説明すると、
図１は実施例に係るローラミルの側面図であり、図５に
対応する部分には同一符号を付してある。

【００１２】本実施例に係るローラミルが前述した従来
のローラミルと相違する点は、粉砕ローラ３と粉砕テー
ブル２間の粉層厚さを計測する計測器１７（計測手段）
と、計測器１７で測定した粉層厚さと被粉砕物の必要粒
度から回転分級機１４の回転数を調整する分級機コント
ローラ１８とを設けたことにあり、それ以外の構成は基
本的に同じである。すなわち、粉砕テーブル２はヨーク
４上に固定されており、ヨーク４は減速機５の出力軸に
回転可能に取り付けられている。各粉砕ローラ３はその
背後に延びるシャフト６がローラブラケット７に回転自
在に支持されており、ローラブラケット７及び粉砕ロー
ラ３はピボットピン８を介して加圧フレーム９より粉砕
テーブル２上に加圧されるとともに、ピボットピン８を
中心に粉砕ローラ３が振り子運動できるようになってい
る。加圧フレーム９にはピボットアーム１０の一端が取
り付けられており、このピボットアーム１０の他端は油
圧シリンダ１１に固定された加圧ロッド１２とつながっ
ている。

【００１３】計測器１７は粉砕ローラ３と粉砕テーブル
２間の距離に相当する被粉砕物の粉層厚さを測定できれ
ば何でもよく、例えば加圧ロッド１２に取り付けられた
変位計であり、この場合は、計測器１７が加圧ロッド１
２の上下変位を検出することにより、粉砕ローラ３と粉
砕テーブル２間の粉層厚さを測定する。回転分級機１４
は駆動モータ１６を駆動源として回転するものであり、
駆動モータ１６に分級機コントローラ１８が接続されて
いる。分級機コントローラ１８は、計測器１７で測定し
た粉層厚さと被粉砕物の必要粒度とに基づいて駆動モー
タ１６に制御信号を出力し、回転分級機１４の回転数を
調整できるようになっている。すなわち、図５に示した
従来技術では、必要な粒度のみから回転分級機１４の回
転数を決めていたが、本実施例に係るローラミルでは、
必要な微粉粒度だけではなく粉層の厚さも考慮して回転
分級機１４の回転数を決めるようにしている。このよう
な構成を採用することにより、ミル起動時に粉砕ローラ
と粉砕テーブル間の粉層厚さを速やかに安定な粉砕が可
能な厚さに到達させることができ、起動時の粉層が薄い
領域で発生する自励振動を未然に防止し、安定にミルを
起動することが可能となる。以下に、その理由を述べ
る。

【００１４】 回転分級機の回転数と粉層厚さとの関
係 図２は、回転分級機の回転数と粉層厚さの関係について
調べた実験結果を示す説明図である。実験には、図１と
同じタイプで粉砕テーブル２の直径が約６００ｍｍの実
験用ローラミルを用い、被粉砕物には、HGI(Hard Grove
Index)が４１と小さく振動が発生しやすい砂を用い
た。実験用ローラミルでは、粉砕テーブルの回転数及び
被粉砕物の供給量を一定にし、回転分級器の回転数を変
化させた時の粉層厚さの変化を調べた。粉層厚さは加圧
ロッドの変位量によって計測し、加圧ロッドは３個ある
ので、図２にはそれぞれの加圧ロッドＡ，Ｂ，Ｃの粉層
厚さの測定結果を示している。

【００１５】図２から分かるように、粉砕ローラと粉砕
テーブル間の粉層厚さは回転分級機の回転数によって変
化し、最も粉層が厚くなる回転数が存在した。粉層厚さ
に着目すると、粉層厚さが約８ｍｍ以下では、非常に不
安定となり振動数が約８０Ｈｚの自励的な激しい振動が
発生した。粉層厚さが８〜１０．５ｍｍの範囲では、粉
層が薄く不安定であるが、自励振動は発生しなかった。
粉層厚さが約１０．５ｍｍ以上では、安定した粉砕が可
能であった。

【００１６】一方、回転分級機の回転数に着目すると、
回転数が約１８０ｒｐｍまでの範囲は、回転分級機の回
転数が増加するほど粉層厚さが増加する領域である。こ
の領域では、回転分級機の回転数が増加するほど回転分
級機で分級されて粉砕部に戻される微粉の量が多くなる
ため、粉砕部の被粉砕物の量が増加し、粉砕ローラと粉
砕テーブル間の粉層厚さも厚くなる。回転分級機の回転
数が１８０〜２２０ｒｐｍの範囲は、粉層厚さが最も厚
くなり安定に粉層が形成された領域である。回転分級機
の回転数が２２０ｒｐｍ以上では、回転分級機の回転数
が増加するほど粉層が薄くなり、回転分級機の回転数が
約３２０ｒｐｍ以上では自励振動が発生した。このよう
に回転分級機の回転数が増加し、回転分級機で粉砕部に
戻される微粉の量が増加するにも拘らず粉層が薄くなる
のは、回転分級機の回転数が増加するほど粉砕部の粒度
が細かくなるためである。

【００１７】以上のことから分かるように、回転分級機
の回転数はミルの出口管から出る微粉の粒度の調整だけ
ではなく、粉砕ローラと粉砕テーブル間の粉層厚さを調
整するという機能を持っている。本実施例では、これを
ミル起動時の運転方法に応用し、ミル起動時に粉層を速
やかに形成し、起動時の自励振動の発生を防止するよう
にした。すなわち、図５に示した従来のローラミルで
は、ミル起動時に分級機回転数は低回転であったが（図
６参照）、本実施例では、ミル起動時における回転分級
機の回転数を高回転とし、起動後に粉層が速やかに安定
に粉砕が可能の厚さが形成されるようにすることによっ
て、起動時の粉層が薄い領域での自励振動の発生を防止
するようにした。

【００１８】 起動時の振動防止効果 回転分級機の回転数と粉層厚さとの関係を調べた場合と
同様に、粉砕テーブルの直径が約６００ｍｍの実験用ロ
ーラミルを用い、被粉砕物（砂）を粉砕した場合の起動
時の振動防止効果を調べた。図３は、ミル起動時におけ
る回転分級機の回転数の調整方法を示すフローチャート
である。同図に示すように、まず、ミル起動前に分級機
回転数を必要な粒度が得られる回転数以上に上げてお
き、その後、ミルを起動して被粉砕物をミル内に供給
し、粉層の厚さが減少し始めた後に、必要な粒度が得ら
れる分級機回転数に設定するようにした。

【００１９】上記試験から得られた粉層厚さの変化を図
４に示す。時間ｔ０で被粉砕物を供給開始した後、粉層
厚さは急速に増加している。自励振動が発生する可能性
がある粉層厚さの範囲（ｈ１）を短時間（ｔ０〜ｔ１）
で通過するので、自励振動が発生することはなかった。
時間ｔ２は粉層厚さが減少し始めた時間であり、ミル内
の微粉粒度が細かくなりすぎたことに相当する。この時
点で分級機回転数を必要な粒度に相当する回転数に設定
してやれば、再び粉層厚さが増加し（ｔ２〜ｔ３）、時
間ｔ４で必要な粒度での安定な粉砕が可能となる。

【００２０】このように、本実施例に係るローラミルに
よれば、振動が発生しやすい被粉砕物を粉砕する場合に
おいても、自励振動を発生させることなく安定にミルを
起動することが可能になる。したがって、例えば、本実
施例に係るローラミルを石炭焚火力発電ボイラの石炭粉
砕装置に適用した場合、従来では振動発生により使用で
きなかった炭種の石炭も使用することが可能になる。

【００２１】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。

【００２２】ミル起動時に、粉層が薄くて振動が発生し
やすい領域を速やかに通過するので、振動が発生しやす
い被粉砕物を粉砕する場合においても、振動を発生させ
ることなく安定にミルを起動することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係るローラミルの側面図である。

【図２】回転分級機の回転数と粉層厚さの関係について
調べた実験結果を示す説明図である。

【図３】ミル起動時における回転分級機の回転数の調整
方法を示すフローチャートである。

【図４】実施例に係るローラミルの起動時における回転
分級機の回転数の変化と粉層厚さの変化を示す説明図で
ある。

【図５】従来例に係るローラミルの側面図である。

【図６】従来例に係るローラミルの起動時における粉層
厚さの変化を示す説明図である。

【符号の説明】

１ ハウジング ２ 粉砕テーブル ３ 粉砕ローラ ５ 減速機 ７ ローラブラケット ９ 加圧フレーム １１ 油圧シリンダ １２ 加圧ロッド １３ 供給管 １４ 回転分級機 １５ 出口管 １６ 駆動モータ １７ 計測器（計測手段） １８ 分級機コントローラ（制御手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三井 秀雄 広島県呉市宝町６番９号 バブコツク日立 株式会社呉工場内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転自在に支持された粉砕テーブルと、
   この粉砕テーブル上に加圧される複数の粉砕ローラと、
   これら粉砕ローラの上方に配置された回転分級機とを備
   え、被粉砕物を前記粉砕ローラと前記粉砕テーブル間で
   粉砕し、この粉砕した微粉の粒度を前記回転分級機で調
   整するローラミルにおいて、前記粉砕ローラと前記粉砕
   テーブル間の被粉砕物の粉層厚さを計測する計測手段
   と、この計測手段で測定した被粉砕物の粉層厚さに基づ
   いて前記回転分級機の回転数を変化させる制御手段とを
   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の記載において、前記計測手段
   が、前記粉砕ローラを前記粉砕テーブル上に加圧するた
   めの加圧機構の変位量を測定する変位計であることを特
   徴とするローラミル。
3. 【請求項３】 回転自在に支持された粉砕テーブルと、
   この粉砕テーブル上に加圧される複数の粉砕ローラと、
   これら粉砕ローラの上方に配置された回転分級機とを備
   え、被粉砕物を前記粉砕ローラと前記粉砕テーブル間で
   粉砕し、この粉砕した微粉の粒度を前記回転分級機で調
   整するローラミルにおいて、起動時の前記回転分級機の
   回転数を必要粒度に相当する回転数以上の回転数に上昇
   させた状態で被粉砕物を投入し、前記粉砕ローラと前記
   粉砕テーブル間の粉層厚さが減少し始めた後に、前記回
   転分級機の回転数を必要粒度に相当する回転数まで下げ
   るようにしたことを特徴とするローラミルの起動方法。