(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
粉砕ローラ及び回転テーブルを備えるとともに、回転テーブルの外周とケーシングの間に形成される環状隙間に円周方向に沿って一定間隔で並べられた複数の風向制御板を備えて、回転テーブル上に投入した原料を、粉砕ローラで粉砕し、回転テーブルの下方から環状隙間にある風向制御板の間を通して供給したガスにより吹き上げて、回転テーブルの上方に配した上部取出口からガスとともに取り出す竪型粉砕機において、
粉砕ローラの原料噛み込み側に散水管を配するとともに、散水管下方に環状隙間の上方に位置する散水管の下方部分を覆う遮蔽機を配して、
遮蔽機は、粉砕ローラの原料噛み込み側に向かって上方に伸びる第1遮蔽部と、粉砕ローラの反原料噛み込み側に向かって上方に伸びる第2遮蔽部を有して、
遮蔽機と隣接する風向制御板との間を上昇して吹き出すガスの流速が、一定間隔で並べられた風向制御板を上昇して吹き出すガスの流速より大きくなるように、
第1遮蔽部と、第1遮蔽部に隣接する風向制御板との間に形成される隙間が下方から上方に向かって縮小するように形成するとともに、
第2遮蔽部と、第2遮蔽部に隣接する風向制御板との間に形成される隙間が下方から上方に向かって縮小するように形成したことを特徴する竪型粉砕機。
【背景技術】
【0002】
従来から、石炭等を粉砕する装置として、竪型粉砕機(竪型ミル、或いは竪型ローラミルと称されることもある)と呼ばれる粉砕機が広く用いられている。
竪型粉砕機は、被粉砕物(本明細書においては単に原料と称することもある)を効率的に粉砕することができるという優れた特性を備えている。特に、上抜き式、或いはエアスエプト式等と呼ばれているタイプの竪型粉砕機は、機内に下方から上方に向かって上昇しながら流れるガスの気流を形成して、機内に備えた分級機構によって粉砕後の原料を分級する。そして、所望の粒径となった原料を製品として機外に取り出すという優れた機能を備えている。
【0003】
竪型粉砕機の粉砕挙動等について以下に簡略に説明する。
竪型粉砕機は、回転テーブル上に粉砕ローラが配されており、粉砕ローラは回転テーブルの方向に押圧されるよう構成されている。粉砕ローラは、回転テーブルが回転することにより、回転テーブルに対して原料を介して従動し回転する。
【0004】
ここで、竪型粉砕機に投入された原料は、原料投入用のシュート等を介して回転テーブル上に投入されて粉砕ローラに噛み込まれ粉砕される。回転テーブルと粉砕ローラに噛み込まれて粉砕された原料は、回転テーブルの外周部とケーシングとの間にある環状の隙間方向へと向かう。
【0005】
上抜き式の竪型粉砕機においては、テーブルの下方からガスが導入されており、前述した環状の隙間(環状隙間と称することもある)を抜けて機内上方に流れるガスの気流が生じている。粉砕ローラで粉砕されて環状隙間に向かった原料の中の多くは、環状隙間を流れるガスにより吹き上げられて、機内上部へと向かう。そして、所望の寸法となった原料が、回転テーブルの上方に配した上部取出口からガスとともに取り出される。なお、寸法が大きく重量の大きな原料は、ガスにより吹き上げられず、そのままテーブル下方に落下する、或いは、環状隙間を流れるガスにより一旦吹き上げられても、上部取出口に到達する前にガスの流れから逸脱し落下し、回転テーブル上に落下する等して、再度、粉砕される。
【0006】
前述した上抜き式の竪型粉砕機においては、所望する原料を選択的に取り出すための手段として、機内に流れるガスを旋回させることにより、分級精度を高めるタイプの装置も多い。また、分級精度を高めるための分級機を機内に備えるタイプの装置も多い。
【0007】
機内に流れるガスを旋回させる方法として、例えば、機内に回転式の分級機を備える方法、或いは、回転テーブルの外周とケーシングの間に形成される環状隙間に風向制御板を備える等の方法があり、回転式分級機と風向制御板の両方を備えたタイプの装置もある。
【0008】
ところで、竪型粉砕機を運転する上で問題になることが多い異常振動は様々な要因で発生する可能性があり、その解決手段も要因に合わせて様々提案されている。
特許文献1に開示される竪型粉砕機は、自励振動により異常振動が発生した場合に、竪型粉砕機内部の原料に、水を散水して、異常振動を解消する方法が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
上抜き式の竪型粉砕機においては、回転テーブル外周とケーシングの間にある環状隙間を流れるガスの気流が生じている。このガスの中には、回転テーブルで粉砕された原料も大量に含まれていることから、気流上にある機器等について摩耗等による損傷が問題になる。
【0011】
特に、粉砕ローラの近傍に水を散水するタイプの竪型粉砕機においては、散水のための給水ライン(散水管)が、環状隙間の直上を通過するケースが多い。そのため、散水管が、回転テーブルで粉砕された原料が大量に含まれているガスの気流に直接さらされて極めて損傷しやすい。
【0012】
本発明は、以上、説明したような問題点に鑑みてなされたものであり、粉砕ローラの近傍に水を散水するための散水管を備えている上抜き式の竪型粉砕機において好適な技術に関する。
【課題を解決するための手段】
【0013】
上記の目的を達成するため、本発明による竪型粉砕機は、
(1)粉砕ローラ及び回転テーブルを備えるとともに、回転テーブルの外周とケーシングの間に形成される環状隙間に円周方向に沿って一定間隔で並べられた複数の風向制御板を備えて、回転テーブル上に投入した原料を、粉砕ローラで粉砕し、回転テーブルの下方から環状隙間にある風向制御板の間を通して供給したガスにより吹き上げて、回転テーブルの上方に配した上部取出口からガスとともに取り出す竪型粉砕機において、粉砕ローラの原料噛み込み側に散水管を配するとともに、散水管下方に環状隙間の上方に位置する散水管の下方部分を覆う遮蔽機を配して、遮蔽機は、粉砕ローラの原料噛み込み側に向かって上方に伸びる第1遮蔽部と、粉砕ローラの反原料噛み込み側に向かって上方に伸びる第2遮蔽部を有して、遮蔽機と隣接する風向制御板との間を上昇して吹き出すガスの流速が、一定間隔で並べられた風向制御板を上昇して吹き出すガスの流速より大きくなるように、第1遮蔽部と、第1遮蔽部に隣接する風向制御板との間に形成される隙間が下方から上方に向かって縮小するように形成するとともに、第2遮蔽部と、第2遮蔽部に隣接する風向制御板との間に形成される隙間が下方から上方に向かって縮小するように形成した。
【0014】
(2)(1)に記載の竪型粉砕機において、前記第1遮蔽部及び第2遮蔽部を長方形の遮蔽板で形成し、2つの遮蔽板の下部を当接又は固設することにより遮蔽機を形成した。
【0015】
(3)(1)又は(2)に記載の竪型粉砕機において、前記遮蔽機の第2遮蔽部を、粉砕ローラの軸部又はボス部の下方にまで伸びるように配した。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、粉砕ローラの近傍に散水管を配した上抜き式の竪型粉砕機において、遮蔽機を利用することにより散水管を保護して安定的な運転を維持出来る。
【0017】
また、前記遮蔽機を、粉砕ローラの軸部又はボス部の下方にまで伸びるようにして配すれば、粉砕ローラ等の保護も同時に行うことが可能である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、図面等に基づき本発明の好ましい実施形態の1例を詳細に説明する。
図1から
図4は本発明の実施形態に係わり、その好ましい例を示したものであって、
図1は竪型粉砕機の全体構成を説明する図である。
図2は散水管、遮蔽機及び風向制御板の配置を説明する図であり、
図3は遮蔽機及び風向制御板の配置を上面から説明する図である。
図4は散水管、遮蔽機及び風向制御板の配置を側面から観察した図を展開した概念図である。
図5は環状隙間近傍のガス吹上の挙動を概念的に説明する図であり、(1)が本発明の実施形態に係り(2)が従来技術に係る。
【0020】
以下、本実施形態に係る竪型粉砕機1の好ましい構成の1例について説明する。
本実施形態に係る竪型粉砕機1は、
図1に示すように竪型粉砕機1の外郭を形成する上部ケーシング1B、及び下部ケーシング1A、並びに、竪型粉砕機1の下部に設置された減速機2Bと図示しない駆動モータによって駆動される回転テーブル2、コニカル型の粉砕ローラ3を備えている。また、
図1に示した竪型粉砕機1は、図示しない駆動モータの駆動用電源としてインバータ電源を備えて、運転中、回転テーブル2の回転速度が任意に変更可能な可変速式の竪型粉砕機1である。
【0021】
ここで、
図2(1)に示すように、粉砕ローラ3は回転テーブル2の外周部分に位相を90度ずらした形で4個配されている。また、
図1に示すように、回転テーブル2の上方には、形状が略逆円錐型の内部コーン19を備えており、内部コーン19の上部に固定式の一次分級羽根14が配されている。そして、内部コーン19の上方で一次分級羽根14の内側には、回転式分級羽根13を有している。回転式分級羽根13は、竪型粉砕機1の上部に設置された図示しない駆動モータにより駆動されて、自在に回転する構成となっている。なお、本明細書においては、回転式分級羽根13と一次分級羽根14を合わせて分級機構15と称する。
【0022】
そして、本実施形態による竪型粉砕機1は、
図1に示すように、回転テーブル2の下方にガスを導入するためのガス導入口33と、重量の大きな原料を取り出すための排出シュート34(下部取出口34と称することもある)を備えている。また、回転テーブル2上方には、ガスと共に製品(粉砕されて所望の粒径となった原料)を取り出すことのできる上部取出口39を備えている。
【0023】
また、
図2(1)に示すように、回転テーブル2の外周部分に対向する下部ケーシング1Aの内周面は、円筒状になっており、回転テーブル2の外周部分と竪型粉砕機1の下部ケーシング1Aとの間で環状の隙間30(環状隙間30)を形成する。
【0024】
ここで、本実施形態による竪型粉砕機1は、異常振動を防止して粉砕効率をあげる手段として散水管25を備えている。散水管25の配置を
図1又
図2に示す。
竪型粉砕機1の下部ケーシング1Aに取り付けられた散水管25は、環状隙間30の上を通過して、粉砕ローラ3の原料噛み込み部近傍に向かって伸びている。
なお、散水管25は、図示しない水の供給源に接続されており、必要に応じて、粉砕ローラ3の原料噛み込み部近傍に水を散水することができる。
【0025】
また、本実施形態においては、機内に流れるガスの気流に旋回を与えるための風向制御板10を環状隙間30に配している。風向制御板10の構成について以下に説明する。
本実施形態に使用した風向制御板10は、
図4に示すように、図面上方に向かって右側から左側(粉砕ローラ3の原料噛み込み側から反噛み込み側)に向かって傾いて配された長方形の板であり、環状隙間30に沿って一定間隔(本実施形態においてはLT)を開けて複数個が配されている。
【0026】
風向制御板10はブレードリング等と称されることもあり、本実施形態おいては、前述の構成により、下方から上昇してくるガスを、粉砕ローラ3の原料噛み込み側から反噛み込み側に向かう方向に流れる向きに傾けるようして配されている。
なお、本実施形態においては、
図2(1)又
図3(1)に示すように風向制御板10の内周側には内周リング10Cが配されているが、
図3(2)のように内周リング10Cを備えないケースもある。
【0027】
さらに、本実施形態においては、後述する作用効果を奏して、機内に流れるガスの気流から散水管25を保護するための遮蔽機12を備えている。
遮蔽機12の構成について以下に説明する。
遮蔽機12は、
図2(2)又
図4に示されるように、散水管25の下方に配されており、粉砕ローラ3の原料噛み込み側に向かって上方に伸びる第1遮蔽部12Aと、粉砕ローラ3の反原料噛み込み側に向かって上方に伸びる第2遮蔽部12Bを有している。
【0028】
本実施形態においては、第1遮蔽部12A及び第2遮蔽部12Bを、金属製で長方形の遮蔽板により形成して、2つの遮蔽板の下部を隙間なく当接させることによって遮蔽機12を形成している。即ち、本実施形態においては、2つの遮蔽板の下部を隙間なく当接させることによって第1遮蔽部12Aと第2遮蔽部12Bの間からガスが上昇してこないように構成している。そして、遮蔽機12の下部は、環状隙間30の中に位置し、環状隙間30の上方に位置する散水管25の下方部分を覆うように構成されている。
【0029】
なお、本実施形態においては、第1遮蔽部12Aと第2遮蔽部12Bを組み合わせて一つの遮蔽機12としたが下部の当接部分を溶接等の手段により固設しても良い。また、本発明に適応できる遮蔽機12の構造は前述した実施形態に限るものではなく、技術思想を逸脱しない範囲で変更が可能であり、V字型、U字型、或いはL型の部品を使用した一体物の遮蔽機12であっても良い。
【0030】
ここで、本実施形態においては、
図4に示すように、第1遮蔽部12Aと、第1遮蔽部12Aに隣接する風向制御板10との間に形成される隙間が下方から上方に向かって縮小するように形成している。また、第2遮蔽部12Bと、第2遮蔽部12Bに隣接する風向制御板10との間に形成される隙間が下方から上方に向かって縮小するように形成している。
【0031】
詳細は後述するが、本実施形態においては前述の構成により、遮蔽機12と隣接する風向制御板10との間を上昇して吹き出すガスの流速が、一定間隔で並べられた風向制御板10を上昇して吹き出すガスの流速より大きくなるように形成した。
即ち、第1遮蔽部12Aと、第1遮蔽部12Aに隣接する風向制御板10との間に形成される隙間(L1)から吹き出すガスの速度、及び、第2遮蔽部12Bと第2遮蔽部12Bに隣接する風向制御板10との間に形成される隙間(L2)から吹き出すガスの速度が、一定間隔で並べられた風向制御板10の隙間(LT)から吹き出すガスの速度より大きくなるように構成した。
【0032】
なお、
図2(1)に示すように、本実施形態においては、4個の粉砕ローラ3に対して、それぞれ原料噛み込み側近傍に散水管25が配されており、さらに散水管25のそれぞれに対して遮蔽機12が備えられている。
【0033】
また、本実施形態においては、遮蔽機12により下方を覆う範囲を広めに設定し、粉砕ローラ3のローラボス部3B及びローラ軸部3Cについて、それぞれ環状隙間の上方に位置する下方部分にまで伸びるように配した。
【0034】
以下、竪型粉砕機1の粉砕挙動等について簡略に説明する。
図1に示した竪型粉砕機1は、回転テーブル2上に粉砕ローラ3が配されており、それぞれのローラは、回転テーブル2の方向に押圧されるよう構成されている。粉砕ローラ3は、回転テーブル2が回転することにより、回転テーブル2に対して、原料を介して従動して回転する。なお、本実施形態において回転テーブル2は、回転テーブル2の上面側から見て時計回りに回転する。
【0035】
竪型粉砕機1の原料供給口35に投入された原料(本実施形態においては石炭)は、原料投入シュートを介して回転テーブル2の中央付近に投入されて、渦巻き状の軌跡を描きながら、回転テーブル2の外周側に移動し、そこで粉砕ローラ3に噛み込まれて粉砕される。回転テーブル2と粉砕ローラ3に噛み込まれて粉砕された原料は、回転テーブル2の外縁部に周設されたダムリング2Aを乗り越えて、回転テーブル2の外周部と下部ケーシング1Aとの間に形成された環状隙間30の領域に移動する。
【0036】
本施形態においては、前述したように、回転テーブル2の外周と下部ケーシング1Aの間に形成した環状隙間30に、風向制御板10並びに遮蔽機12を備えている。環状隙間30に移動した原料は、ガスにより吹き上げられてケーシング内を上昇する。この際において吹き上げられるガスの流れは、風向制御板10と回転式分級羽根13の回転による影響を受けて、旋回流となる。
【0037】
旋回流となったガスの中に同伴されて吹き上げられた原料は、回転テーブル2の上方に配した分級機構15の方向に向かって旋回しながら流れる。そして、分級機構15を通過した径の小さな原料が、上部取出口39から製品として取り出される。
【0038】
分級機構15を通過できなかった原料の多くは、機内を落下し、再度、回転テーブル2まで戻されて粉砕される、或いは、内部コーン19に捕集されて、再度、回転テーブル2上に供給されて粉砕される。
【0039】
一方、原料の中で極端に重量の大きなものは、ガスにより吹き上げられず、回転テーブル2の下方に向かって落下する。回転テーブル2の下方に落下した原料は、竪型粉砕機1の底面部に達し、図示しないスクレーパ等によって排出シュート34から機外に取り出される。
【0040】
前述したように、上抜き式の竪型粉砕機1においては、回転テーブル2の下方からガスが導入されており、前述した環状隙間30を抜けて機内上方に流れるガスの気流が生じている。このガスの中には、回転テーブル2で粉砕された原料も大量に含まれていることから、気流上にある機器等について摩耗等による損傷が問題になる。
【0041】
粉砕ローラ3の近傍に水を散水するタイプの竪型粉砕機1は、散水のため機内に引き込んだ散水管25が、環状隙間30の直上を通過する。
そのため、散水管25が、粉砕された原料が大量に含まれているガスの気流に直接さらされて極めて損傷しやすい。参考までに従来技術の例を
図5(2)に示す。環状隙間30にある風向制御板10の間を抜けて上昇してきたガスが、直接的に散水管25にあたるため、散水管25が摩耗しやすく長期使用により損傷する可能性がある。
【0042】
本実施形態によれば、環状隙間30の上方に位置する散水管25の下方部分を覆うように遮蔽機12を形成している。その結果、
図5(1)に示すように、散水管25がガスの気流に対して、直接的に曝されないので、摩耗等の危険性を低下させることができる。
【0043】
また、本実施形態においては前述の構成により、遮蔽機12と隣接する風向制御板10との間を上昇して吹き出すガスの流速が、一定間隔で並べられた風向制御板10を上昇して吹き出すガスの流速より大きくなるように形成している。
即ち、前述したように、第1遮蔽部12Aと隣接する風向制御板10との間に形成される隙間(L1)から吹き出すガスの速度、及び、第2遮蔽部12Bと隣接する風向制御板10との間に形成される隙間(L2)から吹き出すガスの速度が、一定間隔で並べられた風向制御板10の隙間(LT)から吹き出すガスの速度より大きくなるように構成している。
【0044】
その結果、隙間(L1)及び(L2)から吹き出すガス気流の流れの強さが、他の風向制御板10の間の隙間(LT)から吹き出すガス気流の流れより強くなる。
風向制御板10の間の隙間(LT)から吹き出すガスの流れが、遮蔽機12の方向に向かおうとした場合に、隙間(L1)及び(L2)から吹き出すガス気流に遮られて、方向を変化させるので、容易に散水管25の方向に流れにくくなる。
したがって、粉砕された原料を多く含むガスの気流は、散水管25の方向に流れ難くなり、散水管25がガスの気流に対して非常に曝されにくくなるので、摩耗等の危険性を低減させることができる。
【0045】
さらに、本実施形態においては、遮蔽機12の第2遮蔽部12Bを長めに形成することにより、粉砕ローラ3のローラ軸部3C又はローラボス部3Bについて、環状隙間30の上方に位置する部分を同時に保護する。
【0046】
なお、粉砕ローラ3のローラ軸部3C又はローラボス部3Bについて、環状隙間30の上方に位置する部分を下方から完全に覆う形で遮蔽機12を形成すれば、保護する効果が極めて高い。しかし、本実施形態では、ガスの気流を利用してローラ軸部3C又はローラボス部3B等を保護することが可能である。したがって、環状隙間30の上方に位置する部分を下方から完全に覆う形に形成しなくても、第2遮蔽部12Bが粉砕ローラ3のローラ軸部3C又はローラボス部3Bの下方にまで部分的に伸びていれば、効果が期待できる。粉砕ローラ3のローラ軸部3C又はローラボス部3Bは寸法が大きいため、これを下側から完全に覆うようにすると遮蔽機12の寸法が大きくなりすぎる場合もあり、そのようなケースでは気流による保護の効果は高い。
【0047】
また、粉砕ローラ3のローラ軸部3C又はローラボス部3B等については、環状隙間30の位置より相当高い位置に配される可能性がある。ガスの気流を使用しないで防護する場合は、遮蔽機12に使用した第1遮蔽部12A及び第2遮蔽部12Bの高さを高くして、遮蔽機12の側面から散水管25が配された領域にガス気流が回り込まないように構成する必要がある。
【0048】
本実施形態においては、隙間(L1)及び(L2)から吹き出すガス気流により、遮蔽機12の側面から散水管25が配された領域にガス気流が回り込まないようにするという作用効果を奏しているので、第1遮蔽部12A及び第2遮蔽部12Bの高さを低くすることが可能である