(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-09-12
(45)【発行日】2023-09-21
(54)【発明の名称】竪型ローラミル
(51)【国際特許分類】
B02C 15/04 20060101AFI20230913BHJP
B02C 23/02 20060101ALI20230913BHJP
B02C 25/00 20060101ALI20230913BHJP
【FI】
B02C15/04
B02C23/02
B02C25/00 C
(21)【出願番号】P 2019160876
(22)【出願日】2019-09-04
【審査請求日】2022-08-05
(73)【特許権者】
【識別番号】000000974
【氏名又は名称】川崎重工業株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】592048970
【氏名又は名称】日鉄セメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000556
【氏名又は名称】弁理士法人有古特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】安藤 文典
(72)【発明者】
【氏名】中井 孝暢
(72)【発明者】
【氏名】青木 貴弘
(72)【発明者】
【氏名】高木 方勝
(72)【発明者】
【氏名】内海 公貴
(72)【発明者】
【氏名】藤田 守
(72)【発明者】
【氏名】大友 貴博
【審査官】中村 泰三
(56)【参考文献】
【文献】特開昭52-049563(JP,A)
【文献】特開2009-202079(JP,A)
【文献】特開平02-268842(JP,A)
【文献】米国特許第05429312(US,A)
【文献】特開平06-099093(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B02C 15/00-16、23/02、25/00
B65G 11/20、53/30
F23K 1/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転テーブルと、
前記回転テーブルの上面に配置された複数の粉砕ローラと、
垂直から傾いたシュート軸線に沿って伸びるシュート本体、前記シュート本体内へ加圧水を噴出する複数のノズル、及び、前記複数のノズルへ前記加圧水を送る給水加圧ポンプを有し、前記回転テーブル上へ粉砕される原料を供給する原料投入シュートと、を備え、
前記複数のノズルは、前記シュート本体の幅方向の両側の各々に配置され、
前記複数のノズルの各々は、前記シュート本体の横断面において水平から下方へ傾いたノズル軸線が規定され、前記ノズル軸線に沿って前記シュート本体の内壁へ向けて前記加圧水を噴出
し、
前記複数のノズルの少なくとも1つは、前記加圧水の噴流外縁が前記ノズル軸線を中心として扇形に広がる扇形ノズルであって、前記扇形ノズルは楕円又は長方形の噴口を有し、前記噴口は長手方向の第1端部と第2端部とを有し、前記第1端部及び前記第2端部のうち下流側に位置する一方の前記シュート本体の底面から前記シュート軸線と直交する方向への高さが、他方の前記シュート本体の底面から前記シュート軸線と直交する方向への高さよりも小さい、
竪型ローラミル。
【請求項2】
前記ノズル軸線が、前記シュート軸線に沿って下流側への傾きを有する、
請求項1に記載の竪型ローラミル。
【請求項3】
前記原料投入シュートは、前記シュート本体の幅方向の両側の各々に配置され、前記シュート軸線に沿って伸びる散水配管を、更に有し、
前記散水配管に前記複数のノズルが千鳥状に配置されている、
請求項1
又は2に記載の竪型ローラミル。
【請求項4】
前記複数のノズルから噴出する前記加圧水の圧力が、2kg/cm
2以上5kg/cm
2以下である、
請求項1~
3のいずれか一項に記載の竪型ローラミル。
【請求項5】
前記回転テーブル及び前記複数の粉砕ローラを収容するミルケーシングと、前記ミルケーシング内において前記回転テーブルの上方に配置されたセパレータと、前記セパレータと前記回転テーブルとの間に配置されたインナーコーンとを、更に備え、
前記シュート本体は下半円筒形を呈し、
前記シュート本体の少なくとも一部分が前記ミルケーシング内に挿入されており、
前記ミルケーシング内において、前記シュート本体と前記インナーコーンとの隙間、及び、前記シュート本体と前記セパレータとの間隙のうち、少なくとも一方を閉塞するカバーが前記シュート本体に対し着脱可能に設けられている、
請求項1~
4のいずれか一項に記載の竪型ローラミル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、竪型ローラミルに備わる原料シュートの構造にする。
【背景技術】
【0002】
従来、石炭などの固形燃料の粉砕や、石灰石や粘土などのセメント原料の粉砕のために、竪型ローラミルが使用される。特許文献1,2では、この種の竪型ローラミルが開示されている。
【0003】
特許文献1の竪型ローラミル(竪型粉砕機)は、回転テーブルと、回転テーブルの外周部上面に配置された複数の回転自在な粉砕ローラと、回転テーブル中央部直上に垂下された原料投入シュートとを備える。そして、原料投入シュートを経由して回転テーブル上に供給された原料が、回転テーブルと粉砕ローラの周面との間に噛み込まれて粉砕される。
【0004】
上記のような竪型ローラミルでは、投入される原料の性状に因って、原料投入シュートに投入された原料がシュート内面に付着して固結し、これが成長してシュート内通路を狭めたり閉塞したりして、原料の円滑な供給が阻害されることがある。
【0005】
このような課題に対し、特許文献1では、原料投入シュートが内外二重管とされ、内管の内壁に複数の通気孔が設けられ、内管と外管との間に圧縮エア又は圧縮水が供給される。これにより、シュート内壁から吹き出す圧縮エア又は圧縮水によって、シュート内壁への原料の付着が防止される。
【0006】
また、特許文献2では、原料投入シュート(給炭管)の上部に注水孔が設けられ、注入ポンプ及び注水弁を介して注水孔へ水が供給される。原料投入シュートの内壁面を流下する水によって、シュート内壁への原料の付着が防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【文献】特開平4-171051号公報
【文献】特開平5-269394号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
特許文献1、2の竪型ローラミルの原料投入シュートは、「センターシュート式」と称される。一方で、「サイドシュート式」と称される、垂直に対して傾いた原料投入シュートを備える竪型ローラミルがある。サイドシュート式の原料投入シュートは、センターシュート式と比較して、大型の竪型ローラミルへの対応が容易であること、イニシャルコストが抑えられること、などの利点がある。しかし、サイドシュート式の原料投入シュートは、センターシュート式と比較して、シュート内壁へ原料が付着しやすいという課題がある。
【0009】
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、サイドシュート式の原料投入シュートを備える竪型ローラミルにおいて、シュート内壁へ原料の付着を効果的に抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の一態様に係る竪型ローラミルは、
回転テーブルと、
前記回転テーブルの上面に配置された複数の粉砕ローラと、
垂直から傾いたシュート軸線に沿って伸びるシュート本体、前記シュート本体内へ加圧水を噴出する複数のノズル、及び、前記複数のノズルへ前記加圧水を送る給水加圧ポンプを有し、前記回転テーブル上へ粉砕される原料を供給する原料投入シュートと、を備え、
前記複数のノズルは、前記シュート本体の幅方向の両側の各々に配置され、
前記複数のノズルの各々は、前記シュート本体の横断面において水平から下方へ傾いたノ
ズル軸線が規定され、前記ノズル軸線に沿って前記シュート本体の内壁へ向けて前記加圧水を噴出し、
前記複数のノズルの少なくとも1つは、前記加圧水の噴流外縁が前記ノズル軸線を中心として扇形に広がる扇形ノズルであって、前記扇形ノズルは楕円又は長方形の噴口を有し、前記噴口は長手方向の第1端部と第2端部とを有し、前記第1端部及び前記第2端部のうち下流側に位置する一方の前記シュート本体の底面から前記シュート軸線と直交する方向への高さが、他方の前記シュート本体の底面から前記シュート軸線と直交する方向への高さよりも小さい。
【0011】
上記構成の竪型ローラミルでは、複数のノズルから加圧水がシュート本体の内壁に向けて噴出する。シュート内壁に付着した(或いは、付着しようとしている)原料に加圧水が衝突すると、その衝撃により原料の層が表面から削り取られたり原料の間に露出するシュート内壁から原料の層の下へ水が侵入したりする結果、原料がシュート内壁から剥離する。シュート内壁から剥離した原料は、自重により、及び/又は、流水の作用によりシュート本体を流れ落ちる。このように、上記構成によれば、サイドシュート式の原料投入シュートを備える竪型ローラミルにおいて、シュート内壁への原料の付着を抑制することができる。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、サイドシュート式の原料投入シュートを備える竪型ローラミルにおいて、シュート内壁へ原料の付着を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【
図1】
図1は、本発明の一実施形態に係る竪型ローラミルの概略構成を示す図である。
【
図5】
図5は、シュートカバーを透過した原料投入シュートの斜視図である。
【
図6】
図6は、シュートカバーを透過した原料投入シュートを、シュート軸線と直交する上方から見た図である。
【
図7】
図7は、シュートカバーを透過した原料投入シュートの横断面図である。
【
図9】
図9は、検証テストにおけるノズル噴射方向のモデルである。
【発明を実施するための形態】
【0014】
次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【0015】
〔竪型ローラミル1の概略構成〕
図1は、本発明の一実施形態に係る竪型ローラミル1の概略構成を示す図である。
図1に示すように、竪型ローラミル1は、粉砕される原料がその上面中央部に供給される回転テーブル2と、回転テーブル2との間で原料を噛み込んで粉砕する複数の粉砕ローラ3とを備える。回転テーブル2及び複数の粉砕ローラ3は、ミルケーシング7によって覆われている。
【0016】
回転テーブル2は、テーブル駆動装置5によって、回転テーブル2の中心を通る垂直な回転軸線を中心として回転駆動される。テーブル駆動装置5は、ミルモータ51、及び、ミルモータ51の回転トルクを増幅して回転テーブル2へ伝達する減速機52などから構成される。
【0017】
複数の粉砕ローラ3は、回転テーブル2の回転軸線を中心とした円周軌道上に、等角度間隔で配置されている。
図1では、複数の粉砕ローラ3のうちの1つが例示されている。複数の粉砕ローラ3のそれぞれは、油圧シリンダ等の駆動源を備えたローラ押付け装置4によって、回転テーブル2に向けて弾発的に押圧されている。
【0018】
回転テーブル2の上方には、漏斗状を呈するインナーコーン11が設けられている。インナーコーン11の排出口は、回転テーブル2の中央部の上方に位置する。ミルケーシング7内上部であってインナーコーン11の上部には、セパレータ9が設けられている。回転テーブル2上へ粉砕される原料を送る原料投入シュート8が設けられている。原料投入シュート8は、ミルケーシング7の側部を貫くサイドシュート式である。原料投入シュート8の入口へは、フィーダ14によって定量的に原料が供給される。
【0019】
セパレータ9は、例えば、分級ロータ91、分級ロータ91よりも外周側に設けられた分級ベーン92、及び、分級ロータ91を回転駆動するセパレータ駆動装置93などにより構成されている。
【0020】
ミルケーシング7において回転テーブル2及びセパレータ9より上方には、ミル出口71が形成されている。ミル出口71には排気路31が接続されており、ミル排気はミル出口71から排気路31へ流出する。排気路31には、ミル排気に同伴する粉砕物を捕集する捕集装置33が設けられている。捕集装置33は、例えば、バグフィルタやサイクロンなどであってよい。また、排気路31には、排風ファン34が設けられている。この排気ファンの回転数を変化させることによって、ミル出口71から排出されるミル排気の流量を調整することができる。
【0021】
回転テーブル2の外周縁とミルケーシング7との間には、環状を呈する又は環状に並んだ熱ガス吹出口73が設けられている。ミルケーシング7の回転テーブル2より下方に設けられた熱風入口72には、配管等を介して熱ガス源が接続されている。熱ガス源から熱風入口72へ供給された熱ガスは、熱ガス吹出口73から上方へ向けて吹き出す。
【0022】
上記構成の竪型ローラミル1では、フィーダ14によって原料投入シュート8に粉砕される原料(例えば、スラグなど)が供給されると、原料は、原料投入シュート8を通じて回転テーブル2の回転中心部分に供給される。回転テーブル2の上に供給された原料は、回転テーブル2の回転駆動に伴う遠心力によって半径方向外方へ移動し、回転テーブル2の回転に従動している粉砕ローラ3と回転テーブル2との間に噛み込まれて粉砕される。
【0023】
粉砕物は遠心力によって回転テーブル2の外縁側に移動し、回転テーブル2の周囲で熱ガス吹出口73から吹き上げている熱ガスによって乾燥されるとともに上方へ気流搬送される。なお、熱ガスの気流に乗らない粉砕物や礫や金属片などのスピレージは、遠心力により回転テーブル2の外周縁から落下し、回転テーブル2よりも下方且つ外周側に設けられた回収ボックス76に回収される。
【0024】
熱ガスによって吹き上がった粉砕物は、分級ベーン92の固定翼間を通過し、分級ロータ91の回転翼間を通過することにより、所望の粒度(粒径)よりも粗い粉粒とそれより細かい粉粒とに分級される。セパレータ9で分級された細かい粉粒は、ミルケーシング7からの排出ガスに同伴して、ミル出口71を通じて機外へ排出される。ミル出口71から排気路31へ流出したミル排気は、捕集装置33を通過して細かい粉粒(精粉)が分離される。分離された精粉は、製品として回収される。一方、セパレータ9で分級された粗い粉粒は、インナーコーン11を滑り落ちて回転テーブル2上へ戻され、原料投入シュート8を通じて供給された原料とともに再び粉砕される。
【0025】
〔原料投入シュート8の構成〕
本実施形態に係る竪型ローラミル1は、原料投入シュート8に投入される原料の付着性が高い。そこで、原料投入シュート8は、原料の付着やそれに起因する閉塞を防止するための機構を備える。以下、原料投入シュート8の構成について詳細に説明する。
【0026】
図2は、
図1に示す原料投入シュート8の拡大図である。
図2に示す原料投入シュート8は、シュート本体81と、シュートカバー82と、散水配管83と、複数のノズル84と、散水配管83へ加圧水を送る給水加圧ポンプ85とを備える。
【0027】
原料投入シュート8には、シュート軸線A1が規定されている。本実施形態に係るシュート本体81は、シュート軸線A1と平行に伸びる下半円筒形を呈する。シュート本体81の横断面は下半円形であり、シュート本体81の底に当たる下半円の最下部をシュート軸線A1が通る。
【0028】
シュート軸線A1は、水平から50°~70°の範囲の傾きを有する。
図1及び
図2に示す原料投入シュート8のシュート軸線A1の傾きは水平から約60°である。シュート軸線A1の傾きは、原料の性状に応じて決定されてよい。
【0029】
シュート本体81は、ミルケーシング7の側部を貫き、シュート本体81の上部はミルケーシング7の側部に露出している。このシュート本体81の上部はフィーダ14の下方に設けられたホッパ15の下方と接続されている。フィーダ14によって定量的にホッパ15へ供給された原料が、ホッパ15を通じてシュート本体81へ順次投入される。
【0030】
シュート本体81の下部はミルケーシング7内に挿入されている。シュート本体81の下端は、インナーコーン11の出口の近傍、即ち、回転テーブル2の中央部の上方に位置する。ミルケーシング7内において、シュート本体81は上昇気流に晒される。そこで、シュート本体81を流下する原料と上昇気流との接触を回避するために、シュート本体81にはシュートカバー82が設けられている。シュート本体81の組付けやメンテナンスの際には、シュート本体81からシュートカバー82を取り外すことができる。
【0031】
図3は、
図2のIII-III断面図である。
図3に示すように、ミルケーシング7内において、セパレータ9(より詳細には、分級ベーン92)とシュート本体81との間隙には、シュート本体81の上方を覆うシュートカバー82(第1シュートカバー82a)が設けられている。第1シュートカバー82aは、シュート本体81の上方を覆う上半円筒形の部材である。
【0032】
図4は、
図2のIV-IV断面図である。
図4に示すように、ミルケーシング7内において、インナーコーン11とシュート本体81との間隙には、当該間隙を閉塞するシュートカバー82(第2シュートカバー82b)が設けられている。第2シュートカバー82bは、シュート本体81の側壁を上方へ延長する壁を形成する板状の部材である。
【0033】
図5は、シュートカバー82を透過した原料投入シュート8の斜視図であり、
図6は、シュートカバー82を透過した原料投入シュート8を、シュート軸線A1と直交する上方から見た図である。
図5及び
図6に示すように、シュート本体81の内周側には、一対の散水配管83(第1の散水配管83a及び第2の散水配管83b)が設けられている。各散水配管83はシュート軸線A1と平行に延伸する。
【0034】
第1の散水配管83aと第2の散水配管83bとは、シュート本体81の幅方向の両側に振り分け配置されている。各散水配管83には、所定のノズルピッチでシュート軸線A1と平行に並ぶ複数のノズル84が設けられている。複数のノズル84は、シュート本体81を移動する原料の表面よりも、シュート本体81の底面81bから高い位置に設けられている。これにより、ノズル84から原料の表面に対して散水することができる。なお、本実施形態において、シュート本体81の底面81bは、シュート軸線A1と、シュート軸線A1と直交する水平線を含む平面である。
【0035】
第1の散水配管83aに設けられたノズル84と、第2の散水配管83bに設けられたノズル84とは、シュート軸線A1に沿って互い違いに配置されている。換言すれば、複数のノズル84は、シュート本体81の幅方向の両側に振り分けられ、シュート軸線A1に沿って千鳥状に配置されている。ノズルピッチは、ノズル84の散水範囲Sが、他のノズル84の散水範囲Sと重複しないように決定されることが望ましい。
【0036】
各散水配管83には、配管やチューブ等を介して給水加圧ポンプ85が接続されている。給水加圧ポンプ85から各散水配管83へ加圧水が送られる。散水配管83へ送られた加圧水は、ノズル84からノズル軸線A2に沿って噴出する。ノズル軸線A2は、各ノズル84に規定されている。
【0037】
ノズル84は、所謂、扇形ノズルであってよい。ノズル84の噴口841(
図8、参照)は、ノズル軸線A2に対し直交する方向を長手方向A3とする楕円形又は長方形を呈する。この噴口841から噴出する加圧水の噴流外縁は、ノズル軸線A2を対称の中心として両側に扇状に広がる。ノズル84の噴射角は90°以上、望ましくは、115°以上である。なお、複数のノズル84は実質的に同じ態様を有する。
【0038】
散水配管83とノズル84との接続部86は、ボールジョイントを含んで構成されている。これにより、ノズル84のノズル軸線A2の延伸方向が可変である。各ノズル軸線A2の延伸方向は、後述するように適切に調整される。但し、ノズル84の接続部86は不変であり、ノズル軸線A2の延伸方向は固定されていてもよい。
【0039】
図6に示すように、ノズル軸線A2は、シュート本体81の横断面Cからシュート軸線A1に沿って下流側へ第1の傾斜角度θ1で傾いている。なお、本明細書において「シュート本体81の横断面」とは、シュート本体81のシュート軸線A1と直交する断面をいう。また、「上流側」を、シュート軸線A1の延伸方向の両側のうち、シュート軸線A1に沿って移動する原料の流れの上流に当たる側と規定する。また、「下流側」を、シュート軸線A1の延伸方向の両側のうち、上流側と反対側と規定する。
【0040】
第1の傾斜角度θ1は、0°以上90°以下であり、好ましくは、20°以上50°以下である。
図6に示す例では、第1の傾斜角度θ1は約30°である。第1の傾斜角度θ1は、ノズル84の散水範囲Sに、シュート内壁81aのうち原料と接触する領域がより多く含まれるように決定されることが望ましい。更に、第1の傾斜角度θ1は、各ノズル84の散水範囲Sの上流側の端部が、ノズル84の接続部86を含む横断面よりも下にあるように、決定されることが望ましい。
【0041】
図7は、原料投入シュート8の横断面図である。
図7示すように、原料投入シュート8の横断面において、ノズル84のノズル軸線A2は、水平面から下方へ第2の傾斜角度θ2で傾いている。第2の傾斜角度θ2は、0°より大きく90°以下であり、好ましくは、20°以上50°以下である。
図7に示す例では、第2の傾斜角度θ2は約45°である。
【0042】
図8は、ノズル84において噴口841が形成されたノズル面840の正面図である。
図8に示すように、ノズル面840には、V字形の切り込み842が形成されている。切り込み842の中央に噴口841が形成されている。切り込み842の谷線と、噴口841の長手方向A3とは平行である。噴口841は長手方向A3の第1端部845と第2端部846とを有する。第1端部845とシュート本体81の底面81bからシュート軸線A1と直交する方向への高さをH1とする。第2端部846とシュート本体81の底面81bからシュート軸線A1と直交する方向への高さをH2とする。
【0043】
図8では、第1端部845及び第2端部846のうち、第1端部845が下流側に位置する。そして、高さH1は、高さH2よりも小さい。換言すれば、噴口841の長手方向A3は、シュート本体81の底面81bに対し、下流側が低く上流側が高くなるように第3の傾斜角度θ3で傾いている。第3の傾斜角度θ3は、0°より大きく90°以下であり、好ましくは、10°以上45°以下である。
図8に示す例では、第3の傾斜角度θ3は約20°である。
【0044】
〔原料付着抑制効果の検証テスト〕
上記構成の原料投入シュート8において散水による原料付着抑制効果を検証するために検証テストを行った。検証テストで使用する模擬シュートの構成及びテスト方法は、次に示す通りである。
【0045】
(模擬シュート)
模擬シュートのシュート本体81は、直径550mmで、長さが2mの下半円筒形を呈する。シュート本体81内の幅方向両側に散水配管83が振り分け配置され、各散水配管83に2か所ずつノズル84が取り付けられている。各散水配管83におけるノズルピッチは1000mmである。合計4か所のノズル84は、シュート本体81の長さ方向(即ち、シュート軸線A1の延伸方向)に沿って千鳥状に配置されている。
【0046】
(検証テスト方法)
1)スラグ、石膏、粉砕品、及び水を混合して、模擬原料を作製する。スラグ:石膏:粉砕品:水の配合比は、質量比で10:20:30:9である。
2)各模擬シュートのシュート内面に同一質量の模擬原料を均一に付着させる。ここで、模擬シュートをその長さ方向が略水平となる姿勢とし、シュート内面に模擬原料を押し付けて付着させる。
3)模擬シュートをその長さ方向が水平から60°傾いた姿勢とし、所定の散水条件(散水量、供給水圧、及びノズル噴射方向)で散水を開始する。例1~13の散水条件を、次の表1に示す。但し、例1では、模擬シュートの上部から所定の供給水圧の水を所定のノズル散水量に相当する流量で自然落下させる。例2では、模擬シュートの散水配管83にノズルを取り付けず、散水配管83に設けられた孔から所定の供給水圧の水を所定のノズル散水量に相当する流量で自然落下させる。
4)散水を開始してから模擬シュートに付着している模擬原料の90質量%が落下するまでに要する時間(以下、「落下所要時間」と称する)を計測する。落下所要時間が300秒を超える場合はタイムアウトとする。併せて、テスト中に、水飛沫の飛散状況や模擬原料の剥離の進行を観察する。
5)落下所要時間に基づいて、原料付着抑制効果を評価する。
【0047】
【0048】
表1において、ノズル散水量とは、各ノズル84から噴出する加圧水の量[m
3/h]である。供給水圧とは、ノズル84へ圧送される加圧水の圧力[kg/cm
2]である。ノズル定格流量は、ノズル84の標準圧力(3kg/cm
2)時の噴量を表す。ノズル噴射方向は、第1の傾斜角度θ1(
図6、参照)と、第2の傾斜角度θ2(
図7、参照)とにより特定され得る。
図9は、検証テストにおけるノズル噴射方向のモデルである。
図9に示すモデルT1は、θ1=30°、θ2=45°であり、ノズル84から模擬シュートの下流側へ向けて水が噴出する。モデルT2は、θ1=0°、θ2=45°であり、ノズル84から模擬シュートの幅方向中央部へ向けて水が噴出する。モデルT3は、θ1=0°、θ2=90°であり、ノズル84から下方へ向けて水が噴出する。水飛沫のシュート外への飛散状況は、5段階で表し、数値が大きくなるほど水飛沫の飛散量が多い。原料付着抑制効果は、3段階で表し、落下所要時間が100秒以内をA、101秒から240秒までをB、241秒以上をCとする。
【0049】
検証テストにおいて、以下のような模擬原料の剥離の進行が観察された。ノズル84の散水範囲、即ち、ノズル84から噴出した加圧水と模擬原料とが直接に衝突する範囲では、付着した模擬原料の層の表面が水の作用で削り取られ、削り取られた模擬原料は流水とともに流れ落ちる。水の作用で削り取られることにより模擬原料の層の間にシュート内壁81aが露出すると、そこから水が模擬原料の層の下に潜り込み、これにより模擬原料の層が崩壊して塊となって流れ落ちる。ノズル84の散水範囲外、即ち、ノズル84から噴出した加圧水と模擬原料とが直接に衝突しない範囲では、上流からの自然流水により徐々に表面から侵食されて付着した模擬原料が流れ落ちる。
【0050】
更に、検証テストにおいて、以下のようなモデルごとの模擬原料の剥離の進行の特徴が観察された。モデルT1では、モデルT2と比較して、ノズル84の散水範囲Sが広く、付着した模擬原料を削り取る効果が大きく、更に、付着した模擬原料を下流側へ押し流す効果が大きい。モデルT3では、付着した模擬原料に加圧水が直接に衝突しないが、流水によって付着した模擬原料の周囲から徐々に削り取られていく。
【0051】
表1に示すように、検証テストでは、シュート本体81の上部から水を流下する場合、及び、散水配管83にノズル84が設けられていない場合は、ともに原料付着抑制効果が低いという結果が得られた。このことから、シュート内壁81aに付着している(或いは、付着しようとしている)原料の表面に、ノズル84から噴出した加圧水を衝突させることにより、原料付着抑制効果が向上することが明らかとなった。
【0052】
また、検証テストでは、ノズル84の散水量が0.17~0.25[m3/h]において原料付着抑制効果あるという結果が得られた。ノズル84の散水量を増やせば原料付着抑制効果が向上することは容易に推定されるが、散水量が多くなればミル全体への給水量が増加することになりミル全体の熱損失が増加する。ノズル84の散水量は、ミル全体の熱バランスから許容される給水量を求め、それを原料投入シュート8が備えるノズル84の数で割った値とすることができる。
【0053】
また、検証テストでは、ノズル84への供給水圧が2[kg/cm2]以上5[kg/cm2]以下において原料付着抑制効果あるという結果が得られた。ノズル84への供給水圧の値は5[kg/cm2]よりも大きくてもよいが、過剰となると水飛沫の飛散量が増えて非効率であることが想定される。
【0054】
以上に説明したように、本実施形態に係る竪型ローラミル1は、回転テーブル2と、回転テーブル2の上面に配置された複数の粉砕ローラ3と、回転テーブル2上へ粉砕される原料を供給する原料投入シュート8とを、備える。原料投入シュート8は、垂直から傾いたシュート軸線A1に沿って伸びるシュート本体81、シュート本体81内へ加圧水を噴出する複数のノズル84、及び、ノズル84へ加圧水を送る給水加圧ポンプ85を有する。そして、複数のノズル84は、シュート本体81の幅方向の両側の各々に配置され、複数のノズル84の各々は、シュート本体81の横断面において水平から下方へ傾いたノズル軸線A2が規定され、ノズル軸線A2に沿ってシュート本体81の内壁へ向けて加圧水を噴出する。
【0055】
上記構成の竪型ローラミル1では、複数のノズル84から加圧水がシュート本体81の内壁(シュート内壁81a)に向けて噴出する。シュート内壁81aに付着した(或いは、付着しようとしている)原料に加圧水が衝突すると、その衝撃により原料の層が表面から削り取られたり原料の間に露出するシュート内壁81aから原料の層の下へ水が侵入したりして、原料がシュート内壁81aから剥離する。シュート内壁81aから剥離した原料は、自重により、及び/又は、流水の作用によりシュート本体81を流れ落ちる。このように、サイドシュート式の原料投入シュート8を備える竪型ローラミル1において、シュート内壁81aへの原料の付着を抑制することができる。
【0056】
更に、上記の竪型ローラミル1において、ノズル軸線A2は、シュート軸線A1に沿って下流側への傾き(第2の傾斜角度θ2)を有する。
【0057】
これにより、ノズル84から吹き出す加圧水の流れは下向きの成分を有し、シュート内壁81aから剥離した原料は下流側へ効果的に押し流される。これにより、シュート本体81における原料の落下が促進される。
【0058】
上記の竪型ローラミル1において、ノズル84から噴出する加圧水の圧力は、2kg/cm2以上5kg/cm2以下であってよい。加圧水の圧力が過少となれば、シュート内壁81aに付着した原料を剥離することができない。また、加圧水の圧力が過剰となれば、原料やシュート内壁81aに衝突して飛散する水の量が多くなり、剥離効果が却って低下する。加圧水の水圧を上記のように設定することにより、シュート内壁81aに付着した原料を効果的に剥離することができる。
【0059】
また、本実施形態に係る竪型ローラミル1において、複数のノズル84の少なくとも1つは、加圧水の噴流外縁がノズル軸線A2を中心として扇形に広がる扇形ノズルである。
【0060】
扇形ノズルは、ストレートノズルと比較して、散水範囲Sが広い。これにより、シュート内壁81aのうちノズル84から噴出した加圧水が直接に衝突する範囲を広げることができる。そして、シュート内壁81aに付着した原料にノズル84から噴出した加圧水を直接に衝突させることにより、前述の通り、効果的にシュート内壁81aから原料を剥離させることができる。
【0061】
上記の扇形ノズルは楕円又は長方形の噴口841を有する。噴口841は、その長手方向A3の第1端部845と第2端部846とを有する。第1端部845及び第2端部846のうち下流側に位置する一方(本実施形態では第1端部845)のシュート本体81の底面81bからシュート軸線A1と直交する方向への高さH1が、他方(本実施形態では第2端部846)のシュート本体81の底面81bからシュート軸線A1と直交する方向への高さH2よりも小さい。
【0062】
このようにノズル84の噴口841の長手方向A3は、シュート本体81の底面81bから傾きを有する。これにより、扇形ノズルを利用して、ノズル84の散水範囲Sを拡張することができる。
【0063】
また、本実施形態に係る竪型ローラミル1において、原料投入シュート8は、シュート本体81の幅方向の両側の各々に配置され、シュート軸線A1に沿って伸びる散水配管83を、更に有し、散水配管83に複数のノズル84が千鳥状に配置されている。
【0064】
これにより、原料投入シュート8に備えるノズル84の数を抑えつつ、シュート内壁81aのより広い範囲へ散水することができる。
【0065】
また、本実施形態に係る竪型ローラミル1は、回転テーブル2及び複数の粉砕ローラ3を収容するミルケーシング7と、ミルケーシング7内において回転テーブル2の上方に配置されたセパレータ9と、セパレータ9と回転テーブル2との間に配置されたインナーコーン11とを、更に備える。シュート本体81は下半円筒形を呈し、シュート本体81の少なくとも一部分がミルケーシング7内に挿入されている。そして、ミルケーシング7内において、シュート本体81とインナーコーン11との隙間、及び、シュート本体81とセパレータ9との間隙のうち、少なくとも一方を閉塞するシュートカバー82がシュート本体81に対し着脱可能に設けられている。
【0066】
このようなシュートカバー82により、原料投入シュート8を流れ落ちる原料と、ミルケーシング7内の上昇気流との接触を回避することができる。
【0067】
以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明の思想を逸脱しない範囲で、上記実施形態の具体的な構造及び/又は機能の詳細を変更したものも本発明に含まれ得る。上記の構成は、例えば、以下のように変更することができる。
【0068】
例えば、本実施形態においてシュート本体81は下半円筒形であるが、シュート本体81の形状は本実施形態に限定されない。シュート本体81は、原料が流れ得る樋形であればよい。
【符号の説明】
【0069】
1 :竪型ローラミル
2 :回転テーブル
3 :粉砕ローラ
4 :ローラ押付け装置
5 :テーブル駆動装置
7 :ミルケーシング
8 :原料投入シュート
9 :セパレータ
11 :インナーコーン
14 :フィーダ
15 :ホッパ
31 :排気路
33 :捕集装置
34 :排風ファン
51 :ミルモータ
52 :減速機
71 :ミル出口
72 :熱風入口
73 :熱ガス吹出口
76 :回収ボックス
81 :シュート本体
81a :シュート内壁
81b :底面
82 :シュートカバー
83 :散水配管
84 :ノズル
85 :給水加圧ポンプ
86 :接続部
91 :分級ロータ
92 :分級ベーン
93 :セパレータ駆動装置
840 :ノズル面
841 :噴口
842 :切り込み
845 :第1端部
846 :第2端部
A1 :シュート軸線
A2 :ノズル軸線
A3 :長手方向