JP2855211B2 - 竪型ミル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は石炭，セメント顔料等を粉砕，乾燥，分級す
る粉砕装置に係り、特に運転動力とメンテナンスコスト
を低減するに好適な竪型ミルに関する。

〔従来の技術〕

竪型ローラミルは、例えば微粉炭を燃料として使用す
る石炭焚ボイラの微粉炭製造装置に使用されている。

従来の竪型ローラミルを第９図及び第10図により説明
する。竪型ローラミルの底部に円盤状粉砕テーブル４が
配置され、この粉砕テーブル４はギヤボックス５と連結
している。粉砕テーブル４は、モータ61によって回転駆
動されるギヤボックス５内のギヤ（図示せず）を介して
20〜40rpmで回転するように構成されている。粉砕テー
ブル４の上面外周上には凹状上面を有する円環状の粉砕
リング６が固定されている。粉砕リング６の上面には複
数の粉砕ローラ７が上部の加圧フレーム８によって押圧
された状態で当接しており、被粉砕物を介して粉砕リン
グ６により回転力が付与される。

加圧フレーム８への加圧力は、スプリング９及びスプ
リングフレーム10を介して加圧シリンダ11によって調整
される。粉砕テーブル4,粉砕リング６及び粉砕ローラ７
より粉砕部が構成されている。石炭等の被粉砕物は、粉
砕リング６と粉砕ローラ７との間に導入され、圧漬され
て粉粒状に粉砕される。粉砕部中心上方には、給炭管３
が設けられ、この回りに粉砕された粉粒体をその大きさ
により仕分け、所定粒度以下のものをバーナへ移送し、
所定粒度に達しないものを前記粉砕部へ戻す分級器13が
設けられている。分級器13の上方には細粒化された粒子
をボイラのバーナに移送する送炭管17が設けられてい
る。

粉砕部及び分級器13は円筒状ハウジング１内に収納さ
れており、ハウジング１内壁と、粉砕部外周面及び分級
器13外周面との間の空間は、粉砕された粉粒体を空気に
よって移送される流路を形成している。移送用空気は、
粉砕テーブル４の外周とハウジング１の内壁とで形成さ
れる円環状の空気噴射流路であるスロートリング12より
供給されるようになっている。

スロートリング12は、第10図に示すようにスロートベ
ーン20によって通常30〜50等分に仕切られている。ま
た、スロートベーン20は水平面に対して傾斜した状態で
ハウジング側に取り付けられている。

次に上記の竪型ローラミルの動作について第11図を用
いて説明する。

給炭管３を通じて粉砕テーブル４上に供給された５〜
20mm程度の石炭は、粉砕テーブル４の回転によって生じ
る遠心力により粉砕リング６と粉砕ローラ７との隙間を
通過する前に微粉炭に粉砕され、スロートリング12の上
部であるスロート上部12a移送用空気Ａによってテーブ
ルの回転方向に弱く旋回しながら上方へ吹き上げられ
る。上方へ吹き上げられた石炭粒子のうち粗い粒子は、
気流から分離し、再び粉砕テーブル４上へ戻される（一
次分級）。

また、粉粒が小さい粒子は、空気とともにハウジング
１に沿って上昇し、分級器ベーン14を介して分級器13内
部へ流入する。

分級器13の内部には粉砕された粒子を伴う空気の旋回
流が生じ、粒子は遠心力を受け、分級器13の内壁を旋回
しながら下降し、フラッパ15を経て粉砕テーブル４上へ
落下し、再粉砕される。一方、小さな遠心力しか受けな
い微粒子は、分離されずに空気とともに系外へ排出され
る（二次分級）。

このように竪型ローラミル内へ供給された石炭は、所
定の粒度になるまで何回かミル内を循環した後、製品と
して系外へ取り出される。ミル内を循環する石炭の量、
すなわち粉砕テーブル4,粉砕リング６及び粉砕ローラ７
等より構成される粉砕部を通過する石炭量は、製品の粒
度等により異なるが、製品量の５〜10倍であり、そのう
ち約半分が一次分級で戻される。

また、スロートリング12を通過する空気の流速は、ス
ロートリング12からの石炭粒子の落下量を通常10kg/h以
下に抑えるために、通常50m/s前後の高速で運転されて
いる。

第11図中、51〜55は圧力取出口を示し、空気供給口２
とミル出口18の圧力差で表されるミルの全圧力損失ΔＰ
は、スロートリング12を空気Ａが高速で通過する際に生
じるスロート差圧ΔP₁と、スロート上部12aに浮遊状態
で輸送される粒子の流動層によって発生する圧力損失で
ある炭層差圧ΔP₂と、一次分級された細かい粒子を気流
により分級器13へ搬送する際に生じる搬送差圧ΔP₃と、
分級器13の圧力損失ΔP₄とで構成されている（第11図参
照）。このうちスロート差圧ΔP₂は全体の約60％を占め
ている。スロート上部12aの流動層は、テーブルの回転
と同一方向に弱く旋回しながら上昇するので、流動層は
粒子の偏流が生じ、粒子密度が大きい停滞部が存在す
る。このため流動層部の圧力損失、すなわち炭層差圧は
ΔP₂は、停滞部の圧力損失に支配され、高速流動層の圧
力損失に比べて極めて大きな値になる。

スロート差圧の低減を狙って、スロートベーン12をハ
ウジング側に取り付けるのではなく、粉砕テーブルの側
縁部にスロートベーンを取り付けた装置が提案されてい
る。なお、この種の装置として、例えば特開昭60−0646
45号公報，実開昭62−144548号公報，実開昭62−151948
号公報等が挙げられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

スロートベーンをハウジング側に取り付けた従来の竪
型ローラミルでは、スロートリング12を通過する空気Ａ
を高速に維持することにより、スロートリング12からの
粒子の落下を防止している。これは、各スロート（スロ
ートリングをスロートベーンによって仕切られた空気の
噴射通路をスロートと呼ぶことにする）を通過する空気
流速（以下スロート流速と称す）にアンバランスを生じ
ており、特に、粉砕ローラ７への粒子のかみ込み部付近
の横に位置するスロートにおいてスロート流速が低く、
かつ、スロート流速の変動が激しいので、この部分のス
ロートより集中的に粒子が落下していることによるもの
である。したがって、スロート流速は粒子の落下を防止
するためには理論上は数m/sで十分であるのに対して、
通常50m/s前後の高速で運転されている。

この高流速のため、スロート差圧ΔP₁も必要以上に大
きい。更に空気噴射材であるスロート部の局部摩擦も激
しく、スロートリング等の寿命が短いなどの欠点を有
し、スロートリング等の交換によるメンテナンスコスト
が増大する不具合を生じる。

また一方、特開昭60−064645号公報に示した例のよう
に空気噴射部材を粉砕テーブルの側縁部に取り付けた竪
型ローラミルでは、スロートからの粒子落下量は低減で
きるが、スロート流速を従来より大幅に下げて運転する
と、ハウジングとスロートベーンとの隙間より粒子が多
量に落下するので、スロート流速を従来より若干下げた
流速に維持して運転せざるをえない。したがって、スロ
ート差圧低減効果は少ない。ただし、この場合スロート
の局部摩耗はなくなり、スロートの長寿命化は図ること
ができる。

従来の竪型ローラミルは、スロート流速を高速に維持
するため、スロートリングにおいて大きな圧力損失を生
じ、ミル内へ供給される空気Ａを送る送風機の運転動力
費を増加させる問題があった。

さらに、スロートリングの摩耗が激しいために、スロ
ートリングの寿命を縮め、スロートリングを頻繁に交換
し、メンテナンスコストを増大させていた。

本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、
スロート流速を減少させ、スロート差圧ΔP₁を減少させ
ると共に、さらに炭層差圧ΔP₂を減少させることによっ
て、空気をミル内へ送り込むための送風機運転動力費を
低減させると共に、スロートリングの寿命を伸ばすこと
ができる竪型ミルを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、直立円筒状のハウジングと、その底部で
水平に回転し凹状上面の粉砕リングを有する粉砕テーブ
ルと、粉砕リング上を転動する粉砕ローラ又は粉砕ボー
ルと、前記粉砕テーブルの側縁部に傾斜させたスロート
ベーンを複数取り付けて空気噴射通路を形成する竪型ロ
ーラミルにおいて、ハウジング内壁側とスロートベーン
との間の環状の隙間に接して粒子落下防止板を設け、さ
らに傾斜部材としてのスロートベーンの下端が粉砕テー
ブルの回転時に進行方向前方になるように構成すること
により、達成される。

〔作用〕

本発明の竪型ローラミルにおいて、ハウジング内壁側
と空気噴射部材としてのスロートベーンとの間の円環状
の隙間は、落下防止板により塞がれている。したがっ
て、粉砕部よりスロート上に送られきた粒子はハウジン
グ内壁に衝突してもハウジング内壁側とスロートベーン
との間の円環状の隙間より粒子が落下することはないの
で、スロート流速を大幅に下げた運転ができるようにな
る。更にテーブルの回転方向と逆向きにスロートより空
気を噴射することによりスロート上部の流動層も大幅に
減少し流動層部の抵抗を大幅に下げた運転ができるよう
になる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図〜第６図は本発明の実施例を示す。なお、本発
明は空気噴射通路部の改良に関するものであり、他の部
分については従来の竪型ローラミルと変わらない。した
がって、改良部分以外の竪型ローラミルの主要部に関し
ては既に説明してあるので、説明は省略する。

第１図は本発明に係る竪型ローラミルの空気通路部の
縦断面図である。なお、同図において第９図に示した従
来例と同一の部分には同一の参照符号を付す。第１図及
び第３図に示すように粉砕テーブル４の側縁部に空気噴
射部材としてのスロートベーン20が複数取り付けられ、
ハウジング内壁に取り付けられた断面形状が三角形の環
状のレッジカバー21とスロートベーン20との間の円環状
の隙間に接して断面矩形状の粒子落下防止板22が円環状
に沿って設けられている。なお、スロートベーン20の形
状は、そのガス入口部（下端部）において流線形の形状
とすることが差圧低減及び落下石炭量低減の観点から望
ましい。

さらに、テーブルの回転方向、すなわち粉砕テーブル
４に取り付けられたスロートベーン20は、その下端が粉
砕テーブル４の回転時に進行方向前方になるように構成
されており、したがってスロートベーン20の回転方向
は、第２図に示すように空気Ａを抑え入れるような向き
になっている。

次に動作について説明する。

空気供給口２からの空気Ａは、粉砕テーブル４と同一
方向に回転するスロートベーン20によって仕切られたス
ロートを経て導入される。従来の固定式スロートを採用
した竪型ローラミルでは、粉砕部よりスロート上に送ら
れてきた粒子は、ローラ７のかみ込み部付近のスロート
には、他のスロートに比べてより多くの粒子が運ばれて
くるため、かみ込み部付近のスロートから粒子が落下し
やすくなる。このため、粒子の落下を防ぐためにスロー
ト内に必要以上の流速を与えて、開口部であるスロート
差圧ΔP₁を増大させていた。

また、第７図に示すように単にスロートベーンを粉砕
テーブル側縁部に取り付けた（Ｂ）だけでは、スロート
からの石炭落下量は、従来の固定式スロート（Ｃ）に比
べて減少するが、ハウジング内壁側とスロートベーンと
の間の円環状の隙間より多量の粒子が落下してしまい、
結局、スロート流速を従来より若干低い流速に維持して
運転せざるをえない。なお、テーブルとベーンとの隙間
をスロートリング12の幅に対して５％以下にすると粒子
落下防止板を取り付けた場合と同様にスロートからの石
炭落下量を抑制できる。

本発明は、この点に鑑みてなされたもので、ハウジン
グ内壁側とスロートベーン20との間の円環状の隙間の上
側に接して粒子落下防止板22を隙間とほぼ同程度の長さ
で設けることにより、第７図中、Ａで示すように粒子の
落下を防止できるので、スロートの開口面積を大きくす
ることにより従来より一段と低いスロート流速にて運転
することを可能ならしめ、スロート差圧ΔP₁を低減でき
るばかりでなく、スロート流速を下げたことによりスロ
ート部（空気噴射通路）の摩耗発生を一段と少なくし、
しかもその摩耗量も大幅に低減できるものである。

さらに本発明では、粉砕テーブル４の回転時にスロー
ドベーン20の下端が進行方向前方になるように構成され
ている。本実施例では粉砕テーブル４の上から見ると左
回りの回転方向である。したがってテーブルの回転方向
と逆向きにスロートより空気噴射することになり、粉砕
テーブルの回転により左回りに旋回を与えられてスロー
ト上部12aへ送られてきた粒子は、スロートからの空気
により右回りの運動エネルギを与えられ、スロート上部
12aの流動層部を真上にほぼ均一な粒子密度の状態で上
昇する。この時、従来の固定式スロートで存在していた
停滞部は大幅に減少する。すなわち流動層部の密度が小
さくなる。ゆえに、流動層部の抵抗は大きく下がり、炭
層差圧ΔP₂は大幅に低減できる。その結果の一例の第８
図に示す。第８図は炭層差圧ΔP₂に関して従来の固定式
スロート（Ｃ）と本発明になる回転式スロート（Ａ）と
の比較を示している。第８図は、炭層差圧ΔP₂/ΔP₂ ^＊
とミル内の石炭量すなわちホールドアップW/W^＊との関
係を示したもので、本発明を実施すれば炭層差圧を大幅
に低減できることが分かる。

なお、回転式スロートを用いて本発明と逆回転すなわ
ち、右回転の場合（Ｂ）には、従来の固定式に比べると
炭層差圧は低減するが、その低減効果は小さいことが分
かる。

スロートベーン20の回転数、すなわち粉砕テーブル４
の回転数は、実用機で30rpm前後であり、一般の回転機
械、例えば送風機などに比べて回転速度は1/10以下であ
る。また回転式スロートにおけるスロート差圧も、回転
方向及び回転数により差がある。すなわち、逆回転の場
合は、正回転に比べて10〜20％程度、スロート差圧が大
きく、回転数の増減によりその傾向は顕著になる。この
ことは逆回転の場合には、スロート内の流速は固定式ス
ロートにおけるスロート内の流速にスロート回転速度成
分が加わり、正回転の場合には逆に回転速度成分だけ減
じた値になっているものと考えられる。

〔発明の他の実施例〕

第４図〜第６図は各々本発明の他の実施例を示す。第
４図においては、スロートベーン20は上端面及び下端面
が各々水平面に対し、粉砕テーブル４の半径方向になる
につれて上方に傾斜した構造になっており、断面三角形
状のレッジカバー21のスロートベーン20側突端に断面矩
形状の粒子落下防止板22が円環状に沿って設けられてい
る。

第５図においては、第４図同様に傾斜した構造のスロ
ートベーン20の上端部にレッジカバー21の上端面の一部
を覆う突出部が形成され、この突出部と所定の間隔をお
いてレッジカバー21に断面矩形状の粒子落下防止板22が
円環状に沿って設けられている。

第６図においては、スロートベーン20の上端面及び下
端面は各々水平方向に位置しており、レッジカバー21に
はスロートベーン20側に凹部が円環状に形成され、この
凹部にスロートベーン20の上端部に設けられた折曲片部
が配置され、この折曲片部の上面に断面矩形状の粒子落
下防止板22が円環状に沿って設けられている。

第４図〜第６図の場合にも、空気噴射部材としての各
スロートベーン20の下端が粉砕テーブル４の回転時に進
行方向前方になるように構成されている。

なお、上記した実施例においては、粉砕ローラを有す
る竪型ミルを例に説明したが、本発明は粉砕ボールを有
する竪型ミルにも適用できることはいうまでもない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、スロートからの石炭落下量が低減で
きるので、従来より一段と低いスロート流速にて運転す
ることが可能となる。例えば、本発明の一実施例によれ
ば、スロート流速を20％下げても石炭落下量を10kg/h以
下の状態で運転することができ、スロート差圧は従来よ
りも1/3以上低減した。またスロート流速を下げたこと
により、スロート部の摩耗量も大幅に低減できる。さら
に、スロート上部の流動層部の停滞域がなくなるので、
炭層差圧を従来よりも1/3以上低減できた。したがっ
て、輸送用空気の送風機の運転動力費を従来より大幅に
節減でき、さらに、スロート部交換のメンテナンス費を
大幅に低減できる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の竪型ローラミルの空気噴射通路部の縦
断面図、第２図は空気噴射部材としてのスロートベーン
の向きとテーブルの回転方向との関係を示した説明図、
第３図，第４図，第５図，第６図は各々第１図に示した
空気噴射通路部の部分拡大図、第７図は本発明の実施例
におけるスロートから石炭落下量の低減効果を示す説明
図、第８図は本発明の実施例における炭層差圧の低減効
果を示す説明図、第９図は従来の竪型ローラミルの概略
図、第10図は第９図の一部切欠で示す横断面図、第11図
は第９図の竪型ローラミルを部分拡大で示すミル内全圧
力損失説明図である。 １……ハウジング、２……空気供給口、３……給炭管、
４……粉砕テーブル、５……ギヤボックス、６……粉砕
リング、７……粉砕ローラ、８……加圧フレーム、９…
…スプリング、10……スプリングフレーム、11……加圧
シリンダ、12……スロートリング、12a……スロート上
部、13……分級器、14……分級器ベーン、15……フラッ
パ、16……分級器内筒、17……送炭管、18……ミル出
口、20……スロートベーン、21……レッジカバー、22…
…粒子落下防止板、61……モータ、Ａ……空気、Ｂ……
石炭。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (72)発明者 田岡 善憲 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 金本 浩明 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 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B02C 15/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジング下部に備えられた回転する粉砕
   テーブルと粉砕テーブル上に供給される固体物質を粉砕
   テーブル上面に押圧するローラ又はボールとで構成され
   る粉砕部と、前記粉砕テーブルの側縁部に空気噴射部材
   を取り付け、この空気噴射部材に対して空気噴射通路を
   形成し、前記空気噴射通路を水平面に対して傾斜させた
   ものにおいて、ハウジング内壁側と空気噴射通路との間
   の環状の隙間に接して粒子落下防止板を設け、さらに前
   記空気噴射部材の下端が粉砕テーブルの回転時に進行方
   向前方になるようにしたことを特徴とする竪型ミル。