JPH11501577A - 石炭粉砕機用のエネルギー効率型粉砕ロール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 内部で固体材料の粉砕を行う粉砕機に便用されるエネルギー効率型粉砕ロール（１８）である。本エネルギー効率型粉砕ロール（１８）は、第１の種類の材料で形成されている本体部分（５０）と、第２の種類の材料で形成されている外面（５２）と、この外面（５２）上に設けられているトレッド様手段（５６）とを包含する。このトレッド様手段（５６）は、本エネルギー効率型粉砕ロール（１８）を標準的な粉砕ロールの使用と比較したときに、固体材料を粉砕するのに要求されるエネルギーを１５％も減少できるように予め設定された寸法及び予め設定されて間隔を有する。

Description

【発明の詳細な説明】 石炭粉砕機用のエネルギー効率型粉砕ロール 発明の背景 本発明は、ロール、より詳細には、例えば石炭のような材料の粉砕機内におい て粉砕を行うために粉砕機に使用される型式のエネルギー効率型粉砕ロールに関 する。 燃料として石炭を使用する型式の蒸気発生システムの必須の構成要素として、 石炭をその使用に適するようにまで粉砕する装置がある。従来から、石炭の粉砕 を行うのに使用される装置は多種の型式のものが多く存在しており、この目的の ために特にしばしば使用されている石炭粉砕機のひとつの型式は一般的にボウル ミルと称されている。このボウルミルの名称は、おもに、ミル内でなされる石炭 の粉砕は粉砕表面上で行われるが、この粉砕表面の形状がボウルの形状と似てい ることから付けられているものである。 従来型式のボウルミルの一例を示すために、１９８７年１１月１７日に特許が 付与されて「改装自在なコイルばね装置」と題しかつ本出願と同じ譲受人に譲渡 されている米国特許第４，７０６，９００号が参照される。この米国特許第４， ７０６，９００号は、石炭燃焼式蒸気発生器の燃料として使用される石炭の粉砕 を行うために使用するのに適当であるボウルミルの構成及び作動モードの両方を 教示している。この特許に述べられているように、このようなボウルミルの必須 の構成要素は、本体部分すなわちハウジング、複数の粉砕ロール、石炭供給手段 、及び空気供給手段である。本体部分内には、粉砕テーブルが回転可能に取付ら れている。複数の粉砕ロールは、互いに等しい間隔を置いて支持されていると共 に、粉砕テーブルの表面上に置かれている石炭を粉砕できるように適当に配置さ れている。石炭供給手段は、ボウルミル内で粉砕しようとする石炭を粉砕テーブ ルの表面に供給する。空気供給手段は、ボウルミルの作動において必要とされる 空気を本体部分の内部に供給する。 従来の形の構成をなす石炭燃焼式蒸気発生システムにおける微粉炭に対する要 求を満足せしめるために、一般的に、前述した特許に示されている型式のボウル ミルを複数個用いることが必要とされている。この点に関し、更に、これらボウ ルミルの各々は、容量において、１００トンまでの微粉炭を生産できる容量を有 しなければならないことに注意すべきである。その上、作動容量をその最大容量 に維持するために、各々のボウルミルは全容量よりも少ない容量で、すなわち、 いくらかのパーセントで、例えば２５％、５０％、７５％などで作動できなけれ ばならない。最後に、これらのボウルミルは、異なる粉砕性を有する多くの種類 の石炭に使用できなければならない。 前述した特許を更に参照するに、この特許にはひとつの型式の構成をなす粉砕 ロールが示されている。しかしながら、数年にわたって、前述した特許に示され ている構成に加えて、多くの他の異なる型式の構成をなす粉砕ロールがボウルミ ルに使用するために提案されている。この点に関し、非限定的な一例として、ボ ウルミルに使用される種類の粉砕ロールのこれら他の型式のひとつの構成が、１ ９６８年１１月５日に特許が付与されて「分割型粉砕ロール装置」と題しかつ本 出願と同じ譲受人に譲渡されている米国特許第３，４０９，２３６号の主題を形 成している。この米国特許第３，４０９，２３６号の教示によれば、多数のピー ス又はセグメントから作られている粉砕ロールが提供され、これらのセグメント はナット及びボルトの手段によって内側円筒形部材に固定されている。ボルトの 頭部は、セグメントと一体に鋳造されている。そして、延性金属製ワッシャが各 セグメントと内側円筒形部材との間に設けられて、セグメントと内側円筒形部材 との間の締まりばめを確実にしている。 また、非限定的な一例として、ボウルミルに使用される種類の粉砕ロールの更 に他の型式の構成が、１９８０年１月１日に特許が付与されて「・・・又はスタ ティックキャスト粉砕ロール」と題しかつ本出願と同じ譲受人に譲渡されている 米国特許第４，１８１，２６４号の主題を形成している。この米国特許第４，１ ８１，２６４号によれば、粉砕ロールの粉砕表面が取外し可能なローラスリーブ で作られている粉砕ロールが提供され、ローラスリーブはこのローラスリーブの 各端に設けられているウエッジロックリングの手段によってジャーナル軸受ハウ ジングに堅固に保持されている。これらのウエッジロックリングは、ローラリン グと一緒に、容易に組み立てることができ、たとえローラスリーブのテーパ表面 にわずかな凹凸があっても、取外し可能なローラスリーブをジャーナル軸受ハウ ジングに確実にロックせしめる。 更に、非限定的な一例として、ボウルミルに使用される種類の粉砕ロールの更 に他の型式の構成が、１９８３年６月２８日に特許が付与されて「粉砕ロールを 製造する方法」と題しかつ本出願と同じ譲受人に譲渡されている米国特許第４， ３８９，７６７号の主題を形成している。この米国特許第４，３８９，７６７号 の教示によれば、特に粉砕ロールは次に述べるような型式の粉砕ロールを製造す るのに適した方法が提供されている。すなわち、この粉砕ロールは、例えば石炭 のような材料の粉砕を行うために、粉砕ロールがこの目的のためにボウルミルに 設けられている他の表面と協働して作動するようにボウルミルに組み込まれるよ うに設計されている。そして、この方法は、機械加工が容易である特徴を有する 材料から粉砕ロールの全体形状を有する本体を形成する段階と、本体の中央部を 貫通して適当な寸法の貫通通路（この貫通通路の中には支持部材が取付けられる ）を設ける段階と、本体の外面を、粉砕ロールが使用目的に応じて受ける作用か ら予想される摩耗に応じて摩耗後の粉砕ロールの形状に倣して成形する段階と、 この本体の外面に耐摩耗性の特徴を有する材料の実質的に均一な層を設ける段階 とを包含する。 更に、非限定的な一例として、ボウルミルに使用される種類の粉砕ロールの更 に他の型式の構成が、１９８６年８月１２日に特許が付与されて「高耐摩耗性材 料及びこの材料で表面が形成される粉砕ロール」と題しかつ本出願と同じ譲受人 に譲渡されている米国特許第４，６０４，７８１号の主題を形成している。この 米国特許第４，６０４，７８１号の教示によれば、高耐摩耗性の特徴を有する合 金から形成された外面を有する粉砕ロールが提供される。粉砕ロールの外面を形 成するこの合金は、鋳造により又は肉盛溶接の形で粉砕ロールに設けることがで きる。そして、この合金は、重量％で、４．０〜６．０％の炭素、３．０〜１４ ．０％のマンガン、１．０〜２．５％のケイ素、１５．０〜３０．０％のクロム 及び４．０〜６．０％のモリブデンを包含し、これに０．５〜２．０％のホウ素 が添加され、残余は鉄及び不可避的不純物である。 更に、非限定的な一例として、ボウルミルに使用される種類の粉砕ロールの更 に他の型式の構成が、米国特許第４，６１０，０７３号及び同第４，６１０，４ ０１号の主題を形成している。すなわち、米国特許第４，６１０，０７３号は粉 砕ロールの製造方法に関するものであって、「三層型粉砕ロール及びその製造方 法」と題されている。この米国特許第４，６１０，０７３号は、１９８６年９月 ９日に特許が付与されかつ本出願と同じ譲受人に譲渡されている。また、米国特 許第４，６１０，４０１号は粉砕ロール自体に関するものであって、「三層型粉 砕ロール」と題されている。この米国特許第４，６１０，４０１号も１９８６年 ９月９日に特許が付与されかつ本出願と同じ譲受人に譲渡されている。そして、 前者の米国特許第４，６１０，０７３号の教示によれば、三層の形の構成を有し て、例えば石炭のような材料の粉砕を行うためにボウルミルに使用するのに適当 である型式の粉砕ロールを製造する方法が提供されている。この方法は、機械加 工が容易である特徴を有する材料から粉砕ロールの全体形状を有する本体を形成 する段階と、本体の中央部を貫通して適当な寸法の貫通通路（この貫通通路の中 にはシャフト様支持部材が取付けられる）を設ける段階と、普通の耐摩耗性を有 する材料の第１の実質的に均一な層を本体に設ける段階と、高耐摩耗性を有する 材料の第２の実質的に均一の層を第１の層に設ける段階とを包含する。他方、後 者の米国特許第４，６１０，４０１号の教示によれば、特に粉砕ロールがボウル ミルに内で例えば石炭のような材料の粉砕を行うためにボウルミル内の他の表面 と協働するボウルミルに使用するのに適当である型式の粉砕ロールが提供されて いる。この粉砕ロールは、三層の構成をなす。より詳細には、三層型粉砕ロール のコア材料、すなわち第１又は内側層は、良好な機械加工性を有する比較的軟ら かい材料から成る。三層型粉砕ロールの次の、すなわち第２又は中間層は、普通 の耐摩耗性を有する材料から成る。三層型粉砕ロールの最後の、すなわち第３又 は外側層は、高耐摩耗性を有する材料から成る。 しかして、以上述べた７つの米国特許の教示にしたがって構成された粉砕ロー ルは、それらのそれぞれの設計された目的のために作動することは証明されてい るけれども、このような粉砕ロールをなお一層改良する必要があることも明白で ある。すなわち、最近の産業においては、その要求する石炭に関し、石炭粉砕機 、 特にボウルミルと称されている石炭粉砕機が、石炭を従来成し遂げられている粒 度よりもより一層細かい粒度に粉砕できる性能を持つことを要求する傾向にある 。したがって、このような傾向に応じて、ボウルミルは、ますます頻繁に、石炭 をこれまで得られている粒度よりもかなり細かい新しく設定される最小粒度にま で粉砕できる性能を持つことが要求されている。この新しく設定される最小粒度 とは、５０メッシュふるいでほぼ０％、１００メッシュふるいで１．５％、及び ２００メッシュふるいで８５％以上である。この点に関し、この分野の当業者は 、５０メッシュふるい、１００メッシュふるい及び２００メッシュふるいのサイ ズが、新しく設定される基準にしたがって許容されるように、それぞれ、ほぼ３ ００ミクロン、１５０ミクロン及び７４ミクロンの大きさを有する粒子を通過さ せるものであることに注意すべきである。 従来要求されている細かさよりもかなり細かい細かさである微粉炭を要求する 前述した要求を満足せしめるためには、石炭の粉砕を行うために使用される前述 したボウルミルは、前述したような細かさの石炭を生産できる性能を持つように 改装されなければならない。このため、既存のボウルミルの場合においては、こ のような改装は、既存のボウルミルがこの分野において回転式分級器と称されて いる分級器を備えるように改装することである。同様に、新規のボウルミルは、 最初からの装置としてこのような回転式分級器を組み込むことである。しかしな がら、このような非常に細かい微粉炭を生産することは、今日まで、石炭をこの ような非常に細かい粒度にまで粉砕するのに用いられるボウルミルの性能に悪い 影響を及ぼすことなしには、行うことができないものであった。すなわち、要求 される粒度の石炭を得るためには、このような粒度の石炭を得るためにボウルミ ルにより要求される消費粉砕エネルギーが、石炭をより細かい粒度に粉砕するた めにボウルミルにより消費される粉砕エネルギーよりも相当大きくなることがわ かっている。 石炭を前述したような最小粒度に粉砕するために相当大きなエネルギーがボウ ルミルによって消費されることが必要とされるに加え、他の現象、すなわち“騒 音”と称される現象が認められ、これが現在産業上の要求を満足せしめるために 微粉炭に要求されている最小細かさに石炭を粉砕するのにボウルミルが用いられ るときにこのボウルミルの作動に悪い評判を与えている。“騒音”は非常に重大 な現象であり、ボウルミルはその相当大きな振動によりランブル騒音を発生せし める。そして、このような“騒音”が排除されない場合には、ボウルミル及びこ のボウルミルを取り囲む設備が損傷をこうむる結果となる。現在まで、“騒音” は、従来産業上の要求を満足せしめるのに十分であった粒度よりもかなり細かい 粒度にまで石炭を粉砕するために用いられるボウルミルにおいてもっぱら生じる 現象である。 以上述べたことを要約すると、従来技術においては、例えば石炭のような材料 の粉砕を行うために、粉砕機特にボウルミルに使用するのに適当であるエネルギ ー効率型の粉砕ロールが必要とされることは明白である。そして、このようなエ ネルギー効率型粉砕ロールをボウルミルに使用して、従来産業上の要求を満足せ しめるのに十分であった粒度よりもかなり細かい粒度にまで石炭を粉砕するもの とする。また、このようなエネルギー効率型粉砕ロールを従来産業上の要求を満 足せしめるのに十分であった粒度よりもかなり細かい粒度にまで石炭を粉砕する ためにボウルミルに使用したときに、エネルギーの節約が得られるものとする。 最後にもうひとつ大事なことは、このようなエネルギー効率型粉砕ロールが回転 式分級器を備えているボウルミル内において石炭の粉砕を行うために使用される ときに、通常の状態の下で作動されるかかるボウルミル内に“騒音”が発生する のを防止するように作動することである。 したがって、本発明の目的は、例えば石炭のような材料の粉砕を行うために粉 砕機、特にボウルミルに使用される型式の新規で改良された形の粉砕ロールを提 供することにある。 本発明の他の目的は、ボウルミルに使用されることにより少なくとも１５％程 度のエネルギー節約を達成できることを特徴とする粉砕ロールを提供することに ある。 本発明の更に他の目的は、従来産業上の要求を満足せしめるのに十分であった 粒度よりも細かい粒度にまで石炭を粉砕するためにボウルミルに使用されたとき に、エネルギーの節約を達成できることを特徴とするエネルギー効率型粉砕ロー ルを提供することにある。 本発明の更に他の目的は、従来産業上の要求を満足せしめるのに十分であった 粒度にまで石炭を粉砕するためにボウルミルに使用されたときに、エネルギーの 節約を達成できることを特徴とするエネルギー効率型粉砕ロールを提供すること にある。 本発明の更に他の目的は、回転式分級器を備えているボウルミルにおいて石炭 の粉砕を行うために使用されたときに、ボウルミルが通常の状態の下で作動され ているときにおけるボウルミル内の“騒音”の発生を防止するように作動するこ とを特徴とするエネルギー効率型粉砕ロールを提供することにある。 本発明の更に他の目的は、回転式分級器を包含するボウルミルに使用するのに 適当であるエネルギー効率型粉砕ロールを提供することにある。 本発明の更に他の目的は、回転式分級器を包含していないボウルミルに使用す るのに適当であるエネルギー効率型粉砕ロールを提供することにある。 本発明の更に他の目的は、新規に設置されるボウルミルに適当であるエネルギ ー効率型粉砕ロールを提供することにある。 本発明の更に他の目的は、既存のボウルミルに新たに組み込むことができるエ ネルギー効率型粉砕ロールを提供することにある。 本発明の更に他の目的は、製作するのが比較的安価であると共に、使用するの が容易であり、かつこのような同じ目的のために従来用いられる粉砕ロールから 得ることができるエネルギー節約と匹敵するようなエネルギー節約を達成するこ とができることを特徴とするエネルギー効率型粉砕ロールを提供することにある 。 発明の概要 本発明によれば、粉砕機特にボウルミルに使用するのに特に適当である粉砕ロ ールが提供される。本発明の粉砕ロールは、ボウルミルに取付けられると、ボウ ルミル内で例えば石炭のような材料の粉砕を行うためにボウルミル内の他の表面 と協働して作動するように設計されている。この目的のために、本発明の粉砕ロ ールの構成において、粉砕ロールは基本的に直円錐台の形状をなしている。すな わち、本発明の粉砕ロールは、一般的に言えば、一端が他端よりも直径が小さい 円形の形状である。そして、本発明の粉砕ロールは、その円形部分の外面の少な くとも一部分にトレッド様手段が設けられている。このトレッド様手段は複数の リブ様部材を包含し、これらリブ様部材の各々は予め設定された寸法を有する。 そして、これらのリブ様部材は、粉砕ロールの円形部分の外面の外周まわりに互 いに予め設定された距離でもって間隔を置いていると共に、粉砕ロールの長手方 向へ実質的に延びている。最後に、本発明の粉砕ロールは、実質的にその中央部 を貫通して通路が形成されており、この通路はシャフト様部材をその中に受け入 れるような適当な寸法とされている。このシャフト様部材には、粉砕ロールが取 付けられて支持されるように設計されている。 図面の簡単な説明 図１は、本発明にしたがって構成したエネルギー効率型粉砕ロールを具備した ボウルミルを一部断面にして示す側面図である。 図２は、本発明にしたがって構成したエネルギー効率型粉砕ロールの一実施例 を示す端面図である。 図３は、図２の本発明にしたがって構成したエネルギー効率型粉砕ロールを、 図２の実質的に３−３線に沿って示す断面図である。 図４は、本発明にしたがって構成したエネルギー効率型粉砕ロールの他の実施 例を示す断面図である。 図５は、図４の本発明にしたがって構成したエネルギー効率型粉砕ロールを、 図４の実質的に５−５線に沿って示す断面図である。 好適な実施例の説明 図面、特にその図１を参照するに、ボウルミルが参照符号１０によって総括的 に示されている。このようなボウルミルの構成及び作動モード自体は当業者にと ってよく知られているところなので、図１に示されているボウルミルについて詳 細に説明する必要はないと考える。それよりもむしろ、本発明にしたがって構成 したエネルギー効率型粉砕ロールを使用することができるボウルミル１０の理解 を得るために、ボウルミル１０の構成部品の構成及び作動モードの一般的な説明 をここで述べるだけで十分であると考える。ここに詳細に述べられていないボウ ルミル１０の構成部品の構成及び作動モードの一層詳細な説明には、例えば、１ ９６９年９月９日にジェー・エフ・ダレンベーグ(J.F．Dalenberg)等に対して特 許が付与された米国特許第３，４６５，９７１号及び／又は１９７７年１月１ １日にシー・ジェー・スカルカ(C.J．Skalka)に対して特許が付与された米国特 許第４，００２，２２９号が参照される。 図面の図１を更に参照するに、図１に示されているボウルミル１０は実質的に 閉じているセパレータ本体１２を包含する。粉砕テーブル１４はシャフト１６に 取付けられ、このシャフト１６はそれから駆動機構（図示せず）に接続され、こ れにより回転駆動されるようになっている。図面の図１に示されるようにセパレ ータ本体１２内に配置されている上述のシャフト１６と一緒に、粉砕テーブル１ ４は、時計方向に駆動されるように設計されている。 ボウルミル１０の説明を続けるに、複数の、好適には通常の例にしたがって３ つの粉砕ロール１８がセパレータ本体１２の内部に適当に支持され、セパレータ 本体１２の周囲に互いに等距離の間隔を置いている。粉砕ロール１８の構成は、 本発明の要旨を形成する主題をなすものである。この粉砕ロール１８の構成の説 明は、後で述べられる。しかしながら、図面を簡略化して示すために、１つのみ の粉砕ロール１８が図１に示されていることに注意すべきである。 更に粉砕ロール１８に関して、各々の粉砕ロール１８は、図面の図１を参照す ることにより最もよく理解できるように、好適には、図１に参照符号２０で示さ れている適当なシャフトに、このシャフトに関して回転できるようにして支持さ れている。また、各々の粉砕ロール１８は、図１の粉砕ロール１８を参照するこ とにより最もよく理解できるように、粉砕テーブル１４の上面に関して移動でき るようにして適当に支持されている。この目的のために、図１に示されている粉 砕ロール１８を包含するボウルミル１０の各々の粉砕ロール１８は、図１に参照 符号２２によって総括的に示されているばね手段を有し、このばね手段は粉砕ロ ール１８と協働する。ばね手段２２は、ボウルミルの当業者にとってはよく知ら れている方法により、ばね手段２２に関連する粉砕ロール１８にばね荷重を加え るように作用し、これにより粉砕ロール１８が粉砕テーブル１４上に置かれてい る材料例えば石炭に所要の大きさの力を及ぼし、この石炭の所望する粉砕を成し 遂げる。図面の図１のボウルミル１０のばね手段２２として使用するのに適当で あるばね手段の一例は、１９８７年１１月１７日にアール・エス・プレーリー(R .S．Prairie)等に対して特許が付与されかつ本出願と同じ譲受人に譲渡されて いる米国特許第４，７０６，９００号の主題を形成している。 ボウルミル１０において粉砕しようとする材料例えば石炭は、任意適当な形の フィーダ手段によってボウルミル１０に供給される。この点に関する一例として 、この目的のために使用されるこのようなフィーダ手段のひとつは、ベルトフィ ーダ手段例えば図面の図１に略図的に示されて参照符号２４によって総括的に示 されているベルトフィーダ手段である。このベルトフィーダ手段２４から放出さ れた石炭は、石炭供給手段２６によりボウルミル１０の中に入る。この石炭供給 手段２６は、セパレータ本体１２に適当に設けられている。 図面の図１に示したボウルミル１０の例によれば、石炭供給手段２６は適当な 寸法のダクト２８を包含する。このダクト２８はセパレータ本体１２の外側へ延 びている一端を有し、この一端は、ベルトフィーダ手段２４を去る石炭粒子の収 集とその後のダクト２８への石炭粒子の案内を容易にするために、図面の図１に 参照符号３０で示されているように外向きに拡大された形状とされている。ダク ト２８の他端３２は、石炭を粉砕テーブル１４の上面に放出する働きをなす。こ の目的のため、図面の図１に示されるように、ダクト２８の他端３２は、好適に は、適当な形の普通の支持手段（図示せず）の使用によりセパレータ本体１２内 に適当に支持され、これによりダクト端３２は、粉砕テーブル１４を支持して回 転させるシャフト１６と同軸線上に配列されていると共に、参照符号３６によっ て総括的に示されている分級器に設けられている適当な出口３４に関して間隔を 置いて配置されている。石炭は、この分級器３６の出口３４を通して流れ、粉砕 テーブル１４の上面に供給される。 図面の図１に示した構成の形をなすボウルミルの作動モードによれば、気体例 えば空気が石炭を粉砕テーブル１４からセパレータ本体１２の内部を通して搬送 してボウルミル１０から排出するために使用される。このために使用される空気 は、図面の図１に参照符号３８によって示されているダクトを通してセパレータ 本体１２の中に入る。すなわち、空気はこのような目的のために使用できるよう にボウルミル１０と協同して関連されるものである。ダクト３８からセパレータ 本体１２の中に入った空気は、それから、図１に参照符号４０によって示されて いるアニュラスを通して流れる。このアニュラス４０は、粉砕テーブル１４の外 周部とセパレータ本体１２の内壁面との間に存在するリング様空間より成ってい る。アニュラス４０を通過した空気は、それから、好適には、１９８５年６月１ ８日にティ・ブイ・マリノフスキー(T.V．Maliszewski)等に対して特許が付与さ れかつ本出願と同じ譲受人に譲渡されている米国特許第４，５２３，７２１号の 教示にしたがって構成されている羽根車装置によって、粉砕テーブル１４の上面 を越えて流れるように偏向される。図面を簡略化して示すために、上記米国特許 第４，５２３，７２１号の主題を形成する羽根車装置の偏向部分のみを図面の図 １に参照符号４２で示している。そして、図面の図１に偏向部分４２を示すだけ で、本発明の主題を完全に理解するのに十分であると考える。しかしながら、図 １に示されているボウルミル１０に取付けられる羽根車装置の構成及び／又は作 動モードに関して更に知りたいならば、上記米国特許第４，５２３，７２１号が 参考になるであろう。 空気が前述した経路に沿って流れる間、粉砕テーブル１４の上面に置かれてい る石炭は、粉砕ロール１８の作動によって粉砕される。そして、石炭が粉砕され ると、石炭粒子は粉砕テーブル１４の中心から外側に向かって遠心力により吹き 飛ばされる。この吹き飛ばされた石炭粒子は、粉砕テーブル１４の外周区域に達 すると、アニュラス４０から出てくる空気によってすくい上げられ、空気流れに 乗って運ばれる。空気と石炭粒子との混合流れは、その後、上記米国特許第４， ５２３，７２１号の教示にしたがって構成されている羽根車装置の偏向部分４２ によって捕らえられる。この結果、この空気と石炭粒子との混合流れは粉砕テー ブル１４の上面を越えて流れるように偏向される。これには、空気と石炭粒子と の混合流れの流れ経路の方向の変化を必要とする。この方向変化を行う間に、重 い石炭粒子は、その惰性が大きいことから、空気流れから分離されて、粉砕テー ブル１４の上面に落ち、ここで更に粉砕される。他方、軽い石炭粒子は、その惰 性が小さいことから、空気流れに乗って搬送され続ける。 上記米国特許第４，５２３，７２１号の教示にしたがって構成されている羽根 車装置の偏向部分４２を去ってその影響を受けなくなった空気と石炭粒子との混 合流れは、それから、前述した分級器３６へ流れる。この分級器３６は、当業者 にとってよく知られている普通の方法にしたがって、空気流れに残存している石 炭粒子を更に分類する作用を行う。すなわち、所望する粒径である微粉炭の粒子 は分級器３６を通過し、空気と一緒に分級器３６及びそれ故ボウルミル１０から 出口４４を通して排出される。この出口４４は、この目的のために、ボウルミル １０に設けられているものである。他方、所望する粒径よりも大きい粒径の石炭 粒子は、粉砕テーブル１４の上面に戻され、ここで更に粉砕される。その後、こ の更に粉砕された石炭粒子は前述したプロセスを繰り返し受ける。 粉砕テーブル１４上に置かれている石炭が粉砕ロール１８によってさらされる 粉砕作用の問題に関し、石炭を所望する粒度に粉砕するために粉砕ロール１８に 及ぼさなければならない力の大きさは、多くのファクターに依存して変わる。例 えば、この点に関してひとつの重要なファクターは、石炭それ自体の性質である 。すなわち、石炭を粉砕するのに要求される力の大きさは、粉砕しようとする石 炭の粉砕性の関数である。粉砕ロール１８が石炭を所望する粒度に粉砕するのに 及ぼさなければならない力の大きさを決定する他の重要なファクターは、石炭が 粉砕テーブル１４上に置かれる深さであり、この深さはボウルミル１０が作動さ れる出力率の関数となる。 本発明にしたがって、図面の図１に示されているボウルミル１０の如く構成さ れているボウルミルに協同して関連させられるように設計されているエネルギー 効率型粉砕ロールの構成及び作動モードを詳述するために、次に図面の特に図２ 及び図３と図４及び図５とが参照される。図面の図２及び図３には、エネルギー 効率型粉砕ロールの本発明にしたがって構成した一実施例が示されており、この 粉砕ロールは図面の図１に粉砕ロールを示すために用いられている同一の参照符 号１８によって図２及び図３に示されている。また、図面の図４及び図５には、 エネルギー効率型粉砕ロールの本発明にしたがって構成した他の実施例が示され ており、この粉砕ロールは、図面の図４及び図５に示されているエネルギー効率 型粉砕ロールの実施例を図面の図２及び図３に示されているエネルギー効率型粉 砕ロールの実施例から区別するために、参照符号１８′によって図４及び図５に 示されている。 最初に、図面の図２及び図３に示されているエネルギー効率型粉砕ロールの実 施例、すなわちエネルギー効率型粉砕ロール１８の構成について説明する。図面 の図２及び図３に示されている本発明の実施例にしたがって構成したエネルギー 効率型粉砕ロール１８は、基本的に、直円錐台の形状をなしており、この形状は その理解を容易にするために本質的には切頭円錐形と同じである。このように、 エネルギー効率型粉砕ロール１８は、図２及び図３を参照することにより最もよ く理解できるように、一般的に言えば、一端すなわち参照符号４６によって示さ れている一端が他端すなわち参照符号４８によって示されている他端よりも直径 が小さい円形の形状である。図面の図２及び図３を更に参照するに、これらの図 から、エネルギー効率型粉砕ロール１８は、一般的に言えば、参照符号５０によ って示されてロールの全体形状を形成する主本体部分と、参照符号５２によって 示されて本体部分５０が形成されている材料とは異なる材料例えば高耐摩耗性合 金により形成されている外面とから成っていることが容易にわかるであろう。高 耐摩耗性合金は、例えば、１９８６年８月１２日にエイ・エル・ランキン・サー ド(A.L．Rankin.III)に対して特許が付与されかつ本出願と同じ譲受人に譲渡さ れている米国特許第４，６０４，７８１号の主題を形成している。本体部分５０ は、好適には比較的軟らかくて容易に機械加工できる材料例えば延性鉄で作られ 、一方外面５２は良好な耐摩耗性を有する比較的硬い材料で作られる。更に、図 面の図２及び図３を参照することにより最もよく理解できるように、本体部分５ ０は参照符号５４によって示されて本体部分５０の実質的に中央部を貫通して形 成されている貫通通路を有している。この貫通通路５４は、その中に前述したシ ャフト２０を受け入れて組立てることができるのに適当な寸法とされる。このシ ャフト２０には粉砕ロール１８が適当に支持されて、前述した方法で作動するこ とができる。 説明を続けるに、エネルギー効率型粉砕ロール１８は、図面の図２及び図３を 参照することにより最もよく理解できるように、その外面５２上に参照符号５６ によって示されているトレッド様手段が設けられている。このトレッド様手段５ ６は複数のリブ様部材を包含し、これらリブ様部材の各々はそれらが同一である ことがわかることを容易にするために図面の図２及び図３に同一の参照符号、す なわち参照符号５８によって示されている。後で一層詳細に説明するように、各 々のリブ様部材５８は、予め設定された寸法を有し、エネルギー効率型粉砕ロー ル１８の外面５２の外周まわりに互いに予め設定された距離で間隔を置いている 。また、リブ様部材５８はすべてエネルギー効率型粉砕ロール１８の長手方向へ 実質的に延びている。本発明の最良の形態の実施例によれば、リブ様部材５８の 隣接するもの同志の間の間隔は、エネルギー効率型粉砕ロール１８の中心を通過 する角度の関数として設定されている。より詳細には、リブ様部材５８の隣接す るもの同志の間の間隔角度は、好適には次の方法で決定される。すなわち、後で の参照を容易にするために“Ｙ”として表される値は、０．３７５にエネルギー 効率型粉砕ロール１８の平均直径で粉砕テーブル１４上に存在する概算石炭深さ を掛けた値に等しいものと設定されている。同じく後での参照を容易にするため に“Ｘ”として表される理論リブ間隔角度は、次の式、すなわち、“Ｘ”＝ＡＲ ＣＣＯＳ（０．５×エネルギー効率型粉砕ロール１８の平均直径）−“Ｙ”÷( ０．５×エネルギー効率型粉砕ロール１８の平均直径)、にしたがって計算され る。この式を図面の図２及び図３に示したエネルー効率型粉砕ロール１８に適用 すると、エネルギー効率型粉砕ロール１８は、図２に最もよく見られるように、 それぞれ互いに等しい間隔を置いている３６個のリブ様部材５８を有することに なる。リブ様部材５８の高さに関し、本発明の最良の形態の実施例によれば、リ ブ様部材５８の各々の高さは同じとされるが、エネルギー効率型粉砕ロール１８ の小径端、すなわち端４６におけるリブ様部材５８の各々の高さはほぼ０．４５ インチ（１．１４３ｃｍ）とされ、それからリブ様部材５８の各々の高さはリブ 様部材５８の各々の長さに沿って減少され、エネルギー効率型粉砕ロール１８の 大径端、すなわち端４８において、リブ様部材５８の各々の高さは約０．１９イ ンチ（０．４８３ｃｍ）とされる。 外面５２が形成されている材料とは異なる材料から形成されるリブ様部材５８ は、その取付けに使用するのに適当な任意の普通の手段の使用により外面５２に 設けられ、例えば外面５２に溶接されることにより又は外面５２と一緒に鋳造さ れることにより設けられる。リブ様部材５８、すなわちトレッド様手段５６の効 力は、リブ様部材５８が粉砕テーブル１４上に存在する石炭床を粉砕する働きを することにある。粉砕テーブル１４上に存在する石炭床にリブ様部材により及ぼ される効力と、タイヤが雪上で駆動されるときにタイヤにタイヤチェーンにより 及ぼされる効力との間には、類似性があるものである。より詳細には、この両方 の場合において、すなわち、リブ様部材５８の場合とタイヤチェーンの場合とに おいて、その効力は、それらの各々がそれぞれ係合する表面上にグリッピング作 用を与え、その結果、それらの各々がそれぞれ係合する表面に関してそれらのス リップを排除せしめることにある。そして、ボウルミルに関して言えば、このよ うなスリップを防止することは、粉砕ロールの延長表面と粉砕テーブル上に存在 する石炭床との間にスリップが生じる従来の形の粉砕ロールを備えているボウル ミルよりも、本発明にしたがって構成したエネルギー効率型粉砕ロール１８を備 え、粉砕テーブル１４及びそれ故この粉砕テーブル上に存在する石炭床がエネル ギー効率型粉砕ロール１８に関して回転すると、そのリブ様部材５８が粉砕テー ブル１４上に存在する石炭床と掘り返す、すなわち粉砕せしめるボウルミルにつ いて、必要とされる消費電力量に関してエネルギーの節約を生じせしめるもので ある。 次に、図面の図４及び図５に示されている、本発明にしたがって構成したエネ ルギー効率型粉砕ロール１８′について説明する。このエネルギー効率型粉砕ロ ール１８′は、図面の図５を参照することにより最もよく理解できるように、前 述したエネルギー効率型粉砕ロール１８と同じように、切頭円錐形の形状をなし 、その一端すなわち図５に参照符号６０によって示されている端は、その他端す なわち図５に参照符号６２によって示されている端よりも直径が小さくされてい る。前述したエネルギー効率型粉砕ロール１８と同様に、このエネルギー効率型 粉砕ロール１８′は、参照符号６４によって示されてロールの全体形状をなす主 本体部分と、参照符号６６によって示されている外面とから成っている。そして 、前述したエネルギー効率型粉砕ロール１８と同様に、このエネルギー効率型粉 砕ロール１８′の本体部分６４は好適には比較的軟らかくて容易に機械加工でき る材料で作られ、一方、外面６６は良好な耐摩耗性を有する比較的硬い材料で作 られている。また、エネルギー効率型粉砕ロール１８′の本体部分６４は、前述 したエネルギー効率型粉砕ロール１８と同様に、このエネルギー効率型粉砕ロー ル１８の本体部分５０に貫通通路５４を設けたと同じ目的のために、参照符号６ ８によって示されて本体部分６４の実質的に中央部を貫通して形成されている貫 通通 路を有している。 説明を続けるに、エネルギー効率型粉砕ロール１８′は、その外面６６上に、 前述したエネルギー効率型粉砕ロール１８のトレッド様手段５６と同様なトレッ ド様手段７０が設けられている。このエネルギー効率型粉砕ロール１８′のトレ ッド様手段７０により行われる機能は、前述したエネルギー効率型粉砕ロール１ ８のトレッド様手段５６により行われる機能と本質的に同じであるけれども、ト レッド様手段７０の構成はトレッド様手段５６の構成とは異なっている。すなわ ち、エネルギー効率型粉砕ロール１８′のトレッド様手段７０は、各々が図面の 図４及び図５に同一の参照符号７２によって示されている複数のリブ様部材を包 含しているが、前述したエネルギー効率型粉砕ロール１８のトレッド様手段５６ と異なり、参照符号７４によって示されてエネルギー効率型粉砕ロール１８′の 端６２に設けられているキャップ様部分を包含している。このキャップ様部分７ ４は、粉砕テーブル１４及びそれ故この粉砕テーブル上に存在する石炭床がエネ ルギー効率型粉砕ロール１８′に関して回転したときに、粉砕テーブル１４上に 存在する石炭床から石炭粒子がこぼれるのを防止するように作用するよう設計さ れている。このキャップ様部分７４は、後で一層詳細に述べるように、予め設定 された寸法を有する。同様に、リブ様部材７２の各々も予め設定された寸法を有 し、エネルギー効率型粉砕ロール１８′の外面６６のまわりに互いに予め設定さ れた距離で間隔を置いている。すなわち、本発明の最良の形態の実施例によれば 、キャップ様部分７４の幅は次の方法で設定されている。すなわち、キャップ様 部分７４の幅は、後での参照を容易にするために“Ａ”として表される値で設定 されるが、この“Ａ”は０．１にリブ様部材７２の長さを掛けた値に等しい。し かしながら、“Ａ”の値は１．７５インチ（４．４５ｃｍ）よりも小さくすべき であり、それ故キャップ様部分７４の幅は１．７５インチ（４．４５ｃｍ）に作 られる。リブ様部材７２に関しては、それらの間の間隔及びそれらの高さは、リ ブ様部材５８の寸法及びそれらの間の間隔を決定した前述の方法と同じ方法で設 定される。そして、リブ様部材５８の寸法及び間隔を設定せしめる方法を前述し ていることから、リブ様部材７２の寸法及び間隔を設定せしめる方法を説明する ために、前述した説明をここで繰り返して述べる必要はないと考える。 以上述べた如く、本発明によれば、例えば石炭のような材料の粉砕を行うため に粉砕機、特にボウルミルに使用される型式の新規で改良された形の粉砕ロール が提供される。また、本発明によれば、ボウルミルに使用されることにより少な くとも１５％程度のエネルギー節約を達成できることを特徴とする粉砕ロールが 提供される。更に、本発明によれば、従来産業上の要求を満足せしめるのに十分 であった粒度よりも細かい粒度にまで石炭を粉砕するためにボウルミルに使用さ れたときに、エネルギーの節約を達成できることを特徴とするエネルギー効率型 粉砕するロールが提供される。その上、本発明によれば、従来産業上の要求を満 足せしめるのに十分であった粒度にまで石炭を粉砕するためにボウルミルに使用 されたときに、エネルギーの節約を達成できることを特徴とするエネルギー効率 型粉砕ロールが提供される。また、本発明によれば、回転式分級器を備えている ボウルミルにおいて石炭の粉砕を行うために使用されたときに、ボウルミルが通 常の状態の下で作動されているときにおけるボウルミル内の“騒音”の発生を防 止するよう作動することを特徴とするエネルギー効率型粉砕ロールが提供される 。更に、本発明によれば、回転式分級器を包含するボウルミルに使用するのに適 当であるエネルギー効率型粉砕ロールが提供される。更にその上、本発明によれ ば、回転式分級器を包含していないボウルミルに使用するのに適当であるエネル ギー効率型粉砕ロールが提供される。また、本発明によれば、新規に設置される ボウルミルに適当であるエネルギー効率型粉砕ロールが提供される。更に、本発 明によれば、既存のボウルミルに新たに組み込むことができるエネルギー効率型 粉砕ロールが提供される。最後に、本発明によれば、製作するのが比較的安価で あると共に、使用するのが容易であり、かつこのような同じ目的のために従来用 いられる粉砕ロールから得ることができるエネルギー節約と匹敵するようなエネ ルギー節約を達成することができることを特徴とするエネルギー効率型粉砕ロー ルが提供される。 以上本発明の幾つかの実施例について示したけれども、その種々の変形（その 幾つかは上述されている）が容易になし得ることは当業者にとって明らかであろ う。したがって、次の請求の範囲は上述した変形及び本発明の精神及び範囲内に ある他の変形のすべてを包含するものである。

【手続補正書】 【提出日】１９９８年６月２６日 【補正内容】 【図３】 【図４】 【図５】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＵ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＺ，ＥＥ，ＧＥ， ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＲ，ＬＫ，ＬＴ，ＬＶ，Ｍ Ｇ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＳＧ ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 デュラン ジェームズ エフ アメリカ合衆国 コネチカット 06002 ブルームフィールド プロスペクト スト リート 50 (72)発明者 コズラック マーチン ジェー アメリカ合衆国 コネチカット 06082 エンフィールド バレー ビュー サーク ル ８ (72)発明者 プレイリー ロバート エス アメリカ合衆国 コネチカット 06066 バーノン サットン ドライブ 41 (72)発明者 ロジャース リード エス アメリカ合衆国 コネチカット 06001 エイボン コーチマンズ ラン ４ (72)発明者 ルーニー アンソニー ジェー アメリカ合衆国 コネチカット 06109 ウェザーズフィールド ツー ロッド ハ イウェー 75 (72)発明者 ストリッチ グレゴリー アール アメリカ合衆国 コネチカット 06082 エンフィールド サウス メドウ レーン 31

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内部で固体材料の粉砕を行う粉砕機に使用されるエネルギー効率型粉砕ロー ルであって、 ａ 直円錐台の形状をなし、第１の種類の材料で形成されている本体部分と、 ｂ この本体部分上に設けられ、第２の種類の材料で形成されている外面と、 ｃ この外面上に設けられて、複数のリブ様部材を包含し、これらリブ様部材 の各々が予め設定された寸法を有すると共に、前記外面の外周まわりに互いに間 隔を置き、すべてのリブ様部材が前記本体部分の長手方向へ延びているトレッド 様手段と、 を包含するエネルギー効率型粉砕ロール。 ２ 請求項１記載の粉砕ロールにおいて、前記第１の種類の材料が、比較的柔ら かくて容易に機械加工できる材料から成るエネルギー効率型粉砕ロール。 ３ 請求項２記載の粉砕ロールにおいて、前記第２の種類の材料が、良好な耐摩 耗性を有する材料から成るエネルギー効率型粉砕ロール。 ４ 請求項１記載の粉砕ロールにおいて、前記複数のリブ様部材間の予め設定さ れた間隔が、前記本体部分の中心を通過する角度の関数として設定されているエ ネルギー効率型粉砕ロール。 ５ 請求項１記載の粉砕ロールにおいて、前記複数のリブ様部材の予め設定され た寸法が、前記複数のリブ様部材の各々の高さが前記本体部分の一端のところで 約０．４４インチ（１．１２ｃｍ）であるようにされているエネルギー効率型粉 砕ロール。 ６ 請求項１記載の粉砕ロールにおいて、前記複数のリブ様部材の予め設定され た寸法が、前記複数のリブ様部材の各々の高さが前記本体部分の一端のところで 約０．１９インチ（０．４８ｃｍ）であるようにされているエネルギー効率型粉 砕ロール。 ７ 請求項１記載の粉砕ロールにおいて、前記複数のリブ様部材の予め設定され た寸法が、前記複数のリブ様部材の各々の高さが前記本体部分の一端のところで 約０．４４インチ（１．１２ｃｍ）であると共に、前記本体部分の他端のところ で約０．１９インチ（０．４８ｃｍ）にまで減少するようにされているエネルギ ー効率型粉砕ロール。 ８ 請求項１記載の粉砕ロールにおいて、更に、前記外面を囲繞する関係で前記 外面の一端に設けられている、予め設定された幅のキャップ様部分を包含するエ ネルギー効率型粉砕ロール。 ９ 請求項８記載の粉砕ロールにおいて、前記キャップ様部分の予め設定された 幅が、０．１に前記リブ様部材のひとつの長さを掛けた値に等しいエネルギー効 率型粉砕ロール。 １０ 請求項９記載の粉砕ロールにおいて、前記複数のリブ様部材の予め設定さ れた寸法が、前記複数のリブ様部材の各々の高さが前記本体部分の一端のところ で約０．４４インチ（１．１２ｃｍ）であるようにされているエネルギー効率型 粉砕ロール。 １１ 請求項９記載の粉砕ロールにおいて、前記複数のリブ様部材の予め設定さ れた寸法が、前記複数のリブ様部材の各々の高さが前記本体部分の一端のところ で約０．１９インチ（０．４８ｃｍ）であるようにされているエネルギー効率型 粉砕ロール。 １２ 請求項９記載の粉砕ロールにおいて、前記複数のリブ様部材の予め設定さ れた寸法が、前記複数のリブ様部材の各々の高さが前記本体部分の一端のところ で約０．４４インチ（１．１２ｃｍ）であると共に、前記本体部分の他端のとこ ろで約０．１９インチ（０．４８ｃｍ）にまで減少するようにされているエネル ギー効率型粉砕ロール。