竪型粉砕機の運転方法
【課題】 粉砕した原料をガスにより上方に吹き上げて機外に取り出す竪型粉砕機において、原料が回転テーブル上で滞留して鳥の巣のような塊となり、粉砕ローラに十分に噛み込めないという状況を回避する。
【解決手段】 本発明によれば、運転中、竪型粉砕機内を流れるガスの差圧と、ミル動力を監視することによって、粉砕ローラが原料を効率的に噛み込めていない状態を察知し、当該問題の状態を察知した際には、速やかに回転テーブルの回転速度を低下させることによって、粉砕ローラが原料を効率的に噛み込める状態にまで回復させることができる。また、さらに、溝を加工した大型の補助ローラを使用すれば、従来技術に比較して、噛み込み能力が高いので、前述した差圧とミル動力による監視制御によって回転テーブルの回転数を減少させなければならない回数を減少させることが可能である。
【解決手段】 本発明によれば、運転中、竪型粉砕機内を流れるガスの差圧と、ミル動力を監視することによって、粉砕ローラが原料を効率的に噛み込めていない状態を察知し、当該問題の状態を察知した際には、速やかに回転テーブルの回転速度を低下させることによって、粉砕ローラが原料を効率的に噛み込める状態にまで回復させることができる。また、さらに、溝を加工した大型の補助ローラを使用すれば、従来技術に比較して、噛み込み能力が高いので、前述した差圧とミル動力による監視制御によって回転テーブルの回転数を減少させなければならない回数を減少させることが可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に石炭、オイルコークス、スラグ、クリンカー、石灰石、その他の無機原料、又バイオマス等の有機原料を粉砕するに好適な竪型粉砕機に係わり、特に、原料を微粉砕するに好適な竪型粉砕機に関する。
【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、原料を効率的に微粉砕することができるという優れた特性を有している反面、原料の種類や粉砕条件によって、異常振動が発生するという問題点を有していた。
竪型粉砕機に発生する異常振動は、様々な原因によって誘発されるために、その振動原因に応じた様々な対策を講じる必要があり、竪型粉砕機については、従来から数多くの異常振動防止対策が提案されている。
【０００３】
例えば、異常振動が発生し易くなる状況として、原料を機内で繰り返し粉砕して、微粉砕するようなケースが知られている。
なぜなら、原料を微粉砕する際には、竪型粉砕機内で繰り返し原料を粉砕する必要がある。そして、機内で繰り返し粉砕される原料は、循環原料と呼ばれるが、循環原料の平均粒径は、竪型粉砕機に新たに投入された粉砕前の原料の平均粒径に比較すれば、当然に小さくなる。従って、竪型粉砕機で、細かな製品を得ようとすれば、前述した循環原料の量が必然的に増加する。
【０００４】
しかしながら、原料は細かい微粉になればなるほど、多量の空気を抱え込むという性質を持っている。即ち、原料を微粉砕しようとすれば、循環原料の量が増えるので、回転テーブル上の原料層は、粒径の小さな原料の割合が増えて、その結果として、空隙率の高い、所謂、嵩高い状態（嵩密度が低い状態）になる。
【０００５】
前述した嵩高い原料層は、空気を大量に含んでいるために、粉砕ローラ等が滑りやすい状態になり、見かけ上において、原料層の摩擦係数が小さくなって滑りやすいような状況になる。そのため、嵩高い原料層を、粉砕ローラによって一挙に粉砕しようとすれば、回転テーブル上の原料層の上で、粉砕ローラが滑ってスリップすることによって、粉砕ローラの回転が不規則になり、その結果、異常振動が発生するという問題が生じた。
【０００６】
また、近年は、特に環境問題等によってバイオマスを燃料として使用するよう強く求められるようになってきた。燃料として使用されるバイオマスの代表的なものとしては、例えば、間伐材、倒木、麦わら、建築廃材等があるが、その他にも数多くのバイオマスが燃料として使用できないかどうか検討され始めている。
【０００７】
ところが、バイオマスのような繊維質を多く含む原料は、石炭等の鉱石に比較して、比重が小さく（比重が軽い）、さらに、粉砕中において、その形状が刻々と変化する。
そのため、従来の竪型粉砕機でバイオマスを粉砕しようとすると、比重の軽い繊維質の原料は、回転テーブル上において、先に投入した原料を、うまくテーブル外周側に押し流していくことができず、その結果、原料が、回転テーブル上で滞留又は堆積する等して、蜘蛛の巣、或いは鳥の巣のような塊となってしまう場合がある。
このような原料の塊が発生すると、回転テーブル上に供給した原料が、回転テーブル上を、粉砕ローラ部にまで、効率良く流れていくことができなくなり、その結果、粉砕の効率を低下させた。
【０００８】
前述したような従来技術の問題点を解決する方法の１つとして、特許文献１に開示されるような従来技術が公知である。特許文献１に開示の従来技術は、「ならしローラ」を用いて回転テーブル上の原料層を一旦、圧密して均一化してから、粉砕ローラに噛み込ませるという技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平３−５２６５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ここで、特許文献１に開示された従来技術は、振動を防止する言う点で、一定の効果が期待できると記載されている。
しかし、前述したように、原料が回転テーブル上で滞留等して、鳥の巣のような塊となってしまう場合について、原料の塊は、形状によって、粉砕ローラに噛み込まれにくいケースが発生し、例えば、原料の塊が粉砕ローラ部にまで到達しても、粉砕ローラに噛み込まれずに外側に弾かれてしまう可能性もある。
このような場合、原料の塊は何回も弾かれ続けて、粉砕ローラに噛み込まれず、回転テーブル上で長時間滞留して、原料の円滑な流れを阻害するので、何らかの手段で、原料塊を、速やかに粉砕ローラに噛み込ませる必要があるが、特許文献１に開示された従来技術の補助ローラ（ならしローラ）においては、粉砕ローラと同様に、原料塊が弾かれてしまう可能性が高いので、これを解決することが難しかった。
【００１１】
また、特許文献１に開示された従来技術においても、補助ローラで圧密する際の嵩高い原料層は、空気を大量に含んで滑りやすい状況という点に変わりはない。
補助ローラで原料層を押す圧力は粉砕ローラで原料層を粉砕する圧力より小さいので、基本的に補助ローラで大きな振動が生じにくい構造であるにしても、空気を多量に含んだ原料層を補助ローラで急激に圧密すれば、原料層中の空気が一気に脱気されて、原料層と補助ローラとの間に多量の空気が介在することになる。その結果、原料層と補助ローラとの間に多量の空気が滞留し、補助ローラと原料層が大きくスリップして振動が発生するという問題が生じた。そのため、補助ローラで原料層を圧密化するにも限度があり、原料層と補助ローラとの間に多量の空気を介在させないように注意する必要があった。
【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、原料を微粉砕する際において、原料が鳥の巣のような塊となってしまう場合等、にも対応して、原料を効率良く粉砕するに好適な竪型粉砕機に関する。
【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の運転方法は、
（１） 回転テーブル上に投入した原料を、複数個の粉砕ローラによって粉砕し、該回転テーブルの下方から導入したガスにより上方に吹き上げて機外に取り出す竪型粉砕機の運転方法であって、該ガスの入口側圧力を測定する第１のガス圧力センサ、該ガスの出口側圧力を測定する第２のガス圧力センサ、及び、該第１と第２のガス圧力センサの測定値が入力されて差圧を算出する演算器を備えて、該差圧が上昇するとともにミル動力が低下する場合、或いは、該差圧に変化がない状態でミル動力のみが低下する場合、に回転テーブルの回転数を低下させる。
【００１４】
（２） （１）に記載の竪型粉砕機の運転方法において、回転テーブル上に投入した原料を、補助ローラによって脱気した後、粉砕ローラにより粉砕する竪型粉砕機の運転方法であって、該補助ローラは、ローラ幅方向に延びる複数列の溝部を備えた形成した。
【００１５】
（３） （２）に記載の竪型粉砕機の運転方法において、前記補助ローラの中心径の寸法が、粉砕ローラの中心径の寸法より大きいことを特徴とした。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、運転中、竪型粉砕機内を流れるガスの差圧と、ミル動力を監視することによって、粉砕ローラが原料を効率的に噛み込めていない状態を察知し、当該問題の状態を察知した際には、速やかに回転テーブルの回転速度を低下させることによって、粉砕ローラが原料を効率的に噛み込める状態にまで回復させることができる。
【００１７】
また、補助ローラを使用すれば噛み込み能力の向上が見込め、さらに、溝を加工した補助ローラについて、従来に比較して、噛み込み能力が高いので、前述したガスの差圧とミル動力による監視制御によって回転テーブルの回転数を減少させなければならない回数を減少させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係わる第１の実施形態に使用する竪型粉砕機の全体構造を説明する図である。
【図２】本発明に係わる第２の実施形態に使用する竪型粉砕機の全体構造を説明する図である。
【図３】本発明に係わる第２の実施形態に使用する竪型粉砕機のローラ配置を説明する図である。
【図４】本発明に係わる第２の実施形態に使用する竪型粉砕機の補助ローラ構造を説明する図である。
【図５】本発明に係わる第２の実施形態に使用する補助ローラに設けた溝部の配列と形状を説明する要部断面図である。
【図６】本発明に係わる第２の実施形態に使用する補助ローラの溝部の配列と形状を概念的に説明する図である。
【図７】本発明に係わる第２の実施形態に使用する補助ローラの原料層の圧密挙動を概念的に説明する図である。
【図８】原料層とローラについて速度と摩擦係数の関係を示したものである。
【図９】従来技術による竪型粉砕機の全体構造を説明する図である。
【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例について詳細に説明する。
図１〜図７は本発明の実施形態に係わり、図１は第１の実施形態による竪型粉砕機の全体構成を説明する概念図である。図２〜図７は第２の実施形態に係わり、図２は竪型粉砕機の全体構成を説明する概念図であり、図３及び図４は補助ローラの配置と構造を説明する図である。図５及び図６は補助ローラに設けた溝部の配列と形状を説明する図である。図７は補助ローラによる原料層の圧密挙動を概念的に説明する図である。なお、図８は原料層とローラについて速度と摩擦係数の関係を示したものである。
【００２０】
以下、本発明に係わる第１の実施形態に使用した竪型粉砕機１の好ましい構成について説明する。
第１の実施形態に用いた竪型粉砕機１は、図１に示すように竪型粉砕機１の外郭を形成するケーシング１Ａ及び１Ｂ、並びに、竪型粉砕機１の下部に設置された減速機２Ｂと駆動モータ２Ｍ（モータ２Ｍと略して称することもある）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等を備えている。また、図１に示す実施形態の竪型粉砕機１は、回転テーブル２の中央部上方に、センターシュート１３が設けられて、原料投入口３５から投入された原料は、センターシュート１３を介して、回転テーブル２の中央部に供給される構成となっている。
【００２１】
そして、図１に示す竪型粉砕機１においては、センターシュート１３の周りに、回転筒を配し、該回転筒に、支持部材を介して、上下方向に延びる複数枚の羽根を環状に配列した分級羽根を配設することによって、回転式の分級機１４を形成している。
なお、前記回転筒は、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、自在に回転する構成となっている。従って、分級機１４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、自在に回転する構成となっている。
【００２２】
ここで、図１の竪型粉砕機１は、駆動モータ２Ｍ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であり、制御装置５０により、回転数を自在に制御できる。
また、図１に示した竪型粉砕機１においては、回転テーブル２を駆動するモータ２Ｍの電流値、或いは又電圧値等を測定して電力値を算出する動力計Ｄ１を備えており、モータ２Ｍで消費した電力値を測定してミル動力としている。
なお、第１の実施形態に適応できるミル動力の測定方法は、これに限るものではなく、本発明の技術思想の範囲を逸脱しない範囲で、回転テーブル２を駆動する動力を、公知の動力測定方法を使用して測定すれば適応可能である。
【００２３】
ここで、図１に示した竪型粉砕機１においては、ガス供給口３３付近に第１のガス圧力センサとして下部ガス圧力センサＰ１、上部取出口３９付近に第２のガス圧力センサとして上部ガス圧力センサＰ２、ケーシング１に振動計Ｓ１を備えており、上部ガス圧力センサＰ２、下部ガス圧力センサＰ１、動力計Ｄ１の測定値が入力されて、機内を流れるガスの差圧とミル動力を監視する制御装置５０を備えている。
そして、下部ガス圧力センサＰ１の測定したガス圧力ｐ１から、上部ガス圧力センサＰ２で測定したガス圧力ｐ２を減じたものを差圧Δｐとした。
従って、Δｐ＝ｐ１−ｐ２となる。
【００２４】
なお、第１の実施形態に適応できる差圧の測定方法は、これに限るものではなく、本発明の技術思想の範囲を逸脱しない範囲で、上部ガス圧力センサＰ２、下部ガス圧力センサＰ１の測定位置等を変更しても良く、竪型粉砕機１の処理能力の変化によって、差圧が変化するような位置関係に上下のセンサを配して差圧を測定すれば適応可能である。
【００２５】
第１の実施形態による竪型粉砕機１の運転方法において、制御装置５０は、差圧が上昇するとともにミル動力（回転テーブル２を駆動するモータ２Ｍの電力値）が低下する場合、或いは、該差圧に変化がない状態でミル動力（回転テーブル２を駆動するモータ２Ｍの電力値）のみが低下する場合、に回転テーブル２の回転数を低下させるように、回転テーブル２の回転数を制御するようにプログラムしている。
【００２６】
以下、コーン７０の構造について簡単に説明する。
図１に示す竪型粉砕機１は、分級機１４と、回転テーブル２との間に漏斗状のコーン７０が配されている。コーン７０は、漏斗型の形状となっており、その上部分の形状は、中空の略逆円錐台形状となっており、その形状は下方に進むほど径が小さく、上方に進むほど径が大きくなって、その上端部が、機内上部に環状に並べられて設置された分級機１４の下方に配されている。
【００２７】
また、図１に示す竪型粉砕機１においては、回転テーブル２の下方にガスを導入するためのガス供給口３３を設けており、さらに回転テーブル上方に該ガスと共に製品を取り出すための上部取出口３９を設けている。
図１に示した竪型粉砕機１は前述の構成によって、運転中に、ガス供給口３３よりガス（第１の実施形態においては空気）を導入することによって、回転テーブル２下方から分級機１４を通過して上部取出口３９へと流れるガスの気流が生じる構成となっている。
ここで、回転テーブル２上で粉砕された原料は、前記ガスにより吹き上げられてケーシング内を上昇し、分級機１４方向に流れるが、径が大きく重量の大きな原料は分級機１４まで到達できずに、或いは通過できずに落下することによって、竪型粉砕機１内で循環して、再度粉砕される循環原料となる。
【００２８】
また、分級機１４を通過した径の小さな原料は、その多くが、上部取出口３９から製品として取り出されるが、通過した原料の中でも比較的径の大きな原料が上部取出口３９から取り出されずに、漏斗状のコーン７０内に落下して、循環原料となり、回転テーブル２の中心付近に再度投入される。
【００２９】
ここで、図１に示す竪型粉砕機１において、粉砕ローラ３は、回転テーブル２の上面（回転テーブル上面２Ａと称することもある）に複数個（第１の実施形態においては２個）が配されて、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。そして、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。
【００３０】
以下、第１の実施形態による竪型粉砕機１の運転方法について、その好ましい１例を説明する。
図１を用いて説明すれば、竪型粉砕機１に投入された原料（第１の実施形態においては木材片）は、原料供給口３５から、センターシュート１３を介して、回転テーブル２の中央付近に投入される。
なお、詳細は後述するが、分級機１４を通過して機外に取り出されなかった原料も、コーン７０に案内されて、回転テーブル２の中央付近に投入される。
【００３１】
ここで、回転テーブル２の中央付近に投入された原料は、渦巻き状の軌跡を描きながら、回転テーブル２の外周側に移動して、回転テーブル２と粉砕ローラ３の間に噛み込まれ粉砕される。そして、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を乗り越えて、回転テーブル上面２の外周部とケーシングとの隙間である環状通路３０（環状空間部３０と称することもある）へと向かう。
【００３２】
ここで、前述したように、図１に示した竪型粉砕機１は、運転中に、ガス供給口３３よりガス（第１の実施形態においては空気）を導入することによって、回転テーブル２の下方から分級機１４を通過して上部取出口３９へと流れるガスの気流が生じる構成である。
従って、回転テーブル２上で粉砕された原料は、前記ガスにより吹き上げられてケーシング１内を上昇するが、径が大きく重量の大きな原料は分級機１４まで到達できずに、或いは、又、通過できずに落下することによって、竪型粉砕機１内で再度粉砕される循環原料となる。
【００３３】
なお、ガスにより吹き上げられてケーシング１内を上昇し、分級機１４を通過した径の小さな原料は、その多くが、上部取出口３９から製品として取り出されるが、通過した原料の中でも比較的径の大きな原料が上部取出口３９から取り出されずに、漏斗状のコーン７０内に落下して、循環原料となり、回転テーブル２の中心付近に再度投入される。
【００３４】
ここで、前述したように、運転中に、原料が回転テーブル２上で滞留等して、鳥の巣のような塊となってしまうと、原料の塊が、粉砕ローラ３に噛み込まれにくいケースが発生し、例えば、従来技術の問題で前述したように、原料の塊が、粉砕ローラ３にまで到達しても、噛み込まれずに外側に弾かれてしまう場合がある。
【００３５】
前述の問題が発生した場合には、回転テーブル２上における原料の粉砕について、その仕事量が減少するので、ミル動力が減少する。
しかし、通常、ミル動力が減少するのは、竪型粉砕機１内にある原料の総量（循環原料等含む）が減少した時であり、その場合には、機内を流れるガスの差圧Δｐも合わせて同時に減少する。
以上の現象を踏まえて、第１の実施形態による竪型粉砕機１の運転方法においては、機内を流れるガスの差圧Δｐと、回転テーブル２のモータ２Ｍの電力値（ミル動力）を監視し、ガスの差圧Δｐが減少していないにもかかわらず、回転テーブル２のモータ２Ｍの電力値（ミル動力）が減少するというのは、前述の問題（原料が回転テーブル上で滞留等して、鳥の巣のような塊になり、粉砕ローラ３に噛み込まれずに弾かれてしまう現象）が発生している可能性が高いとして、テーブル回転数を減少させる。
なお、回転テーブル２のテーブル回転数を減少させることによって、原料と粉砕ローラ３の間が滑りにくくなり、その結果、粉砕ローラ３に噛み込まれずに弾かれてしまっていた原料塊が、粉砕ローラ３に噛み込まれやすくなる。
【００３６】
本来、竪型粉砕機１の運転中に、回転テーブル２上で何が起こっているのか、状況を確認することは極めて難しい。本願発明者らは、前述の問題が、差圧Δｐとミル動力の関係によって推測できることを見いだし、さらに、それを利用して、問題を回避する方法としてテーブル回転数を減少させるという方法を見いだすに至った。
【００３７】
従って、第１の実施形態の竪型粉砕機１の運転方法によれば、運転中、竪型粉砕機１内を流れるガスの差圧Δｐと、回転テーブル２を駆動するモータ２Ｍの電力値を監視することで、粉砕効率の低下という状況を推測して、回転テーブル２の回転速度を低くすることにより、粉砕ローラ３が、効率良く原料を噛み込む状況を、回復させることができる。
【００３８】
次ぎに、本発明に係わる第２の実施形態に使用した竪型粉砕機１０の好ましい構成について図２〜図７を用いて説明する。
なお、本発明に係わる第２の実施形態に使用した竪型粉砕機１０の好ましい構成と、前述した第１の実施形態に係わる竪型粉砕機１の構成の相違は、第２の実施形態に使用した竪型粉砕機１０が、補助ローラ５を有しているという点にあり、それ以外の構成は基本的に全て同一である。従って、第１の実施形態と同様の構成部分等について、説明は省略、或いは簡略化する。
【００３９】
図２に示した本発明に係わる第２の実施形態に使用した竪型粉砕機１０について、図３に示すように、粉砕ローラ３は、回転テーブル２上で、その外周部分に２個が対向するようにして配されているとともに、粉砕ローラ３と位相を９０度ずらしたような形で、補助ローラ５が２個配されている。
【００４０】
また、第２の実施形態に使用した竪型粉砕機１０において、図２〜図６に示すように、補助ローラ５は、コニカル型のローラであって、補助ローラ５のローラ幅方向（補助ローラ５の転動面の幅方向）に延びる複数本の溝部Ｍが加工されている。
なお、参考までに、図４において、補助ローラ５について、ローラ幅方向の寸法をローラ幅寸法Ｌとして、ローラ幅方向中心部のローラ直径寸法をローラ中心径寸法Ｄとして、記載した。また、前述の溝部の形状を説明するために、図６に、補助ローラ５の表面部分を切り出して展開した図を概念的に示す。図６のＡ部外観図を見ればわかるように、補助ローラ５の幅方向に延びる複数本の溝部Ｍが一定間隔で配設されている。
【００４１】
また、竪型粉砕機１０において、前述した溝部Ｍの形状には特徴があり、溝部Ｍの両端部にガスが抜けるための隙間を確保するとともに、ローラ幅方向中央付近の溝部Ｍの深さ寸法が、溝部Ｍの両端部の深さ寸法より大きく加工してある。
図５に溝部Ｍの断面形状を示す。溝部Ｍは、ローラの幅方向に延びて、ローラを横断するように形成されており、溝部Ｍの両端部については、深さ数ミリの溝深さ寸法（ｈ１）で溝加工がしてあり、溝部Ｍの中に入ったガスが抜けるための隙間を確保しているとともに、溝部Ｍのローラ中心部付近については、両端部より、深く（深さ寸法：ｈ２）まで削り込んだ溝加工としている。
【００４２】
ここで、ガスが抜けるために必要な端部の溝深さ寸法ｈ１について説明すれば、あまり小さすぎると、排出するための隙間が小さくなりすぎて溝部Ｍの中の空気が十分に排出させることができない。また、あまり寸法が大きすぎると、排出時のガス速度が遅くなって、原料層の中でガスを噴出しにくくなり、その結果、返ってガスの排出が悪くなる。従って、溝深さ寸法ｈ１は、１ｍｍから１０ｍｍの範囲とすることが好ましい。
【００４３】
さらに、第２の実施形態においては、図３に示すように、補助ローラ５の大きさを粉砕ローラ３より大きくしている。図４に補助ローラ５の構成を概念的に示すが、第２の実施形態において、補助ローラ５の中心径寸法Ｄ（補助ローラ５の転動面の幅方向中心部の直径寸法）は、粉砕ローラ３の中心形寸法の約１．２倍とした。
【００４４】
なお、補助ローラ５は、原料を粉砕するためのローラではない。そのため、一般的には、補助ローラ５について、ローラ幅寸法Ｌは粉砕ローラ３のローラ幅寸法と同一で、ローラ中心径寸法Ｄは粉砕ローラの中心径寸法より小さく設計された。
なぜなら、補助ローラ５と粉砕ローラ３とのローラ幅寸法Ｌを同一にしておきさえすれば、粉砕ローラ３で粉砕する原料層を、予め補助ローラ５で圧密できるであろうという考え方があったからである。
【００４５】
従って、従来は、補助ローラ５の中心径寸法Ｄは、粉砕ローラ３の中心径寸法より小さくても、十分に補助ローラ５としての機能を果たすものと考えられていた。その結果、コストを削減するためとして、補助ローラ５は、粉砕ローラ３よりも、ローラ中心径寸法を小さくして作られることが一般的であった。なお、粉砕ローラ３として作られたローラを、そのまま流用して補助ローラ５として使用する場合も散見されるが、その場合でも補助ローラ３と粉砕ローラ３は同一径にしかならない。
【００４６】
しかしながら、詳細は後述するが、出願人は、補助ローラ５にて、嵩高い原料層を噛み込ませる場合、或いは、鳥の巣のような原料の塊を噛み込ませる場合には、前述した補助ローラ５の幅寸法Ｌのみならず、中心径寸法Ｄの大きさが、圧密、或いは噛み込みの効果に大きく作用することを知見したため、好ましい構成として、敢えて、粉砕ローラ３より補助ローラ５の中心径寸法Ｄを大きくする構成とした。
【００４７】
従って、第２の実施形態の竪型粉砕機１０の運転方法において、回転テーブル２上に投入した原料を、補助ローラ５により噛み込み、押圧し圧密してから、粉砕ローラ３にて粉砕するようにすれば、補助ローラ５に幅方向に延びる複数列の溝部を配することにより、従来、補助ローラ５でも噛み込まれずに弾かれてしまっていた原料塊が噛み込まれやすくなる。その結果、粉砕ローラ３にて粉砕される原料は、既に補助ローラ５に噛み込まれて、圧密された原料が大半となり、粉砕ローラ３が効率良く原料を噛み込む状況とすることが可能になる。
【００４８】
さらに、第２の実施形態の竪型粉砕機１０の運転方法によれば、回転テーブル２上に投入した原料を、補助ローラ５により脱気してから粉砕ローラ３によって原料を粉砕するが、補助ローラ５に幅方向に延びる複数列の溝部Ｍを配することにより、原料層が圧密される際に生じる多量の空気を、該溝の中に入れた後、該溝の両端部から速やかに排出させることができる。従って、従来技術のように、原料層と補助ローラ５の間で多量の空気が滞留しないので、異常振動が抑制される。
【００４９】
なお、補助ローラ５の中心径の寸法を粉砕ローラ３の中心径の寸法より大きくすれば、補助ローラ５による圧密部分の幅が大きくなるので、原料層の急激な容積変化が避けられ、より振動を抑える効果が高まる。
【００５０】
さらに、第２の実施形態においては、溝の両端部の深さを浅くし、ローラタイヤの幅方向中心付近について、両端部をより深く凹ませて形成している。
従って、第２の実施形態における竪型粉砕機１０は、原料の脱気時において、深く形成した溝部の中心部付近に大量の空気を導入することができ、導入した大量の空気について両端部に形成した浅い溝から一気に排出する構成となっている。その結果、両端部に形成した浅い溝から排出する空気の速度を高めることができるので、例え、該溝部の両部が、原料層の中に埋まっていたとしても、排出する空気の速度の勢いによって、溝部を覆った原料を吹き飛ばすことができ、空気の排出が速やかに行われるという優れた作用効果を有する。
【００５１】
なお、補助ローラ５の前と後で原料層の高さに違いがないとすれば、運転時に補助ローラ５が原料層を圧密する部分は、補助ローラ５の最下点をつないだ線分（ローラを幅方向に横切って延びる一本の線）となるため、例え、中心径寸法Ｄが大きくても小さくても、圧密部分の寸法に大きな変化はない。従来技術は、そのような考え方に基づいて、補助ローラ５の中心径寸法Ｄを小さ目に作成されていた。
【００５２】
しかし、実際に補助ローラ５によって原料を圧密すれば、補助ローラ５に噛み込まれる前と後で、原料層の高さに大きな違いが生じる。そして、補助ローラ５に噛み込まれる前と後で、原料層の高さに違いが生じるとすれば、中心径寸法Ｄが大きいほど、前述した圧密部分の線分の幅が広くなる。具体的に言えば、圧密部分（前述したローラを幅方向に横切って延びる一本の線分）の幅寸法が広くなってくる。
言い換えれば、原料層が嵩高い場合は、補助ローラ５を大きくすればするほど、一度に多くの原料層部分を噛み込んだ状態とすることが可能になる。
【００５３】
図７に、中心径寸法Ｄに対する原料層の圧密部分の幅寸法Ｘの関係を示す。
補助ローラ５の前と後で原料層の高さが変化した（前寸法がＴ１、後寸法がＴ２）場合に、補助ローラ５の中心径寸法がＤ１＞Ｄ２ならば、圧密部分の幅寸法はＸ１＞Ｘ２となる。そして、補助ローラ５の前と後で原料層の高さ方向の寸法の変化量が同一であるなら、圧密部分の幅寸法Ｘ１が大きい中心径寸法Ｄ１の方が、緩やかな容積変化を示すことになる。特に、原料を微粉砕する場合には、嵩高い原料層を圧密するので、補助ローラ５の前と後で原料層の高さの違いが大きく、中心径寸法Ｄを大きくすることにより、圧密部分の幅が大きくなるので、原料層の急激な容積変化が避けられ、効果的である。
第２の実施形態の竪型粉砕機１０においては、補助ローラ５に対しても、急激な容積変化を緩和して、緩やかな容積変化をさせているので、異常振動を生じにくい。
【００５４】
以上、説明したように、本発明に係わる第２の実施形態による竪型粉砕機１０の運転方法によれば、前述した第１の実施形態の場合と同様の優れた作用効果を備えると共に、さらに、溝を加工した補助ローラ５について、従来技術に比較して、噛み込み能力が高いので、前述した差圧とミル動力による監視制御によって回転テーブルの回転数を減少させなければならない回数を減少させることが可能である。
また、第２の実施形態によれば、補助ローラ５に対して、ローラ幅方向に延びる複数列の溝部を配することにより、原料層が圧密される際に生じる空気を、溝の両端から速やかに排出させることができる。さらに、補助ローラ５の中心径の寸法を粉砕ローラ３の中心径の寸法より大きくすれば、補助ローラ５による圧密部分の幅が大きくなるので、原料層の急激な容積変化が避けられ、より振動を抑える効果が高まる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
以上のように本願発明に係わる竪型粉砕機は、従来に比較して、微粉砕時に振動が発生しにくいという特徴を有するので、原料を微細化する粉砕等に、特に適した粉砕装置として使用できる。
【符号の説明】
【００５６】
１ 竪型粉砕機
２ 回転テーブル
３ 粉砕ローラ
５ 補助ローラ
１３ 原料投入シュート
１４ 分級機
１５ ダムリング
３３ ガス供給口
３５ 原料投入口
３９ 上部取出口
５０ 制御装置
７０ コーン
Ｐ１ 下部圧力センサ
Ｐ２ 上部圧力センサ
Ｓ１ 振動センサ
Ｄ１ 動力計
Ｍ 溝部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に石炭、オイルコークス、スラグ、クリンカー、石灰石、その他の無機原料、又バイオマス等の有機原料を粉砕するに好適な竪型粉砕機に係わり、特に、原料を微粉砕するに好適な竪型粉砕機に関する。
【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、原料を効率的に微粉砕することができるという優れた特性を有している反面、原料の種類や粉砕条件によって、異常振動が発生するという問題点を有していた。
竪型粉砕機に発生する異常振動は、様々な原因によって誘発されるために、その振動原因に応じた様々な対策を講じる必要があり、竪型粉砕機については、従来から数多くの異常振動防止対策が提案されている。
【０００３】
例えば、異常振動が発生し易くなる状況として、原料を機内で繰り返し粉砕して、微粉砕するようなケースが知られている。
なぜなら、原料を微粉砕する際には、竪型粉砕機内で繰り返し原料を粉砕する必要がある。そして、機内で繰り返し粉砕される原料は、循環原料と呼ばれるが、循環原料の平均粒径は、竪型粉砕機に新たに投入された粉砕前の原料の平均粒径に比較すれば、当然に小さくなる。従って、竪型粉砕機で、細かな製品を得ようとすれば、前述した循環原料の量が必然的に増加する。
【０００４】
しかしながら、原料は細かい微粉になればなるほど、多量の空気を抱え込むという性質を持っている。即ち、原料を微粉砕しようとすれば、循環原料の量が増えるので、回転テーブル上の原料層は、粒径の小さな原料の割合が増えて、その結果として、空隙率の高い、所謂、嵩高い状態（嵩密度が低い状態）になる。
【０００５】
前述した嵩高い原料層は、空気を大量に含んでいるために、粉砕ローラ等が滑りやすい状態になり、見かけ上において、原料層の摩擦係数が小さくなって滑りやすいような状況になる。そのため、嵩高い原料層を、粉砕ローラによって一挙に粉砕しようとすれば、回転テーブル上の原料層の上で、粉砕ローラが滑ってスリップすることによって、粉砕ローラの回転が不規則になり、その結果、異常振動が発生するという問題が生じた。
【０００６】
また、近年は、特に環境問題等によってバイオマスを燃料として使用するよう強く求められるようになってきた。燃料として使用されるバイオマスの代表的なものとしては、例えば、間伐材、倒木、麦わら、建築廃材等があるが、その他にも数多くのバイオマスが燃料として使用できないかどうか検討され始めている。
【０００７】
ところが、バイオマスのような繊維質を多く含む原料は、石炭等の鉱石に比較して、比重が小さく（比重が軽い）、さらに、粉砕中において、その形状が刻々と変化する。
そのため、従来の竪型粉砕機でバイオマスを粉砕しようとすると、比重の軽い繊維質の原料は、回転テーブル上において、先に投入した原料を、うまくテーブル外周側に押し流していくことができず、その結果、原料が、回転テーブル上で滞留又は堆積する等して、蜘蛛の巣、或いは鳥の巣のような塊となってしまう場合がある。
このような原料の塊が発生すると、回転テーブル上に供給した原料が、回転テーブル上を、粉砕ローラ部にまで、効率良く流れていくことができなくなり、その結果、粉砕の効率を低下させた。
【０００８】
前述したような従来技術の問題点を解決する方法の１つとして、特許文献１に開示されるような従来技術が公知である。特許文献１に開示の従来技術は、「ならしローラ」を用いて回転テーブル上の原料層を一旦、圧密して均一化してから、粉砕ローラに噛み込ませるという技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平３−５２６５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ここで、特許文献１に開示された従来技術は、振動を防止する言う点で、一定の効果が期待できると記載されている。
しかし、前述したように、原料が回転テーブル上で滞留等して、鳥の巣のような塊となってしまう場合について、原料の塊は、形状によって、粉砕ローラに噛み込まれにくいケースが発生し、例えば、原料の塊が粉砕ローラ部にまで到達しても、粉砕ローラに噛み込まれずに外側に弾かれてしまう可能性もある。
このような場合、原料の塊は何回も弾かれ続けて、粉砕ローラに噛み込まれず、回転テーブル上で長時間滞留して、原料の円滑な流れを阻害するので、何らかの手段で、原料塊を、速やかに粉砕ローラに噛み込ませる必要があるが、特許文献１に開示された従来技術の補助ローラ（ならしローラ）においては、粉砕ローラと同様に、原料塊が弾かれてしまう可能性が高いので、これを解決することが難しかった。
【００１１】
また、特許文献１に開示された従来技術においても、補助ローラで圧密する際の嵩高い原料層は、空気を大量に含んで滑りやすい状況という点に変わりはない。
補助ローラで原料層を押す圧力は粉砕ローラで原料層を粉砕する圧力より小さいので、基本的に補助ローラで大きな振動が生じにくい構造であるにしても、空気を多量に含んだ原料層を補助ローラで急激に圧密すれば、原料層中の空気が一気に脱気されて、原料層と補助ローラとの間に多量の空気が介在することになる。その結果、原料層と補助ローラとの間に多量の空気が滞留し、補助ローラと原料層が大きくスリップして振動が発生するという問題が生じた。そのため、補助ローラで原料層を圧密化するにも限度があり、原料層と補助ローラとの間に多量の空気を介在させないように注意する必要があった。
【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、原料を微粉砕する際において、原料が鳥の巣のような塊となってしまう場合等、にも対応して、原料を効率良く粉砕するに好適な竪型粉砕機に関する。
【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の運転方法は、
（１） 回転テーブル上に投入した原料を、複数個の粉砕ローラによって粉砕し、該回転テーブルの下方から導入したガスにより上方に吹き上げて機外に取り出す竪型粉砕機の運転方法であって、該ガスの入口側圧力を測定する第１のガス圧力センサ、該ガスの出口側圧力を測定する第２のガス圧力センサ、及び、該第１と第２のガス圧力センサの測定値が入力されて差圧を算出する演算器を備えて、該差圧が上昇するとともにミル動力が低下する場合、或いは、該差圧に変化がない状態でミル動力のみが低下する場合、に回転テーブルの回転数を低下させる。
【００１４】
（２） （１）に記載の竪型粉砕機の運転方法において、回転テーブル上に投入した原料を、補助ローラによって脱気した後、粉砕ローラにより粉砕する竪型粉砕機の運転方法であって、該補助ローラは、ローラ幅方向に延びる複数列の溝部を備えた形成した。
【００１５】
（３） （２）に記載の竪型粉砕機の運転方法において、前記補助ローラの中心径の寸法が、粉砕ローラの中心径の寸法より大きいことを特徴とした。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、運転中、竪型粉砕機内を流れるガスの差圧と、ミル動力を監視することによって、粉砕ローラが原料を効率的に噛み込めていない状態を察知し、当該問題の状態を察知した際には、速やかに回転テーブルの回転速度を低下させることによって、粉砕ローラが原料を効率的に噛み込める状態にまで回復させることができる。
【００１７】
また、補助ローラを使用すれば噛み込み能力の向上が見込め、さらに、溝を加工した補助ローラについて、従来に比較して、噛み込み能力が高いので、前述したガスの差圧とミル動力による監視制御によって回転テーブルの回転数を減少させなければならない回数を減少させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係わる第１の実施形態に使用する竪型粉砕機の全体構造を説明する図である。
【図２】本発明に係わる第２の実施形態に使用する竪型粉砕機の全体構造を説明する図である。
【図３】本発明に係わる第２の実施形態に使用する竪型粉砕機のローラ配置を説明する図である。
【図４】本発明に係わる第２の実施形態に使用する竪型粉砕機の補助ローラ構造を説明する図である。
【図５】本発明に係わる第２の実施形態に使用する補助ローラに設けた溝部の配列と形状を説明する要部断面図である。
【図６】本発明に係わる第２の実施形態に使用する補助ローラの溝部の配列と形状を概念的に説明する図である。
【図７】本発明に係わる第２の実施形態に使用する補助ローラの原料層の圧密挙動を概念的に説明する図である。
【図８】原料層とローラについて速度と摩擦係数の関係を示したものである。
【図９】従来技術による竪型粉砕機の全体構造を説明する図である。
【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例について詳細に説明する。
図１〜図７は本発明の実施形態に係わり、図１は第１の実施形態による竪型粉砕機の全体構成を説明する概念図である。図２〜図７は第２の実施形態に係わり、図２は竪型粉砕機の全体構成を説明する概念図であり、図３及び図４は補助ローラの配置と構造を説明する図である。図５及び図６は補助ローラに設けた溝部の配列と形状を説明する図である。図７は補助ローラによる原料層の圧密挙動を概念的に説明する図である。なお、図８は原料層とローラについて速度と摩擦係数の関係を示したものである。
【００２０】
以下、本発明に係わる第１の実施形態に使用した竪型粉砕機１の好ましい構成について説明する。
第１の実施形態に用いた竪型粉砕機１は、図１に示すように竪型粉砕機１の外郭を形成するケーシング１Ａ及び１Ｂ、並びに、竪型粉砕機１の下部に設置された減速機２Ｂと駆動モータ２Ｍ（モータ２Ｍと略して称することもある）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等を備えている。また、図１に示す実施形態の竪型粉砕機１は、回転テーブル２の中央部上方に、センターシュート１３が設けられて、原料投入口３５から投入された原料は、センターシュート１３を介して、回転テーブル２の中央部に供給される構成となっている。
【００２１】
そして、図１に示す竪型粉砕機１においては、センターシュート１３の周りに、回転筒を配し、該回転筒に、支持部材を介して、上下方向に延びる複数枚の羽根を環状に配列した分級羽根を配設することによって、回転式の分級機１４を形成している。
なお、前記回転筒は、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、自在に回転する構成となっている。従って、分級機１４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、自在に回転する構成となっている。
【００２２】
ここで、図１の竪型粉砕機１は、駆動モータ２Ｍ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であり、制御装置５０により、回転数を自在に制御できる。
また、図１に示した竪型粉砕機１においては、回転テーブル２を駆動するモータ２Ｍの電流値、或いは又電圧値等を測定して電力値を算出する動力計Ｄ１を備えており、モータ２Ｍで消費した電力値を測定してミル動力としている。
なお、第１の実施形態に適応できるミル動力の測定方法は、これに限るものではなく、本発明の技術思想の範囲を逸脱しない範囲で、回転テーブル２を駆動する動力を、公知の動力測定方法を使用して測定すれば適応可能である。
【００２３】
ここで、図１に示した竪型粉砕機１においては、ガス供給口３３付近に第１のガス圧力センサとして下部ガス圧力センサＰ１、上部取出口３９付近に第２のガス圧力センサとして上部ガス圧力センサＰ２、ケーシング１に振動計Ｓ１を備えており、上部ガス圧力センサＰ２、下部ガス圧力センサＰ１、動力計Ｄ１の測定値が入力されて、機内を流れるガスの差圧とミル動力を監視する制御装置５０を備えている。
そして、下部ガス圧力センサＰ１の測定したガス圧力ｐ１から、上部ガス圧力センサＰ２で測定したガス圧力ｐ２を減じたものを差圧Δｐとした。
従って、Δｐ＝ｐ１−ｐ２となる。
【００２４】
なお、第１の実施形態に適応できる差圧の測定方法は、これに限るものではなく、本発明の技術思想の範囲を逸脱しない範囲で、上部ガス圧力センサＰ２、下部ガス圧力センサＰ１の測定位置等を変更しても良く、竪型粉砕機１の処理能力の変化によって、差圧が変化するような位置関係に上下のセンサを配して差圧を測定すれば適応可能である。
【００２５】
第１の実施形態による竪型粉砕機１の運転方法において、制御装置５０は、差圧が上昇するとともにミル動力（回転テーブル２を駆動するモータ２Ｍの電力値）が低下する場合、或いは、該差圧に変化がない状態でミル動力（回転テーブル２を駆動するモータ２Ｍの電力値）のみが低下する場合、に回転テーブル２の回転数を低下させるように、回転テーブル２の回転数を制御するようにプログラムしている。
【００２６】
以下、コーン７０の構造について簡単に説明する。
図１に示す竪型粉砕機１は、分級機１４と、回転テーブル２との間に漏斗状のコーン７０が配されている。コーン７０は、漏斗型の形状となっており、その上部分の形状は、中空の略逆円錐台形状となっており、その形状は下方に進むほど径が小さく、上方に進むほど径が大きくなって、その上端部が、機内上部に環状に並べられて設置された分級機１４の下方に配されている。
【００２７】
また、図１に示す竪型粉砕機１においては、回転テーブル２の下方にガスを導入するためのガス供給口３３を設けており、さらに回転テーブル上方に該ガスと共に製品を取り出すための上部取出口３９を設けている。
図１に示した竪型粉砕機１は前述の構成によって、運転中に、ガス供給口３３よりガス（第１の実施形態においては空気）を導入することによって、回転テーブル２下方から分級機１４を通過して上部取出口３９へと流れるガスの気流が生じる構成となっている。
ここで、回転テーブル２上で粉砕された原料は、前記ガスにより吹き上げられてケーシング内を上昇し、分級機１４方向に流れるが、径が大きく重量の大きな原料は分級機１４まで到達できずに、或いは通過できずに落下することによって、竪型粉砕機１内で循環して、再度粉砕される循環原料となる。
【００２８】
また、分級機１４を通過した径の小さな原料は、その多くが、上部取出口３９から製品として取り出されるが、通過した原料の中でも比較的径の大きな原料が上部取出口３９から取り出されずに、漏斗状のコーン７０内に落下して、循環原料となり、回転テーブル２の中心付近に再度投入される。
【００２９】
ここで、図１に示す竪型粉砕機１において、粉砕ローラ３は、回転テーブル２の上面（回転テーブル上面２Ａと称することもある）に複数個（第１の実施形態においては２個）が配されて、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。そして、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。
【００３０】
以下、第１の実施形態による竪型粉砕機１の運転方法について、その好ましい１例を説明する。
図１を用いて説明すれば、竪型粉砕機１に投入された原料（第１の実施形態においては木材片）は、原料供給口３５から、センターシュート１３を介して、回転テーブル２の中央付近に投入される。
なお、詳細は後述するが、分級機１４を通過して機外に取り出されなかった原料も、コーン７０に案内されて、回転テーブル２の中央付近に投入される。
【００３１】
ここで、回転テーブル２の中央付近に投入された原料は、渦巻き状の軌跡を描きながら、回転テーブル２の外周側に移動して、回転テーブル２と粉砕ローラ３の間に噛み込まれ粉砕される。そして、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を乗り越えて、回転テーブル上面２の外周部とケーシングとの隙間である環状通路３０（環状空間部３０と称することもある）へと向かう。
【００３２】
ここで、前述したように、図１に示した竪型粉砕機１は、運転中に、ガス供給口３３よりガス（第１の実施形態においては空気）を導入することによって、回転テーブル２の下方から分級機１４を通過して上部取出口３９へと流れるガスの気流が生じる構成である。
従って、回転テーブル２上で粉砕された原料は、前記ガスにより吹き上げられてケーシング１内を上昇するが、径が大きく重量の大きな原料は分級機１４まで到達できずに、或いは、又、通過できずに落下することによって、竪型粉砕機１内で再度粉砕される循環原料となる。
【００３３】
なお、ガスにより吹き上げられてケーシング１内を上昇し、分級機１４を通過した径の小さな原料は、その多くが、上部取出口３９から製品として取り出されるが、通過した原料の中でも比較的径の大きな原料が上部取出口３９から取り出されずに、漏斗状のコーン７０内に落下して、循環原料となり、回転テーブル２の中心付近に再度投入される。
【００３４】
ここで、前述したように、運転中に、原料が回転テーブル２上で滞留等して、鳥の巣のような塊となってしまうと、原料の塊が、粉砕ローラ３に噛み込まれにくいケースが発生し、例えば、従来技術の問題で前述したように、原料の塊が、粉砕ローラ３にまで到達しても、噛み込まれずに外側に弾かれてしまう場合がある。
【００３５】
前述の問題が発生した場合には、回転テーブル２上における原料の粉砕について、その仕事量が減少するので、ミル動力が減少する。
しかし、通常、ミル動力が減少するのは、竪型粉砕機１内にある原料の総量（循環原料等含む）が減少した時であり、その場合には、機内を流れるガスの差圧Δｐも合わせて同時に減少する。
以上の現象を踏まえて、第１の実施形態による竪型粉砕機１の運転方法においては、機内を流れるガスの差圧Δｐと、回転テーブル２のモータ２Ｍの電力値（ミル動力）を監視し、ガスの差圧Δｐが減少していないにもかかわらず、回転テーブル２のモータ２Ｍの電力値（ミル動力）が減少するというのは、前述の問題（原料が回転テーブル上で滞留等して、鳥の巣のような塊になり、粉砕ローラ３に噛み込まれずに弾かれてしまう現象）が発生している可能性が高いとして、テーブル回転数を減少させる。
なお、回転テーブル２のテーブル回転数を減少させることによって、原料と粉砕ローラ３の間が滑りにくくなり、その結果、粉砕ローラ３に噛み込まれずに弾かれてしまっていた原料塊が、粉砕ローラ３に噛み込まれやすくなる。
【００３６】
本来、竪型粉砕機１の運転中に、回転テーブル２上で何が起こっているのか、状況を確認することは極めて難しい。本願発明者らは、前述の問題が、差圧Δｐとミル動力の関係によって推測できることを見いだし、さらに、それを利用して、問題を回避する方法としてテーブル回転数を減少させるという方法を見いだすに至った。
【００３７】
従って、第１の実施形態の竪型粉砕機１の運転方法によれば、運転中、竪型粉砕機１内を流れるガスの差圧Δｐと、回転テーブル２を駆動するモータ２Ｍの電力値を監視することで、粉砕効率の低下という状況を推測して、回転テーブル２の回転速度を低くすることにより、粉砕ローラ３が、効率良く原料を噛み込む状況を、回復させることができる。
【００３８】
次ぎに、本発明に係わる第２の実施形態に使用した竪型粉砕機１０の好ましい構成について図２〜図７を用いて説明する。
なお、本発明に係わる第２の実施形態に使用した竪型粉砕機１０の好ましい構成と、前述した第１の実施形態に係わる竪型粉砕機１の構成の相違は、第２の実施形態に使用した竪型粉砕機１０が、補助ローラ５を有しているという点にあり、それ以外の構成は基本的に全て同一である。従って、第１の実施形態と同様の構成部分等について、説明は省略、或いは簡略化する。
【００３９】
図２に示した本発明に係わる第２の実施形態に使用した竪型粉砕機１０について、図３に示すように、粉砕ローラ３は、回転テーブル２上で、その外周部分に２個が対向するようにして配されているとともに、粉砕ローラ３と位相を９０度ずらしたような形で、補助ローラ５が２個配されている。
【００４０】
また、第２の実施形態に使用した竪型粉砕機１０において、図２〜図６に示すように、補助ローラ５は、コニカル型のローラであって、補助ローラ５のローラ幅方向（補助ローラ５の転動面の幅方向）に延びる複数本の溝部Ｍが加工されている。
なお、参考までに、図４において、補助ローラ５について、ローラ幅方向の寸法をローラ幅寸法Ｌとして、ローラ幅方向中心部のローラ直径寸法をローラ中心径寸法Ｄとして、記載した。また、前述の溝部の形状を説明するために、図６に、補助ローラ５の表面部分を切り出して展開した図を概念的に示す。図６のＡ部外観図を見ればわかるように、補助ローラ５の幅方向に延びる複数本の溝部Ｍが一定間隔で配設されている。
【００４１】
また、竪型粉砕機１０において、前述した溝部Ｍの形状には特徴があり、溝部Ｍの両端部にガスが抜けるための隙間を確保するとともに、ローラ幅方向中央付近の溝部Ｍの深さ寸法が、溝部Ｍの両端部の深さ寸法より大きく加工してある。
図５に溝部Ｍの断面形状を示す。溝部Ｍは、ローラの幅方向に延びて、ローラを横断するように形成されており、溝部Ｍの両端部については、深さ数ミリの溝深さ寸法（ｈ１）で溝加工がしてあり、溝部Ｍの中に入ったガスが抜けるための隙間を確保しているとともに、溝部Ｍのローラ中心部付近については、両端部より、深く（深さ寸法：ｈ２）まで削り込んだ溝加工としている。
【００４２】
ここで、ガスが抜けるために必要な端部の溝深さ寸法ｈ１について説明すれば、あまり小さすぎると、排出するための隙間が小さくなりすぎて溝部Ｍの中の空気が十分に排出させることができない。また、あまり寸法が大きすぎると、排出時のガス速度が遅くなって、原料層の中でガスを噴出しにくくなり、その結果、返ってガスの排出が悪くなる。従って、溝深さ寸法ｈ１は、１ｍｍから１０ｍｍの範囲とすることが好ましい。
【００４３】
さらに、第２の実施形態においては、図３に示すように、補助ローラ５の大きさを粉砕ローラ３より大きくしている。図４に補助ローラ５の構成を概念的に示すが、第２の実施形態において、補助ローラ５の中心径寸法Ｄ（補助ローラ５の転動面の幅方向中心部の直径寸法）は、粉砕ローラ３の中心形寸法の約１．２倍とした。
【００４４】
なお、補助ローラ５は、原料を粉砕するためのローラではない。そのため、一般的には、補助ローラ５について、ローラ幅寸法Ｌは粉砕ローラ３のローラ幅寸法と同一で、ローラ中心径寸法Ｄは粉砕ローラの中心径寸法より小さく設計された。
なぜなら、補助ローラ５と粉砕ローラ３とのローラ幅寸法Ｌを同一にしておきさえすれば、粉砕ローラ３で粉砕する原料層を、予め補助ローラ５で圧密できるであろうという考え方があったからである。
【００４５】
従って、従来は、補助ローラ５の中心径寸法Ｄは、粉砕ローラ３の中心径寸法より小さくても、十分に補助ローラ５としての機能を果たすものと考えられていた。その結果、コストを削減するためとして、補助ローラ５は、粉砕ローラ３よりも、ローラ中心径寸法を小さくして作られることが一般的であった。なお、粉砕ローラ３として作られたローラを、そのまま流用して補助ローラ５として使用する場合も散見されるが、その場合でも補助ローラ３と粉砕ローラ３は同一径にしかならない。
【００４６】
しかしながら、詳細は後述するが、出願人は、補助ローラ５にて、嵩高い原料層を噛み込ませる場合、或いは、鳥の巣のような原料の塊を噛み込ませる場合には、前述した補助ローラ５の幅寸法Ｌのみならず、中心径寸法Ｄの大きさが、圧密、或いは噛み込みの効果に大きく作用することを知見したため、好ましい構成として、敢えて、粉砕ローラ３より補助ローラ５の中心径寸法Ｄを大きくする構成とした。
【００４７】
従って、第２の実施形態の竪型粉砕機１０の運転方法において、回転テーブル２上に投入した原料を、補助ローラ５により噛み込み、押圧し圧密してから、粉砕ローラ３にて粉砕するようにすれば、補助ローラ５に幅方向に延びる複数列の溝部を配することにより、従来、補助ローラ５でも噛み込まれずに弾かれてしまっていた原料塊が噛み込まれやすくなる。その結果、粉砕ローラ３にて粉砕される原料は、既に補助ローラ５に噛み込まれて、圧密された原料が大半となり、粉砕ローラ３が効率良く原料を噛み込む状況とすることが可能になる。
【００４８】
さらに、第２の実施形態の竪型粉砕機１０の運転方法によれば、回転テーブル２上に投入した原料を、補助ローラ５により脱気してから粉砕ローラ３によって原料を粉砕するが、補助ローラ５に幅方向に延びる複数列の溝部Ｍを配することにより、原料層が圧密される際に生じる多量の空気を、該溝の中に入れた後、該溝の両端部から速やかに排出させることができる。従って、従来技術のように、原料層と補助ローラ５の間で多量の空気が滞留しないので、異常振動が抑制される。
【００４９】
なお、補助ローラ５の中心径の寸法を粉砕ローラ３の中心径の寸法より大きくすれば、補助ローラ５による圧密部分の幅が大きくなるので、原料層の急激な容積変化が避けられ、より振動を抑える効果が高まる。
【００５０】
さらに、第２の実施形態においては、溝の両端部の深さを浅くし、ローラタイヤの幅方向中心付近について、両端部をより深く凹ませて形成している。
従って、第２の実施形態における竪型粉砕機１０は、原料の脱気時において、深く形成した溝部の中心部付近に大量の空気を導入することができ、導入した大量の空気について両端部に形成した浅い溝から一気に排出する構成となっている。その結果、両端部に形成した浅い溝から排出する空気の速度を高めることができるので、例え、該溝部の両部が、原料層の中に埋まっていたとしても、排出する空気の速度の勢いによって、溝部を覆った原料を吹き飛ばすことができ、空気の排出が速やかに行われるという優れた作用効果を有する。
【００５１】
なお、補助ローラ５の前と後で原料層の高さに違いがないとすれば、運転時に補助ローラ５が原料層を圧密する部分は、補助ローラ５の最下点をつないだ線分（ローラを幅方向に横切って延びる一本の線）となるため、例え、中心径寸法Ｄが大きくても小さくても、圧密部分の寸法に大きな変化はない。従来技術は、そのような考え方に基づいて、補助ローラ５の中心径寸法Ｄを小さ目に作成されていた。
【００５２】
しかし、実際に補助ローラ５によって原料を圧密すれば、補助ローラ５に噛み込まれる前と後で、原料層の高さに大きな違いが生じる。そして、補助ローラ５に噛み込まれる前と後で、原料層の高さに違いが生じるとすれば、中心径寸法Ｄが大きいほど、前述した圧密部分の線分の幅が広くなる。具体的に言えば、圧密部分（前述したローラを幅方向に横切って延びる一本の線分）の幅寸法が広くなってくる。
言い換えれば、原料層が嵩高い場合は、補助ローラ５を大きくすればするほど、一度に多くの原料層部分を噛み込んだ状態とすることが可能になる。
【００５３】
図７に、中心径寸法Ｄに対する原料層の圧密部分の幅寸法Ｘの関係を示す。
補助ローラ５の前と後で原料層の高さが変化した（前寸法がＴ１、後寸法がＴ２）場合に、補助ローラ５の中心径寸法がＤ１＞Ｄ２ならば、圧密部分の幅寸法はＸ１＞Ｘ２となる。そして、補助ローラ５の前と後で原料層の高さ方向の寸法の変化量が同一であるなら、圧密部分の幅寸法Ｘ１が大きい中心径寸法Ｄ１の方が、緩やかな容積変化を示すことになる。特に、原料を微粉砕する場合には、嵩高い原料層を圧密するので、補助ローラ５の前と後で原料層の高さの違いが大きく、中心径寸法Ｄを大きくすることにより、圧密部分の幅が大きくなるので、原料層の急激な容積変化が避けられ、効果的である。
第２の実施形態の竪型粉砕機１０においては、補助ローラ５に対しても、急激な容積変化を緩和して、緩やかな容積変化をさせているので、異常振動を生じにくい。
【００５４】
以上、説明したように、本発明に係わる第２の実施形態による竪型粉砕機１０の運転方法によれば、前述した第１の実施形態の場合と同様の優れた作用効果を備えると共に、さらに、溝を加工した補助ローラ５について、従来技術に比較して、噛み込み能力が高いので、前述した差圧とミル動力による監視制御によって回転テーブルの回転数を減少させなければならない回数を減少させることが可能である。
また、第２の実施形態によれば、補助ローラ５に対して、ローラ幅方向に延びる複数列の溝部を配することにより、原料層が圧密される際に生じる空気を、溝の両端から速やかに排出させることができる。さらに、補助ローラ５の中心径の寸法を粉砕ローラ３の中心径の寸法より大きくすれば、補助ローラ５による圧密部分の幅が大きくなるので、原料層の急激な容積変化が避けられ、より振動を抑える効果が高まる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
以上のように本願発明に係わる竪型粉砕機は、従来に比較して、微粉砕時に振動が発生しにくいという特徴を有するので、原料を微細化する粉砕等に、特に適した粉砕装置として使用できる。
【符号の説明】
【００５６】
１ 竪型粉砕機
２ 回転テーブル
３ 粉砕ローラ
５ 補助ローラ
１３ 原料投入シュート
１４ 分級機
１５ ダムリング
３３ ガス供給口
３５ 原料投入口
３９ 上部取出口
５０ 制御装置
７０ コーン
Ｐ１ 下部圧力センサ
Ｐ２ 上部圧力センサ
Ｓ１ 振動センサ
Ｄ１ 動力計
Ｍ 溝部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転テーブル上に投入した原料を、複数個の粉砕ローラによって粉砕し、該回転テーブルの下方から導入したガスにより上方に吹き上げて機外に取り出す竪型粉砕機の運転方法であって、
該ガスの入口側圧力を測定する第１のガス圧力センサ、該ガスの出口側圧力を測定する第２のガス圧力センサ、及び、該第１と第２のガス圧力センサの測定値が入力されて差圧を算出する演算器を備えて、
該差圧が上昇するとともにミル動力が低下する場合、或いは、該差圧に変化がない状態でミル動力のみが低下する場合、に回転テーブルの回転数を低下させることを特徴とした竪型粉砕機の運転方法。
【請求項２】
回転テーブル上に投入した原料を、補助ローラによって脱気した後、粉砕ローラにより粉砕する竪型粉砕機の運転方法であって、
該補助ローラは、ローラ幅方向に延びる複数列の溝部を備えたことを特徴とする請求項１記載の竪型粉砕機の運転方法。
【請求項３】
前記補助ローラの中心径の寸法が、粉砕ローラの中心径の寸法より大きいことを特徴とした請求項２に記載の竪型粉砕機の運転方法。
【請求項１】
回転テーブル上に投入した原料を、複数個の粉砕ローラによって粉砕し、該回転テーブルの下方から導入したガスにより上方に吹き上げて機外に取り出す竪型粉砕機の運転方法であって、
該ガスの入口側圧力を測定する第１のガス圧力センサ、該ガスの出口側圧力を測定する第２のガス圧力センサ、及び、該第１と第２のガス圧力センサの測定値が入力されて差圧を算出する演算器を備えて、
該差圧が上昇するとともにミル動力が低下する場合、或いは、該差圧に変化がない状態でミル動力のみが低下する場合、に回転テーブルの回転数を低下させることを特徴とした竪型粉砕機の運転方法。
【請求項２】
回転テーブル上に投入した原料を、補助ローラによって脱気した後、粉砕ローラにより粉砕する竪型粉砕機の運転方法であって、
該補助ローラは、ローラ幅方向に延びる複数列の溝部を備えたことを特徴とする請求項１記載の竪型粉砕機の運転方法。
【請求項３】
前記補助ローラの中心径の寸法が、粉砕ローラの中心径の寸法より大きいことを特徴とした請求項２に記載の竪型粉砕機の運転方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１９４３００（Ｐ２０１１−１９４３００Ａ）
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６２３７４（Ｐ２０１０−６２３７４）
【出願日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【出願人】（３０００４１１９２）宇部興産機械株式会社 (268)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【出願人】（３０００４１１９２）宇部興産機械株式会社 (268)
【Ｆターム（参考）】
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