竪型粉砕機
【課題】 回転テーブル上で原料を微粉砕する際に、嵩高くなった原料層の厚みの変化に、リアルタイムに対応して、異常振動を防止するに好適な竪型粉砕機を提供する。
【解決手段】 本発明の竪型粉砕機は、粉砕ローラと別に、脱気のための補助ローラを備えて、ケーシングに軸支したスイングレバーの一端側に補助ローラを配して、該スイングレバーの回動方向に対して伸縮するスプリングを当接させて、該スプリングの伸縮量の変化により、補助ローラを回転テーブルに押しつける力を調整する。本発明は前述の構成によって、複雑な制御装置を備えなくても、運転中、回転テーブル上の原料層の状況に合わせて、補助ローラを回転テーブルに押しつける力を、リアルタイムで調整することができ、さらに、補助ローラによって、原料層が圧密される際に生じる多量の空気を、速やかに脱気させることができる。
【解決手段】 本発明の竪型粉砕機は、粉砕ローラと別に、脱気のための補助ローラを備えて、ケーシングに軸支したスイングレバーの一端側に補助ローラを配して、該スイングレバーの回動方向に対して伸縮するスプリングを当接させて、該スプリングの伸縮量の変化により、補助ローラを回転テーブルに押しつける力を調整する。本発明は前述の構成によって、複雑な制御装置を備えなくても、運転中、回転テーブル上の原料層の状況に合わせて、補助ローラを回転テーブルに押しつける力を、リアルタイムで調整することができ、さらに、補助ローラによって、原料層が圧密される際に生じる多量の空気を、速やかに脱気させることができる。
【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。
ここで、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る。そのため、竪型粉砕機について、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、原料を微粉砕するために機内で原料を繰り返し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。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、循環原料の粒径は、竪型粉砕機に新たに投入された粉砕前の原料に比較すれば、当然に、小さい。
【０００４】
前述した循環原料は、細かな製品を得ようとすればするほど、小さくなるが、細かい粒子は細粒になればなるほど多量の空気を抱え込む。特に、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、粒径の小さな細かな原料を多く含み、空隙率の高い、所謂、嵩高い状態（嵩密度としては低い状態）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、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。
従って、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してしまい、粉砕ローラの回転が不規則になって、異常振動が発生するという問題が生じた。
【０００６】
なお、異常振動を防止する方法の一つとして、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、補助ローラを用いて回転テーブル上の原料層を脱気し、一旦、圧密化することによって、粉砕ローラに原料を効率よく噛み込ませるという技術である。
【０００７】
また、異常振動が発生し易くなる状況として、他に例えば、原料を機内で脱気する際において、運転中に原料層の高さに変化が生じるようなケースが知られている。
一般的に、竪型粉砕機で粉砕する原料の種類と量に応じて、補助ローラを回転テーブル方向に押しつける力（押圧力と称することもある）が決定されるが、その際において、竪型粉砕機では、通常、回転テーブル外周に配したダムリングと呼ばれる堰によって、回転テーブル上に滞留する原料層の厚みを調整し、該調整した原料層の厚みの原料を粉砕するに適した補助ローラの押圧力を適宜選定する。
【０００８】
ところが、竪型粉砕機の運転中に原料の性状が変化する場合もあって、そのような場合に、機内での粉砕状態が変化して、原料層の厚みなどが変化してしまうケースもある。そのような場合に、補助ローラの押圧力が、脱気するに適した値から外れて、その結果として、異常振動が発生するという問題が生じることがあった。
【０００９】
このような異常振動を防止する方法の一つとして、特許文献２に開示されるような従来技術が公知である。特許文献２に開示の従来技術は、回転テーブル上の原料層の状況に応じて粉砕ローラの圧下力（押圧力）を変化させるという技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平２−１７４９４６号公報
【００１１】
【特許文献２】特開平１０−２８６４７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ここで、特許文献１又は２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、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。
【００１３】
また、特許文献２に開示された従来技術は、例えば、原料供給量等をモニタリングすることによって、原料層の変化を検出し、該検出した結果に基づいて、粉砕ローラの圧下力を変化させている。
言い換えれば、特許文献２に開示された従来技術の方式は、原料供給量等の状況をセンサ等で測定し、その測定値に基づいて、ローラの適正な押圧力を算出した上で、油圧シリンダ等の油圧制御に反映させなければならない。そのため、原料層が変化してからローラの圧下力を調整するまでに制御の遅れが生じる可能性がある。
また、原料供給量等の状況から原料層の変化を予測して制御したとしても、予測制御では原料層の変化を正確に予測できない場合もあり、逆に、ローラの押圧力を早く調整しすぎたりする懸念もあった。
【００１４】
特に、原料の性状が不均一で、原料層の厚みが、短い周期で厚くなったり薄くなったり繰り返して変化するような運転状況下においては、実際に、原料層の厚みの変化と、ローラ押圧力の調整との間に時間的なずれがあると、制御系がハンチングを起こし、返って異常振動を助長する。
また、特許文献２に開示された従来技術の方式は、ローラの押圧力を調整するために、複雑な制御装置を必要とする上、場合によっては、原料層の変化を正確に捉えることができずに、制御不良となることもある。
【００１５】
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、嵩高くなった原料層の厚みの変化にも、リアルタイムで確実に対応して、異常振動を防止し、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】
【００１６】
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） 粉砕ローラと補助ローラとを備えて、該回転テーブル上に投入した原料を、該補助ローラにより脱気してから粉砕ローラによって粉砕する竪型粉砕機であって、ケーシングに軸支したスイングレバーの一端側に補助ローラを配して、他端側に油圧式のシリンダを連結するとともに、該スイングレバーの回動方向に対して伸縮するスプリングを当接させて、該スプリングの伸縮量の変化により、補助ローラを回転テーブルに押しつける力を調整する構成とした。
【００１７】
（２） （１）に記載の竪型粉砕機において、前記補助ローラは、ローラ幅方向に延びる複数列の溝部を備えて、該溝部の両端部における溝深さ寸法を、該ローラ幅方向の中央付近の溝深さ寸法より、小さく形成した。
【００１８】
（３） （２）に記載の竪型粉砕機において、前記溝部の両端部における溝深さ寸法を、１ｍｍから１０ｍｍの範囲とした。
【００１９】
（４） （２）又は（３）に記載の竪型粉砕機において、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く形成した。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、複雑な制御装置を備えなくても、運転中、回転テーブル上の原料層の状況に合わせて、補助ローラを回転テーブルに押しつける力を、リアルタイムで調整することができ、さらに、補助ローラによって原料層を脱気する際において、原料層が圧密される際に生じる多量の空気を、溝部から速やかに排出させることができる。
従って、嵩高くなった原料層の厚みの変化にも、リアルタイムで確実に対応して、異常振動を防止して、原料を効率良く粉砕することができる。
【００２１】
また、補助ローラに幅方向に延びる複数列の溝を配して、該溝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、該ローラの幅方向中央付近の溝の深さ寸法が、該溝の両端部の深さ寸法より大きくなるように構成することによって、原料層が圧密される際に生じる多量の空気を、溝の両端部から速やかに排出させることができる。
【００２２】
なお、前記溝部の両端部の深さ寸法について、１ｍｍから１０ｍｍの範囲とすることにより、溝部の中の空気を速やかに排出することができる。
【００２３】
また、補助ローラの中心径の寸法を粉砕ローラの中心径の寸法より大きくすれば、補助ローラ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的が高まる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施形態に係わり竪型粉砕機の全体構造を説明する図である。
【図２】本実施形態に係わりスイングレバー調節機の配置と構造を説明する図である
【図３】本実施形態に係わり竪型粉砕機のローラ配置を説明する図である。
【図４】本実施形態に係わり補助ローラ構造を説明する図である。
【図５】本実施形態に係わり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】本実施形態に係わり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】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。
【図８】スイングレバーの位置とローラ押圧力の関係を説明する図である。
【図９】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１０】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】
【００２５】
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６は本実施形態に係わり、図１は竪型粉砕機の全体構成を説明する概念図であり、図２はスイングレバー調節機の配置と構造を説明する図である。図３は補助ローラと粉砕ローラの配置並びに補助ローラに設けた溝部配列を説明する図であり、図４は補助ローラの構造並びに溝部の配列を説明する図である。図５及び図６は補助ローラの溝部の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。図８はスイングレバーの位置とローラ押圧力の関係を説明する図であり、（１）は従来技術に関するものであり、（２）は本実施形態によるものである。図９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。
【００２６】
以下、本発明による竪型粉砕機１の好ましい構成について説明する。
本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１Ｂ、１Ａ、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及び補助ローラ５等を備えている。なお、本実施形態に用いた竪型粉砕機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、回転テーブルの回転速度が任意の変更可能な可変速式の竪型粉砕機１である。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の上方に、回転式の分級機１４を備えており、分級機１４の分級機構として、回転テーブル２の上方に配された回転分級羽根１４Ａが、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。
【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（本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。
なお、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、再度粉砕される循環原料となる。そして、分級機１４を通過した径の小さな原料は、上部取出口３９から製品として取り出される。
【００２８】
ここで、本実施形態において粉砕ローラ３は、図３に示すように、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（本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。なお、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、粉砕ローラ３は、回転テーブル２上において、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。
【００２９】
ここで、図４に示すように、本実施形態において、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。
【００３０】
また、本実施形態においては、前述した溝部Ｍの形状に特徴があり、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。
【００３１】
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。
【００３２】
さらに、本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、本実施形態において、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。
【００３３】
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、通常は、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、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。
これは、補助ローラ５と粉砕ローラ３とのローラ幅寸法を同一にしさえすれば、粉砕ローラ３で粉砕する原料層を補助ローラ５で圧密できるであろうという考え方からによる。
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。
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５は同一径にしかならない。
【００３４】
しかし、詳細は後述するが、出願人は、補助ローラ５にて、嵩高い原料層を圧密する場合は、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、圧密の効果に大きく作用することを知見したため、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。
【００３５】
なお、本実施形態においては、図１に示したように、ケーシング１Ｂの軸受部７に軸支したスイングレバー６の上方側アーム部分６Ａに補助ローラ５を配し、下方側アーム部分６Ｂに油圧式シリンダ８のピストンロッド８Ａを連結した。
また、本実施形態においては、図１に示すように、下方側アーム部分６Ｂとケーシング１Ｂとの間にスイングレバー調節機５０を配している。
【００３６】
以下、図２を用いて、スイングレバー調節機５０の構造を説明する。
本実施形態によるスイングレバー調節機５０は、ケーシング１Ｂに固設されて、その内周にねじ部Ｎ１が形成された円筒状の固定管５１（スタンド５１と称することもある）、固定管５１の内周部に形成されたねじ部Ｎ１に螺合し、回転することによってスイングレバー方向に前後の移動するスプリングケース５４、スプリングケース５４に設けられた調整板５４Ａに形成されたねじ孔Ｎ２（ねじ部Ｎ２と称することもある）に螺挿されて貫通し、回転することによってスイングレバー方向に前後の移動する調整棒５６（スピンドル５６と称することもある）、及び、スプリングケース５４の中に挿入されて、その一端が調整板５４に当接し、他端がスイングレバー６の下方側アーム部分６Ｂに配した台座６０の台座ベース６０Ａに当接するスプリング５２から構成されている。
なお、台座６０は、スプリング５２に当接する台座ベース６０Ａと、調整棒５６に当接するスピンドル受け６０Ｂを備えている。
また、調整棒５６の反スイングレバー側の端部には、調整棒５６を回転させるためのハンドル５８が設置されている。
【００３７】
以下、スイングレバー調節機５０の機能を説明する。
本実施形態によるスイングレバー調節機５０によれば、第一の調節機能として、スプリングケース５４を回転させることにより、スプリング５２の伸縮状態を変化させて、スイングレバー６によって補助ローラ５を回転テーブル２に押しつける力（ローラ押圧力）を調節することができる。
【００３８】
第一の調節機能について、その機構を説明する。
ケーシング１Ｂに固定されている固定管５１に対して、スプリングケース５４を回転させることにより、スプリングケース５４は、スイングレバー方向に対して前後に移動する。ここで、本実施形態におけるスプリングケース５４は、ガイド筒５４Ｂと調整板５４で構成されており、ガイド筒５４の中にスプリング５２が挿入されて、ガイド筒５４Ｂの反スイングレバー側の端に設けた調整板５４Ａにスプリング５２の一端が当接して固定された状態となっている。従って、スプリングケース５４を回転させることによって、スプリングケース５４に設けた調整板５４Ａの位置がスイングレバー方向に対して前後に移動し、調整板５４Ａに固定されたスプリング５２の一端も前後に移動する。
【００３９】
運転中において、下方側アーム部分６Ｂは、スイングレバー６の回動にあわせて、スイングレバー調節機側に向けて前後に移動する。仮に、調整板５４Ａと台座６０の台座ベースとの間の距離が、スプリング５２の自然長より短くなると、台座ベース６０Ａがスプリング５２に当接し、その結果、スプリング５２は、調整板５４Ａと台座ベース６０Ａとの間に挟まれて圧縮されることになり、縮められた分だけスプリングとして反力を発揮する。
【００４０】
なお、スイングレバー６が、スプリング５２の反力によって押し戻される力は、補助ローラ５を回転テーブル２に押しつける力を弱める方向に働くことになる。
従って、本実施形態によるスイングレバー調節機５０を使用すれば、スプリングケース５４を回転させることにより、スプリング５２の伸縮状態を変化させることができ、その結果、スイングレバー６によって補助ローラ５を回転テーブル２に押しつける力を調節することができる。
【００４１】
また、本実施形態によるスイングレバー調節機５０によれば、第二の調節機能として、スイングレバー６の回動範囲を制限して、補助ローラ５と回転テーブル２の最小離間距離を調節することができる。
第二の調節機能について、その機構等を説明すると、調整棒５６に取り付けたハンドル５８を回すことによって、調整棒５６を回転させると、調整板５４Ａに形成されたねじ部Ｎ２に螺挿された調整棒５６は、スプリングケース５４内を、スイングレバー方向に対して前後に移動して、調整棒５６と台座６０の離間距離が変化する。
【００４２】
本実施形態においては、スイングレバー６がスイングレバー調節機側に回動した場合において、補助ローラ５が回転テーブル２側に押しつけられるよう移動する構成となっているが、台座６０のスピンドル受け６０Ｂに対して、調整棒５６が当接すると、スイングレバー６は、それ以上、スイングレバー調節機側に回動できなくなる。
スイングレバー６の回動が停止すると、補助ローラ５の下降が停止して、それ以上、補助ローラ５が回転テーブル２側に押しつけられるよう移動することができなくなる。
従って、本実施形態によれば、調整棒５６と台座６０の離間距離を変化させて、補助ローラ５と回転テーブル２の最小離間距離を調節することができる。
【００４３】
なお、本実施形態に用いることのできる竪型粉砕機１の型式は、前述したものに限らないことは勿論であり、本発明の技術思想を逸脱しないで変更が可能である。
【００４４】
以下、本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。竪型粉砕機１の原料投入口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１３を介して回転テーブルの中央付近に投入されて、渦巻き状の軌跡を描きながら、回転テーブルの外周側に移動する。
そして、回転テーブル上に投入された原料は、後述する循環原料と回転テーブル２上で合わさって、その大部分が補助ローラ５で圧密されて脱気された後、回転テーブル２と粉砕ローラ３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１５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。
【００４５】
なお、環状通路３０に達した原料は、前記ガスにより吹き上げられてケーシング内を上昇し、回転セパレータ１４方向に流れようとするが、径が大きく重量の大きな原料は、セパレータ１４まで到達することができず、或いはセパレータ１４を通過できずに、落下することにより、竪型粉砕機１内で循環して繰り返し粉砕される循環原料となる。
そして、原料を微粉砕する場合において、竪型粉砕機１内には循環原料の割合が大きくなり、嵩高い原料層が形成される。
【００４６】
なお、循環原料は、所定の粒径となって機外に排出されるまで、繰り返し、回転テーブル上に供給され、補助ローラ５で圧密されて脱気された後、回転テーブル２と粉砕ローラ３に噛み込まれ粉砕される。一方、所定の粒径まで小さく粉砕された原料は、セパレータ１４に到達して通過することにより、上部取出口３９より粉砕品として取り出される。
【００４７】
ここで、本実施形態においては、運転中に何らかの影響によって原料層の厚みが変化しても、例えば、図１０に示したような従来技術による竪型粉砕機においては、油圧シリンダ力とローラ自重によりローラ押圧力が決まるために、図８（１）の線図に示すように、補助ローラ５を回転テーブル２に押しつけるローラ押圧力は変わらない。
【００４８】
それに比較して本実施形態では、図８（２）に示すように、原料層の厚みが小さい場合において、スプリング５２による反力が発生して、補助ローラ５を回転テーブル２に押しつける粉砕ローラ押圧力が小さくなる。
【００４９】
ここで、本実施形態において、調整棒５６と台座ベース６０Ａの離間距離が、スプリング５２の自然長と同一になるスイングレバー位置をＡ点とすると、Ａ点より前記離間距離が長くなるケースにおいて、スプリング５２による反力が生じない。従って、ローラ押圧力は、油圧シリンダ力とローラ自重を合算したものになる。
【００５０】
また、本実施形態においては、Ａ点より前記離間距離が短くなるケースで、スプリング５２による反力が生じるから、ローラ押圧力が小さくなり、補助ローラ５の押圧力は、油圧シリンダ６による押圧力とローラ自重を合算したものから、スプリング５２による反力を差し引いた力が押圧力となる。
従って、本実施形態においては、補助ローラ５と回転テーブル２の間の離間距離が小さくなる場合において、言い換えれば、原料層の厚みが薄い場合において、ローラ押圧力が小さく、原料層の厚みが大きくなるにつれて徐々にローラ押圧力が大きくなっていった後、ある一定値以上の原料層厚みになった時点からローラ押圧力が一定値となる。
従って、本実施形態による竪型粉砕機によれば、原料層の厚みに応じて、リアルタイムに、補助ローラ５を回転テーブル２に押しつける力を調整することができ、常に原料層の厚みに適したローラ押圧力にて脱気することが可能である。
【００５１】
特に、原料を微粉砕するような場合は、機内に滞留する循環原料の割合が増加するが、循環原料の割合は、原料の性状によって影響を受けやすく、変化しやすい。
従って、原料層の嵩高さが変化しやすく、振動の原因となりやすいので、本実施形態における竪型粉砕機の構成はより効果的である。
なお、前述した特許文献２に開示の従来技術のように原料の供給量をモニタリングしたとしても、循環原料の割合を正確に予測することは困難であり、本実施形態のように、原料層の厚みの変化にあわせてリアルタイムにローラ押圧力を変化させることは難しい。
【００５２】
また、本実施形態による竪型粉砕機によれば、原料層の厚みの変化にあわせて、自然にローラ押圧力が変化するから、複雑な制御装置を用いて制御する必要もなく、従って、制御の遅れも生じない。そのため、特に、原料層の厚みが、短い周期で厚くなったり薄くなったり繰り返し変化するような場合においても、十分にその変化に対応して、異常振動を抑制することが可能である。
【００５３】
さらに、本実施形態においては、回転テーブル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にガス抜きのための溝部を形成している。そのため、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。
【００５４】
また、本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、本実施形態における竪型粉砕機１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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
本実施形態の竪型粉砕機１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。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
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】
【００５９】
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
６ スイングレバー
６Ａ 上方側アーム部分
６Ｂ 下方側アーム部分
７ 軸受け部
８ 油圧シリンダ
８Ａ ピストンロッド
１４ 分級機
１５ ダムリング
３５ 原料投入口
３９ 上部取出口
５０ スイングレバー調節機
５１ スタンド（固定管）
５２ スプリング（バネ）
５４ スプリングケース
５４Ａ 調整板
５４Ｂ ガイド筒
５６ スピンドル（調整棒）
５８ ハンドル
６０ 台座
６０Ａ 台座ベース
６０Ｂ スピンドル受け
Ｔ 原料層厚み
Ｄ ローラ中心径寸法
Ｌ ローラ幅方向寸法
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。
ここで、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る。そのため、竪型粉砕機について、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、原料を微粉砕するために機内で原料を繰り返し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。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、循環原料の粒径は、竪型粉砕機に新たに投入された粉砕前の原料に比較すれば、当然に、小さい。
【０００４】
前述した循環原料は、細かな製品を得ようとすればするほど、小さくなるが、細かい粒子は細粒になればなるほど多量の空気を抱え込む。特に、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、粒径の小さな細かな原料を多く含み、空隙率の高い、所謂、嵩高い状態（嵩密度としては低い状態）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、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。
従って、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してしまい、粉砕ローラの回転が不規則になって、異常振動が発生するという問題が生じた。
【０００６】
なお、異常振動を防止する方法の一つとして、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、補助ローラを用いて回転テーブル上の原料層を脱気し、一旦、圧密化することによって、粉砕ローラに原料を効率よく噛み込ませるという技術である。
【０００７】
また、異常振動が発生し易くなる状況として、他に例えば、原料を機内で脱気する際において、運転中に原料層の高さに変化が生じるようなケースが知られている。
一般的に、竪型粉砕機で粉砕する原料の種類と量に応じて、補助ローラを回転テーブル方向に押しつける力（押圧力と称することもある）が決定されるが、その際において、竪型粉砕機では、通常、回転テーブル外周に配したダムリングと呼ばれる堰によって、回転テーブル上に滞留する原料層の厚みを調整し、該調整した原料層の厚みの原料を粉砕するに適した補助ローラの押圧力を適宜選定する。
【０００８】
ところが、竪型粉砕機の運転中に原料の性状が変化する場合もあって、そのような場合に、機内での粉砕状態が変化して、原料層の厚みなどが変化してしまうケースもある。そのような場合に、補助ローラの押圧力が、脱気するに適した値から外れて、その結果として、異常振動が発生するという問題が生じることがあった。
【０００９】
このような異常振動を防止する方法の一つとして、特許文献２に開示されるような従来技術が公知である。特許文献２に開示の従来技術は、回転テーブル上の原料層の状況に応じて粉砕ローラの圧下力（押圧力）を変化させるという技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平２−１７４９４６号公報
【００１１】
【特許文献２】特開平１０−２８６４７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ここで、特許文献１又は２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、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。
【００１３】
また、特許文献２に開示された従来技術は、例えば、原料供給量等をモニタリングすることによって、原料層の変化を検出し、該検出した結果に基づいて、粉砕ローラの圧下力を変化させている。
言い換えれば、特許文献２に開示された従来技術の方式は、原料供給量等の状況をセンサ等で測定し、その測定値に基づいて、ローラの適正な押圧力を算出した上で、油圧シリンダ等の油圧制御に反映させなければならない。そのため、原料層が変化してからローラの圧下力を調整するまでに制御の遅れが生じる可能性がある。
また、原料供給量等の状況から原料層の変化を予測して制御したとしても、予測制御では原料層の変化を正確に予測できない場合もあり、逆に、ローラの押圧力を早く調整しすぎたりする懸念もあった。
【００１４】
特に、原料の性状が不均一で、原料層の厚みが、短い周期で厚くなったり薄くなったり繰り返して変化するような運転状況下においては、実際に、原料層の厚みの変化と、ローラ押圧力の調整との間に時間的なずれがあると、制御系がハンチングを起こし、返って異常振動を助長する。
また、特許文献２に開示された従来技術の方式は、ローラの押圧力を調整するために、複雑な制御装置を必要とする上、場合によっては、原料層の変化を正確に捉えることができずに、制御不良となることもある。
【００１５】
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、嵩高くなった原料層の厚みの変化にも、リアルタイムで確実に対応して、異常振動を防止し、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】
【００１６】
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） 粉砕ローラと補助ローラとを備えて、該回転テーブル上に投入した原料を、該補助ローラにより脱気してから粉砕ローラによって粉砕する竪型粉砕機であって、ケーシングに軸支したスイングレバーの一端側に補助ローラを配して、他端側に油圧式のシリンダを連結するとともに、該スイングレバーの回動方向に対して伸縮するスプリングを当接させて、該スプリングの伸縮量の変化により、補助ローラを回転テーブルに押しつける力を調整する構成とした。
【００１７】
（２） （１）に記載の竪型粉砕機において、前記補助ローラは、ローラ幅方向に延びる複数列の溝部を備えて、該溝部の両端部における溝深さ寸法を、該ローラ幅方向の中央付近の溝深さ寸法より、小さく形成した。
【００１８】
（３） （２）に記載の竪型粉砕機において、前記溝部の両端部における溝深さ寸法を、１ｍｍから１０ｍｍの範囲とした。
【００１９】
（４） （２）又は（３）に記載の竪型粉砕機において、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く形成した。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、複雑な制御装置を備えなくても、運転中、回転テーブル上の原料層の状況に合わせて、補助ローラを回転テーブルに押しつける力を、リアルタイムで調整することができ、さらに、補助ローラによって原料層を脱気する際において、原料層が圧密される際に生じる多量の空気を、溝部から速やかに排出させることができる。
従って、嵩高くなった原料層の厚みの変化にも、リアルタイムで確実に対応して、異常振動を防止して、原料を効率良く粉砕することができる。
【００２１】
また、補助ローラに幅方向に延びる複数列の溝を配して、該溝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、該ローラの幅方向中央付近の溝の深さ寸法が、該溝の両端部の深さ寸法より大きくなるように構成することによって、原料層が圧密される際に生じる多量の空気を、溝の両端部から速やかに排出させることができる。
【００２２】
なお、前記溝部の両端部の深さ寸法について、１ｍｍから１０ｍｍの範囲とすることにより、溝部の中の空気を速やかに排出することができる。
【００２３】
また、補助ローラの中心径の寸法を粉砕ローラの中心径の寸法より大きくすれば、補助ローラ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的が高まる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施形態に係わり竪型粉砕機の全体構造を説明する図である。
【図２】本実施形態に係わりスイングレバー調節機の配置と構造を説明する図である
【図３】本実施形態に係わり竪型粉砕機のローラ配置を説明する図である。
【図４】本実施形態に係わり補助ローラ構造を説明する図である。
【図５】本実施形態に係わり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】本実施形態に係わり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】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。
【図８】スイングレバーの位置とローラ押圧力の関係を説明する図である。
【図９】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１０】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】
【００２５】
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６は本実施形態に係わり、図１は竪型粉砕機の全体構成を説明する概念図であり、図２はスイングレバー調節機の配置と構造を説明する図である。図３は補助ローラと粉砕ローラの配置並びに補助ローラに設けた溝部配列を説明する図であり、図４は補助ローラの構造並びに溝部の配列を説明する図である。図５及び図６は補助ローラの溝部の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。図８はスイングレバーの位置とローラ押圧力の関係を説明する図であり、（１）は従来技術に関するものであり、（２）は本実施形態によるものである。図９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。
【００２６】
以下、本発明による竪型粉砕機１の好ましい構成について説明する。
本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１Ｂ、１Ａ、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及び補助ローラ５等を備えている。なお、本実施形態に用いた竪型粉砕機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、回転テーブルの回転速度が任意の変更可能な可変速式の竪型粉砕機１である。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の上方に、回転式の分級機１４を備えており、分級機１４の分級機構として、回転テーブル２の上方に配された回転分級羽根１４Ａが、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。
【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（本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。
なお、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、再度粉砕される循環原料となる。そして、分級機１４を通過した径の小さな原料は、上部取出口３９から製品として取り出される。
【００２８】
ここで、本実施形態において粉砕ローラ３は、図３に示すように、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（本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。なお、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、粉砕ローラ３は、回転テーブル２上において、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。
【００２９】
ここで、図４に示すように、本実施形態において、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。
【００３０】
また、本実施形態においては、前述した溝部Ｍの形状に特徴があり、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。
【００３１】
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。
【００３２】
さらに、本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、本実施形態において、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。
【００３３】
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、通常は、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、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。
これは、補助ローラ５と粉砕ローラ３とのローラ幅寸法を同一にしさえすれば、粉砕ローラ３で粉砕する原料層を補助ローラ５で圧密できるであろうという考え方からによる。
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。
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５は同一径にしかならない。
【００３４】
しかし、詳細は後述するが、出願人は、補助ローラ５にて、嵩高い原料層を圧密する場合は、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、圧密の効果に大きく作用することを知見したため、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。
【００３５】
なお、本実施形態においては、図１に示したように、ケーシング１Ｂの軸受部７に軸支したスイングレバー６の上方側アーム部分６Ａに補助ローラ５を配し、下方側アーム部分６Ｂに油圧式シリンダ８のピストンロッド８Ａを連結した。
また、本実施形態においては、図１に示すように、下方側アーム部分６Ｂとケーシング１Ｂとの間にスイングレバー調節機５０を配している。
【００３６】
以下、図２を用いて、スイングレバー調節機５０の構造を説明する。
本実施形態によるスイングレバー調節機５０は、ケーシング１Ｂに固設されて、その内周にねじ部Ｎ１が形成された円筒状の固定管５１（スタンド５１と称することもある）、固定管５１の内周部に形成されたねじ部Ｎ１に螺合し、回転することによってスイングレバー方向に前後の移動するスプリングケース５４、スプリングケース５４に設けられた調整板５４Ａに形成されたねじ孔Ｎ２（ねじ部Ｎ２と称することもある）に螺挿されて貫通し、回転することによってスイングレバー方向に前後の移動する調整棒５６（スピンドル５６と称することもある）、及び、スプリングケース５４の中に挿入されて、その一端が調整板５４に当接し、他端がスイングレバー６の下方側アーム部分６Ｂに配した台座６０の台座ベース６０Ａに当接するスプリング５２から構成されている。
なお、台座６０は、スプリング５２に当接する台座ベース６０Ａと、調整棒５６に当接するスピンドル受け６０Ｂを備えている。
また、調整棒５６の反スイングレバー側の端部には、調整棒５６を回転させるためのハンドル５８が設置されている。
【００３７】
以下、スイングレバー調節機５０の機能を説明する。
本実施形態によるスイングレバー調節機５０によれば、第一の調節機能として、スプリングケース５４を回転させることにより、スプリング５２の伸縮状態を変化させて、スイングレバー６によって補助ローラ５を回転テーブル２に押しつける力（ローラ押圧力）を調節することができる。
【００３８】
第一の調節機能について、その機構を説明する。
ケーシング１Ｂに固定されている固定管５１に対して、スプリングケース５４を回転させることにより、スプリングケース５４は、スイングレバー方向に対して前後に移動する。ここで、本実施形態におけるスプリングケース５４は、ガイド筒５４Ｂと調整板５４で構成されており、ガイド筒５４の中にスプリング５２が挿入されて、ガイド筒５４Ｂの反スイングレバー側の端に設けた調整板５４Ａにスプリング５２の一端が当接して固定された状態となっている。従って、スプリングケース５４を回転させることによって、スプリングケース５４に設けた調整板５４Ａの位置がスイングレバー方向に対して前後に移動し、調整板５４Ａに固定されたスプリング５２の一端も前後に移動する。
【００３９】
運転中において、下方側アーム部分６Ｂは、スイングレバー６の回動にあわせて、スイングレバー調節機側に向けて前後に移動する。仮に、調整板５４Ａと台座６０の台座ベースとの間の距離が、スプリング５２の自然長より短くなると、台座ベース６０Ａがスプリング５２に当接し、その結果、スプリング５２は、調整板５４Ａと台座ベース６０Ａとの間に挟まれて圧縮されることになり、縮められた分だけスプリングとして反力を発揮する。
【００４０】
なお、スイングレバー６が、スプリング５２の反力によって押し戻される力は、補助ローラ５を回転テーブル２に押しつける力を弱める方向に働くことになる。
従って、本実施形態によるスイングレバー調節機５０を使用すれば、スプリングケース５４を回転させることにより、スプリング５２の伸縮状態を変化させることができ、その結果、スイングレバー６によって補助ローラ５を回転テーブル２に押しつける力を調節することができる。
【００４１】
また、本実施形態によるスイングレバー調節機５０によれば、第二の調節機能として、スイングレバー６の回動範囲を制限して、補助ローラ５と回転テーブル２の最小離間距離を調節することができる。
第二の調節機能について、その機構等を説明すると、調整棒５６に取り付けたハンドル５８を回すことによって、調整棒５６を回転させると、調整板５４Ａに形成されたねじ部Ｎ２に螺挿された調整棒５６は、スプリングケース５４内を、スイングレバー方向に対して前後に移動して、調整棒５６と台座６０の離間距離が変化する。
【００４２】
本実施形態においては、スイングレバー６がスイングレバー調節機側に回動した場合において、補助ローラ５が回転テーブル２側に押しつけられるよう移動する構成となっているが、台座６０のスピンドル受け６０Ｂに対して、調整棒５６が当接すると、スイングレバー６は、それ以上、スイングレバー調節機側に回動できなくなる。
スイングレバー６の回動が停止すると、補助ローラ５の下降が停止して、それ以上、補助ローラ５が回転テーブル２側に押しつけられるよう移動することができなくなる。
従って、本実施形態によれば、調整棒５６と台座６０の離間距離を変化させて、補助ローラ５と回転テーブル２の最小離間距離を調節することができる。
【００４３】
なお、本実施形態に用いることのできる竪型粉砕機１の型式は、前述したものに限らないことは勿論であり、本発明の技術思想を逸脱しないで変更が可能である。
【００４４】
以下、本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。竪型粉砕機１の原料投入口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１３を介して回転テーブルの中央付近に投入されて、渦巻き状の軌跡を描きながら、回転テーブルの外周側に移動する。
そして、回転テーブル上に投入された原料は、後述する循環原料と回転テーブル２上で合わさって、その大部分が補助ローラ５で圧密されて脱気された後、回転テーブル２と粉砕ローラ３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１５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。
【００４５】
なお、環状通路３０に達した原料は、前記ガスにより吹き上げられてケーシング内を上昇し、回転セパレータ１４方向に流れようとするが、径が大きく重量の大きな原料は、セパレータ１４まで到達することができず、或いはセパレータ１４を通過できずに、落下することにより、竪型粉砕機１内で循環して繰り返し粉砕される循環原料となる。
そして、原料を微粉砕する場合において、竪型粉砕機１内には循環原料の割合が大きくなり、嵩高い原料層が形成される。
【００４６】
なお、循環原料は、所定の粒径となって機外に排出されるまで、繰り返し、回転テーブル上に供給され、補助ローラ５で圧密されて脱気された後、回転テーブル２と粉砕ローラ３に噛み込まれ粉砕される。一方、所定の粒径まで小さく粉砕された原料は、セパレータ１４に到達して通過することにより、上部取出口３９より粉砕品として取り出される。
【００４７】
ここで、本実施形態においては、運転中に何らかの影響によって原料層の厚みが変化しても、例えば、図１０に示したような従来技術による竪型粉砕機においては、油圧シリンダ力とローラ自重によりローラ押圧力が決まるために、図８（１）の線図に示すように、補助ローラ５を回転テーブル２に押しつけるローラ押圧力は変わらない。
【００４８】
それに比較して本実施形態では、図８（２）に示すように、原料層の厚みが小さい場合において、スプリング５２による反力が発生して、補助ローラ５を回転テーブル２に押しつける粉砕ローラ押圧力が小さくなる。
【００４９】
ここで、本実施形態において、調整棒５６と台座ベース６０Ａの離間距離が、スプリング５２の自然長と同一になるスイングレバー位置をＡ点とすると、Ａ点より前記離間距離が長くなるケースにおいて、スプリング５２による反力が生じない。従って、ローラ押圧力は、油圧シリンダ力とローラ自重を合算したものになる。
【００５０】
また、本実施形態においては、Ａ点より前記離間距離が短くなるケースで、スプリング５２による反力が生じるから、ローラ押圧力が小さくなり、補助ローラ５の押圧力は、油圧シリンダ６による押圧力とローラ自重を合算したものから、スプリング５２による反力を差し引いた力が押圧力となる。
従って、本実施形態においては、補助ローラ５と回転テーブル２の間の離間距離が小さくなる場合において、言い換えれば、原料層の厚みが薄い場合において、ローラ押圧力が小さく、原料層の厚みが大きくなるにつれて徐々にローラ押圧力が大きくなっていった後、ある一定値以上の原料層厚みになった時点からローラ押圧力が一定値となる。
従って、本実施形態による竪型粉砕機によれば、原料層の厚みに応じて、リアルタイムに、補助ローラ５を回転テーブル２に押しつける力を調整することができ、常に原料層の厚みに適したローラ押圧力にて脱気することが可能である。
【００５１】
特に、原料を微粉砕するような場合は、機内に滞留する循環原料の割合が増加するが、循環原料の割合は、原料の性状によって影響を受けやすく、変化しやすい。
従って、原料層の嵩高さが変化しやすく、振動の原因となりやすいので、本実施形態における竪型粉砕機の構成はより効果的である。
なお、前述した特許文献２に開示の従来技術のように原料の供給量をモニタリングしたとしても、循環原料の割合を正確に予測することは困難であり、本実施形態のように、原料層の厚みの変化にあわせてリアルタイムにローラ押圧力を変化させることは難しい。
【００５２】
また、本実施形態による竪型粉砕機によれば、原料層の厚みの変化にあわせて、自然にローラ押圧力が変化するから、複雑な制御装置を用いて制御する必要もなく、従って、制御の遅れも生じない。そのため、特に、原料層の厚みが、短い周期で厚くなったり薄くなったり繰り返し変化するような場合においても、十分にその変化に対応して、異常振動を抑制することが可能である。
【００５３】
さらに、本実施形態においては、回転テーブル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にガス抜きのための溝部を形成している。そのため、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。
【００５４】
また、本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、本実施形態における竪型粉砕機１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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
本実施形態の竪型粉砕機１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。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
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】
【００５９】
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
６ スイングレバー
６Ａ 上方側アーム部分
６Ｂ 下方側アーム部分
７ 軸受け部
８ 油圧シリンダ
８Ａ ピストンロッド
１４ 分級機
１５ ダムリング
３５ 原料投入口
３９ 上部取出口
５０ スイングレバー調節機
５１ スタンド（固定管）
５２ スプリング（バネ）
５４ スプリングケース
５４Ａ 調整板
５４Ｂ ガイド筒
５６ スピンドル（調整棒）
５８ ハンドル
６０ 台座
６０Ａ 台座ベース
６０Ｂ スピンドル受け
Ｔ 原料層厚み
Ｄ ローラ中心径寸法
Ｌ ローラ幅方向寸法
Ｍ 溝部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉砕ローラと補助ローラとを備えて、該回転テーブル上に投入した原料を、該補助ローラにより脱気してから粉砕ローラによって粉砕する竪型粉砕機であって、
ケーシングに軸支したスイングレバーの一端側に補助ローラを配して、他端側に油圧式のシリンダを連結するとともに、該スイングレバーの回動方向に対して伸縮するスプリングを当接させて、該スプリングの伸縮量の変化により、補助ローラを回転テーブルに押しつける力を調整する竪型粉砕機。
【請求項２】
前記補助ローラは、ローラ幅方向に延びる複数列の溝部を備えて、該溝部の両端部における溝深さ寸法を、該ローラ幅方向の中央付近の溝深さ寸法より、小さく形成したことを特徴とする竪型粉砕機。
【請求項３】
前記溝部の両端部における溝深さ寸法を、１ｍｍから１０ｍｍの範囲とした請求項２に記載の竪型粉砕機。
【請求項４】
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又は請求項３に記載の竪型粉砕機。
【請求項１】
粉砕ローラと補助ローラとを備えて、該回転テーブル上に投入した原料を、該補助ローラにより脱気してから粉砕ローラによって粉砕する竪型粉砕機であって、
ケーシングに軸支したスイングレバーの一端側に補助ローラを配して、他端側に油圧式のシリンダを連結するとともに、該スイングレバーの回動方向に対して伸縮するスプリングを当接させて、該スプリングの伸縮量の変化により、補助ローラを回転テーブルに押しつける力を調整する竪型粉砕機。
【請求項２】
前記補助ローラは、ローラ幅方向に延びる複数列の溝部を備えて、該溝部の両端部における溝深さ寸法を、該ローラ幅方向の中央付近の溝深さ寸法より、小さく形成したことを特徴とする竪型粉砕機。
【請求項３】
前記溝部の両端部における溝深さ寸法を、１ｍｍから１０ｍｍの範囲とした請求項２に記載の竪型粉砕機。
【請求項４】
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又は請求項３に記載の竪型粉砕機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−２７９９２７（Ｐ２０１０−２７９９２７Ａ）
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３７０２５（Ｐ２００９−１３７０２５）
【出願日】平成２１年６月８日（２００９．６．８）
【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２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月８日（２００９．６．８）
【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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