(57)【要約】  竪型粉砕機１への原料の供給量を減少させる際に、実際に原料の供給量を変化させるに先立って、回転テーブル２の回転数を低下させる。すなわち、竪型粉砕機１を停止させる際に、竪型粉砕機１内への新規原料の供給量を変化させるに先立って、制御盤５０の制御装置５０Ａがボイラマスタから供給量を変化させるための供給量変化信号を受信した場合に、インバータ制御によって回転テーブル２を駆動する電動機２Ｍを定格回転数から低下させ、回転テーブル２の回転数を低下させる。その後、所定時間経過したら、実際に原料の供給量を変化させる。これにより、回転テーブル２の上の原料層厚を所定の高さに保ったまま竪型粉砕機１の仕事量を抑えて停止させることができるので、停止動作中に生じる異常振動を効果的に防止し、騒音の発生を抑えることができる。
2008090923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の回転する粉砕ローラを備えて回転テーブル上に供給した原料を、回転テーブルと粉砕ローラとの間で粉砕するとともに、この粉砕された原料を前記回転テーブルの下方に設けたガス導入口から導入したガスによって吹き上げて、前記回転テーブルの上方に設けた製品取出口から前記ガスとともに取り出す竪型粉砕機の制御方法であって、
前記竪型粉砕機への原料の供給量を減少させる際に、実際に原料の供給量を変化させるに先立って、前記回転テーブルの回転数を低下させる
ことを特徴とする竪型粉砕機の制御方法。
【請求項２】
複数個の回転する粉砕ローラを備えた回転テーブル上に供給した原料を、回転テーブルと粉砕ローラとの間で粉砕するとともに、この粉砕された原料を前記回転テーブルの下方に設けたガス導入口から導入したガスによって吹き上げて、前記回転テーブルの上方に設けた製品取出口から前記ガスとともに取り出す竪型粉砕機の制御方法であって、
前記竪型粉砕機への原料の供給量を減少させる際に、前記回転テーブルを駆動する電動機の定格回転数を、インバータ制御により低下させて前記回転テーブルの回転数を低下させる
ことを特徴とする竪型粉砕機の制御方法。
【請求項３】
前記竪型粉砕機を停止させる際に、前記原料の供給量を変化させる供給量変化信号を受信した場合に、前記原料の供給量を実際に変化させるに先立って、前記回転テーブルの回転数を低下させることを特徴とする請求項１または２記載の竪型粉砕機の制御方法。
【請求項４】
前記回転テーブルの回転数を低下させるに際して、前記粉砕された原料を外部に取り出すためのファンの風量を低下させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の竪型粉砕機の制御方法。
【請求項５】
複数個の回転自在な粉砕ローラを備えて、回転テーブル上に供給した原料を、回転テーブルと粉砕ローラとの間で粉砕する竪型粉砕機の制御方法において、
該竪型粉砕機に供給する新規原料の量を検出し、該新規原料の量に合わせて、回転テーブルの回転数を調整する竪型粉砕機の制御方法。
【請求項６】
あらかじめ、竪型粉砕機に供給する新規原料の量と回転テーブルの回転数との関係を記憶しておき、該記憶した関係に基づき、該検出した新規原料の量に合わせて回転テーブルの回転数を調整する請求項５記載の竪型粉砕機の制御方法。
【請求項７】
前記竪型粉砕機に供給する新規原料の量を検出するための測定器、および新規原料の量とテーブル回転数との関係を記憶する記憶器、を備えるとともに、
該記憶器に記憶した新規原料の量とテーブル回転数との関係に基づいて、該測定器により検出した新規原料の量に合わせて回転テーブルの回転数を調整する請求項６記載の制御方法を行う竪型粉砕機の制御装置。
【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、石灰石、スラグ、クリンカ、セメント原料、または化学品等を原料として粉砕する竪型粉砕機の制御方法および制御装置に係り、特に、竪型粉砕機で原料を微粉砕する際に生じやすい異常振動を防止または抑制するのに好適な竪型粉砕機の制御方法および制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、石炭やオイルコークス等を粉砕する粉砕機として竪型粉砕機（竪型ミル、ある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。【０００３】
近年では、特に、竪型粉砕機によって原料を微粉砕するケースも増えてきており、竪型粉砕機内に分級機構を備えた型式の竪型粉砕機が増加している。この分級機構を内部に備えた竪型粉砕機としては、下記特許文献１に開示されているような従来技術が公知である。【０００４】
【特許文献１】特開平５−１０４０１２号公報
【０００５】
この特許文献１に開示されている竪型粉砕機は、粉砕機の下部から吹き込んだ気流によって、粉砕した原料を搬送し上昇させるとともに、竪型粉砕機内の上部に配した分級機構によって、気流により搬送された原料の中から微粉のみを選抜して、機外に取り出すタイプの竪型粉砕機であって、一般的にエアスエプト式と呼ばれる型式の竪型粉砕機である。【０００６】
以下、特許文献１に開示されたエアスエプト式の竪型粉砕機の構造等について簡略に説明する。特許文献１に開示された竪型粉砕機は、回転テーブルの上方に、分級機構として複数枚の回転羽根を有した回転セパレータを備えており、この回転セパレータの中心軸を上下に貫通するようにして原料投入シュートが配されている。そして、原料投入シュートを介し、原料投入口から回転テーブル上に原料を投入する（供給と称することもある）ことができるように構成されている。【０００７】
原料投入シュートによって回転テーブルの上方から、回転テーブル中央部に供給された原料は、回転テーブル上で渦巻状の軌跡を描きながら、回転テーブルの外周部に向かって移動する。回転テーブルの外周縁部にはダムリングが設けられ、回転テーブル上で所要の原料厚みを保持するように構成されているので、回転テーブルの外周部に移動した原料は、ダムリングで堰き止められ、回転テーブルと粉砕ローラに噛み込まれ粉砕される。【０００８】
なお、回転テーブルと粉砕ローラに噛み込まれて粉砕された原料の一部は、回転テーブルの外縁部に周設されたダムリングを乗り越え、回転テーブル上面の外周部とケーシングとの隙間である環状通路（環状空間部と称することもある）へと向かう。【０００９】
竪型粉砕機の運転中には、粉砕機下部に設けられたガス導入口より、エキゾーストファン等の送風機によって、竪型粉砕機内にガスを導入しており、回転セパレータを介して、粉砕機上方に設けた取出口から機外に排出している。その結果、竪型粉砕機のケーシング内で、この回転テーブル下方から回転セパレータ上方に向かうガスの気流が生じている。したがって、このダムリングを乗り越えて環状通路に達した原料の一部は、ガスの気流により吹き上げられてケーシング内を上昇する。【００１０】
このケーシング内において上昇する気流は、回転セパレータと環状通路に設けられたブレード効果の影響を受けて、旋回しながら上昇する気流となっている。そのため、気流により吹き上げられた原料の中で、径が大きく重量の大きな原料は、その重量のためケーシング下方に落下する、あるいは気流による旋回により原料自身に発生する遠心力によって気流から逸脱してケーシング下方に落下するなどし、回転セパレータを通過することができない。回転セパレータを通過できず、回転テーブル上に落下した原料は、再度粉砕ローラに噛み込まれて粉砕される。なお、径の小さな原料は、羽根の間を抜けて回転セパレータを通過し、上部取出口から取り出される。【００１１】
環状通路に達した原料の中で特に粒径の大きな原料は、環状通路より回転テーブル下方に落下して下部取出口より竪型粉砕機の外に取り出された後、パケットエレベータ等の搬送機を介して、竪型粉砕機の原料投入口から再度投入されて粉砕される。【００１２】
なお、上述した竪型粉砕機で問題となりやすいのは、竪型粉砕機の異常振動である。上述した特許文献１には、竪型粉砕機の運転中に原料層厚の時間的変化を監視し、あらかじめ設定した時間幅で原料層厚が単調減少したときなどにおいて、回転テーブル上の原料層厚を改善して振動を回避するために、回転テーブルの回転速度を調整して異常振動を防止する竪型粉砕機の制御方法が開示されている。【００１３】
ところで、粉砕機が加圧式（粉砕機内にファンによりガスを吹き込む方式）であるか、負圧式（粉砕機内のガスをファンにより吸引する方式）であるかを問わず、通常、竪型粉砕機は、回転テーブル上の原料の払い出しをすべて完了させた後に、運転を停止することが好ましい。しかし、実際には、原料が若干回転テーブル上に残っていても一定時間計時すると電動機を停止させて運転を停止させているケースがほとんどである。【００１４】
例えば、竪型粉砕機を停止させようとした場合に、まず竪型粉砕機に原料を投入する原料供給装置の停止命令が出た後、一定時間計時後に、竪型粉砕機の停止命令が発信される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、例えば回転テーブル上の原料層厚を監視して異常振動の発生を予測する従来の技術においては、回転テーブル上に載った原料層の厚みを常に監視する必要があるが、テーブル上の原料層厚は、測定位置等の条件により変わることもあるため、注意が必要であった。【００１６】
特に、竪型粉砕機に供給する新規原料の量が変化してから、回転テーブル上にある原料層の厚みが実際に変化するまでには時間遅れ（タイムラグ）が発生するが、粉砕する新規原料の量が運転中に極端に変わるような場合において、制御の遅れにつながる可能性があった。【００１７】
例えば、ボイラ用の石炭を粉砕する竪型粉砕機においては、ボイラの負荷に合わせて竪型粉砕機に供給する新規原料の投入量（供給量）を調整しているが、ボイラの負荷は昼間においても時間帯により刻々と変化しており、夜間においては、その負荷が昼間の１／３〜１／２に低減することも多い。このように新規原料の供給量が極端に変化した場合に、従来の制御方法においては、負荷に対応して振動を抑制しようとしているが、制御が遅れて異常振動を効果的に抑制できないケースがあった。【００１８】
また、上述した従来式の停止方法の場合には、一定時間計時後に、竪型粉砕機の回転テーブルの回転等が停止するのであって、停止するまでの間は、回転テーブルの回転数、ファンによる風量、および回転セパレータの回転数等は、一定条件下で動き続けている。そのため、一定時間計時後に、竪型粉砕機が停止するまでの間は、回転テーブルは定格回転数で動き続けており、その間は、竪型粉砕機内の回転テーブルが、定格回転数で回転しているにもかかわらず、回転テーブル上に投入される原料が遮断されることになって、回転テーブル上の原料層の厚みは極端に薄くなっている。【００１９】
したがって、原料供給装置の停止命令が発信されてから竪型粉砕機が停止するまでの間、粉砕ローラが回転テーブルのテーブル面を叩く現象が発生し、騒音が発生していた。この騒音は、粉砕ローラにメカニカルストッパが具備されている場合とされていない場合とで、状況が異なるものの、大きな騒音となって問題となるケースが多い。【００２０】
また、竪型粉砕機内を点検すると、竪型粉砕機の停止時において、新規原料の供給が停止されても、竪型粉砕機内には循環中の原料が多量に残っており、粉砕テーブル等に堆積している。この堆積原料は、微粉であるため自然着火する可能性があり、また再起動時に着火して爆発を起こす危険性があるため、停止時には、竪型粉砕機内にかなりの量の水を散水する等の対策が施されていた。【００２１】
しかし、運転中において、竪型粉砕機内は加熱されていることも多く、熱せられた竪型粉砕機内に冷水を注入したことによって、竪型粉砕機の機器材質が、サーマルショックにより金属割れを起こすなどという問題が発生することもあった。そのため、竪型粉砕機を停止させる際には、いかにして騒音、ミル振動の発生を抑制し、さらに竪型粉砕機内に微粉を残さないかが大きな課題となっていた。【００２２】
本発明は、以上のような要求に鑑みてなされたもので、竪型粉砕機の運転停止動作中に発生しやすい騒音を抑制して異常振動を防止し、竪型粉砕機内に残る原料に起因する危険性を減らして安全な状態で停止させるに好適な竪型粉砕機の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記目的を達成するため、本発明に係る竪型粉砕機の制御方法は、
（１）複数個の回転する粉砕ローラを備えて回転テーブル上に供給した原料を、回転テーブルと粉砕ローラとの間で粉砕するとともに、この粉砕された原料を前記回転テーブルの下方に設けたガス導入口から導入したガスによって吹き上げて、前記回転テーブルの上方に設けた製品取出口から前記ガスとともに取り出す竪型粉砕機の制御方法であって、前記竪型粉砕機への原料の供給量を減少させる際に、実際に原料の供給量を変化させるに先立って、前記回転テーブルの回転数を低下させることを特徴とする。【００２４】
（２）複数個の回転する粉砕ローラを備えた回転テーブル上に供給した原料を、回転テーブルと粉砕ローラとの間で粉砕するとともに、この粉砕された原料を前記回転テーブルの下方に設けたガス導入口から導入したガスによって吹き上げて、前記回転テーブルの上方に設けた製品取出口から前記ガスとともに取り出す竪型粉砕機の制御方法であって、前記竪型粉砕機への原料の供給量を減少させる際に、前記回転テーブルを駆動する電動機の定格回転数を、インバータ制御により低下させて前記回転テーブルの回転数を低下させることを特徴とする。【００２５】
（３）（１）または（２）に記載の竪型粉砕機の制御方法において、前記竪型粉砕機を停止させる際に、前記原料の供給量を変化させる供給量変化信号を受信した場合に、前記原料の供給量を実際に変化させるに先立って、前記回転テーブルの回転数を低下させる。【００２６】
（４）（１）〜（３）のいずれかに記載の竪型粉砕機の制御方法において、前記回転テーブルの回転数を低下させるに際して、前記粉砕された原料を外部に取り出すためのファンの風量を低下させる。【００２７】
（５）また、本発明に係る竪型粉砕機の制御方法は、複数個の回転自在な粉砕ローラを備えて、回転テーブル上に供給した原料を、回転テーブルと粉砕ローラとの間で粉砕する竪型粉砕機の制御方法において、該竪型粉砕機に供給する新規原料の量を検出し、該新規原料の量に合わせて、回転テーブルの回転数を調整する。【００２８】
（６）（５）に記載の竪型粉砕機の制御方法において、あらかじめ、竪型粉砕機に供給する新規原料の量と回転テーブルの回転数との関係を記憶しておき、該記憶した関係に基づき、該検出した新規原料の量に合わせて回転テーブルの回転数を調整する。【００２９】
また、本発明に係る竪型粉砕機の制御装置は、
（７）（６）に記載の制御方法を行う竪型粉砕機の制御装置であって、前記竪型粉砕機に供給する新規原料の量を検出するための測定器、および新規原料の量とテーブル回転数との関係を記憶する記憶器、を備えるとともに、該記憶器に記憶した新規原料の量とテーブル回転数との関係に基づいて、該測定器により検出した新規原料の量に合わせて回転テーブルの回転数を調整する。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、竪型粉砕機を停止させる際に、原料供給装置による原料の供給量を変化させるに先立って、回転テーブルの回転数を低下させることにより、回転テーブル上の原料層の厚みを一定の状態に維持することができるので、粉砕ローラが回転テーブルのテーブル面を叩く現象の発生を抑制でき、騒音を低減することができる。
また、本発明によれば、竪型粉砕機の異常振動を、竪型粉砕機内に供給する新規原料の量から予測できるので、異常振動が生じる前に竪型粉砕機の回転テーブル回転速度を減速して異常振動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る竪型粉砕機の制御方法を実現する竪型粉砕機の概略の構造を説明するための説明図である。
【図２】同竪型粉砕機を用いた粉砕システムを概念的に説明するための説明図である。
【図３】同竪型粉砕機における粉砕量と風量の関係を表すグラフである。
【図４】同竪型粉砕機における回転テーブルのテーブル回転数とミル負荷の関係を表すグラフである。
【図５】同竪型粉砕機内における粉粒体の速度と動摩擦係数の関係を表すグラフである。
【図６】振動数比と振動増幅係数の関係を表すグラフである。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る竪型粉砕機の制御方法を実現する竪型粉砕機の概略の構造を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００３２】
１      竪型粉砕機
２      回転テーブル
３      粉砕ローラ
１３    原料投入シュート
１４    回転セパレータ
１５    ダムリング
１Ｂ    ケーシング
２０    原料ホッパ（新規原料供給用）
２１    原料ホッパ
２５    バケットエレベータ
３０    環状通路
３３    ガス導入口
３４    下部取出口
３５    原料投入口
３９    上部取出口
５０    制御盤
５０Ａ  制御装置
５０Ｂ  タイマ装置
５０Ｃ  記憶器
８９    エキゾーストファン（送風機）
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、添付の図面を参照して、本発明に係る竪型粉砕機の制御方法の好適な実施の形態について、詳細に説明する。【００３４】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る竪型粉砕機の制御方法を実現する竪型粉砕機の概略の構造を説明するための説明図である。図２は、同竪型粉砕機を用いた粉砕システムを概念的に説明するための説明図である。図３は、同竪型粉砕機における粉砕量と風量の関係を表すグラフである。図４は、同竪型粉砕機における回転テーブルのテーブル回転数とミル負荷の関係を表すグラフである。図５は、同竪型粉砕機内における粉粒体の速度と動摩擦係数の関係を表すグラフである。図６は、振動数比と振動増幅係数の関係を表すグラフである。【００３５】
まず、第１の実施形態に係る制御方法を実現する上記竪型粉砕機１の好ましい構成について説明する。
図１に示すように、竪型粉砕機１は、例えば、全体の外郭を構成するケーシング１Ｂと、このケーシング１Ｂ内にて水平方向に回転する回転テーブル２と、この回転テーブル２の上面２Ａ（回転テーブル上面２Ａと称することもある）の外周部を円周方向に等分する位置に配設された複数個のコニカル型の粉砕ローラ３とを備えて構成されている。【００３６】
また、この竪型粉砕機１は、例えば、回転ローラ２の下部に設置された減速機２Ｂと、この減速機２Ｂを介して回転テーブル２を駆動する可変速式の電動機２Ｍと、この電動機２Ｍの回転数を制御する制御盤５０とを備えて構成されている。制御盤５０に備えられた制御装置５０Ａは、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備え、ボイラマスタや、ケーシング１Ｂに設けられた振動センサＳ２からの情報などに基づいて、電動機２Ｍの回転数を制御する。【００３７】
タイマ装置５０Ｂは、制御装置５０Ａがボイラマスタからの竪型粉砕機１への原料の供給量を変化させるための供給量変化信号を受信した場合に、あらかじめ設定された所定時間が経過するかを計時する。このタイマ装置５０Ｂの計時時間は、任意に設定することができる。【００３８】
粉砕ローラ３は、軸７により下部ケーシングに回動自在に軸着した上部アーム６と、この上部アーム６と一体に形成された下部アーム６Ａとを介して油圧シリンダ８のピストンロッド９に連結されている。そして、粉砕ローラ３は、この油圧シリンダ８が作動することによって回転テーブル２の上面２Ａの方向に押圧されて、この回転テーブル上面２Ａに原料を介して従動することによって回転動作する。【００３９】
ケーシング１Ｂの回転テーブル上面２Ａの中央上部には、回転セパレータ１４が設けられており、また、回転セパレータ１４の中心軸を上下に貫通するようにして原料投入シュート１３が配されている。本例の竪型粉砕機１は、この原料投入シュート１３の原料投入口３５から原料投入シュート１３を介して回転テーブル上面２Ａに原料を投入または供給することができるように構成されている。【００４０】
回転セパレータ１４は、例えば、この回転セパレータ１４の回転軸を中心として上方に拡径する逆円錐台状に一定間隔の隙間をあけて並べられた複数枚の羽根１４Ａを備えて構成されており、図示しない駆動装置によって回転駆動されるようになっている。また、回転テーブル上面２Ａの外周部とケーシング１Ｂとの隙間には環状通路３０が設けられている。【００４１】
なお、第１の実施形態において、電動機２Ｍは、例えば図示しないインバータ電源により可変速できる方式で構成されており、この電動機２Ｍは、減速機２Ｂを介して回転テーブル２を駆動可能に回転テーブル２と連結されている。したがって、電動機２Ｍは、制御盤５０の制御装置５０Ａから送信される制御信号によって、その回転速度を自在に変化させて、回転テーブル２の回転速度や回転数を自在に変化させることができる。【００４２】
次に、このように構成された竪型粉砕機１を用いた粉砕システムの好ましい１例について、図２を参考に説明する。図２に示すように、粉砕システム１０は、例えば、竪型粉砕機１と、原料ホッパ２０，２１と、バケットエレベータ２５と、エキゾーストファン８９とを備えて構成されている。原料ホッパ２０に貯留された原料は、バケットエレベータ２５ならびに原料ホッパ２１等を介して竪型粉砕機１に投入されて粉砕される。【００４３】
竪型粉砕機１内で粉砕された原料は、エキゾーストファン８９によるガスの気流により、竪型粉砕機１内を上方に移動して上部取出口３９から機外に取り出される。また、竪型粉砕機１の中に投入された原料の中で、上部取出口３９から機外に取り出されなかった一部の原料については、下部取出口３４から機外に取り出されて、バケットエレベータ２５ならびに原料ホッパ２１等を介して竪型粉砕機１に再度投入されて粉砕される。【００４４】
以下、この竪型粉砕機１の動作と制御方法について説明する。なお、上述した第１の実施形態に用いた竪型粉砕機１は、例えば、粉砕ローラ３の個数が３個であって、回転テーブル２の回転数は７３ｒｐｍであり、粉砕ローラ３の中心直径Ｄは０．４ｍであり、回転テーブル２の直径Ｔは０．６４ｍで構成されている。【００４５】
まず、原料投入シュート１３によって、回転テーブル２の中央部に供給された原料は、回転テーブル２の外周部に向かって移動し、回転テーブル２と粉砕ローラ３との間に噛み込まれて粉砕される。このように回転テーブル２と粉砕ローラ３との間に噛み込まれて粉砕された原料の一部は、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、回転テーブル上面２Ａの外周部とケーシング１Ｂとの隙間である環状通路３０へと向かう。【００４６】
竪型粉砕機１の運転中には、竪型粉砕機１の下部に設けられたガス導入口３３からエキゾーストファン８９によって機内にガスを導入しており、回転セパレータ１４を介して、竪型粉砕機１の上方に設けられた上部取出口３９から機外に排出している。その結果、竪型粉砕機１のケーシング１Ｂ内で、回転テーブル２の下方から回転セパレータ１４の上方に向かうガスの気流が生じている。したがって、ダムリング１５を乗り越えて環状通路３０に達した原料の一部は、このガスの気流によって吹き上げられて、ケーシング１Ｂ内を上昇する。【００４７】
ケーシング１Ｂ内において上昇する気流は、回転セパレータ１４の影響を受けて、旋回しながら上昇する気流となっている。そのため、気流により吹き上げられた原料の中で、径が大きく重量の大きな原料は、その重量のためにケーシング１Ｂの下方に落下する、あるいは、気流による旋回により原料自身に発生する遠心力によって気流から逸脱してケーシング１Ｂの下方に落下する等し、回転セパレータ１４を通過することができない。【００４８】
回転セパレータ１４を通過できず、落下した原料は、上述したように竪型粉砕機１内で循環して、再度粉砕ローラ３に噛み込まれて粉砕される。あるいは、この落下した原料は、環状通路３０により回転テーブル２の下方に落下して下部取出口３４から竪型粉砕機１の外に取り出された後、バケットエレベータ２５等の搬送機を介して、竪型粉砕機１の原料投入口３５から再度投入されて粉砕される。なお、径の小さな原料は、羽根１４Ａの間を抜けて回転セパレータ１４を通過し、上部取出口３９より取り出される。【００４９】
次に、この竪型粉砕機１を停止する際における制御方法について説明する。
まず、本発明による竪型粉砕機１の第１の実施形態においては、竪型粉砕機１への原料の供給量を減少させる際に、実際に新規原料の原料ホッパ２０による供給量を変化させるに先立って、回転テーブル２の回転数を低下させるように制御を行う。具体的には、例えば、竪型粉砕機１を停止させる際に、この竪型粉砕機１が備えられた燃焼設備などのプラントにおける図示しないボイラマスタ（ボイラ制御装置）等から、竪型粉砕機１内に投入する新規原料の原料ホッパ２０による供給量を変化させる（例えば、供給量を減少させる）供給量変化信号を受信した場合に、次のように制御を行う。【００５０】
すなわち、実際に原料の供給量を変化させるに先立って、例えば供給量変化信号受信時から原料ホッパ２０による供給量変化開始時まで所定時間経過するまで待って、その間に図示しないインバータ電源などを制御することにより、回転テーブル２を駆動する電動機２Ｍの回転数を定格回転数から低下させる。そして、所定時間経過後に原料の供給量を変化させることによって、竪型粉砕機１内に残留している循環原料をエキゾーストファン８９の吸引力でパージしたりしても、回転テーブル２の上に残存する原料層厚を所定の高さに維持することができるので、竪型粉砕機１が停止するときの振動による騒音を効果的に防止することができるとともに、微粉が発火する等の問題を抑制することができる。【００５１】
なお、このように回転テーブル２の回転数を制御するに伴って、エキゾーストファン８９の吸込量（風量）を合わせて低下させると、竪型粉砕機１の外に排出される原料の粒径が、通常運転時に比較して大きく変化しないのでより好適である。図３は、竪型粉砕機１の粉砕量と風量の関係を表すが、通常、竪型粉砕機１の仕事量は回転テーブル２の回転数に比例するものであり、この竪型粉砕機１の負荷を定格負荷の１／３〜１／２程度までターンダウン（負荷の低下）させる際の竪型粉砕機１の通過風量は、図３に示すように設定されている。【００５２】
そして、図４に示すように、例えばボイラマスタからターンダウン信号（供給量変化信号など）が出力された場合、制御盤５０の制御装置５０Ａは、実際に原料ホッパ２０などの原料の供給量を変化させるに先立って（すなわち、変化させる前に）、図示のように竪型粉砕機１の回転テーブル２の回転数を低下させて負荷を低減する。その後、所定時間経過してから原料の供給量を実際に変化させる。なお、例えば図３に示すグラフにおいて、ターンダウン時に粉砕量を７０％程度に保持すれば、図示しないプラントのバーナ部（燃焼部）に搬送する搬送空気（微粉を含む）の配管部における下限速度を確保することが可能となる。【００５３】
このように、回転テーブル２の回転数を低下させて風量、粉砕量なども低下させてから実際に原料の供給量を変化させることにより、回転テーブル２の上の原料層厚を極端に薄くすることなく一定の高さに保持することができ、粉砕ローラ３の衝撃振動などに伴う竪型粉砕機１全体の振動を抑えて騒音を防止することが可能となる。【００５４】
このことは、回転テーブル２の回転速度と動摩擦係数との関係から説明することができる。図５に回転テーブル２の回転速度と動摩擦係数（粉砕ローラ３と原料との間の動摩擦係数）の関係を示す。本実施の形態によれば、原料の供給量を変化させるに先立って所定時間経過するまでに回転テーブル２の回転数を低下させるので、回転テーブル２の上の原料層厚を所定の高さに保つことができる。これにより、粉砕ローラ３と原料の摩擦係数が大きくなって、その結果、粉砕部で滑りが生じにくくなるので、竪型粉砕機１の騒音を抑制する効果があると考えられる。【００５５】
このような理由から、竪型粉砕機１を停止させる際においては、竪型粉砕機１内に原料ホッパ２０等から送られる新規原料の供給量を変化させるに先立って、回転テーブル２の回転数を定格回転数から低下させるとよい。また、これに合わせて、回転セパレータ１４の回転数を低減させたり、竪型粉砕機１内に残留している循環原料をエキゾーストファン８９の吸引力でパージしたりしても、第１の実施形態に係る竪型粉砕機１によれば、回転テーブル２の上の原料層厚を一定の高さに保持することができ、上述したように騒音の防止や爆発などの危険性を回避するのに有効である。【００５６】
なお、この第１の実施形態ではインバータ電源（インバータ制御）を用いて、回転テーブル２の回転数を定格回転数から低下させることを説明したが、回転テーブル２の回転数を定格回転数から低下させる方式は、これに限らず種々の方式を採用することができる。【００５７】
ところで、摩擦係数と竪型粉砕機１の振動との関係は、摩擦係数が低下した際に振動や騒音の起点となりやすく、特に自励振動の起点となるといえる。従来、竪型粉砕機は、上述したように風量一定の状態で運転している。また、竪型粉砕機１に発生する騒音の元となる振動は、摩擦係数の他に下記のように考えることもできる。【００５８】
振動による変位量（Ａ）＝（加振力／ばね定数）×Ｍ（振動増幅係数）【００５９】
なお、加振力をばね定数で割ったものを変位量（Ａ）とする。
また、図６に示したように振動増幅係数Ｍ、加振振動数（ω）と粉砕層（原料層）の振動数（ω０）の比例により変化することが分かる。通常は、図６において、ω／ω０が１．０以下（＝共振点以下）で運転されているので、粉砕層の振動数（ω０）を変えずに（製品の粒度に比例し同粒度は変更できないため）加振振動数（ω）を低下させることにより、振動増幅係数Ｍを低下させることができる。【００６０】
加振振動数（ω）は、粉砕ローラ３の回転数に比例するため、同調する回転テーブル２の回転数を変更することによって加振振動数（ω）を低減することができる。この結果、分母、分子ω／ω０の内分子を低下させれば振動増幅係数Ｍは減少するので、竪型粉砕機１の振動を抑制することができる。【００６１】
以上、説明したように、振動や騒音を抑制または抑止する方法として、摩擦係数の確保法と加振振動数の制御法とがある。この２つの方法に共通するものは、回転テーブル２の回転数であり、原料性状に合わせてその都度適正な回転数に設定することにより、竪型粉砕機１の能力を最大限に引き出すことができる。【００６２】
すなわち、竪型粉砕機１への原料の供給量を減少させる際に、実際に原料の供給量を変化させるに先立って、回転テーブル２の回転数を低下させるようにする。具体的には、竪型粉砕機１を停止させる際に、原料の供給量を変化させるに先立って、回転テーブル２の回転数を低下させて加振振動数（ω）を低下させ、振動増幅係数Ｍを減少させれば、回転テーブル２の上の原料層厚を一定の高さに保持したまま、振動や騒音の要因を排除することができる。【００６３】
次に、本発明の第２の実施形態に係る竪型粉砕機の制御方法および制御装置について説明する。図７は、本発明の第２の実施形態に係る竪型粉砕機の制御方法を実現する竪型粉砕機の概略の構造を説明するための説明図である。なお、以降において、既に説明した部分と重複する箇所には同一の符号を付して説明を割愛し、本発明に特に関連する部分以外は明記しない場合があることとする。【００６４】
図７に示すように、第２の実施形態に用いることのできる竪型粉砕機１の形式は、上述したものに限らず、例えば粉砕ローラ３の形状がスフェリカル形状のタイヤ型の竪型粉砕機１であってもよい。また、要求される製品（粉粒体）の粒度に応じて、回転セパレータ１４は固定タイプのものであってもよい。【００６５】
ここで、第２の実施形態においては、粉砕システム１０（図２参照）は、第１の実施形態にて図２に示したホッパ２０から竪型粉砕機１に供給する新規原料の量を測定するための測定器として流量センサＳ１、および竪型粉砕機１の振動値を測定するための振動センサＳ２を備えて構成されている。なお、第２の実施形態における流量センサＳ１は、ホッパ２０から単位時間あたりに排出される原料の重量を測定するものである。【００６６】
この第２の実施形態に係る竪型粉砕機１の制御盤５０は、制御装置５０Ａとともに、あらかじめ竪型粉砕機１の運転中に、新規原料の供給量を変化させて振動センサＳ２により検出した振動値が竪型粉砕機１の許容範囲を超える直前の新規原料の供給量を、流量センサＳ１によって検出して境界値として検出し、記録する記憶器５０Ｃを備えている。【００６７】
なお、第１の実施形態にて用いた図４は、回転テーブル２のテーブル回転数とミル負荷（竪型粉砕機１に供給する新規原料の量）との関係を示しており、回転テーブル２の回転数ごとに異なる境界値の変化をグラフ化したものである。この図４では、例えば回転テーブル２の定格回転数を１００とし、またその際に異常振動を起こさずに供給できる新規原料の最小の量を１００として、基準値としている。【００６８】
そして、図４に示すように、竪型粉砕機１にて粉砕する新規原料の量が少ない程、テーブル回転数を遅くする必要があることが分かる。換言すると、竪型粉砕機１に供給する新規原料の量を１００から減少させていくと、異常振動を起こさずに供給できる新規原料の量が減少し、例えば供給する新規原料の量を３０（基準値の３０％）まで減らした場合に、異常振動の発生を抑制させるためには、回転テーブル２のテーブル回転数を５０（基準値である定格回転数の５０％）まで低下させなければならないことが分かる。【００６９】
上述の関係は、竪型粉砕機１の形式、または粉砕する原料の種類等によってことなるものの、同一原料、同一形式であれば再現することができる。ただし、竪型粉砕機１に導入するガスの風量が変化した場合に、竪型粉砕機１内で循環する原料の量が変化し、図３に示したように粉砕量が変化するため、これを考慮しておくことが好ましく、第２の実施形態において制御する場合には、ガスの風量を一定とすることが好ましい。また、ガスの風量が大きく変化する場合においては、風量の影響を考慮して、新規原料の量と回転テーブル２のテーブル回転数との関係を補正しておくことが好ましい。【００７０】
この第２の実施形態においては、流量センサＳ１で測定した新規原料の量に対して適正な回転テーブル２のテーブル回転数を、記憶器５０Ｃに記憶した新規原料の量とテーブル回転数との関係に基づいて算出し、電動機２Ｍの回転数を増減するための制御信号を発信する制御装置５０Ａが備えられている。【００７１】
次に、第２の実施形態の竪型粉砕機１の制御方法について説明する。まず、本発明の第２の実施形態に係る竪型粉砕機１は、上述したようにあらかじめホッパ２０から供給する新規原料の量を流量センサＳ１で検出しながら運転し、竪型粉砕機１に生じる振動値を振動センサＳ２にて測定する。【００７２】
そして、振動値が竪型粉砕機１の許容範囲を超える直前における新規原料の供給量を境界値として検出し、回転テーブル２のテーブル回転数ごとに異なる境界値の変化を、新規原料の量とテーブル回転数との関係として記憶器５０Ｃに記憶する。【００７３】
このように、第２の実施形態に係る竪型粉砕機１は、回転テーブル２のテーブル回転数ごとに異なる境界値の変化を、新規原料の量とテーブル回転数との関係として記憶している。そして、ホッパ２０から供給される新規原料の量と、回転テーブル２のテーブル回転数とが、この関係になるように電動機２Ｍの回転数を制御する。なお、この新規原料の量とテーブル回転数との関係は、制御運転前に実際に測定しておき、制御運転の前にあらかじめ設定値として制御盤５０に入力して記憶器５０Ｃに記憶させるようにしてもよい。【００７４】
換言すると、竪型粉砕機１の制御運転中においては、流量センサＳ１で原料の量を検出するとともに、流量センサＳ１にて検出した原料の量から回転テーブル２の適正なテーブル回転数を算出し、制御装置５０Ａから電動機２Ｍに対して回転数調整のための制御信号を発信して、回転テーブル２のテーブル回転数を増減させて調整することにより、異常振動の発生を防止する。【００７５】
なお、第２の実施形態では、実際にホッパ２０から供給される新規原料の重量を流量センサＳ１で測定し検出したが、本発明の適応の範囲はこれに限らず、例えばホッパ２０に送信される供給量指令信号、あるいは供給量設定値などから、新規原料の重量を検出するようにしてもよい。【００７６】
図５には、上述したように回転テーブル２の回転速度と動摩擦係数（粉砕ローラ３と原料との間の動摩擦係数）の関係が示されているが、回転速度が遅い程、粉砕部にて滑りなどが生じにくいので、竪型粉砕機１の振動を抑制する効果があることが分かる。このような理由から、竪型粉砕機１の運転中において、回転テーブル２の回転速度を調整して、粉砕ローラ３と原料の動摩擦係数を回復することが振動の防止に有効であると考えられる。【００７７】
すなわち、竪型粉砕機１の差圧が既定値から外れて大きくなる場合に、テーブル回転数を任意に低下させ、加振振動数を低下し、振動増幅係数を減少させれば、竪型粉砕機１の振動を発生させる前に振動要因を排除することが可能となる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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