(57)【要約】【課題】竪型ミルにおいて、製品コストの増加を抑制する一方で性能の向上を可能とする。【解決手段】ハウジング１１内に粉砕テーブル１５を駆動回転可能に支持し、この粉砕テーブル１５の上方に第１支持軸１７により粉砕ローラ１６を回転自在に支持し、第１支持軸１７を支持する支持アーム１８を粉砕ローラ１６が粉砕テーブル１５に対して接近離反自在となるように第２支持軸１９により揺動自在に支持し、粉砕ローラ１６が粉砕テーブル１５から離間する方向に対抗する反力荷重を支持アーム１８に対して付与する反力荷重付与装置２０を設け、この反力荷重付与装置２０として、所定隙間Ｓをあけて直列に配列される第１押圧軸４１及び第２押圧軸５１と、第１押圧軸４１及び第２押圧軸５１を付勢する第１ばね４５及び第２ばね５５を設ける。【選択図】図１
2014133208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空形状をなすハウジングと、
前記ハウジング内に鉛直方向に沿う支持軸心により駆動回転可能に支持される粉砕テーブルと、
前記粉砕テーブルの上方に配置されて第１支持軸により回転自在に支持されると共に外周面が前記粉砕テーブルの上面に接触して連れ回り可能な粉砕ローラと、
前記第１支持軸を支持すると共に前記粉砕ローラの外周面が前記粉砕テーブルの上面に対して接近離反自在に第２支持軸により前記ハウジングに揺動自在に支持される支持アームと、
前記粉砕ローラが前記粉砕テーブルから離間する方向に対抗する反力荷重を前記支持アームに対して付与する反力荷重付与装置と、
を有し、
前記反力荷重付与装置は、
所定隙間をあけて直列に配列される第１押圧軸及び第２押圧軸と、
前記第１押圧軸を付勢する第１ばねと、
前記第２押圧軸を付勢する第２ばねと、
を有する、
ことを特徴とする竪型ミル。
【請求項２】
前記第１押圧軸が前記支持アームに押圧可能であり、前記第１ばねの付勢力が前記第２ばねの付勢力よりも小さく設定されることを特徴とする請求項１に記載の竪型ミル。
【請求項３】
前記第１押圧軸と前記第２押圧軸の所定隙間を調整可能な隙間調整機構が設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の竪型ミル。
【請求項４】
前記隙間調整機構は、前記第２押圧軸と前記第２ばねを軸方向に移動可能であることを特徴とする請求項３に記載の竪型ミル。
【請求項５】
前記第２ばねの付勢力を調整可能な付勢力調整機構が設けられることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の竪型ミル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石炭やバイオマスなどの固形物を粉砕して微粉化する竪型ミルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ボイラ発電などの燃焼設備では、燃料として石炭やバイオマスなどの固形燃料が用いられる。そして、この石炭などを固形燃料として利用する場合、例えば、竪型ミルにより原炭を粉砕して微粉炭を生成し、得られた微粉炭を燃料として用いるようにしている。
【０００３】
この竪型ミルは、ハウジングの下部に粉砕テーブルが駆動回転可能に配設されると共に、この粉砕テーブルの上面に複数の粉砕ローラが連れ回り可能で、且つ、粉砕荷重を付与可能に配設されて構成されている。従って、原炭が給炭管から粉砕テーブル上に供給されると、遠心力により全面に分散されて炭層が形成され、この炭層に対して各粉砕ローラが押圧することで粉砕され、供給空気により乾燥されて分級された微粉炭が外部に排出される。
【０００４】
この竪型ミルでは、回転する粉砕テーブルに対して粉砕ローラが所定の荷重で押圧され、この粉砕ローラと粉砕テーブルの間に石炭の塊が供給されることで、この石炭が圧壊されて微粉炭となる。この場合、粉砕ローラは、支持アームにベアリングにより回転自在に支持され、支持アームは、粉砕ローラが粉砕テーブルに押圧する方向に回転自在に支持され、この支持アームに対して粉砕ローラが粉砕テーブルに押圧する荷重を付与するための押圧装置が装着されている。そして、この押圧装置としては、一般的に、ばねや油圧ダンパが適用されている。
【０００５】
このような従来の竪型ミルとしては、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２０１１−５２４２５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した従来の竪型ミルにて、押圧装置は、支持アームを介して粉砕ローラが粉砕テーブルに対して所定の荷重が作用するように押圧している。即ち、粉砕ローラと粉砕テーブルの間に石炭の塊が供給されると、粉砕ローラは、押圧装置からの荷重により石炭を圧壊して微粉炭としている。ところで、この押圧装置は、ローラリフト量が増加するに伴って粉砕荷重が増加することが望ましく、また、固形物の供給量が増加するのに伴ってローラリフト量が増加することが望ましい。この場合、ローラリフト量に対する粉砕荷重と固形物の供給量に対するローラリフト量は、非線形特性に変化することが望ましい。ところが、押圧装置としてばねを適用すると、変化量を非線形特性とすることができない。一方、押圧装置として油圧ダンパを適用すると、変化量を非線形特性とすることができるものの、製品コストが増加してしまう。
【０００８】
本発明は上述した課題を解決するものであり、製品コストの増加を抑制する一方で性能の向上を可能とする竪型ミル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】
【０００９】
上記の目的を達成するための本発明の竪型ミルは、中空形状をなすハウジングと、前記ハウジング内に鉛直方向に沿う支持軸心により駆動回転可能に支持される粉砕テーブルと、前記粉砕テーブルの上方に配置されて第１支持軸により回転自在に支持されると共に外周面が前記粉砕テーブルの上面に接触して連れ回り可能な粉砕ローラと、前記第１支持軸を支持すると共に前記粉砕ローラの外周面が前記粉砕テーブルの上面に対して接近離反自在に第２支持軸により前記ハウジングに揺動自在に支持される支持アームと、前記粉砕ローラが前記粉砕テーブルから離間する方向に対抗する反力荷重を前記支持アームに対して付与する反力荷重付与装置と、を有し、前記反力荷重付与装置は、所定隙間をあけて直列に配列される第１押圧軸及び第２押圧軸と、前記第１押圧軸を付勢する第１ばねと、前記第２押圧軸を付勢する第２ばねと、を有する、ことを特徴とするものである。
【００１０】
従って、粉砕ローラと粉砕テーブルの間に固形物が入り込んだとき、粉砕テーブルの回転力が固形物を介して粉砕ローラに伝達されて連れ回りし、このとき、粉砕ローラが固形物の侵入により上昇しようとするが、反力荷重付与装置により粉砕ローラに対して反力荷重が付与されているため、粉砕ローラは固形物に押圧荷重を与えて粉砕することができる。このとき、粉砕ローラに付与される反力荷重として、まず、第１ばねの付勢力が作用し、次に、第１ばねと第２ばねを合わせた付勢力が作用する。そのため、粉砕ローラに付与される反力荷重は、その変化量が非線形特性を有するものとなり、製品コストの増加を抑制することができる一方で、性能を向上することができる。
【００１１】
本発明の竪型ミルでは、前記第１押圧軸が前記支持アームに押圧可能であり、前記第１ばねの付勢力が前記第２ばねの付勢力よりも小さく設定されることを特徴としている。
【００１２】
従って、粉砕ローラのリフト量が小さいとき、粉砕ローラに対して小さい反力荷重が付与され、粉砕ローラのリフト量が大きいとき、粉砕ローラに対して大きい反力荷重が付与されることとなり、粉砕する固形物の大きさに応じて適正な反力荷重を付与することができる。
【００１３】
本発明の竪型ミルでは、前記第１押圧軸と前記第２押圧軸の所定隙間を調整可能な隙間調整機構が設けられることを特徴としている。
【００１４】
従って、隙間調整機構により第１押圧軸と第２押圧軸の所定隙間を調整することで、粉砕ローラに付与する反力荷重の大きさが第１ばねの付勢力から第１ばねと第２ばねを合わせた付勢力に変わるタイミングを調整することができ、粉砕する固形物の大きさに応じて適正な反力荷重を付与することができる。
【００１５】
本発明の竪型ミルでは、前記隙間調整機構は、前記第２押圧軸と前記第２ばねを軸方向に移動可能であることを特徴としている。
【００１６】
従って、隙間調整機構により第２押圧軸と第２ばねを軸方向に移動して第１押圧軸と第２押圧軸の所定隙間を調整することで、第２ばねの付勢力を変更することなく、粉砕ローラに付与する反力荷重の大きさが第１ばねの付勢力から第１ばねと第２ばねを合わせた付勢力に変わるタイミングだけを調整することができる。
【００１７】
本発明の竪型ミルでは、前記第２ばねの付勢力を調整可能な付勢力調整機構が設けられることを特徴としている。
【００１８】
従って、付勢力調整機構により第２ばねの付勢力を調整することで、粉砕ローラに付与する反力荷重の大きさが第１ばねと第２ばねを合わせた付勢力になったとき、その変化率を調整することができ、粉砕する固形物の大きさに応じて適正な反力荷重を付与することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の竪型ミルによれば、粉砕ローラに対する反力荷重付与装置を設け、この反力荷重付与装置として、所定隙間をあけて直列に配列される第１押圧軸及び第２押圧軸と、第１押圧軸及び第２押圧軸をそれぞれ付勢する付勢力の異なる第１ばね及び第２ばねを設けるので、粉砕ローラに付与される反力荷重の変化量を非線形特性とすることができ、製品コストの増加を抑制することができる一方で、性能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の実施例１に係る竪型ミルにおける反力荷重付与装置を表す断面図である。
【図２】図２は、実施例１の竪型ミルにおけるローラリフト量に対する粉砕荷重を表すグラフである。
【図３】図３は、実施例１の竪型ミルにおける供給量に対するローラリフト量を表すグラフである。
【図４】図４は、実施例１の竪型ミルにおける隙間量を変更したときのローラリフト量に対する粉砕荷重を表すグラフである。
【図５】図５は、実施例１の竪型ミルにおける隙間量を変更したときの供給量に対するローラリフト量を表すグラフである。
【図６】図６は、実施例１の竪型ミルを表す概略構成図である。
【図７】図７は、実施例１の竪型ミルにおける粉砕ローラの配列を表す平面図である。
【図８】図８は、本発明の実施例２に係る竪型ミルにおける反力荷重付与装置を表す断面図である。
【図９】図９は、実施例２の竪型ミルにおける第２ばねの押圧力を変更したときのローラリフト量に対する粉砕荷重を表すグラフである。
【図１０】図１０は、実施例２の竪型ミルにおける第２ばねの押圧力を変更したときの供給量に対するローラリフト量を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る竪型ミルの好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。
【実施例１】
【００２２】
図６は、実施例１の竪型ミルを表す概略構成図、図７は、実施例１の竪型ミルにおける粉砕ローラの配列を表す平面図である。
【００２３】
実施例１の竪型ミルは、石炭（原炭）やバイオマスなどの固形物を粉砕するものである。ここで、バイオマスとは、再生可能な生物由来の有機性資源であり、例えば、間伐材、廃材木、流木、草類、廃棄物、汚泥、タイヤ及びこれらを原料としたリサイクル燃料（ペレットやチップ)などであり、ここに提示したものに限定されることはない。
【００２４】
実施例１の竪型ミル１０において、図６及び図７に示すように、ハウジング１１は、竪型の円筒中空形状をなし、天井部１２の中央部に固形物供給管１３が装着されている。この固形物供給管１３は、図示しない固形物供給装置からハウジング１１内に固形物を供給するものであり、ハウジング１１の中心位置に上下方向（鉛直方向）に沿って配置され、下端部が下方まで延設されている。
【００２５】
ハウジング１１は、下部に架台１４が設置され、この架台１４上に粉砕テーブル１５が回転自在に配置されている。この粉砕テーブル１５は、ハウジング１１の中心位置に固形物供給管１３の下端部に対向して配置されている。また、この粉砕テーブル１５は、上下方向（鉛直方向）の軸心により回転自在であると共に、図示しない駆動装置により駆動回転可能となっている。そして、粉砕テーブル１５は、中心部が高く、外側に向けて低くなるような傾斜形状をなし、外周部が上方に湾曲した形状をなしている。
【００２６】
粉砕テーブル１５は、その上方に対向して複数（本実施例では、３個）の粉砕ローラ１６が配置されている。この各粉砕ローラ１６は、粉砕テーブル１５の外周部の上方に、周方向に均等間隔で配置されている。複数（本実施例では、３個）の第１支持軸１７は、ハウジング１１の側壁から中心部側へ下方に傾斜するように配置され、先端部に軸受（図示略）を介して粉砕ローラ１６が回転自在に支持されている。即ち、各粉砕ローラ１６は、粉砕テーブル１５の上方で、上部がハウジング１１の中心部側へ傾斜した状態で、回転自在に支持されることとなる。
【００２７】
複数（本実施例では、３個）の支持アーム１８は、中間部が水平方向に沿った第２支持軸１９によりハウジング１１の側壁に上下に揺動自在に支持されている。そして、各支持アーム１８は、先端部に粉砕ローラ１６が装着された第１支持軸１７の基端部を支持している。即ち、各粉砕ローラ１６は、各支持アーム１８が第２支持軸１９を支点として上下に揺動することで、粉砕テーブル１５の上面に対して接近離反自在に支持されることとなる。そして、各粉砕ローラ１６は、外周面が粉砕テーブル１５の上面に接触した状態でこの粉砕テーブル１５が回転すると、粉砕テーブル１５から回転力を受けて連れ回り可能となっている。
【００２８】
また、各支持アーム１８は、上端部１８ａに対して各粉砕ローラ１６の反力荷重を付与する反力荷重付与装置２０が設けられる一方、下端部１８ｂに対してストッパ２１が設けられている。この反力荷重付与装置２０は、後述するが、支持アーム１８から粉砕ローラ１６に対して、この粉砕ローラ１６が粉砕テーブル１５から離間する方向に対抗する反力荷重を付与するものである。ストッパ２１は、支持アーム１８を介して粉砕ローラ１６が下方に回動できる量を規制するものである。この反力荷重付与装置２０とストッパ２１は、ハウジング１１に設けられている。
【００２９】
各粉砕ローラ１６は、粉砕テーブル１５との間で固形物を粉砕するものであり、粉砕ローラ１６の外周面と粉砕テーブル１５の上面との間に所定隙間を確保すると共に、固形物に対して所定の押圧荷重を作用させる必要がある。そのため、ストッパ２１により支持アーム１８の回動位置（初期位置）を規定することで、粉砕ローラ１６の外周面と粉砕テーブル１５の上面との間に固形物を取り込んで粉砕可能な所定隙間を確保している。また、反力荷重付与装置２０により粉砕ローラ１６が粉砕テーブル１５から離間する方向に対抗する反力荷重を付与することで、粉砕ローラ１６と粉砕テーブル１５との隙間に固形物が入り込んだとき、粉砕ローラ１６の上昇が抑制されて固形物を粉砕している。
【００３０】
即ち、固形物が粉砕テーブル１５の中心部に供給されると、この固形物は遠心力により外周側に移動し、各粉砕ローラ１６と粉砕テーブル１５との隙間に入り込む。ここで、各粉砕ローラ１６は、固形物により上昇しようとするが、反力荷重付与装置２０により反力荷重が付与されているため、上昇せずに固形物に押圧荷重を与える。ここで、粉砕ローラ１６は、粉砕テーブル１５から固形物を介して回転力が伝達されて回転すると共に、固形物に押圧荷重を作用して粉砕することができる。
【００３１】
また、ハウジング１１は、下部に粉砕テーブル１５の外周辺に位置して一次空気が送り込まれる入口ポート２２が設けられている。また、ハウジング１１は、上部に固形物供給管１３の外周辺に位置して粉砕した固形物（以下、粉砕物）を分級するロータリセパレータ（分級装置）２３が設けられると共に、天井部１２に分級した粉砕物を排出する出口ポート２４が設けられている。更に、ハウジング１１は、下部に異物排出管２５が設けられており、この異物排出管２５は、固形物に混在する礫や金属片などの異物（スピレージ）を粉砕テーブル１５の外周部から落下させて排出するものである。
【００３２】
ここで、反力荷重付与装置２０について詳細に説明する。
【００３３】
図１は、本発明の実施例１に係る竪型ミルにおける反力荷重付与装置を表す断面図、図２は、実施例１の竪型ミルにおけるローラリフト量に対する粉砕荷重を表すグラフ、図３は、実施例１の竪型ミルにおける供給量に対するローラリフト量を表すグラフ、図４は、実施例１の竪型ミルにおける隙間量を変更したときのローラリフト量に対する粉砕荷重を表すグラフ、図５は、実施例１の竪型ミルにおける隙間量を変更したときの供給量に対するローラリフト量を表すグラフである。
【００３４】
反力荷重付与装置２０において、図１に示すように、ケーシング３１は、円筒形状をなし、内部に所定隙間Ｓをあけて第１押圧軸４１と第２押圧軸５１が直列に配列されている。この場合、第１押圧軸４１と第２押圧軸５１は、同心軸上に配設されている。
【００３５】
ケーシング３１は、基端部側の第１フランジ部３２と先端部側の第２フランジ部３３を有すると共に、中間部に円筒形状をなす支持部３４が設けられている。第１押圧軸４１は、押圧部４２とピストン部４３とロッド部４４とが一体に設けられて構成されている。この第１押圧軸４１は、押圧部４２がケーシング３１の第１フランジ部３２を貫通して外方に突出し、ロッド部４４が支持部３４を貫通して支持されている。そのため、第１押圧軸４１は、押圧部４２とロッド部４４がケーシング３１に移動自在に支持されることで、ピストン部４３がケーシング３１内を軸方向に沿って移動可能となっている。
【００３６】
また、第１押圧軸４１は、ピストン部４３とケーシング３１の支持部３４との間に第１ばね４５が介装されている。この第１ばね４５は、圧縮コイルばねであって、第１押圧軸４１を軸方向に付勢することで、ピストン部４３が第１フランジ部３２に接近する方向に付勢支持されている。この場合、第１押圧軸４１は、押圧部４２がケーシング３１の外方に突出し、支持アーム１８の上端部１８ａに当接する位置に付勢支持されている。
【００３７】
第２押圧軸５１は、ピストン部５２とロッド部５３とが一体に設けられて構成され、ピストン部５２が第１押圧軸４１のロッド部４４と対向している。この第２押圧軸５１は、ロッド部５３がケーシング３１の第２フランジ部３３を貫通して外方に突出して支持されている。そのため、第２押圧軸５１は、ロッド部５３がケーシング３１に移動自在に支持されることで、ピストン部５２がケーシング３１内を軸方向に沿って移動可能となっている。
【００３８】
また、第２押圧軸５１は、第２フランジ部３３側に円筒形状をなす支持部５４が軸方向に沿って相対移動自在に嵌合し、ピストン部５２とこの支持部５４との間に第２ばね５５が介装されている。この第２ばね５５は、圧縮コイルばねであって、第２押圧軸５１を軸方向に付勢することで、ピストン部５２がケーシング３１に形成されたストッパ部３５に接近して当接する位置に付勢支持されている。
【００３９】
この場合、第１押圧軸４１を付勢する第１ばね４５の付勢力と、第２押圧軸５１を付勢する第２ばね５５の付勢力が相違している。具体的に、第１ばね４５の付勢力は、第２ばね５５の付勢力よりも小さく設定されている。
【００４０】
また、反力荷重付与装置２０は、第１押圧軸４１と第２押圧軸５１の所定隙間Ｓを調整可能な隙間調整機構６１が設けられている。この隙間調整機構６１は、第２押圧軸５１と第２ばね５５を軸方向に移動可能となっている。
【００４１】
即ち、ケーシング３１は、先端部側に第２フランジ部３３に対向して円板形状をなす支持プレート６２が配置されている。第２押圧軸５１は、先端部が第２フランジ部３３及び支持プレート６２を貫通し、ナット６３が螺合することで、支持プレート６２に締結されている。複数の調整ねじ６４は、支持プレート６２の外側から貫通し、ケーシング３１の第２フランジ部３３に螺合した後、先端部が支持部５４に回転自在で軸方向に移動不能に連結されている。そして、この各調整ねじ６４は、ナット６５により支持プレート６２に連結されている。
【００４２】
従って、各調整ねじ６４を回転すると、この調節ねじ６４がケーシング３１の第２フランジ部３３に対して軸方向に移動する。すると、この調節ねじ６４の先端部に連結された支持部５４と、調節ねじ６４の基端部に連結された支持プレート６２及び第２押圧軸５１が調節ねじ６４と共に軸方向に移動する。そのため、第２押圧軸５１と第２ばね５５を軸方向に同量移動することで、第２ばね５５を圧縮することなく第２押圧軸５１を移動し、第１押圧軸４１との所定隙間Ｓの量を調整することができる。
【００４３】
ここで、上述した実施例１の竪型ミル１０における作動について、図１及び図６に基づいて詳細に説明する。
【００４４】
竪型ミル１０において、図６に示すように、原炭などの固形物が固形物供給管１３からハウジング１１内に供給されると、この固形物は、粉砕テーブル１５上の中心部に供給される。このとき、粉砕テーブル１５は、所定の速度で回転していることから、粉砕テーブル１５上の中心部に供給された固形物は、遠心力により外周に分散するように移動し、粉砕テーブル１５の全面に一定の固形物層が形成される。即ち、固形物が各粉砕ローラ１６と粉砕テーブル１５との間に入り込む。
【００４５】
すると、粉砕テーブル１５の回転力が固形物を介して各粉砕ローラ１６に伝達され、粉砕テーブル１５の回転に伴って粉砕ローラ１６が回転する。このとき、各粉砕ローラ１６は、固形物により上昇しようとするが、反力荷重付与装置２０により反力荷重が付与されているため、上昇動作が抑制されて固形物に押圧荷重を与える。そのため、各粉砕ローラ１６は、粉砕テーブル１５上の固形物を押圧して粉砕することとなる。
【００４６】
このとき、固形物が各粉砕ローラ１６と粉砕テーブル１５との間に入り込むと、粉砕ローラ１６が上昇するため、粉砕ローラ１６の反力荷重が増加し、固形物に押圧荷重を与えて粉砕する。粉砕ローラ１６が固形物を粉砕すると、粉砕ローラ１６が下降するため、粉砕ローラ１６の反力荷重が減少し、粉砕ローラ１６が自重により初期位置に戻ると共に、支持アーム１８が反力荷重付与装置２０の付勢力により初期位置に戻る。この繰り返しにより粉砕ローラ１６が固形物を連続して粉砕することとなる。
【００４７】
このとき、反力荷重付与装置２０は、ケーシング３１内に第１押圧軸４１と第２押圧軸５１が所定隙間Ｓをあけて直列に配列され、第１押圧軸４１及び第２押圧軸５１は、第１ばね４５及び第２ばね５５により付勢支持されている。この場合、第１ばね４５及び第２ばね５５の付勢力が粉砕ローラ１６の反力荷重となり、粉砕ローラ１６の反力荷重は、非線形特性をもって変化する。
【００４８】
即ち、粉砕ローラ１６が上昇すると、支持アーム１８が回動し、反力荷重付与装置２０における第１押圧軸４１が押圧される。この第１押圧軸４１が押圧されて所定隙間Ｓだけ移動すると、第１押圧軸４１が第２押圧軸５１に当接し、この第１押圧軸４１と第２押圧軸５１が一体に移動する。この場合、第１押圧軸４１だけが移動するとき、第１ばね４５だけが圧縮されることから、粉砕ローラ１６の反力荷重は、第１線形特性をもって増加する。そして、この状態から第１押圧軸４１と第２押圧軸５１が一体に移動するとき、第１ばね４５及び第２ばね５５の両方が圧縮されることから、粉砕ローラ１６の反力荷重は、第１線形特性とは異なる第２線形特性をもって増加する。
【００４９】
図２に示すように、粉砕ローラ１６のローラリフト量が増加すると、まず、第１ばね４５だけが圧縮されることで、粉砕ローラ１６の粉砕荷重（反力荷重）が第１線形特性Ａをもって増加する。次に、第１押圧軸４１が所定隙間Ｓだけ移動して第２押圧軸５１に当接、つまり、ローラリフト量Ｌで粉砕荷重（反力荷重）Ｇになると、その後、第１ばね４５及び第２ばね５５の両方が圧縮されることで、粉砕ローラ１６の粉砕荷重（反力荷重）が第２線形特性Ｂをもって増加する。このように実施例１の反力荷重付与装置２０は、第１線形特性Ａと第２線形特性Ｂを合わせた非線形特性を有することから、従来の１つのばねにより構成した反力荷重付与装置（特性ａ）に比べて適正な粉砕荷重（反力荷重）を確保することができ、また、従来のダンパ装置により構成した反力荷重付与装置（特性ｂ）に近づけることができ、低コスト化が可能となる。
【００５０】
また、図３に示すように、粉砕ローラ１６への固形物の供給量が増加すると、まず、ローラリフト量が第１線形特性Ｃをもって増加する。次に、第１押圧軸４１が所定隙間Ｓだけ移動して第２押圧軸５１に当接、つまり、固形物の供給量Ｑでローラリフト量Ｌになると、反力荷重が大きくなることからローラリフト量Ｌが第２線形特性Ｄをもって増加する。このように実施例１の反力荷重付与装置２０は、第１線形特性Ｃと第２線形特性Ｄを合わせた非線形特性を有することから、従来の１つのばねにより構成した反力荷重付与装置（特性ｃ）に比べて適正なローラリフト量を確保することができ、また、従来のダンパ装置により構成した反力荷重付与装置（特性ｄ）に近づけることができ、低コスト化が可能となる。
【００５１】
ところで、反力荷重付与装置２０は、固形物の種類（硬度、大きさなど）に応じて隙間調整機構６１により第１押圧軸４１と第２押圧軸５１の所定隙間Ｓを調整可能となっている。即ち、図１に示すように、固形物の硬度が高くなったとき、隙間調整機構６１により第１押圧軸４１と第２押圧軸５１の所定隙間Ｓを小さく調整する。すると、図４に示すように、粉砕ローラ１６のローラリフト量が増加し、ローラリフト量がローラリフト量Ｌより小さいローラリフト量Ｌ１（粉砕荷重Ｇ１）のとき、第１押圧軸４１が第２押圧軸５１に当接し、ここから粉砕ローラ１６の粉砕荷重（反力荷重）が第２線形特性Ｂ１をもって増加する。
【００５２】
また、このとき、図５に示すように、粉砕ローラ１６への固形物の供給量が増加し、固形物の供給量が固形物の供給量Ｑより少ない供給量Ｑ１（ローラリフト量Ｌ１）のとき、第１押圧軸４１が第２押圧軸５１に当接し、ここからローラリフト量が第２線形特性Ｄ１をもって増加する。
【００５３】
なお、固形物の硬度が低くなったときは、隙間調整機構６１により第１押圧軸４１と第２押圧軸５１の所定隙間Ｓを大きく調整する。
【００５４】
その後、粉砕ローラ１６により粉砕された固形物は粉砕物となり、入口ポート２２からハウジング１１内に送り込まれた一次空気により、乾燥されつつ上昇する。この上昇した粉砕物は、ロータリセパレータ２３により分級され、粗粉は落下して再び粉砕テーブル１５上に戻されて再粉砕が行われる。一方、細粒粉は、ロータリセパレータ２３を通過し、気流に乗って出口ポート２４から排出される。また、固形物に混在した礫や金属片などのスピレージは、粉砕テーブル１５の遠心力により外周部から外方に落下し、異物排出管２５により排出される。
【００５５】
このように実施例１の竪型ミルにあっては、ハウジング１１内に粉砕テーブル１５を駆動回転可能に支持し、この粉砕テーブル１５の上方に第１支持軸１７により粉砕ローラ１６を回転自在に支持し、第１支持軸１７を支持する支持アーム１８を粉砕ローラ１６が粉砕テーブル１５に対して接近離反自在となるように第２支持軸１９により揺動自在に支持し、粉砕ローラ１６が粉砕テーブル１５から離間する方向に対抗する反力荷重を支持アーム１８に対して付与する反力荷重付与装置２０を設け、この反力荷重付与装置２０として、所定隙間Ｓをあけて直列に配列される第１押圧軸４１及び第２押圧軸５１と、第１押圧軸４１及び第２押圧軸５１を付勢する第１ばね４５及び第２ばね５５を設けている。
【００５６】
従って、粉砕ローラ１６と粉砕テーブル１５の間に固形物が入り込んだとき、粉砕テーブル１５の回転力が固形物を介して粉砕ローラ１６に伝達されて連れ回りし、このとき、粉砕ローラ１６が固形物の侵入により上昇しようとするが、反力荷重付与装置２０により粉砕ローラ１６に対して反力荷重が付与されているため、粉砕ローラ１６は固形物に押圧荷重を与えて粉砕することができる。このとき、粉砕ローラ１６に付与される反力荷重として、まず、第１ばね４５の付勢力が作用し、次に、第１ばね４５と第２ばね５５を合わせた付勢力が作用する。そのため、粉砕ローラ１６に付与される反力荷重は、その変化率が途中で変化し、反力荷重の変化量が非線形特性を有するものとなり、製品コストの増加を抑制することができる一方で、性能を向上することができる。
【００５７】
即ち、固形物が小径で硬度が低いとき、粉砕ローラ１６のリフト量が小さいことから、粉砕ローラ１６の粉砕荷重（反力荷重）は、リフト量の増加に伴って弱い力で増加することが望ましい。一方、固形物が大径で硬度が高いとき、粉砕ローラ１６のリフト量が大きいことから、粉砕ローラ１６の粉砕荷重（反力荷重）は、リフト量の増加に伴って強い力で早期に増加することが望ましい。本実施例では、粉砕ローラ１６のリフト量の増加に対して、粉砕ローラ１６の粉砕荷重（反力荷重）の変化率が変化することから、反力荷重の変化量が非線形特性を有するものとなり、反力荷重付与装置２０は、粉砕ローラ１６に最適な反力荷重を付与することが可能となる。
【００５８】
実施例１の竪型ミルでは、第１押圧軸４１が支持アーム１８に押圧可能であり、第１ばね４５の付勢力を第２ばね５５の付勢力よりも小さく設定している。従って、粉砕ローラ１６のリフト量が小さいとき、粉砕ローラ１６に対して小さい反力荷重が付与され、粉砕ローラ１６のリフト量が大きいとき、粉砕ローラ１６に対して大きい反力荷重が付与されることとなり、粉砕する固形物の大きさに応じて適正な反力荷重を付与することができる。
【００５９】
実施例１の竪型ミルでは、第１押圧軸４１と第２押圧軸５１の所定隙間Ｓを調整可能な隙間調整機構６１を設けている。従って、粉砕ローラ１６に付与する反力荷重の大きさが第１ばね４５の付勢力から第１ばね４５と第２ばね５５を合わせた付勢力に変わるタイミングを調整することができ、粉砕する固形物の大きさに応じて適正な反力荷重を付与することができる。
【００６０】
実施例１の竪型ミルでは、隙間調整機構６１は、第２押圧軸５１と第２ばね５５を軸方向に移動可能としている。従って、第２ばね５５の付勢力を変更することなく、粉砕ローラ１６に付与する反力荷重の大きさが第１ばね４５の付勢力から第１ばね４５と第２ばね５５を合わせた付勢力に変わるタイミングだけを調整することができる。
【実施例２】
【００６１】
図８は、本発明の実施例２に係る竪型ミルにおける反力荷重付与装置を表す断面図、図９は、実施例２の竪型ミルにおける第２ばねの押圧力を変更したときのローラリフト量に対する粉砕荷重を表すグラフ、図１０は、実施例２の竪型ミルにおける第２ばねの押圧力を変更したときの供給量に対するローラリフト量を表すグラフである。
【００６２】
実施例２において、図８に示すように、支持アーム１８を介して粉砕ローラに反力荷重を付与する反力荷重付与装置７０が設けられている。この反力荷重付与装置７０において、ケーシング７１は、円筒形状をなし、内部に所定隙間Ｓをあけて第１押圧軸８１と第２押圧軸９１が直列に配列されている。この場合、第１押圧軸８１と第２押圧軸９１は、同心軸上に配設されている。
【００６３】
ケーシング７１は、基端部側の第１フランジ部７２と先端部側の第２フランジ部７３を有すると共に、中間部に円筒形状をなす支持部７４が設けられている。第１押圧軸８１は、押圧部８２とピストン部８３とロッド部８４とが一体に設けられて構成されている。この第１押圧軸８１は、押圧部８２がケーシング７１の第１フランジ部７２を貫通して外方に突出し、ロッド部８４が支持部７４を貫通して支持されている。そのため、第１押圧軸８１は、押圧部８２とロッド部８４がケーシング７１に移動自在に支持されることで、ピストン部８３がケーシング７１内を軸方向に沿って移動可能となっている。
【００６４】
また、第１押圧軸８１は、ピストン部８３とケーシング７１の支持部７４との間に第１ばね８５が介装されている。この第１ばね８５は、圧縮コイルばねであって、第１押圧軸８１を軸方向に付勢することで、ピストン部８３が第１フランジ部７２に接近する方向に付勢支持されている。この場合、第１押圧軸８１は、押圧部８２がケーシング７１の外方に突出し、支持アーム１８の上端部１８ａに当接する位置に付勢支持されている。
【００６５】
第２押圧軸９１は、押圧部９２とピストン部９３とが一体に設けられて構成され、一端部が閉塞して他端部が開口した円筒形状となっている。この第２押圧軸９１は、押圧部９２が第１押圧軸８１のロッド部８４と対向して位置し、ブッシュ７６を介してケーシング７１の内周面に移動自在に嵌合し、ピストン部９３がケーシング３１内を軸方向に沿って移動可能となっている。
【００６６】
また、ガイド軸９４が第２押圧軸９１と直列で同心軸上に配置されており、一端部が第２押圧軸９１に嵌合し、他端部がケーシング７１の第２フランジ部７３及び支持プレート９５を貫通して外方に突出し、ナット９６により締結されている。また、ガイド軸９４は、ねじ部９４ａに第２フランジ部７３側に円筒形状をなす支持部９７が螺合し、ピストン部９３とこの支持部９７との間に第２ばね９８が介装されている。この第２ばね９８は、圧縮コイルばねであって、第２押圧軸９１を軸方向に付勢することで、ピストン部９３がケーシング７１に形成されたストッパ部７５に接近して当接する位置に付勢支持されている。
【００６７】
この場合、第１押圧軸８１を付勢する第１ばね８５の付勢力と、第２押圧軸９１を付勢する第２ばね９８の付勢力が相違している。具体的に、第１ばね８５の付勢力は、第２ばね９８の付勢力よりも小さく設定されている。
【００６８】
また、反力荷重付与装置７０は、第２ばね９８の付勢力を調整可能な付勢力調整機構１０１が設けられている。この付勢力調整機構１０１は、上述したガイド軸９４、ナット９６、支持部９７により構成されている。そのため、ナット９６を弛緩し、ガイド軸９４を回転すると、ねじ部９４ａに螺合する支持部９７が軸方向に移動することで、第２ばね９８を圧縮または伸張させることができる。なお、支持部９７は、ケーシング７１の内周面に対して軸方向には移動できるが、周方向には回転できないように、両者の間にキーなどのガイドを設けることが望ましい。
【００６９】
従って、反力荷重付与装置７０は、ケーシング７１内に第１押圧軸８１と第２押圧軸９１が所定隙間Ｓをあけて直列に配列され、第１押圧軸８１及び第２押圧軸９１は、第１ばね８５及び第２ばね９８により付勢支持されている。この場合、第１ばね８５及び第２ばね９８の付勢力が粉砕ローラの反力荷重となり、粉砕ローラの反力荷重は、非線形特性をもって変化する。
【００７０】
即ち、粉砕ローラが上昇すると、支持アーム１８が回動し、反力荷重付与装置７０における第１押圧軸８１が押圧される。この第１押圧軸８１が押圧されて所定隙間Ｓだけ移動すると、第１押圧軸８１が第２押圧軸９１に当接し、この第１押圧軸８１と第２押圧軸９１が一体に移動する。この場合、第１押圧軸８１だけが移動するとき、第１ばね８５だけが圧縮されることから、粉砕ローラの反力荷重は、第１線形特性をもって増加する。そして、この状態から第１押圧軸８１と第２押圧軸９１が一体に移動するとき、第１ばね８５及び第２ばね９８の両方が圧縮されることから、粉砕ローラの反力荷重は、第１線形特性とは異なる第２線形特性をもって増加する。
【００７１】
図９に示すように、粉砕ローラのローラリフト量が増加すると、まず、第１ばね８５だけが圧縮されることで、粉砕ローラの粉砕荷重（反力荷重）が第１線形特性Ａをもって増加する。次に、第１押圧軸８１が所定隙間Ｓだけ移動して第２押圧軸９１に当接、つまり、ローラリフト量Ｌで粉砕荷重（反力荷重）Ｇになると、その後、第１ばね８５及び第２ばね９８の両方が圧縮されることで、粉砕ローラの粉砕荷重（反力荷重）が第２線形特性Ｂをもって増加する。このように実施例２の反力荷重付与装置７０は、第１線形特性Ａと第２線形特性Ｂを合わせた非線形特性を有することから、従来の１つのばねにより構成した反力荷重付与装置に比べて適正な粉砕荷重（反力荷重）を確保することができ、また、従来のダンパ装置により構成した反力荷重付与装置に近づけることができるものの、低コスト化が可能となる。
【００７２】
また、図１０に示すように、粉砕ローラへの固形物の供給量が増加すると、まず、ローラリフト量が第１線形特性Ｃをもって増加する。次に、第１押圧軸８１が所定隙間Ｓだけ移動して第２押圧軸９１に当接、つまり、固形物の供給量Ｑでローラリフト量Ｌになると、反力荷重が大きくなることからローラリフト量Ｌが第２線形特性Ｄをもって増加する。このように実施例２の反力荷重付与装置７０は、第１線形特性Ｃと第２線形特性Ｄを合わせた非線形特性を有することから、従来の１つのばねにより構成した反力荷重付与装置に比べて適正なローラリフト量を確保することができ、また、従来のダンパ装置により構成した反力荷重付与装置に近づけることができるものの、低コスト化が可能となる。
【００７３】
ところで、反力荷重付与装置７０は、固形物の種類（硬度、大きさなど）に応じて付勢力調整機構１０１により第２ばね９８の付勢力を調整可能となっている。即ち、図８に示すように、固形物の硬度が高くなったとき、付勢力調整機構１０１により第２ばね９８の付勢力を大きく調整する。すると、図９に示すように、粉砕ローラのローラリフト量が増加し、ローラリフト量がローラリフト量Ｌ（粉砕荷重Ｇ）のとき、第１押圧軸８１が第２押圧軸９１に当接し、ここから粉砕ローラの粉砕荷重（反力荷重）が第２線形特性Ｂより変化率の大きい第２線形特性Ｂ２をもって増加する。
【００７４】
また、このとき、図１０に示すように、粉砕ローラへの固形物の供給量が増加し、固形物の供給量が固形物の供給量Ｑ（ローラリフト量Ｌ）のとき、第１押圧軸８１が第２押圧軸９１に当接し、ここからローラリフト量が第２線形特性Ｄより変化率の小さい第２線形特性Ｄ２をもって増加する。
【００７５】
なお、固形物の硬度が低くなったときは、付勢力調整機構１０１により第２ばね９８の付勢力を小さく調整する。
【００７６】
このように実施例２の竪型ミルにあっては、粉砕ローラが粉砕テーブルから離間する方向に対抗する反力荷重を支持アーム１８に対して付与する反力荷重付与装置７０を設け、この反力荷重付与装置７０として、所定隙間Ｓをあけて直列に配列される第１押圧軸８１及び第２押圧軸９１と、第１押圧軸８１及び第２押圧軸９１を付勢する第１ばね８５及び第２ばね９８を設けている。
【００７７】
従って、粉砕ローラに付与される反力荷重として、まず、第１ばね８５の付勢力が作用し、次に、第１ばね８５と第２ばね９８を合わせた付勢力が作用する。そのため、粉砕ローラに付与される反力荷重は、その変化率が途中で変化し、反力荷重の変化量が非線形特性を有するものとなり、製品コストの増加を抑制することができる一方で、性能を向上することができる。
【００７８】
実施例１の竪型ミルでは、第２ばね９８の付勢力を調整可能な付勢力調整機構１０１が設けられている。従って、粉砕ローラに付与する反力荷重の大きさが第１ばね８５と第２ばね９８を合わせた付勢力になっとき、その変化率を調整することができ、粉砕する固形物の大きさに応じて適正な反力荷重を付与することができる。
【００７９】
なお、上述した各実施例では、ケーシング内に所定隙間をあけて第１押圧軸と第２押圧軸を配置し、第１押圧軸を付勢する第１ばねと第２押圧軸を付勢する第２ばねを設けたが、３個以上の押圧軸とばねを設けてもよい。
【００８０】
また、ハウジングと粉砕テーブルと粉砕ローラと支持アームと反力荷重付与装置とから竪型ミルを構成したが、この竪型ミルは、実施例の構成に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００８１】
１１  ハウジング
１３  固形物供給管
１５  粉砕テーブル
１６  粉砕ローラ
１７  第１支持軸
１８  支持アーム
１９  第２支持軸
２０，７０  反力荷重付与装置
３１，７１  ケーシング
４１，８１  第１押圧軸
４５，８５  第１ばね
５１，９１  第２押圧軸
５５，９８  第２ばね
６１  隙間調整機構
１０１  付勢力調整機構
【図１】
2014133208.tif 000003
【図２】
2014133208.tif 000004
【図３】
2014133208.tif 000005
【図４】
2014133208.tif 000006
【図５】
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【図６】
2014133208.tif 000008
【図７】
2014133208.tif 000009
【図８】
2014133208.tif 000010
【図９】
2014133208.tif 000011
【図１０】
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