(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料を粉砕するためのミルであって、
軸に回転可能に取り付けられた粉砕テーブルと、
ジャーナルアセンブリを介して回転可能な粉砕ロールであって、前記ジャーナルアセンブリが、揺動可能に且つ前記粉砕ロールを前記粉砕テーブル上にある前記材料に対して係合又は離反させるように移動するよう支持されている、粉砕ロールと、
前記ジャーナルアセンブリに接続され、前記粉砕ロールにバネ力を付加するジャーナル負荷システムと、
を備えており、前記ジャーナル負荷システムが、
前記ジャーナルアセンブリに接続される第１端を有し、前記ジャーナルアセンブリに前記バネ力を付加するバネと、
前記バネに接続され、自身の回転に応じて、前記バネの前記バネ力を変化させる予圧スタッドと、
前記予圧スタッドに接続され、所望のバネ力を示す制御信号に応じて、前記予圧スタッドを回転させるモータと
を含む、ミル。
【請求項２】
前記予圧スタッドに螺合するバネ調節ナットアセンブリをさらに備えており、前記バネ調節ナットアセンブリが、前記バネと係合し、前記予圧スタッドの回転に応じて、前記予圧スタッドに沿って移動して前記バネ力を変化させる、請求項１に記載のミル。
【請求項３】
前記予圧スタッドの角度位置を示す信号を提供するレゾルバをさらに備える、請求項１に記載のミル。
【請求項４】
前記バネ調節ナットアセンブリの位置を示すセンサをさらに備える、請求項２に記載のミル。
【請求項５】
前記バネ力を示すパラメータを決定するコントローラをさらに備える、請求項１に記載のミル。
【請求項６】
ユーザが前記所望のバネ力を選択することを可能にするユーザインタフェースをさらに備える、請求項１に記載のミル。
【請求項７】
ユーザ入力に応じて、前記制御信号を提供するコントローラをさらに備える、請求項１に記載のミル。
【請求項８】
前記バネ調節ナットアセンブリの所望の最小及び／又は最大位置を示す信号を提供するセンサをさらに備える、請求項２に記載のミル。
【請求項９】
粉砕ミルのジャーナル負荷システムであって、
ジャーナルアセンブリに接続される第１端を有し、前記ジャーナルアセンブリにバネ力を付加するバネと、
前記バネに接続され、自身の回転に応じて、前記バネの前記バネ力を変化させる予圧スタッドと、
前記予圧スタッドに接続され、所望のバネ力を示す制御信号に応じて、前記予圧スタッドを回転させるモータと、
を備えるジャーナル負荷システム。
【請求項１０】
前記予圧スタッドに螺合するバネ調節ナットアセンブリをさらに備えており、前記バネ調節ナットアセンブリが、前記バネと係合し、前記予圧スタッドの回転に応じて、前記予圧スタッドに沿って移動して前記バネ力を変化させる、請求項９に記載のジャーナル負荷システム。
【請求項１１】
前記予圧スタッドの一部を回転可能に支持するスラスト軸受とテーパ軸受とをさらに備える、請求項９に記載のジャーナル負荷システム。
【請求項１２】
前記モータの作動に応じて前記予圧スタッドを回転させるために、前記予圧スタッドの一端と前記モータに係合された垂直ギアボックスをさらに備える、請求項９に記載のジャーナル負荷システム。
【請求項１３】
前記予圧スタッドの角度位置を示す信号を提供するレゾルバをさらに備える、請求項９に記載のジャーナル負荷システム。
【請求項１４】
前記バネ調節ナットアセンブリの位置を示す位置センサをさらに備える、請求項１０に記載のジャーナル負荷システム。
【請求項１５】
前記モータが、前記モータの駆動軸の回転位置を示す信号を提供するサーボモータを含む、請求項９に記載のジャーナル負荷システム。
【請求項１６】
前記バネ力を示すパラメータを決定するコントローラをさらに備える、請求項９に記載のジャーナル負荷システム。
【請求項１７】
ユーザが前記所望のバネ力を選択することを可能にするユーザインタフェースをさらに備える、請求項９に記載のジャーナル負荷システム。
【請求項１８】
ユーザ入力に応じて、前記制御信号を提供するコントローラをさらに備える、請求項９に記載のジャーナル負荷システム。
【請求項１９】
前記バネ調節ナットアセンブリの所望の最小及び／又は最大位置を示す信号を提供するセンサをさらに備える、請求項１０に記載のジャーナル負荷システム。
【請求項２０】
材料を粉砕する方法であって、
バネ力をジャーナル負荷システムを介して付加することにより、ジャーナルアセンブリを介して粉砕ロールを粉砕テーブルに対して係合又は離反するよう移動させるステップと、
所望のバネ力を示す制御信号に応じて、モータが前記ジャーナル負荷システムの予圧スタッドを回転させて、前記バネ力を提供するバネに係合させるステップと、
を備える、材料を粉砕する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉砕機のジャーナルアセンブリに関し、特に、固形燃料などの材料を粉砕するミルの電子制御式ジャーナル負荷システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
固形燃料の粒径を小さくし、炉における固形燃料の燃焼を可能にするものとして、粉砕機が周知である。粉砕機は、衝撃、摩擦、圧砕の組み合わせを用いることで、固形燃料を特定の粒径にまで小さくする。例えば石炭などの固形燃料を、炉における燃焼に適した粒径まで粉砕するために、複数の種類の粉砕ミルが用いられる。これらの粉砕ミルとして、ボールチューブミル、インパクトミル、アトリッションミル、ボールレースミル、及びリングロール又はバウルミルなどが含まれる。しかし、一般的に、固形燃料の粉砕には、一体型の分級装置を有するバウルミルが用いられ、これにより、粉砕された燃料は気流に取り込まれて、搬送、乾燥、そして直接燃焼される。
【０００３】
バウルミルは、回転するバウルとともに移動する粉砕リングを有する。定位置ローラは、自身のロール面が粉砕リングの内側表面と略平行となり、かつごく小さな間隔をそれとの間に形成するように、ローラジャーナルアセンブリに取り付けられている。粉砕用の圧力は、バネ又は液圧シリンダを介してローラジャーナルに付加され、ローラのロール面と粉砕リングとの間にかみ込まれた固形燃料を粉砕する。
【０００４】
粉砕機における固形燃料の乾燥、分級、搬送には、一般的に気流が利用される。ここで用いる気流とは、一般的に、一次空気と呼ばれる燃焼用空気の一部である。この一次空気は、最初に予熱器を流れ、そこで炉の煙道ガスから回収したエネルギーにより加熱される燃焼用空気である。この一次空気の一部は粉砕機に導入される。バウルミルにおいては、一次空気は、バウルミルのバウルの下方からローラジャーナルアセンブリの上方へ流れることにより、粉砕された固形燃料を収集する。固形燃料の細粒は、一次空気に運ばれる。この固形燃料を含む気流は、分級器を通過し粉砕機の吐出口に入る。粉砕された燃料は、吐出装置を通過した後、貯蔵されるか、より一般的には、上記気流によって炉に搬送され直接燃焼される。
【０００５】
例えば１９８７年１１月１７日に公開され、本発明と同一の出願人に譲渡された、“Retrofitable Coiled Spring System”という名称を付けられた米国特許第４,７０６,９００号は、従来形式のバウルミルを示している。このバウルミルは、コイルバネアセンブリを用いて、ローラジャーナルに圧力を付加することで、ローラのロール面と粉砕リングの間にかみ込まれた固形燃料を粉砕する。米国特許第４,７０６,９００号には、石炭焚きボイラーの燃料として使用する石炭の粉砕を実現するために好適に使用されるバウルミルの構造及び動作形態の特徴が開示されている。
【０００６】
上述のように粉砕ロールが石炭に加える粉砕力の量を決定する、既存のジャーナル負荷システムは、バネのみを用いたジャーナル負荷システムか液圧式ジャーナル負荷システムのいずれかにより構成される。この機械的バネジャーナル負荷システムの構成が、例えば米国特許第４,７０６,９００号に示されている。バネのみを用いたジャーナル負荷システムは、ジャーナルに付加されるバネ力を変更するために手動で調節される一体型のネジ軸を有するバネを備える。このバネ力は、被粉砕材料に粉砕ロールがかける荷重を増加又は軽減する。また、上記の液圧式ジャーナル負荷システムの構成が、例えば米国特許第４,３７２,４９６号に示されている。液圧式ジャーナル負荷システムには、液圧系が組み込まれており、該液圧系が調節されることにより、ジャーナルに付加される力が変化する。その結果、材料を粉砕中の粉砕ロールに対する荷重が増加又は軽減される。バネのみを用いてジャーナルへの荷重を調節する上記方法では、ジャーナルに付加する力を、ミルの動作中において自動的に調節する手段は提供されていない。また、液圧式ジャーナル負荷システムは、動作するにはミルの外部に大きな設置面積が必要であり、また大掛かりなメンテナンスも必要であり、さらに液圧系の作動に専門的な知識や技術が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、粉砕ミルのジャーナルアセンブリに付加される荷重のレベルを制御及び調節する装置及び方法が必要とされている。詳しくは、電子的に制御又は調節され、上記液圧式ジャーナル負荷システムやバネのみを用いたジャーナル負荷システムの短所を克服するジャーナル負荷システムが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下に記載の特徴によれば、材料を粉砕するためのミルが提供される。このミルは、軸に回転可能に取り付けられた粉砕テーブルと、ジャーナルアセンブリを介して回転可能な粉砕ロールとを有する。前記ジャーナルアセンブリは、揺動可能に且つ前記粉砕ロールを前記粉砕テーブル上にある前記材料に対して係合又は離反するように移動するように支持されている。ジャーナル負荷システムは、前記ジャーナルアセンブリに接続され、前記粉砕ロールにバネ力を付加する。前記ジャーナル負荷システムはバネを有する。前記バネは前記ジャーナルアセンブリに接続される第１端を有し、前記ジャーナルアセンブリに前記バネ力を付加する。前記バネに接続される予圧スタッドは、自身の回転に応じて、前記バネの前記バネ力を変化させる。前記予圧スタッドに接続されるモータは、前記所望のバネ力を示す制御信号に応じて、前記予圧スタッドを回転させる。
【０００９】
以下に記載の他の特徴によれば、粉砕ミルのジャーナル負荷システムが提供される。このジャーナル負荷システムは、バネを有する。前記バネはジャーナルアセンブリに接続される第１端を有し、前記ジャーナルアセンブリにバネ力を付加する。前記バネに接続される予圧スタッドは、自身の回転に応じて、前記バネの前記バネ力を変化させる。前記予圧スタッドに接続されるモータは、前記所望のバネ力を示す制御信号に応じて、前記予圧スタッドを回転させる。
【００１０】
以下に記載のさらに他の特徴によれば、材料を粉砕する方法が提供される。この方法は、バネ力をジャーナル負荷システムを介して付加することにより、ジャーナルアセンブリを介して粉砕ロールを粉砕テーブルに対して係合又は離反するように移動させるステップと、さらに、ジャーナル負荷システムの予圧スタッドを回転させて、前記バネ力を提供するバネとの係合を行うステップとを含み、前記所望のバネ力を示す制御信号に応じて、モータが前記予圧スタッドを回転させる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に従い構成された電子制御式ジャーナル負荷システムを備える粉砕バウルミルの部分側面断面図である。
【図２】電子制御式ジャーナル負荷システムの概略図であり、本発明に従い構成された、図１に示す粉砕バウルミルの電子制御式ジャーナル負荷システムの拡大断面図をさらに示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に参照される図面は、例示的実施形態を示すものであり、また同等の構成要素には同一の符号を付している。
【００１３】
以下、図面、具体的には図１を参照し、本発明に係る粉砕バウルミル１０を説明する。なお、粉砕バウルミルの構造や動作形態の特徴は当業者には周知であるため、図面の図１に示す粉砕バウルミル１０をここで詳細に説明する必要性はないと思われる。本発明に従い構成される電子制御式ジャーナル負荷システムを備える粉砕バウルミル１０の理解には、該電子制御式ジャーナル負荷システムが協働する粉砕バウルミル１０の要素の構造及び動作形態の特徴のみを詳述するだけで十分であると思われる。ここで詳述されない粉砕バウルミル１０の要素の構造及び動作形態の特徴についての詳細な説明については、例えばJ. F. Dalenbergらによる１９６９年９月９日に発行された米国特許第３,４６５,9７１号、及び／又はC. J. Skalkaによる１９７７年１月１１日に発行された米国特許第４,００２,２９９号などの従来技術を参照されたい。
【００１４】
図１を参照すると、粉砕バウルミル１０は、略密閉状態のセパレータ本体１２を有する。粉砕テーブル１４が軸１６に取り付けられる一方、軸１６は好適な駆動機構（不図示）に作動可能に接続され、該駆動機構により好適に駆動され得る。上述した要素はセパレータ本体１２内において図面の図１に示すように配置され、粉砕テーブル１４は時計回りに駆動されるよう構成されている。
【００１５】
セパレータ本体１２の内部において、複数の粉砕ロール１８、従来例に従い好ましくは３つの粉砕ロール１８が、セパレータ本体１２の内周に沿って互いに等しい距離を保ちながら離間しているように、適切に支持されている。図面を見やすくするために、図１には粉砕ロール１８が１つのみ示される。各粉砕ロール１８は、ジャーナルアセンブリ１９に対し回転し得るように、ジャーナルアセンブリ１９の好適な軸（不図示）に支持される。各粉砕ロール１８は、粉砕テーブル１４の図１から見て上側の面に対して相対移動し得るよう、好適に支持されている。このために、各粉砕ロール１８は、ジャーナルアセンブリ１９を介して協働的関係を持つ電子制御式ジャーナル負荷システム２０を有する。ジャーナル負荷システム２０は、それぞれ対応する粉砕ロール１８に機械的バネ荷重を加えるよう動作して、粉砕テーブル１４上にある固形燃料に所用の力を加えることにより、該固形燃料を所望の状態に粉砕する。
【００１６】
例えば石炭などの、バウルミル１０で粉砕される固形燃料の材料は、ベルトフィーダなどの任意の好適な従来式の供給手段（不図示）により、バウルミル１０に供給される。石炭は、このベルトフィーダ（不図示）から自由落下すると、参照符号２２により統括的に示される石炭供給手段から、バウルミル１０に入る。石炭供給手段２２は、好適な寸法のダクト２４を有し、ダクト２４の一端（不図示）は、セパレータ本体１２の外側に延び、好ましくは漏斗状の部材（不図示）として終端する。この漏斗状部材（不図示）は、ベルトフィーダ（不図示）から落ちる石炭粒子の収集や、ダクト２４への案内を容易にするような形状となっている。石炭供給手段２２のダクト２４の他端２６は、石炭が粉砕テーブル１４の表面上に放出されるように機能する。図１に示すように、ダクト端２６は、軸１６と同軸に配置され、かつ分級器３０に設けられた吐出口２８から間隔をおいた関係で位置するよう、セパレータ本体１２内に支持されている。石炭は粉砕テーブル１４の表面上に供給される途中で分級器３０を通過する。
【００１７】
細かく粉砕された石炭を粉砕バウルミル１０から放出するために、空気などの気体を用いて、石炭を粉砕テーブル１４からセパレータ本体１２の内部を搬送する。この空気は、この目的のためにセパレータ本体１２に設けられた好適な開口（不図示）を介してセパレータ本体１２に入る。空気は、上記セパレータ本体１２の開口（不図示）から複数の環状空間３２へ流入する。複数の環状空間３２は、粉砕テーブル１４の外周とセパレータ本体１２の内壁面の間に形成されている。空気は、環状空間３２から流出すると、適切に配設された屈折手段（不図示）により、粉砕テーブル１４上方で屈折される。図１に示すバウルミル１０においてこの屈折を実現するために好適な屈折手段（不図示）の一つの様態は、１９８０年１１月１８日に公開され本願と同一の出願人に譲渡された、T. V. Maliszewski, Jr.による米国特許第４,２３４,１３２号の発明の対象を備える。
【００１８】
空気が上記経路を流れる一方、粉砕テーブル１４の表面上の石炭は、粉砕ロール１８Dで粉砕される。石炭が粉砕されると、その粒子は遠心力によって粉砕テーブル１４の中心から外側へ飛ばされる。粉砕テーブル１４の外周領域に達すると、石炭粒子は、環状空間３２から流出する空気によって拾い上げられ、搬送される。その後、空気と石炭粒子との混合気流は、前記屈折手段（不図示）によって取り込まれる。屈折手段は、空気と石炭粒との混合気流を粉砕テーブル１４上方で屈折させる。空気と石炭粒との混合気流の経路方向を、粉砕テーブル１４上方で屈折させるように変更する際、重い石炭粒子は、より大きな慣性を有するため、気流から離脱して、粉砕テーブル１４上に落下し、更に粉砕される。一方、軽い石炭粒子は、より小さい慣性を有するため、気流に搬送され続ける。
【００１９】
上記屈折手段（不図示）の影響が及ばなくなった後、空気と残存する石炭粒子との混合気流は、分級器３０に流入する。当業者には周知であるように、従来例に従って、分級器３０は気流に残存する石炭粒子をさらに分級する。すなわち、粉砕された石炭粒子のうち、所望の粒径を有するものは分級器３０を通過し、空気と共に吐出口３４を介してバウルミル１０から放出される。一方、所望する粒径よりも大きい粒径を有する石炭粒子は、粉砕テーブル１４の表面に戻され、更に粉砕される。これらの石炭粒子に対し、その後、上述した工程が繰り返される。すなわち、当該石炭粒子は、粉砕テーブル１４の径方向外側へ飛ばされ、環状空間３２から流出する空気によって拾い上げられ、該空気により屈折手段（不図示）まで搬送され、屈折手段（不図示）により粉砕テーブル１４上方で屈折させられる。重い石炭粒子は粉砕テーブル１４に落下する。軽い石炭粒は分級器３０に搬送され、適当な粒径を有する石炭粒子は分流気３０を通過し、吐出口３４を介してバウルミル１０から放出される。
【００２０】
石炭を所望の状態まで粉砕するために必要な、粉砕ロール１８が加える力の量は、様々な要因によって変化する。すなわち、所望の石炭の粉砕を実現するために必要な、粉砕ロール１８が加える力の量は、主に、粉砕テーブル１４上に存在する石炭の量、例えば深さなどの関数である。換言すれば、粉砕テーブル１４上にある石炭の量とは、バウルミル１０が作動し粉砕された石炭を生産する生産速度の関数である。
【００２１】
粉砕ロール１８が粉砕テーブル１４上の石炭に対し付加する粉砕力の量とは、粉砕ロール１８が付勢されテーブル１４上の石炭と係合する力の量の関数である。粉砕ロール１８は、粉砕テーブル１４にある石炭に対して係合及び離反し得るように、ピボットピン３６を中心に揺動可能に支持されている。図１においては、粉砕ロール１８は１つのみ示されており、また、ここでの説明は１つの粉砕ロール１８について述べられている。しかし、複数、例えば好適に３つの粉砕ロール１８がバウルミル１０に共通に設けられており、ここでの説明は各々の粉砕ロール１８に等しく適用されると理解されるべきである。
【００２２】
粉砕ロール１８は、粉砕テーブル１４上の石炭に対して係合及び離反し得るように、バネ力により付勢されるよう構成されている。さらに詳細には、粉砕ロール１８に付加するバネ力は、電子制御式ジャーナル負荷システム２０によって付加される。すなわち、本発明を実施する最良の形態によれば、バウルミル１０に設けた３つの粉砕ロール１８は、それぞれに協働的関係を持つ、新規の、改善された電子制御式ジャーナル負荷システム２０を有するものである。これら３つの電子制御式ジャーナル負荷システム２０は、構造及び動作形態において互いに同一である。従って、電子制御式ジャーナル負荷システム２０の理解、および図面を見やすくするためには、３つのうち１つのジャーナル負荷システム２０のみを図１において示すことで十分と思われる。
【００２３】
本発明に係るジャーナル負荷システム２０は、粉砕ミル１０のジャーナルアセンブリ１９に付加される荷重のレベルを制御及び調節する。ジャーナル負荷システム２０は、コイルバネアセンブリ４０、ギアボックス４２、モータ４４、コントローラ４６、及びユーザインタフェース４８により構成されている。ジャーナル負荷システム２０は、ジャーナルアセンブリ１９に付加される力を電子的に制御及び調節することで、被粉砕材料対して粉砕ロール１８が付加する荷重を増加又は減少させる。
【００２４】
コイルバネアセンブリ４０は、該コイルバネアセンブリのほぼ全長にかけて延びる、ネジ付きのバネ予圧スタッド５０を有する。予圧スタッド５０は筒状の筺体５２の内側に配置される。予圧スタッド５０の外側端５４は、図２に示すようにコイルバネアセンブリ４０の筺体５２内に位置しつつも、予圧スタッドの外側端５４は、筺体から外側に突出し、図示するような垂直ギアボックスであるギアボックス４２に係合する。
【００２５】
図１及び２から最もよく分かるように、筺体５２は、バネアセンブリ４０をミル１０の壁部１２に取り付けるための、バネアセンブリの両端の中間に配置された環状フランジ５６を有する。この環状フランジは、ミルの壁部１２に螺合する一端と、筺体のフランジ５６に設けられた貫通孔を介してフランジ５６に係合する他端とを有する複数のネジ付きスタッド５８によって、ミルの壁部に調節可能に取り付けられる。フランジ５６は、一対のネジ付きファスナー６０によって、ネジ付きスタッドに固定される。
【００２６】
ブロンズ製のガイドブッシングなどであるバネ予圧スタッド５０の内側端６２は、ジャーナルアーム１９と接触する係合座部６４の内部に配置されている。図示するように、予圧スタッド５０は、係合座部６４の内側端６６に設けられた孔７１内まで延びる。係合座部は、筺体５２に取り付けられた端キャップ７２により、筺体に摺動可能に固定され、係合座部６４は該端キャップを貫通し、任意選択可能な距離だけ突出し得る。係合座部６４の外側端７６は、平坦な係合面７４を有する略円筒形状である。径方向フランジ８０は、内側端６６から所定距離だけ凹んだ係合座部の該内側端に沿って周方向に延在する。フランジ８０の内側表面８２は、コイルバネ８６の一端用のバネ座を提供し、フランジの外側表面８８は、クッション付き緩衝体９０の一端用の座部を提供する。筺体の端キャップ７２は、クッション付き緩衝体９０の他端用の別の座部を提供する。コイルバネ８６は、ジャーナルアセンブリ１９と、粉砕テーブル１４上に敷かれた被粉砕材料に接触するロール１８とを付勢するために必要なバネ力を、係合座部に提供する。
【００２７】
コイルバネ８６の他端は、予圧スタッド５０上に摺動可能に配置された略Ｌ字断面形状の環状座部９２と係合する。この環状座部は、環状ブッシング９４によって移動可能に支持されている。ブッシング９４の外側表面９６は、筺体５２の内側表面９８と摺動可能に係合している。環状ブッシング９４の軸方向の移動、そしてそれによって生じるコイルバネ８６の圧縮又は伸張は、ネジ付きスタッド５０に螺合したナット１００により提供される。このナットは、部分的にブッシング９４の内側に配置され、また、環状内側壁部１０２において同ブッシングに係合する。更なる詳細は以下で説明するが、予圧スタッド５０が回転すると、ナット１００はスタッドに沿って軸方向に移動し、コイルバネ８６を圧縮又は伸張させる。この結果、所望の押圧力が係合座部６４に提供される。一例示的実施形態として、ナット１００は、ブロンズなどの金属材料で構成される。
【００２８】
図２に示すように、ブッシング９４の一部１０４は、筺体５２にある開口又はスロット１０６を通して径方向に延びている。ブッシング９４の該延長部１０４上には、接触板１０８が配置されている。接触板１０８は、筺体５２の開口１０６の上方において筺体５２に取り付けられた一対の接触スイッチ１１０，１１２に、接触するように位置されている。ブッシング９４とナット１００の移動に連動して、板１０８が開口１０６に沿って横方向に移動すると、該板は、接触スイッチ１１０，１１２のいずれか一方と接触する。外側スイッチ１１０は、ブッシングの最小、すなわち始端位置を示す電気信号を提供し、内側スイッチ１１２は、ブッシング９４の最大、すなわち終端位置を示す信号を提供する。
【００２９】
予圧スタッド５０の外側端５４は、スラスト軸受１１６とテーパローラ軸受１１８とを有する軸受アセンブリ１１４により、筺体５２内で支持される。軸受アセンブリ１１４は、上記軸受が予圧スタッドを固定支持する状態を維持するための環状外側軸受支持体１２０と環状内側軸受支持体１２２とを有する。外側軸受支持体１２０は、筺体５２のフランジ付き端１２６と係合することにより、軸受アセンブリ１１４を予圧スタッド５０上の所定の位置に配置するフランジ付き端１２４を有する。
【００３０】
垂直ギアボックス４２は、本技術分野ではよく知られたものであり、コイルバネアセンブリ４０から延出する予圧スタッド５０の外側端５４に係合する。このギアボックスの垂直軸１２８は回転するよう構成され、その軸の回転は予圧スタッド５０の回転に変換される。コントローラ又はプロセッサ４６からの制御信号１３０に応じて、ブラシレスサーボモータなどのモータ４４は、任意選択された時間作動するか任意選択された数回転して、予圧スタッド５０を回転させる。すると、ナット１００とブッシング９４が移動され、コイルバネ８６が圧縮又は伸張され、係合座部６４に所望のバネ力が提供される。これにより、ロール１８の所望の力が、粉砕テーブル１４に提供される。サーボモータ４４は、閉ループ構造で作動してもよく、この場合、センサ１３４が、モータの駆動軸の径方向位置を示す信号を提供する。このセンサ１３４とは、レゾルバを含み、この場合、このレゾルバによってサーボモータ４４の駆動軸又はロータの回転位置を測定する。
【００３１】
コントローラ４６は、コイルバネアセンブリ４０のコイルバネ８６の所望の圧縮や、またはジャーナルヘッド７０に対して係合座部６４が付加する所望の押圧力を示すユーザ入力信号１３２に応じて、サーボモータ４４に制御信号１３０を提供して、コイルバネアセンブリのコイルバネを圧縮又は伸張させる。レゾルバ１３４は、予圧スタッド５０上のナット１００及びブッシング９４の位置を示す信号１３６を提供する。係合座部６４によってジャーナルヘッド７０に付加される押圧力は、コイルバネの圧縮特性や寸法などの特性を考慮して、決定される。位置及び／又は押圧力は、コントローラ４６が提供する信号１４２に応じて、ユーザインタフェース４８上に配置、若しくは接続された数値表示器１３８や表示モニタ１４０を用いて、ユーザに表示する。ユーザは、表示された数値をもとに、スイッチ（不図示）を操作して制御信号１３２を提供し、コイルバネ８６の圧縮の増加や軽減を行う。コイルバネ８６の圧縮が設定されると、ナット１００は、ユーザによって設定された位置を、変更されるまで維持する。このように、サーボジャーナル負荷システム２０は、ジャーナルアセンブリ１９に対する荷重を変更するための、手押式電子ボタンインターフェースを適用することにより、手動によるバネ力の調節を省略できる。また、ユーザは、キーボードやスイッチなどのユーザインタフェース４８を介して所望のジャーナル負荷設定を入力して、コントローラに押圧力を調節するための制御信号１３２を提供させてもよい。
【００３２】
高ギア比のギアボックス４２とデジタル表示１３８とともに、レゾルバ１３４を有するブラシレスサーボモータ４４を適用することにより、ジャーナルアセンブリ１９に付加される力は、ミル１０が動作中に、徐々に調節されて、要求レベルに達するようにすることができる。また、サーボジャーナル負荷コントローラ４６とユーザインタフェース４８により、オペレータインターフェース４８を介して選択し入力可能な所定のジャーナル負荷レベルを、ユーザが作成することができる。このような新規のサーボ負荷システム２０は液圧を使用しない。また、新規のサーボ負荷システム２０では、サーボネジ８６とギアボックスがジャーナルアセンブリ１９とバネアセンブリ８６が付加する力とは独立していることから、ギアボックス４２やサーボモータ４４の損耗が軽減される。液圧ジャーナル負荷システムに比べ、サーボジャーナル負荷システム２０は、低コストであり、メンテナンスが少なくて済み、またオペレータインターフェース４８を介して選択可能な所定の負荷設定を提供する。
【００３３】
コントローラ４６とユーザインタフェース４８は、それぞれ互いに独立した要素として説明したが、本発明では、これらの要素をコンピュータや施設のデジタル制御システム（ＤＣＳ）などの１つの要素に組み合わせることも意図されている。さらに、レゾルバは、予圧スタッド５０上のナット１００とブッシング９４の位置を示すフィードバック信号を提供するものとして記載したが、エンコーダや変位トランスデューサなどのフィードバック位置を提供する任意の装置を用いることができると理解すべきである。
【００３４】
上述したように、接触スイッチ１１０，１１２は、ナット１００とブッシング９４それぞれの最小、最大位置を示す位置信号１４４，１４６をそれぞれ提供する。接触スイッチ１１０，１１２が操作されると、コントローラ４６は、接触スイッチにより規定された移動量の限界を超えて移動しないように、ナットとブッシングの移動を制限する。
【００３５】
次に、ミル１０の動作中における、本発明の対象である電子制御式サーボジャーナル負荷システム２０の動作形態を以下に説明する。サーボジャーナル負荷システム２０の動作形態では、ユーザ／オペレータインターフェース４８を介して、所定又は所望の負荷設定ポイントが選択される。また、ボタンやスイッチを押下してコイルバネ８６の圧縮を増加又は軽減させる制御信号を発生させ、ジャーナルへの荷重を増加又は軽減させてもよい。サーボモータ４４は、高ギア比のギアボックスを介して、コイルバネアセンブリ４０内の予圧スタッド（又はサーボネジ）５０を適切な方向へ回転させる。予圧スタッド５０が回転すると、ブロンズ製のナット１００とブッシング９４はスタッドに沿って軸方向に移動して、バネ８６を圧縮又は伸張させる。予圧スタッド５０の直線移動と、事前に計算されたバネ８６のバネ力とを基に、ジャーナルアセンブリ１９に付加される荷重が、オペレータインターフェース４８に表示される。バネアセンブリ４０は、ジャーナルアセンブリ１９への選択された荷重を付加し続けるように構成されているため、ジャーナル負荷レベルに達すると、サーボモータ４４は停止される。
【００３６】
本発明は、Raymond（登録商標） Roller Millや他の製造会社による同様の構成のミルを含む、垂直粉砕リングや粉砕ロールを有する任意の振子型ミルに適用可能である。さらに、本発明は、ロール圧の設定に液圧やバネを必要とする任意のテーブルミルにも適用可能である。また、本発明は、種々の材料、例えば石灰石、粘土、石膏、リン鉱石などの粉砕に用いてもよい。
【００３７】
さらに、本発明では、ミル１０の全ジャーナル負荷システム２０のバネの撓みを監視し、選択的に電子制御することも意図されている。これにより、バネの予圧は、ミル１０の全ジャーナル負荷システムのバネの撓みが略同一になるようになり、各粉砕力を略同一、均等にできる。この結果、ミルの主軸の曲げモーメントが低減される。さらに、ミルの振動レベルを測定する振動モニタに応じて、ジャーナル負荷システム２０が電子的に調節されてもよい。この振動モニタに応じて、ジャーナル負荷システム２０は、電子的に制御されることで、破壊的振動が軽減されるように粉砕力は減少し均等化される。
【００３８】
種々の例示的実施形態を参照し本発明を説明したが、当業者には、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更や構成要素の均等物への代替が可能であることが理解されるであろう。また、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく、特定の状況や材料を本発明の教示に適応させるように、様々な修正を行うことが可能である。従って、本発明は、本発明を実施するために企図された最良の形態として開示した特定の実施形態に限定されるのではなく、本発明は添付の特許請求の範囲内に含まれるあらゆる実施形態を含むことが意図されている。
【図１】
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【図２】
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