(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向の一端側から他端側に延びる筒状に形成され、外周にローラ支持部を有し、前記ローラ支持部の前記一端側の外周に、フランジ状に外方へ突出した固定用ストッパ部が形成されたローラハウジングと、
前記ローラハウジングの外周の前記ローラ支持部に装着されるローラ本体と、
環状に形成された板材であって、前記ローラ支持部の前記他端側に締結され、前記固定用ストッパ部と協働して前記ローラ本体を前記ローラハウジングに対し前記軸方向に固定する押え板と、
前記ローラ支持部の前記一端側の外周と前記ローラ本体の前記一端側の内周との双方に形成されたタブ穴と、
前記両タブ穴内に配置されて前記ローラ支持部の前記一端側に固定され、前記ローラ本体を前記ローラハウジングに対して回転方向に固定するタブと、を備え、ローラ回転中心のまわりに回転する粉砕ローラであって、
前記ローラハウジング，前記ローラ本体及び前記押え板は、何れも前記ローラ回転中心を基準にした回転体形状であり、
前記の各タブ穴及び前記タブには、ローラ回転方向に対向する互いに当接可能な回転方向面が備えられ、
前記ローラ支持部のタブ穴は、さらに、前記ローラ回転中心の側に前記回転方向面と隣接した底面を有し、
前記フランジ状の付け根部分である前記固定用ストッパ部の基部において前記押え板による締結応力が線状に集中する領域と、前記ローラハウジングの前記タブ穴における前記底面と前記回転方向面とが隣接する部分において前記ローラ本体が受ける粉砕荷重による応力が線状に集中する領域とが、互いに交差しないようにずれて配置され、
前記ローラハウジングの前記タブ穴の前記底面は、前記固定用ストッパ部の基部よりも前記ローラ回転中心の側にシフトして配置されている
ことを特徴とする、粉砕ローラ。
【請求項２】
前記ローラハウジングの前記タブ穴の前記底面と前記回転方向面とが隣接する部分は、曲面形状に形成されている
ことを特徴とする、請求項１記載の粉砕ローラ。
【請求項３】
軸方向の一端側から他端側に延びる筒状に形成され、外周にローラ支持部を有し、前記ローラ支持部の前記一端側の外周に、フランジ状に外方へ突出した固定用ストッパ部が形成されたローラハウジングと、
前記ローラハウジングの外周の前記ローラ支持部に装着されるローラ本体と、
環状に形成された板材であって、前記ローラ支持部の前記他端側に締結され、前記固定用ストッパ部と協働して前記ローラ本体を前記ローラハウジングに対し前記軸方向に固定する押え板と、
前記ローラ本体の前記一端側に形成されたタブ穴と、
前記ローラハウジングに形成されて前記タブ穴内に配置され、前記ローラ本体を前記ローラハウジングに対して回転方向に固定するタブ部と、を備え、ローラ回転中心のまわりに回転する粉砕ローラであって、
前記ローラハウジング，前記ローラ本体及び前記押え板は、何れも前記ローラ回転中心を基準にした回転体形状であり、
前記のタブ穴及び前記タブ部には、ローラ回転方向に対向する互いに当接可能な回転方向面が備えられ、
前記ローラハウジングの前記タブ部は、前記固定用ストッパ部よりも径方向外側に突設されており、
前記フランジ状の付け根部分である前記固定用ストッパ部の基部において前記押え板による締結応力が線状に集中する領域と、前記ローラハウジングの前記タブ部の前記回転中心側の部分である前記タブ部の基部において前記ローラ本体が受ける粉砕荷重による応力が線状に集中する領域とが、互いに交差しないようにずれて配置されている
ことを特徴とする、粉砕ローラ。
【請求項４】
前記タブ部の前記回転方向面の前記回転中心側の部分である前記タブ部の前記回転方向面の基部は、曲面形状に形成されている
ことを特徴とする、請求項３記載の粉砕ローラ。
【請求項５】
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であって、請求項１〜４の何れか１項に記載の粉砕ローラと、を有する
ことを特徴とする、粉砕機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石炭をはじめとした固形物を粉砕して微粉化する粉砕ローラ及びそれを備えた粉砕機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、石炭粉砕機（ミル）を用いて、石炭を微粉状に粉砕した微粉炭を燃料とする火力発電ボイラ等の微粉炭燃焼装置が知られている。石炭粉砕機は、給炭機より送られてきた原炭を、粉砕ローラと粉砕テーブルにて粉砕（微粉炭を製造）し、一次空気の流れを利用して、ボイラ側に搬送する（特許文献１参照）。
【０００３】
このような石炭粉砕機の粉砕ローラ１０は、図６，図７に示すように、ローラハウジング（以下、単にハウジングとも言う）１００と、このハウジング１００に対して外嵌され着脱可能なローラ本体（以下、単にローラとも言う）１１０とを有している。石炭粉砕機の主要部品であるローラ１１０は、運転とともに摩耗が生じるため、ハウジング１００にローラ１１０を嵌め込んで固定する構造とし、摩耗量に応じてローラ１１０のみを交換している。
【０００４】
ハウジング１００は、筒状に形成され、外周には拡径したローラ支持部（以下、単に支持部とも言う）１０１が形成される。ハウジング１００の内周に支持軸（図示略）が嵌装され、ハウジング１００の支持部１０１外周にローラ１１０が嵌装される。ローラ１１０は、環状に形成され、内周側にハウジング１００に固定されるホルダ部１１１を有し、ホルダ部１１１の外周に粉砕対象の石炭に圧接し粉砕する粉砕圧接部１１２が固設されている。
【０００５】
ローラ１１０は、ホルダ部１１１をハウジング１００に外嵌され固定されるが、この固定として、軸方向への固定と共に回転方向への固定が行なわれる。軸方向への固定は、ローラ１１０の軸方向両端を、ハウジング１００に形成されたフランジ状の固定用ストッパ部（以下、単にストッパ部とも言う）１０２と、ハウジング１００に結合される押え板１２０とて挟み付けるようにして行なわれる。回転方向への固定は、ハウジング１００及びローラ１１０の双方に形成されたタブ穴にタブ１３０を内装し固定することにより行なわれる。
【０００６】
軸方向への固定について説明すると、ハウジング１００の支持部１０１の一端側外周には、ストッパ部１０２が突出して形成され、ローラ１１０の一端側内周には、ストッパ部１０２と嵌合する環状溝部１１３が形成される。また、ハウジング１００の支持部１０１の他端側外周には、押え板１２０が装着される環状溝部１０３が形成され、ローラ１１０の他端側内周には、押え板１２０が装着される環状溝部１１４が形成される。
【０００７】
ハウジング１００のストッパ部１０２及びローラ１１０の環状溝部１１３には、互いに対向し圧接する圧接面１０２ａ，１１３ａが形成され、ハウジング１００の環状溝部１０３及びローラ１１０の環状溝部１１４には、押え板１２０に対向し圧接する圧接面１０３ａ，１１４ａが形成されている。
【０００８】
押え板１２０は環状に形成された板材であり、ローラ１１０がハウジング１００の支持部１０１の外周に嵌め込まれた状態で、ハウジング１００の他端側の環状溝部１０３及びローラ１１０の他端側の環状溝部１１４に装着され、多数のボルト１２１によってハウジング１００に締結される。
【０００９】
この締結によって、ハウジング１００の圧接面１０３ａ及びローラ１１０の圧接面１１４ａと対向する押え板１２０の圧接面１２０ａが、ハウジング１００の圧接面１０３ａに圧接すると共に、それ以上の圧接力によってローラ１１０の圧接面１１４ａに圧接する。また、同時に、この締結によって、ハウジング１００のストッパ部１０２の圧接面１０２ａとローラ１１０の環状溝部１１３の圧接面１１３ａも圧接する。これにより、ローラ１１０はハウジング１００に対して軸方向へ固定される。
【００１０】
回転方向への固定について説明すると、ハウジング１００の支持部１０１の一端側外周には、ストッパ部１０２を切り欠くようにして、複数のタブ穴（タブ装着溝）１０４が形成され、ローラ１１０の一端側内周にも、環状溝部１１３を切り欠くようにして、複数のタブ穴（タブ装着溝）１１５が形成される。ハウジング１００のタブ穴１０４と、ローラ１１０のタブ穴１１５とは、互いに回転方向位相を一致させて設けられている。ここでは、９０度ずつ位相を変えて４つずつタブ穴１０４，１１５が設けられている。
【００１１】
各タブ穴１０４，１１５のローラ回転方向両端部には、ローラ回転方向と直角な方向に延びる回転方向面１０４ａ，１１５ａが形成され、これらのタブ穴１０４，１１５内に装着されるタブ１３０にも、その装着時にローラ回転方向両端部となる箇所にローラ回転方向と直角な方向に延びる回転方向面１３０ａが形成される。各タブ穴１０４，１１５の回転方向面１０４ａ，１１５ａと、それぞれに対向するタブ１３０の回転方向面１３０ａは互いに当接可能である。
【００１２】
ハウジング１００とローラ１１０とは、タブ穴１０４，１１５の回転位相が一致するように配置された上で、互いに位相が一致した４箇所のタブ穴１０４，１１５内にそれぞれタブ１３０が配置される。そして、タブ穴１０４，１１５の回転方向面１０４ａ，１１５ａと、それぞれに対向するタブ１３０の回転方向面１３０ａとの間に隙間状態に応じて厚さを選定された又は枚数を選定された調整板（シム）１３２を介装して、タブ押え１３１を被せて、タブ押え１３１を図示しないボルトでハウジング１００に締結する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】実公平７−５３７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところで、前記の粉砕ローラ１０において、ローラ１１０は摩耗すれば交換する交換部品であるが、ハウジング１００については耐久性を確保したい。そこで、所定の疲労強度を確保できるようにハウジング１００の設計を行なっているが、ハウジング１００に、設計通りの疲労強度が得られないものがあることが判明した。
【００１５】
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、ローラハウジングの疲労強度を確保できるようにして製品寿命を確保することができるようにした、粉砕ローラ及びそれを備えた粉砕機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】
【００１６】
本発明者は、ハウジングのうちのタブとの接触部の近傍が破損し易く、このため、設計通りの疲労強度が得られないものがあることを見出した。そして、この原因を以下のように考察した。なお、以下の説明では、図６，図７の構成を対象に説明する。
【００１７】
石炭粉砕機において、前記の粉砕ローラ１０は回転しながら、石炭を粉砕する。このとき、粉砕ローラ１０は、石炭を噛み込むことにより、図８に示すように、下方の粉砕テーブル及び粉砕する石炭からの反力（粉砕荷重）を受ける。この時、タブ１３０の位相変化によって、タブ１３０を通じてローラハウジング１００の一部が粉砕荷重の影響を周期的に強く受けて応力集中を生じる。
【００１８】
例えば、図８（ａ）に示すように、粉砕荷重を受けるローラ１１０の下部領域からタブ１３０がずれた位置にあると、粉砕荷重は主としてローラ１１０とローラハウジング１００とが直接接触している各周面において（図中に荷重伝達箇所と記す）伝達されるため、ローラハウジング１００の一部が粉砕荷重の影響をあまり受けない。
【００１９】
一方、図８（ｂ）に示すように、粉砕荷重を受けるローラ１１０の下部領域にタブ１３０が入ると、これと９０度位相をずらせたタブ１３０において、ローラ本体１１０の回転方向面１１５ａ（図７参照）とこれに対向するタブ１３０の回転方向面１３０ａ（図７参照）との間で、及び、タブ１３０の回転方向面１３０ａとこれに対向するローラハウジング１００のタブ穴１０４の回転方向面１０４ａ（図７参照）との間で（何れも図中に荷重伝達箇所と記す）、両者のガタ（隙間）に起因した大きな荷重伝達が行なわれる。
【００２０】
つまり、ローラ本体１１０の回転方向面１１５ａとタブ１３０の回転方向面１３０ａとの間、及び、タブ１３０の回転方向面１３０ａとローラハウジング１００の回転方向面１０４ａとの間の隙間には、シム１３２が介装されてはいるが、ガタを完全には解消できない。このため、対向する回転方向面１１５ａ，１３０ａ，１０４ａが離接する方向に力を受けると、回転方向面１１５ａ，１３０ａ，１０４ａにはガタに起因した荷重が加わる。
【００２１】
粉砕ローラ１０の回転中に、タブ１３０の回転方向面１３０ａがローラ本体１１０の回転方向面１１５ａを通じて受ける粉砕荷重の方向が変化するので、対向する回転方向面１１５ａ，１３０ａ，１０４ａが離接する方向に受ける粉砕荷重の成分が周期的に変化する。図８（ａ）に示すように、回転方向面１１５ａ，１３０ａ，１０４ａが粉砕荷重の方向に対して傾斜していると、その傾斜分だけ受ける粉砕荷重の成分は小さくなる。しかし、その傾斜が小さくなると回転方向面１１５ａ，１３０ａ，１０４ａが受ける粉砕荷重の成分は大きくなり、図８（ｂ）に示すように、回転方向面１１５ａ，１３０ａ，１０４ａが粉砕荷重の方向に対して直角に対向する向きになると、受ける粉砕荷重の成分は最大になる。
【００２２】
また、ローラ１１０の軸方向は、押え板１２０をボルト１２１でローラハウジング１００に締め付けることで、ローラハウジング１００のストッパ部１０２と押え板１２０とにより挟み付けて固定している。このため、図９に示すように、ストッパ部１０２の基部（付け根）に、定常的に高い応力（定常応力）が生じる。
【００２３】
図１０は、タブ１３０が装着されるタブ穴１０４の付近の応力が集中する箇所を説明する要部断面図及びそのＤ部拡大図である。図１０に示すように、ローラハウジング１００のタブ穴１０４の回転方向面１０４ａの基部の線Ｌ１に、周期的に変動する粉砕荷重による応力が集中し、ストッパ部１０２の基部の線Ｌ２に、押え板１２０の締結による定常応力が集中する。図１０（ｂ）に示すように、回転方向面１０４ａの基部の応力集中線Ｌ１とストッパ部１０２の基部の応力集中線Ｌ２とが交叉する関係にあると、図１０（ｂ）にＸで示すように、応力集中線Ｌ１，Ｌ２が交叉する箇所に大きな応力集中が生じる。
【００２４】
図１１は、一般的な疲労曲線（応力変動範囲と繰返し数の関係）を示すが、疲労強度は定常応力と重畳することで、低下する傾向にある。つまり、定常応力がなければ、応力変動範囲の上限をある程度抑えることにより、疲労強度（繰返し数）を大きく確保することができるが、定常応力が重畳した場合、応力変動範囲の上限を大幅に抑えなければ疲労強度を大きく確保することはできず、設計の応力変動範囲では疲労強度を十分に確保することができない。
本願発明は、上記の知見に基づいて創案されたものである。
【００２５】
（１）上記の目的を達成するために、本発明の粉砕ローラは、軸方向の一端側から他端側に延びる筒状に形成され、外周にローラ支持部を有し、前記ローラ支持部の前記一端側の外周に、フランジ状に外方へ突出した固定用ストッパ部が形成されたローラハウジングと、前記ローラハウジングの外周の前記ローラ支持部に装着されるローラ本体と、環状に形成された板材であって、前記ローラ支持部の前記他端側に締結され、前記固定用ストッパ部と協働して前記ローラ本体を前記ローラハウジングに対し前記軸方向に固定する押え板と、前記ローラ支持部の前記一端側の外周と前記ローラ本体の前記一端側の内周との双方に形成されたタブ穴と、前記両タブ穴内に配置されて前記ローラ支持部の前記一端側に固定され、前記ローラ本体を前記ローラハウジングに対して回転方向に固定するタブと、を備え、ローラ回転中心のまわりに回転する粉砕ローラであって、前記ローラハウジング，前記ローラ本体及び前記押え板は、何れも前記ローラ回転中心を基準にした回転体形状であり、前記の各タブ穴及び前記タブには、ローラ回転方向に対向する互いに当接可能な回転方向面が備えられ、前記ローラ支持部のタブ穴は、さらに、前記ローラ回転中心側に前記回転方向面と隣接した底面を有し、前記フランジ状の付け根部分である前記固定用ストッパ部の基部において前記押え板による締結応力が線状に集中する領域と、前記ローラハウジングの前記タブ穴における前記底面と前記回転方向面とが隣接する部分において前記ローラ本体が受ける粉砕荷重による応力が線状に集中する領域とが、互いに交差しないようにずれて配置され、前記ローラハウジングの前記タブ穴の前記底面は、前記固定用ストッパ部の基部よりも前記ローラ回転中心の側にシフトして配置されていることを特徴としている。
【００２７】
（２）前記ローラハウジングの前記タブ穴の前記底面と前記回転方向面とが隣接する部分は、曲面形状に形成されていることが好ましい。
【００２８】
（３）本発明のもう一つの粉砕ローラは、軸方向の一端側から他端側に延びる筒状に形成され、外周にローラ支持部を有し、前記ローラ支持部の前記一端側の外周に、フランジ状に外方へ突出した固定用ストッパ部が形成されたローラハウジングと、前記ローラハウジングの外周の前記ローラ支持部に装着されるローラ本体と、環状に形成された板材であって、前記ローラ支持部の前記他端側に締結され、前記固定用ストッパ部と協働して前記ローラ本体を前記ローラハウジングに対し前記軸方向に固定する押え板と、前記ローラ本体の前記一端側に形成されたタブ穴と、前記ローラハウジングに形成されて前記タブ穴内に配置され、前記ローラ本体を前記ローラハウジングに対して回転方向に固定するタブ部と、を備え、ローラ回転中心のまわりに回転する粉砕ローラであって、前記ローラハウジング，前記ローラ本体及び前記押え板は、何れも前記ローラ回転中心を基準にした回転体形状であり、前記のタブ穴及び前記タブには、ローラ回転方向に対向する互いに当接可能な回転方向面が備えられ、前記ローラハウジングの前記タブ部は、前記固定用ストッパ部よりも径方向外側に突設されており、前記フランジ状の付け根部分である前記固定用ストッパ部の基部において前記押え板による締結応力が線状に集中する領域と、前記ローラハウジングの前記タブ部の前記回転中心側の部分である前記タブ部の基部において前記ローラ本体が受ける粉砕荷重による応力が線状に集中する領域とが、互いに交差しないようにずれて配置されていることを特徴としている。
【００２９】
（４）前記タブ部の前記回転方向面の前記回転中心側の部分である前記タブ部の前記回転方向面の基部は、曲面形状に形成されていることが好ましい。
【００３０】
（５）本発明の粉砕機は、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であって、上記（１）〜（４）の何れか１項に記載の粉砕ローラと、を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の粉砕ローラによれば、粉砕荷重による応力（変動）と押え板の締め付けによる応力（定常）とが、重畳しない構造となるため、疲労強度が向上し、製品寿命を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】第１実施形態にかかる粉砕ローラの要部を示す図であり、（ａ）はその要部断面図、（ｂ）は図１（ａ）のＡ１部拡大図である。
【図２】各実施形態にかかる粉砕ローラを備えた石炭粉砕機要部を示す断面図である。
【図３】第２実施形態にかかる粉砕ローラの要部を示す図であり、（ａ）はその要部断面図、（ｂ）は図３（ａ）のＡ２部拡大図である。
【図４】第３実施形態にかかる粉砕ローラの要部を示す図であり、（ａ）はその要部断面図、（ｂ）は図４（ａ）のＢ１部拡大図である。
【図５】第４実施形態にかかる粉砕ローラの要部を示す図であり、（ａ）はその要部断面図、（ｂ）は図５（ａ）のＢ２部拡大図である。
【図６】背景技術にかかる粉砕ローラを示す図であり、（ａ）はその斜視図、（ｂ）はその縦断面図である。
【図７】背景技術にかかる粉砕ローラを示す分解斜視図である。
【図８】本発明の課題の分析を説明する図であり、（ａ）は粉砕荷重の影響が小さい場合を示し、（ｂ）は粉砕荷重の影響が大きい場合を示す。
【図９】本発明の課題の分析を説明する図であり、（ａ）は粉砕ローラの模式的縦断面図、（ｂ）は図９（ａ）のＣ部拡大図である。
【図１０】本発明の課題の分析を説明する粉砕ローラの要部を示す図であり、（ａ）はその要部断面図、（ｂ）は図１０（ａ）のＤ部拡大図である。
【図１１】本発明の課題の分析を説明するための図であり、一般的な疲労曲線（応力変動範囲と繰返し数の関係）を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
なお、本実施形態では、本発明にかかる粉砕ローラを、石炭を粉砕して微粉化する石炭粉砕機に適用する場合を説明するが、本粉砕ローラは、石炭のみならず固形物を粉砕して微粉化するための粉砕機に広く適用しうるものである。
【００３４】
〔第１実施形態〕
〔石炭粉砕機の構成〕
まず、図２を参照して、本実施形態にかかる石炭粉砕機の構成を説明する。図２に示すように、竪型ミルとも呼ばれる石炭粉砕機は、竪型の円筒中空形状をなすハウジング１１を備え、ハウジング１１の天井部１１ａの中心軸線位置は、粉砕すべき原材料の石炭を投入する石炭投入管１４が配置される。石炭投入管１４の直下の台座１２上には、石炭投入管１４から投入された石炭を粉砕する粉砕テーブル１３が配置される。粉砕テーブル１３は、図示しない駆動装置により前記中心軸線に沿った鉛直方向の軸心周りに回転駆動される。
【００３５】
粉砕テーブル１３の上面には、中心軸線と同心に環状の粉砕面１３ａが形成され、粉砕面１３ａの上方に、粉砕面１３ａと対向して複数（例えば、３個）の粉砕ローラ１０が周方向に均等間隔で配置されている。各粉砕ローラ１０は、ハウジング１１の周壁１１ｂから中心部側へ下方に傾斜するように配置された支持軸１６の先端部に、軸受（図示略）を介して回転自在に支持されている。
【００３６】
なお、支持軸１６を支持するホルダ１７には、粉砕テーブル１３の外周の接線方向に延びるピン１８が設けられている。ホルダ１７，支持軸１６及び粉砕ローラ１０は、このピン１８を介して、粉砕面１３ａに接近する方向と粉砕面１３ａから離隔する方向とに、周壁１１ｂに揺動可能に支持されている。
【００３７】
ホルダ１７には下方に突設された突起１７ａが形成され、周壁１１ｂにはストッパ１９が装備されている。ストッパ１９の先端が突起１７ａに当接すると粉砕ローラ１０の粉砕面１３ａへの接近が規制される。ストッパ１９は、アクチュエータ２０によって進退駆動されることによって、その先端位置が調整される。
【００３８】
また、粉砕ローラ１０に石炭を粉砕するための荷重を加える付勢装置２１が装備される。付勢装置２１は、周壁１１ｂに固定された油圧シリンダ２２と、油圧シリンダ２２により軸方向へ駆動されるプランジャ２３とを備える。ホルダ１７の上部にはアーム１７ｂが延びており、プランジャ２３の先端がアーム１７ｂに押し付けられることにより、粉砕ローラ１０に粉砕面１３ａ上の石炭を粉砕する下向き（粉砕面１３ａに向く）荷重が加えられる。
【００３９】
ハウジング１１の下部には、粉砕テーブル１３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２４が設けられる。図示しない一次送風機によって圧縮された空気が、この入口ポート２４から一次空気としてハウジング１１内に送り込まれ、ハウジング１１内が高圧雰囲気とされる。
【００４０】
ハウジング１１の上部には、石炭投入管１４の外周辺に位置して、粉砕された固形物（以下、粉砕物）を分級ブレード２５によって分級するロータリセパレータ（分級装置）２６が設けられる。また、ハウジング１１の天井部１１ａには、分級した粉砕物を排出する出口ポート２７が設けられている。更に、ハウジング１１の下部には、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１３の外周部から落下させて排出する異物排出管２８が設けられる。
【００４１】
粉砕ローラ１０により粉砕された固形物は粉砕物となり、一次送風機を駆動させることで入口ポート２４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２６により分級され、粗粉は落下して再び粉砕テーブル１３上に戻されて再粉砕が行われ、細粒粉は、ロータリセパレータ２６を通過し、気流に乗って出口ポート２７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１３の遠心力により外周部から外方に落下し、異物排出管２８により排出される。
【００４２】
〔粉砕ローラの構成〕
このような石炭粉砕機に装備される粉砕ローラ１０の概略構成は、図６，図７に例示した背景技術のものとほぼ同様であるので、ここでは、説明が一部重複するが、図６，図７を参照して説明する。
【００４３】
ただし、ローラハウジング１００のタブ穴（タブ装着溝）１０４及びタブ１３０については、背景技術のものと異なるので、ハウジング１００のタブ穴については符号２０４Ａに読み替え、タブ穴２０４Ａの回転方向面については符号２０４ａに読み替え、タブについては符号２３０Ａに読み替え、タブ２３０Ａの回転方向面については符号２３０ａに読み替えて説明する。
【００４４】
図６，図７に示すように、粉砕ローラ１０は、ローラハウジング（以下、単にハウジングとも言う）１００と、このハウジング１００に対して外嵌され着脱可能なローラ本体（以下、単にローラとも言う）１１０とを有している。ローラ１１０は、運転とともに摩耗が生じるため、ハウジング１００にローラ１１０を嵌め込んで固定する構造とし、摩耗量に応じてローラ１１０のみを交換する。
【００４５】
ハウジング１００は、筒状に形成され、外周には拡径したローラ支持部（以下、単に支持部とも言う）１０１が形成される。ハウジング１００の内周に支持軸１６が嵌装され、ハウジング１００の支持部１０１外周にローラ１１０が嵌装される。ローラ１１０は、環状に形成され、内周側にハウジング１００に固定されるホルダ部１１１を有し、ホルダ部１１１の外周に粉砕対象の石炭に圧接し粉砕する粉砕圧接部１１２が固設される。
【００４６】
ローラ１１０は、ホルダ部１１１をハウジング１００に外嵌して固定されるが、この固定として、軸方向への固定と共に回転方向への固定が行なわれる。軸方向への固定は、ローラ１１０の軸方向両端を、ハウジング１００に形成されたフランジ状の固定用ストッパ部（以下、単にストッパ部とも言う）１０２と、ハウジング１００に結合される押え板１２０とて挟み付けるようにして行なわれる。回転方向への固定は、ハウジング１００及びローラ１１０の双方に形成されたタブ穴２０４Ａ，１１５にタブ２３０Ａ（図１参照）を内装し固定することにより行なわれる。
【００４７】
軸方向への固定について説明すると、ハウジング１００の支持部１０１の一端側外周には、ストッパ部１０２が突出して形成され、ローラ１１０の一端側内周には、ストッパ部１０２と嵌合する環状溝部１１３が形成される。また、ハウジング１００の支持部１０１の他端側外周には、押え板１２０が装着される環状溝部１０３が形成され、ローラ１１０の他端側内周には、押え板１２０と嵌合する環状溝部１１４が形成される。
【００４８】
ハウジング１００のストッパ部１０２及びローラ１１０の環状溝部１１３には、互いに対向し圧接する圧接面１０２ａ，１１３ａが形成され、ハウジング１００の環状溝部１０３及びローラ１１０の環状溝部１１４には、押え板１２０に対向し圧接する圧接面１０３ａ，１１４ａが形成されている。
【００４９】
押え板１２０は環状に形成された板材であり、ローラ１１０がハウジング１００の支持部１０１の外周に嵌め込まれた状態で、ハウジング１００の他端側の環状溝部１０３及びローラ１１０の他端側の環状溝部１１４に装着され、多数のボルト１２１によってハウジング１００に締結される。
【００５０】
この締結によって、ハウジング１００の圧接面１０３ａ及びローラ１１０の圧接面１１４ａと対向する押え板１２０の圧接面１２０ａが、ハウジング１００の圧接面１０３ａに圧接すると共に、それ以上の圧接力によってローラ１１０の圧接面１１４ａに圧接する。同時に、この締結によって、ハウジング１００のストッパ部１０２の圧接面１０２ａとローラ１１０の環状溝部１１３の圧接面１１３ａも圧接する。
【００５１】
回転方向への固定について説明すると、ハウジング１００の支持部１０１の一端側外周には、ストッパ部１０２を切り欠くようにして、複数のタブ穴（タブ装着溝）２０４Ａ（図１参照）が形成され、ローラ１１０の一端側内周にも、環状溝部１１３を切り欠くようにして、複数のタブ穴（タブ装着溝）１１５が形成される。ハウジング１００のタブ穴２０４Ａと、ローラ１１０のタブ穴１１５とは、互いに回転方向位相を一致させて設けられている。ここでは、９０度ずつ位相を変えて４つずつタブ穴２０４Ａ，１１５が設けられる。
【００５２】
各タブ穴２０４Ａ，１１５のローラ回転方向両端部には、ローラ回転方向と対向する回転方向面２０４ａ，１１５ａが形成され、これらのタブ穴２０４Ａ，１１５内に装着されるタブ２３０Ａの装着時にローラ回転方向両端部となる箇所にも、ローラ回転方向と対向する回転方向面２３０ａが形成される。各タブ穴２０４Ａ，１１５の回転方向面２０４ａ，１１５ａと、それぞれに対向するタブ２３０Ａの回転方向面２３０ａは互いに当接可能である。
【００５３】
ハウジング１００とローラ１１０とが、タブ穴２０４Ａ，１１５の回転位相が一致するように配置された上で、互いに位相が一致した４箇所のタブ穴２０４Ａ，１１５内にそれぞれタブ２３０Ａが配置される。そして、タブ穴２０４Ａ，１１５の回転方向面２０４ａ，１１５ａと、それぞれに対向するタブ２３０Ａの回転方向面２３０ａとの間に隙間状態に応じて厚さを選定された又は枚数を選定された調整板（シム）１３２を介装して、タブ押え１３１を被せて、タブ押え１３１を図示しないボルトでハウジング１００に締結する。
【００５４】
〔タブ，タブ穴の構成〕
本実施形態の粉砕ローラ１０は、図１に示すように、ハウジング１００のタブ穴２０４Ａの形状，大きさ、及びタブ２３０Ａの形状に特徴がある。なお、図１はハウジング１００及びローラ１１０のタブ穴２０４Ａ，１１５の周方向中央（回転方向中央）で破断してその半部を示す断面図であり、タブ穴２０４Ａ，１１５の他の半部はこれと対称な形状に形成される。また、図１（ａ）はタブ２３０Ａ及びシム１３２を装着した状態で示し、図１（ｂ）はタブ２３０Ａ及びシム１３２を外した状態で示す。
【００５５】
図１（ａ）に示すように、ハウジング１００のタブ穴２０４Ａは、ストッパ部１０２の一部を切り欠くようにして形成されるが、タブ穴２０４Ａはストッパ部１０２の基部（付け根）よりもローラ回転中心側に深く形成されている。したがって、タブ穴２０４Ａの回転方向面２０４ａの基部（ローラ回転中心側の箇所）は、ストッパ部１０２の基部よりもローラ回転中心側にシフトした位置に配置されている。
【００５６】
なお、タブ穴２０４Ａの回転方向面２０４ａとタブ穴２０４Ａのローラ回転中心側の面（底面）２０４ｃとは滑らかに連続する曲面２０５で接続されており、タブ穴２０４Ａの回転方向面２０４ａの基部は、この曲面２０５上に位置している。
【００５７】
また、タブ２３０Ａも、タブ穴２０４Ａの形状に合わせて径方向に大きく形成され、タブ穴２０４Ａの回転方向面２０４ａと対向するタブ２３０Ａの回転方向面２３０ａや、タブ穴２０４Ａの底面２０４ｃと対向するタブ２３０Ａの底面２３０ｃも、タブ穴２０４Ａの形状に合わせて形成されている。なお、ローラ１１０のタブ穴１１５は特に変更されていない。
【００５８】
したがって、ストッパ部１０２の基部において押え板１２０による締結応力が集中する線（即ち、応力が線状に集中する領域）Ｌ２と、ローラハウジング１００のタブ穴２０４Ａの基部においてローラ本体１１０が受ける粉砕荷重による応力が集中する線（即ち、応力が線状に集中する領域）Ｌ１とが、互いに交差しないようにずれて配置されており、応力集中が緩和されるようになっている。
【００５９】
また、タブ穴２０４Ａの回転方向面２０４ａの基部をストッパ部１０２の基部と径方向同位置に合わせた場合よりも、タブ穴２０４Ａの回転方向面２０４ａやタブ２３０Ａの回転方向面２３０ａは拡張されており、回転方向面２０４ａ，２３０ａで互いに伝達される回転方向の力は、接触面積の拡張によって分散され、この点からも、応力集中が緩和されるようになっている。
【００６０】
また、タブ穴２０４Ａの回転方向面２０４ａとタブ穴２０４Ａの底面２０４ｃとの境界部分が滑らかでないと、この部分（回転方向面２０４ａの基部）に応力集中が生じ易いが、回転方向面２０４ａと底面２０４ｃとの境界部分は滑らかな曲面２０５で接続されており、この点からも、応力集中が緩和されるようになっている。
【００６１】
〔作用及び効果〕
本実施形態にかかる粉砕ローラ１０は、上述のように構成されているので、ローラハウジング１００のタブ穴２０４Ａの回転方向面２０４ａの基部等における応力集中が緩和されて、疲労強度が向上し、製品寿命を向上させることができる。
【００６２】
つまり、ストッパ部１０２の基部の押え板１２０による締結応力が集中する線Ｌ２と、ローラハウジング１００のタブ穴２０４Ａの基部のローラ本体１１０が受ける粉砕荷重による応力が集中する線Ｌ１とがずれて配置されるため応力集中が緩和される。
また、タブ穴２０４Ａの回転方向面２０４ａが拡張されて、回転方向面２０４ａ，２３０ａで伝達される回転方向の力が分散されて、応力集中が緩和される。
さらに、タブ穴２０４Ａの回転方向面２０４ａとタブ穴２０４Ａの底面２０４ｃとの境界部分が滑らかな曲面２０５接続されるため、応力集中が緩和される。
【００６３】
〔第２実施形態〕
〔タブ，タブ穴の構成〕
本実施形態は、第１実施形態の一部を変更したものであり、図３を参照して、第１実施形態に対する変更箇所を説明する。なお、図３において、図１と同符号は同様のものを示し、説明は省略又は簡略化する。
【００６４】
本実施形態の粉砕ローラ１０は、図３に示すように、ハウジング１００のタブ穴２０４Ｂの形状，大きさ、及びタブ２３０Ｂの形状の一部が第１実施形態のものと異なっている。
つまり、本実施形態では、ハウジング１００のタブ穴２０４Ｂは、第１実施形態のものと同様に、図３に示すように、タブ穴２０４Ｂはストッパ部１０２の基部（付け根）よりもローラ回転中心側に深く形成されている。ただし、タブ穴２０４Ｂの回転方向面２０４ｂとタブ穴２０４Ｂのローラ回転中心側の面（底面）２０４ｄとは不連続に屈曲して接続されている。タブ２３０Ｂの回転方向面２３０ｂや底面２３０ｄも、タブ穴２０４Ｂの回転方向面２０４ｂや底面２０４ｄと対応した形状に形成されている。
【００６５】
〔作用及び効果〕
本実施形態にかかる粉砕ローラ１０は、上述のように構成されているので、ストッパ部１０２の基部の押え板１２０による締結応力が集中する線Ｌ２と、ローラハウジング１００のタブ穴２０４Ｂの基部のローラ本体１１０が受ける粉砕荷重による応力が集中する線Ｌ１とがずれて配置されることによる応力集中の緩和と、タブ穴２０４Ｂの回転方向面２０４ｂの拡張による応力集中の緩和とによって、疲労強度が向上し、製品寿命を向上させることができる。
【００６６】
〔第３実施形態〕
〔タブ部の構成〕
本実施形態では図４に示すように、タブ部３３０Ａがローラハウジング１００と一体に形成されているが、ローラハウジング１００への応力集中を緩和させる点では、第１，２実施形態と同様の技術思想を有している。なお、図４において、図１と同符号は同様のものを示し、説明は省略又は簡略化する。
【００６７】
図４に示すように、ローラハウジング１００には、ストッパ部１０２よりも径方向外側に突出してタブ部３３０Ａが形成されている。このタブ部３３０Ａは、第１，２実施形態においてタブ穴２０４Ａ，２０４Ｂが形成される箇所に対応して形成される。ローラ１１０には、このタブ部３３０Ａが内挿されるタブ穴１１５が形成されている。
【００６８】
タブ部３３０Ａには、ローラ回転方向と対向する回転方向面３３０ａが形成され、ローラ１１０のタブ穴１１５には、この回転方向面３３０ａと対向する回転方向面１１５ａが形成されている。
【００６９】
また、タブ部３３０Ａの回転方向面３３０ａの基部、即ち、回転方向面３３０ａのローラ回転中心側の縁部は、ストッパ部１０２の基部（付け根）よりも、径方向外側にシフトして配置されている。
【００７０】
したがって、ローラハウジング１００のストッパ部１０２の基部において押え板１２０による締結応力が集中する線Ｌ２と、ローラハウジング１００のタブ部３３０Ａの基部においてローラ本体１１０が受ける粉砕荷重による応力が集中する線Ｌ１とが、互いに交差しないようにずれて配置されており、応力集中が緩和されるようになっている。
【００７１】
また、タブ部３３０Ａの回転方向面３３０ａとストッパ部１０２の外周面とは、滑らかに連続する曲面３０５で接続されており、タブ部３３０Ａの回転方向面３３０ａの基部は、この曲面３０５上に位置しており、この曲面３０５によっても応力集中が緩和されるようになっている。
【００７２】
〔作用及び効果〕
本実施形態にかかる粉砕ローラ１０は、上述のように構成されているので、ストッパ部１０２の基部の押え板１２０による締結応力が集中する線Ｌ２と、ローラハウジング１００のタブ部３３０Ａの基部のローラ本体１１０が受ける粉砕荷重による応力が集中する線Ｌ１とがずれて配置されることによる応力集中の緩和と、タブ部３３０Ａの回転方向面３３０ａとストッパ部１０２の外周面とが曲面３０５で接続されることによる応力集中の緩和とによって、疲労強度が向上し、製品寿命を向上させることができる。
【００７３】
〔第４実施形態〕
〔タブ部の構成〕
本実施形態は、第３実施形態の一部を変更したものであり、図５を参照して、第１実施形態に対する変更箇所を説明する。なお、図５において、図４と同符号は同様のものを示し、説明は省略又は簡略化する。
【００７４】
本実施形態の粉砕ローラ１０は、図５に示すように、ハウジング１００のタブ部３３０Ｂの形状の一部が第３実施形態のものと異なっている。
つまり、本実施形態では、タブ部３３０Ｂの回転方向面３３０ｂとストッパ部１０２の外周面とが不連続に屈曲して接続されている。この点を除いて第３実施形態のものと同様に構成されている。
【００７５】
〔作用及び効果〕
本実施形態にかかる粉砕ローラ１０は、上述のように構成されているので、ストッパ部１０２の基部の押え板１２０による締結応力が集中する線Ｌ２と、ローラハウジング１００のタブ部３３０Ｂの基部のローラ本体１１０が受ける粉砕荷重による応力が集中する線Ｌ１とがずれて配置されることによる応力集中の緩和によって、疲労強度が向上し、製品寿命を向上させることができる。
【００７６】
〔その他〕
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記の実施形態を適宜変更して実施しうるものである。
【００７７】
例えば、上記実施形態では言及していないが、第１，２実施形態では粉砕荷重を受ける面積を増やすことで、変動応力範囲の大きさを小さくしているが、この他、定常応力の低減対策として、ストッパ部の肉厚を増やすことで、変動応力範囲、定常応力ともに低減される。
【符号の説明】
【００７８】
１０  粉砕ローラ
１１  ハウジング
１３  粉砕テーブル
１３ａ  粉砕面
１４  石炭投入管
１６  支持軸
１７  ホルダ
１８  ピン
１９  ストッパ
２０  アクチュエータ
２１  付勢装置
２２  油圧シリンダ
２３  プランジャ
２４  入口ポート
２５  分級ブレード
２６  ロータリセパレータ（分級装置）
２７  出口ポート
２８  異物排出管
１００  ローラハウジング（ハウジング）
１０１  ローラ支持部（支持部）
１０２  固定用ストッパ部（ストッパ部）
１０３  環状溝部
１０２ａ，１０３ａ  圧接面
１１０  ローラ本体（ローラ）
１１１  ホルダ部
１１２  粉砕圧接部
１１３，１１４  環状溝部
１１３ａ，１１４ａ  圧接面
１１５，２０４Ａ  タブ穴（タブ装着溝）
１１５ａ，２０４ａ  回転方向面
１２０  押え板
１２０ａ  圧接面
１２１  ボルト
１３１  タブ押え
１３２  調整板（シム）
２０４Ａ，２０４Ｂ  タブ穴
２０４ａ，２０４ｂ  回転方向面
２０４ｃ，２０４ｄ  底面
２０５，３０５  曲面
２３０Ａ，２３０Ｂ  タブ
２３０ａ，２３０ｂ  回転方向面
２３０ｃ，２３０ｄ  底面
３３０Ａ，３３０Ｂ  タブ部
３３０ａ，３３０ｂ  回転方向面
【図１】
0006578110.tif 000002
【図２】
0006578110.tif 000003
【図３】
0006578110.tif 000004
【図４】
0006578110.tif 000005
【図５】
0006578110.tif 000006
【図６】
0006578110.tif 000007
【図７】
0006578110.tif 000008
【図８】
0006578110.tif 000009
【図９】
0006578110.tif 000010
【図１０】
0006578110.tif 000011
【図１１】
0006578110.tif 000012