(57)【要約】【課題】  剛性が高くて振動の発生を抑制できるとともに製作コストも抑えることのできる竪型ローラミルを提供する。【解決手段】  竪型ローラミル１は、揺動可能なアーム１１を介してそれぞれ架台３１に支持された複数のローラ１０が、ミルケーシング５の内部で回転テーブル２上に押し付けられる構造のものである。架台３１を、回転テーブル２およびその駆動手段が据え付けられた基礎コンクリート３０と一体のコンクリートによって形成した。架台３１の上部に金属製台板２０を固定したうえ、アーム１１の揺動軸１２を支える軸受のケース１３を、その台板２０の上面に、差し替え可能に配置した薄板ライナ１３ａを介して高さ調整可能なように取り付けるのがとくに好ましい。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
揺動可能なアームを介してそれぞれ架台に支持された複数のローラが、ミルケーシングの内部で回転テーブル上に押し付けられる構造の竪型ローラミルであって、
上記の架台が、上記の回転テーブルが据え付けられた基礎コンクリートと一体のコンクリートによって形成されていることを特徴とする竪型ローラミル。
【請求項２】
上記架台の上部に金属製台板が固定されていて、上記アームの揺動軸を支える軸受のケースが、上記台板の上面に、差し替え可能に配置された薄板ライナを介して高さ調整可能なように取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の竪型ローラミル。
【請求項３】
上記の金属製台板は、上記架台への埋め込みボルトまたは埋め込み金物とともに据付ライナを用いて上記架台の上部に取り付けられ、周囲をモルタルで固められていることを特徴とする請求項２に記載の竪型ローラミル。
【請求項４】
上記の各ローラを回転テーブル上に押し付けるために、基礎コンクリート上の固定部材に連結された流体圧シリンダが上記アームに連結されていて、当該シリンダにおける各連結部分と上記アームの揺動軸を支える軸受とに、連結ピンまたは軸に対して傾きを許容する球面部材を含むものがそれぞれ使用されていることを特徴とする請求項２または３に記載の竪型ローラミル。
【請求項５】
各ローラを支持する上記架台が回転テーブルの周囲に等間隔で設けられるとともに、隣り合う架台の間が連結梁でつながれていて、
ミルケーシングが、その連結梁の上に、低摩擦性部材をはさんで内外方向へスライド可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の竪型ローラミル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
請求項に係る発明は、石炭やセメント原料等を、回転テーブルとローラとを用いて粉砕する設備である竪型ローラミルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の一般的な竪型ローラミルの構造を図５に示す。鉛直軸線を中心に回転し得るよう回転テーブル２が設置され、駆動源であるモータ３および減速機４がこれに接続されているほか、回転テーブル２の周囲に複数（一般的には２〜４個）のローラ１０が配置され、当該テーブル２の上面に各ローラ１０が押し付けられるよう構成されている。回転テーブル２とローラ１０とは筒状のミルケーシング５で覆われ、そのケーシング５には、原料の投入口６や熱風の導入口７、粉砕された精粉の取出し口８などが設けられている。なお、このような竪型ローラミルの構造は、後述の特許文献１等に記載されている。
【０００３】
投入口６から供給された原料は、回転テーブル２上に載ったうえ、その回転にともなう遠心力の作用で外周付近へ移動し、上記のローラ１０により圧下されて粉砕される。粉砕された原料は、導入口７から送られる熱風により、乾燥させられながらケーシング５の上部へ吹き上げられる。十分微細なレベルに粉砕された精粉は上端付近の取出し口８から送り出され、そうでないものはケーシング５内のセパレータ９を経て再び回転テーブル２上に供給され、再度粉砕される。こうして、ほぼ一定の粒度に粉砕された精粉が回収されることになる。
【０００４】
回転テーブル２上に押し付けられるローラ１０は、軸（揺動軸）１２を中心に揺動するアーム１１の上端部に取り付けられており、そのアーム１１の下部が、油圧シリンダ１５の先端部に連結されている。基端部を基礎コンクリート３０に連結されたその油圧シリンダ１５を収縮させると、アーム１１が揺動し、もってローラ１０が回転テーブル２上に押し付けられるわけである。
【０００５】
ローラ１０が取り付けられている上記のアーム１１は、揺動軸１２の部分で架台によって支持されるが、その架台は、従来、鋼板（または鋳鋼）によって基礎コンクリート３０とは別のスタンド３１’として形成されている。鋼板等によるこのスタンド３１’には、上記アーム１１の揺動軸１２を支える軸受箱（軸受ケース）が一体的に設けられている。
【特許文献１】実公平３−５２１０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ローラを含む上記のアームを鋼板等によるスタンドで支持する場合、当該スタンドは、厚めの鋼板を多用して高剛性に構成する必要があり、かなりの重量物となっていた。それは、回転テーブルに対するローラの押付け力が大きい（ローラ１個の押付け力が数百トンになる例もある）ためにアームの支持に要する力も大きいこと、原料の粉砕にともなって発生する振動を抑える必要があること等が理由である。竪型ローラミルが大型になると、その寸法比の２乗〜３乗の割合でスタンドの重量が増加し、スタンドの製作コストも同様に累乗的に増加するのが一般的であった。
【０００７】
請求項に係る発明は、こうした課題を考慮し、剛性が高くて振動の発生を抑制できるとともに製作コストも抑えることのできる竪型ローラミルを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項に係る発明の竪型ローラミルは、揺動可能な（つまり、揺動軸を中心に角度変化し得る）アームを介してそれぞれ架台に支持された複数のローラが、ミルケーシングの内部で回転テーブル上に押し付けられる構造のものにつき、上記の架台を、上記の回転テーブルが据え付けられた基礎コンクリートと一体のコンクリートによって形成したことを特徴とする。
コンクリートの単位重量単価は鋼板のそれの２〜３％程度であるため、基礎コンクリートと一体のコンクリートによって架台を形成すれば、鋼板等によるスタンドとする場合に比べて大幅なコストダウンを図ることが可能である。また、たとえば中空部等を設けずに適切に施工されたコンクリートには高い剛性が備わっているので、粉砕にともなって生じる振動を効果的に減衰させることができる。基礎コンクリートと同時に打設して当該架台を形成できるので、工期の短縮がはかれるという利点ももたらされる。
【０００９】
発明の竪型ローラミルは、さらに、上記架台の上部に金属製台板を固定したうえ、上記アームの揺動軸を支える軸受のケースを、上記台板の上面に、差し替え可能に配置した薄板ライナを介し高さ調整可能なように取り付けるのが好ましい。
架台をコンクリートで形成した場合、鋼板等による場合とは違ってコンクリート特有の沈降（収縮）による課題がともなう。架台の高さがたとえば４ｍであるとき、その上面（上記アーム用の軸受を取り付ける部分）の高さは、数ヶ月にわたる沈降によって合計１０ｍｍ前後下がることも少なくない。
上記のとおり、架台上部に設ける金属製台板の上面に、差し替え可能な高さ調整用薄板ライナを介して軸受ケースを取り付けると、そうしたコンクリートの沈降による影響を避けることができる。差し替え可能な薄板ライナを使用するので、定期点検等の際に、軸受ケースの高さを容易に調整できるからである。コンクリートの沈降によって変化した軸受ケースの高さがもし修正されないなら、回転テーブルに対するローラの高さが不適切になり、両者間に噛み込まれる被粉砕原料の厚さ（層厚）が変わる結果、粉砕にともなう振動が激しくなる。
【００１０】
また上記の金属製台板は、上記架台への埋め込みボルト（基礎ボルト）とともに据付ライナを用いて上記架台の上部に取り付けたうえ、周囲をモルタルで固めておくのがとくに好ましい。
このように、据付ライナを使用して金属製台板をコンクリート製の架台の上部に取り付けるなら、コンクリートで形成する架台の高さ等（鋼板等による架台よりも寸法精度が低い）にかかわらず、金属製台板の据付精度を高くすることが可能である。金属製台板は埋め込みボルトで架台に取り付け、周囲をモルタルで固めるため、定位置にしっかりと固定されることにもなる。
こうして架台上に金属製台板を取り付けた場合、当該台板と架台との間に据付ライナを使用し、当該台板と軸受ケースとの間に薄板ライナを使用することになる。金属製台板を一旦固定したのちは据付ライナを差し替えることは難しいため、上記の薄板ライナを差し替えることによってコンクリートの沈降に対処する。
【００１１】
上記の各ローラを回転テーブル上に押し付けるべく、基礎コンクリート上の固定部材に連結された流体圧シリンダを上記アームに連結した場合、当該シリンダにおける各連結部分（すなわち、アームとの連結部分および基礎コンクリート上の固定部材との連結部分）と上記アームの揺動軸を支える軸受とに、連結ピン（上記シリンダの連結部分に用いられるもの）または軸（上記揺動軸）に対して傾きを許容する（つまり調心性をもつ）球面部材を含むもの（自動調心型の軸受やブシュ等）をそれぞれ使用するのが有利である。
コンクリートの沈降の状態によっては、架台上の揺動軸が当初の位置から傾いてしまうことがある。その傾きは、次回の定期点検等の際に上記の薄板ライナを適切に差し替えることによって修正可能であるが、少なくともその点検等までの期間は揺動軸が傾き、それによりアームが傾くため、上記流体圧シリンダの各連結部分の連結ピンも傾いた状態で動作する。これに関し、上記のとおりシリンダの各連結部分とアームの揺動軸の軸受とに球面部材を含むものを使用するなら、薄板ライナによって傾きが修正されるまでの期間にも各連結部分や軸受に無理な力が作用せず、異常な損傷等が発生することも避けられることになる。
【００１２】
各ローラを支持する上記架台を回転テーブルの周囲に等間隔（概ね等間隔の場合を含む）で設けるとともに、隣り合う架台の間を連結梁でつなぎ、ミルケーシングを、その連結梁の上に、低摩擦性部材をはさんで内外方向（ミルケーシングの内外方向・半径方向）スライド（接触しながら相対変位すること）可能に取り付けると、さらに好ましい。
隣り合う架台の間を連結梁でつなぎ、その上にミルケーシングを取り付ける構成は、鋼板等によるスタンドで架台を構成する場合にも採用されている。その場合、ミルケーシングは連結梁上に溶接等により固定されていた。吹き込まれる熱風の作用でミルケーシングは温度上昇し熱膨張するが、その熱膨張は、スタンドを構成する鋼板等の弾性変形によっても吸収されるため、そのような従来の構成であってもミルケーシングに格別の不具合は発生しなかった。
しかしながら、コンクリートで形成した架台には鋼板等と同様の弾性変形は期待できないため、ミルケーシングの熱変形にともなう応力上昇を防止する手段が必要になる。上記は、その点を考慮して、連結梁の上に低摩擦性部材をはさんでスライド可能にミルケーシングを取り付けるものである。そのようにすれば、温度変化によってミルケーシングが膨張・収縮するときも、低摩擦性部材の作用で連結梁との間で適度な相対変位が生じ、ミルケーシングの応力が円滑に解消・低減されて、不具合の発生が防止される。
なお、基礎コンクリートと一体のコンクリートによって架台を形成した場合、十分な強度が架台に備わるため、連結梁には架台を補強する役割をもたせる必要がない。したがって連結梁にはミルケーシングの重量を支持させるだけでよく、連結梁を簡素化してその製造コストを削減できるという利点がともなう。
隣り合う架台の間をつなぐには、たとえば架台上に固定された上記の金属製台板同士を連結梁でつなぐようにするのもよい。コンクリート製の架台の間をつなぐよりも、金属製台板の間をつなぐ方が、種々の連結手段を容易に使用できるからである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項に係る発明の竪型ローラミルによれば、従来のものに比べて大幅なコストダウンを図ることができるほか、粉砕にともなう振動を効果的に抑制することができる。工期の短縮がはかれるという利点もある。
【００１４】
アームの揺動軸を支える軸受ケースの取り付け部分に薄板ライナを使用するなら、コンクリートの沈降による課題を解決することができる。
ローラを押し付ける流体圧シリンダの連結部分やアームの揺動軸を支える軸受に対して球面部材を含むものを使用するなら、コンクリートの沈降による不都合をさらに効果的に解消できる。
架台間の連結梁上に低摩擦性部材をはさんでミルケーシングを取り付けることとすれば、ミルケーシングの熱応力が円滑に解消または低減されて好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
発明の実施に関する一形態を図１〜図４に示す。図１は、竪型ローラミル１の全体図であって一部を断面により示すものである。図２は、図１中のローラ１０を支持する架台３１等の詳細図であって、図２（ａ）は側方から見た断面図（図２（ｂ）におけるａ−ａ断面図）、図２（ｂ）は背面図である。また図３は、図１における回転テーブル２等を上方から見た平面図であり、図４は、図１におけるIV部の詳細図である。
【００１６】
図１に示す竪型ローラミル１は、石炭やセメント原料、高炉スラグなどの未粉砕の原料を、回転テーブル２とそれに押し付けられる３個のローラ１０によって粉砕する設備である。例示する設備の全高は約２０メートル、回転テーブル２に対する１個のローラ１０の押し付け力は約２７０トンという、比較的大型のものである。
【００１７】
竪型ローラミル１の構造および機能の概要は、図５に基づいて説明した従来のローラミルと同様である。すなわち、まず、鉛直軸線を中心に回転し得るよう回転テーブル２が基礎コンクリート３０上に設置され、その駆動源であるモータ３および減速機４が回転テーブル２に接続されて、やはり基礎コンクリート３０上に設けられている。ローラ１０としては、軸１０ａを中心に回転自在なローラ本体が、揺動可能なアーム１１の上部に取り付けられており、そのアーム１１が、揺動軸１２において揺動変位可能に支持されるとともに、下部にて油圧シリンダ１５の先端部に連結されている。油圧シリンダ１５は基端部を基礎コンクリート３０上の固定部材１６に連結されたものなので、それが収縮する向きに力を発するとき、アーム１１を揺動させてローラ１０を回転テーブル２上に押し付ける（つまりローラ１０とテーブル２とで原料をはさみ付ける）ことができる。テーブル２の外周付近には、溝状に原料を保持しやすい凹面部２ａが形成されており、ローラ１０の本体の周面はその凹面部２ａに押し付けられる。ただし、テーブル２の凹面部２ａとローラ１０の本体とは、粉砕性能の高い硬質材にて形成されるため、両者が直接には接触しないようにして、割れの防止がはかられている。回転テーブル２と、その凹面部２ａに押し付けられるローラ１０等との平面的位置関係は図３に示すとおりである。
【００１８】
回転テーブル２と上記の各ローラ１０とは筒状のミルケーシング５で覆われており、そのケーシング５には、原料の投入口６や熱風の導入口７、粉砕された精粉の取出し口８などが設けられている。投入口６から供給された原料は、回転テーブル２上に載ったうえ、その回転にともなう遠心力の作用で外周付近の凹面部２ａ上に移動し、ローラ１０により圧下されて粉砕される。前記のとおり、粉砕された原料は、導入口７から送られる熱風によって乾燥させられながら上部へ吹き上げられ、十分微細なレベルに粉砕された精粉が上部の取出し口８から回収される。微細でないものはケーシング５内のセパレータ９を経て再び回転テーブル２上に供給され、再度粉砕される。これらを繰り返すことにより、取出し口８からはほぼ一定の粒度に粉砕された精粉が回収される。
【００１９】
ローラ１０が取り付けられた上記のアーム１１を揺動軸１２の部分で支持する架台３１は、この竪型ローラミル１においては、基礎コンクリート３０と一体のコンクリートによって形成している。架台３１には、基礎コンクリート３０の内部から連続している鉄筋を含め、コンクリートの打設も基礎コンクリート３０の打設と同時に行うのである。
【００２０】
架台３１をコンクリートで形成すると、鋼板等によるスタンドで架台を構成する場合に比べて設備コストを下げることができ、また、架台３１に十分な剛性および強度をもたせて原料粉砕時の振動を効果的に抑制できる。しかしその一方、下記のような新たな技術的課題が生じる。すなわち、a)高さ等の寸法精度が鋼板等による場合ほど高くない、b)アーム１１の揺動軸１２を支える部材など鋼製部品をコンクリートに溶接等することができないので、鋼製部品の取付態様を工夫する必要がある、c)固まったのちもコンクリートが収縮するため、何か月かにわたって沈降による高さ等の変化が生じ、テーブル２とローラ１０とによる原料の破砕状況が不適切に変化しがちである、d)コンクリートが弾性的に変形し得る量がきわめて小さいため、熱膨張による変形等をする部分と架台３１との接続部には、熱応力の解消のための配慮が必要である、といった課題である。
そのような技術的課題を考慮し、この竪型ローラミル１においては、架台３１に関連して以下のような構成を採用している。
【００２１】
まず、図２（ａ）のように、コンクリート製の架台３１の上部には、架台３１中に埋め込んだ基礎ボルト２２とともに、厚さ設定の容易な勾配つき据付ライナ２１を用いて金属製（鋼製）の台板２０を固定している。固定に際しては、架台３１の上部にあらかじめ凹部３１ａを形成しておき、そこに上記のとおり台板２０を固定したうえ、当該凹部３１ａにモルタルを充填して台板２０の位置を固めることとする。こうして金属製の台板２０を固定すれば、アーム１１の揺動軸１２を支える部材など（後述の軸受ケース１３や連結梁３３）はこの台板２０に対して容易に取り付けられるようになる。コンクリート製の架台３１の高さやその上面の水平度等については精度を高め難いものの、上記のように据付ライナ２１を使用することにより、台板２０の高さや水平度等の精度は十分に高くすることができる。
【００２２】
上記によって固定した台板２０の上面には、アーム１１の揺動軸１２を支持する軸受のケース（軸受箱）１３を、差し替え可能な薄板ライナ１３ａをはさんだうえ、ボルト１３ｃにて取り付けている。台板２０の肩の部分との間には前後位置調整用の薄板ライナ１３ｂを挿入するようにもしている。コンクリートの沈降によって台板２０の高さが変化するとしても、薄板ライナ１３ａを別の厚さのものに差し替えれば、軸受ケース１３の高さおよびローラ１０の高さが変わらないので、回転テーブル２の上での原料の粉砕状況に変動が生じない。薄板ライナ１３ｂを差し替えることによって、軸受ケース１３等の前後位置をも再調整することができる。
なお、図２（ａ）中の符号３２は、アーム１１用のストッパであって、突出量を調整可能にして架台３１の前部に取り付けたものである。このストッパ３２の突出量を適切に設定しておけば、アーム１１が過剰に変位してローラ１０が回転テーブル２に直接接触することが避けられる。
【００２３】
図２（ｂ）のとおり軸受ケース１３は架台３１の左右２箇所にあってアーム１１の揺動軸１２を水平に支えるが、コンクリートの沈降が左右間で均等でない場合等には、両側の軸受ケース１３の高さが同じでなくなり、軸１２が水平でなくなることがあり得る。そのような場合にもアーム１１の揺動が円滑に行われて流体圧シリンダ１５の力が正しくかつスムーズにローラ１０に伝わるようにすべく、軸受ケース１３内の軸受１４およびシリンダ１５の両端の連結部には、軸１２および連結ピン１５ａ・１５ｂの傾きを許容できる、球面部材を含む構造を採用している。すなわち、軸受ケース１３内の軸受１４として自動調心式のものを使用するとともに、シリンダ１５の両端の連結部に使用した連結ピン１５ａ・１５ｂにも、調心性のある軸受またはブシュを組み付けている。
【００２４】
図１に示すミルケーシング５は、架台３１間に設けた連結梁３３に取り付けて支持させている。連結梁３３は鋼製であり、架台３１上に固定した前記金属製の台板２０の側面に取り付ける形で、隣接する架台３１間をつないでいる。
導入口７から送られる熱風によってミルケーシング５が温度上昇し熱膨張等するのに対し、基礎コンクリート３０と架台３１は、温度変化が少なくてほとんど膨張しないうえ、弾性的に変形し得る量も極めてわずかである。架台３１間をつなぐ連結梁３３も、温度変化が少ないうえそれぞれが短いものであるため、ほとんど膨張せず、弾性的な変形可能量もやはりわずかである。
そのため、図４のように、連結梁３３とミルケーシング５との間の接続は、両者間に低摩擦性部材３４をはさんで行うこととしている。具体的には、連結梁３３の上面とミルケーシング５のフランジ部材５ａの下面との間にテフロン（登録商標）製のライナをはさみ、連結梁３３とフランジ部材５ａとの間は、ケーシング５の内外方向（図４の左右方向）へ相対的にスライドし得るようボルト・ナット５ｂにて接合している。このようにすれば、ミルケーシング５が熱膨張（および収縮）を起こしても、不適当な応力等が発生することが避けられることになる。
なお、図４に示す構造に代えて、鋼板やパイプ等による、熱膨張変位を吸収できる支持部材を基礎コンクリート３０上に設け、それによってミルケーシング５を直接支持するよう構成することも考えられる。ただしその場合には、アーム１１や熱風導入口７のダクト等との取り合い関係から構造が複雑になりがちである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】発明の実施形態としての竪型ローラミル１を示す全体図であり、一部を断面によって示している。
【図２】図１中のローラ１０を支持する架台３１等の詳細図で、図２（ａ）は側方から見た断面図（図２（ｂ）におけるａ−ａ断面図）、図２（ｂ）は背面図である。
【図３】図１における回転テーブル２等を上方から見た平面図である。
【図４】図１におけるIV部、すなわち連結梁３３とミルケーシング５との接続状態を示す詳細図である。
【図５】従来の一般的な竪型ローラミルを示す全体図であり、一部を断面によって示している。
【符号の説明】
【００２６】
１  竪型ローラミル
２  回転テーブル
５  ミルケーシング
１０  ローラ
１１  アーム
１２  揺動軸
１３  軸受ケース
１３ａ  薄板ライナ
１５  流体圧シリンダ（油圧シリンダ等）
２０  金属製台板
２１  据付ライナ
３０  基礎コンクリート
３１  架台
３３  連結梁
【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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