(57)【要約】【課題】熱の影響により、駆動手段からクラッシャロールへの駆動力伝達に支障がでないようにする。【解決手段】ケーシング１１内にスラグホッパ１３を有し、スラグホッパ１３の下部にクラッシャロール１が回転自在に設けられ、クラッシャロール１の軸直交方向側方には固定歯２が設けられ、クラッシャロール１の回転軸５は駆動手段７の出力軸８に接続されて、駆動手段７からの駆動力が回転軸５に伝達されることによってクラッシャロール１は軸周りに回転し、スラグホッパ１３から落下したスラグがクラッシャロール１と固定歯２との間に入り込んで破砕されるスラグクラッシャにおいて、クラッシャロール１の回転軸５と駆動手段７の出力軸８とが自在継手２０を介して接続されている構成とした。自在継手２０を介在させたので、クラッシャロール１の回転軸５と駆動手段７の出力軸８との間の三次元の大幅な変位に対応でき、駆動力伝達に支障が生じない。【選択図】図１
2013146675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング（１１）内にスラグホッパ（１３）を有し、前記スラグホッパ（１３）の下部にクラッシャロール（１）が回転自在に設けられ、前記クラッシャロール（１）の軸直交方向側方には固定歯（２）が設けられ、前記クラッシャロール（１）の回転軸（５）は駆動手段（７）の出力軸（８）に接続されて、前記駆動手段（７）からの駆動力が前記回転軸（５）に伝達されることによって前記クラッシャロール（１）は軸周りに回転し、前記スラグホッパ（１３）から落下したスラグが前記クラッシャロール（１）と前記固定歯（２）との間に入り込んで破砕されるスラグクラッシャにおいて、
前記クラッシャロール（１）の回転軸（５）と駆動手段（７）の出力軸（８）とは、自在継手（２０）を介して接続されていることを特徴とするスラグクラッシャ。
【請求項２】
前記固定歯（２）は、前記クラッシャロール（１）の軸直交方向少なくともいずれかの側に設けられ、前記駆動手段（７）による前記クラッシャロール（１）の回転方向は、そのクラッシャロール（１）の上部に位置する歯が前記固定歯（２）側へ向かって近づく方向であることを特徴とする請求項１に記載のスラグクラッシャ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、石炭ガス化設備等で生じた石炭等、各種スラグを粉砕するスラグクラッシャに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のスラグクラッシャとして、例えば、特許文献１に示すものがある。このスラグクラッシャは、ケーシング内の上部にスラグ投入用のスラグホッパを有し、そのスラグホッパの下部出口の下に、外周面に多数の歯を有するクラッシャロールが回転自在に設けられている。
クラッシャロールの回転軸は、電動機等の駆動手段の出力軸に接続され、その駆動力が伝達されることによって、軸周りに回転するようになっている。
【０００３】
また、クラッシャロールの軸直交方向側方には、内面に多数の歯を有する固定歯が設けられている。スラグホッパから落下したスラグは、駆動力によって回転するクラッシャロールと、その側方の固定歯との間に入り込んで破砕される（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、図４に示すスラグクラッシャ３０のように、ケーシング１１内において、クラッシャロール１に対面する固定歯２を、その上部に設けた軸３によって横方向へ揺動可能に支持したものもある。軸３は、クラッシャロール１の回転軸５と平行に配置されている。固定歯２は、その軸３周りの揺動によって、クラッシャロール１の側周面に対して接近又は離反する方向に移動できる。
【０００５】
また、固定歯２の下部には油圧シリンダのロッド（図示せず）が接続され、その油圧シリンダには油圧供給用の油圧ユニットが接続されている。このため、スラグの破砕時に、クラッシャロール１と固定歯２との隙間を一定に維持することができ、また、スラグの粒径の変化やオ−バーロードの発生等に応じて、その隙間を縮小又は拡大できるようになっている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１４０４６５号公報
【特許文献２】特開２０００−２８８４１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記スラグクラッシャ３０によれば、クラッシャロール１の回転軸５は、図４に示すように、カップリング機構６を介して、あるいは、直結状態で駆動手段７の出力軸８に接続されている。このため、投入されたスラグの熱により、ケーシング１１や駆動手段７等を保持する架台１２、その他の各部の構成部材が高温となり、それらの部材が膨張、変形するという問題がある。
【０００８】
スラグクラッシャ３０の各部の部材が熱により膨張、変形すると、駆動手段７からの駆動力が、クラッシャロール１の回転軸５に円滑に伝達されにくくなるので好ましくない。これは、駆動手段７とケーシング１１との相対的な位置関係が変化したり、あるいは、クラッシャロール１の回転軸５や駆動手段７の出力軸８、あるいは、それらを結ぶ軸の長さが変化するからである。すなわち、駆動手段７の出力軸８とクラッシャロール１の回転軸５とを繋ぐ軸継手として、フランジ形軸継手等の一般的なカップリング機構６を採用したのでは、大幅な熱変位量を許容させるのが難しい。
【０００９】
また、これらのスラグクラッシャ３０では、一体構造のケーシング１１と駆動手段７等を支える架台１２の配置条件、設置構造等によって、ケーシング１１から架台１２、駆動手段７への熱の伝達度合いがまちまちである。
したがって、駆動手段７とケーシング１１との相対的な位置関係の変位量、あるいは、クラッシャロール１の回転軸５と駆動手段７の出力軸とを結ぶ軸の長さ等の変位量を、定量的に予測することが困難である。
【００１０】
そこで、この発明は、熱の影響により、駆動手段からクラッシャロールへの駆動力伝達に支障がでないようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、この発明は、ケーシング内にスラグホッパを有し、前記スラグホッパの下部にクラッシャロールが回転自在に設けられ、前記クラッシャロールの軸直交方向側方には固定歯が設けられ、前記クラッシャロールの回転軸は駆動手段の出力軸に接続されて、前記駆動手段からの駆動力が前記回転軸に伝達されることによって前記クラッシャロールは軸周りに回転し、前記スラグホッパから落下したスラグが前記クラッシャロールと前記固定歯との間に入り込んで破砕されるスラグクラッシャにおいて、前記クラッシャロールの回転軸と駆動手段の出力軸とは、自在継手を介して接続されている構成を採用した。
【００１２】
クラッシャロールの回転軸と駆動手段の出力軸との接続を、自在継手を介したものとすれば、三次元の大幅な変位に対応できる。すなわち、部材の熱膨張や熱収縮、あるいはケーシングと駆動手段との位置関係に大幅な変位を生じても、自在継手、いわゆるユニバーサルジョイントであれば、その変位に容易に追従でき、駆動手段からクラッシャロールへの駆動力伝達に支障が生じない。
【００１３】
これらの各構成において、前記固定歯は、前記クラッシャロールの軸直交方向少なくともいずれかの側に設けられ、前記駆動手段による前記クラッシャロールの回転方向は、そのクラッシャロールの上部に位置する歯が前記固定歯側へ向かって近づく方向である構成であることが望ましい。
【００１４】
ところで、石炭ガス化設備における従来のスラグクラッシャでは、分解点検等のメンテナンスの際、駆動手段とケーシングとが一体のスラグクラッシャ（以下、「本機」と称する。）をガス化炉から切り離して下のフロアに置き、必要とする補修の程度によって、そのフロア上で作業をするか、あるいは、輸送トラック等に乗せて工場へ持ち帰り分解点検をすることになる。
このとき、ケーシング部分のみでは重量的にバランスが取れているが、駆動手段が本機全体から見れば大きな重量的アンバランスの要因になっている。駆動手段は重量が大きく、ケーシングの重心（平面方向の重心）に対して、横方向に偏心した位置にあるからである。このため、本機をフロアに降下させる作業が非常に煩雑であった。
【００１５】
この点、上記構成のように、クラッシャロールの回転軸と駆動手段の出力軸との接続を、自在継手を介したものとすれば、分解点検時に、自在継手のジョイントを外すのみで重量バランスの取れたケーシング部分のみをガス化炉から切り離すことができる。自在継手は、３次元への動きの自由度が高いから、このような切り離し及び接続が容易である。このため、ケーシング部分、あるいは、駆動手段等をそれぞれフロアに降下させる作業が容易である。
【００１６】
また、自在継手を介在させたことにより、電動機等の駆動手段を中心とする駆動装置全体に対して、ケーシング側からの破砕の振動を伝達させないようにできる。よって、駆動手段に対する振動対策等が不要になり、振動による駆動系のトラブルを解消し得る。
【００１７】
さらに、ケーシングと駆動手段との間隔は、自在継手の介在によって比較的簡素な構成で距離を離すことができるので、ケーシング側からの輻射熱や熱伝導に対して、従来よりも影響を受けにくく有利である。また、自在継手の介在によって、駆動手段を配置する位置を設定する自由度が高まり、駆動手段を、フロア上、若しくは安定した固定架台上に設置でき、駆動系のメンテナンスも容易になる。
【発明の効果】
【００１８】
この発明は、クラッシャロールの回転軸と駆動手段の出力軸との接続を、自在継手を介したものとしたので、熱膨張や熱収縮、あるいはケーシングと駆動手段との位置関係に大幅な変位を生じても、その変位に容易に追従でき、駆動手段からクラッシャロールへの駆動力伝達に支障が生じないようにできる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の一実施形態を示す断面図
【図２】自在継手の詳細図
【図３】スラグクラッシャの側方からの断面図
【図４】従来例の断面図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
この発明の一実施形態を、図１乃至図３に基づいて説明する。この実施形態は、石炭ガス化設備において用いられるスラグクラッシャ１０である。その主たる構成は従来例と同様であり、ケーシング１１内の上部にスラグ投入用のスラグホッパ１３を有し、そのスラグホッパ１３の下部出口の下に、外周面に多数の歯１ａを有するクラッシャロール１が回転自在に設けられている。
【００２１】
クラッシャロール１の回転軸５は、電動機からなる駆動手段７（以下、「電動機７」と称する。）の出力軸８に接続され、その駆動力が伝達されることによって、軸周りに回転するようになっている。
【００２２】
また、クラッシャロール１の軸直交方向側方には、内面に多数の歯を有する固定歯２が設けられている。スラグホッパ１３から落下したスラグは、駆動力によって回転するクラッシャロール１と、その側方の固定歯２との間に入り込んで破砕される。固定歯２は、図３に示すように、クラッシャロール１の軸直交方向両側に配置されていてもよいが、これを片側としてもよい。
【００２３】
固定歯２が片側に配置される場合、クラッシャロール１の回転方向は、固定歯２に対面するクラッシャロール１の外面の歯１ａが、その固定歯２に対して上方から下方に移動する方向、すなわち、クラッシャロール１の上部に位置する歯１ａが固定歯２側へ向かって近づく方向であることが望ましい。また、固定歯２がクラッシャロール１の両側に配置される場合は、そのクラッシャロール１の回転方向によって、クラッシャロール１の上部に位置する歯１ａが固定歯２側へ向かって近づく方向となる固定歯２が破砕の作用に主に寄与し、クラッシャロール１をその反対方向に回転させた場合には、反対側の固定歯２が破砕の作用に主に寄与する。
【００２４】
固定歯２は、ケーシング１１に対して、その上部に設けた軸３によって横方向へ揺動可能に支持されている。軸３は、クラッシャロール１の回転軸５と平行に配置されている。固定歯２は、その軸３周りの揺動によって、その下部が、クラッシャロール１の側周面の歯１ａに対して接近又は離反する方向に移動できる。
【００２５】
また、固定歯２の背面側には、弾性部材１４を備えた緩衝部１５が設けられている。この実施形態では、弾性部材１４としてコイルバネ等を採用している。
【００２６】
被破砕物であるスラグを、スラグホッパ１３内に投入する。投入されたスラグは、回転軸５の軸周りに回転するクラッシャロール１と固定歯２との間で破砕される。破砕されたスラグは、クラッシャロール１と固定歯２との間の隙間を通過し、ケーシング１１の下方の排出口１１ａから排出される。
【００２７】
このとき、固定歯２の背面に、緩衝部１５を備えたことにより、スラグの破砕時に、クラッシャロール１と固定歯２との間に、鉄塊等の異物が噛み込むことが防止されている。
【００２８】
また、固定歯２の下部とケーシング１１との間に油圧シリンダ（図３に図示せず）を配置することにより、固定歯２の下端部をクラッシャロール１に向かって進退させて、クラッシャロール１と固定歯２との出口間隔を調整することで、破砕された後のスラグの寸法を任意に変えることができる。さらに、クラッシャロール１を回転させる電動機７の電流値を検出する手段を設ければ、その電流値に基づいて、オーバーロード時に、油圧シリンダを動作させて出口間隙を広くすることで、破砕物を排出することができる。なお、油圧シリンダに代えてエアシリンダを用いることもできる。
【００２９】
また、クラッシャロール１の回転軸５と電動機７の出力軸８とは、自在継手２０を介して接続されている。
【００３０】
自在継手２０は、図１及び図２に示すように、第一ジョイント部２１、第二ジョイント部２２、連結棒２３を備える。第一ジョイント部２１は、クラッシャロール１の回転軸５と連結棒２３の一端とを接続するものであり、第二ジョイント部２２は、連結棒２３の他端と電動機７の出力軸８とを接続するものである。また、連結棒２３の軸方向中ほどには、その連結棒２３の全長の伸縮を許容しながら軸周り回転を伝達できる伸縮部２４が備えられている。
【００３１】
第一ジョイント部２１、第二ジョイント部２２は、それぞれ、図２に示すように、クラッシャロール１の回転軸５側のフランジ５ａ、又は、電動機７の出力軸８側のフランジ８ａに接続されるフランジヨークａ、連結棒２３の一端に溶接で固定されたウェルドヨークｃ、直交する２つの軸を有する十字形状のクロスベアリングｄを備える。
【００３２】
クロスベアリングｃの２本の軸は、中央の交差部を中心に四方に放射状に伸びており、一方の軸は、その両端がフランジヨークａに設けた軸孔にベアリングカップｅを介して嵌合する。また、他方の軸は、その両端がウェルドヨークｃに設けた軸孔に同じくベアリングカップｅを介して嵌合する。これにより、回転軸５と連結棒２３、連結棒２３と出力軸８とは、それぞれクロスベアリングｄの一方の軸周りに回動可能で、且つ、クロスベアリングｄの他方の軸周りにも回動可能である。その結果、連結棒２３は、回転軸５に対して、その回転軸５の軸心周り全方位に首振り（屈曲）可能である。また、連結棒２３は、出力軸８に対して、その出力軸８の軸心周り全方位に首振り（屈曲）可能である。
【００３３】
なお、連結棒２３は、その中ほどで２分割されて、一端側の部材２３ａと他端側の部材２３ｂとからなる。一方の部材２３ａに設けたスプラインスリーブと他方の部材２３ｂに設けたスプラインシャフトとが噛み合って伸縮部２４を構成することで、両部材２３ａ，２３ｂは軸周り不動となる。このとき、その伸縮部２４は、スプライン結合を介して、両部材２３ａ，部材２３ｂ同士が軸方向に移動可能であるから、連結棒２３による回転軸５と出力軸８との接続及び切り離しが容易である。また、熱による部材の伸縮を吸収できる。なお、自在継手２０の構成は、この実施形態には限定されず、例えば、伸縮部２４は必要に応じて省略してもよい。また、第一ジョイント部２１、第二ジョイント部２２のいずれかを省略して、ジョイント部を一つだけ備えた構成とすることもできる。逆に、三つ以上のジョイント部を介在させた構成とすることもできる。
【００３４】
このように、クラッシャロール１の回転軸５と駆動手段７の出力軸８との間に自在継手２０を介在させたことにより、回転軸５、連結棒２３、出力軸８間の三次元の大幅な変位に対応できる。すなわち、部材の熱膨張や熱収縮、あるいは、ケーシング１１と電動機７との位置関係に大幅な変位を生じても、その変位に容易に追従でき、電動機７からクラッシャロール１への駆動力伝達に支障が生じない。
【００３５】
この実施形態では、ケーシング１１と電動機７を支える架台１２とが別体であるが、例えば、このケーシング１１と電動機７を支える架台１２とが溶接により接合されているような場合、ケーシング１１側からの熱影響が電動機７側へ伝わり易い状態である。このような構成においても、自在継手２０を介在させることによって、所定の変位追随への効果が期待できる。
【００３６】
また、クラッシャロール１と回転軸５は、スラグの熱により膨張、収縮を繰り返し、さらに、ケーシング１１はガス化炉にフランジ接合されて懸垂状態に固定されている場合が多いので、その振れが非常に大きい状態である。この点においても、自在継手２０を介在させることによる、変位追随の効果が高い。
【００３７】
また、自在継手２０を介在させたので、分解点検時に、自在継手２０のジョイントを外すのみで重量バランスの取れたケーシング１１部分のみをガス化炉から切り離すことができる。自在継手２０は、３次元への動きの自由度が高いから、このような切り離し及び接続が容易である。このため、ケーシング１１部分をフロアに降下させる作業が容易である。
【００３８】
さらに、自在継手２０の介在により、電動機７を中心とする駆動装置全体に対して、ケーシング１１側からの破砕の振動を伝達させないようにできる。よって、駆動手段に対する振動対策等が不要になり、振動による駆動系のトラブルを解消し得る。
【００３９】
さらに、ケーシング１１と電動機７との間隔は、自在継手２０の介在によって、例えば連結棒２３の長さを相対的に長くするなど、比較的簡素な構成で距離を離すことができる。このため、ケーシング１１側からの輻射熱や熱伝導に対して、従来よりも影響を受けにくくすることができ有利である。また、自在継手２０の介在によって、電動機７を配置する位置を設定する自由度が高まり、その電動機７を、フロア上、若しくは安定した固定架台１２上に設置でき、駆動系のメンテナンスも容易になる。
【００４０】
なお、この実施形態では、駆動手段７として電動機７を用いたが、電動機７以外の他の手段を採用してもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１  クラッシャロール
２  固定歯
３  軸
５  回転軸
６  カップリング機構
７  駆動手段（電動機）
８  出力軸
１０，３０  スラグクラッシャ
１１  ケーシング
１２  架台
１３  スラグホッパ
１４  弾性部材
１５  緩衝部
２０  自在継手（ユニバーサルジョイント）
２１  第一ジョイント部
２２  第二ジョイント部
２３  連結棒
２４  伸縮部
【図１】
2013146675.tif 000003
【図２】
2013146675.tif 000004
【図３】
2013146675.tif 000005
【図４】
2013146675.tif 000006