專利名稱：立式磨機的制作方法
技術領域：
本發明涉及將生物物質等固體物進行粉碎以粉末化的立式磨機。
背景技術：
在鍋爐發電等燃燒設備中，作為燃料大多使用煤炭或重油等化石燃料，但該化石燃料因CO2排放的問題而成為地球暖化的原因。因此，作為化石燃料的替代品，人們不斷謀求采用了生物物質的燃料的利用與促進。生物物質是起因于光合成的有機物，有木質類、草木類、農作物類、廚房垃圾類等。將此生物物質用作燃料的方法之一有將生物物質固體物進行粉碎而粉末化，向粉煤焚燒鍋爐供給而用作燃料。這已知有將煤炭和生物物質分別單獨地進行粉碎的單獨粉碎方式；以及將煤炭和生物物質進行混合后進行粉碎的混合粉碎方式。無論在哪種方式中都需要用于粉碎生物物質固體物的生物物質粉碎裝置。在此情況下，煤炭使用立式輥磨機進行了粉碎，但由于生物物質固體物具有伸縮性，所以與煤炭相比其粉碎性較差，因而在煤炭用的立式輥磨機中難以粉碎至既定的大小。因此，以往使用錘式粉碎機或切碎機等粉碎機來粉碎生物物質固體物。但是，在使用了錘式粉碎機或切碎機等的生物物質固體物的粉碎方法中，需要很大的動力，不僅粉碎效率惡化，而且壽命較短，在短期間就需要進行維護，難以連續運轉。此外，作為使用了立式磨機的生物物質粉碎裝置，人們提出下述專利文獻等。例如，專利文獻I中所記載的生物物質粉碎裝置是，將供給到旋轉驅動的粉碎工作臺上的生物物質固體物，通過與工作臺的旋轉聯動而動作的輥來進行碾壓而粉碎，借助于來自下部的上吹氣流向上方搬送生物物質粉碎物而分級成粗粉和微粉。另外，專利文獻2中所記載的生物物質粉碎裝置是，基于輥與工作臺的距離來控制輥的碾壓力及工作臺的旋轉速度以便處于使生物物質的碎片彼此的 相互磨碎得以促進的一定范圍內。現有技術文獻專利文獻專利文獻I日本特開2009- 291692號公報專利文獻2日本特開2008- 043926號公報
發明內容
可是，生物物質固體物為纖維質、較軟，僅用輥的壓縮力很難高效率地粉碎該生物物質固體物，需要很多動力和時間，存在粉碎效率不佳這一問題。本發明是要解決上述的課題，其目的是提供一種可以通過高效率地粉碎生物物質等固體物而提高粉碎效率的立式磨機。用于達到上述目的的本發明的立式磨機，其特征是包括磨盤，以沿著鉛垂方向的旋轉軸心可驅動旋轉地支承于機殼內；磨輥，與該磨盤的上方相對而配置，并且能夠與該磨盤的旋轉聯動而進行旋轉；輥搖動機構，使所述磨輥能夠沿著所述磨盤的表面并且在與所述磨盤的旋轉方向不同的方向上搖動。
從而，當磨盤驅動旋轉，向該磨盤上供給生物物質等固體物時，該固體物借助于離心力向外側移動，進入磨盤與磨輥之間，由于磨輥通過磨盤的旋轉而進行旋轉，因而固體物被粉碎，此時，能夠通過輥搖動機構來搖動磨輥，因而在固體物上作用剪切力而促進粉碎，可以通過高效率地粉碎生物物質等固體物而提高粉碎效率。在本發明的立式磨機中，其特征是所述輥搖動機構能夠以所述磨盤上的所述磨輥的粉碎位置或者比該粉碎位置靠所述磨盤上的徑向外側的位置作為支點來搖動所述磨輥。從而，通過將磨輥以其粉碎位置或者比該粉碎位置靠外側的位置作為支點進行搖動，能夠對生物物質等固體物高效率地賦予剪切力，能夠切斷生物物質的纖維質而高效率地粉碎固體物。在本發明的立式磨機中，其特征是設置有支承軸，該支承軸的基端部支承于所述機殼而前端部朝向所述磨盤的旋轉軸心，在該支承軸的前端部經由沿著大致鉛垂方向的聯結軸搖動自如地聯結搖動軸的基端部，所述磨輥旋轉自如地支承于該搖動軸的前端部。從而，通過相對于支承軸搖動搖動軸，磨輥將搖動，能夠容易地以搖動自如的方式支承該磨輥。在本發明的立式磨機中，其特征是所述輥搖動機構具有能夠搖動所述磨輥的致動器。從而，能夠通過致動器容易地搖動磨輥。在此情況下，致動器能夠由液壓缸、氣缸、電動機等來構成。在本發明的立式磨機中，其特征是所述輥搖動機構具有對所述磨輥向所述磨盤的旋轉方向的上游側施力的施力部件。從而，磨輥通過 磨盤的旋轉力被傳遞而向旋轉方向的下游側搖動，另一方面，在由于固體物的粉碎狀況磨盤的旋轉力降低時，磨輥通過施力部件施加的力而向旋轉方向的上游側搖動，能夠以簡單的構成容易地搖動磨輥。根據本發明的立式磨機，與磨盤的上方相對而配置磨輥，并且通過輥搖動機構能使該磨輥沿著磨盤的表面并且在與其旋轉方向不同的方向上搖動，從而能夠通過高效率地粉碎生物物質等固體物來提高粉碎效率。
圖1是表示本發明實施例1的立式磨機中的磨輥的俯視圖。圖2是表示實施例1的立式磨機中的磨輥的主視圖。圖3是表示實施例1的立式磨機的概略構成圖。圖4是表示本發明實施例2的立式磨機中的磨輥的俯視圖。符號的說明11機殼12生物物質供給管13磨盤17盤襯18磨輥
19、51輥搖動機構21支承軸23搖動軸24聯結軸26液壓缸41、42 液壓缸(致動器)52拉伸彈簧(施力部件)
具體實施例方式下面參照附圖，詳細地說明本發明的立式磨機的優選實施例。此外，并非通過此實施例來限定本發明。實施例1圖1是表示本發明實施例1的立式磨機中的磨輥的俯視圖，圖2是表示實施例1的立式磨機中的磨輥的主視圖，圖3是表示實施例1的立式磨機的概略構成圖。實施例1的立式磨機是用來粉碎生物物質(bio-mass)等固體物的。這里，生物物質是指來自于可再生的生物的有機性資源。例如間伐材、廢木材、流木、草類、廢棄物、污泥、輪胎以及以它們作為原料的循環燃料(顆粒或碎片)等，并且不限定于這里所提到的。此夕卜，本實施例的立式磨機并不限定于粉碎生物物質固體物，還能夠粉碎煤炭或生物物質固體物與煤炭的混合物。
如圖1至圖3所示，在實施例1的立式磨機中，機殼11呈圓筒的中空形狀，在上部安裝有生物物質供給管12。此生物物質供給管12從未圖示的生物物質供給裝置向機殼11內供給生物物質固體物，沿著上下方向(鉛垂方向)配置于機殼11的中心位置，下端部延設至下方。機殼11在下部配置有磨盤13。此磨盤13與生物物質供給管12的下端部相對而配置于機殼11的中心位置。另外，此磨盤13在下部聯結具有沿著鉛垂方向的旋轉軸心的旋轉軸14，旋轉自如地被支承在機殼11上。此旋轉軸14固結有作為驅動齒輪的渦輪15，機殼11上所搭載的驅動電動機(省略圖示)的蝸桿齒輪16與此渦輪15嚙合。從而，可通過驅動電動機經由蝸桿齒輪16、渦輪15、旋轉軸14使磨盤13驅動旋轉。另外,磨盤13在外周側固定有呈環形狀的盤襯17。此盤襯17其表面(上表面)為越往磨盤13的外周側越高的傾斜面。而且，與此磨盤13 (盤襯17)的上方相對而配置有多個磨輥18。各磨輥18通過輥搖動機構19能沿著磨盤13 (盤襯17)的表面并且在與磨盤13的旋轉方向不同的方向上搖動。在此情況下，輥搖動機構19能以磨盤13上的磨輥18的粉碎位置或者較此粉碎位置靠磨盤13上的徑向外側的位置作為支點來搖動磨輥18。S卩、支承軸21其后端部被耳軸22支承于機殼11的側壁部，故其前端部可以在上下方向進行搖動。該支承軸21被配置成其前端部朝向磨盤13的旋轉軸心方向且朝下方傾斜。搖動軸23其基端部經由沿著大致鉛垂方向的聯結軸24搖動自如地與支承軸21的前端部聯結，磨輥18通過未圖示的軸承旋轉自如地安裝于此搖動軸23的前端部。在此情況下，理想的是，聯結軸24沿著與磨輥18的外周面所相對的磨盤13(盤襯17)的表面大致正交的方向，據此磨輥18能夠一邊和磨盤13確保后述的既定間隙一邊進行搖動。另外，聯結支承軸21和搖動軸23的聯結軸24的位置為磨輥18的搖動中心，此搖動中心靠近于磨盤13上的磨輥18的粉碎位置較為理想，據此磨輥18能夠對生物物質等固體物賦予適當的剪切力。另外，支承軸21設置向上方延伸的上部臂25，被固定在機殼11上的作為按壓裝置的液壓缸26的按壓桿27的前端部與上部臂25的前端部聯結。支承軸21設置向下方延伸的下部臂28，下部臂28的前端部可與被固定在機殼11上的定程擋塊29抵接。從而，當通過液壓缸26使按壓桿27前進時，能夠按壓上部臂25，使支承軸21以耳軸22為支點在圖3中繞順時針方向進行回轉。此時，因下部臂28與定程擋塊29抵接，故支承軸21的回轉位置得以規定。也就是說，磨輥18在與磨盤13 (盤襯17)之間對生物物質固體物進行粉碎，需要在磨輥18的表面與磨盤13 (盤襯17)的表面之間確保既定間隙。因此，支承軸21通過液壓缸26被規定既定的回轉位置，從而在磨輥18的表面與磨盤13的表面之間確保可放入生物物質固體物而進行粉碎的既定間隙。在此情況下，磨盤13 —旋轉，供給到此磨盤13上的生物物質固體物就借助于其離心力而向外周側移動，進入磨輥18與磨盤13之間。由于磨輥18被壓向磨盤13側，所以磨盤13的旋轉力經由生物物質固體物進行傳遞，磨輥18能夠與此磨盤13的旋轉聯動而進行旋轉。另外，還設置有構成輥搖動機構19的兩個液壓缸41、42，此液壓缸41、42安裝于支承軸21與搖動軸23 (磨輥18)之間。S卩、液壓缸41、42被配置于支承軸21和搖動軸23的水平方向上的各側方，基端部通過聯結銷44回轉自如地聯結于與支承軸21 —體的支承裝置43。另外，液壓缸41、42其驅動桿45、46的前端部通過聯結銷47回轉自如地聯結于搖動軸23的前端部(磨輥18)。在此情況下，各聯結銷44、47被設置成與聯結軸24相平行。從而，通過使各液壓缸41、42交替地伸縮，能夠使磨輥18在磨盤13上搖動、也就是使其扭轉。在此情況下，磨輥18可以搖動至圖1中用雙點劃線所表示的18a 18b的位置，設定以中心0為中心的搖動角度0。另外，理想的是，磨輥18的搖動中心設定于磨輥18的粉碎位置、也就是磨輥18和磨盤13的接觸位置。但是，在本實施例中，因簡化構造的目的，磨輥18的搖動中心設定在處于比磨輥18的粉碎位置更靠磨盤13的徑向外側的聯結支承軸21和搖動軸23的聯結軸24。但將此聯結軸24設于比把支承軸21和搖動軸23合在一起的軸向長度的中間位置靠磨輥18的粉碎位置側。此外，在本實施例中，將磨輥18形成為前端部側的直徑變小這樣的圓錐臺形狀，將磨輥18的表面形成為平坦來構成，但并不限定于這一形狀。例如，磨輥18也可以形成為輪胎形狀。另外，在本實施例中，磨輥18設置多個(3個)，沿著磨盤13的旋轉方向而等間隔地配置。在此情況下，磨輥18的數量及配置依照磨盤13、磨輥18等的大小等適當設定即可。機殼11在下部設置有位于磨盤13的外周邊而送入一次空氣的入口孔31。另外，機殼11在上部設置有位于生物物質供給管12的外周邊而排出粉碎后的生物物質的出口孔
32。而且，機殼11在此出口孔32的下方設置有作為對粉碎后的生物物質進行分級的分級裝置的旋轉式分選機33。此旋轉 式分選機33設置于生物物質供給管12的外周部，可通過驅動裝置34進行驅動旋轉。另外，機殼11在下部設置有異物排出管35。此異物排出管35使混入生物物質固體物中的礫石及金屬片等異物(溢出物)從磨盤13的外周部落下而排出。在如此構成的本實施例的立式磨機中，當生物物質等固體物從生物物質供給管12向機殼11內供給時，此固體物在生物物質供給管12內落下，向磨盤13上的中心部供給。此時，由于磨盤13以既定的速度進行旋轉，所以被供給到磨盤13上的中心部的固體物，在離心力的作用下以向四方分散的方式移動，在磨盤13的整個面上形成一定的層。即、生物物質等固體物進入磨輥18與磨盤13之間。于是，磨盤13的旋轉力經由生物物質等固體物向磨輥18傳遞，磨輥18伴隨著磨盤13的旋轉而進行旋轉。此時，由于磨輥18通過液壓缸26被按壓支承于磨盤13側，所以磨輥18 —邊旋轉一邊碾壓此固體物進行粉碎。另外，此時，磨輥18以構成輥搖動機構19的各液壓缸41、42交替地反復進行伸展和收縮的方式而動作，從而磨輥18在磨盤13上左右搖動。因此，此磨棍18 —邊旋轉一邊搖動，能夠一邊碾壓固體物一邊賦予剪切力，將纖維質等切斷、粉碎。被磨輥18粉碎了的固體物通過從入口孔31送入到機殼11內的一次空氣干燥且上升。上升了的已粉碎固體物通過旋轉式分選機33進行分級，粗粉落下而再次返回到磨盤13上進行再粉碎。另一方面，細粒粉通過旋轉式分選機33而隨著氣流從出口孔32排出。另外，混入生物物質等固體物中的礫石及金屬片等溢出物借助于磨盤13的離心力從外周部向外落下，通過異物排出管35而排出。這樣在實施例1的立式磨機中，在機殼11內以沿著鉛垂方向的旋轉軸心可驅動旋轉地支承磨盤13，與此磨盤13的上方相對而配置能夠與磨盤13的旋轉聯動而進行旋轉的磨輥18，并且設置有使磨輥18能沿著磨盤13的表面并且在與其旋轉方向不同的方向上進行搖動的輥搖動機構19。從而，當磨盤13進行驅動旋轉，向此磨盤13上供給生物物質等固體物時，此固體物借助于離心力向外側移動，進入磨盤13與磨輥18之間。而且，因磨輥18通過磨盤13的旋轉而進行旋轉故固體物被粉碎，此時，通過輥搖動機構19搖動磨輥18從而在固體物上作用剪切力以促進粉碎，可以通過高效率地粉碎生物物質等固體物而提高粉碎效率。另外，因磨輥18相對于旋轉的磨盤13在不同的方向上搖動，故磨輥18的外周面及磨盤13 (盤襯17)的表面均勻地磨損，能夠延長壽命。另外，在實施例1的立式磨機中，其特征是輥搖動機構19能以磨盤13上的磨輥18的粉碎位置或者比此粉碎位置靠磨盤13上的徑向外側的位置為支點來搖動磨輥18。從而,能夠通過磨輥18對生物物質等固體物高效率地賦予剪切力，能夠切斷生物物質的纖維質而高效率地粉碎固體物。另外，在實施例1的立式磨機中，將支承軸21的基端部支承于機殼11而使其前端部朝向磨盤13的旋轉軸心，經由聯結軸24將搖動軸23的基端部搖動自如地與支承軸21的前端部聯結，磨輥18旋轉自如地支承于此搖動軸23的前端部。從而，通過相對于支承軸21搖動搖動軸23，磨輥18將搖動，能夠容易地以搖動自如的方式來支承此磨輥18。另外，在實施例1的立式磨機中，作為輥搖動機構19設置有可搖動磨輥18的液壓缸(致動器)41、42。從而，能夠通過液壓缸41、42容易地搖動磨輥18。在此情況下，構成輥搖動機構19的致動器并不限于液壓缸41、42，還可以是氣缸，另外，還可以利用電動機以及凸輪機構來構成等。
實施例2圖4是表示本發明的實施例2的立式磨機中的磨輥的俯視圖。此外，對具有與上述的實施例同樣功能的部件附加同一標記并省略詳細的說明。如圖4所示，在實施例2的立式磨機中，與磨盤13 (盤襯17)的上方相對而配置多個磨輥18，各磨輥18通過輥搖動機構51，能沿著磨盤13 (盤襯17)的表面并且在與此磨盤13的旋轉方向不同的方向上進行搖動。S卩、支承軸21在其前端部通過聯結軸24搖動自如地聯結搖動軸23，在此搖動軸23的前端部旋轉自如地安裝有磨輥18。另外，還設置有構成輥搖動機構51的作為施力部件的拉伸彈簧52，此拉伸彈簧52安裝于支承軸21和搖動軸23 (磨輥18)之間。S卩、拉伸彈簧52被配置在支承軸21和搖動軸23的水平方向上的一側方、也就是磨盤13的旋轉方向的上游側，一端部與支承裝置43的托架53聯結，另一端部與搖動軸23 (磨輥18)的托架54聯結。在如此構成的本實施例的立式磨機中，當生物物質等固體物從生物物質供給管12向磨盤13上的中心部供給時，由于磨盤13進行旋轉，因而此固體物借助于離心力以向四方分散的方式移動，進入磨輥18與磨盤13之間。于是，磨盤13的旋轉力經由固體物向磨輥18傳遞，磨輥18進行旋轉。此時，由于磨輥18通過液壓缸26被按壓支承，所以磨輥18 —邊旋轉一邊碾壓此固體物進行粉碎。另外，此時，磨輥18可與搖動軸23 —起相對于機殼11 (支承軸21)進行搖動，并且通過構成輥搖動機構51的拉伸彈簧52被施力支承于磨盤13的旋轉方向的上游側。因此，當磨盤13的旋轉力經由固體物而向磨輥18傳遞時，若所傳遞的力大于拉伸彈簧52所施加的力，磨輥18就在磨盤13上向磨盤13的旋轉方向的下游側搖動。而且，若由于磨輥18形成的固體物的粉碎狀態，從磨盤13經由固體物被傳遞到磨輥18的力小于拉伸彈簧52所施加的力，那樣磨輥18通過拉伸彈簧52施加的力在磨盤13上向磨盤13的旋轉方向的上游側搖動。這樣磨輥18 —邊旋 轉一邊搖動，能夠一邊碾壓固體物一邊賦予剪切力，將纖維質等切斷、粉碎。之后，被磨輥18粉碎了的固體物通過從入口孔31送入機殼11內的一次空氣而干燥且上升。上升了的已粉碎固體物通過旋轉式分選機33進行分級，粗粉落下而再次返回磨盤13上進行再粉碎。另一方面，細粒粉通過旋轉式分選機33，隨著氣流從出口孔32排出。另外，混入生物物質等固體物中的礫石及金屬片等溢出物借助于磨盤13的離心力從外周部向外落下，通過異物排出管35而排出。這樣在實施例2的立式磨機中，在機殼11內以沿著鉛垂方向的旋轉軸心可驅動旋轉地支承磨盤13，與此磨盤13的上方相對而配置能與磨盤13的旋轉聯動而進行旋轉的磨輥18，并且設置有使磨輥18能沿著磨盤13的表面并且在與其旋轉方向不同的方向上進行搖動的棍搖動機構51。從而，供給到磨盤13上的生物物質等固體物借助于離心力進行移動而進入磨盤13與磨輥18之間。而且，由于磨輥18通過磨盤13的旋轉而進行旋轉因而固體物被粉碎，此時，通過輥搖動機構51使磨輥18搖動從而在固體物上作用剪切力以促進粉碎，可以通過高效率地粉碎生物物質等固體物而提高粉碎效率。另外，在實施例2的立式磨機中，作為輥搖動機構51設置有對磨輥18向磨盤13的旋轉方向的上游側施力的拉伸彈簧(施力部件)52。從而，磨輥18因磨盤13的旋轉力被傳遞而向旋轉方向的下游側搖動，另一方面，在由于固體物的粉碎狀況磨盤13的旋轉力降低了時，磨輥18通過拉伸彈簧52施加的力而向旋轉方向的上游側搖動，能夠以簡單的構成容易地搖動磨棍18。此外，在此實施例中，拉伸彈簧52施加的力根據磨輥18和固體物和磨盤的摩擦力來設定。此摩擦力根據磨輥18形成的固體物的粉碎狀態、也就是進入磨輥18與磨盤之間的固體物的數量、大小等而變化。而且，若此摩擦力變大，那么磨輥18向磨盤13的旋轉方向的下游側搖動，若摩擦力變小，那么磨輥18通過拉伸彈簧52施加的力而向磨盤13的旋轉方向的上游側搖動。在此情況下，還可以將拉伸彈簧52配置于支承軸21和搖動軸23的水平方向上的兩側方，將配置在磨盤13的旋轉方向的上游側的拉伸彈簧52施加的力設定得較大。另外，還可以將實施例1中所說明的液壓缸41、42和拉伸彈簧52組合起來使用。另外，在上述的各實施例中，在支承于機殼11的支承軸21的前端部通過聯結軸24搖動自如地支承搖動軸23，在此搖動軸23的前端部安裝磨輥18，但不限定于此構成。例如，還可以使用四連桿機構將磨輥18支承于機殼11。另外，還可以將磨輥18在其正上方通過鉛垂軸回旋(搖動)自如地進行支承。進而，在上述的各實施例中，還可以使用陶瓷或耐磨鋼在磨輥18的外周面形成槽或凹凸部(凹痕)。產業上的可利用性本發明的立式磨機 ，通過使磨輥能沿著磨盤的表面并且在與磨盤的旋轉方向不同的方向上進行搖動，可高效率地粉碎生物物質等固體物而提高粉碎效率，能夠適用于對生物物質等固體物進行粉碎的裝置。
權利要求
1.一種立式磨機，其特征在于，包括 磨盤，以沿著鉛垂方向的旋轉軸心可驅動旋轉地支承在機殼內； 磨輥，與該磨盤的上方相對而配置，并且能夠與該磨盤的旋轉聯動而進行旋轉；以及輥搖動機構，使所述磨輥能夠沿著所述磨盤的表面并且在與所述磨盤的旋轉方向不同的方向上搖動。
2.如權利要求1所述的立式磨機，其特征在于 所述輥搖動機構能夠以所述磨盤上的所述磨輥的粉碎位置或者比該粉碎位置靠所述磨盤上的徑向外側的位置作為支點來搖動所述磨輥。
3.如權利要求1或2所述的立式磨機，其特征在于 設置有支承軸，該支承軸的基端部支承于所述機殼而前端部朝向所述磨盤的旋轉軸心，在該支承軸的前端部經由沿著大致鉛垂方向的聯結軸搖動自如地聯結搖動軸的基端部，所述磨輥旋轉自如地支承于該搖動軸的前端部。
4.如權利要求廣3中任一項所述的立式磨機，其特征在于 所述輥搖動機構具有能夠搖動所述磨輥的致動器。
5.如權利要求1 4中任一項所述的立式磨機,其特征在于 所述輥搖動機構具有對所述磨輥向所述磨盤的旋轉方向的上游側施力的施力部件。
全文摘要
在立式磨機中，在機殼(11)內以沿著鉛垂方向的旋轉軸心可驅動旋轉地支承磨盤(13)，與該磨盤(13)的上方相對而配置能與磨盤(13)的旋轉聯動而進行旋轉的磨輥(18)，并且設置使磨輥(18)能沿著磨盤(13)的表面并且在與其旋轉方向不同的方向上搖動的輥搖動機構(19)，從而可以通過高效率地粉碎生物物質等固體物而提高粉碎效率。
文檔編號B02C15/04GK103068488SQ20118002449
公開日2013年4月24日 申請日期2011年5月13日 優先權日2010年5月19日
發明者山口啟樹, 有馬謙一, 飯田豐, 植松良茂 申請人:三菱重工業株式會社