竪型ミル
【課題】分級室を旋回しながら上昇する１次空気の流速を増大させ、粉砕物に作用する遠心力を増大させることで、分級効率の向上を図る竪型ミルを提供する。
【解決手段】円筒状の粉砕部３と、該粉砕部の上端より上方に延出し上方に向って縮径する円錐台形状の増速部４と、該増速部の上端より上方に延出する整流部５とで構成され、分級室１２を形成するハウジング２と、前記整流部に設けられた分級機２１と、前記粉砕部の下部に設けられた粉砕テーブル７と、該粉砕テーブルに押圧され、塊状物を粉砕する加圧ローラ９と、前記粉砕テーブルの周囲より前記分級室内を旋回する様１次空気を噴出する。
【解決手段】円筒状の粉砕部３と、該粉砕部の上端より上方に延出し上方に向って縮径する円錐台形状の増速部４と、該増速部の上端より上方に延出する整流部５とで構成され、分級室１２を形成するハウジング２と、前記整流部に設けられた分級機２１と、前記粉砕部の下部に設けられた粉砕テーブル７と、該粉砕テーブルに押圧され、塊状物を粉砕する加圧ローラ９と、前記粉砕テーブルの周囲より前記分級室内を旋回する様１次空気を噴出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石炭、石灰岩等の塊状物を微粉に粉砕する竪型ミルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
石炭を燃料とする石炭焚きボイラでは、塊状の石炭を竪型ミルにより粉砕して微粉炭とし、微粉炭を１次空気と共に燃焼装置であるバーナに供給している。
【０００３】
竪型ミルは、ハウジングと、ハウジングの上部に収納され所定の回転数で回転する回転式の分級機と、ハウジングの下部に収納され所定の回転数で回転する粉砕テーブルと、ハウジングに支持された加圧ローラユニットとを有し、加圧ローラユニットは回転自在な加圧ローラを粉砕テーブルに押圧する構造となっている。
【０００４】
粉砕テーブルにはシュートから塊状の石炭が粉砕テーブルの中心に投入され、供給される。供給された塊状の石炭は、粉砕テーブルの回転遠心力によって外周へと移動し、石炭が粉砕テーブルの外周に移動する過程で、加圧ローラと粉砕テーブルの間に噛込まれて粉砕される。粉砕された粉砕炭は粉砕テーブル周囲の１次空気吹出し口より吹上がる１次空気によって旋回しながら上昇する。
【０００５】
粉砕炭が上昇する過程で、粉砕炭には旋回の遠心力による遠心分級が行われると共に、自重による重力が作用する重力分級が行われる。粉砕炭の内、粒径の大きい粗粉炭に作用する遠心力及び重力が大きいことから、粗粉炭は１次空気の上昇流より分離し、粉砕テーブル上に落下する。
【０００６】
遠心分級及び重力分級により分級された後の粉砕炭は、ハウジング上部の分級機により衝突分級が行われ、更に粗粉炭が粉砕炭から分離されることで、粒径の小さい微粉炭が１次空気と共にバーナに供給される。
【０００７】
従来の竪型ミルの場合、１次空気の旋回流はハウジングを上昇するのに伴い、次第に弱くなっていく為、遠心分級の効果を充分に発揮することができなかった。
【０００８】
尚、各側壁に囲まれた容器内部の断面積が、下部から上部に向って減少する様にしたことで、容器内部へ流入する熱空気量を低減しても十分な吹上げ流速を得ることができる竪型ローラミルとして、特許文献１に示されるものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−９３８２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は斯かる実情に鑑み、分級室を旋回しながら上昇する１次空気の流速を増大させ、粉砕物に作用する遠心力を増大させることで、分級効率の向上を図る竪型ミルを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、円筒状の粉砕部と、該粉砕部の上端より上方に延出し上方に向って縮径する円錐台形状の増速部と、該増速部の上端より上方に延出する整流部とで構成され、分級室を形成するハウジングと、前記整流部に設けられた分級機と、前記粉砕部の下部に設けられた粉砕テーブルと、該粉砕テーブルに押圧され、塊状物を粉砕する加圧ローラと、前記粉砕テーブルの周囲より前記分級室内を旋回する様１次空気を噴出する竪型ミルに係るものである。
【００１２】
又本発明は、前記整流部は、前記増速部の上端より上方に延出し上方に向って拡径する倒立円錐台形状の倒立円錐台部と、該倒立円錐台部の上端より上方に向って延出する円筒形状の大円筒部と、該大円筒部の上端より上方に延出し上方に向って縮径する円錐台形状の２次増速部と、該２次増速部の上端より上方に向って延出する円筒形状の小円筒部とからなり、前記分級機は前記小円筒部に設けられた竪型ミルに係るものである。
【００１３】
又本発明は、前記大円筒部は、周面より接線方向に補助１次空気を噴出し、旋回流を増速する補助１次空気供給口を更に具備する竪型ミルに係るものである。
【００１４】
又本発明は、前記整流部が、前記増速部の上端より上方に延出し上方に向って拡径する倒立円錐台形状の倒立円錐台部と、該倒立円錐台部の上端より上方に向って延出する円筒形状の円筒部とからなり、前記分級機は前記円筒部に設けられた竪型ミルに係るものである。
【００１５】
更に又本発明は、前記整流部が、円筒形状である竪型ミルに係るものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、円筒状の粉砕部と、該粉砕部の上端より上方に延出し上方に向って縮径する円錐台形状の増速部と、該増速部の上端より上方に延出する整流部とで構成され、分級室を形成するハウジングと、前記整流部に設けられた分級機と、前記粉砕部の下部に設けられた粉砕テーブルと、該粉砕テーブルに押圧され、塊状物を粉砕する加圧ローラと、前記粉砕テーブルの周囲より前記分級室内を旋回する様１次空気を噴出する吹出し口とを具備するので、１次空気が前記分級室内を上昇する過程で、前記増速部の縮径に伴い１次空気の流速が増大し、１次空気に運ばれる粉砕された塊状物に作用する遠心力が増大する為、増大した遠心力により粒径の大きい塊状物を１次空気の上昇流からより多く分離させることができ、分級性能の向上を図ることができるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施例に係る竪型ミルの概略立断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例に係る竪型ミルの概略立断面図である。
【図３】本発明の第３の実施例に係る竪型ミルの概略立断面図である。
【図４】本発明の第４の実施例に係る竪型ミルの概略立断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。
【００１９】
先ず、図１に於いて、本発明の第１の実施例について説明する。
【００２０】
図１中、１は竪型ミルであり、該竪型ミル１は図示しない基台に立設されたハウジング２を有し、該ハウジング２は内部に密閉された空間を形成する。又、該ハウジング２は円筒形状の粉砕部３と、該粉砕部３の上端より上方に延出し上方に向って縮径する円錐台形状の増速部４と、該増速部４の上端より上方に延出する円筒形状の整流部５とで構成される。
【００２１】
前記ハウジング２の下方にはテーブル駆動装置（図示せず）が設けられ、該テーブル駆動装置には前記ハウジング２を下方から前記粉砕部３の下部迄垂直に貫通する駆動軸６が連結されている。該駆動軸６の上端には粉砕テーブル７が設けられており、該粉砕テーブル７は前記駆動軸６を介して前記テーブル駆動装置によって定速又は可変速で回転される。
【００２２】
前記粉砕テーブル７の上面には、凹溝８が前記粉砕テーブル７の中心と同心円に形成され、前記粉砕テーブル７の回転中心から放射状に所要組数、例えば１２０°間隔で３組の加圧ローラ９が傾動自在に設けられている。該加圧ローラ９は、アクチュエータ、例えば図示しない油圧シリンダ等により前記凹溝８に押圧される様になっている。
【００２３】
前記ハウジング２内部の前記粉砕テーブル７の下方には１次空気室１１が形成され、前記粉砕テーブル７より上方は、分級室１２となっている。又、該分級室１２は、前記粉砕部３の内部に形成される粉砕室１３、前記増速部４の内部に形成される増速室１４、前記整流部５の内部に形成される整流室１５からなっている。尚、前記増速室１４は、１次遠心分級を行う１次遠心分級部として作用する。
【００２４】
前記ハウジング２の下部には１次空気供給口１６が取付けられ、該１次空気供給口１６は図示しない送風機に接続されると共に、前記１次空気室１１に連通している。前記粉砕テーブル７の周囲には、周方向に傾斜した１次空気の吹出し口１７が全周に設けられている。
【００２５】
前記ハウジング２の上側には原料給排部（図示せず）が設けられ、該原料給排部はパイプ状のシュート１８を有している。該シュート１８は前記ハウジング２の内部の前記粉砕室１３迄延出し、下端が前記粉砕テーブル７の中央上方に位置している。前記シュート１８には塊状の石炭が供給され、供給された石炭は前記粉砕テーブル７の中心部に落下する様になっている。
【００２６】
又、前記整流室１５には、ブレード１９を有する分級機２１が前記シュート１８に対して回転自在に設けられ、前記分級機２１は分級機駆動装置（図示せず）によって回転される。前記ブレード１９は短冊状であり、倒立円錐曲面上に円周方向に所定角度ピッチで所定枚数、例えば２０枚〜６０枚配設される。又、前記ブレード１９は下端から上端に向って前記整流室１５の中心から離反する様に傾斜している。
【００２７】
前記原料給排部には、粉砕された微粉炭を送給する微粉炭送給管２２が接続されており、該微粉炭送給管２２はボイラのバーナ（図示せず）に接続されている。
【００２８】
次に、前記竪型ミル１に於ける石炭の粉砕について説明する。
【００２９】
前記粉砕テーブル７が、前記駆動軸６を介してテーブル駆動装置（図示せず）によって回転され、前記１次空気供給口１６より２００℃前後の１次空気が前記１次空気室１１に導入された状態で、前記シュート１８より塊状の石炭が投入される。塊状の石炭は、前記シュート１８の下端より前記粉砕テーブル７の中心部に流落し、該粉砕テーブル７上に供給される。
【００３０】
該粉砕テーブル７上の石炭は、該粉砕テーブル７の回転による遠心力で外周方向に移動し、前記加圧ローラ９に噛込まれて粒径の大きい粗粉炭と粒径の小さい微粉炭からなる粉砕炭に粉砕され、更に遠心力によって外周に移動する。
【００３１】
前記１次空気供給口１６より前記１次空気室１１に導入された１次空気が、前記粉砕テーブル７の前記吹出し口１７より吹上がり、遠心力によって前記凹溝８を乗越えた粉砕炭は、前記吹出し口１７から吹上がった１次空気に乗り、粉砕炭流２３として前記分級室１２の外周部を前記粉砕部３の内壁面に沿って旋回しながら上昇する。
【００３２】
尚、粉砕炭流２３の旋回流速は、旋回流の直径の２乗に反比例する。又、遠心力は旋回流速の２乗に比例（直径の４乗に反比例）し、旋回流の回転半径（直径）の１乗に反比例する。従って、粉砕炭流２３に作用する遠心力は、旋回流の直径の５乗に反比例する。一方、旋回流や上昇流による抗力は、流速の２乗に比例（直径の４乗に反比例）する様になっている。
【００３３】
粉砕炭流２３には、先ず前記粉砕室１３の外周を上昇する過程で、１次空気の旋回による遠心力が作用し遠心分級が行われると共に、粉砕炭の自重による重力が作用し重力分級が行われる。この時、粒径の大きい粗粉炭に対して大きい遠心力及び重力が作用する為、粗粉炭のみが粉砕炭流２３から径方向に分離され、前記粉砕部３の内壁に飛ばされると共に、重力方向に分離され、前記粉砕テーブル７上に落下する。
【００３４】
前記粉砕室１３を上昇する粉砕炭流２３は、次いで上方に向って縮径する前記増速室１４を旋回しながら上昇する。
【００３５】
前述した様に、粉砕炭流２３の流速は旋回流の直径の２乗に反比例し、粉砕炭流２３に作用する遠心力は旋回流の直径の５乗に反比例する為、粉砕炭流２３が前記増速室１４を上昇し、該増速室１４の径が縮小されるのに伴い、粉砕炭流２３の旋回流の回転半径が減少し、流速が増大すると共に、粉砕炭流２３の中の粉砕炭に作用する遠心力が大きくなる。尚、旋回流の回転半径は漸次減少するので、縮径する際の旋回流の圧損の増大を抑制できる。
【００３６】
従って、前記増速室１４では、粉砕炭流２３に対する遠心分級の効果が大きくなるので、前記粉砕室１３に於いて遠心分級及び重力分級で分離できなかった粗粉炭を、遠心力により粉砕炭流２３から径方向に分離させることができる。
【００３７】
又、前記増速室１４は円錐台形状となっているので、粉砕炭流２３から分離され、前記増速室１４の内壁に衝突した粗粉炭は、下方向への反力を受け、容易に下方へと落下する。
【００３８】
前記増速室１４を上昇した粉砕炭流２３は、次いで前記整流室１５を上昇する。該整流室１５では、縮径しながら旋回していた粉砕炭流２３が、前記整流部５の内壁に沿って再度上昇方向が垂直な旋回流へと整流され、整流された粉砕炭流２３が前記分級機２１に流入し、衝突分級が行われる。
【００３９】
該分級機２１に流入した粉砕炭流２３は、前記ブレード１９を横切る際に、所定粒径以上の粗粉炭が前記ブレード１９によって弾かれ、前記粉砕テーブル７上に落下する。又、前記ブレード１９を通過した所定粒径以下の微粉炭は、前記微粉炭送給管２２より送出され、図示しないボイラのバーナに供給される。
【００４０】
重力分級、遠心分級、衝突分級によって分級され、前記粉砕テーブル７上に落下した粗粉炭は、該粉砕テーブル７の回転遠心力によって前記凹溝８迄移動し、前記加圧ローラ９によって再度粉砕され、前記分級室１２を上昇し、前記分級機２１に流入する過程で再度重力分級、遠心分級、衝突分級により分級が行われる。
【００４１】
上述の様に、第１の実施例では、前記ハウジング２に上方に向って縮径する円錐台形状の前記増速部４を設け、前記分級室１２内を上昇する粉砕炭流２３の旋回速度を増大させ、粉砕炭流２３に作用する遠心力が大きくなる様にしたので、遠心分級の効果が増大し、前記竪型ミル１に於ける分級性能を向上させることができる。
【００４２】
又、前記増速部４の上端より延出する円筒形状の前記整流部５を設け、粉砕炭流２３が前記整流部５の内壁に沿って旋回しながら垂直方向に上昇する様整流したので、粉砕炭流２３が縮径しながら前記分級機２１の一部に集中して流入するのを防止することができ、該分級機２１に流入する粉砕炭流２３の流量分布の均一化を図り分級性能を向上させることができる。
【００４３】
更に、第１の実施例では、前記粉砕部３よりも径の小さい前記整流部５に前記分級機２１を設けるので、該分級機２１を小型化することができ、コストの低減を図ることができる。
【００４４】
次に、図２に於いて、本発明の第２の実施例について説明する。尚、図２中、図１中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。
【００４５】
第２の実施例では、ハウジング２が粉砕部３と増速部４と整流部２４とによって構成されている。該整流部２４は、増速部４の上端より上方に延出し上方に向って拡径する倒立円錐台形状の倒立円錐台部２５と、該倒立円錐台部２５の上端より上方に向って延出する円筒形状の円筒部２６により構成され、前記整流部２４の内部に整流室２７が形成される。
【００４６】
尚、分級機２１は、前記整流室２７の上部、即ち前記円筒部２６に同心に収納される。
【００４７】
シュート１８より投入され、加圧ローラ９により粉砕された粉砕炭は、１次空気に吹上げられて粉砕炭流２３として分級室１２内の外周部を旋回しながら上昇する。
【００４８】
増速室１４を上昇する過程で速度が増大された粉砕炭流２３は、次いで前記整流室２７を上昇する。該整流室２７を上昇する粉砕炭流２３は、前記倒立円錐台部２５の内壁に沿って旋回流の直径が拡径されるのに伴い、前記粉砕炭流２３の流速が減少する。
【００４９】
粉砕炭流２３は、流速が減少することで安定した流れとなり、更に前記円筒部２６の内壁に沿って旋回しながら垂直に上昇する様整流される。上昇方向が垂直な旋回流へと整流されることで、粉砕炭流２３が前記分級機２１の一部に集中して流入するのを防止することができるので、該分級機２１に流入する粉砕炭流２３の流量分布の均一化を図ることができ、分級性能を向上させることができる。
【００５０】
又、粉砕炭流２３を旋回しながら垂直に上昇する様整流したことで、粉砕炭流２３がブレード１９に対して直交する方向から前記分級機２１に流入し易くなり、該分級機２１の性能を安定させることができる。
【００５１】
次に、図３に於いて、本発明の第３の実施例について説明する。尚、図３中、図１中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。
【００５２】
第３の実施例では、ハウジング２が粉砕部３と増速部４と整流部２８とによって構成されている。該整流部２８は、増速部４の上端より上方に延出し上方に向って拡径する倒立円錐台形状の倒立円錐台部２９と、該倒立円錐台部２９の上端より上方に延出する円筒形状の大円筒部３１と、該大円筒部３１の上端より上方に延出し上方に向って縮径する円錐台形状の２次増速部３２と、該２次増速部３２の上端より上方に向って延出する円筒形状の小円筒部３３により構成され、前記整流部２８の内部に整流室３４が形成される。尚、該整流室３４は、前記２次増速部３２により２次遠心分級を行う２次遠心分級部としても作用する。
【００５３】
尚、分級機２１は前記整流室３４の上部、即ち前記小円筒部３３に同心に収納される。
【００５４】
シュート１８より投入され、加圧ローラ９により粉砕された粉砕炭は、１次空気に吹上げられて粉砕炭流２３として分級室１２内の外周部を旋回しながら上昇する。
【００５５】
増速室１４を上昇する過程で速度が増大された粉砕炭流２３は、次いで前記整流室３４を上昇する。該整流室３４を上昇する粉砕炭流２３は、前記倒立円錐台部２９の内壁に沿って旋回流の直径が拡径されるのに伴い、粉砕炭流２３の流速が低下する。
【００５６】
その後、前記大円筒部３１の内壁に沿って粉砕炭流２３が旋回しながら垂直に上昇する様整流された後、前記２次増速部３２の内壁に沿って再度旋回流の直径が縮径され、粉砕炭流２３の流速が増大する。
【００５７】
粉砕炭流２３の流速が再度増大されることで、粉砕炭流２３中の粉砕炭に作用する遠心力が大きくなり、再度遠心分級が行われ、前記粉砕室１３、前記増速室１４で分離できなかった粗粉炭を、遠心力により粉砕炭流２３から径方向に分離させることができる。
【００５８】
粉砕炭流２３から分離された粗粉炭は、前記２次増速部３２の内壁から下方へ力を受け落下し、前記倒立円錐台部２９の内壁に沿って滑落し、前記粉砕テーブル７上に落下する。
【００５９】
又、前記２次増速部３２の内壁に沿って縮径されることで流速が増大した粉砕炭流２３は、前記小円筒部３３の内壁に沿って再度上昇方向が垂直な旋回流へと整流され、整流された粉砕炭流２３が前記分級機２１に流入する。
【００６０】
この時、該分級機２１の回転速度は、前記２次増速部３２による粉砕炭流２３の流速の増大に応じて増大させるのが望ましい。
【００６１】
粉砕炭流２３が上昇方向が垂直な旋回流へと整流されることで、分級機２１に流入する粉砕炭流２３の流量分布が均一となり、分級性能を向上させることができる。
【００６２】
又、前記２次増速部３２によって、粉砕炭流２３に作用する遠心力を増大させ、再度遠心分級を行う様にしたので、前記粉砕室１３、前記増速室１４で分離できなかった粗粉炭を、遠心力により粉砕炭流２３から径方向に分離させることができ、前記竪型ミル１に於ける分級性能を向上させることができる。
【００６３】
又、前記整流室３４内で粉砕炭流２３を再度増速させる様にしたので、前記分級機２１にて分級され、図示しないボイラのバーナに送給される微粉炭の量を増加させることができる。従って、前記増速室１４と前記整流室３４に於ける粉砕炭流２３の上昇速度の差によって粉砕炭が前記整流室３４内に滞留し、ミル差圧が上昇するのを抑制することができると共に、粉砕容量の増大を図ることができる。
【００６４】
次に、図４に於いて、本発明の第４の実施例について説明する。尚、図４中、図３中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。
【００６５】
第４の実施例では、第３の実施例に於ける整流部２８の大円筒部３１に、図示しない送風機に接続され、整流室３４に接線方向から連通する補助１次空気供給口３５を設けている。
【００６６】
該補助１次空気供給口３５は、供給された補助１次空気が上方に向って旋回する旋回流を形成できる様、前記大円筒部３１の外壁に対して下方且つ周方向に傾斜して設けられている。尚、前記補助１次空気供給口３５の傾斜角度（水平に対する角度）は、供給された補助１次空気が、前記整流室３４内を旋回しながら上昇する粉砕炭流２３の流速を加速可能な角度とすることが望ましい。
【００６７】
石炭の粉砕処理時には、前記整流室３４内を旋回しながら上昇する粉砕炭流２３に対して、前記補助１次空気供給口３５より補助１次空気を供給することで、粉砕炭流２３の流速を増大させることができる。従って、２次増速部３２に於いて再度行われる遠心分級の効果を更に増大させることができ、分級性能の向上を図ることができる。
【００６８】
又この時、前記分級機２１の回転速度は、上昇する粉砕炭流２３の流速に合わせて増大させる。
【００６９】
補助１次空気により粉砕炭流２３の流速を増大可能としたことで、図示しないボイラのバーナに送給される微粉炭の量を、第３の実施例よりも更に増加させることができる為、前記増速室１４と前記整流室３４の粉砕炭流２３の上昇速度の違いによるミル差圧の上昇を更に抑制でき、更に粉砕容量の増大を図ることができる。
【００７０】
尚、本発明では、石炭の粉砕について説明したが、本発明の竪型ミルは、石灰岩等他の塊状物の粉砕に於いても適用可能であるのは言う迄もない。
【符号の説明】
【００７１】
１ 竪型ミル
２ ハウジング
３ 粉砕部
４ 増速部
５ 整流部
７ 粉砕テーブル
９ 加圧ローラ
１７ 吹出し口
２１ 分級機
２３ 粉砕炭流
２４ 整流部
２５ 倒立円錐台部
２６ 円筒部
２７ 整流室
２８ 整流部
２９ 倒立円錐台部
３１ 大円筒部
３２ ２次増速部
３３ 小円筒部
３４ 整流室
３５ 補助１次空気供給口
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石炭、石灰岩等の塊状物を微粉に粉砕する竪型ミルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
石炭を燃料とする石炭焚きボイラでは、塊状の石炭を竪型ミルにより粉砕して微粉炭とし、微粉炭を１次空気と共に燃焼装置であるバーナに供給している。
【０００３】
竪型ミルは、ハウジングと、ハウジングの上部に収納され所定の回転数で回転する回転式の分級機と、ハウジングの下部に収納され所定の回転数で回転する粉砕テーブルと、ハウジングに支持された加圧ローラユニットとを有し、加圧ローラユニットは回転自在な加圧ローラを粉砕テーブルに押圧する構造となっている。
【０００４】
粉砕テーブルにはシュートから塊状の石炭が粉砕テーブルの中心に投入され、供給される。供給された塊状の石炭は、粉砕テーブルの回転遠心力によって外周へと移動し、石炭が粉砕テーブルの外周に移動する過程で、加圧ローラと粉砕テーブルの間に噛込まれて粉砕される。粉砕された粉砕炭は粉砕テーブル周囲の１次空気吹出し口より吹上がる１次空気によって旋回しながら上昇する。
【０００５】
粉砕炭が上昇する過程で、粉砕炭には旋回の遠心力による遠心分級が行われると共に、自重による重力が作用する重力分級が行われる。粉砕炭の内、粒径の大きい粗粉炭に作用する遠心力及び重力が大きいことから、粗粉炭は１次空気の上昇流より分離し、粉砕テーブル上に落下する。
【０００６】
遠心分級及び重力分級により分級された後の粉砕炭は、ハウジング上部の分級機により衝突分級が行われ、更に粗粉炭が粉砕炭から分離されることで、粒径の小さい微粉炭が１次空気と共にバーナに供給される。
【０００７】
従来の竪型ミルの場合、１次空気の旋回流はハウジングを上昇するのに伴い、次第に弱くなっていく為、遠心分級の効果を充分に発揮することができなかった。
【０００８】
尚、各側壁に囲まれた容器内部の断面積が、下部から上部に向って減少する様にしたことで、容器内部へ流入する熱空気量を低減しても十分な吹上げ流速を得ることができる竪型ローラミルとして、特許文献１に示されるものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−９３８２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は斯かる実情に鑑み、分級室を旋回しながら上昇する１次空気の流速を増大させ、粉砕物に作用する遠心力を増大させることで、分級効率の向上を図る竪型ミルを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、円筒状の粉砕部と、該粉砕部の上端より上方に延出し上方に向って縮径する円錐台形状の増速部と、該増速部の上端より上方に延出する整流部とで構成され、分級室を形成するハウジングと、前記整流部に設けられた分級機と、前記粉砕部の下部に設けられた粉砕テーブルと、該粉砕テーブルに押圧され、塊状物を粉砕する加圧ローラと、前記粉砕テーブルの周囲より前記分級室内を旋回する様１次空気を噴出する竪型ミルに係るものである。
【００１２】
又本発明は、前記整流部は、前記増速部の上端より上方に延出し上方に向って拡径する倒立円錐台形状の倒立円錐台部と、該倒立円錐台部の上端より上方に向って延出する円筒形状の大円筒部と、該大円筒部の上端より上方に延出し上方に向って縮径する円錐台形状の２次増速部と、該２次増速部の上端より上方に向って延出する円筒形状の小円筒部とからなり、前記分級機は前記小円筒部に設けられた竪型ミルに係るものである。
【００１３】
又本発明は、前記大円筒部は、周面より接線方向に補助１次空気を噴出し、旋回流を増速する補助１次空気供給口を更に具備する竪型ミルに係るものである。
【００１４】
又本発明は、前記整流部が、前記増速部の上端より上方に延出し上方に向って拡径する倒立円錐台形状の倒立円錐台部と、該倒立円錐台部の上端より上方に向って延出する円筒形状の円筒部とからなり、前記分級機は前記円筒部に設けられた竪型ミルに係るものである。
【００１５】
更に又本発明は、前記整流部が、円筒形状である竪型ミルに係るものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、円筒状の粉砕部と、該粉砕部の上端より上方に延出し上方に向って縮径する円錐台形状の増速部と、該増速部の上端より上方に延出する整流部とで構成され、分級室を形成するハウジングと、前記整流部に設けられた分級機と、前記粉砕部の下部に設けられた粉砕テーブルと、該粉砕テーブルに押圧され、塊状物を粉砕する加圧ローラと、前記粉砕テーブルの周囲より前記分級室内を旋回する様１次空気を噴出する吹出し口とを具備するので、１次空気が前記分級室内を上昇する過程で、前記増速部の縮径に伴い１次空気の流速が増大し、１次空気に運ばれる粉砕された塊状物に作用する遠心力が増大する為、増大した遠心力により粒径の大きい塊状物を１次空気の上昇流からより多く分離させることができ、分級性能の向上を図ることができるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施例に係る竪型ミルの概略立断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例に係る竪型ミルの概略立断面図である。
【図３】本発明の第３の実施例に係る竪型ミルの概略立断面図である。
【図４】本発明の第４の実施例に係る竪型ミルの概略立断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。
【００１９】
先ず、図１に於いて、本発明の第１の実施例について説明する。
【００２０】
図１中、１は竪型ミルであり、該竪型ミル１は図示しない基台に立設されたハウジング２を有し、該ハウジング２は内部に密閉された空間を形成する。又、該ハウジング２は円筒形状の粉砕部３と、該粉砕部３の上端より上方に延出し上方に向って縮径する円錐台形状の増速部４と、該増速部４の上端より上方に延出する円筒形状の整流部５とで構成される。
【００２１】
前記ハウジング２の下方にはテーブル駆動装置（図示せず）が設けられ、該テーブル駆動装置には前記ハウジング２を下方から前記粉砕部３の下部迄垂直に貫通する駆動軸６が連結されている。該駆動軸６の上端には粉砕テーブル７が設けられており、該粉砕テーブル７は前記駆動軸６を介して前記テーブル駆動装置によって定速又は可変速で回転される。
【００２２】
前記粉砕テーブル７の上面には、凹溝８が前記粉砕テーブル７の中心と同心円に形成され、前記粉砕テーブル７の回転中心から放射状に所要組数、例えば１２０°間隔で３組の加圧ローラ９が傾動自在に設けられている。該加圧ローラ９は、アクチュエータ、例えば図示しない油圧シリンダ等により前記凹溝８に押圧される様になっている。
【００２３】
前記ハウジング２内部の前記粉砕テーブル７の下方には１次空気室１１が形成され、前記粉砕テーブル７より上方は、分級室１２となっている。又、該分級室１２は、前記粉砕部３の内部に形成される粉砕室１３、前記増速部４の内部に形成される増速室１４、前記整流部５の内部に形成される整流室１５からなっている。尚、前記増速室１４は、１次遠心分級を行う１次遠心分級部として作用する。
【００２４】
前記ハウジング２の下部には１次空気供給口１６が取付けられ、該１次空気供給口１６は図示しない送風機に接続されると共に、前記１次空気室１１に連通している。前記粉砕テーブル７の周囲には、周方向に傾斜した１次空気の吹出し口１７が全周に設けられている。
【００２５】
前記ハウジング２の上側には原料給排部（図示せず）が設けられ、該原料給排部はパイプ状のシュート１８を有している。該シュート１８は前記ハウジング２の内部の前記粉砕室１３迄延出し、下端が前記粉砕テーブル７の中央上方に位置している。前記シュート１８には塊状の石炭が供給され、供給された石炭は前記粉砕テーブル７の中心部に落下する様になっている。
【００２６】
又、前記整流室１５には、ブレード１９を有する分級機２１が前記シュート１８に対して回転自在に設けられ、前記分級機２１は分級機駆動装置（図示せず）によって回転される。前記ブレード１９は短冊状であり、倒立円錐曲面上に円周方向に所定角度ピッチで所定枚数、例えば２０枚〜６０枚配設される。又、前記ブレード１９は下端から上端に向って前記整流室１５の中心から離反する様に傾斜している。
【００２７】
前記原料給排部には、粉砕された微粉炭を送給する微粉炭送給管２２が接続されており、該微粉炭送給管２２はボイラのバーナ（図示せず）に接続されている。
【００２８】
次に、前記竪型ミル１に於ける石炭の粉砕について説明する。
【００２９】
前記粉砕テーブル７が、前記駆動軸６を介してテーブル駆動装置（図示せず）によって回転され、前記１次空気供給口１６より２００℃前後の１次空気が前記１次空気室１１に導入された状態で、前記シュート１８より塊状の石炭が投入される。塊状の石炭は、前記シュート１８の下端より前記粉砕テーブル７の中心部に流落し、該粉砕テーブル７上に供給される。
【００３０】
該粉砕テーブル７上の石炭は、該粉砕テーブル７の回転による遠心力で外周方向に移動し、前記加圧ローラ９に噛込まれて粒径の大きい粗粉炭と粒径の小さい微粉炭からなる粉砕炭に粉砕され、更に遠心力によって外周に移動する。
【００３１】
前記１次空気供給口１６より前記１次空気室１１に導入された１次空気が、前記粉砕テーブル７の前記吹出し口１７より吹上がり、遠心力によって前記凹溝８を乗越えた粉砕炭は、前記吹出し口１７から吹上がった１次空気に乗り、粉砕炭流２３として前記分級室１２の外周部を前記粉砕部３の内壁面に沿って旋回しながら上昇する。
【００３２】
尚、粉砕炭流２３の旋回流速は、旋回流の直径の２乗に反比例する。又、遠心力は旋回流速の２乗に比例（直径の４乗に反比例）し、旋回流の回転半径（直径）の１乗に反比例する。従って、粉砕炭流２３に作用する遠心力は、旋回流の直径の５乗に反比例する。一方、旋回流や上昇流による抗力は、流速の２乗に比例（直径の４乗に反比例）する様になっている。
【００３３】
粉砕炭流２３には、先ず前記粉砕室１３の外周を上昇する過程で、１次空気の旋回による遠心力が作用し遠心分級が行われると共に、粉砕炭の自重による重力が作用し重力分級が行われる。この時、粒径の大きい粗粉炭に対して大きい遠心力及び重力が作用する為、粗粉炭のみが粉砕炭流２３から径方向に分離され、前記粉砕部３の内壁に飛ばされると共に、重力方向に分離され、前記粉砕テーブル７上に落下する。
【００３４】
前記粉砕室１３を上昇する粉砕炭流２３は、次いで上方に向って縮径する前記増速室１４を旋回しながら上昇する。
【００３５】
前述した様に、粉砕炭流２３の流速は旋回流の直径の２乗に反比例し、粉砕炭流２３に作用する遠心力は旋回流の直径の５乗に反比例する為、粉砕炭流２３が前記増速室１４を上昇し、該増速室１４の径が縮小されるのに伴い、粉砕炭流２３の旋回流の回転半径が減少し、流速が増大すると共に、粉砕炭流２３の中の粉砕炭に作用する遠心力が大きくなる。尚、旋回流の回転半径は漸次減少するので、縮径する際の旋回流の圧損の増大を抑制できる。
【００３６】
従って、前記増速室１４では、粉砕炭流２３に対する遠心分級の効果が大きくなるので、前記粉砕室１３に於いて遠心分級及び重力分級で分離できなかった粗粉炭を、遠心力により粉砕炭流２３から径方向に分離させることができる。
【００３７】
又、前記増速室１４は円錐台形状となっているので、粉砕炭流２３から分離され、前記増速室１４の内壁に衝突した粗粉炭は、下方向への反力を受け、容易に下方へと落下する。
【００３８】
前記増速室１４を上昇した粉砕炭流２３は、次いで前記整流室１５を上昇する。該整流室１５では、縮径しながら旋回していた粉砕炭流２３が、前記整流部５の内壁に沿って再度上昇方向が垂直な旋回流へと整流され、整流された粉砕炭流２３が前記分級機２１に流入し、衝突分級が行われる。
【００３９】
該分級機２１に流入した粉砕炭流２３は、前記ブレード１９を横切る際に、所定粒径以上の粗粉炭が前記ブレード１９によって弾かれ、前記粉砕テーブル７上に落下する。又、前記ブレード１９を通過した所定粒径以下の微粉炭は、前記微粉炭送給管２２より送出され、図示しないボイラのバーナに供給される。
【００４０】
重力分級、遠心分級、衝突分級によって分級され、前記粉砕テーブル７上に落下した粗粉炭は、該粉砕テーブル７の回転遠心力によって前記凹溝８迄移動し、前記加圧ローラ９によって再度粉砕され、前記分級室１２を上昇し、前記分級機２１に流入する過程で再度重力分級、遠心分級、衝突分級により分級が行われる。
【００４１】
上述の様に、第１の実施例では、前記ハウジング２に上方に向って縮径する円錐台形状の前記増速部４を設け、前記分級室１２内を上昇する粉砕炭流２３の旋回速度を増大させ、粉砕炭流２３に作用する遠心力が大きくなる様にしたので、遠心分級の効果が増大し、前記竪型ミル１に於ける分級性能を向上させることができる。
【００４２】
又、前記増速部４の上端より延出する円筒形状の前記整流部５を設け、粉砕炭流２３が前記整流部５の内壁に沿って旋回しながら垂直方向に上昇する様整流したので、粉砕炭流２３が縮径しながら前記分級機２１の一部に集中して流入するのを防止することができ、該分級機２１に流入する粉砕炭流２３の流量分布の均一化を図り分級性能を向上させることができる。
【００４３】
更に、第１の実施例では、前記粉砕部３よりも径の小さい前記整流部５に前記分級機２１を設けるので、該分級機２１を小型化することができ、コストの低減を図ることができる。
【００４４】
次に、図２に於いて、本発明の第２の実施例について説明する。尚、図２中、図１中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。
【００４５】
第２の実施例では、ハウジング２が粉砕部３と増速部４と整流部２４とによって構成されている。該整流部２４は、増速部４の上端より上方に延出し上方に向って拡径する倒立円錐台形状の倒立円錐台部２５と、該倒立円錐台部２５の上端より上方に向って延出する円筒形状の円筒部２６により構成され、前記整流部２４の内部に整流室２７が形成される。
【００４６】
尚、分級機２１は、前記整流室２７の上部、即ち前記円筒部２６に同心に収納される。
【００４７】
シュート１８より投入され、加圧ローラ９により粉砕された粉砕炭は、１次空気に吹上げられて粉砕炭流２３として分級室１２内の外周部を旋回しながら上昇する。
【００４８】
増速室１４を上昇する過程で速度が増大された粉砕炭流２３は、次いで前記整流室２７を上昇する。該整流室２７を上昇する粉砕炭流２３は、前記倒立円錐台部２５の内壁に沿って旋回流の直径が拡径されるのに伴い、前記粉砕炭流２３の流速が減少する。
【００４９】
粉砕炭流２３は、流速が減少することで安定した流れとなり、更に前記円筒部２６の内壁に沿って旋回しながら垂直に上昇する様整流される。上昇方向が垂直な旋回流へと整流されることで、粉砕炭流２３が前記分級機２１の一部に集中して流入するのを防止することができるので、該分級機２１に流入する粉砕炭流２３の流量分布の均一化を図ることができ、分級性能を向上させることができる。
【００５０】
又、粉砕炭流２３を旋回しながら垂直に上昇する様整流したことで、粉砕炭流２３がブレード１９に対して直交する方向から前記分級機２１に流入し易くなり、該分級機２１の性能を安定させることができる。
【００５１】
次に、図３に於いて、本発明の第３の実施例について説明する。尚、図３中、図１中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。
【００５２】
第３の実施例では、ハウジング２が粉砕部３と増速部４と整流部２８とによって構成されている。該整流部２８は、増速部４の上端より上方に延出し上方に向って拡径する倒立円錐台形状の倒立円錐台部２９と、該倒立円錐台部２９の上端より上方に延出する円筒形状の大円筒部３１と、該大円筒部３１の上端より上方に延出し上方に向って縮径する円錐台形状の２次増速部３２と、該２次増速部３２の上端より上方に向って延出する円筒形状の小円筒部３３により構成され、前記整流部２８の内部に整流室３４が形成される。尚、該整流室３４は、前記２次増速部３２により２次遠心分級を行う２次遠心分級部としても作用する。
【００５３】
尚、分級機２１は前記整流室３４の上部、即ち前記小円筒部３３に同心に収納される。
【００５４】
シュート１８より投入され、加圧ローラ９により粉砕された粉砕炭は、１次空気に吹上げられて粉砕炭流２３として分級室１２内の外周部を旋回しながら上昇する。
【００５５】
増速室１４を上昇する過程で速度が増大された粉砕炭流２３は、次いで前記整流室３４を上昇する。該整流室３４を上昇する粉砕炭流２３は、前記倒立円錐台部２９の内壁に沿って旋回流の直径が拡径されるのに伴い、粉砕炭流２３の流速が低下する。
【００５６】
その後、前記大円筒部３１の内壁に沿って粉砕炭流２３が旋回しながら垂直に上昇する様整流された後、前記２次増速部３２の内壁に沿って再度旋回流の直径が縮径され、粉砕炭流２３の流速が増大する。
【００５７】
粉砕炭流２３の流速が再度増大されることで、粉砕炭流２３中の粉砕炭に作用する遠心力が大きくなり、再度遠心分級が行われ、前記粉砕室１３、前記増速室１４で分離できなかった粗粉炭を、遠心力により粉砕炭流２３から径方向に分離させることができる。
【００５８】
粉砕炭流２３から分離された粗粉炭は、前記２次増速部３２の内壁から下方へ力を受け落下し、前記倒立円錐台部２９の内壁に沿って滑落し、前記粉砕テーブル７上に落下する。
【００５９】
又、前記２次増速部３２の内壁に沿って縮径されることで流速が増大した粉砕炭流２３は、前記小円筒部３３の内壁に沿って再度上昇方向が垂直な旋回流へと整流され、整流された粉砕炭流２３が前記分級機２１に流入する。
【００６０】
この時、該分級機２１の回転速度は、前記２次増速部３２による粉砕炭流２３の流速の増大に応じて増大させるのが望ましい。
【００６１】
粉砕炭流２３が上昇方向が垂直な旋回流へと整流されることで、分級機２１に流入する粉砕炭流２３の流量分布が均一となり、分級性能を向上させることができる。
【００６２】
又、前記２次増速部３２によって、粉砕炭流２３に作用する遠心力を増大させ、再度遠心分級を行う様にしたので、前記粉砕室１３、前記増速室１４で分離できなかった粗粉炭を、遠心力により粉砕炭流２３から径方向に分離させることができ、前記竪型ミル１に於ける分級性能を向上させることができる。
【００６３】
又、前記整流室３４内で粉砕炭流２３を再度増速させる様にしたので、前記分級機２１にて分級され、図示しないボイラのバーナに送給される微粉炭の量を増加させることができる。従って、前記増速室１４と前記整流室３４に於ける粉砕炭流２３の上昇速度の差によって粉砕炭が前記整流室３４内に滞留し、ミル差圧が上昇するのを抑制することができると共に、粉砕容量の増大を図ることができる。
【００６４】
次に、図４に於いて、本発明の第４の実施例について説明する。尚、図４中、図３中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。
【００６５】
第４の実施例では、第３の実施例に於ける整流部２８の大円筒部３１に、図示しない送風機に接続され、整流室３４に接線方向から連通する補助１次空気供給口３５を設けている。
【００６６】
該補助１次空気供給口３５は、供給された補助１次空気が上方に向って旋回する旋回流を形成できる様、前記大円筒部３１の外壁に対して下方且つ周方向に傾斜して設けられている。尚、前記補助１次空気供給口３５の傾斜角度（水平に対する角度）は、供給された補助１次空気が、前記整流室３４内を旋回しながら上昇する粉砕炭流２３の流速を加速可能な角度とすることが望ましい。
【００６７】
石炭の粉砕処理時には、前記整流室３４内を旋回しながら上昇する粉砕炭流２３に対して、前記補助１次空気供給口３５より補助１次空気を供給することで、粉砕炭流２３の流速を増大させることができる。従って、２次増速部３２に於いて再度行われる遠心分級の効果を更に増大させることができ、分級性能の向上を図ることができる。
【００６８】
又この時、前記分級機２１の回転速度は、上昇する粉砕炭流２３の流速に合わせて増大させる。
【００６９】
補助１次空気により粉砕炭流２３の流速を増大可能としたことで、図示しないボイラのバーナに送給される微粉炭の量を、第３の実施例よりも更に増加させることができる為、前記増速室１４と前記整流室３４の粉砕炭流２３の上昇速度の違いによるミル差圧の上昇を更に抑制でき、更に粉砕容量の増大を図ることができる。
【００７０】
尚、本発明では、石炭の粉砕について説明したが、本発明の竪型ミルは、石灰岩等他の塊状物の粉砕に於いても適用可能であるのは言う迄もない。
【符号の説明】
【００７１】
１ 竪型ミル
２ ハウジング
３ 粉砕部
４ 増速部
５ 整流部
７ 粉砕テーブル
９ 加圧ローラ
１７ 吹出し口
２１ 分級機
２３ 粉砕炭流
２４ 整流部
２５ 倒立円錐台部
２６ 円筒部
２７ 整流室
２８ 整流部
２９ 倒立円錐台部
３１ 大円筒部
３２ ２次増速部
３３ 小円筒部
３４ 整流室
３５ 補助１次空気供給口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の粉砕部と、該粉砕部の上端より上方に延出し上方に向って縮径する円錐台形状の増速部と、該増速部の上端より上方に延出する整流部とで構成され、分級室を形成するハウジングと、前記整流部に設けられた分級機と、前記粉砕部の下部に設けられた粉砕テーブルと、該粉砕テーブルに押圧され、塊状物を粉砕する加圧ローラと、前記粉砕テーブルの周囲より前記分級室内を旋回する様１次空気を噴出することを特徴とする竪型ミル。
【請求項２】
前記整流部は、前記増速部の上端より上方に延出し上方に向って拡径する倒立円錐台形状の倒立円錐台部と、該倒立円錐台部の上端より上方に向って延出する円筒形状の大円筒部と、該大円筒部の上端より上方に延出し上方に向って縮径する円錐台形状の２次増速部と、該２次増速部の上端より上方に向って延出する円筒形状の小円筒部とからなり、前記分級機は前記小円筒部に設けられた請求項１の竪型ミル。
【請求項３】
前記大円筒部は、周面より接線方向に補助１次空気を噴出し、旋回流を増速する補助１次空気供給口を更に具備する請求項２の竪型ミル。
【請求項４】
前記整流部は、前記増速部の上端より上方に延出し上方に向って拡径する倒立円錐台形状の倒立円錐台部と、該倒立円錐台部の上端より上方に向って延出する円筒形状の円筒部とからなり、前記分級機は前記円筒部に設けられた請求項１の竪型ミル。
【請求項５】
前記整流部は、円筒形状である請求項１の竪型ミル。
【請求項１】
円筒状の粉砕部と、該粉砕部の上端より上方に延出し上方に向って縮径する円錐台形状の増速部と、該増速部の上端より上方に延出する整流部とで構成され、分級室を形成するハウジングと、前記整流部に設けられた分級機と、前記粉砕部の下部に設けられた粉砕テーブルと、該粉砕テーブルに押圧され、塊状物を粉砕する加圧ローラと、前記粉砕テーブルの周囲より前記分級室内を旋回する様１次空気を噴出することを特徴とする竪型ミル。
【請求項２】
前記整流部は、前記増速部の上端より上方に延出し上方に向って拡径する倒立円錐台形状の倒立円錐台部と、該倒立円錐台部の上端より上方に向って延出する円筒形状の大円筒部と、該大円筒部の上端より上方に延出し上方に向って縮径する円錐台形状の２次増速部と、該２次増速部の上端より上方に向って延出する円筒形状の小円筒部とからなり、前記分級機は前記小円筒部に設けられた請求項１の竪型ミル。
【請求項３】
前記大円筒部は、周面より接線方向に補助１次空気を噴出し、旋回流を増速する補助１次空気供給口を更に具備する請求項２の竪型ミル。
【請求項４】
前記整流部は、前記増速部の上端より上方に延出し上方に向って拡径する倒立円錐台形状の倒立円錐台部と、該倒立円錐台部の上端より上方に向って延出する円筒形状の円筒部とからなり、前記分級機は前記円筒部に設けられた請求項１の竪型ミル。
【請求項５】
前記整流部は、円筒形状である請求項１の竪型ミル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−２１７９２０（Ｐ２０１２−２１７９２０Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８５９９７（Ｐ２０１１−８５９９７）
【出願日】平成２３年４月８日（２０１１．４．８）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月８日（２０１１．４．８）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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