CN103596692A - 生物质粉碎装置及生物质/煤混烧系统 - Google Patents

Abstract

为了高效地将粉碎后的生物质粉体向外部排出，生物质粉碎装置主体（13）中，对该生物质粉碎装置主体（13）的铅垂轴向的中央部的主干部（21）进行缩径，并且在缩径后的主干部（21）的铅垂轴向延长线上的粉碎装置主体（13）的顶板（13a）沿着圆周方向设置多个将生物质粉体（17）排出的排出管（22）。为了高效地将生物质原料粉碎，生物质粉碎装置主体（13）中，使粉碎台（14）的台内衬（14b）为多个扇状的扇形体（31a）（31b），使各扇形体的高度方向的厚度不同。并且设有辊速度调整机构（71），该辊速度调整机构（71）能够以使粉碎辊（16）的周速成为与粉碎台（14）的周速不同的周速的方式调整粉碎辊（16）的转速。

Description

生物质粉碎装置及生物质/煤混烧系统

技术领域

本发明涉及一种将生物质固体物粉碎并微粉化的生物质粉碎装置及生物质/煤混烧系统。

背景技术

近年来，从地球暖化的观点出发，不断推进CO₂排出的削减。尤其是在发电用锅炉等燃烧设备中，多使用煤或重油等化石燃料作为燃料，但是从CO₂排出的问题出发，该化石燃料成为地球暖化的原因，从地球环境保全的观点出发，该化石燃料的使用不断受到限制。而且，从化石燃料的枯竭化的观点出发，要求进行取代该化石燃料的能量资源的开发、实用化。因此，作为化石燃料的代替，实现使用了生物质的燃料的促进利用。生物质是由光合作用产生的有机物，有木质类、草木类、农作物类、厨余类等生物质。通过对该生物质进行燃料化处理，能够有效利用生物质作为能源或工业原料。

从作为可再生能量的生物质的高效率利用的观点出发，进行将生物质作为燃料使用。在作为燃料使用的一个方法中，将生物质固体物粉碎并微粉化，向烧煤粉锅炉供给而作为燃料使用。这已知有将煤和生物质分别单独粉碎的单独粉碎方式、将煤和生物质混合后进行粉碎的混合粉碎方式。无论是哪个方式，都需要用于对生物质固体物进行粉碎的生物质粉碎装置，但是在使用以往的烧煤锅炉中使用的已设粉碎机时，由于已设粉碎机的能力限制，相对于两者的混烧率最大也停留在10cal%左右。

以往为了将生物质粉碎成烧煤锅炉用的粒径，使用沿用了煤粉碎机的技术，例如将生物质原料投入粉碎装置内的粉碎台，通过与粉碎台连动而旋转的粉碎辊进行粉碎/干燥、分级。然后，将微粉碎后的生物质向燃烧器侧进行气流搬运（参照专利文献1、专利文献2）。

这种情况下，煤使用立式辊粉碎机进行粉碎，但由于生物质固体物具有伸缩性，因此与煤相比，粉碎性差，在该煤用的立式辊粉碎机中，难以粉碎至规定的大小。因此，以往，使用锤片式粉碎机或切割式粉碎机等粉碎机对生物质固体物进行粉碎。然而，在使用了锤片式粉碎机或切割式粉碎机等的生物质固体物的粉碎方法中，需要巨大的动力，不仅粉碎效率恶化，而且寿命短，在短期间内需要维护，难以连续运转。

需要说明的是，作为使用了立式粉碎机的生物质粉碎装置，提出了下述专利文献等。例如，专利文献2记载的生物质粉碎装置通过与台的旋转连动而动作的辊对供给到旋转驱动的粉碎台上的生物质固体物进行按压而将生物质固体物粉碎，利用来自下部的上吹气流，将生物质粉碎物向上方搬运并分级成粗粉和微粉。另外，专利文献3记载的生物质粉碎装置基于辊与台的距离，以成为促进生物质的片彼此的相互磨碎的一定范围内的方式控制辊的按压力或台的转速。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-347241号公报

专利文献2：日本特开2009-291692号公报

专利文献3：日本特开2008-043926号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，使用现有技术的煤粉碎装置对木质系生物质原料进行粉碎时，存在以下的问题。

1）生物质原料与煤相比，比重轻，粉碎形状多样，因此存在无法充分进行以基于风量调整的产品粒径控制为主，使用例如旋转式分级器等机械式分级器的分级这样的问题。

另外，生物质原料为纤维质且柔软，与煤相比，为难粉碎性燃料，因此在生物质粉碎时，粉碎容量下降。因此，在沿用粉碎煤的立式辊粉碎机对生物质原料进行粉碎时，A（空气）/C（煤）比成为7以上（实际上为7～13），在向锅炉设备供给的前段侧，存在需要使用例如袋滤器或旋风分离器等的库系统对空气进行分离的设备这样的问题。其结果是，有时会发生库系统的例如闭塞或起火等的麻烦。

因此，迫切希望出现一种与仅沿用以往的煤粉碎装置的粉碎装置不同，能够有效地将粉碎后的生物质粉体向外部排出的生物质粉碎装置。

本发明鉴于上述问题，以提供一种能够有效地将粉碎后的生物质粉体向外部排出的生物质粉碎装置及生物质/煤混烧系统为第一课题。

另外，除了1）的问题之外，还在使用现有技术的煤粉碎装置对木质系生物质原料进行粉碎时，存在以下的问题。

2）木质系生物质原料与煤不同，具有压缩性，因此在被粉碎辊和粉碎台啮入而粉碎时，存在对于生物质原料无法充分地传递压力而难以粉碎的问题。

另外，生物质原料由于其水分含有量高且为纤维质，因此在由粉碎辊和粉碎台夹持并压碎时，粉碎后的生物质粉体（微粉）相互缠绕，存在难以分离的性质。

因此，即使利用现有技术的煤粉碎装置进行粉碎，粉碎后的生物质粉体的粗粒和微粉结块，难以移动，其结果是，被过粉碎，相对于煤粉碎的情况，存在生物质原料的粉碎处理量大幅下降，粉碎装置中的消耗动力增加这样的问题。

而且，即使在与煤混合粉碎的情况下，将混合粉碎率提升至一般为5～10%的木质系生物质原料的混合限度时，存在微粉粒度下降，燃烧器中的燃烧效率恶化这样的问题。

另外，由于粉碎装置的动力增加，因此需要降低粉碎装置的容量进行运转。

3）另外，为了使木质系生物质原料在传统型烧煤锅炉中浮游燃烧，需要粉碎成平均粒径为0.5mm～1mm左右，但利用例如锤片式粉碎机或切割式粉碎机大量粉碎成该尺寸的话，存在效率差的问题。

4）而且，未充分粉碎的木质系生物质粉体（粗粒）的形状不定形，相互容易缠绕，因此存在即使从粉碎辊外周部排出并通过设置在粉碎台周围的喷出空气流上升，粗粒与微粉的分离也不容易，过粉碎成燃尽所需的粒径以上的比率增加，粉碎动力增加的问题。

因此，迫切希望出现一种与仅沿用以往的煤粉碎装置的粉碎装置不同，能够有效且稳定地将木质系生物质原料粉碎的生物质粉碎装置。

本发明鉴于前述问题，以提供一种能够有效地将生物质原料粉碎的生物质粉碎装置及生物质/煤混烧系统。

而且，生物质固体物为纤维质且柔软，仅利用辊的压缩力的话，难以有效地将该生物质固体物粉碎，需要巨大的动力和时间，存在粉碎效率不良的问题。

本发明用于解决上述的课题，以提供一种通过高效地将生物质等固体物粉碎而能够提高粉碎效率的立式粉碎机为第三课题。

用于解决课题的手段

用于解决上述的课题的本发明的第一发明涉及一种生物质粉碎装置，其特征在于，具备：粉碎装置主体，具有从铅垂轴向上方供给生物质原料的原料供给管；粉碎台，载置供给的生物质原料；驱动部，驱动该粉碎台旋转；粉碎辊，与所述粉碎台的旋转连动而动作，通过按压力将所述生物质原料粉碎；以及鼓风单元，从所述粉碎台的外周侧下方朝向上方形成上升流，喷出对粉碎后的生物质粉体进行气流搬运的搬运气体，对所述粉碎装置主体的铅垂轴向的中央部的主干部进行缩径，并且，在缩径后的主干部的铅垂轴向延长线上的粉碎装置主体的顶部，沿周向设置多个将生物质粉体排出的排出管。

第二发明以第一发明为基础，涉及一种生物质粉碎装置，其特征在于，在所述排出管的开口部附近具有碰撞板。

第三发明以第一或第二发明为基础，涉及一种生物质粉碎装置，其特征在于，所述缩径后的主干部沿着铅垂轴向延伸设置规定长度。

第四发明以第一或第二发明为基础，涉及一种生物质粉碎装置，其特征在于，所述顶部侧的粉碎装置主体主干部的直径能够自由改变。

第五发明涉及一种生物质粉碎装置，其特征在于，具备：粉碎装置主体，具有从铅垂轴向上方供给生物质原料的原料供给管；粉碎台，具有载置供给的生物质原料的台内衬；驱动部，驱动该粉碎台旋转；粉碎辊，与所述粉碎台的旋转连动而动作，通过按压力将所述生物质原料粉碎；鼓风单元，从所述粉碎台的外周侧下方朝向上方形成上升流，喷出对粉碎后的生物质粉体进行气流搬运的搬运气体；以及分级器，设置在粉碎装置主体的顶部侧，对伴随于所述搬运气体的生物质微粒进行分级，并且，所述粉碎台的台内衬分割成多个扇状的扇形体，并且，各扇状的扇形体的高度方向的厚度不同。

第六发明以第五发明为基础，涉及一种生物质粉碎装置，其特征在于，所述扇状的扇形体的形状相同。

第七发明涉及一种生物质粉碎装置，其特征在于，具备：粉碎台，以能够绕沿着铅垂方向的旋转轴心进行驱动旋转的方式支承在粉碎装置主体内；粉碎辊，在所述粉碎台的上方相对配置并支承为旋转自如；以及辊速度调整机构，能够以使所述粉碎辊的周速成为与所述粉碎台的周速不同的周速的方式调整所述粉碎辊的转速。

第八发明以第七发明为基础，涉及一种生物质粉碎装置，其特征在于，所述辊速度调整机构具有对所述粉碎辊施加驱动力或制动力的制动驱动装置。

第九发明以第七或第八发明为基础，涉及一种生物质粉碎装置，其特征在于，所述辊速度调整机构具有对所述粉碎辊施加驱动力的驱动装置，该驱动装置能够以使所述粉碎辊的周速快于所述粉碎台的周速的方式调整所述粉碎辊的转速。

第十发明以第七或第八发明为基础，涉及一种生物质粉碎装置，其特征在于，所述辊速度调整机构具有驱动所述粉碎辊旋转的电动马达。

第十一发明以第十发明为基础，涉及一种生物质粉碎装置，其特征在于，所述电动马达能够进行再生制动。

第十二发明涉及一种生物质/煤混烧系统，其特征在于，具备：第一、第五或第七发明的任意一个生物质粉碎装置；将煤原料粉碎的煤粉碎装置；以及锅炉火炉，被供给由生物质粉碎装置粉碎后的生物质粉体和由煤粉碎装置粉碎后的煤粉体。

发明效果

根据本发明，通过形成为将中央部的主干部的直径缩小的节流结构，即使在搬运气体的风量为期望量（A/C=2～5）相当的情况下，也能够满足生物质粉体的搬运所需的内部空塔速度。

根据本发明，通过使各扇形体的高度方向不同，以圆周方向台阶面成为凹凸的方式交替配置，能够利用凸侧的扇形体的角部发挥切割生物质的纤维的作用，有效地将生物质原料粉碎。

根据本发明，在粉碎台的上方相对地配置粉碎辊，并且能够通过辊速度调整机构以使粉碎辊的周速与粉碎台的周速不同的方式进行调整，由此能够高效地将生物质等固体物粉碎，从而能够提高粉碎效率。

附图说明

图1是实施例1的生物质粉碎装置的简图。

图2是实施例1的生物质粉碎装置的剖视简图。

图3是实施例2的生物质粉碎装置的简图。

图4是实施例3的生物质粉碎装置的简图。

图5是实施例4的生物质粉碎装置的简图。

图6是实施例5的具备锅炉火炉的生物质/煤混烧系统的简图。

图7是实施例6的生物质粉碎装置的简图。

图8是实施例6的生物质粉碎装置的剖视简图。

图9是实施例6的台内衬和粉碎辊的简图。

图10是实施例6的台内衬的俯视图。

图11是表示本发明的实施例7的立式粉碎机中的粉碎辊及其驱动装置的主视图。

图12是表示实施例7的立式粉碎机的概略结构图。

图13是表示本发明的实施例8的立式粉碎机中的粉碎辊及其驱动装置的主视图。

具体实施方式

以下，参照附图并详细说明本发明。需要说明的是，并没有通过该实施例来限定本发明，而且，在实施例存在多个时，也包括将各实施例组合构成的情况。而且，在下述实施例的结构要素中，包括本领域技术人员能够容易想到的要素或实质上相同的要素。

实施例1

参照附图，说明本发明的实施例1的生物质粉碎装置。图1是本实施例的生物质粉碎装置的简图。图2是实施例1的生物质粉碎装置的剖视简图。

如图1及图2所示，本实施例的生物质粉碎装置10A具备：粉碎装置主体13，具有从铅垂轴向上方供给生物质原料11的原料供给管12；粉碎台14，载置供给的生物质原料11；驱动部15，驱动该粉碎台14旋转；粉碎辊16，与所述粉碎台14的旋转连动而动作，通过按压力将所述生物质原料11粉碎；以及鼓风单元（未图示），从所述粉碎台14的外周侧下方朝向上方形成上升流，喷出对粉碎后的生物质粉体17进行气流搬运的搬运气体18，对粉碎装置主体13的铅垂轴向的中央部的主干部21进行缩径，并且在缩径后的主干部21的铅垂轴向延长线上的粉碎装置主体的顶板13a上沿着圆周方向设置多个将生物质粉体17排出的排出管22。

所述粉碎台14形成为大致圆形台状，该粉碎台14的上表面为了避免载置在该台上的生物质固体物掉落而形成为凹状，并且在其外周侧设有堰14a。而且，为了预防粉碎台14的磨损，设有更换自如的台内衬14b。

需要说明的是，粉碎台14在从台下侧延伸设置的驱动轴（未图示）上连接有电动机（未图示），通过该电动机来驱动粉碎台14旋转。

所述粉碎辊16设置在比粉碎台14的中心向外侧偏离的位置的上方。该粉碎辊16与粉碎台14的旋转连动而旋转，并同时使按压力作用于在粉碎台14的台内衬14b上载置的生物质原料11而将生物质原料11粉碎。

此时，在所述电动机中，减速机构成为在所述粉碎辊16上连接有使粉碎载荷变化的可变液压源或弹簧，使粉碎辊16的粉碎载荷无级或有级地增减，能够利用控制装置（未图示）进行控制以使粉碎动力处于额定范围内，优选成为大致恒定。

所述原料供给管12以沿着铅垂轴向贯插于粉碎装置主体13的顶板13a，使生物质原料11向粉碎台14上落下的方式设置。

供给所述搬运气体（一次空气）18的鼓风单元将规定流量且规定温度的一次空气从粉碎台14的周围向粉碎装置主体13内供给，在空气流量的调整中使用风挡等。而且，根据需要而具备温度调整单元。空气流量或温度由未图示的控制装置适当控制。

在所述粉碎台14的外周缘与粉碎装置主体13的内周面之间设有间隙19，从所述鼓风单元供给的搬运气体（一次空气）18经由该间隙19吹到粉碎台14的上方侧。需要说明的是，可以在所述间隙19设置偏流叶片（未图示）。该偏流叶片调整一次空气的吹出方向，更优选的是，可以任意地控制偏流叶片的角度。

在本实施例中，对粉碎装置主体13的铅垂轴向的中央部的主干部21进行缩径，并且在主干部（缩径部）21的铅垂轴向延长线上的粉碎装置主体13的顶板13a沿着圆周方向设有将生物质粉体（微粉）17排出的排出管22。

如此，通过形成为将中央部的主干部21的直径缩小的节流结构，即使在搬运气体18的风量为A/C=2～4相当的情况下，也能够满足生物质粉体17的搬运所需的内部空塔速度。

另外，通过在节流结构的主干部21的铅垂方向的延长线上设置多个排出管22，由搬运气体18搬运的生物质粉体17维持其流速并直接排出。

即，搬运气体18由于没有任何障碍物，因此能够维持上升的空塔速度并搬运生物质粉体（微粉）17。

在此，主干部21的节流部的直径d与粉体台14的直径D的关系优选为d≤D×0.8。这是因为当d>D×0.8时，无法确保期望的流速。

在本发明中，不用设置以往那样的机械式分级器（例如旋转式分级器等），仅通过粉碎装置的高度方向的重力分级作用，就能够进行分级，因此能够实现装置结构的简化。

基于重力分级的高度调节由装置的大小决定，只要决定粉碎台14与主干部21的关系，并决定搬运气体18的A/C之后，求出重力分级的最佳的高度即可。

如此，在本实施例中，通过形成为缩小主干部21的节流结构，即使在将搬运气体18的风量降低而设为A/C=2～5相当的情况下，也能够确保生物质粉体17的搬运所需的内部空塔速度。

在此，所述内部空塔速度V优选为0.5≤V≤2.0（m/s）的关系。这是因为，当小于0.5m/s时，空气量过少而变得过粉碎，不优选，另一方面，在超过2.0m/s时，粉碎物的粗粉量增多，燃烧效率下降，也不优选。

在本发明中，利用主干部（缩径部）21形成节流部，维持该空塔速度，由此将该速度维持至排出管22。需要说明的是，节流部的上方侧扩径，通过调整该扩径量和从主干部21到顶板13a的长度，而适当地进行重力分级。

需要说明的是，空气量Q、主干部21的截面积（除去原料供给管12的面积而得到的值）S、空塔速度V的关系成为以下的式（1）。

空气量（Q：m²/s）=截面积（S：m²）×空塔速度（V：m/s）                   ……（1）

因此，通过使A/C减少为2～5左右，而实现向锅炉设备的直接燃烧方式，不需要以往那样的将多余的空气分离的例如袋滤器或旋风分离器等库系统。其结果是提供简易的锅炉燃烧系统，从而能够降低成本、避免库系统中的麻烦（例如闭塞、起火等）。

实施例2

参照附图，说明本发明的实施例2的生物质粉碎装置。图3是本实施例的生物质粉碎装置的简图。需要说明的是，对于与实施例1的生物质粉碎装置的结构相同的构件，标注同一标号并省略其说明。

如图3所示，本实施例的生物质粉碎装置10B在实施例1的生物质粉碎装置10A的基础上，在所述排出管22的开口部附近具有碰撞板23。

在此，碰撞板23的直径优选为排出管22的开口部的0.8倍以下。而且，优选通过未图示的升降单元使碰撞板23的铅垂轴向的高度移动自如。

生物质粉体中的大粒径的粉体在锅炉燃烧时，成为未燃部分，因此对锅炉燃烧状态进行监控，在未燃部分多时，使碰撞板23向开口侧上升，使入口变窄，防止生物质粉体17内的大粒的排出。

在本实施例中，碰撞板23从排出管22的内部由悬吊单元悬吊，但本发明并未限定于此，例如可以从排出管22的周围通过悬吊单元悬吊，而且，在不变更高度时，可以从粉碎装置主体13的内壁侧通过支承构件进行支承。

实施例3

参照附图，说明本发明的实施例3的生物质粉碎装置。图4是本实施例的生物质粉碎装置的简图。需要说明的是，对于与实施例1的生物质粉碎装置的结构相同的构件，标注同一标号并省略其说明。

如图4所示，本实施例的生物质粉碎装置10C在实施例2的生物质粉碎装置10B的基础上，将所述缩径后的主干部21沿着铅垂轴向延伸设置规定长度L。

由此，能够可靠地进行缩径时变化的期望流速的高度方向的维持。

实施例4

参照附图，说明本发明的实施例4的生物质粉碎装置。图5是本实施例的生物质粉碎装置的简图。需要说明的是，对于与实施例1的生物质粉碎装置的结构相同的构件，标注同一标号并省略其说明。

如图5所示，本实施例的生物质粉碎装置10D在实施例3的生物质粉碎装置10C的基础上，具有使所述顶板13a侧的粉碎装置主体主干部的直径能够自由改变的可动壁24。该可动壁24例如通过铰链25等而可动自如，通常与内壁侧一体。

如此，使主干部（缩径部）21的上部的直径为可变结构，因此能够使内部空塔速度任意变化而进行重力分级，控制从排出管22排出的产品粒径。

而且，也可以形成为使增大粉碎台14的外周的间隙19的开口面积的构件插抜自如的可变结构，而使上吹的搬运气体18的流速变化。

生物质根据种类（针叶树、阔叶树、球团矿）的不同而比重差别很大，因此即使A/C恒定，根据生物质种类而所需的内部空塔速度不同，但即使在空气量恒定时，也能够通过调整可动壁24或间隙19的开口面积，来调整内部空塔速度，从而能够进行产品粒径的良好的控制。

实施例5

参照附图，说明本发明的实施例5的具备锅炉火炉的生物质/煤混烧系统。图6是本实施例的具备锅炉火炉的生物质/煤混烧系统的简图。

如图6所示，在本实施例的具备锅炉火炉的生物质/煤混烧系统中应用了上述的生物质粉碎装置10A（10B～10D）。

如图6所示，本实施例的生物质/煤混烧系统具备：生物质储藏设备95，储藏根据需要而一次破碎（粗破碎）至规定粒径以下并干燥的生物质固体物即生物质原料11；生物质粉碎装置10A（10B～10D），具备供给生物质原料11的生物质料斗96；煤粉碎装置92a、92b，具备接受煤90的料斗91a、91b；以及锅炉火炉100，被供给利用生物质粉碎装置10A（10B～10D）得到的生物质粉体17及利用煤粉碎装置92a、92b得到的煤粉体93。

将木屑等生物质原料11聚齐一定程度大小并作为生物质片储藏于生物质储藏设备95，然后，向生物质料斗96供给。生物质片从生物质料斗96向生物质粉碎装置10A（10B～10D）供给，由粉碎台14和粉碎辊16粉碎。粉碎后的生物质粉碎物及煤粉碎物向锅炉火炉100供给，在锅炉火炉100内，生物质粉体17与煤粉体93混合燃烧。

在锅炉火炉100的炉主体配设有燃料供给嘴和与该燃料供给嘴协作的燃烧器。通过燃烧而产生的燃烧废气对配置在炉内的传热管101加热并向烟道传送。在炉主体的炉出口设置的烟道的中途配置空气加热器（AH）102，通过了空气加热器102的燃烧废气经由灰收集装置等废气处理设备（未图示）而进行大气排放。

通过空气加热器102对外部空气103进行加热而生成的高温空气104向煤粉碎装置92a、92b供给，用于煤的干燥。另外，燃烧废气的一部分105通过吸引风扇106向生物质粉碎装置10A（10B～10D）供给，用于生物质的分级、干燥。

如此通过形成为具备本发明的生物质粉碎装置的系统，生物质粉碎变得良好，因此即使在将该粉碎物直接导入燃烧装置而使该粉碎物燃烧的情况下，也能够不使燃烧性能下降地进行稳定燃烧。

另外，压入气体的整体量与以往相比没有变化，因此没有一次空气的变动，在燃烧设备所需的空气量的范围内，能够使生物质粉碎装置稳定运转。

实施例6

参照附图，说明本发明的实施例6的生物质粉碎装置。图7是本实施例的生物质粉碎装置的简图。图8是实施例6的生物质粉碎装置的剖视简图。

如图7及图8所示，本实施例的生物质粉碎装置10E具备：粉碎装置主体13，具有从铅垂轴向上方供给生物质原料11的原料供给管12；粉碎台14，具有载置供给的生物质原料11的台内衬14b；驱动部15，驱动该粉碎台14旋转；粉碎辊16，与所述粉碎台14的旋转连动而动作，通过按压力将所述生物质原料11粉碎；以及鼓风单元（未图示），从所述粉碎台14的外周侧下方朝向上方形成上升流，喷出对粉碎后的生物质粉体17进行气流搬运的搬运气体18，所述粉碎台14的台内衬14b分割成多个扇状的扇形体31a、31b，并且各扇状的扇形体31a、31b的高度方向的厚度不同。

所述粉碎台14形成为大致圆形台状，该粉碎台14的上表面形成为凹状以免载置在该台上的生物质固体物掉落，并且在其外周侧设有堰14a。而且，为了预防粉碎台14的磨损而设有更换自如的台内衬14b。

需要说明的是，粉碎台14在从台下侧延伸设置的驱动轴（未图示）上连接有电动机（未图示），通过该电动机驱动粉碎台14旋转。

所述粉碎辊16设置在比粉碎台14的中心向外侧偏移的位置的上方。该粉碎辊16与粉碎台14的旋转连动而旋转，并使按压力作用于在粉碎台14的台内衬14b上载置的生物质原料11而将生物质原料11粉碎。

此时，在所述电动机中，减速机构成为在所述粉碎辊16上连接有使粉碎载荷变化的可变液压源或弹簧，使粉碎辊16的粉碎载荷无级或有级地增减，能够利用控制装置（未图示）进行控制以使粉碎动力处于额定范围内，优选成为大致恒定。

所述原料供给管12以沿着铅垂轴向贯插于粉碎装置主体13的顶板13a，使生物质原料11下落到粉碎台14上的方式设置。

分级器41对利用搬运气体（一次空气）18通过了风力分级（一次分级）之后的稍细的粉粒体进行二次分级，使用固定式分级器（旋风分离器隔板）或旋转式分级器（旋转隔板）等。

在本实施例的分级器41中，作为漏斗状分级器，通过在未图示的开口设置的分级叶片，对粗粒和微粒进行分级。分级后的粗粒向粉碎台14侧落下，再次进行粉碎。

供给所述搬运气体（一次空气）18的鼓风单元将规定流量且规定温度的一次空气从粉碎台14的周围向粉碎装置主体13内供给，在空气流量的调整中使用风挡等。而且，根据需要而具备温度调整单元。空气流量或温度由未图示的控制装置适当控制。

在所述粉碎台14的外周缘与粉碎装置主体13的内周面之间设有间隙D，从所述鼓风单元供给的搬运气体（一次空气）18经由该间隙D而吹到粉碎台14的上方侧。需要说明的是，可以在所述间隙D设置偏流叶片（未图示）。该偏流叶片调整一次空气的吹出方向，更优选的是，能够任意地控制偏流叶片的角度。

与所述分级器41大致同一形状的漏斗状整流构件42与分级器41隔开规定间隔地固定在粉碎装置主体13的上部侧，并朝向下方延伸设置。该漏斗状整流构件42使由分级器41分级后的生物质粉体（粗粒）再次向粉碎台14落下。漏斗状整流构件42由漏斗部42a和筒部42b形成，该漏斗部42a从其上部朝向下部扩缩，接受分级后的生物质粉体（粗粒），该筒部42b与原料供给管12隔开规定间隔，使生物质粉体（粗粒）落下。

需要说明的是，该漏斗状整流构件42的筒部42b的下端部的直径缩小，防止分级而落下的生物质粉体（粗粒）的扩散。

图9是实施例6的台内衬和粉碎辊的简图。图10是台内衬的俯视图。

在本实施例中，如图10所示，利用分割式的扇状的扇形体31a、31b构成作为粉碎面的台内衬14b，并且使各扇形体31a、31b的高度方向交替不同，以圆周方向台阶面成为凹凸的方式交替配置，由此如图9所示，产生利用凸侧的扇形体31a的角部来切割生物质原料11的纤维的作用。其结果是，生物质原料的粉碎效率提高，从而能够提供一种粉碎效率良好的粉碎机。

分割的片数分割为2片以上，优选分割为30片左右。需要说明的是，分割的片数只要根据台内衬14b的大小及粉碎对象的生物质的种类而适当变更即可。

在本实施例中，高度为2种不同的情况，但本发明并未限定于此，可以形成为多种不同的高度。

另外，所述扇状的扇形体的形状可以为不同的形状，但更优选为同一形状。这是为了使扇形体的更换容易。

通过将实施例6的生物质粉碎装置应用于具备前述的图6所示的锅炉火炉的生物质/煤混烧系统，生物质粉碎变得良好，因此即使在将该粉碎物直接导入燃烧装置而使该粉碎物燃烧的情况下，也能够不使燃烧性能下降地进行稳定燃烧。

实施例7

图11是表示作为本发明的实施例7的生物质粉碎装置的立式粉碎机中的粉碎辊及其驱动装置的主视图，图12是表示作为实施例7的生物质粉碎装置的立式粉碎机的概略结构图。

作为实施例7的生物质粉碎装置的立式粉碎机对生物质等固体物进行粉碎。在此，生物质是来源于可再生的生物的有机性资源。例如，间伐材、废木材、流木、草类、废弃物、污泥、轮胎及以这些为原料的再生燃料（球团矿或片）等，并未限定为在此提示的材料。需要说明的是，本实施例的立式粉碎机并未限定为对生物质固体物进行粉碎的情况，也可以对煤、或生物质固体物与煤的混合物进行粉碎。

在本实施例的生物质粉碎装置10F中，如图11及图12所示，粉体装置主体（壳体）13呈圆筒的中空形状，在上部装配有供给生物质的原料供给管12。该原料供给管12从未图示的生物质供给装置向装置主体13内供给生物质固体物的生物质原料11，沿着上下方向（铅垂方向）配置在粉碎装置主体13的中心位置，下端部延伸设置至下方。

粉碎装置主体13在下部配置有粉碎台14。该粉碎台14与原料供给管12的下端部相对地配置在粉碎装置主体13的中心位置。而且，该粉碎台14在下部连结具有沿着铅垂方向的旋转轴心的旋转轴61，并旋转自如地支承于粉碎装置主体13。该旋转轴61固定连结有作为驱动齿轮的蜗轮62，搭载于粉碎装置主体13的驱动电动机（省略图示）的蜗杆63与该蜗轮62啮合。因此，通过驱动电动机经由蜗杆63、蜗轮62、旋转轴61而能够驱动粉碎台14旋转。

另外，粉碎台14在外周侧固定有呈环形状的台内衬14b。该台内衬14b的表面（上表面）成为越向粉碎台14的外周侧越高的倾斜面。并且，在该粉碎台14（台内衬14b）的上方相对地配置多个粉碎辊16，并且设置有驱动各粉碎辊16旋转的辊驱动装置64。该辊驱动装置64例如为电动机，能够对粉碎辊16施加驱动力。

即，支承轴65的后端部支承于辊驱动装置64，该辊驱动装置64由安装轴64a支承在粉碎装置主体13的侧壁部，由此，支承轴65的前端部能够沿着上下方向摆动。该支承轴65以前端部朝向粉碎台14的旋转轴心方向且向下方倾斜的方式配置，并装配有粉碎辊16。

另外，辊驱动装置64（支承轴65）设有向上方延伸的上部臂66，固定于粉碎装置主体13的作为按压装置的液压缸67的按压杆68的前端部与该上部臂66的前端部连结。辊驱动装置64（支承轴21）设有向下方延伸的下部臂69，下部臂69的前端部能够与固定于粉碎装置主体13的挡块70抵接。因此，通过液压缸67使按压杆68前进时，能够对上部臂66进行按压，使辊驱动装置64及支承轴65以安装轴64a为支点在图11中沿着顺时针方向转动。此时，通过下部臂66与挡块70抵接，限定辊驱动装置64及支承轴65的转动位置。

即，粉碎辊16在与粉碎台14（台内衬14b）之间对生物质固体物进行粉碎，在粉碎辊16的表面与粉碎台14（台内衬14b）的表面之间需要确保规定间隙。因此，通过液压缸67将支承轴65限定在规定的转动位置，由此，在粉碎辊16的表面与粉碎台14的表面之间确保能够取入并粉碎生物质固体物的规定间隙。

这种情况下，当粉碎台14旋转时，供给到该粉碎台14上的生物质固体物通过离心力向外周侧移动，进入到粉碎辊16与粉碎台14之间。粉碎辊16向粉碎台14侧按压，因此粉碎台14的旋转力经由生物质固体物传递，粉碎辊16与该粉碎台14的旋转连动而能够旋转。

需要说明的是，在本实施例中，将粉碎辊16形成为前端部侧的直径减小的圆锥台形状，使粉碎辊16的表面平坦，但并未限定为该形状。例如，可以将粉碎辊16形成为轮胎形状。而且，在本实施例中，粉碎辊16设置多个（3个），沿着粉碎台14的旋转方向等间隔地配置。这种情况下，粉碎辊16的个数或配置只要根据粉碎台14、粉碎辊16等的大小等而适当设定即可。

另外，在该实施例7中，作为能够以使粉碎辊16的周速成为与粉碎台14的周速不同的周速的方式调整各粉碎辊16的转速的辊速度调整机构，设置了对辊驱动装置64进行控制的控制装置71。而且，设置了检测粉碎台14的转速的检测器72，该检测器72将检测结果向控制装置71输出。控制装置71基于粉碎台14的转速通过辊驱动装置64来调整粉碎辊16的转速。

具体而言，控制装置71基于检测器72检测到的粉碎台14的转速而算出粉碎辊16相对的位置处的周速，以使粉碎辊16的周速与该粉碎台14的周速不同的方式，对辊驱动装置64进行驱动控制而设定粉碎辊16的转速。

这种情况下，优选控制装置71利用辊驱动装置64以使粉碎辊16的周速比粉碎台14的周速稍快的方式设定粉碎辊16的转速。

粉碎装置主体13在下部设有位于粉碎台14的外周边而送入一次空气的入口端口73。而且，粉碎装置主体13在上部设有位于原料供给管12的外周边而将粉碎后的生物质排出的出口端口74。并且，粉碎装置主体13在该出口端口74的下方，设有对粉碎后的生物质进行分级的作为分级装置的旋转隔板75。该旋转隔板75设置在原料供给管12的外周部，能够由驱动装置76驱动而旋转。而且，粉碎装置主体13在下部设有杂质排出管77。该杂质排出管77使混杂于生物质固体物的小石块或金属片等杂质（渣块）从粉碎台14的外周部落下而排出。

在如此构成的实施例7的立式粉碎机中，将生物质原料11等固体物从原料供给管12向粉碎装置主体13内供给时，该固体物在原料供给管12内落下，供给到粉碎台14上的中心部。此时，粉碎台14以规定的速度旋转，因此供给到粉碎台14上的中心部的固体物由于离心力作用而向四方分散地移动，在粉碎台14的整面形成一定的层。即，生物质等固体物进入到粉碎辊16与粉碎台14之间。

如此，粉碎台14的旋转力经由生物质等固体物而向粉碎辊16传递，粉碎辊16伴随于粉碎台14的旋转而旋转。此时，粉碎辊16由液压缸67向粉碎台14侧按压支承，因此粉碎辊16旋转并按压该固体物而使该固体物粉碎。

另外，此时，控制装置71基于检测器72检测到的粉碎台14的转速对辊驱动装置64进行驱动控制而设定粉碎辊16的转速。具体而言，控制装置71以使粉碎辊16的周速比粉碎台14的周速稍快的方式调整粉碎辊16的转速。因此，在粉碎辊16与粉碎台14之间产生速度差，使剪切力作用于固体物，粉碎辊16进行旋转并按压该固体物而切断该固体物，能够高效地进行粉碎。

由粉碎辊16粉碎后的固体物通过从入口端口73向粉碎装置主体13内送入的一次空气，干燥并上升。该上升的已粉碎固体物由旋转隔板75分级，粗粉落下而再次返回到粉碎台14上进行再粉碎。另一方面，细粒粉通过旋转隔板75，搭乘气流从出口端口74排出。而且，混杂在生物质等固体物中的小石块或金属片等渣块因粉碎台14的离心力而从外周部向外方落下，由杂质排出管77排出。

如此，在实施例7的立式粉碎机中，将粉碎台14以能够绕沿着铅垂方向的旋转轴心进行驱动旋转的方式支承在粉碎装置主体13内，在该粉碎台14的上方相对地配置与粉碎台14的旋转连动而能够旋转的粉碎辊16，通过辊驱动装置64能够驱动该粉碎辊16旋转，并且通过控制装置71对辊驱动装置64进行控制而能够以使粉碎辊16的周速成为与粉碎台14的周速不同的周速的方式调整粉碎辊16的转速。

因此，当驱动粉碎台14旋转，并将生物质等固体物供给到该粉碎台14上时，该固体物因离心力而向外侧移动，进入到粉碎台14与粉碎辊16之间。并且，通过粉碎台14的旋转而使粉碎辊16旋转，由此将固体物粉碎，此时，通过控制装置71调整粉碎辊16的转速，从而剪切力作用于固体物而促进粉碎，通过高效地将生物质等固体物粉碎而能够提高粉碎效率。

这种情况下，作为辊速度调整机构，应用对粉碎辊16施加驱动力的辊驱动装置64，由此，该辊驱动装置64对粉碎辊16施加驱动力，粉碎辊16的周速与粉碎台14的周速不同，从而剪切力作用于固体物而能够提高粉碎效率。

并且，控制装置71通过辊驱动装置64以使粉碎辊16的周速快于粉碎台14的周速的方式调整粉碎辊16的转速。因此，固体物容易啮入粉碎辊16与粉碎台14之间，从而能够提高固体物的粉碎效率。

需要说明的是，在该实施例7中，控制装置71通过辊驱动装置64以使粉碎辊16的周速快于粉碎台14的周速的方式调整了粉碎辊16的转速，但也可以通过辊驱动装置64以使粉碎辊16的周速比粉碎台14的周速稍慢的方式调整粉碎辊16的转速。而且，控制装置71可以通过辊驱动装置64以使粉碎辊16的旋转方向成为与粉碎台14的旋转方向相反的方向的方式调整粉碎辊16的旋转方向。而且，粉碎辊16经由固体物被传递粉碎台14的旋转力而大致同速地旋转，因此作为辊速度调整机构，可以应用对粉碎辊16施加制动力（brake力：制动力）的辊制动装置，以粉碎辊16的周速与粉碎台14的周速不同的方式，即，以粉碎辊16的周速慢于粉碎台14的周速的方式进行调整。

实施例8

图13是表示作为本发明的实施例8的生物质粉碎装置的立式粉碎机中的粉碎辊及其驱动装置的主视图。需要说明的是，对于具有与上述的实施例同样的功能的构件，标注同一标号并省略详细说明。

在实施例8的立式粉碎机中，如图13所示，在粉碎台14（台内衬14b）的上方相对地配置多个粉碎辊16，各粉碎辊16能够由辊驱动装置64驱动而旋转。该辊驱动装置64是电动发电机，能够作为电动机发挥功能，并且能够作为发电机发挥功能。

即，辊驱动装置（电动发电机）64连接有逆变器78，在该逆变器78连接有蓄电池79，控制装置71能够控制该逆变器78。构成辊驱动装置64的电动发电机具有将从蓄电池79供给的电力转换成机械动力并向支承轴65输出的功能和将向支承轴65输入的机械动力转换成电力并回收的功能。

即，辊驱动装置（电动发电机）64作为电动机发挥功能时，能够经由支承轴65使粉碎辊16旋转。这种情况下，控制装置71通过逆变器78控制辊驱动装置64以使粉碎辊16的周速比粉碎台14的周速稍快。另一方面，在辊驱动装置（电动发电机）64作为发电机发挥功能时，粉碎台14的旋转力经由固体物向粉碎辊16传递而使支承轴65旋转，因此能够将该支承轴65的旋转力转换成电力并储存于蓄电池82。这种情况下，控制装置71通过逆变器81控制辊驱动装置64以使粉碎辊16的周速比粉碎台14的周速稍快，从而作为电力再生制动器发挥功能。

需要说明的是，本实施例的立式粉碎机的作用与上述的实施例7相同，因此省略详细的说明。

如此，在实施例8的立式粉碎机中，将辊驱动装置64设为电动发电机，通过该辊驱动装置64能够驱动粉碎辊16旋转，并且能够通过控制装置71以使粉碎辊16的周速成为与粉碎台14的周速不同的周速的方式调整粉碎辊16的转速。因此，通过控制装置71使粉碎辊16的周速与粉碎台14的周速不同，由此粉碎辊16对固体物作用剪切力而促进粉碎，从而高效地将生物质等固体物粉碎而能够实现粉碎效率的提高。

这种情况下，通过将辊驱动装置64设为电动发电机，能够容易使粉碎辊16的周速与粉碎台14的周速不同。并且，辊驱动装置（电动发电机）64能够进行再生制动，因此对粉碎辊16施加再生制动力，由此能够将热能转换成电能并回收，能够实现回收的电力的有效利用。

也可以将实施例7及8的生物质粉碎装置的内容应用于实施例1至6的任一生物质粉碎装置。

另外，通过将实施例7及8的生物质粉碎装置应用于具备前述的图6所示的锅炉火炉的生物质/煤混烧系统，生物质粉碎变得良好，因此即使在将该粉碎物直接导入燃烧装置而使该粉碎物燃烧的情况下，也能够不使燃烧性能下降地进行稳定燃烧。

标号说明

10A～10D 生物质粉碎装置

11 生物质原料

12 原料供给管

13 粉碎装置主体

14 粉碎台

15 驱动部

16 粉碎辊

17 生物质粉体

18 搬运气体

21 主干部（缩径部）

22 排出管

23 碰撞板

31a、31b 扇状的扇形体

41 分级器

42 漏斗状整流构件

64 辊驱动装置（辊速度调整机构）

65 支承轴

67 液压缸（按压装置）

71 控制装置（辊速度调整机构）

72 检测器

78 逆变器

79 蓄电池

Claims (12)

1.一种生物质粉碎装置，其特征在于，具备：

粉碎装置主体，具有从铅垂轴向上方供给生物质原料的原料供给管；

粉碎台，载置供给的生物质原料；

驱动部，驱动该粉碎台旋转；

粉碎辊，与所述粉碎台的旋转连动而动作，通过按压力将所述生物质原料粉碎；以及

鼓风单元，从所述粉碎台的外周侧下方朝向上方形成上升流，喷出对粉碎后的生物质粉体进行气流搬运的搬运气体，

对所述粉碎装置主体的铅垂轴向的中央部的主干部进行缩径，

并且，在缩径后的主干部的铅垂轴向延长线上的粉碎装置主体的顶部，沿周向设置多个将生物质粉体排出的排出管。

2.根据权利要求1所述的生物质粉碎装置，其特征在于，

在所述排出管的开口部附近具有碰撞板。

3.根据权利要求1或2所述的生物质粉碎装置，其特征在于，

所述缩径后的主干部沿着铅垂轴向延伸设置规定长度。

4.根据权利要求1或2所述的生物质粉碎装置，其特征在于，

所述顶部侧的粉碎装置主体主干部的直径能够自由改变。

5.一种生物质粉碎装置，其特征在于，具备：

粉碎装置主体，具有从铅垂轴向上方供给生物质原料的原料供给管；

粉碎台，具有载置供给的生物质原料的台内衬；

驱动部，驱动该粉碎台旋转；

粉碎辊，与所述粉碎台的旋转连动而动作，通过按压力将所述生物质原料粉碎；

鼓风单元，从所述粉碎台的外周侧下方朝向上方形成上升流，喷出对粉碎后的生物质粉体进行气流搬运的搬运气体；以及

分级器，设置在粉碎装置主体的顶部侧，对伴随于所述搬运气体的生物质微粒进行分级，

并且，所述粉碎台的台内衬分割成多个扇状的扇形体，

并且，各扇状的扇形体的高度方向的厚度不同。

6.根据权利要求5所述的生物质粉碎装置，其特征在于，

所述扇状的扇形体的形状相同。

7.一种生物质粉碎装置，其特征在于，具备：

粉碎台，以能够绕沿着铅垂方向的旋转轴心进行驱动旋转的方式支承在粉碎装置主体内；

粉碎辊，在所述粉碎台的上方相对配置并支承为旋转自如；以及

辊速度调整机构，能够以使所述粉碎辊的周速成为与所述粉碎台的周速不同的周速的方式调整所述粉碎辊的转速。

8.根据权利要求7所述的生物质粉碎装置，其特征在于，

所述辊速度调整机构具有对所述粉碎辊施加驱动力或制动力的制动驱动装置。

9.根据权利要求7或8所述的生物质粉碎装置，其特征在于，

所述辊速度调整机构具有对所述粉碎辊施加驱动力的驱动装置，该驱动装置能够以使所述粉碎辊的周速快于所述粉碎台的周速的方式调整所述粉碎辊的转速。

10.根据权利要求7或8所述的生物质粉碎装置，其特征在于，

所述辊速度调整机构具有驱动所述粉碎辊旋转的电动马达。

11.根据权利要求10所述的生物质粉碎装置，其特征在于，

所述电动马达能够进行再生制动。

12.一种生物质/煤混烧系统，其特征在于，具备：

权利要求1、5或7的任意一个生物质粉碎装置；

将煤原料粉碎的煤粉碎装置；以及

锅炉火炉，被供给由生物质粉碎装置粉碎后的生物质粉体和由煤粉碎装置粉碎后的煤粉体。

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