JP2011255368A - 回転式分級機およびそれを備えた分級装置、粉砕装置ならびに石炭焚ボイラプラント - Google Patents

Abstract

【課題】分級性能を高く維持できるとともに、バイオマスなどによる詰まりが起き難い回転式分級機を提供する。
【解決手段】回転分級フィン１３の上部に、当該回転分級フィン１３の周方向に沿って間隔をおいて固定部材２７側に向けて突出した櫛歯状の突出部３６を有し、その櫛歯状突出部３６の上端部と固定部材２７の下面の間に第１の隙間４２が設けられ、突出部３６ａとその突出部３６ａと隣接する突出部３６ｂの間に形成されている第２の隙間４３が第１の隙間４２と繋がっており、回転分級フィン１３の回転により、第１の隙間４２ならびに第２の隙間４３を通って櫛歯状突出部３６の径方向外側から内側に向う気流が形成されることを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、例えばバイオマス単体あるいは石炭とバイオマスの混合物などの粉砕物を所定の大きさに分級する回転式分級機に係り、特に粉砕物のすり抜けや、粉砕物による詰まりが防止でき、分級性能を向上させて、安定した運転が可能な回転式分級機に関するものである。

バイオマスは、燃料中にＮ分が少なく揮発分が多いことから、石炭などの化石燃料との混焼あるいは併焼することによって低ＮＯｘ、低未燃分燃焼が可能であり、近年、化石燃料燃焼ボイラでのＣＯ₂排出削減策の１つとして木質バイオマスを副燃料として用いる燃焼技術が着目されている。

従来の木質バイオマス混焼技術の実例は特に欧州や北米に多く、木質バイオマスを既設の石炭粉砕機に混合投入して粉砕した後、微粉炭と一緒にバーナからボイラ火炉内に投入する方法がある。また日本国内では、石炭と同じ粉砕燃焼系統を使用して、石炭を搬送するコンベアの上に木質バイオマスを供給して、石炭と一緒に混合・粉砕する方式が、最も低コストであることから一般的となっている。

そのときの木質バイオマスとしては、予め微粉砕してペレット化したもの、あるいは５０ｍｍアンダほどに粉砕してチップ化したものが用いられる。その他の混焼の例としては、木質バイオマスを単独で粉砕して微粉炭搬送ラインに供給・混合して火炉内で混焼する技術もある。

近年、木質系チップに替わって、水分が少なくエネルギー密度が高いペレットや、ブリケットが発電用燃料としての適用性が検討されている。この理由は、燃料製造費用は、生木を破砕したものより、原料製造コストはかかるが、輸送費が低く抑えられることに加えて、貯蔵性に優れているからである。

図２２は、従来のローラ式竪型粉砕装置の概略構成図である。このローラ式竪型粉砕装置は、主に駆動部と、加圧部と、粉砕部ならびに分級部から構成されている。

前記駆動部は、ローラ式粉砕装置の外側に設置された粉砕部駆動モータ１から減速機２に回転力を伝達し、その減速機２の回転力を減速機２の上部に設置された回転テーブル３に伝達する仕組みになっている。

前記加圧部は、ローラ式粉砕装置の外側に設置された油圧シリンダー４により、ロッド５を介してローラ式粉砕装置の内部に設置されている加圧フレーム６を下方向へ引っ張ることで、加圧フレーム６の下部に設置されているブラケット７に粉砕荷重を加えることができる。

前記粉砕部は、回転テーブル３の上に円周方向に沿って等間隔に複数個配置された粉砕ローラ８を前記加圧アーム６ならびにブラケット７で支持している。回転テーブル３の回転により粉砕ローラ８が回転し、原料供給管９から投入した被粉砕物１０を回転テーブル３と粉砕ローラ８の噛み込み部で粉砕する。

前記分級部は、固定分級フィン１１を有するサイクロン型の固定式分級器１２と、回転分級フィン１３を有する回転式分級機１４を備え、前記固定分級フィン１１の下端部には回収コーン１５が取り付けられている。図に示すように前記固定式分級器１２の内側に回転式分級機１４が配置され、２重の分級機構を備えている。前記回転分級フィン１３は、前記原料供給管９の外周に配置された中空状の回転軸２３を介して分級モータ２４によって回転駆動される。

前記原料供給管９から投入した例えば石炭などの被粉砕物１０は、回転している回転テーブル３の中央部に落下し、回転テーブル３の回転に伴って発生した遠心力によって回転テーブル３上を渦巻き状の軌跡を描いて回転テーブル３の外周側に移動し、回転テーブル３とその上で転動する粉砕ローラ８の間に噛み込まれて粉砕される。

粉砕された被粉砕物１０はさらに外周へと移動し、回転テーブル３の外周に設けられたスロート１６からミルケーシング１７内に導入される高温の一次空気などの搬送用気体１８と合流し、粉砕物は乾燥されながら上方へと吹き上げられる。

スロート１６から固定式分級器１２の下端までの区間は一次分級部と呼ばれており、吹き上げられた粉砕物１９は重力による分級を受けて、粗い粒子は落下し粉砕部に戻される。

分級部に到達した細かい粉砕物１９は固定式分級器１２と回転式分級機１４によって所定粒度以下の微粒子２０と所定粒度を超えた粗粒子２１とに分級される（二次分級）。粗粒子２１は前記回収コーン１５の内面に沿って落下して再粉砕を受け、一方、微粒子２０は送給管２２を経て例えば石炭焚ボイラ（図示せず）などの供給先に気流搬送される。

図２３は、この従来のローラ式粉砕装置に備えられている分級装置の一部拡大概略構成図である。

同図に示すように固定分級フィン１１の内側に回転分級フィン１３が配置され、その回転分級フィン１３は下側リングサポート２５と上側リングサポート２６の間に挟まれるようにして、両リングサポート２５，２６に固定・支持されている。下側リングサポート２５ならびに上側リングサポート２６は前記回転軸２３（図２２参照）の外周側に間隔をおいて連結され、これら回転分級フィン１３、下側リングサポート２５ならびに上側リングサポート２６は回転軸２３とともに一体となって回転する。

前記回転分級フィン１３の平面形状は長方形をしており、その回転分級フィン１３の幅方向が回転式分級機１４（図２２参照）の回転中心方向を向くようにして、前記リングサポート２５、２６の周方向に沿って等間隔に多数枚設置されている。

前記上側リングサポート２６とその上の天板２７との間には、狭い隙間（狭隘部２８）が形成されている。この狭隘部２８は、回転式分級機１４が回転しても天板２７と接触しないために設けられている隙間である。狭隘部２８の高さが高いと、すなわち上側リングサポート２６と天板２７の隙間が大きいと、粗粒子２１がすり抜けて分級された微粒子２０に混入する虞があるから、狭隘部２８を余り高くすることはできず、巨大な外径を有する上側リングサポート２６（回転分級フィン１３）に対して、上側リングサポート２６と天板２７との隙間（狭隘部２８）は数ミリメートルという厳しい寸法設定となっている。

米国特許出願公開公報２００９／０２９４３３３Ａ１ 特開平８−１９２０６６号公報 特開２００３−１２６７８２号公報

本来、バイオマスは粗くても燃えるため、回転式分級機による精密な分級は不要であるが、石炭との混合粉砕においては、石炭もボイラ内で燃焼させる必要があるため、バイオマスも石炭並みの粒度にする必要、すなわち、バイオマスも石炭のために精密分級が必要となる。

このように精密分級を行なうためには、前述のように天板２７と上側リングサポート２６との隙間が重要である。なぜなら、この隙間から粗粒子２１がすり抜けて、分級した微粉炭２０に混入してしまうからである。

このすり抜け現象は、上側リングサポート２６と天板２７の間において、上側リングサポート２６の上面付近には上側リングサポート２６の回転方向への流れが発生しているが、回転式分級機１４の回転中心方向への流れが支配的であり、その回転中心方向への流れに乗って粗粒子２１が上側リングサポート２６と天板２７との隙間からすり抜けることによって起こる現象である。

また、石炭よりも比重の軽いバイオマスは、粉砕部から上方へ吹き上げられ易く、かつ繊維状のため、天板２７と上側リングサポート２６との間の狭隘部２８に折り重なって詰まり、その狭隘部２８を閉塞して、回転式分級機１４の回転が停止するという課題もある。このバイオマスによる詰まりの問題は、石炭に対するバイオマスの混砕比率を高めていく上で解決しなければいけない問題である。

従来は、バイオマスが天板２７と上側リングサポート２６との間の狭隘部２８に詰まらないようにするため、狭隘部２８を拡げるしかなかった。しかし、狭隘部２８を拡げると石炭粗粒子のすり抜けが顕著に増加し、精密分級ができずに、粉砕装置から取り出される粒子群の粒度分布がシャープでなくなり、その結果、ボイラ装置の燃焼性が悪くなり、ＮＯｘやＵＢＣなどが増加し、発電効率が低下するという問題がある。

また従来、この種の粉砕装置における分級効果を高めるために、図２２や図２３に示すように、円筒状をした下降流形成部材３０を天板２７の下面から固定分級フィン１１と回転分級フィン１３の間に垂下する構造が提案されている。

このように固定分級フィン１１と回転分級フィン１３の間に下降流形成部材３０を垂下すると、図２３に示すように、スロート１６から噴出される搬送用気体１８によって下方より吹き上げられた粉砕物（粒子群）１９は、慣性力により天板２７付近まで上昇し、固定分級フィン１１を通過して下降流形成部材３０に衝突する。

衝突後に自重などにより下降流となるが、粗粒子２１以外の粒子群３１は下降流形成部材３０の下端近傍で、送給管２２（図２２参照）側の負圧によって回転分級フィン１３側に向う流れに変化する。しかし下降流中の粗粒子２１は、重力と下向きの慣性力が大きいため、回転分級フィン１３側に向う流れから分離されて、回収コーン１５に沿って落下する（図２２参照）。

その結果、回転分級フィン１３には粗粒子２１をほとんど含まない粒子群３１が到達することになるため、分級効果を高めることができる。

ところがこの構成の粉砕装置で石炭とバイオマスを混合して粉砕（混砕）する場合には、バイオマスの方が石炭よりも軽いから、図２３に示すように、天板２７付近の回転分級フィン１３の上端部と下降流形成部材３０の間に形成されている空間部３２に、バイオマスの粉砕物を多く含んだ渦流３３が形成され易くなる。

この空間部３２でバイオマスの粉砕物を多く含んだ渦流３３が形成されると、必然的に狭隘部２８でのバイオマスの詰まりが発生し易くなり、回転式分級機１４の回転が停止するという新たな問題が生じる。

図２４は従来、特開２００３−１２６７８２号公報（上記特許文献３）で提案された分級機の概略構成図、図２５はその分級機の一部を切断した要部拡大斜視図である。
回転テーブルと複数個の粉砕ローラを備えた粉砕部（図示せず）の上方に、図２４に示す分級機が設置されている。

この分級機の内側に形成された分級室１０１の中央部を貫通するように原料供給管１０２が垂直方向に設置され、原料供給管１０２の下端部は前記回転テーブルの近くまで延びている。分級室１０１の上部には、ダクト１０３を介して誘引送風機１０４が接続されている。

分級室１０１の中段に設置された天板１０５の外周部下面には、円筒形をした固定分級フィン１０６が取り付けられ、さらに固定分級フィン１０６の下端部には回収コーン１０７が取り付けられている。

前記天板１０５の中央開口部下方から原料供給管１０２の周囲にかけて、かご形の回転式分級機１０８が設置されている。
この回転式分級機１０８は図２５に示すように、円環状の下側リングサポート１０９と、上側リングサポート１１０と、平板状をして前記リングサポート１０９，１１０の周方向に沿って等間隔に配置された回転分級フィン１１１と、その回転分級フィン１１１の上部に配置された平板状の粗粉飛び込み防止羽根１１２と、前記原料供給管１０２に遊嵌された内筒１１３と、前記上側リングサポート１１０と内筒１１３を連結する連結バー１１４などを有している。この回転式分級機１０８は、図示しない分級モータによって回転駆動される。

前記回転分級フィン１１１の下端部ならびに上端部は下側リングサポート１０９ならびに上側リングサポート１１０により支持・固定され、前記粗粉飛び込み防止羽根１１２の下端部は上側リングサポート１１０により支持・固定されている。

前記各回転分級フィン１１１の幅方向は、回転式分級機１０８の回転中心の方向を向いている。一方、前記粗粉飛び込み防止羽根１１２の幅方向は、後述する吹き出し空気流１１５を形成するために、前記回転分級フィン１１１に対して若干傾斜するように設置されている。

図２５に示すように、粗粉飛び込み防止羽根１１２の上端は、天板１０５との間に所定の隙間が形成されるように粗粉飛び込み防止羽根１１２の高さが設定されている。また、天板１０５の内周端部には、円筒状をした内側遮断壁１１６が下向きに設置されて、粗粉飛び込み防止羽根１１２の内周側との間に所定の隙間が形成されている。

さらに、粗粉飛び込み防止羽根１１２の外周側には、円筒状をした外側遮断壁１１７が天板１０５から下向きに設置されて、粗粉飛び込み防止羽根１１２の外周側との間に所定の隙間が形成されている。外側遮断壁１１７の下端部は、粗粉飛び込み防止羽根１１２を越えて回転分級フィン１１１の上端部まで延びている。

従って粗粉飛び込み防止羽根１１２は、天板１０５の内周端部と内側遮断壁１１６と外側遮断壁１１７によって取り囲まれている。そして前記粗粉飛び込み防止羽根１１２と天板１０５の隙間、粗粉飛び込み防止羽根１１２と内側遮断壁１１６の隙間、粗粉飛び込み防止羽根１１２と外側遮断壁１１７の隙間は、それぞれ２０〜３０ｍｍ程度とされている。
また、内側遮断壁１１６には、周方向に沿って複数の縦スリット１１７が形成されている。

前記誘引送風機１０４により分級室１０１内の空気が排除されることにより、粉砕部（図示せず）のウインドボックスから外気がミルケーシング１１９内に流入し、粉砕部で粉砕された粒子群を同伴して固定分級フィン１０６より分級室１０１内に流入する。このとき、分級室１０１内に流入しようとする比較的大きな粗粒子は、固定分級フィン１０６のサイクロン効果によって分離され、再び粉砕部に戻される。

分級室１０１内に導入された粒子群はさらに回転分級フィン１０８の遠心力によって分級され、比較的粒径の大きい粒子は回収コーン１０７上に落下して再び粉砕部に戻され、回転分級フィン１０８を通過した微粒子が分級機から取り出される。

前述のように粗粉飛び込み防止羽根１１２は、２０〜３０ｍｍ程度の隙間を介して、天板１０５の内周端部と内側遮断壁１１６と外側遮断壁１１７によって下向き凹状に取り囲まれており、しかも各粗粉飛び込み防止羽根１１２は回転式分級機１０８の回転方向に対して若干傾斜して配置されている。

そのため粗粉飛び込み防止羽根１１２が回転分級フィン１０８と一緒に回転することにより、回転式分級機１０８の内側から外側へ半径方向外向きの力が発生し、図２５に示すように、内側遮断壁１１６の縦スリット１１８を通して空気が凹状の隙間（粗粉飛び込み防止羽根１１２と内側遮断壁１１６の隙間→粗粉飛び込み防止羽根１１２と天板１０５の隙間→粗粉飛び込み防止羽根１１２と外側遮断壁１１７の隙間）を通り、外側遮断壁１１７の下端部から吹き出す吹き出し空気流１１５を形成して、天板１０５と回転式分級機１０８の間からの粗粉飛び込みを防止する構造になっている。

前述のようにこの粉砕装置の稼動中、誘引送風機１０４で分級室１０１内の空気を排除することにより、外気をウインドボックスからミルケーシング１１９内に導入して、それによって発生する気流により粉砕部で粉砕された粒子群を上方の分級機まで搬送する機構になっており、分級室１０１中の空気は常に誘引送風機１０４の強力な吸引力により排除され続けている。

このような条件下において、粗粉飛び込み防止羽根１１２の回転だけで、誘引送風機１０４の吸引力によって発生する強力な空気流に逆らう吹き出し空気流１１５を形成することは実質的に不可能であり、そのため粗粒子の侵入防止効果は期待できない。

また仮に吹き出し空気流１１５の形成が可能であったとしても、この粉砕装置で石炭とバイオマスの混合物を粉砕する場合、バイオマスは繊維状であるため、内側遮断壁１１６の縦スリット１１８から屈曲部の多い凹状の隙間（粗粉飛び込み防止羽根１１２と内側遮断壁１１６の隙間、粗粉飛び込み防止羽根１１２と天板１０５の隙間、粗粉飛び込み防止羽根１１２と外側遮断壁１１７の隙間）を通る間にバイオマスが隙間に詰まり、回転式分級機１０８の回転が停止するという欠点がある。

また従来、特開平８−１９２０６６号公報（上記特許文献２）では、粗粒が微粒出口へショートパスするのを防止するために、下記のような構成の回転式分級機が提案されている。

この回転式分級機は、分級機の回転ブレードと固定ブレードガイドとの間の隙間にシールエアを供給するため、天板にシールエア供給孔とそのシールエア供給孔に連通した環状のシールエア流出用溝を設け、圧力空気を供給するためのエア源と前記シールエア供給孔をフレキシブルチューブで接続した構造になっている。

そして前記エア源からのシールエア（圧力空気）を、フレキシブルチューブならびにシールエア供給孔を通して、シールエア流出用溝から前述の回転ブレードとブレードガイドとの間の隙間に噴出させて、粗粒がその隙間を通って微粒出口へショートパスするのを押し戻す機構になっている。

ところがこの回転式分級機では、圧力空気を供給するためのエア源、フレキシブルチューブならびにシールエアの供給制御のための調整弁などを回転式分級機の外側に付設することから、余分なスペースが必要で、大型化し、コスト高を招くなどの欠点がある。

本発明の目的は、このような背景においてなされたもので、分級性能を高く維持できるとともに、バイオマスなどによる詰まりが起き難い回転式分級機およびそれを備えた分級装置、粉砕装置ならびに石炭焚ボイラプラントを提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明の第１の手段は、
分級機モータと、
垂直方向に配置されて、前記分級機モータにより回転駆動する回転軸と、
水平方向に配置されて、前記回転軸が貫通した例えば天板などの固定部材と、
その固定部材の下方で、かつ、前記回転軸の径方向外側に間隔をおいて配置された平面形状が環状の例えばリングサポートなどからなる支持部材と、
その支持部材の周方向に間隔をおいて当該支持部材に固定された多数枚の回転分級フィンと、
その回転分級フィンを前記回転軸に連結する例えば連結バーなどからなる連結部材とを有し、
前記分級機モータにより前記回転分級フィンを回転して、気流搬送されて来た粒子群を前記回転分級フィンの遠心力により分級する回転式分級機を対象とするものである。

そして前記回転分級フィンの上部に、当該回転分級フィンの周方向に沿って間隔をおいて前記固定部材側に向けて突出した櫛歯状の突出部を有し、
その櫛歯状突出部の上端部と前記固定部材の下面の間に第１の隙間が設けられ、
前記突出部とその突出部と隣接する突出部の間に形成されている第２の隙間が前記第１の隙間と繋がっており、
前記回転分級フィンの回転により、前記第１の隙間ならびに第２の隙間を通って前記櫛歯状突出部の隙間を流れる気流に、前記回転分級フィンの回転方向と同じ向きの旋回方向速度成分を付加することを特徴とするものである。

本発明の第２の手段は前記第１の手段において、
前記環状支持部材は、前記回転分級フィンの下側部分を相互に連結・固定する下側環状支持部材と、その下側環状支持部材の上側に配置されて前記回転分級フィンを相互に連結・固定する上側環状支持部材を有し、
前記櫛歯状突出部は、前記上側環状支持部材と、その上側環状支持部材から前記固定部材側に向けて立設した多数枚の上部フィンから構成されていることを特徴とするものである。

本発明の第３の手段は前記第１の手段において、
前記環状支持部材は、前記回転分級フィンの下側部分を相互に連結・固定する下側環状支持部材と、その下側環状支持部材の上側に配置されて前記回転分級フィンを相互に連結・固定する上側環状支持部材を有し、
前記櫛歯状突出部は、前記上側環状支持部材の上側部分に多数の溝部を形成することにより構成されていることを特徴とするものである。

本発明の第４の手段は前記第３の手段において、
前記上側環状支持部材上の溝部は、当該上側環状支持部材の上部を切り込んで形成されていることを特徴とするものである。

本発明の第５の手段は前記第３の手段において、
前記上側環状支持部材上の溝部は、当該上側環状支持部材の一部を切り起こして形成されていることを特徴とするものである。

本発明の第６の手段は前記第３の手段において、
当該回転式分級機本体に対して、前記櫛歯状突出部が交換可能に取り付けられていることを特徴とするものである。

本発明の第７の手段は前記第１の手段において、
前記櫛歯状突出部は、前記回転分級フィンを前記固定部材側に向けて延設することにより構成されていることを特徴とするものである。

本発明の第８の手段は前記第７の手段において、
前記回転分級フィンは、その回転分級フィンの下側部分と対応する位置に配置された下側環状支持部材と、その下側環状支持部材の上側に配置された上側環状支持部材により相互に連結・固定されていることを特徴とするものである。

本発明の第９の手段は前記第８の手段において、
前記上側環状支持部材に切り込み溝あるいは貫通穴を形成し、その切り込み溝あるいは貫通穴を通して前記回転分級フィンの上側部分が前記上側環状支持部材により連結・固定されていることを特徴とするものである。

本発明の第１０の手段は前記第２ないし第６のいずれかの手段において、
前記突出部の設置ピッチが前記回転分級フィンの設置ピッチと等しいことを特徴とするものである。

本発明の第１１の手段は前記第２ないし第６のいずれかの手段において、
前記回転分級フィンの設置ピッチよりも、前記突出部の設置ピッチの方が狭いことを特徴とするものである。

本発明の第１２の手段は前記第２ないし第６のいずれかの手段において、
前記突出部の設置ピッチが前記回転分級フィンの設置ピッチよりも広いことを特徴とするものである。

本発明の第１３の手段は前記第２ないし第６、または第１０ないし第１２のいずれかの手段において、
前記回転分級フィンの径方向内側端と回転式分級機の回転中心を結ぶ仮想線に対して、当該回転分級フィンの径方向外側端が前記仮想線から離れるように、当該回転分級フィンの幅方向の向きが傾斜しており、
前記上部フィン、あるいは前記上側環状支持部材上の溝部と溝部の間に形成される突条の幅方向の向きが前記回転式分級機の回転中心に向いていることを特徴とするものである。

本発明の第１４の手段は前記第２ないし第６、または第１０ないし第１２のいずれかの手段において、
前記回転分級フィンの径方向内側端と回転式分級機の回転中心を結ぶ仮想線に対して、当該回転分級フィンの径方向外側端が前記仮想線から離れるように、当該回転分級フィンの幅方向の向きが傾斜しており、
前記上部フィン、あるいは前記上側環状支持部材上の溝部と溝部の間に形成される突条の径方向内側端と回転式分級機の回転中心を結ぶ仮想線に対して、前記上部フィンあるいは前記突条の径方向外側端が前記仮想線から離れるように、前記上部フィンあるいは前記突条の幅方向の向きが傾斜していることを特徴とするものである。

本発明の第１５の手段は前記第１ないし第１４のいずれかの手段において、
前記固定部材の下面で、かつ、前記櫛歯状突出部の径方向外側の位置に、前記櫛歯状突出部を取り囲むように粗粒子通り抜け抑制用環状体が取り付けられていることを特徴とするものである。

本発明の第１６の手段は前記第１ないし第１５のいずれかの手段において、
前記櫛歯状の突出部の高さをＨａ、前記第１の隙間の高さをＨｂとしたとき、前記Ｈａに対する前記Ｈｂの比率（Ｈｂ／Ｈａ）が０．２以下に設定されていることを特徴とするものである。

本発明の第１７の手段は前記第１６の手段において、
前記比率（Ｈｂ／Ｈａ）が０．１以下に設定されていることを特徴とするものである。

本発明の第１８の手段は前記第１５の手段において、
前記固定部材の下面から前記粗粒子通り抜け抑制用環状体の下面までの長さをＨｏ、前記突出部の下端から前記固定部材の下面までの高さをＨｃとしたとき、前記Ｈｏに対するＨｃの比率（Ｈｃ／Ｈｏ）が１．４以上に設定されていることを特徴とするものである。

本発明の第１９の手段は前記第１８の手段において、
前記比率（Ｈｃ／Ｈｏ）が２以上に設定されていることを特徴とするものである。

本発明の第２０の手段は前記第１ないし第１９のいずれかの手段において、
前記粒子群がバイオマスまたは石炭とバイオマスの混合物であることを特徴とするものである。

本発明の第２１の手段は、
周方向に沿って間隔をおいて多数枚配置された固定分級フィンを有する固定式分級器と、
その固定式分級器の内側に配置されて、周方向に沿って間隔をおいて多数枚配置された回転分級フィンを有する回転式分級機と
を備えた分級装置において、
前記回転式分級機が前記第１ないし第２０のいずれかの手段の回転式分級機であることを特徴とするものである。

本発明の第２２の手段は前記第２１の手段において、
前記固定分級フィンと回転分級フィンの間に、前記固定部材から筒状の下降流形成部材が垂設されていることを特徴とするものである。

本発明の第２３の手段は、
回転テーブルと粉砕ローラとの噛み合いにより原料を粉砕する粉砕部と、
その粉砕部の上方に配置されて、前記粉砕部で粉砕された粉砕物を所定の大きさに分級する分級部を備えた竪型粉砕装置において、
前記分級部に前記第２１または第２２の手段の分級装置を備えたことを特徴とするものである。

本発明の第２４の手段は、
石炭とバイオマスを混合して粉砕する混砕式の竪型粉砕装置と、
その竪型粉砕装置で粉砕された微粉炭とバイオマス粉を混焼する混焼バーナを有する石炭焚ボイラ装置を備えた石炭焚ボイラプラントにおいて、
前記混砕式の竪型粉砕装置が前記第２３の手段の竪型粉砕装置であることを特徴とするものである。

本発明の第２５の手段は、
石炭を単独で粉砕する第１の竪型粉砕装置と、
バイオマスを単独粉砕する第２の竪型粉砕装置と、
前記第１の竪型粉砕装置で粉砕された微粉炭を燃焼する微粉炭専用バーナと、前記第２の竪型粉砕装置で粉砕されたバイオマス粉を燃焼するバイオマス専用バーナを有する石炭焚ボイラ装置を備えた石炭焚ボイラプラントにおいて、
前記第２の竪型粉砕装置が前記第２３の手段の竪型粉砕装置であることを特徴とするものである。

本発明は前述のような構成になっており、分級性能を高く維持できるとともに、バイオマスなどによる詰まりが起き難い回転式分級機およびそれを備えた分級装置、粉砕装置ならびに石炭焚ボイラプラントを提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係る竪型粉砕装置の概略構成図である。 その竪型粉砕装置に用いる分級装置の一部拡大概略構成図である。 その分級装置における回転分級フィンの一部拡大平面図である。 その分級装置における上部フィンの一部拡大平面図である。 図４Ａ−Ａ線上の断面図である。 本実施形態に係る回転式分級機（ａ）と、従来の回転式分級機（ｂ）における、上側リングサポートと天板の間を回転式分級機の径方向外側から内側の方向に流れる空気の流れ解析を示す流動解析特性図である。 本実施形態に係る回転式分級機（ａ）と、比較例の回転式分級機（ｃ）における、上側リングサポートと天板の間を回転式分級機の回転方向（旋回方向）に流れる空気の流れ解析を示す流動解析特性図である。 本実施形態において、上部フィンの高さと第１の隙間の高さの適正比率を説明するための図である。 本実施形態において、Ｈｂ／Ｈａと、第１の隙間に生じる旋回方向の空気流速との関係を示す特性図である。 本発明の第２の実施形態に係る分級装置の一部拡大概略構成図である。 本実施形態において、Ｈｃ／Ｈｏと、下側リングサポートから天板までの開口部における半径方向のピーク流速との関係を示す特性図である。 本発明の第３の実施形態に係る分級装置の一部拡大概略構成図である。 その分級装置に用いる上側リングサポートの一部平面図である。 図１３Ｂ−Ｂ線上の断面図である。 本発明の第４の実施形態に係る分級装置の一部拡大概略構成図である。 その分級装置に用いる上側リングサポートの一部平面図である。 その分級装置に用いる回転分級フィンの一部平面図である。 図１７Ｃ−Ｃ線上の断面図である。 本発明の第５の実施形態に係る分級装置の一部拡大概略構成図である。 本発明の第６の実施形態に係る石炭焚ボイラプラントの概略構成図である。 本発明の第７の実施形態に係る石炭焚ボイラプラントの概略構成図である。 従来の竪型粉砕装置の概略構成図である。 その竪型粉砕装置に備えられ分級装置の一部拡大概略構成図である。 従来提案された分級機の概略構成図である。 その分級機の一部を切断した要部拡大斜視図である。

次に本発明の実施形態を図面とともに説明する。
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係る竪型粉砕装置の概略構成図、図２はその竪型粉砕装置に用いる分級装置の一部拡大概略構成図、図３はその分級装置における回転分級フィンの一部拡大平面図、図４はその分級装置における上部フィンの一部拡大平面図、図５は図４Ａ−Ａ線上の断面図である。

図１に示す本発明の実施形態に係る竪型粉砕装置において、図２２に示す従来の竪型粉砕装置と相違する点は回転式分級機１４に係る構成であって、他の構成は前述した従来の竪型粉砕装置とほぼ同様であるので、それらの重複する説明は省略する。

なお、図１において符号３９は回転分級フィン１３を回転軸２３に連結するために回転軸２３の周りに複数本設置した連結バー、４０は回転分級フィン１３の下側開口端と回転軸２３の下側開口端の間を塞いで回転分級フィン１３の内側に分級室４１を形成するための閉塞板である。

図２に示すように固定分級フィン１１の内側に回転分級フィン１３が配置され、本実施形態の場合、固定分級フィン１１と回転分級フィン１３のほぼ中間の位置に天板２７から円筒状の下降流形成部材３０が垂設されている。

前記回転分級フィン１３は長方形の平板からなり、図１に示すように回転軸２３とほぼ平行に垂直方向に延びており、平面形状が円環状をした下側リングサポート２５と上側リングサポート２６の間に挟まれるようにして、両リングサポート２５，２６に溶接などにより固定・支持されている。

各回転分級フィン１３は図３に示すように、下側リングサポート２５（上側リングサポート２６）の周方向に沿って等間隔に多数枚設置されており、回転分級フィン１３の内側端部１３Ａと回転式分級機１４の回転中心Ｏを結ぶ仮想線３４に対して、回転分級フィン１３の外側端部１３Ｂが回転式分級機１４の回転方向Ｘの若干後流側になるように、各回転分級フィン１３が傾斜して取り付けられている。この回転分級フィン１３の傾斜角度θは各種の分級テストなどの結果によって決まるものであり、本実施形態において傾斜角度θは１５〜４５度の範囲、好ましくは２０〜４０度に設定されている。

図５に示すように、上側リングサポート２６の上部には周方向に沿って等間隔に多数の取り付け溝３５が形成され、そこに平板からなる上部フィン３６の下部が嵌め込まれ、溶接３７により上部フィン３６が上側リングサポート２６の上面から突出するように固定されている。同図に示すように、上側リングサポート２６と、その上側リングサポート２６から立設した多数の上部フィン３６により、櫛歯状突出部３８が構成されている。

また各上部フィン３６は図４に示すように、回転式分級機１４の回転中心Ｏを中心にして上側リングサポート２６上に放射線状に配置されている。

本実施形態の場合、図３ならびに図４に示すように、回転分級フィン１３のピッチＰ１と上部フィン３６のピッチＰ２を等しくしたが（Ｐ１＝Ｐ２）、上部フィン３６のピッチＰ２を回転分級フィン１３のピッチＰ１よりも狭くする（Ｐ１＞Ｐ２）ことも、また反対に上部フィン３６のピッチＰ２を回転分級フィン１３のピッチＰ１よりも広くする（Ｐ１＜Ｐ２）ことも可能である。

前述のように回転分級フィン１３のピッチＰ１と上部フィン３６のピッチＰ２を等しくすると（Ｐ１＝Ｐ２）、回転分級フィン１３と上部フィン３６を一体で製作するのに適しており、製作効率の向上が図れる。

また、上部フィン３６のピッチＰ２を回転分級フィン１３のピッチＰ１よりも狭くすると（Ｐ１＞Ｐ２）、上部フィン３６から空間（隙間）の空気に与える旋回力が強くなり、そのために粒子のすり抜け防止効果が大きい。

さらに、上部フィン３６のピッチＰ２を回転分級フィン１３のピッチＰ１よりも広くすると（Ｐ１＜Ｐ２）、上部フィン３６や後述する溝部４６の取り付けや加工が容易であり、コストの低減が図れるなどの特長を有している。

また本実施形態の場合図４に示すように、各上部フィン３６を回転式分級機１４の回転中心Ｏを中心にして放射線状に配置したが、各上部フィン３６を図３に示す回転分級フィン１３と同じように傾斜して設けることも可能である。

図２ならびに図５に示すように、回転式分級機１４の回転時に前記櫛歯状突出部３８が天板２７と接触しないように、天板２７の下面と上部フィン３６の上端部との間には数ミリ程度の第１の隙間４２が設けられている。また、上部フィン３６ａとその隣の上部フィン３６ｂの間に形成されている第２の隙間４３が、前記第１の隙間４２と繋がっており、第１の隙間４２と第２の隙間４３が全体的に凹凸状になって繋がっている（図５参照）。

本実施形態に係る回転式分級機１４では、図１に示す分級モータ２４の回転駆動力は回転軸２３に伝達され、さらに連結バー３９ならびに閉塞板４０を介して回転分級フィン１３ならびに上部フィン３６に伝達されて、上部フィン３６は回転分級フィン１３と一体に回転する。この上部フィン３６（櫛歯状突出部３８）の回転により、前記第１の隙間４２ならびに第２の隙間４３を通って上部フィン３６（櫛歯状突出部３８）の隙間を流れる気流に、回転分級フィン１３の回転方向と同じ向きの旋回方向速度成分が付加される。

図６は、本実施形態に係る回転式分級機（ａ）と、図２３に示す従来の回転式分級機（ｂ）における、上側リングサポート２６と天板２７の間を矢印で示すように回転式分級機１４の径方向外側から内側の方向に流れる空気の流れ解析を示す流動解析特性図である。

同図の縦軸には、天板２７の上面から本実施形態に係る上側リングサポート２６の上面までの相対的な距離比を示している。また横軸には、上側リングサポート２６と天板２７の間を回転式分級機１４の半径方向に流れる空気の流速を代表流速で無次元化した値を示している。
図中の菱形印は本実施形態に係る回転式分級機（ａ）の流動解析特性、黒丸印は従来の回転式分級機（ｂ）の流動解析特性を示している。

この図から明らかなように、黒丸印で示す従来の回転式分級機１４は、平面状の天板２７と平面状の上側リングサポート２６が互いに対向しているため、その間に形成された狭隘部２８を流れる空気の速度は速くなり、狭隘部２８で粉砕物のすり抜けが強制的に起こる傾向にある。

これに対して菱形印で示す本実施形態に係る回転式分級機１４は、天板２７の下面と上部フィン３６の上端部との間に第１の隙間４２は形成されているが、板材を立設して構成した上部フィン３６の上面の面積は従来の回転式分級機１４の上側リングサポート２６の面積に較べて極めて小さく、しかも図５に示すように、前記第１の隙間４２の両側は大きい第２の隙間４３と繋がっているから、図６に示すように第１の隙間４２での半径方向の流速を従来のものに比較して約２０％遅くすることができる。
このように粉砕物のすり抜けが起こり易い箇所の流速を構造的に遅くすることにより、粉砕物のすり抜けを抑制する効果がある。

図７は、本実施形態に係る回転式分級機（ａ）と、比較例の回転式分級機（ｃ）における、上側リングサポート２６と天板２７の間を回転式分級機１４の回転方向（旋回方向）に流れる空気の流れ解析を示す流動解析特性図である。前記（ａ）ならびに（ｃ）に示す中央に点を付けた丸印は、回転式分級機１４の回転方向（紙面に向けて垂直方向）に流れる空気の流れ方向を示している。

前記比較例の回転式分級機（ｃ）は同図に示すように、上側リングサポート２６が天板２７に対して本実施形態に係る回転式分級機（ａ）と同じ距離離れた位置に設けられて、上側リングサポート２６と天板２７の間に比較的大きな空間部４４が形成されている。

図７の縦軸には、天板２７の上面から上側リングサポート２６の上面までの相対的な距離比を示している。また横軸には、上側リングサポート２６と天板２７の間を回転式分級機１４の回転方向に流れる空気の流速を代表流速で無次元化した値を示している。
図中の菱形印は本実施形態に係る回転式分級機（ａ）の流動解析特性、黒三角印は比較例の回転式分級機（ｃ）の流動解析特性を示している。

この図から明らかなように、黒三角印で示す比較例の回転式分級機（ｃ）では上側リングサポート２６と天板２７の間に何も無く、比較的大きな空間部４４が形成されているから、回転式分級機１４の回転方向に流れる空気流は殆ど発生していない。

これに対して菱形印で示す本実施形態に係る回転式分級機（ａ）は、それの回転方向と直交する方向に各上部フィン３６の平面が向いており、上部フィン３６の回転に伴い、上部フィン３６と上部フィン３６の間に存在する空気も一緒に回転方向に移動して、旋回方向の空気流を発生する。この旋回方向の空気流は、粉砕物のすり抜け方向と直交する方向の流れであり、粉砕物のすり抜けを抑制する効果がある。

また、本実施形態に係る回転式分級機１４では、図５に示すように、上側リングサポート２６に上面から多数の上部フィン３６が列状に立設して、全体として櫛歯状突出部３８を形成していることと、各上部フィン３６の回転に伴って発生する遠心力とによって、バイオマス粉砕物の詰まりを有効に防止することができる。

図８および図９は、本実施形態において上部フィン３６の高さと第１の隙間４２の高さの適正比率を説明するための図である。なお、このテストは空気流動のみの解析であり、前記下降流形成部材３０を設置した条件でテストを行なっている。

図８に示す各符号を下記のように定義する。
Ｈａ：上部フィン３６の高さ
Ｈｂ：第１の隙間４２の高さ
Ｈｃ：上側リングサポート２６の上面から天板２７の下面まで開口部の高さ（上部フィン３６の下端から天板２７の下面までの高さ）
Ｈｄ：下側リングサポート２５の上面から上部フィン３６の上端面までの高さ。

図９の横軸は、上部フィン３６の高さＨａに対する第１の隙間４２の高さＨｂの比率（Ｈｂ／Ｈａ）を示す。縦軸は、上部フィン３６の旋回方向の移動速度（周速度）に対する第１の隙間４２に生じる旋回方向の空気流速度成分（空間平均値）の比率を示す。

この図に示すように、Ｈｂ／Ｈａが０に近づくと、隙間４２に生じる旋回方向の空気流速度成分は上部フィン３６の周速度とほぼ等しくなる（≒１）。よって、この隙間４２を通過する粒子にも旋回方向の流速度成分が付加され、これによる遠心力が発生する。即ち、隙間４２での粒子のすり抜けが起こり難くなる。

一方、Ｈｂ／Ｈａが大きくなるにつれて、隙間４２の旋回方向の空気流速度成分は徐々に低下し、Ｈｂ／Ｈａが０．２を超えると前記空気流速度成分は急激に低下する。すなわち、Ｈｂ／Ｈａ＞０．２では製品微粉への粗粒の混入割合が急増し、分級性能が低下する。

以上のことから、隙間４２での粗粒のすり抜けを抑制するためには、Ｈｂ／Ｈａを０．２以下（Ｈｂ／Ｈａ≦０．２）にする必要がある。また、Ｈｂ／Ｈａ≦０．１での隙間４２における旋回方向の空気流速度成分が０．９を超えて、製品微粉への粗粒の混入は殆ど皆無になるため、Ｈｂ／Ｈａを０．１以下（Ｈｂ／Ｈａ≦０．１）にすることが望ましい。

なお、前記上部フィン３６の回転時における天板２７との機械的接触を避けるため、第１の隙間４２（Ｈｂ）は２ｍｍ程度必要である。一方、上部フィン３６の高さ（Ｈａ）の実用的な上限（寸法上、現実にとり得る限度）は１０００ｍｍ程度であるから、本発明では前記Ｈｂ／Ｈａの下限値を０．００１としている。

（第２の実施形態）
図１０は本発明の第２の実施形態に係る分級装置の一部拡大概略構成図、図１１はその回転式分級機１４の上部フィン３６の高さと第１の隙間４２の高さの適正比率を説明するための流動解析特性図である。

この実施形態で図８に示す第１の実施形態に係る回転式分級機１４と相違する点は、上部フィン３６（第１の隙間４２）の半径方向外側に、隙間４２での粗粒のすり抜けを抑制するために粗粒すり抜け抑制部材４５を設置した点である。この粗粒すり抜け抑制部材４５は、図２などで示す下降流形成部材３０よりもかなり上部フィン３６（第１の隙間４２）に近い位置で、天板２７の下面に取り付けられている。

この粗粒すり抜け抑制部材４５は、断面形状が柱状あるいは板状をしており、隙間４２に流れ込もうとする粒子群に対して堰の役割を果たす。図１０に示す符号Ｈｏは粗粒すり抜け抑制部材４５の高さ（天板２７の下面から粗粒すり抜け抑制部材４５の下面までの長さ）を示している。

なお、この実施形態においてもＨｂ／Ｈａ≦０．２、好ましくはＨｂ／Ｈａ≦０．１に設定されている。

図１１の横軸は、粗粒すり抜け抑制部材４５の高さＨｏに対する上側リングサポート２６の上面から天板２７の下面まで開口部の高さＨｃの比率（Ｈｃ／Ｈｏ）を示す。縦軸は、下側リングサポート２５から天板２７までの空気が通過できる有効開口部における、回転式分級機半径方向（中心方向）への空気流速のピーク値の比率を示す。

なお、このテストも空気流動のみの解析であり、前記下降流形成部材３０を設置し、Ｈｂ／Ｈａ≦０．０１の条件でテストを行なっている。

この回転式分級機半径方向（中心方向）への空気流速が高いほど、粒子に掛かる回転式分級機の中心向きの流体抗力は強くなる。すなわち、図１１の縦軸は、上側リングサポート２６の上面から天板２７の下面までの開口部における粗粒のすり抜けのし易さを示す。

図１１に示す流動解析において、Ｈｃ／Ｈｏ＝１．０の近辺、またはそれ以下では、上側リングサポート２６の上面と粗粒すり抜け抑制部材４５の下面の距離が近い、または、上側リングサポート２６と粗粒すり抜け抑制部材４５が垂直方向で重なるため、上側リングサポート２６の上面から天板２７の下面までの開口部において空気の流れに縮流が生じていることが確認されている。このように縮流が生じると、前記開口部のピーク流速は平均流速に対して２倍近くまで増加する。

一方、Ｈｃ／Ｈｏの値を１．０から徐々に大きくしていくと、開口部の半径方向のピーク流速は極端に下がり、Ｈｃ／Ｈｏ＝１．４で平均流速の１．１倍まで下がり、前記開口部での空気縮流現象が大幅に緩和される。さらにＨｃ／Ｈｏ＝２で平均流速となり、前記開口部での空気縮流現象が消滅する。Ｈｃ／Ｈｏ＝２．５でも、あるいはＨｃ／Ｈｏ＝４、Ｈｃ／Ｈｏ＝１０でも平均流速となり、前記開口部での空気縮流現象が消滅していることが他のテストで確認できている。

以上のことから、上部フィン３６の半径方向外側に粗粒すり抜け抑制部材４５を設置する回転式分級機１４の場合、Ｈｃ／Ｈｏを１．４以上（Ｈｃ／Ｈｏ≧１．４）、好ましくは２．０以上（Ｈｃ／Ｈｏ≧２．０）に設定すると、粗粒すり抜け抑制部材４５を設置することによる弊害をなくして、粗粒すり抜け抑制部材４５の設置による効果を充分に発揮して、粗粒のすり抜けをより確実に防止することができる。

前述のようにＨｃ／Ｈｏ＝２以上で前記開口部での空気縮流現象が消滅するため、特にＨｃ／Ｈｏの上限値は特にはない。

なお、第１ならびに第２の実施形態において、上部フィン３６はその下端部が上側リングサポート２６に取り付けられた片持ち支持の構造になっているから、上部フィン３６の取り付け強度の面から、下側リングサポート２５の上面から上部フィン３６の上端面までの高さＨｄに対する上部フィン３６の高さＨａの比率（Ｈａ／Ｈｄ）は、１／２以下（Ｈａ／Ｈｄ≦１／２）、好ましくは１／３以下（Ｈａ／Ｈｄ≦１／３）にする必要がある。

（第３の実施形態）
図１２は本発明の第３の実施形態に係る分級装置の一部拡大概略構成図、図１３はその回転式分級機１４に用いる上側リングサポート２６の一部平面図、図１４は図１３Ｂ−Ｂ線上の断面図である。

本実施形態の場合、上側リングサポート２６の厚さ方向の上側部分に周方向に沿ってほぼ等間隔に切り込み状の溝部（凹部）４６を形成し、その溝部４６と隣接する溝部４６の間に残された凸部をフィン部４７としている。この溝部（凹部）４６とフィン部４７（凸部）は上側リングサポート２６の周方向に沿って多数繰り返して形成されて連続した凹凸状をなして、櫛歯状突出部３８を構成している。

前記溝部（凹部）４６は上側リングサポート２６の外周端から内周端にわたって貫通しており、従ってフィン部４７も上側リングサポート２６の外周端から内周端にわたって延びている。

図１２に示すよう、上側リングサポート２６のフィン部４７（溝部４６）側を天板２７側に向けて設置し、フィン部４７の上端部と天板２７の下面との間に第１の隙間４２が形成され、この第１の隙間４２は上側リングサポート２６の溝部（凹部）４６によって形成される第２の隙間４３（図１４参照）と繋がっている。

本実施形態に係るでは溝部（凹部）４６の幅方向を回転式分級機の回転中心に向けたが、図３に示すように回転分級フィン１３と同じように仮想線３４に対して傾斜して設けることも可能である。

本実施形態の場合、上側リングサポート２６に切り込み状の溝部４６を形成しが、板材からなる上側リングサポートを用いて、その上側リングサポートの周方向に沿って「コ」の字状の切り込みを多数形成し、各切り込み部を同じ方向に起こしてフィン部とし、そのフィン部とフィン部の間を溝部（凹部）とすることもできる。

また本実施形態の場合、上側リングサポート２６を回転式分級機本体に対して、例えばボルトとナットなどによって交換可能に取り付けられる構造にしておけば、従来構造の回転式分級機１４（粉砕装置）においてバイオマスを分級（粉砕）する際に、その回転式分級機１４の上側リングサポートを本実施形態に係る上側リングサポート２６に交換するだけで、バイオマスが詰り難い回転式分級機１４（粉砕装置）とすることができる。

（第４の実施形態）
図１５は本発明の第４の実施形態に係る分級装置の一部拡大概略構成図、図１６はその回転式分級機１４に用いる上側リングサポート２６の一部平面図、図１７は上側リングサポート２６によって互いに連結された回転分級フィンの一部平面図、図１８は図１７Ｃ−Ｃ線上の断面図である。

本実施形態では、図１５に示すように回転分級フィン１３が下側リングサポート２５と上側リングサポート２６により支持・固定されているが、回転分級フィン１３の上端部は上側リングサポート２６を貫通して天板２７の下面近くまで延びている。この上側リングサポート２６から上方に突出した部分が第１の実施形態で示した上部フィン３６に相当する。

本実施形態では図１６に示すように、上側リングサポート２６の外周部に等間隔に傾斜した切り込み溝４８が形成され、各切り込み溝４８にそれぞれ回転分級フィン１３の側端部が挿入され、溶接３７により固定されている（図１８参照）。

図１８に示すように、各回転分級フィン１３の上端部が第１の隙間４２を介して天板２７の下面と対向しており、前記第１の隙間４２は回転分級フィン１３ａとその隣の回転分級フィン１３ｂの間に形成された第２の隙間４３と繋がっている。そして上側リングサポート２６と、それより上方に突出した各回転分級フィン１３の上端部により、櫛歯状突出部３８が形成されている。

本実施形態では上側リングサポート２６を回転分級フィン１３の径方向内側に配置したが、図１５において点線で示すように上側リングサポート２６を回転分級フィン１３の径方向外側に配置したり、上側リングサポート２６に等間隔に上下方向に貫通した溝を形成し、各貫通溝にそれぞれ回転分級フィン１３の上端部を挿通して固定することも可能である。

（第５の実施形態）
図１９は本発明の第５の実施形態に係る分級装置の一部拡大概略構成図である。
本実施形態では同図に示すように、円筒状をした上側リングサポート２６を用いて、それによって回転分級フィン１３の上端部どうしを連結固定した構造になっている。

この円筒状の上側リングサポート２６は実線で示すように回転分級フィン１３の径方向内側に設置してもよいし、点線で示すように回転分級フィン１３の径方向外側に設置してもよい。上側リングサポート２６を回転分級フィン１３の径方向内側に設置する場合、回転分級フィン１３と回転軸２３を連結する連結バー３９の外側端部を上側リングサポート２６に接続しても構わない。

前記第４，５の実施形態では、回転分級フィン１３の一部が第１の実施形態の上部フィン３６を兼ねているから、部品点数の削減ができ、また、製作の簡略化を図ることができる。さらにこれらの実施形態は、高さ方向に充分なスペースが得られない回転式分級機１４に好適であり、換言すれば、回転式分級機１４の低背化を図ることができる。

前記第３〜５の実施形態においても、第１の隙間４２の外側に粗粒すり抜け抑制部材４５を設置することは可能である。またこれら第３〜５の実施形態においても、
Ｈｂ／Ｈａ≦０．２、好ましくはＨｂ／Ｈａ≦０．１、
Ｈｃ／Ｈｏ≧１．４、好ましくはＨｃ／Ｈｏ≧２．０、
Ｈａ／Ｈｄ≦１／２、好ましくはＨａ／Ｈｄ≦１／３
は適用可能である。

前記各実施形態は固定分級フィン１１と回転分級フィン１３の間に下降流形成部材３０を配置した分級装置の場合について説明したが、本発明は下降流形成部材３０を配置しない分級装置にも適用可能である。

前記各実施形態では、例えば図１に示すように水平方向に配置されて、回転軸２３が貫通した固定部材として天板２７を使用した例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、回転分級フィンに対して固定状態にある部材であればよい。

（第６の実施形態）
図２０は本発明の第６の実施形態に係る石炭焚ボイラプラントの概略構成図である。
同図においてバイオマスサイロ６１に貯蔵されているペレット状あるいはチップ状の木質バイオマスは、原炭を搬送する原炭搬入コンベア６２上に供給され、原炭とともに石炭バンカ６３内に投入される。

そして原炭とバイオマスの混合物は石炭・バイオマス粉砕装置６４で所定の大きさに粉砕・混合され、それらの混合粉体は分級したのち石炭焚ボイラ６５の石炭・バイオマス混焼バーナ６６にそれぞれ供給され、炉内で燃焼するシステムになっている。

石炭焚ボイラ６５から排出した排ガスは、脱硝装置６７、空気予熱器６８ならびに電気集塵機６９などを通って浄化され、図示しない煙突から大気へ放出される。図中の符号７０は高温の一次空気で、石炭ならびにバイオマスの乾燥とそれらの混合粉体の搬送に利用される。

（第７の実施形態）
図２１は本発明の第７の実施形態に係る石炭焚ボイラプラントの概略構成図である。
本実施形態の場合、原炭は原炭搬入コンベア６２で石炭バンカ６３内に投入され、第１の粉砕装置７１で所定の大きさに粉砕されて、分級したのち石炭焚ボイラ６５の微粉炭専焼バーナ７２にそれぞれ供給され、炉内で燃焼する。

一方、バイオマスサイロ６１に貯蔵されているペレット状あるいはブリケット状のバイオマスはバイオマス搬入コンベア７３によってバイオマスバンカ７４内に投入される。そしてバイオマスは第２の粉砕装置７５で所定の大きさに粉砕され、分級したのち石炭焚ボイラ６５のバイオマス専焼バーナ７６にそれぞれ供給され、炉内で燃焼するシステムになっている。図中の符号７７は高温の排ガスで、バイオマスの乾燥とそれの搬送に利用される。

前記第６の実施形態における石炭・バイオマス粉砕装置６４ならびに前記第７の実施形態における第２の粉砕装置７５は、図１に示すような構成になっている。

これら実施形態に係る石炭焚ボイラプラントにおいては、貯蔵性に優れたバイオマスを副燃料として燃焼することができ、炉内脱硝効果を高め、高効率、安全且つＣＯ₂排出削減（地球温暖化防止）に寄与することができる。

本発明の実施形態では、「ペレット」あるいは「ブリケット」と呼ばれる概５〜５０ｍｍ程度の塊状のバイオマスが使用されるが、バイオマスの供給系統の詰まりや粉砕系統に問題が生じなければ、最大で数百ｍｍ程度のものも適用可能である。

また、具体的な材質としては、木材や樹木由来の木質系材料、あるいは椰子ガラや草本類など植物由来の可燃物が代表的な例であるが、「ペレット」や「ブリケット」のような塊状物に成形されたものであれば、原料は問わず適用可能である。

さらに、石炭に対するバイオマスの混合割合は、限りなく零に近い条件から全量バイオマスの条件まで、その混合割合は広範囲である。

３・・・回転テーブル、８・・・粉砕ローラ、９・・・原料供給管、１０・・・被粉砕物、１１・・・固定分級フィン、１２・・・固定式分級器、１３・・・回転分級フィン、１３Ａ・・・回転分級フィンの内側端部、１３Ｂ・・・回転分級フィンの外側端部、１４・・・回転式分級機、１５・・・回収コーン、１６・・・スロート、１７・・・ミルケーシング、１８・・・搬送用気体、１９・・・粉砕物、２０・・・微粒子、２１・・・粗粒子、２２・・・送給管、２３・・・回転軸、２４・・・分級モータ、２５・・・下側リングサポート、２６・・・上側リングサポート、２７・・・天板、３０・・・下降流形成部材、３１・・・粒子群、３４・・・仮想線、３５・・・取り付け溝、３６・・・上部フィン、３７・・・溶接、３８・・・櫛歯状突出部、３９・・・連結バー、４０・・・閉塞板、４１・・・分級室、４２・・・第１の隙間、４３・・・第２の隙間、４４・・・空間部、４５・・・粗粒すり抜け抑制部材、４６・・・溝部、４７・・・フィン部、４８・・・切り込み溝、６４・・・石炭・バイオマス粉砕装置、６５・・・石炭焚ボイラ、６６・・・石炭・バイオマス混焼バーナ、７１・・・第１の粉砕装置、７２・・・微粉炭専焼バーナ、７５・・・第２の粉砕装置、７６・・・バイオマス専焼バーナ、Ｏ・・・回転式分級機の回転中心、Ｘ・・・回転式分級機の回転方向、θ・・・回転分級フィンの傾斜角度。

Claims (25)

1. 分級機モータと、
   垂直方向に配置されて、前記分級機モータにより回転駆動する回転軸と、
   水平方向に配置されて、前記回転軸が貫通した固定部材と、
   その固定部材の下方で、かつ、前記回転軸の径方向外側に間隔をおいて配置された平面形状が環状の支持部材と、
   その支持部材の周方向に間隔をおいて当該支持部材に固定された多数枚の回転分級フィンと、
   その回転分級フィンを前記回転軸に連結する連結部材とを有し、
   前記分級機モータにより前記回転分級フィンを回転して、気流搬送されて来た粒子群を前記回転分級フィンの遠心力により分級する回転式分級機において、
   前記回転分級フィンの上部に、当該回転分級フィンの周方向に沿って間隔をおいて前記固定部材側に向けて突出した櫛歯状の突出部を有し、
   その櫛歯状突出部の上端部と前記固定部材の下面の間に第１の隙間が設けられ、
   前記突出部とその突出部と隣接する突出部の間に形成されている第２の隙間が前記第１の隙間と繋がっており、
   前記回転分級フィンの回転により、前記第１の隙間ならびに第２の隙間を通って前記櫛歯状突出部の隙間を流れる気流に、前記回転分級フィンの回転方向と同じ向きの旋回方向速度成分を付加することを特徴とする回転式分級機。
2. 請求項１に記載の回転式分級機において、
   前記環状支持部材は、前記回転分級フィンの下側部分を相互に連結・固定する下側環状支持部材と、その下側環状支持部材の上側に配置されて前記回転分級フィンを相互に連結・固定する上側環状支持部材を有し、
   前記櫛歯状突出部は、前記上側環状支持部材と、その上側環状支持部材から前記固定部材側に向けて立設した多数枚の上部フィンから構成されていることを特徴とする回転式分級機。
3. 請求項１に記載の回転式分級機において、
   前記環状支持部材は、前記回転分級フィンの下側部分を相互に連結・固定する下側環状支持部材と、その下側環状支持部材の上側に配置されて前記回転分級フィンを相互に連結・固定する上側環状支持部材を有し、
   前記櫛歯状突出部は、前記上側環状支持部材の上側部分に多数の溝部を形成することにより構成されていることを特徴とする回転式分級機。
4. 請求項３に記載の回転式分級機において、
   前記上側環状支持部材上の溝部は、当該上側環状支持部材の上部を切り込んで形成されていることを特徴とする回転式分級機。
5. 請求項３に記載の回転式分級機において、
   前記上側環状支持部材上の溝部は、当該上側環状支持部材の一部を切り起こして形成されていることを特徴とする回転式分級機。
6. 請求項３に記載の回転式分級機において、
   当該回転式分級機本体に対して、前記櫛歯状突出部が交換可能に取り付けられていることを特徴とする回転式分級機。
7. 請求項１に記載の回転式分級機において、
   前記櫛歯状突出部は、前記回転分級フィンを前記固定部材側に向けて延設することにより構成されていることを特徴とする回転式分級機。
8. 請求項７に記載の回転式分級機において、
   前記回転分級フィンは、その回転分級フィンの下側部分と対応する位置に配置された下側環状支持部材と、その下側環状支持部材の上側に配置された上側環状支持部材により相互に連結・固定されていることを特徴とする回転式分級機。
9. 請求項８に記載の回転式分級機において、
   前記上側環状支持部材に切り込み溝あるいは貫通穴を形成し、その切り込み溝あるいは貫通穴を通して前記回転分級フィンの上側部分が前記上側環状支持部材により連結・固定されていることを特徴とする回転式分級機。
10. 請求項２ないし６のいずれか１項に記載の回転式分級機において、
    前記突出部の設置ピッチが前記回転分級フィンの設置ピッチと等しいことを特徴とする回転式分級機。
11. 請求項２ないし６のいずれか１項に記載の回転式分級機において、
    前記突出部の設置ピッチが前記回転分級フィンの設置ピッチよりも狭いことを特徴とする回転式分級機。
12. 請求項２ないし６のいずれか１項に記載の回転式分級機において、
    前記突出部の設置ピッチが前記回転分級フィンの設置ピッチよりも広いことを特徴とする回転式分級機。
13. 請求項２ないし６、または１０ないし１３のいずれか１項に記載の回転式分級機において、
    前記回転分級フィンの径方向内側端と回転式分級機の回転中心を結ぶ仮想線に対して、当該回転分級フィンの径方向外側端が前記仮想線から離れるように、当該回転分級フィンの幅方向の向きが傾斜しており、
    前記上部フィン、あるいは前記上側環状支持部材上の溝部と溝部の間に形成される突条の幅方向の向きが前記回転式分級機の回転中心に向いていることを特徴とする回転式分級機。
14. 請求項２ないし６、または１０ないし１３のいずれか１項に記載の回転式分級機において、
    前記回転分級フィンの径方向内側端と回転式分級機の回転中心を結ぶ仮想線に対して、当該回転分級フィンの径方向外側端が前記仮想線から離れるように、当該回転分級フィンの幅方向の向きが傾斜しており、
    前記上部フィン、あるいは前記上側環状支持部材上の溝部と溝部の間に形成される突条の径方向内側端と回転式分級機の回転中心を結ぶ仮想線に対して、前記上部フィンあるいは前記突条の径方向外側端が前記仮想線から離れるように、前記上部フィンあるいは前記突条の幅方向の向きが傾斜していることを特徴とする回転式分級機。
15. 請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の回転式分級機において、
    前記固定部材の下面で、かつ、前記櫛歯状突出部の径方向外側の位置に、前記櫛歯状突出部を取り囲むように粗粒子通り抜け抑制用環状体が取り付けられていることを特徴とする回転式分級機。
16. 請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の回転式分級機において、
    前記櫛歯状の突出部の高さをＨａ、前記第１の隙間の高さをＨｂとしたとき、前記Ｈａに対する前記Ｈｂの比率（Ｈｂ／Ｈａ）が０．２以下に設定されていることを特徴とする回転式分級機。
17. 請求項１６に記載の回転式分級機において、
    前記比率（Ｈｂ／Ｈａ）が０．１以下に設定されていることを特徴とする回転式分級機。
18. 請求項１５に記載の回転式分級機において、
    前記固定部材の下面から前記粗粒子通り抜け抑制用環状体の下面までの長さをＨｏ、前記突出部の下端から前記固定部材の下面までの高さをＨｃとしたとき、前記Ｈｏに対するＨｃの比率（Ｈｃ／Ｈｏ）が１．４以上に設定されていることを特徴とする回転式分級機。
19. 請求項１８に記載の回転式分級機において、
    前記比率（Ｈｃ／Ｈｏ）が２以上に設定されていることを特徴とする回転式分級機。
20. 請求項１ないし１９のいずれか１項に記載の回転式分級機において、
    前記粒子群がバイオマスまたは石炭とバイオマスの混合物であることを特徴とする回転式分級機。
21. 周方向に沿って間隔をおいて多数枚配置された固定分級フィンを有する固定式分級器と、
    その固定式分級器の内側に配置されて、周方向に沿って間隔をおいて多数枚配置された回転分級フィンを有する回転式分級機と
    を備えた分級装置において、
    前記回転式分級機が請求項１ないし２０のいずれか１項に記載の回転式分級機であることを特徴とする分級装置。
22. 請求項２１に記載の分級装置において、
    前記固定分級フィンと回転分級フィンの間に、前記固定部材から筒状の下降流形成部材が垂設されていることを特徴とする分級装置。
23. 回転テーブルと粉砕ローラとの噛み合いにより原料を粉砕する粉砕部と、
    その粉砕部の上方に配置されて、前記粉砕部で粉砕された粉砕物を所定の大きさに分級する分級部を備えた竪型粉砕装置において、
    前記分級部に請求項２１または２２に記載の分級装置を備えたことを特徴とする竪型粉砕装置。
24. 石炭とバイオマスを混合して粉砕する混砕式の竪型粉砕装置と、
    その竪型粉砕装置で粉砕された微粉炭とバイオマス粉を混焼する混焼バーナを有する石炭焚ボイラ装置を備えた石炭焚ボイラプラントにおいて、
    前記混砕式の竪型粉砕装置が請求項２３に記載の竪型粉砕装置であることを特徴とする石炭焚ボイラプラント。
25. 石炭を単独で粉砕する第１の竪型粉砕装置と、
    バイオマスを単独粉砕する第２の竪型粉砕装置と、
    前記第１の竪型粉砕装置で粉砕された微粉炭を燃焼する微粉炭専用バーナと、前記第２の竪型粉砕装置で粉砕されたバイオマス粉を燃焼するバイオマス専用バーナを有する石炭焚ボイラ装置を備えた石炭焚ボイラプラントにおいて、
    前記第２の竪型粉砕装置が請求項２３に記載の竪型粉砕装置であることを特徴とする石炭焚ボイラプラント。

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