JP2016083638A - 竪型ローラミル - Google Patents

Abstract

【課題】分級にかかる負荷を低減しつつ、分級性能を向上させることができる竪型ローラミルの提供。【解決手段】ハウジング２と、ハウジング２の内部に被粉砕物を供給する供給部３と、ハウジング２の内部に設けられて被粉砕物を粉砕する粉砕部と、ハウジング２の内部において粉砕部の上方に設けられた回転分級羽根８を有する回転分級機５と、粉砕部で粉砕された粉砕物を回転分級機５に輸送する気流を形成する輸送機構と、を有する竪型ローラミル１であって、回転分級機５の外側を取り囲み、回転分級羽根８と対向する筒状部材２０を有し、気流が、筒状部材２０の内側を上昇し、筒状部材２０の外側を下降する循環流れを形成する、という構成を採用する。【選択図】図２

Description

本発明は、竪型ローラミルに関するものである。

従来、微粉炭やセメントなどの被粉砕物を所望の粒子径に粉砕し、分級する装置として、竪型ローラミルが知られている。この竪型ローラミルは、粉砕部で被粉砕物を粉砕し、この粉砕物を気流に乗せて上昇させ、上昇した粉砕物を粉砕部の上方に設けられた分級機で分級するものである。このような竪型ローラミルにあっては、気流に混在させる粒子（粉砕物）を粒子径によって分類するための分級機の性能が重要となる。

竪型ローラミルに用いられる分級機は、垂直方向の軸を中心に回転する翼列を利用した回転分級機がほとんどである。この回転分級機における粒子を分級する原理は、粒子にガス流れが当たることによって作用する流体抗力と回転分級羽根の回転に伴って生じる旋回挙動によって作用する遠心力との差し引きによって粒子が回転分級羽根を通過できるかどうかで分級が行われる遠心分離と、粒子が回転分級羽根の表面に衝突してはじき出される衝突分級があると言われている。

従来技術では、回転分級機の形状やガス流れの流入方向を制御する等の工夫をすることによって分級性能を高めている。例えば、下記特許文献１では、回転分級機の周りにガイドコーンと称される漏斗状の構造物でミル内部を区分し、ミル内部の外周を吹き上がる上昇流とミル中央部付近を下降する循環流れを形成している。これにより、ミル内部の外周を吹き上がる気流を偏向させて、粒子を回転分級羽根に向かう方向に流し、また、分級した粒子（粗粒子）をガイドコーンの内側を通って落下させ、再粉砕を行う。

特開２００９−１８９９０９号公報

しかしながら、従来技術には、次のような問題がある。
従来技術では、分級した粒子を粉砕テーブル中央に戻すために漏斗状の構造物を設けており、その外側に上昇流を流し、分級後に内側に下降流を形成する構成となっている。この構成においては、粗粒子を含むすべての粒子を、一旦、最上部まで持ち上げる必要があるため、圧力損失が大きく、吹き上げに大きな負荷がかかっている。また、最上部において、気流を回転分級機に向かって偏向させており、気流の流入速度に偏りが生じ、流速の高い領域においては粗粒子が回転分級羽根を通過することがあり、結果として分級性能が低下する、という問題がある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、分級にかかる負荷を低減しつつ、分級性能を向上させることができる竪型ローラミルの提供を目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、ハウジングと、前記ハウジングの内部に被粉砕物を供給する供給部と、前記ハウジングの内部に設けられて前記被粉砕物を粉砕する粉砕部と、前記ハウジングの内部において前記粉砕部の上方に設けられた回転分級羽根を有する回転分級機と、前記粉砕部で粉砕された粉砕物を前記回転分級機に輸送する気流を形成する輸送機構と、を有する竪型ローラミルであって、前記回転分級機の外側を取り囲み、前記回転分級羽根と対向する筒状部材を有し、前記気流が、前記筒状部材の内側を上昇し、前記筒状部材の外側を下降する循環流れを形成する、という構成を採用する。

また、本発明においては、前記気流が、前記筒状部材の内側を前記回転分級羽根に沿う方向に上昇する、という構成を採用する。

また、本発明においては、前記粉砕部と前記筒状部材との間において前記ハウジングの内壁から突出し、上昇する前記気流を前記筒状部材の内側に導く気流誘導部を有する、という構成を採用する。

また、本発明においては、前記粉砕部と前記筒状部材との間において前記ハウジングの内壁から突出し、前記筒状部材の外側を下降する前記気流に含まれる前記粉砕物を前記粉砕部に導く粉砕物誘導部を有する、という構成を採用する。

また、本発明においては、前記気流誘導部と前記粉砕物誘導部とが一体的に設けられた環状部材を有する、という構成を採用する。

本発明によれば、回転分級機の外側を取り囲むように筒状部材を設け、粉砕物を輸送する気流の上昇流を回転分級羽根に対向する筒状部材の内側に流し、筒状部材の内側で粉砕物を分級した後、その外側に下降流を形成する。この構成によれば、粉砕物は上昇途中で分級されることとなり、粗粒子を含む粉砕物の全てを最上部まで吹き上げる必要がなく、負荷が低減される。また、この構成によれば、分級後に気流の偏向が行われるため、分級の際には気流の流入速度に偏りが生じ難く、粗粒子が回転分級羽根を通過する確率を低減することができる。
したがって、本発明では、分級にかかる負荷を低減しつつ、分級性能を向上させることができる竪型ローラミルが得られる。

本発明の実施形態における竪型ローラミルの概略構成図である。 本発明の実施形態における竪型ローラミルの要部拡大図である。 図２における矢視Ａ−Ａ断面図である。 本発明の別実施形態における竪型ローラミルの平断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態における竪型ローラミル１の概略構成図である。図２は、本発明の実施形態における竪型ローラミル１の要部拡大図である。図３は、図２における矢視Ａ−Ａ断面図である。
本実施形態の竪型ローラミル１は、被粉砕物としての塊炭（原炭）を粉砕し、所望の粒径の微粉炭（粉砕物）を分級し、気流に乗せて排出するものである。図に示す符号Ｃは、被粉砕物、粉砕物を示し、符号Ｆは気流を示す。

図１に示すように、竪型ローラミル１は、ハウジング２と、ハウジング２の内部に被粉砕物を供給する供給部３と、ハウジング２の内部に設けられた粉砕部４と、ハウジング２の内部において粉砕部４の上方に設けられた回転分級機５と、粉砕物を回転分級機５に気流輸送する輸送機構６と、後述する筒状部材２０及び環状部材３０と、を備えて構成されたものである。

ハウジング２は、鉛直方向に沿って立てられた略円筒状のもので、その上部開口を覆って蓋体７を有したものである。蓋体７には、その中央部に円筒状の供給部３が挿通されている。この供給部３は、鉛直方向に沿って配置されたもので、その上部開口が蓋体７の外側に配置され、下部開口がハウジング２の内部の回転分級機５の下方に配置されたものである。供給部３の上部開口には、図示しないシューター等の原炭供給装置が接続されており、これによって所定量の塊炭（被粉砕物）が、ハウジング２の内部に自動的に供給されるようになっている。

また、蓋体７には、その裏面側に回転分級機５が取り付けられている。この回転分級機５は、蓋体７の中心部に設けられた回転ロータ（図示せず）に、多数枚の回転分級羽根８を回転ロータの周方向に等間隔で配置したもので、駆動装置によって回転ロータを回転させることにより、回転分級羽根８を所定の回転速度、例えば数十〜百ｒｐｍ程度で同方向に回転させるものである。

そして、このような構成のもとに回転分級機５は、回転分級羽根８の回転によって生じる気流の遠心力により、所定の粒径より大きな粗粉を回転分級機５の外側に押しやり、この大きな粗粉を重力によって落下させる。また、所定の粒径より小さな微粉については、回転分級羽根８間をすり抜けさせ、通過させる。そして、図１に示すように蓋体７に設けられた排出管９を通過させ、ハウジング２の外部に製品微粉として排出するようになっている。

また、この回転分級機５の下方には、回転分級羽根８の下側にガイド部１０が設けられている。このガイド部１０は、下側を小径とし、上側と大径とする円錐台状のもので、その外周面に沿って後述する上昇流を回転分級機５の外周側に案内するものである。

粉砕部４は、ハウジング２の底部に設けられた粉砕テーブル１１と、この粉砕テーブル１１の上を転動する複数の回転ローラ１２と、粉砕テーブル１１をハウジング２の周方向に沿って回転させるための駆動装置とを備えて構成されたものである。
粉砕テーブル１１は、複数のテーブルセグメント（図示せず）が円盤状に組み合わされたもので、この円盤が水平面上にて比較的低速で回転するよう構成されたものである。回転ローラ１２は、油圧あるいはバネ等によって粉砕テーブル１１に圧接させられ、その状態で粉砕テーブル１１の回転によりこの粉砕テーブル１１上を転動するものである。

このような構成のもとに粉砕部４は、前記供給部３から粉砕テーブル１１の中央部に供給された塊炭（被粉砕物）を、粉砕テーブル１１の遠心力によってその外周側に移動させ、各テーブルセグメントの上面と回転ローラ１２との間に噛み込み、圧縮力と剪断力とによって粉砕するようになっている。

輸送機構６は、ハウジング２の底部側側面に設けられた吸気部１３と、この吸気部１３の吸気口１３ａから外部の空気を吸入させるための吸引手段（図示せず）とを備えたもので、吸引手段によって空気を粉砕テーブル１１の外縁部に案内し、その後、ハウジング２の内部を上昇させて回転分級機５に流入させるようにしたものである。このような構成のもとにこの輸送機構６は、ハウジング２の底部側、すなわち粉砕テーブル１１側から、ハウジング２の上部側、すなわち回転分級機５側に向かう気流を生じさせ、この気流に乗せて（同伴させて）、粉砕テーブル１１上の粉砕物、すなわち微粉炭や一部の粗粉炭を上昇させ、回転分級機５側に輸送するようになっている。

上記構成の竪型ローラミル１には、回転分級機５の外側を取り囲む筒状部材２０が設けられている。筒状部材２０は、図２に示すように、上部開口２１と下部開口２２とを有する円筒型構造物である。筒状部材２０の内周面は、回転分級機５の回転分級羽根８と隙間をあけて対向し、筒状部材２０の外周面は、ハウジング２の内壁２ａと隙間をあけて対向している。この筒状部材２０の下部開口２２は、回転分級羽根８の下端部以下の高さに配置されている。なお、筒状部材２０の上部開口２１は、回転分級羽根８の上端部以下の高さに配置されているが、回転分級羽根８の上端部より高い位置に配置してもよい。

図３に示すように、筒状部材２０は、ハウジング２や回転分級羽根８と中心を同じくする、同心円状に配置されている。筒状部材２０は、複数のサポート２３により支えられている。サポート２３は、ハウジング２の内壁２ａから突出し、筒状部材２０の外周面に固定されている。このサポート２３には、粉砕物を落下させるための傾斜面２３ａが形成されている。傾斜面２３ａは、サポート２３の中心線を稜線（頂点）として両側に設けられており、断面視で三角形の二等辺を形成するようになっている。

また、竪型ローラミル１には、図１に示すように、粉砕部４と筒状部材２０との間においてハウジング２の内壁２ａから突出して設けられた環状部材３０を有する。環状部材３０は、ハウジング２の内壁２ａに沿って上昇する気流を筒状部材２０の内側に導く気流誘導部３１と、筒状部材２０の外側を下降する気流に含まれる粉砕物を粉砕部４に導く粉砕物誘導部３２と、を有する。気流誘導部３１は、環状部材３０の下側にリング状に設けられると共にハウジング２の下部中心を向く傾斜面を有する。一方、粉砕物誘導部３２は、環状部材３０の上側にリング状に設けられると共にハウジング２の上部中心を向く傾斜面を有する。粉砕物誘導部３２は、粉砕物が滑り落ちやすいように気流誘導部３１よりも傾斜角度を大きくしている。

このように、気流誘導部３１の傾斜面は斜め下方を向き、粉砕物誘導部３２の傾斜面は斜め上方を向き、両者の傾斜面が上下において背面合せで一体的に設けられたものが環状部材３０となっている。この環状部材３０は、図２に示すように、ハウジング２の内壁２ａから筒状部材２０の内側まで突出して設けられている。具体的には、ハウジング２の内壁２ａから筒状部材２０の内面までの距離をＬ１とし、ハウジング２の内壁２ａからの環状部材３０の突出量をＬ２とすると、Ｌ１＜Ｌ２の関係を有する。

このような構成の竪型ローラミル１によって塊炭（原炭）を粉砕し、所望の粒径の微粉炭を分級し排出管９から排出するには、従来と同様にして供給部３より塊炭（原炭）を供給し、粉砕部４を駆動させるとともに、輸送機構６、回転分級機５をそれぞれ駆動させる（図１参照）。すると、塊炭は粉砕部４において粉砕され、粗粉炭や微粉炭となる。

ここで、本実施形態では、粒径が例えば１００μｍ程度以下の微粉炭はこれを輸送する気流とともに回転分級機５内に流入させ、これより大きい粗粉炭は回転分級羽根８の遠心力によって外側に押しやるように、回転分級羽根８の回転速度等が設定されている。これは、粗粉炭は、例えば微粉炭焚ボイラの燃料として用いた場合に、燃焼に寄与しない未燃部分が残ってしまい、エネルギー効率を低下させてしまうからである。

粉砕部４において形成された粗粉炭や微粉炭は、輸送機構６によって生じさせられた気流に乗せられ、粉砕部４の粉砕テーブル１１上からハウジング２の上部側に運ばれる。その際、輸送機構６の吸引手段によって吸引された空気は、粉砕テーブル１１の外縁部を通過する際に、ハウジング２の内壁２ａに沿ってその周方向に案内され流れることにより、旋回成分が付与された上昇流を形成する。したがって、粗粉炭や微粉炭を乗せて運ぶ（同伴する）気流は、旋回成分を含むことでその遠心力によってハウジング２の内壁２ａに沿って流れるようになり、これによってこの内壁２ａ近傍を上昇するようになる。

この気流は、ハウジング２の内壁２ａに沿って粉砕部４を通過すると、図２に示すように、環状部材３０の気流誘導部３１によって筒状部材２０の内側に導かれる。本実施形態の環状部材３０（気流誘導部３１）は、筒状部材２０の内面よりもハウジング２の中心部側に突出しているため、内壁２ａに沿って上昇する気流を効率よく筒状部材２０の内側に導くことができる。そして、気流誘導部３１を通過した気流は、筒状部材２０の内側を上昇し、その後、筒状部材２０の外側を下降する循環流れを形成する。

詳しくは、気流誘導部３１を通過した気流は、回転分級機５の外側を取り囲むように設けられた筒状部材２０の下部開口２２から内側に導入され、筒状部材２０の上部開口２１から抜ける間に、回転分級羽根８に沿う方向（例えば、図２に示す回転分級羽根８に対し４５度未満の角度で交差する方向）に上昇する。このように、回転分級羽根８に沿った流れを形成することで、従来の回転分級羽根８に向かって流れを形成するよりも、突発的に速度が大きくなった場合に、粉砕物の粗粒子が回転分級機５を誤って通過してしまう確率を低減することができる。

よって、筒状部材２０の内側を上昇する気流は、回転分級機５近傍に到ると、気流中に含まれる微粒子（図２において符号Ｃ１を付す）が、遠心力に抗して回転分級機５内に流入する。そして、この回転分級機５内を経て排出管９より排出され、例えば微粉炭焚ボイラの燃料として用いられる。一方、気流中に含まれる粗粒子（図２において符号Ｃ２を付す）については、回転分級羽根８の回転による遠心力によってほとんどが押し戻され、遮断されて落下させられる。

このように本実施形態では、気流の上昇流を回転分級羽根８に対向する筒状部材２０の内側に流すことで、粉砕物は上昇途中で分級されることとなり、粗粒子を含む粉砕物の全てをハウジング２の最上部まで吹き上げる必要がなく、輸送機構６の負荷が低減される。また、筒状部材２０の内側を抜けた気流は、筒状部材２０の外側に移動し、ハウジング２ の内壁２ａに沿って下降する。このように本実施形態では、分級後に気流の偏向が行われるため、分級の際には気流の流入速度に偏りが生じ難く、粗粒子が回転分級羽根８を誤って通過する確率を低減することができる。

また、回転分級羽根８を通過しない一部の粗粒子は、筒状部材２０の上部まで到達し、筒状部材２０の外側を下降するため、筒状部材２０の内側を上昇する気流と分断される。このため、分級された粗粒子が、上昇流によって押し戻されて回転分級機５に何度もアプローチする間に、誤って回転分級羽根８を通過する確率を低減することができる。このように本実施形態では、分級された粗粒子を、上昇流とは隔絶した筒状部材２０の外側を落下させることで、スムーズな戻りが可能になる。筒状部材２０の外側でハウジング２の内壁２ａに沿って落下する粗粒子は、ハウジング２の内壁２ａから突出する粉砕物誘導部３２によって、粉砕テーブル１１の中央部に戻される。これにより、粗粒子の再度の粉砕工程までにかかる時間を短縮することができる。

このように、上述の本実施形態によれば、ハウジング２と、ハウジング２の内部に被粉砕物を供給する供給部３と、ハウジング２の内部に設けられて被粉砕物を粉砕する粉砕部４と、ハウジング２の内部において粉砕部４の上方に設けられた回転分級羽根８を有する回転分級機５と、粉砕部４で粉砕された粉砕物を回転分級機５に輸送する気流を形成する輸送機構６と、を有する竪型ローラミル１であって、回転分級機５の外側を取り囲み、回転分級羽根８と対向する筒状部材２０を有し、気流が、筒状部材２０の内側を上昇し、筒状部材２０の外側を下降する循環流れを形成する、という構成を採用することによって、分級にかかる負荷を低減しつつ、分級性能を向上させることができる竪型ローラミル１が得られる。また、本実施形態によれば、複雑な部品、構成要素は必要でなく、筒状部材２０や環状部材３０等のシンプルな構成で有用な効果が得られる。これにより、竪型ローラミル１の製作コストも抑えることが可能となる。

以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態では、筒状部材２０が円筒状である構成について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、例えば、気流が筒状部材２０の内側を上昇できるのであれば、筒状部材２０は、上部開口２１に対し下部開口２２が相対的に絞られた漏斗状であってもよいし、逆に下部開口２２に対し上部開口２１が相対的に絞られた逆向きの漏斗状であってもよい。また、サポート２３にカム機構やラックピニオン機構等の高さ調節機構を付加して、筒状部材２０と回転分級機５との相対的な高さ調節を可能としてもよい。

また、例えば、上記実施形態では、気流誘導部３１と粉砕物誘導部３２が環状部材３０に一体的に設けられる構成について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、気流誘導部３１と粉砕物誘導部３２を別体で設けてもよい。しかし、本実施形態のように環状部材３０に一体的に設けることで、構造をシンプル化し、製作コストを抑えることができる。

また、例えば、上記実施形態では、円筒部材２０をサポート２３によって支持する構成について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、円筒部材２０をハウジング２の上部から吊り下げる構成を採用してもよい。

また、例えば、図４に示すように、筒状部材２０と対向するハウジング２の内壁２ａに縦方向に延びる溝を周方向に間隔をあけて複数形成し、粗粒子の落下をアシストする構成を採用してもよい。

１ 竪型ローラミル
２ ハウジング
２ａ 内壁
３ 供給部
４ 粉砕部
５ 回転分級機
６ 輸送機構
８ 回転分級羽根
２０ 筒状部材
３０ 環状部材
３１ 気流誘導部
３２ 粉砕部誘導部
Ｆ 気流

Claims (5)

1. ハウジングと、前記ハウジングの内部に被粉砕物を供給する供給部と、前記ハウジングの内部に設けられて前記被粉砕物を粉砕する粉砕部と、前記ハウジングの内部において前記粉砕部の上方に設けられた回転分級羽根を有する回転分級機と、前記粉砕部で粉砕された粉砕物を前記回転分級機に輸送する気流を形成する輸送機構と、を有する竪型ローラミルであって、
   前記回転分級機の外側を取り囲み、前記回転分級羽根と対向する筒状部材を有し、
   前記気流が、前記筒状部材の内側を上昇し、前記筒状部材の外側を下降する循環流れを形成する、ことを特徴とする竪型ローラミル。
2. 前記気流が、前記筒状部材の内側を前記回転分級羽根に沿う方向に上昇する、ことを特徴とする請求項１に記載の竪型ローラミル。
3. 前記粉砕部と前記筒状部材との間において前記ハウジングの内壁から突出し、上昇する前記気流を前記筒状部材の内側に導く気流誘導部を有する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の竪型ローラミル。
4. 前記粉砕部と前記筒状部材との間において前記ハウジングの内壁から突出し、前記筒状部材の外側を下降する前記気流に含まれる前記粉砕物を前記粉砕部に導く粉砕物誘導部を有する、ことを特徴とする請求項３に記載の竪型ローラミル。
5. 前記気流誘導部と前記粉砕物誘導部とが一体的に設けられた環状部材を有する、ことを特徴とする請求項４に記載の竪型ローラミル。

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