JP2016140854A - 炭素含有固体燃料供給装置、炭素含有固体燃料粉砕装置および炭素含有固体燃料粉砕装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】炭素含有固体燃料供給装置内で固体燃料が堆積することを抑制する。
【解決手段】鉛直方向上方に設けられた供給口２１ａから供給される固体燃料を水平面および軸線Ｘから傾斜した軸線Ｚ１に沿った搬送方向に延びるスクリュー２１ｂを回転させて搬送する固体燃料搬送シュート２１と、固体燃料搬送シュート２１と接続位置Ｃで接続されるとともに固体燃料搬送シュート２１が接続位置Ｃに搬送する固体燃料を所定の落下位置へ向けて傾斜する傾斜面２２ａに沿って導く固体燃料投入シュート２２とを有し、スクリュー２１ｂの搬送方向における先端は、搬送方向における接続位置Ｃと同位置か搬送方向における接続位置Ｃよりも固体燃料投入シュート２２側へ突出した位置に配置される炭素含有固体燃料供給装置２０を提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は、炭素含有固体燃料供給装置、炭素含有固体燃料粉砕装置および炭素含有固体燃料粉砕装置の制御方法に関するものである。

従来、石炭等の炭素含有固体燃料を粉砕して所定粒径より小さい微粒粉に分級する分級器を備える粉砕機が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１に開示された粉砕機は、装置の側方に設けられた供給シュートから回転テーブルの中心に原料を供給するようになっている。供給シュートは鉛直上方向から鉛直下方向へ向けて傾斜した傾斜面を有している。そのため、供給シュートに供給された原料は、自重によって傾斜面に沿って鉛直上方向から鉛直下方向へ移動する。

特開２０００−１２６６３４号公報

特許文献１に開示された粉砕装置では、供給シュートに供給される原料の湿分が多く付着性が高い場合に、原料が供給シュート内の一部に付着して、これを起点に原料が供給シュート内で堆積してしまう可能性がある。湿分が多く付着性の高い原料が供給シュート内で堆積すると、粉砕装置の回転テーブルへ適切な量の原料を供給することができない。また、供給シュート内での原料の堆積により供給シュートが閉塞すると、回転テーブルへ原料を供給することができなくなる。
また、供給シュートにより供給される原料の落下位置を精度よく管理するためには、供給シュートからの原料落下量を制御する必要性がある。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、炭素含有固体燃料供給装置内で固体燃料が堆積することを抑制し、所定の落下位置への固体燃料の安定的な供給を可能とした炭素含有固体燃料供給装置、炭素含有固体燃料粉砕装置およびその制御方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明の一態様に係る炭素含有固体燃料供給装置は、鉛直方向上方に設けられた供給口から供給される炭素を含有する固体燃料を水平面および鉛直方向から傾斜した第２軸線に沿った搬送方向に延びるスクリューを回転させて搬送する燃料搬送部と、前記燃料搬送部と接続位置で接続されるとともに該燃料搬送部が前記接続位置へ搬送する前記固体燃料を所定の落下位置へ向けて傾斜する傾斜面に沿って導く燃料投入部とを有し、前記スクリューの前記搬送方向における先端は、該搬送方向における前記接続位置と同位置か該搬送方向における前記接続位置よりも前記燃料投入部側へ突出した位置に配置される。

本発明の一態様に係る炭素含有固体燃料供給装置によれば、燃料搬送部は、鉛直方向上方に設けられた供給口から供給される炭素を含有する固体燃料を、スクリューを回転させて搬送する。燃料搬送部と燃料投入部との接続位置へ搬送された固体燃料は、所定の落下位置へ向けて傾斜する傾斜面に沿って導かれる。

本発明の一態様に係る炭素含有固体燃料供給装置によれば、スクリューの搬送方向における先端は、搬送方向における接続位置と同位置か搬送方向における接続位置よりも燃料投入部側へ突出した位置に配置されている。そのため、スクリューにより搬送される固体燃料は、燃料搬送部から確実に接続位置まで搬送されて燃料投入部へ導かれる。よって、装置内で固体燃料が堆積することを抑制し、所定の落下位置への固体燃料の安定的な供給が可能となる。

本発明の一態様に係る炭素含有固体燃料供給装置において、前記燃料搬送部は、前記搬送方向に沿って延びる筒状に形成されるとともに前記スクリューの下半部を覆うように形成される下側ケーシングと該下側ケーシングに連結される上側ケーシングとで構成されるケーシングを有し、前記上側ケーシングは、前記スクリューの上半部の上方に前記供給口から供給される前記固体燃料を収容可能な収容空間を形成する構成であってもよい。

本構成の炭素含有固体燃料供給装置によれば、供給口から供給される固体燃料は、スクリューの回転に伴ってスクリューの下半部を覆うように形成される下側ケーシングに導かれる。下側ケーシングに導かれた固体燃料は、スクリューの回転に伴って下側ケーシングの内周面に押し付けられながら搬送方向に搬送される。

また、本構成の炭素含有固体燃料供給装置によれば、スクリューの上半部の上方に固体燃料を収容可能な収容空間が形成されている。そのため、スクリューの回転に伴ってスクリューの上半部に導かれた固体燃料は、スクリューと上側ケーシングとの間に押し付けられることがない。よって、スクリューの全周を覆うように形成されるケーシングを用いる場合に比べ、スクリューを回転させるのに必要な動力を低減することができる。これにより、スクリューを回転させる駆動モータの必要動力を低減するとともに湿分が多く付着性が高い固体燃料が堆積してスクリューの回転が不能となることを抑制することができる。

上記構成の炭素含有固体燃料供給装置においては、前記スクリューの外周端と前記下側ケーシングの内周面との間の隙間が１ｍｍ以上かつ５ｍｍ以下であるようにしてもよい。
このようにすることで、スクリューの外周端と下側ケーシングの内周面との間の隙間に粒径の大きい固体燃料（例えば、直径が５ｍｍより大きい固体燃料）が噛み込んでしまうことを防止することができる。これにより、粒径の大きい固体燃料の噛み込みによってスクリューの回転が停止して固体燃料の搬送が不能となってしまう不具合を防止することができる。

上記構成の炭素含有固体燃料供給装置において、前記燃料搬送部は、前記スクリューを前記第２軸線回りに設定された回転数で回転させる駆動モータと、前記駆動モータが前記スクリューを前記設定された回転数で回転させるのに要する電流値を検出する電流検出部とを有し、前記電流検出部が検出する前記電流値が所定電流値を上回る場合に、その旨を報知する報知部を備えるものであってもよい。

上記の炭素含有固体燃料供給装置によれば、スクリューを設定された回転数で回転させる場合に、電流検出部が検出する電流値が所定電流値を上回る場合にはその旨が報知される。この報知により、スクリューの外周端と下側ケーシングの内周面との間の隙間に粒径の大きい固体燃料（例えば、直径５ｍｍ以上の固体燃料）が噛み込んでしまう不具合等の発生を認識することができる。したがって、炭素含有固体燃料供給装置の管理者は、このような報知が頻発する場合には、スクリューに摩耗が発生して補修が必要であることを認識することができる。

本発明の一態様に係る炭素含有固体燃料供給装置において、前記水平面に対する前記第２軸線の傾斜角度よりも前記水平面に対する前記傾斜面の傾斜角度が大きい構成であってもよい。
このようにすることで、燃料搬送部では固体燃料がスクリューによって搬送される傾斜角度が相対的に小さくなり、燃料投入部では固体燃料が自重によって搬送される傾斜角度が相対的に大きくなる。よって、燃料搬送部から接続位置を通過して燃料投入部へ導かれた固体燃料を、より確実に傾斜面に沿って回転テーブルの中央部へ導くことができる。

上記構成の炭素含有固体燃料供給装置においては、前記水平面に対する前記第２軸線の傾斜角度が前記固体燃料の安息角よりも小さく、前記水平面に対する前記傾斜面の傾斜角度が前記固体燃料の安息角よりも大きいようにしてもよい。
第２軸線の傾斜角度を固体燃料の安息角よりも小さくすることで、燃料搬送部の供給口へ供給された固体燃料が自発的に崩れてハウジングの投入口へ投入されてしまうことを抑制することができる。また、傾斜面の傾斜角度を安息角よりも大きくすることで、燃料投入部の傾斜面に固体燃料が堆積してしまうことを抑制することができる。

本発明の一態様に係る炭素含有固体燃料粉砕装置は、駆動部から伝達される駆動力により第１軸線回りに回転する回転テーブルと、前記回転テーブルに炭素を含有する固体燃料を供給する炭素含有固体燃料供給装置と、前記回転テーブルに供給された前記固体燃料を粉砕するローラと、前記回転テーブルと前記ローラとを収容する粉砕装置ケーシングと、を備え、前記炭素含有固体燃料供給装置は、鉛直方向上方に設けられた供給口から供給される前記固体燃料を水平面および鉛直方向から傾斜した第２軸線に沿った搬送方向に延びるスクリューを回転させて前記粉砕装置ケーシングの側面に設けられた投入口へ搬送する燃料搬送部と、前記燃料搬送部に接続位置で接続されるとともに該燃料搬送部が搬送する前記固体燃料を前記投入口から前記回転テーブルの中央部へ向けて傾斜する傾斜面に沿って該回転テーブルへ導く燃料投入部とを有し、前記スクリューの前記搬送方向における先端は、該搬送方向における前記接続位置と同位置か該搬送方向における前記接続位置よりも前記粉砕装置ケーシングの内部空間側へ突出した位置に配置される。

本発明の一態様に係る炭素含有固体燃料粉砕装置によれば、炭素含有固体燃料供給装置によって回転テーブルに供給される炭素を含有する固体燃料は、ローラによって粉砕される。炭素含有固体燃料供給装置は、鉛直方向上方に設けられた供給口から供給される固体燃料を、スクリューを回転させてケーシングの側面に設けられた投入口へ搬送する。投入口へ搬送された固体燃料は、燃料搬送部に接続位置で接続される燃料投入部によって回転テーブルの中央部へ導かれる。

本発明の一態様に係る炭素含有固体燃料粉砕装置によれば、スクリューの搬送方向における先端は、搬送方向における接続位置と同位置か搬送方向における接続位置よりもケーシングの内部空間側へ突出した位置に配置されている。そのため、スクリューにより搬送される固体燃料は、燃料搬送部から確実に接続位置まで搬送されて燃料投入部へ導かれる。よって、回転テーブルへ固体燃料を供給する炭素含有固体燃料供給装置内で固体燃料が堆積することを抑制し、回転テーブルへの固体燃料の安定的な供給が可能となる。

本発明の一態様に係る炭素含有固体燃料粉砕装置の制御方法は、前記炭素含有固体燃料粉砕装置は、駆動部から伝達される駆動力により第１軸線回りに回転する回転テーブルと、前記回転テーブルに炭素を含有する固体燃料を供給する炭素含有固体燃料供給装置と、前記回転テーブルに供給された前記固体燃料を粉砕するローラと、前記回転テーブルと前記ローラとを収容する粉砕装置ケーシングと、を備え、前記炭素含有固体燃料供給装置は、鉛直方向上方に設けられた供給口から供給される前記固体燃料を水平面および鉛直方向から傾斜した第２軸線に沿った搬送方向に延びるスクリューを回転させて前記粉砕装置ケーシングの側面に設けられた投入口へ搬送する燃料搬送部と、前記燃料搬送部に接続位置で接続されるとともに該燃料搬送部が搬送する前記固体燃料を前記投入口から前記回転テーブルの中央部へ向けて傾斜する傾斜面に沿って該回転テーブルへ導く燃料投入部とを有し、駆動モータが前記スクリューを設定された回転数で回転させるのに要する電流値を検出する電流検出工程と、前記電流検出工程が検出する前記電流値が所定電流値を上回る場合に、その旨を報知する報知工程と、を備える。

本発明の一態様に係る炭素含有固体燃料粉砕装置の制御方法によれば、スクリューを設定された回転数で回転させる場合に、電流検出部が検出する電流値が所定電流値を上回る場合にはその旨が報知される。この報知により、スクリューの外周端と下側ケーシングの内周面との間の隙間に粒径の大きい固体燃料（例えば、直径５ｍｍ以上の固体燃料）が噛み込んでしまう不具合等の発生を認識することができる。したがって、炭素含有固体燃料粉砕装置の管理者は、このような報知が頻発する場合には、スクリューに摩耗が発生して補修が必要であることを認識することができる。

本発明によれば、炭素含有固体燃料供給装置内で固体燃料が堆積することを抑制し、所定の落下位置への固体燃料の安定的な供給を可能とした炭素含有固体燃料供給装置、炭素含有固体燃料粉砕装置およびその制御方法を提供することができる。

一実施形態の竪型ローラミルを示す縦断面図である。 図１の固体燃料供給装置を示す要部拡大図である。 図２のスクリューを示す要部拡大図である。 図３のＡ−Ａ矢視断面図である。 図２の固体燃料投入シュートを示す斜視図である。 比較例の固体燃料供給装置を示す縦断面図である。 スクリューの駆動モータの駆動電流の時系列変化を示す図である。

以下、本発明の一実施形態としての固体燃料供給装置を竪型ローラミルに適用するものについて、図面を参照して説明する。
竪型ローラミル１００（炭素含有固体燃料粉砕装置）は、石炭等の固体燃料（炭素含有固体燃料）を粉砕しつつ乾燥させ、所定粒径よりも小さい微粒粉に分級する装置である。

図１に示すように、本実施形態の竪型ローラミル１００は、回転テーブル１０と、固体燃料供給装置２０と、ローラ３０と、回転式分級部４０（分級部）と、吹出口５０（送風部）と、粉砕装置ケーシング６０と、駆動部７０と、旋回用ベーン８０とを備える。

回転テーブル１０は、鉛直方向に延びるとともに竪型ローラミル１００の中心軸である軸線Ｘ（第１軸線）回りに回転する円板状の部材である。回転テーブル１０は、中央部１０ａと外周部１０ｂとを有する。外周部１０ｂは軸線Ｘに沿った鉛直下方向に向けた凹形状となっている。回転テーブル１０は、駆動部７０から駆動軸７１を介して伝達される駆動力により、軸線Ｘ回りに回転する。

固体燃料供給装置２０は、回転テーブル１０の鉛直上方向から軸線Ｘに沿って中央部１０ａ付近に固体燃料を供給する筒状の部材である。固体燃料供給装置２０は、給炭機（図示略）から供給される固体燃料を回転テーブル１０の中央部１０ａ付近へ供給する。
図１に示す固体燃料供給装置２０は、粉砕装置ケーシング６０の側方から回転テーブル１０の中央部１０ａへ向けて鉛直斜め下方向に固体燃料を投入する装置である。図１に示す装置の方式は、サイドシュート式と呼ばれる。固体燃料供給装置２０の詳細については、後述する。

ローラ３０は、回転テーブル１０の外周部１０ｂ表面を押圧するローラ本体３２と、ローラ３０を揺動させる中心軸となる揺動軸３１と、ローラ本体３２を支持する支持軸３３とを有する。ローラ３０は、押圧機構（図示略）により支持軸３３を回転テーブル１０に押圧することによりローラ本体３２を軸線Ｙ回りに回転させる。ローラ本体３２は、ローラ本体３２が軸線Ｙ回りに回転するのに伴って、回転テーブル１０の外周部１０ｂとローラ本体３２との間に、回転テーブル１０の軸線Ｘ回りの回転によって中央部１０ａから外周部１０ｂに移動する固体燃料が入り込み、固体燃料を押圧して粉砕する。

図１では、ローラ３０が１つのみ示されているが、回転テーブル１０の外周部１０ｂにて複数箇所で固体燃料を粉砕できるように、軸線Ｘ回りの周方向に一定の間隔を空けて、複数のローラ３０が配置される。例えば、外周部１０ｂ上に軸線Ｘ回りに１２０°の角度間隔を空けて、３つのローラ３０が配置される。この場合、３つのローラ３０のローラ本体３２は、回転テーブル１０の中央部１０ａからの距離が等距離となるように配置される。

回転式分級部４０は、軸線Ｘ回りに一定間隔で配置される複数の分級羽根４１を軸線Ｘ回りに回転させることにより、ローラ３０により粉砕された固体燃料を所定粒径より小さい微粒粉に分級する装置である。図１に示すように、回転式分級部４０は、回転テーブル１０の鉛直上方向に設けられている。回転式分級部４０は、駆動モータ（図示略）によって軸線Ｘ回りに所定の回転数で回転する動力が与えられる。

回転式分級部４０は、軸線Ｘ回りに回転する分級羽根４１との衝突によって固体燃料が受ける遠心力（軸線Ｘから遠ざかる方向の力）と、後述する吹出口５０から流入する搬送用ガスの気流によって固体燃料が受ける向心力（軸線Ｘに近づく方向の力）とのバランスにより、固体燃料を所定粒径より小さい微粒粉と、所定粒径より大きい粗粒粉とに分級する。すなわち、回転式分級部４０は、ローラ３０により粉砕された固体燃料のうち所定粒径より小さい微粒粉を内部空間Ｓ１から複数の分級羽根４１に囲まれる内周側空間Ｓ２へ導く。また、回転式分級部４０は、複数の分級羽根４１との衝突によって所定粒径より大きい粗粒粉が内周側空間Ｓ２へ侵入することを抑制する。

吹出口５０は、ローラ３０により粉砕された固体燃料を回転式分級部４０へ供給するための搬送用ガス（空気などの酸化性ガス、または窒素が二酸化炭素などの不活性ガス）を送風する装置である。吹出口５０は回転テーブル１０の外周側において軸線Ｘ回りの複数箇所に設けられている。吹出口５０は、搬送用ガス流路５１から流入する搬送用ガスを粉砕装置ケーシング６０内の回転テーブルの鉛直上方向の空間に流出させる。

吹出口５０の鉛直上方向には旋回用ベーン８０が設置されており、吹出口５０から流出した搬送用ガスに軸線Ｘ回りに旋回する旋回力が与えられるようになっている。旋回用ベーン８０により旋回力が与えられた搬送用ガスは、回転テーブル１０上で粉砕された固体燃料を粉砕装置ケーシング６０の鉛直上方の回転式分級部４０へ導かれる。搬送用ガスに混合した固体燃料の粉砕物のうち、粒径の大きいものは回転式分級部４０の内周側空間Ｓ２まで到達することなく落下して回転テーブル１０に再び戻され、粉砕される。

粉砕装置ケーシング６０は、回転テーブル１０とローラ３０と回転式分級部４０とを含む竪型ローラミル１００の各部を収容する筐体である。粉砕装置ケーシング６０の鉛直上方向は、回転式分級部４０で所定粒径よりより小さい微粒粉をボイラ（図示略）に設置したバーナ（図示略）などの外部機器へと供給する供給流路４２と連通している。また、粉砕装置ケーシング６０の鉛直下方向は、搬送用ガスを供給する搬送用ガス流路５１と連通している。

駆動部７０は、軸線Ｘ回りに駆動軸７１を回転させる駆動源である。駆動軸７１の先端は回転テーブル１０に連結されている。回転テーブル１０は、駆動軸７１が軸線Ｘ回りに回転するのに伴って軸線Ｘ回りに回転する。

次に、本実施形態の固体燃料供給装置２０について図２〜図７を参照して説明する。
図２に示すように、固体燃料供給装置２０は、固体燃料搬送シュート２１（燃料搬送部）と、固体燃料投入シュート２２（燃料投入部）と、固体燃料投入口２３とを備える。

固体燃料搬送シュート２１は、鉛直上方向に設けられた供給口２１ａから供給される固体燃料を、スクリュー２１ｂを回転させることによって粉砕装置ケーシング６０の側面に設けられた投入口６０ａへ搬送する装置である。図２に示すように、スクリュー２１ｂは、軸線Ｘに直交する水平面および軸線Ｘから傾斜した軸線Ｚ１（第２軸線）に沿った方向に延びている。スクリュー２１ｂが延びる方向である軸線Ｚ１方向は、固体燃料搬送シュート２１が固体燃料を搬送する搬送方向となる。
スクリュー２１ｂの材質としては、母材には固体燃料中成分による腐食を考慮し耐腐食性の高い材料（例えば、ＳＵＳ３０４等のステンレス鋼材）を用いるのが望ましい。また、スクリュー端部には摩耗を考慮した耐摩耗性の高い材料（例えば、３０Ｃｒ溶接材）を用いるのが望ましい。

固体燃料搬送シュート２１は、減速機２１ｄと駆動モータ２１ｅとを備えている。
駆動モータ２１ｅは、スクリュー２１ｂを軸線Ｚ１回りに設定された回転数で回転させる回転動力を発生させる動力源である。駆動モータ２１ｅの回転動力は、減速機２１ｄを介して減速された状態でスクリュー２１ｂに伝達される。減速機２１ｄの減速比を固体燃料の湿分などの性状に応じた適切なものとすることで、駆動モータ２１ｅの能力に応じた適切なトルクをスクリュー２１ｂに伝達することができる。トルクと減速比は比例関係にあり、固体燃料の湿分が多く付着性が高いほど、減速機２１ｄの減速比を大きくし、スクリュー２１ｂのトルクを大きくすることが望ましい。

図３および図４（図３のＡ−Ａ矢視断面図）に示すように、固体燃料搬送シュート２１は、固体燃料の搬送方向である軸線Ｚ１方向に沿って延びる筒状に形成されるケーシング２１ｆを有する。図４に示すように、ケーシング２１ｆは、スクリュー２１ｂの鉛直下方向の下半部を覆うように形成される下側ケーシング２１ｇと下側ケーシング２１ｇに連結され鉛直上方向を開放している上側ケーシング２１ｈとで構成されている。

図４に示すように、上側ケーシング２１ｈは、軸線Ｚ１を挟むように平行または鉛直上方向が広がるように配置された一対の板状部材となっている。一対の上側ケーシング２１ｈは、スクリュー２１ｂの上半部の鉛直上方向に供給口２１ａから供給される固体燃料を収容可能な収容空間Ｓ３を形成している。

ここで、スクリュー２１ｂの鉛直上側の上半部は、スクリュー２１ｂを覆うように形成される上半部ケーシング（図示なし）が存在しない。上側半部ケーシングが存在すると、スクリュー２１ｂの回転に伴ってスクリュー２１ｂの鉛直上側の上半部に導かれた固体燃料は、スクリュー２１ｂと上側半部ケーシングとの間に押し付けられて、上半部ケーシングに付着・堆積する場合がある。

このため、下側ケーシング２１ｇの鉛直上側に上側半部ケーシングを設けて、スクリュー２１ｂの全周を覆うように形成される全周ケーシングとする場合に比べ、スクリュー２１ｂを回転させるのに必要な動力を低減することができる。また、スクリュー２１ｂの下半部に固体燃料が堆積してスクリュー２１ｂの回転軸が軸線Ｚ１より鉛直上方にずれが生じた場合でも、上半部ケーシングが存在しないので、スクリュー２１ｂの外周端２１ｊが上半部ケーシングに接触することがないので好ましい。

図２に示すように、固体燃料投入シュート２２は、固体燃料搬送シュート２１に接続位置Ｃで接続されるとともに固体燃料を投入口６０ａから傾斜面２２ａに沿って回転テーブル１０の中央部１０ａへ導く装置である。傾斜面２２ａは、投入口６０ａから回転テーブル１０の中央部１０ａ付近へ向けて傾斜した形状となっている。
図５の斜視図に示すように、傾斜面２２ａは、固体燃料の搬送方向（図２で傾斜面２２ａが延びる方向）に直交する平面による断面形状が鉛直方向下方に向けて凹んだ曲面形状（例えば、半円形状など）となっている。

傾斜面２２ａは、固体燃料が堆積しないように摩擦係数の小さく、耐摩耗性に優れる材料（例えば、セラミックス材料の貼付など）で構成するのが望ましい。
固体燃料搬送シュート２１に続いて、固体燃料投入シュート２２を設けることにより、固体燃料を目標位置である回転テーブル１０の中央部１０ａ付近へ精度よく供給することが可能となる。

固体燃料投入口２３は、給炭機（図示略）から供給される固体燃料を軸線Ｚ２に沿って鉛直方向上方向から鉛直下方向に向けて固体燃料搬送シュート２１の供給口２１ａへ導く筒状の部材である。固体燃料投入口２３は主として鉛直方向に延びる板材で囲まれた筒状の部材であるため、固体燃料は自重によって鉛直上方向から鉛直下方向へ落下する。よって、固体燃料投入口２３の内面に固体燃料が堆積しないように、できるだけ固体燃料投入口２３の内面には傾斜領域や凹凸部領域を配置しない平坦な構造を主体とするのが好ましい。

図２に実線で示すように、スクリュー２１ｂの搬送方向（軸線Ｚ１方向）における先端２１ｃは、搬送方向における接続位置Ｃと同位置となっている。また、図２に破線で示すように、先端２１ｃに変えて先端２１ｃ’をスクリュー２１ｂの搬送方向（軸線Ｚ１方向）における先端としてもよい。先端２１ｃ’は、搬送方向における接続位置Ｃよりも粉砕装置ケーシング６０の内部空間Ｓ１側へ突出した位置に配置されている。

図２に示すように、スクリュー２１ｂが減速機２１ｄと接続される基端部から先端２１ｃまでの軸線Ｚ１上の距離がＬ１となっている。また、スクリュー２１ｂが減速機２１ｄと接続される基端部から先端２１ｃ’までの軸線Ｚ１上の距離がＬ２となっている。距離Ｌ２は距離Ｌ１よりも長くなっている。
図２に示すようにスクリュー２１ｂの搬送方向（軸線Ｚ１方向）における先端を先端２１ｃまたは先端２１ｃ’としているのは、固体燃料を確実に接続位置Ｃまで搬送するためである。

図６に示す燃料供給装置１２０は、本実施形態の固体燃料供給装置２０の比較例である。比較例の燃料供給装置１２０は、固体燃料投入シュート２２が本実施形態と同様であるが、固体燃料搬送シュート１２１が本実施形態と異なる。
比較例の固体燃料搬送シュート１２１は、スクリュー２１ｂの搬送方向（軸線Ｚ１方向）における先端１２１ｃが、搬送方向における接続位置Ｃよりも搬送方向の上流側に後退している。

固体燃料搬送シュート１２１は固体燃料との安息角以上の傾斜角度を設けてあるので、固体燃料が付着し堆積することはないが、固体燃料投入シュート２２との接続位置Ｃより上流側では固体燃料との安息角よりも小さい場合には、接続位置Ｃ付近から固体燃料が付着し堆積する場合がある。

比較例の固体燃料搬送シュート１２１は、スクリュー２１ｂの搬送方向における先端１２１ｃが接続位置Ｃよりも後退しているため、固体燃料を確実に接続位置Ｃまで搬送することができないが、接続位置Ｃ付近まで搬送された固体燃料は後から搬送される固体燃料に順次押し出されて、固体燃料投入シュート２２へ移動して目標落下地点へと搬送されるものと考えられていた。
しかし、実際には接続位置Ｃに固体燃料が徐々に付着し始めることが発見された。よって、図６に示すように、接続位置Ｃに固体燃料がＳＦ１，ＳＦ２，ＳＦ３の順に示すように徐々に堆積してしまう可能性がある。このような堆積は、湿分が多く付着性の高い固体燃料の場合に特に顕著である。

一方、図２に示すように、本実施形態の固体燃料搬送シュート２１は、スクリュー２１ｂの搬送方向における先端が、搬送方向における接続位置Ｃと同位置である先端２１ｃか搬送方向における接続位置Ｃよりも粉砕装置ケーシング６０の内部空間Ｓ１側へ突出した位置である先端２１ｃ’に配置されている。そのため、スクリュー２１ｂにより搬送される固体燃料は、固体燃料搬送シュート２１から確実に接続位置Ｃまで搬送されて固体燃料投入シュート２２へ導かれる。このため、接続位置Ｃに固体燃料が堆積することを抑制できる。

次に、スクリュー２１ｂの外周端２１ｊとスクリュー２１ｂの鉛直下側にある下側ケーシング２１ｇの内周面２１ｉとの間の隙間ＣＬについて説明する。
図３および図４に示すように、スクリュー２１ｂの外周端２１ｊ（スクリュー２１ｂの山の頂部）と下側ケーシング２１ｇの内周面２１ｉとの間には隙間ＣＬが形成されている。

隙間ＣＬが狭すぎるとスクリュー２１ｂの外周端２１ｊが下側ケーシング２１ｇの内周面２１ｉに接触して、スクリュー２１ｂや下側ケーシング２１ｇを破損してしまう可能性がある。
一方、隙間ＣＬが広くなると、スクリュー２１ｂの外周端２１ｊが下側ケーシング２１ｇの内周面２１ｉとの間に粒径の大きい固体燃料（例えば、直径５ｍｍ以上の固体燃料）を噛み込み、スクリュー２１ｂを回転させるトルクが増加するとともにスクリュー２１ｂの外周端２１ｊの摩耗量が増加する可能性がある。

さらに隙間ＣＬが広すぎると、隙間ＣＬにある固体燃料をスクリュー２１ｂで搬送できなくなり最終的には隙間ＣＬにある固体燃料に固体燃料が順次付着・堆積して閉塞を発生する。
そのため、隙間ＣＬは、スクリュー２１ｂの外周端２１ｊが下側ケーシング２１ｇの内周面２１ｉに接触せず、かつ粒径の大きい固体燃料が噛み込まない適切な長さに設定するのが望ましい。

発明者らは、隙間ＣＬの長さを調整しながら検討したところ、隙間ＣＬを１ｍｍ以上、かつ５ｍｍ以下の範囲に設定するのが好ましいという知見を得た。また、隙間ＣＬを１．０ｍｍ以上、かつ１．５ｍｍ以下の範囲に設定するのが特に好ましいという知見を得た。そのため、本実施形態の固体燃料搬送シュート２１の隙間ＣＬは、１ｍｍ以上、かつ５ｍｍ以下の範囲あるいは、１．０ｍｍ以上、かつ１．５ｍｍ以下の範囲に設定している。

本実施形態の固体燃料搬送シュート２１の隙間ＣＬは、前述した範囲に設定するが、スクリュー２１ｂの外周端２１ｊは徐々に摩耗していくため、隙間ＣＬの長さも徐々に広がっていく。粒径の大きい固体燃料がスクリュー２１ｂの外周端２１ｊが下側ケーシング２１ｇの内周面２１ｉとの間に噛み込むと、スクリュー２１ｂを設定された回転数で回転させるのに要する電流値が増大する。
そこで、本実施形態の竪型ローラミル１００は、駆動モータ２１ｅを駆動するため駆動電流の電流値を検出することにより、隙間ＣＬの長さが所定長さ（例えば、５ｍｍ）以上に広がったことを報知するようにしている。

図７は、固体燃料搬送シュート２１が有するモータ制御部（図示略）が、スクリュー２１ｂが軸線Ｚ１回りに予め設定された回転数で回転するように駆動モータ２１ｅを制御した場合の駆動電流の時系列変化を示したものである。駆動電流の電流値が変動しているのは、スクリュー２１ｂが搬送する固体燃料の量や湿分などの性状によってスクリュー２１ｂを回転させるのに要するトルクが異なるからである。
スクリュー２１ｂを回転させるのに要するトルクが大きくなるほど駆動電流の電流値が大きくなり、スクリュー２１ｂを回転させるのに要するトルクが小さくなるほど駆動電流の電流値が小さくなる。

図７に示す例では、時刻Ｔ１において駆動モータ２１ｅの駆動電流の電流値が閾値電流値Ｉｔｈ（所定電流値）を上回っている。これは、粒径の大きい固体燃料（例えば、５ｍｍ以上の固体燃料）がスクリュー２１ｂの外周端２１ｊが下側ケーシング２１ｇの内周面２１ｉとの間に噛み込んだからである。

本実施形態の固体燃料搬送シュート２１は、駆動モータ２１ｅがスクリュー２１ｂを設定された回転数で回転させるのにようする電流を検出する電流検出部（図示略）を有する。電流検出部が検出した駆動モータ２１ｅの駆動電流値は、竪型ローラミル１００の全体を制御する制御装置（図示略）に伝達される。

竪型ローラミル１００の制御装置（報知部）は、固体燃料搬送シュート２１の電流検出部から伝達される駆動電流値が閾値電流値Ｉｔｈを上回る頻度（Ｉｔｈを上回る所定時間における回数や、Ｉｔｈを上回る積算時間など）が規定の状態を越える場合に、その旨を報知する。規定の状態は、隙間ＣＬの長さが規定の長さ（１．０ｍｍ〜１．５ｍｍ）にあるときの閾値電流値Ｉｔｈを上回る頻度と、隙間ＣＬの長さが計測により５ｍｍにあるときの閾値電流値Ｉｔｈを上回る頻度を相互に評価することで、適切に設定される。

竪型ローラミル１００の制御装置は、駆動電流値が閾値電流値Ｉｔｈを上回ることを竪型ローラミル１００の管理者に報知するにあたって、例えば、隙間ＣＬの長さが所定長さ（例えば、５．０ｍｍ）以上に広がったことを報知する。また、スクリュー２１ｂの摩耗が進行していると判断した場合には、スクリュー２１ｂの補修を実施する。補修は、スクリュー２１ｂ（例えば、ＳＵＳ３０４等のステンレス鋼材）よりも硬い材料（例えば、３０Ｃｒ溶接材）での溶接補修を行い、隙間ＣＬの長さが規定の長さ（１．０ｍｍ〜１．５ｍｍ）になるように補修を行う。

次に、水平面に対する軸線Ｚ１の傾斜角度θ１と水平面に対する傾斜面２２ａの傾斜角度θ２との関係について説明する。
図２に示すように、軸線Ｘに直交する水平面に対する軸線Ｚ１の傾斜角度はθ１であり、軸線Ｘに直交する水平面に対する傾斜面２２ａの傾斜角度はθ２である。図２に示すように、傾斜角度θ１よりも傾斜角度θ２の方が大きくなっている。

傾斜角度θ２を傾斜角度θ１よりも大きくしているのは、固体燃料搬送シュート２１から固体燃料投入シュート２２へ導かれた固体燃料を確実に傾斜面２２ａに沿って回転テーブル１０の中央部１０ａ付近へ導くためである。固体燃料搬送シュート２１では固体燃料がスクリュー２１ｂによって搬送されるため傾斜角度θ１を相対的に小さくしている。一方、固体燃料投入シュート２２では、固体燃料が自重によって搬送されるため傾斜角度θ２を相対的に大きくしている。

傾斜角度θ１を固体燃料の安息角よりも小さくし、傾斜角度θ２を固体燃料の安息角よりも大きくするのが更に好ましい。傾斜角度θ１を固体燃料の安息角よりも小さくすることで、固体燃料搬送シュート２１の供給口２１ａへ供給された固体燃料が自発的に崩れて粉砕装置ケーシング６０の投入口６０ａへ投入されてしまうことを抑制し、スクリュー２１ｂの回転数によって制御されて搬送することができる。

また、傾斜角度θ２を安息角よりも大きくすることで、固体燃料投入シュート２２の傾斜面２２ａに固体燃料が堆積してしまうことを抑制することができる。傾斜角度θ１として、例えば３０度以上、かつ４５度以下の範囲を設定するのが好ましい。また、傾斜角度θ２として、４５度以上、かつ６０度以下の範囲を設定するのが好ましい。

以上説明した本実施形態の固体燃料供給装置２０が奏する作用および効果について説明する。
本実施形態の固体燃料供給装置２０によれば、固体燃料搬送シュート２１は、鉛直上方向に設けられた供給口２１ａから供給される固体燃料を、スクリュー２１ｂを回転させて搬送する。固体燃料搬送シュート２１と固体燃料投入シュート２２との接続位置Ｃへ搬送された固体燃料は、回転テーブル１０の中央部１０ａ付近の所定の落下位置へ向けて傾斜する傾斜面２２ａに沿って導かれる。

本実施形態の固体燃料供給装置２０によれば、スクリュー２１ｂの搬送方向における先端は、搬送方向における接続位置Ｃと同位置（先端２１ｃ）か搬送方向における接続位置Ｃよりも固体燃料投入シュート２２側であって粉砕装置ケーシング６０の内部空間Ｓ１側へ突出した位置（先端２１ｃ’）に配置されている。そのため、スクリュー２１ｂにより搬送される固体燃料は、固体燃料搬送シュート２１から確実に接続位置Ｃまで搬送されて固体燃料投入シュート２２へ導かれる。よって、固体燃料供給装置２０内で固体燃料が堆積することを抑制し、回転テーブル１０の中央部１０ａ付近の所定の落下位置への固体燃料の安定的な供給が可能となる。

本実施形態の固体燃料供給装置２０によれば、供給口２１ａから供給される固体燃料は、スクリュー２１ｂの回転に伴ってスクリュー２１ｂの鉛直下側の下半部を覆うように形成される下側ケーシング２１ｇに導かれる。下側ケーシング２１ｇに導かれた固体燃料は、スクリュー２１ｂの回転に伴って下側ケーシング２１ｇの内周面２１ｉに沿って搬送方向に搬送される。

また、固体燃料供給装置２０によれば、スクリュー２１ｂの上半部の鉛直上方向に固体燃料を収容可能な収容空間Ｓ３が形成されている。スクリュー２１ｂの鉛直上側の上半部を覆うように形成される上半部ケーシング（図示なし）が存在しない。そのため、スクリュー２１ｂの回転に伴ってスクリュー２１ｂの鉛直上側の上半部に導かれた固体燃料は、スクリュー２１ｂと上半部ケーシングとの間に押し付けられて、上半部ケーシングに付着・堆積することがない。よって、スクリュー２１ｂの全周を覆うように形成される全周ケーシングを用いる場合に比べ、スクリュー２１ｂを回転させるのに必要な動力を低減することができる。

また、スクリュー２１ｂの下半部に固体燃料が堆積してスクリュー２１ｂの回転軸が軸線Ｚ１より鉛直上方にずれてしまっても、上半部ケーシングが存在しないので、スクリュー２１ｂの外周端２１ｊが上半部ケーシングに接触することがない。これらのことにより、スクリュー２１ｂを回転させる駆動モータ２１ｅの必要動力を低減するとともに、湿分がさらに多く付着性が高くなった固体燃料を用いても、固体燃料が堆積してスクリュー２１ｂの回転が不能となることを抑制することができる。

本実施形態の固体燃料供給装置２０においては、スクリュー２１ｂの外周端２１ｊと下側ケーシング２１ｇの内周面２１ｉとの間の隙間ＣＬが１ｍｍ以上かつ５ｍｍ以下の範囲とするのが好ましく、更に好ましくは１．０ｍｍ以上かつ１．５ｍｍ以下の範囲である。
このようにすることで、スクリュー２１ｂの外周端２１ｊと下側ケーシング２１ｇの内周面２１ｉとの間の隙間ＣＬに粒径の大きい固体燃料（例えば、直径５ｍｍ以上の固体燃料）が噛み込んでしまうことを防止することができる。これにより、粒径の大きい固体燃料の噛み込みによるスクリュー２１ｂの外周端２１ｊの摩耗量の増加や、スクリュー２１ｂを回転させるトルクの増加によってスクリュー２１ｂの回転が停止して固体燃料の搬送が不能となるなどの不具合を防止することができる。

本実施形態の固体燃料供給装置２０において、固体燃料搬送シュート２１は、スクリュー２１ｂを軸線Ｚ１回りに設定された回転数で回転させる駆動モータ２１ｅと、駆動モータ２１ｅがスクリュー２１ｂを設定された回転数で回転させるのに要する電流値を検出する電流検出部（図示略）とを有する。また、竪型ローラミル１００は、電流検出部が検出する電流値が閾値電流値Ｉｔｈを上回る頻度（Ｉｔｈを上回る所定時間における回数やＩｔｈを上回る積算時間など）が規定の状態を超える場合に、その旨を報知する制御装置（報知部）を備える。

本実施形態の固体燃料供給装置２０によれば、スクリュー２１ｂを設定された回転数で回転させる場合に、電流検出部が検出する電流値が閾値電流値Ｉｔｈを上回る頻度が規定の状態を超える場合にはその旨が報知される。この報知により、スクリュー２１ｂの外周端２１ｊと下側ケーシング２１ｇの内周面２１ｉとの間の隙間ＣＬに粒径の大きい固体燃料（例えば、直径５ｍｍ以上の固体燃料）が噛み込んでしまう不具合等の発生を認識することができる。

したがって、固体燃料供給装置２０の管理者は、このような報知を得た場合や、報知が頻発する場合には、スクリュー２１ｂに摩耗が発生しており、溶接補修が必要であることを認識することができる。補修は、スクリュー２１ｂ（例えばＳＵＳ３０４）よりも硬い材料（例えば３０Ｃｒ溶接材）での溶接補修を行い、隙間ＣＬの長さが規定の長さ（１．０ｍｍ〜１．５ｍｍ）になるようにする。

本実施形態の固体燃料供給装置２０においては、水平面に対する軸線Ｚ１の傾斜角度θ１よりも水平面に対する傾斜面２２ａの傾斜角度θ２が大きい。
このようにすることで、固体燃料搬送シュート２１では固体燃料がスクリュー２１ｂによって搬送される傾斜角度θ１が相対的に小さくなり、固体燃料投入シュート２２では固体燃料が自重によって搬送される傾斜角度θ２が相対的に大きくなる。よって、固体燃料搬送シュート２１から接続位置Ｃを通過して固体燃料投入シュート２２へ導かれた固体燃料を、より確実に傾斜面２２ａに沿って目標位置へ導くことができる。

傾斜角度θ１を固体燃料の安息角よりも小さくし、傾斜角度θ２を固体燃料の安息角よりも大きくするのが更に好ましい。
傾斜角度θ１を固体燃料の安息角よりも小さくすることで、固体燃料搬送シュート２１の供給口２１ａへ供給された固体燃料が自発的に崩れて粉砕装置ケーシング６０の投入口６０ａへ投入されてしまうことを抑制することができる。また、傾斜角度θ２を安息角よりも大きくすることで、固体燃料投入シュート２２の傾斜面２２ａに固体燃料が堆積してしまうことを抑制することができる。

なお、本実施形態では、固体燃料供給装置２０は、竪型ローラミル１００（炭素含有固体燃料粉砕装置）へ適用するものであるが、これに限定するものではない。たとえば、湿分の多い微粉炭を乾燥のための流動層乾燥室などに投入することに適用してもよい。
また、本実施形態では、炭素含有固体燃料として石炭を用いるものを説明しているが、これに限定するものではない。たとえば、バイオマス燃料などを適用してもよい。

なお、湿分の多い炭素含有固体燃料が固体燃料搬送シュートに堆積することを、より好適に防止する為に、例えば、固体燃料搬送シュートにごく少量の水を流してもよい。その場合、一般的な炭素含有固体燃料の粉砕機であれば、水の流量は炭素含有固体燃料搬送量１ｔ／ｈに対しておよそ０．１ｍ^３／ｈ以下に設定することが好ましい。これは、流量が炭素含有固体燃料搬送量１ｔ／ｈに対しておよそ０．１ｍ^３／ｈより多い場合、粉砕機内で炭素含有固体燃料の乾燥が追い付かなくなり、粉砕された炭素含有固体燃料の搬送効率が低下する恐れがあるからである。

１０ 回転テーブル
１０ａ 中央部
１０ｂ 外周部
２０ 固体燃料供給装置
２１ 固体燃料搬送シュート（燃料搬送部）
２１ａ 供給口
２１ｂ スクリュー
２１ｃ，２１ｃ’ 先端
２１ｅ 駆動モータ
２１ｆ ケーシング
２１ｇ 下側ケーシング
２１ｈ 上側ケーシング
２１ｉ 内周面
２１ｊ 外周端
２２ 固体燃料投入シュート（燃料投入部）
２３ 固体燃料投入口
４０ 回転式分級部（分級部）
６０ 粉砕装置ケーシング
６０ａ 投入口
７０ 駆動部
７１ 駆動軸
１００ 竪型ローラミル（炭素含有固体燃料粉砕装置）
Ｃ 接続位置
ＣＬ 隙間
Ｓ１ 内部空間
Ｓ３ 収容空間
Ｘ 軸線（第１軸線）
Ｚ１ 軸線（第２軸線）

Claims (8)

1. 鉛直方向上方に設けられた供給口から供給される炭素を含有する固体燃料を水平面および鉛直方向から傾斜した第２軸線に沿った搬送方向に延びるスクリューを回転させて搬送する燃料搬送部と、
   前記燃料搬送部と接続位置で接続されるとともに該燃料搬送部が前記接続位置へ搬送する前記固体燃料を所定の落下位置へ向けて傾斜する傾斜面に沿って導く燃料投入部とを有し、
   前記スクリューの前記搬送方向における先端は、該搬送方向における前記接続位置と同位置か該搬送方向における前記接続位置よりも前記燃料投入部側へ突出した位置に配置される炭素含有固体燃料供給装置。
2. 前記燃料搬送部は、前記搬送方向に沿って延びる筒状に形成されるとともに前記スクリューの下半部を覆うように形成される下側ケーシングと該下側ケーシングに連結される上側ケーシングとで構成されるケーシングを有し、
   前記上側ケーシングは、前記スクリューの上半部の上方に前記供給口から供給される前記固体燃料を収容可能な収容空間を形成する請求項１に記載の炭素含有固体燃料供給装置。
3. 前記スクリューの外周端と前記下側ケーシングの内周面との間の隙間が１ｍｍ以上かつ５ｍｍ以下である請求項２に記載の炭素含有固体燃料供給装置。
4. 前記燃料搬送部は、前記スクリューを前記第２軸線回りに設定された回転数で回転させる駆動モータと、
   前記駆動モータが前記スクリューを前記設定された回転数で回転させるのに要する電流値を検出する電流検出部とを有し、
   前記電流検出部が検出する前記電流値が所定電流値を上回る場合に、その旨を報知する報知部を備える請求項２または３に記載の炭素含有固体燃料供給装置。
5. 前記水平面に対する前記第２軸線の傾斜角度よりも前記水平面に対する前記傾斜面の傾斜角度が大きい請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の炭素含有固体燃料供給装置。
6. 前記水平面に対する前記第２軸線の傾斜角度が前記固体燃料の安息角よりも小さく、前記水平面に対する前記傾斜面の傾斜角度が前記固体燃料の安息角よりも大きい請求項５に記載の炭素含有固体燃料供給装置。
7. 駆動部から伝達される駆動力により第１軸線回りに回転する回転テーブルと、
   前記回転テーブルに炭素を含有する固体燃料を供給する炭素含有固体燃料供給装置と、
   前記回転テーブルに供給された前記固体燃料を粉砕するローラと、
   前記回転テーブルと前記ローラとを収容する粉砕装置ケーシングと、を備え、
   前記炭素含有固体燃料供給装置は、
   鉛直方向上方に設けられた供給口から供給される前記固体燃料を水平面および鉛直方向から傾斜した第２軸線に沿った搬送方向に延びるスクリューを回転させて前記粉砕装置ケーシングの側面に設けられた投入口へ搬送する燃料搬送部と、
   前記燃料搬送部に接続位置で接続されるとともに該燃料搬送部が搬送する前記固体燃料を前記投入口から前記回転テーブルの中央部へ向けて傾斜する傾斜面に沿って該回転テーブルへ導く燃料投入部とを有し、
   前記スクリューの前記搬送方向における先端は、該搬送方向における前記接続位置と同位置か該搬送方向における前記接続位置よりも前記粉砕装置ケーシングの内部空間側へ突出した位置に配置される炭素含有固体燃料粉砕装置。
8. 炭素含有固体燃料粉砕装置の制御方法であって、
   前記炭素含有固体燃料粉砕装置は、
   駆動部から伝達される駆動力により第１軸線回りに回転する回転テーブルと、
   前記回転テーブルに炭素を含有する固体燃料を供給する炭素含有固体燃料供給装置と、
   前記回転テーブルに供給された前記固体燃料を粉砕するローラと、
   前記回転テーブルと前記ローラとを収容する粉砕装置ケーシングと、を備え、
   前記炭素含有固体燃料供給装置は、
   鉛直方向上方に設けられた供給口から供給される前記固体燃料を水平面および鉛直方向から傾斜した第２軸線に沿った搬送方向に延びるスクリューを回転させて前記粉砕装置ケーシングの側面に設けられた投入口へ搬送する燃料搬送部と、
   前記燃料搬送部に接続位置で接続されるとともに該燃料搬送部が搬送する前記固体燃料を前記投入口から前記回転テーブルの中央部へ向けて傾斜する傾斜面に沿って該回転テーブルへ導く燃料投入部とを有し、
   駆動モータが前記スクリューを設定された回転数で回転させるのに要する電流値を検出する電流検出工程と、
   前記電流検出工程が検出する前記電流値が所定電流値を上回る場合に、その旨を報知する報知工程と、
   を備える炭素含有固体燃料粉砕装置の制御方法。

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