JP3246161U - 正圧空気輸送式の段階的破砕型バイオマス粉砕システム - Google Patents

Abstract

【課題】大容量の正圧空気輸送式の段階的破砕型バイオマス粉砕システムを提供する。
【解決手段】バイオマス空気輸送アセンブリは正圧輸送アセンブリ、フィーダ４および輸送管路を備え、正圧輸送アセンブリは正圧輸送気流を発生させる正圧ファン１を備え、正圧ファン１の排出端によって輸送管路に接続することにより、正圧輸送気流は輸送管路に沿って流通する。ここで、フィーダ４は負圧式フィーダ４であり、その供給端が、バイオマスを一時的に貯蔵できるバイオマスサイロ３に接続され、フィーダ４の排出端が輸送管路に接続され、フィーダ４の排出端に供給フラッパーゲート２が設けられ、供給フラッパーゲート２の開閉により、フィーダ４の排出端と輸送管路との連通を実現する。
【選択図】図３

Description

本出願は、バイオマス発電、およびバイオマスが結合された石炭焚きボイラによる発電の技術分野に関し、特に正圧空気輸送式の段階的破砕型バイオマス粉砕システムに関する。

バイオマス発電およびバイオマスが結合された石炭焚きボイラよる発電は、省エネルギー、消費量削減、および炭素排出量削減の重要な方向となっており、将来、バイオマス発電の大量使用は、炭素排出削減の主流技術路線の一つである。バイオマス燃料自体の水分含有量および繊維含有量が高いことにより、バイオマス燃料の製造は、従来の化石燃料（原料炭）より困難であり、従来の工事経験によると、石炭ミルシステムがバイオマス燃料を処理する出力特性は、原料炭を処理する場合の５０％未満であり、したがって、バイオマス燃料をどのように効率的に製造するかは、将来、バイオマス燃料を大規模に利用するために解決すべき主な問題となっている。

現在、関連技術で一般的に使用されるバイオマス燃料製造装置は小型ハンマーミルであり、ハンマーミル自体の高速回転により、インペラを駆動してバイオマス燃料を切削して、破砕の目的を達成する。しかし、現在のハンマーミル装置は１台の容量が非常に小さく、石炭火力発電所におけるバイオマス大規模結合のニーズを満たすには程遠く、そしてすべてのハンマーミル装置は屋外で作動し、バイオマス燃料の移動は重力や回転軸のねじり力などに依存しており、効率的な輸送を実現することができない。また、ハンマーミルインペラは寸法が小さく、１台の装置に配置されたインペラのサイズが一致し、インペラの役割を最大限に発揮できない。そして、異なる仕様のバイオマス粉体に対して、整合特性も弱く、弱い整合特性は、主に、寸法の大きいバイオマスに対して、力強く切削する必要があり、寸法の小さいバイオマスに対して、密集度の高い切削が必要であり、このようにして装置の能力を発揮できることによって表現される。

上記従来技術におけるバイオマス粉砕システムに存在する、輸送能力が不足しており、バイオマス粉体を処理するニーズが整合しないという問題に対して、本出願の実施例は、正圧空気輸送式の段階的破砕型バイオマス粉砕システムを提供し、破砕装置内のバイオマス燃料の流動性を向上させ、バイオマス粉体と切削装置との衝突頻度を強化し、切削効率を向上させ、同時に、異なる処理レベルのバイオマス粉体を振動させ適切な切削特性に適用させることで、バイオマス燃料の製造効率を向上させ、石炭火力発電ユニットとバイオマスとを組み合わせて発電するニーズを満たすことを目的とする。

具体的には、本出願の一態様は、正圧輸送アセンブリとフィーダとを備えるバイオマス空気輸送アセンブリであって、前記正圧輸送アセンブリが、正圧輸送気流を発生させる正圧ファンを備え、前記正圧輸送気流が輸送管路に沿って流動し、前記フィーダを流れる際に負圧気流として前記フィーダ内のバイオマスを前記輸送管路内に吸い込んで下流に輸送するバイオマス空気輸送アセンブリと、供給端が前記輸送管路の排出端に接続され、かつ多段破砕インペラが設けられる破砕機を備えるバイオマス破砕機アセンブリであって、前記多段破砕インペラが少なくとも１つの第１破砕輪、少なくとも１つの第２破砕輪および少なくとも１つの第３破砕輪を備え、前記第１破砕輪、前記第２破砕輪および前記第３破砕輪のそれぞれに複数のホイールカッタが設けられ、前記第１破砕輪、前記第２破砕輪および前記第３破砕輪内の前記ホイールカッタの数が順次増加するバイオマス破砕機アセンブリと、慣性分離器を備えるバイオマス粉体選別システムであって、前記慣性分離器の供給端が前記バイオマス破砕機アセンブリの排出端に接続され、前記慣性分離器が、第１排出端と第２排出端とを備え、前記第１排出端が前記フィーダに接続され、前記第２排出端が、ふるい分けられた前記バイオマスを下流に排出するバイオマス粉体選別システムとを備える、ことを特徴とする正圧空気輸送式の段階的破砕型バイオマス粉砕システムを提供する。

本態様においては、前記バイオマス空気輸送アセンブリは、異物サイロと排出ゲートとを備える固体異物除去アセンブリをさらに備え、ここで、前記異物サイロの供給端は、前記輸送管路に連通し、かつ前記フィーダと前記バイオマス破砕機アセンブリの供給端との間に位置し、前記排出ゲートは前記異物サイロの排出端に位置してもよい。

また、本態様においては、前記バイオマス破砕機アセンブリは、バイオマス輸送方向に沿って延びる回転子軸を備え、ここで、前記第１破砕輪、前記第２破砕輪および前記第３破砕輪はいずれも前記回転子軸に固定され、前記バイオマスはまず前記第１破砕輪を通過し、かつ最終的に前記第３破砕輪を通過してから排出されてもよい。

また、本態様においては、前記バイオマス輸送方向に基づいて、少なくとも１つの前記第１破砕輪、少なくとも１つの前記第２破砕輪および少なくとも１つの前記第３破砕輪は前記回転子軸に順次配列されてもよい。

また、本態様においては、前記回転子軸はインバーターモーターに電気的接続され、該インバーターモーターは前記回転子軸の回転速度を調整してもよい。

また、本態様においては、前記バイオマス輸送方向に基づいて、すべての前記第１破砕輪、すべての前記第２破砕輪およびすべての前記第３破砕輪は、前記回転子軸に順次配列されてもよい。

また、本態様においては、前記第１破砕輪、前記第２破砕輪および前記第３破砕輪はいずれも内輪と外輪とをさらに備え、ここで、前記ホイールカッタは前記内輪と前記外輪との間に設けられ、各前記第１破砕輪、前記第２破砕輪および前記第３破砕輪内の複数の前記ホイールカッタはいずれも等分して設定されてもよい。

また、本態様においては、前記第１破砕輪、前記第２破砕輪および前記第３破砕輪内の前記ホイールカッタの数が増加するとともに、前記ホイールカッタの厚さが減少してもよい。

また、本態様においては、前記慣性分離器は、分離器ケーシングと、該分離器ケーシングの中央に位置する導流体とを備え、ここで、前記導流体と前記分離器ケーシングとの間には渦巻き羽根を設置するための間隔があり、前記渦巻き羽根は前記バイオマスの粉砕の度合いに応じてバイオマスを分流させてもよい。

また、本態様においては、前記第１排出端は前記分離器ケーシングの下方に位置し、かつ粗粉戻し管を介して前記フィーダに接続されてもよい。

本出願の他の態様として、正圧空気輸送式の段階的破砕型バイオマス粉砕方法を提供する。該方法は、上記いずれか１つの実施例に記載のバイオマス粉砕システムを用いてバイオマス粉砕を行い、前記正圧ファンは前記正圧輸送気流を生成して前記輸送管路に沿って流動させ、前記正圧輸送気流は前記フィーダを通過する際に前記負圧気流としてその中の前記バイオマスを前記輸送管路に吸い込み、前記正圧輸送気流は前記バイオマスを巻き込んで固体異物除去アセンブリによって異物を除去し、そして前記バイオマス破砕機アセンブリに入り、前記バイオマスは前記多段破砕インペラによって段階的に粉砕された後に前記慣性分離器に排出され、前記バイオマスは導流体によって分流した後、渦巻き羽根によって慣性分離され、細さに合格した前記バイオマスは前記第２排出端を通過して下流に排出され、細さに合格しなかった前記バイオマスは前記第１排出端を通過して前記フィーダに排出される。

本態様においては、前記正圧輸送気流の流量および回転子軸の回転速度は、いずれも前記バイオマス破砕機アセンブリに入る前記バイオマスの質量流量と正の相関があってもよい。

本出願の付加的な態様と利点は以下の説明から部分的に与えられ、一部は以下の説明から明らかになり、又は本出願を実践することで理解するようになる。

本出願の上記および／又は付加的な態様と利点は、以下の図面と組み合わせる実施例に対する説明から明らかになりかつ理解しやすくなり、ここで、
本出願の実施例により提供される正圧空気輸送式の段階的破砕型バイオマス粉砕システムの概略構成図である。 本出願の実施例によって提供される正圧空気輸送式の段階的破砕型バイオマス粉砕システムの概略構成図である。 本出願の実施例によって提供される正圧空気輸送式の段階の破砕型バイオマス粉砕システムの概略構成図である。 本出願の実施例によって提供されるバイオマス破砕機の概略構成図である。 本出願の実施例によって提供される多段破砕インペラの概略構成図である。 本出願の実施例によって提供される正圧空気輸送式の段階的破砕型バイオマス粉砕方法のフローチャートである。

当業者に本出願の解決案をよりよく理解させるために、以下、本出願の実施例における図面に合わせて、本出願の実施例における技術案を明確かつ完全に説明し、明らかに、説明される実施例は本出願の一部の実施例に過ぎず、すべての実施例ではなく、本出願の開示範囲を限定するものではない。また、以下の説明では、本出願に開示された概念を不必要に混乱させないために、周知構造および技術に対する説明を省略している。本出願における実施例に基づいて、当業者が創造的な労力なしに得た他のすべての実施例は、いずれも本出願の保護範囲に属すべきである。

図面には、本出願に開示された実施例の概略構成図が示されている。これらの図面は、一定の縮尺で描かれておらず、説明を明確にするために、特定の詳細を拡大しており、特定の詳細を縮小している可能性もある。図面に示す各領域、層の形状およびそれらの間の相対的なサイズと位置関係は例示的なものであり、実際には、製造公差や技術的限界により偏差がある場合があり、そして、当業者は実際の必要に応じて、異なる形状、サイズ、相対的な位置を有する領域／層をさらに設定することができる。

以下、図１から図３に示す説明を参照して本出願の実施例を説明し、具体的な本出願の実施例は、バイオマス空気輸送アセンブリ、バイオマス破砕機アセンブリおよびバイオマス粉体選別システムを備える正圧空気輸送式の段階的破砕型バイオマス粉砕システムを提供する。
ここで、バイオマス空気輸送アセンブリは正圧輸送アセンブリとフィーダ４とを備え、正圧輸送アセンブリは、正圧輸送気流を発生させる正圧ファン１を備え、正圧輸送気流は輸送管路に沿って流動し、且つフィーダ４を流れる際に負圧気流としてフィーダ４内のバイオマスを輸送管路内に吸い込んで下流に輸送する。
ここで、本実施例におけるバイオマス空気輸送アセンブリは正圧輸送アセンブリ、フィーダ４および輸送管路を備え、正圧輸送アセンブリは正圧輸送気流を発生させる正圧ファン１を備え、正圧ファン１の排出端によって輸送管路に接続することにより、正圧輸送気流は輸送管路に沿って流通する。
ここで、フィーダ４は負圧式フィーダ４であり、その供給端が、バイオマスを一時的に貯蔵できるバイオマスサイロ３に接続され、フィーダ４の排出端が輸送管路に接続され、フィーダ４の排出端に供給フラッパーゲート２が設けられ、供給フラッパーゲート２の開閉により、フィーダ４の排出端と輸送管路との連通を実現する。供給フラッパーゲート２が開かれた場合、正圧輸送気流は、フィーダ４の排出端を通過する時、正圧輸送気流の強い吸引力によりフィーダ４の排出端に負圧環境を生成し、フィーダ４内のバイオマスを輸送管路内に吸い込み、バイオマスは、輸送管路内から持続的に排出される正圧輸送気流によって巻き込まれ且つ輸送管路に沿って下流に流動する。

したがって、本実施例における正圧輸送アセンブリ、フィーダ４および輸送管路は正圧空気輸送システムの局部負圧式供給構造を形成し、全体の破砕プロセスにおいて、バイオマスは正圧空気輸送の環境下で流動し、バイオマスの流動特性を大幅に向上させ、バイオマスとホイールカッタ２２との接触確率を加速させ、バイオマスの破砕効率を向上させる。また、正圧ファン１だけで正圧輸送気流の輸送および局部負圧供給輸送を実現し、統合度が高くて制御しやすいという効果を有する。

バイオマス破砕機アセンブリは、その供給端が輸送管路の排出端に接続され、バイオマスを段階的に粉砕するために使用される。バイオマス破砕機アセンブリは、多段破砕インペラ１８が設けられる破砕機９を備える。
ここで、多段破砕インペラ１８は、少なくとも１つの第１破砕輪２１、少なくとも１つの第２破砕輪２３および少なくとも１つの第３破砕輪２４を備え、第１破砕輪２１、第２破砕輪２３および第３破砕輪２４のそれぞれに複数のホイールカッタ２２が設けられ、第１破砕輪２１、第２破砕輪２３および第３破砕輪２４内のホイールカッタ２２の数は順次増加する。

ここで、本出願におけるバイオマス破砕機アセンブリは、破砕機ケーシング１７を備える破砕機９を備え、破砕機ケーシング１７内に多段破砕インペラ１８が設けられ、破砕機ケーシング１７の両端はそれぞれ破砕機入口１６および破砕機出口１９であり、破砕機入口１６は破砕機入口管路７によって輸送管路の排出端に接続され、バイオマスは輸送管路の排出端、破砕機入口管路７および破砕機入口１６を順次通過した後に破砕機ケーシング１７内に入り、多段破砕インペラ１８によって段階的に粉砕された後、破砕機出口１９を通って下流に入る。

ここで、本実施例における多段破砕インペラ１８は、少なくとも１つの第１破砕輪２１、少なくとも１つの第２破砕輪２３および少なくとも１つの第３破砕輪２４を備え、言い換えれば、多段破砕インペラ１８は少なくとも１つの第１破砕輪２１、少なくとも１つの第２破砕輪２３および少なくとも１つの第３破砕輪２４を備え、そのうちの各第１破砕輪２１、第２破砕輪２３および第３破砕輪２４にはいずれも複数のホイールカッタ２２が設けられ、第１破砕輪２１、第２破砕輪２３および第３破砕輪２４の回転によりホイールカッタ２２を駆動して、通過するバイオマスを粉砕する。また、異なるバイオマスは異なる段階においてサイズや形態が異なり、第１破砕輪２１、第２破砕輪２３および第３破砕輪２４を順次通過させることができ、第１破砕輪２１、第２破砕輪２３和第３破砕輪２４内を通過する数は順次増加し、バイオマスを破砕する程度を次第に微細化することを実現する。

例示的に、図１から図３に示すように、多段破砕インペラ１８は１つの第１破砕輪２１、１つの第２破砕輪２３および１つの第３破砕輪２４を備える。
ここで、第１破砕輪２１内のホイールカッタ２２は４個であり、第２破砕輪２３内のホイールカッタ２２は８個であり、第３破砕輪２４内のホイールカッタ２２は２４個であり、バイオマスは第１破砕輪２１、第２破砕輪２３および第３破砕輪２４を順次通過し、バイオマスを次第に粉砕して微細化する。本実施例における第１破砕輪２１、第２破砕輪２３および第３破砕輪２４はそれぞれ第１破砕輪２１、第２破砕輪２３および第３破砕輪２４であり、バイオマス破砕の異なる段階のニーズに完全に適合している。即ち、初段は、バイオマス顆粒が粗く、高い切削力を必要とし、頻度が低く、中段は、顆粒粒径が明らかに減少し、切削頻度を上げ、切削力を下げる必要があり、最終段階は、顆粒粒径がより小さくなり、切削力をより低くしてもよいが、より高い切削頻度を必要とする。このニーズに応じて、本実施例におけるバイオマスは次第に破砕され、バイオマスの破砕効率および破砕細さを向上させ、バイオマスを高効率、大容量で処理するという目的を達成する。

バイオマス粉体選別システムは慣性分離器を備え、慣性分離器の供給端はバイオマス破砕機アセンブリの排出端に接続され、慣性分離器は、粉砕したバイオマスをふるい分け、第１排出端および第２排出端を備え、第１排出端はフィーダ４に接続され、第２排出端はふるい分けられたバイオマスを下流まで排出する。

ここで、バイオマス粉体選別システムは慣性分離器を備え、慣性分離器の供給端は破砕機出口管路１１を介してバイオマス破砕機アセンブリの排出端に接続され、破砕機出口管路１１はバイオマス廃棄くずを慣性分離器内に輸送し、慣性分離器は、粉砕したバイオマスをふるい分け、かつ第１排出端および第２排出端を備え、慣性分離器によるふるい分けのプロセスで分離された、細さに合格したバイオマスが下流に排出され、残りのバイオマスは第１排出端によってフィーダ４に接続され、フィーダ４に戻されて再粉砕される。

示例的に、図４に示すように、破砕機出口１９は破砕機出口管路１１の供給端に接続され、破砕機出口管路１１の排出端は慣性分離器の供給端に接続され、慣性分離器は粉砕したバイオマスをふるい分け、慣性分離器によるふるい分けの過程で分離した、細さに合格したバイオマスは、第２排出端を通過して分離器出口管路１３に入ってシステムから排出されて予備とし、残りのバイオマスは第１排出端によってフィーダ４に接続され、フィーダ４に戻されて再粉砕される。本実施例では、慣性分離器の出口は空気輸送が用いられ且つ回転慣性分離方法で粗細粉分離が行われるため、合格しないバイオマスがフィーダ４に戻されて二次分離される。

幾つかの実施例では、バイオマス空気輸送アセンブリは、異物サイロ５と排出ゲート６を備える固体異物除去アセンブリをさらに備え、ここで、異物サイロ５の供給端は輸送管路に連通し、かつフィーダ４とバイオマス破砕機アセンブリの供給端との間に位置し、排出ゲート６は異物サイロ５の排出端に位置する。

ここで、バイオマス空気輸送アセンブリは固体異物除去アセンブリをさらに備え、既知のバイオマスには砕石などの異物が混入する可能性が高いため、本実施例では固体異物除去アセンブリが設置されており、バイオマスが破砕機９に入る前に、その中の異物および砕石を除去し、ここで、固体異物除去アセンブリは異物サイロ５と排出ゲート６とを備え、輸送管路の底部に穴をあけることにより、異物サイロ５の供給端を輸送管路に連通され、既知の本実施例における異物サイロ５の供給端はフィーダ４とバイオマス破砕機アセンブリの供給端との間に位置する。また、本実施例における排出ゲート６は異物サイロ５の排出端に位置し、異物サイロ５内に一時的に貯蔵された異物および砕石を排出するために使用され、空気輸送されることができない固体異物は一時的に該装置に貯蔵され、かつ排出ゲート６によって制御されてシステムの外部へ排出される。したがって、本実施例はバイオマスの特点を考慮し、装置運転の安定性を確保するために、固体異物分離装置を設計して、固体異物による破砕輪への衝撃を回避する。

幾つかの実施例では、バイオマス破砕機アセンブリは、バイオマス輸送方向にそって延びる回転子軸１５を備え、ここで、第１破砕輪２１、第２破砕輪２３および第３破砕輪２４はいずれも回転子軸１５に固定され、バイオマスはまず第１破砕輪２１を通過して、かつ最終的に第３破砕輪２４を通過して排出される。

ここで、バイオマス破砕機アセンブリは回転子軸１５を備え、ここで、回転子軸１５は、モータによって駆動される、持続的に回転する装置であり、回転子軸１５の長手延伸方向がバイオマス輸送方向と同じであることにより、バイオマスを回転子軸１５の前後両端を順次通過させることができる。本実施例では、第１破砕輪２１、第２破砕輪２３および第３破砕輪２４はいずれも回転子軸１５に固定され、ここで、バイオマスはまず第１破砕輪２１を通過し、破砕されて最終的に第３破砕輪２４を通過して排出される。なお、本実施例における第１破砕輪２１、第２破砕輪２３および第３破砕輪２４が複数であってもよいため、バイオマス輸送方向に基づいて、それはまず第１破砕輪２１によって粉砕された後、中間の多段の破砕輪によって粉砕され、最後に第３破砕輪２４を通過して排出される。幾つかの実施例では、回転子軸に接続されるモータはインバーターモーターであり、インバーターモーターを用いて回転子軸の回転速度を調整し、回転子軸の回転速度の調整によりバイオマス破砕機の排出能力を制御する。

例示的に、図１に示すように、多段破砕インペラ１８は１つの第１破砕輪２１、１つの第２破砕輪２３および１つの第３破砕輪２４を備え、ここで、第１破砕輪２１内のホイールカッタ２２は４個であり、第２破砕輪２３内のホイールカッタ２２は８個であり、第３破砕輪２４内のホイールカッタ２２は２４個であり、バイオマスは第１破砕輪２１、第２破砕輪２３および第３破砕輪２４を順次通過し、バイオマスを次第に粉砕微細化する。

幾つかの実施例では、バイオマス輸送方向に基づいて、少なくとも１つの第１破砕輪２１、少なくとも１つの第２破砕輪２３および少なくとも１つの第３破砕輪２４は回転子軸１５において順次配列され、即ち多段破砕インペラ１８は複数の第１破砕輪２１、複数の第２破砕輪２３および複数の第３破砕輪２４を備え、ここで、バイオマス輸送方向に基づいて、複数の第１破砕輪２１、複数の第２破砕輪２３および複数の第３破砕輪２４は回転子軸１５において順次配列され、即ちバイオマスはすべての第１破砕輪２１を通過して粉砕されてから、すべての第２破砕輪２３を通過して粉砕され、最後にすべての第３破砕輪２４を通過し、バイオマスを次第に粉砕微細化する。

幾つかの実施例では、第１破砕輪２１、第２破砕輪２３および第３破砕輪２４内はいずれも内輪２０および外輪２５を備え、ここで、ホイールカッタ２２は内輪２０と外輪２５との間に設けられ、各第１破砕輪２１、第２破砕輪２３および第３破砕輪２４内の複数のホイールカッタ２２はいずれも等分して設置される。

ここで、第１破砕輪２１、第２破砕輪２３および第３破砕輪２４内はいずれも内輪２０および外輪２５を備え、内輪２０の内側は回転子軸１５に固定接続され、ホイールカッタ２２の両端はそれぞれ内輪２０の外側と外輪２５に接続され、回転子軸１５の回転によってホイールカッタ２２を駆動して回転させる。ここで、各第１破砕輪２１、第２破砕輪２３および第３破砕輪２４内にはいずれも複数のホイールカッタ２２が設置され、ホイールカッタ２２は第１破砕輪２１、第２破砕輪２３および第３破砕輪２４のいずれにおいて等分して設置され、例示的に、図５に示すように、第１破砕輪２１内のホイールカッタ２２は４個であり、第２破砕輪２３内のホイールカッタ２２は８個であり、第３破砕輪２４内のホイールカッタ２２は２４個である。ここで、破砕レベルが細いほど、対応するホイールカッタ２２の数が多く、ホイールカッタ２２の厚さが薄い。同時に、高速回転過程における破砕輪の強度を向上させるために、破砕インペラはスポーク状に設計され、装置が回転する過程における安定性を確保する。

幾つかの実施例では、慣性分離器は、分離器ケーシング１４と、分離器ケーシング１４の中央に位置する導流体１２とを備え、ここで、導流体１２と分離器ケーシング１４との間には渦巻き羽根１０を設置するための間隔があり、渦巻き羽根１０はバイオマスの粉砕の度合いに基づいてバイオマスを分流させる。

慣性分離器は、分離器ケーシング１４と、分離器ケーシング１４中央に位置する導流体１２とを備え、ここで、導流体１２と分離器ケーシング１４との間に渦巻き羽根１０が設けられ、バイオマス粉を巻き込んだ気流は渦巻き羽根１０を流れた後に慣性分離効果を発生させ、合格したバイオマス細粉および空気は渦巻き羽根１０を順調に通過することができ、合格したバイオマス粉体は分離器出口管路１３によってシステムから排出されて予備とし、合格しなかったバイオマス粗粉は分離器ケーシング１４内壁に沿って下へ流動して分離器ケーシング１４下方の第１排出端に入る。第１排出端によって粗粉戻し管８に接続され、合格しなかったバイオマス粗粉は粗粉戻し管８によってフィーダ４に接続され、かつバイオマスサイロ３を通過して改めてシステムに戻って二次破砕される。

幾つかの実施例では、図６に示すように、正圧空気輸送式の段階的破砕型バイオマス粉砕方法を提供し、上記いずれか１つの実施例におけるバイオマス粉砕システムを用いてバイオマス粉砕を行い、正圧ファン１は正圧輸送気流を発生させ且つ輸送管路に沿って流動させ、正圧輸送気流はフィーダ４を通過する際に負圧気流としてその中のバイオマスを至輸送管路に吸い込み、正圧輸送気流はバイオマスを巻き込んで固体異物除去アセンブリによって異物を除去し、そしてバイオマス破砕機アセンブリに入り、バイオマスは多段破砕インペラ１８によって段階的粉砕された後に慣性分離器に排出され、バイオマスは導流体１２によって分流した後、渦巻き羽根１０によって慣性分離され、細さに合格したバイオマスは第２排出端を通過して下流に排出され、細さに合格しなかったバイオマスは第１排出端を通過してフィーダ４に排出される。

幾つかの実施例では、正圧輸送気流の流量および回転子軸の回転速度は、いずれもバイオマス破砕機に入るバイオマスの質量流量と正の相関がある。

即ち、バイオマス破砕機アセンブリに入ったバイオマスの質量流量は破砕インペラの回転速度即ち回転子軸の回転速度と正の相関にあり、バイオマスの質量流量が大きければ、回転子軸の回転速度が上昇し、バイオマスの質量流量が小さければ、回転子軸の回転速度が低下する。バイオマスを運ぶ正圧輸送気流もバイオマスの質量流量と正の相関があり、バイオマスの質量流量が大きければ、正圧輸送気流の流量が上昇し、バイオマスの質量流量が小さければ、正圧輸送気流の流量が低下する。破砕機出口のバイオマスの粒径は渦巻き羽根の開度に関連し、渦巻き羽根の開度を調整することで、分離器出口における合格したバイオマス粉砕粒の粒径分布特性を調整することができる。

即ち、正圧ファン１排出端は破砕機入口管路７に接続され、負圧式フィーダ４および異物サイロ５はいずれも破砕機入口管路７に接続され、且つ異物サイロ５は負圧式フィーダ４の下流に取り付けられ、正圧ファン１によって発生した正圧気流は負圧式フィーダ４を流れる際に負圧吸引力を発生させて、バイオマス燃料を、負圧式フィーダ４に接続されるバイオマスサイロ３から破砕機入口管路７内に吸い込み、正圧空気輸送システムの局部負圧式供給構造を形成する。バイオマス燃料は破砕機入口１６に入った後に、多段破砕インペラ１８を段階的に流れ、多段破砕インペラ１８は回転子軸１５によって駆動されて高速回転し、かつバイオマス燃料を粉末状に破砕して、正圧気流によって運ばれて破砕機出口１９を通って破砕機９から流出して、破砕機出口管路１１に入る。破砕機出口管路１１の排出端はバイオマス粉体選別アセンブリの供給端に接続され、バイオマス粉末気流は分離器ケーシング１４と導流体１２との間で流動し、渦巻き羽根１０を流れる時、合格したバイオマス粉体は分離器出口管路１３を通過してシステムから排出されて予備とし、合格しなかった粉体は粗粉戻し管８に落下し、バイオマスサイロ３によって改めてシステムに返されて二次破砕される。

本出願の付加的な態様と利点は以下の説明から部分的に与えられ、一部は以下の説明から明らかになり、又は本出願の実践により理解するようになる。

１ 正圧ファン
２ 供給フラッパーゲート
３ バイオマスサイロ
４ フィーダ
５ 異物サイロ
６ 排出ゲート
７ 破砕機入口管路
８ 粗粉戻し管
９ 破砕機
１０ 渦巻き羽根
１１ 破砕機出口管路
１２ 導流体
１３ 分離器出口管路
１４ 分離器ケーシング
１５ 回転子軸
１６ 破砕機入口
１７ 破砕機ケーシング
１８ 多段破砕インペラ
１９ 破砕機出口
２０ 内輪
２１ 第１破砕輪
２２ ホイールカッタ
２３ 第２破砕輪
２４ 第３破砕輪
２５ 外輪

Claims (10)

1. 正圧空気輸送式の段階的破砕型バイオマス粉砕システムであって、
   正圧輸送アセンブリとフィーダとを備えるバイオマス空気輸送アセンブリであって、前記正圧輸送アセンブリが、正圧輸送気流を発生させる正圧ファンを備え、前記正圧輸送気流が輸送管路に沿って流動し、前記フィーダを流れる際に負圧気流として前記フィーダ内のバイオマスを前記輸送管路内に吸い込んで下流に輸送するバイオマス空気輸送アセンブリと、
   供給端が前記輸送管路の排出端に接続され、かつ多段破砕インペラが設けられる破砕機を備えるバイオマス破砕機アセンブリであって、前記多段破砕インペラが少なくとも１つの第１破砕輪、少なくとも１つの第２破砕輪および少なくとも１つの第３破砕輪を備え、前記第１破砕輪、前記第２破砕輪および前記第３破砕輪のそれぞれに複数のホイールカッタが設けられ、前記第１破砕輪、前記第２破砕輪および前記第３破砕輪内の前記ホイールカッタの数が順次増加するバイオマス破砕機アセンブリと、
   慣性分離器を備えるバイオマス粉体選別システムであって、前記慣性分離器の供給端が前記バイオマス破砕機アセンブリの排出端に接続され、前記慣性分離器が、第１排出端と第２排出端とを備え、前記第１排出端が前記フィーダに接続され、前記第２排出端が、ふるい分けられた前記バイオマスを下流に排出するバイオマス粉体選別システムとを備える、ことを特徴とする正圧空気輸送式の段階的破砕型バイオマス粉砕システム。
2. 前記バイオマス空気輸送アセンブリは、異物サイロと排出ゲートとを備える固体異物除去アセンブリをさらに備え、ここで、前記異物サイロの供給端は、前記輸送管路に連通し、かつ前記フィーダと前記バイオマス破砕機アセンブリの供給端との間に位置し、前記排出ゲートは前記異物サイロの排出端に位置する、ことを特徴とする請求項１に記載のバイオマス粉砕システム。
3. 前記バイオマス破砕機アセンブリは、バイオマス輸送方向に沿って延びる回転子軸を備え、ここで、前記第１破砕輪、前記第２破砕輪および前記第３破砕輪はいずれも前記回転子軸に固定され、前記バイオマスはまず前記第１破砕輪を通過し、かつ最終的に前記第３破砕輪を通過してから排出される、ことを特徴とする請求項１に記載のバイオマス粉砕システム。
4. 前記バイオマス輸送方向に基づいて、少なくとも１つの前記第１破砕輪、少なくとも１つの前記第２破砕輪および少なくとも１つの前記第３破砕輪は前記回転子軸に順次配列される、ことを特徴とする請求項３に記載のバイオマス粉砕システム。
5. 前記回転子軸はインバーターモーターに電気的接続され、該インバーターモーターは前記回転子軸の回転速度を調整する、ことを特徴とする請求項４に記載のバイオマス粉砕システム。
6. 前記バイオマス輸送方向に基づいて、すべての前記第１破砕輪、すべての前記第２破砕輪およびすべての前記第３破砕輪は、前記回転子軸に順次配列される、ことを特徴とする請求項３に記載のバイオマス粉砕システム。
7. 前記第１破砕輪、前記第２破砕輪および前記第３破砕輪はいずれも内輪と外輪とをさらに備え、ここで、前記ホイールカッタは前記内輪と前記外輪との間に設けられ、各前記第１破砕輪、前記第２破砕輪および前記第３破砕輪内の複数の前記ホイールカッタはいずれも等分して設定される、ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のバイオマス粉砕システム。
8. 前記第１破砕輪、前記第２破砕輪および前記第３破砕輪内の前記ホイールカッタの数が増加するとともに、前記ホイールカッタの厚さが減少する、ことを特徴とする請求項７に記載のバイオマス粉砕システム。
9. 前記慣性分離器は、分離器ケーシングと、該分離器ケーシングの中央に位置する導流体とを備え、ここで、前記導流体と前記分離器ケーシングとの間には渦巻き羽根を設置するための間隔があり、前記渦巻き羽根は前記バイオマスの粉砕の度合いに応じてバイオマスを分流させる、ことを特徴とする請求項１に記載のバイオマス粉砕システム。
10. 前記第１排出端は前記分離器ケーシングの下方に位置し、かつ粗粉戻し管を介して前記フィーダに接続される、ことを特徴とする請求項９に記載のバイオマス粉砕システム。
    

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