JP5716272B2 - 竪型ローラミル - Google Patents

Description

本発明は、塊状の石炭、石灰岩等を粉砕して微粉とし、ボイラの燃料として、或はセメントの原料として供給する竪型ローラミルに関するものである。

石炭を燃料とする石炭焚きボイラでは、塊状の石炭を竪型ローラミルにより粉砕して所定の粒径の微粉炭とし、微粉炭を１次空気と共に燃焼装置であるバーナに供給している。

竪型ローラミルは、粉砕テーブル上に塊状の石炭を供給し、粉砕テーブル上を転動するローラにより塊状の石炭を粉砕し、粉砕された微粉炭は１次空気で搬送されるが、バーナに供給される微粉炭が所定の径となる様に、竪型ローラミル内部に設けられた分級器によって分級している。

図７は、従来の分級器１の概略図であり、図中、２は、塊状の石炭を粉砕テーブル中央に流下させるシュートであり、該シュート２の周りに二重円筒状に設置される回転軸２８は所要の駆動装置により回転される様になっている。前記回転軸２８にはブレード支持体３を介して短冊状のブレード４が支持されており、該ブレード４は上端が中心から離反する様に傾斜して設けられ、且つ、周方向に所定の間隔で配設されている。

微粉炭は、１次空気に乗って回転している前記分級器１を通過することで分級され、所定の粒径以下のものだけが前記分級器１の内部を通過し、微粉炭バーナに供給される様になっている。

粒子を分級する原理としては、前記ブレード４を回転させることで微粉炭が該ブレード４の回転に追従して微粉炭に旋回が与えられ、旋回により微粉炭に遠心力が作用する。遠心力は、質量の大きいものに比例して大きくなるので、粒子の大きいもの程大きな遠心力が作用する。

一方、１次空気は前記ブレード４を通過して、前記分級器１の中心に向って流入し、更に上昇する。従って、微粉炭には遠心力と１次空気流れにより押戻される力（以下流体抗力と称す）とが対向して作用する。

この為、粒径が小さく、遠心力より流体抗力が大きいものは１次空気に乗って搬送され、粒径が大きく流体抗力より遠心力が大きいものは押戻され、落下する。

又、粒径の小さいものは、前記ブレード４の回転に対して空気の流れと共に該ブレード４を避ける様に移動するが、粒径の大きいものはそのままブレード４に衝突し、下方に落下する。

上記した、ブレード４の回転と該回転に対する微粉炭の挙動によって、分級がなされる。

次に、微粉炭に作用する遠心力は、旋回半径が大きい方が大きくなり、前記ブレード４の取付け姿勢で下端の半径と上端の半径で、上端の半径を大きくすると、分級器１の上部での遠心力が強くなり、分級器１の上部と下部とで分級能力の相違が生じ、分級後の粒径にバラツキが生じる。

この為、従来では前記ブレード４は前記回転軸２８に平行に設けるか、或は傾斜角度を小さくするか等対策を講じ、遠心力の均一化を図っている。

一方、前記ブレード４を前記回転軸２８に平行に設けるか、或は傾斜角度を小さくした場合、１次空気の流れは、垂直に上昇し、水平方向に偏向してブレード４に流入し、更に垂直方向に偏向して流出する様になり、流れ方向が大きく変換される。この為、圧力損失が大きくなり、送風動力の損失も大きくなる。又、空気の流れは、流れ方向の偏向により、前記ブレード４の下部をより多く流れ、ブレード４を通過する空気混合流に偏りを生じ、分級器１が部分的に使用される状態となる為、分級器１の分級能力を低下させていた。

更に、前記ブレード４を前記回転軸２８に設けるか、或は傾斜角度を小さく設けると、前記分級器１の高さ寸法が大きくなり、竪型ローラミルの小型化を困難にする要因となっていた。

特開平１１−５７５１５号公報 特開平４−３４９９４４号公報 特開平１１−２０７２０２号公報

本発明は斯かる実情に鑑み、竪型ローラミルに於ける分級器の分級能力、分級精度を向上させると共に小型化を可能とした竪型ローラミルを提供するものである。

本発明は、分級室の下部に粉砕テーブルが設けられ、前記分級室の上部に位置し、粉砕された粉体が空気混合流として通過する様配設された分級器と、上昇する空気混合流に旋回流を付与する旋回付与手段とを具備し、前記分級器は鉛直軸心を中心に回転する所要枚数のブレードを有し、該ブレードは上端が前記鉛直軸心から離反する様に傾斜され、前記旋回付与手段は、前記分級器による遠心力とガス流れによる流体抗力とが前記ブレード全長に亘って均衡する様に旋回力を付与する様構成された竪型ローラミルに係るものである。

又本発明は、前記粉砕テーブルの周囲に少なくとも周方向に傾斜した空気噴出口が設けられ、該空気噴出口より１次空気が噴出される過程で旋回流が付与される竪型ローラミルに係るものである。

又本発明は、前記分級室の内壁面に該内壁面の母線に対して傾斜する整流板が、円周方向所定間隔で設けられ、上昇する空気混合流に旋回流を付与する竪型ローラミルに係るものである。

更に又本発明は、前記分級室の内壁面に所要間隔で補助空気噴出ノズルを設け、該補助空気噴出ノズルより補助空気を接線方向に噴出し、上昇する空気混合流に旋回流を付与する竪型ローラミルに係るものである。

本発明によれば、分級室の下部に粉砕テーブルが設けられ、前記分級室の上部に位置し、粉砕された粉体が空気混合流として通過する様配設された分級器と、上昇する空気混合流に旋回流を付与する旋回付与手段とを具備し、前記分級器は鉛直軸心を中心に回転する所要枚数のブレードを有し、該ブレードは上端が前記鉛直軸心から離反する様に傾斜され、前記旋回付与手段は、前記分級器による遠心力とガス流れによる流体抗力とが前記ブレード全長に亘って均衡する様に旋回力を付与する様構成されたので、前記ブレード全長に亘って分級機能を効果的に発揮させることができ、分級能力の向上が図れ、又、前記ブレードを水平に近い方向に傾斜したことで、前記分級器の前記ブレードの高さが低くなり、竪型ローラミルのコンパクト化が図れるという優れた効果を発揮する。

本発明が実施される竪型ローラミルの概略断面図である。 本発明に於ける第２旋回付与手段を示す説明図であり、図１のＡ−Ａ矢視図である。 図２のＢ−Ｂ矢視図である。 本発明に係る竪型ローラミルに用いられる分級器の説明図である。 本発明と従来の分級器の比較説明図である。 第３旋回付与手段の説明図である。 従来の分級器の概略図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。

図１は、本発明が実施される竪型ローラミルの一例を示しており、又微粉炭に粉砕する竪型ローラミル５を示している。

基台６に筒状のケーシング７が立設され、該ケーシング７の上側に石炭給排部１０が設けられている。

前記ケーシング７の下部には粉砕テーブル８が収納され、該粉砕テーブル８の下側にはテーブル駆動装置９が設けられ、該テーブル駆動装置９によって前記粉砕テーブル８が定速で回転される様になっている。前記基台６と前記粉砕テーブル８との間には１次空気室１１が形成され、前記ケーシング７内部の前記粉砕テーブル８より上方は、分級室１２となっている。

前記ケーシング７の下端部には１次空気供給口１３が取付けられ、該１次空気供給口１３は前記１次空気室１１に連通している。前記粉砕テーブル８の周囲にはノズルリング１４が設けられ、該ノズルリング１４には所要数の空気噴出口１４ａが等間隔で設けられている。該空気噴出口１４ａは、垂直線に対して少なくとも周方向に所要角度傾斜している。尚、図１では、半径方向にも傾斜している状態を示している。

前記１次空気室１１と前記分級室１２とは前記空気噴出口１４ａを介して連通しており、前記１次空気室１１からは微粉炭運搬用の１次空気が、前記空気噴出口１４ａより上方に噴出し、更に該空気噴出口１４ａを通過する過程で前記空気噴出口１４ａの傾斜から１次空気には旋回流が与えられる様になっている。

而して、前記ノズルリング１４は、前記１次空気室１１と前記分級室１２とを連通し、１次空気の吹出し口として機能すると共に第１旋回付与手段３１として機能している。

前記ケーシング７の下部には、該ケーシング７を放射状に貫通する３組のローラ加圧装置１５が設けられ、該ローラ加圧装置１５は１２０゜間隔で設けられ、主に液圧シリンダである加圧シリンダ１６、水平軸１７を中心に上下方向に回転可能な加圧ローラユニット１８から構成され、更に該加圧ローラユニット１８は回転自在な加圧ローラ１９を具備している。

前記粉砕テーブル８の上面にはリング状の凹部を形成するテーブルセグメント２０が設けられ、前記加圧ローラ１９は前記加圧シリンダ１６によって前記テーブルセグメント２０の凹部に押圧される。

前記石炭給排部１０は、出炭部ケーシング２１及び該出炭部ケーシング２１を貫通して前記ケーシング７の内部に延出するパイプ状のシュート２２を具備している。

前記出炭部ケーシング２１の下端は開口され、前記分級室１２に連通している。又、前記出炭部ケーシング２１には微粉炭送給管２３が接続され、該微粉炭送給管２３はボイラのバーナ（図示せず）に接続されている。

前記シュート２２は粉砕テーブル８の回転中心の延長上にあり、該シュート２２の周りに二重円筒状に設置される回転軸２８は鉛直軸心を中心に回転自在に支持されており、前記シュート２２の上端は給炭機（図示せず）に接続され、下端は前記粉砕テーブル８の中心上方に位置している。前記回転軸２８の中途部に分級器２５が設けられ、該分級器２５は前記分級室１２の上部に位置し、前記出炭部ケーシング２１の下端開口部に隣接している。前記分級器２５は、回転駆動部２４に連結され、該回転駆動部２４によって回転される。

前記分級器２５は、所要数の短冊状のブレード２６を具備し、該ブレード２６は円周方向に所定角度ピッチで配設され、ブレード支持体２７を介して前記回転軸２８に支持されたものであり、前記ブレード２６が円錐曲面上を回転する様になっている。

図２、図３に示される様に、前記ケーシング７の内壁面には、前記ローラ加圧装置１５の上方位置に第２旋回付与手段３２が設けられている。該第２旋回付与手段３２は、所要間隔で配置された整流板３３から構成され、該整流板３３は上下方向に延在する短冊状であり、前記ケーシング７の母線に対して所要の角度で傾斜しており、上昇する１次空気と微粉炭の混合流（以下空気混合流と称す）に旋回流を付与する様になっている。従って、空気混合流は前記第１旋回付与手段３１によって旋回流が与えられ、前記第２旋回付与手段３２によって更に旋回流が強められている。尚、前記第１旋回付与手段３１、前記第２旋回付与手段３２のいずれか一方から与えられる旋回流が充分に強ければ、他方は省略してもよい。

図４を参照して本実施例に用いられる分級器２５について説明する。

前記回転軸２８にはブレード支持体２７を介して前記ブレード２６が支持されており、該ブレード２６は上端２６ａが中心から離反する様に傾斜して設けられ、且つ、周方向に所定の間隔で配設されている。尚、前記ブレード２６が水平となす傾斜角度αは、好ましくは６０゜〜４０゜とする。

上記した様に、前記分級器２５の回転によって誘起される遠心力は、径が大きい程大きくなり、前記分級器２５の上部（大径部）を流れる微粉炭には大きな遠心力が作用し、下部（小径部）を流れる微粉炭には小さい遠心力が作用する。

一方、前記分級室１２を上昇して前記ブレード２６に流入する空気混合流は、前記第１旋回付与手段３１、前記第２旋回付与手段３２によって旋回流が与えられており、流入する空気混合流自体にも遠心力が作用している。この遠心力は、空気混合流を外径側に偏流させる作用がある。

この為、前記分級器２５の大径側からは大きな流量で、即ち大きな流体抗力を持った１次空気が流入する。又、分級器２５の上部では、該分級器２５の回転による大きな遠心力が作用している。従って、前記分級器２５の大きな遠心力が作用する上部では大きな流体抗力を作用させ、小さな遠心力が作用する下部では小さな流体抗力が作用する様にして、微粉炭に作用する遠心力、流体抗力を上部、下部で均衡化する。

微粉炭に作用する遠心力、流体抗力を上部、下部で均衡化することで、分級能力が上部、下部で均等化し、分級した微粉炭に粒子径のバラツキがなくなる。

更に、前記ブレード２６の傾斜角αを小さくすることで、空気混合流が前記分級器２５に流入する際の向きの変更量が少なくなり、圧力損失が低減する。又、流入する際の向きの変更量が少なくなることで、前記ブレード２６に一部に偏って空気混合流が流入することも防止でき、前記分級器２５の持つ分級能力が充分に発揮される。

更に又、前記ブレード２６の傾斜角αを小さくすることで、前記分級器２５の高さ寸法が小さくなり、竪型ローラミル５の高さｈを低くすることができる。

図５は、本発明の分級器２５と従来の分級器１との比較を示している。尚、図５中、左半部は従来、右半部は本発明を示している。

本発明の分級器２５では傾斜角αを小さくすることで、上端の半径Ｒa を変えることなく、従来の分級器１に対して高さがｈ2 からｈ1 に低くなっており、更に下端の半径Ｒb1を従来の半径Ｒb2より小さくすることで、ブレード４，２６の長さを等しくする、即ち分級器２５に対する微粉炭混合空気の流入面積を同一とすることができる。

以下、前記竪型ローラミル１の作動について説明する。

前記粉砕テーブル８が回転され、前記１次空気供給口１３より１次空気が導入された状態で、前記シュート２２より塊状の石炭が投入される。塊状の石炭は前記シュート２２の下端より流落し、前記粉砕テーブル８上に供給される。該粉砕テーブル８上の石炭は、前記加圧ローラ１９により粉砕され粉状となり、粉状の石炭は前記空気噴出口１４ａから吹上がる１次空気に乗って上昇し、又１次空気は前記空気噴出口１４ａによって旋回流が与えられる。

粒径の大きい微粉炭は、上昇途中で落下し、所定径以下の微粉炭が前記分級器２５に到達する。

上昇する空気混合流は前記整流板３３によって更に旋回流が与えられ、前記分級器２５に到達する。

上記した様に、空気混合流に旋回流が与えられることで、空気混合流に遠心力が発生し、空気混合流は前記分級器２５の径の大きい部分に多く流れ、又空気混合流の流体抗力が大きくなる。又、前記ブレード２６の回転によって与えられる遠心力も、前記分級器２５の径の大きい部分で大きくなる。

従って、前記分級器２５に流入する空気混合流に、旋回流を与えることで、ガス流れによる流体抗力と前記分級器２５による遠心力とを前記ブレード２６全長に亘って均衡させることができる。即ち、前記ブレード２６全長に亘って分級機能を効果的に発揮させることができ、分級能力の向上が図れる。

又、前記ブレード２６は水平に近い方向に傾斜した（傾斜角度αを小さくした）ことで、前記ブレード２６の高さが低くなる。又、前記空気混合流が前記ブレード２６を横切る際に粒径の大きい微粉炭は、前記ブレード２６に衝突して落下するが、前記ブレード２６が傾斜していることで、該ブレード２６に跳返された微粉炭は、下向きとなり、重力の作用との相乗効果で、分級効果が向上する。

前記ブレード２６を横切って前記分級器２５内部に流入し、分級された空気混合流は前記出炭部ケーシング２１の下端開口部から該出炭部ケーシング２１内部に流入する。而して、粒径が所定径より小さい微粉炭のみが、前記出炭部ケーシング２１を経て前記微粉炭送給管２３より出炭され、ボイラのバーナ（図示せず）に供給される。

次に、図６は他の旋回付与手段である第３旋回付与手段３５を示している。

前記ケーシング７に補助空気噴出ノズル３６を円周方向に所要等分位置（図示では４等分の位置）に、又該補助空気噴出ノズル３６の中心線が前記ケーシング７の内壁面の接線方向となる様に設ける。

前記補助空気噴出ノズル３６から補助空気３７を噴出することで、上昇する空気混合流に旋回流３８を付与することができる。尚、前記補助空気噴出ノズル３６は、上昇する空気混合流に旋回流が与えられればよく、必ずしも接線方向に合致していなくてもよい。

尚、本発明は、前記第１旋回付与手段３１、第２旋回付与手段３２、第３旋回付与手段３５の内、少なくとも１つを設けてもよく、或は全てを設けてもよい。又、旋回付与手段３１，３２，３５は、前記分級器２５による遠心力とガス流れによる流体抗力が前記ブレード２６全長に亘って均衡する様に、選択される。

尚、上記説明では、本発明を微粉炭用の竪型ローラミルとして説明したが、セメント原料を粉砕する竪型ローラミルとして実施可能であることは言う迄もない。

４ ブレード
５ 竪型ローラミル
６ 基台
７ ケーシング
８ 粉砕テーブル
１０ 石炭給排部
１１ １次空気室
１２ 分級室
１５ ローラ加圧装置
１９ 加圧ローラ
２２ シュート
２４ 回転駆動部
２５ 分級器
２６ ブレード
２８ 回転軸
３１ 第１旋回付与手段
３２ 第２旋回付与手段
３３ 整流板
３５ 第３旋回付与手段
３６ 補助空気噴出ノズル
３７ 補助空気

Claims (3)

1. 分級室の下部に粉砕テーブルが設けられ、前記分級室の上部に位置し、粉砕された粉体が空気混合流として通過する様配設された分級器と、前記粉砕テーブルに加圧ローラを押圧するローラ加圧装置と、前記分級室の内壁面に該内壁面の母線に対して周方向に傾斜し、円周方向所定間隔で前記ローラ加圧装置の上方位置に設けられ上昇する空気混合流に旋回流を付与する整流板とを具備し、前記分級器は鉛直軸心を中心に回転する所要枚数のブレードを有し、該ブレードは上端が前記鉛直軸心から離反する様に傾斜され、前記整流板は、前記分級器による遠心力とガス流れによる流体抗力とが前記ブレード全長に亘って均衡する様に旋回力を付与する様構成されたことを特徴とする竪型ローラミル。
2. 前記粉砕テーブルの周囲に少なくとも周方向に傾斜した空気噴出口が設けられ、該空気噴出口より１次空気が噴出される過程で旋回流が付与される請求項１の竪型ローラミル。
3. 前記分級室の内壁面に所要間隔で補助空気噴出ノズルを設け、該補助空気噴出ノズルより補助空気を接線方向に噴出し、上昇する空気混合流に旋回流を付与する請求項１の竪型ローラミル。

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