JP5760591B2 - 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、微粉炭を搬送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搬送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機によって分級している。

分級機は、円周方向に所定ピッチで配設され、鉛直方向に延在する様に設けられたブレードを垂直軸心を中心に回転させることで、ブレードを通過する微粉炭に遠心力を作用させ、遠心力と微粉炭の流入流速とのバランスで微粉炭の分級を行うものである。

従来、ブレードに微粉炭が均等に流入する様にブレードを上方に向って拡径する様に傾斜させたものがある。

上記した様に、分級機はブレードが流体及び微粉炭に与える遠心力を利用しているものであり、ブレードが傾斜していることで、ブレード下部の回転半径とブレード上部の回転半径に差が生じ、分級機の下部と上部とでは遠心力の差が生じ、分級性能に影響を及すことが考えられる。

特許文献１に示される分級機では、ブレードを上下２段に分割して上部のブレードの後退角と下部のブレードの後退角とを異ならせ、分級性能を同等としている。

一方、分級機に流入する微粉炭は、流体は流路抵抗の小さい経路を通過する性質に伴って、ブレードの下部を多く流れる傾向を有する。この為、ブレードに流入する微粉炭に不均一な流量分布が生ずる。この為、ブレードの一部しか分級に寄与せず、分級機の性能を充分に発揮できない。特許文献１に於いても、微粉炭の流量分布に対しては特に言及されていない。

特開平４−３４９９４４号公報

本発明は斯かる実情に鑑み、分級機に流入する微粉の流量分布を均等化し、分級機の分級効率を向上させると共に分級機の上部から下部に至る分級性能の均一化を図り、分級性能を向上させた竪型ローラミルを提供するものである。

本発明は、分級室を画成するハウジングと、前記分級室の下部に設けられた粉砕テーブルと、該粉砕テーブルに押圧され、塊状物を粉砕する加圧ローラと、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機とを具備する竪型ローラミルに於いて、該分級機は鉛直軸心を中心に回転する回転部を有し、該回転部は上端、下端間を複数段に分割する整流リングを設け、前記回転部の上端に上支持リングを設けると共に該上支持リングと整流リングとの間、前記整流リング間、該整流リングと前記回転部の下端との間にそれぞれ円周方向に所定枚数で分割ブレードが配設され、該分割ブレードは水平面に対して傾斜させた竪型ローラミルに係るものである。

又本発明は、各段の前記分割ブレードの回転中心径を同一とした竪型ローラミルに係るものである。

又本発明は、複数段に分割した、各段の前記整流リングの上下方向の間隔を異ならせた竪型ローラミルに係るものである。

又本発明は、前記整流リングを水平又は前記分級機の中心から外側に向って下り傾斜させた竪型ローラミルに係るものである。

又本発明は、前記整流リングの傾斜角を各段で異ならせた竪型ローラミルに係るものである。

本発明によれば、分級室を画成するハウジングと、前記分級室の下部に設けられた粉砕テーブルと、該粉砕テーブルに押圧され、塊状物を粉砕する加圧ローラと、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機とを具備する竪型ローラミルに於いて、該分級機は鉛直軸心を中心に回転する回転部を有し、該回転部は上端、下端間を複数段に分割する整流リングを設け、前記回転部の上端に上支持リングを設けると共に該上支持リングと整流リングとの間、前記整流リング間、該整流リングと前記回転部の下端との間にそれぞれ円周方向に所定枚数で分割ブレードが配設され、該分割ブレードは水平面に対して傾斜させたので、分級機に流入する混合流が高さ方向に分割され、均等化され、又分割ブレードに流入する混合流の流れが直角に近づくので、分級作用が増大し、分級効果が向上するという優れた効果を発揮する。

本発明の第１の実施例に係る竪型ミルの立断面図である。 該第１の実施例に於ける分級機の部分拡大図である。 （Ａ）は第２の実施例の分級機の部分拡大図、（Ｂ）は第３の実施例の分級機の部分拡大図、（Ｃ）は第４の実施例の分級機の部分拡大図、（Ｄ）は第５の実施例の分級機の部分拡大図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。

図１を参照して、本発明の第１の実施例に係る竪型ローラミル１を説明する。又、以下の説明図では、被粉砕物が石炭の場合を示している。

図中、実線は搬送空気の流れを示しており、点線は石炭の流れを示している。

中空構造又は脚構造の基台２に筒状のハウジング３が立設され、該ハウジング３によって密閉された空間が形成される。該空間の下部には減速機４を介して粉砕テーブル５が立設され、前記減速機４は粉砕テーブルモータ６によって駆動され、前記粉砕テーブル５は前記減速機４によって定速又は可変速で回転される。

前記粉砕テーブル５の上面には、断面が円弧状の凹溝７を有するテーブルセグメント８が設けられている。

前記粉砕テーブル５の回転中心から放射状に所要組数、例えば３組の加圧ローラユニット９が１２０°間隔で設けられている。該加圧ローラユニット９は、加圧ローラ１１を有し、水平支持軸１２を中心に傾動自在となっている。又、前記ハウジング３の下部には、放射状に貫通する３組のローラ加圧装置１３が設けられている。該ローラ加圧装置１３は、アクチュエータ、例えば油圧シリンダ１４を具備し、該油圧シリンダ１４によって前記加圧ローラ１１を前記凹溝７に押圧する様になっている。

前記粉砕テーブル５の下方には搬送空気室１５が形成され、前記ハウジング３内部の前記粉砕テーブル５より上方は、分級室１６となっている。

前記ハウジング３の下部には搬送空気供給口１７が取付けられ、該搬送空気供給口１７は、前記搬送空気室１５に連通し、前記搬送空気供給口１７を介して搬送空気が供給される。前記粉砕テーブル５の周囲には、搬送空気の吹出し口２１が全周に設けられ、搬送空気は前記吹出し口２１より前記分級室１６に吹上げられる様になっている。

又、前記粉砕テーブル５の下部には、該粉砕テーブル５と一体に回転可能な異物排出用スクレーパ２２が２箇所に設けられており、前記搬送空気室１５の底部には図示しない石炭排出機構に接続された異物排出シュート２３が設けられている。

前記ハウジング３の上側には石炭給排部２４が設けられており、該石炭給排部２４の中心部を貫通する様にパイプ状の給炭管２５が設けられ、該給炭管２５が前記ハウジング３の内部に延出し、下端が前記粉砕テーブル５の中央上方に位置している。前記給炭管２５には石炭が供給され、供給された石炭は前記粉砕テーブル５の中心部に落下する様になっている。

前記給炭管２５には、回転管２６が回転管支持部２７に軸受２８を介して回転自在に設けられている。前記回転管２６は、プーリ２９とプーリ３１に掛渡されたベルト３２及び前記プーリ３１が設けられた減速機３３を介して分級機モータ３４によって回転される様になっている。

又、前記回転管２６、前記プーリ２９、前記プーリ３１、前記ベルト３２、前記減速機３３、前記分級機モータ３４、回転部３５によって分級機３６が構成されている。

前記石炭給排部２４には、粉砕された微粉炭を送給する微粉炭送給管３７が接続されている。該微粉炭送給管３７はボイラのバーナ（図示せず）に接続され、前記分級機３６で分級された微粉炭をバーナに送給する。

該分級機３６を図２を参照して説明する。

前記回転管２６に、前記回転部３５が該回転管２６と一体に鉛直軸心を中心に回転する様に設けられている。前記回転部３５は、上支持リング４１、支持部４２、下支持リング４３、ブレード４４、整流リング４５によって主に構成されている。

更に、具体的に説明する。所要数のブレード支持アーム３８が前記回転管２６に放射状に設けられ、該ブレード支持アーム３８の先端には上支持リング４１が設けられ、前記回転管２６の前記ブレード支持アーム３８の下方に円錐形状の支持部４２が設けられ、該支持部４２に下支持リング４３が設けられる。ここで、前記上支持リング４１の中心径と、前記下支持リング４３の中心径とは同一としてもよく、或は前記上支持リング４１、整流リング４５ｂ、整流リング４５ａ、下支持リング４３は下側に向って、漸次小径としてもよい。ここで、中心径が同一とは、略同一、又は実質的に同一である場合を含む。

前記上支持リング４１と前記下支持リング４３との間に所定の間隔で整流リング４５ａ，４５ｂを配置し、該整流リング４５ａ，４５ｂによって前記上支持リング４１と前記下支持リング４３の間を複数段に分割し、前記整流リング４５ａ，４５ｂは前記回転管２６から放射状に延出したリング支持アーム４６ａ，４６ｂによって支持されている。尚、前記整流リング４５ａ，４５ｂの幅Ｗは、流体に対して整流効果が発揮される様に設定され、該整流リング４５ａ，４５ｂが上下に画成する間隔Ｈは等しく、又流体が上下に偏りなく分配される様に設定される。

前記下支持リング４３と前記整流リング４５ａとの間、該整流リング４５ａと前記整流リング４５ｂとの間、及び前記整流リング４５ｂと前記上支持リング４１との間にそれぞれ分割ブレード４４ａ，４４ｂ，４４ｃが掛渡され、又各ブレードは円周方向に所定ピッチで所定等分した位置に、例えば２０枚から６０枚設けられている。又前記分割ブレード４４ａ，４４ｂ，４４ｃは、下端から上端に向って前記回転管２６から離反する方向に傾斜し、傾斜角がθとなっている。図示では、前記分割ブレード４４ａ，４４ｂ，４４ｃの下端外径がｒ１′、上端外径がｒ２′として表されている。前記分割ブレード４４ａ，４４ｂ，４４ｃの傾斜角θは、ブレード４４に流入する流体の角度が直角に近づく様に、好ましくは直角、或は略直角となる様に設定される。又、前記分割ブレード４４ａ，４４ｂ，４４ｃによって形成される複数段のブレード４４群の回転中心の径は、同一又は実質的に同一となっている。

尚、前記分割ブレード４４ａの下端を前記支持部４２に支持させ、該支持部４２に前記下支持リング４３としての機能をもたせ、該下支持リング４３を省略してもよい。

１組の分割ブレード４４ａ，４４ｂ，４４ｃは、１つの傾斜した（傾斜角θ）ブレード４４を構成しており、傾斜角θを有しつつ、該ブレード４４の上部の中心半径と下部の中心半径の差は小さくなっている。即ち、流入する流体に対して直角、略直角にできると共に回転半径の差を小さくできる。従って、ブレード４４は全長に亘って均等に分級作用を奏すると共に流体に対して均等に近く遠心力を作用させることができ、分級効率と分級性能を向上させることができる。更に、前記整流リング４５ａ，４５ｂは流体に対して整流作用及び流路抵抗調整作用があるので、前記分級機３６の上部、下部に流入する流体の流量分布を均等化でき、前記分級機３６の分級効率を更に向上させ得る。

又、前記リング支持アーム４６ａ，４６ｂで前記整流リング４５ａ，４５ｂを支持することで、該整流リング４５ａ，４５ｂの補強となり、該整流リング４５ａ，４５ｂを薄肉にでき軽量化が図れる。

次に、前記竪型ミル１の作動について説明する。

前記粉砕テーブル５が、前記減速機４を介して前記粉砕テーブルモータ６により回転され、図示しない空気ダクトから送給された２００℃前後の搬送空気が、前記搬送空気供給口１７より前記搬送空気室１５に導入される。

前記給炭管２５より塊状の石炭が投入されると、塊状の石炭は前記給炭管２５の下端より前記粉砕テーブル５の中心部に流落し、該粉砕テーブル５上に供給される。該粉砕テーブル５上の石炭は、該粉砕テーブル５の回転による遠心力で外周方向に移動し、前記加圧ローラ１１に噛込まれて粗粉炭と微粉炭からなる粉砕炭に粉砕され、更に遠心力によって外周に移動する。

前記搬送空気供給口１７より前記搬送空気室１５に導入された搬送空気が、前記粉砕テーブル５の前記吹出し口２１より吹上がり、遠心力によって前記テーブルセグメント８を乗越えた粉砕炭は、前記吹出し口２１から吹上がった搬送空気に乗って空気混合流として前記分級室１６の外周部を前記ハウジング３の壁面に沿って上昇する。

前記分級室１６の外周を搬送空気に乗って上昇する粉砕炭は、粒径の大きい一部の粗粉炭が上昇途中で自重により前記粉砕テーブル５上に落下し、残りの粗粉炭及び微粉炭は、搬送空気に乗って、前記分級室１６を更に上昇する。

該分級室１６を上昇する粗粉炭及び微粉炭流（空気混合流）は、搬送空気と共に前記分級機３６に流入する。

該分級機３６に流入する粗粉炭及び微粉炭流は、前記整流リング４５ａ，４５ｂによって垂直方向に分割され、更に前記整流リング４５ａ，４５ｂによって前記ブレード４４に対して直角又は直角に近づく様に整流される。又分割されることで、下側の前記下支持リング４３、前記整流リング４５ａ間、前記整流リング４５ａ，４５ｂ間、及び前記整流リング４５ｂと前記上支持リング４１間の各間隔に於ける圧力バランスを均一に向わせる作用が働くことで、前記ブレード４４を通過する流量分布が均一化する。

粗粉炭及び微粉炭流は、前記分級機モータ３４によって回転する前記ブレード４４を横切る際に、所定の粒径以上の粗粉炭は回転の遠心力によって外側へ押戻され、又は前記ブレード４４と衝突して弾かれ、前記粉砕テーブル５上に落下する。又、所定の粒径以下の微粉炭は搬送空気に乗って前記ブレード４４を横切り、前記微粉炭送給管３７より送出され、ボイラのバーナ（図示せず）に供給される。

前記ブレード４４によって弾き飛ばされた粗粉炭は、前記粉砕テーブル５上に落下し、落下した粗粉炭は、前記粉砕テーブル５の回転遠心力によって前記凹溝７迄移動し、前記加圧ローラ１１によって再度粉砕される。

図３（Ａ）は、第２の実施例を示している。

第２の実施例では、前記整流リング４５ａ，４５ｂに対して角度αを付けたものである。前記整流リング４５ａ，４５ｂに角度を付けることで、該整流リング４５ａ，４５ｂの形状は円錐曲面をリング状に切出したものとなる。該整流リング４５ａ，４５ｂに角度を付けることで、該整流リング４５ａ，４５ｂの整流効果により、流体が、例えば前記ブレード４４に対してより直角に近い角度で流入し、ブレードの分級作用が向上する。

図３（Ｂ）は、第３の実施例を示している。

第３の実施例では、前記整流リング４５ａ，４５ｂに対して角度αを付けると共に該整流リング４５ａ，４５ｂの径Ｄ１，Ｄ２を変更したものである。図示では、上側の整流リング４５ｂの径Ｄ２を下側の整流リング４５ａの径Ｄ１より大きくしている。整流リング４５の角度を付けると共に径を変化させることで流体に対する多様な対応が可能となり、最適条件を得るのが容易となる。

図３（Ｃ）は、第４の実施例を示している。

第４の実施例は、前記整流リング４５ａ，４５ｂの角度α１，α２を各段毎に変更したものであり、前記整流リング４５ａ，４５ｂの角度を流体の流れ方向にマッチングさせることができる。又、下段程角度を小さくすることで、流体の流れ方向との相対的な角度が大きくなり、その分流路抵抗が大きくなり、上方への流体の分配量が大きくなり、流量分布の均等化が図れる。

図３（Ｄ）は第５の実施例を示している。第５の実施例では、前記整流リング４５ａ，４５ｂが画成する間隔Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３を上方に向う程大きくし、更に分割ブレード４４ａ，４４ｂ，４４ｃの水平に対する角度θ１，θ２，θ３を上方に向う程大きくしたものである。

前記整流リング４５ａ，４５ｂの間隔、分割ブレード４４ａ，４４ｂ，４４ｃの角度θ１，θ２，θ３を調整することで、前記ブレード４４全長に亘る流量分布を均一化、分級性能の均一化を図ったものである。

尚、上記実施例では、２の整流リング４５ａ，４５ｂにより、分級機の流入部を上下に３分割したが、２又は４分割以上としてもよい。又、分割数が多くなりすぎると、流路抵抗が大きくなりすぎる。又、重量が増大する等の問題があるので、実用的には３分割から５分割が好ましい。

又、前記整流リング４５ａ，４５ｂの幅（半径方向の寸法）は、整流効果に合わせて適宜決定される。又、整流リング４５ａ，４５ｂの外周は前記分割ブレード４４ａ，４４ｂ，４４ｃの外端と同じである必要はなく、外側に食み出しても構わない。この場合、分割ブレード４４ａ，４４ｂ，４４ｃ幅の１／３程度迄とする。又、中心側への食み出し量は、整流効果を考慮して、ブレード４４の１／２以上の長さは必要とする。

又、整流リング４５ａ，４５ｂの角度は、前記ブレード４４に対して直角からの傾き角度＋１５度迄の角度ならば構わない。分級機３６のブレード４４の傾きに合わせて外側に向って下向きの角度を持たせることで、流体の流入をスムーズにし、ブレード４４に対して垂直方向に整流する効果が期待される。

更に、前記上支持リング４１、前記下支持リング４３及び前記整流リング４５ａ，４５ｂの径を、同一又は略同一とすれば、前記回転部３５の最大直径を大きくすることなく、前記分割ブレード４４ａ，４４ｂ，４４ｃの傾斜角を水平に近づけることができ、分級性能を向上させながら、分級機３６の高さを低くでき、延いては竪型ローラミルの小型化が図れる。

１ 竪型ローラミル
３ ハウジング
５ 粉砕テーブル
９ 加圧ローラユニット
１１ 加圧ローラ
１５ 搬送空気室
１６ 分級室
２６ 回転管
３５ 回転部
３６ 分級機
４１ 上支持リング
４２ 支持部
４３ 下支持リング
４４ ブレード
４５ 整流リング

Claims (4)

1. 分級室を画成するハウジングと、前記分級室の下部に設けられた粉砕テーブルと、該粉砕テーブルに押圧され、塊状物を粉砕する加圧ローラと、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機とを具備する竪型ローラミルに於いて、該分級機は鉛直軸心を中心に回転する回転部を有し、該回転部は上端、下端間を複数段に分割する整流リングを設け、前記回転部の上端に上支持リングを設けると共に該上支持リングと整流リングとの間、前記整流リング間、該整流リングと前記回転部の下端との間にそれぞれ円周方向に所定枚数で分割ブレードが配設され、該分割ブレードは水平面に対して傾斜させ、各段の該分割ブレードの回転中心径を同一としたことを特徴とする竪型ローラミル。
2. 複数段に分割した、各段の前記整流リングの上下方向の間隔を異ならせた請求項１の竪型ローラミル。
3. 前記整流リングを水平又は前記分級機の中心から外側に向って下り傾斜させた請求項１又は請求項２の竪型ローラミル。
4. 前記整流リングの傾斜角を各段で異ならせた請求項３の竪型ローラミル。

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