JP6849439B2 - 分級機及び竪型粉砕機 - Google Patents

Description

本開示は分級機、竪型粉砕機及び石炭焚ボイラに関する。

回転翼を利用して、異なる粒径を有する粒子を含む固気二相流から粗粒を分離する分級機が知られている。

例えば、特許文献１が開示する分級機は、回転翼を有する回転式分級器と、回転式分級器を取り囲む分級補助コーンとを有している。分級補助コーンの上端部には、分級補助コーンの外側方を上昇してきた固気二相流の上昇気流を回転式分級器に向かう横向の旋回流に変える複数の偏流板が設けられている。旋回流とされた固気二相流は、その後回転式分級器に向かうが、慣性力の大きい粗粒は固気二相流から分離される。更に、回転式分級器に到達した粗粒は、回転翼と衝突してはじかれ、固気二相流から分離される。

また、特許文献２が開示する分級機では、固定フィンと回転フィンとの間に、円筒形状の下降流形成部材が配置されている。固定フィン同士の隙間を通過した固気二相流は、下降流形成部材に衝突し、下方に向かって流れる。その後、固気二相流の流動方向が、下降流形成部材の下端部付近で回転フィンに向かって変化するとき、慣性力の大きな粗粒が、固気二相流から分離して下方に落下する。
ただし、下降流生成部材とハウジングの側壁との間にて循環渦が発達すると、循環渦によって、下降流形成部材に衝突する固気二相流の流れが押し下げられる。このため、下降流形成部材によって生成される下降流が弱くなり、下降流形成部材による粗粒の分離効果が弱くなる。そこで、特許文献２が開示する分級機は、ハウジングの側壁上部から上面板の外周部にかけて傾斜部材が設けられ、傾斜部材によって循環渦の発達が抑制されている。

一方、特許文献３には、下降流形成部材（偏向リング）を設けた場合、回転フィンへの流入流速のピークが上下方向にて回転フィンの中央位置にあり、流速分布に偏りが生じることが記載されている。流入流速のピークが大きいと、粗粒が固気二相流に同伴して回転フィンを通過してしまう。
そこで、特許文献３が開示する分級機では、固定フィンとして、環状の固定フィン（ルーバ）が用いられている。ルーバは、分級機の中心軸に向けて下向きに傾斜している。固気二相流の流動方向は、ルーバによって下向きに変更され、その後、回転フィンに向かって変化する。このようにルーバを用いた場合、固気二相流の流動方向が下向きに変更され、下降流が強められることで、粗粒が下降流によって搬送されて分離される。また、ルーバを用いた場合、回転フィンへの流入流速のピークは殆どなく、回転フィンに到達する粗粒が減少させられる。

特許第２６１７６２３号公報 特許第４５５０４８６号公報 国際公開第２００９／０４１６２８号

特許文献２及び特許文献３が開示するように、傾斜部材やルーバによって、固気二相流の下降流を強くすることは、粗粒を分離する上で重要である。
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、固気二相流の下降流を強めることが可能であり、粗粒を確実に分離可能である新規な分級機、該分級機を備える竪型粉砕機、及び石炭焚ボイラを提供することを目的とする。

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る分級機は、
天井壁及び周壁を有するとともに、ガス流入口及び前記ガス流入口よりも上方にガス流出口を有するハウジングと、
前記ハウジング内に配置された回転分級部であって、鉛直軸に沿う回転軸を中心として回転可能であり、前記回転軸の周方向に配列された複数の回転ベーンを有する回転分級部と、
前記回転軸の径方向にて前記周壁と前記回転ベーンとの間に配置されるとともに前記回転軸の周方向に配列された複数の非回転ベーン を有する、固定分級部と、
前記回転ベーンと前記非回転ベーンとの間に位置して前記天井壁に取り付けられ、上方から下方に近付くにつれて外径が徐々に小さくなる円錐台形状の外周面を有する下降流形成部と
を備える。

上記構成（１）によれば、下降流形成部が、上方から下方に近付くにつれて外径が小さくなる円錐台形状の外周面を有しており、外周面が鉛直軸に対し傾斜している。このため、固気二相流が、下降流形成部の外周面に沿って円滑に流れることができ、下降流形成部とハウジングの周壁との間での循環渦の発達を抑制することができる。これにより、固気二相流が下降流形成部に向かって流れてきた後、下降流形成部によって斜め下方に向けられ、固気二相流の下降流を強めることができる。この結果として、粗粒が回転ベーン間の隙間に到達せずに下降させられ、固気二相流に同伴して回転ベーン間の隙間を通過する粗粒が減少させられる。

（２）幾つかの実施形態では、上記構成（１）において、
鉛直軸に対する前記下降流形成部の外周面の傾斜角は２０°以上４５°以下である。

上記構成（２）によれば、下降流形成部の外周面と鉛直軸とがなす傾斜角が２０°以上であるので、下降流形成部とハウジングの周壁との間での循環渦の発達を抑制し、固気二相流を下降流形成部の外周面に沿って斜め下方に円滑に流動させることができる。この結果として、固気二相流の下降流を強めることができ、固気二相流に同伴して回転ベーン間の隙間を通過する粗粒が減少させられる。
一方、上記構成（２）によれば、下降流形成部の外周面と鉛直軸とがなす傾斜角が４５°以下であり、下降流形成部によって、天井壁に沿って流れてきた固気二相流に含まれる粗粒を下方に向けてはじくことができる。この結果として、天井壁に沿って流れてきた固気二相流に含まれる粗粒が回転ベーンに到達することを防止することができる。

（３）幾つかの実施形態では、上記構成（１）又は（２）において、
前記回転軸の径方向にて、前記下降流形成部の外周面の上縁は、前記回転ベーンと前記非回転ベーンとの中間よりも前記非回転ベーン側に位置している。

回転軸の径方向にて下降流形成部と回転ベーンとの距離が短い場合、回転分級部の分級性能が低下するという問題がある。この点、上記構成（３）によれば、下降流形成部の外周面の上縁が、非回転ベーン側に配置されているので、回転軸の径方向にて、下降流形成部と回転ベーンとの距離を十分に確保することができる。この結果として、回転分級部の性能低下を防止することができる。

（４）幾つかの実施形態では、上記構成（１）乃至（３）の何れか１つにおいて、
前記回転分級部を囲むように前記複数の非回転ベーンに取り付けられた少なくとも１つの環状整流部を更に備え、
前記少なくとも１つの環状整流部は、上方から下方に近付くにつれて外径が徐々に小さくなる円錐台形状の外周面を有する。

上記構成（４）によれば、環状整流部によって、固気二相流の下降流を生成することができ、より確実に粗粒を分離可能である。

（５）幾つかの実施形態では、上記構成（４）において、
前記少なくとも１つの環状整流部は、上下方向に配列された複数の環状整流部を含む。

上記構成（５）によれば、複数の環状整流部によって、固気二相流の下降流を生成することができ、より確実に粗粒を分離可能である。

（６）幾つかの実施形態では、上記構成（１）乃至（５）の何れか１つにおいて、
前記複数の非回転ベーンは、
ベーン本体と、
前記ベーン本体の表面上に配置された複数のガイド板であって、前記ベーン本体の表面に沿ってそれぞれ延び且つ上下方向に間隔をあけて配置された複数のガイド板と
を含み、
前記複数のガイド板の各々は、前記回転軸の径方向にて外側に位置する外端と、前記回転軸の径方向にて内側に位置する内端とを有し、前記ガイド板の内端が前記ガイド板の外端よりも下方に位置するように湾曲又は傾斜している。

上記構成（６）によれば、複数のガイド板によって、非回転ベーンの表面に沿って流れる固気二相流が下方に向けられ、固気二相流の下降流を生成することができる。この結果として、上記構成（６）によれば、より確実に粗粒を分離可能である。

（７）本発明の少なくとも一実施形態に係る竪型粉砕機は、
上記構成（１）乃至（６）の何れか１つに記載の分級機と、
前記ハウジング内に配置されるとともに前記回転分級部の下方に位置するターンテーブルと、
前記ターンテーブルの上方に配置され、前記ターンテーブル上の粉砕対象物を粉砕可能な粉砕ローラと、
を備える。

上記構成（７）によれば、粗粒の混入が抑制された粉末を得ることができる。

（８）本発明の少なくとも一実施形態に係る石炭焚ボイラは、
上記構成（７）に記載の竪型粉砕機と、
前記竪型粉砕機によって粉砕された石炭の粉末を燃焼させるように構成された火炉と、を備える。

上記構成（８）によれば、竪型粉砕機によって粗粒の混入が抑制された微粉炭を得ることができ、得られた微粉炭を火炉において燃焼させることができる。この結果として、燃焼ガスに含まれるＮＯｘや灰中未燃分を低減することができ、これによりボイラ効率を向上させることができる。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、固気二相流の下降流を強めることが可能であり、粗粒を確実に分離可能である新規な分級機、該分級機を備える竪型粉砕機、及び石炭焚ボイラが提供される。

本発明の一実施形態に係る分級機１ａを備える竪型粉砕機３ａの構成を概略的に示す図である。 図１中の領域ＩＩの概略的な拡大図である。 図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う概略的な断面図である。 本発明の他の一実施形態に係る分級機１ｂを備える竪型粉砕機３ｂの構成を概略的に示す図である。 図４中の領域Ｖの概略的な拡大図である。 分級機１ａ，１ｂに適用された下降流形成部１６ａを概略的に示す斜視図である。 図６の下降流形成部１６ａの概略的な縦断面図である。 分級機１ａ，１ｂに適用可能な下降流形成部１６ｂを概略的に示す斜視図である。 図８の下降流形成部１６ｂの概略的な縦断面図である。 本発明の他の一実施形態に係る分級機１ｃの図２に相当する概略的な拡大図である。 本発明の他の一実施形態に係る分級機１ｄの図２に相当する概略的な拡大図である。 分級機１ｄの図３に相当する概略的な断面図である。 分級機１ｄに適用された非回転ベーンを概略的に示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。 図１３の非回転ベーンを概略的に示す斜視図である。 図１３の非回転ベーンとともに、非回転ベーンの周囲に配置される環状壁の一部を概略的に示す側面図である。 竪型粉砕機３ａ，３ｂを適用可能な石炭焚ボイラ５の構成を説明するための図である。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載され又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一つの構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

以下、本発明の実施形態に係る分級機１ａ〜１ｄについて説明する。分級機１ａ〜１ｄは、分級対象の粉末から、所定の粒径を有する粉末を選別するための装置である。
なお、以下の説明では、特に区別する必要がない場合、分級機１ａ〜１ｄを一括して分級機１とも称し、竪型粉砕機３ａ，３ｂを一括して竪型粉砕機３とも称し、下降流形成部１６ａ，１６ｂを一括して下降流形成部１６とも称する。

図１及び図４に示すように、分級機１は、ハウジング１０と、回転分級部１２と、固定分級部１４と、下降流形成部１６とを有している。
ハウジング１０は、天井壁１８及び周壁２０を有するとともに、ガス入口２２及びガス入口２２よりも上方に位置するガス出口２４を有している。ガス入口２２を通じてハウジング１０内に流入したガスは、固定分級部１４及び回転分級部１２を通過して、ガス出口２４を通じてハウジング１０から流出可能である。
例えば、ハウジング１０は円筒形状を有し、ガス入口２２は周壁２０の下部に形成され、ガス出口２４は天井壁１８に形成されている。

回転分級部１２は、ハウジング１０内に配置されており、鉛直軸に沿う回転軸Ｏを中心として回転可能である。回転分級部１２は、回転軸Ｏの周方向に間隔をあけて配置された複数の回転ベーン２６を有している。例えば、図２、図３、図５及び図１０〜図１２に示したように、各回転ベーン２６は、鉛直方向に長い長方形の板形状を有し、回転軸Ｏに沿ってみたとき、回転軸Ｏを中心とする仮想円の接線方向に対し傾斜して配置されている。また例えば、回転分級部１２は、天井壁１８の中央を貫通して鉛直方向に延びる円筒形状の駆動シャフト２８に連結され、ハウジング１０の外に設けられた駆動機構（回転分級部駆動機構）３０によって駆動シャフト２８を回転させることで、回転させられる。ガス出口２４は、回転軸Ｏの径方向にて駆動シャフト２８と回転ベーン２６との間に位置している。

固定分級部１４は、回転軸Ｏの周方向に間隔をあけて配列された複数の非回転ベーン３２を有する。非回転ベーン３２は、回転軸Ｏの径方向にて周壁２０と回転ベーン２６との間に配置されている。例えば、図２、図３、図５及び図１０〜図１５に示したように、各非回転ベーン３２は、鉛直方向に長い長方形の板形状のベーン本体３４を有し、ベーン本体３４は、回転軸Ｏに沿ってみたとき、回転軸Ｏを中心とする仮想円の接線方向に対し傾斜して配置されている。
なお、図２、図３、図５及び図１０に示す非回転ベーン３２は、ベーン本体３４のみによって構成されている。また、非回転ベーン３２は、回転軸Ｏを中心として回転はしないが、回転軸Ｏを囲む仮想円の接線方向に対する傾斜角が変化するように揺動可能に配置されていてもよい。

下降流形成部１６は天井壁１８に取り付けられ、回転軸Ｏの径方向にて回転ベーン２６と非回転ベーン３２との間に位置している。下降流形成部１６は環形状を有し、回転軸Ｏを囲むように配置されている。そして、下降流形成部１６は、上方から下方に近付くにつれて外径が徐々に小さくなる円錐台形状の外周面３６を有している。

上述した分級機１によれば、粒度の分級対象である粉末はガス、例えば空気によって搬送される。つまり、分級対象の粉末は、ガスとともに固気二相流として流れる。そして、分級対象の粉末のうち相対的に粒径が小さい粒子は、ガスとともに固定分級部１４及び回転分級部１２を通過し、ガス出口２４を通じてハウジング１０から流出可能である。つまり、相対的に粒径が小さい粒子は、固気二相流としてハウジング１０から流出可能である。
一方、分級対象の粉末のうち相対的に粒径が大きい粒子は、固定分級部１４又は回転分級部１２によってガスの流れから分離され、ガス出口２４を通じて流出することはできない。すなわち、相対的に粒径が大きい粒子は、固定分級部１４によって旋回させられるとともに重力により下降し、回転分級部１２に到達することができない。また、相対的に粒径が大きい粒子は、回転分級部１２に到達したとしても、回転している回転ベーン２６によって弾かれ、回転ベーン２６の隙間を通過することができない。

そして、上述した分級機１によれば、下降流形成部１６が、上方から下方に近付くにつれて外径が小さくなる円錐台形状の外周面３６を有しており、外周面３６が鉛直軸に対し傾斜している。このため、固気二相流が、下降流形成部１６の外周面３６に沿って円滑に流れることができ、下降流形成部１６とハウジング１０の周壁２０との間での循環渦の発達を抑制することができる。これにより、固気二相流が下降流形成部１６に向かって流れてきた後、下降流形成部１６によって斜め下方に向けられ、固気二相流の下降流を強めることができる。この結果として、粗粒が回転ベーン２６間の隙間に到達せずに下降させられ、固気二相流に同伴して回転ベーン２６間の隙間を通過する粗粒が減少させられる。なお、本明細書において粗粒とは、粒径が１５０μｍ以上の粒子である。

また、上述した分級機１によれば、下降流形成部１６が、鉛直軸に対し傾斜した円錐台形状の外周面３６を有しているので、下降流形成部が円筒形状の外周面を有している場合に比べ、圧力損失も低減することができる。
更に、上述した分級機１によれば、下降流形成部１６が、鉛直軸に対し傾斜した円錐台形状の外周面３６を有しているので、下降流形成部が円筒形状の外周面を有している場合に比べ、下降流形成部１６の強度を高くすることができる。

幾つかの実施形態では、図２、図５、図７及び図９〜図１１に示すように、下降流形成部１６の縦断面でみて、鉛直軸に対する下降流形成部１６の外周面３６の傾斜角θは２０°以上４５°以下である。

上記構成によれば、下降流形成部１６の外周面３６と鉛直軸とがなす角度（傾斜角θ）が２０°以上であるので、下降流形成部１６とハウジング１０の周壁２０との間での循環渦の発達を抑制し、固気二相流を下降流形成部１６の外周面３６に沿って斜め下方に円滑に流動させることができる。この結果として、固気二相流の下降流を強めることができ、固気二相流に同伴して回転ベーン２６間の隙間を通過する粗粒が減少させられる。
一方、上記構成によれば、下降流形成部１６の外周面３６と鉛直軸とがなす角度（傾斜角θ）が４５°以下であり、下降流形成部１６によって、天井壁１８に沿って流れてきた固気二相流に含まれる粗粒を下方に向けてはじくことができる。この結果として、天井壁１８に沿って流れてきた固気二相流に含まれる粗粒が回転ベーン２６に到達することを防止することができる。

幾つかの実施形態では、図２、図５、図７及び図９〜図１１に示すように、回転軸Ｏの径方向にて、下降流形成部１６の外周面３６の上縁は、回転ベーン２６と非回転ベーン３２との中間よりも非回転ベーン３２側に位置している。

回転軸Ｏの径方向にて下降流形成部１６と回転ベーン２６との距離が短い場合、換言すれば、下降流形成部１６と回転ベーン２６との間の空間が狭い場合、回転分級部１２の分級性能が低下するという問題がある。この点、上記構成によれば、下降流形成部１６の外周面３６の上縁が、非回転ベーン３２側に配置されているので、回転軸Ｏの径方向にて、下降流形成部１６と回転ベーン２６との距離を十分に確保することができる。この結果として、回転分級部１２の性能低下を防止することができる。

幾つかの実施形態では、図６及び図７に示したように、下降流形成部１６ａは、円錐台形状の金属製の環状部材によって構成されている。この場合、環状部材は、天井壁１８に溶接によって固定可能である。

幾つかの実施形態では、図８及び図９に示したように、下降流形成部１６ｂは、円錐台形状の金属製の環状部３８と、環状部３８と一体に形成された内向きの鍔部４０によって構成されている。鍔部４０は、環状部３８の上縁から径方向内側に突出している。そして、鍔部４０には、複数のボルト孔４２が周方向に間隔をあけて形成されている。この場合、下降流形成部１６ｂは、天井壁１８にボルト４４によって固定可能である。なお、鍔部４０にボルト孔４２を設けずに、天井壁１８に対し鍔部４０を溶接してもよい。

幾つかの実施形態では、分級機１は、図１０に示したように、回転分級部１２を囲むように複数の非回転ベーン３２に取り付けられた少なくとも１つの環状整流部４６を更に有していてもよい。少なくとも１つの環状整流部４６は、上方から下方に近付くにつれて外径が徐々に小さくなる円錐台形状の外周面を有している。
上記構成によれば、環状整流部４６によって、固気二相流の下降流を生成することができ、より確実に粗粒を分離可能である。

幾つかの実施形態では、分級機１は、図１０に示したように、上下方向（鉛直方向）に配列された複数の環状整流部４６を有していてもよい。
上記構成によれば、複数の環状整流部４６によって、固気二相流の下降流を生成することができ、より確実に粗粒を分離可能である。

幾つかの実施形態では、複数の非回転ベーン３２の各々は、図１２〜図１５に示したように、ベーン本体３４と、複数のガイド板３５とを有している。
ベーン本体３４は、前述したように、例えば上下方向に長い四角形の板形状を有している。
複数のガイド板５０は、ベーン本体３４の表面上に配置されている。具体的には、回転軸Ｏの径方向にて外側を向いているベーン本体３４の外面上に配置されている。各ガイド板５０は、ベーン本体３４の表面に沿ってそれぞれ延び、且つ、上下方向に間隔をあけて配置されている。
そして、複数のガイド板５０の各々は、回転軸Ｏの径方向にて外側に位置する外端５２と、回転軸Ｏの径方向にて内側に位置する内端５４とを有し、ガイド板５０の内端５４がガイド板５０の外端５２よりも下方に位置するように湾曲又は傾斜している。

上記構成によれば、複数のガイド板５０によって、非回転ベーン３２の表面に沿って流れる固気二相流が下方に向けられ、固気二相流の下降流、特に粗粒の下降流を生成することができる。この結果として、上記構成によれば、より確実に粗粒を分離可能である。

幾つかの実施形態では、分級機１は、図１２に示すように、非回転ベーン３２を囲む円筒形状の環状壁５６を有する。そして、図１２及び図１５に示すように、環状壁５６には、非回転ベーン３２に対応して窓５８が形成されている。従って、複数の窓５８が回転軸Ｏの周方向に間隔をあけて設けられている。
非回転ベーン３２は、ガスの流路を残しながら窓５８を覆うように配置され、回転軸Ｏの径方向にて外側に位置するベーン本体３４の長辺は、回転軸Ｏの径方向にて内側に位置するベーン本体３４の長辺よりも、環状壁５６の近くに位置している。

上記構成によれば、複数の窓５８を有する環状壁５６を設け、窓５８を覆うように非回転ベーン３２を配置したことで、窓５８を通過する固気二相流をより強く旋回させることができる。この結果として、上記構成によれば、より確実に粗粒を分離可能である。
特に、図１２及び図１５に示すように、複数の窓５８を有する環状壁５６と、ガイド板５０を有する非回転ベーン３２とを組み合わせれば、窓５８を通過する固気二相流の下降流をより強くすることができる。この結果として、上記構成によれば、より確実に粗粒を分離可能である。

幾つかの実施形態では、ガイド板５０は、外端５２側の水平部６０と、内端５４側の傾斜部６２と、水平部６０と傾斜部６２とを繋ぐ湾曲部６４とを有する。
上記構成によれば、水平部６０に沿って流れてきた固気二相流の流動方向が湾曲部６４によって徐々に曲げられ、傾斜部６２に沿わされる。この結果として、低圧力損失にて固気二相流の下降流を生成可能である。
幾つかの実施形態では、複数のガイド板５０が上下方向に相互に離間して平行に配置されている。

幾つかの実施形態では、図１、図２、図４、図５、図１０及び図１１に示したように、分級機１は、ハウジング１０内に、逆円錐形状の仕切壁６５を有し、仕切壁６５の上縁上に非回転ベーン３２が配置されている。固気二相流は、仕切壁６５の外側を上方に向かって上昇し、その後、非回転ベーン３２間の隙間に流入する。非回転ベーン３２間の隙間を通過した固気二相流から分離された粗粒は、仕切壁６５の内側を下降する。仕切壁６５の下端には開口が設けられ、粗粒は、開口を通じて仕切壁６５の下方へと流れる。
幾つかの実施形態では、図１１に示したように、環状壁５６は、仕切壁６５の上縁に一体に連なっている。

幾つかの実施形態では、図１及び図２に示したように、回転ベーン２６は、回転軸Ｏに沿って延びている。
幾つかの実施形態では、図４、図５、図１０及び図１１に示したように、回転ベーン２６は、回転軸Ｏに対し傾斜して延びている。
また、幾つかの実施形態では、回転ベーン２６の下端は、回転ベーン２６の上端よりも、回転軸Ｏの回転方向にて後方に位置している。この構成によれば、回転する回転ベーン２６によって粗粒を下方に向けてはじくことができ、より確実に粗粒を分離可能である。

以下、本発明の実施形態に係る竪型粉砕機３について説明する。
竪型粉砕機３は、図１及び図４に示したように、上述した分級機１の何れか１つと、ターンテーブル６６と、少なくとも１つの粉砕ローラ６８とを有している。
ターンテーブル６６は、ハウジング１０内に配置され、回転分級部１２の下方に位置している。ターンテーブル６６は回転軸Ｏを中心として回転可能であり、例えば、ハウジング１０の外部に配置された駆動機構（ターンテーブル駆動機構）７０によって回転させられる。

粉砕ローラ６８は、ターンテーブル６６上に配置されている。粉砕ローラ６８は、回転軸Ｏの径方向にてターンテーブル６６の中心から離れて配置されている。例えば、竪型粉砕機３は、回転軸Ｏの周方向に配列された３つの粉砕ローラ６８を有する。粉砕ローラ６８は、図示しない付勢機構によってターンテーブル６６に押し付けられる。
上記した竪型粉砕機３によれば、ターンテーブル６６上の粉砕対象物は、ターンテーブル６６の回転に伴い、遠心力により回転軸Ｏの径方向にて外側に移動し、粉砕ローラ６８とターンテーブル６６との間に挟まれて粉砕される。粉砕により得られた粉末（粉砕物）はガスの流れにのって上方に運ばれ、この間、質量の大きい粗粒が分離される。そして、ガスによって上方に搬送された粉末は、分級機１によって分級される。分離された粗粒は、ターンテーブル６６上に戻り、再度粉砕される。
そして上記した竪型粉砕機３によれば、分級機１によって粗粒が分離されるので、粗粒の混入が抑制された粉末を得ることができる。

幾つかの実施形態では、ターンテーブル６６よりも下方にガス入口２２が設けられ、ターンテーブル６６の外周とハウジング１０の周壁２０との間に、上方に向けてガスを吹き出すガス吹出し口７２が設けられる。
幾つかの実施形態では、竪型粉砕機３は、天井壁１８を回転軸Ｏに沿って貫通する粉砕対象物を供給するための供給管７４を有する。供給管７４の下端開口は、ターンテーブル６６の中心上に位置し、供給管７４を通じてターンテーブル６６の中央に粉砕対象物を供給可能である。なお、この場合、駆動シャフト２８は、供給管７４の外側に相対回転可能に嵌合される。

以下、本発明の実施形態に係る石炭焚ボイラ５について説明する。
図１６に示したように、石炭焚ボイラ５は、上述した竪型粉砕機３と、竪型粉砕機３によって粉砕された石炭の粉末（微粉炭）を燃焼させるように構成された火炉８０と、を有している。

上記した石炭焚きボイラ５によれば、竪型粉砕機３によって粗粒の混入が抑制された微粉炭を得ることができ、得られた微粉炭を火炉８０において燃焼させることができる。この結果として、燃焼ガスに含まれるＮＯｘや灰中未燃分を低減することができ、これによりボイラ効率を向上させることができる。

幾つかの実施形態では、石炭焚ボイラ５は、送風機８２、石炭バンカ８４及び給炭機８６を有する。
竪型粉砕機３には、送風機８２から空気Ａが送り込まれるとともに、石炭バンカ８４及び給炭機８６から原料としての石炭が供給されるようになっている。

幾つかの実施形態では、石炭焚ボイラ５は、送風機８８及び予熱器８９，９０を有する。
送風機８２から送り込まれた燃焼用空気Ａは空気Ａ１と空気Ａ２に分岐される。このうち、空気Ａ１は、送風機８８によって竪型粉砕機３に送られる。空気Ａ１の一部は、予熱器９０によって加熱されて温空気として竪型粉砕機３に送られる。ここで、予熱器９０によって加熱された温空気と、送風機８８から予熱器９０を経由せずに直接送られる冷空気とは、混合空気が適温となるように混合調整されてから竪型粉砕機３に供給されるようになっていてもよい。このようにして竪型粉砕機３に供給された空気Ａ１は、竪型粉砕機３の内部においてガス吹出し口７２（図１及び図４参照）から吹き出すようになっている。

原料としての石炭は、石炭バンカ８４に投入された後、給炭機８６により所定量ずつ、供給管７４（図１及び図４参照）を介して竪型粉砕機３に供給される。竪型粉砕機３にて粉砕された微粉炭は、ガス吹出し口７２からの空気Ａ１の気流により乾燥されながらガス出口２４（図１及び図４参照）から空気Ａ１により搬出される。そして、微粉炭は、ウィンドボックス９２内の微粉炭バーナを介して火炉（ボイラ本体）８０に送られて、火炉８０内バーナにより着火されて燃焼する。

なお、送風機５３に送り込まれた燃焼用空気Ａのうち空気Ａ２は、予熱器８９及び予熱器９０により加熱されて、ウィンドボックス９２を介して火炉８０に送られて、火炉８０内で微粉炭の燃焼に供される。

幾つかの実施形態では、石炭焚ボイラ５は、集塵機９４、脱硝装置９６、送風機９８、脱硫装置１００及び煙突１０２を有する。
火炉８０において微粉炭の燃焼で生成した燃焼ガス（排ガス）は、集塵機９４で塵埃が除去された後、脱硝装置９６に送られて、排ガス中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）が還元される。そして、該排ガスは、予熱器９０を経て送風機９８で吸引され、脱硫装置１００で硫黄分が除去されて、煙突１０２から大気中に放出されるようになっている。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

１，１ａ〜１ｄ 分級機
３，３ａ，３ｂ 粉砕装置
５ 石炭焚ボイラ
１０ ハウジング
１２ 回転分級部
１４ 固定分級部
１６ 下降流形成部
１８ 天井壁
２０ 周壁
２２ ガス入口
２４ ガス出口
２６ 回転ベーン
２８ 駆動シャフト
３０ 駆動機構
３２ 非回転ベーン
３４ ベーン本体
３６ 外周面
３８ 環状部
４０ 鍔部
４２ ボルト孔
４４ ボルト
４６ 環状整流部
５０ ガイド板
５２ 外端
５４ 内端
５６ 環状壁
５８ 窓
６０ 水平部
６２ 傾斜部
６４ 湾曲部
６５ 仕切壁
６６ ターンテーブル
６８ 粉砕ローラ
７０ 駆動機構
７２ ガス吹出し口
７４ 供給管
８０ 火炉
８２，８８，９８ 送風機
８４ 石炭バンカ
８６ 給炭機
８９，９０ 予熱器
９２ ウィンドボックス
９４ 集塵機
９６ 脱硝装置
１００ 脱硫装置
１０２ 煙突
Ｏ 回転軸

Claims (6)

1. 天井壁及び周壁を有するとともに、ガス流入口及び前記ガス流入口よりも上方にガス流出口を有するハウジングと、
   前記ハウジング内に配置された回転分級部であって、鉛直軸に沿う回転軸を中心として回転可能であり、前記回転軸の周方向に配列された複数の回転ベーンを有する回転分級部と、
   前記回転軸の径方向にて前記周壁と前記回転ベーンとの間に配置されるとともに前記回転軸の周方向に配列された複数の非回転ベーンを有する、固定分級部と、
   前記回転ベーンと前記非回転ベーンとの間に位置して前記天井壁に取り付けられ、上方から下方に近付くにつれて外径が徐々に小さくなる円錐台形状の外周面を有する下降流形成部と
   を備え、
   鉛直軸に対する前記下降流形成部の外周面の傾斜角は２０°以上４５°以下である
   ことを特徴とする分級機。
2. 前記回転軸の径方向にて、前記下降流形成部の外周面の上縁は、前記回転ベーンと前記非回転ベーンとの中間よりも前記非回転ベーン側に位置している
   ことを特徴とする請求項１に記載の分級機。
3. 天井壁及び周壁を有するとともに、ガス流入口及び前記ガス流入口よりも上方にガス流出口を有するハウジングと、
   前記ハウジング内に配置された回転分級部であって、鉛直軸に沿う回転軸を中心として回転可能であり、前記回転軸の周方向に配列された複数の回転ベーンを有する回転分級部と、
   前記回転軸の径方向にて前記周壁と前記回転ベーンとの間に配置されるとともに前記回転軸の周方向に配列された複数の非回転ベーンを有する、固定分級部と、
   前記回転ベーンと前記非回転ベーンとの間に位置して前記天井壁に取り付けられ、上方から下方に近付くにつれて外径が徐々に小さくなる円錐台形状の外周面を有する下降流形成部と、
   前記回転分級部を囲むように前記複数の非回転ベーンに取り付けられた少なくとも１つの環状整流部と、
   を備え、
   前記少なくとも１つの環状整流部は、上方から下方に近付くにつれて外径が徐々に小さくなる円錐台形状の外周面を有する
   ことを特徴とする分級機。
4. 前記少なくとも１つの環状整流部は、上下方向に配列された複数の環状整流部を含む
   ことを特徴とする請求項３に記載の分級機。
5. 前記複数の非回転ベーンは、
   ベーン本体と、
   前記ベーン本体の表面上に配置された複数のガイド板であって、前記ベーン本体の表面に沿ってそれぞれ延び且つ上下方向に間隔をあけて配置された複数のガイド板と
   を含み、
   前記複数のガイド板の各々は、前記回転軸の径方向にて外側に位置する外端と、前記回転軸の径方向にて内側に位置する内端とを有し、前記ガイド板の内端が前記ガイド板の外端よりも下方に位置するように湾曲又は傾斜している
   ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の分級機。
6. 請求項１乃至５の何れか１項に記載の分級機と、
   前記ハウジング内に配置されるとともに前記回転分級部の下方に位置するターンテーブルと、
   前記ターンテーブルの上方に配置され、前記ターンテーブル上の粉砕対象物を粉砕可能な粉砕ローラと、
   を備えることを特徴とする竪型粉砕機。

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