JP6880948B2 - Nozzle device - Google Patents
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Description
本発明は、微粉炭に液状のバインダーを拡散供給するノズル装置に関する。 The present invention relates to a nozzle device that diffusely supplies a liquid binder to pulverized coal.
原料炭を炭化室内に装入し、所定温度で加熱して乾留させることにより冶金用コークスを製造するコークス炉が広く知られている。コークス炉に装入される原料炭には、粘結性の劣る非微粘結炭が用いられる場合があり、非微粘結炭を粉砕することによって生成された微粉炭にバインダーを添加しつつ混練し、この混練物をロールで加圧して塊成炭又は成形炭とし、炭化室内に装入する方法が知られている。 A coke oven for producing coke for metallurgy is widely known by charging coking coal into a carbonization chamber, heating it at a predetermined temperature, and carbonizing it to dry distillation. Non-fine coking coal with inferior cohesiveness may be used as the coking coal charged into the coke oven, and while adding a binder to the pulverized coal produced by crushing the non-fine coking coal. A method is known in which the kneaded product is kneaded and the kneaded product is pressed with a roll to form agglomerated coal or briquette, which is then charged into a carbonization chamber.
微粉炭を混練する技術として、混練容器の一端側から他端側に向かって微粉炭をスクリューで搬送しながら、バインダーを噴霧する方法が知られている。バインダーを噴霧する装置として、特許文献1には、微粉炭に液状のバインダーを拡散供給するノズル装置であって、バインダー供給ノズルと、該バインダー供給ノズル内に延出する延出管部を有する気体供給管とを有し、前記バインダー供給ノズルは、前記気体供給管を該気体供給管の径方向から挟み込む一対のバインダーガイド壁部材を有しており、前記気体供給管と前記バインダーガイド壁部材との間には、前記微粉炭に向かって前記バインダーを自然流下させるための通路が形成されており、前記延出管部には複数の気体噴出口が形成されており、前記気体噴出口から噴出される気体によって、前記バインダー供給ノズルから自然流下するバインダーを拡散させることを特徴とするノズル装置が開示されている。 As a technique for kneading pulverized coal, a method of spraying a binder while transporting the pulverized coal from one end side to the other end side of the kneading container with a screw is known. As a device for spraying a binder, Patent Document 1 describes a nozzle device for diffusing and supplying a liquid binder to pulverized coal, and a gas having a binder supply nozzle and an extension pipe portion extending into the binder supply nozzle. The binder supply nozzle has a supply pipe, and the binder supply nozzle has a pair of binder guide wall members that sandwich the gas supply pipe from the radial direction of the gas supply pipe, and the gas supply pipe and the binder guide wall member. A passage for allowing the binder to flow down naturally toward the pulverized coal is formed between the spaces, and a plurality of gas outlets are formed in the extension pipe portion, and the gas is ejected from the gas outlet. A nozzle device is disclosed, which comprises diffusing a binder that naturally flows down from the binder supply nozzle with the gas to be produced.
前記ノズル装置は、微粉炭とバインダーの混練時間を確保するために、混錬容器の上流側に設置されるが、過度に上流側に設置したり、気体の噴射角度が大きくバインダーの噴霧範囲が広くなりすぎると、混練容器の微粉炭供給口の直下にバインダーが噴霧されてしまう。混練容器の微粉炭供給口の直下に噴霧されるバインダーが多くなると、この位置では微粉炭がスクリューの軸よりも低いレベルまでしか貯留されていないため、バインダーがスクリューの軸に付着したり、或いは微粉炭の貯留レベルが低いために微粉炭となじむ時間が不足して混練容器の底面にバインダーが流出し、この流出したバインダーが底面に固着することによって、設備停止を起こす問題が懸念される。このため、ノズル装置は混練容器の微粉炭供給口の直下に噴霧されるバインダーが過度に多くならないように、設置位置や気体噴霧口の角度が決められる。 The nozzle device is installed on the upstream side of the kneading container in order to secure the kneading time of the pulverized coal and the binder, but it is installed on the upstream side excessively or the gas injection angle is large and the spray range of the binder is wide. If it becomes too wide, the binder will be sprayed directly under the pulverized coal supply port of the kneading container. If more binder is sprayed directly under the pulverized coal supply port of the kneading container, the pulverized coal is stored only at a level lower than the screw shaft at this position, so that the binder adheres to the screw shaft or becomes. Since the storage level of the pulverized coal is low, the time for acclimatizing with the pulverized coal is insufficient, and the binder flows out to the bottom surface of the kneading container, and the outflowing binder sticks to the bottom surface, which may cause a problem of equipment stoppage. Therefore, in the nozzle device, the installation position and the angle of the gas spray port are determined so that the amount of the binder sprayed directly under the pulverized coal supply port of the kneading container does not become excessively large.
特許文献1のノズル装置は、気体噴出口が均等に配置されるとともに、これらの気体噴出口の噴射角度が互いに同一に設定されている。所定の範囲内にバインダーを噴霧するために気体噴出口の角度を小さくすると、混練容器に投入された微粉炭に対してバインダーが特定の位置に集中して噴霧されてしまい、バインダーの多い混練物と、バインダーの少ない混練物とが混在し、品質のバラツキが大きくなるおそれがある。気体噴射口の角度を大きくすると特定の位置への集中は軽減されるが、バインダーの噴霧範囲が広がり過ぎてしまい、微粉炭供給口直下のスクリューの軸に付着したり、混練容器の底面に固着するなどの問題が懸念される。 In the nozzle device of Patent Document 1, the gas outlets are evenly arranged, and the injection angles of these gas outlets are set to be the same as each other. If the angle of the gas outlet is reduced in order to spray the binder within a predetermined range, the binder is concentrated on a specific position on the pulverized coal charged into the kneading container, and the kneaded product containing a large amount of binder is sprayed. And a kneaded product with a small amount of binder are mixed, and there is a risk that the quality will vary widely. Increasing the angle of the gas injection port reduces the concentration on a specific position, but the spray range of the binder becomes too wide, and it adheres to the shaft of the screw directly under the pulverized coal supply port or sticks to the bottom of the kneading container. There are concerns about problems such as
そこで、本願発明は、微粉炭に対するバインダーの噴霧を所定の範囲内でより均一化することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to make the spraying of the binder on the pulverized coal more uniform within a predetermined range.
本発明者は、上記課題を鋭意検討し、気体噴出口の配列及び噴出角度を調整することが重要であることを見出した。すなわち、本願発明は、(1)混練容器内をスクリューによって搬送される微粉炭に向かって、液状のバインダーを拡散供給するノズル装置であって、前記バインダーを自然流下させる流路が形成されたバインダー供給ノズルと、該バインダー供給ノズル内に延出する延出管部を有する気体供給管とを有し、前記延出管部には、自然流下する前記バインダーに向かって気体を噴出する複数の気体噴出口が、前記延出管部の下端部に沿って延びる中心線の両側に形成されており、
前記中心線を挟んだ一方に形成される複数の気体噴出口は、以下の条件1〜5を全て満足することを特徴とする。
条件1:鉛直下向きに対する各前記気体噴出口の噴出角度をθとしたとき、噴出角度θは5°以上40°以下である。
条件2:前記延出管部の管路方向において隣接する前記気体噴出口の噴出角度θの角度差θdifは、20°以下である。
条件3:前記複数の気体噴出口のうち、前記管路方向における一端部に位置する前記気体噴出口を第1の端部気体噴出口、他端部に位置する前記気体噴出口であって、かつ、前記第1の端部気体噴出口よりも噴出角度θが大きい前記気体噴出口を第2の端部気体噴出口と定義したとき、これらの第1及び第2の端部気体噴出口の間に位置する前記気体噴出口は、前記第1の端部気体噴出口側に隣接する前記気体噴出口よりも噴出角度θが大きいか、或いは噴出角度θが同一である。
条件4:前記第1の端部気体噴出口の噴出角度θ及び前記第2の端部気体噴出口の噴出角度θの中央値をθmedとしたとき、噴出角度θが中央値θmed以下の前記気体噴出口の個数が、噴出角度θが中央値θmed超の前記気体噴出口の個数の1倍以上1.5倍以下である。
条件5:前記第1の端部気体噴出口の噴出角度θと、前記第2の端部気体噴出口の噴出角度θとの角度差が15°以上である。
The present inventor has diligently studied the above problems and found that it is important to adjust the arrangement of gas outlets and the ejection angle. That is, the present invention is (1) a nozzle device for diffusing and supplying a liquid binder toward pulverized coal conveyed by a screw in a kneading container, and a binder having a flow path for allowing the binder to flow down naturally. It has a supply nozzle and a gas supply pipe having an extension pipe portion extending into the binder supply nozzle, and the extension pipe portion has a plurality of gases for ejecting gas toward the binder that naturally flows down. The spouts are formed on both sides of the center line extending along the lower end of the extension pipe portion.
The plurality of gas outlets formed on one side of the center line are characterized in that all of the following conditions 1 to 5 are satisfied.
Condition 1: When the ejection angle of each of the gas outlets with respect to the vertical downward direction is θ, the ejection angle θ is 5 ° or more and 40 ° or less.
Condition 2: The angle difference θ dif of the ejection angle θ of the gas outlets adjacent to each other in the pipeline direction of the extending pipe portion is 20 ° or less.
Condition 3: Of the plurality of gas outlets, the gas outlet located at one end in the pipeline direction is the first end gas outlet, and the gas outlet is located at the other end. Moreover, when the gas outlet having an ejection angle θ larger than that of the first end gas outlet is defined as the second end gas outlet, the first and second end gas outlets are defined as the second end gas outlet. The gas outlet located between the gas outlets has a larger ejection angle θ than the gas outlet adjacent to the first end gas outlet side, or has the same ejection angle θ.
Condition 4: When the median value of the ejection angle θ of the first end gas outlet and the ejection angle θ of the second end gas outlet is θ med , the ejection angle θ is equal to or less than the median value θ med. The number of the gas outlets is 1 times or more and 1.5 times or less the number of the gas outlets whose ejection angle θ exceeds the median value θ med.
Condition 5: The angle difference between the ejection angle θ of the first end gas outlet and the ejection angle θ of the second end gas outlet is 15 ° or more.
(2)前記バインダー供給ノズルは、前記気体供給管を径方向から挟み込む一対のバインダーガイド壁部材を有しており、前記気体供給管と前記バインダーガイド壁部材との間には、前記バインダーを自然流下させるための通路が形成されていることを特徴とする上記(1)に記載のノズル装置。 (2) The binder supply nozzle has a pair of binder guide wall members that sandwich the gas supply pipe from the radial direction, and the binder is naturally placed between the gas supply pipe and the binder guide wall member. The nozzle device according to (1) above, wherein a passage for flowing down is formed.
(3)前記複数の気体噴出口は、前記管路方向において略等間隔に形成されていることを特徴とする上記(1)又は(2)に記載のノズル装置。 (3) The nozzle device according to (1) or (2) above, wherein the plurality of gas outlets are formed at substantially equal intervals in the pipeline direction.
上述の条件1〜条件5を満足するノズル装置によれば、バインダーを所定の範囲内でより均等に噴霧することができる。 According to the nozzle device satisfying the above-mentioned conditions 1 to 5, the binder can be sprayed more evenly within a predetermined range.
図1は、本発明の一実施形態であるノズル装置を備えた混練炭製造装置の概略構成図である。混練炭製造装置は、ノズル装置1、混練容器2及び混練容器2に回転可能に収容されたスクリュー3を含む。混練容器2はスクリュー3の軸方向に延びており、一端側の上壁部には微粉炭投入シュート2aが設けられており、他端側の下壁部には排出シュート2bが設けられている。ノズル装置1は、混練容器2に投入された微粉炭にバインダーを噴霧する。ノズル装置1の詳細については、後述する。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a kneaded charcoal manufacturing apparatus provided with a nozzle apparatus according to an embodiment of the present invention. The kneading charcoal manufacturing apparatus includes a nozzle apparatus 1, a
スクリュー3には、駆動モータ4が接続されており、この駆動モータ4を駆動することによってスクリュー3を矢印X方向に回転動作させることができる。スクリュー3は、機能的に搬送部及び混練部に分割することができる。搬送部は投入シュート2aから投入された微粉炭を混練部に向かって矢印Y方向に搬送する機能を有しており、混練部は微粉炭及びバインダーを混練しながら矢印Y方向に搬送する機能を有している。なお、矢印Y方向は、スクリュー3の軸方向と平行である。
A drive motor 4 is connected to the screw 3, and by driving the drive motor 4, the screw 3 can be rotated in the direction of the arrow X. The screw 3 can be functionally divided into a transport portion and a kneading portion. The transport section has a function of transporting the pulverized coal charged from the
混練部におけるスクリュー3の外周面には、白抜きで示す送り羽根3aと、ハッチングで示す返し羽根3bとが形成されている。送り羽根3aは、微粉炭及びバインダーを矢印Y方向に送り出す機能を有しており、返し羽根3bは、矢印Y方向に繰り出される微粉炭及びバインダーを停滞させる機能を有している。これらの送り羽根3a及び返し羽根3bが協働することによって、微粉炭及びバインダーを混練しながら、搬送することができる。
On the outer peripheral surface of the screw 3 in the kneading portion, a
微粉炭とバインダーの混練物は、排出シュート2bから排出され、ロールコンパクターにおいて塊成化又は成形化され、石炭塔へ搬送され炭化室に装入されたのち、コークス炉で乾留される。
The kneaded product of pulverized coal and binder is discharged from the
ノズル装置1は、混練物の搬送方向(矢印Y方向)において、より上流側に設置することが好ましい。設置位置が下流側になると、微粉炭及びバインダーの混練時間を確保するために、混練物の搬送距離を長くしなければならないため、設備が大型化する。但し、前述したように混練容器2の微粉炭投入シュート2aの直下に噴霧されるバインダーが過度に多くならないようにノズル装置1を配置する。
The nozzle device 1 is preferably installed on the upstream side in the transport direction of the kneaded product (arrow Y direction). When the installation position is on the downstream side, the equipment must be increased in size because the transport distance of the kneaded material must be increased in order to secure the kneading time of the pulverized coal and the binder. However, as described above, the nozzle device 1 is arranged so that the amount of the binder sprayed directly under the pulverized
図2及び図3を参照しながら、ノズル装置の構成について詳細に説明する。図2は、ノズル装置の正面図であり、紙面法線方向が矢印Y方向(つまり、混練物の搬送方向)に対応している。図3は、ノズル装置の底面図であり、矢印Y方向の定義は図1と同様である。 The configuration of the nozzle device will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 2 is a front view of the nozzle device, and the paper surface normal direction corresponds to the arrow Y direction (that is, the transport direction of the kneaded product). FIG. 3 is a bottom view of the nozzle device, and the definition of the arrow Y direction is the same as that of FIG.
ノズル装置1は、気体供給管11、バインダー供給ユニット12を含む。気体供給管11は、上下方向に延びており、下端部にはバインダー供給ユニット12に向かって延出する延出管部110が水平方向に延びて形成されている。図3の一点鎖線L1は、延出管部110の中心軸を延出管部110の外面にトレースした中心線であり(以下、中心線L1という)、言い換えると、延出管部110の下端部の位置を示している。延出管部110には複数の気体噴出口110aが形成されている。図3において、矢印Y方向に並ぶ一方の気体噴出口110aの角度をθ1、他方の気体噴出口110aの角度をθ2としたとき、θ1+θ2がどの位置でも同一となるように、複数の気体噴出口110aは形成されている。説明の便宜上、中心線L1を挟んで一方の領域に形成された複数の気体噴出口110aをそれぞれS1〜S7と定義する。ただし、気体噴出口S1〜S7を特に区別する必要がない場合には、これらを纏めて気体噴出口110aと記載する。
The nozzle device 1 includes a
バインダー供給ユニット12は、主バインダー供給管121と、この主バインダー供給管121の下端側に溶接固定された一対のガイド壁部材122とを含む。一対のガイド壁部材122は、気体供給管11の延出管部110を径方向の外側から挟み込んでおり、各ガイド壁部材122の端部にはそれぞれ、延出管部110の中心側に向かって折れ曲がった曲げ部122aが形成されている。曲げ部122aは、延出管部110の外周面に溶接固定されている。
The
図3においてハッチングで示す要素はバインダーであり、延出管部110とガイド壁部材122との間に形成された通路内をバインダーが自然流下する。これにより、気体噴出口110aから噴出される気体を、バインダー供給ユニット12の内部を自然流下するバインダーに対して、衝突させることができる。
The element shown by hatching in FIG. 3 is a binder, and the binder naturally flows down in the passage formed between the
ガイド壁部材122の下端部は、延出管部110の下端部よりも上側に形成されている。これにより、各気体噴出口110aから噴出する気体がガイド壁部材122に衝突することが防止され、バインダーをより広い範囲に噴霧することができる。
The lower end of the
ここで、バインダーは主バインダー供給管121の内部を自然流下しており、バインダーを強制的に供給する駆動装置が不要となるから、コストを削減することができる。また、本発明では、気体及びバインダーを混合した状態でノズル装置から排出するのではなく、自然流下するバインダーに向かって気体噴出口110aから気体を噴出しているため、バインダーに含まれるスラッジによって気体噴出口110aが目詰まりを起こすことを防止できる。
Here, the binder naturally flows down inside the main
図4は中心線L1が延びる方向から視た延出管部110の概略図であり、二点鎖線で示すL2は中心線L1を通って鉛直方向に延びる基準線を示しており、矢印で示すL3は気体の噴出方向を示しており、θは基準線L2と噴出方向L3とのなす角度(以下、噴出角度と称する)を示している。
FIG. 4 is a schematic view of the
図2〜図4を参照して、気体噴出口S1〜S7は延出管部110の中心線L1方向において、この順序で配列されており、気体噴出口S1〜S3は互いに同一の噴出角度θに設定されており、気体噴出口S5〜S7は互いに同一の噴出角度θに設定されており、気体噴出口S4はこれらとは異なる噴出角度θに設定されている。バインダーをより均一に噴霧するために、気体噴出口110aは、以下の条件1〜5を満足しなければならない。
With reference to FIGS. 2 to 4, the gas outlets S1 to S7 are arranged in this order in the direction of the center line L1 of the
(条件1)
噴出角度θは、5°以上40°以下でなければならない。噴出角度θが5°未満になると、気体の噴出方向が過度に下向きとなるため、混練物の搬送方向(矢印Y方向)にバインダーを広く噴霧することができない。噴出角度θが40°超になると、気体の噴出方向が過度に横向きとなるため、混練容器2の内壁にバインダーが過剰に付着するおそれがある。
(Condition 1)
The ejection angle θ must be 5 ° or more and 40 ° or less. When the ejection angle θ is less than 5 °, the ejection direction of the gas becomes excessively downward, so that the binder cannot be widely sprayed in the transport direction of the kneaded product (arrow Y direction). When the ejection angle θ exceeds 40 °, the ejection direction of the gas becomes excessively lateral, so that the binder may excessively adhere to the inner wall of the kneading
(条件2)
中心線L1方向において隣接する気体噴出口110aの噴出角度θの角度差θdifは、20°以下でなければならない。角度差θdifの限定理由を、図5を参照しながら、詳細に説明する。図5は図4に対応する図であり、自然流下するバインダーをハッチングで示している。L31及びL32は中心線L1方向において互いに隣接する気体噴出口110aのそれぞれの噴出方向を示しており、L32はL31よりも噴出角度θが大きく設定されている。バインダー供給管121から流下するバインダーには噴出角度θのより大きいL32の気体が先に当たり、L32方向に位置するバインダーは気体の噴出方向に噴霧される。L31方向に位置するバインダーはL32方向に位置するバインダーに引っ張られ、延出管部110から離隔したルートを流下するようになる。角度差θdifが20°超になると、L31方向に位置するバインダーは延出管部110からより離隔したルートを流下し、L31方向に気体を噴射する気体噴出口110aからの距離が長くなるため、バインダーと接触する時点では噴出エネルギーが低下して噴霧力不足となり、噴霧されずに滴下してしまう。
(Condition 2)
The angle difference θ dif of the ejection angle θ of the
(条件3)
複数の気体噴出口110aのうち、中心線L1方向における一端部に位置する気体噴出口110aを第1の端部気体噴出口と定義し、他端部に位置する気体噴出口110aであって、かつ、第1の端部気体噴出口110aよりも噴出角度θが大きい気体噴出口110aを第2の端部気体噴出口と定義したとき、これらの第1及び第2の端部気体噴出口の間に位置する気体噴出口110aは、第1の端部気体噴出口110a側に隣接する気体噴出口110aよりも噴出角度θが大きいか、或いは噴出角度θが同一でなければならない。条件3を満足することによって、バインダーをより均一に噴霧できるようになる。
(Condition 3)
Of the plurality of
本実施形態では、第1の端部気体噴出口が気体噴出口S7に相当し、第2の端部気体噴出口が気体噴出口S1に相当する。また、気体噴出口S2は、気体噴出口S1と噴出角度θが同一であり、気体噴出口S3は気体噴出口S2と噴出角度θが同一であり、気体噴出口S4は気体噴出口S3よりも噴出角度θが小さく、気体噴出口S5は気体噴出口S4よりも噴出角度θが小さく、気体噴出口S6は気体噴出口S5と噴出角度θが同一であり、気体噴出口S7は気体噴出口S6と噴出角度θが同一であるから、条件3を満足する。なお、気体噴出口S1〜S7の配列方向が反対であっても、条件3を満足することは言うまでもない。 In the present embodiment, the first end gas outlet corresponds to the gas outlet S7, and the second end gas outlet corresponds to the gas outlet S1. Further, the gas outlet S2 has the same ejection angle θ as the gas outlet S1, the gas outlet S3 has the same ejection angle θ as the gas outlet S2, and the gas outlet S4 has a larger ejection angle than the gas outlet S3. The ejection angle θ is small, the gas outlet S5 has a smaller ejection angle θ than the gas outlet S4, the gas outlet S6 has the same ejection angle θ as the gas outlet S5, and the gas outlet S7 has the gas outlet S6. And the ejection angle θ are the same, so that the condition 3 is satisfied. Needless to say, the condition 3 is satisfied even if the arrangement directions of the gas outlets S1 to S7 are opposite to each other.
ここで、図6は、ノズル装置の底面図であり、気体噴出口110aを形成する位置が図3の構成と異なる。説明の便宜上、中心線L1を挟んで一方の領域に形成された複数の気体噴出口110aをそれぞれS1´〜S7´と定義する。図6に図示する構成では、気体噴出口S1´〜S7´がいわゆるV字状に配列されており、条件3を満足しない。
Here, FIG. 6 is a bottom view of the nozzle device, and the position where the
図7は、径方向から視た図6の噴出口S1´〜S7´の配置図であり、ハッチングで示す三角の領域は、気体噴出口S1´、S4´及びS7´から噴出する気体の影響力(噴霧力)が及ぶ範囲を模式的に示している。気体噴出口S1´〜S7´をV字状に配列した場合、端部に位置する噴出角度θの最も大きい気体噴出口S1´及び気体噴出口S7´の噴霧力が支配的になり、自然流下するバインダーが全体的に気体噴出口S1´及び気体噴出口S7´の噴出方向に引っ張られるため、噴出角度θの最も小さい気体噴出口S4´によって噴霧すべきバインダーが、噴霧されずに滴下してしまう。したがって、条件3を満足しない図6の構成では、バインダーを均一に噴霧することができない。 FIG. 7 is a layout diagram of the ejection ports S1 ′ to S7 ′ of FIG. 6 viewed from the radial direction, and the triangular region indicated by the hatching is the influence of the gas ejected from the gas ejection ports S1 ′, S4 ′ and S7 ′. The range covered by the force (spraying force) is schematically shown. When the gas outlets S1'to S7' are arranged in a V shape, the spraying force of the gas outlet S1'and the gas outlet S7', which are located at the ends and have the largest ejection angle θ, becomes dominant and naturally flows down. Since the binder to be sprayed is pulled in the ejection direction of the gas outlet S1'and the gas outlet S7'as a whole, the binder to be sprayed by the gas outlet S4'with the smallest ejection angle θ is dropped without being sprayed. It ends up. Therefore, in the configuration of FIG. 6 which does not satisfy the condition 3, the binder cannot be sprayed uniformly.
(条件4)
第1の端部気体噴出口の噴出角度θ及び第2の端部気体噴出口の噴出角度θの中央値をθmedとしたとき、噴出角度θが中央値θmed以下の気体噴出口110aの個数が、噴出角度θが中央値θmed超の気体噴出口110aの個数の1倍以上1.5倍以下でなければならない。噴出角度θが中央値θmed超の気体噴出口110aの個数が多くなると、条件2で説明したように、噴出角度θの大きい気体が支配的になり、噴出角度θの小さい位置のバインダーは噴霧されずに滴下してしまう。一方、噴出角度θが中央値θmed以下の気体噴出口110aの個数が多くなり過ぎると、特定の位置へ噴霧されるバインダーが多くなり均一に噴霧することができない。
(Condition 4)
When the median value of the ejection angle θ of the first end gas outlet and the ejection angle θ of the second end gas outlet is θ med , the ejection angle θ of the
(条件5)
条件3で定義した第1の端部気体噴出口の噴出角度θ及び第2の端部気体噴出口の噴出角度θの角度差が、15°以上でなければならない。角度差が15°未満になると、噴霧角度の範囲が狭くなり、バインダーの噴霧に偏りが生じる。
(Condition 5)
The angle difference between the ejection angle θ of the first end gas outlet and the ejection angle θ of the second end gas outlet defined in Condition 3 must be 15 ° or more. When the angle difference is less than 15 °, the range of the spray angle is narrowed, and the spray of the binder is biased.
条件5から、「複数の気体噴出口110aには、噴出角度θが互いに異なる気体噴出口110aが含まれていなければならない」という条件を導くことができる。気体噴出口110aの噴出角度θを全て同じに設定すると、特定の方向にバインダーが噴霧されてしまい、混練物の搬送方向(Y方向)にバインダーを広く噴霧することができない。例えば、気体噴出口110aの噴出角度θを全て40°に設定した場合、ノズル装置1の直下及び近傍に噴霧されるバインダーの割合が過度に少なくなるため、バインダーの割合が低い混練物とバインダーの割合が高い混練物とが生成されてしまう。また、噴霧されたバインダーが、スクリュー3の軸に付着する問題も懸念される。本実施形態では、気体噴出口S1〜S3、気体噴出口S4及び気体噴出口S5〜S7の噴出角度θが互いに異なっている。
From condition 5, it is possible to derive the condition that "the plurality of
次に、実施例を示して本発明についてより具体的に説明する。実機相当サイズのノズル装置を用いて、気体噴出口110aの角度、配列方法を種々変更しながら、均一噴霧性を評価した。気体にはN2ガスを使用した。N2ガスの圧力、流量は実機相当の範囲で適宜選択した。混練装置に添加するバインダーは加温されており、その粘度は常温の水の粘度と同等であるため、バインダーの代わりに、常温の水を使用した。水の流量は実機相当の範囲で適宜選択した。ノズル装置から噴射される水の水量分布を水量分布測定機で測定して、均一噴霧性を評価した。具体的には、ノズル装置の直下から−640mm〜+640mmの範囲における水量分布を測定し、−240mm〜+240mmの範囲(以下、分布評価範囲と称する)に入る割合と分布評価範囲内の各位置での水量分布のバラツキによって、均一噴霧性を評価した。
Next, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. Using a nozzle device of a size equivalent to that of an actual machine, the uniform spraying property was evaluated while variously changing the angle and arrangement method of the
図8Aは比較例1の気体噴出口110aの配置を示す延出管部の概略図である。ただし、図面を簡略化するため、中心線L1を挟んだ一方に形成される気体噴出口110aのみを図示しており、他方に形成される気体噴出口110aについては省略して図示する(図9A〜図11Aについても同様である)。図8Bは比較例1の水量分布を示した棒グラフであり、双方向矢印は分布評価範囲を示している。双方向矢印の定義は、図9B〜図11Bにおいても、同様である。比較例1では、噴出角度θが全て45°であるため、水が横方向に拡散し、分布評価範囲に噴霧された水が僅か26.0%であった。
FIG. 8A is a schematic view of an extension pipe portion showing the arrangement of the
図9Aは比較例2の気体噴出口110aの配置を示す延出管部の概略図である。図9Bは比較例2の水量分布を示した棒グラフである。比較例2では、噴出角度θを全て25°に設定した。比較例1に対して、噴出角度θが小さくなったため、分布評価範囲に噴霧された水の割合が89.8%に増加した。しかしながら、分布評価範囲の端部における水量分布の割合が10%を超えて大きくなり、水量分布のバラツキが大きくなった。
FIG. 9A is a schematic view of an extension pipe portion showing the arrangement of the
図10Aは比較例3の気体噴出口110aの配置を示す延出管部の概略図である。図10Bは比較例3の水量分布を示した棒グラフである。比較例3では、気体噴出口110aの配列を図6と同様に設定し、噴出角度θをV字の頂部から順に0°、5°、15°及び25°に設定した。分布評価範囲に噴霧された水の割合が90.7%に増加したが、分布評価範囲の中央から120mm〜160mm位置における水量分布の割合が10%を超えて大きくなった。また、搬送方向位置0mmの付近では噴霧されずに滴下した水が見られたため、噴霧状態が悪化した。
FIG. 10A is a schematic view of an extension pipe portion showing the arrangement of the
図11Aは実施例1の気体噴出口110aの配置を示す延出管部の概略図である。図11Bは実施例1の水量分布を示した棒グラフである。実施例1では、気体噴出口110aの配列及び噴出角度θを図3と同様に設定した。分布評価範囲に噴霧された水の割合が72.5%に増加し、かつ、分布評価範囲における水量も何れの位置でも10%以下と水量分布のバラツキも小さくなった。
FIG. 11A is a schematic view of an extension pipe portion showing the arrangement of the
図12Aは実施例2の気体噴出口110aの配置を示す延出管部の概略図である。図12Bは実施例2の水量分布を示した棒グラフである。実施例2では、中心線L1方向に対して略斜めに気体噴出口110aを配列した。気体噴出口110aの最低値は5°に設定し、最大値は30°に設定した。分布評価範囲に噴霧された水の割合が73.5%に増加し、かつ、分布評価範囲における水量も何れの位置でも10%以下と水量分布のバラツキも小さくなった。
FIG. 12A is a schematic view of an extension pipe portion showing the arrangement of the
(変形例1)
本実施形態では、中心線L1を挟んで一方に形成される気体噴出口110aの個数を7個としたが、本発明はこれに限るものではなく、3個以上の任意の個数とすることができる。
(Modification example 1)
In the present embodiment, the number of
(変形例2)
本実施形態では、中心線L1を挟んで一方の気体噴出口110aの角度をθ1、他方の気体噴出口110aの角度をθ2としたとき、θ1+θ2がどの位置でも同一となるようにしたが、本発明はこれに限るものではなく、中心線L1を挟んだ一方に形成される複数の気体噴出口110aがそれぞれ条件1〜5を満足していればよい。例えば、一方の気体噴出口110aが11Aに示すように配置され、もう一方の気体噴出口110aが図12Aに示すように配置されていてもよい。
(Modification 2)
In the present embodiment, when the angle of one
1 ノズル装置
2 混錬容器
3 スクリュー
4 駆動モータ
11 気体供給管
12 バインダー供給ユニット
110 延出管部
110a S1〜S7 S1´〜S7´ 気体噴出口
1
Claims (2)
前記バインダーを自然流下させる流路が形成されたバインダー供給ノズルと、該バインダー供給ノズル内に延出する延出管部を有する気体供給管とを有し、
前記バインダー供給ノズルは、前記気体供給管を径方向から挟み込む一対のバインダーガイド壁部材を有しており、
前記気体供給管と前記バインダーガイド壁部材との間には、前記バインダーを自然流下させるための通路が形成されており、
前記延出管部には、自然流下する前記バインダーに向かって気体を噴出する複数の気体噴出口が、前記延出管部の下端部に沿って延びる中心線の両側に形成されており、
前記中心線を挟んだ一方に形成される複数の気体噴出口は、以下の条件1〜5を全て満足することを特徴とするノズル装置。
条件1:鉛直下向きに対する各前記気体噴出口の噴出角度をθとしたとき、噴出角度θは5°以上40°以下である。
条件2:前記延出管部の管路方向において隣接する前記気体噴出口の噴出角度θの角度差θdifは、20°以下である。
条件3:前記複数の気体噴出口のうち、前記管路方向における一端部に位置する前記気体噴出口を第1の端部気体噴出口、他端部に位置する前記気体噴出口であって、かつ、前記第1の端部気体噴出口よりも噴出角度θが大きい前記気体噴出口を第2の端部気体噴出口と定義したとき、これらの第1及び第2の端部気体噴出口の間に位置する前記気体噴出口は、前記第1の端部気体噴出口側に隣接する前記気体噴出口よりも噴出角度θが大きいか、或いは噴出角度θが同一である。
条件4:前記第1の端部気体噴出口の噴出角度θ及び前記第2の端部気体噴出口の噴出角度θの中央値をθmedとしたとき、噴出角度θが中央値θmed以下の前記気体噴出口の個数が、噴出角度θが中央値θmed超の前記気体噴出口の個数の1倍以上1.5倍以下である。
条件5:前記第1の端部気体噴出口の噴出角度θと、前記第2の端部気体噴出口の噴出角度θとの角度差が15°以上である。 A nozzle device that diffuses and supplies a liquid binder toward pulverized coal that is conveyed by a screw in a kneading container.
It has a binder supply nozzle in which a flow path for spontaneously flowing down the binder is formed, and a gas supply pipe having an extension pipe portion extending into the binder supply nozzle.
The binder supply nozzle has a pair of binder guide wall members that sandwich the gas supply pipe from the radial direction.
A passage for allowing the binder to flow down naturally is formed between the gas supply pipe and the binder guide wall member.
In the extension pipe portion, a plurality of gas outlets for ejecting gas toward the binder that naturally flows down are formed on both sides of a center line extending along the lower end portion of the extension pipe portion.
A nozzle device characterized in that a plurality of gas outlets formed on one side of the center line satisfy all of the following conditions 1 to 5.
Condition 1: When the ejection angle of each of the gas outlets with respect to the vertical downward direction is θ, the ejection angle θ is 5 ° or more and 40 ° or less.
Condition 2: The angle difference θdif of the ejection angle θ of the gas outlets adjacent to each other in the pipeline direction of the extending pipe portion is 20 ° or less.
Condition 3: Of the plurality of gas outlets, the gas outlet located at one end in the pipeline direction is the first end gas outlet, and the gas outlet is located at the other end. When the gas outlet having a larger ejection angle θ than the first end gas outlet is defined as the second end gas outlet, the first and second end gas outlets of these gas outlets are defined as the second end gas outlet. The gas outlet located between the gas outlets has a larger ejection angle θ than the gas outlet adjacent to the first end gas outlet side, or has the same ejection angle θ.
Condition 4: The gas whose ejection angle θ is equal to or less than the median value θmed, where the median value of the ejection angle θ of the first end gas outlet and the ejection angle θ of the second end gas outlet is θmed. The number of spouts is 1 times or more and 1.5 times or less the number of the gas spouts whose ejection angle θ exceeds the median value θmed.
Condition 5: The angle difference between the ejection angle θ of the first end gas outlet and the ejection angle θ of the second end gas outlet is 15 ° or more.
The nozzle device according to claim 1, wherein the plurality of gas outlets are formed at substantially equal intervals in the pipeline direction.
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