JP6896399B2 - 固体燃料粉砕装置及びその運転方法 - Google Patents
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Description
すなわち、本発明の一態様に係る固体燃料粉砕装置は、回転式分級機を有する固体燃料粉砕装置において、前記回転式分級機は、給炭管に対して回転可能に設けられて粉砕された固体燃料を分級する複数のブレードと、該ブレードの上方に配置される枠体と、該枠体と周方向で対向する対向部材と、を備え、前記枠体と前記対向部材との間には、前記ブレードが前記固体燃料を分級した後の空間及び前記ブレードが前記固体燃料を分級する前の空間を連通するとともに、前記ブレードをバイパスする隙間が形成され、前記枠体及び前記対向部材のいずれか一方から前記隙間側に突出するシール部材が設けられ、前記シール部材は、前記ブレードが前記固体燃料を分級した後の空間側に水平方向に対して傾斜する傾斜面が形成されている。
また、例えば、固体燃料粉砕装置の停止時等には、石炭微粉が重力により下降し、シール部材に堆積する場合がある。シール部材に堆積した石炭微粉は、周囲の気流搬送用の空気により自然発火する可能性がある。上記構成では、シール部材におけるブレードが前記固体燃料を分級した後の空間に通じる側の面が、水平方向に対して傾斜するように形成されているので、シール部材上に落下した石炭微粉は、傾斜面に沿って自重により滑り落ちて落下する。このように、石炭微粉がシール部材に堆積し難い。したがって、石炭微粉がシール部材に多量に堆積し、隙間内に残存することを防止することができる。
また、シール部材は水平方向に延びる水平面を有している。これにより、隙間に流入してこの水平面に衝突した石炭微粉を含む気流は、シール部材の先端方向に設けた狭い微小隙間へと流れる流路抵抗が大きいために、微小隙間へと流れ難い。このように、気流搬送された石炭微粉が隙間に流入して通過することを好適に抑制することができる。したがって、好適に固体燃料粉砕装置の分級性能を向上させることができる。
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態について、図1から図3を用いて説明する。
本実施形態では、固体燃料として例えば石炭を用いたものを説明する。図1に示すように、本実施形態に係る竪型ミル(固体燃料粉砕装置)1は、竪型ミル1の外殻をなす円筒中空形状のハウジング2と、ハウジング2の下部側面に連通してハウジング2の内部に搬送用空気を供給する空気供給ダクト3とを備える。ハウジング2の内部には、鉛直上下方向に沿う回転軸を中心として回転可能にハウジング2に対して支持される粉砕テーブル4と、粉砕テーブル4の上で石炭(固体燃料)を粉砕する粉砕ローラ5が収容されている。
隙間39には、枠体32の外周側にある外面に固定される環状のシール部材40が設けられている。シール部材40は、図2及び図3に示すように、枠体32の外面に固定されて該外面からブレードガイド33方向(外周方向)に所定距離だけ突出する固定部41と、固定部41からさらにブレードガイド33方向へ突出して上下方向に沿って複数(本実施形態では3つ)配置される凸部43と、隣接する凸部43間に形成される凹部42とを有する。本実施形態では、凸部43は3つ、凹部42は2つ形成されているがこの数は限定するものではなく、凸部43は少なくとも2つ、凹部42は少なくとも1つが形成されている。なお、本実施形態では、ブレードガイド33の内周面の少なくともシール部材40に対向する面は、凸部43や凹部42と嵌め合うような突起等のない平坦面となるように形成されている。このためブレードガイド33の内周面の加工は従来どおりであり、コストアップを抑制する。
傾斜角度θ1−傾斜角度θ2≧30° ・・・・・(1−1)
傾斜角度θ2≧石炭微粉の安息角度・・・・・・(1−2)
である。
すなわち、凸部43は、外周側の先端部分から所定距離だけ、先端部分から固定部分に向かうにしたがって上下方向の幅(厚さ)が大きくなるように、上面が傾斜している。なお、石炭微粉の安息角は、計測により求められ、例えば、25°から50°の範囲とされ、本実施形態の竪型ミル1では、例えば30°とされている。本実施形態の傾斜角度θ2は、石炭微粉の安息角よりも大きい角度としており、例えばθ2は30°〜60°となっている。また傾斜角度θ1は加工の容易さから90°としている。凸部の先端部分、すなわち、鉛直面43cは、対向するブレードガイド33の内周面に、近接してロータリセパレータ8の回転にあたって各機械的誤差や熱膨張差でも接触して破損しないような微小隙間が設けてある。
また、式(1−1)は、石炭微粉の安息角を考慮した場合に簡易に判断する関係を30°の数値を用いて表記したものである。すなわち,傾斜角度θ1と傾斜角度θ2の差が30°を超えるのは、傾斜角度θ2が小さくなるときであり、凸部43の第二傾斜面52bが水平化してゆき、傾斜角度θ2が石炭微粉の安息角より小さくなり好ましくない。また、凸部43の傾斜角度θ1が90°を大きく超える場合は第一傾斜面52cと第二傾斜面52bで構成される凸部43の外周側先端が鋭角を持って尖ってくる場合になり、対向するブレードガイド33の内周面との間での微小隙間を気流が通過する時間が短くなり、この微小隙間を通過しようとする気流搬送された石炭微粉を押し戻す効果を得ることが難しくなる。
なお、シールガス45には、例えば、空気であるが石炭粉体の発火が懸念される場合は窒素ガスや二酸化炭素ガス等の不活性ガスなどを用いることができる。
図1の矢印A1に示されるように石炭が石炭供給管7からハウジング2内に供給されると、この石炭は、粉砕テーブル4上の中心部に供給される。このとき、粉砕テーブル4は、所定の速度で回転していることから、粉砕テーブル4上の中心部に供給された石炭は、遠心力により外周に分散するように移動し、粉砕テーブル4の全面に一定の石炭層が形成される。その後、石炭が粉砕ローラ5と粉砕テーブル4との間に入り込む。
本実施形態では、枠体32とブレードガイド33との間に、ブレード31への流入をバイパスするように形成されている隙間39にシール部材40が設けられているので、気流搬送された石炭微粉が、上流側空間36から隙間39に流入しようとすると、シール部材40によって流入が抑制される。これにより、気流搬送された石炭微粉が、枠体32とブレードガイド33との間の隙間39から(すなわち、ブレード31への流入をバイパスする隙間39から)、下流側空間37に流出するのを抑制することができる。したがって、下流側空間37に、ブレード31によって分級されずに粗粉炭を含む石炭微粉が流出するのを抑制して、竪型ミル1の分級性能を向上させることができる。
また、凸部43の下水平面43dが、水平面に対して略平行となっているので、気流搬送された石炭微粉が下水平面43dに衝突した後に石炭微粉含む気流が、凸部43の先端方向に設けた狭い隙間へと流れ難い。このように、隙間39に流入した石炭微粉を好適に止めることができる。したがって、好適に竪型ミル1の分級性能を向上させることができる。また、シール部材40が回転せずに静止して固定支持されている枠体32に設けられている。したがって、シール部材40の交換及びメンテナンスを容易に行うことができる。
また、例えば、竪型ミル1の停止時等には、気流搬送されていた石炭微粉が重力により下降し、シール部材40に堆積する場合がある。シール部材40に堆積した石炭微粉は、多量になると自然発火する可能性がある。本実施形態では、凸部43における下流側空間37に通じる側の面(すなわち傾斜面43b)が、水平面L1に対して傾斜して落下し易いように形成されているので、石炭微粉がシール部材40に堆積し難い。したがって、石炭微粉がシール部材40に多量に堆積し、隙間39内に残存することを防止することができる。
次に、本実施形態の凸部の変形例について説明する。
本変形例の凸部の傾斜面は、図3の破線で示されるように、第一傾斜面52cと第二傾斜面52bとを有する。本変形例では、第二傾斜面52bの下端と、第一傾斜面52cの上端とが接続されている。また、第一傾斜面52cと下水平面43dとが為す傾斜角度θ1´は、第二傾斜面52bの水平方向に対する傾斜角度θ2´よりも大きく形成されている。
本変形例では、凸部43が第一傾斜面52cと第二傾斜面52bとを有しているので、第一傾斜面52c及び第二傾斜面52bの傾斜角度θ1´及びθ2´を所望の傾斜角度とすることで、傾斜面を所望の傾斜態様に形成することができる。また、第一傾斜面52cの傾斜角度θ1´が、第二傾斜面52bの傾斜角度θ2´よりも大きいので、凸部43の上面に形成された傾斜面の傾斜角度を上方から下方に向かうにつれて段階的に大きくすることができる。したがって、シールガス45を下流側空間37側から噴出して上流側空間36へと通過させるにあたり、より好適に傾斜面に沿ってより周方向へ均一にシールガス45を流すことができるため、気流搬送された石炭微粉をシールガス45によって押し戻す効果が向上する。また、より確実に、石炭微粉が凸部に堆積するのを防止することができる。なお、第一傾斜面52cと下水平面43dとが為す傾斜角度θ1´は、前述の傾斜角度θ1、傾斜角度θ2の好ましい角度に加えて、傾斜角度θ1´の条件が追加され、
傾斜角度θ1´−傾斜角度θ2´≧30°・・・・(1−1‘)
傾斜角度θ2´≧石炭微粉の安息角度 ・・・・・・(1−2‘)
60°≦傾斜角度θ1´≦90°・・・・・・・・(2−1)
傾斜角度θ1´≧傾斜角度θ2´・・・・・・・・(2−2)
の範囲が好適である。
θ1´を90°以下とすることによって、シールガス45を上流側空間36へと流れ易くすることができ、θ1´を60°以上とすることによって、凸部43のエッジ部分(第一傾斜面52cと下水平面43dとの連結部分)の強度を確保することができる。
次に、本実施形態のシール部材の変形例について説明する。
本変形例では、図4に示されているように、各凸部53,54,55のそれぞれの傾斜面53b、54b、55bの水平方向に対する傾斜角度が異なっている。本変形例のシール部材は、最も鉛直方向上方に位置する第一凸部53と、第一凸部53よりも下方に位置する第二凸部54と、第二凸部54よりも下方に位置する第三凸部55とを有する。第一凸部53は第一凸部傾斜面53bを有し、第二凸部54は第二凸部傾斜面54bを有し、第三凸部55は第三凸部傾斜面55bを有している。第一凸部傾斜面53bの水平面L1に対する傾斜角度であるθ3と、第二凸部傾斜面54bの水平面L1に対する傾斜角度であるθ4と、第三凸部傾斜面55bの水平面L1に対する傾斜角度であるθ5とは、前述の傾斜角度θ1の好ましい角度に加えて、今回の傾斜角度θ3,θ4,θ5の相互関係の条件が追加され、
傾斜角度θ1−傾斜角度(θ3,θ4,θ5)≧30°・・・(1−1“)
傾斜角度(θ3,θ4,θ5)≧石炭微粉の安息角度・・・・(1−2“)
60°≦傾斜角度θ1≦90°・・・・・・・・・・・・・・(2−1‘)
傾斜角度θ3≦傾斜角度θ4≦傾斜角度θ5・・・・・・・・(3−1)
の関係になるように設定されている。
本変形例では、最も鉛直方向下方側に配置された第三凸部55、すなわち、シールガス噴出部46から最も遠い位置に配置される第三凸部55の第三凸部傾斜面55bの傾斜角度が大きくなっている。したがって、シールガス45の供給に近い位置になる上方側に配置された凸部53は、シールガス45の供給から遠い位置になる下方側に配置された凸部55に対して、対向するブレードガイド33の内周面との流路抵抗が小さくなる形状としているので、シールガス45の噴出勢いが第三凸部55まで弱まることを抑制して第三凸部55においても、好適にシールガス45を凸部に沿って流すことができる。
次に、本発明の第2実施形態について、図5を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第1実施形態に対して、シール部材60を固定する位置が異なっている。その他の点については、第1実施形態と同様につき同一符号を付しその説明は省略する。
本実施形態では、シール部材60がブレードガイド33の内周面に設けられている。すなわち、シール部材60の固定部41はブレードガイド33の内周面に固定され、凸部43は枠体32方向に突出し、凸部43の先端部分は枠体32の外面と近接している。
次に、本発明の第3実施形態について、図6を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第1実施形態に対して、シール部材61を設ける位置が異なっている。その他の点については、第1実施形態と同様につき同一符号を付しその説明は省略する。
2 ハウジング
3 空気供給ダクト
4 粉砕テーブル
5 粉砕ローラ
7 石炭供給管
8 ロータリセパレータ(回転式分級機)
9 出口ポート
29 ロータリセパレータ本体部
31 ブレード
32 枠体
33 ブレードガイド(対向部材)
36 上流側空間
37 下流側空間
39 隙間
40 シール部材
43 凸部
43b 傾斜面
45 シールガス
46 シールガス噴出部
52b 第二傾斜面
52c 第一傾斜面
53 第一凸部
53b 第一凸部傾斜面
54 第二凸部
54b 第二凸部傾斜面
55 第三凸部
55b 第三凸部傾斜面
Claims (14)
- 回転式分級機を有する固体燃料粉砕装置において、
前記回転式分級機は、給炭管に対して回転可能に設けられて粉砕された固体燃料を分級する複数のブレードと、該複数のブレードの上方に配置される枠体と、該枠体と周方向で対向する対向部材と、を備え、
前記枠体と前記対向部材との間には、前記ブレードが前記固体燃料を分級した後の空間及び前記ブレードが前記固体燃料を分級する前の空間を連通するとともに、前記ブレードをバイパスする隙間が形成され、
前記対向部材から前記隙間側に突出するシール部材が設けられ、
前記シール部材は、前記ブレードが前記固体燃料を分級した後の空間側に水平方向に対して傾斜する傾斜面が形成されていて、
前記シール部材は、前記対向部材に設けられている固体燃料粉砕装置。 - 前記シール部材に対して、前記ブレードが前記固体燃料を分級した後の空間側からシールガスを噴出するシールガス噴出部を備えている請求項1に記載の固体燃料粉砕装置。
- 前記傾斜面は、第一傾斜面と、該第一傾斜面よりも上方に位置する第二傾斜面とを有し、
前記第一傾斜面の水平方向に対する傾斜角度は、前記第二傾斜面の水平方向に対する傾斜角度よりも大きい請求項2に記載の固体燃料粉砕装置。 - 前記シール部材は、前記傾斜面がそれぞれ形成される複数の凸部を有し、
前記複数の凸部のうち、最も前記ブレードが前記固体燃料を分級した後の空間に通ずる側に配置された前記凸部の前記傾斜面の水平方向に対する傾斜角度は、最も前記ブレードが前記固体燃料を分級する前の空間に通ずる側に配置された前記凸部の前記傾斜面の水平方向に対する傾斜角度よりも小さい請求項2に記載された固体燃料粉砕装置。 - 回転式分級機を有する固体燃料粉砕装置において、
前記回転式分級機は、給炭管に対して回転可能に設けられて粉砕された固体燃料を分級する複数のブレードと、該複数のブレードの上方に配置される枠体と、該枠体と周方向で対向する対向部材と、を備え、
前記枠体と前記対向部材との間には、前記ブレードが前記固体燃料を分級した後の空間及び前記ブレードが前記固体燃料を分級する前の空間を連通するとともに、前記ブレードをバイパスする隙間が形成され、
前記枠体及び前記対向部材のいずれか一方から前記隙間側に突出するシール部材が設けられ、
前記シール部材は、前記ブレードが前記固体燃料を分級した後の空間側に水平方向に対して傾斜する傾斜面が形成されていて、
前記シール部材に対して、前記ブレードが前記固体燃料を分級した後の空間側からシールガスを噴出するシールガス噴出部を備え、
前記傾斜面は、第一傾斜面と、該第一傾斜面よりも上方に位置する第二傾斜面とを有し、
前記第一傾斜面の水平方向に対する傾斜角度は、前記第二傾斜面の水平方向に対する傾斜角度よりも大きい固体燃料粉砕装置。 - 回転式分級機を有する固体燃料粉砕装置において、
前記回転式分級機は、給炭管に対して回転可能に設けられて粉砕された固体燃料を分級する複数のブレードと、該複数のブレードの上方に配置される枠体と、該枠体と周方向で対向する対向部材と、を備え、
前記枠体と前記対向部材との間には、前記ブレードが前記固体燃料を分級した後の空間及び前記ブレードが前記固体燃料を分級する前の空間を連通するとともに、前記ブレードをバイパスする隙間が形成され、
前記枠体及び前記対向部材のいずれか一方から前記隙間側に突出するシール部材が設けられ、
前記シール部材は、前記ブレードが前記固体燃料を分級した後の空間側に水平方向に対して傾斜する傾斜面が形成されていて、
前記シール部材に対して、前記ブレードが前記固体燃料を分級した後の空間側からシールガスを噴出するシールガス噴出部を備え、
前記シール部材は、前記傾斜面がそれぞれ形成される複数の凸部を有し、
前記複数の凸部のうち、最も前記ブレードが前記固体燃料を分級した後の空間に通ずる側に配置された前記凸部の前記傾斜面の水平方向に対する傾斜角度は、最も前記ブレードが前記固体燃料を分級する前の空間に通ずる側に配置された前記凸部の前記傾斜面の水平方向に対する傾斜角度よりも小さい固体燃料粉砕装置。 - 前記シール部材は、前記枠体に設けられている請求項5または請求項6に記載の固体燃料粉砕装置。
- 前記シール部材は、前記対向部材に設けられている請求項5または請求項6に記載の固体燃料粉砕装置。
- 前記シール部材は水平方向に延びる水平面と、該水平面と交差し鉛直方向へ延びる鉛直面と、該鉛直面と交差する前記傾斜面を有し、
前記傾斜面の水平方向に対する傾斜角度は、粉砕された前記固体燃料の安息角よりも大きい請求項1から請求項8のいずれかに記載の固体燃料粉砕装置。 - 前記シール部材の前記水平面と前記鉛直面とが為す傾斜角度と、前記傾斜面の水平方向に対する傾斜角度との差は、30°よりも大きい請求項9に記載の固体燃料粉砕装置。
- 前記隙間は、少なくとも前記シール部材が対向する面が平坦である請求項1から請求項10のいずれかに記載された固体燃料粉砕装置。
- 回転式分級機を有する固体燃料粉砕装置において、
前記回転式分級機は、給炭管に対して回転可能に設けられて粉砕された固体燃料を分級する複数のブレードと、該複数のブレードの上方に配置される枠体と、該枠体と周方向で対向する対向部材と、を備え、
前記枠体と前記対向部材との間には、前記ブレードが前記固体燃料を分級した後の空間及び前記ブレードが前記固体燃料を分級する前の空間を連通するとともに、前記ブレードをバイパスする隙間が形成され、
前記対向部材から前記隙間側に突出し、シール部材が設けられ、
前記シール部材は、前記ブレードが前記固体燃料を分級した後の空間側に傾斜面が形成されていて、
前記シール部材は、前記対向部材に設けられている固体燃料粉砕装置の運転方法であって、
前記シール部材に対して、前記ブレードが前記固体燃料を分級した後の空間に通ずる側からシールガスを噴射して、粉砕された前記固体燃料が前記隙間を通過することを抑制するステップと、
搬送用空気によって前記固体燃料を前記回転式分級機に導入するステップを備えた固体燃料粉砕装置の運転方法。 - 回転式分級機を有する固体燃料粉砕装置において、
前記回転式分級機は、給炭管に対して回転可能に設けられて粉砕された固体燃料を分級する複数のブレードと、該複数のブレードの上方に配置される枠体と、該枠体と周方向で対向する対向部材と、を備え、
前記枠体と前記対向部材との間には、前記ブレードが前記固体燃料を分級した後の空間及び前記ブレードが前記固体燃料を分級する前の空間を連通するとともに、前記ブレードをバイパスする隙間が形成され、
前記枠体及び前記対向部材のいずれか一方から前記隙間側に突出し、シール部材が設けられ、
前記シール部材は、前記ブレードが前記固体燃料を分級した後の空間側に傾斜面が形成されていて、
前記シール部材に対して、前記ブレードが前記固体燃料を分級した後の空間側からシールガスを噴出するシールガス噴出部を備え、
前記傾斜面は、第一傾斜面と、該第一傾斜面よりも上方に位置する第二傾斜面とを有し、
前記第一傾斜面の水平方向に対する傾斜角度は、前記第二傾斜面の水平方向に対する傾斜角度よりも大きい固体燃料粉砕装置の運転方法であって、
前記シール部材に対して、前記ブレードが前記固体燃料を分級した後の空間に通ずる側からシールガスを噴射して、粉砕された前記固体燃料が前記隙間を通過することを抑制するステップと、
搬送用空気によって前記固体燃料を前記回転式分級機に導入するステップを備えた固体燃料粉砕装置の運転方法。 - 回転式分級機を有する固体燃料粉砕装置において、
前記回転式分級機は、給炭管に対して回転可能に設けられて粉砕された固体燃料を分級する複数のブレードと、該複数のブレードの上方に配置される枠体と、該枠体と周方向で対向する対向部材と、を備え、
前記枠体と前記対向部材との間には、前記ブレードが前記固体燃料を分級した後の空間及び前記ブレードが前記固体燃料を分級する前の空間を連通するとともに、前記ブレードをバイパスする隙間が形成され、
前記枠体及び前記対向部材のいずれか一方から前記隙間側に突出し、シール部材が設けられ、
前記シール部材は、前記ブレードが前記固体燃料を分級した後の空間側に傾斜面が形成されていて、
前記シール部材に対して、前記ブレードが前記固体燃料を分級した後の空間側からシールガスを噴出するシールガス噴出部を備え、
前記シール部材は、前記傾斜面がそれぞれ形成される複数の凸部を有し、
前記複数の凸部のうち、最も前記ブレードが前記固体燃料を分級した後の空間に通ずる側に配置された前記凸部の前記傾斜面の水平方向に対する傾斜角度は、最も前記ブレードが前記固体燃料を分級する前の空間に通ずる側に配置された前記凸部の前記傾斜面の水平方向に対する傾斜角度よりも小さい固体燃料粉砕装置の運転方法であって、
前記シール部材に対して、前記ブレードが前記固体燃料を分級した後の空間に通ずる側からシールガスを噴射して、粉砕された前記固体燃料が前記隙間を通過することを抑制するステップと、
搬送用空気によって前記固体燃料を前記回転式分級機に導入するステップを備えた固体燃料粉砕装置の運転方法。
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