JPH06343887A - 石炭粉砕機用の改善された低圧力降下回転ベーン入口通路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 環状通路を横切っての圧力降下を小さくした
粉砕機用環状通路設計の開発。 【構成】 粉砕機へ送られる空気の入口溜め室２１と粉
砕された粒を連行しそして搬送する粉砕帯域２０を構成
する固定ハウジング６、回転粉砕テーブル１６、粉砕テ
ーブル周囲で間に環状通路を形成する外側壁２２及び内
側壁２４、環状通路を複数の周回的に分画された通路口
１０に分割するベーン１２を備える粉砕機用環状通路構
成体。各ベーンの出口端が水平面に対して鋭角で傾斜さ
れそして入口端がテーパ付けられ、垂直に伸延する。各
ベーンの入口端が回転方向において出口端より上流にあ
る。溜め室から各通路入口に流れを案内するため流れ案
内板２６を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、石炭を粉砕するための
粉砕機、特に微粉砕機（プルベライザー）に関するもの
であり、特には圧力降下特性を低減した、そうした粉砕
機に対して有用な回転垂直ベーン入口環状通路（スロー
ト）設計に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】既知の石炭粉砕用ミル（微粉砕機、プル
ベライザー）の一つの型式は、石炭を粉砕するのに大径
の粉砕用ロールを使用する低速度の、ロール及びロール
が嵌合する粉砕テーブル外周に形成されたレースを備え
る型式の粉砕機である。一次空気が、粉砕機側部に設け
られた一つの半径方向入口ダクトを通して粉砕機粉砕テ
ーブル下方部に入り、低速空気溜め室に移入し、そして
後粉砕帯域を取り巻く環状通路において放射状に分画し
て形成された周回的な一連の固定スロートを通して上方
に向けて加速されそして方向付けられる。スロート或い
は環状通路の出口において、粉砕された石炭粒子は高速
の空気流れに連行される。空気の速度はその後、主粉砕
機ハウジングケーシングにおいて減速され、大きめの粒
子を追加粉砕のため粉砕帯域に直接戻し、同時に小さい
粒子は分級機を通して連行され最終的に整寸される。

【０００３】一次空気の圧力降下の大部分は、回転して
いる環状通路を横切っての損失による。幾つかの既知の
粉砕機においては、一次空気の圧力降下は別の回転環状
通路設計のミルより約４０％も高くなることがある。こ
の高い圧力降下により、一層大きなファン出力が粉砕機
（ミル）を運転するのに必要とされる。これは環状通路
設計だけでも大きな動力負担をもたらす。

【０００４】図１及び図２に例示される既知設計の環状
通路は、１９８０年代早期の固定環状通路設計の改良例
である。この設計は、粉砕テーブル１６の上下に取付け
られる１４個の別個の鋳物から構成される４２個の通路
口１０からなる。即ち、粉砕テーブル１６周囲の環状通
路は、放射状の流れベーン１２の使用を通して周回的な
個々の通路口１０に分割される。粉砕テーブル１６上方
が粉砕帯域を構成し、そこに向けて空気が下方の空気溜
め室から環状通路の個々の通路口を通して上方に通風さ
れる。ベーン１２は、通路入口１０ａから通路出口１０
ｂまで延在しそして水平面から３０度の角度１４及び粉
砕帯域２０に向けて垂直面から１５度の角度１８におい
て形成される。外側通路壁２２は固定であり、他方内壁
２４及びベーン１２を含む環状通路の残部は粉砕テーブ
ル１６と共に回転せしめられる。空気流れは、最初ベー
ン１２の前縁における涙滴形状部１２ａにより方向づけ
られそして加速されてベーン上方表面の一部における翼
形状部１２ｂに沿って一様な速度プロフィルを増進す
る。粉砕テーブル１６は垂直軸線を中心としてハウジン
グ６内で回転する。外側通路壁２２はハウジングに支持
されそしてハウジングは粉砕帯域２０を包囲する。粉砕
された石炭粒子は高速の空気流れに連行されるが、大き
めの粒子は粉砕帯域に直接落下せしめて戻して再粉砕さ
れ、同時に小さい粒子は分級機を通して連行され最終的
に整寸される。スロートを通して流れを加速しそして方
向づけるベーンの作用は、米国特許第４，２６４，０４
１号に記載されている。

【０００５】粉砕機環状通路（スロート）に関連する他
の先行技術としては、すべて本件出願人に係わるもので
ある、米国特許第２，２７５，５９５号、米国特許第
２，３７８，６８１号、米国特許第２，４７３，５１４
号並びに米国特許第２，５４５，２５４号がある。米国
特許第２，２７５，５９５号は、粉砕要素の方向に掃去
用空気を放出する環状通路に通風する曲がった通路を開
示する。米国特許第２，３７８，６８１号は環状通路を
通しての一定の空気速度を得るための設計を開示する。
米国特許第２，４７３，５１４号は調節自在の環状通路
を記載する。米国特許第２，５４５，２５４号は空気分
布のための環状通路設計を開示する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、環状通
路を通しての空気流れの圧力降下特性を改善することへ
の要望がまだなお存在する。本発明の課題は、環状通路
を横切っての圧力降下を更に一段と小さくした改善され
た回転垂直ベーン環状通路設計を開発することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、粉砕機用の環
状通路構成体であって、（ａ）中心軸線を備え、粉砕機
へ送られる空気のための入口溜め室と粉砕機で粉砕され
た粒を連行しそして搬送する粉砕帯域を構成する固定ハ
ウジングと、（ｂ）ハウジングの中心軸線を中心として
回転するよう設置される粉砕テーブルと、（ｃ）ハウジ
ングの中心軸線に平行に垂直配向されるハウジングにお
ける外側壁と、（ｄ）前記粉砕テーブルに連結されそし
て前記ハウジング内に前記外側壁より内方に離間して配
置されて該外側壁との間に環状通路を形成し、そしてハ
ウジングの中心軸線に平行に垂直配向される内側壁と、
（ｅ）前記内側壁と外側壁との間に放射状に伸延して前
記環状通路を複数の周回的に分画された通路口に分割す
る複数のベーンにして、外側壁と内側壁とを連結しそし
て粉砕テーブルと共に回転するベーンとを備える粉砕機
用環状通路構成体を提供する。好ましくは、各通路口が
粉砕テーブル下側の入口端内方部分を含み、環状通路構
成体が入口溜め室から各通路口に空気流れを案内するた
めに各通路口の入口端内方部分において複数の傾斜した
流れ案内板を含む。傾斜した流れ案内板が水平面に対し
て鋭角、例えば６０度で傾斜している。ベーンが互いに
平行でありそして入口溜め室に隣り合う各ベーンの入口
端がテーパ付けられそして回転方向において粉砕帯域に
隣り合う各ベーンの出口端より上流にあるように水平面
に対して鋭角で傾斜している。また、各ベーンの出口端
が水平面に対して鋭角で傾斜されそして入口端がテーパ
付けられそして中心軸線に対して平行に配向されるよう
ベーンが湾曲されている。

【０００８】

【作用】圧力降下の減少は回転する環状通路を横切って
一層一様な速度分布を創出することにより達成される。
これは溜め室一次空気が各通路口に流入し、そこを通し
て移行しそして流出する様相を再設計することにより達
成される。一層一様な速度分布を創出することにより、
全体的な速度水準は、環状通路に沿っての低速の領域が
補償される必要はないから減少されうる。これは回転し
ている環状通路全体を横切っての圧力降下の減少をもた
らす。

【０００９】本発明は入口空気が環状通路に垂直に流入
することを可能ならしめ、流れ分布におけるアンバラン
スを排除する。本発明はベーンの下端部が空気が環状通
路内に上って移入するとき環状通路内への滑らかな移入
を可能ならしめるようにテーパ付けられているような設
計を提供する。本発明はまた、面積を減じる翼形状物を
提供しそして流れを加速して各通路口を横切って一様な
速度分布を創出するので、流れがその後減速されると
き、流れが環状通路を出る際の圧力降下が減少する。本
発明はまた、環状通路の回転により創出される送風効果
を活用するために従来とは逆角度のベーン配向を備える
設計を提供するので、溜め室からの空気が上方にそして
粉砕帯域内に通風されるに際して圧力降下が減少する。
本発明はまた、環状通路入口内への一層一様な流れ模様
を生み出すため溜め室内の急激な角部や段差から生じる
再循環領域を減じるために環状通路入口下側に流れ案内
板を提供する。

【００１０】

【実施例】図３及び４においては、図１及び２と同じ或
いは作用的に類似の部品に対しては同じ参照番号が使用
されている。

【００１１】図３及び４を参照すると、ここで示される
本発明の具体例は、中心軸線を備える固定ハウジング６
を具備する粉砕機のための改善された環状通路構成を備
えている。粉砕用テーブル１６は粒子、特に石炭を粉
砕、特に微粉砕するために従来方式で中心軸線を中心と
して回転する。粉砕テーブル１６は図４における矢印に
より示される回転方向に回転する。入口溜め室２１に供
給された空気は外側通路壁２２と内側通路壁２４との間
に設けられた環状通路を通して上方に且つ垂直に移行す
る。環状通路は、粉砕機の垂直軸線の周囲に放射状に間
を置いて分布せしめられるベーン１２により個々の通路
口１０に更に分画される。図３に明示されるように、本
発明の特徴点の一つは、外側通路壁２２と内側通路壁２
４両方が垂直であり、先行技術におけるような中心軸線
に対してある角度（図１では角度１８）をなさずに、中
心軸線に平行なボックス形環状通路１０を形成すること
である。

【００１２】図３の入口形態は、導入空気流れ９０が通
路入口１０ａを通して垂直に流入しそして通路出口１０
ｂから粉砕帯域２０へと流入することを可能とする。

【００１３】本発明のまた別の特徴は、図４に示される
ように、ベーン１２が通路入口１０ａにおいてテーパ端
１２ａを有し、これが通路入口１０ａへの流れ９０の滑
らかな移行を可能ならしめることである。流れ９０が通
路入口１０ａ内へと上方に流れるに際して、流れ９０は
ベーンのテーパ端１２ａからその中心軸線に平行な垂直
区画１２ｄに沿って通路口１０を通って移行する。ベー
ン１２はその垂直区画１２ｄより上方に位置するベーン
湾曲部１２ｅとテーパ端１２ａを備える。ベーン湾曲部
１２ｅは通路出口１０ｂに位置するベーン出口端１２ｃ
につながる。

【００１４】翼形状体１２ｂが面積を減じそして流れ９
０を加速するために垂直区画１２ｄに位置付けられ、各
通路口を横切っての一様な速度分布を創出する。流れ９
０はその後減速されそして流れが通路出口１０ｂから流
出するに際して圧力降下の減少を許容する。

【００１５】各ベーン１２は、各ベーンのテーパ端１２
ａが粉砕テーブル１６の回転方向に対して各ベーンの出
口端１２ｃより上流にあるような方向において水平面に
対して鋭角１４’（絶対的ではないが、有益には４５
度）をなしている。これは図２に角度１４として示され
る従来設計の角度配向とは逆である。ベーン１２はテー
パ端（上流端）１２ａと中間翼形状物１２ｂを従来と同
様やはり備えるが、両者は先行技術と比較して回転方向
に対して配向が逆である。

【００１６】本発明の設計は、逆角度ベーン配向により
通路の回転により創出される送風効果（fanning effec
t）を活用する。このベーン配向は入口溜め室からの空
気が現在の場合のように減速されることなく増速して粉
砕帯域に送風されるから圧力降下の減少を可能とする。

【００１７】流れ案内板（囲い板）２６が通路入口の下
側に設置される。流れ案内板２６は入口溜め室内の部位
での急な角部や段差から生じる流れ再循環領域を減じ
る。こうした流れ再循環の排除は、通路入口内へ上昇す
る一層一様な流れ模様を生み出すのを助成する。

【００１８】流れ案内板２６は垂直軸線に対して例えば
６０度の鋭角で入口溜め室２１内の通路口への導入域の
内周に沿って延在する。

【００１９】

【発明の効果】本発明に従う回転環状通路設計は現在の
設計の比べて次の利益を与える： （ａ）環状通路への垂直入口は入口溜め室の空気の一層
一様な分布をもたらし、これは一層小さな圧力降下をも
たらす。 （ｂ）本発明は、既存の回転環状通路設計に見られる回
転損失を減じる。これは流れをテーパ付けられた入口に
沿って垂直に流入せしめそして加速しながら緩やかな湾
曲部に沿って流れを転向せしめることによりなされる。
半径方向入口を備える現在の設計に固有の回転環状通路
の半分のところにおける急激な入口湾曲部は排除され、
圧力降下の減少をもたらす。 （ｃ）垂直内側及び外側通路壁並びにベーン角度の増加
による環状通路を出ていく速度水平成分の減少によりロ
ールホイールハブやミル壁ハウジングのようなミル部品
の侵食が低減される。 （ｄ）ミルの適性操業に必要な以上に石炭床を渦巻かせ
或いは回転するのに消費されるエネルギーを低減する。 （ｅ）ベーン角度の増加は石炭粒子を浮遊するに当たっ
て速度垂直成分を一層活用する。 （ｆ）ボックス形環状通路及び流れ案内板は環状通路内
でのまたその上流での流れの乱れを最小限として環状通
路を通しての一層一様な速度分布につながる。 （ｇ）ベーンの逆配向は環状通路の回転による送風効果
を活用する。 （ｈ）ベーン長さの減少は摩擦損失並びに部品重量を減
じる。 （ｉ）ベーン長さの減少は、垂直内側及び外側壁と併せ
て、一層容易な据え付け及び保守を与える。 （ｊ）垂直内側及び外側通路は複雑性の少ない鋳造設計
を可能とし、これは製造誤差の発生の確率を減じる。各
通路部片を鋳造することの経済的利点は知られている
が、本発明の環状通路（スロート）設計は部分的に或い
は全面的に板溶接技術を通して作製することができる。

【００２０】本発明の特定の具体例について説明した
が、本発明の範囲内で多くの変更が可能であることを銘
記されたい。

【図面の簡単な説明】

【図１】公知の空気吹掃型粉砕機の環状通路の垂直断面
図である。

【図２】図１の２−２線に沿う方向から見たベーン及び
その間の通路口を示す。

【図３】本発明に従う粉砕機の環状通路を示す、図１と
同様の垂直断面図である。

【図４】図３の４−４線に沿う方向から見たベーン及び
その間の通路口を示す。

【符号の説明】

６ 固定ハウジング １０ 通路口 １０ａ 通路入口 １０ｂ 通路出口 １２ ベーン １２ａ テーパ端 １２ｂ 翼形状体 １２ｃ 出口端 １２ｄ 垂直区画 １２ｅ 湾曲部 １６ 粉砕テーブル ２０ 粉砕帯域 ２１ 入口溜め室 ２２ 外側通路壁 ２４ 内側通路壁 ２６ 流れ案内板 ９０ 導入空気流れ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート・ジェイ・ジャマルーティ アメリカ合衆国オハイオ州ノースカント ン、ウェスト・コモンズ・ストリート719 ノースウェスト

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粉砕機用の環状通路構成体であって、
   （ａ）中心軸線を備え、粉砕機へ送られる空気のための
   入口溜め室と粉砕機で粉砕された粒を連行しそして搬送
   する粉砕帯域を構成する固定ハウジングと、（ｂ）ハウ
   ジングの中心軸線を中心として回転するよう設置される
   粉砕テーブルと、（ｃ）ハウジングの中心軸線に平行に
   垂直配向されるハウジングにおける外側壁と、（ｄ）前
   記粉砕テーブルに連結されそして前記ハウジング内に前
   記外側壁より内方に離間して配置されて該外側壁との間
   に環状通路を形成し、そしてハウジングの中心軸線に平
   行に垂直配向される内側壁と、（ｅ）前記内側壁と外側
   壁との間に放射状に伸延して前記環状通路を複数の周回
   的に分画された通路口に分割する複数のベーンにして、
   外側壁と内側壁とを連結しそして粉砕テーブルと共に回
   転するベーンとを備える粉砕機用環状通路構成体。
2. 【請求項２】 各通路口が粉砕テーブル下側の入口端内
   方部分を含み、環状通路構成体が入口溜め室から各通路
   口に空気流れを案内するために各通路口の入口端内方部
   分において複数の傾斜した流れ案内板を含む請求項１の
   粉砕機用環状通路構成体。
3. 【請求項３】 傾斜した流れ案内板が水平面に対して鋭
   角で傾斜している請求項１の粉砕機用環状通路構成体。
4. 【請求項４】 角度が６０度である請求項３の粉砕機用
   環状通路構成体。
5. 【請求項５】 ベーンが互いに平行でありそして入口溜
   め室に隣り合う各ベーンの入口端がテーパ付けられそし
   て回転方向において粉砕帯域に隣り合う各ベーンの出口
   端より上流にあるように水平面に対して鋭角で傾斜して
   いる請求項１の粉砕機用環状通路構成体。
6. 【請求項６】 各ベーンの出口端が水平面に対して鋭角
   で傾斜されそして入口端がテーパ付けられそして中心軸
   線に対して平行に配向されるようベーンが湾曲されてい
   る請求項３の粉砕機用環状通路構成体。