JPH07301414A - 粉体と液体の混合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内筒の内面に粉体の固化付着などを生じな
い、また外筒内の水位が急上昇しても混合作用が不可能
になったり粉体の投入口から外部へ混合液が溢れ出した
りするのが防止されることなどを目的にする。 【構成】 下部が漏斗状に狭まり上部から粉体が投入さ
れる外筒と、外筒内に設置されて下部が漏斗状に狭まり
外筒内に投入される粉体を受ける内筒と、外筒内に横方
向から挿入されて開口し外筒下方に設置された混合槽内
に外筒から流下した液体を汲み上げて噴出し外筒内に旋
回流を形成する給水ノズルとを備え外筒上部から投入さ
れる粉体を給水ノズルから噴出する液体と混合する粉体
と液体の混合装置における漏斗状をなす内筒の断面積が
下方に向けて縮小し内側に突出する湾曲状に形成される
とともに外筒内の内筒よりも上方にオーバフロー管が開
口し開口部に粉体が侵入しないように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、火力発電プラントにお
けるボイラから排出される灰を水と混合させてスラリー
化して処理する場合などに適用される粉体と液体の混合
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は火力発電プラントにおける微粉炭
や微粉炭と重油との混合物オリマルジョン油等を燃料と
するボイラから排出される灰を水と混合させてスラリー
化して処理する場合などに使用され、本出願人が平成６
年特許願第２３０号により特許出願中の灰と水の混合装
置の説明図である。図において、本灰と水の混合装置は
外筒１の上部の灰投入管４から灰１３が投入され、投入
された灰１３は外筒１内にラッパ状に開いている内筒２
の上端開口２ａを越えて内筒２の内壁に添って流下し、
水供給ノズル７から供給される水の旋回流によって混合
され、内筒２の下端排出口２ｂからスラリー状となって
排出管３に流出し、排出管３の下端排出口３ａから混合
槽８内に排出される。そして、所定のスラリー濃度に達
するまで混合槽８と混合装置との間をスラリーポンプ９
により循環され、図示しない濃度計などで所定のスラリ
ー濃度に達したことが確認された後、図示しない別のス
ラリーポンプで数ｋｍ先の処理場へスラリー輸送される
ようになっている。混合槽８には灰の沈殿堆積を防止す
るために攪拌機１５が具えられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の灰
と水の混合装置においては、灰投入管４から灰１３を受
け入れて水と混合する内筒２の垂直部で剥離２ｃが生じ
て灰１３の固化、付着２ｄを引き起こす。さらに、灰１
３の塊など固形物による閉塞や運転の誤操作などで外筒
１内の水位が急上昇して灰１３と水との混合が不可能に
なるなどの不具合がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明に係る粉体と液体
の混合装置は上記課題の解決を目的にしており、下部が
漏斗状に狭まり上部から粉体が投入される外筒と、該外
筒内に設置されて下部が漏斗状に狭まり上記外筒内に投
入される粉体を受ける内筒と、上記外筒内に横方向から
挿入されて開口し上記外筒下方に設置された混合槽内に
上記外筒から流下した液体を汲み上げて噴出し上記外筒
内に旋回流を形成する給水ノズルとを備え上記外筒上部
から投入される粉体を上記給水ノズルから噴出する液体
と混合する粉体と液体の混合装置において、上記漏斗状
をなす内筒を断面積が下方に向けて縮小し内側に突出す
る湾曲状に形成した構成を特徴とする。

【０００５】また、本発明に係る粉体と液体の混合装置
は、下部が漏斗状に狭まり上部から粉体が投入される外
筒と、該外筒内に設置されて下部が漏斗状に狭まり上記
外筒内に投入される粉体を受ける内筒と、上記外筒内に
横方向から挿入されて開口し上記外筒下方に設置された
混合槽内に上記外筒から流下した液体を汲み上げて噴出
し上記外筒内に旋回流を形成する給水ノズルとを備え上
記外筒上部から投入される粉体を上記給水ノズルから噴
出する液体と混合する粉体と液体の混合装置において、
上記漏斗状をなす内筒を断面積が下方に向けて縮小し内
側に突出する湾曲状に形成するとともに上記外筒内の上
記内筒よりも上方に開口し開口部に粉体の侵入防止手段
が設けられたオーバフロー管を備えた構成を特徴とす
る。

【０００６】

【作用】即ち、本発明に係る粉体と液体の混合装置にお
いては、下部が漏斗状に狭まり上部から粉体が投入され
る外筒と、外筒内に設置されて下部が漏斗状に狭まり外
筒内に投入される粉体を受ける内筒と、外筒内に横方向
から挿入されて開口し外筒下方に設置された混合槽内に
外筒から流下した液体を汲み上げて噴出し外筒内に旋回
流を形成する給水ノズルとを備え外筒上部から投入され
る粉体を給水ノズルから噴出する液体と混合する粉体と
液体の混合装置における漏斗状をなす内筒が断面積が下
方に向けて縮小し内側に突出する湾曲状に形成されてお
り、混合槽内の液体を汲み上げて給水ノズルから外筒内
に噴出させると給水ノズルは外筒内に横方向から挿入さ
れているので液体は外筒内を旋回しながら流下して漏斗
状の外筒下部の開口部から混合槽へ流出するとともに給
水ノズルからの余剰の液体によって外筒内の水位が上昇
し漏斗状に開いた内筒上端の開口部を越えて内筒内に流
入し内筒の内壁に添って旋回しながら流下して内筒下端
の開口部から外筒内へ流出する。この状態で外筒内に上
部から粉体を投入すると粉体と液体とが混合されて外筒
から混合槽へ流出する。外筒内の混合液は旋回流である
ので外筒や排出管などの内面に対して流れの速度が大き
く方形槽のように流れ速度が小さくなる壁面に生じ易い
粉体の固化付着や粉体の混合不良による高濃度域の残存
などの現象を生じない。さらに、この旋回流は内筒の内
壁に添って大きな渦となって流下するので内筒の中心部
分が低圧力となり外筒内上部の粉塵を含む空気を吸い込
んで流下することにより粉塵の飛散が防止される。ま
た、外筒下部の排出口の内周面と内筒下端の開口部との
間の隙間からジェット流をなして排出されることにより
外筒内に横方向から挿入された給水ノズルから噴射され
る混合液中の粉体が外筒の内周面と内筒の外周面との間
に沈殿して堆積するのが防止される。また、漏斗状をな
す内筒の断面積が下方に向けて縮小し内側に凸の湾曲状
に形成されていることにより内筒上端の開口部を越えて
内筒内に流入した旋回流が剥離現象を生じることなく内
筒の内面に添って大きな速度で旋回しながら流下し内筒
の内面に粉体の固化付着などを生じない。

【０００７】また、本発明に係る粉体と液体の混合装置
においては、下部が漏斗状に狭まり上部から粉体が投入
される外筒と、外筒内に設置されて下部が漏斗状に狭ま
り外筒内に投入される粉体を受ける内筒と、外筒内に横
方向から挿入されて開口し外筒下方に設置された混合槽
内に外筒から流下した液体を汲み上げて噴出し外筒内に
旋回流を形成する給水ノズルとを備え外筒上部から投入
される粉体を給水ノズルから噴出する液体と混合する粉
体と液体の混合装置における漏斗状をなす内筒が断面積
が下方に向けて縮小し内側に突出する湾曲状に形成され
るとともに外筒内の内筒よりも上方にオーバフロー管が
開口し開口部に粉体が侵入しないように防止されてお
り、混合槽内の液体を汲み上げて給水ノズルから外筒内
に噴出させると給水ノズルは外筒内に横方向から挿入さ
れているので液体は外筒内を旋回しながら流下して漏斗
状の外筒下部の開口部から混合槽へ流出するとともに給
水ノズルからの余剰の液体によって外筒内の水位が上昇
し漏斗状に開いた内筒上端の開口部を越えて内筒内に流
入し内筒の内壁に添って旋回しながら流下して内筒下端
の開口部から外筒内へ流出する。この状態で外筒内に上
部から粉体を投入すると粉体と液体とが混合されて外筒
から混合槽へ流出する。外筒内の混合液は旋回流である
ので外筒や排出管などの内面に対して流れの速度が大き
く方形槽のように流れ速度が小さくなる壁面に生じ易い
粉体の固化付着や粉体の混合不良による高濃度域の残存
などの現象を生じない。さらに、この旋回流は内筒の内
壁に添って大きな渦となって流下するので内筒の中心部
分が低圧力となり外筒内上部の粉塵を含む空気を吸い込
んで流下することにより粉塵の飛散が防止される。ま
た、外筒下部の排出口の内周面と内筒下端の開口部との
間の隙間からジェット流をなして排出されることにより
外筒内に横方向から挿入された給水ノズルから噴射され
る混合液中の粉体が外筒の内周面と内筒の外周面との間
に沈殿して堆積するのが防止される。また、漏斗状をな
す内筒の断面積が下方に向けて縮小し内側に凸の湾曲状
に形成されていることにより内筒上端の開口部を越えて
内筒内に流入した旋回流が剥離現象を生じることなく内
筒の内面に添って大きな速度で旋回しながら流下し内筒
の内面に粉体の固化付着などを生じない。また、外筒内
の内筒よりも上方に開口部に粉体の侵入が防止されたオ
ーバフロー管が開口していることにより粉体の塊等の固
形物による外筒の閉塞、運転誤操作などで外筒内の水位
が急上昇しても混合作用が不可能になったり粉体の投入
口から外部へ混合液が溢れ出したりするのが防止され
る。

【０００８】

【実施例】図１は本発明の一実施例に係る灰と水の混合
装置の説明図である。図において、本実施例に係る灰と
水の混合装置は火力発電プラントにおける微粉炭や微粉
炭と重油との混合物オリマルジョン油等を燃料とするボ
イラから排出される灰を水と混合させてスラリー化して
処理する場合などに使用されるもので、図における符号
１は円筒状の上方の部分とこれに続いて下方に行くのに
従って断面積が縮小する下方の部分とを有する漏斗状の
外筒で下部に排出口を有し、その上端中央の開口部には
上方から下方に向かって外筒１内へ円筒状の灰投入管４
が貫通して外筒１の上部中央に配置されている。灰投入
管４の外周面と外筒１開口部の内周面との間には通気口
６が形成されている。また、外筒１下端の排出口には排
出管３が接続されている。２は灰投入管４下方の外筒１
内に配置された内筒で外筒１の上端よりも下方の所定位
置にラッパ状に開いた上端開口部２ａを備えて漏斗状の
形状を有し、上端開口部２ａから下端開口部２ｂまでの
間は内側に凸の湾曲状に徐々に狭まって形成されてい
る。下端開口部２ｂの外周部と外筒１下部の排出口の内
周面との間には、所定の隙間１２が形成されている。内
筒２の上端開口部２ａのやや下方には水平方向に外筒１
内に貫入する給水ノズル７が設けられている。また、通
気口６下方の灰投入管４外周には円周方向に継がった灰
の飛散防止板５が取付けられている。隙間１２の大きさ
は、給水ノズル７から給水される水量よりも少ない水量
の水が流出するように設定されている。給水ノズル７に
は下方の混合槽８からスラリーポンプ９を経て水が供給
されるようになっている。灰投入管４は図示しない灰貯
留タンク（ホッパー）の下端開口部の定量灰排出機に接
続されている。排出管３は下方の混合槽８に外筒１内の
水を導入可能に設けられている。

【０００９】１０は排出管３の閉塞など運転中のトラブ
ル等によって外筒１内の水位が急上昇した際に灰投入管
４が侵水することのないように防止するオーバフロー管
で、外筒１内壁面に開口するオーバフロー管１０の入口
部には飛散する灰１３が侵入しないように防止壁１１が
設けられている。１４は内筒２を固定する固定板、１５
は混合槽８内で排出管３から排出される混合灰が沈殿堆
積しないように具えられた攪拌機である。

【００１０】本装置を使用して灰と水とを混合する場合
は、混合槽８からスラリーポンプ９で水を送り、給水ノ
ズル７から外筒１内に水を噴出させる。給水ノズル７は
外筒１内で水を水平方向に噴出するので、外筒１内で水
が旋回流を形成する。水は旋回しながら外筒１内を流下
して隙間１２から排出管３内に流出する。隙間１２から
流出する水量よりも給水ノズル７から噴出される水量が
多いように設定されていることにより、外筒１内の水位
が上昇して内筒２の上端開口部２ａの縁を越して内筒２
の内壁面に添って流れ込む。内筒２内に流れ込んだ水も
旋回流の慣性力により旋回流となる。このような状態で
灰投入管４から灰１３を定量的に投入すると、投入され
た灰１３が旋回流の水面に達して灰１３の一部が水との
接触領域で舞い上がるが、殆どの灰１３は外筒１内また
は内筒２内を流下しながら速度の大きい旋回流に巻き込
まれて灰スラリーとなり、内筒２の下端開口部２ｂ及び
外筒１下部の排出口の内周面と内筒２の下端開口部２ｂ
との間の隙間１２から排出管３内へ流出して混合槽８へ
排出される。このような旋回流によって灰１３の固化に
よる付着や灰１３の混合不良による高濃度域の残存など
が防止される。また、内筒２内の水は内側に凸の湾曲状
に徐々に狭まる内筒２の形状により剥離現象を生じるこ
となく旋回流となって流下するので、内筒２の中心部が
低圧力となって逆円錐状の水面となり、内筒２内を下方
へ向かって流れる水が空気を吸い込んで流下する。この
空気の吸い込みにより、外筒１内の水面上に漂う粉塵が
即座に吸引される。また、隙間１２から排出される水は
ジェット流となり、隙間１２や排出管３の内面などにス
ラリーの付着が防止される。また、灰投入管４から外筒
１内へ投入される灰１３の一部が水との接触領域で舞い
上がるが、この舞い上がった灰が外筒１の上端部の通気
口６から外部へ飛散しないように飛散防止板５によって
阻止される。また、本装置が緊急停止した場合等にも外
筒１下部の内周面と内筒２下部の外周面との間に介在す
る灰は隙間１２から総て排出され、外筒１下部の内周面
と内筒２下部の外周面との間に灰は残存しない。このよ
うに外筒１および内筒２内に形成される水の旋回流によ
って投入された灰１３は総て確実に灰スラリーとして排
出管３へ排出することができ、また灰１３の外部への飛
散を防止することができるとともに、灰１３の塊等の固
形物や運転誤操作などで外筒１内の水位が急上昇して
も、灰投入管４に水が接することなくオーバフロー管１
０の位置で阻止される。オーバフロー管１０内へ飛散し
て侵入する灰は、防止壁１１によって防止される。

【００１１】図２は本発明の他の実施例に係る灰と水の
混合装置の説明図である。図において、符号１６はオー
バフロー管内へ灰が飛散して侵入するのを阻止するため
の浮子式開閉弁、１７は浮子式開閉弁１６を所定の位置
に保持するステンレス製の吊鎖、１８は吊鎖１７の固定
具である。その他の構造は図１に示す上記実施例に係る
灰と水の混合装置と略同一に構成されており、灰の塊等
の固形物による隙間１２の閉塞や運転の誤操作等によっ
て外筒１内の水位が急上昇した場合には、通常はオーバ
フロー管１０入口を閉じて灰の侵入を防止している浮子
式開閉弁１６が水位の上昇とともに浮子が押し上げられ
てオーバフロー管１０の入口が開口状態となり、外筒１
内の水位を極端に高めることなく安全な位置でオーバフ
ローさせることができる。このようにして、上記の実施
例に係る灰と水の混合装置と同様の作用および効果を得
ることができる。

【００１２】従来の灰と水の混合装置においては、灰投
入管から灰を受け入れて水と混合する内筒の垂直部で剥
離が生じて灰の固化、付着を引き起こす。さらに、灰の
塊など固形物による閉塞や運転の誤操作などで外筒内の
水位が急上昇して灰と水との混合が不可能になるなどの
不具合点があるが、上述の各実施例に係る灰と水の混合
装置においては漏斗状の外筒１内に漏斗状の内筒２が設
置されており、外筒１上部中央には灰を落下させる灰投
入管４が設置され、外筒１を灰投入管４が貫通する上端
の開口部の内周面と灰投入管４の外周面との間は通気口
６が介在するように形成され、外筒１下部の排出口には
排出管３が接続され、内筒２は外筒１の上端よりも下方
の所定の位置にラッパ状に開いた上端開口部２ａを有
し、下端開口部２ｂの外周面と外筒１下部の排出口の内
周面との間に所定の隙間１２が介在するように形成さ
れ、給水ノズル７が内筒２の上端開口部２ａ付近の高さ
位置で水平方向に外筒１内に貫入している。内筒２は灰
投入管４から外筒１内へ投入される灰を受け入れて水と
混合させる部分には垂直管部を有さず、内側に凸の湾曲
状をなしている。また、外筒１上部付近には事故対策用
にオーバフロー管１０と、このオーバフロー管１０入口
前に灰が飛散して侵入するのを防ぐ防止壁１１、或いは
浮子式開閉弁１６を備えている。給水ノズル７から外筒
１内に水を噴出させると、給水ノズル７は外筒１内に水
平方向に貫通しているので、水は外筒１内を旋回しなが
ら流下して漏斗状の外筒１下部の開口部と内筒２下端の
開口部との間の隙間１２から排出管３に流出する。給水
ノズル７からの余剰の水によって外筒１内の水位が上昇
すると、水がラッパ状に開いた内筒２の上端開口部２ａ
を越えて内筒２内に流入し、内筒２の内壁に添って旋回
しながら流下して内筒２の下端開口部２ｂから排出管３
へ流出する。この状態で外筒１内に灰投入管４から定量
の灰を投入すると、灰はスラリー状となって外筒１下方
の排出管３から流出する。灰と水との混合水は旋回流
で、外筒１及び排出管３内の内側壁面に対して流れ速度
が大きいので、方形槽のように流れ速度が小さくなる壁
面に生じ易い灰の固化付着や灰の混合不良の高濃度域の
残存などの現象を生じない。さらに、旋回流は内筒２の
内壁に添って大きな渦となって流下するので、内筒２の
中心部分は低圧力となって外筒１内上部の灰による粉塵
を含む空気を吸い込んで流下し、灰による粉塵の飛散が
防止される。また、外筒１下部の排出口３の内周面と内
筒２の下端開口部２ｂの外周面との間の隙間１２から運
転中は絶えず排出管３に混合水がジェット流となって排
出されるので、外筒１内に水平方向に貫通する給水ノズ
ル７から噴出される灰と水との混合水が外筒１の内周面
と内筒２の外周面との間の最下部に沈殿して堆積するの
が防止される。しかも、灰投入管３から落下した灰が旋
回流の水面と接する領域で灰の一部が巻き上がるが、灰
の飛散防止板５によって巻き上がりが抑制され通気口６
から外部へ飛散するのが防止される。また、ラッパ状に
開いた上端開口部２ａを有する円筒２は内側に凸の湾曲
状に下方向へ行くのに従って断面積が縮小する形状とな
っているので、ラッパ状に開いた内筒２の上端開口部２
ａを越えて内筒２内に流入した水は剥離現象を起こすこ
となく、内筒２の内壁に添う旋回流となって流下するこ
とにより、内筒２の内壁面に灰の固化付着等を生じるこ
となく円滑なスラリー輸送が行える。また、灰の塊等の
固形物による隙間１２の閉塞、運転誤操作などで外筒１
内の水位が急上昇してもオーバフロー管１０により運転
に差し支えのない位置でオーバフローさせることがで
き、運転を直ちに停止させる等の処置を講じる必要がな
い。また、正常な運転中においてオーバフロー管１０入
口の防止壁１１、或いは水位の上昇及び下降に応じて自
動的に開閉する浮子式開閉弁１６などによってオーバフ
ロー管１０内へ灰が飛散して侵入するのが阻止されるの
で、灰の固化付着等を生じさせない。従って、本装置は
灰の連続処理が可能で輸送効率が良く、運転等のコスト
が低い。また、衛生、環境面に関しても有利である。

【００１３】

【発明の効果】本発明に係る粉体と液体の混合装置は前
記のように構成されており、内筒上端の開口部を越えて
内筒内に流入した旋回流が剥離現象を生じることなく内
筒の内面に添って大きな速度で旋回しながら流下し内筒
の内面に粉体の固化付着などを生じないので、粉体と液
体との混合が円滑に行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は本発明の一実施例に係る灰と水の
混合装置の断面図、同図（ｂ）はそのオーバフロー管の
平面図である。

【図２】図２（ａ）は本発明の他の実施例に係る灰と水
の混合装置の断面図、同図（ｂ）はそのオーバフロー管
の平面図、同図（ｃ）はその作用説明図である。

【図３】図３は特許出願中の灰と水の混合装置の断面図
である。

【符号の説明】

１ 外筒 ２ 内筒 ２ａ 上端開口 ２ｂ 下端開口 ３ 排出管 ４ 灰投入管 ５ 灰飛散防止板 ６ 通気口 ７ 給水ノズル ８ 混合槽 ９ スラリーポンプ １０ オーバフロー管 １１ 防止壁 １２ 隙間 １３ 灰 １４ 固定板 １５ 攪拌機 １６ 浮子式開閉弁 １７ 吊鎖 １８ 固定具

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下部が漏斗状に狭まり上部から粉体が投
   入される外筒と、該外筒内に設置されて下部が漏斗状に
   狭まり上記外筒内に投入される粉体を受ける内筒と、上
   記外筒内に横方向から挿入されて開口し上記外筒下方に
   設置された混合槽内に上記外筒から流下した液体を汲み
   上げて噴出し上記外筒内に旋回流を形成する給水ノズル
   とを備え上記外筒上部から投入される粉体を上記給水ノ
   ズルから噴出する液体と混合する粉体と液体の混合装置
   において、上記漏斗状をなす内筒を断面積が下方に向け
   て縮小し内側に突出する湾曲状に形成したことを特徴と
   する粉体と液体の混合装置。
2. 【請求項２】 上記外筒内の上記内筒よりも上方に開口
   し開口部に粉体の侵入防止手段が設けられたオーバフロ
   ー管を備えたことを特徴とする請求項１に記載の粉体と
   液体の混合装置。