KR20130018291A

KR20130018291A - 회전식 분급기

Info

Publication number: KR20130018291A
Application number: KR1020127029454A
Authority: KR
Inventors: 다카시 아이자와; 아키라 바바; 유키 곤도; 유타카 다케노; 신이치로 노무라
Original assignee: 바브콕-히다찌 가부시끼가이샤
Priority date: 2010-05-14
Filing date: 2011-05-11
Publication date: 2013-02-20
Also published as: US20130056396A1; CA2799387C; AU2011251218A1; MX2012013229A; US8714359B2; CN103025441B; WO2011142390A1; JP5812668B2; CA2799387A1; CN103025441A; TW201210706A; AU2011251218B2; JP2011255368A; KR101473281B1

Abstract

본 발명은, 분급(分級) 성능을 높게 유지할 수 있는 동시에, 바이오매스(biomass) 등에 의한 막힘이 쉽게 일어나지 않는 회전식 분급기를 제공한다. 회전 분급핀(13)의 상부에, 상기 회전 분급핀(13)의 주위 방향을 따라 간격을 두고 고정 부재(27) 측을 향해 돌출된 빗살형의 돌출부(36)를 가지고, 그 빗살형 돌출부(36)의 상단부와 고정 부재(27)의 하면과의 사이에 제1 간극(42)이 형성되고, 돌출부(36a)와 그 돌출부(36a)와 인접하는 돌출부(36b)와의 사이에 형성되어 있는 제2 간극(43)이 제1 간극(42)과 이어져 있고, 회전 분급핀(13)의 회전에 의해, 제1 간극(42) 및 제2 간극(43)을 통하여 빗살형 돌출부(36)의 직경 방향 외측으로부터 내측을 향하는 기류(氣流)가 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

회전식 분급기 및 이것을 구비한 분급 장치, 분쇄 장치 및 석탄분 보일러 플랜트{ROTATING CLASSIFIER AND CLASSIFICATION DEVICE EQUIPPED WITH SAME, PULVERIZATION DEVICE, AND COAL-FIRED BOILER PLANT}

본 발명은, 예를 들면, 바이오매스(biomass) 단체(單體) 또는 석탄과 바이오매스의 혼합물 등의 분쇄물을 소정의 크기로 분급(分級)하는 회전식 분급기에 관한 것이며, 특히 분쇄물이 빠져나가거나, 분쇄물에 의한 막힘을 방지할 수 있어, 분급 성능을 향상시켜, 안정된 운전이 가능한 회전식 분급기에 관한 것이다.

바이오매스는, 연료 중에 N분이 적고 휘발분이 많으므로, 석탄 등의 화석 연료와의 혼소(混燒) 또는 병소(倂燒)함으로써, 저NOx, 저미연분(低未燃分) 연소가 가능하며, 최근, 화석 연료 연소 보일러에서의 CO₂ 배출 삭감책의 하나로서 목질(木質) 바이오매스를 부(副)연료로서 사용하는 연소 기술이 주목되고 있다.

종래의 목질 바이오매스 혼소 기술의 실례는 특히 유럽이나 북미에 많고, 목질 바이오매스를 이미 설치된 석탄 분쇄기에 혼합 투입하여 분쇄한 후, 미분탄(微粉炭)과 함께 버너로부터 보일러 화로 내에 투입하는 방법이 있다. 또한, 일본 내에서는, 석탄과 같은 분쇄 연소 계통을 사용하여, 석탄을 반송(搬送)하는 컨베이어 상에 목질 바이오매스를 공급하여, 석탄과 함께 혼합·분쇄하는 방식이, 가장 저비용이므로 일반적으로 되어 있다.

그 때의 목질 바이오매스로서는, 미리 미분쇄하여 펠릿(pellet)화한 것, 또는 50mm 미만 정도로 분쇄하여 칩(chip)화한 것이 사용된다. 그 외의 혼소의 예로서는, 목질 바이오매스를 단독으로 분쇄하여 미분탄 반송 라인에 공급·혼합하여 화로 내에서 혼소하는 기술도 있다.

최근, 목질계 칩 대신에, 수분이 적고 에너지 밀도가 높은 펠릿이나, 성형탄(briquet)이 발전용 연료로서의 적용성이 검토되고 있다. 그 이유는, 연료 제조 비용은, 생나무를 파쇄한 것보다, 원료 제조 비용은 소요되지만, 수송비가 저렴한 것에 더하여, 저장성이 우수하기 때문이다.

도 22는 종래의 롤러식 세로형 스탠드형 분쇄 장치의 개략적인 구성도이다. 이 롤러식 세로형 스탠드형 분쇄 장치는, 주로 구동부와, 가압부와, 분쇄부 및 분급부로 구성되어 있다.

상기 구동부는, 롤러식 분쇄 장치의 외측에 설치된 분쇄부 구동 모터(1)로부터 감속기(2)에 회전력을 전달하고, 그 감속기(2)의 회전력을 감속기(2)의 상부에 설치된 회전 테이블(3)에 전달하는 구조로 되어 있다.

상기 가압부는, 롤러식 분쇄 장치의 외측에 설치된 유압 실린더(4)에 의해, 로드(5)를 통하여 롤러식 분쇄 장치의 내부에 설치되어 있는 가압 프레임(6)을 하방향으로 인장(引張)시킴으로써, 가압 프레임(6)의 하부에 설치되어 있는 브래킷(7)에 분쇄 하중을 가할 수 있다.

상기 분쇄부는, 회전 테이블(3) 상에 원주 방향을 따라 등간격으로 복수 개 배치된 분쇄 롤러(8)를 상기 가압 암(pressurization arm)(6) 및 브래킷(7)으로 지지하고 있다. 회전 테이블(3)의 회전에 의해 분쇄 롤러(8)가 회전하고, 원료 공급관(9)으로부터 투입한 피분쇄물(10)을 회전 테이블(3)과 분쇄 롤러(8)와의 물려들어가는 부분, 즉 닙부(nip portion)에 의해 분쇄한다.

상기 분급부는, 고정 분급핀(fixed classification fin)(11)을 가지는 사이클론형의 고정식 분급기(12)와, 회전 분급핀(13)을 가지는 회전식 분급기(14)를 구비하고, 상기 고정 분급핀(11)의 하단부에는 회수 콘(recovery cone)(15)이 장착되어 있다. 도 22에 나타낸 바와 같이, 상기 고정식 분급기(12)의 내측에 회전식 분급기(14)가 배치되고, 이중의 분급기를 구비하고 있다. 상기 회전 분급핀(13)은, 상기 원료 공급관(9)의 외주에 배치된 중공형(中空形)의 회전축(23)을 통하여 분급 모터(24)에 의해 회전 구동된다.

상기 원료 공급관(9)으로부터 투입한, 예를 들면, 석탄 등의 피분쇄물(10)은, 회전하고 있는 회전 테이블(3)의 중앙부에 낙하하고, 회전 테이블(3)의 회전에 따라 발생한 원심력에 의해 회전 테이블(3) 상을 소용돌이형의 궤적을 그려 회전 테이블(3)의 외주측으로 이동하여, 회전 테이블(3)과 그 위에서 전동(轉動)하는 분쇄 롤러(8)와의 사이에 물려들어가 분쇄된다.

분쇄된 피분쇄물(10)은 또한, 외주로 이동하고, 회전 테이블(3)의 외주에 설치된 슬롯(16)으로부터 밀 케이싱(mill casing)(17) 내로 도입되는 고온의 1차 공기 등의 반송용 기체(18)와 합류하고, 분쇄물은 건조되면서 위쪽으로 뿜어 올려진다.

슬롯(16)으로부터 고정식 분급기(12)의 하단까지의 구간은 1차 분급부라고 하고 있고, 뿜어 올려진 분쇄물(19)은 중력에 의한 분급을 받아, 거친 입자(coarse powder)는 낙하하여 분쇄부로 되돌려진다.

분급부에 도달한 미세한 분쇄물(19)은 고정식 분급기(12)와 회전식 분급기(14)에 의해 소정 입도(粒度) 이하의 미립자(20)와 소정 입도를 초과한 거친 입자(21)로 분급된다(2차 분급). 거친 입자(21)는 상기 회수 콘(15)의 내면을 따라 낙하하여 재분쇄되고, 한편, 미립자(20)는 송급관(22)을 거쳐, 예를 들면, 석탄분(石炭焚) 보일러(도시하지 않음) 등의 공급처에 기류(氣流) 반송된다.

도 23은 이 종래의 롤러식 분쇄 장치에 구비되어 있는 분급 장치의 일부를 확대한 개략적인 구성도이다.

도 23에 나타낸 바와 같이, 고정 분급핀(11)의 내측에 회전 분급핀(13)이 배치되고, 그 회전 분급핀(13)은 하측 링 서포트(lower ring support)(25)와 상측 링 서포트(26)와의 사이에 협지되도록 하여, 양 링 서포트(25, 26)에 고정·지지되어 있다. 하측 링 서포트(25) 및 상측 링 서포트(26)는 상기 회전축(23)(도 22 참조)의 외주측에 간격을 두고 연결되고, 이들 회전 분급핀(13), 하측 링 서포트(25) 및 상측 링 서포트(26)는 회전축(23)과 함께 일체로 되어 회전한다.

상기 회전 분급핀(13)의 평면 형상은 직사각형을 하고 있고, 그 회전 분급핀(13)의 폭 방향이 회전식 분급기(14)(도 22 참조)의 회전 중심 방향을 향하도록 하여, 상기 링 서포트(25, 26)의 주위 방향을 따라 등간격으로 다수 설치되어 있다.

상기 상측 링 서포트(26)와 그 위의 천정판(27)과의 사이에는, 좁은 간극[間隙;협애부(狹隘部)(28)]가 형성되어 있다. 이 협애부(28)는, 회전식 분급기(14)가 회전해도 천정판(27)과 접촉하지 않도록 하기 위해 형성되어 있는 간극이다. 협애부(28)의 높이가 높으면, 즉 상측 링 서포트(26)와 천정판(27)과의 간극이 크면, 거친 입자(21)가 빠져나가 분급된 미립자(20)에 혼입될 우려가 있기 때문에, 협애부(28)를 남기고 높게 할 수 없어, 거대한 외경을 가지는 상측 링 서포트(26)[회전 분급핀(13)]에 대하여, 상측 링 서포트(26)와 천정판(27)과의 간극[협애부(28)]은 수밀리미터라는 엄격한 치수 설정으로 되어 있다.

미국 특허 출원 공개 공보 2009/0294333 A1 일본공개특허 1996-192066호 공보 일본공개특허 제2003-126782호 공보

본래, 바이오매스는 굵어도 연소되기 때문에, 회전식 분급기에 의한 정밀한 분급은 불필요하지만, 석탄과의 혼합 분쇄에 있어서는, 석탄도 보일러 내에서 연소시킬 필요가 있으므로, 바이오매스도 석탄같은 수준의 입도로 할 필요, 즉 바이오매스도 석탄을 위해 정밀 분급을 필요로 한다.

이와 같이 정밀 분급을 행하기 위해서는, 전술한 바와 같이 천정판(27)과 상측 링 서포트(26)와의 간극이 중요하다. 왜냐하면, 이 간극으로부터 거친 입자(21)가 빠져나가, 분급된 미분탄(20)에 혼입되기 때문이다.

이 빠져나가는 현상은, 상측 링 서포트(26)와 천정판(27)과의 사이에 있어서, 상측 링 서포트(26)의 상면 부근에는 상측 링 서포트(26)의 회전 방향에 대한 흐름이 발생하고 있지만, 회전식 분급기(14)의 회전 중심 방향에 대한 흐름이 지배적이며, 그 회전 중심 방향에 대한 흐름을 타고 거친 입자(21)가 상측 링 서포트(26)와 천정판(27)과의 간극으로부터 빠져나가는 것에 의해 일어나는 현상이다.

또한, 석탄보다 비중이 낮은 바이오매스는, 분쇄부로부터 위쪽으로 뿜어 올려지기 쉽고, 또한 섬유형이므로, 천정판(27)과 상측 링 서포트(26)와의 사이의 협애부(28)에 겹쳐져서 막히고, 그 협애부(28)를 폐색(閉塞)하여, 회전식 분급기(14)의 회전이 정지되는 문제도 있다. 이 바이오매스에 의한 막힘의 문제는, 석탄에 대한 바이오매스의 혼쇄(混碎) 비율을 높여 가는 데 있어서 해결하지 않으면 안되는 문제이다.

종래에는, 바이오매스가 천정판(27)과 상측 링 서포트(26)와의 사이의 협애부(28)에 막히지 않도록 하기 위해, 협애부(28)를 넓게 할수 밖에 없었다. 그러나, 협애부(28)를 넓게 하면 석탄의 거친 입자가 빠져나가는 것이 현저하게 증가하여, 정밀 분급을 행할 수 없어, 분쇄 장치로부터 인출되는 입자군의 입도 분포가 샤프하지 않게 되고, 그 결과, 보일러 장치의 연소성이 악화되어, NOx나 UBC 등이 증가하여, 발전 효율이 저하되는 문제가 있다.

또한, 종래, 이 종류의 분쇄 장치에 있어서의 분급 효과를 높이기 위해, 도 22나 도 23에 나타낸 바와 같이, 원통형으로 형성된 하강류 형성 부재(30)를 천정판(27)의 하면으로부터 고정 분급핀(11)과 회전 분급핀(13)과의 사이에 수하(垂下)하는 구조가 제안되어 있다.

이와 같이, 고정 분급핀(11)과 회전 분급핀(13)과의 사이에 하강류 형성 부재(30)를 수하하면, 도 23에 나타낸 바와 같이, 슬롯(16)으로부터 분출되는 반송용 기체(18)에 의해 아래쪽으로부터 뿜어 올려진 분쇄물(입자군)(19)은, 관성력에 의해 천정판(27) 부근까지 상승하고, 고정 분급핀(11)을 통과하여 하강류 형성 부재(30)와 충돌한다.

충돌 후에 자중(自重) 등에 의해 하강류로 되지만, 거친 입자(21) 이외의 입자군(31)은 하강류 형성 부재(30)의 하단 근방에서, 송급관(22)(도 22 참조) 측의 부압(負壓)에 의해 회전 분급핀(13) 측을 향하는 흐름으로 변화한다. 그러나, 하강류 중의 거친 입자(21)는, 중력과 하방향의 관성력이 크기 때문에, 회전 분급핀(13) 측을 향하는 흐름으로부터 분리되어, 회수 콘(15)을 따라 낙하한다(도 22 참조).

그 결과, 회전 분급핀(13)에는 거친 입자(21)를 거의 포함하지 않는 입자군(31)이 도달하게 되므로 분급 효과를 높일 수 있다.

그런데, 이 구성의 분쇄 장치에서 석탄과 바이오매스를 혼합하여 분쇄(혼쇄)하는 경우에는, 바이오매스쪽이 석탄보다 가볍기 때문에, 도 23에 나타낸 바와 같이, 천정판(27) 부근의 회전 분급핀(13)의 상단부와 하강류 형성 부재(30)와의 사이에 형성되어 있는 공간부(32)에, 바이오매스의 분쇄물을 많이 포함된 와류(渦流)(33)가 형성되기 쉬워진다.

이 공간부(32)에서 바이오매스의 분쇄물을 많이 포함한 와류(33)가 형성되면, 필연적으로 협애부(28)에서의 바이오매스의 막힘이 발생하기 쉬우므로, 회전식 분급기(14)의 회전이 정지하는 새로운 문제가 생긴다.

도 24는 종래, 일본공개특허 제2003-126782호 공보(상기 특허 문헌 3)에서 제안된 분급기의 개략적인 구성도, 도 25는 그 분급기의 일부를 절단한 주요부 확대 사시도이다.

회전 테이블과 복수의 분쇄 롤러를 구비한 분쇄부(도시하지 않음)의 위쪽에, 도 24에 나타낸 분급기가 설치되어 있다.

이 분급기의 내측에 형성된 분급실(101)의 중앙부를 관통하도록 원료 공급관(102)이 수직 방향으로 설치되고, 원료 공급관(102)의 하단부는 상기 회전 테이블의 근처까지 연장되어 있다. 분급실(101)의 상부에는, 덕트(duct)(103)를 통하여 유인(誘引) 송풍기(104)가 접속되어 있다.

분급실(101)의 중단에 설치된 천정판(105)의 외주부 하면에는, 원통형으로 형성된 고정 분급핀(106)이 장착되고, 또한 고정 분급핀(106)의 하단부에는 회수 콘(107)이 장착되어 있다.

상기 천정판(105)의 중앙 개구부 아래쪽으로부터 원료 공급관(102)의 주위에 걸쳐, 상자형의 회전식 분급기(108)가 설치되어 있다.

이 회전식 분급기(108)는 도 25에 나타낸 바와 같이, 원환형의 하측 링 서포트(109)와, 상측 링 서포트(110)와, 평판형으로 형성되고 상기 링 서포트(109, 110)의 주위 방향을 따라 등간격으로 배치된 회전 분급핀(111)과, 그 회전 분급핀(111)의 상부에 배치된 평판형의 거친 입자 침입 방지 날개(112)와, 상기 원료 공급관(102)에 여유있게 끼워진 내통(113)과, 상기 상측 링 서포트(110)와 내통(113)을 연결하는 연결 바(114) 등을 가지고 있다. 이 회전식 분급기(108)는, 도시하지 않은 분급 모터에 의해 회전 구동된다.

상기 회전 분급핀(111)의 하단부 및 상단부는 하측 링 서포트(109) 및 상측 링 서포트(110)에 의해 지지·고정되고, 상기 거친 입자 침입 방지 날개(112)의 하단부는 상측 링 서포트(110)에 의해 지지·고정되어 있다.

상기 각각의 회전 분급핀(111)의 폭 방향은, 회전식 분급기(108)의 회전 중심의 방향을 향하고 있다. 한편, 상기 거친 입자 침입 방지 날개(112)의 폭 방향은, 후술하는 분출 공기류(115)를 형성하기 위해, 상기 회전 분급핀(111)에 대하여 약간 경사지도록 설치되어 있다.

도 25에 나타낸 바와 같이, 거친 입자 침입 방지 날개(112)의 상단은, 천정판(105)과의 사이에 소정의 간극이 형성되도록 거친 입자 침입 방지 날개(112)의 높이가 설정되어 있다. 또한, 천정판(105)의 내주 단부에는, 원통형으로 형성된 내측 차단벽(116)이 하방향으로 설치되어, 거친 입자 침입 방지 날개(112)의 내주측과의 사이에 소정의 간극이 형성되어 있다.

또한, 거친 입자 침입 방지 날개(112)의 외주측에는, 원통형으로 형성된 외측 차단벽(117)이 천정판(105)으로부터 하방향으로 설치되어, 거친 입자 침입 방지 날개(112)의 외주측과의 사이에 소정의 간극이 형성되어 있다. 외측 차단벽(117)의 하단부는, 거친 입자 침입 방지 날개(112)를 넘어 회전 분급핀(111)의 상단부까지 연장되어 있다.

따라서, 거친 입자 침입 방지 날개(112)는, 천정판(105)의 내주 단부와 내측 차단벽(116)과 외측 차단벽(117)에 의해 에워싸여져 있다. 그리고, 상기 거친 입자 침입 방지 날개(112)와 천정판(105)과의 간극, 거친 입자 침입 방지 날개(112)와 내측 차단벽(116)과의 간극, 거친 입자 침입 방지 날개(112)와 외측 차단벽(117)과의 간극은, 각각 20~30 mm 정도로 되어 있다.

또한, 내측 차단벽(116)에는, 주위 방향을 따라 복수의 세로 슬릿(117)이 형성되어 있다.

상기 유인 송풍기(104)에 의해 분급실(101) 내의 공기가 제거됨으로써, 분쇄부(도시하지 않음)의 윈드 박스(wind box)로부터 외기가 밀 케이싱(119) 내로 유입되고, 분쇄부에서 분쇄된 입자군을 동반하여 고정 분급핀(106)으로부터 분급실(101) 내로 유입된다. 이 때, 분급실(101) 내로 유입되도록 하는 비교적 큰 거친 입자는, 고정 분급핀(106)의 사이클론 효과에 의해 분리되어, 다시 분쇄부로 되돌려진다.

분급실(101) 내로 도입된 입자군은 또한, 회전 분급핀(108)의 원심력에 의해 분급되어 비교적 입경이 큰 입자는 회수 콘(107) 상에 낙하하여 다시 분쇄부로 되돌려지고, 회전 분급핀(108)을 통과한 미립자가 분급기로부터 인출된다.

전술한 바와 같이, 거친 입자 침입 방지 날개(112)는, 20~30 mm 정도의 간극을 통하여, 천정판(105)의 내주 단부와 내측 차단벽(116)과 외측 차단벽(117)에 의해 하방향 오목형으로 에워싸여져 있고, 또한 각 거친 입자 침입 방지 날개(112)는 회전식 분급기(108)의 회전 방향에 대하여 약간 경사지게 배치되어 있다.

그러므로, 거친 입자 침입 방지 날개(112)가 회전 분급핀(108)과 함께 회전함으로써, 회전식 분급기(108)의 내측으로부터 외측으로 반경 방향 외측 방향의 힘이 발생하고, 도 25에 나타낸 바와 같이, 내측 차단벽(116)의 세로 슬릿(118)을 통해 공기가 오목형의 간극[거친 입자 침입 방지 날개(112)와 내측 차단벽(116)과의 간극 → 거친 입자 침입 방지 날개(112)와 천정판(105)과의 간극 → 거친 입자 침입 방지 날개(112)와 외측 차단벽(117)과의 간극]을 통과하고, 외측 차단벽(117)의 하단부로부터 분출되는 분출 공기류(115)를 형성하여, 천정판(105)과 회전식 분급기(108)와의 사이로부터의 거친 입자의 침입을 방지하는 구조로 되어 있다.

전술한 바와 같이, 이 분쇄 장치의 가동 중, 유인 송풍기(104)에 의해 분급실(101) 내의 공기를 제거함으로써, 외기를 윈드 박스로부터 밀 케이싱(119) 내로 도입하고, 그에 따라 발생하는 기류에 의해 분쇄부에서 분쇄된 입자군을 위쪽의 분급기까지 반송하는 기구(機構)로 되어 있고, 분급실(101) 중의 공기는 항상 유인 송풍기(104)의 강력한 흡인력에 의해 계속 제거되고 있다.

이와 같은 조건 하에 있어서, 거친 입자 침입 방지 날개(112)의 회전만으로, 유인 송풍기(104)의 흡인력에 의해 발생하는 강력한 공기류를 거역하는 분출 공기류(115)를 형성하는 것은 실질적으로 불가능하고, 그러므로 거친 입자의 침입 방지 효과는 기대할 수 없다.

또한, 만일 분출 공기류(115)의 형성이 가능했다고 해도, 이 분쇄 장치에서 석탄과 바이오매스의 혼합물을 분쇄하는 경우, 바이오매스는 섬유형이므로, 내측 차단벽(116)의 세로 슬릿(118)으로부터 굴곡부가 많은 오목형의 간극[거친 입자 침입 방지 날개(112)와 내측 차단벽(116)과의 간극, 거친 입자 침입 방지 날개(112)와 천정판(105)과의 간극, 거친 입자 침입 방지 날개(112)와 외측 차단벽(117)과의 간극]을 통과하는 동안에 바이오매스가 간극에 막혀, 회전식 분급기(108)의 회전이 정지되는 문제점이 있다.

또한, 종래, 일본공개특허 1996-192066호 공보(상기 특허 문헌 2)에서는, 거친 입자가 미립자 출구에 쇼트 패스(short-passed)하는 것을 방지하기 위해, 하기와 같은 구성의 회전식 분급기가 제안되어 있다.

이 회전식 분급기는, 분급기의 회전 블레이드와 고정 블레이드 가이드와의 사이의 간극에 실링 에어(sealing air)를 공급하기 위해, 천정판에 실링 에어 공급공과 그 실링 에어 공급공과 연통된 환형(環形)의 실링 에어 유출용 홈을 형성하고, 압력 공기를 공급하기 위한 에어원과 상기 실링 에어 공급공을 플렉시블 튜브로 접속한 구조로 되어 있다.

그리고, 상기 에어원으로부터의 실링 에어(압력 공기)를, 플렉시블 튜브 및 실링 에어 공급공을 통하여, 실링 에어 유출용 홈로부터 전술한 회전 블레이드와 블레이드 가이드와의 사이의 간극으로 분출시켜, 거친 입자가 그 간극을 통하여 미립자 출구에 쇼트 패스하는 것을 가압하여 되돌리는 기구로 되어 있다.

그런데, 이 회전식 분급기에서는, 압력 공기를 공급하기 위한 에어원, 플렉시블 튜브 및 실링 에어의 공급 제어를 위한 조정 밸브 등을 회전식 분급기의 외측에 부설(付設)함으로써, 여분의 스페이스가 필요하며, 대형화되고, 비용 상승을 초래하는 등의 문제점이 있다.

본 발명의 목적은, 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것이며, 분급 성능을 높게 유지할 수 있는 동시에, 바이오매스 등에 의한 막힘이 쉽게 일어나지 않는 회전식 분급기 및 이것을 구비한 분급 장치, 분쇄 장치 및 석탄분 보일러 플랜트를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제1 수단은,

분급기 모터;

수직 방향으로 배치되어, 상기 분급기 모터에 의해 회전 구동하는 회전축;

수평 방향으로 배치되어, 상기 회전축이 관통한, 예를 들면, 천정판 등의 고정 부재;

상기 고정 부재의 하방에서, 또한 상기 회전축의 직경 방향 외측으로 간격을 두고 배치된 평면 형상이 환형인, 예를 들면, 링 서포트 등으로 이루어지는 지지 부재;

상기 지지 부재의 주위 방향으로 간격을 두고 상기 지지 부재에 고정된 다수의 회전 분급핀;

상기 회전 분급핀을 상기 회전축에 연결하는, 예를 들면, 연결 바 등으로 이루어지는 연결 부재;

를 포함하고,

상기 분급기 모터에 의해 상기 회전 분급핀을 회전시켜, 기류 반송되어 온 입자군을 상기 회전 분급핀의 원심력에 의해 분급하는 회전식 분급기를 대상으로 하는 것이다.

그리고, 상기 회전 분급핀의 상부에, 상기 회전 분급핀의 주위 방향을 따라 간격을 두고 상기 고정 부재측을 향해 돌출된 빗살형의 돌출부를 가지고,

상기 빗살형 돌출부의 상단부와 상기 고정 부재의 하면과의 사이에 제1 간극이 형성되고,

상기 돌출부와 상기 돌출부와 인접하는 돌출부와의 사이에 형성되어 있는 제2 간극이 상기 제1 간극과 연결되어 있고,

상기 회전 분급핀의 회전에 의해, 상기 제1 간극 및 제2 간극을 통하여 상기 빗살형 돌출부의 간극을 흐르는 기류에, 상기 회전 분급핀의 회전 방향과 같은 방향의 선회 방향 속도 성분을 부가하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제2 수단은 상기 제1 수단에 있어서,

상기 환형 지지 부재는, 상기 회전 분급핀의 하측 부분을 서로 연결·고정시키는 하측 환형 지지 부재와, 상기 하측 환형 지지 부재의 상측에 배치되어 상기 회전 분급핀을 서로 연결·고정시키는 상측 환형 지지 부재를 가지고,

상기 빗살형 돌출부는, 상기 상측 환형 지지 부재와, 상기 상측 환형 지지 부재로부터 상기 고정 부재 측을 향해 세워 설치된 다수의 상부 핀으로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제3 수단은 상기 제1 수단에 있어서,

상기 빗살형 돌출부는, 상기 상측 환형 지지 부재의 상측 부분에 다수의 홈부를 형성함으로써 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제4 수단은 상기 제3 수단에 있어서,

상기 상측 환형 지지 부재 상의 홈부는, 상기 상측 환형 지지 부재의 상부를 절입(切入) 즉 커트인(cut-in)하여 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제5 수단은 상기 제3 수단에 있어서,

상기 상측 환형 지지 부재 상의 홈부는, 상기 상측 환형 지지 부재의 일부를 잘라 세워 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제6 수단은 상기 제3 수단에 있어서,

상기 회전식 분급기 본체에 대하여, 상기 빗살형 돌출부가 교환 가능하게 장착되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제7 수단은 상기 제1 수단에 있어서,

상기 빗살형 돌출부는, 상기 회전 분급핀을 상기 고정 부재측을 향해 연장함으로써 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제8 수단은 상기 제7 수단에 있어서,

상기 회전 분급핀은, 상기 회전 분급핀의 하측 부분과 대응하는 위치에 배치된 하측 환형 지지 부재와, 상기 하측 환형 지지 부재의 상측에 배치된 상측 환형 지지 부재에 의해 서로 연결·고정되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제9 수단은 상기 제8 수단에 있어서,

상기 상측 환형 지지 부재에 절입홈 또는 관통공을 형성하고, 상기 절입홈 또는 관통공을 통해 상기 회전 분급핀의 상측 부분이 상기 상측 환형 지지 부재에 의해 연결·고정되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제10 수단은 상기 제2 내지 제6 수단 중 어느 하나의 수단에 있어서,

상기 돌출부의 설치 피치가 상기 회전 분급핀의 설치 피치와 같은 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제11 수단은 상기 제2 내지 제6 수단 중 어느 하나의 수단에 있어서,

상기 회전 분급핀의 설치 피치보다, 상기 돌출부의 설치 피치 쪽이 좁은 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제12 수단은 상기 제2 내지 제6 수단 중 어느 하나의 수단에 있어서,

상기 돌출부의 설치 피치가 상기 회전 분급핀의 설치 피치보다 넓은 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제13 수단은 상기 제2 내지 제6 수단, 또는 제10 내지 제12 수단 중 어느 하나의 수단에 있어서,

상기 회전 분급핀의 직경 방향 내측단과 회전식 분급기의 회전 중심을 연결하는 가상선에 대하여, 상기 회전 분급핀의 직경 방향 외측단이 상기 가상선으로부터 이격(離隔)되도록, 상기 회전 분급핀의 폭 방향이 경사져 있고,

상기 상부 핀, 또는 상기 상측 환형 지지 부재 상의 홈부와 홈부와의 사이에 형성되는 돌조(突條)의 폭 방향이 상기 회전식 분급기의 회전 중심을 향하고 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제14 수단은 상기 제2 내지 제6 수단, 또는 제10 내지 제12 수단 중 어느 하나의 수단에 있어서,

상기 회전 분급핀의 직경 방향 내측단과 회전식 분급기의 회전 중심을 연결하는 가상선에 대하여, 상기 회전 분급핀의 직경 방향 외측단이 상기 가상선으로부터 이격되도록, 상기 회전 분급핀의 폭 방향이 경사져 있고,

상기 상부 핀, 또는 상기 상측 환형 지지 부재 상의 홈부와 홈부와의 사이에 형성되는 돌조의 직경 방향 내측단과 회전식 분급기의 회전 중심을 연결하는 가상선에 대하여, 상기 상부 핀 또는 상기 돌조의 직경 방향 외측단이 상기 가상선으로부터 이격되도록, 상기 상부 핀 또는 상기 돌조의 폭 방향이 경사져 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제15 수단은 상기 제1 내지 제14 수단 중 어느 하나의 수단에 있어서,

상기 고정 부재의 하면에서, 또한 상기 빗살형 돌출부의 직경 방향 외측의 위치에, 상기 빗살형 돌출부를 에워싸도록 거친 입자 빠져 나감 억제용 환형체가 장착되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제16 수단은 상기 제1 내지 제15 수단 중 어느 하나의 수단에 있어서,

상기 빗살형의 돌출부의 높이를 Ha, 상기 제1 간극의 높이를 Hb라고 했을 때, 상기 Ha에 대한 상기 Hb의 비율(Hb/Ha)이 0.2 이하로 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제17 수단은 상기 제16 수단에 있어서,

상기 비율(Hb/Ha)이 0.1 이하로 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제18 수단은 상기 제15 수단에 있어서,

상기 고정 부재의 하면으로부터 상기 거친 입자 빠져 나감 억제용 환형체의 하면까지의 길이를 Ho, 상기 돌출부의 하단으로부터 상기 고정 부재의 하면까지의 높이를 Hc라고 했을 때, 상기 Ho에 대한 Hc의 비율(Hc/Ho)이 1.4 이상으로 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제19 수단은 상기 제18 수단에 있어서,

상기 비율(Hc/Ho)이 2 이상으로 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제20 수단은 상기 제1 내지 제19 수단 중 어느 하나의 수단에 있어서,

상기 입자군이 바이오매스 또는 석탄과 바이오매스의 혼합물인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제21 수단은,

주위 방향을 따라 간격을 두고 다수 배치된 고정 분급핀을 가지는 고정식 분급기;

상기 고정식 분급기의 내측에 배치되어, 주위 방향을 따라 간격을 두고 다수 배치된 회전 분급핀을 가지는 회전식 분급기;

를 포함하는 분급 장치에 있어서,

상기 회전식 분급기가 상기 제1 내지 제20 수단 중 어느 하나의 수단의 회전식 분급기인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제22 수단은 상기 제21 수단에 있어서,

상기 고정 분급핀과 회전 분급핀과의 사이에, 상기 고정 부재로부터 통형의 하강류 형성 부재가 수직 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제23 수단은,

회전 테이블과 분쇄 롤러와의 맞물림에 의해 원료를 분쇄하는 분쇄부;

상기 분쇄부의 위쪽에 배치되어, 상기 분쇄부에서 분쇄된 분쇄물을 소정의 크기로 분급하는 분급부;

를 포함하는 세로형 스탠드형 분쇄 장치에 있어서,

상기 분급부에 상기 제21 또는 제22의 수단의 분급 장치를 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제24 수단은,

석탄과 바이오매스를 혼합하여 분쇄하는 혼쇄식의 세로형 스탠드형 분쇄 장치;

상기 세로형 스탠드형 분쇄 장치에서 분쇄된 미분탄과 바이오매스분을 혼소하는 혼소 버너를 가지는 석탄분 보일러 장치;

를 포함하는 석탄분 보일러 플랜트에 있어서,

상기 혼쇄식의 세로형 스탠드형 분쇄 장치가 상기 제23 수단의 세로형 스탠드형 분쇄 장치인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제25 수단은,

석탄을 단독으로 분쇄하는 제1 세로형 스탠드형 분쇄 장치;

바이오매스를 단독 분쇄하는 제2 세로형 스탠드형 분쇄 장치;

상기 제1 세로형 스탠드형 분쇄 장치에서 분쇄된 미분탄을 연소하는 미분탄 전용 버너와, 상기 제2 세로형 스탠드형 분쇄 장치에서 분쇄된 바이오매스분을 연소하는 바이오매스 전용 버너를 가지는 석탄분 보일러 장치;

를 포함하는 석탄분 보일러 플랜트에 있어서,

상기 제2 세로형 스탠드형 분쇄 장치가 상기 제23 수단의 세로형 스탠드형 분쇄 장치인 것을 특징으로 한다.

본 발명은 전술한 바와 같은 구성으로 되어 있고, 분급 성능을 높게 유지할 수 있는 동시에, 바이오매스 등에 의한 막힘이 쉽게 일어나지 않는 회전식 분급기 및 이것을 구비한 분급 장치, 분쇄 장치 및 석탄분 보일러 플랜트를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 관한 세로형 스탠드형 분쇄 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 상기 세로형 스탠드형 분쇄 장치에 사용하는 분급 장치의 일부를 확대한 개략적인 구성도이다.
도 3은 상기 분급 장치에 있어서의 회전 분급핀의 일부 확대 평면도이다.
도 4는 상기 분급 장치에 있어서의 상부 핀의 일부 확대 평면도이다.
도 5는 도 4의 A-A선 상의 단면도(斷面圖)이다.
도 6은 본 실시예에 관한 회전식 분급기(a)와, 종래의 회전식 분급기(b)에서의, 상측 링 서포트와 천정판과의 사이를 회전식 분급기의 직경 방향 외측으로부터 내측 방향으로 흐르는 공기의 흐름 해석을 나타내는 유동(流動) 해석 특성도이다.
도 7은 본 실시예에 관한 회전식 분급기(a)와 비교예의 회전식 분급기(c)에서의, 상측 링 서포트와 천정판과의 사이를 회전식 분급기의 회전 방향(선회 방향)으로 흐르는 공기의 흐름 해석을 나타내는 유동 해석 특성도이다.
도 8은 본 실시예에 있어서, 상부 핀의 높이와 제1 간극의 높이의 적정 비율을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 실시예에 있어서, Hb/Ha와 제1 간극에 생기는 선회 방향의 공기 유속(流速)과의 관계를 나타낸 특성도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 관한 분급 장치의 일부를 확대한 개략적인 구성도이다.
도 11은 본 실시예에 있어서, Hc/Ho와 하측 링 서포트로부터 천정판까지의 개구부에서의 반경 방향의 피크 유속과의 관계를 나타낸 특성도이다.
도 12는 본 발명의 제3 실시예에 관한 분급 장치의 일부를 확대한 개략적인 구성도이다.
도 13은 상기 분급 장치에 사용하는 상측 링 서포트의 일부 평면도이다.
도 14는 도 13의 B-B선 상의 단면도이다.
도 15는 본 발명의 제4 실시예에 관한 분급 장치의 일부를 확대한 개략적인 구성도이다.
도 16은 상기 분급 장치에 사용하는 상측 링 서포트의 일부 평면도이다.
도 17은 상기 분급 장치에 사용하는 회전 분급핀의 일부 평면도이다.
도 18은 도 17의 C-C선 상의 단면도이다.
도 19은 본 발명의 제5 실시예에 관한 분급 장치의 일부를 확대한 개략적인 구성도이다.
도 20은 본 발명의 제6 실시예에 관한 석탄분 보일러 플랜트의 개략적인 구성도이다.
도 21은 본 발명의 제7 실시예에 관한 석탄분 보일러 플랜트의 개략적인 구성도이다.
도 22는 종래의 세로형 스탠드형 분쇄 장치의 개략적인 구성도이다.
도 23은 상기 세로형 스탠드형 분쇄 장치에 구비된 분급 장치의 일부를 확대한 개략적인 구성도이다.
도 24는 종래 제안된 분급기의 개략적인 구성도이다.
도 25는 상기 분급기의 일부를 절단한 주요부 확대 사시도이다.

다음에, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.

(제1 실시예)

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 관한 세로형 스탠드형 분쇄 장치의 개략적인 구성도, 도 2는 그 세로형 스탠드형 분쇄 장치에 사용하는 분급 장치의 일부를 확대한 개략적인 구성도, 도 3은 상기 분급 장치에 있어서의 회전 분급핀의 일부 확대 평면도, 도 4는 상기 분급 장치에 있어서의 상부 핀의 일부 확대 평면도, 도 5는 도 4의 A-A선 상의 단면도이다.

도 1에 나타낸 본 발명의 실시예에 관한 세로형 스탠드형 분쇄 장치에 있어서, 도 22에 나타낸 종래의 세로형 스탠드형 분쇄 장치와 상위한 점은 회전식 분급기(14)에 관한 구성으로서, 다른 구성은 전술한 종래의 세로형 스탠드형 분쇄 장치와 거의 동일하므로 이들 중복되는 설명은 생략한다.

그리고, 도 1에 있어서 부호 "39"는 회전 분급핀(13)을 회전축(23)에 연결하기 위해 회전축(23)의 주위에 복수 개 설치한 연결 바, 부호 "40"은 회전 분급핀(13)의 하측 개구단과 회전축(23)의 하측 개구단과의 사이를 막아 회전 분급핀(13)의 내측에 분급실(41)을 형성하기 위한 폐색판(閉塞板)이다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 고정 분급핀(11)의 내측에 회전 분급핀(13)이 배치되고, 본 실시예의 경우, 고정 분급핀(11)과 회전 분급핀(13)의 대략 중간의 위치에 천정판(27)으로부터 원통형의 하강류 형성 부재(30)가 수직 설치되어 있다.

상기 회전 분급핀(13)은 직사각형의 평판으로 이루어지고, 도 1에 나타낸 바와 같이 회전축(23)과 대략 평행하게 수직 방향으로 연장되어 있고, 평면 형상이 원환형으로 형성된 하측 링 서포트(25)와 상측 링 서포트(26)와의 사이에 협지되도록 하여, 양 링 서포트(25, 26)에 용접 등에 의해 고정·지지되어 있다.

각각의 회전 분급핀(13)은 도 3에 나타낸 바와 같이, 하측 링 서포트(25)[상측 링 서포트(26)]의 주위 방향을 따라 등간격으로 다수 설치되어 있고, 회전 분급핀(13)의 내측 단부(13A)와 회전식 분급기(14)의 회전 중심 O를 연결하는 가상선(34)에 대하여, 회전 분급핀(13)의 외측 단부(13B)가 회전식 분급기(14)의 회전 방향 X의 약간 후류 측으로 되도록, 각각의 회전 분급핀(13)이 경사지게 장착되어 있다. 이 회전 분급핀(13)의 경사 각도 θ는 각종 분급 테스트 등의 결과에 따라 정해지는 것이며, 본 실시예에 있어서 경사 각도 θ가 15°~ 45°의 범위, 바람직하게는 20°~ 40°로 설정되어 있다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 상측 링 서포트(26)의 상부에는 주위 방향을 따라 등간격으로 다수의 장착홈(35)이 형성되고, 거기에 평판으로 이루어지는 상부 핀(36)의 하부가 끼워넣어져 용접(37)에 의해 상부 핀(36)이 상측 링 서포트(26)의 상면으로부터 돌출되도록 고정되어 있다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 상측 링 서포트(26)와, 그 상측 링 서포트(26)로부터 세워 설치된 다수의 상부 핀(36)에 의해, 빗살형 돌출부(38)가 구성되어 있다.

또한, 각 상부 핀(36)은 도 4에 나타낸 바와 같이, 회전식 분급기(14)의 회전 중심 O를 중심으로 하여 상측 링 서포트(26) 상에 방사선형으로 배치되어 있다.

본 실시예의 경우, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 회전 분급핀(13)의 피치 P1과 상부 핀(36)의 피치 P2를 같게 했지만(P1=P2), 상부 핀(36)의 피치 P2를 회전 분급핀(13)의 피치 P1보다 좁게 하는(P1＞P2) 것도, 또한 반대로 상부 핀(36)의 피치 P2를 회전 분급핀(13)의 피치 P1보다 넓게 하는(P1＜P2) 것도 가능하다.

전술한 바와 같이, 회전 분급핀(13)의 피치 P1과 상부 핀(36)의 피치 P2를 같게 하면(P1=P2), 회전 분급핀(13)과 상부 핀(36)을 일체로 제작하는 데 적합하여, 제작 효율의 향상이 도모된다.

또한, 상부 핀(36)의 피치 P2를 회전 분급핀(13)의 피치 P1보다 좁게 하면(P1＞P2), 상부 핀(36)으로부터 공간(간극)의 공기에 부여되는 선회력이 강해지고, 그러므로 입자가 빠져나가는 것을 방지하는 효과가 크다.

또한, 상부 핀(36)의 피치 P2를 회전 분급핀(13)의 피치 P1보다 넓게 하면(P1＜P2), 상부 핀(36)이나 후술하는 홈부(46)의 장착이나 가공이 용이하여, 비용의 저감이 도모되는 등의 장점을 가지고 있다.

또한, 본 실시예의 경우 도 4에 나타낸 바와 같이, 각 상부 핀(36)을 회전식 분급기(14)의 회전 중심 O를 중심으로 하여 방사선형으로 배치하였으나, 각 상부 핀(36)을 도 3에 나타낸 회전 분급핀(13)과 같이 경사지게 설치하는 것도 가능하다.

도 2 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 회전식 분급기(14)의 회전 시에 상기 빗살형 돌출부(38)가 천정판(27)과 접촉되지 않도록, 천정판(27)의 하면과 상부 핀(36)의 상단부와의 사이에는 수밀리미터 정도의 제1 간극(42)이 형성되어 있다. 또한, 상부 핀(36a)과 그 인접한 상부 핀(36b)과의 사이에 형성되어 있는 제2 간극(43)이, 상기 제1 간극(42)과 연결되어 있고, 제1 간극(42)과 제2 간극(43)이 전체적으로 요철형(凹凸形)으로 되어 이어져 있다(도 5 참조).

본 실시예에 관한 회전식 분급기(14)에서는, 도 1에 나타낸 분급 모터(24)의 회전 구동력은 회전축(23)에 전달되고, 또한 연결 바(39) 및 폐색판(40)을 통하여 회전 분급핀(13) 및 상부 핀(36)에 전달되고, 상부 핀(36)은 회전 분급핀(13)과 일체로 회전한다. 이 상부 핀(36)[빗살형 돌출부(38)]의 회전에 의해, 상기 제1 간극(42) 및 제2 간극(43)을 통하여 상부 핀(36)[빗살형 돌출부(38)]의 간극을 흐르는 기류에, 회전 분급핀(13)의 회전 방향과 같은 방향의 선회 방향 속도 성분이 부가된다.

도 6은 본 실시예에 관한 회전식 분급기(a)와, 도 23에 나타낸 종래의 회전식 분급기(b)에서의, 상측 링 서포트(26)와 천정판(27)과의 사이를 화살표로 나타낸 바와 같이 회전식 분급기(14)의 직경 방향 외측으로부터 내측 방향으로 흐르는 공기의 흐름 해석을 나타내는 유동 해석 특성도이다.

도 6의 세로축에는, 천정판(27)의 상면으로부터 본 실시예에 관한 상측 링 서포트(26)의 상면까지의 상대적인 거리의 비를 나타내고 있다. 또한, 가로축에는, 상측 링 서포트(26)와 천정판(27)과의 사이를 회전식 분급기(14)의 반경 방향으로 흐르는 공기의 유속을 대표 유속으로 무차원(無次元)화한 값을 나타내고 있다.

도 6 중의 다이아몬드 마크는 본 실시예에 관한 회전식 분급기(a)의 유동 해석 특성, 검은 원은 종래의 회전식 분급기(b)의 유동 해석 특성을 나타내고 있다.

도 6으로부터 명백한 바와 같이, 검은 원으로 나타내는 종래의 회전식 분급기(14)는, 평면형의 천정판(27)과 평면형의 상측 링 서포트(26)가 서로 대향하고 있으므로, 그 사이에 형성된 협애부(28)를 흐르는 공기의 속도는 빨라져, 협애부(28)에서 분쇄물이 빠져나가는 것이 강제적으로 일어나는 경향이 있다.

이에 대하여 다이아몬드형 마크로 나타내는 본 실시예에 관한 회전식 분급기(14)는, 천정판(27)의 하면과 상부 핀(36)의 상단부와의 사이에 제1 간극(42)은 형성되어 있지만, 판재를 세워 설치하여 구성한 상부 핀(36)의 상면의 면적은 종래의 회전식 분급기(14)의 상측 링 서포트(26)의 면적에 비교하여 극히 작고, 또한 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 제1 간극(42)의 양측은 큰 제2 간극(43)과 연결되어 있기 때문에, 도 6에 나타낸 바와 같이 제1 간극(42)에서의 반경 방향의 유속을 종래의 것에 비교하여 약 20% 늦게 할 수 있다.

이와 같이 분쇄물이 빠져나가기 쉬운 개소(箇所)의 유속을 구조적으로 늦어지게 함으로써, 분쇄물이 빠져나가는 것을 억제하는 효과가 있다.

도 7은 본 실시예에 관한 회전식 분급기(a)와 비교예의 회전식 분급기(c)에서의, 상측 링 서포트(26)와 천정판(27)과의 사이를 회전식 분급기(14)의 회전 방향(선회 방향)으로 흐르는 공기의 흐름 해석을 나타내는 유동 해석 특성도이다. 상기 (a) 및 (c)에 나타낸 중앙에 점을 찍은 원은, 회전식 분급기(14)의 회전 방향(지면을 향해 수직인 방향)으로 흐르는 공기의 흐름 방향을 나타내고 있다.

상기 비교예의 회전식 분급기(c)는 도 7에 나타낸 바와 같이, 상측 링 서포트(26)가 천정판(27)에 대하여 본 실시예에 관한 회전식 분급기(a)와 같은 거리 이격된 위치에 설치되어, 상측 링 서포트(26)와 천정판(27)과의 사이에 비교적 큰 공간부(44)가 형성되어 있다.

도 7의 세로축에는, 천정판(27)의 상면으로부터 상측 링 서포트(26)의 상면까지의 상대적인 거리의 비를 나타내고 있다. 또한, 가로축에는, 상측 링 서포트(26)와 천정판(27)과의 사이를 회전식 분급기(14)의 회전 방향으로 흐르는 공기의 유속을 대표 유속으로 무차원화한 값을 나타내고 있다.

도 7 중의 다이아몬드 마크는 본 실시예에 관한 회전식 분급기(a)의 유동 해석 특성, 검은 삼각형은 비교예의 회전식 분급기(c)의 유동 해석 특성을 나타내고 있다.

도 7로부터 명백한 바와 같이, 검은 삼각으로 나타내는 비교예의 회전식 분급기(c)에서는 상측 링 서포트(26)와 천정판(27)과의 사이에 아무것도 없고, 비교적 큰 공간부(44)가 형성되어 있으므로, 회전식 분급기(14)의 회전 방향으로 흐르는 공기류는 거의 발생하고 있지 않다.

이에 대하여, 다이아몬드 마크로 나타내는 본 실시예에 관한 회전식 분급기(a)는, 그것의 회전 방향과 직교하는 방향으로 각 상부 핀(36)의 평면이 향하고 있어 상부 핀(36)의 회전에 따라 상부 핀(36)과 상부 핀(36)과의 사이에 존재하는 공기도 함께 회전 방향으로 이동하여, 선회 방향의 공기류를 발생한다. 이 선회 방향의 공기류는, 분쇄물이 빠져나가는 방향과 직교하는 방향의 흐름이며, 분쇄물이 빠져나가는 것을 억제하는 효과가 있다.

또한, 본 실시예에 관한 회전식 분급기(14)에서는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 상측 링 서포트(26)에 상면으로부터 다수의 상부 핀(36)이 열형(列形)으로 세워 설치되어, 전체로서 빗살형 돌출부(38)를 형성하고 있는 것과, 각 상부 핀(36)의 회전에 따라 발생하는 원심력에 의해, 바이오매스 분쇄물의 막힘을 유효하게 방지할 수 있다.

도 8 및 도 9는 본 실시예에 있어서 상부 핀(36)의 높이와 제1 간극(42)의 높이의 적정 비율을 설명하기 위한 도면이다. 그리고, 이 테스트는 공기 유동만의 해석이며, 상기 하강류 형성 부재(30)를 설치한 조건 하에서 테스트를 행하고 있다.

도 8에 나타낸 각 부호를 하기와 같이 정의한다.

Ha: 상부 핀(36)의 높이

Hb: 제1 간극(42)의 높이

Hc: 상측 링 서포트(26)의 상면으로부터 천정판(27)의 하면까지 개구부의 높이[상부 핀(36)의 하단으로부터 천정판(27)의 하면까지의 높이]

Hd: 하측 링 서포트(25)의 상면으로부터 상부 핀(36)의 상단면까지의 높이.

도 9의 가로축은, 상부 핀(36)의 높이 Ha에 대한 제1 간극(42)의 높이 Hb의 비율(Hb/Ha)을 나타낸다. 세로축은, 상부 핀(36)의 선회 방향의 이동 속도[주속도(周速度)]에 대한 제1 간극(42)에 생기는 선회 방향의 공기 유속도 성분(공간 평균값)의 비율을 나타낸다.

도 9에 나타낸 바와 같이, Hb/Ha가 0에 가까와지면, 간극(42)에 생기는 선회 방향의 공기 유속도 성분은 상부 핀(36)의 주속도와 거의 같게 된다(≒1). 따라서, 이 간극(42)을 통과하는 입자에도 선회 방향의 유속도 성분이 부가되어, 이에 의한 원심력이 발생한다. 즉, 간극(42)에서의 입자의 빠져나감이 일어나기 어려워진다.

한편, Hb/Ha가 커짐에 따라 간극(42)의 선회 방향의 공기 유속도 성분은 서서히 저하되고, Hb/Ha가 0.2를 넘으면 상기 공기 유속도 성분은 급격하게 저하된다. 즉, Hb/Ha＞0.2에서는 제품 미립자에 대한 거친 입자의 혼입 비율이 급증하여, 분급 성능이 저하된다.

이상으로부터, 간극(42)에서의 거친 입자가 빠져나가는 것을 억제하기 위해서는, Hb/Ha를 0.2 이하(Hb/Ha≤0.2)로 할 필요가 있다. 또한, Hb/Ha≤0.1에서의 간극(42)에서의 선회 방향의 공기 유속도 성분이 0.9를 넘어, 제품 미립자에 대한 거친 입자의 혼입은 거의 전무하게 되므로, Hb/Ha를 0.1 이하(Hb/Ha≤0.1)로 하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 상부 핀(36)의 회전 시에 있어서의 천정판(27)과의 기계적 접촉을 피하기 위해, 제1 간극(42)(Hb)은 2mm 정도 필요하다. 한편, 상부 핀(36)의 높이(Ha)의 실용적인 상한(치수 상, 현실적으로 허용 한도)은 1000mm 정도이므로, 본 발명에서는 상기 Hb/Ha의 하한값을 0.001로 하고 있다.

(제2 실시예)

도 10은 본 발명의 제2 실시예에 관한 분급 장치의 일부를 확대한 개략적인 구성도, 도 11은 그 회전식 분급기(14)의 상부 핀(36)의 높이와 제1 간극(42)의 높이의 적정 비율을 설명하기 위한 유동 해석 특성도이다.

이 실시예에서 도 8에 나타낸 제1 실시예에 관한 회전식 분급기(14)와 상위한 점은, 상부 핀(36)[제1 간극(42)]의 반경 방향 외측에, 간극(42)에서의 거친 입자가 빠져나가는 것을 억제하기 위해 거친 입자 빠져나감 억제 부재(45)를 설치한 점이다. 이 거친 입자 빠져나감 억제 부재(45)는, 도 2 등에 나타내는 하강류 형성 부재(30)보다 더 상부 핀(36)[제1 간극(42)]에 가까운 위치에서, 천정판(27)의 하면에 장착되어 있다.

이 거친 입자 빠져나감 억제 부재(45)는, 단면 형상이 기둥형 또는 판형으로 형성되고, 간극(42)에 유입되려고 하는 입자군에 대하여 댐(dam)의 역할을 한다. 도 10에 나타낸 부호 Ho는 거친 입자 빠져나감 억제 부재(45)의 높이[천정판(27)의 하면으로부터 거친 입자 빠져나감 억제 부재(45)의 하면까지의 길이]를 나타내고 있다.

그리고, 이 실시예에 있어서도 Hb/Ha≤0.2, 바람직하게는 Hb/Ha≤0.1로 설정되어 있다.

도 11의 가로축은, 거친 입자 빠져나감 억제 부재(45)의 높이 Ho에 대한 상측 링 서포트(26)의 상면으로부터 천정판(27)의 하면까지 개구부의 높이 Hc의 비율(Hc/Ho)을 나타낸다. 세로축은, 하측 링 서포트(25)로부터 천정판(27)까지의 공기를 통과할 수 있는 유효 개구부에서의, 회전식 분급기 반경 방향(중심 방향)에 대한 공기 유속의 피크값의 비율을 나타낸다.

그리고, 이 테스트도 공기 유동만의 해석이며, 상기 하강류 형성 부재(30)를 설치하고, Hb/Ha≤0.01의 조건 하에서 테스트를 행하고 있다.

이 회전식 분급기 반경 방향(중심 방향)에 대한 공기 유속이 높을수록, 입자에 걸리는 회전식 분급기의 중심 방향의 유체 항력은 강해진다. 즉, 도 11의 세로축은, 상측 링 서포트(26)의 상면으로부터 천정판(27)의 하면까지의 개구부에서의 거친 입자가 빠져나가는 것의 용이함을 나타낸다.

도 11에 나타낸 유동 해석에 있어서, Hc/Ho= 1.0의 부근, 또는 그 이하에서는, 상측 링 서포트(26)의 상면과 거친 입자 빠져나감 억제 부재(45)의 하면의 거리가 가깝거나, 또는 상측 링 서포트(26)와 거친 입자 빠져나감 억제 부재(45)가 수직 방향으로 중첩되므로 상측 링 서포트(26)의 상면으로부터 천정판(27)의 하면까지의 개구부에 있어서 공기의 흐름에 축류(縮流)가 생기고 있는 것을 확인할 수 있다. 이와 같이 축류가 생기면, 상기 개구부의 피크 유속은 평균 유속에 대하여 2배 근처까지 증가한다.

한편, Hc/Ho의 값을 1.0으로부터 서서히 크게 하여 가면, 개구부의 반경 방향의 피크 유속은 극단적으로 내려가고, Hc/Ho= 1.4에서 평균 유속의 1.1배까지 내려가고, 상기 개구부에서의 공기 축류 현상이 대폭 완화된다. 또한 Hc/Ho= 2에서 평균 유속으로 되고, 상기 개구부에서의 공기 축류 현상이 소멸한다. Hc/Ho= 2.5에서도, 또는 Hc/Ho= 4, Hc/Ho= 10에서도 평균 유속으로 되고, 상기 개구부에서의 공기 축류 현상이 소멸하고 있는 것을 다른 테스트로 확인할 수 있다.

이상으로부터, 상부 핀(36)의 반경 방향 외측에 거친 입자 빠져나감 억제 부재(45)를 설치하는 회전식 분급기(14)의 경우, Hc/Ho를 1.4 이상(Hc/Ho≥1.4), 바람직하게는 2.0 이상(Hc/Ho≥2.0)으로 설정하면, 거친 입자 빠져나감 억제 부재(45)를 설치하는 것에 의한 폐해를 없애, 거친 입자 빠져나감 억제 부재(45)의 설치에 의한 효과를 충분히 발휘하여, 거친 입자가 빠져나가는 것을 더욱 확실하게 방지할 수 있다.

전술한 바와 같이, Hc/Ho= 2 이상에서 상기 개구부에서의 공기 축류 현상이 소멸되므로, 특히 Hc/Ho의 상한값은 특별히는 없다.

그리고, 제1 및 제2 실시예에 있어서, 상부 핀(36)은 그 하단부가 상측 링 서포트(26)에 장착된 캔틸레버(cantilever) 지지의 구조로 되어 있기 때문에, 상부 핀(36)의 장착 강도의 면으로부터, 하측 링 서포트(25)의 상면으로부터 상부 핀(36)의 상단면까지의 높이 Hd에 대한 상부 핀(36)의 높이 Ha의 비율(Ha/Hd)은, 1/2 이하(Ha/Hd≤1/2), 바람직하게는 1/3 이하(Ha/Hd≤1/3)로 할 필요가 있다.

(제3 실시예)

도 12는 본 발명의 제3 실시예에 관한 분급 장치의 일부를 확대한 개략적인 구성도, 도 13은 그 회전식 분급기(14)에 사용하는 상측 링 서포트(26)의 일부 평면도, 도 14는 도 13의 B-B선 상의 단면도이다.

본 실시예의 경우, 상측 링 서포트(26)의 두께 방향의 상측 부분에 주위 방향을 따라 대략 등간격으로 절입형의 홈부(오목부)(46)를 형성하고, 그 홈부(46)와 인접하는 홈부(46)와의 사이에 남겨진 볼록부를 핀부(47)로 하고 있다. 이 홈부(오목부)(46)와 핀부(47)(볼록부)는 상측 링 서포트(26)의 주위 방향을 따라 다수 반복하여 형성되어 연속된 요철형을 이루어, 빗살형 돌출부(38)를 구성하고 있다.

상기 홈부(오목부)(46)는 상측 링 서포트(26)의 외주단으로부터 내주단에 걸쳐서 관통하고 있고, 따라서 핀부(47)도 상측 링 서포트(26)의 외주단으로부터 내주단에 걸쳐서 연장되어 있다.

도 12에 나타낸 바와 같이, 상측 링 서포트(26)의 핀부(47)[홈부(46)] 측을 천정판(27) 측을 향해 설치하고, 핀부(47)의 상단부와 천정판(27)의 하면과의 사이에 제1 간극(42)이 형성되고, 이 제1 간극(42)은 상측 링 서포트(26)의 홈부(오목부)(46)에 의해 형성되는 제2 간극(43)(도 14 참조)과 연결되어 있다.

본 실시예에서는 홈부(오목부)(46)의 폭 방향이 회전식 분급기의 회전 중심을 향했지만, 도 3에 나타낸 바와 같이, 회전 분급핀(13)과 같이 가상선(34)에 대하여 경사지게 설치하는 것도 가능하다.

본 실시예의 경우, 상측 링 서포트(26)에 절입형의 홈부(46)를 형성하지만, 판재로 이루어지는 상측 링 서포트를 사용하여, 그 상측 링 서포트의 주위 방향을 따라 「ㄷ」자형의 절입부를 다수 형성하고, 각각의 절입부를 같은 방향으로 일으켜 핀부로 하고, 그 핀부와 핀부와의 사이를 홈부(오목부)로 할 수도 있다.

또한, 본 실시예의 경우, 상측 링 서포트(26)를 회전식 분급기 본체에 대하여, 예를 들면, 볼트와 너트 등에 의해 교환 가능하게 장착되는 구조로 해 두면, 종래 구조의 회전식 분급기(14)(분쇄 장치)에 있어서 바이오매스를 분급(분쇄)할 때, 그 회전식 분급기(14)의 상측 링 서포트를 본 실시예에 관한 상측 링 서포트(26)로 교환하는 것만으로, 바이오매스가 막히지 않는 회전식 분급기(14)(분쇄 장치)로 할 수 있다.

(제4 실시예)

도 15는 본 발명의 제4 실시예에 관한 분급 장치의 일부를 확대한 개략적인 구성도, 도 16은 그 회전식 분급기(14)에 사용하는 상측 링 서포트(26)의 일부 평면도, 도 17은 상측 링 서포트(26)에 의해 서로 연결된 회전 분급핀의 일부 평면도, 도 18은 도 17의 C-C선 상의 단면도이다.

본 실시예에서는, 도 15에 나타낸 바와 같이, 회전 분급핀(13)이 하측 링 서포트(25)와 상측 링 서포트(26)에 의해 지지·고정되어 있지만, 회전 분급핀(13)의 상단부는 상측 링 서포트(26)를 관통하여 천정판(27)의 하면 근처까지 연장되어 있다. 이 상측 링 서포트(26)로부터 위쪽으로 돌출된 부분이 제1 실시예에서 나타낸 상부 핀(36)에 상당한다.

본 실시예에서는 도 16에 나타낸 바와 같이, 상측 링 서포트(26)의 외주부에 등간격으로 경사진 절입홈(48)이 형성되고, 각각의 절입홈(48)에 각각 회전 분급핀(13)의 측단부가 삽입되고, 용접(37)에 의해 고정되어 있다(도 18 참조).

도 18에 나타낸 바와 같이, 각각의 회전 분급핀(13)의 상단부가 제1 간극(42)을 통하여 천정판(27)의 하면과 대향하고 있고, 상기 제1 간극(42)은 회전 분급핀(13a)과 그 인접한 회전 분급핀(13b)과의 사이에 형성된 제2 간극(43)으로 이어져 있다. 그리고, 상측 링 서포트(26)와 그보다 위쪽으로 돌출된 각각의 회전 분급핀(13)의 상단부에 의해, 빗살형 돌출부(38)가 형성되어 있다.

본 실시예에서는 상측 링 서포트(26)를 회전 분급핀(13)의 직경 방향 내측에 배치하였으나, 도 15에 있어서 점선으로 나타낸 바와 같이, 상측 링 서포트(26)를 회전 분급핀(13)의 직경 방향 외측에 배치하거나, 상측 링 서포트(26)에 등간격으로 상하 방향으로 관통한 홈을 형성하고, 각 관통홈에 각각 회전 분급핀(13)의 상단부를 삽통하여 고정시키는 것도 가능하다.

(제5 실시예)

도 19는 본 발명의 제5 실시예에 관한 분급 장치의 일부를 확대한 개략적인 구성도이다.

본 실시예에서는 도 19에 나타낸 바와 같이, 원통형으로 형성된 상측 링 서포트(26)를 사용하고, 그에 따라 회전 분급핀(13)의 상단부끼리를 연결 고정한 구조로 되어 있다.

이 원통형의 상측 링 서포트(26)는 실선으로 나타낸 바와 같이, 회전 분급핀(13)의 직경 방향 내측에 설치해도 되고, 점선으로 나타낸 바와 같이, 회전 분급핀(13)의 직경 방향 외측에 설치해도 된다. 상측 링 서포트(26)를 회전 분급핀(13)의 직경 방향 내측에 설치하는 경우, 회전 분급핀(13)과 회전축(23)을 연결하는 연결 바(39)의 외측 단부를 상측 링 서포트(26)에 접속해도 상관없다.

상기 제4, 제5 실시예에서는, 회전 분급핀(13)의 일부가 제1 실시예의 상부 핀(36)을 겸하고 있기 때문에, 부품수를 삭감할 수 있고, 또한 제작의 간략화를 도모할 수 있다. 또한, 이들 실시예는, 높이 방향으로 충분한 스페이스를 얻을 수 없는 회전식 분급기(14)에 매우 적합하고, 환언하면, 회전식 분급기(14)의 저배화(低背化)를 도모할 수 있다.

상기 제3 ~ 제5 실시예에 있어서도, 제1 간극(42)의 외측에 거친 입자 빠져나감 억제 부재(45)를 설치하는 것은 가능하다. 또한, 이들 제3 ~ 제5 실시예에 있어서도,

Hb/Ha≤0.2, 바람직하게는 Hb/Ha≤0.1,

Hc/Ho≥1.4, 바람직하게는 Hc/Ho≥2.0,

Ha/Hd≤1/2, 바람직하게는 Ha/Hd≤1/3

은 적용할 수 있다.

상기 각각의 실시예는 고정 분급핀(11)과 회전 분급핀(13)과의 사이에 하강류 형성 부재(30)를 배치한 분급 장치의 경우에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 하강류 형성 부재(30)를 배치하지 않은 분급 장치에도 적용할 수 있다.

상기 각각의 실시예에서는, 예를 들면, 도 1에 나타낸 바와 같이, 수평 방향으로 배치되어, 회전축(23)이 관통한 고정 부재로서 천정판(27)을 사용한 예를 나타냈으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 회전 분급핀에 대하여 고정 상태로 있는 부재이면 된다.

(제6 실시예)

도 20은 본 발명의 제6 실시예에 관한 석탄분 보일러 플랜트의 개략적인 구성도이다.

도 20에 있어서 바이오매스 사일로(61)에 저장되어 있는 펠릿형 또는 칩형의 목질 바이오매스는, 원탄(原炭)을 반송하는 원탄 반입(搬入) 컨베이어(62) 상에 공급되고, 원탄과 함께 석탄 벙커(63) 내에 투입된다.

그리고, 원탄과 바이오매스의 혼합물은 석탄·바이오매스 분쇄 장치(64)에서 소정의 크기로 분쇄·혼합되고, 이들 혼합 분체는 분급된 후 석탄분 보일러(65)의 석탄·바이오매스 혼소 버너(66)에 각각 공급되고, 노(爐) 내에서 연소되는 시스템으로 되어 있다.

석탄분 보일러(65)로부터 배출된 배기 가스는, 탈초(脫硝) 장치(67), 공기 예열기(68) 및 전기 집진기(69) 등을 통하여 정화되어, 도시하지 않은 굴뚝으로부터 대기로 방출된다. 도면 중 부호 "70"은 고온의 1차 공기이며, 석탄 및 바이오매스의 건조와 이들 혼합 분체의 반송에 이용된다.

(제7 실시예)

도 21은 본 발명의 제7 실시예에 관한 석탄분 보일러 플랜트의 개략적인 구성도이다.

본 실시예의 경우, 원탄은 원탄 반입 컨베이어(62)에 의해 석탄 벙커(63) 내에 투입되어, 제1 분쇄 장치(71)에서 소정의 크기로 분쇄되고, 분급된 후 석탄분 보일러(65)의 미분탄 전소(專燒) 버너(72)에 각각 공급되고, 노 내에서 연소된다.

한편, 바이오매스 사일로(61)에 저장되어 있는 펠릿형 또는 성형탄형의 바이오매스는 바이오매스 반입 컨베이어(73)에 의해 바이오매스 벙커(74) 내에 투입된다. 그리고, 바이오매스는 제2 분쇄 장치(75)에서 소정의 크기로 분쇄되어 분급된 후, 석탄분 보일러(65)의 바이오매스 전소 버너(76)에 각각 공급되고, 노 내에서 연소되는 시스템으로 되어 있다. 도면 중의 부호 "77"은 고온의 배기 가스이며, 바이오매스의 건조와 바이오매스의 반송에 이용된다.

상기 제6 실시예에 있어서의 석탄·바이오매스 분쇄 장치(64) 및 상기 제7 실시예에 있어서의 제2 분쇄 장치(75)는, 도 1에 나타낸 바와 같은 구성으로 되어 있다.

이들 실시예에 관한 석탄분 보일러 플랜트에 있어서는, 저장성이 우수한 바이오매스를 부연료로서 연소할 수 있어, 노 내의 탈초 효과를 높여, 고효율, 안전 또한 CO₂ 배출 삭감(지구 온난화 방지)에 기여할 수 있다.

본 발명의 실시예에서는, 「펠릿」 또는 「성형탄」이라는 대략 5~50 mm 정도의 덩어리형의 바이오매스가 사용되지만, 바이오매스의 공급 계통의 막힘이나 분쇄 계통에 문제가 생기지 않으면, 최대 수백 mm 정도의 것도 적용할 수 있다.

또한, 구체적인 재질로서는, 목재나 수목(樹木) 유래(由來)의 목질계 재료, 또는 코코넛 쉘(coconut shell)이나 초본류(草本類) 등 식물 유래의 가연물이 대표적인 예이지만, 「펠릿」이나 「성형탄」과 같은 덩어리형으로 성형된 것이면, 원료는 상관없이 적용할 수 있다.

또한, 석탄에 대한 바이오매스의 혼합 비율은, 무한히 영에 가까운 조건으로부터 전량 바이오매스의 조건까지, 그 혼합 비율은 광범위하다.

3: 회전 테이블, 8: 분쇄 롤러, 9: 원료 공급관, 10: 피분쇄물, 11: 고정 분급핀, 12: 고정식 분급기, 13: 회전 분급핀, 13A: 회전 분급핀의 내측 단부, 13B: 회전 분급핀의 외측 단부, 14: 회전식 분급기, 15: 회수 콘, 16: 슬롯, 17: 밀 케이싱, 18: 반송용 기체, 19: 분쇄물, 20: 미립자, 21: 거친 입자, 22: 송급관, 23: 회전축, 24: 분급 모터, 25: 하측 링 서포트, 26: 상측 링 서포트, 27: 천정판, 30: 하강류 형성 부재, 31: 입자군, 34: 가상선, 35: 장착홈, 36: 상부 핀, 37: 용접, 38: 빗살형 돌출부, 39: 연결 바, 40: 폐색판, 41: 분급실, 42: 제1 간극, 43: 제2 간극, 44: 공간부, 45: 거친 입자 빠져나감 억제 부재, 46: 홈부, 47: 핀부, 48: 절입홈, 64: 석탄·바이오매스 분쇄 장치, 65: 석탄분 보일러, 66: 석탄·바이오매스 혼소 버너, 71: 제1 분쇄 장치, 72: 미분탄 전소 버너, 75: 제2 분쇄 장치, 76: 바이오매스 전소 버너, O: 회전식 분급기의 회전 중심, X: 회전식 분급기의 회전 방향, θ: 회전 분급핀의 경사 각도

Claims

분급기(分級機) 모터;
수직 방향으로 배치되어, 상기 분급기 모터에 의해 회전 구동하는 회전축;
수평 방향으로 배치되어, 상기 회전축이 관통한 고정 부재;
상기 고정 부재의 하방에서, 또한, 상기 회전축의 직경 방향 외측으로 간격을 두고 배치된 평면 형상이 환형(環形)인 지지 부재;
상기 지지 부재의 주위 방향으로 간격을 두고 상기 지지 부재에 고정된 다수의 회전 분급핀;
상기 회전 분급핀을 상기 회전축에 연결하는 연결 부재;
를 포함하고,
상기 분급기 모터에 의해 상기 회전 분급핀을 회전시켜, 기류(氣流) 반송(搬送)되어 온 입자군을 상기 회전 분급핀의 원심력에 의해 분급하는 회전식 분급기에 있어서,
상기 회전 분급핀의 상부에, 상기 회전 분급핀의 주위 방향을 따라 간격을 두고 상기 고정 부재측을 향해 돌출된 빗살형의 돌출부를 가지고,
상기 빗살형 돌출부의 상단부와 상기 고정 부재의 하면과의 사이에 제1 간극이 형성되고,
상기 돌출부와 상기 돌출부와 인접하는 돌출부와의 사이에 형성되어 있는 제2 간극이 상기 제1 간극과 이어져 있고,
상기 회전 분급핀의 회전에 의해, 상기 제1 간극 및 상기 제2 간극을 통하여 상기 빗살형 돌출부의 간극을 흐르는 기류에, 상기 회전 분급핀의 회전 방향과 같은 방향의 선회 방향 속도 성분을 부가하는, 회전식 분급기.
제1항에 있어서,
상기 환형 지지 부재는, 상기 회전 분급핀의 하측 부분을 서로 연결·고정시키는 하측 환형 지지 부재와, 상기 하측 환형 지지 부재의 상측에 배치되어 상기 회전 분급핀을 서로 연결·고정시키는 상측 환형 지지 부재를 가지고,
상기 빗살형 돌출부는, 상기 상측 환형 지지 부재와, 상기 상측 환형 지지 부재로부터 상기 고정 부재측을 향해 세워 설치된 다수의 상부 핀으로 구성되어 있는, 회전식 분급기.
제1항에 있어서,
상기 환형 지지 부재는, 상기 회전 분급핀의 하측 부분을 서로 연결·고정시키는 하측 환형 지지 부재와, 상기 하측 환형 지지 부재의 상측에 배치되어 상기 회전 분급핀을 서로 연결·고정시키는 상측 환형 지지 부재를 가지고,
상기 빗살형 돌출부는, 상기 상측 환형 지지 부재의 상측 부분에 다수의 홈부를 형성함으로써 구성되어 있는, 회전식 분급기.
제3항에 있어서,
상기 상측 환형 지지 부재 상의 홈부는, 상기 상측 환형 지지 부재의 상부를 절입 즉 커트인(cut-in)하여 형성되어 있는, 회전식 분급기.
제3항에 있어서,
상기 상측 환형 지지 부재 상의 홈부는, 상기 상측 환형 지지 부재의 일부를 잘라 세워 형성되어 있는, 회전식 분급기.
제3항에 있어서,
상기 회전식 분급기 본체에 대하여, 상기 빗살형 돌출부는 교환 가능하게 장착되어 있는, 회전식 분급기.
제1항에 있어서,
상기 빗살형 돌출부는, 상기 회전 분급핀을 상기 고정 부재측을 향해 연장함으로써 구성되어 있는, 회전식 분급기.
제7항에 있어서,
상기 회전 분급핀은, 상기 회전 분급핀의 하측 부분과 대응하는 위치에 배치된 하측 환형 지지 부재와, 상기 하측 환형 지지 부재의 상측에 배치된 상측 환형 지지 부재에 의해 서로 연결·고정되어 있는, 회전식 분급기.
제8항에 있어서,
상기 상측 환형 지지 부재에 절입홈 또는 관통공을 형성하고, 상기 절입홈 또는 상기 관통공을 통해 상기 회전 분급핀의 상측 부분이 상기 상측 환형 지지 부재에 의해 연결·고정되어 있는, 회전식 분급기.
제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 돌출부의 설치 피치는 상기 회전 분급핀의 설치 피치와 같은, 회전식 분급기.
제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 돌출부의 설치 피치는 상기 회전 분급핀의 설치 피치보다 좁은, 회전식 분급기.
제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 돌출부의 설치 피치는 상기 회전 분급핀의 설치 피치보다 넓은, 회전식 분급기.
제2항 내지 제6항, 또는 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 회전 분급핀의 직경 방향 내측단과 상기 회전식 분급기의 회전 중심을 연결하는 가상선에 대하여, 상기 회전 분급핀의 직경 방향 외측단은 상기 가상선으로부터 이격(離隔)되도록, 상기 회전 분급핀의 폭 방향이 경사져 있고,
상기 상부 핀, 또는 상기 상측 환형 지지 부재 상의 홈부와 홈부와의 사이에 형성되는 돌조(突條)의 폭 방향은 상기 회전식 분급기의 회전 중심을 향하고 있는, 회전식 분급기.
제2항 내지 제6항, 또는 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 회전 분급핀의 직경 방향 내측단과 회전식 분급기의 회전 중심을 연결하는 가상선에 대하여, 상기 회전 분급핀의 직경 방향 외측단은 상기 가상선으로부터 이격되도록, 상기 회전 분급핀의 폭 방향이 경사져 있고,
상기 상부 핀, 또는 상기 상측 환형 지지 부재 상의 홈부와 홈부와의 사이에 형성되는 돌조의 직경 방향 내측단과 상기 회전식 분급기의 회전 중심을 연결하는 가상선에 대하여, 상기 상부 핀 또는 상기 돌조의 직경 방향 외측단은 상기 가상선으로부터 이격되도록, 상기 상부 핀 또는 상기 돌조의 폭 방향이 경사져 있는, 회전식 분급기.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고정 부재의 하면에서, 또한, 상기 빗살형 돌출부의 직경 방향 외측의 위치에, 상기 빗살형 돌출부를 에워싸도록 거친 입자 빠져 나감 억제용 환형체(環形體)가 장착되어 있는, 회전식 분급기.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 빗살형의 돌출부의 높이를 Ha, 상기 제1 간극의 높이를 Hb라고 했을 때, 상기 Ha에 대한 상기 Hb의 비율(Hb/Ha)은 0.2 이하로 설정되어 있는, 회전식 분급기.
제16항에 있어서,
상기 비율(Hb/Ha)은 0.1 이하로 설정되어 있는, 회전식 분급기.
제15항에 있어서,
상기 고정 부재의 하면으로부터 상기 거친 입자 빠져 나감 억제용 환형체의 하면까지의 길이를 Ho, 상기 돌출부의 하단으로부터 상기 고정 부재의 하면까지의 높이를 Hc라고 했을 때, 상기 Ho에 대한 Hc의 비율(Hc/Ho)은 1.4 이상으로 설정되어 있는, 회전식 분급기.
제18항에 있어서,
상기 비율(Hc/Ho)은 2 이상으로 설정되어 있는, 회전식 분급기.
제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 입자군은 바이오매스(biomass) 또는 석탄과 바이오매스의 혼합물인, 회전식 분급기.
주위 방향을 따라 간격을 두고 다수 배치된 고정 분급핀을 가지는 고정식 분급기;
상기 고정식 분급기의 내측에 배치되어, 주위 방향을 따라 간격을 두고 다수 배치된 회전 분급핀을 가지는 회전식 분급기;
를 포함하는, 분급 장치에 있어서,
상기 회전식 분급기는 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 기재된 회전식 분급기인, 분급 장치.
제21항에 있어서,
상기 고정 분급핀과 상기 회전 분급핀의 사이에, 상기 고정 부재로부터 통형의 하강류 형성 부재가 수직 설치되어 있는, 분급 장치.
회전 테이블과 분쇄(粉碎) 롤러와의 맞물림에 의해 원료를 분쇄하는 분쇄부;
상기 분쇄부의 위쪽에 배치되어, 상기 분쇄부에서 분쇄된 분쇄물을 소정의 크기로 분급하는 분급부;
를 포함하는, 세로형 스탠드형 분쇄 장치에 있어서,
상기 분급부에 제21항 또는 제22항에 기재된 분급 장치를 구비한, 세로형 스탠드형 분쇄 장치.
석탄과 바이오매스를 혼합하여 분쇄하는 혼쇄식의 세로형 스탠드형 분쇄 장치;
상기 세로형 스탠드형 분쇄 장치에서 분쇄된 미분탄(微粉炭)과 바이오매스분을 혼소(混燒)하는 혼소 버너를 가지는 석탄분 보일러 장치;
를 포함하는, 석탄분 보일러 플랜트에 있어서,
상기 혼쇄식의 세로형 스탠드형 분쇄 장치는 제23항에 기재된 세로형 스탠드형 분쇄 장치인, 석탄분(石炭焚) 보일러 플랜트.
석탄을 단독으로 분쇄하는 제1 세로형 스탠드형 분쇄 장치;
바이오매스를 단독 분쇄하는 제2 세로형 스탠드형 분쇄 장치;
상기 제1 세로형 스탠드형 분쇄 장치에서 분쇄된 미분탄을 연소하는 미분탄 전용 버너와, 상기 제2 세로형 스탠드형 분쇄 장치에서 분쇄된 바이오매스분을 연소하는 바이오매스 전용 버너를 가지는 석탄분 보일러 장치;
를 포함하는, 석탄분 보일러 플랜트에 있어서,
상기 제2 세로형 스탠드형 분쇄 장치는 제23항에 기재된 세로형 스탠드형 분쇄 장치인, 석탄분 보일러 플랜트.