KR20170066619A - 세로형 롤러 밀 - Google Patents

Abstract

회전 테이블의 상방에 설치됨과 동시에 축선(X) 주변에 배치되는 여러 개의 날개(41)를 축선(X) 주변에서 회전시키는 회전식 분급부(40)를 구비하고, 회전식 분급부(40)는 상기 롤러에 의해 분쇄된 고체 연료 중 소정 입경보다 작은 미립 가루를 외주측 공간(S1)에서 여러 개의 분급 날개(41)로 둘러싸이는 내주측 공간(S2)으로 인도함과 동시에, 여러 개의 분급 날개(41)와의 충돌에 의해 소정 입경보다 큰 조립 가루가 내주측 공간(S2)으로 침입하는 것을 억제하고, 여러 개의 날개(41)의 각각은 분급 날개(41)와 충돌한 조립 가루가 비산하는 비산 방향(Fo1), (Fo2)과 미립 가루가 내주측 공간(S2)으로 인도되는 유입 방향(Fi1), (Fi2)이 간섭하지 않고, 또한 비산 방향(Fo1), (Fo2)이 수평 방향보다도 상방을 향한 방향이 되는 형상으로 이루어지는 세로형 롤러 밀(100)을 제공한다.

Description

세로형 롤러 밀{VERTICAL ROLLER MILL}

본 발명은 회전식 분급부를 구비한 세로형 롤러 밀에 관한 것이다.

종래, 석탄 등의 고체 연료를 분쇄하여 소정 입경보다 작은 미립 가루로 분급하는 분급기를 구비하는 롤러 밀이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1에 개시된 롤러 밀은 회전식 분급기가 내부에 배치된 분급 보조 콘을 구비하고 있다. 분급 보조 콘은 그 상단부에 회전식 분급기에의 가로 방향의 선회류로 변하는 여러 개의 편류 판을 구비하고 있다.

특허문헌 1에 개시된 롤러 밀은 열풍에 의해 상승하는 고체 연료를 편류 판에 의해 가로 방향의 선회류로서 분급 보조 콘의 내부로 인도하고, 고체 연료에 포함되는 조립(粗粒) 가루를 분급 보조 콘의 내벽면에서 하방으로 낙하시킨다. 분급 보조 콘에서 낙하한 조립 가루는 테이블에서 분쇄 롤에 의해 재차 분쇄된다. 분급 보조 콘의 내부에서 회전식 분급기에 의해 분급된 소정 입경보다도 작은 미립 가루는 롤러 밀의 외부로 인도된다.

일본 특허공보 제2617623호

특허문헌 1에 개시된 롤러 밀은 회전식 분급부가 하방으로 경사진 회전 날개를 구비하는 것이다. 그 때문에, 회전 날개가 조립 가루와 충돌하면 조립 가루는 하방을 향하여 비산한다. 특허문헌 1에 개시된 롤러 밀처럼, 분급 보조 콘을 구비하는 회전식 분급기이면 하방을 향하여 비산한 조립 가루가 분급 보조 콘에 의해 회수되어 테이블에 공급된다.

그러나, 분급 보조 콘을 이용하지 않은 회전식 분급기를 구비하는 롤러 밀의 경우, 조립 가루가 하방을 향하여 비산하면 비산하는 조립 가루와 회전식 분급기의 내주측 공간으로 유입하려고 하는 미립 가루가 간섭하고, 내주측 공간으로의 미립 가루의 유입 효율이 저하하게 된다.

또한, 이 간섭 때문에 비산하는 미립 가루의 일부가 내주측 공간으로 유입하는 미립 가루에 혼입하여 외주측 공간에서 내주측 공간으로 유입하게 된다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 회전식 분급부의 외주측 공간에서 내주측 공간으로의 미립 가루의 유입 효율을 높이면서, 조립 가루가 외주측 공간에서 내주측 공간으로 유입하는 것을 억제한 세로형 롤러 밀을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위하여 하기의 수단을 채용했다.

본 발명의 일 형태에 관한 세로형 롤러 밀은 구동부로부터의 구동력에 의해 축선 주변에서 회전하는 회전 테이블과, 상기 회전 테이블에 고체 연료를 공급하는 연료 공급부와, 상기 회전 테이블에 공급된 상기 고체 연료를 분쇄하는 롤러와, 상기 회전 테이블의 상방에 설치됨과 동시에 상기 축선 주변에 배치되는 여러 개의 날개를 해당 축선 주변에서 회전시키는 회전식 분급부와, 상기 롤러에 의해 분쇄된 고체 연료를 상기 회전식 분급부에 공급하기 위한 산화성 가스를 송풍하는 송풍부를 구비하고, 상기 회전식 분급부는 상기 롤러에 의해 분쇄된 고체 연료 중 소정 입경보다 작은 미립 가루를 외주측 공간에서 상기 여러 개의 날개로 둘러싸이는 내주측 공간으로 인도함과 동시에, 상기 여러 개의 날개와의 충돌에 의해 상기 소정 입경보다 큰 조립 가루가 상기 내주측 공간으로 침입하는 것을 억제하고, 상기 여러 개의 날개의 각각은 해당 날개와 충돌한 상기 조립 가루가 비산하는 비산 방향과 상기 미립 가루가 상기 내주측 공간으로 인도되는 유입 방향이 간섭하지 않고, 또한 상기 비산 방향이 수평 방향보다도 상방을 향한 방향이 되는 형상으로 되어 있다.

본 발명의 일 형태에 관한 세로형 롤러 밀에 의하면 연료 공급부에 의해 회전 테이블에 공급되는 고체 연료는 롤러에 의해 분쇄된 후에 송풍부가 송풍하는 산화성 가스와 함께 회전식 분급부의 외주측 공간으로 인도된다. 분쇄된 고체 연료 중 소정 입경보다 작은 미립 가루는 외주측 공간에서 여러 개의 날개로 둘러싸이는 내주측 공간으로 인도된다. 한편, 소정 입경보다 큰 조립 가루는 여러 개의 날개와의 충돌에 의해 내주측 공간으로 침입하는 것이 억제된다.

본 발명의 일 형태에 관한 세로형 롤러 밀에 의하면 회전식 분급부의 날개와 충돌한 조립 가루가 비산하는 비산 방향과 미립 가루가 내주측 공간으로 인도되는 유입 방향이 간섭하지 않는다. 그 때문에, 미립 가루의 내주측 공간으로의 유입이 조립 가루에 의해 방해받는 것이 억제되고, 외주측 공간에서 내주측 공간으로의 미립 가루의 유입 효율을 높일 수 있다.

또한, 날개가 조립 가루와 충돌하면 조립 가루는 수평 방향보다도 상방을 향하는 방향으로 비산한다. 그 때문에, 외주측 공간의 날개 근방의 영역에서, 하방에서 상방을 향하는 기류의 흐름이 형성되고, 기류의 흐름의 혼란에 의해 조립 가루가 외주측 공간에서 내주측 공간으로 유입하게 되는 불량을 억제할 수 있다.

본 발명의 일 형태에 관한 세로형 롤러 밀에서, 상기 축선을 중심으로 한 상기 여러 개의 날개의 외주측 단부가 통과하는 면이 상기 축선을 따라 상방에서 하방을 향하여 돌출하는 원뿔대의 측면이 되어 있고, 해당 원뿔대의 측면과 상기 축선과 직교하는 평면이 형성하는 각도가 65도 이상 75도 이하인 구성으로 해도 된다. 특히 바람직하게는 이 각도를 70도로 하는 구성이다.

발명자들은 여러 개의 날개의 외주측 단부가 통과하는 면인 원뿔대의 측면과 축선과 직교하는 평면이 형성하는 각도를 변화시켜 회전식 분급부의 분급 성능의 비교를 실시한 바, 이 각도를 65도 이상 75도 이하로 함으로써, 높은 분급 성능이 얻어진다고 하는 지견을 얻었다. 특히, 이 각도를 70도로 함으로써, 높은 분급 성능이 얻어진다고 하는 지견을 얻었다.

여기서 말하는 분급 성능이란 회전식 분급부를 통과한 분급 후의 고체 탄소질 연료 중 제1 입경(예를 들어 75 μm) 이하인 미립 가루의 적산 중량 비율과 회전식 분급부를 통과한 분급 후의 고체 탄소질 연료 중 제1 입경보다 큰 제2 입경(예를 들어, 150 μm) 이상의 조립 가루의 적산 중량 비율을 말한다. 전자의 수치가 크고 또한 후자의 수치가 작을수록 미립 가루의 비율이 높고 또한 조립 가루의 비율이 낮아지며, 분급 성능기 높다고 평가된다.

본 구성에 의하면 여러 개의 날개의 외주측 단부가 통과하는 면인 원뿔대의 측면의 경사 각도를 축선과 직교하는 평면에 대하여 65도 이상 75도 이하(바람직하게는 70도)로 함으로써, 회전식 분급부의 외주측 공간에서 내주측 공간으로의 미립 가루의 유입 효율을 높이면서, 조립 가루가 외주측 공간에서 내주측 공간으로 유입하는 것을 억제할 수 있다.

본 발명의 일 형태에 관한 세로형 롤러 밀에서, 상기 여러 개의 날개의 각각은 길이 방향의 일 단부를 상기 축선을 따라 상방에 배치함과 동시에, 타 단부를 상기 축선을 따라 하방에 배치한 평판상임과 동시에, 상기 일 단부 쪽이 상기 타 단부보다도 상기 회전식 분급부의 회전 방향의 상류측으로 후퇴한 위치가 되도록 상기 길이 방향이 상기 축선 방향에서 경사져 있는 구성이어도 된다.

본 구성에 의하면 평판상의 날개의 길이 방향의 일 단부 쪽이 타 단부보다도 회전식 분급부의 회전 방향의 상류측으로 후퇴한 위치가 되도록 길이 방향이 축선 방향에서 경사져 있다. 그 때문에, 평판상의 날개의 법선 방향은 수평 방향보다도 상방을 향하여 경사진 방향이 된다. 따라서, 날개에 충돌한 조립 가루는 수평 방향보다도 상방을 향하는 방향으로 비산한다.

그 때문에, 길이 방향이 축선 방향에서 경사진 평판상의 날개의 작용에 의해, 외주측 공간의 날개 근방의 영역에서, 하방에서 상방을 향하는 기류의 흐름이 보다 확실하게 형성되고, 기류의 흐름의 혼란에 의해 조립 가루가 외주측 공간에서 내주측 공간으로 유입하게 되는 불량을 억제할 수 있다.

상기 구성의 세로형 롤러 밀에서는 상기 날개를 상기 축선과 직교하고 또한 해당 날개와 해당 축선을 통과하는 지름 방향에서 본 경우에, 상기 길이 방향이 상기 축선 방향에서 13도 이상 23도 이하의 각도로 경사져 있도록 해도 된다.

발명자들은 길이 방향이 축선 방향에서 경사진 평판상의 날개의 경사 각도(날개를 지름 방향에서 본 경우에 날개의 길이 방향이 축선 방향과 이루는 각도)를 변화시켜 회전식 분급부의 분급 성능의 비교를 실시한 바, 이 각도를 13도 이상 23도 이하인 각도로 함으로써, 높은 분급 성능이 얻어진다는 지견을 얻었다. 특히, 이 각도를 18도로 함으로써, 높은 분급 성능이 얻어진다고 하는 지견을 얻었다.

본 구성에 의하면 길이 방향이 축선 방향에서 경사진 평판상의 날개의 경사 각도(날개를 지름 방향에서 본 경우에 날개의 길이 방향이 축선 방향과 이루는 각도)를 13도 이상 23도 이하인 각도(바람직하게는 18도)로 함으로써, 회전식 분급부의 외주측 공간에서 내주측 공간으로의 미립 가루의 유입 효율을 높이면서, 조립 가루가 외주측 공간에서 내주측 공간으로 유입하는 것을 억제할 수 있다.

본 발명에 의하면, 회전식 분급부의 외주측 공간에서 내주측 공간으로의 미립 가루의 유입 효율을 높이면서, 조립 가루가 외주측 공간에서 내주측 공간으로 유입하는 것을 억제한 세로형 롤러 밀을 제공할 수 있다.

도 1은 일 실시형태의 세로형 롤러 밀을 나타내는 종단면도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 회전식 분급부의 정면도이다.
도 3은 도 2에 나타내는 회전식 분급부의 A-A 시시 단면도이다.
도 4는 도 1에 나타내는 회전식 분급부의 요부를 확대한 종단면도이다.
도 5는 200 메시를 통과하는 입경의 고체 연료의 적산 중량 비율과 100 메시를 통과하지 않고 잔존하는 입경의 고체 연료의 적산 중량 비율의 관계를 나타내는 도이다.

이하, 본 발명의 일 실시형태의 세로형 롤러 밀에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

세로형 롤러 밀(100)은 석탄 등의 고체 연료를 분쇄하면서 건조시켜, 소정 입경보다도 작은 미립 가루로 분급하는 장치이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 세로형 롤러 밀(100)은 회전식 분급부(10)와, 연료 공급부(20)와, 롤러(30)와, 회전식 분급부(40)와, 방출구(50)(송풍부)와, 하우징(60)과, 구동부(70)와, 선회용 날개(80)를 구비한다.

회전 테이블(10)은 연직 방향으로 연장함과 동시에 세로형 롤러 밀(100)의 중심축인 축선(X) 주변에 회전하는 원판상의 부재이다. 회전 테이블(10)은 중앙부(10a)와 외주부(10b)를 가진다. 외주부(10b)는 축선(X)을 따라 하방을 향한 오목 형상으로 되어 있다. 회전 테이블(10)은 구동부(70)에서 구동축(71)을 개재하여 전달되는 구동력에 의해 축선(X) 주변에서 회전한다.

연료 공급부(20)는 회전 테이블(10)의 상방에서 축선(X)을 따라 중앙부(10a)에 고체 연료를 공급하는 통상의 부재이다. 연료 공급부(20)는 급탄기(도시 생략)에서 공급되는 고체 연료를 회전 테이블(10)의 중앙부(10a)로 공급한다.

롤러(30)는 회전 테이블(10)의 외주부(10b)를 압압하는 롤러 본체(32)와, 롤러 본체(32)를 요동시키는 중심축이 되는 요동축(31)과, 롤러 본체(32)를 지지하는 지지축(33)을 가진다. 롤러(30)는 압압 기구(도시 생략)에 의해 지지축(33)을 압압함으로써 롤러 본체(32)를 요동축(31) 주변에서 회전시킨다. 롤러 본체(32)는 롤러 본체(32)가 요동축(31) 주변에서 회전함에 따라 회전 테이블(10)의 외주부(10b)를 압압한다.

롤러 본체(32)는 회전 테이블(10)의 외주부(10b)를 압압함에 따라 축선(Y) 주변에서 회전한다. 롤러 본체(32)는 회전 테이블(10)의 회전에 따라 중앙부(10a)에서 외주부(10b)로 이동하는 고체 연료를 회전 테이블(10)에 부여하는 압압력에 의해 분쇄한다.

도 1에서는 롤러(30)가 1개만 표시되어 있지만, 회전 테이블(10)의 외주부(10b)를 압압하도록, 축선(X) 주변의 원주 방향으로 일정 간격을 두며 여러 개의 롤러(30)가 배치된다. 예를 들어, 외주부(10b) 상에 축선(X) 주변에 120°의 각도 간격을 두고 3개의 롤러(30)가 배치된다. 이 경우, 3개의 롤러(30)가 회전 테이블(10)의 외주부(10b)와 접하는 부분(압압하는 부분)은 회전 테이블(10)의 중앙부(10a)로부터의 거리가 등거리가 된다.

회전식 분급부(40)는 축선(X) 주변에 일정 간격으로 배치되는 여러 개의 분급 날개(41)(날개)를 축선(X) 주변에서 회전시킴으로써, 롤러(30)에 의해 분쇄된 고체 연료를 소정 입경보다 작은 미립 가루로 분급하는 장치이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 회전식 분급부(40)는 회전 테이블(10)의 상방에 연료 공급부(20)를 축선(X) 주변에 둘러싸도록 설치되어 있다. 회전식 분급부(40)는 구동 모터(도시 생략)에 의해 축선(X) 주변에서 회전하는 동력이 부여된다. 회전식 분급부(40)의 상세한 내용에 대해서는 후술한다.

회전식 분급부(40)는 축선(X) 주변에서 회전하는 분급 날개(41)가 발생시키는 원심력(축선(X)에서 멀어져가는 방향의 힘)과 후술하는 방출구(50)에서 유입하는 1차 공기의 기류에 의한 구심력(축선(X)에 가까워지는 방향의 힘)의 밸런스에 의해, 고체 연료를 소정 입경보다 작은 미립 가루와 소정 입경보다 큰 조립 가루로 분급한다. 즉, 회전식 분급부(40)는 롤러(30)에 의해 분쇄된 고체 연료 중 소정 입경보다 작은 미립 가루를 외주측 공간(S1)에서 여러 개의 분급 날개(41)로 둘러싸이는 내주측 공간(S2)으로 인도된다. 또한 회전식 분급부(40)는 여러 개의 분급 날개(41)와의 충돌에 의해 소정 입경보다 큰 조립 가루가 내주측 공간(S2)으로 침입하는 것을 억제한다.

여기서 말하는 소정 입경이란 예를 들어, 75 μm 이하의 입경이다. 회전식 분급부(40)는 여러 가지 입경의 고체 연료가 혼합한 상태의 기류를 미립 가루와 조립 가루로 분급하는 것이다. 미립 가루와 조립 가루는 각각 미세한 입자이기 때문에, 회전식 분급부(40)는 미립 가루와 조립 가루를 완전히 분리시킬 수 없다. 회전식 분급부(40)는 공급 유로(42)에 공급되는 고체 연료에 포함되는 소정 입경 이하의 고체 연료의 적산 중량 비율이 일정 비율 이상이 되도록 고체 연료를 분급한다. 목표로 하는 분급 성능은 예를 들어, 공급 유로(42)에 공급되는 고체 연료에 포함되는 75 μm 이하의 입경의 고체 연료의 적산 중량 비율이 80% 이상이 되도록 하는 것이다.

방출구(50)는 롤러(30)에 의해 분쇄된 고체 연료를 회전식 분급부(40)로 공급하기 위한 1차 공기(1차 산화성 가스)를 송풍하는 장치이다. 방출구(50)는 회전 테이블(10)의 외주측에서 축선(X) 주변의 여러 곳에 설치되어 있다. 방출구(50)는 1차 공기 유로(51)에서 유입하는 1차 공기를 하우징(60) 내의 회전 테이블의 상방의 공간에 유출시킨다.

방출구(50)의 상방에서는 선회용 날개(80)가 설치되어 있고, 방출구(50)에서 유출한 1차 공기에 축선(X) 주변으로 선회하는 선회력이 부여되도록 되어 있다. 도 1에 실선과 파선의 화살표로 나타낸 바와 같이, 선회용 날개(80)에 의해 선회력이 부여된 1차 공기는 회전 테이블(10) 상에서 분쇄된 고체 연료를 하우징(60)의 상방의 회전식 분급부(40)로 인도한다. 또한, 도 1에 실선과 파선의 화살표로 나타낸 바와 같이, 1차 공기에 혼합한 고체 연료의 분쇄물 중, 입경이 큰 것은 회전식 분급부(40)의 내주측 공간(S2)까지 도달하는 일 없이 낙하하여 회전 테이블(10)에 재차 되돌아간다.

하우징(60)은 세로형 롤러 밀(100)의 각부를 수용하는 케이스이다. 하우징(60)의 상방에는 통상의 연료 공급부(20)가 삽입되어 있다. 또한, 하우징(60)의 상방은 회전식 분급부(40)에서 소정 입경보다 더욱 작은 미립 가루를 외부에 공급하는 공급 유로(42)와 연통하고 있다. 또한, 하우징(60)의 하방은 1차 공기를 공급하는 1차 공기 유로(51)와 연통하고 있다.

구동부(70)는 축선(X) 주변에 구동축(71)을 회전시키는 구동원이다. 구동축(71)의 선단은 회전 테이블(10)과 연결되어 있다. 회전 테이블(10)은 구동축(71)이 축선(X) 주변에서 회전함에 따라 축선(X) 주변에서 회전한다.

이어서, 본 실시형태의 회전식 분급부(40)에 대하여 도 2 ~ 도 4를 참조하여 설명한다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 회전식 분급부(40)는 축선(X)을 따라 상방에서 하방을 향하여 돌출함과 동시에, 상방에서 하방을 향하여 축선(X)과 직교하는 단면의 단면적이 서서히 작아지는 형상으로 되어 있다. 또한, 도 3에 나타낸 바와 같이, 축선(X)을 중심으로 한 여러 개의 분급 날개(41)의 외주측 단부(41c)가 통과하는 위치(도 3에 파선으로 나타낸 위치)는 축선(X)을 중심으로 한 원주 상의 위치로 되어 있다.

그 때문에, 축선(X)을 중심으로 한 여러 개의 분급 날개(41)의 외주측 단부(41c)가 통과하는 면은 축선(X)을 따라 상방에서 하방을 향하여 돌출하는 원뿔대의 측면으로 되어 있다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 여러 개의 분급 날개(41)의 외주측 단부(41c)가 통과하는 원뿔대의 측면과 축선(X)과 직교하는 평면이 형성하는 각도는 θ1이 되어 있다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 여러 개의 분급 날개(41)의 각각은 축선(Z)을 따라 길이 방향으로 연장하는 평판상의 부재이다. 여러 개의 분급 날개(41)의 각각은 길이 방향의 일 단부(41a)가 축선(X)을 따라 상방에 배치되고, 타 단부(41b)가 축선(X)을 따라 하방에 배치되어 있다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 일 단부(41a) 쪽이 타 단부(41b)보다도 회전식 분급부(40)의 회전 방향(도 2에서 화살표로 나타낸 오른쪽에서 왼쪽을 향하는 방향)의 상류측으로 후퇴한 위치가 되도록 축선(Z)을 따라 길이 방향이 축선(X) 방향에서 θ2만큼 경사져 있다.

상술한 것처럼, 회전식 분급부(40)는 분급 날개(41)가 발생시키는 원심력(축선(X)에서 멀어져가는 방향의 힘)과 방출구(50)에서 유입하는 1차 공기의 기류에 의한 구심력(축선(X)에 가까워지는 방향의 힘)의 밸런스에 의해, 고체 연료를 소정 입경보다 작은 미립 가루와 소정 입경보다 큰 조립 가루로 분급하는 것이다. 그 때문에, 외주측 공간(S1)에서 내주측 공간(S2)으로 유입하려고 하는 미립 가루의 유입 방향과 분급 날개(41)에 충돌한 조립 가루의 비산 방향이 간섭하지 않는 것이 바람직하다.

미립 가루의 유입 방향과 조립 가루의 비산 방향이 간섭하면 미립 가루의 유입이 조립 가루의 비산에 의해 방해받음과 동시에, 조립 가루의 비산이 미립 가루의 유입에 의해 방해받게 된다. 그러면, 회전식 분급부(40)에서 공급 유로(42)로 배출되는 고체 연료에 포함되는 미립 가루의 적산 중량 비율이 감소함과 동시에, 고체 연료에 포함되는 조립 가루의 적산 중량 비율이 증가하고, 회전식 분급부(40)의 분급 성능이 저하하게 된다.

도 4에서는 축선(X)과 평행한 유입 방향(Fi1)을 따라 하방에서 유입한 조립 가루가 위치(P)에서 분급 날개(41)에 충돌하여 비산 방향(Fo1)으로 비산하고, 축선(X)에서 경사진 유입 방향(Fi2)을 따라 하방에서 유입한 조립 가루가 위치(P)에서 분급 날개(41)에 충돌하여 비산 방향(Fo2)으로 비산하는 예를 나타내고 있다.

미립 가루의 유입 방향과 조립 가루의 비산 방향이 간섭하지 않도록 분급 날개(41)의 형상이 설정되어 있는 경우, 도 4에 나타낸 바와 같이 분급 날개(41)에 충돌하여 비산한 조립 가루가 수평 방향보다 상방을 향하여 비산하여 하우징(60)의 내주면에 도달하고, 하우징(60)의 내주면을 따라 하방으로 낙하하는 흐름이 형성된다.

도 4에 나타낸 바와 같이 조립 가루를 하우징(60)의 내주면을 따라 하방으로 낙하하는 흐름을 형성하려면 분급 날개(41)에 충돌한 조립 가루를 하우징(60)의 상방을 향하여 비산시켜 내주면 근방까지 확실히 도달시키도록 하는 것이 바람직하다.

그 때문에, 본 실시형태에서는 분급 날개(41)의 일 단부(41a) 쪽이 타 단부(41b)보다도 회전식 분급부(40)의 회전 방향의 상류측으로 후퇴한 위치가 되도록 길이 방향이 축선(X) 방향에서 θ2만큼 경사져 있다. 이와 같이 경사시킴으로써, 분급 날개(41)에 충돌한 조립 가루에는 수평 방향에서 θ2만큼 위를 향하는 방향으로 비산하는 힘이 부여된다.

이상과 같이, 분급 날개(41)의 형상은 조립 가루가 비산하는 비산 방향(Fo1), (Fo2)과 미립 가루가 내주측 공간(S2)으로 인도되는 유입 방향(Fi1), (Fi2)이 간섭하지 않고, 또한 비산 방향(Fo1), (Fo2)이 수평 방향보다도 상방을 향하는 방향이 되는 형상으로 하는 것이 바람직하다.

발명자들은 상술한 θ1과 θ2의 각도를 변화시킨 여러 가지 형상의 분급 날개(41)를 이용하여 회전식 분급부(40)의 분급 성능의 비교를 실시한 바, 도 5에 나타내는 결과를 얻었다.

도 5는 200 메시를 통과하는 입경의 고체 연료의 적산 중량 비율과 100 메시를 통과하지 않고 잔존하는 입경의 고체 연료의 적산 중량 비율의 관계를 나타내는 도이다.

도 5에 나타내는 200 메시 통과율이란 회전식 분급부(40)에서 공급 유로(42)로 배출되는 고체 연료 중, 200 메시의 체를 통과하는 고체 연료(입자경이 75 μm 이하인 미립 가루)의 적산 중량 비율을 나타내는 것이다.

한편, 도 5에 나타내는 100 메시 잔존율 비란 회전식 분급부(40)에서 공급 유로(42)로 배출되는 고체 연료 중, 100 메시의 체를 통과하지 않는 고체 연료(입자경이 150 μm 이상인 조립 가루)의 적산 중량 비율을 나타내는 것이다. 도 5에 나타내는 100 메시 잔존 율 비는 일정한 100 메시 잔존율을 1로 한 경우의 잔존율의 비율을 나타내는 것이다.

도 5에서, 동일한 200 메시 통과율인 경우에는 100 메시 잔존율 비가 작은 쪽이 분급 성능이 높다. 또한, 동일한 100 메시 잔존율 비인 경우에는 200 메시 통과율이 작은 쪽이 분급 성능이 높다.

도 5에 나타내는 결과는 분급 날개(41)의 길이 방향을 축선(X) 방향으로 경사시키지 않는(θ2 = 0°) 형상으로 하는 경우, θ1을 70°로 설정하는 쪽이 θ1을 60° 혹은 80°로 설정하는 경우보다도 분급 성능이 높은 것을 나타내고 있다.

또한, 도 5에 나타내는 결과는 분급 성능(41)을 θ1이 70°인 형상으로 하는 경우, θ2를 18° 근방에 설정하면 θ2를 0°로 하는 경우보다도 분급 성능이 높아지는 것을 나타내고 있다.

도 5에 나타내는 결과에서 발명자들은 θ1을 이하의 식(1)의 범위로 설정함으로써, 높은 분급 성능을 나타낸다고 하는 지견을 얻었다. 특히, θ1을 70°로 설정함으로써, 높은 분급 성능을 나타낸다고 하는 지견을 얻었다.

65° ≤ θ1 ≤ 75° (1)

또한, 도 5에 나타내는 결과에서 발명자들은 θ2를 이하의 식(2)의 범위로 설정함으로써, 더욱 높은 분급 성능을 나타낸다고 하는 지견을 얻었다. 특히, θ2를 18°로 설정함으로써, 높은 분급 성능을 나타낸다고 하는 지견을 얻었다.

13° ≤ θ2 ≤23° (2)

이상의 식(1)을 만족하도록 함으로써, 분급 날개(41)의 형상은 조립 가루가 비산하는 비산 방향(Fo1), (Fo2)과 미립 가루가 내주측 공간(S2)으로 인도되는 유입 방향(Fi1), (Fi2)이 간섭하지 않고, 또한 비산 방향(Fo1), (Fo2)이 수평 방향보다도 상방을 향하는 방향이 되는 형상이 된다.

이 경우, θ2는 이하의 식(3)의 범위로 설정하면 된다.

0° ≤ θ2 ≤23° (3)

또한 식(1) 및 식(2)의 쌍방을 만족하도록 함으로써, 보다 높은 분급 성능을 만족시키는 분급 날개(41)의 형상을 설정할 수 있다.

이상에서 설명한 본 실시형태의 세로형 롤러 밀(100)이 이루는 작용 및 효과에 대하여 설명한다.

본 실시형태의 세로형 롤러 밀(100)에 의하면 연료 공급부(20)에 의해 회전 테이블(10)에 공급되는 고체 연료는 롤러(30)에 의해 분쇄된 후에 방출부(50)가 송풍하는 1차 공기와 함께 회전식 분급부(40)의 외주측 공간(S1)으로 인도된다. 분쇄된 고체 연료 중 소정 입경보다 작은 미립 가루는 외주측 공간(S1)에서 여러 개의 날개(41)에 둘러싸이는 내주측 공간(S2)으로 인도된다. 한편, 소정 입경보다 큰 조립 가루는 여러 개의 분급 날개(41)와의 충돌에 의해 내주측 공간(S2)으로 침입하는 것이 억제된다.

본 실시형태의 세로형 롤러 밀(100)에 의하면 회전식 분급부(40)의 분급 날개(41)와 충돌한 조립 가루가 비산하는 비산 방향(Fo1), (Fo2)과 미립 가루가 내주측 공간(S2)으로 인도되는 유입 방향(Fi1), (Fi2)이 간섭하지 않는다. 그 때문에, 미립 가루의 내주측 공간(S2)으로의 유입이 조립 가루에 의해 방해받는 것이 억제되고, 외주측 공간(S1)에서 내주측 공간(S2)으로의 미립 가루의 유입 효율을 높일 수 있다.

또한, 분급 날개(41)가 조립 가루와 충돌하면 조립 가루는 수평 방향보다도 상방을 향하는 방향으로 비산한다. 그 때문에, 외주측 공간(S1)의 분급 날개(41) 근방의 영역에서, 하방에서 상방을 향하는 기류의 흐름이 형성되고, 기류의 흐름의 혼란에 의해 조립 가루가 외주측 공간(S1)에서 내주측 공간(S2)으로 유입하게 되는 불량을 억제할 수 있다.

본 실시형태의 세로형 롤러 밀(100)은 축선(X)을 중심으로 한 여러 개의 분급 날개(41)의 외주측 단부(41c)가 통과하는 면이 축선(X)을 따라 상방에서 하방을 향하여 돌출하는 원뿔대의 측면이 되어 있고, 원뿔대의 측면과 축선(X)과 직교하는 평면이 형성하는 각도가 65도 이상 또한 75도 이하이다. 특히 바람직한 구성은 이 각도를 70도로 하는 구성이다.

발명자들은 여러 개의 분급 날개(41)의 외주측 단부(41c)가 통과하는 면인 원뿔대의 측면과 축선(X)과 직교하는 평면이 형성하는 각도(θ1)를 변화시켜 회전식 분급부(40)의 분급 성능의 비교를 실시한 바, 이 각도를 65도 이상 또한 75도 이하로 함으로써, 높은 분급 성능이 얻어진다고 하는 지견을 얻었다. 특히, 이 각도를 70도로 함으로써, 높은 분급 성능이 얻어진다고 하는 지견을 얻었다.

본 실시형태에 의하면 여러 개의 분급 날개(41)의 외주측 단부(41c)가 통과하는 면인 원뿔대의 측면의 경사 각도(θ1)를 축선(X)과 직교하는 평면에 대하여 65도 이상 또한 75도 이하(바람직하게는 70도)로 함으로써, 회전식 분급부(40)의 외주측 공간(S1)에서 내주측 공간(S2)으로의 미립 가루의 유입 효율을 높이면서, 조립 가루가 외주측 공간(S1)에서 내주측 공간(S2)으로 유입하는 것을 억제할 수 있다.

본 실시형태의 세로형 롤러 밀(100)에서, 여러 개의 분급 날개(41)의 각각은 축선(Z)을 따라 길이 방향의 일 단부(41a)를 축선(X)을 따라 상방에 배치함과 동시에, 타 단부(41b)를 축선(X)을 따라 하방에 배치한 평판상임과 동시에, 일 단부(41a) 쪽이 타 단부(41b)보다도 회전식 분급부(40)의 회전 방향의 상류측으로 후퇴한 위치가 되도록 길이 방향이 축선 방향에서 θ2만큼 경사져 있다.

본 실시형태에 의하면 평판상의 분급 날개(41)의 길이 방향의 일 단부(41a) 쪽이 타 단부(41b)보다도 회전식 분급부(40)의 회전 방향의 상류측으로 후퇴한 위치가 되도록 길이 방향이 축선(X) 방향에서 θ2만큼 경사져 있다. 그 때문에, 평판상의 분급 날개(41)의 법선 방향은 수평 방향보다도 상방을 향하여 각도 θ2만큼 경사진 방향이 된다. 따라서, 분급 날개(41)에 충돌한 조립 가루는 수평 방향보다도 상방을 향하는 방향으로 비산한다.

그 때문에, 길이 방향이 축선(X) 방향에서 각도 θ2만큼 경사진 평판상의 분급 날개(41)의 작용에 의해, 외주측 공간(S1)의 분급 날개(41) 근방의 영역에서, 하방에서 상방을 향하는 기류의 흐름이 보다 확실하게 형성되고, 기류의 흐름의 혼란에 의해 조립 가루가 외주측 공간(S1)에서 내주측 공간(S2)으로 유입하게 되는 불량을 억제할 수 있다.

본 실시형태의 세로형 롤러 밀(100)에서는 분급 날개(41)를 축선(X)과 직교하고 또한 분급 날개(41)와 축선(X)을 통과하는 지름 방향에서 본 경우에, 길이 방향이 축선(X) 방향에서 13도 이상 23도 이하의 각도로 경사져 있다.

발명자들은 길이 방향이 축선(X) 방향에서 경사진 평판상의 분급 날개(41)의 경사 각도(분급 날개(41)를 지름 방향에서 본 경우에 분급 날개(41)의 길이 방향이 축선(X) 방향과 이루는 각도)를 변화시켜 회전식 분급부(40)의 분급 성능의 비교를 실시한 바, 이 각도를 13도 이상 23도 이하인 각도로 함으로써, 높은 분급 성능이 얻어진다는 지견을 얻었다. 특히, 이 각도를 18도로 함으로써, 높은 분급 성능이 얻어진다고 하는 지견을 얻었다.

본 실시형태에 의하면, 회전식 분급부(40)의 외주측 공간(S1)에서 내주측 공간(S2)으로의 미립 가루의 유입 효율을 높이면서, 조립 가루가 외주측 공간(S1)에서 내주측 공간(S2)으로 유입하는 것을 억제할 수 있다.

10 회전 테이블
10a 중앙부
10b 외주부
20 연료 공급부
30 롤러
31 요동축
32 롤러 본체
33 지지축
40 회전식 분급부
41 분급 날개(날개)
41a 일 단부
41b 타 단부
41c 외주측 단부
42 공급 유로
50 방출구(송풍부)
51 1차 공기 유로
60 하우징
70 구동부
71 구동축
80 선회용 날개
100 세로형 롤러 밀
S1 외주측 공간
S2 내주측 공간
X, Y 축선

Claims (6)

1. 구동부로부터의 구동력에 의해 축선 주변에서 회전하는 회전 테이블과,
   상기 회전 테이블에 고체 연료를 공급하는 연료 공급부와,
   상기 회전 테이블에 공급된 상기 고체 연료를 분쇄하는 롤러와,
   상기 회전 테이블의 상방에 설치됨과 동시에 상기 축선 주변에 배치되는 여러 개의 날개를 해당 축선 주변에서 회전시키는 회전식 분급부와,
   상기 롤러에 의해 분쇄된 고체 연료를 상기 회전식 분급부에 공급하기 위한 산화성 가스를 송풍하는 송풍부를 구비하고,
   상기 회전식 분급부는 상기 롤러에 의해 분쇄된 고체 연료 중 소정 입경보다 작은 미립 가루를 외주측 공간에서 상기 여러 개의 날개로 둘러싸이는 내주측 공간으로 인도함과 동시에, 상기 여러 개의 날개와의 충돌에 의해 상기 소정 입경보다 큰 조립 가루가 상기 내주측 공간으로 침입하는 것을 억제하고,
   상기 여러 개의 날개의 각각은 해당 날개와 충돌한 상기 조립 가루가 비산하는 비산 방향과 상기 미립 가루가 상기 내주측 공간으로 인도되는 유입 방향이 간섭하지 않고, 또한 상기 비산 방향이 수평 방향보다도 상방을 향한 방향이 되는 형상으로 이루어지는 세로형 롤러 밀.
2. 제1항에 있어서,
   상기 축선을 중심으로 한 상기 여러 개의 날개의 외주측 단부가 통과하는 면이 상기 축선을 따라 상방에서 하방을 향하여 돌출하는 원뿔대의 측면이 되어 있고,
   해당 원뿔대의 측면과, 상기 축선과 직교하는 평면이 형성하는 각도가 65도 이상 75도 이하인 세로형 롤러 밀.
3. 제2항에 있어서,
   상기 원뿔대의 측면과 상기 축선과 직교하는 평면이 형성하는 각도가 70도인 세로형 롤러 밀.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 여러 개의 날개의 각각은 길이 방향의 일 단부를 상기 축선을 따라 상방에 배치함과 동시에, 타 단부를 상기 축선을 따라 하방에 배치한 평판상임과 동시에, 상기 일 단부 쪽이 상기 타 단부보다도 상기 회전식 분급부의 회전 방향의 상류측으로 후퇴한 위치가 되도록 상기 길이 방향이 상기 축선 방향에서 경사져 있는 세로형 롤러 밀.
5. 제4항에 있어서,
   상기 날개를 상기 축선과 직교하고 또한 해당 날개와 해당 축선을 통과하는 지름 방향에서 본 경우에, 상기 길이 방향이 상기 축선 방향에서 13도 이상 23도 이하의 각도로 경사져 있는 세로형 롤러 밀.
6. 제5항에 있어서,
   상기 날개를 상기 축선과 직교하고 또한 해당 날개와 해당 축선을 통과하는 지름 방향에서 본 경우에, 상기 길이 방향이 상기 축선 방향에서 18도로 경사져 있는 세로형 롤러 밀.

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