KR20190025692A

KR20190025692A - 수직형 롤러밀

Info

Publication number: KR20190025692A
Application number: KR1020197003204A
Authority: KR
Inventors: 켄타로 나리아이; 에미 오노; 카즈히로 와타나베; 타카히로 코자키; 아키라 코바야시
Original assignee: 가부시키가이샤 아이에이치아이
Priority date: 2016-07-21
Filing date: 2017-06-23
Publication date: 2019-03-11
Also published as: CN109475878B; AU2017300421A1; EP3488930A1; JP6743891B2; US20190143338A1; US10967382B2; JPWO2018016266A1; EP3488930B1; EP3488930A4; AU2017300421B2; WO2018016104A1; CN109475878A

Abstract

하우징(2), 하우징(2)의 중심부에 피분쇄물을 공급하는 슈트(3), 슈트(3)의 하방에 마련되어 피분쇄물을 분쇄하는 분쇄부(4), 분쇄부(4)의 상방에 마련된 배출관(9), 및 분쇄부(4)에서 분쇄된 분쇄물을 배출관(9)으로 수송하는 기류를 형성하는 수송 기구(6)를 갖는 수직형 롤러밀(1)로서, 분쇄부(4)와 배출관(9) 사이에, 기류의 유로 면적을 좁히는 축류 유로(10)를 갖고, 축류 유로(10)는 하우징(2)의 중심부에 마련된 제1 축류링(20)과 하우징(2)으로부터 하우징(2)의 중심부를 향해 돌출된 제2 축류링(30) 사이에 형성되어 있다.

Description

수직형 롤러밀

본 발명은 수직형 롤러밀에 관한 것이다.

본 출원은 2016년 7월 21일에 출원된 일본 특허출원 2016-143225호 및 2017년 1월 31일에 출원된 국제출원 PCT/JP2017/003350호에 기초해 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

수직형 롤러밀로서, 예를 들면, 특허 문헌 1에 기재된 바이오매스(biomass) 밀이 알려져 있다. 보일러의 연료는 주로 석탄인데, 최근, 이산화탄소 삭감 정책으로 인해, 재생 가능하고 환경 부담이 적은 목질계 바이오매스를 연료로 하는 것이 검토되고 있다. 목질계 바이오매스를 보일러의 연료로 하기 위해서는, 펠릿상으로 굳힌 목질계 바이오매스를 버너에서 연소 가능한 크기로 분쇄할 필요가 있다.

특허 문헌 1에 기재된 바이오매스 밀은, 석탄 분쇄용 석탄 롤러밀을 기본으로 하고 있어, 많은 개량이나 설비 변경 없이 저비용으로 목질계 바이오매스를 분쇄하도록 구성되어 있다. 목질계 바이오매스를 분쇄하는 경우, 목질계 바이오매스가 석탄보다 경량일 뿐만 아니라 섬유질로 서로 얽히기 때문에, 하우징 내를 선회하면서 상승해 하우징 내에서 체류하기 쉽다.

이 때문에, 특허 문헌 1에 기재된 바이오매스 밀은, 목질계 바이오매스를 공급하는 슈트의 주위에 머리 부분이 둥근 축류(縮流)통을 구비하고, 원통부와 하우징으로 분쇄 테이블의 주위로부터 분출된 기류의 유로 면적을 감소시키는 축류 유로를 형성해, 기류의 유속을 빠르게 하여 목질계 바이오매스의 배출성을 개선하고 있다.

한편, 특허 문헌 2, 특허 문헌 3, 특허 문헌 4 및 특허 문헌 5에도 수직형 롤러밀이 개시되어 있다.

특허 문헌 1: 일본 특허공개 2013-184115호 공보 특허 문헌 2: 일본 특허공개 2011-251222호 공보 특허 문헌 3: 일본 특허공개 2016-087544호 공보 특허 문헌 4: 일본 특허공개 평10-180126호 공보 특허 문헌 5: 일본 특허공개 2013-158667호 공보

축류(縮流) 유로에서의 유속을 소정의 유속으로 제어함으로써, 목질계 바이오매스가 적절히 축류 유로를 통과할 수 있는 구조가 많은 실험을 거쳐 제안되었다. 그러나, 축류 유로의 틈새 치수가 작으면, 소정의 유속보다 느린 유속이라도, 미(未)분쇄물이 축류 유로를 통과하는 현상이 확인되었다.

본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 목질계 바이오매스가 적절히 축류 유로를 통과할 수 있는 소정의 유속에서, 미(未)분쇄물의 축류 유로의 통과를 억제할 수 있는 수직형 롤러밀을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제1 형태는, 하우징, 하우징의 중심부에 피분쇄물을 공급하는 슈트, 슈트의 하방에 마련되어 피분쇄물을 분쇄하는 분쇄부, 분쇄부의 상방에 마련된 배출관, 및 분쇄부에서 분쇄된 분쇄물을 배출관으로 수송하는 기류를 형성하는 수송 기구를 갖는 수직형 롤러밀로서, 분쇄부와 배출관 사이에, 기류의 유로 면적을 좁히는 축류 유로를 갖고, 축류 유로는 하우징의 중심부에 마련된 제1 축류링과 하우징으로부터 하우징의 중심부를 향해 돌출된 제2 축류링 사이에 형성되어 있다.

본 발명에 의하면, 축류 유로가 하우징의 중심부에 마련된 제1 축류링과 하우징으로부터 하우징의 중심부를 향해 돌출된 제2 축류링 사이에 형성된다. 즉, 축류 유로는 하우징보다 안쪽 영역에 링 형상으로 형성된다. 축류 유로에서의 기류의 유속은, 축류 유로의 유로 면적의 크기에 의존한다. 종래와 같이 하우징을 따라 소정 유로 면적의 축류 유로를 형성하는 경우, 축류 유로의 반경이 커지고, 축류 유로의 틈새 치수가 작아져, 미분쇄물이 축류 유로를 통과하는 현상이 발생하기 쉬워진다. 한편, 본 발명과 같이 하우징의 안쪽 영역에 소정 유로 면적의 축류 유로를 형성하는 경우, 축류 유로의 반경이 작아져, 축류 유로의 틈새 치수를 크게 확보할 수 있기 때문에, 미분쇄물의 축류 유로의 통과 현상을 억제할 수 있다.

따라서, 본 발명에서는, 소정 유속에서 미분쇄물이 축류 유로를 통과하는 것을 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태의 수직형 롤러밀의 개략 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태의 수직형 롤러밀의 주요부 확대도이다.
도 3은 펠릿(분쇄물)의 부상 유속과 배관 직경/펠릿 길이의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태의 일 변형예에 따른 수직형 롤러밀의 개략 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태의 일 변형예에 따른 수직형 롤러밀의 개략 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시 형태의 일 변형예에 따른 수직형 롤러밀의 개략 구성도이다.
도 7은 본 발명의 실시 형태의 일 변형예에 따른 수직형 롤러밀의 평단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시 형태의 일 변형예에 따른 수직형 롤러밀의 개략 구성도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 도면을 참조해 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 형태의 수직형 롤러밀(1)의 개략 구성도이다. 도 2는 본 발명의 실시 형태의 수직형 롤러밀(1)의 주요부 확대도이다.

본 실시 형태의 수직형 롤러밀(1)은 펠릿상으로 굳힌 목질계 바이오매스(피분쇄물)를 분쇄하고 기류에 실어 배출한다. 도 1에 참조 부호 P로 나타낸 화살표는 펠릿(피분쇄물)의 흐름을 나타내고, 부호 F로 나타낸 화살표는 기류를 나타낸다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 수직형 롤러밀(1)은 하우징(2), 하우징(2)의 중심부에 피분쇄물을 공급하는 슈트(3), 하우징(2)의 내부에 마련된 분쇄부(4), 분쇄부(4)의 상방에 마련된 배출관(9), 분쇄물을 배출관(9)에 기류 수송하는 수송 기구(6), 후술하는 제1 축류링(20) 및 제2 축류링(30)을 구비한다.

하우징(2)은 연직 방향을 따라 세워진 대략 원통형이고, 하우징(2)의 상부 개구를 덮는 덮개(7)를 갖는다. 덮개(7)의 중심부에는 원통형의 슈트(3)가 삽입되어 있다. 슈트(3)는 연직 방향을 따라 배치되고, 슈트(3)의 상부 개구가 덮개(7)의 바깥쪽에 배치되고, 슈트(3)의 하부 개구가 하우징(2) 내부의 회전 분급기(5)의 하방에 배치되어 있다. 슈트(3)의 상부 개구에는 도시하지 않은 펠릿 공급 장치가 접속되어 있어, 이것에 의해 소정량의 목질계 바이오매스의 펠릿(피분쇄물)이 하우징(2)의 내부로 공급된다.

또한, 덮개(7)의 이면측에는 회전 분급기(5)가 장착되어 있다. 덮개(7)의 중심부에 마련된 회전 로터(미도시)에, 다수의 회전 분급 날개(8)가 회전 로터의 둘레 방향으로 등간격으로 배치되어 있다. 회전 분급기(5)는 도시하지 않은 구동 장치에 의해 회전 로터를 회전시킴으로써, 회전 분급 날개(8)를 소정의 회전 속도로 회전시킨다.

분쇄부(4)는 하우징(2)의 바닥부에 마련된 회전 테이블(11) 및 회전 테이블(11) 위를 회전하는 복수의 분쇄 롤러(12)를 구비한다.

회전 테이블(11)은 수평면상에서 저속으로 회전한다.

분쇄 롤러(12)는 롤러 가압 장치에 의해 회전 테이블(11)에 접촉되고, 그 상태로 회전 테이블(11)이 회전함으로써 회전 테이블(11)상을 구르면서 움직인다.

이와 같은 구성을 갖는 분쇄부(4)는, 슈트(3)로부터 회전 테이블(11)의 중심부로 공급된 펠릿(피분쇄물)을, 펠릿(피분쇄물)에 작용하는 원심력에 의해 회전 테이블(11) 상을 회전 테이블(11)의 외주측으로 이동시켜, 회전 테이블(11)의 상면과 분쇄 롤러(12) 사이에 펠릿(피분쇄물)을 끼워넣고, 압축력과 전단력에 의해 펠릿(피분쇄물)을 분쇄한다.

수송 기구(6)는 하우징(2)의 바닥부 측면에 마련된 공기 도입부(13) 및 공기 도입부(13)의 도입구(13a)로부터 외부의 공기를 도입하는 공기 도입 수단(미도시)을 구비한다. 이와 같은 수송 기구(6)는, 공기 도입 수단에 의해 공기를 회전 테이블(11)의 외연부로 안내하고, 그 후, 공기를 하우징(2) 내부에서 상승시켜 배출관(9)으로 유입시킨다. 수송 기구(6)는 하우징(2)의 바닥부, 즉 회전 테이블(11)로부터 하우징(2)의 상부, 즉 배출관(9)을 향하는 기류를 일으키게 하고, 이 기류에 실어(동반시켜) 분쇄물을 배출관(9)으로 수송한다.

이와 같은 수직형 롤러밀(1)은 분쇄부(4)와 배출관(9) 사이에 기류의 유로 면적을 좁히는 축류 유로(10)를 갖는다. 축류 유로(10)는, 기류의 유속을 빠르게 하여, 하우징(2) 내에 체류하기 쉬운 큰 분쇄물(목질계 바이오매스)의 배출성을 개선시킨다. 축류 유로(10)는 하우징(2)의 중심부에 마련된 제1 축류링(20)과 하우징(2)으로부터 하우징(2)의 중심부를 향해 돌출된 제2 축류링(30) 사이에 형성되어 있다.

제1 축류링(20)은 슈트(3)의 둘레에 마련되어 있다. 제1 축류링(20)은 회전 분급기(5)의 하단으로부터 슈트(3) 하부까지의 영역에 마련되어 있다. 제1 축류링(20)은 슈트(3)로부터 하우징(2)의 내벽(2a)을 향해 하우징(2)의 반경 방향 외측으로 돌출(팽출)되어 있다.

제2 축류링(30)은 하우징(2)의 내벽(2a)에 마련되어 있다. 제2 축류링(30)은 하우징(2)의 반경 방향에서, 제1 축류링(20)과 대향 가능한 높이에 마련되어 있다. 제2 축류링(30)은 하우징(2)의 내벽(2a)으로부터 슈트(3)를 향해 하우징(2)의 반경 방향 내측으로 돌출(팽출)되어 있다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 제1 축류링(20) 및 제2 축류링(30)의 적어도 어느 한쪽(본 실시 형태에서는 양쪽 모두)의 상부에는, 다른 쪽에 접근하도록 하방으로 기울어지는 경사면(21, 31)이 형성되어 있다. 즉, 경사면(21)은 제1 축류링(20)(한쪽)의 상부에 형성되어, 제2 축류링(30)(다른 쪽)에 접근하도록 하방으로 기울어져 있다. 또한, 경사면(31)은 제2 축류링(30)(한쪽)의 상부에 형성되어, 제1 축류링(20)(다른 쪽)에 접근하도록 하방으로 기울어져 있다.

제2 축류링(30)은 제1 축류링(20)의 외경보다 큰 내경을 갖는다. 즉, 제2 축류링(30)은 하우징(2)의 반경 방향에서 제1 축류링(20)과 틈새 W를 두고 대향한다. 이 틈새 W가 축류 유로(10)가 된다. 이하의 설명에서 틈새 W를 축류 유로의 틈새 W라고도 한다. 본 실시 형태에서는, 축류 유로(10)는 하우징(2)의 반경의 1/2보다 바깥쪽 영역에 형성되어 있다. 또한, 제2 축류링(30)의 내경은 하우징(2)의 내벽(2a)의 직경보다 작다. 즉, 축류 유로(10)는 하우징(2)의 내벽(2a)보다 안쪽 영역에 형성되어 있다.

제2 축류링(30)에 형성된 경사면(31)은, 하우징(2)의 내벽(2a)으로부터 하우징(2)의 중심부에 접근하도록 하방으로 기울어져 있다. 경사면(21, 31)은 분쇄물의 안식각(angle of repose) 이상의 각도 α1, α2로 형성되어 있다. 본 실시 형태에서, 각도 α1, α2는 각각 60°의 각도로 형성되어 있다. 한편, 각도 α1, α2는 분쇄물의 안식각 이상의 각도이면, 다른 각도라도 무방하다.

제1 축류링(20)과 제2 축류링(30)의 대향면(22, 32)은 편평하게 형성되어 있다. 제1 축류링(20)에 형성된 대향면(22)은 경사면(21)의 하단으로부터 연직 하방으로 소정 거리 연장되어 있다. 또한, 제2 축류링(30)에 형성된 대향면(32)은 경사면(31)의 하단으로부터 연직 하방으로 소정 거리 연장되어 있다. 즉, 대향면(22, 32)은 평행하게 소정 거리의 길이로 형성되어 있다.

제1 축류링(20) 및 제2 축류링(30)의 적어도 어느 한쪽(본 실시 형태에서는 양쪽 모두)의 하부에는, 다른 쪽으로부터 이격되도록 하방으로 기울어지는 경사면(23, 33)이 형성되어 있다. 즉, 경사면(23)은 제1 축류링(20)(한쪽)의 하부에 형성되어, 제2 축류링(30)(다른 쪽)으로부터 이격되도록 하방으로 기울어져 있다. 또한, 경사면(33)은 제2 축류링(30)(한쪽)의 하부에 형성되어, 제1 축류링(20)(다른 쪽)으로부터 이격되도록 하방으로 기울어져 있다.

경사면(23)은 대향면(22)의 하단으로부터 슈트(3)의 하부까지 형성되어 있다. 또한, 경사면(33)은 대향면(32)의 하단으로부터 하우징(2)의 내벽(2a)까지 형성되어 있다. 경사면(23, 33)은 대향면(22, 32)의 하단으로부터 각각 각도 β1, β2로 형성되어 있다.

본 실시 형태에서, 각도 β1, β2는 각각 45°의 각도로 형성되어 있다. 한편, 각도 β1, β2는 서로 다른 각도라도 무방하다.

도 3은 펠릿(분쇄물)의 부상 유속과 배관 직경/펠릿 길이의 관계를 나타내는 그래프이다. 이 그래프는 펠릿 길이와 배관 직경을 변경해, 미분쇄의 펠릿이 부상하는 유속을 평가한 펠릿 부상 시험의 시험 결과를 나타내고 있다.

부상 유속 a는 미분쇄 펠릿이 축류 유로(10)를 통과할 수 있는 유속이다. 즉, 부상 유속 a 이하로 함으로써, 예를 들면, 펠릿이 축류 유로(10)를 통과하지 못하고 분쇄부(4)로 되돌아오고, 또한, 펠릿이 제1 축류링(20) 및 제2 축류링(30)의 상부에 체류하지 않도록 할 수 있다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 배관 직경/펠릿 길이의 비율이 소정의 값 b 이상이 되면, 부상 유속은 거의 일정한 부상 유속 a(목표치)가 되는 한편, 배관 직경/펠릿 길이의 비율이 소정의 값 b 미만이 되면, 부상 유속 a보다 느린 부상 유속이어도 미분쇄 펠릿이 부상하는 것을 알 수 있다. 이는, 펠릿의 길이가 배관 직경, 즉, 도 2에 나타낸 제1 축류링(20)과 제2 축류링(30)의 틈새 W의 크기에 가까워지면, 미분쇄 펠릿이 축류 유로(10)를 통과하는 미분쇄물의 축류 유로(10) 통과 현상이 생기기 때문이다.

본 실시 형태의 수직형 롤러밀(1)은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 축류 유로(10)가 하우징(2)의 중심부에 마련된 제1 축류링(20)과 하우징(2)으로부터 하우징의 중심부를 향해 돌출된 제2 축류링(30) 사이에 형성된다. 즉, 축류 유로(10)는 하우징(2)보다 안쪽 영역에 링 형상으로 형성된다. 축류 유로(10)에서의 기류의 유속은 축류 유로(10)의 유로 면적의 크기에 의존한다. 특허 문헌 1에 개시된 바와 같이, 하우징(2)의 내벽(2a)을 따라 소정 유로 면적의 축류 유로(10)를 형성하는 경우, 축류 유로(10)의 반경이 커지고, 축류 유로(10)의 틈새 W의 치수가 작아져, 미분쇄물의 축류 유로(10) 통과 현상이 생기기 쉬워진다. 한편, 본 실시 형태와 같이 하우징(2)의 안쪽 영역에 소정 유로 면적의 축류 유로(10)를 형성하는 경우, 축류 유로(10)의 반경이 작아져, 축류 유로(10)의 틈새 W의 치수를 크게 확보할 수 있다. 즉, 배관 직경(틈새 W)/펠릿 길이의 비율을 소정의 값 b 이상으로 설계하기 쉬워져, 그 결과, 미분쇄물의 축류 유로(10) 통과 현상을 억제할 수 있다.

분쇄부(4)에서 분쇄된 분쇄물은 수송 기구(6)에 의해 발생하는 기류를 타고, 분쇄부(4)의 회전 테이블(11)상으로부터 하우징(2)의 상부로 옮겨진다. 기류는, 회전 테이블(11)의 외연부를 통과할 때 선회 성분이 부여되고, 선회하는 기류에 작용하는 원심력에 의해 하우징(2)의 내벽(2a)을 따라 흐름으로써 내벽(2a) 근방을 상승한다. 이 기류는 하우징(2)의 내벽(2a)을 따라 어느 정도 상승하면, 제1 축류링(20) 및 제2 축류링(30)의 하부의 경사면(23, 33)에 의해 축류 유로(10)로 유도된다. 이 때문에, 수송 기구(6)의 동력을 증대시키지 않고 기류의 유속을 높여, 목질계 바이오매스의 배출성을 높일 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제1 축류링(20) 및 제2 축류링(30)의 상부에 경사면(21, 31)이 형성되어 있다. 이 구성에 의하면, 축류 유로(10)를 통과한 분쇄물 가운데, 예를 들면 기류로부터 벗어난 분쇄물이 제1 축류링(20) 및 제2 축류링(30)의 상부에 퇴적되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 실시 형태와 같이, 경사면(21, 31)을 분쇄물의 안식각 이상의 각도 α1, α2로 형성함으로써, 제1 축류링(20) 및 제2 축류링(30)의 상부에서의 분쇄물의 퇴적을 보다 확실하게 해소할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제1 축류링(20)과 제2 축류링(30)의 대향면(22, 32)이 편평하게 형성되어 있다. 제1 축류링(20)과 제2 축류링(30)은 별도의 부재이며, 각각 다른 구조물(슈트(3)와 하우징(2))에 장착되어 있기 때문에, 제1 축류링(20)과 제2 축류링(30)의 장착 높이에 오차가 생기기 쉽다. 그러나, 제1 축류링(20)과 제2 축류링(30)의 대향면(22, 32)을 편평하게 형성함으로써 다소의 장착 높이의 오차를 허용할 수 있어, 일정 폭의 축류 유로(10)를 적절히 형성할 수 있다.

이와 같이, 전술한 본 실시 형태는, 하우징(2), 하우징(2)의 중심부에 피분쇄물을 공급하는 슈트(3), 슈트(3)의 하방에 마련되어 피분쇄물을 분쇄하는 분쇄부(4), 분쇄부(4)의 상방에 마련된 배출관(9) 및 분쇄부(4)에서 분쇄된 분쇄물을 배출관(9)에 수송하는 기류를 형성하는 수송 기구(6)를 갖는 수직형 롤러밀(1)을 개시한다. 수직형 롤러밀(1)은 분쇄부(4)과 배출관(9)의 사이에 기류의 유로 면적을 좁히는 축류 유로(10)를 갖고, 축류 유로(10)는 하우징(2)의 중심부에 마련된 제1 축류링(20)과 하우징(2)으로부터 하우징(2)의 중심부를 향해 돌출된 제2 축류링(30) 사이에 형성되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 축류 유로(10)를 통과하는 기류의 유속을 부상 유속 a 이하로 함으로써, 미분쇄 펠릿의 축류 유로(10) 통과를 억제할 수 있다.

한편, 본 발명은 도 4∼도 7에 나타낸 바와 같은 변형예를 채용할 수 있다. 한편, 이하의 설명에서, 전술한 실시 형태와 동일 또는 동등한 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 간략히 하거나 생략한다.

도 4는 본 발명의 실시 형태의 일 변형예에 따른 수직형 롤러밀(1A)의 개략 구성도이다.

수직형 롤러밀(1A)에서, 슈트(3)의 하부 개구의 주위에 역원추형의 가이드(25)가 마련되고, 가이드(25)의 상방에 배치된 제1 축류링(20)이 회전 분급기(5)와 함께 회전한다. 즉, 제1 축류링(20)은 회전 분급기(5)에 장착되어 있다. 이와 같이, 가이드(25)를 마련함으로써 제1 축류링(20)을 경량화할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시 형태의 일 변형예에 따른 수직형 롤러밀(1B)의 개략 구성도이다.

수직형 롤러밀(1B)은 제1 축류링(20)과 제2 축류링(30)의 틈새 치수를 조절하는 조절 기구(40)를 갖는다. 조절 기구(40)는 승강 기구이며, 제2 축류링(30)을 상하로 이동시켜 제1 축류링(20)의 상부 경사면(21)에 제2 축류링(30)의 하부 경사면(33)을 비스듬하게 맞춤으로써, 제1 축류링(20)과 제2 축류링(30)의 틈새 치수를 조절한다. 이 구성에 의하면, 기류의 유량을 증가시킬 때, 축류 유로(10)에서의 틈새 유속이 필요 이상으로 높아지지 않도록 제2 축류링(30)을 상하 이동시켜 틈새를 넓히고, 또한, 기류의 유량을 줄일 때, 축류 유로(10)에서의 틈새 유속이 필요 이상으로 낮아지지 않도록 제2 축류링(30)을 상하 이동시켜 틈새를 좁힐 수 있다. 또한, 분쇄하는 펠릿의 종류를 변경한 경우에도 최적의 틈새 유속이 바뀌는 것을 생각할 수 있지만, 조절 기구(40)에 의해 틈새 유속의 미(微)조정이 가능해진다. 또한, 운전중의 밀의 차압(差壓)에 따라 제2 축류링(30)의 위치를 조정할 수 있도록, 조절 기구(40)를 외부로부터 제어하는 구성을 채용해도 된다. 또한, 목질계 바이오매스가 아니라 통상의 석탄을 분쇄할 때에는 축류 유로(10)가 불필요해지기 때문에, 제2 축류링(30)을 제1 축류링(20)과 대향하지 않는 위치까지 상승시켜 틈새 유속을 낮추면, 목질계 바이오매스와 석탄의 분쇄 전환도 가능하다.

도 6은 본 발명의 실시 형태의 일 변형예에 따른 수직형 롤러밀(1C)의 개략 구성도이다.

수직형 롤러밀(1C)의 조절 기구(40)는, 제1 축류링(20)을 상하 이동시킴으로써 제1 축류링(20)과 제2 축류링(30)의 틈새 치수를 조절한다. 제1 축류링(20)은 회전 분급기(5)와 함께 상하 이동할 수 있다. 즉, 회전 분급기(5)는 베어링과 함께 슈트(3)를 따라 상하 이동할 수 있다. 이 구성에 의하면, 석탄 분쇄시에는 통상의 위치(도 6에서 실선으로 나타낸 높은 위치)에서 운전을 실시하고, 목질계 바이오매스 분쇄시에는 회전 분급기(5)를 내려, 도 6에 2점 쇄선으로 나타낸 바와 같이, 도 5에 나타낸 구성과 마찬가지로 틈새 유속을 조정할 수 있다. 이 때문에, 석탄으로부터 목질계 바이오매스, 목질계 바이오매스로부터 석탄으로 연료를 변경할 때에도 밀을 개조하지 않고 대응할 수 있어, 연료를 변경할 때의 밀의 정지 기간을 줄이거나 없앨 수 있다. 한편, 회전 분급기(5)는, 밀 내부로부터 수동으로 위치를 조절해도 되지만, 운전중의 조건의 미(微)조정이 가능해지도록 외부로부터 모터 등으로 위치를 변경할 수 있게 해도 된다.

도 7은 본 발명의 실시 형태의 일 변형예에 따른 수직형 롤러밀(1D)의 평단면도이다.

수직형 롤러밀(1D)의 조절 기구(40)는, 제1 축류링(20)의 외주에 층상으로 장착된 제1 판부재(41), 및 제2 축류링(30)의 내주에 층상으로 장착된 제2 판부재(42)로 구성되어 있다. 제1 판부재(41)와 제2 판부재(42)는, 접착제나 점용접(spot welding) 등에 의해 제1 축류링(20)의 외주와 제2 축류링(30)의 내주에, 부착 및 분리가 용이하다. 이 구성에 의하면, 운전 조건에 따라 축류 유로(10)의 틈새 W의 치수를 용이하게 변경할 수 있다. 이에 따라, 운전 조건을 변경하는 경우, 소규모의 개조(판의 부착 및 분리)로 충분해 공사가 단시간에 완료한다. 또한, 운전 조건에 따라 복수의 축류링을 제작할 필요가 없기 때문에, 초기 비용은 조금 높아지지만 전체적으로는 코스트가 삭감된다. 또한, 제1 축류링(20)의 외주 및 제2 축류링(30)의 내주는 분쇄물이 통과하기 때문에 마모가 염려되는데, 마모가 생겼을 때에도 판을 떼어내고 판만 교환하면 되기 때문에, 단기간에 수리나 교환이 가능해진다.

도 8은 본 발명의 실시 형태의 일 변형예에 따른 수직형 롤러밀(1E)의 개략 구성도이다.

수직형 롤러밀(1E)에는 회전 분급기(5)가 마련되지 않는다. 하우징(2)의 상부에는 배출관(9)이 접속된 분배기(50)가 마련되어 있다. 분배기(50)는, 배출관(9)이 연통되는 분배 공간(51), 및 분배 공간(51) 중앙에서 상하로 삽입된 슈트 지지부(52)를 갖는다. 분배 공간(51)은, 슈트 지지부(52)의 주위에 역원뿔대 형상으로 형성된 환상 공간이며, 그 상면에 배출관(9)이 접속되어 있다. 슈트 지지부(52)는, 덮개(7)로부터 연직 하방으로 연장되는 통 형상 부분이며, 슈트(3)의 외주면에 고정되어 있다.

상기 구성의 분배기(50)에는 제1 축류링(20)이 마련되어 있다. 제1 축류링(20)은 슈트 지지부(52)의 하단에 접속되어 있다. 한편, 제2 축류링(30)도 분배기(50)에 마련해도 된다. 예를 들면, 분배기(50)의 역원뿔대 형상의 분배 공간(51)과 분배 공간(51)의 하부에 연통되는 하우징(2)의 원주상의 내부 공간의 경계에 배치된 경계벽(53)에, 제2 축류링(30)을 접속해도 된다. 또한, 이와 같이 분배기(50)에 제2 축류링(30)을 마련한 경우, 분배기(50)로부터 이격해 제1 축류링(20)을 배치해도 된다. 한편, 경계벽(53)이 제2 축류링(30)이 되도록 양자를 일체화시킴과 함께, 슈트 지지부(52)의 외주면으로부터 제1 축류링(20)을 돌출시키도록 양자를 일체화시켜도 된다. 즉, 분배기(50)에는, 제1 축류링(20) 및 제2 축류링(30)의 적어도 어느 한쪽이 마련되어 있다.

목질계 바이오매스는, 1㎜ 정도의 입경으로 수십 ㎛의 석탄(미분탄(微粉炭))과 동일한 정도의 연소성을 나타내는 것이 알려져 있다. 이 때문에, 목질계 바이오매스는 미세하게 분쇄하지 않고, 성긴 상태로 수직형 롤러밀(1E)로부터 배출할 수 있으면, 수직형 롤러밀(1E)의 분쇄 용량을 높일 수 있다. 이 때문에, 목질계 바이오매스를 분쇄할 때에는, 회전 분급기(5)를 정지시켜도 되고, 수직형 롤러밀(1E)과 같이, 회전 분급기(5)를 제거해도 된다. 회전 분급기(5)를 제거함으로써, 분배기(50)에 제1 축류링(20) 및 제2 축류링(30)의 적어도 어느 한쪽을 마련하는 것이 가능해진다. 이 구성에 의하면, 회전 분급기(5)를 제거한 만큼, 수직형 롤러밀(1E)의 높이를 낮게 할 수 있다. 수직형 롤러밀(1E)의 높이가 낮아지면, 예를 들면, 수직형 롤러밀(1E)을 덮는 도시하지 않은 보일러 건물 전체의 철골을 삭감할 수 있다. 또한, 회전 분급기(5)를 제거함으로써, 회전 분급기(5)를 구동시키는 모터나 로터, 베어링도 불필요해지기 때문에, 수직형 롤러밀(1E)의 중량을 삭감할 수 있다. 이에 따라, 설비 전체의 코스트 삭감을 도모할 수 있다.

이상, 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 형태와 그 변형예에 대해 설명했지만, 본 발명은 상기 실시 형태와 그 변형예로 한정되지 않는다. 전술한 실시 형태와 그 변형예에서 나타낸 각 구성 부재의 여러 형상이나 조합 등은 일례이며, 본 발명의 주지로부터 일탈하지 않는 범위에서 설계 요구 등에 기초해 여러 가지 변경이 가능하다.

《산업상 이용 가능성》

본 발명의 수직형 롤러밀에 의하면, 목질계 바이오매스가 적절히 축류 유로를 통과할 수 있는 소정의 유속에서 미분쇄물의 축류 유로 통과를 억제할 수 있다.

1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E: 수직형 롤러밀
2: 하우징
3: 슈트
4: 분쇄부
5: 회전 분급기
6: 수송 기구
9: 배출관
10: 축류 유로
20: 제1 축류링
21: 경사면
22: 대향면
30: 제2 축류링
31: 경사면
32: 대향면
40: 조절 기구
50: 분배기
W: 틈새
α1: 각도
α2: 각도
β1: 각도
β2: 각도

Claims

하우징, 상기 하우징의 중심부에 피분쇄물을 공급하는 슈트, 상기 슈트의 하방에 마련되어 상기 피분쇄물을 분쇄하는 분쇄부, 상기 분쇄부의 상방에 마련된 배출관, 및 상기 분쇄부에서 분쇄된 분쇄물을 상기 배출관으로 수송하는 기류를 형성하는 수송 기구를 갖는 수직형 롤러밀로서,
상기 분쇄부와 상기 배출관 사이에, 상기 기류의 유로 면적을 좁히는 축류 유로를 갖고,
상기 축류 유로는 상기 하우징의 중심부에 마련된 제1 축류링과 상기 하우징으로부터 상기 하우징의 중심부를 향해 돌출된 제2 축류링 사이에 형성되어 있는, 수직형 롤러밀.
제1항에 있어서,
상기 제1 축류링 및 상기 제2 축류링의 적어도 어느 한쪽의 상부에는, 다른 쪽에 접근하도록 하방으로 기울어지는 경사면이 형성되어 있는, 수직형 롤러밀.
제2항에 있어서,
상기 경사면은 상기 분쇄물의 안식각 이상의 각도로 형성되어 있는, 수직형 롤러밀.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 축류링과 상기 제2 축류링의 대향면은 편평하게 형성되어 있는, 수직형 롤러밀.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 축류링과 상기 제2 축류링의 틈새 치수를 조절하는 조절 기구를 갖는, 수직형 롤러밀.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분쇄부의 상방에 회전 분급기가 마련되어 있고,
상기 제1 축류링이 상기 회전 분급기와 함께 회전하는, 수직형 롤러밀.
제4항에 있어서,
상기 제1 축류링과 상기 제2 축류링의 틈새 치수를 조절하는 조절 기구를 갖는, 수직형 롤러밀.
제4항에 있어서,
상기 분쇄부의 상방에 회전 분급기가 마련되어 있고,
상기 제1 축류링이 상기 회전 분급기와 함께 회전하는, 수직형 롤러밀.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하우징의 상부에 상기 배출관이 접속된 분배기가 마련되어 있고,
상기 분배기에 상기 제1 축류링 및 상기 제2 축류링의 적어도 어느 한쪽이 마련되어 있는, 수직형 롤러밀.