WO2013046422A1 - バイオマス粉砕装置及びバイオマス・石炭混焼システム - Google Patents

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WO2013046422A1
WO2013046422A1 PCT/JP2011/072537 JP2011072537W WO2013046422A1 WO 2013046422 A1 WO2013046422 A1 WO 2013046422A1 JP 2011072537 W JP2011072537 W JP 2011072537W WO 2013046422 A1 WO2013046422 A1 WO 2013046422A1
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crushing
grinding
raw material
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卓一郎 大丸
山本　次男
有馬　謙一
木下　正昭
竹内　和広
甲斐　徳親
良茂 植松
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三菱重工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a biomass pulverizing apparatus and a biomass / coal mixed combustion system for pulverizing and pulverizing biomass solids.
  • a coal pulverizer In order to pulverize conventional biomass to a particle size for a coal-fired boiler, a coal pulverizer is used. For example, biomass raw material is put into a pulverization table in a pulverizer and rotated in conjunction with the pulverization table. It is crushed and dried by a pulverizing roller to be classified. And the finely pulverized biomass is air-flow conveyed to the burner side (see Patent Document 1 and Patent Document 2).
  • the coal was pulverized using a vertical roller mill, but the biomass solids are stretchable, so the pulverization is worse than coal, and the vertical roller mill for coal has a predetermined size. It is difficult to grind. Therefore, conventionally, a biomass solid is pulverized using a pulverizer such as a hammer mill or a cutter mill.
  • a pulverizer such as a hammer mill or a cutter mill.
  • the method of pulverizing biomass solids using a hammer mill, cutter mill, etc. requires a great deal of power and not only deteriorates the pulverization efficiency but also shortens the service life and requires maintenance in a short period of time. Have difficulty.
  • the biomass pulverization apparatus described in Patent Document 2 pulverizes biomass solids supplied on a rotationally driven pulverization table by a roller that operates in conjunction with the rotation of the table, and blows up from below.
  • the biomass pulverized product is conveyed upward by an air current and classified into coarse powder and fine powder.
  • the biomass crushing apparatus described in Patent Document 3 is based on the distance between the roller and the table, so that the pressure of the roller and the rotation speed of the table are within a certain range that promotes the mutual grinding between the biomass chips. Is to control.
  • Biomass raw materials have a lighter specific gravity than coal and have various pulverization shapes, so the product particle size is mainly controlled by adjusting the air volume. For example, classification using a mechanical classifier such as a rotary classifier is sufficient. There is a problem that it is not done.
  • the biomass raw material is fibrous and soft and is a hard-to-grind fuel compared to coal
  • the grinding capacity is reduced during biomass grinding. Therefore, when diverting biomass raw material using a vertical roller crusher that pulverizes coal, the A (air) / C (coal) ratio is 7 or more (actually 7 to 13), and boiler equipment
  • a facility for separating air is required using a bottle system such as a bag filter or a cyclone. As a result, troubles such as blockage and ignition may occur in the bin system.
  • the biomass raw material has a high moisture content and is fibrous, when it is sandwiched between a pulverizing roller and a pulverizing table and crushed, the pulverized biomass powder (fine powder) is entangled with each other. It is difficult to separate.
  • the average particle size in order to float-burn woody biomass raw materials with a conventional coal-fired boiler, the average particle size must be pulverized to about 0.5 mm to 1 mm. For example, a large amount of this size can be obtained with a hammer mill or a cutter mill. There is a problem that grinding is inefficient.
  • the woody biomass powder (coarse particles) that is not sufficiently crushed has an irregular shape and tends to get entangled with each other. Even if it is raised by the above, there is a problem that separation of coarse particles and fine powder is not easy, the ratio of being excessively pulverized beyond the particle size necessary for burning out increases, and the pulverization power increases.
  • the present invention solves the above-mentioned problems, and a third problem is to provide a vertical mill that can improve the pulverization efficiency by efficiently pulverizing solids such as biomass.
  • 1st invention of this invention for solving the subject mentioned above is a grinding
  • the biomass crushing apparatus is characterized in that a plurality of discharge pipes for discharging the biomass powder are provided around the top of the crushing apparatus main body on the vertical axis direction extension line of the trunk portion.
  • a second invention is the biomass pulverizer according to the first invention, wherein the biomass crusher has a collision plate in the vicinity of the opening of the discharge pipe.
  • a pulverizing apparatus main body having a raw material supply pipe for supplying biomass raw material from above in the vertical axis direction, a pulverizing table having a table liner on which the supplied biomass raw material is placed, and rotating the pulverizing table.
  • a driving unit that operates in conjunction with rotation of the pulverization table, a pulverization roller that pulverizes the biomass raw material by a pressing force, and forms an upward flow from the lower peripheral side lower side of the pulverization table upward and pulverization
  • a blowing means for jetting a carrier gas for carrying biomass powder in an air stream; and a classifier for classifying biomass fine particles entrained in the carrier gas provided on the top side of the pulverizer main body.
  • the table liner is divided into a plurality of fan-shaped segments, and each fan-shaped segment has a different thickness in the height direction. In the biomass milling equipment.
  • a pulverizing table that is rotatably supported in the pulverizing device main body with a rotation axis along the vertical direction, and a pulverizing member that is disposed so as to face the upper side of the pulverizing table and is rotatably supported.
  • a biomass pulverization apparatus comprising: a roller; and a roller speed adjustment mechanism capable of adjusting a rotation speed of the pulverization roller so as to have a peripheral speed different from a peripheral speed of the pulverization table.
  • the eighth invention is the biomass pulverizing apparatus according to the seventh invention, wherein the roller speed adjusting mechanism has a braking / driving device for applying a driving force or a braking force to the pulverizing roller.
  • the tenth invention is the biomass pulverizing apparatus according to the seventh or eighth invention, wherein the roller speed adjusting mechanism has an electric motor for driving and rotating the pulverizing roller.
  • the twelfth aspect of the invention is the biomass pulverization apparatus according to any one of the first, fifth or seventh, the coal pulverization apparatus for pulverizing the coal raw material, the biomass powder pulverized by the biomass pulverization apparatus, and the coal pulverization apparatus. And a coal-fired biomass-coal system comprising a boiler furnace supplied with the coal powder.
  • the crushing roller is disposed above the crushing table, and the crushing roller can be adjusted so as to be different from the peripheral speed of the crushing table by the roller speed adjustment mechanism. It is possible to improve the grinding efficiency by grinding the powder efficiently.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a biomass crusher according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the biomass crusher according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a biomass crusher according to the second embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a biomass crusher according to the third embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a biomass crusher according to the fourth embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of a biomass-coal mixed combustion system including a boiler furnace according to a fifth embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic diagram of a biomass crusher according to the sixth embodiment.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of the biomass crusher according to the sixth embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a biomass crusher according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the biomass crusher according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a biomass crusher according to the second embodiment.
  • FIG. 4
  • an air blowing means (not shown) for forming an upward flow from the lower peripheral side of the pulverizing table 14 upward and ejecting a carrier gas 18 for air-carrying the pulverized biomass powder 17.
  • the diameter of the barrel 21 at the center of the pulverizer body 13 in the vertical axis direction is reduced, and the top plate 13a of the pulverizer body on the extension line in the vertical axis direction of the reduced barrel 21 is placed on the top plate 13a.
  • the discharge pipe 22 for discharging the mass powder 17 is made by providing a plurality circumferentially.
  • the pulverizing table 14 is formed in a substantially circular trapezoidal shape, and the upper surface of the pulverizing table 14 is formed in a concave shape so that biomass solid matter placed on the table does not spill out, and a dam is formed on the outer peripheral side thereof. 14a is provided. In order to prevent the grinding table 14 from being worn, a replaceable table liner 14b is provided.
  • the crushing table 14 is connected to a drive shaft (not shown) extending from the lower side of the table, and a motor (not shown) is connected to rotate the crushing table 14 by the motor.
  • the crushing roller 16 is provided above a position shifted outward from the center of the crushing table 14.
  • the crushing roller 16 crushes the biomass raw material 11 placed on the table liner 14 b of the crushing table 14 by applying a pressing force while rotating in conjunction with the rotation of the crushing table 14.
  • a speed reducer is connected to the motor, and a variable hydraulic power source or a spring for changing the grinding load is connected to the grinding roller 16, and the grinding load of the grinding roller 16 is increased steplessly or stepwise.
  • the pulverization power is configured to be controllable by a control device (not shown) so that the pulverization power is within a rated range, preferably substantially constant.
  • the blowing means for supplying the carrier gas (primary air) 18 supplies primary air at a predetermined flow rate and a predetermined temperature from the periphery of the pulverization table 14 into the pulverizer main body 13.
  • a damper or the like is used.
  • a temperature adjustment means is provided as needed.
  • the air flow rate or temperature is appropriately controlled by a control device (not shown).
  • a gap 19 is provided between the outer peripheral edge of the pulverization table 14 and the inner peripheral surface of the pulverizer body 13, and the carrier gas (primary air) 18 supplied from the blower means passes through the gap 19. Thus, it blows out above the crushing table 14.
  • a drift vane (not shown) may be provided in the gap 19. The drift vane adjusts the blowing direction of the primary air, and more preferably, the angle of the drift vane can be arbitrarily controlled.
  • the diameter of the barrel portion 21 at the center in the vertical axis direction of the pulverizer main body 13 is reduced, and the top plate 13a of the pulverizer main body 13 on the line extending in the vertical axis direction of the barrel portion (reduced diameter portion) 21 is provided.
  • a plurality of discharge pipes 22 for discharging the biomass powder (fine powder) 17 are provided in the circumferential direction.
  • the internal superficial velocity can be satisfied.
  • classification can be performed only by gravity classification in the height direction of the pulverizer without installing a conventional mechanical classifier (such as a rotary classifier). Can be achieved.
  • the height adjustment by gravity classification depends on the size of the apparatus. After determining the relationship between the crushing table 14 and the body 21 and determining the A / C of the carrier gas 18, the optimum height of the gravity classification is determined. You just have to ask for it.
  • Air volume (Q: m 2 / s) cross-sectional area (S: m 2 ) ⁇ superior velocity (V: m / s) (1)
  • FIG. 3 is a schematic view of a biomass crusher according to the present embodiment.
  • symbol is attached
  • the biomass crushing apparatus 10 ⁇ / b> B according to the present embodiment has a collision plate 23 in the vicinity of the opening of the discharge pipe 22 in the biomass crushing apparatus 10 ⁇ / b> A according to the first embodiment.
  • the diameter of the collision plate 23 is preferably 0.8 times or less of the opening of the discharge pipe 22.
  • the height of the collision plate 23 in the vertical axis direction is freely movable by lifting means (not shown).
  • the biomass powders those having a large particle size become unburned during boiler combustion. Therefore, the boiler combustion state is monitored, and when there is a large amount of unburned, the collision plate 23 is raised to the opening side. The inlet is narrowed to prevent discharge of large grains in the biomass powder 17.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of the biomass crusher according to the present embodiment.
  • symbol is attached
  • the biomass crushing apparatus 10C according to the present embodiment extends the reduced diameter barrel portion 21 by a predetermined length L in the vertical axis direction in the biomass crushing apparatus 10B according to the second embodiment. . As a result, it is possible to reliably maintain the desired flow velocity that changes when the diameter is reduced in the height direction.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of the biomass crusher according to the present embodiment.
  • symbol is attached
  • the biomass crusher 10D according to the present embodiment is the same as the biomass crusher 10C according to the third embodiment, in which the movable wall 24 has a variable diameter of the crusher body body on the top plate 13a side. have.
  • the movable wall 24 is movable by, for example, a hinge 25 or the like, and is usually integrated with the inner wall side.
  • the flow rate of the carrier gas 18 to be blown up may be changed as a variable structure in which a member that increases the opening area of the clearance 19 on the outer periphery of the crushing table 14 can be inserted and removed.
  • FIG. 6 is a schematic view of a biomass-coal mixed combustion system including a boiler furnace according to the present embodiment.
  • the biomass pulverization apparatus 10A (10B to 10D) described above is applied to the biomass / coal mixed combustion system equipped with the boiler furnace according to the present embodiment.
  • the biomass / coal co-firing system according to the present embodiment stores a biomass raw material 11 that is a primary crushing (coarse crushing) and dried biomass solids to a predetermined particle size or less as necessary.
  • Biomass storage facility 95 biomass crusher 10A (10B to 10D) provided with biomass hopper 96 to which biomass raw material 11 is supplied, coal crushers 92a, 92b provided with hoppers 91a, 91b for receiving coal 90, biomass A boiler furnace 100 to which the biomass powder 17 obtained by the crushing apparatus 10A (10B to 10D) and the coal powder 93 obtained by the coal crushing apparatuses 92a and 92b are supplied.
  • the biomass raw material 11 such as wood chips is sized to a certain extent and stored in the biomass storage facility 95 as biomass chips, and then supplied to the biomass hopper 96.
  • the biomass chip is supplied from the biomass hopper 96 to the biomass crusher 10A (10B to 10D) and is crushed by the crushing table 14 and the crushing roller 16.
  • the pulverized biomass pulverized material and coal pulverized material are supplied to the boiler furnace 100, and the biomass powder 17 and the coal powder 93 are mixed and burned in the boiler furnace 100.
  • the furnace body of the boiler furnace 100 is provided with a fuel supply nozzle and a burner that cooperates therewith.
  • Combustion exhaust gas generated by combustion heats the heat transfer tube 101 arranged in the furnace and is sent to the flue.
  • An air heater (AH) 102 is disposed in the middle of the flue provided at the furnace outlet of the furnace body, and the combustion exhaust gas passing through the air heater 102 is exhaust gas treatment equipment (not shown) such as an ash collector. After that, it is released into the atmosphere.
  • the high temperature air 104 generated by heating the outside air 103 by the air heater 102 is supplied to the coal pulverizers 92a and 92b and used for drying the coal.
  • a part 105 of the combustion exhaust gas is supplied to the biomass crusher 10A (10B to 10D) by the induction fan 106, and used for classification and drying of the biomass.
  • the biomass pulverization apparatus since the biomass pulverization apparatus according to the present invention is provided with the system, the biomass pulverization becomes good. Therefore, even when the pulverized product is directly introduced into the combustion apparatus and burned, the combustion performance is lowered. And stable combustion is possible. In addition, since the total amount of the pushed-in gas does not change from the conventional amount, there is no fluctuation in the primary air, and the biomass pulverizer can be operated stably within the range of the air amount required in the combustion facility. Is possible.
  • FIG. 7 is a schematic diagram of a biomass crusher according to the present embodiment.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of the biomass crusher according to the sixth embodiment.
  • the biomass crushing apparatus 10E which concerns on a present Example is the pulverization apparatus main body 13 which has the raw material supply pipe
  • tube 12 which supplies the biomass raw material 11 from a vertical-axis direction upper direction, and the supplied biomass raw material 11 Is operated in conjunction with the rotation of the crushing table 14, and the biomass raw material 11 is pulverized by a pressing force.
  • the table liner 14b of the crushing table 14 is divided into a plurality of fan-shaped segments 31a and 31b, and each fan Segment 31a, the height direction of the thickness of 31b are set to be different for.
  • the pulverizing table 14 is formed in a substantially circular trapezoidal shape, and the upper surface of the pulverizing table 14 is formed in a concave shape so that biomass solid matter placed on the table does not spill out, and a dam is formed on the outer peripheral side thereof. 14a is provided. In order to prevent the grinding table 14 from being worn, a replaceable table liner 14b is provided.
  • the crushing table 14 is connected to a drive shaft (not shown) extending from the lower side of the table, and a motor (not shown) is connected to rotate the crushing table 14 by the motor.
  • the crushing roller 16 is provided above a position shifted outward from the center of the crushing table 14.
  • the crushing roller 16 crushes the biomass raw material 11 placed on the table liner 14 b of the crushing table 14 by applying a pressing force while rotating in conjunction with the rotation of the crushing table 14.
  • a speed reducer is connected to the motor, and a variable hydraulic power source or a spring for changing the grinding load is connected to the grinding roller 16, and the grinding load of the grinding roller 16 is increased steplessly or stepwise.
  • the pulverization power is configured to be controllable by a control device (not shown) so that the pulverization power is within a rated range, preferably substantially constant.
  • the classifier 41 secondary classifies slightly fine particles after passing through the air classification (primary classification) by the carrier gas (primary air) 18 and is either a fixed classifier (cyclone separator) or a rotary type. A classifier (rotary separator) or the like is used.
  • a funnel-shaped classifier is used, and coarse particles and fine particles are classified by a classifying blade provided in an opening (not shown). The classified coarse particles fall to the pulverizing table 14 side and are pulverized again.
  • the blowing means for supplying the carrier gas (primary air) 18 supplies primary air at a predetermined flow rate and a predetermined temperature from the periphery of the pulverization table 14 into the pulverizer main body 13.
  • a damper or the like is used.
  • a temperature adjustment means is provided as needed.
  • the air flow rate or temperature is appropriately controlled by a control device (not shown).
  • a gap D is provided between the outer peripheral edge of the pulverizing table 14 and the inner peripheral surface of the pulverizing apparatus body 13, and the carrier gas (primary air) 18 supplied from the blower means passes through the gap D. Thus, it blows out above the crushing table 14.
  • a drift vane (not shown) may be provided in the gap D. The drift vane adjusts the blowing direction of the primary air, and more preferably, the angle of the drift vane can be arbitrarily controlled.
  • a funnel-shaped rectifying member 42 having substantially the same shape as the classifier 41 is fixed to the upper side of the pulverizer body 13 with a predetermined distance from the classifier 41 and extends downward.
  • the funnel-shaped rectifying member 42 drops the biomass powder (coarse particles) classified by the classifier 41 onto the crushing table 14 again.
  • the funnel-shaped rectifying member 42 has a predetermined distance from the funnel portion 42a that receives the classified biomass powder (coarse particles) that expands and contracts from the upper portion toward the lower portion, and the biomass powder ( And a cylindrical portion 42b for dropping coarse particles).
  • the diameter of the lower end part of the cylinder part 42b of the funnel-shaped rectifying member 42 is reduced, and the diffusion of the biomass powder (coarse particles) falling after being classified is prevented.
  • FIG. 9 is a schematic diagram of a table liner and a grinding roller according to the sixth embodiment.
  • FIG. 10 is a plan view of the table liner.
  • the table liner 14b which is a pulverizing surface, is composed of segmented fan-shaped segments 31a, 31b, and the height directions of the segments 31a, 31b are alternately different,
  • an action of cutting the fibers of the biomass raw material 11 is generated at the corners of the convex segment 31a as shown in FIG.
  • the pulverization efficiency of the biomass raw material is improved, and a pulverizer with good pulverization efficiency can be provided.
  • the number of divisions is preferably 2 or more and about 30 divisions.
  • the height is two different types, but the present invention is not limited to this, and may be a plurality of different types of height.
  • the shape of the fan-shaped segments may be different, but it is more preferable that they have the same shape. This is to facilitate the exchange of segments.
  • the biomass pulverization apparatus of Example 6 By applying the biomass pulverization apparatus of Example 6 to the biomass / coal mixed combustion system including the boiler furnace shown in FIG. 6 described above, the biomass pulverization becomes good. Therefore, the pulverized product is directly introduced into the combustion apparatus. Even in the case of combustion, stable combustion is possible without reducing the combustion performance.
  • the vertical mill which is a biomass crushing apparatus of Example 7 grinds solids such as biomass.
  • the biomass is an organic resource derived from a renewable organism. Examples include thinned wood, waste wood, driftwood, grass, waste, sludge, tires, and recycled fuel (pellets and chips) made from these materials, and are not limited to those presented here.
  • the vertical mill of a present Example is not limited to what grind
  • the powder apparatus main body (housing) 13 has a cylindrical hollow shape, and a raw material supply pipe 12 to which biomass is supplied at the upper portion is provided. It is installed.
  • the raw material supply pipe 12 supplies a biomass raw material 11 of solid biomass into a device main body 13 from a biomass supply device (not shown), and is arranged along the vertical direction (vertical direction) at the center position of the crushing device main body 13. The lower end is extended downward.
  • the crushing device body 13 has a crushing table 14 disposed at the bottom.
  • the crushing table 14 is disposed at the center position of the crushing device body 13 so as to face the lower end portion of the raw material supply pipe 12. Further, the crushing table 14 is connected to a rotating shaft 61 having a rotating shaft center along the vertical direction at a lower portion thereof, and is rotatably supported by the crushing device main body 13.
  • a worm wheel 62 as a drive gear is solidified on the rotary shaft 61, and a worm gear 63 of a drive motor (not shown) mounted on the pulverizer body 13 is engaged with the worm wheel 62. Therefore, the crushing table 14 can be driven to rotate by the drive motor via the worm gear 63, the worm wheel 62, and the rotating shaft 61.
  • the crushing table 14 has a ring-shaped table liner 14b fixed to the outer peripheral side.
  • the table liner 14b has an inclined surface whose surface (upper surface) becomes higher as it goes to the outer peripheral side of the grinding table 14.
  • a plurality of crushing rollers 16 are arranged facing the upper side of the crushing table 14 (table liner 14b), and a roller driving device 64 for driving and rotating each crushing roller 16 is provided.
  • the roller driving device 64 is, for example, a motor, and can apply a driving force to the crushing roller 16.
  • the rear end portion of the support shaft 65 is supported by the roller driving device 64, and the roller driving device 64 is supported by the mounting shaft 64 a on the side wall portion of the pulverizing device body 13, thereby the front end portion of the support shaft 65. Is swingable in the vertical direction.
  • the support shaft 65 is disposed so that the tip portion thereof faces the rotational axis direction of the crushing table 14 and is inclined downward, and the crushing roller 16 is mounted.
  • the roller driving device 64 (support shaft 65) is provided with an upper arm 66 extending upward, and a tip portion of a pressing rod 68 of a hydraulic cylinder 67 as a pressing device fixed to the crushing device main body 13 is the upper arm. 66 is connected to the tip of 66.
  • the roller driving device 64 (support shaft 21) is provided with a lower arm 69 extending downward, and a tip portion thereof can come into contact with a stopper 70 fixed to the crushing device main body 13. Therefore, when the pressing rod 68 is advanced by the hydraulic cylinder 67, the upper arm 66 is pressed, and the roller driving device 64 and the support shaft 65 can be rotated clockwise in FIG. 11 with the mounting shaft 64a as a fulcrum. . At this time, the rotation position of the roller driving device 64 and the support shaft 65 is defined by the lower arm 66 coming into contact with the stopper 70.
  • the crushing roller 16 crushes the biomass solids with the crushing table 14 (table liner 14b), and a predetermined amount is provided between the surface of the crushing roller 16 and the surface of the crushing table 14 (table liner 14b). It is necessary to secure a gap. Therefore, by defining the support shaft 65 at a predetermined rotational position by the hydraulic cylinder 67, there is a predetermined gap between the surface of the pulverizing roller 16 and the surface of the pulverizing table 14 so that biomass solids can be taken and pulverized. Secured.
  • the crushing roller 16 has a truncated cone shape with a small diameter on the tip side and the surface of the crushing roller 16 is flat.
  • the present invention is not limited to this shape.
  • the crushing roller 16 may be a tire shape.
  • a plurality of (three) crushing rollers 16 are provided and arranged at equal intervals along the rotation direction of the crushing table 14. In this case, the number and arrangement of the crushing rollers 16 may be appropriately set according to the size of the crushing table 14, the crushing roller 16, and the like.
  • control device 71 calculates the peripheral speed at the position where the pulverizing roller 16 faces based on the rotational speed of the pulverizing table 14 detected by the detector 72, and the peripheral speed of the pulverizing roller 16 is determined based on the peripheral speed of the pulverizing table 14.
  • the rotational speed of the grinding roller 16 is set by controlling the driving of the roller driving device 64 so as to be different from the peripheral speed.
  • control device 71 sets the rotational speed of the grinding roller 16 by the roller driving device 64 so that the circumferential speed of the grinding roller 16 is slightly faster than the circumferential speed of the grinding table 14.
  • the pulverizer main body 13 is provided with an inlet port 73 at the lower part located in the outer periphery of the pulverization table 14 and through which primary air is fed. Further, the pulverizer main body 13 is provided with an outlet port 74 for discharging the pulverized biomass located on the outer periphery of the raw material supply pipe 12 at the upper part.
  • the pulverizer body 13 is provided with a rotary separator 75 as a classifier for classifying the pulverized biomass below the outlet port 74.
  • the rotary separator 75 is provided on the outer periphery of the raw material supply pipe 12 and can be driven and rotated by a driving device 76.
  • the pulverizer main body 13 is provided with a foreign matter discharge pipe 77 at the bottom.
  • the foreign matter discharge pipe 77 is for discharging foreign matters (spivage) such as gravel and metal pieces mixed in the biomass solid matter by dropping from the outer peripheral portion of the pulverizing table 14.
  • the rotational force of the crushing table 14 is transmitted to the crushing roller 16 through solid matter such as biomass, and the crushing roller 16 rotates as the crushing table 14 rotates.
  • the grinding roller 16 since the grinding roller 16 is pressed and supported on the grinding table 14 side by the hydraulic cylinder 67, the grinding roller 16 presses and crushes this solid matter while rotating.
  • the crushing table 14 when the crushing table 14 is driven and rotated, and solids such as biomass are supplied onto the crushing table 14, the solids move outward by centrifugal force, and between the crushing table 14 and the crushing roller 16. Get in. Then, the solid material is pulverized by rotating the pulverizing roller 16 by the rotation of the pulverizing table 14, and at this time, the rotational speed of the pulverizing roller 16 is adjusted by the control device 71, so that shear force acts on the solid material. The pulverization is promoted, and the pulverization efficiency can be improved by efficiently pulverizing solids such as biomass.
  • roller driving device 64 that applies a driving force to the crushing roller 16 as a roller speed adjusting mechanism
  • the roller driving device 64 applies a driving force to the crushing roller 16 and the peripheral speed of the crushing roller 16 is increased.
  • the peripheral speed of the pulverizing table 14 is different from that of the pulverizing table 14, so that the shearing force acts on the solid matter and the pulverizing efficiency can be improved.
  • the control device 71 adjusts the rotational speed of the grinding roller 16 by the roller driving device 64 so that the circumferential speed of the grinding roller 16 is faster than the circumferential speed of the grinding table 14.
  • the rotational speed of the grinding roller 16 may be adjusted by the roller driving device 64 so that the circumferential speed of 16 is slightly slower than the circumferential speed of the grinding table 14.
  • the control device 71 may adjust the rotation direction of the crushing roller 16 by the roller driving device 64 so that the rotation direction of the crushing roller 16 is opposite to the rotation direction of the crushing table 14.
  • a plurality of pulverizing rollers 16 are disposed above the pulverizing table 14 (table liner 14 b), and each pulverizing roller 16 is driven by a roller driving device 64.
  • the drive can be rotated.
  • the roller driving device 64 is a motor generator and can function as an electric motor and function as a generator.
  • the roller drive device (motor generator) 64 is connected to an inverter 78, and a storage battery 79 is connected to the inverter 78, and the control device 71 can control the inverter 78.
  • the motor generator constituting the roller driving device 64 converts the electric power supplied from the storage battery 79 into mechanical power and outputs it to the support shaft 65, and the mechanical power input to the support shaft 65 as electric power. It has the function of converting and collecting.
  • the roller driving device (motor generator) 64 functions as a motor
  • the grinding roller 16 can be rotated via the support shaft 65.
  • the control device 71 controls the roller driving device 64 so that the peripheral speed of the crushing roller 16 is slightly faster than the peripheral speed of the crushing table 14 by the inverter 78.
  • the roller driving device (motor generator) 64 functions as a generator
  • the rotational force of the pulverizing table 14 is transmitted to the pulverizing roller 16 via the solid material, and the support shaft 65 rotates.
  • the rotational force of 65 can be converted into electric power and stored in the storage battery 82.
  • the control device 71 controls the roller driving device 64 so that the peripheral speed of the pulverizing roller 16 is slightly slower than the peripheral speed of the pulverizing table 14 by the inverter 81, and functions as an electric power regenerative brake.
  • the roller driving device 64 is a motor generator, and the crushing roller 16 can be driven and rotated by the roller driving device 64, and the circumference of the crushing table 14 is controlled by the control device 71.
  • the rotational speed of the grinding roller 16 can be adjusted so that the peripheral speed is different from the speed. Therefore, when the peripheral speed of the crushing roller 16 and the peripheral speed of the crushing table 14 are different by the control device 71, the crushing roller 16 is accelerated by crushing due to the shearing force acting on the solids, such as biomass. It is possible to improve the pulverization efficiency by efficiently pulverizing the solid matter.
  • the peripheral speed of the crushing roller 16 and the peripheral speed of the crushing table 14 can be easily made different by using the roller driving device 64 as a motor generator. Since the roller driving device (motor generator) 64 is capable of regenerative braking, the regenerative brake is applied to the crushing roller 16 so that the heat energy is converted into electric energy and can be recovered. Can be used effectively.
  • Biomass crusher 11 Biomass raw material 12 Raw material supply pipe 13 Crusher main body 14 Crushing table 15 Drive unit 16 Crushing roller 17 Biomass powder 18 Carrier gas 21 Body (reduced diameter part) 22 discharge pipe 23 collision plate 31a, 31b fan-shaped segment 41 classifier 42 funnel-shaped rectifying member 64 roller driving device (roller speed adjusting mechanism) 65 Support shaft 67 Hydraulic cylinder (pressing device) 71 Control device (roller speed adjustment mechanism) 72 Detector 78 Inverter 79 Storage battery

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Abstract

粉砕されたバイオマス粉体を効率良く外部に排出するために、バイオマス粉砕装置本体(13)は、その鉛直軸方向の中央部の胴部(21)を縮径すると共に、縮径した胴部(21)の鉛直軸方向延長線上の粉砕装置本体(13)の天板(13a)に、バイオマス粉体(17)を排出する排出管(22)を複数個円周方向に設けている。バイオマス原料を効率良く粉砕するために、バイオマス粉砕装置本体(13)は、粉砕テーブル(14)のテーブルライナ(14b)を複数の扇状のセグメント(31a)(31b)とし、各セグメントの高さ方向の厚みを異ならせた。また、粉砕テーブル(14)の周速と異なる周速となるように粉砕ローラ(16)の回転速度を調整可能なローラ速度調整機構(71)を設けた。

Description

バイオマス粉砕装置及びバイオマス・石炭混焼システム
　本発明は、バイオマス固形物を粉砕して微粉化するバイオマス粉砕装置及びバイオマス・石炭混焼システムに関する。
　近年、地球温暖化の観点からＣＯ2排出の削減が推進されている。特に、発電用ボイラ等の燃焼設備においては、燃料として石炭や重油等の化石燃料が用いられることが多いが、この化石燃料は、ＣＯ2排出の問題から地球温暖化の原因となり、地球環境保全の見地からその使用が規制されつつある。また化石燃料の枯渇化の観点からもこれに代替するエネルギ資源の開発、実用化が求められている。そこで、化石燃料の代替として、バイオマスを用いた燃料の利用促進が図られている。バイオマスとは、光合成に起因する有機物であって、木質類、草木類、農作物類、厨芥類等のバイオマスがある。このバイオマスを燃料化処理することにより、バイオマスをエネルギ源又は工業原料として有効に利用することができる。
　再生可能エネルギであるバイオマスの高効率利用の観点から、バイオマスを燃料として用いることが行われている。燃料として用いる方法の一つに、バイオマス固形物を粉砕して微粉化し、微粉炭焚きボイラに供給して燃料として用いるものがある。これは、石炭とバイオマスとをそれぞれを単独で粉砕する単独粉砕方式と、石炭とバイオマスとを混合してから粉砕する混合粉砕方式とが知られている。何れの方式においても、バイオマス固形物を粉砕するためのバイオマス粉砕装置が必要であるが、従来の石炭焚きボイラで用いられている既設ミルを用いようとした場合、既設ミルの能力制約から両者に対する混焼率は最大でも１０ｃａｌ％程度に留まっていた。
　従来のバイオマスを石炭焚きボイラ用の粒径に粉砕するには、石炭粉砕機を流用したものを用いており、例えばバイオマス原料を粉砕装置内の粉砕テーブルに投入し、粉砕テーブルに連動して回転される粉砕ローラにより粉砕・乾燥し、分級している。そして、微粉砕されたバイオマスをバーナ側へ気流搬送している（特許文献１、特許文献２参照）。
　この場合、石炭は、竪型ローラミルを用いて粉砕していたが、バイオマス固形物は伸縮性を有することから、石炭に比べて粉砕性が悪く、この石炭用の竪型ローラミルでは、所定の大きさまで粉砕することが困難である。そのため、従来は、ハンマーミルやカッターミルなどの粉砕機を用いてバイオマス固形物を粉砕している。しかし、ハンマーミルやカッターミルなどを用いたバイオマス固形物の粉砕方法では、多大な動力が必要となり、粉砕効率が悪化するだけでなく、寿命が短く、短期間でメンテナンスが必要となり、連続運転が困難である。
　なお、竪型ミルを用いたバイオマス粉砕装置として、下記特許文献などが提案されている。例えば、特許文献２に記載されたバイオマス粉砕装置は、回転駆動する粉砕テーブル上に供給されたバイオマス固形物を、テーブルの回転と連動して作動するローラにより押圧して粉砕し、下部からの吹き上げ気流によりバイオマス粉砕物を上方に搬送して粗粉と微粉とに分級するものである。また、特許文献３に記載されたバイオマス粉砕装置は、ローラとテーブルとの距離に基づいてバイオマスのチップ同士の相互摩砕を促進せしめる一定範囲内になるようにローラの押圧力やテーブルの回転速度を制御するものである。
特開２００４－３４７２４１号公報 特開２００９－２９１６９２号公報 特開２００８－０４３９２６号公報
　しかしながら、従来技術の石炭粉砕装置を用いて木質系バイオマス原料を粉砕する場合、以下のような問題がある。
　１）　バイオマス原料は石炭に比べて比重が軽く、粉砕形状が多様であるので、風量調整による製品粒径コントロールが主となり、例えば回転式分級器等の機械式分級器を用いての分級が十分行われていない、という問題がある。
　また、バイオマス原料は繊維質で柔らかく、石炭に比べて難粉砕性燃料であるため、バイオマス粉砕時には粉砕容量が低下する。そのため、石炭を粉砕する竪型ローラ粉砕機を流用してバイオマス原料を粉砕する場合には、Ａ（空気）／Ｃ（石炭）比が、７以上（実際には７～１３）となり、ボイラ設備に供給する前段側において、例えばバグフィルタやサイクロン等のビンシステムを用いて、空気を分離する設備が必要となる、という問題がある。この結果、ビンシステムにおける例えば閉塞や発火等のトラブルが発生する場合もある。
　そこで、従来の石炭粉砕装置を単に流用する粉砕装置とは異なり、粉砕されたバイオマス粉体を効率的に外部に排出することができるバイオマス粉砕装置の出現が切望されている。
　本発明は、前記問題に鑑み、粉砕されたバイオマス粉体を効率的に外部に排出することができるバイオマス粉砕装置及びバイオマス・石炭混焼システムを提供することを第１の課題とする。
　また、１）の問題に加え、さらに従来技術の石炭粉砕装置を用いて木質系バイオマス原料を粉砕する場合、以下のような問題がある。
　２）　木質系バイオマス原料は、石炭と異なり圧縮性を有するので、粉砕ローラと粉砕テーブルとに噛み込まれて粉砕される場合、バイオマス原料に対して圧力が十分に伝わらず粉砕しにくい、という問題がある。
　また、バイオマス原料は、その水分含有量が高く、かつ繊維質であるため、粉砕ローラと粉砕テーブルとに挟まれ、押しつぶされた場合、粉砕されたバイオマス粉体（微粉）がお互いに絡みあって、分離しにくい性質がある。
　このため、従来技術の石炭粉砕装置で粉砕しても、粉砕されたバイオマス粉体の粗粒と微粉とが固まり、移動しにくくなる結果、過粉砕され、石炭粉砕の場合に対し、バイオマス原料の粉砕処理量が大幅に低下し、粉砕装置における消費動力が増加する、という問題がある。
　さらに、石炭と混粉砕した場合においても、一般的に５～１０％を木質系バイオマス原料の混合限度までに混粉砕率を上げると、微粉粒度が低下し、バーナにおける燃焼効率が悪化する、という問題がある。
　また、粉砕装置の動力が増加するため、粉砕装置の容量を下げて運転する必要がある。
　３）　また、木質系バイオマス原料を従来型石炭焚きボイラで浮遊燃焼させるには、平均粒径を０．５ｍｍ～１ｍｍ程度に粉砕する必要があるが、例えばハンマーミル又はカッターミルでこのサイズに大量粉砕するのは、効率が悪い、という問題がある。
　４）　さらに、十分に粉砕されない木質系バイオマス粉体（粗粒）は、その形状が不定形であり、相互に絡まりやすいため、粉砕ローラ外周部から排出され、粉砕テーブル周りに設けた噴出空気流により上昇されても、粗粒と微粉の分離が容易でなく、燃え切りに必要な粒径以上に過粉砕される比率が増加し、粉砕動力が増加する、という問題がある。
　そこで、従来の石炭粉砕装置を単に流用する粉砕装置とは異なり、木質系バイオマス原料を効率的に且つ安定的に粉砕することができるバイオマス粉砕装置の出現が切望されている。
　本発明は、前記問題に鑑み、バイオマス原料を効率的に粉砕することができるバイオマス粉砕装置及びバイオマス・石炭混焼システムを提供することを第２の課題とする。
　さらに、バイオマス固形物は繊維質で軟らかく、ローラの圧縮力だけでは、このバイオマス固形物を効率良く粉砕することが困難であり、多大な動力と時間が必要であり、粉砕効率が良くないという問題がある。
　本発明は上述した課題を解決するものであり、バイオマスなどの固形物を効率良く粉砕することで粉砕効率の向上を可能とする竪型ミルを提供することを第３の課題とする。
　上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、バイオマス原料を鉛直軸方向上方から供給する原料供給管を有する粉砕装置本体と、供給されたバイオマス原料が載置される粉砕テーブルと、該粉砕テーブルを回転駆動する駆動部と、前記粉砕テーブルの回転と連動して作動し、前記バイオマス原料を押圧力により粉砕する粉砕ローラと、前記粉砕テーブルの外周側下方から上方に向けて上昇流を形成し、粉砕したバイオマス粉体を気流搬送する搬送ガスを噴出する送風手段とを具備してなり、前記粉砕装置本体の鉛直軸方向の中央部の胴部を縮径すると共に、縮径した胴部の鉛直軸方向延長線上の粉砕装置本体の頂部に、バイオマス粉体を排出する排出管を複数個周設することを特徴とするバイオマス粉砕装置にある。
　第２の発明は、第１の発明において、前記排出管の開口部近傍に衝突板を有することを特徴とするバイオマス粉砕装置にある。
　第３の発明は、第１又は２の発明において、前記縮径した胴部が鉛直軸方向に所定長さ延設されていることを特徴とするバイオマス粉砕装置にある。
　第４の発明は、第１又は２の発明において、前記頂部側の粉砕装置本体胴部の径を可変自在としてなることを特徴とするバイオマス粉砕装置にある。
　第５の発明は、バイオマス原料を鉛直軸方向上方から供給する原料供給管を有する粉砕装置本体と、供給されたバイオマス原料が載置されるテーブルライナを有する粉砕テーブルと、該粉砕テーブルを回転駆動する駆動部と、前記粉砕テーブルの回転と連動して作動し、前記バイオマス原料を押圧力により粉砕する粉砕ローラと、前記粉砕テーブルの外周側下方から上方に向けて上昇流を形成し、粉砕したバイオマス粉体を気流搬送する搬送ガスを噴出する送風手段と、粉砕装置本体の頂部側に設けられ、前記搬送ガスに同伴されたバイオマス微粒を分級する分級器とを具備すると共に、前記粉砕テーブルのテーブルライナを複数の扇状のセグメントに分割してなると共に、各扇状のセグメントの高さ方向の厚みが異なることを特徴とするバイオマス粉砕装置にある。
　第６の発明は、第５の発明において、前記扇状のセグメントの形状が同一であることを特徴とするバイオマス粉砕装置にある。
　第７の発明は、粉砕装置本体内に鉛直方向に沿った回転軸心をもって駆動回転可能に支持される粉砕テーブルと、前記粉砕テーブルの上方に対向して配置されて回転自在に支持される粉砕ローラと、前記粉砕テーブルの周速と異なる周速となるように前記粉砕ローラの回転速度を調整可能なローラ速度調整機構と、を備えることを特徴とするバイオマス粉砕装置にある。
　第８の発明は、第７の発明において、前記ローラ速度調整機構は、前記粉砕ローラに駆動力または制動力を付与する制駆動装置を有することを特徴とするバイオマス粉砕装置にある。
　第９の発明は、第７又は８の発明において、前記ローラ速度調整機構は、前記粉砕ローラに駆動力を付与する駆動装置を有し、該駆動装置は、前記粉砕ローラの周速が前記粉砕テーブルの周速より速くなるように前記粉砕ローラの回転速度を調整可能であることを特徴とするバイオマス粉砕装置にある。
　第１０の発明は、第７又は８の発明において、前記ローラ速度調整機構は、前記粉砕ローラを駆動回転する電気モータを有することを特徴とするバイオマス粉砕装置にある
　第１１の発明は、第１０の発明において、前記電気モータは、回生制動可能であることを特徴とするバイオマス粉砕装置にある。
　第１２の発明は、第１、５又は７のいずれか一つのバイオマス粉砕装置と、石炭原料を粉砕する石炭粉砕装置と、バイオマス粉砕装置で粉砕されたバイオマス粉体と、石炭粉砕装置で粉砕された石炭粉体とが供給されるボイラ火炉とを具備することを特徴とするバイオマス・石炭混焼システムにある。
　本発明によれば、中央部の胴部の径を小さく絞った構造とすることにより、搬送ガスの風量を所望量（Ａ／Ｃ=２～５）相当とした場合でも、バイオマス粉体の搬送に必要な内部空塔速度を満足することができる。
　本発明によれば、各セグメントの高さ方向を異なるようにし、円周方向段面が凹凸となるよう交互に配置させることにより、凸側のセグメントの角部でバイオマスの繊維を切る作用を発揮し、バイオマス原料を効率的に粉砕することができる。
　本発明によれば、粉砕テーブルの上方に対向して粉砕ローラを配置すると共に、ローラ速度調整機構により粉砕ローラが粉砕テーブルの周速と異なるように調整可能とすることで、バイオマスなどの固形物を効率良く粉砕することで粉砕効率の向上を可能とすることができる。
図１は、実施例１に係るバイオマス粉砕装置の概略図である。 図２は、実施例１に係るバイオマス粉砕装置の断面概略図である。 図３は、実施例２に係るバイオマス粉砕装置の概略図である。 図４は、実施例３に係るバイオマス粉砕装置の概略図である。 図５は、実施例４に係るバイオマス粉砕装置の概略図である。 図６は、実施例５に係るボイラ火炉を備えたバイオマス・石炭混焼システムの概略図である。 図７は、実施例６に係るバイオマス粉砕装置の概略図である。 図８は、実施例６に係るバイオマス粉砕装置の断面概略図である。 図９は、実施例６に係るテーブルライナと粉砕ローラとの概略図である。 図１０は、実施例６に係るテーブルライナの平面図である。 図１１は、本発明の実施例７に係る竪型ミルにおける粉砕ローラ及びその駆動装置を表す正面図である。 図１２は、実施例７の竪型ミルを表す概略構成図である。 図１３は、本発明の実施例８に係る竪型ミルにおける粉砕ローラ及びその駆動装置を表す正面図である。
　以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
　本発明による実施例１に係るバイオマス粉砕装置について、図面を参照して説明する。図１は、本実施例に係るバイオマス粉砕装置の概略図である。図２は、実施例１に係るバイオマス粉砕装置の断面概略図である。
　図１及び図２に示すように、本実施例に係るバイオマス粉砕装置１０Ａは、バイオマス原料１１を鉛直軸方向上方から供給する原料供給管１２を有する粉砕装置本体１３と、供給されたバイオマス原料１１が載置される粉砕テーブル１４と、該粉砕テーブル１４を回転駆動する駆動部１５と、前記粉砕テーブル１４の回転と連動して作動し、前記バイオマス原料１１を押圧力により粉砕する粉砕ローラ１６と、前記粉砕テーブル１４の外周側下方から上方に向けて上昇流を形成し、粉砕したバイオマス粉体１７を気流搬送する搬送ガス１８を噴出する送風手段（図示せず）とを具備してなり、粉砕装置本体１３の鉛直軸方向の中央部の胴部２１を縮径すると共に、縮径した胴部２１の鉛直軸方向延長線上の粉砕装置本体の天板１３ａに、バイオマス粉体１７を排出する排出管２２を複数個円周方向に設けてなるものである。
　前記粉砕テーブル１４は、略円形台状に形成され、該粉砕テーブル１４の上面は、該テーブル上に載置されたバイオマス固形物がこぼれ落ちないように凹状に形成されると共に、その外周側に堰１４ａを設けている。また、粉砕テーブル１４の摩耗を予防するために、交換自在なテーブルライナ１４ｂが設けられている。
　なお、粉砕テーブル１４は、テーブル下側から延設される駆動軸（図示せず）にモータ（図示せず）が接続され、該モータによって粉砕テーブル１４を回転駆動するようになっている。
　前記粉砕ローラ１６は、粉砕テーブル１４の中心より外側にずれた位置の上方に設けられている。該粉砕ローラ１６は、粉砕テーブル１４の回転と連動して回転しながら、粉砕テーブル１４のテーブルライナ１４ｂ上に載置されたバイオマス原料１１に押圧力を作用せしめてこれを粉砕する。
　このとき、前記モータには、減速機が前記粉砕ローラ１６には粉砕荷重を変化させる可変油圧源又はスプリングが接続されており、粉砕ローラ１６の粉砕荷重を無段階若しくは段階的に減増させ、粉砕動力が定格範囲内、好ましくはほぼ一定になるように制御装置（不図示）で制御可能に構成されている。
　前記原料供給管１２は、粉砕装置本体１３の天板１３ａに鉛直軸方向に貫挿され、バイオマス原料１１を粉砕テーブル１４上に落下させるように設置されている。
　前記搬送ガス（一次空気）１８を供給する送風手段は、所定流量で且つ所定温度の一次空気を、粉砕装置本体１３内に粉砕テーブル１４の周囲から供給するものであり、空気流量の調整にはダンパ等が用いられる。また、必要に応じて温度調整手段を備える。空気流量或いは温度は、図示しない制御装置により適宜制御される。
　前記粉砕テーブル１４の外周縁と粉砕装置本体１３の内周面との間には隙間１９が設けられており、前記送風手段から供給された搬送ガス（一次空気）１８は、この隙間１９を介して粉砕テーブル１４の上方側に吹き抜けるようになっている。なお、前記隙間１９に偏流ベーン（図示せず）を設けるようにしてもよい。該偏流ベーンは、一次空気の吹き出し方向を調整するものであり、さらに好適には、偏流ベーンの角度を任意に制御可能としてもよい。
　本実施例では、粉砕装置本体１３の鉛直軸方向の中央部の胴部２１を縮径すると共に、胴部（縮径部）２１の鉛直軸方向延長線上の粉砕装置本体１３の天板１３ａに、バイオマス粉体（微粉）１７を排出する排出管２２を複数個円周方向に設けている。
　このように、中央部の胴部２１の径を小さく絞った構造とすることにより、搬送ガス１８の風量がＡ／Ｃ=２～４相当とした場合でも、バイオマス粉体１７の搬送に必要な内部空塔速度を満足することができる。
　また、絞り構造の胴部２１の鉛直方向の延長線上に排出管２２を複数設けることで、搬送ガス１８に搬送されたバイオマス粉体１７がその流速を維持しつつ直接排出されることとなる。
　すなわち、搬送ガス１８は何の障害物もないので、上昇された空塔速度を維持しつつバイオマス粉体（微粉）１７を搬送することができる。
　ここで、胴部２１の絞り部の径ｄと、粉体テーブル１４の径Ｄとの関係は、ｄ≦Ｄ×０．８とするのが好ましい。これは、ｄ＞Ｄ×０．８とすると、所望の流速を確保することができないからである。
　本発明では、従来のような機械式分級器（例えば回転式分級器等）を設置することなく、粉砕装置の高さ方向による重力分級作用のみにより、分級することができるので、装置構成の簡略化を図ることができる。
　重力分級による高さ調節は、装置の大きさにより左右され、粉砕テーブル１４と胴部２１との関係を決定し、搬送ガス１８のＡ／Ｃを決定した後、重力分級の最適な高さを求めるようにすればよい。
　このように、本実施例では、胴部２１を小さく絞った構造とすることで、搬送ガス１８の風量を下げてＡ／Ｃ＝２～５相当とした場合においても、バイオマス粉体１７の搬送に必要な内部空塔速度を確保することができることとなる。
　ここで、前記内部空塔速度Ｖとは、０．５≦Ｖ≦２．０（ｍ／ｓ）の関係とするのが好ましい。これは、０．５ｍ／ｓ未満であると、空気量が少なすぎて過粉砕となり、好ましくなく、一方２．０ｍ／ｓを超える場合には、粉砕物の粗粉量が多くなり、燃焼効率が低下し、共に好ましくないからである。
　本発明では、胴部（縮径部）２１で絞り部を形成し、この空塔速度を維持することで、排出管２２までその速度を維持するようにしている。なお、絞り部の上方側は拡径しているが、この拡径量と、胴部２１から天板１３ａにかけての長さを調整することで、重力分級を適切に行うようにしている。
　なお、空気量Ｑと胴部２１の断面積（原料供給管１２の面積を除いたもの）Ｓと空塔速度Ｖとの関係は以下の式（１）のようになる。
　空気量（Ｑ：ｍ2／ｓ）＝断面積（Ｓ：ｍ2）×空塔速度（Ｖ：ｍ／ｓ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…（１）
　よって、Ａ／Ｃを２～５程度まで低減することで、ボイラ設備へのダイレクト燃焼方式が可能となり、従来のような余分な空気を分離する例えばバグフィルタやサイクロン等のビンシステムが不要になる。この結果簡易なボイラ燃焼システムを提供することとなり、コスト低減やビンシステムにおけるトラブル（例えば閉塞、発火等）を回避することができる。
　本発明による実施例２に係るバイオマス粉砕装置について、図面を参照して説明する。図３は、本実施例に係るバイオマス粉砕装置の概略図である。なお、実施例１に係るバイオマス粉砕装置の構成と同一部材には同一符号を付してその説明は省略する。
　図３に示すように、本実施例に係るバイオマス粉砕装置１０Ｂは、実施例１に係るバイオマス粉砕装置１０Ａにおいて、前記排出管２２の開口部近傍に衝突板２３を有するものである。
　ここで、衝突板２３の径は排出管２２の開口部の０．８倍以下とすることが好ましい。また、衝突板２３の鉛直軸方向の高さを、図示しない昇降手段により移動自在とするのが好ましい。
　バイオマス粉体の中でも大きな粒径のものは、ボイラ燃焼の際、未燃分となるので、ボイラ燃焼状態を監視し、未燃分が多い場合には、衝突板２３を開口側に上昇させて、入口を狭め、バイオマス粉体１７の内の大きな粒の排出を防止するようにしている。
　本実施例では、衝突板２３を排出管２２の内部からつり下げ手段によりつり下げているが、本発明はこれに限定されず、例えば排出管２２の周囲からつり下げ手段によりつり下げるようにしてもよく、また、高さを変更しないような場合には、粉砕装置本体１３の内壁側から支持部材により支持するようにしてもよい。
　本発明による実施例３に係るバイオマス粉砕装置について、図面を参照して説明する。図４は、本実施例に係るバイオマス粉砕装置の概略図である。なお、実施例１に係るバイオマス粉砕装置の構成と同一部材には同一符号を付してその説明は省略する。
　図４に示すように、本実施例に係るバイオマス粉砕装置１０Ｃは、実施例２に係るバイオマス粉砕装置１０Ｂにおいて、前記縮径した胴部２１を鉛直軸方向に所定長さＬ延設させている。
　これにより、縮径した際に変化する所望流速の高さ方向の維持を確実に行うことができる。
　本発明による実施例４に係るバイオマス粉砕装置について、図面を参照して説明する。図５は、本実施例に係るバイオマス粉砕装置の概略図である。なお、実施例１に係るバイオマス粉砕装置の構成と同一部材には同一符号を付してその説明は省略する。
　図５に示すように、本実施例に係るバイオマス粉砕装置１０Ｄは、実施例３に係るバイオマス粉砕装置１０Ｃにおいて、前記天板１３ａ側の粉砕装置本体胴部の径を可変自在としてなる可動壁２４を有している。この可動壁２４は例えばヒンジ２５等により可動自在としており、通常は内壁側と一体としている。
　このように、胴部（縮径部）２１の上部の径を可変構造としているので、内部空塔速度を任意に変化させて重力分級を行い、排出管２２から排出される製品粒径をコントロールすることができる。
　また、粉砕テーブル１４の外周の隙間１９の開口面積を増大する部材を挿抜自在とする可変構造として、吹き上げる搬送ガス１８の流速を変化させるようにしてもよい。
　バイオマスは種類（針葉樹，広葉樹，ペレット）によって比重が大きくことなるため、Ａ／Ｃを一定としても、バイオマス種類によって必要な内部空塔速度が異なるが、空気量一定時においても、可動壁２４や隙間１９の開口面積を調整することで、内部空塔速度を調整することができ、製品粒径の良好なコントロールを行うことが可能となる。
　本発明による実施例５に係るボイラ火炉を備えたバイオマス・石炭混焼システムについて、図面を参照して説明する。図６は、本実施例に係るボイラ火炉を備えたバイオマス・石炭混焼システムの概略図である。
　図６に示すように、本実施例に係るボイラ火炉を備えたバイオマス・石炭混焼システムに上述したバイオマス粉砕装置１０Ａ（１０Ｂ～１０Ｄ）を適用したものである。
　図６に示すように、本実施例に係るバイオマス・石炭混焼システムは、必要に応じて所定粒径以下まで一次破砕（粗破砕）、乾燥されたバイオマス固形物であるバイオマス原料１１が貯蔵されるバイオマス貯蔵設備９５と、バイオマス原料１１が供給されるバイオマスホッパ９６を備えたバイオマス粉砕装置１０Ａ（１０Ｂ～１０Ｄ）と、石炭９０を受け入れるホッパ９１ａ、９１ｂを備えた石炭粉砕装置９２ａ、９２ｂと、バイオマス粉砕装置１０Ａ（１０Ｂ～１０Ｄ）にて得られたバイオマス粉体１７及び石炭粉砕装置９２ａ、９２ｂにて得られた石炭粉体９３が供給されるボイラ火炉１００と、を備えるものである。
　木屑等のバイオマス原料１１はある程度大きさを揃えバイオマスチップとしてバイオマス貯蔵設備９５に貯蔵され、その後、バイオマスホッパ９６に供給される。バイオマスチップは、バイオマスホッパ９６からバイオマス粉砕装置１０Ａ（１０Ｂ～１０Ｄ）に供給され、粉砕テーブル１４と粉砕ローラ１６とにより粉砕される。粉砕後のバイオマス粉砕物および石炭粉砕物はボイラ火炉１００に供給され、ボイラ火炉１００内でバイオマス粉体１７と石炭粉体９３が混合して燃焼するようになっている。
　ボイラ火炉１００の炉本体には、燃料供給ノズルとこれに共働するバーナが配設されている。燃焼により発生した燃焼排ガスは、炉内に配設された伝熱管１０１を加熱して煙道へ送られる。炉本体の炉出口に設けた煙道の途中には空気加熱器（ＡＨ）１０２が配置され、空気加熱器１０２を通った燃焼排ガスは、灰捕集装置等の排ガス処理設備（図示せず）を経て大気放出される。
　空気加熱器１０２によって外気１０３を加熱して生成した高温空気１０４は石炭粉砕装置９２ａ、９２ｂに供給され、石炭の乾燥に用いられる。また燃焼排ガスの一部１０５は、誘引ファン１０６によりバイオマス粉砕装置１０Ａ（１０Ｂ～１０Ｄ）に供給され、バイオマスの分級、乾燥に用いられる。
　このように本発明に係るバイオマス粉砕装置を備えたシステムとすることで、バイオマス粉砕が良好となるので、その粉砕物を燃焼装置に直接導入して燃焼させる場合においても、燃焼性能を低下させることなく安定燃焼が可能である。
　また、押込みガスの全体量は従来と変化することがないので、一次空気の変動がなく、燃焼設備にて必要とされる空気量の範囲内で、バイオマス粉砕装置を安定して運転することが可能である。
　本発明による実施例６に係るバイオマス粉砕装置について、図面を参照して説明する。図７は、本実施例に係るバイオマス粉砕装置の概略図である。図８は、実施例６に係るバイオマス粉砕装置の断面概略図である。
　図７及び図８に示すように、本実施例に係るバイオマス粉砕装置１０Ｅは、バイオマス原料１１を鉛直軸方向上方から供給する原料供給管１２を有する粉砕装置本体１３と、供給されたバイオマス原料１１が載置されるテーブルライナ１４ｂを有する粉砕テーブル１４と、該粉砕テーブル１４を回転駆動する駆動部１５と、前記粉砕テーブル１４の回転と連動して作動し、前記バイオマス原料１１を押圧力により粉砕する粉砕ローラ１６と、前記粉砕テーブル１４の外周側下方から上方に向けて上昇流を形成し、粉砕したバイオマス粉体１７を気流搬送する搬送ガス１８を噴出する送風手段（図示せず）とを具備してなり、前記粉砕テーブル１４のテーブルライナ１４ｂを複数の扇状のセグメント３１ａ、３１ｂに分割してなると共に、各扇状のセグメント３１ａ、３１ｂの高さ方向の厚みが異なるようにしている。
　前記粉砕テーブル１４は、略円形台状に形成され、該粉砕テーブル１４の上面は、該テーブル上に載置されたバイオマス固形物がこぼれ落ちないように凹状に形成されると共に、その外周側に堰１４ａを設けている。また、粉砕テーブル１４の摩耗を予防するために、交換自在なテーブルライナ１４ｂが設けられている。
　なお、粉砕テーブル１４は、テーブル下側から延設される駆動軸（図示せず）にモータ（図示せず）が接続され、該モータによって粉砕テーブル１４を回転駆動するようになっている。
　前記粉砕ローラ１６は、粉砕テーブル１４の中心より外側にずれた位置の上方に設けられている。該粉砕ローラ１６は、粉砕テーブル１４の回転と連動して回転しながら、粉砕テーブル１４のテーブルライナ１４ｂ上に載置されたバイオマス原料１１に押圧力を作用せしめてこれを粉砕する。
　このとき、前記モータには、減速機が前記粉砕ローラ１６には粉砕荷重を変化させる可変油圧源又はスプリングが接続されており、粉砕ローラ１６の粉砕荷重を無段階若しくは段階的に減増させ、粉砕動力が定格範囲内、好ましくはほぼ一定になるように制御装置（不図示）で制御可能に構成されている。
　前記原料供給管１２は、粉砕装置本体１３の天板１３ａに鉛直軸方向に貫挿され、バイオマス原料１１を粉砕テーブル１４上に落下させるように設置されている。
　分級器４１は、搬送ガス（一次空気）１８により風力分級（一次分級）を通過した後のやや細かな粉粒体を二次分級するものであり、固定式分級器（サイクロンセパレータ）或いは回転式分級器（ロータリーセパレータ）等が用いられる。
　本実施例の分級器４１では、漏斗状分級器としており、図示しない開口に設けた分級羽根により、粗粒と微粒とを分級している。分級された粗粒は粉砕テーブル１４側に落下して、再度粉砕がなされる。
　前記搬送ガス（一次空気）１８を供給する送風手段は、所定流量で且つ所定温度の一次空気を、粉砕装置本体１３内に粉砕テーブル１４の周囲から供給するものであり、空気流量の調整にはダンパ等が用いられる。また、必要に応じて温度調整手段を備える。空気流量或いは温度は、図示しない制御装置により適宜制御される。
　前記粉砕テーブル１４の外周縁と粉砕装置本体１３の内周面との間には隙間Ｄが設けられており、前記送風手段から供給された搬送ガス（一次空気）１８は、この隙間Ｄを介して粉砕テーブル１４の上方側に吹き抜けるようになっている。なお、前記隙間Ｄに偏流ベーン（図示せず）を設けるようにしてもよい。該偏流ベーンは、一次空気の吹き出し方向を調整するものであり、さらに好適には、偏流ベーンの角度を任意に制御可能としてもよい。
　前記分級器４１と略同一形状の漏斗状整流部材４２は、粉砕装置本体１３の上部側に、分級器４１と所定間隔をもって固定され、下方に向けて延設されている。この漏斗状整流部材４２は、分級器４１で分級されたバイオマス粉体（粗粒）を再度粉砕テーブル１４へ落下させるものである。漏斗状整流部材４２は、その上部から下部に向けて拡縮している分級されたバイオマス粉体（粗粒）を受ける漏斗部４２ａと、原料供給管１２と所定間隔を持って、バイオマス粉体（粗粒）を落下させる筒部４２ｂとから形成されている。
　なお、該漏斗状整流部材４２の筒部４２ｂの下端部はその径が縮小されており、分級されて落下するバイオマス粉体（粗粒）の拡散を防止している。
　図９は、実施例６に係るテーブルライナと粉砕ローラとの概略図である。図１０はテーブルライナの平面図である。
　本実施例では、図１０に示すように、粉砕面であるテーブルライナ１４ｂを分割式の扇状のセグメント３１ａ、３１ｂで構成すると共に、各セグメント３１ａ、３１ｂの高さ方向を交互に異なるようにし、円周方向段面が凹凸となるよう交互に配置させることにより、図９に示すように、凸側のセグメント３１ａの角部でバイオマス原料１１の繊維を切る作用を生じさせている。この結果、バイオマス原料の粉砕効率が向上し、粉砕効率の良い粉砕機を提供することができる。
　分割の枚数は２分割以上、３０分割程度とするのが好ましい。なお、分割の枚数はテーブルライナ１４ｂの大きさ及び粉砕対象のバイオマスの種類に応じて適宜変更するようにすればよい。
　本実施例では、高さは２種類の異なるものとしているが、本発明は、これに限定されるものではなく、複数種類の異なる高さとしてもよい。
　また、前記扇状のセグメントの形状は異なるものでもよいが、同一形状とすることがより好ましい。これは、セグメントの交換を容易とするためである。
　実施例６のバイオマス粉砕装置を、前述した図６に示すボイラ火炉を備えたバイオマス・石炭混焼システムに適用することで、バイオマス粉砕が良好となるので、その粉砕物を燃焼装置に直接導入して燃焼させる場合においても、燃焼性能を低下させることなく安定燃焼が可能である。
　図１１は、本発明の実施例７に係るバイオマス粉砕装置である竪型ミルにおける粉砕ローラ及びその駆動装置を表す正面図、図１２は、実施例７のバイオマス粉砕装置である竪型ミルを表す概略構成図である。
　実施例７のバイオマス粉砕装置である竪型ミルは、バイオマスなどの固形物を粉砕するものである。ここで、バイオマスとは、再生可能な生物由来の有機性資源である。例えば、間伐材、廃材木、流木、草類、廃棄物、汚泥、タイヤ及びこれらを原料としたリサイクル燃料（ペレットやチップ)などであり、ここに提示したものに限定されることはない。なお、本実施例の竪型ミルは、バイオマス固形物を粉砕するものに限定されることはなく、石炭やバイオマス固形物と石炭の混合物を粉砕することもできる。
　本実施例に係るバイオマス粉砕装置１０Ｆにおいて、図１１及び図１２に示すように、粉体装置本体（ハウジング）１３は、円筒の中空形状をなし、上部にバイオマスが供給される原料供給管１２が装着されている。この原料供給管１２は、図示しないバイオマス供給装置から装置本体１３内にバイオマス固形物のバイオマス原料１１を供給するものであり、粉砕装置本体１３の中心位置に上下方向（鉛直方向）に沿って配置され、下端部が下方まで延設されている。
　粉砕装置本体１３は、下部に粉砕テーブル１４が配置されている。この粉砕テーブル１４は、粉砕装置本体１３の中心位置に原料供給管１２の下端部に対向して配置されている。また、この粉砕テーブル１４は、下部に鉛直方向に沿った回転軸心を有する回転軸６１が連結され、粉砕装置本体１３に回転自在に支持されている。この回転軸６１は、駆動ギアとしてのウォームホイール６２が固結され、粉砕装置本体１３に搭載された駆動モータ（図示略）のウォームギア６３がこのウォームホイール６２に噛み合っている。従って、駆動モータによりウォームギア６３、ウォームホイール６２、回転軸６１を介して粉砕テーブル１４が駆動回転可能となっている。
　また、粉砕テーブル１４は、外周側にリング形状をなすテーブルライナ１４ｂが固定されている。このテーブルライナ１４ｂは、表面（上面）が粉砕テーブル１４の外周側に行くほどに高くなる傾斜面となっている。そして、この粉砕テーブル１４（テーブルライナ１４ｂ）の上方に対向して複数の粉砕ローラ１６が配置されると共に、各粉砕ローラ１６を駆動回転するローラ駆動装置６４が設けられている。このローラ駆動装置６４は、例えば、モータであって、粉砕ローラ１６に駆動力を付与することができる。
　即ち、支持軸６５は、後端部がローラ駆動装置６４に支持され、このローラ駆動装置６４は、粉砕装置本体１３の側壁部に取付軸６４ａに支持されることで、支持軸６５の先端部が上下方向に揺動可能となっている。この支持軸６５は、先端部が粉砕テーブル１４の回転軸心方向を向き、且つ、下方に傾斜するように配置され、粉砕ローラ１６が装着されている。
　また、ローラ駆動装置６４（支持軸６５）は、上方に延びる上部アーム６６が設けられ、粉砕装置本体１３に固定された押圧装置としての油圧シリンダ６７の押圧ロッド６８の先端部が、この上部アーム６６の先端部に連結されている。ローラ駆動装置６４（支持軸２１）は、下方に延びる下部アーム６９が設けられ、先端部が粉砕装置本体１３に固定されたストッパ７０に当接可能となっている。従って、油圧シリンダ６７により押圧ロッド６８を前進させると、上部アーム６６を押圧し、ローラ駆動装置６４及び支持軸６５を取付軸６４ａを支点として図１１にて時計周り方向に回動することができる。このとき、下部アーム６６がストッパ７０に当接することで、ローラ駆動装置６４及び支持軸６５の回動位置が規定される。
　つまり、粉砕ローラ１６は、粉砕テーブル１４（テーブルライナ１４ｂ）との間でバイオマス固形物を粉砕するものであり、粉砕ローラ１６の表面と粉砕テーブル１４（テーブルライナ１４ｂ）の表面との間に所定隙間を確保する必要がある。そのため、油圧シリンダ６７により支持軸６５が所定の回動位置に規定されることで、粉砕ローラ１６の表面と粉砕テーブル１４の表面との間に、バイオマス固形物を取り込んで粉砕可能な所定隙間が確保される。
　この場合、粉砕テーブル１４が回転すると、この粉砕テーブル１４上に供給されたバイオマス固形物は、その遠心力により外周側に移動され、粉砕ローラ１６と粉砕テーブル１４との間に入り込む。粉砕ローラ１６は、粉砕テーブル１４側に押圧されているため、粉砕テーブル１４の回転力がバイオマス固形物を介して伝達され、粉砕ローラ１６は、この粉砕テーブル１４の回転に連動して回転することができる。
　なお、本実施例にて、粉砕ローラ１６を先端部側の径が小さくなるような円錐台形状とし、粉砕ローラ１６の表面を平坦として構成したが、この形状に限定されるものではない。例えば、粉砕ローラ１６をタイヤ形状としたりしてもよい。また、本実施例にて、粉砕ローラ１６は、複数（３個）設けられ、粉砕テーブル１４の回転方向に沿って等間隔に配置されている。この場合、粉砕ローラ１６の数や配置は、粉砕テーブル１４、粉砕ローラ１６などの大きさなどに応じて適宜設定すればよいものである。
　また、この実施例７では、粉砕テーブル１４の周速と異なる周速となるように各粉砕ローラ１６の回転速度を調整可能なローラ速度調整機構として、ローラ駆動装置６４を制御する制御装置７１が設けられている。また、粉砕テーブル１４の回転速度を検出する検出器７２が設けられており、この検出器７２は検出結果を制御装置７１に出力する。制御装置７１は、粉砕テーブル１４の回転速度に基づいてローラ駆動装置６４により粉砕ローラ１６の回転速度を調整する。
　具体的に、制御装置７１は、検出器７２が検出した粉砕テーブル１４の回転速度に基づいて粉砕ローラ１６が対向する位置での周速を算出し、粉砕ローラ１６の周速がこの粉砕テーブル１４の周速と相違するように、ローラ駆動装置６４を駆動制御して粉砕ローラ１６の回転速度を設定する。
　この場合、制御装置７１は、粉砕ローラ１６の周速が粉砕テーブル１４の周速より若干速くなるように、ローラ駆動装置６４により粉砕ローラ１６の回転速度を設定することが望ましい。
　粉砕装置本体１３は、下部に粉砕テーブル１４の外周辺に位置して一次空気が送り込まれる入口ポート７３が設けられている。また、粉砕装置本体１３は、上部に原料供給管１２の外周辺に位置して粉砕したバイオマスを排出する出口ポート７４が設けられている。そして、粉砕装置本体１３は、この出口ポート７４の下方にて、粉砕したバイオマスを分級する分級装置としてのロータリセパレータ７５が設けられている。このロータリセパレータ７５は、原料供給管１２の外周部に設けられ、駆動装置７６により駆動回転可能となっている。また、粉砕装置本体１３は、下部に異物排出管７７が設けられている。この異物排出管７７は、バイオマス固形物に混在する礫や金属片などの異物（スピレージ）を粉砕テーブル１４の外周部から落下させて排出するものである。
　このように構成された実施例７の竪型ミルにて、バイオマス原料１１などの固形物が原料供給管１２から粉砕装置本体１３内に供給されると、この固形物は、原料供給管１２内を落下し、粉砕テーブル１４上の中心部に供給される。このとき、粉砕テーブル１４が所定の速度で回転していることから、粉砕テーブル１４上の中心部に供給された固形物は、遠心力が作用して四方に分散するように移動し、粉砕テーブル１４の全面に一定の層が形成される。即ち、バイオマスなどの固形物が粉砕ローラ１６と粉砕テーブル１４との間に入り込む。
　すると、粉砕テーブル１４の回転力がバイオマスなどの固形物を介して粉砕ローラ１６に伝達され、粉砕テーブル１４の回転に伴って粉砕ローラ１６が回転する。このとき、粉砕ローラ１６は、油圧シリンダ６７により粉砕テーブル１４側に押圧支持されていることから、粉砕ローラ１６は回転しながらこの固形物を押圧して粉砕する。
　また、このとき、制御装置７１は、検出器７２が検出した粉砕テーブル１４の回転速度に基づいてローラ駆動装置６４を駆動制御して粉砕ローラ１６の回転速度を設定する。具体的に、制御装置７１は、粉砕ローラ１６の周速が粉砕テーブル１４の周速より若干速くなるように粉砕ローラ１６の回転速度を調整する。そのため、粉砕ローラ１６と粉砕テーブル１４との間で速度差が生じ、固形物に対してせん断力を作用させることとなり、粉砕ローラ１６は、回転しながらこの固形物を押圧して切断し、効率良く粉砕することができる。
　粉砕ローラ１６により粉砕された固形物は、入口ポート７３から粉砕装置本体１３内に送り込まれた一次空気により、乾燥されつつ上昇する。この上昇した粉砕済固形物は、ロータリセパレータ７５により分級され、粗粉は落下して再び粉砕テーブル１４上に戻されて再粉砕が行われる。一方、細粒粉は、ロータリセパレータ７５を通過し、気流に乗って出口ポート７４から排出される。また、バイオマスなどの固形物に混在した礫や金属片などのスピレージは、粉砕テーブル１４の遠心力により外周部から外方に落下し、異物排出管７７により排出される。
　このように実施例７の竪型ミルにあっては、粉砕装置本体１３内に鉛直方向に沿った回転軸心をもって粉砕テーブル１４を駆動回転可能に支持し、この粉砕テーブル１４の上方に対向して粉砕テーブル１４の回転に連動して回転可能な粉砕ローラ１６を配置し、ローラ駆動装置６４によりこの粉砕ローラ１６を駆動回転可能とすると共に、制御装置７１によりローラ駆動装置６４を制御して粉砕テーブル１４の周速と異なる周速となるように粉砕ローラ１６の回転速度を調整可能としている。
　従って、粉砕テーブル１４が駆動回転し、この粉砕テーブル１４上にバイオマスなどの固形物が供給されると、この固形物は、遠心力により外側に移動し、粉砕テーブル１４と粉砕ローラ１６との間に入り込む。そして、粉砕テーブル１４の回転により粉砕ローラ１６が回転することで固形物が粉砕され、このとき、制御装置７１により粉砕ローラ１６の回転速度が調整されることで固形物にせん断力が作用して粉砕が促進されることとなり、バイオマスなどの固形物を効率良く粉砕することで粉砕効率の向上を可能とすることができる。
　この場合、ローラ速度調整機構として、粉砕ローラ１６に駆動力を付与するローラ駆動装置６４を適用することで、このローラ駆動装置６４が粉砕ローラ１６に駆動力を付与し、粉砕ローラ１６の周速と粉砕テーブル１４の周速が相違することとなり、固形物にせん断力が作用して粉砕効率を向上することができる。
　そして、制御装置７１は、粉砕ローラ１６の周速が粉砕テーブル１４の周速より速くなるようにローラ駆動装置６４により粉砕ローラ１６の回転速度を調整している。従って、粉砕ローラ１６と粉砕テーブル１４との間に固形物が噛み込みやすくなり、固形物の粉砕効率を向上することができる。
　なお、この実施例７にて、制御装置７１は、粉砕ローラ１６の周速が粉砕テーブル１４の周速より速くなるようにローラ駆動装置６４により粉砕ローラ１６の回転速度を調整したが、粉砕ローラ１６の周速が粉砕テーブル１４の周速より若干遅くなるようにローラ駆動装置６４により粉砕ローラ１６の回転速度を調整してもよい。また、制御装置７１は、粉砕ローラ１６の回転方向が粉砕テーブル１４の回転方向と逆方向となるようにローラ駆動装置６４により粉砕ローラ１６の回転方向を調整してもよい。更に、粉砕ローラ１６は、粉砕テーブル１４の回転力が固形物を介して伝達されてほぼ同速で回転することから、ローラ速度調整機構として、粉砕ローラ１６に制動力（ブレーキ力）を付与するローラ制動装置を適用し、粉砕ローラ１６の周速と粉砕テーブル１４の周速が相違するように、つまり、粉砕ローラ１６の周速が粉砕テーブル１４の周速より遅くなるように調整してもよい。
　図１３は、本発明の実施例８に係るバイオマス粉砕装置である竪型ミルにおける粉砕ローラ及びその駆動装置を表す正面図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
　実施例８の竪型ミルにおいて、図１３に示すように、粉砕テーブル１４（テーブルライナ１４ｂ）の上方に対向して複数の粉砕ローラ１６が配置され、各粉砕ローラ１６は、ローラ駆動装置６４により駆動回転可能となっている。このローラ駆動装置６４は、モータジェネレータであって、電動機として機能することができると共に、発電機として機能することができる。
　即ち、ローラ駆動装置（モータジェネレータ）６４は、インバータ７８が接続され、このインバータ７８に蓄電池７９が接続されており、制御装置７１は、このインバータ７８を制御可能となっている。ローラ駆動装置６４を構成するモータジェネレータは、蓄電池７９から供給された電力を機械的な動力に変換して支持軸６５に出力する機能と、支持軸６５に入力された機械的な動力を電力に変換して回収する機能を有している。
　つまり、ローラ駆動装置（モータジェネレータ）６４がモータとして機能する場合には、支持軸６５を介して粉砕ローラ１６を回転することができる。この場合、制御装置７１は、インバータ７８により粉砕ローラ１６の周速が粉砕テーブル１４の周速より若干速くなるようにローラ駆動装置６４を制御する。一方、ローラ駆動装置（モータジェネレータ）６４がジェネレータとして機能する場合には、粉砕テーブル１４の回転力が固形物を介して粉砕ローラ１６に伝達されて支持軸６５が回転することから、この支持軸６５の回転力を電力に変換して蓄電池８２に蓄電することができる。この場合、制御装置７１は、インバータ８１により粉砕ローラ１６の周速が粉砕テーブル１４の周速より若干遅くなるようにローラ駆動装置６４を制御することとなり、電力回生ブレーキとして機能させる。
　なお、本実施例の竪型ミルの作用は、上述した実施例７と同様であることから、詳細な説明は省略する。
　このように実施例８の竪型ミルにあっては、ローラ駆動装置６４をモータジェネレータとし、このローラ駆動装置６４により粉砕ローラ１６を駆動回転可能とすると共に、制御装置７１により粉砕テーブル１４の周速と異なる周速となるように粉砕ローラ１６の回転速度を調整可能としている。従って、制御装置７１により粉砕ローラ１６の周速と粉砕テーブル１４の周速とが相違することで、粉砕ローラ１６は固形物にせん断力が作用して粉砕が促進されることとなり、バイオマスなどの固形物を効率良く粉砕することで粉砕効率の向上を可能とすることができる。
　この場合、ローラ駆動装置６４をモータジェネレータとすることで、粉砕ローラ１６の周速と粉砕テーブル１４の周速とを容易に相違させることができる。そして、ローラ駆動装置（モータジェネレータ）６４は、回生制動可能であることから、粉砕ローラ１６に回生ブレーキを付与することで、熱エネルギが電気エネルギに変換されて回収することができ、回収した電力の有効利用を図ることができる。
　実施例７及び８のバイオマス粉砕装置の内容を、実施例１乃至６のいずれかのバイオマス粉砕装置に適用するようにしてもよい。
　また、　実施例７及び８のバイオマス粉砕装置を、前述した図６に示すボイラ火炉を備えたバイオマス・石炭混焼システムに適用することで、バイオマス粉砕が良好となるので、その粉砕物を燃焼装置に直接導入して燃焼させる場合においても、燃焼性能を低下させることなく安定燃焼が可能である。
　１０Ａ～１０Ｄ　バイオマス粉砕装置
　１１　バイオマス原料
　１２　原料供給管
　１３　粉砕装置本体
　１４　粉砕テーブル
　１５　駆動部
　１６　粉砕ローラ
　１７　バイオマス粉体
　１８　搬送ガス
　２１　胴部（縮径部）
　２２　排出管
　２３　衝突板
　３１ａ、３１ｂ　扇状のセグメント
　４１　分級器
　４２　漏斗状整流部材
　６４　ローラ駆動装置（ローラ速度調整機構）
　６５　支持軸
　６７　油圧シリンダ（押圧装置）
　７１　制御装置（ローラ速度調整機構）
　７２　検出器
　７８　インバータ
　７９　蓄電池

Claims (12)

  1. 　バイオマス原料を鉛直軸方向上方から供給する原料供給管を有する粉砕装置本体と、
    　供給されたバイオマス原料が載置される粉砕テーブルと、
    　該粉砕テーブルを回転駆動する駆動部と、
    　前記粉砕テーブルの回転と連動して作動し、前記バイオマス原料を押圧力により粉砕する粉砕ローラと、
    　前記粉砕テーブルの外周側下方から上方に向けて上昇流を形成し、粉砕したバイオマス粉体を気流搬送する搬送ガスを噴出する送風手段とを具備してなり、
    　前記粉砕装置本体の鉛直軸方向の中央部の胴部を縮径すると共に、
    　縮径した胴部の鉛直軸方向延長線上の粉砕装置本体の頂部に、バイオマス粉体を排出する排出管を複数個周設することを特徴とするバイオマス粉砕装置。
  2. 　請求項１において、
    　前記排出管の開口部近傍に衝突板を有することを特徴とするバイオマス粉砕装置。
  3. 　請求項１又は２において、
    　前記縮径した胴部が鉛直軸方向に所定長さ延設されていることを特徴とするバイオマス粉砕装置。
  4. 　請求項１又は２において、
    　前記頂部側の粉砕装置本体胴部の径を可変自在としてなることを特徴とするバイオマス粉砕装置。
  5. 　バイオマス原料を鉛直軸方向上方から供給する原料供給管を有する粉砕装置本体と、
    　供給されたバイオマス原料が載置されるテーブルライナを有する粉砕テーブルと、
    　該粉砕テーブルを回転駆動する駆動部と、
    　前記粉砕テーブルの回転と連動して作動し、前記バイオマス原料を押圧力により粉砕する粉砕ローラと、
    　前記粉砕テーブルの外周側下方から上方に向けて上昇流を形成し、粉砕したバイオマス粉体を気流搬送する搬送ガスを噴出する送風手段と、
    　粉砕装置本体の頂部側に設けられ、前記搬送ガスに同伴されたバイオマス微粒を分級する分級器とを具備すると共に、
    　前記粉砕テーブルのテーブルライナを複数の扇状のセグメントに分割してなると共に、
    　各扇状のセグメントの高さ方向の厚みが異なることを特徴とするバイオマス粉砕装置。
  6. 　請求項５において、
    　前記扇状のセグメントの形状が同一であることを特徴とするバイオマス粉砕装置。
  7. 　粉砕装置本体内に鉛直方向に沿った回転軸心をもって駆動回転可能に支持される粉砕テーブルと、
    　前記粉砕テーブルの上方に対向して配置されて回転自在に支持される粉砕ローラと、
    　前記粉砕テーブルの周速と異なる周速となるように前記粉砕ローラの回転速度を調整可能なローラ速度調整機構と、
    　を備えることを特徴とするバイオマス粉砕装置。
  8. 　請求項７において、
    　前記ローラ速度調整機構は、前記粉砕ローラに駆動力または制動力を付与する制駆動装置を有することを特徴とするバイオマス粉砕装置。
  9. 　請求項７又は８において、
    　前記ローラ速度調整機構は、前記粉砕ローラに駆動力を付与する駆動装置を有し、該駆動装置は、前記粉砕ローラの周速が前記粉砕テーブルの周速より速くなるように前記粉砕ローラの回転速度を調整可能であることを特徴とするバイオマス粉砕装置。
  10. 　請求項７又は８において、
    　前記ローラ速度調整機構は、前記粉砕ローラを駆動回転する電気モータを有することを特徴とするバイオマス粉砕装置。
  11. 　請求項１０において、
    　前記電気モータは、回生制動可能であることを特徴とするバイオマス粉砕装置。
  12. 　請求項１、５又は７のいずれか一つのバイオマス粉砕装置と、
    　石炭原料を粉砕する石炭粉砕装置と、
    　バイオマス粉砕装置で粉砕されたバイオマス粉体と、石炭粉砕装置で粉砕された石炭粉体とが供給されるボイラ火炉とを具備することを特徴とするバイオマス・石炭混焼システム。
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