(57)【要約】【課題】粒径の細かい微粉を安定に得ることができ、しかも消費動力の少ない分級機を提供する。【解決手段】板の長手方向が回転軸方向とほぼ平行に延びて、その回転軸方向に対して任意の角度で多数枚配置された回転フィン２１と、回転フィン２１の下方に配置された回収コーン１１を備え、回収コーン１１の外周の下方より吹き上げられた固気二相流５２を、回転している回転フィン側に導いて、固気二相流中の粒子をその大きさにより微粒子５４と粗粒子５３に分け、微粒子５４は気流に同伴されて回転している回転フィン２１の間を通過して取り出し、粗粒子５３は回転フィン２１の外側に弾き飛ばして回収コーン１１上を滑落させる分級機において、回転フィン２１の外周側に滞留する粗粒子５３を回収コーン１１側へ落下させるための下降流５５を発生させる下降流発生手段３０を、回転フィン２１と回収コーン１１との間の空間部に設けたことを特徴とする。【選択図】      図１
2004290726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板の長手方向が回転軸方向とほぼ平行に延びて、その回転軸方向に対して任意の角度で多数枚配置された回転フィンと、その回転フィンの下方に配置された回収コーンとを備え、
その回収コーンの外周の下方より吹き上げられた固気二相流を、回転している前記回転フィン側に導いて、前記固気二相流中の粒子をその大きさにより微粒子と粗粒子に分け、微粒子は気流に同伴されて回転している回転フィンの間を通過して取り出し、粗粒子は回転フィンの外側に弾き飛ばして前記回収コーン上を滑落させる分級機において、
前記回転フィンの外周側に滞留する粗粒子を前記回収コーン側へ強制的に落下させるための下降流を発生させる下降流発生手段を、前記回転フィンと回収コーンとの間の空間部に設けたことを特徴とする分級機。
【請求項２】
請求項１記載の分級機において、前記下方より吹き上げられた固気二相流が回転フィン側へ到達せず、下降流発生手段側へショートパスするのを防ぐためのショートパス防止部材を設けたことを特徴とする分級機。
【請求項３】
請求項１記載の分級機において、前記下降流発生手段が前記回転フィンと同じ方向に回転する多数枚の傾斜板から構成されていることを特徴とする分級機。
【請求項４】
請求項３記載の分級機において、前記回転式傾斜板が前記回転フィンと同じ速度で回転することを特徴とする分級機。
【請求項５】
請求項３記載の分級機において、前記回転式傾斜板が前記回転フィンと異なる速度で回転することを特徴とする分級機。
【請求項６】
請求項１記載の分級機において、前記下降流発生手段が、回転フィンの回転に伴って発生する気流に対して斜めに多数枚配置された固定式傾斜板であることを特徴とする分級機。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項記載の分級機において、前記回収コーンの上端部に、前記回転軸方向に対して任意の角度で多数枚固定された固定フィンを備え、その固定フィンと回転フィンの間の空間部に滞留する粗粒子を、前記下降流発生手段によっ発生した下降流で回収コーン側へ強制的に落下させることを特徴とする分級機。
【請求項８】
粉砕テーブルと粉砕ボールまたは粉砕ローラとの噛み合いにより原料を粉砕する粉砕部と、その粉砕部の上部に設置されて所定の粒度に分級する分級機を備えた竪型粉砕機において、
前記分級機が請求項１ないし７のいずれか１項記載の分級機であることを特徴とする竪型粉砕機。
【請求項９】
請求項８記載の竪型粉砕機において、前記分級機に備えられた下降流発生手段が回転式傾斜板からなり、その回転式傾斜板の回転速度が、竪型粉砕機の処理量に応じて調整可能であることを特徴とする竪型粉砕機。
【請求項１０】
粉砕テーブルと粉砕ボールまたは粉砕ローラとの噛み合いにより原料を粉砕する粉砕部と、その粉砕部の上部に設置されて所定の粒度に分級する分級機を備えた竪型粉砕機を付設し、その竪型粉砕機によって得られた所定の粒度の微粉炭を燃焼する石炭焚ボイラ装置において、
前記分級機が請求項１ないし７のいずれか１項記載の分級機であることを特徴とする石炭焚ボイラ装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の石炭焚ボイラ装置において、前記分級機に備えられた下降流発生手段が回転式傾斜板からなり、その回転式傾斜板の回転速度が、竪型粉砕機の石炭処理量に応じて調整可能であることを特徴とする石炭焚ボイラ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固気二相流中の粒子を粗粒と微粒子の分離するための分級機に係り、特に石炭炊ボイラ装置の竪型粉砕機に組込んで好適な分級機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料として微粉炭を燃焼させる火力発電用の石炭炊ボイラ装置において、燃料供給装置には竪型粉砕機が使用されている。
【０００３】
図２３は従来の竪型粉砕機の概略構成図、図２４はその竪型粉砕機に設けられた分級機の一部概略構成図、図２５は図２４Ｇ−Ｇ線上の断面図である。この竪型粉砕機は、粉砕テーブル２と粉砕ボール３（又は粉砕ローラ）との噛み合いにより微粉炭の原料である石炭を粉砕する粉砕部５と、その粉砕部５の上部に設置されて微粉炭を任意の粒度に分級する分級機６とから主に構成されている。
【０００４】
次にこの竪型粉砕機の動作について説明する。給炭管１より供給された被粉砕物である石炭は矢印５０で示すように、回転している粉砕テーブル２の中心部に落下した後、粉砕テーブル２の回転に伴う遠心力によって粉砕テーブル２上を渦巻き状の軌跡を描いて外周部へ移動して、粉砕テーブル２と粉砕ボール３の間に噛み込まれて粉砕される。
【０００５】
粉砕された粉体は、粉砕テーブル２の周囲に設けられたスロート４から導入される熱風５１によって、乾燥されながら上方へ吹き上げられる。吹き上げられた粉体のうち、粒度の大きいものは分級機６へ搬送される途中で重力により落下し、粉砕部５に戻される（１次分級）。
【０００６】
分級機６に到達した粒子群は、分級機６によって所定粒度以下の微粒子と所定粒度を超えた粗粒子とに分級され（２次分級）、粗粒子は粉砕部５に落下して再び粉砕される。一方、分級機６を出た微粒子は排出管７から石炭焚ボイラ装置（図示せず）へ送られる。
【０００７】
前記分級機６は、固定式分級機構１０と回転式分級機構２０の２段式構造になっている。固定式分級機構１０は、固定フィン１２と回収コーン１１を有している。固定フィン１２は、図２３と図２４に示すように上面板４０から下向きに吊り下げられ、かつ図２５に示すように分級機６の中心軸方向に対して任意の角度で多数枚固定されている。回収コーン１１は、固定フィン１２の下側にすり鉢状に設けられている。
【０００８】
回転式分級機構２０は回転軸２２とそれに支持された回転フィン２１とを有し、この回転フィン２１は板の長手方向が分級機６の中心軸方向（回転軸方向）とほぼ平行に延び、かつ図２５に示すように分級機６の中心軸方向に対して任意の角度で多数枚配置され、図２５に示すように矢印２３方向へ回転する。
【０００９】
図２４に示すように下方より吹き上げられて分級機６へ導入された固気二相流５２は、まず固定フィン１２を通過するときに、整流化されると同時に予め弱い旋回が与えられる（図２５参照）。そして回転軸２２を中心として所定の回転数で回転している回転フィン２１に到達したときに強い旋回が与えられ、固気二相流５２中の粒子には遠心力により回転フィン２１の外側に弾き飛ばされる力が加わる。このとき質量の大きい粗粒子５３は加わる遠心力が大きいため、回転フィン２１を通過する気流より分離される。そして図２４に示すように回転フィン２１と固定フィン１２の間から落下して、最終的には回収コーン１１の内壁上を滑り落ちて粉砕部５へ落下する。
【００１０】
一方、微粒子５４は加わる遠心力が小さいため、気流に同伴されて回転している回転フィン２１の間を通過し、製品微粉として竪型粉砕機の外部へ排出される。この製品微粉の粒度分布は、回転式分級機構２０の回転数で調整できる。なお、４１は粉砕部５の外周ハウジングである。
【００１１】
この種の粉砕機としては、例えば下記の特許文献１〜３に記載された提案がある。
【００１２】
【特許文献１】
特開平０２−２６５６５９号公報
【００１３】
【特許文献２】
特開平０２−２６５６６０号公報
【００１４】
【特許文献３】
特開平１０−１０９０４５号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
石炭焚ボイラ装置に送給する製品微粉は、窒素酸化物（ＮＯｘ）などの大気汚染物質や灰中未燃物を低減するために、所定の粒度分布より細かくする必要がある。従来の分級機６では、通常運転時で２００メッシュパス（粒径７５μｍ以下）の微粒子の質量割合が８０重量％の製品微粉を安定して得ることができる。
【００１６】
ところが近年の石炭焚ボイラ装置では二酸化炭素（ＣＯ２  ）排出量の抑制及び発電コストの低減が求められており、これを達成するためには少ない石炭量でより多くのエネルギーを得る必要がある。よって石炭焚ボイラ装置の燃焼効率を上げることが重要であり、そのためには製品微粉の粒度を更に細かくすることが必須である。
【００１７】
前述のように製品微粉の粒度分布は回転式分級機構２０の回転数により制御され、一般的には分級機構２０の回転数を上げると粒度は細かくなることが知られている。しかし従来の分級機６では、ある一定の回転数領域から回転数を上げても製品微粉の粒径はさほど細かくならず、かえって竪型粉砕機の消費動力（電力）が急増することが試験の結果より明らかになった。
【００１８】
その試験結果の一例を図２６と図２７に示す。図２６は分級機回転数に対する製品微粉における２００メッシュパス（粒径７５μｍ以下）の割合を示す図で、図中の曲線Ｂは従来の竪型粉砕機の特性曲線、直線Ｃは定格割合、直線Ｄは目標割合である。前記定格割合（直線Ｃ）は２００メッシュパス（粒径７５μｍ以下）の割合が８０重量％で、目標割合（直線Ｄ）は２００メッシュパス（粒径７５μｍ以下）の割合が９９重量％で、定格割合よりも更に粒径が細かい。
【００１９】
この図から明らかなように従来の竪型粉砕機Ｂは、粉砕機の定格回転数（１００％）までは回転数の増大に伴って２００メッシュパスの割合は比例的に向上しているが、回転数がそれ以上増加すると２００メッシュパスの割合はさぼど上昇せず、ボイラ燃焼効率向上のための目標割合（直線Ｄ）を達成することができない。
【００２０】
図２７は分級機回転数に対する竪型粉砕機の消費動力を示す図で、図中の直線Ｅは定格値、直線Ｆは許容値である。この図から明らかなように、従来の竪型粉砕機Ｂは粉砕機の回転数が１１０％を超えたころから、微粉粒度は殆ど変化しないにも係わらず（図２６参照）、消費動力（電力）が急増している。
【００２１】
この原因については、次のような現象が起きていると考えられる。図２４と図２５に示されているように、下方より吹き上げられて分級機６へ導入された固気二相流５２は、回転フィン２１の回転で生じる遠心力によって粗粒子５３と微粒子５４に分離され、粗粒子５３は回転フィン２１の外側に弾き飛ばされ、回転フィン２１と固定フィン１２の間から落下する。
【００２２】
粒径を細かくするために分級機６の回転数を上げると、回転フィン２１で分離される粗粒子５３の量が増え、回転フィン２１と固定フィン１２の間から重力で落下する粒子の量が増えるが、ある一定の回転数以上になると重力での落下が追いつかず、回転フィン２１と固定フィン１２との間の空間部での粒子濃度が急増する。
【００２３】
一般に粉体分級機の分級性能は粒子濃度に大きく影響を受け、粒子濃度が濃くなると分級性能が低下する傾向にある。従って、粒径をより細かくするために分級機６の回転数を上げても、それに応じて回転フィン２１と固定フィン１２との間の空間部での粒子濃度が増加してしまい、粒子の微粉化が図れない。一方、粒子濃度の増加により、回転フィン２１を回転させるための動力が増加し、さらには気流の圧力損失も増加するため、竪型粉砕機の消費動力が急増する。
【００２４】
また最近では、電力市場の自由化に伴い、設備費を低減する動きがある。このため小型の竪型粉砕機で多量の石炭を粉砕することが求められている。よってその竪型粉砕機に付設する分級機も小型でありながら、多量の石炭を処理しなければならなくなり、その結果、分級機内の粒子濃度が増加する傾向にある。従って通常の運用時においても、前記の原因により微粒子化が困難でしかも消費動力の急増を招いている。
【００２５】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、従来より粒径の細かい微粉を安定に得ることができ、しかも消費動力の少ない分級機及びそれを備えた竪型粉砕機、石炭焚ボイラ装置を提供することにある。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明の第１の手段は、板の長手方向が回転軸方向とほぼ平行に延びて、その回転軸方向に対して任意の角度で多数枚配置された回転フィンと、その回転フィンの下方に配置された回収コーンとを備え、
その回収コーンの外周の下方より吹き上げられた固気二相流を、回転している前記回転フィン側に導いて、前記固気二相流中の粒子をその大きさにより微粒子と粗粒子に分け、微粒子は気流に同伴されて回転している回転フィンの間を通過して取り出し、粗粒子は回転フィンの外側に弾き飛ばして前記回収コーン上を滑落させる分級機において、
前記回転フィンの外周側に滞留する粗粒子を前記回収コーン側へ強制的に落下させるための下降流を発生させる下降流発生手段を、前記回転フィンと回収コーンとの間の空間部に設けたことを特徴とするものである。
【００２７】
本発明の第２の手段は前記第１の手段において、前記下方より吹き上げられた固気二相流が回転フィン側へ到達せず、下降流発生手段側へショートパスするのを防ぐためのショートパス防止部材を、例えば前記回収コーンの上端部などに設けたことを特徴とするものである。
【００２８】
本発明の第３の手段は前記第１の手段において、前記下降流発生手段が前記回転フィンと同じ方向に回転する多数枚の傾斜板から構成されていることを特徴とするものである。
【００２９】
本発明の第４の手段は前記第３の手段において、前記回転式傾斜板が前記回転フィンと同じ速度で回転することを特徴とするものである。
【００３０】
本発明の第５の手段は前記第３の手段において、前記回転式傾斜板が前記回転フィンと異なる速度で回転することを特徴とするものである。
【００３１】
本発明の第６の手段は前記第１の手段において、前記下降流発生手段が、回転フィンの回転に伴って発生する気流に対して斜めに多数枚配置された固定式傾斜板であることを特徴とするものである。
【００３２】
本発明の第７の手段は前記第１の手段ないし第６の手段のいずれかにおいて、前記回収コーンの上端部に、前記回転軸方向に対して任意の角度で多数枚固定された固定フィンを備え、その固定フィンと回転フィンの間の空間部に滞留する粗粒子を、前記下降流発生手段によっ発生した下降流で回収コーン側へ強制的に落下させることを特徴とするものである。
【００３３】
本発明の第８の手段は、粉砕テーブルと粉砕ボールまたは粉砕ローラとの噛み合いにより原料を粉砕する粉砕部と、その粉砕部の上部に設置されて所定の粒度に分級する分級機を備えた竪型粉砕機において、前記分級機が前記第１の手段ないし第７の手段のいずれかの分級機であることを特徴とするものである。
【００３４】
本発明の第９の手段は前記第８の手段において、前記分級機に備えられた下降流発生手段が回転式傾斜板からなり、その回転式傾斜板の回転速度が、竪型粉砕機の処理量に応じて調整可能であることを特徴とするものである。
【００３５】
本発明の第１０の手段は、粉砕テーブルと粉砕ボールまたは粉砕ローラとの噛み合いにより原料を粉砕する粉砕部と、その粉砕部の上部に設置されて所定の粒度に分級する分級機を備えた竪型粉砕機を付設し、その竪型粉砕機によって得られた所定の粒度の微粉炭を燃焼する石炭焚ボイラ装置において、前記分級機が前記第１の手段ないし第７の手段のいずれかの分級機であることを特徴とするものである。
【００３６】
本発明の第１１の手段は前記第１０の手段において、前記分級機に備えられた下降流発生手段が回転式傾斜板からなり、その回転式傾斜板の回転速度が、竪型粉砕機の石炭処理量に応じて調整可能であることを特徴とするものである。
【００３７】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施形態を図とともに説明する。図１は実施形態に係る分級機の一部拡大概略構成図、図２はその分級機を備えた竪型粉砕機の概略構成図、図３はその粉砕機を付設した石炭焚ボイラ装置の系統図である。
【００３８】
石炭焚ボイラ装置の系統について図３を用いて説明する。押込送風機６１により送り込まれた燃焼用空気Ａは一次空気Ａ１と二次空気Ａ２に分離され、一次空気Ａ１は、冷空気として一次空気用押込送風機６２により直接に竪型粉砕機６３に送られるものと、排ガス式空気予熱器６４により加熱されて竪型粉砕機６３に送られるものとに分岐される。そして冷空気と温空気は適温に混合調整されて、竪型粉砕機６３に供給される。
【００３９】
石炭Ｃは石炭バンカ６５に投入された後、給炭機６６により定量ずつ竪型粉砕機６３に供給されて粉砕される。一次空気Ａ１により一部乾燥されながら粉砕されて生成した微粉炭は、一次空気Ａ１により搬送されながら石炭焚ボイラ装置６７のバーナ用ウインドボックス６８に送られる。前記二次空気Ａ２は蒸気式空気予熱器６９と排ガス式空気予熱器６４により加熱されてウインドボックス６８に送られ、石炭焚ボイラ装置６７内での微粉炭の燃焼に供せられる。
【００４０】
微粉炭の燃焼で生成した排ガスは集塵機７０で塵埃が除去され、脱硝装置７１で窒素酸化物が還元されて、空気予熱器６４を経て誘引通風機７２で吸引され、脱硫装置７３で硫黄分が除去されて、煙突７４から大気中に放出される。
【００４１】
前記竪型粉砕機６３は図２に示すように、粉砕部５と、その上方に設置された分級機６とから主に構成されている。給炭管１より供給された石炭Ｃは矢印５０で示すように、回転している粉砕テーブル２の中心部に落下し、粉砕テーブル２の回転に伴う遠心力によって粉砕テーブル２の外周側へ移動して、粉砕テーブル２と粉砕ボール３の間に噛み込まれて粉砕される。
【００４２】
粉砕された粉体はスロート４から導入される熱風５１により、乾燥されながら上方へ吹き上げられる。吹き上げられた粉体のうち、粒度の大きいものは分級機６へ搬送される途中で落下し、粉砕部５に戻される（１次分級）。
【００４３】
分級機６に到達した粒子群は、分級機６によって微粒子と粗粒子とに分級され（２次分級）、粗粒子は粉砕部５に落下して再び粉砕される。一方、分級機６を出た微粒子は排出管７から石炭焚きボイラ装置６７へ燃料として送られる（図３参照）。
【００４４】
分級機６は、固定式分級機構１０と回転式分級機構２０の２段式構造になっている。固定式分級機構１０は、固定フィン１２と回収コーン１１を有している。
固定フィン１２は、上面板４０から吊り下げられ、かつ分級機６の中心軸方向に対して任意の角度で多数枚固定されている。回収コーン１１は固定フィン１２の下側にすり鉢状に設けられ、回収コーン１１によって回収された粗粒子は粉砕部５に落下して再び粉砕される。
【００４５】
回転式分級機構２０は回転軸２２と回転フィン２１を有し、この回転フィン２１は板の長手方向が分級機６の中心軸方向（回転軸方向）とほぼ平行に延び、かつ分級機６の中心軸方向（回転軸方向）に対して任意の角度で多数枚配置されている。
【００４６】
回転フィン２１は固定フィン１２と回収コーン１１の内側に設けられ、回収コーン１１の上端部と回転フィン２１の下端部はほぼ同じ水平位置に配置されている。そして回収コーン１１の上端部と回転フィン２１の下端部との間に、回転式分級機構２０の外周側から回収コーン１１の内側に向かう下降流５５を発生するためのリング状の下降流発生手段３０が設けられている。
【００４７】
図２に示すように下方より吹き上げられて分級機６へ導入された固気二相流５２は、固定フィン１２を通過するときに整流化されると同時に弱い旋回が与えられる。そして回転している回転フィン２１に到達したときに強い旋回が与えられ、固気二相流５２中の粒子には遠心力により回転フィン２１の外側に弾き飛ばされる力が加わる。このとき質量の大きい粗粒子５３は加わる遠心力が大きいため、回転フィン２１を通過する気流より分離される。そして分離された粗粒子５３は、前記下降流発生手段３０で生じた下降流５５によって下向きの流体抗力が加わって下降が促進され、回収コーン１１へと速やかに落下する。
【００４８】
微粒子５４は加わる遠心力が小さいため、気流に同伴されて回転している回転フィン２１の間を通過し、製品微粉として竪型粉砕機の外部へ排出される。
【００４９】
図４ないし図６は下降流発生手段３０の第１の具体例を示す図で、図４は分級機の一部拡大概略構成図、図５は図４Ａ−Ａ線上の断面図、図６は図４Ｂ−Ｂ線上の断面図である。
【００５０】
本具体例の場合、下降流発生手段３０は多数枚の回転式傾斜板３１から構成されている。回転式傾斜板３１は図５に示すように周方向にほぼ等間隔に配置され、図４と図５に示すように回転式傾斜板３１の長手方向が回転フィン２１の下端部側から回収コーン１１の上端部側に向けて延びているとともに、図６に示すように回転式傾斜板３１の上端部３１ａが下端部３１ｂよりもそれの回転方向３２に対して先行するように傾斜している。
【００５１】
回転式傾斜板３１の枚数は１０〜３０枚程度が適当であり、回転式傾斜板３１の傾斜角度θは３０〜６０°の範囲が適当である。回転式傾斜板３１は、回転フィン２１と同じ方向に回転する。回転式傾斜板３１が回転することで、回転フィン２１の外周の領域から回転式傾斜板３１を介して回収コーン１１の内側に向かう下降流５５が発生する。
【００５２】
図７は、第２の具体例を示す分級機の一部拡大概略構成図である。本具体例は、下方より上昇して来る固気二相流が回転式分級機構２０へ到達せず、回転式傾斜板３１側へとショートパスするのを防ぐために、回収コーン１１の上端部に円筒状のショートパス防止部材３３を設けた。
【００５３】
このようにショートパス防止部材３３を設けることにより、下方より上昇して来る固気二相流中に含まれている微粒子が、回転式傾斜板３１の回転によって発生した下降流５５に引き込まれて、下方へと落下することが防止でき、微粒子の不要な再循環が避けられる。
【００５４】
本具体例では回転式傾斜板３１を設置した分級機にショートパス防止部材３３を設けたが、後述の図１０と図１１に示す固定式傾斜板３７を設置した分級機にショートパス防止部材３３を設けることも可能である。
【００５５】
図８は、第３の具体例を示す分級機の一部拡大概略構成図である。本具体例は、回転式傾斜板３１を回転式分級機構２０と同じ回転速度で回転させるために、連結部材３４で回転式傾斜板３１の内周部を回転フィン２１の下端部に連結している。この例は回転式傾斜板３１を回転フィン２１に連結したが、回転式傾斜板３１を回転軸２２に直接連結することもできる。
【００５６】
回転式傾斜板３１の回転によって発生する下降流５５は、回転式分級機２０の回転数に応じて強くなるので、特に回転式分級機構２０の外周側に滞留する粗粒子を回収コーン１１側へ素早く落下させたい分級機高回転時に、回転式傾斜板３１の効果を高めることができる。
【００５７】
図９は、第４の具体例を示す分級機の一部拡大概略構成図である。本具体例は、回転式分級機構２０の回転軸２２とは別に、回転式傾斜板３１用の回転軸３５を回転軸２２と同軸状に設け、その回転軸３５と回転式傾斜板３１を連結部材３６で連結している。このようにすれば、回転式傾斜板３１を回転式分級機構２０とは異なる速度で回転することができ、下降流５５の強さが任意に調整可能となる。
【００５８】
図１０と図１１は第５の具体例を示す図で、図１０は分級機の一部拡大概略構成図、図１１は図１０Ｃ−Ｃ線上の断面図である。本具体例は、回収コーン１１と回転式分級機構２０の間の空間部に、多数の固定式傾斜板３７を設置している。図１１に示すように固定式傾斜板３７は、その下端部３７ｂが上端部３７ａより回転フィン２１の回転方向２３に対して先行するように傾斜している。
【００５９】
回転フィン２１の回転に伴って発生する気流５７は、回転フィン２１に同伴されて回転フィン２１の回転方向２３と同じ方向に流れる。この気流５７に対して傾斜した固定式傾斜板３７を設けることにより、固定式傾斜板３７に沿って流れる下降流５８が発生する。
【００６０】
固定式傾斜板３７は回転式傾斜板３１のように自らが気流を発生する機能は無いので、回転式傾斜板３１と同等の機能を発揮するためには、固定式傾斜板３７の枚数を多くする必要があり、２０〜６０枚の範囲で選定するのが好ましい。固定式傾斜板３７の傾斜角θは、３０〜６０度が好ましい。固定式傾斜板３７を可動式にして、傾斜角θを調整可能にしてもよい。
【００６１】
前記第１〜５の具体例では固定フィン１２を用いない分級機の場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、図１２に示すように回収コーン１１に上端部に固定フィン１２を設置し、その回収コーン１１の上端部（固定フィン１２の下端部）と回転フィン２１の間に、前記第１〜５の具体例で説明した回転式傾斜板３１あるいは固定式傾斜板３７を設けて、下降流５５（５８）を発生させることもできる（第６の具体例）。
【００６２】
図１３は、第７の具体例を示す分級機の一部拡大概略構成図である。本具体例は、回転フィン２１の外周側の上面板４０から下向きに延びる円筒状の偏向リング４２を設置している。
【００６３】
これにより、下方より吹き上げられて回転式分級機構２０へ向かって流れる固気二相流５２の一部は前記偏向リング４２に衝突した後、下向きに流れを変える。このとき慣性力（質量）の小さい微粒子５４は気流に同伴されて回転フィン２１の間に流れ込むが、慣性力（質量）の大きい粗粒子５３は気流から分離され、下方へと落下して行く（慣性分級）。さらに下降流発生手段３０により発生する下降流５５（５８）の流体抗力によって、強制的に速やかに回収コーン１１の内側に落下する。よって下降流発生手段３０と偏向リング４２の組み合わせにより、分級性能を大幅に向上することができる。
【００６４】
図１４は、第８の具体例を示す分級機の一部拡大概略構成図である。本具体例は、偏向リング４２の外周側の上面板４０を逆Ｕ字状に折り曲げて、内側に凸状空間部を有する逆Ｕ字部４３を形成している。
【００６５】
下方より吹き上げられて来る固気二相流５２は、図に示すように逆Ｕ字部４３に沿って流れ、偏向リング４２に到達する時点では既に下降流を形成しているので、偏向リング４２による慣性分級の効果を助長することができる。
【００６６】
本具体例では偏向リング４２と逆Ｕ字部４３を併設したが、下降流発生手段３０の上方に逆Ｕ字部４３だけを設けても、慣性分級の効果があり、分級性能の向上が図れる。
【００６７】
図１５ないし図１７は第９の具体例を示す図で、図１５は分級機の一部拡大概略構成図、図１６は図１５Ｄ−Ｄ線上の断面図、図１７は図１５Ｅ−Ｅ線上の断面図である。本具体例は図１５に示す如く、回収コーン１１の上端部から外周側に向かって延びる多数枚の傾斜板からなる粗粒子カットフィン２４を設ける。
【００６８】
この粗粒子カットフィン２４は連結部材２５を介して回転式傾斜板３１と連結され、回転式分級機構２０の回転軸２２とともに回転する。図１５に示すように前記連結部材２５が、回収コーン１１の上端部の上側に位置している。
【００６９】
下方より吹き上げられて来る固気二相流５２中の粗粒子５３の一部は、図１７に示すように粗粒子カットフィン２４との衝突により下向きに弾き返されるという衝突分級を受け、そのまま粉砕部５（図２参照）側に落下する。粗粒子カットフィン２４を通過した粗粒子５３の残りは、回転フィン２１によって弾き飛ばされ、結局、回転式傾斜板３１によって発生する下降流５５の流体抗力が作用し、速やかに回収コーン１１へと落下する。
【００７０】
このように回転式分級機構２０の前に一部の粗粒子５３を予めカットする粗粒子カットフィン２４を設ければ、回転式分級機構２０の外周部での粗粒子５３の滞留量が少なくなり、分級性能の向上が図れる。  本具体例では粗粒子カットフィン２４を回転式傾斜板３１と同じ速度で回転する例を示したが、粗粒子カットフィン２４を回転式傾斜板３１あるいは回転フィン２１とは別個に回転制御することもできる。本具体例では回転式の粗粒子カットフィン２４を設けたが、必ずしも回転させる必要はなく固定式の粗粒子カットフィンでも構わない。
【００７１】
本具体例の連結部材２５に、図７に示すショートパス防止部材３３を設けることもできる。
【００７２】
図１８と図１９は第１０の具体例を示す図で、図１８は分級機の一部拡大概略構成図、図１９は図１８Ｆ−Ｆ線上の矢視図である。本具体例は回転式分級機構２０の回転フィン２１を回転軸方向に沿って上側部分２６と下側部分２７とに分けて、上側部分２６を下側部分２７よりもそれの回転方向２３へ大きく傾くように設定している。本具体例では図１９に示すように上側部分２６は回転方向２３へ傾斜し、下側部分２７は垂直に設けられている。
【００７３】
下方より吹き上げられた固気二相流５２の流れ状態を観察して見ると、その大半は回転フィン２１の上側部分２６に流れ込んでいる。この上側部分２６を下側部分２７よりも回転方向２３へ大きく傾けることにより、回転式分級機構２０を外周側から回転軸方向へ向かって見たときの投影面積を大きくして、回転フィン２１と粒子の衝突確率を増加させることができる。
【００７４】
また図１９に示すように上側部分２６を傾斜させることにより、上側部分２６に衝突した粗粒子５３を下向きに弾き返して、下降流発生手段３０による下降流５５（５８）に乗せて、良好な分級性能が得られる。
【００７５】
図２０は第１１の具体例を示す分級機の一部拡大概略構成図である。本具体例は上面板４０と回収コーン１１の間に配置される固定フィン１２は、その外周端１３ａが内周端１３ｂよりも高くなるように、すなわち下降流発生手段３０側に向けて傾斜した垂直方向に複数段の傾斜板から構成されている。
【００７６】
下方より吹き上げられた固気二相流５２は固定フィン１２に衝突して、下向きの速度成分が与えられる。慣性力（質量）の小さい微粒子５４は回転フィン２１へ流れ込む気流に同伴されて、回転フィン２１内に搬送されるが、慣性力（質量）の大きい粗粒子５３は慣性分級により気流から分離されて下方へ落し、下降流発生手段３０による下降流５５（５８）に乗って速やかに回収コーン１１へ落下する。
【００７７】
図２１は第１２の具体例を示す分級機の一部拡大概略構成図である。本具体例は、前述の粗粒子カットフィン２４と、下降流発生手段３０と、上側部分２６がそれの回転方向２３へ傾いた回転フィン２１と、偏向リング４２と、逆Ｕ字部４３とを組み合わせたものである。
【００７８】
図２２は第１３の具体例を示す分級機の一部拡大概略構成図である。本具体例は、前述の下降流発生手段３０と、その下降流発生手段３０に向けて傾斜した固定フィン１３と、偏向リング４２と、逆Ｕ字部４３とを組み合わせたものである。各部材に基づく分級機能の相乗効果により分級性能を大幅に向上することができる。図２１ならびに図２２に示す以外にも、求められる分級性能に応じて各部材を適宜組み合わせることができる。
【００７９】
図２６及び図２７は、従来の分級機ならびに本発明の分級機を備えた竪型粉砕機（図８に示す第３の具体例）における試験結果の一例を示す特性図である。従来の分級機を備えた竪型粉砕機Ｂでは、分級機の回転数が高くなると、回転フィン外周の空間部における粒子濃度の増加により、図２６の点線で示すように２００メッシュパスの割合が増加しなくなり、一方では図２７の点線で示すように竪型粉砕機の消費動力が急増していた。
【００８０】
これに対して本発明の分級機を備えた竪型粉砕機Ａでは、分級機の回転数が高くなっても、回転フィン外周の空間部における粒子濃度の増加現象が低減されるので、図２６の実線で示すように分級機の回転数に応じて２００メッシュパスの割合が増加し、２００メッシュパスの目標割合Ｄを達成することができる。また、図２７の実線で示すように、竪型粉砕機の消費電力を許可値Ｆ以下に抑えることができる。
【００８１】
図９に示すように回転式傾斜板３１の回転数を回転式分級機構２０と独立して回転することができる分級機を備えた竪型粉砕機では、回転式傾斜板３１の回転数を竪型粉砕機の処理量（ボイラ負荷）に応じて調整することで、良好な制御が行なわれる。
【００８２】
例えば処理量が多い場合は、回転式分級機構２０の外周側に粗粒子が滞留し易いので、回転式傾斜板３１の回転数を上昇させて、回収コーン１１の内側に向かう下降流５５を強くして、前記粗粒子の滞留を解消し、効率的に分級を行なうことができる。
【００８３】
一方、処理量が少ない場合は、回転式分級機構２０の回転数を高くしても、その分級機構２０へ到達する粉体の量は少ないので、回転式分級機構２０の外周側での粉体濃度はさほど高くならない。よって微粒子の無用な再循環を防ぐためにも、回転式傾斜板３１の回転数を下げるか、または回転を停止することができる。
【００８４】
【発明の効果】
請求項１記載の第１の手段は、回転フィンの外周側に滞留する粗粒子を回収コーン側へ強制的に落下させるための下降流を発生させる下降流発生手段を、回転フィンと回収コーンとの間の空間部に設けたことを特徴とするものである。このように下降流発生手段を設けて、回転フィンの外周側に滞留する粗粒子を回収コーン側へ強制的に落下させることにより、従来より粒径の細かい微粉を安定に得ることができ、しかも消費動力の少ない分級機を提供することができる。
【００８５】
請求項２記載の第２の手段は、下方より吹き上げられた固気二相流が回転フィン側へ到達せず、下降流発生手段側へショートパスするのを防ぐためのショートパス防止部材を設けたことを特徴とするものである。このようにショートパス防止部材を設けることにより、固気二相流中に含まれている微粒子が、下降流発生手段によって発生した下降流に引き込まれて、下方へと落下することが防止でき、微粒子の不要な再循環が避けられ、分級性能の向上が図れる。
【００８６】
請求項３記載の第３の手段は、下降流発生手段が回転フィンと同じ方向に回転する多数枚の傾斜板から構成されていることを特徴とするものである。このように下降流発生手段を自らが回転する多数枚の傾斜板で構成することにより、強い下降流が発生し、分級性能の向上が図れる。
【００８７】
請求項４記載の第４の手段は、回転式傾斜板が回転フィンと同じ速度で回転することを特徴とするものである。従って回転式傾斜板の回転によって発生する下降流は、回転式分級機の回転数に応じて強くなるので、特に回転式分級機構の外周側に滞留する粗粒子を回収コーン側へ素早く落下させたい分級機高回転時に、回転式傾斜板の効果を高めることができる。
【００８８】
請求項５記載の第５の手段は、回転式傾斜板が回転フィンと異なる速度で回転することを特徴とするものである。従って下降流の強さが任意に調整可能となり、状況に応じた分級ができて制御性に優れている。
【００８９】
請求項６記載の第６の手段は、下降流発生手段が回転フィンの回転に伴って発生する気流に対して斜めに多数枚配置された固定式傾斜板であることを特徴とするものである。傾斜板が固定式であるため、回転式傾斜板に較べて構造が簡単で、小型化が図れる。
【００９０】
請求項７記載の第７の手段は、所謂、固定式分級機構と回転式分級機構の間に下降流発生手段を設けた構成になり、固定式分級機構と回転式分級機構の間に滞留し易い粗粒子を下降流発生手段により強制的に落下、排除することができ、分級性能の向上が図れる。
【００９１】
請求項８記載の第８の手段は、竪型粉砕機において前述のような分級機を備えたものであり、従来より粒径の細かい微粉を安定に得ることができ、しかも消費動力の少ない竪型粉砕機を提供することができる。
【００９２】
請求項９記載の第９の手段は、回転式傾斜板の回転速度が竪型粉砕機の処理量に応じて調整可能になっているから、回転式傾斜板の回転数を竪型粉砕機の処理量に応じて調整することができ、処理量が多い場合は回転式分級機構の外周側に粗粒子が滞留し易いので、回転式傾斜板回転数を上げて下降流を強くして、粗粒子の滞留を解消し、効率的に分級することができる。一方、処理量が少ない場合は、無駄な動力消費を避け、また微粒子の無用な再循環を防ぐためにも、回転式傾斜板の回転数を下げるか、または回転を停止することができる。
【００９３】
請求項１０記載の第１０の手段は、石炭焚ボイラ装置において前述のような分級機を有する竪型粉砕機を備えたものであり、ＮＯｘ（窒素酸化物）等の大気汚染物質や灰中未燃分を低減することができるだけでなく、ボイラ燃焼効率の向上により、ＣＯ２  （二酸化炭素）排出量をすることができ、発電コストの低減が図れる。
【００９４】
請求項１１記載の第１１の手段は、回転式傾斜板の回転速度が竪型粉砕機の石炭処理量に応じて調整可能であるから、石炭処理量が多い場合は回転式分級機構の外周側に粗粒子が滞留し易いので、回転式傾斜板回転数を上げて下降流を強くして、粗粒子の滞留を解消し、効率的に分級することができる。一方、石炭処理量が少ない場合は、無駄な動力消費を避け、また微粒子の無用な再循環を防ぐためにも、回転式傾斜板の回転数を下げるか、または回転を停止することができるなどの特長を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る分級機の一部拡大概略構成図である。
【図２】その分級機を備えた竪型粉砕機の概略構成図である。
【図３】その粉砕機を付設した石炭焚ボイラ装置の系統図である。
【図４】本発明の第１の具体例に係る分級機の一部拡大概略構成図である。
【図５】図４Ａ−Ａ線上の断面図である。
【図６】図４Ｂ−Ｂ線上の断面図である。
【図７】本発明の第２の具体例に係る分級機の一部拡大概略構成図である。
【図８】本発明の第３の具体例に係る分級機の一部拡大概略構成図である。
【図９】本発明の第４の具体例に係る分級機の一部拡大概略構成図である。
【図１０】本発明の第５の具体例に係る分級機の一部拡大概略構成図である。
【図１１】図１０Ｃ−Ｃ線上の断面図である。
【図１２】本発明の第６の具体例に係る分級機の一部拡大概略構成図である。
【図１３】本発明の第７の具体例に係る分級機の一部拡大概略構成図である。
【図１４】本発明の第８の具体例に係る分級機の一部拡大概略構成図である。
【図１５】本発明の第９の具体例に係る分級機の一部拡大概略構成図である。
【図１６】図１５Ｄ−Ｄ線上の断面図である。
【図１７】図１５Ｅ−Ｅ線上の断面図である。
【図１８】本発明の第１０の具体例に係る分級機の一部拡大概略構成図である。
【図１９】図１８Ｆ−Ｆ線上の矢視図である。
【図２０】本発明の第１１の具体例に係る分級機の一部拡大概略構成図である。
【図２１】本発明の第１２の具体例に係る分級機の一部拡大概略構成図である。
【図２２】本発明の第１３の具体例に係る分級機の一部拡大概略構成図である。
【図２３】従来の分級機を備えた竪型粉砕機の概略構成図である。
【図２４】従来の分級機の一部拡大概略構成図である。
【図２５】図２４Ｇ−Ｇ線上の断面図である。
【図２６】本発明の分級機と従来の分級機の回転数と２００メッシュパスの割合との関係を示す特性図である。
【図２７】本発明の分級機と従来の分級機の回転数と竪型粉砕機の消費動力との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
１：給炭管、２：粉砕テーブル、３：粉砕ボール、４：スロート、５：粉砕部、６：分級機、７：排出管、１０：固定式分級機構、１１：回収コーン、１２，１３：固定フィン、２０：回転式分級機構、２１：回転フィン、２２：回転軸、２３：回転フィンの回転方向、２４：粗粒子カットフィン、２５：連結部材、２６：上側部分、２７：下側部分、３０：下降流発生手段、３１：回転式傾斜板、３２：回転式傾斜板の回転方向、３３：ショートパス防止部材、３４：連結部材、３５：回転軸、３６：連結部材、４０：上面板、４１：外周ハウジング、４２：偏向リング、４３：逆Ｕ字部、５１：熱風、５２：固気二相流、５３：粗粒子、５４：微粒子、５５：下降流、５７：気流、５８：下降流、６１：押込送風機、６２：一次空気用押込送風機、６３：竪型粉砕機、６４：排ガス式空気予熱器、６５：石炭バンカ、６６：給炭機、６７：石炭焚ボイラ装置、６８：バーナ用ウインドボックス、６９：蒸気式空気予熱器、７０：集塵機、７１：脱硝装置、７２：脱硫装置、７４：煙突、Ａ：燃焼用空気、Ａ１：一次空気、Ａ２：二次空気、Ｃ：石炭、θ：傾斜板の傾斜角度。
【図１】
2004290726.tif 000003
【図２】
2004290726.tif 000004
【図３】
2004290726.tif 000005
【図４】
2004290726.tif 000006
【図５】
2004290726.tif 000007
【図６】
2004290726.tif 000008
【図７】
2004290726.tif 000009
【図８】
2004290726.tif 000010
【図９】
2004290726.tif 000011
【図１０】
2004290726.tif 000012
【図１１】
2004290726.tif 000013
【図１２】
2004290726.tif 000014
【図１３】
2004290726.tif 000015
【図１４】
2004290726.tif 000016
【図１５】
2004290726.tif 000017
【図１６】
2004290726.tif 000018
【図１７】
2004290726.tif 000019
【図１８】
2004290726.tif 000020
【図１９】
2004290726.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
2004290726.tif 000023
【図２２】
2004290726.tif 000024
【図２３】
2004290726.tif 000025
【図２４】
2004290726.tif 000026
【図２５】
2004290726.tif 000027
【図２６】
2004290726.tif 000028
【図２７】
2004290726.tif 000029