(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向に延在する回転軸心の廻りに回転可能に支持された回転軸と、
前記回転軸に対して支持されて外周部に開口部を有する枠体と、
前記枠体の上部に開口し回転方向に沿って複数設けられた粉体出口と、
前記枠体の外周部の前記開口部にて上下方向に延在して回転方向に沿って複数設けられた羽根と、
前記羽根から前記回転軸に至る間隔を狭めるように設けられた絞部と、
を備え、
前記絞部は、前記羽根から前記回転軸に至る前記回転軸側の間隔を狭めるように、回転方向に隣接する各前記羽根間に存在せず前記羽根よりも前記枠体の内部に配置されて前記羽根側から前記回転軸側に延在して回転方向に連続して設けられた環状部材からなり、
前記環状部材は、底部に前記羽根側から前記回転軸側に上方に向けて形成される傾斜面を有することを特徴とする回転式分級機。
【請求項２】
前記環状部材は、前記傾斜面の水平に対する角度が−５０ｄｅｇ以上５０ｄｅｇ以下の範囲に設定されることを特徴とする請求項１に記載の回転式分級機。
【請求項３】
前記絞部は、前記羽根から前記回転軸に至る前記羽根側の間隔を狭めるように、前記回転軸側から前記羽根側に突出して回転方向に連続して設けられた凸部材からなることを特徴とする請求項１に記載の回転式分級機。
【請求項４】
中空形状のハウジングと、
前記ハウジング内の下部に設けられて鉛直方向に沿う回転軸心の廻りに回転される粉砕テーブルと、
前記粉砕テーブルの上面に周面を対向して配置されて回転可能に支持される粉砕ローラと、
前記ハウジング内の上部に設けられた請求項１〜３のいずれか１つに記載の回転式分級機と、
を備えることを特徴とする竪型ミル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石炭やバイオマスなどの固形物を粉砕して微粉化した後に分級する回転式分級機、および当該回転式分級機が適用される竪型ミルに関する。
【背景技術】
【０００２】
ボイラ発電などの燃焼設備では、燃料として石炭やバイオマスなどの固形燃料が用いられる。そして、この石炭などを固形燃料として利用する場合、竪型ミルにより原炭を粉砕して微粉炭を生成し、得られた微粉炭を燃料として用いるようにしている。
【０００３】
この竪型ミルは、ハウジングの下部に粉砕テーブルが駆動回転可能に配設されると共に、この粉砕テーブルの上面に複数の粉砕ローラが連れ回り可能で、かつ、粉砕荷重を付与可能に配設される一方、ハウジングの上部に回転式分級機が配設されて構成されている。従って、原炭が給炭管から粉砕テーブル上に供給されると、遠心力により全面に分散されて炭層が形成され、この炭層に対して各粉砕ローラが押圧することで粉砕される。そして、粉砕された微粉炭は、供給空気により乾燥された後、回転式分級機により所定の粒子径以下に分級され、適正粒子径の微粉炭のみが外部に排出される。
【０００４】
従来、例えば、特許文献１に記載されたローラミル構造は、粉砕ローラで粉砕された微粉炭などの粉体を気流搬送する際に、分級機を通過した粉体を４箇所の粉体出口に均等分配することを目的としている。このローラミル構造は、ミル本体（ハウジング）内に投入された被粉砕物を粉砕した粉体が、気流搬送により周方向を複数に分割されたハウジング頂部の粉体出口から外部へ排出するように構成されているローラミル構造において、ハウジング内で回転する粉砕テーブルと、該粉砕テーブル上を転動して被粉砕物を粉砕する複数個のローラと、粉体出口の上流に配設された分級機とを備え、分級機の内部に流入して粉体出口へ向かう粉体気流の流路途中に、流路断面積を部分的に狭める整流手段が設けられている。
【０００５】
また、例えば、特許文献２に記載された竪型粉砕機は、分級後の製品の粒度分布にバラツキが少ないシャープな分級特性を有する粒度分布の製品を得ることを目的としている。この竪型粉砕機は、分級室の中心に回転可能に支持された垂直な駆動軸とその周囲に一体的に回転する多数の平板状の分級羽根からなる回転式セパレータを具備し、該分級室の下方にある回転テーブルとこの回転テーブル上に押圧され従動回転する粉砕ローラによって原料の粉砕をなす竪型粉砕機において、分級羽根は側面視において下方より上方へ向かうにしたがって拡径する傾斜角を有するとともに、該分級羽根の平面視において外径側が内径側に比べて回転方向に対して後退して形成され、かつ、該分級羽根の後退角は上半分と下半分とで異なる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１９５８９７号公報
【特許文献２】特許第２６１７８３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した特許文献１において、整流手段は、流路断面積を調整可能に動作する可動式ベーンであり、この可動式ベーンの開度を変更し、旋回粒子の塞き止め量を調整することによって複数の微粉炭管への粉体流体の均等分配性の向上を図っている。しかし、可動式ベーンのみでは塞き止め効果に限界があり、均等分配性が不十分である。可動式ベーンは、比較的広い空間を有する分級機の内部の上側に設けることになるため、比較的狭い空間となる分級機の内部の下側では、粉体流体の流量に偏りが生じてしまい、均等分配の効果を十分に得難い。
【０００８】
また、上述した特許文献２では、分級羽根の後退角は上半分と下半分とで異ならせるため、分級羽根を上半分と下半分とに分割する必要があり、例えば、分級機の周方向に６０枚程の分級羽根をこのように分割することは、組み立て性が低下すると共に、組み立て誤差が生じ易く各分級羽根の後退角の精度が悪くなって微粉炭管への粉体流体の均等分配性が低下することになる。
【０００９】
本発明は、上述した課題を解決するものであり、粉体流体の均等分配性を向上することのできる回転式分級機および竪型ミルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の目的を達成するために、第１の発明の回転式分級機は、上下方向に延在する回転軸心の廻りに回転可能に支持された回転軸と、前記回転軸に対して支持されて外周部に開口部を有する枠体と、前記枠体の上部に開口し回転方向に沿って複数設けられた粉体出口と、前記枠体の外周部の前記開口部にて上下方向に延在して回転方向に沿って複数設けられた羽根と、前記羽根から前記回転軸に至る間隔を狭めるように設けられた絞部と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
この回転式分級機によれば、回転移動する羽根による旋回流により枠体の内部を上昇する上昇流が、絞部により絞られた部分を通過するときに、角運動量保存によって旋回流速が増加される。旋回流速が増加されることにより、周方向における流量偏差が低減される。この結果、各粉体出口において枠体の外部に送り出される粉体気体の均等分配性を向上することができる。
【００１２】
また、第２の発明の回転式分級機は、第１の発明において、前記絞部は、前記羽根から前記回転軸に至る前記回転軸側の間隔を狭めるように、前記羽根側から前記回転軸側に延在して回転方向に連続して設けられた環状部材からなることを特徴とする。
【００１３】
この回転式分級機によれば、回転移動する羽根による旋回流により枠体の内部を上昇する上昇流が、絞部としての環状部材により絞られた部分を通過するときに、角運動量保存によって旋回流速が増加される。旋回流速が増加されることにより、周方向における流量偏差が低減される。この結果、各粉体出口において枠体の外部に送り出される粉体気体の均等分配性を向上することができる。
【００１４】
また、第３の発明の回転式分級機は、第２の発明において、前記環状部材は、底部に前記羽根側から前記回転軸側に上方に向けて形成される傾斜面を有することを特徴とする。
【００１５】
この回転式分級機によれば、環状部材の傾斜面により、回転移動する羽根による旋回流により枠体の内部を上昇する上昇流を整流する。このため、枠体の内部領域で粉体気体の流速分布が偏る偏流がより低減される。この結果、各粉体出口において枠体の外部に送り出される粉体気体の均等分配性を向上する効果を顕著に得ることができる。
【００１６】
また、第４の発明の回転式分級機は、第３の発明において、前記環状部材は、前記傾斜面の水平に対する角度が−５０ｄｅｇ以上５０ｄｅｇ以下の範囲に設定されることを特徴とする。
【００１７】
この回転式分級機によれば、傾斜面の水平に対する角度を−５０ｄｅｇ以上５０ｄｅｇ以下の範囲に設定することで、上昇流を整流する作用を好適に得ることができる。
【００１８】
また、第５の発明の回転式分級機は、第２〜第４のいずれか１つの発明において、前記枠体の内底の外周側から前記回転軸側に向かって上向きに設けられ、かつ、前記回転方向に連続した傾斜面を有する底部材を備えることを特徴とする。
【００１９】
この回転式分級機によれば、底部の傾斜面により、回転移動する羽根による旋回流により枠体の内部を上昇する上昇流を整流する。このため、枠体の内部領域で粉体気体の流速分布が偏る偏流がより低減される。この結果、環状部材の効果と相乗し、各粉体出口において枠体の外部に送り出される粉体気体の均等分配性を向上する効果をより顕著に得ることができる。
【００２０】
また、第６の発明の回転式分級機は、第５の発明において、前記底部材は、前記傾斜面の水平に対する角度が２０ｄｅｇ以上６０ｄｅｇ以下の範囲に設定されることを特徴とする。
【００２１】
この回転式分級機によれば、傾斜面の水平に対する角度を２０ｄｅｇ以上６０ｄｅｇ以下の範囲に設定することで、上昇流を整流する作用を好適に得ることができる。
【００２２】
また、第７の発明の回転式分級機は、第１の発明において、前記絞部は、前記羽根から前記回転軸に至る前記羽根側の間隔を狭めるように、前記回転軸側から前記羽根側に突出して回転方向に連続して設けられた凸部材からなることを特徴とする。
【００２３】
この回転式分級機によれば、回転移動する羽根による旋回流により枠体の内部を上昇する上昇流が、絞部としての凸部材により絞られた部分を通過するときに、角運動量保存によって旋回流速が増加される。旋回流速が増加されることにより、周方向における流量偏差が低減される。この結果、各粉体出口において枠体の外部に送り出される粉体気体の均等分配性を向上することができる。
【００２４】
また、第７の発明の竪型ミルは、中空形状のハウジングと、前記ハウジング内の下部に設けられて鉛直方向に沿う回転軸心の廻りに回転される粉砕テーブルと、前記粉砕テーブルの上面に周面を対向して配置されて回転可能に支持される粉砕ローラと、前記ハウジング内の上部に設けられた上述したいずれか１つの回転式分級機と、を備えることを特徴とする。
【００２５】
この竪型ミルによれば、絞部を備える回転式分級機により、各粉体出口において枠体の外部に送り出される粉体気体の均等分配性を向上することができる。このため、石炭（原炭）やバイオマスなどの固形物を粉砕する場合、粉砕した微粉炭を燃焼設備に対して均等に供給することができる。しかも、この竪型ミルによれば、絞部により任意に各粉体出口の微粉炭量に偏差をつけることもできる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、微粉炭管への粉体流体の均等分配性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る竪型ミルの概略図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係る回転式分級機の側断面図である。
【図３】図３は、図２におけるＡ−Ａ断面図である。
【図４】図４は、分級時の粉体出口から排出される微粉炭の流量偏差をあらわすグラフである。
【図５】図５は、本発明の実施形態に係る回転式分級機の他の例の側断面図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態に係る回転式分級機の他の例の側断面図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態に係る回転式分級機の他の例の側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００２９】
図１は、本発明の実施形態に係る竪型ミルの概略図である。本実施形態の竪型ミルは、例えば、ボイラ発電などの燃焼設備において、石炭（原炭）やバイオマスなどの固形物を粉砕し、粉砕した微粉炭を燃料として供給するものである。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り、例えば、間伐材、廃材木、流木、草類、廃棄物、汚泥、タイヤおよ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。
【００３０】
本実施形態の竪型ミルにおいて、図１に示すように、ハウジング１１は、円筒の中空形状をなし、上部に石炭供給管１２が装着されている。石炭供給管１２は、図示しない石炭供給装置からハウジング１１の内部に石炭を供給するものであり、ハウジング１１の円筒の中心位置で上下方向（鉛直方向）に沿って配置され、上端部がハウジング１１の外部に延在し、下端部がハウジング１１の内部の下方まで延設されている。
【００３１】
ハウジング１１は、下部に粉砕テーブル１３が配置されている。粉砕テーブル１３は、ハウジング１１の中心位置で石炭供給管１２の下端部に対向して配置されている。また、粉砕テーブル１３は、その下部に鉛直方向に沿う回転軸心を有する回転軸（図示略）が連結され、この回転軸を介して回転が駆動される。
【００３２】
また、粉砕テーブル１３は、外周側にリング形状をなすテーブルライナ１７が固定されている。このテーブルライナ１７は、表面（上面）が粉砕テーブル１３の外縁側に行くほどに高くなる傾斜面となっている。粉砕テーブル１３（テーブルライナ１７）の上方には、複数の粉砕ローラ１８が粉砕テーブル１３（テーブルライナ１７）の上面に対向して配置される。粉砕ローラ１８は、支持軸２１に装着されている。支持軸２１は、後端部がローラ駆動装置１９に支持されている。ローラ駆動装置１９は、ハウジング１１の側壁部に対して取付軸２２を介して支持されることで、支持軸２１の先端部が上下方向に揺動可能となっている。支持軸２１は、その先端部が粉砕テーブル１３の回転軸心側を向き、かつ、下方に傾斜するように配置されており、当該先端部に粉砕ローラ１８が装着されている。粉砕ローラ１８は、複数（例えば、３個）設けられ、粉砕テーブル１３の回転方向に沿って等間隔に配置されている。粉砕ローラ１８の数や配置は、粉砕テーブル１３、粉砕ローラ１８などの大きさなどに応じて適宜設定すればよい。
【００３３】
ローラ駆動装置１９（支持軸２１）は、上方に延びる上部アーム２４が設けられている。上部アーム２４は、ハウジング１１に固定された押圧装置としての油圧シリンダ２５の押圧ロッド２６の先端部が、その先端部に連結されている。また、ローラ駆動装置１９（支持軸２１）は、下方に延びる下部アーム２７が設けられている。下部アーム２７は、先端部がハウジング１１に固定されたストッパ２８に当接可能となっている。従って、油圧シリンダ２５により押圧ロッド２６を前進させると、上部アーム２４を押圧する。すると、ローラ駆動装置１９および支持軸２１は、取付軸２２を支点として図１にて時計回り方向に回転移動される。このとき、下部アーム２７がストッパ２８に当接することで、ローラ駆動装置１９および支持軸２１の回動位置が規定される。
【００３４】
粉砕ローラ１８は、粉砕テーブル１３（テーブルライナ１７）との間で石炭を粉砕するものであり、粉砕ローラ１８の表面と粉砕テーブル１３（テーブルライナ１７）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２５により支持軸２１が所定の回動位置に規定されることで、粉砕ローラ１８の表面と粉砕テーブル１３の表面との間に、石炭を取り込んで粉砕可能な所定隙間が確保される。そして、粉砕テーブル１３が回転すると、この粉砕テーブル１３上に供給された石炭は、その遠心力により外周側に移動され、粉砕ローラ１８と粉砕テーブル１３との間に入り込む。粉砕ローラ１８は、粉砕テーブル１３側に押圧されているため、粉砕テーブル１３の回転力が石炭を介して伝達され、粉砕ローラ１８は、この粉砕テーブル１３の回転に連動して回転することができる。
【００３５】
また、ハウジング１１は、その下部側であって粉砕テーブル１３の外縁の周辺に位置して入口ポート３１が設けられている。入口ポート３１は、ハウジング１１の内部に空気が送り込まれる。また、ハウジング１１は、その上部に石炭供給管１２の側部の周辺に位置して微粉炭管である出口ポート３２が設けられている。出口ポート３２は、ハウジング１１の内部に送り込まれた空気と共に、上記のごとく粉砕された石炭（微粉炭）が排出される。そして、ハウジング１１は、その内部であって出口ポート３２の下方に、微粉炭を分級する回転式分級機としてのロータリセパレータ３３が設けられている。ロータリセパレータ３３は、石炭供給管１２の外周部に回転可能に設けられ、駆動装置３４により回転を駆動される。また、ハウジング１１は、下部に異物排出管３５が設けられている。異物排出管３５は、石炭に混在する礫や金属片などの異物（スピレージ）が回転する粉砕テーブル１３の外周部から落下し、この落下した異物を排出するものである。
【００３６】
ここで、本実施形態の回転式分級機としてのロータリセパレータ３３について詳細に説明する。図２は、本実施形態に係る回転式分級機の側断面図である。図３は、図２におけるＡ−Ａ断面図である。なお、図２では、回転軸心Ｃを基準に対象に構成されているため、右半部を示して左半部の図示を省略する。
【００３７】
ロータリセパレータ３３は、図２および図３に示すように、円筒形状をなす回転軸４０を有する。回転軸４０は、石炭供給管１２の周りを囲むように、上下方向（鉛直方向）に沿って延在し、円筒形状の中心であって上下方向に延在する回転軸心Ｃの廻りに回転可能に支持されている。この回転軸４０は、上述した駆動装置３４により回転を駆動される。
【００３８】
また、ロータリセパレータ３３は、枠体４１を有する。枠体４１は、円形状をなす上部支持枠４２と下部支持枠４３とにより構成される。上部支持枠４２および下部支持枠４３は、円形状の中心が回転軸４０の回転軸心Ｃの上に配置されて回転軸４０に支持されている。これら上部支持枠４２および下部支持枠４３は、その間で上下方向に延在して配置された平板棒状の支持部材４４により相互に支持される。支持部材４４は、回転軸心Ｃの廻り方向（回転軸４０の回転方向）に沿って複数（例えば、６本）が均等配置されている。
また、枠体４１は、上部支持枠４２および下部支持枠４３により上下を塞ぐように構成されている。そして、上部支持枠４２は、図３に示すように、回転軸心Ｃを中心として回転方向に沿って複数（例えば、４箇所）が均等配置された弧状の粉体出口４５が形成されている。この粉体出口４５は、微粉炭管である出口ポート３２に通じる。また、上部支持枠４２の下側であって回転方向における各粉体出口４５の後側に対応して可動式ベーン４９が配置される。可動式ベーン４９は、図示しない駆動装置により上下方向に延在する軸４９ａを介して所定角度の範囲で回転が駆動されることで、枠体４１の回転に際して枠体４１の内部の粉体気流を堰き止めて各粉体出口４５に導くもので、特許文献１に記載されたものを適用できる。また、枠体４１は、上部支持枠４２および下部支持枠４３の周縁の間であって、外周部となる部分が開放された開口部４７を有している。
【００３９】
上記枠体４１に対し、上部支持枠４２と下部支持枠４３との間の開口部４７に、羽根４８が設けられている。羽根４８は、枠体４１の外周部の開口部４７にて上下方向に延在し、かつ回転方向に沿って複数（例えば、６０本）設けられている。この羽根４８は、平板形状に形成され、上端側が回転軸４０から離れ、下端側が回転軸４０に近づくように回転軸心Ｃに対して傾斜して設けられている。この羽根４８は、回転軸４０が回転駆動される回転軸心Ｃの廻りの回転移動において、微粉炭の粒子が複数の羽根４８の間に侵入するとき、この間で所定粒径より小さい粒径の微粒粉の通過を許容し、所定粒径より大きい粒径の粗粒粉を羽根４８により外部にはじき羽根４８の間の通過を防ぐことで分級する。
【００４０】
このように構成された本実施形態の竪型ミルは、図１に示すように、石炭が石炭供給管１２に投入されると、この石炭は、石炭供給管１２の内部を落下し、ハウジング１１の内部であって粉砕テーブル１３の上の中心部に供給される。このとき、粉砕テーブル１３が所定の速度で回転していることから、粉砕テーブル１３上の中心部に供給された石炭は、遠心力が作用して外方に分散するように移動し、粉砕テーブル１３の全面に一定の層が形成される。即ち、石炭が粉砕ローラ１８と粉砕テーブル１３との間に入り込む。
【００４１】
すると、粉砕テーブル１３の回転力が石炭を介して粉砕ローラ１８に伝達され、粉砕テーブル１３の回転に伴って粉砕ローラ１８が回転する。このとき、粉砕ローラ１８は、油圧シリンダ２５により粉砕テーブル１３側に押圧支持されていることから、粉砕ローラ１８は回転しながらこの石炭を押圧して粉砕する。
【００４２】
粉砕ローラ１８により粉砕された石炭、つまり、微粉炭は、入口ポート３１からハウジング１１の内部に送り込まれた空気により、乾燥されつつ上昇する。この上昇した微粉炭は、ロータリセパレータ３３により分級され、粗粒粉は落下して再び粉砕テーブル１３上に戻されて再粉砕が行われる。一方、微粒粉は、ロータリセパレータ３３を通過し、気流に乗って出口ポート３２から排出される。また、石炭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１３の遠心力により外周縁から落下し、異物排出管３５により排出される。
【００４３】
即ち、ロータリセパレータ３３にて、羽根４８が回転移動するとき、微粉炭における粗粒粉は、質量（重量）が大きいことから、慣性力が大きくて高い直進性を有している。そのため、粗粒粉は、羽根４８に衝突し、羽根４８の間を通過することが困難となり、枠体４１の外側にはじき出されて排除される。一方、微粉炭における微粒粉は、粗粒粉に比べて、質量（重量）が小さいことから、慣性力が小さくて直進性が低い。そのため、微粒粉は、羽根４８に衝突しにくく、衝突した場合であっても、枠体４１の外側にはじきとばされずに羽根４８の間を通過し、枠体４１の内部に入り込む。このように、羽根４８は、粗粒粉を排除し、微粒粉だけを枠体４１の内部に取り込むことができる。
【００４４】
ところで、本実施形態の竪型ミルにおけるロータリセパレータ３３は、上記構成において、絞部が設けられている。図２および図３に示すように、絞部は、羽根４８から回転軸４０に至る間隔を狭めるように設けられたもので、羽根４８側から回転軸４０側に延在して回転方向に連続して設けられた環状部材１として構成されている。
【００４５】
環状部材１は、中央が開口するリング形状の円板であって、上部支持枠４２と下部支持枠４３との間に配置され、外縁１ａが羽根４８に支持され、内縁１ｂ側が支持部材４４に支持されて、羽根４８よりも枠体４１の内部に配置されている。従って、絞部としての環状部材１は、その外縁１ａと内縁１ｂとの間の幅により、外縁１ａである羽根４８の内縁から回転軸４０までの間隔Ｓ１を、内縁１ｂから回転軸４０までの間隔Ｓ２に狭め、枠体４１の内部の上部支持枠４２と下部支持枠４３との間の空間を絞るように設けられている。
【００４６】
上述したように、微粉炭における微粒粉は、羽根４８により枠体４１の内部に取り込まれる。枠体４１の内部に取り込まれた微粒粉は、羽根４８の回転移動により生じる旋回流によって回転軸４０の周囲に沿って回転しながら枠体４１の内部を上昇する。このように、枠体４１の内部を上昇する微粒粉は、やがて各粉体出口４５に至り、当該粉体出口４５を経て出口ポート３２から排出される。
【００４７】
本実施形態においては、絞部としての環状部材１が設けられている。このため、旋回流により枠体４１の内部を上昇する上昇流が、環状部材１により絞られた内縁１ｂと回転軸４０との間を内側に寄せられるように通過するときに、角運動量保存によって旋回流速が増加される。旋回流速が増加されることにより、周方向における流量偏差が低減される。この結果、羽根４８により枠体４１の内部に取り込まれた微粒粉を含む粉体気体は、増加された旋回流により各粉体出口４５に均等に送られることになる。
【００４８】
ここで、本実施形態のロータリセパレータ３３による微粉炭の分級試験の結果について説明する。図４は、分級時の粉体出口から排出される微粉炭の流量偏差をあらわすグラフである。
【００４９】
この分級試験では、９％の偏差がある状態で、上述した絞部としての環状部材１が設けられたロータリセパレータと、上述した絞部としての環状部材１を有さないロータリセパレータを適用した竪型ミルを用意し、それぞれのロータリセパレータにおける各４つの粉体出口を経て出口ポートから排出される微粒粉の回収重量を計測することで、微粒粉を含む粉体気体の流量偏差を求めた。
【００５０】
図４において、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４は、ロータリセパレータの回転方向に配置された４つの粉体出口に対応する。また、図４において、黒塗り部分は、９％偏差で可動式ベーン４９による調整前に対応し、白塗り部分は、上述した絞部としての環状部材１を有さないロータリセパレータであって可動式ベーン４９による調整後に対応し、斜線部分は、上述した絞部としての環状部材１が設けられたロータリセパレータであって可動式ベーン４９による調整後に対応する。図４に示すように、上述した絞部としての環状部材１が設けられたロータリセパレータによれば、偏差を１．１％に低減（調整）することができた。
【００５１】
このように、本実施形態のロータリセパレータ（回転式分級機）３３は、上下方向に延在する回転軸心Ｃの廻りに回転可能に支持された回転軸４０と、回転軸４０に対して支持されて外周部に開口部４７を有する枠体４１と、枠体４１の上部に開口して設けられた複数の粉体出口４５と、枠体４１の外周部の開口部４７にて上下方向に延在して回転方向に沿って複数設けられた羽根４８と、羽根４８から回転軸４０に至る間隔を狭めるように設けられた絞部としての環状部材１と、を備える。
【００５２】
このロータリセパレータ３３によれば、回転移動する羽根４８による旋回流により枠体４１の内部を上昇する上昇流が、環状部材１により絞られた部分を内側に寄せられるように通過するときに角運動量保存によって旋回流速が増加される。旋回流速が増加されることにより、周方向における流量偏差が低減される。この結果、各粉体出口４５において枠体４１の外部に送り出される粉体気体の均等分配性を向上することができる。しかも、本実施形態においては、各粉体出口４５の後側に対応して可動式ベーン４９が配置され、当該可動式ベーン４９による堰き止め効果により粉体気体の均等分配性の向上を図る構成に対し、環状部材１により可動式ベーン４９での粒子の堰き止め効果が向上され、微粉炭量の均等分配性をより向上することができる。
【００５３】
図５〜図７は、本実施形態に係る回転式分級機の他の例の側断面図である。なお、図５〜図７では、回転軸心Ｃを基準に対象に構成されているため、右半部を示して左半部の図示を省略する。
【００５４】
図５に示すように、本実施形態の回転式分級機としてのロータリセパレータ３３では、上述した絞部としての環状部材１について、その底部に、羽根４８側から回転軸４０側に上方に向けて形成される傾斜面１ｃを有する。図５では、板状の環状部材１が羽根４８側から回転軸４０側に上方に向けて傾斜して傾斜面１ｃが形成されている。この傾斜面１ｃは、環状部材１の羽根４８側から回転軸４０側の全域で断面平坦状に設けられている。
【００５５】
なお、図には明示しないが、傾斜面１ｃは、環状部材１の羽根４８側から回転軸４０側の全域に設けられておらず、例えば、羽根４８側や回転軸４０側が部分的に傾斜していてもよい。また、図には明示しないが、傾斜面１ｃは、平坦に限らず、羽根４８側から回転軸４０側に至り徐々に接線が上方に向いて垂直に近づくように反る断面湾曲状に形成されていてもよい。また、図には明示しないが、傾斜面１ｃは、環状部材１の底部だけが傾斜して形成されていてもよい。
【００５６】
このロータリセパレータ３３によれば、環状部材１の傾斜面１ｃにより、回転移動する羽根４８による旋回流により枠体４１の内部を上昇する上昇流を整流する。このため、枠体４１の内部領域で粉体気体の流速分布が偏る偏流がより低減される。この結果、各粉体出口４５において枠体４１の外部に送り出される粉体気体の均等分配性を向上する効果を顕著に得ることができる。
【００５７】
なお、上昇流を整流する作用を好適に得るため、傾斜面１ｃの水平に対する角度θ１を−５０ｄｅｇ以上５０ｄｅｇ以下の範囲にすることが好ましい。
【００５８】
図６に示すように、本実施形態の回転式分級機としてのロータリセパレータ３３では、上述した絞部としての環状部材１を設けた構成において、枠体４１の内底の外周側から回転軸４０側に向かって上向きに設けられ、かつ、回転方向に連続した傾斜面２ａを有する底部材２を備える。図６では、傾斜面２ａは、羽根４８の下端側から回転軸４０に至り、その全域で断面平坦状に設けられている。
【００５９】
なお、図には明示しないが、傾斜面２ａは、羽根４８の下端側から回転軸４０に至る全域に設けられておらず、例えば、羽根４８の下端側や回転軸４０側が部分的に傾斜していてもよい。また、図には明示しないが、傾斜面２ａは、平坦に限らず、羽根４８の下端側から回転軸４０に至り徐々に接線が上方に向いて垂直に近づくように反る断面湾曲状に形成されていてもよい。
【００６０】
このロータリセパレータ３３によれば、底部材２の傾斜面２ａにより、回転移動する羽根４８による旋回流により枠体４１の内部を上昇する上昇流を整流する。このため、枠体４１の内部領域で粉体気体の流速分布が偏る偏流がより低減される。この結果、環状部材１の効果と相乗し、各粉体出口４５において枠体４１の外部に送り出される粉体気体の均等分配性を向上する効果をより顕著に得ることができる。
【００６１】
また、環状部材１に上述した傾斜面１ｃが設けられていれば、環状部材１の効果と相乗し、各粉体出口４５においてロータリセパレータ３３の外部に送り出される均等分配性を向上する効果をより顕著に得ることができる。
【００６２】
なお、上昇流を整流する作用を好適に得るため、傾斜面２ａの水平に対する角度θ２を２０ｄｅｇ以上６０ｄｅｇ以下の範囲にすることが好ましい。
【００６３】
図７に示すように、本実施形態の回転式分級機としてのロータリセパレータ３３では、絞部は、羽根４８から回転軸４０に至る羽根４８側の間隔を狭めるように、回転軸４０側から羽根４８側に突出して回転方向に連続して設けられた凸部材３からなる。
【００６４】
凸部材３は、回転軸４０に支持されて上部支持枠４２と下部支持枠４３との間に配置され、羽根４８よりも枠体４１の内部の位置で回転軸４０からの突出が終端されている。従って、絞部としての凸部材３は、その終端３ａの位置により、羽根４８の内縁から回転軸４０までの間隔Ｓ３を、羽根４８の内縁から終端３ａまでの間隔Ｓ４に狭め、枠体４１の内部の上部支持枠４２と下部支持枠４３との間の空間を絞るように設けられている。なお、間隔Ｓ４は、凸部材３が羽根４８側に最も突出した位置を基準にした水平位置について羽根４８の内縁からの距離である。そして、図７に示すように、凸部材３が羽根４８側に最も突出した位置が回転軸心Ｃに平行な場合は、その最も下側の位置を基準にした水平位置について羽根４８の内縁からの距離とする。
【００６５】
このロータリセパレータ３３によれば、回転移動する羽根４８による旋回流により枠体４１の内部を上昇する上昇流が、凸部材３により絞られた部分を通過するときに角運動量保存によって旋回流速が増加される。旋回流速が増加されることにより、周方向における流量偏差が低減される。この結果、各粉体出口４５において枠体４１の外部に送り出される粉体気体の均等分配性を向上することができる。しかも、本実施形態においては、各粉体出口４５の後側に対応して可動式ベーン４９が配置され、当該可動式ベーン４９による堰き止め効果により粉体気体の均等分配性の向上を図る構成に対し、凸部材３により可動式ベーン４９での粒子の堰き止め効果が向上され、微粉炭量の均等分配性をより向上することができる。
【００６６】
なお、凸部材３は、その終端３ａの位置が、粉体出口４５下の開口の全てに係らないようにすることが、粉体出口４５から出口ポート３２に粉体気体を送る際に、当該粉体気流の流通を阻害しないようにするうえで好ましい。
【００６７】
また、凸部材３は、その下部に、回転軸４０側から羽根４８側に上方に向けて形成される傾斜面３ｂを有する。図７では、傾斜面３ｂは、枠体４１の内部において回転軸４０の下端側から終端３ａまで至り、その全域で断面平坦状に設けられている。
【００６８】
なお、図には明示しないが、傾斜面３ｂは、枠体４１の内部において回転軸４０の下端側から終端３ａまで至る全域に設けられておらず、部分的に傾斜していてもよい。また、図には明示しないが、傾斜面３ｂは、平坦に限らず、枠体４１の内部において回転軸４０の下端側から終端３ａまで至り徐々に接線が上方に向いて垂直に近づくように反る断面湾曲状に形成されていてもよい。
【００６９】
このロータリセパレータ３３によれば、凸部材３の傾斜面３ｂにより、回転移動する羽根４８による旋回流により枠体４１の内部を上昇する上昇流を整流する。このため、枠体４１の内部領域で粉体気体の流速分布が偏る偏流がより低減される。この結果、各粉体出口４５において枠体４１の外部に送り出される粉体気体の均等分配性を向上する効果を顕著に得ることができる。
【００７０】
なお、上述した本実施形態の回転式分級機としてのロータリセパレータ３３は、それぞれの粉体出口４５に対応して可動式ベーン４９が設けられた構成において、枠体４１の内部領域で粉体気体の流速分布が偏る偏流を低減することで、各粉体出口４５において枠体４１の外部に送り出される粉体気体の均等分配性を向上する効果をより顕著に得ることができるものである。
【００７１】
また、本実施形態の竪型ミルは、中空形状のハウジング１１と、ハウジング１１内の下部に設けられて鉛直方向に沿う回転軸心の廻りに回転される粉砕テーブル１３と、粉砕テーブル１３の上面に対向して配置されて回転可能に支持される粉砕ローラ１８と、ハウジング１１内の上部に設けられた上述したロータリセパレータ（回転式分級機）３３と、を備える。
【００７２】
この竪型ミルによれば、絞部を備えるロータリセパレータ３３により、各粉体出口４５において枠体の外部に送り出される粉体気体の均等分配性を向上することができる。このため、石炭（原炭）やバイオマスなどの固形物を粉砕する場合、粉砕した微粉炭を燃焼設備に対して均等に供給することができる。しかも、この竪型ミルによれば、絞部により任意に各粉体出口の微粉炭量に偏差をつけることもできる。
【符号の説明】
【００７３】
１  環状部材
１ａ  外縁
１ｂ  内縁
１ｃ  傾斜面
２  底部材
２ａ  傾斜面
３  凸部材
３ａ  終端
３ｂ  傾斜面
１１  ハウジング
１３  粉砕テーブル
１８  粉砕ローラ
３３  ロータリセパレータ（回転式分級機）
４０  回転軸
４１  枠体
４２  上部支持枠
４３  下部支持枠
４４  支持部材
４５  粉体出口
４７  開口部
４８  羽根
４９  可動式ベーン
４９ａ  軸
Ｃ  回転軸心
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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