(57)【要約】【課題】粉砕装置の出口側微粒子の微粒度の低下を抑制し、かつハウジング内の圧力損失の増加を抑制して粉砕装置の動力増加を抑制する。【解決手段】粉砕装置は、ハウジングと、前記ハウジング内において回転するように構成された粉砕テーブルと、前記ハウジング内において前記粉砕テーブルの外周側に設けられ、前記ハウジング内に上昇気流を形成するためのスロートと、前記ハウジング内において前記粉砕テーブルの上方に設けられ、前記上昇気流に随伴される粒子を微粒子と粗粒子とに分級するように構成された分級部と、前記粉砕テーブルと前記分級部との間の高さ方向位置において前記ハウジングの内壁面から前記ハウジングの中心軸側に突出し、かつ前記ハウジングの周方向の一部の領域のみに延在するバッフル部と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジング内において回転するように構成された粉砕テーブルと、
前記ハウジング内において前記粉砕テーブルの外周側に設けられ、前記ハウジング内に上昇気流を形成するためのスロートと、
前記ハウジング内において前記粉砕テーブルの上方に設けられ、前記上昇気流に随伴される粒子を微粒子と粗粒子とに分級するように構成された分級部と、
前記粉砕テーブルと前記分級部との間の高さ方向位置において前記ハウジングの内壁面から前記ハウジングの中心軸側に突出し、かつ前記ハウジングの周方向の一部の領域のみに延在するバッフル部と、を備えることを特徴とする粉砕装置。
【請求項２】
複数の前記バッフル部が前記ハウジングの前記周方向に互いに間隔を空けて配置されることを特徴とする請求項１に記載の粉砕装置。
【請求項３】
前記ハウジングの前記周方向に互いに間隔を空けて配置され、前記粉砕テーブル上に供給される被粉砕物を粉砕するように構成された複数の粉砕ローラをさらに備え、
前記バッフル部は、前記複数の粉砕ローラのうち隣り合う２つの粉砕ローラの間の前記周方向における領域の少なくとも一部を占めるように配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の粉砕装置。
【請求項４】
前記ハウジングの前記周方向に互いに間隔を空けて配置され、前記分級部を通過した前記微粒子を前記ハウジングの外部に排出するための複数の微粒子排出部をさらに備え、
前記バッフル部は、前記周方向において少なくとも部分的に前記微粒子排出部とオーバーラップするように前記周方向に延在していることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の粉砕装置。
【請求項５】
前記粉砕テーブル上に供給される原料を粉砕するように構成された粉砕ローラをさらに備え、
前記バッフル部の上面は前記粉砕ローラより上方に設けられ、かつ、前記ハウジングの
前記中心軸に向かって下降する傾斜面を含むことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の粉砕装置。
【請求項６】
前記分級部は、回転軸と、該回転軸を中心に回転可能な環状回転部と、を含み、
前記環状回転部は、前記ハウジングの内部空間のうち前記上昇気流が存在する領域に直接面して配置され、前記回転軸の周りに隙間を空けて配列され前記回転軸を中心に回転可能な複数の回転フィンを含むことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の粉砕装置。
【請求項７】
前記スロートは、前記上昇気流に対して前記周方向に沿った旋回を与えるように構成され、
前記バッフル部の下面は、前記周方向において前記旋回の流れの上流側から下流側に向かって下方へ傾斜していることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の粉砕装置。
【請求項８】
前記ハウジングの前記中心軸から前記ハウジング内壁面までの距離をｄ１とし、前記ハウジングの前記中心軸から前記バッフル部の突出端までの距離をｄ２としたとき、下記式（ａ）を満たすことを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の粉砕装置。
（ａ）０．８≦ｄ２／ｄ１≦０．９５
【請求項９】
前記バッフル部は、前記分級部側を向く上面と、前記粉砕テーブル側を向く下面と、前記上面および前記下面の間に位置して鉛直方向に沿って延在する中間面と、を有し、
前記バッフル部の上下方向全長をＨ１とし、前記中間面の上下方向長さをＨ２としたとき、下記式（ｂ）を満たすことを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の粉砕装置。
（ｂ）Ｈ２／Ｈ１≦０．１５
【請求項１０】
前記バッフル部が設けられた前記周方向における領域を前記ハウジングの前記中心軸からの角度θで表すとき、下記式（ｃ）を満たすことを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の粉砕装置。
（ｃ）０．２≦θ／３６０度≦０．４
【請求項１１】
前記バッフル部の突出端は、前記スロートの外周縁より前記ハウジングの半径方向において内側に位置することを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の粉砕装置。
【請求項１２】
前記粉砕テーブルは、被粉砕物として石炭を粉砕するものであり、
前記分級部は、粉砕された石炭粒子から微粉炭を分級し外部に取り出すように構成されたことを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の粉砕装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の粉砕装置と、
前記粉砕装置によって得られた前記微粉炭を燃焼させるための火炉と、
を備えることを特徴とする微粉炭焚きボイラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、粉砕装置及び該粉砕装置を備える微粉炭焚きボイラに関する。
【背景技術】
【０００２】
微粉炭焚きボイラは、石炭などの固体燃料を粉砕して微粒子とする粉砕装置を備える。粉砕装置において、固体燃料は、粉砕テーブル上で粉砕ローラによって粉砕され、粉砕物は、粉砕テーブルの周囲に設けられたスロートから供給される一次空気により乾燥されつつ上昇し、分級部に送られる。
分級部は、例えば、特許文献１に開示されるように、回転羽根を有する回転式分級機で構成され、分級部で粉砕物は粗粒子と微粒子とに分級される。粗粒子は再び粉砕テーブルに落下して再粉砕され、微粒子は、搬送ガスと共に微粉炭焚きボイラの燃焼装置に供給される。
【０００３】
特許文献２には、回転式分級機を備えると共に、ハウジング内壁面に内側に突出する絞りを設け、ハウジング内を上昇する一次空気を増速させ、粉砕粒子のハウジング外への排出を促進し、粉砕容量の増大を図る粉砕装置が開示されている。
特許文献３には、固定羽根を有する固定式分級機を備えると共に、ハウジング内壁面に内側に突出する絞りを設け、ハウジング内を上昇する一次空気を増速させ、バイオマスを原料とする粉砕物の排出を促進するようにした粉砕装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２６１７６２３号公報
【特許文献２】特開２０１３−１８０２３９号公報
【特許文献３】特開２０１２−８３０１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記粉砕装置では、分級部で微粒子と分級された粗粒子が粉砕テーブルに戻るとき、粉砕物を含んで粉砕テーブル側から上昇する一次空気と衝突するため、粗粒子の戻りが悪くなる現象が発生する場合がある。
これによって、粗粒子が分級部の付近に滞留し、分級部を通過する粗粒子の割合が増加することで、粉砕装置出口側の微粒子の微粉度が低下するおそれがある。また、再粉砕されず粉砕装置のハウジング内を循環する粗粒子が増加することで、ハウジング内の圧力損失が増加し、粉砕装置の稼働に要する動力が増加するという問題がある。
特許文献２及び３に開示されるように、ハウジング内に形成される一次空気を増速させる絞りを設ける手段では、粉砕テーブルに戻る粗粒子と一次空気との衝突を避けることはできないため、上記問題を解消することはできない。
【０００６】
上記課題に鑑み、本発明の少なくとも一実施形態は、粉砕装置の出口側微粒子の微粒度の低下を抑制し、かつハウジング内の圧力損失の増加を抑制して粉砕装置の動力増加を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る粉砕装置は、
ハウジングと、
前記ハウジング内において回転するように構成された粉砕テーブルと、
前記ハウジング内において前記粉砕テーブルの外周側に設けられ、前記ハウジング内に上昇気流を形成するためのスロートと、
前記ハウジング内において前記粉砕テーブルの上方に設けられ、前記上昇気流に随伴される粒子を微粒子と粗粒子とに分級するように構成された分級部と、
前記粉砕テーブルと前記分級部との間の高さ方向位置において前記ハウジングの内壁面から前記ハウジングの中心軸側に突出し、かつ前記ハウジングの周方向の一部の領域のみに延在するバッフル部と、を備える。
【０００８】
上記（１）の構成によれば、上記構成のバッフル部を設けることで、上記スロートから供給される上昇気流の流れが阻害され（バッフル効果）、バッフル部の上方（バッフル部から視て上昇気流の下流側）で上昇気流の流速が遅い領域が形成される。分級部で微粒子と分級された粗粒子はこの領域を下降して粉砕テーブルにスムーズに戻ることができる。
これによって、分級部付近の粗粒子の滞留を抑制できるため、粉砕装置出口側の微粒子の微粉度低下を抑制できる。また、粗粒子の再粉砕が促進され、ハウジング内を循環する粗粒子の量を低減できるため、ハウジング内の圧力損失を低減でき、粉砕装置の動力増加を抑制できる。
また、ハウジングの周方向の一部のみにバッフル部を設けることで、バッフル部が設けられていない領域において上昇気流をバッフル部で阻害することがないため、ハウジング内の圧力損失を抑制できる。
【０００９】
（２）幾つかの実施形態では、前記（１）の構成において、
複数の前記バッフル部が、前記ハウジングの前記周方向に互いに間隔を空けて配置される。
上記（２）の構成によれば、上記（１）の構成と同様の作用効果を得ることができると共に、加えて、ハウジングの周方向で上昇気流の流速が遅い領域を複数形成できるため、粗粒子の粉砕テーブルへの戻りをスムーズに行うことができる。
【００１０】
（３）幾つかの実施形態では、前記（１）又は（２）の構成において、
前記ハウジングの前記周方向に互いに間隔を空けて配置され、前記粉砕テーブル上に供給される被粉砕物を粉砕するように構成された複数の粉砕ローラをさらに備え、
前記バッフル部は、前記複数の粉砕ローラのうち隣り合う２つの粉砕ローラの間の前記周方向における領域の少なくとも一部を占めるように配置される。
上記粉砕ローラが設けられるハウジングの周方向領域は、粉砕ローラの存在により上昇気流が形成される空間が狭くなるため、粉砕ローラがない他の周方向領域と比べて上昇気流の流速が大きいと考えられる。
そこで、上記（３）の構成のように、粉砕ローラが設けられる周方向領域と比べて上昇気流の流速が低減すると考えられる粉砕ローラ間の周方向領域にバッフル部を設けることで、上昇気流の流速が遅い領域を比較的容易に形成できる。
【００１１】
（４）幾つかの実施形態では、前記（１）〜（３）の何れかの構成において、
前記ハウジングの前記周方向に互いに間隔を空けて配置され、前記分級部を通過した前記微粒子を前記ハウジングの外部に排出するための複数の微粒子排出部をさらに備え、
前記バッフル部は、前記周方向において少なくとも部分的に前記微粒子排出部とオーバーラップするように前記周方向に延在している。
上記（４）の構成によれば、バッフル部をハウジング周方向領域において上記微粒子排出部とオーバーラップさせることで、分級部の入口側に滞留した粗粒子と微粒子排出部との間に短絡した流路が形成されるのを回避できる。これによって、上昇気流に随伴する粗粒子が分級部を通過して微粒子排出部に至る確率を低減でき、粉砕装置出口側の微粒子の微粉度を向上できる。
【００１２】
（５）幾つかの実施形態では、前記（１）〜（４）の何れかの構成において、
前記粉砕テーブル上に供給される原料を粉砕するように構成された粉砕ローラをさらに備え、
前記バッフル部の上面は前記粉砕ローラより上方に設けられ、かつ、前記ハウジングの前記中心軸に向かって下降する傾斜面を含む。
上記（５）の構成によれば、バッフル部の傾斜した上面に落下した粗粒子は、バッフル部の上面に留まることなく、粉砕テーブルに落下する。これによって、分級部を通過できない粗粒子は粉砕テーブルに速やかに戻るので、ハウジング内の圧力損失を抑制できる。
【００１３】
（６）幾つかの実施形態では、前記（１）〜（５）の何れかの構成において、
前記分級部は、回転軸と、該回転軸を中心に回転可能な環状回転部と、を含み、
前記環状回転部は、前記ハウジングの内部空間のうち前記上昇気流が存在する領域に直接面して配置され、前記回転軸の周りに隙間を空けて配列され前記回転軸を中心に回転可能な複数の回転フィンを含む。
上記構成の分級部では、複数の回転フィンによる遠心分級や衝突分級が行われ、粗粒子と微粒子とに分級される。
分級部が上記環状回転部を有する場合、分級部入口付近の粗粒子の滞留を抑制するため、通常、分級部入口側に粗粒子を粉砕テーブルに戻すためのホッパを設ける必要がある。しかし、本発明では、ホッパなどの設置を必要としないため、ハウジングをコンパクト化きる。
【００１４】
（７）幾つかの実施形態では、前記（１）〜（６）の何れかの構成において、
前記スロートは、前記上昇気流に対して前記周方向に沿った旋回を与えるように構成され、
前記バッフル部の下面は、前記周方向において前記旋回の流れの上流側から下流側に向かって下方へ傾斜している。
上記（７）の構成によれば、上昇気流は上方への流れをバッフル部で阻害されつつ、バッフル部の下面に沿って旋回しながら下方へ向かう。この間、上昇気流に随伴する粗粒子はバッフル部の下面に衝突し、上昇気流から分離される。これによって、上昇気流から比較的大径の粗粒子を分離できる。
【００１５】
（８）幾つかの実施形態では、前記（１）〜（７）の何れかの構成において、
前記ハウジングの前記中心軸から前記ハウジング内壁面までの距離をｄ１とし、前記ハウジングの前記中心軸から前記バッフル部の突出端までの距離をｄ２としたとき、下記式（ａ）を満たす。
（ａ）０．８≦ｄ２／ｄ１≦０．９５
上記（８）の構成によれば、０．８≦ｄ２／ｄ１とすることで、縮流効果による上昇気流の流速増加を抑えつつ、バッフル部によるバッフル効果を高めることができる。また、ｄ２／ｄ１≦０．９５とすることで、バッフル効果を保持することができる。
なお、上昇気流が上方向の流速が大きいまま分級部に到達すると、分級部の分級性能が悪化するおそれがある。
【００１６】
（９）幾つかの実施形態では、前記（１）〜（８）の何れかの構成において、
前記バッフル部は、前記分級部側を向く上面と、前記粉砕テーブル側を向く下面と、前記上面および前記下面の間に位置して鉛直方向に沿って延在する中間面と、を有し、
前記バッフル部の上下方向全長をＨ１とし、前記中間面の上下方向長さをＨ２としたとき、下記式（ｂ）を満たす。
（ｂ）Ｈ２／Ｈ１≦０．１５
上記（９）の構成によれば、Ｈ２／Ｈ１≦０．１５とすることで、縮流効果による上昇気流の流速増加を抑えつつ、バッフル部によるバッフル効果を高めることができる。
なお、上昇気流が上方向の流速が大きいまま分級部に到達すると、分級部の分級性能が悪化するおそれがある。
【００１７】
（１０）幾つかの実施形態では、前記（１）〜（９）の何れかの構成において、
前記バッフル部が設けられた前記周方向における領域を前記ハウジングの前記中心軸からの角度θで表すとき、下記式（ｃ）を満たす。
（ｃ）０．２≦θ／３６０度≦０．４
上記（１０）の構成によれば、０．２≦θ／３６０度とすることで、バッフル効果を保持できる。また、θ／３６０度≦０．４とすることで、縮流効果による上昇気流の流速増加を抑えつつ、バッフル部によるバッフル効果を高めることができる。
なお、上昇気流が上方向の流速が大きいまま分級部に到達すると、分級部の分級性能が悪化するおそれがある。
【００１８】
（１１）幾つかの実施形態では、前記（１）〜（１０）の何れかの構成において、
前記バッフル部の突出端は、前記スロートの外周縁より前記ハウジングの半径方向において内側に位置する。
上記（１１）の構成によれば、バッフル部の突出端がスロートの外周縁よりハウジングの周方向で内側に位置するため、スロートから発生する上昇気流を阻害でき、バッフル部の上方で上昇気流の流速が遅い領域を形成できる。
【００１９】
（１２）幾つかの実施形態では、前記（１）〜（１１）の何れかの構成において、
前記粉砕テーブルは、被粉砕物として石炭を粉砕するものであり、
前記分級部は、粉砕された石炭粒子から微粉炭を分級し外部に取り出すように構成される。
上記（１２）の構成によれば、被粉砕物が石炭である場合に、分級部付近の粗粒子の滞留を抑制できるため、粉砕装置出口側の微粒子の微粉度低下を抑制できる。また、粗粒子の再粉砕が促進され、ハウジング内を循環する粗粒子の量を低減できるため、ハウジング内の圧力損失を低減でき、粉砕装置の動力増加を抑制できる。
また、ハウジングの周方向の一部のみにバッフル部を設けることで、上昇気流を阻害せずに粗粒子の滞留を抑制できるため、ハウジング内の圧力損失を抑制できる。
【００２０】
（１３）本発明の少なくとも一実施形態に係る微粉炭焚きボイラは、
前記（１２）の構成を有する粉砕装置と、
前記粉砕装置によって得られた前記微粉炭を燃焼させるための火炉と、
を備える。
上記（１３）の構成によれば、上記構成を有する粉砕装置を備えることで、分級部で微粒炭と分級された粗粒炭をスムーズに粉砕テーブルに戻すことができる。これによって、粉砕装置出口側の石炭粒子の微粉度を向上できるため、微粉炭焚きボイラにおける未燃分の発生を抑制して燃焼効率を向上できる。また、粉砕装置のハウジング内の圧力損失を低減できるため、粉砕装置の動力増加を抑制できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、分級機で微粒子と分級された粗粒子を粉砕テーブルにスムーズに戻すことができるため、粉砕装置の出口側微粒子の微粉度の低下を抑制できると共に、粉砕装置のハウジング内の圧力損失の増加を抑制して粉砕装置の動力増加を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】一実施形態に係る粉砕装置の正面視断面図である。
【図２】（Ａ）は一実施形態に係る粉砕装置の概略横断面図であり、（Ｂ）は比較例としての粉砕装置の模式的横断面図である。
【図３】一実施形態に係る粉砕装置の概略上面図である。
【図４】一実施形態に係るバッフル部の正面視断面図である。
【図５】一実施形態に係る粉砕装置のハウジング展開図である。
【図６】（Ａ）及び（Ｂ）は夫々実施形態に係るバッフル部の正面視断面図であり、（Ｃ）は上昇気流のハウジング軸方向速度のハウジング高さ方向における分布を示すグラフである。
【図７】ｄ２／ｄ１が縮流効果に与える影響を示すグラフである。
【図８】（Ａ）及び（Ｂ）は夫々実施形態に係るバッフル部の正面視断面図であり、（Ｃ）は上昇気流のハウジング軸方向速度のハウジング高さ方向における分布を示すグラフである。
【図９】Ｈ２／Ｈ１が縮流効果に与える影響を示すグラフである。
【図１０】（Ａ）及び（Ｂ）は夫々実施形態に係るバッフル部の平面視断面図であり、（Ｃ）は上昇気流のハウジング軸方向速度のハウジング高さ方向における分布を示すグラフである。
【図１１】θが縮流効果に与える影響を示すグラフである。
【図１２】一実施形態に係るバッフル部の正面視断面図である。
【図１３】一実施形態に係る微粉炭焚きボイラの系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載され又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一つの構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００２４】
図１は、一実施形態に係る粉砕装置の概略的な正面視断面図であり、図２の（Ａ）は一実施形態に係る粉砕装置の模式的な平面視断面図であり、（Ｂ）は従来の粉砕装置の模式的な平面視断面図である。
【００２５】
図１に示すように、一実施形態に係る粉砕装置１０は、ハウジング１２と、ハウジング１２の内部に設けられた粉砕部１４及び分級部１６とを備える。
粉砕部１４は、回転するように構成された粉砕テーブル１８と、粉砕テーブル１８の外周に設けられ、ハウジング１２の内部で上昇気流ｆｕを形成するためのスロート２０とを備える。粉砕部１４では、粉砕テーブル１８上に供給された被粉砕物が粉砕され、粉砕されて粒子状となった粉砕粒子はスロート２０から噴き上がる上昇気流ｆｕに随伴して上昇する。
分級部１６は、粉砕テーブル１８の上方に設けられ、上昇気流ｆｕに随伴される粉砕粒子を微粒子Ｐｍと粗粒子Ｐｃとに分級するように構成される。微粒子Ｐｍは搬送ガスと共に分級部１６を通り、使用先に送られる。一方、微粒子Ｐｍと分級された粗粒子Ｐｃは粉砕テーブル１８に戻る。
さらに、ハウジング１２の高さ方向において、粉砕テーブル１８と分級部１６との間に、ハウジング１２の内壁面にバッフル部２２が設けられる。バッフル部２２はハウジング１２の中心軸Ｏ側へ突出し、かつハウジング１２の周方向の一部の領域のみに延在する。
【００２６】
図示した実施形態では、図１に示すように、被粉砕物Ｍｒが投入される被粉砕物供給管２４と、粉砕及び分級された微粒子Ｐｍを外部へ排出するための微粒子排出部２６とを備える。微粒子排出部２６は例えば管状の排出管で構成される。
供給管２４はハウジング１２の上部に設けられ、供給管２４に投入される被粉砕物Ｍｒが粉砕テーブル１８上に供給されるように構成される。排出部２６は分級部１６の上部において分級部１６と連通するように設けられ、分級部１６で分級された微粒子Ｐｍを外部に排出できるように設けられる。
【００２７】
図示した実施形態において、粉砕部１４は、被粉砕物Ｍｒを粉砕するための粉砕テーブル１８及び粉砕ローラ２８を含み、粉砕テーブル１８上に供給された被粉砕物Ｍｒは粉砕テーブル１８と粉砕ローラ２８との噛み込みにより粉砕される。粉砕テーブル１８は駆動部３０によって回転される。
供給管２４から投入された被粉砕物Ｍｒは、回転する粉砕テーブル１８に落下した後、粉砕テーブル１８の回転によって発生する遠心力により、粉砕テーブル１８上を外周側へ移動し、粉砕テーブル１８と粉砕ローラ２８との噛み込みにより粉砕される。粉砕ローラ２８は、加圧装置３２によって粉砕テーブル１８に押し付けられるように構成される。
搬送ガスダクト３４から供給される搬送ガスｇがスロート２０からハウジング１２内に噴き上がる。搬送ガスｇは、スロート２０に設けられた複数のスロートベーン（不図示）によって旋回流となってハウジング１２内に噴き上がる。
被粉砕物Ｍｒが粉砕された粉砕粒子は、搬送ガスｇによって形成される上昇気流ｆｕに同伴してハウジング１２内の外周側領域を上昇する。上昇中に粉砕粒子に含まれる粗粒子Ｐｃの一部は重力分級により落下して粉砕テーブル１８に戻る。
【００２８】
スロート２０から噴き上がる上昇気流ｆｕの流れはバッフル部２２によって阻害され、バッフル部２２の上方（バッフル部２２から視て上昇気流ｆｕの下流側）で、図２（Ａ）に示すように、上昇気流ｆｕの流速が遅い領域ｃが形成される。
図２（Ａ）及び（Ｂ）では、バッフル部２２と分級部１６との間の高さ方向位置におけるハウジング１２の内部を、上昇気流ｆｕの流速が異なる領域毎に、領域ａ、ｂ及びｃに区分けして示している。領域ａ、ｂ及びｃの上昇気流ｆｕの流速は、ｃ＜ｂ＜ａの関係を有する。
【００２９】
分級部１６で微粒子Ｐｍと分級された粗粒子Ｐｃは、上昇気流ｆｕの流速が遅い領域ｃを下降して粉砕テーブル１８にスムーズに戻ることができ、これによって、分級部１６付近の粗粒子Ｐｃの滞留を抑制できるため、分級部１６の出口側の微粒子Ｐｍの微粉度低下を抑制できる。
また、分級された粗粒子Ｐｃは粉砕テーブル１８にスムーズに戻れるため、粗粒子Ｐｃの再粉砕が促進され、ハウジング内を循環する粗粒子の量を低減できるため、ハウジング内の圧力損失を低減でき、粉砕装置１０の動力増加を抑制できる。
さらに、ハウジング１２の周方向の一部のみにバッフル部２２を設けることで、バッフル部２２が設けられていない領域において上昇気流ｆｕをバッフル部２２で阻害することがないため、ハウジング内の圧力損失を抑制できる。
なお、図２（Ｂ）に示す従来の構成では、バッフル部２２がないため、バッフル部２２の上方に領域ｃが形成されない。
また、仮にバッフル部をハウジング周方向全域に設けると、ハウジング内に縮流流路が形成され、ハウジング周方向で均一に上昇気流ｆｕが増速され、ハウジング周方向に部分的に上昇気流ｆｕの流速が遅い領域ｃが形成されない場合があり得る。
【００３０】
例示的な実施形態では、図２（Ａ）に示すように、複数のバッフル部２２がハウジング１２の周方向に互いに間隔を空けて配置される。
これによって、ハウジング１２の周方向において、上昇気流ｆｕの流速が遅い領域ｃを複数形成できるため、分級された粗粒子Ｐｃの粉砕部１４への戻りをスムーズに行うことができる。
【００３１】
例示的な実施形態では、図２（Ａ）及び図３に示すように、複数の粉砕ローラ２８がハウジング１２の周方向に互いに間隔を空けて設けられる。各々の粉砕ローラ２８は粉砕テーブル１８上に供給される被粉砕物Ｍｒを押圧して粉砕する。
この実施形態では、バッフル部２２は、複数の粉砕ローラ２８のうち隣り合う２つの粉砕ローラ２８の間のハウジング周方向における領域の少なくとも一部を占めるように配置される。
粉砕ローラ２８が設けられるハウジング周方向領域は、粉砕ローラ２８の存在により上昇気流ｆｕが形成される空間が狭くなるため、粉砕ローラ２８がない他の周方向領域と比べて上昇気流ｆｕが低減すると考えられる。
そこで、この実施形態のように、粉砕ローラ２８間の周方向領域にバッフル部２２を設けることで、バッフル部２２の上方に上昇気流ｆｕが遅い領域ｃを比較的容易に形成できる。
【００３２】
例示的な実施形態では、図３に示すように、複数の微粒子排出部２６がハウジング１２の上部でハウジング周方向に互いに間隔を空けて配置されると共に、バッフル部２２はハウジング周方向において少なくとも部分的に排出部２６とオーバラップするようにハウジング周方向に延在する。
このように、バッフル部２２をハウジング周方向において排出部２６とオーバラップさせることで、分級部１６の入口側に滞留した粗粒子Ｐｃと排出部２６との間に短絡した流路が形成されるのを回避できる。これによって、粗粒子Ｐｃが分級部１６を通過して排出部２６に至る確率を低減でき、粉砕装置出口側の微粒子Ｐｍの微粉度を向上できる。
【００３３】
例示的な実施形態では、図４に示すように、バッフル部２２Ａの上面２２ａは、粉砕ローラ２８より上方に設けられ、かつハウジング１２の中心軸Ｏ（図１参照）に向かって下降する傾斜面を含む。
上記構成において、上面２２ａに落下した粗粒子Ｐｃは、上面２２ａに留まることなく粉砕テーブル１８に落下する。これによって、分級部１６を通過できない粗粒子Ｐｃは粉砕テーブル１８に速やかに戻るので、ハウジング１２内の圧力損失を抑制できる。
【００３４】
例示的な実施形態では、図１に示すように、分級部１６は、回転軸（ハウジング１２の中心軸Ｏ）を中心に回転可能な環状回転部３８を含む。環状回転部３８は、ハウジング１２の中心軸Ｏの周りに隙間を空けて配列されて中心軸Ｏを中心に回転可能な複数の回転フィン４０を含む。複数の回転フィン４０は、ハウジング１２の内部空間のうち、上昇気流ｆｕが存在する領域に直接面して配置される。即ち、環状回転部３８と粉砕部１４との間の高さ位置にホッパが設けられておらず、環状回転部３８の回転フィン４０と粉砕部１４との間に気流を遮る部材が存在しない。
分級部１６では、複数の回転フィン４０による遠心分級や、粗粒子Ｐｃが回転フィン４０に衝突することによる衝突分級が行われ、微粒子Ｐｍと粗粒子Ｐｃとに分級される。
【００３５】
図示した実施形態では、供給管２４はその軸線が中心軸Ｏと一致するようにハウジング１２の上部に鉛直方向に設けられる。ハウジング１２と一体に形成された円環部１２ａが供給管２４の周囲に配置され、供給管２４は軸受３６を介して円環部１２ａに回転可能に支持される。複数の回転フィン４０は供給管２４に取り付けられ、供給管２４と共に回転する。回転フィン４０の下方に位置するように、整流コーン４２が供給管２４の下部に取り付けられる。
ハウジング１２の上面にモータ４４が設けられ、モータ４４の出力は減速機４６、ベルト４８及びプーリ５０を介して供給管２４に伝達される。こうして、モータ４４によって供給管２４、環状回転部３８及び整流コーン４２が中心軸Ｏを中心に回転する。
この実施形態によれば、分級部１６で微粒子Ｐｍと分級された粗粒子Ｐｃは上昇気流ｆｕの流速が遅い領域ｃから粉砕テーブル１８にスムーズに戻ることができるので、粗粒子Ｐｃを粉砕テーブル１８に戻すためのホッパなどの設置が不要になる。そのため、ハウジング１２をコンパクト化できる。
【００３６】
例示的な実施形態では、スロート２０は、例えば図２（Ａ）及び図５中の矢印で示すように、上昇気流ｆｕに対してハウジング周方向に沿った旋回を与えるように構成される。例えば、搬送ガスｇはスロート２０に設けられた複数のスロートベーン（不図示）によって、ハウジング周方向に沿った旋回流を与えられる。
また、図５に示すように、バッフル部２２Ａの下面２２ｂは、ハウジング周方向において上記旋回の流れの上流側から下流側に向かって下方へ傾斜している。
かかる構成によって、上昇気流ｆｕは上方への流れをバッフル部２２Ａで阻害されつつ、バッフル部２２Ａの下面に２２ｂに沿ってハウジング周方向に沿って旋回しながら下方へ向かう。この間、上昇気流ｆｕに随伴する粗粒子Ｐｃはバッフル部２２Ａの下面２２ｂに衝突し、上昇気流ｆｕから分離する。この衝突分級によって、上昇気流ｆｕから比較的大径の粗粒子Ｐｃを分離できる。
【００３７】
例示的な実施形態では、図４に示すように、ハウジング１２の中心軸Ｏからハウジング内壁面までの距離をｄ１とし、中心軸Ｏからバッフル部２２Ａの突出端までの距離をｄ２としたとき、下記式（ａ）を満たすように構成される。
（ａ）０．８≦ｄ２／ｄ１≦０．９５
図示した実施形態では、図６の（Ａ）はｄ２／ｄ１＝０．８５の構成例１を示し、（Ｂ）はｄ２／ｄ１＝０．７の構成例２を示す。（Ｃ）は、構成例１及び２に示すバッフル部２２Ａを採用した場合における、上昇気流ｆｕのハウジング軸方向流速のハウジング高さ方向における分布を示す。図６（Ｃ）から、構成例１は構成例２よりバッフル部２２Ａ上方の上昇気流ｆｕのハウジング軸方向流速を低減できることがわかる。これは、ｄ２／ｄ１が０．８未満では、縮流効果が増大し、上昇気流ｆｕのハウジング軸方向流速が増加するためと考えられる。
図７は、ｄ２／ｄ１と縮流効果及びバッフル効果との関係を示している。図７から、０．８≦ｄ２／ｄ１とすることで、縮流効果による上昇気流の流速増加を抑えつつ、バッフル部２２Ａによるバッフル効果を高めることができ、ｄ２／ｄ１≦０．９５とすることで、バッフル効果を効果的に発現させることができることがわかる。
また、上昇気流ｆｕの上方向の流速が大きいまま分級部１６に到達すると、分級部１６の分級性能が悪化するおそれがある。
【００３８】
例示的な実施形態では、図４に示すように、バッフル部２２Ａは、分級部１６側を向く上面２２ａと、粉砕テーブル１８側を向く下面２２ｂと、上面２２ａ及び下面２２ｂの間に位置して鉛直方向に沿って延在する中間面２２ｃと、を有する。
また、バッフル部２２Ａの上下方向全長をＨ１とし、中間面２２ｃの上下方向長さをＨ２としたとき、下記式（ｂ）を満たすように構成される。
（ｂ）Ｈ２／Ｈ１≦０．１５
図示した実施形態では、図８の（Ａ）は、Ｈ２／Ｈ１＝０．１の構成例３（ｄ２／ｄ１＝０．８５）を示し、（Ｂ）は、Ｈ２／Ｈ１＝０．６の構成例４（ｄ２／ｄ１＝０．８５）を示す。（Ｃ）は、構成例３及び４に示すバッフル部２２Ａを採用した場合における、上昇気流ｆｕのハウジング軸方向流速のハウジング高さ方向における分布を示す。図８（Ｃ）から、構成例３は構成例４よりバッフル部２２Ａ上方の上昇気流ｆｕのハウジング軸方向流速を低減できることがわかる。これは、Ｈ２／Ｈ１が０．１５を超えると、縮流効果が増大し、上昇気流ｆｕのハウジング軸方向流速が増加するためであると考えられる。
図９は、Ｈ２／Ｈ１と縮流効果及びバッフル効果との関係を示している。図９から、Ｈ２／Ｈ１≦０．１５とすることで、縮流効果による上昇気流の流速増加を抑えつつ、バッフル部２２Ａによるバッフル効果を高めることができることがわかる。
【００３９】
例示的な実施形態では、図１０に示すように、バッフル部２２Ａが設けられたハウジング周方向における領域をハウジング１２の中心軸Ｏからの角度θで表すとき、下記式（ｃ）を満たすように構成される。
（ｃ）０．２≦θ／３６０度≦０．４
図示した実施形態では、図１０の（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、３個のバッフル部２２がハウジング１２の周方向に互いに間隔を空けて配置されている。これらのバッフル部２２Ａは、複数の粉砕ローラ２８のうち隣り合う２つの粉砕ローラ２８の間のハウジング周方向における領域の少なくとも一部を占めるように配置されている。
図１０の（Ａ）は、各バッフル部２２Ａの中心軸Ｏからの角度θ１、θ２及びθ３の和θがθ／３６０°＝０．３の構成例５を示し、（Ｂ）は、θ／３６０°＝０．６の構成例６を示す。（Ｃ）は、構成例５及び６に示すバッフル部２２Ａを採用した場合における、上昇気流ｆｕのハウジング軸方向流速のハウジング高さ方向における分布を示す。図１０（Ｃ）から、構成例５は構成例６よりバッフル部２２Ａ上方の上昇気流ｆｕのハウジング軸方向流速を低減できることがわかる。これは、θ／３６０°が０．４を超えると、縮流効果が増大し、上昇気流ｆｕのハウジング軸方向流速が増加するためであると考えられる。
図１１は、θ／３６０°と縮流効果及びバッフル効果との関係を示している。図１１から、０．２≦θ／３６０°とすることで、バッフル効果を効果的に発現させることができることがわかる。また、θ／３６０°≦０．４とすることで、縮流効果による上昇気流ｆｕの流速増加を抑えつつ、バッフル部２２Ａによるバッフル効果を高めることができる。
【００４０】
例示的な実施形態では、図４に示すように、バッフル部２２Ａの突出端はスロート２０の外周縁２０ａよりハウジング半径方向において内側に位置する。
このように、バッフル部２２Ａの突出端が外周縁２０ａよりハウジング半径方向において内側に位置するため、バッフル部２２Ａによって上昇気流ｆｕを阻害でき、バッフル部２２Ａの上方で上昇気流ｆｕの流速が遅い領域ｃを形成できる。
【００４１】
例示的な実施形態では、図１２に示すように、バッフル部２２Ｂは断面が板状となるように構成され、バッフル部２２Ｂは、粉砕テーブル１８と分級部１６との間の高さ方向位置においてハウジング１２の中心軸Ｏ側に突出し、かつハウジング１２の周方向の一部の領域のみに延在する。  上記構成により、上昇気流ｆｕの流れを阻害し（バッフル効果）、バッフル部２２Ｂ埜上方に上昇気流ｆｕの流速が遅い領域を形成できる。これによって、分級部１６で微粒子Ｐｍと分級された粗粒子Ｐｃは、領域ｃを下降して粉砕テーブル１８にスムーズに戻ることができる。そのため、分級部１６付近の粗粒子Ｐｃの滞留を抑制でき、分級部１６の出口側の微粒子Ｐｍの微粉度低下を抑制できる。
また、分級された粗粒子Ｐｃは粉砕テーブル１８にスムーズに戻れるため、粗粒子Ｐｃの再粉砕が促進され、ハウジング内を循環する粗粒子の量を低減できるため、ハウジング内の圧力損失を低減でき、粉砕装置１０の動力増加を抑制できる。
さらに、ハウジング１２の周方向の一部のみにバッフル部２２を設けることで、バッフル部２２が設けられていない領域において上昇気流ｆｕをバッフル部２２で阻害することがないため、ハウジング内の圧力損失を抑制できる。
【００４２】
図示した実施形態では、図１２に示すように、バッフル部２２Ｂの上面２２ａは、粉砕ローラ２８より上方に設けられ、かつハウジング１２の中心軸Ｏに向かって下降する傾斜面を有する。これによって、バッフル部２２Ｂの上面２２ａに落下した粗粒子Ｐｃは、上面２２ａに留まることなく、粉砕ローラ２８に落下する。これによって、分級部１６を通過できない粗粒子Ｐｃは粉砕テーブル１８に速やかに戻るので、ハウジング１２内の圧力損失を抑制できる。
なお、図１２のように断面板状のバッフル部２２Ｂを備えた構成においても、図５に示すように、バッフル部２２Ｂの下面２２ｂをハウジング周方向において上昇気流ｆｕの旋回の流れの上流側から下流側へ向かって下方へ傾斜させるように構成してもよい。これによって、上昇気流ｆｕに随伴する粗粒子Ｐｃを下面２２ｂに衝突させることで、比較的大径の粗粒子を上昇気流ｆｕから分離できる。
【００４３】
例示的な実施形態では、被粉砕物Ｍｒが石炭であり、供給管２４から石炭が投入され、粉砕テーブル１８上に供給され、石炭粒子に粉砕される。分級部１６において、石炭粒子は微粒子Ｐｍと粗粒子Ｐｃとに分級され、微粒子Ｐｍが粉砕装置１０の外部に取り出される。
この実施形態によれば、被粉砕物Ｍｒが石炭である場合に、分級部１６付近の粗粒子Ｐｃの滞留を抑制できるため、粉砕装置出口側の微粒子Ｐｍの微粉度低下を抑制できる。また、粗粒子Ｐｃの再粉砕が促進され、ハウジング１２内を循環する粗粒子Ｐｃの量を低減できるため、ハウジング１２内の圧力損失を低減でき、粉砕装置１０の動力増加を抑制できる。
また、ハウジング周方向の一部のみにバッフル部２２を設けることで、上昇気流ｆｕを阻害せずに粗粒子Ｐｃの滞留を抑制できるため、ハウジング内の圧力損失を抑制できる。
【００４４】
一実施形態に係る微粉炭焚きボイラ６０は、図１３に示すように、粉砕装置１０と、粉砕装置１０によって得られた微粉炭Ｃｍを燃焼させるための火炉６２と、を備える。
図示した実施形態では、粉砕装置１０には、送風機６４から空気Ａが送り込まれるとともに、石炭バンカ７０及び給炭機７２から原料（被粉砕物）としての石炭が供給されるようになっている。
【００４５】
送風機６４に送り込まれた燃焼用空気Ａは空気Ａ１と空気Ａ２に分岐される。このうち、空気Ａ１は、送風機６６によって粉砕装置１０に搬送される。空気Ａ１の一部は、予熱器８０によって加熱されて温空気として粉砕装置１０に搬送される。ここで、予熱器８０によって加熱された温空気と、送風機６６から予熱器８０を経由せずに直接搬送される冷空気とは、混合空気が適温となるように混合調整されてから粉砕装置１０に供給されるようになっていてもよい。このようにして、粉砕装置１０に供給された空気Ａ１は、粉砕装置１０の内部においてスロート２０（図１参照）からハウジング１２の内部に吹き出されるようになっている。
【００４６】
被粉砕物Ｍｒとしての石炭は、石炭バンカ７０に投入された後、給炭機７２により定量ずつ、供給管２４（図１参照）を介して粉砕装置１０に供給される。スロート２０からの空気Ａ１の気流により乾燥されながら粉砕装置１０にて粉砕されて生成した微粉炭Ｃｍは、排出部２６（図１参照）から空気Ａ１により搬送されて、火炉６２のウィンドボックス７４内の微粉炭バーナ（不図示）を介して火炉（ボイラ本体）６２に送られて、バーナにより着火されて燃焼する。
【００４７】
なお、送風機６４に送り込まれた燃焼用空気Ａのうち空気Ａ２は、予熱器６８及び予熱器８０により加熱されて、ウィンドボックス７４を介して火炉６２に送られ、火炉６２内で微粉炭Ｃｍの燃焼に供される。
【００４８】
火炉６２において微粉炭Ｃｍの燃焼で生成した排ガスは、集塵機７６で塵埃が除去された後、脱硝装置７８に送られ、排ガス中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）が還元される。そして、該排ガスは、予熱器８０を経て送風機８２で吸引され、脱硫装置８４で硫黄分が除去され、煙突８６から大気中に放出される。
【００４９】
上述した微粉炭焚きボイラ６０では、粉砕装置１０において、分級部１６で微粉炭Ｃｍと分級された粗粒子Ｐｃをスムーズに粉砕テーブル１８に戻すことができる。これによって、粉砕装置出口側の微粒子Ｐｍの微粉度を向上できると共に、ハウジング１２内の圧力損失を低減でき、粉砕装置１０の動力増加を抑制できる。
また、粗粒子Ｐｃの混入が抑制された微粉炭Ｃｍを燃焼させるので、燃焼ガスにおけるＮＯｘなどの大気汚染物質を低減でき、かつ灰中未燃分を低減することができ、これによって、ボイラ効率を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、粉砕装置の出口側微粒子の微粒度の低下を抑制でき、かつ粉砕装置のハウジング内の圧力損失の増加を抑制して粉砕装置の動力増加を抑制できる。また、かかる粉砕装置を備える微粉炭焚きボイラにおいて、燃焼ガスにおけるＮＯｘなどの大気汚染物質を低減でき、かつ灰中未燃分を低減できる。
【符号の説明】
【００５１】
１０        粉砕装置
１２        ハウジング
１２ａ    円環部
１４        粉砕部
１６        分級部
１８        粉砕テーブル
２０        スロート
２０ａ    外周縁
２２（２２Ａ、２２Ｂ）    バッフル部
２２ａ    上面
２２ｂ    下面
２２ｃ    中間面
２４        被粉砕物供給管
２６        微粒子排出部
２８        粉砕ローラ
３０        駆動部
３２        加圧装置
３４        搬送ガスダクト
３６        軸受
３８        環状回転部
４０        回転フィン
４２        整流コーン
４４        モータ
６０        微粉炭焚きボイラ
６２        火炉
Ｃｍ        微粉炭
Ｍｒ        被粉砕物
Ｏ          中心軸
Ｐｃ        粗粒子
Ｐｍ        微粒子
ｆｕ        上昇気流
ｇ          搬送ガス
【図１】
2017140566.tif 000003
【図２】
2017140566.tif 000004
【図３】
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【図４】
2017140566.tif 000006
【図５】
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【図６】
2017140566.tif 000008
【図７】
2017140566.tif 000009
【図８】
2017140566.tif 000010
【図９】
2017140566.tif 000011
【図１０】
2017140566.tif 000012
【図１１】
2017140566.tif 000013
【図１２】
2017140566.tif 000014
【図１３】
2017140566.tif 000015