(57)【要約】【課題】分級機の分級性能を向上するべく、気流の速度やこれに伴われる粒子の濃度分布をより均一にした、竪型ローラミルを提供する。【解決手段】ハウジング２と、ハウジング２内に被粉砕物を供給する供給部３と、ハウジング２内の底部に設けられて被粉砕物を粉砕する粉砕部４と、ハウジング２内において粉砕部４の上方に設けられた回転分級羽根８を有する回転分級機５と、粉砕部４で粉砕された粉砕物を回転分級機５に気流輸送する輸送機構６と、を備えてなる竪型ローラミル１である。ハウジング２の内壁面の、粉砕部４と回転分級機５との間に、粉砕部４側から回転分級機５側に上昇する気流を整流する整流板１４が複数枚設けられている。【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被粉砕物を供給する供給部と、
前記ハウジング内の底部に設けられて被粉砕物を粉砕する粉砕部と、
前記ハウジング内において前記粉砕部の上方に設けられた回転分級羽根を有する回転分級機と、
前記粉砕部で粉砕された粉砕物を前記回転分級機に気流輸送する輸送機構と、を備えてなり、
前記ハウジングの内壁面の、前記粉砕部と前記回転分級機との間に、前記粉砕部側から前記回転分級機側に上昇する気流を整流する整流板が複数枚設けられたことを特徴とする竪型ローラミル。
【請求項２】
前記整流板は、前記ハウジングの周方向に沿って設けられていることを特徴とする請求項１記載の竪型ローラミル。
【請求項３】
前記整流板は、鉛直方向に沿って配設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の竪型ローラミル。
【請求項４】
前記整流板は、鉛直方向に対して、下側から上側に行くにつれて傾斜して配設され、この鉛直方向に対して傾斜する方向が、前記回転分級機の前記回転分級羽根の回転方向と同じ方向であることを特徴とする請求項１又は２に記載の竪型ローラミル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、竪型ローラミルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、微粉炭やセメントなどの被粉砕物を所望の粒子径に粉砕し、分級する装置として、竪型ローラミルが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４参照）。
この竪型ローラミルは、粉砕部で被粉砕物を粉砕し、この粉砕物を気流に乗せて上昇させ、上昇した粉砕物を粉砕部の上方に設けられた分級機で分級するものである。
【０００３】
このような竪型ローラミルにあっては、気流に混在させる粒子（粉砕物）を粒子直径によって分類するための分級機、例えば回転分級機の性能が非常に重要となっており、その高性能化が望まれている。このような要求に対して従来では、回転分級機の形状や羽根形状などを工夫することなどにより、分級性能を高めていた。
【０００４】
ところで、分級機の分級性能を高く保つためには、この分級機に流入する気流の速度やこれに伴われる粒子の濃度分布を、均一な状態にするのが望ましいことが知られている。すなわち、気流の速度（流速）や粒子の濃度分布に大きな偏りがあると、本来、分級機に流入しないはずの大きな粒径の粒子が分級機に流入してしまい、所望の分級性能が得られなくなってしまうからである。
【特許文献１】特開平１１−０５７５１５号公報
【特許文献２】特開平０２−１５２５８２号公報
【特許文献３】特開平０９−８５１１１号公報
【特許文献４】特開平０９−１３１５４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、竪型ローラミル内部には、粉砕部を構成する回転ローラや周辺機器、ピボット装置など、複雑な形状をした構造物が多く設けられている。そのため、このローラミル内に形成される気流は、複雑で偏ったものとなっている。したがって、分級機の機能のみで分級性能を高く保つのは、非常に困難になっている。すなわち、回転分級機の場合、回転分級羽根の回転速度を高くすれば、気流の偏り等にもある程度は対応可能であるが、その場合には回転速度を上げることで回転分級機に多くの負荷がかかってしまい、装置の運転コストなどが過大になってしまう。また、回転分級機そのものを大きくすることが必要になることもある。
【０００６】
なお、前記の特許文献１は分級機の構造に関するものであるが、前述したように、分級機の性能をいくら向上させても、この分級機に流入する気流の偏りや粒子濃度の不均一さが改善されないと、より良好な分級を行うにはやはり限界がある。
また、特許文献２は分級機の外周ケーシングで整流する装置に関するものであるが、この装置が分級機外周に設置されていることから、分級機の下方から流れてきて分級機内に入る気流に対しては、整流効果が期待できない。
特許文献３は、竪型ローラミル内の流れの向きを変える装置に関するもので、ミル内部の流れを中心向きに偏流させる装置であるが、全体的な流れの向きは変えられても、二次流れなどは抑制できない。
特許文献４は、竪型ローラミル内の流れの向きを変える装置に関するもので、中央に逆円錐台形状の構造体を設置するものであるが、ミル内の流れ、特にケーシング側を制御するのは困難である。
【０００７】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、分級機の分級性能を向上するべく、気流の速度やこれに伴われる粒子の濃度分布をより均一にした、竪型ローラミルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は前記目的を達成するべく、竪型ローラミル内の気流についてシミュレーションを行ったところ、気流は分級機に到達する前の段階で、かなり複雑な流れになっていることが確認された。したがって、この分級機に到達する前の段階で気流を安定させることが、分級性能を向上するうえで効果的であるとの知見を得た。また、竪型ローラミル内に生じる気流には、旋回成分が付与されることが多く、したがって遠心力の効果により、ローラミルの内壁面近傍において上昇流れが形成されるとの知見も得た。そこで、このような知見のもとに鋭意検討を重ねた結果、本発明者は本発明を完成させた。
【０００９】
すなわち、本発明の竪型ローラミルは、ハウジングと、前記ハウジング内に被粉砕物を供給する供給部と、前記ハウジング内の底部に設けられて被粉砕物を粉砕する粉砕部と、前記ハウジング内において前記粉砕部の上方に設けられた回転分級羽根を有する回転分級機と、前記粉砕部で粉砕された粉砕物を前記回転分級機に気流輸送する輸送機構と、を備えてなり、前記ハウジングの内壁面の、前記粉砕部と前記回転分級機との間に、前記粉砕部側から前記回転分級機側に上昇する気流を整流する整流板が複数枚設けられていることを特徴としている。
【００１０】
この竪型ローラミルによれば、粉砕部と回転分級機との間に、粉砕部側から回転分級機側に上昇する気流を整流する整流板を設けたので、従来であれば、この上昇気流は複雑な流れとなって流速や粒子の濃度分布に大きな偏りを生じ、これに起因して分級機の分級性能が損なわれていたが、整流板を設けたことによって気流を整流できるので、この上昇気流の流速やこれに伴われる粉砕物粒子の濃度分布の偏りが抑制される。
【００１１】
また、前記竪型ローラミルにおいては、前記整流板は、前記ハウジングの周方向に沿って設けられているのが好ましい。
このようにすれば、整流効果が高まり、上昇気流の流速やこれに伴われる粉砕物粒子の濃度分布の偏りがより良好に抑制される。
【００１２】
また、前記竪型ローラミルにおいては、前記整流板は、鉛直方向に沿って配設されていてもよい。
このようにすれば、上昇気流がより良好に整流される。
【００１３】
また、前記竪型ローラミルにおいては、前記整流板は、鉛直方向に対して、下側から上側に行くにつれて傾斜して配設され、この鉛直方向に対して傾斜する方向が、前記回転分級機の前記回転分級羽根の回転方向と同じ方向であってもよい。
このようにすれば、整流板により、上昇気流が回転分級羽根の回転方向と同じ方向に旋回するようになるので、この上昇気流が回転分級羽根に流入する際の負荷が低減する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の竪型ローラミルにあっては、整流板を設けたことによって気流を整流し、上昇気流の流速やこれに伴われる粉砕物粒子の濃度分布の偏りを抑制しているので、上昇気流の流速やこれに伴われる粉砕物粒子の濃度分布を均一化し、これによって粒子径の大きい余計な粒子が分級機に到達することを抑制し、分級機の分級性能を向上することができる。また、分級機の分級性能が向上するので、分級機の回転速度を上げる等の分級機にかかる負担を軽減し、装置の運転コストの低減化を可能にするとともに、回転分級機そのものを大きくする必要もなくなり、装置コストの上昇も抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の竪型ローラミルを詳しく説明する。
図１は、本発明の竪型ローラミルの一実施形態の概略構成を示す図であり、図１において符号１は竪型ローラミルである。この竪型ローラミル１は、被粉砕物としての塊炭（原炭）を粉砕し、所望の粒径の微粉炭（粉砕物）を分級し排出するもので、ハウジング２と、ハウジング２内に被粉砕物を供給する供給部３と、ハウジング２内の底部に設けられた粉砕部４と、ハウジング２内に上部に設けられた回転分級機５と、粉砕物を回転分級機５に気流輸送する輸送機構６と、を備えて構成されたものである。
【００１６】
ハウジング２は、鉛直方向に沿って立てられた略円筒状のもので、その上部開口を覆って蓋体７を有したものである。蓋体７には、その中央部に円筒状の供給部３が挿通されている。この供給部３は、鉛直方向に沿って配置されたもので、その上部開口が蓋体７の外側に配置され、下部開口がハウジング２内の前記回転分級機５の下方に配置されたものである。供給部３の上部開口には、図示しないシューター等の原炭供給装置が接続されており、これによって所定量の塊炭（被粉砕物）が、ハウジング２内に自動的に供給されるようになっている。
【００１７】
また、蓋体７には、その底面側に回転分級機５が取り付けられている。この回転分級機５は、蓋体７の中心部に設けられた回転ロータ（図示せず）に、図２に示すように多数枚の回転分級羽根８を回転ロータの周方向に等間隔で配置したもので、駆動装置（図示せず）によって回転ロータを回転させることにより、回転分級羽根８を所定の回転速度、例えば数十〜百ｒｐｍ程度で同方向に回転させるものである。
【００１８】
そして、このような構成のもとに回転分級機５は、回転分級羽根８の回転によって生じる気流の遠心力により、所定の粒径より大きな粗粉を回転分級機５の外側に押しやり、この大きな粗粉を重力によって落下させる。また、所定の粒径より小さな微粉については、回転分級羽根８間をすり抜けさせ、通過させる。そして、図１に示すように蓋体７に設けられた排出管９を通過させ、ハウジング２の外部に製品微粉として排出するようになっている。
【００１９】
また、この回転分級機５の下方には、回転分級羽根８の下側に気流案内部１０が設けられている。この気流案内部１０は、下側を小径とし、上側と大径とする円錐台状のもので、その外周面に沿って後述する上昇気流を回転分級機５の外周側に案内するものである。
【００２０】
粉砕部４は、ハウジング２内の底部に設けられた粉砕テーブル１１と、この粉砕テーブル１１上を転動する複数の回転ローラ１２と、粉砕テーブル１１をハウジング２の周方向に沿って回転させるための駆動装置（図示せず）とを備えて構成されたものである。
粉砕テーブル１１は、複数のテーブルセグメント（図示せず）が円盤状に組み合わされたもので、この円盤が水平面上にて比較的低速で回転するよう構成されたものである。回転ローラ１２は、油圧あるいはバネ等によって粉砕テーブル１１の外周部に圧接させられ、その状態で粉砕テーブル１１の回転によりこの粉砕テーブル１１上を転動するものである。
【００２１】
このような構成のもとに粉砕部４は、前記供給部３から粉砕テーブル１１の中央部に供給された塊炭（被粉砕物）を、粉砕テーブル１１の遠心力によってその外周側に移動させ、各テーブルセグメントの上面と回転ローラ１２との間にかみ込み、圧縮力と剪断力とによって粉砕するようになっている。
【００２２】
輸送機構６は、ハウジング２の底部側側面に設けられた吸気部１３と、この吸気部１３の吸気口１３ａから外部の空気を吸入させるための吸引手段（図示せず）とを備えたもので、吸引手段によってハウジング２内に吸引した空気を粉砕テーブル１１上に案内し、その後、ハウジング２内を上昇させて前記回転分級機５に流入させるようにしたものである。このような構成のもとにこの輸送機構６は、ハウジング２内の底部側、すなわち粉砕テーブル１１側から、ハウジング２内の上部側、すなわち回転分級機５側に向かう気流を生じさせ、この気流に乗せて（同伴させて）粉砕テーブル１１上の粉砕物、すなわち微粉炭や一部の粗粉炭を上昇させ、回転分級機５側に輸送するようになっている。
【００２３】
そして、本発明においては、ハウジング２の内壁面の、粉砕部４と回転分級機５との間、すなわち回転ローラ１２の上端と回転分級機５の下端との間に、前記輸送機構６によって生じた気流を整流する矩形板状の整流板１４が設けられている。整流板１４は、図３（ａ）に示すように略円筒状のハウジング２の周方向に沿って、その内壁面に多数枚（複数枚）が等間隔で設けられている。また、これら整流板１４は、本実施形態では、図３（ｂ）に示すようにその長辺が鉛直方向に沿って配置され、短辺がハウジング２の中心に向けて放射状に配置されている。
【００２４】
整流板１４の高さ、すなわちその長辺の長さとしては、特に限定されないものの、より良好な整流効果を得るため、回転ローラ１２の少し上から回転分級機５の下端にまで延びる程度の長さとするのが好ましい。また、その幅、すなわち短辺の長さとしては、ハウジング２の半径（内径の半分）の１０〜３０％程度の長さ、好ましくは２０％程度の長さとされる。
また、整流板１４は鉄等の金属によって形成されたもので、その厚さについては、その端面によって気流を乱すことなく、さらに、気流に含まれる粉砕物（微粉炭）等が衝突することで破損しない強度を有する厚さとされる。
【００２５】
このような構成の竪型ローラミル１によって塊炭（原炭）を粉砕し、所望の粒径の微粉炭を分級し排出管９から排出するには、従来と同様にして供給部３より塊炭（原炭）を供給し、粉砕部４を駆動させるとともに、輸送機構６、回転分級機５をそれぞれ駆動させる。すると、塊炭は粉砕部４において粉砕され、粗粉炭や微粉炭となる。
【００２６】
ここで、本実施形態では、粒径が１００μｍ程度以下の微粉炭はこれを輸送する気流とともに回転分級機５内に流入させ、これより大きい粗粉炭は回転分級羽根８の遠心力によって外側に押しやるように、回転分級羽根８の回転速度等が設定されている。これは、粒径が１００μｍ程度を超えた粗粉炭は、例えば微粉炭焚ボイラの燃料として用いた場合に、燃焼に寄与しない未燃部分が残ってしまい、エネルギー効率を低下させてしまうからである。なお、整流板１４を設けない従来のものでは、本実施形態と同様にして、粒径が１００μｍ程度より大きい粗粉炭を回転分級羽根８の遠心力によって外側に押しやるように設定した場合でも、１ｍｍ程度の粗粉炭まで回転分級機５内に流入することがあった。
【００２７】
本実施形態では、粉砕部４において形成された粗粉炭や微粉炭は、輸送機構６によって生じさせられた気流に乗せられ、粉砕部４の粉砕テーブル１１上からハウジング２内の上部側に運ばれる。その際、輸送機構６の吸引手段によって吸引された空気は、ハウジング２の内周面に沿ってその周方向に案内され流れることにより、上昇流を形成する上昇成分とは別に、旋回流を形成する旋回成分が付与されるようになる。したがって、粗粉炭や微粉炭を乗せて運ぶ（同伴する）気流は、旋回成分を含むことでその遠心力によってハウジング２の内壁面側に流れるようになり、これによってこの内壁面近傍を上昇するようになる。
【００２８】
また、このようにして粉砕テーブル１１上で粗粉炭や微粉炭を同伴させた気流は、回転ローラ１２やこれを支持する支持機構（図示せず）などと衝突し、これらを回り込むことなどにより、二次流れを生じる。したがって、これら回転ローラ１２や支持機構を通過した時点では、粗粉炭や微粉炭を同伴する気流は、その流速や粉砕物粒子（粗粉炭、微粉炭）の濃度分布に偏りを有したものとなっている。
【００２９】
しかし、この気流は、ハウジング２の内壁面近傍を上昇して粉砕部４を通過し、回転ローラ１２の上端を越えると、多数枚の整流板１４によってその流れが整えられ、整流される。すなわち、前記の二次流れが整流板１４の長辺方向に沿って鉛直方向上方に向かう流れに変えられ、また、旋回成分も上昇成分に変更させられる。その結果、整流板１４を通過した気流は二次流れが抑制され上昇成分が増加した上昇流となり、流速の偏りが低減された状態で粉砕部４の上方に配置された回転分級機５側に向かう。
【００３０】
また、このように上昇する過程で、気流に同伴された粗粉炭は、その自重が気流の上昇力を上回ることで落下する。粗粉炭がその自重によって上昇気流から脱離することにより、整流板１４で整流された上昇気流は、同伴する粉砕粒子中の粗粉炭の割合が少なくなり、粉砕物粒子（粗粉炭、微粉炭）の濃度分布の偏りが低下することによって、回転分級機５内に流入させられて製品として排出される微粉炭の割合が高くなる。
【００３１】
よって、整流板１４を通過してさらに上昇する気流は、回転分級機５近傍に到ると、気流中に僅かに含まれる粒子径が１ｍｍ以上の粗粉炭はもちろん、粒子径が１００μｍ〜１ｍｍ程度の粒子についても、回転分級羽根８の回転による遠心力によってほとんどが押し戻され、遮断されて落下させられる。一方、粒子径が１００μｍ以下の微粉炭については、これを同伴する気流の速度が前記の遠心力よりも大となり、したがってこの遠心力に抗して回転分級機５内に流入する。そして、この回転分級機５内を経て排出管９より排出され、例えば微粉炭焚ボイラの燃料として用いられる。
【００３２】
このような構成の竪型ローラミル１にあっては、整流板１４を設けたことによって粉砕部４を通過し上昇してきた気流を整流し、上昇気流の流速やこれに同伴される粉砕物粒子の濃度分布の偏りを抑制しているので、上昇気流の流速や粉砕物粒子の濃度分布を均一化して粒子径の大きい余計な粗粉炭が回転分級機５に到達するのを抑制し、かつ、回転分級機５内に流入するのを抑制することができ、これによって回転分級機５による分級性能を向上することができる。
また、回転分級機５の分級性能を向上できるので、回転分級機５の回転速度を上げる等の分級機にかかる負担を軽減し、装置の運転コストの低減化を可能にするとともに、回転分級機５そのものを大きくする必要もなくなり、装置コストの上昇も抑えることができる。
【００３３】
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、前記実施形態では図３（ｂ）に示したように矩形状の整流板１４を、その長辺が鉛直方向に沿うように配置したが、このように長辺を鉛直方向に沿わせるのに代えて、図４に示すように長辺を鉛直方向に対し斜めに配設してもよい。すなわち、ハウジング２の周方向に沿って多数配設される整流板１４を、鉛直方向に対して下側から上側に行くにつれて傾斜させて（斜めに）配置する。その場合に、この鉛直方向に対し、下側から上側に向かって傾斜する方向を、前記回転分級機５の回転分級羽根８の回転方向と同じ方向にする。
【００３４】
このようにすれば、斜めに配設された整流板１４により、上昇気流を回転分級羽根８の回転方向と同じ方向に旋回させることができ、したがってこの上昇気流が回転分級羽根８に流入する際の負荷を低減し、回転分級機５の耐久性を向上するとともに、回転分級機５の出力に要するエネルギーの低減化を図ることができる。
【００３５】
また、前記実施形態では、本発明の竪型ローラミルを、塊炭を微粉炭に粉砕し分級するローラミルに適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、例えばセメントを所望の粒子径に粉砕し、分級するローラミルなど、種々の用途の竪型ローラミルに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の竪型ローラミルの一実施形態の概略構成を、模式的に示す要部断面図である。
【図２】回転分級機の概略構成図である。
【図３】整流板の配置を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は斜視図である。
【図４】整流板を斜めに配置した状態を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１…竪型ローラミル、２…ハウジング、３…供給部、４…粉砕部、５…回転分級機、６…輸送機構、１１…粉砕テーブル、１２…回転ローラ、１４…整流板
【図１】
2009297596.tif 000003
【図２】
2009297596.tif 000004
【図３】
2009297596.tif 000005
【図４】
2009297596.tif 000006