立式辊磨机的制作方法

本发明涉及一种具备旋转式分级部的立式辊磨机。

背景技术：

以往，已知一种辊磨机具备将煤炭等固体燃料进行粉碎并将其分级为比规定粒径小的微粒粉的分级器的辊磨机(例如，参照专利文献1。)。专利文献1中公开的辊磨机具备在内部配置有旋转式分级器的分级辅助锥体。分级辅助锥体在其上端部具备将流体改变成向旋转式分级器的横向旋流的多个偏流板。

专利文献1中公开的辊磨机将由于热风而上升的固定燃料通过偏流板作为横向旋流引导至分级辅助锥体的内部，并使包含于固定燃料的粗粒粉从分级辅助锥体的内壁面落向下方。从分级辅助锥体落下的粗粒粉在工作台通过粉碎辊被再次粉碎。在分级辅助锥体的内部通过旋转式分级器进行了分级的比规定粒径小的微粒粉被引导至辊磨机的外部。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第2617623号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

专利文献1中公开的辊磨机是旋转式分级部具备向下倾斜的旋转叶片的辊磨机。因此，当旋转叶片撞击粗粒粉时，粗粒粉朝向下方飞散。如专利文献1中公开的辊磨机，如果是具备分级辅助锥体的旋转式分级器，则朝向下方飞散的粗粒粉被分级辅助锥体回收并供给到工作台。

但是，在辊磨机具备不使用分级辅助锥体的旋转式分级器的情况下，当粗粒粉朝向下方飞散时，飞散的粗粒粉和欲流向旋转式分级器的内周侧空间的微粒粉发生干扰，使得微粒粉向内周侧空间的流入效率降低。

此外，由于该干扰，飞散的粗粒粉的一部分混入到向内周侧空间流入的微粒粉，从外周侧空间流向内周侧空间。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种立式辊磨机，其提高微粒粉从旋转式分级部的外周侧空间向内周侧空间的流入效率，并且抑制粗粒粉从外周侧空间流入内周侧空间。

技术方案

本发明为了解决上述问题，采用下述方案。

本发明的一方案的立式辊磨机具备：旋转工作台，通过来自驱动部的驱动力绕轴线旋转；燃料供给部，将固体燃料供给到所述旋转工作台；辊，对供给到所述旋转工作台的所述固体燃料进行粉碎；旋转式分级部，设于所述旋转工作台的上方并且使绕所述轴线配置的多个叶片绕该轴线旋转；以及鼓风部，对氧化性气体进行鼓风，所述氧化性气体用于将由所述辊粉碎的固体燃料向所述旋转式分级部进行供给，所述旋转式分级部将由所述辊粉碎的固体燃料中的比规定粒径小的微粒粉从外周侧空间引导至被所述多个叶片包围的内周侧空间，并且抑制通过与所述多个叶片的撞击而导致的比所述规定粒径大的粗粒粉向所述内周侧空间的侵入，所述多个叶片的每一个呈如下的形状：即与该叶片撞击的所述粗粒粉所飞散的飞散方向与所述微粒粉被引导至所述内周侧空间的流入方向不发生干扰，且所述飞散方向为比水平方向更朝向上方的方向。

根据本发明的一方案的立式辊磨机，由燃料供给部供给到旋转工作台的固体燃料在由辊粉碎之后与鼓风部鼓风的氧化性气体一起引导至旋转式分级部的外周侧空间。将粉碎的固体燃料中的比规定粒径小的微粒粉从外周侧空间引导至被多个叶片包围的内周侧空间。另一方面，抑制比规定粒径大的粗粒粉通过与多个叶片的撞击而导致的向内周侧空间的侵入。

根据本发明的一方案的立式辊磨机，与旋转式分级部的叶片撞击的粗粒粉所飞散的飞散方向与微粒粉被引导至内周侧空间的流入方向不发生干扰。因此，微粒粉向内周侧空间的流入被粗粒粉妨碍的情况得到抑制，能提高微粒粉从外周侧空间向内周侧空间的流入效率。

此外，当叶片与粗粒粉撞击时，粗粒粉向比水平方向更朝向上方的方向飞散。因此，在外周侧空间的叶片的附近区域形成从下方朝向上方的气流的流动，能抑制粗粒粉由于气流的流动的扰乱而从外周侧空间向内周侧空间流入的不良状况。

在本发明的一方案的立式辊磨机中，也可以是如下的构成：以所述轴线为中心的所述多个叶片的外周侧端部通过的面成为从沿所述轴线的上方朝向下方突出的圆锥台的侧面，该圆锥台的侧面与正交于所述轴线的平面所形成的角度为65度以上且75度以下。特别优选的是将该角度设为70度的结构。

发明人们得知：在使作为多个叶片的外周侧端部通过的面的圆锥台的侧面与正交于轴线的平面所形成的角度发生变化来进行旋转式分级部的分级性能的比较时，通过将该角度设为65度以上且75度以下，可得到较高的分级性能。特别是得知：通过将该角度设为70度，可得到较高的分级性能。

在此，所谓的分级性能是指，从旋转式分级部通过的分级后的固体碳质燃料中的第一粒径(例如，75μm)以下的微粒粉的累计重量比例和从旋转式分级部通过的分级后的固体碳质燃料中的比第一粒径大的第二粒径(例如，150μm)以上的粗粒粉的累计重量比例。前者的数值越大且后者的数值越小，则微粒粉的比例就越高且粗粒粉就越低，并评价为分级性能高。

根据本构成，通过将作为多个叶片的外周侧端部通过的面的圆锥台的侧面的倾斜角度设为相对于正交于轴线的平面为65度以上且75度以下(优选为70度)，能提高微粒粉从旋转式分级部的外周侧空间向内周侧空间的流入效率，并且抑制粗粒粉从外周侧空间向内周侧空间流入。

在本发明的一方案的立式辊磨机中，也可以是如下的构成：所述多个叶片的每一个呈将长度方向的一端部配置于沿所述轴线的上方且将另一端部配置于沿所述轴线的下方的平板状，并且所述长度方向从所述轴线方向倾斜，以使所述一端部比所述另一端部更位于后退至所述旋转式分级部的旋转方向的上游侧的位置。

根据该构成，长度方向从轴线方向倾斜以使平板状的叶片的长度方向的一端部比另一端部更位于后退至旋转式分级部的旋转方向的上游侧的位置。因此，平板状的叶片的法线方向成为比水平方向更朝向上方倾斜的方向。因此，与叶片撞击的粗粒粉向比水平方向更朝向上方的方向飞散。

因此，通过长度方向从轴线方向倾斜的平板状的叶片的作用，在外周侧空间的叶片的附近区域更可靠地形成从下方朝向上方的气流的流动，能抑制粗粒粉由于气流的流动的扰乱而从外周侧空间向内周侧空间流入的不良状况。

在上述构成的立式辊磨机中，也可以是：在从与所述轴线正交且通过该叶片和该轴线的径向观察所述叶片的情况下，所述长度方向从所述轴线方向以13度以上且23度以下的角度倾斜。

发明人们得知：在使长度方向从轴线方向倾斜的平板状的叶片的倾斜角度(从径向观察叶片的情况下，叶片的长度方向与轴线方向所成的角度)发生变化来进行旋转式分级部的分级性能的比较时，通过将该角度设为13度以上且23度以下的角度，可得到较高的分级性能。特别是得知：通过将该角度设为18度，可得到高的分级性能。

根据该构成，通过将长度方向从轴线方向倾斜的平板状的叶片的倾斜角度(从径向观察叶片的情况下，叶片的长度方向与轴线方向所成的角度)设为13度以上且23度以下的角度(优选为18度)，能提高微粒粉从旋转式分级部的外周侧空间向内周侧空间的流入效率，并且抑制粗粒粉从外周侧空间向内周侧空间流入。

有益效果

本发明能提供一种立式辊磨机，其提高微粒粉从旋转式分级部的外周侧空间向内周侧空间的流动效率，并且抑制粗粒粉从外周侧空间向内周侧空间的流入。

附图说明

图1是表示一实施方式的立式辊磨机的纵剖面图。

图2是图1所示的旋转式分级部的主视图。

图3是图2所示的旋转式分级部的a-a向视剖面图。

图4是将图1所示的旋转式分级部的主要部分放大后的纵剖面图。

图5是表示通过200目(mesh)的粒径的固定燃料的累计重量比例与未通过100目(mesh)而残存的粒径的固体燃料的累计重量比例的关系的图。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的一实施方式中的立式辊磨机进行说明。

立式辊磨机100是将煤炭等固体燃料粉碎且干燥，并将其分级为比规定粒径小的微粒粉的辊磨机。

如图1所示，本实施方式的立式辊磨机100具备旋转工作台10、燃料供给部20、辊30、旋转式分级部40、吹出口50(鼓风部)、外壳60、驱动部70以及旋转用叶片80。

旋转工作台10是在铅直方向延伸且绕作为立式辊磨机100的中心轴线的轴线x旋转的圆板状的构件。旋转工作台10具有中央部10a和外周部10b。外周部10b呈朝向沿轴线x的下方的凹形状。旋转工作台10通过从驱动部70介由驱动轴71传递的驱动力而绕轴线x旋转。

燃料供给部20是从旋转工作台10的上方沿轴线x将固体燃料供给到中央部10a的筒状的构件。燃料供给部20将从加煤机(省略图示)供给的固体燃料向旋转工作台10的中央部10a供给。

辊30具有：辊主体32，按压旋转工作台10的外周部10b；摆动轴31，作为使辊主体32摆动的中心轴；以及支承轴33，支承辊主体32。辊30通过按压机构(省略图示)按压支承轴33，使辊主体32绕摆动轴31旋转。辊主体32随着绕摆动轴31旋转，而按压旋转工作台10的外周部10b。

辊主体32随着按压旋转工作台10的外周部10b而绕轴线y旋转。辊主体32通过赋予旋转工作台10的按压力来粉碎固体燃料，该固体燃料随着旋转工作台10的旋转从中央部10a向外周部10b移动。

虽然在图1中只示出了一个棍30，但是以按压旋转工作台10的外周部10b的方式绕轴线x的周向隔着固定间隔配置有多个辊30。例如，在外周部10b上绕轴线x以120°的角度间隔配置有三个辊30。在该情况下，三个辊30与旋转工作台10的外周部10b接触的部分(按压的部分)离旋转工作台10的中央部10a的距离呈等距离。

旋转式分级部40是如下的装置：通过使绕轴线x以固定间隔配置的多个分级叶片41(叶片)绕轴线x旋转，将通过辊30粉碎的固体燃料分级为比规定粒径小的微粒粉。如图1所示，旋转式分级部40被设为：在旋转工作台10的上方绕轴线x包围燃料供给部20。旋转式分级部40通过驱动马达(省略图示)被施加绕轴线x旋转的动力。关于旋转式分级部40的细节在后进行说明。

旋转式分级部40通过绕轴线x旋转的分级叶片41所产生的离心力(远离轴线x的方向的力)和由从后述的吹出口50流入的一次空气的气流产生的向心力(靠近轴线x的方向的力)的平衡，将固定燃料分级为比规定粒径小的微粒粉和比规定粒径大的粗粒粉。即，旋转式分级部40将通过辊30粉碎的固体燃料中的比规定粒径小的微粒粉从外周侧空间s1引导至被多个分级叶片41包围的内周侧空间s2。此外，旋转式分级部40抑制通过与多个分级叶片41的撞击而导致的比规定粒径大的粗粒粉向内周侧空间s2的侵入。

此处所谓的规定粒径是指例如75μm以下的粒径。旋转式分级部40将各种粒径的固体燃料混合状态下的气流分级为微粒粉和粗粒粉。由于微粒粉和粗粒粉分别是较细的粒子，因此旋转式分级部40无法使微粒粉和粗粒粉完全分离。旋转式分级部40以包含于向供给流路42供给的固体燃料的规定粒径以下的固体燃料的累计重量比例成为规定比例以上的方式分级固体燃料：。作为目标的分级性能是：例如，包含于向供给流路42供给的固体燃料的75μm以下的粒径的固体燃料的累计重量比例成为80％以上。

吹出口50是：对用于将通过辊30粉碎的固体燃料向旋转式分级部40供给的一次空气(一次氧化性气体)进行鼓风的装置。吹出口50在旋转工作台10的外周侧设于绕轴线x的多个位置。吹出口50使从一次空气流路51流入的一次空气流出到外壳60内的旋转工作台的上方的空间。

在吹出口50的上方设置有回旋用叶片80，以便对从吹出口50流出的一次空气施加绕轴线x回旋的回旋力。如图1中实线和虚线的箭头所示，通过回旋用叶片80被施加回旋力的一次空气将在旋转工作台10上被粉碎的固体燃料引导至外壳60的上方的旋转式分级部40。需要说明的是，如图1中的实线和虚线的箭头所示，混合于一次空气的固体燃料的粉碎物中粒径较大的粉碎物不到达旋转式分级部40的内周侧空间s2而落下并再次返回到旋转工作台10。

外壳60是容纳立式辊磨机100的各部分的框体。在外壳60的上方插入有筒状的燃料供给部20。此外，外壳60的上方与在旋转式分级部40将比规定粒径更小的微粒粉向外部供给的供给流路42连通。此外，外壳60的下方与供给一次空气的一次空气流路51连通。

驱动部70是使驱动轴71绕轴线x旋转的驱动源。驱动轴71的顶端与旋转工作台10连结。旋转工作台10随着驱动轴70绕轴线x旋转而绕轴线x旋转。

接着，参照图2～图4说明本实施方式中的旋转式分级部40。

如图2所示，旋转式分级部40从沿轴线x的上方朝向下方突出，并且呈与轴线x正交的截面的截面积从上方朝向下方逐渐变小的形状。此外，如图3所示，以轴线x为中心的多个分级叶片41的外周侧端部41c通过的位置(图3中虚线所示的位置)成为以轴线x为中心的圆周上的位置。

因此，以轴线x为中心的多个分级叶片41的外周侧端部41c通过的面成为从沿轴线x的上方朝向下方突出的圆锥台的侧面。

如图4所示，将多个分级叶片41的外周侧端部41c通过的圆锥台的侧面与正交于轴线x的平面所形成的角度设为θ1。

如图2所示，多个分级叶片41分别是在沿轴线z的长度方向延伸的平板状的构件。多个分级叶片41的各自的长度方向的一端部41a配置在沿轴线x的上方，另一端部41b配置在沿轴线x的下方。如图2所示，沿轴线z的长度方向从轴线x方向仅倾斜θ2，以使一端部41a比另一端部41b更位于后退至旋转式分级部40的旋转方向(图2中箭头所示的从右朝向左的方向)的上游侧的位置。

如前所述，旋转式分级部40通过分级叶片41所产生的离心力(从轴线x远离的方向的力)和由从吹出口50流入的一次空气的气流产生的向心力(靠近轴线x的方向的力)的平衡，将固定燃料分级为比规定粒径小的微粒粉和比规定粒径大的粗粒粉。因此，理想的是：欲从外周侧空间s1流入内周侧空间s2的微粒粉的流入方向与撞击到分级叶片41的粗粒粉的飞散方向不发生干扰。

当微粒粉的流入方向与粗粒粉的飞散方向发生干扰时，微粒粉的流入被粗粒粉的飞散妨碍，并且粗粒粉的飞散被微粒粉的流入妨碍。如此一来，从旋转式分级部40排出到供给流路42的固体燃料所包含的微粒粉的累计重量比例下降，并且固体燃料所包含的粗粒粉的累计重量比例增加，使旋转式分级部40的分级性能下降。

图4表示了如下的例子：沿着与轴线x平行的流入方向fi1从下方流入的粗粒粉在位置p与分级叶片41撞击并向飞散方向fo1飞散，沿着从轴线x倾斜的流入方向fi2从下方流入的粗粒粉在位置p与分级叶片41撞击并向飞散方向fo2飞散。

如图4所示，在以使微粒粉的流入方向与粗粒粉的飞散方向不发生干扰的方式设定分级叶片41的形状的情况下，与分级叶片41撞击而飞散的粗粒粉比水平方向更朝向上方飞散并到达外壳60的内周面，形成沿外壳60的内周面向下方落下的流动。

如图4所示，为了形成沿外壳60的内周面向下方落下的流动，理想的是：使与分级叶片41撞击的粗粒粉朝向外壳60的上方飞散而可靠地到达内周面附近。

因此，在本实施方式中，长度方向从轴线x方向仅倾斜θ2，以使分级叶片41的一端部41a比另一端部41b更位于后退至旋转式分级部40的旋转方向的上游侧的位置。通过这样的倾斜，对与分级叶片41撞击的粗粒粉施加向从水平方向仅向上θ2的方向飞散的力。

如上所述，理想的是，分级叶片41的形状呈如下的形状：粗粒粉所飞散的飞散方向fo1、fo2与微粒粉被引导至内周侧空间s2的流入方向fi1、fi2不发生干扰，且飞散方向fo1、fo2为比水平方向更朝向上方的方向。

发明人们在使用使前述的θ1和θ2的角度发生变化的各种形状的分级叶片41对旋转式分级部40的分级性能进行比较时，得到了图5所示的结果。

图5是表示通过200目的粒径的固定燃料的累计重量比例与未通过100目而残存的粒径的固体燃料的累计重量比例的关系的图。

图5中所示的200目通过率是指：从旋转式分级部40排出到供给流路42的固体燃料中的通过200目的筛子的固体燃料(粒子直径在75μm以下的微粒粉)的累计重量比例。

另一方面，图5所示的100目残存率比是指：从旋转式分级部40排出到供给流路42的固体燃料中的未通过100目的筛子的固体燃料(粒子直径在150μm以上的微粒粉)的累计重量比例。图5所示的100目残存率比表示将固定的100目残存率设为1的情况下的残存率的比率。

在图5中，在200目通过率相同的情况下，100目残存率比小的一方分级性能较高。此外，在100目通过率比相同的情况下，200目通过率较小的一方分级性能较高。

图5所示的结果表示：在呈不使分级叶片41的长度方向从轴线x方向倾斜(θ2＝0°)的形状的情况下，将θ1设定为70°的情况下的分级性能比将θ1设定为60°或80°的情况下的分级性能高。

此外，图5所示的结果表示：在将分级叶片41设为θ1为70°的形状的情况下，当将θ2设定为18°左右时的分级性能比将θ2设为0°的情况下的分级性能高。

从图5所示的结果发明人们得知：通过将θ1设定在以下的算式(1)的范围，可表现出较高的分级性能。特别是得知：通过将θ1设定为70°，可表现出较高的分级性能。

65°≤θ1≤75°(1)

此外，从图5所示的结果发明人们得知：通过将θ2设定在以下的算式(2)的范围，可表现出更高的分级性能。特别是得知：通过将θ2设定为18°，可表现出较高的分级性能。

13°≤θ2≤23°(2)

通过满足以上的算式(1)，分级叶片41的形状呈如下的形状：粗粒粉所飞散的飞散方向fo1、fo2与微粒粉被引导至内周侧空间s2的流入方向fi1、fi2不发生干扰，且飞散方向fo1、fo2呈比水平方向更朝向上方的方向。

在该情况下，将θ2设定在以下的算式(3)的范围即可。

0°≤θ2≤23°(3)

此外，通过满足算式(1)以及算式(2)这两者，能设定出满足更高的分级性能的分级叶片41的形状。

以上说明了本实施方式的立式辊磨机100所起的作用以及效果。

根据本实施方式的立式辊磨机100，由燃料供给部20供给到旋转工作台10的固体燃料在由辊30粉碎之后与吹出口50所鼓风的一次空气一起被引导至旋转式分级部40的外周侧空间s1。将粉碎的固体燃料中的比规定粒径小的微粒粉从外周侧空间s1引导至被多个分级叶片41包围的内周侧空间s2。另一方面，抑制比规定粒径大的粗粒粉通过与多个分级叶片41的撞击而导致的向内周侧空间s2的侵入。

根据本实施方式的立式辊磨机100，与旋转式分级部40的分级叶片41撞击的粗粒粉所飞散的飞散方向fo1、fo2与微粒粉被引导至内周侧空间s2的流入方向fi1、fi2不发生干扰。因此，微粒粉向内周侧空间s2的流入被粗粒粉妨碍的情况得到抑制，能提高微粒粉从外周侧空间s1向内周侧空间s2的流入效率。

此外，当分级叶片41与粗粒粉撞击时，粗粒粉向比水平方向更朝向上方的方向飞散。因此，在外周侧空间s1的分级叶片41的附近区域形成从下方朝向上方的气流的流动，能抑制粗粒粉由于气流的流动的扰乱而从外周侧空间s1向内周侧空间s2流入的不良状况。

本实施方式的立式辊磨机100以轴线x为中心的多个分级叶片41的外周侧端部41c通过的面成为从沿轴线x的上方朝向下方突出的圆锥台的侧面，圆锥台的侧面与正交于轴线x的平面所形成的角度为65度以上且75度以下。特别优选的构成是将该角度设为70度的结构。

发明人们得知：在使作为多个分级叶片41的外周侧端部41c通过的面的圆锥台的侧面与正交于轴线x的平面所形成的角度θ1发生变化来进行旋转式分级部40的分级性能的比较时，通过将该角度设为65度以上且75度以下，可得到较高的分级性能。特别是得知：通过将该角度设为70度，可得到较高的分级性能。

根据本实施方式，通过将作为多个分级叶片41的外周侧端部41c通过的面的圆锥台的侧面的倾斜角度θ1设为相对于正交于轴线x的平面为65度以上且75度以下(优选为70度)，能提高微粒粉从旋转式分级部40的外周侧空间s1向内周侧空间s2的流入效率，并且抑制粗粒粉从外周侧空间s1向内周侧空间s2流入。

在本实施方式的立式辊磨机100中，多个分级叶片41分别呈将沿轴线z的长度方向的一端部41a配置于沿轴线x的上方并且将另一端部41b配置于沿轴线x的下方的平板状，并且长度方向从轴线方向仅倾斜θ2，以使一端部41a比另一端部41b更位于后退至旋转式分级部40的旋转方向的上游侧的位置。

根据本实施方式，长度方向从轴线x方向仅倾斜θ2，以使平板状的分级叶片41的长度方向的一端部41a比另一端部41b更位于后退至旋转式分级部40的旋转方向的上游侧的位置。因此，平板状的分级叶片41的法线方向成为比水平方向更朝向上方仅倾斜了角度θ2的方向。因此，与分级叶片41撞击的粗粒粉向比水平方向更朝向上方的方向飞散。

因此，通过长度方向从轴线x方向仅倾斜了角度θ2的平板状的分级叶片41的作用，在外周侧空间s1的分级叶片41的附近区域更可靠地形成从下方朝向上方的气流的流动，能抑制粗粒粉由于气流的流动的扰乱而从外周侧空间s1向内周侧空间s2流入的不良状况。

在本实施方式的立式辊磨机100中，在从与轴线x正交且通过分级叶片41和轴线x的径向观察分级叶片41的情况下，长度方向从轴线x方向以13度以上且23度以下的角度倾斜。

发明人们得知：在使长度方向从轴线x方向倾斜的平板状的分级叶片41的倾斜角度(从径向观察分级叶片41的情况下，分级叶片41的长度方向与轴线x方向所成的角度)发生变化来进行旋转式分级部40的分级性能的比较时，通过将该角度设为13度以上且23度以下的角度，可得到较高的分级性能。特别是得知：通过将该角度设为18度，可得到较高的分级性能。

根据本实施方式，能提高微粒粉从旋转式分级部40的外周侧空间s1向内周侧空间s2的流入效率，并且抑制粗粒粉从外周侧空间s1向内周侧空间s2流入。

符号说明

10旋转工作台

10a中央部

10b外周部

20燃料供给部

30辊

31摆动轴

32辊主体

33支承轴

40旋转式分级部

41分级叶片(叶片)

41a一端部

41b另一端部

41c外周侧端部

42供给流路

50吹出口(鼓风部)

51一次空气流路

60外壳

70驱动部

71驱动轴

80回旋用叶片

100立式辊磨机

s1外周侧空间

s2内周侧空间

x、y轴线