立式辊磨机的制作方法

本公开内容涉及立式辊磨机。

本申请基于在2016年7月21日于日本申请的特愿2016-143225号以及在2017年1月31日提交国际申请的pct/jp2017/003350号主张优先权，在此援用其内容。

背景技术：

作为立式辊磨机，公知有例如专利文献1记载的生物质研磨机。锅炉的燃料主要为煤炭，然而，近年作为削减二氧化碳的对策，研究将可再生且环境负担小的木质类生物质作为燃料。为了将木质类生物质作为锅炉的燃料，需要将固结成颗粒状的木质类生物质粉碎成能够被燃烧器燃烧掉的大小。

在专利文献1中记载的生物质研磨机构成为：以煤炭粉碎用的煤炭辊磨机为基础，未经大的改良或者大的设备变更地而以低成本粉碎木质类生物质。在粉碎木质类生物质的情况下，由于木质类生物质比煤炭更轻，并且纤维质彼此缠绕，因此在壳体内一边回旋一边上升，由此容易滞留在壳体内。

为此，专利文献1中记载的生物质研磨机在供给木质类生物质的滑槽的周围具备具有圆筒部的节流筒，通过壳体与圆筒部形成节流流路，使从粉碎台的周围喷出的气流的流路面积减小，从而加速气流的流速，改善木质类生物质的排出性。

另外，在专利文献2、专利文献3、专利文献4、专利文献5中也公开了立式辊磨机。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国特开2013-184115号公报

专利文献2：日本国特开2011-251222号公报

专利文献3：日本国特开2016-087544号公报

专利文献4：日本国特开平10-180126号公报

专利文献5：日本国特开2013-158667号公报

技术实现要素：

发明要解决的技术问题

经过多次实验提出了以下结构：通过将节流流路中的流速控制为规定的流速，使得木质类生物质能够适当地通过节流流路。然而，若节流流路的间隙尺寸很小，则即便是比规定的流速慢的流速，也确认到了未粉碎物通过节流流路的现象。

本公开内容鉴于上述情况，目的是提供一种立式辊磨机，在木质类生物质能够适当地通过节流流路的规定流速下，能够抑制未粉碎物通过节流流路。

用于解决上述技术问题的方案

本公开内容的第一方案是一种立式辊磨机，具备：壳体；滑槽，将被粉碎物供给至壳体的中心部；粉碎部，设置于滑槽的下方，粉碎被粉碎物；排出管，设置于粉碎部的上方；输送机构，形成将由粉碎部粉碎后的粉碎物输送至排出管的气流，在粉碎部与排出管之间具有将气流的流路面积缩窄的节流流路，节流流路形成在第1节流环与第2节流环之间，第1节流环设置于壳体的中心部，第2节流环从壳体朝向壳体的中心部突出地设置。

发明效果

根据本公开内容，节流流路形成在第1节流环与第2节流环之间，第1节流环设置于壳体的中心部，第2节流环从壳体朝向壳体的中心部突出地设置。即，节流流路在比壳体更靠内侧的区域形成为环状。节流流路中气流的流速取决于节流流路的流路面积的大小。在像以往那样地沿着壳体形成规定的流路面积的节流流路的情况下，节流流路的半径变大而节流流路的间隙尺寸变小，从而变得容易产生未粉碎物通过节流流路的现象。另一方面，在如本公开内容那样地在壳体的内侧的区域形成规定的流路面积的节流流路的情况下，由于能够确保节流流路的半径变小而节流流路的间隙尺寸变大，所以能够抑制未粉碎物通过节流流路的现象。

因此，在本公开内容中，能够抑制规定流速下的未粉碎物通过节流流路。

附图说明

图1是本公开内容的实施方式中的立式辊磨机的概略构成图。

图2是本公开内容的实施方式中的立式辊磨机的主要部位放大图。

图3是示出了颗粒(粉碎物)的上浮流速与管道直径/颗粒长度的关系的图表。

图4是本公开内容的实施方式的一变形例的立式辊磨机的概略构成图。

图5是本公开内容的实施方式的一变形例的立式辊磨机的概略构成图。

图6是本公开内容的实施方式的一变形例的立式辊磨机的概略构成图。

图7是本公开内容的实施方式的一变形例的立式辊磨机的俯视剖视图。

图8是本公开内容的实施方式的一变形例的立式辊磨机的概略构成图。

具体实施方式

以下参照附图对本公开内容的实施方式进行说明。

图1是本公开内容的实施方式中的立式辊磨机1的概略构成图。图2是本公开内容的实施方式中的立式辊磨机1的主要部位放大图。

本实施方式的立式辊磨机1粉碎固结成颗粒状的木质类生物质(被粉碎物)并随着气流排出。在图1中用附图标记p表示的箭头表示颗粒(被粉碎物)的流向，用附图标记f表示的箭头表示气流。

如图1所示，立式辊磨机1具备：壳体2；滑槽3，将被粉碎物供给至壳体2的中心部；粉碎部4，设置于壳体2的内部；排出管9，设置于粉碎部4的上方；输送机构6，将粉碎物气流输送至排出管9；后述的第1节流环20以及后述的第2节流环30。

壳体2是沿着垂直方向竖立的大致圆筒状，且具有覆盖壳体2的上部开口的盖体7。圆筒状的滑槽3插通盖体7的中心部。该滑槽3沿着垂直方向配置，且滑槽3的上部开口配置在盖体7的外侧，滑槽3的下部开口配置在壳体2的内部的旋转分级机5的下方。在滑槽3的上部开口连接了未图示的颗粒供给装置，由此将规定量的木质类生物质的颗粒(被粉碎物)供给至壳体2的内部。

此外，在盖体7的里表面一侧安装有旋转分级机5。在设置于盖体7的中心部的转子(未图示)，沿转子的圆周方向等间隔地配置有多枚旋转分级叶片8。该旋转分级机5通过未图示的驱动装置使转子旋转，从而使旋转分级叶片8以规定的旋转速度旋转。

粉碎部4具备旋转台11与多个粉碎辊12，旋转台11设置于壳体2的底部，粉碎辊12在该旋转台11上转动。

旋转台11在水平面上以低速旋转。

粉碎辊12利用辊加压装置而压接于旋转台11，在该状态下通过旋转台11的旋转，使得粉碎辊12在旋转台11上转动。

具有这样的构成的粉碎部4，通过作用于颗粒(被粉碎物)的离心力将从滑槽3供给至旋转台11中心部的颗粒(被粉碎物)从旋转台11上移动至旋转台11的外周侧，并将颗粒(被粉碎物)咬入至旋转台11的上表面与粉碎辊12之间，进而通过压缩力或者剪切力粉碎颗粒(被粉碎物)。

输送机构6具备空气导入部13以及空气导入机构(未图示)，空气导入部13设置于壳体2的底部侧面，空气导入机构从该空气导入部13的导入口13a导入外部的空气。像这样的输送机构6，通过空气导入机构将空气引导至旋转台11的外缘部，然后，使空气在壳体2的内部上升并流入排出管9。输送机构6产生从壳体2的底部即旋转台11朝向壳体2的上部即排出管9的气流，并乘着(随同)该气流将粉碎物输送至排出管9。

像这样的立式辊磨机1在粉碎部4与排出管9之间具有将气流的流路面积缩窄的节流流路10。节流流路10加速气流的流速，从而改善容易滞留在壳体2内的大的粉碎物(木质类生物质)的排出性。该节流流路10形成在第1节流环20与第2节流环30之间，第1节流环20设置于壳体2的中心部，第2节流环30从壳体2朝向壳体2的中心部突出地设置。

第1节流环20设置于滑槽3的周围。该第1节流环20设置于从旋转分级机5的下端直到滑槽3的下部为止的区域。第1节流环20从滑槽3朝向壳体2的内壁2a并向壳体2的半径方向外侧突出(鼓出)。

第2节流环30设置于壳体2的内壁2a。该第2节流环30在壳体2的半径方向上被设置在能够与第1节流环20对置的高度。第2节流环30从壳体2的内壁2a朝向滑槽3并向壳体2的半径方向内侧突出(鼓出)。

如图2所示，在第1节流环20以及第2节流环30的至少任一方(在本实施方式中为双方)的上部，形成以接近另一方的方式向下方倾斜的倾斜面21、31。即，倾斜面21形成于第1节流环20(一方)的上部，并以接近第2节流环30(另一方)的方式向下方倾斜。此外，倾斜面31形成于第2节流环30(一方)的上部，并以接近第1节流环20(另一方)的方式向下方倾斜。

第2节流环30具有比第1节流环20的外径更大的内径。即，在壳体2的半径方向上，第2节流环30与第1节流环20之间隔着间隙w而对置。该间隙w成为节流流路10。在以下的说明中，也将该间隙w称为节流流路的间隙w。在本实施方式中，节流流路10形成于比壳体2的半径的1/2更靠外侧的区域。此外，第2节流环30的内径小于壳体2的内壁2a的直径。即，节流流路10形成于比壳体2的内壁2a更靠内侧的区域。

形成于第2节流环30的倾斜面31，以从壳体2的内壁2a接近壳体2的中心部的方式向下方倾斜。倾斜面21、31以大于粉碎物的静止角的角度α1、α2形成。在本实施方式中，角度α1、α2分别形成为60°的角度。另外，角度α1、α2只要是粉碎物的静止角以上的角度，也可以是不同的角度。

第1节流环20与第2节流环30之间的对置面22、32形成为平坦面。形成于第1节流环20的对置面22从倾斜面21的下端向垂直下方延伸规定距离。此外，形成于第2节流环30的对置面32从倾斜面31的下端向垂直下方延伸规定距离。即，对置面22、32平行地形成规定距离的长度。

第1节流环20以及第2节流环30的至少任一方(在本实施方式中为双方)的下部，以远离另一方的方式形成向下方倾斜的倾斜面23、33。即，倾斜面23形成于第1节流环20(一方)的下部，并以远离第2节流环30(另一方)的方式向下方倾斜。此外，倾斜面33形成于第2节流环30(一方)的下部，并以远离第1节流环20(另一方)的方式向下方倾斜。

倾斜面23从对置面22的下端一直形成到滑槽3的下部。此外，倾斜面33从对置面32的下端一直形成到壳体2的内壁2a。倾斜面23、33从对置面22、32的下端分别以角度β1、β2形成。

在本实施方式中，角度β1、β2分别形成为45°的角度。另外，角度β1、β2也可以是相互不同的角度。

图3是示出了颗粒(粉碎物)的上浮流速与管道直径/颗粒长度的关系的图表。该图表示出颗粒吹起试验的试验结果，该颗粒吹起试验改变颗粒长度与管道直径，从而对未粉碎的颗粒上浮的流速进行评价。

上浮流速a是未粉碎的颗粒能够通过节流流路10的流速。即，通过将流速设定为上浮流速a以下，例如能够使颗粒不通过节流流路10而回到粉碎部4，并且，能够防止发生颗粒滞留在第1节流环20以及第2节流环30的上部。

如图3所示，可知若使管道直径/颗粒长度的比率为规定的值b以上，则上浮流速成为基本恒定的上浮流速a(目标值)，另一方面，若管道直径/颗粒长度的比率不足规定的值b，则即便是比上浮流速a慢的上浮流速，未粉碎的颗粒也会上浮。这是由于，若颗粒的长度接近管道直径即图2所示的第1节流环20与第2节流环30的间隙w的大小，则会产生未粉碎的颗粒通过节流流路10这样的未粉碎物通过节流流路10的现象。

如图1所示，本实施方式的立式辊磨机1的节流流路10形成在第1节流环20与第2节流环30之间，第1节流环20设置于壳体2的中心部，第2节流环30从壳体2朝向壳体的中心部突出地设置。即，节流流路10在比壳体2更靠内侧的区域形成为环状。节流流路10中的气流的流速取决于节流流路10的流路面积的大小。在如专利文献1所示地，沿着壳体2的内壁2a形成规定的流路面积的节流流路10的情况下，节流流路10的半径变大而节流流路10的间隙w的尺寸变小，从而容易发生未粉碎物通过节流流路10的现象。另一方面，如本实施方式所示地，在壳体2的内侧的区域形成规定的流路面积的节流流路10的情况下，能够确保节流流路10的半径变小而节流流路10的间隙w的尺寸变大。即，容易将管道直径(间隙w)/颗粒长度的比率设计为规定的值b以上，其结果是，能够抑制未粉碎物通过节流流路10的现象。

在粉碎部4中被粉碎后的粉碎物，随着由输送机构6产生的气流，从粉碎部4的旋转台11上被搬运至壳体2的上部。气流在通过旋转台11的外缘部时，被赋予回旋成分，利用作用于回旋气流的离心力而沿着壳体2的内壁2a流动，由此在该内壁2a的附近上升。若该气流沿着壳体2的内壁2a上升一定程度，则通过第1节流环20以及第2节流环30的下部的倾斜面22、33被导向节流流路10。因此，无需增大输送机构6的动力就能够加速气流的流速，从而提高木质类生物质的排出性。

此外，如图2所示，在本实施方式中，在第1节流环20以及第2节流环30的上部形成有倾斜面21、31。利用该构成，能够防止通过了节流流路10的粉碎物中的、例如从气流掉出的粉碎物堆积在第1节流环20以及第2节流环30的上部。进而，如本实施方式所示地，通过以大于粉碎物的静止角的角度α1、α2形成倾斜面21、31，能够更可靠地消除第1节流环20以及第2节流环30的上部的粉碎物的堆积。

此外，如图2所示，在本实施方式中，第1节流环20与第2节流环30的对置面22、32形成为平坦面。由于第1节流环20与第2节流环30为不同的部件，且分别安装在不同的结构物(滑槽3与壳体2)上，所以第1节流环20与第2节流环30的安装高度容易产生误差。然而，通过使第1节流环20与第2节流环30的对置面22、32形成为平坦面，能够允许若干的安装高度的误差，从而能够适当形成规定宽度的节流流路10。

像这样地，上述的本实施方式公开了立式辊磨机1，具备：壳体2；滑槽3，将被粉碎物供给至壳体2的中心部；粉碎部4，设置于滑槽3的下方，粉碎被粉碎物；排出管9，设置于粉碎部4的上方；输送机构6，形成将由粉碎部4粉碎后的粉碎物输送至排出管9的气流。立式辊磨机1在粉碎部4与排出管9之间具有节流流路10，将气流的流路面积缩窄，节流流路10形成于第1节流环20与第2节流环30之间，第1节流环20设置在壳体2的中心部，第2节流环30从壳体2朝向壳体2的中心部突出地设置。根据这样的构成，使通过节流流路10的气流的流速为上浮流速a以下，由此能够抑制未粉碎的颗粒通过节流流路10。

另外，本公开内容也能够采用图4～图7所示的变形例。另外，在以下的说明中，对与上述的实施方式相同或者等同的构成赋予相同的附图标记，简略或者省略对其的说明。

图4是本公开内容的实施方式的一变形例的立式辊磨机1a的概略构成图。

在立式辊磨机1a中，在滑槽3的下部开口的周围设置有倒立圆锥形的导向件25，配置于导向件25的上方的第1节流环20与旋转分级机5一起旋转。即，第1节流环20安装于旋转分级机5。像这样地，通过设置导向件25，能够使第1节流环20轻量化。

图5是本公开内容的实施方式的一变形例的立式辊磨机1b的概略构成图。

在立式辊磨机1b中，具备调节机构40，对第1节流环20与第2节流环30的间隙尺寸进行调节。调节机构40是升降机构，使第2节流环30上下地移动，通过使第2节流环30的下部的倾斜面33倾斜地与第1节流环20的上部的倾斜面21相匹配，调节第1节流环20与第2节流环30的间隙尺寸。根据该构成，在提高气流的流量时，使第2节流环30上下移动从而扩大间隙，由此能够不将节流流路10中的间隙流速提升到必要以上，此外，在降低气流的流量时，使第2节流环30上下移动从而收缩间隙，由此能够不将节流流路10中的间隙流速下降到必要以上。此外，虽然考虑到了在变更了粉碎的颗粒的种类的情况下最优的间隙流速也发生改变，但是通过调节机构40能够对间隙流速进行微调。进而，也可以采用从外部控制调节机构40的构成，从而能够根据运转中的研磨压力差对第2节流环30的位置进行调整。此外，粉碎通常的煤炭而并非木质类生物质时，由于无需节流流路10，因此只要使第2节流环30上升到不与第1节流环20对置的位置从而降低间隙流速，就能够在粉碎木质类生物质与粉碎煤炭之间进行切换。

图6是本公开内容的实施方式的一变形例的立式辊磨机1c的概略构成图。

立式辊磨机1c的调节机构40通过使第1节流环20上下移动而对第1节流环20与第2节流环30的间隙尺寸进行调节。该第1节流环20能够与旋转分级机5一起上下移动。即，旋转分级机5能够与轴承一起沿着滑槽3上下移动。根据该构成，在粉碎煤炭时，在通常的位置(图6中用实线表示的较高的位置)进行运转，而在粉碎木质类生物质时，使旋转分级机5下降，如图6的双点划线所示地，能够与图5所示的构成同样地调整间隙流速。为此，在燃料从煤炭变更为木质类生物质或者从木质类生物质变更为煤炭时，无需改造研磨机就能进行应对，并且能够缩短变更燃料时的研磨机的停止时间或者在变更燃料时不需要停止研磨机。另外，虽然可以从研磨机内部手动地调节旋转分级机5的位置，但是可以从外部通过电机等变更位置，以便于能够在运转中的条件下进行微调。

图7是本公开内容的实施方式的一变形例的立式辊磨机1d的俯视剖视图。

立式辊磨机1d的调节机构40由第1板部件41与第2板部件42构成，第1板部件41层状地安装在第1节流环20的外周，第2板部件42层状地安装在第2节流环30的内周。第1板部件41与第2板部件42通过黏合剂或者点焊等而容易安装在第1节流环20的外周与第2节流环30的内周，并且容易从第1节流环20的外周与第2节流环30的内周卸下。根据该构成，能够根据运转条件容易地变更节流流路10的间隙w的尺寸。由此，在改变运转条件的情况下，通过小规模的改造(安装以及卸下板)就能完成，且工程在短时间内就能结束。此外，由于无需配合运转条件而制造多个节流环，因此虽然初始成本稍有提高，但是削减了整体的成本。进而，虽然担心由于粉碎物通过第1节流环20的外周以及第2节流环30的内周而产生磨损，但是产生了该磨损时，也只要卸下板而仅更换板即可，所以能够在短时间内进行修理或者更换。

图8是本公开内容的实施方式的一变形例的立式辊磨机1e的概略构成图。

在立式辊磨机1e中未设置旋转分级机5。在壳体2的上部，设置有与排出管9连接的分配器50。分配器50具有分配空间51与滑槽保持部52，分配空间51与排出管9连通，滑槽保持部52上下地插通于分配空间51的中央。分配空间51是在滑槽保持部52的周围形成为倒圆锥台状的环状空间，其上表面连接有排出管9。滑槽保持部52是从盖体7向垂直下方延伸的筒状部分，且固定在滑槽3的外周面。

在上述构成的分配器50中，设置有第1节流环20。第1节流环20连接于滑槽保持部52的下端。另外，第2节流环30也可以设置于分配器50。例如，也可以将第2节流环30连接于边界壁53，边界壁53配置于分配器50的倒圆锥台状的分配空间51与连通分配空间51的下部的壳体2的圆柱状内部空间的边界。此外，如上所述地将第2节流环30设置于分配器50的情况下，也可以以远离分配器50的方式配置第1节流环20。进而，也可以是，以边界壁53成为第2节流环30的方式使两者一体化，并且以使第1节流环20从滑槽保持部52的外周面突出的方式使两者一体化。即，在分配器50设置有第1节流环20以及第2节流环30的至少任一方。

已知木质类生物质以1mm左右的粒径而显示出与数十μm的煤炭(微粉炭)相同程度的燃烧性。为此，若木质类生物质能够以未被细碎地粉碎而较粗的状态从立式辊磨机1e中排出，则能够提升立式辊磨机1e的粉碎容量。为此，在粉碎木质类生物质时，可以使旋转分级机5停止，也可以像立式辊磨机1e那样地去除旋转分级机5。通过去除旋转分级机5，能够在分配器50设置第1节流环20以及第2节流环30的至少任一方。根据该构成，能够使立式辊磨机1e的高度对应地减少去除了回转分级机5的部分。若立式辊磨机1e的高度变小，则例如能够削减覆盖立式辊磨机1e的未图示的锅炉房整体的钢筋。此外，由于通过去除旋转分级机5，驱动旋转分级机5的电机或者转子、轴承也变得不需要了，所以能够削减立式辊磨机1e的重量。由此，能够实现设备整体的成本削减。

以上，虽然参照附图对本公开内容优选的实施方式及其变形例进行了说明，但是本公开内容并不限于上述实施方式及其变形例。在上述实施方式及其变形例中示出的各构成部件的各种形状或者组合等仅为一例，在不脱离本公开内容的主旨的范围内能够基于设计要求等进行各种变更。

工业实用性

利用本公开内容的立式辊磨机，在木质类生物质能够适当地通过节流流路的规定的流速下，能够抑制未粉碎物通过节流流路。

附图标记说明

1、1a、1b、1c、1d、1e立式辊磨机

2壳体

3滑槽

4粉碎部

5旋转分级机

6输送机构

9排出管

10节流流路

20第1节流环

21倾斜面

22对置面

30第2节流环

31倾斜面

32对置面

40调节机构

50分配器

w间隙

α1角度

α2角度

β1角度

β2角度