KR102084866B1 - 분급기, 분쇄 분급 장치 및 미분탄 연소 보일러 - Google Patents

분급기, 분쇄 분급 장치 및 미분탄 연소 보일러 Download PDF

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신지 마츠모토
겐이치 아리마
다쿠이치로 다이마루
가즈시 후쿠이
히데치카 우치다
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미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤
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Abstract

분급기는, 내부 공간 중 외주측 영역에 하방으로부터 기류를 취입하도록 구성된 하우징과, 상기 하우징의 내벽면에 설치되고, 상기 기류를 상기 하우징의 중심축측을 향해서 변향시키도록 구성된 편류부와, 상기 하우징의 상기 내부 공간 중 상기 외주측 영역보다 내주측에 위치하는 내주측 영역에 회전 가능하게 설치되고, 상기 기류에 수반되는 입자를 분급하도록 구성된 환상 회전부를 구비한다. 상기 환상 회전부는, 상기 환상 회전부의 회전축 주위에 간극을 두고 배열된 복수의 회전 날개를 구비하며, 상기 복수의 회전 날개에 의해서 형성되는 상기 환상 회전부의 외형은, 상기 환상 회전부의 측면시에 있어서, 상기 환상 회전부로부터 반경 방향 외측을 향해 수평 방향으로 연장된 선분에 대해서 상기 환상 회전부의 외형이 이루는 각도(θ)는 75° 이하이다.

Description

분급기, 분쇄 분급 장치 및 미분탄 연소 보일러
본 발명은 분급기, 상기 분급기를 구비한 분쇄 분급 장치 및 상기 분쇄 분급 장치를 구비한 미분탄 연소 보일러에 관한 것이다.
회전체의 회전에 의해 생기는 원심력을 이용하여, 상이한 입경을 갖는 입자를 분급하는 분급기가 알려져 있다.
예를 들면, 특허문헌 1에는, 회전축 주위에 복수의 회전 날개를 갖는 회전식 분급기가 개시되어 있다. 이 분급기에서는, 상기 분급기의 외주측으로부터 입자를 수반해서 흘러오는 기류에 대해서, 회전 날개의 회전에 의해서 선회가 부여된다. 그 결과, 기류에 수반되는 입자에는, 회전 날개에 의해서 형성되는 원심장에 기인한 반경 방향 외측으로 향하는 원심력이 작용한다. 이 때문에, 입경이 비교적 큰 거친 입자는, 반경 방향 내측으로 향하는 기류의 속도 성분에 기인한 항력보다 원심력이 커져, 회전 날개의 외측으로 튕겨 나간다. 한편, 입경이 비교적 작은 미립자는 원심력보다 기류로부터 받는 반경 방향 내측으로 향하는 항력이 커져, 회전 날개를 통과한다. 이와 같이, 특허문헌 1에 기재의 분급기에서는, 기류에 포함되는 거친 입자를 회전 날개의 외측으로 튕겨 나가는 것과 동시에, 미립자를 회전 날개의 내주측에 통과시키는 것에 의해서, 기류에 의해서 옮겨져 온 입자가 분급되게 되어 있다.
특허문헌 2 및 3에는, 고정 날개를 갖는 고정식 분급기와 회전식 분급기를 병용한 분급기가 개시되어 있다.
일본 특허 제 5716272 호 공보 일본 특허 제 2617623 호 공보 일본 특허 제 4340395 호 공보
분급기는, 분급기를 통과하는 거친 입자의 비율을 가능한 한 줄이는 것이 요구된다.
그러나, 에어 인렛 베인으로부터 공급되어 분급부 입구까지 상승하는 일차 공기와, 분급기를 통과하지 않고 분쇄 테이블로 돌아오는 거친 입자의 흐름이 간섭하는 일이 있다. 이것에 의해서, 거친 입자가 분급기 입구 부근에 체류하기 때문에, 분급기를 통과하는 거친 입자의 비율이 증가하고, 분급기 출구측의 미립자의 미분도가 저하할 우려가 있다. 또한, 재분쇄되지 않고 하우징 내를 순환하는 거친 입자가 증가하기 때문에, 하우징 내의 압력 손실이 증가하고, 분쇄 장치의 가동에 필요로 하는 동력이 증가한다고 하는 문제가 있다.
특허문헌 1 및 3에는, 상기 문제를 해소하는 수단은 개시되어 있지 않다. 특허문헌 2에는, 회전 날개로 거친 입자를 하우징 중심축측 공간으로 튕겨 나가고, 거친 입자와 하우징 외주측 영역을 상승하는 일차 공기와의 사이에 깔때기를 개재시키는 것에 의해, 거친 입자와 일차 공기와의 간섭을 회피하는 구성이 개시되어 있다.
상기 과제를 감안하여, 본 발명의 적어도 일 실시형태는, 깔때기를 마련하지 않는 경우라도, 분급기 출구측의 미분도의 저하를 억제함과 동시에, 하우징 내의 압력 손실을 억제하고, 동력 증가를 억제할 수 있는 분급기 및 이것을 갖춘 분쇄 분급 장치 및 미분탄 연소 보일러를 제공하는 것을 목적으로 한다.
(1) 본 발명의 적어도 일 실시형태에 관한 분급기는,
내부 공간 중 외주측 영역에 하방으로부터 기류를 취입하도록 구성된 하우징과,
상기 하우징의 내벽면에 설치되고, 상기 기류를 상기 하우징의 중심축측을 향해서 변향시키도록 구성된 편류부와,
상기 하우징의 상기 내부 공간 중 상기 외주측 영역보다 내주측에 위치하는 내주측 영역에 회전 가능하게 설치되고, 상기 기류에 수반되는 입자를 분급하도록 구성된 환상 회전부를 포함하며,
상기 환상 회전부는, 상기 환상 회전부의 회전축 주위에 간극을 두고 배열된 복수의 회전 날개를 갖고,
상기 복수의 회전 날개에 의해서 형성되는 상기 환상 회전부의 외형은, 상기 환상 회전부의 측면시에 있어서, 상기 환상 회전부로부터 반경 방향 외측을 향해 수평 방향으로 연장된 선분에 대해서 상기 환상 회전부의 외형이 이루는 각도(θ)는 75° 이하이다.
상기 (1)의 구성에 의하면, 분쇄 입자가 수반해 하우징의 외주측 영역을 상승하는 기류는, 상기 편류부에 의해서 하우징 중심축측으로 변향된다. 상승 기류에 수반하는 거친 입자는 상승하는 관성력을 갖고 있고, 환상 회전부에 맞은 거친 입자는 상승 기류의 유속이 작은 영역(하우징의 외주측 영역)으로 부딪쳐 날아가고, 상기 영역으로부터 분쇄부에 돌아온다. 이때, 상기 (1)의 구성과 같이 각도(θ)를 75° 이하로 하는 것에 의해, 하우징의 외주측 영역의 유로 단면적을 확보할 수 있고, 깔때기를 마련하지 않는 경우라도, 상승 기류와 분쇄부로 향하는 거친 입자(거친 입자의 복귀)와의 간섭을 방지할 수 있다.
이렇게 해서, 거친 입자의 복귀와 상승 기류와의 간섭을 방지하는 것에 의해서, 분급기 입구 부근의 거친 입자의 체류를 억제할 수 있기 때문에, 분급기 출구측의 미립자의 미분도 저하를 억제할 수 있다. 또한, 거친 입자를 분쇄부에 부드럽게 되돌릴 수 있기 때문에, 하우징 내를 순환하는 거친 입자의 양을 저감할 수 있고, 이것에 의해서, 하우징 내의 압력 손실을 저감할 수 있고, 분쇄 장치의 동력 증가를 억제할 수 있다.
(2) 몇개의 실시형태에서는, 상기 (1)의 구성에 있어서,
상기 각도(θ)는 50°≤θ≤ 70°이다.
상기 (2)의 구성에 의하면, θ≤70°로 하는 것에 의해, 환상 회전부의 외주측 공간을 확보할 수 있기 때문에, 상승 기류와 거친 입자와의 간섭을 회피할 수 있다. 또한, 50°≤θ로 하는 것에 의해, 환상 회전부의 외주측 영역의 유로 단면적이 감소하는 것을 억제할 수 있기 때문에, 환상 회전부를 통과하는 기류의 유속 증가에 의한 분급 정도의 저하를 억제할 수 있다.
(3) 몇개의 실시형태에서는, 상기 (1) 또는 (2)의 구성에 있어서,
각각의 상기 회전 날개는, 상기 회전 날개의 상단이 상기 회전 날개의 하단에 대해서 상기 환상 회전부의 회전 방향의 상류측에 위치하도록, 연직 방향에 대해서 비스듬하게 배치된다.
상기 (3)의 구성에 의하면, 기류에 수반되는 입자에 충돌하는 상기 회전 날개의 면을 상향에 위치시킬 수 있으므로, 회전 날개에 맞는 거친 입자를 하우징의 외주측 상방으로 튕겨 날릴 수 있다. 이것에 의해서, 상기 (1)의 구성과 함께, 튕겨 날아간 거친 입자와 상승 기류와의 간섭을 억제할 수 있다.
(4) 몇개의 실시형태에서는, 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나의 구성에 있어서,
상기 분급기의 상기 하우징의 상부로부터 상기 분급기의 상기 하우징 내에 수하된 원료 공급관을 더 구비하고,
상기 환상 회전부의 상기 복수의 회전 날개는 상기 원료 공급관의 주위에 배치되는 동시에,
상기 환상 회전부의 전체 높이를 H로 하고, 상기 원료 공급관의 하단의 높이 위치를 h0로 했을 때, 상기 복수의 회전 날개의 하단의 높이 위치(h)는 h0-0.1H≤h≤h0＋0.1H의 관계를 만족한다.
상기 (4)의 구성에 의하면, 회전 날개의 하단의 높이 위치를 상기 원료 공급관의 거의 하단까지 연장하여 설치할 수 있고, 또한 θ가 75° 이하이기 때문에, 원료 공급관의 하단면으로부터의 환상 회전부의 외주측으로의 돌출을 저감할 수 있다. 그 때문에, 정류 콘을 없애도, 환상 회전부로 향하는 상승 기류를 환상 회전부의 하단면(원료 공급관의 하단면으로부터의 환상 회전부의 외주측으로의 돌출 부분)에 의해서 저해하는 것을 방지할 수 있다.
(5) 본 발명의 적어도 일 실시형태에 관한 분쇄 분급 장치는,
상기 하우징 내에 있어서, 상기 환상 회전부의 하방에 회전 가능하게 설치된 분쇄 테이블과,
상기 분쇄 테이블에 공급된 원료를 분쇄하기 위한 분쇄 롤러를 포함한 분쇄부와,
상기 분쇄부에 있어서의 상기 원료의 분쇄에 의해 생성된 입자를 분급하기 위한 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 하나의 구성의 분급기를 포함한다.
상기 (5)의 구성에 의하면, 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 하나의 구성의 분급기를 구비한 것에 의해, 깔때기를 마련하지 않는 경우라도, 상승 기류와 환상 회전부에서 부딪쳐 날아간 거친 입자와의 간섭을 억제할 수 있다.
따라서, 환상 회전부 입구 부근의 거친 입자의 체류를 억제할 수 있기 때문에, 분급기 출구측의 미립자의 미분도 저하를 억제할 수 있다. 또한, 거친 입자를 분쇄부에 부드럽게 되돌릴 수 있기 때문에, 하우징 내를 순환하는 거친 입자의 양을 저감할 수 있고, 이것에 의해서, 하우징 내의 압력 손실을 저감할 수 있고, 분쇄 장치의 동력 증가를 억제할 수 있다.
(6) 몇개의 실시형태에서는, 상기 (5)의 구성에 있어서,
상기 분쇄부는, 상기 원료로서의 석탄을 분쇄하는 것이며,
상기 분급기는, 상기 석탄이 상기 분쇄부에서 분쇄된 석탄 입자로부터 미분탄을 분급하고 외부로 취출하도록 구성된다.
상기 (6)의 구성에 의하면, 석탄을 원료로 하는 경우에, 상승 기류와 환상 회전부에서 부딪쳐 날아간 석탄 거친 입자와의 간섭을 억제할 수 있다. 따라서, 분급기 부근의 석탄 거친 입자의 체류를 억제할 수 있기 때문에, 분급기 출구측의 석탄 미립자의 미분도 저하를 억제할 수 있다. 또한, 석탄 거친 입자를 부드럽게 분쇄부에 되돌릴 수 있기 때문에, 하우징 내를 순환하는 석탄 거친 입자의 양을 저감할 수 있고, 이것에 의해서, 하우징 내의 압력 손실을 저감할 수 있고, 분쇄 분급 장치의 동력 증가를 억제할 수 있다.
(7) 본 발명의 적어도 일 실시형태에 관한 미분탄 연소 보일러는,
상기 (6)의 구성의 분쇄 분급 장치와,
상기 분쇄 분급 장치에 의해서 얻어진 상기 미분탄을 연소시키기 위한 화로를 포함한다.
상기 (7)의 구성에 의하면, 상기 구성을 갖는 분쇄 분급 장치를 구비한 것에 의해, 깔때기를 마련하지 않는 경우라도, 상승 기류와 분급기로 미립탄과 분급된 석탄 거친 입자와의 간섭을 억제할 수 있다. 그 때문에, 상기 석탄 거친 입자가 분급기의 입구 부근에서 체류하는 것을 억제할 수 있기 때문에, 분급기 출구측의 석탄 미립자의 미분도를 향상할 수 있다. 따라서, 미분탄 연소 보일러에 있어서, 미연분의 발생을 억제해서 연소 효율을 향상할 수 있다.
또한, 하우징 내를 순환하는 석탄 거친 입자의 양을 저감할 수 있기 때문에, 하우징 내의 압력 손실을 저감할 수 있고, 이것에 의해서, 분쇄 분급 장치의 동력 증가를 억제할 수 있다.
본 발명의 적어도 일 실시형태에 의하면, 깔때기를 마련하지 않는 경우라도, 상승 기류와 환상 회전부에서 미립자와 분급된 거친 입자와의 간섭을 억제할 수 있다. 이것에 의해서, 거친 입자가 분급기의 입구 부근에서 체류하는 것을 억제할 수 있기 때문에, 분급기 출구측 미립자의 미분도의 저하를 억제할 수 있는 동시에, 분쇄 분급 장치에 있어서 하우징 내의 압력 손실의 증가를 억제해서 동력 증가를 억제할 수 있다.
도 1은 일 실시형태에 관한 분쇄 분급 장치의 정면시 단면도이다.
도 2는 일 실시형태에 관한 환상 회전부의 정면도이다.
도 3은 일 실시형태에 관한 환상 회전부의 정면도이다.
도 4는 일 실시형태에 관한 분급기의 분급 정도를 나타내는 그래프이다.
도 5는 일 실시형태에 관한 분급기의 압력 손실을 나타내는 그래프이다.
도 6은 일 실시형태에 관한 분급기의 정면시 단면도이다.
도 7은 일 실시형태에 관한 미분탄 연소 보일러의 계통도이다.
이하, 첨부 도면을 참조해서 본 발명의 몇개의 실시형태에 대해 설명한다. 다만, 실시형태로서 기재되어 또는 도면에 도시되어 있는 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대적 배치 등은 본 발명의 범위를 이것으로 한정하는 취지가 아니고, 단순한 설명예에 지나지 않는다.
예를 들면, "어느 방향으로", "어느 방향에 따라서", " 평행", "직교", "중심", "동심" 혹은 "동축" 등의 상대적 혹은 절대적인 배치를 나타내는 표현은 엄밀하게 그러한 배치를 나타낼 뿐만 아니라, 공차, 혹은 동일한 기능을 얻을 수 있는 정도의 각도나 거리를 가지고 상대적으로 변위하고 있는 상태도 나타내는 것으로 한다.
예를 들면, "동일", "동일하다" 및 "균질" 등의 사물이 동일한 상태인 것을 나타내는 표현은 엄밀하게 동일한 상태를 나타낼 뿐만 아니라, 공차, 혹은 동일한 기능을 얻을 수 있는 정도의 차이가 존재하고 있는 상태도 나타내는 것으로 한다.
예를 들면, 4각형 형상이나 원통 형상 등의 형상을 나타내는 표현은 기하학적으로 엄밀한 의미로의 4각형 형상이나 원통 형상 등의 형상을 나타낼 뿐만 아니라, 동일한 효과를 얻을 수 있는 범위에서, 요철부나 모따기부 등을 포함한 형상도 나타내는 것으로 한다.
한편, 하나의 구성요소를 "갖고 있다", "갖는다", "구비한다", "포함한다", 또는 "가진다"라고 하는 표현은 다른 구성요소의 존재를 제외하는 배타적인 표현은 아니다.
우선, 도 1 및 도 6에 근거하여, 몇개의 실시형태에 관한 분급기(10(10A, 10B))의 구성을 설명한다.
분급기(10)는 하우징(12)을 구비하고, 하우징(12)은 그 내부 공간 중 외주측 영역(So)에 하방으로부터 기류(f)를 취입하도록 구성되어 있다. 하우징(12)의 내벽면에 편류부(14)가 설치되고, 편류부(14)는 외주측 영역(So)을 상승하는 기류(f)를 하우징(12)의 중심축(O)측을 향해서 변향시키도록 구성되어 있다. 일 실시형태에서는, 편류부(14)는 하우징(12)의 내벽면에 하우징(12)의 둘레 방향에 따라서 설치된다. 이 경우, 편류부(14)는 하우징(12)의 전체 둘레에 걸쳐서, 하우징(12)의 내벽면에 설치되어도 좋다.
하우징(12)의 내부 공간 중, 외주측 영역(So)보다 내주측에 위치하는 내주측 영역(Si)에 환상 회전부(16)가 설치된다. 환상 회전부(16)는 회전 가능하게 설치되고, 기류(f)에 수반하는 입자를 분급하도록 구성된다.
몇개의 실시형태에 관한 환상 회전부(16(16A, 16B, 16C))는, 도 2, 도 3 및 도 6에 도시하는 바와 같이, 회전축(하우징(12)의 중심축(O))의 주위에 간극을 두고 배열된 복수의 회전 날개(20(20a, 20b, 20c))를 구비한다. 복수의 회전 날개(20)에 의해서 형성되는 환상 회전부(16)의 외형은, 환상 회전부(16)의 측면시에 있어서, 수평 방향으로 연장된 선분(22)에 대해서 이루는 각도(θ)가 75° 이하가 되도록 구성된다.
도시한 실시형태에서는, 도 1 및 도 6에 도시하는 바와 같이, 하우징(12)의 중심축(O)에 따라서 연직 방향으로 피분쇄물(Mr)의 공급관(23)이 설치된다. 공급관(23)을 둘러싸도록 원환부(12a)가 하우징(12)과 일체로 형성되고, 공급관(23)은 베어링(27)을 거쳐서 원환부(12a)에 회전 가능하게 지지되며, 중심축(O)을 중심으로 회전한다. 환상 회전부(16)는 하우징(12) 내의 상방 영역 중심부에 설치되고, 공급관(23)에 장착되고, 공급관(23)과 함께 회전 가능하게 되어 있다.
도 1에 도시하는 분급기(10(10A))에서는, 환상 회전부(16)의 하방 위치에서 공급관(23)에 정류 콘(24)이 설치된다.
환상 회전부(16)를 통과한 미립자(Pm)는 배출관(26)으로부터 이용처로 보내진다. 하우징(12)의 상면에 공급관(23)을 회전시키기 위한 구동부(28)가 설치된다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 분급기(10)의 하방에는, 공급관(23)으로부터 하우징(12) 내에 공급된 피분쇄물(Mr)을 분쇄하기 위한 분쇄부(32)가 설치되고, 분급기(10) 및 분쇄부(32)를 구비한 분쇄 분급 장치(30)를 구성한다.
이러한 구성에 있어서, 분쇄부(32)로 분쇄된 분쇄 입자가 수반하는 상승 기류(f)는 편류부(14)에 의해서 중심축(O)측으로 변향한다. 이것에 의해서, 편류부(14)의 상방(상승 기류(f)로부터 보아서 편류부(14)의 하류측)의 외주측 영역(So)에, 기류(f)의 유속이 작은 영역이 형성된다.
기류(f)에 수반하는 분쇄 입자는, 환상 회전부(16)에 있어서, 회전 날개(20)의 회전에 의한 원심 분급과 충돌 분급에 의해 미립자(Pm)와 거친 입자(Pc)로 분급되고, 미립자(Pm)는 회전 날개(20)간에 형성된 간극을 통과한다.
거친 입자(Pc)는 회전 날개(20)에 충돌해 부딪쳐 날아간다. 거친 입자(Pc)는 상승하는 관성력을 가지고 있고, 회전 날개(20)에 맞아 기류(f)의 유속이 작은 외주측 영역(So)에 부딪쳐 날아가고, 상기 영역으로부터 분쇄부(32)로 돌아온다. 이때, θ가 75° 이하이기 때문에, 외주측 영역(So)의 유로 단면적을 확보할 수 있고, 상승 기류(f)와 분쇄부(32)로 향하는 거친 입자(Pc)와의 간섭을 억제할 수 있다.
상승 기류(f)와 거친 입자(Pc)와의 간섭 방지에 의해, 분급기 부근의 거친 입자(Pc)의 체류를 억제할 수 있기 때문에, 분급기 출구측 미립자(Pm)의 미분도 저하를 억제할 수 있다. 또한, 외주측 영역(So)에 부딪쳐 날아간 거친 입자(Pc)는, 상승 기류(f)의 유속이 작은 외주측 영역(So)으로부터 부드럽게 분쇄부(32)로 돌아올 수 있기 때문에, 하우징 내를 순환하는 거친 입자(Pc)의 양을 저감할 수 있고, 이것에 의해서, 하우징 내의 압력 손실을 저감할 수 있고, 분쇄 분급 장치(30)의 동력 증가를 억제할 수 있다.
도 2에 도시하는 실시형태에서는, 환상 회전부(16(16A))의 각각의 회전 날개(20(20a))는 상단 및 하단이 환상 회전부의 회전 방향(화살표 방향)에 대해서 동일 위치에 배치되어 있다.
다른 실시형태에서는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 환상 회전부(16(16B))의 각각의 회전 날개(20(20b))는, 회전 날개의 상단이 하단에 대해서 환상 회전부의 회전 방향(화살표 방향)의 상류측에 위치하도록, 연직 방향에 대해서 비스듬하게 배치된다.
이 경우, 기류(f)에 수반되는 입자에 충돌하는 회전 날개(20b)의 면을 상향에 위치시킬 수 있으므로, 회전 날개(20b)에 맞는 거친 입자를 하우징(12)의 외주측 상방으로 튕겨 날릴 수 있다. 이것에 의해서, 선분(22)에 대해서 이루는 각도(θ)가 75° 이하가 되는 환상 회전부(16)의 상술의 구성과 함께, 튕겨 날아간 거친 입자(Pc)와 상승 기류(f)와의 간섭을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
예시적인 실시형태에서는, 복수의 회전 날개(20)에 의해서 형성되는 환상 회전부(16)의 외형이 선분(22)에 대해서 이루는 각도(θ)가 50°≤θ≤70°가 되도록 구성된다.
θ≤70°로 하는 것에 의해, 환상 회전부(16)의 외주측 영역(So)을 확보할 수 있기 때문에, 거친 입자(Pc)와 기류(f)와의 간섭을 보다 효과적으로 억제할 수 있다. 50°≤θ로 하는 것에 의해, 환상 회전부(16)의 외주측 영역(So)의 유로 단면적이 감소하는 것을 억제할 수 있기 때문에, 환상 회전부(16)를 통과하는 기류의 유속 증가에 의한 분급 정도의 저하를 억제할 수 있다.
도 4 및 도 5는 본 발명자 등에 의해서 얻어진, 각도(θ)와 분급기(10)의 분급 정도 등과의 관계를 나타내는 선도이다. 도 4의 종축은 환상 회전부(16)를 통과한 미립자(Pm) 중에 포함되는 100 메쉬(입경 150 ㎛) 이상의 거친 입자(Pc)의 양을 나타내고, 도 5의 종축은 하우징(12)의 입구 및 출구의 차압비를 나타낸다.
도 4로부터, 고정식 날개를 갖는 고정식 분급기보다 분급기를 통과하는 거친 입자(Pc)의 양을 큰폭으로 저감할 수 있는 동시에, θ가 75°를 넘으면, 환상 회전부(16)를 통과하는 상기 입경의 거친 입자(Pc)의 양이 크게 증가하는 것을 알 수 있다. 즉, θ≤75°로 설정하는 것에 의해, 거친 입자(Pc)의 통과량을 θ＞75°의 경우에 비해 감소시킬 수 있다.
또한, 도 4로부터 알 수 있듯이, θ가 50° 미만이 되면, 거친 입자(Pc)의 양이 미증(微增)한다. 또한, 70°＜θ≤75°의 범위에 있어서도, 50°≤θ≤70°의 경우에 비해 거친 입자(Pc)의 양이 미증하는 것을 알았다. 따라서, 50°≤θ≤70°로 설정하는 것에 의해, 환상 회전부(16)의 분급 정도를 한층 더 향상시킬 수 있는 것을 알 수 있다.
한편, 도 5로부터, θ가 75°를 넘으면, 하우징 내압력이 증가하는 것을 알았다. 따라서, θ≤75°로 설정하는 것에 의해, 하우징 내에 있어서의 압력 손실을 억제하고, 분쇄 분급 장치(30)의 동력 증가를 억제할 수 있다.
또한, 도 5로부터, 50°≤θ≤70°로 하는 것에 의해, 하우징(12) 내의 압력 손실을 보다 효과적으로 억제할 수 있는 것을 알 수 있다.
따라서, 50°≤θ≤70°로 설정하는 것에 의해, 분급기(10)의 분급 정도를 한층 더 높일 수 있다. 또한, 하우징 내압력의 증가를 억제할 수 있고, 분쇄 분급 장치(30)의 새로운 동력 저감이 가능하게 된다.
예시적인 실시형태에서는, 도 6에 도시하는 분급기(10(10B))에 있어서, 환상 회전부(16(16C))의 복수의 회전 날개(20(20c))는 원료 공급관(23)의 주위에 배치된다. 또한, 환상 회전부(16(16C))의 전체 높이를 H로 하고, 원료 공급관(23)의 하단의 높이 위치를 h0으로 했을 때, 복수의 회전 날개(20(20c))의 하단의 높이 위치(h)는 h0-0.1H≤h≤h0＋0.1H의 관계를 만족하도록 구성된다.
이것에 의해서, 회전 날개(20(20c))의 하단의 높이 위치(h)를 원료 공급관(23)의 거의 하단까지 연장하여 설치할 수 있고, 또한 θ가 75° 이하이기 때문에, 원료 공급관(23)의 하단면으로부터의 회전 날개(20(20c))의 외주측으로의 돌출을 저감할 수 있다. 그 때문에, 도 6에 도시하는 바와 같이, 환상 회전부(16(16C))의 하방에 정류 콘(24)을 마련하지 않는 경우라도, 환상 회전부(16(16C))로 향하는 기류(f)를 환상 회전부(16(16C))의 하단면[원료 공급관(23)의 하단면으로부터의 환상 회전부(16(16C))의 외주측으로의 돌출 부분]에 의해서 저해하는 것을 방지할 수 있다.
몇개의 실시형태에서는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 분쇄 분급 장치(30)는, 하우징(12)의 내부에 있어서, 분급기(10)와, 환상 회전부(16)의 하방에 설치된 분쇄부(32)를 구비한다.
일 실시형태에서는, 분쇄부(32)는, 회전 가능하게 설치된 분쇄 테이블(34)과, 분쇄 테이블(34)에 공급된 원료(피분쇄물)를 분쇄하기 위한 분쇄 롤러(36)를 포함한다.
도시한 실시형태에서는, 분쇄 테이블(34)은 구동부(38)에 의해서 화살표 방향으로 회전한다. 분쇄 테이블(34)의 외주에 에어 인렛 베인(40)이 설치되고, 에어 인렛 베인(40)으로부터 반송 가스(g)가 하우징(12)의 내부로 분출하고, 상승하는 기류(f)를 형성한다.
에어 인렛 베인(40)은, 예를 들면, 서로 간격을 두고서 배치된 복수의 베인(도시하지 않음)을 구비하고, 반송 가스(g)는 상기 베인간을 통과하는 것으로 선회가 부여된다. 선회가 부여된 기류(f)는 외주측 영역(So)을 선회하면서 상승한다.
상기 구성에 의하면, 분쇄 분급 장치(30)는, 분급기(10)를 구비한 것에 의해, 환상 회전부(16)와 분쇄부(32)와의 사이의 높이 위치에 깔때기를 마련하지 않는 경우라도, 상승하는 기류(f)와 환상 회전부(16)에서 부딪쳐 날아간 거친 입자(Pc)와의 간섭을 억제할 수 있다.
따라서, 환상 회전부 입구 부근의 거친 입자(Pc)의 체류를 억제할 수 있기 때문에, 분급기 출구측의 미립자(Pm)의 미분도 저하를 억제할 수 있다. 또한, 거친 입자(Pc)를 분쇄부(32)에 부드럽게 되돌릴 수 있기 때문에, 하우징 내를 순환하는 거친 입자(Pc)의 양을 저감할 수 있고, 이것에 의해서, 하우징 내의 압력 손실을 저감할 수 있고, 분쇄 분급 장치(30)의 동력 증가를 억제할 수 있다.
일 실시형태에서는, 분쇄 분급 장치(30)에 공급되는 원료(피분쇄물)는 석탄이다. 분급기(10)는 석탄이 분쇄부(32)로 분쇄된 석탄 입자를 미립자와 거친 입자로 분급하고, 미립자를 외부에 취출하도록 구성된다.
이것에 의해서, 석탄을 원료로 했을 경우에, 분급기 부근의 석탄 거친 입자의 체류를 억제할 수 있기 때문에, 분급기 출구측의 석탄 미립자의 미분도 저하를 억제할 수 있다. 또한, 석탄 거친 입자가 부드럽게 분쇄부(32)로 돌아오기 때문에, 석탄 거친 입자의 재분쇄가 촉진되고, 하우징 내를 순환하는 석탄 거친 입자의 양을 저감할 수 있기 때문에, 하우징 내의 압력 손실을 저감할 수 있고, 분쇄 분급 장치의 동력 증가를 억제할 수 있다.
일 실시형태에 관한 미분탄 연소 보일러(50)는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 분쇄 분급 장치(30)와, 분쇄 분급 장치(30)에 의해서 얻어진 미분탄(Cm)을 연소시키기 위한 화로(52)를 구비한다.
도시한 실시형태에서는, 분쇄 분급 장치(30)에는, 송풍기(54)로부터 공기(A)가 이송되는 것과 동시에, 석탄조(coal bunker)(60) 및 급탄기(62)로부터 원료(피분쇄물)로서의 석탄이 공급되게 되어 있다.
송풍기(54)에 이송된 연소용 공기(A)는 공기(A1)와 공기(A2)로 분기된다. 이 중, 공기(A1)는 송풍기(56)에 의해서 분쇄 분급 장치(30)에 반송된다. 공기(A1)의 일부는, 예열기(70)에 의해서 가열되어 온공기로서 분쇄 분급 장치(30)에 반송된다. 여기서, 예열기(70)에 의해서 가열된 온공기와 송풍기(56)로부터 예열기(70)를 경유하지 않고 직접 반송되는 냉공기는, 혼합 공기가 적온으로 되도록 혼합 조정되고 나서 분쇄 분급 장치(30)에 공급되게 되어 있어도 좋다. 이와 같이 하여, 분쇄 분급 장치(30)에 공급된 공기(A1)는, 분쇄 분급 장치(30)의 내부에 있어서 에어 인렛 베인(40)(도 1 참조)으로부터 하우징(12)의 내부에 흡출되도록 되어 있다.
피분쇄물(Mr)로서의 석탄은, 석탄조(60)에 투입된 후, 급탄기(62)에 의해 정량씩 공급관(23)(도 1 참조)을 거쳐서 분쇄 분급 장치(30)에 공급된다. 에어 인렛 베인(40)으로부터의 공기(A1)의 기류(f)에 의해 건조되면서 분쇄 분급 장치(30)에서 분쇄되어 생성한 미분탄(Cm)은 배출관(26)(도 1 참조)으로부터 공기(A1)에 의해 반송되고, 화로(52)의 윈도우 박스(64) 내의 미분탄 버너(도시하지 않음)를 거쳐서 화로(보일러 본체)(52)에 보내지고, 버너에 의해 착화되어 연소한다.
또한, 송풍기(54)에 이송된 연소용 공기(A) 중 공기(A2)는 예열기(58) 및 예열기(70)에 의해 가열되고, 윈도우 박스(64)를 거쳐서 화로(52)에 보내지고, 화로(52) 내에서 미분탄(Cm)의 연소에 제공된다.
화로(52)에 있어서 미분탄(Cm)의 연소로 생성한 배기 가스는 집진기(66)로 먼지가 제거된 후, 탈초 장치(68)에 보내지고, 배기 가스 중에 포함되는 질소 산화물(NOx)이 환원된다. 그리고, 상기 배기 가스는 예열기(70)를 거쳐 송풍기(72)로 흡인되고, 탈황 장치(74)로 유황분이 제거되고, 굴뚝(76)으로부터 대기 중에 방출된다.
상술한 미분탄 연소 보일러(50)에서는, 분쇄 분급 장치(30)에 있어서, 분급기(10)에서 미분탄(Cm)과 분급된 거친 입자(Pc)를 부드럽게 분쇄 테이블(34)로 되돌릴 수 있다. 이것에 의해서, 분급기(10)를 통과한 미분탄(Cm)의 미분도를 향상시킬 수 있는 동시에, 하우징(12) 내의 압력 손실을 저감할 수 있고, 분쇄 분급 장치(30)의 동력 증가를 억제할 수 있다.
또한, 거친 입자(Pc)의 혼입이 억제된 미분탄(Cm)을 연소시키므로, 연소 가스에 있어서의 NOx 등의 대기 오염 물질을 저감할 수 있고, 또한 재(ash)중 미연분을 저감할 수 있고, 이것에 의해서 보일러 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 적어도 일 실시형태에 의하면, 회전식 분급기에 있어서, 깔때기를 필요로 하는 일이 없이, 분급기 출구측의 미분도의 저하를 억제하는 동시에, 하우징 내의 압력 손실을 억제하고, 동력 증가를 억제할 수 있다.
10(10A, 10B): 분급기
12: 하우징
12a: 원환부
14: 편류부
16(16A, 16B, 16C): 환상 회전부
20(20a, 20b, 20c): 회전 날개
22: 선분
23: 공급관
24: 정류 콘
26: 배출관
27: 베어링
28, 38: 구동부
30: 분쇄 분급 장치
32: 분쇄부
34: 분쇄 테이블
36: 분쇄 롤러
40: 에어 인렛 베인
50: 미분탄 연소 보일러
52: 화로
A, A1, A2: 연소용 공기
Cm: 미분탄
Mr: 피분쇄물
O: 중심축
Pc: 거친 입자
Pm: 미립자
Si: 내주측 영역
So: 외주측 영역
f: 기류

Claims (8)

  1. 내부 공간 중 외주측 영역에 하방으로부터 기류를 취입하도록 구성된 하우징과,
    상기 하우징의 내벽면에 설치되고, 상기 기류를 상기 하우징의 중심축측을 향해서 변향시키도록 구성된 편류부와,
    상기 하우징의 상기 내부 공간 중 상기 외주측 영역보다 내주측에 위치하는 내주측 영역에 회전 가능하게 설치되고, 상기 기류에 수반되는 입자를 분급하도록 구성된 환상 회전부를 포함하며,
    상기 환상 회전부는 상기 환상 회전부의 회전축 주위에 간극을 두고 배열된 복수의 회전 날개를 구비하며,
    상기 복수의 회전 날개에 의해서 형성되는 상기 환상 회전부의 외형은, 상기 환상 회전부의 측면시에 있어서, 상기 환상 회전부로부터 반경 방향 외측을 향해 수평 방향으로 연장된 선분에 대해서 상기 환상 회전부의 외형이 이루는 각도(θ)는 75° 이하이고,
    각각의 상기 회전 날개는, 상기 회전 날개의 상단이 상기 회전 날개의 하단에 대해서 상기 환상 회전부의 회전 방향의 상류측에 위치하도록, 연직 방향에 대해서 비스듬하게 배치되는 것을 특징으로 하는
    분급기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 각도(θ)는 50°≤θ≤70°인 것을 특징으로 하는
    분급기.
  3. 삭제
  4. 내부 공간 중 외주측 영역에 하방으로부터 기류를 취입하도록 구성된 하우징과,
    상기 하우징의 내벽면에 설치되고, 상기 기류를 상기 하우징의 중심축측을 향해서 변향시키도록 구성된 편류부와,
    상기 하우징의 상기 내부 공간 중 상기 외주측 영역보다 내주측에 위치하는 내주측 영역에 회전 가능하게 설치되고, 상기 기류에 수반되는 입자를 분급하도록 구성된 환상 회전부를 포함하며,
    상기 환상 회전부는 상기 환상 회전부의 회전축 주위에 간극을 두고 배열된 복수의 회전 날개를 구비하며,
    상기 복수의 회전 날개에 의해서 형성되는 상기 환상 회전부의 외형은, 상기 환상 회전부의 측면시에 있어서, 상기 환상 회전부로부터 반경 방향 외측을 향해 수평 방향으로 연장된 선분에 대해서 상기 환상 회전부의 외형이 이루는 각도(θ)는 75° 이하이고,
    분급기의 상기 하우징의 상부로부터 상기 분급기의 상기 하우징 내에 수하된 원료 공급관을 더 구비하고,
    상기 환상 회전부의 상기 복수의 회전 날개는 상기 원료 공급관의 주위에 배치되는 동시에,
    상기 환상 회전부의 전체 높이를 H로 하고, 상기 원료 공급관의 하단의 높이 위치를 h0으로 했을 때, 상기 복수의 회전 날개의 하단의 높이 위치(h)는 h0-0.1H≤h≤h0＋0.1H의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는
    분급기.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 환상 회전부는 상기 편류부의 상방의 상기 외주측 영역에 거친 입자가 부딪쳐 날아가도록 구성된 것을 특징으로 하는
    분급기.
  6. 상기 하우징 내에 있어서 상기 환상 회전부의 하방에 회전 가능하게 설치된 분쇄 테이블과, 상기 분쇄 테이블에 공급된 원료를 분쇄하기 위한 분쇄 롤러를 포함한 분쇄부와,
    상기 분쇄부에 있어서의 상기 원료의 분쇄에 의해 생성된 입자를 분급하기 위한 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 분급기를 포함하는 것을 특징으로 하는
    분쇄 분급 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 분쇄부는 상기 원료로서의 석탄을 분쇄하는 것이며,
    상기 분급기는, 상기 석탄이 상기 분쇄부에서 분쇄된 석탄 입자로부터 미분탄을 분급하고 외부로 취출하도록 구성된 것을 특징으로 하는
    분쇄 분급 장치.
  8. 제 7 항에 기재된 분쇄 분급 장치와,
    상기 분쇄 분급 장치에 의해서 얻어진 상기 미분탄을 연소시키기 위한 화로를 포함하는 것을 특징으로 하는
    미분탄 연소 보일러.
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