特許 7423204 粉砕装置及びボイラシステム並びに粉砕装置の運転方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-19

(45)【発行日】2024-01-29

(54)【発明の名称】粉砕装置及びボイラシステム並びに粉砕装置の運転方法

(51)【国際特許分類】

   B02C 15/04 20060101AFI20240122BHJP

   F23L 15/00 20060101ALI20240122BHJP

   F23K 3/02 20060101ALI20240122BHJP

   B02C 23/24 20060101ALI20240122BHJP

【ＦＩ】

B02C15/04

F23L15/00 A

F23K3/02 302

B02C23/24

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2019121475

(22)【出願日】2019-06-28

(65)【公開番号】P2021007898

(43)【公開日】2021-01-28

【審査請求日】2022-02-14

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100112737

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 考晴

(74)【代理人】

【識別番号】100136168

【弁理士】

【氏名又は名称】川上 美紀

(74)【代理人】

【識別番号】100172524

【弁理士】

【氏名又は名称】長田 大輔

(72)【発明者】

【氏名】山口 聡太朗

(72)【発明者】

【氏名】澤 昇吾

【審査官】高橋 成典

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１０２６２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５４－１３２８６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０２１４７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１２－５１１６９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／００４３６７５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開昭５６－０７０８５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－００１３４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５８－０８８０４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２９７９３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５６－１５２７５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０９２３７５１１（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０２Ｃ １／００ － ７／１８

１５／００ － １７／２４

９／００ － １１／０８

１９／００ － ２５／００

Ｆ２３Ｌ １／００ － ９９／００

Ｆ２３Ｃ ９／０８

１３／００ － １３／０８

９９／００

Ｆ２３Ｄ １／００ － １／０６

１７／００ － ９９／００

Ｆ２３Ｇ ５／０２

５／０３３－ ５／１２

５／４４ － ５／４８

Ｆ２３Ｋ １／００ － ３／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外殻を為す筐体と、
前記筐体の内部に配置され、固体燃料を粉砕する粉砕部と、
前記筐体の内部であって前記粉砕部の鉛直上方に配置され、前記粉砕部で粉砕された前記固体燃料を分級する分級部と、
前記筐体に接続され、前記粉砕部で粉砕された前記固体燃料を前記分級部へ搬送する搬送用ガスを前記筐体の内部へ供給する搬送用ガス流路と、
前記筐体の内部であって前記搬送用ガス流路の出口に向かって噴射液を噴射することができる位置または前記搬送用ガス流路内で、前記搬送用ガスに噴射液を噴射し前記搬送用ガスを冷却する噴射部と、を備える粉砕装置。

【請求項2】

開度を調整することで前記搬送用ガス流路の内部を流通する前記搬送用ガスの流量を調整する流量調整部と、
前記流量調整部の開度を検出する開度検出部と、
前記流量調整部の開度が所定の開度となるように、前記流量調整部へ開度指令信号を送信する開度指令部と、
前記開度指令部が送信する前記開度指令信号における開度と前記開度検出部が検出する開度との差が、所定の値よりも大きい場合に、前記噴射部から前記噴射液を噴射する第１噴射制御部と、を備えた請求項１に記載の粉砕装置。

【請求項3】

前記搬送用ガスとともに前記分級部で分級された所定の粒径範囲の粉砕された前記固体燃料を、前記筐体の外部へ排出する排出部と、
前記排出部から排出される前記搬送用ガスの温度を検出する排出温度検出部と、
前記排出温度検出部が検出した温度が所定の温度となるように、前記噴射部から噴射される前記噴射液の量を調整する噴射量調整部を備える請求項２に記載の粉砕装置。

【請求項4】

前記搬送用ガスとともに前記分級部で分級された所定の粒径範囲の粉砕された前記固体燃料を、前記筐体の外部へ排出する排出部と、
前記排出部から排出される前記搬送用ガスの温度を検出する排出温度検出部と、
前記排出温度検出部が検出した温度が所定の閾値よりも高い場合に、前記噴射部から前記噴射液を噴射する第２噴射制御部と、を備えた請求項１に記載の粉砕装置。

【請求項5】

前記排出温度検出部が検出した温度が所定の温度となるように、前記噴射部から噴射される前記噴射液の量を調整する噴射量調整部を備える請求項４に記載の粉砕装置。

【請求項6】

前記搬送用ガス流路から前記筐体の内部へ供給される前記搬送用ガスの温度を検出する供給温度検出部と、
前記供給温度検出部が検出した温度が所定の閾値よりも高い場合に、前記噴射部から前記噴射液を噴射する第３噴射制御部と、を備えた請求項１に記載の粉砕装置。

【請求項7】

前記供給温度検出部が検出した温度が所定の温度となるように、前記噴射部から噴射される前記噴射液の量を調整する噴射量調整部を備える請求項６に記載の粉砕装置。

【請求項8】

前記搬送用ガス流路は、第１流路と、前記第１流路に接続される第２流路と、を有し、
前記第１流路は、前記第２流路と接続する接続位置よりも上流側に、内部を流通する前記搬送用ガスを加熱する加熱部が設けられ、
前記噴射部は、前記加熱部よりも下流側であって、かつ、前記接続位置よりも上流側の前記第１流路に設けられている請求項１から請求項７のいずれかに記載の粉砕装置。

【請求項9】

前記筐体の底面には、前記筐体の外部と連通する排出口が形成されていて、
前記搬送用ガス流路は、前記噴射部が設けられる位置から前記筐体との接続位置との間に、前記噴射部側の方が前記筐体側よりも鉛直上方に位置するように傾斜する傾斜部を有する請求項８に記載の粉砕装置。

【請求項10】

前記粉砕部よりも前記搬送用ガスの流れにおける上流側と前記粉砕部よりも前記搬送用ガスの流れにおける下流側との差圧を計測する差圧計測部を備え、
前記分級部は、所定の粒径範囲よりも大きい粉砕された前記固体燃料を回転するブレードで弾いて前記粉砕部へ戻す回転式分級機であって、
前記回転式分級機の回転数は、前記差圧計測部が計測する差圧が所定の範囲となるように調整される請求項１から請求項９のいずれかに記載の粉砕装置。

【請求項11】

前記粉砕部は、前記固体燃料が載置される回転テーブルと、前記回転テーブル上の前記固体燃料を押圧して粉砕する粉砕ローラとを有し、
前記粉砕ローラの押圧力は、前記差圧計測部が計測する差圧が所定の範囲となるように調整される請求項１０に記載の粉砕装置。

【請求項12】

請求項１から請求項１１のいずれかに記載の粉砕装置と、
前記粉砕装置で粉砕された固体燃料を燃焼し、蒸気を生成するとともに排ガスを排出するボイラと、を備え、
前記ボイラから排出された前記排ガスの熱によって、搬送用ガスの少なくとも一部を加熱するボイラシステム。

【請求項13】

外殻を為す筐体の内部に配置された粉砕部で固体燃料を粉砕する粉砕工程と、
前記筐体の内部であって前記粉砕部の鉛直上方に配置された分級部で、前記粉砕部で粉砕された前記固体燃料を分級する分級工程と、
前記粉砕部で粉砕された前記固体燃料を前記分級部へ搬送する搬送用ガスを搬送用ガス流路で前記筐体の内部へ供給する供給工程と、
前記筐体の内部であって前記搬送用ガス流路の出口に向かって噴射液を噴射することができる位置または前記搬送用ガス流路内で前記搬送用ガスに噴射液を噴射し前記搬送用ガスを冷却する噴射工程と、を備えた粉砕装置の運転方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、粉砕装置及びボイラシステム並びに粉砕装置の運転方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、石炭やバイオマス燃料等の固体燃料（炭素含有固体燃料）は、粉砕機（ミル）で所定粒径より小さい微粉状に粉砕して、燃焼装置へ供給される。ミルは、回転テーブルへ投入された石炭やバイオマス燃料等の固体燃料を、回転テーブルとローラの間で噛み砕くことで粉砕し、回転テーブルの外周から供給される搬送用ガスによって、粉砕されて微粉状となった燃料を分級機で所定の粒径範囲のものを選別し、ボイラへ搬送して燃焼装置で燃焼させている。火力発電プラントでは、ボイラで燃焼して生成された燃焼ガスとの熱交換により蒸気を発生させ、該蒸気により発電機に接続された蒸気タービンを回転駆動することで発電が行われる。

【0003】

このようなミルでは、搬送用ガスは空気予熱器で加熱されて供給される高温の熱ガスと加熱されない冷ガスとを混合することで、搬送用ガスの温度が所定の温度となるように調整する場合がある（例えば、特許文献１）。

【0004】

特許文献１には、一例として、押込ファンで送出された空気の一部を、一次空気予熱器および熱空気ダンパから成る熱空気系統ならびに冷空気ダンパを設置した冷空気系統にそれぞれ通すように構成されるミルが記載されている。このミルでは、冷空気ダンパおよび熱空気ダンパで調整され、混合された冷空気及び熱空気を一次空気（搬送用ガス）として、一次空気ファンを介してミル内に取り込まれる。また、冷空気ダンパ及び熱空気ダンパを操作し、冷空気と熱空気との流量配分を変えることにより、ミルへ送出する一次空気の熱量を変えるようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開昭５６－７０８５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に記載のミルは、冷空気ダンパ及び熱空気ダンパの開度を調整し、冷空気と熱空気との流量配分を変化させることにより、搬送用空気の温度を変えている。このようなミルは、例えば、冷空気ダンパ又は熱空気ダンパが故障して開度の調整ができなくなった場合に、ミルへ供給される搬送用ガスの温度を調整することができない可能性がある。特に、熱空気ダンパを閉じる方へ開度の調整することができなくなった場合には、必要以上に温度上昇して高温化した搬送用ガスがミルへ供給されることとなる可能性がある。搬送用ガスが必要以上に高温化してミルへ供給されると、ミルの内部の温度が通常運用温度を超えて上昇し、ミル内の固体燃料が自然着火してしまう可能性があった。

【0007】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、高温化した搬送用ガスを冷却することで、粉砕装置（ミル）の内部の温度を低下させること、又は、粉砕装置の内部の温度の上昇を抑制することができる粉砕装置及びボイラシステム並びに粉砕装置の運転方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明の粉砕装置及びボイラシステム並びに粉砕装置の運転方法は以下の手段を採用する。
本発明の一態様に係る粉砕装置は、外殻を為す筐体と、前記筐体の内部に配置され、固体燃料を粉砕する粉砕部と、前記筐体の内部であって前記粉砕部の鉛直上方に配置され、前記粉砕部で粉砕された前記固体燃料を分級する分級部と、前記筐体に接続され、前記粉砕部で粉砕した前記固体燃料を前記分級部へ搬送する搬送用ガスを前記筐体の内部へ供給する搬送用ガス流路と、前記筐体内の前記搬送用ガス流路の出口近傍または前記搬送用ガス流路内で、前記搬送用ガスに噴射液を噴射する噴射部と、を備える。

【0009】

上記構成では、筐体内の搬送用ガス流路出口近傍または搬送用ガス流路内で、搬送用ガスに噴射液を噴射する噴射部を備えている。搬送用ガスに噴射液が噴射されると搬送用ガスの熱によって噴射液が気化（蒸発）し、その際の気化熱（蒸発熱）によって搬送用ガスが冷却される。その後、搬送用ガスは、筐体の内部を流通する。このため、搬送用ガスを冷却することで、粉砕装置の内部の温度を低下させること、又は、粉砕装置の内部の温度の上昇を抑制することができる。よって、例えば、粉砕装置の内部の温度が通常運用温度を超えて上昇した際に噴射部から噴射液を噴射する場合には、粉砕装置の内部の通常運用を超える温度上昇を抑制し、固体燃料の自然着火を抑制して粉砕装置の安全性を向上させることができる。また、例えば、搬送用ガスの温度が所定の温度となるように、噴射部から噴射液を噴射する場合には、搬送用ガスの温度を所定の温度に保つことができる。
また、噴射液が蒸発することで、搬送用ガス中の酸素分圧が低下するので、固体燃料の自然着火をより抑制することができる。
なお、搬送用ガスに噴射液を噴射するとは、搬送用ガスを対象として噴射液を噴射することを意味する。すなわち、搬送用ガスの主流に噴射液を噴射することを意味する。また、筐体内の搬送用ガス流路の出口近傍とは、筐体の内部であって搬送用ガス流路の出口（搬送用ガス流路と筐体との接続部分）に向かって噴射液を噴射することができる位置である。

【0010】

また、本発明の一態様に係る粉砕装置は、開度を調整することで前記搬送用ガス流路の内部を流通する前記搬送用ガスの流量を調整する流量調整部と、前記流量調整部の開度を検出する開度検出部と、前記流量調整部の開度が所定の開度となるように、前記流量調整部へ開度指令信号を送信する開度指令部と、前記開度指令部が送信する前記開度指令信号における開度と前記開度検出部が検出する開度との差が、所定の値よりも大きい場合に、前記噴射部から前記噴射液を噴射する第１噴射制御部と、を備えてもよい。

【0011】

開度指令部が送信する開度指令信号における開度と開度検出部が検出する開度との差が、所定の値よりも大きい場合には、流量調整部が故障している可能性がある。流量調整部が故障し、搬送用ガス流路内の搬送用ガスの流量を調整できなくなると、筐体内に供給される高温の搬送用ガスの量も調整することができなくなり、粉砕装置の内部の温度が通常運用温度を超えて上昇する可能性がある。
上記構成では、開度指令部が送信する開度指令信号における開度と開度検出部が検出する開度との差が、所定の値よりも大きい場合に、噴射部から噴射液を噴射する。すなわち、流量調整部が故障している可能性がある場合に、噴射部から噴射液を噴射している。これにより、流量調整部が故障し、筐体内に供給される搬送用ガス中に取り込まれる高温側の搬送用ガスの量を調整することができなくなって、搬送用ガスが高温化した場合であっても、噴射液により搬送用ガスの温度を低下させることができるので、粉砕装置の内部における通常運用温度を超える温度上昇を抑制することができる。したがって、粉砕装置の安全性を向上させることができる。

【0012】

また、本発明の一態様に係る粉砕装置は、前記搬送用ガスとともに前記分級部で分級された所定の粒径範囲の粉砕された前記固体燃料を、前記筐体の外部へ排出する排出部と、前記排出部から排出される前記搬送用ガスの温度を検出する排出温度検出部と、前記排出温度検出部が検出した温度が所定の温度となるように、前記噴射部から噴射される前記噴射液の量を調整する噴射量調整部を備えてもよい。

【0013】

上記構成では、噴射部から噴射液を噴射すると搬送用ガスが冷却されるため、搬送用ガスが供給される粉砕装置の内部の温度も低下し、排出部から排出される搬送用ガスおよび搬送用ガスとともに排出される粉砕された固体燃料の温度も低下して、粉砕された固体燃料の自然着火を抑制する。
上記構成では、出口温度検出部が検出した温度が所定の温度となるように、噴射部から噴射される噴射液の量を調整する。したがって、粉砕装置から排出される搬送用ガスおよび搬送用ガスと共に排出される粉砕された固体燃料の温度を所定の温度に維持することができる。所定の温度とは、例えば、粉砕された固体燃料を好適に供給先であるボイラへ搬送して、粉砕された固体燃料を好適に燃焼することができる温度であってもよい。

【0014】

また、本発明の一態様に係る粉砕装置は、前記搬送用ガスとともに前記分級部で分級された所定の粒径範囲の粉砕された前記固体燃料を、前記筐体の外部へ排出する排出部と、前記排出部から排出される前記搬送用ガスの温度を検出する排出温度検出部と、前記排出温度検出部が検出した温度が所定の閾値よりも高い場合に、前記噴射部から前記噴射液を噴射する第２噴射制御部と、を備えてもよい。

【0015】

排出部から排出される搬送用ガスの温度が高い場合には、粉砕装置の内部の温度が上昇している可能性がある。または、搬送用ガスの流量を調整する流量調整部が故障している可能性がある。上記構成では、排出部から排出される搬送用ガスの温度が所定の温度（所定の閾値の温度）よりも高い場合に、噴射部から噴射液が噴射される。これにより、粉砕装置の内部の温度が上昇している場合や搬送用ガスの流量を調整する流量調整部が故障している場合であっても、噴射液により搬送用ガスの温度を低下させることができるので、粉砕装置の内部の温度上昇を抑制することができる。所定の温度（所定の閾値の温度）とは、例えば、粉砕された固体燃料の供給先であるボイラで、固体燃料を好適に燃焼することができる温度として適切な範囲の上限の温度であってもよい。

【0016】

また、本発明の一態様に係る粉砕装置は、前記排出温度検出部が検出した温度が所定の値となるように、前記噴射部から噴射される前記噴射液の量を調整する噴射量調整部を備えてもよい。

【0017】

上記構成では、排出温度検出部が検出した温度が所定の温度となるように、噴射部から噴射される噴射液の量を調整する。したがって、粉砕装置から排出される搬送用ガスおよび搬送用ガスとともに排出される粉砕された固体燃料の温度を所定の温度に維持することができる。所定の温度とは、例えば、粉砕された固体燃料を好適に供給先であるボイラへ搬送して、粉砕された固体燃料を好適に燃焼することができる温度であってもよい。

【0018】

また、本発明の一態様に係る粉砕装置は、前記搬送用ガス流路から前記筐体の内部へ供給される前記搬送用ガスの温度を検出する供給温度検出部と、前記供給温度検出部が検出した温度が所定の閾値よりも高い場合に、前記噴射部から前記噴射液を噴射する第３噴射制御部と、を備えてもよい。

【0019】

搬送用ガス流路から筐体内へ供給される搬送用ガスの温度が高い場合には、粉砕装置の内部の温度が上昇する可能性がある。または、搬送用ガスの流量を調整する流量調整部が故障している可能性がある。上記構成では、搬送用ガス流路から筐体内へ供給される搬送用ガスの温度が所定の温度（所定の閾値の温度）よりも高い場合に、噴射部から噴射液が噴射される。これにより、粉砕装置の内部の温度が上昇しそうな場合や搬送用ガスの流量を調整する流量調整部が故障している場合であっても、噴射液により搬送用ガスの温度を低下させることができるので、粉砕装置の内部の温度上昇を抑制することができる。所定の温度（所定の閾値の温度）とは、例えば、粉砕された固体燃料の供給先であるボイラで、固体燃料を好適に燃焼することができる温度として適切な範囲の上限の温度であってもよい。

【0020】

また、本発明の一態様に係る粉砕装置は、前記供給温度検出部が検出した温度が所定の温度となるように、前記噴射部から噴射される前記噴射液の量を調整する噴射量調整部を備えてもよい。

【0021】

上記構成では、供給温度検出部が検出した温度が所定の温度となるように、噴射部から噴射される噴射液の量を調整する。したがって、筐体内へ供給される搬送用ガスの温度を所定の温度に維持することができる。これにより、筐体内から搬送用ガスとともに排出される粉砕された固体燃料の温度を所定の温度に維持することができる。所定の温度とは、例えば、粉砕された固体燃料を好適に供給先であるボイラへ搬送して、粉砕された固体燃料を好適に燃焼することができる温度であってもよい。

【0022】

また、本発明の一態様に係る粉砕装置は、前記搬送用ガス流路は、第１流路と、前記第１流路に接続される第２流路と、を有し、前記第１流路は、前記第２流路と接続する接続位置よりも上流側に、内部を流通する前記搬送用ガスを加熱する加熱部が設けられ、前記噴射部は、前記加熱部よりも下流側であって、かつ、前記接続位置よりも上流側の前記第１流路に設けられていてもよい。

【0023】

上記構成では、第１流路には、第２流路と接続する接続位置よりも上流側に、内部を流通する搬送用ガスを加熱する加熱部が設けられている。これにより、第１流路を流通する搬送用ガスは、加熱部で加熱されて高温側の搬送ガスとなった後に、第２流路から合流した搬送用ガスによって冷却される。また、上記構成では、噴射部が、加熱部と接続位置との間に設けられている。これにより、噴射部は、加熱部で加熱された後であって第２流路からの搬送用ガスによって冷却される前の搬送用ガスに対して、噴射液を噴射している。すなわち、噴射部は、高温側の搬送用ガスに対して噴射液を噴射している。したがって、高温側の搬送用ガスの熱によって、噴射部から噴射された噴射液が蒸発し易い。よって、好適に噴射液を蒸発させて、搬送用ガスを冷却することができる。
また、上記構成では、噴射部が搬送用ガス流路に設けられている。すなわち、噴射部が粉砕部よりも搬送用ガス流れにおける上流側に設けられている。これにより、噴射部を筐体の内部の搬送用ガス流路から離れた位置に設置する場合は、粉砕部で粉砕され分級部へ搬送される固体燃料と噴射部との衝突が生じる可能性あるが、その衝突を抑制することができる。したがって、粉砕された固体燃料による噴射部の摩耗を抑制することができ、噴射部の損傷を抑制することができる。

【0024】

また、本発明の一態様に係る粉砕装置は、前記筐体の底面には、前記筐体の外部と連通する排出口が形成されていて、前記搬送用ガス流路は、前記噴射部が設けられる位置から前記筐体との前記接続位置との間に、前記噴射部側の方が前記筐体側よりも鉛直上方に位置するように傾斜する傾斜部を有してもよい。

【0025】

噴射部から噴射された噴射液のうち、蒸発しなかった噴射液は、搬送用ガス流路の底部に落下する。上記構成では、搬送用ガス流路が傾斜部を有している。これにより、搬送用ガス流路の底部に落下した噴射液は、傾斜部によって筐体方向へ流れる。このとき、搬送用ガス流路の底部に沿って流れる噴射液は、表面積が増大するので、蒸発し易くなる。したがって、好適に噴射液を蒸発させることができるので、気化熱によって搬送用ガスを好適に冷却することができる。
また、上記構成では、筐体の底面には、筐体の外部と連通する排出口が形成されている。これにより、搬送用ガス流路内で蒸発せずに、筐体まで到達した噴射液を排出口から筐体の外部へ排出することができる。

【0026】

また、本発明の一態様に係る粉砕装置は、前記粉砕部よりも前記搬送用ガスの流れにおける上流側と前記粉砕部よりも前記搬送用ガスの流れにおける下流側との差圧を計測する差圧計測部を備え、前記分級部は、所定粒径よりも大きい粉砕された前記固体燃料を回転するブレードで弾いて前記粉砕部へ戻す回転式分級機であって、前記回転式分級機の回転数は、前記差圧計測部が計測する差圧が所定の範囲となるように調整されてもよい。

【0027】

噴射部から噴射液を噴射すると筐体の内部の温度分布が変化すると共に、粉砕部から分級部（回転式分級機）へと向かう搬送用ガスの流速も変化する。例えば、流量調整部が故障し、搬送用ガスの流量が変わらない状態で、噴射部から噴射液を噴射すると、搬送用ガスに加え、蒸発した噴射液の流量も加わり、粉砕部から分級部（回転式分級機）へと向かう搬送用ガスの流速は増加する。これにより、搬送用ガスによって、所定粒径よりも大きい固体燃料も回転式分級機まで搬送されることとなる。所定粒径よりも大きい固体燃料は、回転式分級機のブレードで弾かれ、粉砕部へと戻される。このように、噴射部から噴射液を噴射することで、粉砕部と回転式分級機との間を循環する固体燃料の量が増加する。このため、搬送用ガスの筐体内部での流通に対して粉砕部よりも上流側と粉砕部よりも下流側との差圧が増大する。
回転式分級機は回転数が増加すると、所定粒径よりも大きい固体燃料が通過し難くなる。一方、回転数が減少すると、所定粒径よりも大きい固体燃料が通過し易くなる。このように、回転式分級機の回転数によって、回転式分級機を通過する固体燃料の量が変化する。これにより、粉砕部と回転式分級機との間を循環する固体燃料の量も変化するため、粉砕部よりも上流側と粉砕部よりも下流側との差圧も変化する。すなわち、回転式分級機の回転数を調整することで、粉砕部よりも上流側と粉砕部よりも下流側との差圧を調整することができる。
上記構成では、回転式分級機の回転数は、差圧計測部が計測する差圧が所定の範囲となるように調整される。これにより、噴射部から噴射液を噴射した場合であっても、粉砕部よりも上流側と粉砕部よりも下流側との差圧を所定の範囲とすることができる。

【0028】

また、本発明の一態様に係る粉砕装置は、前記粉砕部は、前記固体燃料が載置される回転テーブルと、前記回転テーブル上の前記固体燃料を押圧して粉砕する粉砕ローラとを有し、前記粉砕ローラの押圧力は、前記差圧計測部が計測する差圧が所定の範囲となるように調整されてもよい。

【0029】

粉砕ローラの押圧力を増大すると、固体燃料がより細かく粉砕される。このため、回転式分級機を通過する固体燃料の量が増加する。このように、粉砕ローラの押圧力によって、回転式分級機を通過する固体燃料の量が変化する。これにより、粉砕部と回転式分級機との間を循環する固体燃料の量も変化するため、搬送用ガスの筐体の内部での流通に対して粉砕部よりも上流側と粉砕部よりも下流側との差圧も変化する。すなわち、粉砕ローラの押圧力を調整することで、差圧を調整することができる。
上記構成では、粉砕ローラの押圧力は、差圧計測部が計測する差圧が所定の範囲となるように調整される。これにより、噴射部から噴射液を噴射した場合であっても、粉砕部よりも上流側と粉砕部よりも下流側との差圧を所定の範囲とすることができる。

【0030】

本発明の一態様に係るボイラシステムは、上記いずれかの粉砕装置と、前記粉砕装置で粉砕された固体燃料を燃焼し、蒸気を生成するとともに排ガスを排出するボイラと、を備え、前記ボイラから排出された前記排ガスの熱によって、搬送用ガスの少なくとも一部を加熱する。

【0031】

上記構成では、ボイラから排出された排ガスの熱によって、搬送用ガスの少なくとも一部を加熱する。これにより、ボイラから排出される排ガスの熱エネルギを、搬送用ガスの加熱に利用することができる。したがって、排ガスの熱エネルギを利用しない構造と比較して、ボイラシステム全体のエネルギ効率を向上させることができる。

【0032】

本発明の第１態様に係る粉砕装置の運転方法は、外殻を為す筐体の内部に配置された粉砕部で固体燃料を粉砕する粉砕工程と、前記筐体の内部であって前記粉砕部の鉛直上方に配置された分級部で、前記粉砕部で粉砕された前記固体燃料を分級する分級工程と、前記粉砕部で粉砕された前記固体燃料を前記分級部へ搬送する搬送用ガスを搬送用ガス流路で前記筐体の内部へ供給する供給工程と、前記筐体内の前記搬送用ガス流路の出口近傍または前記搬送用ガス流路内で前記搬送用ガスに噴射液を噴射する噴射工程と、を備えている。

【発明の効果】

【0033】

本発明によれば、高温化した搬送用ガスを冷却することで、粉砕装置（ミル）の内部の温度を低下させること、又は、粉砕装置の内部の温度の上昇を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0034】

【図1】本発明の第１実施形態に係る発電プラントの概略構成図である。

【図2】図１の固体燃料粉砕装置の模式的な縦断面図である。

【図3】図１の固体燃料粉砕装置の制御部を示すブロック図である。

【図4】図１の固体燃料粉砕装置の制御部が行う水噴射処理を示すフローチャートである。

【図5】図４の水噴射処理中の一次空気の温度、回転式分級機の回転数、ローラの押圧力及び噴射部から噴射される水の量の変化を示すグラフである。

【図6】図３の制御部の変形例を示すブロック図である。

【図7】本発明の第２実施形態に係る固体燃料粉砕装置の模式的な縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0035】

以下に、本発明に係る粉砕装置及びボイラシステム並びに粉砕装置の運転方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。

【0036】

〔第１実施形態〕
以下、本発明に係る第１実施形態について、図１から図５を用いて説明する。
本実施形態に係る発電プラント１は、固体燃料粉砕装置１００とボイラ２００とを備えている。

【0037】

本実施形態の固体燃料粉砕装置１００は、一例として石炭やバイオマス燃料等の固体燃料を粉砕し、微粉燃料を生成してボイラ２００のバーナ部２２０へ供給する装置である。図１に示す固体燃料粉砕装置１００とボイラ２００とで構成されたボイラシステム２を含む発電プラント１は、１台の固体燃料粉砕装置１００を備えるものであるが、１台のボイラ２００の複数のバーナ部２２０のそれぞれに対応する複数台の固体燃料粉砕装置１００を備えるシステムとしてもよい。

【0038】

本実施形態の固体燃料粉砕装置１００は、ミル（粉砕装置）１０と、給炭機２０と、送風部３０と、状態検出部４０と、制御部５０とを備えている。
なお、本実施形態では、上方とは鉛直上側の方向を、上部や上面などの“上”とは鉛直上側の部分を示している。また同様に“下”とは鉛直下側の部分を示している。

【0039】

ボイラ２００に供給する石炭やバイオマス燃料等の固体燃料を微粉状の固体燃料である微粉燃料へと粉砕するミル１０は、石炭のみを粉砕する形式であっても良いし、バイオマス燃料のみを粉砕する形式であっても良いし、石炭とともにバイオマス燃料を粉砕する形式であってもよい。
ここで、バイオマス燃料とは、再生可能な生物由来の有機性資源であり、例えば、間伐材、廃材木、流木、草類、廃棄物、汚泥、タイヤ及びこれらを原料としたリサイクル燃料（ペレットやチップ）などであり、ここに提示したものに限定されることはない。バイオマス燃料は、バイオマスの成育過程において二酸化炭素を取り込むことから、地球温暖化ガスとなる二酸化炭素を排出しないカーボンニュートラルとされるため、その利用が種々検討されている。
本実施形態に係る固体燃料粉砕装置１００は、バイオマス燃料の中でも、吸水性が低いもの（例えば、ブラックペレット等）を粉砕するのに、適している。

【0040】

ミル１０は、ハウジング（筐体）１１と、駆動部１４と、粉砕部１５と、回転式分級機（分級部）１６と、燃料供給部１７と、回転式分級機１６を回転駆動させるモータ１８とを備えている。粉砕部１５は、回転テーブル１２とローラ（粉砕ローラ）１３とを備えている。
ハウジング１１は、鉛直方向に延びる筒状に形成されるとともに、回転テーブル１２とローラ１３と回転式分級機１６と燃料供給部１７とを収容する筐体である。
ハウジング１１の天井部４２の中央部には、燃料供給部１７が取り付けられている。この燃料供給部１７は、バンカ２１から導かれた固体燃料をハウジング１１内に供給するものであり、ハウジング１１の中心位置に上下方向に沿って配置され、下端部がハウジング１１内部まで延設されている。

【0041】

ハウジング１１の底面部４１付近には駆動部１４が設置され、この駆動部１４から伝達される駆動力により回転する回転テーブル１２が回転自在に配置されている。
回転テーブル１２は、平面視円形の部材であり、燃料供給部１７の下端部が対向するように配置されている。回転テーブル１２の上面は、例えば、中心部が低く、外側に向けて高くなるような傾斜形状をなし、外周部が上方に曲折した形状をなしていてもよい。燃料供給部１７は、固体燃料（本実施形態では例えば石炭やバイオマス燃料）を上方から下方の回転テーブル１２に向けて供給し、回転テーブル１２は供給された固体燃料をローラ１３との間で粉砕するもので、粉砕テーブルとも呼ばれる。

【0042】

固体燃料が燃料供給部１７から回転テーブル１２の中央へ向けて投入されると、回転テーブル１２の回転による遠心力によって固体燃料は回転テーブル１２の外周側へと導かれ、ローラ１３との間に挟み込まれて粉砕される。粉砕された固体燃料は、搬送用ガス流路（以降は、一次空気流路と記載する）１００ａから導かれた搬送用ガス（以降は、一次空気と記載する）によって上方へと巻き上げられ、回転式分級機１６へと導かれる。すなわち、回転テーブル１２の外周側の複数箇所には、一次空気流路１００ａから流入する一次空気をハウジング１１内の回転テーブル１２の上方の空間に流出させる吹出口（図示省略）が設けられている。吹出口の上方にはベーン（図示省略）が設置されており、吹出口から吹き出した一次空気に旋回力を与える。ベーンにより旋回力が与えられた一次空気は、旋回する速度成分を有する気流となって、回転テーブル１２上で粉砕された固体燃料をハウジング１１内の上方の回転式分級機１６へと導く。なお、一次空気に混合した固体燃料の粉砕物のうち、所定粒径より大きいものは回転式分級機１６により分級されて、または、回転式分級機１６まで到達することなく、落下して回転テーブル１２に戻されて、再び粉砕される。

【0043】

ローラ１３は、燃料供給部１７から回転テーブル１２に供給された固体燃料を粉砕する回転体である。ローラ１３は、回転テーブル１２の上面に押圧されて回転テーブル１２と協働して固体燃料を粉砕する。
図１では、ローラ１３が代表して１つのみ示されているが、回転テーブル１２の上面を押圧するように、周方向に一定の間隔を空けて、複数のローラ１３が対向して配置される。例えば、外周部上に１２０°の角度間隔を空けて、３つのローラ１３が周方向に均等な間隔で配置される。この場合、３つのローラ１３が回転テーブル１２の上面と接する部分（押圧する部分）は、回転テーブル１２の回転中心軸からの距離が等距離となる。

【0044】

ローラ１３は、ジャーナルヘッド４５によって、上下に揺動可能となっており、回転テーブル１２の上面に対して接近離間自在に支持されている。ローラ１３は、外周面が回転テーブル１２の上面に接触した状態で、回転テーブル１２が回転すると、回転テーブル１２から回転力を受けて連れ回りするようになっている。燃料供給部１７から固体燃料が供給されると、ローラ１３と回転テーブル１２との間で固体燃料が押圧されて粉砕されて、微粉燃料となる。

【0045】

ジャーナルヘッド４５の支持アーム４７は、中間部が水平方向に沿った支持軸４８によって、ハウジング１１の側面部に支持軸４８を中心としてローラ上下方向に揺動可能に支持されている。また、支持アーム４７の鉛直上側にある上端部には、押圧装置４９が設けられている。押圧装置４９は、ハウジング１１に固定され、ローラ１３を回転テーブル１２に押し付けるように、支持アーム４７等を介してローラ１３に荷重を付与する。

【0046】

駆動部１４は、回転テーブル１２に駆動力を伝達し、回転テーブル１２を中心軸回りに回転させる装置である。駆動部１４は、回転テーブル１２を回転させる駆動力を発生する。駆動部１４は、制御部５０からの指令により、回転テーブル１２の回転数を調整可能とされてもよい。

【0047】

回転式分級機１６は、ハウジング１１の上部に設けられ中空状の略逆円錐形状の外形を有している。回転式分級機１６は、その外周位置に上下方向に延在する複数のブレード１６ａを備えている。各ブレード１６ａは、回転式分級機１６の中心軸線周りに所定の間隔（均等間隔）で設けられている。また、回転式分級機１６は、ローラ１３により粉砕された固体燃料を所定粒径（例えば、石炭では７０～１００μｍ）より大きいもの（以下、所定粒径を超える粉砕された固体燃料を「粗粉燃料」という。）と所定粒径以下のもの（以下、所定粒径以下の粉砕された固体燃料を「微粉燃料」という。）に分級する装置である。回転により分級する回転式分級機１６は、ロータリセパレータとも呼ばれ、制御部５０によって制御されるモータ１８により回転駆動力を与えられ、ハウジング１１の上下方向に延在する円筒軸（図示省略）を中心に燃料供給部１７の周りを回転する。モータ１８は、制御部５０からの指令により、回転式分級機１６の回転数を調整可能とされている。

【0048】

回転式分級機１６に到達した粉砕された固体燃料は、ブレード１６ａの回転により生じる遠心力と、一次空気の気流による向心力との相対的なバランスにより、大きな径の粗粉燃料は、ブレード１６ａによって叩き落とされ、回転テーブル１２へと戻されて再び粉砕され、微粉燃料はハウジング１１の天井部４２にある出口（排出部）１９に導かれる。
回転式分級機１６によって分級された微粉燃料は、出口１９から供給流路１００ｂへ排出され、一次空気とともに後工程へと搬送される。供給流路１００ｂへ流出した微粉燃料は、ボイラ２００のバーナ部２２０へ供給される。なお、供給流路１００ｂの出口１９の近傍には、ハウジング１１から排出される一次空気の温度を計測する第２温度計１９ａ（図２参照）が設けられている。

【0049】

燃料供給部１７は、ハウジング１１の上端を貫通するように上下方向に沿って下端部がハウジング１１内部まで延設されて取り付けられ、燃料供給部１７の上部から投入される固体燃料を回転テーブル１２の略中央領域に供給する。燃料供給部１７は、給炭機２０から固体燃料が供給される。

【0050】

給炭機２０は、バンカ２１と、搬送部２２と、モータ２３とを備える。搬送部２２は、モータ２３から与えられる駆動力によってバンカ２１の直下にあるダウンスパウト部２４の下端部から排出される固体燃料を搬送し、ミル１０の燃料供給部１７に導かれる。
通常、ミル１０の内部には、粉砕された固体燃料である微粉燃料を搬送するための一次空気が供給されて、圧力が高くなっている。バンカ２１の直下にある上下方向に延在する管であるダウンスパウト部２４には内部に燃料が積層状態で保持されていて、ダウンスパウト部２４内に積層された固体燃料層により、ミル１０側の一次空気と微粉燃料が逆流入しないようなシール性を確保している。
ミル１０へ供給する固体燃料の供給量は、搬送部２２のベルトコンベアのベルト速度で調整されてもよい。

【0051】

送風部３０は、ローラ１３により粉砕された固体燃料を乾燥させるとともに回転式分級機１６へ供給するための一次空気をハウジング１１の内部へ送風する装置である。
送風部３０は、ハウジング１１へ送風される一次空気を適切な温度に調整するために、本実施形態では熱ガス送風機３０ａと、冷ガス送風機３０ｂと、熱ガスダンパ３０ｃと、冷ガスダンパ３０ｄとを備えている。

【0052】

本実施形態では、熱ガス送風機３０ａは、エアヒータ５１（加熱部）で加熱された空気（以下、「熱ガス」ともいう。）を送風する送風機（ＰＡＦ：Primary Air Fan）である。熱ガス送風機３０ａの下流側には熱ガスダンパ（流量調整部）３０ｃが設けられている。熱ガスダンパ３０ｃの開度は制御部５０によって制御される。熱ガスダンパ３０ｃの開度によって熱ガス送風機３０ａが送風する熱ガスの流量が決定する。

【0053】

冷ガス送風機３０ｂは、常温の外気（以下、「冷ガス」ともいう。）を送風する送風機（ＰＡＦ：Primary Air Fan）である。冷ガス送風機３０ｂの下流側には冷ガスダンパ３０ｄが設けられている。冷ガスダンパ３０ｄの開度は制御部５０によって制御される。冷ガスダンパ３０ｄの開度によって冷ガス送風機３０ｂが送風する冷ガスの流量が決定する。

【0054】

一次空気の流量は、本実施形態では熱ガス送風機３０ａが送風する一次空気の流量と冷ガス送風機３０ｂが送風する一次空気の流量の合計の流量となり、一次空気の温度は、熱ガス送風機３０ａが送風する一次空気と冷ガス送風機３０ｂが送風する一次空気の混合比率で決まり、制御部５０によって制御される。
また、熱ガス送風機３０ａが送風する一次空気に、ガス再循環通風機を介して電気集塵機など環境装置を通過したボイラ２００から排出された燃焼ガスの一部を導き、混合気とすることで、一次空気流路１００ａから流入する一次空気の酸素濃度を調整してもよい。

【0055】

本実施形態では、ハウジング１１の状態検出部４０により、計測または検出したデータを制御部５０に送信する。本実施形態の状態検出部４０は、例えば、差圧計測手段であり、一次空気流路１００ａからミル１０内部へ一次空気が流入する部分及びミル１０内部から供給流路１００ｂへ一次空気及び微粉燃料が排出する出口１９との差圧をミル１０内の差圧として計測する。例えば，回転式分級機１６の分級性能により、ミル１０内部を回転式分級機１６付近と回転テーブル１２付近の間で循環する粉砕された固体燃料の循環量の増減とこれに対するミル１０内の差圧の上昇低減が変化する。すなわち、ミル１０の内部に供給する固体燃料に対して、出口１９から排出させる微粉燃料を調整して管理することができるので、微粉燃料の粒度がバーナ部２２０の燃焼性に影響しない範囲で、多くの微粉燃料をボイラ２００に設けられたバーナ部２２０に供給することができる。
また、本実施形態の状態検出部４０は、例えば、温度計測手段（第１温度計５４ｅ）であり、ローラ１３により粉砕された固体燃料を回転式分級機１６へ供給するための一次空気のハウジング１１の内部に供給する一次空気の温度を検出して、上限温度を超えないように送風部３０を制御する。なお、一次空気は、ハウジング１１内において、粉砕物を乾燥しながら搬送することによって冷却されるので、ハウジング１１の上部空間の温度は、例えば約６０～８０度程度となる。
また、本実施形態では、状態検出部４０として、出口１９から排出される一次空気の温度を計測する第２温度計（排出温度検出部）１９ａ（図２参照）や、回転テーブル１２の上方の空間と回転テーブル１２の下方の空間との差圧を検出する差圧計（差圧計測部）５５（図２参照）等も設けられている。

【0056】

制御部５０は、固体燃料粉砕装置１００の各部を制御する装置である。制御部５０は、例えば、駆動部１４に駆動指示を伝達することによりミル１０の運転に対する回転テーブル１２の回転速度を制御してもよい。制御部５０は、例えば回転式分級機１６のモータ１８へ駆動指示を伝達して回転速度（回転数）を制御することで、分級性能を調整することにより、ミル１０内の差圧を所定の範囲に適正化して微粉燃料の供給を安定化させることができる。また、制御部５０は、例えば給炭機２０のモータ２３へ駆動指示を伝達することにより、搬送部２２が固体燃料を搬送して燃料供給部１７へ供給する固体燃料の供給量を調整することができる。また、制御部５０は、開度指示を送風部３０に伝達することにより、熱ガスダンパ３０ｃおよび冷ガスダンパ３０ｄの開度を制御して一次空気の流量と温度を制御することができる。

【0057】

制御部５０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。なお、プログラムは、ＲＯＭやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリ等である。

【0058】

次に、固体燃料粉砕装置１００から供給される微粉燃料を用いて燃焼を行って蒸気を発生させるボイラ２００について説明する。
ボイラ２００は、火炉２１０とバーナ部２２０とを備えている。

【0059】

バーナ部２２０は、供給流路１００ｂから供給される微粉燃料を含む一次空気と、熱交換器（図示省略）から供給される二次空気とを用いて微粉燃料を燃焼させて火炎を形成する装置である。微粉燃料の燃焼は火炉２１０内で行われ、高温の燃焼ガスは、蒸発器，過熱器，エコノマイザなどの熱交換器（図示省略）を通過した後にボイラ２００の外部に排出される。

【0060】

ボイラ２００から排出された燃焼ガスは、環境装置（脱硝装置、電気集塵機などで図示省略）で所定の処理を行うとともに、空気予熱器などの熱交換器（本実施形態ではエアヒータ５１）で外気との熱交換が行われ、誘引通風機（図示省略）を介して煙突（図示省略）へと導かれて大気へと放出される。熱交換器において燃焼ガスとの熱交換により加熱された外気は、前述した熱ガス送風機３０ａに送られる。
ボイラ２００の各熱交換器への給水は、エコノマイザ（図示省略）において加熱された後に、蒸発器（図示省略）および過熱器（図示省略）によって更に加熱されて高温高圧の蒸気が生成され、発電部である蒸気タービン（図示省略）へと送られて発電機（図示省略）を回転駆動して発電が行われ、発電プラント１を構成する。

【0061】

次に、送風部３０及び送風部３０に関連する構成の詳細について図１から図５を用いて説明する。
送風部３０は、一次空気流路１００ａを介して、一次空気をハウジング１１の内部へ供給する。詳細には、図２の矢印Ａ１で示す熱ガスと、矢印Ａ２で示す冷ガスとを混合することで、矢印Ａ３で示す一次空気とし、ハウジング１１の内部へ供給する。一次空気流路１００ａの下流端（一次空気流路１００ａの出口）は、ハウジング１１の側壁部に接続している。

【0062】

一次空気流路１００ａは、図１及び図２に示すように、熱ガスが流通する熱ガスダクト（第１流路）５２と、冷ガスが流通する冷ガスダクト（第２流路）５３と、熱ガスダクト５２の下流端及び冷ガスダクト５３の下流端が接続され、熱ガスと冷ガスとが混合されたガスである一次空気が流通する供給ダクト５４と、を備えている。熱ガスダクト５２の下流端部と冷ガスダクト５３の下流端部とは接続位置Ｐで接続している。

【0063】

本実施形態では、熱ガスダクト５２には、熱ガス送風機３０ａと、熱ガス送風機３０ａの下流側に配置される熱ガスダンパ３０ｃとが設けられている。また、熱ガスダクト５２には、熱ガス送風機３０ａの上流側にエアヒータ５１が設けられ、熱ガスダンパ３０ｃの下流側に噴射部６０が設けられている。
熱ガスダクト５２は、図２に示すように、上下方向に延在する鉛直部５２ａと、鉛直部５２ａの下端から曲折して略水平方向に延びる水平部５２ｂと、を有している。水平部５２ｂの下流端が、接続位置Ｐで供給ダクト５４と接続されている。鉛直部５２ａは凡そ鉛直上下方向に配置されるものであり厳密に鉛直上下方向でなくてもよく、また水平部５２ｂは凡そ水平方向に配置されるものであり厳密に水平方向でなくてもよい。

【0064】

エアヒータ５１は、ボイラ２００から排出された排ガスと外気とを熱交換することで、外気を加熱する。エアヒータ５１に適用される熱交換器は、どのような形式の熱交換器でもよく、例えば、回転再生式熱交換器等が適用されてもよい。エアヒータ５１で加熱された外気は、熱ガスとして、熱ガスダクト５２内を流通する。

【0065】

熱ガスダンパ３０ｃは、鉛直部５２ａに設けられている。また、熱ガスダンパ３０ｃは、開度を調整することで、熱ガスダクト５２内を流通する熱ガスの流量を調整する。熱ガスダンパ３０ｃには、第１開度指示計３０ｃａ（開度検出部）が設けられている。第１開度指示計３０ｃａは、熱ガスダンパ３０ｃの開度を計測し、計測結果を制御部５０へ送信する。

【0066】

噴射部６０は、熱ガスダクト５２内に水（噴射液）を噴射する噴射ノズル６１と、噴射ノズル６１へ水を供給する水供給配管６２と、を有する。なお、噴射部６０から噴射される噴射液は、一次空気の熱ガスの熱によって蒸発するものであればよく、水に限定されない。

【0067】

噴射ノズル６１は、熱ガスダクト５２の内部であって、熱ガスダンパ３０ｃの下流側の近傍に設けられている。本実施形態では、熱ガスダクト５２のうち、鉛直部５２ａと水平部５２ｂとの接続部分（すなわち、略直角に湾曲している部分）付近に設けられている。噴射ノズル６１は、熱ガスダクト５２の内周面から離間して配置されている。具体的には、噴射ノズル６１は、例えば、水平部５２ｂの流路断面（長手方向の断面）における略中心に配置される。噴射ノズル６１は、熱ガス流れにおける下流側へ向かって、略水平方向へ水を噴射する。詳細には、噴射ノズル６１から噴射される水は、水平部５２ｂの流路断面を均一に覆うように噴射される。また、噴射ノズル６１は、細い粒子径（好ましくは０．１ｍｍ以下）となるように、水を噴射する。これにより、噴射した水は一次空気の熱ガスにより効率的に蒸発させることができる。
なお、噴射ノズル６１を配置する位置は上記説明の位置に限定されず、例えば、熱ガスダクト５２の内周面と接触して配置されていてもよい。このような場合には、熱ガスの流れと交差するように水を噴射することで、水平部５２ｂの流路断面を均一に覆うように噴射してもよい。また、噴射ノズル６１は複数設けてもよい。
また、噴射ノズル６１は、熱ガスダクト５２から引き抜き可能に構成されていてもよい。このように、構成することで、噴射ノズル６１を容易に点検や交換することができる。また、噴射ノズル６１近傍に点検口を設けてもよい。このように構成することで、噴射ノズル６１を容易に点検することができる。

【0068】

水供給配管６２は、噴射ノズル６１と水供給装置（図示省略）とを接続しており、水供給装置から噴射ノズル６１へ水を供給する。水供給配管６２には、上流側から順番に、制御弁６３、ストレーナ６４及び流量計６５が設けられている。
制御弁６３は、全閉状態（開度０％）から全開状態（開度１００％）までの間で開度を調整可能に構成されている。制御弁６３は、制御部５０からの指令によって開度を調整することで、内部を流通して噴射ノズル６１へ供給される水の量を調整する。ストレーナ６４は、水供給配管６２を流通する水から異物を除去する。ストレーナ６４を設けることで、噴射ノズル６１へ供給される水に含まれる異物が減少するので、噴射ノズル６１の目詰まりを抑制することができる。流量計６５は、水供給配管６２の内部を流通する水の流量を計測する。流量計６５は、計測した流量を制御部５０へ送信する。なお、制御弁６３とは別に、水供給配管６２に開閉弁を設けてもよい。
なお、噴射ノズル６１、水供給配管６２及びその近傍のダクトは、高温の熱ガスと低温の水にさらされ熱衝撃が発生する場合があることから、十分な肉厚を確保するように構成することが望ましい。また、ステンレス鋼や熱衝撃の感受性の低い材料で製作されることが望ましい。

【0069】

冷ガスダクト５３には、冷ガス送風機３０ｂと、冷ガス送風機３０ｂの下流側に配置される冷ガスダンパ３０ｄとが設けられている。

【0070】

冷ガスダンパ３０ｄは、開度を調整することで、冷ガスダクト５３内を流通する冷ガスの流量を調整する。冷ガスダンパ３０ｄには、第２開度指示計３０ｄａ（開度検出部）が設けられている。第２開度指示計３０ｄａは、冷ガスダンパ３０ｄの開度を計測し、計測結果を制御部５０へ送信する。

【0071】

供給ダクト５４は、接続位置Ｐから略水平に延びる第１水平部分５４ａと、第１水平部分５４ａの下流端から延びる傾斜部分５４ｂと、傾斜部分５４ｂの下流端から略水平に延びる第２水平部分５４ｃと、第２水平部分５４ｃの下流端から延びてハウジング１１に接続する傾斜した下流端部分５４ｄと、を有している。
傾斜部分５４ｂは、噴射部６０側（上流側）の方がハウジング１１側（下流側）よりも鉛直上方に位置するように、水平面に対して傾斜している。また、下流端部分５４ｄも、上流側の方が下流側よりも鉛直上方に位置するように、水平面に対して傾斜している。熱ガスダンパ３０ｃと冷ガスダンパ３０ｄの配置により、傾斜部分５４ｂは、省略してもよい。供給ダクト５４の下流端（ハウジング１１との接続部分）の近傍には、第１温度計（供給温度検出部）５４ｅが設けられている。第１温度計５４ｅは、供給ダクト５４からハウジング１１へ供給される一次空気の温度を計測する。

【0072】

また、一次空気流路１００ａの噴射ノズル６１よりも下流側に、噴射ノズル６１から噴射され蒸発（気化）しなかった水を排出する排水部６８を設けてもよい。排水部６８は、熱ガスダクト５２と冷ガスダクト５３との接続位置Ｐ近傍に形成されている。排水部６８は、ダクトの底面に形成された開口である排水口（図示省略）と、排水口と連通する排水配管６６と、を有する。排水配管６６は、排水口から流入した水を、所定の排水処理施設（図示省略）まで搬送する。排水配管６６には、排水配管弁６７が設けられている。排水配管弁６７は、開閉弁であり、排水配管６６を排水が流通する状態と、排水配管６６を排水が流通しない状態とを切り換えることができる。

【0073】

次に、スクレーパ７０について説明する。スクレーパ７０は、図２に示すように、回転テーブル１２の下方に配置される。スクレーパ７０は、一端が回転テーブル１２に固定されるアーム部７１と、アーム部７１の他端部（回転支持部に固定される一端部とは逆の端部）から鉛直下方側に延びる掃出部７２と、を有する。すなわち、スクレーパ７０は、回転テーブル１２と同軸に回転可能となっている。アーム部７１は、ハウジング１１の側面部方向に略水平に延びている。掃出部７２は、下端がハウジング１１の底面部４１の上面に当接するように配置され、底面部４１の上面を摺動する。

【0074】

また、ハウジング１１の底面部４１であって、掃出部７２の回転軌道上には、開口（以下、「スピレージシュート７３」という。）が形成されている。スピレージシュート（排出口）７３は、排出管７４を介して、ハウジング１１の外側に配置されるスピレージホッパ７５に連通している。スクレーパ７０により掃出されたハウジング１１の底面部４１に落下した固体燃料等が、スピレージシュート７３から排出管７４へ排出される。排出された固体燃料等は、排出管７４の途中に設けた仕切弁７６を開放した際にスピレージホッパ７５に搬送される。

【0075】

また、制御部５０は、図３に示すように、熱ガスダンパ３０ｃ及び冷ガスダンパ３０ｄへ開度指令信号を送信する開度指令部５０ａと、所定の場合に水を噴射するように噴射部６０を制御する第１噴射制御部５０ｂと、噴射部６０から噴射される水の量を調整する制御弁６３を制御する噴射量調整部５０ｃと、回転式分級機１６のモータ１８の回転数を調整する回転数制御部５０ｄと、ローラ１３の押圧力を調整する押圧装置４９を制御する押圧力制御部５０ｅと、各種閾値等を記憶する記憶部５０ｆと、を備えている。

【0076】

開度指令部５０ａは、熱ガスダンパ３０ｃ及び冷ガスダンパ３０ｄの開度が所定の開度となるように、各ダンパへ開度指令信号を送信する。すなわち、熱ガスダンパ３０ｃ及び冷ガスダンパ３０ｄは、開度指令信号の開度となるように、開度を調整する。

【0077】

第１噴射制御部５０ｂは、第１温度計５４ｅの温度が所定の閾値（以下、「入口温度閾値」という。）よりも大きく、かつ、熱ガスダンパ３０ｃへ送信した開度指令部５０ａの開度と第１開度指示計３０ｃａが計測した開度との差が所定の閾値（以下、「開度差閾値」という。）よりも大きい場合に、熱ガスダンパ３０ｃの開度が適切に制御されていないと判断して、水を噴射するように噴射部６０を制御する。

【0078】

噴射量調整部５０ｃは、第２温度計１９ａが計測した温度が所定の範囲（以下、「出口温度範囲」という。）内ではない場合に、噴射部６０から噴射される水の量を調整する。具体的には、第２温度計１９ａが計測する温度が、所定の温度（以下、「目標出口温度」という。）となるように、噴射する水の量を調整する。

【0079】

回転数制御部５０ｄは、差圧計５５が計測する差圧が、所定の範囲（以下、「目標差圧範囲」という。）よりも大きい場合に、目標差圧範囲内となるように回転式分級機１６の回転数を制御する。具体的には、差圧計５５が計測する差圧が目標差圧範囲より大きい場合には、モータ１８を制御し、回転式分級機１６の回転数を減少させる。

【0080】

押圧力制御部５０ｅは、差圧計５５が計測する差圧が、所定の範囲（以下、「目標差圧範囲」という。）よりも大きい場合に、目標差圧範囲内となるようにローラ１３の押圧力を制御する。具体的には、差圧計５５が計測する差圧が目標差圧範囲より大きい場合には、押圧装置４９を制御し、ローラ１３の押圧力を増大させる。

【0081】

記憶部５０ｆは、入口温度閾値、開度差閾値、出口温度閾値、目標出口温度及び目標差圧範囲等を記憶している。

【0082】

以下に、本実施形態での制御部５０が行う水噴射処理の一例について、図４のフローチャートを用いて説明する。本処理は、固体燃料粉砕装置１００の運転中に、所定の時間毎に繰り返して実行される。

【0083】

まず、制御部５０は、Ｓ１で、第１温度計５４ｅが計測した温度が、記憶部５０ｆに記憶された入口温度閾値よりも大きいか否かを判断する。入口温度閾値よりも大きい場合には、Ｓ２へ進む。入口温度閾値よりも小さい場合には、Ｓ１を繰り返す。
制御部５０は、Ｓ２で、開度指令部５０ａが熱ガスダンパ３０ｃへ送信した開度と第１開度指示計３０ｃａが計測した開度との差が、記憶部５０ｆに記憶されている開度差閾値よりも大きい否かを判断する。開度差閾値よりも大きい場合には、熱ガスダンパ３０ｃが故障して第１温度計５４ｅの温度が上昇していると判断して、Ｓ３へ進む。開度差閾値よりも小さい場合には、Ｓ１へ戻る。
制御部５０は、Ｓ３で、制御弁６３を開状態として、噴射ノズル６１から水を噴射する。このとき、噴射ノズル６１から噴射される水の量は、所定の量とする。噴射ノズル６１から水を噴射すると、制御部５０はＳ４へ進む。

【0084】

制御部５０は、Ｓ４で、第２温度計１９ａが計測した温度が、記憶部５０ｆに記憶された出口温度範囲内か否かを判断する。出口温度範囲内と判断した場合には、Ｓ５へ進む。出口温度範囲内ではないと判断した場合には、Ｓ６へ進む。
制御部５０は、Ｓ６で、第２温度計１９ａが計測した温度が出口温度範囲よりも大きい場合には、開度が大きくなるように制御弁６３を制御し、噴射される水の量を増加させる。そして、第２温度計１９ａが計測する温度が、目標出口温度となるように、噴射する水の量を調整する。また、第２温度計１９ａが計測した温度が出口温度範囲よりも小さい場合には、噴射する水による一次空気の冷却効果が大きいと判断して、開度が小さくなるように制御弁６３を制御し、噴射する水の量を減少させる。そして、目標出口温度となるように、噴射する水の量を調整する。Ｓ６を終えると、制御部５０は、Ｓ４へ戻る。

【0085】

制御部５０は、Ｓ５で、差圧計５５が計測する差圧が目標差圧範囲内か否かを判断する。目標差圧範囲内である場合には、本処理を終了する。目標差圧範囲内ではない場合には、Ｓ７へ進む。
制御部５０は、Ｓ７で、差圧計５５が計測した差圧が目標差圧範囲よりも大きい場合には、回転式分級機１６を通過する粉砕された固体燃料を増加させてミル１０の運転安定性を確保するために、回転式分級機１６の回転数が小さくなるようにモータ１８を制御する。そして、差圧が目標差圧範囲内となるように、回転数を調整する。差圧計５５が計測した差圧が目標差圧範囲よりも小さい場合には、回転式分級機１６の回転数が大きくなるようにモータ１８を制御する。そして、差圧が目標差圧範囲内となるように、回転数を調整する。Ｓ７を終えると、制御部５０は、Ｓ８へ進む。

【0086】

制御部５０は、Ｓ８で、差圧計５５が計測する差圧が目標差圧範囲内か否かを判断する。目標差圧範囲内である場合には、本処理を終了する。目標差圧範囲内ではない場合には、Ｓ９へ進む。
制御部５０は、Ｓ９で、差圧計５５が計測した差圧が目標差圧範囲よりも大きい場合には、粉砕された固体燃料の粗粉燃料を減少させるために、ローラ１３の押圧力が大きくなるように押圧装置４９を制御する。そして、差圧が目標差圧範囲内となるように、押圧力を調整する。差圧計５５が計測した差圧が目標差圧範囲よりも小さい場合には、ローラ１３の押圧力が小さくなるように押圧装置４９を制御する。そして、差圧が目標差圧範囲内となるように、押圧力を調整する。Ｓ９を終えると、制御部５０は、本処理を終了する。

【0087】

このようにして、噴射部６０から水を噴射する。噴射部６０からの水の噴射は、メンテナンス等のために固体燃料粉砕装置１００を停止し熱ガスダンパ３０ｃを修理するまで、もしくは、固体燃料粉砕装置１００の運転中に自然と熱ガスダンパ３０ｃの故障が解消するまで続けられる。固体燃料粉砕装置１００の運転中に自然と熱ガスダンパ３０ｃの故障が解消する事態としては、熱ガスダンパ３０ｃに異物が挟まることで熱ガスダンパ３０ｃの開度調整が一時的に不能となっていたが、運転中に異物が外れる事態等が考えられる。
噴射部６０からの水の噴射を停止する際には、差圧計５５が計測する差圧の値が目標差圧範囲内を維持するように、回転式分級機１６の回転数及びローラ１３の押圧力を通常の値に戻す。

【0088】

上記で説明した構成の変形例の１つとして、第１噴射制御部５０ｂは、第１温度計５４ｅに代わり、第２温度計１９ａの温度に基づいて噴射部６０を制御してもよい。具体的には、第１噴射制御部５０ｂは、第２温度計１９aの温度が所定の閾値（以下、「出口温度閾値」という。）よりも大きく、かつ、熱ガスダンパ３０ｃへ送信した開度指令部５０ａの開度と第１開度指示計３０ｃａが計測した開度との差が所定の開度差閾値よりも大きい場合に、熱ガスダンパ３０ｃの開度が適切に制御されていないと判断して、水を噴射するように噴射部６０を制御してもよい。

【0089】

また、上記で説明した構成の変形例の１つとして、第１噴射制御部５０ｂは、図６に示すように、搬送用ガスの温度によらず、冷ガスダンパ３０ｄや熱ガスダンパ３０ｃの開度に基づいて噴射部６０を制御してもよい。具体的には、第１噴射制御部５０ｂは、熱ガスダンパ３０ｃへ送信した開度指令部５０ａの開度と第１開度指示計３０ｃａが計測した開度との差が所定の開度差閾値よりも大きい場合、もしくは冷ガスダンパ３０ｄへ送信した開度指令部５０ａの開度と第２開度指示計３０ｄａが計測した開度との差が所定の開度差閾値よりも小さい場合、熱ガスダンパ３０ｃもしくは冷ガスダンパ３０ｄの開度が適切に制御されていないと判断して、水を噴射するように噴射部６０を制御してもよい。

【0090】

次に、水噴射処理中の一次空気の温度、回転式分級機１６の回転数、ローラ１３の押圧力及び噴射部６０から噴射される水の量の変化について、図５のグラフを用いて説明する。（ａ）は、ハウジング１１に供給される一次空気の温度（後述する入口温度）の変化（実線Ａ）及びハウジング１１から排出される一次空気の温度（後述する出口温度）の変化を示している（実線Ｂ）。（ｂ）は、ローラ１３の押圧力の変化（実線Ｃ）、回転式分級機１６の回転数の変化（実線Ｄ）を示している。（ｃ）は、噴射部６０から噴射される水の量の変化（実線Ｅ）を示している。

【0091】

固体燃料粉砕装置１００が通常に運転している状態（すなわち、時間Ｔ１で熱ガスダンパ３０ｃが故障する前の状態）では、熱ガスダンパ３０ｃで流量を調整された高温の熱ガス（本実施形態では、一例として、略３００℃）と、冷ガスダンパ３０ｄで流量を調整された冷ガス（本実施形態では、一例として、略２０℃）とを混合することで、ハウジング１１に供給される一次空気の温度（すなわち、第１温度計５４ｅで計測される温度。以下、「入口温度」という。）及びハウジング１１から排出される一次空気の温度（すなわち、第２温度計１９ａで計測される温度。以下、「出口温度」という。）が目標の温度範囲となるように調整している。本実施形態では、（ａ）に示すように、入口温度の目標温度が一例として略２５０℃であり、出口温度の目標温度が一例として略８０℃となるように各ダンパの開度を調整している。

【0092】

時間Ｔ１で熱ガスダンパ３０ｃが故障したとすると、第１温度計５４ｅで計測される入口温度が上昇する。また、それに伴って、第２温度計１９ａで計測される出口温度も上昇する。熱ガスダンパ３０ｃが故障していると制御部５０が判断した場合（図４のＳ１参照）、（ｃ）に示すように、時間Ｔ２のタイミングで、噴射部６０から水が噴射される。この時、所定の流量の水が噴射される。

【0093】

時間Ｔ２のタイミングで水が噴射されることで、（ａ）に示すように、入口温度が低下する。なお、（ａ）の破線は、噴射部６０から水を噴射しなかった場合の入口温度を示している。また、時間Ｔ２のタイミングで水が噴射されることで、出口温度の上昇も抑制される。
また、噴射部６０から水を噴射するとハウジング１１の内部の温度分布が変化すると共に、搬送用ガスに、蒸発した水（蒸気）の流量も加わることで、粉砕部１５から分級部（回転式分級機１６）へと向かう一次空気の流速も増加する。これにより、所定粒径よりも大きい粉砕された固体燃料（粗粉燃料）も一次空気によって回転式分級機１６まで搬送されることとなる。搬送された所定粒径よりも大きい粗粉燃料は、回転式分級機１６のブレード１６ａで弾かれ、回転テーブル１２へと戻される。このように、噴射部６０から水を噴射することで、回転テーブル１２と回転式分級機１６との間を循環する粗粉燃料の量が増加する。このため、回転テーブル１２の上方の空間（すなわち、回転テーブル１２よりも上流側の空間）と、回転テーブル１２の下方の空間（すなわち、回転テーブル１２よりも下流側の空間）との差圧が増大する。これを解消すべく、時間Ｔ２のタイミングで回転式分級機１６の回転数を低減させる。これにより、分級性能を低下させて回転式分級機１６を固体燃料が通過させやすくし、粗粉燃料の循環量を低下させ、前術の差圧増大を抑制している。一方で、回転テーブル１２の上方の空間と、回転テーブル１２の下方の空間との差圧が軽微に留まった場合は、時間Ｔ２のタイミングで回転式分級機１６の回転数を増加させる（図５（ｂ）の破線参照）。これにより、回転式分級機１６の分級性能を向上させて、流速の増加による粗粉の排出を抑制し、後流側での未燃分の増加を抑制している。なお、時間Ｔ２のタイミングまでは、回転式分級機１６は、定格の回転数で回転している。

【0094】

回転式分級機１６の回転数を低減させても、十分に前述の差圧増大を抑制することができない場合には、時間Ｔ３のタイミングで、ローラ１３の押圧力を増大させる。ローラ１３の圧力を増大させることで、固体燃料がより細かく粉砕される。これにより、粗粉燃料が減少して粉砕された固体燃料が回転式分級機１６を通過し易くすることができる。これにより、粉砕された固体燃料の循環量を低下させ、前述の差圧増加を抑制する。なお、時間Ｔ３のタイミングまでは、ローラ１３の押圧力は、定格の押圧力とされている。ローラ１３の押圧力を増大させるために必要なエネルギよりも、回転式分級機１６の回転数を増大させるエネルギの方が小さいため、本実施形態のように、回転式分級機１６の回転数を増大させてからローラ１３の押圧力を増大させることで、消費エネルギを低減させることができる。

【0095】

噴射部６０は、時間Ｔ２で水を噴射すると、その後は、出口温度が８０℃となるように、噴射する水の量を調整する。（ａ）に示すように、出口温度が熱ダンパ故障前の目標温度の８０℃となっても、入口温度は熱ダンパ故障前の２５０℃よりもαだけ高い温度となる場合がある。これは、ダクト内での一次空気の流速が早い場合など、噴射部６０から噴射された水の一部が第１温度計５４ｅ通過前に蒸発完了せず、ミル１０のハウジング１１内部等で蒸発して蒸気となり、その際の気化熱（蒸発熱）によって低下した出口温度を、入口温度の増加分αで補うことで、ミル１０内で固体燃料の乾燥に使用される熱量を確保する為である。
したがって、仮に、入口温度の目標温度を基準とする場合には、入口温度の目標温度を熱ダンパ故障前の温度よりもαだけ高い温度となるようにして、水の噴射量を調整することで、出口温度を熱ダンパ故障前の温度と同等の目標温度とすることができる。なお、入口温度の増加分αについては、試運転時等に実機検証の上決定することが望ましい。

【0096】

時間Ｔ４のタイミングで熱ガスダンパ３０ｃの故障が解消すると、（ｃ）に示すように、噴射部６０から噴射する水の量を漸次減少させる。これにより、時間Ｔ７のタイミングで噴射部６０からの水の噴射が停止される。時間Ｔ４のタイミングで熱ガスダンパ３０ｃの故障が解消すると、回転式分級機１６の回転数も徐々に増大させ、時間Ｔ５のタイミングで定格回転数に戻す。また、ローラ１３の押圧力も徐々に減少させ、時間Ｔ６のタイミングで定格の押圧力に戻す。

【0097】

本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
本実施形態では、固体燃料粉砕装置１００のミル１０の外殻を為すハウジング１１の内部へ一次空気を供給する一次空気流路１００ａとして、例えば、熱ガスダクト５２内に水を噴射する噴射部６０を備えている。換言すれば、熱ガスの主流に対して水を噴射する噴射部６０を備えている。噴射部６０から水が噴射されると熱ガスの熱によって水が蒸発し、その際の気化熱（蒸発熱）によって熱ガスが冷却される。また、水の熱容量によって、熱ガスが冷却される。すなわち、水の潜熱及び顕熱によって、熱ガスが冷却される。その後、冷却された熱ガスは一次空気として、ハウジング１１の内部を流通する。このため、熱ガスを冷却することで、固体燃料粉砕装置１００の内部の温度を低下させること、又は、固体燃料粉砕装置１００の内部の温度の上昇を抑制することができる。
また、水が蒸発することで、一次空気の酸素分圧が低下するので、ハウジング１１内の固体燃料の自然着火を抑制することができる。ミル１０の内部の通常運用を超える温度上昇を抑制し、固体燃料の自然着火を抑制して固体燃料粉砕装置１００の安全性を向上させることができる。

【0098】

開度指令部５０ａが送信する開度指令信号における開度と第１開度指示計３０ｃａが検出する熱ガスダンパ３０ｃの開度との差が大きい場合には、熱ガスダンパ３０ｃが故障している可能性がある。熱ガスダンパ３０ｃが故障し、熱ガスダクト５２内の熱ガスの流量を調整できなくなると、ハウジング１１内に供給される一次空気の温度及び量も調整することができなくなり、ミル１０の内部の温度が通常運用温度を超えて上昇する可能性がある。
本実施形態では、開度指令部５０ａが送信する開度指令信号における開度と第１開度指示計３０ｃａが検出する開度との差が、開度差閾値よりも大きい場合に、噴射部６０から水を噴射する。すなわち、熱ガスダンパ３０ｃが故障している可能性がある場合に、噴射部６０から水を噴射している。これにより、熱ガスダンパ３０ｃが故障し、ハウジング１１内に供給される一次空気中に取り込まれる高温ガスの量を調整することができなくなって一次空気が高温化した場合であっても、噴射部６０からの水によって、一次空気の温度を低下させることができるので、ミル１０の内部における通常運用温度を超える温度上昇を抑制することができる。したがって、ミル１０の安全性を向上させることができる。

【0099】

本実施形態では、噴射部６０から水を噴射すると一次空気が冷却されるため、一次空気が供給されるミル１０の内部の温度も低下し、ハウジング１１から排出される一次空気および一次空気とともに排出される粉砕された固体燃料の温度も低下して、粉砕された固体燃料の自然着火を抑制する。
本実施形態では、第２温度計１９ａが検出した温度が所定の温度となるように、噴射部６０から噴射される水の量を調整する。したがって、ミル１０から排出される一次空気および一次空気とともに排出される粉砕された固体燃料の温度を所定の目標出口温度（本実施形態では、一例として、８０℃）に維持することができる。所定の目標出口温度とは、例えば、粉砕された固体燃料を好適に供給先であるボイラ２００のバーナ部２２０へ搬送して、粉砕された固体燃料を好適に燃焼することができる温度であってもよい。

【0100】

本実施形態では、熱ガスダクト５２には、冷ガスダクト５３と接続する接続位置Ｐよりも上流側に、内部を流通する外気を加熱するエアヒータ５１が設けられている。これにより、熱ガスダクト５２を流通する熱ガスは、エアヒータ５１で加熱された後に、冷ガスダクト５３から合流する冷ガスによって冷却される。本実施形態では、噴射ノズル６１が、エアヒータ５１と接続位置Ｐとの間に設けられている。これにより、噴射部６０は、エアヒータ５１で加熱された後であって冷ガスダクト５３からの冷ガスによって冷却される前の高温の熱ガスに対して、水を噴射している。したがって、温度の高い熱ガスの熱によって、噴射部６０から噴射された水が蒸発し易い。よって、好適に水を蒸発させて、熱ガスを冷却することができる。
また、本実施形態では、噴射ノズル６１が一次空気流路１００ａに設けられている。すなわち、噴射ノズル６１が回転テーブル１２よりも一次空気流れにおける上流側に設けられている。これにより、噴射部６０をハウジング１１の内部に設置する場合は、回転テーブル１２から回転式分級機１６へ搬送される粉砕された固体燃料と、噴射部６０との衝突が生じる可能性あるが、その衝突を抑制することができる。したがって、粉砕された固体燃料による噴射部６０の摩耗を抑制することができ、噴射部６０の損傷を抑制することができる。

【0101】

噴射部６０から噴射された水のうち、蒸発しなかった水は、一次空気流路１００ａの底部に落下する。本実施形態では、一次空気流路１００ａが傾斜部分５４ｂを有している。これにより、一次空気流路１００ａの底部に落下した水は、傾斜部分５４ｂおよび傾斜した下流端部分５４ｄによってハウジング１１方向へ流れる。このとき、一次空気流路１００ａの底部に沿って流れる水は、表面積が増大するので、蒸発し易くなる。したがって、好適に水を蒸発させることができるので、気化熱によって一次空気を好適に冷却することができる。
また、本実施形態では、ハウジング１１内にはスクレーパ７０が設けられ、ハウジング１１の底面には、ハウジング１１の外部と連通するスピレージホッパ７５が形成されている。これにより、一次空気流路１００ａ内で蒸発せずに、ハウジング１１まで到達した水をスピレージホッパ７５からハウジング１１の外部へ排出することができる。
また、本実施形態では、一次空気流路１００ａの底面に排水配管６６が設けられている。このため、排水配管６６からも蒸発しなかった水を排出することができる。

【0102】

噴射部６０から水を噴射するとハウジング１１の内部の温度分布が変化すると共に、粉砕部１５から分級部（回転式分級機１６）へと向かう一次空気の流速も変化する。例えば、熱ガスダンパ３０ｃが故障し、一次空気の流量が変わらない状態で、噴射部６０から噴射液を噴射すると、一次空気に加え、蒸発した水及び、蒸発した蒸気の流量も加わり、回転テーブル１２から回転式分級機１６へと向かう一次空気の流速が増大する。これにより、所定粒径よりも大きい粉砕された固体燃料も一次空気によって回転式分級機１６まで搬送されることとなる。搬送された所定粒径よりも大きい粉砕された固体燃料（粗粉燃料）は、回転式分級機１６のブレード１６ａで弾かれ、回転テーブル１２へと戻される。このように、噴射部６０から水を噴射することで、回転テーブル１２と回転式分級機１６との間を循環する粗粉燃料の量が増加する。このため、回転テーブル１２の上方の空間と、回転テーブル１２の下方の空間との差圧が増大する。
回転式分級機１６は回転数が増加すると、所定粒径よりも大きい粗粉燃料が通過し難くなる。一方、回転数が減少すると、所定粒径よりも大きい粗粉燃料が通過し易くなる。このように、回転式分級機１６の回転数によって、回転式分級機１６を通過する粗粉燃料の量が変化する。これにより、回転テーブル１２と回転式分級機１６との間を循環する粗粉燃料の量も変化するため回転テーブル１２の上方の空間と、回転テーブル１２の下方の空間との差圧も変化する。すなわち、回転式分級機１６の回転数を調整することで、差圧計５５が計測する差圧を調整することができる。
本実施形態では、回転式分級機１６の回転数は、差圧計５５が計測する差圧が所定の範囲となるように調整される。これにより、噴射部６０から水を噴射した場合であっても、回転テーブル１２の上方の空間と、回転テーブル１２の下方の空間との差圧を所定の範囲とすることができる。したがって、ミル１０の安定運転を維持することができる。

【0103】

ローラ１３の押圧力を増大すると、固体燃料がより細かく粉砕される。このため、粉砕された固体燃料の粗粉燃料の割合が減少して、回転式分級機１６を通過する粉砕された固体燃料の量が増加する。このように、ローラ１３の押圧力によって、回転式分級機１６を通過する粉砕された固体燃料の量が変化する。これにより、回転テーブル１２と回転式分級機１６との間を循環する粗粉燃料の量も変化するため、回転テーブル１２の上方の空間と、回転テーブル１２の下方の空間との差圧も変化する。すなわち、回転式分級機１６の回転数を調整することで、差圧計５５が計測する差圧を調整することができる。
本実施形態では、ローラ１３の押圧力は、差圧計５５が計測する差圧が所定の範囲となるように調整される。これにより、噴射部６０から水を噴射した場合であっても、回転テーブル１２の上方の空間と、回転テーブル１２の下方の空間との差圧を所定の範囲とすることができて、ミル１０の安定運転を維持することができる。

【0104】

本実施形態では、ボイラ２００から排出された排ガスの熱によって、外気を加熱して熱ガスとしている。これにより、ボイラ２００から排出される排ガスの熱エネルギを、一次空気の加熱に利用することができる。したがって、排ガスの熱エネルギを利用しない構造と比較して、発電プラント１全体のエネルギ効率を向上させることができる。

【0105】

エアヒータ５１として、回転再生式熱交換器を用いている場合には、エアヒータ５１で加熱した熱ガスに、排ガスからの灰等の異物が混入する。このため、熱ガスが流通する熱ガスダクト５２に配置された熱ガスダンパ３０ｃは、冷ガスダンパ３０ｄと比較して故障し易くなる可能性がある。本実施形態では、故障し易い熱ガスダンパ３０ｃを監視して、噴射部６０から水を噴射しているので、より好適にミル１０の安定運転を維持することに対応することができる。

【0106】

搬送用ガスとして空気を用いている場合、一次空気の比熱（１ｋＪ／ｋｇ・ｋと仮定）と水の気化熱（２２５０ｋＪ／ｋｇ）を用いると、例えば、一次空気の温度を１０℃程度下げたい場合は、一次空気の流量の０．４～０．５重量％程度の少量の水を供給して噴射させて、蒸発させることができればよい。このとき、噴射される水の粒径が直径０．１ｍｍ程度のミストとなるように噴射することで水の表面積は非常に大きくなり一次空気から短時間で十分な伝熱量を得て蒸発が完了し、効率的に一次空気（熱ガス）の冷却効果を得られる。

【0107】

また、本実施形態では、熱ガスダンパ３０ｃが故障した場合であっても、固体燃料粉砕装置１００のミル１０の運転を停止させることなく、ミル１０の内部の温度の上昇を抑制することができる。したがって、固体燃料粉砕装置１００の稼働率を向上させることができ、発電プラント１の安定した運転維持することができる。

【0108】

次に、本発明の第２実施形態について、図７を参照して説明する。
［第２実施形態］
本実施形態では、図７に示すように、冷ガスダクト５３、冷ガスダンパ３０ｄ及び冷ガス送風機３０ｂが設けられていない点で、第１実施形態と異なっている。第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
本実施形態では、制御部５０が、噴射部６０から噴射される水の流量を調整する第２噴射制御部（図示省略）を有している。第２噴射制御部は、固体燃料粉砕装置１００のミル１０が通常の運転を行っている際に、噴射部６０から水を噴射する。具体的には、第２噴射制御部は、ハウジング１１から排出される一次空気の温度（すなわち、第２温度計１９ａによって計測される温度）が、所定の温度となるように、熱ガスダンパ３０ｃの開度及び噴射部６０から噴射する水の量を調整する。

【0109】

本実施形態では、以下の作用効果を奏する。
本実施形態では、第２温度計１９ａが計測した温度により、ハウジング１１から排出される一次空気の温度が、所定の目標出口温度となるように、熱ガスダンパ３０ｃの開度及び噴射部６０から噴射する水の流量を調整する。これにより、所定の温度の一次空気及び一次空気と共に排出される粉砕された固体燃料を供給先へ供給することができる。所定の目標出口温度とは、例えば、粉砕された固体燃料を好適に供給先であるボイラ２００へ搬送して、粉砕された固体燃料を好適に燃焼することができる温度であってもよい。

【0110】

また、本実施形態では、ハウジング１１へ供給する一次空気の全量が、エアヒータ５１を通過する外気によって賄われる。よって、排ガスの熱量からミル１０を経由してボイラ２００へと供給する量が増加することで、排ガスから回収する熱量を増加させことができる。したがって、発電プラント１全体のエネルギ効率を向上させることができる。

【0111】

なお、制御部５０は、第２噴射制御部の代わりに、第３噴射制御部（図示省略）を備えていてもよい。第３噴射制御部は、ハウジング１１内へ供給される一次空気の温度（すなわち、第１温度計５４ｅが計測する温度）が、所定の温度となるように、熱ガスダンパ３０ｃの開度及び噴射部６０から噴射する水の量を調整する。
このように構成することで、ミル１０の内部の温度が上昇しそうな場合や一次空気の流量を調整する熱ガスダンパ３０ｃ等が故障している場合であっても、噴射部６０から噴射される水により一次空気の温度を低下させることができる。これにより、ミル１０の内部の温度上昇を抑制することができる。所定の温度とは、例えば、粉砕された固体燃料を好適に供給先であるボイラ２００へ搬送して、粉砕された固体燃料を好適に燃焼することができる温度として適切な範囲の上限の温度であってもよい。
また、制御部５０は、第２噴射制御部と第３噴射制御部の両方を備えていてもよい。

【0112】

なお、本発明は、上記各実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。
例えば、上記各実施形態では、熱ガスダンパ３０ｃの開度を監視し、熱ガスダンパ３０ｃが故障したと判断した場合に、噴射部６０から水を噴射する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、冷ガスダンパ３０ｄの開度を監視し、冷ガスダンパ３０ｄが故障したと判断して一次空気の温度を冷却できなくなった場合に、噴射部６０から水を噴射してもよい。

【0113】

また、噴射部６０（噴射ノズル６１）を設置する位置は、上記実施形態で説明した一次空気流路１００ａ内の位置に限定されない。噴射部６０を設置する位置は、一次空気の主流に水を噴射できる位置であり、一次空気の主流が流通する流路又は当該流路の近傍であればよい。例えば、ハウジング１１内に噴射部６０を配置してもよい。具体的には、例えばハウジング１１中の一次空気流路１００ａ出口近傍で噴射部６０を設置して、一次空気流路１００ａ出口方向へ水を噴射してもよい。また、冷ガスダクト５３や供給ダクト５４に配置してもよい。また、熱ガスダクト５２のうち、熱ガスダンパ３０ｃの上流側に設けてもよい。

【0114】

また、噴射ノズル６１を下流端部分５４ｄに設けて、一次空気流路１００ａの底面に向けて水を噴射させて、その後に蒸発できなかった水が底面を沿って流れるようにさせてもよい。このように構成することで、噴射部６０に一次空気を冷却する機能とともに、一次空気流路１００ａのダクト内に堆積した粉砕された固体燃料を一次空気流路１００ａのダクト内からハウジング１１の内部へ排出する機能も持たせることができる。

【0115】

また、噴射ノズル６１を下流端部分５４ｄに設けて、一次空気流路１００ａの流路断面を覆うように水を噴出させてもよい。このように構成することで、噴射部６０に一次空気を冷却する機能とともに、一次空気流路１００ａのダクト内へ粉砕された固体燃料が流入することを抑制する機能も持たせることができる。

【符号の説明】

【0116】

１ ：発電プラント
２ ：ボイラシステム
１０ ：ミル（粉砕装置）
１１ ：ハウジング（筐体）
１２ ：回転テーブル
１３ ：ローラ（粉砕ローラ）
１４ ：駆動部
１５ ：粉砕部
１６ ：回転式分級機（分級部）
１６ａ ：ブレード
１７ ：燃料供給部
１８ ：モータ
１９ ：出口（排出部）
１９ａ ：第２温度計（排出温度検出部）
２０ ：給炭機
２１ ：バンカ
２２ ：搬送部
２３ ：モータ
２４ ：ダウンスパウト部
３０ ：送風部
３０ａ ：熱ガス送風機
３０ｂ ：冷ガス送風機
３０ｃ ：熱ガスダンパ（流量調整部）
３０ｃａ ：第１開度指示計（開度検出部）
３０ｄ ：冷ガスダンパ
３０ｄａ ：第２開度指示計
４０ ：状態検出部
４１ ：底面部
４２ ：天井部
４５ ：ジャーナルヘッド
４７ ：支持アーム
４８ ：支持軸
４９ ：押圧装置
５０ ：制御部
５０ａ ：開度指令部
５０ｂ ：第１噴射制御部
５０ｃ ：噴射量調整部
５０ｄ ：回転数制御部
５０ｅ ：押圧力制御部
５０ｆ ：記憶部
５１ ：エアヒータ（加熱部）
５２ ：熱ガスダクト（第１流路）
５２ａ ：鉛直部
５２ｂ ：水平部
５３ ：冷ガスダクト（第２流路）
５４ ：供給ダクト
５４ａ ：第１水平部分
５４ｂ ：傾斜部分（傾斜部）
５４ｃ ：第２水平部分
５４ｄ ：下流端部分
５４ｅ ：第１温度計（供給温度検出部）
５５ ：差圧計（差圧計測部）
６０ ：噴射部
６１ ：噴射ノズル
６２ ：水供給配管
６３ ：制御弁
６４ ：ストレーナ
６５ ：流量計
６６ ：排水配管
６７ ：排水配管弁
６８ ：排水部
７０ ：スクレーパ
７１ ：アーム部
７２ ：掃出部
７３ ：スピレージシュート（排出口）
７４ ：排出管
７５ ：スピレージホッパ
１００ ：固体燃料粉砕装置
１００ａ ：一次空気流路（搬送用ガス流路）
１００ｂ ：供給流路
２００ ：ボイラ
２１０ ：火炉
２２０ ：バーナ部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】