JP2011132025A - 製粉用ロール機における粉体の空気輸送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】粉体の急激な流量変化に対する追従性が良く、また、粉体の流量変化に対する将来の変化予測が可能な製粉用ロール機における粉体の空気輸送装置を提供する。
【解決手段】供給ホッパーの筒状供給部16には、縦方向にストックレベル計35を配設する。該ストックレベル計35の計測値は制御手段34に入力され、ストックレベルに応じてフィードロール19,20の回転数の増減制御を行うとともに、ストックレベルに応じてニューマ配管26の風量の増減制御が行われる。
【選択図】図３

Description

本発明は、製粉用ロール機における粉体の空気輸送装置に関する。

従来の典型的な製粉工場においては、図４に示すように原料サイロ１０１、原料精選用の棟１０２、製粉用の棟１０３、製品サイロ１０４などを備え、原料精選用の棟１０２及び製粉用の棟１０３においては、各種機械を立体的に配置し、原料小麦、中間製品（ストック）及び小麦粉などの粉体を一度高所に持ち上げてから、重力を利用して下の機械に順次送る構造となっている（非特許文献１参照）。すなわち、製粉用の棟１０３の各階においては、製粉用ロール機１０５、シフター１０６、ピュリファイア（風力選別機）１０７などの各種製粉機器が設置され、天井や床を介した配管１０８によって各種製粉機器どうしが連絡される。そして、粉体を上階に運ぶためには空気流に載せて運ぶ空気輸送方式の配管１０９を採用し、下階から上階に粉体が輸送されると、上階に配置したサイクロン１１０によって粉体と気体とに分離され、粉体は下階のシフター１０６に入って、篩い分けが行われ、再び製粉用ロール機１０５に入るか、或いは、製品サイロ１０４に行き、さらに、サイクロン１１０からの気体は、集塵機１１１で集塵され、除塵後の空気は外部に排出される構造となっている。

しかし、下階から上階に粉体を輸送する空気輸送方式の配管１０９は、粉体の急激な流量変化、すなわち、輸送配管中の負荷変動に対する追従性が悪く、風量バランスを崩してしまう問題があった。また、粉体の流量変化に対する将来の変化予測が困難であるといった問題点があった。

特許文献１には、各枝管の所定箇所に絞り部を有するベンチュリ型ハウジングと、前記絞り部付近に設置された軸方向に移動可能な流量調整部材と、上流方向へ付勢する付勢手段とを有し、空気流の流速に応じて前記流量調整部材が自動的に移動し、流路の横断面積を増減することにより流量を一定値に調整するよう構成された第２の可変風量調節装置と、前記第２の可変風量調節装置の前記流量調整部材の基準位置制御を行う第１の可変風量調節装置とを備え、各枝間の所定箇所の静圧又は該所定箇所間の差圧を検出し、この静圧または差圧信号を記憶判断装置に入力し、この記憶判断装置からの制御信号により各枝管中の第１の可変風量調節装置を作動させて第２の可変風量調節装置の前記流量調整部材の基準位置を制御し、さらに第２の可変風量調節装置の前記流量調整部材が基準位置から空気流量の変動に応じて自動的に移動して、各枝管の静圧または差圧の相互の差、又は所定値との差が最小になる風量、すなわち、最適経済風量で空気輸送系を運転することができる空気輸送方法が開示されている。

上記空気輸送方法によると、各枝管の所定箇所の静圧又は差圧を検出して、その静圧又は差圧の相互の差又は所定値との差を最小にすべく出される制御信号による制御と、空気流自体の自動的な微調整とにより可変風量調節装置が最適の経済風速Ｑ’を実現するものである。

しかしながら、特許文献１にあっても、単に空気輸送配管中の静圧又は差圧を検出し、弁の開度を調節して最適経済風量で空気輸送系を運転するものであり、粉体の急激な流量変化、すなわち、輸送配管中の負荷変動に対する追従性が悪く、また、粉体の流量変化に対する将来の変化予測が困難であるといった問題点がある。

小麦粉の話 財団法人製粉振興会 平成元年６月３０日発行 ４９〜５５頁 特公平１−１７９６７号公報

本発明は上記問題点にかんがみ、粉体の急激な流量変化に対する追従性が良く、また、粉体の流量変化に対する将来の変化予測が可能な製粉用ロール機における粉体の空気輸送装置を提供することを技術的課題とする。

上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、ストックを貯留するための筒状供給部を備えた供給ホッパーと、ストックを薄層で供給するために設けられた一対のフィードロールと、該フィードロール近傍に設けられたフィーダーゲート板と、前記フィードロールから排出された薄層のストックを粉砕するためのメインロールと、挽砕後のストックを次工程に輸送するニューマ配管とを備えた製粉用ロール機における空気輸送装置において、前記供給ホッパーの筒状供給部には、縦方向にストックレベル計を配設するとともに、該ストックレベル計のストックレベルの計測値に応じて前記フィードロールの回転数の増減制御を行うとともに、前記ニューマ配管の風量の増減制御を行う制御手段を設ける、という技術的手段を講じた。

請求項２記載の発明は、前記ニューマ配管が、その上流側に配置したサイクロン分離機と、該サイクロン分離機上部に接続した排気ダクト配管と、前記サイクロン分離機の下方に設置した製粉用の篩分機と、前記排気ダクト配管の上流側に接続した風量調整弁と、吸引ファンとから構成され、前記制御手段が、前記ストックレベル計によりストックが減少傾向又は増加傾向にあると検知されると、前記風量調整弁の開度を調節して風量の増減制御を行うことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、前記制御手段が、前記ストックレベル計によりストック無と検知されると、前記メインロールのロール間隙を広げる制御を行うとともに、該メインロールによる粉砕動作を終了するよう回転数を落とし、前記フィードロールの回転を停止するように制御する一方、前記ストックレベル計によりストック有と検知されると、前記メインロールを粉砕に適したロール間隙に調節した後、該メインロールの回転数を上げて粉砕動作に入るとともに、前記フィードロールを前記ストックレベル計のストックレベルに応じた回転数で作動するように制御することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、前記制御手段が、ストックレベルが前記ストックレベル計の中央部で維持するように前記フィードロールの回転数、前記メインロールの回転数及び前記風量調整弁の開度をそれぞれ制御することを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、前記供給ホッパーの筒状供給部には、縦方向にストックレベル計を配設するとともに、該ストックレベル計の計測値が制御手段に入力され、該制御手段は、前記ストックレベルに応じて前記フィードロールの回転数の増減制御を行うとともに、前記ストックレベルに応じて前記ニューマ配管の風量の増減制御を行う。すなわち、ストックレベル計によるストックレベル制御と連係して、予め設定されたプログラムによりフィードロール回転数が制御されるから、フィードロールの全幅にムラなく均一にストックが供給されてメインロールで効率的な粉砕ができる一方、挽砕後のストックを次工程に輸送するニューマ配管においては、ストックレベル計の検知レベルに応じて予め設定されたプログラムにより風量が増減制御されるから、粉体の急激な流量変化に対する追従性が良く、また、粉体の流量変化に対する将来の変化予測が可能となる。

また、請求項２記載の発明によれば、前記ニューマ配管が、その上流側に配置したサイクロン分離機と、該サイクロン分離機上部に接続した排気ダクト配管と、前記サイクロン分離機の下方に設置した製粉用の篩分機と、前記排気ダクト配管の上流側に接続した風量調整弁と、吸引ファンとから構成され、前記制御手段が、前記ストックレベル計によりストックが減少傾向又は増加傾向にあると検知されると、前記風量調整弁の開度を調節して風量の増減制御を行うので、配管中の輸送ストックの増減という負荷変動に対して追従性がよく、さらには、粉砕能力に合わせた最適経済風量を選択することが可能であるから、ニューマ配管にかかる消費動力の削減につながる。

さらに、請求項３記載の発明によれば、前記制御手段が、前記ストックレベル計によりストック無と検知されると、前記メインロールのロール間隙を広げる制御を行うとともに、該メインロールによる粉砕動作を終了するよう回転数を落とし、前記フィードロールの回転を停止するように制御する一方、前記ストックレベル計によりストック有と検知されると、前記メインロールを粉砕に適したロール間隙に調節した後、該メインロールの回転数を上げて粉砕動作に入るとともに、前記フィードロールを前記ストックレベル計のストックレベルに応じた回転数で作動するように制御するので、ストックレベルによる粉砕動作の自動停止や、粉砕動作の自動的な再開が可能となる。

請求項４記載の発明によれば、前記制御手段が、ストックレベルを前記ストックレベル計の中央部で維持するように前記フィードロールの回転数、前記メインロールの回転数及び前記風量調整弁の開度をそれぞれ制御するものであり、後工程の篩分機に供給されるストックの流量変動を抑え、後工程の作業の乱れを抑えることができるようになる。

本発明の実施形態に係る製粉用ロール機の概要を説明するための正面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿った製粉用ロール機の概略断面図である。 本発明の実施形態に係る製粉用ロール機の粉体の空気輸送装置の要部概略断面図である。 従来の製粉工場に配設された空気輸送配管を説明するための概略図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

図１は複式の製粉用ロール機の正面図であり、図２は図１の製粉用ロール機のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図１及び図２において、符号１は製粉用ロール機であり、１つのフレーム２を中仕切板３などによって中央で仕切り、それぞれ１対のロール４，５、及び一対のロール６，７を対称的に備えたものである。一対のロール４，５及びロール６，７はパックとして一体的に形成されており、ロール４，５に軸受、ハウジング、シール、スプリング、ロール間隙調節装置などを付属してロール交換を速やかに行うことができるものである（例えば、特許第3562541号公報参照。）。

そして、フレーム２の中仕切板３寄りのロール４，６を移動軸受に、フレーム２の中仕切板３の外側寄りのロール５，７を固定軸受でそれぞれ回転可能に軸受し、移動軸受側のロール４，６を低速用ロール、固定軸受側のロール５，７を高速用ロールにそれぞれ形成するとよい。また、一対のロール４，５間、及び一対のロール６，７間には、それぞれロール間隙装置（図示せず）を介設すればよい。

ロール4，５下方のカバー８で囲まれた挽砕室９は、その下部を流出ホッパー１０となし、流出ホッパー１０内には挽砕後のストックを輸送する輸送用パイプ１１を臨ませてある。更に、挽砕室９内には、一対のロール４，５に付着するストックを掻き落とすスクレーパー１２が各々設けてある。該スクレーパー１２は、支持体１３によりロール４，５の表面に当接している。

ロール４，５の傾斜上方側には、前面ドアー１４が設けられ、該前面ドアー１４と中仕切板３との間に、ストック供給手段１５が設けられている。ストック供給手段１５としては、ストック供給筒１６で形成されるストック供給室１７と、該ストック供給室１７と連絡する供給ホッパー１８と、ストックを粉砕ロールに薄層で供給するために設けられた前後一対のフィードロール１９，２０と、該一対のフィードロール１９，２０のうち、前側フィードロール１９上にあるフィーダーゲート板２１と、前記供給ホッパー１８側方に設けたガイドプレート２２と、前側フィードロール１９から排出された薄層のストックを粉砕用のメインロール４，５に流下させる案内シュート２３とから構成される。

前記一対のフィードロール１９，２０として、１番ブレーキ以外のブレーキストック用のフィードロールとする場合、後側フィードロール２０はロールに代わりスクリューコンベアが用いられる。また、前記フィーダーゲート板２１には、前側フィードロール１９への押圧力を調整してストックの流量の調節ができる調節ハンドル（図示せず）を備えている。

前記一対のメインロール４，５の外周は、複数のロールカバーにより覆われている。つまり、メインロール４，５上部カバー２４、外側カバー２５により覆われている。そして、ストック供給筒１６頂部には、製粉用ロール機１の挽砕後のストックを次工程に輸送するニューマ配管２６が配設されている。該ニューマ配管２６の上流側には、エアロックバルブ２７を備えたサイクロン分離機２８が接続されるとともに、該サイクロン分離機２８上部には排気ダクト配管２９が接続される。そして、前記エアロックバルブ２７の下方には、供給管３３を介してシフターやピュリファイアなどから構成される製粉用の篩分機３０が接続され、前記排気ダクト配管２９の上流側には、該排気ダクト配管２９の風量調整弁３１が接続され、さらに、風量調整弁３１の上流側にフィルタ４３を介して吸引ファン３２が接続される。

前記製粉用ロール機１には、メインロール４，５及びフィードロール１９，２０などの回転数を可変速制御するための制御手段３４が内装されており、後述のようにストックレベル制御と連係するように構成されている。

次に、ストック供給筒１６のストックレベル制御及びフィードロール１９，２０の可変速制御について説明する。図１及び図３に示すように、ストック供給筒１６の外側には、縦方向にストックレベル計３５が配設されている。該ストックレベル計３５は、例えば、静電容量式センサであって、ストック供給筒１６内のストック量に比例して変化する静電容量を電気信号に変換して、ストック供給筒１６内のストック量を連続的に検出することができるものである。そして、ストックレベル計３５からの電気信号は、信号線３６を介して制御手段３４に接続されている（図３参照）。制御手段３４からは、信号線３７を介してフィードロール１９，２０を回転させるために機械的に接続されたギアモータ３８の速度制御部３９に電気的に接続されており、ストックレベル計３５の検知レベルに応じて予め設定されたプログラムによりフィードロール１９，２０の回転数が制御される構成となっている。

更に、制御手段３４からは、信号線４０を介してメインロール４，５のロール間隙調節用アクチュエータ４１の間隙制御部４２に電気的に接続され、信号線４６を介してメインロール４，５の回転駆動用モータ４７を可変速制御するインバータ４８に電気的に接続されている。すなわち、ストック供給筒１６内のストックが無くなり、ストックレベル計３５によりストック無と検知されると、ロール間隙調節用アクチュエータ４１がロール間隙を広げる制御を行い、メインロール４，５の粉砕動作を終了するよう回転数が落とされ、フィードロール１９，２０も停止するように制御される。一方で、ストック供給筒１６にストックが供給され始めると、ストックレベル計３５によりストック有と検知され、ロール間隙調節用アクチュエータ４１が粉砕に適したロール間隙に調節されるとともに、回転数も上げられて粉砕動作に入り、フィードロール１９，２０もストックレベルに応じた回転数で作動するように制御される。以上の制御は、なるべく後工程を乱さないように、増速又は減速の速度変更をすべて徐々に緩やかに行われるが、最終的にはストックレベルがストックレベル計３５の中央部（図１のL３とL４の間）を維持するような制御が行われるものである。

そして、制御手段３４からは、信号線４４を介して前記風量調整弁３１の可変風量調節手段４５にも接続されている。すなわち、ストックレベル計３５によりストック供給筒１６内のストックが減少傾向にあると判断されると、メインロール４，５の粉砕動作を終了するよう回転数が落とされ、フィードロール１９，２０も回転数を落とすように制御され、更には、可変風量調節手段４５を介して風量調整弁３１の開度が調節されて、排気ダクト配管２９の横断面積が基準位置から狭められる。これにより、排気ダクト配管２９の風量が減少して最適経済風量で空気輸送することができる。

一方で、ストックレベル計３５によりストック供給筒１６内のストックが増加傾向にあると判断されると、メインロール４，５の回転数が上げられて粉砕動作に入り、フィードロール１９，２０もストックレベルに応じて回転数が上げられるように回転数が増速制御され、更には、可変風量調節手段４５を介して風量調整弁３１の開度が調節されて、排気ダクト配管２９の横断面積が基準位置から広げられる。すなわち、配管中の輸送ストックの増加という負荷変動に対して追従性がよくなり、下流側の流量変化に対して上流側で将来の流量変化を予測して制御することができるものとなる。

以上の制御は、なるべく後工程を乱さないように、増速又は減速の速度変更をすべて徐々に緩やかに行われるが、最終的にはストックレベルがストックレベル計３５の中央部（図１のL３とL４の間）を維持するような制御が行われるものである。

なお、制御手段３４による調節量は、ストックレベル計３５のレベルＬ１〜Ｌ６の位置により予め段階的に設定すればよく、例えば、ストックレベル計３５のレベルＬ１の位置であればフィードロール１９，２０及びメインロール４，５の回転数の増加割合を大きくし、レベルＬ３の位置であれば増加割合を小さく制御するプログラムとし、レベルＬ６の位置であればフィードロール１９，２０及びメインロール４，５の回転数の減少割合を大きく、レベルＬ４の位置であれば回転数の減少割合を小さくする制御プログラムとすればよい。更には、可変風量調節手段４５を介して行われる風量調整弁３１の開度調節についても、ストックレベル計３５のレベルＬ１の位置であれば風量調節弁３１の開度を大きくし、レベルＬ６の位置であれば風量調節弁３１の開度を小さくする制御プログラムとすればよい。

そして、制御手段３４はレベルＬ６を大きく下回れば、フィードロール１９，２０の回転を停止させると共に、フィーダーゲート板２１の間隔を閉鎖させ、同時に一対のメインロール４，５を離間させ、更には、可変風量調節手段４５を介して風量調整弁３１を調節して、排気ダクト配管２９の横断面積を閉鎖し、吸引ファン３２も停止する。これにより、当該一対のメインロール４，５に使用されているニューマ配管の駆動を停止することができ、空気輸送動力を削減して経済的な運転が可能となる。

粉体の急激な流量変化に対する追従性が良く、また、粉体の流量変化に対する将来の変化予測が可能な製粉用ロール機における粉体の空気輸送装置に適用できる。

１ 製粉用ロール機
２ フレーム
３ 中仕切板
４ ロール
５ ロール
６ ロール
７ ロール
８ カバー
９ 挽砕室
１０ 流出ホッパー
１１ 輸送用パイプ
１２ スクレーパー
１３ 支持体
１４ 前面ドアー
１５ ストック供給手段
１６ ストック供給筒
１７ ストック供給室
１８ 供給ホッパー
１９ フィードロール
２０ フィードロール
２１ フィーダーゲート板
２２ ガイドプレート
２３ 案内シュート
２４ 上部カバー
２５ 外側カバー
２６ ニューマ配管
２７ エアロックバルブ
２８ サイクロン分離機
２９ 排気ダクト配管
３０ 篩分機
３１ 風量調整弁
３２ 吸引ファン
３３ 供給管
３４ 制御手段
３５ ストックレベル計
３６ 信号線
３７ 信号線
３８ ギアモータ
３９ 速度制御部
４０ 信号線
４１ ロール間隙調節用アクチュエータ
４２ 間隙制御部
４３ フィルタ
４４ 信号線
４５ 可変風量調節手段
４６ 信号線
４７ 回転駆動用モータ
４８ インバータ

Claims (4)

1. ストックを貯留するための筒状供給部を備えた供給ホッパーと、ストックを薄層で供給するために設けられた一対のフィードロールと、該フィードロール近傍に設けられたフィーダーゲート板と、前記フィードロールから排出された薄層のストックを粉砕するためのメインロールと、挽砕後のストックを次工程に輸送するニューマ配管とを備えた製粉用ロール機における空気輸送装置において、
   前記供給ホッパーの筒状供給部には、縦方向にストックレベル計を配設するとともに、該ストックレベル計のストックレベルの計測値に応じて前記フィードロールの回転数の増減制御を行うとともに、前記ニューマ配管の風量の増減制御を行う制御手段を設けたことを特徴とする製粉用ロール機における空気輸送装置。
2. 前記ニューマ配管は、その上流側に配置したサイクロン分離機と、該サイクロン分離機上部に接続した排気ダクト配管と、前記サイクロン分離機の下方に設置した製粉用の篩分機と、前記排気ダクト配管の上流側に接続した風量調整弁と、吸引ファンとから構成され、前記制御手段は、前記ストックレベル計によりストックが減少傾向又は増加傾向にあると検知されると、前記風量調整弁の開度を調節して風量の増減制御を行ってなる請求項１記載の製粉用ロール機における空気輸送装置。
3. 前記制御手段は、前記ストックレベル計によりストック無と検知されると、前記メインロールのロール間隙を広げる制御を行うとともに、該メインロールによる粉砕動作を終了するよう回転数を落とし、前記フィードロールの回転を停止するように制御する一方、前記ストックレベル計によりストック有と検知されると、前記メインロールを粉砕に適したロール間隙に調節した後、該メインロールの回転数を上げて粉砕動作に入るとともに、前記フィードロールを前記ストックレベル計のストックレベルに応じた回転数で作動するように制御してなる請求項１又は２記載の製粉用ロール機における空気輸送装置。
4. 前記制御手段は、ストックレベルが前記ストックレベル計の中央部で維持するように前記フィードロールの回転数、前記メインロールの回転数及び前記風量調整弁の開度をそれぞれ制御してなる請求項１、２又３のいずれかに記載の製粉用ロール機における空気輸送装置。

Images