JP2014039906A - 粉砕ローラの回転数検出方法及び回転数検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 竪型粉砕機の機内に配置された粉砕ローラの回転数を精度良く検出する。
【解決手段】 本発明においては、竪型粉砕機の機内に配されている粉砕ローラ２、或いは、粉砕ローラ２と一体的に回転する部材、に突起部５２を形成するとともに、ガス供給装置から突起部５２が回転して周回する軌道上の１点に向けて送風出口５４ａを向けた送風管５４を配して、演算器５１によって、圧力センサ５３で検出した送風管５４を流れるガスの圧力変化から突起部５２が送風管５４の送風出口５４ａに対向する位置を通過した回数を検出し、粉砕ローラの回転数を検出する。本発明によれば、粉塵が舞い上がる竪型粉機内に精密機械を配する必要がないので故障しにくく、例え、竪型粉砕機が大型になっても容易に適用可能で有り構造が複雑にならない。
【選択図】 図１

Description

本発明は、主に石炭、オイルコークス、スラグ、クリンカー、石灰石、その他の無機原料、化学品、又バイオマス等を粉砕するに好適な竪型粉砕機に係わり、特に、竪型粉砕機の機内に配された粉砕ローラの回転数を精度良く検出する粉砕ローラの回転数検出方法及び回転数検出装置に関する。

従来から、石炭等を被粉砕物として粉砕する際において、竪型粉砕機（竪型ミル、或いは竪型ローラミルと称されることもある）と呼ばれる粉砕機が広く用いられている。
竪型粉砕機に投入された被粉砕物（原料と称することもある）は、回転テーブル上に投入されて、粉砕ローラに噛み込まれて粉砕される。なお、通常、粉砕ローラは、回転テーブル上にある被粉砕物の層を介して、回転テーブルの回転に従動し、回転する方式となっている。

ここで、竪型粉砕機は、被粉砕物を効率的に微粉砕することができるという優れた特性を有しているが、その反面、被粉砕物の種類や粉砕条件によって、異常振動が発生し易いという問題点を有していた。そして、竪型粉砕機に発生する異常振動は、様々な原因によって誘発されるために、その振動原因に応じた様々な対策を講じる必要があり、従来から数多くの異常振動防止対策が提案されている。

例えば、異常振動が発生し易くなる状況として、回転テーブル上に配した粉砕ローラが、回転テーブル上の被粉砕物の上で頻繁にスリップするようなケースが知られている。
前述したスリップを検知する方法として、粉砕ローラの回転数を運転中測定する方法が知られており、特許文献１に開示されるような方法が公知である。

特開平６−１２６２０１号公報

特許文献１には、粉砕ローラ近傍に近接スイッチを配して回転数を測定する方法が記載されている。また、粉砕ローラの回転軸から軸を延長して機外にまで引き出し、機外に引き出した軸の回転数を測定することによって、粉砕ローラの回転数を測定する方法が記載されている。

しかし、前述した粉砕ローラ近傍に近接スイッチを配する方法においては、粉砕ローラの近傍、即ち、粉砕後の被粉砕物が粉塵として舞い上がる竪型粉砕機の機内に、近接スイッチを配する必要性がある。その結果、精密機械である近接スイッチ等に粉塵が衝突する等して故障の原因となっていた。

また、前述した粉砕ローラの回転軸から軸を機外にまで延長する方法ついては、竪型粉砕機の構造上、機外にまで軸を引き出せないケースがあり問題となることがあった。
特に、大型の竪型粉砕機の場合においては、ローラ回転軸の給油ユニット配管等の影響によって、構造上、機外にまで軸を引き出せないケースが多い。

本発明は、以上、説明したような問題点に鑑みてなされたものであり、竪型粉砕機の機内に配置された粉砕ローラの回転数を精度良く検出する粉砕ローラの回転数検出方法及び回転数検出装置に関する。

上記の目的を達成するため、本発明による粉砕ローラの回転数検出方法は、
（１） 竪型粉砕機の機内に配されている粉砕ローラの回転数を検出する粉砕ローラの回転数検出方法であって、該竪型粉砕機の機外に配したガス供給装置から、送風管を介して、竪型粉砕機の機内に配された粉砕ローラ、或いは、粉砕ローラと一体的に回転する部材に向けて送風し、該送風管を流れるガスの圧力変化を検出することにより、該粉砕ローラの回転数を検出する。

（２） （１）に記載の粉砕ローラの回転数検出方法において、前記粉砕ローラ、或いは、竪型粉砕機の機内に配されて粉砕ローラと一体的に回転する部材に、突起部を形成し、前記送風管の送風出口を、該突起部が回転して周回する軌道上の１点に向けガスを送風する。

また、本発明による粉砕ローラの回転数検出装置は、
（３） 竪型粉砕機の機内に配されている粉砕ローラの回転数を検出する粉砕ローラの回転数検出装置であって、該粉砕ローラ、或いは、竪型粉砕機の機内に配されて粉砕ローラと一体的に回転する部材、に突起部を形成するとともに、竪型粉砕機の機外に配されたガス供給装置、ガスの圧力を検出する圧力センサ、該圧力センサの検出値が入力されて圧力変化を検出する演算器、並びに、該ガス供給装置から機内に延びて該突起部が回転して周回する軌道上の１点に向けて送風出口を向けた送風管を備えて、該演算器が、該圧力センサで検出した該送風管を流れるガスの圧力変化から、該突起部が該送風管の送風出口に対向する位置を通過した回数を検出し、粉砕ローラの回転数を検出する構成とした。

本発明による粉砕ローラの回転数検出方法又回転数検出装置によれば、被粉砕物が粉塵として舞い上がる竪型粉砕機の機内に近接スイッチ等の精密機械を配する必要がない。そのため、故障する可能性が小さく、信頼性が高い測定が可能になる。また、例え、竪型粉砕機が、大型になっても容易に適用可能で有り、構造が複雑にならない。

本発明の実施形態に係わり回転数検出装置の構成を説明する図である。 本発明の実施形態に係わり竪型粉砕機の全体構造を説明する図である。

以下、図面等に基づき本発明の実施形態の好ましい１例について詳細に説明する。
図１及び図２は、本発明の実施形態に係わり、その好ましい１例を示したものであって、図１は回転数検出装置の構成を説明する図であり、図２は竪型粉砕機の全体構成を説明する図である。

以下、本実施形態に使用する竪型粉砕機１の好ましい構成について説明する。
本実施形態に用いた竪型粉砕機１は、図２に示すように竪型粉砕機１の外郭を形成するケーシング１Ｂ、１Ａ、竪型粉砕機１の下部に設置された減速機２Ｂと駆動モータ２Ｍによって駆動される回転テーブル２、コニカル型の粉砕ローラ３を備えている。粉砕ローラは、回転テーブル２上にある原料の層を介して、回転テーブル２の回転に従動し回転する構成となっている。
なお、本実施形態に用いた竪型粉砕機１は、粉砕ローラ３が、回転テーブル２上において、その外周部分に２個が対向するようにして配されている。

詳細は後述するが、本実施形態においては、粉砕ローラ３の回転数を検出し易くするために、粉砕ローラ３の後面側に小さな円柱状の突起部５２を形成した。
なお、本実施形態においては好ましい１例として、粉砕ローラ３の後面側に小さな円柱状の突起部５２を形成したが、本発明に適応できる突起部５２の構成はこれに限らないことは勿論であって、角柱状、或いは、切頭円錐状等、本発明の技術思想を逸脱しない範囲において他の形状であっても良く、形成する場所も、粉砕ローラ３の後面に形成するだけに限らず、粉砕ローラ３と一体的に回転する部材に形成すれば良い。

なお、粉砕ローラ３、或いは、竪型粉砕機１の機内に配されて粉砕ローラ３と一体的に回転する部材、に最初から形状的な変化がある場合、例えば、突起部５２と見なせるような段差があるような場合は、新たに突起部５２を形成する必要はなく、その形状を突起部５２と同じように利用することも可能である。

ここで、図２に示した竪型粉砕機１は、駆動モータ２Ｍの駆動用電源として図示しないインバータ電源を備えて、運転中、回転テーブルの回転速度が任意の変更可能な可変速式の竪型粉砕機１である。また、竪型粉砕機１は、回転テーブル２の上方に形状が略逆円錐型の内部コーン１９を備えるとともに、内部コーン１９の上部に固定式の一次分級羽根１４と、内部コーン１９の上方で一次分級羽根１４の内側に回転式の分級羽根を備えた回転式分級機１３と、を有している。そして、回転式分級機１３が備えた回転式の羽根は、竪型粉砕機１の上部に設置された図示しない駆動モータにより駆動されて、自在に回転する構成となっている。

図２に示した竪型粉砕機１は、さらに、回転テーブル２の下方にガスを導入するためのガス供給口３３と、極端に大きな重量の原料を取り出すための下部取出口３４と、を備えており、回転テーブル上方には、ガスと共に粉砕品（粉砕されて所望の粒径となった原料）を取り出すことのできる上部取出口３９を備えている。

図２に示した竪型粉砕機１は前述の構成によって、運転中に、ガス供給口３３よりガス（本実施形態においては空気）を導入することによって、回転テーブル２下方から一次分級羽根１４及び回転式分級機１３を通過して上部取出口３９へと流れるガスの気流が生じる構成となっている。

回転テーブル２上で粉砕された原料は、前記ガスにより吹き上げられてケーシング内を上昇し、一次分級羽根１４方向に流れるが、径が大きく重量の大きな原料は一次分級羽根１４まで到達できずに落下して、回転テーブル２上で再度粉砕される、或いは、極端に重量が大きな原料は竪型粉砕機１の下部にある下部取出口３４より機外に排出される。

一次分級羽根１４を通過して回転式分級機１３を通過できなかった原料は、内部コーン１９上に落下して回転テーブル２中央部分付近に供給され、回転テーブル２上で、再度、粉砕される。一方、回転式分級機１３を通過した径の小さな原料は、上部取出口３９から製品として取り出される。粉砕ローラ３で粉砕された後においても、一次分級羽根１４、又は回転式分級機１３を通過できずに、回転テーブル２上に供給されて、再度、繰り返して粉砕される原料は、一般的に循環原料と称される。
なお、竪型粉砕機１の粉砕ローラ３は、回転テーブル２の回転によって、原料を介して従動し回転する。

以下、本実施形態における回転数検出装置５０の構成について以下に説明する。
図１に示した回転数検出装置５０は、コンプレッサ５９、レギュレータ５７、スピードコントローラ５５（単にスピコン５５と称することもある）、圧力センサ５３、送風管５４、並びに、回転数演算器５１（単に演算器５１と称することもある）を備えている。
図１に示した回転数検出装置５０は、機外に配されたガス供給装置から供給されるガスを、送風管５４により機外から機内にまで導いて、粉砕ローラ３近傍にまで送風し、送風の際に、送風管５４を流れるガスの圧力変化から、粉砕ローラ３の回転数を測定しようとするものである。

図１に示した回転数検出装置５０は、ガス供給装置として、竪型粉砕機１の機外に、コンプレッサ５９、レギュレータ５７、スピコン５５を備えており、コンプレッサ５９から供給されたガス（本実施形態においては空気）の圧力と流量を、レギュレータ５７とスピコン５５によって調整する構成となっている。

なお、本実施形態においては、その好ましい１例とし、ガスとして空気を使用したが、本発明に使用できるガスが前述したものに限らないことは勿論であり、本発明の技術思想を逸脱しない範囲において変更が可能であって、例えば、竪型粉砕機の運転条件に合わせてガスの種類を適宜変更する等も好ましく、必要に応じて、窒素ガスや炭酸ガス等、他の公知のガス等が使用可能である。

そして、ガス供給ユニットから供給されたガスは、送風管５４により機外から機内にまで導かれて、粉砕ローラ３近傍に送風される構成となっている。
なお、図１に示したように送風管５４のスピコン５５側にある送風入口５４ｂは、機外に配したガス供給装置に接続されている。
また、送風管５４のガスの噴出口となる送風出口５４ａは、機内に挿入されて、突起部５２が回転して周回する軌道上の１点に向けて配されている。

詳細を後述するが、本実施形態による回転数検出装置５０は、圧力センサ５３により、送風管５４を流れるガスの圧力変化を検出して、突起部５２が送風出口５４ａの前を横切る時の圧力変化を検出し粉砕ローラ３の回転数を演算器５１で検出する。
送風出口５４ａについては、突起部５２が、粉砕ローラ３の回転に合わせて周回して突起部５２が最も近づいてきた際において、ガス噴出状態に変化が生じるようにするために、突起部５２と送風出口５４ａが接触して損傷しない範囲において、可能な限り近づくように配置することが好ましい。

また、送風管５４には、送風管５４内を流れるガスの圧力を測定する圧力センサ５３が配されており、圧力センサ５３により測定されたガス圧力の検出信号は、演算器５１に送信される構成となっている。そして、圧力センサ５３により検出した検出信号は、演算器５１に送信されて、その圧力変化の状態から粉砕ローラ３の回転数を検出する。

なお、送風管５４の送風出口５４ａに対向する位置を突起部５２が通過する際には、送風管５４を流れるガスの出口である送風出口５４ａと、突起部５２の位置が近接する。そのため、送風出口５４ａからガスが噴出し難くなる等の影響が生じ、その結果、送風管５４を流れるガスの圧力が一時的に高まる。演算器５１は、圧力が高まる状態が生じた回数を検出することによって、突起部５２が、送風管５４の送風出口５４ａに対向する位置を通過する回数として検出する。

なお、本実施形態に用いることのできる竪型粉砕機１並びに回転数検出装置５０の構成は、前述したものに限らないことは勿論であり、本発明の技術思想を逸脱しないで変更が可能である。

以下、本実施形態による回転数検出方法を採用した粉砕ローラの回転数検出方法について、その好ましい１例を説明する。

竪型粉砕機１の原料投入口３５に投入された原料は、原料投入シュートを介して回転テーブル２の中央付近に投入されて、渦巻き状の軌跡を描きながら、回転テーブル２の外周側に移動する。そして、回転テーブル２上に投入された原料は、後述する循環原料と回転テーブル２上で合わさって、回転テーブル２と粉砕ローラ３に噛み込まれ粉砕される。
そして、回転テーブル２と粉砕ローラ３に噛み込まれて粉砕された原料は、回転テーブル２の外縁部に周設されたダムリング１５を乗り越えて、回転テーブル上面２の外周部とケーシングとの隙間である環状通路３０へと向かう。

環状通路３０に達した原料は、ガス導入口３３より導入された前述したガスにより吹き上げられてケーシング内を上昇し、一次分級羽根１４方向に流れようとする。しかし、径が大きく重量の大きな原料は、一次分級羽根１４まで到達することができず、或いは一次分級羽根１４を通過できずに落下して、その大部分が回転テーブル２上に落下して、再度、粉砕される。そして、一次分級羽根１４を通過して、回転式分級機１３を通過した原料は、上部取出口３９からガスと共に粉砕品として取り出される。
なお、一次分級羽根１４を通過できない原料の中で極端に重量の重いものは、回転テーブル２の下方まで落下して、下部取出口３４より排石として取り出される。また、一次分級羽根１４を通過して、回転式分級機１３を通過できなかった原料は、落下することにより内部コーン１９に捕集されて、再度、回転テーブル２上に供給され、粉砕される。

以下、本実施形態による回転数検出の方法について説明する。
コンプレッサ５９から供給された圧縮空気は、レギュレータ５７とスピコン５５によって、圧力と流量を調整された状態で、送風管５４の送風入口５４ｂに供給され、送風管５４内を流れて、送風出口５４ａから突起部５２に向けて送風される。送風管５４内を流れるガスの圧力は、圧力センサ５３により検出されて、演算器５１に送信される。

演算器５１は、圧力センサ５３によって検出した検出信号から、ガスの圧力変化を検出する。前述したように、送風管５４の送風出口５４ａに対向する位置を突起部５２が通過する際には、送風管５４のガス噴出部分である送風出口５４ａと、突起部５２の位置が、最も近接するので、送風管５４を流れるガスの圧力が一時的に高まる。演算器５１は、その圧力の高まった状態が発生する回数を検出することにより、突起部５２が、送風出口５４ａに対向する位置を通過する回数を検出し、粉砕ローラ３の回転数を検出する。

なお、演算器５１で検出した回転数について、本実施形態においては、時間あたりの回転数（毎分あたりの回転数であるＲＰＭ）として、図示しない表示器に回転数として表示する構成とした。

以下、送風管５４を流れるガスの圧力について説明すれば、送風出口５４ａから噴出すガスの状態に影響を受ける。例えば、突起部５２が周回して送風出口５４ａに対向する位置になり最近接した際に、送風出口５４ａからガスが噴出するための隙間が小さくなれば、送風管５４を流れるガスの圧力が大きくなる。
前述した実施形態においては、粉砕ローラ３の回転数を検出する好ましい１例として、粉砕ローラ３の後面側に突起部５２を形成することにより、突起部５２が周回して最近接した際に、送風出口５４ａの隙間が最も小さくなるように構成した。

なお、突起部５２を形成しないケースにおいても、粉砕ローラ３、或いは、竪型粉砕機の機内に配されて粉砕ローラと一体的に回転する部材、に局所的な形状変化が有る場合は、その形状変化部分を突起部５２と見なして利用することにより、粉砕ローラ３の回転数を検出することが可能である。
その場合、送風出口５４ａについては、その形状変化部分が、粉砕ローラ３の回転に合わせて周回して、最も近づいてきた際において、送風出口５４ａと損傷しない程度に、可能な限り近づくように配置し、送風出口５４ａの隙間を小さくするように構成することが好ましい。

竪型粉砕機１の運転中、何らかの原因によって、定速回転している回転テーブル２上の原料層の上で、粉砕ローラ３がスリップした場合に、粉砕ローラ３の回転数が低下する。
本実施形態の回転数検出方法によれば、運転者は、表示された粉砕ローラ３の回転数を確認することにより、回転テーブル２上に配した粉砕ローラ３が、回転テーブル２上でスリップしていることを容易に認識することが可能になり、必要に応じて迅速にスリップ解消の運転動作を実行することが可能になる。 また、回転数検出装置５０で検出した粉砕ローラ３の回転数の変化から、粉砕ローラ３のスリップを自動的に判断して、運転条件の変更等が可能になる。従って、異常振動の発生防止に役立つ。

特に、原料を微粉砕する場合においては、機内を漂う循環原料が多くなり、センサなどの精密部品を配するには極めて不適な環境となるが、本実施形態によれば、精密部品などを機内に配する必要がないので、故障しにくく、信頼性の高い粉砕ローラ３の回転数検出が可能である。

本願発明に係わる粉砕ローラの回転数検出方法又回転数検出装置によれば、雰囲気の悪い機内に精密部品を配する必要がなく、さらに竪型粉砕機が大型になっても容易に適用可能であるので、竪型粉砕機の分野において広範に使用可能である。

１ 竪型粉砕機
２ 回転テーブル
３ 粉砕ローラ
１３ 回転式分級機
１４ 一次分級羽根
１５ ダムリング
１９ 内部コーン
３５ 原料投入口
３９ 上部取出口
５０ 回転数検出装置
５１ 回転数演算器
５２ 突起部
５３ 圧力センサ
５４ 送風管
５４ａ 送風出口
５４ｂ 送風入口
５５ スピードコントローラ
５７ レギュレータ
５９ コンプレッサ

Claims (3)

1. 竪型粉砕機の機内に配されている粉砕ローラの回転数を検出する粉砕ローラの回転数検出方法であって、
   該竪型粉砕機の機外に配したガス供給装置から、送風管を介して、竪型粉砕機の機内に配された粉砕ローラ、或いは、粉砕ローラと一体的に回転する部材に向けて送風し、
   該送風管を流れるガスの圧力変化を検出することにより、該粉砕ローラの回転数を検出する粉砕ローラの回転数検出方法。
2. 前記粉砕ローラ、或いは、竪型粉砕機の機内に配されて粉砕ローラと一体的に回転する部材に、突起部を形成し、
   前記送風管の送風出口を、該突起部が回転して周回する軌道上の１点に向けガスを送風する請求項１に記載の粉砕ローラの回転数検出方法。
3. 竪型粉砕機の機内に配されている粉砕ローラの回転数を検出する粉砕ローラの回転数検出装置であって、
   該粉砕ローラ、或いは、竪型粉砕機の機内に配されて粉砕ローラと一体的に回転する部材、に突起部を形成するとともに、
   竪型粉砕機の機外に配されたガス供給装置、ガスの圧力を検出する圧力センサ、該圧力センサの検出値が入力されて圧力変化を検出する演算器、並びに、該ガス供給装置から機内に延びて該突起部が回転して周回する軌道上の１点に向けて送風出口を向けた送風管を備えて、該演算器が、該圧力センサで検出した該送風管を流れるガスの圧力変化から、該突起部が該送風管の送風出口に対向する位置を通過した回数を検出し、粉砕ローラの回転数を検出する粉砕ローラの回転数検出装置。

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