JP2020186094A - Device for removing falling object and method for removing falling object - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ベルトコンベアから落下した石炭やコークス等の落下物を受ける樋において、これら落下物を除去する落下物の除去装置および除去方法に関する。 The present invention relates to a falling object removing device and a removing method for removing falling objects such as coal and coke that have fallen from a belt conveyor.
ベルトコンベア火災は、一度発生すると鎮火が難しく、延焼範囲が大きくなり、生産を停止させることになるので問題である。従来から、ベルトコンベア火災が発生するメカニズムとして、下記2つのパターンが知られている。 Once a conveyor belt fire occurs, it is difficult to extinguish it, the range of fire spread becomes large, and production is stopped, which is a problem. Conventionally, the following two patterns have been known as a mechanism for causing a belt conveyor fire.
1つ目のパターンとして、まず、ベルトコンベアから落下した石炭を受ける樋の上に、石炭がリターンローラーまで大量に堆積し、これにより、リターンローラーが回転しにくくなってベアリングが発熱し、発熱部に接する石炭に着火して炎が発生する。当該炎にベルトコンベアのベルトがあぶられ、最終的にベルトに延焼してベルトコンベア火災となる。 As the first pattern, first, a large amount of coal is deposited up to the return roller on the gutter that receives the coal that has fallen from the belt conveyor, which makes it difficult for the return roller to rotate and the bearing generates heat, and the heat generating part. Ignite the coal in contact with the coal and generate a flame. The belt of the belt conveyor is hit by the flame, and finally the fire spreads to the belt, resulting in a belt conveyor fire.
2つ目のパターンは、リターンローラーのベアリングが破損して発熱し、ベアリングの発熱により生じた石炭等の赤熱片の火の粉が落下し、樋の上に堆積している石炭に着火して炎が発生する。当該炎にベルトコンベアのベルトがあぶられ、最終的にベルトに延焼してベルトコンベア火災となる。 In the second pattern, the bearing of the return roller is damaged and heat is generated, and the sparks of red hot pieces such as coal generated by the heat generated by the bearing fall and ignite the coal deposited on the gutter and cause a flame. Occur. The belt of the belt conveyor is hit by the flame, and finally the fire spreads to the belt, resulting in a belt conveyor fire.
いずれのパターンにおいても、樋に落下し堆積した石炭を除去すればベルトへの延焼を阻止できる。したがって、ベルトコンベア火災の発生を防止するには、樋に堆積した石炭等の落下物をすみやかに除去することが重要になる。 In either pattern, the spread of fire to the belt can be prevented by removing the coal that has fallen and accumulated in the gutter. Therefore, in order to prevent the occurrence of a belt conveyor fire, it is important to promptly remove falling objects such as coal deposited on the gutter.
樋に堆積した石炭等の落下物を除去する技術として、特許文献1には、樋の最上部を獅子脅しに改造し、大流量の水を断続的に流す技術が開示されている。また、特許文献2には、コンベア上流に、別途給水口とセンターが偏心した貯水タンクを設け、一定量の水が貯水タンクに貯まった段階で獅子脅しのように貯水タンクが回転し、貯水タンク内の水をケースおよび放流パイプを通じて、断続的に樋に流す技術が開示されている。
As a technique for removing falling objects such as coal deposited on a gutter,
しかし、特許文献1に開示された技術では、ベルトコンベアのベルトの下部に獅子脅しを設置し稼働させるスペースが必要になるので、ベルトと樋との高さの差が小さい低床コンベアには適用できないという課題があった。樋とリターンローラーとの距離が近く、ベルトコンベア火災の発生リスクが高い低床コンベアこそ火災防止対策が必要になるところ、特許文献1に開示された技術は低床コンベアに適用できるものではなかった。
However, the technique disclosed in
また、特許文献2に開示された技術では、獅子脅しを樋から離したことで低床コンベアへ適用することが可能になったものの、放流パイプより上流の100mm程度の樋の範囲に堆積した落下物には放流水がうまくかからず、樋の最上部に石炭等の落下物が残留するという課題があった。本発明は、これらの課題を鑑みてなされたものであり、低床コンベアに適用可能であり、樋の最上部に堆積した落下物も洗浄し除去できる落下物の除去装置および除去方法を提供することを目的とする。
Further, in the technique disclosed in
上記課題を解決するための手段は、以下の通りである。
(1)ベルトコンベアの下方に設けられた傾斜する樋に一定量の洗浄水を間欠的に放出させて落下物を除去する落下物の除去装置であって、傾斜する前記樋の最上部よりもさらに高い位置に設けられた獅子脅し式洗浄水放出装置と、前記樋の最上部に設けられ、前記樋の幅方向に延在し、傾斜する前記樋を流れる洗浄水の上流方向斜め下方に前記洗浄水を噴出させるノズルが設けられたノズルヘッダと、前記獅子脅し式洗浄水放出装置から放出される前記洗浄水をノズルヘッダに案内する配管と、を有する、落下物の除去装置。
(2)前記ノズルは、前記樋の幅方向に沿った長い矩形のスリットであり、前記スリットの幅は、前記樋の幅から160mmを引いた幅以上である、(1)に記載の落下物の除去装置。
(3)前記スリットは、前記樋の水流方向に垂直な方向を基準として、前記ノズルヘッダの長手方向垂直断面の中心を時計回りする角度が30°以上60°以下となる位置に前記スリットの中心線が設けられる、(2)に記載の落下物の除去装置。
(4)ベルトコンベアの下方に設けられた傾斜する樋に一定量の洗浄水を間欠的に放出させる落下物の除去方法であって、傾斜する前記樋の最上部よりもさらに高い位置に設けられた獅子脅し式洗浄水放出装置から前記樋に間欠的に洗浄水を放出するとともに、前記樋の幅方向に延在するノズルヘッダから傾斜する前記樋を流れる洗浄水の上流方向斜め下方に向けて前記洗浄水を噴出させる、落下物の除去方法。
(5)前記樋の水流方向に垂直な方向を基準として、前記ノズルヘッダの長手方向垂直断面の中心を時計回りする角度が30°以上60°以下となる方向に、前記洗浄水を前記樋に噴出させる、(4)に記載の落下物の洗浄方法。
The means for solving the above problems are as follows.
(1) A falling object removing device that intermittently discharges a certain amount of washing water to an inclined gutter provided below the belt conveyor to remove falling objects, and is more than the uppermost portion of the inclined gutter. A lion-threatening type washing water discharge device provided at a higher position and a washing water diagonally downward in the upstream direction of the washing water flowing in the gutter, which is provided at the uppermost part of the gutter and extends in the width direction of the gutter. A falling object removing device having a nozzle header provided with a nozzle for ejecting washing water, and a pipe for guiding the washing water discharged from the lion threatening type washing water discharging device to the nozzle header.
(2) The falling object according to (1), wherein the nozzle is a long rectangular slit along the width direction of the gutter, and the width of the slit is equal to or larger than the width obtained by subtracting 160 mm from the width of the gutter. Removal device.
(3) The center of the slit is located at a position where the angle clockwise around the center of the longitudinal vertical cross section of the nozzle header is 30 ° or more and 60 ° or less with respect to the direction perpendicular to the water flow direction of the trough. The falling object removing device according to (2), wherein a wire is provided.
(4) A method for removing falling objects by intermittently discharging a certain amount of washing water to an inclined trough provided below the belt conveyor, which is provided at a position higher than the uppermost portion of the inclined trough. The washing water is intermittently discharged from the lion-threatening type washing water discharge device to the trough, and the washing water flowing through the trough is inclined diagonally downward in the upstream direction from the nozzle header extending in the width direction of the trough. A method for removing falling objects by ejecting the washing water.
(5) The washing water is applied to the trough in a direction in which the clockwise angle around the center of the longitudinal vertical cross section of the nozzle header is 30 ° or more and 60 ° or less with respect to the direction perpendicular to the water flow direction of the trough. The method for cleaning a falling object according to (4), wherein the falling object is ejected.
本発明に係る落下物の除去装置および落下物の除去方法は、低床コンベアにも適用でき、かつ、樋の最上部に放流水を流すことができる。これにより、樋の最上部に堆積した落下物も有効に洗浄し除去できる。 The falling object removing device and the falling object removing method according to the present invention can also be applied to a low-floor conveyor, and the discharged water can flow to the uppermost part of the gutter. As a result, the falling objects accumulated on the top of the gutter can be effectively washed and removed.
以下、本発明を本発明の実施形態を通じて説明する。図1は、本実施形態に係る落下物の除去装置10の一例と、樋30を示す側面断面模式図(図1(a))および斜視図(図1(b))である。樋30は、石炭などの原料を搬送するベルトコンベアの直下に設けられ、両端で高低差が生じるように傾斜して配置された溝状の部材である。樋30には、ベルトコンベアから落下した石炭等の落下物が堆積する。上述したように、樋30に堆積した落下物はベルトコンベア火災の原因になるので、落下物の除去装置10から定期的に洗浄水を樋30に流して、堆積した石炭等の落下物を洗浄し除去する。
Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the present invention. FIG. 1 is an example of a falling
落下物の除去装置10は、獅子脅し式洗浄水放出装置12と、ノズルヘッダ案内配管20と、ノズルヘッダ22とを有する。獅子脅し式洗浄水放出装置12は、樋30の最上部よりも高い位置に設けられている。獅子脅し式洗浄水放出装置12は、給水口14と、外部タンク16と、トラフ18とを有する。給水口14から水が供給され、トラフ18に洗浄水として貯水される。トラフ18内に一定量の洗浄水が貯水されると、トラフ18が獅子脅し式に回転し、トラフ18に貯水されていた一定量の洗浄水が外部タンク16から放出される。洗浄水が放出されたトラフ18は、逆回転して元の位置に戻り、再び、給水口14から水が供給され、洗浄水がトラフ18に貯水される。トラフ18による貯水と放出とが繰り返し実施されることで、獅子脅し式洗浄水放出装置12から一定量の洗浄水が間欠的に放出される。
The falling
樋30の最上部の上方には、樋30の幅方向に延在したノズルヘッダ22が設けられている。獅子脅し式洗浄水放出装置12から放出された洗浄水は、ノズルヘッダ案内配管20によってノズルヘッダ22に案内される。ノズルヘッダ22には、樋30の幅方向に沿って樋30を流れる放流水の上流方向斜め下方に洗浄水を噴出させるスリットノズル24が設けられている。ノズルヘッダ22に案内された洗浄水は、ノズルヘッダ案内配管20を通ってスリットノズル24から樋30の最上部に向けて噴出される。なお、本実施形態において、スリットノズル24から噴出される洗浄水をノズル放流水26と定義する。
A
このように、本実施形態に係る落下物の除去装置10では、洗浄水をノズル放流水26として傾斜する樋30を流れる洗浄水の上流方向斜め下方へ噴出させる。これにより、従来技術では十分に洗浄できなかった樋30の最上部(特許文献2に記載の放流パイプより上流の100mm程度の範囲)に堆積した落下物にノズル放流水26をかけることができ、当該位置に堆積した落下物を洗浄し除去できる。
As described above, in the falling
次に、スリットノズル24の幅と、ノズル放流水26の広がり幅について説明する。ここでは、スリットノズル24の長手方向を幅と称し、スリットノズル24の上下幅を間隙と称する。なお、スリットノズル24の間隙は、幅方向に一定とした。図2は、スリットノズル24の幅とノズル放流水26の広がり幅との関係を確認するのに用いた装置の模式図である。スリットノズル24の高さが地上40から100mmとなるようにノズルヘッダ22を設置し、水量を変えてスリットノズル24からノズル放流水26を噴出させ、地上40におけるノズル放流水26の広がり幅を測定した。試験条件および試験結果を下記表1に示す。
Next, the width of the
表1に示すように、ノズル放流水26の広がり幅は、100mm下方の地上40に届く前に少なくとも167mm広がることがわかった。この結果から、スリットノズル24の長さは、樋30の幅寸法から160mmを引いた幅以上とした。
As shown in Table 1, it was found that the spread width of the
次に、樋30を流れる水の流量について説明する。土砂を堆積させずに水を流すには、0.6m/sec以上の水の流速が必要であることが知られている。石炭は土砂よりも比重が軽いので、樋30を流れる水の流速を0.6m/sec以上とすれば、樋30に堆積した石炭を十分に洗浄し除去できると考えられる。樋30を流れる水の平均流速V1は、マニングの式により下記(1)式で表すことができる。
Next, the flow rate of water flowing through the
樋30の幅をYとすると、Yに比べてRは十分に小さい。このため、Rは樋30を流れる水の高さとみなすことができる。よって、樋30を流れるノズル放流水26の流量Q1は、下記(3)式で表すことができる。
Assuming that the width of the
樋30の設計最大流量Q2を流量Q1に対して安全率を3倍として設定した。設計最大流量Q2は下記(4)式で表すことができる。
The design maximum flow rate Q 2 of the
ここで、最大流量と必要流量について説明する。本実施形態において、最大流量とは、スリットノズル24から流せる瞬間の最大流量を意味する。スリットノズル24の断面積をAとし、ノズルヘッダ22の断面積をBとすると、断面積Aが断面積B以上である場合、大気解放と同義のため、最大流量は、設計最大流量Q2となる。一方、断面積Aが断面積B未満である場合、ノズルヘッダ22に水が充満しスリットノズル24で圧損が発生し、最大流量は設計最大流量Q2未満となる。
Here, the maximum flow rate and the required flow rate will be described. In the present embodiment, the maximum flow rate means the maximum flow rate at the moment when the
一方、必要流量とは、スリットノズル24の位置で0.6m/secの流速が維持できる流量を意味する。スリットノズル24の間隙をCとすると、必要流量Q3は、下記(5)式で表すことができる。
On the other hand, the required flow rate means a flow rate at which a flow rate of 0.6 m / sec can be maintained at the position of the
この最大流量と必要流量の余力が最大になるスリットノズル24の間隙が最適なスリットノズル24の間隙となるが、これはスリットノズル24の断面積Aがノズルヘッダ22の断面積Bと等しい場合である。したがって、ノズルヘッダ22の内径をDとすると下記(6)式が成り立ち、最適なスリットノズル24の間隙Cは下記(7)式で表すことができる。
The gap between the
また、必要流量Q3は、設計最大流量Q2未満となることが条件となるので、スリットノズル24の間隙Cは、下記(8)式の範囲内に限定される。
Further, since the required flow rate Q 3 is required to be less than the design maximum flow rate Q 2 , the gap C of the
図3は、流量とスリットノズル24の間隙との関係を示したグラフである。スリットノズル24の間隙Cは、余力が最大となる最適な間隙πD2/{4×(Y−0.16)}とするのが好ましく、また、間隙の限界値1.8Y/{(Y−0.16)×I3/4}未満とする必要があることがわかる。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the flow rate and the gap between the
次に、樋30の壁面高さについて確認した結果について説明する。全長55mのベルトコンベアに適用できる傾斜角度7°、幅1560mm、壁面高さ100mm、全長55mである樋30を用いて行った。なお、傾斜角度7°および全長55mの樋30の水勾配Iは0.122である。
Next, the result of confirming the wall surface height of the
上記(4)式を用いて計算した結果、設計最大流量Q2は8.6L/sec(0.52m3/min)であったので、設計最大流量の10倍の90Lをトラフ18の容量とし、給水口から15L/minの水をトラフ18に給水し、6分に1回、獅子脅し式にトラフ18が回転し、外部タンク16に洗浄水が放出されるように設定した。
(4) result of calculation using the equation, since the maximum design flow rate Q 2 was 8.6L / sec (0.52m 3 / min ), a 10-fold 90L design maximum flow the capacity of the
図4は、上述した寸法の樋30を用いた場合の流量とスリットノズル24の間隙との関係を示すグラフである。スリットノズル24の間隙Cは、必要流量と最大流量との差である余力が最も大きくなる7.3×10-3mとすることが最も好ましい。また、必要流量が設計最大流量以下とするため、スリットノズル24の間隙Cを9.7×10−3m未満とする必要がある。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the flow rate and the gap between the
図5は、試験に用いた落下物の除去装置におけるノズルヘッダ22と樋30の位置関係を示す側面模式図である。図5に示すように、ノズルヘッダ22の径は100Aとし、樋30の最上部から下流方向へ110mmの位置がノズルヘッダ22の中心になるようにノズルヘッダ22を設置した。
FIG. 5 is a schematic side view showing the positional relationship between the
図6は、図5の(A)部の拡大図である。図6を用いてスリットノズル24の角度を説明する。スリットノズル24の角度は、図6に示す角度θ1である。すなわち、スリットノズル24の角度とは、樋30の水流方向に垂直となる方向を基準とし、ノズルヘッダ22の長手方向垂直断面におけるノズルヘッダ22中心からスリットノズル24の間隙中心に向かう角度θ1(時計回り)である。このスリットノズル24の角度θ1が45°となるようにノズルヘッダ22を設置して試験を行った。試験条件と試験結果を下記表2に示す。
FIG. 6 is an enlarged view of part (A) of FIG. The angle of the
上述したように設計最大流量Q2は0.52m3/minであるので、試験番号12が設計最大流量のノズル放流水26を流した試験にほぼ相当する。表2に示すように、流量を設計最大流量Q2の2倍となる1.20m3/minとした試験番号14で樋30からの水溢れが発生した。この結果から、樋30の壁面高さを100mmとすることで、設計最大流量Q2以内では樋30からの水溢れが生じないことが確認された。
As described above, the design maximum flow rate Q 2 is 0.52 m 3 / min, so that the
次に、スリットノズル24の角度について説明する。表2の試験で用いた試験装置を用いて、スリットノズル24の角度だけを変え、ノズル放流水26の噴出状況および落下物の洗浄、除去状況を確認した。試験条件と試験結果を下記表3に示す。
Next, the angle of the
表3に示すように、スリットノズル24の角度が30°以上60°以下の範囲内では、樋30からの水溢れが発生せず、また、樋30の最上部に堆積した全ての落炭が洗浄され除去された。一方、スリットノズル24の角度が28°の場合は、噴出したノズル放流水26が樋30から跳ね返って樋30の外に飛散した。また、スリットノズル24の角度が62°の場合は樋30からの水溢れが有った。これらの結果から、スリットノズル24の角度を30°以上60°以下とすることが好ましいことが確認された。
As shown in Table 3, when the angle of the
10 落下物の除去装置
12 獅子脅し式洗浄水放出装置
14 給水口
16 外部タンク
18 トラフ
20 ノズルヘッダ案内配管
22 ノズルヘッダ
24 スリットノズル
26 ノズル放流水
30 樋
40 地上
10 Falling
Claims (5)
傾斜する前記樋の最上部よりもさらに高い位置に設けられた獅子脅し式洗浄水放出装置と、
前記樋の最上部に設けられ、前記樋の幅方向に延在し、傾斜する前記樋を流れる洗浄水の上流方向斜め下方に前記洗浄水を噴出させるノズルが設けられたノズルヘッダと、
前記獅子脅し式洗浄水放出装置から放出される前記洗浄水をノズルヘッダに案内する配管と、を有する、落下物の除去装置。 It is a falling object removing device that intermittently discharges a certain amount of washing water to an inclined gutter provided below the belt conveyor to remove falling objects.
A lion-threatening wash water discharge device installed at a position higher than the top of the inclined gutter,
A nozzle header provided at the uppermost portion of the gutter and provided with a nozzle for ejecting the washing water diagonally downward in the upstream direction of the washing water flowing through the gutter, which extends in the width direction of the gutter and is inclined.
A falling object removing device having a pipe for guiding the washing water discharged from the lion threatening type washing water discharging device to a nozzle header.
前記スリットの幅は、前記樋の幅から160mmを引いた幅以上である、請求項1に記載の落下物の除去装置。 The nozzle is a long rectangular slit along the width direction of the gutter.
The falling object removing device according to claim 1, wherein the width of the slit is equal to or greater than the width obtained by subtracting 160 mm from the width of the gutter.
傾斜する前記樋の最上部よりもさらに高い位置に設けられた獅子脅し式洗浄水放出装置から前記樋に間欠的に洗浄水を放出するとともに、前記樋の幅方向に延在するノズルヘッダから傾斜する前記樋を流れる洗浄水の上流方向斜め下方に向けて前記洗浄水を噴出させる、落下物の除去方法。 It is a method of removing falling objects by intermittently discharging a certain amount of washing water to an inclined gutter provided below the belt conveyor.
The lion-threatening type washing water discharge device provided at a position higher than the top of the gutter that is inclined intermittently discharges the washing water to the gutter and is inclined from the nozzle header extending in the width direction of the gutter. A method for removing falling objects, in which the washing water is ejected diagonally downward in the upstream direction of the washing water flowing through the gutter.
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