JP2892064B2 - 製粉用ロール機の粉砕粒度調節装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は製粉用ロール機に係り、特に、製粉用ロー
ル機の粉砕粒度調節装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、多数のロール機を使用するロール製粉工程は、
第１段目のロール機（１番ブレーキロール）へ小麦粒
（原麦）を供給して粉砕した後、この粉体全量を篩（ふ
るい＝ブレーキシフタ）にかけて複数の粒度ごとに分級
し、各粒度成分はそれぞれ粒度に応じて第２段、第３段
のロール機により粉砕される。そして、これらのロール
機により粉砕された小麦粒（ストック）も、各ロール機
に対応して設けられた篩により各々複数の粒度成分に分
けられる。このように、各粒度に応じたロール機と篩と
の組合せを複数段組合せて最終的に上り粉として抽出さ
れる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、原麦の性状の違いや各機器の摩耗等によっ
て、各ロール機におけるストックの粒度が変化すること
があり、そのため各ロール機の運転状態を監視し、経験
と勘によりロール間隙等の調節等を行って運転を続行す
るのであるが、これは非常に煩しい作業であり、製粉工
程の合理化の妨げになっていた。

また、各ロール機を駆動する主電動機の負荷を検出す
るとともに、この負荷電流値を一定にするようロール間
隙調節手段によってロール間隙を調節して一定の粒度を
得ようとするものが知られているが（特開昭62−21385
3）、原麦によっては挽（ばん）砕しやすい和らかいも
のと挽砕しにくい硬いものとがあり、負荷電流値を一定
にすることにより必ずしも粒度が一定に保たれるもので
はないい。

更に、ロール機の粉砕度を判断する測定器を付設し、
この測定値に基づいてロール間隙を調節することについ
ても前記特開昭62−213853号公報に開示されているが、
このものは粉砕物をバッチ式にサンプリングして全重量
を計測した後篩にかけ、篩に残ったものの重量と前記全
重量との比でフィードバック制御するものであり、いわ
ゆるリアルタイム処理は行えず、また測定器自体も大掛
かりなものであった。

本発明はこれらの点にかんがみ、各ロール器における
粒度をリアルタイムで一定に制御することのできる製粉
用ロール機の粉砕粒度調節装置を提供することを技術的
課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

前記課題を解決するため本発明の製粉用ロール機の粉
砕粒度調節装置においては、 ロール機により粉砕された粒子の一部を一定速度の気
流と共に通過される検知通路（プローブ）と、この通路
を通過する粒子を照射する光源及び粒子検出素子とから
なる粒子検出装置を設け、 該粒度検出装置によって検出された平均粒度と、あら
かじめ設定された基準粒度とを一致させるよう、粒度検
出装置とロール間隙調節手段とを制御部を介して接続し
たものである。

そして、粒度検出装置としては、あらかじめ標準とな
る種々の大きさの粒子を用いて検知通路を通過させたと
きの測定値と粒径との相関を記憶する記憶装置並びに平
均粒度を算出する演算装置を備えるとよい。

〔作用及び効果〕

製粉用ロール機によって粉砕された粉砕粒子の一部を
一定速度の気流と共に検知通路内を通過させ、光源によ
り照射される粒子を粒子検出素子によって捕えるととも
にその粒度を求め、これら粒度の平均値と、あらかじめ
当該ロール機に設定された基準粒度とを一致させるよ
う、平均値が基準粒度よりも大きいときはロール間隙調
節手段によってロール間隙を小さく、また、その逆の場
合はロール間隙を大きくするように働く。

これにより、原麦又は前工程からのストックの性状い
かんにかかわらず、当該ロール機における粒度をほぼ一
定に保つことができる。また、ロール機によって粉砕さ
れた粒子を検知通路に取り込むだけで粒度が測定できる
ので、リアルタイムで粉砕粒度の調節を行うことができ
る。更に、ロール等が摩耗しても、自動的にロール間隙
が調節され、目視や勘に頼って調節する必要がなく、所
望の砕成物を効率的に得ることができる。

そして、粒度検出装置として記憶装置や演算装置を備
えたものは、粒度検出素子によって捕えられた粒子の通
過時間、すなわちパルス幅から粒度を求めるとともに粒
度の平均値を演算し、この平均粒度と当該ロール機の基
準粒度とを比較してロール間隙を調節するものであり、
極めて高い相関のある粒子の通過時間と粒径との関係に
基づき、粒子の通過時間を粒度検出素子により測定して
直ちに粒度を求めることができる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の好適な一実施例を図面に基づいて説明
する。第１図は小麦等の製粉工程であり、３台のロール
機１〜３と３台の篩選別機５〜７を主要構成機とする。
第１段目のロール機１は目立てのあるブレーキロールか
らなり、空気輸送路でサイクロンコレクタ８（以下、単
に「サイクロン」という）に連絡され、サイクロン８は
その下部のエアロックバルブ９及び流下パイプ４を介し
て下方に設けた第１の篩選別機（ブレーキシフタ）５に
連絡されるとともに、分岐路10により、後述する粒度測
定装置11に接続する。篩選別機５は粒度によって３段階
に選別可能となし、大粒子排出口12、中粒子排出口13及
び小粒子排出口14を有し、大粒子排出口12は前記ロール
機１の供給部へ、中粒子排出口13は第２段目のロール機
２へ、小粒子排出口14はサイクロン15へ、各々連絡され
る。

第２段目のロール機２も第１段目と同様にブレーキロ
ールからなり、空気輸送路にてサイクロン15に連絡さ
れ、サイクロン15はその下部のエアロックバルブ16及び
流下パイプ17を介して下方に設けた第２の篩選別機６の
供給口へ連絡するとともに、分岐路10により粒度測定装
置18に連絡する。篩選別機６も前記篩選別機５と同様に
大粒子排出口19、中粒子排出口20及び小粒子排出口21を
有し、大粒子排出口19は第２段目のロール機２の供給口
へ、中粒子排出口20は第３段目のロール機３の供給口
へ、小粒子排出口21はサイクロン22へ、とそれぞれ連絡
される。

第３段目のロール機３は目立てのないスムースロール
であり、空気輸送路でサイクロン23に連絡し、サイクロ
ン23はその下部のエアロックバルブ24及び流下パイプ25
を介して下方の第３の篩選別機７の供給口へ連絡すると
ともに、分岐路10により粒度測定装置26に連絡される。
篩選別機７の大粒子排出口27は第３段目のロール機３の
供給口へ、中粒子排出口28はサイクロン30へ、小粒子排
出口29はサイクロン31へ、とそれぞれ連絡する。

各ロール機１〜３の直後にそれぞれ設けたサイクロン
8,15,23の各排気口は、ブロア32を介してサイクロン33
の入口へ連絡し、砕成物貯留用タンク42〜44の上方に各
々設けたサイクロン22,31,30の排気口はブロア34を介し
てサイクロン35へ連絡し、これらのサイクロン33,35の
排気口はバッグフィルター36を経て大気と連通する。ま
た、前記サイクロン33,35は共に、その下部のエアロッ
クバルブ40,41を介して砕成物貯留用タンク43の供給口
へ連絡してあり、サイクロン22,30,31も各々エアロック
バルブ37〜39を介して砕成物貯留用タンク42〜44へ連絡
される。

以下、前記ロール機１について第２図を参照しながら
説明する（ロール機2,3はロール機１と同じ構成なので
説明を省略する）。

なお、第２図に示すものは、いわゆる複式ロール機で
あり、１つのフレーム101を中仕切板137等によって仕切
り、それぞれ一対のロール102,103を対称的に備えたも
のであるので、一方についてのみ説明する。ロール機１
を形成するフレーム101の前面壁及び背面壁には高速用
ロール102及び低速用ロール103を出入するための開口10
4を各々形成し、この開口104にはロールカバー105を着
脱自在に装着する。また、前記開口104に対応して、フ
レーム101の両側壁106にはロール出入用切欠107を設け
る。このロール出入用切欠７は開口104側を広く、中心
部へ細長く水平に延びて開口している。そして、ロール
出入用切欠107の閉口側に移動軸受108を、開口104寄り
に固定軸受109を各々配設し、移動軸受108に低速用ロー
ル103を、固定軸受109に高速用ロール102を各々軸着す
る。前記固定軸受109と移動軸受108との間には当板148
を設ける。

すなわち、固定軸受109はボルトによってフレーム101
の側壁106に固着される一方、移動軸受108は、固定軸受
109側の約半分弱が分割ケース108aに形成され、移動軸
受108に対してボルトによって着脱可能に固着される。
更に、移動軸受108の下端部はロール開閉用偏心輪110を
介して側壁106に枢着し、該偏心輪110の駆動手段とし
て、該偏心輪110の主軸111に軸着したアーム112にロー
ル開閉用エアシリンダー113を連結してある。移動軸受1
08の上端部は（第３図乃至第４図参照）、移動軸受108
の反固定軸受109側に設けたロール微調整用偏心輪駆動
手段を有するロール微調整用偏心輪114に皿ばね115を介
して連結される。

これを詳述するに、移動軸受108の上端部に溝部116を
形成するとともに、この溝部116内にロール微調整軸117
を水平状に係合させ、ロール微調整軸117の両端部を一
対の固定プレート118,119にそれぞれ遊嵌（かん）す
る。更に、一対の固定プレート118,119の各両端部は２
本の螺軸120,120によって固定される。そして、ロール
微調整軸117の中途に形成した軸太の係止部117aと固定
軸受109側の固定プレート118との間には複数の皿ばね11
5をロール微調整軸117を貫通して介在させるとともに、
係止部117aと側壁106中心部寄りの固定プレート119との
間のロール微調整軸117に移動軸受109の上端部を嵌入さ
せる。前記固定プレート119には、移動軸受108の上端部
との接触部に凸部121,121を形成するとともに、この凸
部121,121に対応して移動軸受108上端部に凹部122,122
を形成する。また、移動軸受108上端部と係止部117aと
の間にはシリンダ123を数枚介在させ、リング123と接触
する移動軸受108の上端部には凸部124を形成する。

次に、前記ロール微調整用偏心輪駆動手段について説
明する。側壁106の中心線に沿って垂直状に形成したフ
ランジ壁125に、ギアケース126を下に可逆回転用のモー
タ（ステッピングモータ等）127を上に各々固着し、ギ
アケース126内にはモータ127のシャフトに軸着したウォ
ーム128と、このウォーム128に噛（こう）合する扇形の
ウォームホイール129とが内蔵される。ウォームホイー
ル129は、ギアケース126に併設するロール微調整用偏心
輪114の主軸114aによって支承され、該偏心輪114の偏心
棒130に前記ロール微調整軸117を連結する。なお、前記
モータ127は、後述する制御部211に電気的に連結してあ
る。

また、高速用ロール102及び低速用ロール103をカバー
134で取り囲んで挽砕室135を形成するとともに、挽砕室
135の下部を流出ホッパー132となし、流出ホッパー132
内には輸送路を形成する搬送用パイプ133の下端を臨ま
せてある。挽砕室135の上方にはストックの供給手段が
設けてある。すなわち、フレーム101の上面壁中央には
透明壁からなるストック供給筒136を設け、ストック供
給筒136内は２組のロールにストックを供給するため中
仕切板137で二分され、一対のストック供給室138が形成
される。ストック供給室138にはそれぞれ上限用レベル
センサ139及び下限用レベルセンサ140が設けられ、図外
の制御部へ接続される。ストック供給室138の下部は供
給ホッパー141に形成され、供給ホッパー141の下端には
図外のモータによって駆動する２本のフィードロール14
2,143が平行に設けられる。そして、いずれかのフィー
ドロール142,143にはフィーダーゲート板144が添うよう
に設けられ、フィーダーゲート板144はフィーダーゲー
ト開閉用シリンダー145及びフィーダーゲート調節装置1
46によって開閉及び開度調節自在に設けられる。前記フ
ィードロール142,143に続いて案内シュート147が立設さ
れる。案内シュート147の下端は挽砕室135の高速用ロー
ル102と低速用ロール103との間隙の上方へ臨ませてあ
る。

次に、第5,6図に基づき、粒度測定装置11について説
明する（その他の粒度測定装置18,26は同11の説明をも
って代える）。測定ボックス201内にプローブ202を立設
し、プローブ202の上端に流下パイプ４から分岐した分
岐路10を接続するとともに、同下端には測定済みの粒子
を流下パイプ内に戻す返還路203を接続する。プローブ2
02の中段部には一対のスリット204を対向状に穿（せ
ん）設し、一方のスリット204に投光用光ファイバー205
の一端を、他方のスリット204に投光用光ファイバー206
の一端を、各々臨ませ、投光用光ファイバー205の他端
には光学系（凸レンズ）207を介して光源208を対設し、
受光用光ファイバー206の他端には電荷結合素子（CCD）
からなるリニアイメージセンサ209を対向させて設け、
投光用光ファイバー205の先端と受光用光ファイバー206
の先端との間を測定領域210となす。

前記リニアイメージセンサ209は増幅器（amplifier）
216及び信号処理器217を経て演算装置（CPU）218に連絡
されるとともに演算装置218には記憶装置213が接続して
あり、これらにより粒度測定装置11を形成する。記憶装
置213にはあらかじめ標準となる種々の径の粒子を用い
てリニアイメージセンサ209によって測定した測定値
（パルス）と粒径との相関を記憶してあり、演算装置21
8を介して入力装置220にも連絡される。

前記演算装置218は制御部211を構成する比較器212の
入力側に接続されるとともに、比較器212の他の入力側
には当該ロール機における基準の粒度を記憶する記憶装
置219を接続し、比較器212の出力側はモーター駆動回路
214を介してロール微調整用のモータ127に接続される。
また、プローブ202の上端部に、プローブ202の下端に向
けて流れる気流を生ぜしめるための気流発生器を設け
る。

以下、上記実施例における具体的作動について説明す
る。運転に先立ち、入力装置220により制御部211の記憶
装置219に、各ロール機１〜３における基準粒度を、例
えば、最初のブレーキロール機１は1000μｍ、２段目の
ブレーキロール２は500μｍ、そして３段目のロール機
３は100μｍとする。また、各ロール機１〜３のロール
間隙はロール開閉用エアシリンダー113の作動により大
かまにセットされている。

精度やコンディショニング等の前処理を施された原麦
は、ロール機１によって挽砕された後、空気搬送されて
上方のサイクロン８に揚送され、搬送用の空気と分離さ
れてエアロックバルブ９の作動により流下パイプ４内を
流下し、篩選別機５に供給されるのであるが、その一部
は分岐路10に取り込まれる。分岐路10内を流下する粉砕
物（粒子群）はプローブ202に至るが、このとき気流発
生器215により発生する気流によって、例えば3m/secの
速度で流下することになる。

プローブ202内を3m/secの速度で流下する粒子の下端
が測定領域の210に達すると、投光用光ファイバー205の
先端から照射される光源280の光束が前記粒子を透過し
て、受光用光ファイバ206を介してCCDリニアイメージセ
ンサ209の受光部に到達し、当該粒子の上端が測定領域2
10を通過するまで走査状に受光される。これにより、リ
ニアイメージセンサ209の受光部では電気パルスが生
じ、このパルスは増幅器216で増幅されて信号処理器217
に入力し、しきい値以上のパルスの検出時間幅（パルス
幅）を求め、これに基づき演算装置218において、記憶
装置213に記憶されたパルス幅と粒径との相関データか
ら当該粒子の粒度を求め（例えば、パルス幅ｔが1/msec
のものは50μｍ、2m/secのものは100μｍ）、これをい
ったん記憶装置213に記憶する。

このようにして、測定領域210を等速で落下する各粒
子の粒度が順次求められて記憶装置213に記憶されると
ともに、演算装置218では毎回平均値を算出し、制御部2
11の比較器212に出力する。比較器212では記憶装置219
に記憶された当該ロール器１の基準粒度1000μｍと比較
して、平均粒度が基準粒度よりも大きい場合は駆動回路
214をしてモータ127を一定量正転又は逆転させ、ウォー
ム218及びウォームホイール129を介してロール微調整用
偏心輪114を回動させることにより、ロール微調整軸11
7、皿ばね115及び固定プレート118,119を介して移動軸
受108、つまり低速用ロール103を高速用ロール102側へ
１ステップ接近させる。この状態における平均粒度と基
準粒度とが前記比較器212で比較され、平均粒度が基準
粒度よりも依然として大きい場合は更に低速用ロール10
3を１ステップ移動させてロール間隙を小さくするよう
にし、以後同様にして、前記平均粒度を基準粒度に限り
なく近づけるように働く。

測定領域210を通過した粒子は、返還路203を経て流下
パイプ４内に戻される。なお、本実施例では、光源208
とリニアイメージセンサ209とを測定領域210を介して対
設したが、一方側に投・受光素子を設けてもよい。

篩選別機５に供給されたストックは３段階に分級さ
れ、中粒子（1000μｍ内外）は第２段目のロール機へ、
大粒子は第１段目のロール機１へ戻され、小粒子はサイ
クロン15を経て次の篩選別機６へ送られる。サイクロン
15の下方にも流下パイプ17から分岐する分岐路10に粒度
測定装置18が設けられ、前記粒度測定装置11と同様に平
均粒度が求めらるとともに、第２段目のロール機２の基
準粒度と比較されてロール機２のロール間隙をリアルタ
イムでフィードバック制御する。

第３段目のロール機３の下流側に設けた粒度測定装置
26も前述と同様の働きをするものであり、このように各
ロール機１〜３はそれぞれ設定された基準粒度となるよ
う、粒度測定装置11,18,26による制御を受け、無人運転
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の製粉工程の流れ線図、第２
図はロール機を一部断面で示す側面図、第３図は第２図
におけるロール間隙調整装置の拡大図、第４図は第３図
の平面図、第５図は第２図における粒度測定装置の拡大
図、第６図は制御部を示すブロック図である。 １〜３……ロール機、４……流下パイプ、５〜７……篩
選別機、８……サイクロン、９……エアロックバルブ、
10……分岐路、11……粒度測定装置、12……大粒子排出
口、13……中粒子排出口、14……小粒子排出口、15……
サイクロン、16……エアロックバルブ、17……流下パイ
プ、18……粒度測定装置、19……大粒子排出口、20……
中粒子排出口、21……小粒子排出口、22,23……サイク
ロン、24……エアロックバルブ、25……流下パイプ、26
……粒度測定装置、27……大粒子排出口、28……中粒子
排出口、29……小粒子排出口、30,31……サイクロン、3
2……ブロア、33……サイクロン、34……ブロア、35…
…サイクロン、36……バッグフィルター、37〜41……エ
アロックバルブ、42〜44……砕成物貯留用タンク、 101……フレーム、102……高速用ロール、103……低速
用ロール、104……開口、105……ロールカバー、106…
…側壁、107……ロール出入用切欠き、108……移動軸
受、109……固定軸受、110……ロール開閉用偏心輪、11
1……主軸、112……アーム、113……ロール開閉用エア
シリンダー、114……ロール微調整用偏心輪、115……皿
ばね、116……溝部、117……ロール微調整軸、117a……
係止部、118、119……固定プレート、120……螺軸、121
……凸部、122……凹部、123……リング、124……凸
部、125……フランジ壁、126……リング、124……凸
部、125……フランジ壁、126……ギアケース、127……
モータ、128……ウォーム、129……ウォームホイール、
130……偏心棒、131,132……流出ホッパー、133……搬
送用パイプ、135……挽砕室、136……供給筒、137……
中仕切板、138……ストック供給室、139……上限用レベ
ルセンサ、140……下限用レベルセンサ、141……供給ホ
ッパー、142,143……フィードロール、144……フィーダ
ーゲート板、145……フィーダーゲート開閉用シリンダ
ー、146……フィーダーゲート調節装置、147……案内シ
ュート、 201……測定ボックス、202……プローブ、203……返還
路、204……スリット、205……投光用光ファイバー、20
6……受光用光ファイバー、207……光学系、208……光
源、209……リニアイメージセンサー、210……測定領
域、211……制御部、212……比較器、213……記憶装
置、214……駆動回路、215……気流発生器、216……増
幅器、217……信号処理器、218……演算装置、219……
記憶装置、220……入力装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B02C 4/00 - 4/44 B02C 25/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ロール間隙調節手段により一方のロールを
   他方のロールに対して遠近可能に設けてなる製粉用ロー
   ル機において、該ロール機によって粉砕された粒子の一
   部を一定速度の気流と共に通過させる検知通路と、この
   通路を通過する粒子を照謝する光源及び粒子検出素子と
   からなる粒度検出装置を設け、該粒度検出装置によって
   検出された平均粒度と、あらかじめ設定した基準粒度と
   を一致させるよう、粒度検出装置と前記ロール間隙調節
   手段とを制御部を介して接続したことを特徴とする製粉
   用ロール機の粉砕粒度調節装置。
2. 【請求項２】上記粒度検出装置は、あらかじめ標準とな
   る種々の大きさの粒子を用いて検知通路を通過させたと
   きの測定値と粒径との相関を記憶する記憶装置並びに平
   均粒度を算出する演算装置を備えてなる請求項（１）記
   載の製粉用ロール機の粉砕粒度調節装置。