JPH06208B2 - チユ−ブミル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ＣＯＭすなわち石炭石油スラリの製造装置、
ＣＷＭすなわち微粉炭高濃度水スラリの製造装置、及び
セメント製造装置などのボールミルにおける最適運転制
御に関するものである。

［従来の技術］ 従来のチューブミルを第６図に示す。

図において、０１は、ミル胴体で、石炭０２、油０３及
びボール０４を混合させる容器である。０２は、石炭
で、ボール０４により油０３と混合され、粉砕される。
０３は、油で、ボール０４により石炭０２と混合され
る。０４は、ボールでミル胴体０１の回転によって躍動
し、石炭０２を粉砕し、その粉炭と油０３を混合する。
通常、鋼で形成されている。０５は、ライナで、上記ミ
ル胴体０１内に凹凸を形成するよう固着されており、ミ
ル胴体０１の回転に伴なってボール掻上力を生じて、ボ
ール０４を掻上る働きをする。０６は、モータで、歯車
０７を介してミル胴体０１を回転させる。０７は、歯車
で、ミル胴体０１に固着されており、モータ０６の回転
力をミル胴体０１に伝達する。０８、０９は第１及び第
２の軸受で、ミル胴体０１の回転を支持する。０１０
は、フィーダで石炭０２及び油０３をミル胴体０１内に
挿入させる。

０１１は、タンク補助容器で、ミル胴体０１の内部より
排出される石炭０２と油０３の混合体すなわちＣＯＭを
タンク０１２に導く。０１２は、タンクでＣＯＭを一時
溜める。０１３は、撹はん機でタンク０１２の中のＣＯ
Ｍを撹はんする。０１４は、石炭送入孔で、フィーダ０
１０を介して、石炭０２をミル胴体０１内に搬入する。
０１５は、油投入孔で、油０３をミル胴体０１内に投入
する。

第６図において、作用を説明すると、石炭送入孔０１４
及び油投入孔０１５より投入された、石炭０２及び油０
３は、フィーダ０１０によつて混合されながら、チユー
ブミル胴体０１内部へ搬送される。チューブミル胴体０
１は、第１及び第２の軸受０８、０９によって支持され
ているが、モータ０６によって歯車０７を介して回動力
を受けて、予め決められた回転数で回転する。ミル胴体
０１の内部のボール０４は、チューブミル胴体０１の内
壁に固着されているライナ０５の掻上力によって運動す
る。その運動は、回転、跳躍及び落下などからなり、ボ
ール０４同志をはげしくぶつかり合わせる。

ボール０４群はその間に混入した石炭０２を粉砕し、か
つ、粉砕された石炭０２と油０３とを混合させて、微粉
炭と油との混合燃料すなわちＣＯＭを生成する。生成さ
れたＣＯＭは、タンク補助容器０１１を経由して、タン
ク０１２に流入する。タンク０１２内に溜められたＣＯ
Ｍは撹はん機０１３によつて撹はんされ、固形化の防止
が計られる。このように生成されたＣＯＭは、タンク０
１２のＣＯＭ出口から読み出されて、ボイラの燃料等し
て使われる。

［発明が、解決しようとする問題点］ さて、従来の湿式チューブミルによるＣＯＭ製造の効率
は、ミル胴体０１内部のボール０４の挙動が第７図に図
示のような状態のとき良好で、第８図及び第９図に図示
のような状態では良くない、ということが知られている
が、従来の方法では、ミル胴体０内部のボール０４の挙
動を検知し判断する手段が装着されていない。

そのため、高効率をめざした回転数を予測して、湿式
チューブミルの運転をしている。しかしながら、石炭０
２、油０３、及びボール０４の混合体の挙動は、石炭０
２と油０３の投入量及び質、ボール０４の大きさ、重量
及び量、ミル胴体０１の直径及び回転数などが複雑にか
らみ合つた現象であり、理論あるいは経験によって予測
することはできない。

したがって、従来の湿式チューブミルの運転は最も効率
の良い状態を実現していなかつた。

［問題点を解決するための手段］ 本発明はかかる問題点を解決するために，円筒状胴体内
に複数の鋼製等のボールと固形物を入れて回転せしめ，
前記固形物を粉砕するチューブミルにおいて，前記チュ
ーブミル胴体壁に，一端が前記胴体の内壁面から突出し
他端が前記胴体外に露出し、かつ振動絶縁体で前記胴体
と絶縁して設けられた検知棒と，前記検知棒の胴体外端
に圧電素子を固着し，前記検知棒の内壁面から突出した
棒端に前記胴体内の鋼製ボールが接触することによって
生ずる超音波信号が検知棒を伝播して前記圧電素子で検
知する検出器と，前記胴体が回転するに伴なう前記検知
棒の回転角度を検知する角度検出器を備え，前記検知棒
の信号と角度検出器の信号を処理し前記胴体内のボール
の挙動を判定して前記胴体の回転数を制御する装置とを
備えてなることを特徴とし，胴体内の固形物の粉砕に最
適な胴体回転数を制御することができることを特長とす
るチューブミルを供するものである。

［作用］ 本発明の装置では、前記検知棒に接触しつつ回転上昇し
たボールが、ある回転角度に来ると自重で落下し始める
が、この落下を始める時点で、前記ボールと前記検知棒
との接触によって生じていた超音波信号が消滅するので
この位置における前記検知棒の回転角度を検知すればよ
い。

これによって、固形物の粉砕に最適な前記ボールの落下
回転角度及び回転速度を定めることができる。

［実施例］ 以下本発明を第１図乃至第４図に示す一実施例にもとづ
いて説明する。

第１図乃至第４図における符号１乃至１５は、第６図乃
至第９図における符号０１乃至０１５と均等物であるの
で説明を省略する。

そして、１６は検知棒で、ミル胴体１に貫通して装着さ
れている。その一端はミル胴体１の内部に突出してお
り、他端はミル胴体１の外部に露出し、圧電素子１９が
固着されている。

なお、ミル胴体１内部のボール４が検知棒１６の一端に
当たると、衝撃によって超音波が発生し、その超音波
は、他端に固着している圧電素子１９によって検知され
る。１７は絶縁物で、検知棒１６と、ミル胴体１との間
の振動を絶縁しているものでゴム等から形成されてい
る。

１８は取付治具で、検知棒１６を絶縁物１７を介してミ
ル胴体１に固着している。１９は圧電素子で検知棒１６
の胴体外部端に固着されている。ここで胴体１の内部に
突出した検知棒は胴体内部のボールと接触することによ
り超音波が発生する。この超音波は検知棒１６を伝播し
て胴体外部端の圧電素子１９に作用する。圧電素子１９
は超音波を受波し、その圧電効果により電気信号に変換
され、電気信号を出力する。検知棒１６はボールが直接
接触するか又は接触した状態のボールが検知棒から離脱
する際の摩擦により発生又は消滅する超音波の変化を、
圧電素子の圧電効果で電気信号に変換する。従って接触
しない場所での発生した超音波は逆にノイズとなり、こ
れらの作用は絶縁物１７で排除するようにしている。

２０は送信機で胴体１に設置され，圧電素子１９と電気
信号線で接続されている。圧電素子１９の超音波変換電
気信号を増幅して，テレメータ送信信号に変調し，送信
機近傍の胴体円周に設置された第１アンテナ２１に電線
で接続し，この第１アンテナ２１から電波として発信す
る。２２は第２アンテナでミル本体近傍の床上又は地上
に固定された場所に設けて第１アンテナ２１から発信さ
れた電波を信号を受信して，第２アンテナ２２と接続さ
れた受信機２３に伝送する。（送信機２０，第１アンテ
ナ２１，第２アンテナ２２および受信機２３は第４図に
示すもので，第１図中には図示省略する。） ２３は受信機で、第２のアンテナ２２より送信された信
号を復調して、ミル胴体１内部のボール４の挙動を示す
電気信号に変換し、判定器２５に送信する。２４は角度
検出器で、検知棒１６の位置を回転角度として検知し、
判定器２５及び制御装置２９に送信する。

２５は判定器で、受信機２３から送信されたボール４の
挙動を示す電気信号を処理して、ボール４の挙動すなわ
ち、離脱、落下及びぶつかり合い等の情報を抽出すると
ともに、角度検出器２４から送信された検知棒１６の回
転角度位置信号を参照して、両者の対応付けを行なう。

２６はモニタで、判定器２５の処理結果を表示する。２
７はシュミット回路で、判定器２５の信号波形を整形
し、ボール４の挙動のはげしさ、すなわち、ボール４の
離脱及び落下などの有無を２値化（ＯＮ−ＯＦＦ）し
て、立ち下がり判定回路２８へ送信する。

２８は立ち下がり判定回路で、ボール４の離脱及び落下
などの有無状態を表わす信号から、ボール４の離脱及び
落下などが発生する時間を回転角度として検知して、制
御装置２９へ送信する。２９は制御装置で、予め設定し
ていたボール４の離脱及び落下発生の位置と、立ち下が
り判定回路２８で検出したその位置を比較し、予め設定
した許容値内におさまるように、ミル胴体１を回転駆動
させるモータ６で制御する。

さて、本実施例の作用を、第１図乃至第５図において説
明すると、石炭送入孔１４及び油投入孔１５から投入さ
れた石炭２及び油３は、フィーダ１０によつて混合され
ながら、ミル胴体１内部に搬入される。ミル胴体１は第
１及び第２の軸受８、９によつて支持されているが、モ
ータ６によつて、歯車７を介して回転力を受け、予め決
められた回転数で回転する。

ミル胴体１の内部のボール４は、ミル胴体１の内側に固
着されているライナ５の掻上力によって運動する。その
運動は、回転、跳躍及び落下などからなり、ボール４同
志をはげしくぶつかり合わせる。ボール４群はその間に
混入した石炭を粉砕し、かつ、粉砕された石炭と油を混
合させて、微粉炭と油の混合燃料すなわちＣＯＭを生成
する。生成されたＣＯＭは、タンク補助容器１１を経由
して、タンク１２に流入する。タンク１２内に溜められ
たＣＯＭは撹はん機１３によつて撹はんされ、固形物の
防止が成される。このように生成されたＣＯＭは、タン
ク１２のＣＯＭ出口から取り出されて、ボイラの燃料等
として使われる。

なお、検知棒１６は絶縁物１７及び取付治具１８によつ
てミル胴体１に固着されているので、検知棒１６に接し
たボール４及びその近傍にあるボール４以外の挙動は感
知しない。

圧電素子１９出力の電気信号は送信機２０によつて、増
幅されてテレメータ送信信号に変調され、第１のアンテ
ナ２１を介して、空中伝播の電波として発信される。空
中を伝播してきた前記電波は第２のアンテナ２２で受信
されて、その電気信号が受信機２３に伝送される。

受信機２３は受信した電気信号を復調して、ミル胴体１
内部のボール４の挙動を示す電気信号に変換して、判定
器２５に送信する。判定器２５は受信器２３の出力信号
を受信し、ボール４の挙動すなわちボール４の離脱ある
いは落下の情報をもつ電気信号のノイズを除去し、そし
て、角度検出器２４から送信された検知棒１６の位置を
回転角度で表わした信号を参照しながら信号処理して第
５図に示す様に横軸は胴体の回転位置を示し、信号ＢＤ
Ｃは角度検知器２４で検知された検知棒１６の胴体下死
点位置を示し、波形は検知棒１６で検知された胴体内の
ボールの挙動を示す。つまり波形のピーク点は胴体内の
ボールが検知棒１６から離れて落下開始した点を表わ
し、最低レベル点は検知棒１６に接触するボールが最少
であり落下終了を表わす。又、ピーク点までの増加過程
と中間レベル点は検知棒１６とボールの単位時間当りの
接触量の増加を表わしている。さらに説明を加えれば波
形のピーク点は第７図に示す状態、中間レベル点は第８
図、増加点は第９図の状態を表わしている。角度検知器
２４は検知棒１６がミル胴体１の回転によつて３６０度
変化する中で地面側の最下点すなわち下死点ＢＤＣにき
た時のみ、パルス電圧を発生し、判定器２５に送信す
る。

なお、上記判定器２５の出力波形はモニタ２６で観測さ
れる。シュミット回路２７は、判定器２５からの出力波
形を整形し、ボール４の離脱、落下の有無の情報を与え
る信号に変換して、立ち下がり判定回路２８へ送信す
る。立ち下がり判定回路２８は、シュミット回路２７の
出力信号電圧の立下り時刻を回転角度の形で検知して、
制御装置２９に送信する。

制御装置２９は、角度検出器２４からの検知棒１６位置
信号とシユミツト回路２７からのボール４の離脱、落下
発生の位置を受信し比較して、予め設定していた許容値
内におさまるように、ミル胴体１の回転数を、モータ６
を介して制御する。

なお、ミル胴体１の回転数を、ボール４の挙動の最適状
況すなわち第７図図示の状態を実現するものより高い回
転数に設定すると、ボール４の挙動は第８図図示のよう
にボール４がミル胴体１内側に張りついた形になる。ま
た、低い回転数に設定すると、ボール４の挙動は第９図
図示のようにミル胴体１の下側に集まった形になる。

以上述べたように、本実施例によって、チューブミル内
部のボール４の挙動を、検知棒１６を介して圧電素子１
９により検知し、その信号をミル胴体１の回転数制御に
使用して第７図図示のようなボール４の挙動を保った状
態の運転を可能とする。

従来のチューブミルでは、ミル胴体１内部のボール４挙
動の実態を把握しないで運転していたため、効率の良い
運転を実現することが非常に困難で、実際上は効率の悪
い状態で運転することが多かつた。本実施例では、ミル
胴体１内部のボール４の挙動を、前記ミル胴体１に装着
した検知棒１６及びその検知棒１６に固着した超音波検
知のための圧電素子１９を用い、同圧電素子１９がとら
えた超音波信号を判定器２５などを用いて判定し、判定
された信号を上記ミル胴体１を回転駆動させるモータの
回転数制御信号として用いるようにしたので、ボール４
の挙動が最適状態となるミル胴体１回転数に設定するこ
とができるので、チューブミルが最高効率で運転できる
ようになつた。

したがって、産業上の見地からは、著しく価値の高いチ
ューブミルを用いたＣＯＭ製造装置の運転方法が提供可
能となった。

［効果］ 従来のチューブミルは、チューブミル胴体内部のボール
挙動の実態を把握しないで運転していたため、効率の良
い運転を実現することが非常に困難で、実際上は効率の
悪い運転をすることが多かつた。

本発明では前記ミル胴体に装着した検知棒及び前記検知
棒に固着した圧電素子からなる超音波を取り出す手段
と、検知棒の回転角度を検出する手段とから前記チュー
ブミル胴体内部のボール挙動を検知することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は、本発明に係る一実施例で第１図
は、その縦断面図、第２図は検知棒取付状態を示した横
断面図、第３図は検知棒取付部分の拡大図、第４図は、
制御回路図、第５図は検出された信号波形図、第６図乃
至第９図は従来のものを示す図で、第６図はその縦断面
図、第７図乃至第９図はチューブミル内のボールの挙動
を示す説明図である。 １…チューブミル胴体、２…石炭、 ４…ボール、１６…検知棒、 １７…振動絶縁物、１９…圧電素子、 ２４…角度検出器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 鷹司 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工 業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 金子 祥三 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工 業株式会社長崎造船所内 (72)発明者 木下 正昭 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工 業株式会社長崎造船所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円筒状胴体内に複数の鋼製等のボールと固
   形物を入れて回転せしめ，前記固形物を粉砕するチュー
   ブミルにおいて，前記チューブミル胴体壁に，一端が前
   記胴体の内壁面から突出し他端が前記胴体外に露出し，
   かつ振動絶縁体で前記胴体と絶縁して設けられた検知棒
   と，前記検知棒の胴体外端に圧電素子を固着し，前記検
   知棒の内壁面から突出した棒端に前記胴体内の鋼製ボー
   ルが接触することによって生ずる超音波信号が検知棒を
   伝播して前記圧電素子で検知する検出器と，前記胴体が
   回転するに伴なう前記検知棒の回転角度を検知する角度
   検出器を備え，前記検知棒の信号と角度検出器の信号を
   処理し前記胴体内のボールの挙動を判定して前記胴体の
   回転数を制御する装置とを備えてなることを特徴とする
   チューブミル。