JPH08318B2 - 粉粒体圧縮装置の定負荷運転方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は微粒体圧縮装置の定負荷運方法に関するもの
で、詳しくは粉粒体を圧縮してフレーク状になすに当
り、圧縮ロールの圧密力を一定とし、圧密度の一定した
安定した品質の圧縮成形品を連続的に得るための方法に
関するものである。

〔従来の技術〕

粉流体を圧縮して圧密成形体を製造する装置として、
スクリユーフイーダー（以下単にスクリユーという）を
内蔵したホツパーと、その下部に左右一対の相対する圧
縮ローラーを有し、ホツパーから粉粒体を供給して圧縮
ローラー間を通過させることにより圧密フレーク状に圧
縮成形する粉粒体の圧縮装置が知られている。この装置
は通常一対の圧縮ローラーのうち一方のローラーはその
回転軸をシリンダーにより他方のローラーに対し一定圧
力で押圧され、押圧される側のローラーは駆動モーター
により回転されるようになつている。したがつてスクリ
ユーによりホツパーから圧縮ローラーに供給される粉粒
体の量が一定の場合には問題はないが、その供給量が運
転中に変化した場合には一定の圧密度の製品は得られな
い。例えば圧縮ローラーへの粉粒体の供給量が増大した
場合には、圧縮ローラーの負荷が高くなり、圧縮ローラ
ーと駆動モーター間のＶベルトがスリツプし、反対に粉
粒体の供給量が低下して圧縮ローラーの負荷が軽くなり
過ぎるとフラツシングを起し安定した運転を行なうこと
ができなくなる。その結果均一な圧密度を有する成形品
が得られなくなる。したがつて粉粒体を素材としてこれ
を圧密成形体とする例えば食品類、肥料、各種薬品など
による圧密加工品の製造に適用する場合、製品の嵩密度
にバラツキを生ずる結果となり好ましくない。

例えば圧縮成形した超緩効性肥料に適用する場合、そ
の成分が徐々に溶出することにより一定期間その効果が
持続するのが特徴であるが、均一な圧密品が得られない
と、溶出濃度が異なり、有効期間にバラツキが生じ、ま
たその溶出速度が小さい場合には肥料としての効果が出
ない。従つて圧密度の変動は製品に大きな影響を与え
る。更には医薬用錠剤についても同様の傾向がある。

そこで従来は圧密度をできるだけ均一化するため、例
えば運転者が圧縮装置より排出される圧密品の状態を常
時チエツクし、これにより手動で圧縮ローラーに対する
粉粒体の供給量をコントロールする方法が採られて来
た。

また運転に際しては、運転員が圧縮ローラーの負荷状
態、要するにその駆動用モーターの入力電流を監視し、
負荷上昇が認められた場合、圧縮ローラーの設定回転数
が定格最大のときには、圧縮ローラーに供給するスクリ
ユーの回転数を下げ粉粒体の供給量を減少させ、また、
圧縮ローラーの設定回転数が定格以下のときには、設定
を変更することによりこの回転数を上げるとともに、前
記スクリユーの回転数も下げて圧縮ローラーの負荷調整
をしていた。一方、圧縮ローラーの負荷低下が認められ
た場合も、同様に圧縮ローラー回転数とスクリユー回転
数とを変化させることにより圧縮ローラーの負荷調整を
していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

いずれにしても従来の運転方法においては、少なくと
も１名の運転作業員が掛り切りになるものであり、かつ
調整作業には熟練した技術が必要である。したがつて技
術の差によつて得られる圧密品の品質は必ずしも一定で
はなく、不安定であるという欠点がある。

また、圧縮ローラー負荷の制御に当つても、圧縮ロー
ラーがある設定回転数において、圧縮ローラーの負荷
（電流）が予め、経験的に求めて設定された負荷と一定
となるようにスクリユー回転数を制御する（スクリユー
からの粉体供給量を圧縮ローラーの回転数に応じて各々
設定負荷（電流）になるように制御する）が、圧縮ロー
ラーの負荷設定を例えば、有効電力計などを設置し入力
消費電力を直接測定する場合には問題はないが、圧縮ロ
ーラー駆動用モーター入力電流のみで測定する場合に
は、取扱い対象が粉体のため変動が激しく、運転員が判
断する場合はその振幅の平均を読んでいるが、この電流
値をスクリユーにそのままフイードバツクさせ制御する
場合は、偏差を設定しなければならず、圧縮ローラーの
回転数によつて、この偏差に差があるため、その制御は
非常に困難であつた。

前述の制御をするためには、圧縮ローラー駆動用モー
ター入力電力を取り出して、各回転数に応じ偏差を設け
るが、又は応答を遅くして偏差を小さくし制御すればよ
いが、前者の場合制御装置が高価になるか又は後者の場
合、応答遅れにより運転に支障を来たすことが考えられ
る。そこで圧縮ローラー駆動用モーターの回転数制御と
して、インバータの採用を検討した。インバータは商用
周波数の交流電源を一旦直流に変換し、この直流をチヨ
ツピング組合わせることにより疑似の可変周波数交流電
源を作つてモーターの回転数制御をするものであるが、
粉粒体負荷の場合インバータの出力電流の変動すなわ
ち、圧縮ローラー駆動用モーターの入力電流の変動に比
べ、直流部での直流電流の変動が極めて小さいことに着
目し、この直流電流値を圧縮ローラー駆動用モーターの
入力電力と見なすことで、ある設定回転で負荷が一定と
なるようにスクリユーの回転数を制御することにより、
問題点を解決し、本発明に到達した。

〔問題点を解決するための手段〕

すなわち本発明の要旨は、スクリューフィーダーを内
蔵したホッパーと、その下部にある左右一対の相対する
圧縮ローラーを有し、一方の圧縮ローラーは回転軸をシ
リンダーにより押圧され、他方の圧縮ローラーは駆動用
モーターに接続されてなる粉粒体圧縮装置を連続運転す
るに当り、前記圧縮ローラーの駆動用モーターの制御に
間接変換方式一次周波数制御装置（以下インバータと言
う）を用いて、該インバータの商用周波数の交流電源を
一旦変換した直流回路部の直流電流値を検出し、該電流
値を、予め設定した圧縮ローラー駆動用モーターの回転
数における予め設定したローラー駆動用モーターの負荷
電流に対応したインバータ直流回路部の直流電流値（目
標値）と対比し、その差分をゼロにするように前記スク
リューフィーダーの回転数を制御することにより、圧縮
ローラーへの粉粒体の供給を調節し、圧縮ローラーの駆
動用モーターの負荷電流が一定となるように運転するこ
とを特徴とする粉流体圧縮装置の定負荷運転方法であ
る。

以下図面に具体的に実施態様を例示して説明する。

第１図は本発明に用いる粉粒体圧縮装置の全体構成を
示す構成図で、１はスクリユー４の減速機で通常スクリ
ユー回転数は９〜90r.p.m.の範囲で調節できるように設
定されている。２はスクリユー駆動用モーター、３はそ
の制御装置である。５はホツパー、６はその下方に配置
された一対の圧縮ローラー７を押圧するシリンダー、８
はローラー７′の回転減速機で、通常、１〜12r.p.m.の
範囲に調節可能となつている。９は該ローラー駆動用モ
ーター、10は該駆動用モーターの制御装置である。

圧縮成形される粉粒体はコンベア（図示せず）によつ
てホツパー５に供給されスクリユー４により下部から一
対の圧縮ローラー7,9′により圧縮成形されてフレーク
化される。

第２図は第１図における制御装置部分３及び10の構成
図で、ａは圧縮ローラー駆動用モーター負荷電流設定装
置、ｂはコントローラー、ｃはスクリユー駆動用モータ
ー制御装置、ｄはスクリユー駆動用モーター、ｅは信号
変換器（V/A変換等）、ｆはインバータ、ｇは圧縮ロー
ラー駆動用モーターである。

圧縮ローラー駆動用モーター負荷電流設定装置ａで設
定された信号は、インバータ直流部から信号変換器ｅを
介してフイードバツクされた圧縮ローラー駆動用モータ
ーの負荷電流と、コントローラーｂで比較され、その差
分をゼロにするようにコントローラーｂよりスクリユー
駆動用モーター制御装置ｃに対し信号が出され、スクリ
ユー駆動用モーターｄ（２）の回転数が制御される。な
お前記圧縮ローラー駆動用モーター負荷電流設定装置で
は圧縮ローラー駆動用モーターの負荷（今までの運転実
績より決定される）が設定される。設定できる範囲は定
格使用範囲全域であるが、使用実績の高い狭い範囲に絞
ることもできる。

なお、スクリユーはコントローラーｂから信号を受信
し、その信号に応じてスクリユー回転数を制御できるも
のであれば、例えばインバータのような電気式可変速制
御方式のもの、あるいは機械的可変速制御方式のもの等
いずれでもよい。

本発明で対象となる粉粒体は特に限定されるものでは
ないが、例えば、石炭、肥料、穀類、食料品などの圧密
を必要とする粉粒体が挙げられる。例えば、ここで、石
炭を用いた場合には、コークス又は活性炭を製造するた
めの圧密炭を安定した品質で連続的に得ることができ
る。例えば、コークスの製造に用いる場合は、種々の揮
発分や粘結性をもつ輸入炭や国内炭を数種乃至10数種配
合したものが用いられる。また、活性炭の製造に用いる
場合は、非粘結炭に粘結炭を５〜40重量％程度配合した
ものが用いられる。これらの石炭は配合した後に、ある
いは配合する前に粉砕される。粉砕の程度は、圧密炭の
強度を大きくする上からは、粒径を小さくする方が好ま
しいが、通常は3mm目開きの篩を用いて篩分けした場
合、篩下が70％以上、好ましくは80％以上となるように
粉砕すればよい。また、前述した粒径のものであれば、
コークス炉操業時における挿入集塵あるいは原料炭の粉
砕、移送、混合及び分級等の種々の前処理工程で回収し
た石炭粉を単独あるいは混合して利用することもでき
る。

得られた粉粒状の石炭は、そのまままたはバインダー
を添加して圧密される。バインダーとしては、ピツチ、
アスフアルト等の石炭系又は石油系の蒸留残油、フエノ
ール樹脂、ウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂、水ガラス等
の無機系バインダーあるいは水等の１種又は２種以上を
混合したものが用いられる。バインダーは乾燥基準の石
炭に対して１〜20重量％程度添加される。更に滑沢剤と
して重油、タール、界面活性剤等を少量添加することも
効果的である。

また、本発明の圧縮成形により得られる圧密品は、通
常、厚さが１〜10m/m程度の板状物又はフレーク状物で
ある。この圧密品の密度は対象となる粉粒体の種類及び
用途により適宜、決定される。

〔発明の効果〕

本発明の方法によれば、粉体又は粒体の性状変化に伴
なう負荷変動に対し、自動的に追従し、しかも負荷（電
力）値に変動の小さいインバータの直流電流をピツクア
ツプして圧縮ローラーの回転及びスクリユーの回転数が
調節されるので、運転者の常時監視を必要とせず常に変
動に応じて適確に圧密調整を行なうことができる。

従つて粉粒体に対する圧密力が一定となり、得られる
フレークは硬さにバラツキがなく常に安定した一定品質
のものを製造することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法で使用する装置の全体構成を示す概
略図、第２図は制御装置部の構成図である。 １……スクリユー減速機、2,d……スクリユー駆動用モ
ーター、3,c……スクリユー駆動用モーター制御装置、
４……スクリユー、５……ホツパー、６……シリンダ
ー、7,7′……圧縮ローラー、８……圧縮ローラー減速
機、9,g……圧縮ローラー駆動用モーター、10……圧縮
ローラー駆動用モーター制御装置、ａ……圧縮ローラー
駆動用モーター負荷電流設定装置、ｂ……コントロー
ラ、ｅ……信号変換器、ｆ……インバータ、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スクリューフィーダーを内蔵したホッパー
   と、その下部にある左右一対の相対する圧縮ローラーを
   有し、一方の圧縮ローラーは回転軸をシリンダーにより
   押圧され、他方の圧縮ローラーは駆動用モーターに接続
   されてなる粉粒体圧縮装置を連続運転するに当り、前記
   圧縮ローラーの駆動用モーターの制御に間接変換方式一
   次周波数制御装置（以下インバータと言う）を用いて、
   該インバータの商用周波数の交流電源を一旦変換した直
   流回路部の直流電流値を検出し、該電流値を、予め設定
   した圧縮ローラー駆動用モーターの回転数における予め
   設定したローラー駆動用モーターの負荷電流に対応した
   インバータ直流回路部の直流電流値と対比し、その差分
   をゼロにするように前記スクリューフィーダーの回転数
   を制御することにより、圧縮ローラーへの粉粒体を供給
   を調節し、圧縮ローラーの駆動用モーターの負荷電流が
   一定となるように運転することを特徴とする粉粒体圧縮
   装置の定負荷運転方法。