(57)【要約】【課題】粉粒体搬送機構から落下する粉粒体を効率よく分散させて粉粒体受給機構に投入する粉粒体投入機構及び粉粒体投入方法を提供する。【解決手段】粉粒体２を連続搬送して搬送端から落下させる粉粒体搬送機構３と、該粉粒体搬送機構から落下する粉粒体が供給される粉粒体受給機構５と、前記粉粒体搬送機構から落下する粉粒体を前記粉粒体受給機構に投入する粉粒体投入シュート４とを備え、前記粉粒体投入シュート４は、中間部に落下する粉粒体２を少なくとも３方に分散させる角頂部を有する粉粒体分散部１１が配置されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉粒体を連続搬送して搬送端から落下させる粉粒体搬送機構と、
該粉粒体搬送機構から落下する粉粒体が供給される粉粒体受給機構と、
前記粉粒体搬送機構から落下する粉粒体を前記粉粒体受給機構に投入する粉粒体投入シュートとを備え、
前記粉粒体投入シュートは、中間部に落下する粉粒体を少なくとも３方に分散させる角頂部を有する粉粒体分散部が配置されていることを特徴とする粉粒体投入装置。
【請求項２】
前記錐状部は、前記粉粒体搬送機構の搬送方向に沿って配置された横長の三角柱または三角筒で構成され、該三角柱または三角筒は前記粉粒体搬送機構の搬送端側端部に底面に対して頂部が他端側に傾斜する傾斜面が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の粉粒体投入装置。
【請求項３】
前記粉粒体分散部は、角錐、多角錐、円錐の何れか１つでなる錐状部で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の粉粒体投入装置。
【請求項４】
前記粉粒体分散部は、粉粒体の落下傾向に応じて水平後方に移動可能に支持されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の粉粒体投入装置。
【請求項５】
前記粉粒体供給機構から落下する粉粒体の幅方向の偏りを検出する偏り検出部と、該偏り検出部で粉粒体の幅方向の偏りを検出したときに、前記粉粒体分散部を前記粉粒体の偏り位置に移動させる分散部移動制御部とを備えていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の粉粒体投入装置。
【請求項６】
前記分散部移動制御部は、前記粉粒体分散部を前記粉粒体供給機構の幅方向に移動させる直動機構を備え、該直動機構を前記粉粒体の偏り位置に応じて駆動制御することを特徴とする請求項５に記載の粉粒体投入装置。
【請求項７】
粉粒体搬送機構から落下する粉粒体を分散させて粉粒体受給機構へ投入する粉粒体投入方法であって、
前記粉粒体搬送機構から落下する粉粒体を、角頂部を有する粉粒体分散部に当接させて少なくとも３方向に分散させて前記粉粒体受給機構へ投入することを特徴とする粉粒体投入方法。
【請求項８】
前記粉粒体分散部は、前記粉粒体搬送機構の搬送方向に沿って横長の三角柱又は三角筒で構成され、三角柱又は三角筒は前記粉粒体搬送機構側の端部を底面に対して頂部が他端側に傾斜する傾斜面としたことを特徴とする請求項７に記載の粉粒体投入方法。
【請求項９】
前記粉粒体分散部は、角錐、多角錐、円錐の１つで構成される錐状部で構成されていることを特徴とする請求項７に記載の粉粒体投入方法。
【請求項１０】
前記粉粒体分散部は、前記粉粒体搬送機構から落下する粉粒体の偏りに応じた位置に移動制御されることを特徴とする請求項７乃至９の何れか１項に記載の粉粒体投入方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石炭、鉄鉱石、石灰石などの粉状または塊状の粉粒体を粉砕機などの粉粒体受給機構へ分散投入する粉粒体投入装置及び投入方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この主の粉粒体投入装置として、例えば、ベルトコンベアの搬送用ベルト上に搬送物を積載するため、搬送用ベルトに向かって落下する搬送物を案内するベルトコンベア用シュートにおいて、シュート内部の搬送用ベルトの短手方向における中央部に、搬送用ベルトの長手方向に略一致する方向に延びた障害部材を配設し、一部の搬送物が落下途中で障害部材に衝突するように構成したベルトコンベア用シュートが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１７５４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載の従来例にあっては、ベルトコンベア用シュートの下部に形成した幅狭筒部に、搬送物を受け渡すベルトコンベアの搬送方向に沿う棒状の障害部材を配置するようにしている。このため、搬送物を受け渡すベルトコンベア上に落下する搬送物が棒状の障害部材によってベルトコンベアの短手方向すなわち幅方向に分散されることになるが、棒状の障害部材の延長方向には均一に分散させて搬送物を落下させることはできないという未解決の課題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、塊状物を含む粉粒体を粉粒体受給機構に投入する際に、粉粒体を効率良く分散させることができる粉粒体投入装置及び粉粒体投入方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明に係る粉粒体投入装置の一態様は、粉粒体を連続搬送して搬送端から落下させる粉粒体搬送機構と、該粉粒体搬送機構から落下する粉粒体が供給される粉粒体受給機構と、前記粉粒体搬送機構から落下する粉粒体を前記粉粒体受給機構に投入する粉粒体投入シュートとを備え、前記粉粒体投入シュートは、中間部に落下する粉粒体を少なくとも３方に分散させる角頂部を有する粉粒体分散部が配置されている。
【０００６】
また、本発明に係る粉粒体投入方法の一態様は、粉粒体搬送機構から落下する粉粒体を分散させて粉粒体受給機構へ投入する粉粒体投入方法であって、前記粉粒体搬送機構から落下する粉粒体を、角頂部を有する粉粒体分散部に当接させて少なくとも３方向に分散させて前記粉粒体受給機構へ投入する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ベルトコンベアなどの粉粒体を連続搬送する粉粒体搬送機構から落下する粉粒体を粉粒体分散部で少なくとも３方に分散させるので、粉粒体の分散率を高めた状態で粉粒体を粉粒体受給機構へ投入することができる。したがって、粉粒体受給機構側で落下する粉粒体による偏摩耗を生じることを防止することができる。また、粉粒体の分散率を高めた状態で粉砕できるため、粉粒体の仕上り粒度分布を調整することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明を適用した粉砕システムを示す正面側断面図である。
【図２】図１の側面側の断面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線上の断面図である。
【図４】本発明に係る粉粒体分散部を設けない場合の粉砕システムを示す正面側断面図である。
【図５】図４の側面側の断面図である。
【図６】粉砕結果の粗粒残留率を示すグラフである。
【図７】粉砕結果の微粉率を示すグラフである。
【図８】本発明の第２の実施形態を示す正面側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について図面を伴って説明する。
図１は本発明に係る粉粒体供給装置の第１の実施形態を示す正面側断面図、図２は側面側断面図及び図３は図１のＡ−Ａ線上の断面図である。
図中、１は石炭、鉄鉱石、石灰石などの紛状又は塊状の粉粒体２を粉砕する粉砕システムである。この粉砕システム１は、図１及び図２に示すように、上部に粉粒体２を連続的に搬送する粉粒体搬送機構としての粉粒体搬送用ベルトコンベア３が配置されている。この粉粒体搬送用ベルトコンベア３は、図１に示すように、コンベアベルト３ａと、このコンベアベルト３ａを所定のトラフ角を設けて案内支持する３つのコンベアロール３ｂとでトラフ型の構成を有する。
【００１０】
この粉粒体搬送用ベルトコンベア３の搬送終端に、粉粒体搬送用ベルトコンベア３から落下される粉粒体２を後述する粉粒体受給機構としての粉砕機５へ投入する投入シュート４が配置されている。
投入シュート４は、図１及び図２に示すように、粉粒体搬送用ベルトコンベア３の搬送方向と直交する幅方向の形状が図１に示すように、粉粒体搬送用ベルトコンベア３から落下する粉粒体を受ける粉粒体搬送用ベルトコンベア３の幅よりは広幅に設定された粉粒体導入胴部４ａと、この粉粒体導入部４ａに連接して下方に行くに従い幅広となる拡張胴部４ｂとを備えている。ここで、投入シュート４の側面形状は、図２に示すように、粉粒体導入胴部４ａ及び拡張胴部４ｂの前面が互いに連結する垂直板部４ｃとされ、後面が下面側に向かうに従って前面側に傾斜する傾斜板部４ｄとされている。
【００１１】
そして、粉粒体導入胴部４ａ内に粉粒体分散部１１が配置されている。この粉粒体分散部１１は、粉粒体導入胴部４ａの左右側面板に橋架された固定支持部１２に支持されて粉粒体搬送用ベルトコンベア３から落下する粉粒体の幅方向の中央位置に配置され、落下してくる粉粒体を少なくとも３方向に分散させる。
この粉粒体分散部１１の具体的構成は、図１〜図３に示すように、粉粒体搬送用ベルトコンベア３の搬送方向に沿って配置された横長で且つ１つの頂部を上端とする三角筒体１３を有し、この三角筒体１３の粉粒体搬送用ベルトコンベア３側の端部が底面から上端に行くに従い他端側に傾斜する（図２で右上がりに傾斜する）傾斜面１４とされている。
【００１２】
この三角筒体１３は、その傾斜面１４の上端を粉粒体搬送用コンベア３から落下する粉粒体の前後方向の略中央位置となるように固定支持部１２に支持されている。
固定支持部１２は、粉粒体導入胴部４ａの左右側面板に、前後方向に所定間隔を保って橋架された一対の支持棒部１２ａ及び１２ｂと、これら支持棒部１２ａ及び１２ｂの左右方向すなわち幅方向の中央部に支持板１２ｃが固定配置されている。そして、支持板１２ｃに粉粒体分散部１１を構成する三角筒体１３が固定配置されている。
【００１３】
そして、投入シュート４の拡張胴部４ｂの下端面が粉砕機５の上面に形成された長手方向が粉粒体搬送用ベルトコンベア３の搬送方向と直交する方向となる長方形状の投入口５ａに連結されている。
粉砕機５は、上部に投入口５ａが形成され、この投入口５ａに対向する内部に粉粒体搬送用ベルトコンベア３の搬送方向と直交する方向に延長して回転自在に配設された回転胴部５ｂと、この回転胴部５ｂに突出形成された多数のハンマー５ｃとを備えている。そして、回転胴部５ｂが回転駆動されることによりハンマー５ｃによって石炭、鉄鉱石、石灰等の粉粒体を粉砕する。
【００１４】
次に、上記第１の実施形態の動作について図４及び図５を伴って説明する。
石炭、鉄鉱石、石灰等の塊状物を含む粉粒体２が粉粒体搬送用ベルトコンベア３で投入シュート３に搬送される。このとき、粉粒体搬送用ベルトコンベア３のコンベアベルト３ａに載置された粉粒体２は、左右のコンベアローラ３ｂが外側上がりに傾斜配置されてコンベアベルト３の外側が内側に対して所定のトラフ角で傾斜されているので、コンベアベルト３ａの略中央部に盛り上がった状態で搬送される。
そして、粉粒体搬送用ベルトコンベア３の投入シュート４内の終端部では、コンベアベルト３ａに載置されている粉粒体２が落下される。このとき、粉粒体２はコンベアベルト３ａの搬送速度による慣性力が作用するので、図２に示すように、垂直に落下するのではなく放物線を描いて落下する。
【００１５】
そして、落下する粉粒体２は、投入シュート４の粉粒体導入胴部４ａにおける下端側の幅方向中央部に配置された粉粒体分散部１１を構成する三角筒体１３に到達する。この三角筒体１３には、粉粒体搬送用ベルトコンベア３側の端部に図２で見て右上がりに傾斜する傾斜面１４が形成され、この傾斜面１４の上端が落下する粉粒体２の前後方向の中央部に位置しているので、粉粒体は図３に示すように、傾斜面１４に沿う方向と三角筒体１３の傾斜面１３ａ及び１３ｂに沿う方向との３つの方向に分散されて投入シュート４の拡張胴部４ｂを通って落下する。
【００１６】
したがって、分散された粉粒体２は、正面から見ると図１に示すように、三角筒体１３の傾斜面１３ａ及び１３ｂによって左右の幅方向に広く拡張胴部４ｂの略全域に亘って分散されて拡張胴部４ｂを通って粉砕機５の投入口５ａに落下する。また、分散された粉粒体２は、側面から見ると図２に示すように、三角筒体１３の傾斜面１４によって後方側に分散されるとともに、固定支持部１２の支持棒部１２ａ及び１２ｂによっても前後方向に分散されることにより前後方向に広く分散されて投入シュート４の拡張胴部４ｂを通って粉砕機５の投入口５ａに落下する。
【００１７】
このため、粉砕機５の投入口５ａに特に幅方向に広く分散された粉粒体２が投入されることにより、粉砕機５の粉粒体２を粉砕する幅方向に多数整列されたハンマー５ｃに均等に落下することになる。このため、各ハンマー５ｃで均等に粉粒体２の粉砕が行われ、各ハンマー５ｃの摩耗も均一化される。また、各ハンマー５ｃで均等に粉粒体２の粉砕が行われるため、粉粒体の粉砕後の、仕上り粒度分布を調整することが可能となった。
【００１８】
ちなみに、粉粒体分散部１１を設けない場合には、図４及び図５に示すように、粉粒体搬送用ベルトコンベア３から落下する粉粒体が幅方向及び前後方向に殆ど分散されず、粉砕機５の投入口５ａに投入されることなり、幅方向の中央部に設けられたハンマー５ｃでのみ粉粒体の粉砕が行われ、幅方向の外側に設けられたハンマー５ｃでは粉粒体の粉砕が殆ど行われないことになる。このため、幅方向中央部のハンマー５ｃの摩耗量が幅方向外側のハンマー５ｃの摩耗量より大きくなり、粉粒体の粉砕を均一に行うことができなくなる。
【００１９】
そして、本実施形態による粉粒体分散部１１を設けた場合と、図４及び図５に示す粉粒体分散部１１を設けない場合の双方について粉粒体の粉砕実験を行った結果を図６及び図７に示す。
すなわち、粒径が３ｍｍ以下の粉粒体の割合（％）と粒径６ｍｍ以上となる粗粒残存率との関係は、図４に示すように、粉粒体分散部１１を設けない場合の破線図示の特性線Ｌ１に対して実線図示の特性線Ｌ２で示すように、粗粒残存率を２〜０．５％程度減少させることができ、粒径の揃った良好な粒径の粉砕を行うことができる。
【００２０】
一方、粒径が３ｍｍ以下の粉粒体の割合（％）と粒径が１．５ｍｍ以下となる微粉率との関係は、図５に示すように、粉粒体分散部１１を設けない場合の破線図示の特性線Ｌ１１に対して実線図示の特性線Ｌ２２で示すように、微粉率を５％程度低下させることができ、微粉の少ない所望の粒径の粉砕を行うことができる。
すなわち、粉粒体の粉砕後の、仕上り粒度分布を調整することができるようになったのである。
【００２１】
このように、第１の実施形態では、粉粒体分散部１１で粉粒体搬送用ベルトコンベア３から落下する粉粒体を少なくとも３方に分散して粉砕機５に投入することができ、粉砕機５での粉粒体の粉砕を幅方向の全域に亘って均一に行うことができ、粉粒体の均一な粉砕が可能となる。
なお、上記第１の実施形態においては、粉粒体分散部１１が傾斜面１４を有する三角筒体１３で構成されている場合について説明したが、これに限定されるものではなく、三角柱体を適用することもでき、この他、三角錐、四角錐や多角錐、円錐等の錐状部で構成しても、粉粒体を多方向に分散させることができる。
【００２２】
次に、本発明の第２の実施形態について図８を伴って説明する。
この第２の実施形態では、粉粒体分散部１１の位置を粉粒体搬送用ベルトコンベア３に載置されている粉粒体の偏りに追従させて移動させるようにしたものである。
すなわち、第２の実施形態では、図８に示すように、粉粒体分散部１１を固定している固定支持部１２を粉粒体導入胴部４ａの左右側面板部４ｅ及び４ｆに対して粉粒体搬送用ベルトコンベア３の搬送方向と直交する幅方向に移動可能に支持された移動支持部２１としている。この移動支持部２１が分散部移動制御部２２によって幅方向に移動制御されて粉粒体分散部１１の粉粒体導入胴部４ａにおける幅方向位置を調整する。
【００２３】
分散部移動制御部２２は、移動支持部２１の粉粒体導入胴部４ａの一方の側面板例えば４ｅから突出する棒状支持部２１ａ及び２１ｂの突出端部に連結された直動機構２３を備えている。
この直動機構２３の一例は、棒状支持部２１ａ及び２１ｂの突出端部を連結する連結板部２４と、この連結板部２４の中央部に連結されたネジ軸２５と、このネジ軸２５に螺合されたナット２６と、このナット２６を回転駆動する電動モータ２７ａを有し、固定部に配設された回転駆動機構２７とで構成されている。
【００２４】
そして、回転駆動機構２７の電動モータが駆動制御部２８によって駆動される。
この駆動制御部２８には、粉粒体搬送用ベルトコンベア３上に積載されている粉粒体２の短手方向すなわち幅方向の偏りを検出する偏り検出部３０からの粉粒体偏り検出情報が入力されている。また、駆動制御部２８には、回転駆動機構２７の電動モータに設けられた回転位置検出センサ２９から出力されるモータ回転位置情報が入力されている。
【００２５】
そして、駆動制御部２８では、偏り検出部３０から入力される粉粒体偏り検出情報及びモータ回転位置情報に基づいて粉粒体分散部１１の三角筒体１２の頂部が粉粒体搬送用ベルトコンベア３から落下する粉粒体２の幅方向の中央部となるように位置制御を行う。
偏り検出部３０は、例えば粉粒体搬送用ベルトコンベア３の端部より所定距離手前の上方位置に配置した撮像カメラ３０ａと、この撮像カメラ３０ａから出力される画像情報を演算処理部３０ｂで画像処理して粉粒体搬送用ベルトコンベア３に載置されている粉粒体の偏り状態を検出し、粉粒体２の偏り中心位置を表す偏り検出情報を駆動制御部２８に出力する。
【００２６】
なお、偏り検出部３０は粉粒体２の画像情報から偏りを検出する場合に限らず、コンベアベルト３ａに載置されている粉粒体２の重量を計量して粉粒体２の偏りを検出してもよく、さらには、粉粒体搬送用ベルトコンベア３の上方位置に搬送方向と直交する方向にスキャン可能なレーザ距離計を配置し、検出したレーザ距離から粉粒体２の偏りを検出するようにしても良く、要は粉粒体搬送用ベルトコンベア３に載置されている粉粒体の短手方向すなわち幅方向の偏りを検出できればよいものである。
【００２７】
駆動制御部２８では、偏り検出部３０から粉粒体偏り検出情報が入力されると、この粉粒体偏り検出情報に基づいて粉粒体分散部１１を構成する三角筒体１３の頂部を現在位置から粉粒体偏り検出情報で表される粉粒体の偏り中心位置に一致する位置に移動させる回転位置指令値を算出し、この回転位置指令値とモータ回転位置センサ２９から入力される回転位置情報との偏差を例えばＰＩＤ制御処理してモータ駆動電流を算出し、算出したモータ駆動電流を電動モータに出力するフィードバック制御を行う。
【００２８】
この第２の実施形態によると、偏り検出部３０で粉粒体搬送用ベルトコンベア３のコンベアベルと３ａ上に載置されている石炭、鉄鉱石、石灰等の塊状物を含む粉粒体の幅方向の偏りを検出し、その偏りの中心位置を表す粉粒体偏り検出情報を駆動制御部２８に出力する。
このため、駆動制御部２８では、図示しない記憶部に記憶している現在位置情報と粉粒体偏り情報で表される粉粒体の偏り中心位置との偏差からネジ軸２５のピッチをもとに回転位置指令値を算出し、算出した回転位置指令値とモータ回転位置センサ２９から入力されるモータ回転位置との偏差が零となるように例えばＰＩＤ制御演算して正転用又は逆転用モータ電流を電動モータ２８ａに出力する。
【００２９】
このため、回転駆動機構２７の電動モータ２７ａが正転又は逆転駆動され、これによってナット２６が正転又は逆転駆動されることにより、ネジ軸２５が前進又は後退される。このため、移動支持部２１が前進又は後退して粉粒体分散部１１を構成する三角筒体１３の頂部が落下してくる粉粒体の幅方向の中心位置と一致するように位置調整される。
したがって、粉粒体搬送用ベルトコンベア３上に載置されている粉粒体２の幅方向の中心位置がコンベアベルト３ａの幅方向中心位置からずれて偏りが生じた場合に、この粉粒体２の偏りに応じて粉粒体分散部１１が落下する粉粒体２の幅方向中心位置に三角筒体１３の頂部が位置するように自動的に位置調整されるので、粉粒体の落下状態に偏りが生じる場合でも、粉粒体２を正確に分散させることができる。
【００３０】
なお、上記第２の実施形態においては、直動機構２３をネジ軸２５及びナット２６で構成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ボールネジ機構を適用することもでき、その他の任意の直動機構を適用することができる。
また、上記第２の実施形態においては、粉粒体搬送用ベルトコンベア３上の粉粒体２の偏りに応じて常時粉粒体分散部１１の幅方向位置を調整する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、粉粒体搬送用ベルトコンベア３上の粉粒体２の偏りが幅方向中心位置から所定の許容値以上変化したときに粉粒体分散部１１の幅方向の位置調整を行うようにしてもよい。
【００３１】
さらに、上記第２の実施形態においても、粉粒体分散部１１の形状は粉粒体２を３方向以上に分散できれば任意の形状を適用することができる。
また、上記第１及び第２の実施形態においては、粉粒体搬送機構として粉粒体搬送用ベルトコンベア３を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、傾斜樋を適用することもでき、その任意の粉粒体搬送機構を適用することができる。
また、上記第１及び第２の実施形態においては、粉砕機５がハンマー式である場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ロッドミル、ボールミル等の任意の形式の粉砕機を適用することができる。
【００３２】
さらに、粉粒体受給機構としても粉砕機５に限定されるものではなく、粉粒体を分級する分級装置などの粉粒体を均一に分散させて受入れる粉粒体受給機構に本発明を適用することができる。
なお、上記第１及び第２の実施形態においては、粉粒体落下方向の隔たりを粉粒体分散部１１の幅方向位置を調整することで説明しているが、搬送量の変化により変化する粉粒体投入角度にも追随して長手方向についても粉粒体分散部１１の位置調整を行うようにすれば良い。
【符号の説明】
【００３３】
１…粉砕システム、２…粉粒体、３…粉粒体搬送用ベルトコンベア、４…投入シュート、４ａ…粉粒体導入胴部、４ｂ…拡張胴部、５…粉砕機、１１…粉粒体分散部、１２…固定支持部、１３…三角筒体、１４…傾斜面、２１…移動支持部、２２…分散部移動制御部、２３…直動機構、２４…連結板部、２５…ネジ軸、２６…ナット、２７…回転駆動機構、２７ａ…電動モータ、２８…駆動制御部、２９…回転位置検出センサ、３０…偏り検出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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