(57)【要約】【課題】ミルポット内部の状況の推測を可能であり、かつ、冷却装置を設けることによりミルポット内部の温度に対応させた最適な冷却効果を得ることができる大容量竪型ボールミルを提供する。【解決手段】公転軸を有し、公転軸周りに公転しながら自転する複数個のミルポット３０を備えたボールミルであって、ボールミルが、ミルポット３０の温度を測定する温度測定機構４０を備えており、温度測定機構４０が、ミルポット３０に設けられ、先端部に温度感知部４６を備えた温度センサ４５を備えており、温度センサ４５の温度感知部４６が、ミルポット３０の内部に配置されている。温度センサ４５の温度感知部４６がミルポット３０の内部に配置されているから、ミルポット３０内部の雰囲気温度を測定することができ、破砕作業中であっても、破砕作業中におけるミルポット３０内部の状況を推測することができる。【選択図】図１
2006110474.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
公転軸を有し、該公転軸周りに公転しながら自転する複数個のミルポットを備えたボールミルであって、
該ボールミルが、前記ミルポットの温度を測定する温度測定機構を備えており、
該温度測定機構が、
前記ミルポットに設けられ、先端部に温度感知部を備えた温度センサを備えており、
該温度センサの温度感知部が、前記ミルポットの内部に配置されている
ことを特徴とする大容量竪型ボールミル。
【請求項２】
前記ミルポットの内部には、作業空間と、該作業空間から隔離され該作業空間と貫通孔によってのみ連通されている測定空間が設けられており、
該ミルポットの測定空間に、前記温度センサの温度感知部が配設されている
ことを特徴とする請求項１記載の大容量竪型ボールミル。
【請求項３】
前記温度センサは、
その中心軸が該温度センサが取り付けられているミルポットの自転軸と同軸であって、かつ、該ミルポットに対して回転自在に取り付けられており、
前記温度測定機構が、
前記温度センサが発信するミルポット内部の温度に対応した温度信号を外部に送信する信号伝達手段を備えており、
該信号伝達手段は、前記温度センサに電気的に接続され、かつ、公転軸周りに回転する移動部を備えている
ことを特徴とする請求項１記載の大容量竪型ボールミル。
【請求項４】
前記ボールミルが、前記ミルポットを冷却する冷却装置を備えており、
該冷却装置が、前記信号伝達手段と電気的に接続されている
ことを特徴とする請求項１記載の大容量竪型ボールミル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大容量竪型ボールミルに関する。さらに詳しくは、本発明は主としてPCB やダイオキシン等で汚染された土壌を無害化処理するため、大量の土を微粉化するために用いられる。汚染された土壌は地球上に大量に存在するので、相当効率よく進めなければならず、例えば１回のバッチ処理で５０kg程度以上の土を微粉砕するものが、本発明の主たる対象である。なお、本発明は土の微粉砕に用いるほか、種々の物の粉砕にも用いられ、処理量が５０kg未満のものにも適用可能である。
【背景技術】
【０００２】
図３〜図５に示すように、通常、ボールミルは、多数の鋼球と被粉砕物が収容される複数のミルポット３０を備えており、各ミルポット３０を自転させると共に、各ミルポット３０を支持する上下一対のテーブル２１，２５を中心軸１周りに回転させる。つまり、ミルポット３０が自転と公転を同時に行うように構成されており、このミルポット３０の自転および公転の回転力によって、ミルポット３０内において鋼球と被粉砕物を衝突させて、被粉砕物を微粉に粉砕することができる。そして、被粉砕物に含まれている塩素等の有害物質を、被粉砕物を加熱することなく被粉砕物から除去できるから、安全に有害物質の除去処理を行うことができる。
【０００３】
ここで、ミルポット３０内において被粉砕物を破砕処理するときに直接被粉砕物を加熱することは行わないが、ミルポット３０内における鋼球と被粉砕物の衝突や、鋼球や被粉砕物とミルポット３０の内面との衝突・摺動によって、被粉砕物やミルポット３０の温度は上昇する。通常の破砕作業が行われているときには、ミルポット３０の温度はそれほど高くならないが、ミルポット３０内部において有害物質の異常反応が生じた場合には、その反応熱によってミルポット３０自体やその内部の温度が異常に高くなる可能性がある。すると、ミルポット３０の強度低下やミルポット３０の自転軸の軸受の劣化等の問題が生じるおそれがある。
また、有害物質の異常反応による異常な温度上昇が生じなくても、ミルポット３０の温度が高くなった状態で運転すれば、ミルポット３０の寿命を低下させるので、運転時のミルポット３０の温度を所定の温度以下にしておくことが好ましい。
【０００４】
そこで、有害物質の異常反応に起因するミルポット３０自体の温度上昇を抑え、かつ、通常運転時においてミルポット３０の温度を所定の温度以下に保つ技術として、破砕作業中のミルポット３０を冷却する装置が開発されている（特許文献１）。
図４および図５に示すように、この冷却装置は、ボールミルの周囲に噴射ノズル１７０を複数配置したものであり、かかる噴射ノズル１７０からミルポット３０に対して冷却水を噴射すれば、ミルポット３０を所定の温度以下に冷却することができる。
【０００５】
しかるに、上記のごとき冷却装置では、ミルポット３０の温度は冷却水の吹付け量により変化するが、破砕作業中におけるミルポット３０自体の温度は不明であるため、冷却水の吹付け量は、一定量に保つかまたは公転回転数または自転回転数に対応させて調整しているだけであり、ミルポット３０を必要以上に冷却している可能性がある。破砕作業中のミルポット３０の温度が把握できれば、その温度に対応して冷却水の吹付け量を調整することができるが、現在、破砕作業中のミルポット３０の温度を測定する機能を備えたボールミルは存在せず、かかる機能を備えたボールミルが望まれている。
また、破砕処理中にミルポット３０内部において有害物質の異常反応が生じた場合に、その異常反応を検出することができれば、冷却によってミルポット３０の損傷を防ぐだけでなく、ボールミル自体の運転を停止して、ミルポット３０の損傷を防ぐことも可能となるが、現在、ミルポット３０内における有害物質の異常反応を検出できる機能を備えたボールミルは存在せず、かかる機能を備えたボールミルが望まれている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２‐１７２３８８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記事情に鑑み、ミルポット内部の状況が推測可能であり、かつ、ミルポット内部の温度に対応させた最適な冷却効果を得ることができる大容量竪型ボールミルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１発明の大容量竪型ボールミルは、回転が固定された公転軸を有し、該公転軸周りに公転しながら自転する複数個のミルポットを備えたボールミルであって、該ボールミルが、前記ミルポットの内部の雰囲気温度を測定する温度測定機構を備えており、該温度測定機構が、前記ミルポットに設けられ、先端部に温度感知部を備えた温度センサを備えており、該温度センサの温度感知部が、前記ミルポットの内部に配置されていることを特徴とする。
第２発明の大容量竪型ボールミルは、第１発明において、前記ミルポットの内部には、作業空間と、該作業空間から隔離され該作業空間と貫通孔によってのみ連通されている測定空間が設けられており、該ミルポットの測定空間に、前記温度センサの温度感知部が配設されていることを特徴とする。
第３発明の大容量竪型ボールミルは、第１発明において、前記温度センサは、その中心軸が該温度センサが取り付けられているミルポットの自転軸と同軸であって、かつ、該ミルポットに対して回転自在に取り付けられており、前記温度測定機構が、前記温度センサが発信するミルポット内部の温度に対応した温度信号を外部に送信する信号伝達手段を備えており、該信号伝達手段は、前記温度センサに電気的に接続され、かつ、公転軸周りに回転する移動部を備えていることを特徴とする。
第４発明の大容量竪型ボールミルは、第１発明において、前記ボールミルが、前記ミルポットを冷却する冷却装置を備えており、該冷却装置が、前記信号伝達手段と電気的に接続されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
第１発明によれば、温度センサの温度感知部がミルポットの内部に配置されているから、ミルポット内部の雰囲気温度を測定することができる。よって、ミルポットにおける破砕作業中であっても、破砕作業中におけるミルポット内部の状況を推測することができる。そして、被粉砕物に塩素等の有害物質が含まれている場合において、ミルポット内における有害物質の異常反応が生じたときに、その異常反応を検出できる。
第２発明によれば、温度センサの温度感知部が、破砕作業を行う作業空間と隔離された測定空間に配置されており、この測定空間は貫通孔でのみ作業空間と連通されているから、鋼球や破砕物が温度センサに接触して損傷することを防ぐことができる。しかも、測定空間の容積を作業空間に比べて小さくしておけば、作業空間内の温度変化に対する測定空間内の温度変化の追従性を向上させることができる。
第３発明によれば、温度センサは、公転軸周りに回転可能に取り付けられた信号伝達手段の移動部に電気的に接続されているから、ミルポットが公転しながら自転しても、温度センサと移動部の間の接続が切断されることがない。よって、ミルポットが公転しながら自転しても温度センサからの信号を確実に外部に送信することができ、ミルポットにおける破砕作業中であっても、連続的にミルポット内部の温度を測定することができる。
第４発明によれば、ミルポット内部の温度に基づいて、冷却装置によるミルポットの冷却状況を調整することができる。よって、ミルポットを必要最小限だけ冷却すること可能となるので、冷却装置を効率よく効率よく運転させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
まず、本発明の大容量竪型ボールミルは、多数の鋼球と被粉砕物が収容される複数のミルポットを備え、このミルポットが公転しながら自転することによってミルポット内の被粉砕物を破砕する装置であり、各ミルポット内部の雰囲気温度を測定する温度測定機構を設けたことに特徴を有するものである。
【００１１】
まず、本発明の特徴である温度測定機構を説明する前に、大容量竪型ボールミルの概略を説明する。
図３は本実施形態の大容量竪型ボールミルの縦断面図である。同図において、符号１は、大容量竪型ボールミルの中心に立てて配設された中心軸を示している。この中心軸１は、その軸方向のほぼ中間点より下方の下方部１Ｂが軸受を介してベースフレーム１０に回転可能に支持されており、その軸方向のほぼ中間点より上方の上方部１Ａには、ミルポット３０を支持するポット支持枠２０が取り付けられている。
なお、上記の中心軸１が特許請求の範囲にいう公転軸である。
【００１２】
前記ポット支持枠２０は、上下一対の水平な円板状のテーブル２１，２５から構成されており、この上下一対のテーブル２１，２５の間には、ミルポット３０が配設されている。
ミルポット３０は、内部に多数の鋼球と土等の被粉砕物を入れる作業空間３０ｈを有しており、その上端および下端には、ミルポット３０の中心と同軸な上自転軸３５および下自転軸３３を備えている。そして、ミルポット３０は、上自転軸３５および下自転軸３３が中心軸１と平行となるように、それぞれ上下一対のテーブル２１，２５に回転自在に取り付けられている。言い換えれば、ミルポット３０は、上下の自転軸３３，３５を軸として自転可能に上下一対のテーブル２１，２５に取り付けられているのである。
また、図３に示すように、中心軸１およびミルポット３０の下自転軸３３は歯車機構によって公知のモータ４４（図４参照）に連結されている。
上記のごとき構成であるから、モータ４４を駆動させれば、中心軸１をその軸周りに回転させることができ、同時に、ミルポット３０を自転させることができるので、ミルポット３０を中心軸１を中心として公転させながら自転させることができるのである。
なお、中心軸１およびミルポット３０を回転させる駆動源および駆動機構は上記のごとき構成に限られず、特に制限はない。
【００１３】
つぎに、本発明の特徴である温度測定機構４０を説明する。
図１は本実施形態の大容量竪型ボールミルの要部拡大図である。図２は図１のＸ部拡大図である。図１および図２に示すように、ミルポット３０の内面には、作業空間３０ｈから凹んだ測定空間３０ａが設けられている。この測定空間３０ａは、ミルポット３０の上自転軸３５の軸方向の延長線上に位置しており、その容積が作業空間３０ｈの容積の約0.1％以下となるように形成されているが、作業空間３０ｈよりも十分に小さければ、その大きさはとくに限定されない。そして、この測定空間３０ａは、プラグ４４によって作業空間３０ｈから隔離されており、プラグ４４に形成されている貫通孔４４ｈのみで作業空間３０ｈと連通されている。
図２に示すように、前記ミルポット３０上自転軸３５には、その中心軸と同軸であって、上自転軸３５の上端と前記測定空間３０ａとの間を貫通する貫通孔３５ｈが形成されている。この貫通孔３５ｈ内には、ミルポット３０上自転軸３５の中心軸と同軸となるように、筒状の部材４２が取り付けられている。そして、この筒状の部材４２の内部には、例えば、シース型熱電対や測温抵抗体等、先端部に温度感知部４６を備えた温度測定機構４０の温度センサ４５が配設されている。
この温度センサ４５は、その中心軸がミルポット３０上自転軸３５の中心軸と同軸となるように、ブシュ４３を介して前記筒状の部材４２に対して回転可能に取り付けられている。つまり、温度センサ４５はミルポット３０とともに中心軸１周りに公転はするが、自転はしないように配設されているのであるが、その理由は後述する。
そして、この温度センサ４５の先端部４６は、貫通孔３５ｈを貫通し、その温度感知部４６が、測定空間３０ａ内に配置されている。
【００１４】
このため、測定空間３０ａ内の気体の温度を温度センサ４５の温度感知部４６によって測定することができる。そして、測定空間３０ａ内の気体は、破砕作業により作業空間３０ｈ内の温度が上昇すると貫通孔４４ｈを通して加熱されるから、破砕作業中であっても、測定空間３０ａ内の気体の温度からミルポット３０の作業空間３０ｈ内の雰囲気温度を把握することができ、ミルポット３０内部の状況を推測することができる。
例えば、被粉砕物に塩素等の有害物質が含まれている場合において、ミルポット３０内における有害物質の異常反応が生じたときにはミルポット３０の作業空間３０ｈ内の温度が上昇するが、温度センサ４５によってこの有害物質の異常反応に起因する温度上昇を検出でき、この温度上昇から有害物質の異常反応が生じていることを把握することができる。すると、有害物質の異常反応が発生後、ボールミルの運転を停止することができるから、ミルポット３０の損傷を事前に防ぐことも可能となる。
また、ミルポット３０の作業空間３０ｈ内の温度変化から、有害物質の異常反応の発生を予測することも可能となるので、有害物質の異常反応が発生する前に、ボールミルの運転を停止することもできる。
このように、温度を監視することにより、安全でかつ安定した有害物質の除却処理が可能となる。
【００１５】
また、測定空間３０ａは、破砕作業を行う作業空間３０ｈと隔離されており、貫通孔４４ｈのみで作業空間３０ｈと連通されている。しかも、貫通孔４４ｈは、その内径が８ｍｍ程度であるから、鋼球や破砕物が測定空間３０ａに侵入することがない。よって、温度センサ４５の温度感知部４６に鋼球や破砕物が接触して損傷することを防ぐことができる。なお、貫通孔４４ｈの内径は、鋼球や破砕物が測定空間３０ａに侵入しない程度大きさであればよく、その大きさはとくに限定されない。
しかも、測定空間３０ａの容積が作業空間３０ｈに比べて小さいから、測定空間３０ａと作業空間３０ｈとが貫通孔４４ｈのみで連通されていても、作業空間３０ｈ内の温度変化に対する測定空間３０ａ内の温度変化の追従性を向上させることができる。
【００１６】
なお、作業空間３０ｈ内の温度変化に対する測定空間３０ａ内の温度変化の追従性を向上させても、作業空間３０ｈ内の温度変化に対する測定空間３０ａ内の温度変化の遅れはあるが、ミルポット３０内部の温度変化は、連続的かつ数時間に渡って測定するため、その遅れはほとんどミルポット３０内部の状況を推測する場合に問題とはならない。
さらになお、測定空間の容積および貫通孔の内径は上記のごとき大きさに限られず、作業空間３０ｈ内の温度変化に対する測定空間３０ａ内の温度変化の追従性が著しく悪化しない程度であればよい。
【００１７】
また、図１に示すように、温度センサ４５の基端（図１では上端）には、温度測定機構４０の信号送信器５０ｃが取り付けられている。この信号送信器５０ｃは、配線５０ｂを介して、中心軸１に固定されている移動部５０ａに電気的に接続されている。この移動部５０ａは、中心軸１に設けられているスリップリング５０を介して、図示しない外部の制御機器に電気的に接続されている。スリップリング５０は、ステーＳＴを介して壁面等の構造物Ｗに固定され制御機器と電気的に接続された固定導体と、中心軸１に固定され移動部５０ａに電気的に接続された回転導体と、回転導体と固定導体との間を電気的に接続する導体回転リングとを備えたものである。
【００１８】
このため、ミルポット３０が中心軸１周りに公転すると、温度センサ４５はミルポット３０とともに中心軸１周りに公転するが、移動部５０ａが中心軸１とともに回転するから、移動部５０ａと温度センサ４５の相対的な位置は変化しない。しかも、温度センサ４５はは自転しないから、ミルポット３０が公転自転しても温度センサ４５と移動部５０ａとの間の配線５０ｂは接続が切断されることがなく、温度センサ４５が発信する温度信号を確実に移動部５０ａまで送信することができる。
また、移動部５０ａはスリップリング５１の回転導体に接続されているから、移動部５０ａが中心軸１とともに回転しても、移動部５０ａと外部の制御機器との間は、常に、電気的に接続された状態に保たれる。このため、移動部５０ａに送信された温度信号を、スリップリング５０を介して、確実に外部の制御機器に送信することができる。
よって、ミルポット３０における破砕作業中であっても、温度センサ４５が発信する温度信号を移動部５０ａ、スリップリング５０を介して確実に外部の制御機器に送信することができ、破砕作業中であってもミルポット３０内部の温度を把握することができる。
上記の移動部５０ａ、配線５０ｂ、信号送信器５０ｃおよびスリップリング５０が特許請求の範囲にいう信号伝達手段である。
なお、信号伝達手段は上記のごとき構成に限られず、ミルポット３０が公転自転しても外部の制御機器と温度センサとの間の電気的な接続が切断されないような機能を有していればよく、どのような手段を用いてもよい。
【００１９】
そして、図４に示すように、ミルポット３０の公転領域の外側に環状に水供給管160 が配置されその水供給管160 に複数の噴射ノズル170 が取り付けられている冷却装置を設けた場合には、信号伝達手段５０と冷却装置の制御部とを電気的に接続しておけば、温度センサ４５が測定したミルポット３０内部の雰囲気温度に基づいて冷却装置によるミルポット３０の冷却状況を調整することができる。すると、ミルポット３０を必要最小限だけ冷却することも可能となるので、ミルポット３０が必要以上に冷却されたり、冷却不足によりミルポット３０が所定の温度以上になったりすることを防ぐことができるから、冷却装置を効率よく運転させることができる。
具体的には、水供給管160 に電磁バルブを設け、温度センサ４５が測定したミルポット３０内部の雰囲気温度に基づいて電磁バルブの開閉量を調整すれば、水供給管160 から噴射ノズル170 に供給される水の水圧等を調整できるから、噴射ノズル170 からミルポット３０に噴射される水の量を制御することができ、ミルポット３０の冷却状況を調整することができる。
なお、ミルポット３０を冷却する冷却装置は上記のごとき構成に限られず、どのような冷却装置でも採用することができ、どのような冷却装置でも温度測定機構４０からの信号に基づいて冷却状況を調整できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態の大容量竪型ボールミルの要部拡大図である。
【図２】図１のＸ部拡大図である。
【図３】本実施形態の大容量竪型ボールミルの縦断面図である。
【図４】冷却装置を備えた大容量竪型ボールミルの概略側面図である。
【図５】冷却装置を備えた大容量竪型ボールミルの概略平面図である。
【符号の説明】
【００２１】
３０    ミルポット
３０ａ  測定空間
３０ｈ  作業空間
４０    温度測定機構
４５    温度センサ
４６    温度感知部
５０    信号伝達手段
５０ａ  移動部
【図１】
2006110474.tif 000003
【図２】
2006110474.tif 000004
【図３】
2006110474.tif 000005
【図４】
2006110474.tif 000006
【図５】
2006110474.tif 000007