(57)【要約】【課題】コンベヤローラの状態を連続的に常時把握することができ、安全性をより向上させることができるコンベヤローラの監視装置を提供する。【解決手段】支持部材１２に支持される固定軸３２と、固定軸３２に装着される軸受３４と、固定軸３２を囲む状態に配置され、固定軸３２に軸受３４を介して回転可能に支持されるローラ本体３９と、を備えるコンベヤローラ３１において、固定軸３２の状態を検知するとともに、当該状態をデータとして連続的に無線発信するデータ検知発信部６０と、データ検知発信部６０から発信されたデータを受信するデータ受信部７０と、を備える。【選択図】図４
2022000398.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持部材に支持される固定軸と、
前記固定軸に装着される軸受と、
前記固定軸を囲む状態に配置され、前記固定軸に前記軸受を介して回転可能に支持されるローラ本体と、を備えるコンベヤローラにおいて、
前記固定軸の状態を検知するとともに、当該状態をデータとして連続的に無線発信するデータ検知発信部と、
前記データ検知発信部から発信されたデータを受信するデータ受信部と、を備える、コンベヤローラの監視装置。
【請求項２】
前記データ検知発信部は、前記ローラ本体の内部における前記固定軸の状態を検知する、請求項１に記載のコンベヤローラの監視装置。
【請求項３】
前記ローラ本体の回転によって発電する発電部と、前記発電部で発電した電気を前記データ検知発信部に供給する電気供給部と、をさらに備える、請求項１または２に記載のコンベヤローラの監視装置。
【請求項４】
前記固定軸の前記状態は、前記固定軸の温度である請求項１〜３のいずれかに記載のコンベヤローラの監視装置。
【請求項５】
前記固定軸の前記状態は、前記固定軸の振動である請求項１〜３のいずれかに記載のコンベヤローラの監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンベヤローラの監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、火力発電所では、燃料の石炭を搬送する設備として、多数のコンベヤローラに無端状のベルトが装架されたベルトコンベヤが多用されている。コンベヤローラは、一般に、固定軸の周囲に軸受を介して円筒状のローラ本体を配置した構成を有している。石炭等の可燃性物質をベルトコンベヤで搬送する場合、コンベヤローラの発熱に起因して火災等が起こることを未然に防ぐために、コンベヤローラの温度を検知する技術が知られている。例えば特許文献１には、コンベヤローラの軸受がＩＣタグと温度センサを備え、ＩＣタグ用の受信機を軸受に近づけると軸受の温度が取得でき、その温度測定結果を受信機から管理ホスト機に送信する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−０３０５８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に開示されるコンベヤローラの温度検知技術は、ＩＣタグ用の受信機を軸受に近づけて軸受の温度を取得するため、多数のコンベヤローラの温度を、連続的に、かつ一括して把握することが難しい。このため、多数のコンベヤローラの状態を常時把握することにより安全性をより向上させるといった点で、改善の余地がある。
【０００５】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、コンベヤローラの状態を連続的に常時把握することができ、安全性をより向上させることができるコンベヤローラの監視装置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】
【０００６】
本発明のコンベヤローラの監視装置は、支持部材に支持される固定軸と、前記固定軸に装着される軸受と、前記固定軸を囲む状態に配置され、前記固定軸に前記軸受を介して回転可能に支持されるローラ本体と、を備えるコンベヤローラにおいて、前記固定軸の状態を検知するとともに、状態をデータとして連続的に無線発信するデータ検知発信部と、前記データ検知発信部から発信されたデータを受信するデータ受信部と、を備える。
【０００７】
前記データ検知発信部は、前記ローラ本体の内部における前記固定軸の状態を検知する。
【０００８】
前記ローラ本体の回転によって発電する発電部と、前記発電部で発電した電気を前記データ検知発信部に供給する電気供給部と、をさらに備える。
【０００９】
前記固定軸の前記状態は、前記固定軸の温度である。
【００１０】
前記固定軸の前記状態は、前記固定軸の振動である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、コンベヤローラの状態を連続的に常時把握することができ、安全性をより向上させることができるコンベヤローラの監視装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係るコンベヤローラを備えるベルトコンベヤ装置を模式的に示す図であって、図２のI−I矢視に対応する部分の側断面図である。
【図２】図１のII−II矢視に対応する部分の縦断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る監視装置を備えるコンベヤローラを示す縦断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る監視装置の概要を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しつつ本発明の一実施形態について説明する。
図１は一実施形態に係るコンベヤローラの監視装置を備えるベルトコンベヤ装置１の搬送方向途中部分を示す縦断面図である。図２は、図１のII−II断面図である。ベルトコンベヤ装置１は、例えば火力発電所において石炭Ｃを搬送するために設備される。
【００１４】
はじめに、ベルトコンベヤ装置１の概要を説明する。図１および図２に示すように、ベルトコンベヤ装置１は、基台１０と、無端状のベルト２０と、複数の搬送側コンベヤローラ３０と、複数の戻り側コンベヤローラ４０と、を備える。なお、図１および図２にはＸＹＺ直交座標系を示している。Ｘ方向は図１において左右方向に対応し、Ｙ方向は図２に示すようにベルト２０が延在する水平方向を示す。また、Ｚ方向は上下方向である。
【００１５】
図１に示すように、基台１０は、図１において左右方向であるＸ方向に離間する脚部１１の上端部に架け渡されて固定されている。基台１０には、上方に延びる複数の支持部材１２が設けられている。支持部材１２は、左右一対の内側フレーム１３と、左右一対の外側フレーム１４と、を含む。複数の支持部材１２のそれぞれは、各搬送側コンベヤローラ３０に対応して設けられている。また、基台１０には、下方に延びる左右一対の複数の下側フレーム１５が、各戻り側コンベヤローラ４０に対応して設けられている。
【００１６】
図２に示すように、ベルト２０は、上流側の端部ローラ２１と、不図示の下流側の端部ローラとに巻架されている。上流側の端部ローラ２１および下流側の端部ローラは、少なくとも一方が駆動ローラとされ、その駆動ローラが回転することにより、ベルト２０が矢印Ｆ及びＲで示す方向に移動する。ベルト２０は、上側がＦ方向に移動する搬送側ベルト２０ａとなり、下側がＲ方向に移動する戻り側ベルト２０ｂとなる。基台１０は、搬送側ベルト２０ａと戻り側ベルト２０ｂとの間に水平に配置されている。基台１０は、ベルト２０に沿ってＹ方向に延在している。石炭Ｃは、搬送側ベルト２０ａの上に載せられて搬送される。
【００１７】
図２に示すように、複数の搬送側コンベヤローラ３０および複数の戻り側コンベヤローラ４０のそれぞれは、Ｙ方向に間隔をおいて配列されている。複数の搬送側コンベヤローラ３０のそれぞれは、搬送側ベルト２０ａの下面に接触して従動回転し、搬送側ベルト２０ａを支持する。複数の戻り側コンベヤローラ４０のそれぞれは、戻り側ベルト２０ｂの下面に接触して従動回転し、戻り側ベルト２０ｂを支持する。
【００１８】
図１に示すように、搬送側コンベヤローラ３０は、左右方向に分割された３つのコンベヤローラ３１を含んでいる。以下においては、図１において中央のコンベヤローラ３１をコンベヤローラ３１ａ、左側のコンベヤローラ３１をコンベヤローラ３１ｂ、右側のコンベヤローラ３１をコンベヤローラ３１ｃと、符号を分けて説明する場合がある。中央のコンベヤローラ３１ａは、軸方向が基台１０の上面と平行に配置されている。コンベヤローラ３１ａの両側の各コンベヤローラ３１ｂ、３１ｃのそれぞれは、軸方向がコンベヤローラ３１ａから斜め上方に延びるように同じ角度で傾斜している。
【００１９】
図１において中央のコンベヤローラ３１ａは、左右一対の内側フレーム１３に、両端部がそれぞれ回転可能に支持されている。図１において左側のコンベヤローラ３１ｂは、左側の内側フレーム１３および外側フレーム１４に、両端部が回転可能に支持されている。図１において右側のコンベヤローラ３１ｃは、右側の内側フレーム１３および外側フレーム１４に、両端部が回転可能に支持されている。
【００２０】
３つのコンベヤローラ３１を含む搬送側コンベヤローラ３０は、全体として正面視で凹状となるように組まれている。図１に示すように、ベルト２０における搬送側ベルト２０ａは、搬送側コンベヤローラ３０の形状に追従して正面視が凹状に変形する。これにより、石炭Ｃを搬送する際に落下等が抑制されるようになっている。
【００２１】
図１に示すように、戻り側ローラ４０は、左右一対の下側フレーム１５に、両端部が軸４２を介してそれぞれ回転可能に支持されている。戻り側ローラ４０は、軸方向が基台１０の上面と概ね平行である。戻り側ローラ４０は、分割されることなく１本で構成されている。したがって戻り側コンベヤローラ４０で下面が支持される戻り側ベルト２０ｂは、平坦になるように支持される。
【００２２】
図３に示すように、コンベヤローラ３１は、固定軸３２と、固定軸３２の両端部に装着される軸受３４と、円筒状のローラ本体３９と、備える。
【００２３】
固定軸３２は、ローラ本体３９の軸心に貫通している。軸受３４は、ケース３５と、軸受本体３６と、を有する。軸受本体３６は、ケース３５の中心外部側に形成された凹部３５ａ内に嵌合されている。
【００２４】
ケース３５は、ローラ本体３９の両端部の内側に嵌合され、ローラ本体３９に溶接等の手段で固定されている。軸受本体３６は、固定側の内輪３６ａと、可動側の外輪３６ｂと、内輪３６ａと外輪３６ｂとの間に回転可能に嵌め込まれる複数のボール３６ｃと、を有する転がり軸受である。内輪３６ａは固定軸３２の外周面に圧接保持され、外輪３６ｂはケース３５の凹部３５ａの内面に圧接保持されている。ケース３５の凹部３５ａ内における軸受本体３６の外側には、屈曲した筒状のシール３７ａ、３７ｂが迷路を形成するように組み込まれ、さらにその外側に、凹部３５ａを閉鎖する防塵カバー３８が設けられている。
【００２５】
ローラ本体３９は、各軸受３４のケース３５の間にわたって固定軸３２を囲む状態に配置されている。ローラ本体３９の両端部には、上述したようにケース３５がそれぞれ固定されている。ローラ本体３９は、固定軸３２に軸受３４を介して回転可能に支持されている。
【００２６】
コンベヤローラ３１は、ローラ本体３９から突出する固定軸３２の一端部および他端部のそれぞれが、内側フレーム１３または内側フレーム１３と外側フレーム１４に固定される。ベルト２０は、ローラ本体３９の上側領域の外周面に接触してローラ本体３９を従動回転させる。
【００２７】
コンベヤローラ３１に、本実施形態に係る監視装置５０が設けられる。本実施形態の監視装置５０は、コンベヤローラ３１の内部において図３中右側の軸受３４に近接して配置される監視装置５０Ａと、図３中左側の軸受３４に近接して配置される監視装置５０Ｂと、を含む。左右の監視装置５０Ａ、５０Ｂは同一構成であって、本実施形態では図３に示すように左右対称の形状を有する。以下、左右の監視装置５０Ａ、５０Ｂを監視装置５０として構成の説明を続ける。
【００２８】
図３および図４に示すように、監視装置５０は、データ検知発信部６０と、データ検知発信部６０から発信されたデータを受信するデータ受信部７０と、発電部８０と、電気供給部９０と、を備える。監視装置５０は、全ての搬送側コンベヤローラ３０の各コンベヤローラ３１（３１ａ、３１ｂ、３１ｃ）に設けられることが好ましい。
【００２９】
データ検知発信部６０は、一方（図３では右側）の軸受３４とローラ本体３９とにより囲まれるコンベヤローラ３１の内部における固定軸３２の温度および振動の状態を逐一検知するとともに、温度および振動の状態のそれぞれのデータを連続的に無線で発信する。振動の状態とは、振動の振幅や振動数等が挙げられる。図４において６０Ａは監視装置５０Ａのデータ検知発信部６０から発信されるデータ信号を示し、６０Ｂは監視装置５０Ｂのデータ検知発信部６０から発信されるデータ信号を示している。
【００３０】
図３に示すように、データ検知発信部６０は、複数のクランプ部材６５を介して固定軸３２の上方に着脱可能に固定される。データ検知発信部６０は、温度センサと振動センサとを内蔵するセンサヘッド６１と、データ発信用の発信アンテナ６２とを含む。
【００３１】
センサヘッド６１が内蔵する温度センサは、温度センサケーブル６３の先端部が固定軸３２に接触する部分の温度を検知する。温度センサケーブル６３の先端部は、固定軸３２における軸受本体３６の内側の部分であって、内輪３６ａに近接する固定軸３２の表面に接触するように配置される。センサヘッド６１が内蔵する振動センサは、例えば３軸加速度センサ等を備えたもので、センサヘッド６１の取り付け位置における固定軸３２の振動を検知する。温度センサで検知された温度データと、振動センサで検知された振動データのそれぞれは、デジタルデータとして発信アンテナ６２から連続的に無線で発信され、データ受信部７０で受信される。
【００３２】
発電部８０は、コンベヤローラ３１の内部であって、軸受３４とデータ検知発信部６０との間に配置されている。発電部８０は、固定軸３２の外周部に固定されたコイルを含む環状のステータ８１と、ステータ８１の外周面に対向接配置された磁石を含む環状のロータ８２と、を有する回転発電機である。ロータ８２は、軸受３４のケース３５の内面に固定されている。ロータ８２は、ローラ本体３９とともに回転するケース３５と一体に回転する。発電部８０は、ローラ本体３９が回転することにより発電する。
【００３３】
電気供給部９０は、発電部８０が発電した電気を、データ検知発信部６０の温度センサおよび振動センサに供給して、これら温度センサおよび振動センサを作動させる。電気供給部９０は、ステータ８１とデータ検知発信部６０とに結線されるリード線９１を含む。発電部８０で発電した電気は、リード線９１を介してデータ検知発信部６０の温度センサおよび振動センサに供給される。
【００３４】
図４に示すように、データ受信部７０は、例えば火力発電所内の監視所に併設される受信アンテナ７１と、当該監視所内に設備されるデータ収集部７２等を有する。データ収集部７２は、コンピュータ等で構成される。データ検知発信部６０の発信アンテナ６２から発信される温度データおよび振動データは、受信アンテナ７１で受信されてデータ収集部７２に入力される。各コンベヤローラ３１に設けられるデータ検知発信部６０からは、それぞれ固有の無線信号が発信され、左右の監視装置５０Ａ、５０Ｂからのデータ信号であるかが識別可能となっているとともに、いずれのコンベヤローラ３１からのデータ信号であるかが識別可能となっている。
【００３５】
上述の監視所においては、データ収集部７２で、固定軸３２の温度および振動の状態が常時監視される。ベルトコンベヤ装置１が操業中において、温度データおよび振動データはデータ検知発信部６０から連続的に、かつ常時送信される。当該監視所においては、データ収集部７２を監視することにより、全てのコンベヤローラ３１における固定軸３２の温度および振動の状態をリアルタイムでそれぞれ常時把握することができる。監視者は固定軸３２の温度および振動の状態から、それぞれのコンベヤローラ３１の異常の有無を監視し、その状態の変化等を分析することで予兆管理を行うことができる。
【００３６】
石炭Ｃの荷重を、搬送側ベルト２０ａを介して直接的に受けるコンベヤローラ３１は、搬送側ベルト２０ａとの摩擦や、軸受本体３６で生じる摩擦等により発熱しやすい。例えば、過度に温度が上昇したコンベヤローラ３１に石炭Ｃが接触したり石炭Ｃから放散する石炭微粉が付着したりすると、発火のおそれがある。また、固定軸３２の過度な振動は、ローラ本体３９の円滑な回転を阻害するとともに、摩擦熱を増大させる。このような過度な温度上昇や振動といったコンベヤローラ３１の異常を、データ収集部７２を常時監視することによって未然に察知することができる。また、異常が発生する前に、部品交換等のケアを的確に行うことができる。
【００３７】
以上説明した本実施形態に係る監視装置５０によれば、以下の効果を奏する。
本実施形態に係る監視装置５０は、支持部材１２に支持される固定軸３２と、固定軸３２に装着される軸受３４と、固定軸３２を囲む状態に配置され、固定軸３２に軸受３４を介して回転可能に支持されるローラ本体３９と、を備えるコンベヤローラ３１において、固定軸３２の状態を検知するとともに、当該状態をデータとして連続的に無線発信するデータ検知発信部６０と、データ検知発信部６０から発信されたデータを受信するデータ受信部７０と、を備える。本実施形態での固定軸３２の状態は、固定軸３２の温度および振動の状態をいう。
【００３８】
これにより、コンベヤローラ３１の温度や振動の状態を連続的に常時把握することができるため、コンベヤローラ３１の異常をリアルタイムで察知することができ、その結果、安全性をより向上させることができる。
【００３９】
本実施形態に係るデータ検知発信部６０は、ローラ本体３９の内部における固定軸３２の状態を検知する。
【００４０】
コンベヤローラ３１において、ローラ本体３９の内部に配置される固定軸３２は、放熱しにくいため高温となりやすい。そこで、本実施形態のようにローラ本体３９の内部の固定軸３２の温度の状態を検知することにより、コンベヤローラ３１の異常をいち早く的確に検知することができる。
【００４１】
本実施形態に係る監視装置５０は、ローラ本体３９の回転によって発電する発電部８０と、発電部８０で発電した電気をデータ検知発信部６０に供給する電気供給部９０と、を備える。
【００４２】
これにより、回転するコンベヤローラ３１の内部に対して外部から電源を供給する設備や、電源供給用の電池など、外部的な電源対策が不要となるため、構成を簡素化できるとともにメンテナンスの手間を低減させることができる。
【００４３】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
【００４４】
例えば、上記実施形態では、監視装置５０を搬送側コンベヤローラ３０の各コンベヤローラ３１に設けているが、監視装置５０を戻り側コンベヤローラ４０にも適用してよい。また、監視装置５０は、コンベヤローラ３１の固定軸３２の温度および振動を検知するが、温度および振動のいずれか一方を検知するようにしてもよい。
【００４５】
上記実施形態では、両側の軸受３４のそれぞれに対応して監視装置５０Ａ、５０Ｂを備えているが、監視装置５０Ａ、５０Ｂのいずれか一方のみを備え、その１つの監視装置でコンベヤローラ３１の異常を検知するようにしてもよい。また、発電部８０で発電した電気を蓄電する機能を追加して、運転が停止している状態でも一定時間監視を継続できるようにしてもよい。
【００４６】
監視装置５０は、全てのコンベヤローラ３１に設けることが好ましいが、場合によっては、搬送側コンベヤローラ３０の各コンベヤローラ３１ａ、３１ｂ、３１ｃのうちの一つ、あるいは２つに設けてもよい。また、ベルト２０に沿って設置される複数の搬送側コンベヤローラ３０に対しては、全ての搬送側コンベヤローラ３０に監視装置５０を設けるほかに、必要に応じて選択的に搬送側コンベヤローラ３０に監視装置５０を設けてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１２  支持部材
３１  コンベヤローラ
３２  固定軸
３４  軸受
３９  ローラ本体
５０（５０Ａ、５０Ｂ）  監視装置
６０  データ検知発信部
７０  データ受信部
８０  発電部
９０  電気供給部
【図１】
2022000398.tif 000003
【図２】
2022000398.tif 000004
【図３】
2022000398.tif 000005
【図４】
2022000398.tif 000006