JPH07850A - 石炭・水スラリー用振動篩の篩面振動数制御構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 振動篩の篩面における振動状態を活発にさせ
て、湿式篩分け性能の低下を有効に防止し、石炭・水ス
ラリー中からの粗粒子の分離を確実にできる「石炭・水
スラリー用振動篩の篩面振動数制御構造」を提供するこ
とを目的とする。 【構成】 石炭・水スラリーの湿式篩分けを行う振動篩
であって、振動篩は篩面に伝達子を介して発振機に接続
され、篩面の振動数を検出し篩面を共振点近傍の振動数
にて振動させるために発振機の回転数を制御させるため
の振動数制御手段を備えたことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、石炭・水スラリー中の
粗粒子の分離に用いられる振動篩の篩面振動数制御構造
に関する。

【０００２】

【従来の技術】石炭・水スラリー（以下、「ＣＷＭ」と
記す。）は、微粉砕した石炭と水とに若干の添加剤を加
えた石炭濃度６０重量％以上の混合物で、直接燃焼可能
な燃料であり、その燃焼性，輸送性及び貯蔵性などを満
足させるため、１５０μｍ以上の粗粒子の含有率を低減
させることが求められており、湿式ボールミルなどで調
製される高濃度ＣＷＭ中から粗粒子を除去するには、通
常、振動篩を用いた湿式篩分け方法がとられている。

【０００３】上記湿式篩分け方法は、高濃度ＣＷＭを傾
斜した振動篩の上端部に供給し、篩面に法線方向の面内
において振幅の小さい高速度の振動を与えることによ
り、高濃度ＣＷＭが跳躍やすべりを繰り返されつつ篩面
を下降する間に篩分けされ、篩上産物である高濃度粗粒
ＣＷＭと篩下産物である所望の高濃度微粒ＣＷＭとに分
離され高濃度粗粒ＣＷＭが振動篩の下端部から排出され
るものである。

【０００４】上記湿式篩分け操作においては、篩の目開
きが微小であるため、高粘度を呈するＣＷＭが篩面上を
移動する際に、篩面に付着し、その進展に伴って篩目の
開口を減少させ、ついには開口を閉塞させＣＷＭ中から
の粗粒子の分離が不可能となってしまうことがあるが、
これはＣＷＭの移動に伴い、篩面の法線方向の面内にお
ける振動状態、すなわち振幅，振動数を低下させること
によって発生されるものである（特公平４−２３５８５
号公報）。この形式の振動篩では、篩面の法線方向の面
内において篩面に振動を与えるために、篩面に伝達子を
介して発振機に接続されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の石炭・水スラリー用振動篩の篩面振動構造では、篩
面振動数制御構造を備えていないので、高粘性を呈する
ＣＷＭが篩面を移動する際に、ＣＷＭと篩面の開口との
付着を増大させて上記篩面の運動状態，振動状態を低下
させることとなり、振動篩の湿式篩分け性能を低下さ
せ、ＣＷＭ中からの粗粒子の分離を不可能とさせる虞れ
がある。

【０００６】本発明は、上述した従来技術の問題点を解
決するためになされたものであり、振動篩の篩面の法線
方向の面内における振動状態を活発にさせて、ＣＷＭの
篩面の開口との付着力に対抗させることにより、付着を
減少させ、振動篩の湿式篩分け性能の低下を有効に防止
し、ＣＷＭ中からの粗粒子の分離を確実にできる石炭・
水スラリー用振動篩の篩面振動数制御構造を提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明では、石炭・水スラリーの湿式篩分けを行
う振動篩であって、振動篩は篩面に伝達子を介して発振
機に接続され、篩面の振動数を検出し篩面を共振点近傍
の振動数にて振動させるために発振機の回転数を制御さ
せるための振動数制御手段を備えたことを特徴とするも
のである。

【０００８】

【作用】このようにすれば、発振機の不平衡重錘の回転
がなされて周期的起振力が発生され伝達子を介して篩面
に伝達され、篩面の法線方向の面内において所要の振幅
及び振動数のもとでの振動が行われ、しかも篩面の振動
数を検出し、篩面の固有振動数に対応した共振点近傍の
振動数にて篩面を振動させるために振動数制御手段の出
力信号により発振機の回転数を制御するようにさせてい
るので、ＣＷＭの性状の影響を受けることなく、振動篩
の篩面の振動状態を活発にさせて、振動篩の湿式篩分け
性能の低下を有効に防止し、ＣＷＭ中からの粗粒子の分
離を確実にさせることができる。

【０００９】また、篩面が特定振動数のもとで振動され
る場合、篩面の振動モードにしたがって、複数の節線を
形成することとなり、節線部では振幅の中点にされてい
るので、ＣＷＭの移動を停滞させることとなるが、制御
回路の順序回路からの出力信号により発振機の回転数を
経時的に逐次変化させると、節線位置は上記変化に追従
して篩面上を移動することとなるので、ＣＷＭの停滞の
発生を解消させながら上述した共振点近傍の振動数のも
とでＣＷＭの移動を最適にさせて篩分け操作を行うこと
ができるようになる。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照にして本発明の実施例につ
いて説明する。図１は、本発明の一実施例を示す石炭・
水スラリー用振動篩の全体構成図、図２は、同篩面振動
数制御構造の回路図である。

【００１１】図１，２において、１０は、ＣＷＭを湿式
篩分けする振動篩を示し、振動篩１０の篩枠１４には、
所要の目開き寸法を有する篩面１２、例えば篩網が張設
されていて、篩面１２は伝達子１６を介して可変速動作
を行う発振機１８に接続され、上記発振機１８は弾性手
段２０を介して取付台２１上に支持される。そして、発
振機１６による発振力は伝達子１６を介して篩面１２を
法線方向に伝達され、所要数の発振機１８ならびに伝達
子１６を篩面１２に配設させ、篩面１２の振動が行われ
る。

【００１２】２２は、分散機を示し、振動篩１０の上部
にある支持部材上に付設され、分散機２２は振動篩１６
の幅方向を指向した分散軸２４を備え、分散軸２４は両
側にて支持部材上にある軸受により回転自在に軸承さ
れ、駆動源により回転力が伝動される。分散軸２４の軸
方向には複数の分散部材２６が所要間隔のもとで配設さ
れており、この分散軸２４及び分散部材２６との集合体
は筒状からなる供給樋２８内に収容されている。供給樋
２８の上部に設けた上部ケーシング４０の開口部を介し
てＣＷＭを供給樋２８に供給するための供給管４２が接
続されている。

【００１３】供給樋２８の下部には底部に近接した位置
には軸方向に延びて開口している供給口３０が設けら
れ、供給樋２８の外周には外周に沿って摺動可能な可動
カバー３２が設けられている。この可動カバー３２は外
側に支軸３４が取付けられ、接続された移動棒３６を介
して圧力シリンダ３８に取付けられ、圧力シリンダ３８
の操作により摺動可能とされている。可動カバー３２の
端部は供給口３０の開口と重なり合うようにされ、しか
も、摺動によって重なり合いが可変とされて、供給口３
０の開口面積を可変とされ、振動篩１０へのＣＷＭ供給
流量を制御させ、また、ＣＷＭの混合分散状態を調整さ
せることができる。

【００１４】振動篩１０の上方には篩面１２の上部にＣ
ＷＭ移動流れの上流側には固定ノズル３４が、また下流
側には抜差し管６２に取付けた複数の移動ノズル６０が
配設され、いずれも、図示しない給水管に接続されて、
洗浄水が篩網１２上で全面に拡がるように噴射され、篩
目の洗浄を自動的に、かつ、効率的に行わせることがで
きる。

【００１５】一方、振動篩１０の底部に片開きに開閉自
在な切換ダンパー４８が設けられ、切換ダンパー４８が
実線のごとく（ａ）位置とされた場合には、開放とされ
て振動篩１０の湿式篩分け操作が行われ、篩上産物であ
る粗粒ＣＷＭは、振動篩１０の下端部の排出口５４から
排出され、引続き粗粒通路５６へ導かれるとともに、篩
下産物である微粒ＣＷＭは、直接に微粒通路５８へ導か
れて、次工程へ搬送される。

【００１６】振動篩１０の篩面１２が目詰まりした場合
には、切換ダンパー４８は鎖線のごとく（ｂ）位置とさ
れて、閉鎖されるとともに供給樋２２からのＣＷＭの供
給を停止し、ついで、洗浄水を送水させて、篩面１２を
振動させた状態にて篩目の洗浄が行われる。そして洗浄
によって希釈されたＣＷＭは、篩上産物は排出口５４か
ら粗粒通路５６へ導かれるとともに、篩下産物は排出口
５４から別の通路６０へ導かれて、上記微粒通路５８に
おけるＣＷＭに混入されることを防止させている。

【００１７】図２において、７０は篩面振動数制御構造
を示し、光線７２からの光はミラー７４を用いるか、ま
たは用いることなく直接に入射光７６としてＡ印のごと
く任意の振動数をもって振動している篩面１２上に照射
され、篩面１２からの反射光７８をレンズ７９を通して
集光器８０上に受光して結像を読込み、集光器８０によ
り読込んだ信号は増幅及び信号変換されて画像信号は制
御回路８２に入力される。篩面１２の振動に伴い前記反
射光７８は周期的に光強度を変化させているので、前記
結像を読込んだ集光器８０からの画像信号により篩面１
２の振動数を検出することができる。

【００１８】一方、振動篩１０の篩面１２は発振機１８
とともに振動系を構成し、篩面１２は発振機１８による
周期的起振力によって強制振動され、この起振力の振動
数が振動系の固有振動数と一致すると共振状態となって
篩面１２の振幅は著しく増大してしまう。この固有振動
数は篩面１２の構造パラメータである単位面積当り質
量，単位長さ当り張力などにより支配されるものであ
る。

【００１９】前記共振状態のもとでは振動篩１０の構造
に過大な振動力が伝達されて部材の損傷を発生させると
ともに篩面１２上におけるＣＷＭの移動を不円滑にさせ
る虞れがある。また振動数比が共振点よりも離れていて
振動される場合には篩面１２の振幅は僅少となり、ＣＷ
Ｍの移動を停滞させる虞れがある。したがって、上記振
動数比を共振点近傍となるように振動させてＣＷＭの移
動を最適にするようにされている。篩面１２の振動数が
検出されて制御回路８２に入力され、また、制御回路８
２には規範モデルも組込まれ、基準入力として振動系の
共振点近傍に相当する発振機１８の振動数を選定すると
振動系の固有振動数に対応する規範モデルの出力振動数
に篩面１２の検出振動数が追従するように制御装置のパ
ラメータを調整し、最適な制御入力を用いて発振機１８
の振動数，すなわち回転数を制御する。発振機１８は誘
導電動機を用いており、その可変速駆動のために可変速
駆動回路８４、例えばＶＶＶＦインバータと接続されて
おり、前記制御入力のもとで可変速駆動回路８４を作動
させて発振機１８は回転数制御される。

【００２０】したがって、篩面１２の振幅を最適に増大
できるので、ＣＷＭの移動を効率よく達成させることが
できる。そして、制御回路８２の規範モデルの組込みに
より制御特性の向上ができ、不可避的に発生する振動系
の固有振動数の変化に対しても上記モデルを自在に調整
できるので、上記発振機１８の回転数制御は、直接制御
方式と異なり制御精度，安定性を向上できるようにな
る。

【００２１】前記篩面１２は周囲の篩枠に固定された平
面膜を形成しており、篩面１２が特定振動数のもとで振
動される場合、上述したような構造パラメータのもとで
の運動により特定な振動モードをもつ振動系を呈し、振
動モードの組合せによって複数の節線を形成することと
なり、節線部では振幅の中点にされ、節線に囲まれ相互
に隣接する領域では夫々、反対方向に運動し特定振動数
のもとで振動する。そして発振機１８の回転数を変化さ
せる場合、篩面１２は前記振動形と異る振動形を呈し、
節線位置が移動される。節線部は振幅の中点とされてい
るのでＣＷＭの移動を停滞させるか、上述したように発
振機１８の回転数を変化させる場合、節線位置が移動し
て旧時点にて停滞していたＣＷＭは新時点にて振幅が増
大して篩分けが行われて停滞が解消されるとともに新た
な節線位置にてＣＷＭの停滞を発生する。したがって発
振機１８の回転数を経時的に逐次変化させる場合、節線
位置は上記変化に追従して篩面１２上を移動することと
なるので、ＣＷＭの停滞の発生を解消させながら上述し
た共振点近傍の振動数のもとでＣＷＭの移動を最適にさ
せて篩分け操作を行うことができる。上記発振機１８の
回転数の経時的な逐次変化は、制御回路８２に組合わさ
れた順序回路のもとで行われる。

【００２２】このように、本実施例では、供給管４２か
ら流入されるＣＷＭは、分散機２２の供給樋２８内にて
撹拌混合がなされて濃度，粒度などが均一な分散状態と
されたＣＷＭは供給口３０、すなわち可動カバー３２の
縁部から均一膜状流となって下方に流れ、振動篩１０の
篩面１２の幅方向に均等に拡散されるように振動篩１０
の上部から供給されて湿式篩分けが行われる。篩面１２
は発振機１８の発振力が伝達されて振動が与えられ、均
等に拡散されたＣＷＭは跳躍やすべりが繰返えされつつ
均一な移動速度のもとで篩面１２を下降する間に篩分け
され、篩上産物である粗粒ＣＷＭと篩下産物である微粒
ＣＷＭとに分離されて排出される。

【００２３】発振機１８の不平衡重錘の回転がなされて
周期的起振力が発生され伝達子１６を介して篩面１２に
伝達され、篩面１２の法線方向の面内において所要の振
幅及び振動数のもとでの振動が行われるに際し、篩面１
２の振動数を検出し、篩面１２の固有振動数に対応した
共振点近傍の振動数にて篩面１２を振動させるために振
動数制御手段８２の出力信号により発振機１８の回転数
を制御するようにさせているので、ＣＷＭの性状の影響
を受けることなく、振動篩１０の篩面１２の振動状態を
活発にさせて、振動篩１０の湿式篩分け性能の低下を有
効に防止し、ＣＷＭ中からの粗粒子の分離を確実にさせ
ることができる。

【００２４】次に、篩面１２が特定振動数のもとで振動
される場合、上述したような構造パラメータのもとでの
運動により特定な振動モードをもつ振動形を呈し、振動
モードの組合せによって複数の節線を形成することとな
り、節線部では振幅の中点にされているので、ＣＷＭの
移動を停滞させることとなるか、制御回路８２の順序回
路からの出力信号により発振機１８の回転数を経時的に
逐次変化させる場合、節線位置は上記変化に追従して篩
面１２上を移動することとなるので、ＣＷＭの停滞の発
生を解消させながら上述した共振点近傍の振動数のもと
でＣＷＭの移動を最適にさせて篩分け操作を行うことが
できる。

【００２５】

【発明の効果】このように、本発明によれば高粘性を呈
するＣＷＭの湿式篩分け時に、振動数制御手段を用いて
高い制御精度，安定性のもとで振動数制御が行われ、振
動篩の篩面の法線方向の面内における振動状態を活発に
させて、振動篩の湿式篩分け性能の低下を有効に防止
し、ＣＷＭ中からの粗粒子の分離を確実にさせることが
できる。

【００２６】また、発振機の回転数を経時的に逐次変化
させることにより、篩面における節線位置は上記変化に
追従して篩面上を移動させることとなるので、ＣＷＭの
停滞の発生を解消させながら上述した共振点近傍の振動
数のもとでＣＷＭの移動を最適にさせて篩分け操作を行
うことができるなど、多大な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す石炭・水スラリー用振
動篩の全体構成図。

【図２】同篩面振動数制御構造の回路図。

【符号の説明】

１０ 振動篩 １２ 篩面 １６ 伝達子 １８ 発振機 ７０ 篩面振動数制御構造

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三鴨 政昭 千葉県八千代市上高野1780番地 川崎重工 業株式会社八千代工場内 (72)発明者 内田 誠一郎 千葉県八千代市上高野1780番地 川崎重工 業株式会社八千代工場内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 石炭・水スラリーの湿式篩分けを行う振
   動篩であって、振動篩は篩面に伝達子を介して発振機に
   接続され、篩面の振動数を検出し篩面を共振点近傍の振
   動数にて振動させるために発振機の回転数を制御させる
   ための振動数制御手段を備えたことを特徴とする石炭・
   水スラリー用振動篩の篩面振動数制御構造。
2. 【請求項２】 振動数制御手段は発振機の回転数を経時
   的に逐次変化させるための回路を備えたことを特徴とす
   る請求項第１項に記載の石炭・水スラリー用振動篩の篩
   面振動数制御構造。