JPS5818143B2 - 容器中に充「てん」された固体物質の自動取出し方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、容器中に充填された固体物質を高２圧水を
用いて自動的に取出す方法に関するもので。

特にデレイドコーカでのコークドラムのグリーン（生）
コークス取出しの自動化に係るものである。

一般に、化学製品製造所においては高温の流動性物質を
容器中に装入し１反応あるいは熟成の後。

１冷却固化させてその固体物質を取出すプロセスが多い
。

従来、この固体物質の取出し作業は、固体面に高圧水を
噴出させる水圧利用による切削機で行われている。

すなわち、固体面に高圧水を噴出させ；るノズルを含む
垂直方向に移動可能な切削機を充填固体物質のほぼ中央
に、あらかじめあけられた貫通穴を上下移動させ、ノズ
ルからは通常１００ｋｇ／ｉ以上の高圧水を固体物質に
噴出させることによりこれを破砕し、水流とともに容器
外へ取出ｉｔ方式で、特に、デレイドコーカにおいては
、コークドラム内のグリーンコークスを取出すのにこの
方法が採用され、一般的に広く用いられている。

しかしながら、従来より用いられている制御方法は、主
として人の判断による方法で、水流とともに容器外に排
出される固体物質の有無を肉眼による判別により容器内
の充填場所の大略を知り、人力によって切削機の高圧水
噴出位置の移動、停止１反転を行ってきている。

従ってこのように肉眼で手刷するため自動化を進めるこ
とは困難な状態にあった。

これは充填された固体物質が大略１００℃程度に冷却さ
れているものの、未冷却部分と高圧水の接触により大量
の蒸気を発生し、天候によってはこの蒸気が周辺に停滞
するので各部を肉眼で目視判別することが難しいからで
あって、ただ単に定められた範囲内のみを移動すること
での自動化は可能ではあるが、この場合には高圧水によ
る充填固体物質の破砕、取出しが均一に行われるわけで
はないため、高圧水が充填固体物質のすでになくなって
いる部位に噴出することもあり、この分だけ高圧水の無
、駄が生じ、取出し時間の延長、ひいては高圧発生のた
めに用いるエネルギーの無駄と二重の損失となるという
不具合があり、現実には極めて小規模なもの以外採用さ
れていない。

特に、デレイドコー力においては、尚圧発生のためのエ
ネルギーは相対的に極めて大きく、またグリーンコーク
ス取出し時間の延長は運転作業のタイムスケジュールを
乱して問題になる等の欠点があった。

この発明は、上記の欠点を解消するためになされたもの
で、切削機の移動、停止、方向反転を自動的に行わせる
ために高圧水の当っている箇所に充填固体物質が存在す
るか否かを判別し、これを利用するものである。

以下にその概略を説明する。すなわち、容器外壁面より
振動音を取出した場合、充填固体物質が存在する時は高
圧水の衝撃振動音は充填固体物質内で減衰されるため、
直接容器壁面を打つ高圧水の衝撃振動音とは音圧レベル
に差があることが判明した。

この発明は上記の現象をペースにしてなされたもので、
容器中に充填された固体物質を自動取出しする方法であ
る。

以下この発明を図面とともに説明する。

第１図は固体物質の切削自動制御装置の構成図である。

第１図において、１は縦形の客器、２は高圧水噴出ノズ
ルを有する切削機で、容器１の上方口から投入される。

３は前記切削機２に緊着し高圧水を導水するための中空
配管構造の支持棒、４は前記切削機２を支持棒３を介し
て容器１の円周方向に自在回転させるための切削機回転
モータ、５は十分な長さをもつフレキシブルホースで、
高圧水を供給するために支持棒３の上方端金具（図示せ
ず）に接続される。

６は切削のための高圧水を供給するポンプ、Ｉは水タン
ク、８は前記容器１中にある切削機２の高圧水噴出位置
を上、下向ノ在に昇降させる吊下げワイヤ、９は前記容
器１の上方に２いて吊下げワイヤ８を通す滑車、１０は
切削機昇降用のワイヤドラム、１１は前記ワイヤドラム
１０の駆動モータ、１２は前記駆動モータ１１を制御す
るための制御装置である。

１駆動モーｉり１１は制御装置１２からの制御信号を受
けて切削機２を昇降や停止あるいは移動方向を反転させ
る。

また、後述のプログラム設定器を作動させるため、切削
機２の上昇と下降の移動回数を検知し、それを遂次電気
信号で送出する機能も有している。

）１３は排出シュート、１４は補助シュートで、容器１
の下方日付近に設けられ切削物を排出するためのもので
ある。

１５は切削物を一時貯めておき、さらに切削物と水を分
離するためのビットである。

１６は固体物質で、容器１中にあり切削機２によ１り切
削される。

１７は振動音検出器であり、少なくとも１個を容器１の
外壁面の任意の位置に固設し、切削機２の高圧水か容器
１の内壁面あるいは固体物質１６に衝突する時発生する
振動音をとらえる。

この振動音は電気的な音圧レベル信号とな；つで外部へ
送出される。

第２図は第１図に示す装置における電気的信号系統のブ
ロック図で、第１図と同一符号は同一部分を示し、１８
は下限レベル設定器、１９は上限レベル設定器で、振動
音検出器１７からの音圧レベルが後述のプログラム設定
器からの信号レベルより小さな場合は下限レベル設定器
１８が動作しまた、信号レベルより犬なる場合は上限レ
ベル設定器１９が動作し、それぞれオン信号を発生する
。

２０は電気的論理素子のＮ０Ｔ（否定）回路であり、そ
の入力信号がオン信号の場合はオフ信号に、逆にオフ信
号の場合はオン信号に極性転換の電気信号が得られる。

２１は電気的論理素子のＡＮＤ（論理積）回路であり、
その複数入力信号が同一の場合に限って該当出力信号を
出すもので、２つの入力信号がともにオン信号の場合は
オン信号。

同様にオフ信号の場合はオフ信号がそれぞれ得られ、異
種の信号の入力があった場合はオフ信号が得られる。

２２はプログラム設定器でｙ 声１％御装置１２からの
切削機２の移動回送信号を受けて、下限レベル設定器１
８と上限レベル設定器１９の出力である下限レベル設定
値りと上限レベル設定値Ｈ（ともに後述）とを移動回数
毎にその値を変更して出力する機能を有する。

２３は移動方向記憶回路である。

次にこの発明の詳細な説明する。

容器１の固体物質１６のほぼ中央に容器１の上方口から
投入された切削機２であらかじめ貫通穴をあけ、切削機
２が自由に上下の昇降ができるようにしておく。

次にポンプ６を起動させ、水タンク７からフレキシブル
ホース５、支持棒３を経て切削機２に付属するノズルか
ら高圧水を噴出させる。

また、切削機回転モータ４で切削機２を容器１の円周方
向に回転させながら、一方では同時に駆動モータ１１ワ
イヤドラム１０を運転し、吊下げワイヤ８を介して切削
機２を垂直方向に昇降させる。

そして固体物質１６は切削機２のノズルからの高圧水噴
出により適当な粒径に切削されながら、補助シュート１
４．排出シュート１３を経てピット１５に排出される。

排出シュート１３に近いビット１５では切削物が堆積し
１作業に支障が出るのでクレーン（図示せず）等で別の
場所へ移動させる。

またこの作業において、固体物質１６の固さや１．排出
シュート１３での目視切削量や切削物の粒径をみて、切
削機２の回転速度および昇降速度が決定される。

この場合通常１回転速度は８ ｒ、ｐ、 ｍ、昇降速度
は１．５ｍ／Ｒである。

このような作業を自動化するため、容器１の外壁の任意
の位置に振動音検出器１７を固定する。

振動音検出器１７は切削機２のノズルから噴出する高圧
水が、容器１の内壁面あるいは固体物質１６への衝突時
に発生する振動音をとらえる。

もし容器１の内壁面の固体物質１６の付着がない場合、
あるいはそれが薄い場合は、振動音の伝播は途中で減衰
を受けることが少なく、振動音検出器１７の音量レベル
出力は太きい。

逆に、固体物質１６の付着量が厚い場合は、固体物質１
６による振動音伝播減衰が大きく、従って振動音検出器
１７の音量レベル出力は小さい。

これを第３図に第３図は切削回数毎の容器１の高さに対
する音量レベルの変化の一例を示すグラフである。

第３図において、■、■、■、■、Ｃ］ヨＤ、■は■を
最初、■を最終とする切削機２の上下移動回数を示す。

まず、■は最初、切削機２を上から下（または下から上
）へ移動させた状態で、容器１の上端および下端は固体
物質１６が存在せず、その途中の高さにおいてはほぼ一
様に存在することが音量レベルかられかる。

次に、■においては■よりはやや固体物質１６が薄くな
ったものの、はぼ一様とみなされるが、一部分固体物質
１６が異常に硬い等の理由で付着量が多いところが残り
、このため音量レベルが異常に低いところがある。

さらに、■、■においてこれが顕著にあられれ、そして
、０３．■においては音量レベルも最初の上端、下端と
同レベルの最大値になり、はとんど変化しないことがわ
かる。

このように第３図から次の３つのことがわかる。

（１）容器１中の固体物質１６はその上端と下端では存
在せず音量レベルは最大値を示す。

これは充填作業において容器１中に１００％充填するこ
となく多少の余裕をもたせているので、上端は存在しな
いこと。

また、最初の貫通穴をあける作業において、容器１下部
の固体物質１６は自然落下をおこし、従って下端には固
体物質１６が存在しない理由による。

（１１）切削回数が増す程、音量レベルが増加すること
。

これは切削を行う毎に振動音を伝播減衰させる固体物質
１６の層が薄くなってゆくことがわかる。

佃）一般には第（１１）項のとおりであるが、容器１中
の固体物質１６が硬い場合は音量レベルが局部的に低い
。

これらの３つの現象をとらえ、制御を行うこの発明の方
法を第２図、第４図により説明する。

第４図ａ ＝ ｄはこの発明の実施例による制御動作を
示す説明図で、第４図ａは容器１の高さに対する振動音
検出器１７の音量レベルの一例を示し、第４図ｂ−ｄは
第４図ａの容器１の高さによる音量レベルの変化に対し
てそれぞれ指令信号の送信を示す説明図である。

はじめに、第２図において、振動音検出器１７の音量レ
ベル出力は、振動音を適当なレベルの１気信号に変換し
て下限レベル設定器１８と上限しベル設定器１９にそれ
ぞれ入力される。

また、ゴ限レベル設定器１８と上限レベル設定器１９に
に音量レベルとの犬、小を比較するためのフ妬グラム設
定器２２から第４図ａに示すように、下限しベル設定値
りと上限レベル設定値Ｈがそれぞれ日加されている。

まず、下限レベル設定器１８において、もし追量レベル
が下限レベル設定値しより低い場合は、下限レベル設定
器１８が動作して制御装置１２へ切削機２の移動を停止
させるための停止指令Ｘの信号を送信する。

これは第４図すの状態であるすなわち、音量レベル〈下
限レベル設定値りの場合は、切削機２にある高圧水の噴
出位置の移動を停止して、現在位置で切削作業を続けさ
せられるわけである。

この状態は、上述の第（面頂に該当し固体物質１６の一
部が硬く、容器１の内壁面に惟よりも多く付着している
ことが序想される。

次ニ、上限レベル設定器１９゛において、もし音量レベ
ルが上限レベル設定値Ｈより嵩い場合は。

上限レベル設定器１９が動作して制御装置１２へ切削機
２の移動方向を反転させる反転指令Ｘ２の信号を送信す
る。

これは第４図９の状態である。すなわち、音量レベル〉
上限レベル設定値Ｈの場合は、切削機２にある高圧水の
噴出位置の移動方向を反転させ、切削作業を稗けるわｑ
である。

この状態は上述の第（１）項に該当し、容器１の固体物
質１６の上端面または下端面を検知しているので切削機
２の移動方向を上昇ならば下降、下降ならば上昇に変更
するわけである。

さらに、もう一つの動作として継続指令Ｘ３の信号につ
いて説明する。

音量レベルが下限レベル設定値りと上限レベル設定値Ｈ
の範囲内にある場合は、上述の停止指令Ｘ１ヤ反転指令
Ｘ２の信号は発生せず、切削機２の移動を継続させる指
令、すなわち継続指令Ｘ３の信号を送信す社つまり下限
レベル設定器１８と上限レベル設定器１９の出力を一部
それぞれ設けられたＮＯＴ回路２０に印加し、下限レベ
ル設定値Ｌ〈音量レベル〈上限レベル設定値Ｈの範囲内
の条件ア）らＮＯＴ回路２０で極性反転信号はＡＮＤ回
路２１の両入力端に加えられ継続指令Ｘ３となる。

もし音量レベルが下限レベル設定値りまたは上限レベル
設定値Ｈに変化があって上記の不等式を満足しなくなれ
ば、ＡＮＤ回路２１の出力である継続指令Ｘは消滅する
。

これは第４図ｄの状態である。そして継続指令Ｘ３の信
号により切削機２は所定の速度で上昇または下降し、切
削作業を続けていく。

マタ、プログラム設定器２２はその出力である下限レベ
ル設定値し、上限レベル設定値Ｈを切削フ作業の進捗と
ともにその値を変化させていく。

これは上述の第（１１）項で説明したとおり、切削回数
を増せばその音量レベルが増加するので、これに対応し
ともに最適値に再設定されるようになっている。

このため、制御装置１２から切削機２の移動１回数値を
受けとり、運転経験から得た下限レベル設定値り、上限
レベル設定値Ｈの値をプログラム化してなり、切削作業
進捗により適正な下限レベル設定値り、主眼レベル設定
値Ｈの値を出力としている。

ン また、継続指令Ｘ３の上昇あるいｌｌ；下降の判断
は、移動方向記憶回路２３の指令により、それ以前の反
対指令Ｘ２による上昇あるいは下降動作を記憶しこれを
続けていく。

すなわち１反転指令で上昇を指令された時は次の反転指
令が出るまで上昇動作をする。

゛なお、この切削自動化をおし進めていくには、運
転機器の保護と安定運転のためインターロック装置を設
ける。

まず、切削機２の昇降範囲極限に電気的または機械的に
作動するリミッ上スイッチを設け、極限の位置で昇降を
停止または反転させるようにする。

また、切削機２の回転および昇降途中で固体物質１６の
状態によっては支持棒３を圧迫するため、これにより偏
心回転を行うことがある。

このため切削機２の損傷を防ぐため直ちに停止させる必
要があり、この方法としては、支持棒□３の偏心回転を
検知させればよい。

このほか、排出シュート１３の近くで、切削物が詰まり
、以降の切削が困難な場合は、直ちに切削を中断しなけ
ればならない。

この方法としては。排出シュート１３の一端に切削物の
落下音を検出スル第２の振動音検出器を取付け、この音
量レベルが切削中にもかかわらず、レベル出力がないか
、または低い場合は、。

つまり発生″と判断すればよい。

以上のインターロック装置は必要に応じて制御装置１２
のシーケンス回路に組込むことは容易である。

以上説明したようにこの発明は、容器中に充填された固
体物質を高圧水を用い、容器外に取出す際に少なくとも
１個の振動音検出器を用いて容器外壁面よりその振動音
を捕捉し、その音圧レベルがあらかじめ定められた下限
レベル設定値以下になった場合は高圧水噴出位置の移動
を停止するようにし、上限レベル設定値以上になった場
合は高圧水噴出位置の移動方向を反転するようにし、下
限レベル設定値から上限レベル設定値の範囲においては
、高圧水の噴出位置の移動を継続するようにし、下限レ
ベル設定値、上限レベル設定値のそれぞれは固体充填物
の取出し作業の進捗とともに最適値に再設定され、高圧
水が充填物に当っているか、容器内壁面に当っているか
、すなわち、固体物質の厚さが大きいか小さいかを識別
させ、これにより切削機の高圧水噴出位置の移動を自動
的に制御するようにしたので、固体物質の未冷却部分と
高圧水の接触で大量の蒸気発生が起り１、排出シュート
や容器の上方向の目視が困難な時、また夜間においても
、高圧水が有効に固体物質に当らているか、否かを判別
でき、仝。

、こめためＪ切削機の自動運転が可能となって、従来の
ように入力で運転する必要がないので、運転者を削減す
ることができるとともに切削作業が始めから終りまで一
様め状陣で進められ′るので伸率：効率をあげるととが
できる。

従って切削作業：に要する時間が短縮され・１７プ・駆
動８−夕等の運転機器！故障が減少し、かつ寿命が延長
される。

さらに稼動時間が短縮され、ポンプ、駆動モータ等に使
用される電力の節減、その他ユーティリティの節減が可
能に□なる。

また、固体物質の切削が一様の状態で行われるため、切
削される粒径（粒度）も犬、小のばらつ゛きの少ないも
のが得られるので、最終製品の品質安定および向上に寄
与することが犬である等の利点が得られる。

；図面の簡単な説明 第１図はこの発明の一実施例を示す固体物質の切削自動
制御装竺の構成図、第２図は第１図の電気的信号系統を
示すブロック図、第３図は切削回数度の容器の高さに対
する音量レベルの変化の一例を示すグラフ、第４図ａ
＝ ｄはこの発明の実施例による制御動作を示す説明図
で、第４図ａは容器の高さに対する振動音検出器の音量
レベルの一例を示し、第４図ｂ７ｄは第４図ａの容器の
高さによる音量レベルの陵化に対してそれぞれ指令信ｉ
号の送信を示す説明図である。

図中、１は容器、２は切削機、３は支持棒、４は切削機
回転モータ、５はフレキシブルホース。

６はポンプ、７は水タンク、８は吊下げワイヤ。

９は滑車、１０はワイヤドラム、１１は駆動モータ、１
２は制御装置、１３、は排出シュート、１４は補助シュ
ート、１５はｅット、１６は固体物質、１７は振動音検
出器、１８は下限レベル設定器、１９は上限レベル設定
器、２０はＮＯＴ回路、２１はＡＮＤ回路、２２はプロ
グラム設定器、２３は移動方向記憶回路である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 容器中に充填された固体物質を高圧水を用いて切削
   し容器外に取出す際に、少なくとも１個の振動音検出器
   を用いて前記容器の外壁面よりその振動音を捕捉し、そ
   の音圧レベルの高低により前記高圧水が前記固体物質の
   厚０）ところに当っているか薄いところに当っているか
   、または固体物質に当っているか前記容器の内壁面に当
   っているかを識別し、これにより前記高圧水の噴出位置
   の移動を前記固体物資が一様に切削さえるように自動的
   に匍］御することを特徴とする容器中に充填され言π＝
   禁：：：＝止；９６ゎ６エよ２４ ル値以下になった場合は、高圧水の噴出位置の移動を停
   止せしめることを特徴とする特許−牢の範囲第１項記載
   の容器中に充填された固体物質の自動取出し方法。 ３ 下限レベル値は、取出し作業の進捗に応じ再設定さ
   れることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の容器
   中に充填された一体物質の自動取出し方法。 ４ 音圧レベルがあらかじめ定められた上限レベル値以
   上になった場合は、高圧水の噴出位置の移動方向を反転
   せしめることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   容器中に充填された固体物質の自動取出し方法。 ５ 上限レベル値は、取出し作業の進捗に応じ再設定さ
   れることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の容器
   中に充填された固体物質の自動取出し方法。 ６ 音圧レベルがあらかじめ定めた下限レベル値ノと上
   限レベル値の範囲内においては、高圧水の噴出位置の移
   動を継続せしめることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の容器中に充填された固体物質の自動取出し方法
   。 ７ 下限レベル値および上限レベル値は、取出し１作業
   の進捗に応じ再設定されることを特徴とする特許請求の
   範囲第６項記載の容器中に充填された固体物質の自動取
   出し方法。