JP2000038219A - 粉粒体連続定量供給装置及びその方法 - Google Patents

粉粒体連続定量供給装置及びその方法

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JP2000038219A
JP2000038219A JP10207945A JP20794598A JP2000038219A JP 2000038219 A JP2000038219 A JP 2000038219A JP 10207945 A JP10207945 A JP 10207945A JP 20794598 A JP20794598 A JP 20794598A JP 2000038219 A JP2000038219 A JP 2000038219A
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continuously
silica powder
hopper
gas
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JP10207945A
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English (en)
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Hitoshi Inamitsu
仁志 稲光
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Takuma Co Ltd
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Takuma Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】シリカ粉などの凝集性の強い粉粒体を連続定量
供給する。 【解決手段】内部に回転羽根2を取り付けた粉粒体用ホ
ッパ1にシリカ粉などの粉粒体を投入し、ホッパ1の底
から取り出した粉粒体を振動コンベア3を用いて連続定
量的に搬送し、搬送された粉粒体をエゼクタ4により気
体に混合して連続、定量的に目的の装置5に向けて気体
搬送し供給する。レーザ流速計の散乱粒子の供給に好適
であり、レーザ流速計を利用したごみ焼却炉内部の流れ
解析を可能にする。その他、計測、各種機器の対粉塵性
能試験、環境試験、薬品の混合、ごみ焼却炉内部への消
石灰の噴霧などに利用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリカ粉などの粉
粒体を、比較的少量づつ連続定量的に目的装置に向けて
搬送し、供給する粉粒体連続定量供給装置及び供給方法
に関する。本発明は、流れの観測、測定を非接触で実施
できるレーザ流速計用の散乱粒子の供給に好適であり、
とくに燃焼炉内のように規模が大きく高温域の気体の流
れの観測、測定に効果的に利用することができる。
【0002】
【従来の技術】大量の粉粒体の連続定量供給が固定装置
により、通常は大した問題もなく比較的容易に実施され
ているのに対し、流れのあまりよくない少量の粉粒体
を、コンパクトな装置を用い連続定量供給するのは意外
に困難な課題である。対粉塵性能試験、環境医学試験、
粉末薬剤、粉粒体を利用した測定装置などの多くの分野
で、前記の課題の解決が求められている。
【0003】当然、前記の課題を解決するために幾つか
の粉粒体供給装置や供給方法が提案され一部で実用化さ
れている。代表的なものとして例えば、流動式粉粒体供
給装置、流動層式粉粒体供給装置があげられる。このう
ち流動式粉粒体供給装置は、空気を送って粉粒体を流動
化する空気噴出管と流動化した粉粒体を吸い込んで送出
する粉粒体搬出管とから構成されている。流動層式粉粒
体供給装置は、粉粒体を入れた装置の下部から気体を吹
き込んで粉粒体を流動層化し、流動層上部から粉粒体を
取り出すものである。一方で粉粒体の流れをよくする試
みもなされている。例えば、シリカ粉などを原料に用い
て製造した試験・測定用の非凝集性粉粒体が開発され、
すでに数種類が市販され一部で利用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の粉粒体
定量供給装置は、いずれも粉粒体の種類の制限、粉粒体
供給量の限度、粉粒体供給量の測定の困難さ、粉粒体補
給時における運転停止、あるいは前記の試験・測定用の
粉粒体としては価格が高いといった解決すべき課題が残
されている。また、粉粒体供給装置への要望は、供給
量、粉粒体の性状などにおいて、装置のコンパクトさな
どとともに益々多様化し、具体的には粉粒体の貯槽、粉
粒体定量化搬出機能、目的の装置(以下、ユーザー装置
ともいう)に向けての供給機能、制御機能などを備え、
キャスターなどにより簡単に移動可能なコンパクトな装
置が求められている。
【0005】また、光学的測定のための散乱粒子や試験
粉として、耐熱性があり密度が小さく特性の安定してい
るシリカ粉が好適であることはよく知られた事実である
が、シリカ粉には凝集性があってブリッジによる閉塞や
付着などのトラブルが多いという欠点がある。例えば、
従来から粉粒体の連続定量化にしばしばテーブルフィー
ダやロータリーフィーダが用いられていたが、シリカ粉
はテーブルフィーダに付着し、ロータリーフィーダでは
ブリッジを引き起こすなど多くの課題を残していた。従
来のシリカ粉に代え前記の新しい非凝集性の粉粒体を利
用するにしても価格はけた違いに高い。
【0006】さて、前記のレーザ流速計の測定原理は、
測定したい流体中に散乱粒子を同伴させ、2本のレーザ
光を流体中に照射し交差させて干渉縞を形成し、流体と
ともに干渉縞を通過する散乱粒子による反射光、すなわ
ち散乱信号を測定して(以下、干渉縞を形成している測
定対象領域を測定体積という)散乱粒子の流速を求め、
流体の流速とするものである。この装置では、測定精度
をあげるために干渉縞を形成している測定体積中に常時
1個(複数個では干渉により精度が低下することがあ
る)の散乱粒子を存在させることが望ましい。レーザ流
速計は流体の流速を非接触で測定できる優れた装置であ
るが、散乱粒子の選択と供給とがこれを利用しようとす
る技術者を最後まで悩まし続ける問題となっており(例
えば、中島:機械の研究,Vol.47,No.2,p
68(1995))、その利用を難しいものにしてい
る。
【0007】ところで、燃焼炉内、とくにごみ焼却炉内
の正確な現象解析、炉内制御などは、環境汚染を防止す
る目的から極めて重要、緊急な課題になっている。本発
明者は、ごみ焼却炉などの高温炉内の現象解析、炉内制
御を研究中、前記のレーザ流速計が非常に有用であるこ
とを見出したが、測定用の散乱粒子の供給が1つの重要
な解決課題になっていた。ごみ焼却炉や産業用燃焼炉内
を観察するには少量とはいえ毎分1リットル程度の散乱
粒子を炉内に定量的に供給する必要がある。本発明は、
シリカ粉などの粉粒体を、ブリッジすることなく粉粒体
を補充する際を含め安定して炉内などに連続定量供給す
ることのできる、かつ、供給粉粒体の供給量の確認が可
能な小型の粉粒体供給装置及びその方法を課題に研究、
試行の結果、完成されたものでもある。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めの手段として本発明は、内部に回転羽根2を取り付け
たシリカ粉用ホッパ1と、ホッパ1の底から取り出した
シリカ粉を連続的に定量搬送するコンベア3と、コンベ
ア3によって搬送されたシリカ粉を気体に混合して目的
の装置5に向け気体搬送するエゼクタ4とからなること
を特徴とする粉粒体連続定量供給装置を提供する。ま
た、本発明は、レーザ流速計に用いる散乱粒子を連続的
に流動媒体中に供給する粉粒体連続定量供給装置であっ
て、内部に回転羽根を取り付けた粉粒体用ホッパと、ホ
ッパの底から取り出した粉粒体を連続的に定量搬送する
振動コンベアと、振動コンベアによって搬送された粉粒
体を気体に混合して目的の装置に向けて気体搬送するエ
ゼクタとからなることを特徴とする粉粒体連続定量供給
装置を提供する。
【0009】さらに、内部に回転羽根を取り付けたシリ
カ粉用ホッパにシリカ粉を投入し、ホッパの底から取り
出したシリカ粉をコンベアを用いて連続定量的に搬送
し、搬送されたシリカ粉をエゼクタにより気体に混合し
て連続、定量的に目的の装置に向けて気体搬送し供給す
ることを特徴とする粉粒体連続定量供給方法、ならび
に、内部に回転羽根を取り付けたシリカ粉用ホッパにシ
リカ粉を投入し、ホッパの底から取り出したシリカ粉を
振動コンベアを用いて連続定量的に搬送し、搬送された
シリカ粉をエゼクタにより気体に混合し、散乱粒子とし
て連続、定量的にレーザ流速計の測定体積内に送入する
ことを特徴とする粉粒体連続定量供給方法を提供する。
そして、本発明は、内部に回転羽根を取り付けたシリカ
粉用ホッパにシリカ粉を投入し、ホッパの底から取り出
したシリカ粉を振動コンベアを用いて連続定量的に搬送
し、搬送されたシリカ粉をエゼクタにより気体に混合
し、光の散乱粒子として連続、定量的に燃焼炉内に送入
し、レーザ流速計を用いて炉内の気体の流れを測定する
ことを特徴とする燃焼炉内の気体流れの測定方法を提供
する。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態例を図面を参照
して具体的に説明する。図1は本発明の粉粒体連続定量
供給装置の構成例を模式的に示したものである。通常、
本発明において使用する気体は空気であるが、目的によ
っては窒素などを利用することもできる。本発明の粉粒
体連続定量供給装置及び粉粒体連続定量供給方法は、い
ずれも基本的に粉粒体貯槽1、連続定量化搬出手段3、
目的の装置5に向けての供給手段4及び制御機能(不図
示)を含んで構成され、あるいは利用している。
【0011】まず、粉粒体貯槽として内部に粉粒攪拌用
の回転羽根2を取り付けたホッパ1が設けられている。
ホッパ1には回転羽根2が取り付けられているので、ホ
ッパ1内に貯留されている粉粒体、例えばシリカ粉はブ
リッジや閉塞を起こさず円滑にホッパ内を流下する。出
口孔6から流出した粉粒体は次に設けられた連続定量化
搬出手段であるコンベア3の入口部に導かれる。
【0012】ホッパ出口6から流出したシリカ粉は前記
コンベア3の入口部に溜まる。出口孔6とコンベア3の
入口部との間は大気に開放し、出口孔6面とコンベア3
の入口面とをほぼ同じ高さに設定しておくとよい。ホッ
パ1から流出する粉粒体量の方がコンベア3が搬出する
量よりも多いと、コンベア3の入口部に溜まった粉粒体
のレベルは次第に上昇する。しかし、そのレベルがホッ
パ出口6に達すると、シリカ粉などの粉粒体は軽いの
で、自然にそれ以上はホッパ1から流出しなくなる。こ
の状態でコンベア3により粉粒体が搬出され、コンベア
3の入口部に溜まった粉粒体のレベルが下がってホッパ
1の出口よりも低くなると、再びホッパ出口から粉粒体
が流出しはじめる。前記の粉粒体の流出挙動はシリカ粉
などについて実験的に確認されている。従って、本発明
では粉粒体用ホッパ1自体において粉粒体供給量をとく
に一定量に制御する必要はなく、粉粒体の出口孔6を十
分に大きくすることができる。また、ホッパ1は大気圧
に開放しても差し支えなく、粉粒体を適時自由に補給す
ることができる。
【0013】本発明装置では粉粒体定量化搬出のために
粉粒体定量化機能を有するコンベア3を利用する。なか
でもシリカ粉の定量化には、開放系で閉塞のおそれがな
く、振動数を変えることにより粉粒体の連続搬送量を所
要値に制御することのできる振動コンベアが好適であ
る。振動コンベア3の形式は電気式、機械式、電磁式、
あるいは密閉式、開放式などを適宜に選択することがで
きる。この他、粉粒体の種類によってはスクリューコン
ベアなどを利用してもよい。
【0014】さらに本発明では、振動コンベア3とユー
ザー装置5に向けて粉粒体を搬送するエゼクタ4との間
には、粉粒体による閉塞を防止するために流通管路を大
気に開放し、例えば空気混合部8を設け、粉粒体と共に
空気を吸引、粉粒体と混合させる。その結果、この間の
粉粒体の閉塞は防止され、搬出される粉粒体の量が少々
増加しても余裕をもって処理することができる。また、
例えばモニター用の容器9を用い、空気混合部8の入口
側において振動コンベア3から送られる粉粒体を受けて
その供給量を随時確認することができる。
【0015】定量的に連続搬出された粉粒体は、気体搬
送用のエゼクタ4の吸引側に導かれ、吹込んだ加圧気体
7によりユーザー装置5に向けて連続定量的に搬送さ
れ、供給される。気体搬送を採用するので、装置は小形
化し保守が容易、かつ本発明装置とユーザー装置との位
置関係を任意に選択することができる。ホッパ出口孔6
と振動コンベア3との間、および振動コンベア3とエゼ
クタ4との間の粉粒体の移動は、粉粒体が十分に流れ得
る程度に大きな導管を用いる。ただし、粉粒体の貯槽、
粉粒体定量化搬出、ユーザー装置への供給、制御の各装
置は、相互に独立して操作条件を設定できるように配管
を分離するか、蛇腹やゴムホースを介在させておくこと
が好ましい。
【0016】前記の粉粒体連続定量供給方法を利用すれ
ば、光の散乱粒子に好適な特性を有し安価なシリカ粉
を、必要量、連続、定量的にレーザ流速計の測定体積内
に送入することができる。さらに、本発明の粉粒体連続
定量供給方法を利用すれば、シリカ粉を1分間に数十な
いし数千ml供給することができるので、大規模装置に
おけるレーザ流速計の利用を容易ならしめる。その典型
例が、環境汚染を防止する目的から、最近極めて重要、
緊急な課題になっている、ごみ焼却炉内の現象解析や炉
内燃焼制御へのレーザ流速計の利用である。
【0017】図2に本発明を利用し、レーザ流速計によ
り炉内の気体の流れを観測した、ストーカ式ごみ焼却炉
の例を模式的に示した。このごみ焼却炉では、ごみは投
入口21から供給されストーカ22上の燃焼部23に送
られ、ストーカ22を通して一次空気供給配管24から
一次空気が燃焼部23に供給されている。二次空気は炉
壁25に取り付けた二次空気供給配管26から炉内23
に吹き込まれている。燃焼廃ガスは炉頂の廃気口27か
ら、燃焼残灰は残灰排出口28がらいずれも炉外に排出
されている。
【0018】さて、前記の一次及び二次空気供給配管2
4、26の吹込口の近傍に本発明の粉粒体連続定量供給
装置29を装着し、炉壁には所要の位置に測定窓30を
設けた。レーザ光源31、レーザプローブ(レーザ照射
・受光端子)32、信号処理器33及びデータ処理器3
4とからなる小型のレーザ流速計36を炉外においた。
トラバース装置(本体:不図示、制御器:37)に取り
付けたレーザプローブ32とレーザ光源31及び信号処
理器33との間は光ファイバー35で接続した。測定に
先立ち、粉粒体連続定量供給装置29からシリカ粉を供
給し、ついでトラバース装置によりレーザプローブ32
を、順次、測定窓30間を移動させ、炉内主要部全域の
気流の流速を測定することができた。測定結果は炉の改
善にとって極めて有効であった。
【0019】
【発明の効果】本発明の粉粒体連続定量供給装置は、粉
粒体の貯槽、連続定量化、供給目的の装置に向けての搬
送の各手段が分離されて、それぞれ最適の機器が選定さ
れ組み合わされているので、シリカ粉などの凝集性の強
い粉粒体も安定して必要量を連続定量供給することがで
きる。運転を妨げないで粉粒体を補給することが可能で
あり、また適時に搬送量をチェックし、安心して粉粒体
の供給を続けることができる。かつ、全体をコンパクト
にまとめられるので、キャスタに搭載して移動を容易に
することができる。また、本発明により、必要量の安価
なシリカ粉を散乱粒子として燃焼炉内などの大規模装置
にも供給することができるので、広い範囲にレーザ流速
計の利用が可能になり、地味ではあるが大きな効果があ
る。その他、計測、各種機器の対粉塵性能試験、環境試
験、薬品の混合、ごみ焼却炉内部への消石灰の噴霧など
に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の粉粒体連続定量供給装置の構成を模式
的に示した図。
【図2】ごみ焼却炉への本発明適用例。
【符号の説明】
1:粉粒体用ホッパ 2:回転羽根 3:振動コンベ
ア 4:エゼクタ 5:目的(搬送先)装置
6:ホッパ出口孔 7:圧縮気体 8:空気混合部
9:モニター用の容器 21:投入口 22:ストーカ 2
3:燃焼部 24:一次空気供給配管 25:炉壁 2
6:二次空気供給配管 27:廃気口 28:残灰排出口 29:粉粒体連
続定量供給装置 30:測定窓 31:レーザ光源 3
2:レーザプローブ 33:信号処理器 34:データ処理器 3
5:光ファイバー 36:レーザ流速計 37:トラバース装置の制御

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内部に回転羽根を取り付けたシリカ粉用ホ
    ッパと、ホッパの底から取り出したシリカ粉を連続的に
    定量搬送するコンベアと、前記コンベアによって搬送さ
    れたシリカ粉を気体に混合して目的の装置に向け気体搬
    送するエゼクタとからなることを特徴とする粉粒体連続
    定量供給装置。
  2. 【請求項2】レーザ流速計に用いる散乱粒子を連続的に
    流動媒体中に供給する粉粒体連続定量供給装置であっ
    て、内部に回転羽根を取り付けた粉粒体用ホッパと、ホ
    ッパの底から取り出した粉粒体を連続的に定量搬送する
    振動コンベアと、振動コンベアによって搬送された粉粒
    体を気体に混合して目的の装置に向けて気体搬送するエ
    ゼクタとからなることを特徴とする粉粒体連続定量供給
    装置。
  3. 【請求項3】内部に回転羽根を取り付けたシリカ粉用ホ
    ッパにシリカ粉を投入し、ホッパの底から取り出したシ
    リカ粉をコンベアを用いて連続定量的に搬送し、搬送さ
    れたシリカ粉をエゼクタにより気体に混合して連続、定
    量的に目的の装置に向けて気体搬送し供給することを特
    徴とする粉粒体連続定量供給方法。
  4. 【請求項4】内部に回転羽根を取り付けたシリカ粉用ホ
    ッパにシリカ粉を投入し、ホッパの底から取り出したシ
    リカ粉を振動コンベアを用いて連続定量的に搬送し、搬
    送されたシリカ粉をエゼクタにより気体に混合し、散乱
    粒子として連続、定量的にレーザ流速計の測定体積内に
    送入することを特徴とする粉粒体連続定量供給方法。
  5. 【請求項5】内部に回転羽根を取り付けたシリカ粉用ホ
    ッパにシリカ粉を投入し、ホッパの底から取り出したシ
    リカ粉を振動コンベアを用いて連続定量的に搬送し、搬
    送されたシリカ粉をエゼクタにより気体に混合し、光の
    散乱粒子として連続、定量的に燃焼炉内に送入し、レー
    ザ流速計を用いて炉内の気体の流れを測定することを特
    徴とする燃焼炉内の気体流れの測定方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019013228A1 (ja) * 2017-07-11 2019-01-17 三菱ケミカル株式会社 シリカ粉体収納パッケージ、及びこれを用いた検査キット

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019013228A1 (ja) * 2017-07-11 2019-01-17 三菱ケミカル株式会社 シリカ粉体収納パッケージ、及びこれを用いた検査キット
JPWO2019013228A1 (ja) * 2017-07-11 2020-05-07 三菱ケミカル株式会社 シリカ粉体収納パッケージ、及びこれを用いた検査キット

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