JP2004301560A - 粉体の連続計量供給装置およびその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】特に複雑な機構はもたずに精度の高い粉体計量を行うことができる粉体の連続計量供給装置を提供すること。
【解決手段】粉体を貯留する主ホッパ１０と、主ホッパ１０に粉体を供給する粉体供給手段と、主ホッパ１０から粉体を送り出すロータリフィーダ１４，１５と、主ホッパ１０の粉体を含めた重量を計測するロードセル１３と、主ホッパ１０の粉体を含めた重量が一定となるように粉体供給手段による主ホッパ１０への粉体の供給量を調節する制御部２２とを備える粉体の連続計量供給装置を採用する。
【選択図】 図１
【解決手段】粉体を貯留する主ホッパ１０と、主ホッパ１０に粉体を供給する粉体供給手段と、主ホッパ１０から粉体を送り出すロータリフィーダ１４，１５と、主ホッパ１０の粉体を含めた重量を計測するロードセル１３と、主ホッパ１０の粉体を含めた重量が一定となるように粉体供給手段による主ホッパ１０への粉体の供給量を調節する制御部２２とを備える粉体の連続計量供給装置を採用する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉体を計量しながら連続供給する粉体の連続計量供給装置、およびその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、粉体は貯蔵状態の変化によって見掛け比重が変動したり、供給装置の内部に付着して供給装置を閉塞したり、粉体がフラッシュ現象を起こして供給装置から飛び出したりすることがあり、計量装置の計測精度が極めて低い。
例えば、粉体は貯蔵状態にあるとき、上部の粉体圧力に応じて排出部の粉体の見掛け比重が大きく変化することが知られている。こういった見掛け比重の変化を防止するために、粉体の挙動を一定に保つと同時に貯蔵の収容量の多少に影響されない計量排出室の定面圧を一定に自己調節する機能をもった容積重量一定割合の計量機が提案されている（下記の特許文献１）。
【０００３】
また、粉体は貯蔵サイロ内で見掛け比重が変動したり、ロータリフィーダの構造に起因して供給される粉体の重量が変動したりすることがある。こういった容積計量の問題点に対処するために、粉体貯蔵設備の重量を計量し、該重量の減少量で粉体の排出量を計量する方法も提案されている（下記の特許文献２）。さらに、粉体の計量装置への付着を防止するために、空気の吹き付けや、装置の粉体接触面の加熱を行う方法もある（下記の特許文献３）。
【０００４】
従来から使用されている粉体の連続計量供給装置は、オートフィーダとループコンベヤスケールとを組み合わせた設備に代表されるように、粉体を計量する際の困難性を幾つかの手段を組み合わせることによって解消して計量精度を高めている。オートフィーダとループコンベアスケールの組み合わせた設備には、オートフィーダに下記の特許文献１に記載されている粉体圧力の自己調節機構が設けられており、ループコンベアスケールにはフラッシングを防止するための構造シールが設けられている。
【０００５】
また、大量の粉体供給量を計測する装置としては、ベルトコンベアに付設したコンベアスケールによって粉体を計量する方法が従来から採用されている。しかしながら、粉体供給量が小量である場合には精度が落ちたり粉塵が発生したりするため、一般にはあまり使用されない。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭４９−２６９６４号公報
【特許文献２】
特開平９−２８８００１号公報
【特許文献３】
特開平１１−５１７５０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
オートフィーダとループコンベアスケールとを組み合わせた粉体の連続計量供給装置においては、計量装置内部に粉体が付着することや、粉体量に比較して計量装置の重量が大きいことに起因して高い計量精度が得られないといった問題点があった。
例えば、特開昭４９−２６９６４号公報に記載される粉体圧の自己調節機構においては、機構自体の構造が複雑であること、また容積計量である限り粉体の粒度構成の変化や粉体の温度変化による見掛け比重の変化が防げないこと等から、粉体の計量精度には問題があった。
また、長期にわたる使用によって供給装置内の羽根やシール構造が磨耗してしまうこと、粉体のフラッシングにより計量誤差が生じること、設備の構造が複雑でああること、シール構造に高精度が要求されるが故に粒子径の大きい粉体が羽根やシール構造部に噛み込み、機器が稼働しなくなるといった問題点もあった。
【０００８】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、特に複雑な機構はもたずに精度の高い粉体計量を行うことができる粉体の連続計量供給装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための手段として、次のような構成の粉体の連続計量供給装置およびその制御方法を採用する。
すなわち本発明に係る請求項１記載の粉体の連続計量供給装置は、粉体を貯留する第１の貯留容器と、該第１の貯留容器に前記粉体を供給する粉体供給手段と、前記第１の貯留容器から前記粉体を送り出す粉体送出手段と、前記第１の貯留容器の前記粉体を含めた重量を計測する第１の重量計測手段と、前記第１の貯留容器の前記粉体を含めた重量が一定となるように前記粉体供給手段による前記第１の貯留容器への前記粉体の供給量を調節する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明においては、第１の貯留容器の粉体を含めた重量が一定となるように、粉体供給手段による第１の貯留容器への粉体の供給量を調節することにより、第１の貯留容器内の粉体の貯蔵量が一定になり、該第１の貯留容器から送り出される粉体の圧力が一定になるので、予期せずフラッシングが発生したり、継続して発生していたフラッシングが突然止んだりすることがなく、第１の貯留容器からの粉体の送り出しが一定の状態でなされる。
【００１１】
請求項２記載の粉体の連続計量供給装置は、粉体を貯留する第１の貯留容器と、該第１の貯留容器に前記粉体を供給する粉体供給手段と、前記第１の貯留容器から前記粉体を送り出す粉体送出手段と、前記第１の貯留容器の前記粉体を含めた重量を計測する第１の重量計測手段と、前記第１の貯留容器の前記粉体を含めた重量が一定となるように前記粉体送出手段による前記第１の貯留容器からの前記粉体の送り出し量を調節する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明においては、第１の貯留容器の粉体を含めた重量が一定となるように、粉体送出手段による第１の貯留容器への粉体の送り出し量を調節することにより、第１の貯留容器内の粉体の貯蔵量が一定になり、該第１の貯留容器から送り出される粉体の圧力が一定になるので、予期せずフラッシングが発生したり、継続して発生していたフラッシングが突然止んだりすることがなく、第１の貯留容器からの粉体の送り出しが一定の状態でなされる。
【００１３】
請求項３記載の粉体の連続計量供給装置は、請求項１または２記載の粉体の連続計量供給装置において、前記粉体供給手段が、前記粉体を貯留する第２の貯留容器と、該第２の貯留容器の前記粉体を含めた重量を計測する第２の重量計測手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明においては、第２の貯留容器への粉体の供給量を、流量計ではなくロードセル等を用いた重量計を使って明らかにできるので、非常に高精度な計測が可能である。また、構造が単純で設備費が安価である。
【００１５】
請求項４記載の粉体の連続計量供給装置は、請求項１から３のいずれか記載の粉体の連続計量供給装置において、前記第１、第２の重量計測手段の計測結果に基づいて前記第１の貯留容器からの前記粉体の送り出し量を算出する演算手段を備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明においては、粉体の供給量を、流量計のような精度の低い計量機器ではなくロードセル等を用いた重量計を使って明らかにでき、非常に高精度な計測が可能であり、その計測結果に基づいて粉体の送り出し量を非常に正確に算出することができる。
【００１７】
請求項５記載の粉体の連続計量供給装置は、請求項１から４のいずれか記載の粉体の連続計量供給装置において、前記粉体供給手段を複数備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明においては、複数の粉体供給手段をひとつずつ切り換えながら第１の貯留容器に粉体を供給することにより、粉体を途切れることなく第１の貯留容器に供給することができる。
【００１９】
請求項６記載の粉体の連続計量供給装置は、請求項１から５のいずれか記載の粉体の連続計量供給装置において、前記第１の貯留容器の容量が１ｍ３以上であることを特徴とする。
【００２０】
本発明においては、第１の貯留容器の容量が１ｍ３以上とすることにより、粉体の圧力を均して一定化することが容易にできるので、粉体の見掛け比重の変動も起き難い。
【００２１】
請求項７記載の粉体の連続計量供給装置の制御方法は、粉体を貯留する第１の貯留容器と、該第１の貯留容器に前記粉体を供給する粉体供給手段と、前記第１の貯留容器から前記粉体を送り出す粉体送出手段と、前記第１の貯留容器の前記粉体を含めた重量を計測する第１の重量計測手段とを備える粉体の連続計量供給装置の制御方法であって、
前記第１の貯留容器に粉体を供給するとともに、該第１の貯留容器から前記粉体を送り出しながら前記第１の貯留容器の前記粉体を含めた重量を計測し、該重量が一定となるように前記第１の貯留容器への前記粉体の供給量を調節することを特徴とする。
【００２２】
本発明においては、第１の貯留容器の粉体を含めた重量が一定となるように、第１の貯留容器への粉体の供給量を調節することにより、第１の貯留容器内の粉体の貯蔵量が一定になり、該第１の貯留容器から送り出される粉体の圧力が一定になるので、予期せずフラッシングが発生したり、継続して発生していたフラッシングが突然止んだりすることがなく、第１の貯留容器からの粉体の送り出しが一定の状態でなされる。
【００２３】
請求項８記載の粉体の連続計量供給装置の制御方法は、粉体を貯留する第１の貯留容器と、該第１の貯留容器に前記粉体を供給する粉体供給手段と、前記第１の貯留容器から前記粉体を送り出す粉体送出手段と、前記第１の貯留容器の前記粉体を含めた重量を計測する第１の重量計測手段とを備える粉体の連続計量供給装置の制御方法であって、
前記第１の貯留容器に粉体を供給するとともに、該第１の貯留容器から前記粉体を送り出しながら前記第１の貯留容器の前記粉体を含めた重量を計測し、該重量が一定となるように前記第１の貯留容器からの前記粉体の送り出し量を調節することを特徴とする。
【００２４】
本発明においては、本発明においては、第１の貯留容器の粉体を含めた重量が一定となるように、第１の貯留容器からの粉体の送り出し量を調節することにより、第１の貯留容器内の粉体の貯蔵量が一定になり、該第１の貯留容器から送り出される粉体の圧力が一定になるので、予期せずフラッシングが発生したり、継続して発生していたフラッシングが突然止んだりすることがなく、第１の貯留容器からの粉体の送り出しが一定の状態でなされる。
【００２５】
請求項９記載の粉体の連続計量供給装置の制御方法は、請求項７または８記載の粉体の連続計量供給装置の制御方法において、前記粉体供給手段を複数とし、該複数の粉体供給手段をひとつずつ切り換えながら前記第１の貯留容器に粉体を供給することを特徴とする。
【００２６】
本発明においては、複数の粉体供給手段をひとつずつ切り換えながら第１の貯留容器に粉体を供給することにより、粉体を途切れることなく第１の貯留容器に供給することができる。
【００２７】
請求項１０記載の粉体の連続計量供給装置の制御方法は、請求項７から９のいずれか記載の粉体の連続計量供給装置の制御方法において、前記第１の貯留容器への前記粉体の供給量を計測し、計測された前記粉体の供給量および前記第１の貯留容器の前記粉体を含めた重量の単位時間当たりの変化量に基づいて前記第１の貯留容器からの前記粉体の送り出し量を算出することを特徴とする。
【００２８】
本発明においては、粉体の供給量を、流量計のような精度の低い計量機器ではなくロードセル等を用いた重量計を使って明らかにでき、非常に高精度な計測が可能であり、その計測結果に基づいて粉体の送り出し量を非常に正確に算出することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明に係る実施形態を図１および図２に示して説明する。
本発明の粉体の連続計量供給装置の構造を図１に示す。同図において符号１は粉体原料を貯蔵するサイロ、２はサイロ１から粉体を送り出すロータリフィーダ、３はサイロ１から送り出された粉体を搬送するスクリューコンベア、４はスクリューコンベア３を伝って搬送されてきた粉体を一時的に貯留する中継ホッパ（第２の貯留容器）、５ａ，５ｂはスクリューコンベア３から中継ホッパ４への供給路に設けられて粉体の供給を断続する開閉弁、６は同供給路に設けられたフレキシブル継ぎ手である。
【００３０】
また、符号７は中継ホッパ４の粉体を重量を計測するロードセル（第２の重量計測手段）、８は中継ホッパ４に巻き上がった粉塵を排除するための除塵ダクト、９は中継ホッパ４から粉体を送り出すロータリフィーダ、１０は中継ホッパ４から送り出された粉体を一時的に貯留する主ホッパ（第１の貯留容器）、１１ａ，１１ｂは中継ホッパ４から主ホッパ１０への供給路に設けられて粉体の供給を断続する開閉弁、１２は同供給路に設けられたフレキシブル継ぎ手である。
【００３１】
さらに、符号１３は主ホッパ１０の重量を計測するロードセル（第１の重量計測手段）、１４，１５は主ホッパ１０から粉体を送り出すロータリフィーダ（粉体送出手段）、１６は主ホッパ１０から送り出された粉体を図示しない搬送先に導く粉体搬送管、１７は粉体搬送管１６に搬送先に向けて空気を送り込むルーツブロア、１８は主ホッパ１０からの排出路と粉体搬送管１６との接点に設けられて粉体搬送管１６に送り込まれた空気の流れを利用して粉体を呼び込むエゼクタ、１９は主ホッパ１０からの排出路に設けられたフレキシブル継ぎ手である。
【００３２】
スクリューコンベア３から主ホッパ１０に粉体を供給する経路は２系統設けられており、各中継ホッパ４へは各系統の開閉弁５ａ，５ｂの開閉状態を切り換えることによって交互に粉体が供給されるようになっている。また、主ホッパ１０へは各系統の開閉弁１１ａ，１１ｂの開閉状態を切り換えることによっていずれかの中継ホッパ４から粉体が供給されるようになっている。
【００３３】
主ホッパ１０の容量は１ｍ３以上に設定されている。また、主ホッパ１０の下流においてロータリフィーダ１４，１５を２段階に配置したのは、後段のロータリフィーダ１５をシール機構として機能させ、粉体搬送管１６から吹き込む空気流によって主ホッパ１０の排出路側に粉体が吸い込まれるのを防止するためである。
【００３４】
上記構造の粉体の連続計量供給装置の基本的な作動の仕方を説明する。
サイロ１に貯蔵された粉体は、ロータリフィーダ２によってサイロ１からスクリューコンベア３に送り出される。スクリューコンベア３を伝って搬送されてきた粉体は、途中で二手に分かれる供給路を通じ、主ホッパ１０に粉体を供給する２系統に並行して供給される。各系統では、中継ホッパ４に供給された粉体がロータリフィーダ９によって主ホッパ１０に粉体が供給される。このとき、中継ホッパ４から主ホッパ１０に向けて粉体を送り出している一方の系統の開閉弁５ａ（または５ｂ）が閉じられ、中継ホッパ４から主ホッパ１０に向けて粉体を送り出した後の他方の系統の開閉弁５ｂ（または５ａ）が開かれ、この系統の中継ホッパ４にスクリューコンベア３から粉体が供給される。他方の系統の中継ホッパ４内の粉体量が既定の上限値に達すると開閉弁５ｂが閉じられ、続いて一方の系統の中継ホッパ４内の粉体量が既定の下限値に達すると開閉弁５ａが開かれる。開閉弁５ａ，５ｂの開閉状態が交互に切り換えられることにより、粉体は主ホッパ１０に向けて絶えることなく連続して供給される。
【００３５】
主ホッパ１０に供給された粉体は、ロータリフィーダ１４，１５によって主ホッパ１０から送り出され、粉体搬送管１６に送り込まれた空気の流れを利用してエゼクタ１８に呼び込まれる。エゼクタ１８に呼び込まれた粉体は、粉体搬送管１６を流れる空気に随伴して搬送先に送られる。
【００３６】
上記構造の粉体の連続計量供給装置には、ロードセル７、およびロードセル１３の各重量計測手段の計測結果に基づいて主ホッパ１０からの粉体の送り出し量を算出する演算部（演算手段）２１が設けられている。また、上記構造の粉体の連続計量供給装置には、主ホッパ１０の粉体を含めた重量が一定となるようにロータリフィーダ９を制御して主ホッパ１０への粉体の供給量を調節する制御部（制御手段）２２が設けられている。これら演算部２１および制御部２２はいずれも連続計量供給装置の各機器に接続されたパソコン２０のひとつの機能として設けられている。
【００３７】
図２に示すように、演算部２１は、中継ホッパ４が所定量の粉体で満たされた状態から主ホッパ１０に向けて粉体を送り出していく過程で、粉体を含めた中継ホッパ４の重量の単位時間当たりの変化量Δ１を、ロードセル７の信号化された検出結果に基づいて逐次算出する（ステップＳ１０１）。続いて（もしくは同時に）、主ホッパ１０が中継ホッパ４から粉体を供給されかつ粉体搬送管１６に向けて粉体を送り出していく過程で、粉体を含めた主ホッパ１０の重量の単位時間当たりの変化量Δ２を、ロードセル１３の信号化された検出結果に基づいて逐次算出する（ステップＳ１０２）。次に、Δ１とΔ２との和を求めて主ホッパ１０からの粉体の送り出し量を決定する（ステップＳ１０３）。算出された送り出し量は、逐次パソコン２０のモニタに表示するとともにメモリに記憶する（ステップＳ１０４）。続いて、処理を終了する指令があるか否かを判別し（ステップＳ１０５）、処理を終了しないのであればステップＳ１０１に戻って上記の処理を繰り返す。
【００３８】
制御部２２は、主ホッパ１０が中継ホッパ４から粉体を供給されかつ粉体搬送管１６に向けて粉体を送り出していく過程で、粉体を含めた主ホッパ１０の重量の単位時間当たりの変化量Δ２を、ロードセル１３の信号化された検出結果に基づいて逐次算出する。次に、Δ２の値に応じてロータリフィーダ９の稼働量を決定する。これにより、主ホッパ１０の粉体を含めた重量は一定に保たれる。
【００３９】
上記構造の粉体の連続計量供給装置によれば、主ホッパ１０の粉体を含めた重量が常に一定に保たれるので、主ホッパ１０下部での粉体圧力の変動が生じ難いため、主ホッパ１０から送り出される粉体の見掛け比重が大きく変化することがない。
【００４０】
また、中継ホッパ４から主ホッパ１０への単位時間当たりの供給量、および主ホッパ１０からの単位時間当たりの送り出し量（ともに重量）が、各ホッパの粉体を含めた重量を計測することによって検出される。つまり、いずれの場合もホッパ自体の重量はキャンセルされてしまい、移動状態にない粉体の重量の増減のみを計測するので、見掛け比重の変化や粉体の付着、粉体のフラッシュ現象等に全く影響されることなく正確に計量を行うことができる。
【００４１】
スクリューコンベア３から主ホッパ１０に粉体を供給する経路が２系統設けられており、これらを交互に切り換えることによって主ホッパ１０に連続的に粉体を供給することができる。
【００４２】
主ホッパ１０の容量を１ｍ３以上に設定したことにより、粉体圧力を均して一定化することが容易にできるので、粉体の見掛け比重の変動も起き難い。
【００４３】
なお、本実施形態においては主ホッパ１０の粉体を含めた重量を一定に保つようにロータリフィーダ９を制御して主ホッパ１０への粉体の供給量を調節したが、これにかえて、主ホッパ１０の粉体を含めた重量を一定に保つようにロータリフィーダ１４，１５を制御して主ホッパ１０からの粉体の送り出し量を調節するようにしても同様の効果が得られる。
【００４４】
本発明の粉体の連続計量供給装置は、図１に示す構造に限定されるものではない。例えば、中継ホッパ４から主ホッパ１０に供給される粉体の供給量を計測する手段として中継ホッパ４の重量計量を採用しているが、中継ホッパ４の下流側に計量器を設けてもよい。また、重量計測手段には、ロードセル以外にも各種の計測手段を採用してよい。さらに、主ホッパ１０からの排出路と粉体搬送管１６との接点にはエゼクタ１８を設けているが、これを省略し単純にＴ字形に配管を接合した構造としてもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、移動状態にない粉体の重量の増減のみを計測するようにしたことにより、第１の貯留容器内の粉体の貯蔵量が一定になり、該第１の貯留容器から送り出される粉体の圧力が一定になるので、予期せずフラッシングが発生したり、継続して発生していたフラッシングが突然止んだりすることがなく、第１の貯留容器からの粉体の送り出しが一定の状態でなされる。これにより、粉体の、見掛け比重の変化や粉体の付着、粉体のフラッシュ現象等に全く影響されることなく正確に計量を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す図であって、粉体の連続計量供給装置の構造を示す概略図である。
【図２】演算部による処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ サイロ
２ ロータリフィーダ
３ スクリューコンベア
４ 中継ホッパ（第２の貯留容器）
５ａ，５ｂ 開閉弁
６ フレキシブル継ぎ手
７ ロードセル（第２の重量計測手段）
８ 除塵ダクト
９ ロータリフィーダ
１０ 主ホッパ（第１の貯留容器）
１１ａ，１１ｂ 開閉弁
１２ フレキシブル継ぎ手
１３ ロードセル（第１の重量計測手段）
１４，１５ ロータリフィーダ（粉体送出手段）
１６ 粉体搬送管
１７ ルーツブロア
１８ エゼクタ
１９ フレキシブル継ぎ手
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉体を計量しながら連続供給する粉体の連続計量供給装置、およびその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、粉体は貯蔵状態の変化によって見掛け比重が変動したり、供給装置の内部に付着して供給装置を閉塞したり、粉体がフラッシュ現象を起こして供給装置から飛び出したりすることがあり、計量装置の計測精度が極めて低い。
例えば、粉体は貯蔵状態にあるとき、上部の粉体圧力に応じて排出部の粉体の見掛け比重が大きく変化することが知られている。こういった見掛け比重の変化を防止するために、粉体の挙動を一定に保つと同時に貯蔵の収容量の多少に影響されない計量排出室の定面圧を一定に自己調節する機能をもった容積重量一定割合の計量機が提案されている（下記の特許文献１）。
【０００３】
また、粉体は貯蔵サイロ内で見掛け比重が変動したり、ロータリフィーダの構造に起因して供給される粉体の重量が変動したりすることがある。こういった容積計量の問題点に対処するために、粉体貯蔵設備の重量を計量し、該重量の減少量で粉体の排出量を計量する方法も提案されている（下記の特許文献２）。さらに、粉体の計量装置への付着を防止するために、空気の吹き付けや、装置の粉体接触面の加熱を行う方法もある（下記の特許文献３）。
【０００４】
従来から使用されている粉体の連続計量供給装置は、オートフィーダとループコンベヤスケールとを組み合わせた設備に代表されるように、粉体を計量する際の困難性を幾つかの手段を組み合わせることによって解消して計量精度を高めている。オートフィーダとループコンベアスケールの組み合わせた設備には、オートフィーダに下記の特許文献１に記載されている粉体圧力の自己調節機構が設けられており、ループコンベアスケールにはフラッシングを防止するための構造シールが設けられている。
【０００５】
また、大量の粉体供給量を計測する装置としては、ベルトコンベアに付設したコンベアスケールによって粉体を計量する方法が従来から採用されている。しかしながら、粉体供給量が小量である場合には精度が落ちたり粉塵が発生したりするため、一般にはあまり使用されない。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭４９−２６９６４号公報
【特許文献２】
特開平９−２８８００１号公報
【特許文献３】
特開平１１−５１７５０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
オートフィーダとループコンベアスケールとを組み合わせた粉体の連続計量供給装置においては、計量装置内部に粉体が付着することや、粉体量に比較して計量装置の重量が大きいことに起因して高い計量精度が得られないといった問題点があった。
例えば、特開昭４９−２６９６４号公報に記載される粉体圧の自己調節機構においては、機構自体の構造が複雑であること、また容積計量である限り粉体の粒度構成の変化や粉体の温度変化による見掛け比重の変化が防げないこと等から、粉体の計量精度には問題があった。
また、長期にわたる使用によって供給装置内の羽根やシール構造が磨耗してしまうこと、粉体のフラッシングにより計量誤差が生じること、設備の構造が複雑でああること、シール構造に高精度が要求されるが故に粒子径の大きい粉体が羽根やシール構造部に噛み込み、機器が稼働しなくなるといった問題点もあった。
【０００８】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、特に複雑な機構はもたずに精度の高い粉体計量を行うことができる粉体の連続計量供給装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための手段として、次のような構成の粉体の連続計量供給装置およびその制御方法を採用する。
すなわち本発明に係る請求項１記載の粉体の連続計量供給装置は、粉体を貯留する第１の貯留容器と、該第１の貯留容器に前記粉体を供給する粉体供給手段と、前記第１の貯留容器から前記粉体を送り出す粉体送出手段と、前記第１の貯留容器の前記粉体を含めた重量を計測する第１の重量計測手段と、前記第１の貯留容器の前記粉体を含めた重量が一定となるように前記粉体供給手段による前記第１の貯留容器への前記粉体の供給量を調節する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明においては、第１の貯留容器の粉体を含めた重量が一定となるように、粉体供給手段による第１の貯留容器への粉体の供給量を調節することにより、第１の貯留容器内の粉体の貯蔵量が一定になり、該第１の貯留容器から送り出される粉体の圧力が一定になるので、予期せずフラッシングが発生したり、継続して発生していたフラッシングが突然止んだりすることがなく、第１の貯留容器からの粉体の送り出しが一定の状態でなされる。
【００１１】
請求項２記載の粉体の連続計量供給装置は、粉体を貯留する第１の貯留容器と、該第１の貯留容器に前記粉体を供給する粉体供給手段と、前記第１の貯留容器から前記粉体を送り出す粉体送出手段と、前記第１の貯留容器の前記粉体を含めた重量を計測する第１の重量計測手段と、前記第１の貯留容器の前記粉体を含めた重量が一定となるように前記粉体送出手段による前記第１の貯留容器からの前記粉体の送り出し量を調節する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明においては、第１の貯留容器の粉体を含めた重量が一定となるように、粉体送出手段による第１の貯留容器への粉体の送り出し量を調節することにより、第１の貯留容器内の粉体の貯蔵量が一定になり、該第１の貯留容器から送り出される粉体の圧力が一定になるので、予期せずフラッシングが発生したり、継続して発生していたフラッシングが突然止んだりすることがなく、第１の貯留容器からの粉体の送り出しが一定の状態でなされる。
【００１３】
請求項３記載の粉体の連続計量供給装置は、請求項１または２記載の粉体の連続計量供給装置において、前記粉体供給手段が、前記粉体を貯留する第２の貯留容器と、該第２の貯留容器の前記粉体を含めた重量を計測する第２の重量計測手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明においては、第２の貯留容器への粉体の供給量を、流量計ではなくロードセル等を用いた重量計を使って明らかにできるので、非常に高精度な計測が可能である。また、構造が単純で設備費が安価である。
【００１５】
請求項４記載の粉体の連続計量供給装置は、請求項１から３のいずれか記載の粉体の連続計量供給装置において、前記第１、第２の重量計測手段の計測結果に基づいて前記第１の貯留容器からの前記粉体の送り出し量を算出する演算手段を備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明においては、粉体の供給量を、流量計のような精度の低い計量機器ではなくロードセル等を用いた重量計を使って明らかにでき、非常に高精度な計測が可能であり、その計測結果に基づいて粉体の送り出し量を非常に正確に算出することができる。
【００１７】
請求項５記載の粉体の連続計量供給装置は、請求項１から４のいずれか記載の粉体の連続計量供給装置において、前記粉体供給手段を複数備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明においては、複数の粉体供給手段をひとつずつ切り換えながら第１の貯留容器に粉体を供給することにより、粉体を途切れることなく第１の貯留容器に供給することができる。
【００１９】
請求項６記載の粉体の連続計量供給装置は、請求項１から５のいずれか記載の粉体の連続計量供給装置において、前記第１の貯留容器の容量が１ｍ３以上であることを特徴とする。
【００２０】
本発明においては、第１の貯留容器の容量が１ｍ３以上とすることにより、粉体の圧力を均して一定化することが容易にできるので、粉体の見掛け比重の変動も起き難い。
【００２１】
請求項７記載の粉体の連続計量供給装置の制御方法は、粉体を貯留する第１の貯留容器と、該第１の貯留容器に前記粉体を供給する粉体供給手段と、前記第１の貯留容器から前記粉体を送り出す粉体送出手段と、前記第１の貯留容器の前記粉体を含めた重量を計測する第１の重量計測手段とを備える粉体の連続計量供給装置の制御方法であって、
前記第１の貯留容器に粉体を供給するとともに、該第１の貯留容器から前記粉体を送り出しながら前記第１の貯留容器の前記粉体を含めた重量を計測し、該重量が一定となるように前記第１の貯留容器への前記粉体の供給量を調節することを特徴とする。
【００２２】
本発明においては、第１の貯留容器の粉体を含めた重量が一定となるように、第１の貯留容器への粉体の供給量を調節することにより、第１の貯留容器内の粉体の貯蔵量が一定になり、該第１の貯留容器から送り出される粉体の圧力が一定になるので、予期せずフラッシングが発生したり、継続して発生していたフラッシングが突然止んだりすることがなく、第１の貯留容器からの粉体の送り出しが一定の状態でなされる。
【００２３】
請求項８記載の粉体の連続計量供給装置の制御方法は、粉体を貯留する第１の貯留容器と、該第１の貯留容器に前記粉体を供給する粉体供給手段と、前記第１の貯留容器から前記粉体を送り出す粉体送出手段と、前記第１の貯留容器の前記粉体を含めた重量を計測する第１の重量計測手段とを備える粉体の連続計量供給装置の制御方法であって、
前記第１の貯留容器に粉体を供給するとともに、該第１の貯留容器から前記粉体を送り出しながら前記第１の貯留容器の前記粉体を含めた重量を計測し、該重量が一定となるように前記第１の貯留容器からの前記粉体の送り出し量を調節することを特徴とする。
【００２４】
本発明においては、本発明においては、第１の貯留容器の粉体を含めた重量が一定となるように、第１の貯留容器からの粉体の送り出し量を調節することにより、第１の貯留容器内の粉体の貯蔵量が一定になり、該第１の貯留容器から送り出される粉体の圧力が一定になるので、予期せずフラッシングが発生したり、継続して発生していたフラッシングが突然止んだりすることがなく、第１の貯留容器からの粉体の送り出しが一定の状態でなされる。
【００２５】
請求項９記載の粉体の連続計量供給装置の制御方法は、請求項７または８記載の粉体の連続計量供給装置の制御方法において、前記粉体供給手段を複数とし、該複数の粉体供給手段をひとつずつ切り換えながら前記第１の貯留容器に粉体を供給することを特徴とする。
【００２６】
本発明においては、複数の粉体供給手段をひとつずつ切り換えながら第１の貯留容器に粉体を供給することにより、粉体を途切れることなく第１の貯留容器に供給することができる。
【００２７】
請求項１０記載の粉体の連続計量供給装置の制御方法は、請求項７から９のいずれか記載の粉体の連続計量供給装置の制御方法において、前記第１の貯留容器への前記粉体の供給量を計測し、計測された前記粉体の供給量および前記第１の貯留容器の前記粉体を含めた重量の単位時間当たりの変化量に基づいて前記第１の貯留容器からの前記粉体の送り出し量を算出することを特徴とする。
【００２８】
本発明においては、粉体の供給量を、流量計のような精度の低い計量機器ではなくロードセル等を用いた重量計を使って明らかにでき、非常に高精度な計測が可能であり、その計測結果に基づいて粉体の送り出し量を非常に正確に算出することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明に係る実施形態を図１および図２に示して説明する。
本発明の粉体の連続計量供給装置の構造を図１に示す。同図において符号１は粉体原料を貯蔵するサイロ、２はサイロ１から粉体を送り出すロータリフィーダ、３はサイロ１から送り出された粉体を搬送するスクリューコンベア、４はスクリューコンベア３を伝って搬送されてきた粉体を一時的に貯留する中継ホッパ（第２の貯留容器）、５ａ，５ｂはスクリューコンベア３から中継ホッパ４への供給路に設けられて粉体の供給を断続する開閉弁、６は同供給路に設けられたフレキシブル継ぎ手である。
【００３０】
また、符号７は中継ホッパ４の粉体を重量を計測するロードセル（第２の重量計測手段）、８は中継ホッパ４に巻き上がった粉塵を排除するための除塵ダクト、９は中継ホッパ４から粉体を送り出すロータリフィーダ、１０は中継ホッパ４から送り出された粉体を一時的に貯留する主ホッパ（第１の貯留容器）、１１ａ，１１ｂは中継ホッパ４から主ホッパ１０への供給路に設けられて粉体の供給を断続する開閉弁、１２は同供給路に設けられたフレキシブル継ぎ手である。
【００３１】
さらに、符号１３は主ホッパ１０の重量を計測するロードセル（第１の重量計測手段）、１４，１５は主ホッパ１０から粉体を送り出すロータリフィーダ（粉体送出手段）、１６は主ホッパ１０から送り出された粉体を図示しない搬送先に導く粉体搬送管、１７は粉体搬送管１６に搬送先に向けて空気を送り込むルーツブロア、１８は主ホッパ１０からの排出路と粉体搬送管１６との接点に設けられて粉体搬送管１６に送り込まれた空気の流れを利用して粉体を呼び込むエゼクタ、１９は主ホッパ１０からの排出路に設けられたフレキシブル継ぎ手である。
【００３２】
スクリューコンベア３から主ホッパ１０に粉体を供給する経路は２系統設けられており、各中継ホッパ４へは各系統の開閉弁５ａ，５ｂの開閉状態を切り換えることによって交互に粉体が供給されるようになっている。また、主ホッパ１０へは各系統の開閉弁１１ａ，１１ｂの開閉状態を切り換えることによっていずれかの中継ホッパ４から粉体が供給されるようになっている。
【００３３】
主ホッパ１０の容量は１ｍ３以上に設定されている。また、主ホッパ１０の下流においてロータリフィーダ１４，１５を２段階に配置したのは、後段のロータリフィーダ１５をシール機構として機能させ、粉体搬送管１６から吹き込む空気流によって主ホッパ１０の排出路側に粉体が吸い込まれるのを防止するためである。
【００３４】
上記構造の粉体の連続計量供給装置の基本的な作動の仕方を説明する。
サイロ１に貯蔵された粉体は、ロータリフィーダ２によってサイロ１からスクリューコンベア３に送り出される。スクリューコンベア３を伝って搬送されてきた粉体は、途中で二手に分かれる供給路を通じ、主ホッパ１０に粉体を供給する２系統に並行して供給される。各系統では、中継ホッパ４に供給された粉体がロータリフィーダ９によって主ホッパ１０に粉体が供給される。このとき、中継ホッパ４から主ホッパ１０に向けて粉体を送り出している一方の系統の開閉弁５ａ（または５ｂ）が閉じられ、中継ホッパ４から主ホッパ１０に向けて粉体を送り出した後の他方の系統の開閉弁５ｂ（または５ａ）が開かれ、この系統の中継ホッパ４にスクリューコンベア３から粉体が供給される。他方の系統の中継ホッパ４内の粉体量が既定の上限値に達すると開閉弁５ｂが閉じられ、続いて一方の系統の中継ホッパ４内の粉体量が既定の下限値に達すると開閉弁５ａが開かれる。開閉弁５ａ，５ｂの開閉状態が交互に切り換えられることにより、粉体は主ホッパ１０に向けて絶えることなく連続して供給される。
【００３５】
主ホッパ１０に供給された粉体は、ロータリフィーダ１４，１５によって主ホッパ１０から送り出され、粉体搬送管１６に送り込まれた空気の流れを利用してエゼクタ１８に呼び込まれる。エゼクタ１８に呼び込まれた粉体は、粉体搬送管１６を流れる空気に随伴して搬送先に送られる。
【００３６】
上記構造の粉体の連続計量供給装置には、ロードセル７、およびロードセル１３の各重量計測手段の計測結果に基づいて主ホッパ１０からの粉体の送り出し量を算出する演算部（演算手段）２１が設けられている。また、上記構造の粉体の連続計量供給装置には、主ホッパ１０の粉体を含めた重量が一定となるようにロータリフィーダ９を制御して主ホッパ１０への粉体の供給量を調節する制御部（制御手段）２２が設けられている。これら演算部２１および制御部２２はいずれも連続計量供給装置の各機器に接続されたパソコン２０のひとつの機能として設けられている。
【００３７】
図２に示すように、演算部２１は、中継ホッパ４が所定量の粉体で満たされた状態から主ホッパ１０に向けて粉体を送り出していく過程で、粉体を含めた中継ホッパ４の重量の単位時間当たりの変化量Δ１を、ロードセル７の信号化された検出結果に基づいて逐次算出する（ステップＳ１０１）。続いて（もしくは同時に）、主ホッパ１０が中継ホッパ４から粉体を供給されかつ粉体搬送管１６に向けて粉体を送り出していく過程で、粉体を含めた主ホッパ１０の重量の単位時間当たりの変化量Δ２を、ロードセル１３の信号化された検出結果に基づいて逐次算出する（ステップＳ１０２）。次に、Δ１とΔ２との和を求めて主ホッパ１０からの粉体の送り出し量を決定する（ステップＳ１０３）。算出された送り出し量は、逐次パソコン２０のモニタに表示するとともにメモリに記憶する（ステップＳ１０４）。続いて、処理を終了する指令があるか否かを判別し（ステップＳ１０５）、処理を終了しないのであればステップＳ１０１に戻って上記の処理を繰り返す。
【００３８】
制御部２２は、主ホッパ１０が中継ホッパ４から粉体を供給されかつ粉体搬送管１６に向けて粉体を送り出していく過程で、粉体を含めた主ホッパ１０の重量の単位時間当たりの変化量Δ２を、ロードセル１３の信号化された検出結果に基づいて逐次算出する。次に、Δ２の値に応じてロータリフィーダ９の稼働量を決定する。これにより、主ホッパ１０の粉体を含めた重量は一定に保たれる。
【００３９】
上記構造の粉体の連続計量供給装置によれば、主ホッパ１０の粉体を含めた重量が常に一定に保たれるので、主ホッパ１０下部での粉体圧力の変動が生じ難いため、主ホッパ１０から送り出される粉体の見掛け比重が大きく変化することがない。
【００４０】
また、中継ホッパ４から主ホッパ１０への単位時間当たりの供給量、および主ホッパ１０からの単位時間当たりの送り出し量（ともに重量）が、各ホッパの粉体を含めた重量を計測することによって検出される。つまり、いずれの場合もホッパ自体の重量はキャンセルされてしまい、移動状態にない粉体の重量の増減のみを計測するので、見掛け比重の変化や粉体の付着、粉体のフラッシュ現象等に全く影響されることなく正確に計量を行うことができる。
【００４１】
スクリューコンベア３から主ホッパ１０に粉体を供給する経路が２系統設けられており、これらを交互に切り換えることによって主ホッパ１０に連続的に粉体を供給することができる。
【００４２】
主ホッパ１０の容量を１ｍ３以上に設定したことにより、粉体圧力を均して一定化することが容易にできるので、粉体の見掛け比重の変動も起き難い。
【００４３】
なお、本実施形態においては主ホッパ１０の粉体を含めた重量を一定に保つようにロータリフィーダ９を制御して主ホッパ１０への粉体の供給量を調節したが、これにかえて、主ホッパ１０の粉体を含めた重量を一定に保つようにロータリフィーダ１４，１５を制御して主ホッパ１０からの粉体の送り出し量を調節するようにしても同様の効果が得られる。
【００４４】
本発明の粉体の連続計量供給装置は、図１に示す構造に限定されるものではない。例えば、中継ホッパ４から主ホッパ１０に供給される粉体の供給量を計測する手段として中継ホッパ４の重量計量を採用しているが、中継ホッパ４の下流側に計量器を設けてもよい。また、重量計測手段には、ロードセル以外にも各種の計測手段を採用してよい。さらに、主ホッパ１０からの排出路と粉体搬送管１６との接点にはエゼクタ１８を設けているが、これを省略し単純にＴ字形に配管を接合した構造としてもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、移動状態にない粉体の重量の増減のみを計測するようにしたことにより、第１の貯留容器内の粉体の貯蔵量が一定になり、該第１の貯留容器から送り出される粉体の圧力が一定になるので、予期せずフラッシングが発生したり、継続して発生していたフラッシングが突然止んだりすることがなく、第１の貯留容器からの粉体の送り出しが一定の状態でなされる。これにより、粉体の、見掛け比重の変化や粉体の付着、粉体のフラッシュ現象等に全く影響されることなく正確に計量を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す図であって、粉体の連続計量供給装置の構造を示す概略図である。
【図２】演算部による処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ サイロ
２ ロータリフィーダ
３ スクリューコンベア
４ 中継ホッパ（第２の貯留容器）
５ａ，５ｂ 開閉弁
６ フレキシブル継ぎ手
７ ロードセル（第２の重量計測手段）
８ 除塵ダクト
９ ロータリフィーダ
１０ 主ホッパ（第１の貯留容器）
１１ａ，１１ｂ 開閉弁
１２ フレキシブル継ぎ手
１３ ロードセル（第１の重量計測手段）
１４，１５ ロータリフィーダ（粉体送出手段）
１６ 粉体搬送管
１７ ルーツブロア
１８ エゼクタ
１９ フレキシブル継ぎ手
Claims (10)
- 粉体を貯留する第１の貯留容器と、
該第１の貯留容器に前記粉体を供給する粉体供給手段と、
前記第１の貯留容器から前記粉体を送り出す粉体送出手段と、
前記第１の貯留容器の前記粉体を含めた重量を計測する第１の重量計測手段と、
前記第１の貯留容器の前記粉体を含めた重量が一定となるように前記粉体供給手段による前記第１の貯留容器への前記粉体の供給量を調節する制御手段とを備えることを特徴とする粉体の連続計量供給装置。 - 粉体を貯留する第１の貯留容器と、
該第１の貯留容器に前記粉体を供給する粉体供給手段と、
前記第１の貯留容器から前記粉体を送り出す粉体送出手段と、
前記第１の貯留容器の前記粉体を含めた重量を計測する第１の重量計測手段と、
前記第１の貯留容器の前記粉体を含めた重量が一定となるように前記粉体送出手段による前記第１の貯留容器からの前記粉体の送り出し量を調節する制御手段とを備えることを特徴とする粉体の連続計量供給装置。 - 前記粉体供給手段が、前記粉体を貯留する第２の貯留容器と、該第２の貯留容器の前記粉体を含めた重量を計測する第２の重量計測手段とを備えることを特徴とする請求項１または２記載の粉体の連続計量供給装置。
- 前記第１、第２の重量計測手段の計測結果に基づいて前記第１の貯留容器からの前記粉体の送り出し量を算出する演算手段を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか記載の粉体の連続計量供給装置。
- 前記粉体供給手段を複数備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか記載の粉体の連続計量供給装置。
- 前記第１の貯留容器の容量が１ｍ３以上であることを特徴とする請求項１から５のいずれか記載の粉体の連続計量供給装置。
- 粉体を貯留する第１の貯留容器と、該第１の貯留容器に前記粉体を供給する粉体供給手段と、前記第１の貯留容器から前記粉体を送り出す粉体送出手段と、前記第１の貯留容器の前記粉体を含めた重量を計測する第１の重量計測手段とを備える粉体の連続計量供給装置の制御方法であって、
前記第１の貯留容器に粉体を供給するとともに、
該第１の貯留容器から前記粉体を送り出しながら前記第１の貯留容器の前記粉体を含めた重量を計測し、
該重量が一定となるように前記第１の貯留容器への前記粉体の供給量を調節する
ことを特徴とする粉体の連続計量供給装置の制御方法。 - 粉体を貯留する第１の貯留容器と、該第１の貯留容器に前記粉体を供給する粉体供給手段と、前記第１の貯留容器から前記粉体を送り出す粉体送出手段と、前記第１の貯留容器の前記粉体を含めた重量を計測する第１の重量計測手段とを備える粉体の連続計量供給装置の制御方法であって、
前記第１の貯留容器に粉体を供給するとともに、
該第１の貯留容器から前記粉体を送り出しながら前記第１の貯留容器の前記粉体を含めた重量を計測し、
該重量が一定となるように前記第１の貯留容器からの前記粉体の送り出し量を調節する
ことを特徴とする粉体の連続計量供給装置の制御方法。 - 前記粉体供給手段を複数とし、該複数の粉体供給手段をひとつずつ切り換えながら前記第１の貯留容器に粉体を供給することを特徴とする請求項７または８記載の粉体の連続計量供給装置の制御方法。
- 前記第１の貯留容器への前記粉体の供給量を計測し、計測された前記粉体の供給量および前記第１の貯留容器の前記粉体を含めた重量の単位時間当たりの変化量に基づいて前記第１の貯留容器からの前記粉体の送り出し量を算出することを特徴とする請求項７から９のいずれか記載の粉体の連続計量供給装置の制御方法。
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| JP2003092303A JP2004301560A (ja) | 2003-03-28 | 2003-03-28 | 粉体の連続計量供給装置およびその制御方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060613 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060727 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060822 |