JP2006317375A

JP2006317375A - 粉体計量供給装置

Info

Publication number: JP2006317375A
Application number: JP2005142248A
Authority: JP
Inventors: Bunji Kaneda; 文治金田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-05-16
Filing date: 2005-05-16
Publication date: 2006-11-24

Abstract

【課題】計量ホッパーが不要で、ホッパーに粉体をチャージ中でも計量できる低コストの計量装置の計測精度に対する信頼性を向上させる粉体計量供給装置を提供する。
【解決手段】上段供給盤の粉体空間を周方向に間欠的に配置すると同時に、下段供給盤の羽根ピッチを上段供給盤の粉体空間の羽根ピッチより１．３〜２．０程度大きくすることによって、上段供給盤から定容積の粉体を仕切り板の開口部より下段供給盤側に間欠的に落下させ、仕切り板開口部直下に設けた重量計測器で、粉体が下段供給盤の羽根で周方向に押される前に静止した状態で粉体の重量を計測することにより、計測精度に対する下段供給盤の羽根やケーシング側壁の摩擦保持力の影響を大幅に低減して粉体重量を高精度で計測できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、粉体貯室から外部へ供給される粉体の重量を間欠的に計測して供給量を計量する粉体計量供給装置に関し、詳しくは長期にわたり精度良く計量できるようにする技術に関する。

粉体を貯留したホッパーの自重を計測するロードセルをチャージホッパーとは別の計量用ホッパーに付設し、計量用ホッパーからの粉体の吐出時に計量ホッパーの重量減少量から供給量を計量する高コストの減量式に対し、現在、粉体貯室の排出口の下方に取り付けられるケーシングに粉体貯室の排出口と連通する開口部を上面に吐出口を底面に設け、円盤の外周縁に複数の羽根を所定間隔おいて放射状に突設した供給盤をケーシングの底面で回転自在に設け、投入口を備えた仕切り板を供給盤の羽根の上端高さでその羽根の回転軌跡を覆う用に設け、下段供給盤と同じ構造の上段供給盤を供給盤の回転軸に仕切り板上で装着し、仕切り板の投入口と対抗する位置に投入口を備えた摺り切り板を上段供給盤の羽根の上端高さでその羽根軌跡を覆うように設け、下段供給盤及び上段供給盤の羽根と仕切り板とケーシングの底面とで仕切られた各空間を仕切り板及び摺り切り板の投入口から落下した粉体が所定量収容される粉体空間とし、同粉体空間に収容された粉体を周方向に移送する際のケーシング底面の粉体通過位置に計量孔を開口し、同計量孔に重量計測器の計測面を配設し、同計測面を通過する粉体重量を計測してその重量値と供給盤の回転数に基づいて粉体の供給量を計測できるようにした粉体計量供給装置が提案されている（図10参照）。

ところで、前記の構造では、上段供給盤から粉体が下段供給盤側に切れ目なしに連続的に落下するため、落下点では粉体重量を計測することができないので、落下した粉体を下段供給盤の羽根で周方向に移動させて計測しなければならない。
しかし、粉体を周方向に移送中に重量を計測する方式は、粉体が供給盤の羽根で水平方向に押されて羽根側に片寄り動的状態になっているため、羽根や受け盤側壁と粉体の摩擦保持力が大きく変動し易いので計測精度も変動し易い計測方式である。

又、前記の方式は、粉体に作用する垂直方向の保持力の影響で実重量より計測値が低くなるので、計測値から供給量を求めるためには、実機テストで重量伝達率を求めて計測値に対する補正係数を設定しなければならない。
しかし、補正係数は供給盤の回転数の影響も受けるので、運転回転数全域に対し実機と実粉でテストを実施し、供給量に対応した重量伝達率を求めて補正係数を設定しなければならない方式である。

更に、前記の方式は、粉体物性が変わると重量伝達率も変動する可能性があるが、粉体物性の変動状態やその変動が計測精度に影響しているかどうかは、再テストを実施する以外に確認する方法がないため、同じ粉体の物性が変動する可能性が高い粉体には適していない計測方式である。

計測重量が小さくなるほど、計測精度に対する粉体保持力等の外乱の影響の割合が大きくなるので、供給盤の容積を一定の容積以上にする必要がるため、１０ｋｇ／ｈ以下の小供給量用には適用できない。

そこで本発明者は、粉体貯室の排出口の下方に取り付けられるケーシングに、粉体貯室の排出口と連通する開口部を上面に吐出口を底面に設け、内部に上下２段供給盤を内蔵した粉体計量供給装置で、円盤の外周縁に複数の羽根を所定間隔おいて放射状に突設した構造の下段供給盤を、ケーシングの底面で回転自在に設け、投入口を備えた仕切り板を下段供給盤の羽根の上端高さでその羽根の回転軌跡を覆うように設け、円盤の外周に突設した羽根数が下段供給盤の羽根数より１．３〜２．０倍多く、外周の羽根とケーシングで仕切られた空間の一部の上面を塞いで、粉体収容空間を周方向に間欠的に配置した上段供給盤を下段供給盤の回転軸に仕切り板上で装着し、仕切り板の開口部と対抗する位置に投入口を備えた摺り切り板を上段供給盤の羽根の上端高さでその羽根軌跡を覆うように設け、摺り切り板投入口から上段供給盤の粉体空間に投入され、仕切り板開口部から下段供給盤の粉体空間内に間欠的に落下する粉体が、下段供給盤の羽根で周方向に移送される前に、仕切り板開口部直下のケーシング底面を開口して配設した重量計測器で落下後に静止した粉体重量を計測して、その重量と計測用供給盤の回転数に基づいて粉体の供給量を計測できるようにした粉体計量供給装置を開発した。

この技術によれば、上段供給盤下面の仕切り板開口部の直下に設けた重量計測器で、仕切り板開口部から間欠的に落下し静止した時の粉体重量を、下段供給盤の羽根で押される前に計測する場合は、既存の方式より粉体とケーシング壁面との接触面積が小さくなり、静止粉体と壁面の摩擦保持力が低く変動が少ないので、計測精度に対する粉体物性の変動影響も低くなり高い計測精度が得られる。
又、落下直後のダイヤフラム上の静止粉体は、供給盤の回転数に関係なく同じ形状になるので、重量伝達率及び計測精度に対する供給盤の回転数の影響は低い。

本方式は、重量伝達率に対する粉体物性や供給盤回転数の影響が低く変動しないので、出荷前に、工場で実粉と類似した試験粉体でテスト実施して補正係数を設定する方式を採用することにより、納入後の試運転時に実機実粉テストで補正係数を設定する作業が不要となり大幅なコスト低減ができる。

この技術では、粉体が間欠的に供給されるため、連続供給が必要な用途に対しては、計量装置の粉体出口下部に本体供給盤より小型の供給機を設けことで連続計量装置にすることができる。

近年、ゴミ焼却施設に於いて、廃ガス中のダイオキシン除去用として、低コストの空送用容積式定量供給機で微量の活性炭を煙道中に連続的に吹き込む方式が多数採用されているが、容積式で、供給量が５ｋｇ／ｈ程度の少量の場合は、活性炭が供給されていない状況が発生したり、高価な活性炭が過剰に供給されている状況が発生していても、現状では、運転中に、供給状況を高精度で検出する方法はない。
よって、前記の連続計量機装置を連続空送用供給機に適用するため、出口にエジェクターを装着し、供給機出口圧力を３ｋＰａ以下に減圧して粉体の逆流を防止する方式により、微量（５ｋｇ／ｈ以下）の活性炭を高精度で連続計量空気輸送が実現できると同時に、活性炭の供給重量を常時確認し、活性炭が無供給状態になってダイオキシンが大気中に飛散する事故を未然に防止するだけでなく活性炭の過剰使用も防止できる。
特開２００２−３２３３６５号公報

本発明が解決しようとする課題は、計量ホッパーが不要で、ホッパーに粉体をチャージ中でも計量できる低コストの計量装置の計測精度に対する信頼性を向上させる粉体計量供給装置を提供することにある。
本発明が解決しようとする第２課題は、少量の粉体の空送用供給機に本技術を適用し、空気輸送する粉体の重量と供給量を高精度で計測できる粉体計量供給装置を提供することにある。

かかる課題を解決した発明の構成は、
１）粉体貯室の排出口の下方に取り付けられる筒状ケーシングに、粉体貯室の排出口と連通する開口部を上面に吐出口を底面に設け、同ケーシング内部に上下２段供給盤を内蔵し、下段供給盤は円盤の外周縁に複数の羽根を所定間隔おいて放射状に突設した構造でケーシングの底面で回転自在に設け、投入口を備えた仕切り板を下段供給盤の羽根の上端高さでその羽根の回転軌跡を覆うようにケーシング内部に設け、円盤の外周に突設した羽根数が下段供給盤の羽根数より多く且つ外周の羽根とケーシングで仕切られた空間の一部の上面を塞いで、粉体収容空間を周方向に間欠的に配置した上段供給盤を下段供給盤の回転軸に仕切り板上で装着し、仕切り板の開口部と対向する位置に投入口を備えた摺り切り板を上段供給盤の羽根の上端高さでその羽根軌跡を覆うように設け、摺り切り板投入口から上段供給盤の粉体空間に投入され、仕切り板開口部直下のケーシング底面を開口してダイヤフラムを張設し、同ダイヤフラム上の物体の重量を計測する重量計測器を設け、仕切り板開口部から下段供給盤の粉体空間内に間欠的に落下する粉体が、下段供給盤の羽根で周方向に移送される前にダイヤフラム上に落下して、重量計測器で落下後に静止した粉体重量を計測して、その重量と計測用供給盤の回転数に基づいて粉体の供給量を計測できるようにした、粉体計量供給装置
２）上段供給盤の羽根とケーシング及び上面の摺り切り板及と下面の仕切り板で構成される粉体収容空間を周方向に間欠的に配置し、下段供給盤側に粉体を間欠的に供給できるようにすると同時に、下段供給盤の羽根ピッチを補助供給盤の羽根ピッチより大きくし、上段供給盤から下段供給盤側に間欠的に落下して静止した時の粉体重量を計測するまで、供給盤の羽根が粉体落下した位置まで到達できないよう上段供給盤の羽根に対して下段供給盤の羽根の位置を設定した、前記１）記載の粉体計量供給装置
３）上段供給盤の粉体空間を全粉体空間数の１／３以下にして計測重量を多くすることにより、小供給量で計測精度が高い、請求項１〜２記載の粉体計量供給装置。
４）上段供給盤に比し、下段供給盤の外径を大きく内径を小さくして、上段供給盤側から落下した粉体が、ケーシングや下段供給盤側壁に接触する面積を小さくして粉体保持力を低減し計測精度を向上させた、前記１）記載の粉体計量供給装置
５）供給盤軸部に装着した近接スイッチで供給盤の羽根の位置を常時検出することで、ロードセルで計測する連続計測値信号の中から、下段供給盤側に粉体が落下し静止した直後の計測信号を検出するようにした、前記１）〜３）いずれか記載の粉体計量供給装置
６）排出口にならし用の供給機を設けて粉体の均一な排出ができるようにした、前記１）〜４）いずれか記載の粉体計量供給装置
７）ならし用の供給機の粉体排出部に垂直エジェクターを装着した、前記５）記載の粉体計量供給装置
８）ロードセルを使用した重量計測ではゼロドリフトが発生するため、上段供給盤の粉体収容空間を１カ所以上塞いで粉体が充填できないようにし、粉体重量計測装部のダイヤフラム上に粉体と下段供給盤の羽根が乗っていない時の重量を常時ゼロに調整して、計測値にゼロドリフトが影響しないようにした、前記１）〜６）いずれか記載の粉体計量供給装置
９）下段供給盤の羽根のピッチが、上段供給盤の羽根のピッチの１．３〜２．０倍である、前記１）〜７）いずれか記載の粉体計量供給装置
にある。

以上説明したように、本発明によれば、上段供給盤から下段供給盤側に落下した粉体の重量を落下直下部に設けた重量計測器で粉体が静止した状態で計測できるようにするため、上段供給盤外周の羽根とケーシングで構成される粉体収容室を周方向に間欠的に配置することによって、粉体を下段供給盤側に間欠的に落下させると同時に、下段供給盤の羽根ピッチを上段供給盤の羽根ピッチより大きくすることによって、上段供給盤から落下し静止した状態の粉体の重量を、下段供給盤の羽根が周方向に押し始める前に計測することが可能になった。羽根のピッチは下段供給盤のものが上段供給盤の粉体空間の羽根ピッチより１．３〜２．０倍ほどが好ましい。

本発明による、静止粉体の重量を計測する方式は、計測精度に対する粉体物性や供給盤の回転速度の影響を受けないので、長期にわたり、計量機で最も重要な計測精度を飛躍的に向上させることができる。

間欠的に落下した粉体はブロック状で移送されるので、数ブロックの粉体の採取が容易になると同時に、採取した粉体の実重量と計測値から補正係数を簡単に設定することができるので、補正係数を求めるための計量テストに要する時間とコストを大幅に低減することが可能になった。

本発明による計測方式は、計測精度に対する外乱の影響が少ないので、高精度で小量（２０ｇ以下）の計測が可能であり、上段供給盤の粉体空間数を少なくすることにより、小供給量（５ｋｇ／ｈ以下）の用途に適用することが可能になった。

以下、本発明の各実施例を図面に基づいて具体的に説明する。

図１〜図６に示す実施例１の図１は実施例１の粉体計量装置の一部断面説明図、図２，は実施例１の要部の説明図、図３は図１のＡ−Ａ断面図、図４は図１のＢ−Ｂ断面図、図５は図１のＣ−Ｃ断面図、図６は図１のＤ−Ｄ断面図、図７は粉体計量を示す説明図、図８は実施例２を示す説明図、図９は実施例３を示す説明図、図１０は旧来の粉体計量供給装置の計量状態を示す説明図である。

図中、１は粉体計量供給装置、２はケーシング、２ａは開口部、２ｂは吐出口、２ｃは摺切り板、２ｄは投入口、２ｅは計量孔、２ｆは取付治具、３は減速機付きモータ、３ａは回転軸、３ｂは近接スイッチ、４は下段供給盤、４ａは下段供給盤の羽根、４ｂは下段供給盤の粉体空間、４ｃはＶリング、５は上段供給盤、５ａは上段供給盤の羽根、５ｂは上段供給盤の粉体空間、６は攪拌体、７はダイアフラム、８はロードセル、８ａは受圧板、９はインバータ、１０はコントローラ、１１はホッパー、１１ａは排出口、１２はシュート、１３はカバー体、Ａは粉体、Ｆは空気である。

実施例１の粉体計量供給装置１は図１〜図６に示すように、下段供給盤４と同軸上の上段供給盤５の羽根５ａ側面とケーシング２の側壁面と仕切り板２ｇ上面とで仕切られた粉体収容空間５ｂを周方向に間欠的に配置した上段供給盤５から仕切り板２ｇの開口部から下段供給盤側４に粉体が間欠的に落下し、落下直下部の計量口２ｅに付設したダイヤフラムの下部に設けたロードセル８で、落下直後に静止した粉体Ａの重量を計測した後、下段供給盤４の羽根４ａで周方向に移送される。

このとき、図２、図４、図６に示すように、上段供給盤の粉体空間５ｂより下段供給盤の粉体空間４ｂの方が大幅に大きいので、羽根４ａの高さは羽根５ａの高さより低く形成することができる。

図８に示す実施例２は、実施例１の計量装置から間欠的に排出される粉体を連続的に供給できるように、計量装置出口下部にならし用供給機１７を付設した実施例である。
ならし用供給機１７の供給盤２２は計量装置と独立した駆動装置で駆動する実施例であり、計量装置主軸からギヤで回転動力を伝達することもできる。

図９に示す実施例３は、実施例２に空送用エジェクターを組み合わせて供給機出口圧力を常圧に近い状態に減圧することで、計測精度が空送エアーの影響を受けないようにした高精度の低圧空送用計量装置の実施例である。

本発明は、セメント原料、微粉炭等の粉体燃料、食品化学製品の原料粉体及び水処理やゴミ焼却における環境汚染防止対策に使用する活性炭等の計量供給に適用できる。

実施例１の粉体計量供給装置の一部断面説明図である。実施例１の要部の説明図である。図１のＡ−Ａ断面図である。図１のＢ−Ｂ断面図である。図１のＣ−Ｃ断面図である。図１のＤ−Ｄ断面図である。実施例１の粉体計量を示す説明図である。実施例２を示す説明図である。実施例３を示す説明図である。旧来の粉体計量供給装置の計量状態を示す説明図である。

符号の説明

１粉体計量供給装置
２ケーシング
２ａ開口部
２ｂ吐出口
２ｃ摺切り板
２ｄ摺り切り板投入口
２ｅ計量孔
２ｆ取付治具
２ｇ仕切り板
２ｈ仕切り板投入口
３減速機付きモーター
３ａ回転軸
４下段供給盤
４ａ羽根
４ｂ粉体空間
４ｃＶリング
５上段供給盤
５ａ羽根
５ｂ粉体空間
６攪拌体
７ダイヤフラム
８ロードセル
８ａ受圧板
９インバーター
１０コントローラ
１１ホッパー
１２シュート
１３カバー
１４近接スイッチ
１５粉体連続計量供給装置
１６粉体空送用連続計量装置
１７ならし用供給機
１８粉体入り口
１９粉体出口シュート
２０ケーシング
２１充填用攪拌体
２２ならし用供給盤
２３空送用エジェクター
２４出口空送配管
２５減速機付きモーター
２６駆動側ギヤ
２７従道側ギヤ
Ａ粉体
Ｆ空気

Claims

粉体貯室の排出口の下方に取り付けられる筒状ケーシングに、粉体貯室の排出口と連通する開口部を上面に吐出口を底面に設け、同ケーシング内部に上下２段供給盤を内蔵し、下段供給盤は円盤の外周縁に複数の羽根を所定間隔おいて放射状に突設した構造でケーシングの底面で回転自在に設け、投入口を備えた仕切り板を下段供給盤の羽根の上端高さでその羽根の回転軌跡を覆うようにケーシング内部に設け、円盤の外周に突設した羽根数が下段供給盤の羽根数より多く且つ外周の羽根とケーシングで仕切られた空間の一部の上面を塞いで、粉体収容空間を周方向に間欠的に配置した上段供給盤を下段供給盤の回転軸に仕切り板上で装着し、仕切り板の開口部と対向する位置に投入口を備えた摺り切り板を上段供給盤の羽根の上端高さでその羽根軌跡を覆うように設け、摺り切り板投入口から上段供給盤の粉体空間に投入され、仕切り板開口部直下のケーシング底面を開口してダイヤフラムを張設し、同ダイヤフラム上の物体の重量を計測する重量計測器を設け、仕切り板開口部から下段供給盤の粉体空間内に間欠的に落下する粉体が、下段供給盤の羽根で周方向に移送される前にダイヤフラム上に落下して、重量計測器で落下後に静止した粉体重量を計測して、その重量と計測用供給盤の回転数に基づいて粉体の供給量を計測できるようにした、粉体計量供給装置。
上段供給盤の羽根とケーシング及び上面の摺り切り板及と下面の仕切り板で構成される粉体収容空間を周方向に間欠的に配置し、下段供給盤側に粉体を間欠的に供給できるようにすると同時に、下段供給盤の羽根ピッチを上段供給盤の羽根ピッチより大きくし、上段供給盤から下段供給盤側に間欠的に落下して静止した時の粉体重量を計測するまで、供給盤の羽根が粉体落下した位置まで到達できないよう上段供給盤の羽根に対して下段供給盤の羽根の位置を設定した、請求項１記載の粉体計量供給装置。
上段供給盤の粉体空間を全粉体空間数の１／３以下にして計測重量を多くすることにより、小供給量で計測精度が高い、請求項１〜２記載の粉体計量供給装置。
上段供給盤に比し、下段供給盤の外径を大きく内径を小さくして、上段供給盤側から落下した粉体が、ケーシングや下段供給盤側壁に接触する面積を小さくして粉体保持力を低減し計測精度を向上させた、請求項１記載の粉体計量供給装置。
供給盤軸部に装着した近接スイッチで供給盤の羽根の位置を常時検出することで、ロードセルで計測する連続計測値信号の中から、下段供給盤側に粉体が落下し静止した直後の計測信号を検出するようにした、請求項１〜３いずれか記載の粉体計量供給装置。
排出口にならし用の供給機を設けて粉体の均一な排出ができるようにした、請求項１〜４いずれか記載の粉体計量供給装置。
ならし用の供給機の粉体排出部に垂直エジェクターを装着した、請求項５記載の粉体計量供給装置。
ロードセルを使用した重量計測ではゼロドリフトが発生するため、上段供給盤の粉体収容空間を１カ所以上塞いで粉体が充填できないようにし、粉体重量計測装部のダイヤフラム上に粉体と下段供給盤の羽根が乗っていない時の重量を常時ゼロに調整して、計測値にゼロドリフトが影響しないようにした、請求項１〜６いずれか記載の粉体計量供給装置。
下段供給盤の羽根のピッチが、上段供給盤の羽根のピッチの１．３〜２．０倍である、請求項１〜７いずれか記載の粉体計量供給装置。