JP2016172633A - Powder supply device and powder supply method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、粉末供給装置、及び粉末供給方法に関する。 The present invention relates to a powder supply apparatus and a powder supply method.
従来、塗料やコンポジット材料等のセラミックスフィラーの製造においては、粉末の分散性、充填性、及び流動性を向上させる観点から、球状で表面が平滑とされた粉末が好まれている。
球状化した粉末(球状化粉末)を製造する方法としては、例えば、燃焼炎や熱プラズマ等の火炎中において原料粉末を溶融させる方法(例えば、特許文献1参照)がある。
バーナが形成する燃焼炎で球状化粉末を得る場合、キャリアガスとともに原料粉末をバーナに搬送し、酸素及び燃焼ガス(例えば、LPG等)によりバーナに形成される燃焼炎を用いて、原料粉末を加熱溶融させることで、球状化粉末を形成する。
Conventionally, in the production of ceramic fillers such as paints and composite materials, spherical powders with a smooth surface are preferred from the viewpoint of improving the dispersibility, filling properties, and fluidity of the powder.
As a method for producing a spheroidized powder (spheroidized powder), for example, there is a method of melting a raw material powder in a flame such as a combustion flame or thermal plasma (for example, see Patent Document 1).
When obtaining a spheroidized powder with the combustion flame formed by the burner, the raw material powder is transported to the burner together with the carrier gas, and the raw material powder is made using the combustion flame formed in the burner by oxygen and combustion gas (for example, LPG) Spheroidized powder is formed by heating and melting.
上記構成とされたバーナでは、バーナに供給するキャリアガスの量が燃焼炎の温度分布に大きな影響を与える。また、バーナに供給する原料粉末の供給量も一定である必要がある。
バーナに供給する原料粉末の供給量が変化すると、球状化粉末の大きさや形状のばらつきが大きくなるからである。また、大量の原料粉末が供給された場合には、未溶融の原料粉末が発生する恐れがある。
すなわち、所望の形状及び大きさとされた球状化粉末を安定して製造するためには、バーナに供給する原料粉末の供給量、及びキャリアガスの供給量を一定にする必要がある。
In the burner configured as described above, the amount of carrier gas supplied to the burner greatly affects the temperature distribution of the combustion flame. Further, the supply amount of the raw material powder supplied to the burner needs to be constant.
This is because variation in the size and shape of the spheroidized powder increases as the amount of the raw material powder supplied to the burner changes. In addition, when a large amount of raw material powder is supplied, unmelted raw material powder may be generated.
That is, in order to stably produce a spheroidized powder having a desired shape and size, it is necessary to make the supply amount of the raw material powder supplied to the burner and the supply amount of the carrier gas constant.
特許文献2には、原料粉末を供給する装置として、テーブルフィーダーが開示されている。
具体的には、特許文献2には、粉粒体を貯蔵する貯蔵容器と、貯蔵容器の底面に設けられた排出口と、鉛直方向の回転軸を回転中心として、貯蔵容器の底面上で排出口の上を通過するように回転して、該底面にある粉粒体を排出口に送る回転羽根と、を備え、回転羽根の回転軸側の上方を覆う回転軸側覆体、及び回転羽根の先端側の上方を覆う先端側覆体が、互いに空間を空けて設けられ、回転軸側覆体及び先端側覆体の上方にある粉粒体が、該空間を経由して貯蔵容器の底面に導かれるように構成されたテーブルフィーダーが開示されている。
Patent Document 2 discloses a table feeder as an apparatus for supplying raw material powder.
Specifically, Patent Document 2 discloses a storage container for storing powder particles, a discharge port provided on the bottom surface of the storage container, and a vertical rotation axis as a rotation center on the bottom surface of the storage container. A rotary blade that rotates so as to pass over the outlet and sends the granular material on the bottom surface to the discharge port, and a rotary shaft-side cover that covers the upper side of the rotary shaft of the rotary blade, and the rotary blade The tip side cover that covers the top side of the tip side of the storage container is provided with a space between each other, and the granular material that is above the rotary shaft side cover and the tip side cover passes through the space to the bottom surface of the storage container. A table feeder configured to be guided to the above is disclosed.
特許文献2に開示されたテーブルフィーダーでは、貯蔵容器の上部が開口しているため、貯蔵容器内に収納された原料粉末に対して、常に一定の圧力がかかる。
このため、排出口から排出される原料粉末の吐出量、すなわち原料粉末の使用先に対する原料粉末の供給量が一定になるとものと推測される。
In the table feeder disclosed in Patent Document 2, since the upper portion of the storage container is open, a constant pressure is always applied to the raw material powder stored in the storage container.
For this reason, it is estimated that the discharge amount of the raw material powder discharged from the discharge port, that is, the supply amount of the raw material powder to the usage destination of the raw material powder becomes constant.
しかしながら、貯蔵容器内に大気成分の混入を抑制したい場合には、貯蔵容器に蓋をして内部を気密する必要がある。
このような気密された貯蔵容器に原料粉末を収容させ、原料粉末の使用先に原料粉末を供給する場合、貯蔵容器内の原料粉末の減少に伴って、貯蔵容器内に形成される気相部の圧力が減少し、貯蔵容器内の原料粉末に印加される圧力が小さくなる。
これにより、排出口から導出される原料粉末の量が、時間とともに変化するため、所望の供給量で、安定して、使用先に原料粉末を供給することが困難であった。
However, when it is desired to suppress the mixing of atmospheric components in the storage container, it is necessary to cover the storage container with a lid.
When the raw material powder is housed in such an airtight storage container and the raw material powder is supplied to the use destination of the raw material powder, the gas phase part formed in the storage container as the raw material powder in the storage container decreases. The pressure applied to the raw material powder in the storage container is reduced.
Thereby, since the amount of the raw material powder led out from the discharge port changes with time, it is difficult to stably supply the raw material powder to the use destination with a desired supply amount.
そこで、本発明は、使用先に対して、原料粉末及びガスを一定量で供給することの可能な粉末供給装置、及び粉末供給方法を提供することを課題とする。 Then, this invention makes it a subject to provide the powder supply apparatus and powder supply method which can supply raw material powder and gas with a fixed quantity with respect to a user.
上記課題を解決するため、請求項1に係る発明によれば、気密された内部に原料粉末を貯蔵する粉末貯蔵室と、前記粉末貯蔵室の下端と接続され、該粉末貯蔵室に貯蔵された前記原料粉末を導出する粉末導出部と、前記粉末貯蔵室内の底に配置され、回転することで、前記原料粉末を前記粉末導出部に導く回転羽根と、ガスを供給するガス供給ライン、及び該ガス供給ラインに設けられ、該ガスの供給量を調整するガス供給量調整機構を含むガス供給部と、前記粉末貯蔵室内に配置され、前記ガス供給ラインと接続されており、前記ガス供給ラインを介して供給されたガスを前記粉末導出部に吹き付けるガス吹き付け部と、前記ガス供給量調整機構の後段に位置する前記ガス供給ラインから分岐され、前記粉末導出部と接続され、前記ガス供給ラインに供給されたガスのうちの一部を用いて、前記原料粉末を使用先に供給する粉末供給ライン、及び前記粉末供給ラインに設けられ、前記粉末貯蔵室をバイパスするバイパス弁を含む粉末供給部と、前記粉末供給ラインの分岐位置よりも後段の位置で、前記ガス供給ラインから分岐されるとともに、前記粉末貯蔵室の上部と接続され、前記粉末貯蔵室内に形成された気相部に、前記ガス供給ラインに流れるガスの一部を供給する圧力調整用ライン、及び該圧力調整用ラインに設けられた圧量調整弁を含む圧力調整部と、前記気相部の圧力を検出する圧力計と、前記バイパス弁、前記圧力調節弁、前記圧力計と電気的に接続され、前記圧力計が検出する前記気相部の圧力が所定の圧力となるように、前記圧力調整弁の開度を制御する制御装置と、を有することを特徴とする粉末供給装置が提供される。 In order to solve the above problems, according to the invention according to claim 1, the powder storage chamber for storing the raw material powder in an airtight interior and the lower end of the powder storage chamber are connected and stored in the powder storage chamber. A powder derivation unit for deriving the raw material powder, a rotary blade disposed at the bottom of the powder storage chamber and rotating to guide the raw material powder to the powder derivation unit; a gas supply line for supplying gas; and A gas supply unit that is provided in the gas supply line and includes a gas supply amount adjusting mechanism that adjusts the supply amount of the gas; and is disposed in the powder storage chamber and connected to the gas supply line; A gas blowing unit that blows the gas supplied to the powder deriving unit; and a branch from the gas supply line that is located after the gas supply amount adjusting mechanism; and connected to the powder deriving unit; A powder supply line including a bypass supply valve that bypasses the powder storage chamber and is provided in the powder supply line for supplying the raw material powder to a user using a part of the gas supplied to the line. And a branch portion of the powder supply line at a position subsequent to the branch position of the powder supply line, branch from the gas supply line, connected to the upper part of the powder storage chamber, and in the gas phase portion formed in the powder storage chamber, A pressure adjustment line that supplies a part of the gas flowing to the gas supply line, a pressure adjustment unit that includes a pressure adjustment valve provided in the pressure adjustment line, and a pressure gauge that detects the pressure in the gas phase part And the opening of the pressure regulating valve is electrically connected to the bypass valve, the pressure regulating valve, and the pressure gauge so that the pressure in the gas phase detected by the pressure gauge becomes a predetermined pressure. Control to control Powder feeding device is provided, characterized in that it comprises a location, a.
また、請求項2に係る発明によれば、前記制御装置と電気的に接続され、前記原料粉末を貯蔵した前記粉末貯蔵室の重量を連続的に測定し、測定した重量に関するデータを前記制御装置に送信する重量測定装置を有し、前記制御装置は、前記重量測定計が測定した重量、前記粉末貯蔵室のみの重量、及び前記原料粉末の供給時間に基づいて、単位時間当たりの前記原料粉末の供給量を算出し、前記原料粉末の供給量が所定の供給量を一定時間下回った際、前記バイパス弁の開度を絞り、前記圧力調整弁の開度を大きくして、前記所定の圧力よりも高い圧力で前記気相部を加圧することを特徴とする請求項1記載の粉末供給装置が提供される。 According to the invention of claim 2, the weight of the powder storage chamber that is electrically connected to the control device and stores the raw material powder is continuously measured, and data relating to the measured weight is stored in the control device. A weight measuring device that transmits the raw material powder per unit time based on the weight measured by the weight meter, the weight of only the powder storage chamber, and the supply time of the raw material powder When the supply amount of the raw material powder falls below a predetermined supply amount for a certain period of time, the opening of the bypass valve is reduced and the opening of the pressure adjustment valve is increased to increase the predetermined pressure. The powder supply apparatus according to claim 1, wherein the gas phase part is pressurized at a higher pressure.
また、請求項3に係る発明によれば、原料粉末をガスとともに、前記原料粉末の使用先に供給する粉末供給装置を用いた粉末供給方法であって、気密された内部に前記原料粉末を貯蔵する粉末貯蔵室内の底に配置された回転羽根を回転させ、かつ前記粉末貯蔵室内に配置されたガス吹き付け部からガスを吹き付けることで、前記粉末貯蔵室の下端に設けられた粉末導出部から該ガス及び前記原料粉末を導出させるとともに、前記粉末貯蔵室13内に形成された気相部の圧力が所定の圧力となるように、前記気相部にガスを供給する第1の工程と、前記粉末導出部から導出された前記ガス及び前記原料粉末を、ガスを用いて使用先に供給する第2の工程と、を有し、前記第1及び第2の工程で使用され、かつ前記使用先に供給される前記ガスの合計流量が、一定の流量であることを特徴とする粉末供給方法が提供される。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a powder supply method using a powder supply device for supplying raw material powder together with gas to a use destination of the raw material powder, wherein the raw material powder is stored in an airtight interior. The rotary vane disposed at the bottom of the powder storage chamber is rotated, and the gas is blown from the gas spraying portion disposed in the powder storage chamber, so that the powder derivation unit provided at the lower end of the powder storage chamber A first step of deriving gas and the raw material powder and supplying a gas to the gas phase part so that the pressure of the gas phase part formed in the
また、請求項4に係る発明によれば、前記原料粉末の供給量が所定の供給量を一定時間下回った際、前記気相部を前記所定の圧力よりも高い圧力で加圧し、その後、前記原料粉末の供給量が前記所定の供給量に戻った段階で、前記気相部の圧力を所定の圧力に戻すことを特徴とする請求項3記載の粉末供給方法が提供される。 According to the invention according to claim 4, when the supply amount of the raw material powder falls below a predetermined supply amount for a predetermined time, the gas phase part is pressurized at a pressure higher than the predetermined pressure, and then the 4. The powder supply method according to claim 3, wherein when the supply amount of the raw material powder returns to the predetermined supply amount, the pressure of the gas phase part is returned to the predetermined pressure.
本発明によれば、使用先に対して、気密された粉末貯蔵室内に貯蔵された原料粉末、及びガスを一定量で供給することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the raw material powder stored in the airtight powder storage chamber and gas can be supplied with a fixed quantity with respect to a user.
以下、図面を参照して本発明を適用した実施の形態について詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、本発明の実施形態の構成を説明するためのものであり、図示される各部の大きさや厚さや寸法等は、実際の粉末供給装置の寸法関係とは異なる場合がある。 Embodiments to which the present invention is applied will be described below in detail with reference to the drawings. The drawings used in the following description are for explaining the configuration of the embodiment of the present invention, and the size, thickness, dimensions, and the like of each part shown in the drawings are different from the dimensional relationship of an actual powder supply apparatus. There is a case.
(実施の形態)
図1は、本発明の実施の形態に係る粉末供給装置の概略構成を模式的に示す図(系統図)である。図1では、粉末貯蔵室13、及び粉末導出部24を断面で図示する。
(Embodiment)
FIG. 1 is a diagram (system diagram) schematically showing a schematic configuration of a powder supply apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the
図1を参照するに、本実施の形態の粉末供給装置10は、ガス供給源11と、粉末貯蔵室13と、圧力計16と、圧力調節計18と、回転羽根21と、モーター22と、粉末導出部24と、ガス供給部26と、ガス吹き付け部28と、粉末供給部29と、圧力調整部31と、架台33と、重量測定装置34と、制御装置37と、を有する。
Referring to FIG. 1, the
ガス供給源11は、ガス供給部26を構成する後述するガス供給ライン41の一端と接続されている。ガス供給源11は、ガス供給ライン41にガスを供給する。使用先としてバーナを用いる場合、ガス供給源11が供給するガスとしては、例えば、窒素ガスや酸素ガス等を用いることができる。
The
粉末貯蔵室13は、気密された構造とされており、貯蔵室本体13−1と、蓋体13−2と、を有する。貯蔵室本体13−1は、原料粉末14を貯蔵する容器である。貯蔵室本体13−1の底部には、原料粉末14を導出するための開口部13−1Aが設けられている。
貯蔵室本体13−1の側壁部は、例えば円柱形状とすることができる。貯蔵室本体13−1の側壁部と貯蔵室本体13−1の底板部との接合には、例えば、溶接を用いることができる。
蓋体13−2は、貯蔵室本体13−1の上端を塞ぐように設けられている。蓋体13−2と貯蔵室本体13−1との間には、図示していない樹脂製のパッキンが設けられている。
また、蓋体13−2は、パッキンを抑えるための拘束具(図示せず)で貯蔵室本体13−1の側壁部に固定されている。
The
The side wall part of the storage chamber main body 13-1 can be made into a column shape, for example. For example, welding can be used for joining the side wall portion of the storage chamber body 13-1 and the bottom plate portion of the storage chamber body 13-1.
The lid 13-2 is provided so as to close the upper end of the storage chamber body 13-1. A resin packing (not shown) is provided between the lid 13-2 and the storage chamber body 13-1.
The lid 13-2 is fixed to the side wall of the storage chamber body 13-1 by a restraining tool (not shown) for suppressing packing.
貯蔵室本体13−1の側壁部、及び蓋体13−2がフランジ部を有する場合、上記拘束具としては、例えば、ボルト及びナットを用いることができる。
また、蓋体13−2を貯蔵室本体13−1の側壁部の上端に被せてパッキンを押さえる構造の場合には、拘束具としては、例えば、チャック式の拘束具を用いることができる。
粉末貯蔵室13の材料としては、強度の高い材料が好ましく、例えば、金属材料、特にステンレス鋼が好適である。
When the side wall part of the storage chamber body 13-1 and the lid body 13-2 have a flange part, for example, bolts and nuts can be used as the restraining tool.
Further, in the case of a structure in which the cover 13-2 is put on the upper end of the side wall portion of the storage chamber body 13-1 and the packing is pressed, for example, a chuck-type restraint can be used as the restraint.
As a material of the
上記構成とされた粉末貯蔵室13内には、貯蔵された原料粉体14の上方に気相部15が形成されている。気相部15は、粉末貯蔵室13を気密に封じた際の原料粉末14と気相に分かれた気相部分である。
気相部15は、例えば、粉末貯蔵室13を大気成分で封じた後、適宜必要なガス(使用先としてバーナを用いる場合、例えば、窒素ガスや酸素ガス等)を導入し、置き換えてもよい。
In the
For example, after the
気相部15は、粉末貯蔵室13により気密に保たれているため、原料粉末14が排出されると(使用先に原料粉末14を供給すると)、予め設定した所定の圧力よりも低下していく。
気相部15の上記所定の圧力は、粉末貯蔵室13の耐圧設計による圧力範囲で設定可能である。また、安全上、例えば、0.06MPaを気相部15の上限圧力として設定する場合、0.06MPaの圧力で開くことで、気相部15の圧力を逃がす安全弁(図示せず)を設けてもよい。
Since the
The predetermined pressure of the
ここで、原料粉末14について説明する。
原料粉末14としては、例えば、アルミナ粉体、シリカ粉体、酸化鉄(マグネタイト)、等の無機化合物よりなる粉末、或いはこれらの無機化合物を混合させた混合物の粉末を挙げることができる。
原料粉末14としては、例えば、薄片形状、微粉形状、球形状、半球形状、円柱形状等のペレットを用いることができる。
原料粉末14の粒径は、例えば、1μm以上500μm以下の範囲内で適宜設定することができる。
Here, the
Examples of the
As the
The particle size of the
圧力計16は、気相部15の圧力を測定することが可能な状態で、蓋体13−2に設けられている。圧力計16は、圧力調節計18を介して、制御装置37と電気的に接続されており、測定した圧力に関するデータを連続的に制御装置37に送信する。
なお、蓋体13−2には、図示していない開放弁が設けられている。該開放弁は、気相部15の圧力が予め設定された圧力よりも上昇した際、気相部15の気体を外部に放出する。
The
The lid 13-2 is provided with an open valve (not shown). The release valve releases the gas in the
回転羽根21は、粉末貯蔵室13内の底に配置されている。回転羽根21は、モーター22と接続されており、粉末貯蔵室13内の底で回転(自転)することで、開口部13−1Aに原料粉末14を導く。回転羽根21としては、例えば、特許文献2に開示された回転羽根を用いることができる。
モーター22は、回転羽根21を回転駆動させるための動力源であり、粉末貯蔵室13の下方に配置されている。
The
The
粉末導出部24は、一端が粉末貯蔵室13に設けられた開口部13−1Aと接続されており、粉末貯蔵室13の下方に配置されている。粉末導出部24は、筒状とされた部材であり、粉末貯蔵室13内から原料粉体14、及びガス供給ライン41を通過したガスを導出させるための部材である。
One end of the powder outlet 24 is connected to an opening 13-1 </ b> A provided in the
ガス供給部26は、ガス供給ライン41と、ガス供給量調整機構43と、流量調節弁45と、を有する。
ガス供給ライン41は、一端がガス供給源11と接続されており、他端がガス吹き付け部28と接続されている。ガス供給ライン41は、ガス吹き付け部28にガスを供給するためのラインである。
The
One end of the
ガス供給量調整機構43は、流量計47と、流量調節弁48と、流量調節計49と、を有する。
流量計47は、ガス供給源11の近傍に位置するガス供給ライン41に設けられている。流量計47は、流量調節計49を介して、制御装置37と電気的に接続されている。流量計47は、ガス供給ライン41を流れるガスの流量を測定する。
The gas supply
The
流量調節弁48は、流量計47の後段に位置するガス供給ライン41に設けられている。流量調節弁48は、流量調節計49を介して、制御装置37と電気的に接続されている。流量調節弁48は、ガス供給ライン41を流れるガスの流量を調節する。
流量調節計49は、流量計47、流量調節弁48、及び制御装置37と電気的に接続されている。流量調節計49に設定された流量指示値の偏差に基づいて、流量調節弁48の動作が制御される。
The flow
The
流量調節弁45は、流量調節弁48の後段に位置するガス供給ライン41に設けられている。流量調節弁45は、制御装置37と電気的に接続されており、制御装置37により動作が制御される。流量調節弁45は、ガス吹き付け部28に供給するガスの流量を調節する。
The flow
ガス吹き付け部28は、粉末貯蔵室13内に設けられており、回転羽根21及び粉末導出部24の上方に配置されている。ガス吹き付け部28は、粉末導出部24に向かう方向に、ガス供給ライン41を介して供給されたガスを吹き付けるためのものである。ガス吹き付け部28としては、例えば、ノズルを用いることができる。
このような構成とされたガス吹き付け部28を有することで、回転羽根21によって粉末導出部24に案内された原料粉末14が凝集することを抑制できる。
The
By having the
粉末供給部29は、粉末供給ライン52と、バイパス弁53と、を有する。粉末供給ライン52は、流量調節弁45と流量調節弁48との間に位置するガス供給ライン41から分岐されており、使用先(例えば、バーナ)と接続されている。
粉末供給ライン52は、バイパス弁53の後段において、粉末導出部24の他端と接続されている。粉末供給ライン52には、粉末導出部24を通過した原料粉末14及びガスが導入される。
粉末供給ライン52は、重量測定装置34を用いて、粉末貯蔵室13、粉末貯蔵室13に貯蔵された原料粉末14、及び架台33よりなる構造体の重量を正確に測定する観点から、フレキシブル性を有する配管で構成するとよい。
The
The
The
バイパス弁53は、粉末導出部24の接続位置の前段に位置する粉末供給ライン52に設けられている。バイパス弁53は、制御装置37と電気的に接続されており、制御装置37により動作が制御される。
バイパス弁53が開かれると、ガス供給源11からガス供給ライン41に供給されたガスのうちの一部が粉末供給ライン52に供給される。
粉末供給部29は、バイパス弁53が開かれた状態において、ガス供給源11からガス供給ライン41に供給されたガスのうちの一部を用いて、粉末導出部24を通過した原料粉末14及びガスを使用先に供給する。
The
When the
The
圧力調整部31は、圧力調整用ライン55と、圧量調整弁56と、を有する。
圧力調整用ライン55は、粉末供給ライン52の分岐位置よりも後段の位置で、ガス供給ライン41から分岐されている。圧力調整用ライン55は、粉末貯蔵室13の上部と接続されている。
圧力調整用ライン55は、圧量調整弁56が開かれた状態において、ガス供給ライン41を流れるガスの一部を粉末貯蔵室13内の気相部15に供給する。
圧力調整部56は、圧力調整用ライン55に設けられている。圧力調整部56は、制御装置37と電気的に接続されており、制御装置37により動作が制御される。
The
The
The
The
上記構成とされた圧力調整部31は、気相部15にガスを導入することで、気相部15の圧力を所定の圧力(例えば、使用先の圧力よりも少し高い圧力)に維持したり、気相部15の圧力を該所定の圧力よりも高い圧力にしたりする。
使用先の圧力が大気圧の場合、上記所定の圧力(後述する「所定の圧力A」)としては、例えば、大気圧に0.01MPaを加えた圧力(陽圧)を用いることができる。
The
When the pressure at the use destination is atmospheric pressure, for example, pressure (positive pressure) obtained by adding 0.01 MPa to atmospheric pressure can be used as the predetermined pressure ("predetermined pressure A" described later).
架台33は、粉末貯蔵室13の下端に設けられている。架台33は、重量測定装置34上に配置されている。
重量測定装置34は、床面35に載置されており、架台33、粉末貯蔵室13に貯槽された原料粉体14、及び粉末貯蔵室13の重量を測定する。重量測定装置34は、制御装置37と電気的に接続されている。重量測定装置34は、測定した重量に関するデータを制御装置37に送信する。
The
The
制御装置37は、記憶部61と、制御演算部62と、を有する。記憶部61には、粉末供給装置10を運転するためのプログラム、予め設定された維持すべき気相部15の所定の圧力(以下、「所定の圧力A」という)、架台33と粉末貯蔵室13との合計の重量(以下、「重量B」という)、予め設定した原料粉末14の所定の供給量(以下、「供給量C」という)、所定の圧力よりも気相部15の圧力が高くなるように加圧する際の圧力(以下、「圧力D」という)等のデータが格納されている。
所定の圧力Aが大気圧に0.01MPaを加えた圧力の場合、圧力Dは、例えば、0.05MPaとすることができる。
The
When the predetermined pressure A is a pressure obtained by adding 0.01 MPa to the atmospheric pressure, the pressure D can be set to 0.05 MPa, for example.
制御演算部62は、記憶部61に格納された上記データ、圧力計16が測定する圧力E、及び重量測定装置34が測定する重量(以下、「重量F」という)等に基づいて、粉末供給装置10の制御全般を行う。
The
具体的には、制御演算部62は、粉末貯蔵室13から原料粉末14が導出されることで、低下する圧力Eが所定の圧力Aとなるように、ガス供給量調整機構43からガスを供給し、圧量調整弁56の開度を調節することで、気相部15内にガスを導入する。
このように、圧力計16が測定する圧力Eが所定の圧力Aとなるように調整することで、気相部15の圧力を一定の圧力に保たれるため、粉末貯蔵室13から導出される原料粉末の量を一定にすることができる。
Specifically, the
In this way, by adjusting the pressure E measured by the
また、ガス供給源11から供給されるガスの供給量は、減少した圧力分だけのガス量を追加供給するので、使用先に供給されるガスの供給量を常に一定にすることができる。
このように、使用先に供給する原料粉末14及びガスの供給量が一定となることで、例えば、使用先がバーナの場合、所望の形状及び大きさとされた球状化粉末を安定して製造することができる。
Further, since the gas supply amount supplied from the
Thus, the
制御演算部62は、重量測定計33が測定した重量F、粉末貯蔵室13及び架台33の重量B、及び原料粉末14の供給時間に基づいて、使用先に対する原料粉末14の供給量を算出し、原料粉末14の供給量が予め設定した所定の供給量を一定時間(例えば、30秒)下回った際、バイパス弁53の開度を絞り、圧力調整弁56の開度を大きくして、所定の圧力Aよりも高い圧力で気相部15を加圧する。
Based on the weight F measured by the
このように、使用先に対する供給量が所定の供給量Cを一定時間下回った際、所定の圧力Aよりも高い圧力Dで気相部15を加圧することで、例えば、回転羽根21の上方で原料粉末14が凝集した場合(例えば、粉末貯蔵室13の対向する内壁に亘るように、ブリッジ状の原料粉末14の塊が形成された場合)において、凝集した原料粉体14の塊を砕いて、粉末貯蔵室13の底面に原料粉体14を落下させることが可能となる。
これにより、回転羽根21を用いて、粉末貯蔵室13から一定量の原料粉体14を導出させることができる。
したがって、粉末供給装置10は、原料粉末14が水分や油分を含む場合や、湿気を帯びやすい場合にも有効である。
In this way, when the supply amount to the use destination falls below the predetermined supply amount C for a certain time, the
Thus, a certain amount of
Therefore, the
本実施の形態の粉末供給装置によれば、圧力計16が測定する気相部15の圧力が所定の圧力Aとなるように、圧力調整弁56の開度を制御することで、ガス供給源11から供給されるガスの供給量と、使用先に供給されるガスの供給量と、を等しくした上で、使用先に供給する原料粉末14及びガスの供給量を一定にすることができる。
According to the powder supply apparatus of the present embodiment, the gas supply source is controlled by controlling the opening degree of the
なお、本実施の形態では、ガス供給源11が供給するガスの流量と、使用先に供給するガスの流量と、が等しくなるように、圧力調整弁56の開度を調節する場合を例に挙げて説明したが、必要に応じて、流量調節弁45の開度も調節してもよい。
この場合でも、ガス供給源11から供給されるガスの供給量と、使用先に供給されるガスの供給量と、が等しくなる。
In the present embodiment, the case where the opening of the
Even in this case, the supply amount of the gas supplied from the
図2は、重量測定装置の他の例を説明するための図である。図2において、図1に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。 FIG. 2 is a diagram for explaining another example of the weight measuring device. 2, the same components as those in the structure shown in FIG.
次に、図2を参照して、重量測定装置67について説明する。
図2を参照するに、重量測定装置67は、床面35上に配置され、略コの字型形状とされた架台66のうち、床面35と対向する部分の下面に固定されている。重量測定装置67は、粉末貯蔵室13を吊り下げるためのフック部67Aを有する。
図1に示す重量測定装置34に替えて、図2に示す重量測定装置67を用いて、重量測定装置67と図1に示す制御装置37とを電気的に接続させてもよい。
Next, the
Referring to FIG. 2, the
Instead of the
次に、図1を参照して、図1に示す粉末供給装置10を用いた本実施の形態の粉末供給方法について説明する。
本実施の形態の粉末供給方法は、気密された内部に原料粉末14を貯蔵する粉末貯蔵室13内の底に配置された回転羽根21を回転させ、かつ粉末貯蔵室13内に配置されたガス吹き付け部28からガスを吹き付けることで、粉末貯蔵室13の下端に設けられた粉末導出部24からガス及び原料粉末14を導出させるとともに、粉末貯蔵室13内に形成された気相部15の圧力が所定の圧力Aとなるように、気相部15にガスを供給する第1の工程と、粉末導出部24から導出されたガス及び原料粉末14を、粉末供給ライン52に供給されたガスを用いて使用先に供給する第2の工程と、を有し、第1及び第2の工程で使用され、かつ使用先に供給されるガスの合計流量が、一定の流量であることを特徴とする。
Next, with reference to FIG. 1, the powder supply method of this Embodiment using the
In the powder supply method of the present embodiment, the
本実施の形態の粉末供給方法によれば、ガス供給源11から供給されるガスの供給量と、使用先に供給されるガスの供給量と、を等しくした上で、使用先に供給する原料粉末14及びガスの供給量を一定にすることができる。
これにより、例えば、使用先がバーナの場合、所望の形状及び大きさとされた球状化粉末を安定して製造することができる。
According to the powder supply method of the present embodiment, the supply amount of gas supplied from the
Thereby, for example, when the use destination is a burner, a spheroidized powder having a desired shape and size can be stably produced.
また、本実施の形態の粉末供給方法において、原料粉末14の供給量が所定の供給量Cを一定時間(例えば、30秒)下回った際、気相部15を所定の圧力Aよりも高い圧力Dで加圧し、その後、気相部15の圧力を所定の圧力Aに戻してもよい。
Further, in the powder supply method of the present embodiment, when the supply amount of the
このように、使用先に対する供給量が所定の供給量Cを一定時間下回った際、所定の圧力Aよりも高い圧力Dで気相部15を加圧することで、例えば、回転羽根21の上方で、原料粉末14が凝集した場合(例えば、粉末貯蔵室13の対向する内壁に亘るように、ブリッジ状の原料粉末14の塊が形成された場合)において、凝集した原料粉体14の塊を砕いて、粉末貯蔵室13の底面に原料粉体14を落下させることが可能となる。
これにより、回転羽根21を用いて、粉末貯蔵室13から一定量の原料粉体14を導出させることができる。
In this way, when the supply amount to the use destination falls below the predetermined supply amount C for a certain time, the
Thus, a certain amount of
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, but the present invention is not limited to such specific embodiments, and within the scope of the present invention described in the claims, Various modifications and changes are possible.
以下、実施例について、説明するが、本発明は、下記実施例に限定されない。 Hereinafter, although an example is described, the present invention is not limited to the following example.
(実施例)
実施例では、図1に示す粉末供給装置10を用いて、下記試験を行った。
初めに、大気雰囲気下において、内容積が40Lとされた粉末貯蔵室13内に、平均粒径2.7μmのアルミナ粉末を25kg導入し、その後、蓋体13−2を閉じて、粉末貯蔵室13内を気密した。
次いで、気相部15をガス供給源11から供給するガスで置換した。このとき、ガスとして、酸素ガスを用いた。また、使用先としては、バーナを用いた。次いで、ガス供給量調整機構43を用いて、ガスの流量を7.5Nm3/hに設定した。
(Example)
In the examples, the following tests were performed using the
First, 25 kg of alumina powder having an average particle size of 2.7 μm is introduced into a
Next, the
次いで、圧力調整弁56を用いて、気相部15の圧力を安全弁(図示せず)が開閉する閾値0.06MPaよりも若干高い圧力(0.07MPa)に設定して、該安全弁からガスを開放しながら置換作業を行った。
上記ガスの置換が完了後、ガス供給量調整機構43からのガスの供給を停止させた。本実施例では、使用先の圧力を大気圧とし、原料粉末14の供給時における気相部15の所定の圧力Aを大気圧に0.01MPaを加えた圧力とした。
気相部15には、まだ安全弁(図示せず)の開閉閾値である0.06MPaでガスが残っているため、残圧を抜いた。
Next, the
After the replacement of the gas was completed, the gas supply from the gas supply
Since the gas remained at 0.06 MPa, which is the open / close threshold value of the safety valve (not shown), the residual pressure was released in the
次いで、ガス供給量調整機構43を用いて、ガスの流量調整を行うとともに、バイパス弁53を開いて、ガスを供給した。本実施例では、ガスの供給量を、5.0m3/hとした。
また、回転羽根21を、20Hzの回転数で回転させた。ガス供給量調整機構43からガスを流し始めると、ガス吹き付け部28から噴出したガスにより、原料粉末14は、凝集することなく、粉末貯蔵室13から該ガスとともに導出され、粉末供給ライン52を流れるガスにより、使用先へと供給された。
Subsequently, the gas flow
Further, the
原料粉末14が粉末貯蔵室13から導出されるに伴い、気相部15の容積が大きくなっていくため、所定の圧力Aを維持するためには、気相部15の容積の拡大に伴って、気相部15を減圧する分のガスを追加させる必要がある。
そこで、ガス供給量調整機構43からガスを供給し、圧量調整弁56の開度を調節して、気相部15の圧力を一定に調節することで、使用先に供給されるガスの供給量を一定にした上で、気相部15の圧力が所定の圧力Aとなるように制御した。
上記処理を行った実施例の原料粉末の単位時間当たりの供給量は、12.0〜15.0kg/hであった。
As the
Therefore, gas is supplied from the gas supply
The supply amount per unit time of the raw material powder of the Example which performed the said process was 12.0-15.0 kg / h.
(参考例)
参考例では、図1に示す粉末供給装置10の構成から、圧力調整部31を除いた装置を用いて、実施例と同様な試験を行った。
その結果、原料粉末14の単位時間当たりの供給量は、2.4〜6.0kg/hであり、激しく変動した。
(Reference example)
In the reference example, a test similar to that of the example was performed using an apparatus excluding the
As a result, the supply amount per unit time of the
(実施例及び参考例の結果のまとめ)
実施例及び参考例の結果から、実施例では、参考例と比較して、原料粉末14の供給量が最大値で58%上昇した。また、参考例では、制御できない幅が±43%であったが、実施例では、制御できない幅が±11%に向上し、良好な結果を得ることができた。
(Summary of results of Examples and Reference Examples)
From the results of Examples and Reference Examples, in the Examples, the supply amount of the
本発明は、使用先に対して、原料粉末を貯蔵し、かつ気密された粉末貯蔵室を有する粉末供給装置、及び粉末供給方法に適用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is applicable to a powder supply apparatus and a powder supply method that store raw material powder and has an airtight powder storage chamber for a user.
10…粉末供給装置、11…ガス供給源、13…粉末貯蔵室、13−1…貯蔵室本体、13−1A…開口部、13−2…蓋体、14…原料粉末、15…気相部、16…圧力計、18…圧力調節計、21…回転羽根、22…モーター、24…粉末導出部、26…ガス供給部、28…ガス吹き付け部、29…粉末供給部、31…圧力調整部、33,66…架台、34,67…重量測定装置、35…床面、37…制御装置41…ガス供給ライン、43…ガス供給量調整機構、45…流量調節弁、47…流量計、48…流量調節弁、49…流量調節計、52…粉末供給ライン、53…バイパス弁、55…圧力調整用ライン、56…圧量調整弁、61…記憶部、62…制御演算部、66…架台、67A…フック部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記粉末貯蔵室の下端と接続され、該粉末貯蔵室に貯蔵された前記原料粉末を導出する粉末導出部と、
前記粉末貯蔵室内の底に配置され、回転することで、前記原料粉末を前記粉末導出部に導く回転羽根と、
ガスを供給するガス供給ライン、及び該ガス供給ラインに設けられ、該ガスの供給量を調整するガス供給量調整機構を含むガス供給部と、
前記粉末貯蔵室内に配置され、前記ガス供給ラインと接続されており、前記ガス供給ラインを介して供給されたガスを前記粉末導出部に吹き付けるガス吹き付け部と、
前記ガス供給量調整機構の後段に位置する前記ガス供給ラインから分岐され、前記粉末導出部と接続され、前記ガス供給ラインに供給されたガスのうちの一部を用いて、前記原料粉末を使用先に供給する粉末供給ライン、及び前記粉末供給ラインに設けられ、前記粉末貯蔵室をバイパスするバイパス弁を含む粉末供給部と、
前記粉末供給ラインの分岐位置よりも後段の位置で、前記ガス供給ラインから分岐されるとともに、前記粉末貯蔵室の上部と接続され、前記粉末貯蔵室内に形成された気相部に、前記ガス供給ラインに流れるガスの一部を供給する圧力調整用ライン、及び該圧力調整用ラインに設けられた圧量調整弁を含む圧力調整部と、
前記気相部の圧力を検出する圧力計と、
前記バイパス弁、前記圧力調節弁、前記圧力計と電気的に接続され、前記圧力計が検出する前記気相部の圧力が所定の圧力となるように、前記圧力調整弁の開度を制御する制御装置と、
を有することを特徴とする粉末供給装置。 A powder storage chamber for storing raw powder in an airtight interior;
A powder derivation unit connected to the lower end of the powder storage chamber and deriving the raw material powder stored in the powder storage chamber;
A rotating blade that is arranged at the bottom of the powder storage chamber and rotates to guide the raw material powder to the powder outlet part;
A gas supply line that supplies a gas, and a gas supply unit that is provided in the gas supply line and includes a gas supply amount adjustment mechanism that adjusts the supply amount of the gas;
A gas spraying part that is disposed in the powder storage chamber and connected to the gas supply line, and that blows the gas supplied through the gas supply line to the powder lead-out part;
Branched from the gas supply line located downstream of the gas supply amount adjusting mechanism, connected to the powder derivation unit, and using the raw material powder using a part of the gas supplied to the gas supply line A powder supply line that includes a bypass valve that is provided in the powder supply line that is supplied first, and that bypasses the powder storage chamber;
The gas supply is branched from the gas supply line at a position after the branch position of the powder supply line, and is connected to the upper part of the powder storage chamber, and is supplied to the gas phase section formed in the powder storage chamber. A pressure adjustment line including a pressure adjustment line for supplying a part of the gas flowing to the line, and a pressure adjustment valve provided in the pressure adjustment line;
A pressure gauge for detecting the pressure of the gas phase part;
The opening degree of the pressure control valve is controlled so that the pressure of the gas phase section that is electrically connected to the bypass valve, the pressure control valve, and the pressure gauge is detected by the pressure gauge becomes a predetermined pressure. A control device;
The powder supply apparatus characterized by having.
前記制御装置は、前記重量測定計が測定した重量、前記粉末貯蔵室のみの重量、及び前記原料粉末の供給時間に基づいて、単位時間当たりの前記原料粉末の供給量を算出し、前記原料粉末の供給量が所定の供給量を一定時間下回った際、前記バイパス弁の開度を絞り、前記圧力調整弁の開度を大きくして、前記所定の圧力よりも高い圧力で前記気相部を加圧することを特徴とする請求項1記載の粉末供給装置。 A weight measuring device electrically connected to the control device, continuously measuring the weight of the powder storage chamber storing the raw material powder, and transmitting data on the measured weight to the control device;
The control device calculates the supply amount of the raw material powder per unit time based on the weight measured by the weight meter, the weight of only the powder storage chamber, and the supply time of the raw material powder, and the raw material powder When the supply amount of the gas falls below a predetermined supply amount for a certain time, the opening of the bypass valve is reduced, the opening of the pressure regulating valve is increased, and the gas phase part is moved at a pressure higher than the predetermined pressure. 2. The powder supply apparatus according to claim 1, wherein pressurization is performed.
気密された内部に前記原料粉末を貯蔵する粉末貯蔵室内の底に配置された回転羽根を回転させ、かつ前記粉末貯蔵室内に配置されたガス吹き付け部からガスを吹き付けることで、前記粉末貯蔵室の下端に設けられた粉末導出部から該ガス及び前記原料粉末を導出させるとともに、前記粉末貯蔵室13内に形成された気相部の圧力が所定の圧力となるように、前記気相部にガスを供給する第1の工程と、
前記粉末導出部から導出された前記ガス及び前記原料粉末を、ガスを用いて使用先に供給する第2の工程と、
を有し、
前記第1及び第2の工程で使用され、かつ前記使用先に供給される前記ガスの合計流量が、一定の流量であることを特徴とする粉末供給方法。 A powder supply method using a powder supply apparatus for supplying raw material powder together with gas to a use destination of the raw material powder,
By rotating a rotary blade arranged at the bottom of the powder storage chamber for storing the raw material powder in an airtight interior, and blowing gas from a gas blowing section arranged in the powder storage chamber, the powder storage chamber The gas and the raw material powder are led out from the powder lead-out portion provided at the lower end, and the gas-phase portion is gas-filled so that the pressure of the gas-phase portion formed in the powder storage chamber 13 becomes a predetermined pressure. A first step of supplying
A second step of supplying the gas and the raw material powder derived from the powder deriving unit to a user using a gas;
Have
The powder supply method, wherein a total flow rate of the gas used in the first and second steps and supplied to the use destination is a constant flow rate.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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