JPH01206221A - 移動充填床の為の等速フィーダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

〔発明の分野〕 本発明は、一般に流量測定装置及び流量測定方法に関し
、詳しくは固形粒状物の移動充填床の流量を測定する為
の新規且つ有用な技術に関する。 ［従来技術の説明］ 粒状物の充填床の低速流れを測定する為に成し得る一つ
の方策は、栓から流出する床からの材料の特定期間中の
重量を測定することである。別の方策は、ある種の機械
的流量計を床それ自体に挿入することである。然しなか
ら、もし床が高温である場合はこれら何れの方策も実際
的ではない。 例えば、直立管内を下方に流動する砂或は粉砕した石灰
石の、高温（例えば約８７１℃［１６００°Ｆ］）の床
の低速時の流量測定は、床が流動化されず従って本質的
に圧縮し得ないという特別の問題を生じる。 米国特許第３．７３９，６３６号には導管を通る流体の
流速を決定する為の流量計が記載され、ここでは流体に
よって担持された物質を固定距離移送する為の経過時間
に反比例する大きさの信号が創成されそれが流量表示値
に変換される。 米国特許第４，１７０，３１１号には、物質を含む検出
領域内の種々の高さを測定する高さ測定システムが記載
される。検出用プローブが検出領域内に位置決めされそ
して切替え回線網を介して発信回路のタンクに接続され
る。検出領域内或はその付近に位置決めされた参照プロ
ーブもまた、切替え回路網を介して発信回路のタンクに
接続される。発信の周波数は物質の、検出用プローブの
すぐ近くの範囲の物理的パラメータに依存する。 こうした周波数の変化を処理する為に発信機に信号処理
機構が接続される。検出用プローブは材料コンテナ内部
の材料の高さを測定する為に縦方向に伸延されたケーブ
ルアンテナとし得る。前記何れの従来技術によっても、
粒状物の充填床の低速での流量を測定することに関して
生じる問題は解決されない。 〔発明の目的〕 従って、本発明の目的は、一次流れ内を移動する粒状物
の充填床の流量を測定する為の装置であって、送給管が
、一次流れの下流に差し向けられた開放端を有し、前記
充填床が送給管の開放端の下流に空隙を形成する傾向を
有し、二次流れ送給手段が、空隙を充填させる為に送給
管に粒状物の二次流れを供給し、粒状物の二次流れの流
量が一次流れにおける充填床の流量と比例する装置を提
供することにある。 本発明の他の目的は、一次流れ内を移動する粒状物の充
填床の流量を測定する方法にして、送給管を、その開放
端を一次流れの下流に差し向けて位置決めする段階と、
前記充填床が送給管の開放端の下流に形成した空隙を充
填する為に送給管に粒状物の二次流れを供給する段階と
そして、一次流れにおける充填床の流量と比例する粒状
物の二次流れの流量を測定する段階と、を包含する前記
方法を提供することにある。 本発明の更に別の目的は、粒状物の充填床の流麗を測定
する為の、シンプルな形状を有し構造の堅固な、そして
製造費用の安価な装置を提供することにある。 〔発明の概要］ 本発明は粒状物の充填床、詳しくは直立管内の砂或は粉
砕した石灰石の粒状物の床の、低速時の流量を測定する
為の装置及び方法に関する。本発明に従えば、直立管内
に管が挿入されそれが実質的に流量方向と平行に伸延さ
れる。管の開放端は流れの下流に差し向けられる。砂そ
の他の床の粒状物が管を流動するに従い、管の開放端に
空隙が創出される。砂その他の床材料が、前記空隙を充
填する為に管を通して供給される。直立管内の質量流量
は、管内部に流入する固形物の流量を測定することによ
り算出し得る。 本発明は、充填された粒状物の床が、液体よりもつと変
形し得る固形物的な挙動を示すという事実に基く利益を
有する。床を通しての正味の空気流れが存在しない場合
或は床の静圧が過剰である場合は、充填床は管の直角部
分に沿って容易には流動しない。管を介して供給される
砂その多床材料は、空隙が創出されるに従ってそうした
空隙を充填する。管の内側及び外側における充填床内の
固形物の速度は、管内外間の断面領域における差を無視
すれば、同一となる。管に流入する固形物の流量を測定
することにより直立管内の固形物の速度を決定し得る。 もし床材料の概略の嵩密度が既知であれば、直立管の質
量流量を算出し得る。 従って本発明は、循環流体床ボイラの直立管内に代表的
に存在する高温の、充填床の流量を正確且つ継続的に測
定する為の技術を提供する。実験によれば、本発明の装
置及び方法によって測定された固形物の速度は、別の方
法によって測定された値と約０．１５ｃｍ／秒から約１
５．２ｃｍ／秒（０，０６ｉｎ／ｓｅｃ〜６ｉｎ／５ｅ
ａ）及びそれ以上の範囲で、究めて良（（＋−１０％）
一致した。

【実施例の説明】

第１図及び２図を特に参照して説明するに、本発明の装
置は第１図に示される如（直立管１０内を速度ｖ１で流
動する一次流れ内の粒状物１４の充填床の流量を測定す
る為の装置を含んでいる。 送給管１６は一次流れの下流に差し向けられた開放端１
８を具備する０粒状物１４の充填床が、液体よりも変形
自在の固形物の如く作動することから、開放端１８のす
ぐ下流には、第１図に三角形の空間として示される如き
空隙が開放端１８直下に形成される。仮に本発明に従っ
て計量された固形粒状物の流れが計量手段２４によって
送給管１２から供給されると、粒状物２６の二次流れが
空隙を完全に充填するに十分な割合で供給される。 次いで、速度ｖｔ、で移動する粒状物１５の流れが粒状
物１４の充填床の一次流れに放出される。もし粒状物１
４の充填床及び粒状物１５の流れが重力或は僅かな圧力
の影響下だけに於て移動するならば速度ｖ０は速度ｖｔ
、と実質的に等しくなる。 この事実は、速度Ｖｆ、を知ることによって速度ｖ１を
正確に測定する為に有益に使用し得る。これを実行する
為に、第１図及び２図に示される具体例では音響検出器
の如きセンサ２０が送給管１６に設けられ、空間２８に
おける気体の容積が検出される。これは送給管１６内の
粒状物の高さを参照番号１７で示される高さに於て測定
するのと同じことである。計量手段２４を、粒状物の二
次流れを一定の高さに維持するに丁度十分な様に制御す
ることにより、二次流れの流量は一次流れのそれと比例
される。 送給管内の番号１７で示される粒状物の高さを変化させ
得る様、通気口２２を設は得る。 第３図は本発明の別態様を例示し、ここではホッパ３０
が砂、石灰石、微粉炭その他の如き大量の粒状物を担持
している。直立管３２はホッパ３０の底部から下方に伸
延し、一次流れ内を速度Ｖｌ、で移動する粒状物の充填
床を担持している。 本発明に従えば、粒状物を受ける為のサンプル管３４が
設けられる０粒状物はそこから弁３６、可撓性ホース４
０を経て、透明な送給ホッパ４２の上部に提供される０
粒状物のサンプル流れは次いで弁４４を通り、送給管５
０の上方開口端５３と連通ずる下方端部を有する移行管
４６へと供給される。第３図では送給管５０は、参照番
号５で示されるような、水平方向に対し約６０度の角度
で傾斜された傾斜部分と、直立管３２内部に伸延し且つ
直立管の粒状物の一次流れと平行な注ぎ口部分とを具備
する。 第４図は送給管の別態様を示すものであり、送給管５１
は傾斜部分が真直に伸延され、上方開放端５７と下方開
放端５９とを具備している。 送給管５０及び５１は共に、金属ディスク５６の上方フ
ランジ５２及び下方フランジ５４と、ガスケット５８と
の間に第４図の如く保持される。 上方フランジ５２は移行管４６の下方端に固定され、下
方フランジ５４は移行管４８の上方端に固定される。移
行管４８は直立管３２の壁を通して結合される。 第３図の具体例では直立管は水平方向に関して実質的に
縦方向に示されるが、これは計量技術の要件ではない、
送給管を通しての適切な二次流れを提供させる為に、送
給管５０及び５１に水平方向に対して３０度以上傾斜し
た部分を設けるのが有益である。 送給ホッパ４２に、直立管３２内の気体圧力と等しいか
或はそれ以上の圧力で空気を供給するのが有益である。 送給ホッパ内の圧縮空気は、一次流れからの送給管５０
及び５１の下方開放端５５及び５９の内部への気体並び
に粒状物の侵入を防止すると共に弁４４、移行管４６そ
して送給管５０．５１を介しての粒状物の移動を容易化
する。 この目的の為に、空気アシストライン３９及び圧力レギ
ュレータ４１が送給ホッパ４２に結合されこれが圧縮空
気を供給する。この目的の為に送給ホッパ４２及び直立
管３２の間に差圧計を結合し得る。第３図の具体例では
、可撓性ホース４０はやや水平に伸延される。送給ホッ
パ４２がホッパ３０からのサンプル粒状物でもって充填
される期間中の、ホース４０に沿ってのサンプル粒状物
の移動を容易化する為に、空気アシストライン３８が使
用される。 通気弁３７もまた、送給ホッパを大気に通じさせる為に
送給ホッパ４２に設けられる。 運転に際し、弁４４が最初に閉じられ送給ホッパ４２か
ら一次流れへの流れが阻止される。次いで通気弁３７が
開放され送給ホッパ４２からの空気が通気される。そし
てサンプル管３２の弁３６が開放され、それによって空
気が空気アシストライン３８に送通され送給ホッパ４２
がホッパ３０からの粒状物でもって充填される。送給ホ
ッパ４２が充填されると、空気の供給は停止されそして
弁３６及び３７が閉じられる。 送給ホッパ４２内の空気圧は、空気アシストライン３９
及び圧力レギュレータ４１を使用して、一次流れにおけ
る気体圧力と等しく或はそれ以上に設定される。次に弁
４４が開放され、送給管５０の上方開放端５３内から入
りそして下方開放端５５から流出する二次流れが許容さ
れる。二次流れは、一次流れの速度ｖ、、と実質的に等
しい速度り、で移動する。移行管４６及び送給管５０が
充填されたことに基く送給ホッパ４２内の粒状物の高さ
の初期における急激な降下の後、送給ホッパ４２内の粒
状物の高さは速度Ｖｆ、と正比例する速度で降下する。 速度Ｖｆｌｌは、既知の距離Δｈの降下に要する時間を
計測することによって以下の如く算出し得る。 ■：Δｈ／ΔｊＸ（送結ホッパ面積）／（供給管面積） ここに、Δｔは既知の距離Δｈの降下に要した時間の計
測値である。送給ホッパ面積は送給ホッパの断面積であ
り、送給管面積は送給管の有効断面積である。 第５図は本発明の具体例を示しており、管或は導管６２
の内部で一次流れに包囲された高温（例えば約約８７１
℃（１６００下］）且つ低速の充填床６０の為に適して
いる。送給管８０は、下流に差し向けられた下方開放端
８２を具備し、第４図に示されると類似の様式に於て先
端が切り取られている。これは一次流れへの送給管の伸
延長を最低限化するものである。これは粒状物質の研磨
による腐蝕の発生を低減させる為に有益である。 第５図では送給管８０は水平方向に対して４５度の角度
で傾斜されている。 弁７１を介してサンプル粒状物が提供された送給ホッパ
７２が移行管７４に結合される。該移行管弁７６を通し
て粒状物を、送給管８０の上方端を収納する次の移行管
７８へと供給する。送給管８０は、粒状物の二次流れが
そこから一次流れ６０へと供給される様、プレート８１
内部に保持される。差圧計９０が、空気ライン９２を介
し導管６２の内側と直接連通するフィッティング８３に
結合されたロウ側と、供給卯ホッパ７２の内側と連通ず
るうイン９４に結合されたハイ側との間の圧力差を測定
する為に設けられる。圧縮空気の供給源にレギュレータ
９６が結合され、それによって圧縮空気は圧力ライン９
８を介して管１００及び１０２に種々の圧力で供給され
る。管１００は送給ホッパ７２の頂部に結合されそして
管１０２は弁７６の直上に結合される。レギュレータ９
６は導管６２内部の圧力を保証し且つまた移行管７４の
内部、弁７６そして送給管８０へのまたそれらに沿って
の粒状物の搬送を助成する為に、差圧計９０によって測
定されたような所望の圧力差を創出するべく調整される
。 導管６２の内部における充填床６０の速度は、第３図に
示された具体例で使用されたと類似の様式に於て測定し
得る。 以上本発明を具体例を参照して説明したが、本発明の内
で多（の変更を成し得ることを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う装置の概略部分断面図である。 第２図は第１図と類似の、本発明に従う装置の作動状況
を例示する概略部分断面図である。 第３図は直立管内の粒状物の充填床の流量を測定する為
の、本発明に従う装置の概略部分断面図である。 第４図は別態様の送給管の拡大断面図である。 第５図は本発明の更に別の具体例の概略断面図である。 尚、図中主な部分の名称は以下の通りである。 ｌＯ：直立管 １４：粒状物 １２．１６：送給管 １８二開放端 ２０：センサ ２２：通気口 ３０：ホッパ ３２：直立管 ３４：サンプル管 ４０：可撓性ホース

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一次流れ内を移動する粒状物の充填床の流量を計測
   する為の装置であって、 送給管が、一次流れの下流に差し向けられた開放端を有
   し、前記充填床が送給管の開放端の下流に空隙を形成す
   る傾向を有し、二次流れ送給手段が、空隙を充填させる
   為に送給管に粒状物の二次流れを供給し、粒状物の二次
   流れの流量が一次流れにおける充填床の流量と比例する
   、前記一次流れ内を移動する粒状物の充填床の流量を計
   測する為の装置。 ２、送給管は一次流れと平行に伸延する部分を具備して
   いる特許請求の範囲１第項記載の一次流れ内を移動する
   粒状物の充填床の流量を計測する為の装置。 ３、二次流れ送給手段は二次流れの粒状物を送給管に供
   給する為に前記送給管に結合されたフィード管と、送給
   管内への二次流れの粒状物の流量を計測する為の計測手
   段とを有している特許請求の範囲１第項記載の一次流れ
   内を移動する粒状物の充填床の流量を計測する為の装置
   。 ４、送給管内の粒状物の高さを検出する為に送給管に結
   合されたセンサを具備し、該センサは送給管の開放端上
   方に位置付けられている特許請求の範囲３第項記載の一
   次流れ内を移動する粒状物の充填床の流量を計測する為
   の装置。 ５、送給管は、一次流れの下流に差し向けられた開放端
   上方にあって該開放端の反対側に位置付けられた上方開
   放端を具備し、二次流れ供給手段は、二次流れの為の粒
   状物を収納する為の、送給管の前記上方開放端に結合さ
   れた送給ホッパを含み、該送給ホッパ内の粒状物の高さ
   は前記送給管を介しての二次流れ速度と比例する速度で
   降下する特許請求の範囲１第項記載の一次流れ内を移動
   する粒状物の充填床の流量を計測する為の装置。 ６、送給ホッパに結合された圧縮空気ラインと、前記圧
   縮空気ライン内の圧力レギュレータにして、前記送給ホ
   ッパに供給される圧縮空気の圧力を、前記送給ホッパ内
   の圧力が一次流れの気体圧力と等しい圧力或はそれ以上
   の圧力になる様調節する圧力レギュレータと、を含む特
   許請求の範囲５第項記載の一次流れ内を移動する粒状物
   の充填床の流量を計測する為の装置。 ７、送給管は水平方向に関して３０度以上の角度で伸延
   する部分を具備している特許請求の範囲第１項又は第６
   記載の一次流れ内を移動する粒状物の充填床の流量を計
   測する為の装置。 ８、一次流れ内を移動する粒状物の充填床の流量を測定
   する方法であって、送給管を、その開放端を一次流れの
   下流に差し向けて位置決めする段階と、前記充填床が送
   給管の開放端の下流に形成した空隙を充填する為に送給
   管に粒状物の二次流れを供給する段階とそして、一次流
   れにおける充填床の流量と比例する粒状物の二次流れの
   流量を測定する段階と、を包含する前記一次流れ内を移
   動する粒状物の充填床の流量を測定する方法。 ９、充填床が送給管の開放端の下流に形成した空隙を充
   填しそして粒状物を送給管内の前記開放端よりも上方の
   高さに於て充填する段階と、送給管内で粒状物が一定の
   高さを維持するような速度に於て送給管に粒状物を供給
   する段階と、二次流れの流量に相当する送給管内への粒
   状物の流量を測定する段階と、を含む特許請求の範囲第
   ８項記載の一次流れ内を移動する粒状物の充填床の流量
   を測定する方法。 １０、送給管に送給ホッパを結合する段階と、送給ホッ
   パの選択された高さに粒状物を充填する段階と、送給ホ
   ッパから降下する粒状物の速度を計測しそれによって二
   次流れの流量を、送給ホッパ内の粒状物の高さの関数と
   して算出する段階と、を含む特許請求の範囲第８項記載
   の一次流れ内を移動する粒状物の充填床の流量を測定す
   る方法。 １１、調節された圧縮空気流れを送給ホッパに供給し、
   送給ホッパから送給管への粒状物の移動を容易化し且つ
   送給ホッパ及び一次流れ間の圧力を等しくする段階が含
   まれる特許請求の範囲第１０項記載の一次流れ内を移動
   する粒状物の充填床の流量を測定する方法。