JPH02254321A - 粉体気流搬送量測定方法、並びに、それに使用する装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、上昇気流で粉体を浮遊させた流動層からエゼ
クタの吸引作用で吸入路に粉体と気体を吸込んで、その
粉体を気流搬送するに際して、粉体の気流搬送量を測定
する方法、並びに、装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、上述のような粉体気流搬送量を測定する方法は確
立されておらず、したがって、測定装置も無かった。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、多くの産業分野で粉体が有用な材料として利用
されており、かつ、粉体流動層から気流搬送により粉体
を定量的に供給することが多用されており、粉体流動層
からの粉体の気流搬送量を精度良く測定できる方法及び
装置が強く要望されている。

本発明の目的は、上記要望を十分に満たすことが可能な
粉体気流搬送量測定方法を確立し、かつ、その方法の実
施を容易にできる装置を提供する点にある。

〔課題を解決するための手段〕

本第１発明の特徴手段は、 搬送気流の流動方向２箇所での流路差圧ΔＰを測定し、 前記流動層の設定レベル差Δｈ間の流動層差圧Ｐｆを測
定し、 前記流動層差圧Ｐｆと設定レベル差Δｈ、及び、気体密
度ρｏに基づいて、前記流動層の固体密度ρａを下記式
（１） により算出し、 前記流路差圧ΔＰと固体密度ρａ、前記吸入路の入口の
径と形状により決定する定数ｎとＫ、及び、重力単位換
算係数ｇｃに基づいて、粉体搬送量Ｆを下記式（２） により算出することにあり、その作用及び効果は次の通
りである。

〔作　用〕

つまり、流動層からエゼクタの吸引作用で吸込んだ粉体
を気流搬送する際に、いかなる手段で粉体の気流搬送量
を測定すれば、精度良い測定を確実に実行できるかにつ
いて、各種実験により追究したところ下記の事実を見出
した。

搬送気流の流動方向２箇所での流路差圧ΔＰ、流動層の
設定レベル差Δｈ間の流動層差圧Ｐｆ、その設定レベル
差Δｈ、気体密度ρａが粉体搬送量Ｆにいかなる影響を
及ぼすかについて、粉体の種類を換えて調べたところ、 ｆ として、２ｇｃ・ΔＰ／ρａ（尚、ｇｃは重力単位換算
係数である。）と粉体搬送量Ｆとの相関が、第５図に示
すように、粉体の種類にかかわらず一定の関数になる事
実が判明した。

そして、エゼクタの吸入路の入口の径と形状が上記関数
にいかなる影響を及ぼすかについて調べたところ、その
入口の径と形状により決定する定数をｎとＫとして、下
記実験式 が得られた。尚、ｎは一般に１〜２の範囲になり、Ｋは
一般に１以下の範囲である。但し、ｇｃはＣ″′／ｓ２
１、八Ｐは［ｋｇ／　ｒｒｒ］　、ρａは［ｋｇ／　ｒ
ｒ？］による。

要するに、流路差圧ΔＰと流動層差圧Ｐｆを測定し、定
数をｎとＫを適宜決定し、設定レベル差Δｈ１気体密度
ρｏを求め、上記（１）式と（２）式に基づいて粉体搬
送量Ｆを算出すれば、粉体や気体の種類にかかわらず粉
体搬送量Ｆを精度良く測定できるとの新知見を得たので
ある。

ちなみに、流動層差圧Ｐｆを測定しないで、流動層の見
掛密度を流動層への気体供給量調節や流動層の高さ調整
などにより一定に維持し、流路差圧ΔＰのみに基づいて
粉体搬送量Ｆを算出する方法も考えられたが、実際に流
動層の見掛密度を一定に維持することは極めて困難であ
り、測定誤差がかなり大きくなる。

しかし、本発明によれば、流動層差圧Ｐｆを測定し、上
記（１）式により流動層の固体密度ρａを算出し、その
算出した固体密度ρａに基づいて粉体搬送量Ｆを上記（
２）式により算出するから、流動層の見掛密度が変化し
ても精度良く粉体搬送量を測定できる。

〔発明の効果〕

その結果、各種の粉体を気流搬送するに際して粉体供給
量を精度良く測定できる方法を確立でき、多くの産業分
野で粉体気流搬送量の管理を良好にかつ容易に実行でき
るようになった。

〔課題を解決するための手段〕

本第２発明の特徴構成は、 上昇気流で粉体を浮遊させた流動層を内部に形成する容
器に、粉体の輸送路に接続したエゼクタの吸入路を接続
し、 搬送気流の流動方向２箇所での流路差圧ΔＰを測定する
第１差圧検知手段を設け、 前記流動層の設定レベル差６９間の流動層差圧Ｐｆを測
定する第２差圧検知手段を設け、前記第２差圧検知手段
からの流動層差圧Ｐｆ、設定器からの前記設定レベル差
Δｈ及び気体密度ρｏに基づいて、前記流動層の固体密
度ρａを下記式（１） により算出する第１演算手段を設け、 前記第１差圧検知手段からの流路差圧ΔＰ、前記第１演
算手段からの前記流動層の固体密度ρａ、前記吸入路の
入口の径と形状により決定される設定器からの定数ｎと
Ｋ、及び、設定器からの重力単位換算係数ｇｃに基づい
て、粉体搬送量Ｆを下記（２）式 により算出する第２演算手段を設け、 前記第２演算手段からの粉体搬送量Ｆを示す表示手段を
設けたことにあり、その作用及び効果は次の通りである
。

〔作　用〕

つまり、第２差圧検知手段で測定した流動層差圧Ｐｆ、
設定量による設定レベル差Δｈと気体密度ρｏに基づい
て、第１演算手段により流動層の固体密度ρａを上記式
（１）により自動的に算出し、次に、第１差圧検知手段
で測定した流路差圧ΔＰ、第１演算手段で算出した流動
層の固体密度ρａ、設定器からの定数ｎｓＫと重力単位
換算係数ｇＣに基づいて、第２演算手段により粉体搬送
量Ｆを上記（２）式により自動的に算出し、そして、算
出した粉体搬送量Ｆを表示手段で示すように構成しであ
るから、前述の本第１発明による粉体気流搬送量測定方
法を、人為的処理を必要とせずに容易に実行できる。

〔発明の効果〕

その結果、各種の粉体を気流搬送するに際して粉体気流
搬送量の管理を精度良くかつ容易に実行できる、新規か
つ有用な装置を提供できるようになった。

〔実施例〕

次に実施例を示す。

第１図に示すように、容器（１）の内部に多孔板（２）
を設け、多孔板（２）より下方において気体供給路（３
）を容器（１）に接続し、粉体供給装置（４）から容器
（１）内で多孔板（２）より上方に定量的又は間歇的に
供給される粉体を多孔板（２）からの上昇気流で浮遊さ
せて、はぼ一定高さの粉体の流動層（５）を容器（１）
の内部に形成するように構成しである。

粉体供給ユニット（Ａ）を吊下げ保持して流動層（５）
の内部に設置すると共に、そのユニット（Ａ）を容器（
１）に対して出し入れ自在に、かつ、はぼ一定レベルに
設置できるようにユニット取付部を形成し、ユニット（
Ａ）に下記（イ）ないしくト）の要素を設けてある。

（イ）流動層（５）から吸入路（６）に粉体と気体を吸
込むと共に、吸込んだ粉体を輸送路（７）から供給対象
に気流搬送するためのエゼクタ（８）。

（ロ）エゼクタ（８）の吸込噴流用ノズルに気体を供給
する第１給気路（９）の終端側部分。

（ハ）エゼクタ（８）の輸送気体用ノズルに気体を供給
する第２給気路（■０）の終端側部分。

（ニ）吸入路（６）を開閉するチューブバルブ（１１）
。

（ホ）チューブバルブ（１１）を開閉操作するための圧
力調節用流路（１２）の終端側部分。

（へ）吸入路（６）の入口近くの圧力を検知するための
第１導圧路（１３）の始端側部分。

（ト）流動層（５）の圧力を検知するために設定レベル
差Δｈで上下に配置した第２導圧路（１４）と第３導圧
路（１５）の始端側部分。

第２図に示すように、圧力気体供給源（Ｉ６）に対して
第１及び第２給気路（９）、（１０）を、減圧弁（Ｃ１
）と開閉弁（■１）を介して並列接続し、第１及び第２
給気路（９）、　（１０）夫々に流量調節弁（ＣＶＩ）
又は（ＣＶ２）と逆止弁（Ｓｌ）又は（Ｓ２）を設けて
ある。

第１ないし第３導圧路（１３）、　（１４）、　（１５
）に各別に接続したパージ用流路（１７ａ）、　（１７
ｂ）、　（１７ｃ）、及び、圧力調節用流路（１２）を
、減圧弁（Ｃ２）を介して圧力気体供給源（１６）に接
続し、パージ用流路（１７ａ）、　（１７ｂ）、　（１
７ｃ）夫々に絞り（Ｒ１）、　（Ｒ２）、　（Ｒ３）と
流量設定弁（Ｎｌ）、　（Ｎ２）、　（Ｎ３）を設け、
圧力調節流路（１２）に逆止弁（Ｓ、）と三方弁（■２
）を設けて、三方弁（■２）により加圧閉弁状態と大気
開放開弁状態にチューブバルブ（１１）を切換えられる
ように構成しである。

第１導圧路（１３）と第２導圧路（１４）の差圧を測定
する第１差圧検知手段（１８）、及び、第２導圧路（１
４）と第３導圧路（１５）の差圧を測定する第２差圧検
知手段（Ｉ９）を設け、第１及び第２差圧検知手段（１
８）、　（１９）並びに設定器（２０）からの情報に基
づいて第１及び第２給気路（９）、（１０）の流量調節
弁（ＣＶＩ）、　（ＣＶ２）を自動操作する制御器（２
１）を設け、制御器（２１）からの情報で粉体搬送量を
示す表示手段（２２）を設けてあり、制御！（２２）に
第３図に示すように下記（ａ）ないしくＣ）の各種手段
を備えさせである。尚、第１乃至第３導圧路（１３）、
　（１４）、　（１５）に絞り（Ｒ）と開閉弁（■）を
設けてある。

（ａ）　　第２差圧検知手段（９）からの流動層差圧Ｐ
ｆ、設定器（２０）からの設定レベル差Δｈ及び気体密
度ρｏに基づいて、流動層（５）の固体密度ρＯを下記
式（１） により算出する第１演算手段（２３）。

（ｂ）　　第１差圧検知手段（１８）からの流量差圧Δ
Ｐ、第１演算手段（２３）からの流動層（５）の固体密
度ρａ、設定器（２０）からの定数ｎとＫ、及び、重力
単位換算係数ｇＣに基づいて、粉体搬送量Ｆを下記式（
２） により算出する第２演算手段（２４）。

尚、定数ｎとＫは吸入路（６）の入口の径と形状により
決定され、ｎは一般に１〜２の範囲であり、Ｋは１以下
の範囲である。但し、ｇｃは［ｆｆｉ／ｓ２］、ΔＰは
［ｋｇ／　ｒｒ？］　、ρａは［ｋｇ／耐］による。

（Ｃ）　　第２演算手段（２４）からの粉体搬送ｉＦと
設定器（２０）からの設定搬送量Ｆｏとの比較に基づい
て、第１及び第２給気路（９）、（１０）の流量調節弁
（ＣＶＩ）、（ＣＶ２）に対する出力手段（２５）に開
度調節指示する比較手段（２６）。

尚、Ｆ＞Ｆｏの時に第１給気路（９）への給気量を減少
し、かつ、第２給気路（１０）への給気量を増大し、逆
に、Ｆ＜Ｆｏの時に第１給気路（９）への給気量を増大
し、かつ、第２給気路（１０）への給気量を減少し、Ｆ
−、Ｆｏとなるようにかつ第１及び第２給気路（９）、
　（１０）への合計給気量がほぼ一定になるように、比
較手段（２６）をプログラムしである。

要するに、第４図に示すように、粉体搬送量Ｆを算出し
て、算出した粉体搬送量Ｆを表示手段（２２）で示し、
算出した粉体搬送ｆＬＦが設定搬送量Ｆ。よりも大にな
れば、第１給気路（９）の流量調節弁（ＣＶ＋）を開度
増大させて、エゼクタ−（８）の吸引力増大で粉体吸込
量を増大し、逆に、算出した粉体搬送量Ｆが設定搬送量
Ｆ０よりも小になれば、第１給気路（９）の流量調節弁
（ＣＶ＋）を開度減少させて、エゼクタ（８）の吸引力
減少で粉体吸込量を減少し、粉体の定量供給を自動的に
維持できるように構成しである。

また、第２給気路（１０）の流量調節弁（ＣＶ２）を第
１給気路（９）の流量調節弁（ＣＶ＋）とは逆向きに開
度調節して、粉体の気流搬送を良好に実行できるほぼ一
定量の気体を輸送路（７）に常時供給できるように構成
しである。

〔別実施例〕

次に別実施例を説明する。

本第１発明による方法においては、流路差圧ΔＰ１流動
層差圧Ｐ、を圧力測定値から人為的に算出してもよく、
また、流動層（５）の固体密度ρ１、粉体搬送量Ｆを人
為的に算出してもよい。

本第２発明による装置においては、比較手段（２６）や
出力手段（２５）を省略して、単に表示手段（２２）で
粉体搬送量Ｆを管理したり、あるいは、表示手段（２２
）による粉体搬送量Ｆに基いて第１及び第２給気路（９
）、　（ｔｏ）の流量調節弁（ＣＶ、）。

（ＣＶ、）を人為的に操作するように構成してもよい。

流路差圧ΔＰを測定するに、吸引路（６）や輸送路（７
）における２箇所の圧力の差を測定してもよく、要する
に、搬送気流の流動方向２箇所での流路差圧ΔＰを測定
すればよい。

流動層差圧Ｐ、を測定するに、第２差圧検知手段（１９
）に対する第２及び第３導圧路（１４）。

（１５）を粉体供給ユニット（Ａ）とは別体の部材で形
成してもよく、その部材を容器（１）に対して出し入れ
自在に設置しても固定してもよい。

粉体供給ユニット（Ａ）を容器（１）にその外側又は内
側に配置して固定してもよい。また、第２給気路（１０
）やチューブバルブ（１■）を省略してもよい。

粉体の種類は不問であり、また、粉体搬送のための気体
は空気や不活性ガスなど粉体の種類に応じて適当に選定
できる。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構造
に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明による装置の実施例を示し
、第１図は装置の部分概念図、第２図は流路と制御系の
説明図、第３図は制御系のブロック図、第４図は制御動
作を示すフローチャートである。第５図は実験結果を示
すグラフである。 （１）・・・・・・容器、（５）・・・・・・流動層、
（６）・・・・・・吸入路、（７）・・・・・・輸送路
、（８）・・・・・・エゼクタ、（１８）・・・・・・
第１差圧検知手段、（１９）・・・・・・第２差圧検知
手段、（２０）・・・・・・設定器、（２２）・・・・
・・表示手段、（２３）・・・・・・第１演算手段、（
２４）・・・・・・第２演算手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、上昇気流で粉体を浮遊させた流動層（５）からエゼ
   クタ（８）の吸引作用で吸入路（６）に粉体と気体を吸
   込んで、その粉体を気流搬送するに際して、粉体の気流
   搬送量を測定する方法であつて、 搬送気流の流動方向２箇所での流路差圧ΔＰを測定し、 前記流動層（５）の設定レベル差Δｈ間の流動層差圧Ｐ
   ｆを測定し、 前記流動層差圧Ｐｆと設定レベル差Δｈ、及び、気体密
   度ρｏに基づいて、前記流動層（５）の固体密度ρａを
   下記式（１） ρａ＝（Ｐｆ／Δｈ）＋ρｏ（１） により算出し、 前記流路差圧ΔＰと固体密度ρａ、前記吸 入路（６）の入口の径と形状により決定する定数ｎとＫ
   、及び、重力単位換算係数ｇｃに基づいて、粉体搬送量
   Ｆを下記式（２） Ｆ＝〔２ｇｃ・ΔＰ／Ｋ・ρａ〕＾１＾／＾ｎ（２）に
   より算出する粉体気流搬送量測定方法。 ２、上昇気流で粉体を浮遊させた流動層（５）を内部に
   形成する容器（１）に、粉体の輸送路（７）に接続した
   エゼクタ（８）の吸入路（６）を接続し、 搬送気流の流動方向２箇所での流路差圧ΔＰを測定する
   第１差圧検知手段（１８）を設け、前記流動層（５）の
   設定レベル差Δｈ間の流動層差圧Ｐｆを測定する第２差
   圧検知手段（１９）を設け、 前記第２差圧検知手段（１９）からの流動層差圧Ｐｆ、
   設定器（２０）からの前記設定レベル差Δｈ及び気体密
   度ρｏに基づいて、前記流動層（５）の固体密度ρａを
   下記式（１） ρａ＝（Ｐｆ／Δｈ）＋ρｏ（１） により算出する第１演算手段（２３）を設け、前記第１
   差圧検知手段（１８）からの流路差圧ΔＰ、前記第１演
   算手段からの前記流動層（５）の固体密度ρａ、前記吸
   入路（６）の入口の径と形状により決定される設定器（
   ２０）からの定数ｎとＫ、及び、設定器（２０）からの
   重力単位換算係数ｇｃに基づいて、粉体搬送量Ｆを下記
   （２）式 Ｆ＝〔２ｇｃ・ΔＰ〕＾１＾／＾ｎ（２） により算出する第２演算手段（２４）を設け、前記第２
   演算手段（２４）からの粉体搬送量Ｆを示す表示手段（
   ２２）を設けてある粉体気流搬送量測定装置。