JPS6139296Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は連続的に粉状物を供給するプロセスに
おいて粉状物の供給総量を正確に把握するととも
に一定流量で供給する粉状物の連続供給システム
に関する。

一般に、微粉炭等の粉状物を連続的に供給する
プロセスにおいては、熱計算や生産量等を計算す
るうえからも、また、粉状物を一定流量で供給す
ることによつてプロセスを安定に操業するうえか
らも、粉状物の供給総量（ton）と供給時の流量
（ton／hr）を把握、制御することは非常に重要で
ある。

従来、粉状物を連続的に供給する連続供給シス
テムとしては、例えば第１図に示すようなベルト
コンベア式のコンスタントフイーダが知られてい
る。

上記コンスタントフイーダは、第１図に示すよ
うに、ホツパ１内の粉状物２を切出し装置３から
コンベア４上に切り出し、重量検出器５の上を通
過する粉状物２の重量を上記コンベア４を介して
検出するとともに、コンベアローラ４ａの回転速
度を速度検出器６により検出し、これら重量検出
器５および速度検出器６から夫々出力する粉状物
２の重量と送り速度とを乗算器７に入力して粉状
物２の供給流量を検出し、該供給流量を積算計８
で積算して粉状物の供給総量を算出する一方、上
記の乗算器７の出力と供給流量設定器９の出力と
を調節計１１で比較演算し、調節計１１の出力信
号をモータ駆動回路１２に入力し、該モータ駆動
回路１２により、コンベアローラ４ｂを駆動する
可変速モータ１３の回転を上記調節計１１の出力
に応じて制御することにより、コンベア４によつ
て送給される粉状物２の流量を一定に制御する構
成を有する。

上記のコンスタントフイーダでは、コンベア４
の張力の変化やコンベア４への粉状物の付着等に
よつて重量検出器５に誤差が発生する一方、速度
検出器６もコンベア４の表面速度を検出するもの
ではないため粉状物の送り速度に誤差が発生し、
0.5％ないし１％程度の精度の流量制御しか行う
ことができず、しかも粉状物の供給総量は上記の
精度を有する流量を積分して計算されるため、粉
状物の供給総量の精度も上記の0.5ないし１％よ
りもよくすることができないという問題があつ
た。

一方、上記精度の向上を図つたものとして、第
２図ａおよび第２図ｂに夫々示すような減量方式
のものが知られている。

上記の減量方式のものにおいては、第２図ａに
示すように、溜ホツパ２１ａおよび供給ホツパ２
１ｂを夫々上下二段に配置し、支持台２２，２２
により支持される支持架２３に上記供給ホツパ２
１ｂを重量計測装置２４、…、２４によつて重量
計測可能につり下げるとともに、上記溜ホツパ２
１ａおよび供給ホツパ２１ｂの各底部に夫々切出
し装置２５，２６を設け、第２図ｂに示すよう
に、供給ホツパ２１ｂの切出状況を重量計測装置
２４により一定のサンプリング周期で計測し、そ
の減少量を設定値から計算量と絶えず比較し、そ
の誤差分により切出し装置２６のモータＭの回転
を第２図ｂに示すように制御して切出し量を理想
切出しカーブ２７に近付けるようにしており、供
給ホツパ２１ｂ内の材料（粉状物）が下限にくれ
ば最も理想的な切出しのまま材料を切り出すとと
もに溜ホツパ２１ａより材料を補給し、補給量が
上限にくれば再び同じ動作のコントロールを繰り
返すようにしている。

上記のようにすれば、溜ホツパ２１ａから供給
ホツパ２１ｂへの材料の供給がない時には、供給
ホツパ２１ｂの重量計測装置２４、…、２４の出
力で切出し速度を高い精度で制御することができ
るが、供給ホツパ２１ｂの材料が下限になり、溜
ホツパ２１ａから供給ホツパ２１ｂへの材料を補
給する時には、上記の切出し速度は重量計測装置
２４、…、２４の出力で制御することができず、
しかもこの間に切出した重量は計測することがで
きないため、材料の流量制御の精度および材料の
供給総量の検出精度を充分高いものとすることが
できない問題があつた。

本考案は従来の粉状物の連続供給システムにお
ける上記問題を解消すべくなされたものであつ
て、粉状物の供給流量を高精度に連続的に制御す
るようにした粉状物の連続供給システムを提供す
ることを目的としている。

本考案のいま一つの目的は、粉状物の供給総量
を高精度に検出するようにした粉状物の連続供給
システムを提供することである。

以下本考案の実施例を示す図面を参照して詳細
に説明する。

第３図において、３１ａは溜ホツパ、３１ｂは
供給ホツパであつて、これら溜ホツパ３１ａおよ
び供給ホツパ３１ｂを夫々上下二段に配置し、溜
ホツパ３１ａはロードセル等からなる重量計量装
置３２，３２により支持台３３，３３に、また、
供給ホツパ３１ｂは上記と同様の重量計量装置３
４，３４により支持台３５，３５に夫々重量計測
可能に支持している。

上記溜ホツパ３１ａの円錐形の底部には、供給
ホツパ３１ｂに設けられる切出し装置４０よりも
排出能力の大きいモータMaによつて駆動される
切出し装置３６を設けるとともに、その排出口３
７にシール弁３８を設けている。

上記シール弁３８と供給ホツパ３１ｂの上部と
は伸縮管３９で連結することにより、上記溜ホツ
パ３１ａと供給ホツパ３１ｂとを伸縮自在に連結
して、溜ホツパ３１ａの重量が下側の供給ホツパ
３１ｂにかからないようにしている。

上記と同様に、供給ホツパ３１ｂの底部にも、
可変速モータMbによつて駆動される切出し装置
４０を設け、次に述べる第４図の制御装置により
上記可変速モータMbを制御して、伸縮管４１か
ら粉状物２を一定流量で排出するようにしてい
る。

なお、第３図において、４２は溜ホツパ３１ａ
の上部に設けられて該溜ホツパ３１ａへの粉状物
の供給を停止するシール弁である。

上記第４図において、５１ａは重量計量装置３
２の出力を増幅する増幅器、５２ａは該増幅器５
１ａの出力をデイジタル信号に変換するＡ−Ｄ変
換器、５３ａは上記Ａ−Ｄ変換器５２ａから入力
するデイジタル信号により溜ホツパ３１ａ内の粉
状物２の重量を表示する表示器、５４ａは上記Ａ
−Ｄ変換器５２ａの出力が上限設定器５５ａおよ
び下限設定器５６ａによつて設定された範囲を越
えたときに、シール弁４２を閉作動させる比較器
である。

上記重量計量装置３２の出力は増幅器５１ａに
入力して増幅した後、Ａ−Ｄ変換器５２ａに入力
してデイジタル信号に変換している。

上記Ａ−Ｄ変換器５２ａから出力するデイジタ
ル出力信号は表示器５３ａに入力して溜ホツパ３
１ａ内の粉状物２の重量を表示する一方、上記デ
イジタル出力信号を比較器５４ａに入力し、該比
較器５４ａにより、上限設定器５５ａおよび下限
設定器５６ａから入力する信号と上記デイジタル
出力信号とを比較して、後述するようにシール弁
４２を制御している。

一方、上記第４図において、５１ｂは増幅器、
５２ｂはＡ−Ｄ変換器、５３ｂは表示器、５４ｂ
は比較器、５５ｂは上限設定器、５６ｂは下限設
定器であつて、これらのものは、上記の増幅器５
１ａ、Ａ−Ｄ変換器５２ａ、表示器５３ａ、比較
器５４ａ、上限設定器５５ａおよび下限設定器５
６ａと夫々同一の構成および機能を有している。

供給ホツパ３１ｂ側の重量計量装置３４の出力
は増幅器５１ｂに入力して増幅した後、Ａ−Ｄ変
換器４２ｂに入力してデイジタル信号に変換して
いる。

上記Ａ−Ｄ変換器５２ｂから出力するデイジタ
ル出力信号は表示器５３ｂに入力して供給ホツパ
３１ｂ内の粉状物２の重量を表示する一方、上記
デイジタル出力信号を比較器５４ｂに入力し、該
比較器５４ｂにより、上限設定器５５ｂおよび下
限設定器５６ｂから入力する信号と上記デイジタ
ル出力信号とを比較して、後述するようにシール
弁３８を制御している。

上記増幅器５１ａの出力は微分回路５７ａに入
力して溜ホツパ３１ａ内の粉状物２の重量の時間
に対する変化率を検出は、その出力を供給流量検
出回路５８に入力している。

上記と同様に、増幅器５１ｂの出力も微分回路
５７ｂに入力して供給ホツパ３１ｂ内の粉状物２
の重量の時間に対する変化率を検出し、その出力
を微分回路５７ａの出力とともに上記供給流量検
出回路５８に入力している。

第５図を参照して後に後述するが、時刻t₁およ
びそれに続く時刻t₂における溜ホツパ３１ａの重
量をWa（t₁），Wa（t₂）、供給ホツパ３１ｂの重
量をWb（t₁），Wb（t₂）、次工程への供給量をｖ
（t₁），ｖ（t₂）とすれば、 ｛Wa（t₁）−Wa（t₂）｝＝｛Wb（t₂）
−Wb（t₁）｝＋｛ｖ（t₂）−ｖ（t₁）｝ となり、供給ホツパ３１ｂから次工程への供給流
量dV（ｔ）は、 dV（ｔ）／dt＝dWa（ｔ）／dt−dWb
（ｔ）／dt で求められ、供給流量dV（ｔ）／dtは溜ホツパ
３１ａと供給ホツパ３１ｂの内容量の変化速度か
ら求められる。

従つて、dV（ｔ）／dtと流量設定器５９との
差を調節計６１に入力し、該調節計６１により可
変速モータMbの回転数を上記の差が零になるよ
うに制御する。

なお、上記第４図において、６２は記憶回路、
６３は減算回路、６４は積算回路、６５は積算計
である。

上記の記憶回路６２はＡ−Ｄ変換器５２ａの出
力を後述するタイミングで一時記憶するフリツプ
フロツプ等からなる回路であつて、その出力は上
記Ａ−Ｄ変換器５２ａの出力とともに減算回路６
３に入力し、該減算回路６３により、溜ホツパ３
１ａ内の粉状物２の減少量を予め任意に定めた時
間毎に検出し、その出力を積算回路６４に入力し
て上記の減少量を積算して粉状物の供給総量を検
出し、積算計６５で上記の供給総量を表示するよ
うにしている。

次に動作を説明する。

(1) ステツプ１（受入れ作業） 先ず、溜ホツパ３１ａに受け入れる粉状物２の
上限量Wa₁を上限設定器５５ａで設定し、時刻t₀
でシール弁４２を開いて溜ホツパ３１ａ内に上記
粉状物２を受け入れる。

溜ホツパ３１ａ内の粉状物２の重量Wa（ｔ）
は計量装置３２，３２で計量され、Ａ−Ｄ変換器
５２ａでデイジタル変換されて表示器５３ａで表
示される。

上記重量Wa（ｔ）が、第５図に示すように、
時刻t₁で上限量Wa₁に達し、Ａ−Ｄ変換器５２ａ
の出力が上限設定器５５ａの出力に一致すると、
比較器５４ａはシール弁４２を閉成する一方、記
憶回路６２は溜ホツパ３１ａ内の粉状物２の重量
Wa（t₁）（＝Wa₁）を一時記憶する。

(2) ステツプ２（受入、供給同時作業） 溜ホツパ３１ａ内への上記受入作業終了と同時
に、時刻t₁で切出し装置３６（第３図参照）が作
動して、粉状物２を供給ホツパ３１ｂへ供給し始
める。

このとき、上記の供給ホツパ３１ｂは溜ホツパ
３１ａから粉状物２の供給を受けながら、供給ホ
ツパ３１ｂの切出し装置４０で、次工程へ上記の
粉状物２の供給を同時に行うが、切出し装置３６
の供給能力が切出し装置４０の排出能力よりも大
きいため、第５図に示すように、供給ホツパ３１
ｂ内の粉状物２の重量Wb（ｔ）は増加する。

上記重量Wb（ｔ）は重量計量装置３４で計量
され、時刻t₂で上限設定器５５ｂで定めた値Wb₂
に達した時に、比較器５４ｂは一致信号を出力し
てシール弁３８を閉成する。

シール弁３８が閉成すると、減算回路６３は、
Ａ−Ｄ変換器５２ａから入力する粉状物の重量
Wa（t₂）（＝Wa₂）と記憶回路６２にステツプ１
で記憶された値Wa（t₁）（＝Wa₁）との差｛Wa
（t₁）−Wa（t₂）｝を算出する。

上記差｛Wa（t₁）−Wa（t₂）｝は時刻t₁から時
刻t₂までの間に溜ホツパ３１ａから供給ホツパ３
１ｂに移動した粉状物２の供給総量に等しく、そ
の値が積算計６５によつて表示される。

次に、上記時刻t₁から時刻t₂までの間におい
て、供給ホツパ３１ｂに設けた切出し装置４０の
供給流量ｖ（ｔ）の制御は次のようにして行なわ
れる。

今、時刻t₁から時刻t₂までの間において、供給
ホツパ３１ｂ内の粉状物２の収支に注目すると、
供給ホツパ３１ｂの粉状物２の受入れ量｛Wa
（t₁）−Wa（t₂）｝は上記供給ホツパ３１ｂ内の粉
状物２の重量｛Wb（t₂）−Wb（t₁）｝と次工程へ
の供給量｛ｖ（t₂）−ｖ（t₁）｝との和に等しい。

上記から、 ｛Wa（t₁）−Wa（t₂）｝＝｛Wb（t₂）
−Wb（t₁）｝＋｛ｖ（t₂）−ｖ（t₁）｝……(1) である。

上記第１式より、次工程への粉状物２の供給流
量ｖ（ｔ）は、 ｖ（ｔ）＝dv／dt＝−dWa（ｔ）
／dt−dWb（ｔ）／dt ……(2) となる。

上記第２式のdWa（ｔ）／dtおよびdWb
（ｔ）／dtは夫々微分回路５７ａおよび５７ｂで
算出され、供給流量検出回路５８から上記第２式
の供給流量ｖ（ｔ）を表す記号を出力する。

上記供給流量ｖ（ｔ）は調節計６１で流量設定
器５９の出力と比較され、その結果に従つて、調
節計６１は可変速モータMbの速度を可変速し、
粉状物２の供給流量ｖ（ｔ）を流量設定器５９の
上記出力と一致するように制御する（第５図ｖ
（ｔ）参照）。

(3) ステツプ３（供給作業） 時刻t₂でシール弁３８が閉成すると、供給ホツ
パ３１ｂ内の粉状物２の重量Wb（ｔ）は、溜ホ
ツパ３１ａからの粉状物２の供給がないため、第
５図に示すように減少する。

一方、このとき、供給流量検出回路５８から出
力する粉状物２の供給流量ｖ（ｔ）は、シール弁
３８が閉成しており、dWa（ｔ）／dt＝０となる
ため、 ｖ（ｔ）＝−dWb（ｔ）／dt ……(3) となる。

上記第３式で表される粉状物２の供給流量ｖ
（ｔ）が供給流量検出回路５８から出力し、上記
と同様にして、調節計６１は可変速モータMbを
変速して、上記供給流量ｖ（ｔ）が流量設定器５
９の出力と一致するように制御する。

上記により、供給ホツパ３１ｂ内の粉状物２の
重量Wb（ｔ）が時刻t₃で下限設定器５６ｂの出
力に一致すると、比較器５４ｂはシール弁３８を
再び開成して、溜ホツパ３１ａから供給ホツパ３
１ｂに粉状物２の補給を開始する。

(4) ステツプ４，５，… 上記時刻t₃以後、第４図の装置は上記のステツ
プ２および３の動作を繰り返し、溜ホツパ３１ａ
内の粉状物２の重量Wa（ｔ）が時刻tiで下限設
定器５６ｂの出力に達すると、ステツプ１の動作
が行なわれて溜ホツパ３１ａ内に粉状物２の補給
が行なわれ、以後、上記のステツプ１，２および
３の動作が繰り返され、流量設定器５９で設定さ
れた設定値に従つて粉状物２が一定流量で連続的
に送り出される。

また、溜ホツパ３１ａが粉状物２を受け入れる
ステツプを除いて、積分回路６４は、 ｛Wa（t₁）−Wa（t₂）｝
＋｛Wa（t₂）−Wa（t₃）｝＋… の積算を行つて粉状物２の供給総量を算出して積
算計６５に表示させる。

以上のようにして、粉状物２の供給流量ｖ
（ｔ）が一定に制御されるとともに、供給総量も
溜ホツパ３１ａの重量変化の積算により正確に知
ることができる。

なお、上記実施例において、溜ホツパ３１ａへ
の粉状物２の受入れは、シール弁３８が閉成し、
溜ホツパ３１ａが供給に関与しない時期に行うよ
うにすることが好ましい。

本考案は上記実施例に限定されず、本考案の要
旨の範囲内で種々の構成とすることができる。

以上、詳述したことからも明らかなように、本
考案は、２つのホツパを重量検出可能に上下二段
に配置してこれらホツパの時間当たり重量変化量
から下側ホツパからの粉状物の供給流量を検出し
てこの供給流量が一定となるように制御するよう
にしたから、上側のホツパに粉状物を受けいれる
ときも下側のホツパからは上記供給流量を制御す
ることができるため、粉状物の供給流量を連続的
に高精度に制御することができる。

また、上側のホツパ内の粉状物の重量変化を各
ステツプ毎に積算するようにすれば、供給される
粉状物の重量は各ステツプ毎に秤量されて積算さ
れるため、粉状物の供給総量も高精度に検出でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図ａおよび第２図ｂは夫々従来の
粉状物の連続供給システムの説明図、第３図は本
考案に係る粉状物の連続供給システムのホツパの
配置説明図、第４図は本考案に係る粉状物の連続
供給システムのブロツク図、第５図は第３図およ
び第４図の動作を示すタイムチヤートである。 ２……粉状物、３１ａ……溜ホツパ、３１ｂ…
…供給ホツパ、３２，３４……重量計量装置、３
６……切出し装置、３８……シール弁、３９……
伸縮管、４０……切出し装置、４１……伸縮管、
４２……シール弁、５７ａ，５７ｂ……微分回
路、５８……供給流量検出回路、５９……流量設
定器、６０……加算点、６１……調節計、６２…
…記憶回路、６３……減算回路、６４……積算回
路、６５……積算計。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 粉状物を連続的に供給する連続供給システム
   において、上記粉状物を一時的に保持するホツ
   パを上下二段に配置し、これらホツパを夫々重
   量計量装置によつて重量計測可能に支持すると
   ともに、上記ホツパの各底部に夫々切出し量の
   調節可能な切出し装置を設け、上側のホツパの
   切出し装置と下側のホツパ上部とを伸縮管で伸
   縮自在に連結する一方、上側および下側のホツ
   パの時間当たり重量値変化量を各々の重量計量
   装置の出力から演算して下側のホツパからの粉
   状物の供給流量を検出する供給流量検出回路
   と、該供給流量検出回路の出力と予め任意に設
   定した供給流量設定値とを比較演算する調節計
   を設け、該調節計出力により下側ホツパの切出
   装置を駆動し、下側ホツパからの供給流量が一
   定になるように制御することを特徴とする粉状
   物の連続供給システム。 (2) 実用新案登録請求の範囲第１項記載の粉状物
   の連続供給システムにおいて、上側のホツパを
   支持する重量計量装置の出力により粉状物の供
   給量を積算する積算回路を設け、粉状物の供給
   総量の積算を行うようにしたことを特徴とする
   粉状物の連続供給システム。