JPS61231323A - 粉粒体定量供給装置 - 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、微粉炭、微粉コークスなどの粉粒体を気流搬
送ラインを介してボイラ、キルンなどの燃焼装置へ安定
して供給するための粉粒体定量供給装置に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

従来、微粉炭などの粉粒体燃料を常圧の貯蔵バンカーま
たはホッパから、加圧下の気流搬送ラインに供給する装
置と己て、第７図に示すように、大気圧下の貯蔵バンカ
ー１と加圧下の気流搬送ライレ２との間に、上部シール
弁３、下部シール弁４によシ圧カシールされた複数（第
７図では２段）の上部加圧タンク５、下部加圧タンク６
を直列に設け、シール弁および加圧タンクに設けられた
排気弁７、上部タンク均圧弁８を加圧タンクへの送給物
の投入・排出時に予め定められた順序に従って開閉する
ことによシ、送給物を搬送ライン２に安定かつ連続的に
供給する方式（以下、ロックホッパ方式と記す）が使用
されている。ｌＯは均圧管、１１は仕切ゲートである。

上記従来のロックホッパ一方式の運転方法を以下に説明
する。上部加圧タンク５へ送給粉粒体を投入するには、
上部シール弁３、下部シール弁４を閉の状態で排気弁７
を開き、上部加圧タンク５を大気と同圧にし、その後上
部シール弁８を開として送給物を投入する。レベルスイ
ッチによって規定量の投入が完了したことを検知するか
、あるいはシール弁開状態を保持する時間を設定するタ
イマーを設けるなどの方法によって、一定量の投入が完
了した後、上部シール弁３および排気弁７を閉とする。

この間、同様な要領によって上部加圧タンク５に受は入
れ、下部加圧タンク６に既に移送されている送給物の搬
送ライン２への供給が行われており、下部加圧タンク６
に設けられたレベルスイッチあるいはタイマー設定、搬
送フィン圧力などによって下部加圧タンク６の排出完了
または下限貯蔵量までの排出を検知すれば、上部加圧タ
ンク５から下部加圧タンク６への排出動作を開始する。

下部加圧タンク６への排出は、上部タンク均圧弁８を開
とし、上部加圧タンク５、下部加圧タンク６の内圧を同
圧とした後、下部シール弁４を開いて送給物を排出する
。下部加圧タンク６に設置たレベルスイッチな゛どによ
って下部加圧タンク６への受入れが完了すれば、上部タ
ンク均圧弁８、下部シール弁４を開とし、上部加圧タン
ク５は次の投入動作に移る。このように各シール弁、排
気弁、均圧弁を交互に開閉することによって、大気圧下
の貯蔵バンカー１から加圧下の搬送ライン２に送給物を
供給することが可能となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来のロックホッパ一方式の装置は、輸送を目的と
した設備が多く、供給量の定量性および安定性は問われ
なかった。しかしこのようなロックホッパ一方式の粉粒
体供給装置をボイラ、キルンなどの燃焼装置に採用する
場合には、定量性および安定性が不可欠である。

第８図は上記ロックホッパ一方式による送給物の排出特
性を示している。図中、鎖線内で囲んだＡ部、Ｂ部に示
すような突変が生じるため、ボイラなどの燃焼装置に採
用する場合には、搬送物である固体燃料の供給量が安定
しないため、燃焼の不安定、著しい場合には失火を招き
採用できない。

このような原因は下部加圧タンク６の内圧の変動による
もので、Ａ部は上部タンク均圧弁８を開いたときの下部
加圧タンク６内圧の低下に伴う供給量の減少、その後の
均圧管１０による圧力回復による供給量の回復を示し、
Ｂ部は下部加圧タンク６への送給物の投入による内圧上
昇に伴う供給量の増加、その後の均圧管１０による圧力
回復による供給量の回復を示している。

本発明は上記の諸点に鑑みなされたもので、前述のよう
なロックホッパ一方式の粉粒体供給装置の供給の安定性
を改善し、円滑な定量供給を可能ならしめた装置の提供
を目的とするものである。

〔問題点を解決するだめの手段および作用〕第１の発明
は、第１図を参照して説明すれば、大気圧下の貯蔵バン
カー１またはホッパと加圧下の気流搬送ライン２との間
に、シール弁８．４により圧力シールされた複数の加圧
タンク５．６を直列に設け、シール弁８．４および加圧
タンクに設けられた排気弁７、均圧弁８を、加圧タンク
への送給物の投入・排出時に予め定められた順序に従っ
て開閉することにより、送給物を搬送ライン２に安定に
かつ連続的に供給する粉粒体供給装置において、最下段
加圧タンク６に圧力調節弁１６を備えた給気管１２を接
続し、最下段加圧タンクからの圧力逃し管１３にオンオ
フ弁１７を設け、最下段加圧タンクに圧力検出端１４を
設け、圧力調節弁１６とオンオフ弁１７と圧力検出端１
４とを調節計１５を介して接続したことを特徴としてい
る。

この場合、最下段加圧タンクの内圧を、搬送ライン流量
調節弁の下流で、搬送ラインへの送給物供給口の上流の
範囲に設けた圧力検出端の検出圧力に、送給物の供給量
の関数として定められた所定の値を加えた値に制御する
ように構成することがある。

また第２図に示すように、最下段加圧タンク６の排出口
に、ロータリーフィーダー、スクリューフィーダーなど
の定量切出し装置１８を設置し、その回転数を変えるこ
とによって、供給量の調節を行い定量供給可能範囲を拡
げるように構成する仁とがある。

第２の発明は、第８図〜第５図を参照して説明すれば、
大気圧下の貯蔵バンカー１またはホッパと加圧下の気流
搬送ライン２との間に、シール弁により圧力シ−μされ
た複数の加圧タンクを直列に設け、シール弁および加圧
タンクに設けられた排気弁、均圧弁を、加圧タンクへの
送給物の投入・排出時に予め定められた順序に従って開
閉することにより、送給物を搬送ラインに安定にかつ連
続的に供給する粉粒体供給装置において、最下段加圧タ
ンクに圧力調節弁を備えた給気管を接続し、最下段加圧
タンクからの圧力逃し管にオンオフ弁を設け、最下段加
圧タンクに圧力検出端を設け、圧力調節弁とオンオフ弁
と圧力検出端とを調節計を介して接続し、さらに最下段
加圧タンクにロードセル式秤量装置２１を設け、最下段
加圧タンクへの送給物の投入・排出によって経時的に変
化する秤量信号から一定時間内における実供給量を求め
、これと最下段加圧タンク下に設けたロータリーフィー
ダー、スクリューフィーダーなどの定量切出し装置１８
へ、予め定められた切出し量と回転数の関係から設定さ
れた関数に基づいて与えられる回転数信号の積算値を比
較し、一定の比率以上の偏差を生じれば、この偏差を縮
少すべく切出し量と回転数の関数関係を補正し、以後の
送給量制御を行う制御系を設けたことを特徴としている
。

この場合、第６図に示すように、最下段加圧タンク６の
排出口に設置する定量切出し装置１８ａ１１８１）、１
８０を最下段加圧タンク１基に対し複数基設け、それぞ
れ異なる送給先へ同時にかつ独立に供給量を調節できる
ように構成することがある。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。第１図は本発明の一実施例を示し、内圧制御機構を有
するロックホッパ一式の粉粒体定量供給装置を示してい
る。本例における装置は、第７図に示す従来のロックホ
ッパ式の装置に、搬送ライン２棲よυ高圧のタンク内圧
上昇用気体を吹き込むだめの給気管１２、圧力逃し管１
３、最下段加圧タンク６の内圧を検出する圧力検出端１
４、調節計１５、給気管１２の圧力調節弁１６、圧力逃
し管１３の電磁弁１７（オンオフ弁）を付加したもので
ある。

つぎに第１図の装置の動作について説明する。

前述の第８図に示されるＡ部のようは、上部タンク均圧
弁８を開とした場合には、下部加圧タンク６の圧力は降
下するため、圧力検出端１４によって捉えた圧力信号と
、設定圧力との偏差、変化速度に応じた操作信号が調節
計１５より圧力調節弁１６に与えられ、内圧の降下を補
償するため加圧気体の供給量が増加される。またＢ部の
ように、送給物の下部加圧タンク６への投入によって内
圧が上昇した場合には、圧力調節弁１６を絞り、下部加
圧タンク６への供給加圧気体量を減少させる。

このような圧力調節弁１６による基本的な内圧調節機能
の内圧変化の追従性を増すために、下部加圧タンク６と
搬送ライン２を電磁弁１７を介して連結する圧力逃し管
１３を設ける。この圧力逃し管１３は通常開で、下部加
圧タンク６内圧が設定値よりある幅に設定された上限値
に達すれば、電磁弁１７を開として内圧降下を速める使
用法と、通常開である下限値になれば電磁弁１７を閉と
する使用法があるが、この選択は下部加圧タンク６と搬
送ライン２接続部の構造により決まる抵抗および均圧弁
８、゛シール弁３．４の構造、加圧タンク容量、直列配
置した加圧タンク段数などにより定まる系の圧力変動特
性により行う。圧力変動幅が比較的小さくゆるやかであ
れば、圧力逃し管１８は常時開とした運転も可能であり
、さらに制御性を向上させる必要があれば、圧力逃し管
側にも圧力調節弁を設けることによシ、追従性が増すこ
とは勿論である。

下部加圧タンク６にある圧力を加えると、下部加圧タン
ク６内の粉粒体は搬送ライン２に押し出されるが、最下
段加圧タンク（下部加圧タンク）内圧と供給量は第９図
に示・すような、搬送ライン２の配置・管径によって変
化はするものの、ある一定の関数関係がある。図中■、
■、■は搬送物の性状（粒度、密度など）による差を示
している。

また下部加圧タンク６と搬送ライン２の接続点付近の搬
送ライン圧力とタンク内圧との差圧と、供給量の関係を
第１０因に示す。

第１０図によれば、両者の関係はほぼ直線性を有してい
るため、この圧力と供給量の関数関係を用いて、加圧タ
ンク内圧を第１の発明の装置を用いて制御すれば、従来
のロックホッパ方式の供給機では不可能であった供給量
を任意の流量で、平滑に定量供給することが可能となる
（特許請求の範囲第２項）。なお第９図および第１０図
において、実線は制御範囲を示している。

しかし上記の方法であれば、制御範囲（安定供給可能範
囲）が存在する。該方法であれば、供給量を低くした場
合には、下部加圧タンク６からの自然流下および搬送系
圧力の変動などの外乱の影響度合が大となり、一定の精
度を□保った定量供給が困難となる。そのため低供給量
の範囲では、第゛９図および第１０図に示す如く制御範
囲を外れることとなる。特許請求の範囲第３項記載の発
明は、上記制御範囲を拡げるためになされたものである
。

本発明の構成を第２図に示す。特許請求の範囲第２項記
載の定量供給機能を有するロックホッパ式定量供給装置
の下部加圧タンク６の排出口に、可変速ロータリーフィ
ーダーあるいは可変速スクリューフィーダーなどの可変
定量切出し装置１８を設置するもので、本発明によれば
、下部加圧タンク６からの排出量は定量り出し装置１８
の払出し量によって規制されるため、低流量域において
も供給量を一定精度に保つことが可能で、制御範囲を拡
げることが可能である。この場合には、下部加圧タンク
内圧は定量切出し装置１８前後の差圧を一定とするよう
、搬送ライン２との差圧を一定値に保つべく特許請求の
範囲第２項記載の方式にて制御される。２０は切出し要
求信号によって回転数信号を発する演算・調節器である
。

上記の特許請求の範囲第３項記載の定量供給装置で゛は
、搬送ライン２への送給物の供給量は、予め実際の使用
状況を模した切出しテストによって、定量切出し装置１
８への切出し要求信号あるいは定量切出し装置の回転数
と、払出し量の関係を把握しておき、この関係に従って
定量供給を行うものであるが、送給物性状（密度、粒度
など）が変化すれば、払出し量と回転数の関係が既に設
定したものと異なり切出し要求量と実際供給量との間に
誤差を生じる。

特許請求の範囲第４項は上記切出し要求量と、実際供給
量との間の誤差を無くすために発明されたものである。

すなわち、特許請求の範囲第３項記載の定量供給機を設
置した最下段の加圧タンク６に第３図に示すように、ロ
ードセル式秤量装置２１を設け、ロードセル信号を演算
し、上記要求信号に応じた回転数信号を定量切出し装置
１８に与えるものである。

ロードセルの秤量信号は第４図に示されるように、のこ
ぎシ状の繰シ返し波形となるため、供給量はこれに時間
的な演算処理を施さなければならない。すなわち、ある
区間時間（下部シール弁４が開いている時間を除く）の
秤量値（ロードセル計測信号）の増分を区間時間にて除
したものが時間当りの供給量となるが、この装置をボイ
ラなどの燃料供給装置に応用した場合には、ボイラ負荷
に応じて供給要求量が時々刻々変化するだめ、微分型の
演算処理は適当でない。したがって、本発明では第４図
に示す如く、一定時間内のロードセル秤量信号および回
転信号を積分し、この両積分値を比較し、その偏差が規
定値内に収まるように、逐次切出し要求信号と回転数信
号の関数関係を修正しつつ定量供給を精度良く継続する
ものである。

第５図は演算・調節器２０の詳細を示している。

第５図において、２２は回転数設定器、２３は調節計、
２４は前処理フィルター、２５．２６は積分器、２７は
比較演算器、２８は関数型設定器である。

特許請求の範囲第５項は、特許請求の範囲第３項の発明
を、大容量化あるいは複数の送給先へ供給する場合への
対応を示したものであり、第６図に示すように、−基の
下部加圧タンク６に複数の各々独立に払出し量を調節で
きる定量切出し装置１８ａ、１８ｂ１１８ｃを設けたも
ので、本発明の場合には、加圧ホッパ内の制御圧力は、
各搬送ライン２ａ、２ｂ、２Ｃと加圧タンク内圧の差圧
の平均値、もしくは各々を代表する任意の差圧をもって
行う。

〔発明の効果〕

本発明は上記のように構成されているので、各加圧タン
クへの送給物の投入・排出に伴うシール弁の開閉によっ
て生じる加圧タンク内圧変動幅を小さくすることができ
、粉粒体を気流搬送ラインに安定に定量供給することが
できるという効果を存している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の粉粒体定量供給装置の一例を示す説明
図、第２図および第３図は本発明の装置の他の例を示す
説明図、第４図はロードセル秤量信号、回転信号と時間
との関係を示すグラフ、第５図は演算・調節器の詳細図
、第６図は本発明の装置のさらに他の例を示す説明図、
第７図は従来の装置の説明図、第８図は従来の装置にお
ける送給物の排出特性を示すグラフ、第９図は最下段加
圧タンク内圧と供給量との関係を示すグラフ、第１０図
は搬送ラインと最下段加圧タンクとの差圧と、供給量と
の関係を示すグラフである。 １・・・貯蔵バンカー、２．２ａ、２ｂ、２０・・・気
流搬送ライン、３・・・上部シール弁、４・・・下部シ
ール弁、５・・・上部加圧タンク、６・・・下部加圧タ
ンク、７・・・排気弁、８・・・上部タンク均圧弁、１
０・・・均圧管、１１・・・仕切ゲート、１２・・・給
気管、１３・・・圧力逃し管、１４・・・圧力検出端、
１５・・・調節計、１６・・・圧力調節弁、１７・・・
電磁弁、１８．１８ａ、１８ｂ、１８Ｃｊ・・・定量切
出し装置、２０・・・演算・調節器、２１・・・ロード
セル式秤量装置、２２・・・回転数設定器、２３・・・
調節計、２４・・・前処理フィルター、２５．２６・・
・積分器、２７・・・比較演算器、２８・・・関数型設
定器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　大気圧下の貯蔵バンカーまたはホッパと加圧下の気
   流搬送ラインとの間に、シール弁により圧力シールされ
   た複数の加圧タンクを直列に設け、シール弁および加圧
   タンクに設けられた排気弁、均圧弁を、加圧タンクへの
   送給物の投入・排出時に予め定められた順序に従つて開
   閉することにより、送給物を搬送ラインに安定にかつ連
   続的に供給する粉粒体供給装置において、最下段加圧タ
   ンクに圧力調節弁を備えた給気管を接続し、最下段加圧
   タンクからの圧力逃し管にオンオフ弁を設け、最下段加
   圧タンクに圧力検出端を設け、圧力調節弁とオンオフ弁
   と圧力検出端とを調節計を介して接続したことを特徴と
   する粉粒体定量供給装置。 ２　最下段加圧タンクの内圧を、搬送ライン流量調節弁
   の下流で、搬送ラインへの送給物供給口の上流の範囲に
   設けた圧力検出端の検出圧力に、送給物の供給量の関数
   として定められた所定の値を加えた値に制御するように
   した特許請求の範囲第１項記載の粉粒体定量供給装置。 ３　最下段加圧タンクの排出口に、定量切出し装置を設
   置し、その回転数を変えることによつて、供給量の調節
   を行い定量供給可能範囲を拡げるようにした特許請求の
   範囲第１項または第２項記載の粉粒体定量供給装置。 ４　大気圧下の貯蔵バンカーまたはホッパと加圧下の気
   流搬送ラインとの間に、シール弁により圧力シールされ
   た複数の加圧タンクを直列に設け、シール弁および加圧
   タンクに設けられた排気弁、均圧弁を、加圧タンクへの
   送給物の投入・排出時に予め定められた順序に従つて開
   閉することにより、送給物を搬送ラインに安定にかつ連
   続的に供給する粉粒体供給装置において、最下段加圧タ
   ンクに圧力調節弁を備えた給気管を接続し、最下段加圧
   タンクからの圧力逃し管にオンオフ弁を設け、最下段加
   圧タンクに圧力検出端を設け、圧力調節弁とオンオフ弁
   と圧力検出端とを調節計を介して接続し、さらに最下段
   加圧タンクにロードセル式秤量装置を設け、最下段加圧
   タンクへの送給物の投入・排出によつて経時的に変化す
   る秤量信号から一定時間内における実供給量を求め、こ
   れと最下段加圧タンク下に設けた定量切出し装置へ、予
   め定められた切出し量と回転数の関係から設定された関
   数に基づいて与えられる切出し要求信号の積算値を比較
   し、一定の比率以上の偏差を生じれば、この偏差を縮少
   すべく切出し量と回転数の関数関係を補正し、以後の送
   給量制御を行う制御系を設けたことを特徴とする粉粒体
   定量供給装置。 ５　最下段加圧タンクの排出口に設置する定量切出し装
   置を最下段加圧タンク１基に対し複数基設け、それぞれ
   異なる送給先へ同時にかつ独立に供給量を調節できるよ
   うにした特許請求の範囲第３項記載の粉粒体定量供給装
   置。