JPH0218676B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は粉粒体輸送循環使用システムで粉粒体
が不規則な量で消費されても該システム内に現有
する粉粒体の総量を常に略一定にする制御方法に
関するものであり、特に溶接用フラツクスの循環
使用方法に関するものである。

（従来の技術） 一般に、輸送した粉粒体を輸送先で一部消費
し、消費されなかつた粉粒体は回収して輸送元に
戻してから改めて輸送循環する粉粒体輸送循環使
用システムは、粉粒体供給輸送装置の輸送先にホ
ツパータンクを設け、該ホツパータンクの排出口
近傍にて粉粒体を消費し、その残量を回収、輸送
して回収集合ホツパーに集合させ、前記供給輸送
装置へと粉粒体を循環させる。この循環使用が繰
り返されると、当然の事ながら循環系内の粉粒体
の量は減少していくため、循環系外から一度期
に、あるいは供給輸送のたびに、あるいはある循
環周期毎に新たに粉粒体を循環系内に補充しなけ
ればならない。このとき、補充量は消費量に等し
く対応されていないと、循環系の粉粒体の総量が
次第に減少したりあるいは増加してゆく。特に、
減少してゆくと供給能力不足となり、操業に支障
が生ずる恐れがあるから、予測される消費量より
多目に補充する場合が多く、この為例えば輸送先
のホツパータンクや回収集合ホツパーの容量をよ
り十分な大きさをもつて設備する場合が多い。

ここで、前述のような従来の粉粒体輸送循環シ
ステムとして、潜揆溶接施工に於けるフラツクス
の循環使用システムを例にとつて説明する。第４
図は従来知られている簡単なフラツクス循環装置
を示すもので、フラツクスを投入口１から循環系
内のホツパー部３へ投入し、供給部４を介して被
溶接物１０１上に散布して溶接機１０２で溶接を
行う。溶接で先に散布されたフラツクスは一部消
費されてスラグ１０３となり、残つたフラツクス
１０４は吸引ブロワー２の吸引力により回収路５
を介してホツパー部３に戻り又散布されるという
状態でフラツクスを循環使用するものである。と
ころで、循環系内のフラツクスは溶接時に一部消
費スラグ化して減少し、次第にホツパー内は空と
なる。しかしてホツパー部下部にレベルスイツチ
６を設け、これ未満になると警報等を発して循環
系外からフラツクスを補充している。すなわち該
循環装置に於ては、循環系内のフラツクス量をレ
ベルスイツチの設置レベルを基準にして一度期に
補充するのであるが、補充はブロワーでフラツク
スを回収していない時に限られる。

第５図は従来の他の例であり、複数（第５図で
は４ケ所）の溶接ラインにフラツクスを供給し、
溶接で消費されないフラツクスを回収して必要な
処理を施して再供給するフラツクス輸送循環使用
システムの例である。すなわち、フラツクスを供
給輸送装置のブロータンク９から各溶接ラインの
ホツパータンク１６〜１９に供給路１０を介して
輸送し、各溶接ライン〜でスラグとして消費
されなかつたフラツクスは回収機２０により回収
し、回収輸送装置のブロータンク２１から回収路
２２を介してホツパータンク２３に輸送して、処
理装置２４にて磁選、篩等の必要な処理を施して
回収集合ホツパー７に貯蔵され、再びブロータン
ク９にて溶接ラインへ輸送するというフラツクス
循環使用システムである。尚、ホツパータンク８
は補充用フラツクスのサービスタンクである。

この循環システムでは、前記溶接ライン１６〜
１９での消費量は必ずしも一定量でないが、平均
的消費量を予測して定量的にホツパータンク８を
介して補充部１０５からその予測量のフラツクス
を供給し、ブロータンク９へ集合させ、循環系内
に補充している。然るに、実際の消費量と補充量
が等しくない条件で循環が繰り返されると、次第
に循環系内のフラツクス総量は減少あるいは増加
することがあり得るため、ホツパータンク７，１
６〜１９，２３を大容量なもので設備し、循環系
内に最少必要十分な総量の２〜３倍の量を保持可
能にせざるを得ない。

このように、従来の粉粒体の輸送循環使用シス
テムでは循環系内に現有する総量を検知する手段
を有していないためと、消費される粉粒体の量が
必ずしも一定量でない（不規則な消費量）ため、
次の様な不便さ、問題点があつた。

（発明が解決しようとする問題点） 先ず、循環使用中に粉粒体が不規則な量で消費
され減少することに対応する補充量を定量的に決
められない為、また仮に決められたとしても消費
量と補充量を完全に等しく合致させるのは極めて
困難である為、循環使用が何度も繰り返されてい
るうちに実際に消費されている量と補充量の差に
より、循環系内の総量は次第に増加あるいは減少
し、やがて、増加する場合は循環系内をオーバー
フローすることになり、減少する場合は循環系内
の粉粒体がなくなつてしまう事態を招く欠点が有
る。そして、このような事態をさけるため循環系
の全体設備、特にホツパータンク類を大容量で設
置する為、過大な設備スペース、高価な設備費を
要していた。

あるいは、他の例として循環系内の個々のホツ
パータンク類全部にレベル計、計量器等を設け、
それらの量を適時に和算して循環系内総量の増減
状態からその都度補給量を調節するというよう
な、極めて複雑で高価になる制御方法を用いなけ
ればならなかつた。

こうした問題から、この類のシステムに於て、
循環使用中に順次すばやく循環系内粉粒体総量の
増減状態を知り、総量を制御する方法が求められ
ていた。

しかして、本発明の目的は、粉粒体循環系で非
定量が消費される場合においても循環系内の総量
を過不足なく適量に保ち、かつその為の設備が必
要最小限ですむ方法を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） すなわち、本発明は、溶接用フラツクスの供
給、使用、回収、補充、混合、供給の連続した工
程からなる循環経路を用いる溶接用フラツクスの
循環使用方法において、使用工程は並列設置した
複数からなる工程とし、各使用工程及び回収工程
のホツパータンクにはフラツクスレベル計を設置
し、補充工程のフラツクス補充量として全使用工
程の平均消費量を基準にその上下に相当する所定
の大投入と小投入との２水準量を定め、前記レベ
ル計によつて各使用工程のホツパータンクのフラ
ツクス残量を検出し、該検出値に基づいて、各使
用工程のホツパータンク残量によつてフラツクス
補充量を大投入もしくは小投入に決定するか、ま
たは回収工程のホツパータンクの残量によつてフ
ラツクス補充量を大投入もしくは小投入に決定す
るかを判断し、その結果に基づいてフラツクス補
充を行い、これを繰り返すことを特徴とする溶接
用フラツクスの循環使用方法であり、また前記の
大投入と小投入の２水準量を定めた上で、フラツ
クス輸送量が（１＋Ｃ／100）・Ａ・N_AＢ・N_Bの 式を満足する場合はフラツクス補充量を大投入、
満足しない場合はフラツクス補充量を小投入と
し、これを繰り返し行うことを特徴とする溶接用
フラツクスの循環使用方法である。ただし、Ｃは
全使用工程の平均消費量％、Ａは供給フラツクス
輸送量Kg／回、Ｂは回収フラツクス輸送量Kg／
回、N_Aは単位時間当りの供給回数、N_Bは単位時
間当りの回収回数である。

以下本発明の実施例を図で説明する。

第１図は溶接ラインでの本発明の実施例に於け
るフラツクス輸送循環使用システムの系統図で、
３１は計量器３１′（重量計）を設け混合機能を
有する供給輸送装置のブロータンクで、循環フラ
ツクスを回収集合ホツパータンク２５から、補充
フラツクスをホツパータンク２６から受け入れ、
循環フラツクスと補充フラツクスを混合して供給
路の輸送管３２を経て溶接ラインの５個のホツパ
ータンク３７〜４１へ輸送する。このとき、ホツ
パータンク３７〜４１へ同時には輸送せず、三方
分岐弁３３〜３６により輸送先を方向づけて１個
のホツパータンクずつ輸送する。ホツパータンク
３７〜４１は夫々ブロータンク３１から２個輸送
分の容量を有し、そのほゞ中心にレベル計４２〜
４６が具備され、レベル計がフラツクスを検知し
ていなければブロータンク３１からの１回輸送分
を受け入れる容量を有している。４７は溶接ライ
ンＡ〜Ｅでスラグとして消費されなかつたフラツ
クスを回収する吸引式フラツクス回収機で、４８
は回収機４７からフラツクスを受け入れて回収ホ
ツパータンク４９へ回収路５１を介して輸送する
回収輸送装置のバツチ式ブロータンクである。５
０は溶接ラインＡ〜Ｅで混入した磁性物とスラグ
を分離し廃棄する処理装置、２５はレベル計５２
を具備した循環フラツクス用の回収集合ホツパー
タンク、２６は補充フラツクスのサービスタンク
である。なお２５′，２６′は自動弁で３１′の計
量器と連動されている。

（実施例） 実施例は第２図のフローチヤートに示す如く該
循環システムの総量制御を行つているもので、こ
れを第１図と合せ具体的に説明する。

先ず操作パネルに設けた計量器３１′に連結す
る計量設定器で補充フラツクスの投入量を上下２
点、及び補充フラツクスの投入量と循環フラツク
スの投入量との加算量を設定する。こゝで、補充
フラツクスの投入量は前述した如く溶接ラインで
の消費量のバラツキ範囲で平均的消費量より多い
量とこれよりも少い量を夫々設定するのである
が、実施例では多い量側と少い量側に夫々１点ず
つ設定した。すなわち、補充フラツクスの設定量
は予め推定される溶接ラインでの平均的消費量に
対し、そのバラツキを考慮した上下値を設定す
る。（以後、上の設定値を「大投入」、下の設定値
を「小投入」という。）例えば、ブロータンク３
１の１回の輸送量300Kgに対し、溶接ラインでの
平均的消費量が30Kg、そのバラツキが20％とする
と、消費量は多い量で30Kg＋30Kg×20／100＝36Kg、 少い量で30Kg−30Kg×20／100＝24Kgとし、「大投入」 量を36Kg、「小投入」量を24Kgに設定する。当然
循環フラツクスと補充フラツクスの投入量との加
算量は300Kgに設定される。なお、ホツパータン
ク５個の内３個を基準台数として設定したもの
で、第２図で総量制御機能がスタートすると、ブ
ロータンク３１へ補充フラツクスを投入するに当
り、使用工程のホツパータンク３７〜４１のレベ
ル計４２〜４６の内、３個以上（60％以上）がフ
ラツクスを検知しているかを判断し、３個以上検
知していれば該循環系内のフラツクス総量は増加
傾向にあると判断し、補充フラツクスの投入は
「小投入」を行う。逆に２個以下の場合は更にホ
ツパータンク２５のレベル計５２の検知を判断
し、これが検知していれば該循環系内のフラツク
ス総量が増加傾向にあると判断し「小投入」を行
い、検知していなければ減少傾向にあると判断し
て「大投入」を行う。

ここで、本発明の他の実施例を第３図で説明す
ると、第２図と同様補充フラツクスの投入を「大
投入」で行うか「小投入」で行うかの判断に於
て、平均的消費量をＣ％とし、供給側のブロータ
ンク３１が１回のフラツクス輸送でＡKgを輸送
し、回収側のブロータンク４８が１回の輸送でＢ
Kg輸送するものとし、60分間に両者のブロータン
クが何回輸送したかを比較する。すなわち、供給
側ブロータンク３１がN_A回／Hr、回収ブロータ
ンクがN_B回／Hrで、（１＋Ｃ／100）Ａ・N_A＞Ｂ・ N_Bならば該循環系内のフラツクス総量は増加傾
向にあり、（１＋Ｃ／100）Ａ・N_A≦Ｂ・N_Bならば 減少傾向にあると判断し、前者の場合は「小投
入」を、後者の場合は「大投入」を行うのであ
る。

補充フラツクスの投入が完了すると、循環フラ
ツクスが設定量投入されて、循環フラツクスと補
充フラツクスを混合して、輸送先を選択して輸送
を行う。こうして当該実施例では、該循環系内の
フラツクス総量の増減状況を、ブロータンク３１
への補充フラツクス投入時毎に判断し、溶接ライ
ンでの非定常な消費量に対し補充量を制御して対
応し、循環系内のフラツクス総量を制御すること
ができた。

なお、本発明の実施例では、ホツパータンク５
個の内３個を設定基準台数とした場合を述べた
が、該設定基準台数はホツパータンクへの１回当
りの送給量（輸送能力）、ホツパータンク３７〜
４１内に設けられたレベル計４２〜４６の取付け
容量、該ホツパータンクの容量等によつて決定さ
れる。次に、ホツパータンク個数をＮとし、Ｎ
２の場合について述べる。

各々のホツパータンクからの粉粒体の排出量：
Ｑ〔／sec〕 供給ブロータンクからの１回当りの粉粒体吐出
供給量：Ｇ〔／回〕 供給ブロータンクからの１回当りの粉粒体吐出
時間：Ｔ〔sec／回〕 とすると、１度、１個のホツパータンクの供給を
完了すると、その後、残りのホツパータンクに供
給しても、最初のホツパータンクに粉粒体が残つ
ている必要があるため、 ＧQT（Ｎ―１） の関係式が成立する。

又、ホツパータンクのレベル計の設定容量をＶ
〔〕とすると、全てのホツパータンクが同時に
レベル計オフになつた場合、順次、各ホツパータ
ンクに供給され、最後のホツパーが空にならない
うちに供給するためには、同様にして、 Ｖ（Ｎ−１）QT でなければならない。

粉粒体の循環系に於いて、系全体の総量は極力
少なくする事がホツパータンク等の各装置の容量
を縮少でき、設備費、設備スペース面でも有利と
なる点から、最少の制御総量は全ホツパータンク
に各々１回づつ供給した合計量となり、NG〔〕
で表わされる。よつて各ホツパータンクの制御す
べき設定台数は、制御総量をホツパータンクの最
大容量で割つた数を越える自然数、もしくは１を
プラスした台数、すなわち NG／Ｇ＋Ｖの絶対値＋１ であればよい。

以上の，，の関係式を満足すれば良く、
例えばホツパータンク５個の内２個、あるいは４
個を制御すべき設定基準台数としても、上記の関
係式を満足すれば良好な総量制御を行うことがで
きる。又、補充制御量に関与しているレベル計を
設置している回収集合ホツパー２５は、循環系の
中の供給ホツパータンク以外であればどこでもよ
いが、極力、補充ホツパータンクの直前の方が制
御性より望ましい。

次に本発明法による実際のフラツクス総量制御
例について検証する。

制御数値の設定例 ●ホツパータンクの台数 Ｎ＝５ ●ブロータンクの粉粒体吐出量 Ｇ＝200／回， （12分／回） ●１個のホツパータンクの粉粒体の平均消費量 Ｑ＝200／Hr ●ホツパータンクのレベル計の設定 Ｖ＝200 とすると、 () ブロータンクの粉粒体の吐出時間の検証 Ｔ＝12−60＝720sec／回 ＴＧ／Ｑ（Ｎ−１）＝200／回／200／Hr×（
５−１） ＝900sec＞720sec （適正） () ホツパータンクのレベル計の設定 ＶQT（Ｎ−１）＝200／Hr×720sec／
回 ×（５−１）＝160＜200 （余裕25％であり適正） () ホツパータンクの制御台数 5G／Ｇ＋Ｖ＝５×200／200＋200＝2.5 すなわち、ホツパータンクへの粉粒体の供給
量を調整すべき台数は２＋１＝３台である。

従つて、レベル計が３台以上フラツクスを検知
していれば補充フラツクスの投入は「小投入」を
行い、２台以下の場合は更にホツパータンク２５
のレベル計が検知していれば「小投入」を、検知
していなければ「大投入」を、行うものである。

（発明の効果〕 以上説明した通り、本発明の循環系の総量制御
方法を適用したシステムにおいては、常時、粉粒
体の総量を適量で略一定に保ち得るため、従来の
ような過大な設備を必要とせず、また有備の粉粒
体の在庫をも大幅に減少させる効果があり、溶接
用フラツクスの新たな循環使用方法を提供するも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の溶接用フラツクスの循環使用
方法の系統図であり、第２図、第３図は本発明の
フラツクス総量制御のフローチヤート図、第４図
は従来の溶接フラツクス循環装置の系統図、第５
図は従来の複数個のホツパータンクを有する溶接
フラツクス輸送循環使用システムの系統図であ
る。 １…投入口、２…ブロワー、３…ホツパー部、
４…供給部、５，２２，５１…回収路、６，４２
〜４６，５２，１０６…レベル計、７，２５…回
収集合ホツパー、８，２６…補充フラツクスホツ
バータンク、９，２１，３１，４８…ブロータン
ク、１０，３２…供給路、１６〜１９，３７〜４
１…ホツパータンク、２０，４７…フラツクス回
収機、３１′…計量器、１３〜１５，３３〜３６
…分岐弁、２３，４９…回収ホツパータンク、２
４，５０…処理装置、―，Ａ〜Ｅ…溶接ライ
ン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶接用フラツクスの供給、使用、回収、補
   充、混合、供給の連続した工程からなる循環経路
   を用いる溶接用フラツクスの循環使用方法におい
   て、使用工程は並列設置した複数からなる工程と
   し、各使用工程及び回収工程のホツパータンクに
   はフラツクスレベル計を設置し、補充工程のフラ
   ツクス補充量として全使用工程の平均消費量を基
   準にその上下に相当する所定の大投入と小投入と
   の２水準量を定め、前記レベル計によつて各使用
   工程のホツパータンクのフラツクス残量を検出
   し、該検出値に基づいて、各使用工程のホツパー
   タンク残量によつてフラツクス補充量を大投入も
   しくは小投入に決定するか、または回収工程のホ
   ツパータンクの残量によつてフラツクス補充量を
   大投入もしくは小投入に決定するかを判断し、そ
   の結果に基づいてフラツクス補充を行い、これを
   繰り返すことを特徴とする溶接用フラツクスの循
   環使用方法。 ２ 溶接用フラツクスの供給、使用、回収、補
   充、混合、供給の連続した工程からなる循環経路
   を用いる溶接用フラツクスの循環使用方法におい
   て、使用工程は並列設置した複数からなる工程と
   し、補充工程のフラツクス補充量として全使用工
   程の平均消費量を基準にその上下に相当する所定
   の大投入と小投入との２水準量を定め、フラツク
   ス輸送量を示す下記の式を満足する場合はフラツ
   クス補充量を大投入、満足しない場合はフラツク
   ス補充量を小投入とし、これを繰り返し行うこと
   を特徴とする溶接用フラツクスの循環使用方法。 （１＋Ｃ／100）Ａ・N_AＢ・N_B ただし、Ｃは全使用工程の平均消費量％、Ａは
   供給フラツクス輸送量Kg／回、Ｂは回収フラツク
   ス輸送量Kg／回、N_Aは単位時間当りの供給回数、
   N_Bは単位時間当りの回収回数。