JPH0522811B2 - - Google Patents

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
ンカーまたはホツパから、加圧下の気流搬送ライ
ンに供給する装置として、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
イン２との間に、上部シール弁３、下部シール弁
４により圧力シールされた複数（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
従つて開閉することにより、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、ロツ
クホツパ方式と記す）が使用されている。１０は
均圧管、１１は仕切ゲートである。

上記従来のロツクホツパー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３を開と
して送給物を投入する。レベルスイツチによつて
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つて、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、同様な要領によつて上部加
圧タンク５に受け入れ、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
ベルスイツチあるいはタイマー設定、搬送ライン
圧力などによつて下部加圧タンク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に設けたレベルスイツチなどによつて下部加圧
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つ
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〕

上記従来のロツクホツパー方式の装置は、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つた。しかしこのようなロツ
クホツパー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図は上記ロツクホツパー方式による送給物
の排出特性を示している。図中、鎖線円で囲んだ
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
述のようなロツクホツパー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。

〔問題点を解決するための手段〕

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またはホツパと加圧下
の気流搬送ライン２との間に、シール弁３，４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３，４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
従つ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１４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、ロータリーフイーダー、スクリユー
フイ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構成する
ことがある。

第２の発明は、第３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またはホツパ
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２１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ロー
タリーフイーダー、スクリユーフイーダーなどの
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１８
ａ，１８ｂ，１８ｃ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ツクホツパー式の粉粒体定
量供給装置を示している。本例における装置は、
第７図に示す従来のロツクホツパ式の装置に、搬
送ライン２より高圧のタンク内圧上昇用気体を吹
き込むための給気管１２、圧力逃し管１３、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部のように、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によつ
て捉えた圧力信号と、設定圧力との別差、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への投入によつて内圧
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は通常閉で、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を閉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１３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り、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図に示すように、搬送ライン
２の配置・管径によつ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図に示す。

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、この圧力を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、従来のロツクホツパ方式の供給
機では不可能であつ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、一定の精度を保つた定量供給
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ツクホ
ツ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イーダーあるいは可変速
スクリユーフイ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切出し装置１８の
払出し量によつて規制されるため、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
よつ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つ
て、定量切出し装置１８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、この関係に従つて定量供給を行
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、のこぎり状の繰り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ため、微
分型の演算処理は適当でない。したがつて、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は前処理フイルター、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、一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，１８ｂ，１８ｃを設けたもので、本発明
の場合には、加圧ホツパ内の制御圧力は、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
もつて行う。

〔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
弁の開閉によつ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
有している。

【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，２ｃ…
…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、１０……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，１
８ｃ……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
イルター、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ツパと加圧
   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ツパと加圧
   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。