JPS589028A - 気送粉体の流量測定方法 - 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】 本発明は空気等をキャリアガスとして搬送される微粉炭
等の気送粉体の流量を測定する方法に関する。

石油事情の悪化と共に石炭の再評価が行われ、製鉄所で
の燃料としても使用される傾向にある。

この場合、微細に破砕した微粉炭とし、これを空気等を
キャリアガスとしてバーナへ供給スるが、燃焼制御のた
めにその流量管理は不可欠である。

ところが従来はこのような気体粉体の流量を直接測定す
ることができず、間接的測定に依っていた。

即ちキャリアガス流量を容積式、流速式２面積式速度木
頭式−絞り機構式或は熱線式等の流量測定器にて測定し
、キャリアガー中の粉体濃度が一定であると仮定して粉
体流量を算出することとしていた。しかし、粉体濃度の
変動は不可避であり、微粉炭燃料の場合には精細な燃焼
制御のために直接測定が望ましいことは言うまでもない
。

本発明は所かる事情に鑑みてなされたものであって圧電
素子により該圧電素子に対する粉体の衝突エネルギを検
出することＫよって気送粉体の直接測定を可能とする方
法を提供することを目的とする。

本発明に係る気送粉体の流量測定方法は、複数の圧電素
子を搬送域に位置させて並設したセンサユニットを搬送
゛方向の、２位置に設け、各圧電素子から得られる電気
信号に基き粉体流量を求めることを特徴とする。

以下図面に基き具体的に説明する。＠１図は気送管横断
面と本発明の実施に使用する装置のブロック図、第２図
は圧電素子や臀付状態を示す気送管の縦断面図である。

気送管９０の中心対称の２位置には取付孔９１゜９１が
開設されており、この取付孔９１．９１を挿通させて取
付杆９２が、ちょうど気送管′９０の直径に一致するよ
うに跨設されている。

この取付杆９２には多数の圧電素子が後述する態様で取
付けられており、その出力信号を取出す丸めのリード線
は取付杆９２内に形成した空洞を経て気送管９０外に出
、更に一側の取付孔９．１を封じるように気送管９０に
螺着され九キャップ９３の導管部９３ｍから引き出され
、計測発振部に連っている。なお他方の取付孔９１は導
管部を有せず気送管９０に螺着されていて、この取付孔
９１を密閉している。而して取付杆９２に多数の圧電素
子を取付けてなるセンサユニットＳＵ、、　　ＳＵ□は
第１図に示すようにｌだけ離隔させて気送管９０の上下
流側の２位置に設けられている。

センサユニット５ＵＩＦｉ気送管９０の同心円Ｓ８．５
１、ＳＲ・・・５ｓ−ｔ　ｓ　Ｓｓ　　の円周の少し内
側の位置に各２個の圧電素子ｅｌｅ　　ｅ７Ｓｅ！ｅ　
ｅｊＳｅＩＮ、　、ｌ＋１１ｅｍ−１＊　ａｍ−ｒ　％
　ｅｍ　＃　ｅ＊’　（合計２塁個）を搬送の上流側に
向けて取付けてなるものである。センサユニットＳＵ、
も同様に２ｎ個の圧電素子ｆ１ｍ　ｆｊｚ　ｆｇｅｆｊ
ｓ・・・ｆ、、ら′をその取付杆９２−に取付けてなる
ものである。これらの圧電素子ｅｖｅ　ｅ：ｚ　ｅ＠＊
　＠Ｋ・・’　ｅ＠　ｓ　　ｅ＠’及びｆｌｅ　ｆｆ−
、ｆｅｅ　　ｆｊ”　ｆ＠　＊　　ｆ＠’は計測発振回
路Ｅａｔ　　Ｅ１’Ｎ　Ｅａｔ　Ｅ：・・・Ｅａｔ　Ｅ
＠’　及びＦ　１　ｔＦｒ−、Ｆｅｅ　Ｆｊ・・・Ｆ、
、　Ｆ、’　　Ｉｃ接続されており、ここで夫々の出力
電気信号が所要レベルに変換されて演算回路１ｃ及び１
ｆ−へ入力される。この演算回路１ｅｓｌｆでの演算は
次のような測定原理に基いて行われる。いまセンナユニ
ットＳＵｌの圧電素子ｅ１４ｃよって得られ良電気量を
Ｖｌｌとしこの圧電素子ｅＩＫ衝突する気送粉体の濃度
をＭ、□、流速をＶｌｌとするとこれらの間Ｋ・は Ｖｕ　−ｋ　Ｍｔｔ　”　　Ｖｔｔ”　　　　　　　　
−（１）となる。これは圧電素子が粉体衝突のエネルギ
に比例する電気量を出力するからである。

従って前述の同心円Ｓ、、　　Ｓ、、　　Ｓ、・・・Ｓ
＠−ｓ＊ｓ＠夫々の面積を［Ｓ１１．　［ＳｔＬ　［ｓ
ｓ］・・・［ｓｍ−ｔ　］ｒｔ［Ｓ−］　　とし、また
セセンサユニットＳＵの部分にて気送管９０内を流れる
気送粉体の平均濃度をＭ１＃平均流速をＶｌとするとセ
ンナユニットＳＵＩの全圧電素子ｅｖｅｅｊ・・・ｅ１
ｅｌＩ’にて得られる電気量の総和Ｖ！はｖｔｏ　ｋ　
　ａ　Ｍｌ　＊　ｖ、ｌ　ｅ　Ｓ　　　　　　　　＝（
３）のように表わせる。

［１，、ｖｌｌ（又はｖｌｌ）、センサユニットＳＵ。

の圧電素子Ｃ魚（又は ｃＳ／）によって得られ た電気量。（１）式のよ うにして得られる。

Ｓ：気送管９０の断面積 同様にセンサユニツ）ＳＵ、の全圧電素子ｆｌ＋　　ｆ
１’・・・ｆｅｅ　　ｆ＠’にて得られる電気量の総和
Ｖ、はＶ２＋Ｊｃ　ＩＩＭ＊　ｍ　ｖ、”　ｅ　Ｓ　　
　　　　　・−・（５）と表わされる。

但し、ｖＩＩ（又はＶ、ｉ’）：センサユニツ）ＳＵ、
の圧電素子ｆＩ（又はｆｔ’）Ｋよっ て得られた電気量０　（１）式の ようビして得られる。

Ｍ、：センサユニツ）ＳＵ、の部分にて気送管９０内を
流れる気送粉体の平均濃度 マ、：センサユニットＳＵ、の部分での気送粉体の平均
流速 いま同一時点ＴＩ　ＫおけルＶ、ｔＶ、ｏ値をＶ、（Ｔ
Ｉ）。

Ｖ、（ＴＩ）とすると、管内通流状況の変動はミクロ的
には大きいからＶｌ（ＴＩ）〆ｖ、（ｒｔ）となる。け
だしセンサユニットｓＵ１とＳＵ、との間には距離ｌが
存在し、この間の移動に要する時間ｊ７だけ各センサユ
ニットで捉える状況がずれることＫなるからである。従
って Ｖ、（ＴＩ）＝Ｖ、（ＴＩ＋ｊＴ）　　　　　−（６）
が成立する。

前記演算回路１ｃけ計測発振回路Ｅ　１　ｔ　　Ｅ　１
’　、Ｅ　ｇ　ｅＥＩ・・・Ｅ、ｔＥ、’からの入力に
基き前記（３）式の意義を有するｖｌを（２）弐に従っ
て経時的に演算し、これを流量演算装置２へ入力する。

また演算回路１ｆは計測発振回路Ｆａｔ　Ｆｊ、Ｆｚｓ
　　Ｆｊ・・・Ｆ＋＋＋ｐ　　Ｆ＠’　からの入力に基
き、前記（５）式の意義を有するＶ、を（４）弐に従っ
て経時的に演算し、これを流量演算装置２へ入力する。

流量演算装置２は演算回路１ｅ。

Ｉｆからの入力が自己相関を有するものとして解析し前
述のずれ時間ＪＴを算出し、更にセンサユニットＳＵ、
、　　ＳＵ、間での粉体流速Ｖをｖ　　ｍ　　ｌ／ノＴ
　　　　　　　　　　　　　　・・・（７）として算出
する。

粉体流量Ｍ６は Ｍ、”　Ｍ、　＊　Ｖ　ｅ　Ｓ　　　　　　−（８）又
は Ｍ（＋−Ｍ！−マ・Ｓ　　　　　・・・（９）として表
わせるから例えば（３）、　（η、（８）式【又ｕ　（
５）　。

（７）ｌ（匈式〕より Ｍ”　ｋ、ｖｌ、、Ｓｖ＊ｓ 又は Ｍ−−−１−ｍ−ｖ　ｅ　Ｓ ｋ　＊　ｖ、１　＃　Ｓ 流量演算装置２にて Ｍ−Ｖｌ／ｋｖ　　　　　　・・・韓 又は 、　　　Ｍ−Ｖｔ／にマ　　　　　　・・・（ロ）を演
算することＫより粉体流量Ｍ１！−求める。なおに）式
による結果と（ロ）式による結果とでは時間ノＴのずれ
があることは勿論である。仁のようにして算出した粉体
流量Ｍは流速Ｖと共にブロック等の表示器３に時系列的
に表示されていく。

以上詳述したように零発萌による場合は粉体の衝突エネ
ルギを利用しているのでその流量を直接的に測定するこ
とができる。従って粉体濃度一定として搬送媒体たる気
体の流量を測定する方法のものに比して高精度の測定が
できることＫなり、この発明を微粉炭を燃料とする炉の
燃焼制御系に組込む場合は精細な燃焼制御が可能となり
、例えば高炉の安定操′業等に大きな実益がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施に使用する装置のグロック図、第
２図は気送管体の縦断面図である。 ５Ｕｓ＝　　Ｓ（ｈ・・・センサユニットｅｌｌ　　　
ｅｔ％　　　ｅｌ、　　　ｅｌ　　””　　ｅｌ　　書
　　ｅ＠’　、　　ｆ、、　　　ｆ７　、　　ｔ　３書
　ｆ７・・・ｆ＠ｅ　　ｆｍ’・・・圧電素子　　１ｅ
ｔｌｆ・・・演算回路２・・・流量演算装置 特　許　出　願　人　　　住友金属工業株式会社代理人
　弁理士　　河　野　登　夫

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｌ　管内を気体により搬送される粉体の流量を測定する
   装置において、複数の圧電素子を搬送域に位置させて並
   設したセンサユニットヲ搬送一方向の２位置に設け、各
   圧電素子から得られる電気信号に基き粉体流量を求める
   ことを特徴とする気送粉体の流量測定方法。