粉粒体の二分岐分配調節方法及び装置、該装置を用いた粉粒体の切出し搬送装置
【課題】粉流体を搬送路の途中で任意の量で定量的に分配することができる技術を提供する。
【解決手段】本発明に係る粉粒体の二分岐分配調節装置１は、上流側の搬送路に連結可能な上流側接続管３と、分岐された各分岐管４に連結可能な一対の分岐接続管５と、一対の分岐接続管５と上流側接続管３との間に設けられた分配量調節室７と、分配量調節室７に移動可能に設置された調節弁９と、調節弁９の位置を調節する調節機構１１とを備え、分配量調節室の流路断面積が上流側接続管３の流路断面積よりも大きく設定されていることを特徴とするものである。
【解決手段】本発明に係る粉粒体の二分岐分配調節装置１は、上流側の搬送路に連結可能な上流側接続管３と、分岐された各分岐管４に連結可能な一対の分岐接続管５と、一対の分岐接続管５と上流側接続管３との間に設けられた分配量調節室７と、分配量調節室７に移動可能に設置された調節弁９と、調節弁９の位置を調節する調節機構１１とを備え、分配量調節室の流路断面積が上流側接続管３の流路断面積よりも大きく設定されていることを特徴とするものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉粒体を気送搬送する技術に関し、より詳しくは気送搬送される粉粒体を供給先に所望の量供給できるようにする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、工業炉の操業に於いて石油燃料高騰の影響で固形燃料、例えば微粉炭、微粉オイルコ−クス或いは粉細粒プラスチック等の粉粒体を代替燃料として使用する、或いは使用したい旨の要求が多く見受けられる。
微粉炭の空気搬送に於いて、微粉炭は、例えばテ-ブルフィーダー型切出装置から定量切出しされ、搬送用配管を介して、例えば燃焼バ−ナまで気送され、炉内に吹き込まれる。
このような微粉炭の吹き込み方法は、1本の搬送用配管に対して1本のバ−ナが取り付けられるという1対1の関係になるのが一般的である。しかし、近年、石灰焼成炉等への燃料吹込み等では１本の搬送用配管を炉の手前で分岐して分配して搬送する方法も見受けられる。
このような分配搬送に関しては、例えば特許文献１に記載された「炉内への粉粒体の吹き込み方法および装置」や、特許文献２に記載された「粉粒体の気流搬送方法及び装置」が提案されている。
【０００３】
特許文献１に記載のものは、搬送用配管の本数を半減する目的で、搬送用配管の途中にＹ型分岐管を設けて粉粒体を精度よく二分配する技術であり、分配精度を高めるべくスリット噴射を行って左右に均等分配するというものである。
また、特許文献２に記載のものは、搬送用配管の途中にＹ型分岐管を設け、Ｙ型分岐管に外部から強制的に調節空気を付加し、搬送用空気の流れのバランスを崩して所望の配分を行うというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2006-9095号公報
【特許文献２】特開2001-19161号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述したように、昨今工業炉の操業に於いて化石燃料高騰等の影響で固形燃料例えば微粉炭、微粉オイルコ−クス或いは粉細粒プラスチック等の粉粒体を代替燃料に使用したい旨の要望が多く見受けられる。
このような要望に応えるために解決しなければならない課題の一つに、粉粒体の供給量を供給先の事情に応じていかにして調節するかというものがある。
この粉粒体供給量の調節に関して、図１９に示すように、テーブルフィーダから微粉炭を定量切出し、左右に２本の燃焼バーナを有する燃焼炉内に供給する場合について、投入熱量を１００とした場合を例に挙げて説明する。
【０００６】
燃焼炉内の被燃焼物の配置が均一であった場合には、図１９に示すように、特許文献１で示されたようなＹ型分岐管を設置して、均等に分配するようにすればよい。
しかし、燃焼炉内の被燃焼物の配置が不均一のような場合には、投入熱量が一定であるため、炉内の熱バランスを均一にするためには左右の燃焼用バーナの燃焼に差異を設ける必要があり、そのためには燃料の供給配分を調節する必要がある。例えば、図中左の燃焼用バーナに対して４０供給するときには、図中右側の燃焼用バーナには６０供給する。
【０００７】
この場合、特許文献１のものは均等分配しかできず配分調節機能を有しないため、熱バランスの調節ができない。また、特許文献２に記載のものは、前述したように、Ｙ型分岐管に外部から強制的に調整空気を付加し、分配流れのバランスを崩して配分する方法であるが、この手法は微妙な調節が困難であること及び圧縮空気の圧力変動があること等の理由から精度の高い制御に対して不向きである。
このように、粉粒体を精度よく搬送経路の途中で任意にかつ状況に応じて定量的分配する技術は現在のところ存在しない。
そのため、バ−ナＡ及びＢに対して所望の分配をするためには、図２０に示すように、それぞれのバーナに対して１台ずつの切出装置（テーブルフィーダ）を設置するという方法をとらざるを得ないが、それではコスト面等で著しく合理性を欠くことになる。なお、図２０では、左右の燃料配分を４０〜６０の範囲で調整する例を示しており、括弧外の数字、括弧内の数字がそれぞれ一組として対応している。
【０００８】
以上のように、粉流体を搬送途中で任意かつ状況に応じて分配することができないことが、粉細粒プラスチック等の粉粒体を代替燃料に使用したい旨の要望があるにも拘わらず代替が進まない原因の一つである。
【０００９】
本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、粉流体を搬送路の途中で任意の量で定量的に分配することができる技術の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
発明者は、上記の目的を解決するため、図２１に示すように、テーブルフィーダから排出される粉粒体の搬送経路の途中に粉粒体を任意に分配できる二分岐分配調節装置を設けることを考えた。そして、粉粒体を搬送路の途中で任意の分配率で分配し、かつ分配箇所で粉粒体が搬送路で詰まらないようにするにはいかにすべきかを鋭意検討し、本発明を完成したものである。
【００１１】
（１）本発明に係る粉粒体の二分岐分配調節方法は、粉粒体を気送搬送する搬送路を途中で二つの搬送路に分岐して各分岐路のそれぞれに粉粒体を流す方法において、前記各分岐路と分岐前の搬送路の間に前記各分岐路に流す粉粒体の分配量を調節する分配量調節室を設け、該分配量調節室の流路断面積が前記分岐前の搬送路の流路断面積よりも大きくなるように設定し、該分配量調節室に気流に対して交差方向に移動可能な調節弁を設け、該調節弁の位置を調節することによって前記各分岐路に流れる粉粒体の流量を調節するようにしたことを特徴とするものである。
【００１２】
（２）本発明に係る粉粒体の二分岐分配調節装置は、上流側の搬送路に連結可能な上流側接続管と、分岐された各分岐管に連結可能な一対の分岐接続管と、該一対の分岐接続管と前記上流側接続管との間に設けられた分配量調節室と、該分配量調節室に気流の流れに対して交差方向に移動可能に設置された調節弁と、該調節弁の位置を調節する調節手段とを備え、前記分配量調節室の流路断面積が前記上流側接続管の流路断面積よりも大きく設定されていることを特徴とするものである。
【００１３】
（３）また、上記（２）に記載のものにおいて、前記上流側接続管の流路断面積をＡ、前記分配量調節室の流路断面積をＢ、前記一対の分岐接続管の各流路断面積をＣとしたときに、Ｂ＞ＡかつＢ＞２Ｃの関係に設定されていることを特徴とするものである。
【００１４】
（４）本発明に係る粉粒体の切出し搬送装置は、粉粒体を定量切出しする粉粒体切出し装置と、該粉粒体切出し装置から切出された粉粒体を搬送する搬送路とを備え、該搬送路の途中に上記（２）又は（３）に記載の二分岐分配調節装置を備えてなることを特徴とするものである。
【００１５】
（５）また、上記（４）に記載のものにおいて、前記粉粒体切出し装置は、複数の排出孔が設けられた底板と、該底板上を回転すると共に粉粒体が収容される枡部を有するロータと、該枡部の上方に設けられて前記枡部に収容される粉粒体を均す摺切板と、前記排出孔の少なくとも一つに対して設けられて該排出口の開口面積を調節する開度調節装置とを備えてなることを特徴とするものである。
【００１６】
（６）また、上記（５）に記載のものにおいて、開度調節装置は、スライド可能に設けられた弁板を備えてなることを特徴とするものである。
【００１７】
（７）また、上記（５）又は（６）に記載のものにおいて、開度調節装置は、前記排出孔の開口面積を100％〜50％の範囲で調節可能であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明においては、粉粒体を気送搬送する搬送路を途中で二つの搬送路に分岐して各分岐路のそれぞれに粉粒体を流す方法において、前記各分岐路と分岐前の搬送路の間に前記各分岐路に流す粉粒体の分配量を調節する分配量調節室を設け、該分配量調節室の流路断面積が前記分岐前の搬送路の流路断面積よりも大きくなるように設定し、該分配量調節室に気流の流れに対して交差方向に移動可能な調節弁を設け、該調節弁の位置を調節することによって前記各分岐路に流れる粉粒体の流量を調節するようにしたので、搬送路の途中で詰まりを生ずることなく、粉流体を搬送路の途中で任意の量に分配することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る二分岐分配調節装置の説明図であり、一部を断面で示している。
【図２】図１に示した二分岐分配調節装置の流路を説明するための説明図であり、図１から調節弁を除いた図である。
【図３】図２に示した矢視X-X断面図、矢視Y1-Y1断面図、矢視Y2-Y2断面図、矢視Z1-Z1断面図、矢視Z2-Z2断面図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る粉粒体の切出し搬送装置の説明図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る粉粒体の切出し搬送装置に設けた二分岐分配調節装置の動作説明図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る粉粒体の切出し搬送装置に設けた二分岐分配調節装置の動作説明図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る粉粒体の切出し搬送装置の説明図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る粉粒体の切出し搬送装置に設けた二分岐分配調節装置の効果を示すグラフである。
【図９】本発明の実施の形態３に係る粉粒体の切出し搬送装置の説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態３に係る粉粒体の切出し搬送装置に設けられた粉粒体切出し装置の説明図であり、一部を断面で示している。なお、断面の部分は９０度見る方向を変えている。
【図１１】図１０の矢視Ａ−Ａ図である。
【図１２】図１０の破線で囲んだＡ部を拡大して示す拡大図である。
【図１３】図１２の矢視Ｂ−Ｂ図である。
【図１４】本発明の実施の形態３に係る粉粒体切出し装置における開度調節装置の説明図であり、一部を断面で示している。
【図１５】本発明の実施の形態３に係る粉粒体切出し装置を石灰焼成炉に適用した場合の説明図である。
【図１６】従来型の粉粒体切出し装置を石灰焼成炉に適用した場合における各バーナへの熱量配分の説明図である。
【図１７】本発明の一実施の形態に係る粉粒体切出し装置を石灰焼成炉に適用した場合における各バーナへの熱量配分の説明図である。
【図１８】本発明の実施の形態３に係る粉粒体切出し装置の効果を実証するための実験結果を示すグラフである。
【図１９】本発明の課題を説明する説明図である。
【図２０】本発明の課題を説明する説明図である。
【図２１】本発明の課題を解決するための手段を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
[実施の形態１]
本発明に係る粉粒体の二分岐分配調節装置１について、図１〜図５に基づいて説明する。
本実施の形態に係る粉粒体の二分岐分配調節装置１は、上流側の搬送路を形成する上流側配管２に連結可能な上流側接続管３と、分岐された各分岐管４に連結可能な一対の分岐接続管５と、該一対の分岐接続管５と前記上流側接続管３との間に設けられた分配量調節室７と、該分配量調節室７に移動可能に設置されて流路幅を調節する調節弁９と、該調節弁９の位置を調節する調節機構１１とを備え、前記分配量調節室７の流路断面積が前記上流側接続管３の流路断面積よりも大きく設定されていることを特徴とするものである。
以下、各構成を詳細に説明する。
【００２１】
＜上流側接続管＞
上流側接続管３は、上流側の搬送路を形成する上流側配管２に連結されるものであり、その内径は上流側の搬送路と同一径に設定されている。この例では、上流側接続管３の流路断面積をＡとする（図３参照）。
上流側接続管３における上流側配管２に連結される連結部にはフランジ１５が設けられている。上流側接続管３の他端側は、分配量調節室７に連通するように分配量調節室７に接続されている。
【００２２】
＜分配量調節室＞
分配量調節室７は、横方向に延びる円筒管からなり、円筒管の上側略中央部に上流側接続管３が接続され、円筒管の下面両端に分岐接続管５が接続されている。分配量調節室７には、上流側接続管３から粉粒体を含む気流が流入し、分配量調節室７を経由して分岐接続管５へと流れて行く。従って、分配量調節室７において、気流は調節弁９によって左右に振り分けられて、流れることになる。よって、分配量調節室７においては気流の流れに交差する断面は、分配量調節室７を形成する円筒管の軸線に直交する断面（図２のY1-Y1断面及びY2-Y2断面）となり、流路断面積としては、図３の断面積Ｂを表す。
そして、本実施の形態では、分配量調整室７の流路断面積Ｂが、上流側接続管３の断面積Ａよりも大きく設定されている（図３参照）。より、具体的には、本実施の形態では、分配量調節室７の気流の流れに交差する方向の断面積Ｂは、上流側接続管３の断面積の約１．５倍に設定されている。
【００２３】
なお、分配量調整室７の流路断面積の満たすべき条件としては、以下の通りである。
上流側接続管３の流路断面積をＡ、分配量調節室７の流路断面積をＢ、一対の分岐接続管５の各流路断面積をＣとしたときに、Ｂ＞ＡかつＢ＞２Ｃの関係である。なお、Ａ≒２Ｃとすることにより、流路抵抗を無視すれば分配量調整室の上流側と下流側で流速の変化が少なくなるので好ましい。Ａ≒２Ｃとしたのは、配管は規格によってその径が決まっているので、正確にＡ＝２Ｃとすることはできないからである。したがって、Ａ≒２Ｃの意味するところは、配管の規格の中かＡ＝２Ｃに最も近い径の配管を選択するということである。
なお、粉流体を気流搬送するには最低流速（例えば、２０ｍ/ｍｉｎ）を確保する必要があり、上流側接続管３及び分岐接続管５の配管径はこれを確保するように設定する必要がある。
【００２４】
＜調節弁＞
調節弁９は、分配量調節室７内に設置されて流路を仕切ることによって、上流側接続管３から流入する気流を分配して調節するものである。調節弁９は分配調節室内で図中左右に移動可能に設置されている。調節弁９は、ソロバン玉状の弁体１７の両側に軸部１９が設けられ、該軸部１９が分配量調節室７の側壁２１に挿入されて左右に移動可能になっている。
【００２５】
＜調節機構＞
調節機構１１は、軸部１９の片側端部に設置されて軸部１９の左右への移動を調節する。具体的には、伝動スクリュー軸２３と、伝動スクリュー軸２３を移動させる調節つまみ２５と、伝動スクリュー軸２３の位置を示すインジケータ２７とを備えている。
調節機構１１は、調節つまみ２５を回転することによって伝動スクリュー軸２３が分配量調節室７の軸方向に移動し、これによって、弁体１７が左右方向に移動して、上流側接続に対する弁体１７の相対位置が変化する。
調節機構１１における調節つまみ２５は手動式のものを示したが、調節つまみ２５をモータ駆動とし、インジケータ２７にその位置を電気信号に変換して示すポジショナーを取り付けることによって、遠隔操作も可能になる。
【００２６】
＜分岐接続管＞
分岐接続管５は、上述したように、分配量調節室７の下面側両端部に一端側が接続され、他端側にはフランジ２９が設けられ、該フランジ２９を介して下流側の分岐管４に接続されている。
【００２７】
上記のように構成された本実施の形態の二分岐分配調節装置１の動作を説明する。
上流側配管２から流れてくる粉粒体を含む気流は、上流側接続管３を介して分配量調節室７に入り、弁体１７によって振り分けられて左右に分配される。分配された気流は、それぞれ分岐接続管５に流れ、分岐接続管５から下流側の分岐管４へと流れる。
左右の分配量を調節するときは、調節機構１１の調整つまみ２５を回すことで、弁体１７が左右に移動する。例えば、図中右側に多量に流すのであれば、弁体１７を左に寄せるように調整すればよい。
なお、粉粒体の配分率は、調節される弁体１７の位置よって分配量調整室内への通過面積が変化し、その変化に応じて決定される。
【００２８】
本実施の形態における分配量調節室７の流路断面積は、上述したように上流側接続管３の流路断面積（＝上流側配管２の流路断面積）よりも大きくなっているので、分配量調節室７に流入した気流の速度が低下して流路抵抗が小さくなる。それ故に、この場所で分配を行っても流路抵抗が大きくならず、粉粒体が詰まることはない。振り分けられた気流は分岐接続管５で再び流速を増して分岐管４へと流れる。
【００２９】
以上のように、本実施の形態によれば、極めて単純な構造でありながら、気流に搬送される粉粒体が詰まることなく気流を２つに分けることができる。これによって、粉粒体を流路途中で任意の分配率で分配することができ、例えば粉粒体を補助燃料として利用する場合には、炉内の熱バランスに合わせてその供給量を自在に調整できる。このため、従来は実用化が困難とされていた、粉粒体の補助燃料としての活用の幅が大きく広がることになる。
【００３０】
［実施の形態２］
本実施の形態は粉粒体の切出し搬送装置３０に関するものであり、実施の形態１の二分岐分配調節装置１を粉粒体の搬送路に設けたものである。
本実施の形態の粉粒体の切出し搬送装置３０は、図４に示すように、テーブルフィーダ型切出装置３１と、テーブルフィーダ型切出装置３１の排出口に接続された搬送路と、該搬送路の途中に設置された二分岐分配調節装置１とを備えている。
【００３１】
テーブルフィーダ型切出装置３１は、上部にタンク３３を配置し、タンク３３内に貯留された粉粒体をタンク３３下部に設けた切出し部３５から定量切出しするものである。切出し部３５は、図示していないが、予め計算された容積の枡（仕切ポケット）を有する円盤状のロ−タと、その直上にあって枡に定量充填を担う摺切板、そして複数の排出孔を有する底板及びロ−タを駆動させる駆動装置等で構成される。
【００３２】
このようなテーブルフィーダ型切出装置３１においては、タンク３３に常に粉粒体が充填され、タンク３３の底部に配置されたロ−タの各枡にも同時に粉粒体が常に充填される。粉粒体の排出は、ロ−タを回転させることにより底板に設けられた排出孔から落下放出することで行われる。その排出量は、枡が単位時間当たりに排出孔を通過する数で定まる。それ故に、枡に充填される粉粒体は全て排出孔から排出されることが前提になっている。
このようなテーブルフィーダ型切出装置３１には排出孔の数によって単孔型や多孔型のものがあり、いずれの場合も利用可能である。
【００３３】
もっとも、テーブルフィーダ型切出装置３１は、定量切出しを目的としたものであり、その排出量は回転数を調節すればそれに比例して変動するが、各孔間の排出量に差は発生しない。
しかし、前述したように、例えば粉粒体を燃料として使用する場合、熱バランスの観点からあるバ−ナには多く、他のバ−ナには粉粒体を少なく供給することが求められる。
そこで、本実施の形態では、搬送路の途中に二分岐分配調節装置１を設けることでこの要請を満たすようにしたものである。
【００３４】
上流側接続管３がテーブルフィーダの排出口に連通する搬送路に接続され、分岐接続管５には、それぞれ分岐管４が接続されている。
なお、分岐管４の端部には粉粒体を貯留する貯留槽が図示されているが、これはこの図が実験例を示すものであるからであり、実機においては、分岐管４の端部は炉に設置されるバーナに接続される。
【００３５】
図５は、図４の破線の丸で囲んだ部分の拡大図であり、その構造は実施の形態１と同様である。図５では、弁体１７を図中右方向に移動している。そのため、粉粒体は図中の左側へ多く流れ、図４に示すように、Ａ槽に多量に粉粒体が貯留されることになる。
他方、弁体１７を図中左側に移動させると（図６参照）、図７に示すように、Ｂ槽側に多量に流れ、Ｂ槽に多く貯留されることになる。
【００３６】
図４に示す装置を用いて調節弁９の調節量と粉粒体の分配率の試験を行ったので、それについて以下説明する。
表１は実験結果をまとめた表であり、図８は表１をグラフで表示したものである。図８のグラフにおいて、横軸は調節量（mm）であり、縦軸は分配率（％）を示している。
【００３７】
【表１】
【００３８】
表１及び図８に示すように、実験結果は分配器の調節量0ｍｍのとき、Ａ側対Ｂ側の配分率が50：50で以後各調節量に応じた値が得られ、調節量を変化させることで調節量と配分率の相関が明確に得られた。
なお、本実験例では、調節弁９の調節量を５mmまでとしたが、これに限定されるものではない。
【００３９】
本実施の形態によれば、テーブルフィーダ型切出装置３１が固定量の切出しのみしかできない場合であっても、二分岐分配調節装置１を搬送路の途中に設けることにより、各分岐搬送路への流量を任意に調節できる。
【００４０】
［実施の形態３］
本実施の形態を図９〜図１８に基づいて説明する。
本実施の形態に係る粉粒体の切出し搬送装置５０は、実施の形態２と同様に、テーブルフィーダ型の粉粒体切出し装置と、テーブルフィーダ型の粉粒体切出し装置の排出口に接続された搬送路と、該搬送路の途中に二分岐分配調節装置が設置されている。
実施の形態２と異なる点は、テーブルフィーダ型の粉粒体切出し装置の構造にある。そこで、以下においては、テーブルフィーダ型の粉粒体切出し装置の構造を中心にその背景と共に説明する。
【００４１】
実施の形態２で説明したように、テーブルフィーダ型の粉粒体切出し装置の搬出経路に実施の形態１で説明した二分岐分配調節装置を設けることで、分岐部で搬送量を調節することができる。
しかし、二分岐分配調節装置の調節量を大きくしようとした場合に無理が生ずる場合や、より微妙な調整をしたい場合がある。
そこで、本実施の形態では、テーブルフィーダ型の粉粒体切出し装置の排出口からの切り出し量に調節機能を持たせると共に搬送路の途中に二分岐分配調節装置を設置し、２段階での分配率の調整を可能にしたものである。
【００４２】
従来、テーブルフィーダ型の粉粒体切出し装置は、枡部に入った粉粒体を全量排出するというのが基本であり、従来知られているものは全て全量排出を前提として、枡部の容量を変化させるものである。
これに対して、発明者は、枡部に入った粉粒体は全量排出されるべきであるというテーブルフィーダ型の切出し装置における固定観念を打ち破り、排出口の開口面積を調節し、かつ枡部に入った粉粒体を全量排出しなくても、定量切出しができるのではないかという発想のもとに本実施の形態に係るテーブルフィーダ型の粉粒体切出し装置を考案した。
【００４３】
図１０〜図１４に基づいて本実施の形態に係る粉粒体切出し装置５１を説明する。
本実施の形態に係る粉粒体切出し装置５１は、粉粒体を貯留するタンク５３の下方に設けられ、２個の排出孔５５が設けられた底板５７と、底板５７上を回転すると共に粉粒体が収容される枡部５９を有するロータ６１と、ロータ６１の上方に設けられて枡部５９に収容される粉粒体を均す摺切板６３と、排出孔５５に設けられて排出口の開口面積を調節する開度調節装置６５とを備えている。
以下、各構成およびそれに付随する構成を詳細に説明する。
【００４４】
＜タンク＞
タンク５３は円筒状をしており、下端部がフランジ５３ａによって粉粒体切出し装置５１に連結されている。タンク５３の形状は特に限定されるものではない。
【００４５】
＜底板＞
底板５７は円板状をしており、180度の位置にそれぞれ排出孔５５が設けられている。そして、排出孔５５は底基板５７aに同軸加工されたテ−パ孔（シュ−ト）６７と密着接合される。そしてテ−パ孔６７の直下に粉粒体を気送搬送する気送管８１が遮断弁（図示なし）を介して接続され、気送管８１は、粉粒体が供給される例えば石灰焼成炉７９の燃焼バ−ナ７７に接続される（図１５参照）。
なお、この例では、排出孔５５の数は２個であるが、本発明はこれに限られず、供給を受ける側において必要とされる数の排出孔５５を設ければよい。
【００４６】
＜ロータ＞
ロータ６１は、底板５７上を回転すると共に粉粒体が収容される複数の枡部５９を有している。ロータ６１は、中心に設けられた回転軸を駆動装置であるモータ６９によって回転させることで回転する（図１１参照）。
ロータ６１に設けられる枡部５９の寸法、特にその深さ（又は高さ）は、粉粒体の種類、要求される排出量、排出孔数およびロータ６１の回転数によって所定の値に設定される。また、ロータ６１の回転数はモータ６９の周波数を設定することで適宜設定することができる。
【００４７】
＜摺切板＞
摺切板６３は、ロータ６１の上方であって、排出孔５５を平面視で覆うように設けられている。ロータ６１の枡部５９に収容された粉粒体が排出孔５５を通過する前に均して所定量だけ枡部５９に収容されるようにするためのものである。
【００４８】
＜開度調節装置＞
開度調節装置６５は、各排出孔５５に対して設けられ、各排出口の開口面積を調節する。開度調節装置６５は、図１４に示すように、排出孔５５側に排出孔５５と同じ曲率の円弧からなる辺部７１ａを有する弁板７１と、先端に弁板７１が設置されてロータ径方向（図１４の矢印参照）に移動する伝動スクリュー軸７３と、伝動スクリュー軸７３を移動させる調節つまみ７４と、伝動スクリュー軸７３の位置を示すインジケータ７５とを備えている。弁板７１は底板５７における排出孔付近に形成した凹部には嵌めこまれており、弁板７１の上面と底板５７の上面は面一になっている。
【００４９】
開度調節装置６５は、調節つまみ７４を回転することによって伝動スクリュー軸７３がロータ径方向に移動し、これによって、弁板７１が排出孔５５側に延出したり退出したりして排出孔５５の開口面積を変化させる。図１４では、弁板７１の移動範囲をＳで示しており、弁板７１をＳの範囲で移動させることにより、開口面積は100％〜50％の範囲で調節できるようになっている。
なお、この例では、２個の排出孔５５の両方に開度調節装置６５を設けているが、いずれか一方に設けるようにしてもよい。また、排出孔５５が３個以上の場合において、全ての排出孔５５に開度調節装置６５を設けてもよいし、選択されるいずれかの排出孔５５に設けるようにしてもよい。
【００５０】
以上のように構成された粉粒体切出し装置５１においては、排出孔５５のそれぞれから排出させたい粉粒体の量に応じて排出孔５５の開口を調節つまみ７４によって調節する。例えば、一方の排出孔５５から100を排出し、他方の排出孔５５から60の量を排出させたい場合には、一方の開口率を100％とし、他方の開口率を60％とする。そして、ロータ６１の回転速度（回転数）を、開口率100％の排出孔５５を枡部５９が通過するときに枡部５９に収容されていた粉粒体が全量排出される速度に設定する。このとき、開口率60％の排出孔５５からは枡部５９に収容された粉粒体の60％の量が排出される。
【００５１】
次に、本実施の形態に係る粉粒体切出し装置５１を、６本の燃焼バーナ７７を有する石灰焼成炉７９に対して燃料としての粉粒体を供給する供給装置として用いた場合について図１５〜図１７に基づいて説明する。
粉粒体切出し装置５１には、６個の排出孔５５が設けられ、各排出孔５５には切り出された粉粒体を気流搬送する気送管８１が接続され、気送管８１の末端は石灰焼成炉の燃焼バーナ７７に接続されている。なお、図１５においては、燃焼バーナ７７は３本のみ図示し、他の３本は図示を省略している。
【００５２】
図１６は各排出孔５５からの排出量を調節できない従来のテーブルフィーダ型の粉粒体切出し装置を用いた場合における投入熱量の説明図である。図１６の例では、例えば全投入熱量を600とした場合、各バーナには均等に100が供給されることになる。しかしながら、石灰焼成炉７９においては、炉中央部は熱が逃げにくいこと、そして炉端は熱が逃げやすいことから、炉全体に対する供給熱量は一定（600）に保ちながら、炉中央部には供給熱量を少なくしたいという要請がある。
【００５３】
このような要請に対して、本実施の形態のテーブルフィーダ型の粉粒体切出し装置５１によれば、図１７に示すように、各排出孔５５からの粉粒体の排出量を調節することにより、全投入熱量を600としつつ各排出孔５５から排出される粉粒体量に差を設けることができ、各バーナによる投入熱量に差を設けることができる。この例では、６本のバーナからの投入熱量を120、115、115、105、80、65に設定している。この場合、最も投入熱量の多い120に対応する排出孔５５を全開とし、この排出孔５５を通過する枡部５９に収納されている粉粒体が全量排出されるような回転速度にロータ６１の回転速度を設定する。そうすることにより、開度調節装置６５によって排出孔５５の開度を全開よりも小さくした排出孔５５では、枡部５９が通過するときに枡部５９に収容された粉粒体は全量が排出されずに開口率に比例した量だけ排出されることになる。
【００５４】
このように、本実施の形態によれば、テーブルフィーダ型の粉粒体切出し装置でありながら、各枡部５９からの排出量調節範囲を広くとることができ、また特に流動性の高い粉粒体に対しても正確な定量排出ができる。
【００５５】
なお、上記の実施の形態においては、開度調節装置６５における調節つまみ７４は手動式のものを示したが、調節つまみ７４をモータ駆動とし、インジケータ７５にその位置を電気信号に変換して示すポジショナーを取り付けることによって、遠隔操作も可能になる。
【実施例】
【００５６】
発明者は、排出孔５５の開度調節量と排出比の関係を実証するためオイルコ−クスで実験を行なった。実験では、排出孔φ70mm、ロータ６１の枡深さ20mm、回転数2.5RPMとし、開度調節装置６５における調節つまみ７４の調節量（締込量）0mm（全開）のときの排出量が100％になるように設定し、5mmごとに調節量を増やして20mmまで調節した。そして、各調節量に対応する粉粒体の排出量（kg/min）、排出比率（％）、計算による排出孔５５の開度（％）を３回計測し、その平均値を求めた。結果を表１及び図１８に示す。図１８は、横軸を調節量（mm）、縦軸（左）を排出比率（％）、縦軸（右）を計算開度（％）として、調節量に対する排出比率及び計算開度の関係をグラフで示してものである。
【００５７】
【表２】
【００５８】
表２及び図１８のグラフに示されるように、排出比率と計算開度がほぼ一致している。よって、排出孔の開度を調節することによって、開度に比例した粉粒体の排出が可能であり、開度調節装置６５の開度調節によって排出孔５５から排出される粉粒体の量を所望の値に設定できることが実証された。
【００５９】
以上のように、本実施の形態で示した粉粒体切出し装置５１によれば、テーブルフィーダ型の粉粒体切出し装置でありながら、各枡部５９からの排出量調節範囲を広くとることができ、また特に流動性の高い粉粒体に対しても正確な定量排出ができる。
そして、図９に示すように、粉粒体切出し装置５１から排出される粉粒体の搬送路の途中に実施の形態１で示した二分岐分配調整装置１を設置することにより、２段階での分配調整が可能となり、より大きな、あるいはより微妙な分配調整が可能となる。これによって、粉粒体のバーナへの供給量の調整が、液体燃料と同等程度に可能となり、粉粒体の補助燃料としての活用の幅を広げることができる。
【００６０】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００６１】
１ 二分岐分配調整装置 ２ 上流側配管 ３ 上流側接続管
４ 分岐管 ５ 分岐接続管 ７ 分配量調節室
９ 調節弁 １１ 調節機構 １５ フランジ
１７ 弁体 １９ 軸部 ２１ 側壁
２３ 伝動スクリュー軸 ２５ 調節つまみ ２７ インジケータ
２９ フランジ ３０ 粉粒体の切出し搬送装置
３１ テーブルフィーダ型切出装置 ３３ タンク ３５ 切出し部
５０ 粉粒体の切出し搬送装置 ５１ 粉粒体切出し装置
５３ タンク ５３ａ フランジ ５５ 排出孔
５７ 底板 ５７ａ 底基板 ５９ 枡部
６１ ロータ ６３ 摺切板 ６５ 開度調節装置
６７ シュート ６９ モータ ７１ 弁板
７１ａ 辺部 ７３ 伝動スクリュー軸 ７４ 調節つまみ
７５ インジケータ ７７ 燃焼バーナ ７９ 石灰焼成炉
８１ 気送管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉粒体を気送搬送する技術に関し、より詳しくは気送搬送される粉粒体を供給先に所望の量供給できるようにする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、工業炉の操業に於いて石油燃料高騰の影響で固形燃料、例えば微粉炭、微粉オイルコ−クス或いは粉細粒プラスチック等の粉粒体を代替燃料として使用する、或いは使用したい旨の要求が多く見受けられる。
微粉炭の空気搬送に於いて、微粉炭は、例えばテ-ブルフィーダー型切出装置から定量切出しされ、搬送用配管を介して、例えば燃焼バ−ナまで気送され、炉内に吹き込まれる。
このような微粉炭の吹き込み方法は、1本の搬送用配管に対して1本のバ−ナが取り付けられるという1対1の関係になるのが一般的である。しかし、近年、石灰焼成炉等への燃料吹込み等では１本の搬送用配管を炉の手前で分岐して分配して搬送する方法も見受けられる。
このような分配搬送に関しては、例えば特許文献１に記載された「炉内への粉粒体の吹き込み方法および装置」や、特許文献２に記載された「粉粒体の気流搬送方法及び装置」が提案されている。
【０００３】
特許文献１に記載のものは、搬送用配管の本数を半減する目的で、搬送用配管の途中にＹ型分岐管を設けて粉粒体を精度よく二分配する技術であり、分配精度を高めるべくスリット噴射を行って左右に均等分配するというものである。
また、特許文献２に記載のものは、搬送用配管の途中にＹ型分岐管を設け、Ｙ型分岐管に外部から強制的に調節空気を付加し、搬送用空気の流れのバランスを崩して所望の配分を行うというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2006-9095号公報
【特許文献２】特開2001-19161号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述したように、昨今工業炉の操業に於いて化石燃料高騰等の影響で固形燃料例えば微粉炭、微粉オイルコ−クス或いは粉細粒プラスチック等の粉粒体を代替燃料に使用したい旨の要望が多く見受けられる。
このような要望に応えるために解決しなければならない課題の一つに、粉粒体の供給量を供給先の事情に応じていかにして調節するかというものがある。
この粉粒体供給量の調節に関して、図１９に示すように、テーブルフィーダから微粉炭を定量切出し、左右に２本の燃焼バーナを有する燃焼炉内に供給する場合について、投入熱量を１００とした場合を例に挙げて説明する。
【０００６】
燃焼炉内の被燃焼物の配置が均一であった場合には、図１９に示すように、特許文献１で示されたようなＹ型分岐管を設置して、均等に分配するようにすればよい。
しかし、燃焼炉内の被燃焼物の配置が不均一のような場合には、投入熱量が一定であるため、炉内の熱バランスを均一にするためには左右の燃焼用バーナの燃焼に差異を設ける必要があり、そのためには燃料の供給配分を調節する必要がある。例えば、図中左の燃焼用バーナに対して４０供給するときには、図中右側の燃焼用バーナには６０供給する。
【０００７】
この場合、特許文献１のものは均等分配しかできず配分調節機能を有しないため、熱バランスの調節ができない。また、特許文献２に記載のものは、前述したように、Ｙ型分岐管に外部から強制的に調整空気を付加し、分配流れのバランスを崩して配分する方法であるが、この手法は微妙な調節が困難であること及び圧縮空気の圧力変動があること等の理由から精度の高い制御に対して不向きである。
このように、粉粒体を精度よく搬送経路の途中で任意にかつ状況に応じて定量的分配する技術は現在のところ存在しない。
そのため、バ−ナＡ及びＢに対して所望の分配をするためには、図２０に示すように、それぞれのバーナに対して１台ずつの切出装置（テーブルフィーダ）を設置するという方法をとらざるを得ないが、それではコスト面等で著しく合理性を欠くことになる。なお、図２０では、左右の燃料配分を４０〜６０の範囲で調整する例を示しており、括弧外の数字、括弧内の数字がそれぞれ一組として対応している。
【０００８】
以上のように、粉流体を搬送途中で任意かつ状況に応じて分配することができないことが、粉細粒プラスチック等の粉粒体を代替燃料に使用したい旨の要望があるにも拘わらず代替が進まない原因の一つである。
【０００９】
本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、粉流体を搬送路の途中で任意の量で定量的に分配することができる技術の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
発明者は、上記の目的を解決するため、図２１に示すように、テーブルフィーダから排出される粉粒体の搬送経路の途中に粉粒体を任意に分配できる二分岐分配調節装置を設けることを考えた。そして、粉粒体を搬送路の途中で任意の分配率で分配し、かつ分配箇所で粉粒体が搬送路で詰まらないようにするにはいかにすべきかを鋭意検討し、本発明を完成したものである。
【００１１】
（１）本発明に係る粉粒体の二分岐分配調節方法は、粉粒体を気送搬送する搬送路を途中で二つの搬送路に分岐して各分岐路のそれぞれに粉粒体を流す方法において、前記各分岐路と分岐前の搬送路の間に前記各分岐路に流す粉粒体の分配量を調節する分配量調節室を設け、該分配量調節室の流路断面積が前記分岐前の搬送路の流路断面積よりも大きくなるように設定し、該分配量調節室に気流に対して交差方向に移動可能な調節弁を設け、該調節弁の位置を調節することによって前記各分岐路に流れる粉粒体の流量を調節するようにしたことを特徴とするものである。
【００１２】
（２）本発明に係る粉粒体の二分岐分配調節装置は、上流側の搬送路に連結可能な上流側接続管と、分岐された各分岐管に連結可能な一対の分岐接続管と、該一対の分岐接続管と前記上流側接続管との間に設けられた分配量調節室と、該分配量調節室に気流の流れに対して交差方向に移動可能に設置された調節弁と、該調節弁の位置を調節する調節手段とを備え、前記分配量調節室の流路断面積が前記上流側接続管の流路断面積よりも大きく設定されていることを特徴とするものである。
【００１３】
（３）また、上記（２）に記載のものにおいて、前記上流側接続管の流路断面積をＡ、前記分配量調節室の流路断面積をＢ、前記一対の分岐接続管の各流路断面積をＣとしたときに、Ｂ＞ＡかつＢ＞２Ｃの関係に設定されていることを特徴とするものである。
【００１４】
（４）本発明に係る粉粒体の切出し搬送装置は、粉粒体を定量切出しする粉粒体切出し装置と、該粉粒体切出し装置から切出された粉粒体を搬送する搬送路とを備え、該搬送路の途中に上記（２）又は（３）に記載の二分岐分配調節装置を備えてなることを特徴とするものである。
【００１５】
（５）また、上記（４）に記載のものにおいて、前記粉粒体切出し装置は、複数の排出孔が設けられた底板と、該底板上を回転すると共に粉粒体が収容される枡部を有するロータと、該枡部の上方に設けられて前記枡部に収容される粉粒体を均す摺切板と、前記排出孔の少なくとも一つに対して設けられて該排出口の開口面積を調節する開度調節装置とを備えてなることを特徴とするものである。
【００１６】
（６）また、上記（５）に記載のものにおいて、開度調節装置は、スライド可能に設けられた弁板を備えてなることを特徴とするものである。
【００１７】
（７）また、上記（５）又は（６）に記載のものにおいて、開度調節装置は、前記排出孔の開口面積を100％〜50％の範囲で調節可能であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明においては、粉粒体を気送搬送する搬送路を途中で二つの搬送路に分岐して各分岐路のそれぞれに粉粒体を流す方法において、前記各分岐路と分岐前の搬送路の間に前記各分岐路に流す粉粒体の分配量を調節する分配量調節室を設け、該分配量調節室の流路断面積が前記分岐前の搬送路の流路断面積よりも大きくなるように設定し、該分配量調節室に気流の流れに対して交差方向に移動可能な調節弁を設け、該調節弁の位置を調節することによって前記各分岐路に流れる粉粒体の流量を調節するようにしたので、搬送路の途中で詰まりを生ずることなく、粉流体を搬送路の途中で任意の量に分配することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る二分岐分配調節装置の説明図であり、一部を断面で示している。
【図２】図１に示した二分岐分配調節装置の流路を説明するための説明図であり、図１から調節弁を除いた図である。
【図３】図２に示した矢視X-X断面図、矢視Y1-Y1断面図、矢視Y2-Y2断面図、矢視Z1-Z1断面図、矢視Z2-Z2断面図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る粉粒体の切出し搬送装置の説明図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る粉粒体の切出し搬送装置に設けた二分岐分配調節装置の動作説明図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る粉粒体の切出し搬送装置に設けた二分岐分配調節装置の動作説明図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る粉粒体の切出し搬送装置の説明図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る粉粒体の切出し搬送装置に設けた二分岐分配調節装置の効果を示すグラフである。
【図９】本発明の実施の形態３に係る粉粒体の切出し搬送装置の説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態３に係る粉粒体の切出し搬送装置に設けられた粉粒体切出し装置の説明図であり、一部を断面で示している。なお、断面の部分は９０度見る方向を変えている。
【図１１】図１０の矢視Ａ−Ａ図である。
【図１２】図１０の破線で囲んだＡ部を拡大して示す拡大図である。
【図１３】図１２の矢視Ｂ−Ｂ図である。
【図１４】本発明の実施の形態３に係る粉粒体切出し装置における開度調節装置の説明図であり、一部を断面で示している。
【図１５】本発明の実施の形態３に係る粉粒体切出し装置を石灰焼成炉に適用した場合の説明図である。
【図１６】従来型の粉粒体切出し装置を石灰焼成炉に適用した場合における各バーナへの熱量配分の説明図である。
【図１７】本発明の一実施の形態に係る粉粒体切出し装置を石灰焼成炉に適用した場合における各バーナへの熱量配分の説明図である。
【図１８】本発明の実施の形態３に係る粉粒体切出し装置の効果を実証するための実験結果を示すグラフである。
【図１９】本発明の課題を説明する説明図である。
【図２０】本発明の課題を説明する説明図である。
【図２１】本発明の課題を解決するための手段を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
[実施の形態１]
本発明に係る粉粒体の二分岐分配調節装置１について、図１〜図５に基づいて説明する。
本実施の形態に係る粉粒体の二分岐分配調節装置１は、上流側の搬送路を形成する上流側配管２に連結可能な上流側接続管３と、分岐された各分岐管４に連結可能な一対の分岐接続管５と、該一対の分岐接続管５と前記上流側接続管３との間に設けられた分配量調節室７と、該分配量調節室７に移動可能に設置されて流路幅を調節する調節弁９と、該調節弁９の位置を調節する調節機構１１とを備え、前記分配量調節室７の流路断面積が前記上流側接続管３の流路断面積よりも大きく設定されていることを特徴とするものである。
以下、各構成を詳細に説明する。
【００２１】
＜上流側接続管＞
上流側接続管３は、上流側の搬送路を形成する上流側配管２に連結されるものであり、その内径は上流側の搬送路と同一径に設定されている。この例では、上流側接続管３の流路断面積をＡとする（図３参照）。
上流側接続管３における上流側配管２に連結される連結部にはフランジ１５が設けられている。上流側接続管３の他端側は、分配量調節室７に連通するように分配量調節室７に接続されている。
【００２２】
＜分配量調節室＞
分配量調節室７は、横方向に延びる円筒管からなり、円筒管の上側略中央部に上流側接続管３が接続され、円筒管の下面両端に分岐接続管５が接続されている。分配量調節室７には、上流側接続管３から粉粒体を含む気流が流入し、分配量調節室７を経由して分岐接続管５へと流れて行く。従って、分配量調節室７において、気流は調節弁９によって左右に振り分けられて、流れることになる。よって、分配量調節室７においては気流の流れに交差する断面は、分配量調節室７を形成する円筒管の軸線に直交する断面（図２のY1-Y1断面及びY2-Y2断面）となり、流路断面積としては、図３の断面積Ｂを表す。
そして、本実施の形態では、分配量調整室７の流路断面積Ｂが、上流側接続管３の断面積Ａよりも大きく設定されている（図３参照）。より、具体的には、本実施の形態では、分配量調節室７の気流の流れに交差する方向の断面積Ｂは、上流側接続管３の断面積の約１．５倍に設定されている。
【００２３】
なお、分配量調整室７の流路断面積の満たすべき条件としては、以下の通りである。
上流側接続管３の流路断面積をＡ、分配量調節室７の流路断面積をＢ、一対の分岐接続管５の各流路断面積をＣとしたときに、Ｂ＞ＡかつＢ＞２Ｃの関係である。なお、Ａ≒２Ｃとすることにより、流路抵抗を無視すれば分配量調整室の上流側と下流側で流速の変化が少なくなるので好ましい。Ａ≒２Ｃとしたのは、配管は規格によってその径が決まっているので、正確にＡ＝２Ｃとすることはできないからである。したがって、Ａ≒２Ｃの意味するところは、配管の規格の中かＡ＝２Ｃに最も近い径の配管を選択するということである。
なお、粉流体を気流搬送するには最低流速（例えば、２０ｍ/ｍｉｎ）を確保する必要があり、上流側接続管３及び分岐接続管５の配管径はこれを確保するように設定する必要がある。
【００２４】
＜調節弁＞
調節弁９は、分配量調節室７内に設置されて流路を仕切ることによって、上流側接続管３から流入する気流を分配して調節するものである。調節弁９は分配調節室内で図中左右に移動可能に設置されている。調節弁９は、ソロバン玉状の弁体１７の両側に軸部１９が設けられ、該軸部１９が分配量調節室７の側壁２１に挿入されて左右に移動可能になっている。
【００２５】
＜調節機構＞
調節機構１１は、軸部１９の片側端部に設置されて軸部１９の左右への移動を調節する。具体的には、伝動スクリュー軸２３と、伝動スクリュー軸２３を移動させる調節つまみ２５と、伝動スクリュー軸２３の位置を示すインジケータ２７とを備えている。
調節機構１１は、調節つまみ２５を回転することによって伝動スクリュー軸２３が分配量調節室７の軸方向に移動し、これによって、弁体１７が左右方向に移動して、上流側接続に対する弁体１７の相対位置が変化する。
調節機構１１における調節つまみ２５は手動式のものを示したが、調節つまみ２５をモータ駆動とし、インジケータ２７にその位置を電気信号に変換して示すポジショナーを取り付けることによって、遠隔操作も可能になる。
【００２６】
＜分岐接続管＞
分岐接続管５は、上述したように、分配量調節室７の下面側両端部に一端側が接続され、他端側にはフランジ２９が設けられ、該フランジ２９を介して下流側の分岐管４に接続されている。
【００２７】
上記のように構成された本実施の形態の二分岐分配調節装置１の動作を説明する。
上流側配管２から流れてくる粉粒体を含む気流は、上流側接続管３を介して分配量調節室７に入り、弁体１７によって振り分けられて左右に分配される。分配された気流は、それぞれ分岐接続管５に流れ、分岐接続管５から下流側の分岐管４へと流れる。
左右の分配量を調節するときは、調節機構１１の調整つまみ２５を回すことで、弁体１７が左右に移動する。例えば、図中右側に多量に流すのであれば、弁体１７を左に寄せるように調整すればよい。
なお、粉粒体の配分率は、調節される弁体１７の位置よって分配量調整室内への通過面積が変化し、その変化に応じて決定される。
【００２８】
本実施の形態における分配量調節室７の流路断面積は、上述したように上流側接続管３の流路断面積（＝上流側配管２の流路断面積）よりも大きくなっているので、分配量調節室７に流入した気流の速度が低下して流路抵抗が小さくなる。それ故に、この場所で分配を行っても流路抵抗が大きくならず、粉粒体が詰まることはない。振り分けられた気流は分岐接続管５で再び流速を増して分岐管４へと流れる。
【００２９】
以上のように、本実施の形態によれば、極めて単純な構造でありながら、気流に搬送される粉粒体が詰まることなく気流を２つに分けることができる。これによって、粉粒体を流路途中で任意の分配率で分配することができ、例えば粉粒体を補助燃料として利用する場合には、炉内の熱バランスに合わせてその供給量を自在に調整できる。このため、従来は実用化が困難とされていた、粉粒体の補助燃料としての活用の幅が大きく広がることになる。
【００３０】
［実施の形態２］
本実施の形態は粉粒体の切出し搬送装置３０に関するものであり、実施の形態１の二分岐分配調節装置１を粉粒体の搬送路に設けたものである。
本実施の形態の粉粒体の切出し搬送装置３０は、図４に示すように、テーブルフィーダ型切出装置３１と、テーブルフィーダ型切出装置３１の排出口に接続された搬送路と、該搬送路の途中に設置された二分岐分配調節装置１とを備えている。
【００３１】
テーブルフィーダ型切出装置３１は、上部にタンク３３を配置し、タンク３３内に貯留された粉粒体をタンク３３下部に設けた切出し部３５から定量切出しするものである。切出し部３５は、図示していないが、予め計算された容積の枡（仕切ポケット）を有する円盤状のロ−タと、その直上にあって枡に定量充填を担う摺切板、そして複数の排出孔を有する底板及びロ−タを駆動させる駆動装置等で構成される。
【００３２】
このようなテーブルフィーダ型切出装置３１においては、タンク３３に常に粉粒体が充填され、タンク３３の底部に配置されたロ−タの各枡にも同時に粉粒体が常に充填される。粉粒体の排出は、ロ−タを回転させることにより底板に設けられた排出孔から落下放出することで行われる。その排出量は、枡が単位時間当たりに排出孔を通過する数で定まる。それ故に、枡に充填される粉粒体は全て排出孔から排出されることが前提になっている。
このようなテーブルフィーダ型切出装置３１には排出孔の数によって単孔型や多孔型のものがあり、いずれの場合も利用可能である。
【００３３】
もっとも、テーブルフィーダ型切出装置３１は、定量切出しを目的としたものであり、その排出量は回転数を調節すればそれに比例して変動するが、各孔間の排出量に差は発生しない。
しかし、前述したように、例えば粉粒体を燃料として使用する場合、熱バランスの観点からあるバ−ナには多く、他のバ−ナには粉粒体を少なく供給することが求められる。
そこで、本実施の形態では、搬送路の途中に二分岐分配調節装置１を設けることでこの要請を満たすようにしたものである。
【００３４】
上流側接続管３がテーブルフィーダの排出口に連通する搬送路に接続され、分岐接続管５には、それぞれ分岐管４が接続されている。
なお、分岐管４の端部には粉粒体を貯留する貯留槽が図示されているが、これはこの図が実験例を示すものであるからであり、実機においては、分岐管４の端部は炉に設置されるバーナに接続される。
【００３５】
図５は、図４の破線の丸で囲んだ部分の拡大図であり、その構造は実施の形態１と同様である。図５では、弁体１７を図中右方向に移動している。そのため、粉粒体は図中の左側へ多く流れ、図４に示すように、Ａ槽に多量に粉粒体が貯留されることになる。
他方、弁体１７を図中左側に移動させると（図６参照）、図７に示すように、Ｂ槽側に多量に流れ、Ｂ槽に多く貯留されることになる。
【００３６】
図４に示す装置を用いて調節弁９の調節量と粉粒体の分配率の試験を行ったので、それについて以下説明する。
表１は実験結果をまとめた表であり、図８は表１をグラフで表示したものである。図８のグラフにおいて、横軸は調節量（mm）であり、縦軸は分配率（％）を示している。
【００３７】
【表１】
【００３８】
表１及び図８に示すように、実験結果は分配器の調節量0ｍｍのとき、Ａ側対Ｂ側の配分率が50：50で以後各調節量に応じた値が得られ、調節量を変化させることで調節量と配分率の相関が明確に得られた。
なお、本実験例では、調節弁９の調節量を５mmまでとしたが、これに限定されるものではない。
【００３９】
本実施の形態によれば、テーブルフィーダ型切出装置３１が固定量の切出しのみしかできない場合であっても、二分岐分配調節装置１を搬送路の途中に設けることにより、各分岐搬送路への流量を任意に調節できる。
【００４０】
［実施の形態３］
本実施の形態を図９〜図１８に基づいて説明する。
本実施の形態に係る粉粒体の切出し搬送装置５０は、実施の形態２と同様に、テーブルフィーダ型の粉粒体切出し装置と、テーブルフィーダ型の粉粒体切出し装置の排出口に接続された搬送路と、該搬送路の途中に二分岐分配調節装置が設置されている。
実施の形態２と異なる点は、テーブルフィーダ型の粉粒体切出し装置の構造にある。そこで、以下においては、テーブルフィーダ型の粉粒体切出し装置の構造を中心にその背景と共に説明する。
【００４１】
実施の形態２で説明したように、テーブルフィーダ型の粉粒体切出し装置の搬出経路に実施の形態１で説明した二分岐分配調節装置を設けることで、分岐部で搬送量を調節することができる。
しかし、二分岐分配調節装置の調節量を大きくしようとした場合に無理が生ずる場合や、より微妙な調整をしたい場合がある。
そこで、本実施の形態では、テーブルフィーダ型の粉粒体切出し装置の排出口からの切り出し量に調節機能を持たせると共に搬送路の途中に二分岐分配調節装置を設置し、２段階での分配率の調整を可能にしたものである。
【００４２】
従来、テーブルフィーダ型の粉粒体切出し装置は、枡部に入った粉粒体を全量排出するというのが基本であり、従来知られているものは全て全量排出を前提として、枡部の容量を変化させるものである。
これに対して、発明者は、枡部に入った粉粒体は全量排出されるべきであるというテーブルフィーダ型の切出し装置における固定観念を打ち破り、排出口の開口面積を調節し、かつ枡部に入った粉粒体を全量排出しなくても、定量切出しができるのではないかという発想のもとに本実施の形態に係るテーブルフィーダ型の粉粒体切出し装置を考案した。
【００４３】
図１０〜図１４に基づいて本実施の形態に係る粉粒体切出し装置５１を説明する。
本実施の形態に係る粉粒体切出し装置５１は、粉粒体を貯留するタンク５３の下方に設けられ、２個の排出孔５５が設けられた底板５７と、底板５７上を回転すると共に粉粒体が収容される枡部５９を有するロータ６１と、ロータ６１の上方に設けられて枡部５９に収容される粉粒体を均す摺切板６３と、排出孔５５に設けられて排出口の開口面積を調節する開度調節装置６５とを備えている。
以下、各構成およびそれに付随する構成を詳細に説明する。
【００４４】
＜タンク＞
タンク５３は円筒状をしており、下端部がフランジ５３ａによって粉粒体切出し装置５１に連結されている。タンク５３の形状は特に限定されるものではない。
【００４５】
＜底板＞
底板５７は円板状をしており、180度の位置にそれぞれ排出孔５５が設けられている。そして、排出孔５５は底基板５７aに同軸加工されたテ−パ孔（シュ−ト）６７と密着接合される。そしてテ−パ孔６７の直下に粉粒体を気送搬送する気送管８１が遮断弁（図示なし）を介して接続され、気送管８１は、粉粒体が供給される例えば石灰焼成炉７９の燃焼バ−ナ７７に接続される（図１５参照）。
なお、この例では、排出孔５５の数は２個であるが、本発明はこれに限られず、供給を受ける側において必要とされる数の排出孔５５を設ければよい。
【００４６】
＜ロータ＞
ロータ６１は、底板５７上を回転すると共に粉粒体が収容される複数の枡部５９を有している。ロータ６１は、中心に設けられた回転軸を駆動装置であるモータ６９によって回転させることで回転する（図１１参照）。
ロータ６１に設けられる枡部５９の寸法、特にその深さ（又は高さ）は、粉粒体の種類、要求される排出量、排出孔数およびロータ６１の回転数によって所定の値に設定される。また、ロータ６１の回転数はモータ６９の周波数を設定することで適宜設定することができる。
【００４７】
＜摺切板＞
摺切板６３は、ロータ６１の上方であって、排出孔５５を平面視で覆うように設けられている。ロータ６１の枡部５９に収容された粉粒体が排出孔５５を通過する前に均して所定量だけ枡部５９に収容されるようにするためのものである。
【００４８】
＜開度調節装置＞
開度調節装置６５は、各排出孔５５に対して設けられ、各排出口の開口面積を調節する。開度調節装置６５は、図１４に示すように、排出孔５５側に排出孔５５と同じ曲率の円弧からなる辺部７１ａを有する弁板７１と、先端に弁板７１が設置されてロータ径方向（図１４の矢印参照）に移動する伝動スクリュー軸７３と、伝動スクリュー軸７３を移動させる調節つまみ７４と、伝動スクリュー軸７３の位置を示すインジケータ７５とを備えている。弁板７１は底板５７における排出孔付近に形成した凹部には嵌めこまれており、弁板７１の上面と底板５７の上面は面一になっている。
【００４９】
開度調節装置６５は、調節つまみ７４を回転することによって伝動スクリュー軸７３がロータ径方向に移動し、これによって、弁板７１が排出孔５５側に延出したり退出したりして排出孔５５の開口面積を変化させる。図１４では、弁板７１の移動範囲をＳで示しており、弁板７１をＳの範囲で移動させることにより、開口面積は100％〜50％の範囲で調節できるようになっている。
なお、この例では、２個の排出孔５５の両方に開度調節装置６５を設けているが、いずれか一方に設けるようにしてもよい。また、排出孔５５が３個以上の場合において、全ての排出孔５５に開度調節装置６５を設けてもよいし、選択されるいずれかの排出孔５５に設けるようにしてもよい。
【００５０】
以上のように構成された粉粒体切出し装置５１においては、排出孔５５のそれぞれから排出させたい粉粒体の量に応じて排出孔５５の開口を調節つまみ７４によって調節する。例えば、一方の排出孔５５から100を排出し、他方の排出孔５５から60の量を排出させたい場合には、一方の開口率を100％とし、他方の開口率を60％とする。そして、ロータ６１の回転速度（回転数）を、開口率100％の排出孔５５を枡部５９が通過するときに枡部５９に収容されていた粉粒体が全量排出される速度に設定する。このとき、開口率60％の排出孔５５からは枡部５９に収容された粉粒体の60％の量が排出される。
【００５１】
次に、本実施の形態に係る粉粒体切出し装置５１を、６本の燃焼バーナ７７を有する石灰焼成炉７９に対して燃料としての粉粒体を供給する供給装置として用いた場合について図１５〜図１７に基づいて説明する。
粉粒体切出し装置５１には、６個の排出孔５５が設けられ、各排出孔５５には切り出された粉粒体を気流搬送する気送管８１が接続され、気送管８１の末端は石灰焼成炉の燃焼バーナ７７に接続されている。なお、図１５においては、燃焼バーナ７７は３本のみ図示し、他の３本は図示を省略している。
【００５２】
図１６は各排出孔５５からの排出量を調節できない従来のテーブルフィーダ型の粉粒体切出し装置を用いた場合における投入熱量の説明図である。図１６の例では、例えば全投入熱量を600とした場合、各バーナには均等に100が供給されることになる。しかしながら、石灰焼成炉７９においては、炉中央部は熱が逃げにくいこと、そして炉端は熱が逃げやすいことから、炉全体に対する供給熱量は一定（600）に保ちながら、炉中央部には供給熱量を少なくしたいという要請がある。
【００５３】
このような要請に対して、本実施の形態のテーブルフィーダ型の粉粒体切出し装置５１によれば、図１７に示すように、各排出孔５５からの粉粒体の排出量を調節することにより、全投入熱量を600としつつ各排出孔５５から排出される粉粒体量に差を設けることができ、各バーナによる投入熱量に差を設けることができる。この例では、６本のバーナからの投入熱量を120、115、115、105、80、65に設定している。この場合、最も投入熱量の多い120に対応する排出孔５５を全開とし、この排出孔５５を通過する枡部５９に収納されている粉粒体が全量排出されるような回転速度にロータ６１の回転速度を設定する。そうすることにより、開度調節装置６５によって排出孔５５の開度を全開よりも小さくした排出孔５５では、枡部５９が通過するときに枡部５９に収容された粉粒体は全量が排出されずに開口率に比例した量だけ排出されることになる。
【００５４】
このように、本実施の形態によれば、テーブルフィーダ型の粉粒体切出し装置でありながら、各枡部５９からの排出量調節範囲を広くとることができ、また特に流動性の高い粉粒体に対しても正確な定量排出ができる。
【００５５】
なお、上記の実施の形態においては、開度調節装置６５における調節つまみ７４は手動式のものを示したが、調節つまみ７４をモータ駆動とし、インジケータ７５にその位置を電気信号に変換して示すポジショナーを取り付けることによって、遠隔操作も可能になる。
【実施例】
【００５６】
発明者は、排出孔５５の開度調節量と排出比の関係を実証するためオイルコ−クスで実験を行なった。実験では、排出孔φ70mm、ロータ６１の枡深さ20mm、回転数2.5RPMとし、開度調節装置６５における調節つまみ７４の調節量（締込量）0mm（全開）のときの排出量が100％になるように設定し、5mmごとに調節量を増やして20mmまで調節した。そして、各調節量に対応する粉粒体の排出量（kg/min）、排出比率（％）、計算による排出孔５５の開度（％）を３回計測し、その平均値を求めた。結果を表１及び図１８に示す。図１８は、横軸を調節量（mm）、縦軸（左）を排出比率（％）、縦軸（右）を計算開度（％）として、調節量に対する排出比率及び計算開度の関係をグラフで示してものである。
【００５７】
【表２】
【００５８】
表２及び図１８のグラフに示されるように、排出比率と計算開度がほぼ一致している。よって、排出孔の開度を調節することによって、開度に比例した粉粒体の排出が可能であり、開度調節装置６５の開度調節によって排出孔５５から排出される粉粒体の量を所望の値に設定できることが実証された。
【００５９】
以上のように、本実施の形態で示した粉粒体切出し装置５１によれば、テーブルフィーダ型の粉粒体切出し装置でありながら、各枡部５９からの排出量調節範囲を広くとることができ、また特に流動性の高い粉粒体に対しても正確な定量排出ができる。
そして、図９に示すように、粉粒体切出し装置５１から排出される粉粒体の搬送路の途中に実施の形態１で示した二分岐分配調整装置１を設置することにより、２段階での分配調整が可能となり、より大きな、あるいはより微妙な分配調整が可能となる。これによって、粉粒体のバーナへの供給量の調整が、液体燃料と同等程度に可能となり、粉粒体の補助燃料としての活用の幅を広げることができる。
【００６０】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００６１】
１ 二分岐分配調整装置 ２ 上流側配管 ３ 上流側接続管
４ 分岐管 ５ 分岐接続管 ７ 分配量調節室
９ 調節弁 １１ 調節機構 １５ フランジ
１７ 弁体 １９ 軸部 ２１ 側壁
２３ 伝動スクリュー軸 ２５ 調節つまみ ２７ インジケータ
２９ フランジ ３０ 粉粒体の切出し搬送装置
３１ テーブルフィーダ型切出装置 ３３ タンク ３５ 切出し部
５０ 粉粒体の切出し搬送装置 ５１ 粉粒体切出し装置
５３ タンク ５３ａ フランジ ５５ 排出孔
５７ 底板 ５７ａ 底基板 ５９ 枡部
６１ ロータ ６３ 摺切板 ６５ 開度調節装置
６７ シュート ６９ モータ ７１ 弁板
７１ａ 辺部 ７３ 伝動スクリュー軸 ７４ 調節つまみ
７５ インジケータ ７７ 燃焼バーナ ７９ 石灰焼成炉
８１ 気送管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉粒体を気送搬送する搬送路を途中で二つの搬送路に分岐して各分岐路のそれぞれに粉粒体を流す方法において、前記各分岐路と分岐前の搬送路の間に前記各分岐路に流す粉粒体の分配量を調節する分配量調節室を設け、該分配量調節室の流路断面積が前記分岐前の搬送路の流路断面積よりも大きくなるように設定し、該分配量調節室に流路交差方向に移動可能な調節弁を設け、該調節弁の位置を径方向に調節することによって前記各分岐路に流れる粉粒体の流量を調節するようにしたことを特徴とする粉粒体の二分岐分配調節方法。
【請求項２】
上流側の搬送路に連結可能な上流側接続管と、分岐された各分岐管に連結可能な一対の分岐接続管と、該一対の分岐接続管と前記上流側接続管との間に設けられた分配量調節室と、該分配量調節室に流路交差方向に移動可能に設置された調節弁と、該調節弁の位置を調節する調節手段とを備え、前記分配量調節室の流路断面積が前記上流側接続管の流路断面積よりも大きく設定されていることを特徴とする粉粒体の二分岐分配調節装置。
【請求項３】
前記上流側接続管の流路断面積をＡ、前記分配量調節室の流路断面積をＢ、前記一対の分岐接続管の各流路断面積をＣとしたときに、Ｂ＞ＡかつＢ＞２Ｃの関係に設定されていることを特徴とする請求項２記載の粉粒体の二分岐分配調節装置。
【請求項４】
粉粒体を定量切出しする粉粒体切出し装置と、該粉粒体切出し装置から切出された粉粒体を搬送する搬送路とを備え、該搬送路の途中に請求項２または請求項３に記載の二分岐分配調節装置を備えてなることを特徴とする粉粒体の切出し搬送装置。
【請求項５】
前記粉粒体切出し装置は、複数の排出孔が設けられた底板と、該底板上を回転すると共に粉粒体が収容される枡部を有するロータと、該枡部の上方に設けられて前記枡部に収容される粉粒体を均す摺切板と、前記排出孔の少なくとも一つに対して設けられて該排出口の開口面積を調節する開度調節装置とを備えてなることを特徴とする請求項４に記載の粉粒体切出し搬送装置。
【請求項６】
開度調節装置は、スライド可能に設けられた弁板を備えてなることを特徴とする請求項５記載の粉粒体切出し搬送装置。
【請求項７】
開度調節装置は、前記排出孔の開口面積を100％〜50％の範囲で調節可能であることを特徴とする請求項５又は６に記載の粉粒体切出し搬送装置。
【請求項１】
粉粒体を気送搬送する搬送路を途中で二つの搬送路に分岐して各分岐路のそれぞれに粉粒体を流す方法において、前記各分岐路と分岐前の搬送路の間に前記各分岐路に流す粉粒体の分配量を調節する分配量調節室を設け、該分配量調節室の流路断面積が前記分岐前の搬送路の流路断面積よりも大きくなるように設定し、該分配量調節室に流路交差方向に移動可能な調節弁を設け、該調節弁の位置を径方向に調節することによって前記各分岐路に流れる粉粒体の流量を調節するようにしたことを特徴とする粉粒体の二分岐分配調節方法。
【請求項２】
上流側の搬送路に連結可能な上流側接続管と、分岐された各分岐管に連結可能な一対の分岐接続管と、該一対の分岐接続管と前記上流側接続管との間に設けられた分配量調節室と、該分配量調節室に流路交差方向に移動可能に設置された調節弁と、該調節弁の位置を調節する調節手段とを備え、前記分配量調節室の流路断面積が前記上流側接続管の流路断面積よりも大きく設定されていることを特徴とする粉粒体の二分岐分配調節装置。
【請求項３】
前記上流側接続管の流路断面積をＡ、前記分配量調節室の流路断面積をＢ、前記一対の分岐接続管の各流路断面積をＣとしたときに、Ｂ＞ＡかつＢ＞２Ｃの関係に設定されていることを特徴とする請求項２記載の粉粒体の二分岐分配調節装置。
【請求項４】
粉粒体を定量切出しする粉粒体切出し装置と、該粉粒体切出し装置から切出された粉粒体を搬送する搬送路とを備え、該搬送路の途中に請求項２または請求項３に記載の二分岐分配調節装置を備えてなることを特徴とする粉粒体の切出し搬送装置。
【請求項５】
前記粉粒体切出し装置は、複数の排出孔が設けられた底板と、該底板上を回転すると共に粉粒体が収容される枡部を有するロータと、該枡部の上方に設けられて前記枡部に収容される粉粒体を均す摺切板と、前記排出孔の少なくとも一つに対して設けられて該排出口の開口面積を調節する開度調節装置とを備えてなることを特徴とする請求項４に記載の粉粒体切出し搬送装置。
【請求項６】
開度調節装置は、スライド可能に設けられた弁板を備えてなることを特徴とする請求項５記載の粉粒体切出し搬送装置。
【請求項７】
開度調節装置は、前記排出孔の開口面積を100％〜50％の範囲で調節可能であることを特徴とする請求項５又は６に記載の粉粒体切出し搬送装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１１−１１６５２２（Ｐ２０１１−１１６５２２Ａ）
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７７１００（Ｐ２００９−２７７１００）
【出願日】平成２１年１２月５日（２００９．１２．５）
【出願人】（５０１１２０１２２）スチールプランテック株式会社 (49)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月５日（２００９．１２．５）
【出願人】（５０１１２０１２２）スチールプランテック株式会社 (49)
【Ｆターム（参考）】
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