特許 6620596 粉体流量計

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6620596

(24)【登録日】2019年11月29日

(45)【発行日】2019年12月18日

(54)【発明の名称】粉体流量計

(51)【国際特許分類】

   G01F 1/28 20060101AFI20191209BHJP

   G01F 1/30 20060101ALI20191209BHJP

   G01F 1/74 20060101ALI20191209BHJP

   G01G 11/00 20060101ALI20191209BHJP

   G01G 17/04 20060101ALI20191209BHJP

   G01G 17/06 20060101ALI20191209BHJP

【ＦＩ】

   G01F1/28 B

   G01F1/30

   G01F1/74

   G01G11/00 J

   G01G17/04 G

   G01G17/06

【請求項の数】6

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2016-34915(P2016-34915)

(22)【出願日】2016年2月25日

(65)【公開番号】特開2017-151003(P2017-151003A)

(43)【公開日】2017年8月31日

【審査請求日】2018年8月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000183303

【氏名又は名称】住友金属鉱山株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】石川 進太郎

(72)【発明者】

【氏名】槙 孝一郎

(72)【発明者】

【氏名】大高 聖

【審査官】 森 雅之

(56)【参考文献】

【文献】 特開平８−１４９６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実公昭４２−１１９６９（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】 特許第６１３５８７４（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特公平２−７４１１（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｆ

Ｇ０１Ｇ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

搬送路を上下方向に落下する粉体の流量を測定する粉体流量計であって、
前記粉体から衝撃を受ける抵抗体と、
前記抵抗体に作用する前記粉体の衝撃力を検出する検出器と、
前記抵抗体に作用する前記粉体の衝撃力を、前記抵抗体から前記検出器に伝達する衝撃力伝達部材とを備え、
前記衝撃力伝達部材は上端から下端にかけて斜めに配置され、前記上端は固定され、前記下端は前記上端を中心に移動し、
前記検出器は、前記衝撃力伝達部材の移動量を検出することにより、前記抵抗体に作用する前記粉体の衝撃力を検出し、
前記抵抗体は、前記粉体が衝突する梁と、前記抵抗体を上流側から下流側に貫通する通路とを有し、
複数の前記梁と複数の前記通路とが、交互に配置される、粉体流量計。

【請求項2】

前記梁は、上側から衝突する前記粉体を側方に流す傾斜面を有する、請求項１に記載の粉体流量計。

【請求項3】

前記抵抗体は、上側から衝突する前記粉体を第１側方に流す前記傾斜面と、上側から衝突する前記粉体を前記第１側方とは反対向きの第２側方に流す前記傾斜面とを有する、請求項２に記載の粉体流量計。

【請求項4】

上側から衝突する前記粉体を前記第１側方に流す前記傾斜面と、上側から衝突する前記粉体を前記第２側方に流す前記傾斜面とが対称配置される、請求項３に記載の粉体流量計。

【請求項5】

前記上下方向から見て、前記通路が前記傾斜面によって隙間なく塞がれている、請求項２〜４のいずれか１項に記載の粉体流量計。

【請求項6】

前記抵抗体は、前記上下方向から見て前記通路の大きさが変化する方向に、前記傾斜面を揺動可能に支持する支持部を有する、請求項２〜５のいずれか１項に記載の粉体流量計。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、粉体流量計に関する。

【背景技術】

【0002】

粉体輸送管内部の粉体の流量を測定する粉体流量計として特許文献１に記載の粉体流量計のように、粉体が検出板に当たるときに発生する衝撃荷重の水平分力を計測することにより、粉体流量を測定する装置が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開昭５７−１８９０１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来、検出板の上流側または検出板の下流側において気圧が変動したときに、検出板に作用する風圧の変動が大きく、粉体流量の測定誤差が大きいという問題があった。

【0005】

また、風圧の影響を少なくするために検出板を垂直にして、粉体の流れを斜め方向に変換して検出板に当てることにより粉体の流量を測定する粉体流量計もあるが、粉体の流れを変更するため構造の複雑化や流量の変動が生ずるという問題があった。

【0006】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、構成が簡素でかつ気圧の変動による測定誤差を低減した、粉体流量計の提供を主な目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するため、本発明の一態様によれば、
搬送路を上下方向に落下する粉体の流量を測定する粉体流量計であって、
前記粉体から衝撃を受ける抵抗体と、
前記抵抗体に作用する前記粉体の衝撃力を検出する検出器と、
前記抵抗体に作用する前記粉体の衝撃力を、前記抵抗体から前記検出器に伝達する衝撃力伝達部材とを備え、
前記衝撃力伝達部材は上端から下端にかけて斜めに配置され、前記上端は固定され、前記下端は前記上端を中心に移動し、
前記検出器は、前記衝撃力伝達部材の移動量を検出することにより、前記抵抗体に作用する前記粉体の衝撃力を検出し、
前記抵抗体は、前記粉体が衝突する梁と、前記抵抗体を上流側から下流側に貫通する通路とを有し、
複数の前記梁と複数の前記通路とが、交互に配置される、粉体流量計が提供される。

【発明の効果】

【0008】

本発明の一態様によれば、気圧の変動による測定誤差を低減した、粉体流量計が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】一実施形態による粉体流量計が組み込まれる銅精錬自溶炉の要部を示す図である。

【図2】第１例による抵抗体の断面図である。

【図3】第１例による抵抗体の上面図である。

【図4】第２例による抵抗体の断面図である。

【図5】第２例による抵抗体の上面図である。

【図6】第３例による抵抗体の断面図である。

【図7】第３例による抵抗体の上面図である。

【図8】第４例による抵抗体の断面図である。

【図9】第４例による抵抗体の上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明するが、各図面において、同一の又は対応する構成については同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。

【0011】

図１は、一実施形態による粉体流量計が組み込まれる粉体供給機構の要部を示す図である。図１において、矢印方向は粉体の流れの主方向を表す。図１に示す粉体供給機構は、粉体供給装置１０と、粉体流量計２０とを有する。

【0012】

粉体供給装置１０は、例えばスクリュフィーダやベルトコンベアなどの公知の供給手段で構成され、粉体を搬送路に供給する。粉体流量計２０は、粉体供給装置１０の下流側に設けられ、搬送路を移動する粉体の流量を測定する。測定する流量は、例えば質量流量である。粉体流量計２０よりも下流側には、粉体を処理する粉体処理部が設けられる。粉体処理部としては、例えば、溶解炉、燃焼炉、化学反応槽等が挙げられる。粉体処理部へ定量的に粉体を供給するために、粉体流量計２０の測定結果に基づいて粉体供給装置１０が制御される。

【0013】

尚、本実施形態の粉体流量計２０が組み込まれる装置や、粉体の種類は特に限定されない。

【0014】

粉体流量計２０は、搬送路を移動する粉体の流量を測定する。粉体の流れの主方向は図１では上下方向であって、粉体は重力などによって落下する。尚、粉体の流れの主方向は水平方向でもよく、粉体はポンプなどによって圧送されてもよい。粉体流量計２０は、例えば抵抗体３０と、衝撃力伝達部材４０と、検出器５０とを有する。

【0015】

抵抗体３０は、搬送路の途中に設けられ、搬送路を移動する粉体から衝撃を受ける。抵抗体３０の大きさは粉体の流れの断面の大きさよりも大きくてもよく、抵抗体３０は抵抗体３０を上流側から下流側に貫通する通路を有する。この通路を、粉体や気流が通過する。抵抗体３０の詳細については後述する。

【0016】

衝撃力伝達部材４０は、抵抗体３０に作用する粉体の衝撃力を、抵抗体３０から検出器５０に伝達する。検出器５０が抵抗体３０から離れた場所に設置されるため、検出器５０への粉体の衝突が回避でき、検出器５０の破損などが抑制できる。

【0017】

衝撃力伝達部材４０は、一端が衝撃力伝達部材支持部７０によって固定され、他端が抵抗体３０に作用する粉体の衝撃力によって移動する。例えば、衝撃力伝達部材４０は、衝撃力伝達部材支持部７０によって固定される端部を中心に移動する。抵抗体３０に作用する粉体の衝撃力が大きいほど、衝撃力伝達部材４０の移動量が大きい。

【0018】

検出器５０は、抵抗体３０に作用する粉体の衝撃力を検出する。粉体の衝撃力は粉体の流量を表し、粉体の流量が多いほど粉体の衝撃力が大きい。粉体の衝撃力と粉体の流量との関係は予め試験などにより求められ、求められた関係に基づいて粉体の衝撃力から粉体の流量への換算がなされる。検出器５０には、歪ゲージ式、静電容量式、磁歪式など種々のものが使用できる。

【0019】

検出器５０は、例えば一端を検出器支持部６０に接続され、他端を衝撃力伝達部材４０に接続されており、衝撃力伝達部材４０の移動量を検出することにより、抵抗体３０に作用する粉体の衝撃力を検出する。

【0020】

尚、本実施形態の粉体流量計２０は、衝撃力伝達部材４０を有するが、有しなくてもよい。抵抗体３０と検出器５０とが直結されてもよい。

【0021】

図２は、第１例による抵抗体の断面図である。図２において、粉体の流れの主方向は上下方向である。図３は、第１例による抵抗体の上面図である。図２および図３に示す抵抗体３０Ａは、格子状に形成されており、２本の横梁３１Ａと、２本の横梁３１Ａに架け渡された６本の縦梁３２Ａとを有する。各横梁３１Ａは、上流側から衝突する粉体を受ける垂直面３１１Ａを有する。垂直面３１１Ａは、粉体の流れの主方向に対し垂直な面である。横梁３１Ａの本数は特に限定されない。同様に、各縦梁３２Ａは、上流側から衝突する粉体を受ける垂直面３２１Ａを有する。垂直面３２１Ａは、粉体の流れの主方向に対し垂直な面である。縦梁３２Ａの本数は特に限定されない。

【0022】

抵抗体３０Ａは、抵抗体３０Ａを上流側から下流側に貫通する通路３３Ａを有する。通路３３Ａは、格子の隙間である。通路３３Ａを、粉体や気流が通過する。よって、抵抗体３０Ａの上流側または抵抗体３０Ａの下流側において気圧が変動したとき、気流が抵抗体３０Ａの通路３３Ａを通過することで、抵抗体３０Ａに作用する風圧の変動が抑制でき、粉体流量の測定誤差が低減できる。

【0023】

図４は、第２例による抵抗体の断面図である。図４において、粉体の流れの主方向は上下方向である。図５は、第２例による抵抗体の上面図である。図４および図５に示す抵抗体３０Ｂは、ルーバー状に形成されており、２本の横梁３１Ｂと、２本の横梁に架け渡された８本の縦梁３２Ｂとを有する。各横梁３１Ｂは、上流側から衝突する粉体を受ける垂直面３１１Ｂを有する。垂直面３１１Ｂは、粉体の流れの主方向に対し垂直な面である。横梁３１Ｂの本数は特に限定されない。一方、各縦梁３２Ｂは、上流側から衝突する粉体を側方に流す傾斜面３２１Ｂを有する。傾斜面３２１Ｂは、下流側に向かうにつれ側方に突き出す面である。縦梁３２Ｂの本数は特に限定されない。

【0024】

抵抗体３０Ｂは、抵抗体３０Ｂを上流側から下流側に貫通する通路３３Ｂを有する。通路３３Ｂを、粉体や気流が通過する。よって、抵抗体３０Ｂの上流側または抵抗体３０Ｂの下流側において気圧が変動したとき、気流が抵抗体３０Ｂの通路３３Ｂを通過することで、抵抗体３０Ｂに作用する風圧の変動が抑制でき、粉体流量の測定誤差が低減できる。

【0025】

抵抗体３０Ｂは、上流側から衝突する粉体を側方に流す傾斜面３２１Ｂを有する。傾斜面３２１Ｂに衝突した粉体が傾斜面３２１Ｂを転がり落ち、傾斜面３２１Ｂにおける粉体の堆積が抑制できる。

【0026】

尚、傾斜面３２１Ｂは、図４では平面であるが、曲面であってもよく、下流側に向かうにつれ側方（図４において左側方または右側方）に突き出す面であればよい。また、傾斜面３２１Ｂは、図４では縦梁３２Ｂのみに形成されるが、横梁３１Ｂのみに形成されてもよく、縦梁３２Ｂと横梁３１Ｂの両方に形成されてもよい。粉体の堆積が抑制できればよい。

【0027】

図５に示すように粉体の流れの主方向から見て、通路３３Ｂは傾斜面３２１Ｂによって隙間なく塞がれている。抵抗体３０Ｂを通過する粉体のうち、抵抗体３０Ｂに衝突する粉体の割合が多く、粉体流量の測定精度が向上できる。

【0028】

図６は、第３例による抵抗体の断面図である。図６において、粉体の流れの主方向は上下方向である。図７は、第３例による抵抗体の上面図である。図６および図７に示す抵抗体３０Ｃは、ルーバー状に形成されており、２本の横梁３１Ｃと、２本の横梁に架け渡された８本の縦梁３２Ｃとを有する。各横梁３１Ｃは、上流側から衝突する粉体を受ける垂直面３１１Ｃを有する。垂直面３１１Ｃは、粉体の流れの主方向に対し垂直な面である。横梁３１Ｃの本数は特に限定されない。一方、各縦梁３２Ｃは、上流側から衝突する粉体を側方に流す傾斜面３２１Ｃを有する。傾斜面３２１Ｃは、下流側に向かうにつれ側方に突き出す面である。縦梁３２Ｃの本数は特に限定されない。

【0029】

８本の縦梁３２Ｃのうち、第１側方（図６において左側方）側の４本の縦梁３２Ｃ−１は、それぞれ、上流側から衝突する粉体を第１側方に流す傾斜面３２１Ｃ−１を有する。また、８本の縦梁３２Ｃのうち、第２側方（図６において右側方）側の４本の縦梁３２Ｃ−２は、それぞれ、上流側から衝突する粉体を第２側方に流す傾斜面３２１Ｃ−２を有する。第１側方と第２側方とは反対向きである。

【0030】

抵抗体３０Ｃは、抵抗体３０Ｃを上流側から下流側に貫通する通路３３Ｃを有する。通路３３Ｃを、粉体や気流が通過する。よって、抵抗体３０Ｃの上流側または抵抗体３０Ｃの下流側において気圧が変動したとき、気流が抵抗体３０Ｃの通路３３Ｃを通過することで、抵抗体３０Ｃに作用する風圧の変動が抑制でき、粉体流量の測定誤差が低減できる。

【0031】

抵抗体３０Ｃは、上流側から衝突する粉体を側方に流す傾斜面３２１Ｃを有する。傾斜面３２１Ｃに衝突した粉体が傾斜面３２１Ｃを転がり落ち、傾斜面３２１Ｃにおける粉体の堆積が抑制できる。

【0032】

尚、傾斜面３２１Ｃは、図６では平面であるが、曲面であってもよく、下流側に向かうにつれ側方（図６において左側方または右側方）に突き出す面であればよい。また、傾斜面３２１Ｃは、図６では縦梁３２Ｃのみに形成されるが、横梁３１Ｃのみに形成されてもよく、縦梁３２Ｃと横梁３１Ｃの両方に形成されてもよい。粉体の堆積が抑制できればよい。

【0033】

抵抗体３０Ｃは、上流側から衝突する粉体を第１側方に流す傾斜面３２１Ｃ−１と、上流側から衝突する粉体を第２側方に流す傾斜面３２１Ｃ−２とを有する。傾斜面３２１Ｃ−１に作用する衝撃力の水平方向分力と、傾斜面３２１Ｃ−２に作用する衝撃力の水平方向分力とを減殺できる。

【0034】

上流側から衝突する粉体を第１側方に流す傾斜面３２１Ｃ−１と、上流側から衝突する粉体を第２側方に流す傾斜面３２１Ｃ−２とが対称配置される。傾斜面３２１Ｃ−１に作用する衝撃力の水平方向分力と、傾斜面３２１Ｃ−２に作用する衝撃力の水平方向分力とを相殺できる。尚、図６では、対称配置される複数の傾斜面３２１Ｃ−１、３２１Ｃ−２は、異なる縦梁３２Ｃに形成されている。

【0035】

図７に示すように粉体の流れの主方向から見て、通路３３Ｃは傾斜面３２１Ｃによって隙間なく塞がれている。抵抗体３０Ｃを通過する粉体のうち、抵抗体３０Ｃに衝突する粉体の割合が多く、粉体流量の測定精度が向上できる。

【0036】

図８は、第４例による抵抗体の断面図である。図８において、粉体の流れの主方向は上下方向である。図９は、第４例による抵抗体の上面図である。図８および図９に示す抵抗体３０Ｄは、格子状に形成されており、２本の横梁３１Ｄと、２本の横梁に架け渡された４本の縦梁３２Ｄとを有する。各横梁３１Ｄは、上流側から衝突する粉体を受ける垂直面３１１Ｄを有する。垂直面３１１Ｄは、粉体の流れの主方向に対し垂直な面である。横梁３１Ｄの本数は特に限定されない。一方、各縦梁３２Ｄは、上流側から衝突する粉体を側方に流す傾斜面３２１Ｄを有する。傾斜面３２１Ｄは、下流側に向かうにつれ側方に突き出す面である。縦梁３２Ｄの本数は特に限定されない。

【0037】

各縦梁３２Ｄは、傾斜面３２１Ｄ−１と傾斜面３２１Ｄ−２とを有する。一方の傾斜面３２１Ｄ−１は、上流側から衝突する粉体を第１側方（図８において左側方）に流す。他方の傾斜面３２１Ｄ−２は、上流側から衝突する粉体を第２側方（図８において右側方）に流す。第１側方と第２側方とは反対向きである。

【0038】

尚、傾斜面３２１Ｄ−１と傾斜面３２１Ｄ−２とは、それぞれ、図８では円弧面を形成するが、楕円弧面を形成してもよい。傾斜面３２１Ｄは、下流側に向かうにつれ側方（図８において左側方または右側方）に突き出す面であればよい。また、傾斜面３２１Ｄは、図８では縦梁３２Ｄのみに形成されるが、横梁３１Ｄのみに形成されてもよく、縦梁３２Ｄと横梁３１Ｄの両方に形成されてもよい。

【0039】

抵抗体３０Ｄは、抵抗体３０Ｄを上流側から下流側に貫通する通路３３Ｄを有する。通路３３Ｄを、粉体や気流が通過する。よって、抵抗体３０Ｄの上流側または抵抗体３０Ｄの下流側において気圧が変動したとき、気流が抵抗体３０Ｄの通路３３Ｄを通過することで、抵抗体３０Ｄに作用する風圧の変動が抑制でき、粉体流量の測定誤差が低減できる。

【0040】

抵抗体３０Ｄは、上流側から衝突する粉体を側方に流す傾斜面３２１Ｄを有する。傾斜面３２１Ｄに衝突した粉体が傾斜面３２１Ｄを転がり落ち、傾斜面３２１Ｄにおける粉体の堆積が抑制できる。

【0041】

抵抗体３０Ｄは、上流側から衝突する粉体を第１側方に流す傾斜面３２１Ｄ−１と、上流側から衝突する粉体を第２側方に流す傾斜面３２１Ｄ−２とを有する。傾斜面３２１Ｄ−１に作用する衝撃力の水平方向分力と、傾斜面３２１Ｄ−２に作用する衝撃力の水平方向分力とを減殺できる。

【0042】

上流側から衝突する粉体を第１側方に流す傾斜面３２１Ｄ−１と、上流側から衝突する粉体を第２側方に流す傾斜面３２１Ｄ−２とが対称配置される。傾斜面３２１Ｄ−１に作用する衝撃力の水平方向分力と、傾斜面３２１Ｄ−２に作用する衝撃力の水平方向分力とを相殺できる。尚、図８では、対称配置される複数の傾斜面３２１Ｄ−１、３２１Ｄ−２は、同じ縦梁３２Ｃに形成されている。

【0043】

抵抗体３０Ｄは、粉体の流れの主方向から見て通路３３Ｄの大きさが変化する方向に、傾斜面３２１Ｄを揺動可能に支持する支持部３４Ｄを有する。例えば、支持部３４Ｄは、円筒状の縦梁３２Ｄの内部に差し込まれる丸棒であって、丸棒を中心に縦梁３２Ｄを揺動可能に支持することで、傾斜面３２１Ｄを揺動可能に支持する。縦梁３２Ｄは、粉体の衝撃力の水平方向分力によって揺動し、重力によって元の位置に戻る。万が一大きな粉体が落ちてきたときに、通路３３Ｄが広がるため、粉体が詰まるリスクを低減できる。大きな粉体が通路３３Ｄを通過した後、通路３３Ｄは元の大きさに戻る。

【0044】

尚、縦梁３２Ｄの揺動は、粉体の流れの主方向から見て通路３３Ｄの大きさが変化する方向の移動であればよく、曲線移動、直線移動、または曲線移動と直線移動の組合せのいずれでもよい。

【0045】

以上、粉体流量計の実施形態等について説明したが、本発明は上記実施形態等に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。

【0046】

例えば、粉体流量計の抵抗体の形状は、格子状またはルーバー状に限定されず、例えば櫛歯状、渦巻き状などでもよく、多種多様であってよい。

【0047】

また、複数種類の縦梁が組合わせて用いられてもよい。例えば、図２に示す縦梁３２Ａ、図４に示す縦梁３２Ｂ、図６に示す縦梁３２Ｃ、図８に示す縦梁３２Ｄが任意の組合せで用いられてもよい。

【符号の説明】

【0048】

１０ 粉体供給装置
２０ 粉体流量計
３０ 抵抗体
３０Ａ 抵抗体
３１Ａ 横梁
３１１Ａ 垂直面
３２Ａ 縦梁
３２１Ａ 垂直面
３３Ａ 通路
３０Ｂ 抵抗体
３１Ｂ 横梁
３１１Ｂ 垂直面
３２Ｂ 縦梁
３２１Ｂ 傾斜面
３３Ｂ 通路
３０Ｃ 抵抗体
３１Ｃ 横梁
３１１Ｃ 垂直面
３２Ｃ 縦梁
３２１Ｃ−１ 傾斜面
３２１Ｃ−２ 傾斜面
３３Ｃ 通路
３０Ｄ 抵抗体
３１Ｄ 横梁
３１１Ｄ 垂直面
３２Ｄ 縦梁
３２１Ｄ−１ 傾斜面
３２１Ｄ−２ 傾斜面
３３Ｄ 通路
３４Ｄ 支持部
４０ 衝撃力伝達部材
５０ 検出器
６０ 検出器支持部
７０ 衝撃力伝達部材支持部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】