(57)【要約】  供給する粉体の流量をより正確に制御することができる粉体供給装置、及び、粉体供給方法を提供することを目的とする。  粉体供給装置（１）は、少なくとも一部が伸縮部（７１）とされる粉体供給配管（７０）と、フィードタンク（１１）の荷重を受けるロードセル（４５）と、伸縮部（７１）内の圧力を検出する圧力指示計（４８）と、制御部（６０）と、を備え、制御部（６０）は、ロードセル（４５）がフィードタンク（１１）から受ける荷重に対して、伸縮部（７１）内の圧力に比例する値を減算して、伸縮部（７１）内の圧力の変化率に比例する値を加算した値に基づいて、フィードタンク（１１）内における粉体重量または粉体重量の変化率を求め、この粉体重量または粉体重量の変化率に基づいて、フィードタンク（１１）外に供給する粉体の流量を制御する。
2013035701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィードタンク内の粉体を前記フィードタンク外に供給する粉体供給装置であって、
少なくとも一部が上下方向に伸縮する伸縮部とされると共に、前記フィードタンクの上部に接続され、前記粉体を前記フィードタンク内に供給する粉体供給配管と、
前記フィードタンクからの荷重を受け、前記荷重を検出するロードセルと、
前記伸縮部内の圧力を検出する圧力指示計と、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記ロードセルが検出する前記荷重に対して、前記圧力指示計が検出する前記伸縮部内の圧力に比例する値の減算と、前記伸縮部内の圧力の変化率に比例する値の加算とを行った値に基づいて、前記フィードタンク内における粉体重量または粉体重量の変化率を求め、前記粉体重量または前記粉体重量の変化率に基づいて、前記フィードタンク外に供給する粉体の流量を制御する
ことを特徴とする粉体供給装置。
【請求項２】
前記伸縮部の伸縮量を検出する変位計を更に備え、
前記制御部は、前記ロードセルが検出する前記荷重に対して、前記圧力指示計が検出する前記伸縮部内の圧力に比例する値の減算と、前記伸縮部内の圧力の変化率に比例する値の加算と、前記伸縮量に比例する値の減算とを行った値に基づいて、前記フィードタンク内における粉体重量または粉体重量の変化率を求める
ことを特徴とする請求項１に記載の粉体供給装置。
【請求項３】
前記制御部は、求めた前記粉体重量または前記粉体重量の変化率に一次遅れ処理及び移動平均処理の少なくとも一方を施した値に基づいて、前記フィードタンク外に供給する粉体の流量を制御する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の粉体供給装置。
【請求項４】
前記圧力指示計は、前記フィードタンク内の圧力を前記伸縮部内の圧力として検出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の粉体供給装置。
【請求項５】
フィードタンク内の粉体を前記フィードタンク外に供給する粉体供給方法であって、
少なくとも一部が上下方向に伸縮する伸縮部とされると共に、前記フィードタンクの上部に接続される粉体供給配管から、前記フィードタンク内に粉体を供給する供給ステップと、
前記フィードタンクからの荷重を受けるロードセルが検出する前記荷重に対して、前記伸縮部内の圧力に比例する値の減算と、前記伸縮部内の圧力の変化率に比例する値の加算とを行った値に基づいて、前記フィードタンク内における粉体重量または粉体重量の変化率を求める計算ステップと、
前記粉体重量または前記粉体重量の変化率に基づいて、前記フィードタンク外に供給する粉体の流量を制御する流量制御ステップと、
を備えることを特徴とする粉体供給方法。
【請求項６】
前記計算ステップでは、前記フィードタンクからの荷重を受けるロードセルが検出する前記荷重に対して、前記伸縮部内の圧力に比例する値の減算と、前記伸縮部内の圧力の変化率に比例する値の加算と、前記伸縮部の伸縮量に比例する値の減算とを行った値に基づいて、前記フィードタンク内における粉体重量または粉体重量の変化率を求める
ことを特徴とする請求項５に記載の粉体供給方法。
【請求項７】
前記流量制御ステップでは、求めた前記粉体重量または前記粉体重量の変化率に一次遅れ処理及び移動平均処理の少なくとも一方を施した値に基づいて、前記フィードタンク外に供給する粉体の流量を制御する
ことを特徴とする請求項５または６に記載の粉体供給方法。
【請求項８】
前記フィードタンク内の圧力を前記伸縮部内の圧力として前記計算ステップを行うことを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の粉体供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体供給装置、及び、粉体供給方法に関し、詳しくは、供給する粉体の流量をより正確に制御することができる粉体供給装置、及び、粉体供給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶鉱炉設備や火力発電プラント等に用いる燃焼炉として、粉体供給装置から供給される微粉炭等の粉体燃料を燃焼する燃焼炉が知られている。この燃焼炉においては、粉体燃料を空気と共に燃焼炉内に噴射しながら燃焼させる。このような微粉炭を用いた燃焼方式は、石炭自体の経済性が石油やＬＰＧに比べて高い等の理由から広く普及している。【０００３】
この燃焼炉に粉体燃料を供給する粉体供給装置として、粉体燃料をキャリアガスにより搬送する気体搬送式の粉体供給装置が知られている。このような粉体供給装置においては、フィードタンク内の粉体燃料が、粉体輸送配管に供給されて、粉体輸送配管内のキャリアガスにより搬送される。一般的に、粉体輸送配管内への粉体燃料の供給量は、フィードタンク下部の排出口に設けられた粉体用バルブの開度や、フィードタンク内の圧力と粉体輸送配管内の圧力との差圧により制御される（例えば、下記特許文献１参照）。【０００４】
このとき、粉体輸送配管内へ供給される粉体燃料の量については、複数の計器により検出される値に基づき調整される。その計器の一つとして、フィードタンクの重量を測定するロードセル（重量計）を挙げることができる。ロードセルを用いた粉体輸送配管内へ供給される粉体燃料の量は、次のように調整される。つまり、ロードセルで計測されたフィードタンクの重量からフィードタンク内の粉体の重量を求め、この粉体の重量の変化を微分することで得られる粉体重量の変化率から、粉体輸送配管内へ供給される粉体燃料の単位時間当たりの供給量を演算する。そして、この演算結果に基づいて、粉体用バルブの開度や、フィードタンク内と粉体輸送配管との差圧を調整して、粉体の供給量を調整する。【０００５】
このように粉体の供給量を調整する観点から、ロードセルで計測された値より、フィードタンク内の粉体の重量を正確に求めることは、重要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０６−１１５６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、フィードタンク内の粉体は、フィードタンクの上部に設けられる均圧タンク内から配管を介して供給される。この配管の途中には、直径の大きい部分と小さい部分とが交互に形成された、蛇腹状の伸縮部が設けられている。この伸縮部は、フィードタンクが配管を引っ張る力により上下方向に僅かに伸び縮みが可能に構成されている。そして、フィードタンク内の粉体の量が多く、フィードタンク全体の重量が大きい場合には、伸縮部が伸びて、フィードタンクが下方に位置する。フィードタンク内の粉体の量が少なく、フィードタンク全体の重量が比較的小さい場合には、伸縮部が然程伸びずに、フィードタンクが比較的上方に位置する。このようにフィードタンクが伸縮部の伸びの分だけ上下動することにより、ロードセルによるフィードタンク全体の重量の検出ができる。【０００８】
しかし、フィードタンク内が非常に高い圧力とされている場合、フィードタンクと均圧タンクとを接続する配管の一部である伸縮部内は、フィードタンク内と同様の圧力とされるため、伸縮部は、フィードタンクに引っ張られる伸び以外に、自己の内部圧力により、伸びる傾向がある。このように自己の内部圧力により伸縮部が伸びると、伸縮部は、配管を介して、フィードタンクを下方に押してしまう。この場合、ロードセルにおいて、フィードタンク全体の重量が、実際のフィードタンクの重量よりも重く検出されてしまう。このようなロードセルからの出力に基づいて、粉体輸送配管内へ供給される粉体燃料の単位時間当たりの供給量を求めると、誤った値を出力してしまう。このため粉体用バルブの開度や、フィードタンク内と粉体輸送配管との差圧の調整に影響を与えてしまい、供給する粉体の流量を正確に制御することができなくなる虞がある。【０００９】
そこで、本発明は、供給する粉体の流量をより正確に制御することができる粉体供給装置、及び、粉体供給方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明者らは、ロードセルから出力される値に基づき、フィードタンク内の粉体の重量が正確に求められるよう鋭意検討をした。そして、ロードセルからの出力されるフィードタンクがロードセルに与える荷重から、伸縮部が自己の内部圧力により伸びることで、フィードタンクを下方に押す力を差し引いた。この伸縮部が自己の内部圧力により伸びる力は、伸縮部内の圧力に比例する値であり、具体的には、伸縮部の下端における開口の面積と伸縮部内の圧力との積に比例する値である。この値をロードセルから出力される値から差し引いた。これによりフィードタンク内の粉体の重量を正確に求めることができると考えた。しかし、伸縮部内の圧力が変化する場合においては、伸縮部がフィードタンクを押す力を差し引いても、フィードタンク内の粉体の重量が正確に求められない場合があるということが分かった。そこで、本発明者らは、さらに鋭意検討を進め、本発明を完成するに至った。【００１１】
すなわち、本発明は、フィードタンク内の粉体を前記フィードタンク外に供給する粉体供給装置であって、少なくとも一部が上下方向に伸縮する伸縮部とされると共に、前記フィードタンクの上部に接続され、前記粉体を前記フィードタンク内に供給する粉体供給配管と、前記フィードタンクからの荷重を受け、前記荷重を検出するロードセルと、前記伸縮部内の圧力を検出する圧力指示計と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記ロードセルが検出する前記荷重に対して、前記圧力指示計が検出する前記伸縮部内の圧力に比例する値の減算と、前記伸縮部内の圧力の変化率に比例する値の加算とを行った値に基づいて、前記フィードタンク内における粉体重量または粉体重量の変化率を求め、前記粉体重量または前記粉体重量の変化率に基づいて、前記フィードタンク外に供給する粉体の流量を制御することを特徴とするものである。【００１２】
また、本発明は、フィードタンク内の粉体を前記フィードタンク外に供給する粉体供給方法であって、少なくとも一部が上下方向に伸縮する伸縮部とされると共に、前記フィードタンクの上部に接続される粉体供給配管から、前記フィードタンク内に粉体を供給する供給ステップと、前記フィードタンクからの荷重を受けるロードセルが検出する前記荷重に対して、前記伸縮部内の圧力に比例する値の減算と、前記伸縮部内の圧力の変化率に比例する値の加算とを行った値に基づいて、前記フィードタンク内における粉体重量または粉体重量の変化率を求める計算ステップと、前記粉体重量または前記粉体重量の変化率に基づいて、前記フィードタンク外に供給する粉体の流量を制御する流量制御ステップと、を備えることを特徴とするものである。【００１３】
本発明者らは、フィードタンク内の粉体の重量を求める際、ロードセルがフィードタンクから受ける荷重から、伸縮部が自己の内部圧力により伸びることでフィードタンクを下方に押す力を差し引いても、伸縮部内の圧力が変動するときにおいては、伸縮部内の圧力の変化率に比例する誤差が生じることを見出した。このように伸縮部内の圧力が変化する状況としては、典型的にはフィードタンク内の圧力が変化する状況を挙げることができる。これは、伸縮部がフィードタンクに接続された粉体供給配管に設けられるため、伸縮部内とフィードタンク内とが空間的に接続されているためである。この誤差が生じる原因は定かではないが、本発明者らは、この誤差は、伸縮部内の圧力が上昇するときに負の値となり、伸縮部内の圧力が下降するときに正の値となり、さらに、誤差の大きさは、概ね伸縮部内の圧力の変化率に比例する値であることを見出した。そこで、本発明においては、ロードセルがフィードタンクから受ける荷重から、伸縮部が自己の内部圧力により伸びることでフィードタンクを下方に押す力（伸縮部内の圧力に比例する値）を減算すると共に、伸縮部内の圧力の変化率に比例する力を加算する値に基づいて、フィードタンク内における粉体重量または粉体重量の変化率を求めれば良いという結論に至った。このようにしてフィードタンク内における粉体重量または粉体重量の変化率を求めることで、伸縮部内の圧力が変化する場合においても、上記誤差を低減することができるので、フィードタンク内の粉体重量または粉体重量の変化率を正確に求めることができる。そして、この正確に求められたフィードタンク内の粉体重量または粉体重量の変化率に基づいて、フィードタンク外に供給する粉体の流量を制御するため、供給する粉体の流量をより正確に制御することができる。【００１４】
また、上記の粉体供給装置において、前記伸縮部の伸縮量を検出する変位計を更に備え、前記制御部は、前記ロードセルが検出する前記荷重に対して、前記圧力指示計が検出する前記伸縮部内の圧力に比例する値の減算と、前記伸縮部内の圧力の変化率に比例する値の加算と、前記伸縮量に比例する値の減算とを行った値に基づいて、前記フィードタンク内における粉体重量または粉体重量の変化率を求めることが好ましい。【００１５】
また、上記の粉体供給方法において、前記計算ステップでは、前記フィードタンクからの荷重を受けるロードセルが検出する前記荷重に対して、前記伸縮部内の圧力に比例する値の減算と、前記伸縮部内の圧力の変化率に比例する値の加算と、前記伸縮部の伸縮量に比例する値の減算と行った値に基づいて、前記フィードタンク内における粉体重量または粉体重量の変化率を求めることが好ましい。【００１６】
伸縮部は、上記の内部圧力の他に熱等の影響により伸縮する場合がある。従って、伸縮部の伸縮量に比例する値を更に減算することにより、熱等による伸縮部の伸びによる影響を排除することができ、より正確に粉体重量や粉体重量の変化率を求めることができる。【００１７】
また、上記の粉体供給装置において、前記制御部は、求めた前記粉体重量または前記粉体重量の変化率に一次遅れ処理及び移動平均処理の少なくとも一方を施した値に基づいて、前記フィードタンク外に供給する粉体の流量を制御することが好ましい。【００１８】
また、上記の粉体供給方法において、前記流量制御ステップでは、求めた前記粉体重量または前記粉体重量の変化率に一次遅れ処理及び移動平均処理の少なくとも一方を施した値に基づいて、前記フィードタンク外に供給する粉体の流量を制御することが好ましい。【００１９】
伸縮部の圧力が変化する場合、この圧力の変化に対して、粉体供給配管がフィードタンクを押すまでに遅れが生じる。すなわち、伸縮部内の圧力の変化を入力として、粉体供給配管がフィードタンクを押す力を出力とする場合に、入出力間に遅れが生じる。この遅れは、求められる粉体重量や粉体重量の変化率に誤差を与える。また、計器の誤差や突発的な理由等により、一時的に粉体重量や粉体重量の変化率が異常な誤差を含む場合がある。そこで、求めた粉体重量や粉体重量の変化率の値に一次遅れ処理や移動平均処理を施すことで粉体重量や粉体重量の変化率の誤差の急峻な立ち上がりや立ち下がりを緩和して、誤差を更に小さくすることができる。従って、フィードタンク外に供給する粉体の流量を更に正確に制御することができる。【００２０】
また、上記粉体供給装置において、前記圧力指示計は、前記フィードタンク内の圧力を前記伸縮部内の圧力として検出することとしても良く、上記の粉体供給方法において、前記フィードタンク内の圧力を前記伸縮部内の圧力として前記計算ステップを行うこととしても良い。【００２１】
伸縮部は、フィードタンクに接続された粉体供給配管に設けられるため、伸縮部内とフィードタンク内とが空間的に接続されている。従って、フィードタンク内と伸縮部内とは、互いに同じ圧力である。そして、フィードタンクには通常圧力指示計が設けられているため、この圧力指示計でフィードタンク内の圧力を検出し、検出した圧力を伸縮部内の圧力とすることで、伸縮部に圧力指示計を設けずに済み、構成を簡易にすることができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように、本発明によれば、供給する粉体の流量をより正確に制御することができる粉体供給装置、及び、粉体供給方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る粉体供給装置を示す図である。
【図２】粉体供給配管の一部を示す図である。
【図３】メモリの情報の一部を模式的に示す一例である。
【図４】粉体供給装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】粉体流量の値を０として、圧力を変化させた場合において、制御部から得られる粉体燃料の重量を示す図である。
【図６】検出される粉体重量の誤差が低減される様子を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る粉体供給装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係る粉体供給装置、及び、粉体供給方法の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２５】
（第１実施形態）
＜＜粉体供給装置１の構成＞＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る粉体供給装置を示す図である。
【００２６】
図１に示すように、粉体供給装置１は、所定量の微粉炭等の粉体燃料を供給するフィードタンク１１と、フィードタンク１１に供給する粉体燃料が貯蔵されている均圧タンク１２と、均圧タンク１２内の粉体燃料をフィードタンク１１に供給する粉体供給配管７０と、フィードタンク１１に接続され、フィードタンク１１内に供給する内圧用ガスを搬送する内圧用ガス供給配管３２と、フィードタンク１１に接続され、フィードタンク１１から供給される粉体燃料を搬送する粉体輸送配管３１と、粉体輸送配管３１に接続され、フィードタンク１１から供給される粉体燃料の量を調節する粉体用バルブ２１と、粉体輸送配管３１に接続され、粉体輸送配管３１にキャリアガスを導入するキャリアガス本管３３と、を主な構成として備える。
【００２７】
フィードタンク１１及び均圧タンク１２は、金属製のタンクであり、フィードタンク１１は、均圧タンク１２の下に配置され、粉体供給配管７０は、一端が均圧タンク１２の下部に接続され、他端がフィードタンク１１の上部に接続されている。また、粉体供給配管７０の途中には、粉体供給用弁７５が設けられており、粉体供給用弁７５の開閉により、均圧タンク１２からフィードタンク１１への粉体燃料の供給有無が制御される。また、粉体供給配管７０における粉体供給用弁７５の下方には、上下方向に伸縮する伸縮部７１が設けられており、フィードタンク１１内と粉体供給配管７０の伸縮部７１内とが空間的に接続されている。
【００２８】
図２は、粉体供給配管７０の一部を示す図であり、特に伸縮部７１の構成を示す図である。図２において、右半分は、伸縮部７１の外観を示す図であり、左半分は、伸縮部７１の断面における構造の様子を示す図である。図２に示すように、伸縮部７１においては、直径が大きい大径部７１ａと、直径の小さい小径部７１ｂとが繰り返されて、粉体供給配管７０の外形が蛇腹状とされている。伸縮部７１は、このような構成とされることで、粉体供給配管７０の長手方向に沿って伸縮可能とされている。そして、粉体供給配管７０は、長手方向が上下方向に沿って設置されているため、上述のように、伸縮部は、上下方向に伸縮する。
【００２９】
また、小径部７１ｂの外周面上には、金属製のリング７３が設けられている。このリング７３により、小径部７１ｂの直径が大きくなりすぎることが防止されており、これにより伸縮部７１が半径方向に膨らむことが防止されている。
【００３０】
フィードタンク１１には、ロードセル４５が接続されており、このロードセル４５により、フィードタンク１１からロードセル４５にかかる荷重が連続的に検出される。つまり、フィードタンク１１内の粉体燃料の流量が多い場合には、フィードタンク１１全体の重量が大きくなるため、粉体供給配管７０の伸縮部７１が伸びて、フィードタンク１１が下方に位置する。こうしてロードセル４５は、フィードタンク１１から受ける荷重を検出することができる。また、ロードセル４５には、重量指示調節計（ＷＩＣ）４６が接続されており、ロードセル４５から出力される検出信号を含む信号が出力される。
【００３１】
さらに、フィードタンク１１には、圧力指示計４８が接続されており、フィードタンク１１内の圧力が検出されて、フィードタンク１１内の圧力に基づく情報を含む信号が出力される。上述のようにフィードタンク１１内と伸縮部７１内は、空間的に接続されているため、フィードタンク１１内の圧力と伸縮部７１内の圧力とは、互いに等しい。従って、圧力指示計４８は、フィードタンク１１内の圧力を検出することで、伸縮部７１内の圧力を検出することができる。別言すれば、圧力指示計４８は、フィードタンク１１内の圧力を伸縮部７１内の圧力として検出することができる。
【００３２】
また、フィードタンク１１の下部には、粉体輸送配管３１が接続されており、フィードタンク１１から供給される粉体燃料は、フィードタンク１１から粉体輸送配管３１内に導入され、上述のように、粉体輸送配管３１により搬送される。
【００３３】
この粉体輸送配管３１の途中には、上述のように、粉体用バルブ２１が接続されている。従って、フィードタンク１１から供給される粉体燃料は、粉体用バルブ２１を介して、粉体輸送配管３１により搬送される。
【００３４】
粉体用バルブ２１は、球体に所定の内径を有する貫通孔が形成されたボール弁や、側面に切り欠きが設けられた一組の円柱体が、側面同士が接するように並べられた回転式調節弁等から構成されている。この粉体用バルブ２１の開度を調節することにより、フィードタンク１１から供給される粉体燃料の量を調節することができる。また、この粉体用バルブ２１は、粉体燃料が通過するバルブであるため、直接、粉体燃料の流量を制御できる。このため粉体用バルブの開度を調節することにより、粉体流量を短時間で大きく変動させることが可能である。また、粉体用バルブ２１には、粉体用バルブ指示計４１が接続されており、粉体用バルブ指示計４１は、粉体用バルブ２１の開度を調節することができるよう構成されている。
【００３５】
また、上述のようにフィードタンク１１には、フィードタンク１１内の圧力を調節する内圧用ガスを供給する内圧用ガス供給配管３２が接続されており、内圧用ガス供給配管３２には、内圧調節弁２２が設けられている。この内圧調節弁２２の開度が調節されることで、フィードタンク１１に供給される内圧用ガスの供給量が調節される。また、内圧調節弁２２には、内圧調節弁指示計４２が接続されており、内圧調節弁指示計４２は、内圧調節弁２２の開度を調節することができるよう構成されている。なお、内圧調整弁２２には、フィードタンク１１内のガスを外部に放出する排出弁としての機能を有していることが好ましい。或いは、フィードタンク１１には、図示しない排出用配管が設けられ、その排出用配管に第２の内圧調整弁としての排出弁が設けられて、フィードタンク１１内の不要なガスを外部に放出できるよう構成されても良い。
【００３６】
内圧用ガス供給配管３２のフィードタンク１１側と反対側には、ガス発生装置３０が接続されている。このガス発生装置３０から出力されるガスの一部が、内圧用ガス供給配管３２に導入されて、内圧用ガスとされる。
【００３７】
また、ガス発生装置３０には、キャリアガス本管３３が接続されている。キャリアガス本管３３は、粉体燃料を搬送するためのキャリアガスを粉体輸送配管３１に導入するための配管である。従って、キャリアガス本管３３のガス発生装置３０側と反対側は、上述の粉体輸送配管３１における粉体用バルブ２１を基準としたフィードタンク１１側と反対側に接続されている。このキャリアガス本管３３から粉体輸送配管３１に導入されるキャリアガスにより、フィードタンク１１から粉体用バルブ２１を介して粉体輸送配管３１に導入された粉体燃料が搬送される。さらに、キャリアガス本管３３には、圧力指示計４３が接続されており、キャリアガス本管３３内の圧力が検出されて、キャリアガス本管３３内の圧力に基づいた信号が出力される。
【００３８】
なお、上述のようにガス発生装置３０から出力されるガスの一部が、内圧用ガス供給配管３２に導入され、ガス発生装置３０から出力されるガスの他の一部が、キャリアガス本管３３に導入される。つまり、本実施形態においては、内圧用ガスとキャリアガスとが同じガス種とされる。
【００３９】
また、キャリアガス本管３３の途中から流動化ガス管３４が分岐しており、流動化ガス管３４のキャリアガス本管３３との分岐側と反対側は、フィードタンク１１の下部側に接続されている。本実施形態においては、このフィードタンク１１に流動化ガス管３４が接続されている部分が、粉体流動化部５４とされている。流動化ガス管３４には、キャリアガス本管３３を流れるキャリアガスの一部が、流動化ガスとして導入され、流動化ガスは、粉体流動化部５４を介して、フィードタンク１１内に下方側から導入される。本実施形態においては、上記のように、キャリアガスの一部が流動化ガスとされるので、流動化ガスとキャリアガスとが同じガス種とされる。また、流動化ガス管３４の途中には、流動化ガス用バルブ２４が設けられており、流動化ガス用バルブ２４の開度が調節されることにより、フィードタンク１１内に導入される流動化ガスの量が調節される。さらに、流動化ガス用バルブ２４には、流動化ガス用バルブ指示計４４が接続されており、流動化ガス用バルブ指示計４４は、流動化ガス用バルブ２４の開度を調節することができるよう構成されている。
【００４０】
またさらに、キャリアガス本管３３における流動化ガス管３４が分岐している場所とは異なる途中からは、再流動化ガス管３７が分岐しており、再流動化ガス管３７のキャリアガス本管３３との分岐側と反対側は、粉体輸送配管３１における粉体用バルブ２１と粉体流動化部５４との間に接続されている。本実施形態においては、この粉体用バルブ２１と粉体流動化部５４との間に再流動化ガス管３７が接続されている部分が、粉体再流動化部５７とされており、粉体再流動化部５７から再流動化ガスが粉体輸送配管３１に導入される。なお、図１においては、粉体再流動化部５７と粉体用バルブ２１との間が粉体輸送配管３１で接続されているが、粉体再流動化部５７は、粉体用バルブ２１に直接接続されていることが好ましい。こうして、再流動化ガス管３７には、キャリアガス本管３３を流れるキャリアガスの一部が、再流動化ガスとして導入され、再流動化ガスは、粉体再流動化部５７を介して、粉体用バルブ２１と粉体流動化部５４との間から導入される。上記のように、キャリアガス本管３３の途中から再流動化ガス管３７が分岐しており、本実施形態においては、再流動化ガスとキャリアガスとが同じガス種とされる。つまり、流動化ガス、再流動化ガス、キャリアガスが、共に同じガス種とされる。また、再流動化ガス管３７の途中には、再流動化ガス用バルブ２７が設けられており、再流動化ガス用バルブ２７の開度が調節されることにより、導入される再流動化ガスの量が調節される。さらに、再流動化ガス用バルブ２７には、再流動化ガス用バルブ指示計４７が接続されており、再流動化ガス用バルブ指示計４７は、再流動化ガス用バルブ２７の開度を調節することができるよう構成されている。
【００４１】
また、粉体輸送配管３１における粉体燃料がキャリアガスにより搬送される部分、すなわち、粉体輸送配管３１におけるキャリアガス本管３３が接続される位置よりも下流側には、圧力指示計４９が接続されており、粉体輸送配管３１内の圧力が検出されて、粉体輸送配管３１内の圧力に基づく情報を含んだ信号が出力される。粉体輸送配管３１における粉体燃料がキャリアガスにより搬送される部分には、更に粉体流量計４０が設けられており、粉体輸送配管３１を流れる粉体流量が検知され、検知された情報を含んだ信号が出力されるよう構成されている。
【００４２】
このような粉体供給装置においては、フィードタンク１１内の圧力は、キャリアガス本管３３内の圧力よりも高くされ、キャリアガス本管３３内の圧力は、粉体輸送配管３１内の圧力よりも高くされる。粉体供給装置１は、これらの圧力同士の差圧を利用して、粉体燃料を搬送することができるよう構成されている。これらの圧力は、特に限定されないが、例えば、２ＭＰａ以上４ＭＰa以下とされる。
【００４３】
そして、フィードタンク１１内の圧力を調節することで、フィードタンク１１内の圧力とキャリアガス本管３３内の圧力との差圧や、キャリアガス本管３３内の圧力と粉体輸送配管３１内の圧力との差圧や、フィードタンク１１内の圧力と粉体輸送配管３１内の圧力との差圧を調節することができる。上述のように粉体供給装置１は、差圧を利用して粉体燃料を搬送しているため、フィードタンク１１から供給される粉体燃料の流量は、上述の粉体用バルブ２１に開度に加えて、これらの差圧によっても調節することができる。別言すれば、内圧調節弁２２の開度により、フィードタンク１１内の圧力を調節することで、上記の差圧を調節することができ、フィードタンク１１から供給される粉体燃料の流量を調節することができる。このように上記の差圧を制御することにより、粉体燃料の流量を調節する場合、粉体流量の微調節を行うことができる。
【００４４】
さらに粉体供給装置１は、メモリ６１と接続された制御部６０を備えている。制御部６０は、粉体流量計４０、圧力指示計４３、４８、４９、及び、重量指示調節計４６と接続されており、制御部６０には、粉体流量計４０から出力される粉体流量に関する情報を含んだ信号、及び、圧力指示計４３から出力されるキャリアガス本管３３内の圧力に関する情報を含んだ信号、及び、圧力指示計４８から出力されるフィードタンク１１内の圧力に関する情報を含んだ信号、及び、圧力指示計４９から出力される粉体輸送配管３１内の圧力に関する情報を含んだ信号、及び、重量指示調節計４６から出力されるフィードタンク１１からロードセル４５が受ける荷重に関する情報を含んだ信号等が入力される。
【００４５】
そして、制御部６０は、重量指示調節計４６から出力される信号に基づくと共に、必要に応じて、圧力指示計４３、４８、４９からの信号、及び、メモリ６１の情報、及び、粉体流量計４０からの信号に基づいて、制御信号を生成する。また、制御部６０は、粉体用バルブ指示計４１、及び、内圧調節弁指示計４２、及び、流動化ガス用バルブ指示計４４、及び、再流動化ガス用バルブ指示計４７に接続されており、生成した制御信号が、粉体用バルブ指示計４１、及び、内圧調節弁指示計４２、及び、流動化ガス用バルブ指示計４４、及び、再流動化ガス用バルブ指示計４７に入力されるように構成されている。
【００４６】
粉体用バルブ指示計４１は、制御部６０からの制御信号に基づいて、粉体用バルブ２１の開度を調節することができるよう構成されている。また、内圧調節弁指示計４２は、制御部６０からの制御信号に基づいて、内圧調節弁２２の開度を調節することができるよう構成されている。また、流動化ガス用バルブ指示計４４は、制御部６０からの制御信号に基づいて、流動化ガス用バルブ２４の開度を調節することができるよう構成されている。また、再流動化ガス用バルブ指示計４７は、制御部６０からの制御信号に基づいて、再流動化ガス用バルブ２７の開度を調節することができるよう構成されている。
【００４７】
図３は、メモリ６１の情報の一部を模式的に示す一例であり、本例では、粉体流量と、粉体用バルブ２１の開度と、キャリアガス本管３３内の圧力と粉体輸送配管３１内の圧力との差圧と、の関係を示すテーブルを模式的に示す図である。図２に示すように、粉体流量［ｌ／ｈ］が特定されると、その粉体流量に対する粉体用バルブ２１の開度［％］と、差圧［ＭＰａ］との関係が特定される。例えば、粉体流量が０．５［ｌ／ｈ］である場合に、粉体用バルブ２１の開度は６０［％］とされ、差圧は、０．０３［ＭＰａ］とされる。そして、この粉体用バルブ２１の開度を示すメモリ６１の情報に基づいて、制御部６０により粉体用バルブ２１の開度を調節する制御信号が生成され、この制御信号は、粉体用バルブ指示計４１に入力される。また、キャリアガス本管３３内の圧力と粉体輸送配管３１内の圧力との差圧が特定されると、圧力指示計４３、４９からの情報と、差圧を示すメモリ６１の情報とに基づいて、制御部６０により内圧調節弁２２の開度を調節する制御信号が生成され、この制御信号は、内圧調節弁指示計４２に入力される。なお、このメモリ６１のテーブルは、実験等により事前に求められて、メモリ６１内に記録されているものである。また、本例では、キャリアガス本管３３内の圧力と粉体輸送配管３１内の圧力との差圧が用いられたが、メモリ６１に、フィードタンク１１内の圧力とキャリアガス本管３３内の圧力との差圧や、フィードタンク１１内の圧力と粉体輸送配管３１内の圧力との差圧が記録され、これらの差圧を用いて、制御信号が生成されても良い。
【００４８】
このような粉体供給装置１は、粉体輸送配管３１が、粉体燃料を燃焼してエネルギーを取り出す燃焼炉１００に直接的、或いは、間接的に接続されている。
【００４９】
＜＜粉体供給装置１の動作＞＞
次に、粉体供給装置１の動作、及び、粉体供給装置１により粉体燃料の粉体流量を調節する方法について説明する。
【００５０】
図３は、粉体供給装置１の動作を示すフローチャートである。図３に示すように、粉体供給装置１の動作は、粉体供給配管７０からフィードタンク１１内に粉体を供給する供給ステップＳ１と、希望する粉体流量の情報を入力する入力ステップＳ２と、重量指示調節計４６からの信号を制御部６０が受け付ける受付ステップＳ３と、フィードタンク１１内における粉体重量の変化率を求める計算ステップＳ４と、フィードタンク１１内における粉体重量の変化率に基づいて、フィードタンク１１外に供給する粉体の流量を制御する流量制御ステップＳ５とを備える。
【００５１】
＜供給ステップＳ１＞
まず、粉体供給用弁７５が開けられて、均圧タンク１２に貯蔵されている粉体燃料が、粉体供給配管７０からフィードタンク１１に供給される。
【００５２】
また、流動化ガス用バルブ２４が開けられて、フィードタンク１１から粉体用バルブ２１を介して粉体輸送配管３１に粉体燃料が供給されるように、流動化ガスが、流動化ガス管３４から粉体流動化部５４を介して、フィードタンク１１内に導入され、フィードタンク１１内の粉体燃料は、流動化される。こうして、フィードタンク１１から粉体燃料が供給され易い状態とされる。
【００５３】
＜入力ステップＳ２＞
そして、作業者により入力手段から粉体流量の設定値ＳＶにかかる情報が入力される。なお、図１において、入力手段は省略されている。そして、入力された情報は、制御部６０に入力される。
【００５４】
制御部６０は、入力手段からの情報を受け付けると、メモリ６１を参照して、入力された粉体流量の設定値ＳＶにかかる情報に対応する粉体用バルブ２１の開度、及び、キャリアガス本管３３内の圧力と粉体輸送配管３１内の圧力との差圧を読みだして、初期における粉体用バルブ２１の開度にかかる制御信号を生成し、この制御信号を粉体用バルブ指示計４１に送付する。制御信号を受けた粉体用バルブ指示計４１は、制御部６０からの制御信号に基づいて粉体用バルブ２１の開度を調節する。こうして、粉体用バルブ２１の初期の開度がメモリ６１の情報に基づいて調節される。なお、上述の流動化ガスによる粉体燃料の流動化は、粉体用バルブ２１が開かれる前であれば、入力手段に情報が入力された後に開始されても良い。
【００５５】
また、粉体用バルブ２１の開度が調節されると、再流動化ガスが導入される。このとき、再流動化ガスの導入量が、粉体用バルブ２１の開度に基づいて定められる場合、粉体用バルブ２１の開度が大きくなると共に、制御部６０からの制御信号により、再流動化ガス用バルブ２７の開度が小さくなり、再流動化ガスの導入量が少なくなる。つまり、この場合、再流動化ガスの導入量は、粉体用バルブ２１の開度と反比例するように制御される。これは、次の理由による。すなわち、粉体用バルブ２１の開度が小さな場合は、粉体燃料による閉塞が生じ易く、粉体用バルブ２１の開度が大きな場合は、粉体燃料による閉塞が生じにくい。従って、粉体燃料による閉塞が生じ易い粉体用バルブ２１の開度が小さな状態では、再流動化ガスの導入量が多くされ、粉体燃料による閉塞が生じにくい粉体用バルブ２１の開度が大きな状態では、再流動化ガスの導入量が少なくされる。このように、再流動化ガスの導入量が、粉体用バルブの開度に基づいて定められることにより、再流動化ガスが不要に多く導入されることを防止することができる。
【００５６】
そして上述のように、粉体再流動化部５７は、粉体輸送配管３１における粉体流動化部５４と粉体用バルブ２１との間に設けられている。粉体燃料は、流動化ガスにより流動化される場合においても、フィードタンク１１から粉体輸送配管３１に入ると流動性が低下し、粉体用バルブ２１において閉塞を生じ易くなる。しかし、粉体輸送配管３１において粉体燃料が再流動化される場合には、粉体用バルブ２１において、閉塞が生じることを防止することができる。また上述のように、粉体再流動化部５７が、粉体用バルブ２１に接続されている場合には、粉体用バルブ２１の直上で粉体燃料が再流動化されて、粉体用バルブ２１において、閉塞が生じることを更に防止することができる。
【００５７】
さらに、制御部６０は、メモリ６１の情報及び圧力指示計４３、４９からの情報に基づき、内圧調節弁２２の開度にかかる制御信号を生成して、この制御信号を内圧調節弁指示計４２に送付する。内圧調節弁指示計４２は、制御部６０からの制御信号に基づいて内圧調節弁２２の初期の開度を調節する。内圧調節弁２２の開度が調節されると、フィードタンク１１内の圧力が所定の値に調節されて、初期におけるキャリアガス本管３３内の圧力と粉体輸送配管３１内の圧力との差圧が所定の範囲とされる。なお、本例では、フィードタンク１１内の圧力を調節することで、キャリアガス本管３３内の圧力と粉体輸送配管３１内の圧力との差圧が所定の範囲とされたが、フィードタンク１１内の圧力を調節することで、フィードタンク１１内の圧力とキャリアガス本管３３内の圧力との差圧や、フィードタンク１１内の圧力と粉体輸送配管３１内の圧力との差圧が所定の範囲とされても良い。
【００５８】
＜受付ステップＳ３＞
また、フィードタンク１１に接続されたロードセル４５からは、ロードセル４５がフィードタンク１１から受ける荷重に係る信号が出力され、この信号は、重量指示調節計４６に入力し、重量指示調節計４６からは、ロードセル４５がフィードタンク１１から受ける荷重の情報を含む信号が出力される。このフィードタンク１１から出力される信号は、制御部６０に入力されて受け付けられる。
【００５９】
また、フィードタンク１１に接続された圧力指示計４８は、フィードタンク１１内の圧力を検出して、フィードタンク１１内の圧力に係る情報を含む信号が出力される。この信号は、制御部６０に入力されて受け付けられる。ところで、このフィードタンク１１内の圧力は、上述のように粉体供給配管７０の伸縮部７１内の圧力と等しい。従って、圧力指示計４８は、フィードタンク１１内の圧力を検出して出力することにより、伸縮部７１内の圧力を検出して出力することになる。
【００６０】
つまり、本ステップにおいては、フィードタンク１１の荷重を受けるロードセル４５からの出力、及び、フィードタンク１１内の圧力を伸縮部７１内の圧力として検出する圧力指示計４８からの出力が、制御部６０で受け付けられる。
【００６１】
＜計算ステップＳ４＞
次に、制御部６０は、ロードセル４５から受け付けたロードセル４５がフィードタンク１１から受ける荷重、及び、圧力指示計４８から受け付けたフィードタンク１１内の圧力を用いて、フィードタンク１１内における粉体燃料の重量の変化率を演算により求める。
【００６２】
ロードセル４５がフィードタンク１１から受ける荷重には、フィードタンク１１の重量、及び、フィードタンク１１内の粉体燃料の重量、及び、フィードタンク１１が粉体供給配管７０から押される力が含まれている。
【００６３】
フィードタンク１１の重量は、変動することが無いため、事前に計測をしてメモリ６０に入力しておけば良い。
【００６４】
また、フィードタンク１１が粉体供給配管７０から押される力は、原則、伸縮部７１の下端における開口の面積と伸縮部７１内の圧力との積に比例する値とされ、開口の面積は変化しないため、フィードタンク１１が粉体供給配管７０から押される力は、伸縮部７１内の圧力に比例する値とすることができる。伸縮部７１の下端における開口の面積は、変動しないため事前に計測をしてメモリ６０に入力しておけば良い。また、伸縮部７１内の圧力は、上述のように伸縮部７１内と空間的に接続されているフィードタンク１１内の圧力と同等であるため、フィードタンク１１内の圧力を伸縮部７１内の圧力として検出する圧力指示計４８からの信号を用いれば良い。しかし、フィードタンク１１内の圧力が変化する場合には、伸縮部７１内の圧力も変化し、フィードタンク１１が粉体供給配管７０から押される力に誤差が生じることが本発明者らにより見出された。
【００６５】
この誤差は、伸縮部内の圧力が上昇するときに負の値となり、伸縮部内の圧力が下降するときに正の値となり、さらに、誤差の大きさは、概ね伸縮部内の圧力の変化率に比例する値であることが、本発明者らにより見出された。そのため、フィードタンク１１内の圧力が変化する場合を考慮すると、フィードタンク１１が粉体供給配管７０から押される力は、伸縮部７１内の圧力に比例する値と、伸縮部７１内の圧力の変化率に比例する値とを含んでいることになる。
【００６６】
そこで、制御部６０は、ロードセル４５がフィードタンク１１から受ける荷重に対して、圧力指示計４８が検出する伸縮部７１内の圧力に比例する値を減算すると共に、この減算した値に伸縮部７１内の圧力の変化率に比例する値を加算し、さらに、フィードタンク１１の重量等を減算した値に基づいて、フィードタンク１１内における粉体燃料の重量の変化率を求める。具体的には、ロードセル４５がフィードタンク１１から受ける荷重をＷoとし、伸縮部７１の下端における開口の面積をＡとし、伸縮部７１内の圧力をＰとすると、フィードタンク１１内の粉体燃料の重量Ｗ１は、下記式（１）の様に成る。なお、下記式（１）においては、伸縮部７１内の圧力に比例する値として、伸縮部７１内の圧力に伸縮部７１の下端における開口の面積、及び、比例定数を乗じている。
【数１】
2013035701.tif 000003
但し、Ｋは、伸縮部７１内の圧力と伸縮部７１の下端の面積との積によって得られる力をロードセルから出力される単位系に合わせるための補正係数であり、正の比例係数とされる。また、Ｋ’は、圧力の微分値を力の単位系に補正するための補正係数であり、正の比例係数とされる。さらに、αは、風袋除去補正値であり、具体的には、フィードタンク１１の重量を差し引き更に他の補正を行うための補正値であり、正の場合と負の場合とがある。この比例係数Ｋ、Ｋ’は、式（１）の結果Ｗ１を微分した値が、粉体燃料の重量の変化率となるように、事前に定められた定数である。なお、本実施形態においては、上述のようにフィードタンク１１内の圧力を伸縮部７１内の圧力として検出している。
【００６７】
この式（１）を時間で微分することにより、粉体燃料の重量の変化率を求めることができる。
【００６８】
或いは、フィードタンク１１内の粉体燃料とフィードタンク１１の重量との和を求めた後、この値を時間で微分し、粉体燃料の重量の変化率を求めても良い。この場合、上述のようにフィードタンク１１の重量は変動しないため、式（１）のαの値が変わるだけである。従って、フィードタンク１１内の粉体燃料の重量から粉体燃料の重量の変化率を求めても、フィードタンク１１とフィードタンク１１内の粉体燃料の重量の和から、粉体燃料の重量の変化率を求めても、結果は同じである。
【００６９】
ここで、上記式（１）によるフィードタンク１１内の粉体燃料の重量Ｗ１が、誤差が低減されて求められているかを説明する。図５は、粉体流量の値を０として、圧力を変化させた場合において、制御部６０から得られる粉体燃料の重量の変化を示す図である。図５において、Ｐは、上記式（１）の説明と同様に、伸縮部７１内の圧力（フィードタンク１１内の圧力）の変化を示している。この圧力Ｐは、初期状態から一端上昇して、所定時間経過後に下降するものであり、初期状態及び最終状態の圧力としては、例えば、約２ＭＰａであり、ピーク時の圧力は、例えば、約５ＭＰａである。
【００７０】
また、図５において、Ｗ０は、上記式（１）における説明と同様にロードセル４５がフィードタンク１１から受ける荷重を示している。ロードセル４５がフィードタンク１１から受ける荷重Ｗ０は、制御部６０が受け付ける値である。荷重Ｗ０は、伸縮部７１内の圧力が変化してから伸縮部７１が伸縮するのに要する時間に起因して、伸縮部７１内の圧力Ｐから所定時間遅れて変化する。
【００７１】
また、Ｗは、伸縮部７１内の圧力の変化率に比例する値を考慮しない場合において、制御部６０から出力される粉体燃料の重量の様子を示す。つまり、式（１）からＫ’（ｄＰ／ｄｔ）を削除した下記式（２）を用いて、制御部６０で演算を行う場合の粉体燃料の重量を示している。
【数２】
2013035701.tif 000004
【００７２】
上述のように、図５においては、粉体流量の値を０としているため、フィードタンク１１内の粉体燃料の重量は変化しない。しかし、図５に示すように、上記式（２）を用いて制御部６０から出力される粉体燃料の重量Ｗは、伸縮部７１内の圧力Ｐの上昇と共に、一旦小さくなり、圧力上昇が終了すると間もなく元の値に戻る。さらに、この粉体燃料の重量Ｗは、伸縮部７１内の圧力Ｐの下降と共に、一旦大きくなり、圧力上昇が終了すると間もなく元の値に戻る。このように変化していないはずの粉体燃料の重量は、伸縮部７１内の圧力の変化率に比例する値を考慮しない上記式（２）を用いて計算する場合、伸縮部７１内の圧力の変化に伴い、大きく変化してしまう。
【００７３】
図５において、ｄＰ／ｄｔは、伸縮部７１内の圧力Ｐを時間で微分した値を示している。Ｗ１は、伸縮部７１内の圧力の変化率に比例する値を考慮する場合において、制御部６０から出力される粉体燃料の重量の様子を示している。つまり、上記の式（１）を用いて、粉体燃料の重量を求める場合の様子を示している。なお、図５においては、理解の容易のため、Ｗ、Ｗ０、Ｗ１を上下にずらして記載しているが、それぞれの値の大小を示すものではない。この場合においても、上述のように、粉体流量の値を０としているため、フィードタンク１１内の粉体燃料の重量は変化しない。そして、図５に示すように、制御部６０において上記式（２）を用いて計算する場合のＷから、ｄＰ／ｄｔに比例する値を加算して求められる粉体燃料の重量Ｗ１は、伸縮部７１内の圧力の上昇開始と共に、僅かに小さくなるが、誤差が非常に小さい値とされる。また、制御部６０から出力される粉体燃料の重量Ｗ１は、フィードタンク１１内の圧力の上昇が終了する間際に、僅かに大きくなるが、誤差が非常に小さい値とされる。同様に、制御部６０から出力される粉体燃料の重量Ｗ１は、伸縮部７１内の圧力の下降開始と共に、僅かに小さくなるが、誤差が非常に小さい値とされ、伸縮部７１内の圧力の下降が終了する間際に、僅かに大きくなるが、誤差が非常に小さい値とされる。このように上記式（１）を用いて、伸縮部７１内の粉体燃料の重量を求めることにより、伸縮部７１内の圧力が変化する場合においても、誤差が少なくより正確な粉体燃料の重量を求めることができる。
【００７４】
なお、計算ステップＳ４において求めた粉体重量Ｗ１や粉体重量Ｗ１の変化率に一次遅れ処理を施しても良い。つまり制御部６０の演算ダイヤグラムにおいて一次遅れフィルタや移動平均フィルタを設けて、このフィルタを通す。例えば、一次遅れ処理を行う場合、下記式（３）に示すように、上記式（１）に対して一次遅れの伝達関数Ｇ(s)＝ｋ／（１＋Ｔｓ）を適用すれば良い。
【数３】
2013035701.tif 000005
【００７５】
ここで、ｋはゲイン定数であり、Ｗ２の時間軸に対する平均値と標準偏差の割合が所定の範囲に収まるように適宜決定すれば良く、また、Ｔsは、次定数であり、この次定数は、フィードタンク１１が設置される環境等により、最適値が異なるが、例えば１〜３秒程度とされる。このような計算を行うことにより、粉体重量の誤差の急峻な立ち上がりや立ち下がりを緩和して、この誤差を更に小さくすることができる。従って、更に正確に粉体燃料の重量を計算することができる。
【００７６】
図６は、式（１）を用いて求めた粉体重量Ｗ１が、式（３）により、更に誤差が低減されて求められる様子を示す図である。図６においても、Ｗ２は、上記式（３）を用いてフィードタンク１１内の粉体燃料の重量を求める場合に、制御部６０から出力される粉体燃料の重量を示し、Ｗ１は、上記式（１）を用いてフィードタンク１１内の粉体燃料の重量を求める場合に、制御部６０から出力される粉体燃料の重量を示す。なお、図６においては、理解の容易のため、Ｗ１を破線で示している。図６においても、図５における条件と同様に、粉体流量の値を０としている。そして、図６においては、圧力を短時間に変化させている。図６に示すように、式（３）を用いて粉体重量を求めることにより、より小さな粉体重量の誤差を抑制することができる。図６に示すように、式（１）を用いてフィードタンク１１内の粉体燃料の重量を求めると、制御部６０から出力される粉体燃料の重量Ｗ１は、若干出力に乱れが生じる。しかし、上記式（３）を用いて、フィードタンク１１内の粉体燃料の重量を求めることにより、この乱れを抑制することができ、更に正確に粉体燃料の重量を求めることができる。そして、この結果を時間で微分することにより、更に正確な粉体燃料の重量の変化率を求めることができる。このような小さな乱れを抑制するには、式（３）における次定数Ｔｓやゲイン定数ｋを調整すれば良い。なお、特に図示していないが、図６においても、式（１）を用いて求めた粉体重量Ｗ１は、式（２）を用いた粉体重量Ｗよりも誤差が低減されて求められている。
【００７７】
上記においては一次遅れ処理の説明を行ったが、移動平均処理を行っても良い。移動平均処理を行うには、上記式（１）で求められる粉体重量Ｗ１に対して、単純移動平均処理や加重移動平均処理等の移動平均処理を施せば良い。また、粉体重量Ｗ１や粉体重量Ｗ１の変化率に、一次遅れ処理及び移動平均処理の両方を施しても良い。この場合、一次遅れ処理と移動平均処理の順序は特に限定されない。
【００７８】
＜流量制御ステップＳ５＞
計算ステップＳ４において、フィードタンク１１内の粉体重量Ｗ１（或いは粉体重量Ｗ２）や粉体重量Ｗ１（或いは粉体重量Ｗ２）の変化率が求められると、この結果に基づいて、制御部６０は、必要に応じて、メモリ６０の情報、及び、圧力指示計４３からの信号、及び、圧力指示計４９からの信号や、粉体流量計４０からの信号を用いて、制御信号を生成し、この制御信号を内圧調節弁指示計４２や、粉体用バルブ指示計４１に出力し、内圧調整弁２２や粉体用バルブ２１の開度が調整される。そして、粉体用バルブ２１の開度により、粉体輸送配管３１に供給される粉体燃料の流量が直接的に制御されて、また、内圧調整弁２２の開度が調整されることで、フィードタンク１１内の圧力が調節され、これによりキャリアガス本管３３内の圧力と粉体輸送配管３１内の圧力との差圧が調整されて、粉体輸送配管３１に供給される粉体燃料の流量が微調整される。なお、フィードタンク１１内の圧力を調節することで、フィードタンク１１内の圧力とキャリアガス本管３３内の圧力との差圧や、フィードタンク１１内の圧力と粉体輸送配管３１内の圧力との差圧が調整されて、粉体輸送配管３１に供給される粉体燃料の量が微調整されても良い。
【００７９】
こうして、フィードタンク１１から供給される粉体燃料の流量が制御される。
【００８０】
以上説明した様に本実施形態の粉体供給装置によれば、ロードセル４５がフィードタンク１１から受ける荷重から、伸縮部７１が自己の内部圧力により伸びることで、フィードタンク１１を下方に押す力と、伸縮部７１内の圧力の変化率に比例する力とを引いた値に基づいて、フィードタンク１１内における粉体燃料の重量の変化率を求めるので、伸縮部７１内の圧力が変化する場合においても、フィードタンク１１内の粉体燃料の重量の変化率を正確に求めることができる。そして、この正確に求められたフィードタンク内の粉体燃料の重量の変化率に基づいて、フィードタンク１１外に供給する粉体燃料の流量を制御するため、供給する粉体燃料の流量をより正確に制御することができる。
【００８１】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図７を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
【００８２】
本実施形態の粉体供給装置２は、伸縮部７１の伸縮量を計測する変位計７６を有する点において第１実施形態の粉体供給装置１と異なる。変位計７６は、例えば、フィードタンク１１内に粉体燃料が投入されていない状態における伸縮部７６の下端の位置を基準として、この位置から伸縮部７６の下端がどの程度ずれるかを測定することで、伸縮部７６の伸縮量を検出する。このような変位計としては、接触式の変位センサや、光学式の非接触変位センサを挙げることができる。
【００８３】
変位計７６で検出される伸縮部７１の伸縮量を含む信号は、制御部６０に入力される。
【００８４】
このような粉体供給装置２は次のように動作する。
【００８５】
まず、第１実施形態の粉体供給装置１の動作と同様にして、供給ステップＳ１と、入力ステップＳ２とが行われる。次に、受付ステップＳ３において、第１実施形態における受付ステップＳ３の動作に加えて、変位計７６で伸縮部７１の伸縮量が検出され、検出された伸縮部７１の伸縮量の情報を含む信号が制御部６０で受け付けられる。
【００８６】
次に本実施形態では、計算ステップＳ４において、制御部６０は、ロードセル４５がフィードタンク１１から受ける荷重に対し、圧力指示計４８が検出する伸縮部７１内の圧力に比例する値を減算して、この減算した値に伸縮部７１内の圧力の変化率に比例する値を加算すると共に、伸縮部７１の伸縮量に比例する値を減算し、さらに、フィードタンク１１の重量等を減算した値に基づいて、フィードタンク１１内における粉体燃料の重量の変化率を求める。具体的には、変位計７６が検出する伸縮部７１の伸縮量をＢとする場合に、粉体燃料の重量Ｗ３は、下記式（４）の様に成る。なお、下記式（４）において、Ｋ’’は、否定定数であり、式（４）の結果Ｗ３を微分した値が、粉体燃料の重量の変化率となるように、事前に定められた定数である。
【数４】
2013035701.tif 000006
【００８７】
つまり、本実施形態の計算ステップＳ４では、第１実施形態における計算ステップＳ４で計算する式（１）から伸縮部７１の伸縮量に比例する値を減算して、粉体重量Ｗ３を求める点において、第１実施形態の計算ステップＳ４と異なる。
【００８８】
そして、この式（４）を時間で微分することにより、粉体燃料の重量の変化率を求めることができる。なお本実施形態においても、フィードタンク１１内の粉体燃料とフィードタンク１１の重量との和を求めた後、この値を時間で微分し、粉体燃料の重量の変化率を求めても良い。
【００８９】
また、本実施形態においても、上式により求めた粉体重量Ｗ３や粉体重量の変化率に一次遅れ処理および移動平均処理の少なくとも一方を施しても良い。この場合、より一層粉体重量や粉体重量の変化率を正確に求めることができる。
【００９０】
次に、第１実施形態と同様にして、流量制御ステップＳ５を行う。こうして、フィードタンク１１から供給される粉体燃料の流量が制御される。
【００９１】
本実施形態によれば、伸縮部７１の伸縮量に比例する値を減算することにより、熱等による伸縮部７１の伸びによる影響を排除することができ、より正確に粉体重量や粉体重量の変化率を求めることができる。従って、より正確に供給する粉体の流量を制御することができる。
【００９２】
以上、本発明について、実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００９３】
上記実施形態においては、フィードタンク１１内の圧力を圧力指示計４８で検出して、これを伸縮部７１内の圧力としたが、粉体供給配管７０における伸縮部７１の前後に圧力指示計を設けて、直接的に伸縮部７１内の圧力を検出して、この圧力の情報を含む信号を制御部６０に入力しても良い。
【００９４】
また、上記実施形態においては、粉体用バルブ２１、及び、再流動化部５７が粉体輸送配管３１の途中に設けられる構成とされたが、本発明はこれに限らない。例えば、粉体用バルブ２１と再流動化部５７とが、直接接続されて、粉体用バルブ２１が粉体輸送配管３１の端部に接続され、再流動化部５７がフィードタンク１１の下部に接続されても良い。この場合、粉体輸送配管３１は、間接的にフィードタンク１１に接続される。
【００９５】
また、上記実施形態においては、フィードタンク１１外に供給する粉体燃料の流量は、フィードタンク内の粉体燃料の重量の変化率に基づいて制御したが、粉体燃料の重量で制御しても良い。
【００９６】
また、上記実施形態においては、微粉炭等の粉体燃料である粉体を供給する粉体供給装置について説明したが、本発明はこれに限らず、粉体燃料ではない他の粉体を供給する粉体供給装置にも適用可能である。
【００９７】
また、上記実施形態においては、フィードタンク内の粉体燃料が流動化ガスにより流動化され、さらに粉体輸送配管３１内において、粉体燃料が再流動化されたが、粉体燃料の流動化、及び、再流動化は必須ではない。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
以上説明したように、本発明によれば、供給する粉体の流量をより正確に制御することができる粉体供給装置、及び、粉体供給方法が提供され、このような粉体供給装置、及び、粉体供給方法は、エネルギープラントや溶鉱炉プラント等において粉体燃料を供給するために用いたり、粉体を用いた食材の製造工場において、粉体を供給するために用いたりすることができる。
【符号の説明】
【００９９】
１・・・粉体供給装置
１１・・・フィードタンク
１２・・・均圧タンク
２１・・・粉体用バルブ
２２・・・内圧調節弁
２４・・・流動化ガス用バルブ
２７・・・再流動化ガス用バルブ
３０・・・ガス発生装置
３１・・・粉体輸送配管
３２・・・内圧用ガス供給配管
３３・・・キャリアガス本管
３４・・・流動化ガス管
３７・・・再流動化ガス管
４０・・・粉体流量計
４１・・・粉体用バルブ指示計
４２・・・内圧調節弁指示計
４３・・・圧力指示計
４４・・・流動化ガス用バルブ指示計
４５・・・ロードセル
４６・・・重量指示調節計
４７・・・再流動化ガス用バルブ指示計
４８・・・圧力指示計
４９・・・圧力指示計
５４・・・粉体流動化部
５７・・・粉体再流動化部
６０・・・制御部
６１・・・メモリ
７０・・・粉体供給配管
７１・・・伸縮部
７１ａ・・・大径部
７１ｂ・・・小径部
７３・・・リング
７５・・・粉体供給用弁
７６・・・変位計
１００・・・燃焼炉
【図１】
2013035701.tif 000007
【図２】
2013035701.tif 000008
【図３】
2013035701.tif 000009
【図４】
2013035701.tif 000010
【図５】
2013035701.tif 000011
【図６】
2013035701.tif 000012
【図７】
2013035701.tif 000013
【国際調査報告】
2013035701.tif 000014
2013035701.tif 000015