(57)【要約】【課題】受入又は圧送工程を行う粉粒体空気送出装置の特に圧送時のタイムロスを無くして速やかに受入工程に切り替えることができる粉粒体空気送出装置の運転制御システム及び運転制御方法を提供することを目的としている。【解決手段】本発明の粉粒体空気送出装置の運転制御システム１００は、粉粒体空気送出装置の圧送工程のタンクの槽内圧力を検出する槽内圧センサと１２０、  前記タンクの槽内粉体量を検出する槽内粉体量検出部１４０と、  前記槽内圧センサ１２０と前記槽内粉体量検出部１４０と電気的に接続し、前記タンクの圧送工程の際、前記槽内圧センサ１２０と前記槽内粉体量検出部１４０の検出値がいずれも時間との関係において直線的に右下がりして前記槽内粉体量検出部１４０の検出値が０になったときに前記タンクの受入工程に切り替え制御する制御部１６０と、  を備えたことを特徴としている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉粒体空気送出装置の圧送工程のタンクの槽内圧力を検出する槽内圧センサと、
前記タンクの槽内粉体量を検出する槽内粉体量検出部と、
前記槽内圧センサと前記槽内粉体量検出部と電気的に接続し、前記タンクの圧送工程の際、前記槽内圧センサと前記槽内粉体量検出部の検出値がいずれも時間との関係において直線的に右下がりして前記槽内粉体量検出部の検出値が０になったときに前記タンクの受入工程に切り替え制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする粉粒体空気送出装置の運転制御システム。
【請求項２】
前記制御部は、前記タンクの圧送工程の際、前記槽内圧センサと前記槽内粉体量検出部の検出値がいずれも直線的に右下がりしないときに異常と判断することを特徴とする請求項１に記載の粉粒体空気送出装置の運転制御システム。
【請求項３】
粉粒体空気送出装置の圧送工程のタンクの槽内圧力を検出する工程と、
前記タンクの槽内粉体量を検出する工程と、
前記槽内圧力と前記タンクの槽内粉体量の検出値がいずれも時間との関係において直線的に右下がりして前記タンクの槽内粉体量の検出値が０になったときに前記タンクの受入工程に切り替える工程と、
を有することを特徴とする粉粒体空気送出装置の運転制御方法。
【請求項４】
前記タンクの圧送工程の際、前記槽内圧力と前記タンクの槽内粉体量の検出値がいずれも直線的に右下がりしないときに異常と判断する工程を有することを特徴とする請求項３に記載の粉粒体空気送出装置の運転制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンク内の粉粒体を連続的に送出する粉粒体空気送出装置の運転制御システム及び運転制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
大量の粉粒体を輸送する手段として粉粒体空気送出装置がある。この粉粒体空気送出装置の多くは、粉粒体輸送を目的とする専用船に搭載されており、専用船が接岸されると船倉内の粉粒体を陸上のサイロに空気輸送する際に使用されている。
【０００３】
専用船に搭載した粉粒体空気送出装置の搬送方法について、以下説明する。
船輸送されて接岸した船倉内の粉粒体は、船内のバケットコンベアなどによって粉粒体空気送出装置の上部まで搬送される。高圧タンクの上部には、受入弁が設置されており、粉粒体の受入時には、空気圧シリンダによって受入弁を開放して、粉粒体を高圧タンク内に受け入れている。そしてあらかじめ設定した量まで粉粒体を受け入れた後、空気圧シリンダによって受入弁を閉じて、タンク内への流出を停止させる。
【０００４】
次に、高圧タンクの下部に設けた粉粒体排出弁を開き、高圧タンク内に圧縮空気を供給して、高圧タンクに接続した輸送管内の抵抗によってタンク内圧を上昇させる。搬送時のタンク内圧は、一般的に０．３９〜０．６９ＭＰａ程度の高圧に保持しながら、粉粒体を高圧タンクの外部へ輸送管を経由して搬送する。
ここで粉粒体空気送出装置の輸送原理は、タンク内の高圧空気と粉粒体の混合体をタンク内圧よりも低い供給先へ、圧力差を利用して流出（送出）している。
この送出プロセスはバッチ式となるので、一般的には２槽で一組の双胴型が多く適用されており、交互に受け入れて搬送を繰り返して、ほぼ自動的かつ連続的に送出作業が行えるようにしている。
【０００５】
特許文献１に開示の空気輸送装置は、一方のタンクへの供給空気を、その圧送完了前に他方のタンクへ切り替えて供給している。これにより、輸送効率を数パーセント上昇させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６２−１０５８１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の２槽一組で交互に受入又は圧送を繰り返し行う方式の空気送出装置は、受入の際、満量計（例えば音叉式レベル計など）を用いて受入終了を判断している。
また圧送の際、コンプレッサーによる圧縮空気を使用して粉粒体を浮遊させて空気と混合させた状態で行うため輸送配管内に圧送抵抗が発生するので、槽内に圧力が生じる。この圧力を検出可能な電子式圧力伝送器を設置して粉粒体が輸送されている圧力の高い状態（例えば、運転時槽内圧最大約０．３５〜０．３８ＭＰａ）から、粉粒体がなくなって圧力が低くなった状態（例えば、圧送終了圧０．０５ＭＰａ）を検出して圧送終了を判断している。
【０００８】
しかしながら、槽内に粉粒体がなくなった場合でも、粉粒体空気送出装置の出口配管からサイロ等の受入設備までの配管内で輸送物が停滞していると、結果的に槽内圧力が下がらずに圧送終了の判断が遅れる要因となっていた。
また２槽一組の運転終了の際は、タンク下部に連結された排出配管内に輸送物が残留して固着などのトラブル発生を防止するために、管路内圧送物を完全に圧送してから運転を停止している。またタンク内には輸送物が残っていないが、タンク下部に接続された配管内には輸送物が残留していることがある。従って高圧タンク出口から受入設備までの配管距離が長いほど、圧送終了の判断が遅れることがある。
【０００９】
さらに、従来の槽内圧力のみでタンク内の粉体充填量を判断する場合、粉粒体の密度のばらつき、粉粒体の含水量、流動性、粘着性などを要因とする圧力変化によって測定誤差が生じるおそれがあった。
また特許文献１に開示の装置は、圧送完了前のタイミングについての具体的な開示がなく、また前述のような測定誤差があり工程切替の判断が極めて難しい。
【００１０】
そこで上記従来技術の問題点に鑑み、本発明は受入又は圧送工程を行う粉粒体空気送出装置の特に圧送時のタイムロスを無くして速やかに受入工程に切り替えることができる粉粒体空気送出装置の運転制御システム及び運転制御方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するための第１の手段として、本発明は、粉粒体空気送出装置の圧送工程のタンクの槽内圧力を検出する槽内圧センサと、
前記タンクの槽内粉体量を検出する槽内粉体量検出部と、
前記槽内圧センサと前記槽内粉体量検出部と電気的に接続し、前記タンクの圧送工程の際、前記槽内圧センサと前記槽内粉体量検出部の検出値がいずれも時間との関係において直線的に右下がりして前記槽内粉体量検出部の検出値が０になったときに前記タンクの受入工程に切り替え制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする粉粒体空気送出装置の運転制御システムを提供することにある。
上記第１の手段によれば、粉粒体空気送出装置の圧送時におけるタイムロスをなくして速やかに受入工程に切り替えることができる。また圧送工程を約１０％短縮して効率的に受入工程へ切り替えることができる。従って、例えば粉粒体輸送を目的とする専用船に搭載された際には停泊費用の削減効果が大きい。
【００１２】
上記課題を解決するための第２の手段として、本発明は、上記第１の手段において、前記制御部は、前記タンクの圧送工程の際、前記槽内圧センサと前記槽内粉体量検出部の検出値がいずれも直線的に右下がりしないときに異常と判断することを特徴とする粉粒体空気送出装置の運転制御システムを提供することにある。
上記第２の手段によれば、２種類の検出値が右下がり下降しないで水平、上昇、波形の乱れが生じた場合に、粉粒体がタンクまたは輸送管に付着して固化、粉粒体の堆積の偏り、装置の摩耗などの異常事態と判断できる。
【００１３】
上記課題を解決するための第３の手段として、本発明は、粉粒体空気送出装置の圧送工程のタンクの槽内圧力を検出する工程と、
前記タンクの槽内粉体量を検出する工程と、
前記槽内圧力と前記タンクの槽内粉体量の検出値がいずれも時間との関係において直線的に右下がりして前記タンクの槽内粉体量の検出値が０になったときに前記タンクの受入工程に切り替える工程と、
を有することを特徴とする粉粒体空気送出装置の運転制御方法を提供することにある。
上記第３の手段によれば、粉粒体空気送出装置の圧送時におけるタイムロスをなくして速やかに受入工程に切り替えることができる。また圧送工程を約１０％短縮して効率的に受入工程へ切り替えることができる。従って、例えば粉粒体輸送を目的とする専用船に搭載された際には停泊費用の削減効果が大きい。
【００１４】
上記課題を解決するための第４の手段として、本発明は、第３の手段において、前記タンクの圧送工程の際、前記槽内圧力と前記タンクの槽内粉体量の検出値がいずれも直線的に右下がりしないときに異常と判断する工程を有することを特徴とする粉粒体空気送出装置の運転制御方法を提供することにある。
上記第４の手段によれば、２種類の検出値が右下がり下降しないで水平、上昇、波形の乱れが生じた場合に、粉粒体がタンクまたは輸送管に付着して固化、粉粒体の堆積の偏り、装置の摩耗などの異常事態と判断できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれは、粉粒体空気送出装置の圧送時におけるタイムロスをなくして速やかに受入工程に切り替えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の粉粒体空気送出装置の運転制御システムの構成概略図である。
【図２】槽内粉体レベル及び槽内圧力と時間の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の粉粒体空気送出装置の運転制御システム及び運転制御方法の実施形態を添付の図面を参照しながら、以下詳細に説明する。
【００１８】
［粉粒体空気送出装置の運転制御システム１００］
図１は、本発明の粉粒体空気送出装置の運転制御システムの構成概略図である。まず本システムの取り付け対象となる粉粒体空気送出装置について以下説明する。
【００１９】
粉粒体空気送出装置１０は、高圧タンク（以下、単にタンクということあり）１１，１２が並列に配置され、各タンクにはそれぞれ高圧空気の給気管１４と、粉粒体投入口１６及び受入弁（不図示）を取り付けている。またタンク下部には輸送管２０と、輸送管２０に切替弁２２を取り付けている。
【００２０】
本発明の粉粒体空気送出装置の運転制御システム１００は、粉粒体空気送出装置１０の圧送工程のタンク１１，１２の槽内圧力を検出する槽内圧センサ１２０と、タンク１１，１２の槽内粉体量を検出する槽内粉体量検出部１４０と、槽内圧センサ１２０と槽内粉体量検出部１４０と電気的に接続し、タンク１１，１２の圧送工程の際、槽内圧センサ１２０と槽内粉体量検出部１４０の検出値がいずれも時間との関係において直線的に右下がりして槽内粉体量検出部１４０の検出値が０になったときにタンク１１，１２の受入工程に切り替え制御する制御部１６０を主な基本構成としている。
【００２１】
［槽内圧センサ１２０］
槽内圧センサ１２０は、タンク１１，１２内部の槽内圧力を検出する圧力センサである。前述のようにタンク１１，１２は圧送の際、コンプレッサーによる圧縮空気を使用して粉粒体を浮遊させて空気と混合させた状態で輸送管から外部へ送出している。このため、輸送管２０内に圧送抵抗が発生して、タンク１１，１２内部に圧力が生じる。槽内圧センサ１２０は、この圧力を検出しており、粉粒体が輸送されている状態では、例えば圧送時槽内圧最大約０．３５〜０．３８ＭＰａとなっている。タンク１１，１２内部の粉粒体がなくなると槽内圧力は低下し、従来は、所定圧力（例えば圧送終了圧０．０５ＭＰａ）のときに圧送終了と判断していた。
【００２２】
［槽内粉粒体検出部１４０］
槽内粉粒体検出部１４０は、タンク１１，１２内部の粉粒体の残量（槽内粉体量）を検出可能なセンサであり、一例としてマイクロウェーブ式レベル計を適用することができる。マイクロウェーブ式レベル計は、タンク１１，１２底部の鋼板に向けて所定周波数（ＧＨｚ）のマイクロ波を照射して、測定面となる粉粒体表面又はタンク１１，１２底部（鋼板）から反射されて帰ってくるまでの時間を測定して測定面までの距離を求めることにより、タンク１１，１２内部の槽内粉体量を検出できる。タンク１１，１２に粉粒体が残っていない場合には、鋼板からの強い反射を受けて、槽内粉体量０と判断できる。
【００２３】
［制御部１６０］
制御部１６０は、槽内圧センサ１２０と、槽内粉体量検出部１４０と、切替弁２２と電気的に接続し、タンク１１，１２の圧送工程の際、槽内圧センサ１２０と槽内粉体量検出部１４０の検出値がいずれも時間との関係において直線的に右下がりして槽内粉体量検出部１４０の検出値が０になったときにタンク１１，１２の受入工程に切り替える制御信号を切換弁２２に送信制御している。
【００２４】
［粉粒体空気送出装置の運転制御方法］
上記構成による本発明の粉粒体空気送出装置の運転制御方法について、以下説明する。
本発明者は既存の粉粒体空気送出装置（槽内圧センサ付き）に槽内粉体量検出部を取り付けて事前に圧送運転して以下のデータ解析を行った。図２は槽内粉体レベル及び槽内圧力と時間の関係を示すグラフである。同グラフの縦軸は槽内粉体レベル（ｍ）及び槽内圧力（ＭＰａ）を示し、横軸は時間（秒）を示している。また実線は圧送時の槽内粉体レベル、破線は圧送時の槽内圧力をプロットしたものである。
【００２５】
槽内粉体レベルは、圧送工程の開始と共に低下する一方、槽内圧力は上昇し続け最大圧力０．４ＭＰａで横ばいとなる。最大圧力０．４ＭＰａから所定時間経過すると槽内粉体レベルも横ばいとなる。その後槽内粉体レベルが２．５ｍ以下から再度急激に低下する。この槽内粉体レベルが急激に低下すると共に槽内圧力も急激に低下し、槽内粉体レベルが槽内圧力よりも先に０になる。このとき槽内圧力は約０．１５ＭＰａを示している。これは、粉粒体がタンク１１，１２から送出してタンク内部が空になった後、輸送管２２内部を通過しているときに生じる圧力を示すものである。その後、槽内圧センサは槽内粉体レベルが０を検出してから２８秒後に槽内圧力０．０５（従来の圧送終了の判断値）を検出した。
【００２６】
この結果を踏まえ、本実施形態の制御部１６０は、槽内圧センサ１２０と槽内粉体量検出部１４０の検出値がいずれも時間との関係において直線的に右下がりして槽内粉体レベルが０となった槽内圧力０．１５以降の圧送をカットして、圧送工程から受入工程、又は／及び他方のタンクの圧送工程に切り替える構成を採用している。これにより圧送工程全体の短縮化が図れる。具体的に本件の場合、圧送時間は全体で２７０秒を要したため、槽内圧力０．１５ＭＰａから０．０５ＭＰａまでに要する時間２８秒をカットすることにより約１０％の圧送工程の時間を短縮することができる。
このとき、タンク内が空になり粉粒体が輸送管を通過するのに要する時間（例えば３秒）を考慮して、２８−３＝２５秒後に圧送工程から受入工程に切り替えても良い。
【００２７】
また本発明の運転制御システム１００は、測定方法の異なる二種類のセンサ（槽内圧センサ１２０と槽内粉体量検出部１４０）を用いている。そして圧送工程の終了間際では、通常、槽内圧センサ１２０と槽内粉体量検出部１４０の検出値がいずれも時間との関係において直線的に右下がりして、槽内粉体レベルが槽内圧力よりも先に０になる。
しかし、粉粒体がタンクまたは輸送管に付着して固化、粉粒体の堆積の偏り、装置の摩耗などにより測定結果が時間との関係において直線的に右下がりしないで水平、上昇、波形の乱れが生じることが想定される。この場合、制御部１６０は、異常事態と判断して圧送工程を停止させる制御を行う。
なお粉粒体空気送出装置は、粉粒体がなくなるまで運転中に受入工程と圧送工程を繰り返し行っているが、圧送工程の最終段階では、輸送管内部の粉粒体を完全排出するために、輸送管の長さに応じた圧送時間となるように制御部１６０を設定している。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、粉粒体を圧縮空気により搬出を行うセメント工業、食品加工業、医薬品製造業などの各種工業分野において、産業上の利用可能性を有する。
【符号の説明】
【００２９】
１０………粉粒体空気送出装置、１１、１２………高圧タンク、１４………給気管、１６………粉粒体投入口、２０………輸送管、２２………切替弁、１００………粉粒体空気送出装置の運転制御システム、１２０………槽内圧センサ、１４０………槽内粉体量検出部、１６０………制御部。
【図１】
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【図２】
2019099354.tif 000004