(57)【要約】【課題】粉体の高い供給及び排出効率を広い回転速度領域に亘って確保し、高回転領域での理論切出し量の確保と低回転領域での連続供給を実現することができるテーブル式粉体供給装置及びその制御方法を提供すること。【解決手段】粉体を貯留するホッパー１と、該ホッパー１の下部に回転可能に配置された切出しディスクを有するテーブルフィーダ２と、前記切出しディスクを回転駆動する駆動手段を備え、該駆動手段によって前記切出しディスクを回転させ、該切出しディスクに形成された供給口に前記ホッパー１から供給される粉体を移送してこれを排出口から排出させるテーブル式粉体供給装置の制御方法として、前記供給口が粉体の供給範囲及び／又は排出範囲に位置するときの前記切出しディスクの回転速度を、供給口が粉体の供給範囲及び排出範囲以外の範囲に位置するときのそれよりも小さく設定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体を貯留するホッパーと、該ホッパーの下部に回転可能に配置された切出しディスクを有するテーブルフィーダと、前記切出しディスクを回転駆動する駆動手段を備え、該駆動手段によって前記切出しディスクを回転させ、該切出しディスクに形成された供給口に前記ホッパーから供給される粉体を移送してこれを排出口から排出させるテーブル式粉体供給装置において、
前記駆動手段を可変速モータで構成するとともに、前記切出しディスクの回転速度を、前記供給口が粉体の供給範囲及び／又は排出範囲に位置するときとそれ以外の範囲に位置するときとで変更する制御手段を設けたことを特徴とするテーブル式粉体供給装置。
【請求項２】
前記可変速モータをサーボモータで構成したことを特徴とする請求項１記載のテーブル式粉体供給装置。
【請求項３】
前記供給口の位置を検出する原点検出センサを設けたことを特徴とする請求項１又は２記載のテーブル式粉体供給装置。
【請求項４】
粉体を貯留するホッパーと、該ホッパーの下部に回転可能に配置された切出しディスクを有するテーブルフィーダと、前記切出しディスクを回転駆動する駆動手段を備え、該駆動手段によって前記切出しディスクを回転させ、該切出しディスクに形成された供給口に前記ホッパーから供給される粉体を移送してこれを排出口から排出させるテーブル式粉体供給装置の制御方法であって、
前記供給口が粉体の供給範囲及び／又は排出範囲に位置するときの前記切出しディスクの回転速度を、供給口が粉体の供給範囲及び排出範囲以外の範囲に位置するときのそれよりも小さく設定することを特徴とするテーブル式粉体供給装置の制御方法。
【請求項５】
前記供給口の位置を原点検出センサによって検出することを特徴とする請求項４記載のテーブル式粉体供給装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転する切出しディスクによって一定量の粉体を連続的に供給するためのテーブル式粉体供給装置とその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、焼却炉排ガス処理設備にはテーブル式粉体供給装置によってアルカリ剤や活性炭等の粉体が所定量ずつ連続的に供給されるが、テーブル式粉体供給装置は、粉体を貯留するホッパーと、該ホッパーの下部に回転可能に配置された切出しディスクを有するテーブルフィーダと、前記切出しディスクを回転駆動する駆動手段を備え、該駆動手段によって前記切出しディスクを回転させ、該切出しディスクに形成された供給口に前記ホッパーから供給される粉体を移送してこれを排出口から排出して焼却炉の煙道等に供給する。
【０００３】
ところで、この種のテーブル式粉体供給装置において粉体の供給量（切出し量）を変えるには、切出しディスクの回転速度を変更すれば良く、切出しディスクの回転速度を変更する方法にはインバータや可変速減速機等を用いる方法がある。
【０００４】
尚、特許文献１，２には、サーボモータ等の可変速モータによって切出しディスクの回転速度を変更する技術が開示されている。
【特許文献１】特許第３３１９８３７号公報
【特許文献２】実公平４−１９４８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の方法では、低速回転領域では切出しディスクの回転数と粉体供給量（切出し量）との間に比例関係が成立するものの、或る回転数を超えると切出しディスクに形成された供給口の周速度が増加するため、該供給口への粉体の供給と供給口から排出口への粉体の排出が供給口の周速度に追従できず、粉体の供給及び排出効率が低下し、切出しディスクの回転数と粉体供給量（切出し量）との間に比例関係が成立しなくなるという問題がある。
【０００６】
ここで、図７に切出しディスクの回転数と粉体供給量（切出し量）との関係の一例を示すが、同図において横軸は回転数に比例する周波数（Ｈｚ）、縦軸は粉体の切出し量（ｋｇ／ｈ）である。又、図７において、直線Ａは各回転数（周波数）に対する切出し量の理論値、曲線Ｂは切出し量の実測値であり、粉体の実際の切出し量は、回転数（周波数）が増加するに連れて理論値から大きく外れて低下していくことが分かる。
【０００７】
上記問題の解決策として供給口の開口面積や数を増やすとともに、切出しディスクの回転速度を遅くする方法が考えられるが、この方法によれば、低速回転領域では粉体の供給（切出し）間隔が大きくなり、脈動現象に似た間欠供給となって連続供給を実現することができなくなってしまう。又、この方法では、粉体供給量（切出し量）が不安定且つ不均一となるとともに、供給精度（切出し精度）が低くなり、連続注入運転が望まれる焼却炉排ガス処理設備等においては高い薬剤効果を期待することができない。
【０００８】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、粉体の高い供給効率及び排出効率を広い回転速度領域に亘って確保し、高回転領域での理論切出し量を確保することができるテーブル式粉体供給装置及びその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、粉体を貯留するホッパーと、該ホッパーの下部に回転可能に配置された切出しディスクを有するテーブルフィーダと、前記切出しディスクを回転駆動する駆動手段を備え、該駆動手段によって前記切出しディスクを回転させ、該切出しディスクに形成された供給口に前記ホッパーから供給される粉体を移送してこれを排出口から排出させるテーブル式粉体供給装置において、前記駆動手段を可変速モータで構成するとともに、前記切出しディスクの回転速度を、前記供給口が粉体の供給範囲及び／又は排出範囲に位置するときとそれ以外の範囲に位置するときとで変更する制御手段を設けたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記可変速モータをサーボモータで構成したことを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記供給口の位置を検出する原点検出センサを設けたことを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明は、粉体を貯留するホッパーと、該ホッパーの下部に回転可能に配置された切出しディスクを有するテーブルフィーダと、前記切出しディスクを回転駆動する駆動手段を備え、該駆動手段によって前記切出しディスクを回転させ、該切出しディスクに形成された供給口に前記ホッパーから供給される粉体を移送してこれを排出口から排出させるテーブル式粉体供給装置の制御方法として、前記供給口が粉体の供給範囲及び／又は排出範囲に位置するときの前記切出しディスクの回転速度を、供給口が粉体の供給範囲及び排出範囲以外の範囲に位置するときのそれよりも小さく設定することを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、前記供給口の位置を原点検出センサによって検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、供給口へ粉体を供給する供給範囲と粉体を排出口に排出する排出範囲では、切出しディスクの回転速度を低く設定したため、供給口への粉体の供給と供給口から排出口への粉体の排出が供給口の周速度に追従することができ、粉体の供給及び排出効率が広い回転速度領域に亘って高く保たれ、回転数と粉体供給量（切出し量）との間に比例関係が成立し、高回転領域での理論切出し量を確保することができる。
【００１５】
又、本発明によれば、供給範囲及び排出範囲以外の範囲では、切出しディスクの周速を高く設定ことから、切出しディスクの１回転の周期を従来の値と同じとすることができ、粉体の供給（切出し）間隔を可能な限り短くしつつ連続供給を実現することができることから、粉体供給量（切出し量）が安定且つ均一となり、高い供給精度（切出し精度）を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は本発明に係るテーブル式粉体供給装置の基本構成図、図２は同テーブル式粉体供給装置の制御系の構成図、図３はテーブルフィーダの構成を模式的に示す平面図である。
【００１８】
図１において、１は内部にアルカリ剤や粉末活性炭等の粉体を貯留して成るホッパーであって、該ホッパー１の下部に垂直に延びる直胴部１ａの下部にはテーブルフィーダ２が設けられている。このテーブルフィーダ２は、駆動手段であるサーボモータ３によって駆動され、サーボモータ３には制御盤４が接続されている。尚、駆動手段としては、サーボモータ３以外の可変速モータを使用することができる。
【００１９】
ここで、上記テーブルフィーダ２の構成を図３に基づいて説明する。
【００２０】
図３に示すように、下部ケーシング５の上端フランジ部５ａには、円板状の切出しディスク６が水平回転可能に支持されている。この切出しディスク６は、その中心部から垂直下方に一体に延びる回転軸６ａを有し、この回転軸６ａは、前記下部ケーシング５の中心部に形成された不図示の円孔を回転可能に貫通している。そして、前記サーボモータ３からの回転動力が不図示の動力伝達機構を経て回転軸６ａに伝達されることによって、切出しディスク６が所定の速度で回転駆動される。
【００２１】
又、切出しディスク６の外周縁には、粉体の貯留空間を形成する半円状の９個の供給口（マス）６ｂが等角度ピッチ（４０°ピッチ）で形成されており、下部ケーシング５の上端フランジ部５ａの１箇所には円孔状の排出口５ｂが開口している。そして、切出しディスク６が回転すると、その外周縁に形成された前記供給口６ｂが前記排出口５ｂに順次選択的に開口し、後述のように、前記ホッパー１内に貯留されている粉体が自重によって排出口５ｂへと落下して排出される。尚、図示しないが、切出しディスク６の上方は天板で覆われており、天板には半円状の開口部が開口し、この開口部からホッパー１内の粉体が切出しディスク６の供給口６ｂに充填される。又、切出しディスク６の回転に伴って、天板により供給口６ｂ上に供給された粉末の擦り切りが行われる。
【００２２】
次に、テーブル式粉体供給装置の制御系の構成を図２に基づいて説明する。
【００２３】
前記制御盤４には、制御手段であるＣＰＵ７とサーボアンプ（変換器）８が設けられており、サーボアンプ８は、ＣＰＵ７からの制御信号を電流値等に変換してサーボモータ３に供給して該サーボモータ３を駆動制御するものである。尚、駆動手段としてアンプ付サーボモータを使用する場合には、サーボアンプ８を制御盤４に設ける必要はない。
【００２４】
ところで、前記ＣＰＵ７には、図１に示すようにホッパー１の直胴部１ａに取り付けられた粉面計９からの信号と切出しディスク６の供給口６ｂの位置を検出するための原点検出センサ１０からの信号とが入力されるとともに、注入量設定信号１１が入力される。
【００２５】
ここで、上記粉面計９は、ホッパー１内の粉体量を計測してその信号をＣＰＵ７に送信するものであって、ＣＰＵ７は、ホッパー１内の粉体面のレベルがＨ（高レベル）以上である場合にはテーブルフィーダ２の駆動をＯＮし、粉体面のレベルがＬ（低レベル）以下である場合にはテーブルフィーダ２の駆動をＯＦＦする。尚、粉面計９に代えてロードセル等の重量計を用いても良い。
【００２６】
又、前記注入量設定信号１１は、テーブルフィーダ２から粉体の切出し量（供給量）を設定するための信号である。
【００２７】
ところで、図１に示すように、テーブルフィーダ２から下方へ延びる排出ライン１２は、ブロワ１３の吐出側から延びる供給ライン１４にエゼクタ１５を介して接続されている。ここで、排出ライン１２は、図３に示す下部ケーシング５に形成された排出口５ｂに接続されている。
【００２８】
前記ブロワ１３の吐出側から延びる前記供給ライン１４は、図１に示すように、不図示の焼却炉の煙道１６まで延び、その端部は煙道吹込弁１７及び吹込ノズル１８を介して煙道１６の内部に開口している。
【００２９】
次に、以上のように構成されたテーブル式粉体供給装置の作用について説明する。
【００３０】
テーブル式粉体供給装置が運転され、図２に示す粉面計９によって検出されるホッパー１内の粉体面のレベルがＨ以上である場合、ＣＰＵ７は、注入量設定信号１１によって設定される粉体切出し量に応じた制御信号をサーボアンプ８に対して出力する。すると、サーボアンプ８は、ＣＰＵ７からの制御信号に応じてサーボモータ３を駆動制御する。尚、サーボモータ３には、ロータリーエンコーダと呼ばれる位置センサ３ａが組み込まれている。
【００３１】
而して、上述のようにサーボモータ３が駆動されると、その回転動力が不図示の動力伝達機構を経てテーブルフィーダ２に伝達され、該テーブルフィーダ２の切出しディスク６が所定の速度で回転駆動される。すると、ホッパー１内に貯留されている粉体は、テーブルフィーダ２の切出しディスク６の外周縁に形成された９個の供給口６ｂ（図３参照）のうち、不図示の天板に形成された開口部に臨むものに充填され、供給口６ｂに充填された粉体は、切出しディスク６の回転と共に該切出しディスク６の外周縁に沿って下部ケーシング５上を移送される。そして、粉体を充填した供給口６ｂが図３に示す下部ケーシング５の排出口５ｂに達して該排出口５ｂに開口すると、この供給口６ｂに充填されていた粉体が自重によって排出口５ｂへと落下してテーブルフィーダ２外へと排出される。以後、同様にして切出しディスク６の回転と共に、該切出しディスク６の供給口６ｂが下部ケーシング５の排出口５ｂに順次開口し、粉体が所定量ずつ排出口５ｂへと順次排出される。
【００３２】
他方、図１に示すブロワ１３が駆動され、該ブロワ１３から移出されるエアは、供給ライン１４を煙道１６に向かって流れるが、このエアがエゼクタ１５を通過することによってエゼクタ１５には負圧が発生し、テーブルフィーダ２から所定量ずつ切り出される粉体は、排出口５ｂに連なる排出ライン１２からエゼクタ１５へと吸引され、そのテーブルフィーダ２側への逆流が防がれる。尚、テーブルフィーダ２から切り出される粉体の逆流を防ぐ方法としては、図４に示すように、供給ライン１４でのエアの流れ方向に沿って粉体が流入するように排出ライン１２を供給ライン１４に対し斜めに接続する構成を採用しても良い。
【００３３】
而して、テーブルフィーダ２から所定量ずつ切り出されて排出ライン１２からエゼクタ１５へと吸引された粉体は、エアと共に供給ライン１４を煙道に向かって図示矢印方向に所定の流速（本実施の形態では、２０〜３０ｍ／ｓ）で流れ、吹込ノズル１８から煙道１６内へと吹き込まれる。このようにして、ホッパー１に貯留された粉体は、テーブルフィーダ２によって所定量ずつ切り出されて焼却炉の煙道１６に連続的に供給されるが、その供給量は、テーブルフィーダ２の切出しディスク６の回転速度を調整することによって制御される。具体的には、切出しディスク６の回転速度を上げる程、粉体の供給量が増大する。
【００３４】
ここで、図７に切出しディスクの回転数（周波数）と粉体供給量（切出し量）との関係の一例を示すが、同図において直線Ａは切出しディスクの各回転数（周波数）に対する切出し量の理論値であり、粉体供給量（切出し量）は、切出しディスクの回転数（周波数）の増加に比例して直線的に増大することが分かる。
【００３５】
ところで、前述のように、切出しディスク６の回転数が或る値を超えると該切出しディスク６に形成された供給口６ｂの周速度が増加するため、該供給口６ｂへの粉体の供給と供給口６ｂから排出口５ｂへの粉体の排出が供給口６ｂの周速度に追従できず、粉体の供給及び排出効率が低下し、実際には図７に曲線Ｂにて示すように、回転数と粉体供給量（切出し量）との間に比例関係が成立しなくなるという問題がある。
【００３６】
そこで、本発明では以下のような制御方法を採用した。
【００３７】
即ち、本発明では、切出しディスク６の供給口６ｂが粉体の供給範囲及び／又は排出範囲に位置するときの切出しディスク６の回転速度（周速）を、供給口６ｂが粉体の供給範囲及び／又は排出範囲以外の範囲に位置するときのそれよりも小さく設定するようにした。これは切出しディスク６の駆動手段として可変速モータであるサーボモータ３を使用することによって可能となる。但し、切出しディスク６が１回転する時間（周期）は不変であって、従来の値と同じである。
【００３８】
ここで、上記制御方法を図５及び図６に基づいて説明する。
【００３９】
図５は供給口の回転範囲を示す切出しディスクの模式的平面図、図６は供給口の各回転範囲における切出しディスクの回転速度（周速）の制御を示すタイミングチャートである。尚、以下は便宜的に１個の供給口６ｂに着目して説明する。
【００４０】
切出しディスク６の供給口６ｂの１回転を、図５に示すように、該供給口６ｂが粉体の供給を受ける角度範囲θ1（「供給範囲ａ」と称する）と、供給範囲ａで粉体の供給を受けた供給口６ｂが粉体を排出口５ｂまで移送する角度範囲θ2 （「移動範囲ｂ」と称する）と、粉体が排出口５ｂへと排出される角度範囲θ3 （「排出範囲ｃ」と称する）及び粉体を排出して空となった供給口６ｂが供給範囲ａに移動する角度範囲θ4 （「移動範囲ｄ」と称する）とに区画する。ここで、θ1 ＋θ2 ＝θ3 ＋θ4 ＝１８０°である。
【００４１】
而して、本発明では、供給口６ｂが供給範囲ａと排出範囲ｃに位置しているときには、図６に示すように、切出しディスク６の周速を低速ＵL （例えば、０．１〜５ｃｍ／ｓ）に設定してそれぞれ短時間ｔ1 ，ｔ3 だけ運転し、供給口６ｂがそれ以外の移動範囲ｂ，ｄに位置しているときには、切出しディスク６の周速を高速ＵH （例えば、１０ｃｍ／ｓ以上）に設定してそれぞれ時間ｔ2 ，ｔ4 （＞ｔ1 ，ｔ3 ）だけ運転する。尚、切出しディスク６が１回転する時間（周期）Ｔ（＝ｔ1 ＋ｔ2 ＋ｔ3 ＋ｔ4 ）は、定速度で回転する従来の切出しディスクの周期と同じである。尚、供給範囲ａ、移動範囲ｂ、排出範囲ｃ及び移動範囲ｄは、図２に示す原点検出センサ１０によって供給口６ｂ等の位置を検出することによって正確に設定される。一般的にサーボモータ３には、ロータリエンコーダと呼ばれる位置センサ３ａが組み込まれており、原点検出センサ１０からゼロ点が情報入力され、切出しディスク６の角度（位置）を容易に判断することができる機能が備えられている。
【００４２】
以上のように、本発明では、切出しディスク６が１回転する時間（周期）Ｔを変えることなく、供給口６ｂへ粉体を供給する供給範囲ａと粉体を排出口５ｂに排出する排出範囲ｃでは、切出しディスク６の周速を低速ＵL に設定したため、供給口６ｂへの粉体の供給と供給口６ｂから排出口５ｂへの粉体の排出が供給口６ｂの周速度に追従することができ、この結果、粉体の供給及び排出効率が高く保たれ、回転数と粉体供給量（切出し量）との間に比例関係が成立する。
【００４３】
ここで、図７に切出しディスクの回転数（周波数）と粉体供給量（切出し量）との関係の一例を示すが、同図において直線Ｃは本発明に係るテーブル式粉体供給装置において各回転数（周波数）に対して実測された切出し量を示す。直線Ｃにて示す結果は、本発明によれば回転数と粉体供給量（切出し量）との間に比例関係が成立し、各回転数（周波数）に対して理論値に近い粉体切出し量が得られることを示している。
【００４４】
又、本発明では、供給範囲ａ及び排出範囲ｃ以外の移動範囲ｂ，ｄでは、切出しディスク６の周速を高速ＵH に設定したため、切出しディスク６の１回転の周期Ｔは従来の値と同じであって、粉体の供給（切出し）間隔に変化はなく、連続供給を実現することができるとともに、粉体供給量（切出し量）が安定且つ均一となることから、高い供給精度（切出し精度）が確保される。このため、連続注入運転が望まれる焼却炉排ガス処理設備等においては高い薬剤効果を期待することができる。
【００４５】
尚、以上は１個の供給口６ｂに着目して説明したが、本実施の形態では切出しディスク６には９個の供給口６ｂを形成したため、前記速度制御は角度４０°毎になされる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係るテーブル式粉体供給装置の基本構成図である。
【図２】本発明に係るテーブル式粉体供給装置の制御系の構成図である。
【図３】本発明に係るテーブル式粉体供給装置のテーブルフィーダの構成を模式的に示す平面図である。
【図４】本発明に係るテーブル式粉体供給装置における粉体の逆流防止構造の他の例を示す部分図である。
【図５】本発明に係るテーブル式粉体供給装置における供給口の回転範囲を示す切出しディスクの模式的平面図である。
【図６】本発明に係るテーブル式粉体供給装置における切出しディスクの回転速度（周速）の制御を示すタイミングチャートである。
【図７】切出しディスクの回転数と粉体供給量（切出し量）との関係の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１          ホッパー
１ａ        ホッパー直胴部
２          テーブルフィーダ
３          サーボモータ（可変速モータ）
３ａ        位置センサ（ロータリーエンコーダ）
４          制御盤
５          下部ケーシング
５ａ        上端フランジ部
５ｂ        排出口
６          切出しディスク
６ａ        回転軸
６ｂ        供給口
７          ＣＰＵ（制御手段）
８          サーボアンプ（変換器）
９          粉面計
１０        原点検出センサ
１１        注入量設定信号
１２        排出ライン
１３        ブロワ
１４        供給ライン
１５        エゼクタ
１６        焼却炉煙道
１７        煙道吹込弁
１８        吹込ノズル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2007197110.tif 000007
【図６】
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【図７】
2007197110.tif 000009