(57)【要約】【課題】粉体を測定する際に、粉体が堆積及び積層を防止することができ、その流量を正確に測定することが可能な粉粒体流量計測装置を提供する。【解決手段】上流側配管２に接続される投入管８と、下流側配管３に接続される排出管９と、該投入管８と該排出管との間に傾斜して設けられ、該上流側配管２、該投入管８、該排出管９及び該下流側配管３と共に粉粒体の流路を形成する検出管４と、該検出管４と該投入管８及び該排出管９との非接触状態を保持するように該検出管４を支持し、該検出管４に掛かる荷重Ｗを検出する荷重検出器６と、該荷重検出器６を所定位置に固定すると共に該投入管８及び／又は該排出管９に固定する固定部５とを備え、該荷重検出器６が検出した値に基づいて該粉粒体Ｐの流量を計測する。【選択図】図１
2013185835.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流側配管に接続される投入管と、
下流側配管に接続される排出管と、
該投入管と該排出管との間に傾斜して設けられ、該上流側配管、該投入管、該排出管及び該下流側配管と共に粉粒体の流路を形成する検出管と、
該検出管と該投入管及び該排出管との非接触状態を保持するように該検出管を支持し、該検出管に掛かる荷重を検出する荷重検出器と、
該荷重検出器を所定位置に固定すると共に該投入管及び／又は該排出管に固定する固定部とを備え、
該荷重検出器が検出した値に基づいて該粉粒体の流量を計測することを特徴とする粉粒体流量計測装置。
【請求項２】
上流側配管と下流側配管との間に傾斜して設けられ、該上流側配管及び該下流側配管と共に粉粒体の流路を形成する検出管と、
該検出管と該上流側配管及び該下流側配管との非接触状態を保持するように該検出管を支持し、該検出管に掛かる荷重を検出する荷重検出器と、
該荷重検出器を所定位置に固定すると共に該上流側配管及び／又は該下流側配管に固定する固定部とを備え、
該荷重検出器が検出した値に基づいて該粉粒体の流量を計測することを特徴とする粉粒体流量計測装置。
【請求項３】
前記荷重検出器はロードセルであることを特徴とする請求項１又は２に記載の粉粒体流量計測装置。
【請求項４】
前記検出管は、その内壁に荷重方向に分力を発生させる様に粉粒体の流路に対して抵抗となる抵抗突起を有することを特徴とする請求項１、２又は３に記載の粉粒体流量計測装置。
【請求項５】
前記抵抗突起の形状は平面視菱形又は凧形であることを特徴とする請求項４に記載の粉粒体流量計測装置。
【請求項６】
前記投入管又は前記排出管は、直管、曲管又は異径管であることを特徴とする請求項１、３、４又は５に記載の粉粒体流量計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉粒体流量計測装置に関し、より詳細には、粉体が堆積及び積層することを防止できる粉粒体流量計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ホッパー等から投入され、落下する粉粒体を受板等で受け、粉粒体の流量を計測する粉粒体流量計測装置がある（例えば、特許文献１図４を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１４９６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の粒体流量計測装置を用いて、粒体よりも細かい粉体を計測しようとすると、粉体の種類によっては受板の上に粉体が堆積及び積層してしまい、これによって、粉体の正確な流量を計測できなくなるという問題があった。
【０００５】
この問題を解決するために受板を摩擦係数の小さいポリテトラフルオロエチレン等の材料で被覆することを試みたが、やはり、粉体が受板に堆積及び積層してしまい、粉体の流量を正確には測定できなかった。
【０００６】
そこで、本発明は、粉体を測定する際に、粉体が堆積及び積層を防止することができ、その流量を正確に測定することが可能な粉粒体流量計測装置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】
【０００７】
本発明は、上流側配管に接続される投入管と、下流側配管に接続される排出管と、該投入管と該排出管との間に傾斜して設けられ、該上流側配管、該投入管、該排出管及び該下流側配管と共に粉粒体の流路を形成する検出管と、該検出管と該投入管及び該排出管との非接触状態を保持するように該検出管を支持し、該検出管に掛かる荷重を検出する荷重検出器と、該荷重検出器を所定位置に固定すると共に該投入管及び／又は該排出管に固定する固定部とを備え、該荷重検出器が検出した値に基づいて該粉粒体の流量を計測することを特徴とする粉粒体流量計測装置である。
【０００８】
又、本発明は、上流側配管と下流側配管との間に傾斜して設けられ、該上流側配管及び該下流側配管と共に粉粒体の流路を形成する検出管と、該検出管と該上流側配管及び該下流側配管との非接触状態を保持するように該検出管を支持し、該検出管に掛かる荷重を検出する荷重検出器と、該荷重検出器を所定位置に固定すると共に該上流側配管及び／又は該下流側配管に固定する固定部とを備え、該荷重検出器が検出した値に基づいて該粉粒体の流量を計測することを特徴とする粉粒体流量計測装置である。
【０００９】
更に、本発明は、前記荷重検出器はロードセルであることを特徴とする粉粒体流量計測装置である。本発明は、前記検出管は、その内壁に荷重方向に分力を発生させる様に粉粒体の流路に対して抵抗となる抵抗突起を有することを特徴とする粉粒体流量計測装置である。本発明は、前記抵抗突起の形状は平面視菱形又は凧形であることを特徴とする粉粒体流量計測装置である。本発明は、前記投入管又は前記排出管は、直管、曲管又は異径管であることを特徴とする粉粒体流量計測装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、粉粒体の流路を形成する配管の一部をその前後の配管に対して非接触状態で保持される検出管とし、検出管に掛かる荷重を荷重検出器で検出することによって、粉粒体の流量を計測できるようにしたため、従来の装置のような受板等が必要なく、計測対象が粉体であっても、堆積及び積層すること防止することができ、その流量を正確に計測することができる。
【００１１】
又、本発明は、投入管及び排出管を備えることで、検出管の前後の配管の傾斜角や管径を調整することができるので、様々な配管に検出管を管路して接続することができ、又、検出管に抵抗突起を形成することで検出管に掛かる荷重の検出感度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の粉粒体流量計測装置を上流側配管及び下流側配管に接続した状態を示す側面図である。
【図２】本発明の粉粒体流量計測装置における計測時の様子を示す説明図である。
【図３】本発明のテスト装置の構成図である。
【図４】本発明の第２実施形態を示す説明図であり、断面図に相当する図である。
【図５】本発明の抵抗突起を示す説明図であり、斜視図に相当する図である。
【図６】本発明の実施例１における計測結果を示すグラフである。
【図７】本発明の実施例２における計測結果を示すグラフである。
【図８】本発明の実施例３における計測結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の第１実施形態を図１及び２に基づいて説明する。先ず、粉粒体流量計測装置１の構成について説明する。
【００１４】
粉粒体流量計測装置１は新設又は既設の上流側配管２と下流側配管３との間に設けられ、検出管４、投入管８、排出管９、固定部５、荷重検出器としてのロードセル６及び表示器７等を備えている。
【００１５】
投入管８は検出管４を管路として上流側配管２に接続するために上流側配管２の先端２ａに接続され、又、排出管９は検出管４を管路として下流側配管３に接続するために下流側配管３の基端３ａに接続される。尚、投入管８及び排出管９の形状は上流側配管２、検出管４や下流側配管３の形状に合わせて適宜選択することができるが、例えば、上流側配管２や下流側配管３の管径と検出管４の管径とが相違する場合は異径管としたり、上流側配管２や下流側配管３の設置角が検出管４の傾斜角θと相違する場合は曲管としたりすることができる。
【００１６】
検出管４はテーパーが付けられた先細の管体であり、その基端４ａの内径ＩＤ１が投入管８の先端８ａの外径ＥＤ２より大きく且つその先端４ｂの外径ＥＤ１が排出管９の基端９ａの内径ＩＤ２よりも小さくなるように形成される（つまり、ＩＤ１＞ＥＤ２、ＥＤ１＜ＩＤ２である）。
【００１７】
そして、検出管４は、その基端４ａに投入管８の先端８ａが挿入され、又、その先端４ｂが排出管９の基端９ａに挿入されることで、上流側配管２、投入管８、排出管９及び下流側配管３と共に粉粒体Ｐの流路を形成する（以下、検出管４と投入管８との接続箇所を挿入部１０と、検出管４と排出管９との接続箇所を挿入部１１という）。
【００１８】
更に、後述するように粉粒体Ｐによる検出管４に掛かる荷重Ｗを検出するために（詳細については、段落［００２３］を参照）、検出管４は、投入管８及び排出管９と非接触状態で保持され、水平面Ｈに対して傾斜した状態で投入管８及び排出管９に管路として接続される。尚、検出管４の傾斜角θは、計測対象の粒度やその他性質によって適宜設定することができ、粒体の場合は約35°、粉体の場合は約60°に設定される。
【００１９】
本実施形態において、検出管４と投入管８又は排出管９との間の間隙（図示せず）から粉粒体Ｐが漏れることを防止するために挿入部１０及び１１は接続チューブ１２又は１３によって覆われており、接続チューブ１２及び１３はバンド１４によって検出管４と投入管８又は排出管９に固定される。つまり、該間隙は接続チューブ１２又は１３によって外部との間が遮断されていることとなるため粉粒体Ｐの漏れを防止することができる。
【００２０】
ロードセル６は、その検出部６ａを介して、検出管４と投入管８及び排出管９とを非接触状態及び検出管４の傾斜角θを保持するように支持し、その様に支持される検出管４に掛かる荷重Ｗを検出するためものである。そして、その検出結果を、ロードセル６と接続された表示器７に出力する。又、本実施形態においては、ロードセル６の検出部６ａは、検出管４の下面４ｃの略中心部に取り付けられている。つまり、検出管４はロードセル６の検出部６ａによってその下方より支持されていることとなる。
【００２１】
固定部５は、ロードセル６を所定位置に固定すると共に投入管８及び排出管９に固定するために設けられる。本実施形態において固定部５は、略コ字状の固定金具であり、投入管８及び排出管９との間に、検出管６を跨ぐ様に架設され、両端に設けられたクランプによって固定されている。
【００２２】
尚、上流側配管２や下流側配管３の設置角、管径によっては、検出管４を上流側配管２又は下流側配管３に直接管路として接続することもできる。この場合において、検出管４は、その基端４ａの内径ＩＤ１が上流側配管２の先端２ａの外径ＥＤ３より大きく、且つその先端４ｂの外径ＥＤ１が下流側配管３の基端３ａの内径ＩＤ３よりも小さくなるように形成される（つまり、ＩＤ１＞ＥＤ３、ＥＤ１＜ＩＤ３である）。又、固定部５は、上流側配管２及び下流側配管３との間に、検出管６を跨ぐ様に架設される。
【００２３】
次に、粉粒体流量計測装置１の動作について説明する。粉粒体Ｐが上流側配管２から投入管８を経て検出管４に投入されると、その投入量に応じて検出管４に掛かる荷重Ｗが動的に変化する。そして、この荷重Ｗの変化に応じてロードセル６の検出部６ａが変位し、ロードセル６は該変位量に応じた検出値を表示器７に出力する。表示器７は該検出値を基に流量値（単位時間当たりの粉粒体の重量）や積算値（流れた粉粒体の総重量）等を計算すると共にその結果を表示する。
【００２４】
又、本実施形態では検出管４の上流に設けられ、粉粒体Ｐを上流側配管２に排出するスクリューコンベア（例えば、テスト装置１５のスクリューコンベア１６）等の排出機等と表示器７とを連動させるようにすれば、該計測結果を基に粉粒体Ｐの排出量を制御し、流量自動制御を行うようにすることも可能である。
【００２５】
本発明の第２実施形態を図４及び５に基づいて説明する。第１実施形態との相違は検出管４に抵抗突起１９を設けたことである。尚、他の構成については、第１実施形態と同様であるので説明は割愛する。
【００２６】
抵抗突起１９は平面視略菱形又は略凧形の突起であり、検出管４の下面４ｃ側にその一方の対角線を粉粒体Ｐの流下する方向に沿わせる様に設けられる。つまり、抵抗突起１９は粉粒体Ｐが検出管４に投入され、検出管４内を流下する際に抵抗となるものである。
【００２７】
本実施形態では、粉粒体Ｐが上流側配管２から投入管８を経て検出管４に投入され、そして、粉粒体Ｐが抵抗突起１９まで検出管４内を流下すると、抵抗突起１９が抵抗となり、粉粒体Ｐの流路Ｃが流路Ｃ１及びＣ２に分割される。その際、粉粒体Ｐの投入量に応じ垂直下方に働く抵抗力ｆが生じる。つまり、本実施形態では、粉粒体Ｐの流量を計測する際に、検出管４に掛かる荷重Ｗ及び抵抗力ｆの総和（Ｗ＋ｆ）の変化に応じてロードセル６の検出部６ａが変位し、ロードセル６は該変位量に応じた検出値を表示器７に出力することとなる。
【００２８】
従って、本実施形態では第１実施形態よりも抵抗力ｆが生じる分、より高感度で粉粒体Ｐの流量を計測することができる。
【００２９】
以下に、本実施形態に対応する実施例について説明する。先ず、使用したテスト装置１５について図３に基づいて説明する。テスト装置１５はインバータ駆動のバケットエレベーター１７、ホッパー１８、インバータ駆動のスクリューコンベア１６、粉粒体流量計測装置１から構成される。テスト装置１５において、先ず、粉粒体Ｐはバケットエレベーター１７の下部で、バケットエレベーター１７内のバケット（図示せず）に入れられ、バケットエレベーター１７の上部に向かって垂直輸送される。そして、粉粒体Ｐはバケットエレベーター１７の上部でバケットからホッパー１８へと排出される。
【００３０】
バケットエレベーター１７から排出された粉粒体Ｐはホッパー１８を介してスクリューコンベア１６に供給され、更に、該粉粒体Ｐはスクリューコンベア１６から上流側配管２へと供給され、粉粒体流量計測装置１及び下流側配管３へと流れていくようになっている。尚、テスト装置１５は、下流側配管３の先端がバケットエレベーター１７の下部に接続されており、粉粒体Ｐがテスト装置１５内を循環できるようになっている。
【００３１】
尚、各実施例の計測結果のグラフ（図６乃至８）は、粉体Ｐの供給量（スクリューコンベア４２の回転数（Hz））の変化に対する、繰り返し計測した計測時間３０sにおける積算値の平均値との関係を表したものである。仮に、粉体が検出管１０内に堆積するとするならば、積算値の誤差は粉体の供給量の増加に応じて大きくなる。そのため、該グラフは、粉体の堆積量が少ないほどより直線性を示すこととなる。
【実施例１】
【００３２】
・粉体：上新粉（粒度≒300 μm）
・検出管４の傾斜角：θ＝57°
・スクリューコンベア１６の回転数：28 Hz（排出量≒0.75 kg/s）、24 Hz（排出量≒0.60 kg/s）、18 Hz（排出量≒0.49 kg/s）、12 Hz（排出量≒0.33 kg/s）
【００３３】
本発明の実施例１について図６に基づき説明する。本実施例は上新粉（粒度≒300 μm）を流し、積算値を計測した場合の例である。平均積算値は粉体の供給量に対して直線性を示した。この結果は、検出管４内を上新粉が堆積することなく流れ、上新粉の流量に応じた積算値が得られていることを示している。
【実施例２】
【００３４】
・粉体：小麦粉（薄力２等粉）
・検出管４の傾斜角：θ＝60°
・スクリューコンベア１６の回転数：24 Hz（排出量≒0.44 kg/s）、18 Hz（排出量≒0.34 kg/s）、12 Hz（排出量≒0.23 kg/s）、6 Hz（排出量≒0.14 kg/s）
【００３５】
本発明の実施例２について図７に基づき説明する。第１実施例との相違は粉体として上新粉よりも細かい小麦粉（薄力２等粉）を用いたことである。この場合においても、上新粉の場合と同様にグラフは直線性を示し、小麦粉であっても検出管４内に堆積することなく、その流量に応じた積算値が得られた。
【実施例３】
【００３６】
・粉体：小麦粉（薄力２等粉）
・検出管４の傾斜角：θ＝60°
・スクリューコンベア１６の回転数：24 Hz（排出量≒0.44 kg/s）、18 Hz（排出量≒0.34 kg/s）、12 Hz（排出量≒0.23 kg/s）、6 Hz（排出量≒0.14 kg/s）
【００３７】
本発明の実施例３について図８に基づき説明する。実施例２との相違は平面視略菱形の抵抗突起１９を検出管４に設けたことである。この場合においても、実施例２と同様に平均積算値は粉体の供給量に対して直線性を示した。そして、実施例３の各平均積算値は対応する実施例２の平均積算値の約２倍であった。この結果は、検出管４に抵抗突起１９を設けたとしても小麦粉（薄力２等粉）が堆積することなく流れ、抵抗突起１９を設けたことによって、その感度を約２倍にすることができることを示している。
【００３８】
以上説明したように、本発明は投入管８及び排出管９又は上流側配管２及び下流側配管３との間に傾斜させつつ、それらとは非接触状態で保持された検出管４を設け、そのような状態の検出管４に掛かる荷重を動的にロードセル６で検出することによって、粉体を流しても、粉体の堆積等を防止することができ、その流量を正確に計測することが可能である。そして、当然に、粉体よりも粒度の粗く、元々堆積し難い粒体の流量についても正確に計測することができる。
【００３９】
尚、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。ロードセル６の検出部６ａを検出管４の上面４ｄ側に取り付け、検出管４を検出部６ａで吊り下げる様にロードセル６で支持しても良く、ロードセル６の取り付け位置に応じて固定部５の位置も適宜変更することができる。更に、固定部５はロードセル６を所定位置に保持できればよく、その一端のみを上流用配管２又は下流用配管３の一方に固定するようにしてもよいし、又、その形状は適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１      粉粒体流量計測装置        ２      上流側配管
２ａ    先端                      ３      下流側配管
３ａ    基端                      ４      検出管
４ａ    基端                      ４ｂ    先端
４ｃ    下面                      ４ｄ    上面
５      固定部                    ６      ロードセル
６ａ    検出部                    ７      表示器
８      投入管                    ８ａ    先端
９      排出管                    ９ａ    基端
１０    挿入部                    １１    挿入部
１２    接続チューブ              １３    接続チューブ
１４    バンド                    １５    テスト装置
１６    スクリューコンベア        １７    バケットエレベーター
１８    ホッパー                  １９    抵抗突起
θ      傾斜角                    Ｈ      水平面
ＩＤ    内径                      ＥＤ    外径
Ｃ      粉粒体流路                Ｐ      粉粒体
ｆ      抵抗力                    Ｗ      荷重
【図１】
2013185835.tif 000003
【図２】
2013185835.tif 000004
【図３】
2013185835.tif 000005
【図４】
2013185835.tif 000006
【図５】
2013185835.tif 000007
【図６】
2013185835.tif 000008
【図７】
2013185835.tif 000009
【図８】
2013185835.tif 000010