JP2009511927A - 投与装置 - Google Patents

Abstract

注入可能な物質、特に粗可燃物を連続的に重量計測投与する投与装置で、物質の流れが、計量部において瞬間負荷を求めながら、垂直な回転軸を中心に駆動されるロータによってハウジング内を給入用開口から送出用開口まで搬送され、力測定器が、ピボット軸に装着されたハウジングに接続され、ロータによって案内される物質流の瞬間負荷を検出する投与装置を対象とし、このような投与装置における磨耗の問題を改善し、さらに投与装置を粗バルク材に使用可能とすることを目的としている。
【解決手段】 振動発生器（５２）を備えた振動ファネル（５０）がロータ（３）の給入用開口（５）の上方に設けられていることを特徴とする。

Description

本発明は、注入可能な物質、特に粗可燃物を連続的に重量計測投与する投与装置で、物質の流れが、計量部において瞬間負荷を求めながら、垂直な回転軸を中心に駆動されるロータによってハウジング内を給入用開口から送出用開口まで搬送され、力測定器が、ピボット軸に装着されたハウジングに接続され、ロータによって案内される物質流の瞬間負荷を検出する構成を備えた、注入可能な物質を連続的に重量計測投与する投与装置に関する。

上記の如き投与装置は、本出願人のＷＯ９８／５０７６４から周知であり、かかる装置では、特にセメント焼成過程で円筒状の回転炉を加熱するために投与ロータが設けられ、投与ロータはほぼ放射方向に延びた連行リブによって細分されている。送出用開口からの放出を保証するため、送出用開口は圧縮空気ノズルを備えている。排出端には、供給される各燃料（可燃物）を均質化するために、回転撹拌器が設けられることもある。

上記装置はバルク材を投与するのに最適であるが、大塊坑口炭や褐炭（亜炭）などの粗可燃物を給送する場合だけでなく、その後に続くコンベヤに排出及び給入する場合に、バルク材が突き刺さったり、ブリッジ状態及び塊状態になるため、幾つかの問題が生じることがある。これまで使われている撹拌器は物質の供給におけるそのような障害にほとんど対処できず、さらに鋭いエッジを有する粗物質によって高摩耗を生じる。またそのような搬送上の障害は、測定ひいては計量の結果を著しく不正確にすることがある。

本発明の目的は、上記のような投与装置における磨耗の問題を改善し、さらに投与装置を粗バルク材に使用可能とすることにある。

上記目的は、特許請求の範囲における請求項１に記載の投与装置によって達成される。すなわち、上記目的を達成するために、本発明に係る投与装置は、注入可能な物質、特に粗可燃物を連続的に重量計測投与する投与装置で、物質の流れが、計量部において瞬間負荷を求めながら、垂直な回転軸を中心に駆動されるロータによってハウジング内を給入用開口から送出用開口まで搬送され、力測定器が、ピボット軸に装着されたハウジングに接続され、ロータによって案内される物質流の瞬間負荷を検出する投与装置において、振動発生器を備えた振動ファネルがロータの給入用開口の上方に設けられていることを特徴としている。

振動発生器を有する振動ファネル（漏斗状供給部）を、給入用開口の上方に配置することによって、安全で耐摩耗性の給送が達成される。さらに、主として水平方向に揺動するように振動発生器を配置することで、垂直方向で測定を行うロードセルの測定結果が影響を受けないようにできる。つまり、ハウジング及びハウジング内で回転する投与ロータに、それと対応して設計されたコンペンセータ（補償器）を介して振動も導入可能とすることにより、ハウジングからの送出が固着を防止しながら、高い周波数の振動によって促進される。

さらに、バルク材の搬送流上にホットエアまたは不活性ガスを直接吹き当てる吹き付けノズルにより、物質流の送出が大幅に容易化される。フラットノズルとして形成されるのが好ましい１つ以上のノズルからの噴出ジェットが、投与装置を通過する物質流を放出ステーションにおいて分断し、相互に接着しようとしているバルク材を解きほぐす。従って、搬送される物質流の確実な供給及び投与装置からの完全な放出が達成されるとともに、前記解きほぐしにより、物質流のその後に続く搬送の準備が整えられる。

有利な実施形態においては、連行リブの放射方向外側端が周囲リングと接続され、周囲リングは連行リブよりも高く形成されてバルク材が外側に洩れるのを防ぐ外側境界を与えるばかりでなく、吹き付けノズルのエア流の空間的制限も与える。この構成において、中心のロータハブも高く形成されて、周囲リングとロータハブとの間に渦ゾーンを形成する結果、外側方向と内側方向に向かって制限された糸束（かせ(skein)）状のバルク材が回転流によって正確に搬送される。

なお、本発明のさらに有利な発展形態は、各従属請求項の主題として記載されている。

以下、例示の実施形態を図面に基づき詳しく説明する。
図１及び図２は、ハウジング４内を回転する投与ロータ３（図４参照）で実質上構成される投与装置１を示しており、ハウジング４は給入用開口５と送出用開口７を除き完全に閉じられている。ここで、給入用開口５と送出用開口７は、最大限長い計量部を形成するように相互の位置が配置されている。ハウジング４は後で詳述するように、枠組み２に旋回自在に装着されている。

給入用開口５はシャッタ６を備え、バルク材が貯蔵箱あるいは供給箱から振動するファネル（漏斗状供給部）５０を介してと給入用開口５に供給される。バルク材を解き解すため、振動するホッパー５０は、主として水平方向に揺動する振動発生器５２（コンパクターと称されることもある）を備えている。振動発生器５２は連続的に動作してもよいが、特に困難な種類のバルク材の場合や投与ロータ３における瞬間負荷が小さすぎる場合、もしくは瞬間負荷が大きく変化する場合に接続することもでき、それらの負荷は閾値を定めることによって定義及び検出可能である。

上記の構成により、バルク材の投与装置１への確実な供給が保証される。ここで、振動するホッパー５０は特にコンペンセータ（補償器）５４を介して、フレーム５１内に弾性懸架されている。さらに振動するホッパー５０は、別のコンペンセータ５３によってハウジング４に接続されており、コンペンセータ５３は測定の結果に影響を及ぼさないように振動発生器５２の振動を大部分分断するが、一定の振動部分、特に水平方向の振動部分（図２の矢印Ｖ参照）は通過させ、ハウジング４及びその内部で回転する投与ロータ３に振動を発生させる。その結果、固着が回避され、且つ送出が改善される。

図３に拡大して示すように、２つのピボット軸受１８がスライド（シャッター）６の下方に設けられピボット軸８を形成し、バルク材が装填された際、ハウジング４はピボット軸８を中心に旋回可能である。上方から見ると、ピボット軸８は給入用開口５及び送出用開口７の各中心を通過しており、それぞれ物質の供給及び排出によって生じる誤差の影響を取り除いている。同様に、振動発生器も図１に示すように、垂直軸Ａ上に配置されるのが好ましい。

投与装置１のロータ３を駆動する駆動手段９が設けられ、駆動手段９はここでは例えば、詳述しない電動モータとベベルギアとで構成され、その出力端はロータ３を駆動する垂直軸２５（図４参照）に接続している。本実施形態において、駆動手段９はハウジング４に直接装着され、前記ピボット軸８を中心とした回転運動に追従可能となっている。計量部２に沿ったバルク材の供給及び給送によって生じるピボット軸８を中心とした回転運動時、ハウジング４は枠組み２に固定配置された力測定器１０を支持し、力測定器１０は例えば連結ロッドを介してハウジング４に接続される。

力測定器１０として各種のロードセルを使用できるが、歪み計、剪断力センサなどの直動式センサが用いられる。そうすることで、測定部に沿って搬送される物質流の質量がその都度測定され、瞬間負荷と搬送速度の積を検出することで、流量が求められる。駆動手段９及びロータ３の回転速度を、それ自体は周知でありここでは詳しく示さない制御装置によって再調整し、流量の変更もしくは所定量の設定を行う。

図４から明らかなように、ロータ３の放射方向に延びる連行リブ１１は、ハウジング４の内部高さの一部だけを占めている。給送のため、ホッパー１２がハウジング４の上方ハウジング壁２２を貫いて延び、ホッパー１２は下方放出開口１３を備え、開口１３はベベル（斜面付き）ホッパー１２によって形成されるのが好ましい。本実施形態において、ロータ３の放射方向に配置された連行リブ１１は周囲リング１４によって相互に接続され、その結果ロータ３の高い安定性が得られる。ほぼ上方ハウジング壁２２に至るまで延びた周囲リング１４の更に別の効果として、ホッパー１２の給入用開口５を通って給送されるバルク材が外側に移動するのを防止する。同じことが、後述するブロージェットによってバルク材を解きほぐす場合にも該当する。

好ましい発展形態においては、周囲リング１４の上方リム１５が外側に張り出し、その張り出しフランジがハウジングケース２１に対しわずかな隙間（遊び）を隔てて回転する。ここで、周囲リング１４とハウジングケース２１の間に円周ギャップ１６が形成されており、バルク材のうち細かい粒状物が円周ギャップ１６内に蓄積するのを可能とし、蓄積した粒状物は必要なら補助カム１７によって同じく送出用開口７に搬送される。補助カム１７は例えば、周囲リング１４を連行リブ１１上に置くだけの構成で、連行リブ１１の外側端によって形成されるのが好ましい。尚、送出用開口７は外側縁（周囲リング）１４を超えて放射方向にわずかに突出し円周ギャップ１６と連通しており、円周ギャップ１６内に存在する物質も送出用開口７において下方に落下し、従って瞬間負荷について測定部において検出される。さらに、円周ギャップ１６には放出ゾーンと同様に正圧が加わっており、排出が容易化されるとともに、粒子の固着が防止される。

前述したように、図２は投与装置１の側面図を示しており、特にピボット軸受１８によって形成されるピボット軸８の軸線が示してある。また、ハウジングケース２１と、上方ハウジング壁２２と、例えばネジ接続具２３によって上方ハウジング壁２２に接続された下方ハウジング壁２４とを有する、ハウジング４の構造も示してある。更に、下方コンペンセータ５３を備えた振動ファネル５０が、給入用開口５の上方に一点鎖線で示してある。図１に示した力測定器１０は、最大限の有効レバー（てこ）長を得るようにハウジング４の円周上に配置されているが、ピボット軸８に対してさらに離れた位置あるいは接近した位置に装着してもよい。

投与装置１の上述した構成部品に加え、図４は横断面から見た点線で示す駆動シャフト２５を示しており、駆動シャフト２５は駆動手段９のベベルギアから延び、放射方向に連行リブ１１が配設されたロータハブ２６と接続している。ロータハブカバー２７がロータハブ２６の上方に配置され、周囲リング１４とほぼ同じ高さを有し、周囲リング１４とロータハブカバー２７の間にホッパー１２が実質上嵌め込まれるとともに、送出用開口７が画成される。連行リブ１１は、下方ハウジング壁２４上に支持された摩耗板２８上を回転する。

好ましい実施形態において、ハウジング４内へ突き出たホッパー１２の底端部３０は連行リブ１１の軌道面へ向かって下方に延び、底端部３０の半分が送り方向に面する一方、その送り方向に面した半分は斜面付き放出開口１３を備えている。この構成により、投与装置１の回転運動中、連行リブ１１の上方には糸束（かせ(skein)）状の物質流が形成され、送出用開口７に案内される。ホッパー１２は上方ハウジング壁２２に装着され、例えばゴムバンドなどの可撓性連結片により、スライド６及び振動ファネル５０の接続部片とそれぞれ接続している。好ましくは、ホッパー１２の底端部３０が粗可燃物の大きい塊に対してフレキシブルに設計されるように、底端部３０も可撓性の端部として形成される。

ここで重要なのは、吹き付けノズル３１を、送出用開口７における物質流の真上に配置することである。吹き付けノズル３１の配置により、ホットエアまたは不活性ガスが加圧供給され、物質流が下方に吹き出される。他方においてその配置により、物質流が壊され充分に混合される。従来知られている圧縮空気と比較し、ホットエアは固着物を引き剥がす点に加え、ハウジング４の内部を洗浄する点でも優れている。それと同時に、例えばセメント製造における円筒状の回転炉に至る空圧給送ラインや正圧下で作動するミル（製粉装置）など、下流側のユニットに対して気体バリアが得られる。

実施形態で示した正確に放射方向に延びる配列とは別に、ロータ３の連行リブ１１はわずかに湾曲した形状あるいは（送り方向に沿った）アーチ状にしてもよい。チェック測定を行うために、枠組み２を含む投与装置１を、枠組み２の床領域に設けたロードセル（図示せず）上に支持することもできる。この場合、チェック用のロードセルは上記の制御／調整装置と接続され、標準入力（可燃物の消費量）に応じて供給箱から連続的な供給が行えるようにする。

本発明に関わる投与装置の横方向正面図。 本発明に関わる投与装置を９０°回転した側面図。 本発明に関わる投与装置のハウジング周囲の拡大側面図。 図３に対応する本発明に関わる投与装置の断面図。

符号の説明

１…投与装置、
２…枠組み、
３…ロータ、
４…ハウジング、
７…送出用開口、
８…ピボット軸、
１４…周囲リング、外側縁、
１６…円周ギャップ、
１７…補助カム、
３１…吹き付けノズル、
５０…振動ファネル、
５１…フレーム、
５２…振動発生器。

Claims (11)

1. 注入可能な物質、特に粗可燃物を連続的に重量計測投与する投与装置で、物質の流れが、計量部において瞬間負荷を求めながら、垂直な回転軸を中心に駆動されるロータによってハウジング内を給入用開口から送出用開口まで搬送され、力測定器が、ピボット軸に装着されたハウジングに接続され、ロータによって案内される物質流の瞬間負荷を検出する投与装置において、
   振動発生器（５２）を備えた振動ファネル（５０）がロータ（３）の給入用開口（５）の上方に設けられていることを特徴とする投与装置。
2. 前記振動ファネル（５０）は、フレーム（５１）内のコンペンセータ（５４）と、懸架方式で特に空間内のあらゆる方向に自由に揺動自在に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の投与装置。
3. 前記振動ファネル（５０）は、ハウジング（４）と一体のコンペンセータ（５３）に接続されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の投与装置。
4. 前記振動発生器（５２）は、主に水平面内で揺動するように設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１つに記載の投与装置。
5. 前記振動発生器（５２）は、垂直方向において前記ハウジング（４）のピボット軸（８）と一致するように配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１つに記載の投与装置。
6. 前記振動発生器（５２）は、連続的に作動されることを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１つに記載の投与装置。
7. 円周ギャップ（１６）を形成する周囲リング（１４）を備えた前記ロータ（３）は、前記ハウジング（４）の直径よりわずかに小さい直径を有し、上方リム（１５）が外方向に延出して形成され、前記円周ギャップ（１６）を覆うことを特徴とする請求項１〜請求項６項の何れか１つに記載の投与装置。
8. 補助カム（１７）が前記円周ギャップ（１６）に設けられ、送出用開口（７）が外側縁（１４）を超えて放射方向に突き出て、前記円周ギャップ（１６）と連通することを特徴とする請求項７に記載の投与装置。
9. 吹き付けノズル（３１）が、送出用開口（７）の上方に配置されて下方に向けられており、特に不活性ガスまたはホットエアで作動することを特徴とする請求項１の前文または請求項１〜請求項８の何れか１つに記載の投与装置。
10. 重量チェックのため、前記投与装置（１）は枠組み（２）を含めロードセル上に支持されることを特徴とする請求項１〜請求項９の何れか１つに記載の投与装置。
11. 前記振動ファネル（５０）は、変動する瞬間負荷が小さすぎる場合あるいは設定しきい値を超える場合に作動可能であることを特徴とする請求項１〜請求項１０項の何れか１つに記載の投与装置。

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