JP2000296320A - 粉体と液体との混合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 粉末活性炭等の粉体の投入口付近において閉
塞の問題を生じさせることなく、粉体と液体とを十分に
混合させることができる粉体と液体との混合装置を提供
する。 【解決手段】 粉体と液体との混合装置１０は、上部の
粉体受入口１２から下部の粉体排出口１３にかけて水平
断面が縮小する案内部材１１と、吸引口１５aが粉体排
出口１３に接続されるエジェクタ１５と、エジェクタ１
５に液体を供給する第１の液体供給手段１６，１７，１
８と、案内部材１１の内壁面に液体を伝わせ流下させる
べく案内部材に液体を供給する第２の液体供給手段２
２，２７，２８，１８とを備えている。これによって、
粉末活性炭をエジェクタ１５内に安定的、かつ確実に導
くことができ、粉末活性炭と水とを安定的かつ確実に混
合することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粉体と液体との混
合装置に関し、特に粉末活性炭と水とを混合して活性炭
スラリーを製造するための混合装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】粉体と液体との混合装置、例えば浄水設
備で使用される粉末活性炭と水との混合装置として、例
えば特開平９−１５５３３４号公報に開示されているよ
うなものが知られている。

【０００３】図５は、特開平９−１５５３３４号公報に
開示されている混合装置の構成を示している。図示のと
おり、混合装置８０は、粉末活性炭を投入するための投
入口８１が形成されたカバー８２と、逆円錐形の壁面よ
りなる混合部８３とを備え、カバー８２の円周方向にお
ける複数箇所にはライン８４を介して図示しない給水源
に接続されたスプレーノズル８５が配設されている。そ
して、投入口８１より投入されて混合装置８０内を落下
する粉末活性炭に向かって、各スプレーノズル８５より
水が噴射されるようになっており、この水の噴射により
粉末活性炭が水と十分に混合されてスラリー化されるよ
うになっている。そして、スラリー化された粉末活性炭
は、移送手段としてのエジェクタ８６の吸引口８７より
吸引され、配管８８を介して図示しない活性炭接触槽へ
移送されるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の混合装
置では、混合装置内を落下する粉末活性炭に対してスプ
レーノズルより水を噴射しているので、混合装置内はミ
ストが充満した状態となる。従って、混合装置の投入口
付近の内壁は湿潤状態となり、当該部分に粉末活性炭が
付着して徐々に成長してゆき、投入口が閉塞してしまう
おそれがあった。この投入口の閉塞の問題を解決すべ
く、必要以上に投入口を大きくし、図示しない定量供給
機と接続している接続管の形状を投入口に合致する大き
さで下側を裾広がりにし、投入口付近に粉末活性炭を付
着しにくくする構成を採ることも考えられるが、投入口
が広くなった分だけミストが接続管を通って定量供給機
まで上昇しやすくなり、定量供給機の壁面に粉末活性炭
が付着して定量供給機が閉塞してしまうおそれがあっ
た。さらに、定量供給機と接続している接続管に乾燥圧
縮空気を供給して閉塞を防止することも考えられるが、
装置構成が複雑化し、コストの上昇を招くという問題が
あった。

【０００５】そこで本発明は、粉末活性炭等の粉体の投
入口付近において閉塞の問題を生じさせることなく、粉
体と液体とを十分に混合させることができる粉体と液体
との混合装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意検討した結果、エジェクタを粉体と液
体との混合物の移送手段としてのみ使用するだけでな
く、粉体を直接エジェクタに供給して粉体と液体との混
合手段としても使用することを考えた。そして、粉体を
エジェクタに安定的、かつ確実に導くためには、エジェ
クタの吸引口に向かって液体を供給して粉体とともに吸
引させる必要があることを見出し、本発明を完成するに
至った。即ち、本発明の粉体と液体との混合装置は、上
部の粉体受入口から下部の粉体排出口にかけて水平断面
が縮小する案内部材と、吸引口が粉体排出口に接続され
るエジェクタと、エジェクタに液体を供給する第１の液
体供給手段と、案内部材の内壁面に液体を伝わせ流下さ
せるべく案内部材に液体を供給する第２の液体供給手段
と、を備えたことを特徴とする。

【０００７】かかる構成としたことにより、第１の液体
供給手段によりエジェクタ内に液体を供給すると、エジ
ェクタは吸引口より流体の吸引を始める。そして、粉体
受入口より受け入れられ、粉体排出口に向かって落下し
てきた粉体が、第２の液体供給手段によって案内部材の
内壁面を伝うように供給された液体とともに、エジェク
タの吸引口よりエジェクタ内に吸引される。そして、第
１の液体供給手段により供給された液体と吸引口より吸
引された粉体及び液体とがエジェクタ内で混合され、ス
ラリー化された粉体が所望の場所まで移送される。ま
た、粉体排出口に向かって落下してきた粉体のうちの一
部は、落下するにつれて放射状に広がって案内部材の内
壁面に落下する。そして、これら一部の粉体は、案内部
材の内壁面を伝って流れる液体とともに粉体排出口に向
かって流され、吸引口よりエジェクタ内に吸い込まれ
る。そして、粉体と液体とが混合されてスラリー化さ
れ、所望の場所まで移送される。このように、案内部材
の内壁面を伝って粉体排出口、すなわちエジェクタの吸
引口に向かって液体が供給されているため、粉体をエジ
ェクタ内に安定的、かつ確実に導くことができ、粉体と
液体とを安定的かつ確実に混合することができる。ま
た、粉体に対して液体を噴射して混合させるものではな
いため、ミストが発生せず、粉体受入口を従来のような
投入口を有するカバーで覆った場合でも、投入口付近に
粉体が付着することはなく、閉塞が起こるおそれがな
い。また、ミストの問題を避けるべく、投入口を必要以
上に大きくして接続管の形状を変更する必要がないた
め、設計が簡単化されるとともに、ミストが粉体供給機
まで上昇して粉体供給機の閉塞を起こすおそれもない。
さらに、粉体供給機との接続管に乾燥圧縮空気を送る必
要がなく、装置構成を単純化できるとともに、コストの
上昇を抑制することができる。

【０００８】また、本発明の粉体と液体との混合装置
は、第２の液体供給手段は、案内部材を間隙を持って取
り囲む槽を備え、案内部材と槽との間の環状空間に液体
を供給するようになっていることを特徴としてもよい。
このようにすれば、槽と案内部材との間の環状空間に液
体が溜まり、液位が粉体受入口の高さまで達したとき、
案内部材と槽との間の間隙より液体が越流し、粉体受入
口から案内部材の内壁面を伝って粉体排出口に向かって
流れ込む。

【０００９】また、本発明の粉体と液体との混合装置
は、槽の側面には、環状空間と連通される槽内の液位監
視用の管が接続されていることを特徴としてもよい。こ
のようにすれば、管内の液位を測定することで、槽内の
液位を測定することができる。そして、液詰まり等によ
り槽内の液位が異常に高くなったときは、装置の運転を
停止する等の処置を施すことで、装置の故障の拡大を未
然に防止することができる。また、管にオーバーフロー
口を設ければ、槽内の余分な液体を外部に逃がすことが
できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態を説明する。なお、同一の要素には同一の符
号を付し、重複する説明を省略する。図１は、本発明の
実施形態にかかる粉体と液体との混合装置を概略的に示
したものである。なお、本実施形態では、粉体として粉
末活性炭を、液体として水を想定し、例えば浄水設備で
使用される粉末活性炭と水との混合装置について説明す
る。

【００１１】図示の通り、粉末活性炭と水との混合装置
（以下「混合装置」という。）１０は、いわゆるじょう
ご状の案内部材１１を備えている。この案内部材１１
は、上部に粉体受入口１２が、また下部に粉体排出口１
３が設けられた逆円錐形の傾斜板１４により形成されて
おり、粉体排出口１３には吸引口１５aを介してエジェ
クタ１５が接続されている。このエジェクタ１５は、粉
末活性炭と水とを混合する混合手段として利用されると
ともに、スラリー化した粉末活性炭を移送する移送手段
として利用されている。

【００１２】図２は、エジェクタ１５の内部構造を示す
断面図である。エジェクタ１５の内部には、三方に開口
された流路が形成されており、それぞれ開口部が流入口
１５b、吸引口１５a、流出口１５cとして機能してい
る。そして、流入口１５ｂより流入した圧力水は、ノズ
ル部１５dより流出口１５cへ向かって高速で噴射され、
この水の速度エネルギが圧力エネルギに変換されること
で、吸引口１５aより粉末活性炭を吸引して混合し、流
出口１５cより圧力水とともに排出するようになってい
る。このエジェクタ１５の流入口１５bには、自動弁１
６を備えたライン１７を介して給水源１８が接続されて
おり、流出口１５cには、自動弁１９を備えたライン２
０を介して図示しない活性炭接触槽が接続されている。
このように、給水源１８、自動弁１６、ライン１７によ
り第１の液体供給手段が構成されている。

【００１３】また、混合装置１０は、案内部材１１を間
隙２１を持って取り囲むエジェクタ供給槽２２を備えて
いる。エジェクタ供給槽２２は、粉末活性炭を投入する
ための投入口２３が形成されたカバー２４と、円筒状の
側面部２５と、底面部２６とから構成されている。そし
て、側面部２５と底面部２６と案内部材１１との間に環
状の空間が形成され、当該環状空間に給水源１８より自
動弁２７を備えたライン２８を介して水が溜まり込むよ
うになっており、当該環状空間が液溜め部２９として機
能している。

【００１４】また、エジェクタ供給槽２２の側面部２５
の下方には、液溜め部２９と連通するＬ字管３０が接続
されている。Ｌ字管３０には液位計３１が浸漬されてお
り、エジェクタ供給槽２２内の液位を測定できるように
なっている。そして、エジェクタ供給槽２２内の液位が
何らかの原因（例えば自動弁１９の故障によるライン２
０の閉鎖や、エジェクタ１５の吸い込み不良など）で許
容値を超えた場合は、警報を発し、自動弁１６，２７を
封鎖して給水を停止したり、図示しない定量供給機の運
転を停止して粉末活性炭の供給をストップするようにな
っている。また、Ｌ字管３０にはオーバーフロー口３２
が形成されており、オーバーフロー口３２よりエジェク
タ供給槽２２内の余分な水が外部へ排出されるようにな
っている。なお、オーバーフロー口３２はエジェクタ供
給槽２２の安全装置としても機能している。即ち、エジ
ェクタ供給槽２２内は、エジェクタ１５の吸引作用によ
り負圧になるが、この負圧が許容値以上になるとエジェ
クタ供給槽２２が潰れてしまうおそれがある。従って、
エジェクタ供給槽２２内の負圧が許容値以上になると、
オーバーフロー口３２より空気が吸い込まれてエジェク
タ供給槽２２内に送られるようになっている。

【００１５】次に、上記実施形態にかかる混合装置を備
えた粉末活性炭注入装置について説明する。

【００１６】図３に示す通り、粉末活性炭注入装置４０
は、密閉構造の活性炭サイロ４１を備えている。活性炭
サイロ４１の側面部上方には、タンクローリ４２によっ
て搬入される粉末活性炭をエア輸送により受け入れるた
めの受入配管４３が接続されており、この受入配管４３
には受入弁Ｖ２が設けられている。

【００１７】活性炭サイロ４１の頂部には集塵機４４が
配設されており、集塵機４４と大気とを結ぶライン４５
上には、排気弁Ｖ１が設けられている。この集塵機４４
は、受入配管４３を介してエア輸送により送られてきた
粉末活性炭と空気とを分離するためのものであり、分離
された粉末活性炭は活性炭サイロ４１に貯蔵され、空気
は排気弁Ｖ１及びライン４５を介して大気中に放出され
るようになっている。集塵機４４としてはバグフィルタ
式のものが使用され、集塵機４４にライン４６及び電磁
弁ＳＶ２を介して図示しない乾燥圧縮空気源より乾燥圧
縮空気をパルス状に供給することによって、ダストの払
い落としができるようになっている。

【００１８】また、活性炭サイロ４１側面部上方には、
一端が図示しない乾燥圧縮空気源に接続された乾燥圧縮
空気供給配管４７が接続されている。乾燥圧縮空気供給
配管４７には圧力調整弁としての電磁弁ＳＶ１が配設さ
れており、また活性炭サイロ４１の上面部には上下限２
接点付圧力計（ＰＩＣ）４８が配設されており、活性炭
サイロ４１内の圧力を調整できるようになっている。即
ち、活性炭サイロ４１内が設定圧以下になると電磁弁Ｓ
Ｖ１が開放され、乾燥圧縮空気が活性炭サイロ４１に供
給され、設定圧になると電磁弁ＳＶ１が閉鎖されるよう
になっている。これによって、貯蔵中の粉末活性炭が空
気中の水分を吸って含水率が高くなることをなくし、粉
末活性炭が粉末活性炭サイロ４１から混合装置１０に容
易に排出されるようになっている。

【００１９】また、活性炭サイロ４１の側面部には、ロ
ードセル４９が配設されており、活性炭サイロ４１内の
粉末活性炭の量が測定されるようになっている。また、
活性炭サイロ４１内には図示しない粉面計が配設されて
おり、粉末活性炭サイロ４１内の粉末活性炭の粉面が、
受入時において異常に高くなったり、使用中において異
常に低くなったときに警報が出されるようになってい
る。

【００２０】活性炭サイロ４１の下部には、逆円錐型の
コーン部４１aが形成されている。このコーン部４１aの
下方にはロータリバルブ５０及びバタフライ弁５１が配
設され、ロータリバルブ５０によって粉末活性炭の切り
出しを行うことができると共に、バタフライ弁５１によ
って計量ホッパ５２内の粉末活性炭の量を調節すること
ができるようになっている。

【００２１】また、コーン部４１aにはエアレーション
装置５３が配設されている。エアレーション装置５３
は、コーン部４１aの円周方向における８箇所及び上下
方向における３箇所に配設されており、活性炭サイロ４
１内に開口する図示しないノズルにより構成されてい
る。当該ノズルは、乾燥圧縮空気供給配管５４を介して
図示しない乾燥圧縮空気源に接続されており、当該ノズ
ルを介して乾燥圧縮空気が活性炭サイロ４１内にパルス
状に吹き込まれるようになっている。これにより、コー
ン部４１aにおいてロータリバルブ５０の切り出しに伴
うブリッジの形成が防止され、粉末活性炭を活性炭サイ
ロ４１から円滑に排出できるようになっている。なお、
当該ノズルの数は、本実施形態のものに制限されず適宜
変更することができる。

【００２２】また、コーン部４１aの外壁面にはバイブ
レータ５５が取り付けられており、コーン部４１aの壁
面を振動させることで、前述したエアレーション装置５
３とともにロータリバルブ５０の切り出しに伴うブリッ
ジの形成を防止している。なお、バイブレータ５５の代
わりに振動排出機を使用してもよい。

【００２３】バタフライ弁５１の下方には計量ホッパ５
２が配設されている。計量ホッパ５２にはロードセル５
６が設けられており、ロータリバルブ５０及びバタフラ
イ弁５１を介して活性炭サイロ４１より計量ホッパ５２
内に供給された粉末活性炭の量を測定するようになって
いる。そして、計量ホッパ５２内の粉末活性炭の量が設
定値以下になるとバタフライ弁５１が開かれ、ロータリ
バルブ５０を作動させて粉末活性炭が計量ホッパ５２内
に補充されるようになっている。

【００２４】また、計量ホッパ５２の下方には、フラッ
シングを防止する構造を備えたテーブルコンベア式の定
量供給機５７が配設されており、計量ホッパ５２と直結
されている。そして、定量供給機５７によって所定量の
粉末活性炭が混合装置１０に排出されるようになってい
る。この場合、粉末活性炭の排出量はロードセル５６に
よって測定され、時間当たりの排出量が一定となるよう
に定量供給機５７の排出量が制御される。なお、排出量
は、（原水処理量×注入率）によって設定される。

【００２５】そして、定量供給機５７の排出口５８の真
下には、前述した構成の混合装置１０が配設されてお
り、定量供給機５７の排出口５８と混合装置１０の投入
口２３とが接続管５９を介して接続されることで、定量
供給機５７と混合装置１０とが接続されている。

【００２６】次に、上記実施形態の作用、特に混合装置
１０の作用について説明する。

【００２７】まず、自動弁１６，１９を開放し、ライン
１７を介して給水源１８よりエジェクタ１５へ給水を開
始する。次に自動弁２７を開放し、ライン２８を介して
給水源１８よりエジェクタ供給槽２２へ給水を開始す
る。すると、液溜め部２９に水が溜まり始め、その水位
が粉体受入口１２の高さまで達したときに、間隙２１か
ら粉体受入口１２を越流し、案内部材１１の傾斜板１４
の内壁面を伝って粉体排出口１３に向かって水が流れ始
める。その後に、定量供給機５７の運転を開始する（装
置の停止作業は上記の逆の手順で行う）。なお、エジェ
クタ供給槽２２への水の供給量は、案内部材１１の傾斜
板１４の内壁面全体に水膜ができる程度の水量でよく、
水量の目安としては粉末活性炭濃度が１０〜２０［重量
%］程度になるように設定する。

【００２８】定量供給機５７の排出口５８より排出され
た粉末活性炭は、接続管５９を通ってエジェクタ供給槽
２２に送られる。そして、投入口２３から投入された粉
末活性炭は、エジェクタ供給槽２２内を案内部材１１に
向かって落下する。そして、案内部材１１の粉体受入口
１２より受け入れられ、粉体排出口１３に落下してきた
粉末活性炭は、案内部材１１の傾斜板１４の内壁面を伝
って流れてきた水とともに、吸引口１５aよりエジェク
タ１５内に吸い込まれ、粉末活性炭と水とが混合され活
性炭スラリーが形成される。そして、活性炭スラリーは
ライン２０を介して図示しない活性炭接触槽に移送され
る。また、粉体排出口１３に向かって落下してきた粉末
活性炭のうちの一部は、落下するにつれて放射状に広が
って案内部材１１の傾斜板１４の内壁面に落下する。こ
のとき、傾斜板１４の内壁面には間隙２１より越流して
きた水が流れているため、これら一部の粉末活性炭は、
傾斜板１４の内壁面を流れる水とともに粉体排出口１３
に向かって流され、吸引口１５aよりエジェクタ１５内
に吸い込まれて、粉末活性炭と水とが混合され活性炭ス
ラリーが形成される。そして、活性炭スラリーはライン
２０を介して図示しない活性炭接触槽に移送される。

【００２９】このように、案内部材１１の傾斜板１４の
内壁面を伝ってエジェクタ１５の吸引口１５aに向かっ
て水が供給されているため、粉末活性炭をエジェクタ１
５内に安定的、かつ確実に導くことができ、エジェクタ
１５内で粉末活性炭と水とを安定的かつ確実に混合する
ことができる。また、エジェクタ１５に粉末活性炭を直
接供給する構成であり、混合装置１０内に粉末活性炭の
スラリー化のための滞留空間を取る必要がないため、混
合装置１０の大きさを小さくすることができる。また、
運転開始から粉末活性炭注入までの所要時間は、ほぼエ
ジェクタ１５から注入点までのライン２０内の通過所要
時間であり、即時に活性炭注入を開始することができる
ため、作業性が向上されている。また、粉末活性炭に対
して水を噴射して混合させる構成ではないため、エジェ
クタ供給槽２２内にミストが発生することがなく、投入
口２３付近に粉末活性炭が付着して閉塞が起こるおそれ
がない。また、ミストの問題を避けるべく、投入口２３
を必要以上に大きくし、これに合致するように接続管５
９の形状を変更する必要がないため、設計が簡単化さ
れ、かつミストが定量供給機５７まで上昇して定量供給
機５７の閉塞を起こすおそれもない。さらに、定量供給
機５７との接続管５９に乾燥圧縮空気を送る必要がなく
なり、装置構成を単純化できるとともに、コストの上昇
を抑制することができる。

【００３０】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ことなく種々の変形が可能である。

【００３１】例えば、本実施形態では、案内部材１１を
間隙２１を持ってエジェクタ供給槽２２にて取り囲み、
案内部材１１とエジェクタ供給槽２２との間に形成され
た液溜め部２９に、ライン２８を介して給水源１８より
水を供給することで第２の液体供給手段を構成したが、
図４に示すように、案内部材１１の粉体受入口１２を投
入口７０が形成されたカバー７１で覆い、粉体受入口１
２とカバー７１との接合部付近の円周方向の複数地点に
液流入部７４を設け、自動弁７２を有するライン７３を
介して給水源１８より案内部材１１の内壁面を伝って粉
体排出口１３に向かって水が流れ込むように水を供給す
ることで、第２の液体供給手段を構成してもよい。この
ようにしても、粉末活性炭をエジェクタ１５内に安定
的、かつ確実に導くことができ、粉末活性炭と水とを安
定的かつ確実に混合することができる。

【００３２】また、エジェクタ供給槽２２の側面部２５
の形状を直方体とし、案内部材１１が逆四角錐形の傾斜
板より形成されることとする等、エジェクタ供給槽２２
の側面部の形状や案内部材１１の形状を変更してもよ
い。

【００３３】また、混合装置１０は、粉末活性炭と水と
の混合に使用されるだけでなく、消石灰等の粉体と、水
以外の液体との混合に使用してもよい。

【００３４】

【発明の効果】本発明では、粉末活性炭等の粉体の投入
口付近において閉塞の問題を生じさせることなく、粉体
と液体とを十分に混合させることができる粉体と液体と
の混合装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態にかかる混合装置を示す概略
図。

【図２】エジェクタの内部構造を示す断面図。

【図３】実施形態にかかる混合装置を備えた粉末活性炭
注入装置を示す概略図。

【図４】本発明の実施形態にかかる混合装置の別形態を
示す概略図。

【図５】従来の混合装置を示す概略図。

【符号の説明】

１０…混合装置、１１…案内部材、１２…粉体受入口、
１３…粉体排出口、１５…エジェクタ、１６…自動弁、
１７…ライン、１８…給水源、２１…間隙、２２…エジ
ェクタ供給槽、２７…自動弁、２８…ライン、２９…液
溜め部、３０…Ｌ字管。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上部の粉体受入口から下部の粉体排出口
   にかけて水平断面が縮小する案内部材と、 吸引口が前記粉体排出口に接続されるエジェクタと、 前記エジェクタに液体を供給する第１の液体供給手段
   と、 前記案内部材の内壁面に液体を伝わせ流下させるべく前
   記案内部材に液体を供給する第２の液体供給手段と、を
   備えた粉体と液体との混合装置。
2. 【請求項２】 前記第２の液体供給手段は、前記案内部
   材を間隙を持って取り囲む槽を備え、前記案内部材と前
   記槽との間の環状空間に液体を供給するようになってい
   る請求項１に記載の粉体と液体との混合装置。
3. 【請求項３】 前記槽の側面には、前記環状空間と連通
   される前記槽内の液位監視用の管が接続されている請求
   項２に記載の粉体と液体との混合装置。