JP2002128271A - 超微粒子輸送用バキュームコンベア - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 付着力の強い粒径１μｍ以下の超微粒子の空
気輸送に適したバキュームコンベヤを提供する。 【解決手段】 バキュームコンベア（10）の本体（22）
および排出漏斗（64）の内側には微多孔性の隔膜（28、
68）が配置してあり、その内側に圧縮空気を噴出させる
ようになっている。入口管（26）は吸引室（24）の中央
に指向させてある。吸引室（24）の上部にはエアブラス
ト装置（54）が設けてあり、周期的にフィルター（50）
の逆洗を行うと共に、微多孔性隔膜（28）の内壁に付着
した超微粒子の塊り（90）を払い落とすようになってい
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、真空吸引により粉
体を空気輸送するためのバキュームコンベヤに関する。
本発明は、特に、超微粒子（粒径１μｍ以下の粒子）を
空気輸送するに適したバキュームコンベヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】粉体を或る場所から他の場所へ輸送する
にあたり、真空吸引により粉体を空気輸送するようにな
ったバキュームコンベヤが広く使用されている。一般
に、バキュームコンベヤは、吸引室を画成する円筒形の
本体と、本体の下に接続された漏斗状の排出部（多くの
場合その出口は排出ダンパーで開閉されるようになって
いる）と、吸引室内の空気を真空吸引するためのバキュ
ーム発生装置と、吸引室から吸引される空気を濾過する
フィルターを備えている（例えば、特開2000-109181号
公報参照）。本体には吸引室に対して接線方向に開口す
るように入口管が取付けてあり、吸引室内に吸引された
空気流に旋回流を発生させて遠心分離作用により粉体の
沈降を促進するようになっている。

【０００３】バキューム発生装置を作動させると、粉体
と空気との混合物は真空の作用により吸引室内に吸引さ
れる。吸引室内に発生する旋回流の遠心分離作用により
粉体は沈降して漏斗状排出部に溜まり、浮遊粉塵を含ん
だ空気はフィルターで濾過された上で外部に放出され
る。漏斗状排出部に溜まった粉体は排出ダンパーを随時
開けることによりバキュームコンベア外に排出される。

【０００４】粉体の汚染防止や洗浄容易性や耐久耐食性
などの見地から、円筒形本体や漏斗状排出部のようなバ
キュームコンベアの主要な構成部品は一般にステンレス
鋼板で形成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】今日では製造技術の進
歩により粒径が１μｍ以下の超微粒子が製造可能とな
り、種々の用途に使用されている。例えば、繊維強化樹
脂などの充填材に用いるシリカ粉末は超微粒子の形で提
供されている。そこで、産業界には、粒径１μｍ以下の
超微粒子をバキュームコンベアで空気輸送したいという
要請がある。ところが、超微粒子を空気輸送するにあた
り当面する問題点は、通常の粒径の粉体と異なり、超微
粒子では粒子間付着力の影響が非常に大きいということ
である。その理由は、粒径が非常に小さいので、ファン
デルワールス力により粒子間に働く付着力が重力の作用
に対して相対的に非常に大きくなるからである。また、
超微粒子には、ステンレス鋼のような金属に対して強い
付着力或いは親和性を呈するという性質がある。

【０００６】このように、超微粒子は、非常に大きな粒
子間付着力を呈すると共に、金属に対して大きな付着力
を呈するので、バキュームコンベアで空気輸送する場合
には、超微粒子はバキュームコンベアの本体の内壁に厚
く付着堆積し、ブリッジを形成する。その結果、吸引室
への真空吸引および吸引室からの排出が不可能或いは著
しく困難になる。

【０００７】本発明の目的は、バキュームコンベアを改
良し、超微粒子のような微細な粉体を円滑に空気輸送す
ることの可能なバキュームコンベアを提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、吸引室を画成
する円筒形の本体と、漏斗状の排出部とを備えたバキュ
ームコンベアにおいて、円筒形本体および漏斗状排出部
から内側に離間して配置されそれらとの間に空気充満室
を形成する微多孔性の隔膜と、空気充満室に圧力空気を
供給する手段とを設けたことを特徴とするものである。

【０００９】バキュームコンベアの作動時には、微多孔
性隔膜を通ってその内側に向かって圧力空気を噴射させ
る。本体の入口管から空気流と共に吸引室内に吸引され
た粉体が吸引室内で速度を失うに伴い、微多孔性隔膜か
ら噴射された圧力空気の作用により粉体は反撥せられ、
微多孔性隔膜へ付着するのが阻止される。

【００１０】好ましい実施態様においては、本体に設け
た入口管はそれを通って吸引室内に吸引された空気流に
旋回流が発生しないように吸引室のほぼ中央に指向させ
てある。また、吸引室の上部には吸引室に向かって間欠
的にエアブラストを噴射するエアブラスト装置が設けて
あり、作動に伴い微多孔性隔膜に付着した粉体を払い落
とすようになっている。

【００１１】このように、吸引室内に旋回流が発生しな
いように入口管を吸引室のほぼ中央に向かって真直ぐに
指向させたので、入口管から空気流と共に吸引室内に吸
引された粉体は、入口管に直径方向に相対峙する領域で
微多孔性隔膜に付着してそこに堆積し、粉体の塊りを形
成するであろう。図面を参照しながら後述するように、
この粉体の塊りの一部は、エアブラスト装置からエアブ
ラストを随時噴射することにより崩落せられるので、粉
体の塊りが大きく成長することがなく、微多孔性隔膜に
は限られた量の粉体しか付着しない。

【００１２】好ましい実施態様においては、バキューム
コンベアはバキューム発生装置が吸引室から吸引する空
気を濾過するフィルターを備え、エアブラスト装置はフ
ィルターの下流側に配置されている。この実施態様で
は、エアブラスト装置はフィルターの逆流洗浄機構も兼
ねている。

【００１３】他の実施態様においては、バキュームコン
ベアの本体に間欠的に機械的衝撃又は振動を与える手段
を設け、作動に伴い微多孔性隔膜に付着した粉体を払い
落とす。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１を参照するに、図示した実施
例では、バキュームコンベア１０は吸引モジュール１２
と排出モジュール１４とトップカバー１６とで構成され
ている。吸引モジュール１２と排出モジュール１４とは
複数のバックル１８のような締結装置によって分離自在
に連結され、排出モジュール１４とトップカバー１６も
複数のバックル２０などによって分離自在に連結されて
いる。

【００１５】吸引モジュール１２はステンレス鋼板など
で形成された円筒形の本体２２を備え、この本体２２の
内部には吸引室２４が画成されている。本体２２には輸
送用空気と粉体との混合物を吸引室２４内に吸引するた
めの入口管２６が溶接などにより取付けてある。図５か
ら良く分かるように、入口管２６は吸引室２４の中央に
向かって指向させてある。入口管２６はステンレス鋼板
などで形成するのが好ましい。

【００１６】図１、図４および図５を参照するに、本体
２２の内側には、微多孔性高密度ポリエチレンシートな
どからなる円筒形に成形された微多孔性隔膜２８が配置
してある。微多孔性隔膜２８は本体２２から内側に離間
してあり、本体２２と微多孔性隔膜２８との間には環状
の空気充満室３０が形成されている。図４から良く分か
るように、空気充満室３０の下端は、溝付きリング３２
とこのリング３２の溝に装着された環状のリップシール
部材３４からなるシール装置３６によってシールされて
いる。図面を簡素化するため図１には模式的にしか示さ
なかったが、空気充満室３０の上端もこの下部シール装
置３６と同様のシール装置３８によってシールされてい
る。シール装置３６および３８の溝付きリング３２は微
多孔性隔膜２８の外周面に接着などにより固定すること
ができ、リップシール部材３４のリップは本体２２の内
周面に摺動可能に密着している（図４）。このようにリ
ップシール型のシール装置３６および３８を用いて本体
２２と微多孔性隔膜２８との間をシールするようにした
ので、微多孔性隔膜２８を摺動させながら本体２２の内
側に差し込むだけで容易に微多孔性隔膜２８を本体２２
に装着することができる。

【００１７】本体２２には空気充満室３０に開口した圧
縮空気供給用のニップル４０（図１）が取付けてある。
この圧縮空気供給用ニップル４０は適当なホース（図示
せず）を介してエアコンプレッサのような圧縮空気源に
接続され、空気充満室３０に圧縮空気を供給する。空気
充満室３０に圧縮空気を吹き込むと、空気は微多孔性隔
膜２８を通過して吸引室２４へと噴出する。入口管２６
の内側には樹脂材料からなる内管４２が挿入してあり、
入口管２６を通って吸引室２４に吸引される空気と粉体
（超微粒子）との混合物が直接にステンレス鋼板製の入
口管２６に接触しないようになっている。

【００１８】トップカバー１６には圧縮空気により作動
するエジェクター４４などからなるバキューム発生装置
が設けてあり、吸引室２４内の空気を吸引して排気口４
６から放出するようになっている。

【００１９】エジェクター４４が吸引室２４から吸引す
る空気はフィルターによって濾過されるようになってい
る。このため、本体２２の上部縁には下方に凹んだフィ
ルター支持板４８が搭載してある。このフィルター支持
板４８の底板には複数の穴が開けてあり、夫々の穴には
上部フランジ付きのフィルター５０が通してある。フィ
ルター５０の上部フランジをフィルター支持板４８の底
板に支持することによりフィルター５０はフィルター支
持板４８から懸垂されている。図示した実施例では、フ
ィルター５０には菊花型エレメントが使用してあり、円
周方向に離間して例えば６個配置してある。

【００２０】フィルター支持板４８の凹みはエアブラス
ト装置収納室５２を構成するもので、この収納室５２に
はエアブラスト装置５４が配置されている。エアブラス
ト装置５４は各フィルター５０毎に設けてある。エアブ
ラスト装置５４は、フィルター５０の内側に向かって間
欠的にエアブラストを噴射することにより、フィルター
５０に付着した粉体を払い落としてフィルター５０を逆
洗するためのものである。エアブラスト装置５４は、ま
た、後述するように吸引室２４に向かって間欠的にエア
ブラストを噴射することにより、微多孔性隔膜２８に付
着した粉体を払い落とす役割も有する。

【００２１】図７に示したように、夫々のエアブラスト
装置５４は、圧縮空気を貯蔵するアキュームレータタン
ク５６と、アキュームレータ５６内の圧縮空気を急速開
放する急速排気弁５８で構成されており、急速排気弁５
８はフィルター５０の上部開口に指向させてある。急速
排気弁５８はホース６０を介してエアコンプレッサのよ
うな圧縮空気源（図示せず）に接続することができ、圧
縮空気はアキュームレータ５６に貯蔵される。

【００２２】吸引室２４内の空気流から沈降した粉体お
よび逆洗によりフィルター５０から払い落とされた粉体
は排出モジュール１４内に溜まる。図１から図４を参照
するに、図示した実施例では、排出モジュール１４は、
ステンレス鋼板などで形成された円筒形の外筒６２と排
出漏斗（排出コーン）６４を有する。図４から良く分か
るように、排出漏斗６４の上部フランジは環状のパッキ
ン６６を介して外筒６２に支持されている。

【００２３】ステンレス鋼板の排出漏斗６４の内側に
も、微多孔性高密度ポリエチレンシートなどからなる微
多孔性隔膜６８が排出漏斗６４から離間して配置してあ
る。排出モジュール１４の微多孔性隔膜６８は排出漏斗
６４の形状に合わせて漏斗状に成形してあり、排出漏斗
６４と微多孔性隔膜６８との間には環状かつ漏斗状の空
気充満室７０が形成されている。空気充満室７０の下端
は吸引モジュール１２の前記シール装置３６、３８と同
様のリップ型シール装置７４（図３。図面を簡素化する
ため模式的にしか示してない）によってシールされてい
る。空気充満室７０の上端はパッキン６６によってシー
ルされている（図４）。排出モジュール１４の空気充満
室７０には、排出漏斗６４に取付けた圧縮空気供給用ニ
ップル７２（図３）とホース（図示省略）を介して圧縮
空気源から圧縮空気が供給される。圧縮空気の供給に伴
い漏斗状隔膜６８を通過してその内側に圧縮空気が噴出
せられる。

【００２４】排出モジュール１４内に溜まった粉体は、
排出漏斗６４の下部開口を開閉する排出ダンパー７６を
周期的に開けることで排出モジュール１４から随時排出
される。図２および図３に示したように、排出ダンパー
７６は、例えば、揺動アーム７８に装着したローラ８０
により開閉され、揺動アーム７８のシャフト８２は排出
モジュール１４の外筒６２に取り付けた圧縮空気駆動の
アクチュエータ８４により駆動される。シャフト８２の
両端は一対の軸受け装置８８を介して外筒６２に軸支さ
れている。排出ダンパー７６は排出漏斗６４の下端に装
着したリップシール８６（図３）に対して密着するよう
に若干の空動きをもって軸支されている。

【００２５】真空発生用エジェクター４４に供給する圧
縮空気と、吸引モジュール１２および排出モジュール１
４の空気充満室３０および７０に供給する圧縮空気と、
排出ダンパー７６開閉用のアクチュエータ８４と、急速
排気弁５８は、例えばトップカバー１６内に配置された
制御装置（図示せず）によって所定のタイミングおよび
シーケンスで制御される。

【００２６】次に、このバキュームコンベア１０の使用
と作動の態様を説明するに、予め吸引モジュール１２の
入口管２６に空気輸送管（図示せず）の一端を接続し、
空気輸送管の他端に例えば吸引ノズルに接続して、この
吸引ノズルを超微粒子のような粉体を収容した容器など
に差し込む。予め、吸引モジュール１２および排出モジ
ュール１４の空気充満室３０および７０に圧縮空気を供
給し、微多孔性隔膜２８および６８を通ってその内側に
圧縮空気を噴出させる。

【００２７】エジェクタ４４を作動させると、発生した
真空の作用により粉体と空気との混合物は空気輸送管と
入口管２６を介して吸引室２４内に吸引され、粉体はバ
キュームコンベア１０へと空気輸送される。吸引室２４
からエジェクタ４４に吸引される空気はフィルター５０
で濾過され、排気口４６から放出される。一般に、空気
輸送管内を流れる空気の流速は極めて高いので、超微粒
子が空気輸送管の内壁に付着することはない。同様に入
口管２６内の流速も高く、しかも、入口管２６の内周は
樹脂材料の内管４２で内張りされているので、超微粒子
が管４２の内壁に付着することはない。

【００２８】図５に示したように、吸引モジュール１２
の入口管２６は吸引室２４の中央に向かって指向させて
あるので、粉体と空気との混合気を入口管２６から吸引
室２４へと吸引させると、混合気は入口管２６に直径方
向に相対峙する微多孔性隔膜２８の内壁に衝突し、混合
気中の粉体の一部はそこに付着する。微多孔性隔膜２８
の内壁に付着した粉体は図１および図５に示したように
吸引の続行に伴い次第に大きな塊り９０に成長するであ
ろう。

【００２９】混合気中の粉体の一部は排出モジュール１
４へと沈降落下し、一部は空気に同伴してフィルター５
０の方へ上昇する。所定のタイミングでエジェクタ４４
を停止させ、エアブラスト装置５４の急速排気弁５８を
開き、アキュームレータ５６内の圧縮空気を一気に開放
する。これにより発生したエアブラストはフィルター５
０を逆流し、フィルター５０を清掃する（いわゆる逆
洗）。さらに、フィルター５０を通過したエアブラスト
は図１に矢印で示したように吸引室２４内に下向きの衝
撃波を生じさせる。この衝撃により、それまで成長して
いた粉体の塊り９０の一部は図１に示したように破壊さ
れ、或いは払い落とされ、崩壊落下する。

【００３０】エアブラストは一回又は複数回行うことが
できる。これにより吸引室２４内は大気圧になる。次い
でアクチュエータ８４を作動させて排出ダンパー７６を
開放すると、排出モジュール１４の漏斗状隔膜６８の上
に溜まった粉体は排出モジュールから排出される。

【００３１】以上の真空吸引による粉体の空気輸送と、
エアブラストおよびフィルター５０の逆洗と、粉体の排
出は、適当な時間間隔で周期的に行うことができる。粉
体の塊り９０はエアブラストにより周期的に破壊される
ので、粉体の塊り９０が微多孔性隔膜２８の内壁に付着
したとしても、塊り９０は限られた厚さおよびサイズ以
上に成長することがない。

【００３２】吸引モジュール１２の微多孔性隔膜２８か
らは絶えず内側に向かって空気が噴出せられるので、入
口管２６からの空気流が直かに衝突する入口管２６の直
径方向向かいの領域を除いては、微多孔性隔膜２８の内
壁に粉体が付着するのが防止される。同様に、排出モジ
ュール１４の漏斗状微多孔性隔膜６８からも内側に空気
が噴射されるが、この空気は粉体が隔膜６８に付着する
のを防止すると共に、排出モジュール１４内の粉体を流
動化させる。従って、排出モジュール１４の漏斗状隔膜
６８の上に溜まった粉体は排出ダンパー７６の開放に伴
い円滑に排出される。

【００３３】図示しない他の実施態様においては、前述
したエアブラスト装置５４に換えて、バキュームコンベ
アの本体２２にはバイブレータのような加振装置やノッ
カーのような衝撃発生装置を取付け、上下方向の振動又
は衝撃を周期的に本体２２に与えるようにする。この構
成でも、作動に伴い吸引室の内壁に付着した粉体の塊り
を随時払い落とし或いは崩壊落下させることにより、塊
りの成長を防止することができる。

【００３４】図１に示した本発明のバキュームコンベア
１０を試作し、空気輸送の試験をした。粉体としてはア
ドマテックス社のシリカ超微粒子“アドマファイン”を
用いた。比較のため、微多孔性隔膜２８および６８がな
く、吸引モジュールの本体の入口管２６が図６に示した
ように本体に対して接線方向に配置された従来型のバキ
ュームコンベアも試験した。真空吸引とエアブラストと
粉体の排出を周期的に行いながら超微粒子の空気輸送を
行ったところ、本発明のバキュームコンベア１０では、
図５に示したように、超微粒子９０は微多孔性隔膜２８
の内周のうち入口管２６に直径方向に相対峙する領域に
しか付着しなかった。

【００３５】これに対し、従来型のバキュームコンベア
では、図６に示したように、本体および排出漏斗の内周
に沿って超微粒子が厚く付着し、ブリッジを形成した。
これは、入口管が接線方向に指向させてあるので吸引室
内に吸引された旋回流９２の作用により本体の内壁に沿
って円周方向に一様に超微粒子が持ち運ばれると共に、
超微粒子に固有の大きな粒子間付着力および金属に対す
る強い付着力或いは親和性に因るものと考えられる。ま
た、本体の内壁に沿って一様に付着した超微粒子の塊り
はエアブラストによる衝撃を受けにくい半径方向外側位
置に位置すると共に、アーチを組むので、崩落させるの
が困難であると考えられる。

【００３６】これに対し、本発明のバキュームコンベア
１０では、微多孔性隔膜から噴射された圧力空気の作用
により超微粒子は反撥せられ、微多孔性隔膜へ付着する
のが阻止されると共に、付着した塊りが成長しようとす
る過程でエアブラストにより払い落とされ崩落せられる
ので、超微粒子の排出を阻害するような形のブリッジを
形成することがない。

【００３７】以上には本発明の特定の実施例を記載した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の修
正や変更を施すことができる。例えば、以上には、バキ
ュームコンベア１０は吸引モジュール１２と排出モジュ
ール１４とトップカバー１６とで構成されるものとして
説明したが、このようにバキュームコンベアを複数の構
成要素で構成したのは専ら製造や分解洗浄を容易にする
ためであって、言うまでもなく２つ若しくはそれ以上の
構成要素を互いに一体に形成してもよい。

【００３８】また、排出ダンパー７６に代えてスクリュ
ーフィーダやロータリフィーダのような粉体排出機構を
採用することもできる。更に、フィルター５０として
は、図示した菊花型エレメントの外に、バッグフィルタ
ーその他のフィルターも使用可能であり、その数も限定
されない。また、排出ダンパー７６はアクチュエータ８
４により揺動されるローラ８０付き揺動アーム７８によ
って間接的に開閉されるものとして説明したが、排出ダ
ンパー７６の回転軸をアクチュエータによって直動させ
る構成も取り得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のバキュームコンベアの一部切欠き立面
図である。

【図２】図１に示したバキュームコンベアの排出モジュ
ールの一部切欠き斜視図である。

【図３】図２のIII−III線に沿った断面図である。

【図４】図１の円Ａ内部分の拡大断面図である。

【図５】図１のV−V線に沿った模式的断面図である。

【図６】図５と同様の断面図で、従来のバキュームコン
ベアの断面を示す。

【図７】図１に示したエアブラスト装置の斜視図であ
る。

【符号の説明】

１０： バキュームコンベア １２： 吸引モジュール １４： 排出モジュール １６： エジェクター付きトップカバー ２２： 吸引モジュールの本体 ２４： 吸引室 ２６： 入口管 ２８、６８： 微多孔性隔膜 ３０、７０： 空気充満室 ４０、７２： 圧力空気供給手段 ４２： 樹脂製内張り ４４： 真空発生装置（エジェクタ） ５０： フィルター ５４： エアブラスト装置 ６４： 漏斗状排出部（排出漏斗） ７６： 排出ダンパー ９０： 超微粒子の塊り

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６５Ｇ 53/24 Ｂ６５Ｇ 53/24

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸引室を画成する円筒形の本体と、前記
   本体の下に接続された漏斗状の排出部とを備え、前記本
   体は吸引室に開口する入口管を有するバキュームコンベ
   アにおいて：前記円筒形本体および漏斗状排出部から内
   側に離間して配置され、前記円筒形本体および漏斗状排
   出部との間にシールされた空気充満室を形成する微多孔
   性隔膜と、 前記空気充満室に圧力空気を供給する手段、とを設けた
   ことを特徴とするバキュームコンベア。
2. 【請求項２】 前記入口管はそれを通って吸引室内に吸
   引された空気流に旋回流が発生しないように吸引室のほ
   ぼ中央に指向させてあることを特徴とする請求項１に基
   づくバキュームコンベア。
3. 【請求項３】 前記吸引室の上部には吸引室に向かって
   間欠的にエアブラストを噴射するエアブラスト装置を設
   け、作動に伴い微多孔性隔膜に付着した粉体を払い落と
   すようにしたことを特徴とする請求項１又は２に基づく
   バキュームコンベア。
4. 【請求項４】 前記バキュームコンベアは吸引室から吸
   引される空気を濾過するフィルターを備え、前記エアブ
   ラスト装置はフィルターの下流側に配置されていてフィ
   ルターの逆流洗浄をも行うことを特徴とする請求項３に
   基づくバキュームコンベア。
5. 【請求項５】 前記入口管の内周には樹脂材料の内張り
   が設けてあることを特徴とする請求項１から４のいづれ
   かに基づくバキュームコンベア。
6. 【請求項６】 前記本体に間欠的に機械的衝撃又は振動
   を与える手段を設け、作動に伴い微多孔性隔膜に付着し
   た粉体を払い落とすようにしたことを特徴とする請求項
   １又は２に基づくバキュームコンベア。