JP2005014948A

JP2005014948A - 粉粒体の充填方法及び充填設備

Info

Publication number: JP2005014948A
Application number: JP2003180475A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Fukuzumi; 一郎福澄; Isao Yamazaki; 山崎　　功; Kenichi Goto; 憲一後藤
Original assignee: Nippon Zeon Co Ltd
Current assignee: Zeon Corp
Priority date: 2003-06-25
Filing date: 2003-06-25
Publication date: 2005-01-20

Abstract

【課題】搬出槽からの粉粒体の払い出しや空搬を効率的に行え、コンテナ内に均一に、充填度高く充填できる粉粒体の充填方法を提供すること。
【解決手段】粉粒体を、側壁または天井に開口を設けた搬出槽に導入する工程と、前記粉粒体を、前記搬出槽の排出口外部の直近に設置した圧縮空気エゼクタの吸引気流、次いで吐出気流に乗せて空搬管で空搬する工程と、空搬された前記粉粒体を、前記空搬管の先に回動自在に装着した、屈曲した先端部を有する摺動管を用いて充填容器内に放出する工程と、を有する粉粒体の充填方法。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は粉粒体の充填方法及び充填設備に関し、詳しくは、空搬によって効率よく、しかも充填容器に充填度高く収容することのできる、粉粒体の充填方法及び充填設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
合成樹脂粉体、合成樹脂ペレット、熱可塑性エラストマーペレット、無機充填剤粒子、化学物質粉体、薬品粉体、食料品粉体など、産業資材や生活資材には粉体及び粒状物（以下、この両者を併せて「粉粒体」と記す。）が多い。これらの粉粒体の輸送は、２０〜３０ｋｇ詰めの紙袋又は２００〜１，０００ｋｇ詰めの合成樹脂シ−ト製の袋（フレキシブルコンテナ、略称フレコン）などの包装袋に詰めて、トラック、列車、船、飛行機などに積載する形態で行われている。
近年、輸送された先で包装袋を人力で取り扱うことの労働安全性や、使用済み包装袋を廃棄することの環境安全性が問題視されるようになった。一方、物流コストの一層の低減も追求されている。そのため、現在は、粉粒体をコンテナに充填してコンテナ車、コンテナ列車、コンテナ船等として搬送されるようになり、また、粉粒体用のタンクを備えたローリ車も使われ、本格的なバルク輸送の時代になった。
粉粒体のコンテナ輸送は利便性に富む輸送法として定着したものの、粉粒体をコンテナに充填する際、搬出元のホッパ（以下、「搬出槽」と記す。）内で粉粒体がブロッキングを起こしたり、空搬管内に粉粒体の塊が係留したり、また、コンテナ内の充填の偏りにより充填度の小さな空間ができる等の問題が存在している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、搬出槽からの払い出しや空搬が効率的に行え、コンテナ等の充填容器内に偏りなく、充填度高く収容できる粉粒体の充填方法及び充填設備を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の目的を達成すべく鋭意検討した結果、開口を設けた搬出槽と圧縮空気エゼクタとを組み合わせると粉粒体を円滑に空搬できること、並びに、特定の形状の摺動管を用いると粉粒体を充填容器内に均一に充填できることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
かくして本発明によれば、以下１〜５が提供される。
１．粉粒体を、側壁または天井に開口を設けた搬出槽に導入する工程と、
前記粉粒体を、前記搬出槽の排出口外部の直近に設置した圧縮空気エゼクタの吸引気流、次いで吐出気流に乗せて空搬管で空搬する工程と、
空搬された前記粉粒体を、前記空搬管の先に回動自在に装着した、屈曲した先端部を有する摺動管を用いて充填容器内に放出する工程と、
を有する粉粒体の充填方法。
２．前記摺動管を摺動又は／及び回動することにより、屈曲した先端部にある放出口を充填容器内の充填目標箇所に向けて前記粉粒体を放出する上記項１記載の粉粒体の充填方法。
３．さらに、前記搬出槽の他の排出口の外部の直近に設置した圧縮空気エゼクタから延びる空搬管の先に装着した、直管の先端部を有する摺動管を摺動して、直管の先端部にある放出口から前記粉粒体を放出する上記２記載の粉粒体の充填方法。
４．側壁または天井に開口を設けた搬出槽と、前記搬出槽の排出口外部の直近に設置した圧縮空気エゼクタと、前記圧縮空気エゼクタに接続した空搬管と、前記空搬管の先に回動自在に装着した、屈曲した先端部を有する摺動管と、からなる粉粒体の充填設備。
５．さらに、前記搬出槽の他の排出口の外部の直近に設置した他の圧縮空気エゼクタと、前記他の圧縮空気エゼクタに接続した他の空搬管と、前記他の空搬管の先に装着した、直管の先端部を有する摺動管と、を併せ有する上記４記載の粉粒体の充填装置。
【０００５】
【作用】
搬出槽の排出口外部の直近に設置した圧縮空気エゼクタに圧縮空気が導入されると、搬出槽の側壁または天井に設けた開口から空気が吸引されて該排出口を経て圧縮空気エゼクタに流入し、それが圧縮空気エゼクタの駆動源である圧縮空気のジェット流と合流して激しい吐出気流になって空搬管を通り、充填容器に至る。搬出槽内の粉粒体は上記吸引気流に乗り、次いで激しい吐出気流に乗って効率的に充填容器へと運ばれる。空搬管内はジェット気流のため粉粒体が塊になって内壁に付着することはない。
一方、充填容器近傍の空搬管の先に回動自在に装着した、屈曲した先端部を有する摺動管を摺動又は／及び回動することにより、屈曲した先端部にある放出口を充填目標箇所に向けることができる。これにより粉粒体を充填容器内に均一に充填度高く充填することが可能になった。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の粉粒体充填方法は、粉粒体を、側壁または天井に開口を設けた搬出槽に導入する工程と、前記粉粒体を、前記搬出槽の排出口外部の直近に設置した圧縮空気エゼクタの吸引気流、次いで吐出気流に乗せて空搬管で空搬する工程と、空搬された前記粉粒体を、前記空搬管の先に回動自在に装着した、屈曲した先端部を有する摺動管を用いて充填容器内に放出する工程と、を有することを特徴とする。
【０００７】
本発明において粉粒体とは、粉状ないし粒状の粒子であれば特に限定されないが、通常、平均粒径が１０μｍ〜２０ｍｍ、好ましくは５０μｍ〜１０ｍｍの大きさの粒子である。
【０００８】
粉粒体の例としては、メタクリル酸メチル樹脂粒子のような合成樹脂粉体、塩化ビニル樹脂コンパウンドのような合成樹脂ペレット、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体粒子のような熱可塑性エラストマーペレット、無機充填剤、セメント、顔料、合成洗剤、医薬品、肥料、化学調味料、穀類、豆類、砂糖、飼料などが挙げられる。
【０００９】
本発明方法では、搬出元の粉粒体払い出し用タンクとして、側壁または天井に開口を設けた搬出槽を使用する。
搬出槽の形状は限定されないが、通常、高さ３０〜５００ｃｍで、直径が２０〜５００ｃｍの中空の円筒状、または幅および奥行きが２０〜５００ｃｍの角筒状で、好ましくはそれらの下方にコーン部を有する形状である。搬出槽の材質は、ステンレス鋼または合成樹脂が好ましい。鉄鋼板、木板などで構築して内側にステンレス板または合成樹脂板を張ってもよい。
【００１０】
搬出槽の側壁または天井に設けた開口は、後述の圧縮空気エゼクタを駆動して該槽内に空気を流入させるためのものである。開口の大きさは限定されないが、面積は、通常、２〜１００ｃｍ^２、好ましくは５〜２０ｃｍ^２である。開口を複数個設置する場合は、その総面積が前記面積になればよい。開口の面積が過度に小さくても、また、過度に大きくても粉粒体の排出が円滑に行われないおそれがある。
開口は側壁にある方がより好ましい。開口は、排出口の近くの側壁に複数個が略等間隔に配置されると更に好ましい。
また、搬出槽は、上部が円筒状でその下方にコーン部を有する形状であって、円筒状側壁に設けられた開口の外側に空気流の案内のためのボスを付けるなどして、空気を搬出槽内に接線方向で流入させる形状のものであると、特に好ましい。このような搬出槽であると、開口からの空気の流れで粉粒体のブロッキングを効率的に防止することができる。
【００１１】
搬出槽に粉粒体を導入する方法は特に限定されず、例えば、搬出槽の上部から、粉粒体２０〜３０ｋｇ入りの紙袋を破いて仕込む方法、粉粒体２００〜１，０００ｋｇ入りのフレコンを開いて仕込む方法、粉粒体入りのホッパから落下により仕込む方法、配管を通して空搬により仕込む方法、などが採られる。該搬出槽の下端には、粉粒体を排出するための排出口がある。排出口の口径は、通常、２５〜２００ｍｍ、好ましくは４０〜１００ｍｍである。
【００１２】
本発明においては、搬出槽の排出口外部の直近に圧縮空気エゼクタが設置される。
本発明で使用する圧縮空気エゼクタは、三つの短管がＴ字型に結合した金属製の装置で、直線状に連結した二つの管の一方を搬出槽側に、もう一方を空搬管の下流側に接続し、第三の管は圧縮空気ラインに接続して圧縮空気エゼクタの駆動源である圧縮空気が導入される構造を有する。これら三箇所の接続の方式は、フランジでもねじ込みでもよい。
該圧縮空気の圧力は、通常、０．２〜５ＭＰａ、好ましくは０．４〜１Ｍｐａであり、圧縮空気が圧縮空気エゼクタから出る時は、上記一方の管から吸引した空気と一緒になって上記もう一方の管からジェット流となって吐出される。
【００１３】
粉粒体を空搬するには、先ず、圧縮空気エゼクタの圧縮空気ラインの弁を開く。これにより圧縮空気エゼクタを駆動して搬出槽の開口から空気を流入させて粉粒体を圧縮空気エゼクタの吸引気流に乗せ、次いで圧縮空気エゼクタからの吐出気流に乗せる。こうして粉粒体の搬出槽からの払い出しや空搬を効率的に行うことができる。
【００１４】
上記圧縮空気エゼクタから充填容器近傍まで、粉粒体を空搬するための空搬管が設置される。空搬管の内径は、通常、２５〜２４０ｍｍ、好ましくは４０〜１２０ｍｍである。長さに限定はないが、３０ｍを越すと圧損失が大きくなるので好ましくない。管の材質はステンレス鋼が好ましい。湾曲部などに湾曲自在のフレキシブルチューブ、蛇腹ホースなどを採用することができる。
空搬管内の空気の流速は、通常、５〜４０ｍ／秒、好ましくは１０〜３０ｍ／秒である。
【００１５】
本発明方法においては、充填容器近傍の空搬管の先に、屈曲した先端部を有する摺動管が回動自在に装着される。屈曲の形状は折れ線状でも、曲線状でもよい。該摺動管は、充填容器内に挿入して、先端部にある放出口から粉粒体を放出して容器に充填するために用いられる。
摺動管は、空搬管を含めて、通常、二〜五重、好ましくは二〜四重、特に好ましくは二〜三重の多重管構造を形成するために空搬管を被覆し又は空搬管に内挿する管である。摺動管は、空搬管の全長に対して多重管を形成する長さを有しても良いし、空搬管の先端近くの一部分に対して多重管を形成する長さのものであって良い。空搬管は、多重管の最内層の管、最外層の管のどちらであっても良いが、最内層の管である方が粉粒体が円滑に流通するので好ましい。摺動管を長手方向に摺動することにより粉粒体充填目標箇所までの距離に合わせて空搬距離を伸縮することができる。また、軸芯を中心にして摺動管を回動することが可能で、これにより放出口の向きを粉粒体充填目標箇所の方角に合わせることができる。
摺動管により伸長した空搬距離は、通常、２〜１０ｍ、好ましくは３〜８ｍである。屈曲した先の管の長さ（空搬管長手方向で屈曲開始点から放出口最先端までの長さ）ｌは、通常、５〜４０ｃｍ、好ましくは１０〜２５ｃｍである。また、摺動管（非屈曲部分）の軸芯と、放出口の向く方位とがなす屈曲角は、通常、１０〜９０度、好ましくは３０〜７０度である。
摺動管の材質は、ステンレス鋼、アルミニウムなどの金属が好ましい。強度の観点からは、ステンレス鋼製のものが好ましい。
【００１６】
摺動管の一実施形態を図１に示す。本形態では空搬管６（内径８６ｍｍ、外径９０ｍｍ、長さ４ｍ、ステンレス鋼製）を外側から被覆するように摺動管７（内径９６ｍｍ、外径１００ｍｍ、長さ４ｍ、ステンレス鋼製）が重複することにより二重管を構成し、摺動管７は回動自在である。空搬管６の一端には圧縮空気エゼクタ（図示せず）に接続するためのフランジ６１が設けてある。摺動管７の一端には抜け落ち防止のストッパ７１が設けられており、他端には屈曲した先端部７２がある。先端部の長さは１５ｃｍである。摺動管７の軸芯と放出口７３の向く方位とがなす屈曲角αは７０度である。
【００１７】
摺動管を充填容器の取り入れ口に挿入し、摺動管を摺動して充填目標箇所までの放出口の距離を調整し、又は／及び、摺動管を回動して放出口の方位を充填目標箇所に合わせる。こうして平面方向での粉粒体の充填度均一化を図ることができる。
また、充填作業では、往々にして充填容器内の四隅などに充填度の小さな箇所が残る。そのような時も、摺動管を摺動して距離を調整し、又は／及び、回動して方位を合わせて放出口を充填度の小さな箇所に振り向け、粉粒体を放出して垂直方向での充填度均一化を図ることができる。こうして粉粒体を充填容器内に充填度高く充填することができる。
【００１８】
本発明の粉粒体の充填方法において、搬出槽に他の排出口を設け、その外部の直近に他の圧縮空気エゼクタを設置し、これに他の空搬管及び他の摺動管を装着して複数系列で粉粒体を同一充填容器に充填することにより、充填作業を効率化することは可能である。また、それらの内の一部の系列で、屈曲した先端部を有さない（直管の先端部を有する）摺動管を用いることもできる。例えば、２系列の空搬管の一方の先に屈曲した先端部を有する摺動管を、他方の先に直管の先端部を有する摺動管を装着し、直管の先端部を有する摺動管で主として充填容器の中央部並びにその遠方及び手前に、屈曲した先端部を有する摺動管で主として充填容器の四隅に粉粒体を放出して効率的に充填することができる。
【００１９】
本発明で使用する充填容器としては、形状は直方体状、円筒状、袋状など、また、材質は金属製、合成樹脂板製、合成樹脂シート製などが挙げられ限定されないが、バルク輸送できる容器であると好ましい。本発明に用いられる充填容器の典型例としてコンテナが挙げられる。
コンテナは、トラック、列車々輌、船などに直に積載することができる形状で十分大きな容積を有するものであり、容積は、通常、１〜５０ｍ^３、好ましくは５〜３０ｍ^３である。また、コンテナはタンクローリーのように搬送手段と合体したものでもよい。
コンテナの材質は、少なくとも内面はステンレス鋼が好ましいが、合成樹脂シート製のライナバッグで内張りする場合は、構造強度さえあれば全く限定されず、木製でもよい。
【００２０】
空搬された粉粒体を充填容器に充填する作業の際、微粉が周囲に飛散しないように、充填容器から排出される空気をサイクロン、バッグフィルタなどで集塵処理することが好ましい。
【００２１】
本発明の充填設備は、粉粒体の空搬を伴うので静電気が発生しやすい。そのため、搬出槽、圧縮空気エゼクタ、空搬管、充填容器、搬送手段、輸送先の受け入れタンクなどにアース線等の静電気除去手段を施すことが好ましい。
【００２２】
粉粒体が充填されたコンテナ（充填容器）は、輸送手段によって目的地に輸送される。輸送手段としては、トラック、列車、船、飛行機などが挙げられる。
目的地まで輸送されたコンテナは、例えば、傾斜可能な架台に載せ変えてダンプするチルティングプラットホーム法により、あるいは、チルトシャーシを備えたトラックで目的地に着いた後、払い出し口があるコンテナ後部（トラックの後部）の下端を支点にしてコンテナ前部を車両から離して上方にせり上げてダンプするチルトシャーシ法により、あるいは、コンテナ内に蛇腹管等の吸引ホースを挿入して粉粒体を吸引する吸引ホース法により、受け入れタンクに移すことができる。
【００２３】
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
図２は、本発明方法の一実施形態である、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体（以下、「ＳＩＳ」と記す。）ペレット（平均直径３ｍｍ、平均長さ３ｍｍ）をコンテナに充填する方法を示す概略説明図である。
【００２４】
ホッパ２の下の搬出槽３はステンレス鋼製であり、その寸法は円筒部が直径３０ｃｍ、高さ４０ｃｍで、その下方のコーン部が高さ２０ｃｍである。円筒部とコーン部との境界線の２ｃｍ上の位置を下端として、円筒外側の点対称の位置に２個の直径２５ｍｍ、長さ１００ｍｍのステンレス鋼製の短管が接線方向から溶接されて開口３１、３１が設けられている。搬出槽３のコーン部２箇所の排出口３２、３２（１箇所のみ図示。）の外部の直近に圧縮空気エゼクタ４、４（共にワンダーガンＪ−７５、オオサワ＆カンパニー製、ただし１個のみ図示。）が吸入部を搬出槽側に、吐出部を空搬管６側にしてねじ込みにより接続されている。空気エゼクタ４、４には横からバルブを介してコンプレッサ（図示せず）から０．５５ＭＰａの圧縮空気ライン５、５がねじ込みにより接続されている。２箇所の圧縮空気エゼクタ４、４からコンテナ８に向けて２系列のステンレス鋼製空搬管６、６（共に内径８６ｍｍ、外径９０ｍｍ、長さ４ｍ、ただし１系列のみ図示。）が延びている。おのおのの空搬管６の先にはアルミニウム製の、長さ４ｍの摺動管７、７’が回動自在に装着され、うち１系列の摺動管７は屈曲した先端部７２を有している（図示しない他の空搬管の系列の摺動管７’は直管の先端部を有する。）。屈曲した先端部７２の内径（長い方の径）は９６ｍｍ、長さは１５ｃｍ、屈曲角は７０度である。２系列の摺動管７、７’はコンテナ８の取り入れ口に挿入されている。
コンテナ８は、幅２．３５ｍ、奥行き６ｍ、高さ２．２４ｍ（容積３１ｍ^３）の直方体状のステンレス鋼（一部アルミニウム）製の充填容器で、内側にポリエチレンフィルムのライナバッグ（シーバルクパワーライナ、パワテックス社製）を貼ってある。
なお、搬出槽３、圧縮空気エゼクタ４、空搬管６、摺動管７、７’およびコンテナ８にはそれぞれアース線を施してある。
【００２５】
図２の粉粒体充填設備を用い、ＳＩＳペレット１をコンテナ８に充填した充填方法について説明する。先ず、ホッパ２からＳＩＳペレット１を搬出槽３に導入し、０．５５ＭＰａの圧縮空気ライン５、５を開通して圧縮空気エゼクタ４、４を駆動し、開口３１、３１から空気を渦状に流入させて圧縮空気エゼクタ４、４に吸入させた。搬出槽３内のＳＩＳペレット１は、圧縮空気エゼクタ４の吸引気流に乗り、次いで圧縮空気エゼクタ４からの吐出気流に乗って空搬管６、６及び摺動管７、７’を通ってコンテナ８へと運ばれた。空搬管６、６内の空気の流速は共に２０ｍ／秒であった。
【００２６】
ＳＩＳペレット１をコンテナ８に充填するに際し、コンテナ８が空の状態のときは、摺動管７，７’をコンテナ８の奥まで差し込み、奥からＳＩＳペレット１を充填した。しかし、コンテナ８の上部の隅にはペレットが充填し難いため、摺動管７の屈曲した先端部７２を回転させて充填することによりペレットの充填度を均一に上昇させた。コンテナ８の取入れ口から挿入した、屈曲した先端部を有する摺動管７を摺動又は／及び回動して、放出口を常時充填度の低い箇所に向けてペレット１を放出した。直管の先端部を有する摺動管７’は、前記摺動管７の摺動と軌を一にして摺動させてペレットを放出させた。こうしてコンテナ８内に均一に、充填度高くＳＩＳペレット１を充填することができた。
ＳＩＳペレット１の充填作業終了後、搬出槽３から摺動管７、７’までを分解して点検したが、ＳＩＳペレットの残留および付着は見られなかった。
【００２７】
【発明の効果】
本発明により、粉粒体の搬出槽からの払い出しや空搬を効率的に行え、充填容器内に均一に、充填度高く充填できる粉粒体の充填方法及び充填設備が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明方法で使用する摺動管の一実施形態を示す断面図である。
【図２】図２は本発明方法の一実施形態である、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体ペレットの充填容器への充填方法を示す概略説明図である。
【符号の説明】
１… スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体ペレット
２… ホッパ
３… 搬出槽
３１… 開口
３２… 排出口
４… 圧縮空気エゼクタ
５… 圧縮空気ライン
６… 空搬管
６１… フランジ
７… 摺動管
７１… ストッパ
７２… 先端部
７３… 放出口
８… コンテナ
α… 屈曲角

Claims

粉粒体を、側壁または天井に開口を設けた搬出槽に導入する工程と、
前記粉粒体を、前記搬出槽の排出口外部の直近に設置した圧縮空気エゼクタの吸引気流、次いで吐出気流に乗せて空搬管で空搬する工程と、
空搬された前記粉粒体を、前記空搬管の先に回動自在に装着した、屈曲した先端部を有する摺動管を用いて充填容器内に放出する工程と、
を有する粉粒体の充填方法。
前記摺動管を摺動又は／及び回動することにより、屈曲した先端部にある放出口を充填容器内の充填目標箇所に向けて前記粉粒体を放出する請求項１記載の粉粒体の充填方法。
さらに、前記搬出槽の他の排出口の外部の直近に設置した圧縮空気エゼクタから延びる空搬管の先に装着した、直管の先端部を有する摺動管を摺動して、直管の先端部にある放出口から前記粉粒体を放出する請求項２記載の粉粒体の充填方法。
側壁または天井に開口を設けた搬出槽と、前記搬出槽の排出口外部の直近に設置した圧縮空気エゼクタと、前記圧縮空気エゼクタに接続した空搬管と、前記空搬管の先に回動自在に装着した、屈曲した先端部を有する摺動管と、からなる粉粒体の充填設備。
さらに、前記搬出槽の他の排出口の外部の直近に設置した他の圧縮空気エゼクタと、前記他の圧縮空気エゼクタに接続した他の空搬管と、前記他の空搬管の先に装着した、直管の先端部を有する摺動管と、を併せ有する請求項４記載の粉粒体の充填装置。