JP2005324077A - 粒体輸送分離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 空気輸送の対象物である粒体をサイクロンで分離する際に、粒体が破砕することを防止する。
【解決手段】 粒体３０を空気輸送する輸送管２０と、この輸送管２０から流入した粒体３０を輸送用空気と分離するサイクロン２２とを備えた粒体輸送分離装置において、輸送管２０に接続された粒体３０の流入口２４の直径がサイクロン２２側に向けて拡径されたことを特徴とする。流入口２４の直径が下拡がりに拡径されたことが望ましい。また、流入口２４の直径が輸送管２０の直径に対して２〜４倍に拡径されたことが望ましい。さらに、流入口２４を伸縮式のテレスコピック管によって形成してもよい。
【選択図】 図１

Description

本発明は粒体分離装置に係り、特に粒体を空気輸送する輸送管と、この輸送管から流入した粒体を輸送用空気と分離するサイクロンとを備えた粒体輸送分離装置に関する。

図６はこの種の粒体輸送分離装置の一般的な構成を示す斜視図である。輸送管５の上流側には輸送物である粒体７を貯留するホッパ２が設置され、粒体７はホッパ２の下部に設けたロータリフィーダ３から輸送管５に投入される。また、輸送管５の始端にはブロア１が設置され、ブロア１からの圧縮空気が輸送用空気６として輸送管５内を高速で流れる。その結果、輸送管５に投入された粒体７は輸送用空気６の気流に乗って輸送管５内を空気輸送される。輸送管５の終端にはサイクロン４が接続し、サイクロン４内に流入した粒体７は輸送用空気６と分離され、サイクロン４の下部から排出される。また、輸送用空気６はサイクロン４の上部から排気８として放出される。

図７にサイクロン４の概略構成を示す。サイクロン４は外筒１０と内筒１１からなり、外筒１０に対して輸送管５の流入口５Ａが接線方向に接続している。流入口５Ａから外筒１０内に高速で流入した粒体７はその慣性力によって外筒１０の内面に沿って矢印Ｘで示したような螺旋状の軌跡をたどって落下し、外筒１０下端の排出口１２から排出される。一方、粒体７の空気輸送に使われた輸送用空気６は粒体７と分離され、内筒１１の下端開口から内筒１１内を通り抜け、内筒１１の上端から排気８として放出される。この排気８はそのまま大気に放出される場合もあるが、通常は後段に配置されたバグフィルタなどの集塵装置によって除塵された後に大気に放出される。

サイクロン４での粒体７の分離性能を上げるためには、粒体７の流入速度をなるべく速くしてその慣性力を大きくすることが望ましい。このため、従来のこの種のサイクロン４では粒体７の流入速度が１５〜３０ｍ／ｓｅｃとなるように運転されていた。特許文献１にはサイクロンの入口部に流入速度制御手段を設けた構成が開示されている。この構成によれば流量の変動が大きい含塵ガスをサイクロンによって除塵する際に、含塵ガスの流量が少ない場合でもサイクロンの入口部でのガス流入速度を所定値以上に維持して、除塵性能を確保することができる。
特開平１１−９０２７４号公報

ところで、サイクロンに対する粒体の流入速度を速くし、その慣性力を大きくすると、粒体がサイクロンの外筒内面に衝突した際の衝撃力がその分、増大する。このため、衝撃力によって粒体が破砕する場合がある。特許文献１に記載されているように、サイクロンで分離する対象物が含塵ガス中の塵埃である場合には、分離回収した塵埃自体が廃棄物であるから破砕したとしても格別の問題は生じない。しかしながら、輸送分離の対象物である粒体が例えば米粒、麦粒等の穀類、ごま粒、顆粒有価物である場合には、破砕することによって商品価値が著しく低下するという問題点がある。

本発明は上記従来技術の問題点を改善し、空気輸送の対象物である粒体をサイクロンで分離する際に、粒体が破砕することを防止することができる粒体輸送分離装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る粒体輸送分離装置は、粒体を空気輸送する輸送管と、この輸送管から流入した粒体を輸送用空気と分離するサイクロンとを備えた粒体輸送分離装置において、前記輸送管に接続された粒体の流入口の直径が前記サイクロン側に向けて拡径されたことを特徴とする。

上記構成の粒体輸送分離装置において、前記流入口の直径が下拡がりに拡径されたことが望ましい。また、前記流入口の直径が輸送管の直径に対して２〜４倍に拡径されたことが望ましい。また、前記流入口を伸縮式のテレスコピック管によって形成し、サイクロンの水平回転又は水平移動によってテレスコピック管が伸縮するようにしてもよい。

粒体の流入口の直径がサイクロン側に向けて拡径されているため、輸送管から空気輸送されてきた粒体の流入速度は流入口を通過する過程で急速に低下する。すると粒体の外筒の内面への衝突速度も低下し、衝撃力が小さくなる。その結果、衝撃による粒体の破砕を防止することができる。流入口の直径が下拡がりに拡径されていると、流入口での粒体の滞留を軽減できる。また、流入口を伸縮式のテレスコピック管によって形成すると、運転状況に応じて流入口を任意の状態に伸縮させることによって、粒体を好適に輸送分離することができる。

図１は本発明に係る粒体輸送分離装置の第１実施形態を示す図であり、（１）は平断面図、（２）は斜視図である。輸送管２０とサイクロン２２とは流入口２４を介して接続されている。サイクロン２２は外筒２６と内筒２８からなり、外筒２６に対して輸送管２０の流入口２４が接線方向に接続している。輸送管２０内では粒体３０が輸送用空気の気流に乗って空気輸送に適した速度(例えば１５〜２０ｍ／ｓｅｃ)で流れている。流入口２４から外筒２６内に高速で流入した粒体３０はその慣性力によって外筒２６の内面に沿って矢印Ｘで示したような螺旋状の軌跡をたどって落下し、外筒２６下端の排出口３２から排出される。一方、粒体３０の空気輸送に使われた輸送用空気は粒体３０と分離され、内筒２８の下端開口から内筒２８内を通り抜け、内筒２８の上端から排気３４として放出される。この排気３４はそのまま大気に放出される場合もあるが、通常は後段に配置されたバグフィルタなどの集塵装置によって除塵された後に大気に放出される。

図２は流入口２４の側面図であり、流入口２４の直径はサイクロン２２側に向けて同心円状に拡径されている。すなわち、流入口２４の輸送管２０側の始端２４Ａは図２（１）に示したように輸送管２０の管径と同一の直径ｄである。一方、流入口２４のサイクロン２２側の終端２４Ｂは拡径されており、直径ｄよりも十分に大きな直径Ｄを有する。直径Ｄは直径ｄの２〜４倍であることが望ましい。例えば直径Ｄが直径ｄの２倍である時は、終端２４Ｂは始端２４Ａに比べて約４倍の流路断面積を有することになる。このため、輸送管２０から空気輸送されてきた粒体３０の流入速度はこの流入口２４を通過する過程で急速に低下する。すると、粒体３０の外筒２６内面への衝突速度も低下し、衝撃力が小さくなる。その結果、衝撃による粒体３０の破砕を防止することができる。直径Ｄが直径ｄの２倍未満である場合には粒体３０の流入速度、衝突速度が十分に低下せず、粒体３０の破砕が発生し易くなる。直径Ｄが直径ｄの４倍を越えると、流入口２４内での粒体３０の輸送速度が必要以上に小さくなり、粒体３０が流入口２４内に滞留して輸送管２０の閉塞を招く確率が高くなる。また、粒体３０の流入速度、衝突速度が過度に低下するとサイクロン２２の分離機能が低下し、粒体３０の一部が排気８に同伴して内筒２８から放出する恐れが生じる。

図２（１）において、流入口２４の長さＬは輸送管２０の管径ｄの４〜８倍であることが好ましい。長さＬが管径ｄの４倍未満である場合には粒体３０の流入速度、衝突速度が十分に低下せず、粒体３０の破砕が発生し易くなる。長さＬが管径ｄの８倍を越えると、流入口２４内での粒体３０の輸送速度が小さくなり、粒体３０が流入口２４内に滞留して輸送管２０の閉塞を招く確率が高くなる。

図２（２）は流入口２４の第１変形例を示している。この流入口２４では直径がサイクロン２２側に向けて下拡がりに拡径されている。すなわち、流入口２４の上面は水平とされ、下面が急勾配に傾斜することによって、下拡がりの異心円状に拡径されている。この第１変形例の流入口２４によれば、下面が急勾配であるから粒体３０が傾斜面に沿って落下し易く、粒体３０の滞留を軽減できる。

図２（３）は流入口２４の第２変形例を示している。この流入口２４も直径がサイクロン２２側に向けて下拡がりに拡径されている。ただし、水平方向の直径は始端２４Ａの直径ｄを維持し、鉛直方向の直径のみが直径ｄの４倍程度に拡径されている。このため、サイクロン２２側の終端２４Ｂは縦長の長円形状とされる。この第２変形例の流入口２４によれば、下面がより一層、急勾配であるから粒体３０が傾斜面に沿って落下し易く、粒体３０の滞留を確実に防止できる。

図３は流入口２４の第３変形例を示す側断面図である。当該流入口２４は第１管４０、第２管４２、第３管４４をテレスコピック式に連結したテレスコピック管である。第１管４０は輸送管２０と同径であり、一端が輸送管２０と接続し、他端が拡径した第２管４２の一端と摺動自在に連結している。第２管４２の他端は更に拡径した第３管４４の一端と摺動自在に連結し、第３管４４の他端はサイクロン２２の外筒２６の外周面に対し接線方向に接続している。したがって、この流入口２４に対して軸芯方向の力が作用すると第１管４０と第２管４２、又は第２管４２と第３管４４とが相互に摺動することによって、当該流入口２４は伸縮する。

その結果、流入口２４の長さ及び外筒２６に臨む流入口２４の実質口径を好ましい範囲に調整することができる。このため、輸送対象物である粒体３０が破砕し易く、破砕によって商品価値が低下する場合には、流入口２４を伸張させて長さ及び外筒２６に臨む流入口２４の実質口径を大きくする。逆に、輸送対象物である粒体３０が破砕し難いか、又は破砕しても格別の問題を生じない場合には、流入口２４を十分に縮短させ、外筒２６に臨む流入口２４の実質口径を輸送管２０の直径と同程度とし、サイクロン２２での分離効率を向上させる。

図４は本発明に係る粒体輸送分離装置の第２実施形態を示す斜視図である。この第２実施形態は流入口２４として、図３に示した伸縮式のテレスコピック管を用いており、輸送管２０と第１管４０とはフレキシブル管２０Ａを介して連結される。第３管４４の他端がサイクロン２２の外筒２６の外周面に対し接線方向に接続している。また、外筒２６の外周面にはラック４６がとりつけられ、ラック４６にはピニオン４８が係合している。ピニオン４８の駆動モータ５０は外部部材５２に固定されている。駆動モータ５０によってピニオン４８を正逆に回転させると、サイクロン２２もラック４６を介して正逆に水平回転する。サイクロン２２が左回転すると流入口２４が伸び、右回転すると流入口２４が縮む。したがって、運転状況に応じて流入口２４を任意の状態に伸縮させ、粒体３０を好適に輸送分離することができる。

図５は本発明に係る粒体輸送分離装置の第３実施形態を示す側面図である。この第３実施形態も流入口２４として、図３に示した伸縮式のテレスコピック管を用いている。サイクロン２２は開口部５３を有する床５４の開口部５３を貫通するように配置され、外筒２６には車輪を備えた走行機５６が取り付けられている。走行機５６を駆動して床５４上に走行させることにより、サイクロン２２は開口部５３の開口範囲内で左右に水平移動可能とされる。輸送管２０と流入口２４は床５４から立設したサポート５８によって定位置に固定配置される。走行機５６によってサイクロン２２を右方向に移動させると流入口２４が伸び、左方向に移動させると流入口２４が縮む。したがって、運転状況に応じて流入口２４を任意の状態に伸縮させ、粒体３０を好適に輸送分離することができる。

上記第２実施形態、第３実施形態ではサイクロン２２を水平回転又は水平移動させて流入口２４であるテレスコピック管を伸縮させる構成であった。しかしながら、テレスコピック管を伸縮させる機構はこれに限らない。サイクロン２２を固定配置し、テレスコピック管をシリンダ等によって伸縮させてもよい。

本発明に係る粒体輸送分離装置の第１実施形態を示す図であり、（１）は平断面図、（２）は斜視図である。 流入口２４の側面図であり、（１）は図１に対応した流入口、（２）は第１変形例の流入口、（３）は第２変形例の流入口を示す。 流入口２４の第３変形例を示す側断面図である。 本発明に係る粒体輸送分離装置の第２実施形態を示す斜視図である。 本発明に係る粒体輸送分離装置の第３実施形態を示す側面図である。 サイクロンを備えた粒体輸送分離装置の一般的な構成を示す斜視図である。 サイクロンの概略構成を示す説明図である。

符号の説明

２０………輸送管、２２………サイクロン、２４………流入口、２６………外筒、２８………内筒、３０………粒体、３２………排出口、３４………排気、４６………ラック、４８………ピニオン、５３………開口部、５４………床、５６………走行機、５８………サポート。

Claims (5)

1. 粒体を空気輸送する輸送管と、この輸送管から流入した前記粒体を輸送用空気と分離するサイクロンとを備えた粒体輸送分離装置において、前記輸送管に接続された粒体の流入口の直径が前記サイクロン側に向けて拡径されたことを特徴とする粒体輸送分離装置。
2. 前記流入口の直径が下拡がりに拡径されたことを特徴とする請求項１に記載の粒体輸送分離装置。
3. 前記流入口の直径が輸送管の直径に対して２〜４倍に拡径されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の粒体輸送分離装置。
4. 前記流入口が伸縮式のテレスコピック管によって形成されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の粒体輸送分離装置。
5. 前記サイクロンの水平回転又は水平移動によって前記テレスコピック管が伸縮することを特徴とする請求項４に記載の粒体輸送分離装置。
   

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