JP2006306627A - 粉体の空気輸送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 バッチ式吸引式空気輸送機を用いて粉体を空気輸送するにあたり、空気輸送機のバッグフィルターを効果的に逆洗することを目的とする。
【解決手段】 動力駆動（58）のフラップ弁（62）と排出ダンパー機構（94）とフィルター逆洗機構（74）とを有する空気輸送機（26）を使用し、所定時間にわたり空気輸送機（26）を作動させてその吸引室内へと粉体を空気輸送する。次に、吸引を停止し、フラップ弁（62）を閉じて吸引室（52）内に高真空を維持し、遮断弁（44）を閉じることにより吸引室内に高真空を閉じこめる。次に、逆洗機構（74）を作動させて、バッグフィルター（72）に向かってエアパルスを発射することにより、フィルターの前後の高い圧力差を利用してバッグフィルターを効果的に逆洗する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、バッチ式の吸引式空気輸送機（バキュームコンベヤとも呼ばれる）を用いて粉体を空気輸送する方法に係り、より詳しくは、空気輸送機の防塵・固気分離用フィルターを効果的に逆洗しながら粉体を空気輸送する方法に関する。

粉体の空気輸送は、粉体を背後から空気流で圧送する圧送式と、真空を利用して前方から吸引する吸引式とに大別することができる。後者の吸引式空気輸送には配管経路に亀裂などの損傷が生じても粉塵が漏洩しないという利点があるので、より望ましいと考えられている。

吸引式空気輸送は、吸引式空気輸送機（バキュームコンベヤ）を用いて行われる。
吸引式空気輸送は輸送モードに応じてバッチ式と連続式とに分けることができ、使用される吸引式空気輸送機も輸送モードがバッチ式であるか連続式であるかに応じて構成が若干異なる。

連続式の吸引式空気輸送は、本体の下部を開閉する排出ダンパー機構を備えていない形式の吸引式空気輸送機を用いて行われる。この形式の空気輸送機は密閉された輸送先容器の上に直に設置されるもので、粉体の吸引輸送を途切れなく連続的に行うことができるという利点がある。しかし、粉体輸送先容器を密閉しなければならないので、輸送先容器から粉体を定量供給するための切り出し装置としてはロータリバルブのような輸送先容器の真空を保持することの可能な密閉型の切り出し装置を使用しなければならないという難点がある。

これに対して、バッチ式の吸引式空気輸送は、下部に排出ダンパー機構を備えた形式の吸引式空気輸送機を用いて行われる。排出ダンパー機構を備えたこの形式の空気輸送機は、空気輸送時には輸送機本体の下部を排出ダンパーで密閉することにより吸引室を真空に保持することができるので、輸送先容器を大気圧下に置くことができ、従って、ロータリバルブのような密閉型の切り出し装置を必要としないという利点がある。
本発明は、この排出ダンパー機構を備えた形式の吸引式空気輸送機（バッチ式吸引式空気輸送機という）を用いた空気輸送方法に関する。

バッチ式の吸引式空気輸送においては、排出ダンパーを閉じて吸引室を密閉した上で粉体を本体の吸引室に吸引し、吸引された粉体で吸引室が一杯になると吸引を停止し、次に排出ダンパーを開けて粉体を輸送先容器に排出させ、これら一連の操作がバッチ毎に繰り返される。
空気輸送の吸引工程では輸送機の吸引室から外部に排出される空気は防塵・固気分離用フィルターによって濾過され、排出ダンパーの開放による粉体排出工程では逆洗機構によりフィルターの内側に圧縮空気パルスを噴射することによりフィルターは逆洗される。

本発明の目的は、バッチ式吸引式空気輸送機の防塵フィルターを効果的に逆洗しながら粉体を空気輸送する方法を提供することにある。

本発明の方法で使用するバッチ式吸引式空気輸送機は、密閉可能な吸引室を画成する本体を備え、この本体は、内側端部（内側および外側の語は本体の軸線を中心とする位置関係を表す）が前記吸引室内に延び外側端部に空気輸送管が接続される吸込管と、真空源に接続される空気出口と、吸引室内の粉体を所定のタイミングで排出する排出ダンパー機構とを備えている。
空気輸送機は、更に、本体の吸引室内に配置され、前記吸込管の内側端部の開口を開閉制御する動力駆動フラップ弁機構と、前記出口の上流側において吸引室内に配置され、吸引室から出口へと流出する空気を濾過するためのフィルターと、前記フィルターの内側に配置され、所定のタイミングでフィルターの内側に圧縮空気パルスを噴射してフィルターを逆洗するための逆洗機構と、前記出口と真空源との間に接続され、真空源から吸引室へ印加される真空を遮断する遮断弁とを備えている。

粉体の空気輸送に際しては、
（１）第２容器の上にバッチ式吸引式空気輸送機を配置して、当該空気輸送機の吸込管の外側端部を空気輸送管を介して第１容器からの共通の吸引管に接続すると共に、空気輸送機の遮断弁を真空配管を介して真空源に接続し、
（２）空気輸送機の排出ダンパーを閉じた状態で、遮断弁とフラップ弁を開くことにより、所定時間にわたり第１容器から空気輸送機の吸引室内へと粉体を空気輸送し、
（３）次に、フラップ弁を閉じることにより吸引室への粉体の吸引を停止すると共に、真空源の真空を吸引室に印加し続けることにより吸引室内に高真空を維持し、
（４）次に、遮断弁を閉じることにより吸引室内に高真空を閉じこめ、
（５）次に、逆洗機構を作動させて、高真空下の吸引室に対して圧縮空気パルスを噴射させることにより、フィルターの下流側の圧縮空気パルスの正圧とフィルターの上流側の高真空との間の圧力差を利用して効果的にフィルターを逆洗し、
（６）次に、排出ダンパーを開くことにより吸引室内の粉体を第２容器へと排出させ、
（７）上記（２）〜（６）の工程を繰り返すことを特徴とする。圧縮空気パルスの噴射は吸引室内の圧力が大気圧になるまで繰り返すことができる。

上記逆洗工程（５）における圧縮空気の噴射は空気輸送機の吸引室内に高真空を閉じ込めた状態で行われ、高真空下に維持した吸引室に対して圧縮空気パルス（正圧）を噴射させるので、フィルターの下流側の圧縮空気パルスの正圧とフィルターの上流側の高真空との間の圧力差（△Ｐ）が高く、逆洗は効果的に行われ、フィルターに付着した粉塵は効果的に除去される。

好ましくは、前記逆洗工程においては圧縮空気パルスの噴射は空気輸送機の吸引室内の圧力が大気圧になるまで繰り返し、空気輸送機の吸引室内の圧力が大気圧になったら圧縮空気パルスの噴射を終了する。
このようにすれば、吸引室内の圧力が大気圧まで回復すると排出ダンパーはその自重と粉体の重量により自動的に開いて粉体を排出する。

本発明の上記特徴や効果並びに他の特徴や効果は以下の実施例の記載につれて更に明らかにする。

添付図面を参照しながら、本発明の空気輸送方法の実施例を説明する。
空気輸送システム全体を概念的に示す図１を参照するに、この空気輸送システムは一若しくは複数の容器（第１容器）２０に収容された粉体２２を他の容器（第２容器）２４に空気輸送するべく構成されている。第１容器２０および第２容器２４は任意の容器であることができ、非限定的な例として、第１容器２０は粉体製造プラントに配置された粉体製造タンクであり、第２容器２４は粉体切り出し機構を備えたホッパーその他の貯蔵容器であり得る。

この空気輸送システムは、第２容器２４の上に配置したバッチ式吸引式空気輸送機（バキュームコンベヤ）２６を有する。図示した実施例では、第２容器２４の上には２台のバッチ式吸引式空気輸送機２６が配置してあり、これら２台の空気輸送機２６を交互に運転することにより連続的に空気輸送を行うようになっているが、１台の空気輸送機２６のみを使用することもできる。
夫々の空気輸送機２６は上側の吸引モジュール２８と下側のダンパーモジュール３０とで構成されており、両者は適宜数のバックル装置３２によって分離可能に結合されている。
夫々の空気輸送機２６の吸引モジュール２８はその吸引室内に延長する吸込管３４を備え、各吸込管３４の外側端部は分岐配管３６を介して２台の空気輸送機２６に共通の空気輸送管３８に接続されている。空気輸送管３８の上流側端部は第１容器２０内に配置した吸引ノズル４０に接続することができる。第１容器２０がホッパーからなる場合には、空気輸送管３８の上流側端部はホッパーの出口に接続することができる。

各空気輸送機２６の吸引モジュール２８の上蓋４２には遮断弁４４が設けてあり、この遮断弁４４の出口ポートは真空配管４６を介して真空源４８に接続してある。真空源４８としては、ルーツブロワーや多段リングブロワーのようなブロワー、エジェクター型真空ポンプ、又は他の形式の真空ポンプを使用することができる。
夫々の空気輸送機２６のダンパーモジュール３０は図３を参照にしながら後述する排出ダンパー機構を備え、排出ダンパーを開いた時に内部の粉体が第２容器２４内に落下するような関係で第２容器２４上に設置されている。

図２を参照するに、各空気輸送機２６の吸引モジュール２８は円筒形の本体５０を備え、その内部には吸引室５２が画定されている。
吸込管３４は本体５０を貫通してその吸引室５２内に突出しており、吸込管３４の内側端部はエア駆動型フラップ弁機構５４によって開閉されるようになっている。
フラップ弁機構５４は、溶接又はボルト止めなどにより吸込管３４に固定されたブラケット５６と、このブラケットに固定した９０度揺動型のエア駆動型ロータリアクチュエータ５８と、このアクチュエータの出力軸に固定した揺動アーム６０と、この揺動アームに装着したフラップ弁体６２で構成することができる。フラップ弁体６２の端面はゴムのライニングで被覆してあり、吸込管３４の内側端部を密閉するようになっている。
エア駆動型ロータリアクチュエータ５８は、エアコンプレッサのような圧縮空気源７０からの圧縮空気によって駆動されるもので、圧縮空気の供給は２台の空気輸送機２６に共通のプログラム可能な制御装置６４により制御される電磁弁６６によって制御される。

各吸引モジュール２８の上蓋４２には空気出口６８が設けてあり、この空気出口は遮断弁４４の入口ポートに接続してある。図示した実施例では、遮断弁４４はエア駆動型のもので、この遮断弁４４を駆動する圧縮空気もまた制御装置６４により制御される電磁弁６６によって制御される。

図２および図４を参照するに、各吸引モジュール２８の吸引室５２内には、吸引室５２から出口６８へと流出する空気を濾過するためのバッグフィルター７２と、圧縮空気パルスの噴射によりこのバッグフィルター７２を周期的に逆洗するための逆洗機構７４が設けてある。
バッグフィルター７２は吸引モジュール２８の上蓋４２に装着した穿孔板などからなるフレーム７６によって支持されている。バッグフィルター７２に代えて、ペーパフィルター、焼結金属フィルター、セラミックフィルター、その他任意の形式のフィルターを使用することができる。
逆洗機構７４は、例えば、上蓋４２に支持された圧縮空気タンク７８とエアシリンダ装置８０とで構成することができる。エアシリンダ装置８０はシリンダに装着されたピストン８２とチェック弁８４を備え、ピストン８２が下降した時には圧縮空気ホース８６からの圧縮空気が圧縮空気タンク７８に充填され、図４に示したようにピストン８２が上昇した時には圧縮空気タンク７８の入口が開放されて圧縮空気タンク７８内の圧縮空気が矢印８８で示したようにバッグフィルター７２の内側に噴射され、バッグフィルター７２を逆洗するようになっている。
エアシリンダ装置８０への圧縮空気は制御装置６４により制御される電磁弁９０によって制御される。

各空気輸送機２６の吸引モジュール２８の吸引室５２内に吸引された粉体はダンパーモジュール３０へと落下する。
図２および図３を参照するに、ダンパーモジュール３０は従来型のもので、ホッパー９２とその下部出口開口を開閉する排出ダンパー機構９４を備えている。
図３から良く分かるように、排出ダンパー機構９４は、ホッパー９２の出口開口を密閉可能な排出ダンパー９６と、排出ダンパー９６を上方に揺動させるためのローラー付き揺動アーム９８と、この揺動アーム９８を駆動する揺動ベーン型の空気力式アクチュエータ１００を有する。ホッパー９２と排出ダンパー９６との間はエラストマー製のシールリング１０２によってシールされる。アクチュエータ１００も制御装置６４によ電磁弁９０を介してり制御される。

次に、この空気輸送システムの作動のシーケンスを説明する。２台の空気輸送機２６の任意の一方を第１（＃１）輸送機と言い、他方を第２（＃２）輸送機と言う。
真空ポンプ４８とエアコンプレッサ７０を作動させ、＃２輸送機の遮断弁４４を閉、フラップ弁６２を閉、排出ダンパー９６を開にし、かつ、＃１輸送機の排出ダンパー９６を閉にした状態で、＃１輸送機の遮断弁４４とフラップ弁６２を開く。これにより、第１容器２０内の粉体は、吸引ノズル４０および空気輸送管３８を介して＃１輸送機の吸引室５２内へと吸引される（＃１吸引工程、＃２排出工程）。
粉体の吸引は、“プラグ輸送”又は“柱状輸送”と呼ばれる高真空・高濃度輸送が実現される高真空下、好ましくは平均約−30kPaよりも強い真空下、より好ましくは平均約−50kPaよりも強い真空下で行う。
＃１輸送機へと空気輸送された粉体はダンパーモジュール３０に溜まる。

所定時間（例えば、２〜数秒）にわたり粉体を＃１輸送機へと空気輸送すると、ダンパーモジュール３０が粉体で一杯になる前のタイミングで、＃１輸送機の排出ダンパー９６を閉、遮断弁４４を開、フラップ弁６２を開にした状態で、＃２輸送機の排出ダンパー９６を閉、遮断弁４４を開、フラップ弁６２を開に切り換える。
エア駆動型ロータリアクチュエータ５８によって駆動されるフラップ弁６２は高真空下でも確実かつ迅速に開弁するので、＃２輸送機のフラップ弁６２を開弁させるにあたり空気輸送管３８を真空破壊する必要がない。
＃２輸送機のフラップ弁６２を開に切り換えたことにより、＃１輸送機および＃２輸送機の双方の吸引室５２に真空が印加され、＃１輸送機および＃２輸送機の双方が同時に第１容器２０から粉体を吸引し始める（双方同時運転）。
真空ポンプ４８は１つであるから、双方同時運転時には各輸送機の搬送量は半分になるが、輸送管３８全体の流量や吸引ノズル４０の流量は落ちることがない。従って、高濃度輸送のメリットは享受し続ける。
２台の輸送機２６が同時に作動しているので、輸送管３８内には高真空が維持され、双方の輸送機２６の吸引室５２内には高真空が維持される。

次に、＃１輸送機の排出ダンパー９６を閉、フラップ弁６２を開にした状態で、＃１輸送機の遮断弁４４を閉に切り換える。＃１輸送機の遮断弁４４を閉じると、＃１輸送機の吸引室への空気輸送は停止し、吸込管３４からの粉体の流入が止まる（＃１吸引停止）。
しかし、この時点では既に＃２輸送機が作動しており、前述したように輸送管３８全体はなお高真空下にあるので、＃１輸送機のフラップ弁６２が開いたまゝで＃１輸送機の遮断弁４４を閉じても、輸送管３８内の高真空は＃１輸送機の吸引室５２内に反映され、＃１輸送機の吸引室５２は高真空下に維持される。

次に、＃１輸送機の吸込管３４から吸引室５２への粉体の流れが止まった時点で、＃１輸送機のフラップ弁６２を閉じる。粉体の流れが止まっているので、フラップ弁６２と吸込管３４の内側端部との間に粉体が噛み込むことがなく、粉の噛み込みによるフラップ弁６２の密閉不良が防止される。
こうして、＃１輸送機の吸引室５２内には高真空が閉じ込められる。

このように＃１輸送機の吸引室５２内に高真空を閉じ込めた状態で、次に、＃１輸送機の逆洗機構７４を作動させて、圧縮空気タンク７８内の圧縮空気を急速開放する。圧縮空気タンク７８から噴出した圧縮空気はエアパルスとなってバッグフィルター７２の内側に噴射され、バッグフィルター７２を逆洗する（＃１逆洗）。
エアパルスは高真空下の吸引室５２に向かって発射されるので、バッグフィルター７２の内外の圧力差（△Ｐ）が高い。従って、バッグフィルターの逆洗は極めて効果的に行われる。

なお、遮断弁４４は吸引モジュール２８の上蓋４２に設けてあり、バッグフィルター７２と遮断弁４４との間の空間の容積は最小限にしてあり、かつ、逆洗機構７４の後方（下流側）の容積が小さいので、圧縮空気タンク７８から発射されたエアパルスは無駄なく有効にバッグフィルター７２に作用し、これを効果的に逆洗する。
エアパルスの発射は複数回（例えば、５回）行うことができる。エアパルスを発射する度に、＃１輸送機の吸引室５２内の圧力は次第に大気圧に近づく。

＃１輸送機の吸引室５２内の圧力が大気圧に近づくと、排出ダンパー９６はその自重と粉体の重量により自動的に開いて粉体を第２容器２４へと排出する（＃１排出）。

こうして＃１輸送機について粉体吸引とフィルター逆洗と粉体排出が終わると、次に、＃２輸送機について同様の操作を行い、更に、これらの一連の操作を所望量の粉体の輸送に必要なだけ反復する。
このようにして、輸送管３８内の真空を実質的に破壊することなく、従って、プラグ輸送又は柱状輸送を持続させながら２台の空気輸送機２６を交互に作動させるので、大きな輸送能力が発揮される。

以上には交互に運転する２台のバッチ式吸引式空気輸送機を用いた空気輸送について説明したが、単一のバッチ式吸引式空気輸送機を用いてもよい。この場合には、図１に示したシステム構成において、いづれか一方の空気輸送機を省略することができる。
この場合には、空気輸送機の作動のシーケンスは以下のようにすることができる。

−空気輸送機の排出ダンパー９６を閉じた状態で、遮断弁４４とフラップ弁６２を開くことにより、所定時間にわたり第１容器２０から空気輸送機の吸引室５２内へと粉体を空気輸送する。
−次に、フラップ弁６２を閉じることにより吸引室５２への粉体の吸引を停止すると共に、真空源４８の真空を吸引室に印加し続けることにより吸引室５２内に高真空を維持する。
−次に、遮断弁４４を閉じることにより吸引室５２内に高真空を閉じ込める。
−次に、逆洗機構７４を作動させて、高真空下の吸引室５２に対して圧縮空気パルスを噴射させることにより、フィルター７２を逆洗する。
−次に、排出ダンパー９６を開くことにより粉体を第２容器２４へと排出させる。
−上記の操作を繰り返す。

このように、本発明の空気輸送方法においては、逆洗工程ではエアパルスは高真空下の吸引室５２に向かって発射されるので、バッグフィルター７２の内外の圧力差（△Ｐ）が高く、バッグフィルターの逆洗が効果的に行われる。

本発明の空気輸送方法の概念図である。 図１に示した方法の一方の空気輸送機とその制御装置の一部切欠き模式図で、圧縮空気系統は実線で、電気信号系統は破線で示してある。 図２に示した空気輸送機の排出ダンパー機構を示すもので、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は側面図である。 図２に示した空気輸送機の吸引モジュールの上蓋に設けたフィルタと逆洗機構の断面図である。

符号の説明

２６： バッチ式吸引式空気輸送機
３４： 吸込管
３８： 空気輸送管
４４： 遮断弁
４８： 真空源
５０： 輸送機の本体
５２： 吸引室
５４： フラップ弁機構
６８： 本体の空気出口
７２： フィルター
７４： 逆洗機構
９４： 排出ダンパー機構

特許出願人 株式会社 ワイ・エム・エス
代理人 弁理士 伊藤 宏

Claims (2)

1. 第１容器に収容された粉体をバッチ式吸引式空気輸送機を用いて第２容器へと空気輸送する方法であって、
   前記空気輸送機は：吸引室を画成する本体であって、内側端部が前記吸引室内に延び外側端部に空気輸送管が接続される吸込管と、真空源に接続される空気出口と、吸引室内の粉体を所定のタイミングで排出する排出ダンパー機構とを備えた本体と；本体の前記吸引室内に配置され、前記吸込管の内側端部の開口を開閉制御する動力駆動フラップ弁機構と；前記出口の上流側において吸引室内に配置され、吸引室から出口へと流出する空気を濾過するためのフィルターと；前記フィルターの内側に配置され、所定のタイミングでフィルターの内側に圧縮空気パルスを噴射してフィルターを逆洗するための逆洗機構と；前記出口と真空源との間に接続され、真空源から吸引室へ印加される真空を遮断する遮断弁とを備え；
   前記空気輸送方法は：
   （１）第２容器の上に前記バッチ式吸引式空気輸送機を配置して、当該空気輸送機の吸込管の外側端部を空気輸送管を介して第１容器からの共通の吸引管に接続すると共に、空気輸送機の遮断弁を真空配管を介して真空源に接続し、
   （２）空気輸送機の排出ダンパーを閉じた状態で、遮断弁とフラップ弁を開くことにより、所定時間にわたり第１容器から空気輸送機の吸引室内へと粉体を空気輸送し、
   （３）次に、フラップ弁を閉じることにより吸引室への粉体の吸引を停止すると共に、真空源の真空を吸引室に印加し続けることにより吸引室内に高真空を維持し、
   （４）次に、遮断弁を閉じることにより吸引室内に高真空を閉じこめ、
   （５）次に、逆洗機構を作動させて、高真空下の吸引室に対して圧縮空気パルスを噴射させることにより、フィルターの下流側の圧縮空気パルスの正圧とフィルターの上流側の高真空との間の圧力差を利用して効果的にフィルターを逆洗し、
   （６）次に、排出ダンパーを開くことにより吸引室内の粉体を第２容器へと排出させ、
   （７）上記（２）〜（６）の工程を繰り返すことを特徴とする空気輸送方法。
2. 前記逆洗工程において圧縮空気パルスの噴射は吸引室内の圧力が大気圧になるまで繰り返すことを特徴とする請求項１に基づく空気輸送方法。
   

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