JP2008094607A - ロータリーフィーダ - Google Patents

Abstract

【課題】輸送媒体に水を用いてガスハイドレートペレットを円滑に、かつ、確実にスラリー輸送する。
【解決手段】仕切室２０のある回転ドラム５をケーシング４内に設け、かつ、仕切室２０にペレットｐを供給するペレット投入部２５と、仕切室２０内のペレットｐを輸送する輸送管２６をケーシング４に設けたロータリーフィーダ。ペレット投入部２５より輸送管２６の位置にペレットｐを移動させるペレット移動領域ａに、ペレットｐに同伴している流体と置換する水ｗを注ぐ注水管２７と、同伴流体を排出する排出管２９を設ける。更に、ペレット払出後の仕切室２０を輸送管２６の位置よりペレット投入部２５に戻す仕切室復帰領域ｂに、仕切室２０内の水を排出する第１排水管３０と、仕切室２０内に空気を抽気する抽気管２８を設ける。更に、輸送管２６にペレット輸送用の水Ｗを供給する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、ガスハイドレートをペレタイザによって固形物状に圧縮成型したガスハイドレートペレットをスラリー輸送するロータリーフィーダに関する。

従来、氷雪の輸送手段として、ロータリーフィーダを用いることが提案されているが（例えば、特許文献１参照。）、このロータリーフィーダは、氷雪を輸送する輸送媒体として空気を使用している。スキー場のゲレンデに氷雪を輸送する場合は、輸送媒体として空気を使用しても危険がないが、天然ガスと水を水和反応させて生成した天然ガスハイドレートをペレタイザで固形物状に成型したガスハイドレートペレットを空気輸送すると、ガスハイドレートペレットが熱分解してガス化した場合に着火、燃焼する危険がある。

他方、従来のスラリー輸送は、容器内に収容したスラリー母液と被輸送物とを攪拌機で攪拌してスラリー状にし、このスラリーをポンプ輸送することが行われていた。しかし、被輸送物がポンプ内を通過するとき、高速回転するインペラに当たって破損するなどの問題があった。

また、インジェクタに高圧液体を高速で注入して固体状の被輸送物を輸送することも行われていたが、インジェクタの特性から固液搬送時における損失水頭以上の圧力が必要となり、ポンプ動力のロスやインジェクタの絞り管壁に被輸送物である固体が衝突して、被輸送物が破損したり、絞り管壁が磨耗するなどの問題があった。
特開２００１−３３１３４号公報

本発明は、このような従来の問題を解消するためになされたものであり、その目的とするところは、輸送媒体に水を用いてガスハイドレートペレットを安全に、かつ、円滑にスラリー輸送するロータリーフィーダを提供することにある。

請求項１に記載の本発明は、外周に沿って多数の仕切室を有する回転ドラムをケーシング内に回転自在に設け、かつ、前記仕切室にペレットを供給するペレット投入部と、仕切室内のペレットを輸送する輸送管とを前記ケーシングに設けたロータリーフィーダにおいて、前記ペレット投入部より前記輸送管の位置にペレットを移動させるペレット移動領域ａに、前記ペレットに同伴している同伴流体と置換する置換水を注入する注水管と、同伴流体を排出する同伴流体排出管とを設け、且つ、ペレット払出し後の前記仕切室を前記輸送管の位置より前記ペレット投入部に戻す仕切室復帰領域ｂに、前記仕切室内の残留水を排出する第１排水管と、前記仕切室内に空気を抽気する抽気管とを設け、かつ、前記輸送管にペレット輸送用の水を供給することを特徴とするロータリーフィーダである。

請求項２に記載の本発明は、請求項１において、前記注水管と、前記同伴流体排出管と、前記第１排水管の入口に、それぞれ、ペレットの流出を防止するスクリーンを設けたことを特徴とするロータリーフィーダである。

請求項３に記載の本発明は、請求項１において、前記注水管と、前記同伴流体排出管と、前記第１排水管に、それぞれ、ペレットの流出を防止するスクリーンを有するパイプを着脱自在に設けたことを特徴とするロータリーフィーダである。

請求項４に記載の本発明は、請求項１において、前記ペレット投入部に対峙するケーシングの端板に第２排水管を設けたことを特徴とするロータリーフィーダである。

請求項５に記載の本発明は、請求項４において、前記ケーシングの端板に、前記ケーシングと回転ドラムの外筒体の間に溜まった漏洩水を第１排水管に導くための誘導溝を設けたことを特徴とするロータリーフィーダである。

上記のように、請求項１に記載の本発明は、外周に沿って多数の仕切室を有する回転ドラムをケーシング内に回転自在に設け、かつ、前記仕切室にペレットを供給するペレット投入部と、仕切室内のペレットを輸送する輸送管とを前記ケーシングに設けたロータリーフィーダにおいて、前記ペレット投入部より前記輸送管の位置にペレットを移動させるペレット移動領域ａに、前記ペレットに同伴している同伴流体と置換する置換水を注入する注水管と、同伴流体を排出する同伴流体排出管とを設け、且つ、ペレット払出し後の前記仕切室を前記輸送管の位置より前記ペレット投入部に戻す仕切室復帰領域ｂに、前記仕切室内の残留水を排出する第１排水管と、前記仕切室内に空気を抽気する抽気管とを設け、かつ、前記輸送管にペレット輸送用の水を供給するので、ロータリーフィーダ内において、ペレットに同伴又は付随している空気や液体などの同伴流体を置換用の水と円滑に置換することができる。

従って、空気の混入に起因するプラグ流の発生を抑制しながら、ペレットを安全に、かつ、円滑に輸送することができる。また、プラグ流の発生に起因する機械的振動の発生も抑制することができるので、クラックやひび割れなどの装置の不具合も抑制することができる。しかも、スラリー輸送用の水の中にペレットが分散しているので、ペレットの圧密もなく、ペレットどうしの摩擦も起こらないので、ペレットが破損することもない。また、スラリー輸送は、管壁との衝突や摩擦に対してスラリー輸送用の水が潤滑材や冷却剤の役目を担うため、空気輸送よりも有利である。

請求項２に記載の本発明は、前記注水管と、前記同伴流体排出管と、前記第１排水管の入口に、それぞれ、ペレットの流出を防止するスクリーンを設けたので、ペレットに同伴している同伴空気や同伴液（例えば、石油）をペレット移動領域ａ内で置換用の水と置換する時に、ペレットの流出を未然に防止することができる。他方、仕切室復帰領域ｂでは、ペレットを払い出した後の仕切室内に残留しているペレットの流出を未然に防止することができる。

請求項３に記載の本発明は、前記注水管と、前記同伴流体排出管と、前記第１排水管に、それぞれ、ペレットの流出を防止するスクリーンを有するパイプを着脱自在に設けたので、請求項２の発明と同様の効果を有するほか、注水管と、同伴流体排出管と、第１排水管からスクリーンを有するパイプを抜き出すことにより、スクリーンの清掃を容易に行うことができる。

請求項４に記載の本発明は、前記ペレット投入部に対峙するケーシングの端板に第２排水管を設けたので、ケーシング内に漏洩した水をペレットを払い出した後の仕切室内に漏洩させることなく、第２排水管を経て機外に容易に排出することができる。

請求項５に記載の本発明は、前記ケーシングの端板に、前記ケーシングと回転ドラムの外筒体の間に溜まった漏洩水を第１排水管に導くための誘導溝を設けたので、ケーシングと回転ドラムの外筒体との間に溜まった漏洩水をペレットを払い出した後の仕切室内に漏洩させることなく、誘導溝を経て第１排水管に円滑に導くことができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
先ず、縦軸型のロータリーフィーダについて説明し、次いで、横軸型のロータリーフィーダについて説明する。

（イ）縦軸型のロータリーフィーダ
図１は、スラリー輸送装置の概略構成図であり、縦軸型のロータリーフィーダ（以下、ロータリーフィーダと称する。）１に供給されたガスハイドレートペレット（以下、ペレットと称する。）ｐをポンプ２で汲み上げた水槽３の水Ｗを用いて後工程にスラリー輸送するようになっている。

ロータリーフィーダ１は、図４に示すように、ケーシング４内に回転ドラム５を回転自在に設けている。ケーシング４は、円筒状の胴部６と、複数のボルト７によって胴部６の上面に固定された上部端板８と、複数のボルト７によって胴部６の下面に固定された下部端板９により形成されている。回転ドラム５の回転軸１０は、ケーシング４の上下両端板８，９に装着した支持体１１，１２に軸受１３を介して回転自在に支持されている。また、回転軸１０と上下両端板８，９の間に、夫々、シール１４を介装している。

図１に戻って説明すると、回転ドラムの回転軸１０に装着したスプロケット１５と、駆動モータ１６の回転軸１７に装着したスプロケット１８の間にチェーン１９を巻き掛け、駆動モータ１６の回転をチェーン１９を介して回転ドラムの回転軸１０に伝達するようになっている。

回転ドラム５は、図６に示すように、回転軸１０に固定され、その外周に沿って複数の扇形状の仕切室２０を設けている。回転ドラム５は、図４に示すように、回転軸１０の軸心の方向に所定の間隔を保って上下一対の端面板２１，２１を有している。そして、この上下両端面板２１，２１の外周に内筒体２２を設け、更に、内筒体２２の外側に外筒体２３を設けている。この内筒体２２と外筒体２３の間には、図６に示すように、複数の仕切板２４が放射方向に設けられている。そして、複数の仕切板２４と内筒体２２と外筒体２３により形成された仕切室２０は、上下方向にのみ開口するように区画されている。

図２に示すように、ケーシング４の上部端板８には、角管状のペレット投入部２５と、出口側の輸送管２６ｂと、注水管２７と、抽気管２８を設けている。これらの管体は、回転ドラム５の内筒体２２と外筒体２３の中央にあるサークルラインＳ上に位置している。ペレット投入部２５の形状は、入口部２５ａが長方形であるが、出口部２５ｂは、回転ドラム５の仕切室２０の形状に倣って円弧状となっている。

他方、ケーシング４の下部端板９には、図３に示すように、入口側の輸送管２６ａと、同伴流体排出管２９と、第１排水管３０を設けている。入口側の輸送管２６ａは、図４に示すように、出口側の輸送管２６ｂと対峙している。更に、図５に示すように、同伴流体排出管２９は注水管２７と対峙し、第１排水管３０は抽気管２８と対峙している。この同伴流体排出管２９は、その出口にバルブ３１を設けている。また、図示しないパイプを介して第１排水管３０と注水管２７とを連通させ、第１排水管３０から排出された水を注水管２７に供給するようにしてもよい。

更に、注水管２７と同伴流体排出管２９と第１排水管３０は、図５に示すように、その入口にそれぞれスクリーン３２を設けてペレットｐの流出を防止するようにしている。尚、図８は、符号Ｅ，Ｆ，Ｇ部の拡大図である。

スクリーンの清掃を容易にする場合は、図９に示すように、先端にスクリーン３３を備えたフランジ付きのパイプ３４を注水管２７と同伴流体排出管２９と第１排水管３０内に、夫々、着脱自在に装着することもできる。そして、スクリーン３３が目詰まりした場合は、パイプ３４を抜き出してスクリーン３３を掃除する。

スクリーンの開口部の形状としては、例えば、丸孔、矩形孔、スリット、パンチングメタル孔、メッシュ孔などを挙げることができ、ペレットの形状や大きさによって、適宜、選択する。

また、ケーシング４の下部端板９には、図７に示すように、ペレット投入部２５の近傍に、別途、第２排水管３５を設け、ケーシング４の上部端板８と回転ドラム１０の端面板２１の間、及びケーシング４の下部端板９と回転ドラム１０の端面板２１の間に漏洩した水を機外に排出するようにしている。つまり、回転ドラムの上下の端面板２１，２１には、夫々、穴３８（図４参照。）を設けており、上側の回転ドラムの端面板２１の水をこの穴３８を経て下側に排出するようにしている。

また、ケーシング４の下部端板９の内面には、第１排水管３０の近傍で、なおかつ、ケーシング４に内接する位置にケーシング４と回転ドラム１０の外筒体２３との間に溜まった漏洩水を第１排水管３０に導くための誘導溝３６を設けている。

ところで、この発明では、図７に示すように、ペレットをペレット投入部２５より輸送管２６に移送すると共に、ペレット投入部２５と輸送管２６に干渉しないペレット移動領域ａに同伴流体排出管２９を設け、更に、ペレット払出し後の仕切室２０を前記輸送管２６より前記ペレット投入部２５に戻すと共に、ペレット投入部２５と輸送管２６に干渉しない仕切室復帰領域ｂに第１排水管３０を設けている。

ここで、回転ドラム５における仕切板２４の間隔は、注水管２７より供給される水ｗを遮断したり、或いは、輸送管２６より供給される水Ｗを遮断するため、適宜、決定する必要がある。例えば、注水管２７より供給される水ｗを遮断するためには、図７に示すように、ペレット投入部２５と同伴流体排出管２９の間に、常時、少なくとも１枚の回転ドラム５の仕切板２４が必要である。また、輸送管２６の水Ｗを遮断するためには、同伴流体排出管２９と輸送管２６の間及び輸送管２６と第１排水管３０の間に、常時、少なくとも１枚の回転ドラム５の仕切板２４が必要である。

尚、回転ドラム５の仕切室２０を最小数、換言すれば、回転ドラム５の仕切板２４を最小数にするには、Ａ’＝Ｂ’が必要条件である。ここで、Ａはペレット投入部２５の開口部端と同伴流体排出管２９の中心との間隔、Ｂは同伴流体排出管２９の中心と輸送管２６の開口部端との間隔、Ｃは輸送管２６の開口部端と第１排水管３０の中心との間隔、Ｄは第１排水管３０の中心とペレット投入部２５の開口部端との間隔である。

従って、ペレット投入部２５の横幅と輸送管２６の直径とが同一寸法であれば、ペレット投入部２５の位置を０°、輸送管２６の位置を１８０°とした場合、同伴流体排出管２９の位置は、９０°の位置となる。これと同様の理由により、第１排水管３０の位置は、２７０°の位置となる。なお、符号Ａ’、Ｂ’、Ｃ’、Ｄ’は、仕切板２４の間隔を示している。

（１）先ず、ホッパー内（大気中）のペレットｐを輸送する場合について説明する。
図１に示すように、縦軸型のロータリーフィーダ１は、回転軸１０が天地を指すように架台４１上に設置され、ロータリーフィーダ１のペレット投入部２５には、ホッパー４２が設けられている。また、ロータリーフィーダ１の出口側の輸送管２６ｂには、輸送管４３が取り付けられ、入口側の輸送管２６ａには、給水管４４が取り付けられている。

また、水槽３の水Ｗは、ポンプ２によって汲み上げられ、ホース４５を介して給水管４４に供給するようになっている。この際、同伴流体排出管２９のバルブ３１を閉止する一方、第１排水管３０を図示しないパイプによって注水管２７と連通させ、第１排水管３０から排出された水を図示しないポンプによって注水管２７に供給するようにしている。

上記ホッパー４２内のペレットｐは、図４に示すように、ペレット投入部２５を通ってその真下に位置する仕切室２０内に供給される。回転ドラム５が所定の方向（矢印Ｒの方向）に回転してペレットｐを収納した仕切室２０が注水管２７の位置に到達すると（図５参照。）、注水管２７から仕切室２０内に水ｗが供給され、仕切室２０内の空気が水ｗと置換される。ペレットｐの隙間から追い出された空気は、注水管２７を経て機外に排出される。このため、注水管２７には、排気装置を設ける必要がある。

上記回転ドラム５が更に所定の方向（矢印Ｒの方向）に回転して、図４に示すように、空気を追い出した仕切室２０が輸送管２６の位置に到達すると、入口側の輸送管２６ａから流入したスラリー輸送用の水Ｗによって仕切室２０内のペレットｐが出口側の輸送管２６ｂを経て次工程にスラリー輸送される。

上記回転ドラム５が所定の方向（矢印Ｒの方向）に更に回転して、図５に示すように、ペレットｐを払い出した仕切室２０が第１排水管３０の位置に到達すると、仕切室２０の水Ｗが第１排水管３０から排水される。この時、第１排水管３０に対峙している抽気管２８から外気を取り入れると、仕切室２０の水Ｗを速やかに排水することができる。

上記回転ドラム５が所定の方向（矢印Ｒの方向）に更に回転すると、空になった仕切室２０がペレット投入部２５の位置に復帰する（図４参照）。

（２）次に、石油ｏにペレットｐが混入されたガスハイドレートスラリーｃを縦軸型のロータリーフィーダ１を用いて水力輸送する場合について説明する。この場合は、予め、同伴液体排出管２９のバルブ３１を開けておく。

先ず、図１０に示すように、ガスハイドレートスラリーｃは、ペレット投入部２５を通ってその真下に位置する仕切室２０内に供給される。上記回転ドラム５が所定の方向（矢印Ｒの方向）に回転してガスハイドレートスラリーｃを充填した仕切室２０が注水管２７の位置に到達すると（図１１参照。）、同伴流体排出管２９から石油ｏが流出する。続いて、注水管２７から仕切室２０内に水ｗが注水され、石油ｏが水ｗと置換される。

上記回転ドラム５が所定の方向（矢印Ｒの方向）に更に回転して水ｗと置換した仕切室２０が輸送管２６の位置に到達すると（図１０参照。）、入口側の輸送管２６ａから流入したスラリー輸送用の水Ｗによって仕切室２０内のペレットｐが出口側の輸送管２６ｂを経て次工程にスラリー輸送される。

上記回転ドラム５が更に所定の方向（矢印Ｒの方向）に回転して、図１１に示すように、ペレットｐを払い出した後の仕切室２０が第１排水管３０の位置に到達すると、仕切室２０の水Ｗが第１排水管３０から機外に排水される。この時、第１排水管３０に対峙している抽気管２８から外気を取り入れると、仕切室２０の水Ｗを速やかに排水することができる。

上記回転ドラム５が更に所定の方向（矢印Ｒの方向）に回転すると、空になった仕切室２０がペレット投入部２５の位置に復帰する（図１０参照。）。

（ロ）水平軸型のロータリーフィーダ
水平軸型のロータリーフィーダ５１は、図１２及び図１３に示すように、ケーシング５２内に回転ドラム５３を回転自在に設けている。このケーシング５２は、円筒状の胴部５４と、図示しない複数のボルトによって胴部５４の両側面に固定された端板５５，５６により構成されている。

回転ドラム５３の回転軸５７は、ケーシング５２の両端板５５，５６に装着した支持体５８，５９に軸受６０を介して回転自在に支持されている。更に、回転軸５７と両端板５５，５６との間には、夫々、シール６１が介装されている。

上記回転ドラム５３は、図１２に示すように、回転軸５７に固定され、その外周に沿って複数の扇形状の仕切室６２が設けられている。この回転ドラム５３の構成について説明すると、図１３に示すように、左右一対の端面板６３は、回転軸５７の軸心の方向に所定の間隔を隔てて固定されている。そして、両端面板６３の外周に内筒体６４が固定されている。更に、図１２に示すように、内筒体６４の外面に複数の仕切板６５が放射状に固定されている。そして、内筒体６４と複数の仕切板６５によって前記仕切室６２が区画形成されている。

図１２に示すように、ケーシング５２は、その上端部に漏斗状のペレット投入部６６を設けている。また、図１３において、左手側の端板５５の下部には、入口側の輸送管６７ａを設け、この輸送管６７ａに対向する出口側の輸送管６７ｂを右手側の端板５６に設けている。

図１２に示すように、回転ドラム５３の回転方向を時計方向（矢印Ｒの方向）とすると、胴部５４の右サイドには、注水管６８及び同伴流体排出管６９を設け、胴部５４の左サイドには、抽気管７０及び第１排水管７１を設けている。

ところで、この発明では、図１２に示すように、ペレットをペレット投入部６６より輸送管６７に移送すると共に、ペレット投入部６６及び輸送管６７と干渉しないペレット移動領域ａに注水管６８及び同伴流体排出管６９を設け、更に、ペレット払出し後の仕切室６２を前記輸送管６７より前記ペレット投入部６６に戻すと共に、ペレット投入部６６及び輸送管６７と干渉しない復帰領域ｂに抽気管７０及び第１排水管７１を設けている。

図１２に示すように、この例の場合は、輸送管６７よりもペレット投入部６６の方が大きいので、ペレット投入部６６の中心位置を０°、輸送管６７の中心位置を１８０°とした場合、注水管６８及び同伴流体排出管６９は、ペレット投入部６６の中心位置を基準にして８０°〜１１０°、望ましくは９０°〜１００°の位置に設けることが望ましい。同様に、抽気管７０及び第１排水管７１は、ペレット投入部６６の中心位置を基準にして２５０°〜２８０°、望ましくは２６０°〜２７０°の位置に設けることが望ましい。

また、同伴流体排出管６９は、その出口にバルブ７２を設けている。また、第１排水管７１は、図示しないパイプを介して注水管６８と連通させ、第１排水管７１から排出された水を注水管６８に供給するようにしてもよい。

更に、注水管６８と同伴流体排出管６９と第１排水管７１は、図１２に示すように、その入口にスクリーン７３を設けてペレットｐの流出を防止するようにしている。スクリーンの清掃を容易にする場合は、図９に示すように、先端にスクリーン３３を備えたパイプ３４を注水管６８と同伴流体排出管６９と第１排水管７１内に着脱自在に装着することもできる。そして、スクリーン３３が目詰まりした場合には、前記パイプ３４を注水管６８と同伴流体排出管６９と第１排水管７１から抜き出してスクリーン３３を掃除する。

この水平軸型のロータリーフィーダ５１の作用については、既に説明した縦軸型のロータリーフィーダ１の作用と実質的に相違しないので、詳細な説明を省略する。

本発明に係る縦軸型のロータリーフィーダを含むスラリー輸送装置の概略構成図である。 縦軸型のロータリーフィーダの平面図である。 縦軸型のロータリーフィーダの正面図である。 図２のＸ−Ｘ断面図である。 図２のＹ−Ｙ断面を含む側面図である。 回転ドラムの平面図である。 下部端板の平面図である。 図５の符号Ｅ，Ｆ，Ｇ部の拡大図である。 スクリーン付きパイプの断面図である。 ガスハイドレートスラリーの投入及び輸送説明図である。 ガスハイドレートスラリーの置換及び排水説明図である。 本発明に係る水平軸型のロータリーフィーダの横断面図である。 図１２のＺ−Ｚ断面図である。

符号の説明

ａ ペレット移動領域
ｂ 仕切室復帰領域
ｐ ペレット
ｗ 同伴流体と置換する水
Ｗ 水
４ ケーシング
５ 回転ドラム
２０ 仕切室
２５ ペレット投入部
２６ 輸送管
２７ 注水管
２８ 抽気管
２９ 同伴流体排出管
３０ 第１排水管

Claims (5)

1. 外周に沿って多数の仕切室を有する回転ドラムをケーシング内に回転自在に設け、かつ、前記仕切室にペレットを供給するペレット投入部と、仕切室内のペレットを輸送する輸送管とを前記ケーシングに設けたロータリーフィーダにおいて、前記ペレット投入部より前記輸送管の位置にペレットを移動させるペレット移動領域ａに、前記ペレットに同伴している同伴流体と置換する置換水を注入する注水管と、同伴流体を排出する同伴流体排出管とを設け、且つ、ペレット払出し後の前記仕切室を前記輸送管の位置より前記ペレット投入部に戻す仕切室復帰領域ｂに、前記仕切室内の残留水を排出する第１排水管と、前記仕切室内に空気を抽気する抽気管とを設け、かつ、前記輸送管にペレット輸送用の水を供給することを特徴とするロータリーフィーダ。
2. 前記注水管と、前記同伴流体排出管と、前記第１排水管の入口に、それぞれ、ペレットの流出を防止するスクリーンを設けたことを特徴とする請求項１記載のロータリーフィーダ。
3. 前記注水管と、前記同伴流体排出管と、前記第１排水管に、それぞれ、ペレットの流出を防止するスクリーンを有するパイプを着脱自在に設けたことを特徴とする請求項１記載のロータリーフィーダ。
4. 前記ペレット投入部に対峙するケーシングの端板に第２排水管を設けたことを特徴とする請求項１記載のロータリーフィーダ。
5. 前記ケーシングの端板に、前記ケーシングと回転ドラムの外筒体の間に溜まった漏洩水を第１排水管に導くための誘導溝を設けたことを特徴とする請求項４記載のロータリーフィーダ。

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