JP2008232132A - Material transfer device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、入口から出口まで物質を移送する物質移送装置に関する。 The present invention relates to a substance transfer device for transferring a substance from an inlet to an outlet.
固形物が含まれる流動物を入口から入れて(供給して)出口から出す(排出する)物質移送装置が知られている。このような物質移送装置は、例えば、大量の流動物が収容された大きな容器(タンクなど)から多数の小さな容器に流動物を移送する際に使用される。従来の物質移送装置としては、円筒状の回転部材の外周面に螺旋状の羽根を取り付けたものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。この従来の物質移送装置を使用して物質を移送する場合、円筒状の回転部材の回転速度を上昇させるほど、移送できる物質の量は多くなる。また、出口から物質が出される際の吐出圧(勢い)も、回転部材の回転速度を上昇させるほど高くなる。
しかし、上記した回転部材の回転速度には限界があり、回転部材を速く回転させた場合、入口から入れられた物質が損傷するおそれもある。また、移送される物質の種類によっては損傷され易いものもあるので、回転部材を速く回転させることができないこともある。また、物質移送装置の出口から小さな容器までの間に移送管などが存在する場合は、物質移送装置の出口における物質の吐出圧をある程度高くしておく必要がある。この吐出圧が小さいときは、移送管の内部で物質が滞留するおそれがある。 However, there is a limit to the rotation speed of the rotating member described above, and if the rotating member is rotated quickly, the material put in from the inlet may be damaged. In addition, depending on the type of substance to be transferred, there are some that are easily damaged, and thus the rotating member may not be able to rotate quickly. Further, when a transfer pipe or the like exists between the outlet of the substance transfer device and a small container, it is necessary to increase the discharge pressure of the substance at the outlet of the substance transfer device to some extent. When this discharge pressure is small, there is a possibility that the substance stays inside the transfer pipe.
本発明は、上記事情に鑑み、単位面積及び単位時間当たりに多量の物質を損傷させずに移送できるだけでなく、出口まで移送されてきた物質を出口から勢い良く出せる(高い吐出圧で吐出できる)物質移送装置を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, the present invention can not only transfer a large amount of material per unit area and unit time without damaging the material, but also can vigorously eject the material transferred to the outlet from the outlet (can be discharged at a high discharge pressure). An object is to provide a mass transfer device.
上記目的を達成するための本発明の物質移送装置は、物質が入れられる入口から、物質が出される出口まで物質を移送する物質移送装置において、
(1)前記入口と前記出口が形成されると共にその内径を大きくしながら前記入口から前記出口まで延びる内部空間、及び前記内部空間を画定する内周面が形成された筐体と、
(2)前記内部空間に収容されてその太さを大きくしながら前記入口から前記出口まで延びる、その頂点又はその頂面の中心点とその底面の中心点とを通る直線を中心軸として回転する回転部材と、
(3)前記回転部材の外周面に螺旋状に形成されて前記回転部材と共に回転する羽根とを備えたことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the mass transfer apparatus of the present invention is a mass transfer apparatus for transferring a substance from an inlet where a substance is placed to an outlet where the substance is discharged.
(1) A housing in which the inlet and the outlet are formed and an inner space extending from the inlet to the outlet while increasing an inner diameter thereof, and an inner peripheral surface defining the inner space are formed;
(2) Rotating about a straight line passing through the vertex or the center point of the top surface and the center point of the bottom surface that is accommodated in the internal space and extends from the entrance to the exit while increasing its thickness. A rotating member;
(3) The rotary member is provided with a blade formed in a spiral shape on the outer peripheral surface of the rotary member and rotating together with the rotary member.
ここで、
(4)前記内部空間は、円錐形状又は円錐台形状のものであり、
(5)前記回転部材は円錐形状又は円錐台形状のものであってもよい。
here,
(4) The internal space has a conical shape or a truncated cone shape,
(5) The rotating member may have a conical shape or a truncated cone shape.
また、
(6)前記筐体の内部空間と前記回転部材は相似形であってもよい。
Also,
(6) The internal space of the housing and the rotating member may be similar.
さらに、
(7)前記羽根は、前記回転部材の前記外周面から前記筐体の前記内周面に近接した位置まで広がるものであってもよい。
further,
(7) The blade may extend from the outer peripheral surface of the rotating member to a position close to the inner peripheral surface of the casing.
さらにまた、
(8)前記羽根は、前記回転部材の外周面のうち前記入口近傍の部分から前記出口近傍の部分まで連続して延びるものであってもよい。
Furthermore,
(8) The blade may extend continuously from a portion near the inlet to a portion near the outlet on the outer peripheral surface of the rotating member.
さらにまた、
(9)前記羽根のうち互いに向き合う表面の間の距離は、前記出口に近づくほど長くなってもよい。
Furthermore,
(9) The distance between the surfaces of the blades facing each other may be longer as the distance to the outlet is approached.
さらにまた、
(10)前記羽根のうち互いに向き合う表面の間から、該羽根に接触しないように前記回転部材の前記外周面を螺旋状に延びる第2の羽根を備えてもよい。
Furthermore,
(10) You may provide the 2nd blade | wing which extends the said outer peripheral surface of the said rotation member helically so that it may not contact this blade | wing from the surface which mutually faces among the said blade | wings.
さらにまた、
(11)前記羽根は、前記出口に近づくほど厚くなるものであってもよい。
Furthermore,
(11) The blade may be thicker as it approaches the outlet.
さらにまた、
(12)前記羽根と前記外周面との境界における接線を前記中心軸に向けて平行移動して該接線が前記中心軸に交差したときに該接線と該中心軸との成す傾斜角度は、前記出口に近づくほど小さくなるように構成してもよい。
Furthermore,
(12) When the tangent at the boundary between the blade and the outer peripheral surface is translated toward the central axis and the tangent intersects the central axis, the inclination angle formed by the tangent and the central axis is You may comprise so that it may become so small that it approaches an exit.
さらにまた、
(13)前記羽根のうち互いに向き合う部分の間に広がって前記回転部材の前記外周面に並行に延びる、該外周面を前記筐体の前記内周面から遮蔽する遮蔽壁を備えてもよい。
Furthermore,
(13) You may provide the shielding wall which spreads between the parts which face each other among the said blade | wings, and extends in parallel with the said outer peripheral surface of the said rotation member which shields this outer peripheral surface from the said inner peripheral surface of the said housing | casing.
さらにまた、
(14)前記入口は、前記回転軸に交差する方向から、又は、前記回転軸に平行な方向から物質が入れられるように形成されたものであってもよい。
Furthermore,
(14) The inlet may be formed so that a substance can be introduced from a direction intersecting the rotation axis or from a direction parallel to the rotation axis.
さらにまた、
(15)前記回転部材は、移送中の物質が前記筐体の底面に衝突することを防止する堰板が前記回転部材の底面に形成されたものであってもよい。
Furthermore,
(15) The rotating member may have a barrier plate formed on the bottom surface of the rotating member that prevents a substance being transferred from colliding with the bottom surface of the casing.
さらにまた、
(16)前記物質は、流動物、及び流動物に固形物が混在したもののいずれであってもよい。
Furthermore,
(16) The substance may be either a fluid or a mixture of solids in the fluid.
なお、回転部材の外形は、入口から出口に近づくほど太さ(又は、外径)が徐々に大きくなっていく形状のものを全て含み、回転部材の側面図における外周面の輪郭が放物線や指数曲線、双曲線などになるような外形であってもよい。 The outer shape of the rotating member includes all shapes whose thickness (or outer diameter) gradually increases as it approaches the outlet from the inlet, and the contour of the outer peripheral surface in the side view of the rotating member is a parabola or index. The outer shape may be a curve, a hyperbola, or the like.
本発明の物質移送装置では、羽根の回転に支障が無い程度に羽根を筐体の内周面に近接(接近)させられるので、回転部材の外周面、螺旋状の羽根、及び筐体の内周面に囲まれた空間が物質の移送路(移送空間)となる。この移送路は螺旋状の羽根に沿って連続して延びるので、移送路は回転部材の外周面上に螺旋状に形成されていることとなる。回転部材は、その太さ(又は、外径)を大きくしながら入口から出口まで延びるので、頂点(又は頂面であり、最も細い部分)は入口近傍に位置し、その底面(最も太い部分)は出口近傍に位置することとなる。このため、回転部材は出口に近づくほど太くなる(外径が大きくなる)。従って、回転部材が一定速度で回転している場合、その外周面においては、出口に近い部分ほど周速度が速くなり(回転部材の外周面における定点の一回転当たりの移動距離が長くなり)、換言すれば、回転部材の中心軸から離れるほど(出口に近いほど)周速度が速くなる。即ち、入口から出口まで続く移送路においては回転部材の太さ(外径)に応じて、出口に近い部分ほど周速度が速くなる。このため、入口から入れられた物質は移送路に到達し、移送路においては、上記の周速度にほぼ比例して移送速度を徐々に上げながら出口に向かって移送されることとなる。移送路のうち入口近傍部分では回転部材が細いので、物質が移送される速度は、物質が損傷するほどは速くない。 In the substance transfer device of the present invention, since the blade can be brought close to (approaching) the inner peripheral surface of the casing to the extent that the rotation of the blade is not hindered, the outer peripheral surface of the rotating member, the spiral blade, A space surrounded by the peripheral surface becomes a material transfer path (transfer space). Since this transfer path extends continuously along the spiral blade, the transfer path is formed in a spiral shape on the outer peripheral surface of the rotating member. The rotating member extends from the inlet to the outlet while increasing its thickness (or outer diameter), so that the apex (or the top surface, the thinnest part) is located near the inlet, and the bottom surface (thickest part) Will be located near the exit. For this reason, a rotating member becomes thick, so that an exit is approached (an outer diameter becomes large). Therefore, when the rotating member is rotating at a constant speed, the peripheral speed of the outer peripheral surface of the rotating member is closer to the exit (the moving distance per rotation of the fixed point on the outer peripheral surface of the rotating member is longer), In other words, the circumferential speed increases as the distance from the central axis of the rotating member increases. That is, in the transfer path that continues from the inlet to the outlet, the peripheral speed increases as the portion is closer to the outlet, depending on the thickness (outer diameter) of the rotating member. For this reason, the substance put in from the inlet reaches the transfer path, and is transferred toward the outlet while gradually increasing the transfer speed substantially in proportion to the peripheral speed. Since the rotating member is thin in the vicinity of the entrance in the transfer path, the speed at which the substance is transferred is not so fast as to damage the substance.
上記のように物質の移送速度は、回転部材の外周面における周速度にほぼ比例するので、徐々に増加する周速度にほぼ比例して(伴って)物質の移送速度も徐々に増加し、移送速度の急激な変動が生じることなく、移送中の物質は層流を形成しながら(乱流を形成せずに)円滑に出口まで移送されることとなる。このように入口よりも出口に到達したときのほうが物質の移送速度は速いので、出口まで移送されてきた物質は、回転部材の回転速度に応じて出口から勢い良く出される(高い吐出圧で吐出される)こととなる。また、上記のように移送路では物質の層流が形成されるので、移送中の物質が筐体の内周面や羽根に激しく衝突することがなく、この衝突に起因する騒音や振動が発生せず、物質も破損しない。 As described above, since the material transfer speed is substantially proportional to the peripheral speed on the outer peripheral surface of the rotating member, the material transfer speed gradually increases in proportion to (in association with) the gradually increasing peripheral speed. The material being transferred is smoothly transferred to the outlet while forming a laminar flow (without forming a turbulent flow) without causing a rapid change in velocity. Thus, since the material transfer speed is faster when the outlet is reached than the inlet, the substance transferred to the outlet is ejected vigorously from the outlet according to the rotational speed of the rotating member (discharged at a high discharge pressure). Will be). In addition, since a laminar flow of material is formed in the transfer path as described above, the material being transferred does not collide violently with the inner peripheral surface and blades of the housing, and noise and vibration due to this collision are generated. And the material is not damaged.
ところで、上記のように移送路では出口に近づくほど移送速度が速くなるので、入口から入れられた物質の量(供給量)と出口から出る物質の量(排出量)を単位面積及び単位時間当たりで比較した場合、供給量よりも排出量が多くなるはずである。しかし、実際は、入口から入れられた量の物質しか出口から出ないので、入口から入れられた物質を移送路の奥に(出口に向けて)吸い込むような力が作用する。従って、入口から次々に多量の物質を入れても詰まることなく円滑に出口まで移送でき、この出口から物質を吐出できる。 By the way, as the transfer path is closer to the outlet as described above, the transfer speed becomes faster. Therefore, the amount of substance introduced from the inlet (supply amount) and the amount of substance exited from the outlet (discharge amount) per unit area and unit time. When compared in, the amount of emissions should be greater than the amount supplied. However, in actuality, only a quantity of the substance put in from the inlet comes out from the outlet, so that a force acts to suck the substance put in from the inlet into the back of the transfer path (toward the outlet). Therefore, even if a large amount of substance is put in one after another from the inlet, it can be smoothly transferred to the outlet without clogging, and the substance can be discharged from this outlet.
本発明は、乳製品や調味料などの食品・食料品、塗料などの化学品、クリームなどの化粧品や軟膏などの医薬品を移送する物質移送装置に実現された。 The present invention has been realized in a substance transfer device that transfers foods and foods such as dairy products and seasonings, chemicals such as paints, cosmetics such as creams, and pharmaceuticals such as ointments.
図1から図6までを参照して、本発明の実施例1を説明する。 A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は、本発明の物質移送装置の実施例1が配置された物質移動システムを示す模式図である。図2は、図1の物質移送装置の筐体だけを切断してその内部を側方から示す側面図である。図3(a)は、図2に示す物質移送装置の回転部材と羽根を示す側面図であり、(b)は、内部空間(回転部材も同様)の他の例を示す側面図であり、(c)は、内部空間(回転部材も同様)の更に他の例を示す側面図である。図4は、図3(a)のB−B断面図である。図5は、実施例1の物質移送装置と比較例の物質移送装置による移送量を比較して示すグラフであり、横軸は回転部材の回転数(rpm)を表し、縦軸は出口における移送方向に直交する面の1cm2当たりの移送量(L/min(リットル毎分))を表す。図6は、入口と出口における圧力を示すグラフであり、横軸は筐体の長さ方向を表し、縦軸は水柱(m)での圧力を表す。 FIG. 1 is a schematic view showing a mass transfer system in which a mass transfer apparatus according to a first embodiment of the present invention is arranged. FIG. 2 is a side view of the substance transfer device of FIG. 3 (a) is a side view showing a rotating member and blades of the substance transfer device shown in FIG. 2, and FIG. 3 (b) is a side view showing another example of the internal space (the same applies to the rotating member). (C) is a side view which shows the further another example of internal space (a rotation member is also the same). 4 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. FIG. 5 is a graph showing a comparison of the amount transferred by the material transfer device of Example 1 and the material transfer device of the comparative example, where the horizontal axis represents the number of rotations (rpm) of the rotating member, and the vertical axis represents the transfer at the outlet. It represents the transfer amount (L / min (liter per minute)) per 1 cm 2 of the surface orthogonal to the direction. FIG. 6 is a graph showing the pressure at the inlet and the outlet, where the horizontal axis represents the length direction of the casing, and the vertical axis represents the pressure at the water column (m).
物質移送装置10は、図1に示すように例えば、大量の流動物が収容された大きな容器(タンクなど)2から搬送管4A、4Bを経由して多数の小さな容器6−1、6―2、……に流動物を移送する際に使用される。物質移送装置10は搬送管4A、4Bの間(接続部分)に取り付けられており、重力によって容器2から物質移送装置10の入口12に落下してきた物質を出口14まで移送して搬送管4Bに出す(吐出させる、排出する)ものである。なお、多数の小さな容器6−1、6―2、……は、矢印A方向に搬送ベルト8によって順次に搬送される。
As shown in FIG. 1, for example, the
物質移送装置10は、図2などに示すように、物質が入れられる(供給される)入口12と、入口12から入れられた物質が出される(吐出される、排出される)出口14とが形成された筐体(ケーシング)20を備えている。入口12と出口14は横断面(物質の流出入方向(矢印IN、OUTで示す方向)に直交する面)を円形のものとした。筐体20には内部空間22が形成されており、この内部空間22は、その内径を大きくしながら入口12から出口14まで延びている。即ち、内部空間22は入口12の近傍の内径R2が最小であり、出口14の近傍の内径R1が最大となるように徐々に広がっている。内部空間22の形状としては、図1の側面図には円錐台形状のものが示されているが、円錐形状のものでもよい。また、内部空間22の形状は、図3(b)に示すように側面図が山裾の広がったようなものであってもよく、図3(c)に示すように側面図が弾のようになるものであってもよい。筐体20には、内部空間22を画定する内周面24が形成されており、この内周面24は、例えば円錐台形状の外周面に相当するものである。出口14には、出口14から出る物質の流量を計測する流量計16が配置されている。この流量計16によれば、出口14の横断面(物質が出される方向(矢印OUT方向)に直交する面)1cm2当たりの移送量(L/min(リットル毎分))が測定される。また、入口12には、入口12における流動物による圧力を測定する圧力計13が配置されており、出口14には、出口14における流動物による圧力を測定する圧力計15配置されている。これらの圧力計13,15で測定した圧力の一例を水柱(m)に換算して後述する図6に示す。圧力計13としては、株式会社プラントコンストラクトアンドエンジニアリング製のマノメータ(測定単位は、水柱(m))を用い、圧力計15としては、株式会社第一計器製作所製のブルドン管式圧力計(一般形圧力計であり、測定単位はMPa)を用いて水柱(m)に換算し後述するグラフを作成した。流量計16としては、東京計装株式会社製のフロート式流量計(フロメータ、測定単位はL/min)を用いた。なお、流量計16は、水の流量しか計測できない。
As shown in FIG. 2 and the like, the
筐体20の内部空間22には、この内部空間22の中で回転する回転部材30が収容されている。回転部材30は、その太さ(円錐形状や円錐台形状の場合は外径に相当する)を大きくしながら入口12から出口14まで延びている。回転部材30は内部空間22と相似形であることが好ましいが、相似形でなくてもよい。実施例1では内部空間22の形状を円錐台形状としたので、回転部材30の形状も、図2や図3(a)に示すように円錐台形状とした。筐体20の内部空間22と回転部材30を円錐形状又は円錐台形状にした場合は、これらを作製し易く、また、物質の移送も円滑に行われる。また、内部空間22と回転部材30を相似形にした場合は、物質移送装置10の製造上の都合が良い。
A rotating
回転部材30は、円形の頂面32の中心点と円形の底面34の中心点とを通る直線36(仮想線)を中心軸として回転する。ここでは、直線36と同心の中心軸38を回転部材30の回転中心とした。中心軸38の長手方向両端部は軸受40,42に回転自在に固定されている。また、中心軸38のうち軸受42に回転自在に固定されている部分はモータ44に連結されており、このモータ44が駆動することによって回転部材30が回転する。モータ44は制御器(図示せず)によって制御されている。回転部材30の底面34には、移送中の物質が筐体20の底面(内壁の底面)に衝突することを防止する堰板35が固定されている(形成されている)。堰板35は、底面34よりも広く(外径が大きく)、底面34付近における羽根50の外径とほぼ等しい。回転部材30の頂面32と堰板35は筐体20の内壁面に接触しないように構成されており、固定されて回転しない筐体20に接触せずに回転部材30は円滑に回転する。
The rotating
回転部材30の外周面31には螺旋状の羽根50が形成されており、この羽根50は回転部材30と共に回転する。羽根50は、回転部材30の外周面31の先端から後端まで(端から端まで)螺旋状に延びている。しかし、羽根50は、端から端までではなくて、外周面31のうち入口12の近傍部分から出口14の近傍部分まで連続して延びているように構成してもよい。従って、後述するように、回転部材30の長手方向両端部には羽根50が無いように構成してもよい。また、羽根50は、回転部材30の外周面31から筐体20の内周面24に近接した位置まで広がっており、羽根50の先端(内周面24に向き合う部分)と内周面24との隙間から物質がほとんど漏れないようになっている。羽根50のうち互いに向き合う表面の間の距離(間隔)dは一定である(表面のどの位置でも等しい)。さらに、羽根50と内周面24は接触しないようになっており、羽根50の回転に支障は無い。なお、筐体20は回転しないように固定されており、床などに安定して配置するための脚(図示せず)が取り付けられている。
A
回転部材30の外周面31と羽根50との境界における接線52を中心軸38(直線36)に向けて平行移動して接線52が中心軸38に交差したときに接線52と中心軸38との成す傾斜角度θは、図3(a)に示すように、一定であり84°である。物質の移送量を増加させるためには、後述するように傾斜角度θを変更してもよい。
When the
上記した各種部品(筐体20、回転部材30、羽根50など)は、移送する物質に応じて金属や樹脂などから作製される。物質移送装置10によって移送される物質としては、食品・食料品、化学品、化粧品・洗剤、及び医薬品などが挙げられる。食品・食料品の例としては、乳製品、調味料、調理食品、飲料、酒類、及び菓子製品などがある。化学品の例としては、塗料などがある。化粧品・洗剤の例としては、クリーム、シャンプー、及び洗剤などがある。医薬品の例としては、軟膏、目薬、グリセリンなどがある。
The above-described various parts (the
筐体20の内部空間22の底面の直径R1を18cmとし、頂面の直径R2を4cmとし、内部空間22の長さL1(回転部材30の長さでもある)を20.7cmとし、横断面が円形の入口12の直径R5は、出口14の横断面積に比べて2倍の横断面積になる直径とし、出口14の直径R6を2.0cmとした。回転部材30の底面の直径R3を13cmとし、頂面の直径R4を1.3cmとし、羽根50のうち互いに向き合う表面の間の距離(間隔)dを2.5cmとした。このように設定した場合の移送量を測定した。実施例1では物質として水を移送した。後述する他の実施例も物質として水を使った。測定結果を図5に示す。図5には、比較例の物質移送装置の流量も示す。比較例の物質移送装置では、回転部材と筐体の内部空間を円柱形としてその内部空間の直径を7cmのものとし、回転部材の直径(外径)を1.3cmとし、他の部品は物質移送装置10と同じもの、同じサイズとした。なお、この測定では流量計16を用いて流量を測定しており、また、物質移送装置10も比較例の物質移送装置も樹脂製のものを用いた。
The diameter R1 of the bottom surface of the
図5に示すように、回転数(rpm)に比例して、実施例1の物質移送装置10も、比較例の物質移送装置も流量が増すが、回転数の増加に伴う流量の増加割合は物質移送装置10の方が非常に大きい。
As shown in FIG. 5, the flow rate of the
上記のサイズの物質移送装置10の入口12と出口14における圧力を測定した結果を図6に示す。図6には、水柱の高さ(m)で圧力を示しており、入口12での圧力はマイナスであり、出口14での圧力は2mを超えた。この結果から、入口12では、物質を内部に吸い込むような負圧が発生していると考えられる。
FIG. 6 shows the result of measuring the pressure at the
上記の図5と図6のようになる理由について検討する。 The reason why it becomes as shown in FIGS. 5 and 6 will be examined.
物質移送装置10では、羽根50の回転に支障が無い程度に羽根50を筐体20の内周面24に近接(接近)させており、羽根50と内周面24との隙間からは物質が漏れないと考えられるので、物質の移送路(移送空間)60は、回転部材30の外周面31、螺旋状の羽根50、及び筐体20の内周面24に囲まれた空間になる。この移送路60は螺旋状の羽根50に沿って連続して螺旋状に延びるので、移送路60は回転部材30の外周面31上に螺旋状に形成されていることとなる。
In the
回転部材30は、その外径(最小がR4であり、最大がR3である)を大きくしながら入口12から出口14まで延びるので、頂面32は入口12の近傍に位置し、その底面34は出口14の近傍に位置することとなる。このため、回転部材30は出口14に近づくほど太くなる。従って、回転部材30が一定速度で回転している場合、その外周面31においては出口14に近い部分ほど周速度が速くなり(回転部材30の外周面31の定点の一回転当たりの移動距離が長くなり)、換言すれば、外周面31の定点は回転部材30の中心軸38から離れるほど(出口14に近いほど)周速度が速くなる。即ち、入口12から出口14まで螺旋状に続く移送路60においては回転部材30の外径に応じて、出口14に近い部分ほど周速度が徐々に速くなる。このため、入口12から入れられた物質は、入口12の近傍の移送路60に到達し、移送路60においては、上記の周速度にほぼ比例して移送速度を徐々に上げながら(加速しながら)出口14に向かって移送されることとなる。このときの流れを螺旋状の二点鎖線Fで示す。これに対して、比較例の物質移送装置では、内部空間も回転部材も円柱状のものなので、入口での移送速度も出口での移送速度もほぼ同じである。
The rotating
上記のように物質移送装置10では、物質の移送速度は、回転部材30の外周面31における周速度にほぼ比例するので、徐々に増加する周速度にほぼ比例して(伴って)物質の移送速度も徐々に増加し、移送速度の急激な変動が生じることなく、移送中の物質は層流(乱れの少ない流れをいう)を形成しながら(乱流(乱れの多い流れをいう)を形成せずに)円滑に出口14まで移送されることとなる。このように入口12よりも出口14に到達したときのほうが物質の移送速度は速いので、出口14まで移送されてきた物質は、回転部材30の回転速度に応じて出口14から勢い良く出される(高い吐出圧で吐出される)こととなる。また、上記のように移送路60では物質の層流が形成されるので、移送中の物質が筐体20の内周面24や羽根50に激しく衝突することがなく、この衝突に起因する騒音や振動が発生せず、物質も破損しない。
As described above, in the
上記のように物質移送装置10の移送路60では出口14に近づくほど移送速度が速くなるので、入口12から入れられた物質の量(供給量)と出口14から出る物質の量(排出量)を単位面積及び単位時間当たりで比較した場合、供給量よりも排出量が多くなるはすである。しかし、実際は、入口12から入れられた量の物質しか出口14から出ないので、図6に示すように、入口12から入れられた物質を移送路60の奥に(出口14に向けて)吸い込むような力(負圧)が作用する。従って、入口12から次々に多量の物質を入れても詰まることなく円滑に出口14まで移送でき、この出口14から吐出できる。これに対し、比較例の物質移送装置では、内部空間も回転部材も円柱状のものなので、入口付近での移送量も出口付近での移送量も同じである。
As described above, in the
ここで、筐体20の長さ(回転部材30の長さ)、羽根50の巻数、羽根間距離d、羽根50の傾きθの設計手法を説明する。
Here, a design method of the length of the casing 20 (the length of the rotating member 30), the number of turns of the
回転部材30の長さをL1とし、回転部材30の底面の直径をR3とし、対向する羽根50の距離をdとし、羽根50の巻数をNとし、内部空間22のうち出口14の近傍の内径をR1(羽根50の端部の直径とほぼ等しい)とし、中心軸38に対する羽根50の傾斜角度をθとした場合、L1=dxN、θ=90°―(tan−1(d/3.14xR1))°、固形物の幅W<d、固形物の厚さH<(R1−R3)/2、固形物の奥行きをBとしたとき、固形物の最大径d1=(W2+H2+B2)1/2
ここで、d1<dとする。
The length of the rotating
Here, d1 <d.
固形物の最大径d1と必要流量から出口14の直径R6を決め、入口12の直径R5は、出口14の直径R6よりも、横断面積の比で2倍から3倍の径にする。なお、羽根50と筐体20の内周面との距離は、移送中の物質の漏れ、加工、組み立ての制約等を考慮して0.01mmから0.2mmまでの範囲内であることが好ましい。
The diameter R6 of the
図7と図8を参照して、本発明の物質移送装置の実施例2を説明する。 With reference to FIG. 7 and FIG. 8, Example 2 of the substance transfer apparatus of this invention is demonstrated.
図7は、実施例2の物質移送装置の回転部材と羽根を示す側面図である。図8は、実施例2の物質移送装置と実施例1の物質移送装置による移送量を比較して示すグラフであり、横軸は回転部材の回転数(rpm)を表し、縦軸は出口における移送方向に直交する面の1cm2当たりの移送量(L/min(リットル毎分))を表す。これらの図では、図1から図6までに示す構成要素と同じ構成要素には同じ符号が付されている。 FIG. 7 is a side view illustrating a rotating member and blades of the substance transfer device according to the second embodiment. FIG. 8 is a graph showing a comparison of the amounts transferred by the substance transfer device of Example 2 and the substance transfer device of Example 1, in which the horizontal axis represents the number of rotations (rpm) of the rotating member, and the vertical axis represents the outlet. It represents the transfer amount per 1 cm 2 of the surface perpendicular to the transfer direction (L / min (liter per minute)). In these drawings, the same components as those shown in FIGS. 1 to 6 are denoted by the same reference numerals.
実施例2の物質移送装置110の基本的な構造は実施例1の物質移送装置10と同じであり、物質移送装置10との相違点は羽根の形状である。物質移送装置110の羽根150のうち互いに向き合う表面の間の距離(間隔)dは、出口14(図2等参照)に向かうほど長くなっている。具体的には、入口12(図2等参照)近傍における距離dを2.5cmとし、出口14近傍における距離d5を6.7cmとし、この間では、羽根150の一巻きごとに距離(dからd5)を3.0cm、3.75cm、4.75cmのように増加させた。なお、羽根150の巻数は、実施例1の羽根50の巻数に比べて減少する(八巻きから六巻きとなる)。
The basic structure of the
このように入口12から出口14に向かうにしたがって距離d〜d5を徐々に広げることにより、移送路160の横断面(移送方向に直交する面)は出口14に向かうほど広くなるので、物質をいっそう円滑、大量に移送できる。しかし、距離dが長くなり過ぎるときは、移送路160において物質が滞留し易くなって乱流が発生し易くなる。この乱流の発生を防止するためには、後述する第2の羽根を形成する。ここでは、距離dを変更した実施例2の物質移送装置110と実施例1の物質移送装置10による移送量を比較して図8に示す。
By gradually increasing the distances d to d5 from the
図8に示すように回転数(rpm)に比例して、実施例1の物質移送装置10も、実施例2の物質移送装置110も流量が増すが、回転数の増加に伴う流量の増加割合は物質移送装置110の方が大きい。この理由は、上述したように、移送路160の横断面(移送方向に直交する面)は広くなって物質をいっそう大量に移送できるからであり、入口12から入れられた物質を移送路160の奥に(出口14に向けて)吸い込むような力(負圧)が作用するからである。但し、むやみに距離d5を広げた場合は、上述したように移送路160において物質が滞留し易くなって乱流が発生し易くなる。
As shown in FIG. 8, the flow rate of the
尚、距離d〜d5については、実施例1で記載した筐体20の長さ(回転部材30の長さ)、羽根50の巻数、羽根間距離d、羽根50の傾きθの設計手法に基づいて定めることとなる。
The distances d to d5 are based on the design method of the length of the casing 20 (the length of the rotating member 30), the number of turns of the
図9と図10を参照して、本発明の物質移送装置の実施例3を説明する。 A third embodiment of the substance transfer device of the present invention will be described with reference to FIGS.
図9は、実施例3の物質移送装置の回転部材と羽根を示す側面図である。図10は、実施例3の物質移送装置、実施例1及び実施例2の物質移送装置による移送量を比較して示すグラフであり、横軸は回転部材の回転数(rpm)を表し、縦軸は出口における移送方向に直交する面の1cm2当たりの移送量(L/min(リットル毎分))を表す。これらの図では、図1から図9までに示す構成要素と同じ構成要素には同じ符号が付されている。 FIG. 9 is a side view illustrating a rotating member and blades of the substance transfer device according to the third embodiment. FIG. 10 is a graph showing a comparison of transfer amounts by the substance transfer device of Example 3 and the substance transfer devices of Example 1 and Example 2, and the horizontal axis represents the number of rotations (rpm) of the rotating member, and An axis | shaft represents the transfer amount (L / min (liter per minute)) per 1 cm < 2 > of the surface orthogonal to the transfer direction in an exit. In these drawings, the same components as those shown in FIGS. 1 to 9 are denoted by the same reference numerals.
実施例3の物質移送装置210の基本的な構造は実施例2の物質移送装置110と同じであり、物質移送装置110との相違点は羽根の間隔と第2の羽根252を形成した点である。実施例3の物質移送装置210の羽根250のうち互いに向き合う表面の間の距離(間隔)dは、実施例2の物質移送装置110と同様に、出口14(図2等参照)に向かうほど長くなっているが、出口14の近傍における距離dは、羽根150よりも羽根250のほうが長い。具体的には、入口12(図2等参照)近傍における距離dを2.5cmとし、出口14近傍における距離d5を7.45cmとし、この間では、羽根250の一巻きごとに距離d2〜d5を3.0cm、3.75cm、4.75cmのように増加させた。
The basic structure of the
このように入口12から出口14に向かうにしたがって距離d、d2、d3、d4、d5を広げることにより、移送路260の横断面(移送方向に直交する面)は出口14に向かうほど広くなるが、出口14の付近では距離d5が長くなり過ぎて、移送路260において物質が滞留し易くなって乱流が発生し易くなる。この乱流の発生を防止するために、第2の羽根252を形成した。
In this way, by increasing the distances d, d2, d3, d4, and d5 from the
この第2の羽根252は、図9に示すように、羽根250のうち互いに向き合う表面の間(ここでは、距離d4の羽根の間)から、羽根250に接触しないように回転部材30の外周面31を螺旋状に延びている。具体的には、羽根250の最後の1.5巻きの開始位置とは中心軸38(図2参照)を介して反対側の位置から出口14に向かって、第2の羽根252が形成され始めている。第2の羽根252の形成され始めの高さは低くて徐々に高くなっており、出口14の近傍では、第2の羽根252の高さと羽根250の高さはほぼ同じである。このように第2の羽根252を形成することにより、移送路260を移送される物質に整流作用が働くので、羽根250の距離dが広すぎることに起因する物質の滞留、乱流の発生が防止される。なお、第2の羽根の形成され始めの位置は、移送される物質の種類に応じて実験などによって決められる。
As shown in FIG. 9, the
図10に、距離dを変更すると共に第2の羽根252が形成された実施例3の物質移送装置210、実施例2の物質移送装置110、及び実施例1の物質移送装置10による移送量を比較して示す。
In FIG. 10, the amount transferred by the
図10に示すように回転数(rpm)に比例して、実施例1、2の物質移送装置10、110も、実施例3の物質移送装置210も流量が増すが、回転数の増加に伴う流量の増加割合はこれらのなかでは物質移送装置210が最大である。この理由は、上述したように、移送路260の横断面(移送方向に直交する面)は広くなって物質をいっそう大量に移送できると共に第2の羽根252によって層流が形成されるからであり、入口12から入れられた物質を移送路260の奥に(出口14に向けて)吸い込むような力(負圧)が作用するからである。なお、乱流は発生しないので、移送される物質には損傷は発生しない。
As shown in FIG. 10, in proportion to the number of rotations (rpm), the
図11と図12を参照して、本発明の物質移送装置の実施例4を説明する。 With reference to FIG. 11 and FIG. 12, Example 4 of the substance transfer apparatus of this invention is demonstrated.
図11は、実施例4の物質移送装置の回転部材と羽根を示す側面図である。図12は、実施例4の物質移送装置、実施例1、2、3の物質移送装置による移送量を比較して示すグラフであり、横軸は回転部材の回転数(rpm)を表し、縦軸は出口における移送方向に直交する面の1cm2当たりの移送量(L/min(リットル毎分))を表す。これらの図では、図1から図10までに示す構成要素と同じ構成要素には同じ符号が付されている。 FIG. 11 is a side view illustrating a rotating member and blades of the substance transfer device according to the fourth embodiment. FIG. 12 is a graph showing a comparison of the transfer amounts by the substance transfer device of Example 4 and the substance transfer devices of Examples 1, 2, and 3. The horizontal axis represents the number of rotations (rpm) of the rotating member, and the vertical axis An axis | shaft represents the transfer amount (L / min (liter per minute)) per 1 cm < 2 > of the surface orthogonal to the transfer direction in an exit. In these drawings, the same components as those shown in FIGS. 1 to 10 are denoted by the same reference numerals.
実施例4の物質移送装置310の基本的な構造は実施例1の物質移送装置10と同じであり、物質移送装置10との相違点は羽根の厚さtが出口14に近いほど厚くなる(入口12に近いほど薄くなる)点である。実施例4の物質移送装置310の羽根350の厚さtは、入口12(図2等参照)近傍における厚さtを2.0mmとし、出口14近傍における厚さtを5.0mmとし、この間では、羽根350の一巻きごとに厚さtを約0.5mmずつ増加させた。なお、羽根350の厚みは、流路の幅(d〜d5)を狭めない程度の厚みとする。
The basic structure of the
このように入り口12から出口14に向かうにしたがって羽根350の厚さtを徐々に厚くすることにより、移送速度の速い領域では羽根350が厚くなるので、羽根350の耐久性が向上する。また、入口12の近傍部分(移送速度の遅い領域)では羽根350が薄いので、入口12から入れられた物質が羽根350に衝突しにくくなって、物質の損傷も少なくなる。また、物質の移送に対する抵抗は小さくなり、物質は円滑に移送されることとなる。
Thus, by gradually increasing the thickness t of the
図12に、実施例4の物質移送装置310、実施例1、2、3の物質移送装置10、110、210による移送量を比較して示す。
In FIG. 12, the transfer amount by the
図12に示すように回転数(rpm)に比例して、いずれの物質移送装置10、110、210、310も流量が増すが、回転数の増加に伴う流量の増加割合はこれらのなかでは物質移送装置210が最大である。
As shown in FIG. 12, the flow rate of each
図13と図14を参照して、本発明の物質移送装置の実施例5を説明する。 With reference to FIG. 13 and FIG. 14, Example 5 of the substance transfer apparatus of this invention is demonstrated.
図13は、実施例5の物質移送装置の回転部材と羽根を示す側面図である。図14は、実施例5の物質移送装置と実施例1の物質移送装置による移送量を比較して示すグラフであり、横軸は回転部材の回転数(rpm)を表し、縦軸は出口における移送方向に直交する面の1cm2当たりの移送量(L/min(リットル毎分))を表す。これらの図では、図1から図12までに示す構成要素と同じ構成要素には同じ符号が付されている。 FIG. 13 is a side view illustrating a rotating member and blades of the substance transfer device according to the fifth embodiment. FIG. 14 is a graph showing a comparison of the amount transferred by the substance transfer apparatus of Example 5 and the substance transfer apparatus of Example 1, in which the horizontal axis represents the number of rotations (rpm) of the rotating member, and the vertical axis represents the outlet. It represents the transfer amount per 1 cm 2 of the surface perpendicular to the transfer direction (L / min (liter per minute)). In these drawings, the same components as those shown in FIGS. 1 to 12 are denoted by the same reference numerals.
実施例5の物質移送装置410の基本的な構造は実施例1の物質移送装置10と同じであり、実施例1の物質移送装置10との相違点は、羽根450と外周面31との境界における接線52を中心線(直線)36(中心軸38)に向けて平行移動して接線52が中心線36に交差したときに接線52と中心線36との成す傾斜角度θが、出口14に近くなるほど小さくなる点にある。この傾斜角度θは、移送される物質の種類や固形物の大きさに応じて実験的に決定する。ここでは、傾斜角度θを変えた2つの例を図14に示して、傾斜角度θと流量(移送量)との関係を説明する。
The basic structure of the
図14の直線Iは、実施例1(物質移送装置10)の場合の流量を表し、傾斜角度θ1〜θ3は羽根50のどの部分でも84°である。図14の直線IIは、羽根450のうち入口12に最も近い部分の傾斜角度θ1を85°とし、中央部分の傾斜角度θ2を82°とし、出口14に最も近い部分の傾斜角度θ3を75°とした場合の流量を表す。図14の直線IIIは、羽根450のうち入口12に最も近い部分の傾斜角度θ1を77°とし、中央部分の傾斜角度θ2を73°とし、出口14に最も近い部分の傾斜角度θ3を55°とした場合の流量を表す。
A straight line I in FIG. 14 represents the flow rate in the case of Example 1 (the material transfer device 10), and the inclination angles θ1 to θ3 are 84 ° in any part of the
上記の実験によれば、羽根450のうち入口12に最も近い部分の傾斜角度θ1を85°とし、出口14に近づくほど徐々に傾斜角度を小さくし、出口14に最も近い部分の傾斜角度θ3を75°とした場合が最も流量が多いことが判明した。この理由は、傾斜角度θが小さいほど、移送されている物質の移送速度(外周面31の周速度)が速くなるから(物質の加速度が大きくなるから)である。傾斜角度θを小さくしすぎた場合は、加速度が大きくなるので、移送中の物質が損傷され易くなる。
According to the above experiment, the inclination angle θ1 of the portion closest to the
移送した物質の例としては、水を流体とし、10mmほどのサイズの茹でたジャガイモ、人参、大根、米粒、豆粒など、形の壊れ易い固形物を用いたが、本実験では、移送前の形状を保ったまま出口から排出された。また、水と共に生きたメダカを移送したが、生きたまま出口から排出された。 As an example of the transferred substance, water was used as a fluid, and fragile solids such as boiled potatoes, carrots, radishes, rice grains, and bean grains having a size of about 10 mm were used. It was discharged from the exit while keeping In addition, the medaka that lived with water was transported, but it was discharged from the exit alive.
図15と図16を参照して、本発明の物質移送装置の実施例6を説明する。 With reference to FIG. 15 and FIG. 16, Example 6 of the substance transfer apparatus of this invention is demonstrated.
図15(a)は、実施例6の物質移送装置を示す側面図であり、(b)は、(a)の一部を拡大して示す断面図である。図16は、実施例6の物質移送装置と実施例1の物質移送装置による移送量を比較して示すグラフであり、横軸は回転部材の回転数(rpm)を表し、縦軸は出口における移送方向に直交する面の1cm2当たりの移送量(L/min(リットル毎分))を表す。これらの図では、図1から図14までに示す構成要素と同じ構成要素には同じ符号が付されている。 FIG. 15A is a side view showing the substance transfer device of Example 6, and FIG. 15B is a sectional view showing a part of FIG. FIG. 16 is a graph showing a comparison of the amounts transferred by the substance transfer device of Example 6 and the substance transfer device of Example 1, in which the horizontal axis represents the number of rotations (rpm) of the rotating member, and the vertical axis represents the outlet. It represents the transfer amount per 1 cm 2 of the surface perpendicular to the transfer direction (L / min (liter per minute)). In these drawings, the same components as those shown in FIGS. 1 to 14 are denoted by the same reference numerals.
実施例6の物質移送装置510の基本的な構造は実施例1の物質移送装置10と同じであり、実施例1の物質移送装置10との相違点は、羽根50のうち出口14に近い部分に遮蔽壁(蓋)552を配置した点にある。遮蔽壁(蓋)552は、回転部材30の外周面31を筐体20の内周面24から遮蔽するものであり、羽根50のうち互いに向き合う部分の先端(頂面)の間に広がって外周面31に並行に延びている(広がっている)。羽根50の全ての部分に遮蔽壁552を配置してもよいが、物質移送装置510を清掃するときに遮蔽壁552が邪魔になる。
The basic structure of the
上記のように遮蔽壁552が形成されている部分では、移送中の物質が筐体20の内周面24(固定されている)に接触しないので、移送中の物質と内周面24との摩擦を無くすことができていっそう円滑に物質を移送できる。
In the portion where the shielding
図16には遮蔽壁552の有無によって流量を比較した例を示す。遮蔽壁552が配置された物質移送装置510は、遮蔽壁552が無い物質移送装置10(実施例1)に比べて流量が増したことが判明した。
FIG. 16 shows an example in which the flow rate is compared depending on the presence or absence of the shielding
図17と図18を参照して、本発明の物質移送装置の実施例7を説明する。 With reference to FIG. 17 and FIG. 18, Example 7 of the mass transfer apparatus of this invention is demonstrated.
図17は、実施例7の物質移送装置を示す側面図である。図18は、実施例7の物質移送装置と実施例1の物質移送装置による移送量を比較して示すグラフであり、横軸は回転部材の回転数(rpm)を表し、縦軸は出口における移送方向に直交する面の1cm2当たりの移送量(L/min(リットル毎分))を表す。これらの図では、図1から図16までに示す構成要素と同じ構成要素には同じ符号が付されている。 FIG. 17 is a side view illustrating the substance transfer device according to the seventh embodiment. FIG. 18 is a graph showing a comparison of the amount transferred by the substance transfer apparatus of Example 7 and the substance transfer apparatus of Example 1, in which the horizontal axis represents the number of rotations (rpm) of the rotating member, and the vertical axis represents the outlet. It represents the transfer amount per 1 cm 2 of the surface perpendicular to the transfer direction (L / min (liter per minute)). In these drawings, the same components as those shown in FIGS. 1 to 16 are denoted by the same reference numerals.
実施例7の物質移送装置610の基本的な構造は実施例1の物質移送装置10と同じであり、実施例1の物質移送装置10との相違点は、回転部材30の外周面31のうち入口近傍部分には、羽根650が形成されていない点にある。実施例1から実施例6までの物質移送装置には、回転部材30の外周面31の端から端まで羽根が形成されているが、実施例7の物質移送装置610では、回転部材30の外周面31のうち入口近傍部分には羽根650を形成しない。このようにした場合、入口近傍部分における羽根650による抵抗が減少するので、図18に示すように流量は僅かに増加する傾向にある。入口12から入れられた物質が羽根650に直ぐには接触しないので、物質の損傷が低減される。このような物質移送装置610は、移送される物質に含まれている固形物が壊れ易いもの(損傷し易いもの、例えば、軟らかいもの等)の場合に好適である。
The basic structure of the
なお、上記した羽根650の無い部分の距離Lxは、Lx/L1が0.5以下の範囲内(好ましくは0.3以下)が好適と考えられる。
In addition, it is considered that the distance Lx of the portion without the
図19と図20を参照して、本発明の物質移送装置の実施例8を説明する。 With reference to FIG. 19 and FIG. 20, Example 8 of the substance transfer apparatus of this invention is demonstrated.
図19は、実施例8の物質移送装置を示す側面図である。図20(a)は、実施例8の物質移送装置と実施例1の物質移送装置による移送量を比較して示すグラフであり、横軸は回転部材の回転数(rpm)を表し、縦軸は出口における移送方向に直交する面の1cm2当たりの移送量(L/min(リットル毎分))を表し、(b)は、入口と出口における圧力を示すグラフであり、横軸は筐体の長さ方向を表し、縦軸は水柱(m)での圧力を表す。これらの図では、図1から図18までに示す構成要素と同じ構成要素には同じ符号が付されている。 FIG. 19 is a side view illustrating the substance transfer device according to the eighth embodiment. FIG. 20 (a) is a graph showing a comparison of transfer amounts by the substance transfer device of Example 8 and the substance transfer device of Example 1, and the horizontal axis represents the number of rotations (rpm) of the rotating member, and the vertical axis Represents the transfer amount per 1 cm 2 of the surface orthogonal to the transfer direction at the outlet (L / min (liter per minute)), (b) is a graph showing the pressure at the inlet and outlet, and the horizontal axis is the housing The vertical direction represents the pressure in the water column (m). In these drawings, the same components as those shown in FIGS. 1 to 18 are denoted by the same reference numerals.
実施例8の物質移送装置710の基本的な構造は実施例1の物質移送装置10と同じであり、実施例1の物質移送装置10との相違点は、筐体720と回転部材730の長さや、羽根750、752,754の枚数にある。なお、回転部材730には、堰板35(図2参照)と同様の堰板735が固定されている。
The basic structure of the
物質移送装置710は物質移送装置10に比べて、筐体720やその内部空間722、回転部材730が太くて短い。内部空間722と回転部材730は円錐台形状である。内部空間722の底面の直径R1は20cmであり、頂面の直径R2は12cmであり、長さL1は17.5cmである。回転部材730の底面734の直径R3は15cmであり、頂面732の直径R4は7cmである。また、回転部材730の外周面731には、互いに連続していない(独立した)3枚の羽根750、752(第2の羽根)、754(第3の羽根)が形成されている。
Compared to the
羽根750は、回転部材730の外周面731のうち頂面732の間際の部分から巻き始められて、底面734の間際の部分まで巻かれて(端から端まで巻かれて)おり、巻き始めから巻き終わりまで外周面731を約一回りしている(約360°巻かれている)。第2の羽根752は、回転部材730の外周面731のうち回転部材730の長手方向中央部分から巻かれ始められて、底面734の間際の部分まで巻かれており、巻き始めから巻き終わりまで外周面731を約半周弱している(中心角で約120°〜130°巻かれている)。第3の羽根754は、回転部材730の外周面731のうち回転部材730の長手方向中央部分から巻かれ始められており、この位置は、第2の羽根752の巻き始め位置とほぼ同じであるが、中心角で約120°ずれている。第3の羽根754は、底面734の間際の部分まで巻かれており、巻き始めから巻き終わりまで外周面731を約半周弱している(中心角で約120°〜130°巻かれている)。
The
羽根750の互いに向き合う表面の間隔dは長いので、実施例3で説明したように、移送路760において物質が滞留し易くなって乱流が発生し易くなるが、この乱流の発生は、第2の羽根752と第3の羽根754によって防止される。
Since the distance d between the surfaces of the
上記の物質移送装置710を使用した場合の流量と入口12と出口14での圧力差とを、物質移送装置10(実施例1)に比較して図20に示す。ここでは、水のみを移送した例を示す。なお、本例では、上記のように第2の羽根752と第3の羽根754を回転部材730の外周面731に巻いた例を示したが、3枚の短い羽根を中心角で90°ずつずらして巻いてもよい。
FIG. 20 shows the flow rate and the pressure difference between the
図21と図22を参照して、本発明の物質移送装置の実施例9を説明する。 With reference to FIG. 21 and FIG. 22, Example 9 of the mass transfer apparatus of this invention is demonstrated.
図21は、実施例9の物質移送装置を示す側面図である。図22(a)は、実施例9の物質移送装置と実施例1〜実施例8の物質移送装置による移送量を比較して示すグラフであり、横軸は回転部材の回転数(rpm)を表し、縦軸は出口における移送方向に直交する面の1cm2当たりの移送量(L/min(リットル毎分))を表し、(b)は、入口と出口における圧力を示すグラフであり、横軸は筐体の長さ方向を表し、縦軸は水柱(m)での圧力を表す。これらの図では、図1から図20までに示す構成要素と同じ構成要素には同じ符号が付されている。 FIG. 21 is a side view illustrating the substance transfer device according to the ninth embodiment. FIG. 22 (a) is a graph showing a comparison of the amount transferred by the substance transfer apparatus of Example 9 and the substance transfer apparatus of Examples 1 to 8, and the horizontal axis represents the rotation speed (rpm) of the rotating member. The vertical axis represents the transfer amount per 1 cm 2 of the surface orthogonal to the transfer direction at the outlet (L / min (liter per minute)), and (b) is a graph showing the pressure at the inlet and the outlet. The axis represents the length direction of the housing, and the vertical axis represents the pressure at the water column (m). In these drawings, the same components as those shown in FIGS. 1 to 20 are denoted by the same reference numerals.
実施例9の物質移送装置810は、実施例1の物質移送装置10を基本として、実施例2の物質移送装置110と同様に羽根850の間隔(d、d2、d3、d4、d5)を徐々に広げ、さらに、実施例3の物質移送装置210と同様に第2の羽根852を設け、さらに、実施例6の物質移送装置510と同様に遮蔽壁854を配置した。
The
物質移送装置810は、図22に示すように、他の物質移送装置10、110、210、310、410、510、610に比べて、移送量や圧力の点で優れていることが判明した。
As shown in FIG. 22, the
図23を参照して、本発明の物質移送装置の実施例10を説明する。 With reference to FIG. 23, Example 10 of the mass transfer apparatus of this invention is described.
図23は、実施例10の物質移送装置の概略を示す側面図である。 FIG. 23 is a side view illustrating an outline of the substance transfer device according to the tenth embodiment.
上記した実施例1から実施例9までの物質移送装置では、回転部材30の回転軸38に直交する方向(交差する方向の一例である)から物質が入れられるように入口12が形成されている。実施例10の物質移送装置910では、回転部材930の回転軸938に平行な方向(矢印IN方向)から物質が入れられるように入口912が形成されている。物質の出口914では、実施例1から実施例9までと同様に回転軸938に直交する方向(矢印OUT方向)に物質が出される。
In the substance transfer devices according to the first to ninth embodiments described above, the
物質移送装置910は、回転軸938に平行な方向(矢印IN方向)から物質が入れられる(供給される)入口912と、入口912から入れられた物質が、回転軸938に直交する方向(矢印OUT方向)に出される(吐出される、排出される)出口914とが形成された筐体(ケーシング)920を備えている。入口12と出口14は横断面(物質の流出入方向(矢印IN、OUTで示す方向)に直交する面)を円形のものとした。筐体920には内部空間922が形成されており、この内部空間922は、その内径を大きくしながら入口912から出口914まで延びている。即ち、内部空間922は入口912の近傍の内径が最小であり、出口914の近傍の内径が最大となるように徐々に広がっている。内部空間922の形状としては、図23の側面図には円錐台形状のものが示されているが、円錐形状のものでもよい。また、内部空間922の形状は、図3(b)に示すように側面図が山裾の広がったようなものであってもよく、図3(c)に示すように側面図が弾のようになるものであってもよい。
The
筐体920には、内部空間922を画定する内周面924が形成されており、この内周面924は、例えば円錐台形状の外周面に相当するものである。出口914には、出口914から出る物質の流量を計測する流量計16が配置されている。この流量計16によれば、出口914の横断面(物質が出される方向(矢印OUT方向)に直交する面)1cm2当たりの移送量(L/min(リットル毎分))が測定される。また、入口912には、入口912における圧力を測定する圧力計13が配置されており、出口914には、出口914における圧力を測定する圧力計15配置されている。
The
筐体920の内部空間922には、この内部空間922の中で回転する回転部材930が収容されている。回転部材930は、その外径を大きくしながら入口912から出口914まで延びている。回転部材930は内部空間922と相似形であることが好ましいが、相似形でなくてもよい。実施例10では内部空間22の形状を円錐台形状としたので、回転部材930の形状も円錐台形状とした。しかし、回転部材930の頂上部(先端部)932は、入口912から入れられた物質が衝突しても破損されにくいように、滑らかな湾曲面になっている。
A rotating
回転部材930は、滑らかに湾曲した頂上部932の頂点と円形の底面934の中心点とを通る中心軸938を中心にして回転する。中心軸38の長手方向一端部は軸受942に回転自在に固定されており、中心軸938のうち軸受942に回転自在に固定されている部分はモータ944に連結されている。このモータ944が駆動することによって回転部材930が回転する。モータ944は制御器(図示せず)によって制御されている。回転部材930の頂上部932と底面934は筐体920の内壁面に接触しないように構成されており、固定されている筐体920に接触せずに回転部材930は円滑に回転する。なお、回転部材930には、堰板35(図2参照)と同様の堰板935が固定されている(形成されている)。
The rotating
回転部材930の外周面931には螺旋状の羽根950、952が形成されており、この羽根950、952は回転部材930と共に回転する。
羽根950は、回転部材930の外周面931の先端(頂上部932)のやや内側から後端(底面934)まで螺旋状に延びている。また、羽根952は、外周面931の長手方向中央部から底面934まで螺旋状に延びており、羽根950とは交差しない。このように2枚の羽根950、952にした作用効果は、実施例3と同様に、移送路960の横断面(移送方向に直交する面)は広くなって物質をいっそう大量に移送できると共に第2の羽根952によって層流が形成されるので、多量の物質を破損させずに円滑に移送できる。
The
なお、実施例10では、羽根を2枚としたが、実施例1のように連続する1枚の羽根にしてもよく、また、実施例6のように遮蔽壁を形成してもよい。さらに、実施例2のように第2の羽根を形成しなくてもよく、また、実施例4のように出口914に近づくほど厚い羽根としてもよい。
In the tenth embodiment, two blades are used, but a single continuous blade may be used as in the first embodiment, and a shielding wall may be formed as in the sixth embodiment. Further, the second blade may not be formed as in the second embodiment, and the blade may be thicker as it approaches the
上記のように回転軸938に平行な方向(矢印IN方向)から物質が入れられる(供給される)入口912を形成した場合、物質の流れ込む方向と回転部材930の外周面931がほぼ平行であるので、入口912から入れられた直後の物質が破壊しにくい。また、
回転軸938に直交する方向から物質が入れられるように入口を形成した場合に比べて、回転部材930を短くできるので、回転軸938の回転中の平衡を保ち易い。また、回転軸938の支持(軸受942)も一箇所であるので保守点検が容易である。さらに、物質移送装置910全体の組立、分解が容易となり、内部の洗浄も容易となる。
As described above, when the
Since the
10、110、210、310、410、510、610、710、810、910 物質移送装置
12 入口
14 出口
20 筐体
30 回転部材
50、150、250、350、450、650、750、850 羽根
10, 110, 210, 310, 410, 510, 610, 710, 810, 910
Claims (13)
前記入口と前記出口が形成されると共にその内径を大きくしながら前記入口から前記出口まで延びる内部空間、及び前記内部空間を画定する内周面が形成された筐体と、
前記内部空間に収容されてその太さを大きくしながら前記入口から前記出口まで延びる、その頂点又はその頂面の中心点とその底面の中心点とを通る直線を中心軸として回転する回転部材と、
前記回転部材の外周面に螺旋状に形成されて前記回転部材と共に回転する羽根とを備えたことを特徴とする物質移送装置。 In a substance transfer device for transferring a substance from an inlet where the substance is put to an outlet where the substance is put out,
A housing in which an inner space extending from the inlet to the outlet is formed while increasing the inner diameter of the inlet and the outlet, and an inner peripheral surface defining the inner space;
A rotating member that is housed in the internal space and extends from the entrance to the exit while increasing its thickness, and that rotates about a straight line passing through the center point of the apex or the top surface and the center point of the bottom surface thereof as a central axis; ,
A substance transfer device comprising: a blade formed in a spiral shape on an outer peripheral surface of the rotating member and rotating with the rotating member.
前記回転部材は円錐形状又は円錐台形状のものであることを特徴とする請求項1に記載の物質移送装置。 The internal space is conical or frustoconical,
The mass transfer device according to claim 1, wherein the rotating member has a conical shape or a truncated cone shape.
移送中の物質が前記筐体の底面に衝突することを防止する堰板が前記回転部材の底面に形成されたものであることを特徴とする請求項1から11までのうちのいずれか一項に記載の物質移送装置。 The rotating member is
12. The barrier plate for preventing a substance being transferred from colliding with the bottom surface of the casing is formed on the bottom surface of the rotating member. The substance transfer device described in 1.
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