JP2018140322A

JP2018140322A - 気流分離部、混合槽、輸送混合機構

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Publication number: JP2018140322A
Application number: JP2017034187A
Authority: JP
Inventors: 幸司瀧村; Koji Takimura; 張　春暁; Shungyo Cho; 春暁張
Original assignee: Kawata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kawata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2017-02-24
Filing date: 2017-02-24
Publication date: 2018-09-13

Abstract

【課題】薄板状あるいは細長い形状の材料を簡易な構成で、かつ吸引輸送すると共に、その吸引輸送の空気流で材料を混合する輸送混合機構の提供。【解決手段】気流分離部１と、混合槽２０とからなり、気流分離部１はその上方に輸送用空気の吸引口５が形成されると共に、その下方に空気輸送された材料の排出口８が形成されており、気流分離部１の側壁に、その内周面に沿うような方向で、かつ、気流分離部１の上下の軸に略垂直な方向で前記材料を内部に流入させるための流入管３が設けられており、気流分離部１に流入した材料が内部に発生する旋回流に乗って、気流分離部１の内周面に沿うように旋回しながら混合槽２０に投入されるものであり、混合槽２０の内径が排出口８より大径にされており、気流分離部１の排出口８から混合槽２０内に旋回流が流入し、混合槽２０内の材料を混合するための略周方向の気流を生じさせる、輸送混合機構。【選択図】図２

Description

本発明は粉粒体などの材料を輸送、混合する機構に関し、特に繊維状の材料と粉粒体などの材料を輸送、混合する機構に関する。

繊維強化プラスチックはガラス繊維などをプラスチックの中に入れて強度を向上させた複合材料である。このものは細かく切断した繊維と熱可塑性樹脂の粉粒体とを均一に分散させることにより製造される。そのような製造装置として以下に示す特許文献の技術がある。
また混ぜられるガラス繊維は、繊維束のまま熱可塑性樹脂と共に押出機に投入される。繊維束が解繊すると綿状になり押出機のスクリューに噛み込まれにくくなるからである。

特許文献１には、異種の充填材を混合分散する方法が開示されている。その方法は、送風あるいは吸引により空気が流れている輸送パイプ中に繊維状充填材をまず投入し、その流されている繊維状充填材の中にそれより比重の大きい粉粒状充填材をさらに投入する、というものである。
特許文献２には、通気路に圧縮空気を噴射し、その上流側に発生させた吸引力で強化繊維束および粉末状樹脂を吸引して、それらをエアーミキサーに送り込んで均一に混合する装置が開示されている。そのエアーミキサーは、旋回軸方向に矩形状に巻回される管体から構成されている。その矩形状の各角部に、圧縮空気がぶつかって乱気流が発生する。前記エアーミキサーは、その乱気流により強化繊維束を解繊させながら、その繊維と粉末状樹脂とを均一に混合する。
特許文献３には、ロービングカッターにより切り落とされた繊維束と、定量フィーダによりフィードされる熱可塑性樹脂材料を撹拌・混合して押出機に投入する可塑化装置が開示されている。このものは、それらの材料をホッパに投入し、そのホッパに設けられている撹拌羽根などの撹拌装置により撹拌・混合し、その撹拌混合された材料を直接押出機に投入する。

特開平１−２３７１０３号公報、特開平７−３１３８６３号公報特開平１０−１８０８０７号公報

例えば、特許文献３では撹拌羽根などを用いて材料を撹拌しながら投入している。撹拌羽根のような機械的な撹拌装置は、羽根が材料にぶつかったり、撹拌のための摺動部に材料が入り込んだりすることから、繊維束が解繊したり、粉粒体が壊れて微粉が発生したりする恐れがある。このため、空気流を用いて混合するのが好ましい。これについて、例えば特許文献１、２では空気流を用いて管内で材料を混合し、その空気流を用いて材料を輸送している。しかしながら、例えば特許文献１には、繊維状充填材と材料とをどのように分離しているのか定かでない。さらに例えば、特許文献２の装置は、噴射された圧縮空気が外気を誘引することにより材料を通気路に送り込んでいるが、誘引による空気流れでは輸送能力を大きくすることが困難であると考えられる。

また、薄板状あるいは細長い形状の材料を吸引輸送すると、輸送空気と材料を分離するパンチグメタルなどのフィルタの目を細長い形状の材料が通過したり、そのフィルタの目を細長い形状の材料が塞ぐようにして目詰まりしたりする。このため、このような材料は、別個のスクリューフィーダなどの装置で重量を計りながら切り出されていた。
そして、別の輸送系統から吸引輸送されるペレット状の熱可塑性樹脂と混合されていた。

そこで本発明は、薄板状あるいは細長い形状の材料を簡易な構成で吸引輸送できる装置を提供することを第１の課題とする。
また、本発明は、薄板状あるいは細長い形状の材料と他の材料とを簡易な構成で混合する機構を提供することを第２の課題とする。

（１）本発明の輸送混合機構は、材料を空気輸送するための気流分離部と、その気流分離部から投入される前記材料を混合するための混合槽とからなり、前記気流分離部は、その上方に輸送用空気の吸引口が形成されると共に、その下方に空気輸送された材料の排出口が形成されており、前記気流分離部の側壁に、その内周面に沿うような方向で、かつ、前記気流分離部の上下の軸に略垂直な方向で前記材料を内部に流入させるための流入管が設けられており、前記気流分離部に流入した材料が内部に発生する旋回流に乗って、気流分離部の内周面に沿うように旋回しながら前記混合槽に投入されるものであり、前記気流分離部の排出口から混合槽内に前記旋回流が流入し、前記混合槽内の材料を混合するための略周方向の気流を生じさせることを特徴としている。

（２）このような輸送混合機構は、前記材料が薄平状あるいは細長い部材からなることが好ましい。

（３）また、前記材料が複数本の繊維からなる薄平状の繊維束であるのが好ましい。

（４）また、前記薄板状の繊維束からなる第１材料の他に粒形状の第２材料が前記気流分離部に流入されるものが好ましい。

（５）また、前記流入管に連結されている材料を空気輸送するための輸送管と、
その輸送管を分岐すると共に、前記第１材料と第２材料の気流分離部への流入を切り替える切替機構とを備えているものが好ましい。

（６）また、前記混合槽内に空気をパージするパージ機構を備えているものが好ましい。

（７）また、前記混合槽内に上下方向の気流を発生させ前記材料を上下方向に撹拌すべく、混合槽の上下方向に空気をパージする上下パージ機構を備えているものが好ましい。

（８）また、前記気流分離部の排出口における気流の上方向きの成分が材料の終末速度以下であることを特徴とするものが好ましい。

（９）本発明の輸送システムは、前記材料が貯留されるタンクと、そのタンクから材料を吸引輸送する吸引機構と、その吸引機構により材料が流入する輸送混合機構とからなることを特徴としている。

（１０）本発明の混合槽は、吸引輸送に用いられる気流分離部から供給された材料を混合するものであり、前記気流分離部が、その内部に旋回流を発生させるべく気流分離部の上方から輸送用の空気が吸引され、その吸引により内周にほぼ沿うように前記材料を流入させ、前記流入した材料を前記旋回流に乗せて気流分離部の内周面に沿うように旋回させながら下方に導き、前記排出口から材料が排出されるものであり、前記気流分離部の排出口から槽内に旋回流が流入し、その槽内の材料を混合するための周方向の気流を生じさせることを特徴としている。

（１１）このような混合槽は、前記槽内に空気をパージするパージ機構を備えているものが好ましい。

（１２）また、前記槽内に上下方向の気流を発生させ前記材料を上下方向に撹拌すべく、槽内の上下方向に空気をパージする上下パージ機構を備えているものが好ましい。

（１３）本発明の気流分離部は、材料を輸送先に吸引輸送するためのものであり、その上方に輸送用空気の吸引口が形成されると共に、その下方に空気輸送された材料の排出口が形成されており、その側壁に、その内周面に沿うような方向で、かつ、上下の軸に略垂直な方向で前記材料を内部に流入させるための流入管が設けられており、内部に流入した材料が内部に発生する旋回流に乗って、その内周面に沿うように旋回しながら前記排出口から前記輸送先へ投入されるものであり、前記材料が薄平状あるいは細長い部材からなることを特徴としている。

（１４）このような気流分離部は、前記材料が複数本の繊維からなる薄平状の繊維束であるのが好ましい。

（１５）また、前記薄板状の繊維束からなる第１材料の他に粒形状の第２材料が内部に流入されるものであるのが好ましい。

（１６）また、前記流入管に連結されると共に前記材料を空気輸送するための輸送管と、その輸送管を分岐すると共に、前記第１材料と第２材料の内部への流入を切り替える切替機構とをさらに備えているものが好ましい。

（１７）また、前記排出口における気流の上方向きの成分が材料の終末速度以下であることを特徴とするのが好ましい。

（１８）本発明の輸送方法は、吸引輸送により材料を輸送先へ輸送する方法であって、下端から材料が排出される気流分離部を準備し、その気流分離部の側方からその内周にほぼ沿うように前記材料を流入させ、かつ、その内部に旋回流を発生させるべく、気流分離部の上方から空気を吸引し、前記流入した材料を前記旋回流に乗せて、気流分離部の内周面に沿うように旋回させながら下方に導き、前記気流分離部の下端から前記材料を排出することにより輸送先へ材料を輸送することを特徴とする。

（１９）このような輸送方法は、前記材料が薄平状あるいは細長い部材からなるものが好ましい。

（２０）また、前記材料が複数本の繊維からなる薄平状の繊維束であるのが好ましい。

（２１）また、前記薄板状の繊維束からなる第１材料の他に粒形状の第２材料が前記気流分離部に流入されるものが好ましい。

（２２）また、前記第１材料と第２材料を交互に吸引輸送するものが好ましい。

（２３）本発明の混合方法は、気流分離部の排出口に連結されると共に、その排出口から空気輸送された材料が投入される混合槽を準備し、前記気流分離部の側方からその内周にほぼ沿うように前記材料を流入させ、かつ、その内部に旋回流を発生させるべく、気流分離部の上方から空気を吸引し、前記流入した材料を前記旋回流に乗せて、気流分離部の内周面に沿うように旋回させながら下方に落下させ、前記排出口から材料を排出することにより、前記気流分離部の排出口から混合槽内に空気の旋回流が流入し、その流入した旋回流により前記混合槽内に周方向の気流を生じさせ、前記材料を混合することを特徴とする。

（２４）本発明の輸送混合方法は、下端の排出口から材料が排出される気流分離部と、その気流分離部の排出口に連結される混合槽とを準備し、その気流分離部の側方からその内周にほぼ沿うように前記材料を流入させ、かつ、その内部に旋回流を発生させるべく、気流分離部の上方から空気を吸引し、前記流入した材料を前記旋回流に乗せて、気流分離部の内周面に沿うように旋回させながら下方に落とし、その落とされた材料と共に輸送空気の旋回流が混合槽内に流入し、その流入した旋回流により前記混合槽内に周方向の気流を生じさせ、前記材料を混合することを特徴とする。

（１）、（１０）、（１８）、（２３）、（２４）本発明の輸送混合機構は、吸引輸送すべく気流分離部の上方から空気を吸引して、その内部に旋回流を発生させる。このため、流入した材料は、その旋回流に乗り、周壁に沿って旋回し、遠心力で周壁側に押しやられ、その周壁に沿って混合槽に落下する。
また、前記気流分離部の排出口から排出された材料は、混合槽内で遠心力により外向きに飛び出す。一方で、前記旋回流は、気流分離部の排出口から混合槽内に流入し、混合槽内に略周方向の空気流れを誘発させる。その誘発された空気流により混合槽内の材料が周方向に動いて撹拌・混合される。

（２）、（１３）、（１９）このような輸送混合機構において、前記材料が薄平状あるいは細長い部材からなる場合は、輸送用の空気の抵抗を受けて、空気中に舞い上がりやすい形状の材料であっても、気流分離部内により旋回させながら輸送先へ導くことができる。このため、薄平状あるいは細長い部材からなる材料を簡易な構造で吸引輸送することができる。
また、フィルタを用いた分離装置（バグフィルタやフィルタ内蔵のホッパなど）に比べてフィルタを目詰まりさせるおそれがない。

（３）、（１４）、（２０）前記材料が複数本の繊維からなる薄平状の繊維束である場合は、輸送用の空気により輸送先まで流れが乱されることなく輸送されるので、繊維束が開繊しにくい。

（４）、（１５）、（２１）前記薄板状の第１材料の他に粒形状の第２材料が前記気流分離部に流入される場合は、薄板状の第１材料と粒径状の第２材料とを同じ経路で輸送することができるので、薄板状の第１材料のための別個の設備が不要となり、設備が簡易である。

（５）、（１６）、（２２）前記流入管に連結されている材料を空気輸送するための輸送管と、その輸送管を分岐すると共に、前記第１材料と第２材料の気流分離部への流入を切り替える切替機構とを備えている場合は、第１材料と第２材料とを輸送する時を異にして同じ設備で輸送するから、設備が簡易で、省スペースである。

（６）、（１１）前記槽内に空気をパージするパージ機構を備えている場合は、混合の効果を高めることができる。

（７）、（１２）前記槽内に上下方向の気流を発生させ前記材料を上下方向に撹拌すべく、槽内に上下方向に空気をパージする上下パージ機構を備えている場合は、一層混合の効果を高めることができる。

（８）前記気流分離部の排出口における気流の上方向きの成分が材料の終末速度以下である場合は、材料を効率よく混合槽に導くことができる。

（９）本発明の輸送システムは、前記材料が貯留されるタンクと、そのタンクから材料を吸引輸送する吸引機構と、その吸引機構により材料が流入する輸送混合機構とからなるので、設備が簡易で、省スペースである。

図１は本発明の輸送混合機構が用いられる輸送システムの一実施形態を示す概略フロー図である。図２は本発明の輸送混合機構の一実施形態を示す部分断面側面図である。図３は図２の輸送混合機構を用いた輸送混合方法を示すフローの一例を示す。図４ａは輸送混合方法を示す概略フロー図、図４ｂは他の輸送混合方法を示す概略フロー図である。図５ａは輸送混合機構の気流分離部の他の実施形態を示す一部切り欠き側面図、図５ｂはさらに他の実施形態を示す一部切り欠き側面図、図５ｃは図５ｂのＡ−Ａ矢視である。図６ａは図２の輸送混合機構の他の実施形態を示す概略側面図、図６ｂは図２の輸送混合機構のさらに他の実施形態を示す概略側面図、図６ｃは図２の輸送混合機構のさらに他の実施形態を示す概略側面図、図６ｄは図２の輸送混合機構のさらに他の実施形態を示す概略側面図、図６ｅは図６ｄの混合槽の排出口を下面側から見た概略図である。図７ａは図２の輸送混合機構のさらに他の実施形態を示す概略側面図、図７ｂは図２の輸送混合機構のさらに他の実施形態を示す概略側面図である。図８ａは図１のシステムの他の実施形態を示す概略図、図８ｂは図１のシステムのさらに他の実施形態を示す概略図である。

［１．概略説明］
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の輸送システム（以下、単にシステムという。）の概略図を示している。そのシステムは、例えば、熱可塑性樹脂からなるペレットと、ガラス繊維束からなる薄板状の部材を輸送し、混合し、例えば成形機などの他の装置４３に供給するものである。

［２．システム１０］
（システム１０、タンク１２、１３、吸引機構１４）
ここからシステム１０の一実施形態を説明する。このシステム１０は、本発明の輸送混合機構１１と、その輸送混合機構１１に供給する材料を貯留している材料タンク１２、１３と、それらの材料タンク１２、１３からそれぞれ材料を吸引輸送するための吸引機構１４とを備えている。
その吸引機構１４と輸送混合機構１１とは、吸引空気を通す空気管１５で連結されている。一方、前記輸送混合機構１１と材料タンク１２、１３とは、材料を通す材料管１６で連結されている。その材料管１６は分岐装置１７によって途中で分岐され、分岐された材料管１６ａ、１６ｂが、それぞれ材料タンク１２、１３に通じている。

［３．輸送混合機構］
ここから、図２を用いて輸送混合機構１１を説明する。前記輸送混合機構１１は、材料を空気輸送するのに用いられる気流分離部１と、その気流分離部から投入された材料を混合するための混合槽２０とを備えている。

（気流分離部１）
前記気流分離部１は、本実施形態では、例えば下方に向けて内径が小さくされており、かつ、その上方に輸送用空気の吸引口５が形成されると共に、その下方に空気輸送された材料の排出口８が形成されている。そして、前記気流分離部１の側壁に、その内周面に沿うような方向で、かつ、前記気流分離部の上下に延びる軸Ｏに略垂直な方向で前記材料を内部に流入させるための流入管３が設けられている。
より具体的には、例えば本実施形態の前記気流分離部１は、本体部２と、本体部２の内部に連通する流入管３と、本体部２の内部に設けられる内筒部４と、その内筒部４に連通する吸引管５とを備えている。

（本体部２、外筒部６、円錐部７、排出口８、上板部９）
前記本体部２は、本実施形態では、例えば円筒状を呈しており、外筒部６と、その外筒部６の下端に連続している円錐部７とからなる。
その外筒部６の上端開口は、円板形状の上板部９で塞がれている。
前記円錐部７は、下方へ向かうに従い内径を小さくする筒状であり、その下端開口は排出口８である。
前記上板部９は、内筒部４および吸引管５を支持している。

（流入管３）
前記流入管３は、外筒部６の上方側で、前記軸Ｏにほぼ垂直な方向に延び、外筒部６の接線方向に沿うように接続され、外筒部６の内部に連通している。

（内筒部４、吸引管５）
前記内筒部４は、円筒形で、その上端部が上板部９の下面に接続され、吸引管５に連通している。その内筒部４は、外筒部６の内側において、外筒部６と軸線を同じくして、外筒部６と等間隔を空けて配置されている。そして、その下端部が、外筒部６と円錐部７の境界よりも外筒部６側に配置されている。
前記吸引管５は、外筒部６の上板部９の上面に接続され、内筒部４の内部に連通している。なお、本実施形態では内筒部４と吸引管５は１本の管状部材から形成され、上板部９を貫通している。

（混合槽２０）
前記混合槽２０は、本実施形態では全体として円筒状であり、上方の胴部２１と、その胴部の下端に連続すると共に下方に向けて内径が小さくされている傾斜部２２とからなる。その傾斜部２２の下端は開口しており、その開口から混合された材料が成形機４３（図１参照）などへ供給される。本実施形態ではその開口に弁２３が設けられており、空圧で開閉するようにされている。
前記胴部２１の内径は前記気流分離部１の排出口８より大径にされている。
また前記胴部の上端の開口は上蓋２５により閉じられている。その上蓋には気流分離部１の排出口８が連結され、混合槽２０に連通している。
前記傾斜部２２の軸に対する角度は投入される材料の安息角より大きくするのがよい。
なお、本実施形態の混合槽２０は円筒状であるが、角形など矩形状の断面形状のものでもよい。さらに、この混合槽が気流分離部の輸送先に相当する。なお、輸送先としては、貯留タンク、ホッパ、成形機などであってもよい。

（材料タンク１２、１３）
図１に戻って、本実施形態においては、前記材料タンク１２（以下、第１材料タンクという。）には、繊維束からなる薄板状の繊維束の材料１２ａが貯留されている。一方、前記材料タンク１３（第２材料タンクという。）には、ペレット状の樹脂１３ａが貯留されている。これらの材料タンクの下方の部位はロート状にされており、その先端に前記材料管１６ａ、１６ｂがそれぞれ接続されている。
その接続部付近には、タンクの排出口を開閉する開閉機構２４が設けられている。さらに前記接続された部位の付近の材料管１６には図示しない空気の取り入れ口が形成されている。その取り入れ口の開口度は適宜設定することができ、輸送時に取り入れる空気の量を調節できる。これにより空気輸送における材料の混合比を設定することができる。
なお、これら材料タンクの機構は従来公知のものであり、他の公知のタンクを使用してもよい。

（吸引機構１４、空気管１５、材料管１６）
前記吸引機構１４は、空気を吸引するブロワ１８と、そのブロワの吸い込み側に設けられるフィルタユニット１９とからなる。そのフィルタユニット１９に前記空気管１５の上流端が接続される。
前記空気管１５および材料管１６は、ステンレス鋼管、ＰＶＣ樹脂ホースなど従来公知のものであり、他の公知のホースを使用可能である。
なお、図中の二点鎖線はサイクロン１９ａである。そのサイクロン１９ａをフィルタユニット１９の手前に配置し、開繊した繊維や微粉を除去してもよい。
さらになお、図示していないが、フィルタユニット１９を吸引機構に設ける代わりに吸引管５に設けてもよい。

（分岐装置１７）
前記分岐装置１７は、その内部に材料管１６ａ、１６ｂの開口をそれぞれ塞ぐ弁体１７ａ、１７ａを備えている。それらの弁体１７ａ、１７ａはそれぞれエアシリンダ１７ｂ、１７ｂにより開閉される。図では弁体１７ａ、１７ａは開いた状態を示している。
なお、分岐装置は、管路を切り替える機構（切替機構）を有するものであればよい。例えば、本実施形態では弁体１７ａおよびエアシリンダ１７ａが切替機構に相当する。
なお、分岐装置として三方弁などの従来公知のバルブを用いてもよい。

（小括）
通常、薄板状あるいは細長い形状の材料を含む、巻き上がりやすい材料や、気中に分散しやすい材料は、吸引輸送しない傾向にある。このような材料は、一旦分散すると捕集しにくく、分散させると別個の気流分離部を必要とするからである。例えば、既に袋やタンクなどに一塊で貯留されている繊維状材料などは、そのままスクリューフィーダなどでハンドリングするのが都合がよい。仮に、袋詰めされた捕集しにくい材料をあえて輸送空気中に分散させると、その後にまた捕集が必要となり、二度手間になる。このため、やはり、板状あるいは細長い形状の材料を含む、舞い上がりやすい材料は、当業者であるなら普通は、吸引輸送しにくいと考えられる。
本発明のシステムでは、気流搬送が一般に困難な薄板状あるいは細長い形状の材料を気流分離部を用いて吸引輸送することにより、通常は第１材料のためのスクリューフィーダなどの輸送系統と、第２材料のための吸引輸送系統の２系統になるところを、１つにまとめて、簡易な設備を実現している。

［４．使用方法］
（輸送混合方法２６）
次に、図３を用いて本発明の輸送混合機構１１における材料および輸送空気の流れを説明すると共に、材料を輸送し、混合する方法を説明する。
（Ｓ０）気流分離部１および混合槽２０を準備する（図１参照）。
（第１材料１２の輸送）
（Ｓ１）前記分岐装置１７により、第１材料タンク１２側の材料管１６ａを開けて、他方の材料管１６ｂの側を閉じる。
（Ｓ２）前記吸引機構１４の吸引ブロワ１８を作動させると、材料管１６は第１材料タンク１２から空気と共に樹脂材料１２ａを吸引する。
（Ｓ３）気流分離部１の流入管から空気と共に前記材料１２ａが流入する。
（Ｓ４）流入した輸送空気が気流分離部１の内周面に沿って旋回し、その旋回流に乗って材料１２ａが旋回する。
（Ｓ５）旋回している材料１２ａは旋回による遠心力により内周面に移動し、その内面を伝って旋回しながら下方に落下する。
（Ｓ６）材料１２ａが排出口から大径の混合槽に投入されると、前記旋回の慣性により材料１２ａは混合槽内で半径方向の外向きに吹き飛ぶ。一方で旋回している空気は、混合槽２０内で大きく旋回し、その内部で周方向の気流を誘発する。
（Ｓ７）前記誘発された気流により混合槽２０内の材料が周方向に移動し、材料の撹拌が起こる。
（Ｓ８）次いで、旋回した空気は混合槽２０の軸Ｏ（図２参照）周りに小さく螺旋状を描くようにして排出口８から上方に流れ、前記内筒部４に入り、上方の吸引口から吸引管５に吸い込まれ、気流分離部１から出る。
（Ｓ９）吸引機構１４による吸引が予め設定された時間続くと、前記タンクの開閉機構２４を閉じて空吸引を行い、材料管内の材料を空にする。
（Ｓ１０）次いで吸引機構１４を停止する。
なお、Ｓ０〜Ｓ６で材料が排出されるまでが気流分離部による輸送方法２７であり、Ｓ０で既に準備された混合槽２０をＳ６で用意したとして、Ｓ６およびＳ７が混合槽による混合方法２８に相当する。

（第２材料１３の輸送・第１材料との混合）
次に、第２材料１３ａを輸送する工程を説明する。この工程は第１材料１２ａを輸送する工程とほぼ同じであるので、同じ工程には同じ符号を用いて、詳細な説明は省略する。
（Ｓ１１）第１材料の輸送が終わると、その材料と混合するための第２材料１３ａの輸送が始まる。そのために前記分岐装置１７により、第１材料タンク１２側の輸送管１６ａを閉じて、今度は第２材料タンク側の輸送管１６ｂを開ける。すなわち、第２材料１３について上述した工程（Ｓ２）〜（Ｓ１０）の工程を行う。特に第２材料の輸送時の（Ｓ６）、（Ｓ７）においては、第１材料と第２材料の混合が起こる。

（気流分離部１の運転条件）
図３に示すように、前記気流分離部１（図２参照）の排出口８付近の気流は、周辺部で旋回しながら下方に入り込み、中心付近から上方に戻る。このときの上向きの成分が速いと、落とした材料を持ち上げて吸引側に吸い出してしまう可能性がある。このため、前記気流分離部１の排出口８における気流の上向きの成分が材料の終末速度以下になるような運転条件にされている。
なお、終末速度はその材料（粉粒体）が浮遊する下限の速度を表しており、材料毎に固有の物性値である。

（輸送混合方法の他の実施形態）
前述の方法２６では、１種類ずつ材料を吸引したが（図４ａ参照）、図４ｂに示す他の方法２６ａでは、分岐装置１７で連通する材料管を交互に切り替えて、２つの材料を少量ずつ交互に混合層２０に投入してもよい。これにより混合の効率が高まる。

［５．気流分離部の他の実施形態］
次に、本発明の輸送混合機構１１の気流分離部１の他の実施形態を説明する。その実施形態の気流分離部は前述した気流分離部１とほぼ同様であるので、同じ部分には同じ符号を付して、その説明を省略する。
図５ａは前記気流分離部１の他の実施形態３２である。この実施形態３２は、外筒部を備えておらず、全体が円錐部７とされている。このものの内筒部４の下端は全高の半分の位置に届かず、その手前付近まで延びている。

図５ｂにはさらに他の実施形態を示している。この実施形態の気流分離部３３は、円錐部７を備えていない。このため、排出口８が大きい。そして、気流分離部３３の内部には円筒部４の代わりに螺旋状で下方に向けて傾斜するように細長い螺旋板３４が、その外側の側縁を周壁に連結して、設けられている。一方、反対側の側縁から軸までの空間３４ａは吸引管５に向けて空気（図５ｃ参照）が上昇する通路とされている。
この実施形態の気流分離部３３では、流入した空気は、螺旋板３４に沿って旋回しながら下方から排出される。排出された空気は大径の混合槽２０内で大きく旋回し、中央軸付近の空間３４内を緩く螺旋状に旋回しながら上昇し、吸引管５から吸引される。

［６．他の実施形態］
＜第２実施形態＞
次に、本発明の輸送混合機構１１の他の実施態様を説明する。その輸送混合機構は、前述した供給システム１とほぼ同様であるので、同じ部分には同じ符号を付して、その説明を省略する。
（噴射機構２９とその噴射位置）
図６ａに示す輸送混合機構３０では、例えば混合槽２０に噴射機構２９を設けて、材料の混合・撹拌を助けるための空気を噴射している。この実施形態では、例えば図示しない噴射ノズルは、混合槽２０の傾斜部２２に設けられており、その内壁面にほぼ沿う方向に空気を噴射することにより、混合槽２０内の材料が旋回するのをアシストする。
なお、斜め上方に噴射機構２９の図示しない噴射ノズルを向けることにより材料の上下方向の移動を促して、撹拌・混合の効率を高めてもよい。例えば、図６ｂに示す輸送混合機構３０の実施形態３０ａでは、混合槽２０の傾斜部２２の下端にＹ字状の分岐管２２ａを設けている。その二股の一方の管を混合槽２０に接続し、他方の管から空気を供給している。これにより、一方の管から混合槽２０内に上向きの空気流れを生じさせ、材料を上方に移動させることができる。

図６ｃに輸送混合機構１１のさらに他の実施形態を示す。この実施形態３０ｂは噴射機構２９を混合槽２０の上蓋２５および胴部２１（図２参照）に設けている。例えば、上蓋２５付近からの噴射により、気流分離部１の排出口８から流入する旋回流の勢いを増すことができる。
さらに例えば、胴部２１からの噴射により材料の移動を助けてもよい。図では噴射方向を斜め下方にし、材料流動に上下方向の成分を与えて撹拌・混合の効率を高めている。なお、噴射方向を下方に傾けず水平にしてもよいし、上方に傾けてもよい。
この実施形態では、上蓋２５および胴部２１の二か所に噴射ノズルを設けているが、どちらか１つでもよいし、それらの上位置（例えば上蓋付近）、中位置（例えば胴部付近）の噴射に加え、図６ａで説明したような下位置（例えば傾斜部付近）の噴射をさらに組み合わせてもよい。さらには、噴射位置を上位置および下位置に設けたり、中位置および下位置に設けたりしてもよい。

（噴射位置の数など）
図６ｄおよび図６ｅに示す実施形態３０ｃでは、混合槽２０の内周の接線方向で互いに反対向きに空気を噴射することにより、材料が周方向に流動するのをアシストしている。本実施形態では、２か所であるが、３つ以上の位置から空気を噴射してもよい。その場合、噴射位置を周方向に等間隔で配置するのがよい。
なお、前記空気のパージにより周方向の流れを、例えば所定の間隔で乱すなどして、混合の効率を高めるようにしてもよい。

（その他）
なお、これらの噴射位置および噴射位置の数は、適宜組み合わせて用いることができる。

（噴射のための空気の供給源）
前記噴射機構２９の空気の発生源としては、図示しない別個の圧縮空気発生装置を用いてもよい。
その他、図７ａに示す実施形態３０ｄのように、気流分離部１の手前の材料管１６を分岐する分岐管１６ｃを設け、その分岐管１６ｃを介して輸送用の空気あるいは材料と共に輸送用の空気を混合槽２０に取り入れてもよい。その分岐管１６ｃには、例えば空圧で開閉する弁３１が設けられており、その開度は調節することができる。
なお、図では混合槽２０の下方に空気を取り入れているが、中位置あるいは上位置に取り入れてもよい。

さらにその他、図７ｂに示す実施形態３０ｅでは、吸引ブロワ１８の排気を取込管１６ｄを介して混合槽２０の下方に取り込んでいる。その取込管１６ｄには空圧で開閉する弁３１が設けられており、その開度は調節することができる。

［７．システムの他の実施形態］
（システムの他の実施形態３５）
次に、本発明のシステムの他の実施形態を説明する。その実施形態のシステムは、前述したシステム１０とほぼ同様であるので、同じ部分には同じ符号を付して、その説明を省略する。
図８ａに示すシステム３５は、繊維束の材料などが貯留された第１材料タンク１２を備える代わりに、混合槽２０の上蓋２５に繊維束の材料１２ａを切り出すスクリューフィーダ３７を設けている。そのスクリューフィーダ３７は、タンク３８と、そのタンクの下端開口に配置されたスクリュー３９とからなる。このスクリューフィーダ３７は建屋のフレームなどに設けられた従来公知のロードセル４１などの重量測定器を介して吊り下げられており、混合槽２０の上蓋２５とは布製のシュート３７ａで連結され、縁が切られている。このため自身が切り出した材料の量をロードセル４１の検出値から求めることができる。
このシステム３５では第２材料タンク内の材料を輸送混合機構１１で輸送し、その輸送された材料を混合槽２０内で撹拌しながら、その撹拌中の樹脂材料１３ａにスクリューフィーダ３７により第１材料１２ａを供給している。このため、切り出した第１材料が、第２材料の輸送混合に伴い、お互いに少しずつ混合されるので、混合の効果が高い。
なお、スクリューフィーダ３７で第１材料１２を必要な量だけまとめて先に切り出した後に、その量に見合う量の第２材料をまとめて輸送・混合させてもよい。

図８ｂに示すさらに他の実施形態のシステム３６は、第１材料および第２材料のためのスクリューフィーダ３７、３７と、それらからの切り出し量を計測する軽量ホッパ４０とを備えている。軽量ホッパ４０は、ロードセル４１などの計測機により、その重量が計測されている。
このシステム３６では、スクリューフィーダ３７、３７から順次、所定量の材料が軽量ホッパへ切り出される。前記所定量はロードセル４１の計測値で監視されている。切り出しが終わると、軽量ホッパ４０の下端の排出口の弁４０ａが開いて、材料タンク４２に材料が投入される。その後、その材料タンク４２内の材料を輸送混合機構１１で輸送する。これにより、第１材料および第２材料は混合槽２０内で混合される。

なお、前記システム３６においては、２つの材料を吸引輸送が困難な第１材料としてもよい。
さらになお、前記スクリューフィーダ３７の他に振動で材料を切り出す電磁フィーダや、材料を少量ずつ切り出す従来公知の装置を用いることができる。
さらになお、前記ロードセル４１の他に、切り出し量に換算できる量を測定できる機構を備えた他の装置を用いることができる。より具体的には、測定できる機構として、スクリューの回転数を切り出し量に変換する容量計量方式であってもよい。
［８．その他］

図１に戻って、前記円錐部７の周壁の軸Ｏに対する角度は０〜４５°、好ましくは５〜２５°である。
前記内筒部４の外径は、外筒部７の内径に対して、例えば、１０〜７０％、好ましくは、３０〜５０％の大きさにされている。
前記第１材料１２ａとしては、例えば炭素、ガラス等の無機系材料あるいは樹脂等の有機系材料、またはセルロースやケナフ等のバイオ系材料であり、その形状が細長い形状、薄板形状、繊維状、微粉であるなど、吸引輸送において輸送空気の勢いで容易に分散するなどして巻き上げられるものが好ましい。
一方で、前記第２材料１３ａとしては、例えば樹脂等の有機系材料、炭酸カルシウムや顔料等の添加材あるいはそれ以外の粉粒体全般であり、さらにその形状がペレット状、粒状あるいは粉状などの吸引輸送が容易なものが好ましい。
また、前記システム１０では材料タンクが２つであったが、３つ以上であってもよい。その場合、３つ目の材料タンクに貯留される材料は第１材料でも第２材料であってもよい。そして、輸送混合方法としては、前述したように１つずつ輸送を完了する輸送混合方法２６でもよいし、３つの材料を交互に輸送したり、第１材料と第２材料とが交互になるように輸送したりしてもよい。
また、前記システム１０では、第１材料と第２材料を輸送したが、両方とも第１材料あるいは第２材料としてもよい。またタンクが３つ以上ある場合も同様に全部のタンクを第１材料あるいは第２材料としてもよい。
また、前記混合槽２０の上部の開口と気流分離部１の排出口とがほぼ同じ大きさであってもよい。

１気流分離部
２本体部
３流入管
４内筒部
５吸引管
５ａ吸引口
６外筒部
７円錐部
８排出口
９上板部
１０システム
１１輸送混合機構
１２第１材料タンク
１２ａ繊維束の材料
１３第２材料タンク
１３ａ樹脂ペレット
１４吸引機構
１５空気管
１６材料管
１６ａ材料管（第１材料）
１６ｂ材料管（第２材料）
１６ｃ分岐管
１６ｄ取込管
１７分岐装置
１７ａ弁体
１７ｂエアシリンダ
１８吸引ブロワ
１９フィルタユニット
２０混合槽
２１胴部
２２傾斜部
２２ａＹ字管
２３弁
２４開閉機構
２５上蓋
２６輸送混合方法
２６ａ輸送混合方法
２７輸送方法
２８混合方法
２９噴射機構
３０輸送混合機構
３０ａ輸送混合機構の他の実施形態
３０ｂ輸送混合機構の他の実施形態
３０ｃ輸送混合機構の他の実施形態
３０ｄ輸送混合機構の他の実施形態
３０ｅ輸送混合機構の他の実施形態
３１弁
３２気流分離部
３３気流分離部
３４螺旋板
３４ａ空間
３５システム
３６システム
３７スクリューフィーダ
３７ａシュート
３８タンク
３９スクリュー
４０軽量ホッパ
４１ロードセル
４２材料タンク
４３他の装置
Ｏ軸

Claims

材料を空気輸送するための気流分離部と、その気流分離部から投入される前記材料を混合するための混合槽とからなり、
前記気流分離部は、その上方に輸送用空気の吸引口が形成されると共に、その下方に空気輸送された材料の排出口が形成されており、
前記気流分離部の側壁に、その内周面に沿うような方向で、かつ、前記気流分離部の上下の軸に略垂直な方向で前記材料を内部に流入させるための流入管が設けられており、
前記気流分離部に流入した材料が内部に発生する旋回流に乗って、気流分離部の内周面に沿うように旋回しながら前記混合槽に投入されるものであり、
前記気流分離部の排出口から混合槽内に前記旋回流が流入し、前記混合槽内の材料を混合するための略周方向の気流を生じさせる、輸送混合機構。
前記材料が薄平状あるいは細長い部材からなる、請求項１記載の輸送混合機構。
前記材料が複数本の繊維からなる薄平状の繊維束である、請求項２記載の輸送混合機構。
前記薄板状の繊維束からなる第１材料の他に粒形状の第２材料が前記気流分離部に流入されるものである、請求項３記載の輸送混合機構。
前記流入管に連結されている材料を空気輸送するための輸送管と、
その輸送管を分岐すると共に、前記第１材料と第２材料の気流分離部への流入を切り替える切替機構とを備えている、請求項４記載の混合輸送機構。
前記混合槽内に空気をパージするパージ機構を備えている請求項１、２、３、４あるいは５のいずれかに記載の輸送混合機構。
前記混合槽内に上下方向の気流を発生させ前記材料を上下方向に撹拌すべく、混合槽の上下方向に空気をパージする上下パージ機構を備えている請求項１、２、３、４、５あるいは６のいずれかに記載の輸送混合機構。
前記気流分離部の排出口における気流の上方向きの成分が材料の終末速度以下であることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６あるいは７のいずれかに記載の輸送混合機構。
前記材料が貯留されるタンクと、
そのタンクから材料を吸引輸送する吸引機構と、
その吸引機構により材料が流入する請求項１、２、３、４、５、６、７あるいは８のいずれかに記載の輸送混合機構とからなる、輸送システム。
吸引輸送に用いられる気流分離部から供給された材料を混合するものであり、
前記気流分離部が、その内部に旋回流を発生させるべく気流分離部の上方から輸送用の空気が吸引され、その吸引により内周にほぼ沿うように前記材料を流入させ、前記流入した材料を前記旋回流に乗せて気流分離部の内周面に沿うように旋回させながら下方に導き、前記排出口から材料が排出されるものであり、
前記気流分離部の排出口から槽内に旋回流が流入し、その槽内の材料を混合するための周方向の気流を生じさせる、混合槽。
前記槽内に空気をパージするパージ機構を備えている請求項８記載の混合槽。
前記槽内に上下方向の気流を発生させ前記材料を上下方向に撹拌すべく、その槽内の上下方向に空気をパージする上下パージ機構を備えている請求項９記載の混合槽。
材料を輸送先に吸引輸送するための気流分離部であり、
その上方に輸送用空気の吸引口が形成されると共に、その下方に空気輸送された材料の排出口が形成されており、
その側壁に、その内周面に沿うような方向で、かつ、上下の軸に略垂直な方向で前記材料を内部に流入させるための流入管が設けられており、
内部に流入した材料が内部に発生する旋回流に乗って、その内周面に沿うように旋回しながら前記排出口から前記輸送先へ投入されるものであり、
前記材料が薄平状あるいは細長い部材からなる、気流分離部。
前記材料が複数本の繊維からなる薄平状の繊維束である、請求項１１記載の気流分離部。
前記薄板状の繊維束からなる第１材料の他に粒形状の第２材料が内部に流入されるものである、請求項１２記載の気流分離部。
前記流入管に連結されると共に前記材料を空気輸送するための輸送管と、
その輸送管を分岐すると共に、前記第１材料と第２材料の内部への流入を切り替える切替機構とをさらに備えている、請求項１３記載の気流分離部。
前記排出口における気流の上方向きの成分が材料の終末速度以下であることを特徴とする請求項１３、１４、１５あるいは１６のいずれかに記載の気流分離部。
吸引輸送により材料を輸送先へ輸送する方法であって、
下端から材料が排出される気流分離部を準備し、
その気流分離部の側方からその内周にほぼ沿うように前記材料を流入させ、かつ、その内部に旋回流を発生させるべく、気流分離部の上方から空気を吸引し、
前記流入した材料を前記旋回流に乗せて、気流分離部の内周面に沿うように旋回させながら下方に導き、
前記気流分離部の下端から前記材料を排出することにより輸送先へ材料を輸送する、材料の輸送方法。
前記材料が薄平状あるいは細長い部材からなる、請求項１８記載の輸送方法。
前記材料が複数本の繊維からなる薄平状の繊維束である、請求項１９記載の輸送方法。
前記薄板状の繊維束からなる第１材料の他に粒形状の第２材料が前記気流分離部に流入されるものである、請求項２０記載の輸送方法。
前記第１材料と第２材料を交互に吸引輸送する、請求項２１記載の輸送方法。
気流分離部の排出口に連結されると共に、その排出口から空気輸送された材料が投入される混合槽を準備し、
前記気流分離部の側方からその内周にほぼ沿うように前記材料を流入させ、かつ、その内部に旋回流を発生させるべく、気流分離部の上方から空気を吸引し、前記流入した材料を前記旋回流に乗せて、気流分離部の内周面に沿うように旋回させながら下方に落下させ、前記排出口から材料を排出することにより、前記気流分離部の排出口から混合槽内に空気の旋回流が流入し、
その流入した旋回流により前記混合槽内に周方向の気流を生じさせ、前記材料を混合する、混合方法。
下端の排出口から材料が排出される気流分離部と、その気流分離部の排出口に連結される混合槽とを準備し、
その気流分離部の側方からその内周にほぼ沿うように前記材料を流入させ、かつ、その内部に旋回流を発生させるべく、気流分離部の上方から空気を吸引し、
前記流入した材料を前記旋回流に乗せて、気流分離部の内周面に沿うように旋回させながら下方に落とし、
その落とされた材料と共に輸送空気の旋回流が混合槽内に流入し、
その流入した旋回流により前記混合槽内に周方向の気流を生じさせ、前記材料を混合する、輸送混合方法。