JP2019043071A - 粉粒体搬送システム - Google Patents

Abstract

【課題】メンテナンス作業が容易でかつ簡便な構成の粉粒体搬送システムを提供する。【解決手段】本発明の粉粒体搬送システムは、複数種類のセメントをそれぞれ貯蔵する複数のセメントサイロ１と、複数のセメントサイロ１に対応してそれぞれ設けられ、セメントサイロ１に貯留されたセメントをバッチャプラント１１に搬送するための複数の搬送管４と、複数の搬送管４のそれぞれに圧縮空気を送出する送風機８と、複数の搬送管４に対応してバッチャプラント１１内にそれぞれ設けられ、送風機８によって送出された圧縮空気に含まれるセメントを圧縮空気と分離するための複数のサイクロン１０と、複数のサイクロン１０に対応してバッチャプラント１１内にそれぞれ設けられ、サイクロン１０によって分離されたセメントをそれぞれ貯蔵する複数の貯蔵ビン１５とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、例えばセメントサイロに貯留されたセメント等の粉粒体を生コンクリート製造装置としてのバッチャプラントに搬送するための粉粒体搬送システムに関するものである。

従来、例えば生コンクリート製造装置としてのバッチャプラントは、砂利（粗骨材）、砂（細骨材）、セメント、水及び混和剤等の材料を混練することにより生コンクリートを製造している。

バッチャプラントにおいては、セメント等の各材料がそれぞれの搬送設備によって搬送され、バッチャプラント本体内に設けられた各貯蔵ビンに一旦貯蔵される。例えば砂利や砂等の骨材は、骨材サイロからコンベヤを用いてバッチャプラントに搬送され、骨材貯蔵ビンに貯蔵される。また、セメントは、セメントサイロから搬送管を介してバッチャプラントに搬送され、セメント貯蔵ビンに貯蔵される（例えば特許文献１参照）。

図６は、従来の粉粒体搬送システムを示す概要構成図である。粉粒体搬送システムは、セメントサイロに貯留されるセメントを、バッチャプラント内のセメント貯蔵ビンにブロア等の送風機から送出される搬送媒体としての圧縮空気を用いて搬送するものである。

粉粒体搬送システムでは、複数種類のセメントが貯留された複数のセメントサイロ５１が設けられている。各セメントサイロ５１に貯留されたセメントは、各セメントサイロ５１の下部に設けられたロータリフィーダ５２によって搬送管５３に排出される。搬送管５３の基端には送風機５４が接続され、搬送管５３の至端はバッチャプラント５５まで延び、バッチャプラント５５内の各セメント貯蔵ビン５６にそれぞれ接続されている。

搬送管５３内のセメントは、送風機５４から送出される圧縮空気によって搬送管５３を通じてバッチャプラント５５に向けて搬送され、各セメント貯蔵ビン５６内に供給される。各セメント貯蔵ビン５６の上部には、セメントと圧縮空気とを分離するためのバグフィルタ５７がそれぞれ設けられている。分離されたセメントは、バグフィルタ５７によってセメント貯蔵ビン５６に貯蔵される一方、分離された圧縮空気は大気（バッチャプラント５５本体内）に放出される。

バグフィルタ５７は、図７に示すように、例えばろ布によって形成される複数の円筒状のフィルタ５８を有する本体５９と、図示しない払落し装置を有する蓋部材６０とによって構成されている。払落し装置は、フィルタ５８に間欠的にかつパルス状に圧縮空気を吹き付けることにより周表面に付着したセメントを払い落すための装置である。なお、図７（ｂ）中、符号６１は、分離された圧縮空気が排出される排出口を示す。

上記のように、バグフィルタ５７は、払落し装置を有しているが、払落し装置によってもフィルタ５８の周表面に付着したセメントを完全に払い落すことができないことが多い。そこで、実際には、図７（ｂ）の矢印Ｄに示すように、保守作業員によってフィルタ５８を一つ一つ手作業によって本体５９から取り出し、各フィルタ５８に付着したセメントを取り除く作業が行なわれている。

しかしながら、一つのバグフィルタ５７には、約２０〜３０個のフィルタ５８が備えられており、上記除去作業は、これらフィルタ５８を一つ一つバグフィルタ５７から取り出し、付着したセメントをフィルタ５８の周表面から取り除くため、非常に面倒でありかつ長時間を要する作業となっていた。また、上記の除去作業は、バッチャプラント５５の内部に設けられる例えば踊り場（フロア）等で行われ、フィルタ５８に付着したセメントを取り除く際にセメントの粉塵が舞い上がり、環境的に過酷な状況での作業となっていた。

さらに、バグフィルタ５７は、払落し装置が付随されているため比較的高価であり、従来の粉粒体搬送システムは、セメント貯蔵ビン５６ごとにバグフィルタ５７がそれぞれ設けられているため、コスト高となっていた。

特開２００６−３３４８３８号公報

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、メンテナンス作業が容易でかつ簡便な構成の粉粒体搬送システムを提供することをその課題とする。

本発明によって提供される粉粒体搬送システムは、複数種類の粉粒体をそれぞれ貯蔵する複数の粉粒体サイロと、前記複数の粉粒体サイロに対応してそれぞれ設けられ、前記粉粒体サイロに貯留された粉粒体を、生コンクリートを製造する生コンクリート製造装置に搬送するための複数の搬送路と、前記複数の搬送路のそれぞれに圧縮空気を送出する送風機と、前記複数の搬送路に対応して前記生コンクリート製造装置内にそれぞれ設けられ、前記送風機によって送出された前記圧縮空気に含まれる粉粒体を前記圧縮空気と分離するための複数のサイクロンと、前記複数のサイクロンに対応して前記生コンクリート製造装置内にそれぞれ設けられ、前記サイクロンによって分離された粉粒体をそれぞれ貯蔵する複数の貯蔵ビンと、を備えることを特徴としている。

本発明の粉粒体搬送システムにおいて、前記各サイクロンから放出される空気に含まれる、前記サイクロンで分離されなかった粉粒体をさらに捕集するためのフィルタを有する捕集手段をさらに備えるとよい。

本発明の粉粒体搬送システムにおいて、前記捕集手段によって捕集された粉粒体を、生コンクリートの生成材料を混練するためのコンクリートミキサに移動させる移動手段を備えるとよい。

本発明の粉粒体搬送システムにおいて、前記移動手段は、前記捕集手段によって捕集された粉粒体の移動方向を変化させることにより、前記生コンクリート製造装置の外部に移動させるとよい。

本発明の粉粒体搬送システムにおいて、前記捕集手段によって捕集された粉粒体の蓄積量を検出するための検出手段と、前記検出手段によって検出された蓄積量に基づいて、前記移動手段への接続路を開閉する開閉手段と、をさらに備えるとよい。

本発明の粉粒体搬送システムにおいて、前記各サイクロンは、それらから放出される空気を移送する移送管によって前記捕集手段にそれぞれ接続されており、前記各移送管は、山型状に折り曲げられて形成されているとよい。

本発明によれば、搬送媒体としての圧縮空気によって搬送される粉粒体は、サイクロンによって圧縮空気と分離され、貯蔵ビンに貯蔵される。サイクロンは、構成が容易でかつ基本的にメンテナンスフリーであるため、従来の構成と比較してメンテナンス性が大幅に向上された粉粒体搬送システムを提供することができる。

本発明に係る粉粒体搬送システムを含むプラント設備の概略構成を示す図である。 バッチャプラントの概略構成を示す図である。 サイクロンの一例を示す斜視図である。 サイクロンの作用を説明するための図である。 サイクロンと捕集装置との接続状態を示す概略斜視図である。 従来の粉粒体搬送システムの概略構成を示す図である。 従来のバグフィルタを示し、（ａ）は外観斜視図、（ｂ）は内部の構成を示す概略図である。

以下、本発明の実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

図１は、本発明に係る粉粒体搬送システムを含むプラント設備の概略構成を示す図である。この粉粒体搬送システムは、例えばセメントサイロに貯留されたセメント等の粉粒体を、生コンクリート製造装置としてのバッチャプラントの内部に設けられたセメント貯蔵ビンに搬送媒体として圧縮空気を用いて搬送するものである。

粉粒体搬送システムは、例えば複数種類のセメントを貯蔵する複数のセメントサイロ１を備えている。複数種類のセメントとしては、普通セメント、高炉セメント及び早強セメント等が挙げられる。なお、本実施形態においては、搬送される粉粒体としてはセメントに限らず、例えばフライアッシュや他の粉粒物であってもよい。

各セメントサイロ１の上部には、サイロ用バグフィルタ２がそれぞれ設けられている。サイロ用バグフィルタ２は、例えば圧送車（図略）等によって圧送されたセメントを空気と分離するためのものである。サイロ用バグフィルタ２によって分離されたセメントは、セメントサイロ１に貯留される一方、分離された空気は大気に放出される。

各セメントサイロ１の下部には、ロータリフィーダ３がそれぞれ設けられている。ロータリフィーダ３は、各セメントサイロ１内に貯留されたセメントを、後述する搬送管４に対して定量的に排出するものである。ロータリフィーダ３は、セメントの排出量を調整するための複数の羽根を有するロータ５と、ロータ５を回転駆動させるギヤードモータ６と、図略の排出ゲートを開閉するためのバタフライ弁７とによって概略構成されている。なお、ギヤードモータ６は、インバータ制御によりロータ５の回転速度を可変自在とされている。

搬送管４は、その基端に送風機８が接続されている。送風機８は、セメントをセメント貯蔵ビン１５に搬送するための圧縮空気を搬送管４に対して送出するものである。送風機８は、例えばルーツタイプのブロワ等が用いられる。

搬送管４は、途中３本に分岐されて各ロータリフィーダ３にそれぞれ接続されている。各ロータリフィーダ３の下流側に接続された各搬送管４は、バッチャプラント１１まで延びている。また、搬送管４には、ロータリフィーダ３の手前で切替弁９がそれぞれ設けられている。切替弁９は、送風機８からの圧縮空気をいずれかのロータリフィーダ３に接続された搬送管４に与えるべく切り替えられるものである。

各搬送管４は、バッチャプラント１１の本体内において複数のサイクロン１０にそれぞれ接続されている。サイクロン１０は、遠心分離の原理を利用して、搬送管４によって搬送されたセメント及び圧縮空気を分離するためのものである。分離されたセメントは、後述するセメント貯蔵ビン１５に供給され貯蔵される。なお、サイクロン１０は、粒子径が例えば５μｍ以上の粉粒体を捕集することができるものである。

ここで、図２を参照してバッチャプラント１１について簡単に説明する。なお、図２には、図１と比較して貯蔵ビン１５及びコンクリートミキサ１８が重複されて記載されている。生コンクリート製造装置としてのバッチャプラント１１は、例えば砂利（粗骨材）、砂（細骨材）、セメント、水及び混和剤等を混練することにより生コンクリートを製造するための装置である。

バッチャプラント１１は、砂や砂利等の骨材を貯蔵する貯蔵サイロ（図略）等から例えば骨材を運搬するためのベルトコンベヤ１２を備えている。ベルトコンベヤ１２によって運搬された骨材は、ターンヘッド１３によって複数の骨材貯蔵ビン１４に分配される。また、セメントは、図１に示したように、セメントサイロ１から粉粒体搬送システムによってセメント貯蔵ビン１５に供給される。

骨材貯蔵ビン１４に貯蔵された砂及び砂利は、骨材計量器１６によって計量され、骨材投入シュート１７を介してコンクリートミキサ１８に投入される。セメント貯蔵ビン１５に貯蔵されたセメントは、セメント計量器１９によって計量され、セメント投入シュート２０を介してコンクリートミキサ１８に投入される。

また、水貯留ビン２１に貯蔵された水は、水計量器２２において混和剤と混合され、水及び混和剤の合計量が水計量器２２によって計量され、水投入管２３を介してコンクリートミキサ１８に投入される。

コンクリートミキサ１８に投入された、砂利、砂、セメント、水及び混和剤等の材料は、コンクリートミキサ１８において混練されることによって生コンクリートとなる。生コンクリートは、コンクリートミキサ８の下部に設けられたコンクリートホッパ２４及び開閉自在なホッパゲート２５を介して、アジテータ車（図略）等によって建設現場に運搬される。

図３は、図１に示すサイクロン１０の一例を示す斜視図である。サイクロン１０は、下部が円錐状に狭まった略円筒状の本体３１を有している。本体３１は、その上部側面の周面に沿うような形で空気流入管３２が形成されている。空気流入管３２は、図示していないが、上述した搬送管４に連通されており、セメントを含む圧縮空気がこの空気流入管３２に流入される。本体３１の下端には、分離されたセメントが通過するセメント捕集口３３が形成されている。セメント捕集口３３には、接続管３４が接続され、接続管３４はセメント貯蔵ビン１５に接続されている。

サイクロン１０の内部上方には、筒状の空気放出管３５が形成され、セメントと分離された圧縮空気は、この空気放出管３５を通じて外部に放出される。空気放出管３５は、移送管３６に接続され、移送管３６は、後述する捕集装置３７に接続されている。

ここで、図４を参照してサイクロン１０における作用を説明する。空気流入管３２から流入されたセメントを含む圧縮空気は、本体３１の内周面に沿って渦巻き状にかつ下降するように進行する（同図の矢印Ａ参照）。そして、セメントを含む圧縮空気は、セメント捕集口３３の近傍において分離され、セメントはセメント捕集口３３から下方に落下する一方（同図の矢印Ｂ参照）、圧縮空気は上昇し空気放出管３５及び移送管３６を介して外部に放出される（同図の矢印Ｃ参照）。

図１に戻り、各サイクロン１０から延びる移送管３６は、一つの移送管３６に集約され、バッチャプラント１１内に設けられた捕集装置３７に接続されている。捕集装置３７は、各サイクロン１０で分離されなかったセメントを捕集するためのものである。捕集装置３７は、［背景技術］の欄で示したバグフィルタ５７と同様の原理でセメントを捕集する。すなわち、捕集装置３７の内部には複数のフィルタ（図略）が設けられ、これら複数のフィルタによって、各サイクロン１０で分離されなかったセメントが捕集される。

なお、各移送管３６は、図１において各サイクロン１０の上方から立ち上がり途中で水平に延びるように記載されているが、各移送管３６は、図５に示すように、山型状に折り曲げられて形成され、捕集装置３７の手前で各移送管３６同士が接続されるようにしてもよい。各移送管３６が水平に延びていると、例えば送風機８からの送風が弱まったり停止したりした場合に、セメントが移送管３６に滞留して移送管３６内で固まってしまいセメントの移送を阻害することがあるが、各移送管３６が山型状に形成されると、そのような移送を阻害する可能性を少なくすることができる。

ここで、捕集装置３７に捕集されるセメントは、各サイクロン１０から放出されたものであるため、捕集装置３７において種類の異なる複数のセメントが混合されることになる。混合されたセメントは、製品仕様の生コンクリートを生成する場合に用いることができないため、例えば貧配合のコンクリートを生成する場合に用いられる。あるいは、バッチャプラント１１の外部に廃棄物として排出される。

捕集装置３７は、その下端に接続管３８が接続されており、接続管３８には、ホッパ３９が接続されている。ホッパ３９は、混合されたセメントを一時的に蓄積するものであり、ホッパ３９の下部には開閉自在な開閉弁４０が接続されている。開閉弁４０の下流側には、正逆回転自在のスクリューコンベア４１が接続されている。スクリューコンベア４１の一方出口には、接続管４２を介してコンクリートミキサ１８が接続されている。また、スクリューコンベア４１の他方出口には、バッチャプラント１１の外部に延びる接続管４３が接続されている。

上記の構成により、開閉弁４０が開状態となるとともにスクリューコンベア４１が例えば正転方向に回転すると、ホッパ３９に一時的に蓄積されたセメントは、スクリューコンベア４１によってコンクリートミキサ１８側（図１において右方向）に送出される。一方、スクリューコンベア４１が例えば逆転方向に回転すると、セメントは、スクリューコンベア４１によってバッチャプラント１１の外部側（図１において左方向）に送出される。

次に、この粉粒体搬送システムにおける作用を説明する。

いずれかのセメントサイロ１に貯留されたセメントがバッチャプラント１１に搬送される場合、まず、当該セメントサイロ１に対応する搬送管４に設けられた切替弁９が開状態となり、送風機８が駆動されることにより、送風機８から圧縮空気が当該搬送管４に送出される。また、当該セメントサイロ１に接続されたロータリフィーダ３のロータ５がギヤードモータ６により回転駆動されるとともに、バタフライ弁７が開状態とされることにより、当該セメントサイロ１に貯留されているセメントが当該搬送管４に排出される。

この場合、セメントサイロ１からのセメントが定量的に搬送管４に排出されるように、ロータリフィーダ３のインバータ制御によってロータ５の回転速度が調整される。これにより、セメントは、その排出量が調整され、送風機５から圧縮空気が送出されることより、搬送管４を通じてバッチャプラント１１に向けて搬送される。

搬送管４を通じてバッチャプラント１１に向けて搬送されるセメントを含む圧縮空気が、バッチャプラント１１のサイクロン１０に到達すると、サイクロン１０では、図４に示したように、セメントと圧縮空気とが分離され、分離されたセメントは、接続管３４を介してセメント貯蔵ビン１５に供給される。

一方、サイクロン１０によって分離された圧縮空気は、移送管３６を介して捕集装置３７に送られる。捕集装置３７では、サイクロン１０によって分離されなかったセメントが圧縮空気と分離される。捕集装置３７の下流側の開閉弁４０は、通常状態では閉状態とされているので、セメントはホッパ３９に一旦蓄積される。

なお、ホッパ３９には、上述したように、各サイクロン１０で分離された種類の異なるセメントが混ざりながら蓄積される。これらのセメントを用いて貧配合のコンクリートが生成されるときには、開閉弁４０が開状態になるとともにスクリューコンベア４１が正転方向に回転される。これにより、貧配合用のセメントは、スクリューコンベア４１の一方端であるコンクリートミキサ１８側に送り出され、接続管４２を介してコンクリートミキサ１８に送られる。

一方、ホッパ３９に蓄積されたセメントを廃却する場合には、開閉弁４０が開状態になるとともにスクリューコンベア４１が逆転方向に回転される。これにより、廃却用のセメントは、スクリューコンベア４１の他方端であるコンクリートミキサ１８の反対側に送り出され、接続管４３を介してバッチャプラント１１の外部に送られ、例えばダンプ車等で運搬されて廃却される。

このように、本実施形態によれば、搬送媒体としての圧縮空気によって搬送されるセメントは、サイクロン１０によって圧縮空気と分離され、セメント貯蔵ビン１５に貯蔵される。サイクロン１０は、上記したように、構成が容易でかつ基本的にメンテナンスフリーであるため、従来の構成と比較してメンテナンス性が大幅に向上された粉粒体搬送システムを提供することができる。

すなわち、従来の構成において圧縮空気とセメントの分離に用いられていたバグフィルタ５７は、［背景技術］の欄で説明したように、フィルタ５８を一つ一つ手作業によってバグフィルタ５７から取り出し、各フィルタ５８に付着したセメントを取り除く面倒な作業が必要でありかつ清掃に長時間を要するものであった。また、バグフィルタ５７の清掃作業は、バッチャプラント１１内の例えば踊り場等で行われ、粉塵が舞う等の劣悪な環境での作業となっていた。

しかしながら、本実施形態では、上記バグフィルタ５７に代えてサイクロン１０が用いられるので、清掃作業自体を行う必要がない。よって、バグフィルタ５７を清掃するための面倒でかつ長時間を要していた作業を行う必要はなく、劣悪な環境での清掃作業も行わなくてよい。

また、従来のバグフィルタ５７は払落し装置が設けられているため比較的高価であったが、構成が容易な安価なサイクロン１０が採用されることにより、大幅にコストを低減化することができる。

また、従来のバグフィルタ５７は、それ相応の大きさを有し、貯蔵ビン１５ごとに設けられているため、広大な設置スペースが必要であったが、本実施形態のサイクロン１０を採用すれば、設置スペースを大幅に縮小することができる。

なお、上記実施形態では、各サイクロン１０の下流側に捕集装置３７が設けられているが、この捕集装置３７は、サイクロン１０で分離されなかったセメントを捕集するものであるので、フィルタに付着するセメントの量は大幅に少なくなっている。また、付着するセメントも、本来はあまり製造されない例えば捨てコンクリート等に使用されるものである。したがって、その清掃作業も頻繁に行う必要もなく、保守作業員の負担を軽減することができる。

また、本実施形態の粉粒体搬送システムによれば、各サイクロン１０からの供給により貧配合用のセメントを生成することができるので、当初から貧配合のコンクリートをあえて作成する際の無駄な材料を削減することができる。

なお、上記実施形態では、貧配合用のセメントあるいは廃却用のセメントを生成する際、ホッパ３９に混合されたセメントが一旦蓄積されるが、その蓄積量を自動で検出するようにしてもよい。すなわち、ホッパ３９には、混合されたセメントが一定の蓄積量に達するか否かの検出部（図略）が設けられ、混合されたセメントが検出部によって上記蓄積量に達したことが検出された場合、開閉弁４０を自動で閉状態から開状態に移行するようにしてもよい。

これにより、例えばホッパ３９に混合されたセメントが一定量に達したことを検出することができ、例えばスクリューコンベア４１を逆転方向に回転させることにより、混合されたセメントを自動で廃却することができる。

本発明の範囲は上述した実施の形態に限定されるものではなく、発明の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。例えば上記実施形態における各部材の形態、大きさ、数量及び構造等は、上記実施形態に限るものではなく適宜設計変更可能である。例えば、上記実施形態においては、サイクロン１０は粒子径が例えば５μｍ以上の粉粒体を捕集することができるので、そのような粉粒体を捕集する目的で上記粉粒体搬送システムを用いる場合には、サイクロン１０の下流側に捕集装置３７が設けられていない構成としてもよい。

１ セメントサイロ
３ ロータリフィーダ
４ 搬送管
８ 送風機
９ 切替弁
１０ サイクロン
１１ バッチャプラント
１５ セメント貯蔵ビン
１８ コンクリートミキサ
３６ 移送管
３７ 捕集装置
３９ ホッパ
４０ 開閉弁
４１ スクリューコンベア

Claims (6)

1. 複数種類の粉粒体をそれぞれ貯蔵する複数の粉粒体サイロと、
   前記複数の粉粒体サイロに対応してそれぞれ設けられ、前記粉粒体サイロに貯留された粉粒体を、生コンクリートを製造する生コンクリート製造装置に搬送するための複数の搬送路と、
   前記複数の搬送路のそれぞれに圧縮空気を送出する送風機と、
   前記複数の搬送路に対応して前記生コンクリート製造装置内にそれぞれ設けられ、前記送風機によって送出された前記圧縮空気に含まれる粉粒体を前記圧縮空気と分離するための複数のサイクロンと、
   前記複数のサイクロンに対応して前記生コンクリート製造装置内にそれぞれ設けられ、前記サイクロンによって分離された粉粒体をそれぞれ貯蔵する複数の貯蔵ビンと、
   を備えることを特徴とする、粉粒体搬送システム。
2. 前記各サイクロンから放出される空気に含まれる、前記サイクロンで分離されなかった粉粒体をさらに捕集するためのフィルタを有する捕集手段をさらに備える、請求項１に記載の粉粒体搬送システム。
3. 前記捕集手段によって捕集された粉粒体を、生コンクリートの生成材料を混練するためのコンクリートミキサに移動させる移動手段を備える、請求項１または２に記載の粉粒体搬送システム。
4. 前記移動手段は、
   前記捕集手段によって捕集された粉粒体の移動方向を変化させることにより、前記生コンクリート製造装置の外部に移動させる、請求項３に記載の粉粒体搬送システム。
5. 前記捕集手段によって捕集された粉粒体の蓄積量を検出するための検出手段と、
   前記検出手段によって検出された蓄積量に基づいて、前記移動手段への接続路を開閉する開閉手段と、
   をさらに備える、請求項３または４に記載の粉粒体搬送システム。
6. 前記各サイクロンは、それらから放出される空気を移送する移送管によって前記捕集手段にそれぞれ接続されており、
   前記各移送管は、山型状に折り曲げられて形成されている、請求項２ないし５のいずれかに記載の粉粒体搬送システム。

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