JP2020200134A - 気体搬送管 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送気体により粉粒体を搬送する際に、管路内の滞留と、管路の局部摩耗を効率的に防止できる気体搬送管を提供する。【解決手段】本発明の気体搬送管１０は、粉粒体を搬送気体によって管内を連続的に搬送する気体搬送管１０において、管路１２の曲げ部分の上流側で管内面から中心に向けて突出して気流の一部を変化させる羽板２０を設け、前記羽板２０は、前記管路１２の断面を座標平面とし、前記管路１２の中心を座標中心としたときにＸＹ座標軸で区切った第１〜第４象限に設けて、前記管路１２の軸回りで前記ＸＹ座標軸に向けて旋回流を発生可能なことを特徴としている。【選択図】 図１

Description

本発明は、石炭、石膏、木粉、穀類などの粉粒体を搬送気体によって管内を連続的に搬送することができる気体搬送管に関する。

石炭、石膏、木粉、穀類などの粉粒体を空気などの搬送気体によって配管内で連続的に搬送する気体搬送装置がある。一般的な気体搬送装置は、粉粒体の供給タンクと貯蔵タンクの間を結ぶ管路を設け、管路に圧送式又は吸引式の空気供給源を備えている。この気体搬送装置は、長期に亘って稼働を継続すると粉粒体と管内面との接触部分が摩耗して穴が開くトラブルが発生することがある。このため従来、種々の摩耗対策が提案されている。例えば、粉粒体の搬送速度を低下させて衝突時の衝撃を緩和したり、管内面の接触部分に耐摩耗性のライニングを施行したり（特許文献１に開示有り）、又は粉粒体を管内部で故意に滞留させるセルフライニングによって摩耗を防止する対策が取られていた。

この他、特許文献２に開示の摩耗抑制装置は、配管の摩耗箇所の上流側で粉粒体に導入粒子を衝突させて摩耗箇所に衝突する粉粒体の衝突エネルギーを減少させて摩耗を抑制している。
また特許文献３の技術は、配管内に翼車を設けて管内の粉粒体の堆積を防止している。特許文献４の技術は、配管面に中心側へ向けて突出する複数の螺旋凸状、螺旋羽板を設けて管路途中の閉塞、脈動をなくしている。
しかしながら、搬送速度を低下させた場合、低下させた部分から粉粒体の堆積量が増加し、管路の有効通過断面積が減少して速度が増加して堆積部以外の管内面の摩耗が増えることになる。また速度低下により粉粒体と搬送気体の混合比が高くなり、配管の水平部分に粉粒体が停留し、輸送圧力上昇のあと管内閉塞により搬送が不可能となる。

またセルフライニングを形成するためには、粉粒体の搬送速度、粉粒体の混合比を適切に管理しなければ成立しないが、実機において粉粒体の供給量を一定に保つことは難しく、その結果、混合比の変化に伴う管内流速が増加し（粉粒体の閉塞により通過面積が少なくなり速度が増加）、堆積部以外の摩耗量が増えることになる。特許文献２によれば、装置が複雑となり高コスト化し、粉粒体に異物が混入することになる。また特許文献３によれば、管内の断面方向に翼を設けているため、粉粒体が減速して通過後に堆積してしまう。電動駆動の翼の場合回転速度の最適な速度設定が難しい。管内流速で翼を通過させなければ、粉粒体がはじかれて通過できずに分級機となってしまう。また特許文献４によれば、管路内の全周に亘って螺旋凸状を設ける構成のため、特に粉粒体の濃度が高く、停留し易い管路底部にこのような凸状を設けると障害物となり、ここから堆積成長してしまうおそれがある。
このように摩耗対策の際には、粉粒体の搬送量、換言すると搬送気体との混合比を一定にすることは難しく、粉粒体の速度低下と停留の両方を満足させる稼働が求められている。

特開２００７−１１２５６８号公報 特開２０１２−１９７９１９号公報 特開平１０−１７１４６号公報 特開平１０−１７１４７号公報

本発明が解決しようとする課題は、上記従来技術の問題点に鑑み、搬送気体により粉粒体を搬送する際に、管路内の滞留と、管路の局部摩耗を効率的に防止できる気体搬送管を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するための第１の手段として、粉粒体を搬送気体によって管内を連続的に搬送する気体搬送管において、
管路の曲げ部分の上流側で管内面から中心に向けて突出して気流の一部を変化させる羽板を設け、前記羽板は、前記管路の断面を座標平面とし、前記管路の中心を座標中心としたときにＸＹ座標軸で区切った第１〜第４象限に設けて、前記管路の軸回りで前記ＸＹ座標軸に向けて旋回流を発生可能なことを特徴とする気体搬送管を提供することにある。
上記第１の手段によれば、管路の通過抵抗の少ない旋回流を発生させて、粉粒体が滞留又は衝突することがなく、粉粒体の滞留と局部摩耗を防止できる。

本発明は、上記課題を解決するための第２の手段として、第１の手段において、前記羽板は、前記第１〜第４象限に各々設けて、前記ＸＹ座標軸上を除いたことを特徴とする気体搬送管を提供することにある。
上記第２の手段によれば、搬送気体の流速の差が大きい管路上部と底部に羽板を設けずに気流の障害物とならない構成により、管路の通過抵抗の少ない旋回流を発生させて、粉粒体が滞留又は衝突することがなく、粉粒体の滞留と局部摩耗を防止できる。

本発明によれば、曲げ管の上流側で管路通過抵抗の少ない旋回流を生じさせて配管内部で滞留と局部摩耗が生じることがない。

本発明の気体搬送管の説明図である。 管路中の羽板の説明図である。

本発明の気体搬送管の実施形態について、図面を参照しながら、以下詳細に説明する。

［気体搬送管１０］
図１は本発明の気体搬送管の説明図であり、管路断面の上流側から下流側を見た断面図である。図２は管路中の羽板の説明図である。
図示のように本発明の気体搬送管１０は、石炭、石膏、木粉、穀類などの粉粒体を搬送気体によって搬送する管路（配管ともいう）１２の曲げ管に取り付けるものであり、管内に気流の一部を変化させる羽板２０を有している。

（羽板２０）
羽板２０は、平面視でほぼ矩形の平板であり、横（管路１２の気流と直交する辺）長さが管路１２の半径長さよりも小さく設定している。羽板２０の材質は各種の粉粒体の衝突に耐え得る所定の剛性と耐摩耗性を備えた鋼材を用いている。本実施形態の羽板２０は、管路１２の断面を座標平面とし、管路１２の中心を中心座標としたときに、ＸＹ座標軸で区切った第１〜第４象限に設けて、管路１２の軸回りでＸＹ座標軸に向けて旋回流を発生可能としている。
羽板２０は、管路１２の内面から中心に向けて突出するように溶接等により取り付けている。

第１象限の羽板２０ａは、上流側端部を下流側端部よりも上方に配置して、主面に当たった気流が＋Ｘ座標を跨いで第４象限側に流れるように取り付けている（図１矢印ａ参照）。
第２象限の羽板２０ｂは、下流側端部を上流側端部よりも上方に配置して、主面に当たった気流が＋Ｙ軸座標を跨いで第１象限側に流れるように取り付けている（図１矢印ｂ参照）。
第３象限の羽板２０ｃは、下流側端部を上流側端部よりも上方に配置して、主面に当たった気流が−Ｘ軸座標を跨いで第２象限側に流れるように取り付けている（図１矢印ｃ参照）。
第４象限の羽板２０ｄは、上流側端部を下流側端部よりも上方に配置して、主面に当たった気流が−Ｙ軸座標を跨いで第３象限側に流れるように取り付けている（図１矢印ｄ参照）。

搬送気体が流れる管路の曲げ部（ほぼ９０度折り曲げた曲げ管、エルボ（管継手）ともいう）は、上部（＋Ｙ軸）の流速が速く（図１中の流速の速いエリア参照）、粉粒体の濃度が薄い。一方、下部（−Ｙ軸）の流速が遅く（図１中の流速の遅いエリア参照）、粉粒体の濃度が高い。またＸ軸上（±Ｘ軸）は流速が中立のエリアとなっている。
そして羽板２０ａ〜２０ｄの構成によって、上流側から下流側に向けて右回りの旋回流を発生させて、配管上部の速い流速の気流を＋Ｘ軸側の中立エリアへと導き、配管下部の遅い流速の気流を−Ｘ軸側の中立エリアへと導いている。これにより管路１２上部の速い流速を遅くさせて、管路１２底部の滞留物を攪拌させることができる。羽板２０ａ〜２０ｄにより管路１２上下の搬送気体の全体的な流れの差を少なくして、局部摩耗を低減でき、底部の滞留物も低減できる。
なお羽板２０は、既設管と同径の管路を接続管とし、この接続管の管内面に設けた構成とし、接続管と既設管との接続部分にフランジを設けて締結手段により固定する構成を採用しても良い。
また羽板２０ａ〜２０ｄは、前述の上流側端部及び下流側端部を上下逆転し、左回りの旋回流を発生させる構成であっても良い。

［作用］
上記構成による本発明の気体搬送管１０の作用について、以下説明する。管路１２の送風ファン（不図示）により搬送気体を送風すると、粉粒体は遠心力と重力により管路１２底部に、曲げ管の流速の遅いエリアに滞留し易い。粉粒体を含む気流が曲げ管を通過する際に、曲げ管の上流側に設けた羽板２０ａ〜２０ｄに当たる。羽板２０ａ〜２０ｄにより右回りの旋回流が発生すると、管路１２上部の流速の速いエリアの流速が遅くなり、管路１２底部の流速の遅いエリアの流速が速くなり、全体的に流れの差が少なくなる。曲げ管の粉粒体の滞留を攪拌してなくなり、局部摩耗も低減できる。本実施形態の羽板２０ａ〜２０ｄは、管路の流れの差が大きい±Ｙ座標軸上に設けておらず、気流を邪魔しない小サイズ（横長さが管路の半径よりも小さい）で４か所に分散させて設置しているので、管路の通過抵抗が少ない旋回流を発生させることができる。

このような本発明の気体搬送管１０によれば、実稼働時に混合比や管内流速が変動した場合でも、粉粒体が常に同じ場所で滞留又は衝突することがなく、粉粒体の滞留と局部摩耗を防止できる。また羽板が主面を気流に沿って配置した状態では、粉粒体との衝突を低減でき通過時に障害となることがなく、粉粒体をスムーズに流すことができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。しかしながら、本発明は、上記実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の変更が可能である。
また、本発明は、実施形態において示された組み合わせに限定されることなく、種々の組み合わせによって実施可能である。

本発明の気体搬送管は、特に石炭、石膏、木粉、穀類などの粉粒体を搬送気体によって管内を連続的に搬送する分野において産業上の利用可能性を有する。

１０ 気体搬送管
１２ 管路
２０ａ〜２０ｄ 羽板

Claims (2)

1. 粉粒体を搬送気体によって管内を連続的に搬送する気体搬送管において、
   管路の曲げ部分の上流側で管内面から中心に向けて突出して気流の一部を変化させる羽板を設け、前記羽板は、前記管路の断面を座標平面とし、前記管路の中心を座標中心としたときにＸＹ座標軸で区切った第１〜第４象限に設けて、前記管路の軸回りで前記ＸＹ座標軸に向けて旋回流を発生可能なことを特徴とする気体搬送管。
2. 請求項１に記載された気体搬送管において、
   前記羽板は、前記第１〜第４象限に各々設けて、前記ＸＹ座標軸上を除いたことを特徴とする気体搬送管。
   

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