JP2021001034A - Suction nozzle and pneumatic unloader - Google Patents

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知広 佐藤
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淳一 松原
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Abstract

To provide a suction nozzle having a simplified structure without lowering suction efficiency.SOLUTION: A suction nozzle 30 of the present invention that sucks particles having a minimum size of 2 mm or more includes an inner cylinder 31 in which a particle flow path 310 for circulating the particles is formed, and an outer cylinder 32 that is arranged coaxially with the inner cylinder 31 so as to surround the inner cylinder 31 and has an air flow path 320 for circulating air formed between an outer peripheral surface of the inner cylinder 31 and itself, in which the inner cylinder 31 and the outer cylinder 32 each have a constant inner diameter. An inner cylinder tip 312 forming a particle inflow port 31a of the particle flow path 310 is arranged so as to protrude from an outer cylinder tip 322 forming an air outflow port 32b of the air flow path 320, and an axial distance from the outer cylinder tip 322 to the inner cylinder tip 312 is set to a range larger than 0 and 1.00D or less when the inner diameter of the inner cylinder 31 is D.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、吸引ノズルおよびニューマチックアンローダに関する。 The present invention relates to a suction nozzle and a pneumatic unloader.

従来、魚介類など水産物の養殖では、海上に設置された貯留槽に飼料を貯留しておき、貯留槽から供給される飼料を生簀に収容された魚介類に給餌するシステムが利用されている(例えば特許文献1参照)。このような養殖システムでは、飼料を積んだバルク船から海上の貯留槽へ飼料を補給するために、ニューマチックアンローダが利用されている。 Conventionally, in the cultivation of marine products such as fish and shellfish, a system has been used in which feed is stored in a storage tank installed at sea and the feed supplied from the storage tank is fed to the fish and shellfish stored in the cage ( For example, see Patent Document 1). In such aquaculture systems, pneumatic unloaders are used to replenish feed from bulk carriers loaded with feed to marine water tanks.

また、近年、エネルギー取引において化石燃料と同様の扱いを受けるようになった木質ペレットおよび高密度化した半炭化木質ペレット等も、国内消費量が増加するに伴い海外から輸入量も増加している。現在はコンテナ輸送が主であるが、バルク船の輸送も増加しており、ニューマチックアンローダの利用が増加すると見込まれる。 In recent years, wood pellets and high-density semi-carbonized wood pellets, which have been treated in the same way as fossil fuels in energy trading, are also being imported from overseas as domestic consumption increases. .. Currently, container transportation is the mainstream, but bulk carrier transportation is also increasing, and the use of pneumatic unloaders is expected to increase.

一般に、ニューマチックアンローダは、船舶の荷役物(小麦など)の荷揚げに利用されており、真空ブロアと、真空ブロアに接続された搬送管と、搬送管の先端に接続される吸引ノズルとを備えている。荷揚げの際、吸引ノズルは、船舶上の荷役物に上方から差し込まれ、真空ブロアの吸引力により荷役物を吸い上げる。吸引ノズルに吸い込まれた荷役物は、搬送管内を空気搬送され、陸上のタンク等に貯留される。このようなニューマチックアンローダは、他のグラブバケット式や機械式のアンローダーに比べて、揚程に制約が生じる場合があるものの、所要動力に大きな差はなく、荷役機械としての構造が簡単で、バルク船側にも特段の改造を必要としない等の特長がある。 Generally, a pneumatic unloader is used for unloading cargo (wheat, etc.) of a ship, and includes a vacuum blower, a transport pipe connected to the vacuum blower, and a suction nozzle connected to the tip of the transport pipe. ing. At the time of unloading, the suction nozzle is inserted into the cargo handling object on the ship from above, and the cargo handling object is sucked up by the suction force of the vacuum blower. The cargo handling material sucked into the suction nozzle is air-conveyed in the transport pipe and stored in a tank or the like on land. Compared to other grab bucket type and mechanical type unloaders, such a pneumatic unloader may have restrictions on the lift, but there is no big difference in the required power, and the structure as a cargo handling machine is simple. The bulk ship side also has features such as no special modification required.

上述のようなニューマチックアンローダで使用される吸引ノズルは、二重管構造を構成する外筒および内筒を備えており、内筒が吸引する荷役物の吸引効率を、外筒と内筒との間に生じる二次空気流によって向上させている(例えば特許文献2参照)。
また、このような吸引ノズルでは、従来、内管がベルマウス形状、外管が絞り形状である三次元曲面を形成する「ベルマウス/絞り構造」が採用されている。これは、「ベルマウス/絞り構造の吸引ノズル」の方が、内管および外管がそれぞれ直管形状である「直管/直管構造」の吸引ノズルよりも、高い吸引効率で粉粒体を吸引できる、という知見に基づいている(例えば非特許文献1参照)。
The suction nozzle used in the pneumatic unloader as described above is provided with an outer cylinder and an inner cylinder constituting a double pipe structure, and the suction efficiency of the cargo handling object sucked by the inner cylinder is controlled by the outer cylinder and the inner cylinder. It is improved by the secondary air flow generated between the above (see, for example, Patent Document 2).
Further, in such a suction nozzle, a "bell mouth / diaphragm structure" that forms a three-dimensional curved surface in which the inner tube has a bell mouth shape and the outer tube has a diaphragm shape has been conventionally adopted. This is because the "bell mouth / squeezing structure suction nozzle" has a higher suction efficiency than the "straight tube / straight tube structure" suction nozzle, which has a straight tube shape for the inner and outer tubes. Is based on the finding that can be aspirated (see, for example, Non-Patent Document 1).

特開2018−11572号公報JP-A-2018-11572 特開2013−159468号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-159468

狩野武著「粉粒体吸引ノズルの性能向上に関する研究」化学工学論文集第10巻第2号(1984)Takeshi Kano, "Study on Improvement of Performance of Powder and Granule Suction Nozzle" Chemical Engineering Papers Vol. 10, No. 2 (1984)

しかし、上述の非特許文献1は、直径約1mmの粉粒体を吸引する場合における吸引ノズルの吸引効率を実証しているが、養殖用飼料や木質ペレット等の粒体は、非特許文献1で開示されている粉粒体より大きな直径を有する。すなわち、従来では、養殖用飼料や木質ペレット等の粒体を吸引する場合における吸引ノズルの吸引効率について、十分な検討がされていない。
また、従来で採用されているベルマウス/絞り構造の吸引ノズルは、複雑な三次元曲面を形成しているため、その製造や補修が困難である。
However, the above-mentioned Non-Patent Document 1 demonstrates the suction efficiency of the suction nozzle when sucking powder or granular material having a diameter of about 1 mm, but the non-Patent Document 1 for granules such as feed for cultivation and wood pellets. It has a larger diameter than the powder or granular material disclosed in. That is, conventionally, the suction efficiency of the suction nozzle when sucking granules such as aquaculture feed and wood pellets has not been sufficiently studied.
Further, since the suction nozzle having a bell mouth / aperture structure conventionally adopted forms a complicated three-dimensional curved surface, it is difficult to manufacture or repair the suction nozzle.

本発明の目的は、最小寸法2mm以上の粒体に対して吸引効率を低下させずに構造を簡素化できる吸引ノズルおよびニューマチックアンローダを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a suction nozzle and a pneumatic unloader capable of simplifying the structure of particles having a minimum size of 2 mm or more without lowering the suction efficiency.

本発明は、最小寸法2mm以上の粒体を吸引する吸引ノズルであって、前記粒体を流通させる粒体流路が内側に形成される内筒と、前記内筒を囲うように前記内筒と同軸に配置され、前記内筒の外周面との間に空気を流通させる空気流路が形成される外筒と、を備え、前記内筒および前記外筒は、それぞれ内径が一定であり、前記粒体流路の流入口を形成する内筒先端部は、前記空気流路の流出口を形成する外筒先端部から突き出して配置され、前記内筒の前記内径をDとしたとき、前記外筒先端部から前記内筒先端部までの軸方向の距離は、0より大きく、かつ、1.00D以下の範囲に設定されていることを特徴とする。
本発明において、最小寸法とは、粒体の外形における最小の寸法であり、ペレットなどの直径、長さ、幅などのうち最小の値を示す寸法をいう。
The present invention is a suction nozzle that sucks particles having a minimum size of 2 mm or more, and has an inner cylinder in which a particle flow path for circulating the particles is formed inside, and the inner cylinder so as to surround the inner cylinder. The inner cylinder and the outer cylinder are provided with an outer cylinder which is arranged coaxially with the inner cylinder and forms an air flow path for passing air between the inner cylinder and the outer peripheral surface of the inner cylinder. The inner cylinder tip portion forming the inflow port of the particle flow path is arranged so as to protrude from the outer cylinder tip portion forming the outflow port of the air flow path, and when the inner diameter of the inner cylinder is D, the said The axial distance from the tip of the outer cylinder to the tip of the inner cylinder is set to a range larger than 0 and 1.00 D or less.
In the present invention, the minimum dimension is the minimum dimension in the outer shape of the granule, and refers to the dimension showing the minimum value among the diameter, length, width, etc. of the pellet or the like.

本発明の吸引ノズルは、内筒および外筒の各内径が一定であるため、ベルマウス/絞り構造により構成された従来の吸引ノズルに比べて、簡単な三次元形状を形成する。
また、本発明の吸引ノズルは、内筒先端部および外筒先端部が粒体層に挿入された状態で、内筒に接続された外部の負圧源が駆動することにより、粒体を吸引する。このとき、内管の粒体流路には、粒体層の粒体を吸引する気流が生じ、内筒と外筒との間の空気流路には、粒体流路の流入口(粒体流入口)付近に生じる吸引力を原因とした二次空気流が生じる。
ここで、粒体流入口を形成する内筒先端部は、空気流路の流出口(空気流出口)を形成する外筒先端部から適切な距離だけ突き出した状態に配置されている。このため、空気流出口から流出した二次空気流は、粒体層の広範囲に浸透し、当該粒体層を広範囲で流動化させることができる。
また、二次空気流が粒体層の広範囲に浸透することにより、この二次空気流が各粒体を吸引ノズルの中心軸に向かって押す力(押力)は小さくなり、粒体流路を流れる粒体の流束の径を大きくすることができる。これにより、粒体の吸引効率を高めることができる。また、最小寸法2mm以上の粒体は、従来の吸引ノズルが対象としている最小寸法1mm以下の粒体と比べて、二次空気流の流れに乗り難いため、上記押力を小さくすることの効果が従来よりも大きい。
これにより、本発明の吸引ノズルは、従来の吸引ノズルによる吸引効率と同程度以上の高い吸引効率で、最小寸法2mm以上の粒体を吸引することができる。
したがって、本発明によれば、最小寸法2mm以上の粒体を吸引する場合でも、吸引効率を低下させずに構造を簡素化できる吸引ノズルが提供され、吸引ノズルの製造や補修が容易になる。
Since the suction nozzle of the present invention has a constant inner diameter of each of the inner cylinder and the outer cylinder, it forms a simple three-dimensional shape as compared with the conventional suction nozzle having a bell mouth / drawing structure.
Further, the suction nozzle of the present invention sucks the granules by driving an external negative pressure source connected to the inner cylinder with the tip of the inner cylinder and the tip of the outer cylinder inserted into the granule layer. To do. At this time, an air flow that sucks the particles of the granular material layer is generated in the granular material flow path of the inner tube, and the inflow port (grains) of the granular material flow path is in the air flow path between the inner cylinder and the outer cylinder. A secondary air flow is generated due to the suction force generated near the body inflow port).
Here, the tip of the inner cylinder forming the particle inlet is arranged so as to protrude by an appropriate distance from the tip of the outer cylinder forming the outlet (air outlet) of the air flow path. Therefore, the secondary air flow flowing out from the air outlet can permeate a wide range of the grain layer, and the grain layer can be fluidized in a wide range.
In addition, since the secondary air flow permeates a wide range of the granular material layer, the force (pushing force) that the secondary air flow pushes each particle toward the central axis of the suction nozzle becomes small, and the particle flow path. The diameter of the flux of the granules flowing through the water can be increased. As a result, the suction efficiency of the granules can be increased. Further, since it is difficult for the granular material having the minimum size of 2 mm or more to ride on the secondary air flow as compared with the granular material having the minimum size of 1 mm or less, which is the target of the conventional suction nozzle, the effect of reducing the pushing force is reduced. Is larger than before.
As a result, the suction nozzle of the present invention can suck particles having a minimum size of 2 mm or more with a suction efficiency as high as or higher than the suction efficiency of the conventional suction nozzle.
Therefore, according to the present invention, even when a particle having a minimum size of 2 mm or more is sucked, a suction nozzle capable of simplifying the structure without lowering the suction efficiency is provided, and the suction nozzle can be easily manufactured and repaired.

本発明の吸引ノズルにおいて、前記粒体流路の断面積に対する前記空気流路の断面積の比は、0.17以上かつ0.50以下の範囲に設定されていることが好ましい。
このような構成によれば、粒体の吸引効率を向上させることができる。
本発明において、粒体流路の断面積および空気流路の断面積とは、各々の流路において粒体および空気が流れる方向に直交する断面積をいう。
In the suction nozzle of the present invention, the ratio of the cross-sectional area of the air flow path to the cross-sectional area of the grain flow path is preferably set in the range of 0.17 or more and 0.50 or less.
According to such a configuration, the suction efficiency of the granules can be improved.
In the present invention, the cross-sectional area of the granular material flow path and the cross-sectional area of the air flow path refer to the cross-sectional area orthogonal to the flow direction of the granular material and air in each flow path.

本発明の吸引ノズルにおいて、前記外筒先端部から前記内筒先端部までの前記距離は、0.17D以上かつ0.83D以下の範囲に設定されていることが好ましい。
このような本発明の吸引ノズルにおいては、前記粒体流路の断面積に対する前記空気流路の断面積の前記比は、0.20以上かつ0.40以下の範囲に設定されていることが好ましい。
このような構成によれば、粒体の吸引効率をより向上させることができる。
In the suction nozzle of the present invention, the distance from the tip of the outer cylinder to the tip of the inner cylinder is preferably set in the range of 0.17D or more and 0.83D or less.
In such a suction nozzle of the present invention, the ratio of the cross-sectional area of the air flow path to the cross-sectional area of the grain flow path is set in the range of 0.20 or more and 0.40 or less. preferable.
According to such a configuration, the suction efficiency of the granules can be further improved.

本発明の吸引ノズルにおいて、前記外筒先端部から前記内筒先端部までの前記距離は、0.17D以上かつ0.67D以下の範囲に設定されていることが好ましい。
このような本発明の吸引ノズルにおいては、前記粒体流路の断面積に対する前記空気流路の断面積の前記比は、0.25以上かつ0.33以下の範囲に設定されていることが好ましい。
このような構成によれば、粒体の吸引効率を最も向上させることができる。
In the suction nozzle of the present invention, the distance from the tip of the outer cylinder to the tip of the inner cylinder is preferably set in the range of 0.17D or more and 0.67D or less.
In such a suction nozzle of the present invention, the ratio of the cross-sectional area of the air flow path to the cross-sectional area of the grain flow path is set in the range of 0.25 or more and 0.33 or less. preferable.
According to such a configuration, the suction efficiency of the granules can be most improved.

本発明のニューマチックアンローダは、上述の吸引ノズルを備えることを特徴とする。これにより、上述した本発明の吸引ノズルの効果と同様の効果を奏する。 The pneumatic unloader of the present invention is characterized by including the suction nozzle described above. As a result, the same effect as the effect of the suction nozzle of the present invention described above is obtained.

本発明によれば、最小寸法2mm以上の粒体に対して吸引効率を低下させずに構造を簡素化できる吸引ノズルおよびニューマチックアンローダを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a suction nozzle and a pneumatic unloader capable of simplifying the structure without lowering the suction efficiency for particles having a minimum size of 2 mm or more.

本発明の一実施形態の養殖システムの一部を示す模式図。The schematic diagram which shows a part of the aquaculture system of one Embodiment of this invention. 前記実施形態の吸引ノズルを示す断面図。The cross-sectional view which shows the suction nozzle of the said embodiment. 二重管先端部ずれ量と固気比との間の関係を示すグラフ。A graph showing the relationship between the amount of displacement at the tip of the double pipe and the solid-air ratio. 二重管断面積比と固気比との間の関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the double pipe cross-sectional area ratio and the solid-gas ratio. ペレットの直径と固気比との間の関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the diameter of a pellet and the solid-gas ratio. 吸引ノズルにより吸引されるペレットの動きを示す模式図。The schematic diagram which shows the movement of the pellet sucked by a suction nozzle. 吸引ノズルにより吸引されるペレットの動きを示す模式図。The schematic diagram which shows the movement of the pellet sucked by a suction nozzle. 吸引ノズルにより吸引されるペレットの動きを示す模式図。The schematic diagram which shows the movement of the pellet sucked by a suction nozzle. 従来の吸引ノズルを示す断面図。Sectional drawing which shows the conventional suction nozzle.

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
〔養殖システム100〕
図1において、養殖システム100は、複数の生簀(図示省略)と、これらの生簀に飼料を供給する給餌装置10と、給餌装置10に飼料を補給するニューマチックアンローダ20と、海上に設置された構造体40とを備えている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Aquaculture system 100]
In FIG. 1, the aquaculture system 100 is installed at sea, a plurality of cages (not shown), a feeding device 10 for supplying feed to these cages, a pneumatic unloader 20 for supplying feed to the feeding device 10. It includes a structure 40.

給餌装置10は、粒状の飼料が貯留される貯留槽11と、貯留槽11から生簀に至る搬送管12と、搬送管12の内部に搬送気流を形成する気流発生装置13とを有する。
貯留槽11は、構造体40のうちの海面上の部分に設置されている。また、貯留槽11は、いわゆるホッパなどで構成され、内部に粒体状の飼料を貯留するとともに、下部の供給部110から所定量ずつの飼料を供給可能である。搬送管12は、一端が貯留槽11の供給部110に接続されるとともに、他端(図示省略)が生簀に導入されている。気流発生装置13は、電動モータもしくはエンジン駆動の空気圧縮機などで構成され、圧縮空気を搬送管12の一端に供給することで、貯留槽11の供給部110からの飼料を生簀に向けて気流搬送することができる。
The feeding device 10 includes a storage tank 11 for storing granular feed, a transport pipe 12 from the storage tank 11 to the cage, and an airflow generator 13 for forming a transport airflow inside the transport pipe 12.
The storage tank 11 is installed in a portion of the structure 40 on the sea surface. Further, the storage tank 11 is composed of a so-called hopper or the like, and can store granular feed inside and can supply a predetermined amount of feed from the lower supply unit 110. One end of the transport pipe 12 is connected to the supply unit 110 of the storage tank 11, and the other end (not shown) is introduced into the cage. The airflow generator 13 is composed of an electric motor, an engine-driven air compressor, or the like, and by supplying compressed air to one end of the transport pipe 12, the feed from the supply unit 110 of the storage tank 11 is directed toward the cage. Can be transported.

なお、本実施形態における飼料は、最小寸法2mm以上の粒体である。粒体の形状は、特に限定されないが、例えばペレット形状(図6のペレットpt参照)である。飼料がペレット形状の粒体である場合、ペレットptの直径dpおよび長さlpがそれぞれ2mm以上であればよい(図6〜8参照)。一方、飼料が他の形状の粒体である場合、当該形状の最小の寸法が2mm以上であればよい。 The feed in this embodiment is a granular material having a minimum size of 2 mm or more. The shape of the granules is not particularly limited, but is, for example, a pellet shape (see pellet pt in FIG. 6). When the feed is pellet-shaped granules, the diameter dp and the length lp of the pellet pt may be 2 mm or more, respectively (see FIGS. 6 to 8). On the other hand, when the feed is a granule having another shape, the minimum dimension of the shape may be 2 mm or more.

ニューマチックアンローダ20は、構造体40のうちの海面上の部分に設置された分離機21と、分離機21に接続された負圧源としての真空ブロア22と、分離機21に接続された搬送管23と、搬送管23の先端に接続され、船舶5に積載された飼料の中に差し入れられる吸引ノズル30とを備える。
船舶5に積載された飼料は、空気とともに吸引ノズル30に吸い込まれた後、搬送管23を介して分離機21へと導入される。そして、分離機21により空気から分離された飼料は、貯留槽11に供給される一方、飼料から分離された空気は、真空ブロア22に吸入される。
The pneumatic unloader 20 includes a separator 21 installed on the sea surface portion of the structure 40, a vacuum blower 22 as a negative pressure source connected to the separator 21, and a carrier connected to the separator 21. A pipe 23 and a suction nozzle 30 connected to the tip of the transport pipe 23 and inserted into the feed loaded on the ship 5 are provided.
The feed loaded on the ship 5 is sucked into the suction nozzle 30 together with air, and then introduced into the separator 21 via the transport pipe 23. Then, the feed separated from the air by the separator 21 is supplied to the storage tank 11, while the air separated from the feed is sucked into the vacuum blower 22.

構造体40は、鉄骨製の櫓などで構成され、生簀が定置された近辺に設置されている。構造体40は、図1に示すように、下部が海底に固定され、上部が海面上に配置されていてもよいし、船舶やバージなどの浮体を用いた構成であってもよい。 The structure 40 is composed of a steel turret or the like, and is installed in the vicinity where the cage is placed. As shown in FIG. 1, the structure 40 may have a lower portion fixed to the seabed and an upper portion arranged on the sea surface, or may have a configuration using a floating body such as a ship or a barge.

〔吸引ノズル〕
本実施形態に係る吸引ノズル30の詳細構造について説明する。
図2に示すように、吸引ノズル30は、いわゆる二重管構造を構成しており、内側に粒体流路310が形成される内筒31と、内筒31の外周面との間に空気流路320が形成される外筒32とを備えている。
[Suction nozzle]
The detailed structure of the suction nozzle 30 according to the present embodiment will be described.
As shown in FIG. 2, the suction nozzle 30 has a so-called double-tube structure, and air is provided between the inner cylinder 31 in which the granular material flow path 310 is formed inside and the outer peripheral surface of the inner cylinder 31. It includes an outer cylinder 32 on which the flow path 320 is formed.

本実施形態の内筒31は、直管状の円筒であり、その内径は一定である。この内筒31は、搬送管23に接続される内筒基端部(図示省略)と、粒体流路310の粒体流入口31aを形成する内筒先端部312とを有する。 The inner cylinder 31 of the present embodiment is a straight tubular cylinder, and its inner diameter is constant. The inner cylinder 31 has an inner cylinder base end portion (not shown) connected to the transport pipe 23, and an inner cylinder tip portion 312 forming the granular material inflow port 31a of the granular material flow path 310.

本実施形態の外筒32は、内筒31よりも径が大きく、かつ、内筒31よりも長さの短い直管状の円筒であり、その内径は一定である。すなわち、本実施形態の吸引ノズル30は、内筒31および外筒32がそれぞれ直管である直管/直管構造を構成している。
また、外筒32は、内筒31を囲った状態に配置され、任意の留め具を介して内筒31に取り付けられている。この外筒32は、空気流路320の空気流入口32aを形成する外筒基端部321と、粒体流入口31aの付近に空気流路320の空気流出口32bを形成する外筒先端部322とを有する。
なお、内筒31の中心軸および外筒32の中心軸は一致しており、図中に軸Cとして示す。
The outer cylinder 32 of the present embodiment is a straight tubular cylinder having a diameter larger than that of the inner cylinder 31 and a length shorter than that of the inner cylinder 31, and the inner diameter thereof is constant. That is, the suction nozzle 30 of the present embodiment constitutes a straight pipe / straight pipe structure in which the inner cylinder 31 and the outer cylinder 32 are straight pipes, respectively.
Further, the outer cylinder 32 is arranged in a state of surrounding the inner cylinder 31, and is attached to the inner cylinder 31 via an arbitrary fastener. The outer cylinder 32 has an outer cylinder base end portion 321 forming the air inlet 32a of the air flow path 320 and an outer cylinder tip portion forming the air outlet 32b of the air flow path 320 near the particle inflow port 31a. It has 322 and.
The central axis of the inner cylinder 31 and the central axis of the outer cylinder 32 are the same, and are shown as the axis C in the drawing.

ここで、本実施形態の吸引ノズル30は、最小寸法2mm以上の粒体である飼料を好適に吸引するように、以下のように構成されている。
すなわち、本実施形態において、内筒先端部312は、軸C方向において外筒先端部322から突出した状態に配置されており、外筒32から露出している。具体的には、内筒31の内径をDとするとき、外筒先端部322から内筒先端部312までの軸C方向の距離(二重管先端部ずれ量s)は、0より大きく、かつ、1.00D以下に設定されている。
この本実施形態において、粒体流路310の断面積A1に対する空気流路320の断面積A2の比率A2/A1(二重管断面積比α)は、0.17以上かつ0.50以下の範囲に設定されることが好ましい。
Here, the suction nozzle 30 of the present embodiment is configured as follows so as to preferably suck feed which is a grain having a minimum size of 2 mm or more.
That is, in the present embodiment, the inner cylinder tip portion 312 is arranged in a state of protruding from the outer cylinder tip portion 322 in the axis C direction, and is exposed from the outer cylinder 32. Specifically, when the inner diameter of the inner cylinder 31 is D, the distance from the outer cylinder tip portion 322 to the inner cylinder tip portion 312 in the axis C direction (double pipe tip deviation amount s) is larger than 0. And it is set to 1.00D or less.
In this embodiment, the ratio A2 / A1 (double pipe cross-sectional area ratio α) of the cross-sectional area A2 of the air flow path 320 to the cross-sectional area A1 of the grain flow path 310 is 0.17 or more and 0.50 or less. It is preferably set in the range.

また、二重管先端部ずれ量sは、0.17D以上かつ0.83D以下の範囲に設定されることがより好ましく、この場合の二重管断面積比αは、0.20以上かつ0.40以下の範囲に設定されることが好ましい。
さらに、二重管先端部ずれ量sは、0.17D以上かつ0.67D以下の範囲に設定されることがより好ましく、この場合の二重管断面積比αは、0.25以上かつ0.33の範囲に設定されることが好ましい。
Further, the amount of displacement s at the tip of the double pipe is more preferably set in the range of 0.17D or more and 0.83D or less, and the double pipe cross-sectional area ratio α in this case is 0.20 or more and 0. It is preferably set in the range of .40 or less.
Further, the amount of displacement s at the tip of the double pipe is more preferably set in the range of 0.17D or more and 0.67D or less, and the double pipe cross-sectional area ratio α in this case is 0.25 or more and 0. It is preferably set in the range of .33.

上述した本実施形態の吸引ノズル30の動作について、後述で例示する図8を参照して説明する。
まず、吸引ノズル30は、垂直方向の上方から飼料(粒体層P)に挿入され、内筒先端部312および外筒先端部322が粒体層P内に配置される。この状態において、真空ブロア22が駆動すると、内筒31の粒体流路310には、粒体層Pから空気および粒体を吸引する上昇気流が生じる。また、内筒31と外筒32との間の空気流路320には、粒体流路310の粒体流入口31aの付近に生じる吸引力を原因とする二次空気流が生じる。この二次空気流は、空気流入口32aから空気流路320に流入し、空気流出口32bから粒体層Pに浸透した後、粒体流入口31aに流入する。二次空気流が浸透した範囲の粒体層Pは流動化し、各粒体が二次空気流とともに粒体流入口31aに向かう。
The operation of the suction nozzle 30 of the present embodiment described above will be described with reference to FIG. 8 illustrated later.
First, the suction nozzle 30 is inserted into the feed (grain layer P) from above in the vertical direction, and the inner cylinder tip portion 312 and the outer cylinder tip portion 322 are arranged in the grain layer P. In this state, when the vacuum blower 22 is driven, an updraft that sucks air and particles from the particle layer P is generated in the particle flow path 310 of the inner cylinder 31. Further, in the air flow path 320 between the inner cylinder 31 and the outer cylinder 32, a secondary air flow is generated due to the suction force generated in the vicinity of the particle inflow port 31a of the particle flow path 310. This secondary air flow flows into the air flow path 320 from the air inflow port 32a, permeates into the granular material layer P from the air outlet 32b, and then flows into the granular material inflow port 31a. The granular material layer P in the range in which the secondary air flow has penetrated is fluidized, and each granular material heads toward the granular material inflow port 31a together with the secondary air flow.

〔実施形態の効果〕
このような本実施形態によれば、以下の効果が得られる。
本実施形態の吸引ノズル30は、内筒31および外筒32の各内径が一定であり、直管/直管構造を構成しているため、ベルマウス/絞り構造により構成された従来の吸引ノズルに比べて、簡単な三次元形状を形成する。
また、本実施形態の吸引ノズル30において、粒体流入口31aを形成する内筒先端部312は、空気流出口32bを形成する外筒先端部322から適切な距離だけ突き出した状態に配置されている。このため、空気流出口32bから流出した二次空気流は、粒体層Pの広範囲に浸透し、当該粒体層Pを広範囲で流動化させることができる。
また、二次空気流が粒体層Pに広い範囲で浸透することにより、二次空気流が各粒体を軸Cに向かって押す力(押力)は小さくなり、粒体流路310を流れる粒体の流束の径(例えば図8のペレット流半径rf)が大きくなる。これにより、粒体の吸引効率を高めることができる。また、最小寸法2mm以上の粒体は、従来の吸引ノズルが対象としている最小寸法1mm以下の粒体と比べて、二次空気流の流れに乗り難いため、上記押力を小さくすることの効果が従来よりも大きい。
よって、本実施形態の吸引ノズル30は、従来の吸引ノズルによる吸引効率と同程度以上の高い吸引効率で、最小寸法2mm以上の粒体を吸引することができる。
したがって、本実施形態によれば、最小寸法2mm以上の粒体を吸引する場合において吸引効率を低下させず、かつ、構造を簡素化させた吸引ノズル30が提供され、吸引ノズル30の製造や補修が容易になる。
[Effect of Embodiment]
According to such an embodiment, the following effects can be obtained.
Since the suction nozzle 30 of the present embodiment has a constant inner diameter of each of the inner cylinder 31 and the outer cylinder 32 and constitutes a straight pipe / straight pipe structure, a conventional suction nozzle composed of a bell mouth / drawing structure. Compared to, it forms a simple three-dimensional shape.
Further, in the suction nozzle 30 of the present embodiment, the inner cylinder tip portion 312 forming the granular material inflow port 31a is arranged in a state of protruding from the outer cylinder tip portion 322 forming the air outlet 32b by an appropriate distance. There is. Therefore, the secondary air flow flowing out from the air outlet 32b permeates a wide range of the grain layer P, and the grain layer P can be fluidized in a wide range.
Further, as the secondary air flow permeates the granular material layer P in a wide range, the force (pushing force) that the secondary air flow pushes each grain toward the axis C becomes small, and the particle flow path 310 is formed. The diameter of the flux of the flowing particles (for example, the pellet flow radius rf in FIG. 8) becomes large. As a result, the suction efficiency of the granules can be increased. Further, since it is difficult for the granular material having the minimum size of 2 mm or more to ride on the secondary air flow as compared with the granular material having the minimum size of 1 mm or less, which is the target of the conventional suction nozzle, the effect of reducing the pushing force is reduced. Is larger than before.
Therefore, the suction nozzle 30 of the present embodiment can suck particles having a minimum size of 2 mm or more with a suction efficiency as high as or higher than the suction efficiency of the conventional suction nozzle.
Therefore, according to the present embodiment, there is provided a suction nozzle 30 that does not reduce the suction efficiency and has a simplified structure when sucking particles having a minimum size of 2 mm or more, and manufactures or repairs the suction nozzle 30. Becomes easier.

また、本実施形態の吸引ノズル30において、二重管先端部ずれ量sおよび二重管断面積比αを上述した範囲に設定することにより、吸引効率をより向上させることができる。
なお、粒体の吸引効率については、後述の実施例により詳細を説明する。
Further, in the suction nozzle 30 of the present embodiment, the suction efficiency can be further improved by setting the double pipe tip deviation amount s and the double pipe cross-sectional area ratio α within the above-mentioned ranges.
The suction efficiency of the granules will be described in detail with reference to Examples described later.

次に、本発明の実施例および比較例について説明する。なお、上述の実施形態に対応する構成要素については、本発明の範囲から外れる条件であっても、便宜上、上述の実施形態と同様の符号を利用している。 Next, Examples and Comparative Examples of the present invention will be described. For the components corresponding to the above-described embodiment, the same reference numerals as those in the above-described embodiment are used for convenience even under conditions outside the scope of the present invention.

上述の実施形態で説明したニューマチックアンローダ20を模擬的に再現する吸引試験機を作成し、この吸引試験機を用いて、飼料としてのペレット(粒体)を吸引する試験を行った。この試験では、試験時間を1分以上に設定し、吸引ノズル30に吸引される空気量およびペレット量をそれぞれ測定し、固気比(ペレット量(t)/空気量(t))を算出した。 A suction tester that simulates the pneumatic unloader 20 described in the above embodiment was created, and a test for sucking pellets (granular materials) as feed was conducted using this suction tester. In this test, the test time was set to 1 minute or more, the amount of air sucked into the suction nozzle 30 and the amount of pellets were measured, respectively, and the solid-air ratio (pellet amount (t) / air amount (t)) was calculated. ..

なお、吸引ノズル30から分離機21までの揚程は、14m程度とし、搬送されるペレットの速度は、10m/sec程度とした。
また、吸引試験機に使用した真空ブロワ22として、静圧−95kPa、最大風量20Nm3/分の風量−静圧特性のブロワを用いた。風量が不足した場合は同ブロワを2台並列に繋いで運転した。
今回使用したペレットは、真比重が1.15から1.40の範囲であり、平均値が1.30である。タッピング前ペレットの嵩密度は、0.61から0.72の範囲であり、平均値は0.66であった。また、タッピング後ペレットの嵩密度は、0.66から0.74の範囲であり、平均値は0.70であった。
また、最大径φ16のペレットを安定して吸引可能であるように、二重管ノズルの内筒内径は、ペレット径の10倍を目安に、φ155とした。
The lift from the suction nozzle 30 to the separator 21 was about 14 m, and the speed of the pellets to be conveyed was about 10 m / sec.
Further, as the vacuum blower 22 used in the suction tester, a blower having a static pressure of −95 kPa and a maximum air volume of 20 Nm3 / min with an air volume-static pressure characteristic was used. When the air volume was insufficient, two of the same blowers were connected in parallel for operation.
The pellets used this time have a true specific gravity in the range of 1.15 to 1.40 and an average value of 1.30. The bulk density of the pre-tapping pellets ranged from 0.61 to 0.72, with an average value of 0.66. The bulk density of the pellets after tapping was in the range of 0.66 to 0.74, and the average value was 0.70.
Further, the inner diameter of the inner cylinder of the double tube nozzle was set to φ155 with 10 times the pellet diameter as a guide so that pellets having a maximum diameter of φ16 could be sucked stably.

(二重管先端部ずれ量s)
まず、吸引試験機において、内筒31の内径Dを固定したまま、吸引ノズル30の二重管先端部ずれ量sを変化させたときの固気比の変化を調べた。その結果を、表1に示す。なお、使用したペレットの直径dp(最小寸法)は、8mmである。
表1において、実施例1〜3は、直管/直管構造の吸引ノズル30であり、二重管断面積比αの値が互いに異なる。
一方、比較例1〜3は、図9に示すように、ベルマウス/絞り構造の吸引ノズル50であり、二重管断面積比αの値が互いに異なる。この吸引ノズル50は、ベルマウスの内筒51と絞り形状の外筒52とを有する。
(Amount of displacement at the tip of the double pipe s)
First, in the suction tester, the change in the solid-gas ratio when the amount s of the double pipe tip of the suction nozzle 30 was changed while the inner diameter D of the inner cylinder 31 was fixed was examined. The results are shown in Table 1. The diameter dp (minimum dimension) of the pellets used is 8 mm.
In Table 1, Examples 1 to 3 are suction nozzles 30 having a straight pipe / straight pipe structure, and the values of the double pipe cross-sectional area ratio α are different from each other.
On the other hand, Comparative Examples 1 to 3 are suction nozzles 50 having a bell mouth / throttle structure, as shown in FIG. 9, and the values of the double tube cross-sectional area ratio α are different from each other. The suction nozzle 50 has an inner cylinder 51 of a bell mouth and an outer cylinder 52 having a throttle shape.

なお、以下の各実施例では、内筒31が外筒32よりも突出している状態における二重管先端部ずれ量sをプラス値とし、外筒32が内筒31よりも突出している構成における二重管先端部ずれ量sをマイナス値として、内筒31の内径Dに対する二重管先端部ずれ量sの比率である二重管先端部ずれ率s/Dを算出した。各比較例においても同様である。
また、実施例1〜3のうち、二重管先端部ずれ率s/Dが0.00〜1.00の範囲にある場合が、本発明の範囲に含まれる。
また、比較例1〜3において、s/D=0(s=0)の場合は、内筒51と外筒52の曲面が干渉するため試験を行っていない。
In each of the following embodiments, the amount of displacement s at the tip of the double pipe in a state where the inner cylinder 31 protrudes from the outer cylinder 32 is set as a positive value, and the outer cylinder 32 protrudes from the inner cylinder 31. The double pipe tip deviation rate s / D, which is the ratio of the double pipe tip deviation amount s to the inner diameter D of the inner cylinder 31, was calculated with the double pipe tip deviation amount s as a negative value. The same applies to each comparative example.
Further, in Examples 1 to 3, the case where the double pipe tip deviation rate s / D is in the range of 0.00 to 1.00 is included in the range of the present invention.
Further, in Comparative Examples 1 to 3, when s / D = 0 (s = 0), the curved surface of the inner cylinder 51 and the outer cylinder 52 interfere with each other, so the test is not performed.

Figure 2021001034
Figure 2021001034

図3は、表1に示す試験結果(実施例1〜3)を示すグラフである。
図3に示すように、実施例1〜3のうち固気比が低い傾向を示す実施例1であっても、二重管先端部ずれ率s/Dが0.00〜1.00の範囲である場合において、少なくても10前後の固気比を得られた。
具体的には、実施例1において、二重管先端部ずれ率s/Dが−0.5から0にまで0.17刻みに増加する間、固気比はほぼ2倍かそれ以上の割合で急激に増加している。また、二重管先端部ずれ率s/Dが0から1.0にまで増加する間、固気比は二重管先端部ずれ率s/Dが0.50のときをピークとする緩やかな山を描くように変化し、二重管先端部ずれ率s/Dが1.0より大きくなると、固気比は大きく減少している。
なお、表1におけるデータは省略しているが、実施例1における上述の傾向は、実施例2,3においても同様であり、固気比は、二重管先端部ずれ率s/Dが0.00〜1.00の範囲において、それ以外の範囲よりも高い水準で変化した。
また、図3に示すように、実施例1〜3によれば、二重管先端部ずれ率s/Dが0.17〜0.83の範囲である場合が好ましく、0.17〜0.67の範囲にある場合がより好ましく、0.5であることが最も好ましいことが分かった。
FIG. 3 is a graph showing the test results (Examples 1 to 3) shown in Table 1.
As shown in FIG. 3, even in Example 1 showing a tendency for the solid-gas ratio to be low among Examples 1 to 3, the double pipe tip deviation rate s / D is in the range of 0.00 to 1.00. In this case, a solid-air ratio of at least about 10 was obtained.
Specifically, in Example 1, while the double pipe tip displacement rate s / D increases from -0.5 to 0 in 0.17 increments, the solid-state ratio is approximately double or more. It is increasing rapidly. Further, while the double pipe tip deviation rate s / D increases from 0 to 1.0, the solid air ratio is gradual, peaking at the double pipe tip deviation rate s / D of 0.50. When it changes in a mountainous manner and the deviation rate s / D at the tip of the double pipe becomes larger than 1.0, the solid-air ratio is greatly reduced.
Although the data in Table 1 is omitted, the above-mentioned tendency in Example 1 is the same in Examples 2 and 3, and the solid-gas ratio has a double pipe tip deviation rate s / D of 0. In the range of .00 to 1.00, it changed at a higher level than in the other ranges.
Further, as shown in FIG. 3, according to Examples 1 to 3, the deviation rate s / D at the tip of the double pipe is preferably in the range of 0.17 to 0.83, and 0.17 to 0. It was found that the range of 67 is more preferable, and 0.5 is the most preferable.

一方、比較例1〜3では、実施例1〜3との間で二重管断面積比αの条件が同じであれば、二重管先端部ずれ率s/Dについて試験した全ての範囲において、固気比が実施例1〜3よりも小さくなった(表1参照)。
特に、比較例1〜3のうち固気比が低い傾向を示す比較例1において、少なくとも10前後の固気比を得るためには、二重管先端部ずれ率s/Dが0.17〜0.83の範囲であることが必要であった。
On the other hand, in Comparative Examples 1 to 3, if the conditions of the double pipe cross-sectional area ratio α are the same as those of Examples 1 to 3, in all the ranges tested for the double pipe tip deviation ratio s / D. , The solid-air ratio became smaller than that of Examples 1 to 3 (see Table 1).
In particular, in Comparative Example 1 which shows a tendency that the solid air ratio is low among Comparative Examples 1 to 3, in order to obtain a solid air ratio of at least about 10, the double pipe tip deviation rate s / D is 0.17 to 1. It needed to be in the range of 0.83.

また、比較例1〜比較例3から得られる最大固気比は、20前後であった。なお、非特許文献1によれば、ベルマウス/絞り構造の吸引ノズルにおける最適な二重管断面積比αは1/3(約0.33)程度であるため、比較例1〜比較例3から得られる20前後の最大固気比は、本試験において得られるベルマウス/絞り構造の最大固気比になると考えられる。
これに対し、実施例2,3では、二重管先端部ずれ率s/Dが0.17〜0.67の範囲である場合、比較例1〜比較例3で得られる最大固気比(20前後)と同等以上の固気比が得られた。
Moreover, the maximum solid-state ratio obtained from Comparative Examples 1 to 3 was around 20. According to Non-Patent Document 1, the optimum double tube cross-sectional area ratio α in the suction nozzle having a bell mouth / drawing structure is about 1/3 (about 0.33), and therefore, Comparative Examples 1 to 3 It is considered that the maximum solid-air ratio of about 20 obtained from the above is the maximum solid-air ratio of the bell mouth / squeezed structure obtained in this test.
On the other hand, in Examples 2 and 3, when the deviation rate s / D at the tip of the double pipe is in the range of 0.17 to 0.67, the maximum solid air ratio obtained in Comparative Examples 1 to 3 ( A solid-air ratio equal to or higher than (around 20) was obtained.

(二重管断面積比α)
次に、吸引試験機において、二重管断面積比αを変化させたときの固気比の変化を調べた。その結果を表2に示す。なお、使用したペレットの直径dp(最小寸法)は、8mmである。
表2において、実施例4〜10は、直管/直管構造の吸引ノズル30であり、二重管先端部ずれ量sの値が互いに異なる。なお、実施例4〜10は、本発明の範囲に含まれる。
(Double pipe cross-sectional area ratio α)
Next, in a suction tester, the change in the solid-gas ratio when the double pipe cross-sectional area ratio α was changed was investigated. The results are shown in Table 2. The diameter dp (minimum dimension) of the pellets used is 8 mm.
In Table 2, Examples 4 to 10 are suction nozzles 30 having a straight pipe / straight pipe structure, and the values of the amount of deviation s at the tip of the double pipe are different from each other. Examples 4 to 10 are included in the scope of the present invention.

Figure 2021001034
Figure 2021001034

図4は、表2に示す試験結果を示すグラフである。
図4に示すように、二重管先端部ずれ量sが0.00〜1.00の範囲である実施例4〜10では、二重管断面積比αが0.17〜0.50の範囲である場合、少なくても10前後の固気比を得られた。
また、二重管先端部ずれ率s/Dが0.17〜0.83の範囲である実施例5〜9では、二重管断面積比αが0.20〜0.40の範囲である場合、少なくても15前後の固気比を得られた。
さらに、二重管先端部ずれ率s/Dが0.17〜0.67の範囲である実施例5〜8では、二重管断面積比αが0.25〜0.33の範囲である場合、少なくても20前後の固気比を得られた。
すなわち、上述したように、比較例1〜比較例3で得られる最大固気比は20前後であるため、実施例5〜8において二重管断面積比αが0.25〜0.33の範囲である場合に、比較例1〜比較例3で得られる最大固気比と同等以上の固気比を得られた。
FIG. 4 is a graph showing the test results shown in Table 2.
As shown in FIG. 4, in Examples 4 to 10 in which the amount of deviation s at the tip of the double pipe is in the range of 0.00 to 1.00, the double pipe cross-sectional area ratio α is 0.17 to 0.50. In the case of the range, a solid-air ratio of at least about 10 was obtained.
Further, in Examples 5 to 9 in which the double pipe tip deviation ratio s / D is in the range of 0.17 to 0.83, the double pipe cross-sectional area ratio α is in the range of 0.20 to 0.40. In this case, a solid-air ratio of at least about 15 was obtained.
Further, in Examples 5 to 8 in which the double pipe tip deviation ratio s / D is in the range of 0.17 to 0.67, the double pipe cross-sectional area ratio α is in the range of 0.25 to 0.33. In that case, a solid-air ratio of at least about 20 was obtained.
That is, as described above, since the maximum solid air ratio obtained in Comparative Examples 1 to 3 is around 20, the double pipe cross-sectional area ratio α is 0.25 to 0.33 in Examples 5 to 8. When it was within the range, a solid air ratio equal to or higher than the maximum solid air ratio obtained in Comparative Examples 1 to 3 was obtained.

(ペレットの直径)
次に、上述の実施例1〜10において、比較的高い固気比を得られた条件(二重管先端部ずれ率s/D:0.50、二重管断面積比α:0.25)を有する直管/直管構造の吸引ノズル30(実施例)を用いて、ペレットの直径を変化させたときの固気比の変化を調べた。また、比較例1〜3において、比較的高い固気比を得られた条件(二重管先端部ずれ率s/D:0.50、二重管断面積比α:0.33)を有するベルマウス/絞り構造の吸引ノズル50(比較例)を用いて、上述と同様、ペレットの直径を変化させたときの固気比の変化を調べた。これらの結果を図5に示す。
なお、ペレットの直径は、当該ペレットの最小寸法である。
(Pellet diameter)
Next, in Examples 1 to 10 described above, the conditions under which a relatively high solid air ratio was obtained (double pipe tip displacement ratio s / D: 0.50, double pipe cross-sectional area ratio α: 0.25). ) Was used for a straight pipe / straight pipe structure suction nozzle 30 (Example), and the change in the solid-gas ratio when the diameter of the pellet was changed was investigated. Further, in Comparative Examples 1 to 3, it has the condition that a relatively high solid air ratio was obtained (double pipe tip deviation ratio s / D: 0.50, double pipe cross-sectional area ratio α: 0.33). Using a suction nozzle 50 (comparative example) having a bell mouth / drawing structure, the change in the solid-gas ratio when the diameter of the pellet was changed was examined in the same manner as described above. These results are shown in FIG.
The diameter of the pellet is the minimum size of the pellet.

図5に示すように、1mmの直径のペレットを吸引した場合の固気比は、実施例よりも比較例の方が著しく高くなった。しかし、ペレットの直径が2mm以上の範囲では、実施例において、比較例よりも高い固気比を得ることができた。 As shown in FIG. 5, the solid-gas ratio when the pellets having a diameter of 1 mm were sucked was significantly higher in the comparative example than in the example. However, in the range where the pellet diameter was 2 mm or more, a higher solid-gas ratio than in the comparative example could be obtained in the examples.

以上の結果から、2mm以上の直径のペレットを吸引する場合において、直管/直管構造の吸引ノズル30では、二重管先端部ずれ率s/Dおよび二重管断面積比αを、上述の実施形態のように設定することで、従来のベルマウス/絞り構造の吸引ノズルと同程度以上の吸引効率を実現できることが明らかとなった。 From the above results, in the case of sucking pellets having a diameter of 2 mm or more, in the suction nozzle 30 having a straight pipe / straight pipe structure, the double pipe tip deviation ratio s / D and the double pipe cross-sectional area ratio α are determined as described above. It has been clarified that the suction efficiency equal to or higher than that of the suction nozzle having a conventional bell mouth / throttle structure can be realized by setting as in the embodiment of.

(観察およびシミュレーション)
次に、二重管先端部ずれ量sがペレットの吸引効率に対して与える影響を調べるために、吸引ノズル30内のペレットを観察する試験を行った。なお、この試験では、吸引ノズル30を分割して透明パネルを設けることで、吸引ノズル30の内部を可視化し、内筒31内の粒体流路310を通過するペレットpt(図6〜図8参照)の流束の軸Cを中心とする半径(ペレット流半径rf)を測定した。使用したペレットの直径dp(最小寸法)は、8mmである。
(Observation and simulation)
Next, in order to investigate the effect of the amount of displacement s at the tip of the double tube on the suction efficiency of the pellets, a test was conducted in which the pellets in the suction nozzle 30 were observed. In this test, the suction nozzle 30 is divided and a transparent panel is provided to visualize the inside of the suction nozzle 30, and the pellet pt (FIGS. 6 to 8) passes through the particle flow path 310 in the inner cylinder 31. The radius (pellet flow radius rf) centered on the axis C of the flux (see) was measured. The diameter dp (minimum dimension) of the pellets used is 8 mm.

図6〜図8は、軸Cを中心に1/4に分割した吸引ノズル30と、吸引ノズル30の周囲に充填されているペレットptの粒体層Pとを示している。なお、図6〜図8では、粒体層Pを構成するペレットptをいくつか例示しているが、大部分のペレットは図示を簡略化している。 6 to 8 show a suction nozzle 30 divided into 1/4 about the axis C, and a pellet layer P of pellets pt filled around the suction nozzle 30. In addition, although some pellets pt constituting the grain layer P are illustrated in FIGS. 6 to 8, most of the pellets are simplified.

図6〜図8に示す吸引ノズル30において、二重管断面積比αは共通の値(0.33)に設定され、二重管先端部ずれ率s/Dは、0〜0.33の範囲で互いに異なる値に設定されている。
図6に示すように、二重管先端部ずれ率s/Dが0である場合、ペレット流半径rfは、内筒31の内径Dに対して31%程度であった。
図7に示すように、二重管先端部ずれ率s/Dが0.17である場合、ペレット流半径rfは、内筒31の内径Dに対して55%程度であり、図6に示す場合よりも高くなった。
図8に示すように、二重管先端部ずれ率s/Dが0.33である場合、ペレット流半径rfは、内筒31の内径Dに対して68%程度であり、最も高くなった。
なお、図示は省略するが、二重管先端部ずれ率s/Dが0.50である場合、ペレット流半径rfは、内筒31の内径Dに対して66%程度となった。
以上の観察の結果、二重管先端部ずれ率s/Dの変化を要因として、内筒31の内径Dに対するペレット流半径rfの割合が変化しており、当該変化は、固気比に相関関係を有することが分かった。すなわち、ペレット流半径rfが大きくなると、固気比が大きくなることが分かった。
In the suction nozzles 30 shown in FIGS. 6 to 8, the double pipe cross-sectional area ratio α is set to a common value (0.33), and the double pipe tip deviation ratio s / D is 0 to 0.33. The values are set to different values in the range.
As shown in FIG. 6, when the double pipe tip deviation rate s / D was 0, the pellet flow radius rf was about 31% with respect to the inner diameter D of the inner cylinder 31.
As shown in FIG. 7, when the double pipe tip deviation ratio s / D is 0.17, the pellet flow radius rf is about 55% with respect to the inner diameter D of the inner cylinder 31, which is shown in FIG. It was higher than the case.
As shown in FIG. 8, when the double pipe tip deviation rate s / D is 0.33, the pellet flow radius rf is about 68% with respect to the inner diameter D of the inner cylinder 31, which is the highest. ..
Although not shown, when the deviation rate s / D at the tip of the double pipe is 0.50, the pellet flow radius rf is about 66% with respect to the inner diameter D of the inner cylinder 31.
As a result of the above observation, the ratio of the pellet flow radius rf to the inner diameter D of the inner cylinder 31 has changed due to the change in the displacement rate s / D at the tip of the double pipe, and the change correlates with the solid air ratio. It turned out to have a relationship. That is, it was found that the solid-gas ratio increases as the pellet flow radius rf increases.

ここで、吸引ノズル30付近の二次空気流やペレットptの動きをシミュレーション解析した結果を図6〜図8中に矢印で示している。図6〜図8において、矢印(細)は、二次空気の流れの方向を示し、矢印(太)は、吸引ノズル30の先端付近に存在するペレットptの軌跡を示している。 Here, the results of simulation analysis of the secondary air flow near the suction nozzle 30 and the movement of the pellet pt are shown by arrows in FIGS. 6 to 8. In FIGS. 6 to 8, the arrow (thin) indicates the direction of the secondary air flow, and the arrow (thick) indicates the locus of the pellet pt existing near the tip of the suction nozzle 30.

図6〜図8に示すように、二重管先端部ずれ率s/Dが大きくなるほど、粒体層P中に浸透する二次空気流の領域Rは広がっている。具体的には、吸引ノズル30の径方向における軸Cから二次空気流の領域Rの境界までの最大距離DRは、図8に示す場合において最も大きくなっている。
このように粒体層P中に浸透する二次空気流の領域Rが広がると、この領域Rにおける二次空気流の水平成分が小さくなるため、ペレットptを水平方向に押す力が小さくなると考えられる。そして、ペレットptを水平方向に押す力が小さくなると、ペレットptの水平方向の移動量が少なくなり、ペレット流半径rfが大きくなると考えられる。
また、ペレットptは、最小寸法2mm以上であり、従来の吸引ノズルが対象としている径1mm以下の粒体よりも慣性力が大きいため、二次空気流に乗り難い。このため、最小寸法2mm以上のペレットptを吸引する場合において、ペレット流半径rfを大きくするためは、上述の「ペレットを水平方向に押す力」を小さくすることが、従来よりも重要になると考えられる。
ただし、二次空気流の領域Rが一定以上に大きくなると、ペレットptを流動化させる力が弱まってしまうと考えられる。
以上の観察およびシミュレーションによれば、二重管先端部ずれ率s/Dを好適に設定することで、ペレット流半径rfを好適に大きくすることができ、これにより固気比を向上できることが分かった。
As shown in FIGS. 6 to 8, as the deviation rate s / D at the tip of the double tube increases, the region R of the secondary air flow penetrating into the grain layer P expands. Specifically, the maximum distance DR from the axis C in the radial direction of the suction nozzle 30 to the boundary of the region R of the secondary air flow is the largest in the case shown in FIG.
When the region R of the secondary air flow penetrating into the grain layer P expands in this way, the horizontal component of the secondary air flow in this region R becomes smaller, so it is considered that the force pushing the pellet pt in the horizontal direction becomes smaller. Be done. Then, it is considered that when the force for pushing the pellet pt in the horizontal direction becomes smaller, the amount of movement of the pellet pt in the horizontal direction becomes smaller and the pellet flow radius rf becomes larger.
Further, the pellet pt has a minimum size of 2 mm or more, and has a larger inertial force than a particle having a diameter of 1 mm or less, which is a target of a conventional suction nozzle, so that it is difficult to ride on a secondary air flow. Therefore, in order to increase the pellet flow radius rf when sucking pellet pt having a minimum size of 2 mm or more, it is considered more important than before to reduce the above-mentioned "force to push the pellet in the horizontal direction". Be done.
However, if the region R of the secondary air flow becomes larger than a certain level, it is considered that the force for fluidizing the pellet pt is weakened.
According to the above observations and simulations, it was found that the pellet flow radius rf can be appropriately increased by appropriately setting the double pipe tip deviation rate s / D, and thus the solid-gas ratio can be improved. It was.

(まとめ)
従来技術では、吸引ノズルの形状として、直管/直管構造よりもベルマウス/絞り構造の方が高い吸引効率を得られると考えられていたが、上述した実施例によれば、ペレットの最小寸法が2mm以上である場合、ベルマウス/絞り構造よりも直管/直管構造の方が高い吸引効率を得られることが明らかとなった。
また、上述した実施例によれば、直管/直管構造の吸引ノズル30において二重管先端部ずれ率s/Dおよび二重管断面積比αを好適な範囲に設定することで、ベルマウス/絞り構造の吸引ノズルで得られる最大の吸引効率と同等以上の吸引効率を得られることが明らかとなった。
(Summary)
In the prior art, it was thought that a bell mouth / drawing structure could obtain higher suction efficiency than a straight tube / straight tube structure as the shape of the suction nozzle, but according to the above-described embodiment, the minimum number of pellets was obtained. It was clarified that when the size is 2 mm or more, a higher suction efficiency can be obtained in the straight tube / straight tube structure than in the bell mouth / drawing structure.
Further, according to the above-described embodiment, by setting the double pipe tip deviation ratio s / D and the double pipe cross-sectional area ratio α in the suction nozzle 30 of the straight pipe / straight pipe structure in a suitable range, the bell It was clarified that a suction efficiency equal to or higher than the maximum suction efficiency obtained with a suction nozzle having a mouse / squeezing structure can be obtained.

〔変形例〕
本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形などは本発明に含まれる。
例えば、前記実施形態では、養殖用の飼料を吸引するための吸引ノズルおよびニューマチックアンローダに関して説明しているが、最小寸法2mm以上の粒体を吸引する場合であれば、養殖用の飼料に限定されず、例えば木質ペレットなど、様々な荷役物を吸引する場合に適用できる。
[Modification example]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications within the range in which the object of the present invention can be achieved are included in the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the suction nozzle for sucking the feed for aquaculture and the pneumatic unloader are described, but the feed for aquaculture is limited to the case where particles having a minimum size of 2 mm or more are sucked. However, it can be applied when sucking various cargo handling objects such as wood pellets.

また、前記実施形態では、内筒31および外筒32は、それぞれ直管状の円筒であるが、本発明はこれに限られない。すなわち、本発明において、内筒および外筒は、それぞれ内径が一定であれば、長さ方向の途中に曲げ部分を含んでいてもよいし、角管であってもよい。 Further, in the above embodiment, the inner cylinder 31 and the outer cylinder 32 are straight tubular cylinders, respectively, but the present invention is not limited to this. That is, in the present invention, the inner cylinder and the outer cylinder may include a bent portion in the middle in the length direction or may be a square tube as long as the inner diameter is constant.

本発明は、吸引ノズルおよびニューマチックアンローダに関し、養殖システムにおける飼料の補給および木質ペレット等の荷揚げにおいて好適に利用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention relates to a suction nozzle and a pneumatic unloader, and can be suitably used for feeding feed in aquaculture system and unloading wood pellets and the like.

100…養殖システム、10…給餌装置、11…貯留槽、110…供給部、12…搬送管、13…気流発生装置、20…ニューマチックアンローダ、21…分離機、22…真空ブロア、23…搬送管、30…吸引ノズル、31…内筒、310…粒体流路、312…内筒先端部、31a…粒体流入口、32…外筒、320…空気流路、321…外筒基端部、322…外筒先端部、32a…空気流入口、32b…空気流出口、40…構造体、5…船舶、50…吸引ノズル、C…軸、D…内筒内径、dp…ペレットの直径、lp…ペレットの長さ、P…粒体層、pt…ペレット、rf…ペレット流の半径。 100 ... culture system, 10 ... feeding device, 11 ... storage tank, 110 ... supply unit, 12 ... transport pipe, 13 ... airflow generator, 20 ... pneumatic unloader, 21 ... separator, 22 ... vacuum blower, 23 ... transport Tube, 30 ... Suction nozzle, 31 ... Inner cylinder, 310 ... Granule flow path, 312 ... Inner cylinder tip, 31a ... Grain inlet, 32 ... Outer cylinder, 320 ... Air flow path, 321 ... Outer cylinder base end Part 322 ... Outer cylinder tip, 32a ... Air inlet, 32b ... Air outlet, 40 ... Structure, 5 ... Ship, 50 ... Suction nozzle, C ... Shaft, D ... Inner cylinder inner diameter, dp ... Pellet diameter , Lp ... pellet length, P ... grain layer, pt ... pellet, rf ... pellet flow radius.

Claims (7)

最小寸法2mm以上の粒体を吸引する吸引ノズルであって、
前記粒体を流通させる粒体流路が内側に形成される内筒と、
前記内筒を囲うように前記内筒と同軸に配置され、前記内筒の外周面との間に空気を流通させる空気流路が形成される外筒と、を備え、
前記内筒および前記外筒は、それぞれ内径が一定であり、
前記粒体流路の流入口を形成する内筒先端部は、前記空気流路の流出口を形成する外筒先端部から突き出して配置され、
前記内筒の前記内径をDとしたとき、前記外筒先端部から前記内筒先端部までの軸方向の距離は、0より大きく、かつ、1.00D以下の範囲に設定されている
ことを特徴とする吸引ノズル。
A suction nozzle that sucks particles with a minimum size of 2 mm or more.
An inner cylinder in which a particle flow path for circulating the particles is formed inside, and
It is provided with an outer cylinder which is arranged coaxially with the inner cylinder so as to surround the inner cylinder and in which an air flow path for passing air is formed between the inner cylinder and the outer peripheral surface of the inner cylinder.
The inner cylinder and the outer cylinder each have a constant inner diameter.
The tip of the inner cylinder forming the inlet of the granular material flow path is arranged so as to protrude from the tip of the outer cylinder forming the outlet of the air flow path.
When the inner diameter of the inner cylinder is D, the axial distance from the tip of the outer cylinder to the tip of the inner cylinder is set to a range larger than 0 and 1.00 D or less. Characterized suction nozzle.
請求項1に記載の吸引ノズルにおいて、
前記粒体流路の断面積に対する前記空気流路の断面積の比は、0.17以上かつ0.50以下の範囲に設定されている
ことを特徴とする吸引ノズル。
In the suction nozzle according to claim 1,
A suction nozzle characterized in that the ratio of the cross-sectional area of the air flow path to the cross-sectional area of the grain flow path is set in the range of 0.17 or more and 0.50 or less.
請求項1または請求項2に記載の吸引ノズルにおいて、
前記外筒先端部から前記内筒先端部までの前記距離は、0.17D以上かつ0.83D以下の範囲に設定されている
ことを特徴とする吸引ノズル。
In the suction nozzle according to claim 1 or 2.
A suction nozzle characterized in that the distance from the tip of the outer cylinder to the tip of the inner cylinder is set in the range of 0.17D or more and 0.83D or less.
請求項3に記載の吸引ノズルにおいて、
前記粒体流路の断面積に対する前記空気流路の断面積の前記比は、0.20以上かつ0.40以下の範囲に設定されている
ことを特徴とする吸引ノズル。
In the suction nozzle according to claim 3,
A suction nozzle characterized in that the ratio of the cross-sectional area of the air flow path to the cross-sectional area of the granular material flow path is set in the range of 0.20 or more and 0.40 or less.
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の吸引ノズルにおいて、
前記外筒先端部から前記内筒先端部までの前記距離は、0.17D以上かつ0.67D以下の範囲に設定されている
ことを特徴とする吸引ノズル。
In the suction nozzle according to any one of claims 1 to 4.
A suction nozzle characterized in that the distance from the tip of the outer cylinder to the tip of the inner cylinder is set in the range of 0.17D or more and 0.67D or less.
請求項5に記載の吸引ノズルにおいて、
前記粒体流路の断面積に対する前記空気流路の断面積の前記比は、0.25以上かつ0.33以下の範囲に設定されている
ことを特徴とする吸引ノズル。
In the suction nozzle according to claim 5,
A suction nozzle characterized in that the ratio of the cross-sectional area of the air flow path to the cross-sectional area of the granular material flow path is set in the range of 0.25 or more and 0.33 or less.
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の吸引ノズルを備えることを特徴とするニューマチックアンローダ。 A pneumatic unloader comprising the suction nozzle according to any one of claims 1 to 6.
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