JP2535150B2 - 粉粒体の空気輸送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、食品原材料、医薬品原材料、合成樹脂成
形原材料の如き粉粒体を、加圧空気により圧送する空気
輸送装置に関する。

（従来の技術） 従来、この種の粉粒体の空気輸送装置は、（イ） 例
えば、第10図に示す如く、圧力容器（Ａ）と空気圧送源
（Ｂ）と輸送管（Ｃ）とからなる一基の空気輸送装置に
よって、複数の材料受容器（Ｄ）…（Ｄ）へ粉粒体を輸
送供給する場合には、輸送管（Ｃ）に分岐管（Ｅ）を接
続し、各分岐部毎に輸送管（Ｃ）と分岐管（Ｅ）とを選
択的に開放するボールバルブの如き開閉弁（Ｖ）を設
け、この各開閉弁（Ｖ）をそれぞれの材料受容器（Ｄ）
に設けたレベル形（Ｌ）からの信号により切り換えると
ともに、圧力容器（Ａ）内には所定量の粉粒体を収容
し、加圧空気の供給部の作動によってその収容量の全量
を送り切る動作と、加圧空気の供給部の作動を停止して
投入弁（Ｆ）を開弁しチャージタンク（Ｇ）から粉粒体
材料を補充する動作とを交互に所定回数繰り返すことに
よって、所定の材料受容器（Ｄ）への需要量を満たすバ
ッジ方式を採っていた。

しかも、（ロ） 圧力容器（Ａ）に粉粒体を投入供給
する方法としては、従来より同第10図に仮想線で示す
ように、チャージタンク（Ｇ）の上方にバルブ（Ｈ）を
介してサービスタンク（Ｋ）を設け、このサービスタン
ク（Ｋ）より自然落下するもの、上記サービスタンク
（Ｋ）なしでチャージタンク（Ｇ）から直接に自然落下
するものが知られており、上記、何れの場合も、踏
み台（Ｍ）に乗って粉粒体を手投入していた。

また、特開昭50−31574号公報記載のように、粉粒体
を投入供給する圧力容器と、圧力容器に接続する輸送管
と、輸送管の先端側に接続する材料受容器と、前記輸送
管に粉粒体を充填し、かつ輸送方向に常時加圧するとと
もに、前記圧力容器の排出部に連通接続する空気圧送源
とを備えた粉粒体の空気輸送装置も知られている。

さらに、実開昭59−68729号公報及び特開昭59−19011
2号公報記載のように、輸送管内の材料の詰りを解消す
るため、輸送管に加圧ノズルからなるライン加圧用のブ
ースター機構を設けた粉粒体の空気輸送装置も、知られ
ている。

（発明が解決しようとする問題点） しかるに、上記第10図の従来例のものによれば、上記
（イ）の構成から、輸送管（Ｃ）の各分岐部に取り付け
た開閉弁（Ｖ）を必要とし、その開閉弁（Ｖ）による輸
送路の頻繁な遮断、開放に伴う該開閉弁等の損耗が激し
く、開閉弁（Ｖ）への粉粒体の噛み込みや付着などによ
り、該開閉弁（Ｖ）の作動不良や故障の原因となってい
た。さらに、開閉弁（Ｖ）の切り換え動作に伴い材料の
輸送が一時中断されたりして輸送時間にロスがあった。

また、特開昭50−31574号公報のものの各材料受容器
は、１本の輸送管に順次間隔をおいて直列に接続するも
のであって、分岐管を介して並列に接続するものではな
いため、該輸送管は材料受容器の一部でも材料が詰まっ
てしまうと、末端側へは材料は送られないという難点が
あった。

さらに、実開昭59−68729号公報及び特開昭59−19011
2号公報記載のライン加圧用のブースター機構によれ
ば、輸送管路の材料の詰りは解消できるが、分岐管での
材料の詰りは解消できないという問題があった。

この発明は、上記問題点を解決しようとするものであ
る。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解消すべく講じた、この発明の粉粒体の
空気輸送装置は、粉粒体を投入供給する圧力容器と、圧
力容器に接続する輸送管と、輸送管の先端部側に分岐管
を介して接続する材料受容器と、前記輸送管及び分岐管
に粉粒体を充填し、かつ輸送方向に常時加圧するととも
に、前記圧力容器の排出部に連通接続する空気圧送源と
を備えた粉粒体の空気輸送装置において、 前記分岐管には適宜間隔を置いて複数のブースター機
構を設けて、該ブースター機構は下流側から順次起動さ
せるようにし、上記材料受容器内の材料レベルの低下
を、前記輸送用加圧空気またはブースター機構の加圧空
気により、加圧状態に維持している粉粒体を移動させる
ことにより同材料受容器内へ粉粒体を自動的に補充させ
るべく構成してなることを特徴とするものである。

前記分岐管は、少なくとも下部を分割構成し、その分
割管部を材料受容器内に出し入れ自在に設けるのが望ま
しく、また、前記分岐管は複数個に分割することもでき
る。

（実施例） この発明の一実施例を第１図ないし第９図に基づいて
以下に説明する。

第９図は、この実施例の全体の概略図であり、（１）
は大気圧下に開放された投入口（２）を有する貯蔵容器
で、この貯蔵容器（１）の排出部側には材料供給管
（３）を介して、貯蔵容器（１）の材料が空気源（４）
からの輸送空気により投入供給される圧力容器（10）が
接続してある。圧力容器（10）の排出部（11）には輸送
管（12）の基端部が接続してあるとともに、圧力容器
（10）の基端部近くには元加圧用のブースター機構（1
3）が取り付けてある。また、圧力容器（10）の排出部
（11）にはコンプレッサ等の空気圧送源（17）が接続さ
れている。この空気圧送源（17）の加圧空気により、前
記輸送管（12）および後述する分岐管（20）に輸送すべ
き粉粒体を充填状態に維持するとともに、輸送方向に常
時加圧状態（この実施例では高加圧状態としてあるが、
これに限らない。）に維持するようにしてある。なお、
（14）はレベル計、（15）は排気弁、（16）は圧力計で
ある。なお、本明細書で、粉粒体が充填状態とは、間に
空間が挟まれた柱状状態（いわゆるプラグ状態）も含
む。

前記輸送管（12）の先端部側（下流側）には、Ｔ字管
やＹ字管などの継ぎ手（21）を介して分岐した分岐管
（20）が１つまたは２つ以上（実施例では６個）設けて
あり、この各分岐管（20）の下端部には、例えばパンの
生地製造装置における手粉収納用ホッパー、合成樹脂成
形機などのホッパーなどの任意供給部に連接される材料
受容器（22）が接続されている。この分岐管（20）は複
数個に分割して、分岐管（20）の長さを任意に調節する
こともできる。

前記分岐管（20）には適宜間隔を置いて２つ以上のブ
ースター機構（23）が設けてあり、分岐管（20）に充填
した粉粒体が自然に排出しない場合には、このブースタ
ー機構（23）は下流側から順次起動させるようにしてそ
の加圧空気により該粉粒体を排出するようにしてある。
このブースター機構（23）の具体的構造、取付位置は任
意である。

このブースター機構（23）の取付位置は、第１図示の
如く、輸送管（12）側から材料受容器（22）側に従い長
い間隔を取るようにしてあり、同図において、ａ＜ｂ＜
ｃ＜ｄ＜…＜ｎとしてある。しかし、材料の物性によ
り、ａ＝ｂ＝ｃ＝ｄ…＝ｎとしてもよいし、ａ＞ｂ≦ｃ
≦ｄ≦…≦ｎでもよい。

このブースター機構（23）のそれぞれの取付位置を一
般式により示すと、 となる。

ここで、第５図に示すように、P₀は輸送管（12）の輸
送圧力、P_nはｎ番目のブースター機構（23）からの圧
力、α_ｎは最下流のブースター機構（23）の材料の摩擦
抵抗、F_nは同じく材料が落下しようとする重力とする。

例えば、第５図の如く、ブースター機構（23）が２個
有る場合には、同図の（ａ）ではα_２−F₂＜P₀＋P₂−
（α_０＋α_１）＋（F₀＋F₁）となるようにブースター23
₂より加圧空気P₂を加えることにより該位置の材料が排
出される。同様にして、（ｂ）ではα_１−F₁＜P₀＋P₁−
α_０＋F₀となるようにブースター23₁より加圧空気P₁を
加えることにより該位置の材料が排出される。（ｃ）で
はα_０−F₀＜P₀となるように輸送管（12）の輸送圧力P₀
を加えることにより該位置の材料が排出され、（ｄ）の
状態になる。

また、ブースター機構（23）の取付構成は、第７図に
示された構造のものを使用してもよいが、この実施例で
は、第２図示の如く、一端に空気源を接続した空気供給
管（24）を分岐管（20）に並設し、この分岐管（20）と
空気供給管（24）との間に適宜間隔を置いてブースター
機構（23）を介設し、該ブースター機構（23）の加圧空
気の供給、停止を電磁弁（25）で行い、加圧空気の逆流
をチェック弁（26）で行うように構成してある。（27）
は減圧弁である。

上述したように、ブースター機構（23）を設けた構成
とすれば、分岐管（20）が長すぎたり、粉粒体の物性な
どにより、第５図（ａ）に示す如く、分岐管（20）内に
粉粒体（Ｍ）が充填されたままで排出されない場合で
も、ブースター機構（23）の加圧空気により排出でき
る。ブースター機構（23）の作動順位は、下流側から順
次上流側のものを作動させた（第５図（ｂ）、（ｃ）、
（ｄ）参照）。また、同時に２個以上の加圧を行っても
よいし個づつ行ってもよいし、あるいは、パルス的に連
続して作動してもよいが、材料受容器（22）からの要求
があった時のみ作動する方が加圧空気の節約になる。

そして、材料受容器（22）内の材料レベルの低下を、
前述した如く輸送用加圧空気とブースター機構（23）の
加圧空気とにより、加圧状態に維持している粉粒体を移
動させることによって同材料受容器（22）内へ粉粒体を
自動的に補充させるように構成してなるものである。

また、前記分岐管（20）は、第３図示の如く、少なく
とも下部を分割構成し、その分割管部（20a）を材料受
容器（22）内に任意長さに出し入れ自在に設けるとよ
い。もっとも、分岐管（20）を複数の分割体で構成し、
これらが各分割体を着脱自在に結合することでよい。こ
のような構成によれば、分岐管（20）が短か過ぎたり、
粉粒体の物性などにより、第４図示の如く、材料受容器
（22）からオーバーフローするようなことが解消でき
る。つまり、前記分割管部（20a）が材料受容器22）内
への差し込み度合によって、それへの供給量を加減する
レベル調整機能をもつことになる。

さらに、前記分岐管（20）の少し下流の輸送管（12）
には、ライ加圧用のブースター機構（30）が取付けてあ
る。

このブースター機構（30）は、任意であるが、例えば
第７図に示すごとく、輸送管（12）の輸送路と連通する
輸送路（30b）を有し、且つ基部側を大径筒部（30c）と
した外筒体（30a）と、この外筒体（30a）の大径筒部
（30c）に嵌装される内筒体（30d）とからなり、大径筒
部（30c）基端部側の鍔部（31）を輸送管（12）の鍔部
（12a）とボルト締めしてある。外筒体（30a）の大径筒
部（30c）の一部には外部から中心方向に向けて形成し
た空気導入孔（32）が形成されていると共に、内筒体
（30d）の外周面には空気導入孔（32）と連通した環状
溝部（33）が形成されており、外筒体の大径筒部（30
c）と小径筒（30e）との境界線には内方に向けて傾斜す
るテーパー面（34）を有し、内筒体（30d）の先端には
外方に向けて傾斜するテーパー面（35）を有し、この両
テーパー面（34）、（35）間で斜め内向きの噴出口（3
6）を形成している。また、第８図示の如く、前記構成
からなるブースター機構（30）を２個用いて、両者を反
転してボルト（37）連結し、粉粒体の移送方向に加圧空
気を供給する前部の噴出口（36と、粉粒体の移送方向と
は逆向きに加圧空気を供給する後部の噴出口（36a）と
を形成し、前方または後方から加圧空気を噴出するよう
にすることもできる。

このように構成すれば、分岐管（20）へ分岐されずに
通り過ぎてしまった粉粒体が、輸送路を閉塞するのを防
止することができる。

さらに、前記貯蔵容器（１）は、第６図及び第９図に
示す如く、仕切板（５）によりチャージ室（６）とサー
ビス室（７）とに分割し、前記サービス室（７）は貯蔵
容器（１）の排出部（1a）の前部に、チャージ室（６）
は同排出部（1a）の後方にそれぞれ臨ませるとともに、
貯蔵容器（１）の排出部（1a）を材料供給管（３）を介
して圧力容器（10）に接続してある。一方、前記輸送管
（12）の終端部には、分岐管（20）へ分配されなかった
粉粒体をサービス室（７）に回収する循環パイプ（９）
が接続されている。このような構成によって、分岐管
（20）へ分配されなかった粉粒体をサービス室（７）に
回収するとともに、しかもチャージ室（６）の粉粒体よ
りも先に、前記回収した粉粒体を圧力容器（10）内へ供
給するものであるから、粉粒体の適正な循環が図られる
利点がある。そのほか、粉粒体の輸送中でも、仕切板
（５）によりサービス室（７）側の粉粒体がバルブの役
目を果たすため、チャージ室６に形成した投入口（２）
は常時大気圧下に開放しておける。なお、貯蔵容器
（１）の排出部（1a）には攪拌手段（８）を設けること
もできる。（40）は排気フィルター、（41）はレベル計
である。

（実施例の作用） 上記実施例の作用例を以下に説明する。

貯蔵容器（１）の投入口（２）から粉粒体材料を投入
し、その粉粒体を空気源（４）の輸送空気により、投入
弁（3a）を開き材料供給管（３）を介して圧力容器（1
0）へ投入供給する。このとき、貯蔵容器（１）の粉粒
体は、サービス室（７）の循環パイプ（９）を介して回
収された材料が、チャージ室（６）のものより優先して
供給される。

圧力容器（10）が所定量（例えば満杯）になると、レ
ベル計（14）が検知して投入弁（3a）を閉じ空気源
（４）の駆動を停止して輸送が停止され、圧力容器（1
0）が密閉される。粉粒体は自重で排出部（11）まで達
する。

次いで、空気圧送源（17）から加圧空気（P₀）を連続
的に供給すると、排出部に内装したフィルタ（図示せ
ず）内で粉粒体が流動すると同時に、排出部（11）の粉
粒体が輸送管（12）の基端部内へ例えば管径を塞ぐよう
な柱状となって移動する。一方、圧力容器（10）の内圧
も輸送管（12）の粉粒体抵抗により当初より上昇した内
圧（P₁）となる。

さらに、輸送管（12）での押し上げがある程度に達す
ると、粉粒体の送り抵抗と圧力容器（10）内の排出に基
づく減圧とが平衡し、先に押し上げられた材料と後続の
材料との間には、加圧空気（P₀）のみが充填された空間
が形成され、以後交互にこのような現象が生じて断続し
た柱状状態を形成しつつ輸送管（12）内を前進する。こ
のようにして高濃度な輸送がなされるのである。

そして、前記柱状状態で材料は各分岐管（20）を介し
て手前側の材料受容器（22）から順次充填して末端側ま
で供給される。このとき、各材料受容器（22）へ粉粒体
を供給し終えた空気は、それぞれの材料受容器（22）外
へ排気される。

前述のようにして各材料受容器（22）内に粉粒体が充
填された時点では、空気圧送源（17）または輸送管（1
2）に配設したブースター機構（30）から供給された空
気が粉粒体の粒子間を通過して輸送路内に供給されるだ
けで、各材料受容器（22）、分岐管（20）、輸送管（1
2）及び圧力容器（10）内の粉粒体は高密度、高圧力の
もとで平衡状態になり、粉粒体の移動は生じない。この
状態で材料受容器（22）内の粉粒体が消費され、材料レ
ベルが低下すると、そのレベル低下が当該材料受容器
（22）に接続した分岐管（20）から輸送管（12）内に直
ちに波及して当該部分の輸送管（12）の内圧低下を生
じ、その内圧低下はその間にも高密度、高圧力状態に保
持されている分岐管（20）、輸送管（12）及び圧力容器
（10）からの材料の移動により直ちに補充され、元の平
衡状態に戻り自動的に消費された材料の補充が行なわれ
る。このとき、材料受容器（22）内の材料レベルが低下
すると、そのレベル計（28）がこれを感知して圧力容器
（10）の材料供給を行うようにする。

しかし、上記の場合において、第５図ａに示すよう
に、分岐管（20）に材料が充填されたままで材料受容器
（22）へ排出されないことがある。このとき、分岐管
（20）に設けたブースター機構（23）を作動させて、そ
の加圧空気により材料を材料受容器（22）内へ排出す
る。第５図に沿って言えば、先ず（ｂ）の下部ブースタ
ー機構（23₂）を作動してその空気圧により先端部の材
料が排出する。次ぎに（ｃ）の上部ブースター機構（23
₁）を作動して同様にその上部の材料を排出する。最後
に（ｄ）の輸送管（12）の輸送圧力によって材料を排出
する。

また、分岐管（20）の分岐管部（20a）を上下動し
て、その高さを調整することにより、材料が材料受容器
（22）内よりオーバーフローするのを防止すると共に、
該材料受容器（22）のレベルを調整することができる。
このようにして分岐管（20）の長さは任意に変更でき
る。

輸送管（12）の管路に材料が詰るような場合には、該
輸送管（12）に設けたライン加圧用ブースター機構（3
0）を作動してその加圧空気により、その材料の詰りを
解除するとよい。

輸送管（12）から循環パイプ（９）を経て貯蔵容器
（１）のサービス室（７）へ回収された材料は、チャー
ジ室（６）の材料より優先的に圧力容器（10）へ供給さ
れる。

なお、この発明では、実施例の如き貯蔵容器（１）で
なくてもよいし、またその圧力容器（10）への材料供給
も自動機構に限らず適当な手動機構により行うことがで
きる。

前記ブースター機構（23）、または（30）は、圧力容
器（10）に設けた圧力計（16）に連動されるようにする
こともできる。

材料受容器（22）の数は１個以上任意である。また、
粉粒体が空気中の酸素などと化合し易いなどの特別な物
質の場合には、その輸送気体として空気を使用し難いの
で、適切な例えばアルゴン、窒素などの他の気体を使用
する。従って、本発明では輸送すべき空気とは、空気以
外の他の気体をも含む広義に解すべきである。

（発明の効果） この発明によれば、粉粒体を投入供給する圧力容器
と、圧力容器に接続する輸送管と、輸送管の先端部側に
分岐管を介して接続する材料受容器と、前記輸送管及び
分岐管に粉粒体を充填し、かつ輸送方向に常時加圧する
とともに、前記圧力容器の排出部に連通接続する空気圧
送源とを備えた粉粒体の空気輸送装置において、前記分
岐管には適宜間隔を置いて複数のブースター機構を設け
て、該ブースター機構は下流側から順次起動させるよう
にし、上記材料受容器内の材料レベルの低下を、前記輸
送加圧空気またはブースター機構の加圧空気により、加
圧状態に維持している粉粒体を移動させることにより同
材料受容器内へ粉粒体を自動的に補充させるべく構成し
てなるから、上記第10図の如き従来例のものに比べて開
閉弁を不要としたから、開閉弁への噛み込みや付着など
による作動不良や故障、輸送時間のロスなどが解消でき
る。

また、上記各従来例のものに比べて、各分岐管及び材
料受容器への材料が詰まりなく輸送できる。

さらに、本発明の分岐管は、少なくとも下部を分割構
成してその分割管部を材料受容器内に任意長さに出し入
れ自在に設けるか、分岐管を複数の分割体で構成してこ
れら各分割体を着脱自在に結合することができる。これ
により分岐管が短か過ぎたり、又は粉粒体の物性などに
より、第４図示の如く、材料受容器から粉粒体がオーバ
ーフローするようなことが解消できる。つまり、前記分
岐管の材料受容器内への差し込み度合によって、材料受
容器への供給量を加減するレベル調整機能が達成でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図、第５図ないし第９図は本発明の実
施例を示し、第１図は分岐管近傍の正面図、第２図は第
１図のブースター機構の具体的取付例の要部を示す正面
図、第３図は分割管近傍の断面図、第５図は分岐管部の
作動説明図、第６図は貯蔵容器の縦断面図、第７図と第
８図はブースター機構の取付例を示す一部断面正面図、
第９図は本発明の全体の概略説明図、第４図は従来例の
分岐管近傍の断面図、第10図は従来例の概略説明図であ
る。 （１）……貯蔵容器、（２）……投入口、（５）……仕
切板、（６）……チャージ室、（７）……サービス室、
（９）……循環パイプ、（10）……圧力容器、（11）…
…排出部、（12）……輸送管、（17）……空気圧送源、
（20）……分岐管、（20a）……分割管部、（22）……
材料受容器、（23）、（23₁〜_ｎ）……ブースター機
構、（30）……ライン加圧用ブースター機構。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粉粒体を投入供給する圧力容器と、圧力容
   器に接続する輸送管と、輸送管の先端部側に分岐管を介
   して接続する材料受容器と、前記輸送管及び分岐管に粉
   粒体を充填し、かつ輸送方向に常時加圧するとともに、
   前記圧力容器の排出部に連通接続する空気圧送源とを備
   えた粉粒体の空気輸送装置において、 前記分岐管には適宜間隔を置いて複数のブースター機構
   を設けて、該ブースター機構は下流側から順次起動させ
   るようにし、上記材料受容器内の材料レベルの低下を、
   前記輸送用加圧空気またはブースター機構の加圧空気に
   より、加圧状態に維持している粉粒体を移動させること
   により同材料受容器内へ粉粒体を自動的に補充させるべ
   く構成してなることを特徴とする粉粒体の空気輸送装
   置。
2. 【請求項２】前記分岐管は、少なくとも下部を分割構成
   し、その分割管部を材料受容器内に出し入れ自在に設け
   てある特許請求の範囲第（１）項記載の粉粒体の空気輸
   送装置。
3. 【請求項３】前記分岐管は複数個に分割してある特許請
   求の範囲第（１）項または第（２）項に記載の粉粒体の
   空気輸送装置。