JP2717084B2

JP2717084B2 - 粉粒体の輸送装置

Info

Publication number: JP2717084B2
Application number: JP61288185A
Authority: JP
Inventors: 英範江口
Original assignee: 英範江口; ソフィアエンジニアリング株式会社; 長田産業有限会社
Priority date: 1986-12-03
Filing date: 1986-12-03
Publication date: 1998-02-18
Anticipated expiration: 2013-02-18
Also published as: JPS63143120A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞この発明は粉粒体の輸送装置に関するものであり、特
に、管路を流化して導出される粉粒体の輸送量が安定に
制御できる粉粒体の輸送装置に係るものである。＜従来の技術＞各種の機器に対して、粉粒体を輸送して供給すると
き、その輸送量を安定に制御することが必要な場合が多
い。例えば、老朽管の更生工事において、粉粒体たるス
チールショットを100m/秒程度の高速度で老朽管内に圧
入するためには、老朽管の管径に応じて、50m秒乃至２
秒の間に数ｇ乃至数百ｇのスチールショットを高速ガス
に混入しなければならず、しかも、スチールショットの
供給量が多過ぎると所望の速度が得られず、クリーニン
グ効果を上げることができない。このような場合、従来技術によれば、粉粒体を貯えた
タンクから管路に粉粒体を流下させるとともに、該管路
の内部にゲートやボール弁を設け、これらゲートやボー
ル弁の開閉度合いを微妙に調節するか、あるいは、回転
ロータを設け、これの回転数を調整することによって、
該ゲートやボール弁あるいは回転ロータを介して通過す
る粉粒体の流下量を規制し、後続する機器へ輸送する粉
粒体の輸送量を制御するのが一般的である。＜発明が解決しようとする問題点＞ところが、かかる従来装置では、粉粒体が流下する管
路の内部にゲート弁やボール弁あるいは回転ロータが設
けられているので、これらの弁やロータが粉粒体と直接
的に接触し、急速な摩擦をうけることとなる。とりわ
け、粉粒体の材質がセラミックや鋼などのように硬質で
ある場合には、これらのゲート弁などの損耗は顕著であ
り、このために、粉粒体の輸送量の制御が不安定になる
だけでなく、かかる損耗がロータの回転軸などに空気の
漏れを招来してしばしば故障の原因になる。また、ゲー
ト弁などとその筺体の間に粉粒体が噛み込み、動作不能
となって、弁装置の変換を余儀なくされることもある。更に、ゲート弁やボール弁を制御して粉粒体の輸送量
を微少量に規制する場合には、流路が絞られて管路に定
常的な狭搾部を形成することとなるので、流下する粉粒
体が管路内で架橋（ブリッジあるいはアーチ）を形成し
やすくなり、管路の閉塞を招くなどによって粉粒体の輸
送量を安定に制御できなくするという問題点を有してい
た。＜問題点を解決するための手段＞故に、この発明は、上記従来技術における粉粒体の輸
送装置の構造上の制約による耐久性の劣悪さや輸送量の
制御の不安定さ等の問題点に鑑み、導入口１から導入す
る粉粒体を流下する弾性導管３と、該弾性導管３の外壁
に対して当接離脱可能にして該弾性導管３の径方向に前
後動する押圧部材６と、該押圧部材６を往復運動させる
ピストン７と押圧部材６に対して弾性導管３を介して対
向配置された当て板61とを備え、これにより、導出口４
に接続される後続機器５への粉粒体の輸送量を制御する
ことにより、上記問題点を解決せんとするものである。＜作用＞この発明の構成は、導入口１からの粉粒体２が弾性部
材から成る弾性導管３内に導かれ、これに案内されてこ
こを流下する際に、押圧部材６がピストン７によって前
進駆動されて該弾性導管３を当て板61との間で押圧し、
該弾性導管３が完全に閉塞したときには、粉粒体２の流
下が遮断されて粉粒体の輸送が停止し、次いで、押圧部
材６が後退して該弾性導管３の弾性復元力によって、そ
の閉塞が回復したときには、該弾性導管３が上部に滞留
する粉粒体が該導管中に燕み込まれてそれらの噛み合い
が緩和されつつ、部分的に開通した該導管３を通じて少
量の粉粒体２が流下して輸送され、更に押圧部材６が後
退して該弾性導管３が完全に開通したときには、最大量
の粉粒体が流下して輸送され、かかる弾性導管３の閉塞
開通操作の反覆繰り返しにより、弾性導管を流下する粉
粒体の平均輸送量を安定に制御するように作用する。＜実施例＞この発明の実施例について第１図以下の図面に基づい
て説明すれば以下の通りである。第１図は、実施例の構成を示す側面図であり、導入口
１から導入される粉粒体２は、直径0.8mm乃至1.0mmのス
チールショットである。該スチールショット２が流下す
る弾性導管３は、例えば、内径6mm、外径8mmで長さ150m
mの弾性を有するウレタンチューブであり、その導出口
４には、後続する機器５としての配管クリーニング装置
が接続されている。ウレタンチューブ３の長手方向での
中間位置には、該チューブ３の法線方向（軸心に直交す
る方向）に延在する長さ20mm、長さ5mmのステンレス性
押圧部材６が該チューブ３に当接離脱可能に配設されて
いる。そして、該押圧部材６の、チューブ３と当接する
当接面は、その断面が半径2.5mmの曲面に形成されてい
る。押圧部材６には、ピストン７が連結され、該ピスト
ンを介して、エアシリンダ71の運転により、押圧部材６
が前後に、即ち、チューブ３に対して径方向に往復運動
するようになっている。また、チューブ３を挟んで押圧
部材６の反対側には、当て板61が対向配置され、板厚5m
mで一辺の長さが20mmのステンレス平板から成る該当て
板61は、押圧部材６がチューブ３を押圧する際にも移動
しないように図外のフレーム等に固定されており、これ
により、チューブ３の逃げを防止する構造になってい
る。更に、スチールショット２を導入するウレタンチュ
ーブ３の導入口１は、スチールショット２を貯蔵するタ
ンク８に連通しており、該タンク８には、20ミクロン程
度の開孔を有する流動床81が備えられ、該流動床81を介
して送入される圧力3kg乃至7kg/cm²の高圧エア82によっ
てスチールショット２がタンク８内で流動する構造とな
っている。また、ウレタンチューブ３の導出口４に接続
されている配管クリーニング装置５には、粉粒体導管51
と高圧ガス導管52及び圧送管53とから成るＴ字型混合部
54が設けられている。そして、粉粒体導管51には、導出
口４を通じてスチールショット２が供給され、高圧ガス
導管52には、圧力3kg乃至7kg/cm²、風速100m/秒の高圧
ガスを送入され、さらに、圧送管53には、配管クリーニ
ングの対象となる老朽配管55が接続されている。以下、第２図を参照して上記実施例の動作を説明す
る。第２図は、押圧部材６の前後動の動作と、それによっ
て弾性変形する弾性導管３の断面を示す説明図である。先ず、粉粒体の輸送装置は、スチールショット２の流
下輸送の開始以前には輸送停止状態にあって、この場
合、エアシリンダ71はピストン７を前進させて、押圧部
材６の断面半円形状に形成された先端部外表面の曲面が
当て板61との間で弾性を有するウレタンチューブ３を強
く押圧し、その結果、当て板61と押圧部材６に挟まれた
ウレタンチューブ３が完全に「閉塞状態」になっている
ので、タンク８から導入口１を介してウレタンチューブ
３に導入するスチールショット２は導出口４に送られ
ず、配管クリーニング装置５にもスチールショット２は
輸送されない（第２図Ａ）。次に、エアシリンダ71がピストン７を後退させ、それ
に伴ってウレタンチューブ３がその弾性力で膨張復元
し、狭搾されながらも部分的に該チューブ３が開通して
いるような「部分開通状態」になっているときには、ウ
レタンチューブ３を通じて少量のスチールショット２が
導入口１から導出口４へと流下し、配管クリーニング装
置５へ輸送される（第２図Ｂ）。このとき、ウレタンチ
ューブ３は弾性を有しているので、押圧部材６により押
圧されているチューブ３の部分だけの膨張復元作用に留
らず、押圧されているチューブ３の部分の円周廻りや該
部分の長手方向沿いの上下部分でも、チューブ３の弾性
による膨張復元作用をも伴うので、チューブ３の上方に
滞留するスチールショット２を該チューブ３内に燕み込
むようにして、それらの噛み合いを緩和し、ウレタンチ
ューブ３の狭搾によって生じやすくなるスチールショッ
トの架橋を防止する。かかる弾性を有するウレタンチューブ３内での燕み込
み作用のうち、とりわけ、押圧部材により押圧されてい
る該チューブ３の部分の長手方向沿いの上下部分におけ
る燕み込み作用に関しては、押圧部材６の先端の該表面
の曲面と弾性を有するウレタンチューブ３の押圧された
該表面の湾曲面とが略々直交して当接されることで、押
圧部材６に当接する部分の長手方向沿いの上下部分での
弾性チューブ３の膨張復元運動が押圧部材６自体によっ
て制約を受け難くなるので、十分に顕著なものとして出
現する。更に、エアシリンダ71がピストンを後退させ、ウレタ
ンチューブ３がその膨張復元力とスチールショット２の
横圧力によって完全に開通している「完全開通状態」に
なっているときには、ウレタンチューブ３の管径で定ま
る最大量のスチールショット２が導入口１から導出口４
に流下し、大量のスチールショットを配管クリーニング
装置５に輸送する（第２図Ｃ）。そして、これらのウレタンチューブ３の完全な「閉塞
状態」、または狭窄によるそれの「部分開通状態」ある
いはそれの「完全開通状態」を順次的に繰返す際の繰返
しのデューティ比によってウレタンチューブ３を通じて
流下させて輸送するスチールショットの平均輸送量を制
御することができる。第３図は、横軸の時間軸（Ｔ）とし、縦軸を瞬間輸送
量（Ｑ）としてこれらの関係を示したタイムチャートで
あり、以下、第２図及び第３図を参照して、スチールシ
ョットの平均輸送量を制御するための、２種類の制御動
作を説明する。第３図（Ａ）は、ウレタンチューブを完全に閉塞した
「閉塞状態」（第２図Ａ）でスチールショットの流下を
遮断し、かかる輸送停止状態（第３図（Ａ）ａ）を可変
期間T₂について維持した後、ウレタンチューブを完全に
開通させた「完全開通状態」（第２図Ｃ）で最大量のス
チールショットを流下し、かかる大量輸送状態（第３図
（Ａ）ｃ）を可変期間T₁について維持し、これらの操作
を交番的に繰返しながら、可変期間T1T2を変化させるこ
とによってデューティ比を制御し、結果的に、配管クリ
ーニング装置に輸送するスチールショットの平均輸送量
を制御する動作を示している。一方、第３図（Ｂ）は、
ウレタンチューブを狭搾して部分的に管路を閉塞した
「部分開通状態」（第２図Ｂ）で、スチールショットの
輸送量を減量する減量輸送状態（第３図（Ｂ）ｂ）と、
ウレタンチューブ３の「完全開通状態」（第２図Ｃ）に
よる大量輸送状態（第３図（Ｂ）ｃ）とを組合わせ、し
かも、それぞれの状態を維持するための可変期間T4、T3
を変化させることによって、デューティ比を制御し、結
果的に、平均輸送量を制御する動作を示している。なお、破線は、輸送停止状態を示している（第３図
（Ｂ）ａ）。第３図（Ａ）に示すように、輸送停止状態と多量輸送
状態とを特定の期間ごとに交番させる場合には、ウレタ
ンチューブの開閉に際してこれを部分開通状態に保持す
ることがないので、スチールショットの輸送量を極めて
安定に維持することができる。一方、第３図（Ｂ）に示
すように、減量輸送状態と多量輸送状態とを特定の期間
ごとに交番させる場合には、スチールショットを完全に
遮断せずに流下させて、連続的に後続する機器にこれを
輸送できるので、配管クリーニング装置に急激な負荷の
変動を与えないようにすることができる。そして、上記実施例によれば、ウレタンチューブが完
全に開通している「完全開通状態」の場合、または狭搾
により部分的に管路が開通している「部分開通状態」の
場合、更には完全に閉塞している「閉塞状態」の場合の
いずれにおいてもウレタンチューブの弾性を有する管壁
によってスチールショットは柔軟に案内されるので、ウ
レタンチューブ自体が摩耗することはないという実益が
ある。その上、ポリウレタンチューブを50m秒から２秒まで
の間で種々に設定される期間ごとに完全に開通させるこ
とにより、スチールショットの当該設定期間内での輸送
量を数ｇから数百ｇの範囲内で変化させることができ、
これによって配管クリーニング装置に接続された老朽管
の管径にあわせて適量のスチールショットを輸送してこ
れに供給することができるので、老朽管の再生工事での
クリーニング効果を高め、しかも短時間で再生が行える
という実益もある。なお、上記実施例の説明では、流動床を備えるタンク
からウレタンチューブに粉粒体を導入する構成とした
が、それに限られず、流動床を有さないタンクや通常の
ホッパなどの採用も可能である。また、粉粒体をスチー
ルショットとしたが、セラミック粉粒でもよく、セメン
トまたは砕石粉あるいは籾や豆などを輸送対象とするこ
ともできる。さらには、弾性導管をウレタンチューブと
したが、これを、軟質塩化ビニルチューブやポリエチレ
ンチューブあるいはゴムやフッ素樹脂またはシリコン樹
脂等によって形成された導管に代えてもよい。さらに
は、ウレタンチューブの内壁に摩擦抵抗の少ないフッ素
樹脂被膜をコーティングし、粉粒体を流下を容易にする
こともできる。また、弾性導管の管径を導入口から導出
口に向けて連続的に大きくし、それによって粉粒体の架
橋をより効果的に防ぐようにすることも可能である。そして、後続する機器に関しては配管クリーニング装
置にに限られず、粉粒体と液体とを混合するミキサなど
他の機器であってもよいことは勿論のことである。＜効果＞以上のように、この発明によれば、導入口から導入す
る粉粒体を弾性導管に流下させるとともに、該弾性導管
を当て板との間で押圧して該導管を開閉狭搾する押圧部
材を設け、該押圧部材を弾性導管の径方向に往復運動さ
せて、該導管に対して所定の可変期間に亙る押圧を繰返
して付与し、繰返し付与のデューティ比によって、該弾
性導管に流下する粉粒体の平均輸送量を制御するように
構成したことにより、従前必要とされていたゲート弁や
ボール弁あるいは回転ロータを粉粒体の流下する管路内
に設けることなく粉粒体の輸送量を制御できるので、摩
耗等による該弁やロータの故障、さらには、該ロータの
軸摩耗による空気漏れを皆無にして耐久性を著しく改善
できるばかりか、弾性導管を流下する粉粒体の該導管中
又は該導管の導入口近傍での噛み合いを、該導管の管壁
の弾性復元によって粉粒体が該導管中いに燕み込まれる
ようにして緩和し、粉粒体での架橋の発生を防止するの
で、粉粒体の輸送量を安定に制御することができるとい
う優れた効果が奏される。

【図面の簡単な説明】第１図は本願発明の実施例の構成を示す側面図、第２図
はその要部の断面図、第３図はその動作を説明するタイ
ムチャートである。１……導入口、２……粉粒体３……弾性導管、４……導出口５……後続機器、６……押圧部材７……ピストン

Claims

(57)【特許請求の範囲】１．弾性導管３の導入口１から導入される粉粒体２を該
導管３に流下させ、該導管３の導出口４を介して後続す
る機器５に導出する粉粒体の輸送装置において、弾性導管３対して、径方向に往復運動して、運転期間中
に、該導管３を第１の所定の可変期間に亙る「完全開通
状態」と第２の所定の可変期間に亙る「部分閉塞状態」
と第３の所定の可変期間に亙る「閉塞状態」との間で、
制御されたデューティ比に従って順次的に繰り返して遷
移させるような押圧力を該導管３に対して付与可能に配
設された押圧部材６と、該押圧部材６に連結されて該押圧部材６を該弾性導管３
の径方向に往復運動させるピストン７と、押圧部材６に対して、弾性導管３を介して対向配置され
た当て板61とを備えたことを特徴とする粉粒体の輸送装
置。２．前記押圧部材６が、弾性導管３に対して径方向に往
復運動して、運転期間中に、該導管３を第１の所定の可
変期間に亙る「完全開通状態」と第２の所定の可変期間
に亙る「閉塞状態」との間で、制御されたデューティ比
に従って繰り返して交番させるような押圧力を該導管３
に対して付与可能に配置された押圧部材である特許請求
の範囲第１項記載の粉粒体の輸送装置。３．前記押圧部材６が、弾性導管３に対して径方向に往
復運動して、運転期間中に、該導管３を第１の所定の可
変期間に亙る「完全開通状態」と第２の所定の可変期間
に亙る「部分閉塞状態」との間で、制御されたデューテ
ィ比に従って繰り返して交番させるような押圧力を該導
管３に対して付与可能に配置された押圧部材である特許
請求の範囲第１項記載の粉粒体の輸送装置。４．前記押圧部材６が、断面半円形状に形成された先端
部を有し、該先端部外表面の曲面が弾性導管３の押圧さ
れた外表面の湾曲面に対して当接されて、該導管３に対
して押圧力を付与可能に配置された押圧部材である特許
請求の範囲第１項又は第２項又は第３項記載の粉粒体の
輸送装置。５．弾性導管３の導出口４を介して後続する機器５が、
粉粒体を処理対象の配管類の内部に圧送する配管クリー
ニング装置である特許請求の範囲第１項又は第２項又は
第３項又は第４項記載の粉粒体の輸送装置。