JP3012217B2 - 粒体排出機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、貯留容器に蓄えら
れた粒体（粉体を含む）を排出すべく、該貯留容器の排
出口を開閉する粒体排出機に関する。

【０００２】

【従来の技術】貯留容器から粒体を取り出す場合は、排
出口を開閉するシャッターを進退可能に又は回転可能に
支持した排出機を用いるのが普通である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例え
ば、特開平７−１６３８３９号公報の如く、粒体として
特定成分のみを吸収する被回収成分に応じた吸収剤が用
いられる向流接触方式を採った移動床型のガス回収装置
における反応器では、吸収塔にあっては、吸収密度の高
い吸収剤から順に反応器たる吸収塔外へ引き出し、再生
塔にあっては、吸収密度の低い吸収剤から反応器たる再
生塔外へ引き出して吸収剤を循環させる必要があるが、
前記従来の手段を用いていたのでは、供給口に対する排
出口の平面的な位置関係により、各部における吸収剤の
嵩の単位時間あたりの減少量（以下、減少スピードと記
す）に不均一が生じ、吸収剤の稼働効率が高い理想的な
循環を実現することは極めて困難である。

【０００４】又、例えば、直交接触方式の吸収塔（移動
床）においては、内空部における滞留位置によって各部
における被回収成分の吸収密度に図１０の如く不均一が
生じるが、この様な状態で安易に排出したのでは、吸収
密度の高い吸収剤と吸収密度の低い吸収剤とが混ざりあ
って排出され、吸収剤の稼働効率をおとしめる原因とな
る。そこで、被回収成分を多く含んだ混合ガス（以下、
原料ガスと記す）が接触しやすい給入口に近い箇所にあ
っては、吸収剤の嵩の減少スピードを早くし、原料ガス
が接触しにくい給入口から遠い箇所にあっては、吸収剤
の嵩の減少スピードを遅くするといったように、供給口
の横断面各部における吸収剤の嵩の減少スピード（反応
器での滞留時間）を制御することによって、反応器から
排出される吸収剤の吸収密度を均一化する措置が必要と
なることもある。

【０００５】本発明は、上記事例をはじめとする実情に
鑑みて成されたものであって、貯留容器の断面の全域に
亘って、各部における被貯留物の嵩の減少スピードを制
御し得る粒体排出機の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
になされた本発明による粒体排出機は、貯留容器の排出
口に付設する粒体排出機において、前記排出口を開閉す
べく、該排出口に一部を対向して設けた単一のシャッタ
ーと、該シャッターの前記排出口との対向部分を移動さ
せるべく当該シャッターを駆動する駆動手段とで構成さ
れ、前記シャッターに、該シャッターの駆動方向への幅
が前記貯留容器に蓄えられた粒体が通過できる程度に設
定され、且つその長さが前記排出口の全幅に亘るスリッ
トを設けたことを特徴とする。シャッターは、硬直性を
持った物、柔軟性を持った物、平面的なもの曲面的なも
の、具体的には、有端帯状或いは板状のもの、無端ベル
ト、円筒状などいずれでも良いし、該円筒或いは無端ベ
ルトにあっては、内空部から粒体を排出する為に、該無
端ベルトの内面に送り翼を突設しても良い。

【０００７】シャッターの駆動の態様としては、有端帯
状或いは板状のものにあっては、正逆反復駆動が考えら
れ、円筒状或いはドラム状のものにあっては、１方向へ
の回転駆動と正逆反復駆動が挙げられ、無端ベルトにあ
っては、１方向への循環と正逆反復駆動が挙げられる。
特に、正逆反復駆動について、貯留容器の断面の全域に
亘って、各部における被貯留物の嵩の減少スピードを均
一化する場合には、前記シャッターを、当該シャッター
の移動方向への排出口の幅以上の移動距離を以て往復運
動せしめることが望ましい。又、用途に応じて等速移動
させても良いし、移動速度に変化を持たせても良い。

【０００８】その他、貯留容器の排出口を部分的に開閉
すべく、該排出口に対向して並設した複数のシャッター
と、各シャッターの開閉を個別に制御し得る駆動手段と
で構成され、前記各シャッターを、個々の開放により生
じる間隙が、前記貯留容器に蓄えられた粒体が通過でき
る程度の幅を持ち、その長さが前記排出口の全幅に亘る
スリットとなる様に、各々平行に配設した粒体排出機で
あっても良く、上記いずれの例であっても、貯留容器の
断面の全域に亘って、各部における被貯留物の嵩の減少
スピードを一定とする場合には、制御が楽である点で直
線的で幅が均一なスリットが望ましいが、部分的に減少
スピードを相違させる場合には、スリットの形状を曲線
的にしても良いし、幅を不均一にしても良い。貯留容器
の排出口からガスを流入しなければならない場合には、
通気孔を有するシャッターを用いる必要がある。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明による粒体排出機の
実施の形態を、ガス回収装置における向流接触方式の熱
交換型吸収塔へ応用した例に基いて説明する。

【００１０】向流接触方式とは、図８の如く粒体たる吸
収剤４の流通方向に逆らってその反対側から混合ガスを
流通せしめるものである。この様な混合ガスの流通によ
り、吸収塔内部に存在する吸収剤４の被回収成分の吸収
密度が、ほぼ水平な境界を以て垂直方向へアナログ的に
異なる分布状況となり、吸収密度の高い吸収剤４から順
次排出するという吸収塔の機能としては、ほぼ理想的な
貯留状態となる。

【００１１】反面、混合ガスの流通方向における吸収剤
４の厚みが嵩むと混合ガスの流通が阻害されるので、向
流接触方式の吸収塔は、横方向に広く且つ縦方向に短い
構造が余儀なくされる。縦方向に短い構造では、吸収塔
における内空部の横断面全域に亘る吸収剤４の排出量を
均一化する作用が小さいので、排出口１の真上に位置す
るものが早く排出される傾向が顕著に現れ、排出口１の
真上から外れた位置に存在するものとの間に排出効率の
偏差が大きく現れる。そのため、当該ガス回収装置の稼
働により前記理想的な貯留状態となった吸収剤４であっ
ても、排出時において被回収成分を吸収した吸収剤４
（以下、既吸収剤４Ｆと記す）と被回収成分の吸収が成
されていない吸収剤４（以下、未吸収剤４Ｅと記す）と
が混合され吸収剤４の反応効率が悪化する事態となる。

【００１２】本実施の形態は、この様な事態を防止すべ
く、吸収塔における排出用ホッパーとして吸収塔内空部
の横断面全域に亘る吸収剤４の排出量を均一化し且つよ
り狭い面積に集中して排出し得るホッパーを用いると共
に、当該排出口１に付設する排出機として、本発明によ
る粒体排出機を用いた一例を示すものである。

【００１３】図１８は、ガス回収装置の概略を示したも
のである。このガス回収装置は、被回収成分に適した吸
収剤４を貯留し被回収成分を含んだ混合ガスを流通させ
て吸収剤４に被回収成分を吸収させる吸収塔１０、該吸
収塔１０から既吸収剤４Ｆを排出すべく排出口１を開閉
する排出機１１、該排出機１１を介して吸収塔１０から
排出された既吸収剤４Ｆを適量ずつ通過させるロックホ
ッパー１２、該ロックホッパー１２を通過した既吸収剤
４Ｆを貯留し未吸収剤４Ｅとして再生する為の再生塔１
３、前記未吸収剤４Ｅを吸収塔へ供給する再送手段１４
を順次環状に繋げたものである。

【００１４】吸収塔１０は、再生された未吸収剤４Ｅを
供給する補給口１５を備えると共に、被回収成分が取り
除かれた混合ガス（オフガス）を排出する為の排気口１
６を上位に備え、且つ内部に図１６に示す様な熱交換手
段１７が組み込まれた吸収塔本体１８と、前記排出口１
より被回収成分が混入する原料ガスを導入すると共に、
同排出口１より被回収成分を吸収した既吸収剤４Ｆを排
出する為のホッパー１９とで構成される。

【００１５】上記ホッパー１９は、図１５の如く開口面
積の広い供給口２０から、該供給口２０と相似形状の排
出口１へかけて直線的に先窄まりとなった漏斗状を呈
し、その内空部に、高さ方向の全ての位置において各位
の水平断面をほぼ合同な正方形状を以て区画する為の上
下に連続した均一な高さのセパレータ２１を、ホッパー
１９の内空部一杯に付設したものである。当該用途に用
いるホッパー１９は下位から流入する原料ガスの流れを
も均一に制御する必要があるので、各区画２２間でガス
の漏れ混み移動が無いように完全に接合されていること
が要求される。

【００１６】吸収塔本体１８は、上記の如く均一な熱交
換を行う為に、図１６の如く内部を水平に横断する冷却
管２３が縦並び或いは横並び状態で均一に配設されてお
り、該冷却管２３は、各冷却管２３が合流する供給ヘッ
ダ２４及び排出ヘッダ２５を介して冷媒の循環路（図示
省略）に繋がれている。尚、当該ガス回収装置の再生塔
本体４６は、混合ガスが流通する管路が無い点と、冷媒
が流通する冷却管２３の機能が、熱湯や蒸気等が流通す
る加熱管としての機能に代ったのみで、構造上の要部は
吸収塔１０とほぼ共通している。

【００１７】本発明による排出機は、吸収塔１０内部の
既吸収剤４Ｆの排出を、再生塔１３における反応速度と
のバランスを採りつつ行うべく排出口へ付設される。排
出機の構造としては、吸収塔或いはホッパーの排出口１
を一括して開閉すべく単一のシャッターを進退或いは回
転するものが一般的であるが、排出口１が広くなると、
吸収剤４が貯留されている進退方向或いは回転方向の位
置に応じてその排出量に格差が生じ好ましくない。そこ
で、この例においては、図１乃至図４の如く、シャッタ
ーとしてホッパー１９の排出口１より幅広の無端ベルト
６を設け、該無端ベルト６に、既吸収剤４Ｆの粒子が十
分通過し得る幅の直線的な帯状スリット５を、排出口１
の長さ間隔で設け、該無端ベルト６の循環によってホッ
パー１９の排出口１を部分的に開閉するという構成を採
った。

【００１８】該排出機１１は、図１の如く吸収塔１０の
排出口１と連結した表装板２６に、吸収塔１０から排出
された既吸収剤４Ｆを、ロックホッパー１２に続くパイ
プ２７へ確実に送出する為のホッパー部２８が一体的に
形成され、その内部に、幅方向の両縁部が、各々対を成
す駆動ホイール２９及び従動ホイール３０に掛けられた
前記無端ベルト６を配設し、該無端ベルト６のうちの、
比較的密に且つ平面的に配置された対を成す耐荷重ホイ
ール３１で下方より支持された閉鎖面３２を、前記排出
口１に、隙間から吸収剤４が漏れ落ちない程度近接させ
たものである。前記無端ベルト６の耐荷重ホイール３１
の下方に位置する部分（以下、リターン部３３と記す）
は、Ｖ字状となるようにリターンホイール３４が掛けら
れ、その結果、吸収塔１０の内部から前記リターン部３
３上に落ちた吸収剤４は、傾斜に沿ってリターン部３３
の最下位に集まり、効率良く前記ホッパー部２８へ落下
することとなる。

【００１９】無端ベルト６としては、例えば、横長の金
属板のような、排出口１に集中する吸収剤４の荷重に耐
え得る硬直板３５を揺動自在に連結したものが挙げら
れ、排出口１から被回収成分が混入した原料ガスを引き
入れる必要がある上記吸収塔１０へ適用する場合には、
図４の如く各硬直板３５の強度を損ねない程度に通気孔
７を設けたり、各硬直板３５の連結部に吸収剤４の粒径
より十分小さい間隙を設けることによって、無端ベルト
６の表裏に亘る通気性を確保しておく。無端ベルト６を
駆動する原動機３６としては、種々の電動モーターが用
いられるが、その走行スピードを細かく変化させる場合
には、サーボモーター等を用いれば良く、無端ベルト６
の走行スピードを一定にすれば、排出口１の平面的位置
の相違による開放時間の部分的格差が無くなり、単位時
間あたりの排出量が均一と成る。

【００２０】このような単一シャッターのスリットを利
用する排出機としては、前記無端ベルト６の代わりに、
シャッターとして、前記と同様な条件を満たすべくスリ
ットを設けた板体（必要に応じて通気孔を設ける）を用
い、該板体を往復運動させる排出機もある他、図５の如
くシャッターとして硬直性を持ったドラム３７を用い、
該ドラム３７の側面にスリット５（必要に応じて通気孔
を設ける）を設け、該側面を排出口１にあてがって回転
させる排出機もある。この排出機の場合には、排出口１
とドラム３７の側面（閉鎖面３８）との隙間から粒体が
漏れないように、貯留容器はドラム３７の閉鎖面３８の
湾曲に倣った排出口１を有する必要があり、スリット５
の上方からの投影面積に、スリット５と排出口１との位
置関係による大きな格差が生じないように、ドラム３７
の径はできる限り大きくすることが望ましい。又、ドラ
ム３７の内部から粒体を効率良く排出する為に、ドラム
３７の内面に、その回転に伴って粒体を送り出す送り翼
３９を適宜もうけることも望ましい。

【００２１】シャッターの駆動の態様は、無端ベルト或
いはドラムをシャッターとする場合にあっては、図９及
び図１１乃至図１３の如く同一方向へ循環する駆動力を
与える方が、制御の簡素化の面、或いは物理的な負荷が
抑えられる点で望ましいが、排出口１に沿ってスリット
５が往復する様に正逆反復駆動を行っても良い。しかし
ながら、有端帯状或いは板状のものにあっては、正逆反
復駆動が余儀なくされる。該正逆反復駆動について、貯
留容器の断面の全域に亘って、各部における粒体の嵩の
減少スピードを均一化する場合には、前記シャッター
を、当該シャッターの移動方向への排出口１の幅以上の
移動距離を以て往復運動せしめることが望ましい。

【００２２】同様の目的を達成する手段としては、これ
らの様な単一シャッターのスリットを利用した手段の
他、貯留容器の排出口１を部分的に開閉すべく、該排出
口１に対向して並設した複数のシャッターと、各シャッ
ターの開閉を個別に制御し得る駆動手段とで構成され、
前記各シャッターを、個々の開放により生じる間隙９
が、前記貯留容器に蓄えられた粒体が通過できる程度の
幅を持ち、その長さが前記排出口１の全幅に亘る直線的
で幅が均一なスリット５となる様に、各々平行に配設し
た排出機が挙げられる。

【００２３】例えば、図６、図７及び図１４の如く貯留
容器の排出口１を等分して閉鎖し得る複数の長方形回動
板８を、各々一方の長辺に沿って（幅方向の中央に沿っ
てでも良い）固定された軸４０を以て揺動自在に支持す
ることで、前記無端ベルト６を用いた手段での閉鎖面３
２に代わるものを形成し、各回動板８を各々独立した動
作で連動させる制御装置や、各々を単独で動作させる制
御装置で制御された回転駆動力をクランク機構や歯車等
を介して伝達するもの等である。この排出機を用いれ
ば、前記単一シャッターのスリット５からの排出を行う
排出機に比べて貯留容器に蓄えられた粒体を破損する例
が著しく減少するので、吸収塔１０として用いる場合の
様に粒体たる吸収剤４が何度となくリサイクルされるも
のについては、吸収剤４の耐用期間を長くすることがで
きる。尚、前記シャッターの開閉は、片開き（図６参
照）、観音開き（図７参照）又は回転ドア式に開く形態
のいずれを採っても良い。この例にあっても、貯留容器
の排出口１からガスを流入しなければならない場合に
は、前記シャッターに通気孔を設ける必要性が生じる。

【００２４】以上示したガス回収装置の例では、吸収塔
１０の下部にホッパー１９が一体的に形成されているも
のとして説明したが、図１２の如く下部にホッパー１９
を有さず単なる筒状を呈するものであっても、排出口１
の平面的位置の相違による単位時間あたりの排出量を均
一にすることが可能と成る。又、これら排出機は、ガス
回収装置の再生塔１３についても適用することができ
る。

【００２５】ロックホッパー１２は、後段へ既吸収剤４
Ｆを送出しつつ、後段の再生塔１３から被回収成分が逆
流しないように付設されたものである。具体例として
は、図１７の如く内空部を左右２室４１，４２に仕切
り、更に各室４１，４２に３連のバルブ４３，４３，４
３を付設して、該バルブ４３，４３，４３を上位から下
位へと順次開閉し、吸収塔１０の内部と再生塔１３の内
部が直接連通することの無いようにされているものが挙
げられる。

【００２６】以上に記した向流接触方式に対して、図１
０、図１１及び図１３に示す直交接触方式の吸収塔４９
では、吸収剤４の流通方向に対して直角に被回収成分が
混入した混合ガスを流通せしめる為に、吸収剤４に対し
て図の如く被回収成分の吸収が行われる。この様な場合
には、被回収成分を含んだ原料ガスの給入口５０側に、
排気口５１側より多くの既吸収剤４Ｆが分布することと
なるので、この部分の吸収剤４の排出スピードを他の部
分より早くする必要性が生じる。

【００２７】この様な現象は、前記の如く排出機１１に
おけるシャッターの移動スピードや各部分のシャッター
の開放時間を制御することによって調整できる。即ち、
単一シャッターによる排出機の場合には、前記スリット
５を設けたシャッターを、給入口５０側においては低速
で移動させ、排気口５１側では速いスピードで移動さ
せ、複数のシャッターを用いた排出機にあっては、給入
口５０側のシャッターの開放時間を長く取り、排気口５
１側のシャッターの開放時間を短く取る。この様な措置
を施す事によって、吸収塔４９より排出される既吸収剤
４Ｆの吸収密度をほぼ均一に保ち、吸収剤４の稼働効率
を高くすることができる。

【００２８】一方、スリット５の長手方向に排出スピー
ドの差を付ける場合には、単一シャッターにスリット５
を設ける手段を採り、排出スピードを高くする位置のス
リット幅を広くし、排出スピードを低くする位置のスリ
ット幅を狭くすれば良い。

【００２９】又、例えば、熱交換器を具備する吸収塔に
おいて冷却管の配設状態が不均一である場合、冷却管が
密に配設されている領域では、当該冷却管が障害となっ
て吸収剤４の落下スピードが遅くなり、それに伴って長
時間の冷却が高い密度で存在する冷却管によって行われ
る。一方、冷却管が疎に配設されている領域にあって
は、冷却管という障害物が少ない為に貯留物の落下スピ
ードが増し、更に冷却管で直接冷却される領域が少ない
ことも加わって冷却が不十分となる。

【００３０】この様な状況においても、本発明による排
出機を用いることによって、吸収塔の内空部に存在する
吸収剤４の各部位における落下スピードは、排出機によ
る排出口各部位での開放時間差に依存することとなり、
吸収塔の内空部における冷却管の配設状況に大きく左右
されることは無い。更に、冷却管の配設密度の差異によ
る冷却効率の格差を是正する必要がある場合には、冷却
管が疎に配設された部分の開放時間を短くするなど部分
的な開放時間を調整して、排出スピードの均一化よりも
冷却効率の均一化を重視した制御をすることも可能であ
る。

【００３１】

【発明の効果】以上のごとく本発明による粒体排出機を
使用すれば、貯留容器における排出口の全域に亘って、
各部における粒体の嵩の減少スピードを容易に制御する
ことができるので、前記ガス回収装置の分野に限らず、
前記貯留容器の中に蓄えられる粉状或いは粒状の物体
が、該貯留容器に供給されたと同時に何等かの物質を吸
収し始める反応器や、何等かの反応が始まる反応器、或
いは物体によっては時間の経過とともに比較的早く変質
等が始まるものを一定時間貯留する容器の内部から排出
される粒体に、質の均一さが要求される全ての分野にお
いて顕著な実用性があり、裏を返せば、質の不均一さが
要求される分野においても一定の不均一さを保持するこ
とも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による粒体排出機の一例を示す側方から
見た概略図である。

【図２】本発明による粒体排出機の一例を示す他の側方
から見た概略図である。

【図３】シャッターの一例を示す平面図である。

【図４】図３の要部拡大図である。

【図５】本発明による粒体排出機の一例を示す側方から
見た概略図である。

【図６】本発明による粒体排出機の一例を示す側方から
見た概略図である。

【図７】本発明による粒体排出機の一例を示す側方から
見た概略図である。

【図８】ガス回収装置における吸収塔の一例を示す概念
図である。

【図９】図８の吸収塔における粒体排出機の作用の一例
を示す説明図である。

【図１０】ガス回収装置における吸収塔の一例を示す概
念図である。

【図１１】図１０の吸収塔における粒体排出機の作用の
一例を示す説明図である。

【図１２】円筒状の吸収塔における粒体排出機の作用の
一例を示す説明図である。

【図１３】円筒状の吸収塔における粒体排出機の作用の
一例を示す説明図である。

【図１４】円筒状の吸収塔における粒体排出機の作用の
一例を示す説明図である。

【図１５】吸収塔に設けるホッパーの一例を示す斜視図
である。

【図１６】吸収塔における熱交換手段の一例を示す概略
図である。

【図１７】ガス回収装置におけるロックホッパーの一例
を示す概略図である。

【図１８】向流接触型のガス回収装置の一例を示す概念
図である。

【符号の説明】

１ 排出口 ３ 駆動手段 ５ スリット ６ 無端ベルト ７ 通気孔 ９ 間隙 ３７ ドラム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01J 4/00 B01J 8/12

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 貯留容器の排出口（１）に付設する粒体
   排出機において、前記排出口（１）を開閉すべく該排出
   口（１）に一部を対向して設けた単一のシャッターと、
   該シャッターの前記排出口（１）との対向部分を移動さ
   せるべく当該シャッターを駆動する駆動手段（３）とで
   構成され、前記シャッターに、該シャッターの駆動方向
   への幅が前記貯留容器に蓄えられた粒体が通過できる程
   度に設定され、且つその長さが前記排出口（１）の全幅
   に亘るスリット（５）を設けた粒体排出機。
2. 【請求項２】 前記シャッターとして無端ベルト（６）
   を用いた請求項１記載の粒体排出機。
3. 【請求項３】 前記シャッターとして円筒状のドラム
   （３７）を用いた請求項１記載の粒体排出機。
4. 【請求項４】 貯留容器の排出口（１）に付設する粒体
   排出機において、貯留容器の排出口（１）を部分的に開
   閉すべく該排出口（１）に対向して並設した複数のシャ
   ッターと、各シャッターの開閉を個別に制御し得る駆動
   手段とで構成され、前記各シャッターを、個々の開放に
   より生じる間隙（９）が、前記貯留容器に蓄えられた粒
   体が通過できる程度の幅を持ち、その長さが前記排出口
   （１）の全幅に亘るスリット（５）となる様に、各々平
   行に配設した粒体排出機。
5. 【請求項５】 前記シャッターに通気孔（７）を設けた
   請求項１、２、３又は４記載の粒体排出機。