JP3414453B2 - 脱水ケーキ等のパイプ輸送方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、脱水ケーキ等の搬送物
をパイプによって圧送するとき、パイプの内周壁と搬送
物の外周部との間に滑剤を注入して圧送する、脱水ケー
キ等のパイプ輸送方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】脱水ケーキ等の搬送物をパイプによって
圧送するパイプ輸送方法は、従来周知で、この輸送方法
の実施に使用されるパイプ輸送装置は、ピストンポン
プ、ねじポンプ等の容積型のポンプと、パイプラインと
から概略構成されている。したがって、パイプラインを
目的地まで敷設し搬送物を容積型のポンプでパイプ中に
圧入すると、搬送物は目的地まで圧送される。搬送物
は、パイプという閉鎖空間で圧送されるので、環境を汚
染することがないという特徴を有し、輸送量に比較して
管路の占有面積も小さく、また配管を変えるだけで搬送
ルートを変更できるなどの利点も有するので、汚泥を焼
却炉まで移送する搬送装置として適している。しかしな
がら、長距離輸送には困難を伴う。例えば、汚水処理場
で発生する汚泥は、フイルタプレス等で脱水され、そし
て焼却炉まで搬送され焼却処理されているが、このよう
な汚泥は、含水率が７０％以下になるまで脱水されてい
るので、流動性がなく、パイプとの摩擦抵抗が非常に大
きいため長距離輸送は困難である。そこで、パイプの内
周壁と搬送物との間に滑剤例えば水を注入し、パイプと
の間の摩擦抵抗を小さくして、少ない動力で長距離輸送
を可能としたパイプ輸送方法が知られている。また、本
出願人も滑剤の注入方法を改良したパイプ輸送方法を特
願昭６２ー２５９６１０号によって提案している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】粘稠度が高く流動性が
低いために、長距離のパイプ輸送が不可能な搬送物も、
前述したような滑剤を注入するパイプ輸送方法による
と、ある程度の長距離を輸送することはできる。しかし
ながら、改良すべき問題点もある。例えば、搬送物の性
状によっては滑剤の効果が持続せず、頻繁に滑剤を注入
しなければ長距離輸送ができないという問題がある。頻
繁に注入しようとすると、注入箇所が増え設備費が嵩む
と共に、多量の滑剤を必要とし、搬送物の含液率も増加
する。頻繁に滑剤を注入しなければならない理由をさら
に詳しく説明する。例えば脱水ケーキ等の搬送物は、前
述もしたように容積型のポンプでパイプに圧入される
が、容積型のポンプに供給するために解砕等の処理がな
され、そしてパイプに圧入される。そして滑剤は、パイ
プの内周壁と搬送物の外周部との間に注入される。しか
しながら、解砕された搬送物の中には空隙があり、パイ
プの内周壁に注入された滑剤は徐々に内部の空隙に侵入
し、パイプの内周壁と搬送物の外周部との間に永くは留
まらない。その結果滑剤の効果は持続せず、頻繁に注入
しなければならなくなる。したがって、本発明は滑剤の
効果が持続し、長距離輸送が可能な脱水ケーキ等のパイ
プ輸送方法を提供することを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、脱水ケーキ等の搬送物をパイプによって
圧送するとき、搬送物の外周部とパイプの内周壁との間
に滑剤を注入して圧送する輸送方法において、 搬送物
の外周部を、搬送物の一部を別途混練して密度を高めた
滑剤難浸透層で覆い、該滑剤難浸透層の外周部とパイプ
の内周壁との間に滑剤を注入して圧送するように構成さ
れる。請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のパイ
プ輸送方法において、滑剤難浸透層を、搬送物の一部に
粘土またはオイルを混入して別途混練して密度を高めた
搬送物で形成するように構成される。

【０００５】

【実施例】本発明を実施するに当たって、パイプの内周
壁近傍の滑剤難浸透層は、搬送物とは別の材料で形成す
ることもできるし、また搬送物の一部に例えば粘土、オ
イル等を混入したものを適用することもできる。しかし
ながら、以下の第１実施例では搬送物の一部を充分に混
練し、高密度化した例について説明する。本発明の実施
に使用されるポンプは、容積型ポンプが適用される。こ
の容積型ポンプＰには、前述の特願昭６２ー２５９６１
０号に記載されているようなピストンポンプ、ねじポン
プ等の容積型ポンプが適用される。ピストンポンプ等の
往復型のポンプを適用すると、搬送物の圧力に脈動を生
じる。したがって、高密度化された搬送物あるいは滑剤
の注入方法にもタイミングを取るなどそれなりの工夫が
必要であるが、前述した特願昭６２ー２５９６１０号に
開示されているような方法で注入することができる。し
かしながら、容積型ポンプＰに、本出願人が同様に提案
している特願平３ー３０８３４７号に記載されているよ
うな脈動の小さいポンプを適用すると、このような注入
の問題がなく好都合である。また滑剤も同特願昭６２ー
２５９６１０号に記載されているような水、油、高分子
系潤滑剤等が適用される。

【０００６】以下、本発明の実施に使用されるパイプ輸
送装置の第１実施例について説明する。図１は、パイプ
輸送装置の概略を示す模式図であるが、同図に示されて
いるように、本実施例に係わるパイプ輸送装置は、容積
型ポンプＰ、搬送物を調質するための供給装置１、搬送
物の一部を高密度化するための混練装置１０、高密度化
された搬送物をパイプに供給するための高密度搬送物注
入装置２０、滑剤注入装置ＫＴ、パイプライン４０等を
備えている。そしてパイプライン４０には、高密度化搬
送物注入装置２０、滑剤注入装置ＫＴ等が適宜介装され
ている。また容積ポンプＰの吐出口にはパイプライン４
０が接続されている。

【０００７】供給装置１は、従来周知のように比較的容
量の大きい漏斗状のホッパ２を備えている。そしてこの
ホッパ２内に、搬送物Ｍを解砕する複数枚のパドル３、
３、…と、フイーダ５に押し込む螺旋状のスクリュウ
３’とが設けられている。これらのパドル３、３、…と
スクリュウ３’は駆動軸に固定され、モータ４で回転駆
動される。したがって、パドル３、３、…とスクリュウ
３’とを駆動すると共に、必要に応じて小量の水を添加
すると、搬送物Ｍは解砕される等の処理がなされ、ホッ
パ２の下方に設けられているロータリーフイーダ５から
容積ポンプＰに供給される。

【０００８】混練装置１０は、搬送物の一部が入れられ
る漏斗状のホッパ１２、このホッパ１２内の搬送物を混
練する混練羽根１３、混練羽根１３を駆動するモータ１
４、高密度化された搬送物ＭＭを高密度搬送物注入装置
２０に注入するスクリュウフィーダ１５等を備えてい
る。漏斗状のホッパ１２は、搬送物の一部を高密度化す
るためのもので、供給装置１のホッパ２よりもはるかに
小さく、混練する量も少ない。したがって、小さな動力
で混練される。また漏斗状のホッパ１２には、高分子溶
液、水等の添加物すなわち粘結剤を供給するための管１
６が設けられている。スクリュウフィーダ１５の吐出口
と高密度搬送物注入装置２０は、供給管１７で接続され
ている。なお、スクリュウフィーダ１５の吐出圧は、高
密度搬送物注入装置２０の下流側の第３パイプ４３内に
おける搬送物の圧力よりわずかに大きい。

【０００９】高密度搬送物注入装置２０は、搬送距離が
長くなるとパイプライン４０の適所に所定の間隔をおい
て複数個設けることができる。このとき滑剤注入装置Ｋ
Ｔの上流側に設けられる。しかしながらが、図１には第
２パイプ４２と第３パイプ４３との間に１個設けた例の
みが示されている。そして高密度搬送物注入装置２０の
具体例は、図２の（イ）に拡大して示されている。すな
わち高密度搬送物注入装置２０は、内部に位置する内管
２１と、この内管２１の外側に配置されている大径の外
管３０とから概略構成されている。

【００１０】内管２１は、下流側に向かってテーパ状に
絞られているテーパ部２２を備えている。そしてテーパ
部２２の一方の端部にフランジ２３が一体的に設けら
れ、このフランジ２３によって第２パイプ４２のフラン
ジ４６に取り付けられる。内管２１のフランジ２３部に
おける内径は、第２パイプ４２の内径と略同じである
が、下流の開放端２４における外径は、下流側の第３パ
イプ４３の内径よりも小さい。したがって、テーパ部２
２の開放端２４における外周壁と、第３パイプ４３の内
周壁との間には所定の一定間隔の環状スリット２５があ
る。この環状スリット２５から高密度化された搬送物Ｍ
Ｍが環状に吐出されることになる。外管３０は、内管２
１と対をなすもので、長さは略同じであるが、その径は
大きく、内管２１のテーパ部２２との間には所定の間隔
があり、外管３０とテーパ管２２との間に環状の供給空
間３１が形成されている。外管３０の両端部にはフラン
ジ３２、３２が一体的に設けられ、また外管３０には、
高密度化された搬送物ＭＭを供給空間３１に送る供給管
１７が接続され、圧力計３４等も設けられている。な
お、供給管１７は、外管３０の周りに複数個接続するこ
ともできるが、図には１個設けた例が示されている。

【００１１】本実施例の高密度搬送物注入装置２０は、
上記のように構成されているので、上流側の第２パイプ
４２のフランジ４６に内管２１のフランジ２３と、外管
３０のフランジ３２とをそれぞれ印籠嵌めにより整合さ
せボルト・ナットで締め付けることにより、内管２１と
外管３０とを上流側の第２パイプ４２に取り付けること
ができる。そして外管３０の他方のフランジ３２に、下
流側の第３パイプ４３のフランジ４７を締め付けること
により全体を組立て取り付けることができる。滑剤注入
装置ＫＴ、滑剤タンクＫＮ、圧力計ＡＴ等の構成および
作用は、前述の特願昭６２ー２５９６１０号に記載され
ているように実施することができるので、説明を省略す
る。

【００１２】次に、図１、２により上記パイプ輸送装置
によって脱水ケーキ等の搬送物を輸送する方法について
説明する。供給装置１のホッパ２に搬送物Ｍを入れ、モ
ータ４を起動して搬送物Ｍを解砕等の調質をする。な
お、調質は容積型ポンプＰに吸い込める程度で充分であ
る。混練装置１０のホッパ１２に搬送物Ｍを入れる。そ
してモータ１４を起動して混練羽根１３で搬送物Ｍを混
練する。このとき管１６から水等を添加してスクリュウ
フィーダ１５に吸い込まれた搬送物Ｍ中に空隙が生じな
いように充分混練する。これにより高密度搬送物ＭＭが
得られる。容積型ポンプＰを起動して搬送物Ｍを第１パ
イプ４１に圧入する。そうすると第２パイプ４２、高密
度搬送物注入装置２０、第３パイプ４３、滑剤注入装置
ＫＴの順に圧送される。スクリュウフィーダ１５を駆動
して高密度搬送物ＭＭを供給管１７から高密度搬送物注
入装置２０の供給空間３１に注入する。

【００１３】図２の（イ）に示す注入装置２０におい
て、テーパ部２２は下流側に向かって絞られ、テーパ部
２２の下流端２４と第３パイプ４３との間には直径方向
に段差があるので、供給空間３１の高密度化搬送物ＭＭ
は、環状スリット２５から搬送物Ｍの周りに環状に吐出
される。すなわち搬送物Ｍの周りは、高密度搬送物ＭＭ
の層で覆われる。この状態は図２の（ロ）に模式的に示
されている。このような状態で、下流側の滑剤注入装置
ＫＴから特願昭６２ー２５９６１０号に記載されている
ようにして滑剤を注入する。注入された滑剤は、高密度
搬送物ＭＭに遮られて、搬送物Ｍの内部への浸透は抑制
され、輸送中も高密度搬送物ＭＭの層の外周部とパイプ
ライン４０の内周壁との間に留まる。したがって、摩擦
抵抗の低減効果に長く寄与し、長距離輸送ができる。以
上のように、本実施例によると、搬送物Ｍの一部を混練
して高密度搬送物ＭＭが得られるので、搬送物の全量を
混練して高密度化して輸送する場合に比較して、混練す
る動力費が易くなり、また混練するための例えばミキサ
ーも小型ですむ効果も得られる。

【００１４】次に図３、４により本発明の第２実施例を
説明する。前述した第１実施例と同じ部材あるいは同様
な部材で、同じような作用を奏する部材には同じ参照符
号を付けて重複説明はしない。本実施例によると第２パ
イプ４２と、下流側の第３パイプ４３との間に、第１実
施例の高密度搬送物注入装置２０の代わりに圧密継手５
０が介装されている。圧密継手５０は、図４に示されて
いるように、下流側に向かって径が順次拡大されている
拡径部５１と、この拡径部５１から径が第３パイプ４３
の径と同じ径になるまでテーパ状に縮小されている絞部
５２とから概略構成されている。拡径部５１の上流端
と、絞部５２の下流端にはフランジ５３、５４が一体的
に設けられ、圧密継手５０はこれらのフランジ５３、５
４により、上流側の第２パイプ４２と下流側の第３パイ
プ４３との間に取り付けられている。

【００１５】第２実施例の作用について説明する。供給
装置１に搬送物Ｍを入れ、モータ４を起動してスクリュ
フイーダ６を駆動する。そうすると、スクリュフイーダ
６で送られる過程で搬送物Ｍは、容積型ポンプＰに吸い
込まれる程度に解砕等の調質がなされる。容積型ポンプ
Ｐを起動して搬送物Ｍを第２パイプ４２に、長距離輸送
に必要な圧力で圧入しパイプライン４０で所定箇所へ圧
送する。

【００１６】ところで、一般に搬送物をパイプラインで
圧送すると、搬送物とパイプラインの内周壁との間には
摩擦抵抗が生じるが、この摩擦抵抗によりパイプライン
の内周壁近傍では、搬送物の間に速度差が生じ、パイプ
ラインの内周壁近傍の搬送物は一種の混練作用を受け
る。特に本実施例のように下流側に向かって順次縮径さ
れている絞部５２では大きな摩擦抵抗が生じ、大きな混
練作用を受ける。これにより搬送物の外周部に高密度層
が形成されると考えられる。このようにして搬送物Ｍの
外周部に、滑剤を通しにくい高密度の搬送物の層が形成
される。以下、前述したように滑剤注入装置ＫＴから滑
剤を注入して輸送する。

【００１７】以下に、第２実施例のテスト結果を示す。
図４に示されているように、全長Ｌ；１２５０ｍｍ、絞
部の長さＬ１；８００ｍｍ、拡径部５１の入り口端の外
径ｄ１；１３９ｍｍ、絞部の最大外径Ｄ；３７６ｍｍ、
絞部５２の最小外径ｄ１；２１６ｍｍの圧密継手５０を
試作して、圧密継手５０の効果をテストした。このとき
の搬送物は、脱水ケーキの疑似物質としてシールド工法
の排土にオガ屑を混合したもので、含水率３１％、比重
１.７であった。輸送量は１.８ｍ³／ｈであった。な
お、滑剤として水を使用した。まず、比較のために、圧
密継手５０を外し、そして異径管で第２パイプ４２と下
流側の第３パイプ４３とを接続し、他の条件は同じにし
てテストした。テスト結果を下記の表１に示す。 表１ テスト回 １回 ２回目 ３回目 注水量 ３３０ ６６０ １０００ （ｃｃ／ｍｉｎ） パイプ内の圧力降下 ０.７９ ０.５３ ０.２０ （ｋｇ／ｃｍ²／ｍ） なお、パイプ内の圧力降下は、水を注入した下流側にお
いて距離１ｍ当たりを搬送物が圧送される間に降下した
圧力値である。次に圧密継手５０を第２パイプ４２と下
流側の第３パイプ４３との間に設置し、その他の条件は
同じにしてテストした。その結果を下記の表２に示す。 表２ テスト回 １回目 ２回目 ３回目 注水量 ３３０ ６６０ １０００ （ｃｃ／ｍｉｎ） パイプ内の圧力降下 ０.５０ ０.３０ ０.１７ （ｋｇ／ｃｍ²／ｍ） 上記テストから明らかなように、圧密継手５０を使用す
ると、注入する水の量が同じで、圧力降下が小さいこと
がわかる。すなわちこのことは搬送物Ｍの外周部に、難
透水性の高密度化層ＭＭが形成されたことを示してお
り、圧密継手５０の効果が理解される。

【００１８】

【発明の効果】以上のように、本発明によると、脱水ケ
ーキ等の搬送物をパイプによって圧送するとき、搬送物
の外周部を、搬送物の一部を別途混練して密度を高めた
滑剤難浸透層で覆い、該滑剤難浸透層の外周部とパイプ
の内周壁との間に滑剤を注入して圧送するので、滑剤が
パイプの内周壁近くに長く留まる。したがって、滑剤の
効果が持続し、長距離輸送ができるという、本発明に特
有の効果が得られる。また、注入箇所は少なくて長距離
輸送ができるので、滑剤注入装置の製作費が易くなると
共に、搬送物の含液率を高めることもなく、ランニング
コストも小さくて済む利点もある。滑剤難浸透層が搬送
物の一部を別途混練等の処理をして密度を高めた搬送物
で形成されているので、高密度化層を形成する材料を格
別に用意する必要がなく、また滑剤難浸透層が搬送物の
一部であるので、輸送効率も向上する効果が得られる。
請求項２に記載の発明によると、滑剤難浸透層を、搬送
物の一部に粘土またはオイルを混入して別途混練して密
度を高めた搬送物で形成するので、滑剤の持続効果をコ
ントロールすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施に使用されるパイプ輸送装置の第
１実施例を示す模式図である。

【図２】図１の高密度搬送物注入装置部分の拡大図で、
その（イ）は全体の断面図、そして（ロ）は、（イ）に
おいてローロで切った図に相当し、搬送物が搬送されて
いる状態を模式的に示す断面図である。

【図３】本発明の実施に使用されるパイプ輸送装置の第
２実施例を示す模式図である。

【図４】図１の圧密継手の実施例を拡大して示す正面図
である。

【符号の説明】

１ 供給装置 １０ 混練装置 ２０ 高密度搬送物注入装置 ＫＴ 滑剤注入装置 Ｍ 搬送物 ＭＭ 高密度搬送物 Ｐ 容積型ポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−105100（ＪＰ，Ａ) 実開 昭52−125833（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭53−141010（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B65G 53/00 - 53/28 B65G 53/32 - 53/66 F17D 1/00 - 5/08 E02F 7/10 E21D 1/00 - 9/14

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 脱水ケーキ等の搬送物をパイプによって
   圧送するとき、搬送物の外周部とパイプの内周壁との間
   に滑剤を注入して圧送する輸送方法において、 搬送物の外周部を、搬送物の一部を別途混練して密度を
   高めた滑剤難浸透層で覆い、該滑剤難浸透層の外周部と
   パイプの内周壁との間に滑剤を注入して圧送することを
   特徴とする脱水ケーキ等のパイプ輸送方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のパイプ輸送方法におい
   て、滑剤難浸透層を、搬送物の一部に粘土またはオイル
   を混入して別途混練して密度を高めた搬送物で形成し
   た、脱水ケーキ等のパイプ輸送方法。