JP4278774B2

JP4278774B2 - 気流により輸送される粉粒体に接着剤をまぶす装置

Info

Publication number: JP4278774B2
Application number: JP12655799A
Authority: JP
Inventors: 昭博高橋; 博英坂口; 正紀菅原; 康弘松坂; 尚洋村田
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 1999-05-07
Filing date: 1999-05-07
Publication date: 2009-06-17
Anticipated expiration: 2019-05-07
Also published as: JP2000317288A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気流により粉粒体を輸送する輸送管内に接着剤を注入し、粉粒体に接着剤をまぶす装置に関し、特に、解繊された木材ファイバーに有機イソシアネート系の接着剤をまぶす装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
粉体あるいは粒体に接着剤をまぶし付け、これを所望の形状に圧縮成形してボードなどの製品を製造する技術は公知である。
例えば中質木質繊維ボード（MDF）を製造する場合、輸送管中を蒸気等の気体で輸送される解繊された木材ファイバーの流れの中に、例えばウレタン系樹脂などの有機イソシアネートや、アミノ系樹脂などの接着剤を注入し、木材ファイバーにまぶし付け、これを圧縮成形して所望のボードを得るものである。
然しながらこの種の装置においては、しばしば輸送管路の閉塞が発生する。
【０００３】
典型的なまぶし付け装置では、輸送管路は内径約25ないし150mmのステンレス鋼管で、5乃至15bar、150ないし200℃、1乃至3t/hrの蒸気流により、5乃至10t/hrのファイバーを輸送し、これに約1ないし3t/hrの添加速度でウレタン系の接着剤、例えばMDI（ジフェニルメタンジイソシアネート）を添加するようになっているが、このような装置では平均6時間程度の運転で閉塞が発生する。従って、連続運転できるのは数時間程度であり、この程度運転した後は装置の分解清掃又は閉塞部の交換が必要であるため、装置の運転効率が低下し、コストが嵩むという問題があり、長時間連続運転できる装置が求められている。
【０００４】
又、このような輸送管路の閉塞はプラント全体に大きな損害を及ぼすので、完全な予防対策が要求されている。
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は叙上の問題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは粉流体の輸送管路の閉塞が完全に防止でき、長時間に渡って連続運転できる装置を提供することにある。
【課題を解決する手段】
【０００６】
接着剤は口径約6mm程度のノズルから高速で注入されるので、これが管内で飛散し、木材ファイバーと接触しまぶし付けられる。
【０００７】
接着剤が良くまぶされた粉流体は多少べたべたしているので、管壁に付着する可能性があるが、その付着力は気流による流体抵抗に比べて極めて小さく、そのため粉流体そのものが長く管璧に留まることはない。従って接着剤が完全に粉流体にまぶされた後には輸送管路の閉塞は発生しない。
【０００８】
閉塞が発生するのは接着剤注入部の直後であり、そのような場所で閉塞が発生する理由は、注入される接着剤の流れが、輸送管路を流れる蒸気及び粉流体から成る混合物の流れに対し、あたかも輸送管路中に突出する棒状の障害物として機能し、その下流側にカルマン渦列を発生させることにある。
このカルマン渦列は、その反作用によって、注入される接着剤の流れを激しく蛇行させる。その主たる蛇行は輸送管路の中心軸（Ｚ軸）と、接着剤の注入方向（Ｙ軸）によって定められるＹＺ平面に直角なＸＺ平面内に発生するが、副次的な蛇行はＹＺ平面内にも発生し、そのため管壁の一部に接着剤の飛沫が付着することになる。
【０００９】
そのような接着剤の液滴が管壁に粘着すると、その粘着力は気流による流体抵抗より大きいため容易には剥離せず、その上その粘着物には気流により搬送される粉流体が激しく衝突し、管壁の付着物を成長させ、場合によっては長時間高温に曝されるため付着物の硬化反応が進行し、固形化することになる。
このように固形化した粘着物が管壁に発生すると、接着剤の飛沫の付着が一層促進されるようになり、又、粉粒体の突き刺さりも一層促進されるようになり、そのため固形化された付着物は急速に成長し、一気に輸送管路を閉塞することになる。
【００１０】
従ってこのような輸送管路の閉塞を予防するためには、接着剤の注入口近傍で接着剤の飛沫が管壁に接触しないようにすればよいことが判明した。
本発明はこのように接着剤の注入口近傍で接着剤を管壁に接触させないようにするため、接着剤の注入口の下流側で輸送管路の断面を拡大するように構成し、この目的を達成するものである。
【００１１】
而して、ここで用いる管断面拡大部には、公知の同心または偏心の突き合わせ溶接式レジューサーなどを用いることが推奨されるが、適宜設計したテーパー管などを用いてもよい。
又、上流側の小径部の口径をd、拡大された大径部の口径をDとしたとき、口径の拡大比D/ｄは1.2以上とする。この値には上限はないが、実用上2以下とすることが望ましい。又、拡大部の長さをHとしたときの（D−d）/Ｈの値にも上限値はない。
【発明の最良の実施態様】
【００１２】
以下、図面により本発明の実施例について説明する。
図1は本発明に係る第一実施例の構成を示す一部破断上面図、図2は第一実施例の構成を示す縦断面図、図3は公知のまぶし付け装置の構成を示す一部破断上面図、図4は図3に示した装置の作動を説明する縦断面図、図5は図3に示した装置の軸直角（A−A）断面図、図6は本発明に係る第二の実施例を示す縦断面図、図7は本発明に係る第三の実施例を示す縦断面図、図8は本発明に係る第四の実施例を示す縦断面図、図9は本発明に係る第五の実施例を示す縦断面図、図10は本発明に係る第六の実施例を示す縦断面図である。
【００１３】
而して、この図1及び図2に示されたまぶし付け装置10は、上流側の小径の輸送管11、下流側の大径の輸送管12及びそれらの中間に設けられる管断面拡大部13、その管断面拡大部13に設けられる接着剤注入管14から成り、これらの輸送管内には解繊された木材ファイバー15が高圧蒸気の気流によってZ軸方向、即ち輸送管路の中心軸方向に沿って、図中左側から右側へ矢印の方向に輸送されているものである。
【００１４】
而して、本実施例においては、管断面拡大部13として同心の、JIS B2311などで言う2形、即ち、単純テーパー管状のレジューサーが用いられている。接着剤注入管14は、管断面拡大部13の上流側端部に接続されており、ここから接着剤14−1が、輸送管路内に注入される。
この接着剤14−1は、注入口の近辺では、余り分散しておらず、蒸気気流中に集中して流入するので、蒸気気流から見ると恰も棒状の異物が流れを横切っているように成り、このため図1中に示す如く、注入された接着剤の後背部に強大なカルマン渦列16が発生し、その反作用で接着剤14−1の流れは大きく蛇行しつつ急速に飛沫となって分散し、気流中の木材ファイバー15の表面と接触せしめられ、その表面にまぶし付けられることになる。
【００１５】
この状態を図3ないし図5に示した公知のまぶし付け装置におけるそれと対比すると、この公知のまぶし付け装置20では、輸送管路21の拡大が行われないため、接着剤注入口24から注入される接着剤24−1が一層強く蛇行すると共に、輸送管路21の管壁が近接しているため、図5に示す位置Cにおいて、接着剤の液滴が管内壁に接触、粘着することとなる。
一旦このように接着剤の粘着が生じるとその粘着物に気流中の木材ファイバー又はチップ25が衝突し、突き刺さり、付着物が成長し、場合によっては、長時間高温に曝されるため、接着剤の固化反応が進行し、半ば固形化する。
【００１６】
このように固形化した突起が生じると、接着剤24−1の液滴の付着は促進されるので、突起の成長は一段と加速され、輸送管路が閉塞されるに到るものである。而して本実施例においては輸送管路の拡幅が行われているので、接着剤の蛇行が緩和され、かつ輸送管路の内部に余裕が生じているので、接着剤が輸送管路の内壁に付着することがなくこのため輸送管路の閉塞が生じることがないものである。
【００１７】
次に、図6に示す第二の実施例においては、まぶし付け装置30は上流側の小径の輸送管路31、下流側の大径の輸送管路32、それらの中間に設けられる管断面拡大部33及び接着剤注入管34から成る。而して本実施例においては、接着剤注入管34は管断面拡大部33にではなく、上流側の小径の輸送管路31の下流端部に設けられている。この装置の作用効果はすでに説明した第一の実施例と同様であるのでその説明は省略する。
【００１８】
次に図7に示された第三の実施例について説明する。
このまぶし付け装置40は、レジューサーを用いることなく、上流側の小径の輸送管路41と下流側の大径の輸送管路42とを、それぞれフランジ41−1及び42−1によって直接接続するものである。このまぶし付け装置の作用もすでに自明であると思われるので、その説明を省略する。
【００１９】
次に図8により第四の実施例について説明する。
このまぶし付け装置50は、上流側の小径の輸送管路51と、下流側の大径の輸送管路62 とを偏心レジューサー53によって接続して成るものである。この装置によっても輸送管路の閉塞は完全に防止される。
【００２０】
また図9に示す実施例は、レジューサーの使用方法が異なる外は、前述の第四実施例と同様なものである。
このまぶし付け装置60は、上流側の小径の輸送管路61及び下流側の大径の輸送管路62を偏心レジューサー63で接続して成るものであるが、前述の第四の実施例とはレジューサーの接続方法が異なっている。粉粒体の輸送条件にもよるが、この実施例においても輸送管路の閉塞は完全に防止される。
【００２１】
而して上記第一乃至第四の実施例においては、下流側の大径の輸送管路の更に下流側にレジューサーを設けて、管径を元の上流側の小径の輸送管路の管径と合わせるようにしておくことが推奨される。
【００２２】
図10に示したまぶし付け装置70は第五の実施例であり、第一実施例と同様なまぶし付け装置を用いるものであるが、上流側の輸送管路71を一旦レジューサー72で縮小し、これに小径の上流側輸送管路73、レジューサー74及び下流側の大径の輸送管路75を順次接続し、これに接着剤注入管76を設けて成るものである。
この実施例は輸送管内の輸送気流速度がやや低い場合に適用される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は叙上の如く構成されるから、本発明によるときは、粉流体の輸送管路の閉塞が防止又は閉塞発生を著しく遅延させることができ、長時間に渡って連続運転し得る装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第一実施例の構成を示す一部破断上面図である。
【図２】第一実施例の構成を示す縦断面図である。
【図３】公知のまぶし付け装置の構成を示す一部破断上面図である。
【図４】図3に示した装置の作動を説明する縦断面図である。
【図５】図3に示した装置の軸直角（A−A）断面図である。
【図６】本発明に係る第二の実施例を示す縦断面図である。
【図７】本発明に係る第三の実施例を示す縦断面図である。
【図８】本発明に係る第四の実施例を示す縦断面図である。
【図９】本発明に係る第五の実施例を示す縦断面図である。
【図１０】本発明に係る第六の実施例を示す縦断面図である。

Claims

粉粒体輸送管内の気流中に接着剤を注入し、粉粒体に接着剤をまぶす装置において、
少なくとも前記粉粒体輸送管は、
前記気流の流れ方向において上流側に位置する小径の輸送管と、
前記気流の流れ方向において下流側に位置する大径の輸送管と、
前記小径の輸送管と大径の輸送管とを連絡し、管の断面径が小径の輸送管から大径の輸送管に向かって拡径するように構成された管断面拡大部と、を有し、
前記管断面拡大部における小径の輸送管側の端部に、接着剤注入管が接続されていることを特徴とする粉粒体に接着剤をまぶす装置。
粉粒体輸送管内の気流中に接着剤を注入し、粉粒体に接着剤をまぶす装置において、
少なくとも前記粉粒体輸送管は、
前記気流の流れ方向において上流側に位置する小径の輸送管と、
前記気流の流れ方向において下流側に位置する大径の輸送管と、
前記小径の輸送管と大径の輸送管とを連絡し、管の断面径が小径の輸送管から大径の輸送管に向かって拡径するように構成された管断面拡大部と、を有し、
前記小径の輸送管における管断面拡大部側の端部に、接着剤注入管が接続されていることを特徴とする粉粒体に接着剤をまぶす装置。
前記小径の輸送管の口径をｄ、前記大径の輸送管の口径をＤとしたとき、
口径の拡大比Ｄ／ｄが１．２以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の粉粒体を接着剤にまぶす装置。
前記管断面拡大部が、
管断面を連続的に拡大するレジューサーであることを特徴とする請求項１または２に記載の粉粒体に接着剤をまぶす装置。
前記粉粒体が、解繊された木材ファイバーであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の粉粒体に接着剤をまぶす装置。
前記接着剤が、有機イソシアネートから成ることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の粉粒体に接着剤をまぶす装置。