JP4352400B2 - 空気輸送装置 - Google Patents

Description

本発明は空気輸送装置に係り、特に米など破砕し易い粉粒体を圧縮エアによって輸送配管を介してサイクロンへ輸送する空気輸送装置に関する。

従来、医薬品や食品等のサニタリープラントでは、材料や製品等の粉粒体を簡便かつ清潔に輸送する必要があるため、圧縮エアを用いた空気輸送装置が多く採用される。

従来の空気輸送装置は、特許文献１で開示されているように、粉粒体が補給されるホッパ内に圧縮エアを送り込むと同時に、ホッパに近接した輸送配管に設けられたエゼクタからの吸引噴射を行なうことにより、ホッパ内の粉粒体がサイクロンへと輸送される。
特開２００１−３１５９６１号公報

しかしながら、特許文献１の空気輸送装置では、サイクロンに到達した粉粒体は、輸送時の流速でサイクロンの内壁を旋回しながら落下する。そのため、米など破砕し易い粉粒体を輸送する際には、粉粒体同士や外壁との接触したときの衝撃で粉粒体が破砕してしまうという問題があった。

この対策として、供給される圧縮エアの圧力等を低下させて輸送される粉粒体を減速させる方法も検討されるが、空気輸送装置全体における粉粒体の輸送効率が低下するという新たな問題が生じる。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、圧縮エアにより効率よく粉粒体を輸送することができるとともに、サイクロンへの到達時に輸送された粉粒体が破砕することを最低限に抑えることができる空気輸送装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、粉粒体を圧縮エアにより輸送配管を介してサイクロンに空気輸送する空気輸送装置において、前記輸送配管の下流部側には、前記粉粒体の空気輸送速度を調整する速度調整装置が設けられ、前記速度調整装置は、前記輸送配管に連通されるとともに多数の孔部が形成された内筒と、該内筒を覆うとともに排気管が設けられた外筒とからなる二重管構造に構成され、 前記内筒と外筒との間の隙間には、繊維状緩衝材が充填され、前記外筒の前記排気管には、該排気管から排気されるエア量を調整する排気量調整手段が設けられ、 前記速度調整装置には、前記繊維状緩衝材の内周側と外周側とに生じる差圧を測定する差圧測定手段が設けられるとともに、前記繊維状緩衝材の外周から逆洗エアを噴射する逆洗手段が設けられ、前記差圧測定手段で測定された差圧が予め設定された値を超えた場合に、前記逆洗手段から逆洗エアを前記繊維状緩衝材に噴射する逆洗制御手段が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、輸送配管とサイクロンの入口との間に速度調整装置を設けることにより、空気輸送装置全体における輸送効率を低下させることなく、圧縮エアによって輸送される粉粒体の速度をサイクロンの入口で減速させることができる。すなわち、速度調整装置では、排気量調整手段を調整することにより、内筒を通過する圧縮エアの一部が多数の孔部から繊維状緩衝材を介して均一に吸引されて、外筒に設けられた排気管から系外へ排気される。これにより、通過する圧縮エアの速度が徐々に低下してからサイクロンへと流入するので、粉粒体は輸送時の速度よりも低下した状態でサイクロンへ到達する。したがって、サイクロンへの到達時における衝撃によって粉粒体が破損することを最小限に抑えることができる。

加えて、速度調整装置で内筒を通過する圧縮エアの吸引を連続して行なうと、圧縮エア中に存在する微細な粉粒体等が繊維状緩衝材内に残存して目詰まりを起こすため、速度調整装置における排気効率が低下して粉粒体の減速を効率よく行なうことができなくなる。そこで、速度調整装置に設けられた差圧測定手段により繊維状緩衝材の外周と内周の差圧を測定し、その差圧が予め設定された値を超えた場合に、逆洗手段により繊維状緩衝材の外周側から内周側へ圧縮された逆洗エアを噴射することにより、繊維状緩衝材に詰まった微細な粉粒体等を除去することができる。これにより、速度調整装置において常に安定して排気を行なうことができるので、サイクロンへ流入する粉粒体を効率よく減速させることができる。

また、上記構成に加えて、前記速度調整装置の前記差圧測定手段及び逆洗手段は、前記圧縮エアの通過方向に沿って複数並列配置され、前記逆洗制御手段は、各差圧測定手段で測定された差圧のうち、高い値を示した箇所から順に前記逆洗エアの噴射を行なうように各逆洗手段を制御することを特徴とする。

これにより、繊維状緩衝材の目詰まりを起こした箇所に対して逆洗エアの噴射が的確に行なわれるため、速度調整装置の内筒を通過する圧縮エアを長期間にわたって常に安定して排気することができる。

更に、本発明は、前記速度調整装置と前記サイクロンとの間の前記輸送配管には、該輸送配管を通過する前記圧縮エアの流速を測定する流速センサが設けられ、前記流速センサで測定された流速の値に基づいて、前記排気量調整手段を制御する排気制御手段が設けられていることを特徴とする。

斯かる構成によれば、空気輸送装置において、圧縮エアは、供給量を一定にしていても輸送される粉粒体の量や外気の温度や湿度などによって常に流速が変化する。そこで、内筒の下流側で測定された圧縮エアの流速を測定し、その測定値に基づいて排気量調整手段を制御して、速度調整装置から排気されるエア量を調整するようにした。これにより、サイクロンへ到達する粉粒体の速度を安定して減速することができるので、圧縮エアの流速の変化に関係なくサイクロン内で粉粒体が破損することを抑制することができる。

以上説明したように本発明に係る空気輸送装置によれば、速度調整装置によってサイクロンに流入する手前で圧縮エアの一部が吸引されて排気されるので、圧縮エアによって輸送される粉流体はサイクロン内に減速して供給される。これにより、空気輸送装置の輸送効率を低下させることなく、サイクロン内における粉粒体の破損を最小限に抑えることができる。

以下添付図面に従って本発明に係る空気輸送装置の好ましい実施の形態について詳説する。

図１は、本発明の実施の形態である空気輸送装置１０の全体構成を示した斜視図である。なお、黒色矢印は粉粒体が輸送される方向を示しており、白色矢印は圧縮エアが流れる方向を示している。

同図の如く、空気輸送装置１０は、主にホッパ１２とサイクロン１４との間を、一端にブロワ１６が接続された輸送配管１８で連結して構成される。

ホッパ１２は、上面に粉粒体供給管２０が設けられるとともに、下面にロータリーフィーダ２２を介して輸送配管１８の上面と連結している。粉粒体供給管２０から投入された粉粒体は、ホッパ１２内に一旦貯留される。ロータリーフィーダ２２は、ホッパ１２内に貯留された粉粒体を所定の量に調整しながら輸送配管１８の内部へ供給する。

輸送配管１８は、一端に設置されたブロワ１６の駆動により、サイクロン１４の方向に対して圧縮エアが供給されている。したがって、ホッパ１２からロータリーフィーダ２２を介して輸送配管１８へ供給された粉粒体は、輸送配管１８を流れる圧縮エアによって空気輸送され、サイクロン１４へと送られる。

図２は、本発明の実施の形態である空気輸送装置１０に設けられたサイクロン１４の構造を示した斜視図である。

サイクロン１４は、上部が筒状で下部が円錐状を有するサイクロン本体２４の上部中央から内部中央に貫通した状態で排気管２６が設置されている。サイクロン本体２４の上部側面には、輸送配管１８から輸送された粉粒体の入口であるサイクロン入口２８が設けられており、輸送された粉粒体をサイクロン本体２４の内壁に対して接線的に流入させる形状を有している。また、サイクロン本体２４底部には、粉粒体をサイクロン１４の外へ排出する排気管２６が連結している。したがって、輸送配管１８を介して圧縮エアによって輸送された粉粒体は、図２の黒色矢印で示すように、サイクロン入口２８からサイクロン本体２４の内面を旋回しながら底部へと自由落下して、排気管２６から排出される。一方、圧縮エアは、図２の白色矢印で示すように、サイクロン本体２４内へ接線流入することにより、サイクロン本体２４の中心部の渦気流となって排気管２６から排気される。なお、排気管２６は、排気される圧縮エアを集塵するための不図示のフィルタを備えることが好ましい。また、排気管２６に排気を強制的に行なうファンを設置してもよい。

空気輸送装置１０は、輸送配管１８とサイクロン入口２８との間に速度調整装置３２が設置されている。

図３は、本発明の空気輸送装置１０に設けられた速度調整装置３２の構成図であり、外側の一部を切り欠いた状態の速度調整装置３２を示している。

同図の如く、速度調整装置３２は、輸送配管１８と同径の配管の一部に多数の孔部３４ａ，３４ａ…が形成された内筒３４と、孔部３４ａ，３４ａ…が形成された箇所の外周を覆う大径の外筒３６と、から構成されることにより二重管構造を有している。なお、各孔部３４ａ，３４ａ…は、例えば粉粒体が米である場合に、配管径の１／３倍程度の大きさの孔径であり、内筒３４の長手方向に対して外径の２〜４倍程度の範囲で、かつ開口率が１０％以下になるように配置される。

内筒３４と外筒３６の間には、繊維状緩衝材３８が充填されている。繊維状緩衝材３８は、通気性に優れた材質であることが好ましく、例えばエアフィルタと同じ材質が使用される。外筒３６の上面には排気管４０が設置され、排気量調整手段である排気エアバルブ４２を介して排気ファン４４と連結している。排気エアバルブ４２は、電動式に開閉を行なうエア用のバルブであり、排気管４０を通過するエア量を調整する。排気ファン４４は排気管４０に対して吸引力を付与し、排気ファン４４の駆動によってその吸引力が調整される。

また、外筒３６の外周には逆洗手段として複数のノズル４６，４６…が圧縮エアの通過方向に沿って並列配置され、チューブ４８，４８…を介して電磁弁５０と連結している。電磁弁５０は、近傍に設けられたコンプレッサ５２と連結しており、コンプレッサ５２の駆動により圧縮された外気が逆洗エアとして連結する電磁弁５０から各チューブ４８，４８…を介して各ノズル４６，４６…へと供給される。

内筒３４の下流側には流速センサ５４が設置されており、内筒３４内を流れる粉粒体及び圧縮エアの流速を測定して、その測定値をコントローラ５６へ送信する。

また、繊維状緩衝材３８の内周側及び外周側には、差圧測定手段である複数の圧力センサ５８，５８…が圧縮エアの通過方向に沿って並列設置される。各圧力センサ５８，５８…は、設置された繊維状緩衝材３８内の圧力を測定し、その測定値をコントローラ５６へ送信する。

コントローラ５６は、排気制御手段及び逆洗制御手段を兼ね備えている。したがって、流速センサ５４から送信された流速の測定値を受信すると、受信した測定値を基にして、接続する排気エアバルブ４２の開閉及び排気ファン４４の駆動を制御する。また、各圧力センサ５８，５８…から送信された圧力の測定値を受信すると、各測定値から繊維状緩衝材３８内の外周と内周との差圧に換算し、この換算した差圧を基にして電磁弁５０の開閉を制御する。

次に、上記の如く構成された本発明の実施の形態である空気輸送装置１０の作用について説明する。

空気輸送装置１０において、ロータリーフィーダ２２によってホッパ１２から輸送配管１８内へ供給された粉粒体は、ブロワ１６から供給される圧縮エアの流れに従って、すなわち図１の黒色矢印に示した方向へ輸送される。このため、輸送された粉粒体は、図２の黒色矢印で示す方向に、サイクロン１４内をある程度の速度で接線流入しながら自由落下する。このとき、粉流体は、粉粒体同士やサイクロン本体２４の内壁との接触時における衝撃によって破損する可能性がある。

その対策として、ブロア１６を調整して圧縮エアの供給量を減少させることにより、サイクロン１４へ流入する粉粒体を減速させることも検討されるが、空気輸送装置１０における粉粒体の輸送効率が低下するという新たな問題が生じる。

そこで、本発明の空気輸送装置１０では、輸送配管１８とサイクロン１４との間に速度調整装置３２を設置して、サイクロン１４に流入する手前で粉粒体の流入速度を減速させることにより、輸送効率を低下させることなく、サイクロン１４内での衝撃による粉粒体の破損を最小限に抑えることができる。すなわち、速度調整装置３２において、連結した輸送配管１８から圧縮エアとともに供給された粉粒体は内筒３４内を通過する。このとき、内筒３４は外筒３６に設けられた排気管４０から排気ファン４４の駆動により吸引力が付与されている。そのため、内筒３４を通過する圧縮エアの一部が内筒３４の多数の孔部３４ａ，３４ａ…から繊維状緩衝材３８を介して均一に吸引されて排気される。したがって、速度調整装置３２までは粉粒体の速度を低下させずにすむ上、速度調整装置３２で圧縮エアの圧力を徐々に低下させて粉粒体を低速でサイクロン１４へ流入させることができる。これにより、空気輸送装置１０の輸送効率を低下させることなく、サイクロン１４内における粉粒体の破損を最小限に抑えることができる。

また、速度調整装置３２では、内筒３４の下流側に設置された流速センサ５４によって通過する圧縮エア及び粉粒体の流速が常に測定され、この測定された流速に基づいてコントローラ５６によって排気エアバルブ４２及び排気ファン４４を制御して、内筒３４を通過する圧縮エアの吸引及び排気が調整される。これにより、速度調整装置３２で粉流体を常に安定した速度に自動的に減速してサイクロン１４内に流入させることができる。

このように、速度調整装置３２で内筒３４を通過する圧縮エアに対する吸引による排気を連続して行なうと、圧縮エアとともに流れる微細な粉粒体が内筒３４の孔部３４ａ，３４ａ…から流出し、繊維状緩衝材３８を目詰まりさせる可能性がある。繊維状緩衝材３８が目詰まりを起こすと、速度調整装置３２における圧縮エアの排気効率が低下してしまうため、通過する粉粒体の減速を効率よく行なうことができなくなる。

そこで、速度調整装置３２を形成する繊維状緩衝材３８の外周及び内周に圧力センサ５８，５８…を複数並列配置して、繊維状緩衝材３８内の各箇所における圧力を測定してコントローラ５６に送信する。そして、コントローラ５６は、受信した各測定値から繊維状緩衝材３８内の外周と内周との差圧に換算して、測定され換算された差圧が予め設定された値を超えた箇所に対して、外筒３６に複数並列配置されたノズル４６，４６…から逆洗エアを噴射するように、電磁弁５０を制御している。これにより、繊維状緩衝材３８に詰まった微細な粉粒体を繊維状緩衝材３８から効果的に除去することができるので、速度調整装置３２において、内筒３４を通過する圧縮エアを常に安定した吸引力で吸引して排気管４０から排気することができる。

なお、上述した空気輸送装置１０において、使用される各装置及び部材の個数、形状、及び大きさなどは限定するものではない。速度調整装置３２では、排気管４０に排気ファン４４を設置して内筒３４に対して吸引力を強制的に付与していたが、特に限定するものではない。排気エアバルブ４２の開閉のみで通過する粉粒体を効率よく減速できるのであれば、排気ファン４４を設置しなくてもよい。

本発明の実施の形態である空気輸送装置の全体構成を示した斜視図 本発明の実施の形態である空気輸送装置のサイクロンの構成を示した斜視図 本発明の実施の形態である空気輸送装置における速度調整装置の構成図

符号の説明

１０…空気輸送装置、１２…ホッパ、１４…サイクロン、１６…ブロワ、１８…輸送配管、２０…粉粒体供給管、２２…ロータリーフィーダ、２４…サイクロン本体、２６…排気管、２８…サイクロン入口、３０…粉粒体排出管、３２…速度調整装置、３４…内筒、３４ａ…孔部、３６…外筒、３８…繊維状緩衝材、４０…排気管、４２…排気エアバルブ、４４…排気ファン、４６…ノズル、４８…チューブ、５０…電磁弁、５２…コンプレッサ、５４…流速センサ、５６…コントローラ、５８…圧力センサ

Claims (3)

1. 粉粒体を圧縮エアにより輸送配管を介してサイクロンに空気輸送する空気輸送装置において、
   前記輸送配管の下流部側には、前記粉粒体の空気輸送速度を調整する速度調整装置が設けられ、
   前記速度調整装置は、前記輸送配管に連通されるとともに多数の孔部が形成された内筒と、該内筒を覆うとともに排気管が設けられた外筒とからなる二重管構造に構成され、
   前記内筒と外筒との間の隙間には、繊維状緩衝材が充填され、
   前記外筒の前記排気管には、該排気管から排気されるエア量を調整する排気量調整手段が設けられ、
   前記速度調整装置には、前記繊維状緩衝材の内周側と外周側とに生じる差圧を測定する差圧測定手段が設けられるとともに、前記繊維状緩衝材の外周から逆洗エアを噴射する逆洗手段が設けられ、
   前記差圧測定手段で測定された差圧が予め設定された値を超えた場合に、前記逆洗手段から逆洗エアを前記繊維状緩衝材に噴射する逆洗制御手段が設けられていることを特徴とする空気輸送装置。
2. 前記速度調整装置の前記差圧測定手段及び逆洗手段は、前記圧縮エアの通過方向に沿って複数並列配置され、
   前記逆洗制御手段は、各差圧測定手段で測定された差圧のうち、高い値を示した箇所から順に前記逆洗エアの噴射を行なうように各逆洗手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の空気輸送装置。
3. 前記速度調整装置と前記サイクロンとの間の前記輸送配管には、該輸送配管を通過する前記圧縮エアの流速を測定する流速センサが設けられ、
   前記流速センサで測定された流速の値に基づいて、前記排気量調整手段を制御する排気制御手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の空気輸送装置。

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