JP4605751B2 - 高濃度吸引式空気輸送方法および装置 - Google Patents
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Description
しかしながら、圧送方式には、輸送管の継ぎ目や亀裂から粉体が漏洩することがあるので、粉体の損失や粉塵による環境汚染を生じたり、粉体が可燃性の場合には粉塵爆発の危険があるという問題がある。また、圧送方式では大型のブロータンクや空気濾過装置が必要であり、多大な設備投資を要する。
しかしながら、吸引式空気輸送の問題点は、輸送能力が小さいということである。その理由は、吸引式の空気輸送では、輸送管内の粉体は、輸送管の上流端(入口)に作用する大気圧と、真空ポンプのような真空源によって輸送管の下流端に印加される負圧ないし真空との差圧によって前方から吸引されるのであるが、この差圧は如何なる場合にも1気圧を超えることはあり得ないので、吸引式の空気輸送には粉体の駆動力・推進力に限界があるからである。
従って、吸引方式では、粉体を多量の二次空気中に分散させ、混合比を小さくしなければ、輸送管内に粉体が沈降・沈積し、輸送管が閉塞する。閉塞は、また、静電気や粘着によって粉体が輸送管の内壁に付着することによっても促進される。
このように輸送管が閉塞するおそれがあるので、吸引式の空気輸送では、短距離輸送の場合を除き、プラグ輸送のような高濃度輸送を行うことができず、輸送能力が小さいという問題があった。
本発明の目的は、圧送式空気輸送の上記問題点に鑑み、吸引式空気輸送(短距離輸送を除く)において圧送式にも比肩し得るような高濃度輸送を可能にすることにある。
他の観点においては、本発明の目的は、吸引方式により粉体を高濃度で空気輸送するにあたり、輸送管の閉塞を防止することにある。
このようにすれば、輸送管内の真空低下を最小限にすることができる。
このように圧縮空気パルスを間欠的に噴射すれば、輸送管内に沈積した粉体や内壁に付着した粉体は衝撃によって再び舞い上げられ、輸送管を閉塞することなく吸引空気流に乗って出口まで搬送される。
重要なことに、圧縮空気パルスは短い時間幅づつしか噴射されないので、合計噴射量は吸引空気流量に比して少量にすぎない。従って、圧縮空気噴射が輸送管内の真空を実質的に破壊することがなく、真空吸引空気流の流速ひいてはそれによる粉体推進力を持続させ、結果として高濃度輸送を持続させる。
図1は本発明の方法を実施するための本発明の装置の全体概略図である。
図1を参照するに、空気輸送装置10は、例えば、粉体源としてのホッパー12に収容された粉体を他のホッパー(輸送先容器)14に空気輸送するために使用することができる。粉体投入用ホッパー12にはホイストから吊り下げられたフレキシブル・コンテナーバッグ16などから粉体を投入することができる。
T字管28には輸送管18を介してブロワー24からの真空ないし負圧が印加されており、このT字管28にはフィルター30と二次空気制御弁32を介して制御された量の二次空気が導入されるようになっている。二次空気制御弁を備えた更に他のT字管34をT字管28と輸送管18との間に接続してもよい。二次空気に替えて不活性ガスその他の気体を導入することも可能である。
急速開放弁46および電磁三方弁48は輸送管18への各圧縮空気供給箇所38、40、42毎に各1つ設ける。
夫々の急速開放弁46の入口ポートは圧縮空気導入管50により夫々の電磁三方弁48に接続し、出力ポートは圧縮空気供給管52によりアキュムレータ44に接続し、排気ポートは圧縮空気供給管54により夫々の接続箇所38、40、42のところで輸送管18に接続する。
電磁三方弁48は電気配線(図示省略)を介して制御装置60によって制御されるもので、圧縮空気源58を急速開放弁46に接続する位置(以下、導通位置)と、圧縮空気源58を急速開放弁46から遮断し圧縮空気導入管50を大気開放する位置(以下、遮断位置)、との2位置を有する。
制御装置60がすべての電磁三方弁48を導通位置に保持している間は、急速開放弁46の入口ポートに
圧縮空気源58からの圧縮空気圧力が印加されるので、急速開放弁46の出力ポートはアキュムレータ44に接続され、圧縮空気源58からの圧縮空気はアキュムレータ44に貯えられる。
制御装置60がいづれかの電磁三方弁48を遮断位置に切換えると、当該電磁三方弁48に接続された急速開放弁46の入口ポートが大気開放され、アキュムレータ44内の圧縮空気は対応する圧縮空気供給管54を介して接続箇所38、40、又は42のところから急激に輸送管18内へ放出される。
制御装置60は、輸送管18への圧縮空気の噴射が例えば0.1〜0.5秒の短時間だけ行われるようにプログラムすることができる。
サイクロン20とロータリフィーダー64との組合せに替えて、特願2003-3788、特願2003-19985、特願2003-29060に記載されたダブルダンパー構造のバキュームコンベヤを使用することにより連続的な空気輸送と連続的な粉体排出を可能にしてもよい。或いは、更に、サイクロン20とロータリフィーダー64との組合せに替えて、国際公開WO 01/87746 A1に開示されたように、輸送先ホッパー14の上に2台のバッチ式バキュームコンベヤを設置し、それらを交互に運転することにより高濃度輸送モードで連続的に粉体を輸送することもできる。
ブロワー24を作動させると、ロータリフィーダー26によって輸送元ホッパー12から切出された粉体と二次空気制御弁32から導入された二次空気との混合物は輸送管18に吸引されると共に、輸送管18を介してサイクロン20へ吸引され、サイクロン20内で固気分離された粉体はロータリフィーダー64によって連続的に輸送先ホッパー14へ排出される。二次空気制御弁32およびT字管34から導入される二次空気をできるだけ絞ることにより、プラグ状態の高濃度で粉体輸送を行う。
従って、プラグ輸送のような高濃度輸送を行っていても、輸送管18が閉塞することがない。
こうして例えば1〜3秒の時間間隔で輸送管18内に圧縮空気パルスを噴射しながら、粉体の高濃度輸送が行われる。
真空源としては、3.3KW/60Hzの多段リングブロワーを2台並列接続した。この真空源による非搬送時の輸送管内の圧力は約−15Kpa、搬送時の圧力は約−50KPaであった。
内径50mmのポリ塩化ビニル製の透明な輸送管を使用し、粉体による輸送管の閉塞の有無を肉眼で観察しながら、圧縮空気パルスを噴射することなく粉体輸送を行った。
重さ20Kgの酸化チタン粉末を輸送元ホッパーに投入し、それを輸送先ホッパーに輸送するに要した時間を測定し、これに基づいて時間当たりの推定輸送量を計算した。輸送量と輸送管の閉塞状況は次の通りであった。
輸送量 閉塞の有無
1回目 1,088 (Kg/時) 時々一時的に閉塞
2回目 1,230 (Kg/時) 時々一時的に閉塞
輸送量 閉塞の有無
1回目 2,010 (Kg/時) 閉塞なし
2回目 1,800 (Kg/時) 閉塞なし
3回目 2,100 (Kg/時) 閉塞なし
この試験によれば、圧縮空気パルスの噴射により閉塞が防止され、その結果、輸送量が大幅に増大していることが分かる。
輸送量 閉塞の有無
1回目 4,220 (Kg/時) 閉塞なし
2回目 4,220 (Kg/時) 閉塞なし
3回目 3,916 (Kg/時) 閉塞なし
輸送管の太さを増したことにもよるが、従来の圧送式と同等の大輸送量を達成することができた。
12: 輸送元ホッパー(粉体源)
14: 輸送先ホッパー
18: 空気輸送管
24: 吸引手段
36: 圧縮空気パルス噴射手段
44: アキュムレータ
46: 急速開放弁
48: 電磁三方弁
58: 圧縮空気源
60: 制御装置
特許出願人 株式会社 ワイ・エム・エス
代理人 弁理士 伊藤 宏
Claims (4)
- 粉体源から粉体輸送先へと輸送管を介して吸引方式により粉体を高濃度で空気輸送するにあたり、輸送管の途中に輸送管内の真空を実質的に破壊しない程度に少量の圧縮空気を短時間幅の圧縮空気パルスの形で間欠的に噴射することにより、輸送管内の吸引空気流を失速させることなく前記圧縮空気パルスの衝撃によって輸送管の閉塞を防止することを特徴とする粉体の高濃度吸引式空気輸送方法。
- 圧縮空気は輸送管の長さ方向に離間された異なる複数箇所に異なるタイミングで噴射することを特徴とする請求項1に基づく空気輸送方法。
- 粉体源と粉体輸送先容器との間に配設される空気輸送管と、前記輸送管を介して粉体を粉体源から粉体輸送先容器へと吸引により高濃度で空気輸送するべく輸送管の下流端を吸引する吸引手段と、前記輸送管の途中に短時間幅の圧縮空気パルスを間欠的に噴射する圧縮空気噴射手段とを備え、
前記圧縮空気噴射手段は、輸送管内の真空を実質的に破壊しない程度に少量の圧縮空気をパルス状に噴射することにより、輸送管内の吸引空気流を失速させることなく圧縮空気パルスの衝撃によって輸送管の閉塞を防止しながら粉体を高濃度で空気輸送することを特徴とする高濃度吸引式空気輸送装置。 - 圧縮空気パルスを噴射する前記手段は、輸送管の長さ方向に離間された異なる複数箇所に異なるタイミングで圧縮空気パルスを噴射することを特徴とする請求項3に基づく空気輸送装置。
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