JP4921422B2

JP4921422B2 - 粉粒体輸送装置及び粉粒体輸送方法

Info

Publication number: JP4921422B2
Application number: JP2008149158A
Authority: JP
Inventors: 博細田
Original assignee: 株式会社三宅製作所
Priority date: 2008-06-06
Filing date: 2008-06-06
Publication date: 2012-04-25
Anticipated expiration: 2028-06-06
Also published as: JP2009292612A

Description

本発明は、ビールの製造過程において排出される麦粕のような粉粒体を高圧空気によって輸送管内を通して輸送する粉粒体輸送装置及び粉粒体輸送方法に関する。

従来、高圧空気によって輸送管内を通して粉粒体を輸送する装置が提案されている（特許文献１及び特許文献２参照）。この種の粉粒体搬送装置では、一般に、コンプレッサ、ルーツブロア等から送り出される高圧空気流によって粉粒体が輸送管内を移動する。輸送管内を輸送される粉粒体Ｃは、例えば、図３Ａに示すように、輸送管１５０内を飛翔しながら浮遊流となって一方向Ｄに移動する状態（浮遊輸送）と、また、図３Ｂに示すように、輸送管１５０の途中で発生した粉粒体の堆積が徐々に大きくなって、輸送管１５０を閉鎖する塊Ｃ（ＰＧ）（以下、プラグという）が形成され、そのプラグが一方向Ｄに移動する（プラグ流）状態（プラグ輸送）とをとり得る。

輸送される粉粒体の含水率が比較的低く、設置される輸送管１５０の長さが比較的短い場合には、粉粒体は浮遊流（図３Ａ参照）となって輸送管１５０内を移動する。この場合、例えば、輸送管１５０内での流速は、２０−３０ｍ／秒、輸送圧力は、０−０．０５ＭＰＧ（メガパスカル）で、空気供給源としてはルーツブロア等が使用される。一方、輸送される粉粒体の含水率が比較的高く、設置される輸送管１５０の長さが比較的長い場合には、輸送形態としては、粉粒体がプラグ流（図３Ｂ参照）となって輸送管１５０内を移動する。この場合、例えば、輸送管１５０内での流速は、５−１０ｍ／秒、輸送圧力は、０−０．７ＭＰａＧで、空気供給源としてはコンプレッサが用いられる。

ところで、ビールの製造工場では、マッシュ（粉砕麦芽と湯とを混ぜて糖化させたもの）をろ過して清澄な麦汁を生成する工程において水分を多く含んだ麦粕が排出される。この麦粕をビールの仕込室から屋外の粕バンカーまで輸送するために、前述したような粉粒体輸送装置が用いられる。この場合、麦粕は輸送元では浮遊しているが、輸送管１５０途中では、堆積が発生し、徐々にその堆積が大きくなって輸送管１５０を閉塞させてプラグ輸送となる。図３ＢのようにプラグＣ（ＰＧ）が形成されて輸送管１５０内の圧力が高まると、そのプラグＣ（ＰＧ）が一気に搬送され、続く麦粕が浮遊流（図３Ａ参照）となって輸送管１５０内を移動し、その後、輸送管１５０のある部分に麦粕が徐々に堆積されてプラグＣ（ＰＧ）が形成されると、輸送管１５０の内圧が高まって、再びそのプラグＣ（ＰＧ）が一気に流れる輸送となる。このように、水分を多く含んだ麦粕Ｃは、浮遊流の状態（図３Ａ参照）と、プラグＣ（ＰＧ）となって一気に流れる状態（図３Ｂ参照））とを交互に繰り返しながら輸送管１５０内を輸送される。このような麦粕の輸送においては、堆積が発生するまでの浮遊流（浮遊輸送）では、供給空気圧力は、通常０−０．０２ＭＰであるが、プラグ流（プラグ輸送）では、０．１−０．２ＭＰとなり、最大０．５ＭＰの空気圧力が必要となる。その際の輸送管１５０内の圧力は、例えば、図４に示すように、プラグＣ（ＰＧ）による輸送管１５０の閉塞及びそのプラグＣ（ＰＧ）の一気の移動及びその後の浮遊流に対応して高低を交互に繰り返すように変化する。
特開平６−５６２６７号公報特開平６−９２４５３号公報

前述したような麦粕のプラグ輸送を効率的に行うためには、プラグの形成される時間間隔をできるだけ短くすることが好ましい。そのために、高圧空気の供給源であるコンプレッサによる空気の流量と輸送管内の空気流速とを上げることが考えられる。このようにすれば、高圧空気の流速が上昇してその高圧空気流によって移動する麦粕（粉粒体）の移動速度も上昇する。その結果、麦粕の輸送管１５０内での堆積及び閉塞の時間間隔、即ち、プラグの形成される時間間隔を短縮することができる。

しかしながら、高圧空気の供給源であるコンプレッサによる空気の流量を上げるためには、より大型のコンプレッサ（高圧空気の供給源）が必要となり、装置全体のイニシャルコスト及びランニングコストが上昇してしまう。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、高圧空気の供給源を大型にすることなく効率的な粉粒体の輸送が可能な粉粒体搬送装置及び粉粒体搬送方法を提供するものである。

本発明に係る粉粒体搬送装置は、高圧空気供給源から続く空気流通管を通る高圧空気流によって、貯蔵部から送りだされる粉粒体を輸送管を通して輸送するようにした粉粒体輸送装置であって、前記空気流通管内を通る高圧空気流によって大気から空気を引き込んで前記高圧空気とともに引き込み空気を前記粉粒体の前記輸送管を通した輸送のために供給するエジェクタと、前記エジェクタから大気への空気の逆流を防止する逆流防止機構と、前記エジェクタから前記高圧空気及び引き込み空気の供給を受け、前記貯蔵部から送り出される粉粒体をその供給される空気によって前記輸送管に排出する圧送装置とを有する構成となる。

このような構成により、高圧空気供給源から供給される高圧空気とエジェクタによって大気から引き込まれる空気との双方が、貯蔵部から送り出される粉粒体の輸送管を通した輸送のために利用されるようになるので、粉粒体がより高速にて輸送管内を移動することが可能となる。その結果、ビールの製造過程で排出される麦粕のように比較的含水率の高い粉粒体が、浮遊流の状態と、プラグとなって一気に流れる状態とを交互に繰り返しながら輸送管内を輸送される際に、そのプラグの形成される時間間隔が短縮され得る。また、輸送管内に形成されたプラグによって輸送管内の圧力が上昇しても、エジェクタから大気への空気の逆流が逆流防止機構によって防止されているので、粉粒体の輸送に供される高圧空気の圧力が低下して粉粒体の輸送効率が低下してしまうことも防止される。

この場合、エジェクタから供給される高圧空気及び引き込み空気によって、圧送装置が、貯蔵部から送り出される粉粒体を輸送管に排出し、その圧送装置から排出される粉粒体が輸送管を通して輸送される。

更に、本発明に係る粉粒体輸送装置において、前記粉粒体としてビールの製造過程で排出される麦粕を輸送する構成とすることができる。

このような構成により、ビールの製造工程で排出される含水率の高い麦粕を、高圧空気供給源を大型化することなく、輸送管を通してより効率的に輸送することができるようになる。

本発明に係る粉粒体輸送方法は、高圧空気供給源から続く空気流通管を通る高圧空気流によって、貯蔵部から送り出される粉粒体を輸送管を通して輸送する粉粒体輸送方法であって、エジェクタが前記空気流通管内の高圧空気流によって大気から空気を引き込んで前記高圧空気とともに引き込み空気を前記粉粒体の前記輸送管を通した輸送のために供給する空気供給工程と、圧送装置が、前記エジェクタから前記高圧空気及び引き込み空気の供給を受け、前記貯蔵部から送り出される粉粒体をその供給される空気によって前記輸送管に排出する圧送工程とを含み、前記空気供給工程は、前記エジェクタが、逆流防止機構によって大気への空気の逆流を防止された状態で、大気から空気を引き込んで前記高圧空気とともに引き込み空気を前記粉粒体の前記輸送管を通した輸送のために供給する構成となる。

このような構成により、高圧空気供給源から供給される高圧空気とエジェクタによって大気から引き込まれる空気との双方が、貯蔵部から送り出される粉粒体の輸送管を通した輸送のために利用されるようになるので、粉粒体がより高速にて輸送管内を移動することが可能となる。その結果、ビールの製造過程で排出される麦粕のように比較的含水率の高い粉粒体が、浮遊流の状態と、プラグとなって一気に流れる状態とを交互に繰り返しながら輸送管内を輸送される際に、そのプラグの形成される時間間隔が短縮され得る。

そして、輸送管内に形成されたプラグによって輸送管内の圧力が上昇しても、エジェクタから大気への空気の逆流が防止されているので、粉粒体の輸送に供される高圧空気の圧力が低減して粉粒体の輸送効率が低下してしまうことを防止することができる。

更に、本発明に係る粉粒体輸送方法において、前記粉粒体としてビールの製造過程で排出される麦粕を輸送する構成とすることができる。

本発明に係る粉粒体輸送装置及び粉粒体輸送方法によれば、高圧空気供給源から供給される高圧空気とエジェクタによって大気から引き込まれる空気との双方の大量の空気が、貯蔵部から送り出される粉粒体の輸送管を通した輸送のために利用されて、当該粉粒体がより高速にて輸送管内を移動することが可能となる結果、比較的含水率の高い粉粒体が、浮遊流の状態と、プラグとなって一気に流れる状態とを交互に繰り返しながら輸送管内を輸送される際に、そのプラグの形成される時間間隔が短縮され得るので、高圧空気の供給源を大型にすることなく効率的な粉粒体の輸送が可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

図１は、本発明の実施の一形態に係る粉粒体輸送装置を示す図である。この例では、ビールの製造過程で排出される麦粕が高圧空気によって輸送される。

図１において、ビール製造工場の仕込室において、ろ過装置（ロイター・タブ）１００の下方に粕受けホッパー１１０（貯留部）が設置されている。ろ過装置１００は、マッシュ（粉砕麦芽と湯とを混ぜて糖化させたもの）をろ過して清澄な麦汁と麦粕とに分離する。ろ過装置１００と粕受けホッパー１１０とは、開閉バルブ１０１の設けられた配管にて結合され、開閉バルブ１０１を開放することにより、ろ過装置１００にて麦汁から分離さされた麦粕が配管を通って粕受けホッパー１１０に排出される。粕受けホッパー１１０の底部分にはギヤードモータ１１２によって駆動されるスクリューコンベア１１１が設けられている。粕受けホッパー１１０の排出口が開閉バルブ１１３を介して圧送装置４０の供給口に結合されており、開閉バルブ１１３を開放した状態において、スクリューコンベア１１１を駆動することによって粕受けホッパー１１０内に貯蔵された麦粕が圧送装置４０に送り出される。圧送装置４０の粕受けホッパー１１０に結合される供給口と逆側が排出口となって、その排出口に屋外の粕バンカー１２０まで延びる輸送管１５０が接続されている。

一方、コンプレッサ１０（高圧空気供給源）からは空気流通管１５が延びており、空気流通管１５は、開閉バルブ１１及び流量計１２を介してエジェクタ２０に結合されている。エジェクタ２０は、例えば、図２に示すように、内部が中空となるエジェクタ本体２１と、高圧空気を導入するノズル２２と、噴出空気を導くデフューザ２４とを有している。エジェクタ本体２１には大気を導入するための大気導入口２３が形成されている。

図１とともに図２を参照するに、空気流通管１５がエジェクタ２０におけるノズル２２の空気導入口２２ａに接合され、コンプレッサ１０からの高圧空気が空気流通管１５を通してノズル２２に供給されるようになっている。そして、ノズル２２によって絞られた高圧空気がノズル噴出口２２ｂから更に高速になってエジェクタ本体２１内に噴出される。エジェクタ本体２１に形成された空気導入口２３は、逆止弁３０（逆流防止機構）及び流量計３１を介して大気に開放されている。デフューザ２４の先端に形成された噴出口２４ａが圧送装置４０の空気導入口に接合されており、エジェクタ２０からの空気が圧送装置４０に導入されるようになっている。

なお、図１において、空気流通管１５のエジェクタ２０との接合部近傍に管内圧力をモニタするための圧力計１３が設けられるとともに、輸送管１５０の圧送装置４０との接合部近傍に管内圧力をモニタするための圧力計４１が設けられている。また、屋外に設置された粕バンカー１２０の下部には払出バルブ１２１が設けられており、この払出バルブ１２１を開放することにより、粕バンカー１２０の下方に位置するトラックの荷台に粕バンカー１２０に蓄積された麦粕が排出される。このトラックにより麦粕が当該ビール工場から運び出される。

上記粉粒体輸送装置において、コンプレッサ１０から空気が、例えば、
流量１５Ｎｍ³／分
圧力０．６ＭＰａＧ
流速１７ｍ／秒
で、口径５０Ａの空気流通管１５を通ってエジェクタ２０に供給される。
また、そのとき、エジェクタ２０へは大気から空気が、例えば、
流量２２Ｎｍ³／分
圧力大気圧
流速１２ｍ／秒
で、口径２００Ａの大気導入口２３を通って供給される。
圧送装置４０からは、麦粕とともに空気が、例えば、
流量３７Ｎｍ³／分（１５Ｎｍ³／分）
圧力０．０２ＭＰａＧ（０．４ＭＰａＧ）
流速１７ｍ／秒（１．７ｍ／秒）
で、口径２００Ａの輸送管１５０に排出される。
そして、輸送管１５０内では、例えば、スクリューコンベア１１１の送り能力を２２３ｋｇ／分とした場合、
空気密度１．２ｋｇ／ｍ³
空気重量４４ｋｇ／分（１８ｋｇ／分）
混合比（麦粕／空気）５．１（１２．４）
の条件にて、麦粕が輸送される。
なお、上記において（）内の値は、プラグが形成された状態での値であり、（）の前の値は、浮遊輸送の状態での値である。

前述したような構成の粉粒体輸送装置では次のようにして麦粕が輸送管１５０内を輸送される。

コンプレッサ１０によって所定の圧力となった高圧空気が空気流通管１５を通してエジェクタ２０に供給される。エジェクタ２０に供給される高圧空気は、ノズル２２によって絞られて高速高圧空気Ａ_hpとなってエジェクタ本体２１に噴出される。この高速高圧空気Ａ_hpの噴出により、エジェクタ本体２１内が負圧状態となって、大気から空気が流量計３１及び逆止弁３０を介してエジェクタ本体２１内に高速にて引き込まれる。そして、前記高速高圧空気Ａ_hpと共に高速状態となった引き込み空気Ａ_atとがデフューザ２４を通してその噴出口２４ａから圧送装置４０に供給される。

圧送装置４０は、エジェクタ２０から供給される高速高圧空気Ａ_hp及び引き込み空気Ａ_atによって粕受けホッパー１１０から送り出される麦粕を輸送管１５０に排出し、圧送装置４０から排出される麦粕が輸送管１５０を通って屋外の粕バンカー１２０まで輸送される。その際、麦粕は、輸送管１５０内において、前述したように、浮遊流の状態（図３Ａ参照）と、プラグとなって（図３Ｂ参照）一気に流れる状態とを交互に繰り返しながら輸送される。そして、その輸送には、コンプレッサ１０によって生成された高圧空気Ａ_hpに加えてエジェクタ２０によって大気から引き込まれた空気Ａ_atも供されることから、麦粕の移動速度がより高速になり、プラグの形成される時間間隔が、引き込み空気Ａ_atが無く高圧空気Ａ_hpだけの場合に比べて、短縮される。その結果、麦粕が輸送管１５０内をより効率的に粕バンカー１２０まで輸送され得るようになる。

麦粕が輸送される過程で、麦粕のプラグＣ（ＰＧ）が形成されて輸送管１５０の管内圧力が上昇し、その影響が圧送装置４０を介してエジェクタ２０に波及する。しかし、逆止弁３０によって、エジェクタ２０から大気への逆流が防止されるので、輸送管１５０内の管内圧力が適正に上昇し、輸送管１５０内に形成された麦粕のプラグＣ（ＰＧ）を一気に移動させることができる。

このように、本発明の実施の一形態に係る粉粒輸送装置によれば、コンプレッサ１０から供給される高圧空気Ａ_hpとエジェクタ２０によって大気から引き込まれる空気Ａ_atとの双方が、粕受けホッパー１１０から送り出される麦粕（粉粒体）の輸送管１５０を通した輸送のために利用されて、その粉粒体がより高速にて輸送管１５０内を移動することが可能となる結果、麦粕が、浮遊流の状態と、プラグとなって一気に流れる状態とを交互に繰り返しながら輸送管１５０内を輸送される際に、そのプラグの形成される時間間隔が短縮され得る。これにより、高圧空気の供給源であるコンプレッサ１０を大型にすることなく麦粕（粉粒体）の輸送管１５０を通した効率的な輸送が可能となる。

なお、前述した実施の形態では、麦粕の輸送について説明したが、本発明に係る粉粒体輸送装置は、他の粉粒体の輸送にも適用することができることは勿論のことである。

以上、説明したように、本発明に係る粉粒体輸送装置及び粉粒体輸送方法は、高圧空気の供給源を大型にすることなく効率的な粉粒体の輸送が可能となるという効果を有し、ビールの製造過程で排出される麦粕等の比較的含水率の高い粉粒体を輸送するための粉粒体輸送装置として有用である。

本発明の実施の形態に係る粉粒体輸送装置を示す図である。図１に示す粉粒体輸送装置にて使用されるエジェクタの構造を示す断面図である。輸送管内を移動する粉粒体（麦粕）の状態（浮遊流）を示す図である。輸送管内を移動する粉粒体（麦粕）の他の状態（プラグ流）を示す図である。粉粒体（麦粕）を輸送中における輸送管内の圧力の状態を示す図である。

符号の説明

１０コンプレッサ
１１開閉バルブ
１２流量計
１３圧力計
１５空気流通管
２０エジェクタ
２１エジェクタ本体
２２ノズル
２２ａノズル導入口
２２ｂノズル噴出口
２３大気導入口
２４デフューザ
２４ａ噴出口
３０逆止弁
３１流量計
４０圧送装置
４１圧力計
１００ろ過装置
１０１開閉バルブ
１１０粕受けホッパー
１１１スクリューコンベア
１１２ギヤードモータ
１１３開閉バルブ
１２０屋外バンカー
１２１払出バルブ
１５０輸送管

Claims

高圧空気供給源から続く空気流通管を通る高圧空気流によって、貯蔵部から送りだされる粉粒体を輸送管を通して輸送するようにした粉粒体輸送装置であって、
前記空気流通管内を通る高圧空気流によって大気から空気を引き込んで前記高圧空気とともに引き込み空気を前記粉粒体の前記輸送管を通した輸送のために供給するエジェクタと、
前記エジェクタから大気への空気の逆流を防止する逆流防止機構と、
前記エジェクタから前記高圧空気及び引き込み空気の供給を受け、前記貯蔵部から送り出される粉粒体をその供給される空気によって前記輸送管に排出する圧送装置とを有する粉粒体輸送装置。
前記粉粒体としてビールの製造過程で排出される麦粕を輸送する請求項１記載の粉粒体輸送装置。
高圧空気供給源から続く空気流通管を通る高圧空気流によって、貯蔵部から送り出される粉粒体を輸送管を通して輸送する粉粒体輸送方法であって、
エジェクタが前記空気流通管内の高圧空気流によって大気から空気を引き込んで前記高圧空気とともに引き込み空気を前記粉粒体の前記輸送管を通した輸送のために供給する空気供給工程と、
圧送装置が、前記エジェクタから前記高圧空気及び引き込み空気の供給を受け、前記貯蔵部から送り出される粉粒体をその供給される空気によって前記輸送管に排出する圧送工程とを含み、
前記空気供給工程は、前記エジェクタが、逆流防止機構によって大気への空気の逆流を防止された状態で、大気から空気を引き込んで前記高圧空気とともに引き込み空気を前記粉粒体の前記輸送管を通した輸送のために供給する粉粒体輸送方法。
前記粉粒体としてビールの製造過程で排出される麦粕を輸送する請求項３記載の粉粒体輸送方法。