JP5936866B2 - 材料の置換された不活性ガスによる輸送システム - Google Patents
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Description
本発明は材料の空気輸送システムに関し、特に微細な粉粒体材料を極微量でも安定的に空気で飛ばし、極細なチューブから対象物に吹き付け処理を行うための材料の空気輸送システムに関する。
微細な粉粒体材料を強制的に搬送するためには、その材料を乗せる媒体となる空気やガスに正圧または負圧の圧力を加える必要がある。この圧力は搬路となるパイプ内で吸着したガスを排除するパージ圧力のみで得ることも可能ではあるが、この場合、パイプの径や長さ、材料の量そして圧力値に大きな制限が課せられることとなる。
そこで、一般的に、係る空気輸送に関してはベンチュリを使用することとなり、そのベンチュリの二次側に放出口が設けられる。このベンチュリを設けたシステムとして、まず図２に示す構成のものが考えられる。この図２にあって、１は微細な粉粒体材料Ｐを供給するホッパーを示している。このホッパー１は投入口が開放されており、その下方側には、材料Ｐを定量づつ搬送するフィーダ２が設けられ、そのフィーダ２には下方へ材料Ｐを落下排出するシュート３が設けられている。
一方、図中４はベンチュリを示し、５はそのベンチュリ４の上側に形成された材料Ｐの受ホッパーで、材料はシュート３から受ホッパー５へ落下供給され、ベンチュリ４の自然吸気で材料Ｐを吸い込み、空送圧で圧送されるものとなっている。しかし、この構成では逆噴射等によって材料Ｐが周囲に飛散してしまう。
また、図３として示す場合は、ベンチュリ４の吸気を補助する構成としたもので、シュート３の周囲に補助パイプ６を設け、この補助パイプ６と受ホッパー５とを連結パイプ７で継ぎ、シュート３とベンチュリ４間を密閉構造としてあり、フィーダ２とシュート３部分に補助圧を加え、前記した密閉構造でベンチュリ４の吸気圧を逃がさないようにし、空気圧送する。しかし、この構成では材料の特性によって実現性が難しく、搬送パイプの長さや径を設定する必要性が生じる。この場合も、ホッパー１は投入口が開放されている。
さらに、図４として示す場合は、ホッパー１も施蓋して密封し、ホッパー１、フィーダ２及びシュート３の搬送系の空気を置換ガス（例えば窒素ガス）で置換しながら、ベンチュリ４で空気輸送する構成である。しかしながらこの場合、置換ガスへの置換は完全には行えず、パージ圧と材料搬送のための空送圧とのバランスを保つことが困難となってしまう。
出願人は本願発明に関して、先行する技術文献を調査したが、格別に本願と関連し、類似すると思われる文献は発見できなかった。
本発明が解決しようとする問題点は、従前、粉粒体の材料を空気輸送するに際し、その材料の特性で可燃性のものであっても安全に取り扱うことができ、しかも、その置換ガス圧と空気送圧とのバランスを良好にとることができ、格別に配管の長さや径等を設定する必要性のない材料の空気輸送システムはなかったという点である。
上記した問題点を解決するために、本発明に係る材料の置換された不活性ガスによる輸送システムは、ホッパーとそのホッパーから材料を搬送するフィーダと、そのフィーダから材料を落下排出するシュートを備え、そのシュートの先下端はベンチュリと接続し、そのベンチュリから空気輸送で材料を放出するシステムで、前記したホッパーに設けられた送吸気管からホッパー、フィーダ及びシュート内の空気を吸引排出後、不活性ガスを置換充填させパージすることにより、極微量の材料でも、極細のチューブでも材料を送ることとした材料の置換された不活性ガスによる輸送システムにおいて、前記した不活性ガスの供給路は前記したシュート、フィーダ、およびホッパーに分岐されて接続するとともに、パージ圧力の調整器の一次側で分岐され、前記したベンチュリにも接続されていることを特徴としている。
また、本発明に係る材料の置換された不活性ガスによる輸送システムは、前記したシュートは二重管構造としてあることを特徴とし、前記した空気と不活性ガスの置換は同圧力でなされることを特徴としている。
さらに本発明に係る材料の置換された不活性ガスによる輸送システムは、前記したベンチュリから放出される材料は不活性ガスとの混合ガスとして搬送されることを特徴とし、時間当たり数ｇの極微量の材料は内径２ｍｍの極細チューブで輸送することを可能としたことを特徴としている。
本発明に係る材料の空気輸送システムは上記のように構成されている。そのため、シュート内圧とベンチュリ吸込圧が略同一となり、材料の空送圧力とパージ圧力が良好にバランスが取れ、精度の良い空気輸送が実現され、最終的に対象物への材料の吹き付けを実行することができ、加えて、シュートパーツを二重管構造としてあることで乱流に対しても対応することができる。微量の定量（時間当たり数ｇでも可）で搬送供給された粉粒体の材料を、例えば内径２ｍｍの極細のチューブでも安定して空気輸送することができる。
図面として示し、実施例で説明したように構成したことで実現した。
次に、本発明の好ましい実施の一例を図１を参照して説明する。尚、前述した参考例と共通する部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。この実施例にあって、材料Ｐが投入されたホッパー１は施蓋されて密封状態とされており、その蓋体８の一部にはコック栓９を介して真空ポンプが接続されている。
前記したコック栓９を開いて真空ポンプを動作させることで、ホッパー１、フィーダ２及びシュート３の材料Ｐの搬送系内の空気を可能な限り吸い出し、大気圧以下の真空状態とする。また、前記した蓋体８の一部には置換ガスを置換送入するためのホッパーパージ管１０が接続されている。
前記した置換ガス（不活性ガス例えば窒素ガス）はボンベに封入されており（ガス源）、そのボンベから管路１１内を圧送されて供給される。この管路１１には基端に置換ガスの元圧を調整するためバルブ１２が設けられ、その二次側に置換ガスを通過させるコック栓１３を備えている。
また、このコック栓１３の二次側には分岐管１４が設けられて、置換ガスを材料の搬送系とベンチュリ４を有する輸送系へ分岐させる。搬送系へ向かう管路１１中にはパージ圧力調整のためのバルブ１５が備えられ、その二次側でホッパーパージ管１０が分岐されている。また、その二次側ではフィーダ２へ置換ガスを送るフィードパージ管１６がシュート３の直上部分へ接続されている。管路１１は直線的に、補助パイプ６の一部へ接続されシュートパージ管１７とされている。
一方、前記分岐管１４で分岐され、ベンチュリ４を有する第二管路１１ａは、材料Ｐの空気輸送系となり、その空送圧の調整のためのバルブ１８を設けている。このバルブ１８の二次側には空送圧を開閉するコック栓１９が設けられ、このコック栓１９がベンチュリ４の後端側へ接続される構成となっている。
ベンチュリ４の二次側には材料Ｐを空気輸送するためのコック栓２０が設けられ、このコック栓２０を開放することで材料Ｐを含んだ混合ガスが先端（ノズル）より噴射され、対象物に吹き付けられることとなる。尚、コック栓２０の二次側となる管路は内径２ｍｍといった極細のチューブでも可とできる。
前記した置換ガスによる置換は搬送系内にある空気が可能な限り吸い出し排出後になされるものであり、略完全な置換が実現できる。このパージ圧力も輸送系における空送圧を決定後に調整できるので、非常にバランスの良いものとなる。尚、図中２１は内圧モニタを示している。この内圧モニタ２１の存在にかかわらず、空送圧、パージ圧の強さによっては目視を可とする構成とすることもできる。また、シュート３を二重管構造としてあるので乱流に対しても対処でき、周囲に材料を飛散させてしまうこともない。
本実施例に係る材料の空気輸送システムは上記のように構成されている。本実施例では置換ガスのパージをホッパー、フィーダ、シュートに対して各々の管を用いて行っているが、これにこだわらず例えばフィーダ２に対するパージ管１６は省略することもできる。また、置換ガスとして窒素ガス等の不活性ガスを想定しているが、これにこだわらず、置換ガスとして空気を用いることができるのは勿論可能である。
１ ホッパー
２ フィーダ
３ シュート
４ ベンチュリ
５ 受ホッパー
６ 補助パイプ
７ 連結パイプ
８ 蓋体
９ コック栓
１０ ホッパーパージ管
１１ 管路
１１ａ 第二管路
１２ バルブ
１３ コック栓
１４ 分岐管
１５ バルブ
１６ フィードパージ管
１７ シュートパージ管
１８ バルブ
１９ コック栓
２０ コック栓
２１ 内圧モニタ
Ｐ 材料
２ フィーダ
３ シュート
４ ベンチュリ
５ 受ホッパー
６ 補助パイプ
７ 連結パイプ
８ 蓋体
９ コック栓
１０ ホッパーパージ管
１１ 管路
１１ａ 第二管路
１２ バルブ
１３ コック栓
１４ 分岐管
１５ バルブ
１６ フィードパージ管
１７ シュートパージ管
１８ バルブ
１９ コック栓
２０ コック栓
２１ 内圧モニタ
Ｐ 材料
Claims (5)
- ホッパーとそのホッパーから材料を搬送するフィーダと、そのフィーダから材料を落下排出するシュートを備え、そのシュートの先下端はベンチュリと接続し、そのベンチュリから空気輸送で材料を放出するシステムで、前記したホッパーに設けられた送吸気管からホッパー、フィーダ及びシュート内の空気を吸引排出後、不活性ガスを置換充填させパージすることにより、極微量の材料でも、極細のチューブでも材料を送ることとした材料の置換された不活性ガスによる輸送システムにおいて、前記した不活性ガスの供給路は前記したシュート、フィーダ、およびホッパーに分岐されて接続するとともに、パージ圧力の調整器の一次側で分岐され、前記したベンチュリにも接続されていることを特徴とする材料の置換された不活性ガスによる輸送システム。
- 前記したシュートは二重管構造としてあることを特徴とする請求項１に記載の材料の置換された不活性ガスによる輸送システム。
- 前記した空気と不活性ガスの置換は同圧力でなされることを特徴とする請求項１または２に記載の材料の置換された不活性ガスによる輸送システム。
- 前記したベンチュリから放出される材料は不活性ガスとの混合ガスとして搬送されることを特徴とする請求項１から３のうち１つに記載の材料の置換された不活性ガスによる輸送システム。
- 時間当たり数ｇの極微量の材料は内径２ｍｍの極細チューブで輸送することを可能としたことを特徴とする請求項１から４のうち１つに記載の材料の置換された不活性ガスによる輸送システム。
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