JP6001294B2 - 粉体搬送システム - Google Patents

Description

本発明は、粉体を空気搬送するに際し、粉体の含水率を低減して輸送と輸送後の粉体の利用を便利にし、かつ静電気による爆発等の危険を排して設備を安全に維持する、粉体搬送システムに関するものである。

たとえば塩、砂糖などの食品や、炭などの粉体は湿分を吸収する性質を有し、水分吸収後はそのままでは販売できる品質とならず、また計量にも支障をきたす。さらにまた、それらを加工するにしても湿分を吸収していると、「だま」のような塊状になる。そのうえ、湿分を含んだこれらの粉体を搬送すると、貯留タンク等の送り出し部や配管内等での閉塞の原因になっていた。さらにタンク等の内壁にこれら吸湿した粉体やその塊が付着した場合には、開閉蓋のあるものについては、作業者がへら等で、これら付着物を掻き落としていたが、接続された管内に対しては、分解の必要もあった。

そこで、低湿空気で搬送系内を置換しこの低湿空気に粉体を同伴させて搬送すれば、粉体の塊化、タンクや管の内壁への付着、閉塞等が防止できる。また、仮に系内投入する前の粉体が予定を超えた湿分を含んでいても、搬送中、物質移動により搬送空気に湿分が移行することも期待できる。

この点に関し、従来から、粉体の工程に低湿空気を利用するものとして、石灰石を対象としフィーダに乾燥空気を供給する定量供給装置（特許文献１）、除湿された空気をフィーダ内と、フィーダとサイクロンの間に供給する空気輸送装置（特許文献２）が提案されている。

さらにまた、低湿空気を用いて空気搬送すると、搬送過程では粉体と管等の搬送系内壁との間で摩擦が生じ、また管路には曲がりも多くあることが多く、粉体が帯電してしまい、そのままの状態では、火花等が発生して粉塵爆発も懸念される。そのため、従来は、低湿空気で粉体を搬送するにあたっては、除電装置を設置するものもあった（特許文献３）。

特開２００８−２９００４５号公報 特開２００５−８９０２９号公報 特開２０１０−２８５２３８号公報

しかしながら、特許文献１に記載のものは、乾燥空気の供給源についての具体的な記載はない。この点、特許文献２には、除湿機としていわゆる乾式ローターを用い、この乾式ローターを経て得られた低露点の空気を用いているが、乾式ローターのメンテナンスや設置に手間、コストがかかり、この点で改善が必要であった。そして特許文献３に記載のものは、粉粒体がフィーダの内壁に付着するのを防止すべく、軟Ｘ線照射除電装置を採用しているが、供給するガスは、炭酸ガスを例示するに留まっている。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、乾燥空気の供給源を改善し、さらに、乾燥空気による搬送に伴う、前記した低湿の系内において、安全性を
確保した粉体搬送システムを提供することを目的としている。

前記目的を達成するため、本発明は、粉体投入部にある粉体を、管路を通じて、ブロワによる空気搬送によって目的タンク内に搬送する粉体搬送システムであって、前記ブロワに対して、冷凍機を用いて外気を冷却減湿した後の乾燥空気を供給する乾燥空気製造装置と、前記粉体投入部から目的タンク内までの間で、搬送系管路、粉体投入部または目的タンクの外側から、軟Ｘ線透過体を介して粉体に対して軟Ｘ線を照射する軟Ｘ線照射装置と、前記軟Ｘ線透過体の内壁に対して前記乾燥空気製造装置からの乾燥空気を吹き付ける、粉体付着防止装置と、を有し、前記軟Ｘ線照射装置は、前記軟Ｘ線透過体の内壁に対して吹き付けられる、前記乾燥空気製造装置からの乾燥空気に対しても、軟Ｘ線を照射するように配置されていることを特徴としている。

本発明によれば、粉体の搬送に供する乾燥空気は、冷凍機を用いて外気を冷却減湿して、前記ブロワに供給するようにしたので、工場や施設に設置されている空調機の冷凍機を用いることができ、従来のような専用の乾式ローター等の設置は不要であり、その分、手間、コストが削減できる。また軟Ｘ線照射装置によって、管路やタンク等の外側から粉体に対して除電することができるので、乾燥空気による搬送に伴う静電気に起因する爆発等の危険を防止することができる。また前記軟Ｘ線透過体の内壁に対して前記乾燥空気製造装置からの乾燥空気を吹き付ける粉体付着防止装置とを有し、前記軟Ｘ線照射装置は、前記軟Ｘ線透過体の内壁に対して吹き付けられる、前記乾燥空気製造装置からの乾燥空気に対しても、軟Ｘ線を照射するように配置されているからより一層、軟Ｘ線透過体の内側面への粉体の付着を防止することができる。

また別な観点による本発明は、粉体投入部にある粉体を、管路を通じて、ブロワによる空気搬送によってサイロ内に搬送する粉体搬送システムであって、前記ブロワに対して、冷凍機を用いて外気を冷却減湿した後の乾燥空気を供給する乾燥空気製造装置と、前記サイロの外側から、軟Ｘ線透過体を介して粉体に対して軟Ｘ線を照射する軟Ｘ線照射装置と、前記軟Ｘ線透過体の内壁に対して他の乾燥空気を吹き付ける、粉体付着防止装置と、を有し、前記粉体を搬送している前記乾燥空気と、前記他の乾燥空気は、前記サイロ内で合流し、前記軟Ｘ線照射装置は、前記軟Ｘ線透過体の内壁に対して吹き付けられる前記他の乾燥空気に対しても、軟Ｘ線を照射するように配置されていることを特徴としている。
かかる場合、前記サイロの上部には、前記粉体を搬送している前記乾燥空気の投入部と、前記軟Ｘ線透過体と、前記軟Ｘ線透過体内壁に対して前記他の乾燥空気を吹き付ける噴出口と、が設けられ、前記粉体は前記サイロ内の下部に落下するようになっているものでもよい。

前記軟Ｘ線透過体は透明な材質からなり、かつ当該軟Ｘ線透過体は搬送系管路の曲がり部に採用され、前記軟Ｘ線照射装置は、前記曲がり部の外側に配置されているようにしてもよい。たとえばエルボ等の曲がり部は、粉体によって詰まりがちとなるが、このような曲がり部に透明な材質の軟Ｘ線透過体を用いることで、目視によってそのような詰まり状況を確認することができ、しかもこの曲がり部に対して、軟Ｘ線照射装置によって軟Ｘ線を照射することで、粉体の帯電を防止して、詰まり自体を防止することができる。それゆえ、設備の安定稼動が実現できる。

前記乾燥空気製造装置は、減湿後の外気を前記ブロワに供給する前に加熱する加熱装置を有し、前記加熱装置の熱源は、粉体搬送システムが設置される工場で発生する蒸気であってもよい。

本発明によれば、粉体の搬送に用いる乾燥空気を、既存の冷凍機を利用して容易に得ることができ、また乾燥空気による搬送に伴う、静電気等に起因する危険を防止することができる。

実施の形態にかかる粉体搬送システムの構成の概略を示す説明図である。 図１の粉体搬送システムにおけるサイロの上部付近の断面説明図である。 図１の粉体搬送システムにおけるサイロの上部に設けられた軟Ｘ線照射装置近傍の断面説明図である。

図１は、実施の形態にかかる粉体搬送システム１の構成の概略を示しており、搬送対象となる粉体は、粉体ミキサー２に投入される。粉体ミキサー２には、ミキサー内の粉体を撹拌する撹拌装置３が設けられている。

粉体ミキサー２内の粉体は、配管４を介して、第１の搬送管５内に落下し、ブロワ６によって第１の搬送管５内を空気搬送され、サイロ７の上部に搬送される。配管４には、ロータリーバルブ４ａが設けられている。

サイロ７内の粉体は、配管１１を介して、第２の搬送管１２内に落下し、ブロワ１３によって第２の搬送管１２内を空気搬送され、レシーバタンク１４の上部に搬送される。配管１１には、排出用のロータリーバルブ１１ａが設けられている。そしてレシーバタンク１４内の粉体は、配管１５を通じて計量装置１６を経て、たとえば粉体の包装機１７へ定量分供給される。配管１５には、ロータリーバルブ１５ａが設けられている。

第１の搬送管５を通じてサイロ７への粉体の搬送に供された空気は、サイロ７の上部に接続されている排気管２１からフィルタ２２を経た後、一旦、スクラバー２３へと送られ、スクラバー２３の上部に接続されている排気管２４から、ブロワ２５によって外部へと排気される。スクラバー２３内の粉体は、配管２６によって容器２７へと落下される。配管２６には、ロータリーバルブ２６ａが設けられている。

第２の搬送管１２を通じてレシーバタンク１４への粉体の搬送に供された空気は、レシーバタンク１４の上方からサイロ７の上部に接続されている排気管２１に合流し、当該排気管２１を通じて、スクラバー２３へと送られる。

なお、図１の例では、ブロワ２５は、系内圧力が異常に高まったことを検知して起動するように設定されていてもよい。

本実施の形態にかかる乾燥空気製造装置３１は、ブラインチラー３２の冷凍ブラインの冷熱を利用している。このブラインチラー３２は、冷凍機の蒸発器を用いることができる。ブラインチラー３２からの冷凍ブラインは、空調機３３のコイル３３ａに送られ、当該コイル３３ａで、外気と熱交換し、取入れた外気を冷却減湿する。たとえば、取り入れた外気の露点温度を、４〜５℃にまで減湿することができる。減湿された外気は、乾燥空気として、ファン３３ｂによって、前記ブロワ６、１３へと送られるが、供給する乾燥空気の温度が低すぎると、搬送する粉体の品質等に悪影響がある場合には、ブロワ６、１３への供給前の段階で、加熱装置３５によって、所定の温度、例えば２０〜２５℃まで加熱してから供給する。本実施の形態では、加熱装置３５として、工場や施設で発生する蒸気を熱源とした熱交換器を用いている。

なお本実施の形態では、たとえば、冷凍ブラインのチラー出口温度は−３℃であり、これによって、外気は相対湿度３５％ＲＨに調整され、加熱装置３５によって、乾燥空気の温度は、２２℃となるように設定されている。

乾燥空気製造装置３１において、コイル３３ａにおいて外気と熱交換された後のブラインは、三方弁３６、クッションタンク３７を経て、ポンプ３８によってブラインチラー３２の入口側へと戻される。三方弁３６の一方は、往管３９、還管４０と間に接続されて、空調機３３を迂回するバイパス管４１の開閉を担っている。したがって、ブロワ６、１３への乾燥空気の供給が不要な場合には、三方弁３６が操作されて、空調機３３のコイル３３ａには、ブラインは流れない。すなわち、例えば冬期など、外気の湿度が低い場合には、三方弁３６の操作によって、必要な乾燥空気を製造することができるようになっている。

本実施の形態においては、軟Ｘ線照射装置５１は、図２に示したように、サイロ７の上面に複数設けられている。すなわち、図３にも示したように、サイロ７の上面部に、内側に空間（サイロ７内から見て上方に凸の空間）を形成する凸部５２を設け、当該凸部５２の天板部分に透過体５３を設け、その外側に、軟Ｘ線照射装置５１の照射部を配置するようにして、軟Ｘ線照射装置５１が凸部５２の外側に設置されている。もっとも、粉体ミキサー２の側板の一部を透過体に替え、供給される乾燥空気に対向して軟Ｘ線を照射したり、搬送管内で粉体を同伴する乾燥空気流に、透明なエルボを通して直交方向から軟Ｘ線を照射するようにしてもよい。

軟Ｘ線照射装置５１としては、加熱したフィラメントを電子放出源して用いるフィラメント方式のほか、冷陰極を用いた電界放出型電子源方式を用いることができる。透過体５３は、軟Ｘ線を透過させる材質で構成すればよいが、透明な材質を使用すると、照射有無や程度が目視でき便利である。透明な透過体の例としては、例えばアクリル、ナイロン、ガラス等が挙げられる。

凸部５２における透過体５３の内側には、透過体５３の表面に対して乾燥空気を噴射する噴出口６１が設けられている。この噴出口６１には、前出乾燥空気製造装置３１からの乾燥空気が、供給管６２を通じて、ブロワ６３によって送られる。軟Ｘ線照射装置５１は、噴出口６１から吹き付けられる乾燥空気の流れのすべてに対して軟Ｘ線を照射できる照射角をもって設置されている。

実施の形態にかかる粉体搬送システム１は、以上の構成を有しており、粉体ミキサー２に投入された粉体は、ブロワ６による空気搬送によって、第１の搬送管５を通じて、サイロ７内に送られる。なお搬送対象である粉体によっては、ブロワ６、１３、６３の前段、あるいは後段側に、適宜のフィルタを設置してもよい。

このときブロワ６によって送られる空気は、乾燥空気製造装置３１によって製造された、例えば相対湿度３５％ＲＨの低湿度の空気であるから、搬送中に粉体が吸湿してその品質が劣化したり、あるいは目詰まりの原因となることを防止することができる。

そしてサイロ７内に送られた粉体に対しては、軟Ｘ線照射装置５１によって粉体に対して軟Ｘ線が照射され、除電処理される。したがって、低湿度空気を用いた搬送に伴う、静電気に起因する爆発等の危険は防止される。もちろん、その後のサイロ７からレシーバタンク１４に対する粉体の搬送についても、乾燥空気製造装置３１によって製造された、例えば相対湿度３５％ＲＨの低湿度の空気による空気搬送で行なわれるから、粉体が吸湿してその品質が劣化したり、閉塞が発生することはない。そのうえ、サイロ７内で軟Ｘ線照射装置５１による除電処理がなされているので、静電気が原因の粉塵爆発等の危険性はないものである。

そのうえ本実施の形態では、乾燥空気製造装置３１において前記した低湿度の空気を生成するにあたって、冷凍機の蒸発器を用いたブラインチラー３２のブラインで、外気を冷却減湿して、そのような低湿度の空気を生成しているので、従来のような乾式ローター等の専用の減湿装置は不要である。

さらにまたブラインチラー３２の往管３９と還管４０との間にバイパス管４１を設け、ブラインのコイル３３ａへの供給を停止することができるから、例えば冬期など、あえて乾燥空気を製造しなくても、低湿度の外気を導入してそのままブロワ６、１３に用いる乾燥空気として使用できる場合には、余分なエネルギーを使用する必要はなく、省エネ効果も高い。またかかる操作も、三方弁３６の切り替えで行なうことができる。

また本実施の形態では、凸部５２における透過体５３に内側表面に対して、噴出口６１から乾燥空気を噴射することができるから、透過体５３の表面に粉体が付着して、軟Ｘ線照射装置５１から照射される軟Ｘ線の透過率が低下することを防止することができる。さらに本実施の形態では、軟Ｘ線照射装置５１は、噴出口６１から吹き付けられる乾燥空気の流れのすべてに対して軟Ｘ線を照射できる照射角をもって設置されているので、乾燥空気自体に対しても除電を行なうことができ、透過体５３の表面に対する粉体の付着をより効果的に防止することができる。

前記実施の形態では、加熱装置３５の熱源として、工場や設備で発生する蒸気を用いていたが、ブラインチラー３２の凝縮熱を利用することもできる。すなわち、冷凍機の凝縮器の熱を使用することができる。たとえば、水冷式の場合は凝縮器出口（図示せず）とコイル３３ａ入口を、ポンプ、さらには必要に応じ冷却塔を介した水配管で接続し、循環させるとよい。また空冷式の場合にはホッパー等で温排気を受け、ファンを介した空気配管で前記コイル３３ａに導入するようにしてもよい。この場合コイル出口は開放していてもよい。

またコイル３３ａ、加熱装置の再熱コイルについては、必ずしも空調機３３を使う必要はなく、必要に応じて断熱材を内貼りし、板厚を厚くして、フィルタと点検口を設けたダクトユニットに、これらコイル３３ａ等を収容してもよい。ただしかかる場合、コイル３３ａ（冷却コイル）の下方には、凝縮水対策として、ドレンパンと排水口を設ける必要がある。

さらに空調機３３または前記ダクトユニット（図示せず）の空気出口は、ブロワ６、１３への配管を介して接続されるが、その配管の途中に外気取入管を設けてもよい。前記したように、冬季等の外気が乾燥する時期にはその外気を利用できるように、外気取入管との間で管路を切替可能にする。この切替は、屋外湿度を計測して自動弁により行うことが提案できる。この自動弁は空調機３３や前記ダクトユニット側との２つに設けてもよいし、合流管(コイルからの空気と外気取り入れ管との合流部分)の位置に三方弁を用いてもよい。また外気取入管との合流位置は温度管理を重視する場合には再熱コイル（加熱装置３５）の上流としてもよい。なお、ブラインチラー３３の代わりに吸収式冷凍機を用いる場合には、再生熱の取り出しは、吸収器の昇温した冷却水を利用することができる。

また前記実施の形態では、軟Ｘ線照射装置５１は、サイロ７の上部に設置していたが、除電対象である粉体が溜まるタンクや容器、あるいは流れていく搬送管に設けてもよい。たとえば粉体ミキサー２や第１の搬送管５、第２の搬送管１２の表面外側に設置してもよい。外側に設置することで、軟Ｘ線照射装置の保守が容易になる。また管路におけるエルボに透明な透過体を設けて、軟Ｘ線照射装置５１を設置するようにすれば、作業員が容易に保守できない密閉機構の内部という箇所への対策のため特に有益である。

なお前記したシステムにおいては、第１の搬送管５、第２の搬送管１２など搬送系内は正圧に維持する必要があるが、ブロワ６、１３、６３は、例えばサイロ７のロータリー弁１１ａの開放を検知して起動、またその開度により制御するようにしてもよい。また常に系内を系外に対して正圧となるよう、搬送系内に設置した圧力計の指示により給気するようにしてもよい。

なおブロワ６、粉体ミキサー２、サイロ７等は、１系統に各１台設けられるが、例えばブロワを２系統に対し１台として統合（その場合、管路も分岐、合流管を用いて統合）してもよく、また１台のブロワをバックアップ用としてもよい。

本発明は、乾燥空気による空気搬送によって粉体を搬送する際に有用である。

１ 粉体搬送システム
２ 粉体ミキサー
３ 攪拌装置
５ 第１の搬送管
６、１３、２５、６３ ブロワ
７ サイロ
１２ 第２の搬送管
１４ レシーバタンク
２１ 排気管
２３ スクラバー
３１ 乾燥空気製造装置
３２ ブラインチラー
３３ 空調機
３３ａ コイル
３５ 加熱装置
３６ 三方弁
３８ ポンプ
３９ 往管
４０ 還管
４１ バイパス管
５１ 軟Ｘ線照射装置
５３ 透過体
６１ 噴出口

Claims (5)

1. 粉体投入部にある粉体を、管路を通じて、ブロワによる空気搬送によって目的タンク内に搬送する粉体搬送システムであって、
   前記ブロワに対して、冷凍機を用いて外気を冷却減湿した後の乾燥空気を供給する乾燥空気製造装置と、
   前記粉体投入部から目的タンク内までの間で、搬送系管路、粉体投入部または目的タンクの外側から、軟Ｘ線透過体を介して粉体に対して軟Ｘ線を照射する軟Ｘ線照射装置と、
   前記軟Ｘ線透過体の内壁に対して前記乾燥空気製造装置からの乾燥空気を吹き付ける、粉体付着防止装置と、を有し、
   前記軟Ｘ線照射装置は、前記軟Ｘ線透過体の内壁に対して吹き付けられる、前記乾燥空気製造装置からの乾燥空気に対しても、軟Ｘ線を照射するように配置されていることを特徴とする、粉体搬送システム。
2. 粉体投入部にある粉体を、管路を通じて、ブロワによる空気搬送によってサイロ内に搬送する粉体搬送システムであって、
   前記ブロワに対して、冷凍機を用いて外気を冷却減湿した後の乾燥空気を供給する乾燥空気製造装置と、
   前記サイロの外側から、軟Ｘ線透過体を介して粉体に対して軟Ｘ線を照射する軟Ｘ線照射装置と、
   前記軟Ｘ線透過体の内壁に対して他の乾燥空気を吹き付ける、粉体付着防止装置と、を有し、
   前記粉体を搬送している前記乾燥空気と、前記他の乾燥空気は、前記サイロ内で合流し、
   前記軟Ｘ線照射装置は、前記軟Ｘ線透過体の内壁に対して吹き付けられる前記他の乾燥空気に対しても、軟Ｘ線を照射するように配置されていることを特徴とする、粉体搬送システム。
3. 前記サイロの上部には、前記粉体を搬送している前記乾燥空気の投入部と、前記軟Ｘ線透過体と、前記軟Ｘ線透過体内壁に対して前記他の乾燥空気を吹き付ける噴出口と、が設けられ、前記粉体は前記サイロ内の下部に落下することを特徴とする、請求項２に記載の粉体搬送システム。
4. 前記軟Ｘ線透過体は透明な材質からなり、かつ当該軟Ｘ線透過体は搬送系管路の曲がり部に採用され、
   前記軟Ｘ線照射装置は、前記曲がり部の外側に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の粉体搬送システム。
5. 前記乾燥空気製造装置は、減湿後の外気を前記ブロワに供給する前に加熱する加熱装置を有し、
   前記加熱装置の熱源は、粉体搬送システムが設置される工場で発生する蒸気であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の粉体搬送システム。

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