JP6347637B2 - 分岐装置および気力輸送装置 - Google Patents

Description

本発明は、粉体または流体からなる材料（以下「粉粒体」と称する）を気力輸送する際に用いられる分岐装置、および、当該分岐装置を有する気力輸送装置に関する。

従来、樹脂ペレットなどの粉粒体の搬送には、気力輸送装置が用いられる。気力輸送装置は、例えば、プラスチックの成型工場等において用いられる。成型工場等において、同種の粉粒体材料を複数の成形機に輸送する場合には、輸送管に分岐装置を介挿することにより、複数の成形機に粉粒体を供給する。従来の分岐装置を有する気力輸送装置については、例えば、特許文献１に記載されている。

特許第４３０８３６６号公報

特許文献１に記載の気力輸送装置のように、主輸送管から副輸送管へと分岐をする分岐装置では、分岐方向の副輸送管へ粉粒体を輸送する際に、粉粒体の一部が主輸送管へ誤流入するオーバーランが生じやすい。特許文献１に記載の気力輸送装置では、分岐装置におけるオーバーランを抑制するために、搬送方向に気流を発生させる気力源とは別に、搬送方向とは逆向きに気力を導入する補助気力手段を有する（段落００１２）。そして、所定のタイミングで補助気力手段を動作させる（段落００２９）。

しかしながら、上述の特許文献１の気力輸送装置では、補助気力手段を有するために装置が大型化する。また、補助気力手段の複雑な動作を制御する必要がある。気力輸送装置を大型化することなくオーバーランを抑制するためには、分岐装置の外部に備えられた手段によってオーバーランを抑制するのではなく、分岐装置自体にオーバーランを抑制する機能が必要となる。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、分岐装置におけるオーバーランが生じるのを抑制する技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本願の第１発明は、粉粒体を輸送する気力輸送装置に用いられる分岐装置であって、一端に前記粉粒体が流入する流入口を有し、他端に供給口を有する、流入経路と、一端に前記粉粒体が排出される第１排出口を有し、他端に第１導入口を有する、第１排出経路と、一端に前記粉粒体が排出される第２排出口を有し、他端に第２導入口を有する、第２排出経路と、前記供給口と、前記第１導入口と、前記第２導入口とに接続する、分岐空間と、を有し、前記流入経路、前記第１排出経路および前記第２排出経路は、前記分岐空間から上方に延び、前記流入経路または前記分岐空間は、失速流路を有し、前記失速流路における前記粉粒体の輸送方向に垂直な断面の断面積は、前記流入口の断面積よりも大きい。

本願の第２発明は、第１発明の分岐装置であって、前記流入経路が前記失速流路を有する。

本願の第３発明は、第１発明または第２発明の分岐装置であって、前記流入経路、前記分岐空間、前記第１排出経路、または、前記第２排出経路が、前記粉粒体の流路を形成する壁面から突出する、通過阻害手段をさらに有する。

本願の第４発明は、第１発明から第３発明までのいずれかの分岐装置であって、前記分岐空間を構成する壁面の少なくとも一部は、凹面である。

本願の第５発明は、第４発明の分岐装置であって、前記第１導入口と、前記第２導入口とは、前記凹面に面する。

本願の第６発明は、第１発明から第５発明までのいずれかの分岐装置であって、前記第１排出経路の前記第１導入口付近における輸送方向と、前記第２排出経路の前記第２導入口付近における輸送方向とは、ともに、上向きである。

本願の第７発明は、第１発明から第６発明までのいずれかの分岐装置であって、前記流入経路の前記供給口付近における輸送方向と、前記第１排出経路の前記第１導入口付近における輸送方向とがなす角度は、直角より大きく、前記流入経路の前記供給口付近における輸送方向と、前記第２排出経路の前記第２導入口付近における輸送方向とがなす角度は、直角より大きい。

本願の第８発明は、第７発明の分岐装置であって、前記流入経路の前記供給口付近における輸送方向は、下向きであり、前記第１排出経路の前記第１導入口付近における輸送方向と、前記第２排出経路の前記第２導入口付近における輸送方向とは、ともに、上向きである。

本願の第９発明は、粉粒体を輸送する気力輸送装置であって、第１発明から第８発明までのいずれかの分岐装置と、粉粒体の供給源と、分岐輸送先と、前記分岐輸送先よりも下流側に配置された、最下流輸送先と、前記供給源と、前記最下流輸送先とを繋ぐ、主輸送管と、を有し、前記分岐装置は、前記主輸送管に介挿され、前記流入口は、前記主輸送管の上流側に接続され、前記第１排出口は、前記主輸送管の下流側に接続され、前記第２排出口は、前記分岐輸送先に接続される。

本願の第１発明から第９発明によれば、流入口から流入した粉粒体が、失速流路において、失速する。これにより、第１排出経路と第２排出経路とに分岐するための分岐空間において、粉粒体の輸送速度が遅くなる。したがって、目的とする排出経路でない方の排出経路に粉粒体が誤流入するのが抑制される。

特に、本願の第２発明によれば、粉粒体が分岐空間に流入する前に失速する。これにより、粉粒体が目的としない排出経路に誤流入するのがより抑制される。

特に、本願の第３発明によれば、通過阻害手段によって、粉粒体の流速をより遅くできる。これにより、粉粒体が目的としない排出経路に誤流入するのがさらに抑制される。

特に、本願の第４発明によれば、万が一、粉粒体が目的でない排出経路にオーバーランしてしまった場合に、オーバーランした粉粒体が分岐空間に戻りやすい。

特に、本願の第５発明によれば、流入経路から分岐空間へと供給された粉粒体が、一旦凹面へと集まろうとする。第１導入口と第２導入口とが凹面に面することにより、分岐空間に供給された粉粒体が第１導入口または第２導入口に分岐しやすい。

特に、本願の第６発明によれば、分岐空間から排出経路への輸送方向が上向きであるため、粉粒体が排出経路へ流入するためには、重力に逆らう必要がある。これにより、粉粒体が目的としない排出経路に誤流入するのがより抑制される。

特に、本願の第７発明によれば、分岐空間において、粉粒体の輸送方向が９０度より大きく曲がる。これにより、粉粒体が目的としない排出経路に誤流入するのがより抑制される。

特に、本願の第８発明によれば、分岐空間において、粉粒体の輸送方向が１８０度近く曲がる。その上、分岐空間から排出経路への輸送方向が上向きであるため、粉粒体が排出経路へ流入するためには、重力に逆らう必要がある。これにより、粉粒体が目的としない排出経路に誤流入するのがさらに抑制される。

第１実施形態に係る気力輸送装置の概略図である。 第１実施形態に係る分岐装置の縦断面図である。 第１実施形態に係る分岐装置の横断面図である。 一変形例に係る分岐装置の縦断面図である。 一変形例に係る分岐装置の横断面図である。 一変形例に係る分岐装置の縦断面図である。 一変形例に係る分岐装置の縦断面図である。 一変形例に係る分岐装置の横断面図である。 一変形例に係る分岐装置の横断面図である。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

＜１．第１実施形態＞
＜１−１．気力輸送装置の構成＞
まず、本実施形態の気力輸送装置１の全体構成について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る気力輸送装置１の概略図である。この気力輸送装置１は、例えば、樹脂ペレットなどの粉粒体を、気力を用いて、成形機等の複数の輸送先に輸送する装置である。

図１に示すように、本実施形態の気力輸送装置１は、粉粒体供給部１１、４個のフィーダホッパ１２、主輸送管１３、３個の分岐装置１４、３本の分岐管１５、排気管１６、および、吸引ブロワ１７を有する。

なお、４個のフィーダホッパ１２を、上流側から順に第１フィーダホッパ１２１、第２フィーダホッパ１２２、第３フィーダホッパ１２３、および、第４フィーダホッパ１２４とする。３個の分岐装置１４を、上流側から順に第１分岐装置１４１、第２分岐装置１４２、および、第３分岐装置１４３とする。また、３本の分岐管１５を、上流側から順に第１分岐管１５１、第２分岐管１５２、および、第３分岐管１５３とする。

粉粒体供給部１１は、貯留ホッパ１１１、スクリューフィーダ１１２、および、シュータ１１３を有する。貯留ホッパ１１１には、輸送対象である粉粒体が貯留される。スクリューフィーダ１１２は、貯留ホッパ１１１からシュータ１１３へと、所望の分量の粉粒体を供給する。

複数のフィーダホッパ１２は、複数の輸送先のそれぞれに輸送する粉粒体を一時的に貯留するためのホッパである。フィーダホッパ１２は、下方に配置されたサービスホッパ１９へ粉粒体を供給する開口９１と、開口９１を開閉するシャッタ９２を有する。シャッタ９２が閉鎖されると、フィーダホッパ１２とサービスホッパ１９とは、連通が遮断される。また、フィーダホッパ１２は、それぞれ、排気管１６へ排出される気体から粉粒体および微粉を除去するためのフィルタ９３を有する。本実施形態では、フィルタ９３は、フィーダホッパ１２の上方に備えられている。

主輸送管１３は、上流側の端部が、粉粒体供給部１１のシュータ１１３の下端部と接続される。また、主輸送管１３は、下流側の端部が、複数のフィーダホッパ１２のうち、最も下流側の第４フィーダホッパ１２４（最下流輸送先）の内部と接続される。また、本実施形態では、主輸送管１３には、３つの分岐装置１４が介挿されている。主輸送管１３内に上流側から下流側へ向かう気流が発生すると、粉粒体供給部１１から供給された粉粒体が、上流側から下流側へと輸送される。

本実施形態では、主輸送管１３のうち、シュータ１１３と第１分岐装置１４１の間の部分を第１輸送管１３１とする。また、第１分岐装置１４１と第２分岐装置１４２との間の部分を第２輸送管１３２、第２分岐装置１４２と第３分岐装置１４３との間の部分を第３輸送管１３３とする。そして、第３分岐装置１４３と第４フィーダホッパ１２４との間の部分を第４輸送管１３４とする。

分岐装置１４は、流入口３１、第１排出口４１、および第２排出口５１を有する。流入口３１は、上流側の主輸送管１３と接続される。第１排出口４１は、下流側の主輸送管１３と接続される。また、第２排出口５１は、分岐管１５と接続される。これにより、分岐装置１４は、上流側の主輸送管１３から流入口３１へと供給された粉粒体を、第１排出口４１から下流側の主輸送管１３へ、または、第２排出口５１から分岐管１５へ、排出する。なお、分岐装置１４の詳細な構成については、後述する。

分岐管１５は、一端が分岐装置１４の第２排出口５１と接続され、他端がフィーダホッパ１２（分岐輸送先である第１フィーダホッパ１２１〜第３フィーダホッパ１２３）の内部と接続される。これにより、分岐装置１４の第２排出口５１から排出された粉粒体が、分岐管１５の内部を通過して、フィーダホッパ１２の内部へと供給される。

本実施形態では、３つの分岐管１５を、上流側から順に第１分岐管１５１、第２分岐管１５２、および第３分岐管１５３とする。第１分岐管１５１は、第１分岐装置１４１と第１フィーダホッパ１２１とを接続する。第２分岐管１５２は、第２分岐装置１４２と第２フィーダホッパ１２２とを接続する。そして、第３分岐管１５３は、第３分岐装置１４３と第３フィーダホッパ１２３とを接続する。

排気管１６は、第１排気管１６１、第２排気管１６２、第３排気管１６３、第４排気管１６４、および、主排気管１６０を有する。第１排気管１６１〜第４排気管１６４は、上流側の端部が、それぞれ第１フィーダホッパ１２１〜第４フィーダホッパ１２４の内部の空間と、フィルタ９３を介して接続される。また、第１排気管１６１〜第４排気管１６４は、下流側の端部が、それぞれ主排気管１６０と接続される。

第１排気管１６１〜第４排気管１６４には、それぞれ、第１開閉バルブ９６１〜第４開閉バルブ９６４が介挿されている。第１開閉バルブ９６１〜第４開閉バルブ９６４がそれぞれ開放されると、第１フィーダホッパ１２１〜第４フィーダホッパ１２４と主排気管１６０とが連通する。一方、第１開閉バルブ９６１〜第４開閉バルブ９６４がそれぞれ閉鎖されると、第１フィーダホッパ１２１〜第４フィーダホッパ１２４との主排気管１６０とは、遮断される。

主排気管１６０は、上流側の端部が第１排気管１６１の下流側端部と接続される。また、主排気管１６０は、下流側の端部が、粉塵除去部１６５を介して吸引ブロワ１７に接続される。粉塵除去部１６５は、気体中に含まれる粉塵を除去するフィルタを有する。主排気管１６０内に各フィーダホッパ１２から吸引ブロワ１７へと向かう気流が発生すると、粉塵除去部１６５において、主排気管１６０内を流れる気流に含まれる粉塵が除去される。なお、粉塵除去部１６５は、フィルタ以外の粉塵除去手段であってもよい。

吸引ブロワ１７は、排気管１６内の気体を吸引する、気力装置である。吸引ブロワ１７は、主排気管１６０の下流側の端部と接続される。吸引ブロワ１７が駆動すると、吸引ブロワ１７は、主排気管１６０の中の気体を、外部へと排出する。

＜１−２．気力輸送装置の動作＞
次に、気力輸送装置１の動作について説明する。ここでは、粉粒体を、第１フィーダホッパ１２１、第２フィーダホッパ１２２、第３フィーダホッパ１２３、および第４フィーダホッパ１２４の順に供給する場合を例に、気力輸送装置１の動作を説明する。

まず、気力輸送装置１は、第１開閉バルブ９６１を開放し、かつ、第２開閉バルブ９６２〜第４開閉バルブ９６４を閉鎖する。このとき、各フィーダホッパ１２の下部に設けられたシャッタ９２は閉鎖され、気力輸送装置１の内部が気密状態とされる。そして、吸引ブロワ１７を駆動させる。そうすると、シュータ１１３から第１輸送管１３１、第１分岐装置１４１、第１分岐管１５１、第１フィーダホッパ１２１、第１排気管１６１、および主排気管１６０を順に流れ、吸引ブロワ１７へと向かう気流が発生する。

その後、気力輸送装置１は、スクリューフィーダ１１２の駆動を開始する。すなわち、貯留ホッパ１１１からシュータ１１３内への粉粒体の供給が開始される。そうすると、貯留ホッパ１１１からシュータ１１３へと供給された粉粒体は、吸引ブロワ１７により発生した気流により、シュータ１１３から第１輸送管１３１、第１分岐装置１４１、第１分岐管１５１を介して第１フィーダホッパ１２１へと輸送され、第１フィーダホッパ１２１の下方へと貯留される。一方、第１フィーダホッパ１２１の上方から、フィルタ９３により粉塵が除去された第１フィーダホッパ１２１内の気体が第１排気管１６１へ排出される。当該気体は、第１排気管１６１および主排気管１６０を介して、吸引ブロワ１７から外部へと排出される。

次に、気力輸送装置１は、第１開閉バルブ９６１を閉鎖し、かつ、第２開閉バルブ９６２を開放する。これにより、気力輸送装置１内の気流の流れが変化し、シュータ１１３から第１輸送管１３１、第１分岐装置１４１、第２輸送管１３２、第２分岐装置１４２、第２分岐管１５２、第２フィーダホッパ１２２、第２排気管１６２、および、主排気管１６０を順に流れ、吸引ブロワ１７へと向かう気流が発生する。

したがって、貯留ホッパ１１１からシュータ１１３へと供給された粉粒体は、この気流により、シュータ１１３から第１輸送管１３１、第１分岐装置１４１、第２輸送管１３２、第２分岐装置１４２、および第２分岐管１５２を介して第２フィーダホッパ１２２へと輸送され、第２フィーダホッパ１２２の下方へと貯留される。一方、第２フィーダホッパ１２２の上方から、フィルタ９３により粉塵が除去された第２フィーダホッパ１２２内の気体が第２排気管１６２へ排出される。当該気体は、第２排気管１６２および主排気管１６０を介して、吸引ブロワ１７から外部へと排出される。

続いて、気力輸送装置１は、第２開閉バルブ９６２を閉鎖し、かつ、第３開閉バルブ９６３を開放する。これにより、気力輸送装置１内の気流の流れが変化し、シュータ１１３から第１輸送管１３１、第１分岐装置１４１、第２輸送管１３２、第２分岐装置１４２、第３輸送管１３３、第３分岐装置１４２、第３分岐管１５３、第３フィーダホッパ１２３、第３排気管１６３、および、主排気管１６０を順に流れ、吸引ブロワ１７へと向かう気流が発生する。

このため、貯留ホッパ１１１からシュータ１１３へと供給された粉粒体は、この気流により、シュータ１１３から第１輸送管１３１、第１分岐装置１４１、第２輸送管１３２、第２分岐装置１４２、第３輸送管１３３、第３分岐装置１４３、および第３分岐管１５３を介して第３フィーダホッパ１２３へと輸送され、第３フィーダホッパ１２３の下方へと貯留される。一方、第３フィーダホッパ１２３の上方から、フィルタ９３により粉塵が除去された第３フィーダホッパ１２３内の気体が第３排気管１６３へ排出される。当該気体は、第３排気管１６３および主排気管１６０を介して、吸引ブロワ１７から外部へと排出される。

その後、気力輸送装置１は、第３開閉バルブ９６３を閉鎖し、かつ、第４開閉バルブ９６４を開放する。これにより、気力輸送装置１内の気流の流れが変化し、シュータ１１３から第１輸送管１３１、第１分岐装置１４１、第２輸送管１３２、第２分岐装置１４２、第３輸送管１３３、第３分岐装置１４２、第４輸送管１３４、第４フィーダホッパ１２４、第４排気管１６４、および、主排気管１６０を順に流れ、吸引ブロワ１７へと向かう気流が発生する。

したがって、貯留ホッパ１１１からシュータ１１３へと供給された粉粒体は、この気流により、シュータ１１３から第１輸送管１３１、第１分岐装置１４１、第２輸送管１３２、第２分岐装置１４２、第３輸送管１３３、第３分岐装置１４３、および第４輸送管１３４を介して第４フィーダホッパ１２４へと輸送され、第４フィーダホッパ１２４の下方へと貯留される。一方、第４フィーダホッパ１２４の上方から、フィルタ９３により粉塵が除去された第４フィーダホッパ１２４内の気体が第４排気管１６４へ排出される。当該気体は、第４排気管１６４および主排気管１６０を介して、吸引ブロワ１７から外部へと排出される。

各フィーダホッパ１２への粉粒体の供給が終了すると、スクリューフィーダ１１２および吸引ブロワ１７の駆動を停止する。そして、各フィーダホッパ１２のシャッタ９２を開放することにより、フィーダホッパ１２内に貯留された粉粒体が、サービスホッパ１９へと供給される。

このように、この気力輸送装置１では、各フィーダホッパ１２に接続される各排気管１６１〜１６４に備えられた開閉バルブ９６１〜９６４を開閉することにより、目的とするフィーダホッパ１２に粉粒体を供給することができる。

＜１−３．分岐装置の構成＞
上述の気力輸送装置１において、目的とするフィーダホッパ１２へ確実に粉粒体を供給するためには、分岐装置１４において、２つの排出先となる主輸送管１３と分岐管１５のうち、目的とする排出先のみに粉粒体を排出できることが必要である。

分岐装置１４の構造について、図２および図３を参照しつつ、以下に説明する。図２は、分岐装置１４の縦断面図である。図３は、分岐装置１４の横断面図である。図２に示すように、分岐装置１４は、本体部２、流入管３、第１排出管４、および第２排出管５を有する。

本体部２は、円筒部２１、底部２２、および蓋部２３を有する。円筒部２１は、上下に延びる円筒状の部位である。底部２２は、下方に向けて突出する半球状の部位である。そのため、底部２２は、その内面が凹面２２１となっている。また、底部２２は、円筒部２１の下方の開口を覆う。蓋部２３は、円筒部２１の上方の開口を覆う。

流入管３は、略水平に延びる円管である。流入管３の一端である流入口３１は、上流側の主輸送管１３と接続される。流入管３の他端である接続口３２は、円筒部２１の側面に接続される。これにより、流入管３の内部空間と、円筒部２１の内部空間とは、接続口３２を介して連通する。

第１排出管４は、略水平に延びる円管である。第１排出管４の一端である第１排出口４１は、下流側の主輸送管１３と接続される。第１排出管４は、円筒部２１の側壁を貫通する。そして、第１排出管４の他端である突出口４２は、円筒部２１の内部に配置される。第１排出管４の内部空間と、円筒部２１の内部空間とは、突出口４２を介して連通する。

第２排出管５は、上下に延びる円管である。第２排出管５の上方側の端部である第２排出口５１は、分岐管１５と接続される。第２排出管５は、蓋部２３を上下に貫通する。そして、第２排出管５の下方側の端部である第２導入口５２は、底部２２の内部空間に配置される。

本体部２は、円筒部２１の内部空間を２つの空間に仕切る仕切板２４を有する。図２に示すように、仕切板２４は、蓋部２３付近から円筒部２１の下端部付近まで上下に延びる。また、仕切板２４は、第２排出管５の外周面から円筒部２１の内周面付近まで径方向に延びる。これにより、円筒部２１の内部空間を、接続口３２と接続する第１空間２１１と、突出口４２と接続する第２空間２１２とに仕切る。

本実施形態では、仕切板２４は、第２排出管５の外周面に固定されている。なお、仕切板２４は、円筒部２１の内周面に固定されていてもよいし、第２排出管５の外周面と円筒部２１の内周面との両方に固定されていてもよい。なお、本実施形態では、仕切板２４と円筒部２１の内周面との間には、粉粒体が通過しない僅かな隙間が介在する。このように、第１空間２１１と第２空間２１２とは、仕切板２４によって連通が完全に遮断されていなくてもよい。

このような構成を有することにより、分岐装置１４は、上流側の主輸送管１３から供給された粉粒体が流入する流入経路３０と、下流側の主輸送管１３へと粉粒体を排出する第１排出経路４０と、分岐管１５へと粉粒体を排出する第２排出経路５０と、流入経路３０、第１排出経路４０、および第２排出経路５０を中継する分岐空間２０とを有する。

図２に示すように、流入経路３０は、流入管３内の空間と、第１空間２１１とからなる。第１空間２１１における、粉粒体の輸送方向は下向きである。第１空間２１１における粉粒体の輸送方向に垂直な断面の断面積、すなわち、第１空間２１１の略水平断面の断面積は、流入口３１における流入経路３０の断面積よりも大きい。

これにより、第１空間２１１における粉粒体の輸送速度は、流入口３１における粉粒体の輸送速度よりも遅くなる。すなわち、第１空間２１１は、粉粒体の輸送速度を一時的に低下させる失速流路となっている。また、第１空間２１１の下端部が、流入経路３０から分岐空間２０へと粉粒体を供給する供給口３３となっている。

第１排出経路４０は、第２空間２１２と、第１排出管４内の空間とからなる。ここで、本体部２は、第２空間２１２の下端部付近に、邪魔板２５を有する。邪魔板２５は、図２に示すように、円筒部２１の下端部付近の内周面から、内側に向かって略水平に拡がる。邪魔板２５は、分岐空間２０から第１排出経路にかけての粉粒体の流路を形成する壁面である円筒部２１の内周面から突出する、通過阻害手段である。

また、図３に示すように、邪魔板２５の内縁と第２排出管５の外周面との間には、粉粒体が十分通過できる広さの隙間が介在する。当該隙間が、分岐空間２０と第２空間２１２とを連通する第１導入口４３となっている。

第２排出経路５０は、第２排出管５内の空間である。分岐空間２０と第２排出管５内の空間とを連通する第２導入口５２は、前述の通り、第２排出管５の下方側の端部である。

分岐空間２０は、凹面２２１と、供給口３３と、第１導入口４３および邪魔板２５と、第２導入口５２とにより囲まれた空間である。すなわち、分岐空間２０を構成する壁面の少なくとも一部は、凹面２２１である。そのため、供給口３３から供給された粉粒体が凹面２２１に集まりやすい。また、供給口３３、第１導入口４３、および第２導入口５２が、凹面２２１に面している。これにより、万が一、粉粒体が目的でない排出経路にオーバーランしてしまった場合に、オーバーランした粉粒体を分岐空間に戻し、当該粉粒体を、分岐空間２０から目的とする排出経路へ吸引することができる。

＜１−４．分岐装置における粉粒体の動き＞
続いて、分岐装置１４における粉粒体の動きについて説明する。

まず、上流側の主輸送管１３から分岐管１５へと粉粒体を輸送する場合について説明する。この場合、当該分岐管１５と接続されるフィーダホッパ１２へ粉粒体が供給される。供給目的とするフィーダホッパ１２の内部の気体を、吸引ブロワ１７が吸引することにより、分岐装置１４内に、流入口３１から、流入経路３０、分岐空間２０、および第２排出経路５０を順に介して第２排出口５１へと向かう気流が発生する。同時に、シュータ１１３から上流側の主輸送管１３へと供給された粉粒体が、流入口３１から分岐装置１４内へと供給される。

上流側の主輸送管１３から流入口３１へと供給された粉粒体は、流入経路３０を、流入管３内の空間、第１空間２１１の順に輸送される。そして、失速流路である第１空間２１１において、粉粒体の輸送速度が低下する。その後、輸送速度が低下した粉粒体は、分岐空間２０へと流入する。このように、粉粒体を失速させることで、第１排出経路４０への粉粒体の誤流入が抑制される。

分岐空間２０へと流入した粉粒体には、重力により凹面２２１の中心に集まろうとする力と、慣性により凹面２２１に沿って第１排出経路４０へ向かおうとする力と、吸引ブロワ１７により発生した気流により第２排出経路５０へ向かおうとする力とが、働く。

分岐空間２０において、粉粒体のうち比較的輸送速度が遅いものは、重力により凹面２２１の中央付近に集まろうとする。ここで、図２に示すように、第２導入口５２は、凹面２２１の中央に面している。また、第２導入口５２は第１導入口４３よりも下方に配置されているため、第２導入口５２は、第１導入口４３よりも凹面２２１の中央に近い。これにより、凹面２２１の中央付近に向かう粉粒体が、効率よく第２導入口５２から第２排出経路５０へと向かう。

一方、分岐空間２０において、粉粒体のうち特に輸送速度の速いものは、凹面２２１へ当たり、凹面２２１に沿って進む。凹面２２１に沿って進む粉粒体の一部は邪魔板２５と衝突する。すなわち、粉粒体のうち特に輸送速度の速いものが邪魔板２５に衝突しやすい。その結果、粉粒体が第１排出経路４０にオーバーランするのが効率よく抑制される。

また、万が一、粉粒体が第１導入口４３から第１排出経路４０へとオーバーランした場合であっても、オーバーランした粉粒体は第２空間２１２を鉛直上向きに向かうため、重力により下方へと落ちやすい。したがって、第２空間２１２へとオーバーランした粉粒体が第１排出管４内へと誤流入するのが抑制されている。その上、第１排出管４の突出口４２が円筒部２１の内面よりも内側に突出して配置されている。これにより、第２空間２１２へとオーバーランした粉粒体が第１排出管４内へと誤流入するのがより抑制される。

次に、上流側の主輸送管１３から下流側の主輸送管１３へと粉粒体を輸送する場合について説明する。供給目的とするフィーダホッパ１２の内部の気体を、吸引ブロワ１７が吸引することにより、分岐装置１４内に、流入口３１から、流入経路３０、分岐空間２０、および第１排出経路４０を順に介して第１排出口４１へと向かう気流が発生する。同時に、シュータ１１３から上流側の主輸送管１３へと供給された粉粒体が、流入口３１から分岐装置１４内へと供給される。

上流側の主輸送管１３から流入口３１へと供給された粉粒体は、流入経路３０を、流入管３内の空間、第１空間２１１の順に輸送される。そして、失速流路である第１空間２１１において、粉粒体の輸送速度が低下する。その後、輸送速度が低下した粉粒体は、分岐空間２０へと流入する。

分岐空間２０へと流入した粉粒体には、重力により凹面２２１の中心に集まろうとする力と、慣性により凹面２２１に沿って第１排出経路４０へ向かおうとする力と、吸引ブロワ１７により発生した気流により第１排出経路４０へ向かおうとする力とが、働く。

分岐空間２０において、粉粒体のうち比較的輸送速度が遅いものは、重力により凹面２２１の中央付近に集まろうとする。そして、凹面２２１の中央付近に向かう粉粒体は、吸引ブロワ１７により発生した気流により、第１導入口４３から第１排出経路４０へと向かう。

一方、分岐空間２０において、粉粒体のうち特に輸送速度の速いものは、凹面２２１へ当たり、凹面２２１に沿って進む。凹面２２１に沿って進む粉粒体の一部は邪魔板２５と衝突する。すなわち、粉粒体のうち特に輸送速度の速いものが邪魔板２５に衝突しやすい。邪魔板２５に衝突して失速した粉粒体は、重力により凹面２２１の中心に集まろうとする。そして、当該粉粒体は、吸引ブロワ１７により発生した気流により、第１導入口４３から第１排出経路４０へと向かう。

このように、本実施形態では、供給口３３が凹面２２１に面していることにより、流入経路３０から分岐空間２０へと供給された粉粒体が、凹面２２１の中心へと向かいやすい。そして、第１導入口４３と第２導入口５２とが、凹面２２１に面していることにより、分岐空間２０に供給された粉粒体が、第１導入口４３と第２導入口５２とに分岐しやすい。すなわち、粉粒体が目的としない排出経路に誤流入するのが、抑制される。

また、本実施形態では、第１排出経路４０の第１導入口４３付近における輸送方向と、第２排出経路５０の第２導入口５２付近における輸送方向とは、ともに、上向きである。これにより、粉粒体が各排出経路へ流入するためには、重力に逆らう必要がある。したがって、粉粒体が目的としない排出経路に誤流入するのが、より抑制される。

さらに、流入経路３０の供給口３３付近における輸送方向は、下向きである。その結果、分岐空間２０において、流入経路３０から第１排出経路４０または第２排出経路５０へは、粉粒体の輸送方向が１８０度近く曲がる。このように、分岐空間２０において、流入経路３０からいずれの排出経路へと向かう場合にも、粉粒体の輸送方向が９０度より大きく曲がることにより、粉粒体が目的としない排出経路に誤流入するのが、さらに抑制される。

＜２．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。

図４は、一変形例に係る分岐装置１４Ａの縦断面図である。図４の例では、第２排出管５Ａの下方側の端部である第２導入口５２Ａが、略水平ではなく、斜めに設けられている。また、第２導入口５２Ａは、分岐空間２０Ａ内の、供給口３３Ａとは逆の方向へ向かって開口している。これにより、第２導入口５２Ａの供給口３３Ａ側の端部は、逆側の端部よりも下方に位置する。したがって、供給口３３Ａから分岐空間２０Ａへと供給された粉粒体は、第２導入口５２Ａの供給口３３Ａ側の端部に衝突し、失速しやすくなる。その結果、分岐空間２０Ａ内における粉粒体の輸送速度が遅くなり、第１導入口４３Ａと第２導入口５２Ａとに分岐しやすい。

一方、第２導入口５２Ａが斜めに設けられることにより、第２排出管５Ａの管径を大きくすることなく、第２導入口５２Ａを大きくできる。これにより、吸引ブロワにより、分岐装置１４Ａ内に、流入口３１Ａから分岐空間２０Ａを介して第２排出口４１Ａへと向かう気流が発生した場合に、分岐空間２０Ａ内に供給された粉粒体が、第２排出管５Ａ内へ向かいやすい。

図５は、他の変形例に係る分岐装置１４Ｂの横断面図である。上記の実施形態では、仕切板によって仕切られた第１空間と第２空間とが、略同一体積であったが、本発明はこの限りではない。

図５の例では、仕切板２４Ｂは、円筒部２１Ｂ内の空間を、第１空間２１１Ｂと第２空間２１２Ｂとに仕切る。また、第１空間２１１Ｂは、第２空間２１２Ｂよりも大きい。これにより、円筒部２１Ｂの径を大きくすることなく、失速流路である第１空間２１１Ｂの断面積を大きくとれる。したがって、分岐装置１４Ｂの体格を大きくすることなく、粉粒体を確実に分岐させることができる。

図６は、他の変形例に係る分岐装置１４Ｃの縦断面図である。図６の例では、邪魔板２５Ｃは、円筒部２１Ｃの下端部付近の内周面から、斜め下向きに拡がる。すなわち、邪魔板２５Ｃは、内側に向かうにつれ、下方へ向かう。

これにより、第２排出口５１Ｃへ粉粒体を供給する場合に、第１排出経路４０Ｃへとオーバーランしてしまった粉粒体が邪魔板２５Ｃの上面に載った場合に、分岐空間２０Ｃへと戻りやすい。したがって、分岐装置１４Ｃは、邪魔板２５Ｃの上面が傾斜していることにより、粉粒体を、より確実に分岐させることができる。

図７は、他の変形例に係る分岐装置１４Ｄの縦断面図である。上記の実施形態では、第１排出流路が、第１排出管の内部の空間と、本体部の内部空間の一部とから構成されていたが、本発明はこれに限られない。図７の例では、第１排出経路は、第１排出管４Ｄの内部の空間のみからなる。

図７に示すように、第１排出管４Ｄの一端は、第１排出口４１Ｄである。第１排出管４Ｄの他端は、第１導入口４３Ｄである。また、第１導入口４３Ｄは、底部２２Ｄの内部空間内に、下方に向かって配置される。これにより、第１排出管４Ｄおよび第２排出管５Ｄを除く、円筒部２１Ｄの内部空間全体が、失速流路となっている。すなわち、分岐装置１４Ｄの体格を大きくすることなく、失速流路の断面積を大きく取れる。したがって、分岐装置１４Ｄの体格を大きくすることなく、粉粒体を確実に分岐させることができる。

図８は、他の変形例に係る分岐装置１４Ｅの横断面図である。上記の実施形態の分岐装置では、流入口から供給された粉粒体を、第１排出口および第２排出口の２つの排出口のいずれかに分岐したが、本発明はこれに限られない。本発明の分岐装置は、流入口から供給された粉粒体を、３つ以上の排出口に分岐させてもよい。

図８の例では、分岐装置１４Ｅは、第１排出管４Ｅと、第２排出管５Ｅと、第３排出管６Ｅとを有する。第３排出管６Ｅは、第２排出管５Ｅと同様に、上下に延びる円管である。そして、第３排出管６Ｅは、第２排出管５Ｅと並んで配置される。第３排出管６Ｅの上方側の端部である第３排出口（図示せず）は、第２排出管５Ｅが接続される分岐管とは異なる分岐管と接続される。これにより、流入口３１Ｅから分岐装置１４Ｅ内へ供給された粉粒体を、３つの排出口へと分岐できる。

図９は、他の変形例に係る分岐装置１４Ｆの横断面図である。図９の例では、仕切板２４Ｆは、円筒部２１Ｆ内の空間を、第１空間２１１Ｆ、第２空間２１２Ｆ、および第３空間２１３Ｆの３つの空間に仕切る。

第１排出管４Ｆは、上記の実施形態の第１排出管と同様に、略水平に延びる円管である。第１排出管４Ｆの一端である第１排出口４１Ｆは、下流側の主輸送管と接続される。また、第１排出管４Ｆの他端は、第２空間２１２Ｆに配置される。そして、第１排出経路は、第２空間２１２Ｆと、第１排出管４Ｆ内の空間とからなる。

第２排出管５Ｆは、略水平に延びる円管である。第２排出管５Ｆの一端である第２排出口５１Ｆは、分岐管と接続される。第２排出管５Ｆの他端は、第３空間２１３Ｆに配置される。そして、第２排出経路は、第３空間２１３Ｆと、第２排出管５Ｆ内の空間とからなる。

上記の実施形態の分岐装置では、第１排出経路と第２排出経路とが異なる構成を有していたが、本発明はこれに限られない。図９の例のように、第２排出経路が、第１排出経路と同様の構成を有していてもよい。

また、上記の実施形態では、流入流路の一部分に、失速流路である第１空間が設けられていた。しかしながら、失速流路は、流入流路および分岐空間の少なくとも一部分に設けられていればよい。

また、上記の実施形態では、分岐空間から第１排出経路にかけての粉粒体の流路に、通過阻害手段としての邪魔板が設けられていた。しかしながら、邪魔板は、流入流路、分岐空間、第１排出経路、および第２排出経路の少なくとも一部に設けられていればよい。また、通過阻害手段は、上記の邪魔板とは異なる形状であってもよい。

また、上記の実施形態では、気力輸送装置の輸送先が４つであったが、本発明はこれに限られない。気力輸送装置の輸送先が２つや３つであってもよいし、５つ以上であってもよい。

また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。

１ 気力輸送装置
２ 本体部
３ 流入管
４，４Ｄ，４Ｅ，４Ｆ 第１排出管
５，５Ａ，５Ｄ，５Ｅ，５Ｆ 第２排出管
６Ｅ 第３排出管
１１ 粉粒体供給部
１２ フィーダホッパ
１３ 主輸送管
１４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ，１４Ｅ，１４Ｆ 分岐装置
１５ 分岐管
１６ 排気管
１７ 吸引ブロワ
２０，２０Ａ，２０Ｃ 分岐空間
２１，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｆ 円筒部
２２，２２Ｄ 底部
２３ 蓋部
２４，２４Ｂ，２４Ｆ 仕切板
２５，２５Ｃ 邪魔板
３０ 流入経路
３１，３１Ａ，３１Ｅ 流入口
３２ 接続口
３３，３３Ａ 供給口
４０，４０Ｃ 第１排出経路
４１，４１Ａ，４１Ｄ，４１Ｆ 第１排出口
４２ 突出口
４３，４３Ａ，４３Ｄ 第１導入口
５０ 第２排出経路
５１，５１Ｃ，５１Ｆ 第２排出口
５２，５２Ａ 第２導入口
２１１，２１１Ｂ，２１１Ｆ 第１空間
２１２，２１２Ｂ，２１２Ｆ，２１３Ｆ 第２空間
２２１ 凹面

Claims (9)

1. 粉粒体を輸送する気力輸送装置に用いられる分岐装置であって、
   一端に前記粉粒体が流入する流入口を有し、他端に供給口を有する、流入経路と、
   一端に前記粉粒体が排出される第１排出口を有し、他端に第１導入口を有する、第１排出経路と、
   一端に前記粉粒体が排出される第２排出口を有し、他端に第２導入口を有する、第２排出経路と、
   前記供給口と、前記第１導入口と、前記第２導入口とに接続する、分岐空間と、
   を有し、
   前記流入経路、前記第１排出経路および前記第２排出経路は、前記分岐空間から上方に延び、
   前記流入経路または前記分岐空間は、失速流路を有し、
   前記失速流路における前記粉粒体の輸送方向に垂直な断面の断面積は、前記流入口の断面積よりも大きい、分岐装置。
   
2. 請求項１に記載の分岐装置であって、
   前記流入経路が前記失速流路を有する、分岐装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の分岐装置であって、
   前記流入経路、前記分岐空間、前記第１排出経路、または、前記第２排出経路が、前記粉粒体の流路を形成する壁面から突出する、通過阻害手段
   をさらに有する、分岐装置。
4. 請求項１から請求項３までのいずれかに記載の分岐装置であって、
   前記分岐空間を構成する壁面の少なくとも一部は、凹面である、分岐装置。
5. 請求項４に記載の分岐装置であって、
   前記第１導入口と、前記第２導入口とは、前記凹面に面する、分岐装置。
6. 請求項１から請求項５までのいずれかに記載の分岐装置であって、
   前記第１排出経路の前記第１導入口付近における輸送方向と、前記第２排出経路の前記第２導入口付近における輸送方向とは、ともに、上向きである、分岐装置。
7. 請求項１から請求項６までのいずれかに記載の分岐装置であって、
   前記流入経路の前記供給口付近における輸送方向と、前記第１排出経路の前記第１導入口付近における輸送方向とがなす角度は、直角より大きく、
   前記流入経路の前記供給口付近における輸送方向と、前記第２排出経路の前記第２導入口付近における輸送方向とがなす角度は、直角より大きい、分岐装置。
8. 請求項７に記載の分岐装置であって、
   前記流入経路の前記供給口付近における輸送方向は、下向きであり、
   前記第１排出経路の前記第１導入口付近における輸送方向と、前記第２排出経路の前記第２導入口付近における輸送方向とは、ともに、上向きである、分岐装置。
9. 粉粒体を輸送する気力輸送装置であって、
   請求項１から請求項８までのいずれかに記載の分岐装置と、
   粉粒体の供給源と、
   分岐輸送先と、
   前記分岐輸送先よりも下流側に配置された、最下流輸送先と、
   前記供給源と、前記最下流輸送先とを繋ぐ、主輸送管と、
   を有し、
   前記分岐装置は、前記主輸送管に介挿され、
   前記流入口は、前記主輸送管の上流側に接続され、
   前記第１排出口は、前記主輸送管の下流側に接続され、
   前記第２排出口は、前記分岐輸送先に接続される、気力輸送装置。

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