JP7078976B2 - 空気吸引式搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、粒体を空気流に乗せて搬送する空気吸引式搬送装置に関する。

米などの粒体を搬送するための装置として、空気吸引式の搬送装置がある。これは、搬送管路を有していて、その下流側から管路内の空気を吸引することで、上流から下流へ向かう空気流を形成し、粒体をこの空気流に乗せて搬送するものである。この際、空気を吸引するだけでは、管路内の空気（一次空気）が減少して空気流が形成できなくなってしまうので、管路内の空気を吸引するとともに、外部から管路内に空気（二次空気）を取り込む必要がある。この際、二次空気の量が少なすぎると、搬送管路の途中で詰まりを生じるおそれがあり、二次空気の量が多すぎると、搬送終端部で粒体が十分に減速できず、割れなどの被害が生じるおそれがある。よって、二次空気の取り込み量を適切な値に調整することが重要である。

従来、このような空気吸引式搬送装置における二次空気を取り込むための構造は、特許文献１に示すようなものであった。すなわち、搬送管路の始端部が上方に向けて開口する外気連通口となっており、この外気連通口に対して搬送物の供給口が上方に離隔して対向しており、外気連通口が供給口より大径となっていて、両者の間の隙間から二次空気が取り込まれるものであった。

特開２００６－２０５０９５号公報

しかしながら、特許文献１の発明は、二次空気の取り込み量の調整、すなわち外気連通口と供給口の間隔の調整が可能な構造とはなっておらず、設計段階で最適な間隔を定めることも困難である。また、近年では搬送物への異物混入についての問題意識が高まっており、特許文献１の発明のような広い開口部を有する構造は、異物混入のおそれがあるため好ましくないものとされている。

本発明は、このような事情を鑑みたものであり、二次空気の取り込み量を容易に調整可能であって、外部から異物が混入しにくい空気吸引式搬送装置を提供することを目的とする。

本発明のうち請求項１の発明は、粒体が通過する搬送管路と、該搬送管路の上流側に接続する粒体導入部を備え、該粒体導入部は、連結管と、入口筒と、外筒を備え、前記連結管は、上流側端部が上方を向き、下流側端部が前記搬送管路に接続しており、前記入口筒は、網目を粒体よりも小さくしてある網材からなり、且つ前記連結管の上流側に接続すると共に、前記搬送管路より断面の外周を長くしてあり、前記外筒は、内周面が前記入口筒の外周面に摺接するものであって上下方向に摺動自在であることを特徴とする。なお、網材とは、板の全面にわたって複数の貫通孔を間隔を開けて形成したり、針金などを編んで形成したりすることで、複数の網目（孔の部分）を有する素材である。

本発明のうち請求項２の発明は、粒体が通過する搬送管路と、該搬送管路の上流側に接続する粒体導入部を備え、該粒体導入部は、連結管と、入口筒と、外筒と、延出筒を備え、前記連結管は、上流側端部が上方を向き、下流側端部が前記搬送管路に接続しており、前記入口筒は、網材からなり前記連結管の上流側に接続すると共に、前記搬送管路より断面の外周を長くしてあり、前記外筒は、内周面が前記入口筒の外周面に摺接するものであって上下方向に摺動自在であり、前記延出筒は、前記入口筒の下側に設けられており、外周面が前記入口筒の外周面と面一であることを特徴とする。

本発明のうち請求項３の発明は、粒体を導入するホッパを備え、該ホッパは前記入口筒の直上に接続し、前記ホッパの下端は前記入口筒の上端に対して上側に配置してあることを特徴とする。

本発明のうち請求項４の発明は、前記入口筒の内周を前記ホッパの下端の内周よりも半径方向外側に配置してあることを特徴とする。

本発明のうち請求項５の発明は、前記入口筒又は前記外筒の何れか一方は、他方に当接して前記外筒の移動を規制する規制部を有しており、該規制部は、前記外筒が、その上端が前記入口筒の上端より下側となる所定位置より上側へ移動することを規制するものであることを特徴とする。

本発明のうち請求項１の発明によれば、網材からなる入口筒から二次空気を取り込むことが可能であって、入口筒の外周面に摺接する外筒を摺動させて入口筒の外周面の露出面積を変化させることで、二次空気の取り込み量を容易に調整可能である。そして、入口筒の網目よりも大きな異物の混入は、確実に防ぐことができる。また、上から下へ通過する粒体に対して水平方向の全周から二次空気が取り込まれて均一に混ざり合うので、搬送効率が良い。しかも入口筒が搬送管路より断面の外周が長いので、同じ長さの場合と比較して、入口筒の表面積が同じ（＝網目の総面積が同じ＝二次空気の取り込み量が同じ）場合にその高さを低くできるので、結果として粒体導入部全体を小型化できる。

本発明のうち請求項２の発明によれば、入口筒の下側に延出筒を設けてあるので、この延出筒部分に外筒を摺動させることで、入口筒の外周面の全体が露出し、二次空気の取り込み量を最大化できる。

本発明のうち請求項３の発明によれば、粒体を導入するホッパと入口筒が直結されているので、搬送の入口部となる入口筒から二次空気が供給され、粒体と空気が混ざり合い、搬送効率が良い。

本発明のうち請求項４の発明によれば、粒体と空気が混ざり合い易くなる。

本発明のうち請求項５の発明によれば、規制部により外筒の上端が入口筒の上端よりも下側となり、外筒の上端と入口筒の上端の間部分において入口筒が露出するので、所定の二次空気の取り込み量が確保され、全閉状態にならず、搬送管路内の空気量が極端に不足して搬送不能となることが防がれる。

第一実施形態の粒体導入部を示す。 外筒による二次空気の取り込み量の調整を示し、（ａ）は全閉状態、（ｂ）は全開状態である。 空気吸引式搬送装置の全体図である。 （ａ）は第二実施形態の粒体導入部を示し、（ｂ）は第三実施形態の粒体導入部を示す。

以下、本発明の空気吸引式搬送装置の具体的な内容について説明する。本発明は種々の粒体を搬送の対象とすることができるものであるが、ここでは精米された米粒を対象とする場合を示す。この空気吸引式搬送装置の第一実施形態は、図３に示すように、搬送管路１と、粒体導入部２と、ホッパ７と、検視管１１と、空気分離減速システム１２と、バグフィルタ１３と、吸引装置１４を備えるものである。そして、空気吸引式搬送装置の上流側には、原料タンク１５と精米機１６が配置されており、下流側にはロータリバルブ１７と製品タンク１８が配置されている。

原料タンク１５は、上部が円筒形であり、下部が漏斗状で下方に向けて窄まった形状である。上部から原料である玄米を投入して、貯留できるものとなっている。精米機１６は、直方体形の筐体を有するものであって、上面に玄米の投入口を有しており、この投入口に原料タンク１５の下端部が接続されている。よって、精米機１６には投入口から順次玄米が投入され、精米が行われる。また、精米機１６は、側面の下部に排出口１６１を有しており、精米された米粒が順次排出される。

ホッパ７は、図１に示すように、漏斗状で下方に向けて窄まった形状であり、その上部が精米機１６の排出口１６１に接続されている。虫などの異物混入を防ぐため、排出口１６１とホッパ７の間は密閉された構造となっている。また、ホッパ７の下端部には、フランジ７１を形成してある。

粒体導入部２は、図１に示すように、ホッパ７の下部に接続されるものであって、連結管３と、入口筒４と、外筒５と、延出筒６を備える。
連結管３は、後記の入口筒４と搬送管路１を連結するものであり、搬送管路１と同径の断面円形の配管であって、上流側端部が上方を向き、下流側に向けて屈曲し下流側端部が水平方向を向いた形状となっている。連結管３の上流側端部には、上方に向けて漏斗状に広がった漏斗状部３１を形成してあり、漏斗状部３１の上端の内径面積は、搬送管路１の内径面積の１．５～２．０倍となっている。
入口筒４は、円筒形の網材、より具体的には、円筒形の金属板の周方向と高さ方向のそれぞれにわたって等間隔で貫通孔を形成したいわゆるパンチングメタルからなるものであって、連結管３の上流側に漏斗状部３１を介して接続しており（入口筒４の下端部を漏斗状部３１の上端部に溶接して固定してある）、漏斗状部３１の上端部と同径なので、すなわち搬送管路１よりも大径であり、よって搬送管路１より断面の外周が長い。入口筒４の高さ（上下方向長さ）は、入口筒４の外径よりも低くなっている。また、入口筒４を構成する網材の網目４１（孔の部分）は、搬送される米粒よりも小さいものとなっている。さらに、入口筒４の上端部には、フランジ４２を形成してあり、入口筒４のフランジ４２にホッパ７のフランジ７１を当接させてネジ止めして、ホッパ７を入口筒４の直上に接続してある。この入口筒４から、網目４１を通して二次空気が取り込まれるものである。そして、入口筒４の下側には、延出筒６を設けてある。
延出筒６は、入口筒４の下端部の漏斗状部３１に接続された部分から、さらに下側に向けて延出する円筒形のものであって、その外周面が入口筒４の外周面と面一である。その構成は、入口筒４の網材がそのまま下方に延出するものであってもよいし、入口筒４の網材とは別の部材（網材であっても、孔のない板材であってもよい）が接続されたものであってもよい。延出筒６の高さ（上下方向長さ）は、入口筒４の高さよりも僅かに高くなっている。
外筒５は、入口筒４及び延出筒６より一回り大きな円筒形で、その内周面が入口筒４及び延出筒６の外周面に摺接するものであって、上下方向に摺動自在となっており、外筒５の内周面と入口筒４及び延出筒６の外周面の間の摩擦抵抗力により、任意の上下位置で固定できる。また、外筒５の高さ（上下方向長さ）は、入口筒４の高さよりも僅かに高く、延出筒６の高さと略同じであり、さらに外筒５の側面部には孔がない。よって、図２（ａ）に示すように、外筒５を最も上側の位置（上端部が入口筒４のフランジ４２に当接する位置）にすると、入口筒４の外周面が全て覆われ、網目４１が全て塞がれた全閉状態となり、二次空気の取り込み量は０となる。一方、図２（ｂ）に示すように、外筒５を最も下側の位置（延出筒６に重なる位置）にすると、入口筒４の外周面が全て露出し、網目４１が全て開放された全開状態となり、二次空気の取り込み量は最大となる。そして、図１に示すように、外筒５を上下方向の中間位置にすると、入口筒４の外周面の、外筒５上端より上側部分のみが露出した状態となり、網目４１が等間隔に形成されているから、網目４１の露出面積は入口筒４の外周面の露出面積に比例し、すなわち二次空気の取り込み量は入口筒４の外周面の露出面積に比例した量となる。

搬送管路１は、粒体導入部２の連結管３の水平に延びる下流側端部に接続された断面円形の配管であって、図３に示すように、下流側に向けて設置面近傍から屈曲して上方へ垂直に延び、さらに原料タンク１５よりも高い位置で屈曲して水平に延びている。搬送管路１は鋼管からなるものであるが、垂直部分の一部が透明な樹脂製の管に置き換えられており、管内を目視可能な検視管１１となっている。また、搬送管路１は、屈曲部分と直線部分とで別体の管材からなり、各管材及び検視管１１の端部にフランジを設けてあって、各管材同士及び管材と検視管１１との接合部は、フランジ同士をネジ止めすることで密閉性が確保されている。この搬送管路１の管内を、精米された米粒が空気流に乗せられて通過する。

空気分離減速システム１２は、減速器１２１と、入口管１２２、出口管１２３及び支管１２４からなる。入口管１２２は、搬送管路１の水平に延びる下流側端部に接続されており、下流側に向けて水平に延び屈曲して下方斜め約４５度の角度に向けて延びている。減速器１２１は、外管１２１ａと内管１２１ｂからなる二重管構造のものであって、内管１２１ｂが入口管１２２の下流側端部に接続されており、外管１２１ａがその周囲を密閉して覆っている。内管１２１ｂは網材からなり、網目は搬送される米粒よりも小さいものとなっている。出口管１２３は、減速器１２１の内管１２１ｂの下流側端部に接続されており、下流側に向けて下方斜め約４５度の角度に向けて延び屈曲して下方へ垂直に延びている。支管１２４は、減速器１２１の外管１２１ａの側面に接続されており、下流側に向けて下方斜め約４５度の角度に向けて延び屈曲して下方へ垂直に延びている。この空気分離減速システム１２は、支管１２４側から空気が吸引されるものであり、内管１２１ｂの網目を通して搬送管路１内の空気が吸引されるが、米粒は、網目を通れないので減速されつつ内管１２１ｂから出口管１２３へと向かう。

バグフィルタ１３は、空気入口が支管１２４の下流側端部に接続されており、空気から米糠などのダスト（微粒子）を分離して下部のダストボックス１３１にため、ダストが除去された空気を空気出口から吸引装置１４に吸引させるものである。ダストボックス１３１の下端部には開閉自在な蓋を設けてあり、稼働時には蓋が閉じられていてダストをため、停止時に適宜蓋を開いてダストを排出することができる。

吸引装置１４は、ブロワであって、吸引側が配管によりバグフィルタ１３の空気出口に接続されており、排気側が大気解放されている。

ロータリバルブ１７は、ケーシング内に放射状の回転羽根を設けたものであり、入口が空気分離減速システム１２の出口管１２３の下流側端部に接続されている。回転羽根が、上流側と下流側の密閉性を保ちつつ回転して、米粒を定量ずつ出口へと繰り出すものである。そして、製品タンク１８は、上部が円筒形であり、下部が漏斗状で下方に向けて窄まった形状であって、上部にロータリバルブ１７の出口が接続されている。ロータリバルブ１７から繰り出される米粒をためることができるものであり、下端部が開閉自在な構造となっていて、適宜ためた米粒を取り出すことができる。

次に、この空気吸引式搬送装置の動作について説明する。稼働時には、吸引装置１４とともに、精米機１６及びロータリバルブ１７が駆動する。精米機１６の駆動により、原料タンク１５に貯留された玄米が順次精米されて、排出口１６１から排出される。排出された米粒は、ホッパ７を経由して、さらに粒体導入部２へと流入する（図１の黒矢印）。そして、吸引装置１４の駆動により、バグフィルタ１３及び空気分離減速システム１２を介して、搬送管路１内の空気が下流側から吸引され、管内に上流側から下流側へと向かう空気流が形成される。米粒は、この空気流に乗って、搬送管路１内を上流側から下流側へと搬送される。この際、粒体導入部２の入口筒４から、搬送管路１内に二次空気が取り込まれ（図１の白矢印）、その取り込み量は、外筒５を上下に摺動させて入口筒４の外周面の露出面積を変化させることで調整できる。取り込まれた二次空気と米粒は均一に混ざり合って搬送管路１内を流れ（図１の白黒矢印）、さらに空気分離減速システム１２へと流入する。空気分離減速システム１２においては、減速器１２１の側面に接続された支管１２４により空気が吸引されるので、減速器１２１の下流側へ向かう空気流がなくなり、米粒が減速される。ここで、米粒と一緒に搬送された米糠などのダストは、減速器１２１の内管１２１ｂの網目を通り抜けて支管１２４へと吸引され、バグフィルタ１３により捕集される。そして、減速された米粒は、空気分離減速システム１２からロータリバルブ１７へと流入し、回転羽根により定量ずつ繰り出されて製品タンク１８に貯留される。

このように構成した本発明の空気吸引式搬送装置の第一実施形態によれば、精米機１６の排出口１６１とホッパ７の間が異物混入防止のために密閉されており、ホッパ７の上流側からは十分な量の二次空気を取り込むことができないが、その代わりに、網材からなる入口筒４から二次空気を取り込むことが可能である。二次空気の量は、少なすぎると搬送管路１の途中で詰まりを生じるおそれがあり、多すぎると搬送終端部で米粒が十分に減速できずロータリバルブ１７などに衝突して割れなどの被害が生じるおそれがあるため、米粒の供給量に応じて適宜調整する必要があるが、この第一実施形態では入口筒４の外周面に摺接する外筒５を摺動させて入口筒４の外周面の露出面積を変化させることで、二次空気の取り込み量を容易に調整可能である。この調整は、装置の稼働中に、搬送の状態を観察しながら行うこともできる。そして、入口筒４の網目４１よりも大きな異物の混入は、確実に防ぐことができる。また、入口筒４が搬送管路１よりも大径で、断面の外周が長いので、同径の場合と比較して、入口筒４の表面積が同じ（＝網目の総面積が同じ＝二次空気の取り込み量が同じ）場合にその高さを低くできるので、結果として粒体導入部２全体を小型化できる。さらに、上から下へ通過する粒体に対して水平方向の全周から二次空気が取り込まれて均一に混ざり合うので、搬送効率が良い。また、入口筒４の下側に延出筒６を設けてあるので、この延出筒６部分に外筒５を摺動させることで、入口筒４の外周面の全体が露出し、二次空気の取り込み量を最大化できる。さらに、二次空気の取り込み箇所が搬送の入口部よりも下流側であると、搬送管路１内に先に米粒が流入し、重い米粒の層と軽い空気の層に分かれて均一に混ざり合わず搬送効率が低下してしまうが、この第一実施形態では粒体を導入するホッパ７と入口筒４が直結されているので、搬送の入口部から二次空気が供給され、米粒と空気が均一に混ざり合い搬送効率が良い。

次に、本発明の空気吸引式搬送装置の第二実施形態について、第一実施形態との相違点に絞って説明する。第二実施形態は、第一実施形態と比較して、粒体導入部２の外筒５の形状が異なっている。図４（ａ）に示すように、第二実施形態の外筒５は、第一実施形態のものと同径の筒状のものであって、上端の周方向の一部分がさらに上側へ延びていて、この部分が規制部５１となっており、規制部５１が存在しない部分が、上方に向けて開口する切欠部５２となっている。規制部５１は、凸形であって、周方向の複数箇所に設けてあり、それに伴い、切欠部５２は、凹形であって、周方向の複数箇所に形成される。

この第二実施形態によれば、図４（ａ）に示すように、外筒５を最も上側の位置（規制部５１の上端部が入口筒４のフランジ４２に当接する位置で、規制部５１によってこれより上側への移動が規制されている）にした場合でも、外筒５の上端５ａが入口筒４の上端のフランジ４２より下側となり、外筒５の上端５ａと入口筒４の上端のフランジ４２の間部分の切欠部５２から入口筒４の外周面が露出し、当該部分の網目４１が開放されるので、全閉状態とはならず、所定量の二次空気が取り込まれる。ホッパ７の上流側の密閉性が特に高い場合、入口筒４が全閉状態のまま装置を稼働させると、搬送管路１内の空気量が極端に不足して、搬送不能となり、吸引装置１４を損傷するおそれもあるが、この第二実施形態では、入口筒４が全閉状態にならないので、それらを防ぐことができる。そしてその他の点においては、第一実施形態と同様の作用効果を奏する。

次に、本発明の空気吸引式搬送装置の第三実施形態について、第一実施形態との相違点に絞って説明する。第三実施形態は、第一実施形態と比較して、粒体導入部２の入口筒４に規制部４３を設けた点が異なっている。図４（ｂ）に示すように、第三実施形態の入口筒４は、第一実施形態のものと同じ大きさの網材からなる筒状のものであって、外周面の上端よりやや下側の位置に、外周側に向けて突出する規制部４３を設けてある。規制部４３は、略円柱形であって、周方向の１箇所に設けてある。

この第三実施形態によれば、図４（ｂ）に示すように、外筒５の上端５ａが規制部４３に当接する位置が最も上側の位置（規制部４３によってこれより上側への移動が規制されている）となり、この場合でも外筒５の上端５ａが入口筒４の上端のフランジ４２より下側となり、外筒５の上端５ａと入口筒４の上端のフランジ４２の間部分から入口筒４の外周面が露出し、当該部分の網目４１が開放されるので、全閉状態とはならず、所定量の二次空気が取り込まれる。よって、この第三実施形態も、第二実施形態と同様の作用効果を奏する。

なお、本発明の空気吸引式搬送装置において、二次空気の適切な取り込み量は、搬送物の種類、搬送工程（距離と高さ）及び搬送効率の条件に応じて、搬送管路の断面積を基準として、およその値が定まるものである。実験によれば、搬送物が米や麦などの穀粒である場合、搬送管路の断面積に対して、二次空気の取り込み面積（入口筒の網目部分の面積）は、最大で１．２倍までが理想的な調整範囲であり、これ以上取り込み面積を大きくすると、二次空気の取り込み量が過大となって、搬送終端部で搬送物を十分に減速できなくなってしまう。

本発明は、上記の実施形態に限定されない。たとえば、各実施形態において、粒体導入部の連結管は、搬送管路と同径のものに限られず、搬送管路よりも内径面積が大きいものや小さいものであってもよい。そして、連結管と搬送管路の内径面積が異なる場合、両者は内径面積が漸減又は漸増する漏斗状の管により接続されることが望ましい。また、搬送管路、連結管、入口筒、外筒及び延出筒は、断面矩形など、断面円形以外の形状であってもよい。また、上下方向に摺動自在である外筒を入口筒及び延出筒に確実に固定するための固定部材を設けてもよい。固定部材の一例としては、いわゆるホースバンドのように、外筒を外周側から締め付けて固定するものが挙げられる。また、延出筒の下端部に、外周側に突出する突出部を設け、外筒を下向きに摺動させたときに外筒の下端部が突出部に当接するようにすることで、外筒が延出筒から脱落することを防ぐものであってもよい。この際、突出部は、延出筒の周方向の１箇所又は複数箇所に設けたものであってもよいし、周方向の全周にわたって設けた鍔状のものであってもよい。また、第二実施形態において、外筒に設ける規制部の形状はどのようなものであってもよく、周方向の少なくとも１箇所に設けてあればよい。さらに、第三実施形態において、入口筒に設ける規制部の形状はどのようなものであってもよく、周方向の複数箇所に設けたものでもよいし、周方向の全周にわたって設けた鍔状のものであってもよい。

１ 搬送管路
２ 粒体導入部
３ 連結管
４ 入口筒
５ 外筒
６ 延出筒
７ ホッパ
４３ 規制部
５１ 規制部

Claims (5)

1. 粒体が通過する搬送管路と、該搬送管路の上流側に接続する粒体導入部を備え、
   該粒体導入部は、連結管と、入口筒と、外筒を備え、
   前記連結管は、上流側端部が上方を向き、下流側端部が前記搬送管路に接続しており、 前記入口筒は、網目を粒体よりも小さくしてある網材からなり、且つ前記連結管の上流側に接続すると共に、前記搬送管路より断面の外周を長くしてあり、
   前記外筒は、内周面が前記入口筒の外周面に摺接するものであって上下方向に摺動自在であることを特徴とする空気吸引式搬送装置。
2. 粒体が通過する搬送管路と、該搬送管路の上流側に接続する粒体導入部を備え、
   該粒体導入部は、連結管と、入口筒と、外筒と、延出筒を備え、
   前記連結管は、上流側端部が上方を向き、下流側端部が前記搬送管路に接続しており、 前記入口筒は、網材からなり前記連結管の上流側に接続すると共に、前記搬送管路より断面の外周を長くしてあり、
   前記外筒は、内周面が前記入口筒の外周面に摺接するものであって上下方向に摺動自在であり、
   前記延出筒は、前記入口筒の下側に設けられており、外周面が前記入口筒の外周面と面一であることを特徴とする空気吸引式搬送装置。
3. 粒体を導入するホッパを備え、
   該ホッパは、前記入口筒の直上に接続し、
   前記ホッパの下端は前記入口筒の上端に対して上側に配置してあることを特徴とする請求項１又は２記載の空気吸引式搬送装置。
4. 前記入口筒の内周を前記ホッパの下端の内周よりも半径方向外側に配置してあることを特徴とする請求項３記載の空気吸引式搬送装置。
5. 前記入口筒又は前記外筒の何れか一方は、他方に当接して前記外筒の移動を規制する規制部を有しており、
   該規制部は、前記外筒が、その上端が前記入口筒の上端より下側となる所定位置より上側へ移動することを規制するものであることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の空気吸引式搬送装置。

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