JP7511814B2 - 単胴式空気輸送装置、及びその運転制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、粉粒体を圧送空気（圧縮空気ともいう）で輸送する際に輸送効率を高めた単胴式空気輸送装置、及びその運転制御方法に関する。

従来、船倉（タンク）に貯蔵された粉粒体などを陸上の粉粒体貯蔵機（サイロともいう）へ貯蔵する際に、双胴式又は単胴式の空気輸送装置（セラーポンプともいう）が利用されている。
特許文献１，２に示すような双胴式は、船内に十分な設置スペースが確保でき、輸送量も多い場合に利用される。双胴式空気輸送装置は、２つの槽本体を設置し、いずれか１方の槽本体の粉粒体受け入れ時に上部の受入弁を開放して重力落下により粉粒体を槽本体内に受け入れている。槽本体の設定位置まで粉粒体を受け入れた後に受入弁を閉じる。その後、圧送弁を開放して槽本体へ圧送空気を供給し粉粒体の混合物として、槽本体の内部圧力よりも低い後段設備へ圧力差を利用して輸送管を介して圧送している。
このときいずれか他方の槽本体では、一方の槽本体が圧送中に粉粒体の受け入れ作業を行い、一方の槽本体が粉粒体の受け入れ作業に切り替わったら、圧送作業に切り替えている。このように双胴式空気輸送装置では２つの槽本体で受け入れ作業と、圧送作業を交互に繰り返すことにより連続作業が実現できる。

一方、単胴式は、前記十分な設置スペースが確保できず、双胴式ほどの圧送能力でなくても事足りる場合に利用される。図３は従来の単胴式空気輸送装置の構成概略図である。単胴式空気輸送装置１は、受入時にコンプレッサ２から常時送られる圧送空気が槽本体３内へ流れることを妨げるためにコンプレッサ２と輸送管４を直接繋ぐバイパス管５及びバイパス管５を開閉するバイパス弁６を設けていた。
図４は従来の単胴式空気輸送装置の運転制御方法の説明図である。図中の各弁の下線は閉じた状態、上線は開いた状態を示す（後述する図２も同じ）。装置稼働時に主ノズル圧送弁７ａ及びリングノズル圧送弁７ｂを開放して槽本体３内部へ圧送空気を供給する。次に主ノズル圧送弁７ａ及びリングノズル圧送弁７ｂを閉じて、バイパス弁６を開放して圧送空気をバイパス管５を介して輸送管４へ排気すると共に、排気弁８ａ及び受入弁８ｂを開放して粉粒体を槽本体３内部の設定位置まで受け入れる。受け入れ作業後に、排気弁８ａ及び受入弁８ｂ、バイパス弁６を閉じて、主ノズル圧送弁７ａ及びリングノズル圧送弁７ｂを開放して槽本体３へ圧送空気を供給し粉粒体の混合物として、槽本体３の内部圧力よりも低い後段設備へ圧力差を利用して輸送管４を介して圧送する。

なおコンプレッサ２と輸送管４を直接接続する補助管９ａ（バイパス管５よりも槽本体３側の輸送管４に接続）に補助圧送弁９ｂを設けている。補助圧送弁９ｂは、圧送作業中に粉粒体が槽本体３出口又は輸送管４内で詰まったときに輸送管４へ直接圧送空気を供給して（図４中の補助圧送弁の点線参照）槽本体３出口付近に負圧を発生させて詰まりを解消するための弁である。補助管９ａは、バイパス管５よりも管径を小さく設定している。

しかしながら、単胴式の場合、双胴式と異なり粉砕原料の受け入れ時には圧送空気を用いる必要がないため、コンプレッサと輸送管を直接つなぐバイパス管へそのまま排出していた。そうすると装置稼働中は常時コンプレッサが運転状態となり、コンプレッサの消費電力が大きくなるという問題があった。

特開昭５４－１０７２９２号公報 特開２００９－４０５４４号公報

本発明が解決しようとする課題は、上記従来技術の問題点に鑑み、コンプレッサの消費電力を削減できる単胴式空気輸送装置、及びその運転制御方法を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するための第１の手段として、粉粒体を受け入れて輸送管から後段設備へ圧送する槽本体と、
前記槽本体へ圧送空気を供給するコンプレッサと、
前記コンプレッサと前記輸送管を直接接続するバイパス管と、
前記バイパス管を開閉動作するバイパス弁を備えた単胴式空気輸送装置において、
前記粉粒体を前記槽本体に受け入れるときに前記バイパス弁を閉じて前記コンプレッサを無負荷状態にする制御部を備えたことを特徴とする単胴式空気輸送装置を提供することにある。
上記第１の手段によれば、従来構成で粉粒体の受け入れ時にも圧送空気を生成して輸送管から排気していた稼働中は常時負荷状態のコンプレッサを、受け入れ時に圧送空気を生成しない無負荷状態にできる。このためコンプレッサの消費電力を削減することができる。

本発明は、上記課題を解決するための第２の手段として、第１の手段において、前記制御部は、前記単胴式空気輸送装置の起動時又は前記粉粒体の受入終了後に前記バイパス弁を開き、前記圧送空気を前記槽本体に供給する前に閉じる制御を行うことを特徴とする単胴式空気輸送装置を提供することにある。
上記第２の手段によれば、単胴式空気輸送装置の起動時又は前記粉粒体の圧送時に圧送弁を開放する前にコンプレッサを無負荷状態から負荷状態に復帰させることにより、コンプレッサをスムーズに立ち上げる（起動させる）ことができる。

本発明は、上記課題を解決するための第３の手段として、粉粒体を受け入れて輸送管から後段設備へ圧送する槽本体と、
前記槽本体へ圧送空気を供給するコンプレッサと、
前記コンプレッサと前記輸送管を直接接続するバイパス管と、
前記バイパス管を開閉動作するバイパス弁を備えた単胴式空気輸送装置の運転制御方法において、
前記粉粒体を前記槽本体に受け入れるときに前記バイパス弁を閉じて前記コンプレッサを無負荷状態にすることを特徴とする単胴式空気輸送装置の運転制御方法を提供することにある。
上記第３の手段によれば、従来構成で粉粒体の受け入れ時にも圧送空気を生成して輸送管から排気していた稼働中は常時負荷状態のコンプレッサを、受け入れ時に圧送空気を生成しない無負荷状態にできる。このためコンプレッサの消費電力を削減することができる。

本発明は、上記課題を解決するための第４の手段として、第３の手段において、前記単胴式空気輸送装置の起動時又は前記粉粒体の受入終了後に前記バイパス弁を開き、前記圧送空気を前記槽本体に供給する前に閉じる制御を行うことを特徴とする単胴式空気輸送装置の運転制御方法を提供することにある。
上記第４の手段によれば、単胴式空気輸送装置の起動時又は前記粉粒体の圧送時に圧送弁を開放する前にコンプレッサを無負荷状態から負荷状態に復帰させることにより、コンプレッサをスムーズに立ち上げる（起動させる）ことができる。

本発明によれば、従来構成で粉粒体の受け入れ時にも圧送空気を生成して輸送管から排気していた稼働中は常時負荷状態のコンプレッサを、受け入れ時に圧送空気を生成しない無負荷状態にできる。このためコンプレッサの消費電力を削減することができる。

本発明の単胴式空気輸送装置の構成概略図である。 本発明の単胴式空気輸送装置の運転制御方法の説明図である。 従来の単胴式空気輸送装置の構成概略図である。 従来の単胴式空気輸送装置の運転制御方法の説明図である。

本発明の単胴式空気輸送装置、及びその運転制御方法の実施形態について、図面を参照しながら、以下詳細に説明する。

［単胴式空気輸送装置１０］
図１は本発明の単胴式空気輸送装置の構成概略図である。
本発明の単胴式空気輸送装置１０は、粉粒体を受け入れて輸送管４から後段設備へ圧送する槽本体３と、前記槽本体３へ圧送空気を供給するコンプレッサ２と、前記コンプレッサ２と前記輸送管４を直接接続するバイパス管５と、前記バイパス管５を開閉動作するバイパス弁６を備えた単胴式空気輸送装置１０において、前記粉粒体を前記槽本体３に受け入れるときに前記バイパス弁６を閉じて前記コンプレッサ２を無負荷状態にする制御部２０を備えている。

制御部２０は、バイパス弁６と電気的に接続して、バイパス管５の開閉動作を制御するものである。制御部２０は、単胴式空気輸送装置１０の起動時又は粉粒体の受入終了後、排気弁８ａ及び受入弁８ｂを閉じた後に開放する制御を行う。そして槽本体３を圧送する際、主ノズル圧送弁７ａ及びリングノズル圧送弁７ｂを開放する前にバイパス弁６を閉じる制御を行う。通常、負荷状態のコンプレッサ２は、主ノズル圧送弁７ａ、リングノズル圧送弁７ｂ、バイパス弁６がいずれも閉じられると、自動的に無負荷状態にシフトして、圧送空気が供給されなくなる。このため、粉粒体の受け入れ時には、主ノズル圧送弁７ａ、リングノズル圧送弁７ｂ、バイパス弁６をいずれも閉じる制御を行うことでコンプレッサ２を無負荷状態にして消費電力を削減することができる。この他、負荷状態のコンプレッサ２が前記３つの弁の閉塞時に自動的に無負荷状態にシフトしない場合には、コンプレッサ２と制御部２０を電気的に直接接続する構成にして、負荷状態から無負荷状態に切り替える制御を行う構成としても良い。

本実施形態のバイパス管５は、管断面積を以下のように設定している。
（１）バイパス管５の管断面積Ｘは、補助管９ａの管断面積Ｙよりも大きく設定している（Ｘ＞Ｙ）。
（２）バイパス管５の管断面積Ｘは、主ノズル圧送弁７ａを取り付けた配管の管断面積Ａとリングノズル圧送弁７ｂを取り付けた配管の管断面積Ｂの和以上に設定している（Ｘ≧Ａ＋Ｂ）。
（３）バイパス管５の管径断面積Ｘは、主ノズル圧送弁７ａを取り付けた配管の管断面積Ａと補助管９ａの管断面積Ｙの和以上に設定している（Ｘ≧Ａ＋Ｙ）。
バイパス管５の管断面積Ｘは、（１）～（３）を満たすように設定し、コンプレッサ２からの圧送空気を輸送管４へ十分に排気することができるように構成している。従って、バイパス弁６を開放することにより無負荷状態のコンプレッサ２を負荷状態へ容易にシフトできる。

［単胴式空気輸送装置の運転制御方法］
図２は本発明の単胴式空気輸送装置の運転制御方法の説明図である。。
［装置（コンプレッサ）起動］単胴式空気輸送装置１０の起動時において、制御部２０によりバイパス弁６を開放してコンプレッサ２から圧送空気を輸送管４へ直接排気する。これにより起動時のコンプレッサから供給される圧送空気を輸送管にそのまま排気してスムーズな立ち上げを実現できる。
［起動ブロー］次に、バイパス弁６を閉じて、主ノズル圧送弁７ａ及びリングノズル圧送弁７ｂを開放して槽本体３内部へ圧送空気を供給する。所定時間経過後、主ノズル圧送弁７ａ及びリングノズル圧送弁７ｂを閉じる。前記３つの弁、すなわち主ノズル圧送弁７ａ、リングノズル圧送弁７ｂ、バイパス弁６を閉じているため、コンプレッサ２は負荷状態から無負荷状態へシフトする。
［受入作業］排気弁８ａ及び受入弁８ｂを開放して粉粒体を槽本体３内部へ受け入れる。槽本体３の設定位置まで粉粒体を受け入れた後、排気弁８ａ及び受入弁８ｂを閉じる。

［無負荷のコンプレッサを負荷へシフト］
制御部２０によりバイパス弁６を開放してコンプレッサ２から輸送管４へ直接接続する経路を形成し、輸送管４を介して生成した圧送空気を排気してコンプレッサ２を無負荷状態から負荷状態に復帰させている。これにより、コンプレッサ２のスムーズな立ち上げが実現できる。
［圧送作業］
制御部２０によりバイパス弁６を閉じる。ついで主ノズル圧送弁７ａ及びリングノズル圧送弁７ｂを開放して槽本体３へ圧送空気を供給し粉粒体の混合物として、槽本体３の内部圧力よりも低い後段設備へ圧力差を利用して輸送管４を介して圧送する。圧送作業終了後、主ノズル圧送弁７ａ及びリングノズル圧送弁７ｂを閉じる。このときバイパス弁６も閉じているため、負荷状態のコンプレッサ２は無負荷状態にシフトする。
その後、排気弁８ａ及び受入弁８ｂを開放して受入作業を行う。以降、受け入れ作業、無負荷のコンプレッサを負荷へシフト、圧送作業の繰り返しとなる。なお、圧送作業中に、槽本体内部で粉粒体の詰まりが生じた場合には、補助圧送弁を９ｂ開放し、その間、リングノズル圧送弁７ｂを閉じて、槽本体３出口付近の粉粒体の詰まりを解消する作業を行う。

このような本発明によれば、従来構成で粉粒体の受け入れ時にも圧送空気を生成して輸送管から排気していた稼働中は常時負荷状態のコンプレッサを、受け入れ時に圧送空気を生成しない無負荷状態にできる。このためコンプレッサの消費電力を削減することができる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。しかしながら、本発明は、上記実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の変更が可能である。
また、本発明は、実施形態において示された組み合わせに限定されることなく、種々の組み合わせによって実施可能である。

１，１０ 単胴式空気輸送装置
２ コンプレッサ
３ 槽本体
４ 輸送管
５ バイパス管
６ バイパス弁
７ａ 主ノズル圧送弁
７ｂ リングノズル圧送弁
８ａ 排気弁
８ｂ 受入弁
９ａ 補助管
９ｂ 補助圧送弁
２０ 制御部

Claims (4)

1. 粉粒体を受け入れて輸送管から後段設備へ圧送する槽本体と、
   前記槽本体へ圧送空気を供給するコンプレッサと、
   前記コンプレッサと前記輸送管を直接接続するバイパス管と、
   前記バイパス管を開閉動作するバイパス弁を備えた単胴式空気輸送装置において、
   前記粉粒体を前記槽本体に受け入れるときに前記バイパス弁を閉じて前記コンプレッサを無負荷状態にする制御部を備えたことを特徴とする単胴式空気輸送装置。
2. 請求項１に記載の単胴式空気輸送装置において、
   前記制御部は、前記単胴式空気輸送装置の起動時又は前記粉粒体の受入終了後に前記バイパス弁を開き、前記圧送空気を前記槽本体に供給する前に閉じる制御を行うことを特徴とする単胴式空気輸送装置。
3. 粉粒体を受け入れて輸送管から後段設備へ圧送する槽本体と、
   前記槽本体へ圧送空気を供給するコンプレッサと、
   前記コンプレッサと前記輸送管を直接接続するバイパス管と、
   前記バイパス管を開閉動作するバイパス弁を備えた単胴式空気輸送装置の運転制御方法において、
   前記粉粒体を前記槽本体に受け入れるときに前記バイパス弁を閉じて前記コンプレッサを無負荷状態にすることを特徴とする単胴式空気輸送装置の運転制御方法。
4. 請求項３に記載の単胴式空気輸送装置の運転制御方法において、
   前記単胴式空気輸送装置の起動時又は前記粉粒体の受入終了後に前記バイパス弁を開き、前記圧送空気を前記槽本体に供給する前に閉じる制御を行うことを特徴とする単胴式空気輸送装置の運転制御方法。

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