JPH0126966B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は粉粒体をいわゆるプラグ輸送により低
速高濃度で輸送する装置において、プラグの形成
維持をより完全かつ確実ならしめるための装置系
に関するものである。

粉粒体を空気と混合し、管路の中を輸送する粉
粒体空気輸送装置は古くから開発され、利用され
てきた。このような従来の空気輸送装置では、粉
粒体を高速の空気で粉粒体の低濃度で輸送する方
式を採用していたために、(1)輸送管の摩耗が多
い、(2)動力の消費量が多い、(3)輸送中の原材料の
破砕、偏析などの原材料の品質劣化を伴う、(4)付
帯設備（バツグフイルタなど）を必要とする、等
の問題点があつた。

これらの問題点を解決するために、最近では粉
粒体を低速の空気で高濃度で輸送する方式が試み
られるようになつた。この方式の装置では、高圧
空気を使用するために加圧・流動用のブロータン
ク（高圧空気源）を使用する。ブロータンクから
の高圧空気排出方法には２種類あり、上部へ排出
する方式をフラクソタイプ、下部へ排出する方式
をセラータイプと呼んでいる。本発明は後者の方
式によるものであるが、ブロータンクよりの高圧
空気の排出をできるだけ低速度・高濃度で行うに
は、閉塞寸前の状態で閉塞層（プラグ）を保ちな
がら輸送できれば良い。そのために、プラグとエ
アクツシヨンを交互に配置しながら輸送する新し
い方式、プラグ輸送が開発されている。

しかし、この新しい方式のプラグ輸送において
も、プラグを完全かつ確実に形成させる根本的な
点に未解決の問題点を残している。すなわち、輸
送管内での風圧は管底部に向けて大きくなる場合
にプラグが良好に形成されるのであるが、現実に
はこれが不可能である（むしろ逆である）ために
輸送管内にせつかく形成されたプラグもその上方
部が吹き抜かれて空気流だけが流れ、粉粒体は残
つて輸送効率が落ちてしまう。従つて、輸送方式
ではプラグを完全かつ確実に連続的に形成するこ
とが最重要事項となつているが、いまだ決定的な
解決はなされていない。

従つて、本発明の目的は上述したような粉粒体
を低速高密度で空気輸送する系において、プラグ
を連続的に形成させるように構成した粉粒体高濃
度空気輸送装置を提供しようとするにある。

本発明は、粉粒体の供給ホツパー、気密ゲート
付加圧ビン、気密ゲート付流動ビン、粉粒体輸送
管、順次制御のための電気制御手段および高圧空
気源を備える粉粒体高濃度空気輸送装置におい
て、流動ビンと輸送管との間に収斂形状のプラグ
形成用曲り管を設け、円周方向に90゜〜180゜の角
度を見込む高圧空気吹込用の開口を有するノズル
を、この開口部をプラグ形成用曲り管の下部に位
置させて高圧空気源からの高圧空気がプラグ形成
用曲り管にその下方から間欠的に吹き出されるよ
うプラグ形成管に装着することにより上記目的を
達成する。

さらに、粉粒体輸送管の水平部には、輸送管の
管径より相当小さな棒材を輸送管の中心より下方
位置に棒材の少なくとも一部を輸送管に固定的に
取り付けると、管内に抵抗ができて一層プラグが
形成され易くなる。この棒材を中空の管で構成
し、棒材の管端を粉粒体輸送管の水平部から垂直
部への遷移部付近に位置させ、これを高圧空気源
に接続して管端から高圧空気を輸送管の下流に向
けて吹き出すよう構成すると輸送効率を上げるこ
とができる。

また、粉粒体輸送管の水平部から垂直部への遷
移部は絞り部を有する、好ましくは、断面が長方
形の管で構成することができ、これによりプラグ
の崩壊を防ぐようにするのがよい。

次に、本発明による粉粒体高濃度空気輸送装置
を添付図面に示す好適実施例につき詳細に説明す
る。

この装置は、粉粒体の供給方向から順次に、ホ
ツパー１、気密ゲート２を有する加圧ビン３、気
密ゲート４を有する流動ビン５、プラグ形成用曲
り管６および輸送管７を備え、さらに加圧ビン３
および流動ビン５にそれぞれ管８および９を経て
高圧空気を供給する高圧空気源１０、加圧ビン３
および流動ビン５内の圧力を調節するためこれら
の間を連通するバルブ１１を有する管１２ならび
に加圧ビン３内の圧力を調節するためのベントバ
ルブ１３を有する管１４を備え、さらに粉粒体を
第１図に矢印で示すように、ホツパー１、加圧ビ
ン３、流動ビン５、プラグ形成用曲り管６および
輸送管７を経て連続的に流すようゲート２および
４ならびにバルブ３および１３を順次制御するた
めの電気制御手段を備える。

この装置の作動を簡単に説明すると、流動ビン
５内の粉粒体がプラグ形成用曲り管６を経て徐々
に排出され、流動ビン５の中間に配置されたレベ
ルスイツチ（図示せず）が空信号を発信すると加
圧ビン３が加圧され、逆止バルブ１１付管１２に
より連通されている流動ビン５と加圧ビン３が同
一圧力になつた時点で下部気密ゲート４が開放し
て加圧ビン３内に入つている粉粒体全量が流動ビ
ン５内に供給される。供給が終えるとゲート４は
閉止し、代つてベントバルブ１３が開放して加圧
ビン３が常圧まで減圧される。この際、流動ビン
５はバルブ１１の作用により加圧状態を維持して
供給された粉粒体を徐々にプラグ形成用曲り管６
に向けて排出する。加圧ビン３の減圧が完了する
とゲート２が開放し、供給ホツパー１より加圧ビ
ン３内へ粉粒体が供給され、レベルスイツチ（図
示せず）の満信号の発信により上部気密ゲート２
およびベントバルブ１３は閉止する。このような
サイクルが電気制御手段（図示せず）により繰り
返し行われ、粉粒体がホツパー１、加圧ビン３、
流動ビン５、プラグ形成用曲り管６および輸送管
７を経て連続的に供給される。

粉粒体プラグの形成は流動ビン５下部に直結さ
れたプラグ形成用曲り管６により行う。プラグ形
成管６は図示のように入口が広く、輸送管接続部
にかけて徐々に狭くなる収斂形状の異径曲り管で
構成するのが好適である。粉粒体の流動ビン５か
らプラグ形成用曲り管６への供給は流動ビン５内
へ高圧空気源１０から管９を経て加えられる圧力
と粉粒体の重力落下により行われる。上述したよ
うに、プラグ形成管は入口が広く出口が狭いため
に出口に行くにしたがつて粉粒体の充填密度が増
す構造となつている。

本発明においては、このプラグ形成用曲り管６
に特殊なノズル１５を装着する（第１図参照）。
第２および３図の線図的断面図に示すように、こ
のノズル１５は、環状部材で構成され、その閉塞
部１６の下方位置に、円周方向に角度αの角度を
見込む開口１７を有する。この開口はプラグ形成
用曲り管６または輸送管７の下側半周部分に形成
し、その広がり角度αは90゜〜180゜とするのが好
適である。その理由は90゜未満では十分な風圧の
広がりおよび風量、風速が得られないためプラグ
の形成が不良で、180゜超ではプラグの上方部を高
圧空気が吹き抜くようになるためやはりプラグの
形成が不良になるからである。

ノズル１５の開口部は第４図に示すよう構成さ
れ、リング状部材１８および１９により開口１７
を形成する。開口１７からは高圧空気源１０に接
続されている管２０より通路２１を経て粉粒体の
流れ方向２２に対して矢印２３で示すように斜方
向に高圧空気が一定時間隔で一定時間噴射され
る。高圧空気の噴射角度βは曲り管であるプラグ
形成管のわん曲度、長さ等により決まるものであ
る。

このようにしてノズル１５の開口１７より一定
時間隔で一定時間高圧空気が噴射されると、噴射
された高圧空気は粉粒体の流れを遮断し、第１図
に図すように、プラグ２４およびエアクツシヨン
２５を交互に形成する。このようにして形成され
たプラグ２４は特に輸送管の水平部では底部は粉
粒体の密度は密で、上部は粗の状態となつてい
る。従来のように、高圧空気を管の全外周より環
状に間けつ的に吹き込む通常のリングノズルを採
用すると、粉粒体の密度が粗であるプラグ２４の
上部を高圧空気が吹き抜いてしまう場合が多かつ
た。本発明では、ノズルの吹出開口を管の全周に
設けず、下側半周部より小さい広がり角度αで開
口を設けるために、高圧空気がプラグの上方の粗
部に作用する程度が激減する結果、プラグの上部
を高圧空気が吹き抜くことがなくなり、従つて粉
粒体の輸送効率が上昇することが確認され、また
動力の損失も少なくなつた。

他方、ノズル１５の開口１７より噴射された高
圧空気により形成されるプラグ２４をエアクツシ
ヨン２５で輸送管７の前方に押し出す場合に、プ
ラグ２４を形成する高圧空気の圧力、噴射時間ま
たは間隔あるいはこれらの変動によつては、ま
た、粉粒体プラグ２４を構成する粉粒体粒子と粉
粒体輸送管７の管壁との摩擦が小さいと粉粒体プ
ラグ２４は山がくずれる様になりプラグ２４の下
方が伸びて、粉粒体プラグの全体の長さが長くな
りすぎて上部の密度が粗の状態となり、この粗プ
ラグ部分を高圧空気が吹き抜けてせつかく形成さ
れたプラグが壊されてしまう。これを防止するた
めには、輸送管７内にプラグの水平方向の移動に
対する僅かな抵抗を与えてプラグのプラグ２４自
身の内圧により下部がふくれて前方に押し出され
ることによるプラグ長の伸びすぎを防止するのが
良いことが確認された。本発明においては、かか
る抵抗を与える好適実施例について以下に説明す
る。

上述したような抵抗体として、第５図に示すよ
うに、輸送管７の水平部に輸送管の中心より下方
の位置において輸送管より相当小径の棒材２６
（丸棒でも角棒でも良い）を配置するのがよい。

この理由は、棒材２６は、粉粒体輸送管７の水
平部において、プラグ２４の水平方向の移動に対
する僅かな抵抗として働き、プラグ２４の密度を
高め、粗プラグが伸びすぎるのを防止するからで
ある。

すなわち、粉粒体のプラグ輸送においては、粉
粒体プラグ２４は、第６ａ図に示すように、高密
度で１つの円筒形の個体として輸送管７の水平部
を輸送されるのが好ましいが、粉粒体プラグ２４
は、多数の粉粒体粒子の集合体であるため、プラ
グ２４が長くのびてしまうことがある。プラグ２
４が前記水平部で長く伸びるのは、空気のクツシ
ヨン２５を介して元のタンク（加圧ビン３および
流動ビン５）からの圧力によるが、輸送管７の水
平部の管壁と粉粒体粒子の摩擦が少ない（すなわ
ち、抵抗が少ない）と、第６ｂ図に示すように、
山がくずれる様に長くのびてプラグ２４の上部に
粗な部分が出来てしまう。このような場合には、
例え、プラグ形成用曲り管６で、うまくプラグ２
４を形成でき、プラグ形成用曲り管６に近い粉粒
体輸送管７の水平部においては、第６ａ図に示す
ように粉粒体輸送に好適なプラグ２４であつたと
しても、プラグ２４は、輸送管７の水平部を移動
するに従つて、だんだん崩壊して、最終的には、
空気が上部を吹き抜ける結果となり、うまくプラ
グ２４を形成できない。

この場合にプラグ２４が長くのびるのを防止す
る方法として輸送管７の中心より下部すなわち、
プラグの下部に抵抗体すなわち棒材２６を入れる
と、まず第１に若干圧力の変動があつてもプラグ
２４のくずれがなくなる。プラグ２４の上側の粉
粒体がくずれて、下側に流れ、輸送管７の底部に
長く伸びるのを防止できる。

第２に、このプラグ２４は下部が棒材２６の抵
抗によつて動きがおそくなるとき、元の（後方）
の方が速度が早く先（前方）の方がおそくなり、
後から押される様なかつこうになり粗の部分も密
になる様になり、第６ｃ図に示すように堅固なプ
ラグ２４になる。抵抗体である細い棒材２６をプ
ラグ２４の粗の部分（輸送管７の上部）に入れた
時発生する抵抗は少ないし、直接前記管壁を伝つ
て運動しているプラグ２４には影響が少ない。す
なわち、プラグ２４にブレーキはかかりにくく、
崩れて伸びかかつたプラグ２４を強固なプラグに
することはできない。

この事はプラグ輸送に特有な事柄と考えてよ
い。通常の空気輸送では粉粒体は輸送空気中に分
散し、水平輸送管の上下でそれ程濃度の差はな
く、また、全体としては流体として考えられる。
したがつて輸送管の上部でも下部でも抵抗の作用
は同じであり、この通常の空気輸送の場合は輸送
中の粉粒体には直接作用しない。

しかし、プラグ輸送では粉粒体（プラグ本体２
４）に、棒材２６は、ブレーキとして直接作用す
ると考えられる。

抵抗としての棒材２６は、その直径については
特に制限的ではないが、以上の点から直径は出来
るだけ小さい方が使用する実質断面積の減少がな
く好ましい。

以上のように、棒材２６は、輸送管７の水平部
に配置されるが、輸送管の垂直部付近まで延在し
て設け、これを例えば最前端２７にて固定的に支
持するのがよい。棒材２６の固定位置については
任意であるが、前端を固定して後端をフリーにし
ておくと抵抗の変化に追従してプラグの形成維持
を効果的に図ることができる。また、この棒材２
６を中空管で構成し、棒材２６の後端を輸送管の
水平部から垂直部への遷移部３０付近に位置さ
せ、管２８により高圧空気源１０に接続して高圧
空気を矢印２９で示すように吹き出すようにする
ことによりプラグ２４が水平部から垂直部へ移動
する際プラグの崩壊のない円滑な移動が行える。
更に、円滑な移動を助けるために、輸送管の水平
部から垂直部への遷移部３０は幾分絞り加減にす
るのが好適である。絞り部３０の断面形状は長方
形でも円形でも良く、任意である。なお、輸送管
の垂直部でのプラグは水平部とは異なり、崩壊な
く円滑に輸送される。

上述した処は本発明の一構成例にすぎず、本発
明の範囲内で種々の変更を加えることができる。
例えば、開口１７からの吹出角度βは０〜90゜の
間で変えることができ、その構成部材あるいは管
２０のノズル部材への取付位置についても図示の
例に限定されることはない。また、棒材２６を管
体で構成する場合には管の下部に小孔（図示せ
ず）を形成してプラグの密度の高い部分に高圧空
気を吹き込んでプラグの移動を円滑ならしめるこ
ともできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による粉粒体高濃度空気輸送装
置の線図、第２図は第１図の−線での線図的
断面図、第３図は第２図に示すノズルの側面図、
第４図は第２図の−線での部分断面図、第５
図は輸送管部分の拡大線図、第６ａ図は輸送中の
好適なプラグを示す断面模式図、第６ｂ図は、崩
れて伸びかかつたプラグを示す断面模式図、第６
ｃ図は、棒材によつて強固にされたプラグを示す
断面模式図である。 １……ホツパー、２，４……ゲート、３……加
圧ビン、５……流動ビン、６……プラグ形成用曲
り管、７……輸送管、８，９，１２，１４，２
０，２８……管、１０……高圧空気源、１１，１
３……バルブ、１５……ノズル、１６……閉塞
部、１７……開口、１８，１９……環状部材、２
１……空気通路、２２……粉粒体流、２３，２９
……噴射空気、２４……プラグ、２５……エアク
ツシヨン、２６……棒材、２７……固定部（最前
端）、３０……遷移部（絞り部）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 粉粒体供給ポツパーと、これに連結された気
   密ゲートおよびベントバルブを有する加圧ビン
   と、これに連結された気密ゲートを有する流動ビ
   ンと、これに連結された水平部を有する粉粒体輸
   送管と、前記加圧ビンおよび流動ビン内を連通す
   るバルブ付管と、ポツパーに供給された粉粒体を
   前記ゲートおよびバルブの順次作動により加圧ビ
   ンを経て流動ビンに連続的に供給するための電気
   制御手段と、前記加圧ビンおよび流動ビンに高圧
   空気を供給するための高圧空気源とを備える粉粒
   体高濃度空気輸送装置において、前記流動ビンと
   前記粉粒体輸送管との間に収斂形状のプラグ形成
   用曲り管をもうけ、 円周方向に90゜〜180゜の角度を見込む高圧空気
   吹込用の開口を有するノズルを、前記開口部を前
   記プラグ形成用曲り管の下面部に位置させて前記
   高圧空気源からの高圧空気が前記プラグ形成用曲
   り管内にその下方から間欠的に吹き出されるよう
   前記プラグ形成用曲り管に装着したことを特徴と
   する粉粒体高濃度空気輸送装置。 ２ 粉粒体供給ポツパーと、これに連結された気
   密ゲートおよびベントバルブを有する加圧ビン
   と、これに連結された気密ゲートを有する流動ビ
   ンと、これに連結された水平部を有する粉粒体輸
   送管と、前記加圧ビンおよび流動ビン内を連通す
   るバルブ付管と、ポツパーに供給された粉粒体を
   前記ゲートおよびバルブの順次作動により加圧ビ
   ンを経て流動ビンに連続的に供給するための電気
   制御手段と、前記加圧ビンおよび流動ビンに高圧
   空気を供給するための高圧空気源とを備える粉粒
   体高濃度空気輸送装置において、前記流動ビンと
   前記粉粒体輸送管の水平部との間に収斂形状のプ
   ラグ形成用曲り管をもうけ、 前記プラグ形成管に続く前記粉粒体輸送管の水
   平部には、前記粉粒体輸送管の管径より相当小さ
   な棒材を前記粉粒体輸送管の中心より下方の位置
   に配置し、かつ、前記棒材の少なくとも一部を前
   記輸送管に固定するとともに、 円周方向に90゜〜180゜の角度を見込む高圧空気
   吹込用の開口を有するノズルを、前記開口部を前
   記プラグ形成用曲り管の下面部に位置させて前記
   高圧空気源からの高圧空気が前記プラグ形成用曲
   り管内にその下方から間欠的に吹き出されるよう
   前記プラグ形成用曲り管に装着したことを特徴と
   する粉粒体高濃度空気輸送装置。 ３ 粉粒体供給ポツパーと、これに連結された気
   密ゲートおよびベントバルブを有する加圧ビン
   と、これに連結された気密ゲートを有する流動ビ
   ンと、これに連結され、水平部およびそれに続く
   垂直部を有する粉粒体輸送管と、前記加圧ビンお
   よび流動ビン内を連通するバルブ付管と、ポツパ
   ーに供給された粉粒体を前記ゲートおよびバルブ
   の順次作動により加圧ビンを経て流動ビンに連続
   的に供給するための電気制御手段と、前記加圧ビ
   ンおよび流動ビンに高圧空気を供給するための高
   圧空気源とを備える粉粒体高濃度空気輸送装置に
   おいて、前記流動ビンと前記粉粒体輸送管の水平
   部との間に収斂形状のプラグ形成用曲り管をもう
   け、 前記プラグ形成管に続く前記粉粒体輸送管の水
   平部には、前記粉粒体輸送管の管径より相当小さ
   な中空の棒材を、前記粉粒体輸送管の中心より下
   方の位置に配置し、かつ、前記棒材の少なくとも
   一部を前記粉粒体輸送管に固定し、かつ、前記棒
   材の開放端を前記粉粒体輸送管の水平部から垂直
   部への遷移部付近に位置させて、前記高圧空気源
   からの高圧空気を前記中空棒材を通して下流に向
   けて吹き出すよう構成するとともに、 円周方向に90゜〜180゜の角度を見込む高圧空気
   吹込用の開口を有するノズルを、前記開口部を前
   記プラグ形成用曲り管の下面部に位置させて前記
   高圧空気源からの高圧空気が前記プラグ形成用曲
   り管内にその下方から間欠的に吹き出されるよう
   前記プラグ形成用曲り管に装着したことを特徴と
   する粉粒体高濃度空気輸送装置。 ４ 前記粉粒体輸送管の水平部から垂直部への遷
   移部を断面が長方形の絞り部を有する管で構成し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載
   の粉粒体高濃度空気輸送装置。