JPH0573650B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 産業上の利用分野 本発明は固体粒子、繊維状物、スラリー、その
他の固体状または半固体状を管路により搬送する
装置に関するものである。

従来技術 固体状の物体を管路により搬送する手段として
従来広く用いられているのは、搬送用ガス、特に
空気を使用する方法である。これは管路に搬送用
ガスを圧入して高速のガス流を形成させ、そのガ
ス流に載せて物体を搬送する方法である。

このような従来の空気輪送法の大きな欠点は、
ガスは管路の中で乱流となり、被搬送物は管壁に
衝突を繰り返しながら搬送されるため、管壁、特
に曲管部の管壁の摩耗が激しく、短期間で修理や
交換を必要とすることである。

本発明者等は、管路中に螺旋気流を生成させる
と、管壁に沿つて高密度の気体膜が形成されると
共に、被搬送物あ供給の中心に近い低気体密度の
部分を螺旋を描きながら出口方向へ搬送されるの
で、被搬送物の衝突による管壁の摩耗が軽減され
ることを見出し、既に螺旋気流の生成方法、生成
装置、及びその応用に関する特許を多数出願して
いる。

特に、特願昭59−94505号、「粉粒体搬送用螺旋
気流生成装置」においては、管路に螺旋気流を生
成させると共に、螺旋気流域への固体粒子供給管
の出口部分を負圧にして、常に安定した連続状態
で被搬送物を供給することのできる装置を提案し
た。

発明が解決しようとする課題点 しかしながら、工業的に物体を搬送する場合に
は、常に一定の物性（粒径、比重等）の物体を一
定流量で搬送することは限らず、原料産地や処理
工程の相違による物体の物性の変化や、後段の製
造工程における操業率の変動に対応する搬送量の
変化等が起るが、それらの変化に即応して最もエ
ネルギー消費の少ない操業条件を維持することが
重要である。本発明は先願の特願昭59−94505号
発明を改良して、被搬送物の物性及び搬送量に応
じて最適の操業条件を設定することのできる螺旋
気流による搬送装置を提供するものである。

発明の構成 問題点を解決するための手段 本発明の気流搬送装置は、管路の内径より大き
い内径を有する円筒管、その一端に接続され管路
と同じ内径まで15度以下の傾斜角で径が次第に縮
小する形状を有するロート管、ロート管の小口径
部に接続された管路、上記円筒管の側壁に設けら
れた搬送用ガス送入管、円筒管の他端を閉鎖する
底板、円筒管の底板側からロート管部まで挿入さ
れた管路の内径以上で円筒管の内径より小さい外
径を有する被搬送物供給管とよりなり、被搬送物
供給管を円筒管内で管路方向に前後に移動するこ
とにより被搬送物供給管の先端部の外壁とロート
管の内壁との間に生じる環状空隙の幅を調節でき
る機構を有する螺旋気流による搬送装置である。

以下添付図面により詳細に説明する。

第１図は全体図、第２図はその主要部分の拡大
図である。管路１の内径より大きい内径を有する
円筒管２１の端に、管路と同じ内径まで15度以下
の傾斜角（第２図のθ）で径が次第に縮小する形
状を有するロート管２２が接続され、ロート管の
小口径部には管路１が接続されており、円筒管の
他の端は底板２３で閉鎖されている。

円筒管の側壁には搬送用ガス送入管２４が設け
られている。このガス送入管は、図示の如く底板
２３から離れた位置に、送入されるガスが円筒管
の中心軸をよぎり且つやや斜め後方に向うように
取付けるのが好ましい。

円筒管の底板２３の側からは、管路の内径以上
で円筒管の内径より小さい外径を有する被搬送物
供給管３がロート管まで挿入されている。即ち被
搬送物供給管３の先端３１はロート管２２の傾斜
面に対応する位置まで届いており、この部分の断
面を見れば、被搬送物供給管の先端部の外壁とロ
ート管の内壁との間に環状空隙（第２図において
ｄで示される間隙）が構成されていることにな
る。被搬送物供給管の反対側は被搬送物ホツパー
４と連結されている。

さらに、この被搬送物供給管３には円筒管内で
管路方向に前後に移動できる機構を設けてある。
第１図において平ギヤ５１、歯車５２、モーター
５３で示したのがその機構の一例であり、モータ
ーを順回転または逆回転することにより被搬送物
供給管をロート管内に深く又は浅く挿入できる。
このような機構としては水圧又油圧を用いるも
の、その他任意の機構を用いることができる。底
板における被搬送物供給管の挿入部分はシール部
２５を設ける。記号２６はシール材である。

作 用 このような機構により被搬送物供給管を前後に
移動させると、被搬送物供給管の先端部の外壁と
ロート管の内径との間の環状空隙の幅ｄは狭くな
つたり広くなつたりする。

被搬送物供給管の先端がロート管の内径に接す
る位置を起点とし、そこからの被搬送物供給管の
先端部までの距離をＸとし、ロート部の傾斜角を
θとすると（第２図参照）、環状空隙の幅ｄは次
の(1)式で示される。

ｄ＝tanθ・Ｘ (1) また被搬送物供給管の外径をＤとすると、この
環状空隙の面積Ｓは次の(2)式で示される。

Ｓ＝π｛（Ｄ＋2d）²−D₂｝／４ (2) (1)及び(2)より Ｓ＝π・tanθ・Ｘ（Ｄ＋tanθ・Ｘ） 従つて搬送用ガスが通過する環状空隙の断面積
ＳもＸの変化につれて変化し、ここを通過する気
流速度も変化する。

本発明装置を機能面から説明する。ガス送入管
２４が円筒管の底板２３から離れた位置に取り付
けてあると底板付近にはガスのたまりが出来る。

ガス送入管から送入されたガスは、上記のガス
のたまりに斜めにあたり反転したロート管の方に
向かうが、この際ガスのたまりはクツシヨンのよ
うな作用をして、送入ガスの微細な脈動や送入時
に生じた乱れを消去し圧力落差のない均圧状態で
ガスをロート管の方へ押し戻す。送入されるガス
が円筒管の中心軸をよぎるガス送入管を取り付け
るのは、こで旋回ベクトルを生じるのを避けるた
めである。

かくしてガス送入管の取付位置から先の円筒管
内では、ガスは長軸方向に流れる平行な気流とし
てロート管２の方へ移動する。

円筒管の長さを十分に長くすれば、その間に整
流作用が行われるので、ガス送入管の取付角度は
必ずしも上記の要件を満たす必要はない。

ロート管２２は15度以上の傾斜角で次第に縮小
して管路径に等しくなるようにしてあるので、円
筒管内を移動してきた気流はここで滑らかに縮流
し、被搬送物供給管の先端部の外壁とロート管の
内径との間に環状空隙を通過して管路に送入され
る。

このような状態で管路内での気流平均速度が約
20m／秒以上になるように搬送用ガス量を調節す
ると、管路内に螺旋気流が生成する。

本発明装置に供給するガスはできるだけ脈動の
ないものを使用する必要がある。圧力は高圧を要
しないので、ガス供給源としては往復運動のコン
プレツサーよりもブロワーの方が好ましい。必要
に応じサージタンクを設けて脈動を消去する。

ガスの種類として最も一般的なのは空気である
が、必要に応じ窒素、水素その他常温でガス状の
もののほか、系全を高温にして常温では液状のも
のをガス化して使用することもできる。

このようにして生成した螺旋気流域に被搬送物
を供給すれば、被搬送物も螺旋運動を行いつつ、
管路内を搬送される。

以上説したように、ガス送入管２４から送入さ
れたガスはロート管の被搬送物供給管との間の環
状空隙からロート部の傾斜面に沿つて斜め方向に
高速で管路内に送入され、管路内に螺旋気流を形
成すると共に、被搬送物供給管の出口部分の圧力
を低下させる。

この圧力低下の程度は、環状空隙の幅が小さい
程、またガス流量が多い程大きくなる。

被搬送物供給管の他の端は被搬送物ホツパー４
に接続される。管路側開口部が負圧になれば被搬
送物は螺旋気流に吸い込まれるので、スクリユー
フイーダー、ロータリーフイーダーのような機械
的フイーダーは必ずしも使用する必要がない。

搬送量を大にするためには搬送用ガス量を大に
する必要があり、その場合ガス抵抗を増大させな
いためには環状空隙の幅を極端に狭くすることは
できない。しかし最大搬送負荷に合せて環状空隙
の幅を固定しておくと、搬送負荷が減少した場合
でも被搬送物の自動供給に必要な程度の負圧状態
を保つために搬送用ガス量を一定値以上に維持せ
ざるを得ないので、エネルギー効率が低下する。

本発明装置においては、搬送負荷に応じたガス
量で被搬送物供給管出口が被搬送物の自動供給に
必要な程度の負圧になるように調整できるので、
常にエネルギー効率のよい状態で操業できる。

また第１図に示すように被搬送物ホツパー４を
気密構造にし、流量調整弁６から流入するガス量
を調整して被搬送物供給管から管路に供給される
被搬送物量をコントロールすることができる。

さらに、ホツパーの圧力センサー７、流量調整
弁から流入するガス量のセンサー８１、ホツパー
の重量センサー８２からの情報、あるいは必要に
応じて後の被搬送物使用工程からの情報を入力し
演算処理をして搬送用ガスの流量、ホツパーへの
ガス供給量及び被搬送物供給管の挿入度を自動制
御することにより、常に最適の搬送効率を維持で
きる。

被搬送物供給管出口の圧力は、被搬送物の径及
び比重にもよるが、通常−100〜−200mmHgの範
囲で操業するのが適当である。

本発明の装置は、粉、粒、塊のような固体粒子
状のもの、ガス繊維、炭素繊維のような繊維状の
もの、または水分その他の液状成分を含むスラリ
ー状のものの搬送に使用できる。

実施例 １ 第１図に示した構造で内径128mmの円筒管に、
tanθ（鏡斜角）＝１／６、最大内径128mm、最小内
径72mmのロート管を接続し、外径88mmの被搬送物
供給管を挿入して、被搬送物供給管を前後に移動
できるように設置した。

19KW、最高圧力0.6Kg／cm²、最大ガス量8.3
m³／minのルーツブロワーを使用し、モーターを
可変周波数制御して送風量を変化させた、周波数
が50Hzの時は100％、40Hzの時51.2％，30Hzの時
は21.6％の比率で変化する。

被搬送物供給 の先端がロート管の内径に接す
る位置を起点とし、そこからの被搬送物供給管の
先端部までの距離をＸとして、Ｘ及びブロワーの
モーターの駆動周波数を変化させて空気を送入し
た場合のホツパーでの圧力を測定した結果を第３
図に示す。

ここで横軸は被搬送物供給管の先端がロート管
の内径に接する位置から実験時の被搬送物供給管
の先端部までの距離（Ｘmm）、縦軸はホツパーに
おける測定圧力（mmHg）、〇印はモーター駆動周
波数50Hz、▲印はモーター駆動周波数40Hz、●印
はモーター駆動周波数30Hzの場合を示す。

この図より、例えばホツパー圧を−150mmHgに
維持するためには、モーター駆動周波数が50Hzで
空気量最大の場合にはＸを20mm、モーター駆動周
波数が40Hz（空気量51.2％）の場合にはＸを17
mm、モーター駆動周波数が30Hz（空気量21.6％）
の場合にはＸを12mm程度にすればよいことがわか
る。

実施例 ２ 実施例１で用いた装置と同形の小型装置を使用
し、プラスチツクチユーブの管路に接続して管路
内の気流平均速度24m／秒となるような条件下で
合成樹脂ペレツト（径径５mm、長さ５mmの円柱
状）を連続的に供給し、管路の途中をストロボラ
イトで照らして観察したところ、ペレツトが螺旋
を描きつつ出口方向に進行していることを確認で
きた。さらに管路に近いところで運動しているペ
レツトに比べて、管の中心に近いところを通るペ
レツトは速度が速く、追い抜き現象を示している
ことが観察できた。

またこの実験を長時間続けたにも拘らず、プラ
スチツクチユーブの柔らかい内径の摩耗はごく僅
かで、ペレツトの内径への接触が少ないことも確
認できた。

発明の効果 (1) 本発明装置により形成された螺旋気流による
搬送は、被搬送物と管路の管壁との衝突が軽減
されるので、管路の摩耗が少ない。

(2) 螺旋気流域への被搬送物供給管出口が負圧に
なるので、フイーダーやホツパーにバツクプレ
ツシヤーがかからず、被搬送物の供給が容易に
なる。

(3) 被搬送物搬送負荷に応じた最適条件で操業す
ることができ、搬送ェネルギー効率を高めるこ
とができる。

(4) 本発明の装置は任意の角度で設置できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一例示す説明図、第２図
は第１図に示した装置の部分拡大図、第３図は実
施例１による測定結果を示す図で、横軸は被搬送
物供給管の先端がロート管の内壁に接する位置を
起点とし、そこからの被搬送物供給管の先端部ま
での距離（Ｘmm）、縦軸はホツパーにおける測定
圧力（mmHg）を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 管路の内径より大きい内径を有する円筒管、
   その一端に接続され管路と同じ内径まで15度以下
   の傾斜角で径が次第に縮小する形状を有するロー
   ト管、ロート管の小口径部に接続された管路、上
   記円筒管の側壁に設けられた搬送用ガス送入管、
   円筒管の他端を閉鎖する底板、円筒管の底板側か
   らロート管部まで挿入された管路の内径以上で円
   筒管の内径より小さい外径を有する被搬送物供給
   管とよりなり、被搬送物供給管を円筒管内で管路
   方向に前後に移動することにより被搬送物供給管
   の先端部の外壁とロート管の内壁との間に生じる
   環状空〓の幅を調節できる機構を有する螺旋気流
   による搬送装置。