JPH0579370B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はプラスチツクペレツトのような粒状材
料を混合する装置に関する。本発明は、垂直な降
下管を通して容器内部の複数箇所から材料を引き
出すようにして混合する概念に基づくものであつ
て、このようにして引き出した材料を中央のリフ
ト管を通して容器頂部へ戻すように循環させるた
めに加圧ガスを利用した内部循環装置を使用して
いる。特に、本発明は1986年４月３日付で出願さ
れた本出願人の関連する米国特許願一連番号第
06／848005号を改良するものである。

更に詳しくは、本発明は粒状材料用の既存の垂
直に配向された貯蔵サイロを使用して、そのよう
な既存のサイロを混合装置に転用するという経済
的な利用に関する。

従来技術、および発明が解決しようとする課題 上述した本出願人の関連する米国特許願に開示
されている混合装置の設計は、円錐形の底部を有
する容器を含むもので、この容器は底部に筒状の
延長部分を備えている。垂直なリフト管が容器の
中央に取り付けられており、このリフト管は容器
の上部から筒状延長部分へ延在されている。混合
のための空気が容器の底部に供給され、混合する
ための材料を巻き込んで中央のリフト管迄運び、
その材料を容器内で循環させるようにする。この
筒状延長部分およびリフト管はシールレツグを形
成するような寸法とされており、空気が垂直なリ
フト管を通らずにバイパスして容器内部へ直接に
流れ込むことを防止するようになつている。この
構成は容器を通しての材料の循環を改善している
のである。

この底部の突出部分即ち筒状の延長部分は、既
存の円錐形の底部を有するタンク即ち容器が混合
装置として使用されるようにレトロフイツト（遡
及修復）されているときには、形状且つ取り付け
上の点で好ましくない。容器底部と地面レベルと
の間にこの筒状延長部分およびそれに組み付けら
る機器を収容するには十分な間隔が無いときに
は、タンク全体を1.8m〜2.4m（６〜8feet）程度
迄持ち上げねばならない。これは高価に付くだけ
でなく、常に可能とされるわけでもない。特に、
タンクが建屋内に配置されているように高さ制限
がある場合には、不可能である。これに替わる方
法としてサイロの底部を上昇させることである。
しかし、この作業も常に許容されるわけではな
い。何故ならば、サイロの貯蔵量がかなり低減さ
れてしまうからである。第３の代替方法として
は、既存のサイロの下側にピツトを形成して筒状
延長部分を収容することである。しかし、この方
法は常に満足されるものではない。何故ならば、
既存の基礎構造による問題が生じるからであり、
又、水が溜まる場所を形成することになるからで
ある。

既存の容器設備に対して本出願人の上述した先
願の利点を利用して、必要とされるシールレツグ
およびそれに組み合わされる材料取り扱い機器を
収容するために既存のサイロを持ち上げたり或い
はピツトを掘り下げることの必要性を解消できる
設計とすることが有利となる。

それ故に本発明の目的は、既存の円錐形底部を
有する貯蔵サイロを経済的に使用することのでき
る粒状材料の混合装置を提供することである。

課題を達成するための手段 一般的には、前述した目的およびその他の目的
は、円錐形の上端部および下端部を有する垂直に
配向されたサイロと；大径開口の端部がサイロ即
ち容器の内側に固定されるとともにこの大径開口
端部によりも下側に小径開口端部が位置されるよ
うにサイロ即ち容器の内部に取り付けられた中空
の端部開口された逆円錐形切頭体と；中空の端部
開口された筒状部材が前記切頭体の小径開口端部
に固定されるとともに該端部からサイロの下端部
へ向けて下方へ延在されていることと；垂直のリ
フト管がサイロ即ち容器の内部に取り付けられ、
筒部材の下方から上方へ向けて、サイロ即ち容器
の下端部から筒部材および切頭体を通してサイロ
の上端部迄延在されていることと；前記切頭体が
サイロに隣接する大径開口端部の付近に形成され
た複数の円周方向に間隔を隔てた開口を有してい
ることと；切頭体に形成されたこれらの開口の
個々に対して連通状態に連結された複数の導管が
該開口からサイロの下端部へ向けて延在されてい
ることと；複数の垂直に配向された下降管がサイ
ロ即ち容器内部に取り付けられ且つ前記切頭体の
上方にて終端しており、これらの下降管の各々が
サイロの上部から材料を受け入れるための少なく
とも１つの開口を有していて、重力によつて材料
を切頭体よりも上方位置であるサイロ下部へ向け
て運ぶようになつていることと；加圧されたガス
流体をサイロの下端部へ供給し、切頭体およびサ
イロ下部の間の領域にある材料を巻き込んでリフ
ト管を通し、サイロ即ち容器の上部へ運んで材料
を混合するための手段と；を包含した装置を提供
することによつて達成されるのである。

本発明は既存の容器の円錐形の底部から間隔を
隔てて、その内部に中空の端部開口された円錐形
の切頭体を取り付けるようにすることを提供す
る。この内側の円錐体の底部に筒部材が取り付け
られる。垂直なリフト管が容器の既存の円錐形底
部、即ち外側の円錐体、の下端付近から容器の上
部迄延在される。この端部開口された筒部材およ
び垂直なリフト管は、同芯流路環状部を形成する
ことによつてリフト管の回りに第１のシールレツ
グを形成するような寸法とされる。この装置は容
器の底部に混合用空気の取り入れ口を備えてい
て、容器内の材料を巻き込んでリフト管へ運び、
その材料を容器の頂部で流出させるようになされ
る。同芯環状部は、この混合用空気が垂直リフト
管を通らずにバイパスして容器内部の材料を飛散
させる即ち流動化させるようなことのないよう
に、これを実質的に防止するための第１シールレ
ツグを形成する寸法とされている。

垂直な下降管が内側円錐体の上方にて容器内に
取り付けられる。これらの下降管は内側円錐体に
形成されている開口の上方位置にて終端される。
複数の第２のシールレツグがこの内側円錐体の開
口から外側円錐体へ向けて下方向に形成される。
これらの開口は、内側円錐体の上方にて容器内部
に配置されている垂直に配向された下降管の出口
と整合されている。第２のシールレツグは同芯環
状部によつて形成された第１のシールレツグとほ
ぼ同じ長さとされている。

この内側円錐体は多様な機能を果たすのであ
り、それらの機能には次のような機能が含まれ
る。即ち、 １ 垂直なリフト管とともに第１のシールレツグ
を形成して垂直なリフト管を通しての材料循環
を保証し、又、既存のサイロを持ち上げたり或
いは既存のサイロの要領を低減することなく混
合を改善する。

２ 嵩張る固体流動路内に位置されるスポークも
しくはスパイダーレツグの構造部材を全く必要
とせずに第１のシールレツグが支持される。

３ 第２のシールレツグの全てを支持する。

４ リフト管およびタンク殻体の間隔距離の全長
に沿つて差し渡されることなくリフト管を支持
するための内部の下側支持体が配置できるよう
な場所を形成する。

好ましい実施例の説明 第１図を参照すれば、垂直に配向されたサイロ
は全体を符号１で示されている。このサイロは円
錐形の底部２を備えている。本発明によれば、こ
の容器１は一般に粒状材料の貯蔵に使用されてい
るような既存の円錐形底部を有する容器とされ
る。サイロ即ち容器１の内部材料の出口３は底部
即ち円錐体２の下端に備えられている。導管５が
出口３に接続されて容器１から材料を引き出すよ
うになされている。導管６が導管５に接続されて
おり、加圧ガスをその供給源（図示せず）から容
器１の底部へ供給するようになつている。バルブ
７が導管６を通して流れるガス流量を制御してい
る。バルブ８および９が導管５に備えられて、供
給源から導管６および導管５を通して出口３へ流
れるガス供給量を制御するようになすことができ
る。この出口３は加圧ガスの入口としての機能も
果たしている。バルブ８および９は容器からの材
料の引き出しも制御する。知られた方法では、容
器１に加圧ガスを供給することが望まれるときに
バルブ７および８が開かれ、バルブ９は閉じられ
る。容器から材料を引き出すことが望まれるとき
には、バルブ７が閉じられ、バルブ８および９が
開かれる。導管６は容器に対して加圧ガスを供給
するだけではなく、上述した本出願人の先願並び
に米国特許明細書第4569596号および同第4573800
号に開示されているように、混合される粒状材料
の新たな供給を行うのである。

本発明によれば、内側円錐体１０は溶接によつ
て既存の容器１の内部に取り付けられた円錐体の
中空切頭体で形成されている。この内側円錐体１
０は、容器壁部に固定された大径開口とされた上
側端部１２と小径開口とされた下側端部１３とを
有している。中空の端部開口された筒部材１５が
内側円錐体１０の開口端部１３に取り付けられて
おり、この筒部材は出口３へ向けて延在されてい
る。材料の貯槽即ち材料領域１７が内側円錐体１
０と容器１の円錐形底部２との間に形成される。
円錐体１０の上端部１２は円周方向に間隔を隔て
られた複数の開口１１を備えている。

下部入口２５および上部出口２６を有する垂直
に配向されたリフト管２０が容器１の内部中央に
取り付けられている。このリフト管２０は筒部材
１５の下方から、上方へ向かつて筒部材および円
錐体１０を通して容器内部へ延在されている。リ
フト管２０を容器１および円錐体１０の内部で知
られているように芯出しするのにウエブ即ちスパ
イダー２１を使用することができる。内側円錐体
１０は、スパイダー２１がリフト管２０とサイロ
１の殻体との間隔距離の全長に沿つて差し渡され
る必要のないように短くすることを可能にしてい
る。リフト管２０を支持する付加的な支持体を容
器の上方位置に備えることができる。

筒部材１５はリフト管２０の外面とともに環状
面積部分即ち同芯流路環状部２４をしており、こ
の同芯環状部は以下に説明するように材料シール
を形成するような寸法とされている。筒部材１５
は、従つて混合装置の第１のシールレツグは円錐
体１０によつて支持されるのであり、材料の流動
の障害となるような円錐径底部２からリフト管２
０迄差し渡される付加的なスポーク即ち構造部材
は必要ないのである。

容器１の内側には複数の円周方向に間隔を隔て
られた垂直に配向された下降管３０が備えられて
いる。これらの下降管３０の各々は複数の垂直方
向に間隔を隔てられている開口３１を有してい
る。これらの下降管はサイロ壁部の周辺に取り付
けられる。本出願人の前述した米国特許願に記載
したように、開口３１は材料が様々な高さ位置に
て下降管に入り込むように内方へ向けて延在され
たバツフル部材３３を備えることができる。米国
特許明細書第4560285号および同第3216629号も参
照されたい。これらの下降管は符号３４で示す位
置で支持されることができる。これらの下降管の
各々は下部出口３２を有しており、それらの下部
出口は内側円錐体１０の上方に間隔を隔てられて
いるとともに該円錐体１０に形成されている開口
１１とそれぞれ整合されている。下降管３０から
出た材料は開口１１内へ進入するものと、円錐体
１０に沿つて下方へ落下するものとの両方に分か
れて、サイロ１の内部の材料溜へ落下する。

本発明は複数の円周方向に間隔を隔てられた導
管部材３５を備えている。これらの導管部材の各
各は第１図に示すように円錐体１０の開口１１に
接続されている。導管部材３５の各々は筒部材１
５の長さにほぼ等しい距離だけ下方へ向かつて領
域１７の内部へ延在されており、第２のシールレ
ツグを形成している。内側円錐体１０は第２のシ
ールレツグ即ち導管３５を支持する役目を有して
いる。導管３５は隣接する開口１１の直ぐ上の下
降管３０から材料を受け取るだけでなく、開口１
１に於ける円錐体１０の直ぐ上の容器１の内部か
らも直接に材料を受け取る。これは、下降管３０
の出口３２よりも横断面積の大きな入口をシール
レツグ３５に対して形成することによつて、達成
される。これにより、内側円錐体１０より上方の
容器１から材料領域１７へ流入する材料が、容器
の高いレベル位置から開口３１および下降管３０
を通して流入する材料と開口１１の付近から流入
する材料との両者となることを保証するのであ
る。

第３図は本発明の変更例を示している。これに
於いては、導管３５は水平の上端部を有してお
り、開口１１を通して円錐体１０により上方の容
器内部へ延在されている。この導管の入口は符号
１１ａによつて示されており、出口３２よりも大
きな横断面積を有している。第４図には更に他の
変更例が示されている。これに於いては、導管３
５は容器の上部空間内へかなりの長さにわたつて
延在されている。望まれるならば、第１図、第３
図および第４図に示した設計が組み合わされて、
幾つかの箇所で導管３５が円錐体の周辺回りのそ
の他の箇所の導管よりも円錐体１０の上方へ高く
延在されることができる。各例に於いて導管３５
は材料のシールを形成するのに十分な長さを有し
ていなければならない。又、導管入口１１ａの直
径は出口３２の直径よりも大きいことが好まし
い。

装置の作動に際して、容器１が材料で満たされ
ていると仮定すれば、バルブ７およひ８が開かれ
て加圧ガスが導管６および導管５を通し、開口３
を通して供給されるようになされる。バルブ９は
閉じられて材料が容器から流出するのを防止す
る。第１図に見られるように、加圧ガスの入口３
は垂直なリフト管２０と整合されている。間歇的
な方法で、加圧ガスは入口２５付近の材料領域１
７から材料を巻き込んで垂直なリフト管２０に通
して上昇させ、出口２６を通して容器の上部空間
へ流出させる。加圧ガスは排気管２７を通して容
器１から排気される。容器内に既に存在していた
材料は下降管３０の開口３１に流入し、重力によ
つて下降管３０を通して出口３２へ運ばれる。材
料が領域１７からリフト管２０へ運ばれるに際し
て、第２のシールレツグ即ち導管３５を通して重
力で運ばれた材料がそれと置き換えられる。この
導管内部の材料の供給源は下降管３０と円錐体１
０の直ぐ上の空間の両方となる。更に、環状部２
４を通して円錐体１０の上部から領域１７へ材料
が重力で落下される。この結果、材料は容器の上
部空間から領域１７へ移動され、且つ又容器の上
部空間へ戻される。このような材料の移動が容器
内の材料を混合即ち攪拌することになるのであ
る。混合済の材料を容器から引き出すことが望ま
れるときには、バルブ７が閉じられ、且つバルブ
８および９が開かれて、材料を重力によつて出口
３および導管５を通して流下されるようになす。

筒部材１５の長さおよび直径、およびリフト管
２０の直径は、同芯環状部２４が材料を円錐体１
０の上方から該環状部を通して下方へ流すことの
できるような、且つそれと同時に、加圧ガスがリ
フト管２０を流れずにバイパスして環状部２４内
の材料を飛散させてしまうことのないようにこれ
を実質的に防止する材料のシールを形成するよう
な、寸法に選定される。これにより、円錐体１０
より上方から材料を領域１７へ移動させ、且つ又
領域１７からリフト管２０を通して容器の上部空
間へ移動させる循環が保証されるのである。導管
３５の長さおよび直径は第２のシールレツグを形
成する値とされる。このシールレツグは、導管３
５内の材料を飛散させず且つ又入口３から導管３
５を通して容器１の上部空間へ短絡的に空気を流
すことなく材料が重力によつて円錐体１０より上
方の容器空間から領域１７へ移動できるようにな
すのである。これは、導管３５が第１図、第３図
又は第４図に示された状態の場合か、又はそれら
の組み合わせの状態の場合のときである。

望まれるならば、僅かな空気流をバルブ４１が
制御される管４０を通して供給し、リフト管２０
に於ける空気量当りの載荷材料の量を増大するこ
とで容器を通る材料の循環を改善することができ
る。この付加的な加圧ガスは米国特許明細書第
4569596号に開示されたものとは異なる。このガ
スは、リフト管の底部へ直接に向けられているの
ではなく、従つて環状部２４および第２のシール
レツグ３５内の材料を飛散させる傾向を示すこと
はないのであつて、このような飛散は円錐体１０
の上方から筒部材１５を通って流下して入口２５
およびリフト管２０へと流れる材料の循環を低下
させることになるのである。

前述から本発明の目的が達成されることは明白
となるに違いない。粒状材料の混合装置として既
存のサイロを転用するための経済的な構造が提供
されたわけである。本出願人の米国の先願で示し
たシールレツグが既存のサイロに付加されるなら
ば、そのシールレツグを収容するために円錐形の
底部２に実質的に延長部が必要となる。これによ
りそのシールレツグを受け入れるのに十分な値だ
けサイロを持ち上げることが必要となる。これに
替えて、シールレツグのためのピツトを備えるこ
とは可能である。第３の可能性は、その筒状延長
部を収容するのに十分なだけ円錐形の底部を上昇
させて容器収容量を減少させることである。これ
によればサイロの内部容積が減少される。本発明
によれば、内側円錐体１０および筒部材が垂直な
リフト管２０とともに、容器を通る材料の循環を
保証するために必要とされている筒状の延長部お
よびシールレツグを形成するのである。第２のシ
ールレツグ３５を使用することによつて、既存の
サイロの利用容積空間は領域１７の上方の空間１
８のみが利用空間から差し引かれるだけで実質的
に保持されることができる。容器内の様々な高さ
レベル位置から開口３１を通して下降管３０へ材
料を受け入れるという本出願人の先願の利点は残
されるのである。

既存の容器１の円錐形底部２に対する第１のシ
ールレツグ２４の下端部の位置は、リフト管２０
を通して循環される材料の全量（R_T）に於いて、
環状部２４を通して内側円錐体の下部から供給さ
れる材料の循環量（R_C）に対する下降管３０を
通して供給される循環量（R_D）の比率を確立す
るのである。ここで、R_T＝R_D＋R_Cである。本出
願人の米国の先願である1986年４月３日付で出願
された特許出願一連番号第06／848005号に示され
ているような他の設計による混合装置は、R_Dが
一般にR_Cの1.2倍に等しいかそれより小さく制限
されてしまうような幾何学上の制約による制限を
受けるのである。本発明の構造は、望まれるなら
ばR_Cの20倍もしくはそれ以上のR_Dとなるように
設計することができるのである。図示したよう
に、筒部材１５の底部１６は外側円錐形端部２か
らかなりの間隔寸法を隔てることができる。この
距離は筒部材１５の長さを（環状部２４内の材料
のシールを維持できる制限範囲内で）変化させる
こと、および外側円錐形端部２に対する内側円錐
体１０の位置を調節することによつて、調節する
ことができる。リフト管２０の下端部は、ガスが
材料を巻き込んでリフト管２０を上方へ流れるよ
うに保証できる程、ガス入口／材料出口３に十分
に接近されて位置決めされねばならない。

混合装置の性能は、内容部が受ける循環量に直
接に関係する。リフト管２０を通して流れる空気
は材料循環のための搬送媒体である。本発明より
以前に於いては、リフト管に於ける材料載荷量
は、空気量に対する材料量にて12対１および15対
１の間の割合に制限されていた。導管４０を利用
するなどによつて円錐形端部と円錐体との間の領
域１７に僅かな量の空気を導くことによつて、こ
の材料載荷量の限界が増大され、これによつて一
層有効且つ有用な混合装置の設計が達成されるこ
とになると確信する。商業的には、これは安価な
混合器を生む一方で、同じ混合性能を維持できる
ようになすのである。

前述の説明は好ましい実施例に関するものであ
つて、本発明は特許請求の範囲の欄に記載した範
囲によつて制限されることが意図されるのであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による混合装置の概略図。第２
図は第１図の線２−２に沿う断面図。第３図は本
発明の変更例の部分的な概略図。第４図は本発明
の更に他の変更例の部分的な概略図。 １……サイロ即ち容器、２……円錐形底部即ち
下端部、３……ガス入口即ち材料出口、５，６…
…導管、７，８，９……バルブ、１０……内側円
錐体、１１……開口、１２……大径開口端部、１
３……小径開口端部、１５……筒部材、１７……
材料領域、２０……リフト管、２１……ウエブ即
ちスパイダー、２５……入口、２６……出口、３
０……下降管、３１……開口、３２……出口、３
３……バツフル、３５……導管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ プラスチツクペレツトのような粒状材料を混
   合するための装置であつて、円錐形の下端部およ
   び上端部を有する垂直に配向されたサイロと；該
   サイロの内部に取り付けられ、該サイロの円錐形
   の下端部との間に材料領域を形成するように該下
   端部から間隔を隔てられた中空の円錐形切頭体で
   形成された内側円錐体と；前記内側円錐体が大径
   開口とされた上側の端部および小径開口とされた
   下側の端部を有していることと；前記内側円錐体
   の小径開口とされた下側の端部に取り付けられて
   いる中空の端部開口された筒部材と；サイロ内部
   に取り付けられ、前記筒部材の下側から上方へ向
   かつて前記筒部材および内側円錐体を通してサイ
   ロの上端部へ延在されている垂直なリフト管と；
   前記垂直なリフト管が前記材料領域に位置する入
   口およびサイロの上端部に位置する出口を有して
   いることと；サイロの内部から材料領域へ材料を
   供給するためにサイロの周辺回りで円周方向に間
   隔を隔てた位置にてサイロ内部に取り付けられて
   いる複数の垂直に配向された下降管と；前記円錐
   形の下端部が前記垂直なリフト管と整合され且つ
   間隔を隔てられた開口を有しており、該開口は加
   圧されたガス流体供給源と接続されるようになつ
   ていて、加圧されたガス流体が垂直なリフト管の
   入口に供給されることで材料を材料領域からリフ
   ト管を通してリフト管の出口へ持ち上げて材料を
   混合するようなされていることと；前記開口が混
   合材料の出口となつていることと；を包含するこ
   とを特徴とする粒状材料の混合装置。 ２ 請求項１に記載された粒状材料の混合装置で
   あつて、前記降下管がサイロ内部で前記内側円錐
   体の上方にて終端しており、又、前記大径開口端
   部の付近にて内側円錐体に形成された複数の円周
   方向に間隔を隔てられた開口と、該円錐体に形成
   された前記開口の個々に対して連通状態に連結さ
   れ、材料領域内へと下方へ延在されている複数の
   円周方向に間隔を隔てられた導管とを更に備えて
   いることを特徴とする粒状材料の混合装置。 ３ 請求項１に記載された粒状材料の混合装置で
   あつて、前記内側円錐体が、その大径開口端部の
   付近にてサイロの側壁に近い位置に形成された複
   数の円周方向に間隔を隔てられた開口と；内側円
   錐体に形成された前記開口の個々に対して連通状
   態に連結され、材料領域内へと下方へ延在されて
   いる複数の円周方向に間隔を隔てられた導管と；
   前記下降管の各々が内側円錐体の上方位置で終端
   されており、又、該下降管の各々が前記サイロの
   上部から材料を受け入れるかめの少なくとも１つ
   の開口および前記円錐体の上方に位置された出口
   開口を有していることと；を包含していることを
   特徴とする粒状材料の混合装置。 ４ 請求項３に記載された粒状材料の混合装置で
   あつて、前記中空の筒部材が前記内側円錐体の小
   径開口端部と容器即ちサイロの下端部との間隔距
   離よりは短い長さで且つ加圧ガスが前記垂直なリ
   フト管の回りをバイパスして内側円錐体の上方の
   容器即ちサイロの空間へ流れてしまうのを実質的
   に防止できるような十分な長さとされていること
   を特徴とする粒状材料の混合装置。 ５ 請求項４に記載された粒状材料の混合装置で
   あつて、前記導管が材料領域と内側円錐体の上方
   のサイロ内部領域との間に材料のシールを形成で
   きるような十分な長さとされていることを特徴と
   する粒状材料の混合装置。 ６ 請求項４に記載された粒状材料の混合装置で
   あつて、前記導管が前記筒部材の長さと実質的に
   同じ長さとされていることを特徴とする粒状材料
   の混合装置。 ７ 請求項６に記載された粒状材料の混合装置で
   あつて、前記リフト管をサイロ内部に固定するた
   めに前記内側円錐体から該リフト管へ延在された
   支持手段を更に備えていることを特徴とする粒状
   材料の混合装置。 ８ 請求項６に記載された粒状材料の混合装置で
   あつて、前記リフト管への材料供給を増大するた
   めに材料領域へ直接に加圧ガスを付加的に供給す
   るための手段を更に備えていることを特徴とする
   粒状材料の混合装置。 ９ 請求項３に記載された粒状材料の混合装置で
   あつて、前記中空の筒部材および垂直のリフト管
   が両者間に材料のシールを形成するような相対関
   係にある直径および高さを有していて、前記入口
   を通してサイロの下端部に供給される加圧ガス流
   体がリフト組立体を通らずにバイパスして流れて
   しまうことを実質的に防止するようになされてい
   ることを特徴とする粒状材料の混合装置。