JPS597621A - 空気輸送装置のロータリーフィーダと混合室の形状 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、空気輸送装置のロータリーフィーダと混合室
の形状に関するものである。

従来、最も一般的な空気輸送装置のロータリーフィーダ
としては、第１図に示されるごとき、重力落下式と称さ
れるものが知られている。こめ重力落下式のロータリー
フィーダは、投入口２より翼１２．１２間の翼間スペー
ス１２ａ内に投入された被輸送物が、ロータ１０の回転
にともなってケーシング１内を回動して、下部排出口３
部位で一端側に搬送気流供送管３０を他端側に輸送管４
０を連結した混合室２０内に自重により落下するように
なしたものである。しかし、この重力落下式のロータリ
ーフィーダは、付着性を有した被輸送物に使用すると、
翼間スペース１２ａ内に被輸送物が付着積層され供給効
率が低下してしまう欠点を有している。すなわち、該翼
間スペース１２ａの容積は何着積層する被輸送物によシ
所定に保たれなくなってしまうものである。

まだ、従来、付着性を有する被輸送物にだいしては、上
記欠点を解決すべきものとして、スルーオフ型と称され
る、第２図図示例のロータリーフィーダも提案されてい
る。この第２図従来例は、翼間スペース１２ａが、ケー
シング１内の下部位置で混合室２０を兼ねるようになし
だもので、翼間スペース１２ａ内の被輸送物は自重によ
らず、搬送気流により吹き飛ばされるようになっている
。しかし、このスルーオフ型のロータリーフィーダも、
被輸送物の付着性が大きすぎたり、大粒体・塊状物等の
高比重物であったりすると、搬送気流により全量が確実
に翼間スペース１２ａ内より吹き飛ばされるとは限らな
い。すなわち、混合室は加速室とも称されているように
、被輸送物を初速ゼロより発起してじよしよに加速する
だめのものであるから、この混合室部では下流での空気
輸送に必要とされる搬送気流の流速よりむしろ高い流速
が要求されるが、付着性・高比重性を有した被輸送物を
その翼間スペース１２ａの翼端が回転通過する短時間（
０，６〜０．５秒）に混合室内から輸送管内へ吹き飛ば
すことが困難になり、それら翼間スペースに残溜した被
輸送物はそのまま上方へ回転する翼とともに投入口２の
下方へとふたたび持ち上げられる。また空気輸送される
付着性のある被輸送物は概ね研摩性が強く、これを必要
以上の高速で吹き飛ばしたり、空気輸送することは、機
器の摩耗を著しく進行させてしまうことになる。

本発明は、上記欠点にかんがみなされたもので、翼間ス
ペースにおける被輸送物の付着を効率よく減少させ、か
つ翼間に被供給輸送物を保持したまま上方へ回転するこ
とがないようにし、実用上の供給充填率を向上した空気
輸送装置のロータリーフィーダと混合室の形状を開発し
たものである以下、本発明を第６図以下に示す一実施例
にもとすいて詳細に説明する。

図において、１は上部に被輸送物の投入口２を、下部に
排出口３を有した円筒状のケーシングである。このケー
シング１内には、該ケーシング１の中心軸部位に位置す
る回転駆動軸１１に放射状に複数枚の翼１２を設けてな
るロータ１０を収納し、図示しない、駆動源を該回転駆
動軸に連結してロータ１０を回転せしめることにより、
投入口２よシ投入された被輸送物をロータ１０の回転に
ともなってケーシング１内を順次排出口３部位まで移送
するのは従来のロータリーフィーダと同じである。また
、該排出口３の下方には、一端側に搬送気流供送管３０
を、他端側に輸送管４０を連結した混合室２０を連結し
、排出口３まで移送された被輸送物は、この混合室２０
内で搬送気流と混合され、該搬送気流によって順次輸送
管４０内を空気輸送されるようになっているのも従来と
同じである。

上記ロータ１０は、隣り合う翼１２．１２間の翼間スペ
ース１２ａの底面１３を、回転駆動軸１１の巾方向中心
側が順次低く々るよう湾曲状に形成しである。すなわち
、回転駆動軸１１を巾方向中心が小径で該回転駆動軸１
１の両側まだは少なくも該回転駆動軸１１の搬送気流上
流側方向に向って順次大径とすることで、該翼間スペー
ス１２の底面１３は湾曲状に形成される。なお、該回転
駆動軸１１のケーシング−白画側は該ケーシング１の内
径に一致させることでロータ１０の両端部が側板（従来
例として示した第１図参照）を兼ねるようになしてもよ
い。また、第６図例では、底面１３を有した回転駆動軸
１１及び側板を一体成形する様になっているが、これら
は製造上の必要に応じて別個に形成した後、溶接等の手
段で連結して形成せしめても無論差し支えない。さらに
、底面１３の湾曲は図では左右対称に示されているが、
後述の理由からこの湾曲率は左右でことなるようになし
てもよい。

まだ、上記混合室２０の一端側に連結される圧力空気供
送管３０は、該混合室２０との間に、ロータ１０の巾方
向一端側の下端下方より斜め上方に湾曲すると共に、下
流側（同右側）を小径となした曲管３２を介在せしめ、
搬送気流がロータ１０の底面１３に吹き付けられるよう
になっている一般に、気流が管内等を所定の速度で進行
する際、管等の内周面近くでは気流と管内周面との摩擦
で流速が低くなり、管中央部の流速は最も高速となるこ
とが知られ、また、気流が該気流の進行方向に対して所
定の角度を有した傾斜面（例えば底面１３）に沿って方
向を変えられる際は、前記の最も高速り部分は傾斜面に
近ずく様に湾曲流することが知られている。

したがって、曲管３２．により気流がロータ１０の湾曲
した底面１３に吹き付けられると、気流の最も流速が高
い部分は、図で高速流線５０として示すごとく底面１３
に近ずくことになり、この高速流線５０は付着せんとす
る被輸送物を剥離、清掃するに役立つことになる。また
、曲管３２を下流側を小径とするの左、底面１３の全体
を図示のごとく湾曲せしめるのとは、上記高速流線５０
と底面１３との間の気流層を境界層と称し、この境界層
の厚みは、流速が高い程薄くなり、下流側に行く程厚く
なることが、経験上実証されているだめ、曲管２３の下
流側を小径として流路断面積の狭搾による流速増をはか
り、もって高速流線５０がよシ底面１３に近ずくように
したものであり、また、底面１３の下流側でも高速流線
５０が底面１３よシ遠ざからないようにするだめである
。そして　定面１３の下流側部位でも高速流線５０を遠
ざけないためには、該底面１３の湾曲率を上流側（同左
側）より下流側（同右側）をより小さい半径で湾曲させ
ることが望ましいが、この底面１３の右半分側部位には
左側部位に比らべより被輸送物を混合した固気混相流が
通過して摩耗のおそれが犬であることから、逆に右側の
湾曲率を左側より大きい半径乃至は直線状とした場合の
方が望ましいこともある。固気混相流の研摩力で右側部
位での付着は防げる場合が多いからである。

まだ、上記混合室２０は、その底面２１を上記曲管３２
の下端連結部位より下流側が順次低くなるよう傾斜せし
めてなる。この底面２１を傾斜せしめたのは、排出口３
より落下して圧力空気流により下流側に輸送されんとす
る被輸送物が、この傾斜する底面２１上で下流方向に転
動することで、輸送開始のだめの初速が得られ易くする
ためである。この底面２１の傾斜は、その傾斜角度が大
きい程より初速が得られやすいことになるが、一方で傾
斜角が大きいと下流側にさらに連結する水平方向の輸送
管４０との転換角度が小さくなってしまい、輸送管４０
への衝突流による摩耗が大となる。したがって、この傾
斜角を大きく（望ましくは１８０°とする）することで
、摩耗しやすい部分は底面２１部位のみに局限化するこ
とができ、本発明においては、該底面２１の傾斜始端を
曲管３２の下端連結部位となしている。なお、図示する
ごとく、底面２１と輸送管４０との傾斜角を犬となすた
めに、該傾斜底面２１の長さをロータ１０の１〕より長
く設定しである。また、この底面２１は耐摩耗性材によ
り構成し交換可能になしておけば摩耗部品の取り替え保
全が容易である。

なお、本発明装置は、実施に際して以下のごとき寸法範
囲とすることがより効果的である。これを第５図及び第
６図にもとすいて説明する。

ＡＱ（ｍ”）＝搬送気流供送管３０の断面積。

ＤＯ（ｍ）−一搬送気流供送管３０の内径。

ＨＯ（ｍ）＝曲管３２の最底部センタとロータ１０下端
１での距離。

Ａ’ｌ（ｍ”）二曲管３２の最狭部断面積。

Ａ２（Ｉ＋１’）−曲管３２と底面２１との接合点を下
端とする鉛直面での混合室２０ の断面積。

Ｂ２（ｍ”）−上記鉛直面での翼間スペース−室分の断
面積。

Ｌ２　（ｍ）−ロータ１０の巾方向での翼間スペース１
２ａ上流側端から上記鉛直 面１での距離。

Ｂ２　（ｍ）−上記鉛直面での底面２１とロータ１０ま
での距離。

Ａ３（ｍ”）−ロータ１０の巾方向中心線上の鉛直面で
の混合室２０の断面積。

Ｂ３（ｍ”）−上記鉛直面での翼間スペース−室分の断
面積。

Ｌ３（ｍ）−ロータ巾の１／２の距離。

Ａ４（ゴ）−輸送管４０の断面積。

Ｂ４　（ｍ）−輸送管４０の内径。

Ｈ４（ｍ）−輸送管４０のセンタとロータ１０ト端まで
の距離。

Ｌ４（ｍ）−７４間スペース１２ａ上流側端から底面２
１の終端までの距離。

α＝曲管２３のセンターライン最底水平面と曲管２３内
の高速流線５０の斜め上方への屈折流との屈折角度。

β＝上記曲管２３内の高速流線５０の屈折流と底面２１
との角度。

γ−底面２１と輸送管４０との角度。

ｎ−排出口３上を同時に通過する可能性のある翼間スペ
ース１２ａの室数／最大値。

とじて、 Ｏ翼間スペース１２ａの底面１３での被輸送物の付着を
効率的に防止し、まだそれを間断なく吹き払らうために
は、前述のようにその底面１３が直角ポケット部などを
有しない湾曲状に形成されていることと共に、空気源か
らの搬送気流の導入に際し次の諸元条件が望ましい。

先ず搬送気流が有効な付着物の脱離を行なうだめには、
１２０°≦α≦１５０°、１≦Ｉ（Ｏ／Ｈ２≦５である
ことんか望ましく、さらに望ましいのは、１．５＜ＨＯ
／Ｈ２＜５．１≦（ＨＯ−ＤＯ／２　）／Ｈ２，０，５
≦ＡＩ／ＡＯ≦０．９５であることが圧力損失を加味し
てのエネルギ効率上最良であった。

すなわち底面１３の湾曲形状にもよるが、上記諸条件値
にてαが小、ＨＯ／Ｈ２が犬、　　（ＨＯ−ＤＯ／２　
）／Ｈ２が犬であるほど、湾曲流モーメントが大きく作
用し、底面１３に沿って流れて脱離作用に貢献できる境
界層の厚さをより薄くでき、その表面マサツカ（せん断
応力）をより犬にでき、境界層の剥離点も遠方まで延長
でき、まだ曲管２３の狭搾率Ａ１／ＡＯを小にし、集中
流にすることによって、さらにこれらの効果は助勢され
るものである。しかしながらこれら小もしくは犬がそれ
ぞれに過度に過ぎる場合は、過流、撹乱現象を発生し、
徒らに圧力損失のみを急増する結果となる。

なおＡＩ／ＡＯを過度に小にするかわりに、この曲管２
３の上方管壁に沿ってその湾曲流の流線方向−゛＼噴出
するごとく、（図示しない）液体もしくは気体のジェッ
ト・ノズルを０設すれば、被輸送物の付着物を脱離する
ことを、過度な圧力損失を伴なうことなく、さらに有効
に行なうことができる。

■　ロータリフィーダの本来の目的は、ロータ１０の回
転に伴なって上方から投入された被輸送物を充てん効率
１００チに近い状態で下方へ落下供給することである。

この充てん効率を向上するためには、上記翼間スペース
１２ａ内でのイτｊ着残溜物を皆無にするとともに、下
方へ回転によって持ち込んだ被輸送物を再び上方へ持ち
上げるようなことがあってはならない。すなわちロータ
１０の翼端は少なくとも０．５秒以内の短時間で排出口
３巾を通過するので、排出落下される被輸送物が重いか
、もしくは塊状物の場合は、その時短時間内で被輸送物
が輸送管路内へ搬送されることなく、翼間スペース１２
　ａ断面と混合室２０の流路断面との合計された断面内
に瞬間的には被輸送物が落下し、停滞した状態におかれ
る。これに対し翼間スペース１２ａ断面内に被輸送物の
停滞が残らず、かつ混合室２０の流路断面内へ瞬間的に
全量落下し停滞した被輸送物が、短時間内に前方の輸送
管路内へ初速ゼロからスタートして所要の加速度を得な
がら搬送されていくためには、次の諸元条件が望まれる
。

先ず翼間スペース１２ａ断面内の被輸送物が瞬間的にＦ
方の混合室２０の流路断面内へ全量落下するためには、
１≦Ａ、３／Ｂ３．１≦Ａ２／Ｂ２であることが望まし
く、さらに望ましいのは、翼間スペース１２ａが混合室
２０と同時に連通ずるスペース室数をｎとすればＡ　３
　／　ｎｘ１３３ｓ２．Ａ２／ｎＸＢ２≦２であること
が混合室２０の流路断面内へ瞬間的に落Ｆ停滞した被輸
送物が輸送管路内へ短時間で加速搬送されるうえで有効
であった。

■　前記■に述べた湾曲流による付着物の脱離効果は、
これを強力にすればするほど圧力損失を増大するととも
に、翼間スペース１２ａの湾曲状に形成された底面１３
での気流進行方向の前方部では、含塵気流が底面１３を
研摩するとと衝く衝突する。この部での摩耗を低減する
ためには、脱離効果を別にすればγの角度をできるだけ
１８０°に近づけることが得策であり、諸条件を勘案す
れば少なくとも１００°≦β≦αくγ≦１８０°さらに
望ましくは、１００°≦β≦１ろ０’、１５０°≦γ≦
１８０°であることが固気混相流の輸送管４０始端での
転換角が緩やかで、それらの部での圧力損失、摩耗の低
減を最小限にとどめるうえに有効であった。

次に前記■で述べた混合室２０のＡ２．Ａ３断面で瞬間
的的に落下停滞した被輸送物が輸送管路４０内へ短時間
内に移送加速されるためには混合室２０の底面２１が図
の左方から右方へ傾斜していることが望ましく、そのだ
めの条件はＨ２≦Ｈ４＋Ｄ４．−’２，２くＬ４／Ｌ３
”く１０であり、またこの傾斜の発端はできるだけ翼間
スペース１２ａから被輸送物が落下供給される最左端に
近月くことが必要であり、０．０５≦Ｌ２／Ｌ３≦１で
、さらに望ましくはＬ２／Ｌ３≦０．５である。

さらに上記混合室２０の傾斜傾向も過大に過ぎれば、前
記βおよびγの角度の減少にともなう圧損、摩耗増加の
要因になる。まだ前記■で述べた混合室２０のＡ２．Ａ
３などの各断面が過大もしくは急拡大されることも、図
の左方から導入された搬送気流が停滞している被輸送物
を避けてその空間を素通りして加速、搬送エネルギとし
ての効用を失なうことになり、あるいは寸だ停滞被輸送
物による流路閉鎖などの阻害要因が発生し、空気源の圧
力変動が起こり、輸送が極めて不安定になシ、ひいては
輸送管４０内での閉塞事故などを惹起する。すなわちこ
れがためには次の諸元条件が望ましい。

（Ａ２＋Ｂ２）／ＡＯ＜（Ａ２＋ｎＢ２）／ＡＯ＜（Ａ
３＋Ｂ３）／ＡＯ＜（Ａ３＋ｎＢ３）／ＡＯまた少なく
とも次の条件が逐次増加の条件が望ましい。

（Ａ２＋Ｂ２）／Ａｌく（Ａ２＋ｎＢ２）／Ａ１く（Ａ
３＋Ｂ３）／Ａ１く（Ａ３＋ｎＢ３）／ＡＩ 本発明ロータリーフィーダは上記のごとく、ケーシング
１の下方に混合室２０を連結しているため、ロータ１０
の回転にともなってケーシング１内を回転する被輸送物
の一部は、混合室２０内に自重により落下することは従
来の重力落下式のロータリーフィーダと同じで、これは
、被輸送物を輸送気流のエネルギーを使用しないで、瞬
時的ｒｔ翼間スペース１２ａより排出するという重力落
丁式の利点を生かせるものである。

まだ、本発明は、底面１３に沿って境界層を形成してい
るため、自重落下しきれない付着した被輸送物は高速気
流により剥離され混合室２０内に落下する。そのため、
従来のフルーオフ型と同様付着物は吹き飛ばされるが、
搬送気流のエネルギーは最も付着の生じやすい底面１３
部位に集中ぞせしめているため、必要以上に全体の流速
を高める必要はなく、効率的に付着物の清掃が行なえる
ものである。

さらにまた、本発明は、底面２１を傾斜せしめているた
め被輸送物を輸送回始するに初速が得られやすく、まだ
この底面２１の傾斜始端は曲管２３の下端部位となして
いることから、傾斜角は輸道管４０との転換角を緩やか
にすることができ、輸送管４０への衝突による圧力損失
、摩耗が低減でき、摩耗部を底面１３に局限化できるも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来のロータリーフィーダ断面図、
第６図は本発明ロータリーフィーダの断面図、第４図は
Ｘ−Ｘ線断面図、第５図及び第６図は本発明の一実施態
様寸法説明断面図である。 １・・・ケーシング　　　２・・・投入口　　　３・・
・排出口　　　１０・・・ロータ　　　１１・・・回転
駆動軸１２・・Ｋ　　　　１２ａ・・・翼間スペース　
　　１３・・・底面　　　２０・・・混合室　　　２１
・・・底面３０・・・搬送気流供送管　　　４０・・・
輸送管代理人 弁理士　平　　　井 ／ｆ１　ｌ　ｍ 　２　ｍ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 上部に被輸送物の投入口２を下部に排出口３を有した円
   筒状のケーシング１内に、該ケーシング１の中心軸部に
   位置する回転駆動軸１１に放射状に複数枚の翼１２を設
   けてなるロータ１０を収納し、排出口３の下方には一端
   側に搬送気流供送管３０を他端側に輸送管４０を連結し
   た混合室２０を連結してなる空気輸送装置のロータリー
   フィーダと混合室の形状において、 上記ロータ１０は、隣り合う翼１２．１２間の翼間スペ
   ース１２ａの底面１３を、回転駆動軸１１の巾方向中心
   側が順次低くなるように湾曲状に形成し、 上記混合室２０の一端側に連結される搬送気流供送管３
   ０は、該混合室２０との間に、ロータ１０の巾方向一端
   側の下端下方より斜め上方に湾曲すると共に、下流側を
   小径となした曲管３２を介在せしめて供送される搬送気
   流がロータ１０の底面１３に吹き付けられるようになし
   、 かつ、上記混合室２０は、その底面２１を上記曲管３２
   の下端連結部位より下流側を順次低くなるように傾斜せ
   しめたことを特徴とする空気輸送装置のロータリーフィ
   ーダと混合室の形状。