JPS6335529B2 - - Google Patents

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イーダ
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
フイーダとしては、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。この重
力落下式のロータリーフイーダは、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の回転にともなつて
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
式のロータリーフイーダは、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１２
ａの容積は付着積層する被輸送物により所定に保
たれなくなつてしまうものである。

また、従来、付着性を有する被輸送物にたいし
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
イ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たもので、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つてい
る。しかし、このスルーオフ型のロータリーフイ
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つたりすると、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じよに加速するための
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（0.3〜0.5秒）に混合室内から
輸送管内へ吹き飛ばすことが因難になり、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
リーフイ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３図以下に示す一実施例にも
とず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より投入された被輸送物をロータ１０の回転に
ともなつてケーシング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イーダと同じ
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、該搬送気流によつて順次輸送管４０内
を空気輸送されるようになつ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１
１の巾方向中心側が順次低くなるよう湾曲状に形
成してある。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１１の両側または少な
くも該回転駆動軸１１の搬送気流上流側方向に向
つ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１内両側は該ケーシング
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３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
形する様になつているが、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。

また、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（図右側）を小径とな
した曲管３２を介在せしめ、搬送気流がロータ１
０の底面１３に吹き付けられるようになつてい
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）に沿つて方向を変えられる際は、前記
の最も高速な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。

したがつて、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と、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た
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、もつて高速流線５０
がより底面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より遠ざからないようにするためである。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（図左側）より下流側（図右側）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１
３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
れが大であることから、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。

また、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、輸送開始のた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つ
てしまい、輸送管４０への衝突流による摩耗が大
となる。したがつて、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との傾斜角を大
となすために、該傾斜底面２１の長さをロータ１
０の巾より長く設定してある。また、この底面２
１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図にもとずいて説明する。

AO（m²）＝搬送気流供送管３０の断面積。

DO（ｍ）＝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１
０下端までの距離。

Ａ１（m²）＝曲管３２の最狭部断面積。

Ａ２（m²）＝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（m²）＝上記鉛直面での翼間スペース一室分
の断面積。

Ｌ２（ｍ）＝ロータ１０の巾方向での翼間スペー
ス１２ａ上流側端から上記鉛直面までの距離。

Ｈ２（ｍ）＝上記鉛直面での底面２１とロータ１
０までの距離。

Ａ３（m²）＝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（m²）＝上記鉛直面での翼間スペース一室分
の断面積。

Ｌ３（ｍ）＝ロータ巾の1/2の距離。

Ａ４（m²）＝輸送管４０の断面積。

Ｄ４（ｍ）＝輸送管４０の内径。

Ｈ４（ｍ）＝輸送管４０のセンタとロータ１０下
端までの距離。

Ｌ４（ｍ）＝翼間スペース１２ａ上流側端から底
面２１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。

として、 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、またそれを間断なく
吹き払らうためには、前述のようにその底面１
３が直角ポケツ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
ためは、120゜≦α≦150゜、１≦HO／H2≦５で
あることが望ましく、さらに望ましいのは、
1.5＜HO／H2＜５、１≦（HO−DO／２）／
H2、0.5≦A1／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つた。

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が大、（HO
−DO／２）／H2が大であるほど、湾曲流モー
メントが大きく作用し、底面１３に沿つて流れ
て脱離作用に貢献できる境界層の厚さをよく薄
くでき、その表面マサツ力（せん断応力）をよ
り大にでき、境界層の剥離点も遠方まで延長で
き、また曲管２３の狭搾率A1／AOを小にし、
集中流にすることによつて、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
ら小もしくは大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A1／AOを過度に小にするかわりに、こ
の曲管２３の上方管壁に沿つてその湾曲流の流
線方向へ噴出するごとく、（図示しない）液体
もしくは気体のジエツト・ノズルを付設すれ
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。

ロータリフイーダの本来の目的は、ロータ１
０の回転に伴なつて上方から投入された被輸送
物を充てん効率100％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内での付
着残溜物を皆無にするとともに、下方へ回転に
よつ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つてはならない。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１２ａ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
瞬間的に下方の混合室２０の流路断面内へ全量
落下するためには、１≦A3／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
連通するスペース室数をｎとすればA3／ｎ×
B3≦２、A2／ｎ×B2≦２であることが混合室
２０の流路断面内へ瞬間的に落下停滞した被輸
送物が輸送管路内へ短時間で加速搬送されるう
えで有効であつた。

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を研摩するごと
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＜γ≦180゜
さらに望ましくは、100゜≦β≦130゜、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、摩耗の抵減を最小限にとどめるうえに有
効であつた。

次に前記で述べた混合室２０のＡ２，Ａ３
断面で瞬間的に落下停滞した被輸送物が輸送管
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、そのための条件は
H2≦H4＋D4／２、２≦L4／L3≦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
近付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。また前記で
述べた混合室２０のＡ２，Ａ３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
はまた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り、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＜
（A3＋B3）／AO＜（A3＋nB3）／AOまた少な
くとも次の逐次増加の条件が望ましい。

（A2＋B2）／A1＜（A2＋nB2）／A1＜（A3
＋B3）／A1＜（A3＋nB3）／A1 本発明ロータリーフイ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の回転にともなつてケーシング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
ータリーフイーダと同じで、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、瞬時的に
翼間スペース１２ａより排出するという重力落下
式の利点を生かせるものである。

また、本発明は、底面１３に沿つて境界層を形
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、またこの底面２１の傾斜始端は曲管２
３の下端部位となしていることから、傾斜角は輸
送管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イーダ
断面図、第３図は本発明ロータリーフイーダの断
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
……翼、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。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 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２
   ０を連結してなる空気輸送装置のロータリーフイ
   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１
   １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３０は、該混合室２０との間に、ロータ１
   ０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イーダと混合室の形状。