JPH02127319A - 高濃度空気輸送装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、ラットホールの生じやすい流動性の悪い粉体
をも安定して高濃度空気輸送をすることのできる高濃度
空気輸送装置に関する。

〈従来の技術〉 従来、高濃度空気輸送装置としては、ブロータンク式空
気輸送装置や大容量・長距離空気輸送用の流動ブロータ
ンク式空気輸送装置や低速高濃度プラグ輸送を用いるビ
ューラ式空気輸送装置、ベラ１９式空気輸送装置、スタ
ートバント式空気輸送装置、バウダルボンブ式空気輸送
装置などがあり、いずれも、圧力タンクを用いるもので
あって、種々の手法により輸送中の粉体を流動化状態に
し、あるいは、流動化しやすいプラグを形成・維持して
高濃度輸送を可能にしている。

上述したような従来の圧力タンクを用いる高濃度空気輸
送装置は、第４図に示すように、基本的に、上部に開閉
可能な粉体の充填口２２と、底部に粉体を送出するため
の送出口２４と、内部を加圧するために加圧空気を供給
するための供給口５ｚとを備える圧力タンク１２および
前記送出口２４に連結される粉体輸送管１４を有してい
る。　このような高濃度輸送装置５０においては、粉体
５４を圧力タンク１２内に充填した後、充填口２２をパ
ルプ等の閉止手段３０によって閉止して密封し、加圧空
気を供給口５２から供給して所定の圧力まで加圧して粉
体５４を送出口２４から粉体輸送管１４に流動化して吹
き出し、空気と粉体５４とを混合して、粉体５４を流動
化状態であるいは粉体輸送管内に空気を吹き込んだりし
てプラグを形成させて、粉体輸送管１４内を輸送させて
いた。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、第４図に示すような圧力タンク１２を用いる
高濃度輸送装置５０では、圧力タンク１２内の粉体５４
と空気との混合状態や粉体５４の流動化状態が不十分で
あると、圧力タンク１２内でラットホール５６と呼ばれ
る空気の抜は道ができ、圧力タンク１２内に供給される
加圧空気が吹き抜けてしまい、粉体５４の輸送効率が大
幅に低下してしまっていた。　特に、流動性の悪い粉体
あるいは圧力タンクのタンク壁や粉体相互に付着が生じ
やすい粉体は、前述のラットホールが生じやすくなり、
このラットホールが生じると、粉体と空気との混合が十
分に行われず、空気による粉体の流動化が進まなくなる
ため、粉体は圧力タンクから粉体輸送管へ送出されず、
気体のみが多量に流出し、粉体の輸送効率例えば、混合
比（粉体の輸送重量と消費空気重量との比）が非常に小
さくなってしまっていた。

このため、圧力タンク内に供給する加圧空気の圧力を高
くしたり、第５図に示す高濃度空気輸送装置６０のよう
に圧力タンク１２内に回転軸６２とこの回転軸６２に取
り付けられた攪拌羽根６４などからなる攪拌手段を設け
たり、圧力タンクの底部より多孔板を通して気体例えば
、空気を噴出させたりして、粉体の流動化の促進を図っ
ている。

しかし、供給加圧空気の圧力を高くする方法では、粉体
の流動化状態の改善がいくぶんなされるが、本質的に前
述のラットホールの生成を防止できず、−旦ラットホー
ルが生じると、供給空気の吹き抜けが生じるため、前記
ラットホールが消滅しにくく、圧力タンクの粉体の流動
化は進まなくなってしまう。　また、高圧にして、粉体
を高速輸送すると、特に、大豆やとうもろこしや小麦な
どの粒度の大ぎい粉体は浮遊速度が大きいため、粉体輸
送管が摩耗しやすいという問題もある。

また、第５図に示す攪拌羽根６４を用いる高濃度輸送装
置６０においては、ラットホールの生成を抑制すること
はできるが、攪拌による粉体の流動化と加圧空気の圧力
タンク１２内への供給による粉体の流動化とが同時に行
われていないため、流動性の悪い粉体では、粉体の輸送
効率、混合比を十分に上げることができない。

さらに、加圧タンク底部から気体を噴出させる方法は、
一応の成果を上げることができるが、流動性の悪い粉体
では多量の気体を噴出させる必要があるが、混合比が小
さくなってしまうという問題がある。

この他、前述のプラグ流を用いるビューラ式空気輸送装
置、ベシュレ式空気輸送装置、スタートバント式空気輸
送装置などでは、粉体輸送管内の粉体に加圧空気を吹ぎ
込んで、プラグを形成し、粉体の流動化を図り高濃度輸
送を可能にしているが、直接、圧力タンク内の流動化を
図るものではない。

また、流動ブロータンク式空気輸送装置にはタンクの底
部に流動板が設けられており、バウダルボンブ式空気輸
送装置にはタンク内の下部に振動機で振動させられるダ
イヤフラム板が設けられているが、これらの流動板やダ
イヤフラム板は、粉体輸送管中の粉体の流動攪拌状態や
安定したプラグ流を作るためのもので、圧力タンク内の
粉体の流動、特に圧力タンク壁に付着するような流動性
が悪く、付着性の高い粉体の圧力タンク内における流動
については十分に考慮されておらず、粉体の混合比を十
分に高くすることかできるものではなかった。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、圧力
タンク内の粉体の攪拌と流動化を同時に行い、輸送用空
気と十分に混合し、十分に流動化させることにより流動
性の悪い、付着性の高い粉体であっても、高い混合比、
高い輸送効率かつ低速高濃度で輸送することのできる高
濃度空気輸送装置を提供することにある。

く課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するために、本発明は、粉体を充填する
ための閉止可能な充填口および前記粉体を送出するため
の送出口を有する圧力タンクと、該圧力タンクの送出口
に連結された粉体輸送管と、攪拌羽根、該攪拌羽根を取
り付ける回転軸および該回転軸を駆動する駆動手段とを
有し、前記圧力タンク内の粉体を攪拌するための攪拌手
段と、前記圧力タンク内の粉体を流動化し、加圧して、
前記送出口より前記粉体輸送管に送出し、前記粉体輸送
管内を輸送するための加圧空気供給手段とを備え、前記
攪拌手段に前記加圧空気供給手段を設けたことを特徴と
する高濃度空気輸送装置を提供するものである。

本発明の高濃度空気輸送装置においては、前記加圧空気
供給手段は、前記攪拌羽根に設けられた複数の加圧空気
噴出用小孔であるのが好ましい。

また、本発明の高濃度空気輸送装置においては、前記攪
拌羽根は、前記送出口を間欠的に遮断するものであるの
が好ましい。

〈発明の作用〉 本発明の構成のように、圧力タンク内に設けられた攪拌
手段、すなわち、攪拌羽根により前記圧力タンク内の粉
体を攪拌するとともに前記攪拌手段と一体化された加圧
空気供給手段、例えば、前記攪拌羽根に形成された小孔
から加圧空気を噴出させると、前記圧力タンク内の粉体
の攪拌と流動化または空気との混合を同時に行うことが
できる。　従って、例え、流動性の悪いあるいは付着性
の高いあるいは粒度の細かい粉体であっても、粉体輸送
管内の高濃度輸送に最適な攪拌流動化状態をつくり出す
ことができ、高い輸送効率、高い混合比での高濃度空気
輸送を実現できる。

また、本発明において、前記攪拌羽根が、前記圧力タン
ク内の送出口を間欠的に遮断する場合は、粉体輸送管内
には十分に流動化粉体プラグが形成される。　従って粉
体のプラグ流による高い混合比の低速高濃度輸送が簡単
に実現できる。

〈実施態様〉 以下に、本発明を添付の図面に示す好適実施例に基づい
て詳細に説明する。

第１図は、本発明に係る高濃度空気輸送装置の断面模式
図である。

同図に示すように、本発明の高濃度空気輸送装置１０は
、加圧タンク１２と、加圧タンク１２に連結される粉体
輸送管１４と、加圧タンク１２内に設けられる攪拌羽根
１６と、攪拌羽根１６が取り付けられたロータ１８と、
加圧タンク１２外においてロータ１８を回転駆動する駆
動源であるモータ２０とを有する。　こ　こで、攪拌羽
根１６、ロータ１８およびモータ２０は攪拌手段を構成
する。

加圧タンク１２は、円形断面を有し、下部は縮径してお
り、頂部に粉体の充填口２２、下部側面に粉体の送出口
２４を有し、送出口２４において粉体輸送管１４を連結
している。　加圧タンク１２は、基台２６上のマウント
２８に設置されている。　充填口２２には、必要量の粉
体を加圧タンク１２に充填後、閉止できるように、閉止
弁、閉止用蓋などの閉止手段３０が設けられている。

粉体輸送管１４は、輸送される粉体、輸送量、輸送圧力
などに応じて所要の径および長さを有するものであって
、途中に弁や輸送力を向上させるための種々の手段例え
ば、プラグ形成用の空気噴出装置などが設けられていて
もよい。

攪拌手段を構成する攪拌羽根１６は、本発明の特徴とす
る部分であって、ロータ１８にその基部が取り付けられ
、圧力タンク１２の下部の内壁に沿って内壁側に加圧空
気噴出用の多数の小孔３２を有している。　第１図およ
び第２図に示す例では、攪拌羽根１６は１８０°間隔で
ロータ！８に取り付けられた２木の中空丸棒材からなる
。

ここで、攪拌羽根１６を構成する中空棒材または中空板
材の断面の外側および内側の形状は特に制限はなく、例
えば、円形、楕円形、矩形、異形などの様々な形状を挙
げることができる。　中空材の外側形状および内側形状
（穴の形状）は、同様な（相似な）形状でも異なってい
てもよい。

攪拌羽根１６を構成する中空材のロータ１８への取り付
けは、粉体輸送管１４に連結される圧力タンク１２の粉
体送出口２４を遮断するように取り付けるのが好ましい
。　このようにすることにより、攪拌羽根】６が間欠的
、周期的に粉体送出口２４を遮断し、粉体送出口２４が
ら粉体輸送管１４に送出される粉体を所定時間間隔で切
るため、粉体の流れは間欠的、断続的になり、その結果
粉体プラグが周期的に形成されるからである。

上述のような攪拌羽根１６を用いる際、攪拌羽根１６の
ロータ１８への取付数は特に制限はないが、攪拌羽根１
６の形状や回転数、対象とする粉体の種類や性状、輸送
量などにより適宜窓めればよく、また、多段に取付でも
よい。

また、攪拌羽根１６の回転数は、特に制限的ではなく、
対象とする粉体の種類や性状、輸送量などに応じて適宜
窓めればよいが、上述の攪拌羽根１６のように粉体プラ
グを形成する効果がある場合に、短い粉体プラグを作る
ときは速く回転させ、長い粉体プラグを作るときはゆっ
くり回転させればよい。

また、攪拌羽根１６に形成される小孔３２は、圧力タン
ク１２内の攪拌される粉体を流動化するための加圧空気
を噴出させるためのものであり、その孔径、設置位置お
よび個数には、特に制限はなく、輸送される粉体の種類
、性状、量、充填圧力などにより適宜窓めればよい。　
例えば、流動性の悪い粉体などの場合、前記孔径は数ミ
リ程度、設置位置は圧力タンク１２の内壁側に向けて、
所定のピッチで設けるのが好ましい。　小孔３２を圧力
タンク１２の内壁側に設ける理由は、例え、流動性の悪
い粉体であっても、前記内壁から浮遊させ、前記内壁に
付着するのを防止すると同時に粉体と空気との混合を十
分かつ均一に行ない、輸送に最適な流動化状態にするた
めである。

ロータ１ａＬｔｉ１図に示すように円錐コーン状が好ま
しいが、特に制限されるわけではない。　ロータ１８の
形状を円錐コーン状とする理由は、圧力タンク１２内の
粉体が残らないようにするためである。

ロータ１８は、回転軸３４に固着されている。　回転軸
３４は、軸受３６，３６を介してマウント２８に支承さ
れている。　軸受３６゜３６はどのような軸受を用いて
もよい。　また、回転軸３４とマウント３８との間には
。リング、グランドパツキンなどのシール部材３７が設
けられ、圧力タンク１２内の加圧空気が漏れないように
シールされる。　回転軸３４のロータ１８の他方の側の
基台２６から突出した部分にプーリ３８が取り付けられ
ている。　回転軸３４は、中空軸であって、プーリ３８
側の先端には、この軸の中空部に加圧空気を供給するた
めのロータリージヨイント４０が取り付けられる。　　
ロータリージヨイント４０は１図示しない加圧空気供給
源とパイプまたはホースなどにより接続され、回転軸３
４との接合部はシールされ、加圧空気を回転する中空回
転軸３４に供給するためのものである。　従って、回転
している回転軸に加圧空気を漏れなく供給できるものを
用いれば必ずしもロータリージヨイントを用いなくても
よい。

ここで、攪拌羽根１６に設けられた多数の小孔３２は加
圧空気を圧力タンク１２内に供給するためのものであっ
て、攪拌羽根１６、ロータ１８、中空回転軸３４に設け
られた空気流路を通じて、ロータリージヨイント４０の
空気供給口に連通されており、加圧空気供給手段を構成
する。　　ロータリージヨイント４０がパイプやホース
を介して図示しない加圧空気供給源に接続されると、小
孔３２から加圧空気が噴出する。

モータ２０は、基台２６上に設置され、基台２６の下側
に突出するその回転軸にプーリ４２が取り付けられてい
る。　プーリ３８とプーリ４２との間にはベルト４４が
張架され、モータ２０の回転を中空回転＠３４に伝達し
、ロータ１８に取り付けられた攪拌羽根１６が回転され
る。　ここで、モータ２０から中空回転軸３４への回転
力の伝達はプーリ３８．４２とベルト４４からなるベル
ト伝動としたけれども、この他のチェーン伝動などの巻
掛伝動、歯車伝動などの公知の伝動手段を用いてよい。

第１図に示す例では、攪拌羽根１６を回転する回転軸３
４を圧力タンク１２の下側に延長し、モータ２０を始め
とする回転手段や加圧空気を取り入れるためのロータリ
ージヨイント４０などを圧力タンク１２の下側に配置す
る構成にしたが、本発明はこれに限定されるわけではな
く、第２図に示す高濃度空気輸送装置１１のようにこれ
らの回転手段やロータリージヨイント４０などの構成要
素を圧力タンク１２の上部に配置する構成にしてもよい
。

本発明の高濃度空気輸送装置によって輸送可能な粉体は
、粒度の比較的大きい食塩、化学調味料、鉄粉、砂、粒
状プラスチック、小麦、とうもろこし、大豆、米などの
粒状穀物などの粒状粉体や３粒度の小さい小麦粉、澱粉
などの穀物粉末、薬品粉末、セメント、セラミック粉末
、タンカル（炭酸カルシウム粉末）、重曹（炭酸水素ナ
トリウム粉末）、ケイソウ土、アルミナなどの無機物粉
末などを挙げることがで籾るが、本発明の高濃度空気輸
送装置は、特に、流動性の悪い粉体、例えば、ケイソウ
土、アルミナ微粉、パン粉や付着性が高い粉体、例えば
、タンカル、酸化チタンや粒度が１０μｍ以下の粉体な
どに対して効果的である。

第１図に示す本発明の高濃度空気輸送装置１０において
は、まず充填口２２の閉止手段３０を開き、輸送すべき
粉体を充填口２２から充填し、所要量充填後、閉止手段
３０を閉止し、粉体輸送管１４に連結された粉体送出口
２４を除いて圧力タンク１２内を密封する。

この時、ロータリージヨイント４ｏは図示しない加圧空
気供給源とパイプなどにより連結されている。

次にモータ２０が駆動されるとともに、図示しない加圧
空気供給源からの加圧空気の供給が開始される。　モー
タ２０が回転すると、その回転力はモータ２０の回転軸
に取り付けられたプーリ４２からベルト４４を介してプ
ーリ３８に伝動され、プーリ３８が取り付けられた回転
軸３４が所定回転数で回転する。　こうして、回転軸３
４とロータ１８が回転してロータ１８に取り付けられた
攪拌羽根１６も回転し、圧力タンク１２内の粉体を攪拌
する。　この時、図示しない加圧空気供給源から供給さ
れる加圧空気はロータリージヨイント４ｏを通して回転
している中空回転軸３４の中空部分に送られ。

ロータ１８内の空気通路を通って、攪拌羽根１６に設け
られた多数の小孔から圧力タンク１２の内壁に向けて噴
出する。

こうして、圧力タンク１２内の粉体は、攪拌されると同
時に加圧空気と混合されるので、例え、流動性の悪い粉
体、付着性の高い粉体、粒径が極めて小さい粉体であっ
ても、十分に空気と混合され、流動化された状態となフ
て、十分な輸送能力を与えられ、圧力タンク１２の底部
にある粉体送出口２４から粉体輸送管１４に送出される
。

ここで、攪拌羽根１６は粉体送出口２４を周期的に遮断
するので、送出口２４から粉体輸送管１４への流動化状
態の粉体の送出は間欠的に行われるので、低速高濃度輸
送に好適な粉体プラグが形成され、この粉体プラグは、
例え、長い輸送距離であっても粉体輸送管１４内を低速
で好適に穆送される。　低速輸送であるので粉体の破砕
を防止できるばかりか、粉体輸送管１４の寿命を長く保
つことができ、延いては、装置も含めた全体の輸送コス
トを低減できる。

従フて、本発明の高濃度空気輸送装置１ｏでは、圧力タ
ンク１２内の粉体の流動状態が十分かつ均一で、ラット
ホールなどの空気の抜は道などができないので、粉体輸
送管１４内を粉体が高い輸送効率、高い混合比で輸送で
きる。

本発明に係る高濃度空気輸送装置は基本的には以上のよ
うに構成されるが、本発明はこれに限定されるわけでは
なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の
改良並びに設計の変更が可能なことは勿論である。

〈実施例〉 （本発明例） 第１図に示す構成の高濃度空気輸送装置１゜を用いて、
以下の条件下で表１に示す粉体の空気輸送を行った。

この結果を表１に示す。

＊粉体の輸送距離：４０ｍ 粉体輸送管の内径：４７．８ｍｍ 水圧力タンクの上部内径：６００ｍｍ 圧力タンクの高さ二９００ｍｍ 圧力タンクの下部の傾き＝７０゜ 圧力タンク内の圧カニ１．Ｏｋｇ／ｃｍ２＊攪拌羽根の
取付数＝２本 攪拌羽根の形状：直径２５ｍｍｂ長さ３６０　ｍ 攪拌羽根の取付角度ニア０゜ 攪拌羽根の回転数：２０ｒｐｍ ＊加圧空気噴出用小孔の取付ピッチ：１０ｍｍ加圧空気
噴出用小孔の径：２ｍｍ 加圧空気噴出圧カニ１．２ｋｇ／ｃｍ’（比較例１） 第４図に示す構成の高濃度空気輸送装置５０を用いて、
表１で示す粉体の空気輸送を行った。　ここで、粉体の
輸送距離、粉体輸送管の内径、圧力タンクの形状（上部
内径、高さ、下部の傾き）および圧力タンク内の加圧条
件は本発明例と同一であった。

この結果を表１に示す。

（比較例２） 第５図に示す構成の高濃度空気輸送装置６゜を用いて、
表１で示す粉体の空気輸送を行った。　ここで、粉体の
輸送距離、粉体輸送管の内径、圧力タンクの形状および
圧力タンク内の加圧条件は本発明例と同一とした。　攪
拌羽根は以下の条件のものを用いた。

＊攪拌羽根の取付数：２本 攪拌羽根の形状　：高さ（ｈ）９００ｍｍ、幅（Ｗ）５
５０ｍｍ。

下部の傾角７０” 太さ　２５ｍｍ 攪拌羽根の回転数：２０ｒｐｍ 表１にこの結果を示す。

表 輸送重量 表１に示すように、ラットホールが生じやすいケイソウ
土を輸送する場合、本発明例の高濃度空気輸送装置は、
比較例１に比べて、輸送量で２倍、混合比で２倍の輸送
ができた。　また、本発明例は、比較例２に比べて輸送
量、混合比とも約１．６倍程度向上させることがで診た
。

さらに、表１に示すよう、平均粒径（ＤＳ。）が２．５
μｍで付着が生じゃすいタンカル（炭酸カルシウム粉末
）を輸送する場合、本発明例は、比較例１および比較例
２に比べて、輸送量、混合比ともに１．２〜１．６倍ま
では向上させることができた。

〈発明の効果〉 以上、詳述したように、本発明によれば、圧力タンク内
の粉体の攪拌と空気との混合、従って流動化と同時に行
い、攪拌されて、浮き上った粉体中に空気が噴射される
ので、圧力タンク内の粉体は十分に流動化され、高い輸
送能力を有して、粉体輸送管内へ送られるので、例え、
長い距離であっても好適に輸送される。

従って、本発明によれば、例え、流動性の悪い、あるい
は付着性の高いあるいは粒径の掻く小さい粉体であって
も、圧力タンク内にラットホールなどの空気の抜は道を
生じないので、常時、高い輸送効率、高い輸送量、高い
混合比で輸送することができる。

また、本発明において、粉体輸送管に連結される粉体送
出口を攪拌手段が間欠的、周期的に遮断する構成のもの
では、高流動化状態の粉体プラグを形成できるので、低
速高濃度輸送が実現できる。　従って、粉体の破砕など
を防止できるばかりでなく、粉体輸送管の寿命も長く保
つことができ、延いては装置も含めた全体の輸送コスト
を低下させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る高濃度空気輸送装置の一実施例
の模式的断面図である。 第２図は、第１図に示す高濃度空気輸送装置のｎ　−ｎ
線切断図である。 第３図は、本発明に係る高濃度空気輸送装置の別の実施
例の模式的断面図である。 第４図および第５図は、従来の空気輸送装置の一例であ
る。 符号の説明 １０．１１・・・本発明の高濃度空気輸送装置、１２・
・・圧力タンク、 １４・・・粉体輸送管、 １６．６４・・・攪拌羽根、 １８・・・ロータ、 ２０・・・モータ、 ２２・・・充填口、 ２４・・・送出口、 ２６・・・基台、 ２８・・・マウント、 ３０・・・閉止手段、 ３２・・・小孔、 ３４．６２・・・回転軸、 ３６・・・軸受、 ３７・・・シール部材、 ３８．４２・・・プーリ、 ４０・・・ロータリージヨイント、 ４４・・・ベルト、 ５０．６０・・・従来の空気輸送装置、２・・・供給口
、 ４・・・粉体、 ６・・・ラ ドホール

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）粉体を充填するための閉止可能な充填口および前
   記粉体を送出するための送出口を有する圧力タンクと、
   該圧力タンクの送出口に連結された粉体輸送管と、攪拌
   羽根、該攪拌羽根を取り付ける回転軸および該回転軸を
   駆動する駆動手段とを有し、前記圧力タンク内の粉体を
   攪拌するための攪拌手段と、前記圧力タンク内の粉体を
   流動化し、加圧して、前記送出口より前記粉体輸送管に
   送出し、前記粉体輸送管内を輸送するための加圧空気供
   給手段とを備え、前記攪拌手段に前記加圧空気供給手段
   を設けたことを特徴とする高濃度空気輸送装置。
2. （２）前記加圧空気供給手段は、前記攪拌羽根に設けら
   れた複数の加圧空気噴出用小孔である請求項１に記載の
   高濃度空気輸送装置。
3. （３）前記攪拌羽根は、前記送出口を間欠的に遮断する
   ものである請求項１または２に記載の高濃度空気輸送装
   置。