JPH0617173B2 - 粒状固体によるケ−シング充填装置 - Google Patents

粒状固体によるケ−シング充填装置

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JPH0617173B2
JPH0617173B2 JP58237158A JP23715883A JPH0617173B2 JP H0617173 B2 JPH0617173 B2 JP H0617173B2 JP 58237158 A JP58237158 A JP 58237158A JP 23715883 A JP23715883 A JP 23715883A JP H0617173 B2 JPH0617173 B2 JP H0617173B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、たとえば、貯蔵サイロの穀粒装入に適した粒
状固体によるケーシング充填装置に関する。
周知のように、最大装入密度、すなわち装入された細分
固体の重量とケーシングの使用可能容積との最大比率
は、固体粒子が充填されるべきケーシングの中に、垂直
にケーシング横断面全体に均一に雨状に落下する場合に
得られ、この場合、ケーシング中において、固体粒子が
規則的に上昇し特定の場所に堆積しない。
従来の化学反応器の触媒粒子装入操作や貯蔵サイロの穀
粒装入操作は、ケーシングの頂部に設けたマンホールの
中に配置された送給ホッパを通して行なわれるが、マン
ホールは、ケーシングの中心軸線からずれた位置にある
ことが多く、固体粒子をケーシングの中を雨状に落下さ
せることが難しい。
充填ホッパの排出口の下側に分配される固体粒子のため
の分布補助装置を使用しないで、固体粒子をケーシング
に充填する場合、固体粒子は均一な規則的粒床を形成せ
ずに固体粒子の形状や性質にしたがって多少とも尖った
円錐体をなすように堆積される。
この欠点を解消するために、ホッパの排出口の下側に分
配装置を配設した多くの装置が提案された。この分配装
置には、回転方式のものと固定方式のものがあるが、い
ずれの方式の分配装置も、固体粒子を粒床面全体に均一
に雨状に分配することが難しい。また、分配装置に剛性
で硬質な部材を設けることは固体粒子が磨滅する。さら
に、この種の分配装置は、寸法的にマンホールを通して
ケーシング内に配設することができないものもある。
出願人は、送給ホッパと、この送給ホッパの下部に連結
した排出筒と、排出筒下端の排出口の下側に配置された
回転手段と、回転手段を回転駆動するための原動機手段
を備え、回転手段が、原動機手段により駆動され、排出
筒の軸線に沿って配置された回転軸と、この回転軸に支
持された低硬度の可撓性デフレクタ要素を有する粒状固
体によるケーシング充填装置をフランス特許第２，４３
１，４４９号において提案した。
上記形式の粒状固体によるケーシング充填装置は、デフ
レクタ要素の硬度の低さにより固体粒子の顕著な磨滅効
果が生じず、また、デフレクタ要素は低速度で回転する
ため、この磨滅効果はさらに減衰されるが、排出筒下端
の排出口からの回転軸線に沿った固体粒子の流れを、回
転駆動されるデフレクタ要素により放射方向に分散する
ものであるため、比較的小容積のケーシングに用いた場
合には、粒状固体を従来のものにくらべて２２％以上の
密度利得で充填することができたが、２０００トン以上
の装入量を収容できる非常に大寸法のケーシングに大流
量（５〜２５０トン／時間）で充填するために用いた場
合には、粒床の中心にくぼみが形成され、粒床が規則的
に上昇せず、また、粒床の表面が平面とならないため、
粒状固体は不完全な分配となってしまう。この傾向は粒
状固体を分散するデフレクタ要素を長方形の帯材とした
場合においてより顕著であった。
また、現在多数見られるような正方形断面のサイロなど
の非円形断面のケーシングでは、ケーシングの横断面に
均一に雨状の同一の送給量を得るために、ケーシングの
相異なる区域間において穀粒分布を変更しなければなら
ないが、今日までのいかなる装入方法も、この型の非円
形断面または偏心装入口を有するケーシングに粒状固体
を正確に充填することができなかった。
本発明は、上記した点に鑑みてなされたもので、送給ホ
ッパ内部に装入された粒状固体を、排出筒下端の排出口
からの回転軸線に沿った流れと送給ホッパまたは排出筒
の側壁に設けた排出オリフィスからの回転軸線からそれ
た流れの２系列の流れでほぼ二等辺梯形をなす可撓性デ
フレクタ要素の面上に落とすことで、非常に大寸法のケ
ーシングに、さらには、非円形断面または偏心装入口を
有するケーシングにも、大流量で密に充填することを可
能にした粒状固体によるケーシング充填装置を提供する
ことを目的とする。
本発明の粒状固体によるケーシング充填装置は、送給ホ
ッパと、この送給ホッパの下部に連結した排出筒と、こ
の排出筒下端の排出口の下側に配置された可動ユニット
とを有し、可動ユニットは原動装置によって回転駆動さ
れる軸と、前記軸が回転駆動する際に遠心力作用で軸か
ら角度的に離間するように軸に固着された取付体に枢着
された低硬度の可撓性デフレクタ要素とを備えた粒状固
体によるケーシング充填装置において、デフレクタ要素
は、ほぼ二等辺梯形の帯材からなり、軸に枢着した端部
から反対側の端部に向かって拡大するように配置され、
ホッパまたは前記排出筒の側壁に、粒状固体を側方に排
出してデフレクタ要素の前記軸から離れた面上に落とす
ための少なくとも１個の排出オリフィスを形成して構成
される。
送給ホッパまたは排出筒の側壁に設けた排出オリフィス
からの粒状固体を送給ホッパまたは排出筒の軸線から遠
ざけるためには、排出オリフィスの下端から外向に突出
するヒサシ状フラップを設けることが望ましい。これら
ヒサシ状フラップは相互に連結されて単一の円形ヒサシ
とすることができる。
ホッパまたは排出筒に設けた排出オリフィスは、軸の軸
線回りに規則的に配分し、場合によっては相異なる寸法
とすることで、特定の排出オリフィスによる固体粒子の
側方分配を優先的に方向付け、デフレクタ要素に固体粒
子分布の均一性を増大することができる。
精油所などある種のプラントでは、回転駆動手段とし
て、圧搾ガスで作動する原動機を使用することが便利で
ある。この圧搾ガスは、多くの場合圧搾空気であるが、
窒素ガス、希ガス、炭酸ガスまたはガス混合体であって
もよい。この場合、原動機から排出される空気を排出筒
の外部に誘導してホッパまたは排出筒に設けた排出オリ
フィスからの固体粒子の噴出を援助することもできる。
この構造は、粒子の磨滅効果を最小限にしながら、大寸
法のケーシングに大流量で密に充填することができる。
実際上、大直径のケーシングの場合、所望の均一降雨作
用がケーシングの横断面全体を覆うようにデフレクタ要
素を高速で回転させることが必要なことである。前述の
ように原動機の排気空気流を利用することにより、小出
力の原動機を使用してデフレクタ要素をより遅く回転さ
せることができる。これは、デフレクタ要素が排気によ
って飛ばされる粒子流部分の重量を受けないからであ
る。この構造によれば、粒子の磨滅は最小限となる。
以下本発明の一実施例を図面につき説明する。
第１図において、符号１は切頭円錐形をなす充填ホッパ
を示し、この充填ホッパ１は大径側を上にして配置さ
れ、充填ホッパ１の小径側端に円筒形をなす排出筒２が
連結されている。この排出筒２の内部には、図示しない
小寸法のモータまたは空気式原動機が配置されている。
この原動機は、排出筒２の中心に配置された軸３を介し
て、少なくとも２段に配置された帯状の可撓性デフレク
タ要素５，５′を駆動する。
上記可撓性デフレクタ要素５，５′は、半剛性材料をほ
ぼ二等辺梯形に成形した帯材からなり、狭い幅の端部に
設けたリング４を軸３に設けたフック４′に係合するこ
とで軸３に枢着される。すなわち、可撓性デフレクタ要
素５，５′は、軸３に枢着した端部から反対側の端部に
向かって拡大するように配置される。
一方、上記充填ホッパ１の側壁には排出オリフィス６が
形成され、排出筒２の側壁には排出オリフィス７がそれ
ぞれ形成されている。充填ホッパ１の側壁に設けた排出
オリフィス６は、充填ホッパ１に装入された粒状固体８
の一部を、二等辺梯形で先端側を広い幅とした可撓性デ
フレクタ要素５，５′の長手方向中間より先端側の面上
に落とす。また、同じように、排出筒２の側壁に設けた
排出オリフィス７は、排出筒２に導かれた粒状固体８の
一部を、二等辺梯形で先端側を広い幅とした可撓性デフ
レクタ要素５，５′の長手方向中間より先端側の面上に
落とす。
このように、充填ホッパ１の内部に装入された粒状固体
８は、排出筒下端の排出口からの回転軸線に沿った流れ
と、充填ポッパ１または排出筒２の側壁に設けた排出オ
リフィス６，７からの回転軸線からそれた流れの２系列
の流れで可撓性デフレクタ要素５，５′の面上に落とさ
れ、充填ホッパ１または排出筒２の側壁に設けた排出オ
リフィス６，７から側方に排出され外方に拡大する二等
辺梯形デフレクタ要素５，５′の軸３から離れた先端側
面上に落とされた粒状固体８は、可撓性デフレクタ要素
５，５′の面上で外方にはね飛ばされ、これにより２系
列の流れで排出された粒状固体８は、均一かつ緻密な雨
状をなしてケーシング全体に供給される。
充填ホッパ１の側壁に設けた排出オリフィス６と排出筒
２の側壁に設けた排出オリフィス７の相対位置および形
状は必要に応じて選定される。排出オリフィス６，７の
開口幅を広くすることは、粒状固体８が装置の軸線から
最も離れた区域に向けられることになる。
粒状固体８の流れ方向を決めるため、または粒状固体８
の排出オリフィス６，７から垂直に落下するのを防止す
るために、排出オリフィス６，７の下端縁に放射方向外
側に延びるヒサシ状フラップ９，１０を設ける。このヒ
サシ状フラップ９，１０は任意の形状または傾斜をとる
ことができる。
この型の分布装置はたとえば下記する寸法をとることが
できる。
ホッパ１の大径 ６００ミリ ホッパ１の高さ ２００ミリ 排出筒２の外径 ３４０ミリ 排出筒２の高さ ５００ミリ 排出オリフィス６の数 ９ 排出オリフィス６の寸法 ８０×１００ミリ 排出オリフィス７の数 １６ 排出オリフィス７の寸法 ９０×１００ミリ デフレクタの数 １０ デフレクタの寸法 ７００×１５０×７０ミリ このような分布装置を用い、可撓性デフレクタ要素５，
５′を１２０ｒｐｍで回転させながら４０ｔ／ｈの排出
量をもって、直径５ｍ，高さ７ｍの円筒形小麦サイロに
小麦を充填した。充填中堆積される小麦は常に規則的に
上昇し、顕著な不均等面を形成することなく、ほぼ水平
面を呈した。このような条件において、サイロの充填利
得は、従来のものにくらべて１０％であった。
上述のように、ホッパ１の排出オリフィス６と排出筒２
の排出オリフィス７の数、排出オリフィス６と排出オリ
フィス７の相対位置を調整することにより、ケーシング
が回転対称の形状のものでなくとも、これら排出オリフ
ィス６，７から粒状固体８をケーシングの一部の区域に
向かって優先的に分配してケーシングに密で均一な装入
を行なうことができる。
第２図は可撓性デフレクタ要素５，５′の回転駆動手段
として、圧搾空気原動機１７を使用した本発明による装
置の変形例を示す。
この変形例では、排出筒２の下部に周方向に間隔を置い
て排出オリフィス７，７が形成されている。この排出筒
２は第１図のフラップ９，１０と同一役割を果たす円錐
形ヒサシ２０を有する。原動機１７から排出された空気
またはこれに代わるガスがパイプ１８を通って、排出筒
２と円錐形ヒサシ２０との接合部において排出筒２の周
囲に配置された環状パイプ１９に導かれる。環状パイプ
１９の下面には一連の小孔２２が穿設されている。これ
ら小孔２２は噴射されるガスが円錐形ヒサシ２０の傾斜
面に対して平行な方向をとるように方向づけされてい
る。この環状パイプ１９は円形ノズルまたは公知のガス
排出手段であってもよい。このようにして、排出筒２の
側壁に設けた排出オリフィス７から排出される粒状固体
８は、円錐形ヒサシ２０の傾斜面に沿って滑り、つぎに
零の初速で落下するのではなく、環状パイプ１９の小孔
２２から噴射されるガス流により、ガスの流速に依存す
る速度で放射方向外方に放出される。
第３図および第４図は、１辺４．６ｍの正方形断面のケ
ーシングの上部に中心軸線に対して片寄って排出口１６
を設けたサイロ１５への粒状固体の充填に本発明の装置
を応用した例を示す。
本発明の装置においては、第２図で実線で示すように水
平の水準に均一均質であるのに対して、従来の装置で
は、第２図で１点鎖線で示すように排出口１６のほぼ直
下に頂点があり、この頂点から横方向に低下した形状を
呈する。
本発明の装置においては、２０ｔ／ｈの排出量で１０％
の充填利得が得られ、サイロの隅部には装入材料の堆積
が全く見られない。
本発明による装置は、大寸法（直径３〜２０ｍ）また
は、非円形断面のケーシング、あるいは偏心した充填口
を備えたケーシングの雨状分配による密な装入に特に適
し、また、小寸法の形であれば、狭い充填口を備えたケ
ーシングに問題なく装着できる。
実施例１ 実施例１は本発明の装置とフランス特許第２，４３１，
４４９号の装置とを比較するためのものである。
直径５ｍ、高さ７ｍの円錐底部付円筒形サイロにフラン
ス特許第２，４３１，４４９号に記載の型の装置を使用
して、約４０ｔ／ｈの排出量で小麦を装入した。
この装置は主として直径３４０ｍｍ、高さ５００ｍｍの
排出筒によって構成され、排出筒は側面に排出オリフィ
スがなく、下部に直径１７０ｍｍのダイヤフラムが配設
されている。また、回転手段は半剛性の２４本の長方形
ゴム帯であり、長方形ゴム帯の幅は５０ｍｍである。
回転手段は、３段階に分配され、第１段階は長さ５００
ｍｍの８本の長方形ゴム帯、第２段階は長さ１０００ｍ
ｍの８本の長方形ゴム帯、第３段階は長さ１０００ｍｍ
の８本の長方形ゴム帯である。
このような装置を使用した場合、小麦粒床は装入中に規
則的に上昇せず、上面は中心部に深さ約７０ｃｍのくぼ
みが形成され、このくぼみはサイロ壁面まで約１６０ｃ
ｍの深さにわたって傾斜した円形ビードによって包囲さ
れていた。これは不満足な粒子分配を示し、装入密度は
最大値に達しない。
本発明においては、同じように、直径５ｍ、高さ７ｍの
円錐底部付円筒形サイロを使用して、約４０ｔ／ｈの排
出量で小麦を装入した。
本発明装置は側面に排出オリフィスを有するホッパとホ
ッパに連結した排出筒を備え、回転手段は８本づつ３段
階に分布した２４本のゴム帯であり、最下段は５０×５
００ｍｍの長方形ゴム帯であり、他の２段は底辺が１５
０ｍｍ、上辺が５０ｍｍ、高さが８００ｍｍの梯形ゴム
帯である。
この装置を使用した場合、小麦粒床は装入中に規則的に
上昇し、ほぼ平面を呈した。粒子の良好な分配の結果、
装入密度は先行技術のものに対して１０％高かった。
実施例２ 一辺４．６ｍ、高さ１２ｍの正方形断面の円錐形底部付
サイロに大麦を装入した。
本発明装置は実施例１のものと、ホッパ側面の排出オリ
フィスの高さが６８ｍｍであり、ホッパの下部に設けた
ダイヤフラムが直径１００ｍｍで、梯形ゴム帯が底辺が
１５０ｍｍ、上辺が７０ｍｍ、高さが８５０ｍｍである
点で相違している。
この装置を使用した場合、サイロが正方形断面であるの
にかかわらず、大麦粒床は装入中に規則的に上昇し、ほ
ぼ平面を呈した。特に、サイロの隅部に穀粒の堆積が見
られなかった。装入密度は先行技術のものに対して１０
％高かった。
実施例３ 化学工業や石油化学工業においては、頂上に１つのマン
ホールの中心は反応器の軸線に対して片寄った位置にあ
り、このマンホールから固体触媒を装入する形式の反応
器が使用されている。
このような反応器の場合、固体触媒の粒床は装入中に規
則的に上昇せず、頂点をマンホール開口の軸線の直下と
した非対称形円錐形を呈する。
実施例１のフランス特許第２，４３１，４４９号に記載
の型の装置を反応器に組み込んで使用した場合、ある程
度の改良が見られた。すなわち、円錐形がそれほど強調
されず、装入密度について、数％程度の利得が見られ
た。
本発明装置を直径３．４ｍ、高さ約４ｍの反応器で直径
５００ｍｍのマンホールを中心を反応器軸線から５７０
ｍｍ離れた位置に設けたものに使用した。
本発明装置は、底面に直径１００ｍｍのダイヤフラムを
設けた直径２４０ｍｍ、高さ５００ｍｍの排出筒を備
え、この排出筒に３０×４０ｍｍの長方形排出オリフィ
スを５つ形成した。これら長方形排出オリフィスは直径
断面に対して同一側に形成されている。回転手段は１段
に配置された底辺が１２０ｍｍ、上辺が５０ｍｍ、高さ
が４００ｍｍで梯形ゴム帯がある。
そして、本発明装置は、排出筒の軸線がマンホールの中
心軸線と一致するように配置される。
排出オリフィスから噴出する触媒流をデフレクタ要素を
介してマンホール軸線から最も離れた反応器区域に供給
するように排出オリフィスを適当に方向づけることで、
反応器の断面全体に触媒粒子を均一に分配でき、円錐形
触媒面が形成されなかった。
このような良好な分布の結果、従来のものに比べて１０
〜１５％の装入密度利得が得られた。
以上述べたように本発明によれば、送給ホッパ内部に装
入された粒状固体は、排出筒下端の排出口からの回転軸
線に沿った流れと、送給ホッパまたは排出筒の側壁に設
けた排出オリフィスからの回転軸線からそれた流れの２
系列の流れでほぼ二等辺梯形の帯材からなり軸に枢着し
た端部から反対側の端部に向かって拡大するように配置
された可撓性デフレクタ要素の面上に落ち、可撓性デフ
レクタ要素の面上に落ちた粒状固体は、外方に拡大する
二等辺梯形の面上を外方に向かってはね飛ばされるの
で、粒状固体は均一かつ緻密な雨状をなしてケーシング
全体に供給され、ケーシング内の装入密度を従来のもの
より１０％高めることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による粒状固体によるケーシング充填装
置の斜視図、第２図は本発明の他の変形例を示す図、第
３図は本発明装置をサイロの充填に使用した例を示す断
面図、第４図は同平面図である。 １……送給ホッパ、２……排出筒、３……軸、５，５′
……デフレクタ要素、６，７……排出オリフィス、８…
…粒状固体、９，１０……ヒサシ状フラップ、２０……
円形フラップ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 イボン・アケ フランス国76430サン・ロマン・ド・コル ボス・レ・トウロア・ピエ−ル（番地な し) (56)参考文献 特開 昭55−16896（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−128275（ＪＰ，Ｕ)

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】送給ホッパ（１）と、この送給ホッパ
    （１）の下部に連結した排出筒（２）と、この排出筒下
    端の排出口の下側に配置された可動ユニット（４）とを
    有し、可動ユニットは原動装置によって回転駆動される
    軸（３）と、前記軸（３）が回転駆動する際に遠心力作
    用で軸から角度的に離間するように軸に固着された取付
    体に枢着された低硬度の可撓性デフレクタ要素（５，
    ５′）とを備えた粒状固体によるケーシング充填装置に
    おいて、デフレクタ要素（５，５′）は、ほぼ二等辺梯
    形の帯材からなり、軸（３）に枢着した端部から反対側
    の端部に向かって拡大するように配置され、送給ホッパ
    （１）または排出筒（２）の側壁に、粒状固体を側方に
    排出してデフレクタ要素（５，５′）の前記軸（３）か
    ら離れた面上に落とすための少なくとも１個の排出オリ
    フィス（６，７）を形成したことを特徴とする粒状固体
    によるケーシング充填装置。
  2. 【請求項２】ホッパ（１）または排出筒（２）の排出オ
    リフィス（６，７）は、軸（３）の軸線回りに規則的に
    配分されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
    に記載の充填装置。
  3. 【請求項３】ホッパ（１）または排出筒（２）の排出オ
    リフィス（６，７）は軸（３）の軸線回りに不規則に配
    分されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
    記載の充填装置。
  4. 【請求項４】ヒサシ状フラップ（９，１０）が排出オリ
    フィス（６，７）の下端から外向に突出していることを
    特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか
    に記載の充填装置。
  5. 【請求項５】ヒサシ状フラップ（９，１０）は相互に連
    結されて排出筒（２）の周囲に円形ヒサシ（２０）を形
    成することを特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の
    充填装置。
  6. 【請求項６】円形のフラップまたはヒサシ（２０）と排
    出筒（２）との連結水準において、排出筒（２）の周囲
    に圧搾ガスが噴出されることを特徴とする特許請求の範
    囲第５項に記載の充填装置。
  7. 【請求項７】圧搾ガスは、円形ノズル、または排出筒の
    周囲に円形に配置されたパイプ（１９）に設けた複数の
    孔（２２）から噴出されることを特徴とする特許請求の
    範囲第６項に記載の充填装置。
  8. 【請求項８】圧搾ガスは可撓性デフレクタ要素（５，
    ５′）を枢着した軸の駆動原動機（１７）の排気から生
    じることを特徴とする特許請求の範囲第７項に記載の充
    填装置。
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