JPH09278183A - 粉体輸送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 輸送管内における粉末の堆積を防ぐことがで
きる粉体輸送装置を提供する。 【解決手段】 粉体を輸送するための輸送管２と、輸送
管２の長手方向に互いに間隔を空けて複数設けられた気
体吹込ノズルＮと、気体吹込ノズルＮと気体供給源１４
との間に介装された複数の電磁弁Ｖと、電磁弁Ｖをそれ
ぞれ制御する弁選択回路１２とを具備する。弁選択回路
１２は、電磁弁Ｖをプログラムされた手順で断続的に開
く。電磁弁Ｖのそれぞれと気体吹込ノズルＮとの間に
は、輸送管２からの気体流出を防ぐための逆止弁１６が
設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粉体を気流と共に
輸送する輸送管を備えた粉体輸送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の粉体輸送装置としては、粉体の
供給元と供給先とをつなぐ輸送管を設け、この輸送管の
入口から供給元の粉体を空気とともに流し込むことによ
り、供給先へ粉体を連続輸送する粉体輸送装置が従来か
ら使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の粉体輸
送装置では、輸送管の水平に延びる部分で比重の大きな
粒子が沈降して輸送管の内底面に堆積したり、輸送管の
屈曲部分で気流が滞る箇所が生じてそこに粉末が堆積す
るなどの現象が生じやすく、堆積した粉末がやがて輸送
管の閉塞を引き起こし、閉塞部の清掃などのメンテナン
スがしばしば必要だった。

【０００４】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、輸送管内における粉末の堆積を防ぐことができる粉
体輸送装置を提供することを課題としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る粉体輸送装置は、粉体を輸送するため
の輸送管と、前記輸送管の途中に設けられ前記輸送管の
内面に開口する１または２以上の気体吹込ノズルと、前
記気体吹込ノズルと気体供給源との間に介装された開閉
弁とを具備することを特徴としている。する粉体輸送装
置。

【０００６】なお、前記開閉弁を一定の制御則に則って
開く弁制御機構をさらに具備してもよい。また、この弁
制御機構は、前記輸送管内の圧力を検知する１または２
以上の圧力センサーを有し、これら圧力センサーの出力
信号に基づいて前記開閉弁を制御するものであってもよ
い。また、前記気体吹込ノズルには、その気体吹込ノズ
ルの内部圧力が設定圧力よりも変化した場合に、その気
体吹込ノズルを気体供給源に連通させる解放機構が接続
されていてもよい。さらに、前記開閉弁と前記気体吹込
ノズルとの間には、前記輸送管の内部からの気体流出を
防ぐための逆止弁が設けられていてもよい。

【０００７】

【発明の実施の形態】

［第１実施形態］図１は、本発明に係る粉体輸送装置の
第１実施形態を示す斜視図である。この実施形態の装置
は、粉末を収容した粉末容器１の下端に設けられたホッ
パー８から流れ落ちる粉末を、輸送管２を通して気流と
共に輸送し、最終的にホッパー４へと運ぶものである。
ホッパー４はサイクロンセパレータ型のものであり、そ
の上端には排出管６が接続され、この排出管６を通じて
減圧ポンプにより空気のみが吸引されるようになってい
る。一方、粉末は空気と分離されてホッパー４の下端か
ら次工程へと排出される。

【０００８】輸送管２の上流側端部は、粉末の通過を阻
むためのフィルタ５を介して気体供給源３に接続されて
おり、気体供給源３から高圧気体、例えば高圧空気が連
続的または断続的に輸送管２内に吹き込まれる。フィル
タ５より若干下流側では、輸送管２の上面にホッパー８
の下端が接続され、ホッパー８から輸送管２内に落下し
た粉末が、気体供給源３からの高圧気体で下流へ運ばれ
る。

【０００９】この実施形態の輸送管２は、上流側から順
に、水平に延びる水平部２Ａと、この水平部２Ａから上
方へ向かう垂直部２Ｂと、この垂直部２Ｂから再び水平
に延びる水平部２Ｃとを有している。このような屈折形
状の場合、従来は、水平部２Ａ，２Ｃ内の底面および屈
折部において粉末が堆積しやすく、閉塞を起こしやすか
った。この問題を解決するため、この実施形態では、輸
送管２の特に水平部２Ａ，２Ｃに、多数の気体吹込ノズ
ルＮ１〜Ｎｍ（総称する場合は気体吹込ノズルＮと記
す）が取り付けられている。

【００１０】気体吹込ノズルＮは、輸送管２の長手方向
に互いに間隔を空けて、好ましくは輸送管２の内面天井
部に開口しており、これにより輸送管２の内底面に気体
を吹き付けるようになっている。輸送管２の内面天井部
に開口しているほうが、底面に堆積した粉末を吹き飛ば
す効果が強いために好ましいが、必要に応じては他の位
置に気体吹込ノズルＮを取り付けてもよい。気体吹込ノ
ズルＮの同士の取付間隔は、気体吹込ノズルＮが噴出す
る気体流の速度や、粉末の種類等に応じて好ましい範囲
に設定すべきである。具体例を挙げれば、気体吹込ノズ
ルＮからの噴出の影響が次の気体吹込ノズルＮの位置ま
で持続するように、例えば２００〜３００ｍｍとされ
る。ただし、この範囲に限定されるものではない。ま
た、気体吹込ノズルＮの個数も限定されず、場合によっ
ては１個でもよい。

【００１１】輸送管２に対する気体吹込ノズルＮの取付
角度αは、限定されるものではないが、気体吹込ノズル
Ｎから噴出される気体流で粉末流を加速する効果を重視
するのであれば、図２に示すように、例えば２０〜５０
゜が好ましい。このような角度範囲に設定すると、輸送
管２の内底面に溜まった粉末を下流側へ吹き流す効果が
強くなるからである。一方、粉末の比重が大きく、堆積
しやすいのであれば、気体吹込ノズルＮの取付角度αを
垂直に近づけ、輸送管２の内底面に堆積する粉末を吹き
飛ばして攪拌する効果を強くすることが好ましい。必要
に応じては、αを鈍角として上流側へ向けて噴出するよ
うにしてもよいし、個々の気体吹込ノズルＮの取付角度
αを互いに異ならせてもよい。

【００１２】気体吹込ノズルＮのそれぞれには、逆止弁
１６（図２参照）を介して、相互に独立した供給管９の
一端が連結されている（図１では１本のみ図示してい
る）。逆止弁１６は、供給管９から輸送管２への流れは
許容するが、輸送管２から供給管９への粉体・気体の流
出は阻止するものである。各供給管９の他端は、コント
ローラ（弁制御機構）１０内に設けられた電磁弁Ｖの出
口にそれぞれ接続されている。これら電磁弁Ｖは気体吹
込ノズルＮと同数（すなわちＶ１〜Ｖｍ）設けられてお
り、各電磁弁Ｖの入口は、共通の気体供給源１４に接続
されている。

【００１３】電磁弁Ｖは、いずれも弁選択回路１２によ
って制御されるようになっている。この実施形態の弁選
択回路１２は、上流側の電磁弁Ｖ１から下流側の電磁弁
Ｖｍの順に、電磁弁Ｖが一つづつ一定時間開くように制
御する。すなわち、電磁弁Ｖ１が一定時間開いて閉じる
と、同時にまたは間隔を開けて電磁弁Ｖ２が一定時間開
き、それが閉じると同時にまたは間隔を開けて電磁弁Ｖ
３が一定時間開く、といったように順次制御する。こう
して、最後の電磁弁Ｖｍが閉じた後は、その直後にまた
は一定時間を空けて、再び最初から前記サイクルを繰り
返す。図３は、このような制御の一例を示したグラフで
ある。

【００１４】気体吹込ノズルＮによる１回の噴射時間
は、限定されるものではないが、例えば０．１〜０．５
秒のパルス状としてもよい。噴出速度は、輸送管２内の
気流速度よりもかなり大きいことが好ましい。噴出速度
が大きいほど、粉体の攪拌作用が強くなるからである。
一般には、噴射時間を長くするよりも、噴射速度を大き
くする方が、輸送管２内の圧力をあまり上昇させずに済
む点、および粉体の攪拌効果が高い点から好ましいと考
えられる。

【００１５】このように上流側から下流側へ向けて電磁
弁Ｖを順次短時間づつ開く制御方法によれば、輸送管２
内を流れる粉体を下流へ向けて次々に吹き飛ばし、粉末
を攪拌して再び流動性を高め、同時に輸送を加速するこ
とが可能である。特に、上流側の気体吹込ノズルＮで吹
き飛ばされた粉末が、下流側に隣接する次の気体吹込ノ
ズルＮの位置に動いたときに、この気体吹込ノズルＮか
ら気体が噴出されるような噴射間隔を選択すれば、最も
効率のよい粉末輸送が行える。この観点からすれば、比
重の大きい粉末を輸送する場合には、噴射間隔を長く
し、比重の小さい粉末を輸送する場合には、噴射間隔を
短くするとよいと推測される。

【００１６】また、前記の制御方法によれば、一度には
ひとつの電磁弁Ｖしか開かれないので、個々の気体吹込
ノズルＮからの噴出圧力が大きくとも、気体供給源１４
からの気体の供給量は比較的小さくてよく、運転コスト
の増加が少ないという利点を有する。

【００１７】上記構成からなる粉体輸送装置によれば、
複数の気体吹込ノズルＮにより輸送管２内に気体流をパ
ルス状に噴出し、輸送管２内の底面に停滞しがちな粉末
を吹き飛ばして流すことができるから、輸送管２の水平
部２Ａ，２Ｃや屈曲部などにおいても粉末が堆積するこ
とがなく、粉末の堆積による輸送管２の閉塞を効果的に
防ぐことが可能である。

【００１８】また、粉末を気体と攪拌して良好な流動状
態を保ちつつ輸送することができるので、気体供給源３
から供給される輸送気体の流速が従来と同じであって
も、粉末の輸送速度を増すことができ、従来より大量に
輸送することが可能で、輸送時間が短縮できるばかり
か、輸送速度のばらつきがなくなり、安定した輸送が行
える。

【００１９】さらに、輸送管２内における粉末の密度を
低下させることができるので、輸送管２の直線部を流れ
る粉末塊が、輸送管２の屈折部に衝突して衝撃を及ぼす
ことが低減でき、衝撃による輸送管２の磨耗や損傷を軽
減して、輸送管２の寿命延長が図れる。また、この実施
形態では、電磁弁Ｖの切り替えを弁選択回路１２により
自動制御しているので、タイミング良く噴射を高速切り
替えすることが可能で、少ない気体噴射量で高い攪拌効
果が得られ、輸送管内の圧力変動を最小限に抑えられる
ばかりか、省人化も図れる。さらにこの装置は、機械的
な可動部分が少なく、導入コスト、メンテナンス費用が
安くて済むうえ、始動が早いので、断続的に輸送する場
合にも初期時間ロスが少ないという利点を有する。

【００２０】なお、前記実施形態では輸送管２の上部に
のみ気体吹込ノズルＮを取り付けていたが、本発明はそ
の構成に限定されず、輸送管２のいかなる位置に取り付
けてもよい。例えば、図４に示すように、輸送管２の外
周に、螺旋状に配列して気体吹込ノズルＮを取り付ける
ことも可能である。他の構成は先の実施形態と同様でよ
い。

【００２１】また、先の実施形態では、各気体吹込ノズ
ルＮ毎に独立した供給管９および電磁弁Ｖを設けていた
が、複数本の気体吹込ノズルＮを共通の供給管９および
電磁弁Ｖに接続することも可能である。また、弁選択回
路１２による制御方法を変更して、一度に複数本つづの
気体吹込ノズルＮから気体を噴出するようにしてもよ
い。さらに、気体供給源３および気体供給源１４から空
気以外の他の気体、例えば窒素ガスなどの不活性ガスを
供給するようにしてもよい。さらに、先の実施形態で
は、弁選択回路１２により電磁弁Ｖの制御を行っていた
が、場合によっては各開閉弁を手動で開閉させる構成も
可能である。

【００２２】［第２実施形態］図５は、本発明に係る粉
体輸送装置の第２実施形態の要部を示している。この実
施形態では、輸送管２の１カ所、または輸送管２の長手
方向に間隔を空けた複数箇所に、輸送管２内部の圧力を
検知するための圧力センサーＳ１，Ｓ２…を設置したこ
とを特徴としている。図示していない構成は、先の第１
実施形態と同様である。

【００２３】圧力センサーＳ１，Ｓ２…はいずれも、前
述した弁選択回路１２に接続されており、弁選択回路１
２は、圧力センサーＳ１，Ｓ２…のいずれかが一定以上
の圧力変化（上昇または降下）を検知すると、その圧力
センサーよりも上流側で近接した位置にある気体吹込ノ
ズルＮに対応した電磁弁Ｖを開き、その気体吹込ノズル
Ｎから気体を吹き出すように電磁弁Ｖを制御する。例え
ば、図示の例では、圧力センサーＳ１が圧力変化を検知
すると、電磁弁Ｖ１，Ｖ２が開かれて気体吹込ノズルＮ
１，Ｎ２から気体がパルス状に吹き込まれ、圧力センサ
ーＳ２が圧力変化を検知すると、電磁弁Ｖ３，Ｖ４が開
かれて気体吹込ノズルＮ３，Ｎ４からパルス状に気体が
吹き込まれる。

【００２４】圧力変化の判定は、そのセンサー位置での
正常圧力値を弁選択回路１２に記憶させておき、この正
常値と圧力センサーＳが検出する圧力値とを比較し、検
出された圧力値のほうが高く、もしくは低くなれば、圧
力変化と判定すればよい。特定の圧力センサーＳが圧力
変化を検出した場合には、その圧力センサーＳの上流側
近傍で輸送管２が閉塞したと考えられるから、このよう
な構成からなる実施形態によれば、輸送管２の閉塞が生
じた後、速やかにその閉塞部分に対して重点的に気体を
吹き込むことが可能であり、これにより輸送管２の閉塞
を効果的に回避できる。

【００２５】なお、気体吹込ノズルＮから気体吹き込み
を行うのは、圧力センサーＳが輸送管２の部分的閉塞を
検知した場合のみに限ってもよいし、または、部分的閉
塞が起きた場合以外であっても、第１実施形態のように
常時、順番に気体吹込ノズルＮから気体を吹き込み続け
る構成としてもよい。また、圧力センサーＳの設置間隔
は、気体吹込ノズルＮの一つ毎であってもよいし、３つ
以上毎であってもよい。また、圧力センサーＳのいずれ
かが閉塞を検知した場合にのみ、全ての電磁弁Ｖを第１
実施形態のように順番に開閉する構成とすることも可能
である。さらに圧力センサーＳが圧力低下を検知した場
合に警報を発し、作業員が該当個所の開閉弁を開くよう
な手動式にしてもよい。

【００２６】［第３実施形態］図６は、本発明に係る粉
体輸送装置の第３実施形態の要部を示している。この実
施形態では、各供給管９の途中に、それぞれ解放弁２６
が介装されていることを特徴とする。これら解放弁２６
は、供給管９内部の圧力が変化した場合に、供給管９内
部を図示しない気体供給源に自動的に連通させるための
ものである。図示していない他の構成は、先の第１実施
形態と同様でよい。すなわち、弁選択回路１２はプログ
ラムされた順序で各電磁弁Ｖを開き、対応する気体吹込
ノズルＮ，Ｎ２…から輸送管２内へ気体を噴出する。

【００２７】この実施形態では、いずれかの気体吹込ノ
ズルＮ１，Ｎ２…の噴出口の直下で閉塞が生じたため
に、その気体吹込ノズルＮの内部の圧力が変化すると、
対応する解放弁２６が開いて、閉塞の生じた気体吹込ノ
ズルＮから輸送管２内に気体が吹き込まれる。この吹き
込みにより、閉塞を引き起こしている粉体が吹き飛ばさ
れるため、閉塞を除去する効果が得られる。

【００２８】また、解放弁２６を設けたことにより、輸
送管２内が閉塞してそれが除去できなかった場合にも、
輸送管２内の圧力が極端に低下することがないから、輸
送管２の圧力低下による装置停止時の異常動作のおそれ
や、減圧ポンプへ過剰な負担をかけるおそれがないとい
う利点を有する。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る粉体
輸送装置によれば、気体吹込ノズルにより輸送管内に気
体を噴出し、輸送管内の底面に停滞しがちな粉末を吹き
飛ばして流すことができるから、輸送管の水平部や屈曲
部などにおいても粉末が堆積することがなく、粉末堆積
による輸送管の閉塞を効果的に防ぐことが可能である。

【００３０】また、粉末を気体と攪拌して良好な流動状
態を保ちつつ輸送することができるので、気体供給源か
ら供給される輸送気体の流速が従来と同じであっても、
粉末の輸送速度を増すことができ、従来より大量に輸送
することが可能で、しかも安定した輸送が行える。

【００３１】さらに、輸送管内における粉末の密度を低
下させることができるので、輸送管の直線部を流れる粉
末塊が、輸送管の屈折部に対して衝撃を及ぼすことが低
減でき、その種の衝撃による輸送管の磨耗や損傷を軽減
して、輸送管の寿命延長も図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る粉体輸送装置の一実施形態を示す
斜視図である。

【図２】同粉体輸送装置の気体吹込ノズルの取付状態を
示す縦断面図である。

【図３】同粉体輸送装置の弁選択回路の動作を示すグラ
フである。

【図４】本発明に係る粉体輸送装置の第１実施形態の変
形例を示す断面図である。

【図５】本発明に係る粉体輸送装置の第２実施形態の要
部を示す側面図である。

【図６】本発明に係る粉体輸送装置の第３実施形態の要
部を示す側面図である。

【符号の説明】

１ 粉末容器 ２ 輸送管 ２Ａ，２Ｃ 水平部 ２Ｂ 垂直部 ３ 気体供給源 ４ ホッパー ６ 排出管 ８ ホッパー Ｎ１，Ｎ２… 気体吹込ノズル Ｖ１，Ｖ２… 電磁弁（開閉弁） １０ コントローラ １２ 弁選択回路 １４ 気体供給源 １６ 逆止弁 Ｓ１，Ｓ２… 圧力センサー ２６ 解放弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡村 寿彦 茨城県那珂郡東海村大字舟石川622番地１ 三菱原子燃料株式会社東海製作所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粉体を輸送するための輸送管と、前記輸
   送管の途中に設けられ前記輸送管の内面に開口する１ま
   たは２以上の気体吹込ノズルと、前記気体吹込ノズルと
   気体供給源との間に介装された開閉弁とを具備すること
   を特徴とする粉体輸送装置。
2. 【請求項２】 前記開閉弁を一定の制御則に則って開く
   弁制御機構をさらに具備することを特徴とする請求項１
   記載の粉体輸送装置。
3. 【請求項３】 前記弁制御機構は、前記輸送管内の圧力
   を検知する１または２以上の圧力センサーを有し、これ
   ら圧力センサーの出力信号に基づいて前記開閉弁を制御
   することを特徴とする請求項２記載の粉体輸送装置。
4. 【請求項４】 前記気体吹込ノズルには、その気体吹込
   ノズルの内部圧力が設定圧力よりも変化した場合に、そ
   の気体吹込ノズルを気体供給源に連通させる解放機構が
   接続されていることを特徴とする請求項１〜３記載の粉
   体輸送装置。
5. 【請求項５】 前記開閉弁と前記気体吹込ノズルとの間
   には、前記輸送管の内部からの気体流出を防ぐための逆
   止弁が設けられていることを特徴とする請求項１〜４記
   載の粉体輸送装置。