JPS5928040B2 - 粉粒体帯電防止方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は粉粒体の帯電防止方法に関するものである。

粉粒体を扱うプロセスにおいては、粉砕、輸送、集塵、
分級、混合攪拌等に伴う粉粒体の自発的帯電によって種
々のトラブルが生じている。

例えば、粉塵を捕集分離するバグフィルタ等の爆発も粉
塵の帯電が原因と考えられ、また、粉粒体の篩分けにお
いては帯電粒子が篩の目詰りを著しくシ、粉粒体の篩分
は効果を低下させることになる。

さらに粉流体を輸送するとき、ダクト内での粒子の沈着
、付着等も静電気の帯電が一つの原因となっていると考
えられる。

また、一般に高抵抗の粉粒体は一度帯電すると自然に放
電して中和されることは殆んど望み得す、したがって、
プロセスの各種機器、例えば分離器、混合機、乾燥機、
集塵機等に粉粒体を投入する以前にその帯電量をコント
ロールすることは機器の能率を高めるため、並びに機器
保全上重要なことである。

従来、上記のような帯電量コントロールの一手段として
、粉粒体に帯電している静電気を積極的に除電する除電
器なるものが開発され使用に供されている。

かかる除電器はイオンを使用して除電するもので、これ
にはコロナ放電式のもの、および放射線式のものなどが
あるが、多量の粉粒体を扱う場合には規模が大きくなり
、多少とも危険を伴う点に問題があった。

この発明は空気輸送される粉粒体を導管内壁に集合させ
て輸送することにより粉粒体と内壁面との接触部分にお
ける粉粒体混合比を極めて増大させ、これにより粒子の
帯電を抑制すると同時に過剰に帯電した電荷を除去でき
るようにした粉粒体の帯電防止方法を提供するものであ
る。

次に上記目的に基づく本発明方法の原理について説明す
る。

空気輸送管や集塵装置への導管部内における粒子（粉塵
）の帯電量の最大値は実験結果から次式により与えられ
る。

フＭ ｐＬｌ）Ｊｖ ただし、（ｑ／ｍｐ）ω二単位粉体質量当りの最大可能
帯電量 ε０：空気の誘電率 ｖｃ：接触電位差（〜ＩＶ） ρｐ：粒子真密度 Ｄｐ：粒子径 ｚｏ：粒子と管壁の接触時にお ける間隙（〜３°Ａ） ρ ：空気密度 Ｄ ＝管径 Ｕ ：断面平均空気流速 ■ ：断面平均粒子流速 ｍ ：混合比（＝Ｗ／Ｑ、Ｗ： 粉体流量、Ｑ：空気流量） ここで、（１）式における分母の第２項は、粒子の帯電
による空間電荷効果を示しており、混合比ｍを大きくす
ればする程、粒子に帯電される熾、大可能帯電量は小さ
くなることがわかる。

このことは粒子と管壁との接触が行われる部分での局所
的混合比を大きくすれば帯電量が小さくなることと同意
となり、かつこれによって粒子の帯電が抑制されたこと
を意味する。

すなわち、粒子が管壁に衝突することによってその接触
面には接触電位差Ｖｃが生じるが、これと同時に粒子が
帯電していると、集合状態の帯電粒子群が作る電界によ
って、前記接触面にはその接触電位差を減少させるよう
な電圧がかかり、さらに管壁に生じる影像電荷によって
接触面間の電位差は減少させられるのである。

また、以下に述べる理由によって、輸送管路で粒子に過
剰に帯電した電荷を除去することができる。

すなわち、第１図に示すように導電性輸送管路の一部分
１を他と絶縁物２を介して電気的に絶縁した場合、との
除電部分１からアースに流れる電流Ｉは粉体の帯電量の
増加分に相当する。

ところで、粒子と管壁との接触が行われる部分の局部的
粉体の濃度をに倍にすると、アースに流れる電流は実験
結果から次式で表わされる。

ただし、（ｑ／ｒｒ１ｐ ） ｏ ：初期電荷△ｎ：除
電部での粒子の衝突回 数 △ｔ：接触時間 τ ：帯電の緩和時間 Ｗ ：粉体流量 この（２）式は、粉体流量に関して２次式であるめで、
粉体流量Ｗを、 以上に保てば、除電が自然に行われることになる。

上述する帯電防止の作用を可能にした装置の実施例を第
２図以下に示す。

第２図は曲率半径２５０履に湾曲させた鋼鉄製の９０吠
ンド管１０を示すもので、このベンド管１０内を粒子が
通過する時、粒子を管壁に集合させて管壁接触部分での
粒子の濃度を高めて、粒子の帯電の抑制および除電を可
能にしたものである。

また第３図は前記ベンド管１０を用いてＤｐ５０＝１２
０μｍのモランダム粉体を輸送した時の発生電流と粉体
流量の関係を示すもので、空気流速が２０ ｍ／ｓ の
とき粉体流量３７ｙ／ｓ以上になると除電が行われたこ
とを示している。

なお第３図中実線で示す曲線ａは（２）式による計算結
果であり、また丸印は測定結果である。

第４図は入口１１から導入された混合体を円筒部１２内
で螺旋状に旋回させながら出口１３に搬送することで粒
子を壁面に接触させるものであり、また、第５図は管１
４をリング状に折曲げることにより粒子を壁面に接触さ
せ、粒子濃度を局所的に高めるようにしたものである。

なお、この発明方法に適用される装置は前記実施例に限
定されるものではなく、粒子とこれを通過させる輸送路
壁面との接触が行われる部分での局所的混合比が増大さ
れるものであればその形状には何等の制限がない。

以上のようにこの発明方法によれば、従来のように直流
電界などによる除電装置を全く要せず、粉粒体を輸送す
る輸送路の一部に粒子が輸送路壁面に集合された状態で
接触する場を一個所以上設けるだけで粒子に対する帯電
の抑制および過剰な帯電防止が可能となり、このため、
粒子帯電に伴う粉塵爆発を防止し得ることはもとより、
本発明方法を適用した装置を分離機への供給口前に設置
せしめれば、帯電の少ない粉粒体を分離機に供給し得る
ので、分離機における目詰り等の種々の障害あるいは災
害を未然に防止できるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明方法における原理説明図、第２図はこ
の発明方法による除電機構の一例を示す正面図、第３図
はこの除電機構により求められた発生電流と粉体流量と
の関係を示す特性図、第４図はこの発明における除電機
構の他の実施例を示すもので同図ａは正面図、同図すは
その平面図である。 また、第５図はこの発明のさらに他の実施例を示す除電
機構の正面図である。 １０・・・・・・ベンド管、１２・・・・・・円筒、１
４・・・・・・管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 下記式（３）で得られる量以上の粉体流量で空気輸
   送される粉粒体を、絶縁物を介して絶縁せしめると共に
   アースせしめた導電性管内壁に局所的に集合せしめて粉
   粒体の帯電抑制と過剰帯電の除去を行うようにしたこと
   を特徴とする粉粒体帯電防止方法。 式（３） ただし、式中の符号は次の意味を表わす。 Ｗ二粉体流量 （ｑ／ｍｐ ） ｏ ：初期電荷 ρｐ ：粒子真密度 Ｄｐ：粒子径 Ｄ ：管径 マ ：断面平均粒子流速 ｚｏ：粒子と管壁の接触時における間隙（〜３Ａ）ε０
   ：空気の誘電率 ｖｃ ：接触電位差（〜ＩＶ） ｋ ：局所的粉体の濃度倍数 ２ 粉粒体の局所的集合部を空気輸送路に複数個有する
   特許請求の範囲第１項記載の粉粒体帯電防止方法。