(57)【要約】【課題】搬送気体により粉粒体を搬送する際に、管路内の滞留と、管路の局部摩耗を効率的に防止できる気体搬送装置を提供する。【解決手段】本発明の気体搬送装置１０は、粉粒体を搬送気体によって管内を連続的に搬送する気体搬送装置において、  前記管内に気流の一部を変化させる羽板２０を設け、前記羽板２０は、主面を気流に沿って配置した状態から前記気流に対して前記主面を任意角度に変更可能なことを特徴としている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉粒体を搬送気体によって管内を連続的に搬送する気体搬送装置において、
前記管内に気流の一部を変化させる羽板を設け、前記羽板は、主面を気流に沿って配置した状態から前記気流に対して前記主面を任意角度に変更可能なことを特徴とする気体搬送装置。
【請求項２】
請求項１に記載された気体搬送装置において、
前記羽板を任意角度に駆動する駆動部と、
タイマーと、前記駆動部と電気的に接続し、前記タイマーから所定時間経過した信号を受信して、前記駆動部へ前記羽板を任意角度に駆動する制御信号を送信可能な制御部を有することを特徴とする気体搬送装置。
【請求項３】
請求項１に記載された気体搬送装置において、
前記羽板を任意角度に変更する駆動部と、
前記羽板の上流側の圧力を測定する第１圧力計と、前記羽板の下流側の圧力を測定する第２圧力計と、前記駆動部と電気的に接続し、前記第１及び第２圧力計の測定値の差圧に基づいて、前記駆動部へ前記羽板を任意角度に駆動する制御信号を送信可能な制御部を有することを特徴とする気体搬送装置。
【請求項４】
請求項３に記載された気体搬送装置において、
前記制御部は、ファンと電気的に接続して所定時間経過後に前記差圧が解消しないときに、風量を増加する制御信号を前記ファンに送信することを特徴とする気体搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石炭、石膏、木粉、穀類などの粉粒体を搬送気体によって管内を連続的に搬送することができる気体搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭、石膏、木粉、穀類などの粉粒体を空気などの搬送気体によって配管内で連続的に搬送する気体搬送装置がある。一般的な気体搬送装置は、粉粒体の供給タンクと貯蔵タンクの間を結ぶ管路を設け、管路に圧送式又は吸引式の空気供給源を備えている。この気体搬送装置は、長期に亘って稼働を継続すると粉粒体と管内面との接触部分が摩耗して穴が開くトラブルが発生することがある。このため従来、種々の摩耗対策が提案されている。例えば、粉粒体の搬送速度を低下させて衝突時の衝撃を緩和したり、管内面の接触部分に耐摩耗性のライニングを施行したり（特許文献１に開示有り）、又は粉粒体を管内部で故意に滞留させるセルフライニングによって摩耗を防止する対策が取られていた。
【０００３】
この他、特許文献２に開示の摩耗抑制装置は、配管の摩耗箇所の上流側で粉粒体に導入粒子を衝突させて摩耗箇所に衝突する粉粒体の衝突エネルギーを減少させて摩耗を抑制している。
また特許文献３の技術は、配管内に翼車を設けて管内の粉粒体の堆積を防止している。特許文献４の技術は、配管面に中心側へ向けて突出する複数の螺旋凸状、螺旋羽板を設けて管路途中の閉塞、脈動をなくしている。
しかしながら、搬送速度を低下させた場合、低下させた部分から粉粒体の堆積量が増加し、管路の有効通過断面積が減少して速度が増加して堆積部以外の管内面の摩耗が増えることになる。また速度低下により粉粒体と搬送気体の混合比が高くなり、配管の水平部分に粉粒体が停留し、輸送圧力上昇のあと管内閉塞により搬送が不可能となる。
【０００４】
またセルフライニングを形成するためには、粉粒体の搬送速度、粉粒体の混合比を適切に管理しなければ成立しないが、実機において粉粒体の供給量を一定に保つことは難しく、その結果、混合比の変化に伴う管内流速が増加し（粉粒体の閉塞により通過面積が少なくなり速度が増加）、堆積部以外の摩耗量が増えることになる。特許文献２によれば、装置が複雑となり高コスト化し、粉粒体に異物が混入することになる。また特許文献３によれば、管内の断面方向に翼を設けているため、粉粒体が減速して通過後に堆積してしまう。電動駆動の翼の場合回転速度の最適な速度設定が難しい。管内流速で翼を通過させなければ、粉粒体がはじかれて通過できずに分級機となってしまう。また特許文献４によれば、管路の断面方向の中心部分は開放されているため旋回流は生じるが、混合比や流速の変化で堆積するとその堆積が起点となって体積量が増加してしまう。
このように摩耗対策の際には、粉粒体の搬送量、換言すると搬送気体との混合比を一定にすることは難しく、粉粒体の速度低下と停留の両方を満足させる稼働が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１１２５６８号公報
【特許文献２】特開２０１２−１９７９１９号公報
【特許文献３】特開平１０−１７１４６号公報
【特許文献４】特開平１０−１７１４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、上記従来技術の問題点に鑑み、搬送気体により粉粒体を搬送する際に、管路内の滞留と、管路の局部摩耗を効率的に防止できる気体搬送装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するための第１の手段として、粉粒体を搬送気体によって管内を連続的に搬送する気体搬送装置において、
前記管内に気流の一部を変化させる羽板を設け、前記羽板は、主面を気流に沿って配置した状態から前記気流に対して前記主面を任意角度に変更可能なことを特徴とする気体搬送装置を提供することにある。
上記第１の手段によれば、管路の通過抵抗の少ない旋回流を発生させて、粉粒体が常に同じ場所で滞留又は衝突することがなく、粉粒体の滞留と局部摩耗を防止できる。また羽板が主面を気流に沿って配置した状態では、粉粒体との衝突を低減でき通過時に障害となることがなく、粉粒体をスムーズに流すことができる。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するための第２の手段として、第１の手段において、前記羽板を任意角度に駆動する駆動部と、
タイマーと、前記駆動部と電気的に接続し、前記タイマーから所定時間経過した信号を受信して、前記駆動部へ前記羽板を任意角度に駆動する制御信号を送信可能な制御部を有することを特徴とする気体搬送装置を提供することにある。
上記第２の手段によれば、段階的に羽板の傾きを変えることにより管路の通過抵抗の少ない旋回流を発生させて、粉粒体が常に同じ場所で滞留又は衝突することがなく、粉粒体の滞留と局部摩耗を防止できる。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するための第３の手段として、第１の手段において、前記羽板を任意角度に変更する駆動部と、
前記羽板の上流側の圧力を測定する第１圧力計と、前記羽板の下流側の圧力を測定する第２圧力計と、前記駆動部と電気的に接続し、前記第１及び第２圧力計の測定値の差圧に基づいて、前記駆動部へ前記羽板を任意角度に駆動する制御信号を送信可能な制御部を有することを特徴とする気体搬送装置を提供することにある。
上記第３の手段によれば、粉粒体の混合比、搬送速度の変化によって生じる滞留を検知して羽板の傾きを変えることにより、迅速に管路の通過抵抗の少ない旋回流を発生させて、粉粒体の滞留と局部摩耗を防止できる。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するための第４の手段として、第３の手段において、前記制御部は、ファンと電気的に接続して所定時間経過後に前記差圧が解消しないときに、風量を増加する制御信号を前記ファンに送信することを特徴とする気体搬送装置を提供することにある。
上記第４の手段によれば、羽板の角度変化により解消できない粉粒体の滞留に対して風量を増加することにより効果的に滞留を解消できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、セルフライニング方法を使用せずに管路通過抵抗の少ない旋回流を生じさせて配管内部で滞留と局部摩耗が生じることがない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の気体搬送装置の構成概略図である。
【図２】管路中の羽板の説明図である。
【図３】直管に設けた気体搬送装置の説明図である。
【図４】曲げ管に設けた気体搬送装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の気体搬送装置の実施形態について、図面を参照しながら、以下詳細に説明する。
【００１４】
［気体搬送装置１０］
図１は本発明の気体搬送装置の構成概略図である。図２は管路中の羽板の説明図である。図３は直管に設けた気体搬送装置の説明図である。図４は曲げ管に設けた気体搬送装置の説明図である。
図示のように本発明の気体搬送装置１０は、石炭、石膏、木粉、穀類などの粉粒体を搬送気体によって搬送する管路（配管ともいう）１２に取り付ける装置であり、管内に気流の一部を変化させる羽板２０と、羽板２０の主面を気流に沿って配置した状態から気流に対して主面を任意角度に変更して旋回流を発生させる駆動部３０を有している。
【００１５】
（羽板２０）
羽板２０は、平面視でほぼ矩形の平板であり、横（管路１２の気流と直交する辺）長さが管路１２の半径長さよりも小さく設定している。羽板２０の材質は各種の粉粒体の衝突に耐え得る所定の剛性と耐摩耗性を備えた鋼材を用いている。本実施形態の羽板２０は、管路１２の断面視で中心を通る垂直線に対して底面を０度とし、中心を通る水平線を９０度としたときに、０度〜９０度の範囲内（図２では４５度の位置）に底面を中心として左右一対設けている。羽板２０の主面は管路１２の中心とする放射線に沿って配置、換言すると半径方向に沿って配置し、路面から中心に向けて突出するように取り付けている。羽板２０は後述する駆動部３０により主面を気流に沿って配置した状態から気流に対して主面を任意角度に変更して旋回流を発生させることができる。
なお羽板２０は、管路１２で粉粒体の滞留が発生し易い箇所、曲げ管の曲げ箇所（図４参照）、摩耗が発生し易い箇所の上流側、その他、管路１２に所定の間隔で取り付けると良い。
【００１６】
（駆動部３０）
駆動部３０は、管路１２内の羽板２０と管路１２を挟んだ管路１２外に設けている。駆動部３０は、シャフト３２と、前記シャフト３２を軸回りに回転可能な回転モータ（一例としてギヤードモーターなどを適用、不図示）を備えている。シャフト３２は管路１２面に設けた貫通孔に外から内に向けて挿入し回転自在に構成し、回転モータは管路１２外に固定している。そして管路１２内のシャフト３２の先端には羽板２０が接続している。このような羽板２０と駆動部３０の構成により、羽板２０は、シャフト３２の軸回りに自由回転でき、稼働初期では、主面を管路１２内の気流に沿って配置（羽板２０の横方向が気流と直交する方向（図１，２参照の実線参照））している。その後、駆動部３０によりシャフト３２を回転させて主面を気流に対して任意角度に変更（図２参照の一点破線参照）できる。
【００１７】
（制御部４０）
制御部４０は、駆動部３０と、タイマー４２と、第１及び第２圧力計５０，５２、管路１２内に気流を発生させる送風ファン６０と電気的に接続している。制御部４０は、羽板２０の主面を任意角度に変更する制御信号を駆動部３０に送信可能に構成している。
制御部４０による制御信号のトリガーは、タイマー４２と第１及び第２圧力計５０，５２の測定値に基づいている。タイマー４２は稼働開始（粉粒体の搬送開始）から所定時間経過した後に経過信号（１回以上）を制御部４０に送信可能に構成している。第１圧力計５０は、管路１２に設置した羽板２０の上流側に取り付けてあり、管内の圧力を測定し、測定値を制御部４０に送信可能に構成している。第２圧力計５２は、管路１２に設置した羽板２０の下流側に取り付けてあり、管内の圧力を測定し、測定値を制御部４０に送信可能に構成している。
また制御部４０は、複数の羽板２０の駆動部３０に対して、制御信号を与える際に、管内の右回転と左回転の旋回流を交互に発生させて、粉粒体の堆積の偏りを解消するように構成することもできる。
【００１８】
［実施例１］
上記構成による本発明の気体搬送装置１０のタイマー制御について、以下説明する。粉粒体の開始当初は、管路１２内の羽板２０の主面は、気流に沿って配置している。これにより、気流中を流れる粉粒体との接触が羽板２０の横方向のみとなり抵抗を少なくできる。
タイマー４２は、粉粒体の搬送開始から計測を開始して、所定時間経過後に経過信号を１回以上制御部４０に送信する。
制御部４０では、タイマー４２からの経過信号を受信すると、駆動部３０に対して任意角度に変更する制御信号を送信し、管路１２内の羽板２０の主面を気流に対して任意角度に配置できる。一例として、羽板２０の後方に粉粒体の混合比、搬送速度の変化によって生じる滞留が発生した場合、管路１２内の一対の羽板２０の上流側同士を離間させて、下流側同士を接近させると、後方の滞留に向けて旋回流を発生させることができる。この旋回流によって、滞留を吹き飛ばすことができる。
なお羽板２０の任意角度の変更は、１回のみならず、定期的（段階的）に変更することにより同一箇所の滞留発生を防止すると共に、粉粒体が同一箇所に衝突することなく管路の摩耗を回避できる。
【００１９】
［実施例２］
上記構成による本発明の気体搬送装置１０の差圧制御について、以下説明する。粉粒体の開始当初は、管路１２内の羽板２０の主面は、気流に沿って配置している。これにより、気流中を流れる粉粒体との接触が羽板２０の横方向のみとなり抵抗を少なくできる。
第１及び第２差圧計５０，５２は、粉粒体の搬送開始から計測を開始して、定期的に管路１２内の圧力の測定信号を制御部４０に送信する。
制御部４０では、第１及び第２圧力計５０，５２からの測定信号を受信すると、第１及び第２圧力計のそれぞれの圧力測定値の差圧を算出する。そして、あらかじめ粉粒体が滞留したり、搬送速度が低速となったりしたときの圧力差を設定しておき、その設定した圧力差を超えたときに駆動部３０に対して任意角度に変更する制御信号を送信し、管路１２内の羽板２０の主面を気流に対して任意角度に配置できる。一例として、羽板２０の後方に粉粒体の混合比、搬送速度の変化によって生じる滞留が発生した場合、管路１２内の一対の羽板２０の上流側同士を離間させて、下流側同士を接近させると、後方の滞留に向けて旋回流を発生させることができる。この旋回流によって、滞留を吹き飛ばすことができる。
【００２０】
さらに、タイマー４２と連動し、あらかじめ設定した運転時間を計測する。そして設定時間経過後に第１及び第２圧力計５０，５２による測定値から算出した差圧が解消しないとき（差圧が設定差圧よりも低下しないとき）には、制御部４０から送風ファン６０に風量を増加する制御信号を送信する。これにより、管路１２内の粉粒体の滞留に起因する差圧を解消できる。
このような本発明の気体搬送装置１０によれば、管路の通過抵抗の少ない旋回流を発生させて、粉粒体が常に同じ場所で滞留又は衝突することがなく、粉粒体の滞留と局部摩耗を防止できる。また羽板が主面を気流に沿って配置した状態では、粉粒体との衝突を低減でき通過時に障害となることがなく、粉粒体をスムーズに流すことができる。
【００２１】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。しかしながら、本発明は、上記実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の変更が可能である。
また、本発明は、実施形態において示された組み合わせに限定されることなく、種々の組み合わせによって実施可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明の気体搬送装置は、特に石炭、石膏、木粉、穀類などの粉粒体を搬送気体によって管内を連続的に搬送する分野において産業上の利用可能性を有する。
【符号の説明】
【００２３】
１０  気体搬送装置
１２  管路
２０  羽板
３０  駆動部
３２  シャフト
４０  制御部
４２  タイマー
５０  第１圧力計
５２  第２圧力計
６０  送風ファン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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