(57)【要約】【課題】湿潤性粉状体の表面付着液量が比較的高いものであっても、スケーリング現象を抑え、プラグ化まで到達することなく空気力輸送が可能な湿潤性粉状体の空気力輸送方法及び装置を提供すること。【解決手段】湿潤性粉状体を空気と共に輸送管の一方から他方に向けて送出する湿潤性粉状体の空気力輸送装置において、この湿潤性粉状体を輸送管１２の一方側に供給する手段Ａと、湿潤性粉状体間に介在している液相を蒸発させて、該粉状体が流動状態となるように輸送空気を加熱する手段Ｄと、加熱された輸送中の空気を所定温度に保持するために輸送管を保温する手段１７とを備えている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
湿潤性粉状体を空気と共に輸送管の一方から他方に向けて送出する湿潤性粉状体の空気力輸送方法であって、前記空気は粉状体間に介在している液相を蒸発させて、該粉状体が流動臨界状態となる温度以上に加温されていることを特徴とする湿潤性粉状体の空気力輸送方法。
【請求項２】
湿潤性粉状体を空気と共に輸送管の一方から他方に向けて送出する湿潤性粉状体の空気力輸送装置であって、前記湿潤性粉状体を輸送管の一方側に供給する手段と、前記粉状体間に介在している液相を蒸発させて、該粉状体が流動状態となるように輸送空気を加熱する手段と、加熱された輸送中の空気を所定温度に保持するために輸送管を保温する手段とを備えていることを特徴とする湿潤性粉状体の空気力輸送装置。
【請求項３】
前記空気は輸送管路内温度によって空気温度を調整できる加熱装置によって加温される請求項２に記載の湿潤性粉状体の空気力輸送装置。
【請求項４】
前記輸送管を保温する手段は輸送管を囲繞する管路で構成され、該管路と輸送管の間に温度調整可能な加熱媒体を流通させた請求項２または３に記載の湿潤性粉状体の空気力輸送装置。
【請求項５】
前記輸送管を保温する手段は輸送管の外周面を取り巻く温度調整可能な電熱ヒータで構成されている請求項２または３に記載の湿潤性粉状体の空気力輸送装置。
【請求項６】
前記輸送管を保温する手段は輸送管の外周面を取り巻くトレース管で構成されている請求項２または３に記載の湿潤性粉状体の空気力輸送装置。
【請求項７】
前記湿潤性粉状体を輸送管の一方側に供給する手段は定量供給機である請求項２ないし６の何れかに記載の湿潤性粉状体の空気力輸送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、湿潤性粉状体を空気と共に輸送管の一方から他方に向けて送出する湿潤性粉状体の空気力輸送方法及び装置に関する。そして、本発明において「湿潤性粉状体」とは、表面付着液量が１．０ｗｔ％を超える、例えば無機及び有機粉体、上白糖等の造粒品、顆粒、金属粒等の粒体、天然産物又は破砕産物等の粉粒体のみならず、繊維体や結晶体、フライアッシュ（飛灰）も含んでいる。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような湿潤性粉状体は一般に人力ないしベルトコンベヤ等で搬送されてきたが、省力化や作業性向上のために湿潤性粉状体を輸送管で空気力輸送する試みが図られている。
【０００３】
図７は例えば特許文献１に記載の従来の空気力輸送装置の全体構成図であって、高速エアー用配管０４からの高速エアーが開口部０５上方に向かって噴出され、供給タンク０１に投入されている粒状体０３の開口部０５近傍に形成されているブリッジが解除されて粒状体０３は供給タンク０１より一部が輸送管０６側に落下する。次いで、切換手段０７によりエアー源０８が輸送エアー用配管０９側に切り換えられ、落下した粒状体０３を輸送管０６の下流側に運ぶように構成されている。
【０００４】
そして、このような従来の空気力輸送装置を用いて湿潤性粉状体を輸送した場合、粉状体の表面付着液量がおよそ０．５ｗｔ％以下の乾燥状態のものであれば輸送も比較的容易であるが、表面付着液量が０．７ｗｔ％を超え湿潤状態が増せば増すほど、乾燥状態に比し粉状体の粘性が増加したり、粉状体同士の付着、凝集、塊状化が進行し、輸送途中において、管内壁面にスケーリング現象が発生し、時間を経るに従いそれが成長し、プラグ化状態に達すると空気力輸送が不可能となった。そして、このような状況が起こる度に、輸送管に対し外部より振動や衝撃力を加え、スケーリングの剥離作業を行っていた。
【０００５】
そこでより湿潤性粉状体を円滑に空気力輸送するために、ホッパーに投入するときに湿潤性粉状体を乾燥化させてから空気力輸送する方式や、特許文献２に記載の如く、湿潤性粉状体を加圧タンクに導き、そこで湿潤性粉状体を流動化させるとともに加圧タンクに振動を与える方式が開発されている。
【０００６】
【特許文献１】
実公平７−４８５７８号公報（第２，３頁、図１）
【特許文献２】
特開平７−３０４５１８号公報（段落００２２−００２４、図２）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら湿潤性粉状体を事前に乾燥する方式は、乾燥させるための加熱装置等が必要であるばかりか、連続輸送や即時輸送には不向きであり、一方加圧タンクを用いる方式は、流動化させるための新たな空気流れを作ったり、加振機を設置しなければならずコスト高になるとともに、表面付着液量が高いものにおいては輸送管の下流側でスケーリング現象が発生する恐れがあった。
【０００８】
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、湿潤性粉状体の表面付着液量が比較的高いものであっても、スケーリング現象を抑え、プラグ化まで到達することなく空気力輸送が可能な湿潤性粉状体の空気力輸送方法及び装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、本発明の湿潤性粉状体の空気力輸送方法は、湿潤性粉状体を空気と共に輸送管の一方から他方に向けて送出する湿潤性粉状体の空気力輸送方法であって、前記空気は粉状体間に介在している液相を蒸発させて、該粉状体が流動臨界状態となる温度以上に加温されていることを特徴としている。
この特徴によれば、粉状体間に介在している液相を任意流動化状体にまで蒸発させることで粉状体同士の付着、凝集、塊状化をおさえ、粉状体が空気流にのって流動できる状態となることで、プラグ化現象を起こすことなく湿潤性粉状体を空気力輸送することができる。
【００１０】
本発明の湿潤性粉状体の空気力輸送装置は、湿潤性粉状体を空気と共に輸送管の一方から他方に向けて送出する湿潤性粉状体の空気力輸送装置であって、前記湿潤性粉状体を輸送管の一方側に供給する手段と、前記粉状体間に介在している液相を蒸発させて、該粉状体が流動状態となるように輸送空気を加熱する手段と、加熱された輸送中の空気を所定温度に保持するために輸送管を保温する手段とを備えていることを特徴としている。
この特徴によれば、加熱された輸送空気を常に恒温状態に保つことで粉状体同士の付着、凝集、塊状化をおさえ、プラグ化現象を起こすことなく湿潤性粉状体を空気力輸送することができる。
【００１１】
本発明の湿潤性粉状体の空気力輸送装置において、前記空気は輸送管路内温度によって空気温度を調整できる加熱装置によって加温されることが好ましい。
このようにすれば、加熱装置により輸送空気を所望温度に保て、かつ常に安定した湿潤性粉状体の空気力輸送が実現できる。また加熱装置として、例えばスチーム加熱機を用いることで、空気に対する熱交換も容易となる。
【００１２】
本発明の湿潤性粉状体の空気力輸送装置において、前記輸送管を保温する手段は輸送管を囲繞する管路で構成され、該管路と輸送管の間に温度調整可能な加熱媒体を流通させることが好ましい。
このようにすれば、輸送管とそれを囲繞する管路とで二重管を構成して、輸送管の外側を全て管路で覆ってそこに温度調整可能な加熱媒体を流通させることで、斑のない均一な温度管理ができる。
【００１３】
本発明の湿潤性粉状体の空気力輸送装置において、前記輸送管を保温する手段は輸送管の外周面を取り巻く温度調整可能な電熱ヒータで構成されていることが好ましい。
このようにすれば、温度調整が正確で迅速に行える電熱ヒータを用いることで、輸送空気を所望温度に容易に保つことができる。
【００１４】
本発明の湿潤性粉状体の空気力輸送装置において、前記輸送管を保温する手段は輸送管の外周面を取り巻くトレース管で構成されていることが好ましい。
このようにすれば、トレース管内に温水あるいはスチームを導入することで保温が保たれ、電源のないところや、防爆エリヤでも使用できる。
【００１５】
本発明の湿潤性粉状体の空気力輸送装置において、前記湿潤性粉状体を輸送管の一方側に供給する手段は定量供給機であることが好ましい。
このようにすれば、湿潤性粉状体を粗密になることなく定量供給できるので、湿潤性粉状体の安定かつ連続した空気力輸送が実現できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図１ないし３に基づいて説明する。
【００１７】
図１は本発明の粉状体のスケーリングの生成と崩壊のメカニズムを示した説明図で、（ａ）はスケール生成過程を示し、（ｂ）は生成スケールの分解過程を示し、（ｃ）スケールの再生成過程を模式的に示したもので、図２は本発明の湿潤性粉状体の空気力輸送の工程図であり、図３はフライアッシュの空気力輸送時のテスト結果を示すグラフである。また図４ないし図６は形式の異なる各種輸送管の保温装置を示したもので、図４は電熱ヒータを、図５は二重管を、図６はトレース管を用いた空気力輸送管の部分断面図である。
【００１８】
本発明で扱う「湿潤性粉状体」は先に述べたように、通常の粉状体のみならず、繊維体や結晶体、フライアッシュ（飛灰）も含み、湿潤の度合については、輸送すべき粉状物の性状状態の維持条件により異なるが、フライアッシュの場合で表面付着液量がほぼ５０ｗｔ％程度のものを輸送することを意図している。
【００１９】
そしてこのような上記湿潤性粉状体を空気力輸送するためには、湿潤性粉状体間に介在している液相を蒸発させて、これら粉状体の粒子等が少なくとも流動状態となる温度（以下、「流動臨界温度」という）まで輸送空気を加温する必要がある。なお、当然のことではあるが、この流動臨界温度は湿潤性粉状体によって異なり、実験等により求められるものである。
【００２０】
図１は空気力輸送管内温度が流動臨界温度に到達している場合のスケーリングメカニズムを示しており、例えば図２において湿潤性粉状体を定量スクリューフィーダＡよりロータリーバルブ１０を介して輸送管１２に投入した直後では、図１（ａ）に示す如く、輸送管１２内には湿潤性粉状体の塊Ｘが随所に散在し、一部の粉状粒子ｙが輸送されている状態である。
【００２１】
しかし輸送管内にとどまる時間が増えてくると、塊状の湿潤性粉状体Ｘが投入当初の品温より上昇し、やがて湿潤性粉状体間に介在している液相が蒸発して、図１（ｂ）に示す如く、空気力輸送可能な粉状粒子ｙ’が生成される。このような状況が持続すると、図１（ｃ）に示すように、輸送管１２内は空気力輸送可能な粉状粒子ｙで満ちるが、粒子同士の衝突や、曲がり管路部１２ａ（図２参照）での遠心作用、あるいは部分的に流動臨界温度が保てない箇所で、再び湿潤性粉状体の塊Ｘが生起する。
【００２２】
このようにして、湿潤性粉状体はスケーリングの生成と崩壊を繰り返しながら輸送先である貯留ホッパーＢまで搬送される。後で詳述するが、部分的に流動臨界温度が保てない箇所をつくらないために、輸送管１２に、図４ないし図６で示すような、輸送管保温手段を施すことが重要である。
【００２３】
次に、図２に基づき、フライアッシュを輸送したときの実験例について説明する。先ず、表面付着液量が４５（＋３〜−５）ｗｔ％のフライアッシュを定量スクリューフィーダＡの投入口１３より１２５０ｋｇ／ＨＲの量で投入し、定量供給機１４で輸送管１２側に押し出すとともに、輸送ブロワーＣを介して輸送空気を輸送管１２内に導入する。
【００２４】
この輸送空気は風圧調整器１５により約２．５ｍ３／ｍｉｎ×７０ＫＰａＧに調整されてプレヒータＤで約１０５℃に加熱され、ロータリーバルブ１０のところでフライアッシュと合流する。プレヒータＤは所定温度のスチームを循環させるタイプの加温機で、輸送管内温度が５５±２℃になるように蒸気温度が常に温度制御されている。また、プレヒータＤ導出直後の加温された輸送空気の流速は２０ｍ／ｓ以上が望ましく、本テストにおいては、流速計１６で計測したところ２１．５ｍ／ｓの値が得られた。
【００２５】
定量スクリューフィーダＡから貯留ホッパーＢまでの輸送管１２の管路長さは水平長が合計３０ｍ、垂直長が２５ｍあり、管路の外周部は図４で示すような電熱ヒータ式保温装置１７で輸送管１２を取り巻き、輸送管内の温度がフライアッシュの流動臨界温度である４２℃以上となるように温度制御がなされている。図２では電熱ヒータ式保温装置１７が省略されて３箇所のみしか図示されていないが、実際は全管電熱ヒータで覆われている。この電熱ヒータの温度制御条件は５０℃でオンし６０℃でオフする自己制御式のものを使用した。なお、垂直管に２つのエアーノッカー１８、１８を付設してプラグ対策のための準備をしたが、一度も使用することなく、脱水状態のフライアッシュが貯留ホッパーＢに連続輸送することができた。
【００２６】
上記した輸送条件の下で約６０分間フライアッシュを輸送した結果、図３に示す実験結果が得られた。輸送開始が約３分後には、曲線ｏで示すように、輸送空気温度が１０５℃に達しその温度状態を維持し続けた。そして輸送管内温度範囲ｐを流動臨界温度Ｔである４２℃以上である５３℃〜５７℃に維持した結果、曲線ｑに示す乾燥特性曲線が得られた。これによると、最初に表面付着液量が４５ｗｔ％あったフライアッシュはその含水率が漸次低減し、５０分後には含水飽和領域以下のレベルに達した。
【００２７】
次に、図４乃至図６によりは輸送管の保温装置について説明する。図４はフライアッシュのテストに使用した電熱ヒータ式保温装置１７で、輸送管１２の外周面に電気帯ヒータ２０を螺旋状に巻き付けたものである。温度センサー２１で輸送管外表面温度を検知し、温度センサー２２で輸送管１２の管内温度を検知して、管内温度が所定温度に維持されるように電気帯ヒータ２０の通電スイッチをオンオフ制御する。この電熱ヒータ式保温装置１７は電気式なので正確で迅速な制御が行える。
【００２８】
図５は二重管式保温装置２５で、輸送管１２の周りに温水、スチームあるいは温風を流通させることができる外管２６を囲繞させたものである。温度センサー２７で外管２６内を流れる流体温度を検知し、温度センサー２８で輸送管１２の管内温度を検知して、管内温度が所定温度に維持されるように外管２６内を流れる流体の温度を制御している。この二重管式保温装置２５は輸送管１２を完全に覆うので斑のない均一な温度管理ができる。
【００２９】
図６はトレース式保温装置３０で、輸送管１２の外周に温水、スチーム等を流通させることができるトレース管３２を螺旋状に巻き付けて、熱伝導率の高いサーモセメント３３でトレース管３２を固定保持したものである。輸送管１２の管内温度を温度センサー３４で検知し、トレース管３２内の温水温度が低下して輸送管１２の管内温度が所望温度に維持できない場合に、コントロールバルブ３５により新たに所定温度の温水を交換流入させる。このトレース式保温装置３０は電源のないところや、防爆エリヤでの使用に適している。
【００３０】
以上、本発明の実施形態を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、例えば、フライアッシュの供給装置として定量スクリューフィーダを用いたが、取り扱う湿潤性粉状体の種類に応じてゴムチューブポンプ等各種のポンプを適宜選択して使用すればよい。そして従来空気力輸送が困難であった上白糖（０．８２ｗｔ％）、三温糖（１．６８ｗｔ％）、黒糖（５〜８ｗｔ％）においても、本発明の方式を採用することで、輸送することが可能となった。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は以下の効果を奏する。
【００３２】
（ａ）請求項１項の発明によれば、粉状体間に介在している液相を任意流動化状体にまで蒸発させることで粉状体同士の付着、凝集、塊状化をおさえ、粉状体が空気流にのって流動できる状態となることで、プラグ化現象を起こすことなく湿潤性粉状体を空気力輸送することができる。
【００３３】
（ｂ）請求項２項の発明によれば、加熱された輸送空気を常に恒温状態に保つことで粉状体同士の付着、凝集、塊状化をおさえ、プラグ化現象を起こすことなく湿潤性粉状体を空気力輸送することができる。
【００３４】
（ｃ）請求項３項の発明によれば、加熱装置により輸送空気を所望温度に保て、かつ常に安定した湿潤性粉状体の空気力輸送が実現できる。また加熱装置として、例えばスチーム加熱機を用いることで、空気に対する熱交換も容易となる。
【００３５】
（ｄ）請求項４項の発明によれば、輸送管とそれを囲繞する管路とで二重管を構成して、輸送管の外側を全て管路で覆ってそこに温度調整可能な加熱媒体を流通させることで、斑のない均一な温度管理ができる。
【００３６】
（ｅ）請求項５項の発明によれば、温度調整が正確で迅速に行える電熱ヒータを用いることで、輸送空気を所望温度に容易に保つことができる。
【００３７】
（ｆ）請求項６項の発明によれば、トレース管内に温水あるいはスチームを導入することで保温が保たれ、電源のないところや、防爆エリヤでも使用できる。
【００３８】
（ｇ）請求項７項の発明によれば、湿潤性粉状体を粗密になることなく定量供給できるので、湿潤性粉状体の安定かつ連続した空気力輸送が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の粉状体のスケーリングの生成と崩壊のメカニズムを示した説明図で、（ａ）はスケール生成過程を示し、（ｂ）は生成スケールの分解過程を示し、（ｃ）スケールの再生成過程を模式的に示したものである。
【図２】本発明の湿潤性粉状体の空気力輸送の工程図である。
【図３】フライアッシュの空気力輸送時のテスト結果を示すグラフである。
【図４】電熱ヒータ式保温装置の部分断面図である。
【図５】二重管式保温装置の部分断面図である。
【図６】トレース式保温装置の部分断面図である。
【図７】従来の空気力輸送装置の全体構成図である。
【符号の説明】
１０                  ロータリーバルブ
１２                  輸送管
１２ａ                曲がり管路部
１３                  投入口
１４                  定量供給機
１５                  風圧調整器
１６                  流速計
１７                  電熱ヒータ式保温装置
１８                  エアーノッカー
２０                  電気帯ヒータ
２１，２２            温度センサー
２５                  二重管式保温装置
２６                  外管
２７，２８            温度センサー
３０                  トレース式保温装置
３２                  トレース管
３３                  サーモセメント
３４                  温度センサー
３５                  コントロールバルブ
Ａ                    定量スクリューフィーダ
Ｂ                    貯留ホッパー
Ｃ                    ブロワー
Ｄ                    プレヒータ
Ｘ                    湿潤性粉状体の塊
ｙ、ｙ’              粉状粒子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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