(57)【要約】【課題】静電気や湿気や脱気などの原因により凝集して団粒・団塊状になった粉体を解砕し、安定した供給量で供給先へ供給する方法を提供する。【解決手段】ホッパー（３６）内の粉体に対して微多孔性隔膜（６０）を通じてエアレーションを行うことによりホッパー内の凝集した粉体を流動化し、斯く流動化した粉体を圧力ガスの噴流（８４）に導入し、凝集した粉体をガス噴流の作用により解砕する。解砕された粉体はエジェクタ（１８）によって吸引され、空気輸送管路（７８）を介して供給先（１６）へ圧送される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凝集した粉体を解砕する方法であって：
少なくとも部分的に凝集した粉体をホッパーに装入し、ホッパー内の粉体に対して微多孔性隔膜を通じてエアレーションを行うことによりホッパー内の凝集した粉体を流動化し、斯く流動化した粉体を圧力ガスの噴流に導入し、もって、凝集した粉体をガス噴流の作用により解砕することを特徴とする方法。
【請求項２】
流動化した粉体を、更に、前記圧力ガスの噴流の軸線と交差する軸線を有する第２のガス噴流に導入し、これら２つのガス噴流を互いに衝突させることにより粉体を更に解砕することを特徴とする請求項１に基づく方法。
【請求項３】
前記ガス噴流を衝突面に衝突させることにより粉体を更に解砕することを特徴とする請求項１に基づく方法。
【請求項４】
請求項１から３のいづれかに基づく方法により解砕された粉体をガス媒体中に導入することにより、凝集していた粉体をガス媒体中に均一に分散させることを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１から３のいづれかに基づく方法により解砕された粉体を液体媒体中に導入することにより、凝集していた粉体を液体媒体中に均一に分散させ又は溶解させることを特徴とする方法。
【請求項６】
少なくとも部分的に凝集した粉体を解砕して所望の供給先へ空気輸送する方法であって：
請求項１から３のいづれかに基づく方法により解砕された粉体をエジェクタに吸引させ、解砕された粉体をこのエジェクタの出口に接続した輸送管路を介して供給先まで圧送することを特徴とする方法。
【請求項７】
凝集した粉体を解砕して所望の供給先へ空気輸送する方法であって：
圧力ガスの噴流を形成し、少なくとも部分的に凝集した粉体を前記噴流に導入することにより解砕し、斯く解砕された粉体をエジェクタに吸引させ、解砕された粉体をこのエジェクタの出口に接続した管路を介して供給先まで圧送することを特徴とする方法。
【請求項８】
圧力ガスの噴流の噴出とエジェクタによる吸引とを閉鎖された囲いの中で行うことを特徴とする請求項７に基づく方法。
【請求項９】
エジェクタの吸引量を圧力ガスの噴流の噴出量に等しくするかそれより大きくすることを特徴とする請求項８に基づく方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、凝集した粉体を解砕する方法、および、解砕した粉体を処理し或いは空気輸送する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
或る種の粉体は、その搬送や貯蔵中に種々の原因により部分的に凝集して団粒或いは団塊を形成することがある。このように粉体が凝集する原因には、静電気、湿気、脱気などがある。
例えば、非導電性材料からなる微小な粉体は、比表面積が大きく粒子相互の接触面積が大きいので、容器などへの充填時や搬送中に粒子間の接触や衝突や摩擦により静電気的に帯電し、互いに凝集して団塊や団粒を形成する。
また、或る種の粉体は、フレキシブルコンテナーバッグやホッパーその他の容器に入れて貯蔵する間に脱気して固く締まることにより部分的又は全体的に凝集する。
更に、吸湿性の粉体は湿気により凝集する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように粉体が不本意に凝集すると、粉体を振動フィーダなどで一定の供給量で切り出したり、他の材料に均一に添加・混合したり、ガス状或いは液体状の分散媒に一様に分散させたり、溶媒に均一に溶解させたりするのが困難になる。特に粉体の嵩密度が小さくてフワフワとしている場合には、凝集塊があると供給先への供給量が不安定となり、定量供給の障害となる。
【０００４】
本発明の目的は、粉体を処理装置、容器その他所望の供給先に供給するにあたり、凝集した粉体を解砕する方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、凝集した粉体を解砕しながら処理装置、容器その他の供給先へ空気輸送する方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、凝集した粉体を解砕する方法を提供するもので、この方法は、少なくとも部分的に凝集した粉体をホッパーに装入し、ホッパー内の粉体に対して微多孔性隔膜を通じてエアレーションを行うことによりホッパー内の凝集した粉体を流動化し、斯く流動化した粉体を圧力ガスの噴流に導入し、もって、凝集した粉体をガス噴流の作用により粉々に解砕することを特徴とするものである。
【０００６】
本発明の方法においては、ホッパー内の粉体に対して微多孔性隔膜を通じてエアレーションを行うことは、粉体中に空気流のショートパスが発生するのを回避し、ホッパー内の粉体に対して一様にエアレーションを行う上で肝要である。
こうして、微多孔性隔膜を介してホッパー内の粉体に対して一様にエアレーションを行うと、凝集した粉体は一様に空気を孕む。また、ホッパー内の粉体とホッパーとの間に空気クッションができるので、粉体とホッパーとの摩擦も低減する。
また、粉体に一様かつ緩慢に吹き込まれた空気は粉体を除電し、粉体の表面電荷を消失させる。本発明者が試験したところ、粉体の表面の電位はエアレーションにより約三分の一以下に低下した。これは、吹き込まれた空気が粉体の表面電荷を持ち去るか中和させることによるものと推測される。
【０００７】
こうして、ホッパーに装入された部分的に凝集した粉体はエアレーションにより空気を孕んで流動化される。その結果、粉体は、ホッパー内でブリッジを組んだりラットホールを形成したりすることなく、安定した供給量でホッパーから圧力ガスの噴流の方へ導かれる。圧力ガスの噴流に誘引された粉体はガス噴流の動圧により粉々に解砕される。
前述したように、ホッパーからガス噴流への粉体導入量が安定するので、解砕された粉体を処理装置その他の供給先へ供給する供給量もまた安定する。従って、粉体を他の材料に均一に添加・混合したり、ガス状或いは液体状の分散媒に一様に分散させたり、溶媒に均一に溶解させることが可能になる。
【０００８】
好ましい実施態様においては、流動化した粉体を、更に、前記圧力ガスの噴流の軸線と交差する軸線を有する第２のガス噴流に導入し、これら２つのガス噴流を互いに衝突させることにより粉体を更に解砕する。
他の実施態様においては、粉体を誘引したガス噴流を衝突面に衝突させることにより粉体を更に解砕する。
【０００９】
他の観点においては、本発明は、前記解砕方法により解砕された粉体をガス媒体中に導入することにより、凝集していた粉体をガス媒体中に均一に分散させる方法を提供する。
【００１０】
本発明は、また、前記解砕方法により解砕された粉体を液体媒体中に導入することにより、凝集していた粉体を液体媒体中に均一に分散させ（粉体が非溶解性の場合）又は溶解させる（粉体が溶解性の場合）方法を提供する。
【００１１】
更に他の観点においては、本発明は、少なくとも部分的に凝集した粉体を解砕して所望の供給先へ空気輸送する方法を提供するもので、この方法は、前記解砕方法により解砕された粉体をエジェクタに吸引させ、解砕された粉体をこのエジェクタの出口に接続した輸送管路を介して所望供給先まで圧送することを特徴としている。
この方法によれば、凝集した粉体は、予め粉々に解砕した上でエジェクタによって空気輸送されるので、安定した供給量で供給先へ供給することができる。
【００１２】
本発明は、また、凝集した粉体を解砕して所望の供給先へ空気輸送するための他の方法を提供するもので、この方法は、圧力ガスの噴流を形成し、少なくとも部分的に凝集した粉体を前記噴流に導入することにより解砕し、斯く解砕された粉体をエジェクタに吸引させ、解砕された粉体をこのエジェクタの出口に接続した管路を介して所望供給先まで圧送することを特徴としている。
好ましくは、圧力ガスの噴流の噴出とエジェクタによる吸引とは閉鎖された囲いの中で行い、エジェクタの吸引量を圧力ガスの噴流の噴出量に等しくするかそれより大きくする。このようにすれば、圧力ガスの噴流により解砕された粉体は、囲いの内壁に付着したり堆積したりすることなく、円滑にエジェクタによって供給先へ圧送される。
本発明の上記特徴や効果並びに他の特徴や効果は以下の実施例の記載につれて更に明らかにする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
添付図面を参照しながら、本発明をより詳しく説明する。図１は本発明の方法が適用される輸送システムの一例を示す。
図１を参照するに、この輸送システムは、粉体を投入するためのホッパー１０と、本発明の方法に従い凝集した粉体を解砕するための解砕装置１２と、ホッパー１０内の粉体を解砕装置１２へ定量供給するための装置１４（例えば、振動フィーダ）と、解砕装置１２によって解砕された粉体を吸引して供給先大型ホッパー１６へ圧送するためのエジェクタ１８を備えている。
【００１４】
粉体投入用ホッパー１０はホイスト２０などで運ばれて来たフレキシブルコンテナーバッグ２２などから粉体を受け取るようになっている。ホッパー１０内の粉体は排出弁２４を開けることにより振動フィーダ１４へ空けることができる。
定量供給用の振動フィーダ１４は、それ自身のホッパー２６と振動トラフ２８と振動源３０を有することができる。
振動フィーダ１４のトラフ２８の先端排出部は閉鎖された囲い３２内に配置された解砕装置１２の真上まで延長させてあり、振動フィーダ１４から定量供給された粉体が解砕装置１２に装入されるようになっている。
【００１５】
図２を参照するに、解砕装置１２は、有底筒型の本体３４と、本体３４に連結された流動化用ホッパー３６とを有する。
本体３４の側壁には、噴射ノズル４０とそれに対向するベンチュリ管４２が装着してある。ベンチュリ管４２は拡径された入口４４と末広がりの噴口４６を有し、噴射ノズル４０はベンチュリ管４２の入口４４に指向させてある。
噴射ノズル４０は本体３４の側壁に溶接などにより装着したスリーブ４８に螺合などにより調節自在に取付けることができ、噴射ノズル４０とベンチュリ管４２との間の距離を調節できるようになっている。
噴射ノズル４０は圧縮空気ホース５０によりブロワーやコンプレッサのような圧縮空気源５２に接続される（図１）。
【００１６】
図２および図３を参照するに、ホッパー３６は円錐部５４と円筒形サイロ部５６とで構成することができる。
円錐部５４はステンレス鋼板などで形成された円錐形外壁５８を備え、この外壁５８は微多孔性の空気透過性隔膜６０によって内張りされている。微多孔性隔膜６０は、高密度ポリエチレンなどからなる自己支持性の空気透過性シートで形成されており、例えば平均細孔サイズ１０〜２０μｍのオープン細孔を有する。
外壁５８と微多孔性隔膜６０とは半径方向に離間されており、両者の間には環状円錐形の空気充満室６２が形成されている。この空気充満室６２の両端は環状パッキン６４および６６により気密にシールされている。
外壁５８には圧縮空気入口６８が設けてあり、圧縮空気源５２からの圧縮空気ホース７０を接続することにより空気充満室６２に圧力空気を導入するようになっている。空気充満室６２に供給された圧縮空気は微多孔性隔膜６０を通ってホッパー３６の内側に吹き込まれ、ホッパー３６内の粉体に対してエアレーションを行う。
【００１７】
再び図１を参照するに、囲い３２には、解砕装置１２のベンチュリ管４２の噴口４６に相対峙して、エジェクタ１８が配置してあり、解砕装置１２によって解砕された粉体を吸引して供給先大型ホッパー１６へ圧送するようになっている。
図４には使用可能なエジェクタ１８の一例を示す。図示したエジェクタ１８は公知のリング型のもので、圧縮空気入口７２から圧縮空気を噴射すると、コアンダ効果により吐出口７４へと向かう高速空気流が発生し、入口周囲の空気を吸引口７６へと誘引するようになっている。エジェクタ１８の圧縮空気入口７２は管路７３により圧縮空気源５２へ接続し、吐出口７４は圧送管路７８により供給先ホッパー１６へ接続することができる。勿論、リング型エジェクタ以外の他の形式のエジェクタを使用してもよい。
【００１８】
次に、この輸送システムの作動に関連して本発明の方法の実施態様を説明する。
図１に示したように、ホッパー１０への粉体の装入は、例えば、粉体を収容したフレキシブルコンテナーバッグ２２をホイスト２０によりホッパー１０の上に持ち来たし、フレキシブルコンテナーバッグ２２の底を開けて粉体をホッパー１０に投入することにより行うことができる。次に、ホッパー１０の排出弁２４を開けて粉体を定量供給用振動フィーダ１４のホッパー２６へ投入する。
【００１９】
振動フィーダ１４を作動させると、そのホッパー２６内の粉体は切り出され、解砕装置１２のホッパー３６へ装入される。
フレキシブルコンテナーバッグ２２に入れてあった粉体が何等かの原因により部分的に凝集し、粉体８０中に凝集塊８２が形成されている場合には、粉体８０はその凝集塊８２と共に振動フィーダ１４からホッパー３６へ装入される（図２）。
【００２０】
ホッパー３６の空気充満室６２にはホース７０と圧縮空気入口６８を介して圧縮空気源５２から圧縮空気が供給されている。空気充満室６２に供給された圧縮空気は微多孔性隔膜６０を通過してその内側へ流出する。空気透過性隔膜６０は微多孔性であるから、粉体中に空気流のショートパスが発生することがなく、ホッパー３６内の粉体８０および凝集塊８２は一様にエアレーションを受け、一様に空気を孕む。
また、微多孔性隔膜６０と粉体との間には空気クッションができるので、粉体と微多孔性隔膜６０との間の摩擦も殆どなくなる。
更に、粉体が帯電しやすい材料で形成されている場合には、粉体８０および凝集塊８２に一様かつ緩慢に吹き込まれた空気は、粉体の表面電荷を持ち去り或いは中和させることにより粉体の表面電荷を消失させるので、粉体が除電され、静電気による凝集力が緩和される。
【００２１】
これらの作用の結果、ホッパー３６内の粉体８０および凝集塊８２は流動化され、ホッパー３６内でブリッジを組んだりラットホールを形成したりすることなく、自重によりスムースに解砕装置１２の本体３４内へ落下し、噴射ノズル４０とベンチュリ管４２との間へ安定的に供給される。
粉体８０と凝集塊８２は、噴射ノズル４０から噴射された圧縮空気の噴流８４に誘引され、噴流８４の動圧により粉々に解砕された上で、ベンチュリ管４２の噴口４６から放出される。
【００２２】
こうして粉々に解砕されベンチュリ管４２から放出された粉体は、囲い３２の中に相対峙して配置されたエジェクタ１８によって吸引され、圧送管路７８を介して排出弁８６付きの供給先ホッパー１６へ圧送される。
エジェクタ１８の吸引量は解砕装置１２の噴射ノズル４０からの噴出量に等しくするかそれより大きく設定する。このように設定すれば、解砕装置１２により解砕された粉体は、囲い３２の内壁に付着したり堆積したりすることなく、全量が供給先ホッパー１６へ圧送される。
【００２３】
図５には、本発明の方法の他の実施例を実施するためのレイアウトを示す。同図を参照するに、この実施例では、囲い３２の中には夫々が流動化用ホッパー３６を備えた２つの解砕装置１２が配置してあり、これら２つの解砕装置１２のベンチュリ管４２の噴口４６の軸線は例えば４５〜９０°の角度で交差させてある。このような構成であるから、２つの噴口４６から出た圧縮空気噴流は互いに衝突し、凝集塊はより強度に解砕される。
【００２４】
図６に示したレイアウトでは、解砕装置１２のベンチュリ管４２の噴口４６に相対峙して例えば円錐形の衝突面を有する衝突部材８８が配置してあり、解砕装置１２によって解砕された粉体が更に衝突破砕されるようになっている。
【００２５】
図示しない他の実施例においては、エジェクタ１８から延長する圧送管路７８は、大型ホッパー１６に代えて、ガス媒体が装入された処理タンクに接続し、解砕装置１２によって解砕されエジェクタ１８によって圧送された粉体をガス媒体中に均一に分散させることができる。
ホッパー３６の微多孔性隔膜６０による流動化により、噴射ノズル４０とベンチュリ管４２との間には安定した量で粉体が供給されるので、ベンチュリ管４２の噴口４６からの粉体の噴射量も、また、安定する。従って、この実施例では、ガス媒体中に導入される粉体の供給量が安定するという効果がある。
【００２６】
図示しない更に他の実施例においては、エジェクタ１８から延長する圧送管路７８は、液体媒体が装入された処理タンクに接続することができる。この場合には、解砕された粉体を液体媒体中に導入することにより、凝集していた粉体を液体媒体中に均一に分散させ（粉体が非溶解性の場合）、或いは液体媒体中に均一に溶解させることができる（粉体が溶解性の場合）。
【００２７】
図７には、本発明の更に他の実施例を実施するためのレイアウトを示す。同図を参照するに、この実施例では、解砕装置１２は処理タンク９０の側方開口に指向させてあり、解砕された粉体を直接に処理タンク９０内に吹き込むようになっている。処理タンク９０は例えばモータ９２によって駆動されるインペラー９４を備え、解砕された粉体をタンク９０内の液体に均一に溶解させ又は分散させるようになっている。
【００２８】
以上には本発明の特定の実施例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更や修正を施すことができる。例えば、材料投入用ホッパー１０や定量供給用振動フィーダ１４のホッパー２６にも流動化用の微多孔性隔膜を設け、内容物に対してエアレーションを行うのが好ましい。言うまでもなく、エアレーションや解砕には空気以外の気体も使用することができる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の効果は、粉体が凝集していても、解砕して安定した供給量で供給先へ定量供給できるということである。
本発明の他の効果は、凝集した粉体を解砕して他の材料に均一に添加したり混合したりできるということである。
本発明の他の効果は、凝集した粉体を解砕してガス状或いは液体状の分散媒に一様に分散させることができるということである。
本発明の他の効果は、凝集した粉体を解砕して溶媒に均一に溶解させることができるということである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法が適用される輸送システムのレイアウトを示す模式図である。
【図２】図１に示した解砕装置の一部切欠き側面図である。
【図３】Ａ、Ｂは夫々図２の円Ａ、Ｂ内部分の拡大断面図である。
【図４】図１に示したエジェクタの縦断面図である。
【図５】本発明の他の実施例を実施するレイアウトの模式図である。
【図６】本発明の更に他の実施例を実施するレイアウトの模式図である。
【図７】本発明の更に他の実施例を実施するレイアウトの模式図である。
【符号の説明】
１０：  投入用ホッパー
１２：  解砕装置
１４：  定量供給用フィーダ
１６：  粉体供給先ホッパー
１８：  エジェクタ
３６：  流動化用ホッパー
４０：  噴射ノズル
４２：  ベンチュリ管
５２：  圧縮空気源
６０：  微多孔性隔膜
６２：  空気充満室
８２：  粉体の凝集塊
８４：  圧力ガスの噴流
【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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