(57)【要約】    【課題】  非接触搬送を実現することが可能で、螺旋気流を持続させることが可能な、螺旋気流による吸引式粉体輸送方法および装置、それに用いる螺旋気流発生装置およびブースターを提供する。    【解決手段】  空気輸送装置（10）は粉体源（12）と粉体輸送先容器（14）との間に配設された輸送管（22）を有し、輸送管（22）の上流端には螺旋気流発生装置（20）が接続され、下流端にはブロワー（28）が接続される。螺旋気流発生装置（20）は、粉体源（12）から延長する粉体供給管（18）の回りに回転駆動される羽根車（50）を有する。ブロワー（28）を作動させながら羽根車（50）を回転させると、螺旋気流発生装置（20）のハウジング（42）と粉体供給管（18）との間の環状隙間から流入する二次空気には円周方向線速度が与えられ、螺旋気流（70）が発生し、輸送管（22）との接触を最小限にしながら粉体を輸送するのを可能にする。【選択図】      図２
2005119859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体源から粉体輸送先容器へと輸送管を介して粉体を吸引により輸送するにあたり、輸送管の上流端において輸送管の半径方向中心部に粉体を供給すると共に、前記中心部の半径方向外側かつ輸送管の内周壁寄りに二次気体を供給し、輸送管の前記上流端に流入する二次気体流を輸送管の内周に沿って円周方向に旋回させることにより輸送管内に螺旋気流を発生させることを特徴とする吸引式粉体輸送方法。
【請求項２】
粉体源と粉体輸送先容器との間に配設される輸送管と、前記輸送管を介して粉体を粉体源から粉体輸送先容器へと輸送させるべく輸送管の下流端を吸引する吸引手段と、前記輸送管の上流端の中央に開口する粉体供給管と、前記輸送管の上流端において前記粉体供給管と輸送管の内周壁との間の環状隙間が形成する二次気体入口から輸送管内に流入する二次気体流に円周方向速度を与えることにより輸送管内に螺旋気流を発生させる螺旋気流発生装置とを備えていることを特徴とする吸引式粉体輸送装置。
【請求項３】
螺旋気流による吸引式粉体輸送に使用する螺旋気流発生装置であって、大径入口と粉体輸送管を接続するための小径出口管と前記大径入口と小径出口管とを接続する円錐部とを備えたハウジングと、前記大径入口の内側に同心的に配置された粉体供給管と、前記大径入口と粉体供給管との間の環状隙間に回転可能に配置された羽根車と、前記羽根車を回転駆動する駆動手段とを備えていることを特徴とする螺旋気流発生装置。
【請求項４】
螺旋気流による吸引式粉体輸送において螺旋気流を持続又は増強させるべく粉体輸送管の途中に挿入する螺旋気流ブースター装置であって、上流側の粉体輸送管を受け入れるようになった大径入口と下流側の粉体輸送管を接続するための小径出口管と前記大径入口と小径出口管とを接続する円錐部とを備えたハウジングと、前記大径入口と上流側粉体輸送管との間の環状隙間に回転可能に配置される羽根車と、前記羽根車を回転駆動する駆動手段とを備えていることを特徴とするブースター装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導管を用いて粉粒体を空気輸送する方法および装置に係り、より詳しくは、螺旋気流を利用した吸引式の空気輸送方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
導管を用いた粉体の空気輸送は、圧力空気流によって粉体を後方から圧送する圧送式と、真空を利用して前方から粉体を吸引する吸引式とに大別することができる。
従来技術においては、吸引式であれ圧送式であれ、螺旋気流を利用した空気輸送方法および装置が提案されている。
【特許文献１】特開平10-181883号および特開平11-199049号には、渦流を利用した吸引式の空気輸送装置が開示されている。この装置においては、輸送管内のエアー吸引方向と交差したスリットを備えた渦流発生ユニットが輸送管の末端に設けてあり、輸送管内に渦巻状で低速で進行する空気流を発生させるようになっている。  この装置においては、渦流発生ユニットは輸送管の終端に設けなければならないので、渦流を持続させるためのブースターを輸送管の途中に設けることができないという難点がある。
【特許文献２】特開昭60-31437号および特開昭62-58100号には、螺旋気流を利用した圧送式の空気輸送方法が開示されている。この輸送方法では、輸送管の上流端にはコアンダ効果を利用したエジェクターが設けてある。エジェクターに圧力流体を供給すると、竜巻に類似した螺旋気流が輸送管内に発生し、固体粒子は輸送管の内壁に接触することなく搬送される、と記載してある。  この輸送方法はエジェクターから噴射された圧力流体を輸送管の上流端に供給する圧送式であるので、高真空の竜巻状の気流が輸送管の軸心に沿って発生するこはないと考えられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、螺旋気流による吸引式粉体輸送方法および装置を改良することにある。
本発明の他の目的は、粉体が輸送管の内壁に接触することのない、螺旋気流による吸引式粉体輸送方法および装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、螺旋気流を持続させることの可能な吸引式粉体輸送方法および装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、吸引式粉体輸送に好適に使用することの可能な螺旋気流発生装置およびブースター装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は粉体源から粉体輸送先容器へと輸送管を介して粉体を吸引により輸送するための吸引式粉体輸送方法を提供するもので、この方法は、輸送管の上流端において輸送管の半径方向中心部に粉体を供給すると共に、前記中心部の半径方向外側かつ輸送管の内周壁寄りに二次気体を供給し、輸送管の前記上流端に流入する二次気体流を輸送管の内周に沿って円周方向に旋回させることにより輸送管内に螺旋気流を発生させることを特徴とするものである。
【０００５】
他の観点においては、本発明は螺旋気流による吸引式粉体輸送装置を提供するもので、この装置は、粉体源と粉体輸送先容器との間に配設される輸送管と、前記輸送管を介して粉体を粉体源から粉体輸送先容器へと輸送させるべく輸送管の下流端を吸引する吸引手段と、前記輸送管の上流端の中央に開口する粉体供給管と、前記輸送管の上流端において前記粉体供給管と輸送管の内周壁との間に形成された二次気体入口から輸送管内に流入する二次気体流に円周方向速度を与えることにより輸送管内に螺旋気流を発生させる螺旋気流発生装置とを備えていることを特徴とするものである。
【０００６】
更に他の観点においては、本発明は螺旋気流による吸引式粉体輸送に使用する螺旋気流発生装置を提供するもので、この装置は、大径入口と粉体輸送管を接続するための小径出口管と前記大径入口と小径出口管とを接続する円錐部とを備えたハウジングと、前記大径入口の内側に同心的に配置された粉体供給管と、前記大径入口と粉体供給管との間の環状隙間に回転可能に配置された羽根車と、前記羽根車を回転駆動する駆動手段とを備えていることを特徴とするものである。
【０００７】
更に他の観点においては、本発明は螺旋気流による吸引式粉体輸送において螺旋気流を持続又は増強させるべく粉体輸送管の途中に挿入する螺旋気流ブースター装置を提供するもので、このブースター装置は、上流側の粉体輸送管を受け入れるようになった大径入口と下流側の粉体輸送管を接続するための小径出口管と前記大径入口と小径出口管とを接続する円錐部とを備えたハウジングと、前記大径入口と上流側粉体輸送管との間の環状隙間に回転可能に配置される羽根車と、前記羽根車を回転駆動する駆動手段とを備えていることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の粉体輸送方法および装置によれば、輸送管の内周壁に沿って相対的に低真空の螺旋気流が形成されると共に、輸送管の中心軸線に沿って相対的に高真空の直進気流が形成されるので、螺旋気流には中央の直進気流の高真空による求心力が作用する。
従って、比表面積が大きく嵩密度の小さな微粉の場合には、輸送管の内壁に対しできるだけ非接触状態で粉体を輸送することができる。これは輸送すべき粉体が静電気帯電しやすい場合に特に有利である。
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
非限定的な実施例を示す添付図面を参照しながら、本発明の方法および装置の実施例を説明する。
図１は本発明の方法を実施するための本発明の装置の全体概略図である。
図１を参照するに、空気輸送装置１０は、例えば、粉体源としてのホッパー１２に収容された粉体を他のホッパー（輸送先容器）１４に空気輸送するために使用することができる。粉体投入用ホッパー１２にはホイストから吊り下げられたフレキシブル・コンテナーバッグ１６などから粉体を投入することができる。
【００１０】
概略的には、この空気輸送装置１０は、粉体投入用ホッパー１２から延長する粉体供給管１８と、この粉体供給管１８に接続された螺旋気流発生装置２０と、この螺旋気流発生装置２０に接続された輸送管２２と、輸送管２２に接続されたサイクロンなどの固気分離装置２４と、サイクロン２４に接続されたバッグフィルターその他任意の形式の濾過器２６と、ルーツブロワー、ターボブロワー、多段リングブロワー、真空ポンプなどからなる負圧源２８を備えている。
輸送管２２の途中には螺旋気流を持続し又は増強させるための１つ以上のブースター３０を設けるのが好ましい。
【００１１】
より詳しくは、ホッパー１２の下部出口にはロータリフィーダー３２のような粉体切出し装置が設けてあり、粉体供給管１８に接続されたＴ字管３４にホッパー１２内の粉体を定量供給するようになっている。
Ｔ字管３４には輸送管２２と粉体供給管１８を介してブロワー２８からの負圧が印加されており、このＴ字管３４にはフィルター３６と二次空気制御弁３８を介して制御された量の二次空気が導入されるようになっている。二次空気制御弁を備えた他のＴ字管４０をＴ字管３４の下流に接続してもよい。勿論、二次空気に替えて不活性ガスその他の気体を導入することも可能である。
【００１２】
図２を参照しながら、螺旋気流発生装置２０の詳細を説明する。ブースター３０も螺旋気流発生装置２０と同様に構成することができるので、その説明は省略する。
図２を参照するに、螺旋気流発生装置２０は大径入口４２と小径出口４４と両者を接続する円錐部４６とを備えたハウジング４８を有する。
ハウジング４８の大径入口４２には粉体供給管１８の後端が同心的に位置決めしてある。
粉体供給管１８とハウジング４８は図示しない固定手段により床に対して適宜固定してある。
【００１３】
ハウジング４８の大径入口４２と粉体供給管１８との間には羽根車５０が回転可能に配置してある。
図３から良く分かるように、図示した実施例では、羽根車５０は中空の回転軸５２と半径方向外向に延長する複数の羽根５４を備え、羽根５４は溶接や接合などにより回転軸５２に固定されている。
羽根車５０の回転軸５２は、例えば一対の軸受５６により粉体供給管１８に回転可能に支持してある。代替構造として、羽根車５０の回転軸５２を拡径して適当な軸受によりハウジング４８の大径入口４２の内側に回転可能に支持すると共に、羽根５４を粉体供給管１８に向かって半径方向内向きに延長させてもよい。
【００１４】
羽根車５０は、その回転軸５２に固定したプリー５８とベルト６０などの伝動手段を介してモータ６２により回転駆動することができる。
【００１５】
羽根車５０の羽根５４により、ハウジング４８の大径入口４２と粉体供給管１８との間の環状隙間は長手方向に延長する複数の通路に分割される。これらの長手方向通路は二次空気取入れ通路として作用する。
これらの二次空気通路に流入する二次空気量は、例えば、ハウジング４８をプリー５８に対して進退させて、ハウジング４８とプリー５８との間の隙間を増減することにより調節することができる。
図面には示さないが、長手方向に延長する羽根５４を備えた羽根車５０に替えて、軸方向通路を有するハニカム構造の羽根車を使用してもよい。
【００１６】
ハウジング４８の小径出口４４の終端にはフェルール６４を設け、フェルールクランプ装置（図示せず）により輸送管２２の端部をワンタッチで接続できるようにするのが好ましい。
【００１７】
再び図１を参照するに、輸送管２２の終端は固気分離装置２４としてのサイクロン２４の入口６６に接続されている。サイクロン２４の下部出口にはロータリフィーダー６８のような切出し装置が設けてあり、連続的に空気輸送をしながら、固気分離された粉体を輸送先ホッパー１４に連続的に排出できるようになっている。
サイクロン２４とロータリフィーダー６８との組合せに替えて、特願2003-3788、特願2003-19985、特願2003-29060に記載されたダブルダンパー構造のバキュームコンベヤを使用することにより連続的な空気輸送を可能にしてもよい。
【００１８】
次に、本発明の輸送方法の実施態様とこの空気輸送装置１０の作動の態様を説明するに、ブロワー２８を作動させると、ロータリフィーダー３２によってホッパー１２から切出された粉体と二次空気制御弁３８から導入された二次空気との混合物が粉体供給管１８に吸引されると共に、螺旋気流発生装置２０のハウジング４８の大径入口４２と粉体供給管１８との間の環状隙間から羽根車５０を通って螺旋気流発生装置２０内へ二次空気が吸引され、螺旋気流発生装置２０内へ入った二次空気と粉体供給管１８から送られて来た粉体と空気との混合物は輸送管２２を介してサイクロン２４へ吸引され、サイクロン２４内で固気分離された粉体はロータリフィーダー６８によって連続的に輸送先ホッパー１４へ排出される。
【００１９】
モータ６２を作動させて羽根車５０を回転駆動すると、羽根車５０の羽根５４の間の長手方向通路から長手方向に流入する二次空気には羽根車５０によって円周方向線速度が与えられ、図２に示したように、ハウジング４８の内側には内周に沿って旋回する螺旋気流７０が発生する。
他方、図２に矢印７２で示したように、粉体供給管１８からの粉体と空気との混合物は直進気流の形でハウジング４８内に吸引される。
【００２０】
その結果、図４に模式的に示したように、輸送管２２の所定区間にわたり、輸送管２２の中心軸線に沿って相対的に高真空の直進気流７４が維持されると共に、輸送管２２の内周壁に沿って相対的に低真空の螺旋気流７０が維持される。このため、螺旋気流７０には中央の直進気流７４の高真空による求心力が作用するので、螺旋気流７０は竜巻のように中央部および前方へと吸い込まれる。
従って、粉体が輸送管２２の内壁に接触するのを回避しながら粉体を搬送することができ、特に嵩密度の小さな微粉の場合には非接触状態で粉体を搬送することができる。
輸送管２２の全長にわたって螺旋気流７０が持続しないような条件では、粉体輸送管２２の途中に１以上のブースター３０を挿入することにより螺旋気流を持続又は増強させる。
【００２１】
以上には本発明の特定の実施例を記載したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の修正や変更を施すことができる。例えば、粉体輸送用流体として空気以外の気体も使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の方法を実施するための本発明の輸送装置の全体概略図である。
【図２】図１に示した螺旋気流発生装置２０の部分的断面図である。
【図３】図２に示した羽根車の端面図である。
【図４】図１に示した輸送管の模式的断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０：  輸送装置
１２：  粉体投入用ホッパー（粉体源）
１４：  輸送先ホッパー
１８：  粉体供給管
２０：  螺旋気流発生装置
２２：  輸送管
２８：  吸引手段
３０：  ブースター
４２：  ハウジングの大径入口
４４：  ハウジングの小径出口
４６：  ハウジングの円錐部
４８：  螺旋気流発生装置のハウジング
５０：  羽根車
５０／６０／６２：  回転駆動手段
特許出願人  株式会社  ワイ・エム・エス
代理人  弁理士  伊藤  宏
【図１】
2005119859.tif 000003
【図２】
2005119859.tif 000004
【図３】
2005119859.tif 000005
【図４】
2005119859.tif 000006