粉粒体の空気輸送装置における分離装置
【課題】
ロット終了時であっても粉粒体が旋回を続けることなく確実に分離処理することができ、なおかつ、輸送する粉粒体に対して低衝撃で傷の付き難い空気輸送装置における分離装置を提供する。
【解決手段】
粉粒体の流速を低下させるための筒体２５を設置し、前記筒体２５の一側端面近傍の上部略接線方向に該粉粒体の投入口４０を設け、該筒体内部を旋回する粉粒体の排出開口部３０を前記筒体下部の長手方向にわたって設けると共に、該筒体の下方には前記排出開口部３０と連通した圧縮空気分離部２６を設け、さらに、該圧縮空気分離部２６に圧縮空気を吸引する圧縮空気排出ダクト２８を立設したものにおいて、前記排出開口部３０の上方には、旋回する粉粒体を滞留させるための傾斜板状の滞留プレート３１を前記筒体長手方向にわたって設けた。
ロット終了時であっても粉粒体が旋回を続けることなく確実に分離処理することができ、なおかつ、輸送する粉粒体に対して低衝撃で傷の付き難い空気輸送装置における分離装置を提供する。
【解決手段】
粉粒体の流速を低下させるための筒体２５を設置し、前記筒体２５の一側端面近傍の上部略接線方向に該粉粒体の投入口４０を設け、該筒体内部を旋回する粉粒体の排出開口部３０を前記筒体下部の長手方向にわたって設けると共に、該筒体の下方には前記排出開口部３０と連通した圧縮空気分離部２６を設け、さらに、該圧縮空気分離部２６に圧縮空気を吸引する圧縮空気排出ダクト２８を立設したものにおいて、前記排出開口部３０の上方には、旋回する粉粒体を滞留させるための傾斜板状の滞留プレート３１を前記筒体長手方向にわたって設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、穀粒等の粉粒体を圧縮空気によって搬送する空気輸送装置において、輸送路の終端で前記圧縮空気から粉粒体を低衝撃かつ低摩耗にて分離させる装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、穀粒などの食糧やコンクリートなどの粉粒体を搬送するには、圧縮空気を利用した空気輸送装置が多く利用されている。この空気輸送装置は他の輸送方法に比べて、装置及び輸送ラインがコンパクトにまとまり、輸送経路を自由に取ることができるなどの利点がある。
【０００３】
この従来からの空気輸送装置には、輸送管終端での圧縮空気と粉粒体との分離処理に以下のような装置を用いている。すなわち、旋回ドラムの中心線上に、このドラムより若干短い排気筒を設け、該排気筒の一端をドラム内で開口させ、他端はドラムの一方の側壁に取り付けて排風機を接続するとともに、旋回ドラムに移送ダクトを接続して、ドラム内の空気を吸引し、さらにそれを機外に排出するようにし、且つ、ドラムの長手方向に沿って粉粒体の取出口を形成した分離装置である（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
上記分離装置の作用を述べると、排風機を起動させると、粉粒体が空気とともに旋回ドラムに吸い込まれて、この空気が旋回ドラム内で旋回するので、粉粒体は旋回流と共に旋回ドラムの内壁面に沿って旋回し、やがて粉粒体の取出口の前側の縁に至って気流とともに湾曲面に沿って移行して粉粒体の取出ダクトに入り込み、次いでロータリーバルブを経て機外に排出されることになる。
【０００５】
しかしながら、上記従来技術にあっては、取出ダクトにロータリーバルブが取り付けられて取出口が閉鎖されているために、移送ダクトから取り込まれた粉粒体の速度が低下しきれずに、旋回ドラム内を再旋回して空気との分離処理が不確実となる問題点がある。また、穀粒のような表面が軟らかい粉粒体は、旋回ドラムにて旋回を繰り返している間に、内壁との間で発生する摩擦抵抗を受けて表面に傷が付きやすい。
【０００６】
【特許文献１】特開平３−２９３２２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記問題点に考慮し、ロット終了時であっても粉粒体が旋回を続けることなく確実に分離処理することができ、なおかつ、輸送する粉粒体に対して低衝撃で傷の付き難い空気輸送装置における分離装置を提供することが技術的課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、請求項１の発明では、前記粉粒体の流速を低下させるための筒体を、その長手方向を略水平とする横向に設置し、該筒体の一側端面近傍の上部略接線方向に前記粉粒体の投入口を設け、該筒体内部を旋回する粉粒体の排出開口部を前記筒体下部の長手方向にわたって設けると共に、該筒体の下方には前記排出開口部と連通した圧縮空気分離部を設け、さらに、該圧縮空気分離部に圧縮空気を吸引する圧縮空気排出ダクトを立設したものにおいて、前記排出開口部の上方には、旋回する粉粒体を滞留させるための傾斜板状の滞留プレートを前記筒体長手方向にわたって設ける、という技術的手段を講じた。
【０００９】
また、請求項２の発明では、旋回する粉粒体が、前記滞留プレートを溢流して圧縮空気分離部へ落下するように該筒体と滞留プレートとの間にオーバーフロー開口部を設ける、という技術的手段を講じた。
【００１０】
さらに、請求項３の発明では、前記筒体の他側端面近傍の前記滞留プレートの一部に、旋回する粉粒体を溢流させることなく全て排出開口部へ誘導するような傾斜板状の排出プレートを設ける、という技術的手段を講じた。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の請求項１によれば、筒体の内部を旋回する穀粒を排出開口部へ誘導する際に、傾斜板状の該滞留プレート表面で弾力性をもった穀粒が滞留し続けているところに、後続の穀粒が衝突しあうので、穀粒が直接滞留プレートに衝突するより損傷が少なく低衝撃に処理される。
【００１２】
請求項２によれば、前記滞留プレートに滞留している穀粒に衝突しても、旋回速度が低下しきれず滞留プレートを溢流した場合にオーバーフロー開口部から排出開口部へ誘導することができるだけでなく、滞留している穀粒が上部より溢流することで穀粒を順次入れ替えすることができる。
【００１３】
請求項３によれば、前記滞留プレートにて旋回速度が低下しきれずに筒体内を旋回し続ける穀粒が発生する場合に、排出プレートによって滞留させることもなく、また、溢流させることもなく確実に排出開口部へ穀粒を誘導することができるので、分離装置内に穀粒が残留する恐れがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図１乃至図６を参照しながら説明する。図１には、本発明の分離装置を利用した空気輸送装置１の配管図が示されている。該空気輸送装置１は各構成機器を輸送管２で接続した構造で、輸送管を適宜設計することで自由度の高い構成機器配置を実現し得る。輸送管２の最上流には圧縮空気を発生させるブロワ３が設けられ、輸送管２に粉粒体を搬送するための圧縮空気を送っている。ブロワ３の下流にはブロワ３で空気を圧縮させる際に発生し、さらには圧縮空気を伝播する騒音を低減させるためのサイレンサ４が設けられる。該サイレンサ４は騒音を吸収させるように、管構造の内壁に小孔を配設するとともにグラスウールを張り巡らせる構成となっており、その中を圧縮空気が吸音されながら通過する。続いて、サイレンサから下流へも輸送管２が接続されるが、次工程である熱交換器６との間には輸送管２内の圧縮空気圧力を開放調整する風量調整弁５が備えられる。
【００１５】
該熱交換器６は冷却器８と配水管７で接続されて一式で機能しており、該配水管７の中には冷却水が循環している。該熱交換器６は内部に圧縮空気を通す管が複数配設され、その周辺を冷却水が通過する構造となっており、ブロワ３での空気圧縮時に加熱された圧縮空気が熱交換器６内を通過時に、圧縮空気の熱を冷却水が交換して冷却される。冷却器８は配水管７から循環されてくる熱交換後の熱せられた冷却水を連続で冷却処理を行うものである。
【００１６】
前記熱交換器６の下流には輸送管２を介して、混相管９が接続される。該混相管９は搬送したい粉粒体を収容する穀粒タンク１０にもロータリーバルブ１１を介して接続されていて、ロータリーバルブ１１が回転動作することにより、穀粒タンク１０内の、粉粒体である穀粒は輸送管２内の圧縮空気を穀粒タンク１０内へ逆流噴出させることなく混相管９へ供給することができる。混相管９内では、供給された穀粒が熱交換器６からの圧縮空気中に落下し、混相となって輸送管２へと送られる構造となっている。
【００１７】
混相管９の下流は輸送管２が搬送先である穀粒タンク１３近傍へと配設されるが、内部が圧縮空気と穀粒の混相となった該輸送管２は、粉粒体タンク１３の直前で圧縮空気と穀粒を分離させるべく分離装置１２が設けられる。分離装置１２は同装置内から自然落下する穀粒をそのまま受けるべく、図１のように穀粒タンクの１３の上部へ接続して設置すると良い。穀粒の搬送を終えた圧縮空気は分離装置１２上部より排出されるべく、接続された集塵管１４より空気輸送装置１外へと吸引される。
【００１８】
次に本発明の主要部である分離装置１２について図２乃至図６を参照しながら詳しく説明する。図２は分離装置１２の外観斜視図が示されている。この分離装置１２は中心軸が水平方向となっている筒体２５に対し、圧縮空気と穀粒の混相流が搬送される輸送管２に接続された投入口２１が、混相流が旋回する筒体２５の外周壁上部へほぼ水平の投入角度を以って入るように設けられている。筒体２５の中心軸方向にはメンテナンス時には取り外し可能な側板２３及び側板２４がそれぞれ設けられる。
【００１９】
次に図３は側板２３を外して図２の奥手方向から見た斜視図である。投入口から続く内周壁が徐々に筒体２５の内周壁と一致するように湾曲されて投入ダクト２２が設けられている。該筒体２５の下部は圧縮空気分離部２６と繋がっていて、該圧縮空気分離部２６には筒体２５から立ち上がる圧縮空気排出ダクト２８と、該圧縮空気排出ダクト２８上端の圧縮空気排出口２９とが設けられている。そして、前記投入口２１と、投入ダクト２２と、筒体２５と、圧縮空気分離部２６と、圧縮空気排出ダクト２８及び圧縮空気排出口２９が一体となして分離装置１２を形成している。
【００２０】
続いて、該分離装置１２の内部について説明する。前記筒体２５の下部には中心軸と平行な開口部３０、３２を持っており、この開口部を介して圧縮空気分離部２６と接続している。また、開口部３０、３２の上方でなおかつ筒体２５の内周壁延長線上に滞留プレート３１と排出プレート３３が設けられる。
【００２１】
該滞留プレート３１は長辺が筒体２５の中心軸方向にわたる長方形をした平滑な板形状で、長辺の長さは筒体２５の長さのおよそ８割程度とする。そして、取り付けられる角度は、投入ダクト２２から投げ出される穀粒が遮蔽されるように水平面から約３６度傾斜させる。また、取り付け角度は分離処理中でも筒体２５の外部より調整が可能な構造とすると良い。
【００２２】
なお、前記開口部３０、３２は該滞留プレート３１により二分されており、滞留プレート３１と側縁３４との間を排出開口部３０、滞留プレート３１と他方の側縁３５との間をオーバーフロー開口部３２が設けられる。前記排出プレート３３は滞留プレート３１と一体として形成される平滑な板形状で、滞留プレート３１と側板２４との間に滞留プレート３１とおよそ直交するような角度をもって設けられる。
【００２３】
該筒体２５の下方には圧縮空気分離部２６が設けられ、排出開口部３０及びオーバーフロー開口部３２と連通される。該圧縮空気分離部２６の底部は開放構造で、穀粒搬送先のタンクと接続する穀粒排出口２７となっている。そして、該圧縮空気分離部２６は筒体２５に連続して設けられている投入ダクト２２の背面側まで回り込んでおり、圧縮空気排出口２９との間に内側有効径を細める圧縮空気排出ダクト２８が上方へ設けられている。
【００２４】
以下に、上記構成の具体的作用を説明する。空気輸送装置１を起動させると、ブロワ３で圧縮されて温度上昇すると共に圧縮時に発生した騒音を含む圧縮空気が輸送管２へ順次送られ始め、サイレンサ４へと到達する。該サイレンサ４では、内部に設けられた小孔やグラスウールに騒音を吸収されながら通過し、圧縮空気を伝達する騒音を輸送管２の下流側に伝達させないように騒音を低減させる。
【００２５】
続いて、騒音を低減した圧縮空気は風量調整弁５を開閉して大気開放することにより、搬送する穀粒の量や搬送距離に応じて適正な圧縮空気の流量に調整されて熱交換器６へと送られる。熱交換器６の内部では冷却器８で冷却された冷却水が循環することにより、冷却水内の管を通過する圧縮空気の熱を奪う。なお、搬送対象の穀粒は圧縮空気が高温であると、穀粒中の水分を奪われ内部より亀裂が生じる等の原因となるので熱交換処理後の温度は４０℃程度まで冷却する必要がある。
【００２６】
冷却を終えた圧縮空気は輸送管２を経由して、混相管９へと進む。該混相管９では搬送物である穀粒と圧縮空気が混合処理される。穀粒が貯蔵される穀粒タンク１０に接続されたロータリーバルブ１１が一定回転して、定流量にて穀粒を混相管９に向けて排出する。排出された穀粒は混相管９へ流れ込み、輸送管２からの圧縮空気の流れと合流する。穀粒と圧縮空気の混相となった混相流は、混相管９から搬送先へ向けて輸送管２内を移動する。
【００２７】
搬送先へ到達した混相流は、圧縮空気と穀粒とを分離させるべく本発明の主要部である分離装置１２へと投入される。該分離装置１２内での混相流の分離過程については図４乃至図６を用いて３段階にて詳しく説明する。図４乃至図６は図３と同様に分離装置１２の側板２３側からの斜視図で内部がわかりやすいように側板２３を外したものである。
【００２８】
まずは、分離過程第１段階を図４にて説明する。まず、図示しない輸送管２を移動してきた混相流は投入口２１へと送られる（矢印４０）。投入口を通過した混相流は矢印４１のようにほぼ水平方向に投げ出されて、輸送管２内の速度からほぼ減速していない状態である。この混相流の流れは重力作用を受けながらもほぼそのまま水平方向に移動後、投入ダクト２２の湾曲した内壁に接触し、内壁に沿うように円周方向下向きに移動し始める（矢印４２）。引き続き投入ダクト２２に沿って移動する混相流は該投入ダクト２２の下部に回りこんでくると、混相流が受ける遠心力と重力により投入ダクト２２の内壁上に乗り摺動しながら進む（矢印４３）。側縁３４まで到達した混相流は、おおよそ側縁３４に到達する直前の流速と向きのままで投げ出され、滞留プレート３１に衝突する。
【００２９】
ここでは、空気輸送装置１の運転を開始して最初に分離装置１２に到達した穀粒は該滞留プレート３１に直接衝突するため、相当の衝撃を穀粒は受けることになるが、滞留プレート３１は水平面から約３６度の傾斜が設けられているために、衝突した穀粒は、（１）投げ出されたときの速度を失って手前の排出開口部３０へ落下する（矢印４５）、（２）速度を失いきれずに該滞留プレート３１の上端を溢流してオーバーフロー開口部３２へ落下する（矢印４６）、（３）同じく速度を失いきれずに該滞留プレート３１の上端を溢流して引き続き筒体２５の内壁を旋回する、（４）速度を失って排出開口部３０へ落下しようとするものの後続の穀粒と該滞留プレート３１上で交錯し合って滞留する、という４種類の動作に分かれる。続いて滞留プレート３１へ到達してくる穀粒も同じく４種類の動作に分かれるが、先着の滞留している穀粒に衝突するため、連続的に見れば該滞留プレート３１に直接衝突するよりも、弾力性のある穀粒同士の衝突を繰り返すので低衝撃に処理される。
【００３０】
穀粒と共に投入された圧縮空気は、投入ダクト２２に到達した時点で投入ダクト２２と筒体２５の空間に開放されて圧力が低下し、一部は筒体２５内に開放されて排出開口部３０及びオーバーフロー開口部３２から穀粒と共に圧縮空気分離部２６へ、残りは穀粒と共に輸送管２内からの速度が低下しきれず、前記（３）の穀粒が滞留プレート３１を溢流する要因となって穀粒と共に筒体２５を旋回する。圧縮空気分離部２６へ吸引された低圧となっている圧縮空気は依然穀粒と混相となっているものの、圧縮空気分離部２６において、圧縮空気排出ダクト２８及び圧縮空気排出口２９を経由して集塵管１４へ吸引される上方向きの集塵する力を受けて吸い上げられる。この時の集塵管１４の吸引風量は輸送管２の管内風量より若干高い設定とすることで、排出開口部３０及びオーバーフロー開口部３２から落下する穀粒を巻き込むことはない。該圧縮空気分離部２６を落下する穀粒は、穀粒排出口２７を通って穀粒タンク１３へ落下投入される。
【００３１】
続いて分離過程第２段階を図５にて説明する。前記分離過程第１段階の（３）滞留プレート３１を溢流して引き続き筒体２５の内壁を圧縮空気と共に旋回する穀粒（矢印５０）は、そのまま内壁に沿って旋回しながら、徐々に側板２４の方向に薄層となりながら、側縁３４へ向かって移動する（矢印５１、矢印５２）。側縁３４に到達した穀粒は、滞留プレート３１で滞留している穀粒への衝突と筒体２５の内壁に沿って旋回することによる摩擦によって、分離過程第１段階の時より低速となって投げ出される。この投げ出された穀粒は分離過程第１段階と同様に該滞留プレート３１に衝突し、基本的には（１）投げ出されたときの速度を失って排出開口部３０へ落下する、（２）速度を失いきれずに該滞留プレート３１の上端を溢流してオーバーフロー開口部３２へ落下する、（４）速度を失って排出開口部３０へ落下しようとするものの後続の穀粒と該滞留プレート３１上で交錯し合って滞留する、という３種類の動作に分かれる。該分離過程第２段階では前述のとおり分離過程第１段階の時より、低速となって側縁３４から投げ出されるので、（３）の速度を失いきれずに該滞留プレート３１の上端を溢流して筒体２５の内壁を旋回することのないように滞留プレート３１の角度調整を行う。
なお、本分離過程第２段階でも連続的に見れば、側縁３４から投げ出された穀粒は滞留プレート３１上で交錯し合って滞留する穀粒へ衝突するので、低衝撃に処理される。
【００３２】
分離過程第３段階を図６にて説明する。分離過程第２段階において、滞留プレート３１の角度調整をしても溢流することが防げない場合や、瞬間的に穀粒の流量変化が発生して溢流する場合があり、その際の少量の穀粒が再旋回してしまう流れ（矢印６０）の処理が分離過程第３段階である。再旋回をする穀粒は同じく再旋回している低圧となっている圧縮空気と共に筒体２５の内壁に沿って移動し（矢印６１）、内壁との摩擦により速度をさらに低下させながら側縁３４へ向かう（矢印６２）。そのまま側縁３４から投げ出される穀粒は排出プレート３３へ衝突するが、該排出プレート３３は水平面から約３６度傾斜した滞留プレート３１に直行する角度、つまり約１２６度で起立している。水平面から直立した状態よりさらに約３６度傾斜しているため、該排出プレート３３に衝突した穀粒は溢流することなく全て排出開口部３０へ掻き落とされる。排出プレート３３はこのように起立しているために穀粒は滞留することがなく、投げ出された穀粒は直接排出プレート３３に衝突して衝撃を受けることになるが、滞留プレート３１を溢流して排出することなく筒体２５内にて旋回を繰り返した場合、該筒体２５の内壁との摩擦により穀粒表面に傷を与えることになるため、再旋回を防止しようというものである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態を示す空気輸送装置の配管図である。
【図２】本発明の実施形態に係る分離装置の外観斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る分離装置の要部を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る分離装置の作用を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施形態に係る分離装置の作用を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施形態に係る分離装置の作用を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３４】
１ 空気輸送装置
２ 輸送管
３ ブロワ
４ サイレンサ
５ 風量調整弁
６ 熱交換器
７ 配水管
８ 冷却器
９ 混相管
１０ 穀粒タンク
１１ ロータリーバルブ
１２ 分離装置
１３ 穀粒タンク
１４ 集塵管
２１ 投入口
２２ 投入ダクト
２３ 側板
２４ 側板
２５ 筒体
２６ 圧縮空気分離部
２７ 穀粒排出口
２８ 圧縮空気排出ダクト
２９ 圧縮空気排出口
３０ 排出開口部
３１ 滞留プレート
３２ オーバーフロー開口部
３３ 排出プレート
３４ 側縁
３５ 側縁
４０〜４６ （穀粒及び圧縮空気の流れを示す）矢印
５０〜５４ （穀粒及び圧縮空気の流れを示す）矢印
６０〜６３ （穀粒及び圧縮空気の流れを示す）矢印
【技術分野】
【０００１】
本発明は、穀粒等の粉粒体を圧縮空気によって搬送する空気輸送装置において、輸送路の終端で前記圧縮空気から粉粒体を低衝撃かつ低摩耗にて分離させる装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、穀粒などの食糧やコンクリートなどの粉粒体を搬送するには、圧縮空気を利用した空気輸送装置が多く利用されている。この空気輸送装置は他の輸送方法に比べて、装置及び輸送ラインがコンパクトにまとまり、輸送経路を自由に取ることができるなどの利点がある。
【０００３】
この従来からの空気輸送装置には、輸送管終端での圧縮空気と粉粒体との分離処理に以下のような装置を用いている。すなわち、旋回ドラムの中心線上に、このドラムより若干短い排気筒を設け、該排気筒の一端をドラム内で開口させ、他端はドラムの一方の側壁に取り付けて排風機を接続するとともに、旋回ドラムに移送ダクトを接続して、ドラム内の空気を吸引し、さらにそれを機外に排出するようにし、且つ、ドラムの長手方向に沿って粉粒体の取出口を形成した分離装置である（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
上記分離装置の作用を述べると、排風機を起動させると、粉粒体が空気とともに旋回ドラムに吸い込まれて、この空気が旋回ドラム内で旋回するので、粉粒体は旋回流と共に旋回ドラムの内壁面に沿って旋回し、やがて粉粒体の取出口の前側の縁に至って気流とともに湾曲面に沿って移行して粉粒体の取出ダクトに入り込み、次いでロータリーバルブを経て機外に排出されることになる。
【０００５】
しかしながら、上記従来技術にあっては、取出ダクトにロータリーバルブが取り付けられて取出口が閉鎖されているために、移送ダクトから取り込まれた粉粒体の速度が低下しきれずに、旋回ドラム内を再旋回して空気との分離処理が不確実となる問題点がある。また、穀粒のような表面が軟らかい粉粒体は、旋回ドラムにて旋回を繰り返している間に、内壁との間で発生する摩擦抵抗を受けて表面に傷が付きやすい。
【０００６】
【特許文献１】特開平３−２９３２２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記問題点に考慮し、ロット終了時であっても粉粒体が旋回を続けることなく確実に分離処理することができ、なおかつ、輸送する粉粒体に対して低衝撃で傷の付き難い空気輸送装置における分離装置を提供することが技術的課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、請求項１の発明では、前記粉粒体の流速を低下させるための筒体を、その長手方向を略水平とする横向に設置し、該筒体の一側端面近傍の上部略接線方向に前記粉粒体の投入口を設け、該筒体内部を旋回する粉粒体の排出開口部を前記筒体下部の長手方向にわたって設けると共に、該筒体の下方には前記排出開口部と連通した圧縮空気分離部を設け、さらに、該圧縮空気分離部に圧縮空気を吸引する圧縮空気排出ダクトを立設したものにおいて、前記排出開口部の上方には、旋回する粉粒体を滞留させるための傾斜板状の滞留プレートを前記筒体長手方向にわたって設ける、という技術的手段を講じた。
【０００９】
また、請求項２の発明では、旋回する粉粒体が、前記滞留プレートを溢流して圧縮空気分離部へ落下するように該筒体と滞留プレートとの間にオーバーフロー開口部を設ける、という技術的手段を講じた。
【００１０】
さらに、請求項３の発明では、前記筒体の他側端面近傍の前記滞留プレートの一部に、旋回する粉粒体を溢流させることなく全て排出開口部へ誘導するような傾斜板状の排出プレートを設ける、という技術的手段を講じた。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の請求項１によれば、筒体の内部を旋回する穀粒を排出開口部へ誘導する際に、傾斜板状の該滞留プレート表面で弾力性をもった穀粒が滞留し続けているところに、後続の穀粒が衝突しあうので、穀粒が直接滞留プレートに衝突するより損傷が少なく低衝撃に処理される。
【００１２】
請求項２によれば、前記滞留プレートに滞留している穀粒に衝突しても、旋回速度が低下しきれず滞留プレートを溢流した場合にオーバーフロー開口部から排出開口部へ誘導することができるだけでなく、滞留している穀粒が上部より溢流することで穀粒を順次入れ替えすることができる。
【００１３】
請求項３によれば、前記滞留プレートにて旋回速度が低下しきれずに筒体内を旋回し続ける穀粒が発生する場合に、排出プレートによって滞留させることもなく、また、溢流させることもなく確実に排出開口部へ穀粒を誘導することができるので、分離装置内に穀粒が残留する恐れがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図１乃至図６を参照しながら説明する。図１には、本発明の分離装置を利用した空気輸送装置１の配管図が示されている。該空気輸送装置１は各構成機器を輸送管２で接続した構造で、輸送管を適宜設計することで自由度の高い構成機器配置を実現し得る。輸送管２の最上流には圧縮空気を発生させるブロワ３が設けられ、輸送管２に粉粒体を搬送するための圧縮空気を送っている。ブロワ３の下流にはブロワ３で空気を圧縮させる際に発生し、さらには圧縮空気を伝播する騒音を低減させるためのサイレンサ４が設けられる。該サイレンサ４は騒音を吸収させるように、管構造の内壁に小孔を配設するとともにグラスウールを張り巡らせる構成となっており、その中を圧縮空気が吸音されながら通過する。続いて、サイレンサから下流へも輸送管２が接続されるが、次工程である熱交換器６との間には輸送管２内の圧縮空気圧力を開放調整する風量調整弁５が備えられる。
【００１５】
該熱交換器６は冷却器８と配水管７で接続されて一式で機能しており、該配水管７の中には冷却水が循環している。該熱交換器６は内部に圧縮空気を通す管が複数配設され、その周辺を冷却水が通過する構造となっており、ブロワ３での空気圧縮時に加熱された圧縮空気が熱交換器６内を通過時に、圧縮空気の熱を冷却水が交換して冷却される。冷却器８は配水管７から循環されてくる熱交換後の熱せられた冷却水を連続で冷却処理を行うものである。
【００１６】
前記熱交換器６の下流には輸送管２を介して、混相管９が接続される。該混相管９は搬送したい粉粒体を収容する穀粒タンク１０にもロータリーバルブ１１を介して接続されていて、ロータリーバルブ１１が回転動作することにより、穀粒タンク１０内の、粉粒体である穀粒は輸送管２内の圧縮空気を穀粒タンク１０内へ逆流噴出させることなく混相管９へ供給することができる。混相管９内では、供給された穀粒が熱交換器６からの圧縮空気中に落下し、混相となって輸送管２へと送られる構造となっている。
【００１７】
混相管９の下流は輸送管２が搬送先である穀粒タンク１３近傍へと配設されるが、内部が圧縮空気と穀粒の混相となった該輸送管２は、粉粒体タンク１３の直前で圧縮空気と穀粒を分離させるべく分離装置１２が設けられる。分離装置１２は同装置内から自然落下する穀粒をそのまま受けるべく、図１のように穀粒タンクの１３の上部へ接続して設置すると良い。穀粒の搬送を終えた圧縮空気は分離装置１２上部より排出されるべく、接続された集塵管１４より空気輸送装置１外へと吸引される。
【００１８】
次に本発明の主要部である分離装置１２について図２乃至図６を参照しながら詳しく説明する。図２は分離装置１２の外観斜視図が示されている。この分離装置１２は中心軸が水平方向となっている筒体２５に対し、圧縮空気と穀粒の混相流が搬送される輸送管２に接続された投入口２１が、混相流が旋回する筒体２５の外周壁上部へほぼ水平の投入角度を以って入るように設けられている。筒体２５の中心軸方向にはメンテナンス時には取り外し可能な側板２３及び側板２４がそれぞれ設けられる。
【００１９】
次に図３は側板２３を外して図２の奥手方向から見た斜視図である。投入口から続く内周壁が徐々に筒体２５の内周壁と一致するように湾曲されて投入ダクト２２が設けられている。該筒体２５の下部は圧縮空気分離部２６と繋がっていて、該圧縮空気分離部２６には筒体２５から立ち上がる圧縮空気排出ダクト２８と、該圧縮空気排出ダクト２８上端の圧縮空気排出口２９とが設けられている。そして、前記投入口２１と、投入ダクト２２と、筒体２５と、圧縮空気分離部２６と、圧縮空気排出ダクト２８及び圧縮空気排出口２９が一体となして分離装置１２を形成している。
【００２０】
続いて、該分離装置１２の内部について説明する。前記筒体２５の下部には中心軸と平行な開口部３０、３２を持っており、この開口部を介して圧縮空気分離部２６と接続している。また、開口部３０、３２の上方でなおかつ筒体２５の内周壁延長線上に滞留プレート３１と排出プレート３３が設けられる。
【００２１】
該滞留プレート３１は長辺が筒体２５の中心軸方向にわたる長方形をした平滑な板形状で、長辺の長さは筒体２５の長さのおよそ８割程度とする。そして、取り付けられる角度は、投入ダクト２２から投げ出される穀粒が遮蔽されるように水平面から約３６度傾斜させる。また、取り付け角度は分離処理中でも筒体２５の外部より調整が可能な構造とすると良い。
【００２２】
なお、前記開口部３０、３２は該滞留プレート３１により二分されており、滞留プレート３１と側縁３４との間を排出開口部３０、滞留プレート３１と他方の側縁３５との間をオーバーフロー開口部３２が設けられる。前記排出プレート３３は滞留プレート３１と一体として形成される平滑な板形状で、滞留プレート３１と側板２４との間に滞留プレート３１とおよそ直交するような角度をもって設けられる。
【００２３】
該筒体２５の下方には圧縮空気分離部２６が設けられ、排出開口部３０及びオーバーフロー開口部３２と連通される。該圧縮空気分離部２６の底部は開放構造で、穀粒搬送先のタンクと接続する穀粒排出口２７となっている。そして、該圧縮空気分離部２６は筒体２５に連続して設けられている投入ダクト２２の背面側まで回り込んでおり、圧縮空気排出口２９との間に内側有効径を細める圧縮空気排出ダクト２８が上方へ設けられている。
【００２４】
以下に、上記構成の具体的作用を説明する。空気輸送装置１を起動させると、ブロワ３で圧縮されて温度上昇すると共に圧縮時に発生した騒音を含む圧縮空気が輸送管２へ順次送られ始め、サイレンサ４へと到達する。該サイレンサ４では、内部に設けられた小孔やグラスウールに騒音を吸収されながら通過し、圧縮空気を伝達する騒音を輸送管２の下流側に伝達させないように騒音を低減させる。
【００２５】
続いて、騒音を低減した圧縮空気は風量調整弁５を開閉して大気開放することにより、搬送する穀粒の量や搬送距離に応じて適正な圧縮空気の流量に調整されて熱交換器６へと送られる。熱交換器６の内部では冷却器８で冷却された冷却水が循環することにより、冷却水内の管を通過する圧縮空気の熱を奪う。なお、搬送対象の穀粒は圧縮空気が高温であると、穀粒中の水分を奪われ内部より亀裂が生じる等の原因となるので熱交換処理後の温度は４０℃程度まで冷却する必要がある。
【００２６】
冷却を終えた圧縮空気は輸送管２を経由して、混相管９へと進む。該混相管９では搬送物である穀粒と圧縮空気が混合処理される。穀粒が貯蔵される穀粒タンク１０に接続されたロータリーバルブ１１が一定回転して、定流量にて穀粒を混相管９に向けて排出する。排出された穀粒は混相管９へ流れ込み、輸送管２からの圧縮空気の流れと合流する。穀粒と圧縮空気の混相となった混相流は、混相管９から搬送先へ向けて輸送管２内を移動する。
【００２７】
搬送先へ到達した混相流は、圧縮空気と穀粒とを分離させるべく本発明の主要部である分離装置１２へと投入される。該分離装置１２内での混相流の分離過程については図４乃至図６を用いて３段階にて詳しく説明する。図４乃至図６は図３と同様に分離装置１２の側板２３側からの斜視図で内部がわかりやすいように側板２３を外したものである。
【００２８】
まずは、分離過程第１段階を図４にて説明する。まず、図示しない輸送管２を移動してきた混相流は投入口２１へと送られる（矢印４０）。投入口を通過した混相流は矢印４１のようにほぼ水平方向に投げ出されて、輸送管２内の速度からほぼ減速していない状態である。この混相流の流れは重力作用を受けながらもほぼそのまま水平方向に移動後、投入ダクト２２の湾曲した内壁に接触し、内壁に沿うように円周方向下向きに移動し始める（矢印４２）。引き続き投入ダクト２２に沿って移動する混相流は該投入ダクト２２の下部に回りこんでくると、混相流が受ける遠心力と重力により投入ダクト２２の内壁上に乗り摺動しながら進む（矢印４３）。側縁３４まで到達した混相流は、おおよそ側縁３４に到達する直前の流速と向きのままで投げ出され、滞留プレート３１に衝突する。
【００２９】
ここでは、空気輸送装置１の運転を開始して最初に分離装置１２に到達した穀粒は該滞留プレート３１に直接衝突するため、相当の衝撃を穀粒は受けることになるが、滞留プレート３１は水平面から約３６度の傾斜が設けられているために、衝突した穀粒は、（１）投げ出されたときの速度を失って手前の排出開口部３０へ落下する（矢印４５）、（２）速度を失いきれずに該滞留プレート３１の上端を溢流してオーバーフロー開口部３２へ落下する（矢印４６）、（３）同じく速度を失いきれずに該滞留プレート３１の上端を溢流して引き続き筒体２５の内壁を旋回する、（４）速度を失って排出開口部３０へ落下しようとするものの後続の穀粒と該滞留プレート３１上で交錯し合って滞留する、という４種類の動作に分かれる。続いて滞留プレート３１へ到達してくる穀粒も同じく４種類の動作に分かれるが、先着の滞留している穀粒に衝突するため、連続的に見れば該滞留プレート３１に直接衝突するよりも、弾力性のある穀粒同士の衝突を繰り返すので低衝撃に処理される。
【００３０】
穀粒と共に投入された圧縮空気は、投入ダクト２２に到達した時点で投入ダクト２２と筒体２５の空間に開放されて圧力が低下し、一部は筒体２５内に開放されて排出開口部３０及びオーバーフロー開口部３２から穀粒と共に圧縮空気分離部２６へ、残りは穀粒と共に輸送管２内からの速度が低下しきれず、前記（３）の穀粒が滞留プレート３１を溢流する要因となって穀粒と共に筒体２５を旋回する。圧縮空気分離部２６へ吸引された低圧となっている圧縮空気は依然穀粒と混相となっているものの、圧縮空気分離部２６において、圧縮空気排出ダクト２８及び圧縮空気排出口２９を経由して集塵管１４へ吸引される上方向きの集塵する力を受けて吸い上げられる。この時の集塵管１４の吸引風量は輸送管２の管内風量より若干高い設定とすることで、排出開口部３０及びオーバーフロー開口部３２から落下する穀粒を巻き込むことはない。該圧縮空気分離部２６を落下する穀粒は、穀粒排出口２７を通って穀粒タンク１３へ落下投入される。
【００３１】
続いて分離過程第２段階を図５にて説明する。前記分離過程第１段階の（３）滞留プレート３１を溢流して引き続き筒体２５の内壁を圧縮空気と共に旋回する穀粒（矢印５０）は、そのまま内壁に沿って旋回しながら、徐々に側板２４の方向に薄層となりながら、側縁３４へ向かって移動する（矢印５１、矢印５２）。側縁３４に到達した穀粒は、滞留プレート３１で滞留している穀粒への衝突と筒体２５の内壁に沿って旋回することによる摩擦によって、分離過程第１段階の時より低速となって投げ出される。この投げ出された穀粒は分離過程第１段階と同様に該滞留プレート３１に衝突し、基本的には（１）投げ出されたときの速度を失って排出開口部３０へ落下する、（２）速度を失いきれずに該滞留プレート３１の上端を溢流してオーバーフロー開口部３２へ落下する、（４）速度を失って排出開口部３０へ落下しようとするものの後続の穀粒と該滞留プレート３１上で交錯し合って滞留する、という３種類の動作に分かれる。該分離過程第２段階では前述のとおり分離過程第１段階の時より、低速となって側縁３４から投げ出されるので、（３）の速度を失いきれずに該滞留プレート３１の上端を溢流して筒体２５の内壁を旋回することのないように滞留プレート３１の角度調整を行う。
なお、本分離過程第２段階でも連続的に見れば、側縁３４から投げ出された穀粒は滞留プレート３１上で交錯し合って滞留する穀粒へ衝突するので、低衝撃に処理される。
【００３２】
分離過程第３段階を図６にて説明する。分離過程第２段階において、滞留プレート３１の角度調整をしても溢流することが防げない場合や、瞬間的に穀粒の流量変化が発生して溢流する場合があり、その際の少量の穀粒が再旋回してしまう流れ（矢印６０）の処理が分離過程第３段階である。再旋回をする穀粒は同じく再旋回している低圧となっている圧縮空気と共に筒体２５の内壁に沿って移動し（矢印６１）、内壁との摩擦により速度をさらに低下させながら側縁３４へ向かう（矢印６２）。そのまま側縁３４から投げ出される穀粒は排出プレート３３へ衝突するが、該排出プレート３３は水平面から約３６度傾斜した滞留プレート３１に直行する角度、つまり約１２６度で起立している。水平面から直立した状態よりさらに約３６度傾斜しているため、該排出プレート３３に衝突した穀粒は溢流することなく全て排出開口部３０へ掻き落とされる。排出プレート３３はこのように起立しているために穀粒は滞留することがなく、投げ出された穀粒は直接排出プレート３３に衝突して衝撃を受けることになるが、滞留プレート３１を溢流して排出することなく筒体２５内にて旋回を繰り返した場合、該筒体２５の内壁との摩擦により穀粒表面に傷を与えることになるため、再旋回を防止しようというものである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態を示す空気輸送装置の配管図である。
【図２】本発明の実施形態に係る分離装置の外観斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る分離装置の要部を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る分離装置の作用を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施形態に係る分離装置の作用を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施形態に係る分離装置の作用を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３４】
１ 空気輸送装置
２ 輸送管
３ ブロワ
４ サイレンサ
５ 風量調整弁
６ 熱交換器
７ 配水管
８ 冷却器
９ 混相管
１０ 穀粒タンク
１１ ロータリーバルブ
１２ 分離装置
１３ 穀粒タンク
１４ 集塵管
２１ 投入口
２２ 投入ダクト
２３ 側板
２４ 側板
２５ 筒体
２６ 圧縮空気分離部
２７ 穀粒排出口
２８ 圧縮空気排出ダクト
２９ 圧縮空気排出口
３０ 排出開口部
３１ 滞留プレート
３２ オーバーフロー開口部
３３ 排出プレート
３４ 側縁
３５ 側縁
４０〜４６ （穀粒及び圧縮空気の流れを示す）矢印
５０〜５４ （穀粒及び圧縮空気の流れを示す）矢印
６０〜６３ （穀粒及び圧縮空気の流れを示す）矢印
【特許請求の範囲】
【請求項１】
穀粒等の粉粒体を圧縮空気によって搬送する空気輸送装置における分離装置であって、前記粉粒体の流速を低下させるための筒体を、その長手方向を略水平とする横向に設置し、該筒体の一側端面近傍の上部略接線方向に前記粉粒体の投入口を設け、該筒体内部を旋回する粉粒体の排出開口部を前記筒体下部の長手方向にわたって設けると共に、該筒体の下方には前記排出開口部と連通した圧縮空気分離部を設け、さらに、該圧縮空気分離部に圧縮空気を吸引する圧縮空気排出ダクトを立設したものにおいて、前記排出開口部の上方には、旋回する粉粒体を滞留させるための傾斜板状の滞留プレートを前記筒体長手方向にわたって設けたことを特徴とする分離装置。
【請求項２】
旋回する粉粒体が、前記滞留プレートを溢流して圧縮空気分離部へ落下するように該筒体と滞留プレートとの間にオーバーフロー開口部を設けたことを特徴とする請求項１記載の分離装置。
【請求項３】
前記筒体の他側端面近傍の前記滞留プレートの一部に、旋回する粉粒体を溢流させることなく全て排出開口部へ誘導するような傾斜板状の排出プレートを設けたことを特徴とする請求項２記載の分離装置。
【請求項１】
穀粒等の粉粒体を圧縮空気によって搬送する空気輸送装置における分離装置であって、前記粉粒体の流速を低下させるための筒体を、その長手方向を略水平とする横向に設置し、該筒体の一側端面近傍の上部略接線方向に前記粉粒体の投入口を設け、該筒体内部を旋回する粉粒体の排出開口部を前記筒体下部の長手方向にわたって設けると共に、該筒体の下方には前記排出開口部と連通した圧縮空気分離部を設け、さらに、該圧縮空気分離部に圧縮空気を吸引する圧縮空気排出ダクトを立設したものにおいて、前記排出開口部の上方には、旋回する粉粒体を滞留させるための傾斜板状の滞留プレートを前記筒体長手方向にわたって設けたことを特徴とする分離装置。
【請求項２】
旋回する粉粒体が、前記滞留プレートを溢流して圧縮空気分離部へ落下するように該筒体と滞留プレートとの間にオーバーフロー開口部を設けたことを特徴とする請求項１記載の分離装置。
【請求項３】
前記筒体の他側端面近傍の前記滞留プレートの一部に、旋回する粉粒体を溢流させることなく全て排出開口部へ誘導するような傾斜板状の排出プレートを設けたことを特徴とする請求項２記載の分離装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−２６１７４２（Ｐ２００７−２６１７４２Ａ）
【公開日】平成１９年１０月１１日（２００７．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−８８６４４（Ｐ２００６−８８６４４）
【出願日】平成１８年３月２８日（２００６．３．２８）
【出願人】（０００００１８１２）株式会社サタケ (223)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月１１日（２００７．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月２８日（２００６．３．２８）
【出願人】（０００００１８１２）株式会社サタケ (223)
【Ｆターム（参考）】
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