WO1996001777A1

WO1996001777A1 - Procede et appareil de transfert pneumatique

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Publication number: WO1996001777A1
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Inventors: Kazuyuki Ueda
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Description

明細害気流搬送方法および装置技術分野

本発明は、気流搬送方法および装置に関する。背景技術

従来の真空吸引輸送装置（ニューマチックコンベア）の一例として、特開昭 5 8—1 1 3 0 2 9公報に示されるものがあった。即ち、図 1 2. 1 3 , 1 4に示すごとく、吸引ノズル P 1で空気と一緒に吸引した粉粒体を分離機 P 2で空気と粉粒体に分離し、さらにバグフィルタ P 3で微粉粒体を分離し、空気を吸引ブロワ P 4に吸引させていた。吸引ノズル P 1は吸引ノズル内简 P 5と、その先部外周に配した 2次空気流入ノズル外简 P 6とから成る。前記ノズル外筒 P 6内に流入した 2次空を吸引ノズル内筒 P 5内に導入するため、ノズル外筒 P 6の先端部 P f ' を内側へ向け湾曲させ、吸引ノズル内筒 P 5の先端部 P 7との間に^隙 Gを形成していた。

また、ノズル外筒 P 6の上端部に、空気ファン 1 0 Pと連結させるリング状の空気主管 P 8を設け、該主管 P 8より複数の空噴射管を玲出し、その先端ノズル部 P 9 ' をノズル外筒 P 6の外面に沿わせてノスル外筒 P 6の先端部に導き、さらに該先端部より吸引ノズル内简 P 5の先端側へ突入させる。そして、該各噴射管 P 9のノズル部 P 9 ' から噴射する空気により、間隙 Gを介し吸引ノズル内筒 P 5内に流入する 2次空気に対し、旋回流を発生させるものである。

しかしながら、このような従来技術では、粉粒体を気流から分離するために大掛かりな分離機ゃバッグなどの装置が必要であつた。

本発明は上記課題を解決し、搬送物を気流から分離するために、大掛かりな装置を必要とせず、簡単な描成で分離させる気流搬送方法、および装置を提供することを目的とする。発明の開示

上記課題を解决するため、本発明の構成は次のとおりとする。即ち、第 1構成は、区画内に壁面から板状部材を突出させ、該板状部材を境界として、搬送路と吸引空気路とを、互いに角度を持たせて、または、ほぼ一直線上に対向させて前記区画壁に接統させ、前記板状部材の先端を越えて空気を流通させて、空気フィルムを形成させることである。

第 2構成は、区画内の壁面にスリットを持つ板状部材を設け、該板状部材を境界として、搬送路と吸引空気路とを、互いに角度を持たせて、または、ほぼ一直線上に対向させて前記区画壁に接続させ、前記扳状部材のスリットを通して空気フィルムを形成させることである。

第 3構成は、区画の一方壁に搬送路を接続し、該搬送路の延長線に対し交差する線上で、区画の他方壁に吸引空気路を接統し、前記両路の延長線が交差する位置付近にスリットを持つ制御板を配置し、前記スリットを通して空気を流通させて、空気フィルムを形成させ、かつ該空気フィルム中の気流を前記スリットの部分で方向転換させることである。

第 4構成は、略筒形をした装置本体と、該装置本体の上面に一端が開口し、他端が吸引ブロア装置に接続される吸引空気路と、該吸引空気路に対して、交差する方向で、前記装置本体の側壁に貫通接铳された物品を搬送する搬送路と、前記吸引空気路と前記搬送路の間にあって、該搬送路と直角になり、先端がほぼ搬送路の中央位置に対応するよう突設された第 1気流制御板と、該第 1気流制御板とともに前記吸引空気路を挟むように、前記第 1気流制御板に対して所定の角度を持って突設され、先端が前記第 1気流制御板と所定距離をとつて分離されてスリットを形成する第 2気流制御板とを含むことである。

第 5構成は第 4構成に加え、前記第 1気流制御板と前記第 2気流制御板との間の距離変更手段とを含むことである。

第 6梳成は、第 4または第 5梳成に加え、前記第 1，第 2気流制御板と装置本体の両側壁間および上壁との間で、装置本体の上内側に位置した中間区画が形成されたことである。

第 7構成は、笫 4または第 5構成に加え、前記第 1. 第 2.気流制御板により装 ii本体の上外側に位置した中間区画が形成されたことである。第 8梳成は、第 4または第 5または第 6または第 7構成に加え、前記第 2気流制御板には吸引空気路の流量に応じた 1以上の補助スリットが設けられたことである。

第 9構成は、第 4または第 5または第 6または第 7または第 8構成に加え、前記第 1気流制御板と前記第 2気流制御板によるスリットは、前記第 1気流制御板の下端よりも上側に位置することである。

第 1 0耩成は、第 4または第 5または第 6または第 7または第 8または第 9栂成に加え、装置本体は大略直方体状を呈し、前記搬送路側とは反対側の側壁上部は、前記搬送路側に傾斜して上壁に連続していることである。

空気吸引装置を起動すると、前記第 1気流制御板と前記第 2気流制御板とよって、吸引空 ¾がフィルム状となるとともに、前記両者による空気の絞り込みにより、前記搬送路内の空気はうず（スパイラル）気流となる。搬送経路内で米などの物品はうず気流によつて効率よく送られ、本装置の本体内に導入される。そして、気流が吸引空気路へと方向転換され、物品は気流フィルムから脱出し、装置本体側壁に衝突して'减速され、本体の下郎に落下咛溜される。

うず気流により、成形品、米穀、扮体等の物体を長距離の間、安定して詰まることなく搬送するとができろ。

第 1 , 第 2気流制御扳により、、搬送終端部における空気が帯状（フィルム状）になると共に制御板間の瘦かな問隙を形成することにより、吸引空気と搬送物品を確冥に分離することができるので.、物品分離のための特別の装置を設ける必要がないため、構成を簡素化できる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の一冥施例の鉛 E断面^である。

図 2は、図 1の要郎斜視図である。

図 3は、図 1の要部拡人図である。

図 4は.，図 1の要部斜視図である。

図 5は、本発明の作用説明図である。

I¾ fiは、搬送路接続部の他の ¾施例図である。

図 7は、制御板の他の実施例斜視 1EIである

図 8は、制御板の他の笑施例斜視図である。

図 9は、制御板取付状態図てある。

図 1 0は、制御板取付状態図である。

図 1 1は、制御扳取付状態図である。

図 1 2は、従来技術の鉛直断面図である。

1¾ 1 3は、 ^11 2の要部詳細図である。

1 4は、 ^ 1 3の要部水平断面! ¾1である _u

図 1 5は、粉体搬送装'；！の笑施例の平面図である。

6は、粉体搬送装 Sの実施例の船直断面闵である。

図 1 Yは、図 1 6の妾部拡大図であろ。図 1 8は、スリット付近の他の笑施例図である _u

図 1 9は、従来の旋回流の説明図である。

図 2 0は、本発明のスパイラルフローの锐明図ある。究明を実施するための最良の形態

以下に本発明の実施態様を図而に示 J—実施例にもとづき説明- fj る。図 1， 2， 3において、装置ケージング 1 3は、鉛直軸線を持つ円筒本体 1 3 aの下部が円錐状に縮径され、上端に円板からなる盩 1 3 bが設られる。該蓥の上 Ϊ5の吸引口 1 3じに吸引空気路 1の一端がフィル夕 Fを介して開口し、他端が吸引ブロア装 S (図示外）に接続される。 ¾ 吸引空気路の延長緞に対して、交差する方问で、前記装置本体 1 3 aの側壁に米等の物品を搬送する搬送路 2が搬送口 1 3 dを介して S通接統され.る。

前記吸引口 1 3 cと前記搬送口 1 3 dの間であって、搬送路残して延長方向と直角になり、下がほぼ搬送路の延長粽上の中央位置に対応するよう、第丄 ¾狁制御板 i丄 aが蓋丄 3 bの下面から下' に突設される。即ち、蓋 1 3 bの上面にュ宁状の取付片 1 1 f が固定され、その下端から固定板 1 1 aがを貫通して垂下する。該固定板 1 1 a は鉛直面内で恧延し、本体 1 3 aの直译卜.で側間に固^される。

前 ¾H定敉1 1 aに案内されて.， ui U 1 1 bが上卜に招勤自在とされる。この可動板 1 1 bは固定板 1 1 aとほぼ同じ形状，大きさの可動本体 1 1 cを持ち、その下端が前記吸引口 1 3 c側で傾斜面 1 1 dとされている。また、可勅本体丄丄 c.の上端に^記搬送 I 1 1 3 d側に L字状に屈曲部 1 1 eがー体形成される。そして、前記取付片 1 1 f の上部を上下に貫通した調節ネジ棒 1 4の下部が屈曲部 1 1 eを丄ドに貫通して螺合している。 Ηϋ記第 1気流制御扳 1 1とともに記吸引口 1 3 cを挟むように、第 2気流制御板 1 2が前記笫 1気流制御扳 1 1に対して所定の角度（図示 4 5度）を待って突設され、先端が前記第 1気流制御板と所定の微少 SP 離をとつて分離され、スリツト（隙間） G力形成されている第 2気流 5 制御板 1 2は憲 1 3 bの下面から笫 1気流制御板 1 1の下端に向かつて傾斜し、木体両側間にわたって固 ίされる。このようにして、両制御 1 1. 1 2間と木休^側壁間で画された Φ間区画 Cが構成される _u 第 2気流制御板 1 2の上部は金網などの多 ¾板 1 2 bとなつている。ここで、前記第 1 ¾流制御板 1 1と前記第 2 ¾流制御板 1 2との間の m ipgff変更竽段として、前 P,調節ネジ棒 1 4が使用される。

丽記装置本体 1 3 aの内部には、物品（米）の飛散または ¾下钹銜のための緩街材 1 5が設けられる。本体の下端に計量排出 SI5材 1 Gが設けられ、その卜.端に傣かな間隔を存してかみ込み防 ih部 W 1 7たるゴム板が設けられる _u 前記計量排出都材 1 6は公知のもので、図 4のように、 15 回 I：軸 1 6 aの両端面に円扳 1 G bが同心に固定され、回転舳 1 G aから放射状に複数の仕切板 1 6 cが等間隔に設けられる。そして仕切板間の 1区画が本体下端の排出口に合致したとき、その区画に米が入り、その米が回転により排出されるようになっている。

以上において作勖认態を説明する。図外の空気吸引装笸を起動すると、 ?.0 ^記第 1 S流制御扳 1丄と前記第 2気流制御板丄 2とによって、吸引空気がフィルム状となるとともに、前記两者による空気の絞り込みにより、前搬送路内の空 ¾はうず（スパイラル）気流となる。

このうず気流なる理由は次のように考られる。図 5において、気流は第 1 , 第 2制御板の埂界の問隙 Gを底辺とし、搬送□ 1 3 dおよび 25 吸引口 1 3 cを頂点とする 2つの三角形のフィルムを形成する。そして、三: 形の搬送路の屮心線上の流速 V 1は三角形の両斜辺上の ½¾V 2より大である。これらの速度差により、気流フィルム内に応力（歪）が生じ、それが搬送路内へ渦として伝わり、搬送路内でその軸方向に進むネジ（スパイラル）状の気流を生じさせる。

従って、搬送経路 2内で米などの物品はうず気流によって効率よ；送られ、本装置の本体 1 3 a内に導入される。そして、気流が吸引空 ! 路 1へと方向転換され、米は気流フイルムから脱出し、第 1気流制御板 1 1または緩衝材 1 5に衝突して減速され、本体の下部に落下狞溜される。そして、下端の計量排出部材 1 6から本体外へ排出される。

図 3において、前記可動板 1 1 bの厚さ t = 1 O mmに定められ、その表面と第 2制御板 1 2との間隔（間隙 G) は 0. 5 mmに定められており、これが最小間隙となる。そして、調節ネジ棒 1 4を回し、可動板 1 1 を上昇させると、その傾斜面 1 1 dと第 2制御板 1 2との間隔が広が、その間の気流の流量が増加する。可動扳 1 l bが上限位置では、固定板 1 1 aと第 2制御板 1 2との間隔が 1 0. 5 mmとなり、これが最大間隙となる。前記間隙 Gの値が要求流量に対し不足するときは、第 2制御板 1 2に設けられた補助流路たる多孔板部 1 2 bが応える。

次に本発明の方法および装置により、米をうず気流に乗せて搬送した場合の実験結果を示す。

装置本体 1 3 aの直径 D = 4 0 0 mm,

第 1制御板 1 1の装置蓋 1 3 bよりの垂下長さ H = 1 0 0 mm,

第 2制御板 1 2の第 1制御板 1 1に対する角度 R = 4 5度,

第 1，第 2制御板間の間隙 G = 0. 5 mm.

搬送路の開口直径

1 0 0 mm. 吸引空気路開口直径 d ₂= 3 8 mm,

空気吸引装置の容量 1. 5 m³Zm i n。

図 6は前記搬送路 2の開口位置が上下に調節可能とされた実施例を示 δ す。搬送口 1 3 dは上下に延びた長孔からなる。また、搬送路 2の先端に、その開口を貫通させてゴム板からなる取付板 Mが固定される。そして、取付板 Mが前記搬送口 1 3 dを覆ってボルトで本体 1 3 aに着脱自在に取り付けられる。取付板の上下長さは長孔 1 3 dのそれよりも相当に ^れており、この長い分だけ上下に取付位置が変更できる。長孔 1 3 dの回りには取付位匿の変更できるように複数のボルト孔が設けられる。

ヮ iTifct匿离 (すわば .

¾ 1剁御板 1 1 下 ¾A 気流方向と、そこから吸引空気路への気流方向とのなす角が例えば約 9 0度の位置で、気流は大きく（約 9 0度）方向転換することとなり、気流中からの搬送物の分離度が極めて大きくなる。從つて例えば、粉体や茶の荬などの軽量物体も効率よく分離され、吸引□ 1 3 c側で第 2制御板 1 2やフィルタ Fなどが不要となる。

このように気流の方向転換の度合が大きいと、その転换部での流体 ffi 抗が大きくなり、気流の流速が減少するので、搬送量（能力）は減少する。

また逆に、搬送路の位置を低くすれば、搬送路から吸引口へ至る気流の方向転換の度合が小さくなり、搬送能力は增大する。搬送路から第 1 制御板の下端へ、また、そこから吸引空気路への気流のなす角が最大約 1 2 0度（方向転換は約 6 0度）の範囲が実用的に勝れている。

前記宾施例では、第 1制御板 1 1の下端が一直線，間隙 Gも一直線状であり、気流フィルムは搬送路側，吸引空気路側で各々一平面状を呈する。し力、し、必ずしもこのようにする必要はなく、例えば図 7のように、第 1，第 2制御板 1 1. 1 2の境界部で円弧状を呈してもよく、それに応じた湾曲面状のフィルムが形成される。また、図 8のように、三角山形の間隙の場合は、それに応じた三角山形のフィルムが形成される。これらにより、フィルムの広がり幅（気流の中心流れ方向に直交方向の長さ）力、'增加し、搬送路中のスパイラル気流の生成度合が增加する。このように前記より他の形の間隙 Gも適用される。

前記気流フィルムの形成について、図 9のように、装置本体 13 aの側壁の搬送路に水平方向に対向し、他方側壁に 2枚の制御板 11. 12 が互いに角度をなして、 P 間 Gを残して設けられる。この場合は、気流フイルムは流れを方向転換しない。この場合も、搬送路内にスパイラル気流が生じる。

図 10は、 2枚の制御板 11, 12がー平面上に対向して間隙 Gを残して接近させたものである。或いは、 1枚の板に間隙 Gに相当するスリツト（長孔）が設けられてもよい。

図 11は、 1枚の板を境界として、搬送路と吸引空気路とを互いに角度を持たせて、または、ほぼ一直線上に対向させて装置本体に接続したものである。この場合も気流フィルムが生じる。

図 15, 16, 17は特に粉体の搬送に適した実施例である。装置本体は上壁を水平とした大略直方体状を呈し、搬送路 2接続側とは反対側の側壁上部は、搬送路 2側に傾斜して上壁に連結されている。第 1制御板 21は 3枚力、らなり、搬送路 2の流入管内面上壁位置の延長線 L ₂に対し、左板 21 aは h!, 中板 21bは h₂, 右板 21 cは h₃上った位置に下端がある。第 1制御板 21に対し直角に第 2制御板 22が隙間 (スリット） Gを存して接近し、スリット Gは延長線 L ₂から h ₃だけ上位に位置する。右扳（調節可動板） 21 cの下端は鉛直面に対し 45度傾斜し、それに接近する第 2制御板 22の先端は水平面に対し上向き 45 度に傾斜している。また、第 2制御板 22は装置本体の上壁を兼ねており、隙間 Gの直上で装置本体の上壁の上側に、第 1制御板 21, 第 2制御板 22および補助板 23とによって、中間区画 Cが形成され、この上面中央に吸引空気路 1が垂直に接铳される。

この実施例で粉体を搬送すると、搬送路 1内のスパイラル気流は第 1 制御板 2 1との間でフィルム状となり、左板 2 1 aから中板 2 1 bに至る間に方向転換されて粉体の一部が分離される。次に中扳 2 l bから第 2制御板 2 2との間の隙間（スリツト） Gに至る距離 h ₃問に大きな角度で方向転換され、粉体の殆どがやや水平方向に分離されて、装置本体の傾斜壁に衝突し、下方へ方向転換される。従って、隙間 Gを通って吸，弓【空気路 1から排出される粉体は極めて少なく、フィルターを設けなくてもよくなる。

次に実験結果を述べる。使用されたモデル装置の寸法（単位 mm) は図 1 5 , 1 6 , 1 7に示す。粉体分離性能の実験結果は表 1に示す。さてここで、本発明での気流の特徵について考察する。一般の旋回流では、図 1 9のように、速度分布は中心部で遅く谷型である。これに対し、本発明での「スパイラルフロー」では、図 2 0のように、速度分布が流れ方向に急峻で山型であり、軸方向流速 V zが管中心部で極めて速く、管壁近傍部で遅い。

従って、このような「スパイラルフロー」を使った気流搬送システムの特徴は次の通りとなる。 ①速度分布により管壁部より管中心部の方が圧力が低く、搬送物は管中心都に引き寄せられる。このため、搬送物はパイプ内壁の衝突が少なく損耗が少ない。 ②速度分布により、空気と管壁部との摩耗による流れの損失が少なく渦が消滅しにくい。このため、長距離の搬送が可能となる。 ③圧送方式と異なり、吸引方式なので、万 —搬送物（粉粒体等）がパイプ内で詰まっても、除去されやすく詰まりにくい。 ④微粉末（或いは波体の微粒子）でも、フィルター無し（目詰まり無し）に空気との分離ができる。

図 1 8は更に他の実施例であり、第 1制御扳 2 1の下端をスリット G 側へ傾斜させた場合、下端を通過した気流が下端傾斜面に沿って方向転換する角度が大きくなり、分離性能が増加する。また、補助スリット G

!, G₂……に臨んで、スリットの上流側縁から下降面 Jい J z一…となり、それらの先細下端から上昇面 Kい K₂, ……を経て、スリツ卜の下流緣に至る整流部材 24が設けられる。これにより、流路の方向転換点からスリット Gい G_z……までに距離が保たれ、粉体がスリッ卜に至る度合いが減少し、分離性能が向上する。

ここで、吸引空気路 1の流路面積をスリット G (Go, Gi. G₂, …）の流路面積を S g. 搬送路 2の流路面積を S ₂とすれば、およそ Si

≥S g≥S ₂の関係が成立することが望ましい。

本 ^は前記した実施例や実施態様に限定されず、特許請求の精神および ^囲を逸脱せずに種々の変形を含む。産業上の利用可能性

本発明は樹脂成形品. 金属部品. 穀物，粒体. 粉体などの物体の気流搬送に利用される。

Claims

請求の範囲

1. 区画内に壁面から板状部材を突出させ、該板状部材を境界として、搬送路と吸引空気路とを、互いに角度を持たせて、または、ほぼ一直線上に対向させて前記区画壁に接統させ、前記板状部材の先端を越えて空気を流通させて、空気フィルムを形成させることを特徴とする気流搬送法。

2. 区画内の壁面にスリットを持つ板状部材を設け、該板状部材を境界として、搬送路と吸引空気路とを、互いに角度を持たせて、または、ほぼ一直線上に対向させて前記区画壁に接続させ、前記板状部材のスリットを通して空気フィルムを形成させることを特徴とする気流搬送方法。

3. 区画の一方壁に搬送路を接続し、該搬送路の延長線に対し交差する線上で、区画の他方壁に吸引空気路を接続し、前記両路の延長線が交差する位置付近にスリットを持つ制御板を配置し、前記スリットを通して空気を流通させて、空気フィルムを形成させ、かつ該空気フィルム中の気流を前記スリットの部分で方向転換させることを特徴とする気流搬送

>J法。

4. 略筒形をした装置本体と、該装置本体の上面に一端が開口し、他端が吸引ブロア装置に接続される吸引空気路と、該吸引空気路に対して、交差する方向で、前記装置本体の側壁に貫適接続された物品を搬送する搬送路と、前記吸引空気路と前記搬送路の間にあって、該搬送路と直角になり、先端がほぼ搬送路の中央位置に対応するよう突設された第 1気流制御板と、該第 1気流制御板とともに前記吸引空気路を挟むように、前記第 1気流制御板に対して所定の角度を持って突設され、先端が前記第 1気流制御板と所定距離をとつて分離されてスリットを形成する第 2 気流制御板とを含むことを特徴とする気流搬送装置。

5. 前記第 1気流制御板と前記第 2気流制御板との間の距離変更手段とを含むことを特徴とする請求の範囲第 4項記載の気流搬送装置。

6. 前記第 1. 第 2気流制御板と装置本体の両側壁間および上壁との間で、装置本体の上内側に位置した中間区画が形成されたことを特徴とする請求の範囲第 4項または第 5項記載の気流搬送装置。

7. 前記第 1. 第 2気流制御板により装置本体の上外側に位置した中間区画が形成されたことを特徴とする請求の範囲第 4项または第 5項記載の流搬送装置。

8. 前記第 2気流制御板には吸引空 ¾路の流量に応じた 1以上の補助スリットが設けられたことを特徴とする請求の範囲第 4項または第 5項または第 6項または第 7項記載の気流搬送装置。

9. 前第 1気流制御板と前記第 2気流制御板によるスリットは、前記第 1気流制御板の下端よりも上側に位笸することを特徵とする請求の範囲第 4項または第 5項または第 6項または第 7項または第 8項記載の気流搬送装置。

1 0. 装置本体は大略直方体状を呈し、前記搬送路側とは反対側の側壁上部は、前記搬送路側に傾斜して上壁に連続していることを特徴とする請求の範囲第 4項または第 5項または第 6項または第 7項または第 8項または第 9項記載の気流搬送装置。