JPH05103968A - 混相流発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小さい粒度から大きい粒度までの広い範囲に
亘る粉体を広い濃度範囲に亘って、低圧から高圧までの
圧力範囲に亘る固体・気体、固体・液体混相流を発生さ
せる装置を創造することである。 【構成】 圧力装置６内に特殊粉体供給機を格納し、圧
力容器の上部にはストレージタンク１６を圧力室と圧力
を等しくするように接続し、圧力容器内に固体と気体又
は固体と液体を導入して混合し、混合物の排出側に圧力
気体を供給して排出するようにした固体・気体、固体・
液体混相流発生装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は特許請求の範囲の上位概
念による混相流発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の混相流発生装置において以下の
ものが公知である。

【０００３】図５〜図７に公知の混相流発生装置が示さ
れている。図５によれば粉体貯槽３１からロータリバル
ブ３２を通して粉体が供給され、ブロワー３３からの圧
送気体と混合し混相流となってパイプライン３４中をサ
イクロン３５に搬送される。このシステムでは粉体の供
給量はロータリバルブ３２の回転数によって大雑把には
変更されるが、その調整精度は低くしかも気体の流量、
圧力は略一定でのみ行われるので、混相流の圧力及び流
量の変更は大幅にはできない。このシステムにおいて
は、ブロワー３３の代わりに、サイクロン３５側の吸引
部に吸引ポンプを設け、負圧にて混相流を発生させるこ
とができるが、機能は同じである。この混相流発生装置
では固・液混相流を発生させることができない。

【０００４】図６では粉体供給機４１から粉体が供給さ
れブロワー４２からの圧送気体と混合し、混相流となっ
てパイプライン４３中を搬送される。このシステムでは
１対１０の範囲で粉体の供給量が変更されるものの気体
の流量、圧力はほぼ一定でのみ運転される。混相流の流
量及び圧力は略一定である。この混相流発生装置では固
・液混相流を発生させることができない。

【０００５】図７では単槽式秤量機５１、ロータリバル
ブ５２を通して供給される粉体はブロワー５３からの圧
送気体と混合し、混相流となってパイプライン５４中を
搬送される。このシステムでは粉体の供給量はロータリ
バルブ５２の回転数変更によって変更されるが、気体の
流量、圧力はほぼ一定で運転され、従って混相流の流量
及び圧力は略一定である。この混相流発生装置では固・
液混相流を発生させることができない。

【０００６】図５〜７の装置はいずれも気体の流量、圧
力については制御を行っておらず、粉体流量の調整も狭
い範囲でしか行えず、また濃度の管理も行っていない。
従って従来技術の場合、混相流の濃度、流量又は圧力を
自在に変更することはできない欠点がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は装置に
導入される小さい粒度の粉体から大きい粒度の粉体まで
の広い粒度範囲に亘る粉体を広い濃度範囲に亘り、低圧
から高圧までの広い圧力範囲に亘る固体・気体混相流又
は固体・気体混相流若しくは固体・液体混相流又は固体
・液体混相流を自在に発生させ、これを小さい流量から
大きい流量までの広い流量範囲に渡って供給するための
混相流発生装置を創造することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の課題は特許請求
の範囲に記載された構成によって解決される。

【０００９】

【実施例】本発明の第１の実施例（固体・気体混相流発
生装置）を図面に基づいて詳しく説明する。

【００１０】図１及び図２に示すように、パイプライン
１に圧力制御弁２が接続され、パイプライン１には更に
圧力計１９が接続され、続いて温度計２０が接続されて
いる。続いてパイプライン１は中央のパイプライン１と
分岐したパイプライン１’とパイプライン１”とに接続
されており、パイプライン１には流量計３、続いて制御
弁４が、またパイプライン１’には流量計１０、制御弁
１１が接続され、更にパイプライン１”には流量計１
２、制御弁１３が接続されており、パイプライン１、
１’及び１”は再び１つのパイプライン１に統合されて
いる。前記３つの流量計３、１０及び１２からコントロ
ーラ２１に制御導線が接続され、前記制御弁４、１１及
び１３へコントローラ２１から制御導線が接続されてお
り、そして圧力計１９からコントローラ２１に制御導線
が、前記圧力制御弁２にコントローラ２１から制御導線
が接続している。温度計２０から制御導線が変換器２５
にそして変換器２５からシーケンサ９に制御導線が接続
されておりまたこの変換器２５からコントローラ２１に
制御導線が接続されている。温度計２０から直接シーケ
ンサ９に制御導線が接続されている。コンピュータ２４
とシーケンサ９も接続されている。パイプライン１の延
長上に更に露点計２２が接続されており、この露点計２
２はパイプライン１中の圧力気体の湿度を測定してパイ
プライン１に供給される圧力気体（例えば空気）の湿度
を管理するために使用される。

【００１１】圧力容器６自体は床面Ａ上にフレーム構造
によって支持されておりかつパイプライン１の先端の範
囲に位置しており，圧力容器６内の基板Ｂ上には減速機
付モータ５及びこれと駆動連結された特殊粉体供給機７
とが常時一定の圧力の下に格納されている。圧力容器６
内の基板Ｂの下方には粉体の流量を測定するためのロー
ドセル８が配設されている。圧力容器６の上端には弁
（例えば自動バタフライ弁）１７を介してストレージタ
ンク１６が搭載されており、その上端には更に手動弁２
３を介してカセットホッパ１５が着脱可能に配設され
る。各カセットホッパ１５内にはそれぞれ同一の粒度の
粉体又は粒度のことなる種々の粉体が装填されることが
できる。圧力容器６の出口側には弁（例えば自動ナイフ
ゲート弁）２８を介して排出導管３０が接続されてい
る。排出導管３０には圧力計１４が接続され、その制御
導線はシーケンサ９に接続している。圧力容器６の上端
からパイプライン１に圧力容器６内に圧力気体（例えば
空気）を供給するためのバイパスダクト１’が接続され
ている。一方ストレージタンク１６から弁（例えばボー
ル弁）１８を介して再び圧力容器６に導管が接続してい
る。この導管はストレージタンク１６から圧力容器６へ
粉体を移送する時に、ストレージタンク１６内の圧力と
圧力容器６内の圧力とを等しくするために作用する。弁
１８にシーケンサ９から制御導線が接続している。

【００１２】固・気混相流は次のようにして排出され
る。

【００１３】図３に示すようにパイプライン１を通りそ
の湿度を露点計２２で測定された低露点の乾燥圧力気体
は、圧力制御弁２を経て排出導管３０へ注入される。一
方圧力容器６には基板Ｂ上に特殊粉体供給機７が組み込
まれており、同粉体供給機７はロードセル８で支持さ
れ、同供給機内の粉体の重量が秤量されるようになって
いる。特殊粉体供給機７は供給流量範囲が１／５０以上
の特殊な供給機であり、図示しない制御装置（例えばシ
ーケンサ）からの指令に基づき１対５０の範囲で流量制
御を行い、所定の粉体流量を圧力容器６の外へ供給す
る。切換弁２４の切換操作により圧力容器６中には切換
弁２４を介してパイプライン１’から圧力気体が供給さ
れている。これにより圧力容器６中が一定の気体圧力に
保持される。同時に切換弁２４を経て直接排出導管３０
に供給される圧力気体と圧力容器６から弁２８を介して
排出されて来る所定量の粉体とが混合されて固・気混相
流となって排出導管３０へ排出される。固体・気体混相
流は圧力容器６の下方の排出導管３０から圧力制御弁２
を経て供給される圧力気体によって排出される。

【００１４】本発明による装置に粉体を外部から供給す
るために、第１に図にに示すようにカセットホッパ１５
によりバッチ式に行う方法の他にサイクロン等を使用し
て連続的に行うこともできる。

【００１５】本発明の第２の実施例（固体・気体及び固
体・液体混相流発生装置）を図３及び図４に基づいて説
明する。

【００１６】図３及び図４に示すようにパイプライン１
を通り圧力気体は、圧力制御弁２、切換弁２４を介して
バイパスライン１’から圧力容器６に供給される。この
圧力気体によって圧力容器６内の圧力が一定に保持され
る。一方圧力容器６にはその基板Ｂ上に減速装置付モー
タ５が配設されており、その出力軸にカップリングを介
して特殊粉体供給機７が駆動接続されており、基板Ｂの
下には粉体の重量を測定するためのロードセル８が配設
されており、圧力容器６の上端には弁（例えば自動バタ
フライ弁）１７を介してストレージタンク１６が搭載さ
れており、その上端には更に手動弁２３を介してカセッ
トホッパ１５が装脱可能に付設される。各カセットホッ
パ１５内にはそれぞれ同一の粒度の粉体又は粒度のこと
なる種々の粉体が装填されることができる。圧力容器６
の上部には弁１７（例えば自動バタフライ弁）を介して
ストレージタンク１６が接続されており、ストレージタ
ンク１６と圧力容器６とに両内室の圧力を等しくするた
めに弁１８を介して連通導管が接続されており、一方ス
トレージタンク１６から弁（例えばボール弁）１８を介
して再び圧力容器６に導管が接続している。この導管は
ストレージタンク１６から圧力容器６へ粉体を移送する
時に、ストレージタンク１６内の圧力と圧力容器６内の
圧力とを等しくするために作用する。特殊粉体供給機７
の排出側の下方で圧力容器６内にスラリー容器６’が固
定して設けられている。スラリー容器６’は装置の使用
目的に従ってスラリー容器として使用されることも粉体
用容器としても使用されることができる。スラリー容器
６’の排出側には弁２８（例えば自動ナイフゲート弁）
を介して排出導管３０が接続されている。圧力容器６、
従ってスラリー容器６’内にはパイプライン１から切換
弁２４を介してバイパスライン１’を経てそして排出導
管３０には切換弁２４及び開閉弁２７を介して圧力気体
が供給可能である。

【００１７】固体・気体混相流は次のようにして発生・
排出される。

【００１８】特殊粉体供給機７から出るその都度秤量さ
れた粉体は粉体及びスラリーのために兼用されるスラリ
ー容器６’中に入る。圧力容器６、従ってスラリー容器
６’にはバイパスライン１’を介して圧力気体が供給さ
れており、それによって圧力容器６、従ってスラリー容
器６’内に一定の気体圧力がかけられている。スラリー
容器６’の排出側には弁２８を介して排出導管３０が接
続されている。粉体は弁２８を経て排出導管３０中に下
降し、その際排出導管３０にパイプライン１から切換弁
２４及び開閉弁２７を経て供給される圧力気体によって
排出される。その際圧力気体の量及び圧力、従って固体
・気体混相流の濃度、流量、圧力等がパイプライン１か
ら供給される圧力気体の流量及び圧力の調整によってそ
の都度所定の値に設定されて排出されることができる。

【００１９】固体・液体混相流は次のようにして発生・
排出される。

【００２０】特殊粉体供給機７から出るその都度秤量さ
れた粉体は粉体及びスラリーのために兼用されるスラリ
ー容器６’中に入る。スラリー容器６’には圧力容器６
の上方から圧力液体導入のための導管２５が案内されて
いる。粉体と液体とはスラリー容器６’中で、スラリー
容器６’に固定されたブラケットに取付けられた攪拌装
置２９によって攪拌・混合される。スラリー容器６’の
排出側には弁２８を介して排出導管３０が接続されてい
る。スラリー容器６’内のスラリー２６は圧力容器６内
にかかっている静圧によって弁２８を経て排出導管３０
から排出されることができる。スラリー２６の排出の際
には圧力気体供給側にスラリー２６の逆流が生じないよ
うに、かつ排出導管３０側への圧力気体の供給を遮断す
るように切換弁２４及び開閉弁２７は閉鎖されている。
その際固体・液体混相流の濃度等はスラリー容器６’中
に供給される圧力液体の量と秤量された粉体の量との割
合によって決定される。

【００２１】本発明の第３の実施例（固体・液体混相流
発生装置）を説明する。

【００２２】図３及び図４に示す装置において、スラリ
ー２６の形成は圧力容器６に圧力液体供給用の導管２５
から圧力液体、例えば水がスラリー容器６’内に供給さ
れ、特殊粉体供給機７の排出口から出る秤量された粉体
とスラリ容器６’内で攪拌装置２９によって攪拌・混合
されることによって行われる。

【００２３】固・液混相流であるスラリー２６は切換弁
２４を介してバイパスライン１’から付勢される圧力気
体が静圧としてスラリー２６表面上に作用することによ
り弁２８及び排出ダクト３０を介して排出される。スラ
リー２６の排出の際には切換弁２４を切り換えることに
より圧力気体はバイパスライン１’には供給されるが、
直接排出ダクト３０へは供給できないようにされる。そ
の際パイプライン１へのスラリー２６の逆流の阻止のた
めに開閉弁２７が閉じられ、切換弁２４も排出導管３０
への圧力気体の供給を遮断するように閉じられている。

【００２４】上記のいずれの実施例においても混相流の
排出のために専用の高圧ポンプを使用する必要なしに通
常の圧力気体源に繋がるパイプラインを利用してこれを
静圧として利用して固体・気体及び固体・液体混相流の
排出を行うことができる。

【００２５】

【発明の効果】本発明によって、供給される小さい粒度
から大きい粒度の粉体までの広い粒度範囲に亘る粉体か
ら広い濃度範囲に渡りかつ低圧から高圧までの広い圧力
範囲に亘る固・気混相流若しくは固・液混相流及び固・
気混相流又は固・液混相流を、専用の高圧ポンプを使用
することなしに通常の圧力気体源に繋がるパイプライン
を利用して、小さい流量から大きい流量までの広い流量
範囲に渡って発生させるための混相流発生装置が得られ
る。またストレージタンクと圧力容器内の圧力を均一に
して粉体を圧力容器内に導入することにより粉体の補充
が迅速かつ確実に行うことができる。粉体の外部からの
供給をカセットホッパを使用してバッチ式に行うことに
より粉体供給における粉体の粒度の変更が迅速に行われ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による固体・気体混相流発生装置の図式
図である。

【図２】図1 の固体・気体混相流発生装置の主要部の断
面図である。

【図３】本発明の固体・液体及び固体・気体混相流発生
装置の図式図である。

【図４】図３の固体・液体及び固体・気体混相流発生装
置の主要部の断面図である。

【図５】従来技術による混相流発生装置の図式図であ
る。

【図６】従来技術による混相流発生装置の図式図であ
る。

【図７】従来技術による混相流発生装置の図式図であ
る。

【符号の説明】 １ パイプライン １’ バイパスライン ５ 減速装置付モータ ６ 圧力容器 ６’ スラリー容器 ７ 特殊粉体供給機 ８ ロードセル １６ ストレージタンク １７ 弁（例えば自動バタフライ弁） １８ 弁（例えばボール弁） ２４ 切換弁 ２５ 圧力液体供給導管 ２６ スラリー ２７ 開閉弁 ２８ 弁（例えば自動ナイフゲート弁） ３０ 排出導管 Ａ 床面 Ｂ 基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 信一 東京都新宿区津久戸町２番１号 株式会社 熊谷組東京本社内 (72)発明者 池本 忠男 東京都中野区本町１−14−13成子ビル 三 協電業株式会社内 (72)発明者 斉藤 和男 東京都中野区本町１−14−13成子ビル 三 協電業株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧力容器（６）内の基板（Ｂ）上に減速
   装置付モータ（５）が配設されており、その出力軸にカ
   ップリングを介して特殊粉体供給機（７）が駆動接続さ
   れており、基板（Ｂ）の下には粉体の重量を測定するた
   めのロードセル（８）が配設されており、圧力容器
   （６）の上部には弁（１７）を介してストレージタンク
   （１６）が接続されており、ストレージタンク（１６）
   と圧力容器（６）とは両内室の圧力を等しくするために
   弁（１８）を介して連通導管によって接続されており、
   特殊粉体供給機（７）の排出側には弁（２８）を介して
   排出導管（３０）が接続されており、そして圧力気体用
   のパイプライン（１）は常に圧力容器（６）及び排出導
   管（３０）に圧力気体を供給可能に接続されていること
   を特徴とする固体・気体混相流発生装置。
2. 【請求項２】 ストレージタンク（１６）に粉体の補充
   のためのカセットホッパ（１５）が着脱可能に付設され
   ている、請求項1 記載の固体・気体混相流発生装置。
3. 【請求項３】 減速機（５）自体が密封されて圧力容器
   （６）中に格納されている、請求項１又は２記載の固体
   ・気体混相流発生装置。
4. 【請求項４】 圧力容器（６）内の基板（Ｂ）上に減速
   装置付モータ（５）が配設されており、その出力軸にカ
   ップリングを介して特殊粉体供給機（７）が駆動接続さ
   れており、基板（Ｂ）の下には粉体の重量を測定するた
   めのロードセル（８）が配設されており、圧力容器
   （６）の上部には弁（１７）を介してストレージタンク
   （１６）が接続されており、ストレージタンク（１６）
   と圧力容器（６）とに両内室の圧力を等しくするために
   弁（１８）を介して連通導管が接続されており、そして
   圧力容器（６）には圧力容器（６）内に圧力液体を供給
   するための導管（２５）が接続されていてスラリー容器
   （６’）内まで案内されており、圧力気体用のパイプラ
   イン（１）は切換弁（２４）を介してバイパスライン
   （１’）から圧力容器（６）に及び切換弁（２４）及び
   開閉弁（２７）を介して排出導管（３０）に圧力気体を
   供給可能に接続されており、スラリー容器（６’）の排
   出側には弁（２８）を介して排出導管（３０）が接続さ
   れていることを特徴とする固体・気体及び固体・液体混
   相流発生装置。
5. 【請求項５】 ストレージタンク（１６）に粉体の補充
   のためのカセットホッパ（１５）が着脱可能に付設され
   ている、請求項４記載の固体・気体及び固体・液体混相
   流発生装置。
6. 【請求項６】 減速機（５）自体が密封されて圧力容器
   （６）中に格納されている、請求項４又は５記載の固体
   ・気体及び固体・液体混相流発生装置。
7. 【請求項７】 圧力容器（６）内の基板（Ｂ）上に減速
   装置付モータ（５）が配設されており、その出力軸にカ
   ップリングを介して特殊粉体供給機（７）が駆動接続さ
   れており、基板（Ｂ）の下には粉体の重量を測定するた
   めのロードセル（８）が配設されており、圧力容器
   （６）の上部には弁（１７）を介してストレージタンク
   （１６）が接続されており、ストレージタンク（１６）
   と圧力容器（６）とに両内室の圧力を等しくするために
   弁（１８）を介して連通導管が接続されており、そして
   圧力容器（６）には圧力容器（６）内に圧力液体を供給
   するための導管（２５）が接続されていてスラリー容器
   （６’）内まで案内されており、圧力気体用のパイプラ
   イン（１）は切換弁（２４）を介してバイパスライン
   （１’）から圧力容器（６）に圧力気体を供給可能に接
   続されており、スラリー容器（６’）の排出側には弁
   （２８）を介して排出導管（３０）が接続されているこ
   とを特徴とする固体・液体混相流発生装置。