特許 7371883 粉粒体移送装置、粉粒体移送方法、及び制御プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-23

(45)【発行日】2023-10-31

(54)【発明の名称】粉粒体移送装置、粉粒体移送方法、及び制御プログラム

(51)【国際特許分類】

   B65G 53/16 20060101AFI20231024BHJP

【ＦＩ】

B65G53/16

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019082244

(22)【出願日】2019-04-23

(65)【公開番号】P2020179950

(43)【公開日】2020-11-05

【審査請求日】2022-03-09

(73)【特許権者】

【識別番号】504258527

【氏名又は名称】国立大学法人 鹿児島大学

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(74)【代理人】

【識別番号】100162259

【弁理士】

【氏名又は名称】末富 孝典

(74)【代理人】

【識別番号】100133592

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 浩一

(74)【代理人】

【識別番号】100168114

【弁理士】

【氏名又は名称】山中 生太

(72)【発明者】

【氏名】福原 稔

(72)【発明者】

【氏名】高松 皆光

(72)【発明者】

【氏名】石原田 秀一

【審査官】須山 直紀

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６１－２０６７２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－３０３５８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０２３００２（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０４－０５６１３０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭５９－１４０２２６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭５４－００５６５６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０５－１６０４６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－１０９０１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６５Ｇ ５３／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

中空の外管と、前記外管の内面との間に隙間を確保した状態で前記外管の内部に挿通されている中空の内管とによって構成された２重管を有し、前記２重管の先端部が、移送の対象である粉粒体と対向する位置に配置されるノズル部材と、
前記内管によって構成される内部流路と、前記外管と前記内管との間の前記隙間によって構成される外部流路との一方の流路への移送ガスの吹込みと、他方の流路からの前記移送ガスの吸込みとを行うガス流形成装置であって、前記移送ガスの吹込みを吹出し用送風機によって行うガス流形成装置と、
前記他方の流路又は前記他方の流路と連通した箇所において、前記移送ガスと共に流れている前記粉粒体の密度を計測する密度計測装置と、
前記密度計測装置によって計測された前記密度が予め定められた下限値よりも小さい場合に、前記吹出し用送風機によって前記一方の流路に吹込まれる前記移送ガスの流量が減少し、前記密度計測装置によって計測された前記密度が予め定められた上限値よりも大きい場合には、前記吹出し用送風機によって前記一方の流路に吹込まれる前記移送ガスの流量が増大するように、前記吹出し用送風機を制御する制御装置と、
を備える、粉粒体移送装置。

【請求項2】

前記密度計測装置が、
前記他方の流路又は前記他方の流路と連通した箇所において、前記移送ガスと共に流れている前記粉粒体を撮影するカメラと、
前記カメラによって撮影されて得られた画像を解析することにより、前記粉粒体の前記密度を求める画像解析部と、
を有する、請求項１に記載の粉粒体移送装置。

【請求項3】

前記ガス流形成装置が、前記外部流路への前記移送ガスの吹込みと、前記内部流路からの前記移送ガスの吸込みとを行い、
前記内部流路の、前記移送ガスの流れに垂直な断面積をＡ、前記外部流路の、前記移送ガスの流れに垂直な断面積をＢとしたとき、Ｂ／Ａで定義される断面積比が０．６を超える、
請求項１又は２に記載の粉粒体移送装置。

【請求項4】

前記ノズル部材が、
前記２重管の前記外管の外面を取り囲む筒状に形成され、前記粉粒体に対向する先端部と、前記先端部と反対の後端部とが開口している粉粒体供給調整器、
を有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の粉粒体移送装置。

【請求項5】

中空の外管と、前記外管の内面との間に隙間を確保した状態で前記外管の内部に挿通されている中空の内管とによって構成された２重管を有し、前記２重管の先端部が、移送の対象である粉粒体と対向する位置に配置されるノズル部材、
を用いる粉粒体移送方法であって、
前記内管によって構成される内部流路と、前記外管と前記内管との間の前記隙間によって構成される外部流路との一方の流路への移送ガスの吹込みと、他方の流路からの前記移送ガスの吸込みとを開始する開始ステップであって、前記移送ガスの吹込みを吹出し用送風機によって行う開始ステップと、
前記他方の流路又は前記他方の流路と連通した箇所において、前記移送ガスと共に流れている前記粉粒体の密度を計測し、計測した前記密度が予め定められた下限値よりも小さい場合に、前記一方の流路に吹込む前記移送ガスの流量を前記吹出し用送風機に減少させ、計測した前記密度が予め定められた上限値よりも大きい場合には、前記一方の流路に吹込む前記移送ガスの流量を前記吹出し用送風機に増大させる吹込みガス流量制御ステップと、
を含む、粉粒体移送方法。

【請求項6】

中空の外管と、前記外管の内面との間に隙間を確保した状態で前記外管の内部に挿通されている中空の内管とによって構成された２重管を有し、前記２重管の先端部が、移送の対象である粉粒体と対向する位置に配置されるノズル部材と、
前記内管によって構成される内部流路と、前記外管と前記内管との間の前記隙間によって構成される外部流路との一方の流路への移送ガスの吹込みと、他方の流路からの前記移送ガスの吸込みとを行うガス流形成装置であって、前記移送ガスの吹込みを吹出し用送風機によって行うガス流形成装置と、
前記他方の流路又は前記他方の流路と連通した箇所において、前記移送ガスと共に流れている前記粉粒体の密度を計測する密度計測装置と、
を備える粉粒体移送装置における、前記ガス流形成装置を制御するコンピュータに、
前記密度計測装置によって計測された前記密度が予め定められた下限値よりも小さい場合に、前記吹出し用送風機によって前記一方の流路に吹込まれる前記移送ガスの流量が減少し、前記密度計測装置によって計測された前記密度が予め定められた上限値よりも大きい場合には、前記吹出し用送風機によって前記一方の流路に吹込まれる前記移送ガスの流量が増大するように、前記吹出し用送風機を制御する制御機能、
を実現させる、制御プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、粉粒体移送装置、粉粒体移送方法、及び制御プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に開示されているように、空気の流れを利用して粉粒体を移送する粉粒体移送装置が知られている。この粉粒体移送装置は、中空の外管と、外管の内面との間に隙間を確保した状態で外管の内部に挿通されている中空の内管とで構成された２重管を備える。２重管の先端部は、粉粒体と対向する位置に配置される。

【0003】

外管と内管との間の隙間によって構成される外部流路に空気が吹込まれ、内管によって構成される内部流路から、空気が吸込まれる。これにより、外部流路に吹込まれた空気が２重管の先端部から粉粒体に当てられ、空気が当てられた粉粒体及びその空気が、２重管の先端部から内部流路に吸込まれる。内部流路に吸込まれた粉粒体は、空気によって移送先まで移送される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】実開平０４－５６１３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記粉粒体移送装置においては、内部流路を流れる粉粒体の密度が大きすぎると、内部流路に閉塞又は脈流が生じることがある。一方、内部流路を流れる粉粒体の密度が小さすぎると、閉塞及び脈流は生じにくいが、粉粒体を効率的に移送することができない。

【0006】

本発明の目的は、粉粒体を効率的に移送することができ、かつ粉粒体を移送する流路に閉塞又は脈流が生じにくい粉粒体移送装置、粉粒体移送方法、及び制御プログラムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る粉粒体移送装置は、
中空の外管と、前記外管の内面との間に隙間を確保した状態で前記外管の内部に挿通されている中空の内管とによって構成された２重管を有し、前記２重管の先端部が、移送の対象である粉粒体と対向する位置に配置されるノズル部材と、
前記内管によって構成される内部流路と、前記外管と前記内管との間の前記隙間によって構成される外部流路との一方の流路への移送ガスの吹込みと、他方の流路からの前記移送ガスの吸込みとを行うガス流形成装置であって、前記移送ガスの吹込みを吹出し用送風機によって行うガス流形成装置と、
前記他方の流路又は前記他方の流路と連通した箇所において、前記移送ガスと共に流れている前記粉粒体の密度を計測する密度計測装置と、
前記密度計測装置によって計測された前記密度が予め定められた下限値よりも小さい場合に、前記吹出し用送風機によって前記一方の流路に吹込まれる前記移送ガスの流量が減少し、前記密度計測装置によって計測された前記密度が予め定められた上限値よりも大きい場合には、前記吹出し用送風機によって前記一方の流路に吹込まれる前記移送ガスの流量が増大するように、前記吹出し用送風機を制御する制御装置と、
を備える。

【0008】

前記密度計測装置が、
前記他方の流路又は前記他方の流路と連通した箇所において、前記移送ガスと共に流れている前記粉粒体を撮影するカメラと、
前記カメラによって撮影されて得られた画像を解析することにより、前記粉粒体の前記密度を求める画像解析部と、
を有していてもよい。

【0009】

前記ガス流形成装置が、前記外部流路への前記移送ガスの吹込みと、前記内部流路からの前記移送ガスの吸込みとを行い、
前記内部流路の、前記移送ガスの流れに垂直な断面積をＡ、前記外部流路の、前記移送ガスの流れに垂直な断面積をＢとしたとき、Ｂ／Ａで定義される断面積比が０．６を超えていてもよい。
前記ノズル部材が、
前記２重管の前記外管の外面を取り囲む筒状に形成され、前記粉粒体に対向する先端部と、前記先端部と反対の後端部とが開口している粉粒体供給調整器、
を有していてもよい。

【0010】

本発明に係る粉粒体移送方法は、
中空の外管と、前記外管の内面との間に隙間を確保した状態で前記外管の内部に挿通されている中空の内管とによって構成された２重管を有し、前記２重管の先端部が、移送の対象である粉粒体と対向する位置に配置されるノズル部材、
を用いる粉粒体移送方法であって、
前記内管によって構成される内部流路と、前記外管と前記内管との間の前記隙間によって構成される外部流路との一方の流路への移送ガスの吹込みと、他方の流路からの前記移送ガスの吸込みとを開始する開始ステップであって、前記移送ガスの吹込みを吹出し用送風機によって行う開始ステップと、
前記他方の流路又は前記他方の流路と連通した箇所において、前記移送ガスと共に流れている前記粉粒体の密度を計測し、計測した前記密度が予め定められた下限値よりも小さい場合に、前記一方の流路に吹込む前記移送ガスの流量を前記吹出し用送風機に減少させ、計測した前記密度が予め定められた上限値よりも大きい場合には、前記一方の流路に吹込む前記移送ガスの流量を前記吹出し用送風機に増大させる吹込みガス流量制御ステップと、
を含む。

【0011】

本発明に係る制御プログラムは、
中空の外管と、前記外管の内面との間に隙間を確保した状態で前記外管の内部に挿通されている中空の内管とによって構成された２重管を有し、前記２重管の先端部が、移送の対象である粉粒体と対向する位置に配置されるノズル部材と、
前記内管によって構成される内部流路と、前記外管と前記内管との間の前記隙間によって構成される外部流路との一方の流路への移送ガスの吹込みと、他方の流路からの前記移送ガスの吸込みとを行うガス流形成装置であって、前記移送ガスの吹込みを吹出し用送風機によって行うガス流形成装置と、
前記他方の流路又は前記他方の流路と連通した箇所において、前記移送ガスと共に流れている前記粉粒体の密度を計測する密度計測装置と、
を備える粉粒体移送装置における、前記ガス流形成装置を制御するコンピュータに、
前記密度計測装置によって計測された前記密度が予め定められた下限値よりも小さい場合に、前記吹出し用送風機によって前記一方の流路に吹込まれる前記移送ガスの流量が減少し、前記密度計測装置によって計測された前記密度が予め定められた上限値よりも大きい場合には、前記吹出し用送風機によって前記一方の流路に吹込まれる前記移送ガスの流量が増大するように、前記吹出し用送風機を制御する制御機能、
を実現させる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、他方の流路又は他方の流路と連通した箇所における粉粒体の密度が、予め定められた下限値よりも小さい場合に、一方の流路に吹込まれる移送ガスの流量が減少する。これに伴い、一方の流路から吹出されて他方の流路に吸込まれる移送ガスの量も減少するので、他方の流路を流れる粉粒体の密度が高められる。この結果、粉粒体を効率的に移送することができる。

【0013】

一方、他方の流路又は他方の流路と連通した箇所における粉粒体の密度が、予め定められた上限値よりも大きい場合には、一方の流路に吹込まれる移送ガスの流量が増大する。これに伴い、一方の流路から吹出されて他方の流路に吸込まれる移送ガスの量も増大するので、他方の流路を流れる粉粒体の密度が低減される。このため、粉粒体を移送する流路である他方の流路に、閉塞又は脈流が生じにくい。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】実施形態に係る粉粒体移送装置の構成を示す概念図。

【図2】実施形態に係るノズル部材の構成を示す断面図。

【図3】実施形態に係る密度計測装置の構成を示す概念図。

【図4】実施形態に係る移送制御のフローチャート。

【図5】ノズル効率と流量比との関係を表すグラフ。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面を参照し、実施形態に係る粉粒体移送装置について説明する。図中、同一又は対応する部分に同一の符号を付す。

【0016】

図１に示すように、本実施形態に係る粉粒体移送装置７００は、容器６１０に収容されている粉粒体ＰＭを、回収タンク６２０へと移送するものである。粉粒体ＰＭの移送には、移送ガスとしての空気が用いられる。

【0017】

粉粒体移送装置７００は、容器６１０から粉粒体ＰＭを空気と一緒に吸込むノズル部材１００と、ノズル部材１００を通して吸込まれた粉粒体ＰＭ及び空気から、粉粒体ＰＭを分離させるサイクロンセパレータ６３０と、サイクロンセパレータ６３０によって分離された粉粒体ＰＭを回収タンク６２０に案内するホッパー６４０とを備える。

【0018】

また、粉粒体移送装置７００は、ノズル部材１００から粉粒体ＰＭ及び空気を吸込むための気流を形成する吸込み用送風機２１０と、ノズル部材１００から空気を噴出させるための気流を形成する吹出し用送風機２２０とを備える。吸込み用送風機２１０は、サイクロンセパレータ６３０に接続されており、吹出し用送風機２２０は、ノズル部材１００に接続されている。

【0019】

また、粉粒体移送装置７００は、吸込み用送風機２１０とサイクロンセパレータ６３０との間の空気の流路に配置された吸込み用バルブ６５１と、吹出し用送風機２２０とノズル部材１００との間の空気の流路に配置された吹出し用バルブ６５２とを備える。吸込み用バルブ６５１と吹出し用バルブ６５２の各々は、空気の流れを許容する開状態と、空気の流れを阻止する閉状態とに切り換えが可能である。

【0020】

図２を参照し、ノズル部材１００の構成及び作用について説明する。図２に示すように、ノズル部材１００は、２重管１３０を有する。２重管１３０は、中空の外管１１０と、外管１１０の内面との間に隙間ＧＰを確保した状態で外管１１０の内部に挿通されている中空の内管１２０とによって構成される。

【0021】

外管１１０と内管１２０の各々は、長さ方向に直交する断面が円形に形成されている。２重管１３０は、上下方向に延在しており、２重管１３０の先端部、具体的には下端部は、粉粒体ＰＭと対向する位置に配置されている。

【0022】

吹出し用送風機２２０は、外管１１０と内管１２０との間の隙間ＧＰによって構成される外部流路ＯＰに、移送ガスである空気を吹込む。吸込み用送風機２１０は、内管１２０によって構成される内部流路ＩＦから、図１に示したサイクロンセパレータ６３０を介して、移送ガスである空気を吸込む。

【0023】

吸込み用送風機２１０及び吹出し用送風機２２０は、内部流路ＩＦと外部流路ＯＦの一方の流路に移送ガスを吹込み、かつ他方の流路から移送ガスを吸込むガス流形成装置の一例である。

【0024】

上記構成によれば、外部流路ＯＦに吹込まれた空気が、２重管１３０の先端部から粉粒体ＰＭに当てられる。空気が当てられた粉粒体ＰＭ及びその空気は、２重管１３０の先端部から内部流路ＩＦに吸込まれる。外部流路ＯＦから粉粒体ＰＭへの空気の噴出が、内部流路ＩＦへの粉粒体ＰＭ及び空気の吸込みを促進する。このため、粉粒体ＰＭの移送の能率を高めることができる。

【0025】

なお、内部流路ＩＦに吸込まれた粉粒体ＰＭ及び空気は、図１に示したサイクロンセパレータ６３０に流入し、サイクロンセパレータ６３０において粉粒体ＰＭと空気とが分離される。そして、粉粒体ＰＭは、図１に示した回収タンク６２０に流下する一方、空気は、吸込み用送風機２１０によって外部に排出される。

【0026】

また、ノズル部材１００は、２重管１３０の先端部への粉粒体ＰＭの供給を調整する粉粒体供給調整器１４０を有する。粉粒体供給調整器１４０は、２重管１３０と同心状に外管１１０の外面を取り囲む筒状に形成されており、２重管１３０と同様、上下方向に延在している。粉粒体供給調整器１４０の、粉粒体ＰＭに対面する先端部は開口している。また、粉粒体供給調整器１４０の先端部とは反対の後端部も、空気の流通が可能なように開口している。

【0027】

粉粒体供給調整器１４０の先端部は、２重管１３０の先端部よりも上方に位置する。つまり、２重管１３０は、粉粒体供給調整器１４０よりも下方に突出している。粉粒体供給調整器１４０の先端部の位置は、その粉粒体供給調整器１４０の先端部と、２重管１３０の先端部とを結ぶ線分が、水平面に対して粉粒体ＰＭの安息角と等しい角度θだけ傾斜するように、調整されている。

【0028】

なお、２重管１３０においては、内管１２０が外管１１０よりも下方に突出している。そして、外管１１０の先端部と、内管１２０の先端部とを結ぶ線分も、水平面に対して角度θだけ傾斜している。

【0029】

以上のように、粉粒体供給調整器１４０及び外管１１０によって、安息角と等しい角度θの傾斜が粉粒体ＰＭに形成される。これにより、粉粒体ＰＭが重力によって安息角に沿って内管１２０に向かって流れ込む。このため、内管１２０の先端部に向けて粉粒体ＰＭが連続的に供給され、粉粒体ＰＭの移送の能率を高めることができる。

【0030】

図１に戻って、説明を続ける。粉粒体移送装置７００は、吸込み用送風機２１０によって吸込まれる空気の流量（以下、吸込み空気流量という。）を計測する流量計測装置３００を備える。流量計測装置３００は、サイクロンセパレータ６３０と吸込み用送風機２１０との間の、空気の流路に配置されている。

【0031】

ノズル部材１００の先端からサイクロンセパレータ６３０までの流路に粉粒体ＰＭが詰まった場合には、たとえ吸込み用送風機２１０が作動していても、吸込み用送風機２１０によって吸込まれる吸込み空気流量が著しく低下する。そこで、流量計測装置３００によって計測された吸込み空気流量の値によって、粉粒体ＰＭの詰まりが発生しているか否かを検知することができる。

【0032】

また、粉粒体移送装置７００は、図２に示した内部流路ＩＦと連通した箇所において、空気と共に流れている粉粒体ＰＭの密度を計測する密度計測装置４００を備える。密度計測装置４００は、ノズル部材１００からサイクロンセパレータ６３０に至る流路、具体的には、図２に示した内部流路ＩＦと、サイクロンセパレータ６３０とを接続する接続管６６０の脇に配置されている。

【0033】

図３に示すように、密度計測装置４００は、撮像素子を有するカメラ４１０と、カメラ４１０によって撮影されて得られた画像を解析する画像解析部４２０とを備える。接続管６６０の一部は、カメラ４１０の撮像素子が捉える光、具体的には、可視光に対して透明な透明部材６６１によって構成されている。

【0034】

カメラ４１０は、接続管６６０を空気と共に流れている粉粒体ＰＭを、透明部材６６１を通して撮影する。カメラ４１０による撮影は、予め定められたサンプリング周波数で繰り返し行われる。画像解析部４２０は、カメラによって撮影されて得られた画像を解析することにより、粉粒体ＰＭの密度、具体的には、単位体積あたりの粒子の数を表す物理量を求める。なお、画像解析部４２０が行う画像の解析には、画像濃度を求める処理、２値化、背景差分といったデジタル画像処理が含まれる。

【0035】

図１に戻って、説明を続ける。粉粒体移送装置７００は、容器６１０から回収タンク６２０へと粉粒体ＰＭを移送するために、吸込み用送風機２１０、吸込み用バルブ６５１、吹出し用送風機２２０、及び吹出し用バルブ６５２を制御する移送制御を行う制御装置５００を備える。

【0036】

制御装置５００は、移送制御において、吸込み用送風機２１０の回転数を一定に保ったまま、流量計測装置３００及び密度計測装置４００の計測結果を用いて、吹出し用送風機２２０の回転数を制御する。

【0037】

制御装置５００は、制御プログラム５１０を記憶している。以下、制御装置５００が制御プログラム５１０を実行することで実現される移送制御について、具体的に説明する。

【0038】

図４に示すように、まず、制御装置５００は、粉粒体ＰＭの移送を開始する旨のユーザの指示を受けて、吸込み用バルブ６５１及び吹出し用バルブ６５２を開き、かつ吸込み用送風機２１０及び吹出し用送風機２２０の作動を開始させる（ステップＳ１１）。

【0039】

これにより、吹出し用送風機２２０によって外部流路ＯＦに吹込まれた空気が、２重管１３０の先端部から粉粒体ＰＭに当てられ、空気が当てられた粉粒体ＰＭ及びその空気が、２重管１３０の先端部から内部流路ＩＦに吸込まれる。

【0040】

内部流路ＩＦに吸込まれた粉粒体ＰＭ及び空気は、サイクロンセパレータ６３０に流入し、サイクロンセパレータ６３０において粉粒体ＰＭと空気とが分離される。そして、粉粒体ＰＭは、回収タンク６２０に流下する一方、空気は、吸込み用送風機２１０によって外部に排出される。このようにして、粉粒体ＰＭの移送が開始する。つまり、ステップＳ１１は、粉粒体ＰＭの移送を開始する開始ステップの一例である。

【0041】

次に、制御装置５００は、粉粒体ＰＭの流れが定常化するのに要する時間として予め定められた一定時間だけ待機する（ステップＳ１２）。

【0042】

次に、制御装置５００は、密度計測装置４００によって計測された粉粒体ＰＭの密度が、効率的な移送を保証するために予め定められた下限値以上であり、かつ、閉塞及び脈流を抑制するために予め定められた上限値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。

【0043】

制御装置５００は、ステップＳ１３で粉粒体ＰＭの密度が下限値よりも小さい場合は（ステップＳ１３；粉粒体の密度＜下限値）、吸込み用送風機２１０の回転数を一定に保ったまま、吹出し用送風機２２０の回転数を低下させることにより、吹出し用送風機２２０によって外部流路ＯＦに吹込まれる空気の量（以下、吹込み空気流量という。）を減少させる（ステップＳ１４）。

【0044】

これにより、外部流路ＯＦから吹出されて内部流路ＩＦに吸込まれる空気の量も減少するので、内部流路ＩＦを流れる粉粒体ＰＭの密度が高められる。この結果、粉粒体ＰＭを効率的に移送することができるようになる。

【0045】

一方、制御装置５００は、ステップＳ１３で粉粒体ＰＭの密度が上限値よりも大きい場合は（ステップＳ１３；粉粒体の密度＞上限値）、吸込み用送風機２１０の回転数を一定に保ったまま、吹出し用送風機２２０の回転数を高めることにより、吹出し用送風機２２０によって外部流路ＯＦに吹込まれる吹込み空気流量を増大させる（ステップＳ１５）。

【0046】

これにより、外部流路ＯＦから吹出されて内部流路ＩＦに吸込まれる空気の量も増大するので、内部流路ＩＦを流れる粉粒体ＰＭの密度が低減される。このため、内部流路ＩＦを含む、ノズル部材１００から回収タンク６２０までの粉粒体ＰＭの流路に、閉塞又は脈流が生じにくい。

【0047】

なお、上述したステップＳ１４及びステップＳ１５は、外部流路ＯＦに吹込む移送ガスの流量を制御する吹込みガス流量制御ステップの一例である。

【0048】

一方、制御装置５００は、ステップＳ１３で粉粒体ＰＭの密度が下限値以上かつ上限値以下である場合（ステップＳ１３；ＹＥＳ）、又はステップＳ１４若しくはステップＳ１５を経た後は、流量計測装置３００によって計測された、吸込み用送風機２１０によって吸込まれる吸込み空気流量が、正常に空気が流れていることを表す閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１６）。

【0049】

制御装置５００は、ステップＳ１６で吸込み空気流量が閾値未満である場合は（ステップＳ１６；ＮＯ）、ノズル部材１００の先端からサイクロンセパレータ６３０までの流路に粉粒体ＰＭが詰まっていることを表すので、移送制御を終了する。この場合、ユーザによって粉粒体ＰＭの詰まりが除去された後に、移送制御を再び開始することができる。

【0050】

制御装置５００は、ステップＳ１６で吸込み空気流量が閾値以上である場合は（ステップＳ１６；ＹＥＳ）、ノズル部材１００の先端からサイクロンセパレータ６３０までの流路において粉粒体ＰＭが正常に流れていることを表すので、粉粒体ＰＭの移送を終了する旨のユーザの指示の有無を判定する（ステップＳ１７）。

【0051】

そして、制御装置５００は、粉粒体ＰＭの移送をまだ終了しない場合は（ステップＳ１７；ＮＯ）、ステップＳ１３に戻る。一方、制御装置５００は、粉粒体ＰＭの移送を終了する旨のユーザの指示が有った場合は（ステップＳ１７；ＹＥＳ）、移送制御を終了する。

【実施例】

【0052】

以下、２重管１３０の最適な形状を模索するために行った実験結果について述べる。

【0053】

内部流路ＩＦの、空気の流れに垂直な断面積をＡとし、外部流路ＯＦの、空気の流れに垂直な断面積をＢとしたとき、Ｂ／Ａで定義される断面積比と、粉粒体ＰＭの移送のエネルギー効率との関係を調べるために、実施例１及び２に係る２種類の２重管１３０を作成した。

【0054】

実施例１に係る２重管１３０は、直径が４０［ｍｍ］の内管１２０と、直径が５０．６［ｍｍ］の外管１１０とによって構成され、断面積比Ｂ／Ａ＝０．６である。実施例２に係る２重管１３０は、直径が４０［ｍｍ］の内管１２０と、直径が５５［ｍｍ］の外管１１０とによって構成され、断面積比Ｂ／Ａ＝０．９である。

【0055】

粉粒体ＰＭの移送のエネルギー効率を表す評価指標としては、ノズル効率を採用した。ノズル効率は、粉粒体ＰＭが特定の高さ位置まで移送されることで得た位置エネルギーをＸ、空気が上記特定の高さ位置まで流れる過程で失ったエネルギーをＹとしたとき、Ｘ／Ｙで定義される。

【0056】

分母Ｙは、内部流路ＩＦを流れる吸込み流が、内管１２０の先端部から上記特定の高さの位置（以下、第１測定点という。）まで流れる間に行った第１仕事Ｗ１と、外部流路ＯＦを流れる吹出し流が、上記第１測定点と同じ高さの位置（以下、第２測定点という。）から外管１１０の先端部まで流れる過程で行った第２仕事Ｗ２との和である。

【0057】

第１仕事Ｗ１は、上記第１測定点の圧力と大気圧との差に、吸込み流の、ノズル効率を測定する期間（以下、単に測定期間という。）にわたる体積流量Ｑ１をかけ算することで求まる。第２仕事Ｗ２は、上記第２測定点の圧力と大気圧との差に、吹出し流の、測定期間にわたる体積流量Ｑ２をかけ算することで求まる。

【0058】

分子Ｘは、粉粒体ＰＭの測定期間にわたる質量流量に、内管１２０の先端部から上記第１測定点までの高さをかけ算することで求まる。なお、ノズル効率Ｘ／Ｙは、計測時間にわたる平均値を指す。

【0059】

ノズル効率Ｘ／Ｙは、吸込み用送風機２１０及び吹出し用送風機２２０が出力したエネルギーのうちのどの程度が粉粒体ＰＭの移送に利用されたかを表す。ノズル効率Ｘ／Ｙが大きい程、エネルギー効率がよい。換言すると、吸込み用送風機２１０及び吹出し用送風機２２０における消費電力が同じ場合、ノズル効率Ｘ／Ｙが大きい程、より多くの粉粒体ＰＭを移送できる。

【0060】

以上説明したノズル効率Ｘ／Ｙは、流量比Ｑ２／Ｑ１を異ならせた複数の条件下の各々において測定した。流量比Ｑ２／Ｑ１とは、上述した吹出し流の測定期間にわたる体積流量Ｑ２を、上述した吸込み流の測定期間にわたる体積流量Ｑ１で割り算した値である。流量比Ｑ２／Ｑ１は、Ｑ１を固定し、Ｑ２を調整することにより、変化させた。

【0061】

図５に、測定結果のグラフを示す。横軸は、流量比Ｑ２／Ｑ１を示し、縦軸は、ノズル効率Ｘ／Ｙを示す。いずれの流量比Ｑ２／Ｑ１においても、四角印でプロットした実施例２の方が、三角印でプロットした実施例１よりも、ノズル効率Ｘ／Ｙが概ね３倍程度大きいことが分かる。

【0062】

つまり、内部流路ＩＦの断面積Ａと、外部流路ＯＦの断面積Ｂとの比である断面積比Ｂ／Ａが大きい程、エネルギー効率が高い。以上の結果より、２重管１３０の断面積比Ｂ／Ａは、０．６を超えることが好ましく、０．９以上であることがより好ましいと言える。

【0063】

また、既述のように、流量比Ｑ２／Ｑ１の調整においては、吸込み流の体積流量Ｑ１を固定したにも関わらず、図５に示すように、ノズル効率Ｘ／Ｙが流量比Ｑ２／Ｑ１に依存する。具体的には、流量比Ｑ２／Ｑ１が大きい程、ノズル効率Ｘ／Ｙが小さい。

【0064】

これは、吹出し流の体積流量Ｑ２が大きい程、その吹出し流によって、多くの粉粒体ＰＭが２重管１３０の径方向外方に吹き飛ばされるため、内部流路ＩＦに吸込まれる粉粒体ＰＭの密度が減少したことによる。

【0065】

以上、本発明の実施形態について説明した。本発明はこれに限られず、以下に述べる変形も可能である。

【0066】

上記実施形態では、内部流路ＩＦから空気を吸込み、外部流路ＯＦに空気を吹込む構成を例示したが、外部流路ＯＦから空気を吸込み、内部流路ＩＦに空気を吹込んでもよい。また、移送ガスは空気に限られず、アルゴン、窒素、二酸化炭素等の不活性ガスであってもよい。

【0067】

また、上記実施形態では、２重管１３０を構成する外管１１０及び内管１２０として、それぞれ断面が円形のものを用いたが、外管１１０及び内管１２０は、断面が円形のものに限られない。外管１１０及び内管１２０の断面は、三角形、四角形等の多角形であってもよい。

【0068】

上記実施形態において、図２には、２重管１３０の先端部が粉粒体ＰＭから離れている様子を例示したが、２重管１３０の先端部は、粉粒体ＰＭに挿入されていてもよいし、粉粒体ＰＭに接していてもよい。

【0069】

また、本明細書において、粉粒体ＰＭとは、土、砂、砂利、セメント、小麦粉といった、粒状の物質の集合体のみならず、塵埃、煤塵、火山灰といった、塵状の物質の集合体も含む概念とする。

【0070】

また、図１に示した制御プログラム５１０をコンピュータにインストールすることで、そのコンピュータを制御装置５００として機能させることができる。制御プログラム５１０は、通信回線を通じて配布することもできるし、光ディスク、磁気ディスク、フラッシュメモリ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布することもできる。

【符号の説明】

【0071】

１００…ノズル部材、
１１０…外管、
１２０…内管、
１３０…２重管、
１４０…粉粒体供給調整器、
２１０…吸込み用送風機（ガス流形成装置）、
２２０…吹出し用送風機（ガス流形成装置）、
３００…流量計測装置、
４００…密度計測装置、
４１０…カメラ、
４２０…画像解析部、
５００…制御装置、
５１０…制御プログラム、
６１０…容器、
６２０…回収タンク、
６３０…サイクロンセパレータ、
６４０…ホッパー、
６５１…吸込み用バルブ、
６５２…吹出し用バルブ、
６６０…接続管、
６６１…透明部材、
７００…粉粒体移送装置、
ＧＰ…隙間、
ＩＦ…内部流路、
ＯＦ…外部流路、
ＰＭ…粉粒体。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】