JPH0620943B2 - 固体粒子の輸送方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 産業上の利用分野 この発明は固体粒子を管路輸送する方法に関するもので
ある。

従来の技術 高速空気流を用いて管路により固体粒子を輸送する方
法、即ち空気輸送法は既に知られている。

この方法は細いノズルから圧縮空気を管内に吹き込み固
体粒子を圧送するものであるが、管路内の空気は乱流と
なり、固体粒子も乱流状態で管路の内壁に衝突を繰り返
しながら高速で輸送されるので、エネルギー損失が大き
いばかりでなく、固体粒子の硬度が高い場合には管路内
壁が速やかに摩耗するという欠点がある。また大量の圧
縮空気を使用するのでエネルギー消費も大きい。

また固体粒子を水スラリーとして管路を輸送する方法も
あるが、この方法はエネルギー消費は少ないものの、固
体粒子の比重や粒径が大きい場合には管路の下部に沈降
・堆積して管路を閉塞し易い欠点がある。

発明が解決しようとする問題点 本発明は従来の固体粒子輸送法の欠点を解消して、低エ
ネルギー消費で管路の摩耗が少ない固体粒子の輸送をす
ることができる方法を提供することを目的とする。

発明の構成 問題点を解決するための手段 本発明による固体粒子の輸送方法は、固体粒子と水性媒
体とのスラリーを螺旋流の状態で管路を圧送する際に、
水性媒体の１〜７容量％のガスを添加することよりな
る。

当初本発明者等は、固体粒子と水とのスラリーを管路を
圧送する際に、スラリーに旋回運動を与えて螺旋流（管
路軸を中心として旋回しつつ管路の軸方向に進行する流
れ）の状態とし、その中の固体粒子も旋回運動させて沈
降を抑制する方法を試みたが、管路が短い時には予期し
た効果を示しすものの、管路が長い場合には旋回運動が
次第に減衰して結局固体粒子が沈降するのを避けられな
かった。

ところが意外にも、固体粒子と水性媒体とのスラリーを
螺旋流の状態で管路を圧送する際に、水性媒体の１〜７
容量％のガスを添加すると、スラリー相とガス相とはそ
れぞれ別個に螺旋流を形成し、しかも両相が縄のように
相互にねじれ合った状態で管路内を進行し、スラリー相
の螺旋流はガスを加えない場合よりも長距離にわたって
持続することを見出した。

この状態をモデル的に示したのが第１図で、管路中のス
ラリー相１は、その相の中で個々の水分子及び固体粒子
は螺旋運動をしながら、しかも全体として蛇行し、一方
ガス相２は気泡が集った状態でスラリー相１にからまる
ようにして同じく蛇行する。

液体を管路輸送する場合、管路内に空気などのガスが混
入すると、通常はブロッキングとかキャビテーションな
どの好ましからざる現象を起こすので極力混入を避ける
のが常識であるが、液相が螺旋運動をしている時は上記
のように極めて特異な現象が起きる。

水性媒体に対するガスの添加率は１〜７容量％の範囲と
する。１容量％より少ない時は効果が十分でなく、また
７容量％より多くなるとガスが管路の上部に層状に蓄積
停滞して螺旋運動を行わなくなる。望ましくは２〜５容
量％とする。

管路内で固体粒子と水性媒体とのスラリーを螺旋流の状
態にする方法としては、第２図及びそのＡ−Ｂ線断面図
である第３図に示すように、管路３の内径より大きい内
径の円筒部を有するサイクロンタイプのフィーダー４
に、その円筒の切線方向に取り付けたノズル５からスラ
リーを送入することにより生じた旋回流をフィーダー４
のコーン部４１でしぼって管路に送入するとか、水のみ
をノズル５からフィーダーに切線方向から送入して旋回
流を形成させ、固体粒子はフィーダーの中心軸方向から
挿入した固体粒子供給管６から別途送入して水の旋回流
に混入して管路に送入するとかの強制的に螺旋流を形成
させる方法、あるいは特開昭６０−５６７２３「管路に
安定な螺旋気流を生成させる為の装置」に記載されたよ
うな装置を応用して自発的に螺旋流を形成させる方法な
どが採用できる。

ガスは水に最初から混入してフィーダーに供給してもよ
いし、ノズル５とは別にガスノズル７を設けて、切線方
向からフィーダーに送入してもよい。ガスとしては通常
空気を使用する。

固体粒子が安定に輸送される距離は、固体粒子の大き
さ、比重等により異なるが、固体粒子の大きさが小さい
程、また固体粒子と水性媒体との比重差が少ない程輸送
距離は延びる。

例えば石炭粒を輸送する場合、小さな石炭粒を輸送する
場合は水性媒体として水を使用してもよいが、大きな石
炭粒を輸送したい場合には水に石炭の微粉を混入して比
重を高めたものを水性媒体として使用して大きな石炭粒
との比重差を少なくするようにすれば、より長距離を安
定に輸送できる。

実施例及び比較例 第２図に示したような装置（フィーダーの円筒部の内径
１８０ｍｍ、透明プラスチックチューブ製の管路内径３
８ｍｍ、長さ２０ｍ）を設置し、ノズル５から毎分２．
８の水を送入すると共に［管路内の水の流速（水の流
量／管路断面積）：２．４７ｍ／秒］、水の流量の２％
の空気をガスノズル７から供給し、固体粒子供給管６か
ら平均粒径８ｍｍの石炭粒を供給して、管路内の水、空
気及び石炭粒の挙動を観察した。

比較例として空気を供給せず、水と石炭のみを供給した
場合についても観察した。

蛇行の波長（山と山との間隔）は、入口より遠ざかるに
つれて次第に長くなる傾向、即ち旋回運動の減衰傾向が
認められたが、その減衰の程度は空気を添加した場合の
方が少なかった。

水と石炭のみの場合は管路入口から８ｍ付近から石炭の
一部が沈降し始めたのに対して、空気を混入した場合は
石炭の全量が管路出口まで輸送された。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理をモデル的に説明するための図、
第２図及び第３図は本発明の実験装置を説明するための
図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固体粒子と水性媒体とのスラリーを螺旋流
   の状態で管路を圧送する際に、水性媒体の１〜７容量％
   のガスを添加することよりなる固体粒子の輸送方法。