JP7089395B2 - 粉粒体供給装置 - Google Patents

Description

本発明は粉粒体供給装置に関し、特に粉粒体を定量供給する場合などに適した粉粒体供給装置に関する。

粉粒体を定量供給などする、フィーダとも称される粉粒体供給装置は、既に広く知られている。この種の粉粒体供給装置は、粉粒体が投入されるホッパと、粉粒体を排出するスクリュなどを有する排出部と、ホッパから降下してきた粉粒体を排出部に導くシュートと、シュートおよびホッパの内部の粉粒体を撹拌するいわゆるアジテータとも称される攪拌部材や駆動用モータを有する攪拌部と、これらを載せる計量部と、制御部などを備えている。そして、排出部から粉粒体を排出すると同時に、貯められている粉粒体の重量値を含めたホッパやシュート、排出部などの重量値を計測することで重量値の減少量（粉粒体の排出重量）を測定し、排出部のスクリュ回転数などを制御（調整）することで、時間当たりの排出重量（すなわち排出量）が一定となるように排出することができる。

この種の粉粒体供給装置において、図１０～図１２に示すように、ホッパ１０１から降下してきた粉粒体を排出部１０２に導くシュート１０３に、その内面が斜め上方に向く姿勢で傾斜する傾斜面１０３ａと、この傾斜面１０３ａの外周から円錐状に広がる円錐壁面１０３ｂと、が設けられ、攪拌部材１０４が、シュート１０３の傾斜面１０３ａから斜め上方に向けて傾斜した状態で突出する軸心部１０５を中心として回転する構成が、特許文献１に開示されている。この粉粒体供給装置には、シュート１０３の底部と排出部１０２とを接続する接続開口部１０６が設けられ、攪拌部材１０４は軸心部１０５を中心として径方向に延びるように形成されている。図１１、図１２に示すように、接続開口部１０６は、シュート１０３の底部における円錐壁面１０３ｂに沿って攪拌部材１０４の径方向に延びるように直線状に設けられ、排出部１０２で粉粒体を排出するスクリュ１０７も接続開口部１０６に沿って延びるように配置されている。なお、図１０～図１２における１０８は計量部、図１２における１１０は、歯車１１１、１１２を介して、攪拌部材１０４やスクリュ１０７を回転させるモータである。

この粉粒体供給装置によれば、攪拌部材１０４が、シュート１０３の傾斜面１０３ａおよび円錐壁部１０３ｂに沿って回転することで、粉粒体が上下方向と周方向との様々な方向に動かされて良好に攪拌されるので、シュート１０３やホッパ１０１におけるブリッジの発生を極めて良好に防止できる。

特開２０１３－１３９３３３号公報

しかしながら、上記した従来の粉粒体供給装置によれば、粉粒体をシュート１０３から排出部１０２に送り出す接続開口部１０６が、シュート１０３の底部における円錐壁面１０３ｂに沿って攪拌部材１０４の径方向に延びるように直線状に設けられているため、当該粉粒体供給装置のシュート１０３が小さい場合などに、接続開口部１０６の寸法（長さ）Ｌ１をあまり大きくとることができず、接続開口部１０６として十分な大きさを確保し難くなって、粉粒体を排出部１０２に良好には送り出すことができなくなる恐れがある。

本発明は上記課題を解決するもので、シュートが小さい場合などでも、接続開口部として十分な大きさを確保することが可能な粉粒体供給装置および粉粒体供給設備を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために本発明の粉粒体供給装置は、粉粒体が投入されるホッパと、スクリュにより粉粒体を排出する排出部と、ホッパから降下してきた粉粒体を前記排出部に導くシュートと、シュート内で攪拌部材が回転する攪拌部と、を備えた粉粒体供給装置であって、前記シュートに、その内面が斜め上方に向く姿勢で傾斜する傾斜面と、前記傾斜面の外周から円錐状に広がる円錐壁部と、が設けられ、前記攪拌部材は、シュートの傾斜面から斜め上方に向けて傾斜した状態で突出する軸心部を中心として前記シュートの傾斜面および円錐壁部の内面に沿って回転する姿勢で配置され、前記シュートに、前記排出部に続く接続開口部が、シュートの底部を通る攪拌部材の回転接線方向に沿って前記円錐壁部の下端部に設けられ、前記排出部で粉粒体を排出するスクリュが、前記接続開口部に沿って延びるように配置されていることを特徴とする。

この構成によれば、排出部に続く接続開口部をシュートの底部を通る攪拌部材の回転接線方向に沿って設けることで、シュートが小さい場合などでも、接続開口部として十分な大きさ（十分な長さ）を、攪拌部材の回転方向に沿って延ばすなどして確保することが可能となり、この結果、粉粒体を排出部から良好に送り出すことができる。

また、攪拌部材を、スクリュによる排出方向と同じ方向に回転すると好適であり、この構成によれば、供給対象である粉粒体が比較的大きい粒径の粒体である場合でも、粒体が攪拌部材とスクリュとの間に挟まって割れることがなく、良好に排出することができる。つまり、供給対象である粉粒体が、その粒が比較的大きい粒体である場合に、攪拌部材がスクリュによる排出方向と逆方向に回転されると、粒体が攪拌部材とスクリュとの間に挟まって割れる不具合を発生することがあるが、この構成のように、スクリュによる排出方向と同じ方向に攪拌部材を回転すると、このような不具合の発生を防止できる。また、スクリュによる排出方向と同じ方向に攪拌部材を回転することで、粉粒体が排出部に攪拌部材の回転力でより良好に押し込まれながら供給できる利点もある。

また、前記粉粒体供給装置を対となるように設け、対となる粉粒体供給装置が、これらの粉粒体供給装置におけるシュートの傾斜面が形成されていない側が対向して接近する姿勢で配置してもよい。また、この場合に、対となった粉粒体供給装置の片方の粉粒体供給装置に粉粒体を交互に補給する補給装置と、対となった粉粒体供給装置の排出部における排出筒の出口開口部を選択的に開閉する位置と中間位置とに位置決め可能として、排出部から粉粒体が出ることを阻止することが可能な開閉弁と、を備え、これらの対となった粉粒体供給装置からの粉粒体の供給を切り替えて行うことにより、粉粒体の供給を連続して行うように構成すると好適である。

本発明によれば、シュートに、その内面が斜め上方に向く姿勢で傾斜する傾斜面を設け、攪拌部材を、シュートの傾斜面から斜め上方に向けて傾斜した状態で突出する軸心部を中心として回転する姿勢で配置し、前記シュートに、前記排出部に続く接続開口部を、シュートの底部を通る攪拌部材の回転接線方向に沿って設け、前記排出部で粉粒体を排出するスクリュを、前記接続開口部に沿って延びるように配置することにより、シュートが小さい場合などでも、接続開口部として十分な大きさ（十分な長さ）を、攪拌部材の回転方向に沿って延ばすなどして確保することが可能となり、この結果、粉粒体を排出部から良好に送り出すことができ、信頼性を向上させることができる。

また、攪拌部材を、スクリュによる排出方向と同じ方向に回転することにより、供給対象である粉粒体の粒が比較的大きい粒体である場合でも、粒体が攪拌部材とスクリュとの間に挟まって割れることがなく、良好に排出することができるため、信頼性を向上させることができる。また、粉粒体を排出部に攪拌部材の回転力でより良好に押し込みながら良好に供給できる利点もある。

本発明の実施の形態に係る粉粒体供給装置の正面図である。 同粉粒体供給装置の平面図である。 同粉粒体供給装置の側面図である。 同粉粒体供給装置を２つ設けてなる粉粒体供給設備の正面図である。 同粉粒体供給設備の平面図である。 同粉粒体供給設備の側面図である。 本発明の他の実施の形態に係る粉粒体供給装置を２つ設けてなる粉粒体供給設備の正面図である。 同粉粒体供給設備の平面図である。 同粉粒体供給設備の側面図である。 従来の粉粒体供給装置の正面図である。 同従来の粉粒体供給装置の側面図である。 同従来の粉粒体供給装置の平面図である。

以下、本発明の実施の形態に係る粉粒体供給装置を図面に基づき説明する。
図１～図３に示すように、本発明の実施の形態に係る粉粒体供給装置１０は、粉粒体が投入されるホッパ１と、スクリュ２ｂにより粉粒体を排出する排出部２と、ホッパ１から降下してきた粉粒体を排出部２に導くシュート３と、このシュート３の内部で回転する攪拌部材４ｂによりシュート３内の粉粒体を攪拌する攪拌部４と、ホッパ１、シュート３および排出部２の下方に配置されて、これらのホッパ１、シュート３および排出部２を支持した状態で粉粒体を計量する計量部５などを備えている。そして、排出部２から粉粒体を排出すると同時に、貯められている粉粒体の重量値を含めたホッパ１やシュート３、排出部２などの重量値を計測することで重量値の減少量（粉粒体の排出重量）を測定し、排出部２のスクリュ回転数などを制御（調整）することで、時間当たりの排出重量（すなわち排出量）が一定となるように排出可能とされている。なお、この実施の形態では、計量部５が、水平に配置された水平支持台６上に組み付けられている。

ホッパ１、およびシュート３の上端部は、図１～図３に示すように、平面視して円形で上下方向に同じ横断面形状、すなわち直筒型の円形状とされ、シュート３の下部後面側（すなわち、貯留部２の下部の片側）には、その内面側が斜め上方に臨むように傾斜する（つまり、下方ほど前方に寄るように傾斜する）傾斜面３ａが形成されており、この傾斜面３ａにより、粉粒体が流れ込む流路断面積が下方ほど小さくなる形状として粉粒体を排出部２に導くよう構成されている。また、シュート３の上部には側壁部３ｃが形成され、この側壁部３ｃと傾斜面３ａとの間には、シュート３の傾斜面３ａの外周から斜め上方に向けて傾斜しながら広がる円錐台形状の円錐壁部３ｂが形成されている。この粉粒体供給装置１０では、図１、図３に示すように、シュート３の側壁部３ｃにおける下方側が幅方向に広がって、上方側よりも下方側が大きい横断面形状に形成されているが、図１に示すように、側面視して、前端の側壁部３ｃと後端の側壁部３ｃとは上下方向にはほぼ真直ぐに形成され、これらの側壁部３ｃが周方向および上下方向になだらかにつながる形状に形成されている。

図１に示すように、攪拌部４は、軸心部４ａを中心に攪拌翼からなる攪拌部材４ｂが傾斜面３ａの外側に取り付けられている減速機構付きの攪拌用モータ４ｃにより回転され、この実施の形態では、攪拌部４の軸心部４ａが、傾斜面３ａに対して直交してシュート３の内部中心に向けて突出するように配設されている。また、図１～図３に示すように、攪拌部材４ｂには、円錐壁部３ｂに沿うように軸心部４ａより径方向両側に延びる部分とこれらの両端部より内側に傾斜するように屈曲してシュート３の円錐壁部３ｂに沿う部分とが設けられている。そして、攪拌部４の攪拌部材４ｂが、シュート３の傾斜面３ａおよび円錐壁部３ｂに沿って回転することで、粉粒体が上下方向と周方向との様々な方向に動かされて良好に攪拌され、シュート３やホッパ１におけるブリッジの発生を極めて良好に防止できるようになっている。

図２、図３に示すように、シュート３の底部（シュート３の下端部および下端部近傍箇所）には排出部２と接続する接続開口部３ｄが形成されている。ここで、接続開口部３ｄは、シュート３の底部を通る攪拌部材４の回転接線方向（すなわち、図２に示すように、攪拌部材４が回転する周方向Ａに接する接線Ｂ方向）に沿って設けられている。また、排出部２には、縦断面で、横方向に長いめがね形状または略円筒形状で、直線状に延びる排出筒２ａおよびスクリュケーシング２ｃの内部に、回転軸２ｄを中心として回転して粉粒体を排出する２軸または１軸のスクリュ２ｂ（図１、図２においてはスクリュ２ｂが２軸式の場合を示す）が配設されている。排出部２で粉粒体を排出するスクリュ２ｂは、シュート３の接続開口部３ｄに沿って延びるように配置されている。

すなわち、シュート３からの粉粒体は、接続開口部３ｄを通して排出部２内に導かれるが、図２に示すように、接続開口部３ｄ（およびスクリュ２ｂによる供給方向）が、シュート３の円錐壁部３ｂの下端部から、攪拌部材４の回転接線方向Ｂに沿って延びる方向（この方向は、図２に示すように、シュート３の傾斜面３ａ外周や円錐壁部３ｂの外周に接する方向）に沿って延びるように形成されている。また、図３に示すように側面視した状態で、シュート３の円錐壁部３ｂの下端部とその近傍箇所が、排出部２（詳しくは、スクリュケーシング３ｃ内の空間）に重なって開口するように配置されている。

そして、上記したように、スクリュ２ｂは、接続開口部３ｄの下方で接続開口部３ｄに沿って延びるように、つまり、図２に示すように平面視したり、図３に示すように側面視したりした状態で、スクリュ２ｂの回転軸心が、シュート１２の底部（詳しくは円錐壁部３ｂの下端部）に形成されている接続開口部３ｄの下方箇所を通るとともに、この下端部箇所から、攪拌部材４の回転接線方向Ｂに沿って延びる方向（シュート３の傾斜面３ａ外周に接する接線と平行な方向でもある）に延びるように配置されている。

図２、図３に示すように、スクリュ２ｂは、スクリュケーシング２ｃの後方に組付けられた減速機付きスクリュモータ２ｇにより駆動される。また、図示しないが、この粉粒体供給装置１０には制御部なども設けられており、攪拌部材４ｂの回転速度やスクリュ２ｂの回転速度を調整可能とされているが、攪拌部材４ｂは、スクリュ２ｂによる排出方向Ｄと同じ方向（同じ送り出し方向）Ｅに回転されるよう構成されている。また、排出筒２ａの先端部には下方に開口する排出出口２ｅが形成された排出出口筒２ｆが接続されており、スクリュ２ｂで送り出された粉粒体が排出出口筒２ｆから下方（外部）に排出される。

上記構成によれば、シュート３の内部から排出部２に続く接続開口部３ｄをシュート３の底部を通る攪拌部材４の回転接線方向に沿って設けることで、シュート３と排出部２とが、比較的広い領域において（特に、図２に示すように、長い寸法範囲Ｃにおいて）接続される。したがって、シュート３が小さい容量（小さい大きさ）である場合などでも、接続開口部３ｄとして十分な大きさ（十分な長さ）を、攪拌部材４の回転方向（周方向）に沿って延ばすなどして確保でき、この結果、粉粒体を排出部２から良好に送り出すことができて、ひいては当該粉粒体供給装置１０の信頼性を向上させることができる。

また、上記構成によれば、攪拌部材４ｂがスクリュ２ｂによる排出方向と同じ方向に回転されるよう構成されているので、供給対象である粉粒体が比較的大きい粒径の粒体である場合でも、粒体が攪拌部材４ｂとスクリュ２ｂとの間に挟まって割れることがなく、良好に排出することができる。つまり、供給対象である粉粒体が、その粒が比較的大きい粒体である場合に、攪拌部材４ｂがスクリュ２ｂによる排出方向と逆方向に回転されると、粒体が攪拌部材４ｂとスクリュ２ｂとの間に挟まって割れる不具合を発生することがあるが、この構成のように、スクリュ２ｂによる排出方向と同じ方向に攪拌部材４ｂを回転すると、このような不具合の発生を防止できる。

また、攪拌部材４ｂがスクリュ２ｂによる排出方向と逆方向に回転されると、シュート３の内部から接続開口部３ｄを介してスクリュケーシング２ｃ内をスクリュ２ｂの排出方向と逆方向に押し込まれるため、スクリュ２ｂによる粉粒体が送り出される際の抵抗となり、スクリュモータ２ｇとしてより大きな駆動力が必要となって電気代が増加したり、スクリュ２ｂによる排出能力（供給能力）が減少したりするおそれがある。しかし、上記構成によれば、攪拌部材４ｂがスクリュ２ｂによる排出方向と同じ方向に回転されることにより、粉粒体がスクリュケーシング２ｃ内に抵抗なく良好に押し込まれるため、スクリュモータ２ｇを駆動する電気代が増加することがなくなるとともに、スクリュ２ｂによる排出能力（供給能力）を十分に発揮しながら良好に排出（供給）することができる。

なお、上記実施の形態では粉粒体供給装置１０が単体で設けられている場合を述べたが、これに限るものではなく、図４～図６に示すように、上記実施の形態の粉粒体供給装置１０を２台並べて配置して粉粒体供給設備１５を構成してもよい。この場合には、これらの粉粒体供給装置１０におけるシュート３の傾斜面３ａが形成されていない側が対向して接近する姿勢で配置するとよい。なお、この実施の形態では、各粉粒体供給装置１０にはこれらの間で異なる種類の粉粒体をそれぞれ計量しながら排出可能であり、排出部２においては、排出出口筒２ｃが設けられず、排出筒２ａから粉粒体が直接排出されるよう構成されているが、これに限るものでなく、排出出口筒２ｃを設けてもよい。

このように、対となる粉粒体供給装置１０を、これらのシュート３の傾斜面３ａが形成されていない側が対向して接近する姿勢で配置する構成を採用することにより、粉粒体供給装置１０の粉粒体を排出する排出部２同士を互いに近づけて配置し易くなり、ひいては、対となる粉粒体供給装置１０の設置スペースなどを少なく抑えることが可能となる。

すなわち、粉粒体供給装置１０において、シュート３に、排出部２に続く接続開口部３ｄが、シュート３の底部を通る攪拌部材４の回転接線方向に沿って設けられ、排出部２で粉粒体を排出するスクリュ２ｂが、接続開口部３ｄに沿って延びるように配置されているため、対となる粉粒体供給装置１０を、これらのシュート３の傾斜面３ａが形成されていない側が対向して接近する姿勢で、より配置し易くなり、このように配置した場合でも、粉粒体を良好に排出（供給）することができる。

さらに、上記のように、２台で対となった粉粒体供給装置１０を用いて、これらの対となった粉粒体供給装置１０からの粉粒体の供給を切り替えて行うことにより、粉粒体の供給を連続して行うように構成してもよい。そして、この場合に、対となっている粉粒体供給装置１０の、一方の粉粒体供給装置１０の排出部２から粉粒体を排出している間に、他方の粉粒体供給装置１０への補充動作を完了できるよう構成するとよい。

この場合には、図７～図９に示すように、２台で対となった粉粒体供給装置１０を備えた粉粒体供給設備１５において、各粉粒体供給装置１０のホッパ１に粉粒体を補給する補給装置１１を設けるとともに、各粉粒体供給装置１０の排出部２から排出される粉粒体を合わせて供給（排出）する排出出口筒２ｆなどを設ける。

各粉粒体供給装置１０のホッパ１に粉粒体を補給する補給装置１１は、図７に簡略的に示すように、対となった（すなわち２台の）粉粒体供給装置１０に対して１台だけ設ける。そして、補給装置１１の補給口１１ａに、下流側が二又に分岐された分岐供給路１２を接続し、分岐供給路１２の分岐出口１２ａをそれぞれ粉粒体供給装置１０の補給口１ｂに接続している。分岐供給路１２の分岐部１２ｂには、補給装置１１から各粉粒体供給装置１０への粉粒体の補給経路を切り替える切替手段としての切替弁１３を設けている。なお、図示しないが、補給装置１１や分岐供給路１２、切替弁１３は、その重量が計量部５に作用しないように、別途の支持部材などによって支持させ、伸縮自在の接続カバー１４などにより接続させる。なお、切替弁１３は、モータや電磁弁、圧縮空気により作動するシリンダなどの駆動手段により駆動させるが、図面では省略している。

また、排出筒２ａの先端部には下方に開口する排出出口２ｅが形成された排出出口筒２ｆを接続している。排出出口筒２ｆの内部には、２台の粉粒体供給装置１０の排出部２における排出筒２ａの出口開口部を選択的に開閉する位置と中間位置とに位置決め可能として、排出部３から粉粒体が出ることを阻止することが可能な開閉弁１７を設けている。なお、開閉弁１７は中立位置では、両方の粉粒体供給装置１０の排出部２から粉粒体が出ることを許容するよう構成されている。開閉弁１７は、モータや電磁弁などの駆動手段により駆動されるが、図面では省略している。

このような粉粒体供給設備１５を用いて、一方の粉粒体供給装置１０から粉粒体を定量供給している間に、他方の粉粒体供給装置１０に補給装置１１から粉粒体を補給できるように切替弁１３を切り替えて補給し、この際には、この他方の粉粒体供給装置１０の排出部２の開閉弁１７は閉じておく。そして、一方の粉粒体供給装置１０の粉粒体が残り少なくなった際には、一方の粉粒体供給装置１０からの供給量を徐々に減少させるとともに、これと並行して、他方の粉粒体供給装置１０の供給量を、前記減少量に対応させて徐々に増加させる。この後は、他方の粉粒体供給装置１０から粉粒体を排出し（定量供給し）、一方の粉粒体供給装置１０に補給装置１１から粉粒体を補給する。

この粉粒体供給設備１５により、粉粒体の供給動作を連続して行うことができると同時に、粉粒体の供給切替時でも、時間当たりの供給重量（すなわち供給量）が一定となるよう供給することができて、供給精度を良好に維持することができる。

１ ホッパ
２ 排出部
２ｂ スクリュ
２ｆ 排出出口筒
３ シュート
３ａ 傾斜面
３ｂ 円錐壁部
３ｃ 側壁部
３ｄ 接続開口部
４ 攪拌部
４ｂ 攪拌部材
５ 計量部
１０ 粉粒体供給装置
１５ 粉粒体供給設備
１１ 補給装置
１３ 切替弁
１７ 開閉弁

Claims (4)

1. 粉粒体が投入されるホッパと、スクリュにより粉粒体を排出する排出部と、ホッパから降下してきた粉粒体を前記排出部に導くシュートと、シュート内で攪拌部材が回転する攪拌部と、を備えた粉粒体供給装置であって、
   前記シュートに、その内面が斜め上方に向く姿勢で傾斜する傾斜面と、前記傾斜面の外周から円錐状に広がる円錐壁部と、が設けられ、
   前記攪拌部材は、シュートの傾斜面から斜め上方に向けて傾斜した状態で突出する軸心部を中心として前記シュートの傾斜面および円錐壁部の内面に沿って回転する姿勢で配置され、
   前記シュートに、前記排出部に続く接続開口部が、シュートの底部を通る攪拌部材の回転接線方向に沿って前記円錐壁部の下端部に設けられ、
   前記排出部で粉粒体を排出するスクリュが、前記接続開口部に沿って延びるように配置されていること
   を特徴とする粉粒体供給装置。
2. 前記攪拌部材は、スクリュによる排出方向と同じ方向に回転されるよう構成されていること
   を特徴とする請求項１に記載の粉粒体供給装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の粉粒体供給装置が対となって設けられている粉粒体供給設備であって、
   対となる粉粒体供給装置が、これらの粉粒体供給装置におけるシュートの傾斜面が形成されていない側が対向して接近する姿勢で配置されていること
   を特徴とする粉粒体供給設備。
4. 対となった粉粒体供給装置の片方の粉粒体供給装置に粉粒体を交互に補給する補給装置と、
   対となった粉粒体供給装置の排出部における排出筒の出口開口部を選択的に開閉する位置と中間位置とに位置決め可能として、排出部から粉粒体が出ることを阻止することが可能な開閉弁と、
   を備え、
   これらの対となった粉粒体供給装置からの粉粒体の供給を切り替えて行うことにより、粉粒体の供給を連続して行うこと
   を特徴とする請求項３に記載の粉粒体供給設備。

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