JP2001354324A

JP2001354324A - 粉粒体供給装置

Info

Publication number: JP2001354324A
Application number: JP2000177997A
Authority: JP
Inventors: Sadao Samejima; 禎雄鮫島; Toshiaki Sakamoto; 敏明坂本; Toshihiro Sato; 俊裕佐藤; Masae Ikeda; 正栄池田; Takeshi Asai; 武浅井; Kenichi Sakunaga; 憲一作永
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 2000-06-14
Filing date: 2000-06-14
Publication date: 2001-12-25

Abstract

(57)【要約】【課題】ホッパー内のブリッジを確実に崩し、粉粒体
を円滑に供給することができる粉粒体供給装置を提供す
ること。【解決手段】下端に排出口５が設けられたホッパー１
と、該ホッパー内で上下動することにより前記排出口を
開閉する弁手段９、１０と、該弁手段を駆動する弁駆動
装置１１と、前記排出口に上部が連結され上下方向に伸
縮可能な補助ホッパー２と、該補助ホッパーの下部に連
結されたノズル７と、該ノズルを上下動させるノズル駆
動装置１２とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は粉粒体供給装置に関
し、さらに詳細には、粉粒体を収容しているホッパーか
ら粉粒体を供給する粉粒体供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】食品、薬品、化学物質等の粉粒体（粉
体、粒体又はこれらの混合粒状物）をホッパーから供給
する粉粒体供給装置が種々の分野で使用されている。こ
のような装置では、収容されている粉粒体を下端部に設
けられた排出口を通して供給する際、ホッパー内に形成
されたブリッジによって、粉粒体が排出口から円滑に供
給されないという問題が起きる。

【０００３】このようなブリッジの形成を防止する装置
として、例えば、特開平４−１１８０４１号公報に記載
されている粉体供給装置におけるブリッジ破壊装置が提
案されている。このブリッジ破壊装置は、布などで作ら
れた可撓性ホッパーの中間部を硬質環状体で取り囲み、
この硬質環状体を水平面内で円運動させることにより、
可撓性ホッパーを水平方向に円運動させ、ホッパー内で
のブリッジの形成を阻止、あるいは、ブリッジの崩壊を
促進するように構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載された装置は、可撓性ホッパーに連結された硬
質環状体を水平方向に運動させる構成であるため、強度
の高い部材で供給装置を構成しなければならず、供給装
置の重量、製造コストが増加する等の問題が起こる。さ
らに、硬質環状体を水平方向に運動させるための駆動部
を供給装置の下方の側方位置に配置せざるを得ないとい
うレイアウト上の制約が生じるため、装置の横方向の寸
法が増大し、取り扱いが不便になる等の問題も生じる。

【０００５】これらは、粉粒体を円滑に供給することに
加えて、供給装置にコンパクトな構成が求められる用途
において、特に問題とされる。

【０００６】この点を、直立多管式反応器の反応管に粉
粒体を充填する作業を例に詳細に説明する。直立多管式
反応器は、イオン交換樹脂、触媒等の粉粒体が充填され
且つ垂直に配列された多数の反応管を有し、この反応管
に、気体又は液体の流体材料を通すことによって、流体
材料に各種反応を生じさせる装置である。この直立多管
式反応器では、これら反応管の上端から反応管に粉粒体
を充填するメンテナンス作業が必要となる。これら反応
管は、内径が数ｍｍ乃至数十ｍｍ、長さ数ｍ程度の極め
て細長い管であるため、粉粒体を充填していく際、粉粒
体の供給速度が速すぎると、粉粒体が反応管の途中に詰
まってしまい適切な充填ができなくなる。このため、こ
れら反応管に粉粒体を充填する作業では、一定の粉粒体
供給速度を維持しなければならない。さらに、大型の反
応器の場合には一万本以上にも及ぶ多数の反応管に粉粒
体を順次充填していくので、異なった供給位置への迅速
な移動が求められる。

【０００７】従って、このような用途では、円滑な供給
を維持することに加えて、コンパクトな構成が供給装置
に求められる。しかしながら、上記公報に記載された装
置は、重量、寸法が大きく、異なった供給位置への迅速
な移動を伴う作業には不適当なものであるため、直立多
管式反応器の反応管に粉粒体を充填していく作業等には
使用できなかった。このため、このような作業は、人手
によって行われており、膨大な労力と時間が費やされて
いた。

【０００８】本発明は、以上のような点に鑑みてなされ
たものであり、従来の装置とは異なった構成でホッパー
内のブリッジを確実に崩し、粉粒体を円滑に供給するこ
とができる粉粒体供給装置を提供することを目的とす
る。

【０００９】本発明は、さらに、コンパクトな構成を備
えた粉粒体供給装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願発明によれば、下端
に排出口が設けられたホッパーと、該ホッパー内で上下
動することにより前記排出口を開閉する弁手段と、該弁
手段を駆動する弁駆動装置と、前記排出口に上部が連結
され上下方向に伸縮可能な補助ホッパーと、該補助ホッ
パーの下部に連結されたノズルと、該ノズルを上下動さ
せるノズル駆動装置とを備えた粉粒体供給装置が提供さ
れる。なお、上下方向に伸縮とは、補助ホッパーを形成
する材料自体が伸縮する場合の他、補助ホッパーを形成
する材料自体が弛むこと、又は、ベローズ状に構成され
た補助ホッパーが縮むこと等によって補助ホッパーの上
端と下端との距離が短くなる全ての場合を含む。

【００１１】このような構成を備えた本願発明によれ
ば、弁手段が排出口を開くために上方に移動すると、ホ
ッパー内に収容された粉粒体に接触しながらこの中を上
方に移動することになる。従って、このとき、粉粒体内
が形成されているブリッジが崩され、あるいは、ブリッ
ジの形成が予防される。このようなホッパー内での弁手
段の上下動は、ホッパー上部から排出口への粉粒体の円
滑な供給（落下）を促進することになる。このように、
別個の特別な手段を設けることなく、コンパクトな構成
で、ブリッジの形成の阻止あるいは崩壊の促進が図られ
る。弁手段を小刻みに上下動させ、即ち、排出口を断続
的に開閉させながら、粉粒体を供給すれば、ブリッジを
より確実に崩壊させていくことができる。粉粒体供給中
に、ノズルを上下動させ、補助ホッパーを伸縮させるこ
とにより、排出口から粉粒体が塊となって供給された場
合でも、伸縮する軟質ホッパーあるいは上下動するノズ
ルにより、これらの塊が破壊され、粉粒体供給速度の変
動が抑制される。

【００１２】本発明の好ましい態様によれば、前記弁駆
動装置が前記ホッパーの上方に配置されている。

【００１３】このような構成によれば、粉粒体供給装置
の大きさ、特に、横方向の寸法が抑制される。このた
め、移動させることが容易になる。

【００１４】本発明の好ましい態様によれば、前記弁手
段が、前記排出口のホッパー内の近傍位置で上下動し、
該排出口を開閉する弁体を備えている。

【００１５】このような構成によれば、ホッパー内の排
出口の近傍位置で上下動する弁体が、その上下動によ
り、ホッパー内の排出口近傍に位置する粉粒体のブリッ
ジ形成およびブリッジ崩壊を促進する。

【００１６】本発明の好ましい態様によれば、前記弁体
の上端側部分が円錐台部分を備えている。

【００１７】このような構成によれば、弁体が上方に移
動する際、粉粒体との抵抗が減少するので、弁体を上方
に移動させる際に必要なエネルギが小さくなる。

【００１８】本発明の好ましい態様によれば、前記弁体
の下端側部分が円錐台部分を備えている。

【００１９】このような構成によれば、弁体が下方に移
動する際、粉粒体を押し分けながら進むことになるの
で、弁体下降時に、弁体による押圧によって粉粒体の供
給速度が増加することがなく、弁体下降時でも、所定の
粉粒体供給速度が維持される。

【００２０】本発明の好ましい態様によれば、前記補助
ホッパーが、下方に向かって先細りする筒状体である。

【００２１】このような構成によれば、補助ホッパー内
に粉粒体が一時的に蓄えられる。従って、上流側のホッ
パー内でブリッジの崩壊が起こり、排出口からの粉粒体
供給速度が急激に変化しても、補助ホッパーが緩衝領域
となり、ノズルからの供給速度を一定の速度に維持でき
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明を好ましい実施の形態を図
面に沿って詳細に説明する。

【００２３】図１は本発明の好ましい実施形態の粉粒体
供給装置１００が、反応管の上方に配置された状態を示
す概略的な縦断面図である。粉粒体供給装置１００は、
化学工業で使用される直立多管式反応器の反応管に、粉
粒体であるイオン交換樹脂、触媒等を充填する際に使用
される粉粒体供給装置である。

【００２４】粉粒体供給装置１００は、粉粒体を収容す
るタンクである第１ホッパー１と、第１ホッパー１の下
方に配置された第２ホッパー２とを備えている。第１の
ホッパー１は、金属などの剛性の高い材料で形成され、
下方に向かって先細りする即ち横断面が減少していく形
状を有している。第１ホッパー１の上端は、開口部３を
備えた蓋４によって閉鎖されている。第１ホッパー１の
下端には、粉粒体を排出する開口である排出口５が形成
されている。従って、第１ホッパー１は、収容している
粉粒体が重力によって排出口５に導かれるように構成さ
れている。また、排出口５の外側には、半径方向外方に
向かって延びるフランジ６が設けられている。

【００２５】第２ホッパー２は、合成ゴム、軟質プラス
チック、布地、不織布等の柔軟な材料で作られた補助ホ
ッパーであり、断面が下方に向って小さくなるテーパ形
状の筒体である。しかしながら、本発明の補助ホッパー
は、第２ホッパー２に限定されず、伸縮可能、即ち、上
端と下端との距離が変更可能なものであればよく、例え
ば、柔軟な材料で形成された円筒状の筒体のほか、べロ
ーズ構造によって伸縮可能な筒体などでもよい。

【００２６】第２ホッパー２の上端は、第１ホッパー１
の下端部分より大きな径を有し、その全周が、排出口５
の径方向外方位置でフランジ６に連結されている。第２
ホッパー２の下端には、円筒状のノズル７が連結されて
いる。ノズル７の外径は、ノズル７の少なくとも先端部
分が、粉粒体の供給対象である反応管８の中に挿入可能
となるように設定される。また、ノズル７の長さは、後
述するようにノズル７を上下方向移動させたとき、少な
くともノズル７の先端が反応筒８から抜け出さないよう
に設定される。

【００２７】粉粒体供給装置１００は、第１ホッパー
１、第２ホッパー２及びノズル７の内部空間が連通して
おり、第１ホッパー１内の粉粒体が、重力により、第１
ホッパー１の排出口５を経て第２ホッパー２に送られ、
先端ノズル７から排出されて反応管８に供給されるよう
に構成されている。

【００２８】粉粒体供給装置１００は、さらに、第１ホ
ッパー１内で上下動して排出口５を開閉する弁手段を備
えている。弁手段は、第１ホッパー１内に配置され排出
口５を開閉する弁体９と、弁体９の上端に連結され上下
方向に延びるシャフト１０とを有している。シャフト１
０の上端は、蓋４に取付けられた弁駆動装置であるシリ
ンダ１１に連結されている。シリンダ１１は、その作動
により、シャフト１０を介して弁体９を、図１に点線で
示す上方位置と、実線で示す下方位置との間で上下動さ
せ、排出口５を開閉させるように構成されている。シリ
ンダ１１は、シャフト１０および弁体９を回転させなが
ら上下動させることができる構成であってもよい。

【００２９】弁体９は、上端側および下端側部分に円錐
台部分９ａ、９ｂを備えた円柱形状を有している。下端
側の円錐台部分９ｂは、弁体９が下方位置にあるとき、
第１ホッパー１の内方側から排出口５の周縁に着座し、
排出口５を閉鎖するように構成されている。従って、弁
体９が下方位置に無いとき、即ち、下方位置より上方に
あるときには、排出口５は開放していることになる。ま
た、排出口５近傍では、弁体９の高さ位置によって、排
出口５の開度を調整し、第２ホッパー２への粉粒体の供
給量を調整することが可能となる。

【００３０】粉粒体供給装置１００は、さらに、ノズル
７を上下動させるノズル駆動装置を備えている。ノズル
駆動装置は、エアシリンダ１２と、一端がエアシリンダ
１２に他端がノズル７に連結されたプレート１３とを備
えており、エアシリンダ１２の作動により、ノズル７が
所定範囲で上下動するように構成されている。ノズル７
の上下動に伴って、ノズル７が連結されている第２ホッ
パーが伸縮する。

【００３１】本実施形態の粉粒体供給装置１００は、直
立多管式反応器内に直立状態で配列された複数の反応管
８の上端によって形成される水平面内を移動可能なロボ
ットに取り付けられたレール１４に沿って移動でき、ノ
ズル７を直立多管式反応器の全ての反応管８と整列さ
せ、これらの全てに粉粒体を充填することができるよう
に構成されている。

【００３２】次に、粉粒体供給装置１００の作動につい
て説明する。

【００３３】まず、予めシリンダ１１によって弁体９を
下方位置に移動させて、排出口５を弁体９によって閉じ
た状態で、粉粒体を開口部３から第１ホッパー１に投入
しておく。粉粒体としては、例えば、直径３ｍｍの球状
粒体、直径３ｍｍｘ長さ３ｍｍの円筒粒状物、又は、粉
体が挙げられる。

【００３４】粉粒体は第１ホッパー１の下部から順に詰
まっていく。このとき、粉粒体相互間及び粉粒体とホッ
パー側壁との摩擦力のバランスにより、ホッパー内にブ
リッジが生じることがある。また、粉粒体を一気に投入
したときには、粉粒体がホッパーの下側から順番に配置
されず、上述したようなブリッジの他に、ラットホール
が形成されることもある。このようなブリッジ、ラット
ホールは、排出口５からの粉粒体の円滑な排出を妨げる
ことになる。

【００３５】次いで、粉粒体供給装置１００を直立多管
式反応器内で移動させ、ノズル７を、図１に示されてい
るように、粉粒体を供給すべき反応管８と整列させた
後、エアシリンダ１２によってノズル７を降下させ、ノ
ズル７の先端を反応管８に挿入する。

【００３６】次いで、シリンダ１１を作動させて、弁体
９を下方位置から上方に移動させて、第１ホッパー１の
排出口５を開く。弁体９が上方移動して排出口５が開く
と、粉粒体は排出口５を通して第２ホッパー２に向けて
落下していく。

【００３７】第１ホッパー１に収容されている粉粒体内
にブリッジが形成されている場合には、ブリッジから下
方の粉粒体のみが第２ホッパー２に落下する。弁体９
は、第１ホッパー１に収容された粉粒体に接触しなが
ら、この中を上方に移動するので、粉粒体内にブリッジ
が形成されている場合であっても、上方に移動する弁体
９によってブリッジが崩され、ブリッジから上方に位置
する粉粒体も落下し、排出口５から第２ホッパー２に向
けて排出される。このように、第１ホッパー１内では、
ブリッジの崩壊が起こる場合があるので、第２ホッパー
２への粉粒体供給は、一定の速度では行われないことが
ある。

【００３８】形成されたブリッジを確実に崩し、さら
に、上方から落下してきた粉粒体による更なるブリッジ
の形成を阻止するために、粉粒体を供給している間、弁
体９を上下動させ続けてもよい。この上下動は、排出口
５が全開状態となる高さ位置で弁体９を上下に動かすの
が良い。

【００３９】第２ホッパー２に供給された粉粒体は、第
２ホッパーの先細り形状のため、第２ホッパー内にいっ
たん保持される。エアシリンダ１２の作動によって、ノ
ズル７を、例えば図２に点線で示す下位置と実線で示す
上位置との間で上下運動させると、この上下運動によっ
て、第２ホッパー２が伸縮して、その中央部分が変形
し、中に保持された粉粒体がもみほぐされる。このもみ
ほぐしにより、第２ホッパー２内に保持された粉粒体が
流動化され、下側から少しずつ落下させる。粉粒体はノ
ズル７の排出口から均一に排出される。

【００４０】所定量の充填が完了すると、シリンダ１１
によって弁体９を下方位置まで降下させて排出口５を閉
鎖し、さらに、エアシリンダ１２によってノズル７を上
昇させて反応管８から抜きとる。そして、粉粒体供給装
置１００をレール１４に沿って移動させ、ノズル７を次
の反応管８に整列させ、上述した作業を充填動作を開始
する。シリンダ１１およびエアシリンダ１２の作動制御
は、オペレータによる手動制御であっても、あるいは、
マイコンなどによる自動制御であってもよい。これらの
動作を全ての反応管８に対する充填作業が完了するまで
行う。粉粒体は、ホッパー１内に適宜追加される。

【００４１】以上のように、粉粒体供給装置１００は、
コンパクトな構成であるから、移動が容易であり、従
来、人手に頼らざるを得なかった直立多管式反応器の反
応管への粉粒体充填作業に使用することができ、この作
業の効率を著しく向上させることができる。

【００４２】本発明は、以上の実施の形態に限定される
ことなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内
で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内
に包含されるものであることは言うまでもない。

【００４３】上記実施形態では、弁体９は、上端側およ
び下端側部分に円錐台部分９ａ、９ｂを備えた円柱形状
であるが、下端側および下端側部分に錐部分を備えた多
角形の角柱形状のものでもよい。シリンダ１１が、シャ
フト１０および弁体９を回転させながら上下動させる構
成であるときには、このような形状の弁体が特に有効で
ある。

【００４４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ホッパ
ー内のブリッジを確実に崩し、粉粒体を円滑に供給する
ことができる粉粒体供給装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好ましい実施形態の粉粒体供給装置
が、反応管の上方に配置された状態を示す概略的な縦断
面図である。

【図２】本発明の好ましい実施形態の粉粒体供給装置
における、ノズルの上下運動を示す概略的な縦断面図で
ある。

【符号の説明】

１００：粉粒体供給装置１：第１ホッパー２：第２ホッパー（補助ホッパー）５：排出口７：ノズル８：反応管９：弁体９ａ：円錐台部分９ｂ：円錐台部分１０：シャフト１１：シリンダ１２：エアシリンダ

フロントページの続き (72)発明者佐藤俊裕広島県大竹市御幸町20番１号三菱レイヨン株式会社大竹事業所内 (72)発明者池田正栄広島県大竹市御幸町20番１号三菱レイヨン株式会社大竹事業所内 (72)発明者浅井武広島県大竹市御幸町20番１号三菱レイヨン株式会社大竹事業所内 (72)発明者作永憲一広島県大竹市御幸町20番１号三菱レイヨン株式会社大竹事業所内Ｆターム(参考） 3E070 AA19 AB11 GA11 HA06 HB04 HD01 HG05 VA17 WF05 3F075 AA08 BA02 BB01 CA02 CA09 CD09 DA06 DA15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下端に排出口が設けられたホッパーと、該ホッパー内で上下動することにより前記排出口を開閉
する弁手段と、該弁手段を駆動する弁駆動装置と、前記排出口に上部が連結され上下方向に伸縮可能な補助
ホッパーと、該補助ホッパーの下部に連結されたノズルと、該ノズルを上下動させるノズル駆動装置とを備えてい
る、粉粒体供給装置。
【請求項２】前記弁駆動装置が前記ホッパーの上方に
配置されている、請求項１に記載の粉粒体供給装置。
【請求項３】前記弁手段が、前記ホッパー内の排出口
の近傍位置で上下動し、該排出口を開閉する弁体を備え
ている、請求項１又は２に記載の粉粒体供給装置。
【請求項４】前記弁体の上端側部分が円錐台部分を備
えている、請求項３に記載の粉粒体供給装置。
【請求項５】前記弁体の下端側部分が円錐台部分を備
えている、請求項３又は４に記載の粉粒体供給装置。
【請求項６】前記補助ホッパーが、下方に向かって先
細りする筒状体である、請求項１ないし５のいずれか１
項に記載の粉流体供給装置。