JP2010215343A

JP2010215343A - 粉体供給装置

Info

Publication number: JP2010215343A
Application number: JP2009063173A
Authority: JP
Inventors: Shunji Betsuso; 俊二別惣
Original assignee: Izumi Food Machinery Co Ltd
Current assignee: Izumi Food Machinery Co Ltd
Priority date: 2009-03-16
Filing date: 2009-03-16
Publication date: 2010-09-30
Anticipated expiration: 2029-03-16
Also published as: JP5294264B2

Abstract

【課題】簡易な構造の装置で、流動性が低く、凝集して塊状になりやすい粉体を閉塞を起こすことなく連続供給するとともに、空気を流入させずに粉体のみを一定速度で溶解機等に真空吸引させることができる粉体供給装置を提供すること。
【解決手段】粉体Ａが投入される円筒状のホッパ１と、ホッパ１内に摺接して回転可能に配設された円錐形状の回転ノーズ２と、回転ノーズ２の底壁周縁部とホッパ内壁との間に形成された粉体の絞り通路３と、絞り通路３と連通して回転ノーズ２の下方に形成された周方向の排出溝４と、回転ノーズ２から排出溝４に延設された攪拌ブレード５と、攪拌ブレード５により送られた粉体Ａを排出溝４に設けた排出口４ａから吸引して排出する吸引ノズル６と、排出口４ａに粉体Ａを導くために排出溝４に突出した切出爪７とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、粉体供給装置に関し、特に、流動性が低く、凝集して塊状になりやすい粉体でも、閉塞を起こすことなく連続供給するとともに、空気を流入させずに粉体のみを一定速度で溶解機等に真空吸引させることができる粉体供給装置に関するものである。

例えば、粉体真空吸引方式の溶解機に粉体を供給する場合、吸引口で閉塞を起こしたり、空気を同時に吸い込んだりすることによって溶解液が泡立つなど、最適な粉体供給方法は確立されていない。

粉体ホッパから一定の速度で粉体を切出す装置としては、ローラー回転式や枡計量式円形フィーダー等が従来から使用されていたが、切出した粉体は大気圧下で間欠的に排出されるもので、真空下で連続的に排出するものはない。

一方、流動性が低く、ブリッジしやすい粉体の搬出装置としては、特許文献１に記載のブリッジ防止装置及びブリッジ防止装置を備えた粉体攪拌搬出装置などが提案されている。

特開２００２−１３７８３１号公報

しかしながら、特許文献１に記載のものは、搬出装置が押し出し式であるため、粉体を圧縮する力が働き、例えば、全粒大豆粉のような流動性が低く、凝集して塊状になりやすい粉体の場合は押し込み部で粉体が固化してしまうという問題があった。
また、流動性の高い粉体の場合は押し出し式も問題ないが、粉体真空吸引方式の溶解機のように粉体を吸引する場合は、このような連続式押し出し機構では粉体が吸われてその定量性を確保することができないという問題があった。

本発明は、上記従来の粉体供給装置が有する問題点に鑑み、簡易な構造の装置で、例えば、流動性が低く、凝集して塊状になりやすい粉体を閉塞を起こすことなく連続供給するとともに、空気を流入させずに粉体のみを一定速度で溶解機等に真空吸引させることができる粉体供給装置を提供することを第１の目的とする。

また、本発明は、排出される粉体流量の調節を、簡易な機構によって行うことができる粉体供給装置を提供することを第２の目的とする。

上記第１の目的を達成するため、本発明の粉体供給装置は、粉体が投入される円筒状のホッパと、該ホッパ内に摺接して回転可能に配設された円錐形状の回転ノーズと、該回転ノーズの底壁周縁部とホッパ内壁との間に形成された粉体の絞り通路と、該絞り通路と連通して回転ノーズの下方に形成された周方向の排出溝と、回転ノーズから該排出溝に延設された攪拌ブレードと、該攪拌ブレードにより送られた粉体を排出溝に設けた排出口から吸引して排出する吸引ノズルと、排出口に粉体を導くために排出溝に突出した切出爪とを備えたことを特徴とする。

この場合において、攪拌ブレードに、切出爪の通過を許容するスリットを形成することができる。

また、この場合において、攪拌ブレードが切出爪の突出位置を通過するときに、切出爪を後退させる進退機構を備えることができる。

また、上記第２の目的を達成するため、排出口の下方に、スリットを形成した計量ロータを備えた排出口流量調節機構を配設し、前記計量ロータの容積及び／又は計量ロータの回転速度を調整することによって、排出口から排出される粉体流量の調節を行うようにすることができる。

本発明の粉体供給装置によれば、簡易な構造の装置で、回転ノーズの円錐斜面を伝う摺動とホッパ内壁を伝う垂直降下により、絞り通路を通過する粉体に粉体圧力を直接掛けることなく、蠕動運動で粉体を流動化させながら排出溝に流下させることができる。
また、排出溝に流下した粉体を攪拌ブレードで送り、切出爪によって解砕し、流動化させて排出口に向けて強制的に送り出すことができる。
そして、排出口に送り出された粉体を吸引ノズルで吸い込むことにより、例えば、対象となる粉体が、流動性が低く、凝集して塊状になりやすい全粒大豆粉等であっても、粉体を、閉塞を起こすことなく、連続供給することができ、かつ、空気を流入させずに粉体のみを一定速度で溶解機等に真空吸引させることができる。

また、攪拌ブレードに、切出爪の通過を許容するスリットを形成することにより、スリットを形成した攪拌ブレードが切出爪の突出位置を通過するときに、切出爪とスリットとが接触することなく、また、この隙間において、凝集固化した粉体をより効果的に解砕することができる。

また、攪拌ブレードが切出爪の突出位置を通過するときに、切出爪を後退させる進退機構を備えることにより、攪拌ブレードにスリットを形成する必要がなく、攪拌ブレードによる排出溝内の粉体の搬送を効率よく行うことができる。

また、排出口の下方に、スリットを形成した計量ロータを備えた排出口流量調節機構を配設し、前記計量ロータの容積及び／又は計量ロータの回転速度を調整することによって、排出口から排出される粉体流量の調節を、簡易な機構によって行うことができる。

本発明の粉体供給装置の一実施例を示す正面断面図である。（ａ）は図１のＸ−Ｘ断面図、（ｂ）は切出爪の平面拡大図である。同粉体供給装置の下部と吸引ノズルを示す図２（ａ）のＹ−Ｙ断面図である。切出爪の進退機構を示す図２（ａ）のＹ−Ｙ断面図である。粉体の定量供給機構並びに吸引ノズル及びミキシングノズルを示し、（ａ）は一部切り欠きの断面図、（ｂ）は（ａ）のＺ−Ｚ断面図である。同粉体供給装置と溶解機を示し、（ａ）はその平面図、（ｂ）は同正面図である。

以下、本発明の粉体供給装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１〜図６に、本発明の粉体供給装置の一実施例を示す。
この粉体供給装置は、粉体Ａが投入される円筒状のホッパ１と、該ホッパ１内に摺接して回転可能に配設された円錐形状の回転ノーズ２と、該回転ノーズ２の底壁周縁部とホッパ内壁との間に形成された粉体の絞り通路３と、該絞り通路３と連通して回転ノーズ２の下方に形成された周方向の排出溝４と、回転ノーズ２から該排出溝４に延設された攪拌ブレード５と、該攪拌ブレード５により送られた粉体Ａを排出溝４に設けた排出口４ａから吸引して排出する吸引ノズル６と、排出口４ａに粉体Ａを導くために排出溝４に突出した切出爪７とを備えるようにしている。

そして、この粉体供給装置においては、吸引ノズル６から供給される粉体を溶媒供給管から供給される溶媒（例えば、清水）と混合し、該混合した混合液を溶解機９に供給するミキシングノズル８を備えるようにしている。
ここで、溶解機９には、ミキシングノズル８で混合された混合液を吸引し、混合液に含まれる粉体と溶媒とを懸濁及び／又は溶解して送出するものを用いることができる。

ホッパ１は、上部が開口した有底円筒状をなし、固定側として設置されている。このホッパ１は、上方に向けて漸次拡開するテーパ形状に設けることも可能である。
回転ノーズ２は円錐形状をなし、下方に延設した中心軸２１をモータ２２に接続することにより、ホッパ１内で回転するように設けられている。

回転ノーズ２の底壁周縁部とホッパ内壁との間には、粉体の絞り通路３が形成されるとともに、回転ノーズ２の下方には、この絞り通路３と連通するように環状の排出溝４が形成されている（図２（ａ）参照）。
この排出溝４には、回転ノーズ２の底壁から複数枚の攪拌ブレード５（図例では、等間隔で４枚）が延設され、該攪拌ブレード５により送られた粉体Ａを排出溝４に設けた排出口４ａから真空吸引力で吸引する吸引ノズル６と、排出口４ａに粉体Ａを導くために排出溝４に突出した切出爪７が設けられており、これらの組み合わせにより、ホッパ１に投入した粉体Ａを切出爪７によって解砕し、流動化させながら排出口に向けて強制的に送り出すようにしている。

具体的には、まず、静止した円筒状のホッパ１と旋回運動する円錐形状の回転ノーズ２との組み合わせにより、速度差をつけながら粉体全体を流動化させる。
次に、粉体Ａを、回転ノーズ２の底壁周縁部とホッパ１の内壁との間に形成した絞り通路３を通過させることにより、排出溝４に流下する粉体Ａを絞り効果により粉体密度を高め、絞り通路３への空気の流入を阻止する。

具体的には、まず、円筒状のホッパ１と円錐形状の回転ノーズ２の組み合わせによる静と動の作用により、粉体Ａに周方向の速度差をつけながら粉体全体を流動化させる。
次に、粉体Ａを、回転ノーズ２の底壁付近に形成した絞り通路３を通過させることにより、排出溝４に流下する粉体Ａを絞り効果により粉体密度を高め、絞り通路３への空気の流入を阻止する。

この場合、排出溝４の粉体Ａは絞り通路３の存在により、ホッパ１内の粉体荷重を直接受けることなく、攪拌ブレード５の旋回で排出溝４を周回し流動状態になる。
そして、排出口４ａから水平方向に対して下方向に４５°傾斜して設置された吸引ノズル６により、排出溝４の粉体Ａを溶解機９の真空吸引力で一定の速度で連続的に排出させる。
吸引ノズル６は、排出口４ａの直下に設けられるとともに、切出爪７によって、解砕し、流動化させながら排出口４ａに向けて強制的に送り出された粉体Ａを吸引しているため、粉体Ａの滞留がなく、粉体Ａの固着による閉塞がない。

また、攪拌ブレード５には、切出爪７の通過を許容する切り欠き状のスリット５ａを形成し、排出溝４に突出した切出爪７に攪拌ブレード５が接触し、回転ノーズ２の回転に支障を来すことがないように構成されている。
本実施例において、切出爪７は、粉体Ａを強制的に送り出すことができるように、側面視で吸引ノズル６の軸方向に傾斜して突出するようにしているので、攪拌ブレード５との干渉を防止するために、平面視で、図２（ｂ）に示すように、排出溝４の中心半径Ｒと同一の半径Ｒの円弧状に形成されている。

また、攪拌ブレード５と切出爪７との干渉を防止するために、図４に示すように、攪拌ブレード５が切出爪７の突出位置を通過するときに、切出爪７を後退させる進退機構Ｃを備えることにより、攪拌ブレード５に設けるスリット５ａを省略することができる。
この進退機構Ｃは、吸引ノズル６の配管に長穴６ａを開口し、該長穴６ａに切出爪７から延設したピン７ａを突出させ、該ピンをモータ２２の中心軸２１とカム機構（図示省略）を介して連動することによって、攪拌ブレード５が切出爪７の突出位置を通過するときに、切出爪７を図例右下側に後退させるとともに、通過後は図例の位置に復帰するようにしている。
なお、進退機構Ｃとして、攪拌ブレード５を、回転ノーズ２の底壁に巻きバネ等の付勢手段（図示省略）によって、常時、排出溝４に突出するように丁番を介して取り付け、切出爪７に接触したときに、回転ノーズ２の底壁側に揺動するように構成することもできる。

排出口４ａから排出する粉体Ａの粉体流量の調節が必要な場合には、排出口流量調節機構１０によって調節することができる。
排出口流量調節機構１０は、図５に示すように、排出口４ａの直下に配設され、内部に円筒状の空間１３ａを形成した筐体１３と、空間１３ａの中心軸と偏芯した中心軸によって回動可能に配設された中空で外表面から内表面までに亘るスリット１１ａを周方向に等間隔に複数（図例では８箇所）形成した計量ロータ１１と、排出口４ａの直下に位置するスリット１１ａの内表面側を覆い、粉体の通過を阻止する底受板１２とからなる。
そして、スリット１１ａの容積及び／又は計量ロータ１１の回転速度によって粉体Ａの流量を調整することができる。

次に、本実施例の粉体供給装置の動作を説明する。
ホッパ１の上部の開口側から回転ノーズ２上に粉体Ａを投入すると、回転ノーズ２の回転により粉体Ａがホッパ内で流動する。
このとき、粉体Ａは回転する回転ノーズ２の円錐斜面とホッパ１の円筒内壁間で旋回運動しながら、ホッパ内壁側の摩擦抵抗で周方向の速度にズレが生じ、粉体は流動化する。

絞り通路３を流下して排出溝４に流入した粉体Ａは、ホッパ１内の粉体が回転ノーズ２の円錐斜面で支えられているため、粉体荷重が直接作用せずに良好な流動状態にある。
排出溝４は、その上部が回転ノーズ２の底壁で覆われるとともに、等間隔に設けられた攪拌ブレード５が該排出溝４に沿って旋回する。
排出溝４の粉体Ａは、この旋回する攪拌ブレード５によって押されながら、排出口４ａを通過する際に、切出爪７によって解砕され、流動化されながら吸引ノズル６の方に送られる。

排出口４ａから排出する粉体Ａの粉体流量の調節が必要な場合には、排出口４ａから水平方向に対して下方向に約４５°傾斜して設置された吸引ノズル６を通過する際に、排出口流量調節機構１０の回転速度を変えることによって、粉体流量を調節することができる。
また、溶解機９によって真空吸引されるミキシングノズル８において、溶媒供給管から接線方向に供給される溶媒（例えば、清水）の旋回渦流の中心部へ粉体Ａを直接吸引することで、空気含有量の少ない混合液が得られ、この混合液を次工程の溶解機９に供給することにより、溶解機９の機能を大幅に向上させることができる。

［実験例１］
流動性が低く、凝集して塊状になりやすい全粒大豆粉（製造元：アイカコアテクノス、商品名：ミヤギシロメ国産大豆粉）２０ｋｇをホッパ１に投入し、本実施例の粉体供給装置とそれに続く吸引式の溶解機９により処理したところ、１２ｋｇ／分という一定速度で搬送が可能であった。
なお、吸引式の溶解機９の真空度は−０.０２ＭＰａ〜−０.０４ＭＰａであった。

［実験例２］
また、単にホッパに入れて吸引させるだけでは流動しない粉として、上記全粒大豆粉の他にココア粉（製造元＝ＶＡＮＨＯＵＴＥＮ社、商品名：ＣＯＣＯＡ）があるが、同様の装置により同様の処理を行った結果、６ｋｇ／分という一定速度で搬送が可能であった。

また、本実施例の粉体供給装置は、真空吸引で外気を伴わずに粉体Ａを溶解機９に吸入するため、粉体の溶解速度は速くなり、溶解液に含む気泡量も少なくなり（気体は粉体粒子間に含まれる空気のみ）、溶解液の品質が向上する。
これにより、溶解後に分離する泡の高さは１０ｍｍ以内であった。

かくして、本実施例の粉体供給装置は、粉体Ａが投入される円筒状のホッパ１と、該ホッパ１内に摺接して回転可能に配設された円錐形状の回転ノーズ２と、該回転ノーズ２の底壁周縁部とホッパ内壁との間に形成された粉体の絞り通路３と、該絞り通路３と連通して回転ノーズ２の下方に形成された周方向の排出溝４と、回転ノーズ２から該排出溝４に延設された攪拌ブレード５と、該攪拌ブレード５により送られた粉体Ａを排出溝４に設けた排出口４ａから吸引して排出する吸引ノズル６と、排出口４ａに粉体Ａを導くために排出溝４に突出した切出爪７とを備えることから、簡易な構造の装置で、回転ノーズ２の円錐斜面を伝う摺動とホッパ１の内壁を伝う垂直降下により、絞り通路３を通過する粉体Ａに粉体圧力を直接掛けることなく、蠕動運動で粉体Ａを流動化させながら排出溝に流下させることができる。
また、排出溝４に流下した粉体Ａを攪拌ブレード５で送り、切出爪７によって解砕し、流動化させて排出口４ａに向けて強制的に送り出すことができる。
そして、排出口４ａに送り出された粉体Ａを吸引ノズル６で吸い込むことにより、例えば、対象となる粉体が、流動性が低く、凝集して塊状になりやすい全粒大豆粉等であっても、粉体Ａを、閉塞を起こすことなく、連続供給することができ、かつ、空気を流入させずに粉体Ａのみを一定速度で溶解機９等に真空吸引させることができる。

また、攪拌ブレード５に、切出爪７の通過を許容するスリット５ａを形成したり、攪拌ブレード５が切出爪７の突出位置を通過するときに、切出爪７を後退させる進退機構Ｃを備えることにより、攪拌ブレード５と切出爪７との干渉を防止することができる。

以上、本発明の粉体供給装置について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができる。

本発明の粉体供給装置は、簡易な構造の装置で、流動性が低く、凝集して塊状になりやすい粉体を閉塞を起こすことなく連続供給するとともに、空気を流入させずに粉体のみを一定速度で溶解機等に真空吸引させるという特性を有していることから、例えば、粉体真空吸引方式の溶解機に粉体を連続的に供給するための粉体供給装置として広く好適に用いることができる。

１ホッパ
２回転ノーズ
２１中心軸
２２モータ
３絞り通路
４排出溝
４ａ排出口
５攪拌ブレード
５ａスリット
６吸引ノズル
７切出爪
８ミキシングノズル
９溶解機
１０排出口流量調節機構
Ａ粉体
Ｃ進退機構

Claims

粉体が投入される円筒状のホッパと、該ホッパ内に摺接して回転可能に配設された円錐形状の回転ノーズと、該回転ノーズの底壁周縁部とホッパ内壁との間に形成された粉体の絞り通路と、該絞り通路と連通して回転ノーズの下方に形成された周方向の排出溝と、回転ノーズから該排出溝に延設された攪拌ブレードと、該攪拌ブレードにより送られた粉体を排出溝に設けた排出口から吸引して排出する吸引ノズルと、排出口に粉体を導くために排出溝に突出した切出爪とを備えたことを特徴とする粉体供給装置。
攪拌ブレードに、切出爪の通過を許容するスリットを形成したことを特徴とする請求項１記載の粉体供給装置。
攪拌ブレードが切出爪の突出位置を通過するときに、切出爪を後退させる進退機構を備えたことを特徴とする請求項１記載の粉体供給装置。
排出口の下方に、スリットを形成した計量ロータを備えた排出口流量調節機構を配設し、前記計量ロータの容積及び／又は計量ロータの回転速度を調整することによって、排出口から排出される粉体流量の調節を行うようにしたことを特徴とする請求項１、２又は３記載の粉体供給装置。