JP2010235282A - 粒状物排出供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】連結部材又は連結管やアタッチメントの追加又は除去の必要がない構成にすると共に、粒状物の回収だけでなく、新たに粒状物を供給することもできる粒状物排出供給装置を提供する。
【解決手段】密閉されたタンク３内に収納された粒状物４を吸引して回収し、前記タンク３内へ新たな粒状物４を放出して供給できる粒状物排出供給装置１であって、タンク３上方から繰り出されるワイヤ２に吊り下げられる装置本体11に、タンク３の内面に向けて伸縮自在な支持アーム111を設け、タンク３の底面に向けて吸引放出口14を開口し、前記吸引放出口14を囲んで水平に正逆回転する撹拌翼121を設けて構成される粒状物排出供給装置１である。
【選択図】図１

Description

本発明は、密閉されたタンク内に収納された粒状物（粉体を含む）を吸引して回収し、前記タンク内へ新たな粒状物を放出して供給できる粒状物排出供給装置に関する。

密閉されたタンク内に収納された粒状物（粉体を含む）を吸引して回収することにより、前記タンク外へ排出する作業は、広く一般に見られるところである。具体的には、サイロに収納された穀類や家畜の飼料を取り出す場合や、反応塔に収納された触媒を廃棄又は再生するために回収する場合を例示できる。こうした作業は、省力化はもちろんであるが、特に反応塔から触媒を回収する場合、重大な労働災害を誘引する危険な環境下で作業者に労力を強いることを回避する観点から、機械化が望まれる。これから、反応塔に収納された触媒を廃棄又は再生するために回収する場合について、例えば特許文献１が開示する「廃触媒掘削機」や特許文献２が開示する「掘削除去装置」が、粒状物の排出に限った装置（粒状物排出装置）として提案されている。

特許文献１が開示する粒状物排出装置は、反応塔（触媒収納容器）の上部開口から回転自在に垂下する柱状体と、前記柱状体先端の先端カッタと、前記柱状体先端側に設けられた開閉可能な複数の開閉アームと、柱状体上部に設けられた柱状体の回転駆動機構と、開閉アームの開閉アーム駆動機構と、先端カッタ及び開閉アームによって削り取られた廃触媒を吸引する減圧吸引装置とから構成される（特許文献１、特許請求の範囲）。先端カッタの高さは、柱状体に連結部材（ディスタンスピース14）を追加又は除去することで調整する。特許文献２が開示する粒状物排出装置も同様で、先端にカッタを備えた先導体ユニットと、先導体ユニットの高さを調整する連結管と、連結管を介して先導体ユニットを昇降させる支持装置とから構成させる（特許文献２、特許請求の範囲）。

特公平07-102315号公報 特開2003-300032号公報

特許文献１及び特許文献２が開示する粒状物排出装置は、触媒の塊状化を解消して回収できる点が優れており、こうした塊状化の解消は触媒以外の粒状物の回収にも利用できると考えられる。しかし、先端カッタや先導体ユニットの高さを調整するには、連結部材又は連結管の追加又は除去が必要となり、この連結部材又は連結管の追加又は除去が大きな労力負担となり、回収作業の時間を長くするほか、何より危険な高所作業であることが問題となる。例えば特許文献１及び特許文献２が対象とする反応塔は、高いもので30ｍ近くあり、こうした高い反応塔に特許文献１及び特許文献２が開示する粒状物排出装置を用いて触媒の回収を図る場合、連結部材又は連結管の追加又は除去の回数が多くなり、前記問題が無視できなくなる。

また、特許文献１及び特許文献２が開示する粒状物排出装置は触媒の回収に特化しており、反応塔に新たな触媒を供給するためには別の粒状物供給装置を利用しなければならない。ここで、特許文献１及び特許文献２が開示する粒状物排出装置を逆に働かせて触媒を供給することも考えられるが、柱状体の下端や先導体ユニットは水平位置が固定されているから、供給する触媒が偏って堆積する虞がある。この点、特許文献１が開示する粒状物排出装置は、アタッチメントを追加することにより、吸入口の水平位置を調整できるようにしているが、上述同様、アタッチメントの追加及び除去が新たな労力負担となり、回収作業の時間の長期化を招くほか、危険な高所作業であることに変わりがない。

このように、特許文献１及び特許文献２が開示する粒状物排出装置は、連結部材又は連結管やアタッチメントの追加又は除去が大きな労力負担となり、回収作業の時間を長くするほか、危険な高所作業が問題となるほか、基本的に粒状物の回収しかできず、粒状物の供給には適さない構成になっていた。そこで、連結部材又は連結管やアタッチメントの追加又は除去の必要がない構成にすると共に、粒状物の回収だけでなく、新たに粒状物を供給することもできる粒状物排出供給装置を開発するため、検討した。

検討の結果開発したものが、密閉されたタンク内に収納された粒状物を吸引して回収し、前記タンク内へ新たな粒状物を放出して供給できる粒状物排出供給装置であって、タンク上方から繰り出されるワイヤに吊り下げられる装置本体に、タンクの内面に向けて伸縮自在な支持アームを設け、タンクの底面に向けて吸引放出口を開口し、前記吸引放出口を囲んで水平に正逆回転する撹拌翼を設けて構成される粒状物排出供給装置である。装置本体を吊り下げるワイヤは、タンク外に配したクレーン又はタンクの上部開口に付設したホイストから繰り出す。支持アームは、3本以上、好ましくは４本以上とし、周方向に等間隔に配置する。撹拌翼は、１枚以上、好ましくは２枚以上とし、正回転により粒状物を掻き上げ、逆回転により粒状物を押し下げる。撹拌翼が吸引放出口を囲むとは、吸引放出口の半径方向外側に撹拌翼が位置することを意味し、吸引放出口に対して撹拌翼の高さが異なってもよい。吸引放出口は、フレキシブルパイプを介して回収バケット等に接続し、吸引放出ポンプにより粒状物を吸引又は放出する。フレキシブルパイプは、装置本体に付設又は貫通させたり、装置本体を貫通する管路に、着脱カプラを介して着脱自在にする。

本発明の粒状物排出供給装置は、タンク上方から繰り出されるワイヤにより吊り下げた装置本体を、３本以上の支持アームでタンクの内面に対して突っ張ることにより、特に撹拌翼の回転に伴う反力に対抗するように位置固定する。また、支持アームを縮めると装置本体から半径方向に突出する部分をなくし、例えばタンクの小さな上部開口からでも粒状物排出供給装置を挿入できるようになるほか、タンクの内面の大きさに合わせて支持アームを半径方向に伸長し、タンクの大小を問わず装置本体を安定に支持できる。支持アームは、撹拌翼の回転に伴う反力に対抗できればよいので、粒状物の堆積表面の下降に応じて装置本体が下降できるように、例えば上下方向に転動するが、回転方向に対抗するローラを先端に装着することもできる。タンクに収納された粒状物は、吸引放出口を囲む撹拌翼を正回転させ、掻き上げるように撹拌することにより塊状化を解消し、吸引放出口から吸引して回収する。逆に、吸引放出口から放出された粒状物は、吸引放出口を囲む撹拌翼を逆回転させ、押し下げながら均すことにより拡散させ、塊状化を防止しながら供給する。

撹拌翼は、吸引放出口を囲む装置本体の回転部位（例えば吸引放出口を囲む回転リング）に取り付ける。この撹拌翼は、吸引放出口を囲む装置本体の回転部位に、タンクの内面に向けて進退自在に取り付けるとよい。これにより、撹拌翼は回転半径を調整でき、吸引放出口から半径方向に離れた粒状物の塊状化を解消したり、吸引放出口から供給する粒状物を撹拌翼の回転半径の拡大に合わせて半径方向に拡げたりできる。撹拌翼の回転半径を縮めると装置本体から半径方向に突出する部分をなくし、例えばタンクの小さな上部開口からでも粒状物排出供給装置を挿入できるようになる。また、撹拌翼は、吸引放出口を囲む装置本体の回転部位に、タンクの底面に向けて昇降自在に取り付けるとよい。これにより、撹拌翼の回転高さを調整でき、排出に伴う粒状物の堆積層表面の下降又は供給に伴う粒状物の堆積層表面の上昇に合わせて、回転高さを加減できる。

このほか、吸引放出口は、タンクの底面に向けたバイブレータを設けるとよい。バイブレータは、粒状物の回収に際し、撹拌翼の正回転により塊状化が解消され、吸引放出口近傍に集まった粒状物に振動を与え、吸引放出口から吸引するまでに再塊状化することを防止する。また、バイブレータは、粒状物の供給に際し、吸引放出口から放出された直後の粒状物が塊状化することを防止して拡散させ、その後撹拌翼の逆回転により粒状物が均され、押し拡げられるようにする。こうしたバイブレータの振動や撹拌翼の正逆回転に際する回転部位の振動により、装置本体を吊り下げるワイヤが影響を受けないように、ワイヤを接続する吊り下げ部位（例えば吊り下げリング）を装置本体に設け、前記吊り下げ部位と装置本体との間に緩衝機構（例えばコイルスプリング）を介装しておくとよい。

本発明の粒状物排出供給装置は、連結部材又は連結管やアタッチメントを追加又は除去することなく、吸入放出口を安定して昇降させることができ、粒状物の排出だけでなく、供給までも可能にし、前記粒状物の排出及び供給における労力負担の低減や作業時間の短縮のほか、連結部材又は連結管やアタッチメントの追加又は除去といった危険な高所作業が不要になるという大きな効果をもたらす。伸縮する支持アームや回転半径を調整できる撹拌翼は、タンクの小さな上部開口から粒状物排出供給装置を挿入できるようにする。また、伸縮する支持アームは、タンクの大小にかかわりなく、装置本体を位置固定できるようにする。そして、回転半径を調整できる撹拌翼は、タンクの大小にかかわりなく、粒状物を効率よく排出又は供給できるようにする。これらは、総じて本発明の粒状物排出供給装置を様々な粒状物の排出及び供給に利用できる効果をもたらす。

本発明を適用した粒状物排出供給装置を太い径のタンクの内部に入れた状態における排出作業態様を表す正面図である。 本例の粒状物排出供給装置を反応塔の内部に入れる準備作業態様を表す正面図である。 本例の粒状物排出供給装置を細い径のタンクの内部に入れた状態を表す正面図である。 本例の粒状物排出供給装置を太い径のタンクの内部に入れた状態における供給作業態様を表す正面図である。

以下、本発明を実施するための形態について図を用いて説明する。本発明の粒状物排出供給装置１は、例えば図１に見られるように、タンク３上方から繰り出されるワイヤ２に吊り下げられる装置本体11に、タンク３の内面に向けて伸縮自在で、上下方向に傾倒自在な支持アーム111を設け、タンク３の底面に向けて吸引放出口14を開口し、前記吸引放出口14を囲んで水平に正逆回転する撹拌翼121を設けて構成される。本例の粒状物排出供給装置１は、タンク３外に配したクレーン（図示略）から繰り出されるワイヤ２を、装置本体11の上部にコイルスプリング131を介装して設けた吊り下げリング13に接続して吊り下げる構成を想定している。このほか、ワイヤ２は、タンク３の上部開口31（図２参照）に付設したホイスト（図示略）から繰り出すようにしてもよい。

支持アーム111は、周方向等間隔（周方向90度間隔）に４本設けている。本例の支持アーム111は伸縮シリンダからなり、チューブ端を装置本体11に軸着し、上下方向に揺動自在になっている。支持アーム111は、装置本体11にチューブ端を軸着した伸縮シリンダである展開アーム112に支持されており、展開アーム112を伸縮することにより、上下方向に揺動する。支持アーム111の先端、すなわちロッド端には、タンク３の内面に当接するローラ113と、タンク３の内面に圧接するストッパ114とを設けている。粒状物排出供給装置１を昇降させる際は、ストッパ114を待避させてローラ113のみをタンク３の内面に当接させ、撹拌翼121を回転させる際は装置本体11の安定した位置固定のため、ストッパ114をタンク３の内面に圧接して、ローラ113の転動を禁止する。

撹拌翼121は、点対称関係（周方向180度間隔）に２枚ある。本例の撹拌翼121は、正回転方向に下り勾配（逆回転方向に上り勾配）に捩れたプロペラ形状で、装置本体11に設けられた回転リング12に支持される伸縮シリンダからなる回転アーム122に取り付けられている。回転アーム122は、チューブ端を回転リング12に軸着され、ロッド端に撹拌翼121を取り付けてあり、同じく回転リング12に軸支された伸縮シリンダである昇降アーム123に前記チューブを支持されている。これにより、撹拌翼121は、回転アーム122及び昇降アーム123の伸縮に応じ、回転半径を拡大又は縮小し、回転高さを調整する。回転リング12は、装置本体11に点対称関係で取り付けられた回転モータ124により、吸入排出口14を囲んで回転する。回転モータ124は自由に選択できるが、例えばタンク３が反応塔である場合、タンク３の内部は爆発性雰囲気にある虞があるため、エアモータを用いることが好ましい。

このほか、本例の装置本体11は、姿勢が水平か否かを判別するため、姿勢センサ115を設けている。これにより、装置本体11が水平の姿勢にある状態で支持アーム111を伸ばすことができるようになり、装置本体11の安定した位置固定を図ることができる。また、本例の装置本体11は、タンク3の内部に入ることから、タンク３の内部を観察できるように、監視カメラ116及びライト117を設けている。これにより、粒状物４の供給又は排出の作業に際して、粒状物４の供給状況や排出状況を外部から確認できるほか、粒状物４の供給又は排出と別にタンク３の内部に粒状物排出供給装置１を入れて、前記タンク３の内部を確認できるようになる。

まず、タンク３から粒状物４を排出する場合について説明する。粒状物排出供給装置１は、図２に見られるように、支持アーム111及び展開アーム112を縮め、また回転アーム122及び昇降アーム123を縮めて、装置本体11から半径方向に突出する部分をなくした状態で、例えばタンク３の小さな上部開口31から挿入する。その後、吸入排出口14がタンク３の内部に収納された粒状物４の堆積表面に到達した時点で、装置本体11の水平を姿勢センサ115が確認した後、支持アーム111及び展開アーム112を伸ばしてローラ113をタンク３の内面に当接させ、そしてストッパ114を圧接させて装置本体11を位置固定する。このとき、タンク３の内径が小さければ、図３に見られるように、内面の大きさに合わせて支持アーム111を小さく展開し、装置本体11を安定に支持できる。

装置本体11が位置固定されると、続いて回転アーム122及び昇降アーム123を伸ばして、撹拌翼121を吸引放出口14に揃えて配置し、準備を完了する。基本的には、回転アーム122の伸縮が撹拌翼121の回転半径を、昇降アーム123の伸縮が撹拌翼121の回転高さを調整する。こうして準備が完了すると、回転モータ124を駆動して回転リング12を回転させ、撹拌翼121を正回転させる（下方から見て右回りである、図１参照）。同時に、吸引放出口14から粒状物４を吸引し始める。本例は、吸引放出口14を囲むリング状のバイブレータ141を設けてあり、前記吸引放出口14による粒状物４の吸引と併せてバイブレータ141を振動させる。こうして、正回転する撹拌翼121により掻き上げられ、塊状化が解消された粒状物４は、順次吸引放出口14から吸引され、装置本体11を貫通する管路から着脱カプラ132、フレキシブルパイプ133を経て回収バケット（図示略）に回収される。

粒状物４の回収が進むと、当然粒状物４の堆積表面が下がっていく。そこで、一時的に撹拌翼121の回転を停止させる又は回転を弱め、ストッパ114によるタンク３の内面に対する圧接を一時的に解除し、支持アーム111が上下方向に転動自在なローラ113をタンク3の内面に当接させるだけにする。これにより、粒状物排出供給装置１は、支持アーム111をタンク３の内面に突っ張ったままの状態で水平な姿勢を維持しながら、自重に従って下降させることができる。吸引放出口14が粒状物４の堆積表面に到達すると前記下降が終わるので、改めてストッパ114をタンク３の内面に押し付けると、装置本体11を安定に位置固定できる。この段階で撹拌翼121の回転を再開又は通常回転に復帰させると、上述同様の粒状物４の回収を続けることができる。

最後に、タンク３に粒状物４を供給する場合について説明する。粒状物排出供給装置１は、粒状物４の排出の際と同様、支持アーム111及び展開アーム112を縮め、また回転アーム122及び昇降アーム123を縮めてタンク３の上部開口31から挿入し、吸入排出口14がタンク３の底面近傍（タンク３が空の場合）に到達した時点で装置本体11を位置固定し、回転アーム122及び昇降アーム123を伸ばして撹拌翼121を吸引放出口14に揃えて配置し、準備を完了する。そして、今度は撹拌翼121を逆回転させ（下方から見て左回りである、図４参照）、バイブレータ141を振動させながら吸引放出口14から粒状物４を放出し始める。こうして、吸引放出口14から放出された粒状物４は、バイブレータ141により塊状化が防止されて半径方向外側に拡がり、更に逆回転する撹拌翼121により押し付けられて均され、タンク３の内部に拡がりながら堆積表面を平滑にするように供給される。

粒状物４の供給が進むと、当然粒状物４の堆積表面が上がっていく。そこで、一時的に撹拌翼121の回転を停止させる又は回転を弱め、ストッパ114によるタンク３の内面に対する圧接を一時的に解除し、支持アーム111が上下方向に転動自在なローラ113をタンク3の内面に当接させるだけにする。これにより、粒状物排出供給装置１は、支持アーム111をタンク３の内面に突っ張ったままの状態で水平な姿勢を維持しながら、ワイヤ２の巻き戻しに従って上昇させることができる。吸引放出口14が粒状物４の堆積表面から十分に離れると、改めてストッパ114をタンク３の内面に押し付け、装置本体11を安定に位置固定する。この段階で撹拌翼121の回転を再開又は通常回転に復帰させると、上述同様の粒状物４の供給を続けることができる。

１ 粒状物排出供給装置
11 装置本体
111 支持アーム
112 展開アーム
12 回転リング
121 撹拌翼
122 回転アーム
123 昇降アーム
13 吊り下げリング
131 コイルスプリング
132 着脱カプラ
133 フレキシブルパイプ
14 吸引放出口
２ ワイヤ
３ タンク
４ 粒状物

Claims (4)

1. 密閉されたタンク内に収納された粒状物を吸引して回収し、前記タンク内へ新たな粒状物を放出して供給できる粒状物排出供給装置であって、
   タンク上方から繰り出されるワイヤに吊り下げられる装置本体に、タンクの内面に向けて伸縮自在な支持アームを設け、タンクの底面に向けて吸引放出口を開口し、前記吸引放出口を囲んで水平に正逆回転する撹拌翼を設けて構成される粒状物排出供給装置。
2. 撹拌翼は、吸引放出口を囲む装置本体の回転部位に、タンクの内面に向けて進退自在に取り付ける請求項１記載の粒状物排出供給装置。
3. 撹拌翼は、吸引放出口を囲む装置本体の回転部位に、タンクの底面に向けて昇降自在に取り付ける請求項１又は２いずれか記載の粒状物排出供給装置。
4. 吸引放出口は、タンクの底面に向けたバイブレータを設けた請求項１〜３いずれか記載の粒状物排出供給装置。

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