JP2011031963A - ブリッジ防止手段を有する粉粒体貯蔵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ホッパ内部へ粉粒体を蓄えて下部に設けた供給ゲートを開閉することでホッパ内の粉粒体を下方へ供給する粉粒体貯蔵装置において、ホッパ内部のブリッジ発生を防止するに際し、モータやシリンダなどの駆動源を設けず、構造がシンプルで省スペースになるブリッジ防止手段を有すること。

【解決手段】前記供給ゲート又はホッパに取り付けられホッパ内の粉粒体のブリッジ発生を防止するブリッジ防止手段を有し、該ブリッジ防止手段がゲートの開閉する動作をブリッジ防止手段の駆動源として作動することによりホッパ内の粉粒体のブリッジ発生を防止することを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ホッパ内部へ粉粒体を蓄えて下部に設けた供給ゲートを開閉することでホッパ内の粉粒体を下方へ供給する粉粒体貯蔵装置であって、特にホッパ内部に発生する粉粒体のブリッジ現象を防止するブリッジ防止手段を有する粉粒体貯蔵装置に関する。

乾燥した、あるいは水分を含んだ粉粒体の原料をホッパ内部へ蓄えて、必要な量を下部に備えた供給ゲートから放出して、撹拌機や乾燥機などの装置へ原料を供給するための粉粒体貯蔵装置が材料加工現場で一般に用いられている。
この粉粒体貯蔵装置のホッパ内部へ粉粒体を貯蔵する際に、ホッパ内部に蓄えられた粉粒体同士の押し合いなどによってホッパの排出口付近で粉粒体同士がアーチ構造を形成して閉塞するブリッジ現象が発生することがある。
このブリッジ現象が発生すると、ホッパ内部での粉粒体の移動が停滞し粉粒体が供給ゲートから排出されず、撹拌機や乾燥機などの装置への粉粒体の円滑な連続供給を妨げ、撹拌機や乾燥機などの装置の作業性を著しく低下させる要因となる。

そのため、従来より、ホッパ内部へのブリッジ現象の発生を防止するための装置が提案されている。
例えば、引用文献１（特開２０００−７０８９号公報）に記載の装置においては、ホッパのゲート付近へ気体噴出口が設けられている。この気体噴出口が送風機から送られる気体をホッパ内側へ噴出することでゲート付近に発生する粉粒体のブリッジを崩しブリッジ現象の発生を防止している。
また、他の実施例として、ホッパのゲート付近を外方から叩く殴打部材が設けられている。この殴打部材は流体圧シリンダのロッドへ接続され、ロッドを進退させることで殴打部材がホッパを叩くようになされている。これにより、ゲート付近に発生する粉粒体の詰まりを防止している。

また、引用文献２（特開２００６−３３５４１２号公報）に記載の装置においては、棒材を放射状に固定された回転体をホッパ内へ設けられている。
この回転体がモータの動力を用いて回転することでホッパ内部にて棒材が回転し、これによりゲート付近に発生する粉粒体のブリッジの発生を防止している。

特開２０００−７０８９号公報 特開２００６−３３５４１２号公報

しかしながら、従来技術には、ブリッジ現象の発生を防止するための装置を駆動するための駆動源を有する必要がある。
例えば、前記引用文献１に記載の装置においては、気体噴出口へ供給する気体を送る送風機や送風機からの配管が必要になる。また、殴打部材を駆動させるための駆動源である流体圧シリンダが必要となる。
また、引用文献２に記載の装置においては、回転体を回転させるためにモータを備える必要がある。
前述の従来技術はゲート下部に設けられるが、駆動源を有する装置は外形寸法が大きくなり、設置スペースを占有してしまう。コンパクトに配置され、余分な空間が無いプラント設備内では、大型の装置をゲート下部に設置することは非常に困難となる。

また、駆動源を作動させるための電源の配線や、圧縮空気源、油圧源などの配管が必要となり、狭いプラント内へ、配線・配管などの配設を行なう作業は、現地工事において非常に煩雑な手間のかかる作業となる。
さらには、メンテナンス作業においても、電気機器や配管機器などの日常のメンテナンス作業のみならず、異常発生時の部品交換などの作業においても、狭いスペースでの作業を強いられ、困難な作業となってしまう。
したがって、本発明はホッパ内部のブリッジ発生を防止するに際し、モータやシリンダなどの駆動源を設けず、構造がシンプルで省スペースになるブリッジ防止手段を有する粉粒体貯蔵装置を提供するものである。

上記の課題を解決するために、本発明は、粉粒体を蓄えるホッパと、該ホッパの下部へ設けられゲートを開閉することで粉粒体の供給量の調整を行なう供給ゲートを備える粉粒体貯蔵装置において、前記供給ゲート又はホッパに取り付けられホッパ内の粉粒体のブリッジ発生を防止するブリッジ防止手段を有し、該ブリッジ防止手段がゲートの開閉する動作をブリッジ防止手段の駆動源として作動することによりホッパ内の粉粒体のブリッジ発生を防止することを特徴とする。

また、前記ブリッジ防止手段が、前記ゲートの回転軸を延長してホッパの側壁内方へ突入される回転部材軸部と、前記回転部材軸部の外周へ径方向に放射状に固定される回転部材を有し、前記ゲートの回動に伴いホッパ内の回転部材を回転させることを特徴とする。

また、前記ブリッジ防止手段が、前記ホッパに固着され回転軸を回転自在に支持する回転軸軸受と、前記回転軸に備えられゲートの回動側後端部と当接しゲートの開動作時に回動方向へ押圧されて回転軸に回転力を与える回転受部と、前記回転軸に備えられ回転軸の回転に伴い回転してホッパを叩く打撃部を有し、前記供給ゲートの回動に伴い打撃部が回転してホッパを叩くことを特徴とする。

また、前記ブリッジ防止手段が、前記ホッパの側面内側へ気体を噴出するエアノズルを有し、該ノズルが前記ゲートの開閉動作におけるエアシリンダの排気を導入してホッパの側面内側へ気体を噴出することを特徴とする。

本発明によれば、ホッパ内部に蓄えられた粉粒体によるブリッジが形成されず、ホッパ内での粉粒体の閉塞が生じないので、ゲートからの粉粒体の放出が滞りなく連続的に行なわれる。例えば、計量器への粉粒体の供給を行なう場合、均一に定量供給することができるため、高い計量精度を保つことが可能となる。
また、粉粒体の放出が停滞なく確実に行なわれるので、放出ロスがなく短時間で所定量の放出ができ、計量器の計量時間を短縮することができる。

また、本発明によれば、ゲートを開閉するシリンダの動作による作用力をブリッジ防止手段の駆動源として利用するので、ゲートの回動動作によってシリンダへ加わる衝撃力が解消される。そのため、急激なゲートの動作により発生するシリンダへの多大な衝撃力を緩衝する必要が無くなり、シリンダへの衝撃を和らげるために設けられるエアクッションや、調整ボルトを取り付けなくても良い。

ブリッジ防止手段として一般に設けられる外部ノッカーや起振器は取付スペースが限られており、通常ではゲートよりも上方へ取り付けられているが、本発明によれば、ゲートと同じ高さ位置へブリッジ防止手段を取り付けることが可能となる。そのため、ブリッジ源ｙ層が起こりやすいホッパの最下部のブリッジを崩すことができるので、より効果的にブリッジの発生防止を行なうことが可能となり、確実にブリッジの発生を防止できる。

従来のホッパの供給ゲート部分の部分正面図。 実施例１に係るブリッジ防止手段の構成を示す模式図。 実施例１に係る粉粒体貯蔵装置の正面図。 図３のＡ−Ａ断面図。 実施例２に係る粉粒体貯蔵装置の正面図。 実施例２に係る粉粒体貯蔵装置の部分側面図。 実施例２に係る粉粒体貯蔵装置の動作経緯を示す説明図。 実施例３に係る粉粒体貯蔵装置の正面図。 実施例３に用いるエアノズルの断面図。

以下に本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１は、従来のブリッジ防止手段を有しないホッパ１の供給ゲート３部分の部分正面図を示す。図１（ａ）はゲート５が閉じている状態を示し、図１（ｂ）はゲート５が開いてホッパ１内部の粉粒体が下方へ放出されている状態を示している。
ホッパ１の下方部分であるホッパ下部２にはホッパ１に蓄えられた粉粒体の放出を調整する供給ゲート３が設けられている。

供給ゲート３は、シリンダ１０の駆動によって開閉される扇形のゲート５と、ゲート５へ一体に備えられて前記ゲート５の回動中心に設けられるゲート軸４と、ホッパ１に備えられ前記ゲート軸４を回転可能に支持するゲート軸受６を備えている。
図１（ａ）に示す供給ゲート３はゲート５が閉じた状態であり、ホッパ１の下方の開口部１１がゲート５で遮られてホッパ内の粉粒体が放出されないようになされている。
ホッパ１から粉粒体を供給する際には、図１（ｂ）に示すように供給ゲート３が開いた状態となる。シリンダ１０の駆動によりゲート５がゲート軸４を回動中心として回動し、ホッパ下部の開口部１１が開放されホッパ１内に蓄えられた粉粒体が下方へ放出される。

なお、実施例においてゲート５が扇形のゲート５で例示しているが、ゲート形状はこれに限定するものではなく、平面のスライドゲートや弾性材料で構成するピンチゲート、バタフライ弁であっても、同様に本発明の粉粒体貯蔵装置に用いることができる。
このような供給ゲート３を有するホッパ１に設けられる本発明のブリッジ防止手段９を以下に説明する。

本発明の実施例１に係る粉粒体貯蔵装置を説明する。
図２は、実施例１に係るブリッジ防止手段９の構成を示す模式図である。
図３は、実施例１に係る粉粒体貯蔵装置の正面図である。
図４は、図３のＡ−Ａ断面図である。
本実施例の粉粒体貯蔵装置は、図２にブリッジ防止手段９の構成を示すように、ゲート５の回動に伴って、ホッパ１の内部に設けられた回転部材２２が回転され、ホッパ１内に形成される粉粒体のブリッジを崩すものである。

図４に示すブリッジ防止手段９の断面図のように、ゲート軸４は回り止め８によりゲート５と一体になされている。ゲート軸４はホッパ１の内方へホッパ壁を貫通して延長されており、ホッパ内部へ回転部材軸部２１を形成している。また、ゲート軸４はブッシュ７を介してゲート軸受６へ回転自在に支持されており、ゲート軸受６はホッパ壁へ固着されている。

このようなブリッジ防止手段９を備えた供給ゲート３が開閉動作を行なう。図３に示す本実施例の正面図のように、シリンダ１０の駆動によりゲート５がゲート軸４を中心に回動されると、ゲート３は開閉の動作を行なう。ゲート３には、ゲート３の回動中心にゲート軸４が備えられており、ゲート３の回動に伴いゲート軸４の回転軸芯Ｙを中心に回転する。
本発明のブリッジ防止手段９は、前記ゲート軸４をホッパ１の内方まで延長して回転部材軸部２１を形成し、回転部材軸部２１をホッパ１の側壁内方へ突入させて、この回転部材軸部２１の外周へ半径方向外方へ回転部材２２を放射状に設けるものである。

この回転部材２２がホッパ１の内方で回転されることで、ホッパ内に蓄えられた粉粒体が形成するブリッジを回転部材２２により崩壊させる、またはブリッジ形成前段階の粉粒体の塊をほぐす作用をおこす。これによりホッパ内の粉粒体の移動が容易となり、開口部１１からスムーズに粉粒体が放出される。
この回転部材２２の回転はゲート５の開閉動作に連動されて行なわれるので、ブリッジ防止手段９のための駆動源を別途備える必要なく、ゲート５開閉のための駆動源であるシリンダ１０の動力のみでブリッジ防止手段９を作動させることが可能となる。

本実施例では回転部材２２は、回転部材軸部２１へ備えられる２枚の羽根により構成されているが、回転部材２２の形態はこれに限定するものではない。
例えば、回転部材２２は板状の羽根ではなく、棒状や螺旋状などの撹拌棒で構成されてもよい。

また、回転部材２２は粉粒体のブリッジが形成される箇所をほぐし、撹拌すればよいので、２枚に限定されることはない。
例えば、回転部材２２の個数もホッパ１内の粉粒体の密度が高く複数の回転部材２２では粉粒体の抵抗が大きくなり回転できない場合はひとつの回転部材２２を設けて回転し易くするほうが望ましい。
あるいは、ホッパ１内の粉粒体の密度が低く粉粒体の抵抗が小さい場合は、より攪拌部位を広範囲にするため回転部材を２以上の数で放射状に設置して確実に粉粒体のブリッジを防ぐようにすることもできる。

本発明の実施例２に係る粉粒体貯蔵装置を説明する。
図５は、実施例２に係る粉粒体貯蔵装置の正面図である。
図６は、実施例２に係る粉粒体貯蔵装置の部分側面図である。
図７は、実施例２に係る粉粒体貯蔵装置の動作経緯を示す説明図である。

図５及び図６に示す実施例２の構成について説明する。
ホッパ１のゲート５の開き方向側の側面位置へ本実施例のブリッジ防止手段９が設けられている。
ホッパ１のゲート５の開き方向側の側面には、回転軸軸受３２が備えられ、回転軸３１の両端部位を回転自在に支持している。
回転軸３１には、ゲートの回転力を受ける回転受部３４ と、ホッパ１の側面を打突する打撃部３５が設けられている。
回転受部３４は、ゲート５が開く時に回動する方向側のゲート端部である回動側後端部３３へ当接するようになされており、ゲート５の開きが大きくなる程度に応じて回転軸３１の回転角度が大きくなるようになされている。

打撃部３５は、ホッパ１の側面を直接打突するために重量を有するハンマ３７と、回転軸３１へハンマ３７を連結するアーム３６を備え、回転軸３１の回転によってアーム３６を介して連結されたハンマ３７が回転軸中心で回転されてハンマ３７がホッパ１の側面を叩いて打突するようになされている。
アーム３６は、回転軸３１の径方向外方へ棒状に形成されており、一端を回転軸３１へ固着され、外方の他端側へハンマ３７が連接されている。

ハンマ３７は、鋼材の塊などで構成し重量を持ったものとし、ホッパの側壁を叩いて打突する際にホッパ内部へ衝撃を加えるようになされ、この外部から加えられる衝撃によりホッパ内部で形成される粉粒体のブリッジを崩す作用、またはブリッジ形成前段階の粉粒体の塊をほぐす作用をおこす。
ハンマ３７が叩くホッパ１のシリンダ側の側面には、ハンマ３７の叩く衝撃をより確実に受けてホッパ１の内部へ伝達するために打撃受け部３８が設けられている。打撃受け部３８は、ハンマが打突する衝撃を広範囲へ伝達するようになされている。また、この打撃受け部３８は、ハンマ３７の打突による衝撃が局所へ集中してホッパ側壁を損傷しないようにするためにも必要である。

粉粒体貯蔵装置の動作経緯を示す図７を用いて本実施例の動作および作用を説明する。
図７（ａ）には、ゲート５を閉じた状態の粉粒体貯蔵装置を示している。ゲート５が閉じた状態になされているので、ブリッジ防止手段９の作動は行なわれない。
図７（ｂ）には、ゲート５が開く途上の状態を示している。この時、ゲート５の開閉動作の駆動源であるシリンダ１０が駆動し、ロッドが収縮されてゲート軸を中心としてゲート５がシリンダ側へ回動される。
ゲート５がシリンダ側へ回動すると、ゲート５の回動側後端部３３が引き上げられ、ホッパ１のシリンダ側の側面に設けられたブリッジ防止手段９に備えられている回転受部３４へ当接する。

ゲート５がさらに回動すると、ゲート５の回動側後端部３３へ当接している回転受部３４が、回動する回動側後端部３３に押されて回転力を受ける。回転受部３４が回転力を受けると、回転受部３４を備えた回転軸３１へ回転力が伝わり回転軸軸受３２に回転自在に支持されている回転軸３１が回転する。
回転軸３１が回転することで、回転軸３１の外方へ設けられたアーム３６を介して設けられたハンマ３７が回動される。

図７（ｃ）には回転軸３１が回転し、ハンマ３７がホッパ１のシリンダ側の側面を叩いて打突している状態を示している。
ゲート５が開いた状態になると、ゲート５の回動側後端部３３は、回転受部３４を押し上げで回転させ、回転軸３１が十分に回転されるので、打撃部３５が回動され、ハンマ３７はホッパ１のシリンダ側の側面に備えられる打撃受け部３８を叩いて打突する。
このハンマ３７の打突による衝撃が打撃受け部３８を介してホッパ１の内部へ加えられ、この外部から加えられる衝撃によりホッパ内部で形成される粉粒体のブリッジが崩壊される。これによりホッパ内の粉粒体の移動が容易となり、開口部からスムーズにゲート下方へ粉粒体が放出される。

ホッパ１から定量の粉粒体を放出する際には、放出工程の後半において、ゲート５の開閉を小刻みに繰り返すジョギングという動作を行なう場合がある。このジョギング動作は微少量の放出を調整しながら行なうことができるものである。
このジョギング動作の際に、本実施例のブリッジ防止手段９を用いると、ゲート５の開閉を繰り返すことでホッパ１を叩く打撃部３５の打突が繰り返し行なわれ、より効果的に粉粒体のブリッジを崩すことができる。

また、ゲートの開閉を繰り返すジョギング動作においては、前述のようなゲートの全開状態から開閉を繰り返す方法の他に、ゲートの全閉状態からゲートの微小量の開閉を繰り返すジョギング動作を行なう場合がある。この場合においても、ブリッジ防止手段９の取付位置を図５に示す実施例２の取付位置よりもゲート開口部側へ配置することで、前記実施例２と同様に粉粒体のブリッジを崩すことができる。

本発明の実施例３に係る粉粒体貯蔵装置を説明する。
図８は、実施例３に係る粉粒体貯蔵装置の正面図である。
図９は、実施例３に用いるエアノズルの断面図である。

図８及び図９に示す実施例３の構成について説明する。
ゲート５の開閉動作の駆動源として、エアシリンダ４３が設けられている。このエアシリンダ４３は、ロッドの伸縮に圧縮空気を用いてピストンを動作させて駆動している。
エアシリンダ４３には、エアシリンダ４３へ供給する圧縮空気を調整する電磁弁４２が備えられ、電磁弁４２が行なう圧縮空気をエアシリンダ４３のピストンへの供給の有無を切り替えることによりエアシリンダ４３の伸縮動作が行なわれる。

エアシリンダ４３が伸縮する際には、ピストンへ圧縮空気が送られると同時に、ピストンから圧縮空気が排気され、その排気圧縮空気は電磁弁４２に送られ、電磁弁４２から外気へ開放される。
本実施例は、この排気圧縮空気をホッパ１の内方へ誘導し、圧縮空気をホッパ内へ噴射することで、粉粒体のブリッジを崩すものである。

図８に示すように、エアシリンダ４３に設けられた電磁弁４２の排気口にはエア配管４４が設けられホッパ１の壁面まで配管されている。このエア配管４４は、樹脂などで形成された取扱いの容易なフレキシブルなホース部材を用いても、ガス管などの配管部材を用いても良い。
エア配管４４は、ホッパ１の側面に設けられたエアノズル４１へ接続されている。エアノズル４１はホッパ１の外方から内方へ貫通して設けられており、エアノズル４１のホッパ外方側へ接続されたエア配管４４から供給される圧縮空気をホッパの内方へ噴射するようになされている。

本実施例において、ゲート５が開閉する際には、ゲートの駆動源であるエアシリンダ４３が駆動すると、エアシリンダ４３の電磁弁４２から圧縮空気が排気される。電磁弁４２から排気された圧縮空気はエア配管４４を介してエアノズル４１へ送られる。ホッパ１の側面へ設けられたエアノズル４１は送られた圧縮空気をホッパ１の内方へ噴射し、このエア圧によって、ホッパ１の内部で形成された粉粒体のブリッジが崩され、またはブリッジ形成前段階の粉粒体の塊をほぐす作用がおきる。これによりホッパ内から開口部へスムーズに粉粒体が放出される。

実施例３に示すエアノズル４１の一形態を図９に示す。
本実施例のエアノズル４１は、エア配管４４と接続し圧縮空気をホッパ内部へ導入する筒状の配管部材４６と、送られた圧縮空気をホッパ内へ噴射する弾性体からなる円盤形状の弾性ディスク４５を備えている。
弾性ディスク４５は、ホッパ１の壁面との間に隙間Ｘの間隔を有しており、弾性ディスクの円盤形状の外方全周に設けられた隙間Ｘの間から供給された圧縮空気がホッパ内へ噴出されるようになされている。

エアノズル４１として、前述の弾性ディスク４５を用いることにより、ホッパ内へ噴射された圧縮空気が弾性ディスク４５の外周全域からホッパ１の壁面に沿って噴射されるので、圧縮空気の作用をホッパ内部のより広範囲に及ぼすことができる。
本実施例においては、前述のように弾性ディスク４５を用いたエアノズル４１によるブリッジ防止手段９としているが、本実施例のエアノズル４１はこれに限定されるものではない。ホッパ内へ圧縮空気が噴射されるものであれば、単なる筒状のノズルを用いても良い。

１ ホッパ
５ ゲート
９ ブリッジ防止手段
１０ シリンダ
２１ 回転部材軸部
２２ 回転部材
３１ 回転軸
３２ 回転軸軸受
３４ 回転受部
３５ 打撃部
４１ エアノズル
４３ エアシリンダ

Claims (4)

1. 粉粒体を蓄えるホッパと、該ホッパの下部へ設けられゲートを開閉することで粉粒体の供給量の調整を行なう供給ゲートを備える粉粒体貯蔵装置において、前記供給ゲート又はホッパに取り付けられホッパ内の粉粒体のブリッジ発生を防止するブリッジ防止手段を有し、該ブリッジ防止手段がゲートの開閉する動作をブリッジ防止手段の駆動源として作動することによりホッパ内の粉粒体のブリッジ発生を防止することを特徴とする粉粒体貯蔵装置。
2. 前記ブリッジ防止手段が、前記ゲートの回転軸を延長してホッパの側壁内方へ突入される回転部材軸部と、前記回転部材軸部の外周へ径方向に放射状に固定される回転部材を有し、前記ゲートの回動に伴いホッパ内の回転部材を回転させることを特徴とする請求項１に記載の粉粒体貯蔵装置。
3. 前記ブリッジ防止手段が、前記ホッパに固着され回転軸を回転自在に支持する回転軸軸受と、前記回転軸に備えられゲートの回動側後端部と当接しゲートの開動作時に回動方向へ押圧されて回転軸に回転力を与える回転受部と、前記回転軸に備えられ回転軸の回転に伴い回転してホッパを叩く打撃部を有し、前記供給ゲートの回動に伴い打撃部が回転してホッパを叩くことを特徴とする請求項１に記載の粉粒体貯蔵装置。
4. 前記ブリッジ防止手段が、前記ホッパの側面内側へ気体を噴出するエアノズルを有し、該ノズルが前記ゲートの開閉動作におけるエアシリンダの排気を導入してホッパの側面内側へ気体を噴出することを特徴とする請求項１に記載の粉粒体貯蔵装置。

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