JP2013063849A - Powder feeder - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バレル内に配置されたスクリューを回転駆動することで、スクリューの軸方向に沿って粉体原料を搬送して供給する粉体供給装置に関する。 The present invention relates to a powder supply device that conveys and supplies a powder raw material along the axial direction of a screw by rotationally driving a screw disposed in a barrel.
従来、この種の粉体供給装置としては様々な構成のものが知られている。例えば、従来の粉体供給装置では、バレル内に配置されたスクリューが回転駆動されることにより、導入部にてバレル内に導入された粉体原料が、バレル軸方向に沿って排出部まで搬送されて、排出部にてバレル外へ供給されるような構成を有している(例えば、特許文献1参照)。バレルにおける導入部と排出部との間が圧縮部とされており、この圧縮部では、他の部分に比してスクリューのフライト間隔が狭められることで、搬送される粉体原料を圧密化する処理が行われる。 Conventionally, various types of powder supply devices of this type are known. For example, in a conventional powder supply device, a screw material arranged in a barrel is driven to rotate, so that the powder raw material introduced into the barrel at the introduction portion is conveyed to the discharge portion along the barrel axis direction. Then, it has a configuration that is supplied to the outside of the barrel at the discharge portion (see, for example, Patent Document 1). The space between the introduction part and the discharge part in the barrel is a compression part. In this compression part, the flight distance of the screw is narrowed compared to other parts, so that the powder raw material to be conveyed is consolidated. Processing is performed.
排出部におけるバレル末端部分では、スクリューシャフトの周面より半径方向に突出して形成された複数の棒状の分散羽根が設けられている。圧縮部にて圧密化されて定量化された粉体原料が、スクリューシャフトとともに回転駆動される分散羽根に接触することで、粉体原料が分散されて、バレル末端部分より排出される。 At the barrel end portion in the discharge portion, a plurality of rod-shaped dispersion vanes formed to protrude in the radial direction from the peripheral surface of the screw shaft are provided. When the powder raw material compacted and quantified in the compression unit comes into contact with the dispersion blade that is rotationally driven together with the screw shaft, the powder raw material is dispersed and discharged from the end portion of the barrel.
近年、このような粉体供給装置にて取り扱われる粉体原料の対象が多様化しており、特性および粒径などによっては凝集作用が高くなるような粉体原料が取り扱われる場合もある。一方、粉体供給装置において、様々な特性の粉体原料に対して、定量性や均一性を確保しながら粉体原料の供給を行うことが求められている。 In recent years, the objects of powder raw materials handled by such powder supply apparatuses have been diversified, and there are cases in which powder raw materials having a high aggregating action are handled depending on characteristics and particle diameters. On the other hand, in powder supply apparatuses, it is required to supply powder raw materials while ensuring quantitativeness and uniformity with respect to powder raw materials having various characteristics.
特許文献1の粉体供給装置では、スクリューシャフトの周面に固定された複数の棒状の分散羽根を、スクリューシャフトとともに回転させて、圧密化された粉体原料と接触させることで、粉体原料を分散させるような構成が採用されている。このような構成では、ある程度の分散効果を得ることはできるものの、粉体原料の特性によっては定量性や均一性を安定して発揮することが難しいという場合があるという課題がある。
In the powder supply apparatus of
従って、本発明の目的は、上記課題を解決することにあって、バレル内に配置されたスクリューを回転駆動することで、スクリューの軸方向に沿って粉体原料を搬送して供給する粉体供給において、定量性や均一性を高めることができる粉体供給装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and by rotating and driving a screw disposed in a barrel, the powder material is conveyed and supplied along the axial direction of the screw. An object of the present invention is to provide a powder supply device that can improve quantitativeness and uniformity in supply.
上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。 In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
本発明の第1態様によれば、スクリューを用いて粉体原料を搬送して供給する粉体供給装置であって、粉体原料の導入口と排出口とを有するバレルと、バレルの内部空間に配置され、回転駆動されることにより軸方向に粉体原料を搬送するスクリューと、バレルの排出口に配置され、スクリューの軸を回転中心として回転駆動されるとともに、スクリューの軸方向の断面に対して傾斜された面を有する複数の排出羽根とを備え、バレルの内部空間において、バレルの排出口に隣接するとともにスクリューのフライトが存在しない粉体原料充填用空間が設けられ、複数の排出羽根は、スクリューの軸方向に搬送される充填用空間内の粉体原料に対して抵抗を与えながら、複数の排出羽根の回転駆動により、傾斜された面にて粉体原料に対して排出口外向きの推力を与えて、バレルの排出口より粉体原料を排出する、粉体供給装置を提供する。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a powder supply device that conveys and supplies a powder raw material using a screw, the barrel having an inlet and an outlet for the powder raw material, and the internal space of the barrel It is arranged in the axial direction of the screw, and is arranged at the discharge port of the barrel by being rotationally driven, and is driven to rotate about the axis of the screw as the rotation center, and in the axial cross section of the screw And a plurality of discharge vanes provided with a powder raw material filling space adjacent to the barrel discharge port and free of screw flight in the internal space of the barrel. While discharging the powder raw material in the inclined direction by rotating the plurality of discharge vanes while giving resistance to the powder raw material in the filling space conveyed in the axial direction of the screw. Giving thrust of extraoral direction, to discharge the powder material from the discharge port of the barrel, to provide a powder supply device.
本発明の第2態様によれば、バレルの排出口の下部において、排出羽根の回転方向前端部分がバレル内に位置されるとともに、回転方向後端部分がバレル外へ位置されるように、排出羽根がバレルの排出口に跨って配置されている、第1態様に記載の粉体供給装置を提供する。 According to the second aspect of the present invention, at the bottom of the discharge port of the barrel, the discharge blade is disposed such that the front end portion in the rotation direction of the discharge blade is located in the barrel and the rear end portion in the rotation direction is located outside the barrel. The powder supply apparatus according to the first aspect, in which the blades are disposed across the outlet of the barrel.
本発明の第3態様によれば、複数の排出羽根は、内周側の幅よりも外周側の幅が大きくなるように形成されている、第1態様または第2態様に記載の粉体供給装置を提供する。 According to the third aspect of the present invention, the plurality of discharge vanes are formed so that the width on the outer peripheral side is larger than the width on the inner peripheral side, and the powder supply according to the first aspect or the second aspect Providing equipment.
本発明の第4態様によれば、回転方向に隣接する排出羽根の端縁間の間隔が、内周側よりも外周側が小さくなるように複数の排出羽根が形成されている、第3態様に記載の粉体供給装置を提供する。 According to the fourth aspect of the present invention, in the third aspect, the plurality of discharge blades are formed such that the interval between the edges of the discharge blades adjacent in the rotation direction is smaller on the outer peripheral side than on the inner peripheral side. A powder supply apparatus is provided.
本発明の第5態様によれば、複数の排出羽根は、内周側の幅と外周側の幅とが実質的に同じ大きさにて形成されている、第1態様または第2態様に記載の粉体供給装置を提供する。 According to the fifth aspect of the present invention, in the first aspect or the second aspect, the plurality of discharge vanes are formed so that the inner circumferential width and the outer circumferential width are substantially the same size. A powder supply apparatus is provided.
本発明の第6態様によれば、スクリューの軸方向から見た場合に、回転方向に隣接する一方の排出羽根の端縁が他方の排出羽根に重なるように、複数の排出羽根が配置されている、第1態様から第5態様のいずれか1つに記載の粉体供給装置を提供する。 According to the sixth aspect of the present invention, when viewed from the axial direction of the screw, the plurality of discharge blades are arranged so that the edge of one discharge blade adjacent in the rotation direction overlaps the other discharge blade. A powder supply apparatus according to any one of the first to fifth aspects is provided.
本発明の第7態様によれば、複数の排出羽根は、回転中心周りの中央付近において粉体原料に対して抵抗を付与する抵抗付与領域を有する、第1態様から第6態様のいずれか1つに記載の粉体供給装置を提供する。 According to the seventh aspect of the present invention, any one of the first to sixth aspects, wherein the plurality of discharge vanes have a resistance imparting region that imparts resistance to the powder raw material in the vicinity of the center around the rotation center. The powder supply apparatus described in 1. is provided.
本発明の第8態様によれば、複数の排出羽根は、スクリューの回転駆動を行う駆動装置により、スクリューとともに回転駆動される、第1態様から第7態様のいずれか1つに記載の粉体供給装置を提供する。 According to an eighth aspect of the present invention, the plurality of discharge vanes are driven to rotate together with the screw by a driving device that rotates the screw, and the powder according to any one of the first to seventh aspects. A supply device is provided.
本発明の第9態様によれば、スクリューは、螺旋状のコイルフライトと、コイルフライトにおける粉体原料の搬送方向上流側の端部に固定された回転駆動力伝達用シャフトとを有するコイルスクリューであり、一端に複数の排出羽根が固定され、他端が回転駆動力伝達用シャフトに連結された排出羽根用シャフトを備え、排出羽根用シャフトがコイルフライトの螺旋中心上に配置されて、回転駆動力伝達用シャフトと一体的に回転駆動される、第1態様から第8態様のいずれか1つに記載の粉体供給装置を提供する。 According to the ninth aspect of the present invention, the screw is a coil screw having a helical coil flight and a rotational driving force transmission shaft fixed to the upstream end of the coil flight in the conveying direction of the powder raw material. Yes, with a plurality of discharge vanes fixed at one end and a discharge vane shaft connected to the rotational driving force transmission shaft at the other end. The discharge vane shaft is arranged on the spiral center of the coil flight and is driven to rotate. The powder supply apparatus according to any one of the first to eighth aspects, which is rotationally driven integrally with a force transmission shaft.
本発明によれば、バレルの排出口に配置され、スクリューの軸を回転中心として回転駆動されるとともに、スクリューの軸方向の断面に対して傾斜された面を有する複数の排出羽根が、スクリューの軸方向に搬送される充填用空間内の粉体原料に対して抵抗を与えながら、複数の排出羽根の回転駆動により、傾斜された面にて粉体原料に対して排出口外向きの推力を与えて、バレルの排出口より粉体原料を排出するようにしている。したがって、抵抗の付与により充填用空間内の粉体原料のかさ密度の均一性を高めることができるとともに、推力の付与による粉体原料の排出性を高めることができる。よって、粉体供給において、定量性や均一性を高めることができる。 According to the present invention, the plurality of discharge vanes, which are disposed at the discharge port of the barrel and are rotationally driven about the axis of the screw as a rotation center, and have a surface inclined with respect to the cross section in the axial direction of the screw, While giving resistance to the powder raw material in the filling space conveyed in the axial direction, a rotational drive of a plurality of discharge blades gives thrust to the powder raw material outward on the inclined surface on the inclined surface The powder raw material is discharged from the outlet of the barrel. Therefore, it is possible to increase the uniformity of the bulk density of the powder material in the filling space by applying resistance, and it is possible to increase the dischargeability of the powder material by applying thrust. Therefore, quantitativeness and uniformity can be improved in powder supply.
以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
(実施の形態1)
本発明の実施の形態1にかかる粉体供給装置の構成を、図1および図2に示す装置構成図を用いて説明する。なお、図1は、粉体供給装置の正面側から見た断面図であり、図2は装置の側面図である。
(Embodiment 1)
The configuration of the powder supply apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the apparatus configuration diagrams shown in FIGS. 1 and 2. 1 is a cross-sectional view as seen from the front side of the powder supply apparatus, and FIG. 2 is a side view of the apparatus.
図1および図2に示すように、粉体供給装置1は、ホッパ2と、アジテータ3と、導入用ケーシング4と、スクリュー5と、バレル6と、排出用ケーシング7とを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
本実施の形態1にかかる粉体供給装置1では、例えば0.1μm〜数十μmの粒径分布を含むような粉体または粉粒体が粉体原料として取り扱われる。このような粉体原料としては、ファインセラミックス、金属材料、高分子材料、電池・電子材料、複合材料、医薬品材料、食品材料など、電子、エネルギ、医療、食品などの各種技術分野にて用いられる無機物および有機物の微粉が対象となる。また、粉体原料は、複数種類の粉体原料(粉体材料)が混合されて構成されているような場合であっても良い。
In the
ホッパ2は、図示上方に向けて開口された開口部より粉体原料が投入され、図示下方において連通する導入用ケーシング4に粉体原料を供給する装置である。ホッパ2は、導入用ケーシング4と解除可能に接続されており、例えば、清掃時などメンテナンスの際には、ホッパ2は導入用ケーシング4と分離可能とされている。
The
導入用ケーシング4は、上述したようにホッパ2の下方に配置されており、バレル6における粉体原料の第1ゾーンに粉体原料を導入可能に連通されており、バレル6内に粉体原料を連続的に導入するための粉体原料の貯留容器としての機能を有している。なお、バレル6の詳細構成については後述する。
As described above, the
アジテータ3は、導入用ケーシング4内に導入された粉体原料にブリッジなどの部分的な凝集が生じないように、粉体原料を攪拌する装置である。具体的には、アジテータ3は、導入用ケーシング4内に配置され、水平方向の回転軸周りに回転駆動されることで粉体原料を攪拌する複数の攪拌部材31(線状部材)と、導入用ケーシング4の外部に配置されて複数の攪拌部材31を一体的に回転駆動させるアジテータ駆動装置32とを備える。また、導入用ケーシング4内の粉体原料が、回転駆動される攪拌部材31により効率的に攪拌されるように、導入用ケーシング4内における攪拌空間41の下面が攪拌部材31の回動軌跡に沿った大略円周面として形成されている(図2参照)。
The
導入用ケーシング4において、アジテータ3の攪拌部材31が回動される攪拌空間41のさらに下方の部分には、攪拌空間41に上部が連通された大略U字状断面を有する粉体原料の導入空間61が形成されている。本実施の形態1では、この導入空間61を画定する部分(以降、バレルケーシング62とする。)が、バレル6の一部となっている。さらに、バレルケーシング62と連通するように粉体原料の搬送管63がバレルケーシング62の端部に接続されている。すなわち、本実施の形態1では、バレル6は、導入用ケーシング4の攪拌空間41の下方の導入空間61を形成するバレルケーシング62と、このバレルケーシング62に連通されて延在する円筒状の搬送管63とにより構成されている。なお、本実施の形態1では、バレルケーシング62が、導入用ケーシング4の一部と一体的に形成されるような場合を例として説明するが、このような場合に代えて、導入用ケーシング4とバレルケーシング62とを別体部材として形成しても良い。
In the
バレル6は、全体的には大略円筒状に形成されており、バレルケーシング62では上方が開口されて導入空間61と攪拌空間41とが連通されている。バレル6内には、スクリュー5が配置されている。スクリュー5は、スクリューシャフト51と、スクリューシャフト51の周面に形成されたフライト52とを有しており、フライト52の外周端がバレル6の内周面に接触しない程度に所望の隙間が確保された状態にて、バレル6(すなわち、バレルケーシング62および搬送管63)内にてスクリュー5が回転駆動される。
The
バレルケーシング62の軸方向の側面を貫通するように、スクリュー5のスクリューシャフト51の端部51aが配置されている。また、このスクリューシャフト51の端部51aを回転駆動させるスクリュー駆動装置57が、バレルケーシング62の側面に備えられている。なお、スクリュー駆動装置57は、駆動モータ58(図2参照)と、駆動モータ58の駆動力を所定の回転量に変換してスクリュー5を回転駆動させるギアボックス59とにより構成されている。
The
バレル6における搬送管63の下流側端部は、粉体原料がバレル6内部より排出される排出口63aとなっており、この排出口63aは排出用ケーシング7に連通されている。なお、排出用ケーシング7には、内部空間にて舞い上がった粉体原料を捕獲するフィルタユニット71が備えられている。
The downstream end of the conveying
また、粉体供給装置1におけるそれぞれの構成部は、共通ベース8により支持されている。
In addition, each component in the
次に、このような構成を有する粉体供給装置1において、スクリュー5とバレル6との関係について、図3を用いて詳細に説明する。
Next, in the
図3に示すように、バレル6は、その搬送方向において大きく2つのゾーンに区分される。具体的には、2つのゾーンとして、粉体原料が導入される第1ゾーンS1と、第1ゾーンS1より搬送された粉体原料に対して圧縮を行うとともに、粉体原料をバレル6外へ排出する第2ゾーンS2とに区分されている。なお、第2ゾーンS2は、概ね搬送管63内にて粉体原料の搬送が行われるゾーンであるとも言うことができる。
As shown in FIG. 3, the
第1ゾーンS1は、主として、バレルケーシング62とバレルケーシング62により囲まれたスクリュー5の部分とにより構成されるが、搬送管63の一部が含まれるような場合であっても良い。第1ゾーンS1では、ホッパ2および導入用ケーシング4を通じて、アジテータ3にて攪拌された状態の粉体原料が、バレルケーシング62とスクリュー5との間に形成された導入空間61内に導入される。
The first zone S1 is mainly configured by the barrel casing 62 and the portion of the
第2ゾーンS2は、主として、搬送管63と搬送管63により囲まれたスクリュー5の部分とにより構成される。第2ゾーンS2では、スクリュー5の周囲全体が搬送管63に囲まれるととともに、後述するように搬送される粉体原料に対して抵抗が付与されることにより、粉体原料に対する圧縮作用が施される。第2ゾーンS2にて粉体原料の圧縮が行われることにより、搬送される粉体原料の定量化および均一化を図ることができる。
The second zone S <b> 2 is mainly configured by a
また、搬送管63内にて、粉体原料は排出口63aに向けて定量的に搬送され、排出口63aより排出用ケーシング7内に排出される。なお、本実施の形態1では、スクリュー5のフライト52のピッチおよび角度(軸方向とフライト52とがなす角度)が、第1ゾーンS1および第2ゾーンS2において同一となっている。
Further, the powder raw material is quantitatively transported toward the
また、第2ゾーンS2において、搬送管63の排出口63aに隣接するように、スクリュー5のフライト52が形成されていない空間(すなわち、フライト52が存在しない空間)65が配置されている。この空間65内では、スクリュー5の回転駆動により搬送される粉体原料に対して、後述するように抵抗を与えることで圧縮作用を施して、空間65内の粉体原料のかさ密度を均一化することができる。そのため、この空間65は、粉体原料充填用空間65と言うことができる。
In the second zone S2, a space in which the
また、図3に示すように、搬送管63の排出口63aには、排出管63内の粉体原料を排出口63aより排出する複数の排出羽根81が設けられている。ここで、排出羽根81の詳細を図4A、図4Bに示す。なお、図4Aは、図3のA−A線矢視図である。
As shown in FIG. 3, the
図3、図4A、図4Bに示すように、排出羽根81は板状部材により形成されており、スクリュー5のスクリューシャフト51における搬送方向下流側の端部に固定され、スクリューシャフト51の周面より径方向に延在している。それぞれの排出羽根81は、径方向の中央側部分に対して外側部分が傾斜して形成されており、すなわち、それぞれの排出羽根81は搬送管63の軸方向の断面に対して傾斜された面を有している。具体的には、それぞれの排出羽根81は、スクリューシャフト51の軸を回転中心としてスクリューシャフト51と一体的に回転駆動され、回転駆動されることにより周囲に存在する粉体原料に対して搬送(排出)方向に推力を与える向きに、外側部分が傾斜されている。
As shown in FIGS. 3, 4 </ b> A, and 4 </ b> B, the
本実施の形態1では、例えば、8枚の排出羽根81が等間隔にて設けられている。また、図3に示すように、排出羽根81の一部は搬送管63内に位置され、他の一部は搬送管63よりも外側に位置されている。より具体的には、それぞれの排出羽根81の回転方向前端部分81aが搬送管63内に位置されるとともに、回転方向後端部分81bが搬送管63外に位置される。なお、図4Aにおいて、それぞれの排出羽根81の回転方向は、図示反時計方向となっている。
In the first embodiment, for example, eight
このように複数の排出羽根81が設けられ、さらにそれぞれの排出羽根81が傾斜部分を有していることにより、空間65内の粉体原料に対して、排出羽根81の傾斜部分によって搬送方向への推力を与えることができ、排出口63aより安定して粉体原料を排出することができる。
As described above, the plurality of
また、このような排出羽根81は、スクリューシャフト51に固定されて、スクリューシャフト51により回転駆動される構成が採用されているため、排出羽根81を回転駆動させるための専用の駆動装置を設ける必要がない。
Further, since the
また、排出羽根81の一部が搬送管63より外側に位置されていることにより、搬送管63内の粉体原料を効率的に排出することができる。
Further, since a part of the
また、回転駆動される排出羽根81の端縁が粉体原料に接触することにより、粉体原料の分散効果を高めることができる。
Moreover, the dispersion effect of a powder raw material can be heightened when the edge of the
また、図4Aに示すように、それぞれの排出羽根81の放射状配置における回転中心周りの中央付近(特にスクリューシャフト51の周囲近傍)では、複数の排出羽根81が軸方向に重なり合って配置されている。そのため、このように重なり合っている領域では、搬送される粉体原料に対して抵抗を与えることができ、特に空間65内に搬送された粉体原料に対する圧縮作用を高める効果を得ることも可能である。このような抵抗の付与により、空間65内の粉体原料のかさ密度を均一化することができ、粉体供給装置1における粉体供給の定量性および均一性を高めることができる。なお、このような重なり合う領域の面積を変更することにより、粉体原料に与える抵抗を変えて、圧縮効果を調整することも可能である。また、排出羽根81において、このように粉体原料に対して抵抗を与える領域を、抵抗付与領域と呼ぶこともできる。
In addition, as shown in FIG. 4A, a plurality of
このような構成を有する本実施の形態1の粉体供給装置1において、粉体原料を搬送して供給する動作について説明する。
An operation of conveying and supplying the powder raw material in the
まず、ホッパ2内に粉体原料が投入されると、投入された粉体原料は導入用ケーシング4内に導入される。導入用ケーシング4の攪拌空間41内では、アジテータ駆動装置32により複数の攪拌部材31が一体的に回転駆動されて粉体原料の攪拌が行われ、ブリッジなど部分的な凝集が生じることが抑制される。それとともに、粉体原料は、バレル6における第1ゾーンS1内に導入される。
First, when a powder raw material is introduced into the
第1ゾーンS1では、バレルケーシング62内にスクリュー5が配置されており、導入された粉体原料はスクリュー5のフライト52間の空間に導入される。スクリュー5は、スクリュー駆動装置57により回転駆動されており、フライト52間に導入された粉体原料は、スクリュー5の回転駆動により軸方向に沿って搬送され、第2ゾーンS2へと向かう。
In the first zone S <b> 1, the
第2ゾーンS2において、第1ゾーンS1より搬送された粉体原料は、スクリュー5の回転駆動により軸方向に沿って搬送される。第2ゾーンS2では、搬送管63の排出口63aに複数の排出羽根81が設けられていることにより、排出羽根81が抵抗となって、搬送される粉体原料に対する圧縮作用を施すことができる。このように粉体原料に対する圧縮が行われることにより、空間65において粉体原料のかさ密度を均一に保つことができる。
In the second zone S2, the powder raw material conveyed from the first zone S1 is conveyed along the axial direction by the rotational drive of the
また、搬送管63の排出口63aに設けられている複数の排出羽根81の回転駆動によって、排出羽根81の端縁を粉体原料に接触させることで、粉体原料を切り落とすように分散させることができる。それとともに、それぞれの排出羽根81の傾斜部分にて粉体原料に対して排出口63a外向きの推力が与えられる。排出羽根81の一部が排出口63a外に位置されているため、軸方向の推力と径方向の遠心力との作用により、粉体原料が均一に分散された状態にて排出口63aより排出用ケーシング7内に定量的に排出される。
Further, the powder raw material is dispersed so as to be cut off by bringing the edge of the
本実施の形態1の粉体供給装置1によれば、搬送管63の排出口63aに複数の排出羽根81が設けられていることにより、空間65内の粉体原料に対して抵抗を与えながら、排出羽根81の傾斜部分にて粉体原料に対して排出口63a外向きの推力を与えて粉体原料を分散させながら、排出口63aより効果的に排出することができる。よって、搬送供給される粉体原料の定量性や均一性を向上させることができる。
According to the
(排出羽根の変形例)
本実施の形態1の粉体供給装置1では、図4Aおよび図4Bに示すような形態の排出羽根81を一例として採用する場合について説明したが、排出羽根の形態はこのような形態のみに限定されない。排出羽根のいくつかの変形例について図面を用いて説明する。
(Modification of discharge blade)
In the
(変形例1)
図5Aおよび図5Bに変形例1に係る排出羽根181を示す。図5Aおよび図5Bに示すように、変形例1に係る形態では、回転中心をその中心として形成されてスクリューシャフト51に固定された円板状の本体部180と、本体部180の外周より放射状に延在するとともに等間隔にて形成された複数(例えば8枚)の排出羽根181とを備えている。
(Modification 1)
5A and 5B show a
それぞれの排出羽根181は、内周側の幅と外周側の幅とが実質的に同じ大きさとなるように形成されている。また、それぞれの排出羽根181は、搬送管63の軸方向の断面に対して傾斜された面を有している点については、図4Aおよび図4Bの排出羽根81と同様である。さらに、それぞれの排出羽根181の回転方向前端部分181aが搬送管63内に位置されるとともに、回転方向後端部分181bが搬送管63外に位置される。
Each
このような構成の排出羽根181は、スクリューシャフト51の回転とともに回転駆動され、粉体原料に対して抵抗を与えながら、傾斜された面にて粉体原料に対して排出口63a外向きの推力を与えることができる。特に、それぞれの排出羽根181の内周側に配置されている円板状の本体部180にて、粉体原料に対して効果的に抵抗を付与することができるとともに、それぞれの排出羽根181の間の外周側部分に比較的大きな間隙を形成することができ、粉体原料の排出性を良好とすることができる。なお、本変形例1では、円板状の本体部180が粉体原料に対して抵抗を付与する抵抗付与領域となっている。
The
(変形例2)
次に、図6Aおよび図6Bに変形例2に係る排出羽根281を示す。図6Aおよび図6Bに示すように、変形例2に係る形態では、回転中心をその中心として形成されてスクリューシャフト51に固定された円板状の本体部280と、本体部280の外周より放射状に延在するとともに等間隔にて形成された複数(例えば8枚)の排出羽根281とを備えている。
(Modification 2)
Next, FIGS. 6A and 6B show a
それぞれの排出羽根281は、内周側の幅よりも外周側の幅が大きい大略扇形状に形成されている。また、それぞれの排出羽根281が傾斜している点、および回転方向前端部分281aが搬送管63内に位置されるとともに、回転方向後端部分281bが搬送管63外に位置されている点については、変形例1の形態と同様である。
Each
このような構成の排出羽根281では、中央側部分(円板状の本体部280(抵抗付与領域))だけでなく外周側部分においても、粉体原料に対して効果的に抵抗を与えることができる。特にスクリュー5の回転駆動により搬送管63内を搬送される粉体原料に対して、搬送管63の内周面付近(すなわち、排出羽根281の外周側部分)において抵抗を効果的に与えることで、粉体原料に対する圧縮効果を高めることができる。また、それぞれの排出羽根281において、回転速度が最も早い外周側部分にて粉体原料と接触する大きな面積を確保できることで、粉体原料に対して大きな推力および遠心力を与えることができ、分散効果や排出性を高めることができる。
The
(変形例3)
次に、図7Aおよび図7Bに変形例3に係る排出羽根381を示す。図7Aおよび図7Bに示すように、変形例3に係る形態では、回転中心をその中心として形成されてスクリューシャフト51に固定された円板状の本体部380と、本体部380の外周より放射状に延在するとともに等間隔にて形成された複数(例えば8枚)の排出羽根381とを備えている。
(Modification 3)
Next, FIGS. 7A and 7B show a
それぞれの排出羽根381は、内周側の幅よりも外周側の幅が大きい大略T字形状に形成されている。また、それぞれの排出羽根381が傾斜している点、および回転方向前端部分381aが搬送管63内に位置されるとともに、回転方向後端部分381bが搬送管63外に位置されている点については、変形例1、2の形態と同様である。
Each
このような構成の排出羽根381では、中央側部分だけでなく外周側部分においても、粉体原料に対して効果的に抵抗を与えることができ、粉体原料に対する圧縮効果を高めることができる。それとともに、粉体原料に対して大きな推力および遠心力を与えることができ、分散効果や排出性を高めることができる。
In the
また、隣接する排出羽根381の端縁間の間隔が、内周側よりも外周側が小さくなるように設定されている。そのため、端縁間の間隔が比較的大きな内周側の部分において、粉体原料が通過する空間を確保しながら、端縁間の間隔が比較的小さな外周側の部分において、粉体原料に対して抵抗、推力、および遠心力を与えることができる。よって、粉体原料に対する圧縮作用を施しながら、粉体供給における定量性や均一性を高めることができる。
Further, the interval between the edges of the
上述の変形例1から3の形態の排出羽根では、搬送管63の軸方向から見た場合に、排出羽根同士が重なり合わないように配置されている形態が採用されているが、回転方向に隣接する一方の排出羽根の端縁が他方の排出羽根に重ねるように配置されるような形態を採用しても良い。このように重なり合う形態では、軸方向から見た場合の排出羽根間の間隙(「第1の間隙」とする。)が大幅に減少される、あるいは間隙が存在しないようにすることができる。しかしながら、それぞれの排出羽根が傾斜した面を有しているため、軸方向と直交する方向から見た場合には、排出羽根間の間隙(すなわち、隣接する排出羽根の軸方向における端縁間の距離:「第2の間隙」とする。)が確保されることになる。
In the discharge blades of the above-described
例えば、第1の間隙を小さく設定することで、粉体原料に対して与える抵抗を大きくすることができるとともに、第2の間隙を大きく設定することで、粉体原料の排出(通過)に必要な間隙面積を確保して、粉体原料の排出性を高めることができる。このように、第1の間隙と第2の間隙を調整することで、粉体原料に対して与える抵抗、推力、遠心力を調整することができ、求められる仕様に応じた定量性や均一性を得ることが可能となる。 For example, the resistance given to the powder raw material can be increased by setting the first gap small, and it is necessary for discharging (passing) the powder raw material by setting the second gap large. A sufficient gap area can be secured and the dischargeability of the powder raw material can be improved. In this way, by adjusting the first gap and the second gap, the resistance, thrust, and centrifugal force applied to the powder raw material can be adjusted, and the quantitativeness and uniformity according to the required specifications Can be obtained.
このように圧縮作用と分散作用とを発揮できるような排出羽根は、その厚み寸法に対して広い幅寸法を有する板状部材により構成することが好ましい。また、排出羽根における搬送方向上流側の面を、搬送管63の軸方向に対して直交する面として形成するとともに、搬送方向下流側の面を、軸方向に対して傾斜した面として形成しても良い。このような形態の排出羽根では、搬送方向上流側の直交面にて、粉体原料に対して効果的に抵抗を付与することができるとともに、搬送方向下流側の傾斜面にて粉体原料に対して効果的に推力を与えることができる。
Thus, it is preferable to comprise the discharge blade which can exhibit a compression action and a dispersion | distribution action by the plate-shaped member which has a wide width dimension with respect to the thickness dimension. Further, the upstream surface in the transport direction of the discharge blade is formed as a surface orthogonal to the axial direction of the
(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2にかかる粉体供給装置101の構成を図8に示す。なお、図8において、上述した実施の形態の粉体供給装置と同じ構成部には、同じ参照番号を付してその説明を省略する。なお、図8では、粉体供給装置101において、主として、スクリューおよびバレルの構成について図示している。
(Embodiment 2)
Next, the structure of the
図8に示すように、粉体供給装置101は、バレルケーシング62内に配置される第1スクリュー151と、第1スクリュー151と連結されて搬送管63内に配置される第2スクリュー154とにより構成されるスクリュー105と、スクリュー105が配置されるバレル6とを備えている。第1スクリュー151は、スクリューシャフト152と、スクリューシャフト152の周面に形成されたフライト153とを有しており、第2スクリュー154は、スクリューシャフト155と、スクリューシャフト155の周面に形成されたフライト156とを有している。
As shown in FIG. 8, the
バレル6は、バレルケーシング62と、このバレルケーシング62に連通されて延在する搬送管63とにより構成される。バレル6内において、第1スクリュー151は主としてバレルケーシング62内に配置されて、この部分が第1ゾーンS1となっている。第2スクリュー154は主として搬送管63内に配置されて、この部分が第2ゾーンS2となっている。搬送管63は、搬送方向に沿って一定の径となるように形成されている。
The
第1ゾーンS1では、図8に示すようにフライト153の角度が比較的小さく設定され、また、フライト153のピッチも広く確保することで、それぞれのフライト153間に粉体原料がより均一に導入されるようにしている。
In the first zone S1, as shown in FIG. 8, the angle of the
これに対して第2ゾーンS2では、フライト156の角度が第1ゾーンS1における角度よりも大きく設定され、また、フライト156のピッチが第1ゾーンS1におけるピッチよりも狭く設定されている。第2ゾーンS2において、このようにフライト156の角度およびピッチが設定されていることにより、スクリュー105の回転とともに搬送される粉体原料に対して、圧縮が行われる。第2ゾーンS2にて粉体原料の圧縮が行われることにより、フライト156間の粉体原料が圧密化されて、搬送される粉体原料の定量化および均一化を図ることができる。なお、搬送管63の排出口63aに隣接する空間が、フライトが存在しない空間65として設けられている点、さらに排出口63aに複数の排出羽根81が設けられている点については、上記実施の形態1と同様である。
On the other hand, in the second zone S2, the angle of the
このような本実施の形態2の粉体供給装置101では、第2ゾーンS2において、粉体原料に対する圧縮効果を高めることができる。さらに複数の排出羽根81が設けられていることにより、空間65内に搬送される粉体原料のかさ密度をより均一な状態とすることができ、粉体供給における定量性および均一性を高めることができる。
In such a
(実施の形態3)
次に、本発明の実施の形態3にかかる粉体供給装置201の構成を図9に示す。なお、図9において、上述した実施の形態の粉体供給装置と同じ構成部には、同じ参照番号を付してその説明を省略する。
(Embodiment 3)
Next, the structure of the
図9に示すように、本実施の形態3の粉体供給装置201では、スクリューとして、コイルスクリュー251が備えられている。コイルスクリュー251は、例えば角形断面形状を有する螺旋状に形成されたコイルフライト252と、コイルフライト252における粉体原料の搬送方向上流側の端部に固定された回転駆動力伝達用シャフト253とを備えている。回転駆動力伝達用シャフト253は、スクリュー駆動装置57に連結されて、回転駆動力が伝達され、これによりコイルフライト252が回転駆動される。なお、コイルフライト252は、角形断面を有する場合を例として説明するが、その他の断面形状(例えば、円形断面など)を採用することもできる。
As shown in FIG. 9, in the
搬送管63の排出口63a内に設置されている複数の排出羽根81は、コイルフライト252の螺旋中心(すなわち、搬送管63の中心軸)上に配置された排出羽根用シャフト282の一端(下流側端部)に固定されている。排出羽根用シャフト282の他端(上流側端部)は、回転駆動力伝達用シャフト253の端部に連結されており、回転駆動力伝達用シャフト253とともに排出羽根用シャフト282が回転駆動されるように構成されている。なお、排出羽根用シャフト282の軸径は、コイルフライト252の内径よりも小さく形成されている。
The plurality of
粉体供給装置201において、コイルスクリュー251が採用されていることにより、湿度などの影響によりスクリューシャフトなど部材の表面に付着し易いという特性を有するような粉体原料に対して、コイルスクリュー251への付着を抑制でき、安定した搬送を行うことが可能となる。
In the
一方、このようなコイルスクリュー251では、螺旋状のコイルフライト252の特性上、スクリューシャフト5等と比して、スクリュー自体による圧縮作用は低くなる。しかしながら、搬送管63の排出口63aにおいて、複数の排出羽根81が設置されていることにより、粉体原料に対して抵抗を付与して圧縮作用を高めることができる。
On the other hand, in such a
このように、湿度などの影響による粉体原料の付着を抑制できるコイルスクリュー251を採用するとともに、コイルスクリュー251の特性による圧縮作用の低下を複数の排出羽根81による抵抗の付与により補い、かつ排出羽根81による推力の付与により粉体原料に対する分散効果および排出性を高めることができ、粉体原料の定量的かつ均一な搬送を実現できる。
As described above, the
また、排出羽根81を回動させる排出羽根用シャフト282が、コイルフライト252の内側に配置されていることにより、搬送管63の中心軸付近に粉体原料が滞留することを抑制でき、粉体原料の搬送における定量性および均一性を高めることができる。
Further, since the
上記それぞれの実施の形態では、搬送管63の排出口63aに複数の排出羽根81等が設けられていれば、粉体原料に対して抵抗を与えて圧縮作用を施しながら、推力を与えて分散効果を得て、定量性および均一性を高めることができるしたがって、ホッパ2、アジテータ3、導入用ケーシング4、バレル6、排出用ケーシング7などは、上述した構成以外の形態を採ることができる。
In each of the above embodiments, if a plurality of
また、スクリュー5についても、1条ねじの構成を例として説明したが、ねじ条数については様々な仕様を採っても良い。また、上述したようにコイルスクリューなど、様々な形態のスクリューを採用することもできる。
Further, the
また、粉体供給装置1に装置内の粉体原料の重量を測定する測定装置を備えさせて、粉体原料が搬送されて装置外へ排出されることによる装置内の粉体原料の重量減少を測定して、重量の減少量を定量的とするような粉体供給装置としても良い。
Moreover, the
ここで、それぞれの上記実施の形態の粉体供給装置におけるいくつかの変形例について説明する。 Here, some modified examples of the powder supply device of each of the above embodiments will be described.
まず、図1に示す粉体供給装置1では、バレル6を構成する円筒状の搬送管63における端部である排出口63aが、円筒状の排出用ケーシング7の円筒面に接続されて、連通さるような構成が採用されている。このような構成では、排出口63aが円筒状の排出用ケーシング7の円筒面上に位置することになる。そのため、排出口63aに設けられている複数の排出羽根81の一部が搬送管63内に位置され、他部が搬送管63外へ位置されるという構成は、排出口63aの少なくとも下部において実現されていれば良い。排出口63aの少なくとも下部において排出羽根81の一部が搬送管63外へ位置されていることにより、推力および遠心力の作用により粉体原料を分散させながら排出口63aより排出することができる。
First, in the
ここで、変形例に係る搬送管363と排出用ケーシング307との接続構成を図10に示す。図10に示す構成では、搬送管363の端部である排出口363aと、排出ケーシング307の中心軸Sとの位置が調整可能とされている。具体的には、円筒状の排出ケーシング307の側面に側筒372を設け、この側筒372内に排出管363が挿入されて、その挿入長さを調整することで、排出ケーシング307の中心軸Sに対する排出口363aの位置を調整することが可能となっている。なお、この変形例では、スクリューとして上記実施の形態3のコイルスクリュー251が用いられた構成を例としている。
Here, FIG. 10 shows a connection configuration between the
このような構成では、排出ケーシング307の中心軸に対する排出口363aの位置を調整することができるため、粉体原料の排出位置を調整して排出性を良好にできる。また、搬送管363の排出口363aを搬送管363の軸方向に直交する面内に形成することができる。したがって、それぞれの排出羽根81がその回転位置に拘わらず、一部が搬送管363外へ露出した構成とすることができ、粉体原料の排出性を良好にできる。
In such a configuration, since the position of the
なお、それぞれの排出羽根81の一部が搬送管63外に位置し、他部が搬送管63内に位置する形態を中心に説明したが、それぞれの排出羽根81が全て搬送管63内に位置されるような構成を採用しても良い。全ての排出羽根81が搬送管63内に配置されたとしても排出口63aに近い位置に配置されていれば、排出羽根を設けない場合に比して、排出性を良好とすることができる。
Although a description has been given centering on the form in which a part of each
次に、バレルケーシング62とスクリュー駆動装置57との境界部分の構造についての変形例を説明する。図1に示す形態では、バレルケーシング62とスクリュー駆動装置57との境界部分におけるスクリューシャフト51の周面には、例えばブッシュ68(例えば、テフロン(登録商標)製)が配置されて、ギアボックス59側からバレルケーシング62内へ駆動装置内の構成部品より発生する粉塵が進入しないようされている。しかしながら、装置の経年使用により、ブッシュ68の内周面とスクリューシャフト51の周面との間に隙間が生じ、この隙間から粉塵がバレルケーシング62内に進入することも考えられる。
Next, a modified example of the structure of the boundary portion between the barrel casing 62 and the
例えば、図11に示す境界部分の構成の変形例では、スクリューシャフト51の周面より外向きに突出形成された鍔状の粉塵進入防止プレート69を設けている。このような構成を採用することで、ブッシュ68の内周面に隙間が生じたような場合であっても、バレルケーシング62内への粉塵の進入を抑制することができる。なお、粉塵進入防止プレート69は、スクリューシャフト51と一体で形成しても良く、また別体にて形成しても良い。
For example, in the modification of the configuration of the boundary portion shown in FIG. 11, a bowl-shaped dust
次に、変形例に係る粉体供給装置401の構造を図12A、図12Bに示す。なお、図12Bは、図12Aに示す粉体供給装置401の分解図である。
Next, the structure of the
図12Aおよび図12Bに示すように、粉体供給装置401では、導入用ケーシング404の側面に前面点検扉442が手動ノブ443を用いて取り外し可能に設けられている。この前面点検扉442を取り外すことにより、導入用ケーシング404の側面に設けられた開口を通して攪拌空間441内にアクセスすることが可能となる。
As shown in FIGS. 12A and 12B, in the
例えば、図12Bに示すように、アジテータ3において、複数の攪拌部材31の取付ボルト444を、導入用ケーシング404の側面開口より取り外すことにより、攪拌部材31を導入用ケーシング404の上方より、簡単に取り出すことが可能となる。
For example, as shown in FIG. 12B, in the
また、図12Aおよび図12Bに示すように、粉体供給装置401では、スクリュー5や搬送管63などの構成部材についても分解し易いような取付構成が採用されている。したがって、変形例に係る粉体供給装置401では、装置の分解・組み立てにおける作業性が良好となり、メンテナンス性を高めることができる。
Also, as shown in FIGS. 12A and 12B, the
上述の説明では、粉体供給装置が1本のスクリューを備える1軸構成である場合を例として説明したが、2本のスクリューを備える2軸構成を採用しても良く、さらに3軸以上の構成を採用しても良い。 In the above description, the case where the powder supply device has a single-shaft configuration including one screw has been described as an example. However, a two-axis configuration including two screws may be adopted, and three or more shafts may be used. A configuration may be adopted.
なお、上記様々な実施の形態のうちの任意の実施の形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。 It is to be noted that, by appropriately combining any of the above-described various embodiments, the effects possessed by them can be produced.
1 粉体供給装置
2 ホッパ
3 アジテータ
4 導入用ケーシング
5 スクリュー
6 バレル
7 排出用ケーシング
8 共通ベース
62 バレルケーシング
63 搬送管
81 排出羽根
DESCRIPTION OF
Claims (9)
粉体原料の導入口と排出口とを有するバレルと、
バレルの内部空間に配置され、回転駆動されることにより軸方向に粉体原料を搬送するスクリューと、
バレルの排出口に配置され、スクリューの軸を回転中心として回転駆動されるとともに、スクリューの軸方向の断面に対して傾斜された面を有する複数の排出羽根とを備え、
バレルの内部空間において、バレルの排出口に隣接するとともにスクリューのフライトが存在しない粉体原料充填用空間が設けられ、
複数の排出羽根は、スクリューの軸方向に搬送される充填用空間内の粉体原料に対して抵抗を与えながら、複数の排出羽根の回転駆動により、傾斜された面にて粉体原料に対して排出口外向きの推力を与えて、バレルの排出口より粉体原料を排出する、粉体供給装置。 A powder supply device for conveying and supplying a powder raw material using a screw,
A barrel having a powder raw material inlet and outlet;
A screw that is arranged in the internal space of the barrel and that is rotationally driven to convey the powder raw material in the axial direction;
A plurality of discharge vanes disposed at the discharge port of the barrel, driven to rotate about the axis of the screw and having a surface inclined with respect to the cross section in the axial direction of the screw;
In the internal space of the barrel, there is provided a powder raw material filling space that is adjacent to the outlet of the barrel and does not have a screw flight,
The plurality of discharge blades provide resistance to the powder raw material in the filling space conveyed in the axial direction of the screw, while rotating the plurality of discharge blades to the powder raw material on an inclined surface. A powder feeder that discharges powder raw material from the outlet of the barrel by applying thrust outward.
一端に複数の排出羽根が固定され、他端が回転駆動力伝達用シャフトに連結された排出羽根用シャフトを備え、
排出羽根用シャフトがコイルフライトの螺旋中心上に配置されて、回転駆動力伝達用シャフトと一体的に回転駆動される、請求項1から8のいずれか1つに記載の粉体供給装置。 The screw is a coil screw having a helical coil flight and a shaft for transmitting a rotational driving force fixed to an end on the upstream side in the conveying direction of the powder raw material in the coil flight,
A plurality of discharge blades are fixed to one end, and the other end includes a discharge blade shaft connected to a rotational driving force transmission shaft,
The powder supply apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the discharge blade shaft is disposed on the spiral center of the coil flight and is rotationally driven integrally with the rotational driving force transmission shaft.
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