JP2013147270A

JP2013147270A - 粉体貯蔵ホッパー

Info

Publication number: JP2013147270A
Application number: JP2012009158A
Authority: JP
Inventors: Naoki Konishi; 直樹小西; Takahiro Nawata; 隆博縄田; Kazumasa Harada; 和正原田
Original assignee: UMG ABS Ltd
Current assignee: Techno UMG Co Ltd
Priority date: 2012-01-19
Filing date: 2012-01-19
Publication date: 2013-08-01

Abstract

【課題】ホッパー下部の縮径部における粉体の堆積や閉塞を防止し、設備費の軽減及びメンテナンスフリーが可能な、粉体貯蔵ホッパーを提供する。
【解決手段】粉体貯蔵ホッパー１は、上部が貯蔵部１ａであり、下部が、下方に向って小径となる縮径部となっている。この縮径部は、交互に設置された、下方ほど小径となるテーパ部２，４，６と、円筒部３，５とを有する。各テーパ部２，４，６の最上部の直径と最下部の直径の比は１．１〜１．８である。
【選択図】図２

Description

本発明は、合成樹脂、セメント、食品、微粉炭、処理灰などの粉体を貯蔵するためのホッパーに関するものであり、詳しくは排出部の粉体の滞留を防止するよう構成された粉体貯蔵ホッパーに関する。

一般に、合成樹脂、セメント、食品、微粉炭、処理灰などの粉体を貯蔵する貯蔵槽等に粉体貯蔵ホッパーが設けられている。従来の粉体貯蔵ホッパーにあっては、図４，５に示すように、貯蔵された粉体がホッパー壁面付近に堆積するアーチングブリッジ（図４）やラットホール現象（図５）が生じ、排出不能な状態に陥ることがある。

この様な現象を防止するには、コーン部の角度を鋭角にする、排出口付近にインナーコーンを設置する、又は、ノッカーやブローディスクなどを設置し強制的に粉体を排出するなどの手段が講じられている。

例えば、特許文献１，２には、ホッパー内面に網やプレートを設けておき、この網等を振動させることによって、ホッパー内部の粉体等に振動を加える技術が開示されている。
また、特許文献３には、ホッパー内面に棒状体を立設しておき、この棒状体を振動させることによって、ホッパー内面に固着した粉体等に振動を加える技術が開示されている。

実開昭６２−１１５３９５号特開平７−４１０８２号実開昭５７−２９５９１号

しかしながら、上述した従来のホッパーでは、粉体特性、即ち、安息角、崩壊角、壁摩擦係数などにより、粉体の閉塞や堆積を完全に防止することは困難である。また、強制的に排出するような設備を設置するには、設備費の増加やメンテナンスなどの作業負荷の増大等の問題がある。更には、作動条件の不備、即ち、粉体を排出していない状態で作動させた場合、粉体が振動により、粉体同士が密となり固結を招く、或いは、偏析(分級)などを招き、品質のバラツキの可能性がある。

本発明は、このような問題点を解決し、ホッパー下部の縮径部における粉体の堆積や閉塞を防止し、設備費の軽減及びメンテナンスフリーが可能な、粉体貯蔵ホッパーを提供することを目的とする。

本発明の粉体貯蔵ホッパーは、粉体を貯蔵するホッパーであって、内面の下部が下方へ向って小径となる縮径部を有した粉体貯蔵ホッパーにおいて、該縮径部は、交互に設けられた、下方ほど小径のテーパ部と、円筒部とを有することを特徴とするものである。

前記テーパ部は２段以上設けられていることが好ましい。

前記テーパ部の高さと円筒部の高さの比が０．４〜５であることが好ましい。

前記テーパ部の最上部の直径と最下部の直径の比が１．１〜１．８であることが好ましい。

本発明の粉体貯蔵ホッパーは、ホッパー本体と、該ホッパー内の少なくとも下部に設けられ、該粉体貯蔵ホッパーの内面を構成するインナーホッパーとを備えており、該インナーホッパーに前記縮径部が設けられていてもよい。

本発明の粉体貯蔵ホッパーでは、下部の縮径部にテーパ部と円筒部を交互に配置することにより、粉体圧が円筒部で解放され、テーパ部にかかる粉体圧が分散される。これにより、ホッパー下部における粉体の堆積や閉塞が防止される。

実施の形態に係る粉体貯蔵ホッパーの側面図である。図１の粉体貯蔵ホッパーの縦断面図である。別の実施の形態に係る粉体貯蔵ホッパーの縦断面図である。従来例を示す縦断面図である。従来例を示す縦断面図である。比較例を示す縦断面図である。

以下、図１，２を参照して実施の形態に係る粉体貯蔵ホッパー１について説明する。

粉体貯蔵ホッパー１は、上部が貯蔵部１ａであり、該貯蔵部１ａに引き続く下部が、下方に向って小径となる縮径部１ｂとなっている。この縮径部１ｂは、交互に設置された、下方ほど小径となるテーパ部２，４，６と、上下方向において等径の円筒部３，５とを有する。図示の通り、上側から下側に向ってテーパ部２、円筒部３、テーパ部４、円筒部５、テーパ部６が設けられ、テーパ部６の下端に円筒形の排出口７が連なっている。貯蔵部１ａは、水平断面形状が円形でもよく、角形（三角形、四角形又はそれ以上の多角形）でもよく、楕円形などでもよい。

テーパ部２，４，６及び円筒部３，５は、いずれも水平断面形状が円形である。各テーパ部２，４，６の最上部の直径と最下部の直径の比は１．１〜１．８特に１．１〜１．５とりわけ１．２〜１．４であることが好ましい。即ち、この実施の形態では、図２に示す各部分の直径Ｄ_１，Ｄ_３，Ｄ_５，Ｄ_７の比Ｄ_１／Ｄ_３、Ｄ_３／Ｄ_５及びＤ_５／Ｄ_７が上記範囲にあることが好ましい。この直径比が１．１よりも小さいと、ホッパー全体がほぼ円筒型となり、粉体を排出する為の付帯設備を設置するか、または貯蔵部１ａの上下方向寸法を小さくする必要が生じ、好ましくない。また、上記の直径比が１．８よりも大きいと粉体の排出が困難となることがある。

各テーパ部２，４の高さＨ_２，Ｈ_４とその下側の円筒部３，５の高さＨ_３，Ｈ_５の比Ｈ_２／Ｈ_３，Ｈ_４／Ｈ_５は０．４〜５特に０．７〜２．５とりわけ１〜１．７であることが好ましい。この高さ比が、０．４よりも小さい場合、各テーパ部２，４に掛かる粉体圧を解放するには不十分である。また、高さ比が５よりも大きいと、ホッパー全体の上下方向寸法を大きくする必要が生じ、設置スペースが徒に大きくなり、好ましくない。

図１，２の実施の形態ではテーパ部２，４，６が設けられ、それらの間に円筒部３，５が合計２段設けられているが、段数はこれに限定されない。テーパ部は２段以上であればよく、特に３段以上が好ましい。また、テーパ部は実用的には４段以下であることが好ましい。５段以上では、縮径部１ｂの上下方向高さが過度に大きくなるおそれがある。

図１，２では粉体貯蔵ホッパー１を構成するシェル（外殻）そのものが上記テーパ部２，４，６及び円筒部３，５を有した形状となっているが、ホッパー本体内にインナーホッパーを設置した粉体貯蔵ホッパーにあっては、このインナーホッパーにテーパ部及び円筒部を設けた構成としてもよい。

図３はかかる粉体貯蔵ホッパーの一例を示すものである。この粉体貯蔵ホッパー９は、ホッパー本体１０と、該ホッパー本体１０内に設置されたインナーホッパー２０とを備えている。ホッパー本体１０は、上部が上下方向に等径の筒部１１となっており、該筒部１１に連なる下部が錐形部１２となっており、該錐形部１２の下端に排出口１３が連なっている。貯蔵部１１の上下方向の途中から縮径部１２の下端にかけてホッパー本体１０内にインナーホッパー２０が設けられている。

インナーホッパー２０は、最上部がテーパ部２１となっており、以下、下側に順次に円筒部２２、テーパ部２３、円筒部２４、テーパ部２５が設けられている。テーパ部２５の下端が錐形部１２の下端（排出口１３の上端）に連なっている。各テーパ部２１，２３，２５の最上部の直径と最下部の直径との比、テーパ部２１，２３，２５と円筒部２２，２５の高さの比、及びテーパ部の段数の好ましい範囲は図１，２の実施の形態と同様である。

このように構成された粉体貯蔵ホッパー１，９に対して粉体が空気又は窒素搬送ラインやコンベヤなどにより供給され、貯蔵される。なお、図示は省略するが、粉体貯蔵ホッパー１，９には、微粉捕集及び圧抜きを行うためのダストコレクター又はサイクロン等が設置されている。粉体貯蔵ホッパー１，９の下部に、テーパ部と円筒部とが交互に設けられているので、テーパ部に加えられる粉体圧が円筒部で解放され、粉体圧が分散されるため、ホッパー下部における粉体の堆積や閉塞が防止される。

以下、実施例及び比較例について説明する。

［実施例１〜６、比較例１〜４］
実施例１〜６、比較例１〜４は、図１，２に示す構成のものであり、下端の排出口にはダンパーを設けてある。また、縮径部にノッカーを設置してある。

各部分の寸法Ｈ_２〜Ｈ_６、Ｄ_１〜Ｄ_７は表１の通りである（単位ｍｍ）。テーパ部の最上部の直径と最下部の直径の比（直径比）、及びテーパ部高さＨ_２，Ｈ_４，Ｈ_６と円筒部高さＨ_３，Ｈ_５との比（高さ比）を併せて表１に示す。

平均粒径４７０μｍ、安息角６５°の粉体Ａ（ＵＭＧＡＢＳ株式会社Ｅ７００Ｎ）を各ホッパーに自然落下にて４００Ｌ（ｍ^３）供給した後、ダンパーを開放し、排出時間を測定した。結果を表１に示す。

［比較例５，６］
比較例５，６では、図４に示す従来型のホッパー３０（下端部の排出口にダンパーを設けてある。）に上記粉体Ａを３５０Ｌ(ｍ^３）供給し、ダンパーを開けて排出時間を測定した。なお、各ホッパーのコーン部にノッカーを設置してある。ダンパーを開けても排出しないときにはノッカーを作動させた。各ホッパーの寸法と排出結果及びノッカー作動回数を表２に示す。

［比較例７］
比較例７では、図６に示す２段テーパー型のホッパー１Ａ（下端部にダンパーを設けてある。）に上記粉体Ａを３００Ｌ（ｍ^３）供給し、ダンパーを開けて排出時間を測定した。なお、ホッパーのコーン部にノッカーを設置してある。ダンパーを開けても排出しないときにはノッカーを作動させた。ホッパーの寸法と排出結果及びノッカー作動回数を表３に示す。

［比較例８，９，１０］
比較例５〜７において粉体Ａの代わりに平均粒径３４０μｍ、安息角３５°の粉体Ｂ（ＵＭＧＡＢＳ株式会社 B201N）を各ホッパーに供給し、同様の実験を行った。結果を表２，３に示す。

［考察］
表１〜３の通り、実施例１〜６によると、粉体Ａをノッカー使用なしに全量排出することができる。これに対し、比較例１，２，４〜７では、粉体Ａを排出できなかった。比較例３では、粉体Ａが排出されたが、排出口が大きすぎるため、粉体が排出口周囲に飛散した。

１，１Ａ，９，３０粉体貯蔵ホッパー
１ａ貯蔵部
１ｂ縮径部
２，４，６，２１，２３，２５テーパ部
３，５，２２，２４円筒部
７，１３排出口
１０ホッパー本体
２０インナーホッパー

Claims

粉体を貯蔵するホッパーであって、内面の下部が下方へ向って小径となる縮径部を有した粉体貯蔵ホッパーにおいて、該縮径部は、交互に設けられた、下方ほど小径のテーパ部と、円筒部とを有することを特徴とする粉体貯蔵ホッパー。
請求項１において、前記テーパ部が２段以上設けられていることを特徴とする粉体貯蔵ホッパー。
請求項１又は２において、前記テーパ部の高さとその下側の円筒部の高さの比が０．４〜５であることを特徴とする粉体貯蔵ホッパー。
請求項１ないし３のいずれか１項において、前記テーパ部は、その最上部の直径と最下部の直径の比が１．１〜１．８であることを特徴とする粉体貯蔵ホッパー。
請求項１ないし４のいずれか１項において、該粉体貯蔵ホッパーは、ホッパー本体と、該ホッパー内の少なくとも下部に設けられ、該粉体貯蔵ホッパーの内面を構成するインナーホッパーとを備えており、
該インナーホッパーに前記縮径部が設けられていることを特徴とする粉体貯蔵ホッパー。