JP2014024646A - 粉体ブリッジ防止装置および粉体供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】粉体搬送経路において、粉体原料の粉体圧が直接的に経路出口側に伝わることを抑制しながら、粉体原料に生じるブリッジを防止して、粉体原料を定量的に供給する。
【解決手段】ケーシングに囲まれた粉体搬送経路に配置され、粉体搬送経路を通過して経路出口より供給される粉体原料に生じるブリッジを防止する粉体ブリッジ防止装置であって、粉体搬送経路における粉体原料の搬送方向に対して交差する方向に配置された中子と、中子の周囲において回転駆動される回動部材と、中子と複数の回動部材とを回転駆動させる回転駆動装置と、を備え、粉体搬送経路の搬送方向において、経路出口を実質的に覆うように中子を配置する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ケーシングに囲まれた粉体搬送経路に配置され、粉体搬送経路を通過する粉体原料に生じるブリッジを防止する粉体ブリッジ防止装置、および粉体ブリッジ防止装置を備えるとともに、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。

従来、粉体原料を取り扱う装置では、搬送経路内を搬送される粉体原料に凝集などが生じないようにすることを目的として、粉体原料を攪拌する粉体攪拌装置が備えられている。このような粉体攪拌装置は、一般的にアジテータとも呼ばれている。

例えば、特許文献１の粉体供給装置では、粉体貯留槽とスクリューフィーダとの間の攪拌装置（アジテータ）が設けられている。攪拌装置は、回転軸と一体的に回転する複数枚の板状の攪拌羽根を備える。それぞれの攪拌羽根が回動されることにより、粉体が攪拌されて、均一な状態にてスクリューフィーダ内へ定量供給される。

特開２００３−１７１０２１号公報

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。

特許文献１の攪拌装置では、攪拌羽根として、回動軸の径方向に幅を有する板状部材が用いられている。そのため、それぞれの攪拌羽根を回動させることにより、板状部材（攪拌羽根）がその周囲の食品具材や添加剤などと効率的に接触することになり、高い攪拌効果を得ることができる。

粉体原料の定量搬送のためには、十分な攪拌効果を与えることよりも、粉体貯留槽内の粉体からスクリューフィーダに対して加わる粉体圧を安定させることが重要である。しかしながら、特許文献１の粉体供給装置では、粉体貯留槽とスクリューフィーダとの間の連結部分における粉体経路の開口幅が、攪拌装置の幅（すなわち、板状の攪拌羽根の幅）よりも大きく形成されている。また、攪拌羽根の回動位置によっては、粉体経路の開口幅が攪拌装置よりもさらに大きくなる。そのため、粉体貯留槽内に貯留されている粉体の重量などによる粉体圧がスクリューフィーダに直接的に作用し易く、粉体圧を安定させることが難しい。したがって、粉体原料の搬送における定量性をさらに向上させることが難しいという課題がある。

このような課題は、粉体供給装置だけに限らず、粉体原料を定量搬送する様々な装置においても共通する課題である。

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、粉体搬送経路において、粉体原料の粉体圧が直接的に経路出口側に伝わることを抑制しながら、粉体原料に生じるブリッジを防止して、粉体原料を定量的に供給できる粉体ブリッジ防止装置および粉体供給装置を提供することにある。

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。

本発明の第１態様によれば、ケーシングに囲まれた粉体搬送経路に配置され、粉体搬送経路を通過して経路出口より供給される粉体原料に生じるブリッジを防止する粉体ブリッジ防止装置であって、粉体搬送経路における粉体原料の搬送方向に対して交差する方向に配置された中子と、中子の周囲において回転駆動される回動部材と、中子と複数の回動部材とを回転駆動させる回転駆動装置と、を備え、粉体搬送経路の搬送方向において、経路出口を実質的に覆うように中子が配置されている、粉体ブリッジ防止装置を提供する。

本発明の第２態様によれば、回転駆動装置の回転駆動軸と直交する方向における中子の幅が、同方向における経路出口の幅以上に設定されている、第１態様に記載の粉体ブリッジ防止装置を提供する。

本発明の第３態様によれば、回動部材が、ケーシングの内壁面に近接した位置を通過するように配置されている、第１態様または第２態様に記載の粉体ブリッジ防止装置を提供する。

本発明の第４態様によれば、回動部材は、搬送方向に対して交差する方向に配置された複数の線状部材であり、互いに対向するように配置され、複数の線状部材の両端部を支持して線状部材の支持形態を保持する一対の板状部材をさらに備え、回転駆動装置により板状部材が回転駆動されることにより、全ての線状部材が同一の回転軌道上を回動する、第１態様から第３態様のいずれか１つに記載の粉体ブリッジ防止装置を提供する。

本発明の第５態様によれば、回動部材は、中子の外周面に形成されたスクリューフライトである、第１態様から第３態様のいずれか１つに記載の粉体ブリッジ防止装置を提供する。

本発明の第６態様によれば、中子は、円柱形状または円筒形状を有する、第１態様から第５態様のいずれか１つに記載の粉体ブリッジ防止装置を提供する。

本発明の第７態様によれば、中子の外面と粉体原料との間の摩擦力を高めるように、中子の外面に凹凸が形成されている、第１態様から第６態様のいずれか１つに記載の粉体ブリッジ防止装置を提供する。

本発明の第８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、粉体搬送経路を構成し、粉体原料が導入されるホッパと、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、内部空間にスクリューが配置され、ホッパの経路出口より粉体原料が導入されるとともに、粉体原料がスクリューに沿って搬送されて排出口より排出されるバレルと、ホッパ内に配置された第１態様から第７態様のいずれか１つに記載の粉体ブリッジ防止装置とを備える、粉体供給装置を提供する。

本発明によれば、粉体ブリッジ防止装置において、粉体搬送経路における粉体原料の搬送方向に対して交差する方向に配置された中子が備えられ、この中子が、粉体搬送経路の搬送方向において経路出口を実質的に覆うように配置されている。したがって、粉体搬送経路内の粉体原料からの粉体圧を中子にて受けることができ、粉体原料の粉体圧が直接的に経路出口側に伝わることを抑制できる。それとともに、中子の周囲に配置された回動部材により粉体原料に生じるブリッジを防止できる。したがって、粉体原料を定量的に供給することができる。

本発明の実施の形態にかかる粉体供給装置の断面図 図１の粉体供給装置におけるＡ−Ａ線断面図 本実施の形態の粉体ブリッジ防止装置の構成図 図３の粉体ブリッジ防止装置におけるＢ−Ｂ線断面図 本実施の形態の粉体供給装置の部分断面図 本実施の形態の変形例にかかる粉体ブリッジ防止装置の概略構成図 本実施の形態の変形例にかかる粉体ブリッジ防止装置の断面図

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。

（実施の形態）
本発明の実施の形態にかかる粉体ブリッジ防止装置を備え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は図１の装置のＡ−Ａ線断面図である。

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、粉体ブリッジ防止装置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。

本実施の形態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。

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（粉体搬送経路）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。

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その下部開口部４ａを通して連通されている。導入用ケーシング４は、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。なお、本実施の形態では、ホッパ２と導入用ケーシング４とを別々の構成として説明しているが、両者が一体的に構成されるような場合であっても良い。また、本実施の形態では、粉体搬送経路を構成する導入用ケーシング４において、下部開口部４ａが粉体搬送経路の経路出口となっている。

粉体ブリッジ防止装置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する装置である。具体的には、粉体ブリッジ防止装置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複数の線状部材３１と、導入用ケーシング４の外部に配置されて複数の線状部材３１を一体的に回転駆動させる回転駆動装置３２とを備える。さらに、それぞれの線状部材３１の回転軌道の内側には、回転軌道内の空間を埋めるように配置された円筒状部材である中子３５が配置されている。また、導入用ケーシング４内を搬送される粉体原料内において、複数の線状部材３１が回転駆動されることにより、粉体原料に生じるブリッジなどの凝集が防止される。なお、導入用ケーシング４内における粉体搬送空間４１の下面が線状部材３１の回動軌道に沿った大略円周面（略円弧状断面）として形成されている（図２参照）。なお、粉体ブリッジ防止装置３の詳細な構成については後述する。

導入用ケーシング４において、粉体ブリッジ防止装置３の線状部材３１が回動される粉体搬送空間４１のさらに下方の部分には、下部開口部４ａを通じて粉体搬送空間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、本実施の形態では、バレル６は、導入用ケーシング４の粉体搬送空間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。

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と粉体搬送空間４１とが導入用ケーシング４の下部開口部４ａを介して連通されている。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。

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（図示せず）と、駆動モータ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。

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。

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。

次に、粉体供給装置１が備える粉体ブリッジ防止装置３の詳細な構成について、粉体ブリッジ防止装置３の主要部の構成図である図３、および図３のＢ−Ｂ線断面図である図４を用いて説明する。

図３および図４に示すように、粉体ブリッジ防止装置３は、水平方向に配置された複数の線状部材３１（回動部材）と、複数の線状部材３１の両端部を支持する一対の円盤部材３３と、線状部材３１と同じ方向に配置されるとともに、一対の円盤部材３３に固定された回転駆動軸３４と、回転駆動軸３４を包み込みように、それぞれの線状部材３１の回転軌道の内側に配置された円筒状部材である中子３５とを備えている。なお、回転駆動軸３４は、回転駆動装置３２が備える電動機に連結されて、回転駆動可能とされている。

線状部材３１は、例えば、粉体原料内にて回転駆動された場合に、片持ち支持状態では、その支持形態を保持することができない程度の細い断面形状を有するような線状部材である。また、粉体原料と接触する表面積が極力小さくなるような断面形状を有することが好ましく、例えば、円形断面を有することがより好ましい。本実施の形態では、線状部材３１としては、例えば、５ｍｍ以下の直径を有する円形断面を備える１６本の直線状部材が用いられる。

それぞれの線状部材３１は、円盤部材３３の周縁において、１つの円周上に等間隔に配置された状態で、それぞれの両端部が支持されている。このような一対の円盤部材３３に両端部が支持されていることにより、比較的小さな円形断面を有する線上部材３１の支持形態が直線状にて保持されている。なお、一対の円盤部材３３は、水平方向に配置されるそれぞれの線状部材３１と直交して配置されている。

回転駆動軸３４は、線状部材３１に比して十分大きな断面を有する剛体として形成されている。回転駆動軸３４は、円盤部材３３の中央、すなわち、それぞれの線状部材３１の円周上配列の中心において、一対の円盤部材３３に固定されている。

中子３５は、回転駆動軸３４に比して十分大きな径の円筒部分を備えるように形成されている。また、中子３５は、一対の円盤部材３３に挟まれるように形成されており、その円筒状の内部空間は、粉体原料が侵入しないように封止されている。なお、中子３５の円筒の中心は、回転駆動軸３４の中心と一致している。

このような粉体ブリッジ防止装置３では、回転駆動装置３２の電動機により回転駆動軸３４が回転駆動されると、一対の円盤部材３３を介して、それぞれの線状部材３１および中子３５が一方向に回動される。それぞれの線状部材３１は、回転駆動軸３４を中心とする１つの円周上に配置されているため、１つの線状部材３１の回転軌道上を、他の全ての線状部材３１が回動することになる。

ここで、粉体ブリッジ防止装置３における中子３５の大きさについて、図３および図４を用いて説明する。

図４（すなわち、図３のＢ−Ｂ線断面図）に示すように、導入用ケーシング４の下方における内壁面は、それぞれの線状部材３１の回転軌道に近接しながら一定の距離を保つように略円弧状に形成されている。この略円弧状内壁面の下部には、上面視において略長方形状に形成された下部開口部４ａが位置しており、下部開口部４ａを通して粉体搬送空間４１がバレルケーシング６２内の導入空間６１に連通されている。なお、粉体ブリッジ防止装置３の回転駆動軸３４の軸芯は、スクリュー５の回転中心（軸芯）（あるいはバレルケーシング６２の中心）と上面視において一致している。

ここで、図４に示すように、導入用ケーシング４の下部開口部４ａの幅（図４における図示左右方向の長さ）をＷ１とし、中子３５の幅（同上）をＷ２とすると、中子３５の幅Ｗ２は、下部開口部４ａの幅Ｗ１よりも大きく形成されている。すなわち、下部開口部４ａは、上面視において、中子３５により実質的に覆われた状態とされている。また、図１に示すように、一対の円盤部材３３は、導入用ケーシング４内壁面に近接して配置されており、その間に配置される中子３５は、下部開口部４ａの長手方向（図１の図示左右方向）に延在して、実質的に下部開口部４ａを覆うように配置されている。

このように、導入用ケーシング４内の粉体搬送空間４１において、その搬送経路の出口である下部開口部４ａを上方より覆うように中子３５が配置されていることにより、粉体搬送空間４１内あるいはホッパ２内に貯留されている粉体原料よりの粉体圧を中子３５にて受け止めることができる。このような粉体圧は、貯留されている粉体原料自体の重量によるもの、または、ホッパ２を通して外的に作用する圧力などを含む。したがって、中子３５より上流側の空間において粉体圧が変動するような場合であっても、この粉体圧を中子３５にて受けることができるため、中子３５より下流側へ伝達される粉体圧の変動を抑制することができる。

また、中子３５の外表面が略円周面であり、さらに導入ケーシング４の下方における内壁面が略円弧状であることにより、中子３５の外表面と導入ケーシング４の内壁面との間に形成される粉体原料の通路を一定の通路幅にできる。よって、この通路を通って下部開口部４ａに粉体原料を円滑に導くことができ、安定した粉体供給を実現できる。

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５（粉体供給装置１の部分断面図）を用いて詳細に説明する。

図５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。

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、粉体ブリッジ防止装置３にてブリッジの形成が防止された状態の粉体原料が、下部開口部４ａを通してバレルケーシング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。

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。

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。

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。

また、図５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板状部材により形成された排出羽根８１が設けられている。それぞれの排出羽根８１が回転駆動されることにより、排出管６３内の粉体原料に対して推力が与えられ、排出口６３ａより排出される。

このような構成を有する本実施の形態の粉体供給装置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。

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の粉体搬送空間４１内では、回転駆動装置３２により複数の線状部材３１が回転駆動されて、粉体原料にブリッジなど部分的な凝集が生じることが抑制される。

具体的には、一対の円盤部材３４によりそれぞれの両端部が支持された複数の線状部材３１が回動されると、共通する１つの回転軌道上を、全ての線状部材３１が回動されることになる。また、線状部材３１は、一対の円盤部材３４によりその両端部が支持されていなければ、その支持形態（例えば、直線状形態）が保持できない程度の小さな断面を有するような部材である。さらに、線状部材３１は、その周囲の粉体原料と接触する表面積が小さくなるように円形断面を有しており、また、粉体原料との間で接触により生じる摩擦力が小さくなるように、滑らかな曲面を有する断面形状（すなわち、円形断面）を有している。

複数の線状部材３１がこのように構成されているため、それぞれの線状部材３１が回動されても、その回転軌道の内外周において隣接する粉体原料との間に生じる摩擦力が大幅に低減される。したがって、複数の線状部材３１が回動されても、その周囲近傍の粉体原料が線状部材３１とともに動くことを極力抑制できる。そのため、複数の線状部材３１の回動により、その周囲の粉体原料の粉体圧に影響を与えることが防止できる。また、このような線状部材３１は、粉体圧の影響を受けずに回動される部材であるとも言うことができる。

一方、複数の線状部材３１は、回転軌道上にて粉体原料を切る（カットする）ように回動される。そのため、粉体原料に生じたブリッジなどの凝集を切断して、ブリッジなどが生じることが抑制される。特に、線状部材３１の回転軌道が、図４に示すように、導入用ケーシング４の下方における略円弧状の内壁面に近づいた位置に配置されていることにより、粉体原料が内壁面に付着してブリッジなどの凝集が成長することを抑制できる。

粉体ブリッジ防止装置３のこのような作用により、ホッパ２において、貯留されている粉体原料の材料レベルが異なるような状態であっても、導入用ケーシング４内において、複数の線状部材３１の回転軌道の上端高さ位置以下のレベルに存在する粉体原料のかさ密度を一定（均一）な状態に近づけることができる。

また、粉体ブリッジ防止装置３において、それぞれの線状部材３１の回転軌道の内側に略円筒状の中子３５が配置されている。中子３５の幅Ｗ２は、下部開口部４ａの幅Ｗ１よりも大きく形成されるとともに、下部開口部４ａは、上面視において中子３５により実質的に覆われた状態とされている。これにより、粉体搬送空間４１内あるいはホッパ２内に貯留されている粉体原料よりの粉体圧を中子３５にて受け止めることができる。したがって、中子３５より上流側の空間において粉体圧が変動するような場合であっても、この粉体圧を中子３５にて受けることができるため、中子３５より下流側へ伝達される粉体圧の変動を抑制することができる。

よって、粉体原料の粉体圧の変動を抑制することができるとともに、粉体原料に生じるブリッジを防止することができ、バレル６の第１ゾーンＳ１内に導入される粉体原料の定量性を高めることができる。

第１ゾーンＳ１では、バレルケーシング６２内に第１スクリュー５１が配置されており、下部開口部４ａを通して導入された粉体原料は、第１スクリュー５１のフライト５３間の空間に導入される。第１スクリュー５１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５３間に導入された粉体原料は、第１スクリュー５１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。

第２ゾーンＳ２において、第２スクリュー５４は、第１スクリュー５１とともにスクリュー駆動装置５７により回転駆動されている。第１ゾーンＳ１より搬送された粉体原料は、第２スクリュー５４のフライト５６間に移動され、第２スクリュー５４の回転駆動により軸方向に沿って搬送され、粉体原料の搬送とともに、粉体原料に対する圧縮が行われる。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、フライト５６間に圧密化された状態で粉体原料を配置することができ、粉体原料のかさ密度を一定に保つことができる。特に、本実施の形態では、バレル６の第１ゾーンＳ１に導入される粉体原料の定量化が、粉体ブリッジ防止装置３により図られているため、粉体原料のかさ密度の定量性をより高めることができる。

一方、第２ゾーンＳ２では、第２スクリュー５４が回転駆動されることにより、粉体原料は搬送管６３の内周に沿って回動しながら搬送される。搬送管６３の排出口６３ａを通過する際に、回転駆動されているそれぞれの排出羽根８１により粉体原料に対して推力が与えられ、粉体原料が排出口６３ａより排出される。これにより、均一に分散された状態の粉体原料が排出口６３ａより排出用ケーシング７内に定量的かつ均一な状態にて排出される。

本実施の形態の粉体供給装置１によれば、導入用ケーシング４内の粉体搬送空間４１内に備えられた粉体ブリッジ防止装置３において、搬送経路の出口である下部開口部４ａを上方より覆うように略円筒状の中子３５が配置されている。これにより、粉体搬送空間４１内あるいはホッパ２内に貯留されている粉体原料よりの粉体圧を中子３５にて受け止めることができる。したがって、中子３５より上流側の空間において粉体圧が変動するような場合であっても、この粉体圧を中子３５にて受けることができるため、中子３５より下流側へ伝達される粉体圧の変動を抑制することができる。したがって、バレル６の第１ゾーンＳ１内に導入される粉体原料の定量性を高めることができ、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。

例えば、円筒状の中子３５の幅（直径）Ｗ２を、下部開口部４ａの幅Ｗ１と同じ寸法、あるいは幅Ｗ１以上の寸法に形成することにより、下部開口部４ａを、上面視において中子３５により実質的に覆われた状態とすることができ、下流側への粉体圧の影響を低減できる。

さらに、導入用ケーシング４内において、中子３５の周囲に配置された複数の線状部材３１が、共通する１つの回転軌道上を回動するような構成が採用されている。そのため、複数の線状部材３１が回動されても、その回転軌道の内外周において隣接する粉体原料との間に生じる摩擦力が大幅に低減される。したがって、複数の線状部材３１が回動されても、その周囲近傍の粉体原料が線状部材３１とともに動くことを極力抑制でき、複数の線状部材３１の回動により、その周囲の粉体原料の粉体圧に影響を与えることが防止できる。よって、中子３５の周囲近傍においても粉体圧の変動を抑制できる。一方、複数の線状部材３１は、回転軌道上にて粉体原料を切る（カットする）ように回動される。そのため、粉体原料にブリッジなどの凝集が生じることを抑制できる。よって、粉体原料の攪拌を抑制しながら粉体原料の粉体圧の変動を抑制するとともに、粉体原料に生じるブリッジを防止することができ、バレル６の第１ゾーンＳ１内に導入される粉体原料の定量性を高めることができる。

上述の説明では、粉体ブリッジ防止装置３において、中子３５が略円筒形状を有する場合を例として説明したが、中子の形状は略円筒形状に限られない。導入用ケーシング４の下部開口部４ａを実質的に覆うように配置され、上流側の粉体圧を受けることができるような形態（形状）であれば良く、例えば、外周断面が多角形状などの形態を採用しても良い。

ただし、中子３５を略円筒形状とすることにより、中子３５を回転駆動させた際に、この中子３５の回転に伴う周期的な影響をほぼ無くすことができ（すなわち、中子３５が回転されても外周面の回転軌道が変化しない）、粉体圧に脈動が生じることを防止できる。なお、中子３５は略円筒形状の他、円柱形状としても良い。また、中子３５を略円筒形状とした場合には、粉体原料を中子３５の外表面に滞留させることなく、下部開口部４ａへと円滑に導くことができる。

さらに、中子３５とその周囲に配置される複数の線状部材３１とを一方向（同じ回転方向）に回転させることにより、中子３５の周囲に一様な流れを形成することができ、導入用ケーシング４の内壁面近傍に粉体原料が滞留することを抑制できる。

また、中子３５の外表面に凹凸を形成しても良く、例えば、中子３５の外表面に、粉体原料の粒子径よりも大きな凹凸を形成しても良い。このように凹凸を形成することにより、中子３５の外表面とその周囲の粉体原料との間の摩擦力を高めることができ、粉体原料にブリッジ等の凝集体を分散させることができ、ブリッジの形成を抑制できる。なお、このような凹凸は、サンドブラストなどを用いて中子３５の外表面を粗面化加工することにより行うことができる。

上述の説明では、線状部材３１が円形断面を有する場合を例として説明したが、周囲の粉体原料との間で摩擦を低減できるような断面形状であれば良く、回転軌道の外周側および内周側に接する部分が曲面にて形成されていれば良い。なお、粉体原料と接触する表面積を最小限とするという観点からは、線状部材３１は円形断面を有することが好ましい。

また、一対の円盤部材３４の間での線状部材３１の支持形態が直線状である場合を例としたが、支持形態が曲線状あるいは直線および曲線の混合した形態であっても良い。ただし、粉体原料と接触する表面積を少なくするという観点からは、支持形態が直線状であることが好ましい。

また、線状部材３１として、ワイヤー状の部材やピアノ線など、一対の円盤部材３４により張力が付与された状態にて支持されるような部材を採用しても良い。

また、線状部材３１の本数は、回動速度および粉体原料の特性を考慮して、隣接する線状部材３１間を粉体原料が一定の搬送速度にて通過できるように設定することが好ましい。

粉体原料として、例えば、摩擦により静電気が生じやすいような原料が用いられるような場合にあっては、本実施の形態の粉体ブリッジ防止装置３を適用することで、粉体原料と線状部材３１との間の摩擦を低減して静電気の発生を抑制でき、ブリッジ形成などを抑制できる。

また、それぞれの線状部材３１が、粉体原料の搬送方向（すなわち、上下方向）に対して直交する方向（すなわち、水平方向）に配置されている場合を例として説明したが、少なくとも粉体原料の搬送方向と交差する方向に線状部材が配置されていれば良い。同様に中子３５についても、粉体原料の搬送方向（すなわち、上下方向）に対して直交する方向（すなわち、水平方向）に配置されている場合を例として説明したが、少なくとも粉体原料の搬送方向と交差する方向に中子が配置されていれば良い。

また、複数の線状部材３１を支持する円盤部材３４は円盤状でなくても良く、多角形状など他の形状を有する板状部材としても良い。

また、回転駆動装置３２により、中子３５および線状部材３１が一方向に回転駆動される場合を例として説明したが、中子３５および線状部材３１を逆方向に回転駆動させても良い。例えば、周囲に粉体原料のブリッジが形成されてしまった場合に、中子３５および線状部材３１の回転方向を切り替えることで、積極的にブリッジ破壊を行うことも可能である。

なお、上述の実施の形態では、中子が略円筒状部材であり、その周囲に配置される複数の回動部材が複数の線状部材３１である場合を例として説明したが、中子と回動部材との構成はその他様々な構成を採用し得る。

本実施の形態の変形例に係る粉体ブリッジ防止装置９０の概略構成を図６に示す。図６に示すように、粉体ブリッジ防止装置９０では、中子がスクリューシャフト９１であり、中子の周囲に配置された回動部材がスクリューシャフト９１の外周面に配置されたスクリューフライト９２となっている。図６に示すように、スクリューシャフト９１は、バレル６内のスクリュー５とは逆向きに粉体原料を搬送する方向に配置されている（すなわち、図示水平方向右向きに粉体原料を搬送する方向に配置されている）。なお、図６では、粉体ブリッジ防止装置９０が備える回転駆動装置など、その他の構成については、図示を省略している。

粉体供給装置１において、バレル６内では、図６の図示左方向に粉体原料が連続的に搬送される。そのため、導入用ケーシング４の下部開口部４ａでは、図示右側部分よりも図示左側部分において粉体原料がバレル６内に入り難いという現象が生じる。すなわち、下部開口部４ａの図示左側部分では、すでにバレル６内に粉体原料が充填されている状態に近い状態にあるため、粉体原料が入り難くなる場合がある。

本変形例では、導入用ケーシング４内にスクリューフライト９２を有するスクリューシャフト９１を配置するとともに、導入用ケーシング４ａ内においてバレル６の下流側から上流側に向かって粉体原料を搬送するようにしている。これにより、下部開口部４ａを通してバレル６内に粉体原料をバランス良く供給することが可能となる。

また、スクリューシャフト９１の幅（直径）を下部開口部４ａの幅よりも大きくして、上面視において下部開口部４ａを実質的に覆うようにスクリューシャフト９１を配置することにより、粉体圧をスクリューシャフト９１にて受けることが可能となる。これにより、粉体供給における定量性を高めることができる。

なお、スクリューシャフト９１は一軸のみの構成としても良く、また、複数のスクリューシャフト９１を水平方向に配列させるような構成としても良い。複数の配列構成とする場合には、複数のスクリューシャフト９１により下部開口部４ａが実質的に覆われるようにそれぞれのスクリューシャフト９１配置することが好ましい。ここで、実質的に覆うとは、隣接するスクリューシャフト９１間に形成される僅かな隙間などのように粉体圧を受けることに影響が少ない隙間の存在については許容しながら、下部開口部４ａを覆うという意味である。また、複数の配列構成の場合には、一端に配置されるスクリューシャフト９１から他端に配置されるスクリューシャフト９１までの寸法が、中子の幅に相当する寸法となる。また、スクリューフライト９２は、シングルフライトやダブルフライトなど様々な形態を採用し得る。

また、本実施の形態のさらに別の変形例に係る粉体ブリッジ防止装置１００の概略構成を図７に示す。図７に示す粉体ブリッジ防止装置１００では、回動部材として複数の線状部材３１を配置させるのではなく、複数（多数）の棒状部材１０１を略円筒状の中子３５の周囲に配置させている点において、図４の粉体ブリッジ防止装置３とは異なる構成を有している。

具体的には、中子３５の径方向に延在する多数の棒状部材１０１が、中子３５の外周面に固定されている。なお、図７では中子３５の一断面を示しているが、中子３５の径方向に延在する多数の棒状部材１０１は、中子３５の軸方向においても多数配列されている。また、それぞれの棒状部材１０１の先端は、導入用ケーシング４の下方における内壁面に近接して配置されている。

このような構成においても、上面視において下部開口部４ａを実質的に覆うように中子３５を配置することにより、粉体圧を中子３５にて受けることが可能となる。これにより、粉体供給における定量性を高めることができる。また、多数の棒状部材１０１が回転駆動されることにより、中子３５の周囲の粉体原料に対して攪拌作用を与えることができ、ブリッジ破壊を行える。

また、粉体ブリッジ防止装置３以外の構成であるホッパ２、導入用ケーシング４、バレル６の第１ゾーンＳ１などは、上述した構成以外の形態を採ることができる。

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。

また、粉体ブリッジ防止装置３が、粉体供給装置１に適用される場合を例として説明したが、定量的な搬送が要求されるような粉体搬送経路を有する装置であれば、本発明の粉体ブリッジ防止装置を適用できる。

なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施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。

１ 粉体供給装置
２ ホッパ
３ 粉体ブリッジ防止装置
４ 導入用ケーシング
４ａ 下部開口部
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
３１ 線状部材
３２ 回転駆動装置
３３ 円盤部材
３４ 回転駆動軸
３５ 中子
５１ 第１スクリュー
５４ 第２スクリュー
６２ バレルケーシング
６３ 搬送管
８１ 排出羽根

Claims (8)

1. ケーシングに囲まれた粉体搬送経路に配置され、粉体搬送経路を通過して経路出口より供給される粉体原料に生じるブリッジを防止する粉体ブリッジ防止装置であって、
   粉体搬送経路における粉体原料の搬送方向に対して交差する方向に配置された中子と、
   中子の周囲において回転駆動される回動部材と、
   中子と回動部材とを回転駆動させる回転駆動装置と、を備え、
   粉体搬送経路の搬送方向において、経路出口を実質的に覆うように中子が配置されている、粉体ブリッジ防止装置。
2. 回転駆動装置の回転駆動軸と直交する方向における中子の幅が、同方向における経路出口の幅以上に設定されている、請求項１に記載の粉体ブリッジ防止装置。
3. 回動部材が、ケーシングの内壁面に近接した位置を通過するように配置されている、請求項１または２に記載の粉体ブリッジ防止装置。
4. 回動部材は、搬送方向に対して交差する方向に配置された複数の線状部材であり、
   互いに対向するように配置され、複数の線状部材の両端部を支持して線状部材の支持形態を保持する一対の板状部材をさらに備え、
   回転駆動装置により板状部材が回転駆動されることにより、全ての線状部材が同一の回転軌道上を回動する、請求項１から３のいずれか１つに記載の粉体ブリッジ防止装置。
5. 回動部材は、中子の外周面に形成されたスクリューフライトである、請求項１から３のいずれか１つに記載の粉体ブリッジ防止装置。
6. 中子は、円柱形状または円筒形状を有する、請求項１から５のいずれか１つに記載の粉体ブリッジ防止装置。
7. 中子の外面と粉体原料との間の摩擦力を高めるように、中子の外面に凹凸が形成されている、請求項１から６のいずれか１つに記載の粉体ブリッジ防止装置。
8. 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、
   粉体搬送経路を構成し、粉体原料が導入されるホッパと、
   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、
   内部空間にスクリューが配置され、ホッパの経路出口より粉体原料が導入されるとともに、粉体原料がスクリューに沿って搬送されて排出口より排出されるバレルと、
   ホッパ内に配置された請求項１から７のいずれか１つに記載の粉体ブリッジ防止装置とを備える、粉体供給装置。

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