JP2014159307A - 粉粒体定量供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 繊維状物等の粉粒体材料をその解砕を防止しながら搬送し、絡みやすい粉粒体材料の正確な定量供給を実現する。
【解決手段】 ケーシング内に円形固定底板を固定し、円形固定底板の外周縁とケーシング内周面との間に環状間隔を形成し、ケーシングの開口部に逆円錐形状の投入ホッパーを接続し、投入ホッパーの下端に内筒を接続し、内筒下端部と円形固定底板との間に材料排出間隙を形成し、内筒内の粉粒体が材料排出間隙を介して円形固定底板上に流出するように構成する。円形固定底板の中心に直立回転軸を貫設し、直立回転軸を回転中心とする複数の回転羽根を放射状に設け、各回転羽根の先端部を円形固定底板の外周縁の外側に位置させ、回転羽根を回転駆動することにより、材料排出間隙から円形固定底板上の粉粒体材料を円形固定底板の外周縁方向に移動させ、粉粒体材料を円形固定底板の外周縁からケーシング下方に落下供給するように構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、繊維状の粉粒体等の供給すべき粉粒体の解砕・解繊を防止しながら、定量供給を行うための粉粒体定量供給装置に関するものである。

従来、粉粒体の定量供給装置として、底板に外筒を立設し、上記底板の上方に粉粒体排出間隙を介して内筒を支持し、上記底板上に中央回転羽根を設けると共に、中央回転羽根の筒状外縁から内周方向に向かう外周回転羽根を設けて回転体を形成し、該回転体の上記筒状外縁を外筒の内周に近接して内外筒間の円環状材料通路を上記底板上に形成し、上記粉粒体排出間隙から上記円環状材料通路内に拡散される粉粒体を、上記中央回転羽根及び外周回転羽根の回動によって上記円環状材料通路の一か所に形成した粉粒体排出口から排出する粉粒体供給装置が提案されている（特許文献１）。

また、廃プラ、木質材等の不定形の粉粒体の定量供給装置として、機枠に設けた直立外筒の上部に上部環状板を介して上部内筒を支持し、上記上部内筒の下端に粉粒体排出間隙を介して円形テーブルを下部小径内筒の上端に支持し、上記下部小径内筒の下端と上記直立外筒の下端とを下部環状底板で接続して該下部小径内筒と上記直立外筒との間に円環状材料通路を形成し、該通路の一か所に粉粒体排出口を開口してなり、上記円形テーブルの中心に設けた直立回動軸に複数の回転羽根を設けると共に、該回転羽根の外周端に上記円環状材料通路内に位置する複数の材料スクレーパを接続し、上記粉粒体排出間隙から上記円形テーブルに拡散される粉粒体を上記回転羽根の回転により上記円形テーブルから上記円環状材料通路に供給すると共に、上記円環状材料通路に供給された粉粒体を上記材料スクレーパの回動によって上記粉粒体排出口から排出する粉粒体供給装置が提案されている（特許文献２）。

特開平１−２７９０８５ 特開２００３−３３５４２２ 実開平５−２８５３６ 特開２０１２−２３２８１３

ところで、上記特許文献１，２の粉粒体供給装置では、何れも粉粒体材料は、上記円環状材料通路内を、該通路内の１箇所に形成された排出口に到達するまで、回転羽根又は材料スクレーパと共に移動して行くため、当該粉粒体材料は上記通路内の比較的長い距離を回転羽根又は材料スクレーパによって引き摺られていく状態となる。

従って、一単位が粒状（小球状）の粉粒体等、粉粒体自体、形崩れを問題としない材料の搬送は問題ないが、例えば短繊維等の糸状の粒状物等の場合は、粉粒体の一単位の解砕、解繊（繊維のほつれ等）を抑制し、一単位の粉粒体自体の形状を維持した状態で、定量供給し得る装置の実現が望まれている。

また、粉粒体材料を水平回転テーブル上に供給し、該水平回転テーブルの回転によって、当該テーブルの外周縁から落下させる形式のテーブルフィーダも提案されている（特許文献３，４）。

ところで、繊維状物のような粉粒体（繊維）同士が絡み易い材料の場合は、回転テーブル上で粉粒体が絡み合うことがあるため、これを効果的に解消し、かつ粉粒体の絡みに伴う粉粒体排出時の脈動を抑制して、繊維状物のような絡み易い粉粒体であっても、精度の高い粉粒体定量供給装置の実現が望まれている。

本発明は上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、例えば繊維状物等の粉粒体材料をその材料の解砕、解繊等を防止しながら円滑に搬送し得て、かつ搬送中において繊維状物等の絡みやすい粉粒体材料の絡みを防止することにより、正確な定量供給を実現し得る粉粒体定量供給装置を提供することを目的とする。

また、例えば繊維状物等の粉粒体材料のように絡み易い粉粒体の脈動を抑制して、非常に高精度の定量供給を実現し得る粉粒体定量供給装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため本発明は、
第１に、円筒状のケーシング内に機枠を固定し、該機枠に上記ケーシングの直立中心軸線を中心とする円形固定底板を固定し、該円形固定底板の外周縁と上記ケーシング内面との間に材料排出用の環状間隔を形成し、上記ケーシングの上面に開口部を設けると共に、上記開口部に上記直立中心軸線を共通とする逆円錐形状の投入ホッパーを接続し、該投入ホッパーの下端に該投入ホッパーと上記中心軸線を共通とし上記円形固定底板の直径よりも小さい直径を有する内筒を接続し、上記内筒を上記円形固定底板の上方位置に配置して、上記内筒下端部と上記円形固定底板との間に材料排出間隙を形成し、上記内筒内に投入された粉粒体材料が上記内筒の下端部から上記円形固定底板上に流出するように構成し、上記円形固定底板の中心に直立回転軸を立設し、上記円形固定底板上において上記直立回転軸を回転中心とする複数の回転羽根を上記直立回転軸に放射状に設け、各回転羽根は上記材料排出間隙から上記円形固定底板の上記外周縁の方向に突出すると共に、上記各回転羽根の先端部を上記円形固定底板の上記外周縁の外側に位置させ、電動機により上記回転羽根を回転することにより、上記円形固定底板上に流出した上記粉粒体材料を上記円形固定底板の外周縁方向に移動させ、上記粉粒体材料を上記円形固定底板の外周縁から上記環状間隔を介して上記ケーシング下方に落下供給するものである粉粒体定量供給装置により構成される。

従って、上記円形固定底板上の粉粒体材料は上記回転羽根の回転により解されながら円形固定底板の外周縁の方向に搬送され、上記円形固定底板の外周縁から下方に落下していく。よって、粉粒体材料は、従来装置のように、回転羽根又はスクレーパによって筒内の円環状材料通路を長距離を引き摺られることがないため、粉粒体材料の搬送に際して、繊維状物等の粉粒体材料の解砕、解繊を防止することができる。また、内筒内の粉粒体材料が絡み合った場合は、回転羽根の回転により解すことができ、繊維状物等の絡み易い粉粒体材料の絡みを解しながら搬送することができ、これにより繊維状物等の絡み易い粉粒体材料であっても正確な定量供給を自実現することができる。

第２に、上記ケーシングの上記環状間隔より下方位置に上記直立中心軸線を共通とする逆円錐形状の排出ホッパーを接続し、該排出ホッパーの下端部に上記直立中心軸線を共通とする材料排出口を設けたものであることを特徴とする上記第１記載の粉粒体定量供給装置により構成される。

従って、上記環状間隔から落下供給された粉粒体は、円形固定底板の直立中心軸線と共通の中心を有する排出ホッパー及び材料排出口を経て下方に落下供給されるので、円形固定底板の外周縁から均等に落下供給した粉粒体材料を上記排出口からそのまま回収することができ、脈動の少ない正確な定量供給を実現することができる。

第３に、上記各回転羽根の下端部と上記円形固定底板の上面との間に、搬送すべき粉粒体材料が通過し得る一定幅の間隔が形成されているものであることを特徴とする上記第１又は２記載の粉粒体定量供給装置により構成される。

上記間隔は一定幅の間隔ｔ４により構成することができる。このように構成すると、上記材料排出間隙に移行している粉粒体材料が絡み合って塊が形成されたとしても、上記回転羽根が回転することにより、上記回転羽根が上記塊に当接することで、塊を構成する粉粒体材料が上記回転羽根の上方側と下方側に分離して通過することができるため、上記回転羽根により塊を容易に解すことができる。

第４に、上記各回転羽根は上記直立回転軸から放射方向に延びる直線状の丸棒から構成されており、各回転羽根の軸方向の中心軸は、上記材料排出間隙の上下方向の略中間に位置しているものであることを特徴とする上記第１〜３の何れかに記載の粉粒体定量供給装置により構成される。

このように構成すると、回転羽根の側面が円筒状なので、粉粒体材料中で回転しても粉粒体材料自体（一単位）の解砕、解繊を抑制しつつ、粉粒材材料を円形固定底板の外周縁方向に移行させることができる。また、例えば材料排出間隙近傍に粉粒体材料の塊が位置していた場合に、当該粉粒体材料の略中間部を回転羽根が通過していくので、当該塊を効果的に解すことができる。

第５に、上記材料排出口に機枠を設け、当該機枠の対向板間に上記直立中心軸線に直交する複数本の流量調整ロッドを水平方向に隣接状態で軸支し、これら複数の流量調整ロッドを上記材料排出口の下方に位置させ、上記各流量調整ロッドの各軸には放射方向の突起からなる羽根が軸方向に複数形成されており、上記各流量調整ロッドを電動機により互いに反対方向に回転駆動し得るように構成したものであることを特徴とする上記第２〜４の何れかに記載の粉粒体定量供給装置により構成される。

このように構成すると、材料排出口から落下供給される粉粒体は流量調整ロッド上に一旦停留し、これら複数の流量調整ロッドの回転により解されながら下方に落下供給される。従って、材料排出口から供給される粉粒体材料の脈動を抑制し得て、より高精度な定量供給を実現できる。

第６に、上記流量調整ロッドは上下２段に軸支されており、下段の流量調整ロッドは隣接する上記上段の流量調整ロッドの間に位置するように、上記上段の流量調整ロッドとは半ピッチずらした状態で軸支されているものであることを特徴とする上記第２〜５の何れかに記載の粉粒体定量供給装置により構成される。

このように構成すると、上段の流量調整ロッド間に下段の流量調整ロッドが位置しているので、流量調整ロッド上に落下供給された粉粒体は、上下の流量調整ロッド上に一旦停留し、その後に流量調整ロッドの回転により粉粒体材料を解しながら下方に供給することができる。よって、材料排出口から供給される粉粒体材料の脈動を確実に抑制し得て、より高精度な定量供給を実現できる。

本発明は上述のように、粉粒体材料は、従来装置のように、回転羽根又はスクレーパ等によって円環状材料通路を長距離引き摺られることがないため、例えば繊維状物等の粉粒体材料であっても粉粒体材料自体の解砕、解繊を防止し得て、粉粒体材料同士が絡み合った場合は、回転羽根の回転により当該絡みを解しながら粉粒体材料を搬送することができ、これにより繊維状物等の絡み易い粉粒体材料であっても正確な定量供給を実現することができる。

また、環状間隔から落下供給された粉粒体は、円形固定底板の直立中心軸線と共通の中心を有する排出ホッパー及び材料排出口を経て下方に落下供給されるので、脈動の少ない正確な定量供給を実現することができる。

また、材料排出間隙に移行してきた粉粒体材料が絡み合って塊が形成されたとしても、上記回転羽根が回転することにより、上記回転羽根が上記塊に当接することで、塊を構成する粉粒体材料が上記回転羽根の上方側と下方側に分離して通過し、これにより塊を容易に解すことができる。

また、回転羽根の側面が円筒状なので、粉粒体材料自体（一単位）の解砕、解繊を抑制しつつ、粉粒体材料を円形固定底板の外周縁方向に移行させることができるし、回転羽根によって粉粒体材料を効果的に解すことができる。

また、材料排出口から落下供給される粉粒体は流量調整ロッド上に一旦停留し、これら複数の流量調整ロッドの回転により解されながら下方に落下供給させることができるので、材料排出口から供給される粉粒体材料の脈動を抑制し得て、より高精度な定量供給を実現できる。

また、流量調整ロッド上に落下供給された粉粒体は、上下の流量調整ロッド上に一旦停留させ、その後に流量調整ロッドの回転により粉粒体材料を解しながら下方に供給することができるので、材料排出口から供給される粉粒体材料の脈動を確実に抑制し得て、より高精度な定量供給を実現できる。

本発明に係る粉粒体定量供給装置の側面断面図である。 同上粉粒体定量供給装置の平面図である。 図１のＸ１−Ｘ１線断面図である。 図１のＸ２−Ｘ２線断面図である。 図１のＸ３−Ｘ３線断面図である。 同上粉粒体定量供給装置の流量調整装置近傍の側面断面図である。 （ａ）は図１のＸ４−Ｘ４線断面図、（ｂ）は図１のＸ５−Ｘ５線矢視図である。 同上粉粒体定量供給装置の円形固定底板の外周縁近傍の拡大断面図である。 同上粉粒体定量供給装置に使用する流量調整装置の平面図である。 図９のＸ６−Ｘ６線断面図である。 図９のＸ６−Ｘ６線断面図である。 同上流量調整装置の流量調整ロッドの斜視図である。 同上流量調整装置の他の実施形態の平面図である。 図１３のＸ７−Ｘ７線断面図である。

以下、本発明に係る粉粒体定量供給装置を詳細に説明する。

図１に本発明に係る粉粒体定量供給装置１の全体構成を示す側面断面図を示す。同図において、２は直立中心軸線Ｃを共通中心軸とする円筒状のケーシングであり、円筒状の上部ケーシング２ａと円筒状の中間部ケーシング２ｂがフランジＦ１にてボルトＢ１により接続され、上記中間部ケーシング２ｂと下部ケーシング２ｃがフランジＦ２にてボルトＢ２により接続されている。

また上記上部ケーシング２ａの上部開口縁（開口部）２ａ”には、投入ホッパー３の上端円筒部３ａが接続され、上記上端円筒部３ｃのフランジＦ３と上記上部ケーシング２ａの上部フランジＦ４とがボルトＢ３にて接続固定されている。この投入ホッパー３は、上記直立中心軸線Ｃを共通中心軸とし、上記上部ケーシング２ａと同じ開口面積の円形開口３’を有する逆円錐形のホッパー部３ａと、当該ホッパー部３ａの下端部に連続して接続されたものであって、同じく上記直立中心軸線Ｃを共通中心軸とする円筒形状の内筒３ｂとから構成されており、上記内筒３ｂの下端（下端部）３ｂ’は後述の円形固定底板６に近接する位置に固定されている。

また、上記投入ホッパー３の上記円形開口３’より上方に上記直立中心軸線Ｃを共通中心軸とする円筒形の上部延長ケーシング３ｄが接続されている。

上記下部ケーシング２ｃの下端には、上記直立中心軸線Ｃを共通中心軸とする逆円錐形状の排出ホッパー４がフランジＦ５を以ってボルトＢ４により接続固定されている。上記排出ホッパー４の下端は、上記直立中心軸線Ｃを共通中心軸とする円形の材料排出口４ａが形成されている。

７は上記円形排出口４ａにフランジＦ６を以ってボルトＢ５により固定された流量調整装置であり、複数の上下段の流量調整ロッド１５，１６により粉粒体材料を解す機能を有すると共に、上記排出口４ａから落下供給される粉粒体材料を一旦受け止めてから排出することにより、材料の脈動の抑制を行うものである。

上記ケーシング２の内部には、後述の電動機１３等を支持するための内部機枠５が、上記中間部ケーシング２ｂに各外端部を固定された３本の固定用架台５ｂ，５ｂ，５ｂにより、上記中間部ケーシング２ｂの略中央部に支持固定されている（図２、図４参照）。

上記ケーシング２内において、上記上部ケーシング２ａの略下端部位置に、円形固定底板６が上記直立中心軸線Ｃをその円形の中心とする位置に固定されている。この円形固定底板６は上記内部機枠５の上端部に設けられたフランジ５ａにボルトＢ６にて水平に固定されている。この円形固定底板６は、上記内筒３ｂの外形よりも大径に形成されており、その外周縁６ａは、上記内筒３ｂ下端３ｂ’に対応する位置から半径方向に距離ｔ２だけ延出した状態となっている（図３、図８参照）。

また、上記内筒３ｂ下端３ｂ’と円形固定底板６の上面６ｂとの間には、円環状の材料排出間隙ｔ１が形成されており、当該材料排出間隙ｔ１から上記円形固定底板６の外周縁６ａ方向に材料が安息角θ度にて流出するものである（図１、図３、図８参照）。

また、この円形固定底板６の外周縁６ａと上記上部ケーシング２ａ内面２ａ’との間には環状間隔Ｓが形成されており、上記円形固定底板６の上記外周縁６ａから流出する粉粒体材料は、上記環状間隔Ｓから上記ケーシング２内下方に落下供給されるように構成されている（図１、図８矢印Ｂ参照）。

上記円形固定底板６の中央には、上記直立中心軸線Ｃを共通中心軸とする直立回転軸８が突出形成（立設）されており、当直立回転軸８に上記直立中心軸線Ｃを回転中心とするボス９が固定され、当該ボス９側面に放射状に８本の断面円形の丸棒状の回転羽根１０が取り付けられている。これらの回転羽根１０は、各々、その基端部１０ａ側が上記ボス９の側面にねじ込まれナットＮにて固定され、上記中心回転軸Ｃを中心として、互いに均等な４５度の角度を隔てて水平に放射状に設けられており、各先端部１０ｂは、上記円形固定底板６の外周縁６ａよりも外周方向に距離ｔ３だけ突出するように構成されている（図８参照）。これらの回転羽根１０は、矢印Ａ方向に回転することにより、上記円形固定底板６の上面６ｂ近傍に位置する粉粒体材料Ｍを外周縁６ａの方向に押し出すものである。

ここで、本発明における定量供給すべき粉粒体材料は例えば繊維状物等のように絡み易い材料なので、回転羽根１０の回転力を受けても上記円形固定底板６の外周縁６ａから直ちに落下し難い性質がある。よって、上記回転羽根１０の先端部１０ｂを上記円形固定底板６の外周縁６ａより若干突出させることにより、絡み易い繊維状物であっても、当該材料を上記固定底板６外周縁６ａの外側に誘導し、当該先端部１０ｂから円滑に落下させることができるように構成している。

また、各回転羽根１０は、その軸方向の中心軸ｐの位置が、上記材料排出間隙ｔ１の上下方向の中間位置、即ち、上記内筒３ｂの下端３ｂ’と上記円形固定底板６の上面６ｂとの間隙（ｔ１）の上下方向の略中央に位置するように設けられている（図８参照）。従って、上記回転羽根１０の下端と上記円形固定底板６の上面６ａとの間に一定の間隔（距離）ｔ４（例えば１０ｍｍ）が設けられ、上記回転羽根１０の上端と上記内筒３ｂの下端３ｂ’との間にも一定の間隔（例えば上記間隔ｔ４と略同一の間隔（距離）ｔ５）が形成されるように構成されている。

このように上記各回転羽根１０が上記材料排出間隙ｔ１の中間に位置しているため、上記内筒３ｂの下端３ｂ’下方近傍に位置する粉粒体材料が絡み合って上記材料排出間隙ｔ１近傍にて塊を形成したとしても、上記回転羽根１０の矢印Ａ方向の回転により、上記回転羽根１０が上記塊の中央部に当接して上記粉粒体材料の絡みを解消することができるように構成している。

上記内筒３の下端３ｂ’の位置は、粉粒体材料の性状によって上下方向に位置変更することができる。また、上記回転羽根１０と上記固定底板６の上面６ｂとの距離ｔ４は比較的大きくすること（本実施形態の場合は１０ｍｍ）が好ましい。これは、繊維状物のように絡み易い粉粒体材料であって比較的大きな塊が生じた場合であっても、粉粒体材料（例えば長さが５ｍｍ〜１０ｍｍの繊維状物）が上記回転羽根１０と上記上面６ｂ間を通過することにより、粉粒体が絡み合って形成された比較的大きな塊を解すことができるからである。即ち、上記距離ｔ４は繊維状物のような粉粒材料が通過できる距離とする。

さらに上記各回転羽根１０は丸棒により構成されているので、繊維状物等の粉粒体材料に当接しても、当該粉粒材料の一単位自体を砕いたり（即ち解砕したり）又は粉粒体材料の繊維をばらばらにしたり（即ち解繊したり）しないように構成されている。即ち、ガラス繊維或いは樹脂繊維等の粉粒体材料は、１個の材料は、例えば長さが約５ｍｍ〜１０ｍｍ、直径が約０．１ｍｍ〜１ｍｍの短繊維状の粉粒体材料であり、それ自体、極めて細い繊維の集合体として形成されている。これらの材料を定量供給する際は、１個の材料の短繊維としての形状（長さ）を維持しながら、かつ１個の材料の繊維を解すことなく搬送し、定量供給することが必要となる。そのため、上記回転羽根１０を丸棒状とすることにより、その側面が円弧面なので、当該回転羽根１０の側面に粉粒体材料が当接しても、それにより粉粒材料自体（１個）が切断されたり、粉粒体材料自体（１個）の繊維がばらけたりしないように構成している。

上記ボス９の上面には上記直立中心軸線Ｃを中心とする円錐形のコーン１１が設けられている。このコーン１１は上記ボス９の上面を被覆しており、上記投入ホッパー３に投入される粉粒体材料の偏析或いは架橋等を防止するものである。

上記直立回転軸８は上記円形固定底板６の下方にて、上記内部機枠５内に固定された減速機１２を介して、同じく上記内部機枠５内に固定された電動機１３の出力軸に接続されている。これにより上記回転羽根１０は矢印Ａ方向に一定速度で回転駆動されるように構成されている。また、上記電動機１３の回転数をインバータで制御することにより、供給する粉粒体の性状に応じて、上記回転羽根１０の回転数を調整し得るように構成することができる。

上記流量調整装置７は、断面長方形状の筒状機枠７ａから構成されており、当該筒状機枠７ａの前後方向の垂直対向板１４，１４’間に、上段に６本の流量調整ロッド１５、下段に５本の流量調整ロッド１６が、各両端部１５ａ，１５ａ’、１６ａ，１６ａ’を以って回転可能に軸支されており（図６、図１０参照）、上記円形の材料排出口４ａから落下してくる粉粒体材料を、一旦、上記流量調整ロッド１５，１６上に落下滞留させ、各流量調整ロッド１５，１６の回転により、材料を解しながら、これら流量調整ロッド１５，１６の下方側に徐々に分散して流出させ、上記粉粒体の脈動を解消しようとするものである。上記流量調整装置７の下方には粉粒体材料の方形の排出口７ｂが形成されている。

この流量調整装置７は、粉粒体材料の性状或いは求められる定量供給精度によって使用するか否かが定められる。従って、粉粒体材料が上記回転羽根１０等により十分に解されて、目的とする定量供給精度が達成される場合は、当該流量調整装置７は必要ない。一方、さらに高い定量供給精度が必要な場合、或いは、上記環状間隔Ｓから落下してくる粉粒体材料に脈動が生じ、その脈動を抑制してより高い定量供給精度を必要とする場合等は、当該流量調整装置７を上記排出口４ａに接続することにより、定量供給精度をさらに高めることができる。

尚、以下の説明において、図５において、上記排出口４ａにおいて、図１における正面側を「前」として、円形排出口４ａの上記直立中心軸線Ｃを含む直径線Ｄの方向を「前後方向」、前方から後方を向いた場合の左右を「左右方向」と定義して説明する。

図９、図１０に示すように、対向する上記垂直対向板１４，１４’間の上段位置に、前方側から後方側に向かう６本の流量調整ロッド１５Ａ〜１５Ｆが、左右方向に一定間隔Ｔ１を以って、かつ同一高さで並列して設けられている。これらの流量調整ロッド１５は、各々の両端部１５ａ，１５ａ’を以って上記機枠１４，１４’に回転自在に軸支されている。これらの流量調整ロッド１５の両端部１５ａ，１５ａ’は、上記両機枠１４，１４’の外部に突出しており、上記両機枠１４，１４’に設けられた軸受（ベアリング）２６によって各々が回転可能に軸支されている。尚、上記流量調整ロッド１５について、個別に示す場合は符合１５Ａ〜１５Ｆを用い、ロッド全体或いは位置を特定しないロッドを示す場合は符合１５を用いる（尚、下段の流量調整ロッド１６についても同様）。

また、上記両対向板１４，１４’間における上記流量調整ロッド１５Ａ〜１５Ｆの下段であって、左右方向に隣接する上記上段の各流量調整ロッド１５，１５の中間に位置するように、前方向から後方側に向かう５本の下段の流量調整ロッド１６Ａ〜１６Ｅが、左右方向に一定間隔Ｔ１を以って、かつ同一高さで並列した状態で、上記上段のロッド１５に平行に設けられている（図１０、図１２参照）。

図１０に示すように、上記各下段の各流量調整ロッド１６Ａ〜１６Ｅは、各ロッドが上記上段のロッド１５Ａ〜１５Ｆの間に位置するように、上記上段の上記流量調整ロッド１５とは半ピッチずらした状態で、左右方向に一定間隔を以って設けられる。即ち、図１０に示すように、例えば下段の流量調整ロッド１６Ａは、上段の流量調整ロッド１５Ａ，１５Ｂの中間位置、下段のロッド１６Ｂは上段のロッド１５Ｂ，１５Ｃの中間位置（その他のロッド１６も同じ）となるように設けられる。

上記下段の各流量調整ロッド１６は、各々の両端部１６ａ，１６ａ’を以って上記機枠１４，１４’に軸支されている（図６参照）。これらの流量調整ロッド１６の両端部１６ａ，１６ａ’は、上記機枠１４，１４’の外部に突出しており、上記機枠１４，１４’に設けられた軸受（ベアリング）２６によって各々回転可能に軸支されている。

上記上段の流量調整ロッド１５の内、右端の流量調整ロッド１５Ｆの端部は、後方側に延長され、その端部に駆動用プーリ２０が接続されており、後述の電動機１７によって回転駆動される（図９参照）。

上記上段の流量調整ロッド１５Ａ〜１５Ｆの上記各端部１５ａには各々横連結用の平歯車２１が接続されており、上記各流量調整ロッド１５Ａ〜１５Ｆは上記平歯車２１によって相互に噛合連結されている（図９参照）。従って、上記駆動プーリ２０の連結された上記流量調整ロッド１５Ｆを矢印ａ方向に駆動することによって、図１１示すように各流量調整ロッド１５Ａ〜１５Ｆを互いに反対方向に回転駆動し得るように構成している。

上記上段の流量調整ロッド１５Ａ〜１５Ｆの内、上記左端から３番目の流量調整ロッド１５Ｃの上記端部１５ａは、前方側に延長され当該延長端部に上下連結用の平歯車２２が固定されている（図９参照）。

上記下段の流量調整ロッド１６Ａ〜１６Ｅの上記各端部１６ａには各々横連結用の平歯車２３が接続されており（図１１参照）、上記各流量調整ロッド１６Ａ〜１６Ｅは上記平歯車２３によって相互に噛合連結されている。

さらに図１１に示すように、上記下段の流量調整ロッド１６の内、中央の流量調整ロッド１６Ｃの上記端部は前方側に延長され当該延長端部に上下方向連結用の平歯車２４が接続され、当該平歯車２４は上段の上下連結用の上記平歯車２２に噛合している。

従って、上記上下連結用の平歯車２４は上記平歯車２２の矢印ｂ方向に回転によって図１１の矢印ａ方向（矢印ｂとは反対方向）に回転し、これにより下段の流量調整用ロッド１６Ａ〜１６Ｅは、横方向連結用の平歯車２３によって図１１に示す矢印の方向、即ち、互いに反対方向に回転駆動されるように構成されている。

上記垂直対向板１４’の外側には、モータ支持機枠３０が固定されており、上記機枠３０にロッド駆動用の電動機（駆動手段、例えばギアードモータ）１７が固定されている。この電動機１７の出力軸には減速機１８を介して駆動用プーリ１９が接続されており、上記上段の流量調整ロッド１５Ｆの上記駆動用プーリ２０と上記駆動用プーリ１９間に駆動用タイミングベルト３１が張設されている。従って、上記電動機１７を駆動して上記上段の流量調整ロッド１５Ｆを駆動することにより、上下段すべての流量調整ロッド１５，１６を図１１に示す矢印方向に同時に回転駆動し得るように構成されている。

また、上記電動機１７の回転数をインバータで制御することにより、供給する粉粒体の性状に応じて、上記流量調整ロッド１５，１６の回転数を調整し得るように構成することができる。

上記上段及び下段の流量調整ロッド１５、１６は図１０〜図１２に示すように、丸棒１５’１６’からなり、当該丸棒１５’，１６’の外周面に４本の突起２５ａが丸棒１５’，１６’の周方向に９０℃の角度差を以って放射状に突出形成され、これにより十字状の羽根２５が形成されている。上記流量調整ロッド１５，１６はかかる羽根２５が軸方向に同一の角度でかつ一定間隔で複数形成されている。そして、図１０に示すように、上記上下段の各流量調整ロッド１５，１６の左右相互は、互いに４５度の角度差を以って上記両端１５ａ，１５ａ’、１６ａ，１６ａ’を軸支されており、上記各流量調整ロッド１５，１６は、上記左右方向の４５度の角度差を維持した状態で、図１１に示す矢印方向に互いに反対方向に回転し得るように構成している。

上記羽根２５の上記突起２５ａの長さは、隣接する流量調整ロッド１５の、上記ロッド間距離Ｔ１より若干短い長さであり、その突起２５ａの先端は左右方向に隣接する流量調整ロッド１５の丸棒１５’の側面に近接するように構成されている。さらに、上記左右方向に隣接する流量調整ロッド１５の上記羽根２５の軸方向の設置位置は、図９に示すように互い違いとなっているため、上記左右方向に隣接するロッド１５の突起２５ａ同士は接触しないように構成されている。

左右方向に隣接する上記流量調整ロッド１５の上記羽根２５の関係は、下段の流量調整ロッド１６においても同様である。即ち、上記羽根２５の上記突起２５ａの長さは、隣接する流量調整ロッド１６の、上記ロッド間の間隔（距離）Ｔ１より若干短い長さであり、その突起２５ａの先端は左右方向に隣接する流量調整ロッド１６の丸棒１６’の側面に近接するように構成され、上記左右方向に隣接する流量調整ロッド１６の上記羽根２５の軸方向の設置位置は、図１２に示すように互い違いとなっているため、上記左右方向に隣接するロッド１６の突起２５ａ同士は接触しないように構成されている。

上記上段の流量調整ロッド１５と下段の流量調整ロッド１６上下方向のロッド間距離Ｔ２（図１０参照）は、上段の流量調整ロッド１５の上記突起２５ａの先端部と下段の流量調整ロッド１６の上記突起２５ａの先端部との間に若干の空間を有するように構成されている。

本発明は上述のように構成されるので、次の本発明に係る粉粒体定量供給装置の動作を説明する。

ここで本実施形態では粉粒体材料は、長さが約５ｍｍ〜１０ｍｍ、直径が約０．１ｍｍ〜１ｍｍの短繊維状の粉粒体材料（例えばガラス繊維、樹脂繊維等）であり、例えばセメントの強化材料として使用されるものとする。

まず流量調整装置７を使用しない場合、従って、排出ホッパー４の排出口４ａには、上記流量調整装置７を接続しない場合を説明する。

投入ホッパー３内に粉粒体材料Ｍを当該ホッパー３の上面開口付近まで投入する。すると、上記粉粒体材料Ｍは、内筒３ｂ内及び円形固定底板６上に密に充填され、上記円形固定底板６には当該粉粒体材料Ｍの垂直圧力が作用し、上記内筒３ｂ内面には外側水平方向の圧力が作用した状態となる。従って、上記内筒３ｂ内の粉粒体材料Ｍは、下端の開口部である上記内筒３ｂの下端３ｂ’と円形底板６との材料排出間隙ｔ１から外方向（図３矢印ｆａ方向）に若干押し出され、上記内筒３ｂの下端３ｂ’の全周に亘って、上記材料排出間隙ｔ１から安息角θ度にて、円形底板６上の距離ｔ２の範囲において上記下端３ｂ’から流出した状態となる（図１、図３Ｍ’、図８参照）。

この状態で電動機１３を駆動して回転羽根１０を一定速度で矢印Ａ方向に回転する。すると、上記円形固定底板６上の粉粒体材料Ｍも矢印Ａ方向に回転しようとするが、上記粉粒体材料Ｍと上記内筒３ｂ内壁との壁面抵抗があるため、上記内筒３ｂ内の粉粒体材料Ｍは回転することなく、上記回転羽根１０の回転により、主に上記内筒３ｂ下端３ｂ’下方位置の上記円形固定底板６近傍の粉粒体材料Ｍが、上記円形固定底板６の外周円の接線方向の力（矢印ｆｂ）を受ける（図３参照）。

すると、上記内筒３ｂ下端３ｂ’近傍の粉粒体材料Ｍには、上記垂直圧力に基づく当該材料Ｍの外方向に移動しようとする力、即ち上記外方向（半径方向）の力ｆａと、接線方向の力ｆｂの合成した力が作用し、上記粉粒体材料Ｍは上記半径方向（矢印ｆａ方向）から若干回転羽根１０の進行方向に傾斜した上記円形固定底板６の外周縁６ａ方向（矢印ｆｃ方向）に移動して行き、その結果、上記円形固定底板６の外周縁６ａの全周から環状間隔Ｓを介して、下方に落下していく。

このように、上記内筒３ｂ下端３ｂ’から放射方向に流出した粉粒体材料Ｍは、矢印ｆｃ方向に移動して直近の外周縁６ａまで短距離を移動して当該外周縁６ａから落下していく。従って、本発明の粉粒体定量供給装置１では、従来の粉粒体供給装置のように、粉粒体材料が円環状通路をスクレーパ又は回転羽根により長距離引き摺られることがないため、搬送中の繊維状の粉粒体材料は解砕又は解繊することなく、当該材料の解砕又は解繊を防止することができる。

上記回転羽根１０は、上記材料排出間隙ｔ１の略中間位置、即ち、上記内筒３ｂ下端３ｂ’と上記円形固定底板６上面６ｂとの間の略中間に位置しているので、上記材料排出間隙ｔ１において、繊維状の粉粒体材料Ｍが絡み合い、塊状になったとしても、上記回転羽根１０の矢印Ａ方向の回転によって、上記材料排出間隔ｔ１に位置する上記塊の略中央部に上記回転羽根１０が当接することにより、上記塊状の粉粒体材料を効率的に解すことができる。よって、上記内筒３ｂ内の粉粒体材料は、上記回転羽根１０の回転により適切に解されるが、材料自体の解砕又は解繊は防止された状態で、円滑に上記円形固定底板６の外周縁６ａから下方に落下供給されていく。

即ち、材料排出間隙ｔ１に移行してきた粉粒体材料が絡み合って塊が形成されたとしても、上記回転羽根１０が回転することにより、上記回転羽根１０が上記塊に当接することで、塊を構成する粉粒体材料が上記回転羽根１０の上方側と下方側に分離して通過し、これにより塊を容易に解すことができる。

また、上記回転羽根１０は、上記円形固定底板６の上面６ｂから上方に間隔（距離）ｔ４離間した位置で回転するので、上記材料排出間隙ｔ１近傍に位置する粉粒体材料に限らず、上記内筒３ｂ内部位置においても、上記円形固定底板６上面６ｂ近傍の粉粒体材料に当接することにより、当該粉粒体材料を適切に解すことができる。また、上記回転羽根１０は丸棒状であるため、上記回転羽根１０の側面（円筒形状）が繊維状の粉粒体材料に当接しても、粉粒体材料自体が解砕されたり、解繊されることはない。

また、上記回転羽根１０の先端部１０ｂが上記円形固定底板６の外周縁６ａより外方向に若干突出しているため、絡み易い粉粒体材料であっても、当該粉粒体材料は上記外周縁６ａの外側の回転羽根１０の先端部１０ｂに誘導され、当該先端部１０ｂから円滑に下方に落下する。よって絡み易い粉粒体材料であっても、回転羽根１０の先端部１０ｂから円滑に下方に落下させることができる。

そして、上記環状間隔Ｓから落下した粉粒体材料は、上記ケーシング２内を下降し、排出ホッパー４を下降して行き、当該ホッパー４の下端の円形の排出口４ａから下方に落下供給される。

このように、上記粉粒体材料Ｍは、長距離をスクレーパ等によって引きずられることなく、粉粒体材料自体（一単位）の解砕、解繊を防止されると共に、上記回転羽根１０の回転により円滑に解されながら、落下供給されるため、絡み易い繊維状物等の粉粒体材料であっても、高精度の定量供給を実現することができる。

次に、上記流量調整装置７を使用する場合の動作を説明する。尚、上記環状間隔Ｓから粉粒体材料が落下するまでの動作は上記と同様である。より高い精度の定量供給を要求される場合、或いは、非常に絡み易い材料の場合は、図１に示すように材料排出口４ａのフランジＦ６にボルトＢ５を以って上記流量調整装置７を接続し、電動機１７を一定速度で回転駆動する。

すると、上段の流量調整ロッド１５と下段の流量調整ロッド１６は図１１に示す矢印方向、即ち左右方向に隣接する流量調整ロッド１５，１６が互いに反対方向に回転する。上記材料排出口４ａから落下する粉粒体材料は、上段の流量調整ロッド１５上に落下供給される。すると上記粉粒体材料は、上記上段の流量調整ロッド１５上に一旦停留するが、上記流量調整ロッド１５の十字状の突起２５ａからなる羽根２５の回転によって解されながら下方に送り出され、下段の流量調整ロッド１６の羽根２５の回転によって引き続いて解されながら、下方に落下供給される。

このとき上記下段の流量調整ロッド１６は隣接する上記上段の流量調整ロッド１５の間に位置しているので、上記上段の流量調整ロッド１５から下方に送られた粉粒体材料は、下方の流量調整ロッド１６上に落下し、その後、下段の流量調整ロッド１６の羽根２５の回転より、下方に落下供給される。従って、上段の流量調整ロッド１５から下方に直接落下供給されることはなく、確実に粉粒体材料Ｍの脈動を抑制することができる。

従って、上記環状空間Ｓから落下供給される粉粒体材料は、当該流量調整装置７によって、再び解されると共に、上記環状空間Ｓから落下してくる粉粒体材料に多少の脈動（落下してくる粉粒体材料の供給量の増加、減少の波）が生じたとしても、上記粉粒体は上記流量調整ロッド１５，１６上に一旦停留した後に、上記流量調整ロッド１５，１６の回転により下方に徐々に送り出されるので、上記脈動を平滑化することができ、脈動のない粉粒体材料の正確な定量供給を実現することができる。

また、何らかの原因により、上記環状空間Ｓから一時的に塊状の粉粒体材料が落下供給され、上記排出口４ａから上記上段の流量調整ロッド１５上に供給される材料に大きな脈動が生じたとしても、当該塊状の粉粒体材料は上記上段の流量調整ロッド１５上に一旦停留されると共に、複数の回転羽根２５によって徐々に解されながら下方に供給されて行き、さらに上記下段の流量調整ロッド１６の複数の回転羽根２５によってさらに解された後、下方に供給されて行く。

従って、上記下段の流量調整ロッド１６より下方に落下供給される粉粒体材料は上記脈動が平滑化され、かつ絡みなく十分に解された状態の粉粒体材料を供給することができ、これにより正確な定量供給を行うことができる。

このように流量調整装置７を接続することにより、より高い定量供給精度を実現することが可能となる。

図１３、図１４に上記流量調整装置７の他の実施形態の流量調整装置７’を示す。この実施形態の流量調整装置は、基本的構成は図９に示す流量調整装置７と同一なので、同装置７と同一部分、対応部分には同一符号を付してその説明は省略する。この流量調整装置７’は、上段に４本の流量調整ロッド２７Ａ〜２７Ｄ、下段に３本の流量調整ロッド２８Ａ〜２８Ｃが上段のロッド２７とは半ピッチずらして設けられている。

また、上記流量調整ロッド２７，２８の外周面には十字状の突起２９ａにより羽根２９が突出形成されておいる。これらの羽根２９は、左右に隣接するロッドにおいて、図９の羽根２５と異なり、軸方向には左右方向に互いに同一位置に設けられており、従って、左右に隣接するロッド１５，１６の突起２９ａ，２９ａは、ロッドの回転によって互いに接触しないように短い長さとなっている。

この流量調整ロッド２７，２８は上記流量調整装置７と同様の駆動機構により、図１４に示す矢印方向（隣接するロッドが互いに反対方向）に回転する。

当該実施形態の流量調整装置７’においても、上記流量調整装置７と同様に、環状間隔Ｓから落下してくる粉粒体材料を解すと共に、上段の流量調整ロッド２７上に一旦停留させた後、下方に送り出すことにより、粉粒体材料の脈動を抑制する効果を有する。

また、この流量調整ロッド２７，２８の羽根２９を構成する突起２９ａは、断面が円形であり、かつロッドの軸方向からみて左右方向に互いに重複していないので、繊維状物のような粉粒体材料が当接しても、当該繊維状物に対する接触抵抗が小さいので、繊維状物の解砕又は解繊を防止し得て、当該繊維状物自体（一単位）の形状を維持しながら、粉粒体同士が絡み合った場合は、それを効果的に解しながら下方に送り出すことができるものである。

本発明は以上のように、粉粒体材料は、従来装置のように、回転羽根又はスクレーパによって円環状材料通路を長距離引き摺られることがないため、例えば繊維状物等の粉粒体材料であっても粉粒体材料自体の解砕、解繊を防止し得て、粉粒体材料同士が絡み合った場合は、回転羽根１０の回転により当該絡みを効果的に解しながら粉粒体材料を搬送することができ、これにより繊維状物等の絡み易い粉粒体材料であっても正確な定量供給を実現することができる。

また、環状間隔Ｓから落下供給された粉粒体は、円形固定底板６の直立中心軸線Ｃと共通の中心を有する排出ホッパー４及び材料排出口４ａを経て下方に落下供給されるので、脈動の少ない正確な定量供給を実現することができる。

また、材料排出間隙ｔ１に移行してきた粉粒体材料が絡み合って塊が形成されたとしても、上記回転羽根１０が回転することにより、上記回転羽根１０が上記塊に当接することで、塊を構成する粉粒体材料が上記回転羽根１０の上方側と下方側に分離して通過し、これにより塊を容易に解すことができる。

また、回転羽根１０の側面が円筒状なので、粉粒体材料自体（一単位）の解砕、解繊を抑制しつつ、粉粒体材料を円形固定底板６の外周縁６ａの方向に移行させることができるし、回転羽根１０によって粉粒体材料を効果的に解すことができる。

また、流量調整装置７（又は７’）を使用した場合は、排出口４ａから落下供給される粉粒体材料は流量調整装置７（７’）の流量調整ロッド１５（２７）上に一旦停留し、これら複数の流量調整ロッド１５（２７）の回転により解されながら下方に落下供給させることができるので、材料排出口４ａから供給される粉粒体材料の脈動を抑制し得て、より高精度な定量供給を実現できる。

また、流量調整ロッド上に落下供給された粉粒体は、上下の流量調整ロッド１５，１６（２７，２８）上に一旦停留させ、その後に上下の流量調整ロッドの回転により粉粒体材料を解しながら下方に供給することができるので、材料排出口４ａから供給される粉粒体材料の脈動を確実に抑制し得て、より高精度な定量供給を実現できる。

上記実施形態では、繊維状物のような粉粒体材料について説明したが、本発明の粉粒体定量供給装置においては、繊維状物の他、例えば惣菜の具、ワカメ、乾燥エビのような食材であって、材料の解砕を防止して材料自体の形状を維持しつつ、定量供給が要求されるような場合においても利用することができる。尚、図１中、符号３２は点検口である。

本発明に係る粉粒体定量供給装置は、繊維状物のような絡み易い粉粒体材料の定量供給に広く利用することができる。また、繊維状物の他、例えば惣菜の具のような食材、ペットフード等の各種材料であって、粉粒体材料自体の形状を維持しながら定量供給が要求されるような場合においても広く利用することができる。

１ 粉粒体定量供給装置
２ ケーシング
２ａ’ 内面
２ａ” 上部開口縁（開口部）
３ 投入ホッパー
３ｂ 内筒
３ｂ’ 下端
４ 排出ホッパー
４ａ 材料排出口
５ 機枠
６ 円形固定底板
６ａ 外周縁
６ｂ 上面
７ 流量調整装置
７ａ 機枠
８ 直立回転軸
１０ 回転羽根
１０ｂ 先端部
１３ 電動機
１４，１４’ 対向板
１５，２７ 上段の流量調整ロッド
１６，２８ 下段の流量調整ロッド
１７ 電動機
２５，２９ 羽根
２５ａ，２９ａ 突起
ｐ 中心軸
Ｓ 環状間隔
ｔ１ 材料排出間隙
ｔ４ 一定幅の間隔
Ｃ 直立中心軸線

Claims (6)

1. 円筒状のケーシング内に機枠を固定し、該機枠に上記ケーシングの直立中心軸線を中心とする円形固定底板を固定し、該円形固定底板の外周縁と上記ケーシング内面との間に材料排出用の環状間隔を形成し、
   上記ケーシングの上面に開口部を設けると共に、上記開口部に上記直立中心軸線を共通とする逆円錐形状の投入ホッパーを接続し、該投入ホッパーの下端に該投入ホッパーと上記中心軸線を共通とし上記円形固定底板の直径よりも小さい直径を有する内筒を接続し、
   上記内筒を上記円形固定底板の上方位置に配置して、上記内筒下端部と上記円形固定底板との間に材料排出間隙を形成し、上記内筒内に投入された粉粒体材料が上記内筒の下端部から上記円形固定底板上に流出するように構成し、
   上記円形固定底板の中心に直立回転軸を立設し、上記円形固定底板上において上記直立回転軸を回転中心とする複数の回転羽根を上記直立回転軸に放射状に設け、各回転羽根は上記材料排出間隔から上記円形固定底板の上記外周縁の方向に突出すると共に、上記各回転羽根の先端部を上記円形固定底板の上記外周縁の外側に位置させ、
   電動機により上記回転羽根を回転することにより、上記円形固定底板上に流出した上記粉粒体材料を上記円形固定底板の外周縁方向に移動させ、
   上記粉粒体材料を上記円形固定底板の外周縁から上記環状間隔を介して上記ケーシング下方に落下供給するものである粉粒体定量供給装置。
2. 上記ケーシングの上記環状間隔より下方位置に上記直立中心軸線を共通とする逆円錐形状の排出ホッパーを接続し、該排出ホッパーの下端部に上記直立中心軸線を共通とする材料排出口を設けたものであることを特徴とする請求項１記載の粉粒体定量供給装置。
3. 上記各回転羽根の下端部と上記円形固定底板の上面との間に、搬送すべき粉粒体材料が通過し得る一定幅の間隔が形成されているものであることを特徴とする請求項１又は２記載の粉粒体定量供給装置。
4. 上記各回転羽根は上記直立回転軸から放射方向に延びる直線状の丸棒から構成されており、各回転羽根の軸方向の中心軸は、上記材料排出間隔の上下方向の略中間に位置しているものであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の粉粒体定量供給装置。
5. 上記材料排出口に機枠を設け、当該機枠の対向板間に上記直立中心軸線と直交する複数本の流量調整ロッドを水平方向に隣接状態で軸支し、これら複数の流量調整ロッドを上記材料排出口の下方に位置させ、
   上記各流量調整ロッドの各軸には放射方向の突起からなる羽根が軸方向に複数形成されており、
   上記各流量調整ロッドを電動機により互いに反対方向に回転駆動し得るように構成したものであることを特徴とする請求項２〜４の何れかに記載の粉粒体定量供給装置。
6. 上記流量調整ロッドは上下２段に軸支されており、下段の流量調整ロッドは隣接する上記上段の流量調整ロッドの間に位置するように、上記上段の流量調整ロッドとは半ピッチずらした状態で軸支されているものであることを特徴とする請求項２〜５の何れかに記載の粉粒体定量供給装置。

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