JP2018043813A - 粉体の供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ホッパ内に収容した粉体を定量づつ安定して連続的に供給できる紛体の供給装置を提供する。【解決手段】下方へ向け径が縮小するテーパ部３を備えた上部ホッパ部材２と、該上部ホッパ部材の下部に円筒部材４を備えたホッパ本体１と、該ホッパ本体の内部に設置した上下方向に延びる回転軸５と、該回転軸にスクリュー６と、前記回転軸５にその直径方向の線分Ｌに対して回転方向Ｒに角度θを付けて設置した羽根７とを備え、該羽根の外端縁が上部ホッパ部材２のテーパ部３の内周面近傍まで延びている構成とした。【選択図】図１

Description

本発明は、ホッパ内に収容した紛体を定量づつ安定して連続的に供給することができる紛体の供給装置に関する。

従来より浄水処理や排水処理においては、粉末状の凝集剤を用いて原水中に含まれる濁りの物質をろ過する方法や除去する方法等が知られている。具体的には、粉末状の凝集剤を混入した溶液を原水に加えてコロイド粒子を凝集させ、フロックを形成させることにより浄水処理や排水処理が行われている。

上記の様に、凝集剤を混入した溶液を作る場合には、粉末状の凝集剤を希釈水等で希釈することによって作成しているが、この凝集剤混入の溶液を作成するための製造装置は、凝集剤及び希釈水を投入して両者を撹拌するための撹拌槽と、この撹拌槽内を撹拌する回転駆動部と、粉末状の凝集剤をスクリューを回転させることで希釈水を入れた撹拌層へ供給する紛体供給装置の一種である凝集剤供給装置とから構成されている。

そして、その凝集剤の供給装置は旋回モーターと旋回アームを有し、旋回アームを旋回モーターによって旋回させることで、ホッパ内に貯められた粉末状の凝集剤をスクリューで一定量づつ連続して希釈水を入れた撹拌槽内に供給する構成となっている。

特開２０１３−１７３０９８ 特開２００８−２２９５２１

しかし、凝集剤は吸湿性が高く、吸湿すると強い粘性を示すようになるため、ホッパ部材内に収容されている凝集剤にあっては、スクリューの部分に乗っている凝集剤のみが下方向に移送され、スクリュー回り部分の凝集剤はブリッジを起こしてしまう。そのため、ホッパ部材内に収容されている凝集剤はスクリューの外径でトンネル様の縦穴が開いた状態となる。その結果、スクリュー回りの凝集剤を下方へ送出できなくなり、撹拌層内に貯められた希釈水への凝集剤の投入量が低下してしまう。そこで、撹拌層内に一定量の凝集剤を供給することができなくなり、一定濃度の凝集剤混合溶液を製造することが困難になるという問題が生じていた。

本発明は、上記のような従来の問題点を解消するためのものであり、ホッパ内に収容した粉体を定量づつ安定して連続的に供給することができる紛体の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、本願の請求項１に係る発明は、下方へ向け径が縮小するテーパ部を備えた上部ホッパ部材と、該上部ホッパ部材の下部に円筒部材を備えたホッパ本体と、該ホッパ本体の内部に設置した上下方向に延びる回転軸と、該回転軸にスクリューを備えた紛体の供給装置であって、前記回転軸に、その直径方向の線分に対して回転方向に所望の角度を付けて設置した板状の羽根を備え、該羽根の外端縁が前記上部ホッパ部材にあってそのテーパ部の内周面近傍まで延びている構成としたことを特徴とする。

また、本願の請求項２に係る発明は、前記回転軸に取り付けた前記羽根の前記回転軸の直径方向の線分に対する回転方向への外角が１０°乃至４０°であることを特徴とする。

また、本願の請求項３に係る発明は、前記回転軸に、前記上部ホッパ部材の前記テーパ部の内周面に沿って斜め上下方向に延びる逆Ｕ字状のブレーカーを、前記回転軸側に位置し斜め上方向に延びる内ブレーカー部の端部を固定して設置し、該内ブレーカー部の外側に位置し斜め下方向に延びる外ブレーカー部が前記テーパ部の内周面近傍で且つ内周面に沿って延びている構成としたことを特徴とする。

また、本願の請求項４に係る発明は、前記ブレーカーの回転軌跡が、前記羽根の回転軌跡より上方に位置する構成としたことを特徴とし、本願の請求項５に係る発明は、前記ホッパ本体の前記円筒部材の内部に前記スクリューの外径より僅かに大きな内径のライナーを設置し、該ライナーの内周面に、前記ライナーの内面と前記スクリューの外径面との間の隙間と連通する螺旋状の凹溝を備えたことを特徴とする。

また、本願の請求項６に係る発明は、前記ホッパ本体の前記円筒部材の下部に、中心に向け突出するブラシを備えた下部ホッパ部材を連結し、前記ブラシの先端に設けたブラシ部を、前記ホッパ本体の円筒部材内から前記下部ホッパ部材内へ突出する前記スクリューと接する状態で設置したことを特徴とする。

上記より、請求項１に係る発明によれば、回転軸が回転することで回転軸に設置したスクリューおよび羽根も同方向に回転し、ホッパ本体の上部ホッパ部材内に収容されている粉体にあって、回転軸の周囲にある粉体はスクリューに乗せられて下方の円筒部材の方向へ移送される。一方、前記羽根は前記回転軸の直径方向の線分に対して回転方向に角度が付けられて設置されているため、回転軸より離れた位置にあるテーパ部の内周面の部分の粉体も回転軸に近い位置にある粉体と一緒に回転軸方向へ押し出され、スクリューに強制的に乗せられることで下方の円筒部材へ移送される。したがって、スクリュー回りの粉体がブリッジを起こしてスクリュー外径でトンネル様の穴が開き、下方へ移送できなくなるといった事態の発生は回避される。

また、請求項２に係る発明によれば、前記回転軸に取り付けた前記羽根の前記回転軸の直径方向の線分に対する回転方向への外角が１０°乃至４０°で設置されているので、紛体の性状、例えば水分を多く含んでいる粉体、或いは粘性が高い粉体の場合には羽根の取り付け角度を大きくし、反対に粘性が低い粉体の場合には取り付け角度を小さくする。このように、羽根の取り付け角度を変えることで、粉体に与える回転軸方向への押し出し力を調整して、粉体をスクリュー方向に効率よく寄せ集めることができる。

また、請求項３に係る発明によれば、前記回転軸に、前記上部ホッパ部材の前記テーパ部の内周面に沿って斜め上下方向に延びる逆Ｕ字状のブレーカーを、前記回転軸側に位置し斜め上方向に延びる内ブレーカー部の端部を固定して設置し、該内ブレーカー部の外側に位置し斜め下方向に延びる外ブレーカー部が前記テーパ部の内周面近傍で且つ内周面に沿って延びている構成としたことで、上部ホッパ部材内にあって回転軸より離れた場所に位置する粉体をも確実にほぐすことができ、前記上部ホッパ部材の前記テーパ部内の粉体全体の流動化の向上が図られる。

また、請求項４に係る発明によれば、前記ブレーカーの回転軌跡が前記羽根の回転軌跡より上方に位置する構成としたので、前記ブレーカーが回転することで、上部ホッパ部材のテーパ部内にあって上方に位置する紛体が先ずほぐされ、ほぐされた粉体が下方に位置する前記羽根の部分に送り込まれる。そして、前記羽根も回転することで前記ブレーカーによって予めほぐされた粉体を回転軸方向へスムーズに送り込むことができ、粉体のスクリューによる下方への移送が容易となる。

また、請求項５に係る発明によれば、前記ホッパ本体の前記円筒部材の内部に前記スクリューの外径より僅かに大きな内径のライナーを設置し、該ライナーの内周面に、前記ライナーの内面と前記スクリューの外径面との間の隙間と連通する螺旋状の凹溝を備えた構成とすることで、前記上部ホッパ部材の前記テーパ部から前記円筒部材内に送られたきた粉体の一部は前記隙間を通って前記螺旋状の凹溝内に入り、この凹溝内の粉体はスクリューに乗せられて円筒部材の下方へ移送される。よって、前記ライナーの内周面に粉体が付着することがなく前記隙間の間隔は保たれ、スクリューの回転が止まるといった事態の発生が回避される。

また、請求項６に係る発明によれば、前記ホッパ本体の前記円筒部材の下部に、中心に向け突出するブラシを備えた下部ホッパ部材を連結し、前記ブラシの先端に設けたブラシ部を、前記ホッパ本体の円筒部材内から前記下部ホッパ部材内へ突出する前記スクリューと接する状態で設置したことを特徴とする。これにより、スクリューに乗って前記下部ホッパ部材内に移送されてきた粉体は、スクリューが回転することで前記ブラシの先端のブラシ部により掻き落とされ、スクリューの回転数により予め設定された所定量の粉体を余すことなくその全量を他の装置等に供給できる。

本発明に係る紛体供給装置の縦断面正面図である。 本発明に係る紛体供給装置の上部ホッパ部分の拡大断面正面図である。 本発明に係る紛体供給装置の上部ホッパ部分の拡大断面側面図である。 図２のＡーＡ線断面矢視図である。 本発明に係る紛体供給装置の円筒部材部分の拡大断面正面図である。 図５のＢーＢ線断面矢視図である。 図１のＤーＤ線断面矢視拡大図である。

以下、本発明に係る紛体の供給装置を図面に示す実施例により説明する。図において、１はホッパ本体で、下方へ向け径が縮小するテーパ部３を備えた上部ホッパ部材２と、該上部ホッパ部材２の下部に連結した円筒部材４とから構成されている。５はホッパ本体１の内部に設置した回転軸で、上部ホッパ部材２及び円筒部材４内にあって上下方向に延びており、６は回転軸５に設置したスクリューである。

７は前記回転軸５に取り付けた羽根で、回転軸５の直径方向の線分Ｌに対して回転方向Ｒに所定の角度θを付けて設置したものであり、板状の部材で形成した羽根７の外端縁７ａはテーパ部３の内周面３ａと接近した位置まで延びている。羽根７の外端縁７ａがテーパ部３の内周面３ａと接近した位置まで延びていることで、テーパ部３内にあって回転軸５より離れた場所、すなわち、テーパ部３の内周面３ａと接近した場所に滞留する粉体をも確実に回転軸５およびスクリュー６の方向へ押し出すことができ、テーパ部３内に収納されている粉体全体の均一な流動化が図られる。

また、前記羽根７の回転軸５への取り付け角度θは、回転軸５の直径方向の線分Ｌに対する回転方向への外角が１０°乃至４０°で設置されているので、紛体の性状、例えば水分を多く含んでいる粉体、或いは粘性が高い粉体の場合には羽根の取り付け角度θを大きくし、反対に粘性が低い粉体の場合には取り付け角度θを小さくする。例えば、吸湿性が高く、水分を含むと強い粘性を有するようになる凝集剤にあって、羽根７の取り付け角度（外角）θを３０°とすることで良好な結果がえられた。このように、羽根７の取り付け角度を変えることで、粉体に与える回転軸５方向への押し出し力を調整して、粉体をスクリュー６方向に効率よく寄せ集めることができる。

なお、図面に示す本実施例において、前記羽根７は回転軸５への取り付け基部側において所定の角度θに折り曲げ、この折り曲げ部から外端縁７ａまでが直状の平板部で形成されているが、この平板部を回転方向Ｒに向け円弧部で形成することもできる。このような構成とすることで、回転軸５から遠い位置にある粉体を近い位置にある粉体と差が少ない速度で回転軸５およびスクリュー６方向に寄せることができる。

８は前記回転軸５に取り付けた逆Ｕ字状のブレーカーで、上部ホッパ部材２のテーパ部３にあってその内周面３ａに沿って斜め上下方向に延びており、回転軸５側に位置する内ブレーカー部８ａの端部を回転軸５に固定することで設置されている。８ｂは前記内ブレーカー部８ａの外側に位置する外ブレーカー部で、前記テーパ部３の内周面３ａと接近した位置で且つ内周面３ａに沿って斜め下方向に延びている。このような構成とすることで、上部ホッパ部材２内にあって回転軸５に近い場所および回転軸５から離れた場所に位置する粉体をも確実にほぐすことができ、上部ホッパ部材２内の粉体全体の流動化が図られる。

また、ブレーカー８は前記羽根７の回転軸５への取り付け位置とは反対側で且つ前記羽根７の設置位置より上方に設置している。このような構成を採用することで、上部ホッパ部材２内にあって羽根７より上位に位置する粉体がブレーカー８の回転軌跡によってほくざれ、ほぐされた粉体が下位にある羽根７の方に移動することになる。したがって、羽根７の周囲の粉体はほぐされた状態となり、羽根７の回転軌跡により粉体は回転軸５方向に容易に押し出され、スクリュー６方向への流動化が向上する。

９は前記ホッパ本体１の円筒部材４の内部に設置したライナーで、中心にはスクリュー６の外径より僅かに大きな内径の縦穴を備えており、このライナー９の内周面９ａには螺旋状の凹溝１０が形成されている。１１はスクリュー６の外径面６ａとライナー９の内周面９ａとの間の隙間で、この隙間１１と螺旋状の凹溝１０とは円筒部材４の全長にわたって連通している。これにより、ホッパ本体１内の粉体はその大半が前記スクリュー６に乗って下部の円筒部材４の方向に運ばれるが、粉体の一部分はスクリュー６の外径面６ａとライナー９の内周面９ａとの隙間１１を通って螺旋状の凹溝１０に入り、この凹溝１０から下方の隙間１１を経て下段の凹溝１０に入るといった移動を繰り返して円筒部材４の下方に運ばれる。

粉体が隙間１１から螺旋状の凹溝１０内へと移動する間、粉体は隙間１１の部分でスクリュー６の周刃で切られると同時に、狭い間隙（隙間１１）から下方の広い間隙（凹溝１０）内に移動することになり、粉体は隙間１１に滞留することがなく隙間１１が保持される。その結果、スクリュー６はライナー９の内周面９ａ内を円滑に回転でき、スクリュー６に乗った粉体を確実に下方へ送り出すことができる。

１２は下部ホッパ部材で、前記ホッパ本体１にあって前記円筒部材４の下部に連結したものであり、該下部ホッパ部材１２の周壁には中心に向け突出するブラシ１３が複数本設置されている。１３ａはブラシ１３の先端に設けたブラシ部で、ブラシ部１３ａは前記ホッパ本体１の円筒部材４を通って下部ホッパ部材１２内へ突出するスクリュー６と接触した状態で設置されている。これにより、スクリュー６に乗って下部ホッパ部材１２内に運び込まれてきた粉体は、スクリュー６が回転することでブラシ先端のブラシ部１３ａにより掻き落とされ、スクリュー６の回転数により予め設定された所定量の粉体を余すことなくその全量を他の装置等に供給できる。

つぎに、本発明に係る紛体供給装置の作用について説明すると、図１において、ホッパ本体１のハンドル１６を回して開閉蓋１５を開き、開口した投入口１４より粉体を投入してホッパ本体１内に収容する。その後、開閉蓋１５で投入口１４を閉じ、ハンドル１６を回して開閉蓋１５を投入口１４の開口部に固定する。次に、モータを駆動して回転軸５，該回転軸５に設置したスクリュー６を右方向（回転方向Ｒ）に回転させ、回転軸５に設置したブレーカー８，羽根７をそれぞれ同方向に回転させる。

ホッパ本体１内に収容された粉体は、先ずブレーカー８の回転軌跡によって上部ホッパ部材２の上部に位置する粉体がほぐされる。次に、ブレーカー８によってほぐされた粉体は上部ホッパ部材２内にあって前記テーパ部３の位置で羽根７によって回転軸５方向へ押し出され、該回転軸５に設置したスクリュー６に乗せられてテーパー部３の下端から円筒部材４の方へ移送される。

テーパー部３の下端から円筒部材４の上端に移送された粉体は、その大半が前記スクリュー６に乗って下方の下部ホッパ部材１２内に移送されるが、この間、粉体の一部はスクリュー６の外径面６ａとライナー９の内周面９ａとの間にできる隙間１１を通って螺旋状の凹溝１０に入り、この凹溝１０から下方の隙間１１を経て下段の凹溝１０に入るといった流動を繰り返して円筒部材４の下方に運ばれる。

粉体が隙間１１から螺旋状の凹溝１０内へと移動する間、粉体は隙間１１の部分でスクリュー６の周刃で切られると同時に、上方の狭い空間（隙間１１）から下位の比較的広い空間（凹溝１０）内に流下する。この凹溝１０内でその一部はスクリュー６に乗せられて円筒部材４の下方に運ばれるとととに、残余は隙間１１を通ってその下位の凹溝１０内に流下し下部ホッパ部材１２内に移送される。

スクリュー６に乗って下部ホッパ部材１２内に運び込まれてきた粉体は、スクリュー６が回転することでブラシ先端のブラシ部１３ａにより掻き落とされ、スクリュー６の回転数により予め設定された所定量の粉体はその全量が他の装置等に送りだされる。

１ ホッパ本体
２ 上部ホッパ部材
３ テーパ部
３ａ 内周面
４ 円筒部材
５ 回転軸
Ｌ 直径方向の線分
θ 傾斜角度
６ スクリュー
６ａ 外径面
７ 羽根
７ａ 外端縁
８ ブレーカー
８ａ 内ブレーカー部
８ｂ 外ブレーカー部
９ ライナー
９ａ 内周面
１０ 螺旋状の凹溝
１１ 隙間
１２ 下部ホッパ部材
１３ ブラシ
１３ａ ブラシ部

Claims (6)

1. 下方へ向け径が縮小するテーパ部を備えた上部ホッパ部材と、該上部ホッパ部材の下部に円筒部材を備えたホッパ本体と、該ホッパ本体の内部に設置した上下方向に延びる回転軸と、該回転軸にスクリューを備えた紛体の供給装置であって、前記回転軸に、その直径方向の線分に対して回転方向に角度を付けて設置した板状の羽根を備え、該羽根の外端縁が前記上部ホッパ部材にあってそのテーパ部の内周面近傍まで延びている構成としたことを特徴とする紛体の供給装置。
2. 前記回転軸に取り付けた前記羽根の、前記回転軸の直径方向の線分に対する回転方向への外角が１０°乃至４０°であることを特徴とする請求項１記載の紛体の供給装置。
3. 前記回転軸に、前記上部ホッパ部材の前記テーパ部の内周面に沿って斜め上下方向に延びる逆Ｕ字状のブレーカーを、前記回転軸側に位置し斜め上方向に延びる内ブレーカー部の端部を固定して設置し、該内ブレーカー部の外側に位置し斜め下方向に延びる外ブレーカー部が前記テーパ部の内周面近傍で且つ内周面に沿って延びている構成としたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の紛体の供給装置。
4. 前記ブレーカーの回転軌跡が、前記羽根の回転軌跡より上方に位置する構成としたことを特徴とする請求項３記載の紛体の供給装置。
5. 前記ホッパ本体の前記円筒部材の内部に前記スクリューの外径より僅かに大きな内径のライナーを設置し、該ライナーの内周面に、前記ライナーの内面と前記スクリューの外径面との間の隙間と連通する螺旋状の凹溝を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の紛体の供給装置。
6. 前記ホッパ本体の前記円筒部材の下部に、中心に向け突出するブラシを備えた下部ホッパ部材を連結し、前記ブラシの先端に設けたブラシ部を、前記ホッパ本体の円筒部材内から前記下部ホッパ部材内へ突出する前記スクリューと接する状態で設置したことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の紛体の供給装置。

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