JP2020050411A - 粉体供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】傾斜壁が非対称の場合でも粉体の流動状態を適切に調整できる粉体供給装置を提供する。【解決手段】粉体を収容する収容空間２ｈを有し、下端に収容空間２ｈ内の粉体を排出する開口２ａが形成された本体部２を備えており、本体部２は、その下端２ｓに向かって互いに接近するように傾斜する２つの対向する傾斜壁２ｆａ，２ｆｂを備えており、収容空間２ｈ内には、対向する傾斜壁２ｆａ，２ｆｂ間に設けられた仕切り板１３を有する仕切り部１０が設けられており、仕切り部１０の仕切り板１３は、0.001(β−α)<tanθ—tanθ0<0.025（β−α）および０．７＜（Ｈ／Ｂ１）／｛（Ａθ−Ａθ0）／Ａ１｝＜１の関係を満たすように設置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、粉体供給装置に関する。さらに詳しくは、ガス吸着剤、触媒、電池正極材等の機能性粉体や、銅鉱石、ニッケル鉱石等の鉱石、蛍石粉、小麦粉等、種々の乾燥状態にある粉体の供給状態を調整する粉体供給装置に関する。

乾燥状態の粉体を貯留して、貯留した粉体を外部に供給する装置としてホッパーなどが使用される。一般的なホッパーなどは、粉体を貯留する本体部の下端に開口が設けられており、その下端部の内面が開口に向かって傾斜する傾斜面となっている。したがって、開口を閉じれば本体部内に粉体を収容しておくことができ、開口を開けば開口を通して粉体を外部に供給することができる。

上述したようなホッパーには、重力だけで粉体を外部に排出するものや、開口の位置に搬送装置を設けて一定量の粉体を外部に供給できるようにしたものがある。後者のホッパーの場合、搬送装置としてスクリューコンベア等のコンベアを設けたものが使用されている。

搬送装置によって一定量の粉体を外部に供給するホッパーでは、ホッパー内部の粉体の流動状態が一定であれば、搬送装置によって一定量の粉体を連続して搬送することができる。しかし、ホッパー内における粉体の流動状態が一定でない場合は、粉体が結合してブリッジが形成される可能性がある。この場合などには、流動状態が変化し開口から粉体を適切に排出できなくなる。そこで、ホッパー内に粉体のブリッジが形成されることを防止する技術が開発されている（特許文献１、２）。

特許文献１には、ホッパー内に下端が漏斗状に開いたパイプを設け、このパイプの上端部をコイルバネによって昇降自在に懸垂させた状態で、パイプの下端をホッパーの開口の真上に配置したものが開示されている。
また、特許文献２には、ホッパーの開口近傍にコーン状部品が配置されたものが開示されている。

特許文献１、２の技術のように、ホッパーの開口近傍に下端が漏斗状に開いたパイプやコーン状部品を配置すれば、これらの部材が障害となってホッパー内に粉体のブリッジが形成されにくくなる。 しかも、パイプやコーン状部品を上下に移動させたり振動させたりすれば、粉体のブリッジが形成されてもすぐに破壊できる。 したがって、特許文献１、２の技術を採用すれば、ホッパー内に粉体のブリッジが形成されたことに起因する粉体の排出不良が生じることを防止することができる。

特許第３３５２５９０号公報 特開平８−３０１３８７号公報

しかるに、特許文献１、２の技術は粉体のブリッジが形成されることを防止するものであり、ホッパーの内部や開口近傍における粉体の流動状態を調整することまでは想定していない。そして、特許文献１、２には、粉体の流動状態を調整して開口から排出される粉体の状態を調整する方法は開示されていない。

一方、ホッパーの内部や開口近傍における粉体の流動状態を調整する技術として、ホッパー内部に仕切り板を配置することも考えられる。例えば、図４（Ａ）に示すように、下端開口２ａに向かって傾斜する一対の傾斜壁２ｆ，２ｆを有するホッパーの場合、対向する一対の傾斜壁２ｆ，２ｆが鉛直方向に対して対称、すなわち水平となす角（角度θ２と角度θ３）は等しく設計されている場合が多い。この場合には、対向する一対の傾斜壁２ｆ，２ｆに仕切り板１１３をほぼ鉛直に設置すれば、仕切り板１１３の左右に位置する粉体の流動状態を調整して、ホッパー内の粉体の流れを均一に近づけることができる。

しかし、実際の設備では、粉体供給装置を設置する場所等に様々な制限があることも少なくなく、一対の傾斜壁２ｆ，２ｆの傾斜角度（上記角度θ２と角度θ３）を等しくできない場合がある。かかる場合には、仕切り板１１３を鉛直方向に対して傾斜して設置することが考えられる。例えば、図４（Ｂ）に示すように、仕切り板１１３上部における容器内部の水平断面積と下部における断面積を仕切り板１１３でほぼ二等分するように設置することが考えられる。

しかし、上記のように仕切り板１１３を設置しても、仕切り板１１３の設置角度及び設置位置を適切に調整しなければ、仕切り板１１３の左右で粉体の流動状態にずれを生じてしまう可能性がある。とくに、角度θ２と角度θ３の差が１０度よりも大きい場合には、仕切り板１１３の左右において粉体の流動状態のずれが顕著となる。そのため、仕切り板１１３の左右における粉体の流動状態のずれを調整するために、仕切り板１１３の設置角度及び設置位置を決定するために試行錯誤が必要である。

かかる事情もあり、現状では、仕切り板１１３を設置して装置の稼働に至るまでに多くの工数を要することから、一対の傾斜壁２ｆ，２ｆの傾斜角度が非対称のホッパーにおいて、仕切り板１１３によって粉体の流動状態を適切に調整することが十分にできていない。

本発明は上記事情に鑑み、傾斜壁が非対称の場合でも粉体の流動状態を適切に調整できる粉体供給装置を提供することを目的とする。

第１発明の粉体供給装置は、粉体を収容する収容空間を有し、下端に該収容空間内の粉体を排出する開口が形成された本体部を備え、該本体部は、その下端に向かって互いに接近するように傾斜し、下端間に前記開口が形成される２つの対向する傾斜壁を備えており、前記収容空間内には、前記対向する傾斜壁間に設けられた仕切り板を有する仕切り部が設けられており、前記収容空間内には、前記対向する傾斜壁間に設けられた仕切り板を有する仕切り部が設けられており、前記仕切り部の仕切り板は、以下の式（１）および（２）を満たすように設置されていることを特徴とする。

式（１）
０．００１（β-α）＜ｔａｎθ―ｔａｎθ_０＜０．０２５（β-α）
ただし、β＞α

式（２）
０． ７＜（Ｈ／Ｂ１）／｛（Ａθ−Ａθ₀）／Ａ１｝＜１

α：２つの対向する傾斜壁における一方の傾斜壁の水平方向に対する傾斜角度
β：２つの対向する傾斜壁における他方の傾斜壁の水平方向に対する傾斜角度
θ：鉛直方向に対する仕切り板の傾斜角度
θ_０：仕切り板の上端の位置における２つの対向する傾斜壁の中間点と仕切り板の下端の位置における２つの対向する傾斜壁の中間点とを結ぶ中線の鉛直方向に対する傾斜角度
Ｈ：仕切り板の下端の位置における２つの対向する傾斜壁の中間点に対する仕切り板の下端の水平方向のズレ量
Ａ１：仕切り板の上端の位置における２つの対向する傾斜壁間の水平距離
Ｂ１：仕切り板の下端の位置における２つの対向する傾斜壁間の水平距離
Ａθ：仕切り板の下端の位置における２つの対向する傾斜壁の中間点を通過する鉛直な仮想平面に対する仕切り板の上端の水平方向のズレ量
Ａθ₀：仕切り板の下端の位置における２つの対向する傾斜壁の中間点を通過する鉛直な仮想平面に対する仕切り板の上端の位置における２つの対向する傾斜壁の中間点の水平方向のズレ量
第２発明の粉体供給装置は、第１発明において、前記２つの対向する傾斜壁における一方の傾斜壁の傾斜角度αと他方の傾斜壁の傾斜角度βが、１０°＜β―α＜５０°であることを特徴とする。
第３発明の粉体供給装置は、第１または第２発明において、前記仕切り部の仕切り板は、上端の位置が前記２つの対向する傾斜壁の上端と同じ高さに配置されており、下端の位置が前記２つの対向する傾斜壁の上端と同じ高さに配置されていることを特徴とする。

第１発明によれば、２つの対向する傾斜壁の傾斜角度が異なっていても、本体部の収容空間内における粉体の流動状態を適切に調整することができる。しかも、式（１）および式（２）の関係を満たすように仕切り板を設置すればよいので、仕切り板の設置作業が容易になり、設備の稼働効率も高くできる。
第２、第３発明によれば、本体部の収容空間内における粉体の流動状態をより適切に調整することができる。

本実施形態の粉体供給装置１の概略説明図であり、（Ａ）は概略断面図であり、（Ｂ）は概略平面図である。 仕切り板１３を設置するパラメータの概略説明図である。 本実施形態の粉体供給装置１の概略斜視図である。 （Ａ）は一対の傾斜壁２ｆ，２ｆの傾斜角度θ２，θ３が同じである本体部２を有する粉体供給装置１に鉛直仕切り板１１３を設置した例であり、（Ｂ）は一対の傾斜壁２ｆ，２ｆの傾斜角度θ２，θ３が異なる本体部２を有する粉体供給装置１に傾斜した仕切り板１１３を設置した例である。

本実施形態の粉体供給装置は、粉体を一旦貯留して外部に供給する装置であって、安定して外部に粉体を供給できるようにしたことに特徴を有している。

本実施形態の粉体供給装置はどのような設備にも適用することができる。例えば、粉体を安定して次工程に供給することが要求される設備において、粉体を貯留し供給する装置として使用できる。例えば、機能性材料製造工場において機能性粉末原料を反応装置や次工程に供給する場合、製錬工場において鉱石を熔錬炉に供給する場合、種々の製品の製造設備において小麦粉などの粉体を次工程に供給する場合等、にも適用することが可能である。

本実施形態の粉体供給装置によって貯留供給される粉体もとくに限定されない。例えば、平均粒径が数μｍ〜数百μｍのものや、平均粒径が数μｍ〜数十μｍのもの等、を本実施形態の粉体供給装置に貯留供給される粉体として挙げることができる。また、粉体の種類もとくに限定されず、例えば、機能性粒子、鉱石、蛍石、小麦粉等を本実施形態の粉体供給装置に貯留供給される粉体として挙げることができる。とくに、粉体間に空気などの気体が存在する状態で供給される粉体を貯留供給する装置として本発明の粉体供給装置は適している。

＜粉体供給装置１＞
図１および図３に示すように、本実施形態の粉体供給装置１は、粉体を貯留する本体部２と、本体部２内に設けられた仕切部１０と、この本体部２の下方に配置された搬送部２０と、を備えている。

＜本体部２＞
図１および図３に示すように、本体部２は、内部に収容空間２ｈを有する中空な部材である。この本体部２には、その下端に収容空間２ｈ内の粉体を外部に排出する開口２ａを備えている。なお、本体部２は、図示しないが、その上部に設けられた供給部から収容空間２ｈ内に粉体が供給されるようになっている。

この本体部２は、その下端に向かって互いに接近するように傾斜した２つの対向する傾斜壁２ｆａ，２ｆｂを有している。この２つの対向する傾斜壁２ｆａ，２ｆｂは、一方の傾斜壁２ｆａ（図１では左側の傾斜壁２ｆａ）の水平方向に対する傾斜角度αが４０≦α＜９０、他方傾斜壁２ｆｂ（図１では右側の傾斜壁２ｆｂ）の水平方向に対する傾斜角度βが４０＜β≦９０となっている。しかも、２つの対向する傾斜壁２ｆａ，２ｆｂは、傾斜角度α＜βとなっている。

また、本体部２は、２つの対向する傾斜壁２ｆａ，２ｆｂを挟むように設けられた２つの対向する対向壁２ｇ，２ｇを有している。この２つの対向する対向壁２ｇ，２ｇも、その下端に向かって互いに接近するように傾斜している。

そして、本体部２には、２つの対向する対向する傾斜壁２ｆａ，２ｆｂの下端縁２ｓと２つの対向する対向壁２ｇ，２ｇの下端縁とによって囲まれた開口２ａが形成されている。言い換えれば、本体部２は、開口２ａに向かって傾斜する２つの対向する対向する傾斜壁２ｆａ，２ｆｂおよび２つの対向する対向壁２ｇ，２ｇを有している。

なお、図１（Ｂ）では、開口２ａは、傾斜壁２ｆａ，２ｆｂの下端縁２ｓに沿って長い略長方形状になっているが、開口２ａは正方形状になっていてもよい。

また、図１（Ｂ）では、傾斜壁２ｆａ，２ｆｂの下端縁２ｓは互いに平行であるが、傾斜壁２ｆａ，２ｆｂの下端縁２ｓは必ずしも互いに平行でなくてもよい。同様に、図１（Ｂ）では、２つの対向する対向壁２ｇ，２ｇの下端縁は互いに平行であるが、２つの対向する対向壁２ｇ，２ｇの下端縁は必ずしも互いに平行でなくてもよい。例えば、開口２ａは、台形や楕円形、円形、四角形以外の多角形等になっていてもよい。

さらに、傾斜壁２ｆａ，２ｆｂの下端縁２ｓと対向壁２ｇ，２ｇの下端縁とが同じ高さになっていてもよいが、傾斜壁２ｆａ，２ｆｂの下端縁２ｓと対向壁２ｇ，２ｇの高さは異なっていてもよい。また、傾斜壁２ｆａ，２ｆｂの下端縁２ｓ同士はその高さが若干ずれていてもよいし、２つの対向する対向壁２ｇ，２ｇの下端縁同士もその高さが若干ずれていてもよい。

図１（Ｂ）では、傾斜壁２ｆａ，２ｆｂの下端縁２ｓは直線状になっているが、本明細書における「傾斜壁２ｆａ，２ｆｂの下端縁２ｓに沿った方向」には、下端縁２ｓが直線状以外の場合（曲線状や凹凸がある場合など）におけるその長手方向も含まれている。例えば、開口２ａが図１（Ｂ）の上下方向に長い楕円形であったとする。この場合には、傾斜壁２ｆａ，２ｆｂの下端縁２ｓは円弧状になるが、この場合は開口２ａの長軸方向が「傾斜壁２ｆａ，２ｆｂの下端縁２ｓに沿った方向」に相当する。

また、２つの対向する対向壁２ｇ，２ｇの水平方向に対する傾斜角度はとくに限定されない。収容空間２ｈ内に収容する粉体の種類や、密度、粒径、水分率、表面状態によって定まる粉体特性（粉粒特性や流動性）等に応じて適宜設定すればよい。例えば、５０〜９０度、好ましくは、５０〜８０度程度とすればよい。そして、２つの対向する対向壁２ｇ，２ｇの傾斜角度は同じ角度でもよいし、異なる角度となっていてもよい。

＜仕切部１０＞
図１に示すように、本体部２の収容空間２ｈ内には仕切部１０が設けられている。この仕切部１０は、本体部２の２つの対向する傾斜壁２ｆａ，２ｆｂ間に位置するように配設された仕切り板１３を備えている。この仕切り板１３は、傾斜壁２ｆの下端縁２ｓに沿った方向に延びた板状の部材である。しかも、仕切り板１３は、その表面が鉛直方向に対して傾いた状態となるように設置されている（図１および図３参照）。

なお、仕切り板１３が傾斜壁２ｆの下端縁２ｓに沿った方向に延びているとは、仕切り板１３の表面（言い換えれば仕切り板１３と開口２ａの交線）が、傾斜壁２ｆの下端縁２ｓや下端縁２ｓに沿った方向と平行の状態と、傾斜壁２ｆの下端縁２ｓや下端縁２ｓに沿った方向に対して若干傾いている場合（±５°以内）の状態と、の両方を含む概念である。

また、仕切り板１３は、その表面に沿った方向の長さに比べて厚さが薄い部材であればよく、板状の部材に限られない。仕切り板１３として板状の部材を採用すれば、本体部２の収容空間２ｈの容積の減少を防ぐことができるし、粉体の流動抵抗を必要以上に増加させる等の問題が生じにくくなる。かかる仕切り板１３は、例えば、表面が平坦面である平板によって形成することができる。この場合には、その表面が傾斜壁２ｆの下端縁２ｓ（または傾斜壁２ｆの下端縁２ｓに沿った方向）と平行となるように設けることが望ましい。また、上述したような平板以外にも、波板や表面に突起等を有する板状部材を仕切り板１３として使用することもできる。

＜搬送部２０＞
図１および図３に示すように、本体部２の開口２ａの下方には、搬送部２０が配置されている（なお、図では搬送部２０の詳細な構造は記載を割愛している）。搬送部２０は、本体部２内の粉体を次工程等に搬送するための装置である。搬送部２０は、本体部２内の粉体を一定量ずつ連続して搬送することができる機能を有するものであればよく、とくに限定されない。例えば、スクリューコンベアやベルトコンベア、チェーンコンベア等の公知の粉体搬送装置を搬送部２０として使用することができる。

以上のごとき構成であるので、搬送部２０を作動させれば、本体部２の収容空間２ｈ内の粉体を開口２ａから排出して、粉体を搬送部２０によって外部に搬送することができる。

粉体が開口２ａから排出されることによって、収容空間２ｈ内には開口２ａに向かう粉体の流動が発生する。このとき、収容空間２ｈ内には、上述したような仕切り部１０の仕切り板１３、つまり、鉛直方向に対して傾いた仕切り板１３が設けられているので、２つの対向する傾斜壁２ｆａ，２ｆｂの傾斜角度α，βが異なる角度となっていても、収容空間２ｈ内の粉体の流動状態を均一に近づけることができる。

＜仕切り板１３について＞
以下、図２を参照して、仕切り板１３について説明する。
本実施形態の粉体供給装置１では、２つの対向する傾斜壁２ｆａ，２ｆｂの傾斜角度α，βが異なる角度となっている場合でも、仕切り板１３を鉛直方向に対して傾けることによって粉体の流動状態を適切な状態に調整できるようにしている。具体的には、２つの対向する傾斜壁２ｆａ，２ｆｂの下端縁２ｓ，２ｓの中間点を通過する鉛直な仮想平面ＶＢに対する仕切り板１３の下端１３ｂの水平方向（図２では左右方向）のズレ量Ｈ（以下単に仕切り板１３のズレ量Ｈという）と、仕切り板１３の鉛直方向に対する傾斜角度θと、を適切に設定することで、仕切り板１３を設置した際に、粉体の流動状態を適切に調整できるようにしている。

＜各パラメータの説明＞
なお、図２は、仮想平面ＶＢと直交する鉛直な断面に、本体部２および仕切り板１３を設置する各パラメータを示したものであるが、図２に記載されている一部のパラメータを定義する。

符号ＰＡは、図２の断面における仕切り板１３の上端１３ｔの位置における２つの対向する傾斜壁２ｆａ，２ｆｂの中間点である。
符号ＰＢは、図２の断面における仕切り板１３の下端１３ｂの位置における２つの対向する傾斜壁２ｆａ，２ｆｂの中間点（言い換えれば下端縁２ｓ，２ｓの中間点）である。
符号ＣＡは、図２の断面において、中間点ＰＡと中間点ＰＢとを繋ぐ中線である。

＜仕切り板１３の傾斜角度θ＞
仕切り板１３は、鉛直方向に対して傾斜して設置されるが、その鉛直方向に対する傾斜角度θは、中線ＣＡの鉛直方向に対する傾斜角度をθ_０よりも大きく設定される。これは、２つの対向する傾斜壁２ｆａ，２ｆｂの傾斜角度がα＜βの場合、図２における左側の傾斜壁２ｆａと仕切り板１３との間の空間２Ｌでは、この空間２Ｌを移動する粉体が仕切り板１３から受ける応力が、右側の傾斜壁２ｆｂと仕切り板１３との間の空間２Ｒを移動する粉体が受ける応力に比べて相対的に小さくなるからである。
すると、空間２Ｌを流れる粉体における仕切り板１３との摩擦力によって粉体の流動状態を調整しずらくなるので、仕切り板１３によって粉体の流動状態を調整するには、仕切り板１３を水平に近づけ応力を増加させる必要がある。つまり、仕切り板１３の鉛直方向に対する傾斜角度θを大きくすることが必要になる。
一方、仕切り板１３の鉛直方向に対する傾斜角度θを大きくし過ぎると、仕切り板１３の空間２Ｒ側の応力が増加し、空間２Ｒ側の粉体の流動性が悪化しすぎるという問題が生じるので、仕切り板１３はある程度の範囲でしか傾斜させることができない。例えば、仕切り板１３の鉛直方向に対する傾斜角度θは、０°≦θ≦５０°の範囲でしか調整できない。

＜仕切り板１３のズレ量Ｈ＞
また、仕切り板１３を仮想平面ＶＢに対して水平方向にズラしても、粉体が仕切り板１３から受ける応力を変化させることができる。例えば、図２において、仕切り板１３を仮想平面ＶＢに対して左側にズラせば、図２における左側の傾斜壁２ｆと仕切り板１３との間の空間２Ｌを移動する粉体が仕切り板１３から受ける応力は相対的に大きくなる。
一方、仕切り板１３をズラす量が大きくなりすぎると、応力が低下する側の粉体の流動性が上がりすぎるという問題が生じるので、仕切り板１３はある程度の範囲でしかズラすことができない。例えば、仕切り板１３の仮想平面ＶＢに対する水平方向のズレ量Ｈ、すなわち仕切り板１３の下端１３ｂと符号ＰＢの距離は、０≦Ｈ／Ｂ１≦０．８７の範囲でしか調整できない。

本発明者らは、仕切り板１３の鉛直方向に対する傾斜角度θおよび仕切り板１３の仮想平面ＶＢに対する水平方向のズレ量Ｈを、上述したような制限がある中で、仕切り板１３によって、粉体の流動状態を適切に調整できることを見出した。具体的には、仕切り板１３を以下の式（１）、式（２）を満たすようにすることによって、２つの対向する傾斜壁２ｆａ，２ｆｂの傾斜角度α，βが同じ角度ではない場合でも、粉体の流動状態を適切に調整できることを見出した。

式（１）
０． ００１（β-α）＜ｔａｎθ―ｔａｎθ_０＜０．０２５（β-α）

式（２）
０． ７＜（Ｈ／Ｂ１）／｛（Ａθ−Ａθ₀）／Ａ１｝＜１

α：２つの対向する傾斜壁２ｆａ，２ｆｂにおける一方の傾斜壁２ｆａの水平方向に対する傾斜角度
β：２つの対向する傾斜壁２ｆａ，２ｆｂにおける他方の傾斜壁２ｆｂの水平方向に対する傾斜角度
θ：鉛直方向に対する仕切り板１３の傾斜角度
θ_０：仕切り板１３の上端１３ｔの位置における２つの対向する傾斜壁２ｆａ，２ｆｂの中間点ＰＡと仕切り板１３の下端１３ｂの位置における２つの対向する傾斜壁２ｆａ，２ｆｂの中間点ＰＢとを結ぶ中線ＣＡの鉛直方向に対する傾斜角度
Ｈ：仕切り板１３の下端１３ｂの位置における２つの対向する傾斜壁２ｆａ，２ｆｂの中間点ＰＢ（仮想平面ＶＢ）に対する仕切り板１３の下端１３ｂの水平方向のズレ量
Ａ１：仕切り板１３の上端１３ｔの位置における２つの対向する傾斜壁２ｆａ，２ｆｂ間の水平距離
Ｂ１：仕切り板１３の下端１３ｂの位置における２つの対向する傾斜壁２ｆａ，２ｆｂ間の水平距離
Ａθ：仮想平面ＶＢに対する仕切り板１３の上端１３ｔの水平方向のズレ量
Ａθ₀：仮想平面ＶＢに対する仕切り板１３の上端１３ｔの位置における２つの対向する傾斜壁２ｆａ，２ｆｂの中間点ＰＡの水平方向のズレ量

しかも、仕切り板１３を設置する際には、上述した式（１）および式（２）を満たす傾斜角度θおよびズレ量Ｈとなるように仕切り板１３を設定すればよいので、仕切り板１３を本体部２に設置する際の設置作業が容易になる。すると、本実施形態の粉体供給装置１を稼働させるまでの時間も短くできるので、本実施形態の粉体供給装置１を有する設備の稼働効率も高くできる。

＜仕切り板１３の鉛直方向の位置について＞
仕切り板１３は、その下端１３ｂが２つの対向する傾斜壁２ｆａ，２ｆｂの下端縁２ｓ，２ｓと同じ高さに配置されていればよく、その上端１３ｔの高さはとくに限定されない。しかし、仕切り板１３の上端１３ｔの高さが２つの対向する傾斜壁２ｆａ，２ｆｂの上端の高さと一致するようにすれば、粉体の流動状態に仕切り板１３が与える影響を大きくできるので、２つの対向する傾斜壁２ｆａ，２ｆｂ間の粉体の流動状態をより適切に調整することができる。
なお、２つの対向する傾斜壁２ｆａ，２ｆｂの下端縁２ｓ，２ｓの高さがズレている場合には、高い位置にある下端縁２ｓの高さに仕切り板１３の下端１３ｂの高さを合せればよい。

＜本体部２について＞
本体部２は、上述したように、その下端に向かって互いに接近するように傾斜した２つの対向する傾斜壁２ｆａ，２ｆｂを有するものであればよく、その他の形状はとくに限定されない。例えば、本体部２として、平面視で略矩形であってその上部が直方体や立方体になっているものを採用することもできるし、上部が円筒状のものも採用できる。

また、本体部２の２つの対向する傾斜壁２ｆａ，２ｆｂの傾斜角度α，βは、上述した関係を満たすものであればよいが、１０°＜β―α＜５０°であることが望ましい。かかる範囲であれば、仕切り板１３を上述した式（１）、（２）を満たすように設置すれば、本体部２内の粉体の流動状態を適切に調整できる。一方、１０°≧β―αであれば、仕切り板１３を鉛直に配置する場合に比べて仕切り板１３を傾斜させる効果がそれほど得られないし、５０°≦β―αであれば、流動性の低い側での粉体の流動状態のばらつきが大きく上記不等式の範囲でも有効でないときがある。したがって、仕切り板１３を設ける場合には、２つの対向する傾斜壁２ｆａ，２ｆｂの傾斜角度α，βが、１０°＜β―α＜５０°となるようになっていることが望ましい。

さらに、本体部２の２つの傾斜壁２ｆａ，２ｆｂや２つの対向壁２ｇ，２ｇは平面に限られず、曲面になっていてもよいし、傾斜角度が変化するものでもよい。この場合でも、上述した式（１）の関係を満たすよう仕切り板１３を設置すればよい。なお、２つの傾斜壁２ｆａ，２ｆｂが曲面の場合には、各傾斜壁２ｆａ，２ｆｂの傾斜角度α，βは、例えば、仕切り板１３の長手方向と直交する断面（図２参照）において、各傾斜壁２ｆａ，２ｆｂの上端と下端とを繋ぐ線分が水平に対してなす角度としてもよい。

＜搬送部２０について＞
搬送部２０は、本体部２内の粉体を一定量ずつ連続して搬送することができる機能を有するものであればよく、とくに限定されない。例えば、スクリューコンベアやベルトコンベア、チェーンコンベア等の公知の粉体搬送装置を搬送部２０として使用することができる。とくに、スクリューコンベアを使用し本体部２の開口２ａが伸びる方向に沿って粉体を搬送するようにすれば、本体部２の開口２ａから排出される粉体の量のバラつきを抑えやすくなる。例えば、等比ピッチのスクリューコンベアを使用すれば、本体部２の開口２ａから排出される粉体の量について、開口２ａの位置（図１（Ｂ）であれば上下方向の位置）による差を小さくできる。すると、本体部２の開口２ａから搬送部２０に供給される粉体の量、言い換えれば、本体部２の開口２ａから排出される粉体の量を安定させ、かつ調整することができる。

また、上記例では、本実施形態の粉体供給装置１が搬送部２０を備えている場合を説明したが、本実施形態の粉体供給装置１は必ずしも搬送部２０を備えていなくてもよい。例えば、重力により開口２ａから粉体を排出する場合には、上述したような搬送部２０を設けず、本実施形態の粉体供給装置１を本体部２だけで構成することもできる。

本発明の粉体供給装置が本体部の収容空間内の粉体の流動状態を調整できることを確認した。

実験では、図１に示すような形状の本体部に図１に示すように仕切り板を配置した粉体供給装置において、１６８時間連続して本体部への粉体の投入と開口から搬送装置への排出を行った。そして、２つの対向する傾斜壁の傾斜角度α，βと仕切り板の傾斜角度θを変化させて、開口から排出される粉体の流動状態を目視することによって、粉体供給装置における粉体の流動が停止した回数を確認した。

実験に使用した粉体は、目開き５０μｍの篩を通過した銅精鉱であり、水分率が０．２％以下となるまで乾燥させた状態で供給した。

本体部は、傾斜壁が開口から２０００ｍｍ以上の高さまで形成されているものを使用し、仕切り板には、長さが１８００ｍｍ、高さ８００ｍｍ、厚さ３０ｍｍの板材を使用した。この仕切り板を、その下端縁が開口と同じ高さ（つまり傾斜壁の下端と同じ高さ）になるように設置した。
仕切り板の上端の位置における２つの対抗する傾斜壁間の水平距離（図２のＡ１）は３０００ｍｍ、仕切り板の下端における２つの対抗する傾斜壁間の水平距離（図２のＢ１）は８００ｍｍとした。

結果を以下に示す。
（実施例）
α=５０度、β=７０度とした粉体供給装置において、仕切り板設置角θを２３度、Ｈ＝８０ｍｍとした場合には、粉体の流動が停止した回数は３回であった。
α=４５度、β=８０度とした粉体供給装置において、仕切り板設置角θを２８度、Ｈ＝４３ｍｍとした場合には、粉体の流動が停止した回数は４回であった。
α=４５度、β=６０度とした粉体供給装置において、仕切り板設置角θを１７度、Ｈ＝８５ｍｍとした場合には、粉体の流動が停止した回数は２回であった。
α=４１度、β=９０度とした粉体供給装置において、仕切り板設置角θを３５度、Ｈ＝３６ｍｍとした場合には、粉体の流動が停止した回数は３回であった。

（比較例）
α=４５度、β=７０度とした粉体供給装置において、仕切り板設置角θを１５度、Ｈ＝−２０ｍｍとした場合には、粉体の流動が停止した回数は３７回であった。
α=４５度、β=６０度とした粉体供給装置において、仕切り板設置角θを３５度、Ｈ＝２００ｍｍとした場合には、粉体の流動が停止した回数は２２回であった。
α=５０度、β=７０度とした粉体供給装置において、仕切り板設置角θを２３度、Ｈ＝３５ｍｍとした場合には、粉体の流動が停止した回数は３３回であった。

本発明の粉体供給装置は、粉体を安定して次工程に供給することが要求される設備において粉体を貯留し供給する装置として適している。

１ 粉体供給装置
２ 本体部
２ａ 開口
２ｈ 収容空間
２ｆａ 傾斜壁
２ｆｂ 傾斜壁
２ｓ 傾斜壁２ｆａ，２ｆｂの下端縁
１０ 仕切部
１３ 仕切り板
２０ 搬送部

Claims (3)

1. 粉体を収容する収容空間を有し、下端に該収容空間内の粉体を排出する開口が形成された本体部を備え、
   該本体部は、
   その下端に向かって互いに接近するように傾斜し、下端間に前記開口が形成される２つの対向する傾斜壁を備えており、
   前記収容空間内には、
   前記対向する傾斜壁間に設けられた仕切り板を有する仕切り部が設けられており、
   前記仕切り部の仕切り板は、
   以下の式（１）および（２）を満たすように設置されている
   ことを特徴とする粉体供給装置。
   
   式（１）
   ０．００１（β-α）＜ｔａｎθ―ｔａｎθ_０＜０．０２５（β-α）
   ただし、β＞α
   
   式（２）
   ０． ７＜（Ｈ／Ｂ１）／｛（Ａθ−Ａθ₀）／Ａ１｝＜１
   
   α：２つの対向する傾斜壁における一方の傾斜壁の水平方向に対する傾斜角度
   β：２つの対向する傾斜壁における他方の傾斜壁の水平方向に対する傾斜角度（β＞α）
   θ：鉛直方向に対する仕切り板の傾斜角度
   θ_０：仕切り板の上端の位置における２つの対向する傾斜壁の中間点と仕切り板の下端の位置における２つの対向する傾斜壁の中間点とを結ぶ中線の鉛直方向に対する傾斜角度
   Ｈ：仕切り板の下端の位置における２つの対向する傾斜壁の中間点に対する仕切り板の下端の水平方向のズレ量
   Ａ１：仕切り板の上端の位置における２つの対向する傾斜壁間の水平距離
   Ｂ１：仕切り板の下端の位置における２つの対向する傾斜壁間の水平距離
   Ａθ：仕切り板の下端の位置における２つの対向する傾斜壁の中間点を通過する鉛直な仮想平面に対する仕切り板の上端の水平方向のズレ量
   Ａθ₀：仕切り板の下端の位置における２つの対向する傾斜壁の中間点を通過する鉛直な仮想平面に対する仕切り板の上端の位置における２つの対向する傾斜壁の中間点の水平方向のズレ量
2. 前記２つの対向する傾斜壁における一方の傾斜壁の傾斜角度αと他方の傾斜壁の傾斜角度βが、１０°＜β―α＜５０°である
   ことを特徴とする請求項１記載の粉体供給装置。
3. 前記仕切り部の仕切り板は、
   上端の位置が前記２つの対向する傾斜壁の上端と同じ高さに配置されており、
   下端の位置が前記２つの対向する傾斜壁の上端と同じ高さに配置されている
   ことを特徴とする請求項１または２記載の粉体供給装置。
   

Images