JP3448385B2 - 脱気機構を備えた粉体充填装置の運転方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、脱気機構を備えた粉体
充填装置の運転方法に関し、詳しくは、粉体を脱気する
ことにより、粉体のかさ比重（かさ密度）を大きくした
後に小袋等にかさ比重の大きな粉体を正確な充填量だけ
充填包装する粉体充填装置の運転方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、粉体を袋へ詰めるために、縦
型のスクリューオーガ式の粉体充填装置が良く使われて
いる。この装置を使うと、嵩密度が小さい粉体でも充填
する時に圧密化されやすく、所定寸法の包袋材に詰めや
すいという利点がある。しかしながら、通常、粉体には
粉砕、分級、空気輸送、混合等々の種々の処理が施され
るため、空気が含まれており、その量は粉体の状態のみ
ならず、粉体の種類やその原料の原産地によっても異な
っている。即ち、粉体のかさ比重は、その真密度に比べ
てかなり小さく、粉体の状態、種類、その原料の産地等
によってかなり大きく変わり、例えば小麦粉の場合０．
５〜０．６５にばらついている。

【０００３】一方、粉体製品を包装する際には、粉体を
包装する包装材、例えば袋（内面樹脂コート紙袋）など
に一定重量（実際には一定以上の重量）の粉体を充填す
る必要がある。しかしながら、同一の粉体であっても、
その状態や産地によってかさ比重がばらついていると、
最もかさ比重の小さい場合を考慮して包装材の容積（サ
イズ）を決めなければならず、従って、そのサイズが大
きくなってしまい、包装材のコストのみならず、包装粉
体製品の運送、保管コストなどの上昇を招く。このた
め、一定重量の粉体を充填するための包装材、例えば小
麦粉等の小袋包装の場合、２５０ｇ詰め、５００ｇ詰
め、１ｋｇ詰め等の袋などでは、そのサイズは、上述の
経済的理由によってできるだけ小さくするのが好まし
く、可能な限り最小化されている。

【０００４】ところで、包装される粉体が飲食用等に供
されるものである場合、粉体中に存在するだまなどの塊
を粉砕するために、また、万が一誤って異物が混入した
場合にも取り除くことができるように、粉体は粉体を包
装する直前に篩にかけられる。このように篩にかけられ
た粉体、例えば小麦、米、そば、とうもろこし等の穀物
粉や、乾燥ミルク、ケーキやクッキー用等のミックス粉
などの粉体には、かなり多くの空気を含むことになり、
そのかさ比重は小さく、即ち、所定重量当たりの体積は
かなり大きくなってしまう。このため、袋の寸法を変え
ずに、所定量（重量）の粉体を包装するために、粉体の
見掛け比重を大きくして、粉体を圧縮することが行われ
ている。詰める所定重量の粉体の体積と袋の寸法との差
が小さい場合には、この方法は特に有効である。粉体圧
縮の一つの方法として、充填後の袋をタッピングするこ
との他に、袋に充填する前に粉体から間隙空気を脱気す
ることが行われている。この脱気の方法の１つとして、
スクリューやオーガのケーシングに網目を設け、吸引脱
気することが行われている。

【０００５】図５に、このように粉体包装時に脱気を行
う従来の粉体充填装置を示す。この粉体充填装置は、小
麦粉などの粉体製品を袋に詰めて包装するための装置で
ある。同図に示すように、従来の縦型粉体充填装置５０
は、上部に粉体投入口５４を有するホッパー５２と、下
部に粉体排出口５６を有し、上部がホッパー５２の下端
部に接続されたケーシング５５と、ホッパー５２の外上
部から吊設され、ホッパー５２の内部に挿入され、ケー
シング５５の粉体排出口５６近傍まで延在するスクリュ
ー（スクリューオーガ、スクリューコンベア）５８と、
ケーシング５５に装着され、このスクリュー５８により
搬送される粉体を脱気する金網やパンチングメタル等か
らなるフィルタ６０と、フィルタ６０を介して粉体を減
圧吸気する粉体脱気装置６２と、粉体脱気装置６２の吸
気量を所定量に制御する定流量制御装置６４とを備えて
いる。

【０００６】この縦型粉体充填装置５０において、粉体
排出口５６の下部に、粉体を詰めるための最小化された
所定形状の袋を配置した後、スクリュー５８を所定時
間、所定速度で回転させて、ホッパー５２の内部に収納
された粉体をケーシング５５を通して粉体排出口５６側
に搬送しながら、定流量制御装置６４により吸気量を制
御された粉体脱気装置６２により、ケーシング５５に装
着されたフィルタ６０を介して多量の空気が含まれた粉
体からこの空気を取り去り、所定量の粉体を粉体排出口
５６から排出する。なお、ホッパー５２の内部には常に
所定量の粉体が収納されるよう制御され、粉体を排出す
ることで収納量が減少した場合には、篩にかけられた、
即ち、かさ比重の小さい粉体が粉体投入口５４からホッ
パー５２の内部へ即座に投入されて補充され、粉体排出
口５６から連続的に粉体の袋詰めが繰り返される。

【０００７】ここで、脱気のための吸引は、従来、少な
くともスクリューオーガの回転中、すなわち袋などの包
袋材への粉体の充填中には連続的に行われていた。ある
いは、場合によってはスクリューオーガの回転中にも回
転停止中、すなわち充填前、後の袋の移動中にも休むこ
となく連続的に行われていた。

【０００８】ところが、このように、粉体を脱気しなが
ら、袋に充填する方法では、スクリューコンベアによっ
て搬送された粉体が粉体排出口から落下する際、粉体の
流れが脱気の作用によって乱れ、粉体流が不規則とな
り、充填量にばらつきを生じることが多いという問題が
あった。特に、図５に示すようなスクリューオーガの回
転数や回転時間によって充填量を制御する方式の縦型ス
クリューオーガ式の粉体充填装置においては、スクリュ
ーオーガからの粉体の流出状態によって充填量が影響を
受けるため、脱気すると、充填量のばらつきを生じやす
いという問題があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
従来技術に基づく種々の問題点を解消し、粉体排出部近
傍に脱気機構を備えたスクリューオーガ式粉体充填装置
において、脱気機構による粉体からの脱気を行っても袋
等の包装材への充填量のばらつきがなく、嵩密度を大き
な粉体を高速で正確な充填量だけ包装材に充填すること
ができる粉体充填方法を実施する粉体充填装置の運転方
法を提供するにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明者は、粉体排出部近傍に脱気機構を備えたス
クリューオーガ式粉体充填装置において、脱気した粉体
を袋等の包装材に充填する際に、十分に脱気して粉体の
嵩密度は十分に高めるとともに充填量がばらつかないよ
うに粉体充填装置を運転する方法について、鋭意研究し
た結果、以下の知見を得て、本発明をなすに至ったもの
である。

【００１１】上述した粉体充填装置における脱気作用
は、粉体排出部の近傍で行われるため、例えば、スクリ
ューのケーシングの排出口近傍の外筒部分に取り付けた
フィルタから吸引することによって行われるため、粉体
の内部と外部との状態が異なってしまい、スクリューが
回転していても粉体に部分的なむらが生じるためと考え
られる。このため、粉体流のむらを解消するためにはそ
の分の時間とスペースが必要となる。従って、脱気する
時間を早めに停止することが考えられるが、脱気を早め
に停止すると、脱気時間が不足し、粉体の見掛け比重
（嵩密度）を大きくできない恐れがあるが、本発明者ら
の種々の検討の結果によれば、見掛け比重の大幅な増加
は、主に脱気の初期段階で行われることを知見した。

【００１２】すなわち、本発明は、粉体を排出する粉体
排出口近傍に設けられた脱気機構によって気体を含む粉
体を脱気した後に包装材に所定量充填するスクリューオ
ーガ式粉体充填装置の運転方法であって、前記粉体充填
装置の充填運転の開始と同時に脱気を開始し、開始後全
充填時間の３０〜７０％の時間で脱気を停止することを
特徴とする脱気機構を備えた粉体充填装置の運転方法を
提供するものである。ここで、前記脱気開始から停止ま
での脱気時間が、脱気開始後全充填時間の４０〜６０％
の時間であるのが好ましい。

【００１３】また、前記粉体充填装置は、ケーシングの
一端上部に設けられた粉体投入口を有するホッパーと、
下方に粉体排出口を有し、その円筒内周面の少なくとも
一部を構成するように脱気機構が組み込まれたケーシン
グと、このケーシング内に組み込まれたスクリューと、
前記脱気機構を吸引減圧する吸引装置とを有するたて型
の粉体充填装置であるのが好ましい。また、内周面の脱
気機構をなすフィルターが多孔質の焼結体円筒であって
もよい。

【００１４】また、前記脱気機構が、少なくとも一方の
面が粗面化されたリング状フィルタエレメントを少なく
とも１つ用いて接触面の少なくとも一方の面が前記粗面
化された面となるように前記フィルタエレメントを積層
してなる円筒状積層フィルタユニットであるのが好まし
い。これにフィルターは特に制限されない。ここでは、
たて型の粉体充填装置に対するものとして説明するが、
粉体充填装置は制限はなく横型のものでもよい。

【００１５】

【発明の作用】本発明の粉体充填装置の運転方法は、粉
体排出口近傍に脱気機構を備えたスクリューオーガ式粉
体充填装置において、袋等の包装材に粉体を充填する充
填運転、すなわちスクリューオーガの回転開始と同時に
脱気を開始し、全充填時間の３０〜７０％、好ましくは
４０〜６０％の時間で脱気を停止するので、空気などの
気体を含む粉体を初期段階では必要な脱気をしつつ、所
要の見掛け比重まで圧密化された粉体として、粉体排出
口の真下に置かれた包装材中に充填し、後半では、脱気
を停止して、所要の見掛け比重の圧密化された粉体の充
填を所定時間続けた後、スクリューの回転を停止し、充
填を終了する。従って、本運転方法によれば、袋に充填
される粉体は、初期脱気によって所定量（重量）を充填
するのに十分な程度の見掛け比重まで圧密化され、しか
も、脱気による充填むらがなく、袋には正確な充填量の
粉体が充填されるので、充填量不足や包装不良を生じる
ことがない。

【００１６】

【実施例】以下に、添付の図面に示す好適実施例に基づ
いて、本発明の脱気機構を備えた粉体充填装置の運転方
法を詳細に説明する。

【００１７】図１は、本発明の運転方法によって粉体充
填方法を実施する脱気機構を備えた粉体充填装置の一実
施例の模式的構成図である。同図に示すように、粉体充
填装置１０は、上部に粉体投入口１２ａを有するポッパ
ー１２と、下部に粉体排出口１４ａを有し、上部がポッ
パー１２の下端部に接続されたケーシング１４と、ポッ
パー１２の外上部から吊設され、ポッパー１２の内部に
挿入され、ケーシング１４の粉体排出口１４ａまで延在
するスクリューコンベア１６と、スクリューコンベア１
６を回転駆動するモータ１８と、モータ１８の回転をス
クリューコンベア１６に伝動する伝動手段２０と、ポッ
パー１２の粉体投入口１２ａに取り付けられるレベルセ
ンサ２２と、ケーシング１４に装着され、スクリューコ
ンベア１６によって搬送される粉体から気体のみを通過
させるフィルタ２４を有し、このフィルタ２４を介して
粉体を吸引脱気する粉体脱気装置２６と、粉体脱気装置
２６の吸気量を所定量に制御する定流量制御装置２８
と、粉体脱気装置２６を定流量制御装置２８を介して所
定吸気量で吸引減圧する真空ポンプ３０と、粉体脱気装
置２６と定流量制御装置２８との間に設けられ、粉体脱
気装置２６による脱気時間を制御する自動弁３２と、袋
等の包装容器（以下、単に袋という）３４が粉体排出口
１４ａ直下の定位置にあることをチェックするセンサ３
６と、レベルセンサ２２および位置センサ３６などから
の信号を受けてモータ１８の回転や電磁弁３２の開閉を
制御する制御装置３８を有する。

【００１８】ここで、ポッパー１２は粉体１１を貯留す
るもので、ケーシング１４の粉体排出口１４ａから脱気
された粉体１１が排出され、ポッパー１２内の粉体１１
が減少すると同時に、篩にかけられた、かさ密度の小さ
い粉体１１が図示しないコンベア等によって粉体投入口
１２ａから即座に補充され、ポッパー１２内の粉体１１
の粉面が常に一定になるようにレベルセンサ２２で制御
され、スクリューコンベア１６にかかる粉体圧が常に一
定になるように構成される。

【００１９】図示例の粉体充填装置１０においては、１
個の袋３４に充填する粉体量（重量）をスクリューコン
ベア１６の全回転数、すなわち回転速度（単位時間当り
の回転数）と駆動時間とによって設定しているので、ポ
ッパー１２内の粉体の状態や貯留量、スクリューコンベ
ア１６にかかる粉体圧などを一定にするのである。ま
た、スクリューコンベア１６の回転速度や駆動時間は、
１回当りの充填量に応じて設定された値に正確に制御さ
れるように構成される。スクリューコンベア１６は、粉
体１１をポッパー１２からケーシング１４を経て、搬送
し、粉体脱気装置２６によって脱気後、粉体排出口１４
ａから排出するもので、粉体１１を搬送するスクリュー
羽根１６ａを有し、スクリュー回転軸１６ｂによって回
転される。スクリュー回転軸１６ｂには粉体密度を均一
にするため、スクリュー羽根１６ａの上方に粉体を解砕
・撹拌するための撹拌羽根を有していてもよい。

【００２０】モータ１８の回転をスクリューコンベア１
６に伝動する伝動手段２０は、スクリュー軸１６ｂの上
端に取り付けられた歯車（チェーンスプロケット）２０
ａと、モータ１８の回転軸に取り付けられた歯車（チェ
ーンスプロケット）２０ｂと、これらの歯車２０ａと２
０ｂとの間に張架される歯付ベルト２０ｃとからなる。
上述したように、１回当りの充填量は、スクリューコン
ベア１６の全回転数によって制御されるため、モータ１
８および伝動手段２０はスクリューコンベア１６の駆動
開始と駆動停止を正確に行う必要がある。このため、伝
動手段２０は、モータ１８の回転を正確に伝動できるも
ので、モータ１８としては、ブレーキ付モータを用いる
のが好ましいが、本発明はこれに限定されず、ブレーキ
付モータをスクリュー軸１６ｂに直結して用いてもよい
し、ブレーキの付いていないモータを用い、伝動手段２
０内にクラッチ等を組み込んだり、もしくは、伝動手段
２０としてラックアンドピニオンを用いたりしてもよ
い。

【００２１】ケーシング１４は、直円筒状をなし、ポッ
パー１２の下部に設けられ、下部に粉体排出口１４ａを
持つが、粉体排出口１４ａの少し上流側の直円筒部分に
はその内周面を形成するフィルタ２４が形成され、フィ
ルタ２４の外周には、フィルタ２４を介して粉体中の空
気などの気体を吸引する吸引装置をもつ粉体脱気装置２
６が取り付けられる。ここでフィルタ２４としては、粉
体中の空気のみをろ過できればどのようなものでもよ
く、例えば、金網、パンチングメタル（打ち抜き板）、
多孔質のスクリーン、多孔質セラミックスや金属などの
焼結体、もしくは、以下に示す接触粗面式積層フィルタ
ユニットなどを用いることができる。また、フィルタ２
４は、ケーシング１４の内周面全体に形成されていて
も、一部に形成されていてもよい。

【００２２】図２は、本発明においてフィルタ２４とし
て用いられる接触粗面式積層フィルタユニット４０を組
み込んだケーシング１４の一実施例の構造を示す断面図
である。同図において、ケーシング１４は上部にポッパ
ー１２（図１参照）との接続口４１ａを持つ上側ケーシ
ング４１と、下部に粉体排出口１４ａを持つ直円筒部４
２と、これらの間に、その内部にフィルタ２４として積
層フィルタユニット４０が組み込まれたフィルタケーシ
ング４３と、積層フィルタユニット４０を介して吸引脱
気するための吸引脱気口４４ａを持ち、フィルタケーシ
ング４３との間で積層フィルタユニット４０を支持する
フィルタ押え４４とを有する。ここで、上側ケーシング
４１、フィルタケーシング４３、積層フィルタユニット
４０、フィルタ押え４４はそれぞれ同一径の内周面を有
し、内部にスクリューコンベア１６（図１参照）を収納
できるようになっている。

【００２３】また、積層フィルタユニット４０、フィル
タケーシング４３およびフィルタ押え４４は、粉体脱気
装置２６を構成する。ここで図２に示す積層フィルタユ
ニット４０は、図３に示すリング状のフィルタエレメン
ト４５を積層したもので、図示例では１１個積層されて
いる。フィルタエレメント４５は、その積層される接触
面４６、すなわち同図においては、フィルタエレメント
４５の上面および下面の表面に無数の凹凸４７が形成さ
れ、所定の表面粗度を持つ目荒らし面（粗面）を形成
し、積層することで所定の隙間が形成され、フィルタと
して機能する。フィルタエレメント４５の接触面４６の
粗面化は、上下両面であってもいずれか一方の面であっ
てもよく、例えばショットブラストやエンボス加工等に
より形成することができる。フィルタエレメント４５
は、金属やセラミックス等の所望の機械強度を持つ材料
で構成することができる。

【００２４】フィルタエレメント４５は、粗面化された
接触面４６の外周につば４８を設け、このつば４８の数
ヶ所、図示例では４ヶ所に通気孔４９を開孔している。
フィルタエレメント４５の積層においては、通気孔４９
が一致するように積層され、フィルタケーシング４３お
よびフィルタ押え４４への組み込みに対しては、積層フ
ィルタユニット４０の一致した通気孔４９が吸引脱気口
４４ａと連通するように構成される。このような積層フ
ィルタユニット４０は、所要の機械的強度を有し、誤っ
てスクリーンコンベア１６の羽根１６ａと接触しても破
損する恐れは小さいし、複数のフィルタエレメント４５
を個々に分解できるので、清掃が極めて容易であるとい
う特徴も有する。

【００２５】ところで、ケーシング１４の直円筒部４２
は、粉体排出口１４ａから排出される粉体の流れを整流
する働きを持つので、設けるのが好ましいが、必ずしも
設けなくともよい。また、ケーシング１４の粉体排出口
１４ａには、スクリューコンベア１６の停止後に、粉体
排出口１４ａから粉体が落下するのを防止するために、
図示しないが、スクリューコンベア１６の停止と同時に
作動するシャッタを設けておいてもよい。

【００２６】粉体脱気装置２６は、自動弁３２および定
流量制御装置３２を介して真空ポンプ３０と配管３１を
介して接続され、吸気システムを構成し、粉体充填装置
１０の運転中は真空ポンプ３０を連続運転し、本発明の
最も特徴的な脱気時間の制御は自動弁３２で行うよう構
成される。本発明に用いられる吸気システムは特に制限
はなく、図示例に限定されない。また自動弁３２の種類
等にも特に制限はなく、例えば電磁弁等を用いることが
できる。また、配管３１の組み合わせ方も特に制限はな
いし、吸気源となる真空ポンプ３０も特に制限的ではな
く、吸気することができればどのような吸気源でもよ
く、例えばファン、ブロワ、コンプレッサー、吸引ポン
プ等を用いてもよい。

【００２７】また、図示例の吸気システムにおいて設け
られた定流量制御装置２８は、粉体の内部の状態に関係
なく脱気量を一定にするためのものであり、脱気効率を
高めるためには吸気システム中に設けておくのが好まし
い。また、定流量制御装置２８には充填量のばらつきを
少なくする効果もあるので用いるのが好ましい。この定
流量制御装置２８は、ベンチュリによる差圧を利用して
弁を開閉させて、定流量を得るものであり、市販の装置
を用いることができる。

【００２８】制御装置３８は、レベルセンサ２２の信号
を受けて、ポッパー１２内への粉体１１の補充を制御す
るとともに、位置センサ３６の信号を受けて、ケーシン
グ１４の粉体排出口１４ａの直下から充填が終了した袋
が移動し、未充填の新しい袋が粉体排出口１４ａの直下
の所定位置にあることを確認し、モータ１８の駆動の開
始および終了すなわち充填時間ならびに本発明の最も特
徴とする脱気時間を設定する自動弁３２の開閉を制御し
て、本発明の運転方法を実施するためのものである。

【００２９】本発明の運転方法を実施する粉体充填装置
は、基本的に以上のように構成されるが、以下にその作
用および本発明の運転方法について説明する。予め、制
御装置３８には、袋３４のサイズに応じた充填時間およ
び充填時間の３０〜７０％の所定脱気時間が設定されて
いる。予め真空ポンプ３０は所定脱気圧となるように定
常運転され、制御装置３８によって自動弁３２は閉じら
れ、モータ１８は停止され、図示しない粉体排出口のシ
ャッタは閉止され、レベルセンサ２２からの信号を受け
てポッパー１２内の粉体１１の粉面のレベルは所定レベ
ルにあることが確認されている。

【００３０】ここで、未充填の袋３４が粉体排出口１４
ａ直下の定位置に来ると、位置センサ３６が袋３４を検
知し、制御装置１０にその旨の信号を伝送する。制御装
置３８は、位置センサ３６の信号を受けて、モータ１８
の回転駆動を開始させるとともに自動弁３２を開き、図
示しない粉体排出口のシャッタを開く。モータ１８の回
転開始に伴って、伝動手段２０を介してスクリューコン
ベア１６が回転を開始し、粉体１１が粉体排出口１４ａ
から排出され、直下の袋３４に充填される。一方、同時
に自動弁３２も開放されるので、粉体１１は、ケーシン
グ１４の直筒部に設けられたフィルタ２４を介して粉体
脱気装置２６によって脱気される。従って、粉体１１は
必要な程度に脱気されつつ袋３４に充填される。

【００３１】この間、制御装置３８は、モータ１８を所
定回転速度で回転させるとともに回転開始から時間もし
くはスクリューコンベア１６の積算回転数をカウントし
ている。この回転開始からの時間（または積算回転数）
が予め設定された脱気時間（または積算回転数換算）に
なると、制御装置３８は、自動弁３２を閉止するように
制御する。このようにして脱気は停止されるが、脱気停
止後もスクリューコンベア１６は回転を続け、粉体排出
口１４ａから粉体の排出を続け、袋３４に粉体の充填を
続行する。こうして、スクリューコンベア１６の回転開
始からの時間もしくは積算回転数が、予め設定されてい
た充填時間（もしくは積算回転数）に達すると、制御装
置３８はモータ１８の回転駆動を停止し、スクリューコ
ンベア１６の回転を停止させる。この時、同時に粉体排
出口１４ａの図示しないシャッタも閉止する。モータ１
８としてブレーキモータを用いさらに、シャッタを用い
る場合には、情報によるばらつきも少なく、さらに正確
な充填が可能となる。

【００３２】こうして、十分に嵩密度が増加した粉体が
正確な所定量だけ充填された袋３４は、粉体排出口１４
ａの直下から移動され、図示しない口封装置などに搬送
され、袋の口が封じられ、包装が終了する。充填済の袋
３４が粉体排出口１４ａの直下から移動すると、位置セ
ンサ３６は、これを検知し、制御装置３８に伝送する。
この後制御装置３８は、次の未充填の袋３４が粉体排出
口１４ａの直下に来るまで、次の充填のために準備また
は待機し、袋３４が所定位置に来た旨の信号を位置セン
サ３６から受け、再び上述した充填動作を繰り返す。

【００３３】こうして、所定重量、例えば２５０ｇ、５
００ｇ、１０００ｇの粉体の所定サイズの袋への充填を
高速、例えば６０袋／分、さらに高速なものでは１２０
袋／分で連続して行うことができる。もちろん、低速で
の充填、例えば、充填時間が２〜１０秒／袋の場合に
も、本発明の運転方法が適用できることはいうまでもな
い。粉体が充填された袋は後工程としてタッピング等の
詰め込み補助装置に通してもよいことは勿論である。

【００３４】本発明の運転方法の最も特徴とするところ
は、以上のような構成の脱気機構を備えた粉体充填装置
において、粉体の袋への充填開始と同じに脱気も開始す
るが、所定充填量を充填するのに必要な充填時間の脱気
開始から３０〜７０％、好ましくは４０〜６０％の時間
で脱気を停止することである。ここで、本発明におい
て、充填期間中全部に脱気を行わず、途中で停止するの
は、脱気による見掛け比重（嵩比重）の増加の効果は、
脱気開始からすぐに始まり、ある程度進行してからは、
飽和状態になり、最後まで脱気を続けても嵩比重の増加
の効果は小さく、逆に脱気に伴う充填量のばらつきが徐
々に増大することになるからである。

【００３５】本発明において、脱気時間が充填時間の３
０％未満であると、脱気の時間が不足し、粉体の脱気が
不足し、嵩密度が小さく、所定サイズの袋に所定量の粉
体をうまく充填することができない、あるいは充填でき
ても袋の口をうまく封じることができない恐れがでてく
るからである。一方、脱気時間が充填時間の７０％を超
えると、粉体の嵩密度は十分に大きくなり、所定サイズ
の袋に粉体をうまく充填できるが、充填量にばらつきを
生じるからである。

【００３６】本発明者らは、図１に示す粉体充填装置１
０を用いて、小麦粉１ｋｇを専用の包装容器３４に充填
する充填運転を脱気時間を変えて行った。充填運転中の
１個の袋３４への小麦粉の充填時間はモータ１８の回転
開始から停止までの時間とし、脱気時間の変更は自動弁
３２の閉止の時間を変え、自動弁３２の開放時間を変え
て行った。充填運転は１種の脱気時間に対して連続して
１００袋行い、これらの１００袋について１袋毎に充填
された小麦粉の重量を測定し、そのばらつきを標準偏差
として測定した。また、小麦粉が充填された包装容器３
４を同一底面をもつ角柱状容器にぴったり密着するよう
に拘束し、その底面からの高さを計測して、その体積を
測定し、１００袋についての総体積と総重量から１００
袋の平均の嵩密度を測定した。この時、より大きな包装
容器を用い、脱気しない場合についても同様に充填を行
い、充填量のばらつきと嵩密度を測定した。その結果を
図４に示す。

【００３７】なお、粉体充填装置１０の主要部の構成、
寸法および運転条件は以下の通りである。 スクリューコンベアの長さ ２１５ｍｍ スクリュー径 ５８ｍｍ スクリューピッチ ４５ｍｍ フィルタの種類 焼結金網 フィルタの寸法 ９４ｍｍ スクリュー回転数 ３００ｒｐｍ 脱気圧 ６００ｍｍＨｇ 全充填時間 ０．７ｓ 充填速度 ４３個／ｍｉｎ

【００３８】図４から明らかなように、脱気による嵩比
重の効果は、脱気開始からすぐに始まり、ある程度進行
してからは、飽和状態になることがわかる。一方、スク
リューコンベアによる充填に対する脱気の影響、すなわ
ち所定の充填量になる前の脱気のための吸気を停止する
時期の違いによる充填量のばらつき（標準偏差）を見る
と、脱気のための吸気の停止の時間を全充填時間の約半
分程度より長くすると、徐々にばらつきが増加し、充填
に必要な全充填時間まで吸引を続けると、かなりばらつ
くことがわかる。従って、脱気時間を全充填時間の３０
〜７０％、好ましくは、４０〜６０％とすると、必要な
嵩比重の増加と低い充填量のばらつきを得ることができ
ることがわかる。従って、脱気時間は、全充填時間の３
０〜７０％の間で、必要に応じて自由に選択できる。

【００３９】

【発明の効果】以上、詳述したように、本発明によれ
ば、空気などの気体を含む粉体から所要の脱気を十分に
行うことができ、嵩密度が必要な程度に十分に増加した
粉体を正確な充填量だけ連続して、高速に充填すること
ができ、充填量のばらつきは低く押さえることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の運転方法を実施する粉体充填装置の
一実施例の模式図である。

【図２】 本発明に用いられる粉体充填装置のケーシン
グおよびこれに組み込まれた粉体脱気装置の一実施例の
断面図である。

【図３】 図２に示す本発明に用いられる粉体脱気装置
のリング状フィルタエレメントの一実施例の斜視図であ
る。

【図４】 図１に示す粉体充填装置を用いて連続充填を
実施した際の全充填時間中の脱気時間に対する充填量の
ばらつき（標準偏差）および充填粉体の平均嵩密度との
関係を示すグラフである。

【図５】 従来の粉体充填装置の一例の模式図である。

【符号の説明】

１０，５０ 粉体充填装置 １１ 粉体 １２，５２ ポッパー １２ａ，５４ 粉体投入口 １４，５５ ケーシング １４ａ，５６ 粉体排出口 １６，５８ スクリューコンベア １６ａ，５９ スクリュー羽根 １６ｂ スクリュー回転軸 １８ モータ ２０ 伝動手段 ２２ レベルセンサ ２４，６０ フィルタ ２６，６２ 粉体脱気装置 ２８，６４ 定流量制御装置 ３０ 真空ポンプ ３１ 配管 ３２ 自動弁 ３４ 包装容器（袋） ３６ 位置センサ ３８ 制御装置 ４０ 積層フィルタユニット ４１ 上側ケーシング ４２ 直円筒部 ４３ フィルタケーシング ４４ フィルタ押え ４４ａ 吸引脱気口 ４５ フィルタエレメント ４６ 接触面 ４７ 凹凸面 ４８ つば ４９ 通気孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺 町 陽治郎 埼玉県入間郡大井町鶴ヶ岡５丁目３番１ 号 日清製粉株式会社 生産技術研究所 内 (56)参考文献 特開 平６−199302（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−92114（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−1001（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−113882（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B65G 65/30 - 65/48 B65B 1/00 - 3/36 B01D 46/24

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粉体を排出する粉体排出口近傍に設けられ
   た脱気機構によって気体を含む粉体を脱気した後に包装
   材に所定量充填するスクリューオーガ式粉体充填装置の
   運転方法であって、 前記粉体充填装置の充填運転の開始と同時に脱気を開始
   し、開始後全充填時間の３０〜７０％の時間で脱気を停
   止することを特徴とする脱気機構を備えた粉体充填装置
   の運転方法。
2. 【請求項２】前記脱気開始から停止までの脱気時間が、
   開始後全充填時間の４０〜６０％の時間である請求項１
   に記載の粉体充填装置の運転方法。
3. 【請求項３】前記粉体充填装置が、ケーシングの一端上
   部に設けられた粉体投入口を有するホッパーと、下方に
   粉体排出口を有し、その円筒内周面の少なくとも一部を
   構成するように脱気機構が組み込まれたケーシングと、
   このケーシング内に組み込まれたスクリューと、前記脱
   気機構を吸引減圧する吸引装置とを有するたて型の粉体
   充填装置である請求項１または２に記載の粉体充填装置
   の運転方法。
4. 【請求項４】前記脱気機構が多孔質焼結体円筒である請
   求項１〜３のいずれかに記載の粉体充填装置の運転方
   法。
5. 【請求項５】前記脱気機構が、少なくとも一方の面が粗
   面化されたリング状フィルタエレメントを少なくとも１
   つ用いて接触面の少なくとも一方の面が前記粗面化され
   た面となるように前記フィルタエレメントを積層してな
   る円筒状積層フィルタユニットである請求項１〜３のい
   ずれかに記載の粉体充填装置の運転方法。