JP4136297B2 - 粉体貯蔵用ホッパー - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉体を貯蔵するためのホッパーに係り、より詳しくは、ホッパーの内容物を流動化するための手段を備えたホッパーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
粉体貯蔵用ホッパーは、一般に、円筒形のサイロ部と漏斗状の排出部（コーンと呼ばれている）を有する。ホッパーの下部には、通常、バキュームフィーダやロータリフィーダのような切り出し装置が接続され、ホッパーに貯蔵された粉体を必要に応じて排出するようになっている。
【０００３】
一般に、ホッパーに貯蔵された粉体はホッパーから少しづつしか切り出されないので、ホッパー内の粉体の動きは少なく、静止状態に近いことが多い。そのため、ホッパーに貯蔵された粉体はブリッジを組み易い。
そこで、特開平11-268791号公報に開示されているように、ホッパーの漏斗状排出部の内側に微多孔性材料からなる漏斗状の流動化用隔膜を配置し、この隔膜を介してホッパーの内容物に対してエアレーションを行うことにより内容物を流動化し粉体の排出を円滑にすることが行われている。
【０００４】
この種のホッパーの設計上、ホッパーの寸法諸元にはホッパーの用途や貯蔵する粉体の性質に応じて種々の要請が課される。例えば、ホッパーの高さや直径は、ホッパーの貯蔵容量や設置条件（例えば、材料投入口の高さ）による制約を受ける。また、粉体はその性質に応じて固有の安息角を有し、安息角の大きな粉体はブリッジを組み易いのでそれに応じてホッパーの漏斗状排出部の傾斜角（コーン角度）を大きくするのが好ましいが、コーン角度を大きくすると所与の貯蔵容量を確保するためのホッパーの全高が高くなり、粉体投入位置が高くなる。従って、ホッパーの高さや直径やコーン角度のような諸元は、貯蔵すべき粉体や設置条件に応じて自由に最適化できることが好ましい。
【０００５】
従来技術においては、或る種のホッパーの構成要素（サイロ部および漏斗状排出部）はステンレス鋼板のような金属板のプレス成形又はロール成形により加工されている。これには高価な金型を必要とするので、寸法諸元の異なる多品種のホッパーを生産するのが困難であり、用途や設置条件や粉体の性質に合わせてホッパーを任意にカスタマイズすることができない。
【０００６】
これに対して、前述した特開平11-268791号公報に記載されたホッパーは、サイロ部や漏斗状排出部の製造にプレス成形などを必要としないので、ホッパーを容易にカスタマイズすることができるという利点がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平11-268791号公報に記載されたホッパーの問題点は、構成部品の分解と流動化用隔膜の交換に手数を要するということである。
より詳しくは、同じホッパーに貯蔵する粉体の種類を切り換えた時には、粉体が汚染されるのを回避するため、サイロ部と漏斗状排出部を分解して清掃・洗浄する必要がある。また、微多孔性材料で形成された流動化用隔膜の細孔には粉体が入り込むので、汚染防止のためには粉の種類に応じて流動化用隔膜を交換するのが好ましい。
【０００８】
ところが、特開平11-268791号のホッパーにおいては、サイロ部と漏斗状排出部はボルト・ナットで締結されているので、分解と組立に手数を要する。
また、漏斗状排出部と流動化用隔膜との間に形成された空気充満室の下部はグランドパッキンによってシールされており、このグランドパッキンはパッキン押さえをボルト・ナットによって漏斗状排出部の下部フランジに対して締め付けることにより圧縮されシール性を発揮するようになっているので、流動化用隔膜を交換する都度、グランドパッキン締結用のボルトを弛めたり締め付けしたりしなければならず、流動化用隔膜の交換に手数を要していた。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、ホッパーの用途や設置条件や粉体の性質などに合わせてホッパーの直径や高さやコーン角度などの寸法諸元を自由にカスタマイズすることを可能にしながらも、構成要素の分解清掃と流動化用隔膜の交換を容易にすることの可能なホッパーを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、水平に延びた環状の下部フランジを有する円筒形のサイロ部と、サイロ部の下部フランジに相対峙する上部フランジを有する漏斗状の排出部（コーン）と、漏斗状排出部から離間してその内側に配置されたフランジ付きの漏斗状の流動化用微多孔性隔膜と、漏斗状排出部と流動化用隔膜との間に形成された空気充満室に圧力空気を供給する手段と、漏斗状排出部と流動化用隔膜との間をシールする上部シール手段および下部シール手段を備えた粉体貯蔵用ホッパーを提供するものである。
【００１１】
本発明は、斯る粉体貯蔵用ホッパーにおいて、漏斗状排出部の上部フランジを下から支持する環状の水平支持面を有し漏斗状排出部を受け入れる円形の中央開口を有する支持手段を設け、この支持手段には、前記各フランジのほぼ側方において、円周方向に離間された複数の下方押さえ型クランプ装置を直接又は間接に取付け、ホッパーの組立にあたり、支持手段の水平支持面上に前記漏斗状排出部の上部フランジを載置し、漏斗状排出部の上部フランジとサイロ部の下部フランジとの間に流動化用隔膜の前記フランジを介在させながら、前記クランプ装置によりサイロ部の下部フランジを前記支持手段に対して下方に押さえつけてクランプするようにしたことを特徴とするものである。
【００１２】
このように、サイロ部および漏斗状排出部のフランジを水平フランジに形成したので、サイロ部および漏斗状排出部はステンレス鋼板などの切断と曲げ加工と溶接により製作することができ、ホッパーの用途や設置条件や粉体の性質などに合わせて自由にカスタマイズすることができる。
【００１３】
また、クランプ装置として、サイロ部の下部フランジを支持手段に対してクランプする下方押さえ型のクランプ装置を採用し、これらのクランプ装置はサイロ部のフランジおよび漏斗状排出部のフランジの側方に配置したので、支持手段の上に漏斗状排出部の上部フランジを載せ、流動化用隔膜のフランジをその間に挟みながらサイロ部の下部フランジ重ね合わせ、サイロ部の下部フランジをクランプするだけでホッパーを組み立てることができる。
従って、ホッパーの主要構成要素であるサイロ部と漏斗状排出部と流動化用隔膜との分解・組立、並びに、動化用隔膜の交換を容易かつ迅速に行うことができる。
【００１４】
好ましい実施態様においては、漏斗状排出部はその下部に円筒部を有し、流動化用隔膜は漏斗状排出部の円筒部から離間してその内側に延長する円筒部をその下部に有する。そして、漏斗状排出部と流動化用隔膜との間をシールする下部シール手段は、漏斗状排出部の円筒部と流動化用隔膜の円筒部との間に配置されたリップ型シール部材からなる。
このように漏斗状排出部および流動化用隔膜に円筒部を設け、下部シール手段としてリップ型シール部材を採用すれば、サイロ部と漏斗状排出部の分解・洗浄後には、ただ単に流動化用隔膜の円筒部を漏斗状排出部の円筒部内に下向きに挿入するだけで漏斗状排出部と流動化用隔膜との間の下部シールが行われるので、組立作業は著しく簡素化される。
【００１５】
好ましい実施態様においては、漏斗状排出部の上部フランジを支持する支持手段は、漏斗状排出部を受け入れる円形の中央開口を備えたテーブル（脚付き又は無脚）からなる。
このように支持手段を平坦なテーブルで構成する場合には、ステンレス鋼板のような金属板のレーザ切断等により任意の寸法・形状のテーブルを容易かつ安価に製作することができる。また、テーブルにはクランプ装置をボルト止め又は溶接などにより容易に取り付けることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１および図２には本発明のホッパーの第１実施例を示す。これらの図を参照するに、ホッパー１０は、その自重と内容物の荷重を支持するための支持構造１２と、漏斗状排出部（いわゆる、コーン）１４と、漏斗状の流動化用隔膜１６と、サイロ部１８を有する。
サイロ部１８の頭部は図示しない蓋によって閉鎖してもよいし、ホッパーに粉体を搬入するためのバキュームコンベヤ（図示せず）等の搬送装置を頭部に搭載してもよい。
また、図示した実施例では、漏斗状排出部１４の下部フランジ２０には、ホッパーに貯蔵された粉体を切り出す切り出し装置としてバキュームフィーダ２２が取付けてあるが、これはロータリフィーダやスクリューフィーダのような他の形式のフィーダに置換してもよいし、或いは、フィーダは省略してもよい。
【００１８】
図示した実施例では、支持構造１２は、キャスター２４付きの脚２６（キャスターは省略可）を備えた架台２８と、この架台２８に固定した四角形のテーブル３０で構成されている。
テーブル３０は例えばステンレス鋼板からなり、その中央には円形の開口３２が形成してある。テーブル３０はステンレス鋼板をレーザ切断することにより容易に製作することができる。
テーブル３０の四隅には、下方押さえ型クランプ装置３４がボルト止めやビス止めなどにより固定してある。クランプ装置３４の詳細については図３に基づいて後述する。
【００１９】
漏斗状排出部（コーン）１４は、水平な環状の上部フランジ３６と、円錐壁５０と、下部円筒部３８と、フィーダ２２取付け用の前述した下部フランジ２０を有し、ステンレス鋼板などのレーザ切断と曲げ加工と溶接により形成することができる。
漏斗状排出部１４の上部フランジ３６は、テーブル３０の中央開口３２の内径にほぼ等しいかそれより僅かに小さな内径を有し、漏斗状排出部１４の円錐壁５０はテーブル３０の中央開口３２内に挿入することができる。
【００２０】
流動化用隔膜１６は、漏斗状排出部１４の上部フランジ３６の外径に等しい外径を有する上部フランジ４４と、漏斗状排出部１４の円筒部３８の内側を延長する円筒部４６を有する。
流動化用隔膜１６は微多孔性の樹脂で形成されており、例えば、英国ポルベア社から市販されている微多孔性高密度ポリエチレンシート“ VYON ”（商標）を用いることができる。
【００２１】
流動化用隔膜１６の上部フランジ４４は漏斗状排出部１４の上部フランジ３６の内径よりも小さな内径を有し、流動化用隔膜１６の円筒部４６は漏斗状排出部１４の円筒部３８の内径よりも小さな外径を有し、流動化用隔膜１６の円錐部４８は漏斗状排出部１４のコーン角度に等しいコーン角度を有する。従って、流動化用隔膜１６の円錐部４８は、図３および図４から良く分かるように、漏斗状排出部１４の円錐壁５０から内側に離間されており、漏斗状排出部１４と流動化用隔膜１６との間には環状の空気充満室４０が形成される。
【００２２】
空気充満室４０への圧縮空気の供給は漏斗状排出部１４に取付けた一以上のニップル４２により行われる。これらのニップル４２に接続した圧縮空気ホース（図示省略）を介して空気充満室４０に圧縮空気を供給することにより、流動化用隔膜１６の内側に向かって空気を噴出させてホッパー内の粉体にエアレーションを行い、粉体を流動化させることができる。
流動化用隔膜１６の円錐部４８と漏斗状排出部１４の円錐壁５０との間の隙間を確保するため、流動化用隔膜１６の外周面或いは漏斗状排出部１４の内周面には図２に示したように複数のスペーサ５２を配置するのが好ましい。
【００２３】
サイロ部１８は、漏斗状排出部１４の上部フランジ３６とほぼ同じサイズの水平な下部フランジ５４を有する。前述したように、サイロ部１８の上部開口は蓋で閉鎖してもよいし、適当な粉体搬送投入装置を配置してもよい。
【００２４】
図３は本発明のホッパーに使用するに好適な市販の下方押さえ型クランプ装置３４の一例を示す。
図３を参照するに、夫々のクランプ装置３４はオーバーセンター・トグル型のもので、板金の折り曲げなどにより形成されたベース５６と、ピン５８および６０によってこのベース５６に夫々枢着されたトグルレバー６２およびクランプレバー６４と、ピン６６および６８によってトグルレバー６２およびクランプレバー６４に枢着された操作レバー７０と、下方押さえ部材として機能するボルト７２を有する。下方押さえ用ボルト７２は調節ナット７４により長さ調節可能にクランプレバー６４の先端に装着されている。クランプ装置３４のベース５６は、例えばテーブル３０の四隅に配置され、ボルト・ナット又はネジ止めなどによりテーブルに固定されている。
【００２５】
ホッパーの分解に際しては、操作レバー７０を矢印７６で示したように図３で反時計方向に回動すると、クランプレバー６４は矢印７８と鎖線で示したように時計方向に回動し、下方押さえ用ボルト７２はサイロ部１８の下部フランジ５４を釈放する。
この状態で、サイロ部１８と流動化用隔膜１６と漏斗状排出部１４を順次に取り外し、清掃と洗浄を行い、必要に応じて流動化用隔膜１６を交換することができる。
【００２６】
ホッパーの組立に際しては、漏斗状排出部１４の上部フランジ３６がテーブル３０の上面に当接支承されるまでテーブル３０の中央開口３２内に漏斗状排出部１４の円錐壁５０を挿入する。
次に、上部シール手段として作用する環状パッキン８０を漏斗状排出部１４の上部フランジ３６の上に配置し、漏斗状排出部１４の内側に流動化用隔膜１６を挿入する。
【００２７】
図４に示したように、流動化用隔膜１６の円筒部４６の外周には溝付き保持リング８２が接着などにより固定してあり、この保持リング８２の溝には下部シールとして作用する環状のリップシール８４が嵌合してある。自由状態におけるリップシール８４の外径は漏斗状排出部１４の円筒部３８の内径よりもやや大きく設定してある。
従って、図４に矢印８６で示したように流動化用隔膜１６を漏斗状排出部１４に対して下向きに押下するだけで、リップシール８４が漏斗状排出部１４の円筒部３８の内周面に係合し、空気充満室４０の下部シール８８を実現する。
【００２８】
流動化用隔膜１６の上部フランジ４４が漏斗状排出部１４の上部フランジ３６上のパッキン８０に支承されるまで流動化用隔膜１６を挿入すると、次に、流動化用隔膜１６の上部フランジ４４上に他のパッキン８０を配置し、更にその上にサイロ部１８を載置する。
最後に、夫々のクランプ装置３４の操作レバー７０を図３において時計方向に回動させると、クランプレバー６４は図３に実線で示したクランプ位置に回動し、下方押さえ用ボルト７２はサイロ部１８の下部フランジ５４と流動化用隔膜１６の上部フランジ４４と漏斗状排出部１４の上部フランジ３６とをテーブル３０に対してクランプする。この状態ではトグルレバー６２のピン６６は両側のピン５８および６８に対してオーバーセンター状態になるので、クランプレバー６４はクランプ位置にロックされる。
【００２９】
このようにして、テーブル３０上に漏斗状排出部１４と流動化用隔膜１６とサイロ部１８とを順次に載置し、クランプ装置３４の操作レバー７０を回すだけで、極めて簡単にホッパーを組立ることができる。
【００３０】
図５はホッパー１０の支持構造１２の変化形を示す。前述した実施例では、支持構造１２は脚付きの架台２８とテーブル３０で構成してあるが、図５に示した実施例では、支持構造１２はアングル材の曲げ加工により形成した環状フレーム９０で構成してある。
この環状フレーム９０の例えば４箇所には各パイプなどからなる支持部材９２が溶接してあり、夫々の支持部材９２の上面には前述したものと同一の下方押さえ型クランプ装置３４が固定してある。キャスター付き又はキャスターなしの脚２６はこの支持部材９２に溶接してある。
【００３１】
図５に示した支持構造１２の環状フレーム９０には、前述した実施例と同様に、漏斗状排出部１４と流動化用隔膜１６とサイロ部１８とをパッキン８０を挟んで順次に載置し、クランプ装置３４によりクランプすることができる。
【００３４】
以上には本発明の特定の実施例を記載したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の修正や変更を施すことができる。例えば、クランプ装置の構造は適宜変更することができる。また、ホッパーの切り出し装置としては、ロータリフィーダ、振動フィーダ、回転テーブルフィーダ、又はスクリューフィーダを使用することもできるし、フィーダを省略することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のホッパーの正面図である。
【図２】 図１に示したホッパーの分解斜視図である。
【図３】 図２のIII−III線に沿った断面図である。
【図４】 図１の円Ａ内部分の拡大断面図である。
【図５】 ホッパーの支持構造の変化形の一部切欠き斜視図である。

Claims (4)

1. 水平に延びた環状の下部フランジを有する円筒形のサイロ部と、前記サイロ部の下部フランジに相対峙する上部フランジを有する漏斗状排出部と、前記漏斗状排出部から離間してその内側に配置されたフランジ付きの漏斗状の流動化用微多孔性隔膜と、前記漏斗状排出部と流動化用微多孔性隔膜との間に形成された空気充満室に圧力空気を供給する手段と、前記漏斗状排出部と流動化用微多孔性隔膜との間をシールする上部シール手段および下部シール手段を備えた粉体貯蔵用ホッパーにおいて：
   前記漏斗状排出部の上部フランジを下から支持する環状の水平支持面を有し前記漏斗状排出部を受け入れる円形の中央開口を有する支持手段を設け、
   前記支持手段には、前記各フランジのほぼ側方において、互いに円周方向に離間された複数の下方押さえ型クランプ装置を取付け、
   粉体貯蔵用ホッパーの組立にあたり、前記支持手段の水平支持面上に前記漏斗状排出部の上部フランジを載置することにより粉体貯蔵用ホッパーの重量を支承し、漏斗状排出部の上部フランジとサイロ部の下部フランジとの間に流動化用微多孔性隔膜の前記フランジを介在させながら、前記クランプ装置によりサイロ部の下部フランジを前記支持手段に対して下方に押さえつけてクランプするようにしたことを特徴とする粉体貯蔵用ホッパー。
2. 前記漏斗状排出部はその下部に円筒部を有し、前記漏斗状の流動化用微多孔性隔膜は漏斗状排出部の前記円筒部から離間してその内側に延長する円筒部をその下部に有し、前記下部シール手段は、漏斗状排出部の前記円筒部と流動化用微多孔性隔膜の前記円筒部との間に配置されたリップ型シール部材を有することを特徴とする請求項１の粉体貯蔵用ホッパー。
3. 前記支持手段は、漏斗状排出部を受け入れる円形の中央開口を備えたテーブルを有することを特徴とする請求項１又は２の粉体貯蔵用ホッパー。
4. 前記支持手段は環状のフレームからなり、前記各クランプ装置は前記フレームに接合された支持部材に固定されていることを特徴とする請求項１又は２の粉体貯蔵用ホッパー。

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