JP4495827B2 - 粉粒体輸送機器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉粒体輸送の推進力となる回転部材を備えた粉粒体輸送機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、粉粒体輸送機器、例えば、粉粒体用のロータリーバルブ、スクリューコンベア、スクリューフィーダ等において、スクリューやロータ等の回転部材を備え、この回転部材の回転により円滑な粉粒体の供給、排出、空気輸送等を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記回転部材の回転軸の軸端面の近くにケーシングの壁面がある場合、その隙間に粉粒体が堆積して固化し、部材を磨耗させたり、近くにオイルシール、グランドパッキン、ベアリング等が存在すると、それらに侵入し、シール性、軸受に悪影響を及ぼす等、様々なトラブルの原因となるおそれがある。また、粉粒体が食品、医薬品、化学品等、衛生面での条件が厳しく要求される分野では、内部コンタミネーションを避ける必要がある。
そこで、請求項記載の発明は、軸端面への粉粒体の付着を防止することで粉粒体輸送機器のトラブルを防止し、また、食品、医薬品等の粉粒体に起因する内部コンタミネーションを解消することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題に鑑み、請求項１記載の発明は、粉粒体を輸送する回転部材と、該回転部材を収容するとともに、前記回転部材の軸端面の近くに配置された壁面を備えたケーシングと、前記回転部材の軸端面に形成された溝と、を備え、前記回転部材の回転に伴い、前記軸端面と前記壁面に付着する粉粒体を前記溝によって排出させることを特徴とする粉粒体輸送機器である。これにより、前記溝が前記付着する粉粒体を半径方向の外方向に送り出すことができるので、上記課題が好適に達成できる。
【０００５】
請求項２記載の発明は、前記溝は曲線をなすことを特徴とする請求項１の粉粒体輸送機器である。これにより、上記課題が好適に達成できるとともに、前記の送り出し効果を高めることができる。
【０００６】
請求項３記載の発明は、前記曲線は渦巻き状であることを特徴とした請求項２の粉粒体輸送機器である。これにより、上記課題が好適に達成できるとともに、前記の送り出し効果を高めることができる。
【０００７】
請求項４記載の発明は、前記溝は前記回転軸の回転方向に向かって膨らむように形成されたことを特徴とした請求項２の粉粒体輸送機器である。これにより、上記課題が好適に達成できるとともに、前記の送り出し効果を高めることができる。
【０００８】
請求項５記載の発明は、前記溝は直線であることを特徴とした請求項１の粉粒体輸送機器である。これにより、上記課題が好適に達成できるとともに、溝加工が簡単になる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態のロータリーバルブ１を図１〜図１０を参照して説明する。このロータリーバルブ１は、粉粒体定量供給、定量排出、粉粒体圧送式空気輸送等に利用されるもので、図１〜図６に示した通り、内部壁面の略中央部分に円弧面２ａ（図５参照）を備え、外部壁面がクリスタル状にカットされた略瓦形状の一対の面板２と、この一対の面板２の駆動部側と直交してボルト３ａ（図６参照）で端部同士が連結するとともに中央部に貫通孔３０（図７参照）を設けた駆動部側板３と、一対の面板２の従動部側と直交してボルト４ａ（図４参照）で端部同士が連結するとともに大径の点検孔４０（図９参照）を設けた従動部側板４と、前述の面板２と駆動部側板３と従動部側板４とにより構成される軽金属等からなる本体ケーシング５及び後述する点検扉２０により囲まれた粉体輸送室６（図５等参照）と、駆動部側板３と従動部側板４とに直交して片端でそれらに回転可能に支持されているステンレス鋼からなる回転軸７（図５、図７参照）と、回転軸７に固定されたロータ８（図５参照）等を備えている。そして、点検扉２０が閉じられロータ８が回転しているとき、点検扉２０が開けられたときは、回転軸７は片端で軸受けされるようになっている。
【００１０】
ロータリーバルブ１は、上部及び下部にそれぞれ角形の粉体投入口９（図５参照）と、角形の粉体排出口１０（図５参照）とを備え、それらは粉体輸送室６と連通している。即ち、ロータリーバルブ１の上面に粉体が投入される粉体投入口９が開口形成され、面板２の上面に上流側のホッパ等の粉体機器（図示略）が接続される投入口接続面１１が設けられ、機器取付用の複数のネジ穴１２が設けられている。一方、ロータリーバルブ１の底面には、図３に示した通り、粉体投入口９から投入された粉体がロータ８の回転で輸送されてくる粉体排出口１０が開口形成され、下流側の粉体機器（図示略）が接続される排出口接続面１３が設けられ、下流側の粉体機器接続用の複数のネジ穴１４が設けられている。
【００１１】
又、ロータ８は、側面から見ると、図５に示す通り、筒状部１５と、この筒状部１５の外径面から半径方向に放射状に延び出す板状の複数の羽根１６と、を備え、粉体輸送室６を区画して、羽根１６の間にトラフ１７を形成するものである。筒状部１５の中空部８０に回転軸７が嵌装され固定されて、モータ５０（図１〜図３等参照）の駆動力により、図５に示す通り、矢印Ａ方向に回転軸７とロータ８とが一体的に回転可能となっているものである。これにより、粉体投入口９から投入された粉体は、ロータ８の回転でトラフ１７により輸送され、粉体排出口１０から下流側に排出される。羽根１６の先端の形状は、一般的にノーマルタイプとエッジタイプとがあるが、ここでは、耐摩耗性、供給効率を上げるため、端面がロータ８の回転方向に対して斜めにカットされたエッジ１８を採用している。
【００１２】
ところで、食品、医薬品等の粉体のコンタミネーション（腐敗による汚染等）を解消し衛生確保を一層推進するため、ロータリーバルブ１の内部の点検、清掃、分解等を可能とする必要がある。そのため、点検扉２０は、ヒンジ部２１で従動部側板４等と連結されて開閉可能な構造とされていて、その裏面方向に突出しテーパ面２２ａを備えた蓋裏部２２（図２、図３参照）が従動部側板４の点検孔４０（図９参照）にテーパ面同士で嵌め合うことができる構造である（図７参照）。ヒンジ部２１は、垂直方向に形成された長孔２１１を備えた従動部側突出部２１２（図１参照）、長孔２１１に挿入され前後に移動可能とされたヒンジピン２１３、ヒンジピン２１３と連結するとともに点検扉２０にねじ２１４で固定された連結部２１５とを備えている。又、点検扉２０には、複数の取付孔２３（図９右側参照）が設けられ、ノブボルト２４（図４参照）が取り付けられ従動部側板４の所定の部位に設けたねじ孔４２（図９左側参照）にねじ込みが可能となっている。
【００１３】
そして、回転軸７はロータ８の中空部８０（図７参照）に嵌挿可能な寸法とされ、図８の通り、ロータ８の軸終端部の中空中心部に概ね径方向に凹陥部８１が外周壁８２をわずかに残して形成され、この凹陥部８１に、軸端部７０のほとんどの部分が嵌脱自在とされている。この軸端部７０は回転軸７にロータ８を脱着可能に固定するものであり、回転軸７及びロータ８にねじ等で固定される。ロータ８と点検扉２０の内壁面との摩擦係合を回避するため、それらは完全に接合することなく所定の隙間Ｃが形成される。
【００１４】
図７及び図８の通り、軸端部７０の周囲部位には複数の取付孔７３が形成され、そこにボルト７４が取り付けられ、ロータ８のねじ孔７５にねじ込まれている。軸端部７０の中央部位には取付孔７６が形成され、ボルト７７が取り付けられ、回転軸７の端面の中央部に形成されたねじ孔７８にねじ込まれている。回転軸７の平行キー７９がロータ８の溝に嵌挿されて、空転を防止し、回転軸７の回転駆動をロータ８に伝えるようになっている。
【００１５】
図１０の通り、軸端部７０の端面は軸端面２５を形成し、この軸端面２５の領域において、複数（ここでは６本）の線状の溝２６が所定間隔で半径方向に形成されている。この溝２６は曲線であって回転軸７の回転方向に対して膨出するように形成されている。ここでは溝２６はインボリュート曲線形状であるが限定されるものではなく、他の種類の曲線でも良い。なお、上述例では軸端面２５の領域にわたって溝２６を形成したが、さらに、外周壁８２の領域に溝２６を連設しても良い。また、図１１の通り、ボルト７７’の周縁から軸端面２５’の外縁に向かって、半径方向に対して回転方向と逆方向に傾斜した直線状の溝２７’でも良いし、図１２の通り、ボルト７７”の周縁から軸端面２５”の外縁に向かって回転方向と逆方向に渦巻くように形成された渦巻状の溝２７”でも良く、要は粉粒体が排出できるような形状であれば良い。
【００１６】
一方、図１及び図７の通り、駆動部側板３の貫通孔３０（図７参照）内壁に駆動側ベアリング３３が設けられている。又、回転軸７の駆動側端部外周面との間に、テフロン製のシール用リング３１、リング状のシール部３２（ここではオイルシール）、単列深溝玉軸受である駆動側ベアリング３３とが介装され、ベアリング押え３４で駆動側ベアリング３３が固定されている。回転軸７の右端の中心に所定長さに亘りモータ回転軸固定孔９９が開口され、そこにモータ５０の駆動軸が嵌められて連結される。モータ５０の回転軸カバー５１は、駆動部側板３のカバー３５とボルト３６で連結されている。モータ５０に結線ボックス５２が設けられている（図１ないし図３参照）。
【００１７】
以上説明したロータリーバルブ１は、点検時等には、ノブボルト２４が外され、図２、図３の２点鎖線で示す通り、点検扉２０が開けられた場合には、モータ５０及び駆動側ベアリング３３が回転軸７を片持ち支持する構造となり、そして、ボルト７７を外し、ロータ８を回転軸７から抜き出し、点検孔４０を通過させて外部に取り出すことができ、内部点検、清掃等が一層容易となる。一方、運転する場合、前述と逆の手順で点検扉２０が閉じ、ノブボルト２４で点検扉２０が従動部側板４に固定する。こうした状態において、モータ５０が回転軸７を回転駆動すると、溝２６が回転し、その推進力によって、軸端面２５或いは点検扉２０内壁に付着した粉粒体が隙間Ｃから外方に排出される。
【００１８】
このロータリーバルブ１によれば、溝２６が前記付着する粉粒体を半径方向の外方向に送り出すことができるので、隙間Ｃに粉粒体が堆積して固化することを防止でき、それにより、軸端面２５や点検扉２０内壁を磨耗させたりする等、トラブルを回避できる。また、付着した粉粒体に起因するコンタミネーションを防止でき、衛生上の管理が容易となる。
【００１９】
次に第２実施形態を説明する。本実施形態のスクリューコンベア１０１は、粉粒体定量供給、定量排出、搬送等に利用されるもので、図１３及び図１４に示す通り、円形断面を持つ長尺筒状の本体ケーシング１０５の左右両端部に軸受１０２ａ，１０２ｂを取り付け、この両端部の軸受１０２ａ，１０２ｂを介して本体ケーシング１０５の内部には、図１３に示した通り、外径方向に左巻羽根１０８を連続的に螺旋状に突設させた回転軸１０７が回転可能に軸着されている。即ち、回転軸１０７は、図１３、図１４に示した通り、自重によるたわみを最小にするために内部が中空のパイプ構造になっていて、その両端部に軸受用回転軸１０７ａ，１０７ｂ（丸棒を加工したもの。）が差し込まれている。この軸受用回転軸１０７ａ，１０７ｂの先端部が本体ケーシング１０５の左右両端部の軸受１０２ａ，１０２ｂのそれぞれにシール・ベアリングユニット１０３ａ，１０３ｂをそれぞれ介装させ回転可能に保持されている。本体ケーシング１０５の右端にギヤードモータ１５０を固定するフレーム１５１が固定されている。軸受１０２ｂの外側には回転軸１０７に固定されたスプロケット１５２が設けられ、ギヤードモータ１５０にスプロケット１５３が設けられ、それらスプロケット１５２，１５３にチェーン１５４に巻き掛けられている。ギヤードモータ１５０を駆動することにより回転軸１０７が回転して左巻羽根１０８を図面右側から左側方向に螺旋状に送るようになっている。本体ケーシング１０５の両端部にはそれぞれ本体ケーシング側板１０４ａ，１０４ｂが設けられている。図１３に示した１０９は各種粉粒体を投下する粉粒体供給口、１２０は点検ハッチ、１１０はスクリューコンベアで搬送された各種粉粒体が排出される粉粒体排出口である。回転軸１０７の左端部を構成する軸端部１７０の表面には図１５の通り、円形の軸端面１２５が形成され、この軸端面１２５の領域において、複数（ここでは８本）の線状の溝１２６が所定間隔で半径方向に形成されている。この溝１２６は曲線であって回転軸１０７の回転方向に対して膨出するように形成されている。ここでは溝１２６はインボリュート曲線形状であるが限定されるものではなく、他の種類の曲線でも良い。図１６の通り、中心軸１０７’の周縁から軸端面１２５’の外縁に向かって、半径方向に対して回転方向と逆方向に傾斜した直線状の溝１２７’でも良いし、図１７の通り、中心軸１０７”の周縁から軸端面１２５”の外縁に向かって回転方向と逆方向に形成された渦巻状の溝１２７”でも良く、要は粉粒体が排出できるような形状であれば良い。
【００２０】
次に本実施形態のスクリューコンベア１０１の動作について説明する。まず、図示しない制御盤からフレーム１５１に取り付けられているギヤードモータ１５０に電圧を供給し、ギヤードモータ１５０が始動して回転軸１０７を駆動し、搬送しようとする各種粉粒体を図１３に示した粉粒体供給口１０９から投下すれば、螺旋状に突設されている左巻羽根１０８によって、粉粒体供給口１０９から投下された各種粉粒体は、ギヤードモータ１５０側から粉粒体排出口１１０側方向に矢印の通り順次搬送される。こうした状態において、ギヤードモータ１５０が回転軸１０７を回転駆動すると、溝１２６が回転し、その推進力によって、軸端面１２５或いは本体ケーシング側板１０４ａ，１０４ｂ内壁に付着した粉粒体が隙間から外方に排出される。
【００２１】
このスクリューコンベア１０１によれば、溝１２６が前記付着する粉粒体を半径方向の外方向に送り出すことができるので、シール・ベアリングユニット１０３ａに粉粒体が侵入し、そのシール機能等、ベアリング機能を害することが防止できる。また、軸端面１２５や本体ケーシング側板１０４ａの隙間に粉粒体が堆積して固化することを防止でき、軸端面１２５や本体ケーシング側板１０４ａ内壁を磨耗させたりする等、様々なトラブルを回避できる。また、付着した粉粒体に起因するコンタミネーションを防止でき、衛生上の管理が容易となる。
【００２２】
上記実施形態では、回転軸１０７の外径方向に左巻羽根１０８を連続的に螺旋状に突設させた一般的なスクリューコンベアに適用した例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２３】
なお、本発明は、上述の実施の形態又は実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲に於て、改変等を加えることができるものであり、それらの改変、均等物等も本発明の技術的範囲に含まれることとなる。
【００２４】
【発明の効果】
請求項１ないし請求項５に記載の発明によれば、軸端面への粉粒体の付着を防止することで粉粒体輸送機器のトラブルを防止し、また、粉粒体が食品、医薬品用等の場合であれば、粉粒体に起因する内部コンタミネーションを解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の粉粒体輸送機器を表した部分破断正面図である。
【図２】同粉粒体輸送機器を表した平面図である。
【図３】同粉粒体輸送機器を表した底面図である。
【図４】同粉粒体輸送機器の左側面図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ線に沿って切断した断面図である。
【図６】同粉粒体輸送機器の右側面図である。
【図７】図３のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿って切断した断面図である。
【図８】従動部側ベアリング付近の詳細構造図である。
【図９】点検扉を開けた状態の左側面図である。
【図１０】回転軸の軸端面を示す左側面図である。
【図１１】回転軸の軸端面の変更形態を示す左側面図である。
【図１２】回転軸の軸端面の他の変更形態を示す左側面図である。
【図１３】第２実施形態のスクリューコンベアを示す正面図である。
【図１４】同スクリューコンベアの回転軸を示す正面図である。
【図１５】同スクリューコンベアの回転軸の左側の軸端面（図１４の矢視ＸＶ−ＸＶ）を示す左側面図である。
【図１６】同軸端面の変更形態を示す左側面図である。
【図１７】同軸端面の他の変更形態を示す左側面図である。
【符号の説明】
１…ロータリーバルブ、２…面板、２ａ…円弧面、３…駆動部側板、
４…従動部側板、５…本体ケーシング、６…粉体輸送室、７…回転軸、
８…ロータ、８０…中空部、８１…凹陥部、９…粉体投入口、１０…粉体排出口、
１１…投入口接続面、１２…ネジ穴、１３…排出口接続面、１４…ネジ穴、
１５…筒状部、１６…羽根、１７…トラフ、１８…エッジ、２０…点検扉、
２１…ヒンジ部、２２…蓋裏部、２３…取付孔、２４…ノブボルト、
５０…モータ、７０…軸端部、Ｃ…隙間、７３…取付孔、７４…ボルト、
７５…ねじ孔、７６…取付孔、７７…ボルト、
１０１…スクリューコンベア、１０２ａ，１０２ｂ…軸受、
１０３ａ，１０３ｂ…シール・ベアリングユニット、
１０４ａ，１０４ｂ…本体ケーシング側板、１０５…本体ケーシング、
１０７…回転軸、１０７ａ，１０７ｂ…軸受用回転軸、
１０８…左巻羽根、１５０…ギヤードモータ、１５１…フレーム、
１０９…粉粒体供給口、１１０…粉粒体排出口、
１７０…軸端部、１２５…軸端面、１２６…溝、１２７…溝

Claims (5)

1. 粉粒体を輸送する回転部材と、
   該回転部材を収容するとともに、前記回転部材の軸端面の近くに配置された壁面を備えたケーシングと、
   前記回転部材の軸端面に形成された溝と、を備え、
   前記回転部材の回転に伴い、前記軸端面と前記壁面に付着する粉粒体を前記溝によって排出させることを特徴とする粉粒体輸送機器。
2. 前記溝は曲線をなすことを特徴とする請求項１の粉粒体輸送機器。
3. 前記曲線は渦巻き状であることを特徴とした請求項２の粉粒体輸送機器。
4. 前記溝は前記回転軸の回転方向に向かって膨らむように形成されたことを特徴とした請求項２の粉粒体輸送機器。
5. 前記溝は直線であることを特徴とした請求項１の粉粒体輸送機器。

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