JP4627854B2

JP4627854B2 - 付着性粉体輸送装置

Info

Publication number: JP4627854B2
Application number: JP2000286382A
Authority: JP
Inventors: 高橋　　清; 修二新開
Original assignee: Nisshin Seifun Group Inc
Current assignee: Nisshin Seifun Group Inc
Priority date: 2000-09-21
Filing date: 2000-09-21
Publication date: 2011-02-09
Anticipated expiration: 2020-09-21
Also published as: JP2002096931A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉体の空気輸送の技術分野に属し、詳しくは、ホエーパウダーのような高い付着性を有する粉体を、安定して空気輸送することができる付着性粉体の輸送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
小麦粉、家畜の飼料、工業用粉体等の各種の粉体の輸送に、空気流を利用する、いわゆる空気輸送装置が用いられている。図５に、その一部である分散室の概略断面図を示す。
このような空気輸送装置において、輸送される粉体は、例えば、スクリューフィーダ８０によってホッパー等の貯留部から搬送され、スクリューフィーダ８０の終端に配置される分散羽根８２によって分散されて、分散室８４に供給される。分散室８４内は、略気密に構成されており、例えば、上方の輸送空気導入口８６から、圧縮空気が供給される。
【０００３】
分散室８４に供給された粉体は、輸送空気導入口８６から供給された圧縮空気によって、分散されつつ分散室８４内を移動して、絞り部材８８を経て、排出口９０から図示しない輸送管に供給され、例えば、定量袋詰装置に供給される。
ここで、絞り部材８８は、分散室８４内における輸送経路を漸次縮径することにより、輸送経路を円滑に下流の輸送管に対応する径にすると共に、輸送する粉体を十分に分散し、かつ、空気流を粉体の輸送に十分な流速にする。
【０００４】
このような空気輸送装置においては、輸送する粉体が小麦粉のように良好な流動性を有する場合には、安定した粉体の輸送を行うことができる。
ところが、家畜飼料に用いられるホエーパウダーのような、高い付着性を有する粉体を輸送する際には、特に絞り部材８８の内壁８８ａに粉体が付着し、さらに、次第に堆積してしまう場合がある。このような粉体の付着が生じると、単位時間当たりの輸送量が不安定になると共に、甚だしい場合には、絞り部材８８が完全に閉塞してしまうこともある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決することにあり、ホエーパウダーのような高い付着性を有する粉体を輸送する場合であっても、輸送経路が縮径する縮径部の内壁に粉体が付着することを防止でき、従って、安定した付着性粉体の空気輸送を確実に行うことができる、付着性粉体輸送装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、粉体の移送方向に向かって漸次縮径する内壁を持つ縮径部を有する、気密な分散室と、前記分散室に付着性を有する粉体を供給する粉体供給装置と、前記縮径部に空気を噴射して、前記縮径部の内壁面に沿って粉体の移送方向に向かう空気流を生成する第１の空気供給手段と、粉体の移送方向の前記縮径部よりも上流側から、前記分散室内に輸送空気を供給する第２の空気供給手段と、前記分散室に連結する、粉体の空気輸送経路とを有し、かつ、前記第１の空気供給手段および第２の空気供給手段は、互いに独立して空気流の生成を制御可能であることを特徴とする付着性粉体輸送装置を提供する。
【０００７】
また、前記第１の空気供給手段は、前記縮径部の内壁面に沿ったリング状のノズルを利用するものであるのが好ましく、また、前記縮径部の内壁面の少なくとも一部が、粉体の移送方向に向かう楕円曲線状の形状を有するのが好ましく、さらに、粉体の定量袋詰装置へ、前記付着性粉体を輸送する付着性粉体輸送装置であり、前記定量袋詰装置は、粉体を包装袋に充填する大出しと、前記大出しよりも低い充填速度で粉体を包装袋に充填する小出しとによって、所定量の粉体を包装袋に充填するものであり、前記大出しの際には、前記第１の空気供給手段からの空気流によって前記定量袋詰装置に付着性粉体を輸送し、前記小出しの際には、第２の空気供給手段からの空気流によって前記定量袋詰装置に付着性粉体を輸送するのが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の付着性粉体輸送装置について、添付の図面に示される好適実施例に基づいて、詳細に説明する。
【０００９】
図１に、本発明の付着性粉体輸送装置を利用する定量袋詰装置の一例を概念的に示す。
図１に示される定量袋詰装置は、図中左側の袋詰装置本体１０と、同右側の微量添加装置４０とから構成される。後に詳述するが、この微量添加装置４０は、本発明の付着性粉体輸送装置を利用するものである。
【００１０】
図１に示す定量袋詰装置において、袋詰装置本体１０は、上部に粉体、例えば家畜の飼料や小麦粉等の包装袋３３に充填される製品の母体となる粉体（以下、主粉体とする）をストックして順次供給する粉体貯留部１１が配置されており、その下部に粉体貯留部１１から供給された主粉体を定量移送して包装袋３３に充填する移送袋詰部１２が設けられている。粉体貯留部１１と移送袋詰部１２とは連結部１３によって相互に連結されて脚部１４の上に載置されている。
【００１１】
粉体貯留部１１の最上部には、主粉体をストックするホッパー２０が設けられており、このホッパー２０の下方に主粉体を攪拌してブリッジの発生を防止する複数の攪拌翼２１が装着された攪拌軸２２が配置される。また、攪拌軸２２の下方には、主粉体を移送袋詰部１２に供給するスクリューコンベア２３が設けられている。
攪拌軸２２とスクリューコンベア２３とは、Ｖベルト等の伝達手段２４で連結されており、脚部１４の下端に設けられた駆動モーター２５によって伝達手段２６を介して回転駆動される。
【００１２】
一方、粉体貯留部１１の下方には、連結部１３によって粉体貯留部１１に連結されて移送袋詰部１２が設けられる。
移送袋詰部１２には、スクリューフィーダ３０が設けられており、このスクリューフィーダ３０によって主粉体は充填口３１に移送され、充填口３１から押し出されて計量装置３２上に載置された包装袋３３に所定量（一例として、２５ｋｇ）の主粉体が充填される。スクリューフィーダ３０は、脚部１４の内部に設けられた回転数が制御可能な可変速モーター３４によって伝達手段３５を介して回転駆動される。この回転数は、検出手段３６によって検出されて、スクリューフィーダ３０が所定の回転数で回転するように制御される。
【００１３】
スクリューフィーダ３０による主粉体の輸送（充填）は、高速で回転して短時間に大量の主粉体を包装袋３３に充填する大出しと、低速で回転して主粉体の充填量を制御しながら充填する小出しとがある。
最初に、大出しによって、包装袋３３に充填する主粉体のほとんどを充填してから、充填した主粉体の重量を計量装置３２で計量しながら小出しで不足する主粉体を充填することにより、短時間、例えば全体で１０秒間程度で２５ｋｇの粉体（主粉体と、後述する付着性添加粉体）を正確に計量して包装袋３３に充填することを可能にする。
【００１４】
図１に示される定量袋詰装置において、袋詰装置本体１０の右側には、微量添加装置４０が配置される。
微量添加装置４０は、本発明の付着性粉体輸送装置（以下、輸送装置とする）を利用するものであり、袋詰装置本体１０が袋詰する主粉体に、付着性を有する粉体を添加する際に（以下、添加される付着性粉体を付着性添加粉体とする）、付着性添加粉体を袋詰装置本体１０の連結部１３に定量供給するものである。
これにより、例えば、総量で２５ｋｇの粉体が充填される包装袋３３中に、２５ｇの付着性添加粉体が分散されて添加される。
【００１５】
なお、本発明が対象とする付着性粉体は、全ての付着性を有する粉体であり、例えば、ホエーパウダー、ステアリン酸マグネシウムなどの滑沢剤等が好適に例示される。
また、本発明の輸送装置は、図示例のような微量添加装置に利用されるのに限定はされず、付着性粉体の空気輸送であれば、各種の装置や設備に利用可能である。
【００１６】
微量添加装置４０は、全体が気密な圧力容器になっており、上端部に気密ホッパー４２が設けられ、その下部に、複数の攪拌翼４３が装着された攪拌軸４４が配置され、その下方には、スクリューフィーダ４６を用いる添加物移送部４５が設けられ、さらに、添加物移送部４５の排出端には、本発明の特徴的な部位である分散室４８が形成される。
付着性添加粉体は、攪拌翼４３で攪拌されつつ気密ホッパー４２から添加物移送部４５に供給され、スクリューフィーダ４６によって搬送されて、スクリューフィーダ４６の終端に配置される、円板に放射状の隙間が形成された分散羽根４７によって分散されつつ、分散室４８に排出される。スクリューフィーダ４６と攪拌軸４４は、伝達ベルト等を用いる駆動手段で回転駆動される。
【００１７】
図２に、分散室４８の概略断面図を示す。
図示例において、分散室４８は、添加物移送部４５における分散羽根４７とスクリューフィーダ４６の軸受６０との間の空間４５ａ、スクリューフィーダ４６によって搬送された付着性添加粉体を添加物移送部４５から下方に案内する円筒状の直胴部６２、直胴部６２の下方に連結される絞り部材６４、および、絞り部材６４と共に後述するリングノズルを形成する冠状部材６６によって形成され、気密に保たれている。
なお、直胴部６２への付着性添加粉体の付着を防ぐために、直胴部６２は、装置構成等に応じて可能な限り短くするのが好ましい。
【００１８】
図１に示されるように、分散室４８には、バルブ５１ａを有する添加ライン５１、バルブ５２ａを有する加圧ライン５２ならびにバルブ５３ａを有するリングノズルライン５３、および調整バルブ５４ａを有するバイパスライン５４が接続されている。
図示例においては、添加ライン５１は絞り部材６４の下端に配置される継手５１ｂに、リングノズルライン５３は冠状部材６６に配置される継手５３ｂに、バイパスライン５４は前記空間４５ａの天井に配置される継手５４ｂに、それぞれ接続されて、分散室４８に連結される。また、加圧ライン５２は、前記空間４５ａを形成する側壁面に配置される継手（図示省略）に接続されて、分散室４８（その内部に空気を噴射するノズル）に連結される。
【００１９】
添加ライン５１は、付着性添加粉体の空気輸送経路となるラインで、継手５６によって、前述の袋詰装置本体１０の連結部１３に接続されている。
加圧ライン５２およびリングノズルライン５３は、付着性添加粉体の空気輸送を行う空気を分散室４８に供給するラインで、圧縮空気の発生源であるコンプレッサ５５に接続されている。なお、加圧ライン５２に接続される前記ノズルは、好ましくは、直胴部６２の内面に沿って空気を吐出するように、設定する。
気密ホッパー４０の内部と連結するバイパスライン５４は、全体が気密な圧力容器である微量添加装置４０において、付着性添加粉体の排出部となる分散室４８と気密ホッパー４０内部との圧力バランスを調節するためのラインである。
【００２０】
直胴部６２の下方には、絞り部材６４が配置される。
絞り部材６４は、略円筒状の形状を有すると共に、縮径部として、上方の大径部６４ａから下方の小径部６４ｂに向かって、漸次縮径する内壁面６４ｃを有する。この絞り部材６４は、前記図５に示される絞り部材８８と同様、分散室４８内における輸送経路を円滑に添加ライン５１に接続する継手５１ｂに対応する径にすると共に、輸送する付着性添加粉体を十分に分散し、かつ、空気流を付着性添加粉体の輸送に十分な流速にするものである。
【００２１】
ここで、図示例の分散室４８は、直胴部６２に固定されるリング状の冠状部材６６を有する。絞り部材６４は、冠状部材６６が上方から覆い被さった状態で、この冠状部材６６に固定されることにより、分散室４８の一部を構成する。
この冠状部材６６は、絞り部材６４の大径部６４ａの内壁面６４ｃに所定の間隙を持って全周にわたって対面する凸部６６ａを有している。図２に示されるように、両者によって形成される間隙には、リングノズルライン５３が接続される継手５３ｂが連通している。なお、必要に応じて、公知の手段で、この間隙の大きさを調整可能にしてもよい。
【００２２】
すなわち、図示例においては、この絞り部材６４と冠状部材６６との間隙によって、大径部６４ａの内壁面６４ｃ全周に沿ったリング状の空気ノズル（リングノズル）が形成され、リングノズルライン５３から吐出された空気によって、図中矢印Ａに示されるように、内壁面６４ｃに沿って、大径部６４ａから小径部６４ｂに向かう空気流を形成する。
【００２３】
前述のように、粉体の空気輸送装置では、付着性粉体を輸送する際には、このような縮径部において、内壁面に付着性粉体が付着し、輸送量が安定せず、甚だしい場合には、流路が閉塞してしまう場合もある。
これに対し、本発明は、このリングノズルのように、絞り部材（縮径部）の内壁面に沿った空気流を形成するので、絞り部材６４に供給された付着製粉体は、この空気流によって、内壁面６４ｃに付着することなく流動化されて、安定して分散室４８から吐出して、空気流に乗せて輸送することができる。
【００２４】
なお、本発明の輸送装置において、絞り部材６４の内壁面６４ｃ（縮径部）に沿って空気を供給するのは、図示例のようなリングノズルに限定はされず、例えば、９０°等の間隔でノズルが途切れるリング型のノズルであってもよく、円周上に配置され、内壁面６４ｃに沿った方向に圧縮空気を吐出する複数のノズルであってもよく、各種の方法が利用可能である。
しかしながら、縮径部における付着性粉体の付着をより好適に防止するには、内壁面６４ｃの全周にわたって空気流を供給できるのが好ましく、リングノズル等が好ましい。
【００２５】
図示例において、絞り部材６４の内壁面６４ｃは、好ましい態様として、大径部６４ａから小径部６４ｂに向かって、漸次縮径する楕円状の形状（断面形状）を有する。これにより、内壁面６４ｃにより密着した空気流を形成できる等の点で好ましい。
なお、本発明は、これに限定はされず、絞り部材は、直線状（円錐内面状）の内壁面を有してもよいのは、もちろんである。
【００２６】
内壁面６４ｃに沿った空気流を発生させるための、リングノズル等からの空気の吐出方向は、内壁面６４ｃの形状や長さ等に応じて、適宜設定すればよい。本発明者らの検討によれば、絞り部材６４の中心軸に対して、３０°〜６０°の角度で、リングノズルから空気を吐出するのが好ましい。
【００２７】
前述のように、付着性添加粉体は、スクリューフィーダ４６によって搬送され、分散羽根４７によって分散されて分散室４８に供給される。
分散室４８に供給された付着性添加粉体は、自由落下あるいはさらに加圧ライン５２やリングノズルライン５３から吐出された空気による空気流によって、前記空間４５ａから、直胴部６２、絞り部材６４と移動して、添加ライン５１が接続される継手５１ｂに至る。付着性粉体は、さらに、前記空気流によって添加ライン５１を輸送されて、継手５６から袋詰装置本体１０の連結部１３内に供給され、連結部１３内を落下する主粉体に添加／分散される。
【００２８】
ここで、前述のように、図示例の定量袋詰装置（袋詰装置本体１０）においては、スクリューフィーダ３０を高速回転して大量の主粉体を包装袋３３に充填する大出しと、低速回転して主粉体の量を制御しながら充填する小出しを行う。
微量添加装置４０は、大出しの際には、バルブ５３ａを開放、バルブ５２ａを閉塞して、リングノズルライン５３から供給されリングノズルから吐出される空気のみで付着性添加粉体を輸送する。他方、小出しの際には、バルブ５３ａを閉塞、バルブ５２ａを開放して、前記空間４５ａに接続される加圧ライン５２から供給される、図２中矢印Ｂに示される空気のみで付着性添加粉体を輸送する。
図示例においては、好ましい態様として、このような操作を行うことにより、主たる輸送となる大出しの際にはリングノズルを用いた安定供給を実現し、小出しの際は、残輸送を兼ねて、直胴部６２に付着した付着性添加粉体を吹き飛ばす輸送を実現している。
【００２９】
なお、本発明の輸送装置において、輸送方法（輸送に使用するノズル）はこの例に限定されないのは、もちろんである。
例えば、リングノズルからの空気供給のみでは付着性添加粉体の輸送のための空気流が不十分である場合には、大出し時にも加圧ラインから空気を供給してもよく、あるいは、加圧ラインから供給する空気で主たる輸送を行い、リングノズルから吐出する空気は、主に付着防止のために作用させてもよい。
【００３０】
また、図示例においては、好ましい態様として、分散室４８からの付着性添加粉体の排出方向を鉛直方向としたが、本発明はこれに限定はされず、例えば、この排出方向を水平方向としてもよい。
さらに、図示例においては、分散室４８には継手５１ｂを介して輸送配管である添加ライン５１が接続されたが、本発明は、これに限定はされず、図３に示されるように、分散室４８にエゼクタ６８の導入口を接続し、このエゼクタ６８の吐出口に添加ライン５１を接続してもよい。
【００３１】
以上、本発明の付着性粉体輸送装置について詳細に説明したが、本発明は、上述の例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよいのは、もちろんである。
【００３２】
【実施例】
以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明の（付着性粉体）輸送装置について、より詳細に説明する。
【００３３】
［実施例］
図１および図２に示される微量添加装置４０を用いて、付着性粉体であるホエーパウダーを輸送した。
添加ライン５１は、外径８ｍｍ（内径６ｍｍ）で長さは約５ｍとし、スクリューフィーダ４６の回転数は７１ｒｐｍ、さらに、リングノズルライン５３（リングノズル）への空気供給量は４２Ｌ（リットル）／分、加圧ライン５２への空気供給量は６０Ｌ／分、とした。
ホエーパウダーの輸送は、リングノズルのみからの空気供給による輸送を８秒間行った後（前記大出しに対応）、バルブ５３ａとバルブ５２ａとを切り換えて、加圧ライン５２のみからの空気供給による輸送を２秒間行う（前記小出しに対応）、合計で１０秒間の輸送を１回とした。
【００３４】
このような１０秒間のホエーパウダーの輸送を１００回行った結果を、図４に示す。なお、平均輸送量は２３．６ｇで標準偏差は０．５５ｇであった。
図４および標準偏差に示されるように、本発明の輸送装置によれば、ホエーパウダーのように高い付着性を有する粉体を、１０秒間で二十数ｇ程度の微量輸送する場合であっても、安定して輸送を行うことができる。
【００３５】
なお、リングノズルを用いず、輸送のための空気供給を加圧ライン５２からのみの１０秒間にした以外は、前述の例と全く同様にしてホエーパウダーの輸送を行った場合には、何度実験を行っても、数回輸送を行った時点で絞り部材６４が閉塞してしまい、比較対象となるデータを残すことができなかった。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。
【００３６】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の付着性粉体輸送装置によれば、ホエーパウダーのような高い付着性を有する粉体を、１０秒間に数十ｇのように微量輸送する場合であっても、空気輸送装置に配置される絞り部材などの縮径部の内壁面に粉体が付着するのを防止することができ、長期にわたって安定した空気輸送を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の付着性粉体輸送装置を利用する定量袋詰装置の一例の概念図である。
【図２】本発明の付着性粉体輸送装置の一例の部分概略断面図である。
【図３】本発明の付着性粉体輸送装置の別の例の部分概略断面図である。
【図４】本発明の付着性粉体輸送装置の一例でホエーパウダーを輸送した際の結果を示すグラフである。
【図５】従来の付着性粉体輸送装置の部分概略断面図である。
【符号の説明】
１０袋詰装置本体
１１粉体貯留部
１２移送袋詰部
１３連結部
１４脚部
２０ホッパー
２１，４３攪拌翼
２２，４４攪拌軸
２３スクリューコンベア
２４，２６，３５伝達手段
２５駆動モーター
３０，４６スクリューフィーダ
３１充填口
３２計量装置
３３包装袋
３４可変速モーター
３６検出手段
４０添加装置
４１駆動手段
４２気密ホッパー
４５添加物移送部
４５ａ空間
４７分散羽根
４８分散室
５１添加ライン
５２加圧ライン
５３リングノズルライン
５４バイパスライン
５５コンプレッサ
６０軸受
６２直胴部
６４絞り部材
６４ａ大径部
６４ｂ小径部
６４ｃ内壁面
６６冠状部材
６８エゼクタ

Claims

粉体の移送方向に向かって漸次縮径する内壁を持つ縮径部を有する、気密な分散室と、
前記分散室に付着性を有する粉体を供給する粉体供給装置と、
前記縮径部に空気を噴射して、前記縮径部の内壁面に沿って粉体の移送方向に向かう空気流を生成する第１の空気供給手段と、
粉体の移送方向の前記縮径部よりも上流側から、前記分散室内に輸送空気を供給する第２の空気供給手段と、
前記分散室に連結する、粉体の空気輸送経路とを有し、
かつ、前記第１の空気供給手段および第２の空気供給手段は、互いに独立して空気流の生成を制御可能であることを特徴とする付着性粉体輸送装置。
前記第１の空気供給手段は、前記縮径部の内壁面に沿ったリング状のノズルを利用するものである請求項１に記載の付着性粉体輸送装置。
前記縮径部の内壁面の少なくとも一部が、粉体の移送方向に向かう楕円曲線状の形状を有する請求項１または２に記載の付着性粉体輸送装置。
粉体の定量袋詰装置へ、前記付着性粉体を輸送する付着性粉体輸送装置であり、
前記定量袋詰装置は、粉体を包装袋に充填する大出しと、前記大出しよりも低い充填速度で粉体を包装袋に充填する小出しとによって、所定量の粉体を包装袋に充填するものであり、
前記大出しの際には、前記第１の空気供給手段からの空気流によって前記定量袋詰装置に付着性粉体を輸送し、前記小出しの際には、第２の空気供給手段からの空気流によって前記定量袋詰装置に付着性粉体を輸送する請求項１〜３のいずれかに記載の付着性粉体輸送装置。