JP5000155B2 - 粉粒体の連続定量供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばセメント混和材として使用されるフライアッシュや高炉スラグ微粉末等のように、粒子径が比較的小さくて流動性に富む粉粒体を、フラッシングを発生することなく、常に安定かつ高精度に、連続的な定量供給を容易かつ円滑に達成することができる粉粒体の連続定量供給装置に関するものである。

従来、粉粒体を連続的に定量供給する供給装置として、テーブルフィーダ、ゲートフィーダ、スクリューフィーダ、振動フィーダ、ロールフィーダ、ロータリフィーダ等が知られている。

本出願人は、先に、粉体定量供給機として、上部貯粉室から下部定量筒へ粉体を降下させる調圧供給筒の下端に形成された傾斜面開口を、前記定量筒内で回転する羽根による粉体の流動方向に逆らうように向かい合わせ、上部貯粉室から降下する粉体と下部定量筒内で回転流動する粉体の衝突的平衡作用によって、下部定量筒内の粉面を一定に保ち、粉体の定量筒内の底面圧を一定にするようにした粉体圧自己調節装置を構成して、精密定量供給を可能にした粉体定量供給機を開発し、特許を得た（特許文献１参照）。

すなわち、この特許文献１に記載の粉体定量供給機においては、各調圧供給筒の下端開口を約４５°の傾斜断面となし、攪拌羽根による下部定量筒内の粉体流動方向に逆らうように向き合って配置し、上部貯粉室より連続的に降下する粉体と下部定量筒内の粉体との衝突による平衡作用によって、連続的に定量筒内粉面を一定の水平面に保ち、上部貯粉室の収容量に影響されず、従って計量部の環状通路に容積／密度一定の均一充填作用を行い、厚さ調節ゲートおよび排出ゲートによって所望の供給量で精密に連続定量供給を行うことができるように構成したものである。

また、今日における各種の産業分野おいては、取り扱う粉粒体の流動性、凝集性、摩耗性等の性状にそれぞれ変化があることから、これらの各種の性状変化を有する粉粒体の定量供給、特にその微少量の供給に対して、適正に対応し得る汎用性を備えた粉粒体の連続定量供給装置が要求される。

そこで、本出願人は、粉粒体を貯留する上部貯留室と粉粒体を定量に保持する下部定量室とを同心的に配置し、その中心部分に開口部を設けた仕切板を介して前記上部貯留室と下部定量室とを連通するように形成し、前記仕切板の開口部の中心部を挿通する回転軸上において、前記上部貯留室側には攪拌体を配設すると共に、前記下部定量室には供給盤を配設した構成とし、前記下部定量室には、前記仕切板の開口部に面して、前記供給盤の外周縁部に微小段部を設けて環状通路部を形成し、さらに前記環状通路部を排出通路に連通して、微少定量の粉粒体を連続的に排出ゲートへ導出するように構成し、あらゆる性状の粉粒体を微少量かつ定量にして連続的に供給することができ、しかも比較的簡単な構成にして低コストに製造することができる粉粒体の連続定量供給装置を開発し、特許出願を行った（特許文献２参照）。

特公昭５２−１７９３号公報 特開２００４−３２３１５１号公報

しかるに、前述した粉粒体の連続定量供給装置において、例えばセメント混和材として知られているフライアッシュや高炉スラグ微粉末等のように、粒子径が比較的小さくて流動性に富む粉粒体を取り扱う場合、下部定量室内において粉粒体の性状の安定化が図れずにフラッシングを発生し、このフラッシングによりシール部分等の密閉性の弱い部分を経て外部への排気が行われ、前記シール部分等の排気通路となる部分が著しく摩耗することが確認された。

このようなフラッシングの発生は、粉粒体の性状の安定化を阻害する要因として、(1)インペラにより形成された計量枡から粉粒体がその排出口へ排出された後、空で旋回移動する計量枡に充填された系内の空気と、粉粒体充填部での粉粒体との置換が充分に行うことができず、下部定量室内の圧力を上昇させてしまうこと、また(2) 上部貯留室ないしその上流のホッパまたはサイロ内における粉粒体のフローコントロールが良好でないために、粉粒体の破壊や崩落等の急激な圧密の変化に際して、攪拌羽根で縁切りができずに、結果的に下部定量室内の圧力を上昇させてしまうことが、それぞれ考えられる。

これに対し、粒子径が比較的大きく、粉粒体自体に多少の通気性がある一般的な粉粒体を取り扱う場合は、下部定量室内で旋回移動する置換空気も、粉粒体の充填（置換）時における希釈と装置内部での置換が適正に行われて、上流側へ円滑に抜けるために、フラッシングの発生までには至らないものと考えられる。しかし、フライアッシュのように粒子径が小さい粉粒体（１０μｍ以下が７０〜８０％）の場合には、圧密状態において通気性が無くなり、圧力が下部計量室内部に籠り易くなり、このような状態で粉粒体の破壊や崩落等を生じた際には、その時に発生する装置内部での系内圧は、想定できない程増大するものと考えられる。

このような観点から、本発明者等は、前述したフラッシングの発生を伴う粉粒体の連続定量供給装置における問題点を解消すべく鋭意検討を重ねた結果、この種の粉粒体の取扱いにおいて、上部貯留室すなわちホッパへの投入時に空気を巻き込んで流動化しても、時間と共に脱気されて、下部定量室へ供給される状態においては流動化することはなく、前記粉粒体が下部定量室へ供給される際に空気を含んで流動化されてしまうことは、空の定量室すなわち計量枡における置換空気の逃げ道がないことから、必然的にこの置換空気を巻き込んで流動化してしまうものであることを知見した。

従って、このような知見から、前記問題点を解消するには、空の定量室すなわち計量枡における置換空気を円滑に排出することができれば、下部定量室へ供給される粉粒体は流動化されることなく、しかもフラッシングを発生することなく、安定した見掛比重を保持して高精度の定量供給を達成することができることを突き止めた。

そこで、本発明者等は、粉粒体を貯留する上部貯留室と粉粒体を定量に保持する下部定量室とを同心的に配置し、中心部分に開口部を設けると共に周囲部に粉粒体供給開口部を設けた仕切板を介して前記上部貯留室と下部定量室とを連通するように形成し、前記仕切板の中心開口部を挿通する回転軸上において、前記上部貯留室側には攪拌体を配設すると共に、前記下部定量室にはその底部に設けた粉粒体排出口に対し順次旋回移動する複数の計量枡を形成したインペラを配設してなる粉粒体の連続定量供給装置を構成し、前記下部定量室において、前記インペラの計量枡が前記粉粒体排出口の位置から空の状態で移動する計量枡の位置に対応し、前記仕切板の内面側に前記計量枡の容積を拡大する空間部を設けることにより、粉粒体の排出後における空の計量枡内の置換空気を、前記空間部を介して円滑に粉粒体排出口側へ導出することができ、粉粒体のフラッシングの発生を確実に防止することができると共に、フラッシングに伴う装置の摩耗や損傷を低減することができ、常に嵩密度の高い状態で粉粒体の連続的な定量供給を安定かつ高精度に達成することができる粉粒体の連続定量供給装置を完成することに成功した。

従って、本発明の目的は、粒子径が比較的小さく、流動性に富む粉粒体の取扱いに際し、フラッシングを発生することなく、粉粒体の連続的な定量供給を安定かつ高精度に達成することができる粉粒体の連続定量供給装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明の請求項１に記載の粉粒体の連続定量供給装置は、粉粒体を貯留する上部貯留室と粉粒体を定量に保持する下部定量室とを同心的に配置し、中心部に開口部を設けると共に周囲部に粉粒体供給開口部を設けた仕切板を介して前記上部貯留室と下部定量室とを連通するように形成し、前記仕切板の中心開口部を挿通する回転軸上において、前記上部貯留室側には攪拌体を配置すると共に、前記下部定量室にはその底部に設けた粉粒体排出口に対し順次旋回移動する複数の計量枡を形成したインペラを配設してなる粉粒体の連続定量供給装置からなり、
前記下部定量室において、前記インペラの計量枡が前記粉粒体排出口の位置から空の状態で移動する計量枡の位置に対応し、前記仕切板の内面側に前記計量枡の容積を拡大する空間部を設けると共に、前記空間部は、前記粉粒体供給開口部に到達した計量枡の上面が開放される位置まで設定することを特徴とする。

本発明の請求項２に記載の粉粒体の連続定量供給装置は、前記仕切板を、インペラの上側を覆うように配置したインペラカバーからなり、前記粉粒体供給開口部を、隣接する複数の計量枡が同時期において開放されるように設定すると共に、前記空間部を、計量枡の回転方向における先端部の一部が、粉粒体供給開口部に到達した際にその上面が開放される位置まで設定することを特徴とする。

本発明の請求項３に記載の粉粒体の連続定量供給装置は、前記仕切板に設ける空間部を、前記粉粒体供給開口部に到達した計量枡の上面の半分程度までが開放される状態において終端するように位置設定することを特徴とする。

本発明の請求項４に記載の粉粒体の連続定量供給装置は、前記仕切板に設ける空間部を、インペラの上側を覆うように配置したインペラカバーの凹部として形成し、その始端部を前記粉粒体排出口と連通する位置に設定することを特徴とする。

前述した実施例から明らかな通り、本発明の請求項１に記載の粉粒体の連続定量供給装置によれば、下部定量室において、インペラに形成された複数の計量枡が、前記粉粒体排出口の位置から空の状態で移動する計量枡の位置に対応して、前記インペラを覆う仕切板の内面側に前記計量枡の容積を拡大する空間部を設けることによって、粉粒体の排出後における空の計量枡内の置換空気を、前記空間部を介して円滑に粉粒体排出口側へ導出することができ、粉粒体のフラッシングの発生を確実に防止することができると共に、フラッシングに伴う装置の摩耗や損傷を低減することができ、常に嵩密度の高い状態で粉粒体の連続的な定量供給を安定かつ高精度に達成することができる。

本発明の請求項２ないし４に記載の粉粒体の連続定量供給装置によれば、前記空間部の形成を、インペラの上側を覆うように配置したインペラカバーに対して、簡便にかつ容易に実施することができると共に、比較的簡単な構成で低コストに実現することができる等、多くの利点が得られる。

次に、本発明に係る粉粒体の連続定量供給装置の実施例につき、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。

図１および図２は、本発明に係る粉粒体の連続定量供給装置の一実施例を示すものである。すなわち、図１および図２において、参照符号１０は、粉粒体を定容積計量等により貯留する上部貯留室を示し、また参照符号１２は、前記上部貯留室１０から供給される粉粒体を定量に保持する下部定量室を示す。これらの上部貯留室１０と下部定量室１２とは、同心的に配置され、中心部に開口部１３を設けると共に周囲部に粉粒体供給開口部１４を設けた仕切板１５を介して、相互に連通するように構成されている。そして、前記仕切板１５の中心開口部１３を挿通する回転軸１６上において、前記上部貯留室１０側には複数の攪拌体１７を配設すると共に、前記下部定量室１２にはその底部に設けた粉粒体排出口１８に対し順次旋回移動する複数の計量枡１９を形成したインペラ２０が配設されている。

前記下部定量室１２の中心部を挿通する回転軸１６は、その下端部において回転駆動手段２２に結合され、その回転駆動により、上部貯留室１０に貯留された粉粒体が、攪拌体１７の回転作用により仕切板１５に設けた粉粒体供給開口部１４より、下部定量室１２内に導入される。このように、下部定量室１２内に導入される粉粒体は、それぞれインペラ２０により形成された計量枡１９に順次充填され、粉粒体排出口１８へ逐次移送される。なお、前記粉粒体排出口１８には、排出される粉粒体を外部へ案内供給するための排出筒２３が設けられている。

このように構成された本実施例の粉粒体の連続定量供給装置によれば、基本的に粉粒体の連続定量供給を行うことができる。しかるに、本発明においては、粒子径が比較的小さく、流動性に富む粉粒体の取扱いに際し、フラッシングを発生することなく、粉粒体の連続的な定量供給を安定かつ高精度に達成することができるように構成したものである。

従って、本実施例の粉粒体の連続定量供給装置においては、図１ないし図３に示すように、前記下部定量室１２において、前記インペラ２０の計量枡１９が前記粉粒体排出口１８の位置から空の状態で移動する計量枡１９の位置に対応し、前記仕切板１５の内面側に前記計量枡１９の容積を拡大する空間部３０を設けた構成からなる。すなわち、本実施例においては、前記仕切板１５に設定する空間部３０を、インペラ２０の上側を覆うように配置した仕切板１５としてのインペラカバーＩＣの凹部Ｓとして形成する。そして、前記インペラカバーＩＣには、粉粒体供給開口部１４を、隣接する複数の計量枡１９が同時期において開放されるように設けると共に、前記凹部Ｓを、計量枡１９の回転方向における先端部の一部が、粉粒体供給開口部１４に到達した際にその上面が開放される位置まで設定する〔図４の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）参照〕。

この場合、前記インペラカバーＩＣの凹部Ｓは、図４の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、計量枡１９の回転方向に延在する始端３０ａが、前記粉粒体排出口１８と連通するように位置設定すると共に、前記粉粒体供給開口部１４に到達した計量枡１９の上面の半分程度まで開放される状態において前記凹部Ｓが終端３０ｂするように位置設定する。

このように構成することにより、粉粒体供給開口部１４において上部貯留室１０から下部定量室１２のインペラ２０により形成される計量枡１９に、粉粒体の導入が開始される際に、粉粒体の導入が開始される計量枡１９内の置換空気は、インペラカバーＩＣに形成された凹部Ｓを介して粉粒体排出口１８へ導出されるため、置換空気によるフラッシングの発生を確実に防止することができる。

従って、本実施例における粉粒体の連続定量供給装置によれば、粉粒体の充填に伴う置換空気を複数の計量枡１９を通過させて粉粒体排出口１８に導くものであるから、従来のように下部定量室１２の内部で粉粒体が置換空気を巻き込んで流動化することがなくなる。これにより、粉粒体は、均一にして嵩密度が高いまま計量枡１９に充填されると共に、インペラ２０の隙間から粉粒体が漏れ難くなり、同一回転数での粉粒体の供給能力が向上し、定量供給精度も高められる。

以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、本発明の精神を逸脱しない範囲内において、多くの設計変更が可能である。

本発明に係る粉粒体の連続定量供給装置の一実施例を示す要部断面側面図である。 図１に示す粉粒体の連続定量供給装置のＡ−Ａ線要部断面平面図である。 図２に示す粉粒体の連続定量供給装置のＢ−Ｂ線要部拡大断面側面図である。 （ａ）ないし（ｃ）は、図２に示す粉粒体の連続定量供給装置の下部定量室におけるインペラにより形成される計量枡と、仕切板（インペラカバー）に形成する空間部および粉粒体供給開口部との設定位置関係をそれぞれ示す説明図である。

符号の説明

１０ 上部貯留室
１２ 下部定量室
１３ 中心開口部
１４ 粉粒体供給開口部
１５ 仕切板（インペラカバーＩＣ）
１６ 回転軸
１７ 攪拌体
１８ 粉粒体排出口
１９ 計量枡
２０ インペラ
２２ 回転駆動手段
２３ 排出筒
３０ 空間部（凹部Ｓ）
３０ａ 始端
３０ｂ 終端

Claims (4)

1. 粉粒体を貯留する上部貯留室と粉粒体を定量に保持する下部定量室とを同心的に配置し、中心部に開口部を設けると共に周囲部に粉粒体供給開口部を設けた仕切板を介して前記上部貯留室と下部定量室とを連通するように形成し、前記仕切板の中心開口部を挿通する回転軸上において、前記上部貯留室側には攪拌体を配置すると共に、前記下部定量室にはその底部に設けた粉粒体排出口に対し順次旋回移動する複数の計量枡を形成したインペラを配設してなる粉粒体の連続定量供給装置からなり、
   前記下部定量室において、前記インペラの計量枡が前記粉粒体排出口の位置から空の状態で移動する計量枡の位置に対応し、前記仕切板の内面側に前記計量枡の容積を拡大する空間部を設けると共に、
   前記空間部は、前記粉粒体供給開口部に到達した計量枡の上面が開放される位置まで設定することを特徴とする粉粒体の連続定量供給装置。
2. 前記仕切板は、インペラの上側を覆うように配置したインペラカバーからなり、前記粉粒体供給開口部を、隣接する複数の計量枡が同時期において開放されるように設定すると共に、前記空間部を、計量枡の回転方向における先端部の一部が、粉粒体供給開口部に到達した際にその上面が開放される位置まで設定することを特徴とする請求項１記載の粉粒体の連続定量供給装置。
3. 前記仕切板に設ける空間部は、前記粉粒体供給開口部に到達した計量枡の上面の半分程度までが開放される状態において終端するように位置設定することを特徴とする請求項２記載の粉粒体の連続定量供給装置。
4. 前記仕切板に設ける空間部は、インペラの上側を覆うように配置したインペラカバーの凹部として形成し、その終端を前記粉粒体排出口と連通する位置に設定することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の粉粒体の連続定量供給装置。

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