JP5064845B2 - ホッパー - Google Patents

Description

本発明は、ホッパーに関する。さらに詳しくは、粉体や粒状体等を内部に収容し、下部に設けられた排出口から所定の配管等に粉体等を供給するために使用されるホッパーに関する。

従来から、粉体や粒状体を収容したホッパー内では、粉体や粒状体がホッパー壁面間をつなぐように固結し、固結した部分（以下、単にブリッジという）よりも上方に位置する粒状体等の排出を阻害する現象が生じていた。
かかる問題を解決するために、ホッパー内におけるブリッジ形成を阻害したり、形成されたブリッジを破壊したりする装置が開発されている（例えば、特許文献１〜３）。

特許文献１，２には、ホッパー内面に網やプレートを設けておき、この網等を振動させることによって、ホッパー内部の粉体等に振動を加える技術が開示されている。
また、特許文献３には、ホッパー内面に棒状体を立設しておき、この棒状体を振動させることによって、ホッパー内面に固着した粉体等に振動を加える技術が開示されている。

しかるに、特許文献１，２の技術では、網等の部材によって粉体等に振動を加えるため、粉体等に加わる力が分散してしまい、局所的に強固に固結している場合には十分な破砕効果は得られない。とくに、網等は、ホッパーの排出口から離れた位置に設置されているので、ホッパー排出口内において固結した粉体等には十分は固結破壊効果を発揮することができない。
また、特許文献３の技術も、ホッパー上方部や上方壁面部に棒状体が配置されているため、ホッパー排出口内における固結破壊には有効でない。

実開昭６２−１１５３９５号 特開平７−４１０８２号 実開昭５７−２９５９１号

本発明は上記事情に鑑み、ブリッジの形成防止やブリッジの破壊を行うことができ、排出口内における粒状体の閉塞も効果的に防ぐことができるホッパーを提供することを目的とする。

第１発明のホッパーは、粒状に形成された物体の収容排出に使用されるホッパーであって、排出口近傍における内面に設けられたプレートと、該プレートを振動させる振動手段とを備えており、前記プレートにおける前記排出口側の端部先端が尖っていることを特徴とする。
第２発明のホッパーは、第１発明において、前記プレートは、その先端が、ホッパー排出口を挿通する位置に配設されていることを特徴とする。
第３発明のホッパーは、第１または第２発明において、前記プレートは、板状部材と、該板状部材の先端に取り付けられた、先端が尖った槍状部材と、を備えており、該槍状部材は、その基端が前記板状部材の先端に取り付けられていることを特徴とする。
第４発明のホッパーは、第３発明において、前記槍状部材は、前記板状部材よりも強度が高い素材によって形成されていることを特徴とする。
第５発明のホッパーは、第４発明において、前記板状部材が、前記槍状部材よりも軽量な素材によって形成されていることを特徴とする。
第６発明のホッパーは、第１、第２、第３、第４または第５発明において、ホッパー外壁に対して振動を加える起振手段を備えていることを特徴とする。
第７発明のホッパーは、第１、第２、第３、第４、第５または第６発明において、ホッパー内に収容される物体が、硝酸アンモニウムを含むことを特徴とする。
第８発明のホッパーは、第７発明において、前記物体中の硝酸アンモニウムの重量割合が、１重量％以上であることを特徴とする。

第１発明によれば、プレートを振動させれば、ホッパー内の物体に振動を加えることができるので、物体同士が結合してブリッジが形成されていても、このブリッジを破壊することができる。しかも、排出口側の先端が尖っているので、排出口側の物体には、局所的に強い振動を与えることができる。よって、局所的に強く固結している部分が存在していても、その部分がプレート先端近傍に位置していれば、効果的に振動を加えることができ、効果的に固結を破壊することができる。
第２発明によれば、先端部が排出口に挿通されているので、排出口内の物体に強い振動を効果的に加えることができる。すると、排出口内で物体が固結することを防ぐことができるし、たとえ排出口内で物体が固結して排出口を閉塞していても、物体の固結を破壊して閉塞を解消することができる。
第３発明によれば、板状部材と槍状部材の材質等を変えることができるので、板状部材の素材に係わらず、槍状部材の材料に強度の高い材料を使用することができるから、プレートの先端近傍における固結破壊効果は高くすることができる。
第４発明によれば、槍状部材に強度の高い材料を使用しているので、板状部材の強度を弱くしても、プレートの先端近傍における固結破壊効果は高くすることができる。
第５発明によれば、板状部材として軽量な素材を使用しているので、プレート全体を軽量化することができる。そして、槍状部材に強度の高い材料を使用しておけば、板状部材の素材に係わらず、プレートの先端近傍における固結破壊効果は高く維持することができる。
第６発明によれば、プレートからの振動と起振手段からの振動の相乗効果により、ブリッジ形成をより効果的に防ぐことができ、また、形成されたブリッジをより効果的に破壊することができる。
第７発明によれば、硝酸アンモニウムを含み固結し易い物体であっても、その固結を抑制することができ、この物体を間欠的に排出口から排出する場合でも閉塞などの発生を抑制することができる。
第８発明によれば、硝酸アンモニウムの濃度が高くなることによって固結し易くなった物体でも、その固結を抑制することができ、固結を解消できる。

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１は本実施形態のホッパー１の概略説明図である。同図において符号１は、本実施形態のホッパーを示している。このホッパー１は、その下端部がろう斗状に形成されており、その下端に排出口１ｈが形成されている。なお、ホッパー１の上部には、粒状体等の収容排出される物体をホッパー１内に供給するための供給口が形成されている。
このホッパー１の排出口１ｈには、バルブ２の一端が連結されており、このバルブ２の他端には、配管３が連結されている。

このため、バルブ２を閉じた状態としてホッパー１内に物体を投入すれば、ホッパー１内に物体を収容しておくことができ、バルブ２を開けば、ホッパー１内の物体を、排出口１ｈを通して配管３に供給することができる。

図１に示すように、ホッパー１の内部には、板状の部材であるプレート１０が複数設けられている。各プレート１０は、ゴム等の弾性体11cを介してホッパー１の壁面に取り付けられている。
なお、各プレート１０を設ける位置は特に限定されず、各プレート１０の先端同士が接触しないように配置すればよい。

また、各プレート１０は、ホッパー１の外部に設けられたシェーカー等の振動手段１１にそれぞれ連結されている。この振動手段１１とプレート１０とは、ホッパー１の壁面を貫通する棒状や板状の連結部材11aと、連結部材11aと振動手段１１とをつなぐ接続部材11bとを介して連結されている。なお、ホッパー１の壁面には連結部材11aを通すための貫通孔が設けられているが、上述した弾性体11cはホッパー１内の物体が漏れることを防ぐ機能も有している。

以上のごとき構成であるから、振動手段１１を作動させれば、振動手段１１が発生した振動が接続部材11bおよび連結部材11aを介してプレート１０に伝達される。プレート１０は弾性体11cを介してホッパー１の壁面に取り付けられているので、伝達された振動によって、プレート１０をホッパー１の壁面に対して振動させることができる。すると、ホッパー１０内に粒状体が収容されていれば、プレート１０から粒状体に振動を加えることができるので、粒状体同士が結合してブリッジが形成されていても、このブリッジを破壊することができる。

なお、振動手段１１は、プレート１０をホッパー１の壁面に対して振動させることができるものであれば、どのような手段を利用してもよい。
さらになお、プレート１０をホッパー１の壁面に取り付ける方法もとくに限定されず、プレート１０をホッパー１の壁面に対して振動できるように取り付けることができるのであれば、どのような方法を用いてもよい。
さらになお、プレート１０は平板でもよいし、ホッパー１０の壁面に沿う形状に形成されていてもよい。例えば、ホッパー１０の下部が円錐状に形成されている場合などには、プレート１０の横断面は円弧状に形成されていてもよい。
さらになお、図２に示すように、プレート１０は、表裏を貫通する複数の貫通孔10hを有していれば軽量化できるという利点があるが、貫通孔10hはとくに設けなくてもよい。

図２に示すように、本実施形態のホッパー１に設けられているプレート１０は、その基端（図２では左端）から先端部10a（図２では右端部）に向かって、その幅が狭くなるように形成されている。このプレート１０の先端部10aは、その先端（図２では右端）が尖っている。

そして、図１に示すように、プレート１０は、その先端が下方、つまり、その先端がホッパー１の排出口１ｈ側に位置するようにホッパー１の壁面に取り付けられている。
しかも、プレート１０の先端部10aは、ホッパー１の排出口１ｈに挿通され、その先端が排出口１ｈの外方まで突出している（図１参照）。

以上のごとき構成であるから、振動手段１１によってプレート１０を振動させれば、プレート１０の先端部10a近傍に位置する部分には、プレート１０基端部よりも局所的に強い振動を与えることができる。
よって、局所的に強く固結している部分が存在していても、その部分がプレート１０の先端部10a近傍に位置していれば、効果的に振動を加えることができ、効果的に粒状体の固結を破壊することができる。

しかも、プレート１０の先端部10aがホッパー１の排出口１ｈに挿通されているので、従来は直接振動を与えることができなかった排出口１ｈ内の粒状体に対して、プレート１０から、直接かつ強い振動を効果的に加えることができる。
すると、排出口１ｈ内における粒状体の固結を防止することができるし、たとえ排出口１ｈ内において粒状体が固結して排出口１ｈを閉塞しても、プレート１０からの振動によって固結を破壊して閉塞を解消することができる。

とくに、プレート１０が粒状体やその固結を生じさせる物質よりも硬い場合、プレート１０の先端近傍では、その先端が粒状体等を削り取るように振動する場合もある。このような場合には、粒状体同士が固結している部分を直接除去されるので、固結を解消する効果がより一層高くなる。

なお、図２（Ｂ）に示すように、プレート１０を一枚の板状部材によって形成してもよいのであるが、図２（Ａ）に示すように、略台形状に形成された板状部材10bに、先端の尖った槍状部材10cを取り付けてプレート１０を形成してもよい。この場合、板状部材10bと槍状部材10cの材質等を変えることができる。すると、板状部材10bの強度を弱くしても、槍状部材10cに強度の高い材料を使用すれば、プレート１０の先端近傍における固結破壊効果は高くすることができる。さらに、板状部材10bとして強度は弱いが軽量な素材を使用すれば、プレート１０全体の軽量化を図りつつ、プレート１０の先端近傍における固結破壊効果は高く維持することができる。

また、図１に示すように、プレート１０の先端部10aが、ホッパー１の排出口１ｈに接続されたバルブ２内まで挿通されていれば、ホッパー１の排出口１ｈだけでなく、バルブ２内における粒状体の固結防止や固結破壊にも寄与するので、好適である。

さらに、図３に示すように、ホッパー１の外壁面に、この外壁面を振動させるエアノッカ等の起振手段２０も設けておけば、プレート１０からの振動に加えて起振手段２０からの振動をホッパー１内の乾燥品に加えることができる。すると、両振動の相乗効果により、ブリッジ形成をより効果的に防ぐことができ、また、形成されたブリッジをより効果的に破壊することができる。

本実施形態のホッパー１は、例えば、化学プラント等において、固結し易い粒状体等を一時的に貯蔵してから次工程に排出する装置として適している。
本実施形態のホッパー１を使用する一例としては、メチルメタクリレートモノマー（ＭＭＡ−ｍ）の製造に使用される２段目触媒の製造において、乾燥工程から焼成工程に触媒前駆体成型乾燥品を供給する装置として適している。

上述した２段目触媒は、一般式（Ｉ）Ｐ_aＭｏ_bＶ_cＸ_dＹ_eＯ_f （式中、Ｐ、Ｍｏ、Ｖ、Ｏはそれぞれリン、モリブデン、バナジウム、酸素を、Ｘはカリウム、ルビジウム、セシウム、タリウム等を、Ｙは銅、ヒ素、アンチモン、ホウ素、銀、ビスマス、鉄、コバルト、ランタン、セリウム等を、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆはそれぞれＰ、Ｍｏ、Ｖ、Ｘ、Ｙ、Ｏの原子比を表す）で示される組成を有する触媒であって、触媒前駆体成型乾燥品（以下、単に乾燥品という）を乾燥させ、その乾燥工程終了後、乾燥品を焼成工程に供給する。乾燥工程までは連続処理が可能であるが、焼成工程では乾燥品をバッチ処理にて焼成する。このため、乾燥工程から連続的に供給される乾燥品を一度貯蔵して間欠的に焼成工程に供給する必要がある。
ここで、２段目触媒の乾燥品には硝酸アンモニウムが含まれているので、ホッパー１内に乾燥品が貯蔵されると、硝酸アンモニウムが潮解し隣接する粒状体同士を固結する。 硝酸アンモニウムが物体中に１重量％程度含まれていても粒状体同士の固結が生じる可能性があり、物体中の硝酸アンモニウム濃度が１０重量％以上、１５重量％以上、さらには２０重量％以上となると、硝酸アンモニウムの潮解による粒状体同士を固結が非常に生じ易くなり、物体中の硝酸アンモニウム濃度の増加とともに、固結した粒状体同士の結合も強くなる。

かかる２段目触媒の製造プラントにおいて、乾燥工程と焼成工程との間に本実施形態のホッパー１を設けた場合、ホッパー１の振動手段１１を作動させれば、ホッパー１内において排出口１ｈから少し離れた部分における乾燥品にはプレート１０の基端部などから振動を伝えることができる。また、ホッパー１の排出口１ｈ近傍や排出口１ｈ内の乾燥品には、プレート１０の先端部10aから効果的に振動を加えることができる。
すると、乾燥品によってブリッジが形成されること、および、排出口１ｈ内における乾燥品同士の固結による閉塞を未然に防ぐことができる。
そして、ブリッジが形成されたり、閉塞が発生したりしても、乾燥品同士の固結を破壊して乾燥品同士を分離させることができるから、ブリッジを破壊でき、排出口１ｈの閉塞も解消することができる。
もちろん、図１に示すように、ホッパー１と焼成工程との間にバルブ２を設けておけば、乾燥工程から供給される乾燥品の貯蔵と、焼成工程への乾燥品の間欠供給が可能である。

本発明のホッパーは、上記の触媒のように潮解性を有している等して固結しやすい粒状体や粉体等を一時的に貯蔵する装置として適している。

本実施形態のホッパー１の概略説明図である。 プレート１０の概略平面図である。 図１のIII−III線矢視図である。

１ ホッパー
１ｈ 排出口
１０ プレート
１１ 振動手段
２０ 起振手段

Claims (8)

1. 粒状に形成された物体の収容排出に使用されるホッパーであって、
   排出口近傍における内面に設けられたプレートと、
   該プレートを振動させる振動手段と、を備えており、
   前記プレートにおける前記排出口側の端部先端が尖っている
   ことを特徴とするホッパー。
2. 前記プレートは、
   その先端が、ホッパー排出口を挿通する位置に配設されている
   ことを特徴とする請求項１記載のホッパー。
3. 前記プレートは、
   板状部材と、
   該板状部材の先端に取り付けられた、先端が尖った槍状部材と、を備えており、
   該槍状部材は、
   その基端が前記板状部材の先端に取り付けられている
   ことを特徴とする請求項１または２記載のホッパー。
4. 前記槍状部材は、
   前記板状部材よりも強度が高い素材によって形成されている
   ことを特徴とする請求項３記載のホッパー。
5. 前記板状部材が、
   前記槍状部材よりも軽量な素材によって形成されている
   ことを特徴とする請求項４記載のホッパー。
6. ホッパー外壁に対して振動を加える起振手段を備えている
   ことを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載のホッパー。
7. ホッパー内に収容される物体が、硝酸アンモニウムを含む
   ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６記載のホッパー。
8. 前記物体中の硝酸アンモニウムの重量割合が、１重量％以上である
   ことを特徴とする請求項７記載のホッパー。

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