JP5484439B2 - 粉粒体の定量排出設備 - Google Patents

Description

本発明は、粉粒体を収納する複数の容器から、同時に連続して粉粒体を抜出す排出設備に関する。

粉粒体を収納する容器から、粉粒体を連続して定量的に抜出す排出機として、ベルトフィーダー、振動フィーダー、スクリューフィーダー、ロータリーフィーダー、ロールフィーダー等が使用されている。これらの中でも、ベルトフィーダー及びロールフィーダーは、精度の高い流量設定が必要な場合に、多く用いられている。

粉粒体を取り扱う工業分野において、複数の容器から夫々が保有する粉粒体を同時に抜出し、一つの容器に搬送する設備がしばしば必要となる。このような場合には、上記のような排出機が各容器の下側に１台ずつ配設される。そして、各容器から抜出した粉粒体を所定の場所に搬送するために、ベルトコンベヤ等が用いられる。

このような設備の一例を図５に示す。この排出設備１２０においては、粉粒体を収納する複数の容器１０ａ、１０ｂ、・・・１０ｅの下側に、粉粒体を抜出すためのロールフィーダー９０ａ、９０ｂ、・・・９０ｅがそれぞれ配設されている。そして、各ロールフィーダー９０ａ、９０ｂ、・・・９０ｅの下側に、抜出された粉粒体を移送するためのベルトコンベヤ１２２が配設されている。

ベルトコンベヤ１２２は、ケーシング１２１内に収納されている。ロールフィーダー９０ａ、９０ｂ、・・・９０ｅの出口側に連結された供給管１２５ａ、１２５ｂ、・・・１２５ｅは、ケーシング１２１の上部を貫通して、ケーシング１２１内に挿入され、その先端側はベルトの搬送方向に沿って、配置されている。各ロールフィーダー９０ａ、９０ｂ、・・・９０ｅから排出される粉粒体は、供給管１２５ａ、１２５ｂ、・・・１２５ｅを通って、ベルトコンベヤ１２２に供給される。ケーシング１２１は、ベルトコンベヤ１２２の搬送方向終端の下方に、粉粒体排出口１２４を備えている。供給管１２５ａ、１２５ｂ、・・・１２５ｅからベルトコンベヤ１２２に供給される粉粒体は、ベルトコンベヤ１２２の搬送方向（矢印Ｘ）に搬送され、前記粉粒体排出口１２４からベルトコンベヤ１２２の外部に排出される。

このような排出設備は、複数の容器に収納された粉粒体を同時に連続的に抜出して、所定の場所に搬送することができる。しかしながら、このシステムは、ロールフィーダー９０ａ、９０ｂ、・・・９０ｅ及びベルトコンベヤ１２２を備えているので、これらを駆動する回転機器及び電動機の数が多くなる。このため、設備費用が増大し、回転機器及び電動機を維持管理する費用が増大する。更に、各粉粒体容器の下側に、ロールフィーダーとベルトコンベヤとを配設するために、各容器を高い位置に配置しなければならず、高さ方向に大きな設置スペースを必要とする。

このような問題を解決するために、特許文献１には、ロールフィーダーの入口部に仕切を設けることにより、複数の容器から粉粒体を連続的に抜出す排出機が提案されている。この排出機は、ロールの軸方向に沿うロール周面に、複数の容器に連通する粉粒体の入口流路が複数形成されている。この構造により、前記排出機は複数の容器から粉粒体を連続して抜出すことができる。

この排出機を使用すると、図５のシステムにおいて必要な複数のロールフィーダーを、１台の排出機に置き換えることができる。したがって、回転機器及び電動機の数を低減する効果が得られる。しかしながら、この排出機の場合は、各容器からこの排出機に粉粒体を供給する複数のシュートが必要である。これらのシュートは粉粒体の安息角以上の仰角を必要とする。このため、高さ方向に大きな設置スペースを必要とする点では、問題を残している。
特開平１１−７６７９４号公報

この発明の第１の目的は、複数の容器に収納された粉粒体を、同時に連続して定量的に抜出す粉粒体の排出設備を提供することにある。第２の目的は、回転機器及び電動機の数を少なくし、設備費及び維持管理費が低減された排出設備を提供することにある。第３の目的は、高さ方向に大きな設置スペースを必要としない排出設備を提供することにある。第４の目的は、抜出した粉粒体を所定の場所に搬送する機能を備えた排出設備を提供することにある。第５の目的は、粉粒体を抜出す際の精度が良好で、定量性に優れた排出設備を提供することにある。

本発明は、以下に記載するものである。

〔１〕 粉粒体を収納する複数の容器から、粉粒体を同時に抜き出す排出設備であって、
内部にベルトコンベヤを備えると共に、ベルトコンベヤの搬送方向終端の下方に粉粒体排出口を有するケーシングと、
前記ベルトコンベヤの搬送方向に沿って、ケーシングを貫通してその下端側をケーシング内に挿入すると共に、その下端をベルトコンベヤのベルトの上方に配設した複数の供給管とからなり、
前記供給管の下端側は、ベルト搬送方向下流側が、その下端から上方に向って所定長さを切り欠かれてなり、
ベルト搬送方向上流側から１番目の供給管が、その下端とベルト上面との間隔を、粉粒体の平均粒径の２〜３倍として取付けられてなり、
ベルト搬送方向上流側から２番目以後の供給管が、その下端とベルト上面との間隔を、粉粒体の平均粒径の３〜５倍として取付けられてなり、
各供給管による粉粒体の抜出し量Ｑ（ｍ ³ ／ｈ）が、次式、

Ｑ＝ｋ・ｐ・ｑ・ｖ ‥‥‥‥（式１）

（ここで、ｋは粉粒体により決まる流量係数（−）で、ｐは切欠高さ（ｍ）で、ｑは切欠幅（ｍ）で、ｖはベルトの走行速度（ｍ／ｈ）で、
ベルト搬送方向上流側から１番目の供給管の場合は、切欠高さｐは、供給管の下端に切り欠かれた切り欠き長さと、供給管の下端とベルト上面との間隔ｒとの合計の長さで、
ベルト搬送方向上流側から２番目以後の供給管の場合は、切欠高さｐは、供給管の下端に切り欠かれた切り欠き長さである。）

で表わされる各抜出し量を有する定量排出設備。

〔２〕ベルト搬送方向上流側から２番目以後の供給管が、その下端側に、上流側から下流側に向って漸次拡大するＶ字状の分散板を取付けられてなる〔１〕に記載の定量排出設備。

〔３〕 各供給管の下方の前記ベルトの下面に、摺動自在にベルトに接触してそれぞれベルトサポートが設けられてなる〔１〕又は〔２〕に記載の定量排出設備。

本発明の排出設備は、複数の容器に収納された粉粒体を、同時に連続して定量的に抜出すことができる。また、この排出設備は、使用する回転機器及び電動機の数が少ないので、設備費及び維持管理に要する費用を低減することができる。この排出設備は、高さ方向に大きな設置スペースを必要としない。さらに、この排出設備は、抜出した粉粒体をまとめて所定の場所に搬送する機能を備えている。そして、この排出設備は、定量性に優れた粉粒体の抜出しを行うことができる。

本発明の排出設備の一例を示す概略縦断面図である。 排出設備の主部の一例を示し、（ａ）は概略縦断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ矢視の概略横断面図である。 上流側から１番目の供給管を示し、（ａ）は全体図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視横断面図、（ｅ）は（ａ）のＣ−Ｃ矢視横断面図である。 上流側から２番目の供給管を示し、（ａ）は全体図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は（ａ）のＤ−Ｄ矢視横断面図、（ｅ）は（ａ）のＥ−Ｅ矢視横断面図である。 従来の排出設備の一例を示す概略縦断面図である

符号の説明

１０ａ〜１０ｅ 容器
２０、１２０ 排出設備
２１、１２１ ケーシング
２２、１２２ ベルトコンベヤ
２３ａ〜２３ｅ 粉粒体供給口
２４、１２４ 粉粒体排出口
２５ａ〜２５ｅ、１２５ａ〜１２５ｅ 供給管
２６ｂ〜２６ｅ 分散板
２７ａ〜２７ｅ ベルトサポート
２９ ベルト
３０ａ〜３０ｃ 切欠部
９０ａ〜９０ｅ ロールフィーダー

以下、本発明の実施の一形態について図面を参照して説明する。図１に示すように、本発明の排出設備２０は、粉粒体を収納する複数(図１においては５個)の容器１０ａ、１０ｂ、・・・１０ｅから、粉粒体を同時に抜出す排出設備である。本発明において、容器とは、単に粉粒体を貯蔵する容器に限らず、連続的な処理を行うために粉粒体が所定の滞留時間で通過する機器を、全て含む。この様な容器としては、工業的プロセスで使用される反応器や熱交換器等がある。

排出設備２０は、複数の粉粒体供給口２３ａ、２３ｂ、・・・２３ｅ及び１個の粉粒体排出口２４を備えるケーシング２１と、ケーシング２１の内部に設けられるベルトコンベヤ２２と、各粉粒体供給口２３ａ、２３ｂ、・・・２３ｅに取付けられる供給管２５ａ、２５ｂ、・・・２５ｅとからなる。

ケーシング２１は、供給管２５ａ、２５ｂ、・・・２５ｅを取付けるための支持体の役割をなすと共に、防塵や雨除けのためにベルトコンベヤ２２全体を覆うカバーの役割をなしている。容器１０ａ、１０ｂ、・・・１０ｅが反応器等である場合には、ケーシング２１を密閉構造にすることにより、ケーシング２１の内外をガスが流通しないようにしても良い。ケーシング２１には、適宜、内部点検用の覗き窓や点検口を設けることが好ましい。

粉粒体供給口２３ａ、２３ｂ、・・・２３ｅは、ケーシング２１の上面に、ベルトコンベヤ２２の搬送方向（矢印Ｘ方向）に沿って略直線状に設けられている。粉粒体排出口２４は、ベルトコンベヤ２２の搬送方向終端部において、ケーシング２２の下部に設けられている。

ベルトコンベヤ２２のベルト２９は、Ｘ方向に走行し、各粉粒体供給口２３ａ、２３ｂ、・・・２３ｅから連続してベルト２９に供給される粉粒体を、粉粒体排出口２４に搬送して、粉粒体排出口２４から連続的にケーシング２１の外部に排出する。粉粒体を定量的に抜出すために、用いられるベルト２９は、載置面がフラットであり、走行に際して上下の揺れの少ないことが好ましい。

粉粒体の抜出し量について定量性を高めたい場合には、ベルト２９の下面に摺動自在にベルトサポート２７ａ、２７ｂ、・・・２７ｅを設けることが好ましい。

ベルトサポート２７ａ、２７ｂ、・・・２７ｅは、各供給管２５ａ、２５ｂ、・・・２５ｅの下方に設ける。図１及び図２に示すように、ベルトサポート２７ａ、２７ｂ、・・・２７ｅは、ベルト２９の下面を摺動自在に支持する。ベルトサポート２７ａ、２７ｂ、・・・２７ｅは、フラットな上面を備え、適宜ケーシング１２に固定される。

供給管２５ａ、２５ｂ、・・・２５ｅは、筒状をなすものであり、ケーシング２１の上面を貫通した状態で各粉粒体供給口２３ａ、２３ｂ、・・・２３ｅに取付けられる。供給管２５ａ、２５ｂ、・・・２５ｅの上端側は、ケーシング２１の外側に突出して各容器１０ａ、１０ｂ、・・・１０ｅへの接続口を形成している。各供給管２５ａ、２５ｂ、・・・２５ｅの下端側は、ケーシング２１の内部に挿入され、その下端がベルト２９の上方に配設される。

本発明の排出設備２０は、ベルトコンベヤ２２によって複数の容器１０ａ、１０ｂ、・・・１０ｅから同時に粉粒体を抜出す設備である。各供給管２５ａ、２５ｂ、・・・２５ｅの下端とベルト２９との位置関係は、ベルト２９上の１本の走行軌跡上に、複数の供給管２５ａ、２５ｂ、・・・２５ｅの下端が位置している。通常、供給管２５ａ、２５ｂ、・・・２５ｅは、ベルト２９の搬送方向に沿って一直線状に設けられる。必要により、２列以上とすることや、ランダムな配置とすることも可能である。

供給管２５ａ、２５ｂ、・・・２５ｅの断面形状は、円形、楕円形三角形、四角形等の多角形等の如何なる形状でも良い。しかし、下端部の断面形状は矩形とすることが好ましい。供給管２５ａ、２５ｂ、・・・２５ｅの下端部の形状について、図２〜図４により説明する。

図２は、供給管２５ａ、２５ｂ、２５ｃ及び粉粒体の流れる様子を示している。図２（ａ）は縦断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ矢視における横断面図である。ベルトコンベヤ２２のベルト２９は、矢印Ｘで示す方向に走行する。供給管２５ａ、２５ｂ、２５ｃの下端側は、ベルト搬送方向下流側が、その下端から上方に向って所定長さ切り欠かれている。したがって、ベルト２９の走行に伴って、この切欠部３０ａ、３０ｂ、３０ｃから粉粒体が抜出されることになる。

図３は、排出設備２０において、ベルト搬送方向上流側から１番目となる供給管２５ａを示している。図３において、（ａ）は供給管２５ａの全体図、（ｂ）はベルト搬送方向下流側から見た下端部の正面図、（ｃ）は下端部の側面図、（ｄ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視横断面図、（ｅ）は（ａ）のＣ−Ｃ矢視横断面図である。

供給管２５ａによる粉粒体の抜出し量Ｑ（ｍ³ ／ｈ）は、次式で表わされる。

Ｑ＝ｋ・ｐ・ｑ・ｖ ‥‥‥‥（式１）
ここで、各変数は次の値である。
ｋ： 粉粒体により決まる流量係数（−）
ｐ： 切欠高さ（ｍ）
ｑ： 切欠幅（ｍ）
ｖ： ベルトの走行速度（ｍ／ｈ）
供給管２５ａの下端とベルト２９の上面との間隔ｒは、出来る限り小さい方が、排出量が一定するので好ましい。しかし、供給管２５ａの下端がベルト２９の上面を摺動すると、ベルト２９を傷めるので好ましくない。また、ベルト２９に付着した粉粒体が、粉粒体排出口から排出されずに周回し続け、供給管２５ａの下端とベルト２９の間に挟み込まれることがある。したがって、間隔ｒは、粉粒体の平均粒子径の２〜３倍とすることが好ましい。式１において、切欠高さｐは、供給管の下端に切り欠かれた切り欠き長さと、供給管の下端とベルト上面との間隔ｒとの合計の長さである。従って、切り欠き高さｐは、ｒを含む高さである。

ベルト進行方向上流側から２番目以後の供給管２５ｂ、２５ｃ、‥‥２５ｅは、１番目の供給管２５ａと同じ形状である。しかし、上流から搬送されてくる粉粒体が供給管２５ｂ、２５ｃ、‥‥２５ｅの下端部に突き当り、これら下端部に大きな力を与える。その結果、ベルトコンベヤ２２の駆動動力が増大すると共にベルト２９の寿命を短縮することになる。

このため、２番目以後の供給管２５ｂ、２５ｃ、‥‥２５ｅには、その下端側に、上流側から下流側に向って水平方向の幅が漸次拡大するＶ字状の分散板２６ｂ、２６ｃ、‥‥２６ｅを取付けることが好ましい。

図４は、排出設備２０において、ベルト進行方向上流側から２番目となる供給管２５ｂを示している。図４において、（ａ）は供給管２５ｂの全体図、（ｂ）はベルト搬送方向下流側から見た下端部の正面図、（ｃ）は下端部の側面図、（ｄ）は（ａ）のＤ−Ｄ矢視横断面図、（ｅ）は（ａ）のＥ−Ｅ矢視横断面図である。

供給管２５ｂにおいて、上流から搬送されてくる粉粒体は、分散板２６ｂによってベルト２９の両幅方向に押し遣られる。その結果、下流の供給管２５ｃに与える力を減少させることができる。分散板２６ｂ、２６ｃ、・・・２６ｅを採用することによって、ベルトコンベヤ２２の駆動動力を低減させ、ベルト２９の寿命を延長させることができる。

分散板２６ｂの形状は、種々の変形が考えられる。しかし、ベルト搬送方向に向って左右対称となるＶ字状とすれば、簡単であり、確実に効果がある。粉粒体の流れに向う、分散板２６ｂの先端の角度αは、５０〜６０°が好ましい。

供給管２５ｂによる粉粒体の抜出し量Ｑ（ｍ³ ／ｈ）は、供給管２５ａと同様にして、式１により計算することができる。ただし、式１におけるｐの値は、ベルト表面からではなく、供給管２５ｂの下端からの切欠高さとなる。図４（ｃ）に示すように、ベルト表面から供給管２５ｂ下端までの高さｓには、供給管２５ａで抜出された粉粒体が既に存在しているからである。

ベルト進行方向上流側から２番目以後の供給管２５ｂ、２５ｃ、‥‥２５ｅにおいて、ベルト表面から供給管下端までの高さｓの値は、粉粒体の平均粒径の３倍以上とすることが好ましく、具体的には、平均粒径の３〜５倍とすることがより好ましい。このようなｓの値を採用することにより、上流からの粉粒体を、噛み込みを起こすことなく、通過させることができる。

本発明の排出設備２０は、ベルト２９上の、好ましくは１本の走行軌跡上に、複数の供給管２５ａ、２５ｂ、・・・２５ｅの下端を位置させることにより、コンパクトな排出設備とすることができる。本排出設備は、各供給管２５ａ、２５ｂ、・・・２５ｅの間隔を任意に設けることができるので、各容器を各供給管の真上に直接配置することができる。その結果、従来の装置のように、容器と供給管とを結ぶシュート等の装備が不要になる。これらの理由で、本排出設備は、高さ方向に大きなスペースを必要としない。このため、容器１０ａ、１０ｂ・・・１０ｅの配置上端の位置が低くなり、容器の配置に必要な架構を小さくすることができる。

ベルトサポート２７ａ、２７ｂ、・・・２７ｅをベルト２９の下面に設けることにより、各供給管２５ａ、２５ｂ、・・・２５ｅの下端とベルト２９上面との間隔が精度良く一定に保たれる。その結果、定量性に優れた粉粒体の抜出しを行うことができる。事故で、ベルト２９が突然切断する場合も、容器１０ａ、１０ｂ、・・・１０ｅから流出する粉粒体は、ベルトサポート２７ａ、２７ｂ、・・・２７ｅが受け止める。従って、粉粒体がケーシング２１内に大量に流出することを防ぐことができる。

なお、上記形態においては、粉粒体供給口２３ａ、２３ｂ、・・・２３ｅは、ケーシング２１の上部に一直線状に設けた。しかし、これに限られず、必要によりケーシング２１上部の任意の位置に設けることも可能である。

更に、ケーシング２１に粉粒体供給口２３ａ、２３ｂ、・・・２３ｅを設けずに、ケーシング２１の機壁を直接貫通して、供給管２５ａ、２５ｂ、・・・２５ｅを取付けることもできる。しかし、供給管２５ａ、２５ｂ、・・・２５ｅの下端とベルト２９の上面との間隔の調整や、分散板２６ｂ、２６ｃ、・・・２６ｅ等の点検、ベルト２９の交換等のような、保守・点検作業が容易にできることが好ましい。

このため、粉粒体供給口２３ａ、２３ｂ、・・・２３ｅをケーシング２１に設けて、供給管２５ａ、２５ｂ、・・・２５ｅをケーシング２１から取外しができる構造にすることが好ましい。また、供給管２５ａ、２５ｂ、・・・２５ｅは、必ずしも垂直であることが必要ではなく、傾斜して取り付けることも可能である。

Claims (3)

1. 粉粒体を収納する複数の容器から、粉粒体を同時に抜き出す排出設備であって、
   内部にベルトコンベヤを備えると共に、ベルトコンベヤの搬送方向終端の下方に粉粒体排出口を有するケーシングと、
   前記ベルトコンベヤの搬送方向に沿って、ケーシングを貫通してその下端側をケーシング内に挿入すると共に、その下端をベルトコンベヤのベルトの上方に配設した複数の供給管とからなり、
   前記供給管の下端側は、ベルト搬送方向下流側が、その下端から上方に向って所定長さを切り欠かれてなり、
   ベルト搬送方向上流側から１番目の供給管が、その下端とベルト上面との間隔を、粉粒体の平均粒径の２〜３倍として取付けられてなり、
   ベルト搬送方向上流側から２番目以後の供給管が、その下端とベルト上面との間隔を、粉粒体の平均粒径の３〜５倍として取付けられてなり、
   各供給管による粉粒体の抜出し量Ｑ（ｍ ³ ／ｈ）が、次式、
   
   Ｑ＝ｋ・ｐ・ｑ・ｖ ‥‥‥‥（式１）
   
   （ここで、ｋは粉粒体により決まる流量係数（−）で、ｐは切欠高さ（ｍ）で、ｑは切欠幅（ｍ）で、ｖはベルトの走行速度（ｍ／ｈ）で、
   ベルト搬送方向上流側から１番目の供給管の場合は、切欠高さｐは、供給管の下端に切り欠かれた切り欠き長さと、供給管の下端とベルト上面との間隔ｒとの合計の長さで、
   ベルト搬送方向上流側から２番目以後の供給管の場合は、切欠高さｐは、供給管の下端に切り欠かれた切り欠き長さである。）
   で表わされる各抜出し量を有する定量排出設備。
2. ベルト搬送方向上流側から２番目以後の供給管が、その下端側に、上流側から下流側に向って漸次拡大するＶ字状の分散板を取付けられてなる請求項１に記載の定量排出設備。
3. 各供給管の下方の前記ベルトの下面に、摺動自在にベルトに接触してそれぞれベルトサポートが設けられてなる請求項１又は２に記載の定量排出設備。

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