JP5531725B2

JP5531725B2 - 振動搬送装置

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Publication number: JP5531725B2
Application number: JP2010080785A
Authority: JP
Inventors: 弘晃横地; 益平王; 光雄前原
Original assignee: Sinfonia Technology Co Ltd
Current assignee: Sinfonia Technology Co Ltd
Priority date: 2010-03-31
Filing date: 2010-03-31
Publication date: 2014-06-25
Anticipated expiration: 2030-03-31
Also published as: JP2011214735A

Description

本発明は、粉粒体材料を振動により搬送しながら、乾燥、冷却等させる振動搬送装置に関する。

粉粒体材料を振動させて搬送しながら熱交換する装置として、特許文献１の図３には、密閉型の振動コンベアで粉粒体を振動搬送させながら粉粒体を冷却する装置が開示されている。この装置では、粉粒体を搬送する振動コンベアの上流側に設けられた供給口から粉粒体が供給され、この振動コンベアの下部側に形成された多数の吸気口から冷却用の気体が供給されて粉粒体が冷却されるようになっている（例えば、特許文献１の明細書段落[０００９]参照）。

特開平８−５２４３号公報

一般的には、このような熱交換装置や振動搬送装置の、粉粒体材料の供給口の大きさ、例えば粉粒体材料が搬送される方向と直交する方向でのその供給口の幅は、それらの装置の振動搬送による搬送路の幅より十分に大きく形成されている。すなわち、振動搬送装置とこれに接続される上流側の装置との間で、その上流側の装置と振動搬送装置とを接続する例えばシュート等の接続路の幅や大きさが、それらの搬送路の幅や大きさよりも十分に小さく形成されている。したがって、振動搬送装置側の供給口の幅や大きさも小さいものとなる。

このような粉粒体材料の供給口と搬送路との幅や大きさの違いによって、供給口から自重で搬送路まで落下してくる粉粒体材料が、搬送路上の搬送に有効な領域を使用せずに振動乾燥装置内で搬送されるという問題がある。つまり、特に搬送路上の供給口付近において、落下してきた粉粒体材料の集合の全体幅は、供給口の幅程度でしかなく、その状態から粉粒体材料はその幅方向に直交する方向に振動により搬送される。したがって、搬送路における搬送に有効な領域が無駄になり、乾燥効率や冷却効率が低下し、搬送効率も低下することになる。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、搬送路全体を有効に使用して、粉粒状の被搬送物の、乾燥効率や冷却効率等の処理効率を向上させるとともに、搬送効率を高めることができる振動搬送装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る振動搬送装置は、搬送路と、容器と、路面部材とを具備する。
前記搬送路は、第１の幅を有する端部領域を有し、前記第１の幅に沿う第１の方向に直交する第２の方向に沿って、粉粒状の被搬送物を振動により搬送する。
前記容器は、前記第１の方向に沿って前記第１の幅より小さい第２の幅を有する、前記被搬送物の供給口を有する。また、前記容器は、前記供給口を介して前記搬送路の前記端部領域に前記被搬送物が供給されるように、前記搬送路を覆う。
前記路面部材は、前記第１の方向の成分を含む方向に向けて開口された複数の孔を有し、少なくとも前記端部領域の路面を形成する。また、前記路面部材は、前記孔を介して前記容器内の搬送路上に流入した気体により、前記第１の方向の成分を含む方向に前記被搬送物を前記端部領域で拡散させることが可能である。

容器内への気体供給は、本来、例えば被搬送物の乾燥や冷却等を目的としている。本発明では、搬送路の端部領域の幅である第１の幅が、その端部領域に被搬送物を供給するための供給口の幅である第２の幅より大きい。したがって、その供給口から端部領域に供給された被搬送物の集合の全体幅は、端部領域の幅より狭くなる。しかし、端部領域の路面を形成する路面部材に形成された複数の孔は、第１の幅の方向の成分を含む方向に向けて開口し、それらの孔から容器内に流入した気体によって、第１の幅の方向の成分を含む方向に被搬送物が拡散される。したがって、特に端部領域において搬送に有効な領域が無駄になることがないため、搬送路全体を有効に使用して、被搬送物の、乾燥効率や冷却効率等の処理効率を向上させることができる。

また、端部領域において気体によって被搬送物が拡散され、例えば端部領域の供給口の直下付近に被搬送物が集まるようなことがないので、密度の高い粉粒体の集合が形成されることを抑制することができる。搬送効率も向上させることができる。

本発明の他の形態に係る搬送装置は、所定方向に粉粒状の被搬送物を搬送する搬送路と、
前記搬送路に前記被搬送物を落下供給する供給部とを具備する。
前記搬送路の、前記供給部の下にある領域には、前記所定方向と異なる方向に気体を噴出する複数の噴気孔が設けられている。

本発明では、被搬送物を落下供給する供給部から、搬送路の、該供給部の下にある領域に落下供給された際に、複数の噴気孔から搬送の方向とは異なる方向の気体によって、被搬送物を搬送路上で拡散させることができる。供給口の直下付近に被搬送物が集まるようなことがないので、密度の高い粉粒体の集合が形成されることを抑制することができる。また、搬送効率も向上させることができる。

以上、本発明によれば、振動搬送装置の搬送路全体を有効に使用して、粉粒状の被搬送物の、乾燥効率や冷却効率等の処理効率を向上させるとともに、搬送効率を高めることができる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る振動搬送装置を示す模式的な断面図である。図２は、図１に示す振動搬送装置の平面図である。図３は、図１に示すＡ−Ａ線断面図である。図４は、振動搬送装置の容器内の乾燥ゾーン内であって、搬送路の上流部における多孔板を示し、各領域を示す平面図である。図５は、図４における多孔板の上流部の一部をさらに拡大して示した図である。図６は、図５におけるＢ−Ｂ線断面図である。図７は、多孔板上で発生する気流方向を矢印で示した図である。図８は、本発明の第２の実施形態に係る多孔板の一部である端部領域を示す平面図である。図９は、その端部領域に設けられた円板の１つを示す断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。

[第１の実施形態]
図１は、本発明の第１の実施形態に係る振動搬送装置を示す模式的な断面図である。図２は、この振動搬送装置１００の平面図であり、図３は図１に示すＡ−Ａ線断面図である。

振動搬送装置１００は、容器１と、容器１内に設けられた、被搬送物である粉粒体（図示せず）を搬送する搬送路４とを備える。粉粒体の搬送方向（第２の方向）は、この振動搬送装置１００の長手方向であり、図１〜３においてＹ軸方向である。

粉粒体は、粉粒状の食品や工業用製品等の材料である。１つの粉粒体の大きさは、数百μｍ〜数十ｍｍである。

搬送路４の路面は、気体を流通させる多数の孔（噴気孔）４１７が形成された路面部材としての多孔板４１によって形成される。容器１は、図３に示すように多孔板４１を下方側から支持するトラフ１２と、多孔板４１の上部に配置され、搬送路４を覆うように設けられたカバー１１とを有している。多孔板４１は、図示しないボルト等によってトラフ１２に固定されている。多孔板４１の材料としては、例えば金属が用いられ、例えば粉粒体の種類に応じてステンレスやチタンが用いられる。

容器１の上流側の端部の上部には、容器１内へ粉粒体を供給するための供給部となる供給口１３が設けられている。この供給口１３には粉粒体が自重を利用して落下するときの流路となる供給シュート６の一端が接続されている。供給シュート６の他端は、この振動搬送装置１００による振動乾燥処理の前の処理を行う図示しない外部装置に接続される。

図１及び２に示すように、容器１内の空間は、乾燥ゾーン１５と冷却ゾーン１６とに分かれている。乾燥ゾーン１５と冷却ゾーン１６との間に物理的な仕切があるわけではない。例えば、トラフ１２の側面には、乾燥用の気体の複数の給気ダクト２及び冷却用の気体の複数の給気ダクト２が搬送方向に沿って並ぶように接続されており、これらの給気ダクト２から乾燥用気体及び冷却用気体が容器１内へ供給される。また、容器１の上部には、搬送方向に沿って排気ダクト３が複数接続されている。上記給気ダクト２から容器１のトラフ１２内へ供給された気体は、多孔板４１の孔４１７を通って搬送路４上に流入し、排気ダクト３を介して乾燥用気体及び冷却用気体が容器１外へ排出される。多孔板４１の構造については、後に詳述する。

乾燥用気体の温度は、冷却用気体に比べ高く設定されている。気体としては、例えば空気や不活性気体が用いられる。

容器１内の下流側の端部には、粉粒体を落下させて排出する排出シュート７が設けられている。排出シュート７の路幅は、例えば下方に向かうに従って徐々に狭くなるように形成されている。

図１及び３に示すように、容器１の下部には、この容器１を振動させる振動発生装置５が設けられている。これにより、例えば鉛直方向（Ｚ軸方向）に対して図１で矢印Ｓで示すように４５°の方向で容器１が振動可能となっている。振動発生装置５はあらゆる公知の機構が適用される。一例として、振動発生装置５は、容器１に振動方向（例えば上述の４５度）に沿って取り付けられて容器１に振動力を与えるゴムバネ、ゴムバネを収縮させるためのモータを含む機構、容器１に接続された振動バネ、その他、防振バネやカウンタウェイト等を含む。

図４及び５は、多孔板４１の構造及び機能を説明するための、多孔板４１の一部を示す平面図である。図４は、上記乾燥ゾーン１５側であって、搬送路４の上流部４３（図２参照）における多孔板４１を示している。ここでいう上流部４３とは、図２に示すように供給口１３側を含む部分であって、多孔板４１のＹ軸方向において実質的に半分の部分（左側半分）である。また、下流部４４は残りの半分の部分である。図５は、その上流部４３の一部をさらに拡大して示した図である。図６は、図５におけるＢ−Ｂ線断面図である。

図４に示すように、一点鎖線で示す円形の部分は、上記粉粒体の供給口１３の大きさを示し、この供給口１３が平面的に多孔板４１と重なる位置にあることを示している。上流部４３のうち、平面で見て供給口１３を含む領域であって、供給口１３から供給される粉粒体が落下し、多孔板４１上に着地し得る領域を、供給口１３の下にある領域である端部領域４２５とする。

供給口１３のＸ軸方向の幅（第２の幅）ａは３００〜５００ｍｍとされる。本実施形態では、供給口１３は円形であり、その直径が３００〜５００ｍｍとされる。端部領域４２５のＸ軸方向の幅（第１の幅）ｂは、１８００〜２５００ｍｍとされ、また端部領域４２５のＹ軸方向の幅ｃは４００〜６００ｍｍとされる。すなわちＸ軸方向において、その供給口１３から端部領域４２５に供給された粉粒体の集合の全体幅は、端部領域４２５の幅より小さくなる。

図６に示すように、多孔板４１の孔４１７は、所定の方向に開口されて形成されており、気体がこれらの孔４１７を介して流通する時、多孔板４１は気流方向の制御板として機能する。孔４１７は、例えば切り込みプレス加工により形成される。多孔板４１の孔４１７の開口率は例えば３〜５％程度である。孔４１７の開口形状や、平面で見た孔４１７を形成する部分の形状（図５では三角形状）は、適宜設計可能である。

図５に示すように、これらの孔４１７の開口方向は、搬送路４における、端部領域４２５とこれ以外の領域４２６とで異なっている。端部領域４２５では、孔４１７の開口はＸ軸方向の成分を含む方向に向いている。端部領域４２５以外の領域４２６では、孔４１７の開口は、搬送路４の下流部４４の端部（多孔板４１の、端部領域４２５とは反対側の端部）の領域まで、搬送方向であるＹ軸方向に一様に向いている。

また、端部領域４２５がＸ軸方向で３分割されて形成された領域ごとに孔４１７の開口方向が異なっている。これら３つの領域４２５１及び４２５２は、端部領域４２５の面積が３等分されたものであってもよい。あるいはそれらは必ずしも３等分でなくてもよく、平面で見て、中央領域４２５１が少なくとも供給口１３の外形を含む面積を有する領域であればよい。

端部領域４２５のすべてにおいて、孔４１７の開口方向は中心線Ｃを中心として対称的になっており、中心線Ｃを中心として外側に向いている。端部領域４２５のうち中央領域４２５１では孔４１７の開口はＸ軸方向に向いており、両側領域４２５２では、Ｙ軸方向の成分も含む斜め方向に向いている。これらの斜め方向の角度は、例えばＸ軸から１０〜３０°とされるが、この範囲に限られない。

多孔板４１は、典型的には、１枚の板で構成されている。しかし、多孔板４１は、端部領域４２５と、それ以外の領域４２６とで２枚で構成されていてもよい。あるいは、多孔板４１は、３つの領域４２５１及び４２５２を構成する３つの板と、端部領域４２５以外の領域４２６を構成する１つの板で構成されていてもよい。

図７は、このように構成された多孔板４１上で発生する気流方向を矢印で示した図である。多孔板４１の下方から上方へ気体が流れるとき、領域４２５１、４２５２及び４２６ごとの各孔４１７の開口方向の違いによって、気体がそれら領域４２５１、４２５２及び４２６ごとに異なる方向に流れる。

具体的には、端部領域４２５では供給口１３を介して供給された粉粒体が気体の圧力によって両側に拡散するように気体が流れる。Ｘ軸の正の方向を角度０°とすると、端部領域４２５の中央領域４２５１では、中心線Ｃを中心として０°及び１８０°の方向に流れる。端部領域４２５の両側領域４２５２では、中心線Ｃを中心として１０〜３０°及び１５０〜１８０°の方向にそれぞれ流れる。そして、多孔板４１上の、端部領域４２５以外の領域４２６では９０°の方向に気体が流れる。

図１及び２に示すように、搬送路４の上流部４３であって、端部領域４２５より下流側に堰部材８が配置されている。堰部材８は板状であり、図１に示すようにその上端が上流側に配置されるように、下端が下流側に配置されるように傾くように配置されている。また堰部材８は、多孔板４１から隙間を開けて配置されている。これにより、粉粒体が中央に集中して搬送される場合に、その粉粒体の集合の多孔板４１からの高さを平坦化させ、かつ、Ｘ軸方向の両側に拡散させることができる。

また、堰部材８の上端にはＸ軸方向に沿って設けられた図示しない回転軸が取り付けられ、図示しない駆動機構により、堰部材８はその回転軸を中心に所定角度回転する。このように堰部材８が回転することにより、図１で見て堰部材８の傾きが調整される結果、例えば粉粒体の種類に応じて多孔板４１と堰部材８（の下端）との距離を調整することができる。その距離は１〜５ｍｍ程度で調整可能であるが、この範囲に限られない。

以上のように構成された振動搬送装置１００の動作を説明する。

振動搬送装置１００の搬送路４は、振動発生装置５により搬送方向に４５°で振動し、また、容器１内に乾燥用気体及び冷却用気体が流通する。この状態において、供給シュート６から供給口１３を介して容器１内に供給された粉粒体は、端部領域４２５に着地した後（あるいは粉粒体の一部は端部領域４２５に着地する前に）、多孔板４１の孔４１７を介して流れる気体の力によって、少なくとも端部領域４２５で両側へ拡散させられる。

また、多孔板４１の振動によって、振動方向であるＹ軸方向の成分の力によって粉粒体はＹ軸方向へ進む。供給口１３から供給される粉粒体の流量は連続的であり、例えば２０，０００ｋｇ／ｈであるが、もちろんこれに限られない。

そして端部領域４２５以外の領域４２６では、粉粒体は、多孔板４１の振動の力によって、かつ、Ｙ軸方向の気流の力によって、均一に拡散されてＹ軸方向に搬送される。粉粒体が中央に集合している場合には、粉粒体の集合は堰部材８により平坦化されるとともに、さらに両側へ拡散させられる。つまり堰部材８は邪魔板の機能を果たす。粉粒体の質量、粘度、粒径、形状等によっては、端部領域４２５における気流による拡散だけでは、密度の比較的高い粉粒体の集合が残る場合があるが、本実施形態によればそのような場合でも、堰部材８により搬送路４上で均一に粉粒体を拡散させることができる。

容器１内での気体の流速は、１〜２ｍ／ｓであるが、この範囲に限られず、少なくとも端部領域４２５で粉粒体が拡散される程度の流速である。また、この気体の流速は、粉粒体の種類、気体の温度、容器１の容積などが考慮されて適宜設定され得る。

このように、粉粒体は供給口１３を介して容器１内に投入された直後から、搬送方向とは異なる方向による力が与えられ、Ｘ軸方向に拡散されてからＹ軸方向に搬送される。仮に多孔板４１のすべての孔４１７の開口方向がＹ軸方向であったとすると、供給口１３から供給された粉粒体は、搬送方向に沿って徐々に進みながらＸ軸方向に徐々に拡散するので、搬送路４の搬送に有効な領域に無駄が発生することになる。本実施形態では、そのような搬送に有効な領域が無駄になることがないため、搬送路４全体を有効に使用して、粉粒体の乾燥効率を向上させることができる。また、端部領域４２５において気体によって粉粒体が拡散され、端部領域４２５の供給口１３の直下付近に粉粒体が集まるようなことがないので、密度の高い粉粒体の集合が形成されることを抑制することができる。したがって、搬送効率も向上させることができる。

[第２の実施形態]
図８は、本発明の第２の実施形態に係る多孔板の一部である端部領域を示す平面図である。これ以降の説明では、上記第１の実施形態に係る振動搬送装置１００が含む部材や機能等について同様のものは説明を簡略化または省略し、異なる点を中心に説明する。

本実施形態に係る多孔板９１の端部領域９２５では、多孔板９１の一部を構成する、Ｘ−Ｙ平面内で回転可能な複数の多孔板９１３が設けられている。この図８に示した例では、端部領域９２５がＸ軸方向に４分割され、それらの領域９２５１ごとに回転可能な多孔板９１３が設けられている。図９は、その多孔板９１３の１つを示す断面図である。これらの多孔板９１３に、上記実施形態で示した孔４１７と同様の孔９１７が複数形成されている。

図９に示すように、多孔板９１３の周縁部には、係合部９１３ａが径方向に突起するように設けられ、この係合部９１３ａが多孔板９１の本体の凹状の係合部９１ａに係合している。例えば、振動搬送装置１００の使用時には、それらの係合部９１３ａ及び９１ａ同士がボルト等の固定具９１４によって固定される。

このような多孔板９１３を有する多孔板９１によれば、例えば人手により多孔板９１３を所定角度回転させることによって、端部領域９２５に設けられた分割された領域９２５１ごとに、孔４１７の開口方向を調整することが可能となる。例えば、気体の流速、温度、湿度等に応じて、あるいは、粉粒体の種類に応じて、多孔板９１３の回転角度を調整することで、孔４１７の開口方向を調整することができ、利便性が向上する。

また、本実施形態でも第１の実施形態と同様に、振動搬送装置の搬送路全体を有効に使用して、粉粒体の乾燥効率や冷却効率等の処理効率を向上させるとともに、搬送効率を高めることができる。

[その他の実施形態]
本発明に係る実施形態は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態が実現される。

上記第１の実施形態では、端部領域４２５において３つの領域ごとに孔４１７の開口方向が異なっていた。しかし、中心線Ｃを中心として開口方向が対称的で、かつ、中心線Ｃを中心として端部領域４２５の半分の領域ではすべて開口方向が同じであってもよい。あるいは、端部領域４２５において分割領域は３つ限られず、４つ以上であってもよい。あるいは、孔４１７の開口方向は、中心線からＸ軸方向に離れるにしたがい徐々に（段階的にまたは連続的に）Ｘ軸からの角度が大きくなるように形成されていてもよい。

あるいは、Ｘ軸方向の成分を含む開口方向を有する孔４１７は、端部領域４２５だけでなく、端部領域４２５以外の領域４２６、例えば上流部４３全部や、上流部４３の上流側半分などに形成されていてもよい。その場合、端部領域４２５からＹ軸方向に下流側へ離れるにしたがい徐々に（段階的にまたは連続的に）その開口方向が９０°（Ｘ軸方向が０°とした場合）に向くように形成されていてもよい。

上記第２の実施形態に係る多孔板９１では、その端部領域９２５に多孔板９１３が設けられていたが、端部領域９２５のみならず、それ以外の多孔板９１の領域にも多孔板９１３が適宜設けられていてもよい。

堰部材８の長手方向は、搬送方向であるＹ軸方向に直交していたが、このような形状に限られない。例えば中心線Ｃを通る部分を頂点として、下流側に向かうにしたがって広がるようなＶ字状であってもよい。

振動搬送装置１００として、上記実施形態では、乾燥及び冷却処理を行う装置について説明したが、本発明の範囲は、そのうちいずれか一方を行う装置も含む。あるいは、乾燥処理に限られず、乾燥用の気体よりも温度の高い加熱目的の気体、あるいは、例えば粉粒体に水分を含ませる加湿目的の気体を利用する振動搬送装置にも本発明を適用可能である。

上記実施形態では、振動により粉粒状の被搬送物を搬送する振動搬送装置１００を例に挙げたが、ベルトコンベヤ等、振動によらないで被搬送物を搬送する搬送装置にも本発明を適用可能である。

１…容器
４…搬送路
５…振動発生装置
８…堰部材
１３…供給口
４１、９１…多孔板
４３…上流部
４４…下流部
１００…振動搬送装置
４１７、９１７…孔
４２５、９２５…端部領域

Claims

第１の幅を有する端部領域と、前記端部領域より下流側の領域とを有し、前記第１の幅に沿う第１の方向に直交する第２の方向に沿って、粉粒状の被搬送物を振動により搬送する搬送路と、
前記第１の方向に沿って前記第１の幅より小さい第２の幅を有する、前記被搬送物の供給口を有し、前記供給口を介して前記搬送路の前記端部領域に前記被搬送物が供給されるように、前記搬送路を覆う容器と、
前記搬送路の路面を形成する路面部材とを具備し、
前記路面部材は、
前記第１の方向の成分を含む方向に向けて開口された複数の孔を有し、これら複数の孔を介して前記容器内の搬送路上に流入した気体により、前記第１の方向の成分を含む方向に前記被搬送物を前記端部領域で拡散させることが可能な、前記端部領域の路面を形成する領域と、
前記第２の方向のみに向けて開口された複数の孔を有し、これら複数の孔を介して前記搬送路上に流入した気体により、前記第２の方向に前記被搬送物を拡散させることが可能であり、前記端部領域より下流側の領域の路面を形成する領域と、を含む
振動搬送装置。
請求項１に記載の振動搬送装置であって、
前記端部領域では、前記複数の孔の開口方向が、前記端部領域の前記第１の方向での中心を通る第２の方向に沿う中心線に対して線対称に前記中心から前記搬送路の外側を向き、かつ、それら複数の孔の開口方向の、前記第１の方向に対する角度が、前記中心線から前記外側へ向かうにしたがい段階的または連続的に大きくなるように構成される
振動搬送装置。