JP6491972B2 - 粉体抜出し装置及び粉体抜出し方法 - Google Patents

Description

本発明は、コンテナに封入された粉体をこのコンテナ下端の筒部の下面開口部から抜出す装置と、この装置を用いてコンテナに封入された粉体をこのコンテナ下端の筒部の下面開口部から抜出す方法に関するものである。

従来、コンテナから粉体を抜出すための抜出し装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。この粉体の抜出し装置では、前部領域に粉体流入口を有し後部領域に粉体排出口を有する輸送管の前部領域にヘッド部品が配置される。このヘッド部品は、ガス受取室を区画するとともに、複数のガス出口ポートが形成されたチャンバハウジングを有する。上記ガス受取室にはガス供給管が連通接続され、固定ケースが輸送管に沿うように延びて設けられる。また輸送管は、固定ケースをヘッド部品に第２位置より近付けて配置する第１位置を有し、第１及び第２位置間で固定ケースに対して軸方向に調節可能に構成される。またチャンバハウジングは、上記輸送管の円周方向に完全に拡張され、軸状壁部及び傾斜壁部を有する。更にガス出口ポートは、ヘッド部品の円周方向に間隔をあけて軸状壁部に形成された複数の放射状ポートと、ヘッド部品の円周方向に間隔をあけて傾斜壁部に形成された複数の傾斜ポートとを有する。

上記放射状ポートはヘッド部品の長手方向に整列され間隔をあけたペアのポートとして配置され、いずれのペアのポートもヘッド部品の周囲に、円周方向に等間隔（例えば、５〜２０ｍｍ、好ましくは１０ｍｍ）である。また放射状ポートの直径は、１〜５ｍｍの範囲内、好ましくは約２ｍｍである。更にヘッド部品は、その長手方向に約２５〜５０ｍｍの間隔で配置された壁部を有し、この壁部の内面は、好ましくは輸送管の段差領域から放射状に約１０〜３０ｍｍだけ間隔があけられ、約６０〜１００ｍｍの開いた前端部を有する。一方、傾斜ポートは、ヘッド部品の長手方向に整列されたペアの放射状ポートと同じ大きさに形成される。この傾斜ポートは、角度θで傾斜する外面を有する傾斜壁部に沿って長手方向（円周方向）に間隔をあけて形成される。上記角度θは、３０〜６０度であり、好ましくはヘッド部品の最前端で平坦な上面から約４５度である。また傾斜ポートは、傾斜壁部の傾斜外面に対して横方向に延び、空洞に連通する。

上記ガス供給管は、輸送管の内面に沿って延びて設けられ、ガス受取室に連通接続される。ガス供給管（圧力管）は溶接又はねじ切り（螺合）によって輸送管に固定される端部を有する金属材料で形成される。またガス供給管（圧力管）に導入されるガスは空気であることが好ましい。更に圧縮ガス源からガス供給管（圧力管）に圧縮ガスを導入するための延長管が輸送管の外面から離れる方向に延びて設けられ、粉体の流動化を達成するために放射状ポート及び傾斜ポートから噴射されるガスをもたらすのにポンプが選択され、上記延長管には容易に握持可能なハンドルを有する開閉弁が設けられる。

このように構成された粉体の抜出し装置では、先ず、コンテナの出口筒の基部を閉塞している閉塞部材より下方の出口筒に抜出し装置を挿入して、抜出し装置の固定ケースに上記出口筒を取付けた後に、閉塞部材を解除する。次に、輸送管を固定ケースに対して解放した後に第１位置から第２位置に移動し再び固定ケースに固定する。この第２位置では、抜出し装置のヘッド部品が、上記解除された閉塞部材より上方のコンテナの主室内に位置する。更に、この第２位置で圧縮ガスが放射状ポート及び傾斜ポートからコンテナ内に噴射され、コンテナ内の粉体が輸送管の内部を通って抜出される。

米国特許第５，７４６，３４７号明細書（クレーム１〜４、第８欄第６１行〜第９欄第２４行、第１０欄第４１行〜同欄第６５行、要約、図１Ａ、図１Ｂ、図２及び図５〜図７）

しかし、上記従来の特許文献１に示された粉体の抜出し装置では、放射状ポートから圧縮ガスが水平方向に噴射され、傾斜ポートから圧縮ガスが斜め上方向に噴射されているけれども、鉛直上方に圧縮ガスが噴射されていないため、コンテナ内に形成された粉体のブリッジを崩すことが難しく、またポンプにより圧縮された圧縮ガスが放射状ポート及び傾斜ポートから噴射されることにより、粉体を流動化しているけれども、粉体を流動化するために連続的に圧縮ガスを噴射するだけでは上記粉体のブリッジを崩すことができない不具合があった。ここで、粉体のブリッジとは、粉体がコンテナの排出口を跨ぐようにアーチ構造を形成して排出口を閉塞し、コンテナ内の粉体が排出口から排出されない現象をいう。また、上記従来の特許文献１に示された粉体の抜出し装置では、ヘッド部品が約６０〜１００ｍｍの開いた前端部を有し、このヘッド部品の長手方向に整列され間隔をあけたペアのポートとして配置された直径１〜５ｍｍの放射状ポートがヘッド部品の周囲に、円周方向に等間隔（５〜２０ｍｍ、好ましくは１０ｍｍ）に配置されており、傾斜ポートもヘッド部品の周囲に、円周方向に等間隔（放射状ポートと同程度の間隔）に配置されているため、これらのポートの個数が多くなってポートの総面積が広くなり、これらのポートから噴射される圧縮ガスの圧力が低下してしまい、コンテナ内の粉体を圧縮ガスで流動化できなくなる問題点もあった。

また、上記従来の特許文献１に示された粉体の抜出し装置では、輸送管の内面に沿って延びて設けられた金属製のガス供給管がガス受取室に連通接続され、このガス供給管が溶接又はねじ切り（螺合）によって輸送管に固定されているため、粉体のガス供給管への接触により、ガス供給管が剥離したり或いはガス供給管に発生した錆が剥離して、粉体中に異物が混入するおそれがあるとともに、ガス供給管が粉体の流れの妨げとなる問題点もあった。また、上記従来の特許文献１に示された粉体の抜出し装置では、金属製のガス供給管を溶接によって輸送管に固定しており、大径で長い輸送管も金属により形成されているため、抜出し装置が重くなってしまい、作業者が抜出し装置を容易に取扱うことができない問題点もあった。更に、上記従来の特許文献１に示された粉体の抜出し装置では、輸送管を固定ケースに対して解放した後に第１位置から第２位置に移動し再び固定ケースに固定するという煩わしい作業を必要とするため、粉体の抜出し作業性が低下してしまう問題点もあった。ここで、輸送管を第１位置から第２位置に移動させるのは、放射状ポートから水平方向に噴射される圧縮ガスをコンテナ内の粉体に効果的に作用させて粉体を流動化させるためである。

本発明の第１の目的は、コンテナ内に形成された粉体のブリッジを速やかに崩すことができるとともに、コンテナ内の粉体を流動化できる、粉体抜出し装置及び粉体抜出し方法を提供することにある。本発明の第２の目的は、第１及び第２噴射口から噴射される圧縮ガスの圧力が低下するのを防止できる、粉体抜出し装置及び粉体抜出し方法を提供することにある。本発明の第３の目的は、粉体が通過する粉体通路内にガス供給管等の突起物が存在しないので、粉体の突起物への接触による粉体中への異物の混入を防止できるとともに、粉体通路内に粉体の流れを妨げる突起物がないので、粉体が粉体通路内をスムーズに通過できる、粉体抜出し装置及び粉体抜出し方法を提供することにある。本発明の第４の目的は、作業者が抜出し装置を容易に取扱うことができるとともに、粉体の抜出し作業性の低下を防止できる、粉体抜出し装置及び粉体抜出し方法を提供することにある。

本発明の第１の観点は、図１〜図３に示すように、コンテナ１３に封入された粉体をこのコンテナ１３下端の筒部１３ｃの下面開口部１３ｄから抜出す粉体抜出し装置１０において、上部がコンテナ１３の筒部１３ｃに遊挿される粉体抜出しノズル１４と、この粉体抜出しノズル１４の内部に鉛直方向に延びて形成されコンテナ１３内の粉体が流下可能な粉体通路１６と、粉体抜出しノズル１４の上端に粉体通路１６を囲むように間隔をあけて形成され上方に向って圧縮ガスを噴射可能な複数の第１噴射口１１と、粉体抜出しノズル１４の上端に粉体通路１６を囲むように間隔をあけて形成され斜め上方かつ外方に圧縮ガスを噴射可能な複数の第２噴射口１２と、第１及び第２噴射口１１，１２に供給管１７を介して接続され第１及び第２噴射口１１，１２に圧縮ガスを供給可能な圧縮ガス源１８と、供給管１７に設けられ圧縮ガスのパルス噴射及び連続噴射を可能にするガス調整装置１９とを備えたことを特徴とする。

本発明の第２の観点は、第１の観点に基づく発明であって、更に図１に示すように、粉体抜出しノズル１４の周壁内部に筒状空間２２が形成され、この筒状空間２２の上端が第１及び第２噴射口１１，１２に連通接続され、筒状空間２２の下部に供給管１７が粉体抜出しノズル１４の周壁外面から連通接続されたことを特徴とする。

本発明の第３の観点は、第１の観点に基づく発明であって、更に図１に示すように、粉体通路１６の中心線を含む鉛直面内における第２噴射口１２の角度θ₁が、第２噴射口１２の内端を回転中心として５〜８５度の範囲内であることを特徴とする。

本発明の第４の観点は、第１の観点に基づく発明であって、更に図５に示すように、第２噴射口７２の平面視における角度θ₂が、粉体通路１６の中心から半径方向に延びる方向を基準としかつ第２噴射口７２の内端を回転中心として３０〜６０度の範囲内であることを特徴とする。

本発明の第５の観点は、第１の観点に基づく発明であって、更に図１に示すように、第１噴射口１１の直径及び個数がそれぞれ１〜５ｍｍ及び３〜１０個であり、第２噴射口１２の直径及び個数がそれぞれ１〜５ｍｍ及び３〜１０個であることを特徴とする。

本発明の第６の観点は、第１の観点に基づく発明であって、更に図１〜図３に示すように、供給管１７の途中に２方向に分岐した後に再び合流する第１及び第２分岐管４１，４２が設けられ、ガス調整装置１９が、第１分岐管４１に設けられこの第１分岐管４１を開閉する電磁弁４４と、第２分岐管４２に設けられこの第２分岐管４２を流れる圧縮ガスの圧力を調整する圧力調整弁４６と、第２分岐管４２に設けられこの第２分岐管４２を流れる圧縮ガスの流量を調整する流量調整弁４７とを有し、電磁弁４４を制御して第１及び第２噴射口１１，１２から噴射される圧縮ガスのパルス噴射のタイミングを調整するコントローラ５１を更に備えたことを特徴とする。

本発明の第７の観点は、第１の観点に基づく発明であって、更に図１に示すように、粉体抜出しノズル１４がプラスチックにより形成されたことを特徴とする。

本発明の第８の観点は、図１〜図３に示すように、第１の観点に記載の粉体抜出し装置１０を用いて、コンテナ１３に封入された粉体をこのコンテナ１３下端の筒部１３ｃの下面開口部１３ｄから抜出す粉体抜出し方法において、コンテナ１３の筒部１３ｃに粉体抜出しノズル１４の上部を遊挿し、粉体抜出しノズル１４の上端に形成された複数の第１及び第２噴射口１１，１２に圧縮ガスを圧縮ガス源１８から供給管１７を通って供給し、供給管１７に設けられたガス調整装置１９が供給管１７の開閉タイミング並びに圧縮ガスの圧力及び流量を調整し、この調整された圧縮ガスを複数の第１噴射口１１から上方に向って噴射すると同時に、複数の第２噴射口１２から斜め上方かつ外方に圧縮ガスを噴射することにより、粉体抜出しノズル１４の内部の粉体通路１６から粉体を流下させることを特徴とする。

本発明の第１の観点の粉体抜出し装置及び本発明の第８の観点の粉体抜出し方法では、粉体抜出しノズルの第１噴射口から圧縮ガスを上方に向って連続噴射及びパルス噴射し、かつ第２噴射口から圧縮ガスを斜め上方かつ外方に向って連続噴射及びパルス噴射するので、コンテナ内に形成された粉体のブリッジを速やかに崩すことができるとともに、コンテナ内の粉体を流動化することができる。また粉体抜出し装置をコンテナ下端の筒部に取付けた後に、粉体抜出しノズルを鉛直方向に移動させる必要がなく、そのまま第１及び第２噴射口から圧縮ガスを噴射できるので、粉体の抜出し作業性の低下を防止できる。

本発明の第２の観点の粉体抜出し装置では、粉体抜出しノズルの周壁内部に筒状空間を形成し、この筒状空間の上端を第１及び第２噴射口に連通接続し、筒状空間の下部に供給管を粉体抜出しノズルの周壁外面から連通接続したので、粉体が通過する粉体通路内にガス供給管等の突起物が存在しない。この結果、粉体の突起物への接触による粉体中への異物の混入を防止できる。また粉体通路内に粉体の流れを妨げる突起物がないので、粉体が粉体通路内をスムーズに通過できる。

本発明の第３の観点の粉体抜出し装置では、粉体通路の中心線を含む鉛直面内における第２噴射口の角度θ₁が、第２噴射口の内端を回転中心として５〜８５度の範囲内であるので、上記角度θ₁を粉体の特性に合せて最適な角度に設定することにより、粉体をコンテナから速やかに抜出すことができる。

本発明の第４の観点の粉体抜出し装置では、第２噴射口の平面視における角度θ₂が、粉体通路の中心から半径方向に延びる方向を基準としかつ第２噴射口の内端を回転中心として３０〜６０度の範囲内であるので、第２噴射口から噴射された圧縮ガスがコンテナ内を螺旋状に上昇するため、コンテナ内の粉体をコンテナ内面から引き剥がしてより効果的に流動化できる。

本発明の第５の観点の粉体抜出し装置では、第１噴射口の直径及び個数がそれぞれ１〜５ｍｍ及び３〜１０個であり、第２噴射口の直径及び個数がそれぞれ１〜５ｍｍ及び３〜１０個であるので、第１及び第２噴射口から噴射される圧縮ガスの圧力が低下するのを防止できる。即ち、約６０〜１００ｍｍの開いた前端部を有する直径１〜５ｍｍの放射状ポートがヘッド部品の周囲に、円周方向に等間隔（５〜２０ｍｍ、好ましくは１０ｍｍ）に配置され、傾斜ポートもヘッド部品の周囲に、円周方向に等間隔（放射状ポートと同程度の間隔）に配置されており、これらのポートの個数が多くなってポートの総面積が広くなり、これらのポートから噴射される圧縮ガスの圧力が低下してしまう従来の粉体の抜出し装置と比較して、本発明では、噴射口の数が少なく噴射口の総面積が狭いので、第１及び第２噴射口から噴射される圧縮ガスの圧力が低下するのを防止できる。

本発明の第６の観点の粉体抜出し装置では、ガス調整装置の圧力調整弁が第１及び第２噴射口から噴射される圧縮ガスの連続噴射の圧力を調整し、流量調整弁が第１及び第２噴射口から噴射される圧縮ガスの連続噴射の流量を調整し、コントローラが電磁弁を制御して第１及び第２噴射口から噴射される圧縮ガスのパルス噴射のタイミングを調整するので、より効率良くコンテナ内に形成された粉体のブリッジを速やかに崩すことができるとともに、コンテナ内の粉体を流動化することができる。

本発明の第７の観点の粉体抜出し装置では、粉体抜出しノズルをプラスチックにより形成したので、粉体抜出しノズルを金属により形成した場合と比較して、粉体抜出し装置全体の軽量化を図ることができる。この結果、作業者が抜出し装置を容易に取扱うことができる。

本発明第１実施形態の粉体抜出し装置を示す図４のＡ−Ａ線断面図である。 コンテナを省略した状態を示す図１のＢ矢視図である。 ガス調整装置及びコントローラを含む粉体抜出し装置の構成図である。 その粉体抜出し装置の粉体抜出しノズルをコンテナ下端の筒部に遊挿した状態を示す要部正面図である。 本発明第２実施形態を示す図２に対応する図である。

次に本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。

＜第１の実施の形態＞
図１〜図３に示すように、粉体抜出し装置１０は、上部がコンテナ１３下端の筒部１３ｃに遊挿される粉体抜出しノズル１４と、この粉体抜出しノズル１４の内部に鉛直方向に延びて形成された粉体通路１６と、粉体抜出しノズル１４の上端に粉体通路１６を囲むように間隔をあけて形成された複数の第１噴射口１１と、粉体抜出しノズル１４の上端に粉体通路１６を囲むように間隔をあけて形成された複数の第２噴射口１２と、第１及び第２噴射口１１，１２に供給管１７を介して接続され第１及び第２噴射口１１，１２に圧縮ガスを供給可能な圧縮ガス源１８と、供給管１７に設けられ圧縮ガスのパルス噴射及び連続噴射を可能にするガス調整装置１９とを備える。上記コンテナ１３は、この実施の形態では、ポリプロピレンやクロロプレン等により形成され可撓性を有するフレキシブルコンテナである。また、コンテナ１３は、縦長の略直方体状に形成され上面が閉止され下面が開放されたたコンテナ本体１３ａ（図４）と、このコンテナ本体１３ａの開放された下面を閉止し下方に向うに従って次第に小さくなる四角錐状に形成されたコーン部１３ｂと、このコーン部１３ｂの下端中央に下方に向って突設された上記筒部１３ｃと、この筒部１３ｃの下面に形成された下面開口部１３ｄと、コンテナ１３の上面角部に上方に向ってそれぞれ突設されコンテナ１３を吊下げるためのフック２１が係止可能なリング部１３ｅとを有する（図４）。なお、この実施の形態では、コンテナとして、フレキシブルコンテナを挙げたが、剛性を有する金属製のコンテナや、プラスチック製のコンテナ等でもよい。

上記粉体抜出しノズル１４は、コンテナ１３の下面開口部１３ｄから筒部１３ｃに遊挿可能に構成される（図１）。また、粉体抜出しノズル１４は、塩化ビニル、ポリプロピレン、ナイロン等のプラスチックにより２重管構造に形成され、これにより粉体抜出しノズル１４の周壁内部に筒状空間２２が形成される。具体的には、粉体抜出しノズル１４は、コンテナ１３の下面開口部１３ｄから筒部１３ｃに遊挿されてこの筒部１３ｃが固定バンド２３で外周面に固定される外筒部２４と、この外筒部２４に挿入され下部及び上部が外筒部２４に密着し中央部から上部にかけて隙間があくように形成された内筒部２６とを有する。外筒部２４は、外筒本体２４ａと、この外筒本体２４ａの中央外周面に形成され外筒本体２４ａの遊挿されたコンテナ１３の筒部１３ｃを固定バンド２３で締付けて外筒本体２４ａに固定可能なリング状の固定凹部２４ｂと、外筒本体２４ａの下端から下方に向って突設され外筒本体２４ａより小径に形成されたホース接続部２４ｃと、この外筒本体２４ａ内に鉛直方向に延びて形成され内筒部２６を挿入可能なアッパ孔２４ｄと、ホース接続部２４ｃ内に鉛直方向に延びて形成されたロア孔２４ｅと、外筒本体２４ａの上部に形成され固定凹部２４ｂと略同一の外径を有するアッパ凹部２４ｆとからなる。上記外筒本体２４ａ及びホース接続部２４ｃはプラスチックにより一体的に形成される。また、上記ホース接続部２４ｃの外周面にはホース２７が嵌入され、このホース２７は第１ホースバンド３１によりホース接続部２４ｃに固定される。更に、内筒部２６には鉛直方向に延びかつ上記ロア孔２４ｅと略同径の通孔２６ａが形成され、内筒部２６を外筒本体２４ａのアッパ孔２４ｄに挿入した状態で通孔２６ａがロア孔２４ｅに連通して、これら通孔２６ａ及びロア孔２４ｅによりコンテナ１３内の粉体が流下可能な粉体通路１６が形成される。なお、図３中の符号２８は、コンテナ１３から排出されてホース２７に流入した粉体を搬送するダイヤフラムポンプ等のポンプである。

内筒部２６は、下部に設けられ外筒部２４のアッパ孔２４ｄに密着した状態で挿入されるロア挿入部２６ｂと、鉛直方向中央から上部近傍にかけて設けられロア挿入部２６ｂより外径が僅かに小さい内筒本体２６ｃと、内筒本体２６ｃの上端に外方に突設されたフランジ部２６ｄと、フランジ部２６ｄの外周縁から下方に向って突設された垂下部２６ｅと、この垂下部２６ｅの下部内周側に膨出して設けられた膨出部２６ｆとからなる（図１）。上記ロア挿入部２６ｂ、内筒本体２６ｃ、フランジ部２６ｄ、垂下部２６ｅ及び膨出部２６ｆはプラスチックにより一体的に形成される。上記内筒部２６の膨出部２６ｆ内面は外筒部２４のアッパ凹部２４ｆに密着した状態で嵌入される。また、上記筒状空間２２は、外筒部２４のアッパ孔２４ｄと内筒部２６の内筒本体２６ｃとの間に形成された幅の狭い狭隘空間２２ａと、内筒本体２６の上部外周面とフランジ部２６ｄ下面と垂下部２６ｅ内周面と膨出部２６ｆ上面と外筒部２４上面とにより形成され狭隘空間２２ａの上端に連通接続された幅の広い幅広空間２２ｂとからなる。更に、内筒部２６が外筒部２４から抜けるのを防止するために、外筒部２４と内筒部２６との間の密着部分に接着剤が塗布されるとともに、外筒部２４に螺合された押しネジ２９の先端が内筒部２６外周面に圧接される。図１中の符号３３及び３４は圧縮ガスの漏れを阻止するためのＯリングである。なお、外筒部２４及び内筒部２６はプラスチックの射出成形によりそれぞれ作製してもよいが、射出成形では抜けない部分、特に内筒部２６の上部は旋盤等を用いた機械加工により所定の形状に削り出してもよく、或いは円筒状のプラスチック材から外筒部２４及び内筒部２６をそれぞれ機械加工により全て削り出してもよい。

第１噴射口１１は内筒部２６のフランジ部２６ｄに形成され、第２噴射口１２は内筒部２６のフランジ部２６ｄと垂下部２６ｅとの接続部分に形成される（図１）。上記第１噴射口１１は鉛直方向に延びて形成され、第１噴射口１１の内端に筒状空間２２の幅広空間２２ｂが連通接続され、第１噴射口１１から上方に向って圧縮ガスを噴射可能に構成される。また、第２噴射口１２は斜め上方かつ外方に延びて形成され、第２噴射口１２の内端に筒状空間２２の幅広空間２２ｂが連通接続され、第２噴射口１２から斜め上方かつ外方に向って圧縮ガスを噴射可能に構成される。更に、第１噴射口１１の直径及び個数がそれぞれ１〜５ｍｍ（より好ましくは２〜４ｍｍ）及び３〜１０個であることが好ましく、第２噴射口１２の直径及び個数がそれぞれ１〜５ｍｍ（より好ましくは２〜４ｍｍ）及び３〜１０個であることが好ましい（図２）。ここで、第１噴射口１１の直径を１〜５ｍｍの範囲内に限定したのは、１ｍｍ未満では圧縮ガスの噴射量が少な過ぎ、５ｍｍを超えると圧縮ガスの圧力が低過ぎて、コンテナ１３内の粉体のブリッジを速やかに崩すことができないからである。また、第１噴射口１１の個数を３〜１０個の範囲内に限定したのは、３個未満では圧縮ガスをコンテナ１３内に均等に噴射できず、１０個を超えると圧縮ガスの圧力が低過ぎて、コンテナ１３内の粉体のブリッジを速やかに崩すことができないからである。また、第２噴射口１２の直径を１〜５ｍｍの範囲内に限定したのは、１ｍｍ未満では圧縮ガスの噴射量が少な過ぎ、５ｍｍを超えると圧縮ガスの圧力が低過ぎて、コンテナ１３内で粉体を十分に流動化できないからである。更に、第２噴射口１２の個数を３〜１０個の範囲内に限定したのは、３個未満では圧縮ガスをコンテナ１３内に均等に噴射できず、１０個を超えると圧縮ガスの圧力が低過ぎて、コンテナ１３内で粉体を十分に流動化できないからである。

また、粉体通路１６の中心線を含む鉛直面内における第２噴射口１２の角度θ₁は、第２噴射口１２の内端を回転中心として５〜８５度の範囲内に設定されることが好ましく、１０〜６０度の範囲内に設定されることがより好ましく、１５〜４５度の範囲内に設定されることが更に好ましい（図１）。但し、この実施の形態では、第２噴射口１２の平面視における角度は、粉体通路１６の中心から半径方向に延びる方向を基準としかつ第２噴射口１２の内端を回転中心として０度である、即ち第２噴射口１２は図２の実線矢印の方向に延びて設けられる（図２）。ここで、粉体通路１６の中心線を含む鉛直面内における第２噴射口１２の角度θ₁を５〜８５度の範囲内に限定したのは、第２噴射口１２の角度θ₁が上記範囲内にあれば、コンテナ１３内の粉体の特性に応じて最適な角度θ₁を選択できるようにするためである（図１）。具体的には、上記角度θ₁が小さい第２噴射口１２は比表面積の小さい重い粉体に適し、上記角度θ₁が大きい第２噴射口１２は比表面積の大きい軽い粉体に適している。

一方、筒状空間２２の下部には、供給管１７が粉体抜出しノズル１４の周壁外面から連通接続される（図１）。具体的には、外筒本体２４ａの下部外周面に、筒状空間２２の狭隘空間２２ａ下部に連通するテーパネジ２４ｇが形成される。そしてテーパネジ２４ｇには、ニップル３６、エルボ３７、ニップル３８、手動開閉弁３９及びホースニップル４３を介して供給管１７の先端が接続され、供給管１７の基端は圧縮ガス源１８に接続される（図３）。また、供給管１７としては、耐圧ホース、塩ビ管、鋼管等が挙げられ、圧縮ガスのガスとしては、エア、窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス等を挙げられ、圧縮ガス源１８としては、エアを圧縮するコンプレッサ及び圧縮されたエアを貯留するエアタンク、圧縮ガスの貯留されたガスタンク、液体窒素の貯留された液体窒素タンク等が挙げられる。この実施の形態では、供給管１７として耐圧ホースが用いられ、この供給管１７（耐圧ホース）は第２ホースバンド３２によりホースニップル４３に固定される（図１）。また、供給管１７の途中には、２方向に分岐した後に再び合流する第１及び第２分岐管４１，４２が設けられる（図３）。ガス調整装置１９は、第１分岐管１１に設けられこの第１分岐管１１を開閉する電磁弁４４と、第２分岐管４２に設けられこの第２分岐管４２を流れる圧縮ガスの圧力を調整する圧力調整弁４６と、第２分岐管４２に設けられこの第２分岐管４２を流れる圧縮ガスの流量を調整する流量調整弁４７とを有する。上記電磁弁４４は、この実施の形態では、ソレノイドへの通電の有無により第１分岐管４１を開閉する電磁弁である。また、上記圧力調整弁４６は、この実施の形態では、減圧弁であり、この圧力調整弁４６（減圧弁）は、電磁弁４４により第１分岐管４１が閉じられた状態で、第２分岐管４２を流れる圧縮ガスの圧力を好ましくは０．０５〜０．１５ＭＰａ、より好ましくは０．１ＭＰａに設定可能に構成される。また、上記流量調整弁４７は、手動で第２分岐管４２を流れる圧縮ガスの流量を好ましくは５〜１５ｍ³／時、より好ましくは１０ｍ³／時に調整可能な弁である。更に、図３中の符号４８は第２分岐管４２を流れる圧縮ガスの流量は検出する流量計であり、符号４９は手動で供給管１７を開閉可能な手動開閉弁である。

ここで、電磁弁４４により第１分岐管４１が閉じられた状態で、第２分岐管４２を流れる圧縮ガスの圧力を圧力調整弁４６により０．０５〜０．１５ＭＰａの範囲内に限定したのは、０．０５ＭＰａ未満では圧力不足により、第１噴射口１１から噴射される圧縮ガスでコンテナ１３内の粉体のブリッジを速やかに崩すことができず、また第２噴射口１２から噴射される圧縮ガスでコンテナ１３内の粉体を十分に流動化できず、０．１５ＭＰａを超えると必要以上に圧力が大きくなり過ぎて経済的でないからである。また、第２分岐管４２を流れる圧縮ガスの流量を流量調整弁４７により５〜１５ｍ³／時の範囲内に限定したのは、５ｍ³／時未満では流量不足により、第１噴射口１１から噴射される圧縮ガスでコンテナ１３内の粉体のブリッジを速やかに崩すことができず、また第２噴射口１２から噴射される圧縮ガスでコンテナ１３内の粉体を速やかに流動化することができず、１５ｍ³／時を超えると必要以上に流量が多くなり過ぎて経済的でないからである。

更に、電磁弁４４のソレノイドには、コントローラ５１の制御出力が接続され、コントローラ５１が電磁弁４４を開閉制御することにより、第１及び第２噴射口１１，１２から噴射される圧縮ガスのパルス噴射のタイミングが調整される（図３）。上記コントローラ５１には第１及び第２タイマ５１ａ，５１ｂが設けられ、第１タイマ５１ａには電磁弁４４を閉じた状態に保持する時間（待機時間）が設定され、第２タイマ５１ｂには電磁弁４４を開いた状態に保持する時間（噴射時間）が設定される。上記待機時間は、好ましくは５〜２０秒間、より好ましくは１０秒間に設定され、上記噴射時間は、好ましくは１〜５秒間、より好ましくは１秒間に設定される。ここで、第１タイマ５１ａによる待機時間を５〜２０秒間の範囲内に限定したのは、５秒未満ではコンテナ１３内における粉体のブリッジの崩壊や粉体の流動化といった効果が殆ど変わらないにも拘らず圧縮ガスの使い過ぎとなり経済的でなく、２０秒を超えるとコンテナ１３内に粉体のブリッジが形成され易くなるからである。また、第２タイマ５１ｂによる噴射時間を１〜５秒間の範囲内に限定したのは、１秒未満ではコンテナ１３内における粉体のブリッジの崩壊や粉体の流動化といった効果が得られず、また電磁弁４４の開閉動作がその制御信号に追従できなくなるおそれがあり、５秒を超えるとコンテナ１３内における粉体のブリッジの崩壊や粉体の流動化といった効果が殆ど変わらないにも拘らず圧縮ガスの使い過ぎとなり経済的でないからである。なお、上記パルス噴射時において第１及び第２噴射口１１，１２から噴射される圧縮ガスの総流量は２０〜４０リットル／秒の範囲内に設定される。また、図１中の符号２４ｈは、内筒部２６の下部外周面から斜め下方かつ内方に向って内筒部２６の通孔２６ａに臨むように内筒部２６の円周方向に等間隔に形成された複数のキャリアガス噴射口である。これらのキャリアガス噴射口２６ｈの上端は筒状空間２２に連通し、下端は内筒部２６の通孔２６ａに連通するように構成される。

このように構成された粉体抜出し装置１０の組立手順を説明する。先ず、ニップル３６に、エルボ３７、ニップル３８、手動開閉弁３９及びホースニップル４３を接続する。次いで、外筒部２４に内筒部２６を挿入して押しネジ２９及び接着剤で固定し、外筒部２４のホース接続部２４ｃにホース２７を嵌入して第１ホースバンド３１で固定し、上記ニップル３６を外筒部２４のテーパネジ２４ｇに螺合した後に、ホースニップル４３に供給管１７（耐圧ホース）を嵌入して第２ホースバンド３２で固定する。次に、手動開閉弁３９，４９を開いて、圧縮ガス源１８から圧縮ガスを供給管１７に供給し、第１及び第２噴射口１１，１２から圧縮ガスを噴射している状態で、圧力調整弁４６により第２分岐管１２を流れる圧縮ガスの圧力を調整するとともに、流量調整弁４７により第２分岐管１２を流れる圧縮ガスの流量を調整し、コントローラ５１の第１及び第２タイマ５１ａ，５１ｂをそれぞれ所定値に設定する。更に、圧縮ガスの圧力及び流量の調整後、圧縮ガス源１８から供給管１７への圧縮ガスの供給を停止し、手動開閉弁３９，４９を閉じる。

このように組立てられた粉体抜出し装置１０を用いて粉体を抜出す方法を説明する。先ず、コンテナ１３の下面開口部１３ｄから筒部１３ｃに粉体抜出しノズル１４の上部を遊挿した後に、コンテナ１３の筒部１３ｃを外筒部２４の固定凹部２４ｂ外周面に締付けてコンテナ１３の筒部１３ｃに粉体抜出しノズル１４を固定する。このときコンテナ１３の筒部１３ｃの上部を図示しない締付けバンドで閉止してコンテナ１３内の粉体の落下を防止しておき、粉体抜出し装置１０をコンテナ１３の筒部１３ｃに固定した後に、締付けバンドを筒部１３ｃから取外す。これによりコンテナ１３内の粉体が粉体抜出しノズル１４の粉体通路１６に落下する。

次に、手動開閉弁３９，４９を開いて、圧縮ガス源１８から圧縮ガスを供給管１７に供給するとともに、コントローラ５１をオン（運転状態）にする。これにより圧縮ガスが圧縮ガス源１８から供給管１７を通って第１及び第２噴射口１１，１２に供給される。このとき、ガス調整装置１９により供給管１７の開閉タイミング並びに圧縮ガスの圧力及び流量が調整される。具体的には、コントローラ５１により制御される電磁弁４４がオフの間、即ち第１分岐管４１が閉止されている間、圧縮ガスは、上流側の供給管１７と、第２分岐管４２と、下流側の供給管１７と、筒状空間２２を通って第１及び第２噴射口１１，１２から同時に噴射され、第１噴射口１１から噴射される圧縮ガスによりコンテナ１３内の比較的小さい粉体のブリッジが崩れるとともに、第２噴射口１２から噴射される圧縮ガスによりコンテナ１３内の粉体が流動化する。一方、コントローラ５１により制御される電磁弁４４がオンの間、即ち第１分岐管４１が開放されている間、圧縮ガスは、上流側の供給管１７と、第１及び第２分岐管４１，４２と、下流側の供給管１７と、筒状空間２２を通って第１及び第２噴射口１１，１２から同時に噴射されて、第１及び第２噴射口１１，１２から噴射される圧縮ガスが増量されかつ増圧される。このとき第１噴射口１１から増量及び増圧されて噴射された圧縮ガスによりコンテナ１３内の比較的大きな粉体のブリッジが速やかに崩れるとともに、第２噴射口１２から噴射される圧縮ガスによりコンテナ１３内の粉体がより流動化する。これにより、コンテナ１３内の粉体が粉体通路１６内を流下し速やかにコンテナ１３から排出される。ここで、圧縮ガスがキャリアガス噴射口２４ｈから粉体通路１６内に斜め下方に向けて噴射されるので、コンテナ１３内の粉体は粉体通路１６をより速やかに流下する。

また、粉体抜出しノズル１４をコンテナ１３の筒部１３ｃに取付けた後に、粉体抜出しノズル１４を鉛直方向に移動させる必要がなく、そのまま第１及び第２噴射口１１，１２から圧縮ガスを噴射できるので、粉体の抜出し作業性の低下を防止できる。更に、粉体が通過する粉体通路１６内にガス供給管等の突起物が存在しないので、粉体の突起物への接触による粉体中への異物の混入を防止できる。また粉体通路１６内に粉体の流れを妨げる突起物がないので、粉体は粉体通路１６内をスムーズに通過できる。

＜第２の実施の形態＞
図５は本発明の第２の実施の形態を示す。図５において図２と同一符号は同一部品を示す。この実施の形態では、第２噴射口７２の平面視における角度θ₂が、粉体通路１６の中心から半径方向に延びる方向を基準としかつ第２噴射口７２の内端を回転中心として３０〜６０度の範囲内に設定される。ここで、第２噴射口７２の平面視における角度θ₂を３０〜６０度の範囲内に限定したのは、３０度未満では第２噴射口７２から噴射されて螺旋流になる圧縮ガスの螺旋数が少な過ぎ、コンテナ内の粉体をコンテナ内面から引き剥がして流動化する効果が少なく、６０度を超えると第２噴射口７２から噴射されて螺旋流となる圧縮ガスの螺旋数が多過ぎ、コンテナ内の粉体をコンテナ内面から引き剥がして流動化する効果がコンテナ上部の粉体に達しないからである。上記以外は第１の実施の形態と同一に構成される。

このように構成された粉体抜出し装置７０では、第２噴射口７２から噴射された圧縮ガスがコンテナ内を螺旋状に上昇して、コンテナ内の粉体をコンテナ内面から引き剥がすので、より効果的に流動化できるとともに、コンテナ内の粉体は殆ど全て排出されてコンテナ内には粉体が殆ど残らない。即ち、上記螺旋状の圧縮ガスは、コンテナ内の粉体を流動化する機能と、コンテナ内面に付着している粉体を引き剥がしてコンテナ内面を洗浄する機能とを有する。上記以外の動作は、第１の実施の形態の粉体抜出し装置の動作と略同様であるので、繰返しの説明を省略する。

１０，７０ 粉体抜出し装置
１１ 第１噴射口
１２，７２ 第２噴射口
１３ コンテナ
１３ｃ 筒部
１３ｄ 下面開口部
１４ 粉体抜出しノズル
１６ 粉体通路
１７ 供給管
１８ 圧縮ガス源
１９ ガス調整装置
２２ 筒状空間
４１ 第１分岐管
４２ 第２分岐管
４４ 電磁弁
４６ 圧力調整弁
４７ 流量調整弁
５１ コントローラ

Claims (8)

1. コンテナに封入された粉体をこのコンテナ下端の筒部の下面開口部から抜出す粉体抜出し装置において、
   上部が前記コンテナの筒部に遊挿される粉体抜出しノズルと、
   前記粉体抜出しノズルの内部に鉛直方向に延びて形成され前記コンテナ内の粉体が流下可能な粉体通路と、
   前記粉体抜出しノズルの上端に前記粉体通路を囲むように間隔をあけて形成され上方に向って圧縮ガスを噴射可能な複数の第１噴射口と、
   前記粉体抜出しノズルの上端に前記粉体通路を囲むように間隔をあけて形成され斜め上方かつ外方に圧縮ガスを噴射可能な複数の第２噴射口と、
   前記第１及び第２噴射口に供給管を介して接続され前記第１及び第２噴射口に圧縮ガスを供給可能な圧縮ガス源と、
   前記供給管に設けられ前記圧縮ガスのパルス噴射及び連続噴射を可能にするガス調整装置と
   を備えたことを特徴とする粉体抜出し装置。
2. 前記粉体抜出しノズルの周壁内部に筒状空間が形成され、この筒状空間の上端が前記第１及び第２噴射口に連通接続され、前記筒状空間の下部に前記供給管が前記粉体抜出しノズルの周壁外面から連通接続された請求項１記載の粉体抜出し装置。
3. 前記粉体通路の中心線を含む鉛直面内における前記第２噴射口の角度θ₁が、前記第２噴射口の内端を回転中心として５〜８５度の範囲内である請求項１記載の粉体抜出し装置。
4. 前記第２噴射口の平面視における角度θ₂が、前記粉体通路の中心から半径方向に延びる方向を基準としかつ前記第２噴射口の内端を回転中心として３０〜６０度の範囲内である請求項１記載の粉体抜出し装置。
5. 前記第１噴射口の直径及び個数がそれぞれ１〜５ｍｍ及び３〜１０個であり、前記第２噴射口の直径及び個数がそれぞれ１〜５ｍｍ及び３〜１０個である請求項１記載の粉体抜出し装置。
6. 前記供給管の途中に２方向に分岐した後に再び合流する第１及び第２分岐管が設けられ、前記ガス調整装置が、前記第１分岐管に設けられこの第１分岐管を開閉する電磁弁と、前記第２分岐管に設けられこの第２分岐管を流れる圧縮ガスの圧力を調整する圧力調整弁と、前記第２分岐管に設けられこの第２分岐管を流れる圧縮ガスの流量を調整する流量調整弁とを有し、前記電磁弁を制御して前記第１及び第２噴射口から噴射される圧縮ガスのパルス噴射のタイミングを調整するコントローラを更に備えた請求項１記載の粉体抜出し装置。
7. 前記粉体抜出しノズルがプラスチックにより形成された請求項１記載の粉体抜出し装置。
8. 請求項１記載の粉体抜出し装置を用いて、コンテナに封入された粉体をこのコンテナ下端の筒部の下面開口部から抜出す粉体抜出し方法において、
   前記コンテナの筒部に粉体抜出しノズルの上部を遊挿し、
   前記粉体抜出しノズルの上端に形成された複数の第１及び第２噴射口に前記圧縮ガスを圧縮ガス源から供給管を通って供給し、
   前記供給管に設けられたガス調整装置が前記供給管の開閉タイミング並びに前記圧縮ガスの圧力及び流量を調整し、
   前記調整された圧縮ガスを前記複数の第１噴射口から上方に向って噴射すると同時に、前記複数の第２噴射口から斜め上方かつ外方に圧縮ガスを噴射することにより、前記粉体抜出しノズルの内部の粉体通路から前記粉体を流下させる粉体抜出し方法。

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