JP6550682B2 - 粉粒体排出装置、及び、粉粒体排出方法 - Google Patents

Description

本発明は、フレキシブルコンテナのバック本体に内在させた粉粒体を、前記バック本体内に連通する排出スリーブを通じて排出させるための粉粒体排出装置、及び前記粉粒体排出装置を用いた粉粒体排出方法に関する。

従来、粉粒体を扱う工場などにおいては、粉粒体を輸送や保管等に供するための袋材として、フレキシブルコンテナが用いられている。現在、前記フレキシブルコンテナは、バック本体と、前記バック本体内に連通する排出スリーブとを具備してなる形態のものが汎用されている。この種のフレキシブルコンテナは、前記排出スリーブを紐などで閉じた状態としたうえで、前記バック本体上部に設けられた投入口から粉粒体を投入して、前記バック本体内に粉粒体を内在させた後、前記投入口を閉じ、この状態で輸送や保管等に供される。

そして、このフレキシブルコンテナから粉粒体を排出するにあたっては、前記排出スリーブが存する側を下方に向けた状態で前記フレキシブルコンテナを吊り下げた後、紐を解いて前記排出スリーブを開放することによって、前記排出スリーブを通じて粉粒体を下方に排出する手段が採られている。

この際、粉粒体の周囲への飛散が無いように、接続治具を介して前記排出スリーブに払出管を接続し、前記排出スリーブから排出された粉粒体を、外界と隔離した状態で、前記払出管に導入する措置も取られる。なお、前記払出管に導入された粉粒体は、例えば、前記払出管に連結された輸送管の管路を通じて空気輸送される。

ところで、前記フレキシブルコンテナから粉粒体を排出する際に、前記バック本体下部や前記排出スリーブ内で粉粒体が、いわゆる「ブリッジ」を形成し、速やかな粉粒体の排出が困難となる場合がある。

そのため、最近では、粉粒体の排出の際に、前記排出スリーブを通じて、前記バック本体内に空気を導入してブリッジを破壊すると共に、粉粒体の流動性を高める手段が開発されている（例えば、下記特許文献１参照）。

特開２００４‐１３１２７４号公報

ところで、粉粒体の流動性を十分に高めるためには、前記排出スリーブを通じて導入した空気を、前記バック本体の深部まで勢いを保ったまま到達させる必要がある。

しかしながら、前記排出スリーブを通じて導入された空気は、前記バック本体下部や前記排出スリーブ内で形成されたブリッジの抵抗を受けて急激に勢いが減衰する。そのため、相当な圧力にて空気を導入しなければ、粉粒体の流動性を十分に高めることは困難である。その一方で、圧力の高い圧縮空気の噴射は、出力の高いエアコンプレッサー等が必要となるため、製造コストやランニングコストを増加させる原因となる。

本発明は前記技術的課題に鑑みて開発されたものであり、フレキシブルコンテナから粉粒体を排出する際に、粉粒体の流動性を効果的に高めることができる新規な粉粒体排出装置、及びこの粉粒体排出装置を用いた粉粒体排出方法を提供することを目的とする。

前記技術的課題を解決するために、本発明の粉粒体排出装置は、フレキシブルコンテナのバック本体に内在させた粉粒体を、前記バック本体内に連通する排出スリーブを通じて排出させるための粉粒体排出装置であって、前記排出スリーブに接続される払出管と、前記排出スリーブを前記払出管に接続するための接続治具と、前記払出管に接続された前記排出スリーブを通じて、前記バック本体内に圧空を噴射させる圧空噴射装置と、を具備してなり、前記圧空噴射装置のノズル孔に、噴射方向に向かって口径を拡げるテーパが付与された拡径部が設けられていることを特徴とする（以下、「本発明装置」と称する。）。

本発明装置においては、前記拡径部の二次側の口径が、一次側の口径に対し、１．２〜２倍の範囲内となされたものが好ましい態様となる。

本発明装置においては、前記拡径部に付与されたテーパが、１５〜４５度の範囲内のテーパ角を有する線径テーパであるものが好ましい態様となる。

本発明装置においては、前記ノズルのノズル孔に、噴射方向反対側の開口端から前記拡径部の一次側に連通する寸胴の等径部が設けられてなるものが好ましい態様となる。

本発明装置においては、前記等径部の深さが、前記拡径部の深さに対し、０．３〜１倍の範囲内となされたものが好ましい態様となる。

本発明装置においては、 更に、前記払出管に前記排出スリーブを接続させた際に、前記排出スリーブの長さ方向にわたって外装され、もって、粉粒体排出時における前記排出スリーブの膨張を抑制するスリーブ保持装置を具備してなるものが好ましい態様となる。

本発明の粉粒体排出方法は、前記本発明装置を用いて、前記フレキシブルコンテナから粉粒体を排出させる粉粒体排出方法であって、粉粒体の排出時に、前記圧空噴射装置の前記ノズル孔から、間欠的に圧空を噴出することを特徴とする（以下、「本発明方法」と称する。）。

本発明によれば、フレキシブルコンテナから粉粒体を排出する際に、粉粒体の流動性を効果的に高めることができる

図１は、実施形態１に係る本発明装置を示す斜視図である。 図２Ａは、前記本発明装置の圧空噴射装置におけるノズルを示す上面図である。 図２Ｂは、前記本発明装置の圧空噴射装置におけるノズルを示す断面図である。 図３は、フレキシブルコンテナを一部破断状態で示す正面図である。 図４Ａは、前記フレキシブルコンテナの排出スリーブを第一の紐にて閉じた状態を示す断面図である。 図４Ｂは、前記フレキシブルコンテナの排出スリーブを第二の紐にて閉じた状態を示す断面図である。 図５は、前記フレキシブルコンテナを前記本発明装置に載置した状態を示す断面図である。 図６は、前記フレキシブルコンテナの排出スリーブを、前記本発明装置の払出管に被せた状態を示す断面図である。 図７は、前記フレキシブルコンテナの排出スリーブを、前記本発明装置の払出管に接続した状態を示す断面図である。 図８は、前記フレキシブルコンテナから粉粒体を排出している状態を示す断面図である。 図９は、ノズルの別態様を示す断面図である。 図１０は、実施形態２に係る本発明装置を示す斜視図である。 図１１は、前記本発明装置を用いてフレキシブルコンテナから粉粒体を排出している状態を示す断面図である。

以下、本発明を実施するための形態（実施形態）を図面に基づいて説明するが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。

［実施形態１］
＜本発明装置１＞
図１に、実施形態１に係る本発明装置１を示す。本発明装置１は、払出管２と、接続治具３と、圧空噴射装置４と、を具備する。

なお、本実施形態において、前記本発明装置１は、矩形のベースフレームＦ_０と、前記ベースフレームＦ_０の四箇所の角部各々に対して取り付けられた四本の支柱フレームＦ_ｐと、四本の前記支柱フレームＦ_ｐによって下支えされた円環状のバック載置台Ｆ_ｂと、からなるフレームＦによって支持された状態となされている。

‐払出管２‐
前記払出管２は、前記払出管２の下部を構成する円筒部２１と、前記円筒部２１と連通し、前記払出管２の上部を構成する漏斗部２２と、前記漏斗部２２の周囲に設けられたダストパン２３と、を具備する。

前記払出管２は、前記円筒部２１の下端開口部を、前記ベースフレームＦ_０に対して固定された輸送管２０に連通させた状態で取り付けられている。

‐接続治具３‐
前記接続治具３は、前記払出管２に対して取り付けられた接続治具保持台座２００に固定された昇降シリンダ３０と、前記昇降シリンダ３０のロッド３００に対して取り付けられた円環状の接続治具本体３１と、前記接続治具本体３１の内周縁に沿って取り付けられたチャッキングバルーン３２と、を具備する。

前記昇降シリンダ３０は、前記ロッド３００の先端が上方に向けられた状態で、前記接続治具保持台座２００に固定されている。従って、前記接続治具３は、前記ロッド３００の伸縮によって、前記接続治具本体３１が上下動する仕組みとなされている。

前記接続治具本体３１は、前記漏斗部２２の上端開口と同心円状となる位置に配されており、その内径は、前記漏斗部２２の上端開口の外径より僅かに大きくなるように設定されている。

前記チャッキングバルーン３２は、ドーナツ状の中空体であり、図示しないエア導出装置から内部に空気が導入されることによって膨張状態となり、前記接続治具本体３１の中心部に向かって張り出す仕組みとなされている。

‐圧空噴射装置４‐
前記圧空噴射装置は、ダイヤフラム弁ユニット４０と、フローチューブ４１と、ノズル４２と、を具備する。

前記ダイヤフラム弁ユニット４０は、前記払出管２の側壁を貫通して取り付けられた前記フローチューブ４１の一次側開口端に接続された状態で、前記払出管２の外側に位置されている。

前記フローチューブ４１は、二次側の開口端が前記払出管２の中央部に至っており、曲管部４１０を介して前記フローチューブ４１の二次側の開口端が、上部に向けられている。

前記ノズル４２は、前記フローチューブ４１の二次側の開口端に対して取り付けられている。図２Ａ、図２Ｂに示すように、前記ノズル４２のノズル孔４２０には、噴射方向側の開口端において、噴射方向に向かって口径を拡げるテーパ（線径テーパ）が付与された拡径部４２１が設けられている。本実施形態において、前記拡径部４２１の二次側（噴射方向側の開口端）の口径（Ｒ２）は、一次側の口径（Ｒ１）に対して１．５倍となされている。又、前記拡径部４２１のテーパ角（θ）は、３０度となされている。

更に、前記ノズル４２のノズル孔４２０には、噴射方向反対側の開口端から前記拡径部４２１に連通する寸胴の等径部４２２が設けられている。本実施形態において、前記等径部４２２の深さ（Ｔ１）は、前記拡径部４２１の深さ（Ｔ２）に対し、０．６倍となされている。

＜本発明方法＞
前記本発明装置１は、図３に示すフレキシブルコンテナ１００のバック本体１０１に内在させた粉粒体を、排出スリーブ１０２を通じて排出させるために用いられる。以下、前記本発明装置１を用いた本発明方法の実施を、図面を参照しながら説明する。

‐フレキシブルコンテナ１００‐
前記フレキシブルコンテナ１００は、バック本体１０１と、前記バック本体１０１内に連通する排出スリーブ１０２と、を具備する。

前記バック本体１０１は、円筒状の外袋１０１１と、前記外袋１０１１内に存する内袋１０１２と、を具備する。又、前記バック本体１０１には、上部に前記バック本体１０１内に通じる開閉可能な投入口１０１０が設けられている。

前記排出スリーブ１０２は、前記バック本体１０１より細身の円筒形状を有してなり、前記外袋１０１１の底壁を通じて、前記内袋１０１２に連通している。

前記フレキシブルコンテナ１００に粉粒体を内在させるにあたっては、まず、図４Ａに示すように、前記バック本体１０１から垂れ下がる前記排出スリーブ１０２の根元を第一の紐１０１３で縛ったうえで、前記排出スリーブ１０２を折り返し、図４Ｂに示すように、前記排出スリーブ１０２の重ね合わせた部分を更に第二の紐１０１４で縛ることによって、前記排出スリーブ１０２を閉塞させる。

次いで、前記投入口１０１０を開き、前記投入口１０１０を通じて前記バック本体１０１内に投入する。これにより、前記バック本体（前記内袋１０１２）１０１に粉粒体が内在される。

粉粒体を内在させた前記フレキシブルコンテナ１００は、前記投入口１０１０が閉じられ、前記排出スリーブ１０２側を下方に向けた状態で吊り下げられて、前記本発明装置１上に輸送された後、図５に示すように、前記本発明装置１における前記バック載置台Ｆ_ｂ上に載置される。

‐チャッキング工程‐
前記バック載置台Ｆ_ｂ上に載置された前記フレキシブルコンテナは、前記排出スリーブ１０２を前記本発明装置１における前記払出管２に接続するチャッキング工程に供される。

前記チャッキング工程を実行するにあたっては、まず、前記第二の紐１０１４を解き、折り返された前記排出スリーブ１０２を伸ばす。伸ばされた前記排出スリーブ１０２は、前記接続治具３における円環状の前記接続治具本体３１の環内を通じて、前記払出管２まで導かれる。

次いで、図６に示すように、前記排出スリーブ１０２の開放端を、前記払出管２における前記漏斗部２２の周囲に被せた後、前記昇降シリンダ３０を作動させて、前記接続治具本体３１を下降させる。前記接続治具本体３１の下降は、前記接続治具本体３１の内周に存する前記チャッキングバルーン３２が前記漏斗部２２の周壁に面する位置まで行われる。

最後に、図７に示すように、前記チャッキングバルーン３２内に空気を導入して膨張させれば、膨張によって前記接続治具本体３１の中心部に向かって張り出した前記チャッキングバルーン３２によって、前記排出スリーブ１０２が前記払出管２に向かって押し付けられる。これにより、前記排出スリーブ１０２が前記払出管２に接続される。

‐排出工程‐
前記チャッキング工程の実行後、前記第一の紐１０１３を解いて、前記排出スリーブ１０２を開放すれば、前記バック本体１０１に内在させた粉粒体が前記排出スリーブ１０２を通じて排出される。

排出された粉粒体は、前記払出管２を通じて、前記輸送管２０に至る。前記輸送管２０の管路内には、輸送先に配した空気輸送装置（図示せず）によって、輸送先に向かう空気の流れが形成されており、粉粒体は、係る空気の流れに乗って輸送先に空気輸送される。

なお、この排出工程時に、前記バック本体１０１の下部や前記排出スリーブ１０２内で粉粒体が、いわゆる「ブリッジ」を形成し、速やかな粉粒体の排出が困難となる場合がある。

この点につき、本発明装置１においては、図８に示すように、排出工程時に、前記圧空噴射装置４を作動させて、前記排出スリーブ１０２を通じて、前記バック本体１０１内に空気を導入してブリッジを破壊すると共に、粉粒体の流動性を高める。排出工程時における前記バック本体１０１内への空気の導入は、連続的に行っても良いが、一定の間隔（例えば、１〜１０秒（好ましくは２〜５秒）の間隔）をもって間欠的に圧空を打込む方が、ブリッジの破壊が効率良く行えることが確認されている。

そして、本発明装置１のように、前記圧空噴射装置４のノズル孔４２０に、噴射方向に向かって口径を拡げるテーパが付与された拡径部４２１を設けると、噴出された圧空につき、前記バック本体１０１の内部に向かう到達距離が長くなることが確認されている。

係る形状のノズル孔４２０を通じて噴射される圧空が、前記バック本体１０１の内部に向かう到達距離が長くなるメカニズムは明らかではないが、おそらく、前記ノズル孔４２０を通じて噴射される圧空の一部ないし全部が前記拡径部４２１に沿って放射状に方向付けられた結果、ブリッジに衝突する際に生じる抵抗が緩和されているものと考えられる。

なお、本実施形態においては、前記ノズル孔４２０に、前記拡径部４２１に加えて、前記等径部４２２を設けているが、前記ノズル孔４２０は、図９に示すような、前記拡径部４２１のみを有する形状（即ち、前記等径部４２２の無い形状）としても良い。

又、本実施形態においては、前記ノズル孔４２０に設けた前記拡径部４２１につき、二次側の口径（Ｒ２）が、一次側の口径（Ｒ１）に対し２倍としているが、前記拡径部４２１の二次側の口径（Ｒ２）は、一次側の口径（Ｒ１）に対し、１．２〜２倍の範囲内（より好ましくは、１．３〜１．７倍の範囲内）とすることが好ましい。

更に、本実施形態においては、前記拡径部４２１に線径テーパを付与しているが、前記拡径部４２１に付与するテーパは線径テーパに限られず、例えば、指数関数テーパや放物線テーパであっても良い。本実施形態のように、前記拡径部４２１に線径テーパを付与する場合にあっては、そのテーパ角（θ）につき、１５〜４５度の範囲内（より好ましくは、２０〜４０度の範囲内）とすることが好ましい。

加えて、本実施形態においては、図２に示すように、前記等径部４２２の深さ（Ｔ１）を、前記拡径部４２１の深（Ｔ２）さに対し、０．６倍としているが、前記等径部４２２の深さ（Ｔ１）は、前記拡径部４２１の深さ（Ｔ２）に対し、０．３〜１倍の範囲内（より好ましくは、０．５〜０．８倍の範囲内）とすることが好ましい。

［実施形態２］
＜本発明装置１＞
図１０に、実施形態２に係る本発明装置１を示す。前記本発明装置１は、払出管２と、接続治具３と、圧空噴射装置４と、を具備してなり、更に、スリーブ保持装置５を具備する。

本実施形態に係る本発明装置１は、前記実施形態１と同様のフレームＦによって支持された状態となされており、又、前記払出管２、前記接続治具３、及び、前記圧空噴射装置４も前記実施形態１と同様のものである。

‐スリーブ保持装置５‐
前記スリーブ保持装置５は、円筒を縦半分に切断した全体形状を有する右半円筒体５１Ｒと、左半円筒体５１Ｌと、を具備してなる。

前記右半円筒体５１Ｒ、及び前記左半円筒体５１Ｌは、蝶番を介して前記フレームＦに取り付けられており、前記スリーブ保持装置５は、前記払出管２上で、各半円筒体（５１Ｒ、５１Ｌ）がそれぞれ前記蝶番を回転中心にして回動する仕組みとなされている。又、各半円筒体（５１Ｒ、５１Ｌ）を回動させて各半円筒体（５１Ｒ、５１Ｌ）同士を接近させれば、前記右半円筒体５１Ｒと前記左半円筒体５１Ｌとが合体した中空の円筒体が形成される仕組みとなされている。

なお、各半円筒体（５１Ｒ、５１Ｌ）によって形成される円筒体は、係止部材（５４、５５）によって連結できるようになされている。又、各半円筒体（５１Ｒ、５１Ｌ）によって形成される円筒体の内径は、前記払出管２の前記漏斗部２２の上端開口の外径とほぼ同じサイズ（例えば、前記漏斗部２２の上端開口の外径に対し１００±２０％）となるように設定されている。

＜本発明方法＞
本実施形態に係る前記本発明装置１は、前記実施形態１と同様の工程を経て、フレキシブルコンテナ１００のバック本体１０１に内在させた粉粒体を、排出スリーブ１０２を通じて排出させることができる。

但し、本実施形態に係る前記本発明装置１によって本発明方法を実行するにあたっては、前記チャッキング工程の後、前記スリーブ保持装置５によって、前記排出スリーブ１０２を長さ方向にわたって支えるスリーブ保持工程を実行することが好ましい。

‐スリーブ保持工程‐
前記チャッキング工程の後、前記スリーブ保持装置５の各半円筒体（５１Ｒ、５１Ｌ）を回動させて円筒体を形成するスリーブ保持工程を実行すれば、図１１に示すように、前記払出管２上において、前記排出スリーブ１０２が前記円筒体５１によって囲まれる。

本実施形態においては、この状態下、前記排出工程を実行する。前記スリーブ保持工程を実行し、前記払出管２上で、前記排出スリーブ１０２を円筒体によって囲めば、図１１に示すように、前記排出工程の実行時、前記排出スリーブ１０２の過剰な膨張を抑制することができ、もって、より速やかな粉粒体の排出を実現することができる。

その余は、前記実施形態１と同様のため、繰り返しを避けるべく、ここでは説明を省略する。

なお、本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

本発明は、フレキシブルコンテナから粉粒体を排出するための手段として好適に用いられる。

１ 粉粒体排出装置（本発明装置）
２ 払出管
２０ 輸送管
２１ 円筒部
２２ 漏斗部
２３ ダストパン
２００ 接続治具保持台座
３ 接続治具
３０ 昇降シリンダ
３００ ロッド
３１ 接続治具本体
３２ チャッキングバルーン
４ 圧空噴射装置
４０ ダイヤフラム弁ユニット
４１ フローチューブ
４１０ 曲管部
４２ ノズル
４２０ ノズル孔
４２１ 拡径部
４２２ 等径部
５ スリーブ保持装置
５１Ｌ 左半円筒体
５１Ｒ 右半円筒体
１００ フレキシブルコンテナ
１０１ バック本体
１０２ 排出スリーブ
１０１０ 投入口
１０１１ 外袋
１０１２ 内袋
Ｆ フレーム

Claims (3)

1. フレキシブルコンテナのバック本体に内在させた粉粒体を、前記バック本体内に連通する排出スリーブを通じて排出させるための粉粒体排出装置であって、
   前記排出スリーブに接続される払出管と、
   前記排出スリーブを前記払出管に接続するための接続治具と、
   前記払出管に接続された前記排出スリーブを通じて、前記バック本体内に圧空を噴射させる圧空噴射装置と、
   を具備してなり、
   前記圧空噴射装置のノズル孔に、噴射方向に向かって口径を拡げるテーパが付与された拡径部と、噴射方向反対側の開口端から前記拡径部の一次側に連通する寸胴の等径部が設けられてなり、
   前記拡径部の二次側の口径が、一次側の口径に対し、１．２〜２倍の範囲内となされ、且つ、前記拡径部に付与されたテーパが、１５〜４５度の範囲内のテーパ角を有する線径テーパであり、
   前記等径部の深さが、前記拡径部の深さに対し、０．３〜１倍の範囲内となされたことを特徴とする粉粒体排出装置。
2. 請求項１に記載の粉粒体排出装置において、
   更に、前記払出管に前記排出スリーブを接続させた際に、前記排出スリーブの長さ方向にわたって外装され、もって、粉粒体排出時における前記排出スリーブの膨張を抑制するスリーブ保持装置を具備してなる粉粒体排出装置。
3. 請求項１又は２に記載の粉粒体排出装置を用いて、前記フレキシブルコンテナから粉粒体を排出させる粉粒体排出方法であって、
   粉粒体の排出時に、前記圧空噴射装置の前記ノズル孔から、間欠的に圧空を噴出することを特徴とする粉粒体排出方法。
   

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