JP7389990B2 - 粉粒体材料の捕集装置 - Google Patents

Description

本発明は、空気輸送される粉粒体材料を捕集する粉粒体材料の捕集装置に関する。

従来より、空気輸送される粉粒体材料を捕集器本体内のフィルターによって輸送空気から分離し、捕集する捕集器が知られている。このような捕集器においては、フィルターが目詰まりすれば、輸送効率が低下するため、フィルターを定期的に清掃する必要があった。
例えば、下記特許文献１には、フィルタの開口部と対向する位置に設けたインジェクタチューブのノズル穴から噴出される圧力気体を、ベンチュリ管を介してフィルタ内に導入することによってフィルタに付着したダストを払い落とす構成としたバグ式集塵機が開示されている。

特開２０１０－７５９０２号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されたバグ式集塵機では、ベンチュリ管の導出側端部からベンチュリ管の長手方向に沿って圧力気体がフィルタに向けて導出される。そのため、フィルタの局所的な部位（底部）が優先的に除塵され、他の部位が除塵され難くなることが考えられ、更なる改善が望まれる。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、フィルターのメンテナンス性を向上し得る粉粒体材料の捕集装置を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明に係る粉粒体材料の捕集装置は、空気輸送される粉粒体材料を捕集する捕集器本体と、この捕集器本体内に設けられ、輸送空気から粉粒体材料を分離させるフィルターと、前記輸送空気の通過方向逆側から前記フィルターに向けて空気を吹き出す吹出口と、該吹出口の吹出方向下流側に設けられ該吹出口から吹き出される空気を径方向外側に向けて拡散させる拡散体と、を備えており、前記拡散体の外径は、前記吹出口の内径よりも小とされており、前記フィルターは、前記吹出口の吹出方向に見て、前記拡散体の径方向外側を囲むように形成された周壁部を備え、該周壁部における吹出口側部位に、前記拡散体によって径方向外側に向けて拡散された空気を反射させる空気の流通不能な封止部が環状に設けられていることを特徴とする。
また、前記目的を達成するために、本発明に係る粉粒体材料の捕集装置は、空気輸送される粉粒体材料を捕集する捕集器本体と、この捕集器本体内に設けられ、輸送空気から粉粒体材料を分離させるフィルターと、前記輸送空気の通過方向逆側から前記フィルターに向けて空気を吹き出す吹出口と、該吹出口の吹出方向下流側に設けられ該吹出口から吹き出される空気を径方向外側に向けて拡散させる拡散体と、を備えており、前記フィルターは、前記吹出口の吹出方向に見て、前記拡散体の径方向外側を囲むように形成された周壁部を備え、該周壁部における吹出口側部位に、前記拡散体によって径方向外側に向けて拡散された空気を反射させる空気の流通不能な封止部が環状に設けられていることを特徴とする。

本発明に係る粉粒体材料の捕集装置は、上述のような構成としたことで、フィルターのメンテナンス性を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る粉粒体材料の捕集装置の一例を模式的に示す一部破断概略正面図である。 図３（ａ）におけるＹ１－Ｙ１線矢視に対応させた一部破断概略縦断面図である。 （ａ）は、図２におけるＸ１－Ｘ１線矢視に対応させた一部破断概略平面図、（ｂ）は、図２におけるＸ２－Ｘ２線矢視に対応させた一部破断概略底面図、（ｃ）は、図３（ａ）におけるＹ２－Ｙ２線矢視に対応させた一部破断概略縦断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明の他の実施形態に係る粉粒体材料の捕集装置の一例をそれぞれ模式的に示し、図２に対応させた一部を省略した一部破断概略縦断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明の更に他の実施形態に係る粉粒体材料の捕集装置の一例をそれぞれ模式的に示し、図２に対応させた一部を省略した一部破断概略縦断面図である。

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
なお、一部の図では、他図に付している詳細な符号の一部を省略している。
また、以下の各実施形態では、各実施形態に係る粉粒体材料の捕集装置を設置した状態を基準として上下方向等の方向を説明する。
図１～図３は、第１実施形態に係る粉粒体材料の捕集装置の一例を模式的に示す図である。

本実施形態に係る粉粒体材料の捕集装置１は、図１に示すように、空気輸送される粉粒体材料を捕集する捕集器本体１０と、この捕集器本体１０内に設けられ、輸送空気から粉粒体材料を分離させるフィルター３０と、を備えている。
ここに、上記粉粒体材料は、粉体・粒体状の材料を指すが、微小薄片状や短繊維片状、スライバー状の材料等を含む。
また、上記材料としては、樹脂ペレットや樹脂繊維片等の合成樹脂材料、金属材料、半導体材料、木質材料、薬品材料、食品材料等どのようなものでもよい。
また、粉粒体材料としては、例えば、合成樹脂成形品を成形する場合には、ナチュラル材（バージン材）や粉砕材、マスターバッチ材、各種添加材等が挙げられる。また、ガラス繊維や炭素繊維等の強化繊維を含んだ構成としてもよい。

本実施形態では、捕集装置１は、吸引源２及び粉粒体材料の輸送元（材料元）４に接続され、吸引によって空気輸送される輸送元４からの粉粒体材料を輸送空気から分離させて捕集する構成とされている。
吸引源２としては、空気吸引管３を介して接続される吸引ブロワー等の空気吸引源であってもよい。このような吸引源２としては、当該捕集装置１専用のものに限られず、例えば、当該捕集装置１への輸送と他の装置への輸送とが切替弁等によって切り替えられる態様とされたものとしてもよい。また、このような吸引源２の上流側には、バグフィルターやサイクロンフィルター等の適宜のフィルターを備えた集塵装置が設けられている。

輸送元４としては、材料輸送管５を介して接続される材料タンクや、乾燥ホッパー、粉粒体材料を計量する計量ホッパー、複数種の粉粒体材料を所定割合で配合する配合ホッパー等であってもよい。また、これら各種ホッパーの下流側に設けられる一時貯留部を輸送元４としてもよい。また、当該捕集装置１に接続される材料輸送管５を、単一の輸送元４に接続して一種の粉粒体材料を当該捕集装置１において捕集する態様に限られない。例えば、相異なる粉粒体材料をそれぞれに貯留する複数の輸送元４に当該捕集装置１に接続される材料輸送管５を接続し、これら複数の輸送元４からの複数種の粉粒体材料を当該捕集装置１において捕集する態様としてもよい。

また、当該捕集装置１の供給先としては、当該捕集装置１において捕集した粉粒体材料を一時的に貯留する貯留タンクや貯留ホッパー等の貯留部を供給先としてもよく、また、粉粒体材料を乾燥する乾燥ホッパーを供給先としてもよい。また、例えば、射出成形機等の成形機を当該捕集装置１の供給先としてもよい。この場合は、当該捕集装置１を、成形機上に直接的に設置する態様としてもよい。なお、供給先としての成形機は、合成樹脂成形品を成形する射出成形機に限られず、他の材料用の射出成形機としてもよく、または種々の材料用の押出成形機や圧縮成形機等の他の成形機を供給先とする態様としてもよい。また、当該捕集装置１において捕集された粉粒体材料の供給先としては、単一の供給先に限られず、複数の供給先としてもよい。

捕集器本体１０は、上側部位が略筒形状とされ、下側部位が略逆錐形状とされたホッパー部１１と、このホッパー部１１の上端開口を開閉自在に覆う蓋体２０と、を備えている。この捕集器本体１０は、略角筒状とされたものでもよいが、本実施形態では、略円筒状とされたものとしている。なお、捕集器本体１０としては、ホッパー状とされたものに限られず、タンク状やドラム状とされたものでもよい。また、図例では、ホッパー部１１の周壁部に、捕集器本体１０内を視認可能な窓部１２を設けた例を示している。
また、ホッパー部１１の下端部には、排出部を構成する排出管１３と、この排出管１３の下端の排出口１４を開閉する弁体１７と、が設けられている。本実施形態では、この排出管１３に、上記した材料輸送管５が接続される材料導入管１５を接続した構成としている。材料導入管１５は、排出管１３の側周部に接続されており、排出管１３の内周側において導入口１６を開口させた構成とされている。図例では、材料導入管１５の排出管１３側部位を、排出管１３に向けて下り勾配状に設けた例を示しているが、このような態様に代えて、略水平状や上り勾配状に設けた態様等としてもよい。また、材料導入管１５を排出管１３に接続した態様に代えて、ホッパー部１１の略逆錐形状とされた部位や略筒形状とされた部位等に接続した態様としてもよく、また、材料導入管１５をホッパー部１１内に導入させて導入口１６をホッパー部１１の下端側部位等において開口させた構成等としてもよい。

また、排出管１３の下端面を、軸方向に対して傾斜する傾斜面としている。
この排出管１３の下端の排出口１４を開閉する弁体１７は、揺動自在に支持されている。この弁体１７は、本実施形態では、吸引源２による吸引力の作用によって排出口１４を閉鎖する一方、落下（流下）する粉粒体材料の荷重によって開放される構成とされている。また、図例では、吸引源２による吸引力及び粉粒体材料の荷重が弁体１７に作用していない待機位置において、排出管１３の傾斜面とされた下端面との間に隙間が形成される構成としている。また、図例では、弁体１７の傾斜方向に直交する方向の両側縁部に設けられた支持片部に、捕集器本体１０側に設けられた支軸１８を受け入れる長孔１７ａを設けて弁体１７を揺動自在に支持させた例を示している。なお、弁体１７を揺動自在に支持させる構造としては、図例のような構造とされたものに限られず、一端部が弁体１７に接続され、他端部が捕集器本体１０に対して回転自在に保持されたアーム状とされたものや、紐状（ワイヤー状）、チェーン状とされたものや、リンク状とされたものでもよい。

また、本実施形態では、弁体１７の被検出部を検出する非接触式検出器１９を設けた構成としている。図例では、弁体１７の上端部に設けられた被検出部を検出するように非接触式検出器１９を設けた例を示している。また、排出管１３及び弁体１７の周囲を囲むように形成されたカバー部の外側に、このカバー部の開口を介して弁体１７の被検出部を検出可能なように非接触式検出器１９を設けた例を示している。
この非接触式検出器１９は、検出面に対して接離（接近・離反）する被検出部が所定の検出領域内に存在すれば、被検出部を検出（ＯＮ）する一方、被検出部が同検出領域外であれば、非検出（ＯＦＦ）状態となる構成とされている。なお、この非接触式検出器１９は、待機位置の弁体１７の被検出部を検出する構成とされたものでもよい。また、このような非接触式検出器１９を設けていない構成としてもよい。

また、排出口１４を開閉する弁体１７としては、上記のように吸引源２による吸引力によって閉鎖され、粉粒体材料の荷重によって開放される構成とされたものに限られない。閉鎖側及び開放側への移動の両方または一方が適宜の弁体駆動部によってなされるものでもよい。また、排出管１３の下端面を、軸方向に対して傾斜する傾斜面とした態様に代えて、略直交する面としてもよい。この場合は、弁体１７や弁体１７を支持する構造を適宜、変形するようにしてもよい。また、弁体１７としては、排出管１３に対して揺動（回動）して開閉する態様とされたものに限られず、排出管１３の下端面に対して略直交方向や排出管１３の軸方向に対して略直交方向にスライドされて開閉する態様とされたものでもよく、その他、種々の態様とされたものの採用が可能である。

蓋体２０は、図１及び図２に示すように、ホッパー部１１側に向けて開口し、上端が底部とされた有底筒状とされている。この蓋体２０は、ホッパー部１１の略筒形状とされた部位と概ね同径状とされた筒状部２１と、上記した空気吸引管３が接続される吸引接続管２２と、上端側の底部を区画する天板部２３と、を備えている。図例では、蓋体２０の筒状部２１を、上端側に向かうに従い僅かに縮径状とした例を示している。
また、本実施形態では、この蓋体２０の側周部を構成する筒状部２１に、吸引接続管２２を接続した構成としている。この吸引接続管２２は、蓋体２０の内周側において吸引口２２ａを開口させた構成とされている。この吸引接続管２２は、筒状部２１に対して略直交状に接続されたものに限られず、筒状部２１の内周面に対して概ね接線方向に吸引口２２ａが開口するように接続されたものでもよい。また、図例では、略水平状に吸引接続管２２を設けた例を示しているが、上り勾配状または下り勾配状に設けた態様等としてもよい。また、吸引接続管２２を、筒状部２１に接続した態様に代えて、天板部２３に接続した態様としてもよい。

また、筒状部２１の下端の開口側周縁部には、ホッパー部１１の上端部に載置されるフランジ状部が径方向外側に向けて突出するように全周に亘って設けられている。図例では、筒状部２１の下端部のフランジ状部を、図示省略のホッパー部１１側に設けられたファスナー金具が引っ掛けられる係合凹部を構成する上方開口の環状溝が形成されるように屈曲状に形成した例を示している。なお、ホッパー部１１の上端開口に対して蓋体２０を開閉自在とする態様としては、図例のように着脱自在とした態様に限られず、蝶番等の回転連結部材によって開閉自在に連結した態様等としてもよく、その他、種々の変形が可能である。

フィルター３０は、捕集器本体１０内において、導入口１６と吸引口２２ａとの間に位置するように配される構成とされている。
このフィルター３０は、輸送空気の通過方向（上下方向）に見て、つまり平面視して、捕集器本体１０の内周形状に応じた形状とされている。つまり、本実施形態では、フィルター３０は、平面視して、略円形状とされている。
このフィルター３０には、捕集器本体１０の保持部に保持される被保持部３１が設けられている。図例では、被保持部３１を、フィルター３０の外周縁部に全周に亘って設けられ、輸送空気の通過方向（上下方向）に厚さ方向を沿わせて配される略円環板状とした例を示している。捕集器本体１０の保持部は、ホッパー部１１の上端部に取り付けられ、ホッパー部１１と蓋体２０との間をシールするパッキンに設けられた受入溝とされている。この受入溝に載置された被保持部３１を、パッキンと蓋体２０のフランジ状部との間で挟むように保持する構成とされている。

また、フィルター３０は、本実施形態では、この被保持部３１の内周側から上下方向一方側となる第１方向に向けて延びるように設けられた第１筒状部３２と、この第１筒状部３２の延出方向先端部の内周側から第１方向とは逆側に向けて延びるように設けられ、周壁部を構成する第２筒状部３４と、を備えている。つまり、フィルター３０は、被保持部３１の内周側から上下方向一方側に向けて延びる第１筒状部３２と、この第１筒状部３２の先端部の内周側から上下方向他方側に向けて延びる第２筒状部３４と、を備えている。これら第１筒状部３２及び第２筒状部３４は、延出方向先端側に向かうに従い縮径状とされている。つまり、これら第１筒状部３２及び第２筒状部３４は、略円錐台状の筒状部とされている。また、これら第１筒状部３２及び第２筒状部３４は、被保持部３１と略同心円状に設けられている。これら第１筒状部３２及び第２筒状部３４の傾斜角度は、ろ過面積を大きくする観点や粉粒体材料の接触効率を向上させる観点、清掃性の観点等から適宜の角度としてもよい。

また、第１筒状部３２の先端部と第２筒状部３４の基端部とは、輸送空気の通過方向（上下方向）に厚さ方向を沿わせて配される円環板状部３３を介して連結されている。この円環板状部３３及び上記した被保持部３１は、空気の流通不能な封止部であってもよい。
また、第２筒状部３４の先端部には、輸送空気の通過方向（上下方向）に厚さ方向を沿わせて配される円板状部３６が設けられている。図例では、この円板状部３６から被保持部３１までの上下方向に沿う寸法と円環板状部３３から被保持部３１までの上下方向に沿う寸法とを概ね同寸法とした例を示しているが、このような態様に限られない。

また、この円板状部３６、上記した第１筒状部３２及び第２筒状部３４（またはこれらに加えて、円環板状部３３及び被保持部３１の両方若しくは一方）は、フィルター部を構成し、輸送空気に加えて粉塵を通過させる一方、原料となる粉粒体材料の通過を阻止する構成とされている。このフィルター部は、多数の貫通孔（通気孔）が設けられたパンチングメタル状（多孔板状）とされたものや、メッシュ状（網状）とされたものでもよく、空気の流通が可能な多孔質状とされたものであれば、どのようなものでもよい。また、このフィルター部の貫通孔の孔径や、フィルター部の開口率（フィルター部と同寸同形状で貫通孔が設けられていないものに対するフィルター部の貫通孔の占める面積割合）は、捕集する粉粒体材料や用途等によって適宜のものとすればよく、例えば、１０％～５０％程度の開口率とされたものでもよく、１５％～４０％程度の開口率とされたものでもよい。

なお、このフィルター３０は、被保持部３１が捕集器本体１０の保持部に対して上下反転可能に保持されるものでもよい。図例では、円板状部３６を円環板状部３３よりも下方側に位置させるように、フィルター３０を配置した例を示している。また、被保持部３１よりも上方側部位となる第１筒状部３２、円環板状部３３及び第２筒状部３４の上方側略半部を、蓋体２０内に位置させるように配置し、被保持部３１よりも下方側部位となる第２筒状部３４の下方側略半部を、ホッパー部１１内に位置させるように配置した例を示している。この状態では、第２筒状部３４は、蓋体２０の天板部２３に向かうに従い拡開する略円錐台状とされている。また、円環板状部３３と蓋体２０の天板部２３との間に、適宜の隙間を設けた構成としている。また、図例とは上下反転させた場合、つまり、円板状部３６を円環板状部３３よりも上方側に位置させるように配置した場合には、円板状部３６と蓋体２０の天板部２３との間に適宜の隙間が形成される。

また、捕集装置１は、図２に示すように、輸送空気の通過方向逆側からフィルター３０に向けて空気を吹き出す吹出口２７と、この吹出口２７の吹出方向下流側に設けられ吹出口２７から吹き出される空気を径方向外側に向けて拡散させる拡散体２９と、を備えている。このような構成とすれば、吹出口２７から空気を吹き出させることで、フィルター３０に付着や目詰まりした微粉や粉体等をフィルター３０から除去（除塵）することができる。また、吹出口２７から吹き出される空気が拡散体２９によって径方向外側に向けて拡散されるので、フィルター３０の広範囲に亘って空気を吹き付けることができ、除塵面積を効果的に大きくすることができる。これにより、フィルター３０を定期的に取り外して清掃する必要性を低減させることができ、フィルター３０のメンテナンス性を向上させることができる。つまりは、吹出口２７から空気を吹き出させることで、フィルター３０の機能を回復させることができる。

また、本実施形態では、フィルター３０に、吹出口２７の吹出方向（上下方向）に見て、拡散体２９の径方向外側を囲むように形成された周壁部を構成する第２筒状部３４を設けた構成としている。このような構成とすれば、拡散体２９によって径方向外側に向けて拡散された空気を第２筒状部３４に対して効果的に吹き付けることができ、また、吹き付けられた空気が第２筒状部３４において反射されてフィルター３０の他の部位に吹き付けられ易くなり、フィルター３０の除塵面積をより効果的に大きくすることができる。また、周壁部を構成する第２筒状部３４を、上記のような開口率とされた多孔板状のフィルター部とすれば、ろ布等としたものと比べて、吹き付けられた空気を効果的に他の部位に向けて反射させることができ、フィルター３０をより効果的に除塵することができる。

また、本実施形態では、第２筒状部３４における吹出口２７側部位に、拡散体２９によって径方向外側に向けて拡散された空気を反射させる空気の流通不能な封止部３５を環状に設けた構成としている。このような構成とすれば、拡散体２９によって径方向外側に向けて拡散された空気を封止部３５によって反射させてフィルター３０の他の部位に吹き付け易くすることができ、フィルター３０の除塵面積をより効果的に大きくすることができる。つまり、第２筒状部３４の上端側となる封止部３５に吹き付けられて下方側に向けて反射された空気は、第２筒状部３４の下方側部位に吹き付けられて一部が貫通孔を通過したり、目詰まりを除去して貫通孔を通過したり、反射したりする。つまり、吹出口２７から吹き出された空気は、第２筒状部３４の上端側部位から反射を繰り返しながら下方側に向かうとともに、目詰まりを除去して貫通孔を通過する。これにより、フィルター３０をより効果的に除塵することができる。

この封止部３５は、第２筒状部３４の軸方向途中部位となる吹出口２７側部位に全周に亘って環状に設けられている。また、この封止部３５は、吹出口２７から吹き出されて拡散体２９によって径方向外側に向けて拡散される空気が直接的に吹き付けられる位置となるように設けられている。この封止部３５は、吹出口２７から吹き出されて拡散体２９によって径方向外側に向けて拡散される空気の概ね全量が直接的に吹き付けられて他の方向に反射可能なように設けられていてもよい。また、この封止部３５の第２筒状部３４軸方向に沿う寸法は、第２筒状部３４における輸送空気の流通性等の観点から適宜の寸法としてもよく、第２筒状部３４の軸方向に沿う寸法の１／２～１／１０程度としてもよく、図例では、１／５程度とした例を示している。また、図例では、この封止部３５を、フィルター３０の第２筒状部３４に対して別体的に設けられた薄板状とされたものとし、第２筒状部３４の内周面に沿わせて固定されたものとした例を示している。なお、このような態様に代えて、封止部３５は、第２筒状部３４の外周面に沿わせて固定されたものや、第２筒状部３４の貫通孔を適宜の充填物によって塞ぐことで構成されたものでもよく、更には、第２筒状部３４に環状に設けられた非パンチング部によって構成されたものでもよい。

吹出口２７及び拡散体２９は、吹出口２７の吹出方向に見て、フィルター３０の略中心に位置するように設けられている。また、吹出口２７を、下方側から上方側に向かうフィルター３０の輸送空気の通過方向とは逆側となる、上方側から下方側に向けて空気を吹き出すように、フィルター３０の上方側に設けた構成としている。
本実施形態では、図２に示すように、吹出口２７及び拡散体２９を、蓋体２０の天板部２３に厚さ方向（上下方向）に貫通して設けられた取付孔２３ａに取り付けられた吹出ユニット２４に設けた構成としている。
吹出ユニット２４は、下流側端に吹出口２７が設けられ、上流側端に空気供給管８が接続される吹出管２５と、この吹出管２５の軸方向途中部位に設けられ、蓋体２０の天板部２３に取り付けられる被取付部２６と、を備えている。

吹出管２５は、下流側端の吹出口２７を、下端において下方側に向けて開口させた構成とされている。この吹出管２５は、本実施形態では、略円筒状とされており、上下方向に見て、吹出口２７がフィルター３０と略同心状となるように設けられている。この吹出管２５の上流側端は、図例では、上方側に向けて開口されている。この上流側端に接続される空気供給管８には、図１に示すように、空気源７に接続され下流側に向けて空気を供給する空気供給部６が設けられている。本実施形態では、この空気源７を、高圧の空気を吐出するコンプレッサ（圧縮機）としている。空気供給部６には、この空気源７から下流側に向けてフィルター付きレギュレータ６ａや、アキュムレータ６ｂ、空気供給管８の下流側に向けて空気を供給または遮断する供給弁６ｃ等が設けられている。

当該捕集装置１は、空気供給管８を経て吹出管２５を通過する空気の流速が音速以上となるように構成されていてもよい。このような構成とすれば、吹出口２７から高圧の空気が瞬時に吹き出されて衝撃波を生じさせることができ、フィルター３０の輸送空気の通過方向下流側の空間が瞬時に高圧となり、フィルター３０の概ね全面の孔から空気を輸送空気の通過方向逆側に向けて通過させることができ、微粉や粉体等をフィルター３０からより効果的に除去することができる。また、上記のような封止部３５を設けた構成とすれば、拡散体２９によって径方向外側に向けて拡散された空気が叩き付けられるように封止部３５に吹き付けられてフィルター３０を振動させることができ、微粉や粉体等をフィルター３０からより効果的に除去することができる。

なお、空気供給部６を構成する各機器は、捕集器本体１０の側方に適宜のブラケット等を介して固定されたものでもよい。また、空気源７としては、当該捕集装置１専用のものに限られず、工場設備として設けられたものであってもよい。また、空気供給部６としては、高圧の大気を供給するものに限られず、窒素ガス等の不活性ガスを供給するものでもよい。また、供給弁６ｃは、ＣＰＵ等の制御回路や各種メモリ等を含む記憶部を有した制御部９によって開閉制御される電磁弁とされている。この制御部９は、当該捕集装置１専用のものに限られず、粉粒体材料を輸送する輸送システムや、当該捕集装置１の供給先側の装置が備えたものであってもよい。

また、本実施形態では、図２及び図３（ｃ）に示すように、吹出口２７の開口周縁部に、吹出方向下流側に向かうに従い拡開状の傾斜面２７ａを設けた構成としている。このような構成とすれば、吹出口２７から吹き出される空気を傾斜面２７ａに沿わせて広範囲に吹き出させることができ、フィルター３０の除塵面積をより効果的に大きくすることができる。この吹出口２７の径は、後記する拡散体２９の外径や、効果的に拡散させる観点等から適宜の径としてもよく、例えば、１０ｍｍ～３０ｍｍ程度としてもよい。また、傾斜面２７ａの傾斜角度は、傾斜面２７ａに沿う仮想線とフィルター３０の第２筒状部３４の内周面（仮想線との交点の上側の内周面）とのなす角が鋭角となるように適宜の角度とされていてもよい。このような構成とすれば、第２筒状部３４の内周面に吹き付けられた空気を下方側に向けて効果的に反射させることができる。また、この傾斜面２７ａに沿って径方向外側に向けて拡散された空気が第２筒状部３４の上端部に吹き付けられる構成としている。

被取付部２６は、図３（ａ）、（ｃ）に示すように、吹出管２５の軸方向途中の側周部から径方向外側に向けて突出する鍔状とされている。この被取付部２６には、蓋体２０の天板部２３に固定されるねじ等の固着具の挿通孔が設けられている。
この被取付部２６は、本実施形態では、被取付部２６よりも下方側の吹出管２５が捕集器本体１０の内天面を構成する天板部２３の下面から大きく突出しないように吹出管２５の途中部位に設けられている。図例では、吹出管２５の下端部が天板部２３の下面から僅かに突出するように被取付部２６を設けた例を示しているが、このような態様に限られない。また、この被取付部２６に対して吹出管２５を上下動可能に設けた構成としてもよい。このような構成とすれば、吹出口２７及び拡散体２９の高さ位置を調整することができる。また、図例では、この被取付部２６と天板部２３との間に円環状のシール部材を設けた例を示している。なお、吹出ユニット２４を蓋体２０に取り付けるための被取付部２６としては、上記のような構成とされたものに限られず、その他、種々の構成とされたものであってもよい。

拡散体２９は、吹出口２７から下方側に離間して設けられている。本実施形態では、この拡散体２９を、吹出口２７とフィルター３０との間に位置するように設けた構成としている。図例では、この拡散体２９を、吹出口２７よりも僅かにフィルター３０寄りに設けた例を示している。なお、後記する各実施形態のように、これら吹出口２７及び拡散体２９または拡散体２９を、周壁部を構成する第２筒状部３４によって囲まれた空間内に配した構成としてもよい。
また、この拡散体２９は、本実施形態では、吹出口２７に対向する部位が吹出口２７に向かうに従い先細状とされている。このような構成とすれば、例えば、拡散体２９の吹出口２７対向面が平坦面状とされたものと比べて、吹出口２７から吹き出される空気を円滑に径方向外側に向けてガイドすることができ、圧力損失を軽減することができる。本実施形態では、この拡散体２９は、吹出口２７の吹出方向に見て、吹出口２７と略同心状の略円形状とされている。また、この拡散体２９の吹出口２７に対向する部位としての上側部位を、扁平な略円錐状としている。つまり、上側部位の外周面は、中心部（軸心部）から径方向外側に向かうに従い下るように傾斜する傾斜面２９ａとされている。この傾斜面２９ａの傾斜角度は、吹出口２７の傾斜面２７ａと同様、傾斜面２９ａに沿う仮想線とフィルター３０の第２筒状部３４の内周面（仮想線との交点の上側の内周面）とのなす角が鋭角となるように適宜の角度とされていてもよい。

また、拡散体２９の下側部位は、略円錐状とされた上側部位の下方側に連なるように設けられ略円板状とされている。この拡散体２９の外径、つまり、下側部位の外径は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、吹出口２７の内径よりも小とされている。この拡散体２９は、吹出口２７の吹出方向に見た状態で、この拡散体２９の下側部位の外周面２９ｂと吹出管２５の内周面との間に周方向の略全周に亘って一様な隙間が形成されるように設けられている。この拡散体２９の外径は、吹出口２７から吹き出された空気が広範囲に亘ってフィルター３０に吹き付けられるように、吹出口２７の径（吹出管２５の内径）や、吹出口２７からの離間寸法、フィルター３０との位置関係等に応じて適宜の径としてもよい。この拡散体２９の外径は、例えば、上記のように吹出口２７の吹出方向に見た状態で形成される吹出管２５の内周面との隙間が、１ｍｍ～５ｍｍ程度となるように適宜の径としてもよく、また、吹出口２７の径の１／２～９／１０程度としてもよい。なお、拡散体２９の下側部位に略円板状の部位を設けた態様に代えて、上下の全体に亘って略円錐状とされたものとしたり、略逆円錘状部や略逆円錘台状部等を設けたりした態様としてもよい。また、拡散体２９の外径を、吹出口２７の内径よりも小とした態様に代えて、吹出口２７の内径と略同径状としたり、吹出口２７の内径よりも大としたりしてもよい。

この拡散体２９は、保持部２８によって適宜の位置に保持されている。本実施形態では、この保持部２８を、吹出ユニット２４に設けている。また、この保持部２８を、吹出管２５の下端に固定的に設けた構成としている。この保持部２８は、図２及び図３に示すように、略水平方向に厚さ方向を沿わせた薄板状とされ、吹出管２５の内周面に架け渡されるように設けられている。また、保持部２８は、吹出管２５及び拡散体２９の軸心部（中心部）を通るように設けられている。この保持部２８は、吹出口２７に対して拡散体２９が適宜の高さ位置となるように、吹出管２５の下端から下方側に向けて突出するように設けられている。また、この保持部２８の上端部の板厚方向両側面は、上端部が上端に向かうに従い先細状となるように傾斜面２８ａ，２８ａとされている。このような構成とすれば、吹出管２５内に設けられた保持部２８による圧力損失を軽減することができる。なお、保持部２８は、吹出口２７に対して拡散体２９を上下動可能に保持する構成とされたものでもよい。このような構成とすれば、吹出口２７に対する拡散体２９の高さ位置を調整することができる。また、保持部２８を吹出管２５に設けた態様に代えて、蓋体２０に設けたり、更には、フィルター３０に設けたりしてもよい。つまりは、蓋体２０側に拡散体２９を保持させた態様に代えて、フィルター３０側に拡散体２９を保持させた態様としてもよい。拡散体２９を吹出口２７の下流側において保持する態様としては、その他、種々の構成とされたものであってもよい。

上記構成とされた捕集装置１においては、例えば、以下のようにして粉粒体材料の捕集及び排出がなされる。なお、以下のような基本動作は、吸引源２や非接触式検出器１９、供給弁６ｃ等に信号線等を介して接続された上記した制御部９によって各部が制御されて実行される。
吸引源２（図１参照）が停止され、捕集器本体１０内に粉粒体材料が捕集されていない状態では、弁体１７が待機位置とされ、非接触式検出器１９から材料要求信号が出力される。このように材料要求状態と判断されれば、吸引源２を駆動して輸送モードを実行する。つまり、吸引源２が駆動されれば、捕集器本体１０内が負圧となり、弁体１７が吸引されて待機位置から閉鎖位置とされ、輸送元４から粉粒体材料が当該捕集装置１に向けて空気輸送される。

上記のように空気輸送された粉粒体材料は、下端側の導入口１６から捕集器本体１０内に導入され、上方側に向かう気流によって捕集器本体１０内において流動・拡散され、粉粒体材料に含まれる粉塵等がフィルター３０を介して輸送空気とともに吸引接続管２２を介して捕集器本体１０外に排出される。また、複数種の粉粒体材料を当該捕集装置１において捕集する場合には、捕集器本体１０内において流動・拡散され、混合がなされる。
そして、例えば、所定の輸送時間が経過すれば、吸引源２を停止させる。これにより、閉鎖位置とされた弁体１７には、その自重に加え、落下する粉粒体材料の荷重が作用し、落下する粉粒体材料によって弁体１７が押し退けられるようにして支軸１８回りに回転して開放位置とされ、排出口１４が開放される。これにより、当該捕集装置１において捕集した粉粒体材料が排出され、弁体１７の被検出部が非接触式検出器１９の検出領域外となり、材料有状態となる。なお、当該捕集装置１における材料有無の検出態様としては、上記のような構成とされたものに限られず、その他、種々の構成とされたものの採用が可能である。例えば、上記のような非接触式検出器１９を設けた態様に代えて、捕集器本体１０や排出管１３の下方側等の適所に適宜のレベル計等を設けた構成としてもよい。

また、本実施形態では、粉粒体材料を排出させる際に、供給弁６ｃを開放させて吹出口２７から圧縮空気を吹き出させてフィルター３０を除塵する除塵モードを実行する構成としている。
このような構成とすれば、輸送モードの実行により、フィルター３０に微粉等が付着して目詰まりしているような場合にも、除塵モードの実行によってフィルター３０に付着した微粉等を除去することができる。また、輸送モードがなされる毎に除塵モードを実行する構成とすれば、輸送不良が生じ難く、また、フィルター３０を取り外してメンテナンスする必要性を軽減することができる。
なお、除塵モード実行時における供給弁６ｃを開放させる時間は、フィルター３０の構成や、除塵モードを実行するタイミング等に応じて適宜の時間としてもよく、例えば、数秒程度でもよく、また、間欠的に開放させる構成としてもよい。例えば、除塵モードを実行する際には、供給弁６ｃを、０．１秒～１秒程度、開放させた後に、０．１秒～２秒程度、閉鎖させる開閉動作を複数回（例えば、２回～１０回程度）、繰り返すような構成等としてもよい。また、輸送モードがなされる毎に除塵モードを実行する態様に限られず、輸送モードが複数回なされる毎に除塵モードを実行したり、目詰まり検知部による検知に基づいて制御部９において除塵モード実行時期と判断し、除塵モードを実行したりしてもよい。

上記のような目詰まり検知部としては、輸送モードの実行により捕集器本体１０において捕集される一バッチ輸送量が所定レベルに低下したことを検出するレベル計としてもよい。つまり、輸送が繰り返されれば、フィルター３０が徐々に目詰まりし、一バッチ輸送における粉粒体材料の輸送量が低下する。このような一バッチ輸送によって輸送された粉粒体材料の貯留レベルが予め定められた所定レベルに低下すれば、除塵モードを実行するようにしてもよい。また、目詰まり検知部としては、所定時間当たりにおける輸送回数を計数し、この輸送回数が所定以上となったこと検出する制御部９としてもよい。つまり、フィルター３０が目詰まりすれば、上記のように一バッチ輸送における粉粒体材料の輸送量が低下し、所定時間当たりにおける輸送回数が増加する。このような輸送回数が予め定められた回数を超えれば、除塵モードを実行するようにしてもよい。また、目詰まり検知部としては、輸送元４から吸引源２までの管路５，３や捕集器本体１０内の圧力を検出する圧力計としてもよい。つまり、上記と概ね同様、輸送が繰り返されれば、フィルター３０が徐々に目詰まりするため、一バッチ輸送毎の系内の圧力が変動する。この圧力が予め定められた閾値を超えれば、除塵モードを実行するようにしてもよい。また、目詰まり検知部としては、フィルター３０の上流側及び下流側の圧力をそれぞれに検出する圧力計であってもよい。この場合は、上流側の圧力計による検出値と下流側の圧力計による検出値との差が所定値以上となれば、除塵モードを実行するようにしてもよい。目詰まり検知部としては、上記のような構成とされたものに限られず、例えば、フィルター３０を撮像する撮像部等とし、画像認識等によって目詰まりを検知する態様とされたものでもよく、その他、種々の構成とされたものでもよい。

また、本実施形態では、吸引源２による吸引作用によって空気輸送された粉粒体材料を捕集する態様とした例を示しているが、このような態様に代えて、輸送元４側に高圧の輸送空気を導入する圧縮空気源を設け、圧送された粉粒体材料を捕集する態様としてもよい。この場合は、捕集器本体１０のフィルター３０の下流側に、排気管や、塵埃等を捕捉する集塵部等を設けた構成等としてもよい。また、この場合は、弁体１７や弁体１７を開閉する開閉機構等を適宜、必要に応じて変形するようにしてもよい。

次に、本発明に係る粉粒体材料の捕集装置の他の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
なお、以下の各実施形態では、先に説明した実施形態との相違点について主に説明し、同様の構成については、同一符号を付し、その説明を省略または簡略に説明する。また、先に説明した実施形態と同様の動作や作用効果等についても説明を省略または簡略に説明する。

図４（ａ）は、第２実施形態に係る粉粒体材料の捕集装置１Ａの一例を模式的に示す図である。
本実施形態に係る捕集装置１Ａは、吹出ユニット２４Ａ及びフィルター３０Ａの構成が上記第１実施形態とは主に異なる。
本実施形態では、フィルター３０Ａを、輸送空気の通過方向上流側となる下方側に向かうに従い先細状の略円錐状としている。つまり、このフィルター３０Ａの周壁部３４Ａの下端部に上記のような円板状部３６を設けていない構成としている。なお、この周壁部３４Ａの下端部に、上記のような円板状部３６や円板状部３６よりも小径状の円板状部を設けた構成等としてもよい。また、図例では、この周壁部３４Ａに上記のような封止部３５を設けていない構成とした例を示しているが、封止部３５を設けた構成としてもよい。

また、本実施形態では、吹出口２７及び拡散体２９Ａをフィルター３０Ａの周壁部３４Ａによって囲まれた空間内に配した例を示している。また、吹出管２５Ａの天板部２３からの下方側への突出寸法を上記第１実施形態よりも大とした例を示している。なお、このような態様に代えて、吹出口２７及び拡散体２９Ａまたは吹出口２７を、周壁部３４Ａ（フィルター３０Ａ）よりも上方側に位置するように配した構成等としてもよい。
また、本実施形態では、拡散体２９Ａを、上下方向に厚さ方向を沿わせて配される薄板状とした例を示している。この拡散体２９Ａは、吹出口２７の吹出方向に見て、吹出口２７と略同心状の略円板状とされたものでもよい。

図４（ｂ）は、第３実施形態に係る粉粒体材料の捕集装置１Ｂの一例を模式的に示す図である。
本実施形態に係る捕集装置１Ｂは、吹出ユニット２４Ｂ及びフィルター３０Ｂの構成が上記各実施形態とは主に異なる。
本実施形態では、フィルター３０Ｂを、上方側に開口するボウル状としている。また、フィルター３０Ｂの下端部３６Ｂに向かうに従い周壁部３４Ｂの水平面に対する傾斜角度が小さくなるように、周壁部３４Ｂを湾曲状とした例を示している。
また、本実施形態では、上記第２実施形態と同様、吹出管２５Ｂを、天板部２３から下方側に向けて突出させ、吹出口２７及び拡散体２９Ｂをフィルター３０Ｂの周壁部３４Ｂによって囲まれた空間内に配した例を示しているが、吹出口２７及び拡散体２９Ｂまたは吹出口２７を、周壁部３４Ｂ（フィルター３０Ｂ）よりも上方側に配してもよい。
また、本実施形態では、拡散体２９Ｂを、上下方向に軸方向を沿わせて配される略柱状とした例を示している。この拡散体２９Ｂは、吹出口２７の吹出方向に見て、吹出口２７と略同心状の略円柱状とされたものでもよい。

図５（ａ）は、第４実施形態に係る粉粒体材料の捕集装置１Ｃの一例を模式的に示す図である。
本実施形態に係る捕集装置１Ｃは、吹出ユニット２４Ｃ及びフィルター３０Ｃの構成が上記各実施形態とは主に異なる。
本実施形態では、フィルター３０Ｃを、上方側に開口する略有底筒状としている。また、フィルター３０Ｃの周壁部３４Ｃを傾斜状とせずに、筒状（円筒状）とし、その下端部に、円板状部３６Ｃを設けた構成としている。
また、本実施形態では、上記第２実施形態及び第３実施形態と同様、吹出管２５Ｃを、天板部２３から下方側に向けて突出させ、吹出口２７及び拡散体２９Ｃをフィルター３０Ｃの周壁部３４Ｃによって囲まれた空間内に配した例を示しているが、吹出口２７及び拡散体２９Ｃまたは吹出口２７を、周壁部３４Ｃ（フィルター３０Ｃ）よりも上方側に配してもよい。
また、本実施形態では、拡散体２９Ｃを、吹出口２７に対向する部位が吹出口２７に向かうに従い先細状となるように、略半球状とした例を示している。つまり、本実施形態では、吹出口２７に対向する側の外周面２９Ｃａが略半球面状とされている。なお、拡散体２９Ｃを、略半球状とした態様に代えて、略半楕円体状等としてもよい。

図５（ｂ）は、第５実施形態に係る粉粒体材料の捕集装置１Ｄの一例を模式的に示す図である。
本実施形態に係る捕集装置１Ｄは、吹出ユニット２４Ｄ及びフィルター３０Ｄの構成が上記各実施形態とは主に異なる。
本実施形態では、フィルター３０Ｄを、大半に亘って略平板状とされたものとしている。このフィルター３０Ｄは、上下方向に厚さ方向を沿わせて配される、略全体に亘って平板状とされたものでもよい。つまり、本実施形態では、拡散体２９Ｄの外周側を囲むような周壁部をフィルター３０Ｄに設けていない構成としている。

また、本実施形態では、吹出管２５Ｄの天板部２３からの下方側への突出寸法を上記第２実施形態～第４実施形態よりも小とした例を示している。
また、本実施形態では、拡散体２９Ｄを、上下に長尺状の楕円体（卵型）状としている。つまり、本実施形態では、上側部位２９Ｄａ及び下側部位２９Ｄｂを、それぞれ上下方向外側に向かうに従い先細状としている。また、拡散体２９Ｄの上側部位２９Ｄａよりも下側部位２９Ｄｂを扁平状としている。換言すれば、上側部位２９Ｄａは、下側部位２９Ｄｂよりも上下に長尺で先細状とされている。なお、このような態様に代えて、拡散体２９Ｄを、略球状とされたものとしてもよい。

なお、上記各実施形態において説明した互いに異なる構成を、適宜、必要に応じて変形し、組み替えて適用したり、組み合わせて適用したりするようにしてもよい。
また、上記各実施形態では、捕集器本体１０やフィルター３０，３０Ａ～３０Ｄ、吹出口２７、拡散体２９，２９Ａ～２９Ｄを、上下方向に見て略円形状とした例を示しているが、略多角形状等としてもよく、その他、種々の形状とされたものとしてもよい。
また、上記各実施形態に係る捕集装置１，１Ａ～１Ｄが備える各部材の具体的構成としては、上記した構成に限られず、その他、種々の変形が可能である。

１，１Ａ～１Ｄ 粉粒体材料の捕集装置
１０ 捕集器本体
２７ 吹出口
２７ａ 傾斜面
２９，２９Ａ～２９Ｄ 拡散体
２９Ｄａ 上側部位（吹出口に対向する部位）
３０，３０Ａ～３０Ｄ フィルター
３４ 第２筒状部（周壁部）
３４Ａ～３４Ｃ 周壁部
３５ 封止部

Claims (4)

1. 空気輸送される粉粒体材料を捕集する捕集器本体と、この捕集器本体内に設けられ、輸送空気から粉粒体材料を分離させるフィルターと、前記輸送空気の通過方向逆側から前記フィルターに向けて空気を吹き出す吹出口と、該吹出口の吹出方向下流側に設けられ該吹出口から吹き出される空気を径方向外側に向けて拡散させる拡散体と、を備えており、
   前記拡散体の外径は、前記吹出口の内径よりも小とされており、
   前記フィルターは、前記吹出口の吹出方向に見て、前記拡散体の径方向外側を囲むように形成された周壁部を備え、該周壁部における吹出口側部位に、前記拡散体によって径方向外側に向けて拡散された空気を反射させる空気の流通不能な封止部が環状に設けられていることを特徴とする粉粒体材料の捕集装置。
2. 請求項１において、
   前記拡散体は、前記吹出口に対向する部位が前記吹出口に向かうに従い先細状とされていることを特徴とする粉粒体材料の捕集装置。
3. 請求項１または２において、
   前記吹出口の開口周縁部には、吹出方向下流側に向かうに従い拡開状の傾斜面が設けられていることを特徴とする粉粒体材料の捕集装置。
4. 空気輸送される粉粒体材料を捕集する捕集器本体と、この捕集器本体内に設けられ、輸送空気から粉粒体材料を分離させるフィルターと、前記輸送空気の通過方向逆側から前記フィルターに向けて空気を吹き出す吹出口と、該吹出口の吹出方向下流側に設けられ該吹出口から吹き出される空気を径方向外側に向けて拡散させる拡散体と、を備えており、
   前記フィルターは、前記吹出口の吹出方向に見て、前記拡散体の径方向外側を囲むように形成された周壁部を備え、該周壁部における吹出口側部位に、前記拡散体によって径方向外側に向けて拡散された空気を反射させる空気の流通不能な封止部が環状に設けられていることを特徴とする粉粒体材料の捕集装置。

Images