JPH0748587Y2 - 粉体移送装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、粉体を移送する際に流動化させてスムーズ
に移送できる粉体移送装置に関するものである。

［従来の技術］ 複写用トナー、小麦粉、大豆粉、コンクリート急結剤な
どの粉体を、一軸偏心ねじポンプやスクリューフィーダ
などの移送装置により移送しようとする場合に、通常、
それらの粉体の一定量をあらかじめホッパー内に投入し
ておき、ホッパー内の粉体を移送装置に少しずつ送り込
みながら、移送装置で目的の場所へ移送している。この
ような場合に、粉体がトナーのように圧密されて塊状化
し易い性状を有していたり、鉛粉のようにかさ比重が大
きいと、ホッパー内の下端排出口付近の粉体は、その上
方の粉体によって圧下されて大きな塊になったり、排出
口付近にブリッジ現象が発生したりして、粉体は移送装
置内に落下しないことがあった。また、移送装置として
とくに一軸偏心ねじポンプを用いて粉体を移送する場合
には、粉体が圧密状態になってオーバーロードになり、
粉体をスムーズに移送できないことがあった。そこで、
従来、上記のような欠点を解決するために、前記ホッパ
ー内にその下端部より多量の空気を吹き込んで、粉体を
攪拌流動化させる方法が提案されている。

［考案が解決しようとする課題］ 上記した従来の方法では、ホッパー内に多量の空気が吹
き込まれ、粉体中に空気が混入した状態で粉体が送り出
されることになるため、粉体のかさ比重が変化して、定
量性が損なわれるという欠点がある。また、ホッパー内
に送り込まれた空気により、粉体が上方に巻き上げられ
て外部に飛散する恐れがある。

この考案は上述の点に鑑みなされたもので、従来のよう
に多量の空気を使用せずに、ホッパー内の粉体を流動化
でき、とくに圧密により塊状化し易い粉体でもスムーズ
に送り出せる構造の簡単な粉体移送装置を提供しようと
するものである。

［課題を解決するための手段］ 上記した目的を達成するためのこの考案の粉体移送装置
では、一軸偏心ねじポンプやスクリューフィーダなどの
粉体移送装置に下端の排出口が接続されるホッパー内
に、その中心軸に沿って回転軸を配設し、該回転軸にセ
ンタースクリューを一体回転可能に配設し、該センター
スクリューの螺旋方向と逆向きのリボンスクリューを、
センタースクリューの半径方向の外側で前記ホッパー内
壁に近接させて前記回転軸に一体回転可能に配設にして
いる。

また、かさ比重が小さい粉体では、請求項２記載のよう
に、前記回転軸の特定方向の回転により、前記リボンス
クリューが粉体を押し下げ、前記センタースクリューが
粉体を押し上げるように、各スクリューの螺旋方向を設
定することが好ましく、 かさ比重が大きい粉体では、請求項３記載のように、前
記回転軸の特定方向の回転により、前記リボンスクリュ
ーが粉体を押し上げ、前記センタースクリューが粉体を
押し下げるように、各スクリューの螺旋方向を設定する
ことが好ましい。

さらに、請求項４記載のように、前記回転軸のホッパー
下端の排出口付近に、前記回転軸の特定方向の回転によ
り粉体を押し下げるスクリュー部材又は傾斜フィンを設
けることが好ましい。

している。

［作用］ 上記した構成を有する粉体移送装置によれば、ホッパー
の中心にある回転軸を回転させることにより、センター
スクリューとその外側のリボンスクリューとが回転軸と
共に回転する。前記センタースクリューとリボンスクリ
ューの螺旋方向は逆向きであるため、例えばセンタース
クリューが粉体を押し上げる方向に回転すると、リボン
スクリューは粉体を押し下げる方向に回転する。（な
お、センタースクリューとリボンスクリューとの、粉体
を移動させる方向は、回転軸の回転方向によって変更で
きる。）これにより、ホッパー内の内壁近傍と、中心部
付近の粉体の移動方向は逆向きになり、内外の両スクリ
ュー間で垂直方向に粉体が循環して攪拌流動化される。
そして、ホッパーの下方の一軸偏心ねじポンプのロータ
が前記回転軸を介して同時に回転し、ホッパーの下端か
ら送り出されてきた粉体をポンプ作用により目的の場所
へ移送する。

請求項２記載の装置によれば、リボンスクリューがホッ
パーの内壁近傍の粉体を下方に移動させる。同時に、そ
の内方のリボンスクリューと螺旋方向が逆向きのセンタ
ースクリューが回転軸の回転に伴い粉体を上方に移動さ
せる。このため、ホッパー内の上部から下端部付近にか
けて、内壁近傍の粉体が下方に、また中心部の粉体が上
方に移動し、内外の両スクリュー間では粉体が浮遊状態
となり、あたかも気体の対流現象のように粉体は撹拌流
動化される。この装置は、小麦粉、大豆粉などのかさ比
重の小さい粉体に有効である。しかし、通常、センター
スクリューより外径の大きいリボンスクリューが粉体を
移動させる力の方がセンタースクリューのそれに比べて
大きいので、かさ比重の大きい粉体の場合、センタース
クリューでは粉体がホッパーの上部まで移動されず、逆
にリボンスクリューによる粉体の押し下げ力が強すぎ
て、排出口付近に粉体が詰まり易い。

請求項３記載の装置によれば、粉体はかさ比重が大きく
てもホッパー内壁に沿って確実に上方に移動し、ホッパ
ー内において、内壁近傍の粉体が上方に、また中心部の
粉体が下方に移動し、内外の両スクリュー間で垂直方向
に粉体が循環して、撹拌流動化される。

請求項４記載の装置によれば、リボンスクリューとセン
タースクリューで撹拌流動化した粉体を、スクリュー部
材又は傾斜フィンが確実に押し下げて送り出す。

［実施例］ 以下、この考案の粉体移送装置の実施例を図面に基づい
て説明する。

第１図は粉体流動化装置を備えた粉体移送装置の第１実
施例を示す断面図である。

１は小麦粉や大豆粉などのかさ比重の小さい粉体の流動
化装置で、この装置１のホッパー２は、円筒形で下部が
逆円錐形に形成されており、上端に粉体の投入口2cを、
下端に排出口2dを有している。ホッパー２の中心軸線上
には、回転軸３が回動自在に配設されており、回転軸３
の上端は、支持柱８に支持部材8aを介して配備された駆
動装置４の駆動軸4aに、継手4bを介して連結され吊設さ
れている。

ホッパー２の下端の排出口2dには、本実施例では粉体移
送装置としての一軸偏心ねじポンプ５が連設されてお
り、前記回転軸３の下端と、前記一軸偏心ねじポンプ５
のステータ5b内に配装されたロータ5aの上端とが一体に
連結されている。前記一軸偏心ねじポンプ５は公知のも
ので、横断面真円形の雄ねじ型ロータ5a（本実施例では
右ねじ）と、ロータ5aの２倍のピッチをもつ横断面長円
形の雌ねじ孔5c（本実施例では右ねじ）を有する、弾性
部材からなる雌ねじ型ステータ5bとからなり、ロータ5a
は、ステータ5bの中心軸線を中心にして偏心回転する構
造のものである。なお、回転軸３の回転方向は、前記一
軸偏心ねじポンプ５のロータ5aがステータ5b内で粉体を
図の下方へ移送する方向、すなわち上方より下向きに見
て左向き（反時計方向）である。

前記ホッパー２内において、前記回転軸３にセンタース
クリュー７が固設されている。また、このセンタースク
リュー７の周囲外方には、螺旋状のリボンスクリュー６
が、センタースクリュー７と間隙をあけて同心円状にか
つホッパー２の内壁付近に沿って配置され、リボンスク
リュー６の上下両端が支持部材6a、6bによって前記回転
軸３に支承されている。そして、前記センタースクリュ
ー７とリボンスクリュー６の、回転軸３の下端から上方
へ向けての螺旋方向は、リボンスクリュー６が右ねじ
（時計方向）螺旋であるのに対し、センタースクリュー
７のそれは、逆向きの左ねじ（反時計方向）螺旋にして
いる。前記回転軸３が、下向きに見て反時計方向に回転
するので、前記センタースクリュー７は粉体を押し上
げ、リボンスクリュー６は粉体を押し下げる。

また、前記ホッパー２の排出口2d付近における回転軸３
の下端部には、粉体を下方へ押し出す方向、すなわち前
記リボンスクリュー６と同じ螺旋方向をもつスクリュー
部材7aを取り付けている。

ここで、上記した構成からなる粉体移送装置について作
動態様を説明する。

第１図において、ホッパー２内に上端の投入口2cより粉
体を投入し、駆動装置４により回転軸３を上方より見て
反時計方向に回転させる。回転軸３とともに偏心ねじポ
ンプ５のローター5aも反時計方向に回転する。ホッパー
２内に投入された粉体は、前記回転軸３と一体回転する
リボンスクリュー６によって、ホッパー２の内壁に沿っ
て押し下げられ、下方へ移動する。一方、リボンスクリ
ュー６の内方において前記回転軸３と一体回転するセン
タースクリュー７によって、下方へ移動した前記粉体は
押し上げられ、上方へ移動する。したがって、両スクリ
ュー６および７の協働作用により、粉体はホッパー２の
内壁に沿って下降したのち、回転軸３に沿って上昇し、
対流するように撹拌流動化される。このようにして撹拌
流動化された粉体の一部は、ホッパー２の下部の逆円錐
壁に沿って排出口2dの付近に集まる。そして、前記リボ
ンスクリュー６の下端より下方へ突出したスクリュー部
材7aは、粉体を押し下げるように作用するので、排出口
2d付近の粉体は、ホッパー２の下端の排出口2dから前記
一軸偏心ねじポンプ５のステータ5b内へ送り出される。
さらに、ステータ5b内で回転しているロータ5aとステー
タ5bのねじ孔5cとのポンプ作用により粉体が加勢され
て、ステータ5bの吐出口側に接続された移送管（図示せ
ず）を通って目的の場所へ移送される。

このようにして、ホッパー２内の粉体は、撹拌流動化さ
れながら、排出口2dより徐々に送り出され、一軸偏心ね
じポンプ５で連続的に移送される。このため、ホッパー
２内にブリッジ現象が発生することなく、また、粉体は
空気が混入せず安定した状態で移送されるので、粉体の
単位時間当たりの移送量の正確な測定が可能になる。

次に、第２図〜第６図は粉体流動化装置を備えた粉体移
送装置の第２実施例を示す断面図である。

11は鉛粉や鉄粉などのかさ比重の大きい粉体の流動化装
置で、この装置11のホッパー12は、円筒形で下部が逆円
錐形に形成されたホッパー本体12aと、このホッパー本
体12aの上端に連設されたさい頭逆円錐形のカバー体12b
とからなり、カバー体12bの上端に粉体の投入口12cを、
ホッパー本体12aの下端に排出口12dをそれぞれ有してい
る。なお、ホッパー12は、支持柱18に支持部材18a、18b
を介して支承されている。ホッパー12の中心軸線上に沿
って回転自在に配置された回転軸13は、その上端が駆動
装置14の駆動軸14aに、自在継手21を介して連結されて
いる。ホッパー本体12aの下端の排出口12dには、粉体移
送用の一軸偏心ねじポンプ15が連設されており、前記回
転軸13の下端と、前記一軸偏心ねじポンプ15のステータ
15b内に配装されたロータ15aの上端とが、前記自在継手
21と同一構造の自在継手22を介して連結されている。各
自在継手21及び22の回転軸13側は、第３図に示すよう
に、その端部23がそれぞれ略球面体に形成され、逆に駆
動軸14a及びロータ15a側は、その端部24が回転軸13の球
面状端部を受け入れ可能な凹状に形成されている。そし
て、回転軸13側の端部は、駆動軸14a又はロータ15a側の
凹状端部内に緩挿された状態で、連結ピン25を介して連
結されているが、回転軸13側の連結ピン25が貫通する挿
通孔26は、その中心から両側に向けて口径を漸次拡大さ
せて、回転軸13と駆動軸14a又はロータ15aとが相互に全
方向に回転可能にしている。駆動軸14a及びロータ15aの
凹状端部24の周囲には、連結ピン25の抜止めスリーブ27
を取り付けている。

ところで、本実施例の粉体流動化装置11が、前記実施例
の装置１と大きく相違するところは、センタースクリュ
ー17とリボンスクリュー16の、回転軸13の螺旋方向を、
リボンスクリュー16が左ねじ（反時計方向）螺旋とし、
センタースクリュー17が逆向きの右ねじ（時計方向）螺
旋にしたことである。いいかえれば、上方より見て前記
回転軸13が反時計方向に回転する場合に、センタースク
リュー17が粉体を押し下げ、リボンスクリュー16が粉体
を押し上げるようにしたことである。これは、かさ比重
の大きな粉体にあっては、前記実施例のセンタースクリ
ュー７が粉体をホッパー２の上方まで押し上げることが
できず、しかもセンタースクリュー７に比べて外径の大
きいリボンスクリュー６による粉体の押し下げ力が、セ
ンタースクリュー７による粉体の押し上げ力よりも勝っ
ているので、ホッパー２内の粉体は、総体的にホッパー
２の底部付近に圧密され、粉体が十分に流動化されない
うえに、ホッパー２内の底部とくに排出口2d付近に粉体
が詰まり易いため、リボンスクリュー16とセンタースク
リュー17の螺旋方向を、前記実施例とは全く逆にしたの
である。

また、前記ホッパー12の排出口12d付近におけるロータ1
5aの上端には、前記スクリュー部材7aの代わりに、粉体
を下方へ押し出す方向に傾斜させた一対のフィン17aを
取り付けている。さらに、一軸偏心ねじポンプ15はかさ
比重の大きい粉体を移送することから、その吸込口15d
部及び吐出口15e部には圧縮空気の噴射ノズル31を設け
て、粉体の移送を圧縮空気で補助するようにしている。
すなわち、前記ホッパー12の下端の排出口12dとねじポ
ンプ15の吸込口15dとの間に、吸込口15d側に向けて漸次
口径を縮小した円錐形状の接続金物32を介設するととも
に、ねじポンプ15の吐出口15eにも、先端（下端）に向
けて漸次口径を縮小した吐出金物33を取り付けている。
吐出金物33（及び接続金物32）には、第５図に示すよう
に壁面をそれぞれ貫通して噴射ノズル31を穿設し、その
向きを、第６図のように金物33（及び32）の内周面の接
線方向に向けている。

ここで、上記した第２実施例にかかる粉体移送装置につ
いて作動態様を説明する。

例えば鉄粉のようなかさ比重の大きい粉体を、ホッパー
12内に上端の投入口12cより投入し、駆動装置14により
回転軸13を上方より見て反時計方向に回転させる。回転
軸13とともに偏心ねじポンプ15のローター15aも反時計
方向に回転する。前記リボンスクリュー16による粉体の
押し上げ力がセンタースクリュー17による粉体の押し下
げ力よりもかなり大きいため、ホッパー12内に投入され
た粉体は、前記回転軸13と共回りするリボンスクリュー
16によって、ホッパー本体12aの内壁に沿って押し上げ
られ、上方へ移動する。一方、リボンスクリュー16の内
方の粉体は、前記回転軸と共回りするセンタースクリュ
ー17によって、排出口12d側へ押し下げられる。このた
め、両スクリュー16及び17の協働作用により、粉体はホ
ッパー本体12aの内壁に沿って上方へ移動したのち、回
転軸13に沿って下降し、ホッパー本体12a内で撹拌流動
化される。このようにして撹拌流動化された粉体の一部
は、ホッパー本体12aの下部の逆円錐壁に沿って排出口1
2dに流下する。そして、前記ロータ15a上端の一対のフ
ィン17aが、粉体を押し下げるように作用するので、排
出口12dの付近の粉体は、ホッパー本体12aの下端の排出
口12dから前記一軸偏心ねじポンプ15のステータ15b内へ
送り込まれる。このとき、前記接続金物32の噴射ノズル
31から噴射される圧縮空気が、接続金物32のテーパー状
内周面に沿って粉体を旋回させる。なお、この粉体の旋
回方向は、ロータ15aの回転方向に一致している。そし
て、ステータ15b内で回転しているロータ15aとステータ
15bのねじ孔15cとのポンプ作用により粉体が加勢され
て、ステータ15bの吐出口15e側に接続された移送管35
（第４図）を通って目的の場所へ移送される。また粉体
は、ステータ15bの吐出口15eから吐出されると同時に、
噴射ノズル31から噴射された圧縮空気で満遍なく混合さ
れることにより流動化され、第６図のようにそのエアの
流れ（図中の矢印）によって吐出金物33のテーパー状の
内周面に沿って旋回しながらその排出口33aへ送られ
る。いいかえれば、エア噴射ノズル31から噴射されたエ
アは、吐出金物33内に一種の旋回流を発生させる。その
旋回流の方向は、ロータ15aの回転方向、いいかえれば
ステータ15b内を圧送されて吐出口15eから吐出される粉
体のもつ慣性力の方向と一致しているので、粉体はエア
の流れに加速されるようにして吐出金物33の内周面に沿
って旋回しながら、先端の排出口33aへ送られそこから
勢いよく送り出される。

このようにして、ホッパー２内の粉体は、撹拌流動化さ
れながら、排出口12dより徐々に送り出され、一軸偏心
ねじポンプ５で連続的に移送される。このため、ホッパ
ー２内にブリッジ現象が発生することがなく、また粉体
は安定した状態で移送されるので、粉体の単位時間当た
りの移送量の測定が可能になる。

また、一軸偏心ねじポンプ５、15のロータ5a、15aは、
偏心回転するので、これを回転させる駆動装置４、14の
駆動軸4a、14aとロッド5a、15aとの間には、一般にフレ
キシブル性を具備したコネクチングロッドを介装する必
要があるが、本実施例の場合は、前記回転軸３、13にそ
の働きを代用させている。

ところで、上記各実施例では、粉体の移送装置として、
一軸偏心ねじポンプ５、15を用いたが、その他にスクリ
ューフィーダなどを用いてもよい。また第２実施例で
は、一軸偏心ねじポンプ15の吸込口15d側と吐出口15e側
とにそれぞれ圧縮空気を噴射するようにしたが、流動化
させる粉体のかさ比重や性状によっては、第１実施例の
ように圧縮空気を全く噴射させなくても十分に噴射を搬
送できる。したがって、粉体の種類に合わせて、吐出口
15e側にだけ圧縮空気を噴射するようにしたり、圧縮空
気を全く噴射しないようにするなど適宜変更すればよ
い。

［考案の効果］ この考案の粉体移送装置は、上記した構成からなるの
で、下記の効果を奏する。

（１） 従来の方法と異なり、多量の空気を使用せずに
ホッパー内の粉体を流動化でき、しかも圧密により塊状
化し易い粉体でもスムーズに送り出せる。また粉体中に
多量の空気を混入させる必要がないので、空気管やブロ
ワーなどの付属設備が不要もしくは簡単になり、経済的
である上に、粉体のかさ比重がほとんど変化しないの
で、送出される粉体を定量化できる。

また、一軸ねじポンプのロータを偏心回転させるために
必須のコネクチングロッドを回転軸で兼用でき、センタ
ースクリューやリボンスクリューの回転とロータの回転
を駆動装置で行えるので、構造が簡単になり、装置全体
がコンパクトになる。さらに、撹拌流動化した粉体を安
定した状態で移送するので、粉体のかさ比重がほとんど
変化せず、粉体の単位時間当たりの移送量を一定にでき
る。

（２） 請求項２記載の装置は、とくにトナー、大豆粉
などの、かさ比重が小さくて圧密され易くかつ圧密され
ると塊状化し易い性状を有する粉体の移送に際し、ホッ
パー内に投入した粉体を撹拌流動化してスムーズに送り
出すことができ、ホッパー内にブリッジが発生すること
を確実に防止できる。

（３） 請求項３記載の装置は、とくに鉛粉、鉄粉など
のかさ比重の大きい粉体や、モルタル急結剤のようなか
さ比重が大きくしかも圧密され易くて圧密されると塊状
化し易い性状を有する粉体の移送に際し、ホッパー内に
圧縮空気を噴射させずに、ホッパー内に投入した粉体を
撹拌流動化してスムーズに送り出すことができ、ホッパ
ー内にブリッジが発生することを確実に防止できる。

（４） 請求項４記載の装置では、センタースクリュー
とリボンスクリューによる粉体の撹拌流動化域と、スク
リュー部材又は傾斜フィンによる撹拌流動化された粉体
の排出域とに区別され、粉体の排出がスムーズに行われ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の第１実施例にかかる粉体流動化装置
を備えた粉体移送装置を示す側方断面図、第２図〜第６
図はこの考案の第２実施例にかかる粉体流動化装置を備
えた粉体移送装置を示し、第２図は側方断面図、第３図
（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ自在継手の拡大断面図、第
４図は粉体移送装置の全体側面図、第５図は吐出金物の
拡大断面図、第６図は第５図のVI-VI線矢視図である。 １、11……粉体流動化装置、２、12……ホッパー、３、
13……回転軸、４、14……駆動装置、５、15……一軸偏
心ねじポンプ、5a、15a……ロータ、６、16……リボン
スクリュー、７、17……センタースクリュー、7a……ス
クリュー部材、17a……傾斜フィン。

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ホッパー内の上下方向の中心軸に沿って回
   動自在に配設される回転軸に、センタースクリューを一
   体回転可能に装着し、 該センタースクリューの螺旋方向と逆向きの螺旋方向を
   有するリボンスクリューを、前記センタースクリューの
   半径方向の外側で前記ホッパー内壁に近接させて前記回
   転軸に一体回転可能に設け、 前記ホッパーの下端の排出口に一軸偏心ねじポンプの吸
   込口を接続し、該ポンプのロータを前記回転軸の下端に
   連結し、回転軸の上方に配備した駆動装置により前記ロ
   ータを回転軸とともに回転させるように構成したことを
   特徴とする粉体移送装置。
2. 【請求項２】小麦粉や大豆粉などのかさ比重の小さい粉
   体を移送するための装置であって、前記回転軸の特定方
   向の回転により、前記リボンスクリューが粉体を押し下
   げ、前記センタースクリューが粉体を押し上げるよう
   に、各スクリューの螺旋方向を設定した請求項１記載の
   粉体移送装置。
3. 【請求項３】鉛粉や鉄粉などのかさ比重の大きい粉体を
   移送するための装置であって、前記回転軸の特定方向の
   回転により、前記リボンスクリューが粉体を押し上げ、
   前記センタースクリューが粉体を押し下げるように、各
   スクリューの螺旋方向を設定した請求項１記載の粉体移
   送装置。
4. 【請求項４】前記回転軸のホッパー下端の排出口付近
   に、前記回転軸の特定方向の回転により粉体を押し下げ
   るスクリュー部材又は傾斜フィンを設けた請求項１〜３
   のいずれかに記載の粉体移送装置。