JPH08113370A - 粉粒体計量方法およびこれを用いた粉粒体供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】供給される粉粒体の流量および積算流量を精度
良く計測する。 【構成】粉粒体供給源からの粉粒体を一時的に貯留する
メインホッパ１と、このメインホッパ１の下端部に連設
された粉粒体の搬送手段とからなる粉粒体供給装置にお
いて、前記メインホッパ１内に、上部に粉粒体受入口３
０ａを有しかつ下部に開閉弁３２により開閉自在の粉粒
体排出口３０ｂを有するサブホッパ３０を設けるととも
に、このサブホッパ３０をロードセル３１、３１…によ
り支持して粉粒体の重量を計量できるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粉粒体の供給装置に関
し、より詳細には供給する粉粒体の流量および積算流量
を精度良く計測することができるとともに、粉粒体を圧
送空気によって効率良くかつ均等に搬送することのでき
る粉粒体供給装置等に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、粉粒体を空気輸送する場合に
は、ホッパ内に貯留された粉粒体をロータリーフィーダ
などにより定量切出しした後、圧気流に乗せて圧送す
る。この場合、供給する粉粒体の流量および積算流量
（総供給量）を計測する方法としては、ホッパをロード
セルにより３点支持して、このロードセルによって測定
された重量の減少速度により流量を演算により求めると
ともに、前記流量の積分値により総供給量を求める方法
や、前記ロータリーフィーダの回転をロータリーエンコ
ーダー等により計測して、その回転速度および回転数か
ら流量および総供給量を算出する方法などが採用されて
いる。

【０００３】他方、粉粒体を圧縮空気によって輸送する
場合には、圧縮空気が送り込まれて流通している輸送管
にいかに効率よく均等に粉粒体を供給するかが重要とな
る。

【０００４】すなわち、その供給装置は、粉粒体を輸送
管に定量供給し、また圧縮空気の供給部での洩れによる
粉粒体の逆流を防止したものでなければならない。

【０００５】従来、このような対策を施した供給装置と
しては、ロータリーフィーダやブロータンクフィーダが
開発され、実用化されている。これらのうち、ロータリ
ーフィーダは、そのロータの周囲に設けた多数のポケッ
ト部によって粉粒体を定量供給し、またポケット部に気
密性を持たせることによって粉粒体の逆流を防止してい
る。一方、ブロータンクフィーダは、粉粒体が貯蔵され
る圧力タンクの排出側に前記と同様のロータリーフィー
ダを設け、このロータリーフィーダによって粉粒体を定
量供給するとともに、圧力タンクに圧縮空気を吹き込ん
で粉粒体を輸送ラインに加圧供給し、ロータリーフィー
ダの気密性と粉粒体の加圧供給とによって粉粒体の逆流
を防止している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、供給す
る粉粒体の流量・積算流量の計測に関し、ロードセルに
よって計測を行う場合、ホッパタンクに貯留されている
粉粒体を１バッチとして、完全にバッチ単位で計測を行
う場合には問題はないが、ホッパの下方口から定量供給
する一方で、タンクにサイロから粉粒体を頻繁に補給す
るような場合には、補給時にロードセルの計測値が乱調
状態となってしまい、正確な計量は困難である。従来
は、この乱調部分を修正して積算を行っているが、結果
的にその積算値は精度の悪いものとなっている。また、
ロータリーフィーダの回転速度および回転数より流量お
よび総流量を求める場合には、ロータリーフィーダのポ
ケット部への充填率を推測して演算を行っているが、あ
くまで推測値であるため、高精度の結果は望めない。

【０００７】一方、粉粒体の空気輸送に関し、ロータリ
ーフィーダが気密性を有するといっても、粉粒体の圧送
圧が高い場合には、その背圧のために圧縮空気の微小洩
れは避けることができず、そのため粉粒体の粒径が小さ
い場合には、圧縮空気の洩れに伴って逆流し、粉塵が飛
散するという問題が発生している。また、ブロータンク
フィーダは、粉粒体の逆流をほぼ完全に防止できるとい
う利点はあるものの、大型の圧力タンクを必要として不
経済であるだけでなく、圧力タンクに材料を供給する際
にはその都度タンク内の圧力を抜かなければならず、運
転操作が複雑になるばかりでなく、それだけ大型の機械
を必要としコストの高いものとなる。

【０００８】他方、粉粒体の供給を止めてメンテナンス
空気だけを送りたい場合や、何らかの原因で輸送管ライ
ンが閉塞したときなどは、粉粒体の供給を停止しなけれ
ばならない。しかし、従来のようにロータリーフィーダ
の回転を停止して粉粒体の送給を停止する場合には、溢
れた粉粒体の供給が終わるまで時間が掛かり、供給停止
動作も緩慢なものとなっている。

【０００９】そこで本発明の主たる第１の課題は、供給
される粉粒体の流量および積算流量を精度良く計測する
ことができる粉粒体計量方法およびその供給装置を提供
すること、第２の課題は、さらに、粉粒体を圧送空気に
よって効率良くかつ均等に搬送することのでき、緊急時
等に迅速に粉粒体の供給を停止できる粉粒体供給装置を
提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明に係る粉粒体計量方法は、粉粒体供給源から
の粉粒体を一時的に貯留する貯留槽をダブルホッパ構造
とするとともに、一方のホッパ側に粉粒体計量手段を取
付け、前記一方側ホッパに投入された粉粒体をバッチ計
量した後、他方側のホッパに粉粒体を投入することを特
徴とするものである。

【００１１】また、それを用いた第１の粉粒体供給装置
は、粉粒体供給源からの粉粒体を一時的に貯留する貯留
槽と、この貯留槽の下端部に連設された粉粒体の搬送手
段とからなる粉粒体供給装置において、前記貯留槽内
に、上部に粉粒体受入口を有しかつ下部に開閉自在の粉
粒体排出口を有するサブホッパを設けるとともに、この
サブホッパに対して粉粒体計量手段を設けたことを特徴
とするものである。

【００１２】また、第２の粉粒体供給装置は、粉粒体供
給源からの粉粒体を一時的に貯留する貯留槽と、この貯
留槽の下端部に連設された粉粒体の搬送手段とからなる
粉粒体供給装置において、前記貯留槽を、上部に粉粒体
受入口を有しかつ下部に開閉自在の粉粒体排出口を有す
る上部ホッパと、この上部ホッパから排出される粉粒体
を貯留する下部ホッパとに分割するとともに、前記上部
ホッパに対して粉粒体計量手段を設けたことを特徴とす
るものである。この第２の供給装置の場合は、前記上部
ホッパ内空間と下部ホッパ内空間とを連通する通気管を
設け、圧力バランスを取るようにするのが望ましい。

【００１３】これらの場合、前記粉粒体重量の計測手段
としては、前記サブホッパまたは上部ホッパを支持する
ロードセルを用いるのが最も簡易である。また、流量を
算出するために、前記貯留槽に粉粒体用レベル計を設け
るとともに、前記所定量の粉粒体を送給するのに要した
時間から流量を求める演算器を設けるのが望ましい。

【００１４】他方、前記粉粒体の搬送手段としては、貯
留槽の下端に、内部に定量搬送部材を有するケーシング
の入口部を連設し、このケーシング部の出口部に輸送管
を連設し、この輸送管の前記ケーシング寄りにディフュ
ーザ部を設け、さらに輸送管内にディフューザ部に向け
て輸送方向に沿った圧縮空気を噴射供給するノズル管を
設けた構造の搬送手段とするのがよい。前記定量搬送部
材としては、ロータリーフィーダまたは螺旋形の羽根を
有するスクリュー、またはこれらの組合せとすることが
できる。

【００１５】さらに、前記搬送手段において、前記ノズ
ル管をその部材長手方向に進退自在とし、進出時にディ
フューザ部に当接させることにより、緊急時等に迅速に
粉粒体の供給を停止できることができる。

【００１６】

【作用】本発明においては、貯留槽内に計量のためのサ
ブホッパを設けるか、または貯留槽を計量のための上部
ホッパと貯留のための下部ホッパとに分割する。このサ
ブホッパまたは上部ホッパ内に一旦粉粒体供給源からの
粉粒体を貯留し、計量した後、メインの貯留槽または下
部ホッパに粉粒体を排出する。したがって、貯留槽から
の粉粒体の搬送とは無関係に、バッチ計量により正確に
粉粒体の供給量を管理することができる。また、流量に
ついては、たとえば貯留槽内の粉粒体レベルが前記レベ
ル計位置にあるときに前記サブホッパから粉粒体を排出
し、再び貯留槽内の粉粒体が該レベル計位置になるまで
の時間を測定し、演算器により、サブホッパからの排出
量／時間の演算式から流量を算出することができる。

【００１７】他方、本発明に係る粉粒体搬送手段の場合
は、定量搬送部材が作動すると、貯留槽内の粉粒体はケ
ーシングを経て輸送管に定量供給される。また、ノズル
管からディフューザ部に向けて圧縮空気が噴射される
と、周囲に負圧が生じ、それによるジェットエジェクタ
ー作用により粉粒体には常時ディフューザ部に向けての
吸引力が作用するとともに、前記ケーシング内に配設さ
れたロータリーフィーダまたはスクリュー等の定量搬送
部材によるシール作用（ブロア作用）により粉粒体が貯
留槽へ逆流することはない。

【００１８】また、緊急時に粉粒体の供給を迅速に停止
させたい場合には、前記ノズル管を前進させてディフュ
ーザ部に当接させるだけで、瞬時に粉粒体の圧送を止
め、圧縮空気だけを送給することができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明を実施例に基いて詳述する。

【００２０】図１は、本発明の第１実施例を示し、圧送
される粉粒体が一時的に貯留されるメインホッパ（貯留
槽）１の下部には、横向き配置の回転軸１８に複数の羽
根１９、１９…を放射状に設けてなるロータリーフィー
ダ２０が連設されているとともに、このロータリーフィ
ーダ２０の排出口に、横向きの直管状のケーシング２が
その入口部３において連設されている。ケーシング２内
には横向きの軸４の周囲に螺旋形の羽根５を有するスク
リュー６が同軸的に設置され、その軸４はケーシング２
の一対の端板７ａ，７ｂに回転可能にかつ気密的に支持
されている。軸４はケーシング２の外部において、回転
駆動手段２５に連結され回転するようになっている。

【００２１】ケーシング２の出口部８には、該ケーシン
グ２よりも下方に位置する輸送管９が連設され、この輸
送管９のケーシング２寄りにテーパ状絞り部によってデ
ィフューザ部１０が設けられている。前記輸送管９の基
端部には図示しない圧縮空気供給源に連結されたノズル
管１１が設けられ、このノズル管１１は前記ディフュー
ザ部１０に向けかつ輸送方向に沿って圧縮空気を噴射供
給するようになっている。なお、前記ノズル管１１から
の圧縮空気の噴射方向は、図４に示すように、スクリュ
ー６の軸４と平行であってもよいし、図５に示すように
軸４と直交していてもよい。

【００２２】上記供給装置においては、ロータリーフィ
ーダ２０およびスクリュー６が回転すると、ロータリー
フィーダ２０による定量供給作用と、スクリュー６によ
る押出し作用とによりホッパ１内の粉粒体はケーシング
２を経て輸送管９に定量供給される。その供給量は、ロ
ータリーフィーダ２０の回転速度を変えることによって
適宜設定される。一方、ノズル管１１から圧縮空気がデ
ィフューザ部１０に向けて噴射供給され、そのジェット
流がディフューザ部１０の絞り部分を通過するときに周
囲に負圧が発生し、それによるジェットエジェクタ作用
とスクリュー６の押出し作用との共働によって粉粒体の
供給が助長される。すなわち、粉粒体には常時ディフュ
ーザ部１０に向けての吸引力が作用し、またスクリュー
６の押出し作用によるシール効果（ブロア効果）が発生
するので、粉粒体がホッパ１内に逆流することはない。
また、スクリュー６に高速回転を与えると、スクリュー
ポンプの作用をすることになり、輸送管９による管路に
多少の背圧が加わった場合でも、ホッパ１内への圧縮空
気の逆流、すなわち粉粒体の逆流が生じることがない。

【００２３】なお、前記具体例においては、ロータリー
フィーダ２０に定量供給作用を担わせ、スクリュー６に
シール作用を担わせるようにしているが、ロータリーフ
ィーダ２０を無くして、スクリュー６に定量供給作用と
シール作用との双方を担わせるようにすることもでき
る。

【００２４】他方、本発明においては、前記メインホッ
パ１内に、上部に粉粒体受入口３０ａを有しかつ下部に
排出弁３２により開閉自在とされる粉粒体排出口３０ｂ
を有するサブホッパ３０を設けるとともに、このサブホ
ッパ３０をロードセル３１、３１…によって支持するこ
とにより内部に貯留された粉粒体の重量を計量できるよ
うになっている。前記排出弁３２は、円錐形状の弁体３
４が吊材３３により吊持され、図示しない駆動手段（図
３では３９として図示）により上下動可能となっている
弁構造であり、図２に示されるように、弁体３４が下方
に移動されることによりサブホッパ３０内の粉粒体がメ
インホッパ１内に排出されるようになっている。なお、
前記排出弁としては、他の開閉構造、たとえばシリンダ
ーによってスライド板が駆動されるゲート式の開閉構
造、前記ロータリーフィーダ式の排出構造等適宜の構造
が適用可能である。なお、４０は貯留槽内の気圧を大気
圧に保持するため外部に連通する圧気開放フィルターで
ある。

【００２５】前記サブホッパ３０には、サイロより粉粒
体が供給され、ロードセル３１、３１…により供給され
た粉粒体の重量が計量された後、メインホッパ１内に粉
粒体が排出される。したがって、計量が完全に１バッチ
毎に行われるために、正確に供給される粉粒体の重量を
把握することができる。

【００２６】また、単位時間当りの流量を把握するため
に、本発明においては、メインホッパ１の適宜の高さ位
置にレベル計３５を設けるとともに、メインホッパ１内
の粉粒体レベルが該レベル計３５位置にあるときに前記
サブホッパ３０から粉粒体（この重量は計量により既知
となっている。）を排出し、再びメインホッパ１内の粉
粒体が該レベル計３５位置になるまでの時間ｔから流量
を算出する演算器３６を設けている。

【００２７】次いで、図３に示される第２のホッパ構造
は、前記貯留槽１を、上部に粉粒体受入口１ａを有しか
つ下部に開閉自在の粉粒体排出口１ｂを有する上部ホッ
パ１Ａと、この上部ホッパ１Ａから排出される粉粒体を
貯留する下部ホッパ１Ｂとに分割するとともに、前記上
部ホッパ１Ａをロードセル３１，３１…により支持した
例である。前記上部ホッパ１Ａと下部ホッパ１Ｂとの境
界部分には両者に跨がってシール材３７が周回されてお
り、外部と遮断されている。また、この例の場合には、
上部ホッパ１Ａ領域と下部ホッパ１Ｂ領域とが完全に区
画されることから、上部ホッパ１Ａに通気管３８、３８
を設けて上部ホッパ１Ａ領域と下部ホッパ１Ｂ領域との
圧力バランスを取るとともに、前記圧気開放フィルター
４０に通ずる連通路が形成されている。

【００２８】他方、本発明においては、図６に示される
ように、前記前記ノズル管１１をその部材長手方向に進
退自在とし、進出時にディフューザ部１０に当接するよ
うにしている。したがって、緊急時、始動時などにおい
て、瞬時に粉粒体の圧送を止めて空気のみを圧送するこ
とができるようになっている。

【００２９】ところで、本発明は種々の変形例が考えら
れる。以下、順に説明すると、図７に示される実施例で
は、スクリュー６の軸４の先端部に放射状に伸びる複数
の羽根１２を設け、粉粒体が輸送管９に落下するのを助
長するとともに、輸送管９に圧縮空気を噴射する補助ノ
ズル１７を設け、ディフューザ部１０での吸引力を助長
するようにしてある。

【００３０】また、図８、図９に示される実施例は、渦
巻型のケーシング１３内に、縦向きの軸１４の周囲に湾
曲した複数の羽根１５を有する羽根車１６が設け、これ
を定量搬送部材とした例であり、前記軸１４はケーシン
グ１３の底壁に気密的に支持され、一体的に固定されて
いるスプロケット２１に巻回しているチェーン２２が図
示しない駆動源によって駆動されている。

【００３１】この実施例の場合、羽根車１６はホッパ１
内の粉粒体をケーシング１３を経て輸送管９に定量供給
する作用と、粉粒体の逆流を防止するシール作用をし、
また羽根車１６に高速回転を与えると渦巻ポンプの作用
をすることになり、輸送管９による管路に多少の背圧が
加わった場合でも、ホッパ内への圧縮空気の逆流、すな
わち粉粒体の逆流が生じることがない。

【００３２】さらに、図１０に示される実施例では、ホ
ッパ１とケーシング１３との間にロータリーフィーダ２
３を設置し、また図１１に示される実施例では、ホッパ
１とケーシング１３との間にスクリューフィーダ２４を
軸１４と一体的に設置し、これらロータリーフィーダ２
３またはスクリューフィーダ２４に定量供給作用を担わ
せるとともに、羽根車１６にシール作用を担わせるよう
にした例である。

【００３３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、供給され
る粉粒体の流量および積算流量を精度良く計測すること
ができる。また、緊急時等に瞬時に粉粒体の供給を停止
することができる。さらに、粉粒体の定量供給と逆流防
止とがともに達成され、粉粒体を圧縮空気に乗せて効率
良くかつ均等に搬送することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る粉粒体供給装置の第１の実施例を
示す縦断面図である。

【図２】第１実施例においてサブホッパからの粉粒体排
出状態を示す図である。

【図３】本発明に係る粉粒体供給装置の第２の実施例を
示す縦断面図である。

【図４】圧縮空気の噴射方向の例を示す縦断側面図であ
る。

【図５】圧縮空気の噴射方向の例を示す縦断側面図であ
る。

【図６】粉粒体供給停止状態の縦断面図である。

【図７】本発明に係る粉粒体供給装置の第３の実施例を
示す縦断面図である。

【図８】本発明に係る粉粒体供給装置の第４の実施例を
示す縦断面図である。

【図９】第４の実施例の平面図である。

【図１０】本発明に係る粉粒体供給装置の第５の実施例
を示す縦断面図である。

【図１１】本発明に係る粉粒体供給装置の第６の実施例
を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１…ホッパ、１Ａ…上部ホッパ、１Ｂ…下部ホッパ、２
…ケーシング、３…入口部、４…軸、５…羽根、６…ス
クリュー、７…出口部、９…輸送管、１０…ディフュー
ザ部、１１…ノズル管、３０…サブホッパ、３１…ロー
ドセル、３２…排出弁、３５…レベル計

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 直機 東京都江東区南砂２−３−８−326 (72)発明者 黒沢 正之 東京都江戸川区平井４丁目10番10−903号

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粉粒体供給源からの粉粒体を一時的に貯留
   する貯留槽をダブルホッパ構造とするとともに、一方の
   ホッパ側に粉粒体計量手段を取付け、 前記一方側ホッパに投入された粉粒体をバッチ計量した
   後、他方側のホッパに粉粒体を投入することを特徴とす
   る粉粒体計量方法。
2. 【請求項２】粉粒体供給源からの粉粒体を一時的に貯留
   する貯留槽と、この貯留槽の下端部に連設された粉粒体
   の搬送手段とからなる粉粒体供給装置において、 前記貯留槽内に、上部に粉粒体受入口を有しかつ下部に
   開閉自在の粉粒体排出口を有するサブホッパを設けると
   ともに、このサブホッパに対して粉粒体計量手段を設け
   たことを特徴とする粉粒体供給装置。
3. 【請求項３】粉粒体供給源からの粉粒体を一時的に貯留
   する貯留槽と、この貯留槽の下端部に連設された粉粒体
   の搬送手段とからなる粉粒体供給装置において、 前記貯留槽を、上部に粉粒体受入口を有しかつ下部に開
   閉自在の粉粒体排出口を有する上部ホッパと、この上部
   ホッパから排出される粉粒体を貯留する下部ホッパとに
   分割するとともに、前記上部ホッパに対して粉粒体計量
   手段を設けたことを特徴とする粉粒体供給装置。
4. 【請求項４】前記上部ホッパ内空間と下部ホッパ内空間
   とを連通する通気管を設けた請求項３記載の粉粒体供給
   装置。
5. 【請求項５】粉粒体計量手段が前記サブホッパまたは上
   部ホッパを支持するロードセルである請求項２〜４記載
   の粉粒体供給装置。
6. 【請求項６】前記貯留槽に粉粒体用レベル計を設けると
   ともに、前記所定量の粉粒体を送給するのに要した時間
   から流量を求める演算器を設けた請求項２〜５記載の粉
   粒体供給装置。
7. 【請求項７】前記粉粒体搬送手段が、貯留槽の下端に、
   内部に定量搬送部材を有するケーシングの入口部を連設
   し、このケーシング部の出口部に輸送管を連設し、この
   輸送管の前記ケーシング寄りにディフューザ部を設け、
   さらに輸送管内にディフューザ部に向けて輸送方向に沿
   った圧縮空気を噴射供給するノズル管を設けた構造であ
   る請求項２〜６記載の粉粒体供給装置。
8. 【請求項８】前記定量搬送部材がロータリーフィーダで
   ある請求項７記載の粉粒体供給装置。
9. 【請求項９】前記定量搬送部材が螺旋形の羽根を有する
   スクリューである請求項７記載の粉粒体供給装置。
10. 【請求項１０】前記定量搬送部材がロータリーフィーダ
    および螺旋形の羽根を有するスクリューの組合せからな
    る請求項７記載の粉粒体供給装置。
11. 【請求項１１】前記ノズル管をその部材長手方向に進退
    自在とし、進出時にディフューザ部に当接するようにし
    た請求項７〜１０記載の粉粒体供給装置。