JPH1059542A - 粉粒体供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高圧圧送の際の粉粒体供給部での圧縮空気の洩
れを防止する。 【解決手段】貯留槽１の下端部に粉粒体供給装置２を介
して輸送管３が配設され、粉粒体供給装置２は、粉粒体
切出し部４と粉粒体移送部５とから構成されており、粉
粒体切出し部４は、第１ケーシング６をシリンダーとし
て往復動自在のピストンロッドおよびこのピストンロッ
ド７の長手方向に所定間隔で固設された５個のピストン
部材８，８…とを備え、ピストンロッド７の往復動作に
よりピストン部材８，８…間の各区画室９，９…に順次
投入された粉粒体を粉粒体排出口６ｄ，６ｅより排出
し、粉粒体移送部５は、粉粒体排出口６ｄ，６ｅに連続
する第２ケーシングに内装された移送スクリュー１３に
より粉粒体排出口６ｄ，６ｅより流入する粉粒体を１箇
所に集合させて、該集合箇所より輸送管３に供給するよ
う構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粉粒体の供給装置
に関し、詳しくは粉粒体を連続的にかつ均等に供給でき
るとともに、高圧圧送の際に粉粒体の逆流を完全に遮断
し得る装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、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、いかに効率良く均等に粉粒体を供給するかが
重要である。すなわち、その供給装置は、粉粒体を輸送
管に定量供給し、かつ供給部で圧縮空気の漏れに伴う粉
粒体の逆流を防止するものでなければならない。

【０００３】従来、このような対策を施した粉粒体供給
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
したものである。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。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、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
洩れを避けることができない。このため粉粒体の粒径が
小さい時には、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。

【０００５】一方、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ものの、大型の圧力タンク
を必要とするために不経済である。さらに、ブロータン
クフィーダは、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く必要があるため、連続的に効
率良く粉粒体を供給できないとともに、運転操作が複雑
になり、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。

【０００６】そこで本発明の主たる課題は、粉粒体を連
続的にかつ均等に供給できるとともに、高圧圧送の際に
圧縮空気の背圧漏れに伴う粉粒体の逆流を完全に防止し
得る粉粒体供給装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決した本発
明のうち、請求項１に記載の発明は粉粒体を一時的に貯
留する貯留槽の下端部に直接的または間接的に連設さ
れ、前記貯留槽の粉粒体を輸送管に対して供給するため
の粉粒体供給装置であって、前記粉粒体供給装置は、粉
粒体切出し部と粉粒体移送部とから構成され、前記粉粒
体切出し部は、前記貯留槽からの粉粒体流入口の直下位
置に、この粉粒体流入口に連続して略水平方向に所定長
さの筒状中空部が形成されるとともに、この筒状中空部
の長手方向前後位置にそれぞれ下側に開口する粉粒体排
出口が形成され、かつ前記筒状中空部をシリンダーとし
て略水平方向に往復自在のピストンロッドおよびこのピ
ストンロッドの長手方向に所定間隔で固設された複数の
ピストン部材とを備え、このピストン部材と前記筒状中
空部内壁との密着により気密性を確保しながら前記ピス
トンロッドの往復動作により前記ピストン部材間の各区
画室に順次投入された粉粒体を前記各粉粒体排出口より
排出し、前記粉粒体移送部は、前記各粉粒体排出口に連
続する空間に略水平配置の移送スクリューを備え、前記
各粉粒体排出口より流入する粉粒体を１箇所に集合させ
るとともに、該集合箇所より輸送管に供給するようにし
たことを特徴とする粉粒体供給装置である。

【０００８】かかる本発明の粉粒体装置では、貯留槽か
らの粉粒体は、粉粒体切出し部におけるピストン部材の
往復動作によって粉粒体移送部に供給され、続いて粉粒
体移送部において移送スクリューによる搬送によって輸
送管に供給される。この際、貯留槽と輸送管の間の経
路、特に筒状中空部においてピストン部材と筒状中空部
内壁との密着により気密性が確実に確保される（以下、
シール作用という）ために、仮に輸送管に供給される圧
縮空気の圧力が高い場合であっても、圧縮空気が貯留槽
内に洩れることがない。また、本発明では、移送スクリ
ューと粉粒体排出口から連続する空間内面との密着によ
ってもシール作用が奏せられ、この粉粒体移送部でのシ
ール作用が前記した粉粒体切出し部でのシール作用に加
わるため、さらに圧縮空気の洩れ防止効果に優れたもの
となる。

【０００９】請求項２に記載の発明は、前記ピストン部
材を少なくとも５以上固設し、４以上の区画室を設けた
請求項１記載の粉粒体供給装置である。

【００１０】請求項３に記載の発明は、前記筒状中空部
の長手方向前後位置を連通する連通管を設けた請求項１
〜２記載の粉粒体供給装置である。

【００１１】請求項４に記載の発明は、前記移送スクリ
ューは、そのスクリュー羽根を一方向の螺旋羽根として
形成し、粉粒体を一方側端部に集合させるようにした請
求項１〜３記載の粉粒体供給装置である。

【００１２】請求項５に記載の発明は、前記移送スクリ
ューは、そのスクリュー羽根を中間点を中心として左右
対称に形成し、粉粒体を前記中間点位置に集合させるよ
うにした請求項１〜４記載の粉粒体供給装置である。

【００１３】請求項６に記載の発明は、前記貯留槽と前
記粉粒体供給装置との間にロータリーフィーダーを介在
させた請求項１〜５記載の粉粒体供給装置である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を参照しなが
ら詳述する。

【００１５】図１および図２は本発明の第１の態様を示
しており、粉粒体を一時的に貯留する貯留槽１の下端部
に、該貯留槽１の粉粒体を輸送管３に対して供給するた
めの粉粒体供給装置２が直接的に連設される。

【００１６】粉粒体供給装置２は、粉粒体切出し部４と
粉粒体移送部５とをこの順に連設して構成される。粉粒
体切出し部４は、貯留槽１の下端部に対して中央上側に
開口した粉粒体流入口６ａにおいて連結され、略水平方
向に所定長さの筒状中空部１６を有する第１ケーシング
６と、この第１ケーシング６をシリンダーとして該第１
ケーシング６の一対の端板６ｂ，６ｃに往復自在にかつ
気密的に支持されたピストンロッド７と、このピストン
ロッド７の長手方向に所定間隔で固設された５個のピス
トン部材８，８…とを備えるとともに、これらピストン
部材８，８…のそれぞれに、該ピストン部材８，８…と
第１ケーシング６内壁とを密着させる密着手段８ａ，８
ａ…が配されて、各ピストン部材８，８…間に気密的に
区画された４つの区画室９，９…が構成される。また、
ピストンロッド７は、第１ケーシング６外部において往
復駆動手段としての複動式油圧シリンダー１０に連結さ
れている。１１はピストン部材８，８…の往復動作によ
って第１ケーシング６内の空気が圧縮されないように、
第１ケーシング６の一方側から他方側に通気するための
連通管である。

【００１７】特に、粉粒体切出し部４においては、ピス
トン部材８，８…は、往復動作時に常に、粉粒体流入口
６ａから後述する各粉粒体排出口６ｄ，６ｅに至る筒状
中空部１６内に少なくとも１個以上存在するよう作動さ
れる。より具体的には、かかる条件を満足するように、
ピストンロッド６に対するピストン部材８，８…の配設
間隔、粉粒体流入口６ａの口径、各粉粒体排出口６ｄ，
６ｅの口径もしくは油圧シリンダー１０の往復動幅等が
調節される。なお、図１および図２には、油圧シリンダ
ー１０の往復動幅を第１ケーシング６内におけるピスト
ン部材８，８…の最大往復動幅に設定して、上記条件を
満足するようにピストン部材８，８…の配設間隔を調節
したものを例示した。

【００１８】さらに、第１ケーシング６の長手方向前後
位置にはそれぞれ下側に開口する粉粒体排出口６ｄ，６
ｅが形成され、これら粉粒体排出口６ｄ，６ｅを通して
粉粒体切出し部４と粉粒体移送部５とが連続される。粉
粒体移送部５は、第１ケーシング６の粉粒体排出口６
ｄ，６ｅから連続した空間を形成する第２ケーシング１
２と、この第２ケーシングに内装された略水平配置の移
送スクリュー１３とを備えるとともに、移送スクリュー
１３のスクリュー羽根１３ａは、前記各粉粒体排出口６
ｄ，６ｅからの粉粒体が第２ケーシング１２の図中左側
端部に集合するように一方向の螺旋羽根として形成され
る。１４は移送スクリューをそのスクリュー軸１３ｂを
介して回転するための回転駆動手段である。かかる粉粒
体移送部５に対して、第２ケーシング１２の粉粒体集合
箇所すなわち図中左側端部下側において、輸送管３が連
結される。

【００１９】輸送管３の基部には、図示しない圧縮空気
供給源に連結されたノズル管１５が設けられ、このノズ
ル管１５は輸送管３の基端部分に形成されたディフュー
ザ部３ａに向けかつ粉粒体輸送方向に沿って圧縮空気を
噴射供給するように構成されている。

【００２０】一方、図１における貯留槽１には、本発明
者が特開平８−１１３３７０において提案した粉粒体計
量手段が配設されている。すなわち、貯留槽内に、上部
に粉粒体受入口４０ａを有しかつ下部に排出弁４２によ
り開閉自在とされる粉粒体排出口４０ｂを有する副貯留
槽４０を設けるとともに、この副貯留槽４０をロードセ
ル４１，４１…によって支持することにより、その内部
に貯留された粉粒体の重量を計測できるようになってい
る。前記排出弁４２は、円錐状の弁体４４が吊材４３に
より吊持され、図示しない駆動手段により上下動可能と
なっている弁構造であり、図８に示されるように弁体４
４が下降することにより副貯留槽４０内の粉粒体が貯留
槽内に排出されるようになっている。したがって、副貯
留槽４０に供給された粉体は、ロードセル４１，４１…
によって計量された後に貯留槽内に排出されるため、計
量が完全に１バッチ毎に行われ、正確に貯留槽内に供給
される粉粒体を計量できるとの特徴を持つ。本発明にお
いては、この他の粉粒体計量手段を用いても良く、また
粉粒体計量手段を用いなくても良いことはいうまでもな
い。

【００２１】かかる貯留槽１に供給された粉粒体は、上
述のごとく計量された後に、貯留槽１下端部において粉
粒体流入口６ａから第１ケーシング６に流入する。この
際、図示しない油圧パワーユニットに連結された複動式
油圧シリンダー１０を往復駆動させることにより、ピス
トンロッド７を介してピストン部材８，８…が往復動作
され、この結果、図３（ａ）、（ｂ）および（ｃ）に示
すように、貯留槽１からの粉粒体は各ピストン部材８，
８…間の区画室９，９…に順次落下供給されるととも
に、各粉粒体排出口６ｄ，６ｅに交互に移送されて第２
ケーシング１２に落下供給される。第１ケーシング６か
らの粉粒体は、回転駆動手段１４により図中矢印方向に
回転する移送スクリュー１３によって、第２ケーシング
１２の図中左側に移送されて輸送管３に落下・供給され
る。この落下・供給部においては、ノズル管１５から圧
縮空気がディフューザ部３ａ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３ａ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
ェクタ作用によって輸送管３に粉粒体が送給される。

【００２２】したがって、粉粒体は、常時ディフューザ
部３ａに向けての吸引力を受けて効率良く輸送管３に送
り出される。

【００２３】貯留槽１から輸送管３への粉粒体の供給量
は、ピストン部材８，８…の往復動作速度、移送スクリ
ュー１３の回転速度、またはノズル管１５における圧縮
空気の供給量を適宜調節することにより設定される。

【００２４】本第１の態様では、かかる一連の粉粒体供
給動作において、粉粒体移送部５における移送スクリュ
ー１３のシール作用により、輸送管３から貯留槽１への
圧縮空気および粉粒体の逆流が防止される。さらに、仮
に高圧圧送の場合などにおいて圧縮空気が粉粒体移送部
５を通過したとしても、粉粒体切出し部４におけるピス
トン部材８，８…のシール作用により、すなわち、ピス
トン部材８，８…が常に粉粒体流入口６ａと各粉粒体排
出口６ｄ，６ｅとの間の筒状中空部内に少なくとも１個
以上存在する結果、粉粒体移送部５と貯留槽１とがピス
トン部材８，８…によって常時遮断されることにより、
粉粒体移送部５からの圧縮空気は貯留槽１にまで逆流し
ない。

【００２５】図４は本発明の第２の態様を示したもので
あり、上記第１の態様における粉粒体移送部５を変更し
たものである。すなわち、本第２の態様における粉粒体
移送部２０は、第１ケーシング６の粉粒体排出口６ｄ，
６ｅから連続した空間を形成する第２ケーシング２１
と、この第２ケーシング２１に内装された略水平配置の
移送スクリュー２２とを備えるとともに、移送スクリュ
ー２２のスクリュー羽根２２ａを、その中間点を中心と
して左右対称に、かつ第１ケーシング６の各粉粒体排出
口６ｄ，６ｅからの粉粒体が前記中間点位置に集合する
ように形成したものである。かかる粉粒体移送部に対し
て、第２ケーシング２１の粉粒体集合箇所すなわちスク
リュー羽根２２ａの中間点位置の下側に開口した連通口
２１ａにおいて、輸送管３が連結される。

【００２６】また、上記移送スクリュー２２の代わり
に、図５に示すように、第２ケーシング２１の略中央部
を中心として互いに対向するようにかつ所定の離間距離
をもって２つの移送スクリュー２４Ａ，２４Ｂが配置さ
れ、これら移送スクリュー２４Ａ，２４Ｂは第２ケーシ
ング２１外部に配置される回転駆動手段１４Ａ，１４Ｂ
にそれぞれ連結されるよう構成しても良い。この場合に
は、移送スクリュー２４Ａ，２４Ｂの離間距離は、連通
口２１ａの口径以下にするのが好ましい。

【００２７】上記装置構成から容易に想像されるよう
に、本第２の態様の動作構成は、基本的には前述の第１
の態様と同様であるが、第１ケーシング６からの粉粒体
が、移送スクリュー２２により、もしくは図５に示す態
様の場合には移送スクリュー２４Ａ，２４Ｂにより第２
ケーシング２１略中央位置に移送されて、当該部位にお
いて輸送管３に落下・供給される点でのみ相違するもの
である。

【００２８】本第２の態様における利点は、図４によっ
て説明すれば、第２ケーシング２１の連通口２１ａを第
１ケーシング６の粉粒体排出口６ｄ，６ｅのほぼ中間位
置とし、前記連通口２１ａと粉粒体排出口６ｄ，６ｅと
の間に、スクリュー羽根２２ａの周囲が壁によって閉鎖
された密封部が形成された結果、移送スクリュー２２に
よるシール作用が前述の第１の態様の場合に比して強力
となるとともに、スクリュー羽根２２ａ間の粉粒体およ
び圧縮空気を輸送管３に向かって効果的に押し出す作用
（押出し作用）を奏することにある。かかる利点は、図
５に示す態様においても同様である。したがって、本第
２の態様は前述の第１の態様よりも圧縮空気の洩れ防止
に優れるものである。

【００２９】図６は、上記第２の態様の変形例を示して
おり、第２ケーシング２３の略中央部を中心として互い
に対向するようにかつ所定の離間距離をもって２つの移
送スクリュー２４Ａ，２４Ｂが配置され、これら移送ス
クリュー２４Ａ，２４Ｂは第２ケーシング２３外部に配
置される回転駆動手段１４Ａ，１４Ｂにそれぞれ連結さ
れるとともに、移送スクリュー２４Ａ，２４Ｂの対向離
間部２５を挟んで一方側に輸送管２６の基端部が配設さ
れ、他方側に圧縮空気供給管（図示せず）の先端部が配
設される。この場合、回転駆動手段１４Ａ，１４Ｂによ
って図中矢印方向に移送スクリュー２４Ａ，２４Ｂが回
転されると、第１ケーシング６の粉粒体排出口６ｄ，６
ｅからの粉粒体は前記対向離間部２５に集合され、該離
間部に供給される圧縮空気によって順次輸送管２６に供
給される。したがって、輸送管２６への粉粒体の供給は
移送スクリュー２４Ａ，２４Ｂによって強制的にかつ円
滑に行われるため、前述したようなディフューザー部３
ａ等（図４、図５参照）を設ける必要がない。

【００３０】上記第１および２の態様においては、往復
駆動手段として油圧シリンダーを用いているが、油圧シ
リンダーの代わりにエアシリンダーもしくはクランク機
構を有する往復駆動手段等を用いることもできる。特
に、往復駆動手段としてエアシリンダーを用いた場合に
は、その往復動作が油圧シリンダーよりも速い点を利用
して、ピストン部材の数を３個にすることもできる。

【００３１】図７に、第４の態様として前述の第１の態
様におけるピストン部材８，８…の数を３個にし、かつ
往復駆動手段としてエアシリンダー３０を用いたものを
示す。かかるとおりピストン部材８，８…を３個にした
場合には、装置構成上、ピストン部材８，８…の往復動
作過程において、図中矢印で示すように、瞬間的に第１
ケーシング６の粉粒体流入口６ａと粉粒体排出口６ｄ，
６ｅとが連通する状態が生じるが、エアシリンダー３０
によるピストン部材８，８…の往復動作は極めて速いた
めに、実質的には第１ケーシング６の粉粒体流入口６ａ
と粉粒体排出口６ｄ，６ｅとは遮断されているに等し
い。したがって、本第４の態様においても、前述の第１
の態様と同様にピストン部材８，８…によるシール作用
が生じ、圧縮空気の貯留槽への漏れは防止される。

【００３２】他方、上記第１〜４の態様においては、貯
留槽１からの粉粒体の供給は何ら制限のない重力落下に
よるものであるが、必要に応じて、貯留槽１に対して、
例えばロータリーフィーダなどの定量供給手段を介し
て、間接的に、粉粒体供給装置２を連設することも提案
される。これにより一層の定量供給性が保証される。図
８に、本発明の第５の態様として、前述の第１の態様に
おける貯留槽１と第１シリンダ６との間に、略水平配置
の回転軸３５ａに複数の羽根３５ｂを放射状に設けてな
るロータリーフィーダ３５を設けたものを示す。この場
合、貯留槽１内の粉粒体は、ロータリフィーダ３５によ
る定量供給作用によって、第１ケーシング６のピストン
８，８…間の区画室には過剰に供給されることがない。
よって、この供給量をロータリーフィーダ３５の回転に
よって適宜設定することにより、ピストン部材８，８
…、密着手段８ａ，８ａ…、ピストンロッド７、または
油圧シリンダー１０等の往復駆動手段にかかる負担を軽
減できる。

【００３３】上記説明においては、ピストンの数が３個
の場合および５個の場合について説明したが、本発明は
これに限定されるものでないことはいうまでもない。

【００３４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、粉粒体を圧送空気によって連続的にかつ均等
に供給できるとともに、高圧圧送の際においても圧縮空
気の供給部での洩れがなく、貯留槽内が圧気状態となら
ない。

【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の態様を示
す縦断面図である。

【図２】その要部拡大図である。

【図３】本発明に係る粉粒体供給装置の動作構成を示す
縦断面図である。

【図４】本発明に係る粉粒体供給装置の第２の態様を示
す要部拡大縦断面図である。

【図５】その移送スクリューを変更した図である。

【図６】その変形例を示す図である。

【図７】本発明に係る粉粒体供給装置の第４の態様を示
す要部拡大縦断面図である。

【図８】本発明に係る粉粒体供給装置の第５の態様を示
す縦断面図である。

【符号の説明】

１…メインホッパ、２…粉粒体供給装置、３…輸送管、
４…粉粒体切出し部、５…粉粒体移送部、６…第１ケー
シング、７…ピストンロッド、８…ピストン、９…区画
室、１０…複動式油圧シリンダー、１１…連通管、１２
…第２ケーシング、１３…移送スクリュー、１４…回転
駆動手段、１５…ノズル管、１６…筒状中空部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ６５Ｇ 65/46 Ｂ６５Ｇ 65/46 Ｂ 65/48 65/48 Ｇ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粉粒体を一時的に貯留する貯留槽の下端部
   に直接的または間接的に連設され、前記貯留槽の粉粒体
   を輸送管に対して供給するための粉粒体供給装置であっ
   て、 前記粉粒体供給装置は、粉粒体切出し部と粉粒体移送部
   とから構成され、 前記粉粒体切出し部は、前記貯留槽からの粉粒体流入口
   の直下位置に、この粉粒体流入口に連続して略水平方向
   に所定長さの筒状中空部が形成されるとともに、この筒
   状中空部の長手方向前後位置にそれぞれ下側に開口する
   粉粒体排出口が形成され、かつ前記筒状中空部をシリン
   ダーとして略水平方向に往復自在のピストンロッドおよ
   びこのピストンロッドの長手方向に所定間隔で固設され
   た複数のピストン部材とを備え、このピストン部材と前
   記筒状中空部内壁との密着により気密性を確保しながら
   前記ピストンロッドの往復動作により前記ピストン部材
   間の各区画室に順次投入された粉粒体を前記各粉粒体排
   出口より排出し、 前記粉粒体移送部は、前記各粉粒体排出口に連続する空
   間に略水平配置の移送スクリューを備え、前記各粉粒体
   排出口より流入する粉粒体を１箇所に集合させるととも
   に、該集合箇所より輸送管に供給するようにしたことを
   特徴とする粉粒体供給装置。
2. 【請求項２】前記ピストン部材を少なくとも５以上固設
   し、４以上の区画室を設けた請求項１記載の粉粒体供給
   装置。
3. 【請求項３】前記筒状中空部の長手方向前後位置を連通
   する連通管を設けた請求項１〜２記載の粉粒体供給装
   置。
4. 【請求項４】前記移送スクリューは、そのスクリュー羽
   根を一方向の螺旋羽根として形成し、粉粒体を一方側端
   部に集合させるようにした請求項１〜３記載の粉粒体供
   給装置。
5. 【請求項５】前記移送スクリューは、そのスクリュー羽
   根を中間点を中心として左右対称に形成し、粉粒体を前
   記中間点位置に集合させるようにした請求項１〜４記載
   の粉粒体供給装置。
6. 【請求項６】前記貯留槽と前記粉粒体供給装置との間に
   ロータリーフィーダーを介在させた請求項１〜５記載の
   粉粒体供給装置。