JPH11105974A - 粉粒体導入性改善器具と該器具を設置してなる装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡素に、安価にそしてより効果的に、粉粒体を
装置へ安定的に導入するための器具およびそれが設置さ
れた装置を提供すること。 【解決手段】装置の粉粒体導入部の導入口の縁面に接す
るように設置されてこれを固定するために設けられた支
持部と、該支持部が前記導入口の開口部に突き出した位
置から粉粒体の導入方向へ向かって該粉粒体の安息角よ
り大きく８５度より小さい角度で屈曲して突き出した構
造を有する１ないし６枚の羽根状突起面とを粉粒体導入
性改善器具、そしてこれが設置された装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、粉粒体を使用ま
たは貯留する装置への粉粒体の導入性を改善する器具と
それが設置された装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、粉粒体を装置に導入する際に
は、粉粒体の持つ安息角と、導入外力により粉粒体へか
かる荷重が、粉粒体の円滑な挙動性を維持する上で考慮
すべき重要な因子であることが知られている。

【０００３】ここで、安息角とは粉粒体が水平面上で形
成する円錐堆積形状にて斜面が崩れること無く安定形成
する最大角度であり、通常水平面と母線との角度で表わ
した数値のことをいう。粉粒体は、安息角より小さい勾
配を有する移送管中を円滑には流動しない。

【０００４】また、粉粒体は外力を受けることにより粉
粒体自らが持つ内部空隙が著しく圧縮され、粉粒体の占
める容積が縮小し、結果として該粉粒体の持つ挙動性が
著しく損なわれてしまう。これら粉粒体の受ける外力
は、導入外力が大きく導入配管が長いほど、又、落下距
離が大きいほど強くなり、粉粒体の挙動性を著しく阻害
し、相俟って粉粒体の装置への安定導入性に著しく障害
をきたす要因となっている。粉粒体が装置に導入される
場合の導入配管断面は円形あるいは四角形がほとんどで
あるが、この構造は該粉粒体が局部的に集中して粉粒体
の受ける外力が大きくなり易く、その結果として該粉粒
体の挙動性が阻害されやすい。

【０００５】従来、粉粒体を装置に導入する場合には、
粉粒体導入配管そのものに安息角以上の勾配を設け、該
粉粒体が滞留すること無くスム−ズに供給されるように
改善したり、あるいは粉粒体導入配管内に交互に邪魔板
を設置し、該邪魔板効果により粉粒体への外力を緩和し
粉粒体の導入性が損なわれないようにする方法が試みら
れている。さらに、より大量の粉粒体をバッチ式或いは
連続式で取り扱う装置においては、強制粉粒体導入装置
と称する装置を別途設置し、該粉粒体を強制的に装置に
導入する方法が一般的となっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、粉粒体導入配
管そのものに安息角以上の勾配を設けたのみでは、粉粒
体が、既に導入されて堆積している粉粒体に落下し、前
記粉粒体を圧縮するような外力が掛かることによって、
堆積している粉粒体の挙動性を悪化させる点を解消でき
ない。また、粉粒体の貯槽を目的としたタンクなどの装
置に至っては、そのタンクを使用する複数種の粉粒体の
挙動性（安息角）を勘案し、それぞれに適合した導入角
度を有する粉粒体導入配管が敷設される結果、複数の粉
粒体導入配管が該装置の導入部で交錯し相当の空間部を
占拠することとなるため、その敷設においては空間部の
確保について腐心する必要があった。また、粉粒体導入
配管内に邪魔板を設置する方法では、配管の加工に経費
や工数を費やし、強制粉粒体導入装置を設置する方法で
は、その装置のトラブルやメンテナンスに余分な経費や
工数を費すなど、粉粒体の導入を効率よく行う上では、
根本的な経費や工数の削減に至っていないのが実状であ
る。

【０００７】現在では、工業的な装置への粉粒体導入配
管敷設時には、装置外部から機械的衝撃を加えたり、強
制的に粉粒体を押し込むような外力を加えることで、装
置への粉粒体の導入安定性を維持しているのが一般的で
ある。こうした背景から、粉粒体を使用又は貯留する装
置には、より簡素に、より安価にそしてより効果的に粉
粒体の導入性を改善できる器具及びそれを備えた装置が
切望されていた。

【０００８】かかる状況下にあって筆者らは鋭意検討を
重ねた結果、特定の器具を装置に設置することによっ
て、粉粒体の安定導入性が改善され、その結果装置の稼
働率が向上し、しかも係る改善手段は多大な経費や工数
を必要としないために経済性も改善され、新たな設備の
増強に伴う配管敷設条件等を懸念する必要もなくなるこ
とを見出し、本発明を完成するに至った。

【０００９】すなわち、本発明は、粉粒体を使用又は貯
留する装置の粉粒体導入口に設置して使用し、経済的に
該装置への粉粒体の導入性を改善することのできる器具
と、該器具を設置する前記装置を提供することを課題と
している。

【００１０】

【課題を解決するための手段】かかる課題を達成するた
めに、請求項１に記載の発明は、粉粒体を使用または貯
留する装置に設けられている粉粒体導入部に設置して使
用される器具であり、該装置への粉粒体の導入速度を減
速しまたは粉粒体の流れを分散させる緩衝手段を備えた
粉粒体導入性改善器具としたことを特徴とする。

【００１１】請求項２に記載の発明は、粉粒体を使用ま
たは貯留する装置に設けられている粉粒体導入部に設置
して使用される器具であり、前記粉粒体導入部の導入口
の縁面に接するように設置されて該器具を固定するため
に設けられた支持部と、該支持部が前記導入口の開口部
に突き出した位置から粉粒体の導入方向へ向かって該粉
粒体の安息角より大きく８５度より小さい角度で屈曲し
て突き出した構造を有する１ないし６枚の羽根状突起面
からなる粉粒体導入性改善器具としたことを特徴とす
る。

【００１２】請求項３に記載された発明は、請求項２記
載の前記粉粒体導入性改善器具であり、前記羽根状突起
面が、導入する粉粒体の安息角より大きく６０度以下の
角度で屈曲して突き出した構造のものである粉粒体導入
性改善器具としたことを特徴とする。

【００１３】請求項４に記載された発明は、請求項１な
いし３項のいずれか１項に記載の粉粒体導入性改善器具
を、取り外し自在に設置してなる装置としたことを特徴
とする。

【００１４】請求項５に記載された発明は、請求項４に
記載の装置を、導入された粉粒体の溶融押出機としたこ
とを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて説明する。

【００１６】図１ないし図６には、この発明の実施の形
態を示す。

【００１７】図１及び図３は、この発明の「粉粒体導入
性改善器具」の１形態として粉粒体導入性改善器具１を
上から見た図を例示し、図２及び図４はそれぞれを横か
ら見た図を示している。該器具は平板な支持部２と、該
器具の中央付近で、該支持部が一方の方向へ８５度より
小さい角度で屈曲して突き出した構造を有する羽根状突
起面３を有している。本発明では、粉粒体の導入速度を
減速しまたはその粉粒体の流れを分散させる緩衝手段を
有するものであれば特にその形態に限定されるものでは
ない。羽根状突起面を有する該器具は、少なくともその
１つの羽根状突起面の先端部が他の羽根状突起面に接し
ていない。該器具は、プラスチック製、金属製等、粉粒
体の導入による衝撃に耐えられるものであれば特にその
材質に限定されない。

【００１８】前記羽根状突起面のなす角度は、導入する
粉粒体の安息角以上６０度以下が好ましい。該羽根角度
は、使用する粉粒体の安息角に代表される挙動性に合わ
せて適宜選択することが可能であり、該器具が有する羽
根の枚数、形状、大きさ等によって、適宜選択すること
も可能である。

【００１９】羽根状突起面の枚数、形状、大きさにも特
に限定はない。しかし、その枚数は、その製作性、経
費、粉粒体挙動性からみて、１ないし６枚が好ましく、
特に２ないし４枚が好ましい。図１の器具は、羽根状突
起面を２枚、図２の器具は羽根状突起面を４枚持つもの
の１態様を示している。羽根状突起面の大きさは、各羽
根共同じ長さであるほうが望ましいが、長さを違えるこ
とで羽根枚数を削減することも可能であり、その結果と
して、該器具の製作が容易になるとともに、特に粉粒体
の導入方向を変更したい場合には有効である。

【００２０】図６は、本発明の「装置」が本発明の「粉
粒体の溶融押出機」である場合、該押出機としての粉粒
体溶融押出機４に、本発明の粉粒体導入性改善器具１が
設置された装置の全体像を示す。図５は、図６において
粉粒体導入性改善器具１を粉粒体溶融押出機４に設置す
る部分の拡大図である。前記器具は、該溶融押出機４の
粉粒体導入部５の粉粒体導入口６にその粉粒体導入口縁
面７と前記器具の支持体２が接するように設置される。
このとき該器具の羽根状突起面の外縁が前記導入部の側
面内周と丁度合致するよう製作することで、該器具が前
記導入口に固定されるよう設置されても構わない。粉粒
体導入口への該器具の固定方法には特に限定されない
が、本発明の粉粒体導入性改善器具は、前記導入口に取
り外し自在に設置されるときに効果が大きい。

【００２１】導入される粉粒体は、該粉粒体導入性改善
器具１の羽根状突起面３に接触することで、その方向を
変え粉粒体が分散されるとともにその導入速度が減速さ
れて、緩やかに前記装置内へ導入される結果、粉粒体の
過剰な衝突力に伴う局部的な粉粒体間の圧縮による挙動
性悪化を生じることなく、装置の高い稼働率に資する粉
粒体の安定した導入が可能となる。該器具に設けられた
羽根状突起面の角度が導入する粉粒体の安息角より小さ
いと、粉粒体が該突起面状に留まり粉粒体の挙動性を阻
害しやすい。またその角度が大きすぎると、粉粒体の導
入速度を減速する作用が小さくなり、８５度以上だと特
にその効果は小さい。好ましくは、６０度以下である。

【００２２】次に、図６について、説明する。溶融押出
機４上部にはホッパ−８が設置されており、該ホッパー
には粉粒体が自動または手動で移送される。移送された
粉粒体は、ホッパーに接合され水平面と鉛直方向に設置
されている流下管９を経由して流下し、該流下管の流下
口１０と、水平に設置された溶融押出機４の導入口６の
間に設置されている粉粒体導入性改善器具１の羽根状突
起面３に接触することで、その流下の方向を変えて粉粒
体が分散されるとともに、その流下速度が減速されて、
前記溶融押出機内へ導入される。このように、粉粒体が
該装置内へ安定して導入される結果、該溶融押出機は導
入される粉粒体の導入時のトラブルによる損失、稼働率
の低下をきたすことなく、安定した運転が可能となる。

【００２３】本発明の器具を設置した装置は、特に、該
装置で粉粒体の使用状況について解析し出力した情報
を、該粉粒体の製造設備へフィードバックし、粉粒体の
製造条件を制御するようシステム化されたオンライン制
御設備に設置されるときに最も効果は大きい。刻々の使
用状況に関する出力情報に基づいて連動するこのような
製造システムでは、該設備の稼働時に発生する粉粒体導
入時のトラブルは、不良製品の早期検出に基づく製造条
件の早期是正を図り、もって不良品の発生率を低減しよ
うとするオンライン制御システムにおいては致命的であ
るからである。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて説明する。

【００２５】

【実施例】以下に、該器具を粉粒体溶融押出機に設置し
た場合の効果を、比較例と対比しながら説明するが、本
発明はこれに限定されない。

【００２６】尚、溶融押出機は下記の仕様のものを用い
た。 １）溶融押出機仕様 機械型式 ノンベント型 異方向回転 スクリュ−３０ 寸法 直径２０ｍｍ、Ｌ（長さ）／Ｄ（直径）＝２８ 形状 フルフライト型 材質 ＳＣＭ４４０硬質クロ−ム 回転数 １０〜６０ｒｐｍ 筐体２９ 材質 ＳＡＣＭ６４５ 窒化処理 加熱 電気アルミ鋳込みヒ−タ−４００Ｖ １．２ＫＷ ２）ホッパ−スケ−ル １０ Ｌ

【００２７】

【実施例１】装置に導入した粉粒体は、ポリプロピレン
パウダ−（粒径：１５０ミクロン、安息角：４３度）で
あった。使用した装置は、図６記載の装置に準じた。使
用した溶融押出機の粉粒体導入口は１辺が５０ｍｍの正
方形の形状をしていた。使用した粉粒体導入性改善器具
は、金属製であり、図１および２に示される構造のもの
で、１辺が６０ｍｍの正方形の支持部を有し、その支持
部の両端からそれぞれ中央へ６ｍｍの位置で、４８ｍｍ
の幅で粉粒体の導入方向（すなわち下方）へ向かって、
５０度の角度で屈曲するように突き出た２枚の長方形の
形状を有する羽根状突起面を有しており、該突起面の先
端部から前記屈曲線までの長さは６ｍｍであった。該器
具は前記羽根状突起面の外縁部と前記押出器の内周側面
とが接して合致し、これで固定されるように工作されて
いた。前記粉粒体をホッパ−より自動で前記押出器に連
続供給し、この押出器を２４時間連続稼動させた際の稼
働率を求めた結果、稼働率は１００％であった。

【００２８】

【実施例２】使用した粉粒体導入性改善器具が、図３お
よび４に示される構造のもので、羽根状突起面が屈曲線
を底辺とする二等辺三角形の形状を有しており、該三角
形の頂点と底辺を結ぶ長さが１５ｍｍであり、粉粒体の
導入方向へ向かって対面する１対の突起面がそれぞれ４
５度、もう１対の突起面がそれぞれ５５度の角度で屈曲
するように突き出た４枚の羽根状突起面を有する以外
は、実施例１の装置と方法に準じて粉粒体を導入し使用
した。そして、同様に押出機を２４時間稼動させた際の
稼働率を求めた結果、稼働率は１００％であった。

【００２９】

【比較例１】本発明の粉粒体導入性改善器具を使用しな
かった以外は、実施例１に準じて溶融押出機の稼働率を
求めた結果、稼働率は４０％であった。

【００３０】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、粉粒体
を使用または貯留する装置への粉粒体の導入を、粉粒体
の挙動性悪化に伴う閉塞を引き起こさずに、安定に行う
ことができる。

【００３１】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
記載の効果に加えて、粉粒体をより安定に導入すること
ができる。

【００３２】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
または２記載の効果に加えて、羽根状突起面に堆積し滞
る粉粒体を削減することができる。

【００３３】請求項４に記載の発明によれば、使用する
粉粒体の挙動性状（安息角）によって、適宜適正な粉粒
体導入性改善器具を選択し使用することで、粉粒体の導
入性を常に最適に保つことができ、粉粒体を使用する装
置の高い稼働率を保証することができる。特に、本発明
の器具を設置した装置は、特に、該装置で粉粒体の使用
状況について解析、出力される出力情報を、該粉粒体の
製造設備へフィードバックし、粉粒体の製造条件を制御
するようシステム化されたオンライン制御設備に設置さ
れるときに最も大きい効果を発揮することができる。

【００３４】請求項５に記載の発明によれば、粉粒体の
溶融押出装置の稼働率を高いレベルで維持することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態に係る粉粒体導入性改善
器具の１態様を上からみた図である。

【図２】同器具を横からみた図である。

【図３】この発明の実施の形態に係る粉粒体導入性改善
器具の別の１態様を上からみた図である。

【図４】同器具を横からみた図である。

【図５】図６における粉粒体導入性改善器具を粉粒体溶
融押出機に設置する部分の拡大図である。

【図６】この発明の実施の形態に係る粉粒体導入性改善
器具を設置した粉粒体溶融押出機を示す図である。

【符号の説明】

１ 粉粒体導入性改善器具 ２ 支持部 ３ 羽根状突起面 ４ 装置（粉粒体溶融押出機） ５ 粉粒体導入部 ６ 粉粒体導入口 ７ 粉粒体導入口縁面 ８ ホッパー ９ 流下管 １０ 流下口

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粉粒体を使用または貯留する装置に設けら
   れている粉粒体導入部に設置して使用される器具であ
   り、該装置への粉粒体の導入速度を減速しまたは粉流体
   の流れを分散させる緩衝手段を備えた粉粒体導入性改善
   器具。
2. 【請求項２】粉粒体を使用または貯留する装置に設けら
   れている粉粒体導入部に設置して使用される器具であ
   り、前記粉粒体導入部の導入口の縁面に接するように設
   置されて該器具を固定するために設けられた支持部と、
   該支持部が前記導入口の開口部に突き出した位置から粉
   粒体の導入方向へ向かって該粉粒体の安息角より大きく
   ８５度より小さい角度で屈曲して突き出した構造を有す
   る１ないし６枚の羽根状突起面からなる粉粒体導入性改
   善器具。
3. 【請求項３】前記羽根状突起面が、導入する粉粒体の安
   息角より大きく６０度以下の角度で屈曲して突き出した
   構造のものである請求項２記載の粉粒体導入性改善器
   具。
4. 【請求項４】請求項１ないし３項のいずれか１項に記載
   の粉粒体導入性改善器具を、取り外し自在に設置してな
   る装置。
5. 【請求項５】前記装置が、導入された粉粒体の溶融押出
   機であることを特徴とする請求項４記載の装置。