TWI581864B - 粉體分配裝置 - Google Patents

Description

粉體分配裝置

本發明係關於一種粉體分配裝置，尤其是關於一種利用迴旋氣體流來分配粉體的分配裝置。

習知以來有時會在工業、農業、食品業等中，施行將成為處理對象的粉體分配至複數處的處理。進行如此分配處理的裝置，已記載於例如專利文獻1及2。此等的裝置，均具有將頂點朝向鉛垂下方的圓錐形狀之分配室，且在該分配室內形成迴旋氣體流，並且將氣體搬運來的粉體從頂點部朝向上方導入於分配室內，藉此從相對於分配室配置成輻射狀的複數個排出口分配粉體。

(專利文獻1)日本特開昭62-25166號公報

(專利文獻2)日本特開2010-145071號公報

然而，如專利文獻1及2所記載般，當欲在將頂點朝向鉛垂下方的圓錐形狀之分配室內分配粉體時，有時粉體會附著於形成分配室之內側壁的圓錐面上。尤其是，例如粒徑在1μm以下的次微米粒子等的微粉體，會因附著凝聚在圓錐面上而容易形成粒徑大的凝聚體。當如此形成的凝聚體從圓錐面剝離並混合於微粉體中時，就變得難以進行所期望之分配，又由於所分配的粉體之粒度分佈會產生變動所以在後段的處理中恐有招來障礙之虞。

本發明係為了解除如此習知問題而開發完成者，其目的在於提供一種即便對於微粉體仍可一邊抑制凝聚體之形成一邊進行所期望之分配的粉體分配裝置。

本發明的粉體分配裝置，係具備：圓柱形狀的分配室；及粉體導入管，其係沿著分配室之中心軸而延伸並且從面向分配室的導入口將粉體導入於分配室內；及迴旋氣體流形成手段，其係在分配室內形成繞分配室之中心軸迴旋的迴旋氣體流；及複數個粉體分配通路，其係分別與分配室之外周面連通；以及狹縫，其係形成於複數個粉體分配通路和分配室之連通部。

較佳為，迴旋氣體流形成手段，係包含：圓筒形狀的壓縮氣體導入室，其係形成於粉體導入管之外周部並且與分配室連通；及複數個噴嘴，其係沿著壓縮氣體導入室之周圍而排列並且用以對壓縮器以導入室內噴出壓縮氣體以形成圓周方向的氣體流；以及壓縮氣體供給源，其係對複數個噴嘴供給壓縮氣體。

更佳為，從分配室之底面至粉體導入管之導入口為止的高度，為分配室之內徑的1/2以上且從分配室之底面至複數個噴嘴為止的高度以下。

又，較佳為，藉由迴旋氣體流形成手段所形成的迴旋氣體流，係具有流通於粉體分配裝置整體的氣體流量之1/2以上的流量。

又，複數個粉體分配通路，雖然只要以相對於分配室之中心軸延伸成輻射狀的方式來形成，即可將粉體分配裝置構成更小型，但是亦可按照粉體而形成各式各樣的形狀。

依據本發明，由於是在圓柱形狀的分配室內形成迴旋氣體流，且從沿著分配室之中心軸而延伸的粉體導入管將粉體導入於分配室內，並透過狹縫分配至與分配室之外周面連通的複數個粉體分配通路，所以即便對於微粉體仍能夠一邊抑制凝聚體之形成一邊進行所期望之分配。

以下，根據圖式所示的較佳實施形態，詳細地說明本發明。

第1圖係顯示實施形態的粉體分配裝置之構成。該粉體分配裝置，係具備：殼體1；以及安裝於殼體1的粉體導入管2。

在殼體1內之下部，係形成有：將其中心軸C以朝向鉛垂方向的方式來配置之高度較低的圓柱形狀的分配室3，且在分配室3之中心軸C上，形成有：從殼體1之上端部直至分配室3的剖面圓形狀的貫通孔4。在如此的貫通孔4從上方插入有粉體導入管2，且藉由貫通孔4之上半部的內周面和粉體導入管2之中間部的外周面相互地螺合或嵌合，可使粉體導入管2固定於殼體1。

分配室3，係具有內徑D1，貫通孔4，係具有比分配室3之內徑D1還小的內徑D2，而粉體導入管2，係具有比貫通孔4之內徑D2還更小的外徑D3。

藉此，在粉體導入管2之下半部2a的外周部，形成有連通於分配室3的圓筒形狀之壓縮氣體導入室5，且以形成於粉體導入管2之下端部的粉體導入口6面向分配室3的方式來配置。另外，壓縮氣體導入室5之上端部，係藉由殼體1之貫通孔4的內周面和粉體導入管2的外周面之間的螺合或嵌合而關閉。

又，在殼體1，係在壓縮氣體導入室5之外周部，以分別面對壓縮氣體導入室5內的方式形成有複數個噴嘴7，並且在此等噴嘴7之外周部形成有環狀之氣體積留部8，且氣體積留部8中介複數個噴嘴7而連通於壓縮氣體導入室5。更且，與氣體積留部8連通而形成有氣體供給口9，且在該氣體供給口9連接有壓縮氣體供給源10。

更且，在殼體1，係形成有與分配室3之外周面連通的複數個粉體分配通路11，且在此等粉體分配通路11和分配室3之連通部形成有狹縫12。該狹縫12，係具有比分配室3內之高度及各粉體分配通路11之高度還小的高度h。

如第2圖所示，複數個噴嘴7，係沿著壓縮氣體導入室5之周圍而均等地排列並且分別朝向圓筒形狀的壓縮氣體導入室5之切線方向，因此，從壓縮氣體供給源10透過氣體供給口9而供給至氣體積留部8的壓縮氣體，係從複數個噴嘴7朝向切線方向而噴出至壓縮氣體導入室5，且以在壓縮氣體導入室5內形成迴旋氣體流的方式來構成。另外，在本實施形態中，作為複數個噴嘴7，係形成有4個噴嘴7。

如第3圖所示，複數個粉體分配通路11，係從通路側來看以大致矩形狀剖面來與分配室3連接，之後的形狀會改變成圓剖面，且相對於分配室3之中心軸C延伸成輻射狀，並在殼體1之外周面開口。另外，在本實施形態中，作為複數個粉體分配通路11，係形成有4條的粉體分配通路11。亦即，構成將分體分配於4方的粉體分配裝置。

其次，就實施形態的粉體分配裝置之動作加以說明。

首先，當從壓縮氣體供給源10連續性地對氣體供給口9供給壓縮氣體時，壓縮氣體，就會從氣體供給口9流入於氣體積留部8，且從4個噴嘴7噴出至壓縮氣體導入室5內。此時，4個噴嘴7，由於都是朝向圓筒形狀的壓縮氣體導入室5之切線方向而形成，所以可藉由通過此等噴嘴7的壓縮氣體，形成迴旋於壓縮氣體導入室5內的迴旋氣體流。

圓筒形狀的壓縮氣體導入室5之上端部，由於是藉由殼體1之貫通孔4的內周面和粉體導入管2的外周面之間的螺合或嵌合而關閉，所以形成於壓縮氣體導入室5內的迴旋氣體流，會逐漸地往壓縮氣體導入室5內之下部擴展，且在分配室3內形成有繞中心軸C迴旋的迴旋氣體流，而迴旋氣體流之一部分會通過狹縫12而往4條的粉體分配通路流動。另外，狹縫12，由於是具有比分配室3內之高度及粉體分配通路11之高度還小的高度h，所以氣體會以高速通過狹縫12。

在此狀態下，當將欲分配的粉體進行氣體搬運並從粉體導入管2之上端部導入時，粉體就會掉落在粉體導入管2內，且從形成於粉體導入管2之下端部的粉體導入口6進入分配室3內並暴露在繞中心軸C迴旋的迴旋氣體流中。藉此，粉體，係在分配室3內被分散，更且與以高速通過狹縫12的氣體流一起通過狹縫12，並進入粉體分配通路11。如此，粉體可被分配至4條的粉體分配通路11。

在本實施形態中，並非如習知般地使用將頂點朝向鉛垂方向的圓錐形狀的分配室，由於是在圓柱形狀的分配室3內形成迴旋氣體流，且中介狹縫12而分配至與分配室3之外周面連通的4條的粉體分配通路11，所以即便對於粒徑小的微粉體，仍可一邊抑制粉體附著、凝聚於分配室3之內壁面一邊優異地進行分配。

另外，亦可沿著分配室3之外周形成有圓周狀的狹縫12，且在該狹縫12連通形成有複數個粉體分配通路11，或是亦可對應連通於分配室3的複數個粉體分配通路11之各個而形成有複數個狹縫12。

另外，作為粉體，可使用粒徑在1μm以下之次微米粒子等的微粉體作為分配對象，又，亦可使用從二氧化矽、碳粉等的低比重物至金屬、氧化鋁等的高比重物之各種的粉體作為分配對象。

作為從壓縮氣體供給源10供給來的壓縮氣體，雖然可使用壓縮氣體，但是亦可按照成為分配對象的粉體，而使用例如惰性氣體。

在上述的實施形態中，雖然是在分配室3連接4條的粉體分配通路11以將粉體分配至4方，但是並非被限定於此，同樣地，可構成分配至2方、3方、或5方以上的粉體分配裝置。如此，只要將複數個粉體分配通路11以相對於分配室3之中心軸延伸成輻射狀的方式來形成，就能夠將粉體分配裝置構成小型化。但是，亦可按照所處理的粉體而將複數個粉體分配通路11形成各式各樣的形狀。

在此，使用關東砂壤土(loam)作為粉體，且測定了在上述實施形態的粉體分配裝置進行粉體往4方分配時之變動係數對從1個粉體分配通路排出的粉體之流量的關係，可獲得第4圖所示的結果。其無關於粉體之排出流量，而可進行優異的分配。

又，與上述的實施形態同樣，構成分配至2方的變化例之粉體分配裝置，且測定了變動係數對從1個粉體分配通路排出的粉體之流量之關係，可獲得第5圖所示的結果。作為粉體，係分別使用關東砂壤土和彩色碳粉。可明白：即便對關東砂壤土及彩色碳粉中之任一個，又即便被排出的粉體之流量有所不同，亦可優異地進行分配。

又，進行了以下實驗，可獲得第6圖所示的結果，該實驗為：將粉體導入口6之高度位置、亦即從分配室3之底面至粉體導入管2之下端部的粉體導入口6之高度H，改變成3mm、8mm、18mm之三種，並分別測定變動係數。另外，將從壓縮氣體供給源10供給至氣體供給口9的壓縮空氣之壓力設為0.4MPa，將從粉體導入管2供給粉體用的搬運空氣壓力設為0.6MPa，將粉體之供給流量設為2kg/h。此時，在將噴嘴7之個數設為4個，將噴嘴直徑設為1.0mm時，前述壓縮空氣之流量為160L/min，又將噴嘴直徑設為1.2mm時，前述壓縮空氣之流量為240L/min。

結果顯示：變動係數會按照粉體導入口6之高度H而變動，且在該實驗環境中，三種的高度H之中，H=18mm最為適合。

更且，測定了使粉體導入口6的高度H對分配室3的內徑D1之比率產生各種變化時的變動係數之關係，可獲得第7圖所示的結果。作為粉體，係分別使用關東砂壤土和平均粒徑5.3μm的碳粉。可確認到：即便對關東砂壤土及碳粉中之任一個，仍可在比率H/D1為0.5以上、亦即從分配室3之底面至粉體導入口6之高度H為分配室3之內徑D1的1/2以上時，進行優異的分配。另外，作為粉體導入口6之高度位置的上限，從分配室3之底面至粉體導入口6之高度H，較佳為從分配室3之底面至形成迴旋氣體流用的噴嘴7之高度以下。

又，測定了使迴旋氣體流之流量對流動於實施形態的粉體分配裝置之整體的氣體流量之比率產生各種變化時的變動係數之關係，可獲得如第8圖所示的結果。作為粉體，係分別使用平均粒徑2μm、比重2.9g/cm3的關東砂壤土和平均粒徑5.3μm、比重1.2g/cm3的碳粉。可明白：即便對關東砂壤土及碳粉中之任一個，仍可在迴旋氣體流量對粉體分配裝置內的整體風量之比率為1/2以上時，進行優異的分配。

更且，將狹縫12之高度h，改變成2mm、4mm、6mm之三種，並且使從壓縮氣體供給源10供給至氣體供給口9的壓縮空氣之壓力和粉體之供給流量產生各種變化，而分別測定了變動係數。另外，從粉體導入管2供給粉體用的搬運空氣壓力係設定為0.6MPa，從壓縮氣體供給源10供給至氣體供給口9的壓縮空氣之壓力，係變化成0.2MPa、0.3MPa、0.4MPa、0.6MPa之四種，而粉體之供給流量，係在2kg/h至10kg/h之間產生變化。第9圖(A)、(B)、(C)係分別顯示將狹縫12之高度設為2mm、4mm、6mm時的測定結果。

從此等的測定結果，可明白：變動係數會按照狹縫12之高度、壓縮空氣之壓力、粉體之供給流量之各自的變化而產生各種變動。例如，在將壓縮空氣之壓力設為0.4MPa時，亦即，當看到第9圖(A)、(B)、(C)之■所示的變動係數時，係顯示：在將粉體之供給流量設為2kg/h時，狹縫12之高度h，在三種之中，以h=2mm最為適合，又，在將粉體之供給流量設為8至10kg/h時，下次以h=6mm最為適合。

如在以上的第6圖至第9圖之測定結果中所看到般，在包含：供給至氣體供給口9的壓縮空氣之壓力、從粉體導入管2供給粉體用的搬運空氣壓力、粉體之供給流量、從分配室3之底面至粉體導入口6的高度H、迴旋氣體流量、狹縫12之高度h、進而粉體之材質、粒徑等的各種要件之間分別存在最適於分配的環境。

因此，較佳是以按照各個處理條件而形成有最適環境的方式來設定各要件並進行粉體之分配。

1．．．殼體

2．．．粉體導入管

2a．．．粉體導入管之下半部

3．．．分配室

4．．．貫通孔

5．．．壓縮氣體導入室

6．．．粉體導入口

7．．．噴嘴

8．．．氣體積留部

9．．．氣體供給口

10．．．壓縮氣體供給源

11．．．粉體分配通路

12．．．狹縫

C．．．中心軸

D1．．．分配室的內徑

D2．．．貫通孔的內徑

D3．．．粉體導入管2的外徑

H．．．從分配室的底面至粉體導入口為止的高度

h．．．狹縫的高度

第1圖係顯示本發明實施形態的粉體分配裝置之構成的正面剖視圖。

第2圖係第1圖的A-A線剖視圖。

第3圖係第1圖的B-B線剖視圖。

第4圖係顯示在實施形態的粉體分配裝置中變動係數對從1處排出的粉體流量之關係的曲線圖。

第5圖係顯示在變化例的粉體分配裝置中變動係數對從1處排出的粉體流量之關係的曲線圖。

第6圖係顯示在實施形態的粉體分配裝置中變動係數對粉體導入口的高度位置之關係的曲線圖。

第7圖係顯示在實施形態的粉體分配裝置中粉體導入口的高度對分配室的內徑之比和變動係數之關係的曲線圖。

第8圖係顯示在實施形態的粉體分配器中迴旋氣體流量對整體風量之比和變動係數之關係的曲線圖。

第9圖係顯示在實施形態的粉體分配器中變動係數對粉體供給流量之關係；其中(A)為狹縫高度2mm時的曲線圖；(B)為狹縫高度4mm時的曲線圖；(C)為狹縫高度8mm時的曲線圖。

1．．．殼體

2．．．粉體導入管

2a．．．粉體導入管之下半部

3．．．分配室

4．．．貫通孔

5．．．壓縮氣體導入室

6．．．粉體導入口

7．．．噴嘴

8．．．氣體積留部

9．．．氣體供給口

10．．．壓縮氣體供給源

11．．．粉體分配通路

12．．．狹縫

C．．．中心軸

D1．．．分配室的內徑

D2．．．貫通孔的內徑

D3．．．粉體導入管2的外徑

H．．．從分配室的底面至粉體導入口為止的高度

h．．．狹縫的高度

Claims (5)

1. 一種粉體分配裝置，其特徵為，具備：圓柱形狀的分配室；及粉體導入管，其係沿著前述分配室之中心軸而延伸並且從面向前述分配室的導入口將粉體導入於前述分配室內；及迴旋氣體流形成手段，其係在前述分配室內形成繞前述分配室之中心軸迴旋的迴旋氣體流；及複數個粉體分配通路，其係分別與前述分配室之外周面連通；以及狹縫，其係形成於前述分配室的外周面上且在前述複數個粉體分配通路和前述分配室之連通部；前述狹縫，具有較各粉體分配通路更小的剖面積，藉此減低前述分配室的外周面的開口面積，來抑制前述分配室內的迴旋氣體流的衰減。
2. 如申請專利範圍第1項所述的粉體分配裝置，其中，前述迴旋氣體流形成手段，係包含：圓筒形狀的壓縮氣體導入室，其係形成於前述粉體導入管之外周部並且與前述分配室連通；及複數個噴嘴，其係沿著前述壓縮氣體導入室之周圍而排列並且用以對前述壓縮氣體導入室內噴出壓縮氣體以形成圓周方向的氣體流；以及壓縮氣體供給源，其係對前述複數個噴嘴供給壓縮氣體。
3. 如申請專利範圍第2項所述的粉體分配裝置，其中，從前述分配室之底面至前述粉體導入管之前述導入口為止的高度，為前述分配室之內徑的1/2以上且從前述分配室之底面至前述複數個噴嘴為止的高度以下。
4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述的粉體分配裝置，其中，藉由迴旋氣體流形成手段所形成的迴旋氣體流，係具有流通於粉體分配裝置整體的氣體流量之1/2以上的流量。
5. 如申請專利範圍第1項所述的粉體分配裝置，其中，前述複數個粉體分配通路，係相對於前述分配室之中心軸延伸成輻射狀。