WO2023171189A1 - 粉体供給装置 - Google Patents

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WO2023171189A1
WO2023171189A1 PCT/JP2023/003478 JP2023003478W WO2023171189A1 WO 2023171189 A1 WO2023171189 A1 WO 2023171189A1 JP 2023003478 W JP2023003478 W JP 2023003478W WO 2023171189 A1 WO2023171189 A1 WO 2023171189A1
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WO
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powder
hopper
supply device
auger screw
powder supply
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Application number
PCT/JP2023/003478
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English (en)
French (fr)
Inventor
敬一 石川
Original Assignee
富士フイルム株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D88/00—Large containers
    • B65D88/26—Hoppers, i.e. containers having funnel-shaped discharge sections
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G65/00—Loading or unloading
    • B65G65/30—Methods or devices for filling or emptying bunkers, hoppers, tanks, or like containers, of interest apart from their use in particular chemical or physical processes or their application in particular machines, e.g. not covered by a single other subclass
    • B65G65/34—Emptying devices
    • B65G65/40—Devices for emptying otherwise than from the top
    • B65G65/46—Devices for emptying otherwise than from the top using screw conveyors

Definitions

  • the technology of the present disclosure relates to a powder supply device.
  • Powder supply devices are known that supply powder to a container in order to fill the container with powder containing granules and the like.
  • Powder supplied using such a powder supply device may have a distribution in any one or more of particle size, density, shape, and the like.
  • powder include granules of biocompatible polymers such as collagen or gelatin, and such powder is a mixture of powders having different particle sizes and shapes.
  • powdered culture medium products made of multiple components for pH adjustment, etc., and such powders are a mixture of multiple types of powders with different densities. If the product is a mixture of powders like this, if the ratio of the ingredients of multiple types of powder changes from container to container, the quality will vary from container to container. It is necessary to equalize the proportions of the ingredients.
  • a powder supply device for example, a device is known in which powder is stored in a substantially funnel-shaped hopper whose diameter decreases downward, and the powder is supplied to a container by rotation of an auger screw.
  • the auger screw is arranged in a cylindrical member provided at the lower end of the hopper, and a part of the upper end of the auger screw penetrates into the hopper (for example, Japanese Patent Application Publication No. 2018-43813 and Japanese Utility Model Application Publication No. 6-53500) reference).
  • the powder in the hopper is conveyed downward through the cylindrical member by the rotation of the auger screw, and is discharged from the discharge port.
  • the cylindrical member has a diameter slightly larger than the diameter of the auger screw.
  • the auger screw is provided to keep the amount of powder conveyed within the cylindrical member toward the discharge port constant per unit time.
  • the inclined surface inside the hopper maintains a constant angle in the section until it connects to the cylindrical member.
  • the powder accumulation surface in the hopper i.e., the powder surface at the top of the powder
  • the powder deposition surface becomes lowest at the center where the auger screw is placed and increases toward the outside. becomes. That is, the powder deposition surface is inclined along the inclined surface of the hopper.
  • an auger screw is arranged as in the hopper described in JP 2018-43813A and Utility Model Application JP 6-53500A. If the angle of the slope up to the cylindrical member is constant, the slope angle of the powder deposition surface toward the auger screw will also be approximately constant. When a powder deposition surface with an almost constant slope is formed in this way, particles that are easy to roll (for example, large particles with a relatively large particle size) and particles that are relatively difficult to roll (for example, particles with a relatively large particle size) are formed. The particles (relatively small particles) roll along the slope of the deposition surface toward the center of the auger screw.
  • the present disclosure has been made in view of the above circumstances, and is aimed at suppressing the segregation of powder that occurs within the hopper when a mixture of multiple types of powder is supplied to a container using a hopper and an auger screw.
  • the purpose of this invention is to provide a powder feeding device that is capable of
  • a powder supply device is a hopper that stores powder and has a funnel-shaped inner wall surface whose inner diameter decreases downward, the inner wall surface having an inclination angle relative to the horizontal direction. has at least two surfaces, a gentle slope that is relatively gentle and a steep slope that is relatively steep, and has one or more boundary parts that change from a gentle slope that is located relatively upward to a steep slope that is located relatively downward.
  • a hopper having a cylindrical discharge part connected to the lower part of the hopper and having a discharge port formed at the lower end for discharging the powder;
  • the conveying auger screw includes a rotating shaft that extends in the vertical direction along the cylindrical axis of the discharge section, and a spiral blade provided around the rotating shaft.
  • the gentle slope is the first gentle slope
  • a second gentle slope whose slope is gentler than the steep slope is provided between the steep slope and the upper end of the discharge part, In the hopper, the second gentle slope and the discharge section may be connected.
  • the upper end of the blade in the auger screw may be arranged at the same level as the lower end of the steep slope or above the lower end of the steep slope.
  • the height of the auger screw on the second gentle slope in the direction of the rotation axis is at least 1.5 times the pitch of the blades
  • the height of the auger screw on the steep slope in the direction of the rotation axis is It may satisfy at least one of the conditions that the height is at least 1 times the pitch of the blades in the auger screw, and the condition that the inner diameter of the upper end of the steep slope is 1.7 times or more the outer diameter of the blades in the auger screw.
  • the condition may be satisfied that the difference between the inner diameter of the upper end of the steep slope and the outer diameter of the blade in the auger screw is 5 times or more the average particle diameter of the powder.
  • the lower end of the steep slope and the upper end of the discharge section may be directly connected.
  • the height from the lower end to the upper end of the steep slope is at least 6 times the pitch of the blades in the auger screw, and the inner diameter of the upper end of the steep slope is the outer diameter of the blades in the auger screw. At least one of the conditions of twice or more may be satisfied.
  • the difference between the inner diameter of the upper end of the steep slope and the outer diameter of the blade in the auger screw may be set to be 10 times or more the average particle diameter of the powder.
  • a plurality of sets of gentle slopes, boundary portions, and steep slopes may be formed in the vertical direction of the hopper.
  • one or more steep slopes may be parallel to the rotation axis of the auger screw.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the overall configuration of a powder supply device according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the vicinity of a hopper and a discharge section of the powder supply device according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a front view showing an auger screw of the powder supply device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which a large amount of powder is accommodated in a hopper in the powder supply device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which the amount of powder accommodated in a hopper is decreasing in the powder supply device according to the first embodiment.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the overall configuration of a powder supply device according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the vicinity of a hopper and a discharge section of the powder supply device according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a front
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which segregation of powder occurs when the amount of powder accommodated in a hopper is further reduced in the powder supply device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which a slope of powder stored in a hopper occurs in the powder supply device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which small particles having a relatively small particle diameter among the powder contained in the hopper remain on the wall surface of the hopper in the powder supply device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which small particles having a relatively small particle diameter move toward an auger screw due to a boundary between a gentle slope and a steep slope of a hopper in the powder supply device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which segregation of powder near the auger screw in the hopper is suppressed in the powder supply device according to the first embodiment.
  • It is a sectional view showing a hopper and a discharge part of a powder supply device of a first comparative example.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state in which a large amount of powder is accommodated in a hopper in a powder supply device of a first comparative example.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state in which the amount of powder accommodated in the hopper decreases and a slope of the powder occurs in the powder supply device of the first comparative example.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state in which the powder contained in the hopper is discharged to the discharge section while segregation of the powder remains in the powder supply device of the first comparative example. It is a figure which shows the conditions and results of an experiment which compares the state of segregation of powder in the hopper of the powder supply device of the first embodiment and the first comparative example. It is a graph showing the relationship between the amount of powder remaining in the hopper and the proportion of small particles in the powder in the hopper in the powder supply devices of the first embodiment and the first comparative example.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the vicinity of a hopper and a discharge section of a powder supply device according to a second embodiment.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the vicinity of a hopper and a discharge section of a powder supply device according to a third embodiment.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the vicinity of a hopper and a discharge section of a powder supply device according to a thirteenth embodiment.
  • the direction indicated by the arrow UP which is appropriately indicated in the drawings, is assumed to be the upper side in the vertical direction of the apparatus.
  • the vertical direction of the device corresponds to the vertical direction in this example.
  • the ratio of each member and powder is changed as appropriate, and does not necessarily reflect the actual ratio of each member and powder. .
  • FIG. 1 shows an example of a powder supply device 10 according to the first embodiment.
  • the powder supply device 10 includes a hopper 11 that accommodates powder P, a discharge section 12 connected to the lower end of the hopper 11, and an auger at least partially disposed within the discharge section 12. It is equipped with a screw 13.
  • the powder supply device 10 also includes a drive unit 14 that rotationally drives the auger screw 13, and a discharge port 15 that is formed at the lower end of the discharge unit 12 and through which the powder P is discharged.
  • a container 16 is arranged below the discharge port 15, as an example, and the container 16 is filled with the powder P discharged from the discharge port 15. Furthermore, a measuring section 17 that measures the amount of powder P filled in the container 16 and a control section 18 that controls the drive section 14 according to the amount of powder P measured by the measuring section 17 are provided. There is.
  • the powder P supplied by the powder supply device 10 has a distribution in any one or more of particle size, density, shape, and the like.
  • the powder P includes not only powder but also granules.
  • density is true density meaning specific gravity. If the powder P has a distribution in any one or more of particle size, density, shape, etc., there may be a difference in the ease with which the powder P accommodated in the hopper 11 rolls. For example, the larger the particle size of the powder P, the easier it is to roll. In this case, particles with a relatively small particle size remain above the hopper 11 in the vertical direction, and particles with a relatively small particle size remain below the hopper 11 in the vertical direction. A segregation phenomenon occurs in which relatively large particles settle.
  • the powder P includes large particles LP having a relatively large particle size and small particles SP having a relatively smaller particle size than the large particles LP.
  • FIG. 10A is a graph showing the relationship between particle diameter and relative frequency in powder P of the first example.
  • FIG. 10B is a graph showing the relationship between particle diameter and relative frequency in powder P of the second example.
  • the distribution of the powder P includes a single-modal distribution shown in FIG. 10A and a multi-modal distribution shown in FIG. 10B.
  • the granulated powder P exists evenly from small particles SP to large particles LP.
  • the relatively small particles SP in the distribution will remain in the hopper 11 at the end.
  • an example of a multimodal distribution is a distribution that is likely to occur when a plurality of powders P having significantly different properties are mixed.
  • the first embodiment shows an example of filling a multimodal distribution powder in which small particles SP and large particles LP having different particle sizes are mixed.
  • the average particle diameter of the small particles SP and the average particle diameter of the large particles LP are calculated, respectively.
  • the large particles LP and the small particles SP are spherical, and for example, the average particle diameter of the large particles LP is 1.0 mm, and the average particle diameter of the small particles SP is 0.5 mm.
  • the average particle size is each diameter.
  • the proportion of small particles SP in the entire powder P initially stored in the hopper 11 is 10%, and the bulk density is 0.2 g/cc.
  • the average particle diameter of the entire powder P including large particles LP and small particles SP is larger than the average particle diameter of the entire powder P, which is a combination of large particles LP and small particles SP. Then, the particle size approaches that of large particles LP). The average particle diameter of the entire powder P will be described later.
  • the representative value of the particle diameter of the large particles LP is 1.0 mm
  • the representative value of the particle diameter of the small particles SP is 0.5 mm. Note that the average particle diameter of the entire powder P has a value close to the peak of the distribution shown in FIG.
  • the hopper 11 has a funnel-shaped inner wall surface 20 whose inner diameter decreases downward in the vertical direction (that is, in the vertical direction).
  • the upper end 11A of the hopper 11 is open, and the powder P is introduced into the hopper 11 from the upper end 11A side of the hopper 11.
  • An opening is formed in the lower end portion 11B of the hopper 11, and the discharge portion 12 is connected thereto.
  • the inner wall surface 20 of the hopper 11 has at least two surfaces: a first gentle slope 21 having a relatively gentle inclination angle with respect to the horizontal direction, and a steep slope 22 having a relatively steep inclination angle with respect to the horizontal direction.
  • the inner wall surface 20 of the hopper 11 has one or more boundary portions 23 that change from a first gentle slope 21 located relatively upward to a steep slope 22 located relatively downward.
  • the first gentle slope 21 is an example of a gentle slope.
  • the inner wall surface 20 of the hopper 11 has two surfaces: a first gentle slope 21 and a steep slope 22 below the first gentle slope 21. It has one boundary part 23 that changes from a gentle slope 21 to a steep slope 22 located below.
  • a second gentle slope 24 is provided between the steep slope 22 on the inner wall surface 20 of the hopper 11 and the upper end of the discharge section 12, and the slope is gentler than the steep slope 22 (that is, the angle of inclination with respect to the horizontal direction is gentler). There is.
  • the second gentle slope 24 of the hopper 11 and the discharge section 12 are connected.
  • the discharge section 12 is a cylindrical member extending in the axial direction.
  • the discharge part 12 has a cylindrical shape.
  • the discharge part 12 is arranged such that the cylindrical axis direction is along the vertical direction, and the upper end of the discharge part 12 is connected to the lower end part 11B of the hopper 11 (in the first embodiment, the second gentle slope 24). ing. Thereby, the powder P in the hopper 11 is supplied to the discharge section 12 from the lower end 11B.
  • a discharge port 15 is provided at the lower end of the discharge section 12, and the powder P supplied to the discharge section 12 is discharged from the discharge port 15.
  • the auger screw 13 includes a rotating shaft 13A and a spiral blade 13B provided around the rotating shaft 13A.
  • the spiral blade 13B projects radially outward from the rotating shaft 13A.
  • a portion of the rotating shaft 13A in the axial direction is arranged inside the discharge section 12 along the cylindrical axis of the discharge section 12.
  • the cylindrical axis of the discharge section 12 is in the vertical direction
  • the rotating shaft 13A is extended in the vertical direction.
  • the auger screw 13 is provided to stabilize the amount of powder P discharged from the discharge port 15 of the discharge section 12 per unit time.
  • the powder P that has entered the discharge section 12 from the upper end of the discharge section 12 is placed on the spiral blade 13B of the auger screw 13.
  • the auger screw 13 rotates, the powder P placed on the spiral blades 13B is sequentially conveyed downward. Since the pitch of the spiral blades 13B is constant, the amount of powder P placed on each position of the spiral blades 13B is also approximately constant. Therefore, when the auger screw 13 is rotated at a constant speed, the amount of powder P transported downward by the spiral blades 13B per unit time is stabilized, and as a result, the powder P is discharged from the discharge port 15. The quantity is also stable.
  • the rotating shaft 13A of the auger screw 13 is arranged astride the discharge section 12 and the hopper 11. As an example, the lower end of the auger screw 13 is accommodated within the discharge section 12 .
  • the upper end of the rotating shaft 13A extends to near the upper end 11A of the hopper 11, and the drive unit 14 is provided at the upper end of the rotating shaft 13A.
  • the blades 13B are provided in a range from the discharge section 12 to the lower side of the hopper 11 in the vertical direction of the rotating shaft 13A.
  • the blade 13B is not provided on the upper side of the hopper 11.
  • the upper end of the blade 13B of the auger screw 13 is arranged above the lower end of the steep slope 22 of the hopper 11.
  • the upper end of the blade 13B in the auger screw 13 is arranged above the upper end (namely, the boundary part 23) of the steep slope 22 of the hopper 11.
  • the inclination angle, surface shape, and axial pitch of the spiral blade 13B and the rotation direction of the rotating shaft 13A are such that when the blade 13B rotates around the axis, the powder P is transported toward the discharge port 15. It is set as follows.
  • the pitch of the blades 13B is set to P1, and the outer diameter of the blades 13B is set to D1 (see FIG. 3).
  • the positional relationship between the hopper 11 and the auger screw 13 will be described later.
  • the drive unit 14 is a motor that rotates the rotating shaft 13A of the auger screw 13, and drives the auger screw 13 to rotate.
  • the auger screw 13 rotates, the powder P in the hopper 11 is discharged toward the discharge section 12, and the powder P inside the discharge section 12 is further conveyed toward the discharge port 15.
  • the auger screw 13 is provided to stabilize the amount of powder P discharged per unit time. If the gap between the blade 13B and the inner wall surface of the discharge section 12 is large, for example, small particles SP will fall through the gap. In this case, the amount of powder P discharged is not stable. Therefore, it is preferable that the gap between the tip of the blade 13B of the auger screw 13 and the inner wall surface of the discharge part 12 be equal to or smaller than the average particle diameter of the small particles SP. This suppresses the small particles SP from falling through the gap between the blade 13B of the auger screw 13 and the inner wall surface of the discharge section 12.
  • the tip of the blade 13B of the auger screw 13 corresponds to the outer edge of the auger screw 13 in the diametrical direction (that is, the outer diameter D1) shown in FIG.
  • the rotating shaft 13A of the auger screw 13 extends in the vertical direction.
  • the diameter of the inner wall surface of the discharge part 12 is also the same from the upper end to the lower end of the discharge part 12, and the inner wall surface of the discharge part 12 and the rotation axis 13A of the auger screw 13 are parallel.
  • the positional relationship between the hopper 11 and the auger screw 13 is preferably set as follows.
  • the inner diameter ID2 at the upper end of the steep slope 22 is equal to the inner diameter of the boundary portion 23.
  • the height H2 of the auger screw 13 in the rotation axis direction on the second gentle slope 24 is set to about 1.7 times the pitch P1 of the blades 13B.
  • the height H1 of the auger screw 13 in the rotation axis direction on the steep slope 22 is set to about twice the pitch P1 of the blades 13B in the auger screw 13.
  • the inner diameter ID2 of the upper end of the steep slope 22 is set to be approximately twice the outer diameter D1 of the blade 13B of the auger screw 13.
  • the difference between the inner diameter ID2 of the upper end of the steep slope 22 and the outer diameter D1 of the blade 13B in the auger screw 13 satisfies the condition that the average particle diameter of the powder P is 5 times or more.
  • the average particle diameter of the powder P compared by the difference between the inner diameter ID2 and the outer diameter D1 is the average particle diameter of all particles contained in the powder P, as shown in FIG. 10B.
  • the average particle diameter of all the particles included in the powder P is determined by Then, the average particle diameter approaches the average particle diameter of large particles LP). Note that in the first embodiment, the powder P has a multimodal distribution, but the technology of the present disclosure can be applied even when the powder P has a unimodal distribution.
  • the average particle diameter of the powder P can be determined using an image analysis method in accordance with JIS Z 8827-1. Specifically, particles dispersed on a stage are imaged, a two-dimensional projection image is acquired, and the equivalent circular diameter of the particles is calculated. For all the particles photographed, take the arithmetic mean value of the equivalent circle diameter. For example, it can be measured using a particle image analyzer Morphologi G3 manufactured by Malvern.
  • the difference between the inner diameter ID2 of the upper end of the steep slope 22 and the outer diameter D1 of the blade 13B in the auger screw 13 is set to about eight times the average particle diameter of the powder P.
  • the container 16 As shown in FIG. 1, the container 16 has a box shape with an open top, and is disposed below the outlet 15. Thereby, the powder P discharged from the discharge port 15 is filled into the container 16.
  • the measuring section 17 includes a main body section 17A and a tray 17B that is disposed above the main body section 17A and on which the container 16 is placed.
  • the main body 17A measures the amount of powder P filled in the container 16 by measuring the mass of the container 16 and the powder P on the tray 17B.
  • control unit The control section 18 is electrically connected to the measuring section 17 , and the filling amount of powder P output from the measuring section 17 is input to the controlling section 18 . Further, the control unit 18 is electrically connected to the drive unit 14, and controls the rotation of the auger screw 13 by controlling the drive unit 14 according to the amount of powder P filled. In the powder supply device 10, for example, the rotational speed of the auger screw 13 may be reduced based on the measured value by feeding back the measured value during filling output from the measuring unit 17 to the control unit 18, or The stop timing of the auger screw 13 is controlled based on the measured value.
  • the powder P accommodated in the hopper 11 is supplied from the lower end 11B of the hopper 11 to the discharge section 12 by rotation of the auger screw 13. .
  • the powder P of this example has a distribution at least in particle size, and the powder P has large particles LP with a relatively large particle size and small particles SP with a relatively small particle size. It has .
  • FIG. 4A shows the amount remaining in the hopper 11 at the beginning of the supply of powder P
  • FIGS. 4B and 4C show the amount remaining in the hopper 11 as the supply of powder P progresses. It shows that it is gradually decreasing.
  • the powder P is a mixture of multiple types of powder
  • segregation of the powder P may occur in the hopper 11, especially when the amount of powder P remaining is small as shown in FIG. 4C. many.
  • the hopper 11 has one boundary portion 23 that changes from the first gentle slope 21 to the steep slope 22. Therefore, segregation of the powder P occurring within the hopper 11 can be suppressed. The reason is as follows.
  • FIGS. 6 and 7 including FIGS. 7A to 7C.
  • the only difference between the first embodiment shown in FIGS. 1 to 5 and the first comparative example shown in FIGS. 6 and 7 is the shape of the hopper. Note that in the first comparative example, when the same components, members, etc. as in the first embodiment are provided, the same reference numerals are given, and detailed explanations are omitted.
  • the hopper 501 is formed in the shape of a funnel whose inner diameter decreases downward, and the hopper 501 is inclined at a constant angle with respect to the horizontal direction. It has an inner wall surface 510. A lower end portion 510A of the inner wall surface 510 of the hopper 501 is connected to the discharge portion 12. That is, in the inner wall surface 510 of the hopper 501 of the first comparative example shown in FIG. 6, as in the hopper 11 of the first embodiment shown in FIG. There is no boundary portion 23 where the change occurs.
  • the amount of powder P accommodated in the hopper 501 is large at the beginning of the supply start when the supply of powder P is started. In this case, the large particles LP and small particles SP in the powder P are almost evenly dispersed.
  • the accumulation surface formed by the powder P accommodated in the hopper 501 is such that the center of the hopper 501 is raised higher than the outside as shown in FIG. 7A, or , is maintained at a substantially constant height from the center of the hopper 501 outward.
  • the deposition surface refers to the outer surface of a lump of powder P when the entire powder P deposited in the hopper 501 is viewed as a lump. As shown in FIG.
  • the shape of the deposition surface is, for example, a chevron shape with a convex central portion, or a height in the horizontal direction. It becomes almost constant.
  • the rotation of the auger screw 13 advances the supply of the powder P in the hopper 501, and when a part of the powder P in the hopper 501 is supplied to the discharge section 12, the rotation of the auger screw 13 progresses. is discharged from the powder P. Therefore, when viewed in cross section, the surface on which the powder P is deposited has a concave shape with a depression near the center. That is, as the supply of powder P in the hopper 501 progresses and the amount of powder P remaining decreases, the surface on which the powder P is deposited is lowest at the center where the auger screw 13 is arranged and becomes higher toward the outside.
  • the shape is as follows.
  • the inner wall surface 510 of the hopper 501 is inclined at a constant angle of inclination, so that near the bottom of the inner wall surface 510, the powder
  • the deposition surface 520 of the body P is also formed at a constant inclination angle with respect to the horizontal direction.
  • the inclination angle of the powder P deposition surface 520 with respect to the horizontal direction is smaller than the inclination angle of the inner wall surface 510 with respect to the horizontal direction.
  • particles that are easy to roll for example, large particles LP
  • particles that are relatively difficult to roll for example, small particles SP
  • the powder Large particles LP and small particles SP in P are almost evenly dispersed.
  • the appearance of the deposition surface 30 shown in FIG. 4A of the first embodiment is almost the same as the appearance of the deposition surface shown in FIG. 7A of the first comparative example.
  • the auger screw 13 rotates, the supply of powder P in the hopper 11 progresses, and a part of the powder P in the hopper 11 is supplied to the discharge section 12, as shown in FIG. 4B. Then, the powder P around the auger screw 13 begins to decrease, and in cross-sectional view, the powder P accumulation surface 30 becomes concave with a depression near the center. That is, as the supply of powder P in the hopper 501 progresses and the amount of powder P remaining decreases, the surface on which the powder P is deposited is lowest at the center where the auger screw 13 is arranged and becomes higher toward the outside.
  • the shape is as follows.
  • the deposition surface 31 of the powder P is also formed at a constant inclination angle.
  • particles that roll easily for example, large particles LP
  • particles that are relatively difficult to roll for example, small particles SP
  • FIG. 5B particles that roll easily move ahead of particles that are relatively difficult to roll
  • the large particles LP that arrive near the auger screw 13 first roll down, while the small particles SP are left behind near the first gentle slope 21 of the hopper 11 (see near arrow A). Segregation of the powder P occurs.
  • the inner wall surface 20 of the hopper 11 of the first embodiment has one boundary portion 23 that changes from a first gentle slope 21 located relatively upward to a steep slope 22 located relatively downward.
  • the constant slope of the powder P deposition surface 31 is disrupted, and the gaps between the large particles LP become larger.
  • the small particles SP left behind near the first gentle slope 21 of the hopper 11 fall into the auger screw 13 in an avalanche from the gaps between the large particles LP, as shown by arrow B. A phenomenon of movement towards the target occurs.
  • the ratio of small particles SP to large particles LP of the powder P supplied to the container 16 can be changed over time from the beginning of supply of the powder P to the final stage. This suppresses the variation in quality among the containers 16 filled with the powder P.
  • a second gentle slope 24 having a gentler slope than the steep slope 22 is provided between the steep slope 22 and the upper end of the discharge section 12. 2.
  • the gentle slope 24 and the discharge section 12 are connected.
  • the second gentle slope 24 is provided between the steep slope 22 and the discharge section 12, so compared to the case where the second gentle slope 24 is not provided. , the interval in the lateral direction (direction orthogonal to the rotating shaft 13A) between the steep slope 22 and the blade 13B of the auger screw 13 can be increased.
  • the segregation of powder P is thought to be resolved by particles that are difficult to roll (for example, small particles SP) falling into the gaps between particles that are easy to roll (for example, large particles LP). .
  • the small particles SP are likely to enter the gap between the large particles LP that have entered the section of the steep slope 22 first.
  • the small particles SP advance into the section of the steep slope 22, and the small particles SP and large particles LP tend to mix in the section of the steep slope 22. This improves the segregation suppression effect.
  • the powder P in which the small particles SP and the large particles LP are mixed and segregation is suppressed is conveyed toward the auger screw 13 and toward the discharge port 15.
  • the upper end of the blade 13B of the auger screw 13 (in the first embodiment, the boundary portion 23) is arranged above the lower end of the steep slope 22.
  • the powder supply device 10 particles that are difficult to roll (for example, small particles SP) move from the outside of the hopper 11 toward the center due to the change from the first gentle slope 21 to the steep slope 22. Segregation is suppressed by this movement of the small particles SP, but if the auger screw 13 for conveying the powder P is arranged near the destination of the movement of the small particles SP, the powder P in a state where segregation is suppressed can be transferred to the auger. It can be fed into the screw 13. Therefore, in the powder supply device 10 of the first embodiment, the segregation suppression effect is improved.
  • the positional relationship in the height direction between the upper end of the blade 13B of the auger screw 13 and the lower end of the steep slope 22 has the above configuration.
  • the height H2 of the auger screw 13 in the rotational axis direction on the second gentle slope 24 of the hopper 11 is at least 1.5 times the pitch P1 of the blades 13B
  • the height H1 of the auger screw 13 in the rotation axis direction on the steep slope 22 of the hopper 11 is at least one time the pitch P1 of the blades 13B on the auger screw 13, and the inner diameter ID2 of the upper end of the steep slope 22 is At least one of the conditions of 1.7 times or more of the outer diameter D1 is satisfied.
  • the distance in the lateral direction between the second gentle slope 24 or the steep slope 22 and the auger screw 13 is set in the lateral direction between the discharge section 12 and the auger screw 13 (direction perpendicular to the rotating shaft 13A). wider than the interval.
  • the distance between the second gentle slope 24 or the steep slope 22 and the auger screw 13 is relatively wide, for example, small particles SP that have entered the steep slope 22 or the second gentle slope 24 tend to move toward the auger screw 13.
  • the segregation of the powder P tends to be eliminated or the progress of segregation is suppressed.
  • the vertical height H2 of the second gentle slope 24 is set to be 1.5 times or more the pitch P1 of the blades 13B, or the vertical height H1 of the steep slope 22 is set to be 1 times or more the pitch P1 of the blades 13B. Therefore, the vertical section in which the segregation of the powder P is suppressed can be lengthened compared to the case where the height is smaller than that, so that the segregation suppressing effect is improved.
  • the lateral distance between the steep slope 22 and the auger screw 13 is relatively wide. Therefore, the same segregation suppressing effect as above can be expected.
  • the powder supply device 10 satisfies the condition that the difference between the inner diameter ID2 of the upper end of the steep slope 22 and the outer diameter D1 of the blade 13B in the auger screw 13 is 5 times or more the average particle diameter of the powder P.
  • the powder supply device 10 it is possible to secure an interval in the lateral direction between the steep slope 22 and the auger screw 13 that allows the powder P to easily move. Compared to this, the segregation suppression effect is improved.
  • the powder P having a multimodal distribution is used, but the same effect as in the first embodiment can be obtained even if, for example, a powder P having a unimodal distribution is used. .
  • the conditions for the powder P used are shown below.
  • the average particle diameter of the large particles LP in the powder P is 1.0 mm
  • the initial proportion of small particles SP is 10%
  • the average particle diameter of the small particles SP is 0.5 mm.
  • the bulk density of the powder P is 0.2 g/cc.
  • FIG. 8 is a diagram showing the conditions and results of an experiment in which the state of segregation of powder P was investigated in the powder supply device 10 of the first embodiment and the powder supply device 500 of the first comparative example. Further, FIG. 9 shows the relationship between the amount of powder P remaining in the hopper and the proportion of small particles SP in the hopper in the powder supply device 10 of the first embodiment and the powder supply device 500 of the first comparative example. This is a graph showing.
  • the segregation of the powder P in the hopper 501 suddenly begins when the amount remaining in the hopper 501 becomes about half of the initial amount of supply.
  • the powder supply device 10 of the first embodiment eliminates the segregation of the powder P in the hopper 11 and maintains almost the same distribution from the beginning of supply to the end. .
  • FIG. 12 shows the configuration of a hopper 51 used in the powder supply device 50 of the second embodiment.
  • the inner wall surface 52 of the hopper 51 includes a first gentle slope 21, a steep slope 53 located below the first gentle slope 21 and having a relatively steep inclination angle with respect to the horizontal direction, and a steep slope 53 located below the first gentle slope 21 and having a relatively steep inclination angle with respect to the horizontal direction. 1, a boundary portion 23 that changes from a gentle slope 21 to a steep slope 53.
  • a second gentle slope 24 having a gentler slope than the steep slope 53 is provided between the steep slope 53 on the inner wall surface 52 of the hopper 51 and the upper end of the discharge section 12 .
  • the steep slope 53 is approximately parallel to the rotation axis 13A of the auger screw 13.
  • the portion of the hopper 51 where the steep slope 53 is provided has a cylindrical shape.
  • the height of the auger screw 13 in the rotation axis direction on the steep slope 53 is 6 mm
  • the height of the auger screw 13 in the rotation axis direction on the second gentle slope 24 is 6 mm.
  • the powder supply device 50 of the second embodiment provides the following effects in addition to the effects due to the same configuration as the powder supply device 10 of the first embodiment.
  • the steep slope 53 is approximately parallel to the rotation axis 13A of the auger screw 13.
  • the inclination angle of the steep slope 53 with respect to the horizontal direction becomes steep, and the change in the inclination angle with respect to the first gentle slope 21 becomes relatively large, so that the powder P that is difficult to roll (for example, The movement of the small particles SP) progresses further, and the segregation suppression effect improves.
  • the height H1 of the auger screw 13 in the rotation axis direction on the steep slope 53 was 6 mm
  • the height H2 of the auger screw 13 in the rotation axis direction on the second gentle slope 24 was 6 mm.
  • the outer diameter D1 of the blades 13B of the auger screw 13 is 8 mm
  • the pitch P1 of the blades 13B is 3 mm.
  • FIG. 14 shows the conditions and results of an experiment in which the state of segregation of powder P in the powder supply device 50 of the second embodiment and the powder supply device 500 of the first comparative example was investigated.
  • FIG. 15 shows the relationship between the amount of powder P remaining in the hopper and the proportion of small particles SP in the hopper in the powder supply device 50 of the second embodiment and the powder supply device 500 of the first comparative example. A graph of is shown. As shown in FIGS.
  • FIG. 13 shows the configuration of a hopper 71 used in the powder supply device 70 of the third embodiment.
  • the inner wall surface 72 of the hopper 71 has a gentle slope 73 whose inclination angle with respect to the horizontal direction is relatively gentle, and a gentle slope 73 which is located below the gentle slope 73 and whose inclination angle with respect to the horizontal direction is relatively steep. It has a steep slope 53 and a boundary portion 23 where the gentle slope 73 changes to the steep slope 53.
  • a plurality (for example, three) of sets 54 of the gentle slope 73, the boundary portion 23, and the steep slope 53 are formed in the vertical direction of the hopper 71.
  • a second gentle slope 24 having a gentler slope than the steep slope 53 is provided between the lowest steep slope 53 on the inner wall surface 52 of the hopper 51 and the upper end of the discharge section 12.
  • the powder supply device 70 of the third embodiment provides the following effects in addition to the effects due to the same configuration as the powder supply device 10 of the first embodiment and the powder supply device 50 of the second embodiment.
  • a plurality (for example, three) of sets 54 of the gentle slope 73, the boundary portion 23, and the steep slope 53 are formed in the vertical direction of the hopper 71, so that the segregation suppression effect is further improved.
  • FIG. 14 shows an experiment in which the state of segregation of powder P in the powder supply device 70 of the third embodiment, the powder supply device 50 of the second embodiment, and the powder supply device 500 of the first comparative example was investigated. Conditions and results are shown. Further, FIG. 15 shows the amount of powder P remaining in the hopper and the amount of powder P remaining in the hopper in the powder supply device 70 of the third embodiment, the powder supply device 50 of the second embodiment, and the powder supply device 500 of the first comparative example. A graph of the relationship between the proportion of small particles SP in the SP is shown.
  • FIG. 16 shows the powder supply device 50 of the second embodiment, the powder supply devices 90, 100, 110 of the fourth to sixth embodiments, and the powder supply devices 500, 530 of the first to second comparative examples.
  • FIG. 3 is a diagram showing the conditions and results of an experiment in which the state of segregation of powder P was investigated. As shown in FIG. 16, in the powder supply devices 90, 100, 110 of the fourth to sixth embodiments, at least one of the shape of the hopper and the auger screw is different from the powder supply device 50 of the second embodiment. It is changing.
  • the height H1 of the steep slope 53 of the hopper 91 is 6 mm, and the height H2 of the second gentle slope 24 is 12 mm.
  • the outer diameter D1 of the blades 13B of the auger screw 13 is 8 mm, and the pitch P1 of the blades 13B is 3 mm.
  • the length of the region where the blades 13B of the auger screw 13 are provided is the same as that of the powder supply device 50 of the second embodiment.
  • the number of blades 13B of the auger screw 13 is ten.
  • the upper end of the blade 13B of the auger screw 13 is arranged above the lower end of the steep slope 53.
  • the powder supply device 100 of the fifth embodiment is provided with a hopper 51 like the powder supply device 50 of the second embodiment, but the auger screw 93 is changed. That is, the height H1 of the steep slope 53 of the hopper 51 is 6 mm, and the height H2 of the second gentle slope 24 is 6 mm. Further, the length of the region where the blades 13B of the auger screw 93 are provided is shorter than the length of the region where the blades 13B of the auger screw 13 are provided. For example, the number of blades 13B of the auger screw 93 is five. In the fifth embodiment, the upper end of the blade 13B of the auger screw 93 is arranged at approximately the same position as the lower end of the steep slope 53.
  • the powder supply device 110 of the sixth embodiment is provided with a hopper 91 like the powder supply device 90 of the fourth embodiment, but the auger screw 93 is changed. That is, the height H1 of the steep slope 53 of the hopper 91 is 6 mm, and the height H2 of the second gentle slope 24 is 12 mm.
  • the length of the area where the blades 13B of the auger screw 93 are provided is shorter than the length of the area where the blades 13B of the auger screw 13 are provided, for example, the number of blades 13B is five.
  • the upper end of the blade 13B of the auger screw 93 is arranged below the lower end of the steep slope 53.
  • the upper end of the blade 13B of the auger screw 13, 93 is located at the same level as the lower end of the steep slope 53 or above the lower end of the steep slope.
  • the upper end of the blade 13B of the auger screw 93 is arranged below the lower end of the steep slope 53, after the segregation of the powder P is suppressed, Segregation may progress again until the auger screw 93 is reached.
  • the positional relationship in the height direction between the upper end of the blade 13B of the auger screw 13, 93 and the lower end of the steep slope 22 is as described above.
  • the hopper 501 is provided similarly to the powder supply device 500 of the first comparative example, but the auger screw 93 is changed.
  • FIG. 17 shows the powder supply apparatus 50 of the second embodiment, the powder supply apparatuses 90, 100, 110 of the fourth to sixth embodiments, and the powder supply apparatuses 500, 530 of the first to second comparative examples. It is a graph showing the relationship between the amount of powder P remaining in the hopper and the proportion of small particles SP in the hopper.
  • FIG. 18 shows the state of segregation of powder P in the powder supply devices 130, 140, 150, 160, 170, 180 of the seventh to twelfth embodiments and the powder supply device 500 of the first comparative example. It is a figure showing the conditions and results of an experiment. FIG. 18 also shows the conditions and results of an experiment on the powder supply device 50 of the second embodiment.
  • the shape of the hopper is different from that of the powder supply device 50 of the second embodiment. It is changing.
  • the outer diameter D1 of the blades 13B of the auger screw 13 is 8 mm
  • the pitch P1 of the blades 13B is 3 mm.
  • the height H1 of the steep slope 53 of the hopper 121 is 6 mm, that is, twice the pitch P1 of the blades 13B.
  • the height H2 of the second gentle slope 24 is 6 mm, that is, twice the pitch P1 of the blades 13B.
  • the inner diameter of the upper end of the steep slope 53 is about 16 mm, that is, twice the outer diameter D1 of the blade 13B of the auger screw 13.
  • the height H1 of the steep slope 53 of the hopper 131 is set to 1.5 mm, that is, the pitch P1 of the blades 13B is set to 0.0 mm, which is different from the powder supply device 50 of the second embodiment. It has been changed to 5 times.
  • the height H1 of the steep slope 53 of the hopper 141 is changed to 3 mm, that is, one time the pitch P1 of the blades 13B. are doing.
  • the height H1 of the steep slope 53 of the hopper 151 is changed to 30 mm, that is, 10 times the pitch P1 of the blades 13B, as a different configuration from the powder supply device 50 of the second embodiment. are doing.
  • the height H2 of the second gentle slope 24 of the hopper 161 is set to 3 mm, that is, the pitch P1 of the blades 13B is different from the powder supply device 50 of the second embodiment. It has been changed to 1x. Further, the inner diameter ID2 of the upper end of the steep slope 53 is changed to about 12 mm, that is, 1.5 times the outer diameter D1 of the blade 13B of the auger screw 13.
  • the height H2 of the second gentle slope 24 of the hopper 171 is set to 4.5 mm, that is, the pitch P1 of the blades 13B is different from the powder supply device 50 of the second embodiment. It has been changed to 1.5 times. Further, the inner diameter ID2 of the upper end of the steep slope 53 is changed to about 14 mm, that is, 1.7 times the outer diameter D1 of the blade 13B of the auger screw 13.
  • the height H2 of the second gentle slope 24 of the hopper 181 is set to 12 mm, that is, the pitch P1 of the blades 13B is 4 mm, which is different from the powder supply device 50 of the second embodiment. It has been doubled. Moreover, the inner diameter ID2 of the upper end of the steep slope 53 is changed to about 22 mm, that is, 2.8 times the outer diameter D1 of the blade 13B of the auger screw 13.
  • the height H2 of the second gentle slope 24 in the rotation axis direction of the auger screw 13 is at least 1.5 times the pitch of the blades 13B
  • the height H2 of the auger screw 13 of the steep slope 53 is A condition that the height H1 in the rotational axis direction is at least 1 times the pitch P1 of the blades 13B in the auger screw 13, and a condition that the inner diameter ID2 at the upper end of the steep slope 53 is 1.7 times or more the outer diameter D1 of the blades 13B in the auger screw 13. satisfies at least one of the following.
  • the distance in the lateral direction between the second gentle slope 24 or the steep slope 53 and the auger screw 13 is determined by direction).
  • the distance between the second gentle slope 24 or the steep slope 53 and the auger screw 13 is relatively wide, for example, small particles SP that have entered the steep slope 53 or the second gentle slope 24 tend to move toward the auger screw 13.
  • the segregation of the powder P tends to be eliminated or the progress of segregation is suppressed.
  • the powder P is continuously filled using the powder supply devices 50, 130, 140, 150, 160, 170, and 180 of the second and seventh to twelfth embodiments, and the small particles SP of the powder P in the hopper are An experiment was conducted to obtain the proportion of The conditions for the powder P used are the same as in the powder supply device 10 of the first embodiment.
  • the height H1 of the steep slope 53 of the hopper 151 is equal to the pitch P1 of the blades 13B of the auger screw 13. It was confirmed that the segregation of the powder P in the hopper was eliminated when the diameter was twice or more (3 mm or more).
  • the powder supply device 130 of the seventh embodiment when the height H1 of the steep slope 53 of the hopper 151 is 0.5 times (1.5 mm) the pitch P1 of the blades 13B of the auger screw 13, the hopper Although the segregation of the powder P inside was not eliminated, it was confirmed that the segregation of the powder P was suppressed compared to the powder supply device 500 of the first comparative example.
  • the height H2 of the second gentle slope 24 of the hopper is 1.0 times the pitch P1 of the blades 13B of the auger screw 13.
  • the diameter was 5 times or more (4.5 mm or more)
  • the powder supply device 160 of the tenth embodiment when the height H2 of the second gentle slope 24 of the hopper is one or more times (3 mm or more) the pitch P1 of the blades 13B of the auger screw 13, the Although the segregation of the powder P was not eliminated, it was confirmed that the segregation of the powder P was suppressed compared to the powder supply device 500 of the first comparative example.
  • the inner diameter ID2 of the upper end of the steep slope 53 is 1.7 times or more the outer diameter D1 of the blade 13B of the auger screw 13. In this case, it was confirmed that the segregation of the powder P in the hopper was eliminated or stagnation occurred.
  • FIG. 19 shows the configuration of a hopper 201 used in the powder supply device 200 of the thirteenth embodiment.
  • the inner wall surface 202 of the hopper 201 has a gentle slope 203 having a relatively gentle inclination angle with respect to the horizontal direction, and a gentle slope 203 that is located below the gentle slope 203 and has a relatively steep inclination angle with respect to the horizontal direction. It has one steep slope 204 and one boundary portion 23 where the gentle slope 203 changes to the steep slope 204.
  • the lower end of the steep slope 204 and the upper end of the discharge section 12 are directly connected.
  • the height H3 from the lower end to the upper end of the steep slope 204 is at least six times the pitch P1 of the blades 13B in the auger screw 13, and the inner diameter ID2 of the upper end of the steep slope 204 is set in the auger screw 13. It is preferable that at least one of the conditions that the diameter is twice or more the outer diameter D1 of the blade 13B is satisfied.
  • the outer diameter D1 of the blades 13B of the auger screw 13 is 8.2 mm
  • the pitch P1 of the blades 13B is 3 mm
  • the height H3 from the lower end to the upper end of the steep slope 204 is 18 mm, which is set to six times the pitch P1 of the blades 13B in the auger screw 13.
  • the inner diameter ID2 of the upper end of the steep slope 204 (that is, the inner diameter of the boundary portion 23) is 18 mm, which is set to about 2.2 times the outer diameter D1 of the blade 13B in the auger screw 13.
  • the difference between the inner diameter ID2 of the upper end of the steep slope 204 and the outer diameter D1 of the blade 13B in the auger screw 13 is set to be 10 times or more the average particle diameter of the powder P.
  • the difference between the inner diameter ID2 of the upper end of the steep slope 204 and the outer diameter D1 of the blade 13B in the auger screw 13 is set to 10 times the average particle diameter of the powder P.
  • the powder supply device 200 of the thirteenth embodiment provides the following effects in addition to the effects due to the same configuration as the powder supply device 10 of the first embodiment and the powder supply device 50 of the second embodiment.
  • the lower end of the steep slope 204 and the upper end of the discharge section 12 are directly connected, so the structure is simple, and the change in slope from the gentle slope 203 to the steep slope 204 allows the powder near the auger screw 13 to Segregation of P is suppressed.
  • the height H3 from the lower end to the upper end of the steep slope 204 is at least six times the pitch P1 of the blades 13B in the auger screw 13, and the inner diameter ID2 of the upper end of the steep slope 204 is set in the auger screw 13. At least one of the conditions that the diameter is twice or more the outer diameter D1 of the blade 13B is satisfied.
  • the distance in the vertical direction of the steep slope 204 which has a relatively wider lateral distance from the auger screw 13 compared to the discharge part 12, is increased, or the distance between the upper end of the steep slope 204 and the auger screw 13 is increased.
  • the difference between the inner diameter ID2 of the upper end of the steep slope 204 and the outer diameter D1 of the blade 13B in the auger screw 13 is set to be 10 times or more the average particle diameter of the powder P.
  • the lateral distance between the upper end of the steep slope 204 and the auger screw 13 becomes relatively wide. It is thought that this makes it easier for particles that are difficult to roll (for example, small particles SP) to enter the section of the steep slope 204 and to move toward the auger screw 13, thereby improving the segregation suppression effect.
  • the outer diameter D1 of the blades 13B of the auger screw 13 was 8 mm, and the pitch P1 of the blades 13B was 3 mm.
  • the height H3 from the lower end to the upper end of the steep slope 204 is 18 mm (six times the pitch P1 of the blades 13B in the auger screw 13).
  • FIG. 20 shows the conditions of an experiment in which the state of segregation of powder P in the powder supply device 200 of the thirteenth embodiment, the powder supply device 50 of the second embodiment, and the powder supply device 500 of the first comparative example was investigated. and a diagram showing the results.
  • FIG. 21 shows the amount of powder P remaining in the hopper and the amount of powder P remaining in the hopper in the powder supply device 200 of the thirteenth embodiment, the powder supply device 50 of the second embodiment, and the powder supply device 500 of the first comparative example. It is a graph showing the relationship between the ratio of small particles SP in
  • the proportion of small particles SP increased monotonically, and segregation of the powder P in the hopper 501 progressed.
  • the powder supply device 200 of the thirteenth embodiment it was confirmed that the powder P in the hopper 201 approaches the steep slope 204 and the progress of segregation stops.
  • the powder supply device 50 of the second embodiment not only stagnates but also eliminates the segregation of the powder P in the hopper 51, and maintains almost the same distribution from the beginning of supply to the end. .
  • FIG. 22 shows the conditions of an experiment in which the state of segregation of powder P in the powder supply device 200 of the thirteenth embodiment, the powder supply device 210 of the fourteenth embodiment, and the powder supply device 500 of the first comparative example was investigated. and a diagram showing the results.
  • a powder supply device 210 is provided with a hopper 211 having a gentle slope 203 and a steep slope 204.
  • the vertical height H3 of the steep slope 204 and the inner diameter ID2 of the upper end of the steep slope 204 are changed from the powder supply device 200 of the fourteenth embodiment.
  • the outer diameter D1 of the blades 13B of the auger screw 13 is 8.2 mm, and the pitch P1 of the blades 13B is 3 mm.
  • the height H3 from the lower end to the upper end of the steep slope 204 is, for example, 9 mm, which is three times the pitch P1 of the blades 13B in the auger screw 13. is set to .
  • the inner diameter ID2 of the upper end of the steep slope 204 (that is, the inner diameter of the boundary portion 23) is 14 mm, which is set to about 1.7 times the outer diameter D1 of the blade 13B in the auger screw 13.
  • FIG. 23 shows the amount of powder P remaining in the hopper and the amount of powder P in the hopper in the powder supply device 200 of the thirteenth embodiment, the powder supply device 210 of the fourteenth embodiment, and the powder supply device 500 of the first comparative example. It is a graph showing the relationship with the proportion of small particles SP.
  • three sets 54 of the gentle slope 73, the boundary portion 23, and the steep slope 53 are formed in the vertical direction of the hopper 71, but the present disclosure is limited to this configuration. isn't it.
  • two or four or more sets 54 of the gentle slope 73, the boundary portion 23, and the steep slope 53 may be formed in the vertical direction of the hopper 71.
  • the steep slope 53 is approximately parallel to the rotation axis 13A of the auger screw 13 (that is, the part where the steep slope 53 is formed has a cylindrical shape), but the present disclosure , but is not limited to this configuration.
  • the inclination angle of the steep slope with respect to the horizontal direction may be changed.
  • the inclination angles of the gentle slope 203 and the steep slope 204 with respect to the horizontal direction can be changed without departing from the present disclosure.
  • the present disclosure is not limited to this configuration.
  • a configuration may be adopted in which two or more sets of gentle slopes 203, boundary portions 23, and steep slopes 204 are formed.
  • the steep slopes 204 other than the lowest steep slope 204 may be changed to a configuration in which the steep slopes 204 are substantially parallel to the rotation axis 13A of the auger screw 13 (that is, the portion where the steep slopes 204 are formed is cylindrical). good.
  • processors can be used as the hardware structure of a processing unit such as the control unit 18 that executes various processes.
  • various types of processors include CPUs, which are general-purpose processors that execute software and function as various processing units, as well as FPGAs (Field Programmable Gate Arrays), etc. whose circuit configurations can be changed after manufacture.
  • Dedicated electric circuits which are processors with circuit configurations specifically designed to execute specific processes, such as programmable logic devices (PLDs), which are processors, and ASICs (Application Specific Integrated Circuits), etc. Contains It will be done.
  • PLDs programmable logic devices
  • ASICs Application Specific Integrated Circuits
  • One processing unit may be composed of one of these various processors, or a combination of two or more processors of the same type or different types (for example, a combination of multiple FPGAs and/or a CPU and (in combination with FPGA). Further, the plurality of processing units may be configured with one processor.
  • An example of configuring multiple processing units with one processor is a configuration in which one or more CPUs and software are combined to configure one processor, and this processor functions as multiple processing units.
  • SoC system-on-chip
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Abstract

ホッパーとオーガースクリューとを用いて複数種類の粉体の混合物を容器に供給する場合において、ホッパー内で生じる粉体の偏析を抑制することが可能な粉体供給装置を提供する。　粉体供給装置は、粉体を収容し、下方へ向けて内径が縮小する漏斗形状の内壁面を有するホッパーであって、内壁面は、水平方向に対する傾斜角が相対的に緩い緩斜面と相対的に急な急斜面の少なくとも２つの面を有し、かつ、相対的に上方に位置する緩斜面から相対的に下方に位置する急斜面に変化する境界部を１つ以上有するホッパーと、ホッパーの下方に接続され、粉体を排出する排出口が下端に形成された筒状の排出部と、少なくとも一部が排出部内に配置された、粉体を排出口に向けて搬送するオーガースクリューであって、排出部の筒軸に沿って上下方向に延びる回転軸と、回転軸の周りに設けられた螺旋状の羽根とを有するオーガースクリューと、を備える。

Description

粉体供給装置
　本開示の技術は、粉体供給装置に関する。
　顆粒等を含む粉体を容器に充填するために容器に向けて粉体を供給する粉体供給装置が知られている。こうした粉体供給装置を用いて供給される粉体には、粒子径、密度、及び形状等のいずれか１つ以上で分布を有する場合がある。このような粉体として、例えば、コラーゲン又はゼラチン等の生体親和性高分子の顆粒があり、このような粉体は、粒子径や形状の異なる粉体の混合物である。また、ｐＨ調整等のため複数成分からなる粉末培地製品があり、このような粉体は、密度の異なる複数種類の粉体の混合物である。製品がこのような粉体の混合物の場合は、複数種類の粉体の成分の割合が容器毎に変化してしまうと、容器毎に品質に偏りが生じてしまうため、容器毎の粉体の成分の割合を均一にする必要がある。
　粉体供給装置として、例えば、下方へ向け径が縮小する略漏斗形状のホッパーに粉体を収容し、オーガースクリューの回転で粉体を容器に供給する装置が知られている。オーガースクリューは、ホッパーの下端に設けられた円筒部材に配置され、オーガースクリューの上端側の一部はホッパー内に侵入している（例えば特開２０１８－４３８１３号公報及び実開平６－５３５００号公報参照）。
　この粉体供給装置では、オーガースクリューの回転により、ホッパー内の粉体が円筒部材を介して下方に搬送され、排出口から排出される。円筒部材はオーガースクリューの直径よりも僅かに大きな直径を有している。オーガースクリューは、円筒部材内を排出口に向けて搬送される単位時間当たりの粉体量を一定に保つために設けられる。
　特開２０１８－４３８１３号公報及び実開平６－５３５００号公報に記載の粉体供給装置において、ホッパーの内部の傾斜面は、円筒部材に接続するまでの区間において一定の角度が保たれている。
　しかしながら、特開２０１８－４３８１３号公報及び実開平６－５３５００号公報に記載のようなホッパーでは、ホッパー内の粉体の残留量が少なくなった場合に、オーガースクリュー付近で粉体の偏析が生じる場合があった。偏析とは、粉体が、粒子径などが異なる粉体の混合物である場合において、異なる粒子径の粉体が混合物内で均等に分散されずに、偏ってしまうことをいう。オーガースクリュー付近で偏析が生じると、オーガースクリューによって供給される粉体の混合物の分布（例えば粒子径が大きい粒子と小さい粒子の分布）が、容器への供給開始初期から終期までの間に経時的に変化する。例えば、ホッパー内の粉体の残留量が多い供給開始初期においては、容器に供給される混合物内の分布が一定に保たれているが、ホッパー内の粉体の残留量が減少し、偏析が生じると、容器に供給される混合物の分布が供給開始初期の分布と比較して変化してしまう。このように粉体の混合物の分布が経時的に変化すると、容器に充填される混合物の分布が容器毎に変化するため、製品の品質を確保できない場合があった。
　発明者らの実験によれば、粉体の混合物が、粒子径が大きい大粒子と小さい小粒子の２種類で構成されている場合には、例えば、偏析は次のように生じることがわかった。ホッパーの残留量が多い場合は、ホッパー内の粉体の堆積面（すなわち、粉体の上部の粉面）は、ホッパーの中心部分が外側よりも高く盛り上がっているか、あるいは、ホッパーの中心部分から外側に向かってほぼ一定の高さに保たれている。しかし、ホッパー内の粉体の供給が進み、ホッパー内の粉体の残留量が少なくなると、粉体の堆積面は、オーガースクリューが配置される中心部分が最も低く、外側に向かって高くなる形状となる。すなわち、粉体の堆積面は、ホッパーの傾斜面に沿って傾斜する。粉体の堆積面の水平方向に対する傾斜角は、ホッパーの傾斜面よりも緩いが、特開２０１８－４３８１３号公報及び実開平６－５３５００号公報に記載のホッパーのように、オーガースクリューが配設される円筒部材までの傾斜面の角度が一定の場合は、オーガースクリューに向かう粉体の堆積面の傾斜角もほぼ一定になる。このようにほぼ一定の傾斜を持つ粉体の堆積面が形成されると、転がりやすい粒子（例えば、粒子径が相対的に大きい大粒子）が、相対的に転がりにくい粒子（例えば、粒子径が相対的に小さい小粒子）よりも先に、堆積面の傾斜に沿って、オーガースクリューのある中心部分に向かって転がっていく。オーガースクリュー付近に先に到達する大粒子は、先に排出される一方、小粒子はホッパーの壁面付近に取り残された状態となる。これにより、ホッパー内において、粉体の偏析が生じる。上述のとおり、粉体の偏析が生じると、容器に供給される混合物の分布が容器毎に安定しない場合があった。
　本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ホッパーとオーガースクリューとを用いて複数種類の粉体の混合物を容器に供給する場合において、ホッパー内で生じる粉体の偏析を抑制することが可能な粉体供給装置を提供することを目的とする。
　本開示の一態様に係る粉体供給装置は、粉体を収容し、下方へ向けて内径が縮小する漏斗形状の内壁面を有するホッパーであって、内壁面は、水平方向に対する傾斜角が相対的に緩い緩斜面と相対的に急な急斜面の少なくとも２つの面を有し、かつ、相対的に上方に位置する緩斜面から相対的に下方に位置する急斜面に変化する境界部を１つ以上有するホッパーと、ホッパーの下方に接続され、粉体を排出する排出口が下端に形成された筒状の排出部と、少なくとも一部が排出部内に配置された、粉体を排出口に向けて搬送するオーガースクリューであって、排出部の筒軸に沿って上下方向に延びる回転軸と、回転軸の周りに設けられた螺旋状の羽根とを有するオーガースクリューと、を備えている。
　上記態様の粉体供給装置においては、緩斜面を第１緩斜面とした場合において、急斜面と排出部の上端との間には、急斜面よりも傾斜が緩い第２緩斜面が設けられており、ホッパーは、第２緩斜面と排出部とが接続されていてもよい。
　また、上記態様の粉体供給装置においては、オーガースクリューにおける羽根の上端は、急斜面の下端と同じか又は急斜面の下端よりも上方に配置されていてもよい。
　また、上記態様の粉体供給装置においては、第２緩斜面のオーガースクリューの回転軸方向の高さが羽根のピッチの１．５倍以上という条件、および、急斜面のオーガースクリューの回転軸方向の高さがオーガースクリューにおける羽根のピッチの１倍以上という条件、急斜面の上端の内径がオーガースクリューにおける羽根の外径の１．７倍以上という条件のうち、少なくとも１つを満たしていてもよい。
　また、上記態様の粉体供給装置においては、急斜面の上端の内径とオーガースクリューにおける羽根の外径の差が粉体の平均粒子径の５倍以上という条件を満たしていてもよい。
　また、上記態様の粉体供給装置においては、急斜面の下端と排出部の上端が直接接続されていてもよい。
　また、上記態様の粉体供給装置においては、急斜面の下端から上端までの高さがオーガースクリューにおける羽根のピッチの６倍以上という条件、及び急斜面の上端の内径がオーガースクリューにおける羽根の外径の２倍以上という条件のうち、少なくとも一方の条件を満たしていてもよい。
　また、上記態様の粉体供給装置においては、急斜面の上端の内径とオーガースクリューにおける羽根の外径との差は、粉体の平均粒子径の１０倍以上に設定されていてもよい。
　また、上記態様の粉体供給装置においては、緩斜面、境界部、および急斜面の組が、ホッパーの上下方向に複数形成されていてもよい。
　また、上記態様の粉体供給装置においては、１つ以上の急斜面は、オーガースクリューの回転軸と平行であってもよい。
　本開示の技術によれば、ホッパーとオーガースクリューとを用いて複数種類の粉体の混合物を容器に供給する場合において、ホッパー内で生じる粉体の偏析を抑制することができる。
第１実施形態に係る粉体供給装置の全体構成を示す断面図である。 第１実施形態に係る粉体供給装置のホッパー及び排出部付近を示す断面図である。 第１実施形態に係る粉体供給装置のオーガースクリューを示す正面図である。 第１実施形態に係る粉体供給装置において、ホッパー内に収容される粉体の量が多い状態を示す断面図である。 第１実施形態に係る粉体供給装置において、ホッパー内に収容される粉体の量が減ってきた状態を示す断面図である。 第１実施形態に係る粉体供給装置において、ホッパー内に収容される粉体の量がさらに減ったときに粉体の偏析生じた状態を示す断面図である。 第１実施形態に係る粉体供給装置において、ホッパー内に収容される粉体の斜面が発生した状態を示す断面図である。 第１実施形態に係る粉体供給装置において、ホッパー内に収容される粉体のうち、粒子径が相対的に小さい小粒子がホッパーの壁面に残留した状態を示す断面図である。 第１実施形態に係る粉体供給装置において、ホッパーの緩斜面と急斜面との境界部により、粒子径が相対的に小さい小粒子がオーガースクリューに向けて移動する状態を示す断面図である。 第１実施形態に係る粉体供給装置において、ホッパー内のオーガースクリュー付近の粉体の偏析が抑制される状態を示す断面図である。 第１比較例の粉体供給装置のホッパー及び排出部を示す断面図である。 第１比較例の粉体供給装置において、ホッパー内に収容される粉体の量が多い状態を示す断面図である。 第１比較例の粉体供給装置において、ホッパー内に収容される粉体の量が少なくなり、粉体の斜面が発生した状態を示す断面図である。 第１比較例の粉体供給装置において、ホッパー内に収容される粉体の偏析が生じたまま粉体が排出部に排出される状態を示す断面図である。 第１実施形態と第１比較例の粉体供給装置のホッパー内の粉体の偏析の状況を比較する実験の条件及び結果を示す図である。 第１実施形態と第１比較例の粉体供給装置におけるホッパー内の粉体の残留量とホッパー内の粉体における小粒子の割合との関係を示すグラフである。 第１例の粉体における粒子径と相対度数の関係を示すグラフである。 第２例の粉体における粒子径と相対度数の関係を示すグラフである。 第１例の粉体において、小粒子の粒子径代表値と、大粒子の粒子径代表値を示す図である。 第２実施形態に係る粉体供給装置のホッパー及び排出部付近を示す断面図である。 第３実施形態に係る粉体供給装置のホッパー及び排出部付近を示す断面図である。 第２及び第３実施形態と第１比較例の粉体供給装置のホッパー内の粉体の偏析の状況を比較する実験の条件及び結果を示す図である。 第２及び第３実施形態と第１比較例の粉体供給装置におけるホッパー内の粉体の残留量とホッパー内の粉体における小粒子の割合との関係を示すグラフである。 第２、第４、第５及び第６実施形態と第１及び第２比較例の粉体供給装置のホッパー内の粉体の偏析の状況を比較する実験の条件及び結果を示す図である。 第２、第４、第５及び第６実施形態と第１及び第２比較例の粉体供給装置におけるホッパー内の粉体の残留量とホッパー内の粉体における小粒子の割合との関係を示すグラフである。 第２、第７、第８、第９、第１０、第１１、及び第１２実施形態と第１比較例の粉体供給装置のホッパー内の粉体の偏析の状況を比較する実験の条件を示す図である。 第１３実施形態に係る粉体供給装置のホッパー及び排出部付近を示す断面図である。 第２、及び第１３実施形態と第１比較例の粉体供給装置のホッパー内の粉体の偏析の状況を比較する実験の条件及び結果を示す図である。 第２、及び第１３実施形態と第１比較例の粉体供給装置におけるホッパー内の粉体の残留量とホッパー内の粉体における小粒子の割合との関係を示すグラフである。 第１３、及び第１４実施形態と第１比較例の粉体供給装置のホッパー内の粉体の偏析の状況を比較する実験の条件及び結果を示す図である。 第１３、及び第１４実施形態と第１比較例の粉体供給装置におけるホッパー内の粉体の残留量とホッパー内の粉体における小粒子の割合との関係を示すグラフである。
　以下、本開示の技術を実施するための形態について説明する。以下の説明では、図面において適宜示される矢印ＵＰで示す方向を装置の上下方向上方側とする。装置の上下方向は本例において鉛直方向と一致する。また、各図面において、粉体供給装置の構成を分かりやすくするため、各部材と粉体の比率は適宜変更して描いており、必ずしも実際の各部材と粉体の比率を反映したものではない。
〔第１実施形態〕
（粉体供給装置の全体構成）
　図１には、第１実施形態に係る粉体供給装置１０の一例が示されている。図１に示すように、粉体供給装置１０は、粉体Ｐを収容するホッパー１１と、ホッパー１１の下端に接続された排出部１２と、少なくとも一部が排出部１２内に配置されたオーガースクリュー１３とを備えている。また、粉体供給装置１０は、オーガースクリュー１３を回転駆動させる駆動部１４と、排出部１２の下端に形成され、かつ粉体Ｐが排出される排出口１５とを備えている。
　また、排出口１５の下方側には、一例として容器１６が配置され、排出口１５から排出された粉体Ｐが容器１６に充填される。さらに、容器１６内の粉体Ｐの充填量を計量する計量部１７と、計量部１７で計量された粉体Ｐの充填量に応じて駆動部１４を制御する制御部１８とが設けられている。
（粉体）
　粉体供給装置１０によって供給される粉体Ｐは、粒子径、密度、及び形状等のいずれか１つ以上で分布を有している。粉体Ｐには、粉末の他、顆粒なども含まれる。ここで、密度は、比重を意味する真密度である。粉体Ｐは、粒子径、密度、及び形状等のいずれか１つ以上で分布を有していると、ホッパー１１内に収容される粉体Ｐの転がりやすさに差が生じる場合がある。例えば、粉体Ｐの粒子径が大きいほど転がりやすくなる傾向があり、この場合は、ホッパー１１の鉛直方向の上方に、粒子径が相対的に小さい粒子が残り、鉛直方向の下方に粒子径が相対的に大きな粒子が沈む偏析現象が発生する。この他、粉体Ｐの中で、比重が相対的に大きい粒子、及び高球形度（相対的に球に近い形状）の粒子などが、相対的に転がりやすく、ホッパー１１内において下方に移動しやすい。第１実施形態では、粉体Ｐは、粒子径が相対的に大きい大粒子ＬＰと、大粒子ＬＰよりも粒子径が相対的に小さい小粒子ＳＰと、を有している。
　ここで、粉体Ｐの粒子径の分布について説明する。図１０Ａは、第１例の粉体Ｐにおける粒子径と相対度数の関係を示すグラフである。図１０Ｂは、第２例の粉体Ｐにおける粒子径と相対度数の関係を示すグラフである。粉体Ｐの分布には、図１０Ａに示す単峰型の場合と、図１０Ｂに示す多峰型の場合がある。
　図１０Ａに示すように、単峰型の例では、造粒した粉体Ｐは小粒子ＳＰから大粒子ＬＰから満遍なく存在している。この場合、分布の中で相対的に小さい小粒子ＳＰが最後にホッパー１１内に残存することになる。
　図１０Ｂに示すように、多峰型の例としては、大きく性質の異なる複数の粉体Ｐを混ぜた際に生じやすい分布である。第１実施形態は、粒子径の異なる小粒子ＳＰと大粒子ＬＰを混ぜた多峰型分布粉体の充填例を示す。この場合は、小粒子ＳＰの平均粒子径と大粒子ＬＰの平均粒子径がそれぞれ算出される。第１実施形態では、大粒子ＬＰと小粒子ＳＰは球形であり、例えば、大粒子ＬＰの平均粒子径は１．０ｍｍであり、小粒子ＳＰの平均粒子径は０．５ｍｍである。平均粒子径はそれぞれ直径である。また、例えば、ホッパー１１に最初に収容される粉体Ｐ全体における小粒子ＳＰの割合は１０％であり、かさ密度は０．２ｇ／ｃｃである。なお、大粒子ＬＰと小粒子ＳＰとを合わせた粉体Ｐ全体の平均粒子径（すなわち、粉体Ｐに含まれる全粒子の平均粒子径）は、多く含まれている粒子（図１０Ｂの例では、大粒子ＬＰ）の粒子径に近づく。粉体Ｐ全体の平均粒子径については、後述する。
　図１１に示すように、単峰型の場合は、大粒子ＬＰの粒子径の代表値は１．０ｍｍであり、小粒子ＳＰの粒子径の代表値は０．５ｍｍである。なお、粉体Ｐ全体の平均粒子径は、図１１に示す分布のピークに近い値に値となる。
（ホッパー）
　図１及び図２に示すように、ホッパー１１は、上下方向（すなわち、鉛直方向）の下方へ向けて内径が縮小する漏斗形状の内壁面２０を有している。ホッパー１１の上端部１１Ａは開放されており、ホッパー１１の上端部１１Ａ側からホッパー１１の内部に粉体Ｐが投入される。ホッパー１１の下端部１１Ｂは、開口が形成されており、排出部１２が接続されている。
　ホッパー１１の内壁面２０は、水平方向に対する傾斜角が相対的に緩い第１緩斜面２１と、水平方向に対する傾斜角が相対的に急な急斜面２２の少なくとも２つの面を有している。ホッパー１１の内壁面２０は、相対的に上方に位置する第１緩斜面２１から相対的に下方に位置する急斜面２２に変化する境界部２３を１つ以上有している。第１緩斜面２１は、緩斜面の一例である。図１に示す第１実施形態では、ホッパー１１の内壁面２０は、第１緩斜面２１と、第１緩斜面２１の下方の急斜面２２の２つの面を有しており、上方に位置する第１緩斜面２１から下方に位置する急斜面２２に変化する境界部２３を１つ有している。
　さらに、ホッパー１１の内壁面２０における急斜面２２と排出部１２の上端との間には、急斜面２２よりも傾斜が緩い（すなわち、水平方向に対する傾斜角が緩い）第２緩斜面２４が設けられている。ホッパー１１の第２緩斜面２４と排出部１２とが接続されている。
（排出部）
　図１及び図２に示すように、排出部１２は、軸方向に延びる筒状の部材である。一例として、排出部１２は円筒状である。一例として、排出部１２は、筒軸方向が上下方向に沿って配置されており、排出部１２の上端がホッパー１１の下端部１１Ｂ（第１実施形態では、第２緩斜面２４）に接続されている。これにより、ホッパー１１内の粉体Ｐが下端部１１Ｂから排出部１２に供給される。
　排出部１２の下端には排出口１５が設けられており、排出部１２に供給された粉体Ｐは、排出口１５から排出される。
（オーガースクリュー及び駆動部）
　図１～図３に示すように、オーガースクリュー１３は、回転軸１３Ａと、回転軸１３Ａの周りに設けられた螺旋状の羽根１３Ｂとを備えている。螺旋状の羽根１３Ｂは、回転軸１３Ａから半径方向外側に突出している。回転軸１３Ａの軸方向の一部は、排出部１２の内部に排出部１２の筒軸に沿って配置されている。第１実施形態では、排出部１２の筒軸は上下方向であり、回転軸１３Ａは上下方向に延びている。
　オーガースクリュー１３は、排出部１２の排出口１５から排出される粉体Ｐの単位時間当たりの排出量を安定させるために設けられる。排出部１２の上端から排出部１２内に進入した粉体Ｐは、オーガースクリュー１３の螺旋状の羽根１３Ｂに載せられる。オーガースクリュー１３が回転すると、螺旋状の羽根１３Ｂに載せられた粉体Ｐが順次下方に向けて搬送される。螺旋状の羽根１３Ｂのピッチは一定であるため、螺旋状の羽根１３Ｂの各位置に載せられる粉体Ｐの量もほぼ一定である。そのため、オーガースクリュー１３を一定速度で回転させると、螺旋状の羽根１３Ｂによって下方に搬送される粉体Ｐの単位時間当たりの搬送量が安定し、結果として排出口１５からの粉体Ｐの排出量も安定する。
　オーガースクリュー１３の回転軸１３Ａは、排出部１２とホッパー１１とに跨って配置されている。一例として、オーガースクリュー１３の下端は、排出部１２内に収まっている。回転軸１３Ａの上端部は、ホッパー１１の上端部１１Ａ付近まで延びており、回転軸１３Ａの上端部に駆動部１４が設けられている。
　羽根１３Ｂは、回転軸１３Ａの上下方向における排出部１２からホッパー１１の下部側の範囲に設けられている。羽根１３Ｂは、ホッパー１１の上部側には設けられていない。一例として、オーガースクリュー１３における羽根１３Ｂの上端は、ホッパー１１の急斜面２２の下端よりも上方に配置されている。第１実施形態では、オーガースクリュー１３における羽根１３Ｂの上端は、ホッパー１１の急斜面２２の上端（すなわち、境界部２３）よりも上方に配置されている。螺旋状の羽根１３Ｂの傾斜角、表面形状及び軸方向のピッチと、回転軸１３Ａの回転方向とは、羽根１３Ｂが軸回りに回転した場合に、粉体Ｐを排出口１５に向けて搬送するように設定されている。
　オーガースクリュー１３では、羽根１３ＢのピッチをＰ１とし、羽根１３Ｂの外径をＤ１とする（図３参照）。ホッパー１１とオーガースクリュー１３との位置関係については後述する。
　駆動部１４は、オーガースクリュー１３の回転軸１３Ａを回転させるモータであり、オーガースクリュー１３を回転駆動する。オーガースクリュー１３が回転すると、ホッパー１１内の粉体Ｐが排出部１２の方向に排出され、さらに排出部１２の内部の粉体Ｐが排出口１５に向けて搬送される。
　上述したとおり、オーガースクリュー１３は粉体Ｐの単位時間当たりの排出量を安定させるために設けられる。羽根１３Ｂと排出部１２の内壁面との隙間が大きいと、例えば隙間から小粒子ＳＰが落ち込んでしまう。そうすると、粉体Ｐの排出量が安定しない。そのため、オーガースクリュー１３の羽根１３Ｂの先端と排出部１２の内壁面との隙間は、小粒子ＳＰの平均粒子径以下であることが好ましい。これにより、オーガースクリュー１３の羽根１３Ｂと排出部１２の内壁面との隙間から小粒子ＳＰが落ち込むことが抑制される。オーガースクリュー１３の羽根１３Ｂの先端は、図３に示すオーガースクリュー１３の直径の方向の外縁（すなわち、外径Ｄ１）に対応する部分である。
　本例においては、オーガースクリュー１３の回転軸１３Ａは鉛直方向に延びている。排出部１２の内壁面の径も、排出部１２の上端から下端まで同径であり、排出部１２の内壁面とオーガースクリュー１３の回転軸１３Ａとは平行である。
（ホッパーとオーガースクリューとの位置関係）
　ホッパー１１とオーガースクリュー１３との位置関係は、以下のように設定することが好ましい。ホッパー１１の第２緩斜面２４におけるオーガースクリュー１３の回転軸方向の高さＨ２（図２参照）が羽根１３ＢのピッチＰ１の１．５倍以上という条件、および、ホッパー１１の急斜面２２におけるオーガースクリュー１３の回転軸方向の高さＨ１（図２参照）がオーガースクリュー１３における羽根１３ＢのピッチＰ１の１倍以上という条件、急斜面２２の上端の内径ＩＤ２（図２参照）がオーガースクリュー１３における羽根１３Ｂの外径Ｄ１の１．７倍以上という条件のうち、少なくとも１つを満たしていることが好ましい。第１実施形態では、急斜面２２の上端の内径ＩＤ２は、境界部２３の内径と等しい。
　例えば、第２緩斜面２４におけるオーガースクリュー１３の回転軸方向の高さＨ２は、羽根１３ＢのピッチＰ１の約１．７倍に設定されている。例えば、急斜面２２におけるオーガースクリュー１３の回転軸方向の高さＨ１は、オーガースクリュー１３における羽根１３ＢのピッチＰ１の約２倍に設定されている。例えば、急斜面２２の上端の内径ＩＤ２は、オーガースクリュー１３における羽根１３Ｂの外径Ｄ１の約２倍に設定されている。
　また、急斜面２２の上端の内径ＩＤ２とオーガースクリュー１３における羽根１３Ｂの外径Ｄ１の差が粉体Ｐの平均粒子径の５倍以上という条件を満たしていることが好ましい。ここで、内径ＩＤ２と外径Ｄ１との差で比較される粉体Ｐの平均粒子径は、図１０Ｂに示すように、粉体Ｐに含まれる全粒子の平均粒子径である。第１実施形態では、粉体Ｐは、小粒子ＳＰと大粒子ＬＰとを含んでいるので、粉体Ｐに含まれる全粒子の平均粒子径は、多く含まれている粒子（図１０Ｂの例では、大粒子ＬＰ）の平均粒子径に近づく。なお、第１実施形態では、粉体Ｐは、多峰型の分布であるが、単峰型の分布の粉体Ｐを用いた場合でも、本開示の技術を適用することが可能である。
　ここで、本例では、粉体Ｐの平均粒子径は、ＪＩＳＺ　８８２７－１に則った画像解析法を用いて求めることができる。具体的には、ステージ上に分散した粒子を撮像し、２次元投影画像を取得して粒子の円相当径を算出する。撮影した全粒子について、円相当径の算術平均値を取る。例えば、マルバーン社の粒子画像分析装置モフォロギＧ３を用いて測定することができる。
　例えば、急斜面２２の上端の内径ＩＤ２とオーガースクリュー１３における羽根１３Ｂの外径Ｄ１の差は、粉体Ｐの平均粒子径の約８倍に設定されている。
（容器）
　図１に示すように、容器１６は、上部が開放された箱状とされており、排出口１５の下方側に配置されている。これにより、排出口１５から排出された粉体Ｐが容器１６内に充填される。
（計量部）
　計量部１７は、本体部１７Ａと、本体部１７Ａの上部に配置され、かつ容器１６を載せる受け皿１７Ｂとを備えている。本体部１７Ａは、受け皿１７Ｂ上の容器１６及び粉体Ｐの質量を測定することで、容器１６内に充填された粉体Ｐの充填量を計量する。
（制御部）
　制御部１８は、計量部１７と電気的に接続されており、計量部１７から出力された粉体Ｐの充填量が制御部１８に入力される。また、制御部１８は、駆動部１４と電気的に接続されており、粉体Ｐの充填量に応じて駆動部１４を制御することで、オーガースクリュー１３の回転を制御する。粉体供給装置１０では、一例として、計量部１７で出力される充填中の計量値を、制御部１８にフィードバックさせることで、オーガースクリュー１３の回転速度を計量値に基づいて減速させたり、又は計量値に基づいてオーガースクリュー１３の停止タイミングを制御する。
（作用及び効果）
　次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
　図４Ａ～図４Ｃに示すように、粉体供給装置１０では、ホッパー１１内に収容される粉体Ｐは、オーガースクリュー１３の回転により、ホッパー１１の下端部１１Ｂから排出部１２に供給される。上述したとおり、本例の粉体Ｐは、少なくとも粒子径で分布を有しており、粉体Ｐは、粒子径が相対的に大きい大粒子ＬＰと、粒子径が相対的に小さい小粒子ＳＰと、を有している。図４Ａは、粉体Ｐの供給が開始される供給開始初期のホッパー１１内の残留量を示しており、図４Ｂ及び図４Ｃは、粉体Ｐの供給が進み、粉体Ｐの残留量が徐々に少なくなっている様子を示している。
　粉体Ｐが複数種類の粉体の混合物である場合は、特に、図４Ｃに示すように粉体Ｐの残留量が少なくなった場合に、ホッパー１１内において粉体Ｐの偏析が生じることが多い。本例の粉体供給装置１０では、粉体Ｐが複数種類の粉体の混合物である場合でも、ホッパー１１は、第１緩斜面２１から急斜面２２に変化する境界部２３を１つ有しているため、ホッパー１１内で生じる粉体Ｐの偏析を抑制することができる。理由は以下のとおりである。
　ここで、第１実施形態の粉体供給装置１０の作用及び効果を具体的に説明する前に、第１実施形態と比較する第１比較例の粉体供給装置について説明する。第１比較例については、図６及び図７（図７Ａ～図７Ｃを含む）に示す。図１～図５に示す第１実施形態と、図６及び図７に示す第１比較例との違いは、ホッパーの形状のみである。なお、第１比較例において、第１実施形態と同一の構成要素、部材等を有する場合は、同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
　図６に示すように、第１比較例の粉体供給装置５００では、ホッパー５０１は、下方へ向けて内径が縮小する漏斗形状に形成され、かつ水平方向に対する傾斜角が一定の角度で傾斜した内壁面５１０を有している。ホッパー５０１における内壁面５１０の下端部５１０Ａは、排出部１２に接続されている。すなわち、図６に示す第１比較例のホッパー５０１の内壁面５１０では、図２に示す第１実施形態のホッパー１１のように、傾斜角が異なる第１緩斜面２１、急斜面２２及びこれらの傾斜が変化する箇所である境界部２３が設けられていない。
　図７Ａに示されるように、第１比較例の粉体供給装置５００では、粉体Ｐの供給が開始される供給開始初期のように、ホッパー５０１内に収容される粉体Ｐの量が多い場合には、粉体Ｐ中の大粒子ＬＰと小粒子ＳＰはほぼ均等に分散されている。粉体Ｐの量が多い場合には、ホッパー５０１内に収容される粉体Ｐによって形成される堆積面は、図７Ａに示すようにホッパー５０１の中心部分が外側よりも高く盛り上がっているか、あるいは、ホッパー５０１の中心部分から外側に向かってほぼ一定の高さに保たれている。堆積面とは、すなわち、ホッパー５０１内において堆積された粉体Ｐ全体を塊として見た場合に粉体Ｐの塊の外表面をいう。図７Ａに示すように粉体Ｐの残留量が多い場合は、堆積面を断面視した場合は、例えば、堆積面の形状は中央部分が凸の山形形状か、あるいは、水平方向の高さがほぼ一定になる。
　図７Ａの状態から、オーガースクリュー１３の回転により、ホッパー５０１内の粉体Ｐの供給が進み、ホッパー５０１内の粉体Ｐの一部が排出部１２に供給されると、オーガースクリュー１３の周りの粉体Ｐから排出されていく。そのため、断面視にて粉体Ｐの堆積面は、真ん中付近が窪んだ凹状となる。すなわち、ホッパー５０１内の粉体Ｐの供給が進み、粉体Ｐの残留量が少なくなると、粉体Ｐの堆積面は、オーガースクリュー１３が配置される中心部分が最も低く、外側に向かって高くなる形状となる。
　図７Ｂに示すように、ホッパー５０１内の粉体Ｐの残留量がさらに少なくなると、ホッパー５０１の内壁面５１０は、一定の傾斜角で傾斜しているため、内壁面５１０の下部付近では、粉体Ｐの堆積面５２０も水平方向に対して一定の傾斜角で形成される。このとき、粉体Ｐの堆積面５２０の水平方向に対する傾斜角は、内壁面５１０の水平方向に対する傾斜角よりも小さくなる。粉体Ｐの堆積面５２０が一定の傾斜角となると、転がりやすい粒子（例えば、大粒子ＬＰ）が、相対的に転がりにくい粒子（例えば、小粒子ＳＰ）よりも先に、堆積面５２０の傾斜に沿って、オーガースクリュー１３のある中心部分に向かって転がっていく。
　図７Ｃに示すように、オーガースクリュー１３付近に先に到達する大粒子ＬＰは、先に排出部１２に排出される一方、小粒子ＳＰはホッパー５０１の内壁面５１０付近に取り残された状態となる。これにより、粉体Ｐの偏析が生じる。粉体Ｐの偏析が生じると、排出部１２の排出口１５から容器に供給される粉体Ｐの粒子径の比（大粒子ＬＰと小粒子ＳＰとの混合比）が供給開始初期の粒子径の比と比較して変化してしまう。
　次に、第１実施形態の粉体供給装置１０の作用及び効果について、より具体的に説明する。
　第１実施形態においても、図４Ａに示すように、粉体Ｐの供給が開始される供給開始初期のように、ホッパー１１内に収容される粉体Ｐの量が多い場合には、粉体Ｐ中の大粒子ＬＰと小粒子ＳＰはほぼ均等に分散されている。第１実施形態の図４Ａに示す堆積面３０の様子は、第１比較例の図７Ａに示す堆積面の様子とほぼ同様である。
　図４Ａの状態から、オーガースクリュー１３の回転により、ホッパー１１内の粉体Ｐの供給が進み、ホッパー１１内の粉体Ｐの一部が排出部１２に供給されると、図４Ｂに示すように、オーガースクリュー１３の周りの粉体Ｐが減り始め、断面視にて粉体Ｐの堆積面３０は、真ん中付近が窪んだ凹状となる。すなわち、ホッパー５０１内の粉体Ｐの供給が進み、粉体Ｐの残留量が少なくなると、粉体Ｐの堆積面は、オーガースクリュー１３が配置される中心部分が最も低く、外側に向かって高くなる形状となる。
　そして、図４Ｃに示すように、ホッパー１１内の粉体Ｐがさらに排出部１２に供給され、ホッパー１１内の粉体Ｐの残留量がさらに少なくなると、第１緩斜面２１の下部側付近では、ホッパー１１内の粉体Ｐに偏析が発生する。すなわち、粉体Ｐの小粒子ＳＰと大粒子ＬＰが均等に分散されずに偏った状態となる。
　より詳細に説明すると、図５Ａに示すように、ホッパー１１内の粉体Ｐの残留量が少なくなると、ホッパー１１の第１緩斜面２１が水平方向に対して一定の傾斜角を有しているため、第１緩斜面２１の下部付近では、粉体Ｐの堆積面３１も一定の傾斜角で形成される。粉体Ｐの堆積面３１が一定の傾斜角となると、図５Ｂに示すように、転がりやすい粒子（例えば、大粒子ＬＰ）が、相対的に転がりにくい粒子（例えば、小粒子ＳＰ）よりも先に、堆積面３１の傾斜に沿って、オーガースクリュー１３のある中心部分に向かって転がっていく。オーガースクリュー１３付近に先に到達する大粒子ＬＰは、先に転がり落ちる一方、小粒子ＳＰはホッパー１１の第１緩斜面２１付近に取り残された状態となることで（矢印Ａ付近を参照）、粉体Ｐの偏析が生じる。
　第１実施形態のホッパー１１の内壁面２０は、相対的に上方に位置する第１緩斜面２１から相対的に下方に位置する急斜面２２に変化する境界部２３を１つ有している。これにより、第１緩斜面２１から急斜面２２への傾斜の変化によって、粉体Ｐの堆積面３１の一定の傾斜状態が崩れ、大粒子ＬＰ間の隙間が大きくなる。そして、図５Ｃに示すように、ホッパー１１の第１緩斜面２１付近に取り残されていた小粒子ＳＰが、矢印Ｂに示すように大粒子ＬＰ間の隙間から雪崩をうつようにオーガースクリュー１３に向けて移動する現象が生じる。
　これにより、図５Ｄに示すように、ホッパー１１の粉体Ｐの残留量が少なくなった場合でも、オーガースクリュー１３付近における粉体Ｐの偏析が抑制される。このように偏析が抑制された粉体Ｐが排出部１２に供給され、オーガースクリュー１３によって排出口１５に向けて搬送される。粉体Ｐの偏析は、図４Ａに示すように、ホッパー１１の粉体Ｐの残留量が多い供給開始初期においては生じにくく、図４Ｃに示すように粉体Ｐの残留量が少なくなってくると生じやすい。第１実施形態のようなホッパー１１の形状にすることで、粉体Ｐの供給開始初期から終期まで、容器１６に供給される粉体Ｐの小粒子ＳＰと大粒子ＬＰの割合の経時変化が抑制され、粉体Ｐが充填される容器１６毎の品質のバラツキが抑制される。
　また、第１実施形態の粉体供給装置１０では、急斜面２２と排出部１２の上端との間には、急斜面２２よりも傾斜が緩い第２緩斜面２４が設けられており、ホッパー１１の第２緩斜面２４と排出部１２とが接続されている。
　このように、第１実施形態の粉体供給装置１０では、急斜面２２と排出部１２の間に第２緩斜面２４が設けられているため、第２緩斜面２４を設けない場合と比較して、急斜面２２とオーガースクリュー１３の羽根１３Ｂとの間の横方向（回転軸１３Ａと直交する方向）の間隔を広くすることができる。図５Ｃに一例として示したとおり、粉体Ｐの偏析は、転がりやすい粒子（例えば、大粒子ＬＰ）の隙間に、転がりにくい粒子（例えば、小粒子ＳＰ）が落ち込むことによって解消されると考えられる。そのため、急斜面２２とオーガースクリュー１３の羽根１３Ｂとの間隔が広いと、一例として小粒子ＳＰが、先に急斜面２２の区間に進入している大粒子ＬＰの隙間に入りやすい。その結果、小粒子ＳＰの急斜面２２の区間への進入が進み、急斜面２２の区間において小粒子ＳＰと大粒子ＬＰとが混ざりやすい。これにより、偏析抑制効果が向上する。そして、小粒子ＳＰと大粒子ＬＰとが混ざり合い偏析が抑制された粉体Ｐがオーガースクリュー１３に向かい、排出口１５に向けて搬送される。
　また、第１実施形態の粉体供給装置１０では、オーガースクリュー１３における羽根１３Ｂの上端（第１実施形態では、境界部２３）は、急斜面２２の下端よりも上方に配置されている。
　これにより、粉体供給装置１０では、第１緩斜面２１から急斜面２２への変化によって、転がりにくい粒子（例えば、小粒子ＳＰ）がホッパー１１の外側から中心部分に向かって移動する。この小粒子ＳＰの移動によって偏析が抑制されるが、小粒子ＳＰの移動先付近に粉体Ｐを搬送するオーガースクリュー１３が配置されていれば、偏析が抑制された状態の粉体Ｐをオーガースクリュー１３に送り込むことができる。このため、第１実施形態の粉体供給装置１０では、偏析抑制効果が向上する。
　粉体供給装置１０の上記構成に対して、例えば、オーガースクリュー１３の羽根１３Ｂの上端が、急斜面２２の下端よりも下方に配置されている場合は、いったん粉体Ｐの偏析が抑制された後、急斜面２２の下端からオーガースクリュー１３までの間に再び偏析が進行してしまう場合がある。
　そのため、オーガースクリュー１３の羽根１３Ｂの上端と急斜面２２の下端との高さ方向の位置関係は、上記構成であることが好ましい。
　また、第１実施形態の粉体供給装置１０では、ホッパー１１の第２緩斜面２４におけるオーガースクリュー１３の回転軸方向の高さＨ２が羽根１３ＢのピッチＰ１の１．５倍以上という条件、および、ホッパー１１の急斜面２２におけるオーガースクリュー１３の回転軸方向の高さＨ１がオーガースクリュー１３における羽根１３ＢのピッチＰ１の１倍以上という条件、急斜面２２の上端の内径ＩＤ２がオーガースクリュー１３における羽根１３Ｂの外径Ｄ１の１．７倍以上という条件のうち、少なくとも１つを満たしている。
　このため、粉体供給装置１０では、第２緩斜面２４又は急斜面２２とオーガースクリュー１３との横方向の間隔は、排出部１２とオーガースクリュー１３との横方向（回転軸１３Ａと直交する方向）の間隔よりも広い。第２緩斜面２４又は急斜面２２とオーガースクリュー１３との間隔が相対的に広いと、例えば、急斜面２２や第２緩斜面２４に進入した小粒子ＳＰがオーガースクリュー１３に向かって移動しやすい。これにより、粉体Ｐの偏析が解消に向かうか、あるいは偏析の進行が抑制される。このような第２緩斜面２４の上下方向の高さＨ２を羽根１３ＢのピッチＰ１の１．５倍以上又は急斜面２２の上下方向の高さＨ１を羽根１３ＢのピッチＰ１の１倍以上とすることにより、それ未満の高さにする場合と比較して、粉体Ｐの偏析が抑制される上下方向の区間を長くすることができるため、偏析抑制効果が向上する。
　また、急斜面２２の上端の内径ＩＤ２をオーガースクリュー１３における羽根１３Ｂの外径Ｄ１の１．７倍以上という条件を満たすことで、急斜面２２とオーガースクリュー１３との横方向の間隔が相対的に広くなるため、上記と同様の偏析抑制効果が期待できる。
　また、粉体供給装置１０では、急斜面２２の上端の内径ＩＤ２とオーガースクリュー１３における羽根１３Ｂの外径Ｄ１の差が粉体Ｐの平均粒子径の５倍以上という条件を満たしている。
　このため、粉体供給装置１０では、急斜面２２とオーガースクリュー１３との横方向の間隔として、粉体Ｐが移動しやすい間隔を確保できるため、粉体Ｐの平均粒子径の５倍未満の場合と比較して、偏析抑制効果が向上する。なお、第１実施形態では、多峰型の分布の粉体Ｐを用いたが、例えば、単峰型の分布の粉体Ｐを用いた場合でも、第１実施形態と同様の効果が得られる。
（ホッパーの形状による粉体への影響の検証）
　第１実施形態の粉体供給装置１０を用いて粉体Ｐを連続充填し、ホッパー１１内の粉体Ｐの小粒子ＳＰの割合を取得する実験を行った。この実験では、ホッパー１１の急斜面２２と境界部２３の有無による粉体Ｐへの影響を検証するため、第１比較例の粉体供給装置５００におけるホッパー５０１内の粉体Ｐの小粒子ＳＰの割合を取得した。なお、実験は実機を使用、又は数値的に解くことにより実機と同一の条件で行った。
　使用した粉体Ｐの条件を以下に示す。
　粉体Ｐにおける大粒子ＬＰの平均粒子径は１．０ｍｍであり、初期の小粒子ＳＰの割合は１０％、小粒子ＳＰの平均粒子径は０．５ｍｍである。また、粉体Ｐのかさ密度は０．２　ｇ／ｃｃである。
　この実験では、初期の小粒子ＳＰの割合(本例では１０％程度)から単調増加し大きく偏る場合を「偏析」とし、最終的に初期と同等となる場合を偏析が「解消」とし、又は最終的に初期よりも小粒子ＳＰの割合が僅かに増加している場合を偏析が「停滞」として評価した。
　図８は、第１実施形態の粉体供給装置１０と第１比較例の粉体供給装置５００における粉体Ｐの偏析の状況を調べた実験の条件及び結果を示す図である。また、図９は、第１実施形態の粉体供給装置１０と第１比較例の粉体供給装置５００におけるホッパー内の粉体Ｐの残留量とホッパー内の小粒子ＳＰの割合との関係を示すグラフである。
　図８及び図９に示すように、第１比較例の粉体供給装置５００では、ホッパー５０１の残留量が供給開始初期の半分程度になった辺りからホッパー５０１内の粉体Ｐの偏析が急激に進行したのに対し、第１実施形態の粉体供給装置１０では、ホッパー１１内の粉体Ｐの偏析を解消し、供給開始初期から最後までほぼ同等の分布を維持することが確認された。
〔第２実施形態〕
　次に、第２実施形態の粉体供給装置について説明する。なお、第２実施形態において、第１実施形態と同一の構成要素、部材等を有する場合は、同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
　図１２は、第２実施形態の粉体供給装置５０に用いられるホッパー５１の構成を示す。図１２に示すように、ホッパー５１の内壁面５２は、第１緩斜面２１と、第１緩斜面２１の下方に位置し、かつ水平方向に対する傾斜角が相対的に急な急斜面５３と、第１緩斜面２１から急斜面５３に変化する境界部２３と、を１つ有している。ホッパー５１の内壁面５２における急斜面５３と排出部１２の上端との間には、急斜面５３よりも傾斜が緩い第２緩斜面２４が設けられている。
　急斜面５３は、オーガースクリュー１３の回転軸１３Ａとほぼ平行である。言い換えると、ホッパー５１における急斜面５３が設けられた部位は、円筒形状である。一例として、急斜面５３におけるオーガースクリュー１３の回転軸方向の高さは６ｍｍであり、第２緩斜面２４におけるオーガースクリュー１３の回転軸方向の高さは６ｍｍである。
　なお、上記構成以外の構成は、第１実施形態の粉体供給装置１０と同様である。
　第２実施形態の粉体供給装置５０では、第１実施形態の粉体供給装置１０と同様の構成による効果に加えて、以下の効果が得られる。
　急斜面５３は、オーガースクリュー１３の回転軸１３Ａとほぼ平行である。これにより、粉体供給装置５０では、急斜面５３の水平方向に対する傾斜角が急になり、第１緩斜面２１との傾斜角の変化が相対的に大きくなるため、転がりにくい粉体Ｐ（例えば、小粒子ＳＰ）の移動がより進行し、偏析抑制効果が向上する。
（ホッパーの形状による粉体への影響の検証）
　第２実施形態の粉体供給装置５０を用いて粉体Ｐを連続充填し、ホッパー５１内の粉体Ｐの小粒子ＳＰの割合を取得する実験を行った。使用した粉体Ｐの条件は、第１実施形態の粉体供給装置１０の場合と同様である。
　この実験では、急斜面５３におけるオーガースクリュー１３の回転軸方向の高さＨ１は６ｍｍであり、第２緩斜面２４におけるオーガースクリュー１３の回転軸方向の高さＨ２は６ｍｍである。また、オーガースクリュー１３の羽根１３Ｂの外径Ｄ１は８ｍｍであり、羽根１３ＢのピッチＰ１は３ｍｍである。
　図１４には、第２実施形態の粉体供給装置５０と第１比較例の粉体供給装置５００における粉体Ｐの偏析の状況を調べた実験の条件及び結果が示されている。また、図１５には、第２実施形態の粉体供給装置５０と第１比較例の粉体供給装置５００におけるホッパー内の粉体Ｐの残留量とホッパー内の小粒子ＳＰの割合との関係のグラフが示されている。図１４及び図１５に示すように、第１比較例の粉体供給装置５００では、ホッパー５０１内の粉体Ｐの偏析が進行したのに対し、第２実施形態の粉体供給装置５０では、ホッパー１１内の粉体Ｐの偏析を解消し、供給開始初期から最後までほぼ同等の分布を維持することが確認された。
〔第３実施形態〕
　次に、第３実施形態の粉体供給装置について説明する。なお、第３実施形態において、第１及び第２実施形態と同一の構成要素、部材等を有する場合は、同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
　図１３は、第３実施形態の粉体供給装置７０に用いられるホッパー７１の構成を示す。図１３に示すように、ホッパー７１の内壁面７２は、水平方向に対する傾斜角が相対的に緩い緩斜面７３と、緩斜面７３の下方に位置し、かつ水平方向に対する傾斜角が相対的に急な急斜面５３と、緩斜面７３から急斜面５３に変化する境界部２３と、を有している。第３実施形態では、緩斜面７３、境界部２３、及び急斜面５３の組５４がホッパー７１の上下方向に複数（一例として、３つ）形成されている。
　ホッパー５１の内壁面５２における最下部の急斜面５３と排出部１２の上端との間には、急斜面５３よりも傾斜が緩い第２緩斜面２４が設けられている。
　なお、上記構成以外の構成は、第１実施形態の粉体供給装置１０及び第２実施形態の粉体供給装置５０と同様である。
　第３実施形態の粉体供給装置７０では、第１実施形態の粉体供給装置１０及び第２実施形態の粉体供給装置５０と同様の構成による効果に加えて、以下の効果が得られる。
　粉体供給装置７０では、緩斜面７３、境界部２３、及び急斜面５３の組５４がホッパー７１の上下方向に複数（一例として、３つ）形成されているため、より偏析抑制効果が向上する。
（ホッパーの形状による粉体への影響の検証）
　第３実施形態の粉体供給装置７０を用いて粉体Ｐを連続充填し、ホッパー７１内の粉体Ｐの小粒子ＳＰの割合を取得する実験を行った。使用した粉体Ｐの条件は、第１実施形態の粉体供給装置１０の場合と同様である。
　図１４には、第３実施形態の粉体供給装置７０、第２実施形態の粉体供給装置５０及び第１比較例の粉体供給装置５００における粉体Ｐの偏析の状況を調べた実験の条件及び結果が示されている。また、図１５は、第３実施形態の粉体供給装置７０、第２実施形態の粉体供給装置５０及び第１比較例の粉体供給装置５００におけるホッパー内の粉体Ｐの残留量とホッパー内の小粒子ＳＰの割合との関係のグラフが示されている。
　図１４及び図１５に示すように、第１比較例の粉体供給装置５００では、ホッパー５０１内の粉体Ｐの偏析が進行したのに対し、第３実施形態の粉体供給装置７０では、ホッパー７１内の粉体Ｐの偏析を解消し、供給開始初期から最後までほぼ同等の分布を維持することが確認された。また、第３実施形態の粉体供給装置７０では、第２実施形態の粉体供給装置５０と比較して、ホッパー内の粉体Ｐの残留量が多い場合でも、粉体Ｐがほぼ同等の分布を維持することが分かる。
〔第４～第６実施形態〕
　次に、第４～第６実施形態の粉体供給装置について説明する。なお、第４～第６実施形態において、第１～第３実施形態と同一の構成要素、部材等を有する場合は、同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
　図１６は、第２実施形態の粉体供給装置５０、第４～第６実施形態の粉体供給装置９０、１００、１１０、及び第１～第２比較例の粉体供給装置５００、５３０における粉体Ｐの偏析の状況を調べた実験の条件及び結果を示す図である。図１６に示すように、第４～第６実施形態の粉体供給装置９０、１００、１１０では、第２実施形態の粉体供給装置５０に対して、ホッパーの形状及びオーガースクリューの少なくとも一方を変更している。
　第４実施形態の粉体供給装置９０では、ホッパー９１の急斜面５３の高さＨ１は６ｍｍであり、第２緩斜面２４の高さＨ２は１２ｍｍである。また、オーガースクリュー１３の羽根１３Ｂの外径Ｄ１は８ｍｍであり、羽根１３ＢのピッチＰ１は３ｍｍである。オーガースクリュー１３の羽根１３Ｂが設けられた領域の長さは、第２実施形態の粉体供給装置５０と同様である。例えば、オーガースクリュー１３の羽根１３Ｂの枚数は１０枚である。また、オーガースクリュー１３における羽根１３Ｂの上端は、急斜面５３の下端よりも上方に配置されている。
　第５実施形態の粉体供給装置１００では、第２実施形態の粉体供給装置５０と同様にホッパー５１が設けられているが、オーガースクリュー９３が変更されている。すなわち、ホッパー５１の急斜面５３の高さＨ１は６ｍｍであり、第２緩斜面２４の高さＨ２は６ｍｍである。また、オーガースクリュー９３の羽根１３Ｂが設けられた領域の長さは、オーガースクリュー１３の羽根１３Ｂが設けられた領域の長さよりも短い。例えば、オーガースクリュー９３の羽根１３Ｂの枚数は５枚である。第５実施形態では、オーガースクリュー９３における羽根１３Ｂの上端は、急斜面５３の下端とほぼ同じ位置に配置されている。
　第６実施形態の粉体供給装置１１０では、第４実施形態の粉体供給装置９０と同様にホッパー９１が設けられているが、オーガースクリュー９３が変更されている。すなわち、ホッパー９１の急斜面５３の高さＨ１は６ｍｍであり、第２緩斜面２４の高さＨ２は１２ｍｍである。オーガースクリュー９３の羽根１３Ｂが設けられた領域の長さは、オーガースクリュー１３の羽根１３Ｂが設けられた領域の長さよりも短く、例えば、羽根１３Ｂの枚数は５枚である。第６実施形態では、オーガースクリュー９３における羽根１３Ｂの上端は、急斜面５３の下端よりも下方に配置されている。
　なお、上記構成以外の構成は、第１実施形態の粉体供給装置１０及び第２実施形態の粉体供給装置５０と同様である。
　上記第４～第５実施形態では、オーガースクリュー１３、９３における羽根１３Ｂの上端は、急斜面５３の下端と同じか又は急斜面の下端よりも上方に配置されている。
　これにより、第１緩斜面２１から急斜面５３への変化によって、転がりにくい粒子（例えば、小粒子ＳＰ）がホッパー５１、９１の外側から中心部分に向かって移動する。この小粒子ＳＰの移動によって偏析が抑制されるが、小粒子ＳＰの移動先付近に粉体Ｐを搬送するオーガースクリュー１３、９３が配置されていれば、偏析が抑制された状態の粉体Ｐをオーガースクリュー１３、９３に送り込むことができる。
　第６実施形態のように、オーガースクリュー９３の羽根１３Ｂの上端が、急斜面５３の下端よりも下方に配置されている構成は、いったん粉体Ｐの偏析が抑制された後、急斜面５３の下端からオーガースクリュー９３までの間に再び偏析が進行してしまう場合がある。
　そのため、オーガースクリュー１３、９３の羽根１３Ｂの上端と急斜面２２の下端との高さ方向の位置関係は、上記構成であることが好ましい。
（ホッパーの形状による粉体への影響の検証）
　第４～第６実施形態の粉体供給装置９０、１００、１１０を用いて粉体Ｐを連続充填し、ホッパー内の粉体Ｐの小粒子ＳＰの割合を取得する実験を行った。使用した粉体Ｐの条件は、第１実施形態の粉体供給装置１０の場合と同様である。
　また、第２比較例の粉体供給装置５３０では、第１比較例の粉体供給装置５００と同様にホッパー５０１が設けられているが、オーガースクリュー９３が変更されている。
　図１７は、第２実施形態の粉体供給装置５０、第４～第６実施形態の粉体供給装置９０、１００、１１０、及び第１～第２比較例の粉体供給装置５００、５３０におけるホッパー内の粉体Ｐの残留量とホッパー内の小粒子ＳＰの割合との関係を示すグラフである。
　図１６及び図１７に示すように、第１及び第２比較例の粉体供給装置５００、５３０では、ホッパー５０１内の粉体Ｐの偏析が進行した。これに対し、第２、第４及び第５実施形態の粉体供給装置５０、９０、１００は、オーガースクリュー１３、９３における羽根１３Ｂの上端が急斜面５３の下端よりも上方に配置されている場合であり、ホッパー内の粉体Ｐの偏析が解消されることが確認された。また、第６実施形態の粉体供給装置１１０は、オーガースクリュー９３における羽根１３Ｂの上端が急斜面５３の下端よりも下方に配置されている場合である。第６実施形態の粉体供給装置１１０では、ホッパー９１内の粉体Ｐの偏析の解消には至らなかったが、第１及び第２比較例の粉体供給装置５００、５３０と比較して、粉体Ｐの偏析が抑制されることが確認された。
〔第７～第１２実施形態〕
　次に、第７～第１２実施形態の粉体供給装置について説明する。なお、第７～第１２実施形態において、第１～第６実施形態と同一の構成要素、部材等を有する場合は、同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
　図１８は、第７～第１２実施形態の粉体供給装置１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０、及び第１比較例の粉体供給装置５００における粉体Ｐの偏析の状況を調べた実験の条件及び結果を示す図である。図１８には、第２実施形態の粉体供給装置５０の実験の条件及び結果も記載されている。図１８に示すように、第７～第１２実施形態の粉体供給装置１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０では、第２実施形態の粉体供給装置５０に対して、ホッパーの形状を変更している。第７～第１２実施形態において、オーガースクリュー１３の羽根１３Ｂの外径Ｄ１は８ｍｍであり、羽根１３ＢのピッチＰ１は３ｍｍである
　第２実施形態の粉体供給装置５０では、ホッパー１２１の急斜面５３の高さＨ１は６ｍｍ、すなわち羽根１３ＢのピッチＰ１の２倍である。第２緩斜面２４の高さＨ２は６ｍｍ、すなわち羽根１３ＢのピッチＰ１の２倍である。また、急斜面５３の上端の内径は約１６ｍｍ、すなわちオーガースクリュー１３の羽根１３Ｂの外径Ｄ１の２倍である。
　第７実施形態の粉体供給装置１３０では、第２実施形態の粉体供給装置５０と異なる構成として、ホッパー１３１の急斜面５３の高さＨ１を１．５ｍｍ、すなわち羽根１３ＢのピッチＰ１の０．５倍に変更している。
　第８実施形態の粉体供給装置１４０では、第２実施形態の粉体供給装置５０と異なる構成として、ホッパー１４１の急斜面５３の高さＨ１を３ｍｍ、すなわち羽根１３ＢのピッチＰ１の１倍に変更している。
　第９実施形態の粉体供給装置１５０では、第２実施形態の粉体供給装置５０と異なる構成として、ホッパー１５１の急斜面５３の高さＨ１を３０ｍｍ、すなわち羽根１３ＢのピッチＰ１の１０倍に変更している。
　第１０実施形態の粉体供給装置１６０では、第２実施形態の粉体供給装置５０と異なる構成として、ホッパー１６１の第２緩斜面２４の高さＨ２を３ｍｍ、すなわち、羽根１３ＢのピッチＰ１の１倍に変更している。また、急斜面５３の上端の内径ＩＤ２を約１２ｍｍ、すなわちオーガースクリュー１３の羽根１３Ｂの外径Ｄ１の１．５倍に変更している。
　第１１実施形態の粉体供給装置１７０では、第２実施形態の粉体供給装置５０と異なる構成として、ホッパー１７１の第２緩斜面２４の高さＨ２を４．５ｍｍ、すなわち羽根１３ＢのピッチＰ１の１．５倍に変更している。また、急斜面５３の上端の内径ＩＤ２を約１４ｍｍ、すなわち、オーガースクリュー１３の羽根１３Ｂの外径Ｄ１の１．７倍に変更している。
　第１２実施形態の粉体供給装置１８０では、第２実施形態の粉体供給装置５０と異なる構成として、ホッパー１８１の第２緩斜面２４の高さＨ２を１２ｍｍ、すなわち羽根１３ＢのピッチＰ１の４倍に変更している。また、急斜面５３の上端の内径ＩＤ２を約２２ｍｍ、すなわちオーガースクリュー１３の羽根１３Ｂの外径Ｄ１の２．８倍に変更している。
　なお、上記構成以外の構成は、第１実施形態の粉体供給装置１０及び第２実施形態の粉体供給装置５０と同様である。
　上記第７～第１２実施形態では、第２緩斜面２４のオーガースクリュー１３の回転軸方向の高さＨ２が羽根１３Ｂのピッチの１．５倍以上という条件、および、急斜面５３のオーガースクリュー１３の回転軸方向の高さＨ１がオーガースクリュー１３における羽根１３ＢのピッチＰ１の１倍以上という条件、急斜面５３の上端の内径ＩＤ２がオーガースクリュー１３における羽根１３Ｂの外径Ｄ１の１．７倍以上という条件のうち、少なくとも１つを満たしている。
　このため、上記第７～第１２実施形態では、第２緩斜面２４又は急斜面５３とオーガースクリュー１３との横方向の間隔は、排出部１２とオーガースクリュー１３との横方向（回転軸１３Ａと直交する方向）の間隔よりも広い。第２緩斜面２４又は急斜面５３とオーガースクリュー１３との間隔が相対的に広いと、例えば、急斜面５３や第２緩斜面２４に進入した小粒子ＳＰがオーガースクリュー１３に向かって移動しやすい。これにより、粉体Ｐの偏析が解消に向かうか、あるいは偏析の進行が抑制される。このような第２緩斜面２４又は急斜面５３の上下方向の高さを羽根１３ＢのピッチＰ１の１．５倍又は１倍以上とすることにより、それ未満の高さにする場合と比較して、粉体Ｐの偏析が抑制される上下方向の区間を長くすることができるため、偏析抑制効果が向上する。
（ホッパーの形状による粉体への影響の検証）
　第２、及び第７～第１２実施形態の粉体供給装置５０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０を用いて粉体Ｐを連続充填し、ホッパー内の粉体Ｐの小粒子ＳＰの割合を取得する実験を行った。使用した粉体Ｐの条件は、第１実施形態の粉体供給装置１０の場合と同様である。
　第２、第８、第９及び第１１実施形態の粉体供給装置５０、１４０、１５０、１７０のように、ホッパー１５１の急斜面５３の高さＨ１がオーガースクリュー１３の羽根１３ＢのピッチＰ１の１倍以上（３ｍｍ以上）の場合に、ホッパー内の粉体Ｐの偏析が解消されることが確認された。また、第７実施形態の粉体供給装置１３０のように、ホッパー１５１の急斜面５３の高さＨ１がオーガースクリュー１３の羽根１３ＢのピッチＰ１の０．５倍（１．５ｍｍ）の場合は、ホッパー内の粉体Ｐの偏析の解消には至らなかったが、第１比較例の粉体供給装置５００と比較して、粉体Ｐの偏析が抑制されることが確認された。
　また、第２、第１１及び第１２実施形態の粉体供給装置５０、１７０、１８０のように、ホッパーの第２緩斜面２４の高さＨ２がオーガースクリュー１３の羽根１３ＢのピッチＰ１の１．５倍以上（４．５ｍｍ以上）の場合に、ホッパー内の粉体Ｐの偏析の解消又は停滞が確認された。第１０実施形態の粉体供給装置１６０のように、ホッパーの第２緩斜面２４の高さＨ２がオーガースクリュー１３の羽根１３ＢのピッチＰ１の１倍以上（３ｍｍ以上）の場合は、ホッパー内の粉体Ｐの偏析の解消には至らなかったが、第１比較例の粉体供給装置５００と比較して、粉体Ｐの偏析が抑制されることが確認された。
　また、第２、第１１及び第１２実施形態の粉体供給装置１２０、１７０、１８０のように、急斜面５３の上端の内径ＩＤ２がオーガースクリュー１３の羽根１３Ｂの外径Ｄ１の１．７倍以上の場合は、ホッパー内の粉体Ｐの偏析の解消又は停滞が確認された。
〔第１３実施形態〕
　次に、第１３実施形態の粉体供給装置について説明する。なお、第１３実施形態において、第１～１２実施形態と同一の構成要素、部材等を有する場合は、同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
　図１９は、第１３実施形態の粉体供給装置２００に用いられるホッパー２０１の構成を示す。図１９に示すように、ホッパー２０１の内壁面２０２は、水平方向に対する傾斜角が相対的に緩い緩斜面２０３と、緩斜面２０３の下方に位置し、かつ水平方向に対する傾斜角が相対的に急な急斜面２０４と、緩斜面２０３から急斜面２０４に変化する境界部２３と、を１つ有している。
　ホッパー２０１では、急斜面２０４の下端と排出部１２の上端が直接接続されている。
　また、粉体供給装置２００では、急斜面２０４の下端から上端までの高さＨ３がオーガースクリュー１３における羽根１３ＢのピッチＰ１の６倍以上という条件、及び急斜面２０４の上端の内径ＩＤ２がオーガースクリュー１３における羽根１３Ｂの外径Ｄ１の２倍以上という条件のうち、少なくとも一方の条件を満たしていることが好ましい。
　例えば、オーガースクリュー１３の羽根１３Ｂの外径Ｄ１は８．２ｍｍであり、羽根１３ＢのピッチＰ１は３ｍｍである。例えば、急斜面２０４の下端から上端までの高さＨ３は、１８ｍｍであり、オーガースクリュー１３における羽根１３ＢのピッチＰ１の６倍に設定されている。また、例えば、急斜面２０４の上端の内径ＩＤ２（すなわち、境界部２３の内径）は、１８ｍｍであり、オーガースクリュー１３における羽根１３Ｂの外径Ｄ１の約２．２倍に設定されている。
　また、粉体供給装置２００では、急斜面２０４の上端の内径ＩＤ２とオーガースクリュー１３における羽根１３Ｂの外径Ｄ１との差は、粉体Ｐの平均粒子径の１０倍以上に設定されていることが好ましい。例えば、急斜面２０４の上端の内径ＩＤ２とオーガースクリュー１３における羽根１３Ｂの外径Ｄ１との差は、粉体Ｐの平均粒子径の１０倍に設定されている。
　なお、上記構成以外の構成は、第１実施形態の粉体供給装置１０及び第２実施形態の粉体供給装置５０と同様である。
　第１３実施形態の粉体供給装置２００では、第１実施形態の粉体供給装置１０及び第２実施形態の粉体供給装置５０と同様の構成による効果に加えて、以下の効果が得られる。
　粉体供給装置２００では、急斜面２０４の下端と排出部１２の上端が直接接続されているため、構造が簡単となり、緩斜面２０３から急斜面２０４への傾斜の変化によって、オーガースクリュー１３付近における粉体Ｐの偏析が抑制される。
　また、粉体供給装置２００では、急斜面２０４の下端から上端までの高さＨ３がオーガースクリュー１３における羽根１３ＢのピッチＰ１の６倍以上という条件、及び急斜面２０４の上端の内径ＩＤ２がオーガースクリュー１３における羽根１３Ｂの外径Ｄ１の２倍以上という条件のうち、少なくとも一方の条件を満たしている。これにより、粉体供給装置２００では、オーガースクリュー１３との横方向の間隔が排出部１２と比較して相対的に広い急斜面２０４の上下方向の距離を長くとったり、急斜面２０４の上端とオーガースクリュー１３における羽根１３Ｂの外径Ｄ１との横方向の間隔を広くとれば、転がりにくい粒子（例えば、小粒子ＳＰ）が急斜面２０４の区間に進入しやすく、かつオーガースクリュー１３に向けて移動しやすいと考えられるため、偏析抑制効果が向上する。
　また、粉体供給装置２００では、急斜面２０４の上端の内径ＩＤ２とオーガースクリュー１３における羽根１３Ｂの外径Ｄ１との差は、粉体Ｐの平均粒子径の１０倍以上に設定されている。これにより、粉体供給装置２００では、急斜面２０４の上端とオーガースクリュー１３との横方向の間隔が相対的に広くなる。これにより、転がりにくい粒子（例えば、小粒子ＳＰ）が急斜面２０４の区間に進入しやすく、かつオーガースクリュー１３に向けて移動しやすいと考えられるため、偏析抑制効果が向上する。
（ホッパーの形状による粉体への影響の検証）
　第１３実施形態の粉体供給装置２００を用いて粉体Ｐを連続充填し、ホッパー２０１内の粉体Ｐの小粒子ＳＰの割合を取得する実験を行った。使用した粉体Ｐの条件は、第１実施形態の粉体供給装置１０の場合と同様である。
　この実験では、オーガースクリュー１３の羽根１３Ｂの外径Ｄ１は８ｍｍであり、羽根１３ＢのピッチＰ１は３ｍｍである。急斜面２０４の下端から上端までの高さＨ３は１８ｍｍ（オーガースクリュー１３における羽根１３ＢのピッチＰ１の６倍）である。
　図２０は、第１３実施形態の粉体供給装置２００、第２実施形態の粉体供給装置５０及び第１比較例の粉体供給装置５００における粉体Ｐの偏析の状況を調べた実験の条件及び結果を示す図である。また、図２１は、第１３実施形態の粉体供給装置２００、第２実施形態の粉体供給装置５０及び第１比較例の粉体供給装置５００におけるホッパー内の粉体Ｐの残留量とホッパー内の小粒子ＳＰの割合との関係を示すグラフである。
　図２０及び図２１に示すように、第１比較例の粉体供給装置５００では、単調増加で小粒子ＳＰの割合が増え、ホッパー５０１内の粉体Ｐの偏析が進行した。これに対し、第１３実施形態の粉体供給装置２００では、ホッパー２０１内の粉体Ｐが急斜面２０４に差し掛かって偏析の進行が停滞することが確認された。また、第２実施形態の粉体供給装置５０では、ホッパー５１内の粉体Ｐの偏析を停滞させるだけでなく解消し、供給開始初期から最後までほぼ同等の分布を維持することが確認された。
〔第１４実施形態〕
　次に、第１４実施形態の粉体供給装置について説明する。なお、第１４実施形態において、第１～１３実施形態と同一の構成要素、部材等を有する場合は、同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
　図２２は、第１３実施形態の粉体供給装置２００、第１４実施形態の粉体供給装置２１０及び第１比較例の粉体供給装置５００における粉体Ｐの偏析の状況を調べた実験の条件及び結果を示す図である。
　図２２に示すように、第１４実施形態の粉体供給装置２１０では、緩斜面２０３と、急斜面２０４と、を備えたホッパー２１１が設けられている。第１４実施形態では、第１４実施形態の粉体供給装置２００に対して、急斜面２０４の上下方向の高さＨ３と、急斜面２０４の上端の内径ＩＤ２を変更している。
　例えば、オーガースクリュー１３の羽根１３Ｂの外径Ｄ１は８．２ｍｍであり、羽根１３ＢのピッチＰ１は３ｍｍである。図２２に示すように、第１４実施形態の粉体供給装置２１０では、例えば、急斜面２０４の下端から上端までの高さＨ３は、９ｍｍであり、オーガースクリュー１３における羽根１３ＢのピッチＰ１の３倍に設定されている。また、例えば、急斜面２０４の上端の内径ＩＤ２（すなわち、境界部２３の内径）は、１４ｍｍであり、オーガースクリュー１３における羽根１３Ｂの外径Ｄ１の約１．７倍に設定されている。
　なお、上記構成以外の構成は、第１３実施形態の粉体供給装置２００と同様である。
　図２３は、第１３実施形態の粉体供給装置２００、第１４実施形態の粉体供給装置２１０及び第１比較例の粉体供給装置５００におけるホッパー内の粉体Ｐの残留量とホッパー内の小粒子ＳＰの割合との関係を示すグラフである。
　図２２及び図２３に示すように、第１４実施形態の粉体供給装置２１０では、第１比較例の粉体供給装置５００と比べて、ホッパー２１１内の粉体Ｐの偏析が抑制されることが確認された。また、第１３実施形態の粉体供給装置２００では、急斜面２０４の下端から上端までの高さＨ３を高くすることで、粉体Ｐの偏析の進行が停滞することが確認された。
〔その他〕
　なお、第１実施形態のホッパー１１の構成では、第１緩斜面２１、急斜面２２、及び第２緩斜面２４の水平方向に対する傾斜角は、本開示を逸脱しない範囲で変更可能である。
　第３実施形態のホッパー７１の構成では、緩斜面７３、境界部２３、及び急斜面５３の組５４がホッパー７１の上下方向に３つ形成されていたが、本開示はこの構成に限定されるものではない。例えば、緩斜面７３、境界部２３、及び急斜面５３の組５４がホッパー７１の上下方向に２つ又は４つ以上形成されている構成でもよい。
　また、第３実施形態のホッパー７１の構成では、急斜面５３は、オーガースクリュー１３の回転軸１３Ａとほぼ平行である（すなわち、急斜面５３が形成された部位は円筒形状である）が、本開示は、この構成に限定されるものではない。例えば、急斜面の水平方向に対する傾斜角を変更してもよい。
　また、第１３及び第１４実施形態のホッパー２０１、２１１の構成では、緩斜面２０３、及び急斜面２０４の水平方向に対する傾斜角は、本開示を逸脱しない範囲で変更可能である。
　また、第１３及び第１４実施形態のホッパー２０１、２１１の構成では、緩斜面２０３、境界部２３、及び急斜面２０４の組が１つであるが、本開示はこの構成に限定されるものではない。例えば、緩斜面２０３、境界部２３、及び急斜面２０４の組が２つ以上形成らえている構成でもよい。また、この場合、最下部の急斜面２０４以外の急斜面２０４は、オーガースクリュー１３の回転軸１３Ａとほぼ平行である（すなわち、急斜面２０４が形成された部位は円筒形状である）構成に変更してもよい。
　上記各実施形態において、制御部１８といった各種の処理を実行する処理部（Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）のハードウェア的な構造としては、次に示す各種のプロセッサ（Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）を用いることができる。各種のプロセッサには、上述したように、ソフトウェアを実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサであるＣＰＵに加えて、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）等の製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｌｏｇｉｃ　Ｄｅｖｉｃｅ:ＰＬＤ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が含まれる。
　１つの処理部は、これらの各種のプロセッサのうちの１つで構成されてもよいし、同種または異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡの組み合わせ、および／または、ＣＰＵとＦＰＧＡとの組み合わせ）で構成されてもよい。また、複数の処理部を１つのプロセッサで構成してもよい。
　複数の処理部を１つのプロセッサで構成する例としては、１つ以上のＣＰＵとソフトウェアの組み合わせで１つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の処理部として機能する形態がある。第２に、システムオンチップ（Ｓｙｓｔｅｍ　Ｏｎ　Ｃｈｉｐ:ＳｏＣ）等に代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を１つのＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）チップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサの１つ以上を用いて構成される。
　さらに、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造としては、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路（ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）を用いることができる。
　以上、本開示の実施例について記述したが、本開示は上記の実施例に何ら限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。
　２０２２年３月８日に出願された日本国特許出願２０２２－０３５４４０号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。
　本明細書に記載された全ての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

Claims (10)

  1. 　粉体を収容し、下方へ向けて内径が縮小する漏斗形状の内壁面を有するホッパーであって、前記内壁面は、水平方向に対する傾斜角が相対的に緩い緩斜面と相対的に急な急斜面の少なくとも２つの面を有し、かつ、相対的に上方に位置する前記緩斜面から相対的に下方に位置する前記急斜面に変化する境界部を１つ以上有するホッパーと、
    　前記ホッパーの下方に接続され、前記粉体を排出する排出口が下端に形成された筒状の排出部と、
    　少なくとも一部が前記排出部内に配置された、前記粉体を前記排出口に向けて搬送するオーガースクリューであって、前記排出部の筒軸に沿って上下方向に延びる回転軸と、前記回転軸の周りに設けられた螺旋状の羽根とを有するオーガースクリューと、
    　を備えた粉体供給装置。
  2. 　前記緩斜面を第１緩斜面とした場合において、前記急斜面と前記排出部の上端との間には、前記急斜面よりも傾斜が緩い第２緩斜面が設けられており、
    　前記ホッパーは、前記第２緩斜面と前記排出部とが接続されている、請求項１に記載の粉体供給装置。
  3. 　前記オーガースクリューにおける前記羽根の上端は、前記急斜面の下端と同じか又は前記急斜面の下端よりも上方に配置されている請求項２に記載の粉体供給装置。
  4. 　前記第２緩斜面の前記オーガースクリューの前記回転軸方向の高さが前記羽根のピッチの１．５倍以上という条件、および、前記急斜面の前記オーガースクリューの前記回転軸方向の高さが前記オーガースクリューにおける前記羽根のピッチの１倍以上という条件、前記急斜面の上端の内径が前記オーガースクリューにおける前記羽根の外径の１．７倍以上という条件のうち、少なくとも１つを満たしている請求項２又は請求項３に記載の粉体供給装置。
  5. 　前記急斜面の上端の内径と前記オーガースクリューにおける前記羽根の外径の差が前記粉体の平均粒子径の５倍以上という条件を満たしている請求項２から請求項４までのいずれか１項に記載の粉体供給装置。
  6. 　前記急斜面の下端と前記排出部の上端が直接接続されている、請求項１に記載の粉体供給装置。
  7. 　前記急斜面の下端から上端までの高さが前記オーガースクリューにおける前記羽根のピッチの６倍以上という条件、及び前記急斜面の上端の内径が前記オーガースクリューにおける前記羽根の外径の２倍以上という条件のうち、少なくとも一方の条件を満たす請求項６に記載の粉体供給装置。
  8. 　前記急斜面の上端の内径と前記オーガースクリューにおける前記羽根の外径との差は、前記粉体の平均粒子径の１０倍以上に設定されている請求項６又は請求項７に記載の粉体供給装置。
  9. 　前記緩斜面、前記境界部、および前記急斜面の組が、前記ホッパーの上下方向に複数形成されている請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の粉体供給装置。
  10. 　１つ以上の前記急斜面は、前記オーガースクリューの回転軸と平行である請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の粉体供給装置。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS525151A (en) * 1975-06-27 1977-01-14 Takeda Chem Ind Ltd Powder supply apparatus
JP2001139152A (ja) * 1999-09-10 2001-05-22 Xerox Corp 粒子システムのための機械的なバルブを備えた高速エアノズル
US20100327020A1 (en) * 2009-06-24 2010-12-30 Xerox Corporation Fine powder filler system
JP2012076927A (ja) * 2010-09-30 2012-04-19 General Electric Co <Ge> 固体粒子を空気圧搬送するためのフィードベセル及びシステム
JP2013147270A (ja) * 2012-01-19 2013-08-01 Umg Abs Ltd 粉体貯蔵ホッパー
JP2018043813A (ja) * 2016-09-12 2018-03-22 有限会社マスダ製作所 粉体の供給装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS525151A (en) * 1975-06-27 1977-01-14 Takeda Chem Ind Ltd Powder supply apparatus
JP2001139152A (ja) * 1999-09-10 2001-05-22 Xerox Corp 粒子システムのための機械的なバルブを備えた高速エアノズル
US20100327020A1 (en) * 2009-06-24 2010-12-30 Xerox Corporation Fine powder filler system
JP2012076927A (ja) * 2010-09-30 2012-04-19 General Electric Co <Ge> 固体粒子を空気圧搬送するためのフィードベセル及びシステム
JP2013147270A (ja) * 2012-01-19 2013-08-01 Umg Abs Ltd 粉体貯蔵ホッパー
JP2018043813A (ja) * 2016-09-12 2018-03-22 有限会社マスダ製作所 粉体の供給装置

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