特開 2022-123769 粉体搬送装置及びこれを用いた粉体供給装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022123769

(43)【公開日】2022-08-24

(54)【発明の名称】粉体搬送装置及びこれを用いた粉体供給装置

(51)【国際特許分類】

   B65G 65/46 20060101AFI20220817BHJP

   G03G 15/08 20060101ALI20220817BHJP

【ＦＩ】

B65G65/46 E

G03G15/08 340

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021021291

(22)【出願日】2021-02-12

(71)【出願人】

【識別番号】000183303

【氏名又は名称】住友金属鉱山株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】槙 孝一郎

【テーマコード（参考）】

2H077

3F075

【Ｆターム（参考）】

2H077AA12

2H077AA14

3F075AA08

3F075BA01

3F075BB01

3F075CA02

3F075CA06

3F075CA09

3F075CC03

3F075CC05

(57)【要約】

【課題】本発明は、粉体の大量流入を防止することができ、不均一な粉体の流れを抑制する粉体搬送装置及びこれを用いた粉体供給装置を提供することを目的とする。
【解決手段】貯蔵槽の下方に設けられ、貯蔵槽に貯蔵された粉体を、前記貯蔵槽の下方に設けられた切り出しスクリューで切り出して搬送する粉体搬送装置であって、
前記切り出しスクリューの下方に設けられ、切り出された粉体を一定量搬送する計量スクリューと、
前記計量スクリューの羽根の一部に設けられ、前記切り出しスクリューからの流動化した前記粉体の流入を防ぐ流入防止板と、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

貯蔵槽の下方に設けられ、貯蔵槽に貯蔵された粉体を、前記貯蔵槽の下方に設けられた切り出しスクリューで切り出して搬送する粉体搬送装置であって、
前記切り出しスクリューの下方に設けられ、切り出された粉体を一定量搬送する計量スクリューと、
前記計量スクリューの羽根の一部に設けられ、前記切り出しスクリューからの流動化した前記粉体の流入を防ぐ流入防止板と、を有する粉体搬送装置。

【請求項2】

前記流入防止板は、前記切り出しスクリューを収容する切り出し搬送路の排出口の下方に設けられた請求項１に記載の粉体搬送装置。

【請求項3】

前記流入防止板は、前記計量スクリューによる前記粉体の進行方向及び／又は後退方向に突出するように前記羽根に設けられている請求項１又は２に記載の粉体搬送装置。

【請求項4】

前記流入防止板は、前記計量スクリューの周方向に沿って一部に設けられている請求項３に記載の粉体搬送装置。

【請求項5】

前記流入防止板は、前記計量スクリューの前記羽根から突出する根元部分が径方向において最も外側にあり、先端が前記根元部分よりも前記計量スクリューの中心に接近するような傾斜を有する請求項３又は４に記載の粉体搬送装置。

【請求項6】

前記貯蔵槽と、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の粉体搬送装置と、を有する粉体供給装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、粉体搬送装置及びこれを用いた粉体供給装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、銅製錬等の非鉄製錬における自熔炉への粉体状の原料の供給時には、粉体状の原料を貯蔵する貯蔵槽から、粉体状の原料を定量的に切り出して、自熔炉へと定量的に提供するため、粉体搬送装置が用いられている（例えば、特許文献１、２参照）。

【0003】

かかる粉体搬送装置では、貯蔵槽の下方にスクリューコンベアやロータリーバルブ等の定量切り出し装置を設け、粉体状の原料を自熔炉に定量供給している。そして、定量切り出しした粉体原料を定量搬送し、粉体原料を自熔炉の精鉱バーナーで燃焼させることにより、有用な銅等の金属を取得する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１５－９９０８号公報

【特許文献2】特開２０１４－１６２６４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、ホッパーの高さが２ｍ以上のものについては、内部の荷重が大きくなり、ホッパー下方では粉体が圧密状態になっている。嵩比重が真比重の50%（すなわち空隙存在率50%）では粉体であっても固く締められた状態にあり、空隙を有する固体に近い状態である。

【0006】

5m近いホッパーでは、鉱石粉砕粉などの精鉱は下方では数キロg/平方cmの荷重で十分に固体状態に圧密され、同程度のせん断応力のエネルギーで崩れるほどに固くなる。このようなホッパーでは、下方にて「棚張り」の現象が起こり、ホッパーの実質的な形状を変化させ、前方や後方に穴の開いた漏斗形状に至る場合がある。棚張りとは、貯蔵槽の壁面の特定の部分に粉体が固着してしまい、貯蔵槽の内面形状を実質的に変化させてしまう現象をいう。つまり、例えば、漏斗状のホッパーの下端面に粉体が固着すれば、下端の開口形状は円形ではなくなり、固着した部分が塞がれた形状となってしまう。

【0007】

このような状態が起こるホッパーでは、均一なスクリューによる切出しが難しく、その流量に大幅な変動が現れる問題があった。即ち、固着した粉体が一気に下方に崩れ落ちると、粉体が液体のように流動的に下方に流れてしまう現象も発生し易くなる。

【0008】

そこで、本発明は、粉体の大量流入を防止することができ、不均一な粉体の流れを抑制する粉体搬送装置及びこれを用いた粉体供給装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る粉体搬送装置は、貯蔵槽の下方に設けられ、貯蔵槽に貯蔵された粉体を、前記貯蔵槽の下方に設けられた切り出しスクリューで切り出して搬送する粉体搬送装置であって、
前記切り出しスクリューの下方に設けられ、切り出された粉体を一定量搬送する計量スクリューと、
前記計量スクリューの羽根の一部に設けられ、前記切り出しスクリューからの流動化した前記粉体の流入を防ぐ流入防止板と、を有する。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、粉体の計量スクリューへの大量流入を防止することができ、不均一な粉体の流れを抑制して安定燃焼を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る粉体搬送装置及びこれを含む粉体供給装置の一例を示した図である。

【図2】棚張りの発生状態の一例を示した図である。

【図3】流入防止板の形状の一例を示した図である。

【図4】流入防止板を正面から示した正面図である。

【図5】本発明の第２の実施形態に係る粉体搬送装置の一例を示した図である。

【図6】本発明の第３の実施形態に係る粉体搬送装置の一例を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の説明を行う。

【0013】

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る粉体搬送装置及びこれを含む粉体供給装置の一例を示した図である。第１の実施形態に係る粉体供給装置は、ホッパー１０と、切り出し搬送路２０と、排出路３０と、定量搬送路４０と、排出路５０とを有する。ここで、ホッパー１０を除く切り出し搬送路２０と、排出路３０と、定量搬送路４０と、排出路５０とが粉体搬送装置を構成する。

【0014】

また、関連構成要素として、ホッパー１０内に粉体１００が貯留されている。粉体１００は、例えば、精鉱であってもよく、具体的には例えば、銅の精錬に用いられる銅精鉱であってもよい。

【0015】

ホッパー１０は、粉体１００を貯留する貯蔵槽である。ホッパー１０は、粉体１００を投入する上端開口１１と、粉体１００を下方に排出する下端開口１２とを有する。上端開口１１から粉体１００を供給することができ、下端開口１２から貯留した粉体１００を排出供給することができれば、ホッパー１０の形状は問わないが、上端開口１１よりも下端開口１２が狭くなった形状、例えば、漏斗のようなテーパー形状を有してもよい。図示されていないが、ホッパー１０の下方に定量切り出し装置が設けられ、粉体１００の定量切り出しを行うため、下端開口１２が大き過ぎると定量切り出しが困難となる。よって、図１に示されるように、例えば、ホッパー１０は、漏斗状の形状に構成されてもよい。

【0016】

切り出し路２０は、ホッパー１０の下端開口１２から排出される粉体１００を定量切り出しして搬送するための搬送路である。切り出し路２０は、シリンダ２１と、切り出しスクリュー２２とを有する。

【0017】

切り出しスクリュー２２は、モータ２３と、軸２４と、羽根２５とを有する。モータ２３は、切り出しスクリュー２２を回転させるための駆動手段である。軸２４は、切り出しスクリュー２２が回転する際の中心軸となる部分である。羽根２５は、スクリュー（螺旋）形状を有し、軸２４の外周面に設けられている。

【0018】

切り出しスクリュー２２は、下端開口１２から排出された粉体を、スクリュー形状を有する羽根２５で切り出す。具体的には、モータ２３が軸２４を回転させ、螺旋状の羽根２５で供給された粉体を切り出す。羽根２５は、スクリューコンベアとして機能し、切り出した粉体を前方、図１においては左側から右側に搬送する。このように、切り出しスクリュー２２は、ホッパー１０から供給された粉体を切り出し、前方（図１では右側）に搬送する。なお、シリンダ２１は、切り出しスクリュー２２を収容するとともに、粉体１００の搬送路を形成する。即ち、シリンダ２１内の粉体１００を切り出しスクリュー２２が切り出すとともに前方へと搬送する。

【0019】

切り出されてから前方に進み、シリンダ２１の右端まで到達した粉体１００は、排出口３０に排出される。排出口３０から排出された切り出された粉体１００は、定量搬送路４０に供給される。

【0020】

定量搬送路４０は、切り出し流路６０の排出口６２から受けた切り出された粉体１００を定量搬送し、精鉱バーナーに供給するための搬送手段である。定量搬送路４０は、シリンダ４１と、計量スクリュー４２とを有する。

【0021】

計量スクリュー４２は、モータ４３と、軸４４と、羽根４５と、流入防止版４６とを有する。モータ４３は、計量スクリュー４２を回転させるための駆動手段である。軸４４は、計量スクリュー４２が回転する際の中心軸となる部分である。羽根４５は、スクリュー（螺旋）形状を有し、軸４４の外周面に設けられている。流入防止板４６は、排出口３０からの急激な粉体１００の流入を防止するための遮蔽板である。常に切り出しスクリュー４１から一定量で粉体１００が切り出されて供給されている理想的な状態が維持されれば、このような流入防止板４６は必ずしも必要ないが、実際の粉体搬送においては、そのような理想的な状態を維持することは極めて困難である。

【0022】

図２は、棚張りの発生状態の一例を示した図である。図２に示されるように、粉体１００がホッパー１０の側面下部に固着して固体状態となってしまうと、ホッパー１０の下端開口１２の開口形状が変化してしまう。更に、このような棚張りの状態から、固着した粉体１００が一気に崩壊して落下すると、粉体搬送量の急激な変化が発生する場合がある。このとき、粉体１００はサラサラの砂のような状態となり、切り出しスクリュー２２での切り出し量や、計量スクリュー４２での一定量の搬送というのが制御不能な状態となる。このような現象が発生すると、粉体搬送装置からの精鉱バーナーへの粉体１００の供給量が大きく変動し、精鉱バーナーでの安定した燃焼というのが困難となる。

【0023】

このように、棚張りが発生すると、粉体１００が流動化する可能性が高く、液状化した粉体１００は、流出するに従い流量を通常量の２倍にまで達する場合があった。しかし、途中でいったん切り出しスクリュー２２及び計量スクリュー４２の回転を止めるなどすることにより、粉体１００の流動化は沈静化することが知られている。

【0024】

そこで、本発明においては、このスクリュー停止による流動化の鎮静効果を、スクリュー２２、４２の回転を止めずに得る構成を有する。

【0025】

図１の説明に戻る。具体的には、羽根４５の一部に、流入防止板４６を設け、排出口３０から流動化した粉体１００が供給されても、流入防止板４６で流動化した粉体１００を受け止める構成とする。図１に示されるように、排出口３０の真下の羽根４５には、シリンダ４１又は軸４４と略平行な流入防止板４６が設けられている。流入防止板４６は、排出口３０から供給される粉体を一時受け止め、計量スクリュー４２への直接的な供給を制限する。これにより、計量スクリュー４２の回転を一時的に停止した状態を作ることができ、流動化を鎮静化することができる。

【0026】

つまり、計量スクリュー４２を停止させたのに類似した状態を作り出すことをスクリュー回転に同期して行うことにより、通常の流量速度では抑制効果は現れず、回転で搬送される量よりも多く流れる場合に抵抗となる機能を発揮する。これにより増長する液状化を抑制し、通常状態の粉体搬送に戻すことができる。

【0027】

図３は、流入防止板４６の形状の一例を示した図である。図３に示されるように、計量スクリュー４２の羽根４５の先端付近に、粉体１００の進行方向に沿って突出するように流入防止板４６ａが設けられ、粉体１００の進行方向の反対側（後退方向）に沿って突出するように流入防止板４６ｂが設けられている。このように、屋根のような形状を有する流入防止板４６ａ、４６ｂを設けることにより、排出口３０から排出される粉体１００の流量が突然大きくなっても、流入防止板４６ａ、４６ｂで一旦受け止めることができ、隣接する羽根２５同士の間に適量の粉体１００を供給することができる。これにより、計量スクリュー４２は自身の搬送能力の範囲内で粉体１００を搬送することができ、液状化した場合にも通常状態を維持しつつ対応することができる。

【0028】

図３に示されるように、流入防止板４６ａ、４６ｂは、羽根４５に取り付けられた根元の位置が最も羽根４５の外側の位置であり、先端に延びるにつれて軸４４に接近する傾斜を有して設けられている。このように、流入防止板４６ａ、４６ｂは、テーパー形状を有して構成されてもよい。これにより、一旦流入防止板４６ａ、４６ｂの上面で受け止めた粉体１００を、１番目と２番目の隣接する羽根２５同士の間に徐々に供給することができ、粉体１００の急激な流入を防止しつつ粉体１００の搬送を効率良く行うことができる。

【0029】

図３に示されているように、流入防止板４６は、排出口３０の近傍に１箇所だけ設ければ十分である。液状化した粉体１００の流入位置は排出口３０の下方であるから、この部分だけガードしておけば十分である。

【0030】

なお、図３においては、羽根２５の外縁部に、粉体１００の進行方向に沿って延びる流入防止板４６ａと、粉体１００の後退方向に沿って延びる流入防止板４６ｂとが設けられているが、いずれか１枚のみ設けられていてもよい。液状化した粉体１００の急激な流入を防止することができれば、その態様は問わない。

【0031】

図４は、流入防止板４６ａを正面から示した正面図である。図４に示されるように、計量スクリュー４２の羽根４５の周縁部に、羽根４５の外形に沿って周方向に延在して、半周分のみ流入防止板４６ａが設けられている。このように、計量スクリュー４２の羽根４５の円形の正面外形のうち、半周分だけ流入防止板４６ａを設けてもよい。他の流入防止板４６が設けられていない領域は、羽根２５が通常通り機能するので、計量スクリュー２２の搬送機能を妨げることが無い。

【0032】

また、流入防止板４６ａは、周方向に沿った半円形の形状を有して設けられている。このように、流入防止板４６を半円状に形成してもよい。液状化した粉体１００が大量に流入防止板４６ａの上面に落下した場合であっても、半円に沿って粉体１００が落下するので、効率よく１枚目と２枚目の螺旋の間に粉体１００を抑制供給することができる。

【0033】

そして、定量搬出路４０の左端に設けられた排出口５０からは、液状化が発生しても一定量の粉体１００を供給することができ、精鉱バーナーでの燃焼を安定化させることができる。

【0034】

このように、第１の実施形態に係る粉体搬送装置及び粉体供給装置は、液状化が発生したとしても、定量搬送を行い、精鉱バーナーでの燃料を安定化させることができる。

【0035】

［第２の実施形態］
図５は、本発明の第２の実施形態に係る粉体搬送装置の一例を示した図である。第２の実施形態に係る粉体搬送装置は、計量スクリュー４２ａの流入防止板４７の形状のみが第１の実施形態に係る粉体搬送装置と異なっている。

【0036】

第２の実施形態に係る粉体搬送装置では、流入防止板４７の幅が、第１の実施形態における流入防止板４６ａよりも短く構成されている。これにより、液状化した粉体１００の流入を防止する領域は狭くなるが、ホッパー１０内の粉体の嵩密度が良好に保たれており、液状化の発生が少ないと予想される場合には、流入防止板４７のように、幅を円周の１／４前後に設定してもよい。

【0037】

逆に、液状化した粉体１００の流入を防ぐ範囲を広くしたい場合には、流入防止板４７の幅を半周分よりも長く設定してもよい。このように、流入防止板４７の幅は、用途に応じて適切な幅に設定することができる。

【0038】

同様に、流入防止板４７の突出方向の長さも、羽根４５の２個目のストロークとの間に先端が配置されるように設定する限り、用途に応じて種々の長さに設定することができる。

【0039】

このように、第２の実施形態に係る粉体搬送装置によれば、流入防止板４７の突出方向に垂直な方向の幅を短くし、必要最小限の流入防止効果を得る構成としてもよい。これにより、計量スクリュー４２ａの構成を簡素化することができる。

【0040】

なお、第２の実施形態に係る粉体搬送装置の計量スクリュー４２ａの流入防止板４７は、計量スクリュー４２ａにより搬送される粉体１００の進行方向のみならず、後退方向に設けてもよいし、いずれか一方のみ設けるようにしてもよい。

【0041】

他の構成要素については、第１の実施形態に係る粉体搬送装置と同様であるので、その説明を省略する。

【0042】

［第３の実施形態］
図６は、本発明の第３の実施形態に係る粉体搬送装置の一例を示した図である。第３の実施形態に係る粉体搬送装置は、計量スクリュー４２ｂの流入防止板４８が、幅方向において、円弧状の断面形状ではなく、直線的な断面形状を有する点で、第１及び第２の実施形態に係る粉体供給装置と異なっている。

【0043】

このように、流入防止板４８を、平板状に構成してもよい。このように、流入防止板４８の形状及び大きさは、用途に応じて種々の構成とすることができる。

【0044】

また、第３の実施形態に係る粉体搬送装置の計量スクリュー４２ｂの流入防止板４８は、計量スクリュー４２ｂにより搬送される粉体１００の進行方向のみならず、後退方向に設けてもよいし、いずれか一方のみ設けるようにしてもよい点は、第１及び第２の実施形態に係る粉体搬送装置と同様である。

【0045】

また、他の構成要素については、第１の実施形態に係る粉体供給装置と同様であるので、その説明を省略する。

【0046】

更に、第１乃至第３の実施形態に係る粉体供給装置にホッパー１０及びホッパー１０に収容された他の構成要素を追加することにより、粉体供給装置として精鉱バーナーに切り出した粉体１００を定量供給することができる。

【0047】

以上、本発明の好ましい実施形態について詳説したが、本発明は、上述した実施形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施形態に種々の変形及び置換を加えることができる。

【符号の説明】

【0048】

１０ ホッパー
２０ 切り出し搬送路
２１、３１ シリンダ
２２ 切り出しスクリュー
３０、５０ 排出口
４２ 計量スクリュー
４６～４７ 流入防止板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】