特開 2024-44137 粉粒体の定量フィーダ装置

(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】P2024044137

(43)【公開日】2024-04-02

(54)【発明の名称】粉粒体の定量フィーダ装置

(51)【国際特許分類】

   B65G 65/48 20060101AFI20240326BHJP

【ＦＩ】

B65G65/48 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022149509

(22)【出願日】2022-09-20

(71)【出願人】

【識別番号】508038806

【氏名又は名称】株式会社アイシンナノテクノロジーズ

(74)【代理人】

【識別番号】100159628

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 雅比呂

(72)【発明者】

【氏名】月原 信夫

(72)【発明者】

【氏名】豊田 敦史

【テーマコード（参考）】

3F075

【Ｆターム（参考）】

3F075AA08

3F075BA02

3F075BB01

3F075CB12

3F075CB16

3F075CD14

(57)【要約】

【課題】ライン設置の自由度が高く粉粒体を輸送しやすい定量フィーダ装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 粉粒体が投入される収容容器１と、収容容器１の下方から粉粒体を搬送する供給手段５と、歯車状の円盤からなり、供給手段５から搬送された粉粒体を歯車の凹部である計量溝６ａに収容して回転搬送する供給盤６と、供給盤６が収容される底を有する筒形状であり、供給盤６の計量溝６ａに相当する底の一部に排出孔６２が形成された収容部６１と、供給盤６の上部を覆う板形状であり、排出孔６２と対向する位置に板形状の表裏を貫通する貫通孔６４が形成されたカバー６３と、貫通孔６４に上方から接続され、供給盤６の計量溝６ａに収容された粉粒体を排出孔６２に空気輸送させる送気管２０１と、を備えた粉粒体の定量フィーダ装置１００。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

粉粒体が投入される収容容器と、
収容容器の下方から粉粒体を搬送する供給手段と、
歯車状の円盤からなり、供給手段から搬送された粉粒体を歯車の凹部である計量溝に収容して回転搬送する供給盤と、
供給盤が収容される底を有する筒形状であり、供給盤の計量溝に相当する底の一部に排出孔が形成された収容部と、
供給盤の上部を覆う板形状であり、排出孔と対向する位置に板形状の表裏を貫通する貫通孔が形成されたカバーと、
貫通孔に上方から接続され、供給盤の計量溝に収容された粉粒体を排出孔に空気輸送させる送気管と、を備えた粉粒体の定量フィーダ装置。

【請求項2】

請求項１記載の粉粒体の定量フィーダ装置において、
排出孔に下方から接続され、供給盤の計量溝に収容された粉粒体が輸送される排出チューブと、
収容部と排出チューブとを接続し、ノズル部側が排出孔に嵌合されるベンチュリーノズルと、
カバーと送気管とを接続し、ベンチュリーノズルに対向するプッシャーノズルと、を備えることを特徴とする粉粒体の定量フィーダ装置。

【請求項3】

請求項２記載の粉粒体の定量フィーダ装置において、
プッシャーノズルの先端部は、平面視において、供給盤の回転を投影した円の外周の外側に位置し、その先端がベンチュリーノズルに挿入されることを特徴とする粉粒体の定量フィーダ装置。

【請求項4】

請求項２または請求項３に記載の粉粒体の定量フィーダ装置において、
カバーには、平面視において、貫通孔を挟んで供給盤の反対側に吸気孔が設けられていることを特徴とする粉粒体の定量フィーダ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、粉粒体を定量供給しつつ空気輸送するための定量フィーダ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、粉粒体を微量域で定量供給することは、その粉粒体の物性、例えば、比重、粒子、粒度の相違、水分や静電気に起因する付着性や凝集性に影響を受け、非常に困難な作業となっている。

【0003】

このような課題に対し、出願人は、特許文献１に示すような粉粒体の定量フィーダ装置を開発した。この装置の基本構造は、供給手段、供給盤および強制排出盤から構成されている。供給盤および強制排出盤は同じ高さに設置され、供給手段は、それよりも１段高い位置に配されている。供給手段、供給盤および強制排出盤はすべて回転するように構成されている。

【0004】

供給手段は、複数の羽根体を有しており、羽根体の先端が供給盤の上面と摺接する。供給盤および強制排出盤は、歯車状の円盤に形成されており、周縁に歯が等間隔に形成されている。供給盤および強制排出盤は、互いの歯が噛み合うように配置されている。

【0005】

回転する供給手段の羽根体によって送られた粉粒体は、逐次、回転する供給盤の計量溝内に送られ、計量溝が粉粒体で埋められていく。強制排出盤の突歯が、供給盤の計量溝と噛合する位置の下には、排出シュートが設けられており、供給盤の計量溝に埋められた粉粒体が、強制排出盤の突歯により強制的に排出シュートへ排出される。

【0006】

排出シュートから排出された粉粒体を輸送したい場合、排出シュートの下方に水平方向にエジェクタを設け、エジェクタの上側に形成された受ホッパーに向かって粉粒体を排出シュートから落下供給し、エジェクタの自然吸気で粉粒体を吸い込んで空送圧で圧送する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１２－４１１０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、この定量フィーダ装置及び輸送手段では、エジェクタが水平方向に設置されるため、定量フィーダ装置の下方に粉粒体を輸送したい場合に、輸送配管を９０°曲げなければならないため、ライン設置の自由度が低く、かつ、圧力損失が大きいため粉粒体の速度が落ちるという問題があった。

【0009】

本発明は、このような問題に対してなされたものであり、ライン設置の自由度が高く粉粒体を輸送しやすい定量フィーダ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】

【0010】

本発明は、上記のような目的を達成するために、以下のような特徴を有している。

【0011】

［１］ 粉粒体が投入される収容容器と、収容容器の下方から粉粒体を搬送する供給手段と、歯車状の円盤からなり、供給手段から搬送された粉粒体を歯車の凹部である計量溝に収容して回転搬送する供給盤と、供給盤が収容される底を有する筒形状であり、供給盤の計量溝に相当する底の一部に排出孔が形成された収容部と、供給盤の上部を覆う板形状であり、排出孔と対向する位置に板形状の表裏を貫通する貫通孔が形成されたカバーと、貫通孔に上方から接続され、供給盤の計量溝に収容された粉粒体を排出孔に空気輸送させる送気管と、を備えた粉粒体の定量フィーダ装置。

【0012】

［２］ ［１］記載の定量フィーダ装置において、排出孔に下方から接続され、供給盤の計量溝に収容された粉粒体が輸送される排出チューブと、収容部と排出チューブとを接続し、ノズル部側が排出孔に嵌合されるベンチュリーノズルと、カバーと送気管とを接続し、ベンチュリーノズルに対向するプッシャーノズルと、を備えることを特徴とする粉粒体の定量フィーダ装置。

【0013】

［３］ ［２］の定量フィーダ装置において、プッシャーノズルの先端部は、平面視において、供給盤の回転を投影した円の外周の外側に位置し、その先端がベンチュリーノズルに挿入されることを特徴とする粉粒体の定量フィーダ装置。

【0014】

［４］ ［２］または［３］の定量フィーダ装置において、カバーには、平面視において、貫通孔を挟んで供給盤の反対側に吸気孔が設けられていることを特徴とする粉粒体の定量フィーダ装置。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の第１の実施の形態に係る粉粒体の定量フィーダ装置の全体構成を側方から示す断面図である。

【図2】本発明の第１の実施の形態に係る粉粒体の定量フィーダ装置の定量部を示す平面図である

【図3】本発明の第２の実施の形態に係る粉粒体の定量フィーダ装置の全体構成を側方から示す断面図である。

【図4】本発明の第２の実施の形態に係る粉粒体の定量フィーダ装置の定量部を示す平面図である

【図5】本発明の第２の実施の形態に係る粉粒体の定量フィーダ装置の空気搬送の部品を部品ごとに側方から示す断面図である。

【図6】本発明の第２の実施の形態に係る粉粒体の定量フィーダ装置の全体構成の一部を拡大して側方から示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、添付した図１、図２を参照し、本発明の第１の実施の形態（以下、単に、「第１実施形態」などという。）に係る粒体の定量フィーダ装置１００及び空気輸送ユニット２００について説明する。

【0017】

図１は、第１実施形態に係る粉粒体の定量フィーダ装置１００の全体構成を示す断面図と空気輸送ユニット２００の接続を示す説明図である。

【0018】

この粉粒体の定量フィーダ装置１００は、円筒状の粉粒体の収容容器（ホッパー）１と、粉粒体の定量を行う定量部が設置されたディスクフレーム２と、粉粒体の定量部を駆動するモータ３を有している。収容容器１、ディスクフレーム２およびモータ３は、架台４の上に設置されている。

【0019】

図１では、収容容器１は、ブリッジ防止を目的としてストレートな円筒形としている。なお、収容容器１は、下方に従って径が小さくなるようなコーン状としてもよい。

【0020】

収容容器１の上方の開口は、着脱可能な円盤状の蓋１１が取り付けられている。蓋１１には、貫通孔が２つ設けられており、図１に向かって左側の貫通孔には、空気輸送ユニット２００から延びる送気管２０２が取り付けられるように円筒形状のノズル１１ａが上方に突出して連結されている。なお、図１に向かって右側の貫通孔には、内圧計（図示せず）が取り付けられる。

【0021】

収容容器１内には、同軸上に略円錐形状の攪拌軸１２が取り付けられている。攪拌軸１２には、その一部として、略Ｌ字状の丸棒からなる攪拌棒１３が取り付けられている。攪拌棒１３は、モータ３により攪拌軸１２と同期回転することで、収容容器１内の粉粒体が、ブリッジや収容容器１の内側側面に付着しないように機能する。攪拌軸１２の下端側には、後述する供給盤６に定量の粉粒体を送り、供給するための供給手段５が取り付けられている。

【0022】

図２は、本発明の実施の形態に係る粉粒体の定量フィーダ装置１００の定量部を示す平面図である。定量部は、供給手段５、供給盤６を有している。供給手段５は、供給盤６よりも１段高い位置に配されている。供給盤６は、供給盤６が回転したときの外周に沿った円形状を有する収容部６１に収容されている。

【0023】

供給手段５は、攪拌軸１２の中心に対し、等間隔に設けられた複数の羽根体５ａ、５ａを有している。供給手段５は、平面視において供給盤６の周縁と一部が重複するように配置されており、供給手段５の羽根体５ａ、５ａの先端が供給盤６の上面と摺接するように配置されている。供給手段５は、回転することにより、供給手段５の上部に配置されている収容容器１から粉粒体の落下を促進させ、供給盤６に形成された計量溝６ａ、６ａへ粉粒体を送り込む。供給手段５および供給盤６は、モータ３により駆動されている。供給手段５、供給盤６は、金属により構成することができる。

【0024】

供給盤６は、周縁に歯が等間隔に形成された歯車状の円盤により構成されている。供給盤６は、周縁に等ピッチで計量溝６ａ、６ａが連続形成されている。供給手段５の羽根体５ａ、５ａで送られた粉粒体は、逐次供給盤６の凹部である計量溝６ａ、６ａ内に送られ、この凹部（計量溝６ａ、６ａ）が粉粒体で埋められていく。

【0025】

図２に示すように、供給盤６を中心として供給手段５の反対側の収容部６１の底には、計量溝６ａ、６ａに相当する位置に排出孔６２が形成されている。排出孔６２には、排出シュート７が連結されている。排出シュート７は、円筒形状のノズルであって、ディスクフレーム２の下方から排出孔６２の上端まで内嵌されている。

【0026】

図１に示すように、供給盤６が収容された収容部６１の上面には、薄板形状のカバー６３が設置されている。カバー６３は、供給手段５が設けられていない供給盤６の上部の上部を覆うように構成されている。カバー６３には、排出孔６２と対向する位置に貫通孔６４が形成されている。

【0027】

貫通孔６４には、上方からカバー６３の下端までノズル６４ａが内嵌され、このノズル６４ａに空気輸送ユニット２００から延びる送気管２０１が取り付けられている。

【0028】

排出シュート７の下端部には、搬送パイプ７１が連結されている。搬送パイプ７１は途中をベローズ管（図示せず）で繋ぐこともできる。通常、定量フィーダ装置１００を計量器に載せておき、その一定時間あたりの減少重量から流量を検出し、それが設定値と一致するよう供給量（排出量）を自動制御する方式（いわゆるロスイン方式）の場合において排出シュートから排出された粉粒体を輸送したい場合、排出シュートとエジェクタの受ホッパーとの間に間隔をあけておかないと計量器に偏荷重が掛かるため計量できない。しかしながら、この構成によれば、途中にベローズ管を取り付けることで、直結で空気輸送をしつつ計測器で流量を検出することができる。

【0029】

空気輸送ユニット２００は、送気管２０１を介してカバー６３に取り付けられており、空気輸送ユニット２００からの空気が送気管２０１内を通ってされて貫通孔６４に供給される。このとき、貫通孔６４、計量溝６ａ、６ａ、排出孔６２は上下方向に重なって配置されるので、貫通孔６４と介して下方に吹き付けられた空気によって、計量溝６ａ、６ａ残存している粉粒体は、排出孔６２（排出シュート７）に押し出され、搬送パイプ７１によって、出口まで空気搬送される。

【0030】

また、空気輸送ユニット２００は、送気管２０２を介して収容容器１に取り付けられている。これにより、粉粒体の性状及び貫通孔６４に供給される空気の圧力によっては収容容器１内が負圧になり、粉粒体が逆噴射等するおそれがある場合に、空気を微陽圧で供給することで収容容器１内を外気と同圧にすることができる。なお、貫通孔６４に供給される空気の圧力が小さい場合など、逆噴射等のおそれがなければ、収容容器１への送気管２０２及び内圧計の取付けは省略可能である。

【0031】

よって、第１実施形態の定量フィーダ装置１００によれば、計量溝６ａ、６ａから粉粒体を空気で掻き出しつつ、掻き出した粉粒体を下方に空気搬送することを同時に行うことができる。よって、定量フィーダ装置１００の下方に粉粒体を輸送したい場合に、エジェクタが水平方向に設置したうえで輸送配管を９０°曲げる必要がないため、ライン設置の自由度が高く、かつ、圧力損失が小さいため粉粒体の速度が落ちにくいので粉粒体を輸送が容易である。

【0032】

次に、添付した図３～図６を参照し、第２実施形態に係る粒体の定量フィーダ装置３００及び空気輸送ユニット２００について説明する。第２実施形態は、空気搬送の構成においてのみ第１実施形態と異なるため、以下、異なる点のみ説明し、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号をつけ説明を省略する。

【0033】

図４に示すように、第２実施形態の定量部では、収容部３６１は、平面視で略倒「８」の字形状のような円柱状内面が一部重なり合った形状に構成されている。収容部３６１の底に設けられた排出孔６２は、第１実施形態と同様である。

【0034】

図３、図５及び図６に示すように、第２実施形態では、排出シュート７に替えて、ベンチュリーノズル８１がこの排出孔６２に内嵌される。ベンチュリーノズル８１の下端部には、搬送パイプ７１が連結されている。また、第２実施形態では、ノズル６４ａに替えて、プッシャーノズル８２が取り付けられている。プッシャーノズル８２は、円盤状のストッパー８３、段差を有する円筒状の取付ピース８４を介してカバー３６３に取り付けられる。

【0035】

図５に示すように、カバー３６３には、貫通孔３６４が穿設されている。貫通孔３６４は、大径部３６４ａと小径部３６４ｂとが段差部３６４ｃを介して接続されている。取付ピース８４は、段差部３６４ｃの上面に達するまで大径部３６４ａに挿入されことでカバー３６３に取り付けられる。プッシャーノズル８２は、ストッパー８３を介して、取付ピース８４に嵌め込まれる。また、小径部３６４ｂの内径はプッシャーノズル８２の先端外径とほぼ同一に形成されている。

【0036】

そのため、図６に示すように、プッシャーノズル８２の先端部は小径部３６４ｂ内に挿入され、その先端がカバー３６３の下面から突出して、ベンチュリーノズル８１のラッパ状の吸込口付近まで侵入する。このとき、図４に示すように、プッシャーノズル８２の先端は、図４の仮想線で示すように、排出孔６２と同軸上であって、かつ、供給盤６の外縁（平面視において、供給盤の回転を投影した円の外周）より外側に配置される。

【0037】

なお、上下方向の長さが異なる上記取付ピース８４またはストッパー８３を複数準備しておき、この取付ピース８４（またはストッパー８３）を交換することで、ベンチュリーノズル８１の吸込口とプッシャーノズル８２の先端との距離を調整して、吸い込む強さを調整することができる。

【0038】

図３、図５及び図６に示すように、カバー３６３には、吸気孔３６５が穿設されている。吸気孔３６５は、図４の仮想線で示すように、収容部３６１のうち第１実施形態の収容部６１から拡大された部分、すなわち、貫通孔３６４を挟んで供給手段５の反対側において、カバー３６３の表裏を貫通して設けられている。カバー３６３には、上方からこの吸気孔３６５にフィッテイングチューブ３６３が差し込まれている。

【0039】

図３に示すように、空気輸送ユニット２００は、送気管２０３を介してカバー６３のフィッテイングチューブ３６６に取り付けられており、空気輸送ユニット２００からの空気が送気管２０３内を通って収容部３６１に供給される。

【0040】

空気輸送ユニット２００は、送気管２０１を介してプッシャーノズル８２に取り付けられており、空気輸送ユニット２００からの空気が送気管２０１内を通ってプッシャーノズル８２に供給される。

【0041】

このとき、プッシャーノズル８２の先端は、収容部３６１を通過してベンチュリーノズル８１まで達しているため、収容部３６１内にプッシャーノズル８２からの圧縮空気が吹き付けられることはないが、ベンチュリー効果によって、ベンチュリーノズル８１の吸込口近辺が負圧になり、計量溝６ａ、６ａ残存している粉粒体は、ベンチュリーノズル８１に吸い込まれ、かつ、加速された搬送パイプ７１内の空気によって出口まで搬送される。

【0042】

このとき、収容部３６１には、送気管２０３を介して空気輸送ユニット２００から空気が供給されているため、収容部３６１内がプッシャーノズル８２により負圧にされることを打ち消して、外気と同圧にすることができる。なお、収容容器１への送気管２０２による空気の供給は、適宜行えばよく、送気管２０３を介する空気の供給で足りれば、収容容器１への送気管２０２及び内圧計の取付けは省略可能である。

【0043】

よって、第２実施形態の定量フィーダ装置３００によれば、計量溝６ａ、６ａから粉粒体を空気で掻き出しつつ、掻き出した粉粒体を下方に空気搬送することを同時に行うことができる。よって、定量フィーダ装置３００の下方に粉粒体を輸送したい場合に、エジェクタが水平方向に設置したうえで輸送配管を９０°曲げる必要がないため、ライン設置の自由度が高く、かつ、圧力損失が小さいため粉粒体の速度が落ちにくいという有利な効果を奏する。

【0044】

また、第２実施形態の定量フィーダ装置３００によれば、エジェクタを内蔵させることができるため、より少ない空気の供給で、より粉粒体の速度を上げることができる。

【0045】

次に、第１実施形態及び第２実施形態の変形例について説明する。

【0046】

上記では、空気輸送ユニット２００として、複数の送気管に送気するものを例に説明したが、独立した複数のポンプを接続してもよく、送気管２０１に送気できれば発明としては成立するため、１個のポンプだけを送気管２０１に接続してもよい。

【0047】

上記では、第１実施形態の定量フィーダ装置１００及び第２実施形態の定量フィーダ装置３００では、エジェクタが水平方向に設置する必要がないからライン設置の自由度が高いことを説明したが、本発明は、水平方向に設置したエジェクタを取り付けたものを権利範囲外にするものではない。例えば、下方に一定程度の距離を空気搬送したうえで、さらに、エジェクタが水平方向に設置して、水平方向に搬送することもライン設置の自由度が高めるものであって、本発明の一態様である。

【符号の説明】

【0048】

１ 収容容器
５ 供給手段
６供給盤
６ａ 計量溝
６１ 収容部
６２ 排出孔
６３ カバー
６４ 貫通孔
７１ 排出チューブ
８１ ベンチュリーノズル
８２ プッシャーノズル
１００ 定量フィーダ装置
２０１ 送気管
３００ 定量フィーダ装置
３６１ 収容部
３６３ カバー
３６４ 貫通孔
３６５ 吸気孔

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】