特許 7148841 粉体充填装置および粉体の充填方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-09-28

(45)【発行日】2022-10-06

(54)【発明の名称】粉体充填装置および粉体の充填方法

(51)【国際特許分類】

   B65B 1/28 20060101AFI20220929BHJP

【ＦＩ】

B65B1/28

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2018173368

(22)【出願日】2018-09-18

(65)【公開番号】P2020045126

(43)【公開日】2020-03-26

【審査請求日】2021-06-16

(73)【特許権者】

【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】110001704

【氏名又は名称】弁理士法人山内特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】有海 亮介

【審査官】佐藤 秀之

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－０６７７８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０２３８６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－００１４５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３１３１３９７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１８－１１１０６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３００５３２６（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６５Ｂ １／００

Ｂ６５Ｂ ３９／００

Ｂ６５Ｂ ４３／００

Ｂ６５Ｄ ８３／００

Ｂ６５Ｇ ６５／００

Ｆ０４Ｄ １／００－３５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

粉体が貯留された第１容器と、
該第１容器から供給される前記粉体が充填される第２容器と、
前記第１容器から前記第２容器への粉体投入管が設けられている粉体供給部と、が備えられ、
該粉体供給部には、前記第２容器の開口部と連結するための連結部と、
該連結部の側方の外周を覆うように位置している集塵フードと、
前記第２容器の内部の気体を吸引するための吸引管と、が設けられており、
前記集塵フードの開放端には、該集塵フードの筒状体の軸心に対して垂直な面を有する整流部が設けられている、
ことを特徴とする記載の粉体充填装置。

【請求項2】

前記集塵フードの筒状体の軸心は鉛直であり、
前記整流部の下面が、水平である、
ことを特徴とする請求項１に記載の粉体充填装置。

【請求項3】

前記集塵フードの周方向側面には、
前記集塵フードの内部を負圧にするための、２以上の吸引口が等間隔に設けられている、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の粉体充填装置。

【請求項4】

粉体が貯留された第１容器と、
該第１容器から供給される前記粉体が充填される第２容器と、
該第２容器の上部開口部に結合され、前記粉体を前記第１容器から前記第２容器へ投入する粉体供給部と、が備えられ、
該粉体供給部には、前記第２容器の開口部と連結するための連結部と、
該連結部の側方の外周を覆うように位置している集塵フードと、
前記第２容器の内部の気体を吸引するための吸引管と、が設けられており、
前記集塵フードの開放端には、該集塵フードの筒状体の軸心に対して垂直な面を有する整流部が設けられている粉体充填装置による、前記粉体の充填方法であって、
前記粉体が前記第２容器に投入されるときに、前記第２容器内の気体を吸引する、
ことを特徴とする粉体の充填方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、粉体充填装置および粉体の充填方法に関する。さらに詳しくは、粉体を充填する際に粉塵の発生を抑制することができる粉体充填装置および粉体の充填方法に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に粉体を容器に入れる作業では、粉塵による健康被害をなくすために、作業者が粉体に暴露する可能性がある場合は局所排気装置が設けられ、一定以上の風速を確保する必要があることが法令で義務付けられている（粉塵障害防止規則）。

【0003】

特許文献１には、粉体を供給するホッパー等の第１容器と、粉体を受けるフレキシブルコンテナ等の第２容器とを含んで構成されている粉体充填装置が開示されている。粉体充填装置には、粉体供給装置が設けられており、第２容器への粉体の充填が完了したあとは、充填済みの第２容器が取り外され、そして空の状態の第２の容器が粉体供給装置に装着されて、粉体が、装着された第２の容器に充填される。

【0004】

粉体が充填された第２容器を粉体供給装置から外す際には、第２容器の開口部が開放され粉塵が第２容器の開口部から飛散する。この飛散した粉塵は、通常粉体充填装置を囲むように設けられた集塵フードで回収される。すなわち、集塵フードに接続された吸引装置により、集塵フード内が負圧になり、飛散した粉塵が集塵フードに吸い込まれる。これにより粉塵の飛散が抑制される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開平９－２５４９０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記のような構成の粉体充填装置においては、粉体が充填された第２容器は、充填された粉体の量が所定の値であるか否かを確認するために計量される。この際、粉塵の飛散を十分に抑制するだけの吸引が行われると、集塵フードに向けて発生する空気の流れにより計量の精度を高くできないという問題がある。また、粉塵の吸引量が多くなると、製造した粉体のロスが多くなるという問題がある。

【0007】

上記の問題を解決するために、本発明者らは、粉体充填装置において、粉体を投入する際に第２容器の内部の空気が粉体により押し出されることにより粉体が巻き上げられ、粉塵が発生する現象に着目し、本発明を完成するに至った。

【0008】

本発明は上記事情に鑑み、粉塵の発生自体を抑制することで、粉塵の飛散を抑制でき、製造した粉体のロスを少なくすることができる粉体充填装置および粉体の充填方法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】

第１発明の粉体充填装置は、粉体が貯留された第１容器と、該第１容器から供給される前記粉体が充填される第２容器と、前記第１容器から前記第２容器への粉体投入管が設けられている粉体供給部と、が備えられ、該粉体供給部には、前記第２容器の開口部と連結するための連結部と、該連結部の側方の外周を覆うように位置している集塵フードと、前記第２容器の内部の気体を吸引するための吸引管と、が設けられており、前記集塵フードの開放端には、該集塵フードの筒状体の軸心に対して垂直な面を有する整流部が設けられていることを特徴とする。
第２発明の粉体充填装置は、第１発明において、前記集塵フードの筒状体の軸心は鉛直であり、前記整流部の下面は、水平であることを特徴とする。
第３発明の粉体充填装置は、第１発明または第２発明において、前記集塵フードの周方向側面には、前記集塵フードの内部を負圧にするための、２以上の吸引口が等間隔に設けられていることを特徴とする。
第４発明の粉体の充填方法は、粉体が貯留された第１容器と、該第１容器から供給される前記粉体が充填される第２容器と、該第２容器の上部開口部に結合され、前記粉体を前記第１容器から前記第２容器へ投入する粉体供給部と、が備えられ、該粉体供給部には、前記第２容器の開口部と連結するための連結部と、該連結部の側方の外周を覆うように位置している集塵フードと、前記第２容器の内部の気体を吸引するための吸引管と、が設けられており、前記集塵フードの開放端には、該集塵フードの筒状体の軸心に対して垂直な面を有する整流部が設けられている粉体充填装置による、前記粉体の充填方法であって、前記粉体が前記第２容器に投入されるときに、前記第２容器内の気体を吸引することを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

第１発明によれば、粉体充填装置の粉体供給部に、第２容器の内部の空気を吸引するための吸引管により粉体が充填される際に第２容器内部の空気が吸引されると、第２容器の内部の空気が供給された粉体により押し出されることが少なくなり、粉体が巻き上げられるのを抑制できる。すなわち粉塵の発生自体を抑制できるので、粉塵の飛散量を少なくできるとともに、製造した粉体のロスを少なくすることができる。
また、集塵フードの開放端に、集塵フードの筒状体の軸心に対して垂直な面を有する整流部が設けられていることにより、吸引される空気の大部分が集塵フードの下端より下方向のものとなり、空気の流れの乱れが抑制され、第２容器を交換する際に発生する粉塵をより確実に吸引できる。
第３発明によれば、集塵フードの周方向側面に、集塵フードの内部を負圧にするための吸引口が、等間隔に２以上設けられていることにより、集塵フードの粉塵の吸引口の部分の空気の流れの速度のばらつきが抑えられ、粉塵の吸引がさらに確実になる。
第４発明によれば、粉体供給部が設けられた粉体充填装置において、粉体が第２容器に投入されるときに、第２容器内の気体を吸引することにより、第２容器の内部の空気が供給された粉体により押し出されることが少なくなり、粉体が巻き上げられるのを抑制できる。すなわち粉塵の発生自体を抑制できるので、粉塵の飛散量を少なくできるとともに、製造した粉体のロスを少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施形態に係る粉体充填装置に用いられている粉体供給部の正面方向からの断面図である。

【図2】図１の粉体供給部の平面図である。

【図3】図１の粉体供給部の側面図である。

【図4】本発明の一実施形態に係る粉体充填装置の正面方向からの要部拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

つぎに、本発明の実施形態に係る粉体充填装置を図面に基づき説明したあと、粉体の充填方法について説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための粉体充填装置および粉体の充填方法を例示するものであって、本発明は粉体充填装置および粉体の充填方法を以下のものに限定しない。なお、各図面が示す部材の大きさまたは位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに本明細書では、「垂直」の表現は、「実質的垂直」を意味しており、厳密に「垂直」である必要はない。

【0013】

（粉体充填装置１０）
図４には、本発明の一実施形態に係る粉体充填装置１０の正面方向からの要部拡大図を示す。本実施形態に係る粉体充填装置１０は、粉体を貯留するホッパーなどの第１容器１１から、フレキシブルコンテナなど袋状容器である第２容器１２に、粉体を充填する装置であって、粉体を扱う設備の一部を構成する。すなわち図４は、粉体を扱う設備の一部を示したものでもある。

【0014】

図１には、この粉体充填装置１０に用いられている粉体供給部１３の正面方向からの断面図を示す。図１には、粉体供給部１３を通過する粉体の方向を白抜き矢印で示す。すなわち粉体は、第１容器１１から粉体供給部１３を経由して、粉体供給部１３の下方に位置する第２容器１２へ供給される。図１および図４に示すように、本実施形態に係る粉体充填装置１０には、第１容器１１から第２容器１２への粉体の投入管が設けられている粉体供給部１３が備えられている。そして、粉体供給部１３には、第２容器１２の開口部と連結するための連結部２３と、この連結部２３の側方の外周を覆うように位置している集塵フード２４と、第２容器１２の内部の気体を吸引するための吸引管２２と、が設けられている。

【0015】

第１容器１１は、粉体を貯留するホッパーなどである。図４では、この第１容器１１の下部が示されている。第１容器１１の下部には、例えばホソカワミクロン株式会社の撹拌機であるナウタミキサ（登録商標）などが設けられている。この撹拌機により粉体に気体を混合する。このように粉体の流動性が高くなった状態で、粉体は第１容器１１から粉体供給部１３を経由して第２容器１２へ供給される。

【0016】

第２容器１２は、袋状容器の一つであるフレキシブルコンテナであることが好ましい。フレキシブルコンテナである場合は、フレキシブルコンテナに粉体が充填されたときにフレキシブルコンテナが倒れないように紐体等により支持されていることが好ましい。ただし、第２容器１２はフレキシブルコンテナに限定されず、例えばプラスチック製容器などであっても問題ない。この場合、プラスチック製容器の粉体投入口は、粉体供給部１３の連結部２３に取り付けることができる構成であることが好ましい。

【0017】

第２容器１２の下方には、第２容器１２に充填された粉体の重量を測定するための計量装置１４が備えられている。計量装置１４は、粉体を充填する前段階で、風袋として第２容器１２と、この第２容器１２を載置しているパレットなどの重さを測定し、粉体を充填した後段階で、第２容器１２などと一緒に粉体の重量を測定する。

【0018】

本実施形態に係る粉体充填装置１０には、粉体供給部１３が設けられている。図２には、図１で示された粉体供給部１３の平面図が、図３には、その側面図が示されている。
本実施形態では、粉体供給部１３には、第１容器１１から第２容器１２へ粉体を投入するための第１粉体投入管２０と、同じく第１容器１１から第２容器１２へ粉体を投入するための第２粉体投入管２１が設けられている。図４に示すように、第１粉体投入管２０は、フランジにより第１容器１１からの粉体を導く粉体供給パイプ１６に接続されている。また第２粉体投入管２１も第１粉体投入管２０と同じように、第１容器１１からの粉体を導くパイプ（不図示）に、フランジにより接続されている。

【0019】

第１粉体投入管２０と第２粉体投入管２１との相違点は投入管の内径である。すなわち第２粉体投入管２１の内径は、第１粉体投入管２０の内径よりも小さくなっている。粉体充填装置１０の使用者は、例えば第２容器１２への粉体投入の初期段階では第１粉体投入管２０を用いて短時間で粉体を投入し、第２容器１２への粉体投入の最終段階では第２粉体投入管２１を用いて、投入される粉体の重量の精度を上げることができる。なお、粉体の投入管の数または大きさについては、本実施形態に限定されず、例えば内径の異なる３本の投入管を設けたり、１本の投入管としたりすることも可能である。

【0020】

粉体供給部１３には、第２容器１２の開口部と連結するための連結部２３が設けられている。この連結部２３の内側に上記した第１粉体投入管２０と第２粉体投入管２１と、が位置している。図１に示すように、連結部２３は二つの円筒形状体を上下に滑らかに連結した形状をしている。連結部２３の下部の外径は、第２容器１２の開口部が連結部２３に嵌まり込むことができる大きさである。粉体充填装置１０の使用者は、連結部２３に第２容器１２の開口部が嵌まり込んだ状態で、第２容器１２の開口部を連結部２３に公知の緊結手段により緊結する。

【0021】

本実施形態の粉体供給部１３には、固定された第２容器１２の内部の気体を吸引するための吸引管２２が設けられている。吸引管２２の下端は、第１粉体投入管２０および第２粉体投入管２１の下端よりも上方に位置している。吸引管２２の上端部は、図示しない吸引装置に、フランジにより連結されている。なお、吸引装置と吸引管２２との間には、気体の吸引量を調整することができるバルブが設けられていることが好ましい。

【0022】

第２容器１２内に、投入量の多い第１粉体投入管２０により、一度の大量の粉体が投入されると、投入された粉体の量に対する気体が第２容器１２から一気に排出される。この排出時の空気の流れは乱流であり、この空気の流れにより粉体が巻き上げられ、粉塵が発生する。そうすると、計量の際、すなわち第２容器１２の開口部を連結部２３から外した際の、第２容器１２の開口部からの飛散粉塵量が増大する。これに対し、第２容器１２の内部の気体を吸引するための吸引管２２が設けられていると、この吸引管２２により、投入された粉体量に見合った空気が、比較的層流に近い状態で第２容器１２から排出される。そうすると粉塵の発生量自体が少なくなり、被災する粉塵量が少なくなる。

【0023】

粉体充填装置１０の粉体供給部１３における吸引管２２により粉体が充填される際に第２容器１２内部の空気が吸引されると、第２容器１２の内部の空気が供給された粉体により押し出されることが少なくなり、粉体が巻き上げられるのを抑制できる。すなわち粉塵の発生自体を抑制できるので、粉塵の飛散量を少なくできるとともに、製造した粉体のロスを少なくすることができる。

【0024】

粉体供給部１３には、連結部２３の内部に付着した粉塵を落とすための振動装置２６が設けられている。この振動装置２６としては、例えば公知のエアノッカーを用いることができる。粉体充填装置１０の使用者は、第２容器１２の開口部を連結部２３から外す前に振動装置２６を稼動させて、連結部２３の内面の粉塵を第２容器１２内へ落下させることができる。振動装置２６が設けられる高さは特に限定されないが、連結部２３の比較的高い位置に設けることが好ましい。

【0025】

本実施形態の粉体供給部１３には、集塵フード２４が設けられている。集塵フード２４は、円筒形状をしている。そして集塵フード２４は、水平面での断面において、連結部２３とは同心円をなしている。集塵フード２４は、連結部２３の側方の外周を覆うように位置している。集塵フード２４の下端は、連結部２３の下端よりも高い。具体的には、集塵フード２４の下端は、連結部２３の下端よりも１５０ｍｍ程度上に位置している。これは、粉体充填装置１０の使用者が、第２容器１２の開口部を連結部２３に固定する際に集塵フード２４が邪魔にならないようにするためである。

【0026】

本実施形態では、集塵フード２４の下端には整流部２５が設けられている。この整流部２５は、フランジ状部材であって、集塵フード２４の円筒の筒状体の軸心に対して垂直な面を有している。整流部２５は集塵フード２４の下端から外側に向けて設けられている。

【0027】

集塵フード２４の下端に、集塵フード２４の筒状体の軸心に対して垂直な面を有する整流部２５が設けられていることにより、吸引される空気の大部分が集塵フード２４の下端より下方向のものとなり、空気の流れの乱れが抑制され、第２容器１２を交換する際に発生する粉塵をより確実に吸引できる。

【0028】

集塵フード２４には、集塵フード２４の内部を負圧にするための吸引口２７が設けられている。図２に示すように、本実施形態では、この吸引口２７は、水平面内に２箇所等間隔に設けられている。この吸引口２７は、吸引用パイプ１５とフランジにより連結されている。吸引用パイプ１５は、図示しない吸引装置に連結されている。粉体充填装置１０の使用者は、第２容器１２の開口部を連結部２３から外した際に、吸引装置を稼動させることで、集塵フード２４内部を負圧にし、第２容器１２の開口部から飛散する粉塵を吸引する。なお、吸引口２７の個数は２つに限定されず、３つ以上の場合もある。その場合もその３つ以上の吸引口２７は等間隔に設けられることが好ましい。

【0029】

集塵フード２４の周方向側面に、集塵フード２４の内部を負圧にするための吸引口２７が、等間隔に２以上設けられていることにより、集塵フード２４の粉塵の吸引口２７の部分の空気の流れの速度のばらつきが抑えられ、粉塵の吸引がさらに確実になる。

【0030】

（粉体の充填方法）
粉体充填装置１０の使用者は、粉体が充填される第２容器１２を粉体充填装置１０に取り付ける。具体的には、粉体供給部１３の連結部２３に、第２容器１２の開口部を緊結する。この際使用者は、第２容器１２が、粉体が投入された際に倒れないように、第２容器１２を紐体などにより支持する。また第２容器１２は、計量装置１４の上に載置されているので、使用者は第２容器１２などの重量を風袋として測定する。

【0031】

粉体充填装置１０の使用者は、第１粉体投入管２０を用いて、第２容器１２内に第１容器１１からの粉体を重力により投入する。この際使用者は、粉体供給部１３に設けられている吸引管２２から第２容器１２内部の気体を吸引する。この吸引量は、第１粉体投入管２０から投入される粉体の体積量と同じ体積量であることが好ましい。ただし厳密に同じ体積量である必要はなく、例えば第２容器１２の側面が大きくへこんだり膨らんだりしない程度の体積量であれば問題ない。具体的には投入される粉体の体積量のプラスマイナス１０％程度であることが好ましい。使用者は、投入予定量の９０％程度の粉体を、第１粉体投入管２０を用いて投入する。この粉体の重量は、計量装置１４で測定する。

【0032】

粉体供給部１３が設けられた粉体充填装置１０において、粉体が第２容器１２に投入されるときに、第２容器１２内の気体を吸引することにより、第２容器１２の内部の空気が供給された粉体により押し出されることが少なくなり、粉体が巻き上げられるのを抑制できる。すなわち粉塵の発生自体を抑制できるので、粉塵の飛散量を少なくできるとともに、製造した粉体のロスを少なくすることができる。

【0033】

粉体充填装置１０の使用者は、投入予定量の９０％程度の粉体を投入した後、第２容器１２の開口部を、粉体供給部１３の連結部２３から外す。これは、第２容器１２の開口部を連結部２３に連結したままだと、計量装置１４による重量の測定が正確に行うことができないためである。第２容器１２の開口部を、粉体供給部１３から外した後、使用者は第２粉体投入管２１により、投入予定量の１００％になるように粉体を投入する。この際粉塵の飛散を防止するために使用者は、吸引用パイプ１５から集塵フード２４内部を負圧にして、粉塵を集塵フード２４から吸引する。その後吸引された粉塵は廃棄される。

【0034】

粉体充填装置１０の使用者は、第２容器１２内の粉体が投入予定量の１００％になったことを確認した後、第２容器１２の開口を閉じて、粉体充填装置１０から第２容器１２を取出す。

【0035】

本実施形態では、粉体供給部１３に吸引管２２が設けられている構成について説明したが、本発明に係る粉体の充填方法は、この構成の装置に限定されない。たとえば、吸引管２２を、粉体供給部１３を分離しても受けることも可能である。

【0036】

また、本実施形態では、集塵フード２４が設けられている構成について説明したが、本発明に係る粉体の充填方法は、この構成の装置に限定されない。たとえば、充填される粉体の種類によっては集塵フード２４を設けていない装置を用いることも可能である。

【符号の説明】

【0037】

１０ 粉体充填装置
１１ 第１容器
１２ 第２容器
１３ 粉体供給部
２２ 吸引管
２３ 連結部
２４ 集塵フード
２５ 整流部
２７ 吸引口

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】