特許 7458120 粉体供給装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-21

(45)【発行日】2024-03-29

(54)【発明の名称】粉体供給装置

(51)【国際特許分類】

   B65G 65/48 20060101AFI20240322BHJP

   B01D 21/01 20060101ALI20240322BHJP

   B01J 4/02 20060101ALI20240322BHJP

   B01F 21/00 20220101ALI20240322BHJP

   B01F 23/50 20220101ALI20240322BHJP

【ＦＩ】

B65G65/48 L

B65G65/48 H

B01D21/01 B

B01J4/02 D

B01F21/00 101

B01F23/50

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2023176941

(22)【出願日】2023-10-12

【審査請求日】2023-10-12

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】592188069

【氏名又は名称】株式会社広洋技研

(74)【代理人】

【識別番号】100087745

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 善廣

(74)【代理人】

【識別番号】100160314

【弁理士】

【氏名又は名称】西村 公芳

(74)【代理人】

【識別番号】100118094

【弁理士】

【氏名又は名称】殿元 基城

(74)【代理人】

【識別番号】100134038

【弁理士】

【氏名又は名称】野田 薫央

(74)【代理人】

【識別番号】100150968

【弁理士】

【氏名又は名称】小松 悠有子

(72)【発明者】

【氏名】小嶋 正浩

【審査官】加藤 三慶

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－３２６１０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－２２９３７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２５２４５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１２２４４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１４３６８６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６５Ｇ ６５／４８

Ｂ０１Ｄ ２１／０１

Ｂ０１Ｊ ４／０２

Ｂ０１Ｆ ２１／００

Ｂ０１Ｆ ２３／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

粉体を収容するホッパーと、
前記ホッパーから供給される前記粉体を鉛直方向に落下させて定量供給する給粉機と、
前記給粉機から供給される前記粉体を、前記粉体を溶解する溶解水とともに溶解槽に供給する分散器と、を備え、
前記給粉機は、
前記鉛直方向に略直交する方向に沿う回転軸周りに回転し、前記ホッパーから供給される前記粉体が案内される外周面を有し、前記外周面上の前記粉体を落下させることにより前記分散器に前記粉体を供給する回転ロータと、
前記回転ロータが回転可能なように前記外周面と接する弾性を有し、前記分散器内の前記溶解水の湿気から前記給粉機内をシールするシール部材と、
前記シール部材によりシールされる空間の外側の非シール空間を乾燥させるためのエアーを供給する給気口と、
前記シール部材の前記非シール空間側の表面に向って前記エアーを案内する案内板と、を有する、粉体供給装置。

【請求項2】

前記エアーは、前記給粉機が前記分散器に前記粉体を供給していない非供給時において供給される、請求項１記載の粉体供給装置。

【請求項3】

前記粉体は高分子凝集剤である、請求項１または２記載の粉体供給装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、供給対象に粉体を供給する粉体供給装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、粉末状の高分子凝集剤を安定的に供給する供給装置が知られている。この供給装置は、吸湿した凝集剤が下部ロータおよびその周辺部材へ付着することを抑制するものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００３－３２６１０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

粉体は、溶解水とともに定量的に溶解槽に供給される。このとき、粉体供給装置は、溶解槽に近接しており、溶解槽と隔離しない限りは溶解槽の湿気が上昇し、粉体供給装置内の雰囲気が湿気の影響を受ける。また、粉体の性能も変遷し、吸湿性の高い粉体も増加しており、供給装置に対しては、さらなる湿気対策が求められている。

【0005】

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、安定した粉体の供給が可能な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】

【0006】

本発明に係る粉体供給装置は、上述した課題を解決するために、粉体を収容するホッパーと、前記ホッパーから供給される前記粉体を鉛直方向に落下させて定量供給する給粉機と、前記給粉機から供給される前記粉体を、前記粉体を溶解する溶解水とともに溶解槽に供給する分散器と、を備え、前記給粉機は、前記鉛直方向に略直交する方向に沿う回転軸周りに回転し、前記ホッパーから供給される前記粉体が案内される外周面を有し、前記外周面上の前記粉体を落下させることにより前記分散器に前記粉体を供給する回転ロータと、前記回転ロータが回転可能なように前記外周面と接する弾性を有し、前記分散器内の前記溶解水の湿気から前記給粉機内をシールするシール部材と、前記シール部材によりシールされる空間の外側の非シール空間を乾燥させるためのエアーを供給する給気口と、前記シール部材の前記非シール空間側の表面に向って前記エアーを案内する案内板と、を有する。

【発明の効果】

【0007】

本発明に係る粉体供給装置においては、安定した粉体の供給が可能である。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】高分子凝集剤の供給装置を正面から示す全体構成図。

【図2】図１の供給装置を側面から示す全体構成図。

【図3】供給装置の要部断面図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明に係る粉体供給装置の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

【0010】

本発明の粉体供給装置は、鉛直下方（下方）に位置する供給対象に粉体を供給するものである。本発明の粉体供給装置は、例えば、下水汚泥の脱水工程で用いられ、高分子凝集剤を溶解槽に定量的、連続的に供給するための高分子凝集剤の供給装置である。本実施形態においては、本発明の粉体供給装置が、上述した高分子凝集剤の供給装置である例を用いて説明する。

【0011】

図１は、高分子凝集剤７０の供給装置１を正面から示す全体構成図である。
図２は、図１の供給装置１を側面から示す全体構成図である。
図３は、供給装置１の要部断面図である。

【0012】

供給装置１は、溶解槽６０の鉛直上方（上方）に固定されて配置され、高分子凝集剤７０（以下「凝集剤７０」という。）を溶解槽６０に供給する。供給装置１は、ホッパー２と、給粉機３と、分散器４と、を有する。

【0013】

ホッパー２は、供給装置１の鉛直方向における最上段に配置される。ホッパー２は、凝集剤７０（粉体）を収容する。ホッパー２は、上端に、ヒンジ５を介して開閉自在の、把手６付きの蓋７を有する。蓋７は、固定金具８により閉じた状態でロックされる。ホッパー２は、パドル式粉面計９および粉面窓１０を有する。

【0014】

給粉機３は、ホッパー２と上端で接続されてホッパー２の下方に配置される。給粉機３は、ホッパー２から供給される凝集剤７０を下方（鉛直方向）に落下させて定量供給する。給粉機３は、ケーシング１１と、モータ１５と、一対の粉体案内板２５ａ、２５ｂと、上部ロータ１２と、下部ロータ１３と、を有する。

【0015】

ケーシング１１は、一対の粉体案内板２５ａ、２５ｂ、上部ロータ１２、および下部ロータ１３を主に収容する。ケーシング１１は、下端において架台１７の上面に配置されている。また、ケーシング１１は、上端において、ホッパー２の下端と互いのフランジ１８、１８同士で接合される。ケーシング１１は、上部ロータ１２の外周面１２ａに対向する一側面に、点検窓２１を有する。

【0016】

モータ１５は、減速機１６とともに、ケーシング１１の一側面に隣接して配置されている。モータ１５および減速機１６は、モータカバー１４に収容されている。減速機１６は、スプロケット１９が装着された出力軸を有し、これらはカバー２０で覆われている。

【0017】

上部ロータ１２は、鉛直方向に直交する方向に沿う回転軸３０周りに回転し、外周面１２ａに案内された凝集剤７０を回転に伴い重力で落下させる。

【0018】

上部ロータ１２は、粉体案内板２５ａ、２５ｂの幅方向（図３の紙面に対し垂直方向）とほぼ同じ長さの幅を有する。回転軸３０は、ケーシング１１の外側に取り付けられた軸受にシールされて支持される。

【0019】

一対の粉体案内板２５ａ、２５ｂは、図３に示すように、ホッパー２から供給される凝集剤７０を上部ロータ１２に案内する。粉体案内板２５ａ、２５ｂは、上端がケーシング１１の上端側に固定されている。粉体案内板２５ａ、２５ｂは、入口が広く出口が狭くなるように下端を傾かせる逆ハの字形状で配置される。

【0020】

一方の粉体案内板２５ａは、例えばケーシング１１の上端面に対して５０度の傾斜角でケーシング１１に取り付けられる。粉体案内板２５ａは、下端に、上部シール部材２６を有する。上部シール部材２６は、上部ロータ１２の外周面１２ａに接触する。上部シール部材２６は、粉体案内板２５ａの下端と外周面１２ａとの間隙から凝集剤７０が漏洩するのを防止する。また、上部シール部材２６は、外周面１２ａから落下することなく外周面１２ａに留まったまま上部シール部材２６まで搬送された凝集剤７０を、外周面１２ａから削ぎ落とし落下させる。

【0021】

他方の粉体案内板２５ｂは、例えばケーシング１１の上端面に対して４５度の傾斜角でケーシング１１に取り付けられる。粉体案内板２５ｂは、下端と外周面１２ａとの間に所定の間隙を形成する。粉体案内板２５ｂは、下端が上部ロータ１２の中心を通る鉛直線より、上部ロータ１２の回転方向後方側に位置することで、外周面１２ａ上を経ずに凝集剤７０が自然落下することを防止し得る。

【0022】

下部ロータ１３（回転ロータ）は、上部ロータ１２に対して下方に配置される。下部ロータ１３は、凝集剤７０が固まった「塊」の状態で分散器４に撒布されるのを抑制する。下部ロータ１３は、上部ロータ１２の回転軸３０に沿う回転軸３３を有する。回転軸３３は、ケーシング１１の外側に取り付けられた軸受にシールされて支持される。下部ロータ１３は、回転軸３３に沿う方向視において略三角形であり、その角部は曲線状または鋭角状をなす。下部ロータ１３は、凝集剤７０が案内される外周面１３ａを有し、外周面１３ａ上の凝集剤７０を回転に伴い下方に落下させる。

【0023】

上部ロータ１２および下部ロータ１３の各回転軸３０、３３には、スプロケット２２、２３が取り付けられている。また、スプロケット１９、２２、２３には無端チェーン２４が取り付けられている。モータ１５の駆動により減速機１６およびスプロケット１９が回転することにより無端チェーン２４が回転する。これを受けて、スプロケット２２、２３が回転することにより、上部ロータ１２および下部ロータ１３が回転する。

【0024】

給粉機３は、さらに、一対の下部シール部材２８と、一対のサイドシール部材２９と、給気口３５と、案内板３７と、を有する。

【0025】

下部シール部材２８（シール部材）は、下方の溶解槽６０および分散器４から給粉機３内に侵入してくる湿気を防止するために配置される。下部シール部材２８は、上端が上部ロータ１２の下端付近でケーシング１１に対して固定されている。また、下部シール部材２８は、入口が広く出口が狭くなるように下端を傾かせる逆ハの字形状で配置されている。

【0026】

下部シール部材２８は、例えば矩形状のＮＢＲ（ニトリルゴム）からなる。下部シール部材２８は、その裏面（外側）に設けられた弾性を有する板バネ２８ａによって下部ロータ１３が回転可能なように下部ロータ１３の外周面１３ａ側に付勢されている。これにより、下部シール部材２８は、板バネ２８ａが作用し、下部ロータ１３の回転に追従して互いの先端の間隔を変動させつつ外周面１３ａに対して接触している。すなわち、下部シール部材２８は、回転する外周面１３ａの形状に追従し外周面１３ａに対して常に接してシールしている。これにより、下部シール部材２８は、ケーシング１１内を、シール空間１１ａと非シール空間１１ｂとに区画する。

【0027】

上部ロータ１２から落下した凝集剤７０は、下部ロータ１３と下部シール部材２８の外周面１３ａとの僅かな隙間から排出され、水膜整流板４６の傾斜部４６ｂ上に高さ方向に幅をもって散布される。このとき、僅かな隙間から塊となった凝集剤７０は排出されず、粉体状である凝集剤７０のみが排出される。また、下部シール部材２８は板バネ２８ａによって下部ロータ１３側に力が付加されているので、凝集剤７０は外周面１３ａ上で均一な分散状態で傾斜部４６ｂ上に散布される。

【0028】

サイドシール部材２９は、上部ロータ１２によって排出される凝集剤７０がショートパスして、分散器４に直接散布されるのを防止するために配置される。サイドシール部材２９は、下辺が下部ロータ１３の外周面１３ａと僅かな間隙を設けた円弧状をなす、略台形状のＮＢＲからなる。サイドシール部材２９は、例えばボルトおよびナットによりケーシング１１に固定されている。

【0029】

給気口３５は、下部シール部材２８（およびサイドシール部材２９）によりシールされる空間の外側の非シール空間１１ｂを乾燥させるためのエアー９０（ドライエアー９０、例えば露点１０度のエアー）を供給する。給気口３５は、ケーシング１１の鉛直方向についてほぼ下部ロータ１３の位置に対応する位置であって、下部シール部材２８の非シール空間１１ｂに面する外表面２８ｂに面して配置されている。

【0030】

給気口３５には、ノズル３６が設けられている。ノズル３６は、別途用意されるドライエアー９０の供給源と接続されることにより、給気口３５からケーシング１１内にドライエアー９０を供給する。

【0031】

案内板３７は、外表面２８ｂに向ってドライエアー９０を案内する。案内板３７は、固定部３７ａと、エアー案内部３７ｂと、を有する。固定部３７ａは、ケーシング１１の下端に固定される部分である。エアー案内部３７ｂは、固定部３７ａとの接続箇所から上方に折れ曲って傾斜した部分である。エアー案内部３７ｂの先端は、一方の下部シール部材２８の外表面２８ｂと所定の間隔を有して配置される。エアー案内部３７ｂは、給気口３５から供給されてエアー案内部３７ｂに沿って流れ、先端まで到達したドライエアー９０が下部シール部材２８の外表面２８ｂに吹き付けられるように、配置されている。

【0032】

分散器４は、給粉機３の下方に配置される。分散器４は、給粉機３から供給される凝集剤７０を、凝集剤７０を溶解する溶解水８０とともに溶解槽６０に供給する。分散器４は、図１に示すように、水平方向の断面形状が略四角形の筒体３８を有する。分散器４は、筒体３８の向かい合う側壁３８ａに沿って、長尺状の支持片３９を有している。筒体３８は、架台１７の下方に取り付けられたブラケット４０上に、これらの支持片３９を介して支持されている。

【0033】

筒体３８は、前面壁３８ｂに点検蓋４２を有する。点検蓋４２は、下端でヒンジ４１を介して取り付けられ、上端で固定手段４３によって閉じた状態でロックされる。筒体３８は、給水口４４を背面壁３８ｃに有する。給水口４４は、給水ソケット４５（図２）に接続される。

【0034】

分散器４は、溶解水８０を案内する水膜整流板４６を有する。水膜整流板４６は、略上半分が筒体３８内に配置され、その他の部分が筒体３８から露出している。水膜整流板４６は、仕切部４６ａと、仕切部４６ａの下端と接続する傾斜部４６ｂと、を有する。

【0035】

仕切部４６ａは、筒体３８の上方において背面壁３８ｃおよび筒体３８の上端３８ｄと一定間隔を保持して筒体３８に固定され、背面壁３８ｃとの間に溶解水８０を貯水する空間を形成する。貯水された溶解水８０は、仕切部４６ａの上端から溢れ出した分だけ仕切部４６ａの壁面を伝って水膜を形成しながら流れる。

【0036】

傾斜部４６ｂは、仕切部４６ａと接続する端部と反対の端部が、分散器４の下方に設置された溶解槽６０に向って下方に傾斜している。仕切部４６ａを伝って流れる溶解水８０は、さらに水膜を形成しながら傾斜部４６ｂを流れ落ちる。

【0037】

水膜整流板４６は、吸湿性を有する凝集剤７０が付着しないよう、また傾斜部４６ｂ上に凝集剤７０が堆積しても除去しやすいように、撥水性材料で構成される。また、水膜整流板４６は、撥水性の樹脂で形成されてもよい。撥水性材料または撥水性の樹脂としては、シリコーンゴムまたは樹脂、フッ素系樹脂、テフロン（登録商標）などが挙げられる。

【0038】

溶解槽６０は、分散器４（供給装置１）から供給される凝集剤７０を水に溶解させるタンクである。溶解槽６０で溶解された凝集剤７０は、下流側に設けられる反応タンク（図示せず）に供給される。

【0039】

次に、供給装置１の作用について説明する。

【0040】

まず、ホッパー２内の粉体の凝集剤７０が、給粉機３に供給される。凝集剤７０は、給粉機３において、一旦上部ロータ１２の外周面１２ａと一対の粉体案内板２５ａ、２５ｂとで形成される空間に滞留する。凝集剤７０は、上部ロータ１２の回転により、外周面１２ａと粉体案内板２５ｂとの間隙から排出され、外周面１２ａ上に留まったまま移動する。その後、重力により外周面１２ａから自然落下して、下部ロータ１３側に供給される。凝集剤７０は、この間隙および上部ロータ１２の回転速度により、単位時間当たりの供給量が制御されて定量的に下部ロータ１３に送られる。

【0041】

下部ロータ１３は、下部シール部材２８と接しながら回転し、外周面１３ａと下部シール部材２８との間の僅かな隙間から凝集剤７０が排出される。分散器４に落下した凝集剤７０は、溶解水８０と混ざり合いながら、溶解槽６０に供給される。

【0042】

このような供給装置１は、溶解水８０と混ざり合うまでは、凝集剤７０を吸湿させることなく、すなわち粉体状を維持して供給するのが、安定的な供給の観点から好ましい。凝集剤７０が吸湿した場合、例えば下部ロータ１３に堆積して、定量供給が行われなかったり、詰まりを起こしたりするおそれがある。これは特に、下部ロータ１３の外周面１３ａや下部シール部材２８の下端２８ｃ部分が溶解水８０に起因する湿気を帯びてしまうことにより生じやすくなり、非シール空間１１ｂに位置する下端２８ｃや外周面１３ａに吸湿した凝集剤７０が留まり、さらに溶解水８０の湿気を吸湿し続けると、「つらら」状になる。また、その「つらら」状の部分に凝集剤７０の粒が付着しやすくなり、意図せず凝集剤７０の固まりが大きくなるおそれがある。このような場合、メンテナンス時の作業負担を増加させてしまい、使い勝手の悪い供給装置１となってしまう。これは、供給装置１が動作していない期間においても同様であり、なんらかの対策が必須である。

【0043】

そこで、本実施形態における供給装置１は、給粉機３の排出箇所近傍に、ドライエアー９０を供給可能な構造を設けた。また、給粉機３が分散器４に凝集剤７０を供給していない非供給時（供給装置１の停止時）において、ドライエアー９０を給粉機３の非シール空間１１ｂに供給することにより、給粉機３の凝集剤７０の排出箇所を常に乾いた状態で保つようにした。

【0044】

これにより、上述したような、非シール空間１１ｂに位置する下部ロータ１３、下部シール部材２８の外表面２８ｂや下端２８ｃに付着した凝集剤７０が吸湿してしまい、固まりとなることを防止できる。

【0045】

また、供給装置１は、案内板３７を有することにより、非シール空間１１ｂの中で最も凝集剤７０の塊ができやすい下部ロータ１３、下部シール部材２８の外表面２８ｂや下端２８ｃを効率良く乾いた状態に保つことができる。

【0046】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0047】

１ 供給装置
２ ホッパー
３ 給粉機
４ 分散器
１１ ケーシング
１１ａ シール空間
１１ｂ 非シール空間
１２ 上部ロータ
１２ａ 外周面
１３ 下部ロータ
１３ａ 外周面
２５ａ、２５ｂ 粉体案内板
２６ 上部シール部材
２８ 下部シール部材
２８ａ 板バネ
２８ｂ 外表面
２８ｃ 下端
３５ 給気口
３６ ノズル
３７ 案内板
３８ 筒体
４４ 給水口
４５ 給水ソケット
４６ 水膜整流板
６０ 溶解槽
７０ 高分子凝集剤（凝集剤）
８０ 溶解水
９０ ドライエアー

【要約】

【課題】安定した粉体の供給が可能な粉体供給装置を提供する。
【解決手段】給粉機は、鉛直方向に略直交する方向に沿う回転軸３３周りに回転し、粉体７０が案内される外周面１３ａを有し、外周面１３ａ上の粉体７０を落下させることにより分散器に粉体を供給する回転ロータ１３と、回転ロータ１３が回転可能なように外周面１３ａと接する弾性を有し、分散器内の溶解水８０の湿気から給粉機内をシールするシール部材２８と、シール部材２８によりシールされる空間の外側の非シール空間１１ｂを乾燥させるためのエアー９０を供給する給気口３５と、を有する。
【選択図】 図３

【図1】

【図2】

【図3】