(57)【要約】【課題】ブリッジの形成を防止でき開口から排出される粉体の状態を調整できる粉体供給装置を提供する。【解決手段】粉体を収容する収容空間２ｈを有し、下端に収容空間２ｈ内の粉体を排出する開口２ａが形成された本体部２を備えており、本体部２は、収容空間２ｈ内の粉体に振動を加える振動付加機構１０が設けられており、振動付加機構１０は、本体部２の収容空間２ｈ内における開口２ａの上方に配置された、鉛直方向に沿って延びる振動板１１と、振動板１１に対して振動を加える振動付与部１２と、を備えており、振動板１１は、吊り下げられた状態となるように設置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体を収容する収容空間を有し、下端に該収容空間内の粉体を排出する開口が形成された本体部を備えており、
該本体部は、
前記収容空間内の粉体に振動を加える振動付加機構が設けられており、
該振動付加機構は、
前記本体部の収容空間内における開口の上方に配置された、鉛直方向に沿って延びる振動板と、
該振動板に対して振動を加える振動付与部と、を備えており、
前記振動板は、
吊り下げられた状態となるように設置されている
ことを特徴とする粉体供給装置。
【請求項２】
前記振動板を吊り下げる吊り下げ部を備えており、
該吊り下げ部は、
水平に配設された吊り下げ軸と、
上端が前記吊り下げ軸に引っ掛けられ、下端が前記振動板に連結された吊り部材と、を備えている
ことを特徴とする請求項１記載の粉体供給装置。
【請求項３】
前記振動付与部は、
前記振動板に一端が連結され他端が前記本体部外に配置された加振軸を有している
ことを特徴とする請求項１または２記載の粉体供給装置。
【請求項４】
前記本体部の収容空間が平面視で一方向に長い空間であり、
該振動板は、
その表面が前記本体部の収容空間の長手方向と平行に配設されている
ことを特徴とする請求項１、２または３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、粉体供給装置に関する。さらに詳しくは、ガス吸着剤、触媒、電池正極材等の機能性粉体や、銅鉱石、ニッケル鉱石等の鉱石、蛍石粉、小麦粉等、種々の乾燥状態にある粉体の供給状態を調整する粉体供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
乾燥状態の粉体を貯留して、貯留した粉体を外部に供給する装置としてホッパーなどが使用される。一般的なホッパーなどは、粉体を貯留する本体部の下端に開口が設けられており、その下端部の内面が開口に向かって傾斜する傾斜面となっている。したがって、開口を閉じれば本体部内に粉体を収容しておくことができ、開口を開けば開口を通して粉体を外部に供給することができる。
【０００３】
上述したようなホッパーには、重力だけで粉体を外部に排出するものや、開口の位置に搬送装置を設けて一定量の粉体を外部に供給できるようにしたものがある。後者のホッパーの場合、搬送装置としてスクリューコンベア等のコンベアを設けたものが使用されている。
【０００４】
搬送装置によって一定量の粉体を外部に供給するホッパーでは、ホッパー内部の粉体の流動状態が一定であれば、搬送装置によって一定量の粉体を連続して搬送することができる。しかし、ホッパー内における粉体の流動状態が一定でない場合は、粉体が結合してブリッジが形成される可能性がある。この場合などには、粉体の流動状態が変化し開口から粉体を適切に排出できなくなる。そこで、ホッパー内に粉体のブリッジが形成されることを防止する技術が開発されている（特許文献１〜３）。
【０００５】
特許文献１には、ホッパの排出側（スクリューコンベアの排出口に近い側）の傾斜を反排出側（スクリューコンベアの排出口から遠い側）の傾斜よりも鉛直に近いものとした技術が開示されている。そして、特許文献１には、ホッパの排出側の傾斜は、ブリッジングを防止するためには鉛直又はなるべく鉛直に近い方が良い旨の記載がある。
【０００６】
しかし、特許文献１の技術では、粉体のブリッジングを防止できる可能性はあるが、一旦ブリッジングが発生した場合、ブリッジングを解消することは難しい。
【０００７】
一方、特許文献２、３には、ブリッジングが発生しても、ブリッジングを解消することができる技術が開示されている。
【０００８】
特許文献２には、ホッパー内に下端が漏斗状に開いたパイプを設け、このパイプの上端部をコイルバネによって昇降自在に懸垂させた状態で、パイプの下端をホッパーの開口の真上に配置したものが開示されている。
また、特許文献３には、ホッパーの開口近傍にコーン状部品が配置されたものが開示されている。。
【０００９】
特許文献２、３の技術のように、ホッパーの開口近傍に下端が漏斗状に開いたパイプやコーン状部品を配置すれば、パイプやコーン状部品を上下に移動させたり振動させたりすることによって、粉体のブリッジが形成されてもすぐに破壊できる。しかも、これらの部材が障害となってホッパー内に粉体のブリッジが形成されにくくなる。  したがって、特許文献２、３の技術を採用すれば、ホッパー内に粉体のブリッジが形成されたことに起因する粉体の排出不良が生じることを防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−２９１６５１号公報
【特許文献２】特許第３３５２５９０号公報
【特許文献３】特開平８−３０１３８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかるに、特許文献２、３の技術では、ホッパーが円筒状であり開口も円筒状である場合を想定して設けられており、ホッパーや開口が矩形等の場合において適切にブリッジの形成を防止することは難しい。
【００１２】
しかも、特許文献２、３の技術は粉体のブリッジが形成されることを防止するものであり、ホッパーの内部や開口近傍における粉体の流動状態を調整することまでは想定しておらず、粉体の流動状態を調整して開口から排出される粉体の状態を調整する方法は開示されていない。
【００１３】
本発明は上記事情に鑑み、ブリッジの形成を防止でき開口から排出される粉体の状態を調整できる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】
【００１４】
第１発明の粉体供給装置は、粉体を収容する収容空間を有し、下端に該収容空間内の粉体を排出する開口が形成された本体部を備えており、該本体部は、前記収容空間内の粉体に振動を加える振動付加機構が設けられており、該振動付加機構は、前記本体部の収容空間内における開口の上方に配置された、鉛直方向に沿って延びる振動板と、該振動板に対して振動を加える振動付与部と、を備えており、前記振動板は、吊り下げられた状態となるように設置されていることを特徴とする。
第２発明の粉体供給装置は、第１発明において、前記振動板を吊り下げる吊り下げ部を備えており、該吊り下げ部は、水平に配設された吊り下げ軸と、上端が前記吊り下げ軸に引っ掛けられ、下端が前記振動板に連結された吊り部材と、を備えていることを特徴とする。
第３発明の粉体供給装置は、第１または第２発明において、前記振動付与部は、前記振動板に一端が連結され他端が前記本体部外に配置された加振軸と、を有していることを特徴とする。
第４発明の粉体供給装置は、第１、第２または第３発明において、前記本体部の収容空間が平面視で一方向に長い空間であり、該振動板は、その表面が前記本体部の収容空間の長手方向と平行に配設されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
第１発明によれば、本体部の収容空間内の粉体に振動を加えることができるので、ブリッジの形成を防止でき、しかも、収容空間内における粉体の状態を均一に近づけることができる。また、振動板が吊り下げられているので、長期的には振動板の両側に鉛直下向きの流れが形成されながらも、振動付加時には振動板を大きく動かして粉体の流動等に大きな影響を及ぼすことができる。
第２発明によれば、振動付与部から加えられた振動によって、効果的に振動板を振動させることができる。
第３発明によれば、加振軸の他端が本体部外に配置されているので、本体部外から簡単に振動板に対して振動を付与できる。しかも、加振軸に振動を加える装置を収容空間内に配置しないので、振動付与機構を備えた本体部の構造が複雑になることを防止できる。
第４発明によれば、本体部の収容空間内全体で粉体に振動を加えることができるので、収容空間内における粉体の状態を均一に近づけやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態の粉体供給装置１の概略説明図であって、（Ａ）は概略縦断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面矢視図である。
【図２】本実施形態の粉体供給装置１の概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本実施形態の粉体供給装置は、粉体を一旦貯留して外部に供給する装置であって、貯留されている粉体の状態を均一に近づけることができるようにしたことに特徴を有している。
【００１８】
本実施形態の粉体供給装置はどのような設備にも適用することができる。例えば、粉体を安定して次工程に供給することが要求される設備において、粉体を貯留し供給する装置として使用できる。例えば、機能性材料製造工場において機能性粉末原料を反応装置や次工程に供給する場合、製錬工場において鉱石を熔錬炉に供給する場合、種々の製品の製造設備において小麦粉などの粉体を次工程に供給する場合等、にも適用することが可能である。
【００１９】
本実施形態の粉体供給装置によって貯留供給される粉体もとくに限定されない。例えば、平均粒径が数μｍ〜数百μｍのものや、平均粒径が数μｍ〜数十μｍのもの等、を本実施形態の粉体供給装置に貯留供給される粉体として挙げることができる。また、粉体の種類もとくに限定されず、例えば、機能性粒子、鉱石、蛍石、小麦粉等を本実施形態の粉体供給装置に貯留供給される粉体として挙げることができる。とくに、粉体間に空気などの気体が存在する状態で供給される粉体を貯留供給する装置として本発明の粉体供給装置は適している。
【００２０】
（粉体供給装置１）
図１および図２に示すように、本実施形態の粉体供給装置１は、粉体を貯留する本体部２と、本体部２内に設けられた振動付与機構１０と、吊り下げ部１５と、本体部２の下方に配置された搬送部２０と、を備えている。
【００２１】
（本体部２）
図１および図２に示すように、本体部２は、内部に収容空間２ｈを有する中空な部材である。この本体部２には、その下端に収容空間２ｈ内の粉体を外部に排出する開口２ａを備えている。なお、本体部２は、図示しないが、その上部に設けられた供給部から収容空間２ｈ内に粉体が供給されるようになっている。
【００２２】
この本体部２は、その下端に向かって互いに接近するように傾斜した２つの対向する傾斜壁２ｆ，２ｆを有している。この２つの対向する傾斜壁２ｆ，２ｆの下端縁２ｓ間に開口２ａが形成されている。このため、開口２ａは、傾斜壁２ｆ，２ｆの下端縁２ｓに沿って長い略長方形状になっている（図１（Ｂ））。
【００２３】
なお、対向する傾斜壁２ｆ，２ｆは、本体部２の幅方向の中間線ＣＬ（図１（Ａ）参照）に対して対称となるように形成されている。つまり、対向する傾斜壁２ｆ，２ｆの水平方向に対する傾斜角度θ２、θ３は同じ角度となるように設けられている。この傾斜角度θ２、θ３は、収容空間２ｈ内に収容する粉体の種類や、密度、粒径、水分率、表面状態によって定まる粉体特性（粉粒特性や流動性）等に応じて適宜設定されるが、一般的には５０〜９０度、好ましくは、５０〜８０度程度である。
なお、傾斜壁２ｆ、２ｆの傾斜角度θ２、θ３は同じ角度が望ましい。例えば、傾斜角度θ２とθ３の差は、±５度以内であることが望ましい。
【００２４】
（振動付与機構１０）
図１および図２に示すように、本実施形態の粉体供給装置１は、本体部２の収容空間２ｈ内の粉体に振動を加える振動付与機構１０を備えている。この振動付与機構１０は、振動板１１と、振動板１１を吊り下げる吊り下げ部１５と、この振動板１１に振動を加える振動付与部１２と、を有している。
【００２５】
（振動板１１）
図１および図２に示すように、振動板１１は板状の部材である。この振動板１１は、吊り下げ部１５によって、その表面が鉛直方向および、傾斜壁２ｆの下端縁２ｓに沿った方向（つまり、本体部２の収容空間２ｈの長手方向）と平行となるように配設されている。この振動板１１は、本体部２の幅方向の中間線ＣＬ上に配置されている。なお、ここでいう「振動板１１の表面と本体部２の収容空間２ｈの長手方向が平行」とは、両者が完全に平行に配置された場合と若干の傾きがある場合の両方を含んでいる。
【００２６】
（吊り下げ部１５）
図１および図２に示すように、振動板１１を吊り下げる吊り下げ部１５は、吊り下げ軸１６と、吊り部材１７と、を有している。吊り下げ軸１６は、その軸方向が水平かつ、傾斜壁２ｆの下端縁２ｓに沿った方向（つまり、本体部２の収容空間２ｈの長手方向）と平行となるように配設されている。なお、吊り下げ軸１６の両端は、本体部２の内面に固定されていてもよいし、吊り下げ軸１６自体が本体部２の天板等に吊り下げられていてもよい。
【００２７】
なお、吊り下げ軸１６の断面形状はとくに限定されないが、円形であったり、上部が円形であったりすれば、吊り下げ軸１６自体が本体部２の天板等に吊り下げられていても、吊り下げ軸１６が粉体の移動の抵抗になりにくい。
【００２８】
吊り下げ軸１６には、一対の吊り部材１７，１７が吊り下げられている。この一対の吊り部材１７，１７は、その下端が振動板１１の上端部に連結されている。具体的には、吊り部材１７は、帯状の部材を輪状にしたものであり、その両端が振動板１１の上端に連結されている（図１（Ａ）参照）。そして、一対の吊り部材１７，１７の輪状の部分に吊り下げ軸１６が挿通されて、吊り下げ軸１６に振動板１１が吊り下げられている。
【００２９】
なお、吊り部材１７は一対に限られず、１つでもよいし、３つ以上設けてもよい。吊り部材１７を１つだけ設ける場合には、振動板１１を安定した姿勢で吊り下げるために、その幅（吊り下げ軸１６の軸方向の長さ）が長い方が好ましい。また、吊り部材１７を複数設けた場合には、吊り部材１７の幅を狭くできるので、吊り部材１７が粉体の抵抗になりにくくなる。
【００３０】
また、吊り部材１７の構造は上記のごとき構造に限られない。吊り部材１７は、振動板１１を吊り下げ軸１６に吊り下げることができ、振動板１１が振動しても振動板１１が吊り下げ軸１６から落下しないようになっていればよい。例えば、吊り部材１７の上端部を鉤状に折り曲げて吊り下げ軸１６に引っ掛けるようにしてもよい。また、棒材を曲げて吊り部材１７を形成したり、吊り部材１７をワイヤーで形成したりしてもよい。さらに、吊り部材１７は振動板１１と一体で形成してもよい。
【００３１】
（一対の加振軸１３，１３）
図１および図２に示すように、振動板１１には一対の加振軸１３，１３が取り付けられている。この一対の加振軸１３，１３は、振動板１１の両表面に取り付けられている。例えば、一対の加振軸１３，１３の軸方向と振動板１１の各表面の法線方向とが平行となるように、一対の加振軸１３，１３は振動板１１の各表面に取り付けられている。この一対の加振軸１３，１３は、その先端が本体部２の側壁２ｗを貫通して本体部２の外方に位置している。
【００３２】
（加振器１４）
図１に示すように、本体部２の外方には、一対の加振軸１３，１３を加振する加振器１４が設けられている。この加振器１４は、一対の加振軸１３，１３に所定の周期で打撃や振動を加えるもの等を使用することができる。
【００３３】
加振器１４には以下のような構成を採用することができる。
例えば、一対の加振軸１３，１３に偏心軸を有するモータ等を連結しておき、モータを駆動することによって一対の加振軸１３，１３に振動を加えるようにすることができる。また、モータの主軸にカムなどを取り付けておき、モータの主軸が回転すると、カムなどが一対の加振軸１３，１３に接触するようにする。すると、カムなどが一対の加振軸１３，１３に接触した際に一対の加振軸１３，１３に衝撃を加えることができる。
【００３４】
なお、加振器１４は必ずしも設けなくてもよい。例えば、一対の加振軸１３，１３を作業者がハンマーで打撃するなどの方法で一対の加振軸１３，１３に衝撃を加えてもよい。
【００３５】
（搬送部２０）
図１および図２に示すように、本体部２の開口２ａの下方には、搬送部２０が配置されている（なお、図では搬送部２０の詳細な構造は記載を割愛している）。搬送部２０は、本体部２内の粉体を次工程等に搬送するための装置である。搬送部２０は、本体部２内の粉体を一定量ずつ連続して搬送することができる機能を有するものであればよく、とくに限定されない。例えば、スクリューコンベアやベルトコンベア、チェーンコンベア等の公知の粉体搬送装置を搬送部２０として使用することができる。
【００３６】
以上のごとき構成であるので、搬送部２０を作動させれば、本体部２の収容空間２ｈ内の粉体を開口２ａから排出して、粉体を搬送部２０によって外部に搬送することができる。
【００３７】
そして、振動付与機構１０の加振部１４によって衝撃を加えるなどの方法で一対の加振軸１３，１３に振動を発生させれば、その振動が振動板１１に伝搬されて、振動板１１が振動する。すると、振動板１１の振動を本体部２の収容空間２ｈ内の粉体に加えることができるので、粉体の状態を均一な状態に近づけることができる。粉体の状態が均一な状態に近づけば、排出される粉体の状態もより適切な状態に近づけることができる。
【００３８】
また、振動板１１の振動を本体部２の収容空間２ｈ内の粉体に加えれば、本体部２の収容空間２ｈ内の粉体にブリッジが発生していたとしてもブリッジを破壊することができる。そして、加振部１４によって定期的に振動板１１に振動を発生させていれば、粉体にブリッジが発生することを防ぐことができる。
【００３９】
しかも、振動板１１が本体部２の収容空間２ｈに吊り下げられているので、振動板１１を設置しても、収容空間２ｈ内の粉体の流動抵抗となる物体を少なくでき、長期的には振動板１１の両側に鉛直下向きの流れが形成される。しかも、振動付加時には振動板１１を大きく動かして粉体に大きな影響を及ぼすことができる。
【００４０】
とくに、吊り下げ軸１６に吊り部材１７を引っ掛けるようにして振動板１１を吊り下げれば、加振部１４から加えられた振動によって、効果的に振動板１１を振動させることができる。
【００４１】
（振動板１１について）
上記例では、振動板１１を、本体部２の収容空間２ｈの長手方向と平行に設けた場合を説明したが、振動板１１は、その表面が本体部２の収容空間２ｈの長手方向に対して傾斜（図１（Ｂ）の破線参照）して取り付けられていてもよい。この場合には、吊り下げ軸１６も本体部２の収容空間２ｈの長手方向に対して傾斜するように配設される。
【００４２】
また、振動板１１は必ずしも本体部２の幅方向の中間線ＣＬ上に配置されていなくてもよく、いずれかの傾斜壁２ｆに偏って配置されていてもよい。しかし、振動板１１を本体部２の幅方向の中間線ＣＬ上に配置しておけば、収容空間２ｈ内の粉体に均一に振動を加えやすくなるという利点が得られる。
【００４３】
振動板１１は、鉛直方向（図１（Ａ）の上下方向）や傾斜壁２ｆの下端縁２ｓに沿った方向（図１（Ｂ）の上下方向）の長さに比べて厚さが薄い部材であればよく、板状の部材に限られない。振動板１１として板状の部材を採用すれば、本体部２の収容空間２ｈの容積の減少を防ぐことができる。かかる振動板１１は、例えば、表面が平坦面である平板によって形成することができる。この場合には、その表面が鉛直方向と平行かつ傾斜壁２ｆの下端縁２ｓと平行となるように設けることが望ましい。また、上述したような平板以外にも、波板や表面に突起等を有する板状部材を振動板１１として使用することもできる。
【００４４】
また、振動板１１は一枚に限られず、複数枚（例えば２枚以上）設けてもよい。複数枚の振動板１１を設ける場合には、複数枚の振動板１１が本体部２の幅方向の中間線ＣＬに対して対称となるように配置することが望ましい。すると、収容空間２ｈ内の粉体に均一に振動を加えやすくなる。この場合、全ての振動板１１を貫通するように加振軸１３を設けてもよいし、最も外方に位置する振動板１１（つまり、最も傾斜壁２ｆに近い振動板１１）に加振軸１３を連結してこの振動板１１と他の振動板１１を軸部材や板材等によって連結してもよい。
【００４５】
さらに、複数の振動板１１を設ける場合、隣接する振動板１１間の距離および隣接する振動板１１と傾斜壁２ｆとの距離は等距離に配置してもよいし、位置によって距離を変えてもよい。
【００４６】
さらに、複数の振動板１１は全て同じ振動板１１としてもよいし、位置によって異なる振動板１１（例えば、平板と波板等）を配置してもよい。
【００４７】
（加振軸１３について）
上記例では、一対の加振軸１３，１３を振動板１１の両表面に設ける場合を説明したが、加振軸１３は一方の表面だけに設けてもよい。
【００４８】
また、図１および図２には、加振軸１３が振動板１１の両表面に一本ずつ設けられている場合を説明した。しかし、振動板１１の各表面に設ける加振軸１３の本数もとくに限定されず、複数本（２本以上）設けてもよい。また、振動板１１の各表面で加振軸１３を設ける本数もとくに限定されず、両表面に設ける加振軸１３の本数は同じ本数としてもよいし、異なる本数としてもよい。
【００４９】
（振動付与機構１０について）
上記例では、振動付与機構１０が加振軸１３を介して振動板１１に振動を加える場合を説明した。この場合、上記のように、加振軸１３の他端が本体部２外に配置されていれば、加振軸１３に振動を加える装置（加振器１４等）を収容空間２ｈ内に配置する必要が無い。すると、振動付与機構１０を本体部２に設けても、本体部２の構造が複雑になることを防止できる。
【００５０】
なお、本体部２の外部から振動板１１に振動を付与できるのであれば、振動付与部１２の構成はとくに限定されない。例えば、吊り下げ部１５の吊り下げ軸１６や吊り部材１７を加振して振動板１１に振動を付与してもよい。ただし、加振軸１３を介して振動板１１に振動を加えるようにすれば、粉体の内部に加える振動を強くできるので、収容空間２ｈ内の粉体の状態を均一に近づけ易くなる。
【００５１】
また、振動板１１に振動を付与できるのであれば、振動付与部１２は本体部２の内部に設けられていてもよい。例えば、本体部２の天板や側壁等に、吊り下げ部１５の吊り下げ軸１６や吊り部材１７等を加振する加振器を設けてもよい。
【００５２】
（搬送部２０について）
搬送部２０は、本体部２内の粉体を一定量ずつ連続して搬送することができる機能を有するものであればよく、とくに限定されない。例えば、スクリューコンベアやベルトコンベア、チェーンコンベア等の公知の粉体搬送装置を搬送部２０として使用することができる。とくに、スクリューコンベアを使用し、本体部２の開口２ａが伸びる方向に沿って粉体を搬送するようにすれば、本体部２の開口２ａから排出される粉体の量のバラつきを抑えることができる。例えば、等比ピッチのスクリューコンベアを使用すれば、本体部２の開口２ａから排出される粉体の量について、開口２ａの位置による差を小さくできる。すると、本体部２の開口２ａから搬送部２０に供給される粉体の量、言い換えれば、本体部２の開口２ａから排出される粉体の量を安定させることができる。
【００５３】
また、本実施形態の粉体供給装置１は、必ずしも搬送部２０を備えていなくてもよい。例えば、重力により開口２ａから粉体Ｍを排出する場合には、上述したような搬送部２０を設けず、本体部２だけで本実施形態の粉体供給装置１を構成することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明の粉体供給装置は、粉体を安定して次工程に供給することが要求される設備において粉体を貯留し供給する装置として適している。
【符号の説明】
【００５５】
１        粉体供給装置
２        本体部
２ａ      開口
２ｈ      収容空間
２ｆ      傾斜壁
２ｓ      傾斜壁２ｆの下端縁
２ｗ      本体部２の側壁
１０      振動付加機構
１１      振動板
１２      振動付与部
１３      加振軸
１４      加振器
１５      吊り下げ部
１６      吊り下げ軸
１７      吊り部材
２０      搬送部
【図１】
2020007124.tif 000003
【図２】
2020007124.tif 000004