(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンク内の粉粒体を、タンク底部の排出部に接続された次段の装置へ落下排出する粉粒体の排出方法において、タンク底部の排出部と次段の装置との接続部に、上下から弾性接続体で挟んだ支持板を介在させ、この支持板を振動させることにより、接続部の内側で支持板に立設された振動板を振動させつつ粉粒体を落下排出することを特徴とする粉粒体の排出方法。
【請求項２】
支持板を、振動板の肉厚方向に振動させることを特徴とする請求項１の粉粒体の排出方法。
【請求項３】
タンク内の粉粒体を、タンク底部の排出部に接続された次段の装置へ落下排出する粉粒体の排出装置において、タンク底部の排出部と次段の装置の接続部に、上下から弾性接続体で挟まれ、しかも一部が当該接続部から外方に延出した支持板が介在されており、支持板の外方への延出部には振動装置が取り付けられていると共に、接続部の内側で支持板に立設された振動板が設けられていることを特徴とする粉粒体の排出装置。
【請求項４】
振動装置が、支持板に対し、主に振動板の肉厚方向の振動を与えるものであることを特徴とする請求項３の粉粒体の排出装置。
【請求項５】
弾性接続体が、環状のゴム板であることを特徴とする請求項３または４の粉粒体の排出装置。
【請求項６】
振動板の高さが、排出部の開口が円形の場合、排出部の内径の１〜５倍、排出部の開口が方形の場合、開口の長手方向の長さの１〜３倍であることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の粉粒体の排出装置。
【請求項７】
タンクが横型タンクであることを特徴とする請求項３〜６のいずれか１項に記載の粉粒体の排出装置。
【請求項８】
粉粒体を収容したタンクと、ケーシングの上部がタンク底部の排出部に接続され、タンクから落下排出される粉粒体をケーシング内のローターの回転に伴って順次ケーシング底部へと送り出すロータリーフィーダーと、ロータリーフィーダーのケーシング底部へ送り出された粉粒体を圧縮空気で輸送する輸送管とを有する粉粒体の供給装置において、タンクと、タンク底部の排出部に接続された次段の装置であるロータリーフィーダーのケーシングとの接続部に、請求項３〜７のいずれか１項に記載の粉粒体の排出装置を有することを特徴とする粉粒体の供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タンク内に収容した粉粒体を、タンク底部の排出部に接続された次段の装置へと落下排出するための粉粒体の排出方法および排出装置、さらにはこの排出装置を備え、粉粒体を定量的に供給するための供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、トンネル掘削における地山の補強や掘削面の安定化、宅地造成や路線工事における法面の安定化等を目的としてセメント系材料を吹き付ける場合、吹き付けコンクリート系材料を早期に硬化させて強度を発現させるために、吹き付けに際してセメント系材料に粉粒状の急結材を添加することが行われる。このセメント系材料への急結材の添加は、急結材を収容したタンク底部の排出部に、次段の装置としてロータリーフィーダーを接続しておき、タンクからロータリーフィーダーへ落下排出される急結材をロータリーフィーダーで定量的に送り出すと共に、ロータリーフィーダーに接続された輸送管を介して圧縮空気で輸送する粉粒体の供給装置を用いて行われている。
【０００３】
ところで、上記急結材のような粉粒体をタンクから落下排出する時に、タンク内でブロッキングやブリッジを生じ、粉粒体の落下排出が不安定になったり妨げられやすいことから、従来次のような排出方法および装置が提案されている。
【０００４】
（１）タンク底部に連結用の筒の上端を接続すると共に、フレキシブルチューブを介して連結用の筒の下端をロータリーフィーダー等の次段の装置に接続し、さらに連結用の筒の外側に振動装置を取り付け、振動装置によって連結用の筒及びタンクを振動させて粉粒体の落下排出を促す（実開昭６１−１８５７３１号公報）。
【０００５】
（２）タンク上部と、排出口上方に分散用の陣笠を有するタンク底部とを蛇腹を介して接続すると共に、タンク底部に振動装置を設けて、振動装置でタンク底部および陣笠を振動させて粉粒体の落下を促す（特開昭５４−６４３５８号公報）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記（１）の排出方法および装置の場合、振動装置で振動させるのが連結用の筒とタンクであって、振動させる対象が大きく、またタンクはある程度の内圧に耐えられるよう一般に肉厚であることから、振動が効果的に伝わりにくい。従って、タンク内の粉粒体へ伝達される振動が小さく、タンク内でのブロッキングやブリッジの抑制効果が不十分な問題がある。特に粉粒体がミクロンオーダーの粒子径を持つものである場合には上記傾向が一層顕著になる。より大きな振動力を持つ振動装置を使用することも考えられるが、設備コストが上昇してしまうため、有効な解決策とはいえない。
【０００７】
また、上記（２）の排出方法および装置の場合、振動装置で振動させるのがタンク底部回りに限られるので、上記（１）の場合よりは振動を粉粒体に伝えやすいが、やはり振動させる対象が大きいため、粉粒体へ十分に振動を伝達するには強力な振動装置が必要となる問題がある。また、タンクを上部と底部に分け、しかも両者を蛇腹で接続しなければならないので、装置が複雑化してコストが高くつく問題がある。
【０００８】
さらに言及すると、タンク全体またはその一部を振動させて粉粒体の排出を促進する上記（１）および（２）においては、タンクの径を広げると外周寄りに振動が伝わりにくくなる。このため、タンクの粉粒体収容量を大きくする場合、タンクの高さを高くすることになる。従って、トンネル内等の高さに制限のある場所で使用する粉粒体の供給装置に適用した場合に、タンクの粉体収容量が制限されやすい。また、開放された場所で使用する粉粒体の供給装置に適用する場合でも、タンクの高さを高くしてタンクの粉体収容量を大きくすると、タンク上部から行われる粉粒体の開袋投入時に足場等が必要となるという問題もある。
【０００９】
本発明は、上記従来の問題点にかんがみてなされたもので、タンク内の粉粒体を、タンク底部に接続された次段の装置へ落下排出するに際し、小型の振動装置を用いた簡便な手段により安定して粉粒体を落下排出できるようにすることを目的とする。また、本発明は、横型タンク（高さよりも径または幅の大きなタンク）としても安定した粉粒体の落下排出が維持できるようにすることを目的とするものでもある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、タンク内の粉粒体を、タンク底部の排出部に接続された次段の装置へ落下排出する粉粒体の排出方法において、タンク底部の排出部と次段の装置との接続部に、上下から弾性接続体で挟んだ支持板を介在させ、この支持板を振動させることにより、接続部の内側で支持板に立設された振動板を振動させつつ粉粒体を落下排出することを特徴とする粉粒体の排出方法を提供するものである。
【００１１】
また、本発明は、タンク内の粉粒体を、タンク底部の排出部に接続された次段の装置へ落下排出する粉粒体の排出装置において、タンク底部の排出部と次段の装置の接続部に、上下から弾性接続体で挟まれ、しかも一部が当該接続部から外方に延出した支持板が介在されており、支持板の外方への延出部には振動装置が取り付けられていると共に、接続部の内側で支持板に立設された振動板が設けられていることを特徴とする粉粒体の排出装置を提供するものである。
【００１２】
さらに本発明は、粉粒体を収容したタンクと、ケーシングの上部がタンク底部の排出部に接続され、タンクから落下排出される粉粒体をケーシング内のローターの回転に伴って順次ケーシング底部へと送り出すロータリーフィーダーと、ロータリーフィーダーのケーシング底部へ送り出された粉粒体を圧縮空気で輸送する輸送管とを有する粉粒体の供給装置において、タンクと、タンク底部の排出部に接続された次段の装置であるロータリーフィーダーのケーシングとの接続部に、上記粉粒体の排出装置を用いることを提供するものでもある。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１〜３に基づいて本発明の一例を説明する。
【００１４】
図１は本発明に係る粉粒体の供給装置の一例を示す左側面断面図、図２は図１の粉粒体の供給装置の正面断面図、図３は振動板１回りの拡大斜視図である。
【００１５】
図１および図２において、２は粉粒体３を収容したタンクで、タンク２の上部には粉粒体３補充用の開閉可能な上蓋４が設けられ、タンク２の底部は漏斗状につぼまって下端が開放された排出部５となっている。
【００１６】
タンク２の下方には、タンクから落下排出される粉粒体３を受け入れる次段の装置としてロータリーフィーダー６が位置している。このロータリーフィーダー６は、ケーシング７内で回転するローター８を有するもので、ケーシング７の上部は上記タンク２の排出部５に接続されており、タンク２からケーシング７内の上部へ落下排出される粉粒体３をローター８の回転に伴って順次定量的にケーシング７底部へと送り出すものとなっている。ローター８の回転には、リングコーン等の変速機付モーターやインバーター等の周波数可変装置付モーターが使用でき、ローター８の回転数を変えることによって、粉粒体の供給量を変えることが可能である。
【００１７】
ロータリーフィーダー４のケーシング７底部には、ケーシング７底部へと送り出された粉粒体を圧縮空気で搬送するための輸送管９が接続されている。この輸送管９の一端側には、図示はされていないが、ブロアまたはコンプレッサー等の圧縮装置（通常、ドライヤーを備えている）が接続されているものである。
【００１８】
上記輸送管９に供給される圧縮空気は、通常７ｋｇ／ｃｍ2 以下の圧力のもので、その一部はローター８とケーシング７間のわずかな隙間を通ってタンク２内に侵入してタンク２の内圧を高める。従って、タンク２は、この内圧の上昇に耐えられるよう、上記圧縮空気の圧力にもよるが、０．５〜１０ｋｇ／ｃｍ2 の圧力に耐えられるように設計しておくことが好ましい。
【００１９】
本発明に係る排出装置は、上記タンク２の排出部５と、ロータリーフィーダー６との間の接続部に介在しているものである。さらに説明すると、本排出装置は、接続部内に位置する振動板１と、振動板１が立設された支持板１０と、支持板１０を上下から挟む弾性接続体１１，１１と、上記接続部から外方に延出した支持板１０部分に設けられた振動装置１２とから構成されている。支持板１０と、支持板１０の上下に位置する弾性接続体１１，１１とは、排出部１０の下端縁に設けられたフランジ部１３と、ロータリーフィーダー６のケーシング７上端縁に設けられたフランジ部１４とをボルト締めして接続する際に、両フランジ部１３，１４間に挟み込まれているものである。
【００２０】
上記排出装置における振動装置１２は、両弾性接続体１１，１１を弾性変形させつつ支持板１０全体を振動させ、この支持板１０に立設された振動板１をも振動させるものである。この振動装置１２による振動を効率的に振動板１の振動として伝えるために、上記両フランジ部１３，１４間のボルト締めは、粉粒体３のもれを生じたり接続のずれを生じない範囲で、両弾性接続体１１，１１が弾性変形しやすい程度の締め付け力としておくことが好ましい。なお、図３における２０はボルトを通すためのボルト孔である。
【００２１】
支持板１０は、図３に明示されるように、やや一方に片寄った位置に開口部１５を有する長方形の枠状体となっている。この開口部１５は粉粒体３を落下排出するためのもので、タンク２の排出部５の開口とほぼ同じ大きさと形状となっている。本例における支持板１０およびその開口部１５の形状は方形であるが、例えばタンク２の排出部５の外形および開口形状が円形であれば、これと同じ円形とすることが好ましい。
【００２２】
支持板１０の一辺側は、タンク２の排出部５と、ロータリーフィーダー６との間の接続部外へ延出しており、この外部へ延出した部分に振動装置１２が取り付けられている。振動装置１２は、前述のように、支持板１０を介して振動板１を振動させるためのもので、支持板１０に対し、主に振動板１の肉厚方向の振動を付与するものであることが好ましい。このような方向に振動を付与すると、振動板１が撓みやすい方向に振動させることになり、振動板１が振動しやすいと共に、この振動板１の振動を効果的に粉粒体３に伝えることができる。また、上記方向の振動はほぼ水平方向の振動であり、振動がタンク２やロータリーフィーダー６へと分散して減衰するのを弾性接続体１１，１１で防止しやすい。
【００２３】
板振動装置１２としては、周知の振動モーター等を用いることができる。本発明者等の知見によれば、本発明で振動装置１２として２極の振動モーターを使用する場合、従来の技術で説明した（１）で使用する２極の振動モーターの２５〜５０％の振動力のもので足る。また、通常、振動モーターは設置面に対して主に垂直方向の振動を付与するものであることから、支持板１０に対して上記のような方向の振動を付与できるようにするためには、図１に示されるように、振動モーター（振動装置１２）を横向きに取り付けることが好ましい。
【００２４】
支持板１０の開口部１３内中央部を横断するように振動板１の下端部が差し込まれており、開口部１３の周縁部に振動板１の下端部間が固定されていることで、支持板１０に振動板１が立設されている。支持板１０や振動板１は一般鋼材（軟鋼、ステンレス鋼等）で構成することができ、支持板１０への振動板１の取り付けは、熔接やねじ止めによって行うことができる。
【００２５】
片寄りなく振動を粉粒体３に伝えることができるよう、支持板１０はほぼ水平に取り付けられ、振動板１は支持板１０に対してほぼ垂直に立設されていることが好ましい。
【００２６】
振動板１の高さは、振動板１の大きさ、形状、厚み等にもよるが、排出部５の開口が円形である場合、排出部５の内径の１〜５倍であることが好ましく、排出部５の開口が方形である場合、開口の長手方向の長さの１〜３倍とすることが好ましい。振動板１の高さが小さ過ぎると、振動板１の振動が小さくなり、粉粒体３へ伝わる振動も小さくなって、高い排出促進効果が得にくくなる。逆に振動板１の高さが高過ぎると、振動板１の振幅が大きくなり、振動板１と支持板１０の接合部が破損しやすくなる。
【００２７】
振動板１は正方形や長方形の平板でもよいが、先端（上端側）を撓みやすくするために、上端側の幅を狭くした台形状としたり、支持板１０との接続面積を広くするために、肉厚を基部（支持板１０側）側で大きく先端側で小さくした楔もしくは錐形状としたりすることもできる。
【００２８】
本例における弾性接続体１１，１１は、前記両フランジ部１３，１４間に挟み込まれる形状（通常、円形もしくは方形）で、中央部に支持板１０の開口部１５に対応する開口部１６，１６を有する環状のゴム板で構成されている。弾性接続体１１，１１は、振動装置１２の振動を大きく減衰させることなく支持板１０へ伝えることができるようにするもので、本例のようなゴム板の他、スプリング等の他の弾性部材を用いたものとすることもできる。しかし、スプリング等を用いる場合、タンク２の排出部５とロータリーフィーダー６間の接続部を囲む可撓性材料と組み合わせて粉粒体のもれを防止する必要があるのに対し、本例におけるゴム板製の弾性接続体１１，１１はこの接続部のパッキンとしての役割をもなしており、構造が簡略である点で好ましい。ゴム板としては、ＮＢＲ、ＳＢＲ、シリコーンゴム等の汎用ゴムを使用することができる。
【００２９】
本発明の排出装置を適用した場合、タンク２を、図１および図２に示されるような縦型のタンク２（高さよりも径または幅の小さなタンク２）に代えて、図４に示されるような横型のタンク２とすることができる利点がある。図４に示される横型のタンク２は、円筒胴部１７の両端に鏡板１８を熔接した構造となっており、内部には、粉粒体（図示されていない）を排出部５に案内するための傾斜板１９が取り付けられている。この傾斜板１９の傾斜角度は、上述した排出装置との組み合わせにより、粉粒体の安息角より１０〜２０度小さくすることが可能である。従って、タンク２の容量を大きくする場合に、図４に示されるような横型のタンク２とすることにより、タンク２の高さを低く抑えることができ、高さ制限のある場所での使用に対応しやすく、また上蓋４からの粉粒体の開袋投入も容易となる。
【００３０】
本発明により落下排出並びに供給する粉粒体としては、一般の粉粒体は勿論のこと、セメント系材料や急結材を挙げることができる。急結材としては、特に制限されるものではないが、例えばカルシウムアルミネート類、アルミン酸ナトリウム、硫酸アルミニウム等のアルミニウム塩、アルカリ炭酸塩等を挙げることができる。
【００３１】
【実施例】
以下、実施例および比較例によって本発明をさらに説明する。
【００３２】
実施例１〜３
図１および図２に示されるような供給装置で排出試験を行った。
【００３３】
粉粒体としては、平均粒径１０μｍ、安息角５０度のカルシウムアルミネート粉末を用いた。タンクは、縦２００ｍｍ、横８０ｍｍの長方形に開口した排出部と、この排出部に向かって５０度に傾斜した底面を有する２５０リットルの縦型タンクとし、各試験ともこのタンクに上記粉粒体を満たした上で行った。
【００３４】
振動板としては、幅７８ｍｍ、厚さ１０ｍｍで、高さを下記の３通りに変えた長方形平板を用いた。支持板の上下に設ける弾性接続体としては、ＮＢＲのゴム板を用いた。
【００３５】
振動装置としては、振動モーターを用い、振動力を５０ｋｇに設定した。
【００３６】
ロータリーフィーダーに接続された輸送管には流量２．５ｍ3 ／ｍｉｎ、圧力４ｋｇ／ｃｍ2 の圧縮空気を供給し、ロータリーフィーダーのローターの回転数は６ｒｐｍとした。
【００３７】
振動板の高さｈは以下の通りとした。なお、ｗは排出部開口の長手方向の長さである。
【００３８】
振動板Ａ：ｈ＝２００ｍｍ、ｈ：ｗ＝１：１（実施例１）
振動板Ｂ：ｈ＝４００ｍｍ、ｈ：ｗ＝２：１（実施例２）
振動板Ｃ：ｈ＝６００ｍｍ、ｈ：ｗ＝３：１（実施例３）
排出試験の結果、上記振動板Ａ〜Ｃのいずれの場合も、安定した排出状態を維持しつつ、タンク内の粉粒体を完全に排出することができた。
【００３９】
実施例４〜６
実施例１〜３に示される振動板Ｂを用い、振動モーターのバランスウエイトの角度を変えることで振動力を変化させて、実施例１〜３と同様に排出実験を行った。
【００４０】
結果を表１に示す。
【００４１】
比較例１および２
振動板を設けず、振動モーターをタンク底部の傾斜部に直接固定し、振動モーターのバランスウエイトの角度を変えることで振動力を変化させて、実施例１〜３と同様に排出実験を行った。
【００４２】
結果を表１に示す。
【００４３】
【表１】
0003678900.tif 000002
【００４４】
実施例７および８
実施例１〜３に示される振動板Ｂを用い、弾性接続体をＳＢＲのゴム板（実施例７）とシリコーンゴムのゴム板（実施例８）に変え、実施例１〜３と同様に排出試験を行ったところ、いずれの弾性接続体によっても、安定した排出状態を維持しつつ、タンク内の粉粒体を完全に排出することができた。
【００４５】
実施例９〜１１
実施例１〜３に示される振動板Ｂを用い、各種タンクを用いて実施例１〜３と同様に排出試験を行った。
【００４６】
結果を表２に示す。
【００４７】
【表２】
0003678900.tif 000003
【００４８】
【発明の効果】
本発明は、以上説明した通りのものであり、支持板１０に立設した振動板１を集中的に振動させて粉粒体３に効果的に振動を伝えることができるので、振動力の小さな振動装置１２によって安定した落下排出を維持できるものである。また、タンク２底部の排出部５と、ロータリーフィーダー６等の次段の装置との間の接続部に、振動板１を立設した支持板１０を弾性接続体１１で挟んで介在させるという、簡便な構成にて上記効果を得ることができ、設備的な負担もきわめて小さいものである。さらに、横型のタンク２としても良好な排出状態を維持できるので、タンク２の高さを増大させることでタンク２の容量増大を図る場合の不都合なくタンク２の容量増大を図ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る粉粒体の供給装置の一例を示す左側面断面図である。
【図２】図１の粉粒体の供給装置の正面断面図である。
【図３】振動板回りの拡大斜視図である。
【図４】横型タンクの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１    振動板
２    タンク
３    粉粒体
４    上蓋
５    排出部
６    ロータリーフィーダー
７    ケーシング
８    ローター
９    輸送管
１０  支持板
１１  弾性接続体
１２  振動装置
１３  フランジ部
１４  フランジ部
１５  開口部
１６  開口部
１７  円筒胴部
１８  鏡板
１９  傾斜板
２０  ボルト孔
【図１】
0003678900.tif 000004
【図２】
0003678900.tif 000005
【図３】
0003678900.tif 000006
【図４】
0003678900.tif 000007