(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量制御フィーダ(20)から加圧タンク(30)へ金属粉末からなる粉体材料を定量供給し、前記加圧タンク(30)から下流の高圧容器(50)へ気力輸送により前記粉体材料を供給するようにした高圧容器への粉体材料の供給方法において、前記重量制御フィーダ(20)と前記加圧タンク(30)との間に密封容器(61)の上部の供給口(62)と下部の排出口(63)に対して１個のみの開口(67)を選択的に向けることができると共に前記供給口(62)、密封容器(61)及び排出口(63)に対して非接触状態で回転自在に軸支されたカップ型の弁体(66)を有する第１仕切弁(60)およびボール弁からなる第６仕切弁(46)を設け、前記第６仕切弁(46)が閉弁している状態では前記重量制御フィーダ(20)から供給される前記粉体材料を前記第１仕切弁(60)の前記弁体(66)内に順次堆積して保持するのみで前記第６仕切弁(60)の上流部には堆積せず、前記第６仕切弁(46)が完全に開弁した後に前記弁体(66)を回転して転倒させ前記弁体(66)内に保持していた前記粉体材料を前記第６仕切弁(46)が完全に開弁している間のみ前記加圧タンク(30)へ供給することを特徴とする高圧容器への粉体材料の供給方法。
【請求項２】
重量制御フィーダ(20)に接続され金属粉末からなる粉体材料を排出するための材料排出管(11)と、前記材料排出管(11)の下部に設けられ密封容器(61)の上部の供給口(62)と下部の排出口(63)に対して１個のみの開口(67)を選択的に向けることができると共に前記供給口(62)、密封容器(61)及び排出口(63)に対して非接触状態で回転自在に軸支されたカップ型の弁体(66)を有する第１仕切弁(60)と、前記第１仕切弁(60)の下部にボール弁からなる第６仕切弁(46)を介して接続された加圧タンク(30)と、前記加圧タンク(30)の下流に接続された高圧容器(50)と、前記加圧タンク(30)の上部に第２仕切弁(42)を有する第１高圧ガス供給管(12)を介して接続された高圧ガス源(16)とからなり、前記第６仕切弁(46)が閉弁している状態では前記重量制御フィーダ(20)から供給される前記粉体材料を前記第１仕切弁(60)の前記弁体(66)内に順次堆積して保持するのみで前記第６仕切弁(60)の上流部には堆積せず、前記第６仕切弁(46)が完全に開弁した後に前記弁体(66)を回転させ前記弁体(66)内に保持していた前記粉体材料を前記第６仕切弁(46)が完全に開弁している間のみ前記加圧タンク(30)へ供給するように構成したことを特徴とする高圧容器への粉体材料の供給装置。
【請求項３】
前記高圧ガス源(16)と第２仕切弁(42)との間と前記加圧タンク(30)と高圧容器(50)との間とを直接接続するため第５仕切弁(45)を有する第２高圧ガス供給管(15)と、前記加圧タンク(30)の上部へ接続され第３仕切弁(43)を有するガス排気管(13)とを有することを特徴とする請求項２記載の高圧容器への粉体材料の供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧容器への粉体材料の供給方法及び装置に関し、特に、加圧タンクの上流側に粉体材料を堆積させて保持するカップ状をなす容器形の第１仕切弁及びボール弁からなる第６仕切弁を設けることにより、粉体材料の完全な供給及び重量制御フィーダ側への逆流を防止するための新規な改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高圧で作動する高圧容器内へ粉体材料を供給するに際し、間欠かつ定量的に供給する方法及び装置について、例えば、図５に示す装置が採用されていた。すなわち、図５において、符号１０で示されるものは粉体材料の供給装置であり、この供給装置１０は、主として重量制御フィーダ２０、加圧タンク３０および空気・アルゴンガス、窒素ガス等の高圧ガス源１６により構成されている。前記重量制御フィーダ２０とその下方に配置される前記加圧タンク３０とは、材料排出管１１により連結されており、この材料排出管１１は、前記重量制御フィーダ２０の排出口から垂直状に下方へ配置されると共に前記加圧タンク３０の頂部からその内部へ貫通して垂下している。この材料排出管１１の下端にはその開口を覆うようにフラップ弁からなる第１仕切弁４１が開閉自在に設けられている。
【０００３】
前記高圧ガス源１６は、第２仕切弁４２を設けた第１高圧ガス供給管１２を介して加圧タンク３０の上部へ連結されている。前記加圧タンク３０は、頂部に第３仕切弁４３を設けたガス排出管１３が連結され、直接大気へあるいはベント１７又はバグフィルタ１８を介して大気へ開放されており、その底部には、第４仕切弁４４及び材料供給管１４を介して高圧容器５０へ連結されている。
前記高圧ガス源１６と第２仕切弁４２との間及び第４仕切弁４４と高圧容器５０との間には、第５仕切弁４５を有する第２高圧ガス供給管１５が直接接続されている。なお、前述の各仕切弁４１，４２，４３，４４及び４５は、それらの開閉が自動制御可能に図示しない制御部を介して制御されるように構成されている。
【０００４】
次に、動作について説明する。まず、第１仕切弁４１から第５仕切弁４５がすべて閉弁された状態において、重量制御フィーダ２０を起動し、粉体材料を材料排出管１１へ定量的に連続排出する。この動作により、材料排出管１１内に粉体材料が順次堆積される。次に、第１仕切弁４１を所定時間開弁した後に閉弁することにより、材料排出管１１内に堆積した粉体材料が、落下して加圧タンク３０内へ供給されて堆積される。
【０００５】
次に、前述の状態下で、第２仕切弁４２および第４仕切弁４４のみを所定時間開弁した後に閉弁することにより、その開閉弁期間内に高圧ガス源１６から第１高圧ガス供給管１２を介して加圧タンク３０へ、高圧容器５０内の圧力よりも高圧のガスが供給され、加圧タンク３０内に堆積されている粉体材料が、このガスの圧力により第４仕切弁４４を通過して高圧容器５０内へ気力輸送されて供給される。
次に、第５仕切弁４５を所定時間開弁した後に閉弁することにより、高圧ガス源１６から第２高圧ガス供給管１５を介して材料供給管１４へガスが供給され、材料供給管１４内に残留している粉体材料が、このガスの圧力により高圧容器５０内へ気力輸送されて供給される。
【０００６】
次に、第３仕切弁４３を所定時間開弁して閉弁することにより、加圧タンク３０内に残留する高圧ガスがガス排気管１３から直接大気へ又はベント１７あるいはバグフィルタ１８を経て放出され、加圧タンク３０の内部圧力が大気圧力と同等になる。以上のように、重量制御フィーダ２０を定量供給状態で連続運転し、前述の各動作を、短時間間隔で繰返して行うことにより、粉体材料が擬似的に連続して高圧容器５０へ供給される。なお、前述の各仕切弁４１から４５及び重量制御フィーダ２０の動作は図６の作動チャートに示される通りである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の高圧容器への粉体材料の供給方法及び装置は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。すなわち、粉体材料がマグネシウム、アルミニウム、金属カルシウムなどの金属粉末あるいは比重の大きい材料である場合、また、金属粉末あるいは比重の大きい材料が配合された材料である場合、フラップ弁形式の第１仕切弁において、閉弁時に、弁体に挟まれた粉体材料により完全な閉鎖ができず、シール遮断機能が発揮できない場合があった。その結果、高圧ガスが第１仕切弁から材料排出管を経て重量制御フィーダへ逆流することがあり、粉体材料の定量供給制御を阻害することがあった。
【０００８】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、特に、加圧タンクの上流側に粉体材料を堆積させて保持するカップ状をなす容器形で回転型の第１仕切弁及びボール弁からなる第６仕切弁を設けることにより、粉体材料の完全に供給及び重量制御フィーダ側への逆流を防止するようにした高圧容器への粉体材料の供給方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による高圧容器への粉体材料の供給方法は、重量制御フィーダから加圧タンクへ金属粉末からなる粉体材料を定量供給し、前記加圧タンクから下流の高圧容器へ気力輸送により前記粉体材料を供給するようにした高圧容器への粉体材料の供給方法において、前記重量制御フィーダと前記加圧タンクとの間に密封容器の上部の供給口と下部の排出口に対して１個のみの開口を選択的に向けることができると共に前記供給口、密封容器及び排出口に対して非接触状態で回転自在に軸支されたカップ型の弁体を有する第１仕切弁およびボール弁からなる第６仕切弁を設け、前記第６仕切弁が閉弁している状態では前記重量制御フィーダから供給される前記粉体材料を前記第１仕切弁の前記弁体内に順次堆積して保持するのみで前記第６仕切弁の上流部には堆積せず、前記第６仕切弁が完全に開弁した後に前記弁体を回転して転倒させ前記弁体内に保持していた前記粉体材料を前記第６仕切弁が完全に開弁している間のみ前記加圧タンクへ供給する方法であり、また、重量制御フィーダに接続され金属粉末からなる粉体材料を排出するための材料排出管と、前記材料排出管の下部に設けられ密封容器の上部の供給口と下部の排出口に対して１個のみの開口を選択的に向けることができると共に前記供給口、密封容器及び排出口に対して非接触状態で回転自在に軸支されたカップ型の弁体を有する第１仕切弁と、前記第１仕切弁の下部にボール弁からなる第６仕切弁を介して接続された加圧タンクと、前記加圧タンクの下流に接続された高圧容器と、前記加圧タンクの上部に第２仕切弁を有する第１高圧ガス供給管を介して接続された高圧ガス源とからなり、前記第６仕切弁が開弁している状態では前記重量制御フィーダから供給される前記粉体材料を前記第１仕切弁の前記弁体内に順次堆積して保持するのみで前記第６仕切弁の上流部には堆積せず、前記第６仕切弁が完全に開弁した後に前記弁体を回転させ前記弁体内に保持していた前記粉体材料を前記第６仕切弁が完全に開弁している間のみ前記加圧タンクへ供給するようにした構成であり、前記高圧ガス源と第２仕切弁との間と前記加圧タンクと高圧容器との間とを直接接続するため第５仕切弁を有する第２高圧ガス供給管と、前記加圧タンクの上部へ接続され第３仕切弁を有するガス排気管とを有する構成である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明による高圧容器への粉体材料の供給方法及び装置の好適な実施の形態について説明する。なお、従来例と同一又は同等部分については同一符号を用いて説明する。
【００１１】
図１において符号１０で示されるものは粉体材料の供給装置であり、この供給装置１０は、主として重量制御フィーダ２０、加圧タンク３０及び空気・アルゴンガス・窒素ガス等の高圧ガス源１６により構成されている。前記重量制御フィーダ２０とその下方に配置されている前記加圧タンク３０とは、互いに直列接続された材料排出管１１、カップ形の弁体６６で構成される第１仕切弁６０及び前記第１仕切弁６０とは構造が異なるシール性に優れたボール弁で構成される第６仕切弁４６によって連結されている。
【００１２】
前記高圧ガス源１６は、第２仕切弁４２を設けた第１高圧ガス供給管１２を介して加圧タンク３０の頂部へ連結されている。また、前記加圧タンク３０は、その頂部に第３仕切弁４３を設けたガス排出管１３が連結され、直接大気へ、あるいはベント１７又はバグフィルタ１８を介して大気へ開放されており、その底部は、材料供給管１４を介して高圧容器５０へ連結されている。
さらに、前記高圧ガス源１６と第２仕切弁４２との間と前記加圧タンク３０と高圧容器５０との間とには、第５仕切弁４５を設けた第２高圧ガス供給管１５がバイパス系として直接接続されている。なお、前述の各仕切弁６０、４２、４３、４５及び４６は、図示しない制御部の制御によりそれらの開閉弁が自動制御可能に構成されている。
【００１３】
次に、図２及び図３に示されるように、カップ形の弁体６６で構成される前記第１仕切弁６０は、下部が先細り状に形成された密封容器６１及びこの密封容器６１の内部に回転可能に収納された前記弁対６６により構成されている。前記密封容器６１は、上部に供給口６２、下部に排出口６３がそれぞれ形成されている。前記供給口６２には前記材料排出管１１が連結され、前記排出口６３には前記第６仕切弁４６が連結されている。前記弁体６６はほぼ逆三角形状で形成されていると共にその上部は開口６７を有していると共に前記密封容器６１の側壁に回転自在に設けられた水平軸６８によって矢印Ａの方向に回動自在に設けられ、この水平軸６８が図示しない駆動装置により駆動されることにより回転駆動可能に構成されている。すなわち、前記粉体６６の１個のみの開口６７は、水平軸６８の回りに前記駆動装置により回転することにより、前記開口６７が前記供給口６２に対面する位置と、前記排出口６３に対面する位置とに選択的に向くように自在に回動することができるように構成されている。尚、前記弁体６６は、前記供給口６２、密封容器６１及び排出口６３に対して非接触状態で回転自在に軸支されている。
【００１４】
次に、動作について説明する。まず、第１仕切弁６０の弁体６６の開口６７が供給口６２に対面するように回動して停止させ、第２仕切弁４２から第６仕切弁４６までをすべて閉弁させた状態において、重量制御フィーダ２０を起動し、粉体材料を材料排出管１１側へ定量的に連続排出する。この動作により、第１仕切弁６０の弁体６６内には粉体材料が順次堆積されて保持される。
【００１５】
次に、第６仕切弁４６を開弁した後に第１仕切弁６０の弁体６６を回転して転倒させると、弁体６６内の粉体材料が加圧タンク３０の底部に堆積される。
【００１６】
すなわち、重量制御フィーダ２０から連続的に排出される粉体材料は、第６仕切弁４６が閉弁している状態では第１仕切弁６０の弁体６６内に堆積して保持されるのみで第６仕切弁４６の上流部には堆積せず、図４のタイムチャートに示されるように、第６仕切弁４６が完全に開弁した後、すなわち完全に開弁している間のみ、粉体材料は第６仕切弁４６を通過して供給される。
【００１７】
次に、第２仕切弁４２のみを所定時間開弁した後に閉弁することにより、高圧ガス源１６から第１高圧ガス供給管１２を介して加圧タンク３０へ、高圧容器５０内の圧力よりも高圧のガスが供給され、加圧タンク３０の底部に堆積されている粉体材料が、ガスの圧力により高圧容器５０内へ押出されて気力輸送されて供給される。次に、第５仕切弁４５のみを所定時間開弁した後に閉弁することにより、高圧ガス源１６から第２高圧ガス供給管１５を介して材料供給管１４へ、高圧容器５０内の圧力よりも高圧のガスが供給され、材料供給管１４内に残留している粉体材料が、ガスの圧力により高圧容器５０内へ気力輸送されて供給される。
【００１８】
次に、第３仕切弁４３のみを所定時間開弁した後に閉弁することにより、加圧タンク３０内に残留する高圧ガスがガス排気管１３から直接大気へ又はベント１７あるいはバグフィルタ１８を経て放出され、加圧タンク３０の内部圧力が大気圧力と同等になる。この結果、第６仕切弁４６の開弁時に加圧タンク３０から材料排出管１１側への逆噴出が防止される。以上のように、重量制御フィーダ２０を定量供給状態で連続運転し、前述の動作を繰り返し行うことにより、粉体材料が連続して高圧容器５０へ供給される。
【００１９】
尚、第６仕切弁４６として高圧のシール性を備えるボール弁を有する構成を採用しているが、高圧における密封が可能な弁であれば、その他の形式の弁を採用することもできる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明による高圧容器への粉体材料の供給方法及び装置は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
（１）重量制御フィーダと加圧タンクとの間に第１仕切弁および第６仕切弁を設け、重量制御フィーダから供給される粉体材料をいったん第１仕切弁に堆積して保持し、第６仕切弁が完全に開弁している間に第１仕切弁に堆積した粉体材料をこの第１仕切弁を回動させて転倒させることによって前記加圧タンクへ供給することにより、第６仕切弁を完全に閉鎖することが可能となり、高圧ガスの重量制御フィーダ方向への逆流が発生しなくなった。
（２）その結果、粉体材料が金属粉末などの比重の大きい材料である場合、あるいは比重の大きい材料を配合された材料である場合でも、供給量の定量性を確保できるようになった。
（３）第６仕切弁をボール弁で構成することにより、高圧ガスに対する密封性が向上した。
（４）第１仕切弁をカップ形の弁体で構成することにより、粉体材料を簡単な構造で確実に堆積保持することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による高圧容器への粉体材料の供給装置を示す構成図である。
【図２】図１の供給装置の第１仕切弁の正面図である。
【図３】図２の側断面図である。
【図４】本発明による供給装置の作動チャート図である。
【図５】従来の高圧容器への粉体材料の供給装置を示す構成図である。
【図６】従来の供給装置の作動チャート図である。
【符号の説明】
１０    供給装置
１１    材料排出管
１２    第１高圧ガス供給管
１３    ガス排気管
１４    材料供給管
１５    第２高圧ガス供給管
１６    高圧ガス源
２０    重量制御フィーダ
３０    加圧タンク
４２    第２仕切弁
４３    第３仕切弁
４５    第５仕切弁
４６    第６仕切弁(ボール弁）
５０    高圧容器
６０    第１仕切弁(カップ形）
６１    密封容器
６２    供給口
６３    排出口
６６    弁体
６７    開口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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