(57)【要約】【課題】微量な粉粒体の搬送管内での流れを検出する粉粒体の流れ検出器において、粉粒体が搬送管の内壁に接触することによって発生した電荷を検出する際に外乱の影響を極めて小さくすることができる粉粒体の流れ検出器を提供することである。【解決手段】粉粒体を搬送する配管５１に電気的に絶縁して挿入した金属配管５１ａと、この金属配管５１ａを覆う所定の基準電位にしたシールド材６３と、金属配管５１ａの帯電電位に基づいて金属配管５１ａを通過した粉粒体の流れを検出する信号処理手段とを備えたことを特徴とする。【選択図】  図２
2004184204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉粒体を搬送する配管に電気的に絶縁して挿入した金属配管と、前記金属配管を覆う所定の基準電位にしたシールド材と、前記金属配管の帯電電位に基づいて該金属配管を通過した粉粒体の流れを検出する信号処理手段とを備えたことを特徴とする粉粒体の流れ検出器。
【請求項２】
前記金属配管の内径を、前記粉粒体を搬送する配管の内径と等しくしたことを特徴とする請求項１に記載の粉粒体の流れ検出器。
【請求項３】
前記シールド材の基準電位がアース電位であることを特徴とする請求項１または２に記載の粉粒体の流れ検出器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は粉粒体の流れ検出器に関し、詳しくは、粉粒体の流れに悪影響を及ぼすことなく、粉粒体の流れを的確に検出することができる粉流体の流れ検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近では、市場の要求に応じ、小麦粉等の粉粒体に対してやはり粉粒体である副原料を微量に添加して成分調整をした粉粒体製品の開発が進んでいる。このような製品では、袋詰めする際に、小麦粉等を充填するための充填口とは別の充填口から微量の副原料を小麦粉等と同時に袋内に流し入れることによって、副原料の小麦粉等への添加を行う方法がとられることがある。
【０００３】
たとえば、小麦粉等を袋詰めする充填装置では、数秒〜２０秒程度の間に２５ｋｇ程度の小麦粉等を袋詰めすることができ、この際に、小麦粉等に対して数十ｐｐｍ〜数百ｐｐｍ程度の微量な濃度で副原料が添加されるようにする必要がある。
【０００４】
またこのような場合、微量の副原料が確かに袋内に流し入れられたか否かを確認できる仕組みがあることが望ましい。そこで、従来から、微量な副原料を搬送する搬送管の所定の位置においてその粉粒体が確かに流れているか否かを検出することができる機器等が提案されている。
【０００５】
図３はその一例を示すものであり、特許文献１に記載された粉粒体の流れ検出器の外観を示す図である。
【０００６】
この特許文献１に記載された粉粒体の流れ検出器３２０では、粉粒体が異なる物質と接触したときに電荷が発生することを利用し、搬送管３２５内を粉粒体が流れる際に搬送管３２５の内壁に接触することによって搬送管３２５に発生する電荷を芯線３６１において検出し、これによって搬送管３２５内における粉粒体の流れの有無を検出することができるようにしている。
【０００７】
また、特許文献２に記載された微量添加物検出システムにおいても、特許文献１に記載された発明と同様の原理で微量添加物の流れの有無を検出することができる。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−２０５９１３号公報
【特許文献２】
特開２０００−２７５０７４号公報
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の副原料すなわち微量な粉粒体が搬送管内を流れる際に発生する電荷はやはり微量なものであるため、外乱の影響を受けるとその検出は非常に困難なものとなってしまう。
【０００９】
そこで、特許文献１に記載の発明では、図３に示すように、外乱の影響を少なくするために微量粉粒体を搬送する搬送管３２５の外周にリード線３４１を巻き付け、粉粒体の接触によって搬送管３２５に帯電した電荷を外乱から保護する電磁シールドの役割をこのリード線３４１に期待している。
【００１０】
ところが、特許文献１に記載された粉粒体の流れ検出器３２０のように、搬送管３２５の外周にリード線３４１を巻き付けたものでは、巻き付けの両端や、リード線３４１が巻き付けられていない部分から外乱が回り込み、十分なシールドの効果を得られないものであった。
【００１１】
また、特許文献２に記載の微量添加物検出システムは外乱による影響の対策について考慮されていないものであった。
【００１２】
本発明は上記の点にかんがみてなされたもので、微量な粉粒体の搬送管内での流れを検出する粉粒体の流れ検出器において、粉粒体が搬送管の内壁に接触することによって発生した電荷を検出する際に外乱の影響を極めて小さくすることができる粉粒体の流れ検出器を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するために、粉粒体を搬送する配管に電気的に絶縁して挿入した金属配管と、前記金属配管を覆う所定の基準電位にしたシールド材と、前記金属配管の帯電電位に基づいて該金属配管を通過した粉粒体の流れを検出する信号処理手段とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、前記金属配管の内径を、前記粉粒体を搬送する配管の内径と等しくしたことを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、前記シールド材の基準電位がアース電位であることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は、本発明による粉粒体の流れ検出器を有する粉粒体の充填包装機を示す図である。
【００１８】
図１において、粉粒体の充填包装機は、定量袋詰装置１０と微量添加装置４０とを有して構成され、微量添加装置４０には粉粒体の流れ検出器６０が設けられている。
【００１９】
図１に示す定量袋詰装置１０は、上部に粉粒体であるたとえば小麦粉をストックして順次供給する粉粒体貯留部１１が配置されており、その下部に粉粒体貯留部１１から供給された小麦粉を定量ずつ移送して包装袋に充填する移送袋詰部１２が設けられており、粉粒体貯留部１１と移送袋詰部１２とは連結部１３によって相互に連結されて脚部１４の上に載置されている。
【００２０】
粉粒体貯留部１１には、最上部に小麦粉をストックするホッパー２０が設けられており、このホッパー２０の下方に小麦粉を攪拌してブリッジの発生を防止する複数の攪拌翼２１が装着された攪拌軸２２が配置され、攪拌軸２２のさらに下方に小麦粉を移送袋詰部１２に供給するスクリューコンベア２３が設けられている。そして、攪拌軸２２とスクリューコンベア２３とはＶベルト等の伝導手段２４で相互に連結されており、脚部１４の下端に設けられた駆動モーター２５によって伝導手段２６を介して回転駆動される。
【００２１】
一方、粉粒体貯留部１１の下方に設けられ、連結部１３によって連結された移送袋詰部１２には、スクリューフィーダー３０が設けられており、このスクリューフィーダー３０の回転によって小麦粉は充填口３１に向かって移送され、充填口３１から押し出されて計量装置３２上に載置された包装袋３３に所定の量（たとえば２５ｋｇ）の小麦粉が充填される。
【００２２】
スクリューフィーダー３０の回転は、高速で回転して短時間に大量の小麦粉を包装袋３３に充填する大出しと、低速で回転して小麦粉の充填量を制御しながら充填する小出しとがあり、最初に包装袋３３に充填する小麦粉のほとんどを大出しで充填してから、充填した小麦粉の重量を計量装置３２で計量しながら小出しで不足する小麦粉を充填し、全体で１０秒間程度で２５ｋｇの小麦粉を正確に計量して包装袋３３に充填する。
【００２３】
スクリューフィーダー３０は、脚部１４の内部に設けられた回転数が制御可能な可変速モーター３４によって伝導手段３５を介して回転駆動され、回転数が検出手段３６によって検出されてスクリューフィーダー３０が所定の回転数で回転するように自動的に制御される。
【００２４】
ここで、本実施の形態では、粉粒体収納部１１に設けられたスクリューコンベア２３は、移送袋詰部１２のスクリューフィーダー３０が高速で回転する大出しのときのみに回転するように構成されており、小出しのときには停止して過剰な小麦粉を移送袋詰部１２に供給しないようになっているが、スクリューコンベア２３を駆動する駆動モーター２５の回転数をスクリューフィーダー３０を駆動する可変速モーター３４に同期して可変とすることによって、スクリューフィーダー３０の移送する小麦粉の量に応じて粉粒体貯留部１１から移送袋詰部１２に小麦粉を供給するようにしてもよい。
【００２５】
微量添加装置４０は全体が圧力容器になっており、上端部に気密ホッパー４２が設けられ、その下部に複数の攪拌翼４３が装着された攪拌軸４４が配置されている副原料貯留部４１と、この副原料貯留部４１の下方に、スクリューフィーダー４６を有する副原料移送部４５とが設けられている。そして、スクリューフィーダー４６で移送されたビタミン粉末などの栄養物質粉末等の副原料は、さらにスクリューフィーダー４６で移送される副原料によって押し出されて分散室４８に送出される。
【００２６】
分散室４８には、圧力計４９を有するコンプレッサ５６によって発生し配管５０を通った圧縮空気が供給される。分散室４８に送出された副原料は、分散室４８内を上から下に流れるこの圧縮空気の気流の中に分散し、気流に乗って配管５１を通り充填包装機１０の連結部１３に設けられた副原料供給口５２から連結部１３内の小麦粉に添加される。
【００２７】
また、本実施の形態では、図１に示すように、副原料供給口５２の直前に粉粒体の流れ検出器６０が設けられている。粉粒体の流れ検出器６０を設ける位置は、配管５１の上流、下流のどの位置でもかまわないが、副原料が連結部１３内に確実に供給されたことを検出するためには、連結部１３に近い位置に粉粒体の流れ検出器６０を設けるのが望ましい。
【００２８】
なお、配管５０はコンプレッサ５６から分散室４８および気密ホッパー４２に圧縮空気を送るものであり、配管５１は圧縮空気と副原料との混合気流を分散室４８から連結部１３に設けられた副原料供給口５２まで送る管路である。また、図中のＰは圧力計である。
【００２９】
図示例においては、配管５０の分岐後に設けられた減圧弁５０ａおよび５０ｂによって、気密ホッパー４２内の圧力と分散室４８内の圧力とのバランスが維持される。気密ホッパー４２内の圧力と分散室４８内の圧力との関係は、副原料の逆流を防止するために、同じか、気密ホッパー４２内の方を若干高くするのが好ましい。
【００３０】
スクリューフィーダー４６は、充填包装機１０のスクリューフィーダー３０と同じタイミングで回転させる。これにより、小麦粉の供給量に比例した量の副原料を副原料供給口５２から連結部１３の小麦粉に添加することができる。この連結部１３の小麦粉に添加された副原料は、副原料供給口５２の口元の小麦粉のみに添加されるが、その後、スクリューフィーダー３０によって小麦粉が攪拌混合され、均一に混合されて移送袋詰部１２の充填口３１から包装袋３３に充填されるので、包装袋３３の全ての部分で副原料が均一に混合された小麦粉を得ることができる。本発明においても、従来技術と同様に、充填口３１をエアブローして小麦粉を包装袋３３に充填する吹込管としても良いことはもちろんである。
【００３１】
なお、副原料供給口５２から連結部１３への副原料の供給方向は、スクリューフィーダー３０およびスクリューコンベア２３による小麦粉等の搬送方向と同方向であっても、あるいは、同搬送方向に対して横方向からであってもよいが、前記横方向からの方が好ましい。また、定量袋詰装置１０では、粉粒体の飲み込み効率をあげるために、通常、スクリューフィーダー３０およびスクリューコンベア２３の回転は互いに逆方向としているが、前記横方向から副原料を供給する際には、両者の回転方向に対して、逆方向（回転に逆らう方向）から副原料を供給するのが好ましい。
【００３２】
この微量添加装置４０は、全体が計量装置５５に載せられており、絶えず微量添加装置４０全体の重量の減少として消費された副原料の重量を測定し、小麦粉に添加された副原料の量を監視している。そして、包装袋３３に小麦粉を充填する度にこの包装袋の小麦粉に添加された副原料の量を記録し、必要に応じて、プリンタに出力する。副原料の供給される量を制御するには、微量添加装置４０のスクリューフィーダー４６の回転数を増減するのが最も容易である。
【００３３】
図２は、図１に示した粉粒体の流れ検出器６０の構造を示す断面図である。
【００３４】
図２に示すように、粉粒体の流れ検出器６０は、配管５１の途中に、絶縁材６２を介して配管５１ａを挿入し、さらに周囲をシールド材６３によって全体的に覆って構成される。
【００３５】
配管５１ａおよびシールド材６３は金属で構成するのが望ましく、絶縁材６２は樹脂などの電気的絶縁物で構成するのが望ましい。また、配管５１ａおよび絶縁材６２の内径は、配管５１の内径と等しくするのが望ましい。このようにすることによって副原料をスムーズに搬送、供給することができる。
【００３６】
また、配管５１ａは、コネクタ６５によって接続されるケーブル６６の芯線６４と電気的に接続され、この芯線６４によって配管５１ａに蓄積される電荷を検出することができる。
【００３７】
なお、シールド材６３は、所定の基準電位（たとえばアース電位）にされる。これは、たとえばケーブル６６内の、図示しないアース電位の配線と接続することによって行うようにしてもよい。これによって、シールド材６３で覆われた内部を外界から電磁的に遮断し、粉粒体の流れ検出において外乱の影響を極めて小さくすることができる。
【００３８】
また、配管５１も金属で構成するようにしてもよい。この場合、配管５１とシールド材６３とが所定の基準電位にされ、これがシールドとなってシールド効果をより向上させることができる。
【００３９】
次に、本実施の形態の粉粒体の流れ検出器６０が粉粒体の流れを検出する動作について説明する。
【００４０】
配管５１ａは、粉粒体を流す配管５１の途中に電気的に絶縁されて接続され、粉粒体は、管状の配管５１と、同じく管状の配管５１ａとを通り搬送される。気流搬送される粉粒体は、気流に乗って配管５１ａの内壁と衝突を繰り返しながら搬送され、これによって配管５１ａが帯電される。
【００４１】
配管５１ａに帯電した電荷は、芯線６４を介し検出することができ、芯線６４は信号処理装置（信号処理手段）（図示せず）に接続し粉粒体の流れの情報（たとえば流れの有無）に変換することができる。
【００４２】
このとき、配管５１ａの周囲は、基準電位にされた金属製のシールド材６３によって覆われているため、シールド材６３が電磁シールドの効果を生じ、配管５１ａに生じた電荷が微少なものであったとしても、外乱の影響を極めて小さくしてそれを検出することが可能となる。
【００４３】
なお、上述の実施の形態では、小麦粉等に添加する副原料の流れを検出する例について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、本発明による粉粒体の流れ検出器は、粒体径がミクロン単位の極めて細かい液晶のスペーサ用の粒体や、副原料を含む食品粉などの流れ状況の検出に幅広く使用することができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、微量な粉粒体の搬送管内での流れを検出する粉粒体の流れ検出器において、粉粒体が搬送管の内壁に接触することによって発生した電荷を検出する際に外乱の影響を極めて小さくすることができる粉粒体の流れ検出器を提供することができる。
【００４５】
すなわち、本発明によれば、粉粒体の流れ検出器を、粉粒体を搬送する配管に電気的に絶縁して挿入した金属配管をたとえばアース電位にされた金属製のシールド材によって覆う構造とし、この金属配管の帯電電位に基づいて粉粒体の流れを検出するようにしたため、シールド材によって電磁シールドがされ、外乱の影響を極めて小さくした粉粒体の流れ検出器を提供することができる。
【００４６】
また、本発明によれば、金属配管の内径を、粉粒体を搬送する搬送管と同じ大きさにしたため、粉粒体の流れに悪影響を及ぼすことなく粉粒体を円滑に流すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による粉粒体の流れ検出器を有する粉粒体の充填包装機を示す図である。
【図２】図１に示した粉粒体の流れ検出器の構造を示す断面図である。
【図３】特許文献１に記載された粉粒体の流れ検出器の外観を示す図である。
【符号の説明】
１０  定量袋詰装置
１１  粉粒体貯留部
１２  移送袋詰部
１３  連結部
１４  脚部
２０  ホッパー
２１  攪拌翼
２２  攪拌軸
２３  スクリューコンベア
２４、２６  伝導手段
２５  駆動モーター
３０  スクリューフィーダー
３１  充填口
３２  計量装置
３３  包装袋
３４  可変速モーター
３５  伝導手段
３６  検出手段
４０  微量添加装置
４１  副原料貯留部
４２  気密ホッパー
４３  攪拌翼
４４  攪拌軸
４５  副原料移送部
４６  スクリューフィーダー
４８  分散室
４９  圧力計
５０、５１、５１ａ  配管
５０ａ、５０ｂ  減圧弁
５２  副原料供給口
５５  秤量装置
５６  コンプレッサ
６０  粉粒体の流れ検出器
６２  絶縁材
６３  シールド材
６４  芯線
６５  コネクタ
６６  ケーブル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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