(57)【要約】【課題】機械的・電気的手段を用いることなく、簡易な構造によりローターの羽根の先端部とケーシングの内壁とのクリアランスの自動的な調整を行う。【解決手段】テーパ式ロータリーフィーダーにおいて、ローター１２の孔１３を小径と大径とから構成し、該小径孔部１９の内周面に回転軸１０の外周部分のスプライン又はフェザーキー２２と摺接する凹凸部２３を形成したこと、断面環状の間隙２５に前記ローター１２を形成する金属材料よりも線膨張係数の高い金属材料又はプラスチック材料で作られた円筒２４が挿入されていること、前記回転軸１０にはストッパー部材２５と受け部材２９が設けられていて、該受け部材２９と前記ローター１２の前端との間には、弾性体３１が縮装されていること、及び該ローター１２が高温になると、前記円筒２４が延伸して該ローター１２を前方に移動させ、羽根１５の先端部１７とケーシングとのクリアランスを自動調節可能とした。【選択図】　図１
2004115133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給口及び排出口を備えたケーシング内に該ケーシングの後方に向かって傾斜し、複数のポケットを形成する複数の羽根を備えたテーパ式のローターをその回転軸の軸方向へ移動可能に収容した構造のテーパ式ロータリーフィーダーにおいて、前記回転軸を挿通するローターの孔をその前端から後方に所定の長さに亘って延在する部分を小径とするとともに、該小径孔部の後端から該ローター孔の後端に至るまでの部分を大径とし、前記小径孔部の内周面に該内周面と向かい合う前記回転軸の外周部分に設けたスプライン又はフェザーキーと摺接する凹凸部を形成したこと、前記ローター孔の大径孔部の内周面と前記回転軸の外周面との間の断面環状の間隙に前記ローターを形成する金属材料よりも線膨張係数の高い金属材料又はプラスチック材料で作られた円筒がその前端を前記大径孔部の前端に形成された環状段部に当接させた態様で挿入されていること、前記ローター孔の後端の前記回転軸の軸部分には該ローター及び前記円筒の後方への移動を規制するためのストッパー部材が設けられているとともに、前記ローター孔の前端から前方に所定の間隔をおいた前記回転軸の軸部分には弾性体の受け部材が設けられていて、前記受け部材と前記ローターの前端との間には、該ローターを前記円筒と共に後方へ弾性的に偏倚させるための弾性体が縮装されていること、及び該ローターが高温になると、前記円筒が該ローターより線膨張係数が高いことにより熱膨張によって延伸し、該ローターを前記弾性体の弾性に抗して前方に移動させ、前記羽根の先端部とケーシングとのクリアランスを自動調節可能としたことを特徴とするロータリーフィーダー。
【請求項２】
供給口及び排出口を備えたケーシング内に該ケーシングの後方に向かって傾斜し、複数のポケットを形成する複数の羽根を備えたテーパ式のローターをその回転軸の軸方向へ移動可能に収容した構造のテーパ式ロータリーフィーダーにおいて、前記回転軸を挿通するローターの孔をその前端から後方に所定の長さに亘って延在する部分を小径とするとともに、該小径孔部の後端から該ローター孔の後端に至るまでの部分を大径とし、前記小径孔部の内周面に該内周面と向かい合う前記回転軸の外周部分に設けたスプライン又はフェザーキーと摺接する凹凸部を形成したこと、前記ローター孔の大径孔部の内周面と前記回転軸の外周面との間の断面環状の間隙及び該大径孔部の前端から前方に所定の長さに亘って穿設された断面環状の溝内に前記ローターを形成する金属材料よりも線膨張係数の高い金属材料又はプラスチック材料で作られた円筒がその前端を前記環状溝の前端に当接させた態様で挿入されていること、前記ローター孔の後端の前記回転軸の軸部分には該ローター及び前記円筒の後方への移動を規制するためのストッパー部材が設けられているとともに、前記ローター孔の前端から前方に所定の間隔をおいた前記回転軸の軸部分には弾性体の受け部材が設けられていて、前記受け部材と前記ローターの前端との間には、該ローターを前記円筒と共に後方へ弾性的に偏倚させるための弾性体が縮装されていること、及び該ローターが高温になると、前記円筒が該ローターより線膨張係数が高いことにより熱膨張によって延伸し、該ローターを前記弾性体の弾性に抗して前方に移動させ、前記羽根の先端部とケーシングとのクリアランスを自動調節可能としたことを特徴とするロータリーフィーダー。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のロータリーフィーダーにおいて、前記円筒を形成する金属材料はアルミニウム又は銅であることを特徴とするロータリーフィーダー。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のロータリーフィーダーにおいて、前記円筒を形成するプラスチック材料はポリアセタール、フッ素樹脂、ポリブチレンテレフタレート、フェノール樹脂、ポリアミド又はメタクリル樹脂のうちのいずれかであることを特徴とするロータリーフィーダー。
【請求項５】
請求項３又は４に記載のロータリーフィーダーにおいて、前記ローターは鋳鉄により形成されていることを特徴とするロータリーフィーダー。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか１項に記載のロータリーフィーダーにおいて、前記弾性体はバネ材で形成されていることを特徴とするロータリーフィーダー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明のの属する技術分野】
本発明はロータリーフィーダー、特にテーパ式のローターを備えたロータリーフィーダーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、各種粉粒体や焼却灰、粉塵、穀物等の粒状物を供給口からの投入量の変動にかかわらず排出口において定量的に供給し、袋詰め等の他の工程を円滑に進めるためにいわゆるロータリーフィーダーが使用されている。このロータリーフィーダーにあっては、高温の粒状物等の取り扱い時の熱膨張によるローターの羽根の先端部とケーシング内周壁面との間のかじりを防止するために、羽根の先端部及びケーシング内周壁面にテーパを設け、膨張の程度に応じてローターを軸方向に移動させることにより両者のクリアランスを調整し、内外圧力差の保持と円滑なローター駆動との両立を図るものが提案されている。
【０００３】
上記のテーパ式ロータリーフィーダーにあっては、前記クリアランスの調整手段として、手動でハンドルを回してローターを前後動させたり、またはロータリーフィーダー内の温度等を検知して前後動装置を駆動することによりローターを移動させるもの（特開平９−１４４６９号公報参照）等が紹介されている。
【０００４】
しかしながら、手動操作によりローターを前後動させてクリアランスをうまく調整するのは手間がかかる上に難しく、また機械的又は／及び電気的手段を用いてローターを前後動させるものは構造が複雑な上、製造コストも嵩んでしまうという欠点があった。
【０００５】
本発明は、上記の如き従来例のテーパ式ロータリーフィーダーの有する不都合ないし欠点に鑑みてなされたものであって、機械的・電気的手段を用いることなく、簡易な構造によりローターの羽根の先端部とケーシングの内壁とのクリアランスの自動的な調整を行う安価なロータリーフィーダーを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係るロータリーフィーダーは、供給口及び排出口を備えたケーシング内に該ケーシングの後方に向かって傾斜し、複数のポケットを形成する複数の羽根を備えたテーパ式のローターをその回転軸の軸方向へ移動可能に収容した構造のテーパ式ロータリーフィーダーにおいて、前記回転軸を挿通するローターの孔をその前端から後方に所定の長さに亘って延在する部分を小径とするとともに、該小径孔部の後端から該ローター孔の後端に至るまでの部分を大径とし、前記小径孔部の内周面に該内周面と向かい合う前記回転軸の外周部分に設けたスプライン又はフェザーキーと摺接する凹凸部を形成したこと、前記ローター孔の大径孔部の内周面と前記回転軸の外周面との間の断面環状の間隙に前記ローターを形成する金属材料よりも線膨張係数の高い金属材料又はプラスチック材料で作られた円筒がその前端を前記大径孔部の前端に形成された環状段部に当接させた態様で挿入されていること、前記ローター孔の後端の前記回転軸の軸部分には該ローター及び前記円筒の後方への移動を規制するためのストッパー部材が設けられているとともに、前記ローター孔の前端から前方に所定の間隔をおいた前記回転軸の軸部分には弾性体の受け部材が設けられていて、前記受け部材と前記ローターの前端との間には、該ローターを前記円筒と共に後方へ弾性的に偏倚させるための弾性体が縮装されていること、及び該ローターが高温になると、前記円筒が該ローターより線膨張係数が高いことにより熱膨張によって延伸し、該ローターを前記弾性体の弾性に抗して前方に移動させ、前記羽根の先端部とケーシングとのクリアランスを自動調節可能としたことを特徴としている。
【０００７】
また、本発明に係るロータリーフィーダーは、供給口及び排出口を備えたケーシング内に該ケーシングの後方に向かって傾斜し、複数のポケットを形成する複数の羽根を備えたテーパ式のローターをその回転軸の軸方向へ移動可能に収容した構造のテーパ式ロータリーフィーダーにおいて、前記回転軸を挿通するローターの孔をその前端から後方に所定の長さに亘って延在する部分を小径とするとともに、該小径孔部の後端から該ローター孔の後端に至るまでの部分を大径とし、前記小径孔部の内周面に該内周面と向かい合う前記回転軸の外周部分に設けたスプライン又はフェザーキーと摺接する凹凸部を形成したこと、前記ローター孔の大径孔部の内周面と前記回転軸の外周面との間の断面環状の間隙及び該大径孔部の前端から前方に所定の長さに亘って穿設された断面環状の溝内に前記ローターを形成する金属材料よりも線膨張係数の高い金属材料又はプラスチック材料で作られた円筒がその前端を前記環状溝の前端に当接させた態様で挿入されていること、前記ローター孔の後端の前記回転軸の軸部分には該ローター及び前記円筒の後方への移動を規制するためのストッパー部材が設けられているとともに、前記ローター孔の前端から前方に所定の間隔をおいた前記回転軸の軸部分には弾性体の受け部材が設けられていて、前記受け部材と前記ローターの前端との間には、該ローターを前記円筒と共に後方へ弾性的に偏倚させるための弾性体が縮装されていること、及び該ローターが高温になると、前記円筒が該ローターより線膨張係数が高いことにより熱膨張によって延伸し、該ローターを前記弾性体の弾性に抗して前方に移動させ、前記羽根の先端部とケーシングとのクリアランスを自動調節可能としたことを特徴としている。
【０００８】
さらに、本発明に係るロータリーフィーダーは、上記のものにおいて、前記円筒を形成する金属材料がアルミニウム又は銅であること、または前記円筒を形成するプラスチック材料がポリアセタール、フッ素樹脂、ポリブチレンテレフタレート、フェノール樹脂、ポリアミド又はメタクリル樹脂のうちのいずれかであることを特徴としている。この場合、前記ローターは鋳鉄により形成されていることが望ましい。
【０００９】
さらにまた、本発明に係るロータリーフィーダーは、上記のものにおいて、前記弾性体がバネ材で形成されていることを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態を示した側断面図であり、図中１はロータリーフィーダー、２はケーシング、３はケーシング２の内部に形成されるローターの収納空間であって、後方へ向かって内側に傾斜するテーパを有するローター室、４は前記ローター室３の内周壁面、５は粉粒体等をローター室３内に供給するためにローター室３の上方にケーシング２を開口させて設けた供給口、６はローター室３内の粉粒体等を外部へ排出するためにローター室３の下方にケーシング２を開口させて設けた排出口、７は前記供給口６と連通するホッパー（図示せず）を接続するためのフランジ、８は前記排出口から排出された粉粒体等を次ぎの作業工程へと運ぶ装置を接続するためのフランジ、９は軸受、１０は前記軸受９を介して回転自在に軸支された回転軸、１１は前記回転軸の側端に設けられ、モーター（図示せず）の動力を回転軸１０に伝えて回転させるためのチェーンスプロケット、１２は前記ローター室３内で該回転軸１０と一体となってケーシング２の中心軸線周りに回転するローターである。
【００１１】
前記ローター１２は、前記回転軸１０を挿通するローター孔１３を備えた円筒状のローター本体１４と、該本体１４の外周面において放射状に突設された複数の羽根１５と、該羽根１５の両側端に設けられた円盤状の側板１６とから構成されている。該羽根１５の先端部１７は、前記側板１６の外周面と共に前記ローター室内周壁面４のテーパと同方向・同角度のテーパを形成している。１８は隣接する羽根の間に形成される粒状物等の収納空間であるポケットである。
【００１２】
前記ローター孔１３は、小径孔部１９と大径孔部２０とから形成されている。該小径孔部１９は、ローター孔１３の前端から後方に所定の長さに亘って延在する部分に形成されており、また大径孔部２０は該小径孔部１９の後端からローター孔１３の後端に至るまでの部分に形成されている孔である。小径孔部１９と大径孔部２０との境には環状の段部２１が形成されている。小径孔部１９の内周面には、該内周面と向かい合う前記回転軸１０の外周部分に設けたスプライン２２と摺接する凹凸部２３が形成されている。なお、該回転軸１０の外周部分は、スプラインを形成する代わりにフェザーキーとしてもよい。
【００１３】
２４は前記ローター１１を形成する金属材料よりも線膨張係数の高い金属材料又はプラスチック材料で作られた円筒である。該円筒２４は、その前端を前記環状段部２１に当接させた態様で前記大径孔部２０の内周面と前記回転軸１０の外周面との間の断面環状の間隙２５に挿入されている。円筒２４が金属材料で形成されている場合の素材としてはアルミニウムや銅若しくは線膨張係数の高い合金等が好適である。また、円筒２４がプラスチック材料で形成されている場合の素材としては、ポリアセタール、フッ素樹脂、ポリブチレンテレフタレート、フェノール樹脂、ポリアミド若しくはメタクリル樹脂が好適である。なお、プラスチック材料を用いる場合は、その耐熱性からローターの温度が約２５０度以下の場合である。
【００１４】
前記ローター孔１３の後端の前記回転軸１０の軸部分には前記ローター１２及び前記円筒２４の後方への移動を規制するためのストッパー部材２６が設けられている。該ストッパー部材２６は、図示の例では凸型の部材であり、その先端部２７は、ローター孔１３の後端に嵌入しており、円筒２４の後端と当接していて、該ストッパー部材２６がローター孔１３の後端を閉蓋するような態様になっている。該ストッパー部材２６は、図１にあるように、回転軸１０と一体成形されてもよいが、図２にあるように、回転軸１０とは別体とし、回転軸１０にその中心部を挿通し、止めねじ、押しボルト等の締結部材２８で回転軸１０と固定してもよい。
【００１５】
一方、前記ローター孔１３の前端から前方に所定の間隔をおいた前記回転軸１０の軸部分には弾性体の受け部材２９が設けられている。該受け部材２９は、図示の例では円環状の部材であり、回転軸１０にその中心部が挿通され、止めねじ、押しボルト等の締結部材３０により回転軸１０と固定されている。該受け部材２９と前記ローター１２の前端との間には、弾性体３１が縮装されていて、ローター１２を前記円筒２４と共に後方へ弾性的に偏倚させている。該弾性体３１としてはバネ材が好適である。
【００１６】
次に、第１の実施の形態の作用について説明する。
前記ローター室内周壁面４及び前記羽根先端部１５と前記側板１６の外周面とから構成される前記ローター１２の外周方向先端部の傾斜角度を３度とし、また熱膨張開始前のそれらのクリアランスを０．１ｍｍ、前記円筒２４の長手方向長さを１４０ｍｍ、ローター１２の外周方向先端部の長手方向長さを２１０ｍｍと仮定する。また、円筒２４はフッ素樹脂、ローター１２は鋳鉄で形成されているものとする。ロータリーフィーダー１の使用開始後、前記ローター室３内が高温になると、ローター１２及び円筒２４はともに熱膨張するが、フッ素樹脂の線膨張係数は１０×１０−５であるから、ローター１２の温度が０度から２００度にまで上昇した場合には、円筒２４は約２．８ｍｍ（１０×１０−５×１４０×２００）長手方向に膨張する。円筒２４は、前記ストッパー部材２６により後方への移動が規制されているので、前方方向へのみ伸張し、また、ローター１２と前記回転軸１０とは、スプライン（若しくはフェザーキー）２２により係合しているので、円筒２４前端部が前記環状段部２１を押し、前記弾性体３１の弾性に抗してローター１２を図中の矢印方向へ膨張した長さ、すなわち約２．８ｍｍ移動させる。
【００１７】
一方、前記ローター１２の外周方向先端部の外周方向への膨張は、経験則によりその長手方向の膨張（鋳鉄の線膨張係数は９．８×１０−６）の約３０パーセント程度が見込まれているので、約０．１２ｍｍ（９．８×１０−６×２１０×２００×０．３）外周方向に伸張する。従って、実際の前記クリアランスは、約０．０３ｍｍ（２．８ｍｍ×ｔａｎ３°−０．１２ｍｍ）に自動的に保たれる。
【００１８】
次に、図２は第２の実施の形態を示したものである。第２の実施の形態は、第１の実施の形態のうち、前記大径孔部２０の前端、すなわち環状の段部２１から前方に所定の長さに亘って断面環状の溝３２が形成されていて、該溝３２及び前記断面環状の間隙２５に前記円筒２４がその前端を該溝３２の前端に当接させた態様で挿入されているものである。第２の実施の形態では、円筒２４は第１の実施の形態の円筒よりも線膨張係数が低く、かつ長手方向に長いものを使用する場合に適している。
【００１９】
例えば、前記ローター１２の外周方向先端部の傾斜角度を８度とし、また熱膨張開始前のそれらのクリアランスを０．１ｍｍ、前記円筒２４の長手方向長さ及び前記ローター１２の外周方向先端部の長手方向長さを２１０ｍｍと仮定する。また、円筒２４はアルミニウム、ローター１２は鋳鉄で形成され、ローター１２が０度から４００度まで上昇したものとすると、アルミニウムの線膨張係数は２４．１×１０−６であるから、円筒２４は約２ｍｍ（２４．１×１０−５×２１０×４００）長手方向に膨張し、ローター１２が図中の矢印方向へ約２ｍｍ移動する。一方、ローター１２の外周方向先端部は、約０．２５ｍｍ（９．８×１０−６×２１０×４００×０．３）外周方向に伸張するので、実際の前記クリアランスは、約０．０３ｍｍ（２ｍｍ×ｔａｎ８°−０．２５ｍｍ）に自動的に保たれる。
【００２０】
このように、本発明にあっては、使用する粒状物等の種類、温度等によって、前記円筒２４の長さや材質、前記ローター室内周壁面３及び前記ローター１２の外周方向先端部の傾斜角度、本発明の実施の形態をそれぞれ適宜選択することによりローターの熱膨張時においてもかじりを生じることなく、常にローター室内周壁面３とローター１２の外周方向先端部との適正なクリアランスを確保することができる。例えば、円筒２４をプラスチックで形成する場合には、プラスチックの線膨張係数は金属のそれよりも比較的高いことから、長手方向が短いものを使用することができる。また、ローターの温度が２５０度を越えるような場合には、その耐熱性から円筒２４を金属で形成する。なお、前記小径孔部１９及び前記環状溝３２の長さ、前記受け部材２９の回転軸１０への取付位置は、使用する粒状物等の種類、温度等によって適宜決められる。
【００２１】
また、ロータリーフィーダーの長年の使用により、前記羽根１５の先端部１７が摩耗してきた場合には、熱膨張前に適正な前記クリアランス（ロータリーフィーダー使用前のクリアランスは０．１ｍｍ以下０ｍｍ未満が望ましい）を調整する必要があるが、前記ストッパー部材２６が前記回転軸１０と別体である場合には、該ストッパー部材２６の位置を調整することにより、かかるクリアランスの自由な調整が可能となる。すなわち、該ストッパー部材２６は締結部材２８で回転軸１０と取り外し可能に固定されており、かつ前記ローター１２は前記弾性体３１により該ストッパー部材２６に弾性的に偏奇されているという簡単な構造のため、該ストッパー部材２６を後方へ移動させて固定することにより、前述した調整を簡単に行うなうことができる。
【００２２】
以上、本発明の実施の形態を図面を参照して詳述したが、本発明は、該実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の範囲内で、これに各種の改変を施して実施することができるものである。
【００２３】
本発明は、上述したように、ローターが熱膨張しても円筒の伸張により自動的にローターの羽根の先端部とケーシングの内壁とのクリアランスの調整が行われるので、かかるクリアランス調節のための操作が不要であり、使い勝手が非常に高く、またその分の作業時間を短縮することができる。さらに、機械的・電気的手段を用いない極めて簡易な構造なので、この種のロータリーフィーダーとしては安価なコストのものを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の側断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態の側断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態のＡ−Ａ′線から矢印方向に見た断面図である。
【符号の説明】
１　　　　ロータリーフィーダー
２　　　　ケーシング
４　　　　ローター室内周壁面
１０　　　回転軸
１２　　　ローター
１３　　　ローター孔
１５　　　羽根
１６　　　側板
１７　　　羽根先端部
１９　　　小径孔部
２０　　　大径孔部
２１　　　環状段部
２２　　　スプライン（フェザーキー）
２３　　　凹凸部
２４　　　円筒
２５　　　環状間隙
２６　　　ストッパー部材
２８、３０　　　締結部材
２９　　　受け部材
３１　　　弾性体
３２　　　環状溝
【図１】
2004115133.tif 000003
【図２】
2004115133.tif 000004
【図３】
2004115133.tif 000005