(57)【要約】【課題】本発明は粉体射出装置に関し、配置上の制限がなく、上方からはもとより側方からも極端な場合は下方からも粉体の投入を可能とするようにすることを目的とする。【解決手段】本体２０の下端にプラスチック焼結多孔体としての空気流通板２６が配置され、空気流通板２６の中央部に粉体の射出用のノズル２３が設けられる。空気流通板２６の上方に粉体チャンバ３１が形成され、空気流通板２６の下方に空気チャンバ３２が形成され、空気チャンバ３２に所定圧力の空気が導入され、空気チャンバ３２の空気は空気流通板２６内の細口を通過して、粉体に作用し、粉体を流動化する。粉体チャンバ３１にピストン３３が配置され、ピストン３３の下降により粉体に加わる機械的押圧力により粉体はノズル２３を介し粉体射出口２４より射出される。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通気層の一側の第１の空間に所定量の粉体を収容し、通気層の他側の第２の空間に所定圧力の空気流を導入し、空気流を第２の空間から前記通気層を通過させて第１の空間における粉体層に作用せしめることにより粉体を流動化させつつ第１の空間において粉体に機械的押圧力を印加することにより、ノズルより粉体を射出することを特徴とする粉体射出方法。
【請求項２】
本体と、本体に固定され、空気流を通過しうる多数の微細な空隙を有した空気流通板と、粉体の射出用のノズルと、空気流通板の一側に形成され、粉体を収容する第１室と、空気流通板の他側に形成され、空気供給源からの所定圧力の空気を受け取る第２室と、第１室に設けられ、粉体に機械的押圧力を印加する押圧手段とを具備して成ることを特徴とする粉体射出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の発明において、前記押圧手段は往復駆動源に連結され、本体内を摺動するピストンにより構成されることを特徴とする粉体射出装置。
【請求項４】
請求項３に記載の発明において、前記空気流通板はノズルからの粉体の射出方向に向けてテーパ形状を呈しており、ピストンは空気流通板のテーパ形状と相補的なテーパ形状をなしていることを特徴とする粉体射出装置。
【請求項５】
請求項３に記載の発明において、ピストンは本体内周と当接するように配置され、ピストンの外周に環状シール部材を備えたことを特徴とする粉体射出装置。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれか一項に記載の発明において、前記空気流通板はプラスチック焼結多孔質体であることを特徴とする粉体射出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は粉体射出装置に関し、大量の粉体中に微量成分としての少量の粉体の注入や投入に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
少量の特定の粉体を容器中の別の大量の粉体や液体などに混合する場合、従来は、ホッパなどを用い重力落下させることにより投入することが多かった。即ち、ホッパの吐出口には開閉弁が設けられ、吐出口における開閉弁を閉鎖した状態で計量ホッパに所定量の粉体を充填し、計量後に開閉弁を開放させて落下投入していた。また、もっと単純に、所定量の粉体を計量し、柄杓によって手操作によって投入することも多かった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来における計量ホッパ及び開閉弁よりなる投入手段では粉体の投入のため重力落下させており、計量ホッパは必然的に粉体を投入すべき容器の上方に位置させる必要がある。そのため、設置位置に制約があり、即ち、設置位置の自由度が小さく、新規設備の設計上のネックとなっていた。即ち、非圧縮性流体とうい粉体の性質上自由な流動性が得難いため、流体と相違して側方若しくは下方に配置して空気圧力により供給するという訳にはいかず、どうしても重力を利用した供給となるため上方配置にせざるを得なかったのである。
【０００４】
この発明は以上述べた従来技術の問題点に鑑み、配置上の制限がなく、上方からはもとより側方からも極端な場合は下方からも粉体の投入を可能とするようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、通気層の一側の第１の空間に所定量の粉体を収容し、通気層の他側の第２の空間に所定圧力の空気流を導入し、空気流を第２の空間から前記通気層を通過させて第１の空間における粉体層に作用せしめることにより粉体を流動化させつつ第１の空間において粉体に機械的押圧力を印加することにより、ノズルより粉体を射出することを特徴とする粉体射出方法が提供される。
【０００６】
請求項１の発明の作用・効果を説明すると、通気層を介して粉体中に導入される圧力下の空気流により粉体は流動化され、通気層と反対側において粉体に加わる機械的押圧力により粉体をノズルより射出することができる。この発明では粉体を空気流により流動化しているためピストンなどの機械的押圧力で粉体の射出が行われ、従来のような自重による落下と比較して方向性に制限がないため、設計上の制約がない利点がある。
【０００７】
請求項２に記載の発明によれば、本体と、本体に固定され、空気流を通過しうる多数の微細な空隙を有した空気流通板と、粉体の射出用のノズルと、空気流通板の一側に形成され、粉体を収容する第１室と、空気流通板の他側に形成され、空気供給源からの所定圧力の空気を受け取る第２室と、第１室に設けられ、粉体に機械的押圧力を印加する押圧手段とを具備して成ることを特徴とする粉体射出装置が提供される。
【０００８】
請求項２の発明の作用・効果を説明すると、第２室内の圧力下の空気は空気流通板の空隙を介して第１室内の粉体に導入されることにより粉体は流動化され、第１室に設置された押圧手段により粉体に作用する機械的押圧力により粉体をノズルより射出することができ、装置の配置方向にかかわらず粉体の射出が可能となる。
【０００９】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明において、前記押圧手段は往復駆動源に連結され、本体内を摺動するピストンにより構成されることを特徴とする粉体射出装置が提供される。
【００１０】
請求項３の発明の作用・効果を説明すると、往復駆動源によりピストンは本体内を往復・摺動駆動され、粉体への機械的押圧力を効果的に発生することができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明において、前記空気流通板はノズルからの粉体の射出方向に向けてテーパ形状を呈しており、ピストンは空気流通板のテーパ形状と相補的なテーパ形状をなしていることを特徴とする粉体射出装置が提供される。
【００１２】
請求項４の発明の作用・効果を説明すると、空気流通板は粉体の噴射方向にテーパ形状（テーパ形状）をなしているため、粉体をノズルよりスムースに射出することができ、かつピストンが空気流通板に対し相補的なテーパ形状をなしているため、ピストンを空気流通板に向けて移動させることにより粉体を余すことなく射出することができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明において、ピストンは本体内周と当接するように配置され、ピストンの外周に環状シール部材を備えたことを特徴とする粉体射出装置が提供される。
【００１４】
請求項５の発明の作用・効果を説明すると、シール部材の設置により押圧時の粉体の摺動面からの漏洩による逃げがなく、効率的な射出が可能である。
【００１５】
請求項６に記載の発明によれば、請求項２〜５のいずれか一項に記載の発明において、前記空気流通板はプラスチック焼結多孔質体であることを特徴とする粉体射出装置が提供される。
【００１６】
請求項６の発明の作用・効果を説明すると、プラスチック焼結多孔体の場合迷路ないしは屈曲構造の空隙部が提供され、そのサイズは例えば１５ミクロン程度であり、他方、粉体によってはそのサイズは必ずしも１５ミクロンより大きくなく、それより小さい場合もあるが、空隙部が迷路ないしは屈曲構造であるため粉体は途中に保持され空隙部を貫通してしまうことはなく、他方、粉体を流動化させるための充分な空気流は空隙部より粉体に導くことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を大量の粉体中に別の少量の粉体を投入する場合について説明すると、図１において１０は大量の粉体を収納するための容器、１２は粉体射出装置をそれぞれ模式的に示す。容器１０には第１の粉体１４が充填されており、粉体射出装置１２から微量の粉体（以下第２の粉体）が容器１０内における第１の粉体１４に投入・注入された後、バルブ１６が開けられ、第１の粉体１４は重力により落下され、矢印Ｋのように図示しないミキサ等に送られ、ここ第１の粉体１４に対し少量の第２の粉体が充分かつ均質な混合を受けることができるようになっている。
【００１８】
粉体射出装置１２は粉体射出ヘッド１８と、本体２０と、駆動機構２２とを備える。図２において、粉体射出ヘッド１８は有底筒状に形成され、底面に粉体射出口２４を備えている。粉体射出ヘッド１８の内部に空気流通板２６が配置される。空気流通板２６はこの実施形態ではプラスチック焼結多孔体として構成される。プラスチック焼結多孔体はポリエチレン粒状物とバインダとの混合物を所定温度で熱処理することによりポリエチレン粒状物を焼結したもので、焼結により迷路ないしは屈曲状の、内径が１５ミクロン程度の多数の空隙を全体にわたって形成することができる。この空隙は完全開放型であり、空気流通板２６の空隙を通して空気の自由な流通を得ることができ、他方、迷路ないしは屈曲構造により粉体はその径が１５ミクロン未満のものであっても途中に留まり、粉体の流通ないしは落下は実質的に阻止することができる。空気流通板２６は漏斗状の形状をなしており、断面が円形の、下方に向けて（ノズル２３に向けて）テーパ状をなした凹面２６−１を形成する。凹面２６−１の中央にノズル２３（図３参照）が形成され、ノズル２３は粉体射出ヘッド１８の底面の粉体射出口２４を臨むように開口している。ノズル２３は図１に示すようにホース２５に接続され、ホース２５は容器１０まで延設される。
【００１９】
空気流通板２６は先細端部がパッド２７を介して粉体射出ヘッド１８の底面に載置され、外周は環状シール２８を介して本体２０の端面のフランジ２０−１に当接する。粉体射出ヘッド１８は本体２０との対向フランジ１８−１，　２４−１間はボルト２９及びナット３０により相互に締結され、同時に空気流通板２６を粉体射出ヘッド１８内における所定位置に保持せしめることができる。ボルト２９及びナット３０は円周方向に離間して複数組設けられている。
【００２０】
空気流通板２６の下方において粉体射出ヘッド１８の内部に空気チャンバ３２（本発明の第２の空間又は第２室）が形成され、空気チャンバ３２に空気取入口３４が設けられ、空気取入口３４は図１においてホース３６を介して送風機３８の空気吐出口に接続され、０．１　ｃｍ２といった比較的低圧力下の空気が空気チャンバ３２に流入される。空気チャンバ３２に流入された空気流は空気流通板２６に形成される迷路ないしは屈曲状の空隙を通過して粉体チャンバ３１内の粉体に作用し、後述のように粉体の流動化を行わしめる。
【００２１】
図２において、空気流通板２６の上方における筒状本体２０の内部は粉体チャンバ３１（この発明の第１の空間又は第１室）を形成し、この粉体チャンバ３１に組立体としてのピストン３３が配置され、ピストン３３は、支持板３５と、押圧体３９と、ゴムなどの弾性体にて形成された断面山形の環状シール４０とを備える。押圧体３９は空気流通板２６の凹面２６−１と相補的なテーパ状底面３９−１を形成している。環状シール４０は支持板３５と押圧体３９との対抗面間に装着され、支持板３５と押圧体３９とを図示しないボルトなどによって相互に締結することにより環状シール４０は保持される。そして、環状シール４０は幾分の弾性変形を行いながらシリンダ状本体２０の内周に摺動することにより粉体が摺動部より漏洩することがない。
【００２２】
４１はピストンロッドであり、ピストンロッド４１の下端はナット４２によりピストン３３の支持板３５に締結され、ピストンロッド４１の上端は図示しないが周知のボールナットなどの回転運動−直線運動変換機構に連結され、駆動機構２２（図１）からの回転運動をボールナットに加えることによりボールナットに螺合するピストンロッド４１は直線的昇降運動（図２の矢印Ｆ方向）を行うようになっている。
【００２３】
次に、この発明の装置の動作を容器１０への微量粉体成分の投入を行う場合について説明すると、粉体射出装置２５の粉体射出口２４にホース２５が接続され、ホース２５の先端は容器１０内に収容された第１の粉体１４まで延設される。粉体チャンバ３１内には所定量（容器１０内の粉体量に対して所定比率となる量）の微量成分としての粉体４４が充填される。送風機３８を起動させることにより、送風機３８からの圧力下の空気流が空気チャンバ３２に矢印Ｇのように導入される。空気流はその圧力の下で空気流通板２６の全面に多数形成された空隙を矢印Ｈのように通過することにより粉体４４に作用し、粉体チャンバ３１内の粉体は空気流によって満遍なく撹乱せしめられ、流動状態を呈するに至る。他方、駆動機構２２の回転運動は図示しないボールナットなどの回転運動−直線運動変換手段に加わり、ピストン３３は図２において下方に移動せしめられる。そして、ピストン３３の押圧体３９のテーパ状下面３９−１が粉体に係合するまで下降するに至ると、粉体４４に下向きの機械的押圧力が印加され、他方、粉体チャンバ３１内の粉体４４は空気流Ｈにより流動化せしめられていることから、ピストン３３から印加されるこの下向きの機械的押圧力により粉体４４は漏斗形状の空気流通板２６の凹面２６−１の中央部のノズル２３より図２の矢印Ｊのように射出され、粉体射出口２４、ホース２５を経て容器１０内の第１の粉体１４中に投入することができる。ピストン３３はその押圧体３９のテーパ状下面３９−１が空気流通板２６の凹面２６−１に突き当たるに至るまで下降せしめられ、空気流通板２６の凹面２６−１とピストン３３の押圧体３９の下面３９−１との相補的なテーパ形状により両者は全面で密着しており、粉体をノズル２３及び粉体射出口２４より余すことなく射出することができる。
【００２４】
以上のこの発明の動作において、プラスチック焼結多孔体としての空気流通板２６の空隙の大きさや空気チャンバ３２への空気圧力如何は粉体チャンバ３１内の粉体４４の空気流による適切な流動化のための適合因子である。即ち、粉体チャンバ３１内の粉体の流動化が充分に行われるようにこれらの因子は設定すべきものである。
【００２５】
以上の説明では粉体チャンバ３１へは１バッチ分の粉体量を導入するようにされていたが、本発明の別実施形態として、ピストン３３のストローク量をロードセルなどにより検出し、そのストローク量に応じた粉体の射出量をコントロールすることができる。これにより、所定比率の微量粉体成分の射出をピストン３３のストローク量のコントロールにより行うことができる。
【００２６】
図１では粉体射出装置２５は容器１０に充填された第１の粉体中への少量の第２の粉体の投入を上方から実施しているが、この発明では粉体を空気流で流動化させつつピストン３３などによる機械的押圧力を加えることによる粉体の射出を行っていることから粉体射出装置２５の向きに係らず、即ち、横向きでも上向きでも粉体の射出が可能となり、設置方向の制約がなく粉体の射出が行いうるという優れた作用効果を奏することができる。また、粉体中への投入だけでなく、液体中への粉体の投入にも、また、単なる粉体の射出にもこの発明は役立てることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の粉体射出装置により大量の第１の粉体に別種の少量の第２の粉体を投入する実施形態を概略的に示す図である。
【図２】図２はこの発明の粉体射出装置の要部断面図である。
【図３】図３はこの発明の粉体射出装置における空気流通板の平面図である。
【符号の説明】
１０…容器
１２…粉体射出装置
１４…第１の粉体
１８…粉体射出ヘッド
２０…本体
２２…駆動機構
２３…ノズル
２４…粉体射出口
２６…空気流通板
３１…粉体チャンバ
３２…空気チャンバ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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