(57)【要約】【課題】装置の規模を大掛かりにすることなく、効果的に泥状体の流動を促進できる流動促進装置を提供することを課題とする。【解決手段】ヘッダータンク１と開放弁２と可動ディスク４とを備え、ヘッダータンク１は、圧縮空気を一時的に貯めるためのものであり、開放弁２は、通常は閉鎖されており、ヘッダータンク１内の空気を可動ディスク４に送る際に瞬時に開放するものであり、可動ディスク４は、弾性素材からなる笠状のものであり、ヘッダータンク１から瞬時に供給される空気により、内壁面Ｘ１から跳ね上がるように動作するものであって、この動作により、可動ディスク４の周囲に存在する泥状体を移動させることが可能な流動促進装置を提供する。【選択図】          図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホッパーやサイロなどの容器（Ｘ）に取り付けて使用される泥状体の流動促進装置（１０）において、
ヘッダータンク（１）と開放弁（２）と可動ディスク（４）とを備え、これら各々はそれぞれ連通するものであり、
ヘッダータンク（１）は、圧縮空気を一時的に貯めるためのものであり、
開放弁（２）は、通常は閉鎖されており、ヘッダータンク（１）内の空気を可動ディスク（４）に送る際に瞬時に開放されるものであり、
可動ディスク（４）は、弾性素材からなる笠状のものであり、中央部（４１）において容器（Ｘ）に固定されるものであり、外周部（４２）が容器（Ｘ）の内壁面（Ｘ１）に接して設けられており、
ヘッダータンク（１）から瞬時に供給される空気により、内壁面（Ｘ１）から跳ね上がるように動作するものであって、この動作により、可動ディスク（４）の周囲に存在する泥状体を移動させることが可能なことを特徴とする泥状体の流動促進装置。
【請求項２】
可動ディスク（４）の中央部（４１）が内壁面（Ｘ１）から離れて配位されるものであって、
可動ディスク（４）が跳ね上がる動作をする際には、可動ディスク（４）の中央部（４１）から外周部（４２）にかけてのディスク内面（４３）が、容器（Ｘ）の内壁面（Ｘ１）に対して、平行以上の角度となるように跳ね上がることを特徴とする、請求項１に記載の泥状体の流動促進装置。
【請求項３】
ヘッダータンク（１）から可動ディスク（４）に供給される空気の圧力が０．３ＭＰａ以上であることを特徴とする、請求項２に記載の泥状体の流動促進装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、泥状体を扱うホッパーやサイロなどの容器に取り付けて使用される流動促進装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
米国特許第４６６２５４３号明細書
【０００３】
従来より、スラッジなどの泥状体の貯留や移動のために用いられるホッパーやサイロにおいては、泥状体が固まったり、橋かけ状態となるいわゆるブリッジという現象が発生し、流動に支障をきたすことがあった。
【０００４】
これらに対応する、泥状体の流動促進装置として種々のものが提案されている。その一例として、米国特許第４６６２５４３号明細書（特許文献１）に記載の発明がある。これは、図４に示すように、ホッパーやサイロなどの容器の内壁１０１に弾性部材１０２を取り付け、その裏側から空気を供給することにより、内壁１０１と弾性性部材１０２との隙間から空気を噴出させ、この噴出された空気、並びに、空気の噴出によって発生する弾性部材１０２の振動により、泥状体に力を与えて流動させるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の発明においては、弾性部材１０２から定常的に空気が噴出するものであって、泥状体に対する流動促進の効果はさほど大きなものではなく、効果をあげるためには、この装置を多数設けたり、噴出する空気の量を増加させる必要があり、装置の規模が大掛かりになるという問題があった。
【０００６】
上記の問題に鑑み、本願発明は、装置の規模を大掛かりにすることなく、効果的に泥状体の流動を促進できる流動促進装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本願の請求項１に記載の発明は、ホッパーやサイロなどの容器Ｘに取り付けて使用される泥状体の流動促進装置１０において、ヘッダータンク１と開放弁２と可動ディスク４とを備え、これら各々はそれぞれ連通するものであり、ヘッダータンク１は、圧縮空気を一時的に貯めるためのものであり、開放弁２は、通常は閉鎖されており、ヘッダータンク１内の空気を可動ディスク４に送る際に瞬時に開放されるものであり、可動ディスク４は、弾性素材からなる笠状のものであり、中央部４１において容器Ｘに固定されるものであり、外周部４２が容器Ｘの内壁面Ｘ１に接して設けられており、ヘッダータンク１から瞬時に供給される空気により、内壁面Ｘ１から跳ね上がるように動作するものであって、この動作により、可動ディスク４の周囲に存在する泥状体を移動させることが可能なことを特徴とする泥状体の流動促進装置を提供する。
ここで、上記の「瞬時」とは、具体的に数値化される時間ではなく、ヘッダータンク１内の空気が可動ディスク４へと送られる間の時間を指すものである。
【０００８】
又、本願の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、可動ディスク４の中央部４１が内壁面Ｘ１から離れて配位されるものであって、可動ディスク４が跳ね上がる動作をする際には、可動ディスク４の中央部４１から外周部４２にかけてのディスク内面４３が、容器Ｘの内壁面Ｘ１に対して、平行以上の角度となるように跳ね上がることを特徴とする、泥状体の流動促進装置を提供する。
【０００９】
又、本願の請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、ヘッダータンク１から可動ディスク４に供給される空気の圧力が０．３ＭＰａ以上であることを特徴とする、泥状体の流動促進装置を提供する。
【００１０】
本願発明により、ヘッダータンク１に貯めておいた空気を可動ディスク４に瞬時に送ることができ、従来よりもはるかに少量の空気で、泥状体を除去したり移動させることに関して顕著な効果をあげることができる。
【００１１】
特に、本願の請求項２に記載の発明においては、可動ディスク４の中央部４１から外周部４２にかけてのディスク内面４３が、容器Ｘの内壁面Ｘ１に対して、平行以上の角度となるように跳ね上がることにより、可動ディスク４の周囲に存在する泥状体を、より効果的に除去したり移動させることが可能である。
【００１２】
また、本願の請求項３に記載の発明においては、ヘッダータンク１から可動ディスク４に供給される空気の圧力が０．３ＭＰａ以上であることにより、可動ディスク４の周囲に存在する泥状体を、より効果的に除去したり移動させることが可能である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき、本願発明の実施の一例を取り上げて説明する。図１は、本例の流動促進装置の斜視説明図であり、図２は、同流動促進装置のエア噴出管及び可動ディスクを示す断面視の説明図であり、図３は、同流動促進装置を容器に取り付けた状態の一例を示す説明図である。
【００１４】
本例の流動促進装置１０は、図３に示すように、ホッパーやサイロなどの容器Ｘに取り付けて使用される。この流動促進装置１０は、主に、ヘッダータンク１と開放弁２と可動ディスク４とを備えるものであり、これら各々はそれぞれ連通するものである。
【００１５】
ヘッダータンク１は、コンプレッサーなど（図示しない）によって発生させた圧縮空気を入口側から導入し、内部に一時的に貯めるために設けられる。本例では、図１に示すように、内部が高圧になっても破壊されにくい形状として、両端面を半球状に形成した円筒体としている。ヘッダータンク１の容量は本例において、後述するように実験を行なったものでは９ｌあるいは３ｌとし、貯める圧縮空気の圧力は０．６ＭＰａとしたが、これらは対象となる泥状体の性状や、容器に設ける流動促進装置の数などによって変更可能である。ただし、貯める圧縮空気の圧力については、０．３ＭＰａ以上とすることが望ましい。
従来の流動促進装置においては、ヘッダータンクを設けられておらず、コンプレッサーなどで発生させた圧縮空気を可動ディスクに直接送っていた。これに対し、本願発明に係る流動促進装置においては、ヘッダータンク１に圧縮空気を一旦貯め、ヘッダータンク１の出口側に接続された開放弁２を瞬時に開放することにより、ヘッダータンク１に貯めた空気を一気に可動ディスク４に送ることができる。これにより、従来よりも少量の圧縮空気であっても、勢い良く可動ディスク４を跳ね上げることができ、可動ディスク４の周囲に存在する泥状体を除去したり移動させることができる。
このヘッダータンク１には、圧力計や、内部が異常に高圧になった際に作動する安全弁などの他の機構を付加しても良い。
【００１６】
開放弁２は、ヘッダータンク１の出口側に接続され、ヘッダータンク１とエア噴出管３との間に配位されるものである。
この開放弁２は、通常は閉鎖しており、ヘッダータンク１内の空気を可動ディスク４に送る際に、瞬時に開放することのできるものである。本例においては、指示に対して瞬時に反応し、大容量の空気を流すことができる特性を有するダイヤフラム弁を用いている。また、本例においては、このダイヤフラム弁を作動させる指示を出すために電磁弁を用いているが、これに限られるものではなく、ボール弁などの種々の弁を用いることができる。
【００１７】
エア噴出管３は、容器Ｘの内部に空気を噴出させるために設けられる略円筒状のものである。このエア噴出管３は、図２に示すようなものであり、内部には空気通路３３が設けられており、基端部分において開放弁２に接続されていることにより、空気通路３３が開放弁２に対して連通している（図示しない）。中間部分は容器Ｘを貫通しており、また、基端部分から中間部分までの外側面にはねじが形成されており、このねじに取付ナット３１がねじ込まれることにより、エア噴出管３が容器Ｘに取り付けられる。なお、エア噴出管３の中間部分において、容器Ｘの内側に位置する部分にはＯリング３２が取り付けられ、容器Ｘを貫通する隙間から空気などの漏れが発生しないようになっている。
【００１８】
そして、エア噴出管３の容器Ｘの内側に突出する部分には、空気通路３３に連通するようにして噴出口３４が設けられている。本例においては、略円筒状であるエア噴出管３の軸方向に延びる空気通路が、図示中間部分のやや上方において行き止まりとなっており、その行き止まりの部分から径方向に空気通路が分岐して、噴出口３４に至っている。本例では周方向に等間隔に４箇所の噴出口が形成されているが、この噴出口３４の形成は３箇所以下でも５箇所以上でも良く、対象となる泥状体の性状などに応じ、種々に変更して実施し得る。また、噴出口３４の寸法についても、種々に変更して実施し得る。
この噴出口３４から容器Ｘの内壁面Ｘ１と可動ディスク４との間に形成される空間に向けて圧縮空気が噴出し、この噴出した空気が、内壁面Ｘ１と可動ディスク４の外周部４２との間から容器Ｘの内部へと抜ける。
また、このエア噴出管３における、噴出口３４よりも先端寄りの部分がステム部３５であり、本例ではこのステム部３５に可動ディスク４の中央部４１が嵌合により取り付けられている。よって、可動ディスク４の中央部４１は容器Ｘの内壁面Ｘ１に対して離れた位置に配位される。
【００１９】
可動ディスク４は、弾性素材からなる平面視円形であり笠状の形態を有するものである。本例ではシリコン製としている。この可動ディスク４は、上記のように、中央部４１においてエア噴出管３のステム部３５に支持される。そして、可動ディスク４の外周部４２は容器Ｘの内壁面Ｘ１に接するように設けられる。
この可動ディスク４は、上記のように、ヘッダータンク１から瞬時に供給される空気の勢いにより、内壁面Ｘ１から跳ね上がるように動作する。
可動ディスク４の中央部４１が内壁面Ｘ１に対して離れた位置に存在するものであることにより、本願発明における上記の跳ね上がりの動作は、可動ディスクの中央部４１から外周部４２にかけてのディスク内面４３が、容器Ｘの内壁Ｘ１に対して、平行以上の角度に跳ね上がる反転動作となる。このような反転動作により、可動ディスク４の周囲に存在する泥状体を除去したり移動させることが可能である。
従来の流動促進装置において、可動ディスクは、空気の噴出に伴い微振動する程度のものであり、この微振動によって泥状体を除去したり移動させる効果は微々たるものであったが、本願発明においては、可動ディスク４が反転動作のような大きな動作をするものであり、従来に比べ、泥状体を除去したり移動させることに関して顕著な効果を有する。
【００２０】
ここで、可動ディスク４の反転動作を大きくするためには、ヘッダータンク１の容量をより大きく、ヘッダータンク１に貯めた圧縮空気の圧力をより高く、ヘッダータンク１より噴出口３４までの圧力損失をより小さくすることが望ましいが、経済面などを考慮の上、使用目的などに応じて最適の設定とする。なお、本例において、下記のように実験を行なったものについては、ヘッダータンク１の容量を９ｌあるいは３ｌ、ヘッダータンク１に貯めた空気の圧力を０．６ＭＰａに設定した。また、ヘッダータンク１から噴出口３４までの距離は、できるだけ短い距離となるように設定し、圧力損失が小さくなるようにした。
【００２１】
次に、上記のようにして構成される流動促進装置１０の使用方法について述べる。
まず、コンプレッサー（図示しない）を作動させて、ヘッダータンク１に、所定の圧力となるまで圧縮空気を導入する。
次に、電磁弁（図示しない）などの操作により、開放弁２を開放する。これにより、ヘッダータンク１の内部に貯められていた圧縮空気が一気に、エア噴出管３の噴出口３４から、容器Ｘの内壁面Ｘ１と可動ディスク４との間に形成される空間に向けて噴出する。この空間は限られたものであるため、この噴出した空気の勢いにより、可動ディスク４が反転し、空気は容器Ｘの内部へ抜ける。この反転動作並びに噴出する空気の勢いにより、可動ディスク４の周囲に存在する泥状体を移動させることができる。なお、この反転動作の際は瞬時になされるものであるため、爆発音のような作動音が発生する。
そして、ヘッダータンク１に貯められていた圧縮空気が全て噴出した後は、可動ディスク４は、元のように、外周部４２が容器Ｘの内壁Ｘ１に接した状態に復帰する。
この流動促進装置１０を実際に容器Ｘに取り付けて使用する際には、上記の一連の動作を、タイマーなどにより一定時間おきに行なったり、容器Ｘの内部の泥状体の量や粘度をセンサーなどで検知し、所定の条件となった際に行なう。
【００２２】
次に、本願発明に係る流動促進装置１０と従来の流動促進装置とを比較した実験について述べる。
実験装置は、水平方向に配位した平面状のアクリル板に、可動ディスク４を取り付けたものである。可動ディスク４には、図２に示すように、アクリル板を貫通させたエア噴出管３が接続されている。
そして本願発明に係る流動促進装置１０の実験装置は、上記に説明したように、エア噴出管３にヘッダータンク１（容量９ｌ）及び開放弁（ダイヤフラム弁、口径２５Ａ）を設けたものであり、ヘッダータンク１をコンプレッサーに接続したものである。
一方、従来の流動促進装置の実験装置は、エア噴出管３にコンプレッサーに接続されたエアホースを取り付けただけのものである。
実験の際には、アクリル板及び可動ディスク４の上部に、試料を下側直径３００ｍｍ、上側直径２５０ｍｍ、高さ８０ｍｍの円錐台状に積み上げ、可動ディスク４から空気を噴出させてその変化を観察した。なお、試料としては園芸用土（密度約１８００ｋｇ／ｍ３）を使用した。
【００２３】
まず、従来の実験装置について実験を行なった。この装置の可動ディスク４には、コンプレッサーから、圧力０．５５ＭＰａ、流量２８ｌ／ｓの空気を定常的に供給した。
この条件にて、２秒間運転を行なったところ（供給空気量５６ｌ（Ｎｏｒｍａｌ））、試料は、円錐台状の形態がやや崩れただけであり、ほとんど変化はなかった。
なお、同条件のまま更に３秒間（供給空気量１４０ｌ（Ｎｏｒｍａｌ））運転させても大きな変化はなかった。
【００２４】
次に、本願発明の実験装置について実験を行なった。この装置では、ヘッダータンク１の容量を９ｌ、ヘッダータンク１内の空気の圧力を０．６ＭＰａとした（供給空気量６３ｌ（Ｎｏｒｍａｌ））。
この条件にて開放弁２を開き、空気を噴出させたところ、可動ディスク４は上方に大きく反転運動し、これにより、可動ディスク４上の試料は完全に吹き飛び、可動ディスク４が露出した状態となった。そして試料の一部はアクリル板の外へ飛び出し、アクリル板上には試料が平たく残存する程度となった。
なお、ヘッダータンク１の容量を３ｌ、ヘッダータンク１内の空気の圧力を０．６ＭＰａとして（供給空気量２１ｌ（Ｎｏｒｍａｌ））再度実験を行なったが、可動ディスクの反転運動は上記と比べてやや小さかったものの、試料の吹き飛びはほぼ同じようになった。ただし、この場合においては、可動ディスク４上に試料が残存した。
【００２５】
上記実験より、本願発明に係る流動促進装置１０は、可動ディスク４に供給する空気量が、従来よりも少量であっても、泥状体を除去したり移動させることに関して顕著な効果を有することが確認できた。
【００２６】
本願発明は、上記に例示した形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した事項により特定される技術の範囲内であれば、種々に変更して実施することができる。
また、本願発明に係る流動促進装置が用いられる対象物としては、主にスラッジなどの泥状体があげられるが、これに限定されるものではなく、粉粒体に対しても適用可能であり、例えば小麦粉や砂糖などの食品素材や、セメントや砂などの建築資材、その他焼却灰や薬品など、種々多様な対象物に対しての適用が可能である。
【００２７】
【発明の効果】
従来、この種の流動促進装置においては、可動ディスクに連続的に空気を供給するという技術思想しか存在しなかったが、本願発明の実施により、ヘッダータンクに貯めておいた空気を可動ディスクに瞬時に送ることができ、従来よりもはるかに少量の空気で顕著な効果をあげることができる。よって、装置の規模を大掛かりにすることなく、効果的に泥状体の流動を促進できる。
特に、本願の請求項２に記載の発明においては、可動ディスクの中央部から外周部にかけてのディスク内面が、容器の内壁面に対して、平行以上の角度となるように跳ね上がることにより、可動ディスクの周囲に存在する泥状体を、より効果的に除去したり移動させることが可能である。
また、本願の請求項３に記載の発明においては、ヘッダータンクから可動ディスクに供給される空気の圧力が０．３ＭＰａ以上であることにより、可動ディスクの周囲に存在する泥状体を、より効果的に除去したり移動させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の実施の一例に係る流動促進装置の斜視説明図である。
【図２】同流動促進装置のエア噴出管及び可動ディスクを示す断面視の説明図である。
【図３】同流動促進装置を容器に取り付けた状態の一例を示す説明図である。
【図４】従来の流動促進装置を示す説明図である。
【符号の説明】
１０      流動促進装置
１        ヘッダータンク
２        開放弁
４        可動ディスク
４１      中央部（可動ディスク）
４２      外周部（可動ディスク）
４３      ディスク内面
Ｘ        容器
Ｘ１      内壁面
【図１】
2004352433.tif 000003
【図２】
2004352433.tif 000004
【図３】
2004352433.tif 000005
【図４】
2004352433.tif 000006