(57)【要約】【課題】粉粒体を残留させることなく排出することのできるホッパ装置を提供する。【解決手段】ホッパ装置１０のホッパ１２の内部には、ホッパ１２の中心軸に沿って回転軸２４が配設されている。回転軸２４は、モータ２２を駆動することによって回転するように構成されるとともに、ブロワ３４を駆動することによってガスが回転軸２４の内部に給気されるようになっている。回転軸２４には、送気管２６を介してノズル部２８が接続されており、回転軸２４に給気されたガスは、このノズル部２８からホッパ１２の内面に向けて噴射される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉粒体を貯留するホッパの下部に排出部が設けられ、該排出部から前記粉粒体が排出されるホッパ装置において、
前記ホッパの内部に設けられ、前記ホッパの内面に向けて気体を噴射するノズル部と、  該ノズル部を前記ホッパの中心軸に対して回転させる回転手段と、
を備えたことを特徴とするホッパ装置。
【請求項２】
前記ノズル部は、該ノズル部の回転方向に対して、上流側及び／または下流側に気体を噴射することを特徴とする請求項１に記載のホッパ装置。
【請求項３】
前記ノズル部は、前記ホッパの内面に対して略一定の距離を保つようにして螺旋状に形成された送気管と、該送気管に形成され、前記送気管を流れる気体を前記ホッパの内面に向けて噴射するノズル孔と、から構成されることを特徴とする請求項１または２に記載のホッパ装置。
【請求項４】
前記ノズル部に洗浄用流体を供給する洗浄用流体供給手段を有し、該洗浄用流体供給手段が前記洗浄用流体を供給することによって前記ノズル部から前記洗浄用流体が噴射され、前記ホッパの内部が洗浄されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載のホッパ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はホッパ装置に係り、特に湿結晶体等の粉粒体を一時的に貯留して排出するホッパ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホッパ装置は、粉粒体を一時的に貯留するホッパの下端部に排出口が設けられており、この排出口を開くことによって粉粒体が自重によって排出されるようになっている。しかし、ホッパ装置は、粉粒体が圧密や吸湿によって塊を形成したり、ホッパの内面に付着したりすると、粉粒体が排出口から円滑に排出されないという不具合が発生する。
【０００３】
この不具合を解消するため、ホッパの底面をメッシュ状にするとともに、この底面を介して加圧エアを上方に向けて噴射することによって、粉粒体を流動させて排出させる方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−１０１２２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した方法は、粉粒体が底面に一旦付着すると、付着した部分以外からエアが噴出されるため、付着した粉粒体を剥離させることができないという問題があった。このため、従来のホッパ装置は、粉粒体がホッパの内部に残留するという不具合があり、粉粒体が高価な場合には大幅なコスト増加になるという問題があった。
【０００５】
さらに、従来のホッパ装置は、粉粒体がホッパ内に残留するため、異なる種類の粉粒体を扱う際にホッパの洗浄が必要となり、洗浄作業に手間がかかるという問題があった。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、粉粒体を残留させることなく排出させることのできるホッパ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は前記目的を達成するために、粉粒体を貯留するホッパの下部に排出部が設けられ、該排出部から前記粉粒体が排出されるホッパ装置において、前記ホッパの内部に設けられ、前記ホッパの内面に向けて気体を噴射するノズル部と、該ノズル部を前記ホッパの中心軸に対して回転させる回転手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００８】
請求項１の発明によれば、ノズル部からホッパの内面に向けて気体が噴射されるので、ホッパの内面に付着した粉粒体に気体が吹き付けられ、粉粒体が剥離される。また、請求項１の発明によれば、ノズル部を回転させるので、ホッパの内面の広い範囲に気体を吹き付けて粉粒体を剥離させることができる。さらに、請求項１の発明によれば、ノズル部を回転させながら気体を噴射させるので、粉粒体に大きな流動効果が得られる。これにより、粉粒体はホッパの内面に付着することなく、スムーズに排出部から排出されるので、粉粒体がホッパ内に残留することを防止できる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は請求項１の発明において、前記ノズル部は、該ノズル部の回転方向に対して、上流側及び／または下流側に気体を噴射することを特徴としている。ノズル部の回転方向に対して上流側に気体を噴射した場合には、気体による粉粒体の剥離効果が大きくなり、ホッパの内面に強固に付着した粉粒体をも剥離させることができる。また、ノズル部の回転方向に対して下流側に気体を噴射した場合には、気体による粉粒体の剥離効果が得られるだけでなく、気体を噴射した際の反動によってノズル部に回転力を与えることができる。したがって、モータ等の回転駆動源を用いずにノズル部を回転させたり、或いは気体の噴射流量を調節することによってノズル部の回転速度を制御したりすることができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は請求項１または２の発明において、前記ノズル部は、前記ホッパの内面に対して略一定の距離を保つようにして螺旋状に形成された送気管と、該送気管に形成され、前記送気管を流れる気体を前記ホッパの内面に向けて噴射するノズル孔と、から構成されることを特徴としている。
【００１１】
請求項３の発明によれば、ノズル部が、ノズル孔を有する螺旋状の送気管によって構成されるので、構造が非常にシンプルであり、コストを削減することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は請求項１〜３のいずれか１の発明において、前記ノズル部に洗浄用流体を供給する洗浄用流体供給手段を有し、該洗浄用流体供給手段が前記洗浄用流体を供給することによって前記ノズル部から前記洗浄用流体が噴射され、前記ホッパの内部が洗浄されることを特徴としている。
【００１３】
請求項４の発明によれば、ノズル部から洗浄用流体（例えば洗浄液、洗浄用の蒸気等）を噴射することによって、洗浄用流体をホッパの内面に吹き付けることができ、ホッパの内部を容易に洗浄することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るホッパ装置によれば、ノズル部を回転させながらホッパの内面に向けて気体を噴射させるようにしたので、ホッパの内面に付着した粉粒体を効率よく剥離させることができ、粉粒体がホッパの内部に残留することを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面に従って本発明に係るホッパ装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１６】
図１は第１の実施形態のホッパ装置の内部構造を模式的に示す断面図であり、図２は、図１のホッパ装置を示す平面図である。
【００１７】
図１に示すホッパ装置１０は、湿結晶体等の粉粒体１４をホッパ１２の内部に一時的に貯留し、必要に応じて排出する装置である。
【００１８】
ホッパ１２は、縦型の略円筒状に形成され、その底部は漏斗状に形成されている。ホッパ１２の最下端部には、排出部１６が設けられており、この排出部１６に弁等の開閉手段（不図示）が設けられている。そして、開閉手段を開くことによって、ホッパ１２内に貯留された粉粒体１４が排出されるようになっている。
【００１９】
また、ホッパ１２には、本発明の特徴部分である排出補助装置が設けられている。排出補助装置は主として、モータ２２、回転軸２４、送気管２６、２６…、及びノズル部２８、２８…で構成されている。
【００２０】
回転軸２４は、ホッパ１２の中心軸に沿って配置されており、その上端部は、ホッパ１２の外部に突出されている。この回転軸２４の上端部にモータ２２が接続されており、モータ２２を駆動することによって回転軸２４が所定の回転数（例えば３０〜２５００rpm ）で回転するようになっている。
【００２１】
回転軸２４は、筒状、或いは二重管状に形成されており、内部に気体の送気路が形成されている。この送気路は、回転軸２４の上部に設けたジョイント３０を介して給気管３２に接続されている。ジョイント３０は、略リング状に形成されており、回転軸２４を回動自在に支持するとともに、回転軸２４に形成された孔２４Ａを介して回転軸２４内の送気路に連通されている。給気管３２にはブロワ３４が配設されており、このブロワ３４を駆動することによって、ガス供給源からのガス、或いは洗浄用流体供給源からの洗浄用流体が、給気管３２及びジョイント３０を介して回転軸２４の内部に送られる。ガス供給源から供給されるガスは、粉粒体１４に悪影響を与えないものが選択され、たとえば窒素ガス等の不活性ガスが選択される。或いは、粉粒体１４を乾燥させて流動性を向上させるために乾燥エアが用いられる。また、洗浄用流体としては、ホッパ１２内を洗浄するための洗浄液、温水、水、或いはスチーム等が用いられる。なお、ガスの供給と洗浄用流体の供給との切り替えは、後述する制御装置４０によって行われる。
【００２２】
回転軸２４には、五本の送気管２６、２６…が接続されている。この送気管２６、２６…は、高さ方向に一定間隔で接続されるとともに、回転軸２４に対して１８０°反対側になるように交互に接続されている。
【００２３】
また、各送気管２６、２６…は、ホッパ１２の外側になるほど下がるように傾斜して取り付けられている。したがって、送気管２６、２６…を回転軸２４とともに回転させた際に、送気管２６の上に堆積した粉粒体１４が遠心力で飛ばされるので、送気管２６の上に粉粒体１４が残留することを防止できる。
【００２４】
また、送気管２６は、回転軸２４内の送気路に連通されるとともに、送気管２６の先端に取り付けられたノズル部２８に連通されている。したがって、回転軸２４内の送気路に給気されたガスは、各送気管２６を介してノズル部２８に送気される。
【００２５】
ノズル部２８は、ホッパ１２の内面（すなわち、ホッパ１２の底面１２Ａ或いは側面１２Ｂ）に対して若干のクリアランスＣをもって配置されている。また、ノズル部２８は、図２に示すように、送気管２６の先端に取り付けられたチャンバ３６と、このチャンバ３６に設けられたノズル３８とで構成される。ノズル３８は、ノズル部２８の回転方向と同方向、すなわち回転方向の上流側を向いた状態に取り付けられる。具体的には、ノズル部２８の回転軌道に対して接線方向に、且つ、回転方向の上流側を向いた状態に取り付けられる。これにより、ノズル部２８に送気されたガスは、チャンバ３６を介してノズル３８から、回転方向の上流側に噴射され、ホッパ１２の内面に吹き付けられる。
【００２６】
また、チャンバ３６には、ノズル孔３６Ａ、３６Ａが形成されている。ノズル孔３６Ａ、３６Ａは、図２に示す如くホッパ１２の径方向に、且つ、若干下向きに形成されている。これにより、チャンバ３６内に送気されたガスの一部が、ホッパ１２の内面に向けて若干下向きに吹き出される。よって、ホッパ１２内に付着した粉粒体１４はガスが吹き付けられて剥離され、さらに、ノズル孔３６Ａ、３６Ａから噴射されたガスによって下方に誘導される。
【００２７】
なお、図２には、箱型のチャンバ３６を示したが、チャンバ３６の形状はこれに限定するものではなく、例えば回転方向の上流側を球状や円錐状に形成したり、或いはチャンバ３６全体を流線型に形成したりすることによって、回転時の抵抗を減少させるようにしてもよい。
【００２８】
図１に示すように、回転軸２４の下端部にもノズル部４２が設けられている。このノズル部４２は、回転軸２４に給気されたガスを下方、すなわち、排出部１６に向けて噴射するように構成されている。これにより、粉粒体１４を強制的に排出部１６に送り出すことができ、粉粒体１４の排出効率を向上させることができる。
【００２９】
なお、図１の符号４６はガス回収管であり、前述したノズル部２８、４２から噴射されたガスをガス回収管４６から回収できるようになっている。回収したガスは、排気してもよいし、回転軸２４に再度供給して循環利用してもよい。
【００３０】
ところで、上述した排出部１６、モータ２２、及びブロワ３４は、制御装置４０によって制御されている。制御装置４０は、排出部１６の開閉手段を開いて粉粒体１４を排出する際に、モータ２２を駆動させて回転軸２４を回転させるとともに、ブロワ３４を駆動させて回転軸２４にガスを給気する。これにより、ノズル部２８が回転軸２４や送気管２６とともに回転され、さらに、回転軸２４に給気されたガスがノズル部２８に送気されてノズル部２８から噴射される。すなわち、ノズル部２８が回転しながらガスを噴射し、噴射されたガスがホッパ１２の内面に吹き付けられる。
【００３１】
次に上記の如く構成されたホッパ装置１０の作用について説明する。
【００３２】
ホッパ１２内に貯留されている粉粒体１４は、粘性が大きい場合等に、粉粒体１４同士が密着して塊を形成したり、粉粒体１４がホッパ１２の内面に付着したりする。このため、排出部１６の開閉手段を開いても、粉粒体１４は自重だけではスムーズに排出されず、ホッパ１２内に残留するおそれがある。
【００３３】
これに対し、本実施の形態は、排出補助装置が設けられているので、ホッパ１２内の粉粒体１４を効率良く排出することができる。すなわち、本実施の形態では、ノズル部２８を回転させながらガスを噴射させ、ホッパ１２の内面にガスを吹き付けるようにしたので、ホッパ１２の内面に付着した粉粒体１４を剥離させることができる。特に本実施の形態では、ノズル部２８の回転軌道の接線方向にガスを噴射して、ガスをホッパ１２の内面に対して低い角度で吹き付けるようにしたので、ホッパ１２の内面に付着した粉粒体１４を効率よく剥離させることができる。さらに、本実施の形態では、ノズル部２８の回転方向に対して上流側に向けてガスを噴射するようにしたので、ガスによる粉粒体の剥離効果が非常に大きくなり、ホッパ１２の内面に強固に付着した粉粒体１４であっても剥離することができる。
【００３４】
また、本実施の形態では、複数のノズル部２８、２８…からガスを噴射するようにしたので、ホッパ１２の内面に広い範囲にガスを吹き付けて粉粒体１４を剥離させることができる。
【００３５】
さらに、本実施の形態では、送気管２６とノズル部２８とを回転させたことによって、送気管２６とノズル部２８によってホッパ１２内の粉粒体１４を機械的に攪拌することができ、粉粒体１４の流動性を向上させることができる。
【００３６】
このように本実施の形態によれば、ホッパ１２の内面に付着した粉粒体１４を剥離させたり、ホッパ１２内の粉粒体１４の流動性を向上させたりすることができるので、粉粒体１４を排出部１６から効率良く排出することができる。さらに、本実施の形態では、回転軸２４の下端のノズル部４２から排出部１６に向けてガスを噴射しているので、排出部１６からの排出効果をより向上させることができる。したがって、本実施の形態によれば、粉粒体１４を排出部１６から効率良く排出することができ、ホッパ１２内に粉粒体１４が残留することを防止できる。
【００３７】
また、本実施の形態は、排出効率が向上したことによって、ホッパ１２の底面１２Ａの角度を小さくすることができる。すなわち、従来は、粉粒体１４の堆積を防止するためにホッパ１２の底面１２Ａの角度を粉粒体１４の安息角以上に設定していたが、本実施の形態では、ノズル部２６からガスを噴射して粉粒体１４を流動させることができるので、底面１２Ａの角度が安息角以下であっても粉粒体１４を排出することができる。したがって、粘性の高い粉粒体１４を用いた場合であっても、底面１２Ａの角度を小さくすることができ、ホッパ１２を小型化することができる。
【００３８】
さらに、本実施の形態は、ノズル部２８を利用してホッパ１２内の洗浄を行うことも可能である。すなわち、回転軸２４に供給する流体をガスから洗浄用流体に切り替えることによって、ノズル部２８からホッパ１２の内面に向けて洗浄用流体が噴射され、ホッパ１２の内部が効率よく洗浄される。
【００３９】
なお、上述した第１の実施形態では、ノズル部２８が回転方向の上流側にガスを噴射するように構成したが、回転方向の下流側にガスを噴射するようにしてもよい。この場合には、ガスを噴射した際の反動によってノズル部２８に回転力が付与されるので、ノズル部２８を高速で回転させて、ノズル部２８による粉粒体１４の攪拌効果を大きくすることができる。また、ノズル部２８から噴射するガスの風量を調節することによってノズル部２８の回転速度を制御したり、モータ２２を駆動せずにノズル部２８を回転させたりすることができる。
【００４０】
また、粉粒体１４の種類によっては、ノズル部２８が回転方向の上流側と下流側の両方にガスを噴射するように構成してもよい。
【００４１】
さらに、ノズル部２８の構造や形状は上述した実施の形態に限定されるものではなく、ホッパ１２の内面に向けてガスを噴射する構造であればよい。したがって、ノズル３８やノズル孔３６Ａの個数、配置、向き、形状等は特に限定されるものではなく、粉粒体１４の種類に応じて変更するとよい。例えば、粉粒体１４の種類に応じてノズル３８の口径を変えたり、ノズル３８の向き（取付方向）を変えたりするとよい。また、ノズル３８の向きが可変となるようにチャンバ３６に取り付けてもよい。さらに、ノズル部２８全体を送気管２６に対して着脱自在にし、粉粒体１４の種類に応じて、構造や形状の異なるノズル部２８を送気管２６に装着してもよい。
【００４２】
また、上述した実施の形態では、五個のノズル部２８を設けたが、ノズル部２８の個数は、四個以下であっても、六個以上であってもよい。ノズル部２８の個数を増やすことによって、ホッパ１２の内面に対するエアの吹き付け面積が増加するので、ホッパ１２に付着した粉粒体１４の剥離効果を向上させることができる。ただし、ノズル部２８の個数が増加すると、回転時の抵抗が増加するので、ノズル部２８の個数は八個以下とすることが好ましい。
【００４３】
また、上述した実施の形態は、五個のノズル部２８を、回転軸２４に対して１８０°反対側に交互に配置したが、これに限定するものではなく、例えば、図２の平面図においてノズル部２８を均等な角度間隔で配置してもよい。
【００４４】
さらに、上述した実施の形態は、ノズル部２８、２８…を高さ方向において一定の間隔で配置するようにしたが、これに限定するものではなく、例えばホッパ１２の下部ほどノズル部２８、２８…を密に配置してもよい。これにより、粉粒体１４の付着が生じやすいホッパ１２の下部において、粉粒体１４の剥離をより効果的に防止することができる。なお、ノズル部２８を密に配置する代わりに、ノズル部２８から噴射するガスの風量をホッパ１２の下部ほど大きくしても、同様の効果が得られる。
【００４５】
図３は、第２の実施形態のホッパ装置の内部構造を模式的に示す断面図であり、図４は、図３のホッパ装置の平面図である。
【００４６】
第２の実施形態のホッパ装置は、送気管４４が螺旋状に形成されている。この送気管４４は、ホッパ１２の底部内（すなわち、漏斗形状部分）に配設されており、底面１２Ａに対して常に一定の間隔になるように形成されている。また、送気管４４の上端部は、回転軸２４の下端部に接続されており、回転軸２４に供給されたガスが送気管４４に送気されるようになっている。
【００４７】
図４に示すように、送気管４４には、ノズル孔４４Ａ、４４Ａ…が形成されている。ノズル孔４４Ａは、ホッパ１２の底面１２Ａに向けて形成されており、送気管４４に送気されたガスを底面１２Ａに向けて吹き出すように構成されている。また、ノズル孔４４Ａは、図４の平面図において一定の間隔（例えば９０°間隔）で形成されている。なお、ノズル孔４４Ａを、送気管４４の回転方向に対して若干上流側に傾斜させて形成すると、粉粒体１４の大きな剥離効果が得られ、ノズル孔４４Ａを送気管４４の回転方向に対して若干下流側に傾斜させて形成すると、ノズル孔４４Ａからガスを噴射した際の反動によって送気管４４に回転力を与えることができる。
【００４８】
上記の如く構成された第２の実施形態では、回転軸２４にガスを供給しながら、回転軸２４を回転させることによって、螺旋状の送気管４４が回転されるとともに、送気管４４に形成されたノズル孔４４Ａからガスが噴射される。これにより、回転するノズル孔４４Ａからガスが噴射され、ホッパ１２の底面１２Ａにガスが吹き付けられるので、ホッパ１２の底面１２Ａに付着した粉粒体１４を剥離させることができる。したがって、第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、ホッパ１２の内面に付着した粉粒体１４を剥離させて排出効果を向上させることができ、ホッパ１２内に粉粒体１４が残留することを防止することができる。
【００４９】
また、第２の実施形態によれば、螺旋状の送気管４４を回転させることによって、剥離させた粉粒体１４を排出部１６に誘導することができる。すなわち、ノズル孔４４Ａから噴射されたガスの吹き付け位置は、送気管４４を回転させることによって、見かけ上、徐々に降下するので、剥離させた粉粒体１４を下方に誘導することができ、排出効果を向上させることができる。
【００５０】
さらに、第２の実施形態によれば、螺旋状の送気管４４にノズル孔４４Ａ、４４Ａ…を形成しただけの簡単な構造であるので、製造コストを削減することができる。
【００５１】
なお、第２の実施の形態の場合にも、送気管４４に洗浄用流体を供給することによって、ノズル孔４４Ａ、４４Ａ…からホッパ１２の底面１２Ａに向けて洗浄用流体が噴射されるので、ホッパ１２の内部を容易に洗浄することができる。
【００５２】
また、上述した第２の実施形態では、ノズル孔４４Ａ、４４Ａ…を一定の間隔で形成したが、これに限定するものではなく、例えば、ホッパ１２の下部になるほどノズル孔４４Ａ、４４Ａ…を密に形成してもよい。
【００５３】
また、上述した第２の実施形態では、送気管４４の上端部を回転軸２４の下端部に接続したが、図５に示すように、送気管４４の上端部及び下端部を回転軸２４に接続する構造としてもよい。これにより、送気管４４の支持強度を向上させることができる。
【００５４】
また、上述した第２の実施形態では、ホッパ１２の底部１２Ａにのみガスを吹き付けるようにしたが、これに限定するものではなく、図６に示すように、螺旋状の送気管４４をホッパ１２の上部まで延長することによって、側面１２Ｂに対してもガスを吹き付けることができる。
【００５５】
さらに、上述した第２の実施形態において、送気管４４を回転軸２４に着脱自在にし、粉粒体１４の種類を変更した際に、形状の異なる送気管４４（例えば、巻き角度の異なる送気管４４や、ノズル孔４４Ａの配置や口径の異なる送気管４４）を装着してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係るホッパ装置の第１の実施形態の構造を模式的に示す断面図
【図２】図１のホッパ装置の平面図
【図３】第２の実施形態のホッパ装置の構造を模式的に示す断面図
【図４】図３のホッパ装置の平面図
【図５】図３と異なるホッパ装置の構造を模式的に示す断面図
【図６】図３と異なるホッパ装置の構造を模式的に示す断面図
【符号の説明】
【００５７】
１０…ホッパ装置、１２…ホッパ、１４…粉粒体、１６…排出部、２２…モータ、２４…回転軸、２６Ａ〜２６Ｅ…送気管、２８…ノズル部、３０…ジョイント、３２…給気管、３４…ブロワ、３６…チャンバ、３８…ノズル、４０…制御装置、４２…ノズル部、４４…送気管、４６…ガス回収管
【図１】
2005132528.tif 000003
【図２】
2005132528.tif 000004
【図３】
2005132528.tif 000005
【図４】
2005132528.tif 000006
【図５】
2005132528.tif 000007
【図６】
2005132528.tif 000008