(57)【要約】【課題】  装置の簡素化を図りながらブリッジ防止効果に優れている粉体輸送方法および輸送装置を実現したり、対象粉体を比較的頻繁に変えるような場合にも装置稼動率の低下を抑える。【解決手段】  下側に排出口５ｂを有する粉体貯留用タンク２と、排出口５ｂに接続された輸送管６と、気体供給装置１０に接続されて気体をタンク２内へ噴射するノズル部材１５とを有し、タンク内を所定圧に加圧し、該加圧力により該タンク内の粉体を排出口５ｂより輸送管６へ排出する粉体輸送方法である。工夫点は、特に、ノズル部材１５が、タンク内に吊り下げ状態に設けられ、気体供給装置１０より送られてくる気体を下端の吐出口１５ａから噴射することにより、タンク内を加圧して粉体を排出口５ｂから輸送管６へ排出圧送し、かつ、タンク径方向の揺動を伴ってタンク内の下内周面側へ噴射力を付与する。【選択図】        図１
2005075621.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下側に排出口を有する粉体貯留用タンクと、前記排出口に接続された輸送管と、気体供給装置に接続されて気体を前記タンク内へ噴射するノズル部材とを有し、前記タンク内を所定圧に加圧し、該加圧力により該タンク内の粉体を前記排出口より前記輸送管へ排出する粉体輸送方法において、
前記ノズル部材が、前記タンク内に吊り下げ状態に設けられ、前記気体供給装置より送られてくる気体を下端の吐出口から噴射することにより、前記タンク内を加圧して前記粉体を前記排出口から前記輸送管へ排出圧送し、かつ、タンク径方向の揺動を伴ってタンク内の下内周面側へ噴射力を付与することを特徴とする粉体輸送方法。
【請求項２】
下側に排出口を有する粉体貯留用タンクと、前記排出口に接続された輸送管と、気体供給装置に接続されて気体を前記タンク内へ噴射するノズル部材とを有し、前記タンク内を所定圧に加圧し、該加圧力により該タンク内の粉体を前記排出口より前記輸送管へ排出する粉体輸送装置において、
前記ノズル部材は、前記タンクの略中心を上下に延び、下端の吐出口が前記排出口の略中心線上に配置されていると共に、前記気体供給装置より送られてくる気体の前記吐出口からの噴射に伴って上側を支点としてタンク径方向へ揺動可能になることを特徴とする粉体輸送装置。
【請求項３】
前記ノズル部材が、上下寸法のうち、少なくとも下側半分以上が可撓性ないしは弾性の管部材にて形成されている請求項２に記載の粉体輸送装置。
【請求項４】
前記タンクが、粉体用入口および前記気体用導入管等を有した上タンク部と、前記上タンク部に着脱可能に連結された下タンク部と、前記下タンク部に着脱可能に連結されかつ前記輸送管に結合している排出筒部とからなると共に、前記上タンク部および排出筒部が保持部材に固定支持され、前記下タンク部が前記上タンク部および排出筒部から分離された状態で移動部材を介して略水平移動される請求項２又は３に記載の粉体輸送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体貯留用タンクが下端側の排出口に接続された輸送管を有し、タンク内の粉体を排出口から輸送管へ排出する粉体輸送方法及び輸送装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タンク内の粉体を排出して輸送する場合は、粉体がタンク内より良好に排出されるようにしたり、粉体がタンク下端側の排出口付近に添着し架橋するいわゆる粉体ブリッジ（以下、ブリッジと略称する）の形成を防ぐため、タンク下端側形状が下すぼまりで安息角以上の傾斜壁面に設定される。また、粉体の排出は、タンク内の粉体を自重により排出するか、又は、タンク内を加圧して所定圧の状態にて開閉弁を開にし粉体を排出圧送する。ところが、粉体物性によっては、タンク形状や加圧排出だけではブリッジが発生し、排出状態が不安定になったり排出不能となる。このため、従来から色々なブリッジ防止構造が採用されている。
【０００３】
図５は前記のブリッジ防止構造の２つの従来例を示している。図５（ａ）は特許文献１に開示のものである。このタンク（ホッパー）５０は、排出口５０ａに接続されたスクリュー式の輸送管５１と、タンク側面壁に突設させて下向きの傾斜姿勢で吐出口５２ａをタンク底部に向けているノズル部材５２と、電磁弁５３を介しノズル部材５２に空気を送る空気供給源（コンプレッサ）５４と、電磁弁５３を制御するコントローラ５５と、粉面計５６とを備えている。このブリッジ防止構造では、タンク内の粉体を排出口５０から排出しながら、ノズル部材５２が空気供給源５４の空気をコントローラ５５の制御によりタンク底部に向けて間欠的に短時間ずつ吹き込むことにより、タンク底部側の粉体を流動化すると共にブリッジ防止効果を得るようにする。
【０００４】
図５（ｂ）は特許文献２に開示のものである。このタンク（貯留槽）６０は、蓋体６１上に設けられた支持具６２および気体を導く水平な導管６３を介して保持されて排出口６０ａの略中心線上に配置された支持筒６４と、支持筒６４内を摺動可能に上下貫通してタンク６０内の下側へ導かれた垂直な導管６５と、導管６５の下端に装着されて複数の吐出口を有して回転自在の立体ノズル６６と、導管６５を上下に駆動するシリンダ機構部６７とを備えている。このブリッジ防止構造では、気体が導管６３および導管６５を通して立体ノズル６６へ送られ、該立体ノズル６６の複数の吐出口から噴射する。その際、立体ノズル６６は、シリンダ機構６７により上下動される導管６５を介し、又、噴射力により回転して、吐出口を上下および周方向に可変することにより、タンク下部側のブリッジを効率的に防止できるようにする。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−７７８８４号公報
【特許文献２】特開平１１−１６５７９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来のブリッジ防止構造は、ノズルより噴射される気体によりタンク下部側のブリッジを壊したり生じ難くし、又、噴射される気体つまり高圧ガスエネルギーを粉体の排出エネルギーとして活用するものであるが、次のような問題を有している。
ア）図５（ａ）の構造では、ノズル部材５２が排出口５０ａの上側に位置して所定の傾斜角に配設されているため、気体噴射力を強く受ける箇所と受けない箇所ができ易くブリッジ防止効果に欠ける。これは、ノズル全寸を長くするほど顕著となる。このような問題に対し、特公昭５８−１７０９８号公報等を参照してノズル部材をタンク周囲に複数設け、各ノズルから気体を噴射することも考えられるが複雑化する。
イ）図５（ｂ）の構造では、立体ノズル６６が導管６５およびシリンダー機構部６７を介し上下位置を可変するためブリッジ防止効果的に優れるが、シリンダー機構部６７とその制御および気体導入経路等により煩雑・高価となったりメンテナンスも煩雑化する。
ウ）従来装置では、仮に、上記した気体の噴射力で壊すことができないようなブリッジができたとき、該ブリッジを手作業によって強制的に掻き出したり除去しているが、手間がかかるだけではなく、その作業の間は運転を停止しなくてはならない。また、用途によっては、扱う粉体（例えば、粒径が異なる粉体）を比較的頻繁に変えることもあり、その交換時に行うタンク内を洗浄する上での運転停止の時間が長くなり装置稼動が悪くなるという問題もある。これらは、特に、図５（ａ）のようにタンク下部に輸送管５１が接続されている場合に顕著となる。
【０００７】
本発明の目的は、以上のような課題を解消して、装置の簡素化を図りながらブリッジ防止効果に優れている粉体輸送方法および輸送装置を実現し、又、対象粉体を比較的頻繁に変えるような場合にも装置稼動率の低下を抑えることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
・請求項１の発明は、下側に排出口を有する粉体貯留用タンクと、前記排出口に接続された輸送管と、気体供給装置に接続されて気体を前記タンク内へ噴射するノズル部材とを有し、前記タンク内を所定圧に加圧し、該加圧力により該タンク内の粉体を前記排出口より前記輸送管へ排出する粉体輸送方法において、前記ノズル部材が、前記タンク内に吊り下げ状態に設けられ、前記気体供給装置より送られてくる気体を下端の吐出口から噴射することにより、前記タンク内を加圧して前記粉体を前記排出口から前記輸送管へ排出圧送し、かつ、タンク径方向の揺動を伴ってタンク内の下内周面側へ噴射力を付与することを特徴としている。
・請求項２の発明は、下側に排出口を有する粉体貯留用タンクと、前記排出口に接続された輸送管と、気体供給装置に接続されて気体を前記タンク内へ噴射するノズル部材とを有し、前記タンク内を所定圧に加圧し、該加圧力により該タンク内の粉体を前記排出口より前記輸送管へ排出する粉体輸送装置において、前記ノズル部材は、前記タンクの略中心を上下に延び、下端の吐出口が前記排出口の略中心線上に配置されていると共に、前記気体供給装置より送られてくる気体の前記吐出口からの噴射に伴って上側を支点としてタンク径方向へ揺動可能になることを特徴としている。
【０００９】
上記の発明装置は請求項３と４のように具体化することが好ましい。すなわち、・請求項３の発明は、前記ノズル部材が上下寸法のうち、少なくとも下側半分以上を可撓性ないしは弾性の管部材にて形成されていることである。この構成は、可撓性や弾性の管部材にてノズル部材の全体又は少なくとも下側半分以上を形成することによりノズル部材に揺動性を付与したり、又、仮にノズル部材の下端側が揺動によりタンク対応内面に当たっても摩耗や損傷を起きないようにする。
・請求項４の発明は、前記タンクが、粉体用入口および前記気体用導入管等を有した上タンク部と、前記上タンク部に着脱可能に連結された下タンク部と、前記下タンク部に着脱可能に連結されかつ前記輸送管に結合している排出筒部とからなると共に、前記上タンク部および排出筒部が保持部材に固定支持され、前記下タンク部が前記上タンク部および排出筒部から分離された状態で移動部材を介して略水平移動されることである。この構成は、例えば、対象粉体を変える場合にタンク内の洗浄を行い易くして洗浄に起因した運転停止時間を短くできるようにする。この場合、タンク構成としては、交換用の下タンク部をユニットとして備えていることがより好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
・請求項１の粉体輸送方法では、ノズル部材から噴射される気体によりタンク内の粉体を流動化してブリッジを生じ難くしたり、タンク内の粉体を気体圧により排出口より輸送管へ排出し圧送する。工夫点は、特に、ノズル部材が気体噴射に伴って上側を支点として揺動することにより、ノズル吐出口の位置つまり気体の噴射方向を可変して、気体噴射力が排出口を区画している筒部内面全体に当たるようにしてブリッジ防止効果を向上する。具体的には、ブリッジが粉体をタンク内から排出する初期より所定量排出した後に形成されるが、該ブリッジ形成過程等においてノズル部材を大きく揺動するようにして（これはノズル部材が粉体量の減少と共に揺動量を増す現象を利用する）、該揺動により排出口付近の粉体の流動化を促すと共に、気体噴射方向が可変されることでブリッジを発生し難くしたり形成された各部のブリッジを破壊する。
・請求項２の粉体輸送装置では、以上の粉体輸送方法を経費を抑えて実施可能にし、ブリッジ防止効果に優れたものを提供できる。この装置において、請求項３ではノズル管素材ないしは材質選定によりノズル部材に揺動性を簡単に付与できるようにし、又、請求項４では課題に挙げたタンク内の洗浄を行い易くして運転停止時間を短くして装置稼動率の低下を抑えることができるようにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の最良な形態を図面の実施例を参照しながら説明する。なお、図１および図２は第１実施例、図３は第２実施例、図４は第３実施例を示している。各実施例では、要部が実質的に同じため同一又は類似する部材や部位に同じ符号を付している。以下の説明では、第１実施例により装置の基本構造および作動を述べた後、第２実施例および第３実施例の変更点に言及する。
【実施例】
【００１２】
（第１実施例）この粉体輸送装置１は、下側に排出口５ｂを有する粉体貯留用タンク２と、排出口５ｂに接続された輸送管６と、気体供給装置１０とタンク内との間に配置された導入管１１と、タンク内にあって導入管１１の対応端に接続されて吊り下げ状態に設けられたノズル部材１５とを有している。
【００１３】
前記タンク２は、上タンク部３と、下タンク部４と、排出筒部５とに分割されており、上タンク部３および下タンク部４が複数の連結具１４ａにより着脱可能に結合され、下タンク部４よび排出筒部５が複数の連結具１４ｂにより着脱可能に結合され、排出筒部５が輸送管６に結合されている。このうち、上タンク部３は、上中央部に上筒部３ａを突設していると共に、下外周に鍔状フランジ部３ｂを突出形成している。上筒部３ａは、粉体をタンク内へ入れる箇所であり、入口が付設された開閉弁７により開閉される。また、上タンク部３には、タンク内に貯留される粉体の量を検出可能にする粉面計８と、タンク内に粉体を入れるときにタンク内の気体を排気する開閉弁９ａ付きの排気管９とを有していると共に、導入管１１の一端側がシール可能にタンク内へ挿通されている。導入管１１は、一般的に使用される剛管であり、一端がタンク内の略中央部まで延び、タンク外の他端が途中に開閉弁１２を介して気体供給装置１０の対応箇所に接続されていて、気体供給装置１０から高圧ガスを導入可能にする。高圧ガスは、空気又は窒素ガス等の不活性ガスであり、気体供給装置１０が不図示の制御部を介し駆動されることにより任意の流量および圧力で導入管１１へ圧送される。
【００１４】
下タンク部４は、上タンク３と同径となった上側を除き、下端に向かって次第に径小となった下すぼまりに形成されており、上外周および下外周にそれぞれ鍔状のフランジ部４ａ，４ｂを突設している。そして、上タンク部３のフランジ部３ｂに対しフランジ部４ａを突き当て連結具１４ａにより結合操作される。連結具１４ａは、ボルトおよびナットの例であるが、所定結合力を維持して着脱操作可能であれば他の公知構造でもよい。
【００１５】
排出筒部５は、下タンク部４の下内径と同じ円筒部およびその下側の径小筒部並びに前記円筒部の上外周に突出形成された鍔状のフランジ部５ａからなり、タンク２の排出口５ｂを形成している。そして、下タンク部４のフランジ部４ｂに対しフランジ部５ａを突き当て連結具１４ｂにより連結操作され、又、前記下すぼまりとなった径小筒部の一部が輸送管６に設けられた開口に突き刺した状態で結合されている。連結具１４ｂは、連結具１４ａと同様にボルトおよびナットの例であるが、所定結合力を維持して着脱操作可能であれば他の公知構造でもよい。
【００１６】
輸送管６は、排出口５ｂから排出された粉体を気体圧により輸送する単純な筒形であり、一端側が閉じられ、他端側が目的の箇所まで延びている。また、輸送管６には、他端側のうち、排出筒部５との結合部の付近に開閉弁１３が設けられている。以上の輸送管６は、対象粉体を粉砕しないように高圧ガス力で圧送する構成であるが、前記粉砕が問題にならない場合には図５（ａ）のように粉体をスクリューの回転により輸送するようにしてもよい。
【００１７】
ノズル部材１５は、可撓性ないしは弾性の管部材であり、上端が前記した導入管１１の対応端部に金具１６を介し接続されている。この吊り下げ状態において、ノズル部材１５は、タンク２の略中心を上下に延びていると共に、下端の吐出口１５ａが排出口５ｂの略中心線上に配置されており、気体供給装置１０より送られてくる気体を吐出口１５ａから噴射すると、下側が上側を支点としてタンク径方向へ揺動可能になっている。材質的には、シリコン素材、ゴム製、ウレタン系等の軟質樹脂製などである。以上のノズル部材１５は、管部材の材質、気体圧、長さ設定などにより所定の揺動度合いを満たすよう設計される。この場合、ノズル部材１５は、例えば、上側周囲の一部を細くして揺動し易くしてもよい。
【００１８】
図２は以上の粉体輸送装置をユニット化している支持装置を示している。この支持装置２０は、上下の枠体２１，２２同士を縦骨材２３で連結した概略矩形立体になっており、下面側にあって片側２箇所、両側で合計４箇所に設けられたストッパー付きのキャスタ２４により移動可能になっている。そして、支持装置２０には、片側の中央部に粉体輸送装置１が設置され、左右の中央部に回転保持手段２５が設けられている。回転保持手段２５は、下枠体２２の対応部に固定された取付部材２６と、取付部材２６に対し回転可能に支持されている回転軸部材２７と、回転軸部材２７の上端に設けられた操作部２８と、回転軸部材２７に装着された状態で両側に突出している対のアーム部２９とを備えている。両アーム部２９には上下貫通した保持孔２９ａが設けられている。
【００１９】
そして、粉体輸送装置１を構成しているタンク２は、支持装置２０の片側中央部にあって、上タンク部３が上枠体２１の対応部に対し保持部材３０により支持され、排出筒部５が下枠体２２の対応部に対し支持され、輸送管６の基端側が下枠体２２の対応部にブラケット３１等を介して支持されている。また、下タンク部４は、前記アーム部２９の保持孔２９ａに挿入された状態で支持されている。なお、図２では、左側アーム部２９の下タンク部４を想像線で示し、右側アーム部２９の下タンク部４を実線で示している。これは、下タンク部４が固定支持されている上タンク部３および排出筒部５から分割された状態で回転軸部材２７および操作部２８を介して略１８０度水平移動されることを分かり易くするためである。しかし、実際は、下タンク部４が両側のアーム部２９にそれぞれ支持されている。そして、この支持装置２０では、タンク洗浄時等において、現在のタンク２を構成している下タンク部４を上タンク部３および排出筒部５から外した後、回転軸部材２７および操作部２８を介して略１８０度水平移動することにより、他方の下タンク部４を上タンク部３と排出筒部５との間に配置し、上記した連結操作により再びタンク２として使用可能にする。換言すると、粉体輸送装置１は、交換用の下タンク２９が予め装備されており、タンク２（上タンク部３、下タンク部４、排出筒部５）および下タンク部４が支持装置２０を介してユニット化されている。
【００２０】
次に、以上の粉体輸送装置１の使用例および主な作動について述べる。
(1)、タンク２内に粉体を貯留する場合には、開閉弁７および開閉弁９ａが開状態、開閉弁１３が閉状態に切り換えられる。そして、粉体は、ホッパーなどを通じて上筒部３ａの入口からタンク２内へ所定量だけ注入される。この過程では、タンク２内の気体が排気管９から排気される。粉体がタンク２に収容した後、開閉弁７および開閉弁９ａが閉状態に切り換えられる。
(2)、タンク２内の粉体を目的の箇所へ輸送する場合には、開閉弁１２を開状態に切り換え、かつ、気体供給装置１０を駆動して高圧ガスを所定流量および圧力で導入管１１およびノズル部材１５からタンク２の下部側へ圧送する。この過程では、吐出口１５ａから噴射する高圧ガスの噴射力でタンク下部側の粉体を流動化して排出し易くする。ノズル部材１５は、粉体中にほぼ埋まっているため高圧ガスの噴射に伴う揺動量は比較的少ないが、粉末が微粉末（例えば、トナー等）の場合、噴射圧を高めにすると上側を支点として揺動する。このため、この構造では、前記した粉体の流動化を促進できる。そして、タンク２の内圧が所定値に達したときに、開閉弁１３を開状態に切り換える。これにより、粉体は、タンク２の排出口５ｂから輸送管６に排出され輸送管６を通して圧送される。
【００２１】
(3)、図１はその粉体輸送の初期段階を示している。輸送過程では、タンク２内の粉体残量が粉面計８により計測されて、その計測値が気体供給装置１０の制御部等で活用される。つまり、この気体供給装置１０は、前記制御部の信号により供給する高圧ガスの流量および圧力をタンク２内の粉体量に応じて可変可能になっている。また、ノズル部材１５は、粉体量が減少するほど揺動し易くなり、同図のように下端の吐出口１５ａの位置を可変する。このため、この構造では、ノズル部材１５の下側揺動に起因した粉体攪拌作用に加え、高圧ガスの噴射力が排出口５ｂを区画している排出筒部５の内周面全体に作用して、ブリッジを発生し難くしたり形成された各部のブリッジを効果的に破壊でき、ブリッジ防止効果を向上できる。
(4)、なお、例えば、対象の粉末を変える場合にはタンク２内を洗浄する。この洗浄では、上述したようにタンク２が分割されていることと、支持装置２０ないしは支持装置２０によるユニット化（タンク２および予備用下タンク部４）の工夫により簡単に行え、装置停止時間を大幅に短縮できる利点がある。
【００２２】
（第２実施例）図３の粉体輸送装置１は、第１実施例の装置１に対し、導入管１１のタンク内側形状およびその支持構造と、ノズル部材１５の形状とが変更されている。すなわち、導入管１１のうち、タンク２内に配置される端部側は、略Ｌ形に形成されており、上タンク部３の上面壁ないしは上側面壁からタンク内の上中央部まで突出し、かつ下向きに延びている。また、上タンク部３内に取り付けられた保持部材１７により補強支持されている。一方、ノズル部材１５は、上記と同様に配置されているが、管部材として上側が細く、下側が太く形成されている。太くなった下側は上側より重くかつ弾性に富んでいる。この構造は、例えば、タンク２が容量的に大きくなるようなときに好適であり、導入管１１およびノズル部材１５を安定支持したり、ノズル部材１５を揺動し易くしたり、ノズル部材１５の下側がタンク内面に当たっても損傷し難くなる、等の利点がある。
【００２３】
（第３実施例）図４の粉体輸送装置１は、第１実施例の装置１に対し、下タンク部４に気体噴射手段１８を付設した点と、輸送管６に気体噴射手段１９を追加した点で変更されている。すなわち、気体噴射手段１８は、下タンク部４の外周に付設された被覆体１８ａを有し、該被覆体１８ａと下タンク部４の外面との間に配管および開閉弁１８ｂを介して気体供給装置１０から高圧ガスを送って下タンク部４内へ噴射可能にする。この構造は、日曹エンジニアリング株式会社製の高圧空気輸送装置（商品名プラグフローコンベヤー、スパイラルフローコンベヤー）に採用されているもので、例えば、対象の粉体が付着し易い場合、下タンク部４の周囲からタンク内へ高圧ガスを噴射することにより対応部のブリッジを防止できるようにする。一方、気体噴射手段１９は、輸送管６の基端側に配管および開閉弁１９ａを介して気体供給装置１０から高圧ガスを圧送することにより、タンク２の排出口５ｂから排出された粉体を確実かつ高速で輸送できるようにする。この構造は、例えば、輸送容量を大きくしたり比重の大きな粉体を扱うような場合に好適となる。
【００２４】
以上説明したように、本発明は、請求項１又は２の要件を充足すればよく、細部は上記した各実施例を参照して種々変形したり展開可能なものである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１実施例の粉体輸送装置を一部破断して示す模式構成図である。
【図２】上記粉体輸送装置の支持装置を示す模式側面図である。
【図３】第２実施例の粉体輸送装置を一部破断して示す模式構成図である。
【図４】第３実施例の粉体輸送装置を一部破断して示す模式側面図である。
【図５】ブリッジ防止構造の２つの従来例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２６】
１…粉体輸送装置
２…タンク（３は上タンク部、４は下タンク部、５は排出筒部）
６…輸送管（１３は開閉弁）
１０…気体供給装置（１１は導入管、１２は開閉弁）
１１…導入管
１５…ノズル部材（１５ａは吐出口）
１４ａ，１４ｂ…連結具
２０…支持装置（２５は回転保持手段、２７は回転軸部材）
２９…アーム部（移動部材に相当し、２９ａは保持孔）
３０…保持部材
【図１】
2005075621.tif 000003
【図２】
2005075621.tif 000004
【図３】
2005075621.tif 000005
【図４】
2005075621.tif 000006
【図５】
2005075621.tif 000007