(57)【要約】【課題】搬送元となる粉体収容部が底面に給気口を備えない粉体収容部であっても、搬送元内の粉体の流動性を高めた状態で吸引することが可能となる粉体吸引ノズル及び粉体搬送装置を提供する。【解決手段】大型容器２内の粉体３に負圧を作用させて吸引口４１から粉体３を吸引する粉体吸引ノズルである吸引ノズル４０において、吸引口４１で吸引する粉体３に向けて空気を送入する給気口として流動化用多孔質構造４３の吐出孔を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体に負圧を作用させて吸引口から粉体を吸引する粉体吸引ノズルにおいて、
前記吸引口で吸引する粉体に向けて気体を送入する給気口を備えることを特徴とする粉体吸引ノズル。
【請求項２】
請求項１の粉体吸引ノズルにおいて、
前記吸引口に対して吸引方向上流側で壁に囲まれた空洞部と、
前記空洞部と外部とを連通する連通口とを備え、
前記給気口は前記空洞部内に向けて気体を送入することを特徴とする粉体吸引ノズル。
【請求項３】
請求項２に記載の粉体吸引ノズルにおいて、
前記連通口にシール部材を設けることを特徴とする粉体吸引ノズル。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載の粉体吸引ノズルにおいて、
前記粉体吸引ノズルの外側壁面に、気体を排出する外側壁面排出口を備えることを特徴とする粉体吸引ノズル。
【請求項５】
請求項４の粉体吸引ノズルにおいて、
前記給気口に気体を供給する流路と、前記外側壁面排出口に気体を供給する流路とが独立した流路であることを特徴とする粉体吸引ノズル。
【請求項６】
請求項４の粉体吸引ノズルにおいて、
前記給気口に気体を供給する流路と、前記外側壁面排出口に気体を供給する流路とは共通の流路であり、
前記外側壁面排出口の方が前記給気口よりも開口面積が小さい構成となっていることを特徴とする粉体吸引ノズル。
【請求項７】
請求項４または６の粉体吸引ノズルにおいて、
前記給気口に気体を供給する流路と、前記外側壁面排出口に気体を供給する流路とは共通の流路であり、
前記外側壁面排出口の方が前記給気口よりも開口数が少ない構成となっていることを特徴とする粉体吸引ノズル。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れかに記載の粉体吸引ノズルにおいて、
前記粉体吸引ノズルの外側壁面に、ネジ溝を備えることを特徴とする粉体吸引ノズル。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れかに記載の粉体吸引ノズルにおいて、
水平方向よりも上方を向く面に前記給気口を備えることを特徴とする粉体吸引ノズル。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れかに記載の粉体吸引ノズルにおいて、
前記給気口を形成する多孔質構造体を備えることを特徴とする粉体吸引ノズル。
【請求項１１】
粉体の搬送先に負圧を発生させる負圧発生手段と、
前記搬送先に接続され、粉体が通過する粉体搬送路と、
前記粉体搬送路の前記搬送先とは反対側の端部に接続されるノズル部とを備え、
粉体を前記ノズル部で吸引し、前記粉体搬送路を介して前記搬送先に粉体を搬送する粉体搬送装置において、
前記ノズル部として、請求項１乃至１０の何れかに記載の粉体吸引ノズルを備えることを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項１２】
請求項１１の粉体搬送装置において、
前記給気口から送入する気体を供給する気体供給手段を備えることを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項１３】
搬送元の粉体を吸引して搬送先に搬送する粉体搬送方法において、
粉体を吸引する吸引口を備えた粉体吸引ノズルに設けた給気口から搬送元の粉体に向けて気体を送入し、吸引口から粉体を吸引することを特徴とする粉体搬送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体吸引ノズル、粉体搬送装置及び粉体の流動化方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、粉体搬送装置として、搬送元の粉体収容部内の粉体に空気を送入することで粉体の流動性を高め、流動性が高められた状態の粉体を負圧が作用する粉体搬送管で吸引して搬送先に搬送するものが知られている。
例えば、特許文献１には、搬送元の粉体収容部の底面に多数の給気口を備えた通気多孔板を備え、通気多孔板の給気口から空気を送入して、粉体収容部内の粉体に空気を送入して流動性を高める粉体搬送装置が記載されている。この粉体搬送装置では、粉体収容部内で流動性が高められた粉体を負圧が作用する粉体導出管で吸引して搬送先の粉体容器に粉体を搬送する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載の粉体搬送装置では、粉体の流動性を高めるために、搬送元となる粉体収容部が底面に通気多孔板を備える必要がある。このため、底面に通気多孔板を備えた特定の粉体収容部以外の粉体収容部からは粉体の流動性を高めて搬送することはできなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、粉体に負圧を作用させて吸引口から粉体を吸引する粉体吸引ノズルにおいて、前記吸引口で吸引する粉体に向けて気体を送入する給気口を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、搬送元となる粉体収容部が底面に給気口を備えない粉体収容部であっても、搬送元内の粉体の流動性を高めた状態で吸引することが可能となるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施例１の吸引ノズルの説明図、（ａ）は吸引ノズルの概略説明図、（ｂ）は吸引ノズルで粉体を吸引している状態を示す説明図。
【図２】実施形態に係る粉体搬送装置の概略構成図。
【図３】実施例２の吸引ノズルの説明図、（ａ）は吸引ノズルの概略説明図、（ｂ）は吸引ノズルで粉体を吸引している状態を示す説明図。
【図４】実施例３の吸引ノズルの説明図、（ａ）は吸引ノズルの概略説明図、（ｂ）は吸引ノズルで粉体を吸引している状態を示す説明図。
【図５】実施例４の吸引ノズルの説明図、（ａ）は吸引ノズルの概略説明図、（ｂ）は吸引ノズルで粉体を吸引している状態を示す説明図。
【図６】実施例５の吸引ノズルの説明図、（ａ）は吸引ノズルの概略説明図、（ｂ）は吸引ノズルで粉体を吸引している状態を示す説明図。
【図７】実施例５の吸引ノズルに適用可能な表面形状の一例の説明図。
【図８】実施例６の吸引ノズルの説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明を適用した粉体搬送装置について説明する。
図２は、本実施形態に係る粉体搬送装置１の概略構成図である。
粉体搬送装置１は、搬送対象となる粉体３が貯蔵された大型容器２、吸引ノズル４０、充填容器１３が収容された密閉容器１２、粉体の搬送のための搬送路を形成する粉体搬送管６及び充填用ノズル１７等により構成される。吸引ノズル４０は、空気を送入するための吐出孔が複数形成された通気多孔質体からなる流動化用多孔質構造４３と空気を吸引する吸引口４１とを備える。
【０００８】
大型容器２内の粉体３は、大型容器２内に収容された後、時間が経過したことによって粒子間の空気が抜け、嵩密度が増加し、流動性が低下した状態となっている。
粉体搬送装置１によって粉体３を搬送するときには、大型容器２に対して吸引ノズル４０を投入し、大型容器２内の粉体３に対して流動化用多孔質構造４３から空気を送入することで、大型容器２内の粉体３を局所的に流動化させる。
【０００９】
流動化用多孔質構造４３には、圧縮空気の供給路を形成する空気供給管７を介して圧縮空気供給装置５０が接続されている。圧縮空気供給装置５０は、空気供給管７を介して圧縮空気を供給する空気供給ポンプ９、空気供給管７からの空気導入量を調整するための供給流量計２１、空気圧力調整のためのレギュレータ２２等を備える。また、粉体３の逆流による空気供給ポンプ９の破損を防ぐための逆止弁８を備える。また、圧縮空気供給装置５０は、空気供給ポンプ９を駆動する空気供給ポンプ駆動モータ１０と、空気供給ポンプ駆動モータ１０に電源を供給する電源プラグ１１とを備える。
【００１０】
密閉容器１２は耐圧構造となっており、内部の空気を吸引する負圧発生装置６０が接続されている。負圧発生装置６０は、真空ポンプ１９、真空ポンプ１９を駆動する真空ポンプ駆動モータ２０、吸引流量計１８及び粉体３の流入を防ぐためのフィルタ２３を備える。
粉体搬送装置１は、密閉容器１２の内圧を測定するための圧力センサ２４を備え、密閉容器１２の内部圧力が耐圧限界を超えないようにコントローラ２５によって随時、大気開放弁１４が開閉される仕組みとなっている。
密閉容器１２の内部には充填容器１３が収納されており、密閉容器１２の上面は蓋体１６で閉じられ、ここに空けられた貫通孔の内壁部に軟質材料からなるパッキン１５が設置されている。この貫通孔を通じて粉体搬送管６を密閉容器１２内に挿入する。
【００１１】
粉体搬送管６の一端には、吸引ノズル４０が接続されており、吸引ノズル４０の吸引口４１と粉体搬送管６の内部とが連通する。吸引ノズル４０が接続された粉体搬送管６を大型容器２の外から大型容器２内の粉体３に挿入し、流動化用多孔質構造４３からの空気の送入によって局所的に流動化した粉体３を吸引搬送する。搬送先側となる粉体搬送管６の他端には充填用ノズル１７が接続されており、密閉容器１２の上部の蓋体１６に開けられた貫通孔を通って充填容器１３の内部に挿入され、充填容器１３内に粉体３を充填する。
【００１２】
従来、粉体を搬送する粉体搬送装置としては、振動搬送、ロータリーバルブ、スクリューフィーダー等を用いた方式が存在する。この他にも粉体の搬送方式として空気搬送という方式が採られることもあり、粉体の特性によって採用される方式は様々である。特に粉体の凝集性が強い場合や、粉体の価値が高く付着や飛散等による損失量を減らしたい場合などは空気搬送が採用されることが多い。本実施形態の粉体搬送装置１は、空気搬送を採用している。
【００１３】
粉体は、一定の収容部内に放置すると、粒子間の空気が抜けて嵩密度が上昇し、流動性が低下する。流動性が低下した状態の粉体を空気搬送するために、負圧を作用させて吸引しようとすると、強い負圧を作用させる必要があり、粉体にかかるストレスも大きくなる。また、流動性が低下した状態の粉体を、強い負圧で吸引しようとすると凝集して吸引口の近傍に付着する問題が生じることがある。
【００１４】
特許文献１には、搬送元となる粉体収容部内の粉体に空気を送入して流動性を向上させ、流動性が向上した状態の粉体に負圧を作用させる構成が記載されている。流動性を向上させた状態で粉体を吸引することで、吸引に必要な負圧を弱めることが可能であり、粉体にかかるストレスを抑制することができる。
【００１５】
しかしながら、特許文献１の粉体搬送装置等の従来の空気搬送方式の粉体搬送装置では、搬送元となる粉体収容部が、その底部に空気を送入する給気口を備えた専用の流動化装置である必要がある。このため、バルク粉体とも呼ばれることがある大型の容器に収容された粉体を、その容器から直接搬送することができないという課題があった。また、粉体収容部の底部から空気を送入して流動化する場合、粉体の種類によっては流動化の際にチャネリング（空気孔）が発生してしまい、付着性の強い粉体には適用が難しいなどという問題があった。
【００１６】
一方、図２に示す本実施形態の粉体搬送装置１では、粉体３を流動化するための流動化用多孔質構造４３と流動化した粉体３を吸引するための吸引口４１とを一体化した吸引ノズル４０を大型容器２内の粉体３に投入する。これにより、吸引ノズル４０が備える流動化用多孔質構造４３から空気を送入し、大型容器２内の粉体３を局所的に流動化させ、流動性を高めた状態で吸引することが可能となる。このため、底部に給気口を備えた専用の流動化装置ではない大型容器２であっても、その容器から直接搬送することが可能となる。
さらに粉体３を吸引する工程と流動化する工程とを同時に行なうことでチャネリング形成も防止できる。
【００１７】
流動化用多孔質構造４３として市販されているセラミック焼結による多孔質体を用い、この流動化用多孔質構造４３を備えた吸引ノズル４０を粉体３に投入するだけでは、粉体３に対して局所的に空気を含ませて流動化させることが困難な場合があった。
局所的に流動化させることが困難な原因は一般的な多孔質体の形状では、多孔質体の表面と粉体３との間に空気層を形成してしまい、吐出孔から空気を送入しても粉体３の中に空気が進入しないためと考えられる。
【００１８】
粉体を流動化するためには多孔質体と粉体とを密着させて空気の逃げ道となる空気層を形成させない必要がある。従来の粉体搬送装置が備える専用の流動化装置では、装置下部に多孔質体を設けることで、粉体の自重による力で粉体と多孔質体を密着させて流動化を可能にしている。
以下、吸引ノズル４０の実施例として、給気口と粉体とを密着させることができる構成について説明する。
【００１９】
〔実施例１〕
図１は、吸引ノズル４０の一つ目の実施例（以下、「実施例１」とよぶ）の説明図であり、図１（ａ）は、吸引ノズル４０の概略説明図であり、図１（ｂ）は、吸引ノズル４０で粉体３を吸引している状態を示す説明図である。
【００２０】
実施例１の吸引ノズル４０は、吸引前空洞部４８を形成するケーシング４９の上部に吸引口４１と空気供給部４７とが設けられており、ケーシング４９の下部には吸引前空洞部４８と外部とを連通する開口部４８ａが形成されている。
実施例１の吸引ノズル４０を図２に示す粉体搬送装置１に用いる場合は、粉体搬送管６に吸引口４１を接続し、空気供給管７に空気供給部４７を接続する。
【００２１】
実施例１の吸引ノズル４０が大型容器２内の粉体３を局所的に流動化して吸引搬送できる原理について説明する。
ケーシング４９は二重の構造となっており、ケーシング４９内に流動化用圧縮空気供給路４２を形成している。ケーシング４９の内壁面は多数の吐出孔を形成する流動化用多孔質構造４３となっている。図１中の矢印「β」で示すように空気供給部４７から供給された空気は、流動化用圧縮空気供給路４２を通過して、流動化用多孔質構造４３の吐出孔から吸引前空洞部４８に向けて送入される。開口部４８ａから吸引前空洞部４８内に進入した粉体３に流動化用多孔質構造４３の吐出孔から空気を送入することで、吸引前空洞部４８内の粉体３を流動化することができる。そして、粉体搬送管６を介して吸引口４１に負圧を作用させることで、流動化した状態の粉体３を密閉容器１２内の充填容器１３に搬送することができる。
【００２２】
粉体３を流動化して吸引する際は、吸引前空洞部４８内を常に負圧に保つために、吸引口４１からの吸引流量（図１中の矢印「α」）を、流動化用多孔質構造４３の吐出孔からの圧縮空気供給流量（図１中の矢印「β１」）よりも大きくする必要がある。
また、ケーシング４９における流動化用多孔質構造４３を設けた内壁面は、粉体３を吸引するために大型容器２に吸引ノズル４０を投入した状態（図１（ｂ）の状態）で、斜め上方を向くように傾斜した面となっている。すなわち、この内壁面は、水平方向よりも上方を向く面となっている。このため、流動化用多孔質構造４３と対向する粉体３は自重により流動化用多孔質構造４３に密着する。これにより、流動化用多孔質構造４３と粉体３との間に空気層を形成させることなく、粉体３の粒子間に空気が進入して流動化ができる。
【００２３】
吸引口４１からの吸引流量が吐出孔からの圧縮空気供給流量よりも大きく、吸引前空洞部４８内は常に負圧となっているため、吸引前空洞部４８内の粉体３は絶え間なく上方へ移動している。
上述したチャネリングは、嵩密度が高い状態の粉体３に下方から空気を送入したときに空気穴が形成され、この空気穴の壁を形成する粉体３が空気穴を形成した状態で移動しないことによって生じる。
実施例１の吸引ノズル４０では、吸引前空洞部４８内の粉体３は絶え間なく上方へ移動しているため、チャネリングの形成を防止することに繋がる。
【００２４】
実施例１の吸引ノズル４０における、ケーシング４９のその外壁面は、抵抗低減用多孔質構造４４となっており、抵抗低減用多孔質構造４４の吐出孔から空気を排出する（図１中の矢印「β２」）。これにより、ケーシング４９の外壁面と粉体３との接触部での抵抗を減らす構成となっている。ケーシング４９の外壁面と粉体３との接触部での抵抗を減らすことで、粉体３がケーシング４９の外壁面に付着して凝集することを抑制でき、凝集に起因する粉体３のロスが生じることを抑制できる。
【００２５】
吸引前空洞部４８内に粉体３が進入し、流動化用多孔質構造４３が粉体３で覆われると、流動化用多孔質構造４３の吐出孔から空気を送入する抵抗が大きくなることが考えられる。このとき、流動化用多孔質構造４３から送入される空気の流路と、抵抗低減用多孔質構造４４から排出される空気の流路とが、ともに流動化用圧縮空気供給路４２であって、流路が共通の場合、次のような不具合が生じるおそれがある。
すなわち、流動化用多孔質構造４３から送入すべき空気まで抵抗低減用多孔質構造４４から排出されてしまい、吸引前空洞部４８内の粉体３に供給する空気が不足し、流動化が不十分となるおそれがある。
【００２６】
よって、流動化用多孔質構造４３から送入される空気と抵抗低減用多孔質構造４４から排出される空気とで流路が共通する構成の場合は、抵抗低減用多孔質構造４４の吐出孔を流動化用多孔質構造４３の吐出孔よりも空気を通過させ難い構成とすることが好ましい。具体的には、抵抗低減用多孔質構造４４の吐出孔の径を流動化用多孔質構造４３吐出孔の径よりも小さくしたり、抵抗低減用多孔質構造４４の吐出孔の開口密度を低くしたりすることが考えられる。これにより、流動化用多孔質構造４３と抵抗低減用多孔質構造４４とで空気の通過し易さに差を持たせ、流動化用圧縮空気供給路４２から吸引前空洞部４８内の粉体３に送入する空気が不足することを防止し、適切に粉体３を流動化することができる。
また、流動化用多孔質構造４３と抵抗低減用多孔質構造４４とで独立した流路を形成し、それぞれから吐出孔から吐出する空気の流量を独立して調整できる構成としてもよい。
【００２７】
大型容器２内の粉体３に投入された実施例１の吸引ノズル４０は、吸引口４１で空気を吸引することによって作用する吸引前空洞部４８内の負圧の力で粉体３の表面に吸着する。その後、吸引前空洞部４８内の流動化用多孔質構造４３で構成された流動化エリアまで運ばれ、空気を送入されて流動化することで流動性が良い状態で吸引口４１から吸引され、粉体搬送管６内を搬送される。
この搬送に伴って吸引ノズル４０の吸引前空洞部４８内には下方の開口部４８ａから新たに粉体３が供給されるため、連続的な搬送が可能となる。搬送作業に伴って吸引ノズル４０は自動的に大型容器２内の粉体３中を下方向に潜り込んでいく。
【００２８】
〔実施例２〕
図３は、吸引ノズル４０の二つ目の実施例（以下、「実施例２」とよぶ）の説明図であり、図３（ａ）は、吸引ノズル４０の概略説明図であり、図３（ｂ）は、吸引ノズル４０で粉体３を吸引している状態を示す説明図である。
実施例２の吸引ノズル４０は、実施例１と同様に、ケーシング４９の上部に吸引口４１と空気供給部４７とが設けられており、ケーシング４９の下部には吸引前空洞部４８と外部とを連通する開口部４８ａが形成されている。また、ケーシング４９内に流動化用圧縮空気供給路４２を形成しており、ケーシング４９の内壁面に流動化用多孔質構造４３があり、ケーシング４９の外壁面は抵抗低減用多孔質構造４４がある。
実施例２の吸引ノズル４０は、ケーシング４９の形状、流動化用多孔質構造４３を設ける内壁面の向き及びケーシング４９の下端にシール部材４５を備える点が、実施例１の吸引ノズル４０と異なる。
【００２９】
実施例２の吸引ノズル４０が大型容器２内の粉体３を局所的に流動化して吸引搬送できる原理を説明する。ただし搬送の条件として、吸引ノズル４０の吸引前空洞部４８内を常に負圧に保つために、吸引口４１からの吸引流量（図１中の矢印「α」）を、流動化用多孔質構造４３の吐出孔からの圧縮空気供給流量（図１中の矢印「β１」）よりも大きくする必要がある。
大型容器２内の粉体３に対して投入された実施例２の吸引ノズル４０は、吸引口４１で空気を吸引することによって作用する吸引前空洞部４８内の負圧の力で粉体３の表面に吸着する。その後、吸引前空洞部４８内に吸い上げられた粉体３は、吸引ノズル４０内を流動化用多孔質構造４３の高さまで上昇すると圧縮空気が送り込まれて流動化する。流動化された粉体３は吸引口４１を通って充填容器１３まで搬送される。
【００３０】
実施例２では、流動化用多孔質構造４３を設けた内壁面は、粉体３を吸引するために大型容器２に吸引ノズル４０を投入した状態（図３（ｂ）の状態）で、水平方向よりも下方を向くように傾斜した面となっている。しかし、粉体３には流動化用多孔質構造４３からの空気の送入方向と対向して、吸引流量と圧縮空気供給流量との差圧による吸い上げの力がかかっている。このため、粉体３は流動化用多孔質構造４３に密着し、流動化用多孔質構造４３と粉体３との間に空気層を形成させることなく、粉体３の粒子間に空気が進入して流動化ができる。
【００３１】
吸引開始時に、吸引前空洞部４８内の負圧によって粉体３の表面に吸引ノズル４０が吸着する際に、密閉性が不十分で空気漏れが生じていると、吸引前空洞部４８内の負圧が小さくなり、粉体３を吸い上げることができない。実施例２の吸引ノズル４０が備えるシール部材４５は、予め粉体３中に差し込まれることで、吸引前空洞部４８内の密閉性を確保し、空気漏れのリスクを低減する機能を持っている。
また、吸引前空洞部４８内は常に負圧となっているため吸引前空洞部４８内の粉体３は絶え間なく上方へ移動している。このことがチャネリングの形成を防止することにも繋がる。
【００３２】
ケーシング４９の外壁面にある抵抗低減用多孔質構造４４はケーシング４９の外壁面と粉体３との接触部での抵抗を減らすために空気を排出している。こうすることでケーシング４９の外壁面での粉体３の付着や凝集の低減に繋がる。吸引前空洞部４８内で粉体３が流動化され、流動性を良くした状態で充填容器１３に搬送されると、吸引ノズル４０の吸引前空洞部４８内には下方から新たに粉体３が供給されるため、連続的な搬送が可能となる。搬送作業に伴って吸引ノズル４０は自動的に大型容器２内の粉体３中を下方向に潜り込んでいく。
【００３３】
〔実施例３〕
図４は、吸引ノズル４０の三つ目の実施例（以下、「実施例３」とよぶ）の説明図であり、図４（ａ）は、吸引ノズル４０の概略説明図であり、図３（ｂ）は、吸引ノズル４０で粉体３を吸引している状態を示す説明図である
実施例３の吸引ノズル４０は、実施例１と同様に、ケーシング４９に吸引口４１と空気供給部４７とが設けられており、ケーシング４９の下部には吸引前空洞部４８と外部とを連通する開口部４８ａが形成されている。また、ケーシング４９内に流動化用圧縮空気供給路４２を形成しており、ケーシング４９の内壁面に流動化用多孔質構造４３があり、ケーシング４９の外壁面は抵抗低減用多孔質構造４４がある。
実施例３の吸引ノズル４０は、ケーシング４９の形状、及び、ケーシング４９の下端にシール部材４５を備える点が、実施例１の吸引ノズル４０と異なる。
【００３４】
図３に示す実施例２の吸引ノズル４０では、吸引前空洞部４８内の粉体３に対して、流動化用多孔質構造４３が上方から空気を送入する構成であり、粉体３は、吸引流量と圧縮空気供給流量との差圧による吸引方向の力で流動化用多孔質構造４３に密着する。
これに対して、図４に示す実施例３の吸引ノズル４０では、粉体３に対して下方から空気を含ませている。この場合は、上述した従来の粉体搬送装置が備える専用の流動化装置における流動化の原理と同様で、粉体３の自重で流動化用多孔質構造４３に密着する。図４に示す配置で流動化すれば空気の流れに沿ってより広範囲の粉体３を流動化できる。
【００３５】
〔実施例４〕
図５は、吸引ノズル４０の四つ目の実施例（以下、「実施例４」とよぶ）の説明図であり、図５（ａ）は、吸引ノズル４０の概略説明図であり、図５（ｂ）は、吸引ノズル４０で粉体３を吸引している状態を示す説明図である。
実施例４の吸引ノズル４０は、実施例１と同様に、ケーシング４９に吸引口４１と空気供給部４７とが設けられており、ケーシング４９の下部には吸引前空洞部４８と外部とを連通する開口部４８ａが形成されている。また、ケーシング４９内に流動化用圧縮空気供給路４２を形成しており、ケーシング４９の内壁面に流動化用多孔質構造４３があり、ケーシング４９の外壁面は抵抗低減用多孔質構造４４がある。
実施例４の吸引ノズル４０は、ケーシング４９の形状及び流動化用多孔質構造４３を設ける内壁面の向きが、実施例１の吸引ノズル４０と異なる。
【００３６】
実施例４の吸引ノズル４０は、流動化用多孔質構造４３を設ける内壁面が上下方向に延在し、真横（水平方向）を向く壁面である。このため、他の実施例とは異なり粉体３を流動化用多孔質構造４３に密着させる力は働かない。しかし、円筒状のケーシング４９の壁面が大型容器２内の粉体３の上面に対して垂直となるため、吸引ノズル４０自体の自重や吸引前空洞部４８内の負圧による力で大型容器２内の粉体３への潜り込みは容易に行われる。特に、ケーシング４９の円筒を形成する壁の厚さを薄くした場合はより抵抗も小さくなり、吸引ノズル４０の大型容器２内の粉体３への潜り込みが可能となる。この様に大型容器２内の粉体３に対する吸引ノズル４０の潜り込みが多いことで吸引前空洞部４８という限られた空間に導入される粉体３の量も多くなる。これにより、吸引前空洞部４８内における粉体３の密度が上がることでケーシング４９の円筒状の壁の内壁面に対して垂直な密着力が生じるため粉体３を流動化させることができる。
【００３７】
〔実施例５〕
図６は、吸引ノズル４０の五つ目の実施例（以下、「実施例５」とよぶ）の説明図であり、図６（ａ）は、吸引ノズル４０の概略説明図であり、図６（ｂ）は、吸引ノズル４０で粉体３を吸引している状態を示す説明図である。
実施例５の吸引ノズル４０は、実施例１と同様に、ケーシング４９に吸引口４１と空気供給部４７とが設けられており、ケーシング４９の下部には吸引前空洞部４８と外部とを連通する開口部４８ａが形成されている。また、ケーシング４９内に流動化用圧縮空気供給路４２を形成しており、ケーシング４９の内壁面に流動化用多孔質構造４３があり、ケーシング４９の外壁面は抵抗低減用多孔質構造４４がある。
実施例５の吸引ノズル４０は、ケーシング４９の形状及びケーシング４９の下端にシール部材４５を備える点が、実施例１の吸引ノズル４０と異なる。
【００３８】
実施例５の吸引ノズル４０も実施例１と同様に、流動化の際の流動化用多孔質構造４３に対する粉体３の密着力として粉体３の自重を利用している。そのため、吸引前空洞部４８内において広範囲の粉体３を流動化することが可能である。
【００３９】
図７は、実施例５の吸引ノズル４０に適用可能な表面形状の一例の説明図である。
図７に示す吸引ノズル４０は、ケーシング４９の外壁面にネジ溝７１を備える。吸引ノズル４０は、図７中の矢印「α」で示す吸引力によって粉体３を搬送すると、搬送作業に伴って図７中の矢印「γ」で示すように、自動的に大型容器２内の粉体３中を下方向に潜り込んでいく。この下方に潜り込む際に、ネジ溝７１によって吸引ノズル４０は、図７中の矢印「ε」に示すように回転しながら大型容器２内の粉体３中を掘り進むことができる。これにより吸引ノズル４０が大型容器２内の粉体３を掘り進む際の抵抗を低減する作用が期待できる。
【００４０】
〔実施例６〕
図８は、吸引ノズル４０の六つ目の実施例（以下、「実施例６」とよぶ）の説明図であり、吸引ノズル４０で粉体３を吸引している状態を示す説明図である。
実施例６の吸引ノズル４０は、実施例１と同様に、ケーシング４９に吸引口４１と空気供給部４７とが設けられており、ケーシング４９の下部には吸引前空洞部４８と外部とを連通する開口部４８ａが形成されている。
実施例６の吸引ノズル４０は、ケーシング４９の形状、流動化用圧縮空気供給路４２の配置及び流動化用多孔質構造４３の配置が異なり、さらに、ケーシング４９の外壁面に抵抗低減用多孔質構造４４を備えていない点も異なる。
図８に示す実施例６の吸引ノズル４０が備える流動化用多孔質構造４３としては市販のエアストーンと同様のものを用いることができる。
【００４１】
実施例６の吸引ノズル４０は、吸引前空洞部４８の内部に、流動化用多孔質構造４３を配置しており、粉体３を吸引するために大型容器２に吸引ノズル４０を投入した状態（図８の状態）で流動化用多孔質構造４３の吐出孔が上方を向く配置としている。すなわち、流動化用多孔質構造４３における吐出孔を設けた面が、鉛直上方を向き、水平方向よりも上方を向く面となっている。流動化用多孔質構造４３は、水平断面におけてケーシング４９の内壁面との間に隙間を形成するように、ワイヤ８１によって、ケーシング４９に固定されている。流動化用多孔質構造４３とケーシング４９の内壁面との間に隙間を設けることで、開口部４８ａから吸引前空洞部４８に進入した粉体３が、流動化用多孔質構造４３の下方から隙間を通過して、流動化用多孔質構造４３の上方へと移動することが可能となる。また、流動化用多孔質構造４３の下方には円錐形状の頂点を下方に向けたノズル内流路制御用部材８４を備える。
【００４２】
大型容器２内の粉体３を局所的に流動化して吸引搬送する原理は、上述した他の実施例と同様である。実施例６の吸引ノズル４０は、流動化用多孔質構造４３を吸引前空洞部４８内に吊り下げているという点で、他の実施例の吸引ノズル４０と異なる。
実施例６の構成では、吸引前空洞部４８内に導入された粉体３に対して、真下から空気を送入することができる。しかし、図８に示すように、流動化用多孔質構造４３を配置すると開口部４８ａから進入して流動化用多孔質構造４３の上方に向かって上昇する粉体３に対する抵抗が大きくなる。このため、吸引前空洞部４８内での粉体３の移動経路を形成するために、ノズル内流路制御用部材８４を流動化用多孔質構造４３の下方に取り付けている。
【００４３】
図８に示す実施例６の吸引ノズル４０を用いた粉体搬送装置１において、搬送対象である粉体３として粒径が２．０〜２０［μｍ］の付着性粉体（ゆるみ嵩密度０．４９［ｇ／ｃｍ３］）を、充填容器１３に搬送する工程を以下で示す。
搬送対象である付着性粉体（粉体３）を大型容器２の中に投入し、蓋体１６で密閉された密閉容器１２の中に充填容器１３を開栓状態で設置する。粉体搬送管６の一方の端部を蓋体１６に開けられた貫通孔を通し、充填容器１３内に導入して内壁部を軟質材料からなるパッキン１５でシールする。粉体搬送管６の他方の端部は吸引ノズル４０の吸引口４１に接続する。
【００４４】
密閉容器１２には粉体３の流入を防ぐためのフィルタ２３を通じて真空ポンプ１９と吸引流量計１８とが接続されている。また、密閉容器１２の圧力を測定する圧力センサ２４も接続されている。吸引ノズル４０の空気供給部４７は空気供給管７と連結され、供給流量計２１、レギュレータ２２、および空気供給ポンプ９と接続される。
【００４５】
この状態で空気供給ポンプ９から流量が０．２［ｌ／ｍｉｎ］の圧縮空気を導入し、真空ポンプ１９では流量が３［ｌ／ｍｉｎ］以上の吸引空気を発生させる。すると、吸引口４１には空気の流れに沿って粉体３に対して上方向の吸引力が発生し、流動化用圧縮空気供給路４２からは流動化用多孔質構造４３に空気が入り、吸引前空洞部４８内の粉体３を流動化するように空気が送入される。
【００４６】
この吸引ノズル４０を大型容器２の中の粉体３に投入する。これにより、吸引前空洞部４８内の負圧による吸引力で吸引ノズル４０が粉体３の表面に吸着し、吸引ノズル４０の下部の開口部４８ａから吸引前空洞部４８内へと粉体３が導入され始める。導入された粉体３が流動化用多孔質構造４３の上方の位置まで導かれると、粉体３が空気を含んで流動化する。流動化によって流動性が向上した粉体３は吸引口４１を通って粉体搬送管６を経由して充填容器１３に搬送されて充填される。
【００４７】
吸引ノズル４０の吸引前空洞部４８内の粉体３が吸引ノズル４０の上部の吸引口４１から搬送されると、吸引ノズル４０の下部の開口部４８ａから新たに粉体３が導入される。そのため、搬送作業中に吸引ノズル４０は、大型容器２内の粉体３中を下に向かって自走的に掘り進み、大型容器２の底に到達するまで粉体３を連続的に搬送することができる。
【００４８】
図３、図４、図６及び図８に示す形状の吸引ノズル４０は、開口部４８ａから流動化用多孔質構造４３と対向する位置までの粉体３の流路の距離が長く、粉体３はこの流路を流動性が高まっていない状態で通過する必要がある。このような流路を通過する構成では、粉体３が付着し易い粉体の場合、流路を通過する間に凝集したり、流路に付着したりするおそれがある。これに対して、図１や図５に示す形状の吸引ノズル４０では、開口部４８ａから流動化用多孔質構造４３と対向する位置までの粉体３の流路の距離が短い。このため、粉体３が流動化用多孔質構造４３と対向する位置に到達するまでに粉体３の凝集や流路への付着が生じることを抑制できる。
【００４９】
本実施形態の粉体搬送装置１は、粉体３を局所的に流動化するための多孔質体と流動化した粉体３を吸引するための吸引口とを一体化した吸引ノズル４０を、搬送元の粉体３に投入することで粉体３の流動化と搬送とが可能となる。このため、専用の流動化装置が不要となり、搬送元の制限なく粉体３の流動化と空気搬送とが可能となる。さらに粉体３の吸い上げの工程と流動化の工程とを同時に行なうことで粉体３へのチャネリングの形成を防止できる。
【００５０】
また、上述した各実施例の吸引ノズル４０は、吸引対象となる粉体３が溜まっている大型容器２内に投入されることで、粉体３上に吸引前空洞部４８という密閉された空間を形成する。そして、この密閉された空間内に圧縮空気を送入し、この空間の中だけで粉体３を流動化させて、この空間の中から粉体３を吸引する。このように吸引前空洞部４８内で粉体３を流動化し、吸引することで、吸引する粉体３を効率的に流動化させることができる。
【００５１】
本実施形態の粉体搬送装置１で搬送する粉体３としては、画像形成に用いられるトナーを挙げることができるが、これに限るものではない。粉体搬送装置１は、粉体３の流動性を高めて搬送することができるため、ストレスに弱い粉体や付着し易い粉体の搬送手段として本実施形態の粉体搬送装置１を用いることで、ストレスに弱い粉体の損傷や付着し易い粉体の凝集を防止することができる。
【００５２】
本実施形態の粉体搬送装置１は、搬送元が大型容器２であり搬送先が充填容器１３であるが、これに限るものではない。搬送元の粉体を搬送先に搬送する構成であれば、本実施形態の粉体搬送装置１を用いることができる。例えば、小分け容器に粉体を計量して充填する定量充填装置における充填前の粉体を収容する粉体収容部に、バルク粉体と呼ばれることがある大容量の容器に収容された粉体を搬送する搬送手段としても本実施形態の粉体搬送装置１を用いることができる。このような定量充填装置の粉体収容部の具体例としては、例えば、特許文献１に記載の粉体流動化装置を挙げることができる。
【００５３】
以上に説明したものは一例であり、次の態様毎に特有の効果を奏する。
【００５４】
（態様Ａ）
粉体３等の粉体に負圧を作用させて吸引口４１等の吸引口から粉体を吸引する吸引ノズル４０等の粉体吸引ノズルにおいて、吸引口で吸引する粉体に向けて空気等の気体を送入する流動化用多孔質構造４３の吐出孔等の給気口を備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、粉体吸引ノズルに設けた給気口から送入した気体によって粉体を流動化し、この流動化された粉体を吸引口から吸引することができる。粉体吸引ノズル自体に給気口を備えるため、搬送元となる大型容器２等の粉体収容部が底面に給気口を備えない粉体収容部であっても、搬送元内の粉体の流動性を高めた状態で吸引することが可能となる。
【００５５】
（態様Ｂ）
態様Ａにおいて、吸引口４１等の吸引口に対して吸引方向上流側でケーシング４９等の壁に囲まれた吸引前空洞部４８等の空洞部と、空洞部と外部とを連通する開口部４８ａ等の連通口とを備え、流動化用多孔質構造４３の吐出孔等の給気口は空洞部内に向けて気体を送入する。
これによれば、上記各実施例について説明したように、連通口から空洞部内に粉体３等の粉体を取り込み、壁で囲まれた空洞部という密閉された空間内の粉体に向けて空気を送入する構成である。このため、搬送元の粉体に空気を送入する構成に比べて粉体内に空気が進入し易く、粉体を効率的に流動化させることが可能となる。
【００５６】
（態様Ｃ）
態様Ｂにおいて、開口部４８ａ等の連通口にシール部材４５等のシール部材を設ける。
これによれば、上記実施例２について説明したように、吸引前空洞部４８等の空洞部の負圧が連通口から漏れることを抑制することができる。
【００５７】
（態様Ｄ）
態様Ａ乃至Ｃの何れか態様において、ケーシング４９の外壁面等の粉体吸引ノズルの外側壁面に、空気等の気体を排出する抵抗低減用多孔質構造４４の吐出孔等の外側壁面排出口を備える。
これによれば、上記実施例１について説明したように、気体を排出することで、粉体吸引ノズルの外側壁面と粉体３等の粉体との接触部での抵抗を低減でき、粉体が粉体吸引ノズルの外側壁面に付着して凝集することを抑制できる。
給気口や外側壁面排出口から排出される気体としては空気に限らない。搬送対象の粉体が空気と接触することで変質するおそれがある場合は、搬送対象の粉体を変質させない他の気体を用いることが望ましい。
【００５８】
（態様Ｅ）
態様Ｄにおいて、流動化用多孔質構造４３の吐出孔等の給気口に空気等の気体を供給する流路と、抵抗低減用多孔質構造４４の吐出孔等の外側壁面排出口に気体を供給する流路とが独立した流路である。
これによれば、上記実施例１について説明したように、それぞれから吐出する気体の流量を独立して調整でき、給気口から粉体に送入する気体が不足することを防止し、適切に粉体を流動化することができる。
【００５９】
（態様Ｆ）
態様Ｄにおいて、流動化用多孔質構造４３の吐出孔等の給気口に空気等の気体を供給する流路と、抵抗低減用多孔質構造４４の吐出孔等の外側壁面排出口に気体を供給する流路とは流動化用圧縮空気供給路４２等の共通の流路であり、外側壁面排出口の方が給気口よりも開口面積が小さい（吐出孔の径が小さい等）構成となっている。
これによれば、上記実施例１について説明したように、外側壁面排出口よりも給気口の方が空気を通過させ易い構成となり、給気口から粉体に送入する気体が不足することを防止し、適切に粉体を流動化することができる。
【００６０】
（態様Ｇ）
態様ＤまたはＦにおいて、流動化用多孔質構造４３の吐出孔等の給気口に空気等の気体を供給する流路と、抵抗低減用多孔質構造４４の吐出孔等の外側壁面排出口に気体を供給する流路とは流動化用圧縮空気供給路４２等の共通の流路であり、外側壁面排出口の方が給気口よりも開口数が少ない（吐出孔の開口密度が低い等）構成となっている。
これによれば、上記実施例１について説明したように、外側壁面排出口よりも給気口の方が空気を通過させ易い構成となり、給気口から粉体に送入する気体が不足することを防止し、適切に粉体を流動化することができる。
【００６１】
（態様Ｈ）
態様Ａ乃至Ｇの何れかの態様において、ケーシング４９の外壁面等の粉体吸引ノズルの外側壁面に、ネジ溝７１等のネジ溝を備える。
これによれば、上記実施例６について説明したように、吸引ノズル４０等の粉体吸引ノズルが回転しながら粉体３等の粉体中を掘り進むため、粉体吸引ノズルの外側壁面と粉体との接触部での抵抗を低減することができる。
【００６２】
（態様Ｉ）
態様Ａ乃至Ｈの何れかの態様において、水平方向よりも上方を向く面に流動化用多孔質構造４３の吐出孔等の給気口を備える。
これによれば、上記実施例１、３、５及び６について説明したように、粉体の自重により給気口を設けた部分に粉体を密着させることができる。これにより、流動化用多孔質構造４３等の給気口を設けた部分と粉体との間に空気層を形成させることなく、粉体の粒子間に空気が進入して流動化ができる。
【００６３】
（態様Ｊ）
態様Ａ乃至Ｉの何れかの態様において、吐出孔等の給気口を形成する流動化用多孔質構造４３等の多孔質構造体を備える。
これによれば、上記各実施例について説明したように、粉体３等の粉体に空気を送入する構成を実現することができる。
【００６４】
（態様Ｋ）
粉体３等の粉体の搬送先（密閉容器１２等）に負圧を発生させる真空ポンプ１９等の負圧発生手段と、搬送先に接続され、粉体が通過する粉体搬送管６等の粉体搬送路と、粉体搬送路の搬送先とは反対側の端部に接続されるノズル部とを備え、粉体をノズル部で吸引し、粉体搬送路を介して搬送先に粉体を搬送する粉体搬送装置１等の粉体搬送装置において、ノズル部として、態様Ａ乃至Ｊの何れかの態様に係る吸引ノズル４０等の粉体吸引ノズルを備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、搬送元となる大型容器２等の粉体収容部が底面に給気口を備えない粉体収容部であっても、搬送元内の粉体の流動性を局所的に高め、流動性が高くなった粉体を吸引し、搬送することが可能となる。
【００６５】
（態様Ｌ）
態様Ｋにおいて、流動化用多孔質構造４３の吐出孔等の給気口から送入する空気等の気体を供給する空気供給ポンプ９等の気体供給手段を備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、搬送元となる大型容器２等の粉体収容部内の粉体３等の粉体の流動性を局所的に高める構成を実現することができる。
【００６６】
（態様Ｍ）
粉体３等の粉体に空気等の気体を送入して流動化させる粉体の流動化方法において、粉体を吸引する吸引口４１等の吸引口を備えた吸引ノズル４０等の粉体吸引ノズルに設けた流動化用多孔質構造４３の吐出孔等の給気口から粉体に向けて気体を送入し、吸引口から粉体を吸引する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、粉体吸引ノズルに設けた給気口から送入した気体によって粉体を流動化し、この流動化された粉体を吸引口から吸引することができる。粉体吸引ノズル自体に給気口を備えるため、搬送元となる大型容器２等の粉体収容部が底面に給気口を備えない粉体収容部であっても、搬送元内の粉体の流動性を高めた状態で吸引することが可能となる。
【符号の説明】
【００６７】
１  粉体搬送装置
２  大型容器
３  粉体
６  粉体搬送管
７  空気供給管
８  逆止弁
９  空気供給ポンプ
１０  空気供給ポンプ駆動モータ
１１  電源プラグ
１２  密閉容器
１３  充填容器
１４  大気開放弁
１５  パッキン
１６  蓋体
１７  充填用ノズル
１８  吸引流量計
１９  真空ポンプ
２０  真空ポンプ駆動モータ
２１  供給流量計
２２  レギュレータ
２３  フィルタ
２４  圧力センサ
２５  コントローラ
４０  吸引ノズル
４１  吸引口
４２  流動化用圧縮空気供給路
４３  流動化用多孔質構造
４４  抵抗低減用多孔質構造
４５  シール部材
４７  空気供給部
４８  吸引前空洞部
４８ａ  開口部
４９  ケーシング
５０  圧縮空気供給装置
６０  負圧発生装置
７１  ネジ溝
８１  ワイヤ
８４  ノズル内流路制御用部材
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６８】
【特許文献１】特許４１３６８４８号公報
【図１】
2017081748.tif 000003
【図２】
2017081748.tif 000004
【図３】
2017081748.tif 000005
【図４】
2017081748.tif 000006
【図５】
2017081748.tif 000007
【図６】
2017081748.tif 000008
【図７】
2017081748.tif 000009
【図８】
2017081748.tif 000010