(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被貯蔵物を一時貯蔵する貯蔵部と、貯蔵部の下に連設され、下方に向かって次第に減少する水平断面積を有すると共に、下端に被貯蔵物の排出口を備えた排出部と、排出部の排出口に設けられた開閉弁と、貯蔵部と排出部との境界部に設けられ、貯蔵部と排出部との間の連通、遮断を行う開閉自在のシャッター機構とを備えた先入れ先出しホッパ。
【請求項２】
開閉自在のシャッター機構が、水平軸の回りに回動自在に設けられた複数の短冊状のシャッター部材と、それら複数の短冊状のシャッター部材を水平軸の回りに回動させる駆動機構とを備えている請求項１記載の先入れ先出しホッパ。
【請求項３】
排出部が、排出部内の被貯蔵物の量を検知する手段を備えている請求項１又は２記載の先入れ先出しホッパ。
【請求項４】
被貯蔵物の量を検知する手段からの信号に基づいて、シャッター機構の開閉を自動的に行う請求項３記載の先入れ先出しホッパ。
【請求項５】
被貯蔵物の量を検知する手段が排出部内の被貯蔵物のレベルを検知するレベル検知手段である請求項３又は４記載の先入れ先出しホッパ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、先入れ先出しホッパに関し、詳細には、穀物や穀物粉などの粉粒体を、ホッパに入れた順序に従ってホッパから排出することができる先入れ先出しホッパに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
穀物や穀物粉などの粉粒体を一時貯蔵する容器としては、通常、ホッパが使用されているが、従来のホッパは、例えば図９に示すように、被貯蔵物を受け入れるための上部の搬入口１０１は断面積が大きく、被貯蔵物を所定量ずつ計量して排出するための排出口１０２は断面積が小さく形成されている。このような従来のホッパにおいて、開閉弁１０３を開いて排出口１０２からの被貯蔵物１０４の排出を開始すると、ホッパ内での被貯蔵物１０４の流れは、矢印で示すように、ホッパ中心部に位置するものが、ホッパ周辺部に位置するものよりも先に排出される不均一なものとなり、被貯蔵物１０４の上面は図中破線で示すように次第に中央が凹んだ形状となる。この傾向は、特にホッパが大型化し、被貯蔵物の容量が大きくなるにつれて顕著であり、ホッパ周辺部に位置する被貯蔵物は、ホッパ中心部に位置する被貯蔵物よりも常に排出が遅れ、特に、図中１０５で示す、いわば死角部分に位置する被貯蔵物は、ホッパ内に新たな被貯蔵物の供給が行われる際にも残存し、ホッパ内に搬入された順序とホッパから排出される順序とが一致しないという結果を生じることとなる。このような現象は、被貯蔵物が穀物粒や穀物粉の場合には特に問題で、被貯蔵物が予想外に長くホッパ内に残存すると、品質が劣化したり、時には腐敗などを起こすという問題があった。
【０００３】
この問題を解決するため、例えば図１０に示すように、排出口１０２の上部に傘状の部材１０６を設けて、排出口１０２に流れ落ちる被貯蔵物の流れを傘状部材１０６の周囲に分散し、均一にしようとする試みも為されてはいるが、ホッパ内の被貯蔵物１０４が狭い排出口１０２から排出されるという点では従来のものと同じであり、被貯蔵物１０４の上面の凹みに若干の改善は見られるものの、ホッパ周辺部に位置する被貯蔵物の排出が遅れ、死角部分１０５が生じるという点では従来のホッパが有する欠点を何ら根本的に解決するものではなかった。
【０００４】
【発明の解決しようとする課題】
本発明は、上記のような従来のホッパが有する問題点を解決するために為されたものであって、ホッパ内に先に搬入された被貯蔵物から順次排出口から排出されていき、ホッパ内に被貯蔵物が不要に長く残存することのない、先入れ先出しホッパを提供することを課題とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決すべく研究を重ねた結果、ホッパ内に開閉自在のシャッター機構を設けることによって、ホッパ内での被貯蔵物の流れを均一化することができ、被貯蔵物が不要に長く残存する死角部分の生じることのない先入れ先出しホッパを実現することができることを見出して本発明を完成した。
【０００６】
すなわち、本発明は、被貯蔵物を一時貯蔵する貯蔵部と、貯蔵部の下に連設され、下方に向かって次第に減少する水平断面積を有すると共に、下端に被貯蔵物の排出口を備えた排出部と、貯蔵部と排出部との境界部に設けられ、貯蔵部と排出部との間の連通、遮断を行う開閉自在のシャッター機構とを備えた先入れ先出しホッパを提供することによって、上記課題を解決するものである。
【０００７】
貯蔵部の形状に特に制限はなく、上部近傍に被貯蔵物の受入口を備えた、水平断面積が一定の円筒形若しくは直方体形状、或いはその混合形状のものが望ましいが、水平断面積が変化する形状のものであっても構わない。排出部も、下方に向かって次第に減少する水平断面積を有するものであれば、その形状に特に制限はないが、通常、四角錐若しくは円錐形状、或いはその混合形状のものが望ましい。例えば、貯蔵部を直方体とし排出部を円錐形状としても良く、或いは、貯蔵部を円筒形とし排出部を四角錐形状としても良く、その場合には、貯蔵部又は排出部のいずれか一方の形状を、その境界部において他方の形状に一致させる必要がある。いずれにしても、貯蔵部と排出部との境界部において、水平断面積が不連続に変化することがないようにするのが望ましい。貯蔵部と排出部とは一体に形成しても良いし、別体に形成しても良い。排出部の下端には排出口が設けられ、排出口には、通常、排出の開始、停止を制御できる開閉弁が設けられる。
【０００８】
シャッター機構は、貯蔵部と排出部との境界部に設けられ、貯蔵部と排出部との間の連通を随時、連通、遮断して、貯蔵部から排出部への被貯蔵物の流れを開始、停止する。シャッター機構によって、貯蔵部に一時貯蔵されている被貯蔵物は、所望量ずつその下の排出部へと流下される。シャッター機構は、貯蔵部と排出部との境界部の全面に渡って設けられているので、シャッター機構が開くと、貯蔵部に一時貯蔵されている被貯蔵物は、全体的に下にある排出部へと落下し、特定部分に存在する被貯蔵物だけが優先的に排出部へと移動するというようなことがない。一方、排出部へと流下した被貯蔵物は、排出部の排出口が開くと、やはり中心部分から順次排出されていくが、排出部内に保持される被貯蔵物の量が比較的少量である上に、次にシャッター機構が開いて新たに流下してくる被貯蔵物によって常に下方へと押し流されるので、被貯蔵物が排出部内に不要に長く残存することがない。これによって、ホッパ内に先に搬入された被貯蔵物から順次、先に排出口から排出されていき、先入れ先出しが達成されることとなる。
【０００９】
シャッター機構は、貯蔵部と排出部との間の連通を随時、連通、遮断して、貯蔵部から排出部への被貯蔵物の流れを開始、停止することができるものであれば良く、その具体的な機構はどのようなものであっても構わないが、水平軸の回りに回動可能に設けられた複数の短冊状のシャッター部材と、それら複数の短冊状のシャッター部材を水平軸の回りに回動させる駆動機構とから構成するのが機構的にも簡便であり、望ましい。
【００１０】
排出部には排出部内の被貯蔵物の量を検知する手段を設けるのが望ましい。被貯蔵物の量を検知する手段としては、排出部の重量を検知する重量検知手段や排出部内の被貯蔵物のレベルを検知するレベル検知手段など、どのような手段を用いても良いが、レベル検知手段を設けるのが機構的に簡便であり、望ましい。レベル検知手段としては、光によるもの、機械的なスイッチによるもの、超音波によるものなど適宜のものを採用することができる。また、単に、排出部にレベル検知用の透明部分を設けるようにしても良い。この被貯蔵物の量検知手段からの情報に基づいて、シャッター機構を開閉する。シャッター機構の開閉はオペレーターがその都度操作することによって行っても良いが、被貯蔵物の量検知手段からの信号に基づいて、自動的に行うようにするのが望ましい。排出部内の被貯蔵物の量が一定値以下になればシャッター機構を開として被貯蔵物を貯蔵物から流下させ、被貯蔵物の量が一定値以上になればシャッター機構を閉とするのは言うまでもない。
【００１１】
本発明の先入れ先出しホッパが対象とする粉粒物としては、米、麦、稗、粟、豆などの穀物や、それら穀類の粉は勿論のこと、それら食品関連の粉粒物に限らず、セメント、砂、砂利等の建設関連の粉粒物や、金属粉、金属酸化物粉、ペレット、ビーズ、顔料等、全ての粒状物及び紛状物に適用可能であるが、被貯蔵物がホッパ内に残存して腐敗などを起こす危険性があるという点では、穀物や穀物粉に適用された場合に最も効果的である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明を詳細に説明するが、本発明が、これら図面に示されたものに限られるものではないことは言うまでもない。
【００１３】
図１は、本発明の先入れ先出しホッパの一例を示す断面図であり、図１において、１は本発明の先入れ先出しホッパ、２は貯蔵部、３は排出部、４は排出部３の下端に設けられた排出口であり、排出口４には、排出口４からの被貯蔵物の排出を制御する開閉弁５が設けられている。図示の例において、貯蔵部２は水平断面形状が一定の直方体であり、排出部３は四角錐であるが、貯蔵部２及び排出部３の形状は図示のものに限られるものではない。例えば貯蔵部２は円筒形であっても良いし、上方が直方体で下方が円筒形、又はその逆であっても良い。貯蔵部２の水平断面積は必ずしも一定である必要はなく、上にいくほど水平断面積が大きくなっていても、また、その逆であっても良いが、後述するシャッター機構から被貯蔵物が均一に流下するという点からは、水平断面積が一定であるのが望ましい。排出部３の形状も円錐形や、上方が円錐形で下方が四角錐形、又はその逆であっても良いが、水平断面積は下方にいくに従って小さくなっている。
【００１４】
６はシャッター機構であり、７ａ、７ｂ、・・・はシャッター機構６を構成する短冊状のシャッター部材である。シャッター部材７ａ、７ｂ、・・・は、それぞれ回動軸８ａ、８ｂ、・・・に取り付けられており、回動軸８ａ、８ｂ、・・・は、図示しない軸受によって貯蔵部２を構成するホッパ１の外壁部分に水平軸の回りに回動自在に軸支されている。９Ｈ、９Ｌは、それぞれ異なる高さに配置されたレベル検知手段であり、この図の例においては、それが位置するレベルにまで粉粒体が存在するときに機械的に動作してオン又はオフ信号を発するようになっている。レベル検知手段としては、図示のものに限られず、発光手段と受光手段とを組み合わせ光の導通遮断によってレベルを検知するものや、光の反射量からレベルを検知する光学的なレベル検知手段、超音波の発生手段と受信手段とを組み合わせたり超音波の反射量からレベルを検知する音響的なレベル検知手段など種々の手段を採用することができる。また、レベル検知手段の個数も図示のものに限られず、粉粒体のレベルを定量的に検知することができるものであれば、１つだけ設けるようにしても良い。なお、１０は計量装置である。
【００１５】
シャッター機構６を設ける位置は、貯蔵部２と排出部３との境界部であれば特に制限はないが、シャッター機構６の上下でホッパ１の水平断面積に大きな変化がない方が良く、例えば図１に示すように、貯蔵部２と排出部３との境界よりも若干貯蔵部２側に寄った位置が望ましい。なお、本明細書で貯蔵部２と排出部３との境界部とは貯蔵部２と排出部３の境界付近を指すものとする。
【００１６】
図２は、シャッター機構６の詳細を示す図であって、図１と同じものには同じ符号を付してある。図２において、１１は駆動装置であって、図示しない手段によってホッパ１の外壁に取り付けられている。図示の実線の状態ではシャッター部材７ｎ−１、７ｎ、７ｎ＋１は、水平状態にあり、シャッター機構６は閉じた状態にあるが、この状態から駆動装置１１が作動して駆動部１２が図において水平方向左向き、矢印方向に点線位置まで移動すると、回動軸８ｎに連結された作動杆１３が回動軸８と共に水平軸の回りに９０度回動し、それに伴い、シャッター部材７ｎも実線の水平位置から点線の垂直位置にまで９０度回転する。更に、作動杆１３は、連結杆１４と連結しており、作動杆１３が図中左方向に移動することに伴い、連結杆１４は右方向に移動し、連動杆１５、１５を介して、回動軸８ｎ−１、８ｎ＋１を回動させ、それぞれの回動軸８ｎ−１及び８ｎ＋１に結合しているシャッター部材７ｎ−１及び７ｎ＋１を垂直方向点線位置にまで９０度回動させる。このようにして、駆動装置１１を駆動することによって、全てのシャッター部材７ｎ−１、７ｎ、７ｎ＋１、・・・が垂直点線位置に回動し、シャッター機構６は開状態となる。駆動装置１１を逆方向に駆動させれば、シャッター部材７ｎ−１、７ｎ、７ｎ＋１、・・・が水平実線位置にまで回動し、シャッター機構６が閉状態となることは言うまでもない。なお、図示の例では、シャッター部材７ｎ−１、７ｎ、７ｎ＋１、・・・の回動角度は９０度としたが、シャッター部材７ｎ−１、７ｎ、７ｎ＋１、・・・の回動角度は９０度に限られるものではなく、シャッター機構を開としたときに粉粒物がシャッター機構を通過して下方に流下することができる限り何度であっても良く、粉粒物の性状に合わせて適宜選択決定することができるものであるが、通常、４５度以上であるのが望ましい。
【００１７】
図３は図２のシャッター機構６を上から見た図であって、図２と同じものには同じ符号を付してある。図３から明らかなように、シャッター部材７ｎ−１、７ｎ、７ｎ＋１、・・・は短冊状であって、複数のシャッター部材によって、貯蔵部２と排出部３との境界部の全面が覆われるようになっている。なお、シャッター部材７ｎ−１、７ｎ、７ｎ＋１、・・・の形状が貯蔵部２と排出部３との境界部の断面形状に応じて適宜変更されることは勿論である。
【００１８】
図４は、シャッター機構の他の例を示す図であって、シャッター部材７ｎ−１、７ｎ、７ｎ＋１、・・・が各々の一方の端部において回動軸８ｎ−１、８ｎ、８ｎ＋１、・・・と結合されている。また、各シャッター部材７ｎ−１、７ｎ、７ｎ＋１、・・・の下には支持杆１６ｎ−１、１６ｎ、１６ｎ＋１、・・・が配置されており、支持杆１６ｎ−１、１６ｎ、１６ｎ＋１、・・・を図示しない駆動装置によって一斉に点線位置にまで下降させることによって、シャッター部材７ｎ−１、７ｎ、７ｎ＋１、・・・は実線の水平位置から、点線位置にまで片持式に４５度回動し、シャッター機構が開となる。この図の例においては、シャッター機構を開とする際に、シャッター部材７ｎ−１、７ｎ、７ｎ＋１、・・・に上方に持ち上がる部分がないので、例えば、上方に貯蔵されている粉粒物の重量が大きいときにも容易にシャッター機構を開とすることができる利点がある。なお、図４の例においては、回動軸８ｎ−１、８ｎ、８ｎ＋１、・・・によるシャッター部材７ｎ−１、７ｎ、７ｎ＋１、・・・の片持方向が全て同じであるが、１つおきに左右を変えて、隣接するシャッター部材が観音開きになるようにしても良い。
【００１９】
以下、図１のホッパを例に本発明の先入れ先出しホッパの動作を説明する。
【００２０】
まず、図５に示すように、図示しない粉粒体の供給装置から粉粒体Ｍが本発明の先入れ先出しホッパ１の貯蔵部２内に供給される。このとき排出部３には粉粒体Ｍは存在しない。
【００２１】
続いて、図６に示すように、シャッター機構６が開となり、貯蔵部２内の粉粒体Ｍは排出部３へと流下する。流下は高い位置にあるレベル検知手段９Ｈがレベル検知信号を発するまで行われる。このとき、シャッター機構６が、貯蔵部２と排出部３との境界部の全面に渡って開となるので、粉粒体Ｍの流下は境界部の全面で均等に行われ、貯蔵部２内の粉粒体Ｍの上面は図示のように均等に低下する。
【００２２】
次に、図７に示すように、排出部３に流下した粉粒体Ｍは、外部からの要請があるまでは排出部３内で待機しており、外部からの要請があった段階で、排出口４の開閉弁５が作動して、計量装置１０へと排出される。排出口４からの排出に伴い、排出部３内の粉粒体Ｍの上面は図７点線のように若干中央が凹んだ形で推移するが、排出部３内に保持されている粉粒体Ｍの量がホッパ１全体の粉粒体の量に比べると少なく、しかも、上部の貯蔵部にある粉粒体からの圧力を受けることがないので、排出部３内の粉粒体のレベルは全体的に下がり続け、排出部３の周辺部にだけ粉粒体が極端に残存するようなことがない。
【００２３】
排出部３内の粉粒体Ｍの量が減り続け、そのレベルが低い位置にあるレベル検知手段９Ｌを下回ると、レベル検知手段９Ｌは、レベル非検知信号を発するか、レベル検知信号を停止して、その結果、図示しない駆動装置が作動してシャッター機構６が開となり、貯蔵部２から排出部３へと粉粒体Ｍの補給が行われることとなる。このときも、シャッター機構６が、貯蔵部２と排出部３との境界部の全面に渡って開となるので、粉粒体Ｍの流下は境界部の全面で均等に行われ、貯蔵部２内の粉粒体Ｍの上面は図示のように均等に低下する。シャッター機構６が、高い位置にあるレベル検知手段９Ｈがレベル検知信号を発したときに再び閉状態となることは言うまでもない。
【００２４】
このように、本発明の先入れ先出しホッパ１においては、シャッター機構６の開閉によって、貯蔵部２内の粉粒体Ｍは常に均等に排出部３へと流下し、貯蔵部２の中心部に位置する粉粒体だけが先に排出部３へと流下したり、貯蔵部２の周辺部に位置する粉粒体だけがいつまでも貯蔵部２内に残存するというようなことがなく、先に貯蔵部２に搬入された粉粒体は、やはり先に排出部３へと送られ、そこから順次排出口４を通過して外部へと排出され、先入れ先出しが実現される。
【００２５】
以上の説明においては、シャッター機構６の開閉は、２個のレベル検知手段からの信号に基づいて、自動的に行うようにしたが、シャッター機構６の開閉は、排出部３内の粉粒体のレベルを目視しながらオペレーターが行っても良い。また、シャッター機構６の開閉は、排出部３内の粉粒体の量を基準に行なえば良く、排出部３内の粉粒体の量を検知することが可能であれば、その手段はレベル検知手段に限られるものではない。例えば、排出部３を上下に自由に移動可能に形成して排出部３の重量を検知し、その重量信号に基づいてシャッター機構６を開閉するようにしても良い。更には、本発明の先入れ先出しホッパ１の適宜位置、好ましくは排出部３に、適宜の加振手段を付加して、粉粒体の排出をよりスムースに行わせたり、排出部３内に従来から用いられている傘状部材を設けて、排出部３内の粉粒体の流れをより均等化したりすることも適宜実施可能である。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、貯蔵部と排出部との境界部に開閉自在のシャッター機構を有する本発明の先入れ先出しホッパは、貯蔵部に一時貯蔵した粉粒体を貯蔵部の水平断面の全体に渡って均等に下部の排出部へと流下させることができ、先に貯蔵部へ搬入された粉粒体は順次先に排出部へと流下することとなる。そのため、貯蔵部の中心部に位置する粉粒体だけが先に排出部へと流下したり、貯蔵部の周辺部に位置する粉粒体だけがいつまでも貯蔵部内に残存するというようなことがなく、貯蔵部には常に、下にいくほど先に搬入された粉粒体が存在することとなる。
【００２７】
また、シャッター機構を通過して排出部へと送られた粉粒体は、ホッパ全体に貯蔵されている粉粒体量に比べて比較的少量であり、しかも、これまでのホッパのように、その上部にあるホッパ内に存在する全ての粉粒体からの圧力を受けたりすることがないので、排出部下端の排出口を開閉する開閉弁が開かれると順次スムースに外部へと排出されていくこととなる。
【００２８】
このように、本発明の先入れ先出しホッパにおいては、ホッパ上部の粉粒体の受入口からホッパ下部の粉粒体の排出口まで、粉粒体のスムースな流れが維持され、先にホッパ内に搬入された粉粒体は先にホッパから排出されていき、搬入の順序と排出の順序とが狂うことがない。その結果、粉粒体が穀物粒や穀物粉の場合にあっても、搬入された粉粒体がホッパ内で不要に長く残存し、品質を劣化させたり腐敗したりすることがない。本発明の先入れ先出しホッパによれば、一時貯蔵した穀物粒や穀物粉などの粉粒体を、常に新鮮な状態で外部に供給することができ、食品原料用の粉粒体であっても安心して使用できるという利点がある。本発明は、このように種々の優れた効果を備えるものであり、その産業界に与える影響には計り知れないものがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の先入れ先出しホッパの一例を示す図である。
【図２】  シャッター機構の詳細を示す側面図である。
【図３】  シャッター機構の詳細を示す平面図である。
【図４】  シャッター機構の他の例を示す図である。
【図５】  本発明の先入れ先出しホッパの動作説明図である。
【図６】  本発明の先入れ先出しホッパの動作説明図である。
【図７】  本発明の先入れ先出しホッパの動作説明図である。
【図８】  本発明の先入れ先出しホッパの動作説明図である。
【図９】  従来のホッパの一例を示す図である。
【図１０】  従来のホッパの他の例を示す図である。
【符号の説明】
１                先入れ先出しホッパ
２                貯蔵部
３                排出部
４                排出口
５                開閉弁
６                シャッター機構
７                シャッター部材
８                回動軸
９Ｈ、９Ｌ        レベル検知手段
１０              計量装置
１１              駆動装置
１２              駆動部
１３              作動杆
１４              連結杆
１５              連動杆
１６              支持杆
１０１            搬入口
１０２            排出口
１０３            開閉弁
１０４            被貯蔵物
１０５            死角部分
１０６            傘状部材
Ｍ                粉粒物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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