JP2013169701A - 粉粒体処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガラス製の窓部を有する粉粒体処理装置において、窓部の内側面に対する粉粒体の帯電付着を抑制できる構造を提供する。
【解決手段】この粉粒体処理装置は、粉粒体９を搬送または一時的に貯留するための内部空間を有するケーシングを備えている。ケーシングは、少なくとも部分的に設けられたガラス製の窓部４０を有している。また、窓部４０の内側面４１は、少なくとも部分的に、粗面化処理された凹凸面となっている。このため、窓部４０の内側面４１と粉粒体９との接触面積が、小さくなる。したがって、窓部４０の内側面４１に対する粉粒体９の帯電付着が抑制される。
【選択図】図２

Description

本発明は、粉状または粒状の材料（以下、「粉粒体」と称する）を搬送または一時的に貯留する粉粒体処理装置に関する。

従来、粉粒体を搬送または一時的に貯留するためのケーシングを有する粉粒体処理装置が知られている。例えば、特許文献１には、ペレットを収納するホッパーと、ホッパーに接続されたサイトガラスとを有するペレット供給装置が記載されている（請求項１，図１）。特許文献１のペレット供給装置では、ホッパーの内部に収納されたペレットが、サイトガラスを経て、成形装置へ供給される。また、特許文献１では、サイトガラスの外側に、ペレットを検出するための静電容量型センサーが配置されている（段落００５６，図１）。

特開２０１０−１１３８３８号公報

ペレット等の粉粒体は、搬送中に配管やホッパーの内側面に衝突することによって、帯電する場合がある。一方、ガラスは＋に帯電しやすい性質を有する。このため、粉粒体処理装置の一部分がガラスで形成されている場合（例えば、特許文献１のようなサイトガラスを有する場合）には、当該ガラスの内側面に、−に帯電した粉粒体が付着しやすい、という問題がある。

ガラス面に粉粒体が付着すると、ガラスを介して内部の粉粒体の状態を視認することが、困難となる。また、ガラスに付着した粉粒体は、センサーを誤動作させる要因となる。また、ガラスに付着した粉粒体が塊となって落下したり、後続の粉粒体に混入したりすると、成形機へ供給される粉粒体の均一性が低下する。その結果、樹脂製品の品質に悪影響を及ぼす虞もある。

この点について、特許文献１では、除電器を用いてサイトガラス内の静電荷を除去している（請求項１，段落００５２）。しかしながら、除電器のみで、ガラス面に対する粉粒体の付着を防止しようとすると、除電器を動作させるためのエネルギーが相応に必要となる。

本発明の目的は、ガラス製の窓部を有する粉粒体処理装置において、消費エネルギーを低減しつつ、窓部の内側面に対する粉粒体の帯電付着を抑制できる構造を提供することである。

上記課題を解決するため、本願の第１発明は、粉粒体処理装置であって、粉粒体を搬送または一時的に貯留するための内部空間を有するケーシングを備え、前記ケーシングは、少なくとも部分的に設けられたガラス製の窓部を有し、前記窓部の内側面が、少なくとも部分的に、粗面化処理された凹凸面となっている。

本願の第２発明は、第１発明の粉粒体処理装置であって、前記凹凸面の隣り合う凸頂部同士の平均間隔が、粉粒体の平均粒径より小さい。

本願の第３発明は、第１発明または第２発明の粉粒体処理装置であって、前記ケーシング内の所定の高さ位置における粉粒体の有無を、前記窓部を介して検出する検出手段をさらに備え、前記凹凸面は、前記窓部の内側面のうち、少なくとも前記検出手段の検出エリアと重なる部分に、設けられている。

本願の第４発明は、第３発明の粉粒体処理装置であって、前記検出手段は、静電容量型のセンサーである。

本願の第５発明は、第１発明から第４発明までのいずれかの粉粒体処理装置であって、前記窓部の内側面は、前記凹凸面と、粗面化処理されていない平坦面と、の双方を有する。

本願の第６発明は、第１発明から第５発明までのいずれかの粉粒体処理装置であって、前記ケーシングは、粉粒体を、積極的に加熱することなく、搬送または貯留する。

本願の第１発明〜第６発明によれば、窓部の内側面と粉粒体との接触面積が、小さくなる。このため、窓部の内側面に対する粉粒体の帯電付着が、抑制される。

特に、本願の第２発明によれば、凹凸面の凸頂部の間に、粉粒体が入り込むことを、抑制できる。これにより、凹凸面への粉粒体の付着を、さらに抑制できる。

特に、本願の第３発明によれば、検出手段による粉粒体の誤検出を抑制できる。

特に、本願の第４発明によれば、凹凸面によってケーシングの光透過率が低下したとしても、高い精度で粉粒体を検出できる。

特に、本願の第５発明によれば、ケーシング内部の視認性を確保できる。

特に、本願の第６発明によれば、ケーシングの内側面に粉粒体が熱融着することを、抑制できる。

ペレット供給装置の縦断面図である。 ガラス管の内周面付近の部分縦断面図である。 ガラス管およびレベルセンサーの斜視図である。 ペレット供給装置の縦断面図である。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

＜１．第１実施形態＞
図１は、本発明に係る粉粒体処理装置の一例となるペレット供給装置１の縦断面図である。このペレット供給装置１は、樹脂製品を射出成形する成形機２の上部に、設置される。ペレット供給装置１は、粉粒体である樹脂ペレット９を、材料供給源２１から吸引輸送し、当該樹脂ペレット９を、成形機２へ供給する装置である。図１に示すように、本実施形態のペレット供給装置１は、ホッパー１０、材料供給管２０、吸引機構３０、ガラス管４０、レベルセンサー５０、および制御部６０を備えている。

ホッパー１０は、略円筒状の側壁１１と、側壁１１の下端部から下方へ向けて漸次に収束する底部１２と、を有している。また、ホッパー１０の上部は、略平板状のカバー７０により閉鎖されている。ホッパー１０およびカバー７０は、例えば、ステンレスや鉄などの金属からなる。カバー７０には、上下に貫通する投入口７１が、設けられている。材料供給管２０は、カバー７０の投入口７１に、連通接続されている。また、材料供給管２０の上流側の端部は、材料供給源２１に接続されている。

吸引機構３０は、吸引管３１および真空ポンプ３２を、有している。吸引管３１は、ホッパー１０の側壁１１に設けられた吸引口１１１と真空ポンプ３２との間を、繋いでいる。真空ポンプ３２を動作させると、ホッパー１０の内部の空気が吸引管３１へ吸引され、ホッパー１０の内部が負圧となる。そうすると、材料供給源２１から材料供給管２０を通ってホッパー１０の内部へ、樹脂ペレット９が吸引輸送される。

ホッパー１０の内部空間は、材料供給管２０の内部空間より広がっている。このため、吸引輸送される樹脂ペレット９は、投入口７１を通過してホッパー１０内に入ると、減速する。また、吸引口１１１には、多数の細孔を有するフィルター１３が、設けられている。ホッパー１０の内部の空気は、フィルター１３を通って吸引管３１へ吸引される。一方、樹脂ペレット９は、フィルター１３を通過することなく、ホッパー１０の下部へ落下する。

ガラス管４０は、上下に円筒状に延びるガラス製の部材である。ガラス管４０の上端部は、ホッパー１０の底部１２に設けられた排出口１２１に、取り付けられている。一方、ガラス管４０の下端部は、接続部８０を介して、成形機２に接続されている。図１に示すように、ホッパー１０から落下した樹脂ペレット９は、ガラス管４０の内部に貯留される。すなわち、本実施形態では、ガラス管４０が、樹脂ペレット９を一時的に貯留するための内部空間を有するケーシングとなっている。

成形機２において成形処理が進行すると、それに応じて、ガラス管４０から成形機２へ、樹脂ペレット９が供給される。そうすると、ガラス管４０の内部に貯留された樹脂ペレット９の上面の位置が低下する。ペレット供給装置１の使用者は、ガラス管４０を介して、内部に貯留された樹脂ペレット９の状態を、外部から視認することができる。すなわち、本実施形態のガラス管は、サイトガラスの役割を果たし、その全体が窓部となっている。

レベルセンサー５０は、ガラス管４０の外周面の近傍に、配置されている。レベルセンサー５０は、ガラス管４０の内部の所定の高さ位置における樹脂ペレット９の有無を、ガラス管４０を介して検出する。レベルセンサー５０には、例えば、静電容量型の近接センサーを使用すればよい。

また、図１に概念的に示すように、制御部６０は、真空ポンプ３２およびレベルセンサー５０と、電気的に接続されている。制御部６０は、ＣＰＵ等の演算処理部やメモリを有するコンピュータにより構成されていてもよく、あるいは、電子回路により構成されていてもよい。制御部６０は、レベルセンサー５０が発する検出信号を受信し、当該検出信号に基づいて、真空ポンプ３２の駆動を制御する。これにより、樹脂ペレット９の輸送量が制御され、ガラス管４０の内部に貯留される樹脂ペレット９の上面の高さ位置が、所定の範囲内に維持される。

ガラス管４０は、強度、耐久性、視認性等の観点において、粉粒体の貯留に適している一方、＋に帯電しやすい性質を有する。また、樹脂ペレット９は、ガラス管４０までの輸送経路において、材料供給管２０やホッパー１０の内側面に衝突するなどして、帯電する場合がある。このため、本実施形態では、ガラス管４０の内周面４１に対する樹脂ペレット９の帯電付着を抑制するために、ガラス管４０の内周面４１に、粗面化処理が施されている。

図２は、ガラス管４０の内周面４１付近の部分縦断面図である。本実施形態では、ガラス管４０の内周面４１に、サンドブラスト等のブラスト処理が、施されている。その結果、ガラス管４０の内周面４１の全体が、一様な凹凸面となっている。ガラス管４０の内周面４１が凹凸面となっていれば、当該内周面４１と樹脂ペレット９との接触面積が、小さくなる。したがって、仮に、ガラス管４０が＋に帯電し、樹脂ペレット９が−に帯電していたとしても、ガラス管４０の内周面４１に対する樹脂ペレット９の帯電付着が、抑制される。

ガラス管４０に対する樹脂ペレット９の付着が抑制されれば、ガラス管４０の内部の視認性が低下することを、抑制できる。また、樹脂ペレット９の付着によるレベルセンサー５０の誤動作も、抑制できる。さらに、ガラス管４０に付着した樹脂ペレット９が塊となって落下したり、後続の樹脂ペレットに混入したりして、樹脂製品の品質に悪影響を及ぼす虞も、低減できる。

図２に示すように、ガラス管４０の内周面４１は、複数の凸頂部４１３を有している。また、本実施形態では、隣り合う凸頂部４１３同士の平均間隔ｄ１が、樹脂ペレット９の平均粒径より小さくなっている。このようにすれば、複数の凸頂部４１３の間に、樹脂ペレット９が入り込むことを、抑制できる。その結果、ガラス管４０の内周面４１に樹脂ペレット９が付着することを、さらに抑制できる。

なお、図２のように、樹脂ペレット９の形状が球状でない場合には、樹脂ペレット９の複数の径ｒ１，ｒ２のうち、最も小さい径ｒ２に着目し、当該径ｒ２の平均値より、凸頂部４１３の平均間隔ｄ１を小さく設定することが、好ましい。

ガラス管４０の内周面４１は、凹凸面であるため、光の一部分を乱反射させる。ただし、本実施形態では、乱反射によってガラス管４０内部の視認性が完全に損なわれない程度に、粗面化処理が施されている。したがって、ガラス管４０は、サイトガラスとしての機能を保持し、ペレット供給装置１の使用者は、ガラス管４０の内部に貯留された樹脂ペレット９の上面位置を、外部から確認することができる。

なお、粗面化処理は、ガラス管の内周面の一部分のみに、施されていてもよい。例えば、図３のように、ガラス管４０Ａの内周面４１Ａが、粗面化処理された凹凸面４１１Ａと、粗面化処理されていない平坦面４１２Ａと、の双方を有していてもよい。図３の例では、凹凸面４１１Ａが、レベルセンサー５０Ａの検出エリア５１Ａと重なる領域に、設けられている。このようにすれば、少なくとも、レベルセンサー５０Ａの検出エリア５１Ａにおいて、樹脂ペレットの付着を抑制できる。したがって、レベルセンサー５０Ａによる樹脂ペレットの誤検出を、抑制できる。

また、図３の例では、粗面化処理されていない平坦面４１２Ａにおいて、視認性の低下が生じない。したがって、仮に、凹凸面４１１Ａを介して内部を視認することが困難な場合であっても、平坦面４１２Ａを介して、内部に貯留された樹脂ペレットの状態を、容易に確認できる。

＜２．第２実施形態＞
図４は、本発明に係る粉粒体処理装置の他の一例となるペレット供給装置１Ｂの縦断面図である。このペレット供給装置１Ｂは、粉粒体である樹脂ペレット９Ｂを、ホッパー１０Ｂの内部に一時的に貯留し、その後、後続の装置２Ｂへ、樹脂ペレット９Ｂを必要量ずつ供給する装置である。図１に示すように、本実施形態のペレット供給装置１Ｂは、ホッパー１０Ｂ、材料供給管２０Ｂ、吸引機構３０Ｂ、レベルセンサー５０Ｂ、および制御部６０Ｂを備えている。

ホッパー１０Ｂは、略円筒状の側壁１１Ｂと、側壁１１Ｂの下端部から下方へ向けて漸次に収束する底部１２Ｂと、を有している。また、ホッパー１０Ｂの上部は、略平板状のカバー７０Ｂにより閉鎖されている。ホッパー１０Ｂおよびカバー７０Ｂは、例えば、ステンレスや鉄などの金属からなる。ホッパー１０Ｂの内部には、樹脂ペレット９Ｂを一時的に貯留するための空間が、形成されている。

材料供給管２０Ｂは、ホッパー１０Ｂの側壁１１Ｂに設けられた投入口１１１Ｂに、連通接続されている。また、材料供給管２０Ｂの上流側の端部は、材料供給源２１Ｂに接続されている。

吸引機構３０Ｂは、吸引管３１Ｂおよび真空ポンプ３２Ｂを、有している。吸引管３１Ｂは、カバー７０Ｂに設けられた吸引口７１Ｂと真空ポンプ３２Ｂとの間を、繋いでいる。真空ポンプ３２Ｂを動作させると、ホッパー１０Ｂの内部の空気が吸引管３１Ｂへ吸引され、ホッパー１０Ｂの内部が負圧となる。そうすると、材料供給源２１Ｂから材料供給管２０Ｂを通ってホッパー１０Ｂの内部へ、樹脂ペレット９Ｂが吸引輸送される。

ホッパー１０Ｂの内部空間は、材料供給管２０Ｂの内部空間より広がっている。このため、吸引輸送される樹脂ペレット９Ｂは、投入口１１１Ｂを通過してホッパー１０Ｂ内に入ると、減速する。また、ホッパー１０Ｂの上部には、多数の細孔を有するフィルター１３Ｂが、設けられている。ホッパー１０Ｂの内部の空気は、フィルター１３Ｂを通って吸引管３１Ｂへ吸引される。一方、樹脂ペレット９Ｂは、フィルター１３Ｂを通過することなく、ホッパー１０Ｂの内部に貯留される。

このように、本実施形態では、ホッパー１０Ｂが、樹脂ペレット９Ｂを一時的に貯留するための内部空間を有するケーシングとなっている。また、ホッパー１０Ｂの底部１２Ｂには、排出口１２１Ｂが設けられている。ホッパー１０Ｂに貯留された樹脂ペレット９Ｂは、排出口１２１Ｂを介して、後続の装置２Ｂへ供給される。

また、本実施形態では、ホッパー１０Ｂの側壁１１Ｂの一部分に、ガラス製の窓部１４Ｂが設けられている。ペレット供給装置１Ｂの使用者は、窓部１４Ｂを介して、ホッパー１０Ｂの内部に貯留された樹脂ペレット９Ｂの状態を、外部から視認することができる。

レベルセンサー５０Ｂは、窓部１４Ｂの外側面の近傍に、配置されている。レベルセンサー５０Ｂは、ホッパー１０Ｂの内部の所定の高さ位置における樹脂ペレット９Ｂの有無を、窓部１４Ｂを介して検出する。レベルセンサー５０Ｂには、例えば、静電容量型の近接センサーを使用すればよい。

また、図３に概念的に示すように、制御部６０Ｂは、真空ポンプ３２Ｂおよびレベルセンサー５０Ｂと、電気的に接続されている。制御部６０Ｂは、ＣＰＵ等の演算処理部やメモリを有するコンピュータにより構成されていてもよく、あるいは、電子回路により構成されていてもよい。制御部６０Ｂは、レベルセンサー５０Ｂが発する検出信号を受信し、当該検出信号に基づいて、真空ポンプ３２Ｂの駆動を制御する。これにより、樹脂ペレット９Ｂの輸送量が制御され、ホッパー１０Ｂの内部に貯留される樹脂ペレット９Ｂの上面の高さ位置が、所定の範囲内に維持される。

ガラスは、強度、耐久性、視認性等の観点において、窓部１４Ｂの材料として適している一方、＋に帯電しやすい性質を有する。また、樹脂ペレット９Ｂは、ホッパー１０Ｂまでの輸送経路において、材料供給管２０Ｂの内側面に衝突するなどして、帯電する場合がある。このため、本実施形態では、窓部１４Ｂの内側面１４１Ｂに対する樹脂ペレット９Ｂの帯電付着を抑制するために、窓部１４Ｂの内側面１４１Ｂに、粗面化処理が施されている。

具体的には、窓部１４Ｂの内側面１４１Ｂに、サンドブラスト等のブラスト処理を行い、図２と同様の凹凸面とすればよい。窓部１４Ｂの内側面１４１Ｂが凹凸面となっていれば、当該内側面１４１Ｂと樹脂ペレット９Ｂとの接触面積が、小さくなる。したがって、仮に、窓部１４Ｂが＋に帯電し、樹脂ペレット９Ｂが−に帯電していたとしても、窓部１４Ｂの内側面１４１Ｂに対する樹脂ペレット９Ｂの帯電付着が、抑制される。

窓部１４Ｂに対する樹脂ペレット９Ｂの付着が抑制されれば、窓部１４Ｂによるホッパー１０Ｂの内部の視認性が低下することを、抑制できる。また、樹脂ペレット９Ｂの付着によるレベルセンサー５０Ｂの誤動作も、抑制できる。さらに、窓部１４Ｂに付着した樹脂ペレット９Ｂが塊となって落下したり、後続の樹脂ペレットに混入したりして、樹脂製品の品質に悪影響を及ぼす虞も、低減できる。

また、本実施形態においても、図２と同様に、窓部１４Ｂの内側面の隣り合う凸頂部同士の平均間隔が、樹脂ペレット９Ｂの平均粒径より小さくなっていることが、好ましい。また、窓部１４Ｂの粗面化処理は、光の乱反射によってホッパー１０Ｂの内部の視認性が完全に損なわれない程度に、施されていることが好ましい。また、窓部１４Ｂの内側面の一部分のみに、粗面化処理が施されていてもよい。

＜３．変形例＞
以上、本発明の第１実施形態および第２実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。

本発明の検出手段は、上記の各実施形態に登場した静電容量型のセンサーであってもよく、他の方式のセンサーであってもよい。例えば、静電容量型のセンサーに代えて、光電管を利用した反射型または透過型の光センサーを使用してもよい。ただし、静電容量型のセンサーは、凹凸面によって窓部の光透過率が低下したとしても、高い精度で粉粒体の有無を検出できる点で、好ましい。

また、本発明の粉粒体処理装置は、粉粒体の帯電付着を抑制するための他の手段を、さらに備えていてもよい。例えば、ケーシングの内部に、静電荷を除去するための除電器が、さらに配置されていてもよい。また、イオン化された気体を粉粒体に供給する機構をさらに設け、粉粒体の帯電を低減させるようにしてもよい。

また、本発明の粉粒体処理装置は、ケーシングの内部に貯留された粉粒体に対して、撹拌や計量等の処理を行うものであってもよい。ただし、樹脂ペレット等の粉粒体に対して加熱を伴う処理を行うと、ケーシングの内側面に粉粒体が熱融着するという、帯電付着とは別の付着の問題が生じる。したがって、ケーシング内において行われる処理は、積極的な加熱を伴わない非加熱の処理であることが、好ましい。また、本発明のケーシングは、粉粒体を内部に貯留することなく搬送する配管であってもよい。

また、本発明の粉粒体処理装置は、樹脂ペレット以外の粉状または粒状の材料を扱うものであってもよい。

また、粉粒体処理装置の細部の形状については、本願の各図に示された形状と、相違していてもよい。

また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。

＜４．他の観点の発明＞
なお、「検出手段による粉粒体の誤検出を抑制すること」を第１の課題として設定すれば、「ガラス製の窓部」を必須要件とせず、それに代えて、「検出手段」を必須要件とする発明を、上記の実施形態から抽出することができる。当該発明は、例えば、「粉粒体を一時的に貯留するケーシングと、前記ケーシング内の所定の高さ位置における粉粒体の有無を検出する検出手段と、を備え、前記ケーシングの内側面のうち、少なくとも前記検出手段の検出エリアと重なる部分が、粗面化処理された凹凸面となっている粉粒体処理装置。」となる。

この発明によれば、帯電した粉粒体が、ケーシングの内側面に付着することを、抑制できる。したがって、検出手段による粉粒体の誤検出を、抑制できる。また、この発明に、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、組み合わせることも可能である。

１，１Ｂ ペレット供給装置
２ 成形機
２Ｂ 後続の装置
９，９Ｂ 樹脂ペレット
１０，１０Ｂ ホッパー
１１，１１Ｂ 側壁
１２，１２Ｂ 底部
１３，１３Ｂ フィルター
１４Ｂ 窓部
２０，２０Ｂ 材料供給管
２１，２１Ｂ 材料供給源
３０，３０Ｂ 吸引機構
３１，３１Ｂ 吸引管
３２，３２Ｂ 真空ポンプ
４０，４０Ａ ガラス管
４１，４１Ａ 内側面
５０，５０Ａ，５０Ｂ レベルセンサー
５１Ａ 検出エリア
６０，６０Ｂ 制御部
７０，７０Ｂ カバー
８０ 接続部
１４１Ｂ 内側面
４１１Ａ 凹凸面
４１２Ａ 平坦面
４１３ 凸頂部

Claims (6)

1. 粉粒体を搬送または一時的に貯留するための内部空間を有するケーシングを備え、
   前記ケーシングは、少なくとも部分的に設けられたガラス製の窓部を有し、
   前記窓部の内側面が、少なくとも部分的に、粗面化処理された凹凸面となっている粉粒体処理装置。
2. 請求項１に記載の粉粒体処理装置であって、
   前記凹凸面の隣り合う凸頂部同士の平均間隔が、粉粒体の平均粒径より小さい粉粒体処理装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の粉粒体処理装置であって、
   前記ケーシング内の所定の高さ位置における粉粒体の有無を、前記窓部を介して検出する検出手段をさらに備え、
   前記凹凸面は、前記窓部の内側面のうち、少なくとも前記検出手段の検出エリアと重なる部分に、設けられている粉粒体処理装置。
4. 請求項３に記載の粉粒体処理装置であって、
   前記検出手段は、静電容量型のセンサーである粉粒体処理装置。
5. 請求項１から請求項４までのいずれかに記載の粉粒体処理装置であって、
   前記窓部の内側面は、前記凹凸面と、粗面化処理されていない平坦面と、の双方を有する粉粒体処理装置。
6. 請求項１から請求項５までのいずれかに記載の粉粒体処理装置であって、
   前記ケーシングは、粉粒体を、積極的に加熱することなく、搬送または貯留する粉粒体処理装置。

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