JPH0769461A - 粉粒体用供給排出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構造で粉粒体を架橋させずに、しかも
分散させながら連続的に安定して定量供給排出する装置
を提供する。 【構成】 容器の底部中央付近に導管２を連通し、該導
管を貫通する連結軸８によって該導管を挟むように上方
位置に回転部材３を下方位置に回転テーブル６を同軸上
に支持した粉粒体用供給排出装置において、その回転部
材の上面に沿う静止したフィン部材５を配置し、回転部
材の下面もしくは側面にスクレーパー部材４を固着し
て、該スクレーパー部材は粉粒体から受ける抗力の大き
さに応じて角度あるいは位置を変えて粉粒体に対して制
御された押圧力を加え粉粒体の見かけ密度が一定になる
ようにし、かつ、回転テーブルの上面には切りだし部材
もしくは自在に支持した分散部材７を設け、分散部材の
外周部もしくは側面部を該回転テーブルの上面に近接し
て沿いながら回転して連続的に掻き出すようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主としてセラミックス
から製薬、製粉までの非常に広範囲の分野に適用するこ
とができ、特に回転テーブル式の粉粒体供給機に適用し
て、各種の粉粒体を定量的に供給するための粉粒体定量
供給分散装置に関する。

【０００２】

【従来技術】回転テーブル型の粉粒体供給機において
は、従来より定量性を高めるため、多くの試みがなされ
てきた。例えば、ホッパーの堆積高さの影響を避けるた
め粉体層高さを一定にする、あるいは切りだし容積を一
定にするため溝や穴を形成する、多段掻き取りをするな
どの幾多の試みがなされてきた。更に、重量測定器をオ
ンラインで接続し、常時フィードバックしながら供給量
を制御することもなされてきた。しかし、数多くの粉粒
体に対して以下に示す課題の解決に的確に成功した例は
なかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】粉粒体を連続定量供給
するためには、大きく分類すれば重量をオンラインで計
量しながら供給する方法と、嵩容積を一定にしながら供
給する方法がある。粉粒体の嵩容積のみで量的評価が出
来る場合の他は重量で評価することが実際的である。当
然、重量評価のためには、多くの場合重量測定器をオン
ラインで接続しそれなりの制御を行なうため複雑且つ高
価にならざるをえない。更に大量時には、その測定自身
が困難となる。このように第一の課題は、嵩容積一定の
方式において、粉粒体の見かけ密度を一定に制御するな
らば、次式に示すように重量一定となり粉粒体供給の面
において新しい道を提供することになる。 Ｗ＝ρ_Ｂ・Ｖ Ｗ ：重量 ρ_Ｂ：見かけ密度 Ｖ ：嵩容積 本発明は回転テーブル型の粉粒体供給機において簡単な
機構により粉粒体の見かけ密度を一定にすると共に、所
望の嵩容積の粉粒体を定量供給できる粉粒体用供給機を
提供することを目的とする。

【０００４】第二の課題は連続分散である。粉粒体をた
だ単に供給する場合の他に、定量且つ連続的にしかも分
散して供給したい場合や、粉粒体の見かけ密度を再調整
して均一見かけにしたい場合などがある。例えば、前者
は粉体塗装プロセスであり、後者にはセラミックのモー
ルドプロセスや医薬品のタブレットプロセスなどがあ
る。従って、本発明は、粉粒体の見かけ密度を一定にす
ると共に所望の嵩容積の粉粒体を連続的に供給できる粉
粒体用供給機を提供することである。なお、本出願に関
連して当発明者において特願平４−２０２８７３号の
「粉粒体用供給排出装置」を提案している。

【０００５】

【問題を解決するための手段】本発明の粉粒体用供給排
出装置においては、容器の底部中央付近に垂直方向に所
定長を有する導管を連通し、該導管を貫通する連結軸に
よって該導管を挾むように上方位置に該導管の口径より
大きな外径を持つ回転部材と下方位置に回転テーブルを
同軸上に支持し、該回転部材の上面に沿うように静止し
たフィン部材を配し、該回転部材の下面もしくは側面に
粉粒体から受ける抗力の大きさに応じて角度あるいは位
置を変えて粉粒体に対して付加する押圧力を制御して見
かけ密度が一定になるように構成したスクレーパー部材
を固着し、また、回転テーブル上面には一定容積ずつ切
りだす機能をもつ公知の切りだし部材か、あるいは回転
自在に支軸した分散部材の外周部もしくは側面部を近接
して沿わせ、且つ同一の間隙を保ちながら回転し該回転
テーブル上の粉粒体を連続的に掻き出せるようにしてい
る。

【０００６】本発明において、回転テーブルの断面の形
状は、平板状の他、コーン状、円弧状、お碗状、スクリ
ュネジ状、又はこれらの複合形状とすることができる。
回転部材の断面の形状は、平板状、コーン状、半球状、
スクリュネジ状、又はこれらの複合形状とすることがで
きる。また、フィン部材の形状は、プレート状、ブラシ
状、櫛状、チェイン状、ワイヤ状、リボン状、金網状、
パンチプレート状、又はこれらの複合形状とすることが
できるし、場合によっては取り外し可能にすることも出
来る。また、スクレーパー部材はバネ材の他、粉粒体か
ら受ける抗力の大きさに応じて角度あるいは位置を変え
る機構物でも良く、その形状は、プレート状、ブラシ
状、櫛状、チェイン状、ワイヤ状、リボン状、又はこれ
らの複合形状とすることができる。分散部材の形状はデ
ィスク状、プロペラ状、ブラシ状、チェイン状、ワイヤ
状、金網状、パンチプレート状、スクリュネジ状、歯車
状、又はこれらの複合形状か各種の突起物又は穴、溝を
付加することができる。

【０００７】

【作 用】本発明の装置において、容器内の粉粒体重量
は概ね回転部材と容器の内壁によって支えられるため、
回転部材の下方にきた粉粒体は貯槽粉粒体の荷重から開
放される。回転部材は連結軸により支えられ、固定した
内壁と回転している回転部材の間の領域では粉粒体を支
持する力の方向が途中で変化するが、静止しているフィ
ン部材によってその変化する領域が回転部材とフィン部
材との間に特定されるため、粉粒体はこの領域において
粉粒体同士あるいは粉粒体と回転部材の間の相互作用力
を受けながら回転部材の周辺に沿って排出量に応じて少
量ずつ落下する。フィン部材はこの時、回転部材上では
一ヶ所からの粉粒体の流れではなく回転部材全面から周
辺への粉粒体の流れが生じる。そのため、容器中の粉体
の流れはマスフローとなる。回転部材の上部の貯槽中の
粉粒体は静止したフィン部材によって回転部材からの回
転が抑えられ、粉粒体全体に回転を及ぼさないため、過
度の圧密などによる架橋が起こりにくくなりほぼ全量に
近い程度にまで排出ができる。

【０００８】容器底部の回転部材周辺に落下した粉粒体
はスクレーパー部材にて周辺部から中央部に掻き寄せら
れ、回転部材下に移動した粉粒体は容器中の貯槽粉粒体
の荷重から開放される。この時、スクレーパー部材には
幾つかの作用があり、それぞれ単独にあるいは複合して
機能する。すなわち、外周部から回転部材の下方に粉
粒体を掻き寄せる作用、回転部材の下方が粉粒体で充
満しているときはスクレーパー部材の角度あるいは位置
を変えて掻き寄せる力を減少する作用、回転部材の下
方の粉粒体が空いていたり見かけ密度が少ないときはス
クレーパー部材の角度あるいは位置を変えて掻き寄せる
力を増加させる作用、容器が空に近づくとスクレーパ
ー部材の角度あるいは位置を戻し出来るだけ広い面積に
わたって掻き取るようにする等の作用を持つ。更に調
圧スクレーパーに無理な負荷が加わった時、スクレーパ
ー部材の角度あるいは位置を変えて回転トルクを減する
副作用もある。一種類のスクレーパー部材で幾つかの作
用を兼ねる場合もあれば、個々のスクレーパー部材が各
々の作用を分担することもある。

【０００９】導管の下端と回転テーブル上面の間には可
変の間隙があり、粉体に固有の安息角によって粉体層が
保持される。従って、回転部材の下面から回転テーブル
の上面までの間には、見かけ密度が一定、かつ層高さが
一定の粉体層が常に形成されることになる。回転テーブ
ル上面は分散部材の外周部もしくは側面部に近接して沿
うように形成され、分散部材が回転することにより分散
部材の外周部や側面部の突起物もしくは摩擦抵抗によっ
て強制的に粉粒体の塊をほぐし、切れ目のない連続した
供給排出をすることができる。さらに、回転部材の駆動
軸は下方からのみではなく、上方からまたは適当な支持
機構により容器の側面からの駆動であってもよく、更に
フレキシブルシャフ卜による駆動も可能である。

【実施例】

【００１０】以下本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１〜３は本発明の一実施例である粉粒体用供給
排出装置を示す。図１は装置の要部の縦断面図、図２は
図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う横断面図、図３は図１のＩＩ
Ｉ−ＩＩＩ線に沿う横断面図である。容器１の底部中央
付近に垂直方向に所定長を有する導管２を連通し、導管
２をその軸線方向に貫通する連結軸８上に、導管２を挾
むように、上方位置に回転部材３を下方位置に回転テー
ブル６を配し連結軸８の下方端部に設けた供給モータ１
１によってそれらを回転駆動する。図２、図３において
矢印１７はスクレーパー部材４及び回転テーブル６の回
転方向を示している。回転部材３の側面および下面には
容器１の底に沿って運動され、粉粒体から受ける抗力の
大きさに応じて角度あるいは半径方向の位置を変えて粉
粒体に対して押圧力を加え粉粒体の見かけ密度が一定に
なるようにしたスクレーパー部材４が支持部材４１を介
して固着されている。

【００１１】又、回転部材３の山形の上面に沿うように
容器１に固定した静止するフィン部材５を一箇所ないし
数箇所容器１に設ける。導管２下端には回転テーブル６
との垂直方向の間隙の開口面積を調節できるような仕切
り筒１３を調節可能なように設置することも出来る。回
転テーブル６の上方には公知の切りだし部材又は分散部
材７を設ける。請求項２では回転テーブル６の上面１０
の形状は回転する分散部材７の外周又は側面部に近接し
て沿い、且つ同一の間隙を保ちながら回転可能なように
形成されている。図４〜６は分散部材のその他の例を示
している。なお、図１、図３では分散モーター１２の支
持方法は明示していないが、水平もしくは傾斜あるいは
垂直など種々の構成が取り得るため割愛している。ま
た、図示していないが、回転テーブル上で複数のスクレ
ーパーあるいは回転盤を設置し粉粒体の流れや高さの調
整をすることも可能である。更に、図１〜３では導管２
を回転テーブル６の軸芯に対し偏芯させて粉粒体が流れ
易くしているが同芯も可能である。

【００１２】次に粉粒体を入れた実際の動きを見てみ
る。先ず、粉粒体を容器１に投入する前に仕切り筒１３
を下降し導管２と回転テーブル６間の開口面積を全閉に
する。容器１に粉粒体を入れると粉粒体の持っている流
動性によって導管内にまで粉粒体は堆積する。しかし、
導管２と回転テーブル６間の開口面積が全閉となってい
るため粉塵が洩れだすことはない。この時点では回転テ
ーブル上の粉粒体の見かけ密度は初期の状態のままで安
定していない。次に、仕切り筒１３を任意の高さにセッ
トすると、粉粒体に固有の安息角を形成して回転テーブ
ル上に堆積する。番号１５はその状態、即ち、粉粒体に
より形成される円錐形部分の母線を表している。つい
で、回転テーブル６が回転すると容器１内の粉粒体はス
クレーパー部材４によって前記作用に記載した５つの作
用を受けて回転部材３下へ集められる。

【００１３】この時のスクレーパー部材４の動きを模式
的に図７に示した。図８はスクレーパー部材４のその他
の例としてバネ機構４２を用いた例を示している。粉粒
体が無い場合、スクレーパー部材は４ａの位置にあり、
粉粒体があると粉粒体の抗力を受けて４ｂの位置を経過
し、更に大きな抗力を受けると４ｃの位置になって掻き
寄せる押圧力が減少する。空になってくると再び４ａの
位置に戻り広い範囲にわたって掻き寄せる。粉粒体の抗
力はスクレーパー部材が粉粒体に対して作用した反作用
であるため、その主要な部分はスクレーパー部材が移動
することによって生ずる粉粒体の内部摩擦抵抗とスクレ
ーパー部材の表面摩擦抵抗と容器壁面での摩擦抵抗から
なる。これらは粉粒体自身の特性や粒度による部分が大
きいが、粉粒体が同一であればその他の因子として容器
内の粉粒体の見かけ密度に大きく影響してくる。スクレ
ーパー部材の復元力は本実施例ではバネ定数によって決
まるため粉粒体にあった適切なものを選択することによ
り粉粒体の見かけ密度が一定になるように自動調節が働
くことになる。具体的な実施例では容器の内径が２００
ｍｍの時、各種粉粒体に対して０．１５〜０．５ｍｍ厚
程度のバネ材が適用された。回転テーブル６上に堆積し
た粉粒体は番号１６の位置にまで移動し、図示していな
い切りだし部材又は分散部材７に接触する堆積部分が回
転テーブル６から振り落され、図１では一部を省略した
出口１４から排出する。図３の１５ａ，１６ａは粉粒体
の端部の動きを模式的に示している。分散部材７の形状
と回転数により、粉粒体の分散状態は任意に変更可能で
ある。なお、特許請求の範囲の項に図面に用いた符号を
併記するが、この符号は単に参照のためであって本発明
を限定するものではない。

【００１４】

【発明の効果】本発明の粉粒体用供給排出装置は、微粉
の他、多くの粉粒体に適用でき、架橋を生じないで粉粒
体を最後まで定量性良く供給排出できる。特に天秤など
の重量測定部が無くても、排出される粉粒体の見かけ密
度と容積を一定に保持することができるため定量性は良
い。供給速度の変更は、回転テーブルの回転数、切りだ
し部材の位置の他、仕切り筒の高さ調節によって行なう
ことが出来る。更にまた本発明の請求項２の装置におい
ては、回転テーブル上の切りだし部材による粉粒体の滞
留も解消し、更に分散部材により分散され切れ目のない
連続供給が可能である。また、エアー等のガス媒体と併
用すれば更に有効な分散流を形成できる。更に構造が簡
単であり、分解・掃除が容易である等多くの利点を有し
ている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の粉粒体用供給排出装置の要
部を模式的に示した縦断面図

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う横断面図

【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う横断面図

【図４】図１の粉粒体用供給排出装置の分散部材の一変
形を模式的に示した部分断面図

【図５】図１の粉粒体用供給排出装置の分散部材の他の
変形を模式的に示した部分断面図

【図６】図１の粉粒体用供給排出装置の分散部材の他の
変形を模式的に示した部分断面図

【図７】図１の粉粒体用供給排出装置のスクレーパー部
材の動きを模式的に示した部分横断面図

【図８】図１の粉粒体用供給排出装置のスクレーパー部
材の他の変形を模式的に示した部分横断面図

【符号の説明】

１ …容器 ２ …導管 ３ …回転部材 ４ …スクレーパー部材 ５ …フィン部材 ６ …回転テーブル ７ …分散部材 ８ …連結軸

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容器（１）の底部中央付近に垂直方向に
   所定長を有する導管（２）を連通し、該導管（２）を貫
   通する連結軸（８）によって該導管（２）を挾むように
   上方位置に該導管（２）の口径より大きな外径を持つ回
   転部材（３）を下方位置に回転テーブル（６）を同軸上
   に支持した粉粒体用供給排出装置において、該回転部材
   （３）の上面に沿うように静止したフィン部材（５）を
   配し、該回転部材（３）の下面もしくは側面にスクレー
   パー部材（４）を固着し、該回転テーブル（６）の上面
   に沿う切りだし部材を設け、該スクレーパー部材（４）
   は、粉粒体から受ける抗力の大きさに応じて角度あるい
   は位置を変えて粉粒体に対して制御された押圧力を加え
   粉粒体の見かけ密度が一定になるように構成したことを
   特徴とする粉粒体用供給排出装置。
2. 【請求項２】 請求項１の粉粒体用供給排出装置におい
   て、切りだし部材の代わりに、自在に支持した分散部材
   （７）を設け、分散部材（７）の外周部もしくは側面部
   を該回転テーブル（６）の上面に近接して沿いながら回
   転させ、粉粒体を掻き出すように構成したことを特徴と
   する粉粒体用供給排出装置。