JPH0952629A - 粉粒体用排出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構造で粉粒体を架橋させずに、連続的
に安定して定量排出する装置を提供する。 【構成】 容器１の底部中央付近に容器出口２を設け該
容器出口の上方に鉛直方向の駆動軸８を有する回転部材
３を備えて、該回転部材より容器内壁の近傍に延ばした
複数個の棹部材４のそれぞれの先端に支点軸６を配置
し、該支点軸により各スクレーパー部材７の一端部を他
端部が底面と平行な面で回転自在に支軸し、該スクレー
パー部材７の前面が支点軸６から容器出口２にかけて粉
粒体を外周部から該容器出口にかき寄せることにより粉
粒体から受ける抗力の支点軸６回りの力のモーメントと
該スクレーパー部材７の他端部の後面が該容器出口付近
の粉粒体から受ける抗力による該支点軸回りで前記とは
逆向きの力のモーメントが釣り合うようにした所定のス
クレーパー部材７の長さと形状を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、容器の底部中央に容器
出口を有し、該容器出口を覆う回転部材を具備した粉粒
体の排出装置に関する。

【０００２】

【従来技術】特開平６−１４５１号公報は、本願と同一
の発明者によるものであり、容器底部中央に容器出口と
容器出口の上方に容器出口の口径より大きな外径の回転
部材を有し、該回転部材の下面もしくは側面にスクレー
パー部材を配置して、該スクレーパー部材は粉粒体から
受ける効力の大きさに応じて角度あるいは位置を変え粉
粒体に押圧力を加えて容器出口より粉粒体を排出する粉
粒体用排出装置を開示する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】特開平６−１４５１号
公報に開示される粉粒体用排出装置は、基本的にバネ部
材により粉粒体に一定の押圧力を加える機構を使用して
いるため、特に高温の粉粒体を対象とする場合において
はバネ部材自身が高温にさらされバネ鋼材の変態点を越
える恐れがあり、その対策をしない場合は温度によって
そのバネ作用力が減少したり時には消滅して排出装置と
しての機能を果たせなくなることがある。また、この型
式においては排出口の口径は途中で変更できないため、
粉粒体の流動特性が極端に変わるとか処理速度の大きな
変更などの場合に一旦、運転を止め適合する排出口とそ
れに合う回転部材とに交換する必要があった。更に、粉
粒体の中に予測しない極端に大きな異物が混入して、そ
れが回転部分と容器の間に咬み込みモータ動力以上の負
荷がかかり停止したり装置を破損することがあった。本
発明は、このような課題を簡単な機構により解消した粉
粒体用排出装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【問題を解決するための手段】本発明の粉粒体用排出装
置においては、容器の底部中央付近に容器出口を設け該
容器出口に中央部が上方に突出する凸面および鉛直方向
の駆動軸を有する回転部材を備えて、該回転部材より容
器内壁の近傍に延ばした複数個の棹部材のそれぞれの先
端に支点軸を配置し、該支点軸により各スクレーパー部
材の一端部を他端部が底面と平行な面で回転自在になる
ように支軸し、該スクレーパー部材の前面が支点軸から
容器出口にかけて粉粒体を外周部から該容器出口に掻き
寄せることにより粉粒体から受ける抗力の支点軸回りの
力のモーメントと該スクレーパー部材の他端部の後面が
該容器出口付近の粉粒体から受ける抗力による該支点軸
回りで前記とは逆向きの力のモーメントが釣り合うよう
にした所定のスクレーパー部材の長さと形状を有し、粉
粒体に対して制御された押圧力を加え粉粒体を容器出口
から排出するように構成する。また、容器出口には近接
して出口の口径を変更できるシャッター弁を備える。更
に、駆動軸の途中に可撓性の軸継手を介させる。

【０００５】

【作用】本発明の装置において、容器内の粉粒体は容器
底部と回転部材の上面、さらに容器の内壁における壁面
摩擦力によって支えられる。回転部材は別途駆動軸によ
り支えられる。粉粒体は固定した内壁と回転する回転部
材の間にあって常に移動するため、安定して架橋しよう
とする作用を破壊しブリッジを形成することができな
い。また、回転部材の上部は凸の面を持ち回転している
ため適応する粉粒体の安息角の範囲も拡大され回転部材
全面にわたって粉粒体の停滞を防止している。容器底部
の回転部材周辺に移動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解放され
る。この時、スクレーパー部材には幾つかの作用があ
り、それぞれ単独あるいは複合して機能する。すなわ
ち、スクレーパー部材の進行方向に対して支点軸から容
器出口にかけての前面と他端部の後面が受ける粉粒体か
らのそれぞれの抗力による支点回りの力のモーメントの
釣合によってスクレーパー部材の傾き角度が決まる。そ
のため、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
きは内側からのモーメントが大きくなりスクレーパー部
材の傾き角度を変えて掻き寄せる幅を減少させる、すな
わち、送る粉粒体量を減少させる作用。回転部材の下
方の粉粒体が空いていたり見かけ密度が小さいときは内
側からのモーメントが減少するため外側からのモーメン
トが勝りスクレーパー部材の傾き角度を変えてかき寄せ
る幅を増加させる。すなわち、送る粉粒体量を増加させ
る作用。異物あるいは粗大物を咬みこんだ場合は内側
からのモーメントが大きくなりスクレーパー部材の傾き
角度を変えて回転トルクを減少させる作用などを持つ。
当然、棹部材の先端と容器の器壁との間隙、スクレーパ
ー部材の上端と棹部材や回転部材の下端との間隙、そし
てスクレーパー部材の下端と容器の底部との間隙は粉粒
体によるが適当な幅のクリアランスをとる。例えば数ｍ
ｍの最大粒子径を含む場合はその約３〜６倍ほど空ける
必要がある。

【０００６】以上の要点とするところを図３により模式
的に説明する。Ｃは容器の中心で回転部材の軸、Ａは棹
部材の先端にある支点軸、ＡＢはスクレーパー部材、Ｄ
ＣはＣよりＡＢに下ろした垂線、１は容器、２は容器出
口を示す。１と２の間にある多くの点は粉粒体が容器内
に充満していることを示している。ＡがＣを中心にして
反時計方向１２に回るとＡＢは粉粒体層からの反作用を
受けＡＤ間ではａで示す抗力を、ＤＢ間ではｂで示す抗
力を反対向きに受ける。したがって、Ａ点でのａによる
力のモーメントをＭ１、ｂによる力のモーメントをＭ２
とすると、Ｍ１とＭ２が向きは反対で大きさが等しくな
る傾き角度θになるようにスクレーパー部材は収束す
る。そしてＡが描く円の内側の粉粒体をいかにスムーズ
に出口２の内側に移動させるかによってＡＢの長さや形
状が決められる。出口２に達した粉粒体は容器出口より
排出される。したがって、Ｄ点は容器出口２の円周上付
近でよく、Ａ〜ＤはなめらかでＤ〜Ｂはできるだけ短か
い方が効率は良いことがわかる。スクレーパー部材の具
体的な長さや形状は装置の大きさ、粉粒体の粒度分布や
処理速度をはじめ、粉粒体に含まれる最大粒子径やその
量、装置の材質、耐熱性、耐摩耗性、分解組立の容易さ
など、用途に合わせて種々設計することが必要である。
これらの具体的な詳細寸法は省略しているが本発明に包
含するものであり、そのごく一部の例を以下の実施例で
示す

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１〜２は本発明の一実施例である粉粒体用排出
装置を示す。図１は装置の要部の縦断面図、図２は装置
の要部の横断面図である。容器１の底部の中央付近に容
器出口２を設け、容器出口２の上方位置には上面をコー
ン状とした回転部材３を設ける。回転部材３の上方にあ
って、該回転部材の表面に沿って静止部材５を容器の内
壁に配置することもできる。回転部材３の底面より容器
１の内壁に向けて延ばした複数個の棹部材４の先端に支
点軸６を有し、この支点軸６にスクレーパー部材７の一
端を他端が底面と平行な面で回転自在になるように支軸
する。スクレーパー部材７は丸棒をはじめ、フラットバ
ーや各種形状をとりうる。また、直線状でも良いし図２
に示すように滑らかに湾曲させることも有効である。ま
た、図４〜５はスクレーパー部材７の部分の一例を示す
が図４に示すように他端部の一部を斜めに曲げ幅も広げ
て力のモーメントが作用し易くすることも有効である。
図５は丸棒を用いた一例を示す。更に、スクレーパー部
材の長さは支点軸から容器出口まで粉粒体がスムーズに
移動できるよう所定の長さとし支点軸を先頭に回転によ
って他端がそれにしたがうように配置される。これらは
支点軸から容器出口にかけてスクレーパー部材の前面で
ならした跡を更にスクレーパー部材の他端部によって掘
り起こすようにしてバランスさせる例を示している。１
３は回転部材３、スクレーパー部材７などの回転方向を
示す。駆動軸８には付着防止部材９を付帯し、容器出口
２は排出口１０を介して粉粒体を器外へ排出する。駆動
軸８は回転部材３の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１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トによっても可
能である。容器出口２には出口口径を可変できるシャッ
ター弁１１を備えることも有効である。図６は本発明の
粉粒体用排出装置におけるシャッター弁の一実施例を示
しているがこの他の例も可能である。図はシャッター弁
１１が４枚の例を示している。２１はシャッターレバ
ー、２２はシャッター弁で形成した容器出口である。ま
た、駆動軸の途中には可撓性の軸継手１２によって連結
することも有効である。図７は本発明の粉粒体用排出装
置における可撓性軸継手の一実施例を示しているがこの
他の例も可能である。８、８Ａは駆動軸、１２は軸継
手、３１はナットである。また、この軸継手は回転部材
と駆動軸との連結にも適応できる。更に、容器内部の粉
粒体の流動の状態を検知する検知手段を備えて、検知手
段からの検知信号によりシャッター弁１１の口径または
駆動軸８の回転の状態を補正することも可能である。粉
粒体の流動の状態を検知する簡単な方法は、停止時にシ
ャッター弁１１からの粉粒体の排出の有無を検知するこ
とである。排出すればシャッター弁を閉じて行き、排出
しなくなったときの口径がその粉粒体の流動性と密接に
関係していることが知れる。

【０００８】停止している時は、容器１内の粉粒体は容
器１の器壁と回転部材３、更に回転部材３と容器１の底
部の間などにおいて粉粒体の架橋や形成する安息角によ
って粉粒体は静止している。回転部材３が回転すると回
転部材３に連なる棹部材４やスクレーパー部材７もとも
に回転することにより器壁と回転部材３の間の架橋を破
壊し回転部材の上部の粉粒体の安息角を低下させスクレ
ーパー部材７の移動によって容器１の底部の粉粒体を外
周部から中央部に移動させ、その間スクレーパー部材７
の支点側がかき寄せる粉粒体から受ける抗力と他端側が
粉粒体から受ける抗力のそれぞれの支点軸回りの力のモ
ーメントが釣り合うようにスクレーパー部材７の傾き角
度を変えて粉粒体に対して制御された押圧力を加え粉粒
体を容器出口２から排出する。容器１の底部の粉粒体が
排出すると連続してその上の粉粒体が下方に移動しこれ
が容器の全周全高さにわたって繰り広げられる。容器の
層高さが低い場合粉粒体によっては回転部材３の上部に
ある粉粒体層が回転部材と共にとも回りをする場合があ
る。回転部材３の表面に沿う静止部材５は粉粒体層の回
転を止めるためや粉粒体の静止から移動への変化点を規
制するために有効である。また、粉粒体の種類によって
流動性が大きく変わってもそれに合わせて容器出口２の
口径を変えることによりスクレーパー部材７の傾き角度
が追随して変化し粉粒体を容器出口２に導く。更に、詳
細は省くが駆動軸８の駆動のための負荷の状態や粉粒体
の流動の状態を常時検知する検知手段を備え、検知手段
からの検知信号によってシャッター弁１１の口径あるい
は駆動軸８の回転の状態を補正して各種の粉粒体にも、
どの様な状況にも適応できるようにする。

【０００９】

【発明の効果】本発明の粉粒体用排出装置は、微粉の
他、粗大粒子など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排出できる。スクレーパー部材
は粉粒体からの抗力により自動的に傾き角度を調節する
ため安定した定量性が維持できる。特に、粉粒体の種類
によって流動性が大きく変わってもそれに合わせて容器
出口の口径を変えることによりスクレーパー部材７の傾
き角度が追随して変化し粉粒体を容器出口に導くことが
できる。また、シンプルな構造なので部材を耐熱性材質
で製作すれば高温の粉粒体も処理できる。更に、容器上
部を解放しており容器の全面にわたって均等に排出され
るため、サイロや貯蔵タンクのほか固気反応層などにも
有効である。動力は僅かで発生音も僅少である。容器の
底をフラットにすることで容積率を高めることが出来
る。なお、駆動軸の途中の可撓性軸継手は粗大粒子など
の咬み込みがあっても軸継手より上の駆動軸自身が逃げ
ることができ過負荷防止と破損防止対策として有効であ
る。さらに粉粒体の流動性を検知する検知手段からのフ
ィードバックによってシャッター弁の口径や回転状態の
変更をすることにより多種多様な粉粒体にも適用でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の粉粒体用排出装置の要部の
縦断面図

【図２】本発明の一実施例の粉粒体用排出装置の要部の
横断面図

【図３】本発明の一実施例の粉粒体用排出装置において
スクレーパー部材が粉粒体から受ける力のモーメントを
モデル的に描いた説明図

【図４】本発明の粉粒体用排出装置におけるスクレーパ
ー部材の一実施例を示す斜視図

【図５】本発明の粉粒体用排出装置におけるスクレーパ
ー部材の一実施例を示す斜視図

【図６】本発明の粉粒体用排出装置におけるシャッター
弁の一実施例を示す平面図

【図７】本発明の粉粒体用排出装置における可撓性軸継
手の一実施例を示す正面図

【符号の説明】

１…容器、 ２…容器出口、 ３…回転部材、 ４…棹部材、 ５…静止部材、 ６…支点軸、 ７…スクレーパー部材、 ８…駆動軸、 ９…付着防止材、 １０…排出口、 １１…シャッター弁、 １２…可撓製軸継手

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容器（１）の底部中央付近に容器出口
   （２）を設け、該容器出口の上方に中央部が突出する凸
   面および鉛直方向の駆動軸（８）を有する回転部材
   （３）を備える粉粒体用排出装置において、該回転部材
   （３）より容器内壁の近傍に延ばした複数個の棹部材
   （４）のそれぞれの先端に支点軸（６）を配置し、各々
   の支点軸（６）にスクレーパー部材（７）の一端部を他
   端部が底面と平行な面で回転自在になるように支軸し、
   各スクレーパー部材（７）の進行方向に対して支点軸
   （６）から容器出口（２）にかけての前面と他端部の後
   面が粉粒体から受けるそれぞれ逆向きの抗力による各支
   点軸回りの力のモーメントの釣合によってスクレーパー
   部材の傾き角度が決まるようにした所定のスクレーパー
   部材（７）の長さと形状を有し、粉粒体に対して制御さ
   れた押圧力を加え粉粒体を容器出口（２）から排出する
   ように構成したことを特徴とする粉粒体用排出装置。
2. 【請求項２】 請求項１の粉粒体用排出装置であって、
   該容器（１）の容器出口（２）の口径を変えるシャッタ
   ー弁（１１）を備え、該容器出口の口径の変化に合わせ
   てスクレーパー部材（７）が追随して傾き角度を変えて
   粉粒体を連続的に排出できるようにしたことを特徴とす
   る粉粒体用排出装置。
3. 【請求項３】 請求項１ないし請求項２の粉粒体用排出
   装置であって、駆動軸（８）の途中に可撓性の軸継手を
   介したことを特徴とする粉粒体用排出装置。
4. 【請求項４】 請求項２ないし請求項３の粉粒体用排出
   装置であって、粉粒体の流動の状態を検知する検知手段
   を備え、検知手段からの検知信号によりシャッター弁
   （１１）の口径または駆動軸（８）の回転の状態を補正
   することを特徴とする粉粒体用排出装置。