粉体供給装置
【課題】供給能力を向上させることができながら、粉体のブリッジや固着等が生じ易くなるのが防止された粉体供給装置とする。
【解決手段】粉体を貯留するホッパ部１と、このホッパ部１内の粉体が落ち入る上室部２と、この上室部２内の粉体が落ち入る下室部３と、この下室部３内の粉体を切り出す切出し手段４と、が備えられた粉体供給装置であって、上室部２は、横長状で、かつ長手方向中央部に粉体排出口２Ｂが形成されており、この粉体排出口２Ｂを挟んだ一方側及び他方側に、上室部２内の粉体を粉体排出口２Ｂまで移動する粉体移動手段が、それぞれ設けられている。
【解決手段】粉体を貯留するホッパ部１と、このホッパ部１内の粉体が落ち入る上室部２と、この上室部２内の粉体が落ち入る下室部３と、この下室部３内の粉体を切り出す切出し手段４と、が備えられた粉体供給装置であって、上室部２は、横長状で、かつ長手方向中央部に粉体排出口２Ｂが形成されており、この粉体排出口２Ｂを挟んだ一方側及び他方側に、上室部２内の粉体を粉体排出口２Ｂまで移動する粉体移動手段が、それぞれ設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の粉体供給装置は、例えば、圧縮空気等が流れている輸送管内に、ベントナイト、セメント、混合セメント、粘土鉱物、セメント系固化材、石灰系固化材、中性固化材、セメント混和材、コンクリート混和材、鉄粉、石炭灰等の粉体を供給する際に、一般的には、粒径２００ｍｍ未満の粉体を供給する際に用いられる。したがって、この種の粉体供給装置は、輸送管内に粉体を定量供給できることのほか、輸送管内の圧縮空気等が粉体供給装置内を逆流しないことが求められる。
【０００３】
そこで、従来から、粉体を貯留するホッパ部と、このホッパ部内の粉体が落ち入る上室部と、この上室部内の粉体が落ち入る下室部と、この下室部内の粉体を切り出すフィーダと、が備わる粉体供給装置が提案されている（例えば、特許文献１等参照。）。この粉体供給装置には、ホッパ部と上室部とを仕切る弁体、及び上室部と下室部とを仕切る弁体が備えられており、これらの弁体を開閉操作することによって、粉体の逆流を防止する構成とされている。しかしながら、この従来の粉体供給装置は、ホッパ部内や上室部内において粉体のブリッジや固着等が生じる問題を有していた。
【０００４】
そこで、本出願人は、ホッパ部や上室部の周壁を上端部から下端部にかけて内径が先細くなる略円錐形状にするとともに、当該周壁に沿うスクリュー手段を設けた粉体供給装置を提案した（特許文献２参照。）。この提案によって粉体のブリッジや固着等の問題は大幅に改善された。しかしながら、近年では、粉体供給装置の供給能力（吐出能力）向上が求められるようになっており、例えば、従来１００ｋｇ／分程度の吐出能力で十分であるとされていたのが、３００ｋｇ／分程度の吐出能力まで求められるようになっている。
【０００５】
そこで、ホッパ部や上室部の容積を増やして吐出能力の向上を図ることも考えられるが、単に容積を増やすのでは、次のような問題が生じる。
まず、ホッパ部や上室部の容積を増やすために当該ホッパ部や上室部の高さを高くすると粉体供給装置全体の高さも高くなるため、ホッパ部内に粉体を投入するために使用するサイロの高さも高くする必要が生じる。しかるに、サイロが所定の高さ（例えば、８ｍ。）を超えると、別途、行政上の届け出等が必要になり、施工期間等に影響が生じる可能性がある。
【０００６】
そこで、ホッパ部や上室部の高さを高くすることなく、平面方向（水平方向）の広さを広くすることも考えられるが、平面方向の広さを広くすると、ホッパ部や上室部の周壁の傾斜が緩やかになってしまうため、粉体のブリッジや固着等が生じ易くなる。なお、この粉体のブリッジや固着等の問題は、下室部よりもホッパ部や上室部において生じ易く、特に上室部において生じ易いとされる。下室部においては粉体が連続的に切り出されるが、ホッパ部及び上室部においては粉体が一時的に留まるためブリッジや固着等が生じ易くなるものと考えられ、特に上室部においては粉体が留まった状態で加圧されるためブリッジや固着等が生じ易くなるものと考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２５５７８７号公報
【特許文献２】特開２００７−２２５７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の主たる課題は、供給能力を向上させることができながら、粉体のブリッジや固着等が生じ易くなるのが防止された粉体供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題を解決した本発明は、次の通りである。
〔請求項１記載の発明〕
粉体を貯留するホッパ部と、このホッパ部内の粉体が落ち入る上室部と、この上室部内の粉体が落ち入る下室部と、この下室部内の粉体を切り出す切出し手段と、が備えられた粉体供給装置であって、
前記上室部は、横長状で、かつ長手方向中央部に粉体排出口が形成されており、
この粉体排出口を挟んだ一方側及び他方側に、前記上室部内の粉体を前記粉体排出口まで移動する粉体移動手段が、それぞれ設けられている、
ことを特徴とする粉体供給装置。
【００１０】
（主な作用効果）
上室部を横長状とすることによって、高さを高くすることなく容積を増やすことができ、供給能力を向上させることができる。また、長手方向中央部に粉体排出口を形成し、この粉体排出口を挟んだ一方側及び他方側に、上室部内の粉体を当該粉体排出口まで移動する粉体移動手段をそれぞれ設けることによって、粉体のブリッジや固着等が生じ易くなるのを防止することができる。
【００１１】
〔請求項２記載の発明〕
前記上室部が横長円筒状とされ、
前記移動手段が前記上室部の軸心回りに回転する掻き寄せ羽根で構成され、
前記上室部の長手方向中央部に上方へ突出する筒状体が設けられ、この筒状体が前記上室部の粉体供給口を構成し、
前記筒状体内に前記ホッパ部と前記上室部とを仕切る上側弁装置が、前記下室部内に前記上室部と前記下室部とを仕切る下側弁装置が、それぞれ設けられている、
請求項１記載の粉体供給装置。
【００１２】
（主な作用効果）
上室部を横長円筒状とし、移動手段を上室部の軸心回りに回転する掻き寄せ羽根で構成すると、極めて簡易な構成でありながら上室部内の粉体を粉体排出口まで確実に移動することができる。また、上室部の長手方向中央部に上方へ突出する筒状体を設け、この筒状体が上室部の粉体供給口を構成するものとし、当該筒状部内にホッパ部と上室部とを仕切る上側弁装置を設け、下室部内に上室部と下室部とを仕切る下側弁装置を設けると、粉体排出口上にまで掻き寄せ羽根を位置させることができるようになる。結果、粉体を粉体排出口まで確実に移動することができるようになり、粉体の排出が確実に行われるようになる。
【００１３】
〔請求項３記載の発明〕
前記上側弁装置は、前記上室部の粉体供給口を閉じる上側皿部材と、この上側皿部材の下方に設けられ、かつ前記粉体供給口を横切る方向に延在する回動軸と、を有し、前記回動軸の回動に伴って前記上側皿部材が当該回動軸回りに回動して前記上室部の粉体供給口が開く構成とされ、
前記回動軸は、前記上側皿部材が前記上室部の粉体供給口を閉じた状態において、軸方向中央部が上方に偏在している、
請求項２記載の粉体供給装置。
【００１４】
（主な作用効果）
ホッパ部と上室部とを仕切る上側弁装置がバタフライ弁によって構成されていると、上室部内が加圧されている状態において停電等が発生した際に、当該バタフライ弁が開いてしまう可能性がある。しかるに、上側弁装置が上室部の粉体供給口を閉じる上側皿部材と、この上側皿部材の下方に設けられた回動軸とで構成されていると、上側皿部材にかかる圧力が回動軸を中心とする回動力に変換される可能性がないため、上室部内が加圧されている状態において停電等が発生しても上側皿部材が開いてしまう可能性がない。なお、バタフライ弁は、通常、エアで制御されており、停電、故障等の際にエアが抜けると、弁の制御圧が低下して弁が開いてしまう。
一方、回動軸が粉体供給口を横切る方向に延在すると、上側皿部材が上室部の粉体供給口を開いた際に、当該回動軸上に粉体が積ってしまうため、粉体のブリッジや固着等が生じる可能性がある。しかるに、上側皿部材が上室部の粉体供給口を閉じた状態において、回動軸の軸方向中央部が上方に偏在していると、上側皿部材が上室部の粉体供給口を開いた状態においては、当該軸方向中央部が横方向に偏在した状態となる。したがって、回動軸上に粉体が積らなくなり、粉体のブリッジや固着等が生じるのが防止される。
【００１５】
〔請求項４記載の発明〕
前記下側弁装置は、前記下室部の粉体供給口を閉じる下側皿部材と、上下方向に伸縮し、かつ軸回りに回動する伸縮回動軸と、を有し、前記伸縮回動軸の伸張に伴って前記下側皿部材が下方に移動して前記下室部の粉体供給口を開き、前記伸縮回動軸の回動に伴って前記下側皿部材が当該伸縮回動軸回りに回動して前記下室部の粉体供給口の直下から外れる構成とされている、
請求項２又は請求項３記載の粉体供給装置。
【００１６】
（作用効果）
伸縮回動軸の伸張に伴って下側皿部材が下方に移動して下室部の粉体供給口が開く構成とされていると、上室部内が加圧されていない状態においては、粉体供給口を閉じる下側皿部材に対して下方から上方へ大きな圧力がかかることになり、伸縮回動軸の伸張が行われ難くなる。したがって、上室部内が加圧されていない状態における意図しない弁の開放が防止される。また、伸縮回動軸の回動に伴って下側皿部材が当該伸縮回動軸回りに回動して下室部の粉体供給口の直下から外れる構成とされていると、下側皿部材上に粉体が積もらないため、粉体のブリッジや固着等が生じ難くなる。
【００１７】
〔請求項５記載の発明〕
前記筒状体の周壁に、前記上室部内の空気を排出する排気口が設けられている、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の粉体供給装置。
【００１８】
（作用効果）
筒状体の周壁に上室部内の空気を排出する排気口が設けられていると、仮に上室部内に粉体が残っていたとしても、当該粉体が排気に伴って排出され難くなる。したがって、排気口に連結されるバグフィルタ等の除塵装置の負荷が軽減される。また、筒状体は上側弁装置の収納に利用されるものであり、排気口を設けるにあたって別途設けるものではないため、装置構成が簡易化される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によると、供給能力を向上させることができながら、粉体のブリッジや固着等が生じ易くなるのが防止された粉体供給装置となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】粉体供給装置の正面図である。
【図２】粉体供給装置の側面図である。
【図３】ホッパ部、上室部、下室部及び切出し手段の概要図である。
【図４】上室部内の概要図である。
【図５】上室部の模式平面図である。
【図６】上側弁装置の模式配置図（図５のＶＩ−ＶＩ線矢視図）である。
【図７】上側弁装置の模式配置図（図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線矢視図）である。
【図８】上側弁装置の回動時の説明図である。
【図９】筒状体を中心とする圧気構成、排気構成及び上側弁装置（開）の説明図である。
【図１０】下側弁装置の模式配置図である。
【図１１】下側弁装置の移動及び回動時の説明図である（側面視）。
【図１２】下側弁装置の移動及び回動時の説明図である（平面視）。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、本発明の実施の形態を説明する。
本形態の粉体供給装置は、図１〜３に示すように、サイロ等の貯留槽から投入口１Ａを通してベントナイト等の粉体が投入（供給）されるホッパ部１と、このホッパ部１の下方に設けられた上室部２と、この上室部２の下方に設けられた下室部３と、この下室部３の下方に設けられた切出し手段たるテーブルフィーダ４と、ホッパ部１や上室部２、下室部３等を支持する支持フレーム５と、から主になる。
【００２２】
ホッパ部１の上端部には、バグフィルタ１Ｄが備わるエア排気部１Ｃが設けられており、ホッパ部１内に粉体が投入される際には、このエア排気部１Ｃからエアが排気される。このエアの排気によって、粉体の投入をスムーズに行うことができる。このエアと伴にホッパ部１内から排出された粉体は、バグフィルタ１Ｄによって除塵され、大気中への排出が防止される。
【００２３】
ホッパ部１の周壁は、上端部から下端部に向かうに従って径が先細くなる逆円錐形状とされおり、下端部の開口が粉体の排出口１Ｄとされている。この粉体排出口１Ｄは、バタフライ弁７を収納する枠体７Ｂと接続されている。バタフライ弁７は、本粉体供給装置に備わる３つの弁装置の１つであり（第１の弁装置）、軸材７Ａを軸に回転して粉体排出口１Ｄを開閉する機能を有する。ホッパ部１内の粉体を計量する際にはバタフライ弁７によって粉体排出口１Ｄを閉じ、ホッパ部１内から粉体を排出する際にはバタフライ弁７によって粉体排出口１Ｄを開くことになる。なお、第１の弁装置としては、バタフライ弁７に変えて、例えばリフトダンパー等の粉体排出口１Ｄを開閉する機能を有する弁装置を用いることもできる。
【００２４】
ホッパ部１の周壁には、例えば１２０度間隔で３箇所に、ブラケット１Ｂが設けられている。このブラケット１Ｂは、支持フレーム５を構成する上部横架部材５Ａに対して、上部ロードセル６Ａを介して支持されている。また、粉体排出口１Ｄと接続された枠体７Ｂは、上室部２側と蛇腹等からなるフレキ２０を介して接続されている。したがって、上部ロードセル６Ａによって、ホッパ部１内に貯留された粉体の重量のみを計測することができる。
【００２５】
ホッパ部１の周壁には、粉体のブリッジや固着等を防止するために、バイブレータ１Ｅが取り付けられている。しかしながら、バイブレータ１Ｅの振動はホッパ部１の周壁を介して前記上部ロードセル６Ａや、後述する下部ロードセル６Ｂに伝わるため、バイブレータ１Ｅの多用は、ロードセル６Ａ，６Ｂに悪影響を与える可能性がある。そこで、本形態のホッパ部１内には、肩部から粉体排出口１Ｄにかけて延在するスクリュー手段１０Ａが、複数、図示例では２本、設けられている。このスクリュー手段１０Ａに備わる図示しないスクリュー羽根が回転しても、ホッパ部１の周壁に振動を与えないため、ロードセル６Ａ，６Ｂに悪影響を与えるおそれなしに、粉体のブリッジや固着等を防止することができる。
【００２６】
ホッパ部１内の粉体は、重力の作用によって、ホッパ部１の粉体排出口１Ｄ、バタフライ弁７の枠体７Ｂ及びフレキ２０を通り、後述する接続筒２Ａ及び筒状体３０を通して上室部２内に落ち入る。この上室部２は、長手方向中央部が横長円筒で構成されており、この横長円筒の左右開口部分が張出曲面状端板で塞がれることによって密閉構造とされている。また、横長円筒の底面には、筒状体３０と上下方向に関して対向するように粉体排出口２Ｂが設けられている。
【００２７】
上室部２内には、図４に示すように、当該上室部２の軸心と同軸をなすように回転軸１２Ｘが配されている。この回転軸１２Ｘは、左右の張出曲面状端板間に軸支され、上室部２外において回転駆動源２Ｍに接続されている。回転軸１２Ｘの外周には、螺旋状の掻き寄せ羽根１２Ｌ，１２Ｒが支持部材１２ａを介して取り付けられている。この掻き寄せ羽根１２Ｌ，１２Ｒは、粉体排出口２Ｂを挟んだ一方側及び他方側にそれぞれ設けられており、上室部２内の粉体を当該粉体排出口２Ｂまで移動させる粉体移動手段としての機能を有する。掻き寄せ羽根１２Ｌ，１２Ｒは、上室部２の内周面と、直接又は当接ブレード等を介して間接的に当接しており、横長円筒の内面に付着した粉体を掻き取る機能を有する。ただし、掻き寄せ羽根１２Ｌと掻き寄せ羽根１２Ｒとでは、所定方向に回転させた場合に粉体を掻き寄せる（移動させる）方向が逆方向となるよう、螺旋の向きが逆方向とされている。したがって、回転駆動源２Ｍによって回転軸１２Ｘを所定方向に回転させると、上室部２内の粉体が全て粉体排出口２Ｂに向かって移動する。もちろん、掻き寄せ羽根１２Ｌの回転軸及び回転駆動源と、掻き寄せ羽根１２Ｒの回転軸及び回転駆動源とを別系統とすること等によっても、全ての粉体を粉体排出口２Ｂに向かって移動させることができる。なお、図示例では、張出曲面状端板の内面に当接するスクレーパ１２Ｙが、支持部材１２ｂを介して回転軸１２Ｘの両端部に取り付けられている。回転軸１２Ｘの回転に伴ってこのスクレーパ１２Ｙが回転し、張出曲面状端板の内面に付着した粉体が掻き取られる。
【００２８】
本形態のように、上室部２を横長状とすることによって、上室部２の高さを高くすることなく容積（容量）を増やすことができるため、粉体の供給能力を向上させることができる。また、長手方向中央部に粉体排出口２Ｂを形成し、この粉体排出口２Ｂを挟んだ一方側及び他方側に上室部２内の粉体を当該粉体排出口２Ｂまで移動する粉体移動手段（掻き寄せ羽根１２Ｌ，１２Ｒ）をそれぞれ設けることによって、粉体のブリッジや固着等が生じるのを防止することができる。
【００２９】
筒状体３０は、上室部２の横長円筒から上方へ突出しており、接続筒２Ａを介してフレキ２０と接続されている。この筒状体３０は、図５に示すように、平面略円形状の粉体供給口３０Ａを有しており、この筒状体３０内には、ホッパ部１と上室部２とを仕切る上側弁装置８が設けられている。この上側弁装置８も、前述バタフライ弁７と同様、本粉体供給装置に備わる３つの弁装置の１つ（第２の弁装置）であるが、バタフライ弁７とは異なる構造とされている。なお、この上側弁装置８にホッパ部１の粉体排出口１Ｄを開閉する機能を持たせ、前述バタフライ弁７の配置を省略することも考えられる。しかしながら、フレキ２０内における粉体のブリッジ、固着等を防止するためには、両弁装置７，８をともに配置する方が好ましい。
【００３０】
上側弁装置８は、図６及び図７に示すように、粉体供給口３０Ａを閉じる上側皿部材８１を有する。この上側皿部材８１は、平面視円形状で、中央部が上方に縦断面略円弧状に膨らむ皿状とされている。一方、筒状部３０は、上縁部に内方に突出する鍔部３１が設けられており、この鍔部３１の内周面が粉体供給口３０Ａを構成するものとされ、また、当該内周面にＯリング等からなる気密部材３２が嵌め込まれている。この気密部材３２が上側皿部材８１の周端部表面と当接することによって、粉体供給口３０Ａから上室部２内の空気、粉体等が漏れるのが防止される。
【００３１】
上側皿部材８１は、中央部裏面から下方に突出する支持部材８３によって支持されており、この支持部材８３は、上側皿部材８１の下方に位置し、かつ粉体供給口３０Ａを横切る方向に延在する回動軸８２の軸方向中央部８２Ａに接続されている。回動軸８２は、その両端部が筒状部３０を貫通しており、当該筒状部３０外に備わるシリンダ等を構成要素とする回動源によって軸心回りに回動させられる構成とされている。したがって、回動軸８２が回動すると、図８の（ａ）に示すように、上側皿部材８１が当該回動軸８２回りに回動して粉体供給口３０Ａが開くことになる。特に、本形態では、回動軸８２が９０°回転すると、図８の（ｂ）に示すように、上側皿部材８１が前記鍔部３１の下方に位置する構成とされているため、ホッパ部１から上室部２内に落ち込む粉体が上側皿部材８１上に積もるおそれがない。また、このように上側皿部材８１の回動軸が当該上側皿部材８１よりも下方に設けられていると、上側皿部材８１にかかる圧力が回動軸８２を中心とする回動力に変換される可能性がない。したがって、上室部２内が加圧されている状態において停電等が発生しても上側皿部材８１が開いてしまう可能性がない。また、特に本形態では、上側皿部材８１の周端部表面がその上方に位置する気密部材３２に当接することによって粉体供給口３０Ａが閉じられる構成とされているため、上室部２内が加圧されている状態においては上側皿部材８１の周端部表面が気密部材３２に押しつけられる。したがって、上室部２内が加圧されている状態においては上側皿部材８１が回動軸８２回りに回動するのを防止する機能を果たし、安全性に優れる。さらに、以上の過程において、上側弁装置８は筒状体３０内に位置するため、前述掻き寄せ羽根１２Ｌ，１２Ｒを筒状体３０と対向する粉体排出口２Ｂ上にまで位置させることができ、上室部２からの粉体の排出を確実に行うことができる。なお、図示例では、回動軸８２が９０°回転した際に上側皿部材８１の一部が筒状体３０から突出するが（図８の（ｂ））、掻き寄せ羽根１２Ｌ，１２Ｒと接触しない限り、このような突出も許容される。もし接触が生じるようであれば、筒状体３０の長さ等を調節して、上側皿部材８１が筒状体３０から突出しないようにすればよい。
【００３２】
一方、本形態では、上側皿部材８１が粉体供給口３０Ａを閉じた状態において、図６に示すように、回動軸８２の軸方向中央部８２Ａが上方に偏在する構成とされている。したがって、上側皿部材８１が粉体供給口３０Ａを開いた状態においては、図９に示すように、当該軸方向中央部８２Ａが横方向に偏在した状態となるため、回動軸８２（８２Ａ）上にも粉体が積もり難くなり、粉体のブリッジや固着等がより確実に防止される。なお、回動軸８２の軸方向中央部８２Ａがどのよう形状とされることで上方に偏在するかは特に限定されない。軸方向中央部８２Ａが、図示例のように、下方開きのコ字状とされることで上方に偏在する形態のほか、上方に膨らむ曲線状とされることで上方に偏在する形態等も例示することができる。
【００３３】
上室部２内の粉体は、重力の作用によって、粉体排出口２Ｂから排出され、粉体供給口３Ａを通して下室部３内に落ち入る。この下室部３の周壁は、上端部から下端部に向かうに従って径が先細くなる逆円錐形状とされている。また、下室部３の周壁には、例えば１２０度間隔で３箇所に、ブラケット３Ｂが設けられており、このブラケット３Ｂは、支持フレーム５を構成する下部横架部材５Ｂに対して、下部ロードセル６Ｂを介して支持されている。この下部ロードセル６Ｂは、上室部２及び下室部３の荷重を受けるが、フレキ２０によって接続されたホッパ部１の荷重は受けないため、上室部２内及び下室部３内に収容されている粉体の重量のみを計測することができる。
【００３４】
この下室部３内には、上室部２と下室部３とを仕切る下側弁装置９が設けられている。このように下室部３内に下側弁装置９を配置することによって、前述掻き寄せ羽根１２Ｌ，１２Ｒを上室部２の粉体排出口２Ｂ上にも位置させることができるようになり、粉体を粉体排出口２Ｂから確実に排出することができる。なお、この下側弁装置９も、前述バタフライ弁７、上側弁装置８と同様、本粉体供給装置に備わる３つの弁装置の１つであり、第３の弁装置である。
【００３５】
この下側弁装置９は、図１０に示すように、粉体供給口３Ａを閉じる下側皿部材９１を有する。この下側皿部材９１は、平面視円形状で、中央部が上方に縦断面略円弧状に膨らむ皿状とされている。一方、粉体供給口３Ａは下室部３の天面略中央部に形成されており、この粉体供給口３Ａの内周面にはＯリング等からなる気密部材３３が嵌め込まれている。この気密部材３３が下側皿部材９１の周端部表面と当接することによって、粉体供給口３Ａから下室部３内の空気、粉体等が漏れるのが防止される。
【００３６】
下側皿部材９１は、中央部裏面から下方に突出する支持部材９３によって支持されており、この支持部材９３は、傾斜棒材９４を介して伸縮回転軸９５の下端部に接続されている。この伸縮回転軸９５は、下室部３の天面を貫くシリンダ等からなり、上下方向に伸縮し、かつ軸回りに回動する構成とされている。したがって、図１１の（ａ）に示すように、伸縮回動軸９５が伸張すると、この伸張に伴って下側皿部材９１が下方に移動して下室部３の粉体供給口３Ａが開くことになる。さらに、図１１の（ｂ）に示すように、伸縮回動軸９５が回動すると、この回動に伴って下側皿部材９１が当該伸縮回動軸９５回りに回動し、図１２の（ａ）及び（ｂ）の比較において明らかなように、下側皿部材９１が粉体供給口３Ａの直下から外れることになる。このように、伸縮回動軸９５の伸張に伴って下側皿部材９１が下方に移動し、もって粉体供給口３Ａが開く構成とされていると、上室部２内が加圧されていない状態においては、粉体供給口３Ａを閉じる下側皿部材９１に対して下方から上方へ大きな圧力が加わり、下側皿部材９１の周端部表面が気密部材３３に押しつけられた状態になる。したがって、上室部２内が加圧されていない状態における意図しない弁（９１）の開放が防止され、安全性に優れる。また、伸縮回動軸９５の回動に伴って下側皿部材９１が当該伸縮回動軸９５回りに回動して粉体供給口３Ａの直下から外れると、下側皿部材９１上に粉体が積もらなくなる。したがって、粉体のブリッジや固着等がより確実に防止される。なお、以上の説明では、下側皿部材９１の下方への移動、及び伸縮回転軸９５回りの回動を、この順に区別して説明したが、例えば、下側皿部材９１が下方へ移動する過程において伸縮回転軸９５回りに回動するように構成することもできる。
【００３７】
本形態の下側弁装置９は、前述上側弁装置８のように別途筒状体（３０）を設け、この筒状体内に納めることを要しないため、粉体供給装置の高さを抑えるには好適である。しかしながら、この下側弁装置９は下室部３内に収納されるため、下室部３内に掻き寄せ羽根（１２Ｌ，１２Ｒ）等を設置する場合は、接触が問題となる。このような種々の事情のもとでは、本形態のように上側弁装置８の構造と下側弁装置９の構造とを異なるものとし、更に上室部２内のみ掻き寄せ羽根１２Ｌ，１２Ｒを設ける形態とするのが好適である。
【００３８】
下室部３内の粉体は、ホイール４Ａが備わるテーブルフィーダ４によって本粉体供給装置から外部に切り出される（吐出される）。ホイール４Ａは、下室部３の底面を構成しており、下室部３の中心軸を中心に回転する。このホイール４Ａの回転によって定量供給（排出）が可能となるが、更に当該ホイール４Ａ上に堆積した粉体が攪拌されるため、下室部３内における粉体のブリッジや固着等は生じ難くなるとの利点もある。ホイール４Ａ上に堆積した粉体は、当該ホイール４Ａの回転によって徐々に周端部側へ送られ、吐出口４Ｂから外部に吐出される。この吐出される粉体は、図示しないコンプレッサ等のエア圧送装置からのエアに乗せられて、適宜の場所に圧送される。図示例においては、粉体の吐出口４Ｂが２箇所とされているが、１箇所又は３箇所以上の複数箇所とすることもできる。また、テーブルフィーダ４に変えて、同じく切出し手段として機能するロータリーフィーダ等を配置することもできる。
【００３９】
本形態の支持フレーム５は、ホッパ部１を支持する上フレーム５Ｘと、上室部２を支持する中フレーム５Ｙと、下室部３を支持する下フレーム５Ｚとに、分解可能とされている。したがって、本形態の粉体供給装置を搬送するに際しては、支持フレーム５を上フレーム５Ｘ、中フレーム５Ｙ、下フレーム５Ｚに分解しておき、施工現場においてサイロ等に隣接して、下フレーム５Ｚ、中フレーム５Ｙ、上フレーム５Ｘの順に積み上げ、粉体供給装置とすることができる。また、支持フレームに５には、必要に応じて、昇降階段等を有する付帯設備５０を取り付けることができる。
【００４０】
次に、粉体供給装置の作動方法について説明する。
まず、粉体供給装置の始動時には、バタフライ弁７、上側弁装置８及び下側弁装置９を閉じた状態で、サイロ等から投入口１Ａを通してホッパ部１内に粉体を投入する。この投入に際しては、上部ロードセル６Ａによって粉体の投入量を計測し、粉体の投入量が所定量に達したら粉体の投入が自動的に停止するようにすると好適である。
【００４１】
粉体の投入が終了したら、バタフライ弁７及び上側弁装置８を開き、ホッパ部１内の粉体を上室部２内に落とし入れる。この際には、バイブレータ１Ｅやスクリュー手段１０Ａを利用してホッパ部１内における粉体のブリッジや固着等を防止するのが好ましい。
【００４２】
粉体がホッパ部１から上室部２内に落ち入ったら、バタフライ弁７及び上側弁装置８を閉じ、上室部２内を下室部３内と同圧となるまで加圧する。この加圧は、図９に示すように、管、ホース等からなる流路Ｌ２を通して筒状体３０に形成された圧気口４２から上室部２内に圧縮空気等を送り込む（供給する）ことによって行う。圧縮空気の供給は、例えば、当初は圧縮空気Ａ１及び圧縮空気Ａ２を、合流管４４を通して流路Ｌ２内に送り込むことで急速に供給（加圧）し、上室部２内が所定の圧力に到達した段階で、圧縮空気Ａ１又は圧縮空気Ａ２の供給を止め、以後、徐々に下室部３内と同圧になるまで加圧すると好適である。圧縮空気Ａ１及び圧縮空気Ａ２の両方を利用して下室部３内と同圧になるまで急速に加圧しようとすると、仮に上室部２内の圧力が下室部３内の圧力を超えてしまった場合に、下側皿部材９１に対して下方への大きな圧力が加わり、下側弁装置９を構成する伸縮回転軸９５等が損壊してしまうおそれがある。この加圧に際しては、バタフライ弁７及び上側弁装置８が閉じているため、前述したサイロ等からホッパ部１内に粉体を投入する作動を開始することができる。
【００４３】
上室部２内の加圧が終了したら、下側弁装置９を開き、上室部２内の粉体を下室部３内に落とし入れる。この粉体の落とし入れは、掻き寄せ羽根１２Ｌ，１２Ｒを回転させて上室部２内の粉体を粉体排出口２Ｂ側へ移動させながら行う。粉体が上室部２内から下室部３内に落ち入ったら、下側弁装置９を閉じる。下室部３内に落ち入った粉体は、テーブルフィーダ４によって下室部３内から連続的に切り出される。
【００４４】
この切出しに際しては、下側弁装置９が閉じているため、ホッパ部１内に所定量の粉体が投入されているようであれば、ホッパ部１内の粉体を上室部２内に落とし入れることができる。ただし、上室部２内は下室部３内と同圧となるように加圧されているため、バタフライ弁７及び上側弁装置８を開くに先立って、上室部２内を減圧する。この減圧は、図９に示すように、管、ホース等からなる２本の流路Ｌ１を通して筒状体３０に形成された排気口４１から上室部２内の空気を排気することによって行う。このように筒状体３０に形成された排気口４１を通して排気を行うものとすると、仮に上室部２内に粉体が残っていたとしても、当該粉体が排気に伴って排出され難くなる。また、当該筒状体３０は上側弁装置８の収納に利用されるものであり、排気口４１を設けるにあたって別途設けるものではないため、装置構成が簡易化される。
【００４５】
以上の排気は、例えば、当初は２本の流路Ｌ１の一方のみを利用して徐々に行い、上室部２内が所定の圧力まで減圧された段階で、２本の流路Ｌ１両方を利用して急速に行うと好適である。当初から２本の流路Ｌ１両方を利用して急速に排気すると、当該流路Ｌ１に接続されたフィルタ装置４３に備わるバグフィルタ等が破れてしまうおそれがある。なお、このバグフィルタ等としては、ホッパ部１に備わる前述バグフィルタ１Ｄを利用することも考えられる。しかしながら、上側ロードセル６Ａに対して振動等を原因とする影響が生じるのを防止するために、別のバクフィルタを設けるのが好ましい。
【００４６】
一方、テーブルフィーダ４による切出しによって下室部３内の粉体が所定量以下になったら、前述上室部２内の加圧及び上室部２から下室部３内への粉体の落とし込みを行う。この粉体の落とし込みによって下室部３内の粉体量が増えるため、以上の作動を適宜繰り返すことによって、粉体の連続切出し（連続定量供給）が可能となる。なお、下室部３内の粉体量は、下側ロードセル６Ｂや粉体の高さを図る図示しないレベル計等によって計測することができる。
【実施例１】
【００４７】
本発明者らは、上記実施の形態に沿う粉体供給装置を製作し、粉体供給性能を調べる試験を行った。その際、粉体供給装置のホッパ部１は粉体５００ｋｇを貯留可能な容量とし、上室部２は粉体５００ｋｇを貯留可能な容量とし、下室部２は粉体１０００ｋｇを貯留可能な容量とした。この粉体供給装置全体の高さは、約６．２ｍとなった。この粉体供給装置について、３００ｋｇ／分の供給（吐出）試験を行ったところ、粉体のブリッジや固着の問題は、従来の粉体供給装置と変わらないか、むしろ向上するものであった。なお、従来の粉体供給装置は、ホッパ部１を粉体２００ｋｇ貯留可能な容量とし、上室部２を粉体２００ｋｇ貯留可能な容量とし、下室部２を粉体４００ｋｇ貯留可能な容量とし、高さを５．３ｍ、吐出量を１００ｋｇ／分とした場合である。また、いずれの場合も粉体としてベントナイトを使用した。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、例えば、圧縮空気等が流れている輸送管内に、ベントナイト等の粉体を供給する際に用いられる粉体供給装置として、適用可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１…ホッパ部、１Ｅ…バイブレータ、２…上室部、３…下室部、４…テーブルフィーダ、５…支持フレーム、６Ａ…上部ロードセル、６Ｂ…下部ロードセル、７…バタフライ弁（第１の弁装置）、８…上側弁装置（第２の弁装置）、９…下側弁装置（第３の弁装置）、１０Ａ…スクリュー手段、１２Ｌ，１２Ｒ…掻き寄せ羽根、２０…フレキ、３０…筒状体、４１…排気口、４２…圧気口。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の粉体供給装置は、例えば、圧縮空気等が流れている輸送管内に、ベントナイト、セメント、混合セメント、粘土鉱物、セメント系固化材、石灰系固化材、中性固化材、セメント混和材、コンクリート混和材、鉄粉、石炭灰等の粉体を供給する際に、一般的には、粒径２００ｍｍ未満の粉体を供給する際に用いられる。したがって、この種の粉体供給装置は、輸送管内に粉体を定量供給できることのほか、輸送管内の圧縮空気等が粉体供給装置内を逆流しないことが求められる。
【０００３】
そこで、従来から、粉体を貯留するホッパ部と、このホッパ部内の粉体が落ち入る上室部と、この上室部内の粉体が落ち入る下室部と、この下室部内の粉体を切り出すフィーダと、が備わる粉体供給装置が提案されている（例えば、特許文献１等参照。）。この粉体供給装置には、ホッパ部と上室部とを仕切る弁体、及び上室部と下室部とを仕切る弁体が備えられており、これらの弁体を開閉操作することによって、粉体の逆流を防止する構成とされている。しかしながら、この従来の粉体供給装置は、ホッパ部内や上室部内において粉体のブリッジや固着等が生じる問題を有していた。
【０００４】
そこで、本出願人は、ホッパ部や上室部の周壁を上端部から下端部にかけて内径が先細くなる略円錐形状にするとともに、当該周壁に沿うスクリュー手段を設けた粉体供給装置を提案した（特許文献２参照。）。この提案によって粉体のブリッジや固着等の問題は大幅に改善された。しかしながら、近年では、粉体供給装置の供給能力（吐出能力）向上が求められるようになっており、例えば、従来１００ｋｇ／分程度の吐出能力で十分であるとされていたのが、３００ｋｇ／分程度の吐出能力まで求められるようになっている。
【０００５】
そこで、ホッパ部や上室部の容積を増やして吐出能力の向上を図ることも考えられるが、単に容積を増やすのでは、次のような問題が生じる。
まず、ホッパ部や上室部の容積を増やすために当該ホッパ部や上室部の高さを高くすると粉体供給装置全体の高さも高くなるため、ホッパ部内に粉体を投入するために使用するサイロの高さも高くする必要が生じる。しかるに、サイロが所定の高さ（例えば、８ｍ。）を超えると、別途、行政上の届け出等が必要になり、施工期間等に影響が生じる可能性がある。
【０００６】
そこで、ホッパ部や上室部の高さを高くすることなく、平面方向（水平方向）の広さを広くすることも考えられるが、平面方向の広さを広くすると、ホッパ部や上室部の周壁の傾斜が緩やかになってしまうため、粉体のブリッジや固着等が生じ易くなる。なお、この粉体のブリッジや固着等の問題は、下室部よりもホッパ部や上室部において生じ易く、特に上室部において生じ易いとされる。下室部においては粉体が連続的に切り出されるが、ホッパ部及び上室部においては粉体が一時的に留まるためブリッジや固着等が生じ易くなるものと考えられ、特に上室部においては粉体が留まった状態で加圧されるためブリッジや固着等が生じ易くなるものと考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２５５７８７号公報
【特許文献２】特開２００７−２２５７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の主たる課題は、供給能力を向上させることができながら、粉体のブリッジや固着等が生じ易くなるのが防止された粉体供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題を解決した本発明は、次の通りである。
〔請求項１記載の発明〕
粉体を貯留するホッパ部と、このホッパ部内の粉体が落ち入る上室部と、この上室部内の粉体が落ち入る下室部と、この下室部内の粉体を切り出す切出し手段と、が備えられた粉体供給装置であって、
前記上室部は、横長状で、かつ長手方向中央部に粉体排出口が形成されており、
この粉体排出口を挟んだ一方側及び他方側に、前記上室部内の粉体を前記粉体排出口まで移動する粉体移動手段が、それぞれ設けられている、
ことを特徴とする粉体供給装置。
【００１０】
（主な作用効果）
上室部を横長状とすることによって、高さを高くすることなく容積を増やすことができ、供給能力を向上させることができる。また、長手方向中央部に粉体排出口を形成し、この粉体排出口を挟んだ一方側及び他方側に、上室部内の粉体を当該粉体排出口まで移動する粉体移動手段をそれぞれ設けることによって、粉体のブリッジや固着等が生じ易くなるのを防止することができる。
【００１１】
〔請求項２記載の発明〕
前記上室部が横長円筒状とされ、
前記移動手段が前記上室部の軸心回りに回転する掻き寄せ羽根で構成され、
前記上室部の長手方向中央部に上方へ突出する筒状体が設けられ、この筒状体が前記上室部の粉体供給口を構成し、
前記筒状体内に前記ホッパ部と前記上室部とを仕切る上側弁装置が、前記下室部内に前記上室部と前記下室部とを仕切る下側弁装置が、それぞれ設けられている、
請求項１記載の粉体供給装置。
【００１２】
（主な作用効果）
上室部を横長円筒状とし、移動手段を上室部の軸心回りに回転する掻き寄せ羽根で構成すると、極めて簡易な構成でありながら上室部内の粉体を粉体排出口まで確実に移動することができる。また、上室部の長手方向中央部に上方へ突出する筒状体を設け、この筒状体が上室部の粉体供給口を構成するものとし、当該筒状部内にホッパ部と上室部とを仕切る上側弁装置を設け、下室部内に上室部と下室部とを仕切る下側弁装置を設けると、粉体排出口上にまで掻き寄せ羽根を位置させることができるようになる。結果、粉体を粉体排出口まで確実に移動することができるようになり、粉体の排出が確実に行われるようになる。
【００１３】
〔請求項３記載の発明〕
前記上側弁装置は、前記上室部の粉体供給口を閉じる上側皿部材と、この上側皿部材の下方に設けられ、かつ前記粉体供給口を横切る方向に延在する回動軸と、を有し、前記回動軸の回動に伴って前記上側皿部材が当該回動軸回りに回動して前記上室部の粉体供給口が開く構成とされ、
前記回動軸は、前記上側皿部材が前記上室部の粉体供給口を閉じた状態において、軸方向中央部が上方に偏在している、
請求項２記載の粉体供給装置。
【００１４】
（主な作用効果）
ホッパ部と上室部とを仕切る上側弁装置がバタフライ弁によって構成されていると、上室部内が加圧されている状態において停電等が発生した際に、当該バタフライ弁が開いてしまう可能性がある。しかるに、上側弁装置が上室部の粉体供給口を閉じる上側皿部材と、この上側皿部材の下方に設けられた回動軸とで構成されていると、上側皿部材にかかる圧力が回動軸を中心とする回動力に変換される可能性がないため、上室部内が加圧されている状態において停電等が発生しても上側皿部材が開いてしまう可能性がない。なお、バタフライ弁は、通常、エアで制御されており、停電、故障等の際にエアが抜けると、弁の制御圧が低下して弁が開いてしまう。
一方、回動軸が粉体供給口を横切る方向に延在すると、上側皿部材が上室部の粉体供給口を開いた際に、当該回動軸上に粉体が積ってしまうため、粉体のブリッジや固着等が生じる可能性がある。しかるに、上側皿部材が上室部の粉体供給口を閉じた状態において、回動軸の軸方向中央部が上方に偏在していると、上側皿部材が上室部の粉体供給口を開いた状態においては、当該軸方向中央部が横方向に偏在した状態となる。したがって、回動軸上に粉体が積らなくなり、粉体のブリッジや固着等が生じるのが防止される。
【００１５】
〔請求項４記載の発明〕
前記下側弁装置は、前記下室部の粉体供給口を閉じる下側皿部材と、上下方向に伸縮し、かつ軸回りに回動する伸縮回動軸と、を有し、前記伸縮回動軸の伸張に伴って前記下側皿部材が下方に移動して前記下室部の粉体供給口を開き、前記伸縮回動軸の回動に伴って前記下側皿部材が当該伸縮回動軸回りに回動して前記下室部の粉体供給口の直下から外れる構成とされている、
請求項２又は請求項３記載の粉体供給装置。
【００１６】
（作用効果）
伸縮回動軸の伸張に伴って下側皿部材が下方に移動して下室部の粉体供給口が開く構成とされていると、上室部内が加圧されていない状態においては、粉体供給口を閉じる下側皿部材に対して下方から上方へ大きな圧力がかかることになり、伸縮回動軸の伸張が行われ難くなる。したがって、上室部内が加圧されていない状態における意図しない弁の開放が防止される。また、伸縮回動軸の回動に伴って下側皿部材が当該伸縮回動軸回りに回動して下室部の粉体供給口の直下から外れる構成とされていると、下側皿部材上に粉体が積もらないため、粉体のブリッジや固着等が生じ難くなる。
【００１７】
〔請求項５記載の発明〕
前記筒状体の周壁に、前記上室部内の空気を排出する排気口が設けられている、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の粉体供給装置。
【００１８】
（作用効果）
筒状体の周壁に上室部内の空気を排出する排気口が設けられていると、仮に上室部内に粉体が残っていたとしても、当該粉体が排気に伴って排出され難くなる。したがって、排気口に連結されるバグフィルタ等の除塵装置の負荷が軽減される。また、筒状体は上側弁装置の収納に利用されるものであり、排気口を設けるにあたって別途設けるものではないため、装置構成が簡易化される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によると、供給能力を向上させることができながら、粉体のブリッジや固着等が生じ易くなるのが防止された粉体供給装置となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】粉体供給装置の正面図である。
【図２】粉体供給装置の側面図である。
【図３】ホッパ部、上室部、下室部及び切出し手段の概要図である。
【図４】上室部内の概要図である。
【図５】上室部の模式平面図である。
【図６】上側弁装置の模式配置図（図５のＶＩ−ＶＩ線矢視図）である。
【図７】上側弁装置の模式配置図（図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線矢視図）である。
【図８】上側弁装置の回動時の説明図である。
【図９】筒状体を中心とする圧気構成、排気構成及び上側弁装置（開）の説明図である。
【図１０】下側弁装置の模式配置図である。
【図１１】下側弁装置の移動及び回動時の説明図である（側面視）。
【図１２】下側弁装置の移動及び回動時の説明図である（平面視）。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、本発明の実施の形態を説明する。
本形態の粉体供給装置は、図１〜３に示すように、サイロ等の貯留槽から投入口１Ａを通してベントナイト等の粉体が投入（供給）されるホッパ部１と、このホッパ部１の下方に設けられた上室部２と、この上室部２の下方に設けられた下室部３と、この下室部３の下方に設けられた切出し手段たるテーブルフィーダ４と、ホッパ部１や上室部２、下室部３等を支持する支持フレーム５と、から主になる。
【００２２】
ホッパ部１の上端部には、バグフィルタ１Ｄが備わるエア排気部１Ｃが設けられており、ホッパ部１内に粉体が投入される際には、このエア排気部１Ｃからエアが排気される。このエアの排気によって、粉体の投入をスムーズに行うことができる。このエアと伴にホッパ部１内から排出された粉体は、バグフィルタ１Ｄによって除塵され、大気中への排出が防止される。
【００２３】
ホッパ部１の周壁は、上端部から下端部に向かうに従って径が先細くなる逆円錐形状とされおり、下端部の開口が粉体の排出口１Ｄとされている。この粉体排出口１Ｄは、バタフライ弁７を収納する枠体７Ｂと接続されている。バタフライ弁７は、本粉体供給装置に備わる３つの弁装置の１つであり（第１の弁装置）、軸材７Ａを軸に回転して粉体排出口１Ｄを開閉する機能を有する。ホッパ部１内の粉体を計量する際にはバタフライ弁７によって粉体排出口１Ｄを閉じ、ホッパ部１内から粉体を排出する際にはバタフライ弁７によって粉体排出口１Ｄを開くことになる。なお、第１の弁装置としては、バタフライ弁７に変えて、例えばリフトダンパー等の粉体排出口１Ｄを開閉する機能を有する弁装置を用いることもできる。
【００２４】
ホッパ部１の周壁には、例えば１２０度間隔で３箇所に、ブラケット１Ｂが設けられている。このブラケット１Ｂは、支持フレーム５を構成する上部横架部材５Ａに対して、上部ロードセル６Ａを介して支持されている。また、粉体排出口１Ｄと接続された枠体７Ｂは、上室部２側と蛇腹等からなるフレキ２０を介して接続されている。したがって、上部ロードセル６Ａによって、ホッパ部１内に貯留された粉体の重量のみを計測することができる。
【００２５】
ホッパ部１の周壁には、粉体のブリッジや固着等を防止するために、バイブレータ１Ｅが取り付けられている。しかしながら、バイブレータ１Ｅの振動はホッパ部１の周壁を介して前記上部ロードセル６Ａや、後述する下部ロードセル６Ｂに伝わるため、バイブレータ１Ｅの多用は、ロードセル６Ａ，６Ｂに悪影響を与える可能性がある。そこで、本形態のホッパ部１内には、肩部から粉体排出口１Ｄにかけて延在するスクリュー手段１０Ａが、複数、図示例では２本、設けられている。このスクリュー手段１０Ａに備わる図示しないスクリュー羽根が回転しても、ホッパ部１の周壁に振動を与えないため、ロードセル６Ａ，６Ｂに悪影響を与えるおそれなしに、粉体のブリッジや固着等を防止することができる。
【００２６】
ホッパ部１内の粉体は、重力の作用によって、ホッパ部１の粉体排出口１Ｄ、バタフライ弁７の枠体７Ｂ及びフレキ２０を通り、後述する接続筒２Ａ及び筒状体３０を通して上室部２内に落ち入る。この上室部２は、長手方向中央部が横長円筒で構成されており、この横長円筒の左右開口部分が張出曲面状端板で塞がれることによって密閉構造とされている。また、横長円筒の底面には、筒状体３０と上下方向に関して対向するように粉体排出口２Ｂが設けられている。
【００２７】
上室部２内には、図４に示すように、当該上室部２の軸心と同軸をなすように回転軸１２Ｘが配されている。この回転軸１２Ｘは、左右の張出曲面状端板間に軸支され、上室部２外において回転駆動源２Ｍに接続されている。回転軸１２Ｘの外周には、螺旋状の掻き寄せ羽根１２Ｌ，１２Ｒが支持部材１２ａを介して取り付けられている。この掻き寄せ羽根１２Ｌ，１２Ｒは、粉体排出口２Ｂを挟んだ一方側及び他方側にそれぞれ設けられており、上室部２内の粉体を当該粉体排出口２Ｂまで移動させる粉体移動手段としての機能を有する。掻き寄せ羽根１２Ｌ，１２Ｒは、上室部２の内周面と、直接又は当接ブレード等を介して間接的に当接しており、横長円筒の内面に付着した粉体を掻き取る機能を有する。ただし、掻き寄せ羽根１２Ｌと掻き寄せ羽根１２Ｒとでは、所定方向に回転させた場合に粉体を掻き寄せる（移動させる）方向が逆方向となるよう、螺旋の向きが逆方向とされている。したがって、回転駆動源２Ｍによって回転軸１２Ｘを所定方向に回転させると、上室部２内の粉体が全て粉体排出口２Ｂに向かって移動する。もちろん、掻き寄せ羽根１２Ｌの回転軸及び回転駆動源と、掻き寄せ羽根１２Ｒの回転軸及び回転駆動源とを別系統とすること等によっても、全ての粉体を粉体排出口２Ｂに向かって移動させることができる。なお、図示例では、張出曲面状端板の内面に当接するスクレーパ１２Ｙが、支持部材１２ｂを介して回転軸１２Ｘの両端部に取り付けられている。回転軸１２Ｘの回転に伴ってこのスクレーパ１２Ｙが回転し、張出曲面状端板の内面に付着した粉体が掻き取られる。
【００２８】
本形態のように、上室部２を横長状とすることによって、上室部２の高さを高くすることなく容積（容量）を増やすことができるため、粉体の供給能力を向上させることができる。また、長手方向中央部に粉体排出口２Ｂを形成し、この粉体排出口２Ｂを挟んだ一方側及び他方側に上室部２内の粉体を当該粉体排出口２Ｂまで移動する粉体移動手段（掻き寄せ羽根１２Ｌ，１２Ｒ）をそれぞれ設けることによって、粉体のブリッジや固着等が生じるのを防止することができる。
【００２９】
筒状体３０は、上室部２の横長円筒から上方へ突出しており、接続筒２Ａを介してフレキ２０と接続されている。この筒状体３０は、図５に示すように、平面略円形状の粉体供給口３０Ａを有しており、この筒状体３０内には、ホッパ部１と上室部２とを仕切る上側弁装置８が設けられている。この上側弁装置８も、前述バタフライ弁７と同様、本粉体供給装置に備わる３つの弁装置の１つ（第２の弁装置）であるが、バタフライ弁７とは異なる構造とされている。なお、この上側弁装置８にホッパ部１の粉体排出口１Ｄを開閉する機能を持たせ、前述バタフライ弁７の配置を省略することも考えられる。しかしながら、フレキ２０内における粉体のブリッジ、固着等を防止するためには、両弁装置７，８をともに配置する方が好ましい。
【００３０】
上側弁装置８は、図６及び図７に示すように、粉体供給口３０Ａを閉じる上側皿部材８１を有する。この上側皿部材８１は、平面視円形状で、中央部が上方に縦断面略円弧状に膨らむ皿状とされている。一方、筒状部３０は、上縁部に内方に突出する鍔部３１が設けられており、この鍔部３１の内周面が粉体供給口３０Ａを構成するものとされ、また、当該内周面にＯリング等からなる気密部材３２が嵌め込まれている。この気密部材３２が上側皿部材８１の周端部表面と当接することによって、粉体供給口３０Ａから上室部２内の空気、粉体等が漏れるのが防止される。
【００３１】
上側皿部材８１は、中央部裏面から下方に突出する支持部材８３によって支持されており、この支持部材８３は、上側皿部材８１の下方に位置し、かつ粉体供給口３０Ａを横切る方向に延在する回動軸８２の軸方向中央部８２Ａに接続されている。回動軸８２は、その両端部が筒状部３０を貫通しており、当該筒状部３０外に備わるシリンダ等を構成要素とする回動源によって軸心回りに回動させられる構成とされている。したがって、回動軸８２が回動すると、図８の（ａ）に示すように、上側皿部材８１が当該回動軸８２回りに回動して粉体供給口３０Ａが開くことになる。特に、本形態では、回動軸８２が９０°回転すると、図８の（ｂ）に示すように、上側皿部材８１が前記鍔部３１の下方に位置する構成とされているため、ホッパ部１から上室部２内に落ち込む粉体が上側皿部材８１上に積もるおそれがない。また、このように上側皿部材８１の回動軸が当該上側皿部材８１よりも下方に設けられていると、上側皿部材８１にかかる圧力が回動軸８２を中心とする回動力に変換される可能性がない。したがって、上室部２内が加圧されている状態において停電等が発生しても上側皿部材８１が開いてしまう可能性がない。また、特に本形態では、上側皿部材８１の周端部表面がその上方に位置する気密部材３２に当接することによって粉体供給口３０Ａが閉じられる構成とされているため、上室部２内が加圧されている状態においては上側皿部材８１の周端部表面が気密部材３２に押しつけられる。したがって、上室部２内が加圧されている状態においては上側皿部材８１が回動軸８２回りに回動するのを防止する機能を果たし、安全性に優れる。さらに、以上の過程において、上側弁装置８は筒状体３０内に位置するため、前述掻き寄せ羽根１２Ｌ，１２Ｒを筒状体３０と対向する粉体排出口２Ｂ上にまで位置させることができ、上室部２からの粉体の排出を確実に行うことができる。なお、図示例では、回動軸８２が９０°回転した際に上側皿部材８１の一部が筒状体３０から突出するが（図８の（ｂ））、掻き寄せ羽根１２Ｌ，１２Ｒと接触しない限り、このような突出も許容される。もし接触が生じるようであれば、筒状体３０の長さ等を調節して、上側皿部材８１が筒状体３０から突出しないようにすればよい。
【００３２】
一方、本形態では、上側皿部材８１が粉体供給口３０Ａを閉じた状態において、図６に示すように、回動軸８２の軸方向中央部８２Ａが上方に偏在する構成とされている。したがって、上側皿部材８１が粉体供給口３０Ａを開いた状態においては、図９に示すように、当該軸方向中央部８２Ａが横方向に偏在した状態となるため、回動軸８２（８２Ａ）上にも粉体が積もり難くなり、粉体のブリッジや固着等がより確実に防止される。なお、回動軸８２の軸方向中央部８２Ａがどのよう形状とされることで上方に偏在するかは特に限定されない。軸方向中央部８２Ａが、図示例のように、下方開きのコ字状とされることで上方に偏在する形態のほか、上方に膨らむ曲線状とされることで上方に偏在する形態等も例示することができる。
【００３３】
上室部２内の粉体は、重力の作用によって、粉体排出口２Ｂから排出され、粉体供給口３Ａを通して下室部３内に落ち入る。この下室部３の周壁は、上端部から下端部に向かうに従って径が先細くなる逆円錐形状とされている。また、下室部３の周壁には、例えば１２０度間隔で３箇所に、ブラケット３Ｂが設けられており、このブラケット３Ｂは、支持フレーム５を構成する下部横架部材５Ｂに対して、下部ロードセル６Ｂを介して支持されている。この下部ロードセル６Ｂは、上室部２及び下室部３の荷重を受けるが、フレキ２０によって接続されたホッパ部１の荷重は受けないため、上室部２内及び下室部３内に収容されている粉体の重量のみを計測することができる。
【００３４】
この下室部３内には、上室部２と下室部３とを仕切る下側弁装置９が設けられている。このように下室部３内に下側弁装置９を配置することによって、前述掻き寄せ羽根１２Ｌ，１２Ｒを上室部２の粉体排出口２Ｂ上にも位置させることができるようになり、粉体を粉体排出口２Ｂから確実に排出することができる。なお、この下側弁装置９も、前述バタフライ弁７、上側弁装置８と同様、本粉体供給装置に備わる３つの弁装置の１つであり、第３の弁装置である。
【００３５】
この下側弁装置９は、図１０に示すように、粉体供給口３Ａを閉じる下側皿部材９１を有する。この下側皿部材９１は、平面視円形状で、中央部が上方に縦断面略円弧状に膨らむ皿状とされている。一方、粉体供給口３Ａは下室部３の天面略中央部に形成されており、この粉体供給口３Ａの内周面にはＯリング等からなる気密部材３３が嵌め込まれている。この気密部材３３が下側皿部材９１の周端部表面と当接することによって、粉体供給口３Ａから下室部３内の空気、粉体等が漏れるのが防止される。
【００３６】
下側皿部材９１は、中央部裏面から下方に突出する支持部材９３によって支持されており、この支持部材９３は、傾斜棒材９４を介して伸縮回転軸９５の下端部に接続されている。この伸縮回転軸９５は、下室部３の天面を貫くシリンダ等からなり、上下方向に伸縮し、かつ軸回りに回動する構成とされている。したがって、図１１の（ａ）に示すように、伸縮回動軸９５が伸張すると、この伸張に伴って下側皿部材９１が下方に移動して下室部３の粉体供給口３Ａが開くことになる。さらに、図１１の（ｂ）に示すように、伸縮回動軸９５が回動すると、この回動に伴って下側皿部材９１が当該伸縮回動軸９５回りに回動し、図１２の（ａ）及び（ｂ）の比較において明らかなように、下側皿部材９１が粉体供給口３Ａの直下から外れることになる。このように、伸縮回動軸９５の伸張に伴って下側皿部材９１が下方に移動し、もって粉体供給口３Ａが開く構成とされていると、上室部２内が加圧されていない状態においては、粉体供給口３Ａを閉じる下側皿部材９１に対して下方から上方へ大きな圧力が加わり、下側皿部材９１の周端部表面が気密部材３３に押しつけられた状態になる。したがって、上室部２内が加圧されていない状態における意図しない弁（９１）の開放が防止され、安全性に優れる。また、伸縮回動軸９５の回動に伴って下側皿部材９１が当該伸縮回動軸９５回りに回動して粉体供給口３Ａの直下から外れると、下側皿部材９１上に粉体が積もらなくなる。したがって、粉体のブリッジや固着等がより確実に防止される。なお、以上の説明では、下側皿部材９１の下方への移動、及び伸縮回転軸９５回りの回動を、この順に区別して説明したが、例えば、下側皿部材９１が下方へ移動する過程において伸縮回転軸９５回りに回動するように構成することもできる。
【００３７】
本形態の下側弁装置９は、前述上側弁装置８のように別途筒状体（３０）を設け、この筒状体内に納めることを要しないため、粉体供給装置の高さを抑えるには好適である。しかしながら、この下側弁装置９は下室部３内に収納されるため、下室部３内に掻き寄せ羽根（１２Ｌ，１２Ｒ）等を設置する場合は、接触が問題となる。このような種々の事情のもとでは、本形態のように上側弁装置８の構造と下側弁装置９の構造とを異なるものとし、更に上室部２内のみ掻き寄せ羽根１２Ｌ，１２Ｒを設ける形態とするのが好適である。
【００３８】
下室部３内の粉体は、ホイール４Ａが備わるテーブルフィーダ４によって本粉体供給装置から外部に切り出される（吐出される）。ホイール４Ａは、下室部３の底面を構成しており、下室部３の中心軸を中心に回転する。このホイール４Ａの回転によって定量供給（排出）が可能となるが、更に当該ホイール４Ａ上に堆積した粉体が攪拌されるため、下室部３内における粉体のブリッジや固着等は生じ難くなるとの利点もある。ホイール４Ａ上に堆積した粉体は、当該ホイール４Ａの回転によって徐々に周端部側へ送られ、吐出口４Ｂから外部に吐出される。この吐出される粉体は、図示しないコンプレッサ等のエア圧送装置からのエアに乗せられて、適宜の場所に圧送される。図示例においては、粉体の吐出口４Ｂが２箇所とされているが、１箇所又は３箇所以上の複数箇所とすることもできる。また、テーブルフィーダ４に変えて、同じく切出し手段として機能するロータリーフィーダ等を配置することもできる。
【００３９】
本形態の支持フレーム５は、ホッパ部１を支持する上フレーム５Ｘと、上室部２を支持する中フレーム５Ｙと、下室部３を支持する下フレーム５Ｚとに、分解可能とされている。したがって、本形態の粉体供給装置を搬送するに際しては、支持フレーム５を上フレーム５Ｘ、中フレーム５Ｙ、下フレーム５Ｚに分解しておき、施工現場においてサイロ等に隣接して、下フレーム５Ｚ、中フレーム５Ｙ、上フレーム５Ｘの順に積み上げ、粉体供給装置とすることができる。また、支持フレームに５には、必要に応じて、昇降階段等を有する付帯設備５０を取り付けることができる。
【００４０】
次に、粉体供給装置の作動方法について説明する。
まず、粉体供給装置の始動時には、バタフライ弁７、上側弁装置８及び下側弁装置９を閉じた状態で、サイロ等から投入口１Ａを通してホッパ部１内に粉体を投入する。この投入に際しては、上部ロードセル６Ａによって粉体の投入量を計測し、粉体の投入量が所定量に達したら粉体の投入が自動的に停止するようにすると好適である。
【００４１】
粉体の投入が終了したら、バタフライ弁７及び上側弁装置８を開き、ホッパ部１内の粉体を上室部２内に落とし入れる。この際には、バイブレータ１Ｅやスクリュー手段１０Ａを利用してホッパ部１内における粉体のブリッジや固着等を防止するのが好ましい。
【００４２】
粉体がホッパ部１から上室部２内に落ち入ったら、バタフライ弁７及び上側弁装置８を閉じ、上室部２内を下室部３内と同圧となるまで加圧する。この加圧は、図９に示すように、管、ホース等からなる流路Ｌ２を通して筒状体３０に形成された圧気口４２から上室部２内に圧縮空気等を送り込む（供給する）ことによって行う。圧縮空気の供給は、例えば、当初は圧縮空気Ａ１及び圧縮空気Ａ２を、合流管４４を通して流路Ｌ２内に送り込むことで急速に供給（加圧）し、上室部２内が所定の圧力に到達した段階で、圧縮空気Ａ１又は圧縮空気Ａ２の供給を止め、以後、徐々に下室部３内と同圧になるまで加圧すると好適である。圧縮空気Ａ１及び圧縮空気Ａ２の両方を利用して下室部３内と同圧になるまで急速に加圧しようとすると、仮に上室部２内の圧力が下室部３内の圧力を超えてしまった場合に、下側皿部材９１に対して下方への大きな圧力が加わり、下側弁装置９を構成する伸縮回転軸９５等が損壊してしまうおそれがある。この加圧に際しては、バタフライ弁７及び上側弁装置８が閉じているため、前述したサイロ等からホッパ部１内に粉体を投入する作動を開始することができる。
【００４３】
上室部２内の加圧が終了したら、下側弁装置９を開き、上室部２内の粉体を下室部３内に落とし入れる。この粉体の落とし入れは、掻き寄せ羽根１２Ｌ，１２Ｒを回転させて上室部２内の粉体を粉体排出口２Ｂ側へ移動させながら行う。粉体が上室部２内から下室部３内に落ち入ったら、下側弁装置９を閉じる。下室部３内に落ち入った粉体は、テーブルフィーダ４によって下室部３内から連続的に切り出される。
【００４４】
この切出しに際しては、下側弁装置９が閉じているため、ホッパ部１内に所定量の粉体が投入されているようであれば、ホッパ部１内の粉体を上室部２内に落とし入れることができる。ただし、上室部２内は下室部３内と同圧となるように加圧されているため、バタフライ弁７及び上側弁装置８を開くに先立って、上室部２内を減圧する。この減圧は、図９に示すように、管、ホース等からなる２本の流路Ｌ１を通して筒状体３０に形成された排気口４１から上室部２内の空気を排気することによって行う。このように筒状体３０に形成された排気口４１を通して排気を行うものとすると、仮に上室部２内に粉体が残っていたとしても、当該粉体が排気に伴って排出され難くなる。また、当該筒状体３０は上側弁装置８の収納に利用されるものであり、排気口４１を設けるにあたって別途設けるものではないため、装置構成が簡易化される。
【００４５】
以上の排気は、例えば、当初は２本の流路Ｌ１の一方のみを利用して徐々に行い、上室部２内が所定の圧力まで減圧された段階で、２本の流路Ｌ１両方を利用して急速に行うと好適である。当初から２本の流路Ｌ１両方を利用して急速に排気すると、当該流路Ｌ１に接続されたフィルタ装置４３に備わるバグフィルタ等が破れてしまうおそれがある。なお、このバグフィルタ等としては、ホッパ部１に備わる前述バグフィルタ１Ｄを利用することも考えられる。しかしながら、上側ロードセル６Ａに対して振動等を原因とする影響が生じるのを防止するために、別のバクフィルタを設けるのが好ましい。
【００４６】
一方、テーブルフィーダ４による切出しによって下室部３内の粉体が所定量以下になったら、前述上室部２内の加圧及び上室部２から下室部３内への粉体の落とし込みを行う。この粉体の落とし込みによって下室部３内の粉体量が増えるため、以上の作動を適宜繰り返すことによって、粉体の連続切出し（連続定量供給）が可能となる。なお、下室部３内の粉体量は、下側ロードセル６Ｂや粉体の高さを図る図示しないレベル計等によって計測することができる。
【実施例１】
【００４７】
本発明者らは、上記実施の形態に沿う粉体供給装置を製作し、粉体供給性能を調べる試験を行った。その際、粉体供給装置のホッパ部１は粉体５００ｋｇを貯留可能な容量とし、上室部２は粉体５００ｋｇを貯留可能な容量とし、下室部２は粉体１０００ｋｇを貯留可能な容量とした。この粉体供給装置全体の高さは、約６．２ｍとなった。この粉体供給装置について、３００ｋｇ／分の供給（吐出）試験を行ったところ、粉体のブリッジや固着の問題は、従来の粉体供給装置と変わらないか、むしろ向上するものであった。なお、従来の粉体供給装置は、ホッパ部１を粉体２００ｋｇ貯留可能な容量とし、上室部２を粉体２００ｋｇ貯留可能な容量とし、下室部２を粉体４００ｋｇ貯留可能な容量とし、高さを５．３ｍ、吐出量を１００ｋｇ／分とした場合である。また、いずれの場合も粉体としてベントナイトを使用した。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、例えば、圧縮空気等が流れている輸送管内に、ベントナイト等の粉体を供給する際に用いられる粉体供給装置として、適用可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１…ホッパ部、１Ｅ…バイブレータ、２…上室部、３…下室部、４…テーブルフィーダ、５…支持フレーム、６Ａ…上部ロードセル、６Ｂ…下部ロードセル、７…バタフライ弁（第１の弁装置）、８…上側弁装置（第２の弁装置）、９…下側弁装置（第３の弁装置）、１０Ａ…スクリュー手段、１２Ｌ，１２Ｒ…掻き寄せ羽根、２０…フレキ、３０…筒状体、４１…排気口、４２…圧気口。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体を貯留するホッパ部と、このホッパ部内の粉体が落ち入る上室部と、この上室部内の粉体が落ち入る下室部と、この下室部内の粉体を切り出す切出し手段と、が備えられた粉体供給装置であって、
前記上室部は、横長状で、かつ長手方向中央部に粉体排出口が形成されており、
この粉体排出口を挟んだ一方側及び他方側に、前記上室部内の粉体を前記粉体排出口まで移動する粉体移動手段が、それぞれ設けられている、
ことを特徴とする粉体供給装置。
【請求項２】
前記上室部が横長円筒状とされ、
前記移動手段が前記上室部の軸心回りに回転する掻き寄せ羽根で構成され、
前記上室部の長手方向中央部に上方へ突出する筒状体が設けられ、この筒状体が前記上室部の粉体供給口を構成し、
前記筒状体内に前記ホッパ部と前記上室部とを仕切る上側弁装置が、前記下室部内に前記上室部と前記下室部とを仕切る下側弁装置が、それぞれ設けられている、
請求項１記載の粉体供給装置。
【請求項３】
前記上側弁装置は、前記上室部の粉体供給口を閉じる上側皿部材と、この上側皿部材の下方に設けられ、かつ前記粉体供給口を横切る方向に延在する回動軸と、を有し、前記回動軸の回動に伴って前記上側皿部材が当該回動軸回りに回動して前記上室部の粉体供給口が開く構成とされ、
前記回動軸は、前記上側皿部材が前記上室部の粉体供給口を閉じた状態において、軸方向中央部が上方に偏在している、
請求項２記載の粉体供給装置。
【請求項４】
前記下側弁装置は、前記下室部の粉体供給口を閉じる下側皿部材と、上下方向に伸縮し、かつ軸回りに回動する伸縮回動軸と、を有し、前記伸縮回動軸の伸張に伴って前記下側皿部材が下方に移動して前記下室部の粉体供給口を開き、前記伸縮回動軸の回動に伴って前記下側皿部材が当該伸縮回動軸回りに回動して前記下室部の粉体供給口の直下から外れる構成とされている、
請求項２又は請求項３記載の粉体供給装置。
【請求項５】
前記筒状体の周壁に、前記上室部内の空気を排出する排気口が設けられている、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の粉体供給装置。
【請求項１】
粉体を貯留するホッパ部と、このホッパ部内の粉体が落ち入る上室部と、この上室部内の粉体が落ち入る下室部と、この下室部内の粉体を切り出す切出し手段と、が備えられた粉体供給装置であって、
前記上室部は、横長状で、かつ長手方向中央部に粉体排出口が形成されており、
この粉体排出口を挟んだ一方側及び他方側に、前記上室部内の粉体を前記粉体排出口まで移動する粉体移動手段が、それぞれ設けられている、
ことを特徴とする粉体供給装置。
【請求項２】
前記上室部が横長円筒状とされ、
前記移動手段が前記上室部の軸心回りに回転する掻き寄せ羽根で構成され、
前記上室部の長手方向中央部に上方へ突出する筒状体が設けられ、この筒状体が前記上室部の粉体供給口を構成し、
前記筒状体内に前記ホッパ部と前記上室部とを仕切る上側弁装置が、前記下室部内に前記上室部と前記下室部とを仕切る下側弁装置が、それぞれ設けられている、
請求項１記載の粉体供給装置。
【請求項３】
前記上側弁装置は、前記上室部の粉体供給口を閉じる上側皿部材と、この上側皿部材の下方に設けられ、かつ前記粉体供給口を横切る方向に延在する回動軸と、を有し、前記回動軸の回動に伴って前記上側皿部材が当該回動軸回りに回動して前記上室部の粉体供給口が開く構成とされ、
前記回動軸は、前記上側皿部材が前記上室部の粉体供給口を閉じた状態において、軸方向中央部が上方に偏在している、
請求項２記載の粉体供給装置。
【請求項４】
前記下側弁装置は、前記下室部の粉体供給口を閉じる下側皿部材と、上下方向に伸縮し、かつ軸回りに回動する伸縮回動軸と、を有し、前記伸縮回動軸の伸張に伴って前記下側皿部材が下方に移動して前記下室部の粉体供給口を開き、前記伸縮回動軸の回動に伴って前記下側皿部材が当該伸縮回動軸回りに回動して前記下室部の粉体供給口の直下から外れる構成とされている、
請求項２又は請求項３記載の粉体供給装置。
【請求項５】
前記筒状体の周壁に、前記上室部内の空気を排出する排気口が設けられている、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の粉体供給装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−１１６６１１（Ｐ２０１２−１１６６１１Ａ）
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６７７２９（Ｐ２０１０−２６７７２９）
【出願日】平成２２年１１月３０日（２０１０．１１．３０）
【出願人】（０００１１５４６３）ライト工業株式会社 (137)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月３０日（２０１０．１１．３０）
【出願人】（０００１１５４６３）ライト工業株式会社 (137)
【Ｆターム（参考）】
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