粉粒体投入装置及び粉粒体のブリッジ防止方法
【課題】スポンジブラスト媒体のような固結し易い粉粒体であっても、ブリッジ現象の発生を防止して粉粒体を貯留部から投入部に円滑に供給することができる粉粒体投入装置及び粉粒体のブリッジ防止方法を提供する。
【解決手段】貯留タンクと投射タンクとを連結する連結管３４内に傾斜板３６、３８を傾動自在に配置し、モータ１００、１０２によって傾動させるとともに、コントローラ１０４によって上方傾動時の速度をゆっくりと、下方傾動時には、傾斜板３６、３８の先端の下降加速度が１Ｇを超える速度に制御した。傾斜板３６、３８は、その最下位置においてブラスト媒体４０に力を与えることができるので、連結管３４内でのブラスト媒体４０の固結を防止できる。したがって、この投入装置２６によれば、連結管３４内でのブリッジの発生を防止できるので、貯留タンク２８から投射タンクにブラスト媒体４０を円滑に供給できる。
【解決手段】貯留タンクと投射タンクとを連結する連結管３４内に傾斜板３６、３８を傾動自在に配置し、モータ１００、１０２によって傾動させるとともに、コントローラ１０４によって上方傾動時の速度をゆっくりと、下方傾動時には、傾斜板３６、３８の先端の下降加速度が１Ｇを超える速度に制御した。傾斜板３６、３８は、その最下位置においてブラスト媒体４０に力を与えることができるので、連結管３４内でのブラスト媒体４０の固結を防止できる。したがって、この投入装置２６によれば、連結管３４内でのブリッジの発生を防止できるので、貯留タンク２８から投射タンクにブラスト媒体４０を円滑に供給できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は粉粒体投入装置及び粉粒体のブリッジ防止方法に係り、特に研削材が多孔質弾性体内に固着されたスポンジ片状のブラスト媒体（粉粒体）を、貯留部から投入部に投入する粉粒体投入装置及び粉粒体のブリッジ防止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
塗装壁面を再塗装する際にその事前工事として、壁面の塗膜を研削し、塗装面を粗面化して素地調整するブラスト作業が行われるが、最近では、サンドブラスト工法に代わり、研削材が多孔質弾性体内に固着されたスポンジ片状のブラスト媒体を使用した工法、いわゆるスポンジブラスト工法が作業環境改善の観点から注目されてきている。
【０００３】
このスポンジブラスト工法によれば、ノズルから高速エアで噴射したスポンジブラスト媒体が塗装面に衝突するとブラスト媒体が偏平になり、混入した研削材が塗装面に直接高速で衝突するので、サンドブラスト工法と同様に、塗膜を研削し除去することができる。また、発生した粉塵がスポンジに取り込まれるので、作業環境が改善するという利点がある。
【０００４】
ところで、スポンジブラスト媒体は、スポンジ自体に粘着性があって流動性が悪いため、多数のスポンジブラスト媒体が固結して塊状となる特性を有している。このため、貯留タンク（貯留部）に貯留されたスポンジブラスト媒体を、スポンジブラスト装置の投射タンク（投入部）に投入する際に、貯留タンクと投射タンクとを連結する連結管内で、スポンジブラスト媒体が固結してブリッジ現象が生じ、スポンジブラスト媒体を投射タンクに円滑に投入できないという問題が生じる。
【０００５】
特許文献１には、ホッパ内に多数枚の振動板を配置し、この振動板を振動させることによりホッパ内の粉体に振動を与えてブリッジ現象の発生を防止した粉体供給装置が開示されている。
【特許文献１】特開平９−２５３４７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、振動板を使用した特許文献１の粉体供給装置を、スポンジブラスト媒体を使用する粉粒体投入装置に適用すると、その振動によってスポンジブラスト媒体が締め固められるので、スポンジブラスト媒体にとっては逆効果になるという欠点があった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、スポンジブラスト媒体のような固結し易い粉粒体であっても、ブリッジ現象の発生を防止して粉粒体を貯留部から投入部に円滑に供給することができる粉粒体投入装置及び粉粒体のブリッジ防止方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、前記目的を達成するために、粉粒体が貯留される貯留部と、前記貯留部に貯留された粉粒体が該粉粒体の自重によって落下することにより投入される投入部と、前記貯留部と前記投入部とを連結するとともに、落下する前記粉粒体が通過する連結管と、前記連結管内に傾動自在に設けられるとともに、該連結管を通過する前記粉粒体に接触する傾斜板と、前記傾斜板を上方及び下方に傾動させる駆動部と、前記駆動部を制御して前記傾斜板の下方傾動時の速度を上方傾動時の速度よりも高速に制御するとともに、傾斜板先端の下降加速度が１Ｇを超える速度に制御する制御部と、を備えたことを特徴としている。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、貯留部と投入部とを連結する連結管内の所定位置に、貯留部に貯留された粉粒体の質量が集中的に作用して粉粒体が固結する現象が生じることに着目し、この固結位置の上方に傾斜板を傾動自在に配置して、傾斜板を駆動部によって傾動させるとともに、制御部によって下方傾動時の速度を上方傾動時の速度よりも高速に制御している。すなわち、傾斜板をゆっくりと上方傾動させた後に、傾斜板先端の下降加速度が１Ｇ（重力加速度）を超える速度（好ましくは２Ｇ程度）で下方傾動させる。これにより、傾斜板は、竹筒からなる「鹿威し」の如く作用して勢いよく下方に傾動し、その最下位置において傾斜板から粉粒体に力が与えられるので、粉粒体の固結を防止でき、また、固結しがちであっても粉粒体が締め固まるのを防止できる。よって、結果的にブリッジの発生を防止できるので、貯留部から投入部に粉粒体を円滑に供給できる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記連結管には、複数の前記傾斜板が鉛直方向に所定の間隔をもって設けられ、該複数の傾斜板は、各々の前記駆動部と前記制御部とによって同期して連動されることを特徴としている。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、傾斜板を複数配置することにより、傾斜板の下側に空間ができ、これによって、傾斜板に沿って滑落する粉粒体の高さ方向の厚みが小さくなるので、すなわち、傾斜板に沿って滑落する粉粒体の質量を小さくできるので、固結を防止でき、ブリッジの発生も防止できる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２において、前記連結管には、前記傾斜板に対向して第１のエア供給ノズルが設けられるとともに、該連結管と前記投入部とを接続する水平開口面に対向して第２のエア供給ノズルが設けられていることを特徴としている。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、傾斜板に沿って滑落している粉粒体に、第１のエア供給ノズルから高圧エアを噴射すると、粉粒体がエア攪拌されて投入部に投入される。これにより、粉粒体はバラバラに分離されて投入されるので、固結を確実に防止でき、ブリッジの発生も確実に防止できる。また、第１のエア供給ノズルからのエアを、傾斜板の上表面を拭うように供給することにより、粉粒体が傾斜板に付着するのを防止できる。一方、第２のエア供給ノズルから、連結管と投入部とを接続する水平開口面に高圧エアを供給することにより、エジェクタ効果により水平開口面付近に付着した粉粒体を、投入部に誘引することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項３において、前記第１のエア供給ノズルは、前記連結管に角度調整自在に設けられていることを特徴としている。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、固結し易い粉粒体の場合は、水平線に対する角度を大きくし、固結し難い粉粒体の場合は、水平線に対する角度を小さくする。
【００１６】
請求項５に記載の粉粒体のブリッジ防止方法の発明は、請求項１、２、３又は４のうちいずれか一つに記載の粉粒体投入装置を使用したことを特徴としている。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１、２、３又は４に記載の粉粒体投入装置によって粉粒体のブリッジ現象を防止することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る粉粒体投入装置及び粉粒体のブリッジ防止方法によれば、貯留部と投入部とを連結する連結管内に傾斜板を傾動自在に配置し、傾斜板を駆動部によって傾動させるとともに、制御部によって下方傾動時の速度を上方傾動時の速度よりも高速に制御するとともに、傾斜板先端の下降加速度が１Ｇを超える速度に制御したので、粉粒体の固結を防止でき、また、固結したものであってもほぐすことができる。よって、結果的にブリッジの発生を防止できるので、貯留部から投入部に粉粒体を円滑に供給できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下添付図面に従って、本発明に係る粉粒体投入装置及び粉粒体のブリッジ防止方法の好ましい実施の形態について詳説する。
【００２０】
図１は、実施の形態の粉粒体投入装置が適用されたスポンジブラスト装置１０の全体構成図である。
【００２１】
このスポンジブラスト装置１０は、スポンジ片状のブラスト媒体を噴射するノズル１２、ノズル１２から噴射されたブラスト媒体を吸引回収する自走回収装置１４、自走回収装置１４によって吸引回収されたブラスト媒体を再利用可能なブラスト媒体と再利用不可能なブラスト媒体とに選別する固気分離槽１６、自走回収装置１４に固気分離槽１６を介して吸引力を与えるブロア１８、ブロア１８の吸引力によって固気分離槽１６から排気された排気空気中の塵埃を除去するバグフィルタ２０、固気分離槽１６によって選別された再利用可能なブラスト媒体をサイクロン２２にエア搬送するブロア２４、及びサイクロン２２によって固気分離されたブラスト媒体を噴射のためにノズル１２側へ投入する投入装置（粉粒体投入装置）２６等から構成される。
【００２２】
投入装置２６は、サイクロン２２からのブラスト媒体が一時貯留される貯留タンク（貯留部）２８、貯留タンク２８に貯留されたブラスト媒体が投入される二槽の投射タンク（投入部）３０、３２、及び貯留タンク２８と投射タンク３０、３２とを連結する連結管３４から構成される。また、連結管３４内には傾斜板３６、３８が上下に傾動自在に配置されている。この投入装置２６については後述する。
【００２３】
まず、スポンジブラスト装置１０を用いたスポンジブラスト工法について説明する。
【００２４】
この工法で使用するブラスト媒体は、用途に応じて異なる材質（スチールグリット、アルミナ、スターライト、ユリア樹脂等）の研削材をスポンジ片に固着させたものであり、このブラスト媒体４０を高圧エアによって加工対象物４２の塗膜に噴射し、塗膜を研削するとともに塗装面を粗面化して素地調整を行う。
【００２５】
このスポンジブラスト工法によれば、ブラスト媒体４０が塗膜に衝突すると、ブラスト媒体４０が偏平になり、固着させた研削材が塗膜に直接高速で衝突する。これにより、サンドブラスト工法と同様に、塗膜を研削することができる。また、通常では空中に漂うことになる粉塵がスポンジ片の中に取り込まれてそのまま落下するので、粉塵飛散も防止することができる。また、反発力もスポンジ片によって吸収されるため、ブラスト媒体４０の跳ね返りは極めて少ない。
【００２６】
固気分離槽１６は、自走回収装置１４の吸引ホース４４に連結された吸引部４６、吸引部４６と槽本体４８とを接続するとともに鉛直方向に設けられた鉛直上昇管５０、鉛直上昇管５０の上部出口に対向配置されたウレタン製プレート５２、ウレタン製プレート５２に衝突して速度が低下したブラスト媒体４０が落下し、再利用可能なブラスト媒体と再利用不可能なブラスト媒体とを振動して選別する篩５４、篩５４によって選別された再利用可能なブラスト媒体４０の取出装置５６、及び再利用不可能なブラスト媒体４０の取出装置５８等から構成される。
【００２７】
吸引ホース４４を介して吸引された使用後のブラスト媒体４０は、固気分離槽１６の入口である吸引部４６に導入され、ブラスト媒体４０と供に吸引された比較的大型の塵が、吸引部４６に内蔵された不図示のメッシュによって分離される。そして、前記メッシュを通過したブラスト媒体４０は、ブロア１８の吸引力によって鉛直上昇管５０を上昇することにより速度が落とされ、鉛直上昇管５０の出口から上方に噴射される。これにより、ブラスト媒体４０は、ウレタン製プレート５２に衝突して速度が更に低下し、槽本体４８の体積の大きい固気分離室６０に供給される。ここでブラスト媒体４０は終速度以下となり自由落下し、固気分離室６０に設置された篩５４に落下する。
【００２８】
篩５４は、ブラスト媒体４０の種類、ブロア１８の吸引力等の諸条件に応じてその傾斜角度が最適な角度に設定される。また、篩５４の下面の略中央部には、加圧エア式のバイブレータ６２が取り付けられ、バイブレータ６２によって篩５４全体が加振されている。したがって、篩５４に落下したブラスト媒体４０のうち再利用不可能なブラスト媒体４０は、振動する篩５４によって篩５４を通過し、篩５４の下方に形成されたホッパ状貯留部６４に落下して貯められる。そして、取出装置５８を構成する、ホッパ状貯留部６４に連結されたロータリーフィーダ６６が駆動されることにより、廃棄容器６８に排出される。
【００２９】
一方、篩５４に落下したブラスト媒体４０のうち再利用可能なブラスト媒体４０は、篩５４を通過することなく、振動する篩５４に沿って降下し、槽本体４８の後段に設けたホッパ状貯留部７０に滑落して貯められる。
【００３０】
ホッパ状貯留部７０に貯められたブラスト媒体４０は、自己の湿気により塊状となるため、このままの状態では投入装置２６に供給することができない。そこで、実施の形態では、取出装置５６を構成する、ほぐし装置７２に落下させ、ここで細かくほぐすようにしている。ほぐし装置７２によって、バラバラにほぐされたブラスト媒体４０は、ダブルダンパ７４を介して正圧供給管７６に供給され、この正圧供給管７６に連結されたブロア２４の圧縮空気によって、サイクロン２２に向けてエア搬送される。
【００３１】
また、ほぐし装置７２から落下したブラスト媒体４０のうち、一部のブラスト媒体４０は、バルブ７８が開放されることにより、粒度測定機８０に送り込まれ、ここで粒度が測定され、ブラスト媒体４０の寿命が推定される。
【００３２】
一方、図１に示すように、ブロア１８の吸引力によって固気分離槽１６から排気された排気空気は、ダクト８２を介してバグフィルタ２０に導入される。ここで廃棄空気は、バグフィルタ２０のフィルタ８４、８４を通過することにより、排気空気中に含まれるブラスト媒体の粉塵、その他の塵埃等が除去されて大気に放出される。
【００３３】
ところで、正圧供給管７６にエア搬送されたブラスト媒体４０は、投入装置２６の上流側に設置されたサイクロン２２に投入され、ここでエアと分離される。
【００３４】
エアと分離されたブラスト媒体４０は、サイクロン２２の下部ホッパに設けられたダブルダンパ８６、８８を介して貯留タンク２８に貯められる。
【００３５】
二槽の投射タンク３０、３２には、二槽の投射タンク３０、３２のうち一つの投射タンク３０（３２）にブラスト媒体４０が投入されるようにサイクロン２２からのブラスト媒体４０を案内する切替弁９０、９２、二槽の投射タンク３０、３２を交互に切り替えてその投射タンク３０（３２）に貯留されたブラスト媒体４０を、ノズル１２に連続供給するブロア９４等から構成されている。
【００３６】
実施の形態の投入装置２６は、図２に示すように貯留タンク２８、２槽の投射タンク３０、３２、連結管３４、２枚の傾斜板３６、３８、傾動用モータ（図３参照：駆動部）１００、１０２、及びモータコントローラ（図３参照：制御部）１０４等によって構成されている。
【００３７】
貯留タンク２８に貯留されたブラスト媒体４０は、ブラスト媒体４０の自重によって落下し、切替弁９０、９２のうち開放されている切替弁９０又は９２の投射タンク３０又は３２に投入される。
【００３８】
連結管３４は、貯留タンク２８と投射タンク３０、３２とを鉛直方向に連結するとともに、貯留タンク２８から落下するブラスト媒体４０が通過する。
【００３９】
傾斜板３６、３８は、連結管３４内に高さをずらして対向配置されるとともに、ヒンジ１０６、１０６を介して傾動自在に設けられる。この傾斜板３６、３８は、傾動されることにより連結管３４を通過するブラスト媒体４０に接触する。
【００４０】
図３に示す傾動用モータ１００、１０２は、その出力軸がヒンジ１０６の回動軸に動力伝達可能に連結されている。これらのモータ１００、１０２が、モータコントローラ１０４によって、所定のタイミングで正逆の回転が切り替え制御されることにより、傾斜板３６、３８は図２の実線で示した下向きの傾斜位置と二点鎖線で示した上向きの傾斜位置との範囲で連動して傾動される。また、傾斜板３６、３８は、モータコントローラ１０４によって上方傾動時の速度がゆっくりとした速度に、そして、下方傾動時の速度が、上方傾動時の速度よりも高速に制御されるとともに、傾斜板３６、３８の先端の下降加速度が１Ｇ（好ましくは２Ｇ程度）を超える速度に制御されている。
【００４１】
次に、このように構成された粉粒体投入装置２６の作用について説明する。
【００４２】
まず、本発明は、図５の模式図に示すように、貯留タンク２８と投射タンク３０、３２とを連結する連結管３４内の所定位置（積層高さｈの位置）において、貯留タンク２８に貯留されたブラスト媒体４０の質量が集中的に作用してブラスト媒体４０が固結することに着目し、この固結位置の上方に図２の如く傾斜板３６、３８を傾動自在に配置し、傾斜板３６、３８をモータ１００、１０２によって傾動させ、コントローラ１０４によって下方傾動時の速度を上方傾動時の速度よりも高速に制御するとともに、傾斜板３６、３８の先端の下降加速度が２Ｇの速度に制御する。
【００４３】
すなわち、傾斜板３６、３８をゆっくりと上方傾動させた後に、傾斜板３６、３８の先端の下降加速度が約２Ｇの速度で急激に下方傾動させる。これにより、傾斜板３６、３８は、竹筒からなる「鹿威し」の如く作用して勢いよく下方に傾動し、その最下位置において傾斜板３６、３８からブラスト媒体４０に力が与えられる。この動作によって、固結位置におけるブラスト媒体４０の固結を防止でき、また、上方側で固結しがちであっても傾斜板３６、３８の上記傾動動作によってブラスト媒体４０が締め固まるのを防止できる。したがって、この投入装置２６によれば、連結管３４内でのブリッジの発生を防止できるので、貯留タンク２８から投射タンク３０、３２にブラスト媒体４０を円滑に供給できる。
【００４４】
また、図３の如く傾斜板３６、３８を二枚上下に間隔をもって配置することにより、傾斜板３６、３８の下側に空間１０８、１０８が形成される。これによって、傾斜板３８に沿って滑落するブラスト媒体４０の高さ方向の厚みｈ１が図４の如く小さくなるので、すなわち、傾斜板３８に沿って滑落するブラスト媒体４０の質量を小さくできるので、固結を防止でき、ブリッジの発生も防止できる。
【００４５】
図５は、投入装置１２６の他の実施の形態を示す断面図である。この投入装置１２６は、傾斜板３６、３８に対向してエア供給ノズル（第１のエア供給ノズル）１２８、１３０が連結管３４に設けられるとともに、連結管３４と投射タンク３０、３２とを接続する水平開口面１３２、１３４に対向してエア供給ノズル（第２のエア供給ノズル）１３６、１３８が設けられている。
【００４６】
この投入装置１２６によれば、傾斜板３６、３８に沿って滑落しているブラスト媒体に、エア供給ノズル１２８、１３０から高圧エアを噴射すると、ブラスト媒体がエア攪拌されて投射タンク３０、３２に投入される。これにより、ブラスト媒体はバラバラに分離されて投入されるので、固結を確実に防止でき、ブリッジの発生も確実に防止できる。
【００４７】
また、エア供給ノズル１２８、１３０からのエアを、傾斜板３６、３８の上表面を拭うように供給することにより、ブラスト媒体が傾斜板３６、３８に付着し、ブリッジの原因となることを防止できる。
【００４８】
一方、エア供給ノズル１３６、１３８から、連結管３４と投射タンク３０、３２とを接続する水平開口面１３２、１３４に高圧エアを供給することにより、エジェクタ効果により水平開口面１３２、１３４付近に付着したブラスト媒体を投射タンク３０、３２に誘引することができる。
【００４９】
また、これらのエア供給ノズル１２８、１３０、１３６、１３８は、連結管に球面軸受１４０を介して夫々取り付けられ、噴射角度が調整自在となっている。これにより、固結し易いブラスト媒体の場合は、水平線に対する角度を約４０°にし、固結し難いブラスト媒体の場合は、水平線に対する角度を０°に近づける。
【００５０】
更にまた、実施の形態の投入装置２６、１２６をスポンジブラスト装置１０に搭載することにより、連結管３４において発生していたブラスト媒体４０のブリッジ現象を確実に防止することができる。
【００５１】
なお、実施の形態では、傾斜板３６、３８を二枚設けた例について説明したが、一枚でもよく、３枚以上であってもよい。
【００５２】
また、粉粒体はスポンジブラスト媒体に限定されるものではなく、サンドブラスト媒体、及びその他の粉粒体に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】実施の形態のスポンジブラスト装置の全体構成図
【図２】図１のスポンジブラスト装置に適用された投入装置の縦断面図
【図３】ブリッジ現象を防止することができるメカニズムを説明するために用いた投入装置の要部模式図
【図４】ブリッジ現象が発生するメカニズムを説明するために用いた投入装置の模式図
【図５】エア供給ノズルが取り付けられた投入装置の別実施例を示した縦断面図
【符号の説明】
【００５４】
１０…スポンジブラスト装置、１２…ノズル、１４…自走回収装置、１６…固気分離槽、１８…ブロア、２０…バグフィルタ、２２…サイクロン、２４…ブロア、２６…投入装置、２８…貯留タンク、３０、３２…投射タンク、３４…連結管、３６、３８…傾斜板、４０…ブラスト媒体、９０、９２…切替弁、１００、１０２…傾動用モータ、１０４…モータコントローラ、１０８…空間、１２６…投入装置、１２８、１３０…エア供給ノズル、１３２、１３４…水平開口面、１３６、１３８…エア供給ノズル
【技術分野】
【０００１】
本発明は粉粒体投入装置及び粉粒体のブリッジ防止方法に係り、特に研削材が多孔質弾性体内に固着されたスポンジ片状のブラスト媒体（粉粒体）を、貯留部から投入部に投入する粉粒体投入装置及び粉粒体のブリッジ防止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
塗装壁面を再塗装する際にその事前工事として、壁面の塗膜を研削し、塗装面を粗面化して素地調整するブラスト作業が行われるが、最近では、サンドブラスト工法に代わり、研削材が多孔質弾性体内に固着されたスポンジ片状のブラスト媒体を使用した工法、いわゆるスポンジブラスト工法が作業環境改善の観点から注目されてきている。
【０００３】
このスポンジブラスト工法によれば、ノズルから高速エアで噴射したスポンジブラスト媒体が塗装面に衝突するとブラスト媒体が偏平になり、混入した研削材が塗装面に直接高速で衝突するので、サンドブラスト工法と同様に、塗膜を研削し除去することができる。また、発生した粉塵がスポンジに取り込まれるので、作業環境が改善するという利点がある。
【０００４】
ところで、スポンジブラスト媒体は、スポンジ自体に粘着性があって流動性が悪いため、多数のスポンジブラスト媒体が固結して塊状となる特性を有している。このため、貯留タンク（貯留部）に貯留されたスポンジブラスト媒体を、スポンジブラスト装置の投射タンク（投入部）に投入する際に、貯留タンクと投射タンクとを連結する連結管内で、スポンジブラスト媒体が固結してブリッジ現象が生じ、スポンジブラスト媒体を投射タンクに円滑に投入できないという問題が生じる。
【０００５】
特許文献１には、ホッパ内に多数枚の振動板を配置し、この振動板を振動させることによりホッパ内の粉体に振動を与えてブリッジ現象の発生を防止した粉体供給装置が開示されている。
【特許文献１】特開平９−２５３４７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、振動板を使用した特許文献１の粉体供給装置を、スポンジブラスト媒体を使用する粉粒体投入装置に適用すると、その振動によってスポンジブラスト媒体が締め固められるので、スポンジブラスト媒体にとっては逆効果になるという欠点があった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、スポンジブラスト媒体のような固結し易い粉粒体であっても、ブリッジ現象の発生を防止して粉粒体を貯留部から投入部に円滑に供給することができる粉粒体投入装置及び粉粒体のブリッジ防止方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、前記目的を達成するために、粉粒体が貯留される貯留部と、前記貯留部に貯留された粉粒体が該粉粒体の自重によって落下することにより投入される投入部と、前記貯留部と前記投入部とを連結するとともに、落下する前記粉粒体が通過する連結管と、前記連結管内に傾動自在に設けられるとともに、該連結管を通過する前記粉粒体に接触する傾斜板と、前記傾斜板を上方及び下方に傾動させる駆動部と、前記駆動部を制御して前記傾斜板の下方傾動時の速度を上方傾動時の速度よりも高速に制御するとともに、傾斜板先端の下降加速度が１Ｇを超える速度に制御する制御部と、を備えたことを特徴としている。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、貯留部と投入部とを連結する連結管内の所定位置に、貯留部に貯留された粉粒体の質量が集中的に作用して粉粒体が固結する現象が生じることに着目し、この固結位置の上方に傾斜板を傾動自在に配置して、傾斜板を駆動部によって傾動させるとともに、制御部によって下方傾動時の速度を上方傾動時の速度よりも高速に制御している。すなわち、傾斜板をゆっくりと上方傾動させた後に、傾斜板先端の下降加速度が１Ｇ（重力加速度）を超える速度（好ましくは２Ｇ程度）で下方傾動させる。これにより、傾斜板は、竹筒からなる「鹿威し」の如く作用して勢いよく下方に傾動し、その最下位置において傾斜板から粉粒体に力が与えられるので、粉粒体の固結を防止でき、また、固結しがちであっても粉粒体が締め固まるのを防止できる。よって、結果的にブリッジの発生を防止できるので、貯留部から投入部に粉粒体を円滑に供給できる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記連結管には、複数の前記傾斜板が鉛直方向に所定の間隔をもって設けられ、該複数の傾斜板は、各々の前記駆動部と前記制御部とによって同期して連動されることを特徴としている。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、傾斜板を複数配置することにより、傾斜板の下側に空間ができ、これによって、傾斜板に沿って滑落する粉粒体の高さ方向の厚みが小さくなるので、すなわち、傾斜板に沿って滑落する粉粒体の質量を小さくできるので、固結を防止でき、ブリッジの発生も防止できる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２において、前記連結管には、前記傾斜板に対向して第１のエア供給ノズルが設けられるとともに、該連結管と前記投入部とを接続する水平開口面に対向して第２のエア供給ノズルが設けられていることを特徴としている。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、傾斜板に沿って滑落している粉粒体に、第１のエア供給ノズルから高圧エアを噴射すると、粉粒体がエア攪拌されて投入部に投入される。これにより、粉粒体はバラバラに分離されて投入されるので、固結を確実に防止でき、ブリッジの発生も確実に防止できる。また、第１のエア供給ノズルからのエアを、傾斜板の上表面を拭うように供給することにより、粉粒体が傾斜板に付着するのを防止できる。一方、第２のエア供給ノズルから、連結管と投入部とを接続する水平開口面に高圧エアを供給することにより、エジェクタ効果により水平開口面付近に付着した粉粒体を、投入部に誘引することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項３において、前記第１のエア供給ノズルは、前記連結管に角度調整自在に設けられていることを特徴としている。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、固結し易い粉粒体の場合は、水平線に対する角度を大きくし、固結し難い粉粒体の場合は、水平線に対する角度を小さくする。
【００１６】
請求項５に記載の粉粒体のブリッジ防止方法の発明は、請求項１、２、３又は４のうちいずれか一つに記載の粉粒体投入装置を使用したことを特徴としている。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１、２、３又は４に記載の粉粒体投入装置によって粉粒体のブリッジ現象を防止することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る粉粒体投入装置及び粉粒体のブリッジ防止方法によれば、貯留部と投入部とを連結する連結管内に傾斜板を傾動自在に配置し、傾斜板を駆動部によって傾動させるとともに、制御部によって下方傾動時の速度を上方傾動時の速度よりも高速に制御するとともに、傾斜板先端の下降加速度が１Ｇを超える速度に制御したので、粉粒体の固結を防止でき、また、固結したものであってもほぐすことができる。よって、結果的にブリッジの発生を防止できるので、貯留部から投入部に粉粒体を円滑に供給できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下添付図面に従って、本発明に係る粉粒体投入装置及び粉粒体のブリッジ防止方法の好ましい実施の形態について詳説する。
【００２０】
図１は、実施の形態の粉粒体投入装置が適用されたスポンジブラスト装置１０の全体構成図である。
【００２１】
このスポンジブラスト装置１０は、スポンジ片状のブラスト媒体を噴射するノズル１２、ノズル１２から噴射されたブラスト媒体を吸引回収する自走回収装置１４、自走回収装置１４によって吸引回収されたブラスト媒体を再利用可能なブラスト媒体と再利用不可能なブラスト媒体とに選別する固気分離槽１６、自走回収装置１４に固気分離槽１６を介して吸引力を与えるブロア１８、ブロア１８の吸引力によって固気分離槽１６から排気された排気空気中の塵埃を除去するバグフィルタ２０、固気分離槽１６によって選別された再利用可能なブラスト媒体をサイクロン２２にエア搬送するブロア２４、及びサイクロン２２によって固気分離されたブラスト媒体を噴射のためにノズル１２側へ投入する投入装置（粉粒体投入装置）２６等から構成される。
【００２２】
投入装置２６は、サイクロン２２からのブラスト媒体が一時貯留される貯留タンク（貯留部）２８、貯留タンク２８に貯留されたブラスト媒体が投入される二槽の投射タンク（投入部）３０、３２、及び貯留タンク２８と投射タンク３０、３２とを連結する連結管３４から構成される。また、連結管３４内には傾斜板３６、３８が上下に傾動自在に配置されている。この投入装置２６については後述する。
【００２３】
まず、スポンジブラスト装置１０を用いたスポンジブラスト工法について説明する。
【００２４】
この工法で使用するブラスト媒体は、用途に応じて異なる材質（スチールグリット、アルミナ、スターライト、ユリア樹脂等）の研削材をスポンジ片に固着させたものであり、このブラスト媒体４０を高圧エアによって加工対象物４２の塗膜に噴射し、塗膜を研削するとともに塗装面を粗面化して素地調整を行う。
【００２５】
このスポンジブラスト工法によれば、ブラスト媒体４０が塗膜に衝突すると、ブラスト媒体４０が偏平になり、固着させた研削材が塗膜に直接高速で衝突する。これにより、サンドブラスト工法と同様に、塗膜を研削することができる。また、通常では空中に漂うことになる粉塵がスポンジ片の中に取り込まれてそのまま落下するので、粉塵飛散も防止することができる。また、反発力もスポンジ片によって吸収されるため、ブラスト媒体４０の跳ね返りは極めて少ない。
【００２６】
固気分離槽１６は、自走回収装置１４の吸引ホース４４に連結された吸引部４６、吸引部４６と槽本体４８とを接続するとともに鉛直方向に設けられた鉛直上昇管５０、鉛直上昇管５０の上部出口に対向配置されたウレタン製プレート５２、ウレタン製プレート５２に衝突して速度が低下したブラスト媒体４０が落下し、再利用可能なブラスト媒体と再利用不可能なブラスト媒体とを振動して選別する篩５４、篩５４によって選別された再利用可能なブラスト媒体４０の取出装置５６、及び再利用不可能なブラスト媒体４０の取出装置５８等から構成される。
【００２７】
吸引ホース４４を介して吸引された使用後のブラスト媒体４０は、固気分離槽１６の入口である吸引部４６に導入され、ブラスト媒体４０と供に吸引された比較的大型の塵が、吸引部４６に内蔵された不図示のメッシュによって分離される。そして、前記メッシュを通過したブラスト媒体４０は、ブロア１８の吸引力によって鉛直上昇管５０を上昇することにより速度が落とされ、鉛直上昇管５０の出口から上方に噴射される。これにより、ブラスト媒体４０は、ウレタン製プレート５２に衝突して速度が更に低下し、槽本体４８の体積の大きい固気分離室６０に供給される。ここでブラスト媒体４０は終速度以下となり自由落下し、固気分離室６０に設置された篩５４に落下する。
【００２８】
篩５４は、ブラスト媒体４０の種類、ブロア１８の吸引力等の諸条件に応じてその傾斜角度が最適な角度に設定される。また、篩５４の下面の略中央部には、加圧エア式のバイブレータ６２が取り付けられ、バイブレータ６２によって篩５４全体が加振されている。したがって、篩５４に落下したブラスト媒体４０のうち再利用不可能なブラスト媒体４０は、振動する篩５４によって篩５４を通過し、篩５４の下方に形成されたホッパ状貯留部６４に落下して貯められる。そして、取出装置５８を構成する、ホッパ状貯留部６４に連結されたロータリーフィーダ６６が駆動されることにより、廃棄容器６８に排出される。
【００２９】
一方、篩５４に落下したブラスト媒体４０のうち再利用可能なブラスト媒体４０は、篩５４を通過することなく、振動する篩５４に沿って降下し、槽本体４８の後段に設けたホッパ状貯留部７０に滑落して貯められる。
【００３０】
ホッパ状貯留部７０に貯められたブラスト媒体４０は、自己の湿気により塊状となるため、このままの状態では投入装置２６に供給することができない。そこで、実施の形態では、取出装置５６を構成する、ほぐし装置７２に落下させ、ここで細かくほぐすようにしている。ほぐし装置７２によって、バラバラにほぐされたブラスト媒体４０は、ダブルダンパ７４を介して正圧供給管７６に供給され、この正圧供給管７６に連結されたブロア２４の圧縮空気によって、サイクロン２２に向けてエア搬送される。
【００３１】
また、ほぐし装置７２から落下したブラスト媒体４０のうち、一部のブラスト媒体４０は、バルブ７８が開放されることにより、粒度測定機８０に送り込まれ、ここで粒度が測定され、ブラスト媒体４０の寿命が推定される。
【００３２】
一方、図１に示すように、ブロア１８の吸引力によって固気分離槽１６から排気された排気空気は、ダクト８２を介してバグフィルタ２０に導入される。ここで廃棄空気は、バグフィルタ２０のフィルタ８４、８４を通過することにより、排気空気中に含まれるブラスト媒体の粉塵、その他の塵埃等が除去されて大気に放出される。
【００３３】
ところで、正圧供給管７６にエア搬送されたブラスト媒体４０は、投入装置２６の上流側に設置されたサイクロン２２に投入され、ここでエアと分離される。
【００３４】
エアと分離されたブラスト媒体４０は、サイクロン２２の下部ホッパに設けられたダブルダンパ８６、８８を介して貯留タンク２８に貯められる。
【００３５】
二槽の投射タンク３０、３２には、二槽の投射タンク３０、３２のうち一つの投射タンク３０（３２）にブラスト媒体４０が投入されるようにサイクロン２２からのブラスト媒体４０を案内する切替弁９０、９２、二槽の投射タンク３０、３２を交互に切り替えてその投射タンク３０（３２）に貯留されたブラスト媒体４０を、ノズル１２に連続供給するブロア９４等から構成されている。
【００３６】
実施の形態の投入装置２６は、図２に示すように貯留タンク２８、２槽の投射タンク３０、３２、連結管３４、２枚の傾斜板３６、３８、傾動用モータ（図３参照：駆動部）１００、１０２、及びモータコントローラ（図３参照：制御部）１０４等によって構成されている。
【００３７】
貯留タンク２８に貯留されたブラスト媒体４０は、ブラスト媒体４０の自重によって落下し、切替弁９０、９２のうち開放されている切替弁９０又は９２の投射タンク３０又は３２に投入される。
【００３８】
連結管３４は、貯留タンク２８と投射タンク３０、３２とを鉛直方向に連結するとともに、貯留タンク２８から落下するブラスト媒体４０が通過する。
【００３９】
傾斜板３６、３８は、連結管３４内に高さをずらして対向配置されるとともに、ヒンジ１０６、１０６を介して傾動自在に設けられる。この傾斜板３６、３８は、傾動されることにより連結管３４を通過するブラスト媒体４０に接触する。
【００４０】
図３に示す傾動用モータ１００、１０２は、その出力軸がヒンジ１０６の回動軸に動力伝達可能に連結されている。これらのモータ１００、１０２が、モータコントローラ１０４によって、所定のタイミングで正逆の回転が切り替え制御されることにより、傾斜板３６、３８は図２の実線で示した下向きの傾斜位置と二点鎖線で示した上向きの傾斜位置との範囲で連動して傾動される。また、傾斜板３６、３８は、モータコントローラ１０４によって上方傾動時の速度がゆっくりとした速度に、そして、下方傾動時の速度が、上方傾動時の速度よりも高速に制御されるとともに、傾斜板３６、３８の先端の下降加速度が１Ｇ（好ましくは２Ｇ程度）を超える速度に制御されている。
【００４１】
次に、このように構成された粉粒体投入装置２６の作用について説明する。
【００４２】
まず、本発明は、図５の模式図に示すように、貯留タンク２８と投射タンク３０、３２とを連結する連結管３４内の所定位置（積層高さｈの位置）において、貯留タンク２８に貯留されたブラスト媒体４０の質量が集中的に作用してブラスト媒体４０が固結することに着目し、この固結位置の上方に図２の如く傾斜板３６、３８を傾動自在に配置し、傾斜板３６、３８をモータ１００、１０２によって傾動させ、コントローラ１０４によって下方傾動時の速度を上方傾動時の速度よりも高速に制御するとともに、傾斜板３６、３８の先端の下降加速度が２Ｇの速度に制御する。
【００４３】
すなわち、傾斜板３６、３８をゆっくりと上方傾動させた後に、傾斜板３６、３８の先端の下降加速度が約２Ｇの速度で急激に下方傾動させる。これにより、傾斜板３６、３８は、竹筒からなる「鹿威し」の如く作用して勢いよく下方に傾動し、その最下位置において傾斜板３６、３８からブラスト媒体４０に力が与えられる。この動作によって、固結位置におけるブラスト媒体４０の固結を防止でき、また、上方側で固結しがちであっても傾斜板３６、３８の上記傾動動作によってブラスト媒体４０が締め固まるのを防止できる。したがって、この投入装置２６によれば、連結管３４内でのブリッジの発生を防止できるので、貯留タンク２８から投射タンク３０、３２にブラスト媒体４０を円滑に供給できる。
【００４４】
また、図３の如く傾斜板３６、３８を二枚上下に間隔をもって配置することにより、傾斜板３６、３８の下側に空間１０８、１０８が形成される。これによって、傾斜板３８に沿って滑落するブラスト媒体４０の高さ方向の厚みｈ１が図４の如く小さくなるので、すなわち、傾斜板３８に沿って滑落するブラスト媒体４０の質量を小さくできるので、固結を防止でき、ブリッジの発生も防止できる。
【００４５】
図５は、投入装置１２６の他の実施の形態を示す断面図である。この投入装置１２６は、傾斜板３６、３８に対向してエア供給ノズル（第１のエア供給ノズル）１２８、１３０が連結管３４に設けられるとともに、連結管３４と投射タンク３０、３２とを接続する水平開口面１３２、１３４に対向してエア供給ノズル（第２のエア供給ノズル）１３６、１３８が設けられている。
【００４６】
この投入装置１２６によれば、傾斜板３６、３８に沿って滑落しているブラスト媒体に、エア供給ノズル１２８、１３０から高圧エアを噴射すると、ブラスト媒体がエア攪拌されて投射タンク３０、３２に投入される。これにより、ブラスト媒体はバラバラに分離されて投入されるので、固結を確実に防止でき、ブリッジの発生も確実に防止できる。
【００４７】
また、エア供給ノズル１２８、１３０からのエアを、傾斜板３６、３８の上表面を拭うように供給することにより、ブラスト媒体が傾斜板３６、３８に付着し、ブリッジの原因となることを防止できる。
【００４８】
一方、エア供給ノズル１３６、１３８から、連結管３４と投射タンク３０、３２とを接続する水平開口面１３２、１３４に高圧エアを供給することにより、エジェクタ効果により水平開口面１３２、１３４付近に付着したブラスト媒体を投射タンク３０、３２に誘引することができる。
【００４９】
また、これらのエア供給ノズル１２８、１３０、１３６、１３８は、連結管に球面軸受１４０を介して夫々取り付けられ、噴射角度が調整自在となっている。これにより、固結し易いブラスト媒体の場合は、水平線に対する角度を約４０°にし、固結し難いブラスト媒体の場合は、水平線に対する角度を０°に近づける。
【００５０】
更にまた、実施の形態の投入装置２６、１２６をスポンジブラスト装置１０に搭載することにより、連結管３４において発生していたブラスト媒体４０のブリッジ現象を確実に防止することができる。
【００５１】
なお、実施の形態では、傾斜板３６、３８を二枚設けた例について説明したが、一枚でもよく、３枚以上であってもよい。
【００５２】
また、粉粒体はスポンジブラスト媒体に限定されるものではなく、サンドブラスト媒体、及びその他の粉粒体に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】実施の形態のスポンジブラスト装置の全体構成図
【図２】図１のスポンジブラスト装置に適用された投入装置の縦断面図
【図３】ブリッジ現象を防止することができるメカニズムを説明するために用いた投入装置の要部模式図
【図４】ブリッジ現象が発生するメカニズムを説明するために用いた投入装置の模式図
【図５】エア供給ノズルが取り付けられた投入装置の別実施例を示した縦断面図
【符号の説明】
【００５４】
１０…スポンジブラスト装置、１２…ノズル、１４…自走回収装置、１６…固気分離槽、１８…ブロア、２０…バグフィルタ、２２…サイクロン、２４…ブロア、２６…投入装置、２８…貯留タンク、３０、３２…投射タンク、３４…連結管、３６、３８…傾斜板、４０…ブラスト媒体、９０、９２…切替弁、１００、１０２…傾動用モータ、１０４…モータコントローラ、１０８…空間、１２６…投入装置、１２８、１３０…エア供給ノズル、１３２、１３４…水平開口面、１３６、１３８…エア供給ノズル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉粒体が貯留される貯留部と、
前記貯留部に貯留された粉粒体が該粉粒体の自重によって落下することにより投入される投入部と、
前記貯留部と前記投入部とを連結するとともに、落下する前記粉粒体が通過する連結管と、
前記連結管内に傾動自在に設けられるとともに、該連結管を通過する前記粉粒体に接触する傾斜板と、
前記傾斜板を上方及び下方に傾動させる駆動部と、
前記駆動部を制御して前記傾斜板の下方傾動時の速度を上方傾動時の速度よりも高速に制御するとともに、傾斜板先端の下降加速度が１Ｇを超える速度に制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする粉粒体投入装置。
【請求項２】
前記連結管には、複数の前記傾斜板が鉛直方向に所定の間隔をもって設けられ、該複数の傾斜板は、各々の前記駆動部と前記制御部とによって同期して連動されることを特徴とする請求項１に記載の粉粒体投入装置。
【請求項３】
前記連結管には、前記傾斜板に対向して第１のエア供給ノズルが設けられるとともに、該連結管と前記投入部とを接続する水平開口面に対向して第２のエア供給ノズルが設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の粉粒体投入装置。
【請求項４】
前記第１のエア供給ノズルは、前記連結管に角度調整自在に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の粉粒体投入装置。
【請求項５】
請求項１、２、３又は４のうちいずれか一つに記載の粉粒体投入装置を使用した粉粒体のブリッジ防止方法。
【請求項１】
粉粒体が貯留される貯留部と、
前記貯留部に貯留された粉粒体が該粉粒体の自重によって落下することにより投入される投入部と、
前記貯留部と前記投入部とを連結するとともに、落下する前記粉粒体が通過する連結管と、
前記連結管内に傾動自在に設けられるとともに、該連結管を通過する前記粉粒体に接触する傾斜板と、
前記傾斜板を上方及び下方に傾動させる駆動部と、
前記駆動部を制御して前記傾斜板の下方傾動時の速度を上方傾動時の速度よりも高速に制御するとともに、傾斜板先端の下降加速度が１Ｇを超える速度に制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする粉粒体投入装置。
【請求項２】
前記連結管には、複数の前記傾斜板が鉛直方向に所定の間隔をもって設けられ、該複数の傾斜板は、各々の前記駆動部と前記制御部とによって同期して連動されることを特徴とする請求項１に記載の粉粒体投入装置。
【請求項３】
前記連結管には、前記傾斜板に対向して第１のエア供給ノズルが設けられるとともに、該連結管と前記投入部とを接続する水平開口面に対向して第２のエア供給ノズルが設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の粉粒体投入装置。
【請求項４】
前記第１のエア供給ノズルは、前記連結管に角度調整自在に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の粉粒体投入装置。
【請求項５】
請求項１、２、３又は４のうちいずれか一つに記載の粉粒体投入装置を使用した粉粒体のブリッジ防止方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−６３１０６（Ｐ２００８−６３１０６Ａ）
【公開日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２４４２４６（Ｐ２００６−２４４２４６）
【出願日】平成１８年９月８日（２００６．９．８）
【出願人】（０００００５４５２）株式会社日立プラントテクノロジー (1,767)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月８日（２００６．９．８）
【出願人】（０００００５４５２）株式会社日立プラントテクノロジー (1,767)
【Ｆターム（参考）】
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