粉粒体排出装置
【課題】粉粒体の排出能力に優れる粉粒体排出装置とする。
【解決手段】粉粒体Ｆの一時貯留槽２と、当該粉粒体Ｆの取入口３及び排出口４と、取入口３を開閉する第１の弁体２０と、排出口４を開閉する第２の弁体５０とを有する粉粒体排出装置１であって、一時貯留槽２を、取入口３を有する上側要素１０と、排出口４を有する下側要素３０とで構成する。また、下側要素３０は、第１の弁体２０を伴って上下に移動し、上方へ移動すると第１の弁体２０が取入口３を閉じ、下方へ移動すると排出口４が第２の弁体５０によって閉じられる構成とする。
【解決手段】粉粒体Ｆの一時貯留槽２と、当該粉粒体Ｆの取入口３及び排出口４と、取入口３を開閉する第１の弁体２０と、排出口４を開閉する第２の弁体５０とを有する粉粒体排出装置１であって、一時貯留槽２を、取入口３を有する上側要素１０と、排出口４を有する下側要素３０とで構成する。また、下側要素３０は、第１の弁体２０を伴って上下に移動し、上方へ移動すると第１の弁体２０が取入口３を閉じ、下方へ移動すると排出口４が第２の弁体５０によって閉じられる構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集塵機に備わる粉粒体ホッパー室などから粉粒体を排出する場合などに用いる粉粒体排出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
集塵機、乾燥機などに備わる粉粒体ホッパーや、粉粒体の空気輸送路、貯留槽などの空間（以下単に「排出元空間」ともいう。）から粉粒体を排出する場合においては、これらの排出元空間と排出先空間との間に差圧が存在することなどから、粉粒体の排出を促進し、あるいは調節する装置（粉粒体排出装置）として、ロータリーバルブ型の弁装置やダブルダンパー型の弁装置が用いられている。
【０００３】
これらの粉粒体排出装置のうち、ロータリーバルブ型の弁装置は、ローター（弁体）がケーシング内において回転する構造であるため、粉粒体の連続排出性の点で優れているが、耐摩耗性の点では劣る。また、ロータリーバルブ型の弁装置は、ローターの回転を滑らかにするために、ローターとケーシングとの間にクリアランスが設けられており、したがって、気密性の点でも劣る。これらのことから、例えば、粉粒体の排出元空間と排出先空間と間の差圧が大きい場合や、研磨性の強い粉粒体を排出対象とする場合などにおいては、一般的にダブルダンパー型の弁装置が用いられている。
【０００４】
このダブルダンパー型の弁装置としては、例えば、ボールバルブやバタフライバルブが２台備わる装置（例えば、特許文献１参照。以下この形態の装置を、単に「バルブ型装置」ともいう。）や、フラッパー型のダンパー（弁体）が２台備わる装置（例えば、特許文献２参照。以下この形態の装置を、単に「ダンパー型装置」ともいう。）が存在する。なお、これらのダブルダンパー型の弁装置は、バルブやダンパー等の弁体が２台備わる形態の装置だけではなく、例えば弁体が３台備わる形態の装置なども存在する（例えば、特許文献３参照。）。
【０００５】
しかしながら、ダブルダンパー型の弁装置も、次のような問題を有している。
すなわち、（１）「バルブ型装置」においては、バルブとケーシングとの間に粉粒体が噛み込むため、バルブの摩耗、損傷等が生じ、気密性能が劣化する。結果、装置寿命が短くなる。他方、「ダンパー型装置」においても、ダンパーと弁座（特にシール部品）との間に粉粒体が噛み込むため、シール部品の摩耗、損傷等が生じ、気密性能が劣化する。結果、装置寿命が短くなる。（２）「ダンパー型装置」においては、ダンパーを開くに際して、ガスに押し流される粉粒体がダンパーの一部位上を滑り、この一部位上から集中的に落下するため、当該一部位が集中的に摩耗する（偏摩耗）。また、当該一部位上に残った粉粒体は、ダンパーが閉じられると、ダンパーと弁座との間に噛み込まれた状態になるため、偏摩耗が進む。さらに、この偏摩耗が原因となって排出先空間側から排出元空間側に向かってガスが逆噴出（リーク）すると、このリークガスに含まれる粉粒体によって偏摩耗がよりいっそう進んでしまい、装置寿命が一段と短くなる。（３）「ダンパー型装置」は、ホッパーも上下に２台備わり、このホッパーそれぞれの高さはダンパーの回動による開閉が可能になる高さとされるため、装置全体の高さが高くなる（装置の大型化）。例えば、排出口の直径が２００ｍｍの場合、装置全体の高さは、８００〜１０００ｍｍにもなる。（４）いずれの形態の装置においても、複数の弁体がそれぞれ異なる動作をするため、制御が複雑になり、慣性力が大きくなる。したがって、弁体の単位時間当りの開閉サイクルを上げることができず、粉粒体の排出能力が低くなる。（５）さらに、弁体の動作・制御が複雑であると、駆動機構も複雑になるため、部品点数が増加し、装置コストの増加につながる。（６）特に、「ダンパー型装置」においては、通常、ダンパーがホッパー内に貯留された粉粒体を掻き分けながら閉回動することになるため、当該ダンパーを回動させるための大きな駆動源が必要になり、装置コストがいっそう増加する。また、この掻き分けは、ホッパーの高さを高くするか、ダンパーの動作を複雑に制御することで避けることもできるが、これらの方法によると、装置の大型化、装置コストの増加につながる。（７）このほか、従来の装置は、各種弁体の回動軸部分を覆うシール材が粉粒体に曝されるため、粉粒体が高温である場合や、浸食作用を有する場合等には使用できない等の使用制限をともなうことが多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開昭５１−１１３２２３号公報
【特許文献２】特開平６−１７９４７号公報
【特許文献３】特開昭４８−７７４１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする主たる課題は、粉粒体の排出能力に優れる粉粒体排出装置を提供することにある。また、より好ましくは装置寿命の長く、装置が大型化せず、装置コストが増加せず、使用制限の少ない粉粒体排出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題を解決した本発明は、次のとおりである。
〔請求項１記載の発明〕
粉粒体の一時貯留槽と、当該粉粒体の取入口及び排出口と、前記取入口を開閉する第１の弁体と、前記排出口を開閉する第２の弁体と、を有する粉粒体排出装置であって、
前記一時貯留槽は、前記取入口を有する上側要素と、前記排出口を有する下側要素と、で構成され、
当該下側要素は、前記第１の弁体を伴って上下に移動し、上方へ移動すると当該第１の弁体が前記取入口を閉じ、下方へ移動すると前記排出口が前記第２の弁体によって閉じられる、構成とされている、
ことを特徴とする粉粒体排出装置。
【０００９】
〔請求項２記載の発明〕
前記一時貯留槽の周壁は、前記上側要素を構成する上側筒体と、前記下側要素を構成する下側筒体と、これら上側筒体及び下側筒体のいずれか一方に固定され、かつ他方に接する封止材と、で構成され、
前記下側要素の上下移動手段が前記下側筒体の外壁面に取り付けられ、当該下側筒体が上下に移動すると、前記封止材が前記他方の筒体に接したまま上下に移動する構成とされている、
請求項１記載の粉粒体排出装置。
【００１０】
〔請求項３記載の発明〕
前記上側要素は前記取入口が形成された天面材を有し、この天面材は少なくとも取入口側端部が当該取入口に向かうに従って下方に傾斜する形状とされ、
前記下側要素は前記排出口が形成された底面材を有し、この底面材は少なくとも排出口側端部が当該排出口に向かうに従って下方に傾斜する形状とされ、
前記第１の弁体及び前記第２の弁体は、上方に向かうに従って径が狭まるテーパー部を有し、
前記下側要素が上方へ移動すると前記第１の弁体のテーパー部が前記天面材の取入口側端縁に突き当たって当該取入口が閉じ、前記下側要素が下方へ移動すると前記底面材の排出口側端縁が前記第２の弁体のテーパー部に突き当たって当該排出口が閉じる、構成とされている、
請求項２記載の粉粒体排出装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、排出能力に優れる粉粒体排出装置となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本形態の粉粒体排出装置の縦断面図である（取入口が閉じた状態）。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本形態の粉粒体排出装置の縦断面図である（排出口が閉じた状態）。
【図４】本形態の粉粒体排出装置を用いた粉粒体の排出方法の説明図である。
【図５】本形態の粉粒体排出装置を用いた粉粒体の排出方法の説明図である。
【図６】本形態の粉粒体排出装置を用いた粉粒体の排出方法の説明図である。
【図７】粉粒体の噛み込みについての比較説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明の実施の形態を説明する。
〔粉粒体排出装置〕
図１及び図２に、本実施の形態に係る粉粒体排出装置１を示した。
本形態の粉粒体排出装置１は、粉粒体Ｆの一時貯留槽２と、当該粉粒体Ｆの取入口３（図３参照）及び排出口４と、取入口３を開閉する第１の弁体２０と、排出口４を開閉する第２の弁体５０と、を主に有する。
【００１４】
本形態の一時貯留槽２は、従来のダブルダンパー型の弁装置の上段ホッパーに相当するものであるが、従来の弁装置における上段ホッパーとは異なり、取入口３を有する上側要素１０と、この上側要素１０とは別体とされた排出口４を有する下側要素３０と、で構成されている。
【００１５】
上側要素１０は、取入口３が形成された天面材１１と、この天面材１１の下側に配置された上側筒体１２と、を主に有する。天面材１１は、少なくとも取入口３側の端部が、図示例ではフランジ部１３を除く周端縁から取入口３側端縁までの全体が、取入口３に向かうに従って下方に傾斜する（凹む）形状とされている。この形状は、見方を変えると、「天面材１１は、下方に向かうに従って径が狭まる円錐台形状とされている」と表現することができる。
【００１６】
天面材１１のフランジ部１３は、集塵機、乾燥機などに備わる粉粒体ホッパー１０１のフランジ部１０２とボルト及びナット等からなる締結手段１９によって連結され、この連結により、粉粒体排出装置１全体が粉粒体ホッパー１０１に取り付けられる。したがって、本形態によると、粉粒体ホッパー１０１からの粉粒体Ｆが天面材１１上に一時貯留されることになり、一時貯留槽２を構成する天面材１１が粉粒体ホッパー１０１の下端部としても機能することになる。
【００１７】
他方、下側要素３０は、排出口４が形成された底面材３１と、この底面材３１の上側に配置された下側筒体３２と、を主に有する。底面材３１は、少なくとも排出口４側の端部が、図示例では周端縁から排出口４側端縁までの全体が、排出口４に向かうに従って下方に傾斜する（凹む）形状とされている。この形状は、見方を変えると、「底面材３１も、下方に向かうに従って径が狭まる円錐台形状とされている」と表現することができる。
【００１８】
本形態の粉粒体排出装置１においては、上側筒体１２の上端部が天面材１１の周端部に溶接等によって気密性をもって接続され、下側筒体３２の下端部が底面材３１の周端部に溶接等によって気密性をもって接続されている。
【００１９】
また、上側筒体１２及び下側筒体３２は、上側筒体１２が内側、下側筒体３２が外側に配置された同軸の二重管構造とされ、下側筒体３２の上端部には、合成ゴム、ニトリルゴム、フッ素ゴム等からなるリング状の封止材３３が固定されている。そして、この封止材３３は、上側筒体１２の外壁面に一周にわたって気密性をもって接している。したがって、封止材３３によって、上側筒体１２と下側筒体３２との間の気密性が図られ、上側筒体１２と下側筒体３２との間から粉粒体Ｆを含むガスが外部に漏れるのが防止される。結果、上側筒体１２、下側筒体３２及び封止材３３が、一時貯留槽２の周壁として機能する。
【００２０】
加えて、上側筒体１２には天面材１１が気密性をもって接続され、下側筒体３２には底面材３１が気密性をもって接続されているため、上側筒体１２、下側筒体３２及び封止材３３並びに天面材１１及び底面材３１によって、取入口３及び排出口４を有する槽（一時貯留槽２）が構成され、この槽が粉粒体Ｆを一時貯留することになる。
【００２１】
本形態において、一時貯留槽２の周壁の断面形状、つまり上側筒体１２及び下側筒体３２の断面形状は、特に限定されず、四角形状などとすることもできるが、図示例のように円形状とするのが好適である。
【００２２】
本形態において、第１の弁体２０は、上方に向かうに従って径が狭まる円錐台状のテーパー部２１と、このテーパー部２１の上端部と溶接等によって気密性をもって接続された円板状の天部２２と、この天部２２に、この天部２２の下側に位置する状態において連結された支持部２３と、を主に有する。この支持部２３は、斜め外下方に延びる適宜の数の支持棒２４を介して、前述底面材３１に接続されており、この支持部２３の接続により、第１の弁体２０全体が底面材３１を含む下側要素３０に支持された状態になっている。
【００２３】
また、第２の弁体５０は、上方に向かうに従って径が狭まる円錐台状のテーパー部５１と、このテーパー部５１の上端部と溶接等によって気密性をもって接続された円板状の天部５２と、この天部５２に、この天部５２の下側に位置する状態において連結された支持部５３と、を主に有する。この支持部５３は、水平方向に延びる適宜の数の支持棒５４を介して、ドーナツ状の下板４３に接続されており、この支持部５３の接続により、第２の弁体５０全体が下板４３に支持された状態になっている。
【００２４】
この下板４３は、前述天面材１１のフランジ部１３と、上下方向に延びる棒状のタイロッド４４によって連結されている。このタイロッド４４の形状、本数等は、特に限定されないが、図示例では、直線状とされ、１２０°間隔で３本設けられている。また、下板４３上には、下側要素３０を上下に移動するための上下移動手段６０が設置されている。この上下移動手段６０は、下側要素３０を上下に移動することができるものであれば特に限定されず、例えば、エアシリンダー、油圧シリンダー、電動シリンダー、スクリュージャッキ等の直線的に伸縮する装置や、クランクやカムとモーター等の駆動源とを組み合わせたリンク機構を有する装置などを使用することができる。ただし、粉粒体排出装置１の構造をシンプルにするという観点からは、図示例のように、エアシリンダー６０を用いるのが好ましい。
【００２５】
このエアシリンダー６０は、上下方向に沿うようにタイロッド４４と並行に設けられており、基端部が下板４３上に固定され、先端部が下側筒体３２の外壁面に固定されている。したがって、エアシリンダー６０が伸縮すると、下板４３や、この下板４３に連結されている第２の弁体５０、上側要素１０に対する関係で相対的に、下側要素３０が第１の弁体２０を伴って上下に移動する。そして、下側要素３０が上方に移動すると、第１の弁体２０のテーパー部２１が天面材１１の取入口３側の端縁に突き当たって、特に図示例では当該取入口３側端縁に取り付けられた、例えば、合成ゴム、ニトリルゴム、フッ素ゴム等からなるシールリング１４に突き当たって、取入口３が閉じられる（塞がれる）。他方、下側要素３０が下方に移動すると、図３に示すように、底面材３１の排出口４側の端縁が、特に図示例では当該排出口４側端縁に取り付けられた、例えば、合成ゴム、ニトリルゴム、フッ素ゴム等からなるシールリング３４が、第２の弁体５０のテーパー部５１に突き当たって、排出口４が閉じられる（塞がれる）。また、この下側要素３０の上下移動に際しては、前述封止材３３が上側筒体１２の外壁面に接し気密性を保ったまま、上下に移動する。
【００２６】
さらに、本形態の粉粒体排出装置１においては、下板４３の内周側端縁から上方に延びる補助筒体４１が設けられている。この補助筒体４１の断面形状は、特に限定されず、例えば、四角形状などとすることもできるが、本形態では、円形状としている。加えて、本形態の粉粒体排出装置１においては、一端部が当該補助筒体４１に気密性をもって固定され、他端部が下側筒体３２の例えば下端部に気密性をもって固定された蛇腹等の上下方向に伸縮する伸縮筒体４２が設けられている。そして、特に本形態の粉粒体排出装置１においては、これら補助筒体４１及び伸縮筒体４２とともに、取入口３、排出口４及びテーパー部２１，５１の中心軸が、全て同一とされている。
【００２７】
〔粉粒体排出方法〕
次に、本形態の粉粒体排出装置１を用いて粉粒体ホッパー１０１から粉粒体Ｆを排出する方法について説明する。なお、本形態の粉粒体排出装置１は、排出元空間と排出先空間とが同圧であっても、排出元空間が排出先空間よりも高圧であっても用いることができるが、以下では、排出元空間が排出先空間よりも低圧である場合を例に説明する。
【００２８】
本形態の粉粒体排出装置１を用いて粉粒体Ｆを粉粒体ホッパー１０１から排出するにあたっては、まず、図４の（１）に示すように、エアシリンダー６０を伸ばして下側要素３０を上方へ移動し、第１の弁体２０によって取入口３を閉じておく。この状態においては、前述したように天面材１１が粉粒体ホッパー１０１の下端部として機能し、粉粒体ホッパー１０１からの粉粒体Ｆが天面材１１上に一時貯留される。
【００２９】
次に、図４の（２）に示すように、エアシリンダー６０を縮めて下側要素３０を下方に移動する。この下側要素３０の移動に伴って第１の弁体２０も下方に移動し、取入口３が開かれるため、天面材１１上の粉粒体Ｆは、取入口３を通して一時貯留槽２内に取り入れられる。
【００３０】
この下側要素３０の下方への移動中においては、取入口３とともに排出口４も開かれた状態になっているため、排出先空間Ｄ側から、排出口４、一時貯留槽２、取入口３を通して、排出元空間Ｕ側に、空気等のガスが流れる。このガスの流通により、粉粒体Ｆが流動化され、例えば一時貯留槽２内や天面材１１上に粉粒体Ｆのブリッジや、フロック、クリンカボール（固結ボール）等が形成されるのが防止される。つまり、本形態の粉粒体排出装置１においては、排出元空間Ｕと排出先空間Ｄとの間の差圧に起因するガスの流通をエアレーションとして利用する。また、このエアレーション効果は、下側要素３０の移動中にのみ生じるため、従来の粉粒体排出装置におけるガスリークとは異なるものとなり、前述したガスリークにおけるような問題は生じない。このエアレーション効果の継続時間（ガスの流通時間）は、下側要素３０の移動時間を調節することによって調節することができ、通常０．１〜１秒、好ましくは０．２〜０．５秒とされる。
【００３１】
このようにして下側要素３０が下方へ移動すると、図５の（３）に示すように、排出口４が第２の弁体５０によって閉じられる。したがって、一時貯留槽２内に取り入れられた粉粒体Ｆは、一時貯留槽２内において一時貯留された状態になる。
【００３２】
次に、図５の（４）に示すように、エアシリンダー６０を伸ばして下側要素３０を上方へ移動する。この下側要素３０の移動に伴って排出口４も上方へ移動し、第２の弁体５０から離れるため、排出口４が開かれる。したがって、一時貯留槽２内に一時貯留された粉粒体Ｆは、排出口４を通して排出される。
【００３３】
この粉粒体Ｆの排出においては、従来の粉粒体排出装置において、上段ダンパー内から排出される粉粒体と同様に、重力が利用されるが、本形態の粉粒体排出装置１においては、排出口４が上方へ移動するため、粉粒体Ｆがその場に留まろうとする力、つまり慣性力も利用される。したがって、従来の粉粒体排出装置における上段ダンパーからの粉粒体の排出速度に比べて、一時貯留槽２からの粉粒体Ｆの排出速度の方が速くなる。しかも、本形態の粉粒体排出装置１においては、排出口４が上方へ移動して当該排出口４が開く構成とされており、従来の粉粒体排出装置におけるように第２の弁体５０が下方へ移動して排出口４が開く構成とはされていないため、従来の粉粒体排出装置におけるように第２の弁体を収容するための下段ホッパー等を設ける必要がない。したがって、例えば、粉粒体Ｆの排出速度を５ｔ／ｈとする場合、粉粒体排出装置１全体の高さを、４０〜５０ｃｍと従来の約半分にすることができる。
【００３４】
なお、この下側要素３０の上方への移動中においても、排出口４とともに取入口３が開かれた状態になっているため、前述したエアレーション効果が生じる。
【００３５】
このようにして下側要素３０が上方へ移動すると、図６の（５）に示すように、第１の弁体２０によって取入口３が閉じられ、粉粒体ホッパー１０１からの粉粒体Ｆが天面材１１上に一時貯留される状態に戻る。また、一時貯留槽２内に一時貯留された粉粒体Ｆの量によっては、この間においても、排出口４から排出された粉粒体Ｆが、第２の弁体５０を支持する支持棒５４間を通して、次の工程等に向かって排出される。
【００３６】
以上の下側要素３０の上下移動サイクルは、例えば６０〜１００回／分、好ましくは３０〜６０回／分とすることができる。
【００３７】
以上のように、本形態の粉粒体排出装置１によると、下側要素３０の上下移動を繰り返すことのみによって、粉粒体ホッパー１０１内の粉粒体Ｆを排出することができ、複数の弁体がそれぞれ異なる動作をする従来の粉粒体排出装置と比べて、装置の制御が極めて容易となり（本形態では、エアシリンダー６０を伸縮させるのみで足りる。）、また、慣性力も小さなものとなる。しかも、装置の制御が容易であるため、取込口３及び排出口４の単位時間当りの開閉サイクルを上げても障害が生じにくく、粉粒体Ｆの排出能力を向上させることができる。具体的には、例えば、従来の粉粒体排出装置によると、粉粒体Ｆの排出速度が１〜１．５ｍ3／時であったのを、例えば、２〜６ｍ3／時まで向上させることができる。本発明者が試験したところによると、粉粒体Ｆがセメント、圧力タンク内の圧力が０．７ＭＰａの場合、排出速度を１５ｔ／ｈとすることができ、粉粒体Ｆがアルミナ研磨材、圧送ブロワ等の圧送装置の圧力が６０ＫＰａの場合、排出速度を６ｔ／ｈとすることができた。また、開閉サイクルを上げて排出能力を向上させると、排出が平準化されるため、定量性が得られる。
【００３８】
さらに、本形態の粉粒体排出装置１は、動作がシンプルであり、制御が容易であるため、駆動機構もシンプルにすることができ、部品点数を減らして、装置コストを削減することができる。このほか、本形態の粉粒体排出装置１を駆動するにあたっては、下側要素３０を上下に直線移動させるのみで足り、従来の粉粒体排出装置におけるように、ダンパー等を回動させる必要がないため、駆動力をより小さなものとすることができる。
【００３９】
さらに、本形態の粉粒体排出装置１においては、エアシリンダー６０が下側筒体３０の外壁面に取り付けられ、一時貯留槽２内に配置されないため、駆動軸部分を覆うシール材等が粉粒体Ｆに曝されるということがなく、例えば、粉粒体Ｆが高温である場合や、浸食作用を有する場合等には使用できないなどの使用制限がない。特に、本形態では、排出口４を通り抜けた粉粒体Ｆが伸縮筒体４２や補助筒体４１の内方を通り抜けるため、エアシリンダー６０が粉粒体Ｆに曝されることが完全に防止される。
【００４０】
加えて、本形態の粉粒体排出装置１においては、粉粒体Ｆに曝される部位であって、２つの部材が擦れ合うことになる部位（以下、この部位を単に「擦動部位」ともいう。）は、唯一上側筒体１２とこの上側筒体１２に接したまま上下に移動する封止材３３とが接する部位のみとなるため、摩耗が低減し、装置寿命が長くなる。しかも、当該擦動部位を境界とする一時貯留槽２の内側と外側とでは、一時貯留槽２の内側の方が低圧となるため、当該擦動部位における粉粒体Ｆの噛み込みは極めて少なくなり、摩耗がいっそう低減される。
【００４１】
また、本形態の粉粒体排出装置１においては、下側要素３０が上下に移動し、取込口３及び排出口４が開閉するに際して、第１の弁体２０のテーパー部２１が天面材１１の取入口３側（がわ）端縁に突き当たり（取入口３が閉じる）、底面材３１の排出口３側（がわ）端縁が第２の弁体５０のテーパー部５１に突き当たる（排出口４が閉じる）構成とされている。したがって、天面材１１や底面材３１等に振動が加わり、ハンマリング効果が生じる。このハンマリング効果により、例えば、一時貯留槽２内や天面材１１上等に粉粒体Ｆのブリッジや、フロック、クリンカボール（固結ボール）等が形成されるのが防止される。
【００４２】
ところで、従来の粉粒体排出装置（特にダンパー型装置）においては、取入口や排出口を閉じた際に、図７の（ａ）に示すように、弁体２１Ｘ上に残る粉粒体Ｆが当該弁体２１Ｘと弁座１１Ｘとの間に挟まれた（噛み込まれた）状態になり、この噛み込まれた粉粒体Ｆが摩耗、ガスリークの原因になっていた。しかしながら、本形態の粉粒体排出装置１においては、例えば、取入口３を例に説明すると、図７の（ｂ）に示すように、天面材１１の取入口３側端縁が当該取入口３に向かうに従って下方に傾斜する形状とされ、しかも上方に向かうに従って径が狭まるテーパー部２１が天面材１１の取入口３側端縁に突き当たって当該取入口３が閉じる構成とされているため、当該突き当たりに際して、天面材１１の取入口３側端縁が若干押し広げられる。したがって、テーパー部２１上に残る粉粒体Ｆが天面材１１の取入口３側端縁によって当該テーパー部２１上からそぎ落とされることとなり、粉粒体Ｆの噛み込みによる摩耗やガスリーク等が防止される。しかも、以上のように天面材１１の取入口３側端縁が、特に本形態では弾力性を有するシールリング１４が、テーパー部２１によって押し広げられた状態になると、閉じた状態における取入口３の気密性も向上する。なお、以上は、排出口４についても、同様である。
【００４３】
さらに、本形態の粉粒体排出装置１においては、テーパー部２１や排出口４が上下方向に直線的に移動するのみであり、テーパー部２１と天面材１１の取入口３側端縁との突き当たりや、底面材３１の排出口４側端縁とテーパー部５１との突き当たりが、一周にわたって均一となるため、偏摩耗も生じない。特に、本形態の粉粒体排出装置１においては、取入口３、排出口４、テーパー部２１，５１の中心軸が同じとされているため、下側要素３０を高速で多数回上下移動させても、移動軸の偏りが生じにくい。したがって、以上の突き当たりは、均一な状態を長く維持し、装置寿命が長くなる。
【００４４】
〔その他〕
本形態の粉粒体排出装置１において、タイロッド４４の本数は、特に限定されないが、下側要素３０の上下移動軸が偏るのを防止して偏摩耗を防止するために、３本以上設けるのが好ましい。もっとも、本形態の粉粒体排出装置１は、前述したように装置構造が極めてシンプルであり軽量であるため、図示例のように、タイロッド４４を１２０°間隔で３本設ければ、十分に下側要素３０の上下移動軸の偏り等を防止することができる。
【００４５】
また、本形態の粉粒体排出装置１において、エアシリンダー６０の本数も、特に限定されないが、下側要素３０の上下移動軸が偏るのを防止して偏摩耗を防止するために、３本以上設けるのが好ましい。もっとも、本形態の粉粒体排出装置１は、前述したように駆動力が極めて小さくて足りるため、図示例のように、エアシリンダー６０を１２０°間隔で３本設ければ、十分に下側要素３０を偏りなく上下に移動することができる。なお、図示例では、エアシリンダー６０をピストンが上側となるように配置した場合を示しているが、ピストンが下側となるように配置することもでき、必要な伸縮力等を考慮して、適宜設計することができる。
【００４６】
また、前述したように本形態の粉粒体排出装置１においては、下側要素３０の上下移動手段６０として、エアシリンダー以外の装置を用いることもできるが、エアシリンダーによると、エアレス時には、下側要素３０が下方に移動し、排出口４が第２の弁体５０で閉じられた状態になるため、故障時においても気密性が保持される。
【００４７】
本形態の粉粒体排出装置１において、処理の対象となる粉粒体Ｆは、特に限定されず、例えば、アルミナ研磨材、セメント、食品粉体、微粉炭等を例示することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、集塵機に備わる粉粒体ホッパー室などから粉粒体を排出する場合などに用いる粉粒体排出装置として適用可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１…粉粒体排出装置、２…一時貯留槽、３…取入口、４…排出口、１０…上側要素、１１…天面材、１２…上側筒体、１３…フランジ部、１４…シールリング、１９…締結手段、２０…第１の弁体、２１，５１…テーパー部、２２，５２…天部、２３，５３…支持部、２４，５４…支持棒、３０…下側要素、３１…底面材、３２…下側筒体、４１…補助筒体、４２…伸縮筒体、４３…下板、４４…タイロッド、５０…第２の弁体、６０…上下移動手段（エアシリンダー）、１０１…粉粒体ホッパー、１０２…フランジ部、Ｆ…粉粒体。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集塵機に備わる粉粒体ホッパー室などから粉粒体を排出する場合などに用いる粉粒体排出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
集塵機、乾燥機などに備わる粉粒体ホッパーや、粉粒体の空気輸送路、貯留槽などの空間（以下単に「排出元空間」ともいう。）から粉粒体を排出する場合においては、これらの排出元空間と排出先空間との間に差圧が存在することなどから、粉粒体の排出を促進し、あるいは調節する装置（粉粒体排出装置）として、ロータリーバルブ型の弁装置やダブルダンパー型の弁装置が用いられている。
【０００３】
これらの粉粒体排出装置のうち、ロータリーバルブ型の弁装置は、ローター（弁体）がケーシング内において回転する構造であるため、粉粒体の連続排出性の点で優れているが、耐摩耗性の点では劣る。また、ロータリーバルブ型の弁装置は、ローターの回転を滑らかにするために、ローターとケーシングとの間にクリアランスが設けられており、したがって、気密性の点でも劣る。これらのことから、例えば、粉粒体の排出元空間と排出先空間と間の差圧が大きい場合や、研磨性の強い粉粒体を排出対象とする場合などにおいては、一般的にダブルダンパー型の弁装置が用いられている。
【０００４】
このダブルダンパー型の弁装置としては、例えば、ボールバルブやバタフライバルブが２台備わる装置（例えば、特許文献１参照。以下この形態の装置を、単に「バルブ型装置」ともいう。）や、フラッパー型のダンパー（弁体）が２台備わる装置（例えば、特許文献２参照。以下この形態の装置を、単に「ダンパー型装置」ともいう。）が存在する。なお、これらのダブルダンパー型の弁装置は、バルブやダンパー等の弁体が２台備わる形態の装置だけではなく、例えば弁体が３台備わる形態の装置なども存在する（例えば、特許文献３参照。）。
【０００５】
しかしながら、ダブルダンパー型の弁装置も、次のような問題を有している。
すなわち、（１）「バルブ型装置」においては、バルブとケーシングとの間に粉粒体が噛み込むため、バルブの摩耗、損傷等が生じ、気密性能が劣化する。結果、装置寿命が短くなる。他方、「ダンパー型装置」においても、ダンパーと弁座（特にシール部品）との間に粉粒体が噛み込むため、シール部品の摩耗、損傷等が生じ、気密性能が劣化する。結果、装置寿命が短くなる。（２）「ダンパー型装置」においては、ダンパーを開くに際して、ガスに押し流される粉粒体がダンパーの一部位上を滑り、この一部位上から集中的に落下するため、当該一部位が集中的に摩耗する（偏摩耗）。また、当該一部位上に残った粉粒体は、ダンパーが閉じられると、ダンパーと弁座との間に噛み込まれた状態になるため、偏摩耗が進む。さらに、この偏摩耗が原因となって排出先空間側から排出元空間側に向かってガスが逆噴出（リーク）すると、このリークガスに含まれる粉粒体によって偏摩耗がよりいっそう進んでしまい、装置寿命が一段と短くなる。（３）「ダンパー型装置」は、ホッパーも上下に２台備わり、このホッパーそれぞれの高さはダンパーの回動による開閉が可能になる高さとされるため、装置全体の高さが高くなる（装置の大型化）。例えば、排出口の直径が２００ｍｍの場合、装置全体の高さは、８００〜１０００ｍｍにもなる。（４）いずれの形態の装置においても、複数の弁体がそれぞれ異なる動作をするため、制御が複雑になり、慣性力が大きくなる。したがって、弁体の単位時間当りの開閉サイクルを上げることができず、粉粒体の排出能力が低くなる。（５）さらに、弁体の動作・制御が複雑であると、駆動機構も複雑になるため、部品点数が増加し、装置コストの増加につながる。（６）特に、「ダンパー型装置」においては、通常、ダンパーがホッパー内に貯留された粉粒体を掻き分けながら閉回動することになるため、当該ダンパーを回動させるための大きな駆動源が必要になり、装置コストがいっそう増加する。また、この掻き分けは、ホッパーの高さを高くするか、ダンパーの動作を複雑に制御することで避けることもできるが、これらの方法によると、装置の大型化、装置コストの増加につながる。（７）このほか、従来の装置は、各種弁体の回動軸部分を覆うシール材が粉粒体に曝されるため、粉粒体が高温である場合や、浸食作用を有する場合等には使用できない等の使用制限をともなうことが多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開昭５１−１１３２２３号公報
【特許文献２】特開平６−１７９４７号公報
【特許文献３】特開昭４８−７７４１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする主たる課題は、粉粒体の排出能力に優れる粉粒体排出装置を提供することにある。また、より好ましくは装置寿命の長く、装置が大型化せず、装置コストが増加せず、使用制限の少ない粉粒体排出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題を解決した本発明は、次のとおりである。
〔請求項１記載の発明〕
粉粒体の一時貯留槽と、当該粉粒体の取入口及び排出口と、前記取入口を開閉する第１の弁体と、前記排出口を開閉する第２の弁体と、を有する粉粒体排出装置であって、
前記一時貯留槽は、前記取入口を有する上側要素と、前記排出口を有する下側要素と、で構成され、
当該下側要素は、前記第１の弁体を伴って上下に移動し、上方へ移動すると当該第１の弁体が前記取入口を閉じ、下方へ移動すると前記排出口が前記第２の弁体によって閉じられる、構成とされている、
ことを特徴とする粉粒体排出装置。
【０００９】
〔請求項２記載の発明〕
前記一時貯留槽の周壁は、前記上側要素を構成する上側筒体と、前記下側要素を構成する下側筒体と、これら上側筒体及び下側筒体のいずれか一方に固定され、かつ他方に接する封止材と、で構成され、
前記下側要素の上下移動手段が前記下側筒体の外壁面に取り付けられ、当該下側筒体が上下に移動すると、前記封止材が前記他方の筒体に接したまま上下に移動する構成とされている、
請求項１記載の粉粒体排出装置。
【００１０】
〔請求項３記載の発明〕
前記上側要素は前記取入口が形成された天面材を有し、この天面材は少なくとも取入口側端部が当該取入口に向かうに従って下方に傾斜する形状とされ、
前記下側要素は前記排出口が形成された底面材を有し、この底面材は少なくとも排出口側端部が当該排出口に向かうに従って下方に傾斜する形状とされ、
前記第１の弁体及び前記第２の弁体は、上方に向かうに従って径が狭まるテーパー部を有し、
前記下側要素が上方へ移動すると前記第１の弁体のテーパー部が前記天面材の取入口側端縁に突き当たって当該取入口が閉じ、前記下側要素が下方へ移動すると前記底面材の排出口側端縁が前記第２の弁体のテーパー部に突き当たって当該排出口が閉じる、構成とされている、
請求項２記載の粉粒体排出装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、排出能力に優れる粉粒体排出装置となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本形態の粉粒体排出装置の縦断面図である（取入口が閉じた状態）。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本形態の粉粒体排出装置の縦断面図である（排出口が閉じた状態）。
【図４】本形態の粉粒体排出装置を用いた粉粒体の排出方法の説明図である。
【図５】本形態の粉粒体排出装置を用いた粉粒体の排出方法の説明図である。
【図６】本形態の粉粒体排出装置を用いた粉粒体の排出方法の説明図である。
【図７】粉粒体の噛み込みについての比較説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明の実施の形態を説明する。
〔粉粒体排出装置〕
図１及び図２に、本実施の形態に係る粉粒体排出装置１を示した。
本形態の粉粒体排出装置１は、粉粒体Ｆの一時貯留槽２と、当該粉粒体Ｆの取入口３（図３参照）及び排出口４と、取入口３を開閉する第１の弁体２０と、排出口４を開閉する第２の弁体５０と、を主に有する。
【００１４】
本形態の一時貯留槽２は、従来のダブルダンパー型の弁装置の上段ホッパーに相当するものであるが、従来の弁装置における上段ホッパーとは異なり、取入口３を有する上側要素１０と、この上側要素１０とは別体とされた排出口４を有する下側要素３０と、で構成されている。
【００１５】
上側要素１０は、取入口３が形成された天面材１１と、この天面材１１の下側に配置された上側筒体１２と、を主に有する。天面材１１は、少なくとも取入口３側の端部が、図示例ではフランジ部１３を除く周端縁から取入口３側端縁までの全体が、取入口３に向かうに従って下方に傾斜する（凹む）形状とされている。この形状は、見方を変えると、「天面材１１は、下方に向かうに従って径が狭まる円錐台形状とされている」と表現することができる。
【００１６】
天面材１１のフランジ部１３は、集塵機、乾燥機などに備わる粉粒体ホッパー１０１のフランジ部１０２とボルト及びナット等からなる締結手段１９によって連結され、この連結により、粉粒体排出装置１全体が粉粒体ホッパー１０１に取り付けられる。したがって、本形態によると、粉粒体ホッパー１０１からの粉粒体Ｆが天面材１１上に一時貯留されることになり、一時貯留槽２を構成する天面材１１が粉粒体ホッパー１０１の下端部としても機能することになる。
【００１７】
他方、下側要素３０は、排出口４が形成された底面材３１と、この底面材３１の上側に配置された下側筒体３２と、を主に有する。底面材３１は、少なくとも排出口４側の端部が、図示例では周端縁から排出口４側端縁までの全体が、排出口４に向かうに従って下方に傾斜する（凹む）形状とされている。この形状は、見方を変えると、「底面材３１も、下方に向かうに従って径が狭まる円錐台形状とされている」と表現することができる。
【００１８】
本形態の粉粒体排出装置１においては、上側筒体１２の上端部が天面材１１の周端部に溶接等によって気密性をもって接続され、下側筒体３２の下端部が底面材３１の周端部に溶接等によって気密性をもって接続されている。
【００１９】
また、上側筒体１２及び下側筒体３２は、上側筒体１２が内側、下側筒体３２が外側に配置された同軸の二重管構造とされ、下側筒体３２の上端部には、合成ゴム、ニトリルゴム、フッ素ゴム等からなるリング状の封止材３３が固定されている。そして、この封止材３３は、上側筒体１２の外壁面に一周にわたって気密性をもって接している。したがって、封止材３３によって、上側筒体１２と下側筒体３２との間の気密性が図られ、上側筒体１２と下側筒体３２との間から粉粒体Ｆを含むガスが外部に漏れるのが防止される。結果、上側筒体１２、下側筒体３２及び封止材３３が、一時貯留槽２の周壁として機能する。
【００２０】
加えて、上側筒体１２には天面材１１が気密性をもって接続され、下側筒体３２には底面材３１が気密性をもって接続されているため、上側筒体１２、下側筒体３２及び封止材３３並びに天面材１１及び底面材３１によって、取入口３及び排出口４を有する槽（一時貯留槽２）が構成され、この槽が粉粒体Ｆを一時貯留することになる。
【００２１】
本形態において、一時貯留槽２の周壁の断面形状、つまり上側筒体１２及び下側筒体３２の断面形状は、特に限定されず、四角形状などとすることもできるが、図示例のように円形状とするのが好適である。
【００２２】
本形態において、第１の弁体２０は、上方に向かうに従って径が狭まる円錐台状のテーパー部２１と、このテーパー部２１の上端部と溶接等によって気密性をもって接続された円板状の天部２２と、この天部２２に、この天部２２の下側に位置する状態において連結された支持部２３と、を主に有する。この支持部２３は、斜め外下方に延びる適宜の数の支持棒２４を介して、前述底面材３１に接続されており、この支持部２３の接続により、第１の弁体２０全体が底面材３１を含む下側要素３０に支持された状態になっている。
【００２３】
また、第２の弁体５０は、上方に向かうに従って径が狭まる円錐台状のテーパー部５１と、このテーパー部５１の上端部と溶接等によって気密性をもって接続された円板状の天部５２と、この天部５２に、この天部５２の下側に位置する状態において連結された支持部５３と、を主に有する。この支持部５３は、水平方向に延びる適宜の数の支持棒５４を介して、ドーナツ状の下板４３に接続されており、この支持部５３の接続により、第２の弁体５０全体が下板４３に支持された状態になっている。
【００２４】
この下板４３は、前述天面材１１のフランジ部１３と、上下方向に延びる棒状のタイロッド４４によって連結されている。このタイロッド４４の形状、本数等は、特に限定されないが、図示例では、直線状とされ、１２０°間隔で３本設けられている。また、下板４３上には、下側要素３０を上下に移動するための上下移動手段６０が設置されている。この上下移動手段６０は、下側要素３０を上下に移動することができるものであれば特に限定されず、例えば、エアシリンダー、油圧シリンダー、電動シリンダー、スクリュージャッキ等の直線的に伸縮する装置や、クランクやカムとモーター等の駆動源とを組み合わせたリンク機構を有する装置などを使用することができる。ただし、粉粒体排出装置１の構造をシンプルにするという観点からは、図示例のように、エアシリンダー６０を用いるのが好ましい。
【００２５】
このエアシリンダー６０は、上下方向に沿うようにタイロッド４４と並行に設けられており、基端部が下板４３上に固定され、先端部が下側筒体３２の外壁面に固定されている。したがって、エアシリンダー６０が伸縮すると、下板４３や、この下板４３に連結されている第２の弁体５０、上側要素１０に対する関係で相対的に、下側要素３０が第１の弁体２０を伴って上下に移動する。そして、下側要素３０が上方に移動すると、第１の弁体２０のテーパー部２１が天面材１１の取入口３側の端縁に突き当たって、特に図示例では当該取入口３側端縁に取り付けられた、例えば、合成ゴム、ニトリルゴム、フッ素ゴム等からなるシールリング１４に突き当たって、取入口３が閉じられる（塞がれる）。他方、下側要素３０が下方に移動すると、図３に示すように、底面材３１の排出口４側の端縁が、特に図示例では当該排出口４側端縁に取り付けられた、例えば、合成ゴム、ニトリルゴム、フッ素ゴム等からなるシールリング３４が、第２の弁体５０のテーパー部５１に突き当たって、排出口４が閉じられる（塞がれる）。また、この下側要素３０の上下移動に際しては、前述封止材３３が上側筒体１２の外壁面に接し気密性を保ったまま、上下に移動する。
【００２６】
さらに、本形態の粉粒体排出装置１においては、下板４３の内周側端縁から上方に延びる補助筒体４１が設けられている。この補助筒体４１の断面形状は、特に限定されず、例えば、四角形状などとすることもできるが、本形態では、円形状としている。加えて、本形態の粉粒体排出装置１においては、一端部が当該補助筒体４１に気密性をもって固定され、他端部が下側筒体３２の例えば下端部に気密性をもって固定された蛇腹等の上下方向に伸縮する伸縮筒体４２が設けられている。そして、特に本形態の粉粒体排出装置１においては、これら補助筒体４１及び伸縮筒体４２とともに、取入口３、排出口４及びテーパー部２１，５１の中心軸が、全て同一とされている。
【００２７】
〔粉粒体排出方法〕
次に、本形態の粉粒体排出装置１を用いて粉粒体ホッパー１０１から粉粒体Ｆを排出する方法について説明する。なお、本形態の粉粒体排出装置１は、排出元空間と排出先空間とが同圧であっても、排出元空間が排出先空間よりも高圧であっても用いることができるが、以下では、排出元空間が排出先空間よりも低圧である場合を例に説明する。
【００２８】
本形態の粉粒体排出装置１を用いて粉粒体Ｆを粉粒体ホッパー１０１から排出するにあたっては、まず、図４の（１）に示すように、エアシリンダー６０を伸ばして下側要素３０を上方へ移動し、第１の弁体２０によって取入口３を閉じておく。この状態においては、前述したように天面材１１が粉粒体ホッパー１０１の下端部として機能し、粉粒体ホッパー１０１からの粉粒体Ｆが天面材１１上に一時貯留される。
【００２９】
次に、図４の（２）に示すように、エアシリンダー６０を縮めて下側要素３０を下方に移動する。この下側要素３０の移動に伴って第１の弁体２０も下方に移動し、取入口３が開かれるため、天面材１１上の粉粒体Ｆは、取入口３を通して一時貯留槽２内に取り入れられる。
【００３０】
この下側要素３０の下方への移動中においては、取入口３とともに排出口４も開かれた状態になっているため、排出先空間Ｄ側から、排出口４、一時貯留槽２、取入口３を通して、排出元空間Ｕ側に、空気等のガスが流れる。このガスの流通により、粉粒体Ｆが流動化され、例えば一時貯留槽２内や天面材１１上に粉粒体Ｆのブリッジや、フロック、クリンカボール（固結ボール）等が形成されるのが防止される。つまり、本形態の粉粒体排出装置１においては、排出元空間Ｕと排出先空間Ｄとの間の差圧に起因するガスの流通をエアレーションとして利用する。また、このエアレーション効果は、下側要素３０の移動中にのみ生じるため、従来の粉粒体排出装置におけるガスリークとは異なるものとなり、前述したガスリークにおけるような問題は生じない。このエアレーション効果の継続時間（ガスの流通時間）は、下側要素３０の移動時間を調節することによって調節することができ、通常０．１〜１秒、好ましくは０．２〜０．５秒とされる。
【００３１】
このようにして下側要素３０が下方へ移動すると、図５の（３）に示すように、排出口４が第２の弁体５０によって閉じられる。したがって、一時貯留槽２内に取り入れられた粉粒体Ｆは、一時貯留槽２内において一時貯留された状態になる。
【００３２】
次に、図５の（４）に示すように、エアシリンダー６０を伸ばして下側要素３０を上方へ移動する。この下側要素３０の移動に伴って排出口４も上方へ移動し、第２の弁体５０から離れるため、排出口４が開かれる。したがって、一時貯留槽２内に一時貯留された粉粒体Ｆは、排出口４を通して排出される。
【００３３】
この粉粒体Ｆの排出においては、従来の粉粒体排出装置において、上段ダンパー内から排出される粉粒体と同様に、重力が利用されるが、本形態の粉粒体排出装置１においては、排出口４が上方へ移動するため、粉粒体Ｆがその場に留まろうとする力、つまり慣性力も利用される。したがって、従来の粉粒体排出装置における上段ダンパーからの粉粒体の排出速度に比べて、一時貯留槽２からの粉粒体Ｆの排出速度の方が速くなる。しかも、本形態の粉粒体排出装置１においては、排出口４が上方へ移動して当該排出口４が開く構成とされており、従来の粉粒体排出装置におけるように第２の弁体５０が下方へ移動して排出口４が開く構成とはされていないため、従来の粉粒体排出装置におけるように第２の弁体を収容するための下段ホッパー等を設ける必要がない。したがって、例えば、粉粒体Ｆの排出速度を５ｔ／ｈとする場合、粉粒体排出装置１全体の高さを、４０〜５０ｃｍと従来の約半分にすることができる。
【００３４】
なお、この下側要素３０の上方への移動中においても、排出口４とともに取入口３が開かれた状態になっているため、前述したエアレーション効果が生じる。
【００３５】
このようにして下側要素３０が上方へ移動すると、図６の（５）に示すように、第１の弁体２０によって取入口３が閉じられ、粉粒体ホッパー１０１からの粉粒体Ｆが天面材１１上に一時貯留される状態に戻る。また、一時貯留槽２内に一時貯留された粉粒体Ｆの量によっては、この間においても、排出口４から排出された粉粒体Ｆが、第２の弁体５０を支持する支持棒５４間を通して、次の工程等に向かって排出される。
【００３６】
以上の下側要素３０の上下移動サイクルは、例えば６０〜１００回／分、好ましくは３０〜６０回／分とすることができる。
【００３７】
以上のように、本形態の粉粒体排出装置１によると、下側要素３０の上下移動を繰り返すことのみによって、粉粒体ホッパー１０１内の粉粒体Ｆを排出することができ、複数の弁体がそれぞれ異なる動作をする従来の粉粒体排出装置と比べて、装置の制御が極めて容易となり（本形態では、エアシリンダー６０を伸縮させるのみで足りる。）、また、慣性力も小さなものとなる。しかも、装置の制御が容易であるため、取込口３及び排出口４の単位時間当りの開閉サイクルを上げても障害が生じにくく、粉粒体Ｆの排出能力を向上させることができる。具体的には、例えば、従来の粉粒体排出装置によると、粉粒体Ｆの排出速度が１〜１．５ｍ3／時であったのを、例えば、２〜６ｍ3／時まで向上させることができる。本発明者が試験したところによると、粉粒体Ｆがセメント、圧力タンク内の圧力が０．７ＭＰａの場合、排出速度を１５ｔ／ｈとすることができ、粉粒体Ｆがアルミナ研磨材、圧送ブロワ等の圧送装置の圧力が６０ＫＰａの場合、排出速度を６ｔ／ｈとすることができた。また、開閉サイクルを上げて排出能力を向上させると、排出が平準化されるため、定量性が得られる。
【００３８】
さらに、本形態の粉粒体排出装置１は、動作がシンプルであり、制御が容易であるため、駆動機構もシンプルにすることができ、部品点数を減らして、装置コストを削減することができる。このほか、本形態の粉粒体排出装置１を駆動するにあたっては、下側要素３０を上下に直線移動させるのみで足り、従来の粉粒体排出装置におけるように、ダンパー等を回動させる必要がないため、駆動力をより小さなものとすることができる。
【００３９】
さらに、本形態の粉粒体排出装置１においては、エアシリンダー６０が下側筒体３０の外壁面に取り付けられ、一時貯留槽２内に配置されないため、駆動軸部分を覆うシール材等が粉粒体Ｆに曝されるということがなく、例えば、粉粒体Ｆが高温である場合や、浸食作用を有する場合等には使用できないなどの使用制限がない。特に、本形態では、排出口４を通り抜けた粉粒体Ｆが伸縮筒体４２や補助筒体４１の内方を通り抜けるため、エアシリンダー６０が粉粒体Ｆに曝されることが完全に防止される。
【００４０】
加えて、本形態の粉粒体排出装置１においては、粉粒体Ｆに曝される部位であって、２つの部材が擦れ合うことになる部位（以下、この部位を単に「擦動部位」ともいう。）は、唯一上側筒体１２とこの上側筒体１２に接したまま上下に移動する封止材３３とが接する部位のみとなるため、摩耗が低減し、装置寿命が長くなる。しかも、当該擦動部位を境界とする一時貯留槽２の内側と外側とでは、一時貯留槽２の内側の方が低圧となるため、当該擦動部位における粉粒体Ｆの噛み込みは極めて少なくなり、摩耗がいっそう低減される。
【００４１】
また、本形態の粉粒体排出装置１においては、下側要素３０が上下に移動し、取込口３及び排出口４が開閉するに際して、第１の弁体２０のテーパー部２１が天面材１１の取入口３側（がわ）端縁に突き当たり（取入口３が閉じる）、底面材３１の排出口３側（がわ）端縁が第２の弁体５０のテーパー部５１に突き当たる（排出口４が閉じる）構成とされている。したがって、天面材１１や底面材３１等に振動が加わり、ハンマリング効果が生じる。このハンマリング効果により、例えば、一時貯留槽２内や天面材１１上等に粉粒体Ｆのブリッジや、フロック、クリンカボール（固結ボール）等が形成されるのが防止される。
【００４２】
ところで、従来の粉粒体排出装置（特にダンパー型装置）においては、取入口や排出口を閉じた際に、図７の（ａ）に示すように、弁体２１Ｘ上に残る粉粒体Ｆが当該弁体２１Ｘと弁座１１Ｘとの間に挟まれた（噛み込まれた）状態になり、この噛み込まれた粉粒体Ｆが摩耗、ガスリークの原因になっていた。しかしながら、本形態の粉粒体排出装置１においては、例えば、取入口３を例に説明すると、図７の（ｂ）に示すように、天面材１１の取入口３側端縁が当該取入口３に向かうに従って下方に傾斜する形状とされ、しかも上方に向かうに従って径が狭まるテーパー部２１が天面材１１の取入口３側端縁に突き当たって当該取入口３が閉じる構成とされているため、当該突き当たりに際して、天面材１１の取入口３側端縁が若干押し広げられる。したがって、テーパー部２１上に残る粉粒体Ｆが天面材１１の取入口３側端縁によって当該テーパー部２１上からそぎ落とされることとなり、粉粒体Ｆの噛み込みによる摩耗やガスリーク等が防止される。しかも、以上のように天面材１１の取入口３側端縁が、特に本形態では弾力性を有するシールリング１４が、テーパー部２１によって押し広げられた状態になると、閉じた状態における取入口３の気密性も向上する。なお、以上は、排出口４についても、同様である。
【００４３】
さらに、本形態の粉粒体排出装置１においては、テーパー部２１や排出口４が上下方向に直線的に移動するのみであり、テーパー部２１と天面材１１の取入口３側端縁との突き当たりや、底面材３１の排出口４側端縁とテーパー部５１との突き当たりが、一周にわたって均一となるため、偏摩耗も生じない。特に、本形態の粉粒体排出装置１においては、取入口３、排出口４、テーパー部２１，５１の中心軸が同じとされているため、下側要素３０を高速で多数回上下移動させても、移動軸の偏りが生じにくい。したがって、以上の突き当たりは、均一な状態を長く維持し、装置寿命が長くなる。
【００４４】
〔その他〕
本形態の粉粒体排出装置１において、タイロッド４４の本数は、特に限定されないが、下側要素３０の上下移動軸が偏るのを防止して偏摩耗を防止するために、３本以上設けるのが好ましい。もっとも、本形態の粉粒体排出装置１は、前述したように装置構造が極めてシンプルであり軽量であるため、図示例のように、タイロッド４４を１２０°間隔で３本設ければ、十分に下側要素３０の上下移動軸の偏り等を防止することができる。
【００４５】
また、本形態の粉粒体排出装置１において、エアシリンダー６０の本数も、特に限定されないが、下側要素３０の上下移動軸が偏るのを防止して偏摩耗を防止するために、３本以上設けるのが好ましい。もっとも、本形態の粉粒体排出装置１は、前述したように駆動力が極めて小さくて足りるため、図示例のように、エアシリンダー６０を１２０°間隔で３本設ければ、十分に下側要素３０を偏りなく上下に移動することができる。なお、図示例では、エアシリンダー６０をピストンが上側となるように配置した場合を示しているが、ピストンが下側となるように配置することもでき、必要な伸縮力等を考慮して、適宜設計することができる。
【００４６】
また、前述したように本形態の粉粒体排出装置１においては、下側要素３０の上下移動手段６０として、エアシリンダー以外の装置を用いることもできるが、エアシリンダーによると、エアレス時には、下側要素３０が下方に移動し、排出口４が第２の弁体５０で閉じられた状態になるため、故障時においても気密性が保持される。
【００４７】
本形態の粉粒体排出装置１において、処理の対象となる粉粒体Ｆは、特に限定されず、例えば、アルミナ研磨材、セメント、食品粉体、微粉炭等を例示することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、集塵機に備わる粉粒体ホッパー室などから粉粒体を排出する場合などに用いる粉粒体排出装置として適用可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１…粉粒体排出装置、２…一時貯留槽、３…取入口、４…排出口、１０…上側要素、１１…天面材、１２…上側筒体、１３…フランジ部、１４…シールリング、１９…締結手段、２０…第１の弁体、２１，５１…テーパー部、２２，５２…天部、２３，５３…支持部、２４，５４…支持棒、３０…下側要素、３１…底面材、３２…下側筒体、４１…補助筒体、４２…伸縮筒体、４３…下板、４４…タイロッド、５０…第２の弁体、６０…上下移動手段（エアシリンダー）、１０１…粉粒体ホッパー、１０２…フランジ部、Ｆ…粉粒体。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉粒体の一時貯留槽と、当該粉粒体の取入口及び排出口と、前記取入口を開閉する第１の弁体と、前記排出口を開閉する第２の弁体と、を有する粉粒体排出装置であって、
前記一時貯留槽は、前記取入口を有する上側要素と、前記排出口を有する下側要素と、で構成され、
当該下側要素は、前記第１の弁体を伴って上下に移動し、上方へ移動すると当該第１の弁体が前記取入口を閉じ、下方へ移動すると前記排出口が前記第２の弁体によって閉じられる、構成とされている、
ことを特徴とする粉粒体排出装置。
【請求項２】
前記一時貯留槽の周壁は、前記上側要素を構成する上側筒体と、前記下側要素を構成する下側筒体と、これら上側筒体及び下側筒体のいずれか一方に固定され、かつ他方に接する封止材と、で構成され、
前記下側要素の上下移動手段が前記下側筒体の外壁面に取り付けられ、当該下側筒体が上下に移動すると、前記封止材が前記他方の筒体に接したまま上下に移動する構成とされている、
請求項１記載の粉粒体排出装置。
【請求項３】
前記上側要素は前記取入口が形成された天面材を有し、この天面材は少なくとも取入口側端部が当該取入口に向かうに従って下方に傾斜する形状とされ、
前記下側要素は前記排出口が形成された底面材を有し、この底面材は少なくとも排出口側端部が当該排出口に向かうに従って下方に傾斜する形状とされ、
前記第１の弁体及び前記第２の弁体は、上方に向かうに従って径が狭まるテーパー部を有し、
前記下側要素が上方へ移動すると前記第１の弁体のテーパー部が前記天面材の取入口側端縁に突き当たって当該取入口が閉じ、前記下側要素が下方へ移動すると前記底面材の排出口側端縁が前記第２の弁体のテーパー部に突き当たって当該排出口が閉じる、構成とされている、
請求項２記載の粉粒体排出装置。
【請求項１】
粉粒体の一時貯留槽と、当該粉粒体の取入口及び排出口と、前記取入口を開閉する第１の弁体と、前記排出口を開閉する第２の弁体と、を有する粉粒体排出装置であって、
前記一時貯留槽は、前記取入口を有する上側要素と、前記排出口を有する下側要素と、で構成され、
当該下側要素は、前記第１の弁体を伴って上下に移動し、上方へ移動すると当該第１の弁体が前記取入口を閉じ、下方へ移動すると前記排出口が前記第２の弁体によって閉じられる、構成とされている、
ことを特徴とする粉粒体排出装置。
【請求項２】
前記一時貯留槽の周壁は、前記上側要素を構成する上側筒体と、前記下側要素を構成する下側筒体と、これら上側筒体及び下側筒体のいずれか一方に固定され、かつ他方に接する封止材と、で構成され、
前記下側要素の上下移動手段が前記下側筒体の外壁面に取り付けられ、当該下側筒体が上下に移動すると、前記封止材が前記他方の筒体に接したまま上下に移動する構成とされている、
請求項１記載の粉粒体排出装置。
【請求項３】
前記上側要素は前記取入口が形成された天面材を有し、この天面材は少なくとも取入口側端部が当該取入口に向かうに従って下方に傾斜する形状とされ、
前記下側要素は前記排出口が形成された底面材を有し、この底面材は少なくとも排出口側端部が当該排出口に向かうに従って下方に傾斜する形状とされ、
前記第１の弁体及び前記第２の弁体は、上方に向かうに従って径が狭まるテーパー部を有し、
前記下側要素が上方へ移動すると前記第１の弁体のテーパー部が前記天面材の取入口側端縁に突き当たって当該取入口が閉じ、前記下側要素が下方へ移動すると前記底面材の排出口側端縁が前記第２の弁体のテーパー部に突き当たって当該排出口が閉じる、構成とされている、
請求項２記載の粉粒体排出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−２６０５７４（Ｐ２０１０−２６０５７４Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１０８９０（Ｐ２００９−１１０８９０）
【出願日】平成２１年４月３０日（２００９．４．３０）
【出願人】（３９１０６１６４６）株式会社流機エンジニアリング (20)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月３０日（２００９．４．３０）
【出願人】（３９１０６１６４６）株式会社流機エンジニアリング (20)
【Ｆターム（参考）】
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