貯留装置
【課題】材料片のブリッジを形成させることなく、大きな貯留容積を確保することができ、さらに貯留した材料片を一定の量で排出することができる貯留装置を提供する。
【解決手段】本発明の貯留装置は、閉塞端部１ａと開口端部１ｂとを有する略円筒状の容器１と、容器１をその軸心を中心に回転させる回転機構６ａ，６ｂ，６ｃと、容器１の内部空間を、閉塞端部側の貯留部２０と開口端部側の排出部２１とに区画する仕切り板１８と、容器１の内周面に固定された螺旋羽根２２とを備える。容器１の軸心は水平面と平行、または水平面に対して傾斜しており、螺旋羽根２２は、少なくとも排出部２１に設けられている。仕切り板１８と容器１の内周面との間には隙間が形成され、さらに仕切り板１８と螺旋羽根２２との間には隙間が形成されている。
【解決手段】本発明の貯留装置は、閉塞端部１ａと開口端部１ｂとを有する略円筒状の容器１と、容器１をその軸心を中心に回転させる回転機構６ａ，６ｂ，６ｃと、容器１の内部空間を、閉塞端部側の貯留部２０と開口端部側の排出部２１とに区画する仕切り板１８と、容器１の内周面に固定された螺旋羽根２２とを備える。容器１の軸心は水平面と平行、または水平面に対して傾斜しており、螺旋羽根２２は、少なくとも排出部２１に設けられている。仕切り板１８と容器１の内周面との間には隙間が形成され、さらに仕切り板１８と螺旋羽根２２との間には隙間が形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は貯留装置に係り、特に繊維状の材料片を貯留し、かつ定量で排出する貯留装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
繊維状の材料片を貯留し、定量で排出する装置として、図１に示すような縦型ホッパが知られている。この装置は、一般に、縦に配置されたホッパ３０を有し、その上部開口から材料片がホッパ３０内に投入される。ホッパ３０内には攪拌羽根（ブリッジブレーカ）４０が設けられている。この攪拌羽根４０は、ホッパ３０内の繊維状の材料片がその自重により圧縮され、いわゆるブリッジ（橋架け現象）と呼ばれる状態を破壊するために設けられている。
【０００３】
繊維状の材料片は、攪拌羽根４０の回転により攪拌されながらホッパ３０内に貯留され、ホッパ３０の下部に設けられた排出口から排出される。しかしながら、攪拌羽根４０の回転に伴い、ホッパ３０内の材料片が攪拌羽根４０により径方向外側に押されて、ブリッジを形成してしまう。その結果、材料片が排出されなくなるという問題がある。
【０００４】
一方、特許文献１乃至４に開示されているように、水平に設置したドラムを回転させる横型ドラムフィーダーが知られている。このタイプのドラムフィーダーは、材料片がブリッジを形成しにくいという利点がある。しかしながら、従来のドラムフィーダーは、材料片を排出するための開口部がドラムの端部に形成されており、ドラムの回転により貯留物が開口部側へ崩れ出るため、材料の貯留容積が縦型ホッパに比べて小さくなるとともに、定量排出ができないという欠点がある。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６１−１８５３２４号公報
【特許文献２】特開平８−２１７２５２号公報
【特許文献３】特開平８−２２９３８０号公報
【特許文献４】特開２０００−６１２８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述した従来の問題点に鑑みてなされたもので、材料片のブリッジを形成させることなく、大きな貯留容積を確保することができ、さらに貯留した材料片を定量で排出することができる貯留装置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】
【０００７】
上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、閉塞端部と開口端部とを有する略円筒状の容器と、前記容器をその軸心を中心に回転させる回転機構と、前記容器の内部空間を、閉塞端部側の貯留部と前記開口端部側の排出部とに区画する仕切り板と、前記容器の内周面に固定された螺旋羽根とを備え、前記容器の軸心は水平面と平行、または水平面に対して傾斜しており、前記螺旋羽根は、少なくとも前記排出部に設けられており、前記仕切り板と前記容器の内周面との間には隙間が形成され、さらに前記仕切り板と前記螺旋羽根との間には隙間が形成されていることを特徴とする貯留装置である。
【０００８】
本発明の好ましい態様は、前記開口端部が前記閉塞端部よりも高い位置となるように、前記容器を傾斜させる傾斜機構をさらに備えたことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記容器の周壁には、材料片を前記貯留部に投入するための投入口が設けられていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記閉塞端部から前記投入口までの距離と、前記投入口から前記仕切り板までの距離は略等しいことを特徴とする。
【０００９】
本発明の好ましい態様は、前記容器を回転自在に支持する支持機構と、前記支持機構が取り付けられる架台とをさらに備えたことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記容器の周壁は、前記閉塞端部とは独立して回転可能に構成されており、前記閉塞端部は、前記架台に固定された蓋であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記蓋には、材料片を前記貯留部に投入するための投入口が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の好ましい態様は、前記螺旋羽根のリードは、前記容器の内径以下とすることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記仕切り板は、前記容器の軸心に対して略垂直に配置されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記排出部の軸方向の長さは、前記螺旋羽根のリードの１倍以上であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記回転機構は、前記容器の回転速度を変速可能に構成されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記螺旋羽根は、前記排出部および前記貯留部に設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
貯留部に投入された材料片は、その裾が安息角前後の角度で広がりながら貯留部に堆積する。投入されている間、材料片は仕切り板によって堰き止められて、排出部に移動することなく、貯留部に留まる。したがって、本発明によれば、より多くの量の材料片を容器内に貯留することができる。容器を回転させると、仕切り板と螺旋羽根との隙間から材料片が少しずつ排出部に移動する。排出部に移動した材料片は、回転する螺旋羽根によって排出口としての開口端部に移送され、その間、螺旋羽根の作用により材料片はある一定の量に収束する。したがって、一定の量だけ材料片を排出部を通じて排出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図２は、本発明の第１の実施形態に係る貯留装置を示す側面図である。図３は図２のＡ−Ａ線断面図である。図４は図２のＢ−Ｂ線断面図である。
この貯留装置は、略水平に配置された円筒状のドラム（容器）１と、ドラム１を回転自在に支持する複数の支持機構と、ドラム１をその軸心を中心に回転させる回転機構とを備えている。支持機構は、図２に示すように、ローラ２ａと、このローラ２ａの回転軸を支持する軸受２ｂとを有している。ドラム１の外周面には環状のレール５が固定されており、ローラ２ａはこのレール５と転がり接触するようになっている。ローラ２ａの側面には、ドラム１がその軸方向に移動しないように、レール５の側面に接触する円形のローラ板２ｃが固定されている。
【００１３】
回転機構は、モータ６ａと、モータ６ａの回転軸に固定されたスプロケット６ｂと、このスプロケット６ｂと噛み合う歯車（ピンギア）６ｃとを有している。歯車６ｃはドラム１の外周面に固定されている。モータ６ａによってスプロケット６ｂを回転させると、歯車６ｃが回転し、これによりドラム１は歯車６ｃと一体的に回転する。なお、回転機構はこの態様に限らない。例えば、モータ６ａの回転軸に固定されたスプロケットと、ドラム１の外周面に固定されたスプロケットとをチェーンを介して連結することによっても回転機構を構成することができる。
【００１４】
モータ６ａ及び軸受２ｂは、第１の架台８に固定されている。この第１の架台８はリンク機構１０を有する支持脚１１と、第１の架台８を傾斜させる傾斜機構１２とにより支えられている。傾斜機構１２は、自身の伸縮動作により、第１の架台８及びドラム１をリンク機構１０を中心として傾斜させるように動作する。傾斜機構１２の例としては、油圧式アクチュエータ、ボールねじを有する電動機構、手動で操作されるジャッキなどが上げられる。支持脚１１の下端及び傾斜機構１２の下端は第２の架台９に固定されている。
【００１５】
ドラム１は、閉塞端部１ａと開口端部１ｂとを有している。閉塞端部１ａは蓋によって構成されている。この蓋１ａは、ドラム１の周壁とは別部材として構成されており、第１の架台８に固定されている。したがって、蓋１ａは回転せず、ドラム１の周壁のみが回転可能となっている。蓋１ａとドラム１の周壁との間には、隙間を埋めるシール部材１３（例えば、ラビリンスシール）が設けられている。
【００１６】
ドラム１の周壁には、材料片をドラム１内に投入するための第１の投入口１４が設けられている。この第１の投入口１４は、開閉自在な扉１６によって閉止可能となっている。また、蓋１ａには、材料片をドラム１内に投入するための第２の投入口１５が設けられている。第１の投入口１４は、第２の投入口１５に比べて大きく形成されており、一度に大量の材料片を投入できるようになっている。一方、第２の投入口１５は、ドラム１の回転中でも、材料片をドラム１内に連続的に投入可能とするために設けられている。開口端部１ｂは、材料片の排出口として機能する。
【００１７】
ドラム１の内部には円形の仕切り板１８が配置されている。この仕切り板１８は、ドラム１と同心状に配置されており、仕切り板１８とドラム１の内周面との間には隙間が形成されている。仕切り板１８は、ドラム１の内周面から径方向に延びる支持部材１９によってドラム１に連結されており、仕切り板１８とドラム１との相対位置は固定されている。ドラム１の内部空間は、この仕切り板１８によって、蓋側の貯留部２０と、排出口側の排出部２１とに区画される。すなわち、仕切り板１８は、貯留部２０と排出部２１との境界に位置する。上述した第１の投入口（大口投入口）１４は、貯留部２０と連通しており、材料片は、第１の投入口１４から貯留部２０に投入される。
【００１８】
ドラム１の内周面には、螺旋羽根２２が固定されている。この螺旋羽根２２は、ドラム１と共に回転し、ドラム１内の材料片を排出口１ｂに向かって移送するための送り機構である。螺旋羽根２２は、ドラム１の閉塞端部１ａから開口端部（排出口）１ｂまで設けられている。すなわち、螺旋羽根２２は、貯留部２０および排出部２１の両方に設けられている。本実施形態の螺旋羽根２２は、２条の螺旋羽根であり、これらが１８０度位相をずらして固定されている。ただし、本発明は２条の螺旋羽根に限定されず、１条、または３条以上の螺旋羽根を用いることができる。なお、前述の仕切り板１８の取り付けは、ドラム１の内周面からではなく、螺旋羽根２２から径方向に延びる図示しない支持部材によって支持されていてもよい。
【００１９】
ここで、材料片の例としては、繊維状の材料片が挙げられる。より具体的には、含水率が６０重量％以下のセルロース繊維が挙げられる。このようなセルロース繊維は、排水処理システムにおいて、汚泥の凝集性を向上させる凝集補助剤または汚泥の脱水性を向上させる脱水補助剤として使用されている。材料片の形状は、矩形状、球状、または不定形状のいずれでもよい。
【００２０】
螺旋羽根２２の高さは、材料片のサイズに応じて決定することが好ましい。具体的には、螺旋羽根２２の高さは、材料片の最小寸法以上であって、ドラム１の内径の１／５以下とすることが好ましい。例えば、１つの材料片の高さがＡｍｍ、幅がＢｍｍ、奥行きがＣｍｍであって、Ａ＜Ｂ＜Ｃである場合、螺旋羽根２２の高さはＡｍｍ以上に設定される。螺旋羽根２２のリードは、螺旋羽根２２が２条の場合にはドラム１の内径の１／２以下とすることが好ましい。リードが短すぎると、隣り合う螺旋羽根２２の間に材料片が詰まり、その一方で、リードが長すぎると、螺旋羽根２２が大きく捻られて、螺旋羽根２２の見掛けの高さが低くなり、材料片を排出できなくなる。したがって、螺旋羽根２２のリードは、材料片のサイズや性状に応じて決定することが好ましい。材料片として少なくとも一辺が５〜２０ｍｍ程度のセルロース繊維、および螺旋羽根２２が２条の場合において、螺旋羽根２２のリードは、５０〜５００ｍｍに設定されることが好ましい。ここで、本発明に使用する材料片は少なくとも一辺が５〜２０ｍｍ程度のセルロース繊維に限るものではない。なお、リードとは、図３に示すように、隣り合う螺旋羽根の間の距離をいう。
【００２１】
仕切り板１８の位置は、確保すべき所望の容積に応じて決定される。容積に対する材料片の充填効率を向上させるためには、図２に示すように、ドラム１の閉塞端部（蓋）１ａから第１の投入口１４までの距離と、第１の投入口１４から仕切り板１８までの距離がほぼ等しいことが好ましい。この配置により、一回の投入でより多くの量の材料片を貯留部２０に堆積させることができる。貯留部２０に貯留される材料片の量は、例えば、セルロース繊維の場合には、１０ｋｇ以上、１０００ｋｇ以下である。なお、仕切り板１８は円形に限らず、多角形であってもよい。
【００２２】
図５（ａ）は、螺旋羽根２２と仕切り板１８をドラム１の径方向から見た模式図であり、図５（ｂ）は螺旋羽根２２と仕切り板１８をドラム１の軸方向から見た模式図である。図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、仕切り板１８は、螺旋羽根２２の径方向内側に配置されている。仕切り板１８の直径（すなわち径方向の最大寸法）は、螺旋羽根２２の内径以下であることが好ましい。より具体的には、仕切り板１８と螺旋羽根２２との間の径方向の隙間は、材料片のサイズに応じて適宜決定されるが、材料片である少なくとも一辺が５〜２０ｍｍ程度のセルロース繊維の場合において、０〜４０ｍｍの範囲内から選択されることが好ましい。ただし、本発明に使用する材料片は、少なくとも一辺が５〜２０ｍｍ程度のセルロース繊維に限るものではない。図５（ｂ）では、仕切り板１８と螺旋羽根２２との間に径方向の隙間Ｇｒが設けられているが、この径方向隙間Ｇｒをゼロとしてもよい。
【００２３】
図５（ａ）に示すように、仕切り板１８は、ドラム１の軸心に対して略垂直に配置されている。この配置によって、仕切り板１８と螺旋羽根２２との間には対称的な軸方向の隙間Ｇａが形成されている。より具体的には、仕切り板１８と螺旋羽根２２との軸方向の隙間Ｇａは、仕切り板１８を中心として対称的に形成され、かつ仕切り板１８の全周に亘って形成される。したがって、ドラム１の回転に伴って、貯留部２０に貯留されている材料片は、この軸方向隙間Ｇａからこぼれて排出部２１に少しずつ移動する。
【００２４】
本実施形態では、仕切り板１８がドラム１の軸心に対して略垂直に配置されているが、本発明は、この配置に限定されない。例えば、仕切り板１８をドラム１の軸心に対してやや傾けた状態で配置することもできる。しかしながら、対称的な軸方向の隙間を仕切り板１８の全周に亘って形成する点で、上述したように、仕切り板１８をドラム１の軸心に対して略垂直に配置することが好ましい。
【００２５】
材料片は、ドラム１の回転に伴い、仕切り板１８と螺旋羽根２２との隙間を通って貯留部２０から排出部２１に移動する。排出部２１内の材料片は、螺旋羽根２２の回転によって間欠的に排出口１ｂに向かって移送される。材料片が進むうちに、その量は徐々に減少していき、ある一定の量に落ち着く。以下、螺旋羽根２２の回転によって材料片の移送量が一定となる原理について説明する。
【００２６】
隣接する螺旋羽根２２の間の材料片は、回転するドラム１の内周面によって上方に持ち上げられ、材料片の表面の角度が安息角を超えると、材料片は崩れ落ちる。材料片の安息角は、その種類によって異なるが、おおよそ３０〜７０度である。材料片が崩れるとき、螺旋羽根２２によって材料片が排出口１ｂに向かって押されると同時に、材料片の一部が螺旋羽根２２を越えて排出口１ｂとは反対側である上流側にこぼれ落ちる。これは、螺旋羽根２２はドラム１の軸心と垂直な面に対して上流側に傾いた方向に延びているからである。このような現象はドラム１の回転に伴って繰り返され、やがて図６に示すように、材料片の移送量は、螺旋羽根２２の高さに依存した、ある一定の量となる。このようにして一定の量になった材料片は、間欠的に排出口１ｂから排出される。例えば、２条の螺旋羽根２２を５ｍｉｎ−１で回転させた場合、約６秒ごとに１回材料片が排出される。
【００２７】
螺旋羽根２２の作用によって材料片の移送量が一定になることを鑑みると、排出部２１の長さ（軸方向の長さ）は螺旋羽根２２のリードの１倍以上とすることが好ましい。ただし、排出部２１の長さは螺旋羽根２２のリードの１倍未満であってもよい。この場合でも、ある程度の定量性は確保される。より一定の排出量を確保するためには、排出部２１の長さは螺旋羽根２２のリードの数倍以上とすることが好ましい。
【００２８】
排出口１ｂが閉塞端部（蓋）１ａよりも高くなるようにドラム１を傾けると、材料片の定量性が得られやすくなる。これは、材料片が、螺旋羽根２２を越えて上流側に移動しやくなるからである。したがって、より少ない巻き数の螺旋羽根２２で、材料片を速やかに一定量とすることができる。このような観点から、図７に示すように、ドラム１を傾斜させることが好ましい。ドラム１の水平面からの傾斜角度は、３０度以下であることが好ましく、さらに好ましくは５〜２０度である。
【００２９】
材料片の排出量は、螺旋羽根２２の高さ以外にも、ドラム１の傾斜角度に依存する。具体的には、排出量を増加させる場合にはドラム１の傾斜角度を小さくし、排出量を減少させる場合にはドラム１の傾斜角度を大きくする。また、ドラム１の回転速度によっても材料片の排出量を変化させることができる。具体的には、排出量を増加させる場合には、ドラム１の回転速度を高くし、排出量を減少させる場合には、ドラム１の回転速度を低くする。本実施形態におけるドラム１の回転速度の変化は、モータ６ａの回転速度を変えることによって実現される。ドラム１の回転機構としてスプロケットとピンギヤ又はスプロケットとチェーンを使用する場合には、スプロケットとピンギヤ又はスプロケットとチェーンによる回転速度の伝達比によってドラム１の回転速度を調節することができる。
【００３０】
図８は、ドラムの回転速度と傾斜角度と、材料片の排出量との関係を示すグラフである。このグラフに示す実験を行った条件は次の通りである。
ドラムの直径：３００ｍｍ
螺旋羽根のリード：１５０ｍｍ
螺旋羽根の高さ：３０ｍｍ
螺旋羽根の条数：２条
ドラムの全長：９００ｍｍ
仕切り板の取り付け位置：閉塞端部（蓋）から６００ｍｍ
材料片：セルロース繊維片
材料片の形状：約５ｍｍの立方形状
材料片の繊維径：１０〜２０μｍ
【００３１】
図８のグラフから、同一の回転速度では、ドラム１の傾斜角度が小さいほど、材料片の排出量が多くなることが分かる。なお、このグラフは、ドラム１の回転速度が高いほど、材料片の排出量が多くなることを示しているが、ドラム１の回転速度がある程度以上に高まると、遠心力により材料片の移送が阻害されてしまう。したがって、ドラム１を過度に高速回転させることは好ましくない。
【００３２】
次に、本貯留装置の運転について説明する。
まず、ステップ１として、ドラム１が回転してない状態で、第１の投入口１４から材料片を貯留部２０に投入し、扉１６を閉じる。
ステップ２として、ドラム１を２０ｍｉｎ−１以下の速度で逆方向に回転させ、材料片を貯留部２０に押し込める（すなわち、貯留部２０の容積を有効に利用する）。必要に応じて、材料片の投入を繰り返してもよい。ここで、「逆方向への回転」とは、材料片が螺旋羽根２２によって排出口１ｂとは反対方向に移送される方向の回転をいう。一方、「正方向への回転」とは、材料片が螺旋羽根２２によって排出口１ｂに向かって移送される方向の回転をいう。
【００３３】
そして、ステップ３として、ドラム１を２０ｍｉｎ−１以下の速度で正方向に回転させ、材料片の排出運転を開始する。貯留部２０内の材料片は、ドラム１の回転により攪拌されるため、ブリッジの発生が防止される。したがって、ドラム１の回転中は、貯留部２０内の材料片は比較的自由に移動することができる。貯留部２０に貯留されている材料片の量が必要な排出量に対し不足していると判断された場合には、ドラム１の回転を停止させ、ステップ１の作業に戻る。
【００３４】
貯留部２０内の材料片の残留量は、いくつかの方法によって計測することができる。例えば、材料片の排出量が一定であることを前提として、運転時間から残留量を推定することができる。また、計量器（ロードセル）により材料片の重量を測定することもできる。なお、材料片の排出運転中（ステップ３）に、第２の投入口１５から材料片を貯留部２０に連続的に投入することも可能である。ただし、大口の第１の投入口１４から材料片を投入したほうが、一度に多くの材料片を投入できるので効率がよい。
【００３５】
仕切り板１８を設けることの効果として、次の２点が挙げられる。第１に、貯留部２０に堆積している材料片の排出口１ｂに向かう方向の圧力を仕切り板１８が受け止めて、排出部２１から安定して材料片を排出できることである。しかも、材料片が排出部へ崩れ出ることがないため、排出部の長さを短くしても良好な定量性を実現できる。第２に、貯留部２０に材料片を投入口から投入したときに、安息角を超えて崩れた材料片を受け止めて、高い容積効率を実現できることである。したがって、仕切り板１８を設けることにより、より多くの材料片を貯留することができ、かつ安定して材料片を排出することができる。
【００３６】
なお、ドラム１は、直径が一定の直胴型に限られない。例えば、図９（ａ）に示すように、開口端部（排出口）１ｂの直径が、閉塞端部１ａの直径よりも小さくなる円錐台形状であってもよい。また、図９（ｂ）に示すように、貯留部２０の直径が閉塞端部１ａ及び開口端部１ｂの直径よりも大きい樽型形状であってもよい。
【００３７】
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、本実施形態の変形例を示す断面図である。図１０（ａ）に示す例では、螺旋羽根２２は、貯留部２０の一部と排出部２１に設けられている。図１０（ｂ）に示す例では、螺旋羽根２２は、貯留部２０には設けられていなく、排出部２１にのみ設けられている。図３、図１０（ａ）、図１０（ｂ）に示すいずれの例においても、螺旋羽根２２は排出部２１に設けられている。言い換えれば、螺旋羽根２２は、仕切り板１８から排出口１ｂまで設けることが必要である。これは、材料片を排出口１ｂに向かって送り出すため、および材料片を一定の量で排出するためである。貯留部２０に螺旋羽根２２を設けることの利点は、ドラム１を傾けたときでも材料片を排出部２１に送り出せるので、貯留部２０内のデッドスペースをなくす、または小さくできることである。
【００３８】
次に、本発明の第２の実施形態について図１１を参照して説明する。
図１１は、本発明の第２の実施形態に係る貯留装置を示す側面図である。第２の実施形態は、ドラム１の閉塞端部１ａが周壁と一体に形成されている点で、第１の実施形態と異なっている。また、第２の投入口は設けられていない。その他の構成および動作は、第１の実施形態と同様である。
【００３９】
図１２（ａ）は、本発明の第３の実施形態に係る貯留装置を示す断面図であり、図１２（ｂ）は螺旋羽根と仕切り板をドラムの軸方向から見た模式図である。第３の実施形態は、ドラム１の外周面から排出口１ｂを経由して内部空間にまで延びる支持部材２５によって仕切り板１８が保持されている。その他の構成および動作は、第１の実施形態と同様である。なお第２の実施形態と第３の実施形態とを組み合わせてもよい。
【００４０】
上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲とすべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】縦型ホッパを示す模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る貯留装置を示す側面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図５（ａ）は、螺旋羽根と仕切り板をドラムの径方向から見た模式図であり、図５（ｂ）は螺旋羽根と仕切り板をドラムの軸方向から見た模式図である。
【図６】ドラムと螺旋羽根をドラムの軸方向から見た模式図である。
【図７】ドラムが傾斜している状態を示す貯留装置の側面図である。
【図８】ドラムの回転速度と傾斜角度と、材料片の排出量との関係を示すグラフである。
【図９】図９（ａ）および図９（ｂ）はドラムの変形例を示す模式図である。
【図１０】図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、第１の実施形態の変形例を示す断面図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る貯留装置を示す側面図である。
【図１２】図１２（ａ）は、本発明の第３の実施形態に係る貯留装置を示す断面図であり、図１２（ｂ）は螺旋羽根と仕切り板をドラムの軸方向から見た模式図である。
【符号の説明】
【００４２】
１ ドラム（容器）
１ａ 閉塞端部
１ｂ 開口端部（排出口）
２ａ ローラ
２ｂ 軸受
２ｃ ローラ板
５ レール
６ａ モータ
６ｂ スプロケット
６ｃ 歯車
８ 第１の架台
９ 第２の架台
１０ リンク機構
１１ 支持脚
１２ 傾斜機構
１３ シール部材
１４ 第１の投入口
１５ 第２の投入口
１６ 扉
１８ 仕切り板
１９ 支持部材
２０ 貯留部
２１ 排出部
２２ 螺旋羽根
２５ 支持部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は貯留装置に係り、特に繊維状の材料片を貯留し、かつ定量で排出する貯留装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
繊維状の材料片を貯留し、定量で排出する装置として、図１に示すような縦型ホッパが知られている。この装置は、一般に、縦に配置されたホッパ３０を有し、その上部開口から材料片がホッパ３０内に投入される。ホッパ３０内には攪拌羽根（ブリッジブレーカ）４０が設けられている。この攪拌羽根４０は、ホッパ３０内の繊維状の材料片がその自重により圧縮され、いわゆるブリッジ（橋架け現象）と呼ばれる状態を破壊するために設けられている。
【０００３】
繊維状の材料片は、攪拌羽根４０の回転により攪拌されながらホッパ３０内に貯留され、ホッパ３０の下部に設けられた排出口から排出される。しかしながら、攪拌羽根４０の回転に伴い、ホッパ３０内の材料片が攪拌羽根４０により径方向外側に押されて、ブリッジを形成してしまう。その結果、材料片が排出されなくなるという問題がある。
【０００４】
一方、特許文献１乃至４に開示されているように、水平に設置したドラムを回転させる横型ドラムフィーダーが知られている。このタイプのドラムフィーダーは、材料片がブリッジを形成しにくいという利点がある。しかしながら、従来のドラムフィーダーは、材料片を排出するための開口部がドラムの端部に形成されており、ドラムの回転により貯留物が開口部側へ崩れ出るため、材料の貯留容積が縦型ホッパに比べて小さくなるとともに、定量排出ができないという欠点がある。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６１−１８５３２４号公報
【特許文献２】特開平８−２１７２５２号公報
【特許文献３】特開平８−２２９３８０号公報
【特許文献４】特開２０００−６１２８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述した従来の問題点に鑑みてなされたもので、材料片のブリッジを形成させることなく、大きな貯留容積を確保することができ、さらに貯留した材料片を定量で排出することができる貯留装置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】
【０００７】
上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、閉塞端部と開口端部とを有する略円筒状の容器と、前記容器をその軸心を中心に回転させる回転機構と、前記容器の内部空間を、閉塞端部側の貯留部と前記開口端部側の排出部とに区画する仕切り板と、前記容器の内周面に固定された螺旋羽根とを備え、前記容器の軸心は水平面と平行、または水平面に対して傾斜しており、前記螺旋羽根は、少なくとも前記排出部に設けられており、前記仕切り板と前記容器の内周面との間には隙間が形成され、さらに前記仕切り板と前記螺旋羽根との間には隙間が形成されていることを特徴とする貯留装置である。
【０００８】
本発明の好ましい態様は、前記開口端部が前記閉塞端部よりも高い位置となるように、前記容器を傾斜させる傾斜機構をさらに備えたことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記容器の周壁には、材料片を前記貯留部に投入するための投入口が設けられていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記閉塞端部から前記投入口までの距離と、前記投入口から前記仕切り板までの距離は略等しいことを特徴とする。
【０００９】
本発明の好ましい態様は、前記容器を回転自在に支持する支持機構と、前記支持機構が取り付けられる架台とをさらに備えたことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記容器の周壁は、前記閉塞端部とは独立して回転可能に構成されており、前記閉塞端部は、前記架台に固定された蓋であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記蓋には、材料片を前記貯留部に投入するための投入口が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の好ましい態様は、前記螺旋羽根のリードは、前記容器の内径以下とすることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記仕切り板は、前記容器の軸心に対して略垂直に配置されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記排出部の軸方向の長さは、前記螺旋羽根のリードの１倍以上であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記回転機構は、前記容器の回転速度を変速可能に構成されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記螺旋羽根は、前記排出部および前記貯留部に設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
貯留部に投入された材料片は、その裾が安息角前後の角度で広がりながら貯留部に堆積する。投入されている間、材料片は仕切り板によって堰き止められて、排出部に移動することなく、貯留部に留まる。したがって、本発明によれば、より多くの量の材料片を容器内に貯留することができる。容器を回転させると、仕切り板と螺旋羽根との隙間から材料片が少しずつ排出部に移動する。排出部に移動した材料片は、回転する螺旋羽根によって排出口としての開口端部に移送され、その間、螺旋羽根の作用により材料片はある一定の量に収束する。したがって、一定の量だけ材料片を排出部を通じて排出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図２は、本発明の第１の実施形態に係る貯留装置を示す側面図である。図３は図２のＡ−Ａ線断面図である。図４は図２のＢ−Ｂ線断面図である。
この貯留装置は、略水平に配置された円筒状のドラム（容器）１と、ドラム１を回転自在に支持する複数の支持機構と、ドラム１をその軸心を中心に回転させる回転機構とを備えている。支持機構は、図２に示すように、ローラ２ａと、このローラ２ａの回転軸を支持する軸受２ｂとを有している。ドラム１の外周面には環状のレール５が固定されており、ローラ２ａはこのレール５と転がり接触するようになっている。ローラ２ａの側面には、ドラム１がその軸方向に移動しないように、レール５の側面に接触する円形のローラ板２ｃが固定されている。
【００１３】
回転機構は、モータ６ａと、モータ６ａの回転軸に固定されたスプロケット６ｂと、このスプロケット６ｂと噛み合う歯車（ピンギア）６ｃとを有している。歯車６ｃはドラム１の外周面に固定されている。モータ６ａによってスプロケット６ｂを回転させると、歯車６ｃが回転し、これによりドラム１は歯車６ｃと一体的に回転する。なお、回転機構はこの態様に限らない。例えば、モータ６ａの回転軸に固定されたスプロケットと、ドラム１の外周面に固定されたスプロケットとをチェーンを介して連結することによっても回転機構を構成することができる。
【００１４】
モータ６ａ及び軸受２ｂは、第１の架台８に固定されている。この第１の架台８はリンク機構１０を有する支持脚１１と、第１の架台８を傾斜させる傾斜機構１２とにより支えられている。傾斜機構１２は、自身の伸縮動作により、第１の架台８及びドラム１をリンク機構１０を中心として傾斜させるように動作する。傾斜機構１２の例としては、油圧式アクチュエータ、ボールねじを有する電動機構、手動で操作されるジャッキなどが上げられる。支持脚１１の下端及び傾斜機構１２の下端は第２の架台９に固定されている。
【００１５】
ドラム１は、閉塞端部１ａと開口端部１ｂとを有している。閉塞端部１ａは蓋によって構成されている。この蓋１ａは、ドラム１の周壁とは別部材として構成されており、第１の架台８に固定されている。したがって、蓋１ａは回転せず、ドラム１の周壁のみが回転可能となっている。蓋１ａとドラム１の周壁との間には、隙間を埋めるシール部材１３（例えば、ラビリンスシール）が設けられている。
【００１６】
ドラム１の周壁には、材料片をドラム１内に投入するための第１の投入口１４が設けられている。この第１の投入口１４は、開閉自在な扉１６によって閉止可能となっている。また、蓋１ａには、材料片をドラム１内に投入するための第２の投入口１５が設けられている。第１の投入口１４は、第２の投入口１５に比べて大きく形成されており、一度に大量の材料片を投入できるようになっている。一方、第２の投入口１５は、ドラム１の回転中でも、材料片をドラム１内に連続的に投入可能とするために設けられている。開口端部１ｂは、材料片の排出口として機能する。
【００１７】
ドラム１の内部には円形の仕切り板１８が配置されている。この仕切り板１８は、ドラム１と同心状に配置されており、仕切り板１８とドラム１の内周面との間には隙間が形成されている。仕切り板１８は、ドラム１の内周面から径方向に延びる支持部材１９によってドラム１に連結されており、仕切り板１８とドラム１との相対位置は固定されている。ドラム１の内部空間は、この仕切り板１８によって、蓋側の貯留部２０と、排出口側の排出部２１とに区画される。すなわち、仕切り板１８は、貯留部２０と排出部２１との境界に位置する。上述した第１の投入口（大口投入口）１４は、貯留部２０と連通しており、材料片は、第１の投入口１４から貯留部２０に投入される。
【００１８】
ドラム１の内周面には、螺旋羽根２２が固定されている。この螺旋羽根２２は、ドラム１と共に回転し、ドラム１内の材料片を排出口１ｂに向かって移送するための送り機構である。螺旋羽根２２は、ドラム１の閉塞端部１ａから開口端部（排出口）１ｂまで設けられている。すなわち、螺旋羽根２２は、貯留部２０および排出部２１の両方に設けられている。本実施形態の螺旋羽根２２は、２条の螺旋羽根であり、これらが１８０度位相をずらして固定されている。ただし、本発明は２条の螺旋羽根に限定されず、１条、または３条以上の螺旋羽根を用いることができる。なお、前述の仕切り板１８の取り付けは、ドラム１の内周面からではなく、螺旋羽根２２から径方向に延びる図示しない支持部材によって支持されていてもよい。
【００１９】
ここで、材料片の例としては、繊維状の材料片が挙げられる。より具体的には、含水率が６０重量％以下のセルロース繊維が挙げられる。このようなセルロース繊維は、排水処理システムにおいて、汚泥の凝集性を向上させる凝集補助剤または汚泥の脱水性を向上させる脱水補助剤として使用されている。材料片の形状は、矩形状、球状、または不定形状のいずれでもよい。
【００２０】
螺旋羽根２２の高さは、材料片のサイズに応じて決定することが好ましい。具体的には、螺旋羽根２２の高さは、材料片の最小寸法以上であって、ドラム１の内径の１／５以下とすることが好ましい。例えば、１つの材料片の高さがＡｍｍ、幅がＢｍｍ、奥行きがＣｍｍであって、Ａ＜Ｂ＜Ｃである場合、螺旋羽根２２の高さはＡｍｍ以上に設定される。螺旋羽根２２のリードは、螺旋羽根２２が２条の場合にはドラム１の内径の１／２以下とすることが好ましい。リードが短すぎると、隣り合う螺旋羽根２２の間に材料片が詰まり、その一方で、リードが長すぎると、螺旋羽根２２が大きく捻られて、螺旋羽根２２の見掛けの高さが低くなり、材料片を排出できなくなる。したがって、螺旋羽根２２のリードは、材料片のサイズや性状に応じて決定することが好ましい。材料片として少なくとも一辺が５〜２０ｍｍ程度のセルロース繊維、および螺旋羽根２２が２条の場合において、螺旋羽根２２のリードは、５０〜５００ｍｍに設定されることが好ましい。ここで、本発明に使用する材料片は少なくとも一辺が５〜２０ｍｍ程度のセルロース繊維に限るものではない。なお、リードとは、図３に示すように、隣り合う螺旋羽根の間の距離をいう。
【００２１】
仕切り板１８の位置は、確保すべき所望の容積に応じて決定される。容積に対する材料片の充填効率を向上させるためには、図２に示すように、ドラム１の閉塞端部（蓋）１ａから第１の投入口１４までの距離と、第１の投入口１４から仕切り板１８までの距離がほぼ等しいことが好ましい。この配置により、一回の投入でより多くの量の材料片を貯留部２０に堆積させることができる。貯留部２０に貯留される材料片の量は、例えば、セルロース繊維の場合には、１０ｋｇ以上、１０００ｋｇ以下である。なお、仕切り板１８は円形に限らず、多角形であってもよい。
【００２２】
図５（ａ）は、螺旋羽根２２と仕切り板１８をドラム１の径方向から見た模式図であり、図５（ｂ）は螺旋羽根２２と仕切り板１８をドラム１の軸方向から見た模式図である。図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、仕切り板１８は、螺旋羽根２２の径方向内側に配置されている。仕切り板１８の直径（すなわち径方向の最大寸法）は、螺旋羽根２２の内径以下であることが好ましい。より具体的には、仕切り板１８と螺旋羽根２２との間の径方向の隙間は、材料片のサイズに応じて適宜決定されるが、材料片である少なくとも一辺が５〜２０ｍｍ程度のセルロース繊維の場合において、０〜４０ｍｍの範囲内から選択されることが好ましい。ただし、本発明に使用する材料片は、少なくとも一辺が５〜２０ｍｍ程度のセルロース繊維に限るものではない。図５（ｂ）では、仕切り板１８と螺旋羽根２２との間に径方向の隙間Ｇｒが設けられているが、この径方向隙間Ｇｒをゼロとしてもよい。
【００２３】
図５（ａ）に示すように、仕切り板１８は、ドラム１の軸心に対して略垂直に配置されている。この配置によって、仕切り板１８と螺旋羽根２２との間には対称的な軸方向の隙間Ｇａが形成されている。より具体的には、仕切り板１８と螺旋羽根２２との軸方向の隙間Ｇａは、仕切り板１８を中心として対称的に形成され、かつ仕切り板１８の全周に亘って形成される。したがって、ドラム１の回転に伴って、貯留部２０に貯留されている材料片は、この軸方向隙間Ｇａからこぼれて排出部２１に少しずつ移動する。
【００２４】
本実施形態では、仕切り板１８がドラム１の軸心に対して略垂直に配置されているが、本発明は、この配置に限定されない。例えば、仕切り板１８をドラム１の軸心に対してやや傾けた状態で配置することもできる。しかしながら、対称的な軸方向の隙間を仕切り板１８の全周に亘って形成する点で、上述したように、仕切り板１８をドラム１の軸心に対して略垂直に配置することが好ましい。
【００２５】
材料片は、ドラム１の回転に伴い、仕切り板１８と螺旋羽根２２との隙間を通って貯留部２０から排出部２１に移動する。排出部２１内の材料片は、螺旋羽根２２の回転によって間欠的に排出口１ｂに向かって移送される。材料片が進むうちに、その量は徐々に減少していき、ある一定の量に落ち着く。以下、螺旋羽根２２の回転によって材料片の移送量が一定となる原理について説明する。
【００２６】
隣接する螺旋羽根２２の間の材料片は、回転するドラム１の内周面によって上方に持ち上げられ、材料片の表面の角度が安息角を超えると、材料片は崩れ落ちる。材料片の安息角は、その種類によって異なるが、おおよそ３０〜７０度である。材料片が崩れるとき、螺旋羽根２２によって材料片が排出口１ｂに向かって押されると同時に、材料片の一部が螺旋羽根２２を越えて排出口１ｂとは反対側である上流側にこぼれ落ちる。これは、螺旋羽根２２はドラム１の軸心と垂直な面に対して上流側に傾いた方向に延びているからである。このような現象はドラム１の回転に伴って繰り返され、やがて図６に示すように、材料片の移送量は、螺旋羽根２２の高さに依存した、ある一定の量となる。このようにして一定の量になった材料片は、間欠的に排出口１ｂから排出される。例えば、２条の螺旋羽根２２を５ｍｉｎ−１で回転させた場合、約６秒ごとに１回材料片が排出される。
【００２７】
螺旋羽根２２の作用によって材料片の移送量が一定になることを鑑みると、排出部２１の長さ（軸方向の長さ）は螺旋羽根２２のリードの１倍以上とすることが好ましい。ただし、排出部２１の長さは螺旋羽根２２のリードの１倍未満であってもよい。この場合でも、ある程度の定量性は確保される。より一定の排出量を確保するためには、排出部２１の長さは螺旋羽根２２のリードの数倍以上とすることが好ましい。
【００２８】
排出口１ｂが閉塞端部（蓋）１ａよりも高くなるようにドラム１を傾けると、材料片の定量性が得られやすくなる。これは、材料片が、螺旋羽根２２を越えて上流側に移動しやくなるからである。したがって、より少ない巻き数の螺旋羽根２２で、材料片を速やかに一定量とすることができる。このような観点から、図７に示すように、ドラム１を傾斜させることが好ましい。ドラム１の水平面からの傾斜角度は、３０度以下であることが好ましく、さらに好ましくは５〜２０度である。
【００２９】
材料片の排出量は、螺旋羽根２２の高さ以外にも、ドラム１の傾斜角度に依存する。具体的には、排出量を増加させる場合にはドラム１の傾斜角度を小さくし、排出量を減少させる場合にはドラム１の傾斜角度を大きくする。また、ドラム１の回転速度によっても材料片の排出量を変化させることができる。具体的には、排出量を増加させる場合には、ドラム１の回転速度を高くし、排出量を減少させる場合には、ドラム１の回転速度を低くする。本実施形態におけるドラム１の回転速度の変化は、モータ６ａの回転速度を変えることによって実現される。ドラム１の回転機構としてスプロケットとピンギヤ又はスプロケットとチェーンを使用する場合には、スプロケットとピンギヤ又はスプロケットとチェーンによる回転速度の伝達比によってドラム１の回転速度を調節することができる。
【００３０】
図８は、ドラムの回転速度と傾斜角度と、材料片の排出量との関係を示すグラフである。このグラフに示す実験を行った条件は次の通りである。
ドラムの直径：３００ｍｍ
螺旋羽根のリード：１５０ｍｍ
螺旋羽根の高さ：３０ｍｍ
螺旋羽根の条数：２条
ドラムの全長：９００ｍｍ
仕切り板の取り付け位置：閉塞端部（蓋）から６００ｍｍ
材料片：セルロース繊維片
材料片の形状：約５ｍｍの立方形状
材料片の繊維径：１０〜２０μｍ
【００３１】
図８のグラフから、同一の回転速度では、ドラム１の傾斜角度が小さいほど、材料片の排出量が多くなることが分かる。なお、このグラフは、ドラム１の回転速度が高いほど、材料片の排出量が多くなることを示しているが、ドラム１の回転速度がある程度以上に高まると、遠心力により材料片の移送が阻害されてしまう。したがって、ドラム１を過度に高速回転させることは好ましくない。
【００３２】
次に、本貯留装置の運転について説明する。
まず、ステップ１として、ドラム１が回転してない状態で、第１の投入口１４から材料片を貯留部２０に投入し、扉１６を閉じる。
ステップ２として、ドラム１を２０ｍｉｎ−１以下の速度で逆方向に回転させ、材料片を貯留部２０に押し込める（すなわち、貯留部２０の容積を有効に利用する）。必要に応じて、材料片の投入を繰り返してもよい。ここで、「逆方向への回転」とは、材料片が螺旋羽根２２によって排出口１ｂとは反対方向に移送される方向の回転をいう。一方、「正方向への回転」とは、材料片が螺旋羽根２２によって排出口１ｂに向かって移送される方向の回転をいう。
【００３３】
そして、ステップ３として、ドラム１を２０ｍｉｎ−１以下の速度で正方向に回転させ、材料片の排出運転を開始する。貯留部２０内の材料片は、ドラム１の回転により攪拌されるため、ブリッジの発生が防止される。したがって、ドラム１の回転中は、貯留部２０内の材料片は比較的自由に移動することができる。貯留部２０に貯留されている材料片の量が必要な排出量に対し不足していると判断された場合には、ドラム１の回転を停止させ、ステップ１の作業に戻る。
【００３４】
貯留部２０内の材料片の残留量は、いくつかの方法によって計測することができる。例えば、材料片の排出量が一定であることを前提として、運転時間から残留量を推定することができる。また、計量器（ロードセル）により材料片の重量を測定することもできる。なお、材料片の排出運転中（ステップ３）に、第２の投入口１５から材料片を貯留部２０に連続的に投入することも可能である。ただし、大口の第１の投入口１４から材料片を投入したほうが、一度に多くの材料片を投入できるので効率がよい。
【００３５】
仕切り板１８を設けることの効果として、次の２点が挙げられる。第１に、貯留部２０に堆積している材料片の排出口１ｂに向かう方向の圧力を仕切り板１８が受け止めて、排出部２１から安定して材料片を排出できることである。しかも、材料片が排出部へ崩れ出ることがないため、排出部の長さを短くしても良好な定量性を実現できる。第２に、貯留部２０に材料片を投入口から投入したときに、安息角を超えて崩れた材料片を受け止めて、高い容積効率を実現できることである。したがって、仕切り板１８を設けることにより、より多くの材料片を貯留することができ、かつ安定して材料片を排出することができる。
【００３６】
なお、ドラム１は、直径が一定の直胴型に限られない。例えば、図９（ａ）に示すように、開口端部（排出口）１ｂの直径が、閉塞端部１ａの直径よりも小さくなる円錐台形状であってもよい。また、図９（ｂ）に示すように、貯留部２０の直径が閉塞端部１ａ及び開口端部１ｂの直径よりも大きい樽型形状であってもよい。
【００３７】
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、本実施形態の変形例を示す断面図である。図１０（ａ）に示す例では、螺旋羽根２２は、貯留部２０の一部と排出部２１に設けられている。図１０（ｂ）に示す例では、螺旋羽根２２は、貯留部２０には設けられていなく、排出部２１にのみ設けられている。図３、図１０（ａ）、図１０（ｂ）に示すいずれの例においても、螺旋羽根２２は排出部２１に設けられている。言い換えれば、螺旋羽根２２は、仕切り板１８から排出口１ｂまで設けることが必要である。これは、材料片を排出口１ｂに向かって送り出すため、および材料片を一定の量で排出するためである。貯留部２０に螺旋羽根２２を設けることの利点は、ドラム１を傾けたときでも材料片を排出部２１に送り出せるので、貯留部２０内のデッドスペースをなくす、または小さくできることである。
【００３８】
次に、本発明の第２の実施形態について図１１を参照して説明する。
図１１は、本発明の第２の実施形態に係る貯留装置を示す側面図である。第２の実施形態は、ドラム１の閉塞端部１ａが周壁と一体に形成されている点で、第１の実施形態と異なっている。また、第２の投入口は設けられていない。その他の構成および動作は、第１の実施形態と同様である。
【００３９】
図１２（ａ）は、本発明の第３の実施形態に係る貯留装置を示す断面図であり、図１２（ｂ）は螺旋羽根と仕切り板をドラムの軸方向から見た模式図である。第３の実施形態は、ドラム１の外周面から排出口１ｂを経由して内部空間にまで延びる支持部材２５によって仕切り板１８が保持されている。その他の構成および動作は、第１の実施形態と同様である。なお第２の実施形態と第３の実施形態とを組み合わせてもよい。
【００４０】
上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲とすべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】縦型ホッパを示す模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る貯留装置を示す側面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図５（ａ）は、螺旋羽根と仕切り板をドラムの径方向から見た模式図であり、図５（ｂ）は螺旋羽根と仕切り板をドラムの軸方向から見た模式図である。
【図６】ドラムと螺旋羽根をドラムの軸方向から見た模式図である。
【図７】ドラムが傾斜している状態を示す貯留装置の側面図である。
【図８】ドラムの回転速度と傾斜角度と、材料片の排出量との関係を示すグラフである。
【図９】図９（ａ）および図９（ｂ）はドラムの変形例を示す模式図である。
【図１０】図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、第１の実施形態の変形例を示す断面図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る貯留装置を示す側面図である。
【図１２】図１２（ａ）は、本発明の第３の実施形態に係る貯留装置を示す断面図であり、図１２（ｂ）は螺旋羽根と仕切り板をドラムの軸方向から見た模式図である。
【符号の説明】
【００４２】
１ ドラム（容器）
１ａ 閉塞端部
１ｂ 開口端部（排出口）
２ａ ローラ
２ｂ 軸受
２ｃ ローラ板
５ レール
６ａ モータ
６ｂ スプロケット
６ｃ 歯車
８ 第１の架台
９ 第２の架台
１０ リンク機構
１１ 支持脚
１２ 傾斜機構
１３ シール部材
１４ 第１の投入口
１５ 第２の投入口
１６ 扉
１８ 仕切り板
１９ 支持部材
２０ 貯留部
２１ 排出部
２２ 螺旋羽根
２５ 支持部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
閉塞端部と開口端部とを有する略円筒状の容器と、
前記容器をその軸心を中心に回転させる回転機構と、
前記容器の内部空間を、閉塞端部側の貯留部と前記開口端部側の排出部とに区画する仕切り板と、
前記容器の内周面に固定された螺旋羽根とを備え、
前記容器の軸心は水平面と平行、または水平面に対して傾斜しており、
前記螺旋羽根は、少なくとも前記排出部に設けられており、
前記仕切り板と前記容器の内周面との間には隙間が形成され、さらに
前記仕切り板と前記螺旋羽根との間には隙間が形成されていることを特徴とする貯留装置。
【請求項２】
前記開口端部が前記閉塞端部よりも高い位置となるように、前記容器を傾斜させる傾斜機構をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の貯留装置。
【請求項３】
前記容器の周壁には、材料片を前記貯留部に投入するための投入口が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の貯留装置。
【請求項４】
前記閉塞端部から前記投入口までの距離と、前記投入口から前記仕切り板までの距離は略等しいことを特徴とする請求項３に記載の貯留装置。
【請求項５】
前記容器を回転自在に支持する支持機構と、
前記支持機構が取り付けられる架台とをさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の貯留装置。
【請求項６】
前記容器の周壁は、前記閉塞端部とは独立して回転可能に構成されており、
前記閉塞端部は、前記架台に固定された蓋であることを特徴とする請求項５に記載の貯留装置。
【請求項７】
前記蓋には、材料片を前記貯留部に投入するための投入口が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の貯留装置。
【請求項８】
前記螺旋羽根のリードは、前記容器の内径以下とすることを特徴とする請求項１に記載の貯留装置。
【請求項９】
前記仕切り板は、前記容器の軸心に対して略垂直に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の貯留装置。
【請求項１０】
前記排出部の軸方向の長さは、前記螺旋羽根のリードの１倍以上であることを特徴とする請求項１に記載の貯留装置。
【請求項１１】
前記回転機構は、前記容器の回転速度を変速可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の貯留装置。
【請求項１２】
前記螺旋羽根は、前記排出部および前記貯留部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の貯留装置。
【請求項１】
閉塞端部と開口端部とを有する略円筒状の容器と、
前記容器をその軸心を中心に回転させる回転機構と、
前記容器の内部空間を、閉塞端部側の貯留部と前記開口端部側の排出部とに区画する仕切り板と、
前記容器の内周面に固定された螺旋羽根とを備え、
前記容器の軸心は水平面と平行、または水平面に対して傾斜しており、
前記螺旋羽根は、少なくとも前記排出部に設けられており、
前記仕切り板と前記容器の内周面との間には隙間が形成され、さらに
前記仕切り板と前記螺旋羽根との間には隙間が形成されていることを特徴とする貯留装置。
【請求項２】
前記開口端部が前記閉塞端部よりも高い位置となるように、前記容器を傾斜させる傾斜機構をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の貯留装置。
【請求項３】
前記容器の周壁には、材料片を前記貯留部に投入するための投入口が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の貯留装置。
【請求項４】
前記閉塞端部から前記投入口までの距離と、前記投入口から前記仕切り板までの距離は略等しいことを特徴とする請求項３に記載の貯留装置。
【請求項５】
前記容器を回転自在に支持する支持機構と、
前記支持機構が取り付けられる架台とをさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の貯留装置。
【請求項６】
前記容器の周壁は、前記閉塞端部とは独立して回転可能に構成されており、
前記閉塞端部は、前記架台に固定された蓋であることを特徴とする請求項５に記載の貯留装置。
【請求項７】
前記蓋には、材料片を前記貯留部に投入するための投入口が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の貯留装置。
【請求項８】
前記螺旋羽根のリードは、前記容器の内径以下とすることを特徴とする請求項１に記載の貯留装置。
【請求項９】
前記仕切り板は、前記容器の軸心に対して略垂直に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の貯留装置。
【請求項１０】
前記排出部の軸方向の長さは、前記螺旋羽根のリードの１倍以上であることを特徴とする請求項１に記載の貯留装置。
【請求項１１】
前記回転機構は、前記容器の回転速度を変速可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の貯留装置。
【請求項１２】
前記螺旋羽根は、前記排出部および前記貯留部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の貯留装置。
【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２０１０−７０１９４（Ｐ２０１０−７０１９４Ａ）
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３６３６９（Ｐ２００８−２３６３６９）
【出願日】平成２０年９月１６日（２００８．９．１６）
【出願人】（５９１０３０６５１）荏原エンジニアリングサービス株式会社 (94)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月１６日（２００８．９．１６）
【出願人】（５９１０３０６５１）荏原エンジニアリングサービス株式会社 (94)
【Ｆターム（参考）】
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