集塵フード
【課題】開口面での風速を均一化し、粉体の歩留まりを向上することが可能な集塵フードを提供することを課題とする。
【解決手段】集塵フード２０は、上面に設けられ、粉体３を投入するための上面開口部２１と、側面に設けられ、フレコン２（第一の容器）に対して作業を施すための側面開口部２２と、粉体３の投入により発生する粉塵を吸引する複数の集塵口２５・２５・・・と、上面開口部２１から側面開口部２２の下部近傍まで垂直下方に向けて延出して設けられ、上面開口部２１及び側面開口部２２から集塵口２５・２５・・・へ向かう空気の流れを整流する整流部材３０と、を具備する。
【解決手段】集塵フード２０は、上面に設けられ、粉体３を投入するための上面開口部２１と、側面に設けられ、フレコン２（第一の容器）に対して作業を施すための側面開口部２２と、粉体３の投入により発生する粉塵を吸引する複数の集塵口２５・２５・・・と、上面開口部２１から側面開口部２２の下部近傍まで垂直下方に向けて延出して設けられ、上面開口部２１及び側面開口部２２から集塵口２５・２５・・・へ向かう空気の流れを整流する整流部材３０と、を具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第一の容器内に収容される粉体を第二の容器に投入する際に発生する粉塵を集塵する技術に関し、詳細には、第一の容器と第二の容器との間に配置される集塵フードに関する。
【背景技術】
【０００２】
粉体を扱う作業では、例えば集塵フードを有する局所排気装置において一定以上の風速を確保することが法令で義務付けられており（粉塵障害防止規則）、開口面での制御風速が規定されている。
従来、フレキシブルコンテナバック（以下、フレコン）等の第一の容器に収容された粉体を、当該第一の容器の下方に配置される第二の容器に投入する際に、第一の容器と第二の容器との間に集塵フードを設け、粉体投入時の集塵を図る構成が周知である。
集塵フードは、第一の容器と第二の容器との間の開口部分を囲い、当該開口空間内に発生する粉塵が周囲に飛散しないように覆う部材であり、適宜の集塵口を介して集塵フード内を吸引する集塵装置と接続される。
【０００３】
例えば、特許文献１には、漏斗状に形成される投入口を有するホッパ部と、ホッパ部の下方に配置されるタンク部（上記第二の容器に相当）と、ホッパ部とタンク部との間に形成される空間を囲う集塵フードと、に関する構成が開示されている。集塵フードの側部には、適宜の集塵装置と接続される集塵口が設けられる。また、ホッパ部の下端部は、集塵フードの下端部よりも下方に突出している、つまり、投入口は、集塵フードよりも下方に位置する。
上記のホッパ部を用いて、フレコン等の袋状容器（上記第一の容器に相当）内に収容される粉体をタンク部内に投入する際には、ホッパ部から投入口を介してタンク部内に向かう下向きの第一の空気の流れと、投入口の下端部から集塵フードに向かう上向きの第二の空気の流れが発生する。特に、第二の空気の流れにより、投入口の端部近傍に渦流が発生する。この渦流により良好な粉塵回収が実現される。
【０００４】
また、特許文献１には、ホッパ部に貫通口を設け、当該貫通口に移動式の刃具を備え、この刃具を用いて、粉体を収容する袋状容器を開封する構成が開示されている。
しかし、特許文献１に記載の構成では、ホッパ部内が不可視であることから作業性に劣るという問題がある。また、袋状容器の底部を破ることにより、投入作業後の容器移動時に内部に残留する粉体が飛散する、若しくは、破れた容器の一部が粉体に混入し異物となる可能性がある。さらに、刃具を用いて破る構成では袋状容器を再利用できないという問題もある。
【０００５】
粉体投入作業の作業性、粉体収容容器のコスト面等を考慮すると、ホッパ部又は集塵フードに作業用・確認用の開口を設け、当該開口を介して容器の開閉を行う構成が好ましい。
しかし、作業用として別の開口を設けた場合、空気の流れが乱れ、風速にばらつきが生じ易くなる。そこで、開口面での規定の制御風速を満足するために集塵装置による吸引能力を大きくする必要があるが、粉塵以外の吸引が多くなり粉体材料の歩留まりが悪くなるという課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２６３４６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、開口面での風速を均一化し、粉体の歩留まりを向上することが可能な集塵フードを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の集塵フードは、粉体を収容する第一の容器と、当該第一の容器の下方に配置される第二の容器と、の間を囲う集塵フードであり、上面に設けられ、前記粉体を投入するための上面開口部と、側面に設けられ、前記第一の容器に対して作業を施すための側面開口部と、前記粉体の投入により発生する粉塵を吸引する複数の集塵口と、前記上面開口部から前記側面開口部の下部近傍まで垂直下方に向けて延出して設けられ、前記上面開口部及び前記側面開口部から前記集塵口へ向かう空気の流れを整流する整流部材と、を具備する。
【０００９】
前記集塵フードにおいて、前記整流部材は、該整流部材の内周面側に位置し、上部から下部に向けて縮径する第一傾斜面を上面全周に有することが好ましい。
【００１０】
前記集塵フードにおいて、前記整流部材は、該整流部材の外周面側であって前記集塵口と対向する部位に、下部から上部に向けて拡径する第二傾斜面を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、開口面での風速を均一化し、粉体の歩留まりを向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】集塵フードを備えるホッパ装置を示す図である。
【図２】集塵フードを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ線端面図。
【図３】集塵フードを示す側面図である。
【図４】整流部材を示す斜視図である。
【図５】集塵フードを備えるホッパ装置の別形態を示す図である。
【図６】ホッパ装置を用いた粉体投入の作業フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図面を参照して、本発明に係る集塵フードの実施の一形態である集塵フード２０、及びそれを具備するホッパ装置１について説明する。なお、以下の説明では、図示における上下方向をホッパ装置１の上下方向と規定する。
ホッパ装置１は、フレキシブルコンテナバック（以下、フレコン）２に収容される粉体３を一時的に貯溜し、所定量の粉体３を切り出して供給する。
【００１４】
フレコン２は、布製の外袋２ａ及びビニル製の内袋２ｂの二重構造を有する袋状の容器である。フレコン２の形状は、外力に応じてある程度可変である。外袋２ａ・内袋２ｂの下部には、それぞれ内容物を抜き取るための開口２ｃ・２ｄが設けられる。開口２ｃ・２ｄは、作業者の手により適宜開閉可能である。
フレコン２は、図示せぬホイスト装置等の移動装置によって移動・昇降可能であり、上下位置及び平面位置の調整が可能である。なお、移動・昇降時等の粉体非投入時には、粉体３が落下しないように開口２ｃ・２ｄは閉じられている。
【００１５】
粉体３は、粒、粉等の集合体であり、これら粒、粉等の周囲に存在する空気を含む。粉体３を構成する粒、粉の一例としては電池の負極活物質であるカーボン等が挙げられる。
【００１６】
図１に示すように、ホッパ装置１は、ホッパ部１０、集塵フード２０等を具備する。
ホッパ部１０はホッパ装置１の下部に配置され、ホッパ部１０の上方に集塵フード２０が配置される。粉体３をホッパ装置１に投入する際は、フレコン２の下端部が集塵フード２０の内部に位置するように移動される。
つまり、ホッパ装置１では、上方からフレコン２→集塵フード２０→ホッパ部１０の順に位置し、かつ、フレコン２とホッパ部１０との間の開口部分を集塵フード２０によって囲った状態にて、フレコン２から下方のホッパ部１０に向けて粉体３が投入される。
【００１７】
ホッパ部１０は、下方に向かって縮径する略三角錐台形状を有し、粉体３を一時的に貯溜・保管するための容器である。図１に示すように、ホッパ部１０は、上端面の一部に開口部１１を有する。ホッパ部１０の下端には、電磁フィーダ、オートフィーダ等のフィード装置１２が接続されており、フィード装置１２から所定量の粉体３を適宜排出可能である。
また、図１に示すように、ホッパ部１０は、支持台１３によって支持されている。支持台１３は、ロードセル等の計量装置１４を含み、ホッパ部１０に貯溜される粉体３の重量を計測可能である。
【００１８】
集塵フード２０は、略円筒形状を有する囲い式のフードであり、ホッパ部１０の上方に配置される。図１に示すように、集塵フード２０は、上端にフレコン２と接続可能な上面開口部２１と、側面上下中途部に作業者がアクセス可能な側面開口部２２と、下端にホッパ部１０の開口部１１と接続可能な下面開口部２３とを有する。つまり、集塵フード２０は、上下方向に粉体材料投入用の開口部２１・２３を有するとともに、側部に作業用の側面開口部２２を有する。
作業者は、側面開口部２２側に適宜の作業台を用意し、側面開口部２２から集塵フード２０内にアクセス可能である。例えば、作業者はフレコン２の開口２ｃ・２ｄの開閉、フレコン２内の粉体３の残量確認等の作業を行う。
【００１９】
図１〜図３に示すように、集塵フード２０は、側面周辺部に複数の集塵口２５・２５・・・を備える。各集塵口２５は、ダクト等の配管を介して局所排気装置を備える集塵装置（ともに不図示）と接続されている。この集塵装置の吸引によって、集塵口２５・２５・・・を介して集塵フード２０内の雰囲気が吸引される。これにより、集塵フード２０内に空気の流れを形成するとともに、集塵フード２０内に発生する粉塵を吸引している。
これらの集塵口２５・２５・・・は、側面開口２２からの空気の流れを考慮して、側面開口２２を中心として線対称に配置されている。さらに、集塵口２５・２５・・・への粉体３の吸引を防止する観点から、集塵口２５・２５・・・は、集塵フード２０の上部に配置されている。
【００２０】
粉体３を投入する際に発塵するため、粉体３の投入時には前記集塵装置が作動される。
このとき、集塵フード２０の下面開口部２３は、ホッパ部１０の開口部１１と接続されて閉口されており、側面開口部２２は、作業のために開口されている。なお、上面開口部２１は、フレコン２との接続により大半が閉口されているが、粉体３に含まれる空気を考慮すると開口状態と見做すことができる。
つまり、集塵装置の作動時には、集塵フード２０に上面開口部２１と側面開口部２２との二つの開口面が開いた状態であり、図２及び図３に示すように、上面開口部２１→集塵口２５（ホッパ部１０内）に向かう第一の空気の流れＦ１、及び、側面開口部２２→集塵口２５（ホッパ部１０内）に向かう第二の空気の流れＦ２の二つの空気の流れが形成される。
【００２１】
また、各集塵口２５には、シャッター式のダンパ装置が付設されており、集塵口２５の開口面積を調整することによって通過風量を個別に調整可能である。つまり、各集塵口２５における吸引能力の微調整が可能であり、例えば開口面からの距離等に応じて適宜調整される。
【００２２】
図２〜図４に示すように、集塵フード２０は、整流部材３０を備える。
整流部材３０は、集塵フード２０の内部空間に配置され、集塵フード２０内に形成される空気の流れＦ１・Ｆ２を整流する。
整流部材３０は、筒状の部材であり、上面開口部２１から側面開口部２２の開口下部近傍まで延出して設けられる。整流部材３０は、第一傾斜面３１、垂直部３２、第二傾斜面３３を含む。
【００２３】
図２及び図４に示すように、第一傾斜面３１は、整流部材３０の上面全周に設けられている。第一傾斜面３１の上端部の外径は上面開口部２１の内径と同一であり、第一傾斜面３１の上端外周部が上面開口部２１の内周と接するように整流部材３０が配置される。
第一傾斜面３１は、整流部材３０の内周面側に設けられ、上部から下部に向けて縮径する形状を有し、内側に向けて傾斜する面として形成される。
このように、第一傾斜面３１は、集塵フード２０の開口面の一つである上面開口部２１の開口面積を全周に亘って小さくすることにより、上面開口部２１を通過する空気の風速を全周に亘って均一に向上している。これとともに、内側に向けて傾斜する第一傾斜面３１の形状により、フレコン２の下端部の集塵フード２０への導入を容易にしている。
【００２４】
図２〜図４に示すように、垂直部３２は、略円筒形状を有し、第一傾斜面３１の下端部から垂直下方に向けて連続的に延出して設けられる。垂直部３２の内径は、第一傾斜面３１の下端部の内径と同一に形成される。
垂直部３２の下端部は、側面開口部２２の開口下端部近傍（側面開口部２２の開口部分の下端部に対応する高さと略同等の高さを有する箇所）に位置する。
このように、垂直部３２は、上面開口部２１からの空気の流れＦ１を垂直下方に向けて整流し、ダウンフローを形成する部材である（特に、図３及び図４参照）。
【００２５】
図３及び図４に示すように、垂直部３２において、側面開口部２２と対向する部位は取り除かれている。これにより、側面開口部２２からの空気の流れＦ２を垂直部３２によって阻害しないようにするとともに、側面開口部２２からフレコン２の下端部へのアクセス性を確保している。
【００２６】
以上のように、上面開口部２１を通じて集塵フード２０内に導入される空気の流れＦ１は、第一傾斜面３１によって収束されて風速が向上し、さらに、第一傾斜面３１→垂直部３２に沿って垂直下向きに整流される。このようにして、上面開口部２１を通過する空気の風速が均一化される。
【００２７】
また、上述のように、垂直部３２は、側面開口部２２と対向する部位が取り除かれた形状を有する。これにより、側面開口部２２からの空気の流れＦ２を阻害することなく、集塵フード２０内での流れを整流できるので、側面開口部２２の開口面全域における風速を向上できる。
さらに、垂直部３２の下端部が側面開口部２２の開口下端部近傍にまで延びて設けられている。これにより、側面開口部２２の上下中央から下部にかけての空気の流れＦ２を整流でき、係る部位における風速を向上できる。
以上のように、側面開口部２２を通じて集塵フード２０内に導入される空気の流れＦ２は、上方からのダウンフローとして空気の流れＦ１の影響を受けて風速が向上されつつ、垂直部３２に沿って集塵口２５・２５・・・に向かうように整流される。このようにして、側面開口部２２を通過する空気の風速が均一化される。
【００２８】
本実施形態では、集塵口２５・２５・・・は、集塵フード２０の上部（ホッパ部１０の開口部１１からできる限り遠い位置）に配置されているため、垂直部３２の下方への延出長は、側面開口部２２の開口下端部近傍に至る長さに設定されている。
つまり、垂直部３２の下方への延出長は、垂直部３２の下端部が集塵口２５よりも十分に下方にあり、集塵フード２０内において、上面開口部２１からのダウンフローを十分に確保できる程度の長さであれば良く、集塵口２５・２５・・・の上下位置に応じて設定することが可能である。
言い換えれば、必ずしも垂直部３２の下端部が側面開口部２２の開口部分の下端部と同程度の高さとなるように設定する必要はなく、例えば、集塵口２５・２５・・・が集塵フード２０の上下中途部より下方に（ホッパ部１０寄りに）位置する場合は、側面開口部２２の開口下端部を超えて下方に延出しても良く、上記の条件を満足していれば、上面開口部２１を通過する風速を均一化できるとともに、風速を向上できる。
【００２９】
図２〜図４に示すように、第二傾斜面３３は、第一傾斜面３１の裏側、すなわち整流部材３０の外周面側に設けられ、各集塵口２５に対向して設けられている。
第二傾斜面３３は、垂直部３２の一面（集塵フード２０の外側の面）に連続して設けられ、集塵口２５・２５・・・の上方に向けて傾斜する面として設けられる。言い換えれば、第二傾斜面３３は、下部から上部に向けて拡径する形状を有し、外側に向けて傾斜する面として形成される。
このように、第二傾斜面３３は、集塵フード２０の内周面近傍における空気の流れを整流する部材であり、特に、垂直部３２の下方を通過して整流部材３０と集塵フード２０の内周面との間を通じて集塵口２５・２５・・・へ向かう垂直上向きの空気の流れＦ３を垂直部３２→第二傾斜面３３→集塵口２５へと導いている（図２（ｂ）参照）。
【００３０】
以上のように、整流部材３０によって集塵フード２０の二つの開口面における空気の流れＦ１・Ｆ２が整流され、これらの風速が向上されるとともに均一化される。
これにより、粉塵障害防止規則に則って、開口面の最大開口時の制御風速を満たすために集塵装置の吸引力を適宜調整しても、局所的に大きな風速となる箇所がなくなる。さらに、吸引能力が大きい集塵装置を使用する必要がなくなり、集塵装置に関するコストを低減できる。
従って、整流部材３０を備える集塵フード２０を用いて、フレコン２内に収容される粉体３をホッパ部１０に投入する際に、十分な集塵能力を発揮しつつ、フレコン２からホッパ部１０へ向かって良好な空気の流れを形成することができ、粉体３の歩留まりを向上できる。
【００３１】
図５に示すように、ホッパ装置１において、集塵フード２０とホッパ部１０との間に仕切り板４０を配置する形態を採用することも可能である。
仕切り板４０は、集塵フード２０の下面開口部２３とホッパ部１０の開口部１１とを連通する。仕切り板４０は、上下方向に所定の長さを有し、上部から下部に向かって縮径する形状を有する。仕切り板４０は、上面側及び下面側にそれぞれ開口４１・４２を有する。
仕切り板４０の上面側の開口４１は、下面開口部２３の内径と同一に設定され、下面側の開口４２は、下面開口部２３の開口面積よりも小さく設定されており、仕切り板４０は、上面視にてドーナツ状に形成されている。
【００３２】
以上のように、下面側の開口４２が上面側の開口４１よりも小さく設定される仕切り板４０によって、集塵フード２０の内部空間とホッパ部１０の内部空間とを仕切っている。
これにより、ホッパ部１０内から集塵フード２０内への逆向きの通過に対して大きな抵抗が生じる。従って、集塵装置の作動に起因してホッパ部１０内から逆流して吸引される粉体３の量が減少し、歩留まりを向上できる。
【００３３】
また、図５に示すように、ホッパ部１０の内部空間の上部には、集塵装置と接続される開口部５０が設けられている。開口部５０には、濾布５１が付設されている。
濾布５１は、粉体３の径よりも小さい孔を多数有し、粉体３の投入時に発生するエアのみを通過させるフィルタであり、粉体３が開口部５０を通じて集塵装置に吸引されることを防止している。濾布５１は、一般的に用いられる工業用のフィルタにより構成される。
開口部５０は、バルブ５２を介して集塵装置と接続される。バルブ５２は、一般的な汎用バルブであり、集塵装置作動時（つまり粉体３の投入時）に、開状態とされる。
【００３４】
以上のように、ホッパ部１０内で巻き上げられた粉塵は、濾布５１及び開口部５０を介して集塵装置によって吸引される。
粉体３の投入時には、集塵フード２０の上面開口部２１がフレコン２により大半が塞がれた状態となるため、側面開口部２２からの空気の流入量が多くなり、乱流が生じ易くなっている。このように、粉体３投入時には、ホッパ部１０内に投入された粉体３がホッパ部１０内で舞い上がり易い状況が発生する。
しかしながら、ホッパ部１０内の空気の流れを開口部５０に向けることができるので、集塵フード２０側への逆流を防止できる。さらに、濾布５１を介して吸引するので粉体３を濾布５１の表面に付着させることができ、粉体３の紛失を防止できる。
【００３５】
図５に示すように、開口部５０は、バルブ５３を介して逆洗装置５４と接続される。バルブ５３は、一般的な汎用バルブであり、逆洗装置５４作動時に、開状態とされる。
逆洗装置５４は、適宜の空気供給装置等を含み、所定量の空気を供給可能である。
逆洗装置５４を作動することにより、濾布５１の表面に付着した粉体３をホッパ部１０内へ戻すことができる。さらに、濾布５１の目詰まりを防止し、寿命を向上できる。
【００３６】
図５に示すように、フレコン２の内袋２ｂは、フレコン２がホッパ装置１に装着された際に、下端部が仕切り板４０よりも下方にくるように構成されている。つまり、粉体３を投入する際に、内袋２ｂの下端部（開口２ｄ）がホッパ部１０内に挿入されている状態となる。
これにより、フレコン２からホッパ部１０内に直接投入することができ、集塵フード２０内の集塵の影響を受けずに済む。従って、粉体３の紛失を抑制できる。
【００３７】
以下では、図６を参照して、ホッパ装置１を用いてフレコン２から粉体３を投入する作業の一連の流れの一例として、作業フローＳ１について説明する。
図６に示すように、作業フローＳ１は、投入準備工程Ｓ１０、投入工程Ｓ２０、逆洗工程Ｓ３０を含む。
【００３８】
投入準備工程Ｓ１０では、上面開口部２１及び側面開口部２２を開き、これと同時に集塵装置を作動させて集塵フード２０内の集塵を開始する。このとき、集塵フード２０は、最大の開口面積となる状態であるが、整流部材３０により集塵フード２０内の空気の流れが整流されており、上面開口部２１及び側面開口部２２での制御風速は規定値以上を容易に満足している。
そして、移動装置を作動させてフレコン２を初期位置から移動させてホッパ装置１に装着する。以上により、フレコン２から粉体３を投入する準備を終了し、投入工程Ｓ２０に移行する。
【００３９】
投入工程Ｓ２０では、側面開口部２２からフレコン２の外袋２ａの開口２ｃと内袋２ｂの開口２ｄを開き、内袋２ｂの開口２ｄを仕切り板４０の開口４１・４２内に挿入する。これにより、フレコン２の内部とホッパ部１０とが連通され、粉体３がホッパ部１０内に投入される。このとき、上面開口部２１は、フレコン２により大半が閉じられた状態となるが、整流部材３０により側面開口部２２からの空気の流れＦ２が良好に整流されるので、集塵フード２０内の空気の流れが乱れることがない。
また、これと同時にホッパ部１０内の開口５０に接続されるバルブ５２を開状態とする。これにより、ホッパ部１０内に発生する粉塵と、投入される粉体３の体積と同体積分の空気とがホッパ部１０内から除去される。
側面開口部２２からフレコン２内の粉体３が全量投入されたことを確認し、内袋２ｂの開口２ｄ及び外袋２ａの開口２ｃを閉じて粉体３の投入を終了し、移動装置を作動させてフレコン２を初期位置に移動した後、逆洗工程Ｓ３０に移行する。
【００４０】
逆洗工程Ｓ３０では、バルブ５２を閉状態としてホッパ部１０内からの集塵を終了し、バルブ５３を開状態として逆洗装置５４を作動させる。これにより、開口５０に逆向きに空気が供給され、濾布５１の表面に付着した粉体３がホッパ部１０内に払い落とされる。
集塵フード２０の上面開口部２１及び側面開口部２２を閉じ、作業フローＳ１を終了する。
【符号の説明】
【００４１】
１ ホッパ装置
２ フレキシブルコンテナバック（第一の容器）
１０ ホッパ部（第二の容器）
２０ 集塵フード
２１ 上面開口部
２２ 側面開口部
３０ 整流部材
３１ 第一傾斜面
３２ 垂直部
３３ 第二傾斜面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第一の容器内に収容される粉体を第二の容器に投入する際に発生する粉塵を集塵する技術に関し、詳細には、第一の容器と第二の容器との間に配置される集塵フードに関する。
【背景技術】
【０００２】
粉体を扱う作業では、例えば集塵フードを有する局所排気装置において一定以上の風速を確保することが法令で義務付けられており（粉塵障害防止規則）、開口面での制御風速が規定されている。
従来、フレキシブルコンテナバック（以下、フレコン）等の第一の容器に収容された粉体を、当該第一の容器の下方に配置される第二の容器に投入する際に、第一の容器と第二の容器との間に集塵フードを設け、粉体投入時の集塵を図る構成が周知である。
集塵フードは、第一の容器と第二の容器との間の開口部分を囲い、当該開口空間内に発生する粉塵が周囲に飛散しないように覆う部材であり、適宜の集塵口を介して集塵フード内を吸引する集塵装置と接続される。
【０００３】
例えば、特許文献１には、漏斗状に形成される投入口を有するホッパ部と、ホッパ部の下方に配置されるタンク部（上記第二の容器に相当）と、ホッパ部とタンク部との間に形成される空間を囲う集塵フードと、に関する構成が開示されている。集塵フードの側部には、適宜の集塵装置と接続される集塵口が設けられる。また、ホッパ部の下端部は、集塵フードの下端部よりも下方に突出している、つまり、投入口は、集塵フードよりも下方に位置する。
上記のホッパ部を用いて、フレコン等の袋状容器（上記第一の容器に相当）内に収容される粉体をタンク部内に投入する際には、ホッパ部から投入口を介してタンク部内に向かう下向きの第一の空気の流れと、投入口の下端部から集塵フードに向かう上向きの第二の空気の流れが発生する。特に、第二の空気の流れにより、投入口の端部近傍に渦流が発生する。この渦流により良好な粉塵回収が実現される。
【０００４】
また、特許文献１には、ホッパ部に貫通口を設け、当該貫通口に移動式の刃具を備え、この刃具を用いて、粉体を収容する袋状容器を開封する構成が開示されている。
しかし、特許文献１に記載の構成では、ホッパ部内が不可視であることから作業性に劣るという問題がある。また、袋状容器の底部を破ることにより、投入作業後の容器移動時に内部に残留する粉体が飛散する、若しくは、破れた容器の一部が粉体に混入し異物となる可能性がある。さらに、刃具を用いて破る構成では袋状容器を再利用できないという問題もある。
【０００５】
粉体投入作業の作業性、粉体収容容器のコスト面等を考慮すると、ホッパ部又は集塵フードに作業用・確認用の開口を設け、当該開口を介して容器の開閉を行う構成が好ましい。
しかし、作業用として別の開口を設けた場合、空気の流れが乱れ、風速にばらつきが生じ易くなる。そこで、開口面での規定の制御風速を満足するために集塵装置による吸引能力を大きくする必要があるが、粉塵以外の吸引が多くなり粉体材料の歩留まりが悪くなるという課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２６３４６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、開口面での風速を均一化し、粉体の歩留まりを向上することが可能な集塵フードを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の集塵フードは、粉体を収容する第一の容器と、当該第一の容器の下方に配置される第二の容器と、の間を囲う集塵フードであり、上面に設けられ、前記粉体を投入するための上面開口部と、側面に設けられ、前記第一の容器に対して作業を施すための側面開口部と、前記粉体の投入により発生する粉塵を吸引する複数の集塵口と、前記上面開口部から前記側面開口部の下部近傍まで垂直下方に向けて延出して設けられ、前記上面開口部及び前記側面開口部から前記集塵口へ向かう空気の流れを整流する整流部材と、を具備する。
【０００９】
前記集塵フードにおいて、前記整流部材は、該整流部材の内周面側に位置し、上部から下部に向けて縮径する第一傾斜面を上面全周に有することが好ましい。
【００１０】
前記集塵フードにおいて、前記整流部材は、該整流部材の外周面側であって前記集塵口と対向する部位に、下部から上部に向けて拡径する第二傾斜面を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、開口面での風速を均一化し、粉体の歩留まりを向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】集塵フードを備えるホッパ装置を示す図である。
【図２】集塵フードを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ線端面図。
【図３】集塵フードを示す側面図である。
【図４】整流部材を示す斜視図である。
【図５】集塵フードを備えるホッパ装置の別形態を示す図である。
【図６】ホッパ装置を用いた粉体投入の作業フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図面を参照して、本発明に係る集塵フードの実施の一形態である集塵フード２０、及びそれを具備するホッパ装置１について説明する。なお、以下の説明では、図示における上下方向をホッパ装置１の上下方向と規定する。
ホッパ装置１は、フレキシブルコンテナバック（以下、フレコン）２に収容される粉体３を一時的に貯溜し、所定量の粉体３を切り出して供給する。
【００１４】
フレコン２は、布製の外袋２ａ及びビニル製の内袋２ｂの二重構造を有する袋状の容器である。フレコン２の形状は、外力に応じてある程度可変である。外袋２ａ・内袋２ｂの下部には、それぞれ内容物を抜き取るための開口２ｃ・２ｄが設けられる。開口２ｃ・２ｄは、作業者の手により適宜開閉可能である。
フレコン２は、図示せぬホイスト装置等の移動装置によって移動・昇降可能であり、上下位置及び平面位置の調整が可能である。なお、移動・昇降時等の粉体非投入時には、粉体３が落下しないように開口２ｃ・２ｄは閉じられている。
【００１５】
粉体３は、粒、粉等の集合体であり、これら粒、粉等の周囲に存在する空気を含む。粉体３を構成する粒、粉の一例としては電池の負極活物質であるカーボン等が挙げられる。
【００１６】
図１に示すように、ホッパ装置１は、ホッパ部１０、集塵フード２０等を具備する。
ホッパ部１０はホッパ装置１の下部に配置され、ホッパ部１０の上方に集塵フード２０が配置される。粉体３をホッパ装置１に投入する際は、フレコン２の下端部が集塵フード２０の内部に位置するように移動される。
つまり、ホッパ装置１では、上方からフレコン２→集塵フード２０→ホッパ部１０の順に位置し、かつ、フレコン２とホッパ部１０との間の開口部分を集塵フード２０によって囲った状態にて、フレコン２から下方のホッパ部１０に向けて粉体３が投入される。
【００１７】
ホッパ部１０は、下方に向かって縮径する略三角錐台形状を有し、粉体３を一時的に貯溜・保管するための容器である。図１に示すように、ホッパ部１０は、上端面の一部に開口部１１を有する。ホッパ部１０の下端には、電磁フィーダ、オートフィーダ等のフィード装置１２が接続されており、フィード装置１２から所定量の粉体３を適宜排出可能である。
また、図１に示すように、ホッパ部１０は、支持台１３によって支持されている。支持台１３は、ロードセル等の計量装置１４を含み、ホッパ部１０に貯溜される粉体３の重量を計測可能である。
【００１８】
集塵フード２０は、略円筒形状を有する囲い式のフードであり、ホッパ部１０の上方に配置される。図１に示すように、集塵フード２０は、上端にフレコン２と接続可能な上面開口部２１と、側面上下中途部に作業者がアクセス可能な側面開口部２２と、下端にホッパ部１０の開口部１１と接続可能な下面開口部２３とを有する。つまり、集塵フード２０は、上下方向に粉体材料投入用の開口部２１・２３を有するとともに、側部に作業用の側面開口部２２を有する。
作業者は、側面開口部２２側に適宜の作業台を用意し、側面開口部２２から集塵フード２０内にアクセス可能である。例えば、作業者はフレコン２の開口２ｃ・２ｄの開閉、フレコン２内の粉体３の残量確認等の作業を行う。
【００１９】
図１〜図３に示すように、集塵フード２０は、側面周辺部に複数の集塵口２５・２５・・・を備える。各集塵口２５は、ダクト等の配管を介して局所排気装置を備える集塵装置（ともに不図示）と接続されている。この集塵装置の吸引によって、集塵口２５・２５・・・を介して集塵フード２０内の雰囲気が吸引される。これにより、集塵フード２０内に空気の流れを形成するとともに、集塵フード２０内に発生する粉塵を吸引している。
これらの集塵口２５・２５・・・は、側面開口２２からの空気の流れを考慮して、側面開口２２を中心として線対称に配置されている。さらに、集塵口２５・２５・・・への粉体３の吸引を防止する観点から、集塵口２５・２５・・・は、集塵フード２０の上部に配置されている。
【００２０】
粉体３を投入する際に発塵するため、粉体３の投入時には前記集塵装置が作動される。
このとき、集塵フード２０の下面開口部２３は、ホッパ部１０の開口部１１と接続されて閉口されており、側面開口部２２は、作業のために開口されている。なお、上面開口部２１は、フレコン２との接続により大半が閉口されているが、粉体３に含まれる空気を考慮すると開口状態と見做すことができる。
つまり、集塵装置の作動時には、集塵フード２０に上面開口部２１と側面開口部２２との二つの開口面が開いた状態であり、図２及び図３に示すように、上面開口部２１→集塵口２５（ホッパ部１０内）に向かう第一の空気の流れＦ１、及び、側面開口部２２→集塵口２５（ホッパ部１０内）に向かう第二の空気の流れＦ２の二つの空気の流れが形成される。
【００２１】
また、各集塵口２５には、シャッター式のダンパ装置が付設されており、集塵口２５の開口面積を調整することによって通過風量を個別に調整可能である。つまり、各集塵口２５における吸引能力の微調整が可能であり、例えば開口面からの距離等に応じて適宜調整される。
【００２２】
図２〜図４に示すように、集塵フード２０は、整流部材３０を備える。
整流部材３０は、集塵フード２０の内部空間に配置され、集塵フード２０内に形成される空気の流れＦ１・Ｆ２を整流する。
整流部材３０は、筒状の部材であり、上面開口部２１から側面開口部２２の開口下部近傍まで延出して設けられる。整流部材３０は、第一傾斜面３１、垂直部３２、第二傾斜面３３を含む。
【００２３】
図２及び図４に示すように、第一傾斜面３１は、整流部材３０の上面全周に設けられている。第一傾斜面３１の上端部の外径は上面開口部２１の内径と同一であり、第一傾斜面３１の上端外周部が上面開口部２１の内周と接するように整流部材３０が配置される。
第一傾斜面３１は、整流部材３０の内周面側に設けられ、上部から下部に向けて縮径する形状を有し、内側に向けて傾斜する面として形成される。
このように、第一傾斜面３１は、集塵フード２０の開口面の一つである上面開口部２１の開口面積を全周に亘って小さくすることにより、上面開口部２１を通過する空気の風速を全周に亘って均一に向上している。これとともに、内側に向けて傾斜する第一傾斜面３１の形状により、フレコン２の下端部の集塵フード２０への導入を容易にしている。
【００２４】
図２〜図４に示すように、垂直部３２は、略円筒形状を有し、第一傾斜面３１の下端部から垂直下方に向けて連続的に延出して設けられる。垂直部３２の内径は、第一傾斜面３１の下端部の内径と同一に形成される。
垂直部３２の下端部は、側面開口部２２の開口下端部近傍（側面開口部２２の開口部分の下端部に対応する高さと略同等の高さを有する箇所）に位置する。
このように、垂直部３２は、上面開口部２１からの空気の流れＦ１を垂直下方に向けて整流し、ダウンフローを形成する部材である（特に、図３及び図４参照）。
【００２５】
図３及び図４に示すように、垂直部３２において、側面開口部２２と対向する部位は取り除かれている。これにより、側面開口部２２からの空気の流れＦ２を垂直部３２によって阻害しないようにするとともに、側面開口部２２からフレコン２の下端部へのアクセス性を確保している。
【００２６】
以上のように、上面開口部２１を通じて集塵フード２０内に導入される空気の流れＦ１は、第一傾斜面３１によって収束されて風速が向上し、さらに、第一傾斜面３１→垂直部３２に沿って垂直下向きに整流される。このようにして、上面開口部２１を通過する空気の風速が均一化される。
【００２７】
また、上述のように、垂直部３２は、側面開口部２２と対向する部位が取り除かれた形状を有する。これにより、側面開口部２２からの空気の流れＦ２を阻害することなく、集塵フード２０内での流れを整流できるので、側面開口部２２の開口面全域における風速を向上できる。
さらに、垂直部３２の下端部が側面開口部２２の開口下端部近傍にまで延びて設けられている。これにより、側面開口部２２の上下中央から下部にかけての空気の流れＦ２を整流でき、係る部位における風速を向上できる。
以上のように、側面開口部２２を通じて集塵フード２０内に導入される空気の流れＦ２は、上方からのダウンフローとして空気の流れＦ１の影響を受けて風速が向上されつつ、垂直部３２に沿って集塵口２５・２５・・・に向かうように整流される。このようにして、側面開口部２２を通過する空気の風速が均一化される。
【００２８】
本実施形態では、集塵口２５・２５・・・は、集塵フード２０の上部（ホッパ部１０の開口部１１からできる限り遠い位置）に配置されているため、垂直部３２の下方への延出長は、側面開口部２２の開口下端部近傍に至る長さに設定されている。
つまり、垂直部３２の下方への延出長は、垂直部３２の下端部が集塵口２５よりも十分に下方にあり、集塵フード２０内において、上面開口部２１からのダウンフローを十分に確保できる程度の長さであれば良く、集塵口２５・２５・・・の上下位置に応じて設定することが可能である。
言い換えれば、必ずしも垂直部３２の下端部が側面開口部２２の開口部分の下端部と同程度の高さとなるように設定する必要はなく、例えば、集塵口２５・２５・・・が集塵フード２０の上下中途部より下方に（ホッパ部１０寄りに）位置する場合は、側面開口部２２の開口下端部を超えて下方に延出しても良く、上記の条件を満足していれば、上面開口部２１を通過する風速を均一化できるとともに、風速を向上できる。
【００２９】
図２〜図４に示すように、第二傾斜面３３は、第一傾斜面３１の裏側、すなわち整流部材３０の外周面側に設けられ、各集塵口２５に対向して設けられている。
第二傾斜面３３は、垂直部３２の一面（集塵フード２０の外側の面）に連続して設けられ、集塵口２５・２５・・・の上方に向けて傾斜する面として設けられる。言い換えれば、第二傾斜面３３は、下部から上部に向けて拡径する形状を有し、外側に向けて傾斜する面として形成される。
このように、第二傾斜面３３は、集塵フード２０の内周面近傍における空気の流れを整流する部材であり、特に、垂直部３２の下方を通過して整流部材３０と集塵フード２０の内周面との間を通じて集塵口２５・２５・・・へ向かう垂直上向きの空気の流れＦ３を垂直部３２→第二傾斜面３３→集塵口２５へと導いている（図２（ｂ）参照）。
【００３０】
以上のように、整流部材３０によって集塵フード２０の二つの開口面における空気の流れＦ１・Ｆ２が整流され、これらの風速が向上されるとともに均一化される。
これにより、粉塵障害防止規則に則って、開口面の最大開口時の制御風速を満たすために集塵装置の吸引力を適宜調整しても、局所的に大きな風速となる箇所がなくなる。さらに、吸引能力が大きい集塵装置を使用する必要がなくなり、集塵装置に関するコストを低減できる。
従って、整流部材３０を備える集塵フード２０を用いて、フレコン２内に収容される粉体３をホッパ部１０に投入する際に、十分な集塵能力を発揮しつつ、フレコン２からホッパ部１０へ向かって良好な空気の流れを形成することができ、粉体３の歩留まりを向上できる。
【００３１】
図５に示すように、ホッパ装置１において、集塵フード２０とホッパ部１０との間に仕切り板４０を配置する形態を採用することも可能である。
仕切り板４０は、集塵フード２０の下面開口部２３とホッパ部１０の開口部１１とを連通する。仕切り板４０は、上下方向に所定の長さを有し、上部から下部に向かって縮径する形状を有する。仕切り板４０は、上面側及び下面側にそれぞれ開口４１・４２を有する。
仕切り板４０の上面側の開口４１は、下面開口部２３の内径と同一に設定され、下面側の開口４２は、下面開口部２３の開口面積よりも小さく設定されており、仕切り板４０は、上面視にてドーナツ状に形成されている。
【００３２】
以上のように、下面側の開口４２が上面側の開口４１よりも小さく設定される仕切り板４０によって、集塵フード２０の内部空間とホッパ部１０の内部空間とを仕切っている。
これにより、ホッパ部１０内から集塵フード２０内への逆向きの通過に対して大きな抵抗が生じる。従って、集塵装置の作動に起因してホッパ部１０内から逆流して吸引される粉体３の量が減少し、歩留まりを向上できる。
【００３３】
また、図５に示すように、ホッパ部１０の内部空間の上部には、集塵装置と接続される開口部５０が設けられている。開口部５０には、濾布５１が付設されている。
濾布５１は、粉体３の径よりも小さい孔を多数有し、粉体３の投入時に発生するエアのみを通過させるフィルタであり、粉体３が開口部５０を通じて集塵装置に吸引されることを防止している。濾布５１は、一般的に用いられる工業用のフィルタにより構成される。
開口部５０は、バルブ５２を介して集塵装置と接続される。バルブ５２は、一般的な汎用バルブであり、集塵装置作動時（つまり粉体３の投入時）に、開状態とされる。
【００３４】
以上のように、ホッパ部１０内で巻き上げられた粉塵は、濾布５１及び開口部５０を介して集塵装置によって吸引される。
粉体３の投入時には、集塵フード２０の上面開口部２１がフレコン２により大半が塞がれた状態となるため、側面開口部２２からの空気の流入量が多くなり、乱流が生じ易くなっている。このように、粉体３投入時には、ホッパ部１０内に投入された粉体３がホッパ部１０内で舞い上がり易い状況が発生する。
しかしながら、ホッパ部１０内の空気の流れを開口部５０に向けることができるので、集塵フード２０側への逆流を防止できる。さらに、濾布５１を介して吸引するので粉体３を濾布５１の表面に付着させることができ、粉体３の紛失を防止できる。
【００３５】
図５に示すように、開口部５０は、バルブ５３を介して逆洗装置５４と接続される。バルブ５３は、一般的な汎用バルブであり、逆洗装置５４作動時に、開状態とされる。
逆洗装置５４は、適宜の空気供給装置等を含み、所定量の空気を供給可能である。
逆洗装置５４を作動することにより、濾布５１の表面に付着した粉体３をホッパ部１０内へ戻すことができる。さらに、濾布５１の目詰まりを防止し、寿命を向上できる。
【００３６】
図５に示すように、フレコン２の内袋２ｂは、フレコン２がホッパ装置１に装着された際に、下端部が仕切り板４０よりも下方にくるように構成されている。つまり、粉体３を投入する際に、内袋２ｂの下端部（開口２ｄ）がホッパ部１０内に挿入されている状態となる。
これにより、フレコン２からホッパ部１０内に直接投入することができ、集塵フード２０内の集塵の影響を受けずに済む。従って、粉体３の紛失を抑制できる。
【００３７】
以下では、図６を参照して、ホッパ装置１を用いてフレコン２から粉体３を投入する作業の一連の流れの一例として、作業フローＳ１について説明する。
図６に示すように、作業フローＳ１は、投入準備工程Ｓ１０、投入工程Ｓ２０、逆洗工程Ｓ３０を含む。
【００３８】
投入準備工程Ｓ１０では、上面開口部２１及び側面開口部２２を開き、これと同時に集塵装置を作動させて集塵フード２０内の集塵を開始する。このとき、集塵フード２０は、最大の開口面積となる状態であるが、整流部材３０により集塵フード２０内の空気の流れが整流されており、上面開口部２１及び側面開口部２２での制御風速は規定値以上を容易に満足している。
そして、移動装置を作動させてフレコン２を初期位置から移動させてホッパ装置１に装着する。以上により、フレコン２から粉体３を投入する準備を終了し、投入工程Ｓ２０に移行する。
【００３９】
投入工程Ｓ２０では、側面開口部２２からフレコン２の外袋２ａの開口２ｃと内袋２ｂの開口２ｄを開き、内袋２ｂの開口２ｄを仕切り板４０の開口４１・４２内に挿入する。これにより、フレコン２の内部とホッパ部１０とが連通され、粉体３がホッパ部１０内に投入される。このとき、上面開口部２１は、フレコン２により大半が閉じられた状態となるが、整流部材３０により側面開口部２２からの空気の流れＦ２が良好に整流されるので、集塵フード２０内の空気の流れが乱れることがない。
また、これと同時にホッパ部１０内の開口５０に接続されるバルブ５２を開状態とする。これにより、ホッパ部１０内に発生する粉塵と、投入される粉体３の体積と同体積分の空気とがホッパ部１０内から除去される。
側面開口部２２からフレコン２内の粉体３が全量投入されたことを確認し、内袋２ｂの開口２ｄ及び外袋２ａの開口２ｃを閉じて粉体３の投入を終了し、移動装置を作動させてフレコン２を初期位置に移動した後、逆洗工程Ｓ３０に移行する。
【００４０】
逆洗工程Ｓ３０では、バルブ５２を閉状態としてホッパ部１０内からの集塵を終了し、バルブ５３を開状態として逆洗装置５４を作動させる。これにより、開口５０に逆向きに空気が供給され、濾布５１の表面に付着した粉体３がホッパ部１０内に払い落とされる。
集塵フード２０の上面開口部２１及び側面開口部２２を閉じ、作業フローＳ１を終了する。
【符号の説明】
【００４１】
１ ホッパ装置
２ フレキシブルコンテナバック（第一の容器）
１０ ホッパ部（第二の容器）
２０ 集塵フード
２１ 上面開口部
２２ 側面開口部
３０ 整流部材
３１ 第一傾斜面
３２ 垂直部
３３ 第二傾斜面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体を収容する第一の容器と、当該第一の容器の下方に配置される第二の容器と、の間を囲う集塵フードであって、
上面に設けられ、前記粉体を投入するための上面開口部と、
側面に設けられ、前記第一の容器に対して作業を施すための側面開口部と、
前記粉体の投入により発生する粉塵を吸引する複数の集塵口と、
前記上面開口部から前記側面開口部の下部近傍まで垂直下方に向けて延出して設けられ、前記上面開口部及び前記側面開口部から前記集塵口へ向かう空気の流れを整流する整流部材と、を具備する集塵フード。
【請求項２】
前記整流部材は、該整流部材の内周面側に位置し、上部から下部に向けて縮径する第一傾斜面を上面全周に有する請求項１に記載の集塵フード。
【請求項３】
前記整流部材は、該整流部材の外周面側であって前記集塵口と対向する部位に、下部から上部に向けて拡径する第二傾斜面を有する請求項１又は２に記載の集塵フード。
【請求項１】
粉体を収容する第一の容器と、当該第一の容器の下方に配置される第二の容器と、の間を囲う集塵フードであって、
上面に設けられ、前記粉体を投入するための上面開口部と、
側面に設けられ、前記第一の容器に対して作業を施すための側面開口部と、
前記粉体の投入により発生する粉塵を吸引する複数の集塵口と、
前記上面開口部から前記側面開口部の下部近傍まで垂直下方に向けて延出して設けられ、前記上面開口部及び前記側面開口部から前記集塵口へ向かう空気の流れを整流する整流部材と、を具備する集塵フード。
【請求項２】
前記整流部材は、該整流部材の内周面側に位置し、上部から下部に向けて縮径する第一傾斜面を上面全周に有する請求項１に記載の集塵フード。
【請求項３】
前記整流部材は、該整流部材の外周面側であって前記集塵口と対向する部位に、下部から上部に向けて拡径する第二傾斜面を有する請求項１又は２に記載の集塵フード。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−４２４４８（Ｐ２０１１−４２４４８Ａ）
【公開日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９１２６６（Ｐ２００９−１９１２６６）
【出願日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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