JP5774553B2 - 粉粒体供給機における排出流量調整装置 - Google Patents

Description

本発明は、粉粒体供給機において、排出口から排出される粉粒体の流量を調整することで、脈動の少ない高精度の定量供給を実現するための排出流量調整装置に関するものである。

従来、底板に外筒を立設し、上記底板の上方に粉粒体排出間隙を介して内筒を支持し、上記底板の中心に通し穴を設け、該通し穴を貫通する直立回転軸にボスを嵌合させ、該ボスの上部にキャップを設け、上記ボスを介して上記底板上に中央回転羽根を設けると共に、中央回転羽根の筒状外縁から内周方向に向かう外周回転羽根を設けて回転体を形成し、該回転体の上記筒状外縁を外筒の内周に近接して内外筒間の円環状通路を形成し、上記粉粒体排出間隙から上記円環状通路内に拡散される粉粒体を、上記中央回転羽根及び外周回転羽根の回動によって上記円環状通路に形成した粉粒体排出口から定量的に排出する粉粒体供給装置が提案されている（特許文献１，２）。

かかる構成の粉粒体供給装置では、上記中央回転羽根が運ぶ粉粒体の量と、外周回転羽根が運ぶ粉粒体の量が異なるため、上記各羽根により上記粉粒体排出口から排出される粉粒体に脈動が発生するが、定量供給の精度を高めるためには、かかる脈動をできるだけ抑制する必要がある。

そのため、特許文献１の装置では、粉粒体排出口を粉粒体搬送方向の上流側は狭く、下流側は広くなるような略三角形状とし、中央回転羽根が当該粉粒体排出口を通過する際に、粉粒体原料が上記排出口の形状に合わせて当該排出口から徐々に排出されるようにして、脈動を抑制していた。

特許文献２の装置では、上記粉粒体排出口内に、粉粒体の搬送方向の上流側から下流側に向けて複数の案内杆を間隙を介して固設し、上記排出口から落下する粉粒体を上記案内杆にて分散することで粉粒体の脈動を抑制していた。

実用新案登録第２５６８１８３号 特開２００９−２６３０９０号

ところで、上記従来の粉粒体供給装置では、粉粒体の大きな脈動は相当程度抑制することができるが、近年求められる非常に短いサンプリングタイムでの定量供給精度に答えるためには、さらなる脈動の十分な抑制が求められている。

また、供給される粉粒体原料の種類、性状によって脈動の状態も異なるので、各種の粉粒体に対応して脈動を効果的に抑制することが求められる。

本発明は上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、粉粒体供給機において、供給すべき粉粒体の脈動を平滑化して、精度の高い定量供給を実現することができる粉粒体供給機における排出流量調整装置を提供することを目的とする。

また、本発明は粉粒体排出口から供給される粉粒体の脈動を十分に抑制し得て、短いサンプリングタイムであっても定量供給精度を高めることができる粉粒体供給機における排出流量調整装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため本発明は、
第１に、底板に外筒を立設して粉粒体供給ケースとし、上記底板の上方に粉粒体排出間隙を介して内筒を同心に支持し、上記底板の中心に直立回転軸を設け、該直立回転軸に上記底板上に位置する複数の中央回転羽根を設けて回転体を形成し、該回転体の筒状外縁を上記外筒の内周に近接して内外筒間の環状通路を形成し、上記筒状外縁に上記環状通路方向の外周回転羽根を複数設け、上記粉粒体排出間隙から所定の安息角にて上記環状通路に拡散した粉粒体を上記中央回転羽根及び上記外周回転羽根の回転により上記環状通路に沿って移送して、上記粉粒体を上記環状通路に設けた粉粒体排出口から排出する粉粒体供給機における排出流量調整装置において、上記粉粒体排出口の下側に機枠を設け、上記機枠に上記粉粒体排出口の始端縁から終端縁に向かう複数本の流量調整ロッドを、上記環状通路の幅方向に所定間隔をもって軸支し、駆動手段により隣接する上記各流量調整ロッドを互いに反対方向に回転駆動し得るように構成し、上記各流量調整ロッドは、上記粉粒体排出口の始端縁から終端縁に向けての一定範囲は角棒により構成され、その他の範囲は丸棒により構成されており、かつ上記角棒間のロッド間距離は上記丸棒間のロッド間距離よりも狭く構成されているものである粉粒体供給機における排出流量調整装置により構成される。

上記機枠は例えば上流側の機枠（１２）、下流側の機枠（１２’）及び直立機枠（２９，２９’）により構成することができる。粉粒体は中央回転羽根上及び外周回転羽根上に山状盛上部を形成しながら環状通路を粉粒体排出口方向に移送され、粉粒体排出口から排出される。このとき、中央回転羽根及び外周回転羽根により移送されてきた粉粒体を、上段の流量調整ロッドのロッド間距離の狭い角棒により一旦受け止めた上で、流量調整ロッドの回転により、徐々に下方に落下供給することができるので、粉粒体の脈動を平滑化して精度の高い粉粒体の供給を実現することができる。また、何らかの原因によって粉粒体排出口に供給される粉粒体の流量が増加しても、増加した粉粒体はロッド間距離の広い丸棒間を介して下方に流出させることができるため、粉粒体の閉塞が生じることはない。

第２に、上記機枠における上記流量調整ロッドの下段位置に、上記流量調整ロッドと同一構成の複数本の下段の流量調整ロッドを、上記流量調整ロッドに平行に軸支し、これら下段の各流量調整ロッドは、上段の隣接する上記各流量調整ロッドの間に位置するように、上記上段の各流量調整ロッドとは半ピッチずらした状態で軸支されており、上記駆動手段により上記下段の隣接する流量調整ロッドを互いに反対方向に回転駆動し得るように構成したものである上記第１記載の粉粒体供給機における排出流量調整装置により構成される。

このように構成すると、上段の流量調整ロッド間を流下した粉粒体は、下段の流量調整ロッドの角棒によって一旦受け止められたのち、下段の流量調整ロッドの回転により下方に流出させることができるので、比較的量の多い粉粒体であっても、一旦各流量調整ロッド上に滞留させた後、円滑かつ徐々に粉粒体を下方に流出させることができ、排出される粉粒体の脈動を効果的に平滑化することができる。

第３に、左右に隣接する上記各流量調整ロッドは、それらの角棒が４５度ずつ角度を変化させた状態で支持されているものである上記第１又は２記載の粉粒体供給機における排出流量調整装置により構成される。

このように構成すると、上部に平面が位置する角棒で粉粒体を受け止めると共に、上部にコーナ部が位置する角棒で粉粒体を下方に流出させることができるため、粉粒体の閉塞状態を生じることなく、円滑に粉粒体を下方に流出させることができる。

第４に、上記流量調整ロッドは、上記粉粒体排出口の始端縁から３／５の範囲に上記角棒が形成されており、残り２／５の範囲が上記丸棒である上記第１〜３の何れかに記載の粉粒体供給機における排出流量調整装置により構成される。

通常の粉粒体の排出流量であれば、粉粒体排出口の始端縁に近い角棒の存在する範囲に落下するため、支障なく粉粒体を下方に流出させながら脈動を平準化することができる。何らかの原因で粉粒体の流量が例えば急増した場合は、増加した粉粒体は粉粒体排出口の始端縁から遠い丸棒の存在する範囲に落下するため、これらの増加した粉粒体をロッド間距離の広い丸棒間より流下させることによって、粉粒体の閉塞を防止することができる。

第５に、上記駆動手段を電動機と当該電動機の回転数を可変制御し得るインバータにより構成し、上記各流量調整ロッドの回転数を上記インバータにより調整可能に構成したものである上記第１〜４の何れかに記載の粉粒体供給機における排出流量調整装置により構成される。

このように構成すると、粉粒体の粒径、性状、形状等に応じて流量調整ロッドを最適な回転数により回転駆動することができる。

第６に、上記上段の各流量調整ロッドの丸棒の外周に１８０度の角度差を以って一対のブレードを設け、かつ上記隣接する流量調整ロッドのブレードは、９０度ずつ角度が変化しているものである上記第２に記載の粉粒体供給機における排出流量調整装置により構成される。

このように構成すると、例えば紙、フィルム等のような片状の粉粒体であっても、上記ブレードの回転によって下方に強制的に流出させることができ、粉粒体の閉塞が生じることはない。

第７に、上記上段及び下段の各流量調整ロッド相互は各端部において歯車で連結されており、上記何れか一の流量調整ロッドを上記駆動手段にて駆動することにより、上記上下段の流量調整ロッドを回転駆動し得るように構成したものである上記第２又は６に記載の粉粒体供給機における排出流量調整装置により構成される。

上記歯車は例えば平歯車（２１，２２，２３，２４等）により構成することができる。このように構成すると、各流量調整ロッドを効率的に回転駆動することができる。

第８に、上記粉粒体排出口の幅は上記始端縁側から上記終端縁側に徐々に広くなるように形成されたものである上記第１〜７の何れかに記載の粉粒体供給機における排出流量調整装置により構成される。

このような粉粒体排出口は例えば略三角形状粉粒体排出口（８）（図３（ｃ）参照）により構成することができる。

本発明は上述のように構成したので、中央回転羽根等により移送されてきた粉粒体を、上段の流量調整ロッドのロッド間距離の狭い角棒により一旦受け止めた上で、流量調整ロッドの回転により、徐々に下方に落下供給することができるので、粉粒体の脈動を平滑化して精度の高い粉粒体の供給を実現することができる。これにより短いサンプリングタイムでの精度の高い定量供給を実現することができる。

また、何らかの原因によって粉粒体排出口に供給される粉粒体の流量が増加しても、増加した粉粒体はロッド間距離の広い丸棒間を介して下方に流出させることができるため、粉粒体の閉塞を効果的に防止することができる。

また、回転する上下段の流量調整ロッドによって粉粒体を受け止め、各ロッドの回転により粉粒体を下方に徐々に分散して流出させることができるため、比較的量の多い粉粒体であっても、一旦各流量調整ロッド上に滞留させた後、円滑かつ徐々に粉粒体を下方に流出させることができ、排出される粉粒体の脈動を効果的に平滑化することができる。

また、流量調整ロッドの回転数を変化させることにより、粉粒体の粒径、性状、形状等に応じて最適な状態で脈動を抑制して、高精度の定量供給を実現し得る。

また、丸棒のブレードにより、紙、フィルム等のような片状の粉粒体であっても、上記ブレードの回転によって下方に強制的に流出させることができ、原料の閉塞を効果的に防止し得る。

本発明に係る粉粒体供給機における排出流量調整装置の側面断面図である。 同上調整装置を使用した粉粒体供給機の一部断面平面図である。 （ａ）は同上調整装置を使用した粉粒体供給機の平面図、（ｂ）は同上供給機の粉粒体排出口近傍の平面図、（ｃ）は同上供給機の粉粒体排出口近傍の平面図である。 （ａ）は同上装置における排出流量調整機の平面図、（ｂ）は同上排出流量調整機の側面断面図である。 同上調整装置における排出流量調整機の側面図である。 図４（ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。 同上調整装置における排出流量調整機の流量調整ロッドの斜視図である。 同上調整装置における排出流量調整機の流量調整ロッドの分解斜視図である。 同上調整装置における中央回転羽根と外周回転羽根の回転状態を直線状に伸長して示した平面図、（ｂ）は（ａ）の側面図であり、中央回転羽根と外周回転羽根により移送される粉粒体の脈動の状況と、排出流量調整機を通った後に脈動が抑制された粉粒体の状況を示す。 粉粒体排出口近傍の排出流量調整機の平面図であり、（ａ）は略方形の粉粒体排出口、（ｂ）は略三角形状の粉粒体排出口を示す。

以下、本発明に係る粉粒体供給機における排出流量調整装置を詳細に説明する。

まず、本発明の排出流量調整機１１が適用される粉粒体供給機を説明する。

底板３に外筒２を立設して粉粒体供給ケースとし、上記底板３の上方に粉粒体排出間隙ｔ１を介して内筒１を同心に支持し、上記底板３の中心に直立回転軸１０を設け、該回転軸１０に上記底板３上に位置する４枚の中央回転羽根（スポーク）５を設けて回転体を形成し、該各中央回転羽根５の先端に設けた回転リング（筒状外縁）３５を外筒２の内周に近接して内外筒間の環状通路４を形成し、上記回転リング３５に上記環状通路方向の１２枚の外周回転羽根（材料移送用スクレーパ）６を環状通路４に設け、かつ上記環状通路４の上記底板３に粉粒体排出口８を開口し、上記粉粒体排出間隙ｔ１から所定の安息角αにて上記環状通路４に拡散した粉粒体を、上記中央回転羽根５及び外周回転羽根６の矢印Ａ方向の回転により、上記粉粒体排出口８に移送するように粉粒体供給機を構成する（図１、図２参照）。

尚、上記粉粒体の移送方向である矢印Ａ方向を基準として、「上流側」と「下流側」を決定する。また図１において、３３は電動機、３４は減速機であり、上記電動機３３によって上記中央回転羽根５及び外周回転羽根６は矢印Ａ方向に回転駆動される。尚、３２は流量調整リングである。

このような粉粒体供給機の上記粉粒体排出口８は図１、図２、図３に示すように始端縁８’及び終端縁８”が平行対向縁であって該排出口８の中心を通る内外筒１，２の直径線Ｄと平行であり、かつ該排出口８の幅は環状通路４の幅ｔ２とほぼ同一幅であるが、図１、図２に示すように内筒１側に内筒側弧形フランジ８ａを形成し、上記幅ｔ２より多少小とする。また、外筒側も外筒２に沿う外筒側弧状フランジ８ｂにより形成し、全体として略長方形状の開口とする（図３（ａ）参照）。

上記粉粒体排出口８の形状は、始端縁８’と終端縁８”が略同一長さの略長方形状をなすものであるが、図３（ｃ）に示すように、始端縁８’側に上流側から下流側に向けた傾斜縁８ｃを設けた略三角形状の開口部８としても良い。

この図３（ｃ）の粉粒体排出口８は、始端縁８’及び終端縁８”が平行対向縁であって該排出口８の中心を通る内外筒１，２の直径線Ｄと平行であり、上記始端縁８’の内筒側の端部から上記内筒側弧状フランジ８ａの中間位置８ａ’に向けて上流側から下流側に上記傾斜縁８ｃを設けて、全体形状を略三角形状としたものである。即ち、上記粉粒体排出口８は、粉粒体の搬送方向の上流側から下流側に向けて、排出口８の面積が小から大に徐々に拡大するように構成し、面積が小の上流側の粉粒体排出口８から少しずつ粉粒体が下方に流出するように構成して、流出する粉粒体の脈動を抑制し得るようになっている。

上記何れの形状の粉粒体排出口８であっても、その排出口８の下側の周縁の上記底板３から下方向けて方形筒状の案内筒９が形成されており、上記案内筒９の下端には、排出流量調整機１１が接続される（図１参照）。

この排出流量調整機１１は、図４，５に示すように、粉粒体の上流側と下流側に相対向して平行に設けられた上流側の板状の機枠１２及び下流側の板状の機枠１２’間に、上段に６本、下段に５本の流量調整ロッド１３，１５が、各両端部１３ａ，１３ａ’、１５ａ，１５ａ’を以って回転可能に軸支されており、図９（ｂ）に示すように、上記中央回転羽根５及び外周回転羽根６によって搬送され上記排出口８から流出する粉粒体を、一旦、上記流量調整ロッド１３，１５上に落下滞留させ、各流量調整ロッド１３，１５の回転により、これら流量調整ロッド１３，１５の下方側に徐々に分散して流出させることにより、上記粉粒体の脈動を効果的に解消しようとするものである。

この粉粒体流量調整機１１は図４、図５に示すような構成からなるものである。尚、以下の説明において、上記排出口８において、粉粒体の搬送方向（矢印Ａ方向）を基準として、下流側から上流側を向いた場合の左右を左右方向として説明する。

図４（ａ）（ｂ）に示すように、対向する上記両機枠１２，１２’間の上段位置に、上流側から下流側に向かう６本の流量調整ロッド１３Ａ〜１３Ｆが、左右方向（環状通路４の幅方向）に一定間隔（所定間隔）を以って、かつ同一高さで並列して設けられている。これらの流量調整ロッド１３は、各々の両端部１３ａ，１３ａ’を以って上記機枠１２，１２’に回転自在に軸支されている。これらの流量調整ロッド１３の両端部１３ａ，１３ａ’は、上記両機枠１２，１２’の外部に突出しており、上記両機枠１２，１２’に設けられた軸受（ベアリング）１４によって各々が回転可能に軸支されている。尚、上記流量調整ロッド１３について、個別に示す場合は符合１３Ａ〜１３Ｆを用い、ロッド全体或いは位置を特定しないロッドを示す場合は符合１３を用いる（尚、下段の流量調整ロッド１５についても同様）。

また、上記両機枠１２，１２’間における上記流量調整ロッド１３Ａ〜１３Ｆの下段であって、左右方向に隣接する上記上段の各流量調整ロッド１３，１３の中間に位置するように、上流側から下流側に向かう５本の流量調整ロッド１５Ａ〜１５Ｅが、左右方向に一定間隔を以って、かつ同一高さで並列した状態で、上記上段のロッド１３に平行に設けられている（図７参照）。

上記各下段の各流量調整ロッド１５Ａ〜１５Ｅは、各ロッドが上記上段のロッド１３Ａ〜１３Ｆの間に位置するように、上記上段の上記流量調整ロッド１３とは半ピッチずらした状態で、左右方向に一定間隔を以って設けられる。即ち、図６に示すように、例えば下段の流量調整ロッド１５Ａは、上段の流量調整ロッド１３Ａ，１３Ｂの中間位置、下段のロッド１５Ｂは上段のロッド１３Ｂ，１３Ｃの中間位置、下段のロッド１５Ｃは上段のロッド１３Ｃ，１３Ｄの中間位置（その他のロッド１５も同じ）となるように設けられる。

上記下段の各流量調整ロッド１５は、各々の両端部１５ａ，１５ａ’を以って上記機枠１２，１２’に軸支されている。これらの流量調整ロッド１５の両端部１５ａ，１５ａ’は、上記機枠１２，１２’の外部に突出しており、上記機枠１２，１２’に設けられた軸受（ベアリング）１６によって各々回転可能に軸支されている。

上記上段の流量調整ロッド１３の内、左端の流量調整ロッド１３Ａの端部は、上流側にに延長され、その端部に駆動用プーリ２０が接続されており、後述の電動機１７によって回転駆動される。

上記上端の流量調整ロッド１３Ａ〜１３Ｆの上記各端部１３ａには各々横連結用の平歯車２１が接続されており、上記各流量調整ロッド１３Ａ〜１３Ｆは上記平歯車２１によって相互に噛合連結されている（図５参照）。従って、上記駆動プーリ２０の連結された上記流量調整ロッド１３Ａを矢印ａ方向に駆動することによって、図５、図６に示すように各流量調整ロッド１３Ａ〜１３Ｆを互いに反対方向に回転駆動し得るように構成している。

上記上段の流量調整ロッド１３Ａ〜１３Ｆの内、上記左端から３番目の流量調整ロッド１３Ｃの上記端部１３ａは、上流側に延長され当該延長端部に上下連結用の平歯車２２が固定されている。

上記下段の流量調整ロッド１５Ａ〜１５Ｅの上記各端部１５ａには各々横連結用の平歯車２３が接続されており、上記各流量調整ロッド１５Ａ〜１５Ｅは上記平歯車２３によって相互に噛合連結されている。

さらに図４（ｂ）に示すように、上記下段の流量調整ロッド１５の内、左端から３番目の流量調整ロッド１５Ｃの上記端部は上流側に延長され当該延長端部に上下方向連結用の平歯車２４が接続され、当該平歯車２４は上段の上下連結用の上記平歯車２２に噛合している。

従って、上記上下連結用の平歯車２４は上記平歯車２２の矢印ａ方向に回転によって図６の矢印ｂ方向（矢印ａとは反対方向）に回転し、これにより下段の流量調整用ロッド１５Ａ〜１５Ｅは、横方向連結用の平歯車２３によって図５に示す矢印の方向、即ち、互いに反対方向に回転駆動されるように構成されている（図５、図６参照）。

上記機枠１２の外側には、モータ支持機枠３６が固定されており、上記機枠３６にロッド駆動用の電動機（駆動手段、例えばギアードモータ）１７が固定されている。この電動機１７の出力軸には減速機１８を介して駆動用プーリ１９が接続されており、上記上段の流量調整ロッド１３Ａの上記駆動用プーリ２０と上記駆動用プーリ１９間に駆動用タイミングベルト３７が張設されている。従って、上記電動機１７を駆動して上記上段の流量調整ロッド１３Ａを駆動することにより、上下段すべての流量調整ロッド１３，１５を図５に示す矢印方向に同時に回転駆動し得るように構成されている。

また、上記電動機１７の回転数をインバータで制御することにより、供給する粉粒体の性状に応じて、上記流量調整ロッド１３，１５の回転数を調整し得るように構成することができる。

上記上段の流量調整ロッド１３は図７に示すように、全体が丸棒２５からなるものであるが、丸棒２５の全長の内、上流側から下流側に向かう約３／５の範囲（上記粉粒体排出口８の始端縁８’から終端縁８”に向けての一定範囲）には、上記丸棒２５の外周に横断面正方形の直方体形状の角棒２６が被覆された構造となっている。

さらに上記丸棒２５における、上記角棒２６の被覆されていない下流側の約２／５の範囲（その他の範囲）には、丸棒２５の外周上において、外周方向の互いに１８０℃の角度位置に、上記丸棒２５の半径方向に伸びる板状の一対のブレード２８，２８が、上記丸棒２５の軸方向に設けられている。

このブレード２８，２８は上記角棒２６の下流側端部位置から上記丸棒２５における上記機枠１２’の内側近傍位置まで連続して設けられる。

上記流量調整ロッド１３は、上記ブレード２８，２８の板面が上記角棒２６の平面（側面）に平行となるように固定されたもの（流量調整ロッド１３Ｂ，１３Ｄ，１３Ｆ）と、上記ブレード２８，２８の板面が上記角棒２６の横断面における対角線に沿って位置するように固定されたもの（ロッド１３Ａ，１３Ｃ，１３Ｅ）との２種類が設けられている。
そして、上記流量調整ロッド１３Ａ〜１３Ｆは、上記２種類のロッド１３を左右交互に配置すると共に、左右のロッド１３毎に上記角棒２６の角度を交互に４５度ずつずらして配置されている。

よって、図７に示すように、上記角棒２６は上面側に角棒２６の平面が位置している流量調整ロッド１３Ｂ，１３Ｄ，１３Ｆと、上面側に角棒２６のコーナ部が位置している流量調整ロッド１３Ａ，１３Ｃ，１３Ｅとが、交互に位置するように構成されており、上記ブレード２８，２８も左右相互にその角度が９０度ずつずれており、その結果、ブレード２８が水平に位置している流量調整ロッド１３Ｂ，１３Ｄ，１３Ｆと、ブレード２８が垂直に位置する流量調整ロッド１３Ａ，１３Ｃ，１３Ｅとが、交互に配置されるように構成されている。そして、上記隣接する流量調整ロッド１３のブレード２８は、互いに９０度ずつ角度が変化するように軸支されている。

そして、これらの上段の流量調整ロッド１３は上記の位置関係を保ったまま、図６に示す矢印方向に回転駆動される。

上記下段の流量調整ロッド１５は、図８に示すように、上記上段の流量調整ロッド１３と同様に、全体が丸棒２５からなり、当該丸棒２５の全長の内、上流側から下流側に向かう約３／５の範囲（上記粉粒体排出口８の始端縁８’から終端縁８”に向けての一定範囲）には、上記丸棒２５の外周に横断面正方形の直方体形状の、上記上段ロッド１３の上記角棒２６と同様の形状の角棒２６が被覆された構造を有している。

しかしながら、上記下段ロッド１５の下流側の上記角棒１６が存在しない約２／５の範囲（その他の範囲）の丸棒２５の部分には、上段ロッド１３の上記ブレード２８，２８は存在しておらず、当該部分は丸棒２５のみから構成されている。尚、本実施形態では下段の丸棒２５には上記ブレード２８，２８は設けられていないが、当該下段の丸棒２５に上段と同様のブレード２８，２８を設けても良い。

この下段の流量調整ロッド１５は、図８に示すように、左右のロッド１５毎に上記角棒２６の角度を４５度ずつずらして配置されている。よって、図８に示すように、上記角棒２６は上面側に角棒２６の平面が位置しているロッド（流量調整ロッド１５Ｂ，１５Ｄ）と、上面側に角棒２６のコーナ部が位置しているロッド（流量調整ロッド１５Ａ，１５Ｃ、１５Ｅ）とが、交互に配置するように構成されている。

そして、これらの下段の流量調整ロッド１５は上記の位置関係を保ったまま、図６に示す矢印方向に回転駆動される。

上記粉粒体排出口８から落下する粉粒体は、通常、排出口８の始端縁８’から下流方向の３／５の範囲に落下するため、上記角棒２６，２６間の水平方向（左右方向）の距離ｔ３（ロッド間距離）（図６参照）は、例えば約１５ｍｍとして、比較的狭く設定し、上記粉粒体が上記角棒２６上に一旦滞留し得るように構成する。尚、この距離ｔ３は上段のロッド１３と下段のロッド１５共に共通とする。

また、上記排出口８から落下する粉粒体が急激に増大した場合は、上記粉粒体は上記角棒２６の範囲（始端縁８’から３／５の範囲）のみならず、上記丸棒２５の存在する範囲（始端部８’から３／５の範囲を超えた下流側の２／５の範囲）にも落下供給されるが、この場合は、流量調整ロッド１３，１５上で粉粒体が閉塞しないように、上記丸棒２５間の左右方向の距離ｔ４（ロッド間距離）を、例えば４０ｍｍと比較的広く設定し、粉粒体を通過させやすく構成している。このように、角棒２６間のロッド間距離ｔ３は上記丸棒２５間のロッド間距離ｔ４よりも狭く構成する。尚、この距離ｔ４は上段のロッド１３と下段のロッド１５共に共通とする。

また、粉粒体として片状のフィルムや紙等は、閉塞を生じ易いので、上記丸棒２５に設けた上記ブレード２８，２８の回転により、強制的に下方に流すように構成している。

このような排出流量調整機１１を粉粒体が通過する量は、上記上下段の流量調整ロッド１３，１５の回転数を変化させることで調整することができる。

尚、上下のロッド１３，１５間の距離ｔ５は角棒２６間の部分で例えば約１５ｍｍであり、上記一枚のブレード２８の幅は例えば約１２ｍｍとする。

尚、上記排出流量調整機１１の上記機枠１２，１２’とは直交する左右は、互いに平行な左側の直立機枠２９と右側の直立機枠２９’が設けられており（図４、図６参照）、上記上下流側の上記機枠１２，１２’と、上記左右機枠２９，２９’によって方形筒状の排出流量調整機の機枠３０が形成されている。そして、これらの方形筒状の機枠３０の上端部周縁に、上記排出口８の案内筒９の下端のフランジ９’に接続可能な上端フランジ３１が設けられ、上記方形筒状の上記機枠３０の下端部周縁に下端フランジ３１’が設けられている（図１参照）。

上述のように構成された排出流量調整機１１は、図１に示すように、上記粉粒体排出口８の案内筒９のフランジ９’に、上記上端フランジ３１をボルトＢにて接続し、上記案内筒９に固定する（図１、図９（ｂ）参照）。このとき、上記各流量調整ロッド１３，１５は、内外筒１，２の上記直径線Ｄと直交する方向になるように配置される（図１０（ａ）（ｂ）参照）。また、図１０に示すように、上記流量調整ロッド１３，１５と上記粉粒体排出口８の開口部との関係は、上記排出口８の始端縁８’から約３／５の位置までは上記角棒２６が位置しており、始端縁８’から約３／５の位置からさらに終端縁８”に向けての約２／５の範囲には上記丸棒２５及びブレード２８，２８が位置している構造となっている。即ち、上記各流量調整ロッド１３，１５は、上記粉粒体排出口８の始端縁８’から終端縁８”に向けての一定範囲は角棒２６により構成され、その他の範囲は丸棒２５により構成されている。

本発明は上述のように構成されているため、次に本発明の動作を説明する。

まず、上記電動機１７を駆動してタイミングベルト３７を介して駆動プーリ２０を駆動することにより、流量調整ロッド１３Ａを矢印ａ方向に回転する。すると、上記駆動用プーリ２０、上段の各平歯車２１、上下方向連結用の平歯車２２，２４、及び下段の各平歯車２３の回転によって、上段及び下段の各流量調整ロッド１３，１５は、図６に示す矢印の方向、即ち隣接する流量調整ロッド１３，１５が互いに反対方向に回転する。上記内筒１内に粉粒体を投入すると、上記内筒１から環状通路４内に安息角αにて粉粒体が流出した状態となる（図１参照）。

その後、電動機３３を駆動して上記直立回転軸１０を矢印Ａ方向に回転することにより、上記中央回転羽根５及び外周回転羽根６が矢印Ａ方向に回転するので、環状通路４内の粉粒体は上記中央回転羽根５及び外周回転羽根６によって上記環状通路４内を矢印Ａ方向に送られて行き、上記粉粒体排出口８から下方に落下供給されて行く。

このときの各回転羽根５，６の動きと、各回転羽根５，６によって運ばれる粉粒体との関係を図９（ａ）（ｂ）に示す。尚、図９（ａ）は、説明の便宜上、図２における粉粒体供給機の平面視円形状の内外筒を、直線的に伸長して表現した平面図であり、図９（ｂ）は同図（ａ）の側面図であり、図中、山状盛上部ｆ１，ｆ２は各々中央回転羽根５、外周回転羽根６によって移送される粉粒体を示し、山状盛上部ｆ１’，ｆ２’は本発明の排出流量調整機１１を通過した後の、脈動を抑制された後の粉粒体ｆの排出状態を示すものであり、排出前の山状盛上部ｆ１，ｆ２と対応するように記載してある。

上記電動機３３の回転によって、上記中央回転羽根５及び上記外周回転羽根６は図９（ａ）の矢印Ａ方向に一定速度で移行する。上記環状通路４における粉粒体ｆは図９（ｂ）に示すように、上記中央回転羽根５及び外周回転羽根６によって矢印Ａ方向に搬送されていくが、このとき、粉粒体ｆは各中央回転羽根５の羽根（スポーク）の上、及び、上記外周回転羽根６の羽根の上に載置された状態となり、上記各羽根５，６の上に載置された粉粒体ｆが上記羽根５，６と共に矢印Ａ方向に移送されていく。

上記中央回転羽根５は、内外筒１，２中央の直立回転軸１０から外筒２の近傍位置まで位置しており、その羽根（スポーク）の半径方向の長さが長く、また羽根の幅も広いので、図９（ｂ）に示すように、外周回転羽根６に比べてより多くの粉粒体ｆの搬送能力を有しており、当該羽根上により多くの粉粒体ｆが載置される。よって、当該中央回転羽根５上には、上記外周回転羽根６上よりも多くの粉粒体ｆが載置されて上方に大きく盛り上がった山状盛上部ｆ１が形成された状態で矢印Ａ方向に移送されていく。

一方、上記外周回転羽根６は、外周の回転リング３５から上記環状通路４内に向けて設けられたものであり、その長さが短く、上記中央回転羽根５に比べて羽根の幅も狭いので、図９（ｂ）に示すように，中央回転羽根５に比べてより少ない粉粒体ｆが載置される。よって、当該外周回転羽根６上には、上記中央回転羽根５上よりも少ない粉粒体ｆが載置され、上記外周回転羽根５上にある程度粉粒体は盛り上がるが、中央回転羽根５上の粉粒体の上記山状盛上部ｆ１よりも低い位置の山状盛上部ｆ２が形成された状態で矢印Ａ方向に移送されていく。

このように、上記回転羽根５，６によって搬送される粉粒体ｆは、図９（ｂ）に示すように、上記中央回転羽根５上の上記大きな山状盛上部ｆ１と、その後の３枚の外周回転羽根６上の小さな３つの山状盛上部ｆ２，ｆ２，ｆ２が形成された状態で、順次矢印Ａ方向に搬送されて行き、上記粉粒体排出口８上を上記中央回転羽根５又は外周回転羽根６が通過する毎に、上記山状盛上部ｆ１，ｆ２，ｆ２，ｆ２を形成する粉粒体ｆが排出口８から下方に落下供給されていく。

従って、仮に、本発明に係る排出流量調整機１１が存在しなければ、図９（ｂ）に示す山状盛上部ｆ１，ｆ２を形成する粉粒体ｆが、上記排出口８から下方に落下供給されるので、上記粉粒体の山状盛上部ｆ１，ｆ２の供給量の違いが、そのまま排出口８から下方に落下供給される粉粒体ｆの排出量に反映され、大きな脈動が生じる。

しかしながら、このような脈動は本発明に係る排出流量調整機１１によって次に説明するように、効果的に抑制し得るものである。

まず、上記中央回転羽根５が上記粉粒体排出口５を通過すると、当該中央回転羽根８によって搬送されてきた大きな山状盛上部ｆ１を構成する粉粒体ｆが上記排出口８から下方に落下供給されるが、当該粉粒体ｆは、上記排出流量調整機１１の上段の回転中の６本の流量調整ロッド１３Ａ〜１３Ｆ上に落下供給される（図９（ｂ）粉粒体ｆ”、図１０（ａ）（ｂ）粉粒体ｆ”参照）。

上記上段の流量調整ロッド１３は、上記粉粒体排出口８の始端部８’から下流側の約３／５の範囲には、左右のロッド間隔の狭い角棒２６が位置しているので、上記粉粒体ｆは上記上段の流量調整ロッド１３Ａ〜１３Ｆの主に上記角棒２６の上（始端部８’から下流側の約３／５の範囲）に落下し、当該粉粒体ｆの多くは上記ロッド１３の上記角棒２６上に一旦滞留させることができる。

また、下段の流量調整ロッド１５も、上記排出口８の始端部８’から下流側の約３／５の範囲には、左右のロッド間隔の狭い角棒２６が位置しており、かつ下段の流量調整ロッド１５は上記上段の流量調整ロッド１３，１３間に位置しているので、上記上段の流量調整ロッド１３，１３間を通過した粉粒体ｆは、回転中の下段の上記流量調整ロッド１５の角棒２６によって受け止められ、当該下段の上記ロッド１５の角棒２６上に一旦滞留させることができる。

上記各流量調整ロッド１３，１５は、上述のように互いに逆方向に回転しているので、上段及び下段の上記角棒２６上に落下し滞留した粉粒体は、これらの上下段のロッド１３，１５の回転、即ち、上記各角棒２６の回転によって、引き続いて徐々に下方に連続的に落下供給されていく。

このように、上記中央回転羽根５によって運ばれてきた大きな山状盛上部ｆ１の粉粒体ｆは、一気に下方に排出されることはなく、上記上下段の流量調整ロッド１３，１５の上記各角棒２６によって一旦滞留させられた後、これらロッド１３，１５（角棒２６）の回転によって徐々に下方に分散して、連続的に排出させることができる。また、上部に平面（水平面）が位置する角棒２６で粉粒体を受け止めると共に、上部にコーナ部が位置する角棒２６で粉粒体を下方に流出させることができるため、粉粒体の閉塞状態を生じることなく、円滑かつ徐々に粉粒体を下方に流出させることができる。

上記排出口８を上記中央回転羽根５が通過した後は、引き続いて３枚の外周回転羽根６が順次当該排出口８を通過していく。

上記外周回転羽根６が上記排出口８を通過すると、搬送されてきた小さな山状盛上部ｆ２を構成する粉粒体ｆが上記排出口８から下方に落下供給されるが、当該粉粒体ｆは、同様に、上記上段の流量調整ロッド１３Ａ〜１３Ｆの上流側の約３／５の範囲の上記角棒２６の上に落下し、当該粉粒体ｆの多くは上記ロッド１３の上記角棒２６上に一旦滞留すると共に、上記上段の流量調整ロッド１３，１３間を落下した粉粒体ｆも、下段の上記流量調整ロッド１５の角棒２６によって一旦滞留する。そして、同様に、上記各流量調整ロッド１３，１５の回転によって、上段及び下段の上記角棒２６上に停留した粉粒体ｆは、引き続いて徐々に下方に連続的に落下供給されて行く。

このように、上記外周回転羽根６によって運ばれてきた小さな山状盛上部ｆ２の粉粒体ｆも、上記上下段の流量調整ロッド１３，１５の角棒２６によって一旦滞留させた後、これらロッド１３，１５（角棒２６）の回転によって徐々に分散して連続的に下方に排出していくことができる。

従って、本発明の排出流量調整機１１は、上記中央回転羽根５が通過したときの大きな山状盛上部ｆ１による大量の粉粒体ｆと、それ以後に、３枚の上記外周回転羽根５の通過による小さな山状盛上部ｆ２，ｆ２，ｆ２による比較的少ない量の粉粒体ｆを、上記上下段の流量調整ロッド１３，１５の角棒２６にて各々一時的に滞留させ、次の中央回転羽根５が通過する直前のタイミングまでに、滞留した粉粒体ｆを、上記上下段の上記流量調整ロッド１３，１５（角棒２６）の回転によって、徐々に分散して下方に落下供給させていくものである。

このような作用により、中央回転羽根５とそれに続く３枚の外周回転羽根６による粉粒体ｆの山状盛上部ｆ１，ｆ２，ｆ２，ｆ２を、次の中央回転羽根５が通過する直前のタイミングまでの間において、上記排出流量調整機１１から徐々に下方に連続的に排出して行くことにより、粉粒体ｆの落下供給量を平滑化し、図９（ｂ）に示すように、緩やかな山状盛上部ｆ１’，ｆ２’，ｆ２’，ｆ２’とすることができる。

即ち、粉粒体排出口８から排出流量調整機１１の上記流量調整ロッド１３，１５を通過した粉粒体は、図９（ｂ）に上記山状盛上部ｆ１，ｆ２，ｆ２，ｆ２と同一タイミングで示したように、大きな盛り上がりの山状盛上部ｆ１はその高さが低く平滑化された山状盛上部ｆ１’となり、上記山状盛上部ｆ１に引き続く３つの山状盛上部ｆ２，ｆ２，ｆ２も、山状盛上部ｆ２，ｆ２間の起伏が平坦化され、全体として脈動の少ない山状盛上部ｆ２’，ｆ２’，ｆ２’となり、結果として、山状盛上部ｆ１’及びそれに引き続く３つの山状盛上部ｆ２’，ｆ２’，ｆ２’の全体が、脈動の極めて少ない略平坦な粉粒体として排出することができる。

このように、本発明に係る排出流量調整機１１は、中央回転羽根５が排出口８を通過したタイミングから、次の中央回転羽根５が通過するタイミングまでの間において、粉粒体を徐々に排出することにより、粉粒体の落下供給量を平滑化し、脈動を抑制することができる。これにより、図９（ｂ）の山状盛上部ｆ１’，ｆ２’，ｆ２’，ｆ２’に示すように、極めて脈動の少ない粉粒体の定量供給を実現することができる。

また、上記粉粒体の供給状態等によって、万一、何らかの原因で、粉粒体排出口８に供給される粉粒体の流量が急増した場合は、粉粒体ｆは、上記排出口８の始端部８’から約３／５の範囲を超えて、上記上段の流量調整ロッド１３のブレード２８，２８の存在する丸棒２５の部分（上記排出口８の始端部８’から約３／５の範囲を超えたロッドの約２／５の丸棒２５の範囲）にも落下供給される。尚、このとき、上記丸棒２５の範囲に落下供給される粉粒体を粉粒体ｆ０とする（図９（ｂ）、図１０（ａ）（ｂ）参照）。

このとき、上段の流量調整ロッド１３の上記丸棒２５の回転によるブレード２８，２８の回転によって、当該部分に落下した粉粒体ｆ０は速やかに下方に移行され、さらに下段の流量調整ロッド１５の丸棒２５，２５間を通過して下方に速やかに落下供給させることができる。

このように、万が一、粉粒体ｆの流量が増加した場合においても、粉粒体ｆは流量調整ロッド１３，１５上において閉塞することはなく、上記流量調整ロッド１３の丸棒２５のブレード２８，２８の回転により、速やかに下方に送り出すことができる。また、上記流量調整ロッド１３，１５の上記丸棒２５の部分は、隣接する丸棒２５間の間隔を広くしているので、このような緊急事態においても、粉粒体は流量調整ロッド１３，１５上に止まって閉塞することがなく、上記丸棒２５の部分において、粉粒体ｆを下方に通過させ易いという効果がある。

搬送される粉粒体が、フィルム又は紙等の片状のものであった場合は、上記丸棒２５のブレード２８，２８の回転により、強制的に下方に移行させることができるので、片状の粉粒体が大量に排出されて、上記丸棒２５の範囲に落下しても、円滑に粉粒体を下方に送り出すことができ、粉粒体の閉塞の発生を防止することができる。また、このような片状の原料（粉粒体）を、下段の丸棒２５によって効果的に解しながら、下方に円滑に落下供給させることができるという効果もある。

上記粉粒体排出口８の形状は、図１０に示すように、同図（ａ）の略方形の排出口８であっても良いし、同図（ｂ）の傾斜縁８ｃを設けた略三角形状の排出口８であっても良い。上記図１０（ｂ）の三角形状の排出口８の場合は、粉粒体ｆは、上流側の狭い開口部から少量ずつ下方に分散させ、流量調整ロッド１３，１５上に連続的に落下供給されることになるため、中央回転羽根５と外周回転羽根６間の脈動をより効果的に抑制することができる。これにより上記排出流量調整機１１を通過した粉粒体は、より脈動の少ない定量供給を実現することができる。

上記三角形状の粉粒体排出口８（図１０（ｂ）参照）を用いて本発明の排出流量調整機１１を使用した場合、例えば、サンプリングタイム１０秒で５０ｇの定量供給において、誤差±７％〜±１３％を実現することができた。

上記実施形態では粉体、粉粒体（例えばペレット、チップ等）を落下供給させる場合を説明したが、粉粒体は各種の形状のものが適用可能であり、片状（フィルム、紙等）等の原料も使用可能である。即ち、本発明における「粉粒体」は片状のものを包含する概念である。

また、流量調整ロッド１３，１５の形状は、粉体、粒体（ペレット、チップ等）、片状（フィルム、紙等）のものによって、角棒２６、ブレード２８の形状等を適宜変更することもでき、例えば角棒２６の部分をスクリュー状にする等、各種のロッド形状が考えられる。

また、粉粒体原料の性状により、角棒２６のサイズを変化させたり、ロッド間距離（左右間距離、上下間距離）を変更することも考えられ、角棒２６を設けずに、ブレード２８付の丸棒２５のみにより構成することもできる。

また、付着性の強い粉粒体原料は、流量調整ロッド１３，１５に付着して、閉塞する可能性があるので、流量調整ロッド１３，１５の表面にフッ素樹脂コーティングを施し、付着防止対策を行うことができる。

本発明は上述のように構成したので、中央回転羽根５により移送されてきた粉粒体を、上段の流量調整ロッドのロッド間距離の狭い角棒２６により一旦受け止めた上で、流量調整ロッドの回転により、徐々に下方に分散して落下供給することができるので、粉粒体の脈動を平滑化して精度の高い粉粒体の供給を実現することができる。これにより短いサンプリングタイムでの精度の高い定量供給を実現することができる。

また、何らかの原因によって粉粒体排出口８に供給される粉粒体の流量が増加しても、増加した粉粒体はロッド間距離の広い丸棒２５間を介して下方に流出させることができるため、粉粒体の閉塞を効果的に防止することができる。

また、回転する上下段の流量調整ロッド１３，１５によって粉粒体を受け止め、各ロッドの回転により粉粒体を下方に徐々に流出させることができるため、比較的量の多い粉粒体であっても、一旦各流量調整ロッド上に滞留させた後、円滑かつ徐々に粉粒体を下方に流出させることができ、排出される粉粒体の脈動を効果的に平滑化することができる。

また、丸棒２５のブレード２８により、紙、フィルム等のような片状の粉粒体であっても、上記ブレード２８の回転によって下方に強制的に流出させることができ、上記片状の粉粒体であっても原料の閉塞を効果的に防止し得る。

また、流量調整ロッドの回転数を変化させることにより、粉粒体の粒径、性状、形状等に応じて最適な状態で脈動を抑制して、高精度の定量供給を実現し得る。また、粉粒体の性状により流量調整ロッドを上段のみの一段構成としても良いし、上段の流量調整ロッドのブレードを無くして丸棒のみの状態としても良く、各種の実施形態が考えられる。

尚、図１中Ｃは直立回転軸１０の回転中心軸、図６中Ｅは排出流量調整機１１における左右方向の中心線であり、下段の流量調整ロッド１５ｃが位置している。

本発明に係る粉粒体供給機における排出流量調整装置は、各種の粉粒体の性状に合わせて流量調整ロッドの回転数を変化させることにより、種々の粉粒体において脈動を抑制して精度の高い定量供給を実現することができる。

１ 内筒
２ 外筒
３ 底板
４ 環状通路
５ 中央回転羽根
６ 外周回転羽根
８ 粉粒体排出口
８’ 始端縁
８” 終端縁
１０ 直立回転軸
１２，１２’ 機枠
１３ 上段の流量調整ロッド
１３ａ，１３ａ’端部
１３Ａ〜１３Ｆ 上段の流量調整ロッド
１５ 下段の流量調整ロッド
１５ａ，１５ａ’端部
１５Ａ〜１５Ｅ 下段の流量調整ロッド
１７ 電動機
２１，２２，２３，２４ 平歯車
２５ 丸棒
２６ 角棒
２８ ブレード
２９，２９’ 直立機枠
３５ 筒状外縁
ｔ１ 粉粒体排出間隙
α 安息角

Claims (8)

1. 底板に外筒を立設して粉粒体供給ケースとし、上記底板の上方に粉粒体排出間隙を介して内筒を同心に支持し、上記底板の中心に直立回転軸を設け、該直立回転軸に上記底板上に位置する複数の中央回転羽根を設けて回転体を形成し、該回転体の筒状外縁を上記外筒の内周に近接して内外筒間の環状通路を形成し、上記筒状外縁に上記環状通路方向の外周回転羽根を複数設け、上記粉粒体排出間隙から所定の安息角にて上記環状通路に拡散した粉粒体を上記中央回転羽根及び上記外周回転羽根の回転により上記環状通路に沿って移送して、上記粉粒体を上記環状通路に設けた粉粒体排出口から排出する粉粒体供給機における排出流量調整装置において、
   上記粉粒体排出口の下側に機枠を設け、
   上記機枠に上記粉粒体排出口の始端縁から終端縁に向かう複数本の流量調整ロッドを、上記環状通路の幅方向に所定間隔をもって軸支し、
   駆動手段により隣接する上記各流量調整ロッドを互いに反対方向に回転駆動し得るように構成し、
   上記各流量調整ロッドは、上記粉粒体排出口の始端縁から終端縁に向けての一定範囲は角棒により構成され、その他の範囲は丸棒により構成されており、
   かつ上記角棒間のロッド間距離は上記丸棒間のロッド間距離よりも狭く構成されているものである粉粒体供給機における排出流量調整装置。
2. 上記機枠における上記流量調整ロッドの下段位置に、上記流量調整ロッドと同一構成の複数本の下段の流量調整ロッドを、上記流量調整ロッドに平行に軸支し、
   これら下段の各流量調整ロッドは、上段の隣接する上記各流量調整ロッドの間に位置するように、上記上段の各流量調整ロッドとは半ピッチずらした状態で軸支されており、
   上記駆動手段により上記下段の隣接する流量調整ロッドを互いに反対方向に回転駆動し得るように構成したものである請求項１記載の粉粒体供給機における排出流量調整装置。
3. 左右に隣接する上記各流量調整ロッドは、それらの角棒が４５度ずつ角度を変化させた状態で支持されているものである請求項１又は２記載の粉粒体供給機における排出流量調整装置。
4. 上記流量調整ロッドは、上記粉粒体排出口の始端縁から３／５の範囲に上記角棒が形成されており、残り２／５の範囲が上記丸棒である請求項１〜３の何れかに記載の粉粒体供給機における排出流量調整装置。
5. 上記駆動手段を電動機と当該電動機の回転数を可変制御するインバータにより構成し、上記各流量調整ロッドの回転数を上記インバータにより調整可能に構成したものである請求項１〜４の何れかに記載の粉粒体供給機における排出流量調整装置。
6. 上記上段の各流量調整ロッドの丸棒の外周に１８０度の角度差を以って一対のブレードを設け、
   かつ上記隣接する流量調整ロッドのブレードは、９０度ずつ角度が変化しているものである請求項２に記載の粉粒体供給機における排出流量調整装置。
7. 上記上段及び下段の各流量調整ロッド相互は各端部において歯車で連結されており、上記何れか一の流量調整ロッドを上記駆動手段にて駆動することにより、上記上下段の流量調整ロッドを回転駆動し得るように構成したものである請求項２又は６に記載の粉粒体供給機における排出流量調整装置。
8. 上記粉粒体排出口の幅は上記始端縁側から上記終端縁側に徐々に広くなるように形成されたものである請求項１〜７の何れかに記載の粉粒体供給機における排出流量調整装置。

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