JP5906760B2

JP5906760B2 - 粉状物質流動化装置

Info

Publication number: JP5906760B2
Application number: JP2012014500A
Authority: JP
Inventors: 新作布施
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 2012-01-26
Filing date: 2012-01-26
Publication date: 2016-04-20
Anticipated expiration: 2032-01-26
Also published as: JP2013154260A

Description

本発明は、粉状物質を流動化させるための粉状物質流動化装置に関するものである。

従来から、粉状物質が収容された収容容器の下部から気体を供給し、粉状物質を流動化させる装置が知られている（特許文献１参照）。この特許文献１の装置は、粉体塗料を流動化させて塗装ガンへ供給するための粉体塗料供給装置であって、粉体塗料を収容する塗料容器と、塗料容器内に設けられ、塗料容器内の粉体塗料を攪拌する攪拌羽と、塗料容器の下端部と接続され、塗料容器内に加圧エアを供給する加圧エア源とを備えている。

特開平０８−５７３６５号公報

しかしながら、特許文献１の粉体塗料供給装置のような従来の装置では、粉状物質を収容する収容容器が不透明であり、粉状物質の流動状態を視覚的に確認することができないという問題がある。

また、このような問題を解決するために、収容容器を例えばアクリル、透明塩化ビニル及び透明ＰＥＴ等の透明性を有するプラスチック等により形成し、粉状物質の流動状態を観察可能にすることが考えられる。しかしながら、このようなプラスチックにより形成した収容容器では、粉状物質を流動化させた際に強い静電気が発生しやすく、粉状物質が収容容器の内壁に付着して内壁を覆ってしまうため、このような透明な収容容器であっても粉状物質の流動状態を視覚的に確認することができないという問題がある。

そこで、本発明は、粉状物質の流動状態を視覚的に確認することができる粉状物質流動化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、本発明に係る粉状物質流動化装置は、透明性を有する筒状の収容容器を備え、該収容容器内を流動する粉状物質の流動状態を観察することが可能な粉状物質流動化装置であって、前記収容容器の内側には、アースに電気的に接続された導電性部材が設けられていることを特徴とする。

本発明に係る粉状物質流動化装置において、前記導電性部材は、前記収容容器の上端部近傍から下端部近傍に亘って軸方向に延びる帯状に形成されていることが好ましく、また、前記導電性部材は、前記収容容器内において互いに対向するように少なくとも一対設けられていることが好ましい。

また、本発明に係る粉状物質流動化装置は、前記収容容器内の粉状物質を撹拌可能な撹拌手段を更に備え、前記撹拌手段は、前記収容容器と同軸となるように該収容容器内を延びる回転軸と、前記回転軸を回転させる駆動源と、前記回転軸上に設けられた撹拌羽根と、前記回転軸の軸方向の中途部を支持するベアリングと、前記ベアリングと前記収容容器の内壁とを連結し、前記ベアリングを支持する支持部材とを備えることが好ましい。

本発明によれば、粉状物質の流動状態を視覚的に確認することができる粉状物質流動化装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る粉状物質流動化装置の概略構成を示す断面図である。図１のＡ−Ａ´線に沿った断面図である。本実施形態に係る粉状物質流動化装置の接地用ボルト近傍の概略構成を示す部分拡大断面図である。

次に、本発明の一実施形態に係る粉状物質流動化装置について、図面に基づいて説明する。本実施形態に係る粉状物質流動化装置１は、図１に示すように、粉状物質２を収容可能な筒状の収容容器１０と、収容容器１０の内壁に設けられた導電性部材２０と、収容容器１０内の粉状物質２を撹拌可能な撹拌部３０と、収容容器１０内に気体を供給可能な気体供給部４０とを備えている。本実施形態において、粉状物質とは、気体の供給によって流動可能な物質のことをいい、例えばカーボンブラックやシリカ（ＳｉＯ_２）等を含むものとする。

収容容器１０は、円筒状の円筒状部材１２と、円筒状部分１２の下端部に連結された有底円筒状の有底円筒状部材１４と、円筒状部分１２の上端開口を閉塞する円盤状の蓋部材１６とを備えている。

円筒状部材１２は、例えばアクリル、透明塩化ビニル及び透明ＰＥＴ等の透明性を有するプラスチックやガラス等からなり、粉状物質２を収容し、かつ、その内部において粉状物質を流動状態にさせることが可能な径及び長さを有する円筒状に形成されている。この円筒状部材１２の上端部及び下端部には、それぞれ、径方向外側に突出するフランジ１２ａ、１２ｂが周方向全域に亘って形成されている。このフランジ１２ａ、１２ｂには、それぞれ、締結具５２のシャフト部分が貫通可能な孔が、周方向に等間隔をおいて複数形成されている。

有底円筒状部材１４は、例えばアクリル、透明塩化ビニル、透明ＰＥＴ及びガラス等からなり、円筒状部材１２と概ね同径の内径及び外径を有する有底円筒状に形成されている。また、有底円筒状部材１４は、その上端部に径方向外側に突出するフランジ１４ａが周方向全域に亘って形成されており、このフランジ１４ａには、締結具５２のシャフト部分が貫通可能な複数の孔が、円筒状部材１２の下端側のフランジ１２ｂに形成された孔と整合する位置に形成されている。この有底円筒状部材１４は、粉状物質２の通過を規制し、かつ、気体の通過を許容する多孔部材５０によって上下に仕切られており、その底面に気体供給部４０の後述するノズル４２が貫通可能な気体導入孔１４ｂが形成されている。このような多孔部材５０としては、例えば目開き１μｍ程度のフィルタ等を用いることができるが、これに限定されるものではない。有底円筒状部材１４の外周面上には、多孔部材５０によって仕切られた下方側の空間、すなわち後述する加圧気体供給空間１９内の圧力を計測する圧力計４８が取り付けられている。

蓋部材１６は、例えばアクリル、透明塩化ビニル、透明ＰＥＴ及び金属等からなり、円筒状部材１２の上端側のフランジ１２ａと概ね同径の径を有する円盤状に形成されている。この蓋部材１６には、締結具５２のシャフト部分が貫通可能な複数の孔が、円筒状部材１２の上端側のフランジ１２ａに形成された孔と整合する位置に形成されている。蓋部材１６の中央部は、他の部分よりも肉厚に形成されると共に、上面から下面に亘って貫通する回転軸貫通孔１６ａが形成されており、この回転軸貫通孔１６ａ内に、撹拌部３０の後述する回転軸３２を回転自在に支持する上部ベアリング３７が埋設されている。また、蓋部材１６には、収容容器１０内の気体を屋外に排出するための気体排出孔１６ｂが形成されている。

収容容器１０は、円筒状部材１２の下端側のフランジ１２ｂと、有底円筒状部材１４のフランジ１４ａとを締結具５２によって締結して連結させると共に、円筒状部材１２の上端側のフランジ１２ａと、蓋部材１６とを締結具５２によって締結して連結させることにより構成される。この収容容器１０は、多孔部材５０によって仕切られた上方側の空間が粉状物質２を収容かつ流動させる流動層形成空間１８を形成すると共に、多孔部材５０によって仕切られた下方側の空間が流動層形成空間１８内に下方側から気体を供給するための加圧気体供給空間１９を形成しており、気体供給部４０から加圧気体供給空間１９内に供給された加圧気体が流動層形成空間１８内を下方から上方に向けて流動することにより、流動層形成空間１８内の粉状物質２を流動化させるように構成されている。

導電性部材２０は、図１乃至図３に示すように、例えば銅箔、アルミ箔、導電性カーボンを含む樹脂テープ等の導電性を有する材料からなる導電層２１と、例えば銅粉、アルミ粉、導電性カーボン等の導電性を有する充填材を含んだ粘着性を有する材料からなり、導電層２１の一の面の全域に亘って設けられた粘着層２２とを有する導電性テープであり、円筒状部材１２の上端部近傍から下端部近傍に亘る長さを有する帯状に形成されている。この導電性部材２０は、円筒状部材１２の上端部近傍から下端部近傍に亘って円筒状部材１２の軸方向に延びるように粘着層２２が円筒状部材１２の内壁に接着し、かつ、導電層２１が円筒状部材１２内において互いに対向するように、一対設けられている。

円筒状部材１２の上端部近傍及び導電性部材２０の上端部近傍には、それぞれ整合する位置に接地用ボルト２６のシャフト部２６ｂが貫通可能な接地用ボルト貫通孔１２ｃ、２３が形成されている。この接地用ボルト２６は、円筒状部材１２及び導電性部材２０の接地用ボルト貫通孔１２ｃ、２３の径よりも大きい径を有するヘッド部２６ａと、ヘッド部２６ａから延在して設けられ、円筒状部材１２及び導電性部材２０の接地用ボルト貫通孔１２ｃ、２３の径と同径又は小さい径を有するシャフト部２６ｂとから構成されている。このシャフト部２６ｂの周面には、接地用ナット２８と螺合可能なねじ切りが形成されている。このように構成された接地用ボルト２６は、ヘッド部２６ａが円筒状部材１２の内部に位置して導電性部材２０の導電層２１と接し、かつ、シャフト部２６ｂが円筒状部材１２及び導電性部材２０の接地用ボルト貫通孔１２ｃ、２３を貫通して円筒状部材１２の外部に突出するようにして設けられる。本実施形態に係る粉状物質流動化装置１は、各接地用ボルト２６のシャフト部２６ｂにアース線２４の圧着端子２４ａと接地用ナット２８とがそれぞれ取り付けられ、これにより、各導電性部材２０の導電層２１がアースに電気的に接続されるように構成されている。

撹拌部３０は、図１に示すように、複数の撹拌羽根３６が取り付けられた回転軸３２と、回転軸３２を回転させる駆動源３４と、回転軸３２の上端部近傍を回転自在に支持する上部ベアリング３７と、回転軸３２の中途部を回転自在に支持する中部ベアリング３８と、中部ベアリング３８を支持する支持部材３９とを備えている。

回転軸３２は、一端が蓋部材１６から上方に突出して駆動源３４の出力軸と接続し、他端が円筒状部材１２の下端部近傍に位置する程度の長さを有する棒状に形成されている。この回転軸３２の下端部から３分の１程度の領域には、その周面上に、周方向及び軸方向に所定の間隔をおいて複数の撹拌羽根３６が取り付けられている。駆動源３４は、例えばモータ等からなり、出力軸が回転軸３２の一端と接続された状態で蓋部材１６の上方に設けられている。上部ベアリング３７は、蓋部材１６の回転軸貫通孔１６ａ内に埋設され、回転軸３２を回転自在に支持している。支持部材３９は、一端が中部ベアリング３８に固定されると共に、他端が円筒状部材１２の軸方向の中途部の内壁に固定され、中部ベアリング３８が回転軸３２の中途部を回転自在に支持するように、円筒状部材１２の内壁に垂直に立設して設けられている。

気体供給部４０は、例えば窒素ガス等の気体を貯蔵するタンク（図示せず）と、タンクと配管４１を介して接続され、収容容器１０の加圧気体供給空間１９内に気体を供給するノズル４２と、配管４１に設けられた流量計４４及びバルブ４６とを備えている。この気体供給部４０は、バルブ４６により流量を制御することが可能に構成されている。

次に、本実施形態に係る粉状物質流動化装置１の使用方法について説明する。粉状物質流動化装置１を使用する際には、まず、円筒状部材１２の上端側のフランジ１２ａと蓋部材１６とを連結する締結具５２を取り外して蓋部材１６を円筒状部材１２の上端部から離間させ、円筒状部材１２の上端開口を開放させる。次に、円筒状部材１２の上端開口から流動層形成空間１８内に粉状物質（試料）２を収容させた後、締結具５２により蓋部材１６を円筒状部材１２の上端部に取り付け、円筒状部材１２の上端開口を閉塞させる。その後、撹拌部３０を駆動させて流動層形成空間１８内の粉状物質２を撹拌する。そして、撹拌部３０を駆動させた状態において、バルブ４６を開き、流量計４４を調節しながら粉状物質２の流動状態を観察する。この際、円筒状部材１２の内壁には、アースに電気的に接続された一対の導電性部材２０が設けられていることにより、円筒状部材１２の内壁における静電気の発生を効果的に抑制し、円筒状部材１２の内壁に対する粉状物質２の付着を効果的に抑制することができるため、粉状物質２の流動状態を視覚的に確認することができる。粉状物質流動化装置１の使用が終了した後は、円筒状部材１２の下端側のフランジ１２ｂと有底円筒状部材１４のフランジ１４ａとを連結する締結具５２を取り外して円筒状部材１２を有底円筒状部材１４の上端部から離間させ、流動層形成空間１８内の粉状物質２を取り除くと共に、流動層形成空間１８内を清掃する。その後、粉状物質流動化装置１の使用を続ける場合には、以上の作業を繰り返し行う。

本実施形態に係る粉状物質流動化装置１は、透明性を有する筒状の収容容器１０の内側に、アースに電気的に接続された導電性部材２０が設けられていることにより、収容容器１０の内部における静電気の発生を効果的に抑制し、収容容器１０の内壁に対する粉状物質２の付着を効果的に抑制することができ、これにより、静電気の影響を受けることなく粉状物質２の流動状態を視覚的に確認することができる。

また、本実施形態に係る粉状物質流動化装置１は、導電性部材２０を収容容器１０の上端部近傍から下端部近傍に亘って軸方向に延びる帯状の導電性テープとしたため、導電性部材２０の構造を簡略化し、製造コスト等を抑えることができる。

さらに、本実施形態に係る粉状物質流動化装置１は、導電性部材２０を収容容器１０内において互いに対向するように一対設けるようにしたため、導電性部材２０による静電気除去機能を効率良く発揮させることができ、収容容器１０の内壁のほぼ全域における静電気の発生を抑制することができる。

またさらに、本実施形態に係る粉状物質流動化装置１は、撹拌部３０の回転軸３２の中途部に中部ベアリング３８を設けるようにしたため、回転軸３２のぶれを抑制し、円滑に回転させることができる。

本発明に係る粉状物質流動化装置は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲内において種々の改変を行なうことができる。例えば、本実施形態に係る粉状物質流動化装置１は、収容容器１０内の粉状物質２を撹拌可能な撹拌部３０を備えるとしたが、これに限定されず、撹拌部３０を備えない構成としても良い。

また、本実施形態に係る粉状物質流動化装置１において、収容容器１０は、円筒状部材１２、有底円筒状部材１４及び蓋部材１６を備えるとしたが、これに限定されず、少なくとも流動層形成空間を形成する部分の少なくとも一部が透明性を有しており、収容容器内を流動する粉状物質の流動状態を観察することが可能なものであれば、いかなる構成であっても良い。

さらに、本実施形態に係る粉状物質流動化装置１において、導電性部材２０は、円筒状部材１２の上端部近傍から下端部近傍に亘って軸方向に延びる導電性テープであり、一対設けられるとしたが、これに限定されず、収容容器の内壁に生じる静電気を除去可能な導電性部材であれば、いかなる構成であっても良く、また、その設置箇所及びその個数は特に限定されるものではない。また、本実施形態に係る粉状物質流動化装置１において、導電性部材２０の粘着層２２は、導電性及び粘着性を有する材料からなり導電層２１の一の面の全域に亘って設けられるとしたが、これに限定されず、例えば、導電性を有しない粘着剤からなり、導電層２１の一の面に粘着層が形成されない領域が生じるように設けられるとしても良い。

本実施形態に係る粉状物質流動化装置は、種々の用途に用いることができる。例えば、粉状物質の流動化速度等を測定するための実験装置として用いても良いし、粉状物質を混合するための混合装置、粉状物質を噴霧させるための噴霧装置及び粉状物質の表面に樹脂等を被覆するための被覆装置等の各種装置に用いても良い。

１粉状物質流動化装置、２粉状物質、１０収容容器、２０導電性部材、３０撹拌部、４０気体供給部

Claims

透明性を有する筒状の収容容器を備え、該収容容器内を流動する粉状物質の流動状態を観察することが可能な粉状物質流動化装置であって、
前記収容容器の内側には、アースに電気的に接続された導電性部材が設けられており、
前記導電性部材は、前記収容容器の上端部近傍から下端部近傍に亘って軸方向に延びる帯状の導電性テープであり、前記収容容器内において互いに対向するように少なくとも一対設けられている
ことを特徴とする粉状物質流動化装置。
前記収容容器は、粉状物質を収容可能で、かつ、その内部において粉状物質を流動状態にさせることが可能な円筒状部材と、前記円筒状部分の下端部に着脱自在に連結された有底円筒状部材とを備え、
前記有底円筒状部材は、粉状物質の通過を規制し、かつ、気体の通過を許容する多孔部材によって上下に仕切られており、
前記収容容器は、前記多孔部材によって仕切られた上方側の空間が、粉状物質を収容かつ流動させる流動層形成空間を形成すると共に、前記多孔部材によって仕切られた下方側の空間が、前記流動層形成空間内に下方側から気体を供給するための加圧気体供給空間を形成するよう構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の粉状物質流動化装置。
前記収容容器内の粉状物質を撹拌可能な撹拌手段を更に備え、
前記撹拌手段は、
前記収容容器と同軸となるように該収容容器内を延びる回転軸と、
前記回転軸を回転させる駆動源と、
前記回転軸上に設けられた撹拌羽根と、
前記回転軸の軸方向の中途部を支持するベアリングと、
前記ベアリングと前記収容容器の内壁とを連結し、前記ベアリングを支持する支持部材とを備える
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の粉状物質流動化装置。
前記撹拌羽根は、前記回転軸上に軸方向に所定の間隔をおいて複数設けられている
ことを特徴とする請求項３に記載の粉状物質流動化装置。