| 【発明の名称】 |
帯電性粉体の除電供給搬送装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】荒井 竹志
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| 【要約】 |
【課題】帯電しやすい粉体や帯電した粉体を円滑に給送することの可能な粉体供給装置および空気輸送装置を提供する。
【解決手段】粉体供給装置のホッパー（１４）は微多孔性隔膜（１６）を備えたエアレーション手段（１６／２６／３０）を備え、ホッパー内の粉体に対してエアレーションを行うようになっている。エアレーション用の空気はコロナ放電装置のようなイオン化装置（３８）により予めイオン化される。イオン化された空気を微多孔性隔膜（１６）を介してホッパー内の粉体に一様に吹き込むと、粉体の表面電荷が消失し、粉体が除電される。また、エアレーションによりホッパー内の粉体が空気を孕むと共に、粉体とホッパーの内壁との間に空気層ができるので、粉体が新たに帯電するのが抑制される。空気輸送装置においては、二次空気や圧縮空気もイオン化することができる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体を収容し排出するためのホッパーと、微多孔性隔膜を備えホッパー内の粉体に対してエアレーションを行うためのエアレーション手段と、前記エアレーション手段がホッパー内に吹き込む空気をイオン化するためのイオン化手段とを備え、ホッパー内の帯電した或いは帯電しやすい粉体をイオン化された空気により除電しながら排出することを特徴とする粉体供給装置。
【請求項２】
前記イオン化手段によってイオン化される空気を加湿するための加湿器を更に備えていることを特徴とする請求項１に基づく粉体供給装置。
【請求項３】
粉体を収容し排出するためのホッパーと、微多孔性隔膜を備えホッパー内の粉体に対してエアレーションを行うためのエアレーション手段と、前記エアレーション手段がホッパー内に吹き込む空気をイオン化するためのイオン化手段と、ホッパーから排出された粉体を離隔地へ空気輸送するための空気輸送手段とを備えていることを特徴とする空気輸送装置。
【請求項４】
前記空気輸送手段は吸引ノズルを備えた吸引式空気輸送手段からなり、前記吸引ノズルは導電性材料で形成され、かつ、接地されていることを特徴とする請求項３に基づく空気輸送装置。
【請求項５】
前記空気輸送手段は吸引式空気輸送手段からなり、前記吸引式空気輸送手段は、空気輸送管路に二次空気を供給するための二次空気供給手段と、前記二次空気供給手段が供給する二次空気をイオン化するためのイオン化手段とを備えていることを特徴とする請求項３に基づく空気輸送装置。
【請求項６】
前記空気輸送手段は圧縮空気噴射ノズルを備えた圧送式空気輸送手段からなり、前記圧送式空気輸送手段は前記噴射ノズルが噴射する空気をイオン化するためのイオン化手段を備えていることを特徴とする請求項３に基づく空気輸送装置。
【請求項７】
前記空気輸送手段は圧縮空気作動のエジェクタを備えた圧送式空気輸送手段からなり、前記圧送式空気輸送手段は前記エジェクタの駆動源である圧縮空気をイオン化するためのイオン化手段を備えていることを特徴とする請求項３に基づく空気輸送装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電気帯電しやすい粉体を供給し空気輸送する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
産業界においては、粉体の貯蔵と切り出しや離隔地への輸送のためにホッパーや空気輸送装置が使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
或る種の非導電性材料からなる粉体は、静電気帯電することにより互いに凝集したり、ホッパーや空気輸送管路の内壁に静電気的に付着したりして、円滑な給送の障害となる。
特に、粉体が微粒（例えば、マイクロメーターのオーダー）になればなるほど比表面積が大きくなるので帯電が起こりやすくなる。
【０００４】
本発明の目的は、この種の帯電性粉体（帯電しやすい粉体や帯電した粉体）を円滑に供給し搬送することの可能な粉体供給装置および空気輸送装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の一観点においては、本発明は粉体供給装置を提供するもので、この粉体供給装置は、粉体を収容し排出するためのホッパーと、微多孔性隔膜を備えホッパー内の粉体に対してエアレーションを行うためのエアレーション手段と、前記エアレーション手段がホッパー内に吹き込む空気をイオン化するためのイオン化手段とを備え、ホッパー内の帯電した或いは帯電しやすい粉体をイオン化された空気により除電しながら排出するようになっている。
【０００６】
イオン化された空気を微多孔性隔膜を介してホッパー内の粉体に対して一様に吹き込むと、イオン化された空気は粉体の表面電荷を中和させるか持ち去るので、粉体の表面電荷が消失し、粉体が除電される。
また、微多孔性隔膜を介してエアレーションを行うと、ホッパー内の粉体が空気を孕むことにより粒子間が疎遠になるので、粉体粒子が相互に接触し衝突し摩擦する機会が低減すると共に、粉体とホッパーの内壁との間に空気層ができるので、粉体が新たに帯電するのが抑制され、粉体の凝集およびホッパーへの付着が抑制される。
【０００７】
好ましい実施態様においては、イオン化手段によってイオン化される空気を加湿するための加湿器を更に設ける。この加湿器は、エアレーション手段のブロワーの上流又は下流に設けることができる。
このようにイオン化される空気を加湿すれば、空気がイオン化手段によってイオン化される際に水の微粒子が荷電されるので、粉体除電効率が一層向上する。
【０００８】
他の観点においては、本発明は空気輸送装置を提供するもので、この空気輸送装置は、粉体を収容し排出するためのホッパーと、微多孔性隔膜を備えホッパー内の粉体に対してエアレーションを行うためのエアレーション手段と、前記エアレーション手段がホッパー内に吹き込む空気をイオン化するためのイオン化手段と、ホッパーから排出された粉体を離隔地へ空気輸送するための空気輸送手段とを備えている。
【０００９】
この空気輸送装置によれば、空気輸送手段によって輸送される粉体はホッパー内で予め除電されているので、空気輸送管路に付着することがなく、円滑に輸送することができる。
【００１０】
空気輸送装置の好ましい実施態様においては、空気輸送手段は吸引ノズルを備えた吸引式空気輸送手段からなり、この吸引ノズルは導電性材料で形成され、かつ、接地されている。
このようにすれば、空気輸送管路によって輸送される粉体空気混合物のうちの粉体が更に除電されるので、一層円滑に輸送が行われる。
【００１１】
空気輸送装置の更に好ましい実施態様においては、空気輸送手段は吸引式空気輸送手段からなり、この吸引式空気輸送手段は、空気輸送管路に二次空気を供給するための二次空気供給手段と、二次空気供給手段が供給する二次空気をイオン化するためのイオン化手段とを備えている。
このように吸引式空気輸送管路に導入する二次空気としてイオン化された空気を使用すれば、輸送される粉体は更に除電され、輸送が一層円滑に行われる。
【００１２】
空気輸送装置の他の好ましい実施態様においては、空気輸送手段は圧縮空気噴射ノズルを備えた圧送式空気輸送手段からなり、この圧送式空気輸送手段は噴射ノズルが噴射する空気をイオン化するためのイオン化手段を備えている。
この実施態様においては、圧送用空気としてイオン化された空気を使用するので、空気輸送管路内を送られる粉体が更に除電され、空気輸送管路の内壁や固気分離装置の内壁への粉体の静電気的付着が防止される。
【００１３】
空気輸送装置の更に他の好ましい実施態様においては、空気輸送手段は圧縮空気作動のエジェクタを備えた圧送式空気輸送手段からなり、この圧送式空気輸送手段はエジェクタの駆動源である圧縮空気をイオン化するためのイオン化手段を備えている。
このようにエジェクタの駆動源としてイオン化された圧縮空気を使用するので、圧送式空気輸送管路を介して送られる粉体は更に除電され、一層円滑に輸送が行われ、静電気的付着が防止される。
本発明の上記特徴や効果並びに他の特徴や効果は以下の実施例の記載につれて更に明らかにする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１から図４は本発明の粉体供給装置の実施例を示す。
これらの図を参照するに、粉体供給装置１０は山形鋼材などで形成された支持枠１２を備え、この支持枠１２にはホッパー１４が搭載されている。図２から良く分かるように、ホッパー１４は、エアレーション用のインナー部材１６と、外側ハウジング１８と、上部ハウジング２０からなる。
【００１５】
ホッパーの内容物に対してエアレーションを行うためのインナー部材１６は、微多孔性で自己支持性の空気透過性隔膜で形成されている。微多孔性隔膜１６は、高密度ポリエチレンなどの空気透過性シートで形成されており、好ましくは平均細孔サイズ１０〜２０μｍの細孔を有する。図２に示したように、微多孔性隔膜１６はフランジ１６Ａと円錐壁部分１６Ｂと円筒形排出口１６Ｃを有する。
【００１６】
外側ハウジング１８は例えばステンレス鋼板で形成されており、上部フランジ１８Ａと円錐壁部分１８Ｂと円筒形部分１８Ｃと下部フランジ１８Ｄを有する。
上部ハウジング２０はフランジ２０Ａと円筒形部分２０Ｂを有する。
【００１７】
インナー部材（微多孔性隔膜）１６と外側ハウジング１８と上部ハウジング２０とは、それらのフランジに通した複数のボルト・ナット（その１つを図２に参照番号２２で示す）によって一体的に締結されている。図３に示したように、外側ハウジング１８のフランジ１８Ａと上部ハウジング２０のフランジ２０Ａとはパッキン２４により気密にシールされている。
【００１８】
図３および図４から良く分かるように、インナー部材１６の円錐壁部分１６Ｂおよび円筒形部分１６Ｃは、夫々、外側ハウジング１８の円錐壁部分１８Ｂおよび円筒形部分１８Ｃよりも半径が小さいので、両者の間には圧縮空気を充満させるための環状の圧縮空気充満室２６が形成されている。
インナー部材１６と外側ハウジング１８との間の間隔を保持するため、それらの間には円周方向に等間隔に配置した複数のスペーサ２８が介在させてある。
【００１９】
図４から良く分かるように、圧縮空気室２６の下端はグランドパッキン３２などによってシールすることができる。グランドパッキン３２は、外側ハウジング１８の内側に溶接したリング３４と、外側ハウジング１８の下部フランジ１８Ｄにボルト締めしたリテーナ３６によって圧縮され、インナー部材１６と外側ハウジング１８との間をシールする。
【００２０】
外側ハウジング１８にはニップルのような圧縮空気入口３０が取付けてあり、これを圧縮空気管路を介してブロワー又はエアコンプレッサ４０に接続することによりエアレーション用の圧縮空気充満室２６に圧縮空気を供給するようになっている。
ブロワー４０と圧縮空気入口３０との間にはコロナ放電装置などからなる空気イオン化装置３８が設けてあり、圧縮空気充満室２６に送られる空気をイオン化するようになっている。
また、ブロワー４０の上流には加湿器４２が設けてあり、イオン化装置３８に送られる空気を加湿するようになっている。
【００２１】
この粉体供給装置１０の稼働に際しては、ホッパー１４に粉体を入れ、加湿器４２とブロワー４０と空気イオン化装置３８を作動させると、加湿されイオン化されたエアレーション用圧縮空気は空気充満室２６に供給され、そこから微多孔性隔膜１６を通過してホッパーの内側へ流出する。
空気透過性隔膜１６は微多孔性であるから、粉体中に空気流のショートパスが発生することがなく、ホッパー１４内の粉体はイオン化された空気によって一様にエアレーションを受ける。
【００２２】
このようにイオン化された空気によってエアレーションをすると、イオン化された空気は粉体の表面電荷を中和させ或いは持ち去るので、既に帯電している粉体の表面電荷は消失せられ、粉体が除電される。
同時に、微多孔性隔膜１６を介してエアレーションを行うと、ホッパー内の粉体が空気を孕むことにより粒子間が疎遠になるので、粉体粒子が相互に接触し衝突し摩擦する機会が低減すると共に、粉体とホッパーの内壁との間に空気層ができるので、粉体が新たに帯電するのが抑制される。
その結果、粉体が静電気的にホッパーへ付着したり、粒子が相互に凝集するのが抑制される。従って、ホッパー内の粉体は、ホッパー内でブリッジを組んだりラットホールを形成したりすることなく、自重によりスムースに排出口１６Ｃから排出される。
【００２３】
図５から図８は、図１に示した粉体供給装置を組み込んだ空気輸送装置の異なる実施例を示す。図５から図８においては、図１から図４に示した構成要素と同一或いは均等の構成要素は同じ参照番号で示し、重複する説明は省略する。
図５を参照するに、この実施例では、空気輸送装置５０は吸引式空気輸送装置（バキュームコンベヤ）として構成されている。空気輸送装置５０は、エアレーション式ホッパー１４と空気イオン化装置３８とブロワー４０とを有する粉体供給装置１０と、ホッパー１４の下部排出口１６Ｃに接続された排出用筺体５１に挿入された吸引ノズル５２と、吸引ノズル５２に接続された空気輸送管５４を有する。
【００２４】
吸引ノズル５２は、アルミニウム又は銅のような導電性材料で形成され、アース線５６により接地されている。
空気輸送管５４は、フィルタ内蔵の従来型のサイクロン分離器５８に接続してあり、このサイクロン分離器５８は粉体輸送先ホッパー６０に搭載してある。サイクロン分離器５８にはブロワー６２が接続してあり、ブロワー６２を作動させることによりサイクロン分離器５８に負圧が印加されるようになっている。
【００２５】
作動に際しては、前述したように空気イオン化装置３８とブロワー４０を作動させ、粉体供給装置１０のホッパー１４から除電しながら粉体を排出させる。
吸引輸送用のブロワー６２を作動させると、ホッパー１４から排出された粉体は吸引ノズル５２と空気輸送管５４とを介してサイクロン分離器５８に吸引され、固気分離された粉体はサイクロン分離器５８から粉体輸送先ホッパー６０に投入される。
吸引ノズル５２は導電性材料で形成され接地されているので、ホッパー１４から排出された粉体は接地された吸引ノズル５２に電気接触することにより更に除電される。従って、粉体が静電気により空気輸送管５４やサイクロン分離器５８の内部に付着することがない。
【００２６】
図５に示した空気輸送装置５０を試作し、試験した。吸引ノズル５２はアルミニウムで形成した。コロナ放電装置３８を作動させながらホッパー１４内の粉体に対してエアレーションを行い、吸引ノズル５２を接地した上でホッパー１４からの粉体をサイクロン分離器５８へ空気輸送した。肉眼で観察したところ、空気輸送管５４およびサイクロン分離器５８の内壁への粉体の付着は殆ど認められなかった。
【００２７】
図６には吸引式空気輸送装置の他の実施例を示す。図６においては、図１から図４および図５に示した構成要素と同一或いは均等の構成要素は同じ参照番号で示し、重複する説明は省略する。
図６を参照するに、この実施例は、ホッパー１４の下部排出口に接続された吸引ノズル５２にイオン化された二次空気を供給するようになっている。このため、吸引ノズル５２には二次空気制御弁６４が設けてあり、この二次空気制御弁６４の入口は二次空気イオン化装置６６に接続してある。二次空気イオン化装置６６の通気抵抗を補償するため、必要に応じ二次空気を加圧するためのブロワー６８を設けてもよい。
【００２８】
図６に示した吸引式空気輸送装置においては、空気輸送管５４に導入される二次空気は二次空気イオン化装置６６によってイオン化されるので、ホッパー１４内で除電されることに加えて、空気輸送管５４内を搬送される粉体は一層完全に除電される。従って、粉体の静電気的付着が一層抑制される。
【００２９】
図６に示した空気輸送装置を試作し、イオン化装置３８および６６を作動させながら運転したところ、空気輸送管５４およびサイクロン分離器５８の内部への粉体の付着は殆ど認められなかった。
【００３０】
図７は圧送式空気輸送装置を示す。前述した実施例の構成要素と同一或いは均等の構成要素は同じ参照番号で示す。
図７を参照しながら相違点のみ説明するに、この圧送式空気輸送装置７０は空気輸送管５４に接続された噴射ノズル７２を備え、ホッパー１４から排出された粉体を噴射ノズル７２から噴射された空気流によって空気輸送管５４を介してサイクロン分離器５８へと圧送するようになっている。
噴射ノズル７２は空気イオン化装置７４を介してブロワー又はコンプレッサ７６に接続されている。
【００３１】
この圧送式空気輸送装置７０においても、イオン化された空気によるエアレーションにより、ホッパー内の粉体は除電される。
また、空気輸送管５４に噴射される圧縮空気は予め空気イオン化装置７４によってイオン化されているので、空気輸送管５４内でも粉体は更に除電され、空気輸送管５４およびサイクロン分離器５８の内壁への粉体の静電気的付着が効果的に抑制される。
【００３２】
図８は圧送式空気輸送装置の他の実施例を示す。前述した実施例の構成要素と同一或いは均等の構成要素は同じ参照番号で示し、重複する説明は省略する。
図８を参照するに、この輸送装置７０はホッパーの排出用筺体５１に接続されたエジェクタ７８を備え、ホッパー１４から排出された粉体を空気輸送管５４を介してサイクロン分離器５８へと圧送するようになっている。
【００３３】
図９には、エジェクタ７８の構成の一例を示す。このエジェクタ７８は従来型のもので、圧縮空気入口８０から圧縮空気を噴射すると、コアンダ効果により吐出口８２へと向かう高速空気流が発生し、入口の空気を吸引口８４へと誘引するようになっている。これにより、ホッパー１４から排出された粉体は空気輸送管５４を介してサイクロン分離器５８へと圧送される。
エジェクタ７８の圧縮空気入口８０は空気イオン化装置８６およびブロワー８８に接続されており、エジェクタ７８の駆動源である圧縮空気がイオン化されるようになっている。エジェクタ７８の吐出口８２は空気輸送管５４に接続される。
【００３４】
図８の圧送式空気輸送装置７０においても、イオン化された空気によるエアレーションによりホッパー内の粉体が除電されることに変わりはない。
また、エジェクタ７８の駆動源としての圧縮空気は予め空気イオン化装置８６によってイオン化されるので、空気輸送管５４内を送られる間に粉体は更に除電され、空気輸送管５４およびサイクロン分離器５８への粉体の静電気的付着が同じく効果的に抑制される。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、イオン化された空気によるエアレーションによりホッパー内の粉体が除電され、粉体相互の凝集およびホッパーへの付着が防止されるので、ホッパーからの粉体の排出が円滑に行われる。
本発明の空気輸送装置においては、吸引式空気輸送の二次空気や、圧送式空気輸送の駆動用空気としてイオン化された空気を用いる場合には、空気輸送管路内で更に除電が行われ、空気輸送管路の内壁やバキュームコンベヤやサイクロン分離器や輸送先容器の内壁への静電気付着を防止することができる。
吸引式空気輸送装置の吸引ノズルを導電性材料で形成し接地した場合も同様に静電気付着を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の粉体供給装置の概略図である。
【図２】図１に示した粉体供給装置のホッパーの分解斜視図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った拡大断面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った拡大断面図である。
【図５】本発明の吸引式空気輸送装置の概略図である。
【図６】本発明の吸引式空気輸送装置の他の実施例の概略図である。
【図７】本発明の圧送式空気輸送装置の概略図である。
【図８】本発明の圧送式空気輸送装置の他の実施例の概略図である。
【図９】図８に示したエジェクタの断面図である。
【符号の説明】
１０： 粉体供給装置
１４： ホッパー
１６： 微多孔性隔膜
１６／２６／３０： エアレーション手段
３８： イオン化手段
４２： 加湿器
５２／５４： 空気輸送手段
５２： 吸引ノズル
６４： 二次空気供給手段
６６： 二次空気イオン化装置
７２： 圧縮空気噴射ノズル
７６： 圧縮空気イオン化手段
７８： エジェクタ
８６： 圧縮空気イオン化手段
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９８０４０６３９
【氏名又は名称】株式会社 ワイ・エム・エス
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| 【出願日】 |
平成１５年６月１１日（２００３．６．１１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９００９９
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 宏
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| 【公開番号】 |
特開２００５−１８１８（Ｐ２００５−１８１８Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１７年１月６日（２００５．１．６） |
| 【出願番号】 |
特願２００３−１６７１８６（Ｐ２００３−１６７１８６） |
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