JP4393493B2 - スクリューフィーダー - Google Patents

Description

本発明は、一端側の下側に粉粒体の下向き排出口が設けられ、他端側に粉粒体の供給口が設けられて、その供給口から前記下向き排出口に至る粉粒体の搬送路を形成する横置きの円筒体と、その円筒体内にほぼ同心状に配置されたスクリューを備え、前記搬送路を遮断するダンパーが、前記円筒体の軸心方向に沿って前記下向き排出口の開放側から閉鎖側にかけて移動自在に、かつ、付勢機構により前記閉鎖側に押圧されて設けられ、前記スクリューの回転に伴って前記供給口から供給される粉粒体を前記下向き排出口側へ搬送し、その粉粒体の搬送に伴って前記ダンパーを前記付勢機構の付勢力に抗して開操作して粉粒体を前記下向き排出口から排出させるスクリューフィーダーに関する。

このようなスクリューフィーダーは、各種の産業分野で種々の粉粒体を搬送するのに使用されているが、従来のスクリューフィーダーは、粉粒体の搬送路を遮断するダンパーが中実の円板などで構成され、搬送路を遮断した状態では、搬送路内の粉粒体が漏出しないように完全にシールする構成とされていた（例えば、特許文献１および２参照）。

実公平６−１０７６３号公報 特許第３０７２２５２号公報

従来のスクリューフィーダーでは、取り扱う粉粒体が、例えば、特許文献１のように穀粒であれば問題はないが、例えば、細かい粉粒体で粘着性の高いもの、具体的には、砂糖（グラニュー糖を除く）、粗塩、米ぬかなどは、粘着性が高くて安息角が大きいため、そのような粉粒体を取り扱う場合には問題があった。
すなわち、従来のスクリューフィーダーでは、図６の（ロ）に示すように、スクリュー９の回転が停止して、ダンパー１８Ａが付勢機構２０の付勢力によって下向き排出口１０の閉鎖側Ｂに移動する際、粉粒体Ｐの粘着性が高いと、その粉粒体Ｐが下向き排出口１０から下方へ落下せず、ダンパー１８Ａとスクリュー９先端部との間に詰まることがある。
その場合、詰まりを生じた粉粒体Ｐの下方における一部は、粉粒体Ｐの安息角などに応じて落下することもあり、粉粒体Ｐを正確に計量することができなくなるおそれがある。
さらに、図６の（ロ）に示した状態で、何らかの振動などが作用すると、ダンパー１８Ａとスクリュー９先端部との間に詰まった粉粒体Ｐが、不必要なときに不測に落下することもあり、この点に改良の余地があった。

本発明は、このような従来の欠点に着目したもので、その目的は、たとえ粉粒体が粘着性の高いものであっても、比較的正確な量を確実に供給することのできるスクリューフィーダーを提供することにある。

本発明の第１の特徴構成は、一端側の下側に粉粒体の下向き排出口が設けられ、他端側に粉粒体の供給口が設けられて、その供給口から前記下向き排出口に至る粉粒体の搬送路を形成する横置きの円筒体と、その円筒体内にほぼ同心状に配置されたスクリューを備え、前記搬送路を遮断するダンパーが、前記円筒体の軸心方向に沿って前記下向き排出口の開放側から閉鎖側にかけて移動自在に、かつ、付勢機構により前記閉鎖側に押圧されて設けられ、前記スクリューの回転に伴って前記供給口から供給される粉粒体を前記下向き排出口側へ搬送し、その粉粒体の搬送に伴って前記ダンパーを前記付勢機構の付勢力に抗して開操作して粉粒体を前記下向き排出口から排出させるスクリューフィーダーであって、前記ダンパーに粉粒体排出用の横向き排出開口部が開口され、前記ダンパーが前記下向き排出口の閉鎖側に移動するときに前記下向き排出口近傍の粉粒体を前記横向き排出開口部から排出自在に構成してあるところにある。

本発明の第１の特徴構成によれば、粉粒体の搬送路を遮断するダンパーに粉粒体排出用の横向き排出開口部が開口され、ダンパーが下向き排出口の閉鎖側に移動するときに下向き排出口近傍の粉粒体を横向き排出開口部から排出自在に構成してあるので、スクリューの回転が停止して、ダンパーが付勢機構の付勢力によって下向き排出口の閉鎖側に移動する際、たとえ粉粒体の粘着性が高くとも、下向き排出口近傍の粉粒体は横向き排出開口部から排出され、そのため、粉粒体がダンパーとスクリュー先端部との間に詰まることが回避される。
したがって、粉粒体の一部が、図６の（イ）に示すように、その安息角などに応じて横向き排出開口部から落下することになるが、その落下量は、図６の（ロ）に示した従来の落下量よりも少なく、さらに、従来のように、ダンパーとスクリュー先端部との間に詰まった粉粒体が落下するおそれもなく、その結果、たとえ粉粒体が粘着性の高いものであっても、比較的正確な量を確実に供給することができる。

本発明の第２の特徴構成は、前記スクリューとほぼ同心状に配置された支持軸が設けられ、その支持軸に前記ダンパーとダンパーに連設の筒状体が外嵌されて、前記ダンパーが前記支持軸に沿って移動自在に構成され、前記筒状体と支持軸の間に入った粉粒体を排出するための貫通孔が前記筒状体に設けられているところにある。

本発明の第２の特徴構成によれば、スクリューとほぼ同心状に配置された支持軸が設けられ、その支持軸にダンパーとダンパーに連設の筒状体が外嵌されて、ダンパーが支持軸に沿って移動自在に構成されているので、ダンパーは支持軸により確実に支持されて、円滑に移動することになり、粉粒体の計量はより一層正確なものとなる。
そして、その筒状体と支持軸の間に入った粉粒体を排出するための貫通孔が筒状体に設けられているので、たとえ筒状体と支持軸の間に粉粒体が入り込んでも、筒状体に設けられた貫通孔から排出されるため、ダンパーは常に円滑に移動することになる。

本発明の第３の特徴構成は、前記横向き排出開口部が、前記円筒体の軸心方向視において、前記ダンパーの周方向にほぼ均等に開口された複数の単位開口部で構成されているところにある。

本発明の第３の特徴構成によれば、横向き排出開口部が、円筒体の軸心方向視において、ダンパーの周方向にほぼ均等に開口された複数の単位開口部で構成されているので、取り扱う粉粒体の粒径や粘着度などに応じて、単位開口部の大きさや数などを適宜設定することによって、粉粒体の種類などにかかわらず、常に安定した計量が可能となる。

本発明によるスクリューフィーダーの実施の形態を図面に基づいて説明する。
スクリューフィーダーは、例えば、化学、食品、鉄鋼、飼料などの各種の産業分野において、複数の粉粒体を計量しながら配合する計量配合システムなどに使用されるもので、計量配合システムは、図１および図２に示すように、中央に集合シュート１を備え、集合シート１の周りに粉粒体を収容するホッパー２が複数個、この実施形態では、７個のホッパー２が配置され、各ホッパー２には、ホッパー２内の粉粒体Ｐを切り出して集合シュート１にまで搬送するスクリューフィーダー３がそれぞれ設けられている。
なお、詳しい説明は省略するが、集合シュート１の下方には、荷重検出装置４や計量ホッパー５などの各種機器類が配設されている。

各スクリューフィーダー３は、図３に示すように、一端部が円錐形状の閉鎖部材６により閉鎖され、他端部がホッパー２の底部に連設された供給部材７に取り付けられた横置きの円筒体８と、その円筒体８内に円筒体８の軸心Ｌとほぼ同心状に配置されたスクリュー９を備えている。
横置きの円筒体８の内部空間は、ホッパー２内の粉粒体Ｐを集合シュート１にまで搬送する搬送路に形成され、円筒体８の一端側、つまり、閉鎖部材６側は、その下側周面が開口されて粉粒体Ｐを集合シュート１内へ排出する下向き排出口１０に構成され、円筒体８の他端側、つまり、ホッパー２側には、供給部材７に設けられた供給口１１が位置していて、その供給口１１からホッパー２内の粉粒体Ｐが円筒体８内に供給されるように構成されている。

スクリュー９は、図４から明らかなように、大径軸部１２ａと小径軸部１２ｂを有するスクリュー軸１２を備え、そのスクリュー軸１２の大径軸部１２ａの周りにスクリュー刃１３が配設されて構成されている。
スクリュー軸１２の大径軸部１２ａ側の端部は、ベアリング１４により回転自在に保持されたカップリング１５を介して電動モータ１６に連動連結され、スクリュー軸１２の小径軸部１２ｂ側の端部は、閉鎖部材６に穿設された段付き穴６ａ内に挿入され、スリーブベアリング１７を介して閉鎖部材６に回転自在に保持されている。
すなわち、スクリュー軸１２は、その両端部がベアリング１４とスリーブベアリング１７により回転自在に保持され、スクリュー刃１３を有する大径軸部１２ａが、供給部材７に設けられた供給口１１を横切って下向き排出口１０の端部近くにまで配設されている。

スクリュー軸１２の小径軸部１２ｂは、円筒体８内部の搬送路を遮断するダンパー１８を支持する支持軸として機能するもので、ダンパー１８とダンパー１８に連設の筒状体１９が、その支持軸としての小径軸部１２ｂに移動自在に外嵌されている。
つまり、ダンパー１８は、図５の（イ）、（ロ）に示すように、円筒体８の軸心Ｌ方向視において、全体が円形に構成され、その中心に小径軸部１２ｂに外嵌する中心孔１８ａが設けられ、ダンパー１８と筒状体１９が小径軸部１２ｂに外嵌され、小径軸部１２ｂに沿って、換言すると、円筒体８の軸心Ｌ方向に沿って移動自在に設けられ、筒状体１９のうち、ダンパー１８に近い部位には、ダンパー１８の中心孔１８ａを通って筒状体１９と小径軸部１２ｂの間に入った粉粒体Ｐを外部へ排出するための貫通孔１９ａが設けられている。
そして、筒状体１９の端部は、閉鎖部材６の段付き穴６ａ内に移動自在に内嵌され、段付き穴６ａの段部と筒状体１９の端縁との間に介装された付勢機構としてのコイルスプリング２０により、ダンパー１８が下向き排出口１０を閉鎖する側に押圧されている。

すなわち、ダンパー１８の中心孔１８ａは、スクリュー軸１２の小径軸部１２ｂよりも大径で大径軸部１２ａよりも小径に形成され、ダンパー１８が、コイルスプリング２０により押圧されて、小径軸部１２ｂと大径軸部１２ａとの段部１２ｃに当接するように構成されている。その結果、ダンパー１８は、図４に示すように、円筒体８の軸心Ｌ方向に沿って下向き排出口１０を開放する開放側Ａから閉鎖側Ｂにかけて移動自在に構成され、さらに、コイルスプリング２０により閉鎖側Ｂに押圧されている。
そして、そのダンパー１８には、図５の（ロ）に示すように、円筒体７の軸心Ｌ方向視において、中心孔１８ａ外側の周方向にほぼ均等に開口された複数の単位開口部２１ａ、この実施形態では、６個の単位開口部２１ａが設けられ、その６個の単位開口部２１ａによって、ダンパー１８が下向き排出口１０の閉鎖側Ｂに移動するときに下向き排出口１０近傍の粉粒体Ｐを排出自在とする横向き排出開口部２１に構成されている。

以上のようなスクリューフィーダー３を備えた計量配合システムは、その作動が全てコンピュータにより制御され、各ホッパー２に収納された各種の粉粒体Ｐが、それぞれスクリューフィーダー３により予め決められた量だけ切り出され、集合シュート１に供給されて混合される。
その際、各スクリューフィーダー３においては、電動モータ１６によりスクリュー９が回転駆動され、そのスクリュー９の回転に伴って、供給口１１から円筒体８内に供給された粉粒体Ｐは、円筒体８内の搬送路に沿って下向き排出口１０側へと搬送される。その粉粒体Ｐの搬送に伴って、ダンパー１８は、コイルスプリング２０の付勢力に抗して下向き排出口１０の開放側Ａへ押圧されて開操作され、その開操作された下向き排出口１０から集合シュート１内へ排出される。

そして、スクリュー９の回転停止に伴ってダンパー１８への押圧力が解除されると、ダンパー１８は、コイルスプリング２０の付勢力により下向き排出口１０の閉鎖側Ｂへ移動操作される。
その際、ダンパー１８に複数の単位開口部２１ａからなる横向き排出開口部２１が設けられているので、たとえ粉粒体Ｐの粘着性が高くとも、下向き排出口１０近傍の粉粒体Ｐは横向き排出開口部２１から排出される。
したがって、図６の（イ）に示すように、粉粒体Ｐの一部がその安息角などに応じて各単位開口部２１ａから落下することになるが、粉粒体Ｐがダンパー１８とスクリュー９先端部との間に詰まることはなく、比較的正確な量を確実に供給することができる。

〔別実施形態〕
（１）先の実施形態では、ダンパー１８の周方向にほぼ均等に６個の単位開口部２１ａを設けて横向き排出開口部２１を構成した例を示したが、横向き排出開口部２１を構成する単位開口部２１ａの個数や形状などは任意である。
例えば、ダンパー１８の周方向に円形の単位開口部２１ａを複数個設けたり、円形または多角形の単位開口部２１ａをひとつだけ設けることもでき、要するに、取り扱う粉粒体Ｐの性状に応じて最適な大きさ、個数、形状などを選択して実施することになる。
筒状体１９に設ける貫通孔１９ａについても同様で、その大きさ、個数、形状などは、取り扱う粉粒体Ｐの性状に応じて選択することになる。

（２）先の実施形態では、スクリューフィーダー３を構成する横置きの円筒体８をホッパー２の底部に連設の供給部材７に取り付けた例を示したが、供給部材７をなくして、横置きの円筒体８をホッパー２の底部にまで延設し、その横置きの円筒体８の上側周面に供給口１１を直接設けて実施することもできる。
また、スクリュー軸１２を大径軸部１２ａと小径軸部１２ｂにより構成し、その小径軸部１２ｂをダンパー１８の支持軸として機能するように構成した例を示したが、スクリュー軸と支持軸をそれぞれ別の軸により構成することもでき、その場合、支持軸を回転不能な固定の軸で構成することもできる。

（３）先の実施形態では、スクリューフィーダー３を計量配合システムに使用した例を示したが、スクリューフィーダー３の使用は、特に計量配合システムに限るものではなく、各種の産業分野において種々の装置と組み合わせて実施することができ、当然、取り扱う粉粒体Ｐについても任意である。

計量配合システムの正面図 計量配合システムの平面図 スクリューフィーダーの断面図 スクリューフィーダーの要部断面図 スクリューフィーダーのダンパーの断面図と正面図 本発明のダンパーと従来のダンパーとの作用を示す要部断面図

符号の説明

３ スクリューフィーダー
８ 円筒体
９ スクリュー
１０ 下向き排出口
１１ 供給口
１２ｂ 支持軸
１８ ダンパー
１９ 筒状体
１９ａ 貫通孔
２０ 付勢機構
２１ 横向き排出開口部
２１ａ 単位開口部
Ａ 下向き排出口の開放側
Ｂ 下向き排出口の閉鎖側
Ｌ 円筒体の軸心
Ｐ 粉粒体

Claims (3)

1. 一端側の下側に粉粒体の下向き排出口が設けられ、他端側に粉粒体の供給口が設けられて、その供給口から前記下向き排出口に至る粉粒体の搬送路を形成する横置きの円筒体と、その円筒体内にほぼ同心状に配置されたスクリューを備え、前記搬送路を遮断するダンパーが、前記円筒体の軸心方向に沿って前記下向き排出口の開放側から閉鎖側にかけて移動自在に、かつ、付勢機構により前記閉鎖側に押圧されて設けられ、前記スクリューの回転に伴って前記供給口から供給される粉粒体を前記下向き排出口側へ搬送し、その粉粒体の搬送に伴って前記ダンパーを前記付勢機構の付勢力に抗して開操作して粉粒体を前記下向き排出口から排出させるスクリューフィーダーであって、
   前記ダンパーに粉粒体排出用の横向き排出開口部が開口され、前記ダンパーが前記下向き排出口の閉鎖側に移動するときに前記下向き排出口近傍の粉粒体を前記横向き排出開口部から排出自在に構成してあるスクリューフィーダー。
2. 前記スクリューとほぼ同心状に配置された支持軸が設けられ、その支持軸に前記ダンパーとダンパーに連設の筒状体が外嵌されて、前記ダンパーが前記支持軸に沿って移動自在に構成され、前記筒状体と支持軸の間に入った粉粒体を排出するための貫通孔が前記筒状体に設けられている請求項１に記載のスクリューフィーダー。
3. 前記横向き排出開口部が、前記円筒体の軸心方向視において、前記ダンパーの周方向にほぼ均等に開口された複数の単位開口部で構成されている請求項１または２に記載のスクリューフィーダー。

Images