JP5130347B2 - 粉粒体処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、粒体と粉体とが含まれる粒状材料から粉体を除去したり、粒体と粉体とが含まれる粒状材料を混合するための粉粒体処理装置に関する。

従来、樹脂粉やゴミ等の粉体と樹脂ペレット等の粒体とが含まれる粒状材料から粉体を除去するための分離装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の分離装置は、上端が閉鎖された円筒部と、円筒部の下端に繋がるように形成される円錐部と、円錐部の下端に繋がるように形成される第２の円筒部とを備えている。また、この分離装置は、円筒部の接線方向と平行に円筒部の下端側に接続された導入管と、円筒部の接線方向と平行に円筒部の上端側に接続された排気管と、排気管に接続された排気用送風機とを備えている。円錐部と第２の円筒部との境界には、スリットが形成され、このスリットは、２次空気吹込室に囲まれている。また、２次空気吹込室には、２次空気用送風機が接続されている。

特許文献１に記載の分離装置では、排気用送風機に吸引される空気によって、円筒部内に螺旋状の上昇気流（螺旋状上昇気流）が発生し、２次空気用送風機から排出される圧縮空気によって、円筒部および円錐部の中心部に上昇気流（中心部上昇気流）が発生する。また、この分離装置では、排気用送風機の吸引力によって、粒状材料が導入管から円筒部内に供給される。導入管から円筒部内に粒状材料が供給されると、粒状材料は、その自重で落下する。一方、粒状材料中の粉体の一部は、螺旋状上昇気流によって、円筒部の上端側まで運ばれて、排気管から空気とともに排出される。また、自重で落下する粒状材料のうち、比較的軽いものは、中心部上昇気流によって吹き上げられるため、落下する粒状材料内に残存する粉体の一部は、螺旋状上昇気流および中心部上昇気流によって、円筒部の上端側まで運ばれて、排気管から空気とともに排出される。

特許第３７４８５５７号公報

特許文献１に記載の分離装置では、２次空気用送風機から排出される圧縮空気によって中心部上昇気流が発生するため、中心部上昇気流の流速が速くなりやすい。そのため、この分離装置では、自重で落下する粒状材料が中心部上昇気流によって吹き上げられやすい。すなわち、この分離装置では、中心部上昇気流によって繰り返し吹き上げられる粒状材料が多くなる。したがって、この分離装置では、自重で落下する粒状材料内に残存する粉体が粒体から完全に分離されて除去されやすくなり、その結果、この分離装置を用いて、粒体と粉体とが含まれる粒状材料を混合（撹拌）することが困難である。

また、特許文献１に記載の分離装置では、自重で落下する粒状材料が、中心部上昇気流によって吹き上げられやすいため、円筒部の高さを高くしないと、粉体と分離されて第２の円筒部の下側へ排出されるべき重さ（大きさ）の粒体も、螺旋状上昇気流および中心部上昇気流によって、円筒部の上端側まで運ばれて排気管から空気とともに排出されてしまう。

そこで、本発明の課題は、粒体と粉体とが含まれる粒状材料から粉体を除去すること、および、粒状材料を混合することが可能な粉粒体処理装置を提供することにある。また、本発明の課題は、ホッパーの高さが比較的低くてもホッパーの下側へ排出されるべき重さ（大きさ）の粒体がホッパーの上端側から排出されるのを防止することが可能な粉粒体処理装置を提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明の粉粒体処理装置は、円筒状に形成される円筒部と円筒部の上端を塞ぐための天板とを有するホッパーと、上下方向における円筒部の中間位置に円筒部の接線方向と略平行に接続され、粒体と粉体とが含まれる粒状材料がホッパー内へ供給される供給管と、円筒部の上端側または天板に接続され、ホッパー内の空気が排出される排気管と、ホッパー内の空気を吸引するために排気管に接続される吸引手段と、ホッパーの下側に配置され、ホッパーの下端側からホッパー内へ供給される外気が吸入される第１吸入管と、供給管から供給される前の粒状材料が貯留される材料貯留部と、供給管と材料貯留部との間に配置され、供給管からホッパー内へ供給される外気が吸入される第２吸入管と、を備え、材料貯留部からホッパー内へ粒状材料が供給された後に、吸引手段の吸引力で第１吸入管および第２吸入管から、または、第１吸入管からホッパー内へ外気が供給される外気供給状態に切り替わることを特徴とする。

本発明の粉粒体処理装置では、材料貯留部からホッパー内へ粒状材料が供給された後に、吸引手段の吸引力で第１吸入管および第２吸入管から、または、第１吸入管からホッパー内へ外気が供給される外気供給状態に切り替わる。そのため、材料貯留部からホッパー内へ粒状材料が供給された後に、第１吸入管および第２吸入管からホッパー内に外気を供給すれば（すなわち、ホッパーの下端側からホッパー内に外気を供給するとともに、供給管から円筒部の接線方向に外気を供給すれば）、第１吸入管から供給される外気でホッパーの中心部に生じる上昇気流（中心部上昇気流）と、円筒部に生じる螺旋状の上昇気流（螺旋状上昇気流）とによって、粒状材料に含まれる粉体を分離して、円筒部の上端側に接続される排気管から粉体を除去することが可能になる。

また、本発明では、吸引手段の吸引力で第１吸入管から供給される外気によって、中心部上昇気流を発生させることが可能であるため、圧縮空気によって、中心部上昇気流を発生させる場合と比較して、中心部上昇気流の流速を遅くすることが可能になる。したがって、本発明では、自重で落下する粒状材料が中心部上昇気流によって繰り返しで吹き上げられるのを抑制することが可能になり、その結果、自重で落下する粒状材料内に残存する粉体が粒体から完全に分離されて除去されるのを抑制することが可能になる。したがって、本発明では、材料貯留部からホッパー内へ粒状材料が供給された後に、第１吸入管から、または、第１吸入管および第２吸入管からホッパー内に外気を供給することで、中心部上昇気流を発生させれば、粒状材料を混合することが可能になる。

さらに、本発明では、中心部上昇気流の流速を遅くすることが可能になるため、自重で落下する粒状材料の中心部上昇気流による吹き上げ高さを抑制することが可能になる。したがって、本発明では、ホッパーの高さが比較的低くても、ホッパーの下側へ排出したい重さ（大きさ）の粒体が螺旋状上昇気流等によって円筒部の上端側に接続される排気管から排出されるのを防止することが可能になる。

また、本発明では、１台の吸引手段によって、中心部上昇気流と螺旋状上昇気流とを発生させることが可能になるため、粉粒体処理装置の構成を簡素化することが可能になる。

本発明において、粉粒体処理装置は、供給管と材料貯留部との間に配置され、供給管が接続される排出口と材料貯留部が接続される材料吸入口と第２吸入管が接続される外気吸入口とを有する切替弁を備え、切替弁は、外気吸入口を閉鎖するとともに排出口と材料吸入口とを連通させて材料供給状態にする材料供給ポジションと、材料吸入口を閉鎖するとともに排出口と外気吸入口とを連通させて外気供給状態にする外気供給ポジションとに切替可能となっていることが好ましい。このように構成すると、材料供給ポジションから外気供給ポジションへ切替弁を切り替えれば、第２吸入管から吸入される外気によって、切替弁とホッパーとの間にある粒状材料をホッパー内へ供給することが可能になる。すなわち、このように構成すると、切替弁を切り替えることで、切替弁が材料供給ポジションにあるときに材料吸入口を通過した粒状材料の全てをホッパー内へ供給することが可能になる。したがって、切替弁の制御によって、ホッパー内へ供給される粒状材料の量を精度良く制御することが可能になる。また、このように構成すると、材料供給ポジションから外気供給ポジションへ切替弁を切り替えれば、ホッパー内へ粒状材料が供給された後も第２吸入管から外気をホッパー内へ供給して螺旋状上昇気流を発生させることが可能になるため、粉粒体処理装置の制御を簡素化することが可能になる。さらに、このように構成すると、材料貯留部を開閉する開閉弁と第２吸入管を開閉する開閉弁とが別個に設けられている場合と比較して、粉粒体処理装置の構成を簡素化することが可能になる。

本発明において、粉粒体処理装置は、第１吸入管を開閉する開閉弁を備え、切替弁が材料供給ポジションにあるときに、開閉弁が第１吸入管を閉鎖して、吸引手段の吸引力で材料貯留部からホッパー内へ粒状材料が供給され、切替弁が外気供給ポジションにあるときに、開閉弁が第１吸入管を開放して、吸引手段の吸引力で第１吸入管および第２吸入管からホッパー内へ外気が供給されることが好ましい。このように構成すると、螺旋状上昇気流に加えて、中心部上昇気流がホッパー内に発生するため、自重で落下する粒状材料が中心部上昇気流によって吹き上げられる。したがって、粒状材料から粉体を除去したい場合には、粒状材料内に残存する粉体を粒体から効果的に分離して、排気管から排出することが可能になる。

本発明において、粉粒体処理装置は、円筒部の内部の上端側であって、かつ、排気管よりも下側に配置される内部配置部材を備え、円筒部の内周面と内部配置部材の外周端との間に、粉体が通過可能な隙間が形成されていることが好ましい。このように構成すると、天板と内部配置部材との間の空間の容積を小さくして、この空間における吸引手段の吸引圧の低下を防止することが可能になる。また、円筒部の内周面と内部配置部材の外周面との隙間を小さくして、この隙間における吸引手段の吸引圧の低下を防止することが可能になる。したがって、排気管の内径に比べて円筒部の内径が大きくなっていても、天板と内部配置部材との間の空間、および、円筒部の内周面と内部配置部材の外周面との隙間における吸引手段の吸引圧の低下を防止することが可能になる。その結果、ホッパー内の空気を吸引する吸引手段の吸引力が比較的小さくても、螺旋状上昇気流等によって円筒部の上端側まで運ばれてきた粉体を排気管から適切に排出することが可能になる。

また、このように構成すると、内部配置部材の位置を上下動させれば、天板と内部配置部材との間の空間の容積を変えることが可能になり、この空間の容積を変えることで、この空間での吸引圧を変えることが可能になる。したがって、この空間での吸引圧を変えることで、排気管から排出される粉体の重さ（大きさ）を変えることが可能になる。また、この空間の吸引圧を変えることで、排気管から粉体を排出させないことも可能になる。すなわち、このように構成すると、円筒部の形状を変えずに内部配置部材の位置を上下動させるといった比較的簡易な構成で、排気管から排出される粉体の重さ（大きさ）を変えること、および、排気管から粉体を排出させないようにすることが可能になる。

なお、上述の特許文献１に記載の分離装置では、円筒部の接線方向と平行に円筒部の上端側に排気管が接続されているため、排気管を上下動させることで、排気管から排出される粉体の重さ（大きさ）を変えること、および、排気管から粉体を排出させないようにすることも可能である。しかしながら、この分離装置では、円筒部の側面に形成された開口に排気管が接続されているため、排気管を上下動させるためには、円筒部の側面に形成される開口の位置を変えなければならず、容易に、排気管を上下動させることはできない。すなわち、この分離装置では、排気管から排出される粉体の重さ（大きさ）を変えること、および、排気管から粉体を排出させないようにすることは、容易にはできない。

本発明において、内部配置部材は、略円板状に形成されるとともに、その中心が円筒部の中心と略一致するように配置され、内部配置部材の外径は、円筒部の内径よりも小さくなっており、円筒部の内周面と内部配置部材の外周端との間に、円環状の隙間が形成されていることが好ましい。このように構成すると、螺旋状上昇気流等によって円筒部の上端側まで運ばれてきた粉体を内部配置部材の外周側の全域で内部配置部材の上側へ吸引することが可能になる。したがって、円筒部の上端側まで運ばれてきた粉体を排気管から効果的に排出することが可能になる。

本発明において、粉粒体処理装置は、円形状に形成されるとともに、円筒部の内部の上端側であって、かつ、排気管よりも下側に配置される内部配置部材を備え、内部配置部材の外径は、円筒部の内径と略等しくなっており、内部配置部材の外周側部分には、粉体が通過可能な貫通孔が形成されていること、または、内部配置部材の外周端には、粉体が通過可能な切欠部が径方向内側に窪むように形成されていることが好ましい。このように構成すると、天板と内部配置部材との間の空間の容積を小さくすることが可能になり、この空間における吸引手段の吸引圧の低下を防止することが可能になる。また、貫通孔または切欠部における吸引手段の吸引圧の低下を防止することが可能になる。したがって、排気管の内径に比べて円筒部の内径が大きくなっていても、天板と内部配置部材との間の空間、および、貫通孔または切欠部における吸引手段の吸引圧の低下を防止することが可能になる。その結果、ホッパー内の空気を吸引する吸引手段の吸引力が比較的小さくても、螺旋状上昇気流等によって円筒部の上端側まで運ばれてきた粉体を排気管から適切に排出することが可能になる。

また、このように構成すると、内部配置部材の位置を上下動させれば、天板と内部配置部材との間の空間の容積を変えることが可能になり、この空間の容積を変えることで、この空間での吸引圧を変えることが可能になる。したがって、この空間での吸引圧を変えることで、排気管から排出される粉体の重さ（大きさ）を変えることが可能になる。また、この空間の吸引圧を変えることで、排気管から粉体を排出させないことも可能になる。すなわち、このように構成すると、円筒部の形状を変えずに内部配置部材の位置を上下動させるといった比較的簡易な構成で、排気管から排出される粉体の重さ（大きさ）を変えること、および、排気管から粉体を排出させないようにすることが可能になる。

本発明において、排気管は、円筒部の天板の中心に接続されていることが好ましい。このように構成すると、排気管が円筒部の上端側の側面に接続されている場合や天板の外周側部分に接続されている場合と比較して、円筒部および天板の構造を比較的簡素化することが可能になる。

以上のように、本発明の粉粒体処理装置では、粒体と粉体とが含まれる粒状材料から粉体を除去すること、および、粒状材料を混合することが可能になる。また、本発明の粉粒体処理装置では、ホッパーの高さが比較的低くてもホッパーの下側へ排出されるべき重さ（大きさ）の粒体がホッパーの上端側から排出されるのを防止することが可能になる。

本発明の実施の形態にかかる粉粒体処理装置の概略構成を示す概略図である。 図１に示すホッパーおよびその周辺部分の斜視図である。 本発明の他の実施の形態にかかる内部配置部材の平面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。

（粉粒体処理装置の構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかる粉粒体処理装置１の概略構成を示す概略図である。図２は、図１に示すホッパー２およびその周辺部分の斜視図である。

本形態の粉粒体処理装置１は、樹脂粉等の粉体と樹脂ペレット等の粒体とが含まれる粒状材料から粉体を除去したり、樹脂粉等の粉体と樹脂ペレット等の粒体とが含まれる粒状材料を混合するための装置である。この粉粒体処理装置１は、内部へ粒状材料が供給される中空状のホッパー２と、ホッパー２へ供給される前の粒状材料が貯留される材料貯留部としての材料タンク３と、ホッパー２内の空気を吸引する吸引手段としての吸引ポンプ４とを備えている。

ホッパー２は、円筒状に形成される円筒部２ａと、円錐筒状に形成される円錐部２ｂとを備えており、円筒部２ａの下端に円錐部２ｂが繋がっている。また、ホッパー２は、円筒部２ａの上端を塞ぐための天板としての上面蓋部２ｃを備えている。上面蓋部２ｃは、略円板状に形成されており、円筒部２ａの上端に着脱可能に取り付けられている。

上下方向における円筒部２ａの中間位置には、供給管６が接続されており、供給管６からホッパー２内へ粒状材料が供給される。供給管６は、円筒部２ａの接線方向と略平行に円筒部２ａに接続されている。上面蓋部２ｃの中心には、排気管７が接続されており、排気管７からホッパー２内の空気が排出される。円錐部２ｂの下端には、粒状材料が排出される排出口２ｄが形成されている。

円筒部２ａの内部の上端側には、内部配置部材８が配置されている。内部配置部材８は、円板状に形成されており、上面蓋部２ｃの下面に固定されている。具体的には、内部配置部材８は、上面蓋部２ｃの下面と内部配置部材８の上面との間に空間が形成されるように、スペーサを介して上面蓋部２ｃの下面に固定されている。スペーサは、たとえば、内部配置部材８に固定されており、スペーサ付きの内部配置部材８がネジ等によって上面蓋部２ｃに取り付けられている。

また、内部配置部材８は、円筒部２ａの中心と内部配置部材８の中心とが略一致するように、上面蓋部２ｃに固定されている。内部配置部材８の外径は、円筒部２ａの内径よりも小さくなっており、円筒部２ａの内周面と内部配置部材８の外周端との間には、粒状材料から除去したい大きさの粉体が通過可能な隙間Ｓが形成されている。すなわち、円筒部２ａの内周面と内部配置部材８の外周端との間には、径方向の幅が略一定な円環状の隙間Ｓが形成されている。

ホッパー２の下端には、排出口２ｄから排出される粒状材料が一時的に溜まる筒状の材料排出部９が接続されている。材料排出部９の下端は、成型機等の被供給部１０に接続されている。材料排出部９の下端側には、図示を省略するシャッターが配置されており、シャッターが閉じているときには、材料排出部９に粒状材料が一時的に貯留され、シャッターが開くと、材料排出部９から被供給部１０に粒状材料が供給される。すなわち、ホッパー２から排出される粒状材料は、材料排出部９を通過して被供給部１０に供給される。材料排出部９の上端側は、ガラス管９ａとなっている。ガラス管９ａの外側には、材料排出部９内の粒状材料の量を検出するためのセンサ１１が配置されている。

材料排出部９の側面には、排出口２ｄからホッパー２内へ供給される外気が吸入される第１吸入管１２の一端が接続されている。第１吸入管１２の一端は、材料排出部９の側面の、センサ１１よりも下側でかつシャッターよりも上側に接続されている。第１吸入管１２の他端には、エアフィルタ１３が取り付けられている。第１吸入管１２の途中には、第１吸入管１２を開閉する開閉弁１４が配置されている。開閉弁１４は、電動弁あるいはエア作動弁等のアクチュエータによって作動する自動弁である。また、第１吸入管１２の途中には、排出口２ｄからホッパー２内へ供給される外気の量を調整するための調整弁（図示省略）が配置されている。この調整弁は、たとえば、開度の調整が可能な手動弁である。

ホッパー２と材料タンク３との間には、切替弁１６が配置されている。切替弁１６は、電動弁あるいはエア作動弁等のアクチュエータによって作動する自動弁である。また、切替弁１６は、排出口１６ａと、材料吸入口１６ｂと、外気吸入口１６ｃとを有する三方弁である。排出口１６ａには、所定の配管を介して供給管６が接続され、材料吸入口１６ｂには、所定の配管を介して材料タンク３が接続されている。また、外気吸入口１６ｃには、供給管６からホッパー２内へ供給される外気が吸入される第２吸入管１７の一端が接続されている。第２吸入管１７の他端には、エアフィルタ１８が取り付けられている。

切替弁１６は、外気吸入口１６ｃを閉鎖するとともに排出口１６ａと材料吸入口１６ｂとを連通させる材料供給ポジションと、材料吸入口１６ｂを閉鎖するとともに排出口１６ａと外気吸入口１６ｃとを連通させる外気供給ポジションとに切替可能となっている。

ホッパー２と吸引ポンプ４との間には、排気管７から排出された粉体等の塵埃を除去するための集塵機２０が配置されている。

（粉粒体処理装置の動作）
以上のように構成された粉粒体処理装置１では、以下のように、粒状材料からの粉体の除去、および、粒状材料の混合が行われる。まず、材料排出部９の下端側に配置されるシャッターが材料排出部９の下端側を閉鎖し、開閉弁１４が第１吸入管１２を閉鎖し、かつ、切替弁１６が材料供給ポジションとなっている状態で、吸引ポンプ４が起動する。吸引ポンプ４が起動すると、吸引ポンプ４の吸引力によって、材料タンク３からホッパー２内へ粒状材料が供給される。上述のように、供給管６は、円筒部２ａの接線方向と略平行に円筒部２ａに接続されているため、吸引ポンプ４の吸引力によって、ホッパー２の内部には、螺旋状の上昇気流（螺旋状上昇気流）Ｆ１が発生する。

吸引ポンプ４の起動後、所定時間が経過すると、材料供給ポジションから外気供給ポジションに切替弁１６が切り替わる。また、このタイミングで開閉弁１４が第１吸入管１２を開放する。本形態では、外気供給ポジションに切替弁１６が切り替わり、かつ、開閉弁１４が第１吸入管１２を開放すると、吸引ポンプ４の吸引力によって、第１吸入管１２および第２吸入管１７から外気が吸入されるように、第１吸入管１２の外気の吸入量と第２吸入管１７の外気の吸入量が設定されている。そのため、外気供給ポジションに切替弁１６が切り替わり、かつ、開閉弁１４が第１吸入管１２を開放すると、第１吸入管１２および第２吸入管１７から外気が吸入される。このように、本形態では、吸引ポンプ４の吸引力でホッパー２内へ粒状材料が供給される材料供給状態と、吸引ポンプ４の吸引力で第１吸入管１２および第２吸入管１７から外気が吸入される外気吸入状態とに切替可能となっている。

第２吸入管１７から外気が吸入されると、切替弁１６の切替時にホッパー２と切替弁１６との間に残っている粒状材料は、第２吸入管１７から吸入される外気によって、ホッパー２内へ供給される。また、吸引ポンプ４の吸引力で第２吸入管１７から吸入される外気によって、ホッパー２の内部には、引き続き、螺旋状上昇気流Ｆ１が発生する。また、吸引ポンプ４の吸引力で第１吸入管１２から吸入される外気によって、材料排出部９の第１吸入管１２よりも上側の部分と、ホッパー２の中心部に上昇気流（中心部上昇気流）Ｆ２が発生する。

ホッパー２内へ供給された粒状材料は、その自重で落下する。一方、粒状材料中の粉体の一部は、螺旋状上昇気流Ｆ１によって、ホッパー２の上端側まで運ばれ、円筒部２ａの内周面と内部配置部材８の外周端との間の隙間Ｓを通過して、排気管７から空気とともに排出される。また、自重で落下する粒状材料は、中心部上昇気流Ｆ２によって吹き上げられる。そのため、吹き上げられた粒状材料内に残存する粉体の一部は、螺旋状上昇気流Ｆ１によって、ホッパー２の上端側まで運ばれ、隙間Ｓを介して、排気管７から空気とともに排出される。また、自重で落下する粒状材料が中心部上昇気流Ｆ２によって吹き上げられるため、落下する粒状材料は混合される。

なお、本形態では、ホッパー２の下端から被供給部１０へ供給したい重さ（大きさ）の粒体が排気管７から排出されないように、かつ、粒状材料から除去したい重さ（大きさ）の粉体が排気管７から排出されるように、上下方向における供給管６と内部配置部材８との距離が設定されている。

外気供給ポジションに切替弁１６を切り替えた後、所定時間が経過すると、吸引ポンプ４が停止して、粒状材料は、材料排出部９の中に溜まる。材料排出部９の中に溜まった粒状材料は、シャッターの開閉動作で被供給部１０へ供給される。また、センサ１１によって、材料排出部９内の粒状材料の量が少なくなったことが検出されると、上述のように、吸引ポンプ４が起動し、ホッパー２内へ粒状材料が供給されて、粒状材料からの粉体の除去、および、粒状材料の混合が行われる。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、吸引ポンプ４の吸引力で第２吸入管１７から吸入される外気によって、ホッパー２内に螺旋状上昇気流Ｆ１が発生し、吸引ポンプ４の吸引力で第１吸入管１２から吸入される外気によって、ホッパー２内に中心部上昇気流Ｆ２が発生する。そのため、螺旋状上昇気流Ｆ１と中心部上昇気流Ｆ２とによって、粒状材料に含まれる粉体の一部を分離して、排気管７から粉体を排出することが可能になる。

本形態では、吸引ポンプ４の吸引力で第１吸入管１２から供給される外気によって、中心部上昇気流Ｆ２を発生させているため、圧縮空気によって、中心部上昇気流Ｆ２を発生させる場合と比較して、中心部上昇気流Ｆ２の流速を遅くすることが可能になる。したがって、本形態では、自重で落下する粒状材料が中心部上昇気流Ｆ２によって繰り返しで吹き上げられるのを抑制することが可能になり、その結果、自重で落下する粒状材料内に残存する粉体が粒体から完全に分離されるのを抑制することが可能になる。したがって、本形態では、中心部上昇気流Ｆ２によって、粒状材料を混合することが可能になる。

また、本形態では、中心部上昇気流Ｆ２の流速を遅くすることが可能になるため、自重で落下する粒状材料の中心部上昇気流Ｆ２による吹き上げ高さを抑制することが可能になる。したがって、本形態では、ホッパー２の高さが比較的低くても、被供給部１０へ供給したい重さ（大きさ）の粒体が排気管７から排出されるのを防止することが可能になる。また、本形態では、１台の吸引ポンプ４によって、螺旋状上昇気流Ｆ１と中心部上昇気流Ｆ２とを発生させることができるため、粉粒体処理装置１の構成を簡素化することが可能になる。

本形態では、上述のように、吸引ポンプ４の起動後、所定時間が経過すると、外気供給ポジションに切替弁１６が切り替わり、ホッパー２と切替弁１６との間に残っている粒状材料は、第２吸入管１７から吸入される外気によって、ホッパー２内へ供給される。すなわち、本形態では、切替弁１６を切り替えることで、切替弁１６が材料供給ポジションにあるときに材料吸入口１６ｂを通過した粒状材料の全てをホッパー２内へ供給することが可能になる。そのため、本形態では、切替弁１６の制御によって、ホッパー２内へ供給される粒状材料の量を精度良く制御することが可能になる。

また、本形態では、材料供給ポジションから外気供給ポジションへ切替弁１６を切り替えれば、ホッパー２内へ粒状材料が供給された後も螺旋状上昇気流Ｆ１を発生させることができるため、粉粒体処理装置１の制御を簡素化することが可能になる。また、本形態では、材料タンク３を開閉する開閉弁と第２吸入管１７を開閉する開閉弁とが別個に設けられている場合と比較して、粉粒体処理装置１の構成を簡素化することが可能になる。

本形態では、円筒部２ａの内部の上端側に、内部配置部材８が配置されている。そのため、上面蓋部２ｃと内部配置部材８との間の空間の容積を小さくして、この空間における吸引ポンプ４の吸引圧の低下を防止することが可能になる。また、本形態では、円筒部２ａの内周面と内部配置部材８の外周端との間に隙間Ｓが形成されているため、隙間Ｓを小さくして、隙間Ｓにおける吸引ポンプ４の吸引圧の低下を防止することが可能になる。したがって、排気管７の内径に比べて円筒部２ａの内径が大きくなっていても、上面蓋部２ｃと内部配置部材８との間の空間、および、隙間Ｓにおける吸引ポンプ４の吸引圧の低下を防止することが可能になる。その結果、本形態では、吸引ポンプ４の吸引力が比較的小さくても、螺旋状上昇気流Ｆ１によってホッパー２の上端側まで運ばれてきた粉体を排気管７から適切に排出することが可能になる。

本形態では、円筒部２ａの中心と内部配置部材８の中心とが略一致するように、内部配置部材８が配置されており、円筒部２ａの内周面と内部配置部材８の外周端との間には、円環状の隙間Ｓが形成されている。そのため、螺旋状上昇気流Ｆ１によってホッパー２の上端側まで運ばれてきた粉体を内部配置部材８の外周側の全域で内部配置部材８の上側へ吸引することが可能になる。したがって、ホッパー２の上端側まで運ばれてきた粉体を排気管７から効果的に排出することが可能になる。

なお、本形態では、内部配置部材８の位置を上下動させれば、上面蓋部２ｃと内部配置部材８との間の空間の容積を変えることが可能になり、この空間の容積を変えることで、この空間での吸引圧を変えることが可能になる。また、この空間での吸引圧を変えることで、排気管７から排出される粉体の重さ（大きさ）を変えることが可能になり、かつ、排気管から粉体を排出させないことも可能になる。すなわち、本形態では、円筒部２ａの形状を変えずに内部配置部材８の位置を上下動させるといった比較的簡易な構成で、排気管７から排出される粉体の重さ（大きさ）を変えること、および、排気管７から粉体を排出させないようにすることが可能になる。たとえば、内部配置部材８の位置を下側へ移動させれば、上面蓋部２ｃと内部配置部材８との間の空間の容積が広くなり、この空間での吸引圧が低くなるため、排気管７から排出可能な粉体の重さは軽くなる。なお、本形態では、内部配置部材８に固定されるスペーサの長さを変えるといった簡易な構成で、内部配置部材８の位置を上下動させることが可能である。また、本形態では、第１吸入管１２の途中にホッパー２内へ供給される外気の量を調整するための調整弁が配置されているため、この調整弁によって、第１吸入管１２からホッパー２内へ供給される外気の量を調整することで、排気管７から排出される粉体の重さ（大きさ）を変えることも可能である。

（他の実施の形態）
上述した形態では、円筒部２ａの内部の上端側に内部配置部材８が配置されているが、内部配置部材８に代えて、たとえば、図３（Ａ）に示す内部配置部材３８が配置されても良い。内部配置部材３８は、円板状に形成されており、その外径は、円筒部２ａの内径と略等しくなっている。また、内部配置部材３８の外周側部分には、粒状材料から除去したい大きさの粉体が通過可能な貫通孔３８ａが形成されている。また、内部配置部材８に代えて、図３（Ｂ）に示す内部配置部材４８が配置されても良い。内部配置部材４８は、円板状に形成されており、その外径は、円筒部２ａの内径と略等しくなっている。また、内部配置部材４８の外周側部分には、粒状材料から除去したい大きさの粉体が通過可能な切欠部４８ａが径方向内側に窪むように形成されている。内部配置部材８に代えて、内部配置部材３８、４８が円筒部２ａの内部の上端側に配置される場合であっても、円筒部２ａの内部の上端側に内部配置部材８が配置される場合と同様の効果を得ることができる。

上述した形態では、排気管７は、上面蓋部２ｃの中心に接続されているが、上面蓋部２ｃの外周端側に接続されても良い。また、排気管７は、円筒部２ａの上端側の側面に接続されても良い。これらの場合には、円筒部２ａの上端側において、円筒部２ａの外周側部分の吸引圧を高めることが可能になるため、円筒部２ａの内部の上端側に内部配置部材８を配置しなくても、螺旋状上昇気流Ｆ１によってホッパー２の上端側まで運ばれてきた粉体を排気管７から排出することが可能になる。

上述した形態では、内部配置部材８は、円板状に形成されているが、内部配置部材８は、四角板状または六角板状等の多角板状に形成されても良いし、楕円板状に形成されても良い。また、上述した形態では、円筒部２ａの中心と内部配置部材８の中心とが略一致するように、内部配置部材８が配置されており、円筒部２ａの内周面と内部配置部材８の外周端との間には、径方向の幅が略一定な円環状の隙間Ｓが形成されているが、円筒部２ａの中心と内部配置部材８の中心とがずれるように、内部配置部材８が配置されても良い。この場合には、円筒部２ａの内周面と内部配置部材８の外周端とが接触しないように、内部配置部材８が配置されても良いし、円筒部２ａの内周面と内部配置部材８の外周端とが接触するように、内部配置部材８が配置されても良い。

上述した形態では、材料供給ポジションから外気供給ポジションへ切替弁１６が切り替わるタイミングで開閉弁１４が第１吸入管１２を開放しているが、材料供給ポジションから外気供給ポジションへ切替弁１６が切り替わった後、所定時間経過後に、開閉弁１４が第１吸入管１２を開放しても良い。また、粒状材料を混合する必要がなく、かつ、中心部上昇気流Ｆ２を発生させなくても除去したい重さ（大きさ）の粉体を排気管７から排出できる場合には、吸引ポンプ４が駆動しているときに、常時、開閉弁１４を閉鎖していても良い。

上述した形態では、ホッパー２と材料タンク３との間に、材料供給ポジションと外気供給ポジションとに切替可能な切替弁１６が配置されているが、ホッパー２と材料タンク３との間に、材料タンク３を開閉する開閉弁と第２吸入管１７を開閉する開閉弁とが別個に配置されても良い。この場合には、たとえば、材料タンク３を閉鎖するタイミングで、第２吸入管１７を開放すれば良い。また、この場合には、ホッパー２内に粒状材料を供給した後の、所定時間経過後に、第２吸入管１７を閉鎖して、第１吸入管１２のみから外気をホッパー２内へ供給しても良い。また、粉粒体処理装置１で粒状材料の混合のみを行う場合には、吸引ポンプ４が駆動しているときに、常時、第２吸入管１７を閉鎖していても良い。

また、粉粒体処理装置１で粒状材料の混合のみを行う場合には、たとえば、上下方向における供給管６と内部配置部材８との距離を長くしても良いし、円筒部２ａの内部に内部配置部材８を配置しなくても良い。あるいは、粉粒体処理装置１で粒状材料の混合のみを行う場合には、内部配置部材８に代えてパンチングメタルを配置しても良い。

１ 粉粒体処理装置
２ ホッパー
２ａ 円筒部
２ｃ 上面蓋部（天板）
３ 材料タンク（材料貯留部）
４ 吸引ポンプ（吸引手段）
６ 供給管
７ 排気管
８、３８、４８ 内部配置部材
１２ 第１吸入管
１４ 開閉弁
１６ 切替弁
１６ａ 排出口
１６ｂ 材料吸入口
１６ｃ 外気吸入口
１７ 第２吸入管
３８ａ 貫通孔
４８ａ 切欠部
Ｓ 隙間

Claims (7)

1. 円筒状に形成される円筒部と前記円筒部の上端を塞ぐための天板とを有するホッパーと、
   上下方向における前記円筒部の中間位置に前記円筒部の接線方向と略平行に接続され、粒体と粉体とが含まれる粒状材料が前記ホッパー内へ供給される供給管と、
   前記円筒部の上端側または前記天板に接続され、前記ホッパー内の空気が排出される排気管と、
   前記ホッパー内の空気を吸引するために前記排気管に接続される吸引手段と、
   前記ホッパーの下側に配置され、前記ホッパーの下端側から前記ホッパー内へ供給される外気が吸入される第１吸入管と、
   前記供給管から供給される前の前記粒状材料が貯留される材料貯留部と、
   前記供給管と前記材料貯留部との間に配置され、前記供給管から前記ホッパー内へ供給される外気が吸入される第２吸入管と、を備え、
   前記材料貯留部から前記ホッパー内へ前記粒状材料が供給された後に、前記吸引手段の吸引力で前記第１吸入管および前記第２吸入管から、または、前記第１吸入管から前記ホッパー内へ外気が供給される外気供給状態に切り替わることを特徴とする粉粒体処理装置。
2. 前記供給管と前記材料貯留部との間に配置され、前記供給管が接続される排出口と前記材料貯留部が接続される材料吸入口と前記第２吸入管が接続される外気吸入口とを有する切替弁を備え、
   前記切替弁は、前記外気吸入口を閉鎖するとともに前記排出口と前記材料吸入口とを連通させて前記材料供給状態にする材料供給ポジションと、前記材料吸入口を閉鎖するとともに前記排出口と前記外気吸入口とを連通させて前記外気供給状態にする外気供給ポジションとに切替可能となっていることを特徴とする請求項１記載の粉粒体処理装置。
3. 前記第１吸入管を開閉する開閉弁を備え、
   前記切替弁が前記材料供給ポジションにあるときに、前記開閉弁が前記第１吸入管を閉鎖して、前記吸引手段の吸引力で前記材料貯留部から前記ホッパー内へ前記粒状材料が供給され、
   前記切替弁が前記外気供給ポジションにあるときに、前記開閉弁が前記第１吸入管を開放して、前記吸引手段の吸引力で前記第１吸入管および前記第２吸入管から前記ホッパー内へ外気が供給されることを特徴とする請求項２記載の粉粒体処理装置。
4. 前記円筒部の内部の上端側であって、かつ、前記排気管よりも下側に配置される内部配置部材を備え、
   前記円筒部の内周面と前記内部配置部材の外周端との間に、前記粉体が通過可能な隙間が形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の粉粒体処理装置。
5. 前記内部配置部材は、略円板状に形成されるとともに、その中心が前記円筒部の中心と略一致するように配置され、
   前記内部配置部材の外径は、前記円筒部の内径よりも小さくなっており、前記円筒部の内周面と前記内部配置部材の外周端との間に、円環状の前記隙間が形成されていることを特徴とする請求項４記載の粉粒体処理装置。
6. 円形状に形成されるとともに、前記円筒部の内部の上端側であって、かつ、前記排気管よりも下側に配置される内部配置部材を備え、
   前記内部配置部材の外径は、前記円筒部の内径と略等しくなっており、
   前記内部配置部材の外周側部分には、前記粉体が通過可能な貫通孔が形成されていること、または、前記内部配置部材の外周端には、前記粉体が通過可能な切欠部が径方向内側に窪むように形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の粉粒体処理装置。
7. 前記排気管は、前記天板の中心に接続されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の粉粒体処理装置。

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