JP5856037B2 - 定量フィーダー - Google Patents

Description

本発明は、粉粒体等の精度の高い定量供給を実現するための定量フィーダーに関するものである。

従来、例えば特許文献１に示すような粉粒体等の原料を定量供給する定量フィーダーが開発されている。

この従来の定量フィーダーは、内筒と外筒を同心に配置すると共に、上記内筒の下端と上記外筒の底板間に間隙を設け、これにより内外筒間に粉粒体の輪状移送空間を設け、上記底板の中心直立回転軸を中心として上記底板上に中央回転羽根を設けると共に上記回転羽根の先端に上記外筒の内周に沿う外周回転リングを設け、該リングには内部に向う複数の外周回転羽根を設け、かつ、上記底板の上面と同一平面内に上面を有する回転円盤を設け、該円盤の上面に当該円盤と同心円の粉粒体排出溝を設け、上記溝を上記外筒の内外に亘って配設し、かつ上記外筒の外側において上記溝内に単一の粉粒体排出スクレーパを固設した構成であった。

そして、この定量フィーダーは、上記中央回転羽根と上記回転円盤を共に回転させることにより、上記環状移送空間内の粉粒体が上記中央回転羽根の回転によって、上記外周回転リングによって上記回転円盤の上記粉粒体排出溝内にすり切り投入され、上記排出溝内に投入された粉粒体を上記単一の粉粒体排出スクレーパにて上記回転円盤の外部に定量供給するという構成であった。

特許第３０９０５５５号

ところで、上記従来の定量フィーダーでは、粉粒体のバッチ式計量において、精度の高い供給を行うために、上記回転円盤の回転速度を、粉粒体の大供給を行う通常速度と、供給の最終段階において粉粒体の小供給を行う低速度の２つの速度を設け、小供給時において上記回転円盤の回転速度を低速度として最終的な供給量を調整する場合がある。

しかしながら、上記従来の定量フィーダーは、単一の粉粒体排出スクレーパを用いているので、小供給時に回転円盤の回転速度を落としたとき、粉粒体の「ぼた落ち」が発生する場合がある。

また、回転円盤のリターン側において、粉粒体の停留が生じたり、粉粒体排出溝への粉粒体の充填が不十分な場合は、供給精度に影響を及ぼす可能性がある。

本発明は、大供給用の昇降スクレーパと、小供給用の固定小スクレーパを設け、小供給時においては固定小スクレーパのみによって粉粒体の小供給を可能とすることにより、精度の高い粉粒体の供給を実現した定量フィーダーを提供することを目的とする。

また、本発明は、回転円盤の粉粒体を円滑にリターンさせることにより、粉粒体の停留を防止して、円滑に定量供給を可能とした定量フィーダーを提供することを目的とする。

また、本発明は、ぬすみ部を設けることにより、排出後の粉粒体の充填効率の高い定量フィーダー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、中心線を共有する内外筒によって形成され、外筒の底板と内筒の下端との間に間隙を有し、粉粒体の輪状移送空間を内外筒間に設けてなり、上記底板の中心部に突設した直立回転軸に設けた中央回転羽根の先端に上記外筒の内周に沿って設けた外周回転リングを接続し、該リングには内部に向う複数の外周回転羽根を設けてなり、上記底板の上面と同一平面内に上面を有する回転円盤を設け、該回転円盤の上面に該円盤と同心円の粉粒体排出溝を形成し、該排出溝は上記外筒の内外に亘って配設されるように上記回転円盤を支持機枠に支持し、上記中央回転羽根と上記回転円盤を同一方向に回転することにより、上記輪状移送空間内の粉粒体を上記外周回転羽根にて摺り切りして上記粉粒体排出溝に供給すると共に、上記粉粒体を当該排出溝により上記外筒外に移送する定量フィーダーにおいて、上記外筒外において、上記回転円盤の外側の上記支持機枠に排出口を設け、上記回転円盤の上記粉粒体排出溝内に、当該排出溝に嵌合して当該排出溝内の粉粒体を堰き止めると共に上記排出口に誘導する大供給用の昇降スクレーパと、上記昇降スクレーパの下流側に当該排出溝内の粉粒体の一部を堰き止めて上記排出口に誘導する小供給用の固定小スクレーパを設け、上記昇降スクレーパは、昇降駆動手段により、上記排出溝内に嵌合した下降位置と、上記排出溝から離間した上昇位置との間を昇降可能としたものであることを特徴とする定量フィーダーにより構成される。

上記中央回転羽根は例えばスポーク状中央回転羽根（７）により構成することができる。上記支持機枠は例えば長方形支持装置（１１）により構成することができる。このように構成すると、バッチ式の定量供給動作において、中央回転羽根及び回転円盤を共に回転させ、大供給時は昇降スクレーパを下降位置に位置させた状態で粉粒体を排出し、所定の量の粉粒体を排出した時点で上記昇降スクレーパを上昇させ、その後は固定小スクレーパによって小供給動作を行い、目標値に到達した時点で上記中央回転羽根及び回転円盤を停止することにより、非常に正確に粉粒体の定量供給を行うことができる。

第２に、上記固定小スクレーパは、その下端部に上記排出溝内に位置し上記粉粒体の一部を堰き止める堰部を有しており、かつ上記支持機枠に固定されたスクレーパ支持部に着脱自在に設けられており、上記固定小スクレーパは、上記スクレーパ支持部において、堰部の面積の異なる他の固定小スクレーパに取り換え可能に設けられていることを特徴とする上記第１記載の定量フィーダーにより構成される。

このように構成すると、粉粒体の性状又は計量値等によって、堰部の面積の異なる固定小スクレーパを使い分けることができ、非常に広範囲のバッチ計量に対応することができる。

第３に、上記外筒外において、上記回転円盤の上記粉粒体排出溝内の上記固定小スクレーパより下流側に、下端に粉粒体のほぐし部を有するほぐし棒を上記排出溝の上面側から当該排出溝内に挿入固設し、上記回転円盤のリターン側の上記粉粒体排出溝が通過する位置の上記外筒下面に上向溝を設け、上記ほぐし棒にてほぐされた粉粒体が上記上向溝から上記輪状移送空間内にリターンするように構成したものであることを特徴とする上記第１又は２記載の定量フィーダーにより構成される。

このように構成すると、回転円盤におけるリターン側の粉粒体を円滑に輪状移送空間側にリターンすることができ、リターン側の粉粒体の停留を効果的に防止することができる。

第４に、上記外周回転リングの外周面に、上記外筒の内周に近接する突起を複数個設け、隣接する突起間に粉粒体のリターン空間を複数形成し、上記上向溝を介して上記輪状移送空間内にリターンする粉粒体を上記リターン空間内に充填し、上記中央回転羽根の回転により当該輪状移送空間の下流側に移送可能に構成したものである上記第３記載の定量フィーダーにより構成される。

このように構成すると、回転円盤から輪状移送空間側にリターンした粉粒体を外周回転リングおけるリターン空間に充填して円滑に下流側に移送することができ、リターン側の粉粒体の停留を防止すると共に、各突起が回転円盤の粉粒体排出溝内の粉粒体を均して充填効率を高めることができる。

第５に、上記回転円盤の上記粉粒体排出溝の外周側の内面を輪状に抉ることにより一定幅の輪状の小溝からなるぬすみ部を形成し、上記昇降スクレーパの下降時において当該昇降スクレーパは上記ぬすみ部内に位置することなく、上記ぬすみ部内の粉粒体のみが昇降スクレーパを通過して下流側に移送されるように構成し、上記固定小スクレーパは上記ぬすみ部の粉粒体より上側に位置する粉粒体を排出することにより、上記ぬすみ部内の粉粒体は排出されずに残留するように構成し、上記固定小スクレーパから下流側において、上記ぬすみ部内の粉粒体上に次に排出されるべき粉粒体が充填されるように構成したものであることを特徴とする上記第１〜４の何れかに記載の定量フィーダーにより構成される。

このように構成すると、ぬすみ部における残留した粉粒体の上に、新たに排出されるべき粉粒体が充填されため、リターン側における粉粒体排出溝内への粉粒体を充填されやすくして、粉粒体の充填効率を高めることができる。

本発明は上述のように構成したので、バッチ式の定量供給動作において、大供給時は昇降スクレーパを下降位置に位置させた状態で粉粒体を排出し、所定の量の粉粒体を排出した時点で上記昇降スクレーパを上昇させ、その後は固定小スクレーパによって小供給動作を行い、目標値に到達した時点で上記中央回転羽根及び回転円盤を停止する等の動作を行うことができ、非常に正確に粉粒体の定量供給を行うことができる。

また、粉粒体の性状又は計量値によって、堰部の面積の異なる固定小スクレーパを使い分けることができ、非常に広範囲のバッチ計量に対応することができる。

また、回転円盤におけるリターン側の粉粒体を円滑に輪状移送空間側にリターンすることができ、リターン側の粉粒体の停留を効果的に防止することができる。

また、回転円盤から輪状移送空間側にリターンした粉粒体を外周回転リングおけるリターン空間に充填して円滑に下流側に移送することができ、リターン側の粉粒体の停留を防止すると共に、各突起が回転円盤の粉粒体排出溝内の粉粒体を均して充填効率を高めることができる。

また、ぬすみ部における残留した粉粒体の上に、新たに排出されるべき粉粒体が充填されため、リターン側における粉粒体排出溝内への粉粒体を充填されやすくして、粉粒体の充填効率を高めることができる。

本発明に係る定量フィーダーの側面断面図である。 図１のＸ−Ｘ線断面図である。 同上定量フィーダーの回転円盤近傍の横断面図である。 同上定量フィーダーの回転円盤近傍の拡大断面図である。 同上定量フィーダーの回転円盤近傍の拡大断面図である。 図５のＹ−Ｙ線断面図である。 同上定量フィーダーの回転円盤近傍の拡大断面図である。 図７のＺ−Ｚ線断面図である。 （ａ）は同上定量フィーダーのスクレーパ近傍の側面図、（ｂ）は昇降スクレーパ近傍の側面図である。 （ａ）は同上定量フィーダーのスクレーパ近傍の側面図、（ｂ）は固定小スクレーパ近傍の側面図である。 図１０（ｂ）における固定小スクレーパ近傍の拡大図である。 同上定量フィーダーのほぐし棒近傍の断面図である。 図１２におけるほぐし棒近傍の拡大図である。 （ａ）乃至（ｅ）は同上定量フィーダーにて使用する固定小スクレーパを示すものである。 同上定量フィーダーにおける制御系の電気的構成を示すブロック図である。 （ａ）は同上定量フィーダーの回転円盤のぬすみ部近傍の拡大断面図、（ｂ）はぬすみ部が存在しない回転円盤の拡大断面図である。

以下、本発明に係る定量フィーダーを詳細に説明する。

図１、図２に示すように、中心線Ｃを共有する直立円形内外筒１，２をフランジ３によって一体に設け、外筒２には底板４が設けられる。この底板４と内筒１の下端との間には僅かな間隙ｔを介在させ、内外筒１，２間に粉粒体の輪状移送空間５を形成し、底板４の上記中心線Ｃ上に直立回転軸６の上端を突設する。

上記直立回転軸６には底板４の上面に接する複数（４個）のスポーク状中央回転羽根７の基部を設け、該回転羽根７の先端は上記間隙ｔを潜って外筒２の内周面に近接する外周回転リング８に接続し、該リング８には内部に向う複数の短い外周回転羽根９を底板４の上面に接して設ける（図２参照）。

上記回転リング８の外周には、上記外筒２の内周面に極僅かの間隙を介して近接する複数の突起８ａを一定角度毎に設け、後述の回転円盤１０によってリターンしてきた粉粒体ｅの上面を均すことができるように構成している。

上記底板４の上記直立回転軸６の下部には駆動軸２０を設け、該駆動軸２０に減速機２１を介してインバータ等による可変速モータ２２を設け、当該可変速モータ２２によって上記スポーク状中央回転羽根７を矢印Ａ方向に水平に回転可能とするものである。

このように構成した底板４には、その上面と同一平面内に上面１０ａ又は外周の上端１０ｂを有し、上記外筒２の内外に亘る回転円盤１０を設け、該円盤１０の外周側に当該回転円盤１０を上記同一平面内の位置に回転可能に支持する長方形支持装置（支持機枠）１１を、上記底板４の下面にボルト１２で接着し、該装置１１の外側（上記内筒１とは反対側）に長方形排出口１３を開口する。この排出口１３には図１に示すように下向きに排出シュート１３ａを接続する。

この支持装置１１は図１に示すように上記回転円盤１０の下部に駆動軸１４を有し、該駆動軸１４の回り（回転中心Ｃ’）に該回転円盤１０を矢印Ｂ方向に水平方向に回転させ、減速機１５を介してインバータ等による可変速モータ１６を設けるものである。上記中央回転羽根７の回転方向（矢印Ａ方向）と、上記回転円盤１０の回転方向（矢印Ｂ方向）は、各々回転中心Ｃ，Ｃ’を基準として「同一方向」であるとする。従って、この「同一方向」の回転において、上記中央回転羽根７と上記回転円盤１０の重複部においては、上記中央回転羽根７と上記回転円盤１０の回転方向は「逆方向」となる。

上記回転円盤１０の上面には該円盤１０と同心円の環状の粉粒体排出溝１７を凹状に形成し、その縦断面は例えば図４に示すものが用いられる。即ち、当該粉粒体排出溝１７の底を形成する最内周側の底面１７ａと、該底面１７ａの外周縁から回転円盤１０の外周の上端１０ｂに向けて一直線状に上向きに傾斜する傾斜面を形成する傾斜部１７ｂと、上記回転円盤１０の最外周縁を形成する上記上端１０ｂから内周側の一定幅において上記傾斜部１７ｂの面（内面）を下方に抉るように構成されたぬすみ部１７ｃとから構成されている（図３参照）。

即ち、上記回転円盤１０の上記粉粒体排出溝１７の外周側の内面を輪状に抉ることにより一定幅の輪状（回転円盤と同心円）の小溝２４からなるぬすみ部１７ｃが形成されている。

そして、上記内筒１内に供給された粉粒体は上記回転羽根７の回転により上記間隙ｔから輪状移送空間５内に流出し、当該空間５内において上記中央回転羽根７、上記外周回転羽根９によって矢印Ａ方向に搬送され、上記回転円盤１０の部分において当該円盤１０の上記粉粒体排出溝１７内に落下供給され、上記回転円盤１０の矢印Ｂ方向の回転によって、上記外筒２下面及び外周回転羽根９によって上面が摺り切りされた状態で当該排出溝１７内に充填供給され、上記外筒２を出た上記排出溝１７には図４、図１０（ｂ）にハッチングにて示すように上記回転円盤１０の上面１０ａと同一水準の位置Ｔまで粉粒体ｅが密に充填供給された状態となる。

ここで、上記外筒２の下面の位置と、上記回転円盤１０の上記上面１０ａ、上記上端１０ｂの位置は略同一水準であり、上記外周回転リング８、上記突起８ａ及び上記外周回転羽根９の各下面も上記上面１０ａ、上記上端１０ｂと略同一水準位置にある。

上記ぬすみ部１７ｃは、図４に示すように、上記傾斜部１７ｂの外周側の位置から外周方向に形成された水平部分１７ｃ’と、当該水平部分１７ｃ’から上記上端１０ｂに向けて急な上り傾斜面を形成する傾斜部分１７ｃ”から構成されており、上記傾斜部１７ｂと上記上端１０ｂ又は上端１０ｂ近傍とを結ぶ仮想線Ｐと上記水平部分１７ｃ’、上記傾斜部分１７ｃ”により縦断面略三角形状の輪状の小溝２４を構成するように形成されている。

ここで、上記スポーク状中央回転羽根７及び上記回転円盤１０の回転方向に基づいて上流側と下流側を定義する。また、回転円盤１０において固定小スクレーパ１９にて粉粒体を排出口１３に排出した後から上記輪状移送空間５までのエリアをリターン側という。

上記外筒２の外側において、上記排出口１３に対応する位置に、上記溝１７内に挿入される粉粒体の大量排出用（大供給用）の昇降スクレーパ１８と、当該昇降スクレーパ１８の下流側に粉粒体の小量排出用（小供給用）の固定小スクレーパ１９が設けられており、これらのスクレーパ１８，１９を上記溝１７内に挿入することによって該溝１７内の粉粒体ｅを上記排出口１３に誘導排出することができるように構成している（図３矢印Ｅ，Ｆ参照）。

上記昇降スクレーパ１８は、図９（ａ）（ｂ）に示すように、板厚の薄い板状体から構成されており、その下縁形状は、図３に示すように、上記粉粒体排出溝１７に、上流側から下流側に向けて排出口１３方向に斜めに傾斜して挿入されたとき、当該粉粒体排出溝１７の縦断面形状に嵌合する形状、即ち、図９（ｂ）に示すように、上記底面１７ａに嵌合する水平部１８ａ、上記傾斜部１７ｂに嵌合する傾斜部１８ｂを有しており、上記傾斜部１８ｂの上端部には、上記回転円盤１０の外周面側に係合して当該スクレーパ１８の上記回転円盤１０に対する位置決めを行う係合部１８ｃが下方向けて形成されている。上記スクレーパ１８の傾斜部１８ｂは一直線状であるので、当該スクレーパ１８の上記排出溝１７への嵌合時、上記ぬすみ部１７ｃは空間が形成された状態となる。即ち、上記昇降スクレーパ１８の下降時において当該昇降スクレーパ１８は上記ぬすみ部１７ｃ内に位置することなく、上記ぬすみ部１７ｃ内の粉粒体ｅ’のみが昇降スクレーパ１８を通過して下流側に移送されるように構成する。

上記昇降スクレーパ１８の傾斜角度は図３に示すように、半径線Ｎ１に対してその幅方向の中心Ｑ１を中心として排出口１３側の端部を角度θ１度、下流側に傾斜させ、粉粒体を堰き止める面を排出口１３側に向けた状態となっている。

この昇降スクレーパ１８は（図９参照）、支持部３４にボルトＤ，Ｄによって垂直下向きに固定されている。上記支持部３４の上縁には支持杆３４’が接続固定されており、当該支持杆３４’の上端部は、上記長方形支持装置１１の上部を被覆する筺体３５の上面板３５ａに形成された開口３５ａ’を介して当該筺体３５の上面側に位置しており、当該位置において上記支持杆３４’の上端部が、上記上面板３５ａに垂直に固定されたエアシリンダ３３の垂直昇降駆動軸３３ａに接続されている。

そして、上記エアシリンダ３３の昇降駆動軸３３ａを上昇させた場合は、上記スクレーパ１８は図６の上昇位置Ｐ１（図１０（ａ）の位置）、即ち、上記スクレーパ１８下端が上記回転円盤１０の上面１０ａより上方に位置する上昇位置Ｐ１に位置する。即ち、上記粉粒体排出溝１７から上方に離間した位置となる。

また、上記エアシリンダ３３の昇降駆動軸３３ａを下降させた場合は、上記スクレーパ１８は図６の下降位置Ｐ２、即ち、当該スクレーパ１８の上記水平部１８ａ及び傾斜部１８ｂが各々上記粉粒体排出溝１７の底面１７ａと傾斜部１７ｂに嵌合した状態（図９（ａ）（ｂ）の状態）となるように構成されている。

従って、上記スクレーパ１８はその上昇位置Ｐ１においては（図１０参照）、上記粉粒体排出溝１７に供給された粉粒体ｅを排出することはなく、上記下降位置Ｐ２においては（図９参照）、上記粉粒体排出溝１７に底面１７ａまで嵌合して当該排出溝１７を閉鎖することになるので、上記排出溝１７に供給された粉粒体ｅは上記スクレーパ１８によって上記長方形排出口１３の方向に誘導され、上記排出口１３に排出される（図３矢印Ｅ参照）。

このとき、上記ぬすみ部１７ｃには上記昇降スクレーパ１８は位置していないので、上記ぬすみ部１７ｃの部分には粉粒体ｅ’が残留し（図９（ｂ）、図１３参照）、回転円盤１０の回転に伴ってそのまま下流側に移行（通過）していく。

上記固定小スクレーパ１９は、図１０に示すように、上記昇降スクレーパ１８と同様の薄い板状体により構成されており、図３に示すように、上記昇降スクレーパ１８の下流側において、粉粒体の上流側から下流側に向けて排出口１３側に傾斜して設けられている。この固定小スクレーパ１９は、図８に示すように、そのスクレーパ支持部２３にボルトＤ，Ｄにより垂直下向きに固定されており、上記スクレーパ支持部２３はその上端を上記筺体３５（支持機枠）の上面板３５ａにボルトＤ，Ｄにより固定されている。

この固定小スクレーパ１９は、図１０（ｂ）に示すように、その下端は、水平部１９ａと該水平部１９ａの外側に設けられた下向突出部１９ｂから構成されており、該下向突出部１９ｂは、上記ぬすみ部１７ｃに対応して位置し、図１１に示すように、上記回転円盤１０の上端１０ｂの水準の位置Ｔより若干粉粒体排出溝１７内に入り込む粉粒体堰板部１９ｂ’と、上記回転円盤１０の外周面に係合している係合部１９ｂ”とから構成されている。

上記下向突出部１９ｂの上記粉粒体堰板部１９ｂ’は、水平部１９ａ側の最下端より上記係合部１９ｂ”方向に上り傾斜面３０が形成された略三角形状の堰部３１をなしており、当該堰部３１において、矢印Ｂ方向に移行してくる粉粒体排出溝１７内の粉粒体の一部を堰き止め、当該堰止めた少量の粉粒体を排出口１３方向に誘導排出するものである（図３矢印Ｆ参照）。また、上記傾斜面３０は、上記ぬすみ部１７ｃの上記仮想線Ｐに沿って設けられている。

この固定小スクレーパ１９は図１４（ａ）〜（ｅ）に示すように各種の形状を有するものを取り換えて使用することができ、何れも図中位置Ｔにて回転円盤１０の粉粒体排出溝１７内における粉粒体ｅの上面レベルを示している。従って、上記位置Ｔより下方に位置する粉粒体堰板部１９ｂ’（堰部３１）にて粉粒体を堰き止めて排出口１３方向に誘導し得るものである。具体的には、図１４中、ハッチングで示す部分が粉粒体を排出可能な堰部３１であり、図１４（ｅ）の堰部３１の面積が最も小さいスクレーパ１９から、図１４（ａ）の堰部３１の面積が最も大きなスクレーパ１９まで、堰部３１の面積が小さいものから大きいものまで順に示している。そして、何れの堰部３１も上記ぬすみ部１７ｃよりも上側に位置しており、上記ぬすみ部１７ｃ内の粉粒体より上側に位置する粉粒体を排出するように構成しており、上記ぬすみ部１７ｃ内の粉粒体は排出されずに残留するように構成している。尚、図１４（ａ）の固定小スクレーパ１９は水平部１９ａは存在せず、他端まで堰部３１が形成されている。

そして、上記固定小スクレーパ１９は上記筺体３５に固定されたスクレーパ支持部２３にボルトＤを以って着脱自在に設けられており、上記固定小スクレーパ１９は、上記スクレーパ支持部２３において、堰部３１の面積の異なる他の固定小スクレーパ１９に取り換え可能となっている。

バッチ式計量においては、この固定小スクレーパ１９は、大供給時に、上記昇降スクレーパ１８にて大量の粉粒体を排出口１３に誘導しておき、小供給の段階で昇降スクレーパ１８を上昇位置Ｐ１に上昇させた後、固定小スクレーパ１９の上記堰部３１によって少量の粉粒体（図１０（ａ）、図１６（ａ）の粉粒体ｅ”、堰部３１の面積に相当する少量の粉粒体（粉粒体の一部））を排出することにより、バッチ計量の計量精度を向上させるものである。図１４（ａ）〜（ｅ）に示すように、固定小スクレーパ１９の上記粉粒体堰板部１９ｂ’（堰部３１）の面積により小供給の量を調整することができ、図１４（ｅ）の固定小スクレーパ１９では最も少ない量の小供給を行うことができ、図１４（ａ）の固定小スクレーパ１９では最も多い量の小供給を行うことができる。

上記固定小スクレーパ１９の傾斜角度は図３に示すように、半径線Ｎ２に対してその幅方向の中心Ｑ２を中心として排出口１３側の端部を角度θ２度、下流側に傾斜させ、粉粒体を堰き止める面を排出口１３側に向けた状態となっている。

上記回転円盤１０の粉粒体排出溝１７における上記固定小スクレーパ１９より下流側にはほぐし棒２５が設けられている。このほぐし棒２５は、棒状部材により形成されており、図１２に示すように上端部を上記筺体３５の上面板３５ａにおいてナットＮによって抜け止め固定され、その下端部は上記排出溝１７の上記底面１７ａ近傍まで垂直下方に直線的に延長され、かつ上記下端部から上記排出溝１７の傾斜部１７ｂに沿って上方に折り曲げられた「Ｊ」字型のほぐし部２５ａが形成されている。また、図３に示すように、平面視において、上記ほぐし棒２５の中心Ｑ３を中心として、半径線Ｎ３に対して下流側にθ３度傾斜させた状態に固定されている。

このほぐし棒２５は、上記回転円盤１０の回転に伴って上記粉粒体排出溝１７内にて残留して輪状移送空間５にリターンしていく粉粒体をほぐす機能を有しており、当該ほぐし棒２５の存在によって図１３に示すように、リターンしていく粉粒体ｅをほぐして、盛上部Ｒを形成し、これにより上記ぬすみ部１７ｃの小溝２４の部分に粉粒体ｅ’（図１３のハッチング部分）を確実に充填し得るように構成されている（図１３参照）。

上記回転円盤１０の粉粒体の排出が行われた後のリターン側の上記外筒２の下面には、上記回転円盤１０の外周の上端１０ｂから上記上面１０ａに至る範囲の上下幅Ｋ、周方向の幅Ｌの門型の上向溝２６が設けられている（図３、図１３参照）。この上向溝２６は、上記ほぐし棒２５によって盛り上がった盛上部Ｒを形成する粉粒体を当該上向溝２６を介して外筒２内部に円滑にリターンできるようにするものである。

また、上記上向溝２６を介して輪状移送空間５にリターンしてきた粉粒体ｅは、上記外周回転リング８の突起８ａと突起８ａとの間のリターン空間Ｓ内に充填され（図３参照）、上記中央回転羽根７の矢印Ａ方向の回転によって輪状移送空間５内において円滑に下流側に移行させることができ、上記上向溝２６付近でのリターン側の粉粒体の停留を防止することができると共に、上記突起８ａは上記粉粒体排出溝１７内にリターンした粉粒体の上面を均すことができるように構成されている。

図１５は本発明に係る定量フィーダーの電気的構成を示すブロック図であり、３７は定量フィーダー本体を示し、当該本体３７は支柱３６を介して支持台３２上に載置されている。この支持台３２は台秤の機能を有しており、上記内筒１に投入された粉粒体全体の重量を計測し得るように構成されている。コントローラ３８は常時上記台秤の計量値である計量信号を受信している。そして、上記コントローラ３８は、バッチ式計量においては、粉粒体の計量値である目標値Ｈｇ、大供給から小供給に変化するタイミングの計量値であり、目標値より若干小さな近接値Ｇｇ（Ｈ＞Ｇ）が予め設定されている。

そして、上記コントローラ３８は、エアシリンダ３３を下降させて上記昇降スクレーパ１８を下降位置Ｐ２に位置させた状態において、大供給時は、可変速モータ２２及び１６を一定速度で駆動して中央回転羽根７及び回転円盤１０を一定速度で回転させ、排出口１３から排出シュート１３ａを介して粉粒体の排出を行う。

上記コントローラ３８は、上記台秤からの計量信号に基づいて、排出シュート１３ａから排出された粉粒体の排出量を粉粒体の計量値として認識しており、上記計量値が近接値Ｇｇに到達したことを検出すると、上記エアシリンダ３３を上昇させて昇降スクレーパ１８を上昇位置Ｐ１に位置させた後、上記可変速モータ１６の速度を低下させ（例えば大供給時の速度に対して１／２〜１／３の一定速度）、これにより上記回転円盤１０の回転速度を低下させ小供給動作に移行し、固定小スクレーパ１９にて小供給動作を行う。或いは、回転円盤１０の回転速度は低下させずに、大供給時と同一速度にて固定小スクレーパ１９にて小供給動作を行う。

そして当該小供給動作において、上記計量信号に基づいて上記計量値（粉粒体の排出量）が上記目標値Ｈｇに到達すると、上記可変速モータ１６及び２２の回転を停止する、という制御を行うように構成されている。

本発明は上述のように構成されているので、次に本発明の定量フィーダーの動作を説明する。ここでは、当初昇降スクレーパ１８は下降位置Ｐ２にあるものとする。また、粉粒体は例えば「きな粉」等の粉粒体であり、当該粉粒体のバッチ式計量（目標値Ｈｇ、近接値Ｇｇ）を行うものとする。尚、上記排出口１３の排出シュート１３ａ下端に粉粒体の収納袋等を設置しておく。また、固定小スクレーパ１９は図１４（ｅ）に示すものを使用するものとする。

まず内筒１内に粉粒体（例えばきな粉等の粉状食材）を収納する。その後、可変速モータ２２を一定速度で駆動する。よってスポーク状中央回転羽根７、外周回転羽根９が矢印Ａ方向に一定速度で回転する。また同時に、可変速モータ１６を一定速度で駆動する。よって回転円板１０も矢印Ｂ方向に一定速度で回転する。

すると、上記内筒１内の粉粒体は上記スポーク状中央回転羽根７の回転により上記間隙ｔの略全周から輪状移送空間５側に流出して行き、上記輪状移送空間５に流出した粉粒体は複数の外周回転羽根９によって当該移動空間５内を矢印Ａ方向に移送されて行く。

上記粉粒体は、上記外周回転羽根９の進行方向側の端縁によって輪状移送空間５内を矢印Ａ方向に運ばれて行くが、上記回転円盤１０の位置において、底面４上から当該円盤１０の粉粒体排出溝１７内に順次落下供給されていく。

また上記回転円盤１７は矢印Ｂ方向に回転しているので、上記粉粒体排出溝１７内に落下供給された粉粒体は、矢印Ｂ方向の回転により上記外周回転羽根９の進行方向側の縁、及び上記外筒２の下面にてその上面が摺り切りされ、当該溝１７内の粉粒体上面が上記回転円盤１０の上面１０ａと略同一となる位置Ｔのレベルで水平に摺り切りされた状態で、上記外筒２の外側に移送されていく。

即ち、上記粉粒体ｅは上記粉粒体排出溝１７内において、底面１７ａ、傾斜部１７ｂ、ぬすみ部１７ｃに各々充填され、上面は上記位置Ｔにおいて水平面となり、上記排出溝１７全体に密に充填された状態で、回転円盤１０の回転に基づいて外筒２外の矢印Ｂ方向に移送されていく（図４参照）。

尚、上記輪状移送空間５において上記摺り切りによって同空間５に残った粉粒体は、上記外周回転羽根９によって矢印Ａ方向に移送され、回転円盤１０の粉粒体排出後のリターン側の粉粒体排出溝１７内に落下充填されるし、上記排出溝１７に充填されない残留粉粒体は輪状移送空間５を上記外周回転羽根９によって矢印Ａ方向に回動移送される動作を繰り返し、輪状移送空間５内の粉粒体が圧密されることはない。

そして、上記回転円盤１０によって上記粉粒体排出口１３の略中央部まで移送されてきた粉粒体は、傾斜して配置されている昇降スクレーパ１８の板面によりぬすみ部１７ｃを除き堰止められ（図９（ａ）（ｂ）参照）、堰止められた粉粒体ｅは上記スクレーパ１８に沿って矢印Ｅ方向に上記排出溝１７内から外部に流出するため、上記粉粒体ｅは上記矢印Ｅ方向に継続的に流出し、上記粉粒体排出口１３から外部に排出される（大供給動作（図３参照））。

かかる動作は「大供給」時の動作であり、上記スクレーパ１８によって堰止められた排出溝１７内の粉粒体が粉粒体排出口１３に排出されていく。このときぬすみ部１７ｃにおける小溝２４内の粉粒体ｅ’は排出されず、そのまま通過して下流側に移送されていく（図９（ａ）参照）。また、このとき固定小スクレーパ１９で堰き止められる粉粒体は存在せず、ほぐし棒２５も機能していない。

この大供給動作において、コントローラ３８は台秤からの計量信号に基づいて、粉粒体の排出量を計量値として認識しており、当該計量値が近接値Ｇｇに到達した時点で、エアシリンダ３３を駆動して昇降スクレーパ１８を上昇位置Ｐ１まで上昇させる。同時に上記コントローラ３８は可変速モータ１６の回転速度を例えば１／３の一定速度に低下させ、上記回転円盤１０を大供給時に比較してゆっくりと回転させる。

すると、上記昇降スクレーパ１８で堰き止められていた粉粒体ｅが下流側に移行していくので、上記排出溝１７に位置Ｔまで充填された状態の粉粒体ｅが下流側の固定小スクレーパ１９に向けて移行する（図１０（ａ）（ｂ）参照）。

すると、昇降スクレーパ１８の位置から下流側に移行した粉粒体は、上記粉粒体固定小スクレーパ１９の堰部３１によって堰き止められ、当該堰部３１によって堰き止められた少量の粉粒体ｅ”、即ち、堰部３１の面積に対応して堰き止められた量の粉粒体ｅ”が矢印Ｆ方向に誘導排出され（図１０（ａ）参照）、上記矢印Ｆに沿って上記排出口１３内に供給排出されていく（図３参照）。

このとき、コントローラ３８は上記台秤からの計量信号に基づいて、粉粒体の排出量を計量値として認識し、上記計量値が目標値Ｈｇに到達したか否かを検出する。そして、上記計量値が目標値Ｈｇに到達した時点で、上記コントローラ３８は上記可変速モータ１６及び２２を停止する。

これにより上記排出口１３及び排出シュート１３ａの下端の収納袋内に、正確な量（目標値Ｈｇ）の粉粒体を供給することができる。このように小供給動作時においては、固定小スクレーパ１９の堰部３１によって少量の粉粒体を排出することができるので、回転円盤１０の回転を停止しても粉粒体の「ぼた落ち」等が発生せず、正確なバッチ計量を行うことができる。

小供給時における粉粒体の排出量は、上記固定小スクレーパ１９を交換することによって変更することができる。即ち、小供給時における排出量は、固定小スクレーパ１９の堰部３１の面積によって決まるので、図１４に示すように各種の固定小スクレーパ１９を上記支持部２３にセットすることによって、小供給時の粉粒体の排出量を変更することができ、これにより広範囲な計量運転を行うことができる。具体的には、スクレーパ支持部２３のボルトＤ，Ｄを外して固定小スクレーパ１９を取り外し、他の固定小スクレーパ１９を上記スクレーパ支持部２３に上記ボルトＤ，Ｄを以って固定する。

かかる小供給動作においては、上記固定小スクレーパ１９によって堰き止められ排出される粉粒体ｅ”（図１６（ａ）参照）以外の排出溝１７内の粉粒体は、上記ぬすみ部１７ｃに残留する粉粒体ｅ’と共に当該スクレーパ１９からさらに下流側に移行して行き、上記ほぐし棒２５の下端のほぐし部２５ａによって攪拌され、ほぐされることにより盛上部Ｒが形成され、同時に粉粒体がぬすみ部１７ｃの小溝２４上にも充填される（図１３参照）。

このように上記ほぐし棒２５によって、上記ぬすみ部１７ｃの上記小溝２４の上部に確実に粉粒体ｅ’が充填されることにより、当該回転円盤１０が上記輪状移送空間５に移行したとき、上記小溝２４内に充填された粉粒体ｅ’の上部（図１６（ａ）の仮想線Ｐの上側）に、新たに排出すべき粉粒体ｅを確実に充填することができ、ぬすみ部１７ｃの上部側への粉粒体の充填効率を高めることができる。

上記回転円盤１０のリターン側が、上記上向溝２６を介して輪状移送空間５にリターンして来たとき、上記ぬすみ部１７ｃの小溝２４内には既に確実に粉粒体ｅ’が充填されているので（図１３、図１６（ａ）参照）、当該輪状移送空間５においては、上記粉粒体ｅ’の上に外周回転羽根９等により移送されてきた粉粒体を落下供給すれば良いことになる。即ち、リターン側の輪状移送空間５において、上記小溝２４の粉粒体ｅ’上に新たに排出されるべき粉粒体ｅが落下供給され、上記回転円盤１０の矢印Ｂ方向の回転に伴って、上記外周回転羽根９及び外筒２の下面において摺り切りされ、その結果、上記回転円盤１０が上記外筒２外に移行したとき、上記ぬすみ部１７ｃ上には上記回転円盤１０の上面１０ａと同一水準の位置Ｔまで確実に粉粒体を充填することができる（図６、図１６（ａ）粉粒体ｅ参照）。

ここで、上記粉粒体排出溝１７のぬすみ部１７が存在せず、上記固定小スクレーパ１９の堰部３１にて粉粒体排出溝１７内の外周縁近傍の傾斜部１７ｂの粉粒体が排出され、上記堰部３１に対応する位置の傾斜部１７ｂの面（金属面Ｍ）が露出する場合（図１６（ｂ））を検討する。この場合、リターン側において、粉粒体排出溝１７の傾斜部１７ｂの粉粒体の存在しない金属面Ｍに直接粉粒体を充填することが必要となるが、金属面Ｍに粉粒体を直接供給するよりは、ぬすみ部１７ｃに充填された粉粒体ｅ’上にさらに粉粒体を充填する方が、粉粒体が充填され易くなり、粉粒体の充填効率を高めることができる。これは金属と粉粒体との摩擦係数よりも、粉粒体と粉粒体との摩擦係数が大きいことに起因するものと考察される（図１６（ａ）参照）。

これにより、特に、固定小スクレーパ１９の上記堰部３１に対応する上記回転円盤１０の上記粉粒体排出溝１７における外周縁近傍に、位置Ｔまで十分な量の粉粒体を常に充填することができ、小供給時の固定小スクレーパ１９の堰部３１による粉粒体の排出精度を向上することができる。

そして上記盛上部Ｒが形成された粉粒体は、上記回転円盤１０の矢印Ｂ方向の回転により、下流側に移行してゆき、上記外筒２の上向溝２６を介して円滑に輪状移送空間５側に移行していく。

このとき、上記外周回転リング８の突起８ａが矢印Ａ方向に移行するため、上記上向溝２６から輪状移送空間５側に移行した粉粒体ｅは，上記突起８ａと突起８ａ間のリターン空間Ｓ内に入り込み、矢印Ａ方向、即ち下流側に円滑に移送されて行く。これにより、上記上向溝２６の近傍（リターン部）において粉粒体が滞留することはなく、円滑に粉粒体ｅを輪状移送空間５側にリターンすることができる。

上記リターン空間Ｓに入り込んだ粉粒体ｅは下流側に移送されるが、輪状移送空間５内を１周して回転円盤１０の位置において再び粉粒体排出溝１７内に供給することができ、かかる動作を繰り返す。

また、上記外周回転リング８の各突起８ａは上記粉粒体排出溝１７の上面の位置Ｔ上を横切るので、当該排出溝１７の上面の粉粒体を均すことができ、また上記突起８ａによっても上記盛上部Ｒの粉粒体を上記ぬすみ部１７ｃの上部に効率よく充填することができる。

上記実施形態では、小供給時に回転円盤１０の回転速度を大供給時に比べて低下させたが、小供給時において回転円盤１０の速度を低下させることなく、大供給時と同一速度としても良い。この場合においても、昇降スクレーパ１８による大供給時に比較して、小供給時においては、固定小スクレーパ１９の堰部３１によって少量の粉粒体を供給排出することができるので、回転円盤１０の速度を大供給時と同一速度としても正確なバッチ計量を行うことができる。

一例として、固定小スクレーパ１９は図１４（ｅ）のものを使用し、粉粒体として「きな粉」、可変速モータ２２の回転速度６［ｒ／ｍｉｎ］、可変速モータ１６の回転速度は大供給時２８［ｒ／ｍｉｎ］、小供給時９［ｒ／ｍｉｎ］、目標値Ｈ＝５０ｇ、近接値Ｇ＝１９ｇとして、サンプリングタイム１０秒にて目標値の測定を行った。その結果、目標値５０ｇに対して定量値は５０．１１ｇ〜５０．２４ｇの範囲に収めることができた。

また、上記と同一条件で可変速モータ１６の回転速度を大供給時と小供給時とを同一の速度２８［ｒ／ｍｉｎ］とした場合においても、略同一の測定精度を得ることができた。

本発明は以上のように、バッチ式の定量供給動作において、大供給時は昇降スクレーパ１８を下降位置Ｐ２に位置させた状態で粉粒体を排出し、所定の量の粉粒体を排出した時点で上記昇降スクレーパ１８を上昇させ、その後は固定小スクレーパ１９によって小供給動作を行い、目標値Ｈｇに到達した時点で上記中央回転羽根７及び回転円盤１０を停止する等の動作を行うことができ、非常に正確に粉粒体の定量供給を行うことができる。

また、小供給時において回転円盤の回転速度を低下させることにより、より精度なバッチ方式の定量供給を行うことができる。また、小供給時において回転円盤の回転速度を低下させることなく大供給時と同一速度としても、小供給時において固定小スクレーパ１９による小供給を行うことにより、精度の高いバッチ式の定量供給を行うことができる。

また、粉粒体の性状又は計量値によって、堰部３１の面積の異なる固定小スクレーパ１９を使い分けることができ、非常に広範囲のバッチ計量に対応することができる。

また、回転円盤１０におけるリターン側の粉粒体を円滑に輪状移送空間５側にリターンすることができ、リターン側の粉粒体の停留を防止することができる。

また、回転円盤１０から輪状移送空間５側にリターンした粉粒体を外周回転リング８におけるリターン空間Ｓに充填して円滑に下流側に移送することができ、リターン側の粉粒体の停留を防止すると共に、各突起８ａが回転円盤１０の粉粒体排出溝１７内の粉粒体を均して充填効率を高めることができる。

また、ぬすみ部１７ｃにおける残留した粉粒体の上に、新たに排出されるべき粉粒体が充填されため、リターン側における粉粒体排出溝１７内への粉粒体を充填されやすくして、粉粒体の充填効率を高めることができる。

本発明に係る定量フィーダーによると、極めて高い精度で粉粒体の定量供給を実現することができ、種々の粉粒体の定量供給において広く使用することができる。

１ 内筒
２ 外筒
４ 底板
５ 輪状移送空間
６ 直立回転軸
７ スポーク状中央回転羽根
８ 外周回転リング
８ａ 突起
９ 外周回転羽根
１０ 回転円盤
１０ａ 上面
１１ 長方形支持装置
１３ 粉粒体排出口
１７ 粉粒体排出溝
１７ｃ ぬすみ部
１８ 昇降スクレーパ
１９ 固定小スクレーパ
２３ スクレーパ支持部
２４ 小溝
２５ ほぐし棒
２５ａ ほぐし部
２６ 上向溝
３１ 堰部
３３ エアシリンダ
３３ａ 垂直昇降駆動軸
３５ 筺体
ｔ 間隙
Ｐ１ 上昇位置
Ｐ２ 下降位置
Ｓ リターン空間

Claims (5)

1. 中心線を共有する内外筒によって形成され、外筒の底板と内筒の下端との間に間隙を有し、粉粒体の輪状移送空間を内外筒間に設けてなり、上記底板の中心部に突設した直立回転軸に設けた中央回転羽根の先端に上記外筒の内周に沿って設けた外周回転リングを接続し、該リングには内部に向う複数の外周回転羽根を設けてなり、上記底板の上面と同一平面内に上面を有する回転円盤を設け、該回転円盤の上面に該円盤と同心円の粉粒体排出溝を形成し、該排出溝は上記外筒の内外に亘って配設されるように上記回転円盤を支持機枠に支持し、上記中央回転羽根と上記回転円盤を同一方向に回転することにより、上記輪状移送空間内の粉粒体を上記外周回転羽根にて摺り切りして上記粉粒体排出溝に供給すると共に、上記粉粒体を当該排出溝により上記外筒外に移送する定量フィーダーにおいて、
   上記外筒外において、上記回転円盤の外側の上記支持機枠に排出口を設け、上記回転円盤の上記粉粒体排出溝内に、当該排出溝に嵌合して当該排出溝内の粉粒体を堰き止めると共に上記排出口に誘導する大供給用の昇降スクレーパと、上記昇降スクレーパの下流側に当該排出溝内の粉粒体の一部を堰き止めて上記排出口に誘導する小供給用の固定小スクレーパを設け、
   上記昇降スクレーパは、昇降駆動手段により、上記排出溝内に嵌合した下降位置と、上記排出溝から離間した上昇位置との間を昇降可能としたものであることを特徴とする定量フィーダー。
2. 上記固定小スクレーパは、その下端部に上記排出溝内に位置し上記粉粒体の一部を堰き止める堰部を有しており、かつ上記支持機枠に固定されたスクレーパ支持部に着脱自在に設けられており、
   上記固定小スクレーパは、上記スクレーパ支持部において、堰部の面積の異なる他の固定小スクレーパに取り換え可能に設けられていることを特徴とする請求項１記載の定量フィーダー。
3. 上記外筒外において、上記回転円盤の上記粉粒体排出溝内の上記固定小スクレーパより下流側に、下端に粉粒体のほぐし部を有するほぐし棒を上記排出溝の上面側から当該排出溝内に挿入固設し、
   上記回転円盤のリターン側の上記粉粒体排出溝が通過する位置の上記外筒下面に上向溝を設け、
   上記ほぐし棒にてほぐされた粉粒体が上記上向溝から上記輪状移送空間内にリターンするように構成したものであることを特徴とする請求項１又は２記載の定量フィーダー。
4. 上記外周回転リングの外周面に、上記外筒の内周に近接する突起を複数個設け、隣接する突起間に粉粒体のリターン空間を複数形成し、
   上記上向溝を介して上記輪状移送空間内にリターンする粉粒体を上記リターン空間内に充填し、上記中央回転羽根の回転により当該輪状移送空間の下流側に移送可能に構成したものである請求項３記載の定量フィーダー。
5. 上記回転円盤の上記粉粒体排出溝の外周側の内面を輪状に抉ることにより一定幅の輪状の小溝からなるぬすみ部を形成し、
   上記昇降スクレーパの下降時において当該昇降スクレーパは上記ぬすみ部内に位置することなく、上記ぬすみ部内の粉粒体のみが昇降スクレーパを通過して下流側に移送されるように構成し、
   上記固定小スクレーパは上記ぬすみ部の粉粒体より上側に位置する粉粒体を排出することにより、上記ぬすみ部内の粉粒体は排出されずに残留するように構成し、
   上記固定小スクレーパから下流側において、上記ぬすみ部内の粉粒体上に次に排出されるべき粉粒体が充填されるように構成したものであることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の定量フィーダー。

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