Suction device of the particulate material, suction system and the suction method of powder particles

本発明はドラム缶のような容器内にある粉粒体で、時間経過による粉粒体自身の重みによる圧密、外部からの振動による圧密、湿気などにより流動性が悪い状態になっている粉粒体を、残量なく吸引することを可能とする装置及び、方法に関するものである。

従来技術として流動性の悪い粉粒体を吸引し輸送する装置に、容器を水平なステージに乗せて回転させ、その中へＬ字の吸引ノズルを上部より入れ、回転運動とノズルの昇降及び横行運動で粉粒体をノズル吸引する方法がある（特開２００１−１３０７４３号公報参照）。
しかしながら、圧密されている粉粒体を吸引する場合、粉粒体は強く又は固くなっているため、ノズル口径より大きいものはノズルに蓋をされた状態となり閉塞してしまう。 そのため、粉粒体を崩して小さく（細かく）したものを吸引する必要がある。 ノズルを差し込みながら崩して吸引しようとすると、ノズル先端に横向きに力がかかり、ノズルが破損する事態が発生する。 したがって、吸引時はゆっくりノズルを下げながら、少しずつ吸引しなければならない。
また、ドラム缶を傾斜させて回転させ、その下方に集まった粉粒体を吸引する方法（特開２００３−０７２９５４号公報参照）についても同様で、ノズルを差し込むとノズル先端に横向きに力がかかり、ノズルが破損する事態が発生する。 合わせて、粉粒体が流動化していないため、ノズルの当たらない部分にはデッドスペースができ確実に吸引することができない。 流動化させるためにエアーを入れてみると、粉粒体が激しく飛散してしまう。
そのため、ドラム缶のような容器内にある粉粒体を、残量なく吸引する装置が必要となった。

本発明はドラム缶のような容器内にある粉粒体で、時間経過による粉粒体自身の重みによる圧密、外部からの振動による圧密、湿気などにより流動性が悪い状態になっている粉粒体を残量なく吸引し、輸送することを可能とすることを目的とする。 なおここで、「輸送する」とは、容器内にある粉粒体を必ずしも遠隔地へ搬送することを意味するのではなく、たとえば隣接して配置された別の容器に移すために粉粒体を移動することも含む。
併せて、吸引源の吸引する風量をできる限り少なくすることおよび作業者や装置の安全性の向上も目的とする。

本発明は、上記の目的を達成するために成されたものである。 本発明の第１の粉粒体の吸引装置は、容器内に貯留されている粉粒体を輸送する装置に使用される吸引装置であって、粉粒体が貯留された容器を載置する水平面内で移動可能な可動テーブルと、該可動テーブルを駆動するための駆動手段と、前記可動テーブルの上方に位置し、吸引源に接続されている２重構造の吸引ノズルと、前記可動テーブル上に載置されている容器内に前記吸引ノズルを昇降させるための吸引ノズル昇降手段と、前記駆動手段および吸引ノズル昇降手段を制御する制御装置とを備え、可動テーブルを移動させながら、容器の適宜位置に吸引ノズルを挿入して容器内の粉粒体を吸引するようにし、前記制御装置は、前記容器の寸法を入力することにより、前記容器内に吸引ノズルを挿入する位置を演算し、最適な挿入位置の経路パターンを設定することを特徴とする。

また、本発明の第２の粉粒体の吸引装置は、粉粒体が貯留された容器を載置する水平面内で固定されたテーブルであって計量手段を有する固定テーブルと、前記固定されたテーブルの上方に位置し、吸引源に接続されている２重構造の吸引ノズルと、前記固定テーブル上に載置されている容器内に前記吸引ノズルを昇降および水平方向へ移動させるための吸引ノズル駆動手段と、前記吸引ノズル駆動手段を制御する制御装置を備え、容器の適宜位置に吸引ノズルを挿入して容器内の粉粒体を吸引するようにし、前記制御装置は、前記容器の寸法を入力することにより、前記容器内に吸引ノズルを挿入する位置を演算し、最適な挿入位置の経路パターンを設定することを特徴とする。

また、本発明の粉粒体の吸引装置は、粉粒体が貯留された容器の蓋の有無を検出する蓋検知装置および／または粉粒体が貯留された容器が可動テーブルまたは記固定テーブルに載置されていることを検知する容器検知装置を備えることで、装置の安全性を高めることが出来る。

また、本発明の粉粒体の吸引装置をパーテーションで囲むことにより作業者の安全性を高めた粉粒体の吸引システムを提供できる。 粉粒体の吸引システムでは、粉粒体が貯留された容器の上方に集塵フードを備えることにより、作業者の安全性をより一層高めることができる。

また、本発明の吸引方法は、容器内に貯留されている粉粒体を輸送するにあたり第１の粉粒体の吸引装置を用いた粉粒体の吸引方法であって、粉粒体が貯留されている容器を可動テーブル上に載置する工程と、前記可動テーブルを駆動手段により任意の位置に移動する工程と、吸引ノズルを前記容器内の複数の位置に挿入し、粉粒体を吸引する吸引工程と、を有し 、 前記粉粒体が貯留されている容器内に吸引ノズルを挿入する位置を該容器の寸法を制御装置に入力することにより演算し、最適な挿入位置の経路パターンを設定することを特徴とする。

また、本発明の吸引方法は、容器内に貯留されている粉粒体を輸送するにあたり第２の粉粒体の吸引装置を用いた粉粒体の吸引方法であって、粉粒体が貯留されている容器を固定テーブル上に載置する工程と、吸引ノズルを前記容器内の複数の位置に挿入し、粉粒体を吸引する吸引工程と、を有し 、 前記粉粒体が貯留されている容器内に吸引ノズルを挿入する位置を該容器の寸法を制御装置に入力することにより演算し、最適な挿入位置の経路パターンを設定することを特徴とする。

さらに、前記吸引工程において、容器内の粉粒体の残量や圧力センサの実測値により、吸引源の風量を可変して該吸引工程を行なうことができる。
粉粒体の残量が多い場合は、吸引源の風量を増やすことで粉粒体を大量に吸引でき、粉粒体の残量が少ないときは、吸引に必要な最適風量まで吸引源の風量を減らすことにより、エネルギーの節約ができる。

上記説明から明らかのように本発明は、粉粒体が貯留された容器を載置する水平面内で移動可能な可動テーブルを容器の適宜な位置に移動させながら、２重構造の吸引ノズルを挿入して容器内の粉粒体を吸引することにより、または、粉粒体が貯留された容器をテーブル上に固定し、容器の適宜位置に２重構造吸引ノズル挿入して容器内の粉粒体を吸引するようにすることにより、容器内の粉粒体を残量なく吸引することが可能となり、また、制御装置に容器の寸法を入力することにより、吸引ノズルの最適な挿入位置の経路を確定できるため、吸引時間の短縮を図ることができる。 さらに、粉粒体の残量または圧力センサの実測値を制御装置にフィードバックすることにより吸引源の風量を可変して吸引源を効率的に稼動することが可能となり、省エネルギーを実現できるなどの効果を奏する。

本発明は以下の詳細な説明により更に完全に理解できるであろう。 しかしながら、詳細な説明および特定の実施例は、本発明の望ましい実施の形態であり、説明の目的のためにのみ記載されているものである。 この詳細な説明から、種々の変更、改変が、当業者にとって明らかだからである。
出願人は、記載された実施の形態のいずれをも公衆に献上する意図はなく、開示された改変、代替案のうち、特許請求の範囲内に文言上含まれないかもしれないものも、均等論下での発明の一部とする。
本明細書あるいは請求の範囲の記載において、名詞及び同様な指示語の使用は、特に指示されない限り、または文脈によって明瞭に否定されない限り、単数および複数の両方を含むものと解釈すべきである。 本明細書中で提供されたいずれの例示または例示的な用語（例えば、「等」）の使用も、単に本発明を説明し易くするという意図であるに過ぎず、特に請求の範囲に記載しない限り本発明の範囲に制限を加えるものではない。

本発明における吸引装置の側面図である。

本発明における吸引装置の平面図である。

本発明における吸引ノズルの断面図である。

本発明を使用したシステムの一実施例である。

本発明における吸引ノズルの挿入位置の経路パターンの一例である。

従来技術の一例を示す図である。

本発明におけるシミュレーションを示す図である。

本発明における別の吸引装置および吸引システムの側面図である。

吸引の経路パターンの一例を説明する図である。

吸引の経路パターンの一例を説明する図であり、容器内で吸引ノズルを旋回する場合を示す。

以下、本発明を実施するための一例を説明する。 なお、各図において、互いに同一または相当する装置等には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。

本発明を適用した粉粒体の吸引装置の一実施例について図１〜図３に基づき詳細に説明する。 本吸引装置１は、図１に示すように、粉粒体Ｍが貯留された容器４を載置する水平面内で移動可能な可動テーブルと、該可動テーブルを駆動するための駆動手段５と、前記可動テーブルの上方に位置し、吸引源に接続されている２重構造の吸引ノズル１１と、前記可動テーブル上に載置されている容器４内に前記吸引ノズル１１を昇降させるための吸引ノズル昇降手段１２とから構成されている。

前記可動テーブルは、Ｘ−Ｙ軸方向に移動するＸ軸用可動テーブル２及びＹ軸用可動テーブル３から構成されている。 Ｘ軸用可動テーブル２はＸ方向に移動するテーブルであり、Ｙ軸用可動テーブル３はＹ方向に移動するテーブルである。 なお、Ｙ軸用可動テーブル３はＸ軸用可動テーブル２の上面に載置されている。

また、前記駆動手段５は、前記Ｘ軸用可動テーブル２を駆動するＸ軸用可動テーブル駆動手段５ａ及び前記Ｙ軸用可動テーブル３を駆動するＹ軸用可動テーブル駆動手段５ｂから構成されている。
該Ｘ軸用可動テーブル駆動手段５ａはＸ軸用可動テーブル２下部に可動テーブル２の長辺と直交し可動テーブル２の底面と接する複数本のローラ７と該可動テーブル２の長辺側面に可動テーブル２を該ローラ７上を往復動させるためのシリンダ６で構成されている。
また、該Ｙ軸用可動テーブル駆動手段５ｂはＹ軸用可動テーブル２の上面に可動テーブル２の長辺と平行して可動テーブル３の底面と接するローラ９と該可動テーブル３の辺側面に可動テーブル３を該ローラ９上を往復動させるためのシリンダ８で構成されている。
前記シリンダ６，８はＸＹ軸用可動テーブル２，３を往復動させることができるものであれば何でもよいが、停止精度が高く位置決めが精度よくできる必要がある。 したがって、サーボシリンダを使用することが最適と考えるが、停止精度を落としてもよい場合には他の位置決め機構を併用しながらモータ駆動や油空圧シリンダを使用してもよい。

図３に示すように、前記吸引ノズル１１は下端が開放した円柱状の内筒１１ａと、内筒１１ａを同軸に覆う外筒１１ｂを有する２重構造となっており、この内筒１１ａ外面と外筒１１ｂ内面により外気導入ができる通路Ｓを設けている。 本実施例においては、該内筒１１ａの直径と該外筒１１ｂの直径との比を１．５程度としたが、この比率は紛粒体Ｍの材質、比重等により変化すると考えられる。
また、該外筒１１ｂは複数のステー１１ｃにより該内筒１１ａと連結されて保持されている。

さらに、該外筒１１ｂの下端は、該内筒１１ａの下端より突出しており、粉粒体Ｍが内筒１１ａに吸い込まれると共に前記通路Ｓより導入された外気が粉粒体Ｍと混合される空間を形成している。 本実施例においては、内筒１１ａの下端と外筒１１ｂの下端との段差を１０〜２０ｍｍとした。 この段差が少ないと外気と紛粒体Ｍとが混合される空間が少なくなり、粉粒体Ｍの流動性が十分に確保できず、段差が大きいと外気ばかりを吸引して粉粒体Ｍの吸引効率が悪くなる。
また、該外筒１１ｂはその下端が容器４の底面付近にあるとき、外筒１１ｂの上端は粉粒体Ｍの上面より常に上に位置するような長さを持って設けられている。
この２重構造の吸引ノズル１１を用いることにより粉粒体Ｍに空気が混合され、自重や振動による圧密、湿気などにより流動性が悪い状態になっている粉粒体Ｍの流動性がよくなり確実に吸引することが可能となる。

また、前記吸引ノズル１１は吸引ノズル１１を容器４内に挿入するための吸引ノズル昇降手段１２に取り付けられている。
このノズル昇降手段１２は前記吸引ノズル１１を端部に取り付けたアーム１４と、該アーム１４の吸引ノズル１１とは反対の端部付近にロッドが取り付けられたシリンダ１５と、該シリンダ１５を取り付ける基台１３とから構成されている。 該吸引ノズル１１は該シリンダ１５の伸縮により該アーム１４を介して昇降を行なう。
前記シリンダ１５は吸引ノズル１１を昇降させることができるものであれば何でもよいが、停止精度が高く位置決めが精度よくできる必要がある。 したがって、サーボシリンダを使用することが最適と考えるが、停止精度を落としてもよい場合には他の位置決め機構を併用しながらモータ駆動や油空圧シリンダを使用してもよい。

図４は粉粒体の吸引装置のシステム全体を表している。 集塵機１７は吸引ダクト１８を介して吸引源１９により負圧状態になっており、吸引ホース１６を通して吸引ノズル１１より粉粒体Ｍを吸引する。 吸引された粉粒体Ｍは一旦集塵機１７で捕集され、ロータリーバルブ２０より排出される。
本実施例においては吸引源１９にブロアを使用している。 該吸引源１９は負圧状態を発生させる機器であればよく、リングブロア、真空ポンプ等を使用すればよい。
前記集塵機１７の入口には圧力センサ２１が設置してあり、吸引時に前記吸引ホース１６内の詰まりを確認している。

また、前記シリンダ６、シリンダ８、シリンダ１５及び前記吸引源１９、圧力センサ２１への入出力を制御する制御装置２２が設置されている。
該制御装置２２は初期設定としてＹ軸用可動テーブル３上に載置する容器４のサイズを入力し、容器４内の粉粒体Ｍを全量吸引するため容器内に吸引ノズル１１を挿入する位置を演算し、最適な挿入位置の経路パターンを設定する。 すなわち、吸引ノズル１１を挿入する位置が少なくて容器４内の粉粒体Ｍを全て吸引でき、かつ、可動テーブルの水平移動距離が短くなるような経路パターンを幾何学的に演算する。
なお、粉粒体を吸引する吸引工程は、吸引ノズル１１を、吸引を掛けながら下降→ 容器底面部にて停止 →吸引を掛けながら上昇 → 容器の上面にて停止 → 次の挿入位置に移動と動作させることで１工程となっている。 前記挿入位置の経路パターンとは、前記吸引工程を容器上で行なう位置を設定するものであり、この位置が適宜に設定された適宜位置となる。
前記の挿入位置の経路パターンは、容器の開口面積に対し、吸引ノズル１１の断面積の何回分に相当するかで決められる。 図５はパターンの１例である。 この例では吸引ノズル１１を１から１９の位置に順番に移動させ、前記吸引工程を１９回行なうことになる。
なお、より容器内の粉粒体Ｍの残量を少なくするなら制御装置２２に回数を更に増やすよう指示することも可能である。

吸引ノズル１１の挿入位置の経路パターンが決まれば、制御装置２２よりシリンダ６、シリンダ８、シリンダ１５へストローク量の指示を出し、吸引ノズル１１先端を目的位置へ移動させる。 吸引時、吸引後には荷重計１０の値から、粉粒体Ｍの残量若しくは吸引量がわかるため、吸引ノズル１１の動作工程を複数回繰返し、残量がなくなるまで吸引を行なう。
粉粒体Ｍの残量が少なくなり粉粒体Ｍの上面高さが低くなるにともない、吸引ノズル１１の下降上昇距離を短くすることが可能である。
なお、本実施例は荷重計を使用しているが、荷重計がない場合においても数回の試し吸引を行い、吸引ノズル１１の挿入位置のパターンを決定し、制御装置２２に手動により設定を行なうことにより、吸引は可能である。

図６、図７は圧密された粉粒体Ｍを従来技術及び本発明で実施した場合のシュミュレーション状況を表したものである。 対象とした粉粒体Ｍは初期状態で１００ｃｃ容器に充填した時の体積と重量が１．４８ｇ／ｃｃであるものを、容器内での時間経過による粉粒体の重みによる圧密、容器への外部振動による圧密、湿気などにより流動性が悪くなることを想定し、前記の初期状態の粉粒体を１８０回タッピングし、体積と重量が２．３５ｇ／ｃｃの状態にしたものである。
図６の従来技術は、容器３０を水平なステージに乗せて回転させ、その中へＬ字の吸引ノズル３１を上部より入れ、回転運動と吸引ノズル３１の昇降及び横行運動で吸引する方法である（特許文献１参照）。 この方法では、容器３０を回転させても粉粒体Ｍの表面の１部しか吸引できず、そのまま運転すると吸引ノズル３１に横向きに力がかかり、吸引ノズル３１が破損する可能性が高い。

それに対し、本発明では図７のように、２重構造の吸引ノズル１１で粉粒体量の限定と空気の巻き込みにより、複数回粉粒体を吸引する吸引工程を繰り返せば効率よく吸引することができる。
前記粉粒体量の限定とは図７に示すように外筒１１ｂが吸引ノズル１１の外周にある粉粒体Ｍをせき止め、内筒１１ａの下端と外筒１１ｂの下端により形成された粉粒体Ｍと外気とが混合される空間に入った粉粒体Ｍのみを吸引することである。
なお、吸引ノズル１１が途中で止まっているのは、本発明の吸引が粉粒体を吸引する吸引工程を複数回実施することにより、粉粒体Ｍを完全に吸引するためであり、図７は吸引ノズル１１の動作工程の途中を示している。

表1は初期状態で１００ｃｃ容器に充填した時の体積と重量が１．４８ｇ／ｃｃである粉粒体を、容器内での時間経過による粉粒体の重みによる圧密、容器への外部振動による圧密、湿気などにより流動性が悪くなることを想定し、前記の初期状態の粉粒体を１８０回タッピングし、体積と重量が２．３５ｇ／ｃｃの状態にしたものをドラム缶に入れ、本発明と従来技術にて吸引した結果を示す。
本実施例では１９０ｋｇの粉粒体を吸引する吸引工程を４回実施することにより全量吸引することができた。 それに対し、図６に示す従来技術では、吸引できなかった。

万一、運転中に吸引ノズル１１が詰まってきてしまった場合、圧力センサ２１の値が負圧側に振れるため、吸引源１９の風量を一時的に増やしたり、シリンダ１５の下げスピードを遅くすることで詰まり防止ができる。 粉粒体が少ない場合には、使用するエネルギーを減らすため吸引源１９の風量を下げて吸引することも可能である。 合わせて、Ｚ軸方向の移動を早くすることで、能力ＵＰ、短時間運転が可能となる。

次に、図８を参照して、本発明を適用した粉粒体の吸引装置の別の実施例について説明する。 図８は、粉粒体の吸引装置３０の側面図である。 粉粒体の吸引装置３０は、粉粒体Ｍが貯留された容器４を水平面上に固定して載置する固定テーブル３２と、固定テーブル３２の上方に位置し吸引源（不図示）に接続されている２重構造の吸引ノズル１１と、固定テーブル３２上に載置されている容器４内に吸引ノズル１１を昇降しまた水平方向に移動させる吸引ノズル駆動手段４２とを備える。

固定テーブル３２は、容器４をガイド式で固定するのが、構造が単純で好ましい。 しかし、固定の方法は、ガイド式に限定されることはなくクランプ式等で固定してもよい。 固定テーブル３２に容器４を載せると、ガイド３４により容器４が一定の位置に固定される。

吸引ノズル駆動手段４２は、吸引ノズル１１を端部に取り付けたアーム４４と、アーム４４の吸引ノズル１１とは反対の端部を支持するシリンダ４５と、シリンダ４５に設置されアーム４４を上下移動させるシリンダ(不図示)とを備え、吸引ノズル１１はシリンダ４５の伸縮によりアーム１４を介して昇降する。 シリンダ４５は、シリンダ支持体４６により垂直向きに支持される。 シリンダ支持体４６は、シリンダ４５を垂直に支持したまま、水平方向に可動である。 シリンダ支持体４６の水平方向の移動は、先に可動テーブル２・３について説明したのと同様な方法で移動できるので、重複した説明は省略する。

吸引ノズル１１またはアーム４４は、容器４に蓋が取り外されているのかを検知する蓋検知手段３８を備える。 粉粒体Ｍを貯留する容器４は通常蓋をした状態で搬送される。 そこで、容器４内の粉粒体を吸引・輸送する前に、蓋を取り外す必要がある。 もし蓋を取り外し損ねたままで粉粒体の吸引装置を稼動してしまうと、吸引ノズル１１あるいは吸引ノズル駆動手段４２等を破損する恐れがある。 そこで、粉粒体の吸引装置３０は蓋検知手段３８を備え、蓋の有無を検知し、制御装置２２（図４参照）と通信する。 蓋検知手段３８としては、レーザ式、磁力式ほか、各種の方法で検知することができる。 蓋がなければそのまま作業を続行するが、容器４に蓋が検知された場合には、作業をストップし、必要に応じてアラームを発する。

また、容器４が固定テーブル３２に載置されていないにも関わらず、粉粒体の吸引装置３０を稼動してしまうと、粉粒体Ｍを受け取るはずの後工程に粉粒体Ｍが供給されず、時間のロスを生じたり、後工程での製造ミスや製品不良などを引き起こす恐れがある。 そこで、粉粒体の吸引装置３０は容器検知手段３６を備え、固定テーブル３２に容器４が載置されていることを検知し、制御装置２２（図４参照）と通信する。 容器検知手段３６としては、周知の検知方法でよく、また、前出の蓋検知手段３８と兼用されても、あるいは、後に説明する粉粒体残量検出装置５３と兼用されてもよい。

また、粉粒体の吸引装置３０は、粉粒体Ｍが吸引される容器４の粉粒体Ｍの残量を検出する粉粒体残量検出装置５３を備え、容器４中の粉粒体Ｍの残量を検出し、制御装置２２（図４参照）と通信する。 粉粒体Ｍの残量を検出することにより、吸引作業の終了を知ることができることに加え、粉粒体Ｍの残量が少なくなったときに、たとえば、吸引に必要な風量を増やしたり、あるいは、底部の粉粒体Ｍを吸引するときに風量を増やして吸引するように、運転を調整して、効率を上げることが可能となる。 粉粒体残量検出装置５３は、重量計であること多いが、形状センサー、距離センサーなどを用いて容器４中の粉粒体Ｍの残量を検出してもよい。

続いて、粉粒体の吸引装置３０の作用について説明する。 粉粒体Ｍを貯留する容器４を固定テーブル３２に載置する。 容器４は、ガイド３４により固定テ−ブル４２上の所定の位置にて固定される。 容器４を所定位置に固定したならば、粉粒体の吸引装置３０を起動する。 まず、容器検知手段３６により、容器４が固定テーブル３２上に載置されていることを検知する。 容器が固定テーブル４上に載置されていないときには、以降の運転を中止し、必要に応じてアラームを発する。 次に、蓋検知手段３８で容器４の蓋の有無を確認し、蓋がなければ以降の運転に移行する。 蓋が検出されたならば、以降の運転を中止し、必要に応じてアラームを発する。

次に、予め設定された経路パターンあるいは容器４の寸法より演算された最適な経路パターンに従って、吸引ノズル駆動手段４２により吸引ノズル１１を所定の位置に移動し、その位置で容器４内に降下する。 そして、容器４内の粉粒体Ｍを吸引ノズル１１で吸引する。 １箇所での吸引が終了したら、吸引ノズル４を粉粒体Ｍの上方に上昇し、経路パターンに従って次の位置に移動し、その位置で降下して、再度吸引を行う。 この動作を繰り返して、容器４内の粉粒体Ｍを吸引する。

吸引装置１で説明したのと同様に、２重構造の吸引ノズル１１を使用して粉粒体Ｍを吸引することにより、粉粒体と空気を混合して、確実に吸引することが可能となる。 また、粉粒体と貯留する容器４を載置した可動テーブル２・３よりも、吸引ノズル１１、アーム４４等の方が一般的に軽量であり、可動テーブル２・３を水平方向に移動するよりも吸引ノズル１１を水平方向に移動するほうが、移動のためのエネルギが節約でき、さらに、精度の向上も容易である。 また、粉粒体残量検出装置５３として重量計を用いる場合に、容器４が所定の位置に固定されるので、精度よく重量を検出でき、すなわち、精度の高い粉粒体残量の検出が可能となる。

粉粒体を吸引する過程で、粉粒体残量検出装置５３にて容器４中の粉粒体Ｍの残量を検出すると、粉粒体の残量が多い場合は、吸引源の風量を増やすことで粉粒体を大量に吸引でき、粉粒体の残量が少ないときは、吸引に必要な最適風量まで吸引源の風量を減らすことにより、エネルギーの節約ができる。 また、底部を吸引するときには風量を増やして吸引できずに残る粉粒体の量を減らすこともできる。 さらに、粉粒体の減少につれ、吸引ノズル１１を昇降する距離（吸引ノズル１１の先端を粉粒体の上方に上昇させる距離）を短縮して、時間やエネルギを節約することもできる。

次に図９を参照して、吸引の最適な経路パターンの一例を説明する。 図９に示すように経路パターンは一筆書きで書けるようにするのが、吸引ノズル１１の水平移動距離が少なく好ましい。 そして、各ノズル吸引箇所間の距離は、たとえば、固さ、粘着力、密度などの粉粒体の性状より離間決められるもので、離間してもその間の粉粒体を吸引できる距離に設定される。 粉粒体の性状が既知であれば、容器４の大きさを制御装置に入力することで、制御装置が幾何学的に最適な、すなわち、吸引箇所が少なく、かつ、吸引ノズル１１の移動距離が短くて、全粉粒体を吸引できる経路パターンを算出することができる。 粉粒体の性状が未知の場合には、粉粒体の吸引を何回か行った上で、その性状を知り、あるいは、離間してもその間の粉粒体を吸引できる距離を計測してもよい。

図１０に示す吸引の経路パターンは、吸引ノズル１１を容器４内で旋回するパターンである。 吸引ノズル１１を容器内で旋回して粉粒体を吸引する場合には、運転の初期では、吸引ノズル１１を容器底面部にまで下降せず、僅かに粉粒体中に吸引ノズル１１の先端が挿入されるようにし、粉粒体を吸引しつつ旋回するのがよい。 このように、粉粒体に挿入される吸引ノズル１１の長さを短くすることで、旋回するときに吸引ノズル１１に作用する横向きの力を軽減し、吸引ノズル１１の損傷を防止できる。 なお、吸引ノズル１１では、２重構造のためにノズル先端周囲の粉粒体を吸引することが可能であり、吸引ノズル１１を旋回するときに作用する横向きの力を低減できる。 大きな横向きの力を受けない程度に吸引ノズル１１を粉粒体に挿入し、吸引しながら旋回し、徐々に吸引ノズル１１を容器４内に下降させ、粉粒体を吸引する。

次に、図８に戻って、粉粒体の吸引装置３０と吸引装置３０を囲むパーテーションとを備える粉粒体の吸引システムについて説明する。 パーテーション５０は、たとえば、金属性のフレームと、そのフレームに支えられた透明な樹脂で形成される。 パーテーション５０は他の構成であってもよいが、人がぶつかっても倒壊しない強度と、外部から内部を視認できる透明性とを有することが望ましい。 パーテーション５０は、粉粒体の吸引装置３０を基本的に全て囲み、吸引作業あるいはそれに伴う作業中に粉粒体から生じた粉塵の飛散を防止し、また、作業員等が作業中の吸引装置３０に不用意に近付かないように設置される。 なお制御装置２２（図４参照）などは、必ずしもパーテーション５０内に設置されなくてもよい。 パーテーション５０の高さが、固定テーブル３２に載置された容器４よりも高く、上部から外部に流出する粉塵が微量となる場合には、パーテーション５０の上部は覆われていなくてよい。

パーテーション５０には、容器４を搬入出するための出入口と、作業員が吸引装置３０を操作し、また、メンテナンスするための出入口とが設けられる。 これらの出入口を１つの共通出入口としてもよい。 作業員が吸引装置３０を操作するためには、出入口のように人が通れるほど大きくなく、手を入れて操作する窓を設けてもよい。 なお、出入口は、吸引装置３０の作動中にロックが掛かる構成とし、吸引装置３０の作動中に人がパーテーション５０内部に入れず、作動中の吸引装置３０に人が近づけず触れないようにするのが安全上好ましい。

また、粉粒体を吸引される容器４の直上に、集塵フード５２を備えてもよい。 集塵フード５２は容器４の上方を覆うカバーと、カバーから空気を吸引するダクト（不図示）、空気のフィルター（不図示）、空気を吸引するブロワ等（不図示）で構成される。 集塵フード５２を備えることにより、容器４から発生する粉塵を集塵し、外部への粉塵の流出を防止する。 なお、集塵フード５２での空気の吸引は、吸引ノズル１１での吸引とは異なり、微弱な流量で吸引し、空気中を飛散する粉塵を吸引することでよい。 また、吸引装置３０のメンテナンス、あるいは容器４の搬入出や蓋の取り外しのために、作業員がパーテーション５０内に立ち入る際にも、集塵フード５２からの吸引を継続することで、作業員が粉塵を吸い込むことを防止でき、粉塵が人体に有害であったとしても、人的な影響を最低限に抑えることができる、

なお、集塵フード５２は着脱が容易な構造とし、容器４の搬入出時には容易に取り外せるようにすることが好ましい。 そして、集塵フード５２の着脱もセンサーで検知し、制御装置２２（図４参照）と通信し、吸引装置３０を操作時に集塵フード５２が取り付けられることを確実にすることが好ましい

実施例として、図８に示す吸引システムを用い、粉粒体の吸引実験を行った。 粉粒体として、密度２．３５ｇ／ｃｍ ^３の粉粒体（表１に結果を示した実測と同じ）を２００ｋｇ貯留したドラム缶を容器４として、固定テーブル３２に載置し、ガイドで所定位置に固定した。 レーザ式蓋検知手段３８で蓋の有無を検出し、ドラム缶の重量を最大計測重量３００ｋｇのロードセルで計測し、固定テーブル３２に上にドラム缶が載置されたことと、粉粒体残量を検出した。 ノズル駆動装置４２としては、水平方向動力０．７５ｋW、昇降方向動力０．４ｋWのシリンダを用い、移動速度は最大４００ｍｍ／秒とした。 パーテーション５０はアルミフレームにＰＥＴ材のカバーを用い、上面も覆って、吸引装置３０を封入した。

吸引ブロワは、容量３．０ｍ ^３ ／分× −４０ｋPaで、インバータにより１．５〜４．０ｍ ^３ ／分まで対応可能なルーツブロワを用い、２．６ｍ ^３ ／分で運転した。 吸引ダクトはＳＵＳ３０４サニタリ管に樹脂ホースを接続して用いた。

上記の条件で、図９に示す経路パターンで粉粒体を吸引したところ、８分間で１００ｋｇ、すなわち半分の粉粒体を吸引することができた。 粉粒体の吸引後においても、吸引ノズル１１に変形は見られなかった。 また、吸引時に外部に飛散する粉塵も観測されなかった。

これまでの説明では、パーテーション５０、集塵フード５２、粉粒体残量検出装置５３、容器検知手段３６、蓋検知手段３８は、吸引装置３０に対して設置するものとして説明したが、吸引装置１に対しても同様に設置できる。 吸引装置１と吸引装置３０とは、可動テーブル上の容器４に対して定位置の吸引ノズルを昇降させるか、固定テーブル上の容器４に対し水平方向に可動の吸引ノズルを昇降させるかの点で異なり、他の構成は互換できる。

粉粒体の残量に合わせて、粉粒体を吸引する吸引工程を複数回行なうことで残量なく吸引することが可能であるため、本実施例の粉粒体Ｍ以外でも圧密された粉粒体や流動性の悪い粉粒体にも大量に吸引することが可能である。