(57)【要約】【課題】大量に発生する粉塵を一度に処理でき、かつ粗粒子を効率よく捕集でき、粗粒子の旋回数を最小限に調整することができるサイクロン型分級装置と、これを備えた振動乾燥機を提供する。【解決手段】サイクロン型分級装置１は、円筒状領域を備えた旋回室１０と、旋回室１０の下方に配置され、旋回流を引き起こす複数の羽根１２を備えた気体流入管１１と、旋回室１０の中心部に配置され、微粒子を含む空気を排出するための微粒子排出口１５と、微粒子排出口１５の上方で連結される集塵ダクト１６と、該集塵ダクトと連結して空気を吸引する集塵機と、旋回室１０の周壁面の一部に開口して設けられた粗粒子排出口１３と、粗粒子排出口１３に連結した粗粒子排出管１４と、粗粒子排出口１３又は粗粒子排出管１４に設けられ、旋回する粗粒子に衝突させ進行方向を変えて捕集する量を調整する調整ブレード１９を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状領域を備えた旋回室と、
前記旋回室の下方に配置され、旋回流を引き起こす複数の羽根を備えた気体流入管と、
前記旋回室の中心部に配置され、微粒子を含む空気を排出するための微粒子排出口と、
前記微粒子排出口の上方で連結される集塵ダクトと、該集塵ダクトと連結して空気を吸引する集塵機と、
前記旋回室の周壁面の一部に開口して設けられた粗粒子排出口と、
前記粗粒子排出口に連結した粗粒子排出管と、
前記粗粒子排出口又は前記粗粒子排出管に設けられ、旋回する粗粒子に衝突させ進行方向を変えて捕集する量を調整する調整ブレードと、
を備えることを特徴とするサイクロン型分級装置。
【請求項２】
請求項１に記載のサイクロン型分級装置であって、前記気体流入管には、前記複数の羽根の傾きを変更する変更手段が設けられていることを特徴とするサイクロン型分級装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のサイクロン型分級装置であって、前記微粒子排出口には、吸引する空気の量を変更する変更手段が設けられていることを特徴とするサイクロン型分級装置。
【請求項４】
請求項３に記載のサイクロン型分級装置であって、吸引する空気の量を変更する変更手段は、前記微粒子排出口のパンチングメタルから成る多孔筒を２つ重ね合わせて構成し、前記多孔筒をずらすことで開口する孔の大きさを変更し、吸引する空気の量を変更する手段であることを特徴とするサイクロン型分級装置。
【請求項５】
流動化により粒子を乾燥、冷却する振動乾燥・冷却装置であって、集塵フードの上方に請求項１〜４のいずれかに記載のサイクロン型分級装置を備え、前記粗粒子排出口を介して前記粗粒子排出管から捕集された粗粒子を、乾燥・冷却された前記粒子と共に回収することを特徴とする振動乾燥・冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粗粒子と微粒子を含有する粉塵から粗粒子を分別し、回収することができるサイクロン型分級装置と、これを備えた振動乾燥・冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋳物用の鋳型をつくるために、砂（以下、鋳物砂と記す）が使用されている。鋳物砂には、高い強度と、耐火性、非膨張性があることが必要とされ、粒形の改善や微粉の除去が必要とされる。そのため、鋳物砂の製造・再生工程には、乾燥、粉砕、篩分け、研磨、冷却、焙焼があり、その工程中に大量の粉塵が発生する。発生した大量の粉塵は、集塵フードに集められ、集塵ダクトで運ばれ、集塵機でフィルタ処理された後、産業廃棄物として処理される。発生した粉塵の中には、鋳物砂として使用できる粗い粒子（以下、粗粒子と記す）が含まれているが、この粗粒子も粉塵と共に集塵ダクトで運ばれ、産業廃棄物として処理される。
【０００３】
粉塵中に粗粒子が含まれることで、集塵ダクトや集塵機に摩擦による損傷を与え、特に穴が空いた場合には、粉塵がまき散らされ、周辺環境に悪影響を及ぼす。また、粉塵中に粗粒子が含まれることで産業廃棄物が増え、それにより処理コストが増し、環境にも悪影響である。そのため、粉塵中の粗粒子を捕集することが望まれる。更に、捕集した粗粒子は鋳物砂として使用できるため、次の工程に戻すことが望まれる。この対策として、集塵機の前に大容量の工業用サイクロンを設置し、それにより粉塵中の粗粒子を取り除く作業が行われている。
【０００４】
しかしながら、大容量の工業用サイクロンは、設置するためのスペースの問題や、導入費や維持費など設備費がかかる問題、捕集した粗粒子を次の工程に戻す搬送設備の問題があった。そのため、省スペースでコンパクト、かつ費用を低減できる小型のサイクロンを設置することが望まれる。更に、捕集した粗粒子を即次の工程に戻す設備レイアウトを可能にするサイクロンが望まれる。
【０００５】
小型のサイクロン装置として、例えば特許文献１〜３が開示されている。特許文献１〜３は、いずれも粉塵中の粗粒子を捕集することを目的とした小型サイクロン装置である。小型サイクロン本体内で、粉塵が旋回流となって旋回する周壁面に沿って流入口（供給口、吸引口とも言う）が設けられ、流入口を通って粉塵を含む気体がサイクロン本体内に流入する。粉塵中の粗粒子は、周壁面に開口された開放口により捕集される。それにより、粉塵中の粗粒子を効率よく捕集することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２３６４１０号公報
【特許文献２】特開２００６−１１６４７１号公報
【特許文献３】特開２００９−９０２１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１〜３のサイクロン装置は、いずれも粉塵が旋回する周壁面に沿って、流入口が設けられている。周壁面に沿って旋回流を発生させるため、流入口を大きく広げることができず（例えば特許文献１の図１参照）、大量に発生する粉塵を処理するには、非効率である。そのため、流入口が大きく、大量に発生する粉塵を一度に処理でき、かつ粗粒子を効率よく捕集することができる小型のサイクロン装置（サイクロン型分級装置）が望まれる。また、粗粒子の旋回数を最小限に調整でき、粗粒子の摩擦により装置に損傷を与えることを防止する手段が必要とされている。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑み、大量に発生する粉塵を一度に処理でき、かつ粗粒子を効率よく捕集でき、粗粒子の旋回数を最小限に調整することができるサイクロン型分級装置と、これを備えた振動乾燥・冷却装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、円筒状領域を備えた旋回室と、前記旋回室の下方に配置され、旋回流を引き起こす複数の羽根を備えた気体流入管と、前記旋回室の中心部に配置され、微粒子を含む空気を排出するための微粒子排出口と、前記微粒子排出口の上方で連結される集塵ダクトと、該集塵ダクトと連結して空気を吸引する集塵機と、前記旋回室の周壁面の一部に開口して設けられた粗粒子排出口と、前記粗粒子排出口に連結した粗粒子排出管と、前記粗粒子排出口又は前記粗粒子排出管に設けられ、旋回する粗粒子に衝突させ進行方向を変えて捕集する量を調整する調整ブレードを備えることを特徴とするサイクロン型分級装置である。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のサイクロン型分級装置であって、前記気体流入管には、前記複数の羽根の傾きを変更する変更手段が設けられていることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のサイクロン型分級装置であって、前記微粒子排出口には、吸引する空気の量を変更する変更手段が設けられていることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のサイクロン型分級装置であって、吸引する空気の量を変更する変更手段は、前記微粒子排出口のパンチングメタルから成る多孔筒を２つ重ね合わせて構成し、前記多孔筒をずらすことで開口する孔の大きさを変更し、吸引する空気の量を変更する手段であることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、流動化により粒子を乾燥、冷却する振動乾燥・冷却装置であって、集塵フードの上方に請求項１〜４のいずれかに記載のサイクロン型分級装置を備え、前記粗粒子排出口を介して前記粗粒子排出管から捕集された粗粒子を、乾燥・冷却された前記粒子と共に回収することを特徴とする振動乾燥・冷却装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のサイクロン型分級装置によると、大量に発生する粉塵を一度に処理でき、かつ粗粒子を効率よく捕集することができる。また、本発明のサイクロン型分級装置は粗粒子の旋回数を最小限に調整でき、粗粒子の摩擦により装置に損傷を与えることを防止できる。さらに、本発明のサイクロン型分級装置は小型で場所をとらず、かつ費用を低減することができ、捕集した粗粒子を容易に再利用することができる。また、サイクロン型分級装置を備えた振動乾燥・冷却装置は、発生した粉塵から粗粒子を捕集できるため、効率よく鋳物砂などを製造することができる。更に、集塵ダクトなどの装置の損傷を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係るサイクロン型分級装置の正面図である。
【図２】図１に示すサイクロン型分級装置内のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】図１に示すサイクロン型分級装置の羽根の説明図であり、（Ａ）は羽根の一部の平面説明図、（Ｂ）は１枚の羽根の正面説明図である。
【図４】図１に示すサイクロン型分級装置の粗粒子排出口の説明図である。
【図５】図１に示すサイクロン型分級装置の平面図である。
【図６】図１に示すサイクロン型分級装置の微粒子排出口の説明図であり、（Ａ）は多孔筒を２つ重ね合わせた状態の一部分の平面説明図、（Ｂ）は２つ重ね合わせた状態のパンチングメタルの開口する孔の様子を示す説明図である。
【図７】図１に示すサイクロン型分級装置の空気の流れを示す説明図である。
【図８】図１に示すサイクロン型分級装置を備えた振動乾燥・冷却装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態（以下実施例と記す）を、図面に基づいて説明する。以下の図において、共通する部分には同一の符号を付しており、同一符号の部分に対して重複した説明を省略する。なお、以下の実施例において、サイクロン型分級装置に使用する物として、砂（粗粒子）を含む粉塵を例に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されず、他の粉粒体や液体にも使用できるものである。
【００１３】
［サイクロン型分級装置１の構成］
本発明のサイクロン型分級装置の構成について、図１〜６を参照して説明する。図１は、本実施例に係るサイクロン型分級装置の正面図である。図２は図１のサイクロン型分級装置内のＡ−Ａ矢視図、図３はサイクロン型分級装置の羽根の説明図であり、（Ａ）は羽根の一部の平面説明図、（Ｂ）は１枚の羽根の正面説明図である。図４はサイクロン型分級装置の粗粒子排出口の説明図、図５はサイクロン型分級装置の平面図、図６は、微粒子排出口の（Ａ）は多孔筒を２つ重ね合わせた状態の一部分の平面説明図であり、（Ｂ）は２つ重ね合わせた状態のパンチングメタルの開口する孔の様子を示す説明図である。
【００１４】
サイクロン型分級装置１は、円筒状領域を備えた旋回室１０と、旋回室１０の下方に配置され、旋回流を引き起こす複数の羽根１２を備えた気体流入管１１と、旋回室１０の中心部に配置され、微粒子を含む空気を排出するための微粒子排出口１５と、微粒子排出口１５の上方で連結される集塵ダクト１６と、該集塵ダクト１６と連結して空気を吸引する集塵機（図示せず）と、旋回室１０の周壁面の一部に開口して設けられた粗粒子排出口１３と、粗粒子排出口１３に連結した粗粒子排出管１４と、粗粒子排出口１３又は前記粗粒子排出管１４に設けられた旋回する粗粒子に衝突させ進行方向を変えて捕集する量を調整する調整ブレード１９から構成される。
【００１５】
［気体流入管１１と羽根１２］
図１に示すように、サイクロン型分級装置１の気体流入管１１は、旋回室１０の下部に設置されており、旋回室１０の底面全体が気体流入管１１と連結している。そのため、流入口は、従来技術（例えば特許文献１〜３）よりも広くなっており、大量に発生する粉塵
を一度に流入させることができる。気体流入管１１は、中心が円筒になっており、その周囲に羽根１２が配置されており、羽根１２と羽根１２の間を通って気体が流入する。
【００１６】
図２は、図１のサイクロン型分級装置１内のＡ−Ａ矢視図である。図の複雑化を避けるため、図２では微粒子排出口１５を省略している。図２に示すように、気体流入管１１の羽根１２は、中心の円筒の周囲に配置されている。本実施例では８枚配置されているが、羽根１２の枚数はこれに限定されず、いくつ配置してもよい。図３（Ａ）は、羽根１２の一部を上面から見た説明図（平面説明図）である。図３（Ａ）に示すように、各羽根１２は均等な間隔で配置されている。本実施例では、平面図において中心角３０度の羽根１２が、１５度置きに配置されている。
【００１７】
図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の１枚の羽根１２を正面から見た説明図（正面説明図）である。図３（Ｂ）に示すように、羽根１２は水平ではなく、水平から所定の角度で傾斜するように円筒に配置されている。本実施例では、水平からの角度（以下、傾斜角度と記す）が３０度になるように、それぞれ配置されている。羽根１２の形状や配置間隔、傾斜角度は上記のものに限定されず、適宜変更可能である。また、気体流入管１１には、羽根１２の傾斜角度を流入する粉塵の量や種類に応じて変更できる変更手段を設けてもよい。例えば、図３（Ｂ）に示すように、羽根１２の回転軸１２１を取り付けて、回転軸１２１を回す（又は羽根１２を回す）ことで、傾斜角度を変更することができる。回転軸１２１は、羽根１２を安定して保持でき、かつ調整し易いものが好ましい。変更手段は、これに限定されず、他の手動の手段でもよいし、自動で傾斜角度を制御する制御装置とすることもできる。
【００１８】
［旋回室１０と粗粒子排出口１３］
図１に示すように、本実施例のサイクロン型分級装置１の旋回室１０は、下方から上方に向けて内径が広がった形状であり（下向きの円錐台形状）、上部に円筒状領域を備えている。下方から気体流入管１１の羽根１２間を通って流入した空気は、羽根１２の傾斜により旋回流となって旋回するが、旋回室１０が下向きの円錐台形状であることで、より旋回しやすくなっている。また、後述する微粒子排出口１５により、旋回室１０の内部の空気を吸収するにあたり、旋回室１０が下向きの円錐台形状であることで、旋回室１０を旋回する捕集寸前の粗粒子との適度な距離を保つことができ、分級効率性と分級調節性を向上させている。旋回室１０の形状は図１に示したものに限定されず、空気が旋回し、分級効率性と分級調節性が高い形状であれば、いかなる形状でもよい。
【００１９】
また、旋回室１０の周壁面の一部に、粗粒子排出口１３が設けられている。粗粒子排出口１３には、後述する調整ブレード１９が取り付けられており、その調整ブレード１９に粗粒子が衝突して粗粒子排出口１３に入り、連結している粒子排出管１４で捕集される。粗粒子排出管１４や粗粒子捕集室の寸法は、サイクロン型分級装置１を設置する装置の寸法に合うように設計される。なお、粗粒子排出管１４又は粗粒子捕集室には、粗粒子を含む空気が逆戻りすることを防ぐようにスリット板（調整板）などを設けることが好ましい。
【００２０】
粗粒子排出口１３の寸法は、図１に示すように、縦方向（垂直方向）の寸法が旋回室１０の底面から円筒状領域の下部程度まで、周方向の寸法が旋回室１０の周囲の長さの６分の１から８分の１程度である。塵埃を含む空気は旋回室１０の内部で旋回運動するが、重い粗粒子は遠心力を多く受けるため、旋回室１０の周壁面に押し付けられるよう旋回し、粗粒子排出口１３から粗粒子排出管１４を介して排出される。
【００２１】
なお、粗粒子排出口１３の寸法は旋回室１０の大きさにより、適宜変更可能である。粗粒子排出口１３の位置（位相）は、旋回室１０の周壁面３６０度どの位置に設けてもよいが、次の装置へ搬送しやすい方向に設けることが効率的である。また、粗粒子排出口１３は本実施例では１つ設けているが、大型の旋回室１０や粗粒子が多い場合などには、複数の粗粒子排出口１３を設ける構成としてもよい。
【００２２】
また、粗粒子排出口１３付近又は粗粒子排出管１４に、捕集する粗粒子を含む空気の量を調整するための調整ブレード１９が設けられている。それにより、粗粒子をより多く捕集するために調整することができ、効率よく捕集できる。本実施例では、図４に示すように、粗粒子排出口１３付近に、旋回する粗粒子に衝突させ進行方向を変えて捕集する量を調整する調整ブレード１９を備える。調整ブレード１９は、耐摩耗板をボルトで取り付けて製造されるため、耐久性が高く、調整しやすい構成となっている。調整ブレード１９は粗粒子との衝突角度と、ブレードの出し量を調節できる。つまり、図４に示すように、調整ブレード１９は、角度が０〜９０度の範囲で変更でき、また、旋回室１０の中心方向へ前後に動かすことができる。それにより、旋回室１０の内部外周面から少々内側を旋回する粗粒子の捕集とその分級を効果的に行うことができる。
【００２３】
図５に示すように旋回室１０の上面は、集塵ダクト１６を囲んで旋回室１０を密閉する上蓋１７で覆われている。上蓋１７の一部又は全部が、内部を視認できる部材（透明又は半透明の部材）で構成されていることが好ましい。本実施例では、粗粒子排出口１３上の上蓋１７の一部を透明板（例えば塩化ビニル板）１８で構成している。それにより、旋回室１０内の空気の旋回状態や粗粒子の排出状態を確認できる。
【００２４】
［微粒子排出口１５と集塵ダクト１６］
図１に示すように、微粒子を含む空気を排出するための微粒子排出口１５が、旋回室１０の中心部、上部に配置されている。また、微粒子排出口１５の上方で集塵ダクト１６が連結され、集塵ダクト１６は集塵機に連結されている。
【００２５】
旋回室１０中の微粒子を含む空気流は、微粒子排出口１５と集塵ダクト１６を介して集塵機により吸引される。また、粗粒子排出口１３で捕集されなかった粗粒子を含む空気流も同様に集塵機に吸引される。微粒子排出口１５から粗粒子が排出されないように、微粒子排出口１５にフィルタを備えてもよい。集塵機は、強力な吸込み能力と高性能フィルタを備えるものが好ましい。微粒子排出口１５は、微粒子が排出できればいかなる構成でもよいが、例えば、本実施例ではパンチングメタルから成る多孔筒により構成される。旋回室１０の空気流が、微粒子排出口１５の多孔板の各小孔を通り集塵ダクト１６を介して集塵機に吸い込まれる。
【００２６】
なお、微粒子排出口１５には、吸引する空気の量を変更する変更手段（手動又は自動）が設けてもよい。例えば、図６（Ａ）に示すように、微粒子排出口１５のパンチングメタルから成る多孔筒１５０、１５１を２つ重ね合わせて構成し、その多孔筒をずらすことで開口する孔の大きさを変更し、吸引する空気の量を変更させることができる。図６（Ａ）は、多孔筒１５０、１５１を２つ重ね合わせた状態の一部分の平面説明図であるが、本実施例では内側の多孔筒１５０を固定し、外側の多孔筒１５１を回転してずらして、孔の大きさを変更する構成としている。その際、多孔筒１５１の上面の突起１５２（図１参照）を使用して、簡単に回転してずらすことができる。内側の多孔筒１５０と、外側の多孔筒１５１のずらし方は、これに限定されず、内側の多孔筒１５０をずらしてもよいし、両方ずらしてもよい。空気が通る孔の大きさは、図６（Ｂ）に示すように、多孔筒１５０、１５１のパンチングメタルの孔の重なり具合により変更する。パンチングメタルの孔の重なった部分が開口している部分を示すが、１００％開口している状態から１０〜９０％の開口に変更できる。微粒子排出口１５の吸引する空気の量を変更する変更手段は、これに限定されず、いかなる手段を用いてもよい。吸引する空気量の変更手段により、粗粒子の捕集効率を、集塵ダクト１６のコンディションに合わせて調節できる。また、粗粒子を少しだけ捕集して、微粒子を多く排出させたい場合など、状況に応じて吸引する空気量を簡単に調整することができる。
【００２７】
［動作］
以上のように構成されたサイクロン型分級装置１の動作について、図７を参照して説明する。図７は、本実施例のサイクロン型分級装置１の空気の流れを示す説明図である。図７において、空気（粉塵）の流れを矢印（実線）で示す。なお、前述のように、空気は気体流入管１１の中心部の周囲に備えた羽根１２と羽根１２の間を通って流入する（図８においても同様である）。まず、集塵器が作動すると、集塵ダクト１６と微粒子排出口１５を介して旋回室１０中の空気が強力に吸引される。
【００２８】
サイクロン型分級装置１を設置した装置で発生した粉塵は、気体流入管１１を通過して旋回室１０中に吸い込まれる。気体流入管１１には、上記の通り周囲に複数の羽根１２が配置されているため、羽根１２を通過した空気が旋回流を引き起こし、図７に示すように旋回室１０内の空気全体が旋回する。気体流入管１１は旋回室１０の周壁に沿って設けられておらず、底面に設けられているため、大量に発生する粉塵を一度に吸い込むことができる。
【００２９】
微粒子を含む比較的軽い空気は、旋回による遠心力が少なく、微粒子排出口１５から吸引されて排出される。しかし、重い粗粒子は遠心力を多く受けるため、旋回室１０の周壁面に押し付けられるよう旋回し、粗粒子排出口１３から排出される。粗粒子の重量が大きいほど、遠心力を多く受けるため、１度の旋回で粗粒子排出口１３から排出される可能性が高くなる。粗粒子排出口１３から排出された粗粒子は、粗粒子排出管１４を介して下方で回収される。回収された粗粒子は製品として再利用又は原料になる。
【００３０】
このように、本発明のサイクロン型分級装置１は、大量に発生した粉塵を一度に吸い込み、粗粒子を効率よく捕集することができる。また、本発明のサイクロン型分級装置１は、調整ブレード１９と、羽根の傾きを変更する変更手段と、吸引する空気の量を変更する変更手段を備えることができ、それぞれを個別に調整できるため、粗粒子の旋回数を最小限に調整でき、粗粒子の摩擦により装置に損傷を与えることを防止ができる。また、本発明のサイクロン型分級装置１は小型で場所をとらないため、既存の粉塵発生装置の集塵ダクトと集塵フードの間にサイクロン型分級装置１を設置でき、容易に粗粒子回収装置を小規模な付加工事で実現できる。
【００３１】
［サイクロン型分級装置１を備えた振動乾燥・冷却装置２］
次にサイクロン型分級装置１を備えた振動乾燥・冷却装置２について図８を参照して説明する。図８は、サイクロン型分級装置１を備えた振動乾燥・冷却装置２の説明図である。図８においても図７と同様に、空気（粉塵）の流れを矢印（実線）で示す。なお、以下の説明では、振動乾燥・冷却するものとして鋳物砂を例に挙げて説明するが、本発明の振動乾燥・冷却装置２に使用するものはこれに限定されない。
【００３２】
鋳物砂の製造・再生工程には、乾燥又は冷却装置として振動・流動冷却機２（製造装置２）が使用される。振動・流動冷却機２は主に、入口２１と、流動室２０と、振動機（図示せず）と、下部から風を送風する送風機（図示せず）と、フード２２と、ブロアー２３と、流動室２０の出口と連通した回収部２４から構成される。本発明のサイクロン型分級装置１は、振動・流動冷却機２のフード２２上に設置される。
【００３３】
振動室２０の下部はパンチングメタル等から多孔板からなり、送風機からの送風（下からの矢印で示す）が多孔板の各小孔を通り流動室２０に吹き込まれるようになっている。入口から入れられた大量の砂は、振動機からの振動と、振動・流動冷却機２の下部に設置された送風機からの送風により、粒子状の砂が液体の特性を持って流動化され、流動室２０の出口方向に乾燥または冷却されながら移送される。移送された砂は、出口を通って回収部２４で回収される。
【００３４】
砂が流動室２０を移送する際に大量の粉塵が発生する。発生した大量の粉塵は、フード２２に集められる。流動室２０の入口付近の下部のブロアー２３により、空気が下から上方向に勢いよく吹き込まれ、粉塵がフード２２の方向（上方向）に移動し、一部漏れた粉塵は横方向に移動する。従来の鋳物砂の製造装置の場合、発生した大量の粉塵はフード２２に集められ、集塵ダクトで運ばれ集塵機で処理さていたが、本発明ではフード２２で集められた粉塵はサイクロン型分級装置１で処理されるため、粉塵の中の鋳物砂として使用できる粗粒子を捕集することができる。
【００３５】
フード２２で集められた粉塵は、サイクロン型分級装置１の気体流入管１１を通過して旋回室１０中に吸い込まれる。前述のように、羽根１２を通過した空気が旋回流を引き起こし、重い粗粒子は旋回室１０の周壁面に押し付けられるよう旋回し、粗粒子排出口１３から排出される。粗粒子排出口１３から排出された粗粒子は、粗粒子排出管１４を介して下方の回収部２４に送られる。粗粒子は重力によって、粗粒子排出管１４の下方に送られるが、排出開口からの大気吸引を低減しつつ、粗粒子を固化させずに排出できる弁１４１を備えることが好ましい。弁１４１は、例えばヒンジと調整ネジで構成される。回収部２４は、次の工程に連通しており、回収された粗粒子は次の工程に送られる。
【００３６】
このようにして、サイクロン型分級装置１を備えた振動乾燥・冷却装置２は、発生した粉塵から粗粒子を効率よく捕集でき、鋳物砂として再利用することができる。更に、集塵ダクトや集塵機に粗粒子による摩擦で損傷を与えることを防止ができる。また、粗粒子を捕集することで産業廃棄物の量が減り、環境負荷を低減することができる。
【００３７】
以上説明してきた様に、本発明のサイクロン型分級装置は、従来技術と比較して、大量に発生した粉塵を一度に吸い込むことができ、粗粒子を効率よく捕集することができる。
特に本発明のサイクロン型分級装置は、旋回する粗粒子に衝突させ進行方向を変えて捕集する量を調整する調整ブレードと、羽根の傾きを変更する変更手段と、吸引する空気の量を変更する変更手段を備え、それぞれを個別に調整できることで、粗粒子の旋回数を最小限に調整でき（粗粒子が装置にできるだけ非接触で旋回するように調整でき）、粗粒子の摩擦により装置に損傷を与えることを防止ができる。これにより、鋳物砂用サイクロンで大きな課題である、本体の摩耗を根源からなくし、耐摩耗材を使用しないで製造することができる。また、本発明のサイクロン型分級装置は小型で場所をとらないため設置しやすく、従来のサイクロン装置と比較して費用を低減することができる。さらに、サイクロン型分級装置を備えた振動乾燥・冷却装置は、発生した粉塵から粗粒子を効率よく捕集でき、例えば鋳物砂として再利用することができる。
【００３８】
また、本発明のサイクロン型分級装置は、上記の振動乾燥・冷却装置のみならず、焙焼炉、研磨機、混錬機、クラッシャー等、様々な粉塵発生機にも使用できるものである。応用として、本発明のサイクロン型分級装置を木工場のおかくず回収に使用されている従来型サイクロンの代替機として使用できる。
代替可能である。
【００３９】
なお、上述した実施例のサイクロン型分級装置と、これを備えた振動乾燥・冷却装置は一例であり、その構成は発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１      サイクロン型分級装置
２      サイクロン型分級装置を備えた振動・流動冷却機
１０    旋回室
１１    気体流入管
１２    羽根
１３    粗粒子排出口
１４    粗粒子排出管
１５    微粒子排出口
１６    集塵ダクト
１７    上蓋
１８    透明板
１９    調整ブレード
２０    流動室
２１    入口
２２    フード
２３    ブロアー
２４    回収部
１２１    回転軸
１４１  弁
１５０，１５１  多孔筒
１５２  多孔筒の突起
【図１】
2020179357.tif 000003
【図２】
2020179357.tif 000004
【図３】
2020179357.tif 000005
【図４】
2020179357.tif 000006
【図５】
2020179357.tif 000007
【図６】
2020179357.tif 000008
【図７】
2020179357.tif 000009
【図８】
2020179357.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】令和2年4月9日(2020.4.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
粉粒体を振動させながら移送して乾燥させる振動乾燥機であって、流動室と、前記流動室に前記粉粒体を入れる入口と、前記流動室の振動機と、前記流動室の下部から送風する送風機及びブロアーと、前記流動室の上方に備えられるフードと、前記流動室の出口と連通した回収部と、から構成され、前記粉粒体を前記流動室で移送する際に発生する粉塵を集める前記フードの上方に請求項１〜４のいずれかに記載のサイクロン型分級装置を備え、前記粗粒子排出口を介して前記粗粒子排出管から捕集された粗粒子を、乾燥させた前記粉粒体と共に前記回収部で回収することを特徴とする振動乾燥機。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、粗粒子と微粒子を含有する粉塵から粗粒子を分別し、回収することができるサイクロン型分級装置と、これを備えた振動乾燥機に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑み、大量に発生する粉塵を一度に処理でき、かつ粗粒子を効率よく捕集でき、粗粒子の旋回数を最小限に調整することができるサイクロン型分級装置と、これを備えた振動乾燥機を提供することを目的とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、円筒状領域を備えた旋回室と、前記旋回室の下方に配置され、旋回流を引き起こす複数の羽根を備えた気体流入管と、前記旋回室の中心部に配置され、微粒子を含む空気を排出するための微粒子排出口と、前記微粒子排出口の上方で連結される集塵ダクトと、該集塵ダクトと連結して空気を吸引する集塵機と、前記旋回室の周壁面の一部に開口して設けられた粗粒子排出口と、前記粗粒子排出口に連結した粗粒子排出管と、前記粗粒子排出口又は前記粗粒子排出管に設けられ、旋回する粗粒子に衝突させ進行方向を変えて捕集する量を調整する調整ブレードを備えることを特徴とするサイクロン型分級装置である。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のサイクロン型分級装置であって、前記気体流入管には、前記複数の羽根の傾きを変更する変更手段が設けられていることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のサイクロン型分級装置であって、前記微粒子排出口には、吸引する空気の量を変更する変更手段が設けられていることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のサイクロン型分級装置であって、吸引する空気の量を変更する変更手段は、前記微粒子排出口のパンチングメタルから成る多孔筒を２つ重ね合わせて構成し、前記多孔筒をずらすことで開口する孔の大きさを変更し、吸引する空気の量を変更する手段であることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、粉粒体を振動させながら移送して乾燥させる振動乾燥機であって、流動室と、前記流動室に前記粉粒体を入れる入口と、前記流動室の振動機と、前記流動室の下部から送風する送風機及びブロアーと、前記流動室の上方に備えられるフードと、前記流動室の出口と連通した回収部と、から構成され、前記粉粒体を前記流動室で移送する際に発生する粉塵を集める前記フードの上方に請求項１〜４のいずれかに記載のサイクロン型分級装置を備え、前記粗粒子排出口を介して前記粗粒子排出管から捕集された粗粒子を、乾燥させた前記粉粒体と共に前記回収部で回収することを特徴とする振動乾燥機である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明のサイクロン型分級装置によると、大量に発生する粉塵を一度に処理でき、かつ粗粒子を効率よく捕集することができる。また、本発明のサイクロン型分級装置は粗粒子の旋回数を最小限に調整でき、粗粒子の摩擦により装置に損傷を与えることを防止できる。さらに、本発明のサイクロン型分級装置は小型で場所をとらず、かつ費用を低減することができ、捕集した粗粒子を容易に再利用することができる。また、サイクロン型分級装置を備えた振動乾燥機は、発生した粉塵から粗粒子を捕集できるため、効率よく鋳物砂などを製造することができる。更に、集塵ダクトなどの装置の損傷を防ぐことができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係るサイクロン型分級装置の正面図である。
【図２】図１に示すサイクロン型分級装置内のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】図１に示すサイクロン型分級装置の羽根の説明図であり、（Ａ）は羽根の一部の平面説明図、（Ｂ）は１枚の羽根の正面説明図である。
【図４】図１に示すサイクロン型分級装置の粗粒子排出口の説明図である。
【図５】図１に示すサイクロン型分級装置の平面図である。
【図６】図１に示すサイクロン型分級装置の微粒子排出口の説明図であり、（Ａ）は多孔筒を２つ重ね合わせた状態の一部分の平面説明図、（Ｂ）は２つ重ね合わせた状態のパンチングメタルの開口する孔の様子を示す説明図である。
【図７】図１に示すサイクロン型分級装置の空気の流れを示す説明図である。
【図８】図１に示すサイクロン型分級装置を備えた振動乾燥機の説明図である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
また、旋回室１０の周壁面の一部に、粗粒子排出口１３が設けられている。粗粒子排出口１３には、後述する調整ブレード１９が取り付けられており、その調整ブレード１９に粗粒子が衝突して粗粒子排出口１３に入り、連結している粗粒子排出管１４で捕集される。粗粒子排出管１４や粗粒子捕集室の寸法は、サイクロン型分級装置１を設置する装置の寸法に合うように設計される。なお、粗粒子排出管１４又は粗粒子捕集室には、粗粒子を含む空気が逆戻りすることを防ぐようにスリット板（調整板）などを設けることが好ましい。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
このように、本発明のサイクロン型分級装置１は、大量に発生した粉塵を一度に吸い込み、粗粒子を効率よく捕集することができる。また、本発明のサイクロン型分級装置１は、調整ブレード１９と、羽根の傾きを変更する変更手段と、吸引する空気の量を変更する変更手段を備えることができ、それぞれを個別に調整できるため、粗粒子の旋回数を最小限に調整でき、粗粒子の摩擦により装置に損傷を与えることを防止できる。また、本発明のサイクロン型分級装置１は小型で場所をとらないため、既存の粉塵発生装置の集塵ダクトと集塵フードの間にサイクロン型分級装置１を設置でき、容易に粗粒子回収装置を小規模な付加工事で実現できる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
［サイクロン型分級装置１を備えた振動乾燥機２］
次にサイクロン型分級装置１を備えた振動乾燥機２について図８を参照して説明する。図８は、サイクロン型分級装置１を備えた振動乾燥機２の説明図である。図８においても図７と同様に、空気（粉塵）の流れを矢印（実線）で示す。なお、以下
の説明では、振動乾燥・冷却するものとして鋳物砂を例に挙げて説明するが、本発明の振動乾燥機２に使用するものはこれに限定されない。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
鋳物砂の製造・再生工程には、乾燥又は冷却装置として振動乾燥機２が使用される。振動乾燥機２は主に、入口２１と、流動室２０と、振動機（図示せず）と、下部から風を送風する送風機（図示せず）と、フード２２と、ブロアー２３と、流動室２０の出口と連通した回収部２４から構成される。本発明のサイクロン型分級装置１は、振動乾燥機２のフード２２上に設置される。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
流動室２０の下部はパンチングメタル等の多孔板からなり、送風機からの送風（下からの矢印で示す）が多孔板の各小孔を通り流動室２０に吹き込まれるようになっている。入口から入れられた大量の砂は、振動機からの振動と、振動乾燥機２の下部に設置された送風機からの送風により、粒子状の砂が液体の特性を持って流動化され、流動室２０の出口方向に乾燥または冷却されながら移送される。移送された砂は、出口を通って回収部２４で回収される。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
このようにして、サイクロン型分級装置１を備えた振動乾燥機２により、発生した粉塵から粗粒子を効率よく捕集でき、鋳物砂として再利用することができる。更に、集塵ダクトや集塵機に粗粒子による摩擦で損傷を与えることを防止できる。また、粗粒子を捕集することで産業廃棄物の量が減り、環境負荷を低減することができる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
以上説明してきた様に、本発明のサイクロン型分級装置は、従来技術と比較して、大量に発生した粉塵を一度に吸い込むことができ、粗粒子を効率よく捕集することができる。特に本発明のサイクロン型分級装置は、旋回する粗粒子に衝突させ進行方向を変えて捕集する量を調整する調整ブレードと、羽根の傾きを変更する変更手段と、吸引する空気の量を変更する変更手段を備え、それぞれを個別に調整できることで、粗粒子の旋回数を最小限に調整でき（粗粒子が装置にできるだけ非接触で旋回するように調整でき）、粗粒子の摩擦により装置に損傷を与えることを防止できる。これにより、鋳物砂用サイクロンで大きな課題である、本体の摩耗を根源からなくし、耐摩耗材を使用しないで製造することができる。また、本発明のサイクロン型分級装置は小型で場所をとらないため設置しやすく、従来のサイクロン装置と比較して費用を低減することができる。さらに、サイクロン型分級装置を備えた振動乾燥機により、発生した粉塵から粗粒子を効率よく捕集でき、例えば鋳物砂として再利用することができる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
また、本発明のサイクロン型分級装置は、上記の振動乾燥機のみならず、焙焼炉、研磨機、混錬機、クラッシャー等、様々な粉塵発生機にも使用できるものである。応用として、本発明のサイクロン型分級装置を木工場のおかくず回収に使用されている従来型サイクロンの代替機として使用できる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
なお、上述した実施例のサイクロン型分級装置と、これを備えた振動乾燥機は一例であり、その構成は発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
１      サイクロン型分級装置
２      サイクロン型分級装置を備えた振動乾燥機
１０    旋回室
１１    気体流入管
１２    羽根
１３    粗粒子排出口
１４    粗粒子排出管
１５    微粒子排出口
１６    集塵ダクト
１７    上蓋
１８    透明板
１９    調整ブレード
２０    流動室
２１    入口
２２    フード
２３    ブロアー
２４    回収部
１２１    回転軸
１４１  弁
１５０，１５１  多孔筒
１５２  多孔筒の突起
【手続補正書】
【提出日】令和2年7月27日(2020.7.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
円筒状領域を備えた旋回室と、
前記旋回室の下方に配置され、旋回流を引き起こす複数の羽根を備えた気体流入管と、
前記旋回室の中心部に配置され、微粒子を含む空気を排出するための微粒子排出口と、
前記微粒子排出口の上方で連結される集塵ダクトと、該集塵ダクトと連結して空気を吸
引する集塵機と、
前記旋回室の周壁面の一部に開口して設けられた粗粒子排出口と、
前記粗粒子排出口に連結した粗粒子排出管と、
前記粗粒子排出口又は前記粗粒子排出管に設けられ、粗粒子との衝突角度と、ブレードの出し量を調節でき、旋回する前記粗粒子に衝突させ進行方向を変えて捕集する量を調整する調整ブレードと、
を備えることを特徴とするサイクロン型分級装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、円筒状領域を備えた旋回室と、前記旋回室の下方に配置され、旋回流を引き起こす複数の羽根を備えた気体流入管と、前記旋回室の中心部に配置され、微粒子を含む空気を排出するための微粒子排出口と、前記微粒子排出口の上方で連結される集塵ダクトと、該集塵ダクトと連結して空気を吸引する集塵機と、前記旋回室の周壁面の一部に開口して設けられた粗粒子排出口と、前記粗粒子排出口に連結した粗粒子排出管と、前記粗粒子排出口又は前記粗粒子排出管に設けられ、粗粒子との衝突角度と、ブレードの出し量を調節でき、旋回する前記粗粒子に衝突させ進行方向を変えて捕集する量を調整する調整ブレードを備えることを特徴とするサイクロン型分級装置である。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のサイクロン型分級装置であって、前記気体流入管には、前記複数の羽根の傾きを変更する変更手段が設けられていることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のサイクロン型分級装置であって、前記微粒子排出口には、吸引する空気の量を変更する変更手段が設けられていることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のサイクロン型分級装置であって、吸引する空気の量を変更する変更手段は、前記微粒子排出口のパンチングメタルから成る多孔筒を２つ重ね合わせて構成し、前記多孔筒をずらすことで開口する孔の大きさを変更し、吸引する空気の量を変更する手段であることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、粉粒体を振動させながら移送して乾燥させる振動乾燥機であって、流動室と、前記流動室に前記粉粒体を入れる入口と、前記流動室の振動機と、前記流動室の下部から送風する送風機及びブロアーと、前記流動室の上方に備えられるフードと、前記流動室の出口と連通した回収部と、から構成され、前記粉粒体を前記流動室で移送する際に発生する粉塵を集める前記フードの上方に請求項１〜４のいずれかに記載のサイクロン型分級装置を備え、前記粗粒子排出口を介して前記粗粒子排出管から捕集された粗粒子を、乾燥させた前記粉粒体と共に前記回収部で回収することを特徴とする振動乾燥機である。