(57)【要約】【課題】粒状物と粉状物との混合物から粉状物を分離除去し、粒状物を取り出すための分離装置において、所定粒度以上の分離効率に優れたものにする。【解決手段】エアーを旋回させながら導入する導入部３からエアーを排出する取出部４へ向けて先細りのフィルタ材５により形成された分離筒体６と、この分離筒体６内に隙間Ｋを有して配置されていて導入エアーの流れを拡散する拡散部材７とを設けて、分離効率を向上した構成を採用する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアーを旋回させながら導入する導入部（３）からエアーを排出する取出部（４）へ向けて先細りのフィルタ材（５）により形成された分離筒体（６）と、この分離筒体（６）内に隙間（Ｋ）を有して配置されていて導入エアーの流れを拡散する拡散部材（７）とが設けられていることを特徴とする分離装置。
【請求項２】
前記拡散部材（７）は、前記分離筒体（６）内に導入部（３）側から挿入された支持棒（２５）に装着され、かつ分離筒体（６）との間の隙間（Ｋ）を上流側から下流側へ次第に小さくする外周面が形成されていることを特徴とする請求項１記載の分離装置。
【請求項３】
前記拡散部材（７）は、外周面が上流側端面（７ａ）から末広がりのテーパ面（７ｂ）に形成され、このテーパ面（７ｂ）から下流側端面（７ｄ）まで円筒面（７ｃ）が形成され、前記下流側端面（７ｄ）が分離筒体（６）の筒中心に対して垂直に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の分離装置。
【請求項４】
前記拡散部材（７）の最大径の位置での断面積は、前記分離筒体（６）との間の隙間（Ｋ）の断面積より広く設定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の分離装置。
【請求項５】
前記分離筒体（６）内に永久磁石製の支持棒（２５）が配置され、この支持棒（２５）に前記拡散部材（７）がエアー流れ方向位置調整自在に設けられていることを特徴とする求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サイクロン式の分離装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
粒状物と粉状物との混合物（例えば、樹脂回収物を粉砕したものなど）から粉状物を分離除去し、粒状物を取り出すための分離装置として、サイクロン作用を利用したものが提案されている（例えば、特許文献１等参照）。この種の分離装置は、上部（上流側）から下部（下流側）へ向けて徐々に縮径するテーパ形の筒を有したもので、この筒が、例えば多孔板などのフィルタ材によって形成されている。
すなわち、このテーパ形の筒に対して上部から下部へ向けて混合物を圧縮エアーと共に供給すると、筒内部で内周面に沿った旋回流が発生し、結果、フィルタ材に対して混合物が接触する状態が継続し、粉状物だけが筒外へ排出される（篩い出される）というものであった。
【特許文献１】特開２００２−１９２０１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の分離装置では、取り出された粒状物にまだ粉状物が多く残留しており、粒状物としての純度（分離効率）が不十分とされていた。このような場合、粉状物には粒度が満たないという問題だけでなく不純物が含まれている問題もある（例えば、得ようとする樹脂粒に対して鉄粉等が含まれている場合があった）ため、取り出された粒状物を使用して再利用する際の品質管理や成型性など、種々の問題が発生していた。また混合物から粒状物を取り出す回収率が悪いため、資源有効活用の面でも問題があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、所定粒度以上の分離効率に優れた分離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】
【０００４】
前記目的を達成するために、本発明は次の手段を講じた。
即ち、本発明に係る分離装置は、エアーを旋回させながら導入する導入部３からエアーを排出する取出部４へ向けて先細りのフィルタ材５により形成された分離筒体６と、この分離筒体６内に隙間Ｋを有して配置されていて導入エアーの流れを拡散する拡散部材７とが設けられている。
このような構成であると、拡散部材７によってエアーの流れに小さな渦流や乱流、径方向外方へ向けた流れ、高速流（旋回方向及び軸方向の双方を含む）などが発生されるようになり、分離筒体６の内周面（即ち、フィルタ材５）に対するエアー流の接触機会が高くなる。そのため、フィルタ材５による所定粒度以上の分離効率も高くなる。
【０００５】
前記拡散部材７は、前記分離筒体６内に導入部３側から挿入された支持棒２５に装着され、かつ分離筒体６との間の隙間Ｋを上流側から下流側へ次第に小さくする外周面が形成されたものとするのがよい。
また前記拡散部材７は、外周面が上流側端面７ａから末広がりのテーパ面７ｂに形成され、このテーパ面７ｂから下流側端面７ｄまで円筒面７ｃが形成され、前記下流側端面７ｄが分離筒体６の筒中心に対して垂直に形成されたものとしてもよい。
このようにすると、拡散部材７による渦流、乱流、径方向外方へ向けた流れ、高速流などの発生率が高められる。また、軸方向流れに対する障害（管路抵抗）を抑制できる利点もある。
【０００６】
前記拡散部材７の最大径の位置での断面積は、前記分離筒体６との間の隙間Ｋの断面積より広く設定するのが好適である。
前記分離筒体６内に永久磁石製の支持棒２５が配置され、この支持棒２５に前記拡散部材７がエアー流れ方向位置調整自在に設けられたものとするとよい。
このようにすると金属粉の除去が可能となる。また、拡散部材７の軸方向配置を最適な状態に調整できる利点がある。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る分離装置は、所定粒度以上の分離効率に優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
図１及び図２は、本発明に係る分離装置１の実施形態を示しており、図３は、この分離装置１を使用する１例としての樹脂回収システム２を示している。図１に示すように、この分離装置１は、エアーを導入する導入部３からエアーを排出する取出部４へ向けて先細りとなるフィルタ材５によって形成された分離筒体６を有したものであって、この分離筒体６の内部に、導入エアーの流れを拡散するための拡散部材７が設けられている。
分離筒体６はケーシング８内に収納させた状態で使用するのが好適とされる。このケーシング８は、分離筒体６のまわりに周空間を保持させながら全体を取り囲むように形成された円筒状のハウジング１０と、分離筒体６の導入部３側を上から覆うような状態でハウジング１０に対して連結されたキャップ体１１と、分離筒体６の取出部４側を下から覆うような状態でハウジング１０に連結されたボトム体１４とを有している。
【０００９】
ケーシング８内にあって、ハウジング１０とキャップ体１１との相互間は分離筒体６の内部を介してのみ、連通された状態となっており、ハウジング１０には、分離筒体６の外周面に臨む排出口部１２が設けられ、キャップ体１１には、分離筒体６の導入部３に臨む供給口部１３が設けられている。またボトム体１４には、分離筒体６の取出部４と直接的な連通関係を有する取出口部１５が設けられている。
図３に示すように、樹脂回収システム２は、被処理品（樹脂回収物）を粉砕する粉砕機２０に対して、本発明に係る分離装置１と、吸引ホッパ２１と、ローダ２２とを接続したものであって、ローダ２２が具備するブロワーによって粉砕機２０からローダ２２へと被処理品が吸引輸送され、分離装置１だけでなく吸引ホッパ２１やローダ２２でも所定粒度を基準とした選別が行われるようになっている。
【００１０】
分離筒体６において、フィルタ材５は例えばステンレス製パンチングメタル等の多孔板によって形成されている。多孔板における孔径や孔数（開孔率）などは、得ようとする製品粒の粒径に応じて適宜選択可能である。このフィルタ材５は、導入部３からエアーを排出する取出部４へ向けて先細りとなる円錐形であるから、導入部３へ導入されるエアーはフィルタ材５の内周面に沿って旋回するようになる。
ケーシング８のキャップ体１１内に一端部を固定する状態で支持棒２５が設けられており、この支持棒２５の他端部が分離筒体６の導入部３を越えて当該分離筒体６内へ挿入されるようになっている。そしてこの支持棒２５に対して前記拡散部材７が装着されるようになっている。この支持棒２５は１０，０００ガウスの永久磁石により形成されたものとしてある。
【００１１】
図２に示すように、拡散部材７は、分離筒体６との間の隙間Ｋを上流側から下流側へ次第に小さくする外周面を有した円錐台形に形成されたもので、その外周面として、上流側端面７ａから末広がりに形成されたテーパ面７ｂと、このテーパ面７ｂから一定径で形成された円筒面７ｃと、この円筒面７ｃから分離筒体６の筒中心に対して垂直に形成された下流側端面７ｄとを有している。本実施形態において拡散部材７はステンレスにより形成されたものとしたが、支持棒２５と同じく、永久磁石で形成することも可能である。
拡散部材７は、その中心部に貫通孔２６が形成されており、この貫通孔２６へ支持棒２５が串刺し状に貫通する状態とされている。また拡散部材７には、外周面から貫通孔２６へ達する状態で径方向に雌ねじ孔２７が設けられており、この雌ねじ孔２７にセットビス２８が螺合されている。
【００１２】
そのため拡散部材７は、セットビス２８を緩めた状態にすれば支持棒２５の軸方向に移動自在であり、セットビス２８を締め込めば任意位置で固定可能になっている。これにより拡散部材７は、分離筒体６内においてエアーの流れ方向に対する位置調整が自在に行える。
拡散部材７は、分離筒体６の内周面との間に隙間Ｋを有するように配置されているが、支持棒２５の軸方向で拡散部材７の位置調整を行うことで、この隙間Ｋを拡大させたり縮小させたりできる。なお、支持棒２５が分離筒体６の筒中心に設けられていること、及び拡散部材７の中心に支持棒２５を装着する貫通孔２６が形成されていることから、拡散部材７の位置調整を行っても、分離筒体６の内周面との間に形成される隙間Ｋは、周方向で均一間隔を有したものとなる。
【００１３】
支持棒２５の軸方向で拡散部材７を位置調整する範囲は、拡散部材７の最大径の位置（本実施形態では円筒面７ｃに相当）での断面積（Ｓ１とおく）が、拡散部材７と分離筒体６の内周面との間の隙間Ｋの断面積（Ｓ２とおく）よりも広くなるように設定するのが好適であることが試験により確かめられている。すなわち、Ｓ１＞Ｓ２に設定する。
以上、詳説した構成を具備して成る本発明の分離装置１では、拡散部材７によってエアーの流れに小さな渦流や乱流、径方向外方へ向けた流れ、高速流（旋回方向及び軸方向の双方を含む）などが発生されるようになり、分離筒体６の内周面（即ち、フィルタ材５）に対するエアー流の接触機会が高くなる。そのため、フィルタ材５による所定粒度以上の分離効率も高くなる。また、支持棒２５によって金属粉の除去が可能となる。
【実施例】
【００１４】
図３に示した樹脂回収システム２を用いて、ガラス繊維２０％混入のＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）製ランナを被処理品とし、この被処理品から１．４ｍｍに満たない粉状物（非製品）を回収除去する試験を行った。試験条件は、分離筒体６のフィルタ材５（多孔板）における孔径を３ｍｍとし、被処理品約４５０ｇを２．５分で投入し、４．５分で粉砕する運転速度に設定して実施した。この試験により、システム全体を通して取り出された粒状物（製品）の純度が高いか否かを判別することができる。
試番３は、図４に示すように、支持棒２５に対して拡散部材７を最下端位置（ｈ＝０）とすることで、拡散部材７における最大径の位置（円筒面７ｃ）での断面積Ｓ１＝πφ2／４が、拡散部材７と分離筒体６の内周面との間の隙間Ｋの断面積Ｓ２＝π（φ＋２ｂ）2／４−Ｓ１よりも広くなる（Ｓ１＞Ｓ２）ように設定して行ったものである。
【００１５】
これに対して試番４は、支持棒２５に対して拡散部材７を上昇させる（ｈ＝５０ｍｍとする）ことで、断面積比が前記と逆になる関係（Ｓ１＜Ｓ２）を設定して行ったものである。
また、試番１は支持棒２５も拡散部材７も使用しなかった場合であり、試番２は支持棒２５だけ使用し且つ拡散部材７を使用しなかった場合である。試験結果を表１に示す。
なお、図４中のａ寸法は、拡散部材７の下流側端面７ｄにおける外周位置と分離筒体７の内周面との間の寸法を示している。このａ寸法は、分離筒体６を通過して取出部４へ至る粒状物の大きさを基準に、設定調節する。ただ図例のように、拡散部材７において最大径の位置（本実施形態では円筒面７ｃに相当）が拡散部材７の最も下流側に配置されている場合はａ＝ｂである。
【００１６】
【表１】
2010110683.tif 000003
【００１７】
表１から明かなように、システム全体として、１．４ｍｍに満たない粉状物（非製品）の回収率は試番３が最も高いことが判る。また、支持棒２５として永久磁石を採用していることから、取り出された粒状物（製品）として、鉄粉などの金属粉も除去できていることになる。要するに、１．４ｍｍ以上の粒状物（製品）として純度の高いのは試番３のシステム設定（分離装置の設定）であるということが言える。分離装置だけの単体での比較においても、１．４ｍｍに満たない粉状物（非製品）の回収率は試番３が最も高い。
なお、試番４では、１．４ｍｍに満たない粉状物（非製品）の回収率が低く、拡散部材７を使用しなかった試番１や試番２と同等の結果しか得られていない。このことより、拡散部材７と分離筒体６の内周面との間の隙間Ｋの断面積Ｓ２を、拡散部材７における最大径の位置（円筒面７ｃ）での断面積Ｓ１よりも広くしてしまうと、拡散部材７を設けたことによる効果が得られないと言える。
【００１８】
ところで、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施の形態に応じて適宜変更可能である。
支持棒２５は、永久磁石で形成することが限定されるものではなく、金属を磁化させたものや電磁石に置換することが可能である。また磁化させていない金属をはじめ樹脂などによって形成することも可能であり、また、拡散部材７と支持棒２５とを一体成形することも可能である。
支持棒２５に代えて、拡散部材７を分離筒体６の内周面から径方向内方へ突出するようなリブによって支持させるようにしてもよい。
【００１９】
拡散部材７は、円錐台形に形成することが限定されるものではなく、逆円錐台形、円盤形乃至円柱形、太鼓状（両端が径小化され中央が径大とされた形状）などとして形成することも可能である。また下流側端面７ｄは、分離筒体６の筒中心に対して垂直に形成する以外にも、下流側へ向けて先細りの傾斜面としたり、半球面としたり、或いは上流側へ向けて凹んだ面としたりしてもよい。
拡散部材７において、テーパ面７ｂを外膨れ又は内括れの曲面として形成することも可能であるし、円筒面７ｃを省略することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る分離装置の実施形態を一部破砕して示す側面図である。
【図２】拡散部材を示した側断面図である。
【図３】分離装置を使用可能な樹脂回収システムを示した概略図である。
【図４】試験条件を示す側面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  分離装置
３  導入部
４  取出部
５  フィルタ材
６  分離筒体
７  拡散部材
７ａ  上流側端面
７ｂ  テーパ面
７ｃ  円筒面
７ｄ  下流側端面
２５  支持棒
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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