(57)【要約】【課題】  穀粒物の大きさと近い大きさを持つ小石などの異物であっても分離・除去する能力を向上せしめた異物除去装置を提供する。【解決手段】  受皿本体１１０は中心に開口を有する底板と外周壁１１３と内周壁１１４を備え、キャビティ１１５を形成している。キャビティ１１５内に水流にのった異物が嵌り得る間隙を備えた異物捕捉体１２０を配置する。加圧送水管１３０により上方へ噴水した水流を導水壁１４０により下方の異物捕捉体１２０に導く。導水壁１４０には羽根板１４１があり導水壁面に沿って下方に流れる水流に対して周回方向の回転力を与え、異物捕捉体１２０上の水流を周回方向に回転させ、開口１１２から下方へ流れ出すまでの滞留時間を長くし、穀粒物と異物との水に対する比重差による水流内での動きの違いと、穀粒物と異物との異物捕捉体１２０に対する摩擦力の違いや引っ掛かりの有無により異物のみが異物捕捉体１２０で捕捉されやすくなる。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水流により穀粒物と前記穀粒物に混入している異物とを分別し、前記異物を除去する異物除去装置であって、
中心に開口を有する底板と、前記底板の外周縁に立設させた外周壁と、前記底板の開口縁に立設させた内周壁を備えた受皿本体と、
前記受皿本体の底板の上面に設けられ、前記水流にのった前記穀粒物および前記異物が嵌り得る間隙を備えた異物捕捉体と、
前記受皿本体の開口の内側を貫通して上方に立設した加圧送水管と、
前記加圧送水管から上方へ噴水した水流を下方にある前記異物捕捉体の方に導く導水壁と、
前記導水壁面に沿って下方に流れる水流に対して周回方向の回転力を与える羽根板とを備え、
前記羽根板により前記異物捕捉体上の水流を周回方向に回転させ、前記開口から下方へ流れ出すまでの滞留時間を長くし、前記穀粒物と前記異物との水に対する比重差による前記水流内での動きの違いと、前記穀粒物と前記異物との前記異物捕捉体に対する摩擦力の違いや引っ掛かりの有無により、前記異物のみが前記異物捕捉体で捕捉されやすいようにした異物除去装置。
【請求項２】
前記異物除去装置を上下二段以上多段につなげ、上段の前記異物除去装置の開口から下方へ流れ出した水流が前記下段の前記異物除去装置の導水壁の壁面に対して流れ込むように接続したことを特徴とする請求項１に記載の異物除去装置。
【請求項３】
前記異物除去装置を並べて二段以上多段につなげ、一つの前記異物除去装置の開口から下方へ流れ出した水流が他方の前記異物除去装置の導水壁の壁面に対して流れ込むように接続したことを特徴とする請求項１に記載の異物除去装置。
【請求項４】
前記穀粒物を一時貯留する水槽と、前記水槽の穀粒物と空気とを吸い込んで前記加圧送水管内を吹き上がる水流を受け入れる水バルブと、請求項１から３のいずれか１項に記載の異物除去装置と、前記異物除去装置から流れ出てきた前記穀粒物を取り分ける篩とを備えた、異物除去システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小豆や米などの穀粒中に混入している小石その他の異物を除去するための異物除去装置に関する。特に、水を媒体として水流により穀粒物と異物とを分別し、異物を除去することができる異物除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術において小豆や米などの穀粒中に混入している微細な小石・砂・ゴミなどの異物を除去する異物除去装置が知られている。特に、水を媒体として水流により穀粒物と異物とを分別し、異物を除去する装置として、特許文献１（特開平１０−１５４０４号公報）が知られている。
【０００３】
図１９は特許文献１の構造例を示す図である。この特許文献１では「受皿本体１」と呼ばれる構造物を利用して穀粒物と異物とを分別している。受皿本体１はドーナツ状の底面を持ち、外周部に外壁３、内周の開口２に内壁４を夫々周設して形成されており、底面から少し上部に金網板５が設けられている。この受皿本体１に対して内周の開口２から上部に抜ける加圧送水管６を立設し、この加圧送水管６から上方へ噴水された水流が内側から外側に向かって吹き出し、上方から落下する過程で金網板５で受け止められつつ、内側へ集まってきた水流が内壁４の高さを越えて開口２から下方へ落ちて行くという水流を形成する。この水流に小豆や米などの穀粒物を包含させて流し、洗滌を兼ねて異物除去を行う。
【０００４】
特許文献１で開示されている異物除去の原理は、金網板５を篩（ふるい）として用いた穀粒と異物の分別である。金網板５の網目の大きさを洗滌する穀粒物の大きさより小さいものを選ぶことで篩として用い、圧力水で穀粒と小石・砂・ゴミなどの異物とを受皿本体１上の金網板５で洗滌しながら、小石・砂・ゴミなどの異物は網目から下方に通して受皿本体１の底面に溜めおき、一方、穀粒物は網目を通らないので水流にのって内壁４を超えて開口２から受皿本体１の下方へ流れ出て行く。
【０００５】
ここで、特許文献１の異物除去装置において、異物除去の効率を高める工夫として、パイプ片を用いた回転流について開示されている。加圧送水管６の先端に、略水平方向に延出するパイプ片７の先端の水噴出し口８を受皿本体１の円周方向に向って位置するように配設している。受皿本体１の円周方向に沿って加圧送水管６より流出する水流は受皿本体１の金網板５上において渦巻状に回転流となり、金網板５より細かい異物は、金網板５上を回転しながら徐々に網目より落下し、穀粒物は回転流にのって内壁４を超えることにより分別されると開示されている。なお、金網板５の網目より大きな異物は、内壁４を超えずに内壁の隅部分に溜まる場合は分離が可能であることも示唆されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１５４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の異物除去装置を用いた異物除去作業には以下の問題があった。
第１の問題は、金網板を篩として用いる従来の異物除去装置では、穀粒物の大きさと近い大きさの小石などの異物の除去が難しいという問題があった。小石や砂などは穀粒物よりも重い傾向にあるため水流の勢いを調整することにより金網板５の上面を流れる際に穀粒物よりも下に沈み込むところ、砂のように小さな径のものは金網の網目を通り抜けて下に落ちることにより分別できるが、穀粒物と近い大きさを持つ小石などは網目を抜けることができず、穀粒物とはうまく分離できず、小石もそのまま水流にのって内壁４を越えて受皿本体１から穀粒物と共に出てしまうおそれがあった。
【０００８】
第２の問題は、金網板を篩として用いる従来の異物除去装置では、穀粒物の比重と近い比重の小石などの異物の除去が難しいという問題があった。
小石などは穀粒物よりも比重が重い傾向にあるが、比重が穀粒物に近しいものもあり、勢いよく流れる水流の中で穀粒物の動きと小石の動きの間に違いが生じにくく、穀粒物と小石とがうまく分離できず、小石もそのまま水流にのって内壁４を越えて受皿本体１から穀粒物と共に出てしまうおそれがあった。
【０００９】
上記問題点に鑑み、本発明は、穀粒物の大きさと近い大きさを持つ小石などの異物であっても分離・除去する能力を向上せしめた異物除去装置を提供することを目的とする。また、本発明は、穀粒物の比重と近い比重を持つ小石などの異物であっても分離・除去する能力を向上せしめた異物除去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】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の異物除去装置は、水流により穀粒物と前記穀粒物に混入している異物とを分別し、前記異物を除去する異物除去装置であって、
中心に開口を有する底板と、前記底板の外周縁に立設させた外周壁と、前記底板の開口縁に立設させた内周壁を備えた受皿本体と、
前記受皿本体の底板の上面に設けられ、前記水流にのった前記穀粒物および前記異物が嵌り得る間隙を備えた異物捕捉体と、
前記受皿本体の開口の内側を貫通して上方に立設した加圧送水管と、
前記加圧送水管から上方へ噴水した水流を下方にある前記異物捕捉体の方に導く導水壁と、
前記導水壁面に沿って下方に流れる水流に対して周回方向の回転力を与える羽根板とを備え、
前記羽根板により前記異物捕捉体上の水流を周回方向に回転させ漂流距離を長くし、前記開口から下方へ流れ出すまでの装置内での滞留時間を長くし、前記穀粒物と前記異物との水に対する比重差による前記水流内での動きの違いと、前記穀粒物と前記異物との前記異物捕捉体の凹凸に対する摩擦力の違いや引っ掛かりの有無により、前記異物のみが前記異物捕捉体で捕捉されやすいようにした異物除去装置である。
【００１１】
ここで、一般には、穀粒物と近い大きさと近い比重を持つ異物の分別が難しいところ、穀粒物と異物では全く同じ比重ということはなく、比重の違いがあり小石は少し比重が大きい。この比重の違いが出やすいように強調して穀粒物と異物との動きを制御すれば分別がしやすくなる。また、穀粒物はその表面が滑らかな楕円球をしており、硬く滑らかな殻に包まれているため一般に表面の摩擦係数が小さい。一方、小石などの異物はその表面がごつごつとした不定形をしており、無数の突起や角が存在しており摩擦係数が大きい。この表面の摩擦係数の違いが出やすいように強調して穀粒物と異物との動きを制御すれば分別がしやすくなる。本発明の異物除去装置は、このわずかな比重の違い、表面摩擦係数の違いを強調することにより異物を除去するものとなっている。
【００１２】
つまり、導水壁の羽根板により水流に周回方向の回転を与えつつ異物捕捉体上に導き、穀粒物と異物が周回運動しながら異物捕捉体上を流れるので滞留時間が長くなり、比重差による運動の違いが生じやすい。つまり、穀粒物は、小石などの異物より比重が小さく水流にのりやすく、小石などの異物は比重が大きく沈みやすくなる。さらに、異物捕捉体により穀粒物も異物も間隙に触れつつ流れて行くが、穀粒物は表面が滑らかで摩擦が小さく間隙に引っ掛かることなく流れてゆくが、異物は表面に突起や角がたくさんあり摩擦が大きく間隙に引っ掛かりやすい。このように、穀粒物は比重差により水流にのりやすく浮きやすいことと、表面の摩擦係数が小さいので間隙に引っ掛かりにくいことの２つの効果が相俟って間隙に触れても滑らかに抜け出るが、一方、異物は比重差により水流から沈みやすいので間隙に落ちやすいことと、表面の摩擦係数が大きいので間隙に引っ掛かりやすいことの２つの効果が相俟って一旦異物捕捉体の間隙に引っ掛ると水流によって流れ出にくくなり異物捕捉体に捕捉されたままとなり、両者を分別できるようになる。
【００１３】
次に、上記構成において、前記異物除去装置を上下二段以上多段につなげ、上段の前記異物除去装置の開口から下方へ流れ出した水流が前記下段の導水壁の壁面に対して流れ込むように接続したことも好ましい。
上記構成により、１つの異物除去装置により穀粒物と異物の水に対する比重の違いと、異物捕捉体の間隙に対する摩擦係数の違いによる穀粒物と異物の分別作業を多段階で繰り返すことにより、残存する異物の数を減らし、異物除去性能を向上させることができる。
【００１４】
本発明の異物除去システムは、穀粒物を一時貯留する水槽と、前記水槽の穀粒物と空気とを吸い込んで前記加圧送水管内を吹き上がる水流を受け入れる水バルブと、上記本発明の異物除去装置と、異物除去装置から流れ出てきた穀粒物を取り分ける容器とを備えたものである。つまり、本発明の異物除去システムは、穀粒物を水流により循環させつつ、上記した異物除去装置を組み込むことにより異物除去性能を向上させ、効率的に異物を除去するシステムである。
上記構成により、異物を除去する穀粒物を水槽に投入し、水バルブから流入する水流を空気混流の条件で異物除去装置まで吹き上げ、異物除去装置で異物除去を行ったのち、水と穀粒物を篩分けることができ、品質の高い穀粒物に混入する異物の除去が可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の異物除去装置によれば、穀粒物と異物の水に対する比重の違いによる分別を精度良くでき、また異物捕捉体の間隙に対する摩擦係数の違いによっても両者を分別できる。
また、本発明によれば、異物を除去したい穀粒物を水槽に投入し、水バルブを介して流入する水流を空気混流の条件で異物除去装置まで吹き上げ、異物除去装置で異物除去を行ったのち、水と穀粒物を篩分けることができ、異物の混入が少ない穀粒物の獲得が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の異物除去装置１００を含む異物除去システム２００の基本構成を模式的に示す図
【図２】異物除去装置１００を取り出してその外観の一例を示す図
【図３】受皿本体１１０の一構成例を示す図
【図４】異物捕捉体１２０の一構成例を示す図
【図５】図３に示した受皿本体１１０と図４に示した異物捕捉体１２０を組み合わせる様子を示す図
【図６】異物除去装置１００の内部の導水壁１４０と羽根板１４１の構成例を模式的に示した図
【図７】受皿本体１１０と異物捕捉体１２０を組み合わせた状態において、導水壁１４０を取り付けた様子を示す図
【図８】加圧送水管１３０の構成例を示す図および受皿本体１１０、異物捕捉体１２０、導水壁１４０に対して加圧送水管１３０を組み合わせた様子を示す図
【図９】導水壁１４０の壁面を流れる水流が羽根板１４１により回転力が与えられ、回転渦流となる様子を示す図
【図１０】異物捕捉体１２０により異物が捕捉され、穀粒物は捕捉されない様子を分かりやすく模式的に示す図
【図１１】水流が勢いよく加圧送水管１３０の入り口１３１内に打ち込まれる際に貯留槽２１０内の周囲の穀粒物が巻き込まれつつ打ち込まれる様子を示す図
【図１２】異物除去システム２００全体の水流の流れを模式的に示した図
【図１３】穀物取り出し部２４０により水流と穀粒物を分離し、穀粒物のみを回収する様子を模式的に示す図
【図１４】実施例２の異物除去装置１００ａおよび異物除去システム２００ａの外観を模式的に示す図
【図１５】実施例２の異物除去装置１００ａおよび異物除去システム２００ａの内部構造を模式的に示す図
【図１６】実施例２の異物除去装置１００ａおよび異物除去システム２００ａを循環する水流の流れを模式的に示す図
【図１７】実施例３の異物除去装置１００ｂおよび異物除去システム２００ｂの外観を模式的に示す図
【図１８】実施例３の異物除去装置１００ｂおよび異物除去システム２００ｂの内部の水流の流れを模式的に示す図
【図１９】特許文献１の構造例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の異物除去装置および異物除去システムの実施例を説明する。なお、本発明はこれらの構成例に限定されるものではない。
実施例１は、異物除去装置および異物除去システムの基本構成例を示している。実施例２は、異物除去装置が上下連続式で複数段設けられている構成例（一例として二段垂直連続式の構成例）を示している。また、実施例３は、異物除去装置が水平連続式で複数段設けられている構成例（一例として二段水平連続式の構成例）を示している。
【実施例１】
【００１８】
まず、本発明の実施例１に係る異物除去装置１００および異物除去システム２００について説明する。実施例１は、異物除去装置１００が１個、貯留槽２１０が１個のみ設けられている異物除去システム２００の構成例である。
図１および図２は、本発明の実施例１に係る異物除去装置１００の構成例を模式的に示す図である。図１は本発明の異物除去装置１００を含む異物除去システム２００の構成を模式的に示した図、図２は異物除去装置１００を取り出してその外観を示した図である。
【００１９】
実施例１の構成例は、異物除去装置１００の受皿本体１１０、異物捕捉体１２０、加圧送水管１３０、導水壁１４０、蓋体１５０が１セットのみ設けられている例であるが、導水壁１４０、受皿本体１１０、異物捕捉体１２０が上下に連続して複数化されている例は実施例２で説明する。
【００２０】
本発明の異物除去装置１００は、水流により穀粒物と穀粒物に混入している異物とを分別して除去するものである。以下の説明では穀粒物は一例として小豆として説明するが、大豆、米など他の穀粒物についても適用は可能である。
異物除去装置１００は、受皿本体１１０、異物捕捉体１２０、加圧送水管１３０、導水壁１４０、蓋体１５０を備えている。異物除去システム２００は、貯留槽２１０、水バルブ２２０（簡易表示した）、混気ノズル２３０（簡易表示した）、穀物取り出し部２４０を備えた構成として簡単に表示している。
【００２１】
まず、異物除去装置１００の各構成部品の説明をする。
受皿本体１１０は、穀粒物を含んだ水流を一時的に短い時間滞留させる容器である。図３は受皿本体１１０の一構成例を示した図である。図３に示した構成例では、中心に開口１１２を有する底板１１１と、底板１１１の外周縁に立設させた外周壁１１３と、底板１１１の開口１１２の縁に立設させた内周壁１１４と、底板１１１と外周壁１１３と内周壁１１４とで囲まれたキャビティ１１５を備えた構造となっている。ここで、外周壁１１３に対して内周壁１１４の高さが低くなっており、後述するように導水壁１４０をつたわってキャビティ１１５内に流入しつづける水流によりキャビティ１１５の容積を超えてオーバーフローした水は内周壁１１４を超えて開口１１２より下方へ落ちて行く構造となっている。なお、この構成例では開口１１２の内側に後述する加圧送水管１３０を受け入れる輪１１６と輪１１６と内周壁１１４との間を橋渡しして構造強度を持たせる橋梁部１１７と輪１１６と内周壁１１４との隙間１１８を備えた構造となっている。
【００２２】
異物捕捉体１２０は、受皿本体１１０のキャビティ１１５内の底板１１１の上面に設けられた構造物である。図４は異物捕捉体１２０の一構成例を示す図である。図４に示した構成例では中心に開口１２１を持つドーナツ状の輪郭を持つ網状体１２２と、網状体１２２の上に立設した同心円状の壁面と放射状の壁面からなる枠体１２３を備えた構造となっている。
ここで、網状体１２２の網目は穀粒物が通過しない程度の適度な大きさの網目とすることが好ましい。
枠体１２３を構成する壁面同士の間隙１２４は、水流にのった穀粒物および異物が嵌り得る大きさと幅を持ち、枠体１２３を構成する壁面の高さは、例えば、穀粒物１粒の厚みの半分程度から１粒の厚み程度とすることができる。
【００２３】
図５は、図３に示した受皿本体１１０と図４に示した異物捕捉体１２０を組み合わせる様子を示す図である。この例では、受皿本体１１０のキャビティ１１５内の底板１１１の上面に異物捕捉体１２０を被せることにより簡単に設置できる構造例となっている。
【００２４】
次に、加圧送水管１３０と導水壁１４０について述べる。図６は、異物除去装置１００の内部の導水壁１４０と羽根板１４１の構成例を模式的に示した図である。図７は、受皿本体１１０と異物捕捉体１２０を組み合わせた状態において、導水壁１４０を取り付けた様子を示す図である。また、図８（ａ）は、加圧送水管１３０の構成例を示す図である。この構成例では加圧送水管１３０はシンプルな管となっている。また、図８（ｂ）は、受皿本体１１０、異物捕捉体１２０、導水壁１４０に対して加圧送水管１３０を組み合わせた様子を示す図である。
【００２５】
加圧送水管１３０は、後述する図１１に示すように、混気ノズル２３０を介して流入する水流に対して貯水槽２１０内の穀粒物を巻きこみつつ吹き上げられる水流が通る管であり、貯留槽２１０の底部付近から受皿本体１１０の開口１１２を貫通して導水壁１４０の上部付近まで導通した管となっている。なお、加圧送水管１３０と受皿本体１１０の内側内周壁１１４との間に隙間１１８が設けられる。
【００２６】
後述する図１１に示すように、加圧送水管１３０の入口１３１は、貯留槽２１０の底部付近に設けられ、混気ノズル２３０の出射口１８１に対向するように設けられており、混気ノズル２３０の出射口１８１から水流が打ち込まれる。一方、加圧送水管１３０の出口１３２は後述するように導水壁１４０の上部の開口に接続されており、加圧送水管１３０の出口１３２から噴水のように溢れ出した水流が外周方向に向けて流れ、導水壁１４０の上部から導水壁１４０の壁面を沿うように落ちる。
【００２７】
導水壁１４０は、加圧送水管１３０から上方へ噴水した水流を異物捕捉体１２０まで導く構造物であり、この構成例では傘状をしており、傘の中心に開口がありこの開口に加圧送水管１３０の出口が接続されている。加圧送水管１３０の出口から上方へ吹き上げられた穀粒物を包含する水流は、噴水のように溢れ出しつつ重力により外周下方向へ落ちてゆき、導水壁１４０の外周壁上部に導かれるようになっている。なお、導水壁１４０を覆うように蓋体１５０を被せておけば、導水壁１４０や羽根板１５０等にぶつかって弾ける水滴が蓋体１５０の内壁で受け止められ飛び散らなくて済む。
【００２８】
この導水壁１４０には壁面を流れ落ちる水流に周回方向の回転力を与える羽根板１４１が設けられている。この例ではいわゆるプロペラ状に板面が設けられており、このプロペラにより水流には導水壁面の周回方向に回転力が与えられ、渦を巻くようにキャビティ１１５内の異物捕捉体１２０まで落ちて行く。
【００２９】
図９は、導水壁１４０の壁面を流れる水流が羽根板１４１により回転力が与えられ、回転渦流となる様子を示す図である。図９（ａ）は導水壁面を流れる水流が羽根板１４１により回転力が与えられる様子を模式的に示す斜視図である。図９（ｂ）は平面から示した平面図である。加圧送水管１３０の出口１３２から上方へ溢れ出した水はそのまま重力で下に落ち、導水壁１４０の壁面に沿って勢いよく流れ落ちるが、その過程で羽根板１４１により方向が曲げられ、羽根板１４１の導く方向に回りながら流れ、回転流となる。回転流となった水流は、キャビティ１１５内の異物捕捉体１２０上に到達しても回転モーメントを持っているので、キャビティ１１５内の異物捕捉体１２０上を周回方向に回転する渦流として暫く滞留することとなる。図９（ｃ）および図９（ｄ）は導水壁１４０を図示せずに受皿本体１１０のキャビティ１１５における水流を模式的に示した図である。図９（ｃ）および図９（ｄ）に示すようにキャビティ１１５からオーバーフローした水流が内周壁１１４を超えて隙間１１８から下方へ落ちて行くが、本発明では導水壁１４０を流れ落ちて行く間に羽根板１４１により回転力が与えられるので、図９（ｃ）および図９（ｄ）に示すようにキャビティ１１５内の異物捕捉体１２０上を周回方向に回転する渦流として暫く滞留することとなる。
【００３０】
このように導水壁１４０の羽根板１４１の働きにより、穀粒物と異物を包含した水流のキャビティ１１５内での滞留時間が長くなり、かつ、異物捕捉体１２０上を転がって移動する距離が長くなることにより、穀粒物と異物との水に対する比重差による水流内での動きの違いが生じやすくなる。
【００３１】
図１０は、受皿本体１１０のキャビティ１１５に対して上方から穀粒物を包含した水が流れ込むことによりオーバーフローし、内周壁１１４を超えて隙間１１８から下方へ落ちて行く様子を、受皿本体１１０と異物捕捉体１２０の断面において模式的に示した図である。図１０（ａ）は受皿本体１１０のキャビティ１１５内の水流の流れを模式的に示した図、図１０（ｂ）は穀粒物と異物が異物捕捉体１２０の上を転がったり滑ったりしながら移動する様子を模式的に示した図である。
【００３２】
導水壁１４０の壁面は傾斜がついており、その外周縁は、キャビティ１１５における外周壁面１１３近くにあるので、図１０（ａ）に示すようにキャビティ１１５に対して上方から流れ込んだ水流は、後述するように異物捕捉体１２０の網状体１２２や枠体１２３の外周側に受けられたのち、網状体１２２や枠体１２３の外周側から内周側に移動しつつ最後に内周壁１１４を超えて隙間１１８に落ちて行く。
【００３３】
ここで、穀粒物と異物は水流に押されて網状体１２２や枠体１２３の表面を転がったり滑ったりしながら移動するところ、穀粒物の比重は水の比重より大きいが水の比重に近いので水流にのって流れやすいが、異物の比重は穀粒物の比重よりさらに大きく水の比重との差が大きいので水流にのりにくく、穀粒物と異物では水流による推進力に違いが生じる。また、穀粒物は外形が滑らかで固い曲面となっており網状体１２２および枠体１２３に対する摩擦力が小さく、突起などがないため当接して引っ掛かりによる抗力が生じることもないが、小石などの異物は外形がごつごつした突起や疎面となっており枠体１２３の構造に当接して引っ掛かって強い抗力を受け水流では動かなくなる場合が多い。このように、穀粒物と異物との表面状態や形状の違いにより異物捕捉体１２０に対する摩擦力の違いや引っ掛かりの有無が生じる。
【００３４】
図１０（ｂ）は、異物捕捉体１２０により異物が捕捉され、穀粒物は捕捉されない様子を分かりやすく模式的に示した図である。図１０（ｂ）に示すように、穀粒物は外形が滑らかな曲面となっており、また比重が異物に比べて水の比重に近いので網状体１２２や枠体１２３の表面を滑らかに転がったり滑ったりしながら枠体１２３の間隙１２４を移動する。一方、異物は外形がごつごつした突起や疎面となっており、また比重が穀粒物に比べて水の比重との差が大きいので網状体１２２や枠体１２３との摩擦が大きくなり、さらには枠体１２３の構造に当接して強い抗力を受け、水流では動かなくなり、枠体１２３の間隙１２４から抜け出ることなく捕捉されてしまう。このように、穀粒物と異物との異物捕捉体の凹凸に対する摩擦力の違いや引っ掛かりの有無の違いにより、異物のみを異物捕捉体１２０で捕捉しやすいようになる。
【００３５】
このように、本発明ではこのような穀粒物と異物との水に対する比重の違い、網状体１２２および枠体１２３に対する摩擦力の違いや引っ掛かりの有無の違いにより、穀粒物と異物を選別し、穀粒物は異物捕捉体１２０を通過させつつ異物のみを異物捕捉体１２０により除去するものである。
【００３６】
上記異物除去装置１００を組み込んだ異物除去システム２００の全体構成も説明しておく。
貯留槽２１０は、水と穀粒物を貯留しておくタンクである。異物除去する穀粒物を水とともに投入しておく。貯留槽２１０の筐体の形は特に限定されないが、この構成例では下方に行くほど絞られた流線型をしている。このように下方に行くほど絞られた流線型をしている場合、内部に投入された穀物は水よりも比重が大きいため貯留槽２１０内で沈んで下方に移動し、底部の中心に向かって移動してゆくこととなる。後述するように底部の中心付近には混気ノズル２３０が設けられている。
【００３７】
水バルブ２２０は加圧された水流に対する開閉弁であり、例えば、水道やポンプなど加圧された水源に導通しており、コックの開閉により水流の流入・遮蔽をコントロールするものである。構造や形状などは特に限定されない。
【００３８】
混気ノズル２３０は、水流に対して空気が混ざるように構成されたノズルであり、混気ノズル２３０から発射される水流は混気状態で吹き出す。この構成例では混気ノズル２３０の出射口１８１が貯留槽２１０の底部にある加圧送水管１３０の入り口１３１に向けて設けられており、混気ノズル２３０から出射された水流が勢いよく加圧送水管１３０内に打ち込まれ、加圧送水管１３０を上昇してゆく。ここで、混気ノズル２３０の出射口１８１と加圧送水管１３０の入り口１３１との間に隙間があり、この隙間は貯留槽２１０の底部付近にあるため、水流が勢いよく加圧送水管１３０の入り口１３１内に打ち込まれる際に、図１１に示すように貯留槽２１０内の周囲の穀粒物が巻き込まれつつ打ち込まれる。貯留槽２１０内の穀粒物は重力で底部付近に集まってくる上に、加圧送水管１３０の入り口１３１内に水流が勢いよく吸い込まれて加圧送水管１３０の入り口１３１付近の水圧が下がるため、穀粒物は次々と加圧送水管１３０の入り口１３１付近に集まり、かつ、加圧送水管１３０の入り口１３１内に水流に乗って打ち込まれてゆく。
【００３９】
図１２は、異物除去システム２００全体の水流の流れを模式的に示した図である。
例えば、水道などの水源３００から水バルブ２２０まではホースなどで接続されている。水バルブ２２０を開放して受け入れた水流は混気ノズル２３０を介して加圧送水管１３０の入り口１３１内に打ち込まれる。この際に貯留槽２１０内の周囲の穀粒物が巻き込まれつつ打ち込まれ、穀粒物は水流にのって加圧送水管１３０を上昇する。加圧送水管１３０の出口１３２から溢れ出た水流は導水壁１３０の壁面に沿って流れ落ちて行く。その際に羽根板１５０により周回方向の回転力が付けられ、受皿本体１１０のキャビティ１１５内で周回方向に回転する渦流が形成される。キャビティ１１５内には異物捕捉体１２０があり、水流に乗った穀粒物と異物はそれぞれ異物捕捉体１２０の網状体１２２や枠体１２３上を転がって移動し、穀粒物は捕捉されず異物のみが捕捉され、穀粒物はオーバーフローした水に乗って内周壁１１４を超えて隙間１１８から受皿本体１１０の下方へ落ちて行く。下方は貯留槽２１０につながっており、異物が除去された穀粒物が水とともに貯留槽２１０に還流してゆく。
【００４０】
この一連の水流の流れにより、穀粒物は異物除去システム２００内を還流することとなり、水バルブ２２０を開放したまま連続して穀粒物の異物除去を繰り返すことができる。異物除去装置１００を一巡させて異物を除去した穀粒物において、異物が一度では取り除ききれない場合があるが、連続運転により何度か循環させるうちに残存する異物が無くなって行き、ほとんどの異物を除去できるようになる。
【００４１】
穀物が十分に洗滌でき、異物の除去が終了した時点において、図１３に示すように、水流を貯留槽２１０へ戻さずに、水流ごと穀物取り出し部２４０から篩２４１を介して流し出し、水流と穀粒物を分離し、篩２４１に残った穀粒物のみを回収する。
【００４２】
以上、実施例１にかかる本発明の異物除去装置１００によれば、穀粒物と異物の水に対する比重の違いと異物捕捉体の間隙に対する摩擦係数の違いにより、両者を精度よく分別できる。また、実施例１にかかる本発明の異物除去システム２００によれば、異物を除去する穀粒物を貯留槽に投入し、水バルブを介して流入する水流を空気混流の条件で異物除去装置まで吹き上げ、異物除去装置で異物除去を行ったのち、水と穀粒物を篩分けることができ、異物の混入が少ない穀粒物の獲得が可能となる。
【実施例２】
【００４３】
実施例２は、異物除去装置が上下連続式で複数段設けられている構成例（一例として二段垂直連続式の構成例）である。
図１４は、実施例２にかかる異物除去装置１００ａの外観を模式的に示した図である。図１５は、実施例２にかかる異物除去装置１００ａの内部構造を模式的に示した図である。
図１４および図１５に示すように、異物除去装置１００ａは、実施例１に示した受皿本体１１０、異物捕捉板１２０、加圧送水管１３０、導水壁１４０、蓋体１５０のセットが上下２段に組まれている。説明上、上段のものには添字としてａ１、下段のものには添字としてａ２を付している。なお、加圧送水管１３０ａ１と加圧送水管１３０ａ２は上下に連続するので１つの加圧送水管１３０が貫かれていると見ることもできる。
【００４４】
受皿本体１１０ａ１、１１０ａ２、異物捕捉板１２０ａ１、１２０ａ２、加圧送水管１３０ａ１、１３０ａ２、導水壁１４０ａ１、１４０ａ２、蓋体１５０ａ１、１５０ａ２の各構成部分は、実施例１におけるものと同様であり、ここで重複する説明は省略する。
図１６は、実施例２にかかる異物除去装置１００ａの内部を循環する水流の流れを模式的に示した図である。
【００４５】
水バルブ２２０を開放して水道などの水源３００から受け入れた水流は混気ノズル２３０を介して加圧送水管１３０ａ２の入り口１３１内に打ち込まれる。この際に貯留槽２１０内の周囲の穀粒物が巻き込まれつつ打ち込まれ、穀粒物は水流にのって加圧送水管１３０ａ２、加圧送水管１３０ａ１を上昇する。
【００４６】
加圧送水管１３０ａ１の出口１３２から溢れ出た水流は、上段の導水壁１３０ａ１の壁面に沿って流れ落ちて行く。その際に羽根板１５０ａ１により周回方向の回転力が付けられ、受皿本体１１０ａ１のキャビティ１１５内で周回方向に回転する渦流が形成される。穀粒物と異物は水流にのって上段の異物捕捉体１２０ａ１の網状体１２２や枠体１２３上を転がって移動し、穀粒物は捕捉されず異物のみが捕捉され、穀粒物はオーバーフローした水に乗って内周壁１１４を超えて隙間１１８から上段の受皿本体１１０ａ１の下方へ落ちて行く。
【００４７】
上段の受皿本体１１０ａ１をオーバーフローした水流は、下段の導水壁１３０ａ２の壁面に沿って流れ落ちて行く。その際に上段と同様、羽根板１５０ａ２により周回方向の回転力が付けられ、受皿本体１１０ａ２のキャビティ１１５内で周回方向に回転する渦流が形成される。穀粒物と上段で除去されなかった異物は水流にのって下段の異物捕捉体１２０ａ２の網状体１２２や枠体１２３上を転がって移動し、穀粒物は捕捉されず異物のみが捕捉され、穀粒物はオーバーフローした水に乗って内周壁１１４を超えて隙間１１８から下段の受皿本体１１０ａ２の下方へ落ちて行く。下段の受皿本体１１０ａ２の下方には貯留槽２１０があり、穀粒物が水とともに貯留槽２１０に還流してゆく。
【００４８】
実施例２の異物除去装置が上下連続式で複数段設けられている構成例であれば、異物除去装置１００ａを一度循環する間に、上段と下段の２回にわたり異物除去が実行される。
また、実施例１と同様、水バルブ２２０を開放したまま連続して穀粒物の異物除去を繰り返すことができ、連続運転により異物除去システム２００ａ内を何度か循環させるうちに残存する異物が無くなって行き、ほとんどの異物を除去できるようになる。
【００４９】
以上、実施例２にかかる本発明の異物除去装置１００ａによれば、上下連続式で複数段設けた構成とすることにより、異物除去装置全体としての異物除去効率は向上し、一段構成に比べてより短時間で異物除去を行うことができる。
【実施例３】
【００５０】
実施例３は、異物除去装置が水平連続式で複数段設けられている構成例（一例として二段水平連続式の構成例）である。この例では水平連続式の前段側の異物除去装置１００ｂ１は実施例２と同様、上下二段連続式のものとなっており、後段側の異物除去装置１００ｂ２は実施例１と同様、単体のものとなっている。
【００５１】
図１７は、実施例３にかかる異物除去装置１００ｂの外観を模式的に示した図である。
図１７に示すように、水平連続式の前段側の異物除去装置１００ｂ１は、実施例２と同様、上下二段連続式のものとなっており、受皿本体１１０、異物捕捉板１２０、加圧送水管１３０、導水壁１４０、蓋体１５０のセットが上下二段連続にて配されている。添字としてｂ１を用い、上段側はｂ１１、下段側はｂ１２を付している。水平連続式の後段側の異物除去装置１００ｂ２は、実施例１と同様、受皿本体１１０、異物捕捉板１２０、加圧送水管１３０、導水壁１４０、蓋体１５０のセットが単体で配されている。添字としてｂ２を付している。なお、前段側の貯留槽２１０ｂ１と後段側の貯留槽２１０ｂ２間をつなぐ接続水路は２５０として示されている。
【００５２】
受皿本体１１０ｂ１１、１１０ｂ１２、１１０ｂ２、異物捕捉板１２０ｂ１１、１２０ｂ１２、１２０ｂ２、加圧送水管１３０ｂ１１、１３０ｂ１２、１３０ｂ２、導水壁１４０ｂ１１、１４０ｂ１２、１４０ｂ２、蓋体１５０ｂ１、１５０ｂ２の各構成部分は、実施例１または実施例２におけるものと同様であり、ここで重複する説明は省略する。
【００５３】
図２０は、実施例３にかかる異物除去装置１００ｂおよび異物除去システム２００ｂの内部の水流の流れを模式的に示した図である。
水バルブ２２０ｂ１を開放して水道などの水源３００から受け入れた水流は混気ノズル２３０ｂ１を介して加圧送水管１３０ｂ１の入り口１３１内に打ち込まれる。この際に貯留槽２１０ｂ１内の周囲の穀粒物が巻き込まれつつ打ち込まれ、穀粒物は水流にのって加圧送水管１３０ｂ１を上昇する。
【００５４】
加圧送水管１３０ｂ１の出口１３２から溢れ出た水流は、上段の導水壁１４０ｂ１１の壁面に沿って流れ落ちて行く。その際に羽根板１５０ｂ１１により周回方向の回転力が付けられ、受皿本体１１０ｂ１１のキャビティ１１５ｂ１１内で周回方向に回転する渦流が形成される。穀粒物と異物は水流にのって上段の異物捕捉体１２０ｂ１１の網状体１２２や枠体１２３上を転がって移動し、穀粒物は捕捉されず異物のみが捕捉され、穀粒物はオーバーフローした水に乗って内周壁１１４を超えて隙間１１８から上段の受皿本体１１０ｂ１１の下方へ落ちて行く。
【００５５】
上段の受皿本体１１０ｂ１１の下方には下段の導水壁１４０ｂ１２があり、下段の導水壁１４０ｂ１２の壁面に沿って流れ落ちて行く。その際に羽根板１５０ｂ１２により周回方向の回転力が付けられ、受皿本体１１０ｂ１２のキャビティ１１５ｂ１２内で周回方向に回転する渦流が形成される。穀粒物と異物は水流にのって下段の異物捕捉体１２０ｂ１２の網状体１２２や枠体１２３上を転がって移動し、穀粒物は捕捉されず異物のみが捕捉され、穀粒物はオーバーフローした水に乗って内周壁１１４を超えて隙間１１８から下段の受皿本体１１０ｂ１２の下方へ落ちて行く。
【００５６】
下段の受皿本体１１０ｂ１２の下方には接続水路２５０があり、右側の受皿本体１１０ｂ１２をオーバーフローした水流は右側の貯留槽２１０ｂ１には還流せずに、接続水路２５０を通って左側の貯留槽２１０ｂ２に投入される。
【００５７】
左側の貯留槽２１０ｂ２においても、右側と同様、水バルブ２２０ｂ２を開放して水道などの水源３００から受け入れた水流は混気ノズル２３０ｂ２を介して加圧送水管１３０ｂ２の入り口１３１内に打ち込まれる。この際に貯留槽２１０ｂ２内の周囲の穀粒物が巻き込まれつつ打ち込まれ、穀粒物は水流にのって加圧送水管１３０ｂ２を上昇する。
【００５８】
加圧送水管１３０ｂ２の出口１３２から溢れ出た水流は、導水壁１３０ｂ２の壁面に沿って流れ落ちて行く。その際に羽根板１５０ｂ２により周回方向の回転力が付けられ、受皿本体１１０ｂ２のキャビティ１１５ｂ２内で周回方向に回転する渦流が形成される。穀粒物と右側の異物除去装置１００ｂ１で除去されなかった異物は水流にのって異物捕捉体１２０ｂ２の網状体１２２や枠体１２３上を転がって移動し、穀粒物は捕捉されず異物のみが捕捉され、穀粒物はオーバーフローした水に乗って内周壁１１４を超えて隙間１１８から受皿本体１１０ｂ２の下方へ落ちて行く。
【００５９】
この構成例では、受皿本体１１０ｂ２の下方には穀物取り出し部２４０があり、水流を貯留槽２１０ｂ２へ戻さずに、水流ごと穀物取り出し部２４０から篩２４１を介して流し出し、水流と穀粒物を分離し、篩２４１に残った穀粒物のみを回収するものとなっている。
実施例３の異物除去装置が水平連続式で複数段設けられている構成例であれば、右側の異物除去装置１００ｂ１と左側の異物除去装置１００ｂ２の２回にわたり異物除去が実行される。
【００６０】
以上、実施例３にかかる本発明の異物除去装置１００ｂおよび異物除去システム２００ｂによれば、水平連続式で複数段設けた構成とすることにより、異物除去装置全体としての異物除去効率は向上し、一段構成に比べてより短時間で異物除去を行うことができる。
【００６１】
以上、本発明の異物除去装置の構成例における好ましい実施例を図示して説明してきたが、本発明の技術的範囲を逸脱することなく種々の変更が可能であることは理解されるであろう。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明の異物除去装置は、小豆や米などの穀粒物に混在する異物を除去する機器について広く適用することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１００  異物除去装置
１１０  受皿本体
１２０  異物捕捉体
１３０  加圧送水管
１４０  導水壁
１５０  蓋体
２００  異物除去システム
２１０  貯留槽
２２０  水バルブ
２３０  混気ノズル
２４０  穀物取り出し部
２５０  接続水路
３００  水源
【図１】
2010194510.tif 000003
【図２】
2010194510.tif 000004
【図３】
2010194510.tif 000005
【図４】
2010194510.tif 000006
【図５】
2010194510.tif 000007
【図６】
2010194510.tif 000008
【図７】
2010194510.tif 000009
【図８】
2010194510.tif 000010
【図９】
2010194510.tif 000011
【図１０】
2010194510.tif 000012
【図１１】
2010194510.tif 000013
【図１２】
2010194510.tif 000014
【図１３】
2010194510.tif 000015
【図１４】
2010194510.tif 000016
【図１５】
2010194510.tif 000017
【図１６】
2010194510.tif 000018
【図１７】
2010194510.tif 000019
【図１８】
2010194510.tif 000020
【図１９】
2010194510.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成22年5月10日(2010.5.10)
【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】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水流により穀粒物と前記穀粒物に混入している異物とを分別し、前記異物を除去する異物除去装置であって、
中心に開口を有する底板と、前記底板の外周縁に立設させた外周壁と、前記底板の開口縁に立設させた内周壁を備えた受皿本体と、
前記受皿本体の底板の上面に設けられた異物捕捉体であって、前記穀粒物が通過しない網目を持ち中心に開口を持つ網状体と、前記網状体の上に立設した同心円状の壁面と放射状の壁面からなる枠体とを備え、前記枠体が前記水流にのった前記穀粒物および前記異物が嵌り得る大きさ、幅、高さの間隙を備えた異物捕捉体と、
前記受皿本体の開口の内側を貫通して上方に立設した加圧送水管と、
前記加圧送水管から上方へ噴水した水流を下方にある前記異物捕捉体の方に導く導水壁と、
前記導水壁面に沿って下方に流れる水流に対して周回方向の回転力を与える羽根板とを備え、
前記羽根板により前記異物捕捉体上の水流を周回方向に回転させ、前記開口から下方へ流れ出すまでの滞留時間を長くし、前記穀粒物と前記異物との水に対する比重差による前記水流内での動きの違いと、前記穀粒物と前記異物との前記異物捕捉体に対する摩擦力の違いや引っ掛かりの有無により、前記異物のみが前記異物捕捉体で捕捉されやすいようにした異物除去装置。
【請求項２】
前記異物除去装置を上下二段以上多段につなげ、上段の前記異物除去装置の開口から下方へ流れ出した水流が前記下段の前記異物除去装置の導水壁の壁面に対して流れ込むように接続したことを特徴とする請求項１に記載の異物除去装置。
【請求項３】
前記異物除去装置を並べて二段以上多段につなげ、一つの前記異物除去装置の開口から下方へ流れ出した水流が他方の前記異物除去装置の導水壁の壁面に対して流れ込むように接続したことを特徴とする請求項１に記載の異物除去装置。
【請求項４】
前記穀粒物を一時貯留する水槽と、前記水槽の穀粒物と空気とを吸い込んで前記加圧送水管内を吹き上がる水流を受け入れる水バルブと、請求項１から３のいずれか１項に記載の異物除去装置と、前記異物除去装置から流れ出てきた前記穀粒物を取り分ける篩とを備えた、異物除去システム。