(57)【要約】粒状材料を使用する直前に経済的で能率的な脱汚染を達成するために粒状材料を必要とする機械にコンパクトな脱塵装置を取り付ける。この脱塵装置は、底部に開口を有する下向きに傾斜した送り込みシュートを含む。脱塵装置を通して粒状材料の流れをコンスタントに計量するために、回転自在のフィン付き撹拌器から成る計量器を送り込みシュートの開口をブロックするように配置する。この計量器は、送り込みシュートの開口を通して粒状材料のコンスタントな流れを供給するように送り込みシュートの傾斜面に対して僅かな角度をなすように配向する。粒状材料を洗浄するために送り込みシュートの下方に配置された洗浄デッキを通して空気流を通流させる。空気流は、材料の洗浄を容易にするために洗浄デッキと協同して空気ナイフを創生する空気流路を含む複数の経路に沿って通す。
2005525212.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒状材料から汚染物を除去するための脱塵装置であって、
材料入口と、材料出口と、空気入口と、空気出口を画定するハウジングと、
前記材料入口に隣接して配置された送り込みシュートであって、該材料入口を通して該脱塵装置内へ供給された材料を受け取り、該材料を該送り込みシュートに形成された開口に向けて導く送り込みシュートと、
前記送り込みシュートの開口と協同して該開口を通る粒状材料の流れを制御するために該開口に近接して配置されており、該開口を通して実質的にコンスタントな粒状材料の流れを供給する計量器と、
開口を通った粒状材料の流れを受け取り、該粒状材料の表面から汚染物を除去するために該開口に対して流れ受け取り位置に配置されており、かつ、前記空気入口からの空気流を利用して該汚染物を遠隔部所へ搬出するために該空気入口から前記空気出口にまで延長する空気流路に沿う位置に配置された洗浄デッキと、
から成ることを特徴とする脱塵装置。
【請求項２】
前記計量器は、前記送り込みシュートの開口を通る粒状材料の流れを制御するために該開口をブロックするように該開口の上方に配置された回転自在のフィン付き撹拌器であることを特徴とする請求項１に記載の脱塵装置。
【請求項３】
前記フィン付き撹拌器は、中心軸線の周りに回転する中心ハブと、該ハブに取り付けられた複数の可撓ブレードから成ることを特徴とする請求項２に記載の脱塵装置。
【請求項４】
前記フィン付き撹拌器は、毎分ほぼ１回転の回転速度で回転されることを特徴とする請求項３に記載の脱塵装置。
【請求項５】
前記各ブレードは、ほぼ三角形の形状に形成されており、該三角形の斜辺は、前記送り込みシュートの隣接する部分と平行にならないように該隣接部分の傾斜に対して所定の角度をなしていることを特徴とする請求項３に記載の脱塵装置。
【請求項６】
前記空気流は、前記ハウジングによって多重流路に分流され、該流路の１つは、前記粒状材料からの汚染物の除去を容易にする働きをする空気ナイフを創生するように前記洗浄デッキに近接して配置されたベンチューリチャンバーを通る流路であることを特徴とする請求項２に記載の脱塵装置。
【請求項７】
前記空気出口は、該空気出口を通して粒状材料が前記汚染物と一緒に排出されるのを防止するためのじゃま板を備えていることを特徴とする請求項６に記載の脱塵装置。
【請求項８】
前記空気流が前記多重流路内へ分割される前に該空気流を濾過するための空気フィルターが配置されていることを特徴とする請求項７に記載の脱塵装置。
【請求項９】
前記汚染物と粒状材料との間の静電結合を破るための磁束場を創生する磁束発生器を含むことを特徴とする請求項２に記載の脱塵装置。
【請求項１０】
該脱塵装置は、前記粒状材料を使用する機械に直接取り付けられており、前記材料出口は、洗浄された粒状材料を該機械内へ導くように接続されていることを特徴とする請求項９に記載の脱塵装置。
【請求項１１】
該脱塵装置は、前記空気出口を通して排出された前記汚染物を収集するために該脱塵装置から離れた場所の遠隔集塵装置に接続されており、該集塵装置は、前記空気入口を通して空気流を供給することを特徴とする請求項１０に記載の脱塵装置。
【請求項１２】
プラスチック成形機内へ供給すべきプラスチックペレットから表面汚染物を洗浄するために該プラスチック成形機に取り付けるための脱塵装置であって、
材料入口と、材料出口と、空気入口と、空気出口を画定するハウジングと、
前記材料入口に隣接して配置された送り込みシュートであって、前記プラスチックペレットを該送り込みシュートに形成された開口に向けて導く送り込みシュートと、
前記送り込みシュートの開口を通して実質的にコンスタントなプラスチックペレットの流れを供給するために該開口と協同するように配置された撹拌器と、
前記送り込みシュートの開口を通ったプラスチックペレットの流れを受け取り、該プラスチックペレットの表面汚染物を除去するために該開口に対して流れ受け取り位置に配置されており、かつ、前記空気入口からの空気流を利用して該汚染物を遠隔部所へ搬出するために該空気入口から前記空気出口にまで延長する空気流路に沿う位置に配置された洗浄デッキと、
から成ることを特徴とする脱塵装置。
【請求項１３】
前記空気流は、前記ハウジングによって多重流路に分流され、該流路の１つは、前記プラスチックペレットの表面汚染物の除去を容易にする働きをする空気ナイフを創生するように前記洗浄デッキに近接して配置されたベンチューリチャンバーを通る流路であることを特徴とする請求項１２に記載の脱塵装置。
【請求項１４】
前記撹拌器は、モータによって中心軸線の周りに毎分ほぼ１回転の回転速度で回転される中心ハブと、該ハブに取り付けられた複数の可撓ブレードから成ることを特徴とする請求項１３に記載の脱塵装置。
【請求項１５】
前記各ブレードは、ほぼ三角形の形状に形成されており、該三角形の斜辺は、前記送り込みシュートの隣接する部分と平行にならないように該隣接部分の傾斜に対して所定の角度をなしていることを特徴とする請求項１４に記載の脱塵装置。
【請求項１６】
前記表面汚染物とプラスチックペレットとの間の静電結合を破るための磁束場を創生する磁束発生器を含むことを特徴とする請求項１５に記載の脱塵装置。
【請求項１７】
該脱塵装置は、前記空気出口を通して排出された前記汚染物を収集するために該脱塵装置から離れた場所の遠隔集塵装置に接続されており、該集塵装置は、前記空気入口を通して空気流を供給することを特徴とする請求項１６に記載の脱塵装置。
【請求項１８】
処理機械で使用するための粒状材料から表面汚染物を除去する方法であって、
前記処理機械内へ供給すべき前記粒状材料の流れを受け取るように脱塵装置を配置する工程と、
前記粒状材料の流れを計量し、前記脱塵装置を通して該粒状材料の実質的に均一な流れを供給する工程と、
前記脱塵装置を通して通流される空気流によって該粒状材料の実質的に均一な流れを洗浄して該材料から前記表面汚染物を除去し、洗浄された粒状材料を生成する工程と、
前記表面汚染物を帯同した前記空気流を前記脱塵装置から遠隔集塵装置へ排出する工程と、
前記洗浄された粒状材料を前記処理機械へ供給する工程と、
から成ることを特徴とする汚染物除去方法。
【請求項１９】
前記脱塵装置を配置する前記工程は、前記粒状材料を、それが前記処理機械で使用される前に洗浄するために該処理機械への該粒状材料の流れを途中で捕捉するように該脱塵装置を該処理機械に直接取り付けることを特徴とする請求項１８に記載の汚染物除去方法。
【請求項２０】
送り込みシュートの開口を覆って配置したフィン付き撹拌器を回転させて前記粒状材料の流れを前記脱塵装置を通して導き、該送り込みシュートの開口を通して該粒状材料の実質的に均一な流れを供給する工程を含むことを特徴とする請求項１８に記載の汚染物除去方法。
【請求項２１】
前記フィン付き撹拌器から前記粒状材料の実質的に均一な流れを受け取るために洗浄デッキを配置する工程と、
前記空気流を多重流路に分流する工程と、
第１空気流路をベンチューリチャンバーを通る経路として設定し、前記表面汚染物の除去を容易にするために前記粒状材料を浮動させる働きをする空気ナイフを前記洗浄デッキの近傍に創生するように該ベンチューリチャンバーを通る該第１空気流路を通して空気流を通流させる工程と、
第２空気流路を前記洗浄デッキを貫流する経路として設定し、前記表面汚染物を空気流に帯同させて該帯同された表面汚染物を遠隔部所へ搬出するために空気出口へ移動させるように洗浄デッキを貫流する該第２空気流路を通して空気流を通流させる工程を含むことを特徴とする請求項２０に記載の汚染物除去方法。
【請求項２２】
前記洗浄工程の前に、又は洗浄工程中に前記表面汚染物とプラスチックペレットとの間の静電結合を破るための磁束場を創生する工程を含むことを特徴とする請求項１８に記載の汚染物除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチックペレット、穀物、ガラス等の粒状物質の洗浄及び搬送処理に関し、特に、粒状の射出成形材料を、その汚染物を実質的に取り除くために実際の成形工程部所に出来るだけ近い地点で洗浄することに関する。
【背景技術】
【０００２】
特に、パウダー、グラニュール（顆粒）、ペレット等の粒状物質（「粒状材料」、「粒状物」又は「粒子」とも称する）を搬送し使用する技術分野においては、製品粒子を可能な限り汚染物のない状態に保持することが肝要であることは周知である。粒子は、通常、設備内で搬送され、流体のように挙動する材料の流れを生成する加圧（加圧された）筒状システム内で混合され、包装され、又は使用される。このような材料がパイプ又はチューブ内を移動するとき、それらの粒子同志の間だけでなく、チューブ壁と流れ内の粒子との間でも相当な摩擦が生じる。この摩擦の結果として、粒子塵、破砕塵、けば及びストリーマー（リボン状の物質）等が発生する。（ストリーマーは、材料の流れを阻害したり、流れを完全に阻止してしまうことすらある非常に長い、絡まった束に「成長する」ことがある。）そのような搬送システムの特徴は、製品粒子を可能な限り汚染物のない状態に保持することの重要性及び価値と同様、周知である。
【０００３】
ここでいう「汚染物」とは、前項で述べた破砕粒子、塵、けば及びストリーマーを始め、広範囲の異物のことをいう。いずれにしても、汚染物は、高品質の製品を製造する上で有害であり、場合によっては製造会社の従業員に健康危害を及ぼすこともあり、更には、ある種の汚染物は、引火源に露呈された場合、爆発することがある塵雲を発生するという点で危険の原因ともなる。
【０００４】
主たる例として成形用プラスチックに焦点を合わせて二次製品（最終製品）の品質ということを考えると、一次材料（最終製品である二次製品に対して一次製品ともいう）とは組成が異なる異物、例えば、塵、一次製品の中の不均質な物質、けば、ストリーマー等は、必ずしも、一次製品と同じ融解温度を有していないので、溶融されて成形されたとき、瑕疵を生じる。これらの瑕疵は、その結果として、最終製品に色の不均一や、気泡の発生をもたらし、製品が、しばしば汚れやしみを有する外見を呈するので、売り物にならなくなる。又、このような不均質な材料は、一次製品と同じ融解温度で溶融しないことが多いので、未溶融汚染物が成形機に摩擦による早期摩耗を惹起し、その結果、機械の休止を余儀なくされ、製造の停止、生産性の低下、メンテナンスコストの増大、従って総製造コストの増大を招くことになることにも留意しなければならない。
【０００５】
塵やその他の汚染物は大部分は搬送システムによって惹起されるので、粒子を完全に洗浄するための装置を提供するだけでなく、搬送途中での汚染物の発生を回避するために粒子の使用部所にできるだけ近い地点で粒子を洗浄することが肝要である。この分野において材料を洗浄するために、数年来、脱塵装置（粒状物質から塵等を除去する洗浄装置）が用いられているが、本発明は、従来技術に大きな改良をもたらすことを企図するものであり、比較的少容量の一次材料即ち一次製品（以下、単に「材料」又は「製品」とも称する）を搬送処理することができ、しかも、製品を完全に洗浄することができる、より小型のコンパクトな脱塵装置を求める要望に応えようとするものである。重要なことは、本発明は、従来のこの種の機械に比べてそのサイズ及びコストを大幅に減少し、材料搬送処理工程において、洗浄後に再汚染が発生するおそれのある早い段階にではなく、製品の最終使用の直前の地点に脱塵装置を設置することを可能にするということである。
【０００６】
従来は、比較的大型の脱塵装置を使用して製品（例えばプラスチックペレットのような成形用材料）を洗浄し、後で成形工程に使用するためにばらで大量に貯蔵していた。そのように貯蔵された材料は、多くの場合、後に射出成形に供される直前に湿気を除去するために乾燥機に通される。プラスチックペレットの湿気は、成形機内でスチームになり、最終製品（成形品）に気泡や色汚れ（しみ）を惹起する原因となる。従来のシステムが直面していたより重大な問題は、粒子を洗浄し大量に貯蔵していた後、乾燥機へ搬送しなければならなかったので、搬送中に新たな塵を発生し、新たな汚染物を捕集してしまうため、材料が乾燥機に通されたとき、それらの塵及びその他の汚染物が乾燥に必要とされる高温によってペレット上に「焼き固められてしまう」ことである。このことからみて、材料を乾燥し成形するすぐ前に洗浄することの重要性は明らかである。本発明の新規な構成によれば、スクラップを少なくし、最終製品の品質を向上させ、機械のメンテナンスを少なくし、生産性を高め、投資回収期間を短くすることができる。
【特許文献１】米国特許第５，０３５，３３１号明細書
【特許文献２】米国特許第４，６３１，１２４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、成形機へ供給するためにいろいろな容量の粒状材料を搬送処理することができ、かつ、該材料を成形機によって使用される前に完全に洗浄することができるコンパクトな脱塵装置を提供することによって従来技術の上述した欠点を克服することである。
【０００８】
本発明の他の目的は、粒状材料の流れから該材料を使用する直前に塵粒子及びその他の汚染物を完全に洗浄することができる能率的なコンパクトな脱塵装置を提供することである。
【０００９】
本発明の利点は、粒状材料が洗浄された後貯蔵及び搬送操作を通して爾後汚染にさらされないことである。
【００１０】
本発明の特徴は、プラスチックペレットをプラスチック成形機内へ供給する際にプラスチックペレットから汚染物を洗浄するためにコンパクトな脱塵装置を成形機に取り付けることができることである。
【００１１】
本発明の他の特徴は、脱塵装置を通る粒状材料の流れをコンスタントに計量供給（計量即ち流量調節しながら供給）する働きをする計量器を提供することである。
【００１２】
本発明の更に他の特徴は、脱塵装置の貫通開口を通る粒状材料の流れを制御するために該開口をほぼブロック（閉鎖）する回転自在のフィン（ブレード）付きハブとして形成することである。
【００１３】
本発明の更に他の特徴は、上記フィン付きハブを毎分ほぼ１回転の回転速度で回転させることである。
【００１４】
本発明の更に他の特徴は、脱塵装置を通る粒状材料の均一な流れを維持する制御するために該材料の流れの詰まりに遭遇すると撓むことができる可撓ブレード（フィン）を上記フィン付きハブに設けることである。
【００１５】
本発明の更に他の特徴は、脱塵装置を、該脱塵装置に清浄な空気流を通す遠隔集塵装置に接続することである。
【００１６】
本発明の更に他の特徴は、脱塵装置を通る空気流を、該脱塵装置によって洗浄すべき粒状材料から汚染物を剥脱するのを助成する空気ナイフを創生する流路を含む多重流路を通して導くことである。
【００１７】
本発明の更に他の特徴は、粒状材料を脱塵装置に導く送り込み装置を、傾斜シュートとして構成し、該シュートの下方部分に粒状材料の流れを脱塵装置に導くための開口を設けることである。
【００１８】
本発明の更に他の特徴は、上記計量器を、粒状材料の流れを脱塵装置に導く送り込みシュートの底部の上記開口を覆う位置に回転自在に取り付けることである。
【００１９】
本発明の更に他の特徴は、上記フィン付きハブのブレード（フィン）を上記送り込みシュートの傾斜に対して、上記送り込みシュートの開口への粒状材料の流れを容易にするような所定の角度に配向することである。
【００２０】
本発明の更に他の特徴は、粒状材料とそれに付着している汚染物との間の静電結合を破るために磁束場を利用することができることである。
【００２１】
本発明の更に他の特徴は、耐久性のある構造を有し、製造コストが安く、メンテナンスの手間がかからず、組み立てが容易であり、操作が簡単で能率的であるコンパクトな脱塵装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は、上記及びその他の目的、特徴及び利点を実現するために、汚染洗浄を必要とする粒状材料を用いる機械に取り付けることができ、粒状材料を使用する直前に該材料の経済的、かつ、効率的な除染（汚染除去）を行うことができるコンパクトな脱塵装置を提供する。本発明の脱塵装置は、底部に開口を有する、下向きに傾斜した送り込みシュートを有し、脱塵装置に通す粒状材料の流れをコンスタントに計量供給するために回転自在のフィン付きハブの形とした計量器によってシュートの開口をほぼブロック（閉鎖）する。この計量器は、送り込みシュートの開口を通して一定した材料の流れを供給するようにシュートの傾斜に対して僅かに角度をなすように配向された可撓ブレードを備えている。粒状材料を洗浄するために送り込みシュートの下方に配置した空気洗浄デッキ（以下、単に「空気洗浄デッキ」とも称する）を通して空気流を送る。空気流は、粒状材料の洗浄を促進するために洗浄デッキと協同して空気ナイフを創生する流路を含む多重流路に沿って送られる。粒状材料は、脱塵装置を通過した後、該材料を使用する機械へ直接供給される。
【００２３】
本発明の目標、特徴及び利点は、以下の好ましい実施形態の説明及び添付図から一層明らかになろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１を参照すると、本発明の原理を組み入れた脱塵装置の第１実施形態の実用上の応用例が示されている。本発明の脱塵装置を装備した射出成形機１は、制御された（計量又は調量された）量のプラスチックペレットから成る原材料（粒状材料）を供給する入口のところに供給ホッパー２を有している。この成形機は、本発明の一部を構成するものではなく、任意の形態又はタイプのものであってよい。図１に概略的に示されているように、プラスチックペレットをホッパー２へ通す本発明の脱塵装置１０は、ホッパー２に固定されている。図１に示された本発明の脱塵装置の第１実施形態は、閉ループ空気循環システムの一部分を構成するものであるから、集塵装置１４から脱塵装置１０へ清浄な空気を供給するホース１２と、塵粒子等の汚染物を収集して汚染された汚染空気を脱塵装置から集塵装置１４へ戻す戻りホース１６が設けられている。集塵装置１４は、戻りホース１６内に真空を創生する。本発明は、従来可能であったより物理的サイズがはるかに小さい脱塵装置の開発を可能にしたので、脱塵装置を全体の成形工程において成形機の入口のすぐそばの部位に設置することを可能にする。従って、汚染物は実質的にすべて除去され、無駄を省き、成形機自体の之内部の摩耗を少なくし、メンテナンスコストを節減し、より均質な販売に適した最終製品の製造を可能にする。
【００２５】
説明の便宜上、図２は、本発明の脱塵装置１０の第１実施形態を簡略化した透視図として示しているが、図２の実施形態は、他の図に示されたものと多少異なることに留意されたい。一次製品（この例では、プラスチックペレットとそれに通常随伴する汚染物を含む材料）は、脱塵装置の入口１５へ供給され、そこで磁束場発生器２０によって創生される磁束場内にはいる。この磁束場は、１９９１年７月３０日に発行された米国特許第５，０３５，３３１号に詳述されているように、塵とペレットとの間の静電結合を破壊する。
【００２６】
次いで、一次製品は、撹拌器即ち計量器２５に遭遇する。撹拌器は、ペレット（製品）を計量された一定した流量で洗浄デッキ上へ落下させる。ペレットは、洗浄デッキ上で洗浄空気によって流動化される。洗浄空気は、比較的軽い汚染物を製品の主流より上方へ浮上させる。次いで、ペレットは、ベンチューリチャンバーに通される。ベンチューリチャンバーは、後述する空気ナイフを介して上向き空気流速を、分離困難な汚染物でさえも除去するのに十分なレベルにまで調整する。かくして分離された塵、けば及びストリーマーは、空気出口３０を通して脱塵装置から搬出される。空気は、空気入口３５のところで濾過され、集塵装置を通して洗浄デッキへ再循環されるか、あるいは、大気へ排出される。一方、洗浄されたペレットは、装置１０の底部の出口４０を通して排出され、使用工程、この例では図１に示されるようなプラスチック成形機内へ送られる。
【００２７】
磁束場は、一次粒状製品に付着している塵等の汚染物の静電荷吸着力を破壊する働きをし、それによってこの望ましくない物質を一次製品の流れ経路から分離し除去する。汚染物と一次製品との分離をより効率的に行うために、磁場の強度及び周波数を変更して磁束のレベル及び強度を変更することができる。一次（主たる）分離は、多孔スクリーン又は洗浄デッキを介して粒状製品に通される空気流によって達成される。空気流は、その流れ経路から望ましくない物質を除去するとともに、その流れ経路に沿って流れる一次製品の流れを加速する働きをする。従来技術では、許容レベルの製品洗浄を達成するためには、一般に、多数の洗浄デッキを必要としたが、本発明は、その人間工学的な独特の利用率により、単一の洗浄デッキで許容レベルの製品洗浄を達成する。ベンチューリ帯域は、汚染物の分離をより効率的に促進するために高い相対速度の向流空気流を創生する。又、本発明は、二次洗浄及び磁界を設定することもできる。排出された空気を処理することによって分離された汚染物を捕捉することができ、それによって汚染物が製品の流れ経路に戻るのを防止する。本発明の装置には、分離された汚染物の収集を確実にするために僅かな内部負圧を設定することが好ましい。
【００２８】
磁束発生器２０は、どの応用例にも必要とされるわけではない。除去すべき塵粒子が直径１００ミクロン未満である場合は、磁束発生器を設けるべきであるが、直径１００ミクロンより大きい塵粒子を除去する場合は、磁束発生器２０は、必ずしも必要ではなく、必須ではない。
【００２９】
図３及び４を参照すると、本発明の第２実施形態が示されている。この脱塵装置は、いろいろな種類の素材からいろいろな異なる態様で構成することができることは、当業者には明らかであろう。この構造に関するいろいろな変数は、本発明の一部を構成するものではなく、ここに実際に説明された構造は、完全に機能する装置を構築する方法を示す１例として理解すべきである。即ち、この装置の各部品、組立体及び副組立体は、スチール又はプラスチック又はそれに類するその他の素材から形成することができ、組み立て製造してもよく、鋳造又は成形によって製造することもできる。脱塵装置１０のハウジング１００を板金を所定の形状に曲げて溶接することによって組み立て製造することに代えて、ハウジング１００をアルミニウムで鋳造するか、あるいは、高品質の加工を必要とする設備のためには、ハウジング１００をステンレス鋼で鋳造することが経済的な代替製造法である。ハウジング１００は、スチール板及び管から組立てられる副組立体から本来構成することができる単体の組立体である。各副組立体及びハウジング組立体の組み立て製造の方法は、当業者には明らかであるが、より詳しく説明しなければならない数個の素子及び構造部品がある。それらについて以下に説明する。
【００３０】
図５〜１３に、本発明の第３実施形態が示されている。脱塵装置１０の構造部品の形態は、図２〜１３に示された実施形態の間で異なるが、脱塵装置１０の全体的な作動は、実質的に同じである。塵又はその他の汚染物で汚染されたプラスチックペレットのような粒状材料は、頂部開口即ち入口１５を通して脱塵装置１０内へ供給される。ペレットを大量貯蔵器から供給するためのシステム及び制御装置は、斯界において周知であり、ここでは詳述しない。ペレットは、送り込みシュート１０２上に落下する。送り込みシュート１０２は、ペレットを装置の後方から後述する供給調量器（即ち計量器又は攪拌器）２５に向けて送るように斜めに傾けて固定されている。重要なことは、シュート１０２は、図１５に明示されているように、湾曲した下方部分を有する開口１０４を備えた形態とされていることである。操作者が空気洗浄デッキ１２０の作動をみて脱塵装置１０全体の作動を版賛することができるように脱塵装置１０の後部に覗き窓１０６（図８及び１１〜１３参照）が配置されている。
【００３１】
図１１及び１２を参照して、本発明の装置の更に詳細を説明する。洗浄すべき粒状材料は、頂部開口１５を通してシュート１０２上へ供給され、シュート１０２に沿ってシュートの開口１０４の底部に向けて斜め下向きに送られる。モータ１１２に取り付けられた撹拌器ロータ１１０が、開口１０４内へ突入しており、開口１０４をほぼブロックし、材料の流れを阻止するようになされている。図１４Ａ〜１４Ｆに示されるように、撹拌器ロータ１１０は、内周に逆ねじを有し、外周に可撓ブレード（フィン）１１４を取り付けられた金属ハブ１１３として形成されている。ブレード１１４は、モータ１１２によって回転されると、計量（調量）された量の材料を開口１０４を通して送る。ブレード１１４の枚数、及びそれに応じて、金属ハブ１１３の形状は、供給すべきペレットのサイズ（粒径）及び種類によって図１４Ｅ及び１４Ｆに示されるように変えることができるが、大抵の場合、３枚のブレードでよく、満足な結果が得られることが判明している。
【００３２】
撹拌器ロータの構造の重要な要素は、ブレード１１４の素材として可撓性の材料を用いることである。ブレード１１４が剛性であると、ペレットが開口１０４をふさいで詰まらせたり、及び、又はブレード１１４とシュート１０２の間に詰まる傾向があり、その結果、洗浄デッキ１２０へのペレットの流れを中断させ、ペレットを破砕することになることが判明している。これに対して、可撓ブレード１１４は、ペレットの流れの中断や破砕を起こすことなく、連続した調量流れを供給する。可撓ブレード１１４は、閉塞が生じると、撓曲し、それによって所望の流れを自動的に、かつ、迅速に再開させるのに十分な量の材料を開口１０４に通す。ブレード１１４に用いる可撓性素材は、障害物に遭遇したとき撓むのに十分な可撓性を有し、しかも、相当な期間持つだけの剛性を有するものでなければならない。ポリウレタンが、非常に適した素材であることが判明している。
【００３３】
ブレード１１４の角度、即ち、図１４Ｄにみられるハブに対するフライト（ブレード即ち羽根の外縁、この例では三角形の斜辺）の角度（図１４Ｄでみて左側の鋭角）は、図１４Ｇにみられるシュート１０２の傾斜角とは異なる。この関係（送るべきペレットのサイズに応じて変えることができる）が、挟まったペレットをフライトに沿って開口１０４に向けて「歩かせる」（少しずつ動かす）働きをする。モータ１１２は、１分間にほぼ１回転するように設定するが、上述したいろいろなパラメータに応じて変更することができ、あるいは、可変にすることもできる。ブレード１１４は、開口１０４に嵌合するように三角形とする。
【００３４】
開口１０４の直ぐ下にある洗浄デッキ１２０も、ロータ１１０の直ぐ下から円形の出口開口４０に向かって下向きに延長する傾斜表面を有する。空気洗浄デッキ１２０の設計は、異なる粒状材料又はペレットの種類に応じて変えることができるが、基本的な構成は、例えば米国特許第４，６３１，１２４号に開示されているように斯界において周知であるが、一般には、洗浄デッキ１２０は、洗浄工程の一部として空気流を通すための多数の穴又はスロットを有する平坦な篩又はスクリーン状部材である。このスクリーンとして多孔、有向素材を用いることによって空気が適正な向きに通されることが判明している。これらの多数の孔は、より好適な方向の空気流を与えるように「ルーバー」（傾斜した羽板）状にされる。図３に明示されているように、随意選択として、洗浄デッキ１２０に隣接して空気フィルター１２２を配置することができる。この第２実施形態においては、空気流を望ましい態様で脱塵装置１０を通して導くための入口開口１２４と出口開口１２６を備えた密閉空気入口取り付け具１２８を追加することができる。
【００３５】
図５〜１３を参照して説明すると、空気は、真空作用によって洗浄デッキ１２０を通され、出口管１５２から戻りホース１６（図１参照）を通して集塵装置１４へ吸引される。図１１〜１３に示される湾曲したじゃま板１３６は、ペレット自体が出口管１５２を通して吸引されるのを防止する働きをする。脱塵装置１０内の圧力を表示する視覚表示を与えるために圧力計１４０を付設することが便利である。
【００３６】
図１１及び１２を参照して更に説明すると、集塵装置１４からの清浄な空気は、入口１５０内へ吸引され、そこから、（１）洗浄デッキ１２０を直接通り、（フィルターが設けられている場合は、フィルターを通り、）次いで出口取り付け短管１５６（図１２）を経て出口１５２を通って空気清浄化のために集塵装置１４へ戻る流路と、（２）ハウジング１００を直接横切って戻り導管１５８へ至り、出口１５２を経て集塵装置１４へ戻る流路と、（３）洗浄デッキ１２０の下のスロット１６０を通って半円形のベンチューリチャンバー１６２内へ上昇し、出口１５２を通って流出する流路の３つの異なる経路に沿って流動することができる。図３及び４に示された第２実施形態では、入口１５０と出口１５２とは、固定閉鎖部材１６４によって完全に分離されているが、好ましい第３実施形態では、入口と出口とは、上述した流路を介して結合されている以外は、構造的には結合されていない。圧力逃し弁１６６は、過大圧力を防止するために圧力を逃す。圧力逃し弁１６６は、手操作でつまみネジをばね１６７に抗してねじ込むことによって調節することができる。図３及び４に示された第２実施形態では、圧力逃し弁１６６は、密閉空気入口取り付け具１２８内に組み込まれている。図５〜１３に示された実施形態では、圧力逃し弁１６６は、脱塵装置１０の正面に垂直に取り付けられている。
【００３７】
ハウジング１００を通る空気の流れ方向を更に制御するために、調節自在のダンパー１６８が出口導管１５８内に設けられている。調節自在ダンパー１６８は、出口導管１５８内に取り付けられ、向きを手操作で制御するための操作レバー１６９ａに連結された回動自在のじゃま板１６９を備えている。操作レバー１６９ａは、図３に示されるように、戻り導管１５８の側部に設けることができるが、図５、７、９及び１１に示されるように、戻り導管１５８の頂部に配置する方が便利である。じゃま板１６９の向きを変えることにより出口導管１５８を通ることができる空気の量を変更し、従って、洗浄デッキ１２０及びベンチューリチャンバー１６２を通る空気の量を変更することができる。当業者には明らかなように、粒状材料の種類、特にそのペレットのサイズが異なれば、処理機１内へ送る前にペレットを効果的に洗浄するためには、異なる空気流量を必要とする。
【００３８】
作動において、ペレットは、製品の種類に応じて周期的に又はコンスタントに頂部開口１５内に落とされてシュート１０２に係合し、シュートの開口１０４及び撹拌器１１０へ送られる。ペレットは、脱塵装置１０に入ると、磁束場コイル２０によって創生される磁束場に露呈され、それによってパウダー、塵粒子及びその他の汚染物がペレットから分離される。ロータ１１０が回転するにつれてペレットは、コンスタントに計量された流れとして洗浄デッキ１２０上へ解放される。出口１５２内の真空によって創生されるコンスタントな空気流が洗浄デッキ１２０の多数の孔を通して吸引され、それによってペレットの流れを流動化させて脱塵装置１０から汚染物を除去する。
【００３９】
上述したように第３経路をとる空気は、ベンチューリチャンバー１６２内において「空気ナイフ」を創生するように調節される。即ち、系内の空気流は、ベンチューリチャンバー１６２を通って上昇する空気流が洗浄デッキ１２０から落下するペレットを支持又は浮動させるさせ、それによって最大限の量の塵及び汚染物を出口取り付け短管１５６に向けて上昇させるように調節される。この空気調節は、操作者が覗き窓１０６を通して空気流の動きをみながら行う。具体的にいえば、操作者は、覗き窓１０６を通してみられる空気流の動きを制御するためにダンパー１６８及び弁１６６を用いて全体の流れを調節する。最終的に、ペレットは、出口４０を通って成形機１内へ送られる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
この脱塵装置１０は、比較的少量の一次製品を処理し搬送するようなサイズ及び構造である。通常、毎時５００又は６００ポンド未満の量が、この装置１０が処理する量として最善の範囲である。本発明のその他の実用上の応用例は、当業者には明らかであろう。本発明のコンパクトな脱塵装置は、一次材料から汚染物をできるだけ除去することが重要な要件とされるどのような用例に対しても好適である。
【００４１】
以上、本発明を実施形態に関連して説明したが、本発明は、ここに例示した実施形態の構造及び形状に限定されるものではなく、いろいろな実施形態が可能であり、いろいろな変更及び改変を加えることができることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は、供給ホッパー内へ供給される粒状材料から塵粒子を除去するために本発明による脱塵装置が供給ホッパーに取り付けられている射出成形機の立面図である。
【図２】図２は、本発明による脱塵装置の第１実施形態の右正面からみた透視図である。
【図３】図３は、本発明による脱塵装置の第２実施形態の左正面からみた透視図である。
【図４】図４は、図３に示された脱塵装置の第２実施形態の右側正面からみた分解透視図である。
【図５】図５は、本発明による脱塵装置の第３実施形態の正面からみた立面図である。
【図６】図６は、図５に示された脱塵装置の第３実施形態の右側側面からみた立面図である。
【図７】図７は、図５に示された脱塵装置の第３実施形態の左側側面からみた立面図である。
【図８】図８は、図５に示された脱塵装置の後側からみた立面図である。
【図９】図９は、図５に示された脱塵装置の上からみた平面図である。
【図１０】図１０は、図５〜９に示された脱塵装置の第３実施形態の右側正面からみた透視図である。
【図１１】図１１は、図７に示されたのと同様の脱塵装置の左側側面の立面図であるが、脱塵装置の内部構造を示す。
【図１２】図１２は、図６に示されたのと同様の脱塵装置の右側側面の立面図であるが、脱塵装置の内部構造を示す。
【図１３】図１３は、図５の線１３−１３に沿ってみたハウジングの断面図である。
【図１４−１】図１４Ａは、撹拌器部材の第１実施形態の拡大端面図である。  図１４Ｂは、撹拌部器材の第２実施形態の拡大端面図である。  図１４Ｃは、図１４Ｂの図に直交する側面でみた撹拌器部材の立面図である。
【図１４−２】図１４Ｄは、図１４Ａ及び１４Ｂに示された撹拌器部材のフィン形成部分の詳細図である。  図１４Ｅは、攪拌器の第２実施形態を構成するように図１４Ｄのフィンを取り付けた撹拌器の中央部分を構成するハブの拡大詳細立面図である。  図１４Ｆは、図１４Ａの撹拌器の第１実施形態の、図１４Ｅと同様の拡大詳細立面図である。  図１４Ｇは、脱塵装置の一部分の詳細立面図であり、撹拌器の取り付け態様を示す。
【図１５】図１５は、粒状材料を脱塵装置内へ送り込むように案内するために撹拌器の下に配置されたシュート部材の拡大詳細図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  処理機械、射出成形機、プラスチック成形機
２  供給ホッパー
１０  脱塵装置
１２  ホース
１４  集塵装置
１５  入口
１５  頂部開口
１６  戻りホース
２０  磁束場コイル、磁束場発生器、磁束発生器
２５  計量器、撹拌器
３０  空気出口
３５  空気入口
４０  出口、出口開口
１００  ハウジング
１０２  送り込みシュート
１０４  開口
１０６  覗き窓
１１０  ロータ、撹拌器ロータ
１１２  モータ
１１３  金属ハブ
１１４  ブレード、可撓ブレード
１２０  洗浄デッキ、空気洗浄デッキ
１２２  空気フィルター
１２４  入口開口
１２６  出口開口
１２８  密閉空気入口取り付け具
１３６  じゃま板
１４０  圧力計
１５０  入口
１５２  出口、出口管
１５６  出口短管
１５８  出口導管
１６０  スロット
１６２  ベンチューリチャンバー
１６４  固定閉鎖部材
１６６  圧力逃し弁
１６８  ダンパー
１６８  調節自在ダンパー
１６９ａ  操作レバー
１６９  じゃま板
【図１】
2005525212.tif 000003
【図２】
2005525212.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2005525212.tif 000014
【図１３】
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【図１４−１】
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【図１４−２】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年4月7日(2005.4.7)
【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】
粒状材料から汚染物を除去するための脱塵装置であって、
材料入口と、材料出口と、空気入口と、空気出口を画定するハウジングと、
前記材料入口に隣接して配置された送り込みシュートであって、該脱塵装置内へ供給された粒状材料を該送り込みシュートの壁に形成された開口に向けて導く送り込みシュートと、
前記送り込みシュートの開口と協同して該開口を通る粒状材料の流れを制御するために該開口を通して実質的にコンスタントな粒状材料の流れを供給する円錐形の計量器であって、該送り込みシュートの前記壁に対して鋭角に向けられた回転軸線を有する中心ハブに取り付けられた複数のほぼ三角形の可撓ブレードを備えている計量器と、
前記開口を通った粒状材料の流れを受け取り、該粒状材料の表面から汚染物を除去するために該開口に対して流れ受け取り位置に配置されており、かつ、前記空気入口からの空気流を利用して該汚染物を遠隔部所へ搬出するために該空気入口から前記空気出口にまで延長する空気流路に沿う位置に配置された洗浄デッキと、
から成ることを特徴とする脱塵装置。
【請求項２】
前記中心ハブは、モーターによって毎分ほぼ１回転の回転速度で回転されることを特徴とする請求項１に記載の脱塵装置。
【請求項３】
前記空気流は、前記ハウジングによって多重流路に分流され、該流路の１つは、前記粒状材料からの汚染物の除去を容易にする働きをする空気ナイフを創生するように前記洗浄デッキに近接して配置されたベンチューリチャンバーを通る流路であることを特徴とする請求項１に記載の脱塵装置。
【請求項４】
前記空気出口は、該空気出口を通して粒状材料が前記汚染物と一緒に排出されるのを防止するためのじゃま板を備えていることを特徴とする請求項３に記載の脱塵装置。
【請求項５】
前記空気流が前記多重流路内へ分割される前に該空気流を濾過するための空気フィルターが配置されていることを特徴とする請求項４に記載の脱塵装置。
【請求項６】
前記汚染物と粒状材料との間の静電結合を破るための磁束場を創生する磁束発生器を含むことを特徴とする請求項１に記載の脱塵装置。
【請求項７】
プラスチック成形機内へ供給すべきプラスチックペレットから表面汚染物を洗浄するために該プラスチック成形機に取り付けるためのコンパクトな脱塵装置であって、
材料入口と、材料出口と、空気入口と、空気出口を画定するハウジングと、
前記材料入口に隣接して配置された送り込みシュートであって、前記プラスチックペレットを該送り込みシュートに形成された開口に向けて導く送り込みシュートと、
前記送り込みシュートの開口を通して実質的にコンスタントなプラスチックペレットの流れを供給するために該開口と協同するように配置されており、中心ハブに該ハブの軸線の周りにモーターによって回転されるように取り付けられた複数のほぼ三角形の可撓ブレードを備えた撹拌器と、
前記送り込みシュートの開口を通ったプラスチックペレットの流れを受け取り、該プラスチックペレットの表面汚染物を除去するために該開口に対して流れ受け取り位置に配置されており、かつ、前記空気入口からの空気流を利用して該汚染物を遠隔部所へ搬出するために該空気入口から前記空気出口にまで延長する空気流路に沿う位置に配置された洗浄デッキと、
前記表面汚染物と前記プラスチックペレットとの間の静電結合を破るための磁束場を創生する磁束発生器と、
から成ることを特徴とする脱塵装置。
【請求項８】
前記空気流は、前記ハウジングによって多重流路に分流され、該流路の１つは、前記プラスチックペレットの表面汚染物の除去を容易にする働きをする空気ナイフを創生するように前記洗浄デッキに近接して配置されたベンチューリチャンバーを通る流路であることを特徴とする請求項７に記載の脱塵装置。
【請求項９】
前記撹拌器は、前記モータによって毎分ほぼ１回転の回転速度で回転されることを特徴とする請求項８に記載の脱塵装置。
【請求項１０】
前記各ブレードは、前記送り込みシュートに対して鋭角をなして斜めに延長した、該三角形の斜辺に対応する辺を有していることを特徴とする請求項９に記載の脱塵装置。
【請求項１１】
該脱塵装置は、前記空気出口を通して排出された前記汚染物を収集するために該脱塵装置から離れた場所の遠隔集塵装置に接続されており、該集塵装置は、前記空気入口を通して空気流を供給することを特徴とする請求項１０に記載の脱塵装置。
【請求項１２】
処理機械で使用するための粒状材料から表面汚染物を除去する方法であって、
前記処理機械内へ供給すべき前記粒状材料の流れを受け取るように脱塵装置を配置する工程と、
粒状材料の前記流れを送り込みシュートの壁に沿って開口に向けて送る工程と、
前記開口を覆って配置され、フィンを前記粒状材料に係合させるように送り込みシュートの前記壁に対して鋭角に向けられた回転軸線を有する円錐形のフィン付き撹拌器を回転させることによって、該粒状材料のブリッジングを防止するとともに該開口を通して該粒状材料の実質的に均一な流れを導くことにより該粒状材料の流れを前記脱塵装置を通して供給する工程と、
前記脱塵装置を通して通流される空気流によって該粒状材料の実質的に均一な流れを洗浄して該材料から前記表面汚染物を除去し、洗浄された粒状材料を生成する洗浄工程と、
前記洗浄工程の前に、又は洗浄工程中に前記表面汚染物と粒状材料との間の静電結合を破るための磁束場を創生する工程と、
前記表面汚染物を帯同した前記空気流を前記脱塵装置から遠隔集塵装置へ排出する工程と、
前記洗浄された粒状材料を前記処理機械へ供給する工程と、
から成ることを特徴とする汚染物除去方法。
【請求項１３】
脱塵装置を配置する前記工程は、前記粒状材料を、それが前記処理機械で使用される前に洗浄するために該処理機械への該粒状材料の流れを途中で捕捉するように該脱塵装置を該処理機械に直接取り付けることから成ることを特徴とする請求項１２に記載の汚染物除去方法。
【請求項１４】
前記洗浄工程は、前記フィン付き撹拌器から前記粒状材料の実質的に均一な流れを受け取るために洗浄デッキを配置する工程と、
前記空気流を多重流路に分流する工程と、
前記粒状材料の流れを遅くし、前記表面汚染物の除去を容易にする働きをする空気ナイフを前記洗浄デッキの近傍に創生するように第１空気流路をベンチューリチャンバーを通る経路として設定し、該第１空気流路を通して空気流を通流させる工程と、
第２空気流路を前記洗浄デッキを貫流する経路として設定し、前記表面汚染物を空気流に帯同させて該帯同された表面汚染物を遠隔部所へ搬出するために空気出口へ移動させるように洗浄デッキを貫流する該第２空気流路を通して空気流を通流させる工程を含むことを特徴とする請求項１２に記載の汚染物除去方法。
【国際調査報告】
2005525212.tif 000019
2005525212.tif 000020