(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子（３１２）を搬送するための装置であって、
その長さに沿って複数の穿孔（３１１）を有する少なくとも一つの無端状コンベヤベルト（３１０）と、
供給ゾーン（１５０）において、粒子（３１２）を前記コンベヤベルト（３１０）に供給するための供給装置（１００）と、を備え、
前記装置は、前記粒子（３１２）を前記穿孔（３１１）に吸引するために、前記穿孔（３１１）に負圧をかけることが可能なように構成され、前記コンベヤベルト（３１０）は、前記粒子（３１２）を、前記穿孔（３１１）に吸引しながら搬送方向（Ｔ）に沿って搬送し、これにより可動搬送面（３１６）を画定するように構成される装置において、
前記搬送面（３１６）がほぼ鉛直な面（ｘ−ｚ）において延び、前記コンベヤベルト（３１０）の前記粒子（３１２）が搬送される部分が、ほぼ鉛直に向けられ、かつ、前記コンベヤベルト（３１０）は、上向きに傾斜する方向に沿って粒子が移動するように、水平面に対して斜めに傾けて配置され、前記搬送方向（Ｔ）が水平方向（ｘ）に対し上向きに傾斜している、ことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記供給ゾーン（１５０）の外側で前記コンベヤベルト（３１０）から落ちた粒子（３１２）を収集し、重力の作用により前記供給ゾーン（１５０）に前記粒子（３１２）を再循環させるために、前記搬送面（３１６）より下に配置される傾斜した再循環トレイ（２００）をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記供給装置（１００）が、前記コンベヤベルト（３１０）によって形成される側壁部分を有する供給チャンバ（１３０）を備える、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
第１の側（Ａ）と第２の側（Ｂ）を画定する鉛直な分離壁（６００）をさらに備え、該分離壁が細長の開口部（６０１）を画定し、該細長の開口部（６０１）に、前記搬送面（３１６）が前記分離壁（６００）の前記第１の側（Ａ）に向くように配置される、請求項１〜３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
前記コンベヤベルト（３１０）を駆動するための駆動モータ（３２０）をさらに備え、該駆動モータ（３２０）が、前記分離壁（６００）の前記第２の側（Ｂ）に配置される、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記コンベヤベルト（３１０）の前記穿孔（３１１）に負圧をかけるための負圧源（３６０）をさらに備える、請求項１〜５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
前記搬送方向（Ｔ）に沿って延びる細長の真空ボックス（３３０）であって、１つの長手方向側面に沿って開いており、該真空ボックス（３３０）に負圧をかけるために負圧源（３６０）に接続可能である真空ボックス（３３０）と、
前記真空ボックス（３３０）の前記長手方向側面を覆う細長のスライダー（３５０）であって、複数の吸引開口部（３５１，３５２）が設けられ、該吸引開口部（３５１，３５２）が前記搬送方向（Ｔ）に沿って変化する自由断面を定める前記スライダー（３５０）と、をさらに備え、
前記コンベヤベルト（３１０）は、前記搬送方向（Ｔ）に沿って前記スライダー（３５０）上を摺動可能に案内され、その結果、前記真空ボックス（３３０）内の負圧が前記コンベヤベルト（３１０）の前記穿孔（３１１）で負圧を引き起こし、前記穿孔（３１１）での負圧が、前記スライダー（３５０）の前記吸引開口部（３５１，３５２）によって定められる自由断面に従って、前記搬送方向（Ｔ）に沿って調節される、請求項１〜６のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
粒子を搬送するための装置であって、
その長さに沿って複数の穿孔（３１１）を有する無端状コンベヤベルト（３１０）を備え、該コンベヤベルト（３１０）が前記粒子（３１２）を前記穿孔（３１１）に吸引しながら搬送方向（Ｔ）に沿って搬送するように構成される装置であって、該装置が、
前記搬送方向（Ｔ）に沿って延びる細長の真空ボックス（３３０）であって、１つの長手方向側面に沿って開いており、該真空ボックス（３３０）に負圧をかけるために負圧源（３６０）に接続可能である前記真空ボックス（３３０）と、
該真空ボックス（３３０）の前記長手方向側面を覆う細長のスライダー（３５０）であって、複数の吸引開口部（３５１，３５２）が設けられ、該吸引開口部（３５１，３５２）が前記搬送方向（Ｔ）に沿って変化する自由断面を定める前記スライダー（３５０）と、をさらに備え、
前記第１のコンベヤベルト（３１０）が、前記搬送方向（Ｔ）に沿って前記スライダー（３５０）上を摺動可能に案内され、その結果、前記真空ボックス（３３０）内の負圧が前記コンベヤベルト（３１０）の前記穿孔（３１１）で負圧を引き起こし、該穿孔（３１１）での負圧が、前記スライダー（３５０）の前記吸引開口部（３５１，３５２）によって定められる自由断面に従って、前記搬送方向（Ｔ）に沿って調節され、
前記スライダー（３５０）が、前記搬送方向（Ｔ）に沿って延びる長手方向溝（３５４）を画定し、該長手方向溝（３５４）は、前記コンベヤベルト（３１０）と、前記吸引開口部（３５１，３５２）が設けられるスライダー部分との間に隙間空間を作り出す、ことを特徴とする装置。
【請求項９】
前記スライダー（３５０）が、前記搬送方向（Ｔ）に沿って延びる長手方向溝（３５４）を画定し、該長手方向溝（３５４）は、前記コンベヤベルト（３１０）と、前記吸引開口部（３５１，３５２）が設けられるスライダー部分との間に隙間空間を作り出す、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
前記スライダー（３５０）の選択された吸引開口部（３５１，３５２）を覆うために、前記スライダー（３５０）上に配置されるバリア部材（３５８）をさらに備える、請求項７〜９のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
供給ゾーン（１５０）において前記コンベヤベルト（３１０）に粒子を供給するための供給装置（１００）をさらに備え、前記吸引開口部（３５１，３５２）によって定められる自由断面が、前記搬送方向（Ｔ）に沿って前記供給ゾーン（１５０）から下流側においてより、前記供給ゾーン（１５０）においての方が大きい、請求項７〜１０のいずれかに記載の装置。
【請求項１２】
粒子の少なくとも１つの分析特性を決定するための少なくとも１つの測定装置（４００）と、
前記粒子（３１２）を、前記分析特性に基づいて少なくとも２つの品質等級に選別するための、前記測定装置（４００）に動作可能に連結される選別装置（５００）と、をさらに備え、
前記測定装置（４００）は、前記搬送方向（Ｔ）に対して、前記供給ゾーン（１５０）から下流側に配置され、
前記選別装置（５００）は、前記搬送方向（Ｔ）に対して、前記測定装置（４００）から下流側に配置される、請求項１〜７のいずれか、又は請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
複数の無端状コンベヤベルト（３１０，３１０’、３１０’’、３１０’’’）を備え、該複数のコンベヤベルトは互いに並行に配置され、前記複数の無端状コンベヤベルト（３１０，３１０’、３１０’’、３１０’’’）の前記搬送面は、互いにほぼ同一平面上にある、請求項１〜１２のいずれかに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒子を搬送するための装置に関する。当該装置は、真空コンベヤベルト、すなわち、負圧をかけることのできる複数の穴（穿孔）を有するコンベヤベルトを備える。当該装置は、粒子を品質等級に選別するために都合よく使用することができる。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、粒子、例えば、穀物又は種子を、２以上の品質等級に選別するための選別装置を開示する。この装置は、前記粒子の少なくとも１つの分析特性を決定するための測定装置を備え、該測定装置は粒子を照らすための光源と、粒子のスペクトル特性を分析するための分光計とを含む。選別装置は、動作可能に測定装置に連結され、分析特性に基づいて粒子を品質等級に選別する。ある搬送装置は、粒子を、測定装置を通過させて選別装置へと運ぶ。この搬送装置は、真空コンベヤベルト、すなわち、複数の穿孔を有する無端状穿孔コンベヤベルトと、穿孔に負圧をかける真空ポンプとを備える。真空は、搬送装置に供給される粒子を穿孔に吸引させ、測定装置を通過させて選別装置へとコンベヤベルト上を搬送する。粒子が搬送されるコンベヤベルトの表面（「搬送面」）は下を向き、すなわち、粒子はコンベヤベルトの上面に載っているというよりむしろ、「天井から吊るした」、つまりコンベヤベルトから吊された状態で運ばれる。
【０００３】
粒子の真空ベルトへの供給は、供給ベルトを用いることによって達成され、供給ベルトは、ホッパーから粒子を受け取り、コンベヤベルトの穿孔への粒子の吸引を促進するために、真空コンベヤベルトの方へ粒子を加速させる。再循環ダクトは、穿孔に吸引されなかった粒子を受け取る。そこから、粒子はポンプを用いてホッパーへと再循環される。
【０００４】
このような先行技術装置の不利な点は、供給及び再循環システムの複雑性に見られ、これにより、製造及びサービスコストが増える。この先行技術の構造のさらなる不都合は、搬送装置の駆動部品や、測定装置の精密な部品が、穀物や種子等の天然起源の粒子が必然的に伴うほこりに晒されることである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ  ２０１２／１４５８５０  Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の第１の態様において、本発明の目的は、供給、再循環を簡素化でき、装置の選択された部品のほこりからの保護を改善できる、真空コンベヤベルトを備えた搬送装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記第１の態様によると、本発明は、粒子を搬送するための装置であって、
その長さに沿って複数の穿孔を有する無端状コンベヤベルトと、
供給ゾーンにおいて粒子を前記コンベヤベルトに供給するための供給装置と、を備え、
前記搬送装置は、粒子を前記穿孔に吸引するために前記穿孔に負圧をかけることが可能なように構成され、前記コンベヤベルトは、粒子を前記穿孔に吸引しながら搬送方向に沿って搬送し、これにより可動搬送面を画定するように構成され、
前記搬送面がほぼ鉛直な面で延び、前記搬送方向が水平方向に対し上向きに傾斜している、搬送装置を提供する。
【０００８】
上記装置は、コンベヤベルトの穿孔に負圧をかけるための負圧源、特に真空ポンプをさらに備える。搬送方向に沿って粒子を搬送するようにコンベヤベルトを駆動するために、上記装置は、駆動モータ、例えば電気モータ又は空気圧モータを備えてもよい。
【０００９】
本発明によると、粒子を搬送するコンベヤベルトの部分は、装置を目的どおりに用いる場合、水平ではなくほぼ鉛直に向けられ、コンベヤベルトは、上向きに傾斜する方向に沿って粒子を動かすように、斜めに、すなわち、水平面に対し傾けて配置される。搬送面についてほぼ鉛直な向きを選ぶことによって、粒子を、先行技術よりかなり簡単な方法でコンベヤベルトへと供給することができる。特に、コンベヤベルトに吸引される前に粒子を加速するための先行技術で提案されたような供給ベルトを省くことができる。さらに、コンベヤベルトに適切に吸引されなかった粒子の再循環がかなり簡単な方法で実現できる。特に、コンベヤベルトは粒子を斜め上向きに動かすため、コンベヤベルトから落ちた粒子を、重力の作用のみによって、供給ゾーンへと運び戻すことができる。さらに、搬送面がほぼ鉛直に向いていることにより、供給装置等の、粒子と直接作用する構成要素又は粒子を選別するための構成要素と、コンベヤベルト用の駆動モータや電子回路等の、粒子のすぐ近くにある必要のない構成要素との間の、単純な空間的隔離が可能である。搬送面の面法線と水平面（重力方向に垂直であると定義する）の間の角度が、−３０°から＋３０°、好ましくは−１０°から＋１０°、最も好ましくは−５°から＋５°である場合、搬送面を、ほぼ鉛直な面で延びると見なす。
【００１０】
供給ゾーンの外側でコンベヤベルトから落ちた粒子の再循環を実現するために、上記装置は、供給ゾーンの外側でコンベヤベルトから（搬送面から）落ちた粒子を収集し、この粒子を供給ゾーンへと重力の作用によって再循環させるために、搬送面より下に配置される斜めになった再循環トレイを備えてよい。この再循環トレイは、１以上の傾斜した滑り面を画定してよく、この上を収集された粒子が供給ゾーンに向かって下向きに滑ることができる。特に、この再循環は、コンベヤベルトから落ちた粒子を受け取るために上に開いた、下向きに傾斜するシュートの形をしていてよい。粒子を再循環させるために、ポンプやベルト等の作動装置は必要ない。
【００１１】
特に簡単な供給操作を実現するために、供給装置は供給チャンバを備え、これは、供給ゾーンを画定し、コンベヤベルトによって形成される側壁部分を有する。言い換えると、供給チャンバは、コンベヤベルトによって、部分的に横方向、すなわちその側面の1つの境界を定められてよい。このような配置が可能なのは、コンベヤベルトが鉛直に向いているからである。供給チャンバは、供給チャンバの死容積を最小限にするために、コンベヤベルトに向かって下向きに先細ってよい。
【００１２】
粒子の処理に携わり、それゆえ搬送面のすぐ近くになければならない構成要素と、搬送面から離して配置できる構成要素との間の分離を改善するために、上記装置は、第１の側と第２の側とを画定する鉛直な分離壁を備え、該分離壁は、細長の開口部を画定し、前記搬送面が前記分離壁の第１の側に向くようにこの細長の開口部に、配置される。従って、分離壁は、上記装置の２つの別個のゾーンの間の遮蔽物を形成する。分離壁の第１の側にある第１のゾーンは「処理ゾーン」であり、ここでは、例えば上記装置が選別装置を形成する場合、測定及び選別中に粒子が搬送され処理される。このゾーンは、粒子から発生する大量のほこりに晒されてもよい。第２のゾーンは「クリーンゾーン」であり、ほこりから保護されなければならない。コンベヤベルトとその駆動部品は、通常、第２のゾーン（「クリーンゾーン」）に配置されるが、分離壁内の細長の開口部により、第１のゾーン（「処理ゾーン」）から、粒子のための移動搬送面として機能するコンベヤベルトの部分にアクセスできる。エネルギー、データ及び媒体移動のため、第１のゾーンと第２のゾーンの間を接続するために、さらなる開口部を備えてよい。特に、上記装置が、光源及び光検出器を有する測定装置を備える選別装置として構成される場合、前記光源及び前記光検出器の少なくとも１つは、好ましくは、分離壁の第２の側つまり「クリーンゾーン」に配置される。一方、上記装置が、搬送及び／又は選別後に粒子を受け入れるための容器を備える場合、該容器は、分離壁の第１の側つまり「処理ゾーン」に配置されるのが有利である。上記装置は第１及び／又は第２のゾーンを閉鎖するためのハウジングを備えてもよい。
【００１３】
第２の態様において、本発明は、
その長さに沿って複数の穿孔を有する無端状コンベヤベルトであって、粒子を前記穿孔に吸引しながら搬送方向に沿って搬送し、これにより可動搬送面を画定するように構成されるコンベヤベルトと、
前記搬送方向に沿って延びる細長の真空ボックスであって、１つの長手方向側面に沿って（必ずしも横側面でなくてよい）開放されており、該真空ボックスに負圧をかけるために負圧源に接続可能である真空ボックスと、
前記真空ボックスの前記長手方向側面を覆う細長のスライダーであって、複数の吸引開口部を有し、該吸引開口部は前記搬送方向に沿って変化する自由断面（free cross section）を定めるスライダーと、を備え、
前記コンベヤベルトが、前記スライダー上を前記搬送方向に沿って摺動可能に案内され、その結果、前記コンベヤベルトの前記穿孔での負圧が、前記真空ボックス内の負圧によって引き起こされ、前記スライダーの前記吸引開口部によって定められる前記自由断面に従って、前記搬送方向に沿って調節される、搬送装置を提供する。
【００１４】
このようにして、前記コンベヤベルトの吸引力を容易に調節できる。自由断面（有効断面）は、複数の吸引開口部を含むのに十分に大きいスライダーの一定領域にある吸引開口部の断面積全体の、この領域の全表面積に対するパーセンテージである。全ての吸引開口部が同じ大きさで、スライダーの長さに沿って同じ間隔であれば、この自由断面は、スライダーの長さに沿って一定となる。全ての吸引開口部が同じ間隔であるものの、スライダーの長さに沿って断面積の増減がある場合は、この自由断面も増減する。全ての吸引開口部が同じ断面積であるものの間隔がスライダーの長さに沿って増減する場合は、この自由断面は同じく変化する。もちろん、吸引開口部の大きさと間隔を同時に変化させて、自由断面を調節してもよい。
【００１５】
好ましくは、搬送方向に沿った（大きさ及び／又は間隔を変えることによる）吸引開口部の自由断面の変化は、少なくとも２倍、より好ましくは少なくとも５倍になる。言い換えると、スライダーは、その長さに沿った第１の領域を有し、ここでは吸引開口部が第２の領域より間隔が密で、及び／又は大きさが大きく、その結果第１の領域の自由断面は第２の領域の少なくとも２倍、より好ましくは少なくとも５倍の大きさになっている。このようにして、吸引力のかなり大幅な調節が非常に容易に得られる。
【００１６】
スライダー長にわたって吸引力を滑らかに連続して変化させるために、スライダーは、搬送方向に沿って延びる長手方向の溝を画定し、この長手方向溝が、コンベヤベルトと、吸引開口部が設けられるスライダー部分との間に隙間空間を生み出すことが好ましい。スライダーは、長手方向溝の境界を決める２つの平行な長手方向ウェブ（すなわち、長手方向の分離壁）を備えてよく、それぞれのウェブがコンベヤベルトのための接触面を形成する。この隙間空間により、スライダー長にわたって限定的な均圧化が可能となる。
【００１７】
上記搬送装置は、供給ゾーンにおいてコンベヤベルトに粒子を供給するための供給装置を備えてよい。このとき、吸引開口部によって定められる自由断面は、供給ゾーンの負圧のレベルを上げる（吸引力が大きくなる）ように、搬送方向に沿って供給ゾーンから下流側においてより、供給ゾーンにおいての方が大きいと有利である。
【００１８】
スライダーの選択された吸引開口部を覆う（及び閉じる）ために、スライダー上に配置されるバリア部材をスライダーに設けてもよい。このバリア部材は、スライダーの上述の長手方向溝に配置されてもよい。このようにして、コンベヤベルトの穿孔での負圧を、コンベヤベルトから粒子が落ちることが望まれる領域で、選択的に下げることができる。例えば、上記装置が選別装置として構成される場合、選別ゾーンの終わりでコンベヤベルトから粒子を落下させることが望まれるであろう。
【００１９】
本発明の第２の態様は、本発明の第１の態様と容易に組み合わせることができ、すなわち、本発明の第２の態様による真空ボックスとスライダーは、本発明の第１の態様による、鉛直な搬送面と斜めの搬送方向を有する装置で容易に用いることができる。
【００２０】
搬送及び選別は、複数のコンベヤベルトを用いることにより並列化できる。この目的のために、上記装置は、１以上のさらなる無端状コンベヤベルトを備えてよく、全てのコンベヤベルトが、互いに平行で、鉛直方向に対し上下に積み重ねて配置される。各コンベヤベルトは、搬送方向に沿って粒子を搬送するための可動搬送面を画定する。これら搬送面は、好ましくは、互いとほぼ同一平面上にある。このようにして、複数の平行なコンベヤベルト上での粒子の同時搬送、分析及び選別が可能となる。複数のコンベヤベルトを、共通の駆動モータで駆動することができる。
【００２１】
上記装置は、粒子を複数の品質等級に選別するための選別装置を形成するためにさらなる構成要素で補われてよい。この目的のために、上記装置は以下のうちの１以上を備えてよい：
粒子の少なくとも1つの分析特性を決定するための少なくとも１つの測定装置であって、搬送方向に対して供給ゾーンから下流側に配置される測定装置、及び
前記分析特性に基づいて少なくとも２つの品質等級に粒子を選別するための、前記測定装置に動作可能に連結される選別装置であって、搬送方向に対して前記測定装置から下流側に配置される選別装置。
【００２２】
前記測定装置は、穀物、豆、又は種子等の粒子をそれらの分析特性に関して分析するために、分光計、イメージング・スペクトロメータ、カメラ、質量分析計、音響チューナブルフィルタ等を１以上含んでよい。本装置は、調査中の粒子のスペクトル特性（すなわち、光学分光計の場合、反射率又は透過率等の一定の光学特性の波長依存性）を測定することによって１又は複数の分析特性を同時に評価することができる。加えて又は代わりとして、上記測定装置は、異なる分析特性を決定するように構成された複数の検出器を備えてよい。
【００２３】
好ましい実施形態では、粒子の分析を光学的手段によって行い、上記測定装置は、少なくとも1つの光源と少なくとも１つの光検出器を備える。ここでいう「光」とは、電磁スペクトルの遠赤外（ＩＲ）領域から極紫外線（ＵＶ）まで、さらにはＸ線領域までの、全ての種類の電磁放射を包含すると理解される。光源及び光検出器は、穿孔を通して光を当てるように、搬送面の異なる側に配置されてよく、その際光検出器は、前記搬送面上の測定装置を通過して動かされる粒子を通って透過する光を受けるように配置されてよい。他の実施形態において、光源及び光検出器を、搬送面の同じ側（好ましくは、粒子が搬送される側）に配置してよく、光検出器は、搬送面上の測定装置を通過して動かされる粒子から反射される光を受けるように配置される。装置の処理能力を高めるために、測定装置が、搬送方向に対して横に延びる横断方向に沿って配置した複数の光検出器を備えて、異なる横断位置で、測定装置を通過して動く粒子の分析特性を同時に測定できるようにしてもよい。
【００２４】
上記光検出器は、測定装置を通過して動く粒子から受け取る光のスペクトルを記録するように構成される、少なくとも１つの分光計を備えてよい。これらのスペクトルはその後分析されて、スペクトルから分析特性を導き出すことができる。いくつかの実施形態では、光検出器は、異なる横断位置で測定装置を通過して動く粒子の空間分解スペクトルを記録するように構成されたイメージング・スペクトロメータを備えてよい。このようにして、これらの粒子のスペクトル特性を分析するだけでなく、大きさ又は形状等の幾何学的特性を導き出すこともできる。他の実施形態では、光検出器は、カメラ、特にラインスキャンカメラ又は２次元画像センサーを有するカメラを備えてよい。これにより、他の特性とは独立に、大きさ及び／又は形状及び／又は色及び／又は蛍光性を分析することができる。
【００２５】
測定装置は、その後の選別のために、１以上の測定変数に基づいて、１つ１つの粒子を品質等級の１つに割り当てるための処理装置を含んでもよい。この処理装置は選別装置を制御してもよい。処理装置は、予測及び分類アルゴリズムを実行するコンピュータを備えてもよい。測定装置が分光計を含む場合、処理装置が分光計から受け取った測定変数には、スペクトルデータが含まれてもよい。測定装置が１以上のカメラを含む場合は、処理装置がカメラから受け取った測定変数には画像データが含まれてもよい。
【００２６】
選別は、圧縮空気式、圧電式、機械式、重力式、及び他の種類のソーターを含む、様々な異なる方法で実行されてよい。例えば、選別装置は、前記測定装置に動作可能に連結された少なくとも１つの圧縮空気噴出ノズルを備えてよく、前記噴出ノズルを通過して動く粒子を選択的に搬送面から吹き飛ばすためのエアージェットを生成する。噴出ノズルは、前記穿孔を通してエアージェットを発生させるために、搬送面の、粒子が搬送される側と反対の側に配置することができる。他の実施形態では、噴出ノズルは、搬送面から横方向に粒子を吹き飛ばすために、搬送面に平行で搬送方向に対して横の空気流を発生させることができる。
【００２７】
こうした装置で搬送し選別できる粒子の種類には、穀物、豆類、種子、又は、小麦、大麦、オート麦、米、トウモロコシ、又はソルガムのような穀物類の穀粒；大豆、カカオ豆、及びコーヒー豆、その他多くの農産物粒子が含まれるが、これに限定されない。評価できる分析特性の種類としては、化学的又は生化学的特性、汚染体及び／又は感染体及び／又は他の病原体による汚染度、及び／又は、大きさ、形状、及び色等の幾何学的及び知覚的特性が挙げられるが、これに限定されない。特に、生化学的特性は、生物内の物質の構造、組成、及び化学的反応を反映する特性であると理解するべきである。生化学的特性には、タンパク質含有量、油分、糖含量、及び／又はアミノ酸含有量、水分含量、多糖類含有量、特に、デンプン含有量又はグルテン含有量、脂肪又は油含有量、抗酸化物質含有量、ビタミン含有量、又は、特定の生化学的又は化学的マーカー、例えば、一般的に当該技術分野で公知の、化学分解のマーカーの含有量が含まれるが、これに限定されない。汚染体又は感染体には、消費者に病気をもたらし得る有害な化学物質や微生物が含まれ、殺菌剤、除草剤、殺虫剤、病原体、バクテリア及び菌類が含まれるが、これに限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
本発明の好ましい実施形態を、図を参照しながら以下に説明するが、これらの図は、本発明の好ましい実施形態を説明するためのものであって、本発明を限定するためのものでない。
【００２９】
【図１】図１は、選別装置の第１の実施形態を示す。
【図２】図２は、図１の選別装置の一部を等角図法で示す。
【図３】図３は、図１の選別装置の一部の正面図である。
【図４】図４は、粒子を供給し再循環させる方法を示す概略図である。
【図５】図５は、図１の選別装置の搬送ユニットを示す。
【図６】図６は、図５の搬送ユニットと併せて用いられるスライダーを示す。
【図７】図７は、コンベヤベルトと一緒にした、図６のスライダーを図８の平面VII−VII面で切った断面の拡大図である。
【図８】図８は、いくつかの吸引開口部をバリア部材で覆った、図６のスライダーの近位及び遠位端部の拡大図である。
【図９】図９は、分離壁と一緒に、図５の搬送ユニットを示す。
【図１０】図１０は、分離壁と一緒に、図５の搬送ユニットを示す。
【図１１】図１１は、選別装置の詳細図を示す。
【図１２】図１２は、選別装置の第２の実施形態を示す。
【図１３】図１３は、選別装置の第３の実施形態を示す。
【図１４】図１４は、第２及び第３の実施形態用の供給装置を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１〜１１に、本発明の搬送機構を用いる選別装置の第１の実施形態を示す。まず、図１〜３を参照するが、これらは、選別装置の様々な部分を異なる見方で表示する。
【００３１】
上記選別装置は、真空コンベヤベルト３１０を含む搬送装置を備える。このコンベヤベルト３１０は、粒子を搬送方向Ｔに沿って供給装置１００から選別装置５００に運ぶ部分を有する（図２及び３参照）。この部分は、搬送面を画定する。搬送面は鉛直に配向される、つまり、搬送面は鉛直面ｘ−ｚで延びる。図３で最もよく分かるように、搬送方向Ｔは、水平面（ｘ−ｙ面）に対し角度αで傾斜している。本実施例では、この角度αはおよそ４５°である。
【００３２】
供給装置１００は、コンベヤベルト３１０に粒子を供給する。供給装置はホッパー１１０（図２及び３にのみ示す）を備え、この中に選別されるべき粒子がバルク状で充填される。ここから、粒子は、漏斗状部１２０を通り抜けて供給チャンバ１３０へ入る。供給チャンバ１３０は、移動コンベヤベルト３１０によって1つの横側面の境界が定められる。粒子は、供給チャンバ１３０から、出口シュート１４０を用いて取り出される。
【００３３】
図４の概略図から明らかなように、コンベヤベルト３１０は、ベルト長に沿って（すなわち、搬送方向Ｔに沿って）一定の間隔で配置される複数の穿孔（貫通孔）３１１を有する。以下でより詳細に説明するように、この穿孔３１１には負圧（真空）がかけられる。供給チャンバ１３０に入る粒子３１２は、供給ゾーン１５０でコンベヤベルト３１０に達し、負圧の作用により、穿孔３１１に吸引される（吸い込まれる）。吸引された粒子は、搬送方向Ｔに沿ってコンベヤベルトによって運ばれる。従って、粒子は、穿孔によって決められる明確に規定された位置で搬送され、これらの穿孔は通常、粒子が穿孔を通り抜けてしまわないように、粒子の最小寸法より小さい。
【００３４】
各穿孔にはちょうど１つの粒子が吸引されることが理想的であるが、この同じ穿孔に、別の粒子である２つ目の粒子がくっつく恐れがある。こうした過剰な粒子はスキマー３１３，３１４，３１５によってコンベヤベルト３１０からはぎ取られ、これにより、一度に１つだけの粒子を通すことができる。各スキマーは、例えば、中実の材料ブロック、スポンジ、ブラシ、薄いブレード、境界が明確な気流を生成するノズル（エアブレード）等を含んでよい。さらに、これらスキマーを、コンベヤベルトにくっついたままの粒子に所定の方位を取らせるように構成してもよい。特に、多くの穀物粒についてそうであるように、粒子は、長軸を有する一般的な楕円形である可能性がある。この場合、スキマーを、粒子に、粒子の長軸が搬送方向Ｔに対してほぼ平行となる向きをとらせるように構成することができる。このため、スキマーは、粒子の長軸の代表的な長さより小さいが、短軸の代表的な長さよりは大きく調整できるように、調整可能な横方向距離（搬送方向に垂直な距離）を有してよい。スキマーの少なくとも１つ（ここでは、スキマー３１３）は、粒子を所望の方向にガイドするために、搬送方向に対して傾斜する案内面を有してよい。
【００３５】
スキマーがはぎ取った粒子、及び、他の理由でベルトから落ちた粒子は、上に開いた傾斜シュートの形をした再循環トレイ２００によって回収される。再循環トレイ２００は、水平方向に対し傾斜している。再循環トレイの下端は、供給ゾーン（すなわち供給チャンバ１３０）内に通じている。本実施例では、再循環トレイ２００は、傾斜の異なる２つの隣接する滑り面２１１，２１２を画定し、この上を粒子が滑り落ちることができる。従って、再循環トレイに入る粒子は、重力の作用により再循環トレイを滑り降り、何ら能動的な作動なしに供給ゾーンに再び入る。
【００３６】
再び図１〜３について、コンベヤベルト３１０は、その穿孔に吸引されたままの粒子を、ビデオカメラ４４０や照明ボックス４２０を通過させて搬送する。照明ボックス４２０とビデオカメラ４４０は、測定装置４００の一部であり、測定装置は、それ自体公知の、１以上のＮＩＲ光源４１０や、やはりそれ自体公知のＮＩＲ分光計４３０をさらに備える。光ファイバ４１１，４３１は、ＮＩＲ光源４１０が放出する光を照明ボックス４２０へと案内し、粒子から反射される光をＮＩＲ分光計４３０へと運び戻す。検出された信号の量を増やすために、照明ボックス４２０は、粒子上に光源からの放射を集中させたり、粒子が放出、反射、散乱、又は伝送する信号を分光計へと集めたりするために、レンズ、ミラー、コリメータ、光ファイバや、これら要素の組み合わせ等の収束、結像又はガイド系を含むことができる。このような要素については、関連の光学分野でよく知られているので図には示さない。本実施例では、粒子を照らすための光を、１以上の光ファイバで案内する（「冷光源」）。他の実施形態では、光ファイバを用いずに粒子を照らすことが考えられる（「直接照明」）。ＮＩＲ分光計４３０は、反射光のＮＩＲスペクトルを記録する。これらのスペクトルは、コンピュータを備える処理装置によって分析され、この処理装置は、分光計４３０と同じハウジング内に入れられてもよいし、異なるハウジング（異なる場所にあってもよい）内に入れられてもよく、概念的に測定装置の一部と見なすことができる。任意に、上記処理装置は、ビデオカメラ４４０が記録する画像を受け取ることもでき、上記分析は付加的に、これらの画像を考慮に入れることもできる。この分析の結果、処理装置は、粒子のそれぞれが所属する品質等級を決め、選別装置５００に関連の制御信号を送る。
【００３７】
ＮＩＲ光源やＮＩＲ分光計の代わりに、他の測定手段を用いることができる。より一般的に言うと、測定装置４００は、穀物、豆類、又は種子のような粒子を、その分析特性に関して分析するために、１以上の分光計、イメージング・スペクトロメータ、カメラ、質量分析計、音響チューナブルフィルタ等を含んでよい。本装置は、調査中の粒子のスペクトル特性（すなわち、反射率又は透過率のような一定の光学的特性の波長への依存度）を測定することによって同時に１又は複数の分析特性を評価することができてもよい。
【００３８】
測定装置４００を通り過ぎた後、粒子は選別装置５００に達する。選別装置５００は、測定装置４００に動作可能に連結されており、測定装置４００から制御信号を受け取る。本実施例では、選別装置５００は、粒子を３つの品質等級に選別する。各品質等級に対し、それぞれ、容器５１０，５２０，５３０が設けられる。管状ダクト５１２，５２２，５３２が選別装置をこれらの容器に連結する。選別装置については、図１１と併せてさらに以下でより詳しく説明する。
【００３９】
図５〜８は、搬送装置３００をより詳細に示す。コンベヤベルト３１０は、デフレクションプーリー３１２によって両端で向きが変えられる。コンベヤベルトは駆動ベルト３２１を介して駆動モータ３２０によって駆動される。両デフレクションプーリー３１２の間に、真空ボックス３３０が配置される。真空ボックス３３０は、搬送面３１６を形成するコンベヤベルト３１０の部分に向かって、長手方向側面の１つで横方向に開いている。真空ボックスは複数の真空パイプ３３１を介してマニホールド３４０に接続され、このマニホールドは中空の細長いシリンダーの形をしている。マニホールドは、その端部の１つに、真空ポンプ３６０（図１に非常に概略的にのみ示した）に接続するための真空コネクタ３４１を有する。スライダー３５０は、図６〜８に別に示すが、真空ボックス３３０の上記横方向に開いた側面を覆う。コンベヤベルト３１０は、このスライダー３５０上を一対のガイドレール３５３によって案内され、このレールがベルトの両側をつかむ。スライダーは、複数の吸引開口部３５１，３５２を備える。本実施例では、２つの異なる大きさの吸引開口部、つまり小さくて丸い穴３５１とより大きな細長の穴３５２が存在し、細長の穴の長軸は搬送方向に沿って延び、小さい穴３５１より断面が大きい。これらの穴は、搬送方向に沿って（すなわち、スライダーの長さに沿って）おおよそ一定の間隔で分配される。
【００４０】
図７の断面から最もよく分かるように、幅ｄ１の長手方向溝３５４が、コンベヤベルト３１０と、吸引開口部（幅ｄ２）が配置されるスライダーの壁部分との間に配置される。長手方向ウェブ３５７が長手方向溝３５４の両側の境界を定め、この長手方向ウェブは、コンベヤベルト３１０の下面のための接触面を形成する。長手方向溝３５４は、スライダー３５０の全長に沿って（又は、少なくとも、複数の開口部を覆う長さに沿って）延び、高さｈを有する。従って、長手方向溝３５４は、コンベヤベルト３１０と吸引開口部３５１，３５２との間に隙間ｈを残す。長手方向に対する長手方向溝３５４の断面積（積ｈ＊ｄ１になる）は、負圧が真空ボックス３３０にかけられるとき、溝の長さに沿ったある程度の局所均圧を可能とするには十分大きいが、スライダーの全長にわたる全体的な均圧を可能とするには小さすぎる。こうして、コンベヤベルト３１０の下面（よってコンベヤベルトの穿孔３１１）が受ける負圧の量は、スライダーの吸引開口部の断面に従い、スライダー３５０の長さに沿って滑らかに変化する。つまり、より大きい開口部３１２に近接するベルト部分は、より小さい開口部３１１に近接するベルト部分より高い負圧量（より高い吸引力）を受ける。
【００４１】
供給ゾーン３５０における吸引力を高めるために、より大きい開口部３１２を含むスライダーの部分がこの供給ゾーンに配置されると有利である。
【００４２】
本実施例では、長手方向溝３５４の典型的な寸法は、以下のように選択することができる：ｄ１＝４ｍｍ、ｈ＝３ｍｍ、よって、溝３５４の断面積は１２ｍｍ２となる。穴の大きさは以下のように選択することができる：小さい穴の直径ｄ１＝３ｍｍ（断面約７ｍｍ２）、長い穴の幅４ｍｍ、長い穴の長さ３０ｍｍ（断面約１２０ｍｍ２）。もちろん、必要に応じて、異なる寸法を選択してもよい。
【００４３】
ベルトの下面とスライダーとの間の摩擦を最小とするために、ウェブ３５７の両側にさらなる長手方向溝３５６を設けて接触面の幅を減らす。ガイドレール３５３はスライダー上にベルトを保持するようにフック形の断面を有する。
【００４４】
図８に示すように、吸引開口部のいくつかは、細長の立方体の形をしたバリア部材３５８によって覆われてもよく、このバリア部材が、長手方向溝３５４を部分的に又は完全に満たし、それによって対応する穴を塞ぐ。こうして、吸引を望まない、特に選別装置３５０の端部のコンベヤベルト３１０の部分に対し、吸引力を最小とすることができる。
【００４５】
コンベヤベルトが、搬送方向に沿って延びる１より多い穿孔列、例えば、２以上の平行な穿孔列を有する場合、スライダーの構造を、穿孔列の数に容易に合わせることができる。特に、スライダーの長さに沿って、吸引開口部の第１の列に平行に、１以上の吸引開口部の列を加えて設けることができる。このとき、コンベヤベルトと、吸引開口部が配置されるスライダーの各壁部分との間に、長手方向溝を配置することができる。各長手方向溝は長手方向ウェブによって区切られていてもよい。
【００４６】
図１に戻ると、選別装置の２つの異なるゾーンを鉛直な分離壁６００が分ける。第１のゾーン（処理ゾーンとも呼ぶ）は、この分離壁６００の第１の側Ａに配置される。粒子の搬送及び処理はこのゾーンで行われる。特に、供給装置１００、再循環トレイ２００、ビデオカメラ４４０、照明ボックス４２０、及び選別装置５００はこのゾーンに配置される。第２のゾーン（クリーンゾーンとも呼ぶ）は、分離壁６００の第２の側Ｂに配置される。このゾーンには、ほこりやごみから遠ざけなければならない精密な構成要素を配置し、これには、ＮＩＲ光源４１０、分光計４３０、搬送装置３００用の駆動部品等が含まれる。分離壁は、第１のゾーンと第２のゾーンの間の、ほこりやごみのための遮蔽物として機能する。選別装置は、ハウジング７００（破線で非常に概略的にのみ示した）をさらに備え、これがこれらのゾーンを周囲から区切り、互いから十分に分離された２つの実質的に閉鎖された空間を生み出す。ハウジングは、もちろん、容器５１０，５２０，５３０や、装置の他の構成要素へアクセスするためのアクセス開口部を有してよく、このアクセス開口部は、ドアや取り外し可能なカバー等の適当な手段によって閉鎖することができる。
【００４７】
図９及び１０は、第１の側Ａから搬送面３１６へアクセスするために、コンベヤベルト３１０が分離壁６００の細長の開口部６０１にどのように配置されるか、一方、デフレクションプーリー、駆動モータ３２０、駆動ベルト３２１、マニホールド３４０等の搬送装置の残りの部分が分離壁６００の第２の側Ｂにどのように配置されるかを示す。
【００４８】
選別は、圧縮空気式、圧電式、機械式及び他の種類のソーターを含めた、様々な方法で実行することができる。例えば、選別装置５００は、前記測定装置に動作可能に連結される少なくとも１つの圧縮空気式噴出ノズル（圧縮空気ノズル）を備え、前記噴出ノズルを通過して動く粒子を選択的に搬送面から吹き飛ばすエアージェットを生成する。噴出ノズルは、穿孔を通るエアージェットを生成するように、搬送面の、粒子が搬送される側と反対の側に配置することができる。又は、搬送面を横切る気流を作り出すように、粒子が搬送される側と同じ側の、例えば、コンベヤベルトの横方向に配置することができる。
【００４９】
図１１は、好ましい選別装置５００の図である。コンベヤベルト３１０上の粒子は選別装置に右から入る。粒子はまず、第１の選別ボックス５１１に入り、第１の選別ボックス５１１は第１のダクト５１２を介して第１の容器５１０に接続される。粒子が測定装置４００により第１の品質等級に属すると認定された場合、分配器ボックス５４０に接続される第１の圧縮空気ノズル５４１が分配器ボックス内のバルブによって作動され、コンベヤベルトから粒子を吹き飛ばして第１のダクト５１２へと吹き落とし、ここから粒子は第１の容器５１０に達する。そうでなければ、粒子はコンベヤベルトによって第２の選別ボックス５１２へ搬送され続ける。粒子が測定装置４００により第２の品質等級に属すると認定された場合、第２の圧縮空気ノズル５４２が作動され、コンベヤベルトから粒子を吹き飛ばして第２のダクト５２２へと吹き落とし、ここから粒子は第２の容器５２０に達する。そうでなければ、粒子はコンベヤベルトによって搬送され続け、第３の選別ボックス５１３に入る。第３の選別ボックス５３１は、偏向プレート５４３を含み、これは、このボックスに入る全ての粒子を第３のダクト５３１へと下向きに偏向させ、粒子は第３のダクトから、第３の容器５３０に達する。領域におけるコンベヤベルトの吸引力を最小にするためにバリア部材３５４（図８）をスライダー３５０上に配置するのは、第３の分類ボックス５３１の領域である。
【００５０】
もちろん、エアーノズルを多く又は少なくして、３つより多い又は少ない品質等級に粒子を選別することが可能である。圧縮空気ノズルに代えて、圧電型装置、磁気装置、移動フラップ、又は測定装置によって作動及び制御可能な任意の他の手段等の、コンベヤベルトから粒子を選択的に取り除くための任意の他の手段を用いてもよい。
【００５１】
別の実施形態において、コンベヤベルトの穿孔を、搬送方向に延びる平行な複数の列で配置することができる。こうすると、複数の粒子を明確に規定された位置で同時に測定装置を通過させて動かすことができる。列と列の間の横方向距離は、粒子が重なるのを避けるために、粒子の（平均）最大寸法よりいくらか大きいことが好ましい。隣り合う列の穿孔を、穿孔が搬送面上に長方形格子を形成するように、搬送方向に沿って同じ位置に配置してもよいし、又は、穿孔が斜め格子やさらには不規則な配置を形成するように、搬送方向に沿って異なる位置に配置してもよい。
【００５２】
さらに、又はこれに代えて、複数の平行なコンベヤベルトを並べて配置できる。図１２は、こうした実施形態を示し、複数の平行なコンベヤベルト３１０，３１０’，３１０’’，３１０’’’が用いられる。全てのコンベヤベルトは平行に配置され、それらそれぞれの搬送面３１６，３１６’等は全て同一平面上にある。ベルトは全て共通の駆動モータ５５０によって駆動される。各コンベヤベルトは２つの平行な長手方向の穿孔列を定める。このようにして、粒子を８本の平行な列で同時に搬送、分析、選別できる。粒子を共通の供給装置によって４つのコンベヤベルトに供給する。これについての一例は図１４でより詳しく示す。各コンベヤベルトは、対応するコンベヤベルトのすぐ下に配置される再循環トレイ２００を伴う。各再循環トレイは、第１の実施形態と併せて上述したように形成される。各コンベヤベルトは、1つの個別のビデオカメラ４４０と1つの個別の照明ボックス４２０とを伴う。共通の選別装置５００’が、第１の実施形態と併せて説明した同じ原理に基づいて、粒子を品質等級に選別するために働く。
【００５３】
図１３は、複数の平行なコンベヤベルトを有する、代替の第３の実施形態を示す。この実施形態では、全てのコンベヤベルトに対して、共通のカメラユニット４４０’と共通の照明ボックス４２０’が設けられる。
【００５４】
図１４は、第２又は第３の実施形態とともに用いることのできる供給装置を示す。粒子は共通の漏斗状部１２０から複数のダクト１２１へと供給される。各ダクトは１つの供給チャンバ１３０で終端し、供給チャンバの１つの側面はコンベヤベルトの１つによって境界を定められる。分離プレートは、それぞれのコンベヤベルトに向かって下向きに傾斜しており、供給チャンバ１３０の外壁１３１に平行に延び、各コンベヤベルトの穿孔の上の列に吸引されるべき粒子を、下の列に吸引されるべき粒子から分離する。
【００５５】
もちろん、本発明の範囲を逸脱することなく、多くの修飾が可能である。特に、１又は２とは異なる数の穿孔列がコンベヤベルトに存在してもよい。４より多い又は少ないベルトを平行に配置してもよい。コンベヤベルトが定める搬送方向を、水平に対し上記実施例とは異なる傾斜にしてもよい。測定装置による品質等級間の区別が可能である限り、異なる検出原理に基づく、異なる種類の測定装置を用いてもよい。測定装置に関するさらなる検討事項については、ＷＯ２０１２／１４５８５０  Ａ１を参照し、その内容全体を参考として本明細書に組み込む。
【符号の説明】
【００５６】
１００          供給装置
１１０          ホッパー
１２０          漏斗状部
１３０          供給チャンバ
１３１          外壁
１３２          分離プレート
１４０          出口シュート
１５０          供給ゾーン
２００          再循環トレイ
２１１，２１２  滑り面
３００          搬送装置
３１０          コンベヤベルト
３１１          穿孔
３１２          プーリー
３１３          スキマー
３１４          スキマー
３１５          スキマー
３１６          搬送面
３２０          駆動モータ
３２１          駆動ベルト
３３０          真空ボックス
３３１          パイプ
３４０          マニホールド
３４１          真空コネクタ
３４２          ブラケット
３５０          スライダー
３５１          吸引開口部
３５２          吸引開口部
３５３          ガイドレール
３５４          バリア部材
３６０          真空ポンプ
４００          測定装置
４１０          ＮＩＲ光源
４１１          チューブ
４１２          照明ファイバ
４２０          照明ボックス
４３０          ＮＩＲ分光計
４３１          チューブ
４３２          検出ファイバ
４４０          ビデオカメラ
５００          選別装置
５１０，５２０，５３０    容器
５１１，５２１，５３１    受け入れボックス
５１２，５２２，５３２    ダクト
５４０          分配器ボックス
５４１，５４２  噴出ノズル
５４３          偏向プレート
５５０          ベルトモータ
６００          分離壁
６０１          細長開口部
７００          ハウジング
Ａ              第１の側
Ｂ              第２の側
α              傾斜角度
ｘ，ｙ          水平方向
ｚ              鉛直方向
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図１３】
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【図１４】
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