(57)【要約】【課題】微粒子でも、高精度の選別が可能な風力装置を実現する。【解決手段】下端が開口した主カラム３と、主カラム３からの分岐路４を介して連結されたサイクロン５と、主カラム３の上端に設けられた軽量物回収部と、試料供給口１２と、試料供給口１２を介して主カラム３に連通するフィーダー１１とを備えており、主カラム３の下端の開口の上方には、上部バルブ１３と下部バルブ１４が設けられており、上部バルブ１３の上方には給気口１を有する膨張室２が形成されており、サイクロン５は、オーバーフロー６及びアンダーフロー８を備え、アンダーフロー８の下端は主カラム３に連通しており、軽量物に混入して気流に運搬される重量物を分岐路４に誘導してサイクロン５で捕捉し、捕捉された重量物を試料供給口１２に戻して再選別を繰り返すことにより、軽量物と重量物の高精度の選別を可能とする。【選択図】図２
2005199224.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気流の風力により軽量物と重量物を選別する装置であって、
気流の通路に分岐路を設けて、軽量物に混入して気流に運搬される重量物を前記分岐路に誘導して捕捉し、該捕捉された重量物を前記気流の通路に戻して再選別を繰り返すことにより、軽量物と重量物の高精度の選別を可能とすることを特徴とする風力選別装置。
【請求項２】
下端が開口した主カラムと、該主カラムからの分岐路を介して連結されたサイクロンと、前記主カラムの上端に設けられた軽量物回収部と、試料供給口と、該試料供給口を介して主カラムに連通するフィーダーとを備えた風力選別装置であって、
前記主カラムの下端の前記開口の上方には、上部バルブと下部バルブが設けられており、該上部バルブの上方には給気口を有する膨張室が形成されており、
前記サイクロンは、オーバーフロー及びアンダーフローを備え、該アンダーフローのの下端は主カラムに連通していることを特徴とする風力選別装置。
【請求項３】
前記アンダーフローの下端は、前記フィーダーに連通していることを特徴とする請求項２記載の風力選別装置。
【請求項４】
前記アンダーフローの下端と前記フィーダーは試料供給口で合流していることを特徴とする請求項２記載の風力選別装置。
【請求項５】
前記サイクロンは、流量調節器を備えていることを特徴とする請求項２、３又は４記載の風力選別装置。
【請求項６】
前記軽量物回収部は、その上端には網面が形成されており、下部には回収口が形成されていることを特徴とする請求項２、３、４又は５記載の風力選別装置。
【請求項７】
前記軽量物回収部は、軽量物回収口を有するサイクロンであることを特徴とする請求項２、３、４又は５記載の風力選別装置。
【請求項８】
前記サイクロンは、軽量物回収口を有する流量調節器を備えていることを特徴とする請求項７記載の風力選別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体粒子の選別を高精度で行う風力選別装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、風力選別装置、気流選別装置として種々のタイプのものが知られている。旋回流を利用するサイクロン方式のもの、ジグザグの縦型カラム内で上昇流により軽量物を浮揚させ回収するジグザク分級機方式のもの、落下する粒子の流れに横から気流をあて、軽量物の落下軌道を変えるもの等が知られている（特許文献１、２参照）。
【０００３】
さらに、垂直の縦型カラム内で上昇流を利用する構成も知られている（特許文献３、４参照。）。
【特許文献１】特開２００２−１２６６４８
【特許文献２】特開２０００−０８４４８８
【特許文献３】特許２６３６１６０
【特許文献４】特許２７５７３３３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１〜４記載の従来例のいずれも、１回の選別で軽量物と重量物の分離を行うものであり、対象物によって選別の精度が低くなる欠点がある。
【０００５】
上昇流を利用した風力選別機による固体粒子の選別は、異なった粒子が空気中で自由落下する速度（終端速度）に差があることを利用して行われる。終端速度は軽量物では小さく、重量物では大きい。理論的には、軽量物の終端速度より大きく、重量物のそれより小さい流速の上昇流を両者に作用させると、軽量物は上昇流に運ばれて浮揚するのに対し、重量物は上昇流に抗して落下することにより両者の選別が可能となる。
【０００６】
しかしながら、この終端速度の差が小さい場合、両者の分離が困難となり、浮揚物または落下物、あるいはその両方ともが軽量物と重量物の混合物となる。選別対象の粒子が微粒子になると、終端速度の差が極めて小さくなり、風力選別では高精度の分離は不可能であった。一方、省エネルギーな選別プロセスとして風力選別は優れており、微粒子にも適用可能な風力選別機が望まれてきた。
【０００７】
本発明は、以上のような従来の問題点を解決することを目的とするものであり、微粒子でも、高精度の選別が可能な風力装置を実現することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記課題を解決するために、気流の風力により軽量物と重量物を選別する装置であって、気流の通路に分岐路を設けて、軽量物に混入して気流に運搬される重量物を前記分岐路に誘導して捕捉し、該捕捉された重量物を前記気流の通路に戻して再選別を繰り返すことにより、軽量物と重量物の高精度の選別を可能とすることを特徴とする風力選別装置を提供する。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するために、下端が開口した主カラムと、該主カラムからの分岐路を介して連結されたサイクロンと、前記主カラムの上端に設けられた軽量物回収部と、試料供給口と、該試料供給口を介して主カラムに連通するフィーダーとを備えた風力選別装置であって、前記主カラムの下端の前記開口の上方には、上部バルブと下部バルブが設けられており、該上部バルブの上方には給気口を有する膨張室が形成されており、前記サイクロンは、オーバーフロー及びアンダーフローを備え、該アンダーフローのの下端は主カラムに連通していることを特徴とする風力選別装置を提供する。
【００１０】
前記アンダーフローの下端は、前記フィーダーに連通していることを特徴とする。
【００１１】
前記アンダーフローの下端と前記フィーダーは試料供給口で合流していることを特徴とする。
【００１２】
前記サイクロンは、流量調節器を備えていることを特徴とする。
【００１３】
前記軽量物回収部は、その上端には網面が形成されており、下部には回収口が形成されていることを特徴とする。
【００１４】
前記軽量物回収部は、軽量物回収口を有するサイクロンであることを特徴とする。
【００１５】
前記サイクロンは、軽量物回収口を有する流量調節器を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、上記解決手段を採用することにより、風力選別機は、分岐路を通じて固体粒子が循環し、前記気流の通路内を何度も通過することにより選別の精度を高めることができる。その結果、固体粒子が前記気流の通路内を１回だけ通過する方式の従来の風力選別機を何段も連結して、選別を繰り返すのと同じ効果を１台の選別機で実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明を実施するための最良の形態を実施例に基づいて図面を参照して以下に説明する。
【００１８】
（原理）
まず、図１により、本発明の原理を説明する。気流の通路に適当な分岐路を設けると、分岐前の通路Ａと分岐後の通路Ｂの流速が異なるようになる。分岐路の形状や通路Ａの流速によって、通路Ｂ及び分岐路Ｃの流速は変化するが、いずれの場合も通路Ａの流速は通路Ｂの流速より大きい。
【００１９】
通路Ａの流速を、軽量物の全量と一部の重量物が浮揚するように調整し、通路Ｂの流速を軽量物の一部が沈降するように調整すると、通路Ａの下部には重量物のみが残り、通路Ｂの上部には軽量物のみが浮揚する。
【００２０】
軽量物と重量物の混合物は分岐路Ｃに誘導されるが、これをサイクロン等既存の機器で捕集して分岐前の通路Ａに戻し、再度選別を繰り返す。通路Ａ下部に落下した重量物、通路Ｂ上部に浮揚した軽量物を回収する事により、両者の高精度の分離が達成される。
【実施例１】
【００２１】
図２に実施例１を示す。この風力選別機は縦型の主カラム３を有する。主カラム３の下端は開口し、その上方に、上部バルブ１３と下部バルブ１４が設けられており、その上方には膨張室２が形成される。膨張室２には給気口１が形成されている。
【００２２】
主カラム３の上端には軽量物回収部９が設けられている。この軽量物回収部９の上端には網面１０が形成されており、下部には回収口１５が形成されている。主カラム３の中間部下寄りには試料供給口１２が形成されており、この試料供給口１２はフィーダー１１と連結されている。
【００２３】
主カラム３の中間部上寄りには分岐路４が形成されている。分岐路４はサイクロン５と連結されており、サイクロン５はオーバーフロー６、アンダーフロー８から構成されている。オーバーフロー６の上端には流量調節器７が設けられ、アンダーフロー８の下端は開口し、フィーダー１１と連絡している。
【００２４】
（作用）
送風機（図示せず。）により給気口１から供給された空気は膨張室２内で上昇流に転じ、主カラム３を上昇する。気流の一部は分岐路４を通じてサイクロン５に入り、その大半はサイクロン上部のオーバーフロー６から流量調節器７を通じて排気され、残りはサイクロン下部のアンダーフロー８から排気される。
【００２５】
一方、分岐路４に入らなかった気流は、主カラム３をそのまま上昇し、軽量物回収部９の上部に設けられた網面１０を通じて排気される。
【００２６】
選別対象の軽量物と重量物の混合物は、フィーダー１１により試料供給口１２を通じて主カラム３に供給される。ここで、軽量物の全量と重量物の一部が浮揚し、気流とともに主カラム３内を上昇する。上昇流に抗して落下した重量物は、開いた上部バルブ１３を通過して閉じた下部バルブ１４上に堆積する。重量物を回収するときは、上部バルブ１３を閉じ、下部バルブ１４を開いて回収する。
【００２７】
主カラム内を上昇した浮揚物は、分岐路４に向かうものと、そのまま主カラム３を上昇するものに二分される。流量調節器７で流量を調節することにより、主カラム３をそのまま上昇するものは軽量物のみにし、浮揚した重量物の全量を分岐路４に誘導することができる。
【００２８】
分岐路４に入った軽量物と重量物の混合物は、サイクロン５で空気と分離され、アンダーフロー８を通じてフィーダー１１に戻される。分岐路４に向かわず主カラム３をそのまま上昇した軽量物は、軽量物回収部９において空気と分離され、回収口１５を通じて回収される。
【実施例２】
【００２９】
図３に実施例２を示す。この実施例２は、実施例１とほぼ同じ構成であるが、実施例２では、サイクロン５のアンダーフロー８がフィーダー１１ではなく、試料供給口１２に直接接続している構成において実施例１と異なる。以下、実施例２を説明する。
【００３０】
この風力選別機は縦型の主カラム３を有する。主カラム３の下端は開口し、その上方に上部バルブ１３と下部バルブ１４が設けられており、その上方には膨張室２が形成される。膨張室２には給気口１が形成されている。主カラム３の上端には軽量物回収部９が設けられている。この軽量物回収部９の上端には網面１０が形成されており、下部には回収口１５が形成されている。
【００３１】
主カラム３の中間部下寄りには試料供給口１２が形成されており、この試料供給口１２はフィーダー１１と連結されている。主カラム３の中間部上寄りには分岐路４が形成されている。分岐路４はサイクロン５と連結されており、サイクロンはオーバーフロー６、アンダーフロー８から構成されている。オーバーフロー６の上端には流量調節器７が設けられており、アンダーフロー８は下端で試料供給口１２に連結されている。
【００３２】
（作用）
送風機により給気口１から供給された空気は膨張室２内で上昇流に転じ、主カラム３を上昇する。気流の一部は分岐路４を通じてサイクロン５に入り、その大半はサイクロン上部のオーバーフロー６から流量調節器７を通じて排気され、残りはサイクロン下部のアンダーフロー８から試料供給口１２に入る。一方、分岐路４に入らなかった気流は、主カラム３をそのまま上昇し、軽量物回収部９の上部に設けられた網面１０を通じて排気される。
【００３３】
選別対象の軽量物と重量物の混合物は、フィーダー１１により試料供給口１２を通じて主カラム３に供給される。ここで、軽量物の全量と重量物の一部が浮揚し、気流とともに主カラム３内を上昇する。上昇流に抗して落下した重量物は、開いた上部バルブ１３を通過して閉じた下部バルブ１４上に堆積する。重量物を回収するときは、上部バルブ１３を閉じ、下部バルブ１４を開いて回収する。主カラム内を上昇した浮揚物は、分岐路４に向かうものと、そのまま主カラムを上昇するものに二分される。
【００３４】
流量調節器７で流量を調節することにより、主カラムをそのまま上昇するものは軽量物のみにし、浮揚した重量物の全量を分岐路４に誘導することができる。分岐路４に入った軽量物と重量物の混合物は、サイクロン５で空気と分離され、アンダーフロー８を通じて試料供給口１２に戻される。分岐路４に向かわず主カラム３をそのまま上昇した軽量物は、軽量物回収部９において空気と分離され、回収口１５を通じて回収される。
【実施例３】
【００３５】
図４に実施例３を示す。この実施例は、実施例１とほぼ同じであるが。軽量物回収部９のかわりに、サイクロン１６を設けた点が異なる。即ち、実施例３の特徴とする構成は、サイクロン１６は、オーバーフロー１７およびアンダーフロー１９から構成される。オーバーフロー１７の上端には流量調節器１８が設けられており、アンダーフロー１９の下端は開口している構成である。
【００３６】
実施例３の特徴とする構成は以上の通りであるが、その全体構成を以下説明する。この風力選別機は縦型の主カラム３を有する。主カラム３の下端は開口し、その上方に上部バルブ１３と下部バルブ１４とが設けられており、その上方には膨張室２が形成される。膨張室２には給気口１が形成されている。
【００３７】
主カラム３の上端はサイクロン１６と連結されている。サイクロン１６は、オーバーフロー１７及びアンダーフロー１９から構成されている。オーバーフロー１７の上端には流量調節器１８が設けられており、アンダーフロー１９の下端は開口している。主カラム３の中間部下寄りには試料供給口１２が形成されており、この試料供給口１２はフィーダー１１と連結されている。
【００３８】
主カラム３の中間部上寄りには分岐路４が形成されている。分岐路４はサイクロン５と連結されており、サイクロンはオーバーフロー６、アンダーフロー８から構成されている。オーバーフロー６の上端には流量調節器７が設けられており、アンダーフロー８の下端は開口し、フィーダー１１と連絡している。
【００３９】
（作用）
送風機により給気口１から供給された空気は膨張室２内で上昇流に転じ、主カラム３を上昇する。気流の一部は分岐路４を通じてサイクロン５に入り、その大半はサイクロン上部のオーバーフロー６から流量調節器７を通じて排気され、残りはサイクロン下部のアンダーフロー８から排気される。
【００４０】
一方、分岐路４に入らなかった気流は、主カラム３をそのまま上昇し、サイクロン１６に入る。サイクロン１６に入った空気の大半は、オーバーフロー１７より流量調節器１８を通じて排気され、残りはアンダーフロー１９より排気される。
【００４１】
選別対象の軽量物と重量物の混合物は、フィーダー１１により試料供給口１２を通じて主カラム３に供給される。ここで、軽量物の全量と重量物の一部が浮揚し、気流とともに主カラム３内を上昇する。上昇流に抗して落下した重量物は、開いた上部バルブ１３を通過して閉じた下部バルブ１４上に堆積する。重量物を回収するときは、上部バルブ１３を閉じ、下部バルブ１４を開いて回収する。
【００４２】
主カラム内を上昇した浮揚物は、分岐路４に向かうものと、そのまま主カラムを上昇するものに二分される。流量調節器７及び１８で流量を調節することにより、主カラムをそのまま上昇するものは軽量物のみにし、浮揚した重量物の全量を分岐路４に誘導することができる。
【００４３】
分岐路４に入った軽量物と重量物の混合物は、サイクロン５で空気と分離され、アンダーフロー８を通じてフィーダー１１に戻される。分岐路４に向かわず主カラム３をそのまま上昇した軽量物は、サイクロン１６で空気と分離され、アンダーフロー１９より回収される。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
粉粒体製造プロセスにおける粒度の異なる粉粒体の選別や異物の除去、廃棄物のリサイクルプロセスにおける素材の選別、農産物中の異物の除去、穀粒の選別をはじめ、粒子の大きさ、密度、形状による選別全般に用途がある。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の原理図である。
【図２】本発明に係る選別装置の実施例１の正面図である。
【図３】本発明に係る選別装置の実施例２の正面図である。
【図４】本発明に係る選別装置の実施例３の正面図である。
【符号の説明】
【００４６】
Ａ  分岐前通路                       
Ｂ  分岐後通路                       
Ｃ  分岐路                             
１  給気口                           
２  膨張室                           
３  主カラム                         
４  分岐路                             
５  サイクロン                       
６  サイクロンオーバーフロー         
７  流量調節器                       
８  サイクロンアンダーフロー         
９  軽量物回収部                     
１０  網面                           
１１  フィーダー                     
１２  試料供給口                     
１３  上部バルブ                         
１４  下部バルブ                         
１５  軽量物回収口                   
１６  サイクロン                     
１７  サイクロンオーバーフロー       
１８  流量調節器                     
１９  サイクロンアンダーフロー       
【図１】
2005199224.tif 000003
【図２】
2005199224.tif 000004
【図３】
2005199224.tif 000005
【図４】
2005199224.tif 000006