(57)【要約】      （修正有）【課題】  材料流から異物を分離する効率的方法と効率的装置を提供すること。【解決手段】  材料を異物検出装置２１、２２へ供給する装置（供給装置１３、２０）と異物分離装置２４を包含する材料流１０からの異物分離装置において、供給装置１３、２０は通路２０を包含し、通路には異物検出装置２１、２２の検査域２５は配置されていて、通路２０は材料流１０の出口側に異物分離装置２４の分離箇所２６にて終了し、通路２０の横断面は少なくとの部分毎に材料流１０の運動方向１７において縮小されることを特徴とする。【選択図】図１
2005305430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
次の工程により材料流（１０）から異物を分離する方法において、
材料流（１０）を発生する工程と、                                                測定区域（１５）に材料流（１０）を輸送し、測定区域（１５）では空気流（１６）が発生されるか、或いは支配的である工程と、
材料流（１０）内の少なくとも一つの異物（１２）を検出する工程と、
材料流（１０）から異物（１２）を取り除き、検出工程と異物（１２）を取り除き工程との間で空気流（１６）が実質的に材料流（１０）と同じ速度を有する工程とから成ることを特徴とする方法。
【請求項２】
測定区域（１５）内の材料流（１０）が自由落下で移動することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
測定区域（１５）内の材料流（１０）が飛行放物線で移動することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
空気流（１６）が外部から測定区域（１５）内に侵入されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
測定区域（１５）内の材料流（１０）が通路（２０）で移動し、通路（２０）の横断面面積が材料流（１０）の運動方向において少なくとも部分毎により小さく形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
横断面面積は少なくとも部分毎に材料流（１０）の落下深さ（ｙ）の平方根に依存する関数であることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
材料を異物検出装置（２１、２２）へ供給する装置（供給装置（１３、２０））と異物分離装置（２４）を包含する材料流（１０）からの異物分離装置において、
供給装置（１３、２０）は通路（２０）を包含し、通路には異物検出装置（２１、２２）の検査域（２５）が配置されていて、通路（２０）は材料流（１０）の出口側に異物分離装置（２４）の分離箇所（２６）にて終了し、通路（２０）の横断面は少なくとも部分毎に材料流（１０）の運動方向（１７）において縮小されることを特徴とする装置。
【請求項８】
通路（２０）は矩形横断面を有することを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
通路（２０）は少なくとも部分毎に実質的に垂直方向に配置されていることを特徴とする請求項７或いは請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
通路（２０）の入口側に衝突面（３０）が設けられていることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
通路（２０）は少なくとの部分毎に飛行放物線の後に形成されている少なくとも一つの壁（２７、２８）を形成していることを特徴とする請求項７或いは請求項８に記載の装置。
【請求項１２】
横断面面積は少なくとも部分毎に材料流（１０）の落下深さ（ｙ）の平方根に依存する関数であることを特徴とすることを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
吸込み空気発生装置及び／又は吹付け空気発生装置が設けられていることを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、材料流から異物を分離する方法と装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
対応した方法と装置は例えばドイツ特許出願公開第１９９１８７７４号明細書（特許文献１）から知られていて、それは米国特許第６３３２５４３号明細書（特許文献２）と一致する。  
【特許文献１】ドイツ特許出願公開第１９９１８７７４号明細書
【特許文献２】米国特許第６３３２５４３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この発明の課題は、材料流から異物を分離する効率的方法と効率的装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題は、次の工程により材料流から異物を分離する方法において、
材料流を発生する工程と、
測定区域に材料流を輸送し、測定区域では空気流が発生されるか、或いは支配的である工程と、
材料流内の少なくとも一つの異物を検出する工程と、
材料流から異物を取り除き、検出工程と異物を取り除き工程との間で空気流が実質的に材料流と同じ速度を有する工程とから成ることによって解決される。
【０００５】
実質的に材料流と同じ速度を有し且つ検出工程と取り除き工程との間の少なくとも領域に回避される空気流の企図によって、例えば煙草ストリップのようなより軽い材料流構成要素は例えば異物、例えば石のようなより高い空気抵抗に基づいて異物の検出と異物の取除きの間で異なって幅広く移動する。異物を検出するために、通常には或る時間が必要であるので、検出箇所或いは異物を検出する測定装置の箇所と異物を分離する箇所との間に適切な立体且つ時間的間隔が存在する。この発明の方法によって材料流の異なる構成要素が異なる速さで移動することが回避されるので、不正確な構成要素が分離されることが回避される。材料流、特に煙草流はこの発明の範囲内である。
【０００６】
測定区域内の材料流が自由落下で移動するときにこの発明の特に簡単な実現を可能とする。測定区域内の材料流が飛行放物線で移動するときに、比較的に平らに構成されている装置を設けることが可能である。
【０００７】
好んで、測定区域における材料流と空気流の速度は材料に作用する重力が加速するのに役立つときに増加される。
【０００８】
好んで、空気流が外部から測定区域に侵入される。この空気流は、例えば空気の吹付け或いは吸込みによって測定区域に生じる材料流の速度に一致する空気流を発生するために、支援されることができる。
【０００９】
測定区域は少なくとも部分毎に、地球の中心点の方向に整合されている構成において、測定区域内の材料流が通路内に移動するときに目的に適っており、通路の横断面面積は材料流の運動方向において少なくとも部分毎により小さく形成されている。材料流の少なくとも部分的下降運動によって、この材料流は地球の引力に基づいて加速される。材料流の異なる構成要素は異なる空気抵抗に基づいて異なる速さで移動することを回避するために、単独の発明の値或いは好ましい発明の値により設けられた方法の構成において使用され、流れ速度は横断面面積の小さくなる通路内で自動的に増加される。好ましくは、横断面面積は少なくとも部分毎に材料流の落下深さの平方根に依存する関数である。
【００１０】
この課題は、さらに、材料を異物検出装置へ供給する装置（供給装置）と異物分離装置を包含し、供給装置が通路を包含し、通路には異物検出装置の検査域が配置されていて、通路が材料流の出口側に異物分離装置の分離箇所にて終了し、通路の横断面は少なくとの部分毎に材料流の運動方向において縮小される、材料流からの異物分離装置によって、解決される。これによって極めて効率的異物分離が可能である。煙草流の出口側は発明の範囲内で好ましくは通路の出口における流れの下流を意味する。
【００１１】
この発明の装置の特に簡単な実現は通路が一つの矩形横断面を有するときに与えられる。目的に適って、通路は少なくとも部分毎に実質的に垂直に配置されている。この場合に通路の入口側に飛行放物線が企図される場合に有効であり、この放物線には煙草流が例えば特許文献２による通常の供給装置から到って放物線を描き、引き続き通路の方向に供給される。
【００１２】
通路が少なくとも部分毎に飛行放物線の後に形成される少なくとも一つの壁として形成されるときに、比較的平らに構成する装置が可能となる。
【００１３】
この発明の装置の特に好ましい構成は、横断面面積が少なくとも部分毎に材料流の落下深さの平方根に依存する関数であるときに与えられる。通路内の適切な供給空気流の発生を支援するために、特に吸込み空気発生装置及び／又は吹付け空気発生装置が設けられている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
この発明は、次に一般的発明思想の制限なしに実施例に基づいて図面を参照しながら記載される。本文にて詳細に説明されていないこの発明のすべての細部に関して、明らかに図面に表現されている。
【実施例】
【００１５】
図１は第一実施態様において異物を分離するこの発明の装置の概略的横断面図を示す。材料流１０は、矢印方向に移動して転向ローラ１４で転向されるコンベアベルト１３でｘ方向に供給され衝突面３０に衝突する。引き続き、材料流１０は、例えば煙草１１と異物１２を包含する煙草流の形態で垂直下方に立坑或いは通路２０へ落ちる。この通路２０は図平面に垂直に位置するｚ方向においてこの実施例にて一定深さを有する壁２７と２８を包含する。幅ｘは落下深さｙの関数である。この場合に次に正確に説明される根関数が重要である。
【００１６】
材料流１０は、検査域２５を包含し且つ分離箇所２６で終了する測定区域１５に落下する。検査域２５の領域には、窓２２が設けられ、窓を通して光学検出装置２１から放出される光２３が流れ出る。光学検出装置２１は例えば光線２３を放射するレーザを包含し、それに加えてＣＣＤ電池を有し、その電池によって光線２３の反射が移動する材料流１０に測定されることができる。特にｚ方向において場所分解されて材料流１０内の異物１２の検出を配慮するＣＣＤ電池が重要である。光学検出装置２１は、特許文献１、特許文献２或いはドイツ特許出願、書類第１０２００４０１５４６３．５号におけるように形成されることができる。前記保護権と出願はこの出願の開示内容で全範囲に採用されている。
【００１７】
運動方向１７における材料流の所定速度ｖにおいて、公知の異物１２が一致して簡単に算出する時間の後に分離箇所２６に到達する。空気抵抗が役割を演じないので、材料流１０の速度ｖに一致する空気流が企図される。地球の引力に基づいてより大きい落下深さｙにより速度ｖが上昇する。
【００１８】
分離箇所２６の領域には、概略的に示された吹出しノズル２４によって分離立坑３２における異物１２が吹出されるか、或いは分離される。異物１２から解放された材料流１０は例えば煙草１１から成り、異物１２から清掃された煙草流３３として下降立坑３１へもたらされる。      
【００１９】
光学検出装置の代わりに、例えば熱、音波或いはマイクロ波の異物検出装置のような他の異物検出装置が使用できる。
【００２０】
図１の特別の構成に材料流１０と一緒に流れる空気流１６自体によって増加される、或いは生じる適切な空気流１６の意図により、僅かな特定重量に基づき大きい空気抵抗を有する煙草ストリップが例えば異物１２より小さい速度を有しないことが保証されるので、極めて正確に異物の検出と分離箇所２６における放出或いは分離の時点との時間差が定義されることができる。この適切に適合した空気流１６なしに不必要な多くの材料（煙草）は分離される、それは望ましからぬことである。
【００２１】
特許文献２にて記載された装置において測定品或いは材料流が自由飛行において測定される。測定信号の評価のために、一定時間が必要とされる。遅れた時点に飛行軌道で取り除く構成要素が放出されることができる放出箇所が存在する。この場合に自由飛行において存在する測定品は空気抵抗を受ける。測定品の構成要素はこれによって遅延される。空気抵抗は標準的に表面により決定されるから、測定品構成要素は例えば煙草ストリップのようなより大きな表面により例えば石のようなより小さい表面による同じ重い測定品構成要素より強力に遅延される。この現象に基づいて検査箇所と技術水準による放出箇所との間の飛行時間は種々の測定品構成要素或いは種々の材料流構成要素において相違している。それで、材料流構成要素は一種の速度ばらつきを提示する。速度ばらつきに基づいて種々の材料流構成要素の精確な飛行時間は決定されない。その結果は、一方は異物でない材料が間違って放出され、他方は異物を放出されないことを生じる。この発明の解決手段によって速度ばらつきが回避されるか、或いは異物でない材料が放出されなく、異物を保持されて放出されることが回避される。
【００２２】
この発明は、飛行軌道の材料流或いは測定品の運動の値と方向において一致する狙った空気流が発生されるように思える。これによって周辺空気は材料流或いは測定品を遅延し、それによって速度ばらつきが回避される。
【００２３】
図１の実施例において材料流１０はまず最初にコンベアベルト１３によって水平方向に供給され、表面は高さ水準ｙ＝０である。コンベアベルト１３の端部から材料が横断面矩形立坑において横断面Ａ（ｙ）＝ｘ（ｙ）・ｚとして落下し、ｚが一定であることと仮定される。立坑の横断面ｘ（ｙ）は次のように構成すべきである。
【００２４】
空気抵抗のない落下速度は
【外字１】
【００２５】
2005305430.tif 000003
【００２６】
であり、ここでｇは地球の加速度である。放出箇所２６ではｙA によって空気速度が落下速度と同じである。流れ教義の連続方程式に基いて
【外字２】
【００２７】
2005305430.tif 000004
【００２８】
が適用される。
【００２９】
それから
【外字３】
【００３０】
2005305430.tif 000005
【００３１】
或いは
【外字４】
【００３２】
2005305430.tif 000006
【００３３】
横断面或いは図１の実施例において幅ｘが最後に挙げた式に基づいて求められるときに、空気速度は空気抵抗のない落下速度と同じである。これによって速度ばらつきが回避される。上領域では通路２０が解放されていて、側壁２８がｙ＝０までは形成されていない。衝突面３０とｙ＝０の領域において僅かな速度とに基づいてこれによって発生した誤差が無視できる。
【００３４】
図２において、コンベアベルト１３を去った後の材料流１０は材料流１０がコンベアベルト１３を去る箇所にて速度ｖ0 を与えられている。材料流１０は飛行放物線で図２において右下へ移動する。この場合にも、コンベアベルト１３の表面は高さ水準ｙ＝０にある。点ｘ＝０とｙ＝０では材料流１０の材料が放物線状飛行軌道においてコンベアベルト１３の表面から浮揚する。空気抵抗なしに材料流１０の材料が放物線状飛行軌道に運動し、その軌道は次の依存関係によって記載されることができる：
ｘ＝ｖ0 ・ｔ      
ｖx ＝ｖ0 （ｘ方向における速度）
ｖy ＝−ｇ・ｘ／ｖ0 （ｙ方向における速度）
これらから
【外字５】
【００３５】
2005305430.tif 000007
【００３６】
図２の実施例により、材料流１０の材料を介して或いはその材料によって、通路２０の材料流速度の値と方向に正確に一致する空気流が発生される。通路２０の幅ｄ（ｘ）が適切な横断面の矩形通路において且つ一定深さｚにおいて次の式に基づいて変化される：
【外字６】
【００３７】
2005305430.tif 000008
【００３８】
ｄ（ｘ）は少なくとも検査域２５と分離箇所２６の間の領域において適切な状態である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】第一実施態様のこの発明の装置の概略的横断面図を示す。
【図２】第二実施態様のこの発明の装置の概略的横断面図を示す。
【符号の説明】
【００４０】
１０．．．．．材料流
１１．．．．．煙草
１２．．．．．異物
１３．．．．．コンベアベルト
１４．．．．．転向ローラ
１５．．．．．測定区域
１６．．．．．空気流
１７．．．．．運動方向
２０．．．．．通路
２１．．．．．光学検出装置
２２．．．．．窓
２３．．．．．光
２４．．．．．放出ノズル
２５．．．．．検査域
２６．．．．．分離箇所
２７．．．．．通路壁
２８．．．．．通路壁
３０．．．．．衝突面
３１．．．．．下降立坑
３２．．．．．分離立坑
３３．．．．．煙草流
ｖ．．．．．速度
ｖ0 ．．．．通路の入口側の材料流の速度
ｘ，ｙ，ｚ．．．座標
ｄ．．．．．直径
【図１】
2005305430.tif 000009
【図２】
2005305430.tif 000010