(57)【要約】【課題】固体混合粒子を効率よく大量に分級することができる断面偏析を利用した粒子分離方法を提供する。【解決手段】ベルトコンベア1と、そのベルトコンベア1に押しつけてベルトコンベアに窪みを形成する少なくとも２枚の円板2とを備え、さらに前記円板は同径で形成され同軸上に配置されており、前記ベルトコンベアを駆動し、前記窪み内に混合粒子を投入することにより窪み内で偏析現象を発生させることを特徴とする粒子分離方法。【選択図】        図１
2005169224.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルトコンベア上に少なくとも２枚の円板を押しつけて窪みを形成し、前記円板同志の間に形成された前記窪みに混合粒子を投入および堆積し、ベルトコンベア、円板を駆動することによって前記ベルトコンベア上の窪み内で偏析現象を発生させることを特徴とする粒子分離方法。
【請求項２】
前記窪みの上端と下端を結ぶ線を動的安息角より大きな角度に傾けることにより、粒子層の表層側に偏析した粒子を分離することを特徴とする請求項１に記載の粒子分離方法。
【請求項３】
前記粒子層の表層側に偏析した粒子を分離したのち、残りの粒子をベルトコンベアに形成した金網部から取り出すようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の粒子分離方法。
【請求項４】
ベルトコンベア上に少なくとも２枚の円板を押しつけて窪みを形成し、前記円板同志の間に形成された前記窪みに連続的に混合粒子を投入し、ベルトコンベア、円板を駆動することによって前記ベルトコンベア上の窪み内で粒子層を形成し、偏析現象を発生させながら、偏析した粒子を連続的に窪みから排出することを特徴とする粒子分離方法。
【請求項５】
ベルトコンベアと、そのベルトコンベアに押しつけてベルトコンベアに窪みを形成する少なくとも２枚の円板とを備え、さらに前記円板は同径で形成され同軸上に配置されており、ベルトコンベア、円板を駆動することにより前記ベルトコンベア上の前記窪み内に投入された混合粒子に偏析現象を発生させることを特徴とする粒子分離装置。
【請求項６】
前記ベルトコンベアと円板との組み合わせをベルトコンベアの長さ方向に対して所定の間隔をもって多段に配置したことを特徴とする請求項５に記載の粒子分離装置。
【請求項７】
前記円板を支持する軸は正面視において、水平軸に対して一方側に傾斜して配置してあることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の粒子分離装置。
【請求項８】
前記窪みの前後には、ベルトコンベアを支持する第１ローラ、第２ローラが配置され、ベルトコンベアの上流側に配置された第１ローラは前記円板の円周方向に移動可能に取り付けられていることを特徴とする請求項５〜請求項７のいずれかに記載の粒子分離装置。
【請求項９】
前記窪みの前後には、ベルトコンベアを支持する第１ローラ、第２ローラが配置され、前記ベルトコンベア、円板、第１ローラは、前記窪みの上端と下端を結ぶ線が動的安息角より大きな角度に傾けることができるよう全体に揺動自在に構成されていることを特徴とする請求項５〜請求項８のいずれかに記載の粒子分離装置。
【請求項１０】
前記揺動の中心軸は、円板の軸と平行な任意の位置の線であることを特徴とする請求項９に記載の粒子分離装置。
【請求項１１】
前記ベルトコンベアには、第１ローラの移動に伴うベルトコンベアの緊張、緩みを除去するテンションローラが配置されていることを特徴とする請求項８〜請求項１０のいずれかに記載の粒子分離装置。
【請求項１２】
前記ベルトコンベアには、所定の長さにわたって金網部が形成されていることを特徴とする請求項５〜請求項１１のいずれかに記載の粒子分離装置。
【請求項１３】
前記ベルトコンベアの全長および金網部の長さは、偏析の発生時間、粒子排出時間、ベルトコンベアの回転速度によって決めることを特徴とする請求項１２に記載の粒子分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体混合粒子を効率よく大量に分級することができる断面偏析を利用した粒子分離方法およびその装置に関するものであり、さらに詳細には、穀物や大豆の調整用の選別機、リサイクル用の粒子分離機、鉱物の選別機、ブラスト用粒子の不良品除去など、直径数ミリ程度以上の固体粒子を形状・大きさ・比重に基づいて分離する工程において有効な断面偏析を利用した粒子分離方法およびその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
形状分離は古来より穀物（大豆や米など）を、球に近い形状と非球状（不良品）に分ける技術として発達しているが、近年では資源リサイクルや鉱物処理にも応用されることが多い。固体粒子の分級装置は大きく乾式分級、湿式分級、ふるい分け分級の３つに分類される。
これらの三つの分類のうち、乾式分級に属する従来の乾式の形状分離機の多くは、いわゆる転選機と呼ばれ、固体粒子を板（図１４）やベルトコンベア（図１５）の上で転がし、球状と非球状粒子の転がり方の相違を利用して分離する機械である。
【０００３】
近年ではベルトコンベアを傾斜させて、多段に配置して精度を向上させた装置（図１６）も考案されている（特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−８０１７５
【０００５】
この他にブレード付きの円筒を回転する方法、傾斜板を振動させる方法など様々な研究が進められているが、いずれも基本的には粒子の転がり方の形状による相違を利用している。これら「転選機」は分離精度が高いものの、粒子同士を干渉させることなく転がす必要があるので単位時間あたりの処理量が少なく、装置のサイズも大きめになるという問題点がある。
また、乾式分級では対象とする混合粒子を粒子の大きさ（粒度）、粒子の質量密度、粒子の形状等によって分離するが、特に形状による分離は技術的に難しい点が多い。
【０００６】
また、古くから軸を水平に設置した円筒内に粒子を投入し、回転すると断面偏析現象が発生し、粒子がその大きさや形状などによって分離することが知られている。しかし、円筒内に粒子を投入し、厚い粒子層を形成して断面偏析によって粒子を大量に分離処理する方法については未だ提案がなされていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記断面偏析現象を用いて粒子を分離する方法であり、その特徴は粒子層の表面の傾斜角、即ち動的安息角に注目し、この角度以上に装置主要部（粒子層を溜めておく部分）を傾斜させることで分離した特定の粒子を排出できるようにしたものであり、特に、本発明は単位時間の処理量を大幅に向上することができる粒子分離方法およびその装置を提供することにより、前記の従来型転選機が有する問題点を改善すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このため、本発明が採用した技術解決手段は、
ベルトコンベア上に少なくとも２枚の円板を押しつけて窪みを形成し、前記円板同志の間に形成された前記窪みに混合粒子を投入および堆積し、ベルトコンベア、円板を駆動することによって前記ベルトコンベア上の窪み内で偏析現象を発生させることを特徴とする粒子分離方法である。
また、前記窪みの上端と下端を結ぶ線を動的安息角より大きな角度に傾けることにより、粒子層の表層側に偏析した粒子を分離することを特徴とする粒子分離方法である。
また、前記粒子層の表層側に偏析した粒子を分離したのち、残りの粒子をベルトコンベアに形成した金網部から取り出すようにしたことを特徴とする粒子分離方法である。
また、ベルトコンベア上に少なくとも２枚の円板を押しつけて窪みを形成し、前記円板同志の間に形成された前記窪みに連続的に混合粒子を投入し、ベルトコンベア、円板を駆動することによって前記ベルトコンベア上の窪み内で粒子層を形成し、偏析現象を発生させながら、偏析した粒子を連続的に窪みから排出することを特徴とする粒子分離方法である。
また、ベルトコンベアと、そのベルトコンベアに押しつけてベルトコンベアに窪みを形成する少なくとも２枚の円板とを備え、さらに前記円板は同径で形成され同軸上に配置されており、ベルトコンベア、円板を駆動することにより前記ベルトコンベア上の前記窪み内に投入された混合粒子に偏析現象を発生させることを特徴とする粒子分離装置である。  また、前記ベルトコンベアと円板との組み合わせをベルトコンベアの長さ方向に対して所定の間隔をもって多段に配置したことを特徴とする粒子分離装置である。
また、前記円板を支持する軸は正面視において、水平軸に対して一方側に傾斜して配置してあることを特徴とする粒子分離装置である。
また、前記窪みの前後には、ベルトコンベアを支持する第１ローラ、第２ローラが配置され、ベルトコンベアの上流側に配置された第１ローラは前記円板の円周方向に移動可能に取り付けられていることを特徴とする粒子分離装置である。
また、前記窪みの前後には、ベルトコンベアを支持する第１ローラ、第２ローラが配置され、前記ベルトコンベア、円板、第１ローラは、前記窪みの上端と下端を結ぶ線が動的安息角より大きな角度に傾けることができるよう全体に揺動自在に構成されていることを特徴とする粒子分離装置である。
また、前記揺動の中心軸は、円板の軸と平行な任意の位置の線であることを特徴とする粒子分離装置である。
また、前記ベルトコンベアには、第１ローラの移動に伴うベルトコンベアの緊張、緩みを除去するテンションローラが配置されていることを特徴とする粒子分離装置である。
また、前記ベルトコンベアには、所定の長さにわたって金網部が形成されていることを特徴とする粒子分離装置である。
また、前記ベルトコンベアの全長および金網部の長さは、偏析の発生時間、粒子排出時間、ベルトコンベアの回転速度によって決めることを特徴とする粒子分離装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、以下のような特有の効果を達成することができる。
従来のような個々の粒子をベルトコンベア上に転がして分離する方法に比較して、本発明は粒子を層状に積み上げ粒子同士の干渉を利用しているため、単位時間あたりの処理量を多くすることができる。
また本発明は少なくとも２枚の円板を使用するが、円板の枚数を３枚以上とすることで分離処理量を大幅に増やすことができる。
さらに長いベルトコンベアを用いて同一のゴム膜上に円板とローラを増設して多段式にすることにより処理量を増加可能である。このような方法であれば駆動用のモーターが１台で足り、狭い空間で処理量を簡単に増やせる利点もある。
さらに、本発明はバッチ式処理、連続処理の何れにも対応することができ、装置操作はコンピュータ制御も容易であり自動化することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、ベルトコンベアと、そのベルトコンベアに押しつけてベルトコンベアに窪みを形成する少なくとも２枚の円板とを備え、さらに前記円板は同径で形成され同軸上に配置されており、前記ベルトコンベアを駆動し、前記窪み内に混合粒子を投入することにより窪み内で偏析現象を発生させることを特徴とする粒子分離方法および装置である。
【００１１】
一般に「転選機」では粒子同士の干渉を避けなければならないが、本発明はベルトコンベア上で粒子を堆積させて粒子同士を干渉させ断面偏析を引き起こすことで固体粒子を分離するようにしている。具体的には、移動ベルトと複数円板とからなる粒子分離機に当該混合粒子を投入するとベルトの移動速度に対するそれぞれの粒子の大きさ（粒度）、粒子の質量密度、粒子の形状等によって起こる相互作用で断面偏析が発生する。本発明はこの偏析現象を利用したものであり、単位時間あたりの処理量が向上し、装置の大きさも従来の装置に比べてコンパクトにできる。
【００１２】
ところで、本発明において稼働状態での粒子表面部と水平面との成す角度を一般に動的安息角と呼んでいる。実際の稼働では上記ベルトコンベアが円板に巻き付く範囲とベルト移動方向での相対位置関係とを変えることで、当該粒子をそこに留まらせたり、断面偏析が起こした表層部粒子のみを移動させたりが自由に設定出来る。即ち断面偏析が起こった状態で、ベルトが円板に巻き付いて出来る円弧に弦を想定した時、この弦と水平線との成す角が上記動的安息角よりも大きいと前記混合粒子の滞在量は少なく、小さいと滞在量は多くなり、そのことは必然的に各粒子の滞在時間は短くも長くも調整でき、その上これらを急激に変化させると偏析された片側成分だけ取り出せすことも、残余の全てを排出する事も容易である。本発明は、この原理を活用することで効率よく大量に分級・分離する事が初めて可能となった。更には分級精度を向上させるには上記ベルトと円板とで形成される粒子分離部を何段にも構成させることで容易となることも本発明の特徴である。その上これらの操作はコンピュータ制御も容易であり自動化することも可能である。
【００１３】
なお、本装置は従来の転選機に比べれば多少分離精度が低いが、単価の安い粒子を大量に処理する場合（資源リサイクルの粉砕粒子やブラスト粒子など）や他の精密な分離機にかける前の前処理に最適といえる。また混合した粒子の性質（粒度、質量密度、形状）に大きな差があれば偏析に要する時間は数秒であり、従来の「転選機」に匹敵する立ち上げ時間を実現できる。また、本発明は直径数ミリ程度以上の固体粒子を分離する工程ならば、
あらゆる産業分野で利用可能であるが、主に資源リサイクリング、農業、建築業、鉱業に適用可能である。例えば資源リサイクリングでは廃品を粉砕した後、有用な材料を回収する際に利用できる。また農業では穀物（整粒）の選別作業の前処理として使用可能である。建築業では環境への配慮から大粒のブラスト用の粒子が一部で使われ始めており、ブラスト用粒子が球に近い形であることが求められているが、不良品を排除する方法としても利用可能である。
【実施例】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明に係る実施例を説明する。
図１（イ）は本実施例に係る概略正面図、（ロ）は同概略側面図である。              図において、１はベルトコンベア（本例ではゴム膜製のものを使用）、２は円板、３は第１ローラ、４は第２ローラ（駆動用ローラ）、５は複数のガイドローラ、６はテンションローラ、７はフィーダ、αは第１ローラ３と第２ローラ４を結ぶ線（窪み１０の上端と下端を結ぶ線）と水平線のなす角度であり、ベルトコンベア１は図示のように各ローラの間に張設されており、円板２をベルトコンベア１に押しつけることで、ベルトコンベア１上に窪み１０が形成されている。
【００１５】
前記第１ローラは図示せぬ駆動手段により円板２の円周方向（図中矢印Ｓ１方向）に往復動可能な構成となっており、またテンションローラ６も図示せぬ付勢手段（たとえばバネなど）によりベルトコンベア１を張る方向に付勢されている。また、第１ローラ３と、円板２と、第２ローラ４とは図示せぬ支持部材によって一体に支持されており、第２ローラ４の軸４ａを中心に円板２および第１ローラ３が一体となった状態で図中矢印Ｓ３方向に揺動できる構成（揺動機構）となっている。第１ローラ３を駆動手段によって図面下方に移動させると、円板２の間で偏析された粒子（詳細は後述する）を窪み１０から排出させることができる。また、第２ローラ４の軸４ａを中心に、円板２、第１ローラ３の全体を下方に揺動（図中Ｓ３方向）にさせることで、前記と同様に円板２の間で偏析された粒子を窪み１０から排出させることができる。なお、前記第１ローラ３の駆動手段と前記揺動機構とは、少なくともどちらか一方を備えていることで、偏析した粒子を窪み１０から排出させることができる。
【００１６】
前記円板２は図１（イ）に示すように少なくとも２枚用意され、それぞれの円板２は同径に形成され、さらに同軸２ａ上に所定の間隔を持って配置されている。そして二枚の円板２をゴム膜（ベルトコンベア１）に押し当ててゴム膜に半円筒状の窪み１０を作り、その窪みに混合粒子を溜めることができるようになっている。なお、円板２を支持する軸２ａは図１（イ）に示す正面視において、左右いずれか一方側に傾いて配置することが望ましい（粒子面が傾斜することで、粒子分離が一層進むことになる）。また、前記ベルトコンベア１は、全体がゴム膜で構成され、その一部が図（ロ）に示すように金網部１１で構成されており、この金網部１１を介して粒子を一度に装置外に排出できる構成となっている。
【００１７】
以下、本発明装置の作動を説明する。
上記装置はバッチ式と連続式の両方の運転が可能である。分離精度を上げるのであればバッチ式の運転が良い。
以下バッチ式の作動について説明すると、２枚の円板２、第１ローラ３、第２ローラ４を図１に示すように所定の位置にセットし、円板２をベルトコンベア１に押しつけることにより、ベルトコンベア１に窪み１０を形成する。この時、窪み１０の上端と下端を結ぶ線（本例では第１ローラ３と第２ローラ４を結ぶ線）と水平線のなす角度αを動的安息角よりも小さくセットする。なお、動的安息角は、ベルトコンベアの移動速度（円板の回転速度）、ベルトコンベアの材質（摩擦係数等の物性）、粒子の材質（摩擦係数、凝集性等の物性）、円板の材質（摩擦係数等の物性）、粒子層の厚さ（粒子層８、９を合わせた厚み）と円板の直径との比、粒子の大きさ、円板の大きさ、湿度等によって決定されるものである。
【００１８】
ベルトコンベア１を駆動し円板２を図中矢印Ｓ２方向に回転した状態でフィーダ７から、大きさの異なる２種類の粒子（大径粒子の符号を８、小径粒子の符号を９とする）からなる混合粒子を窪み１０内に投入および堆積すると、この窪み１０内の混合粒子層内にすぐに循環流が生じて断面偏析現象が引き起こされ、大きい方の粒子８が表面側に偏析される。なお、粒度偏析（大きさの異なる２種類の粒子の偏析）の場合には大きい方の粒子が、また、ベルトコンベア１を偏析を起こすために比較的遅い速度で動かした時の密度偏析（質量密度の異なる２種類の粒子の偏析）では密度の小さい方の粒子が、さらに形状偏析（球状と非球状の粒子の偏析）の場合には非球状の粒子が表面側に偏析される。
【００１９】
窪み１０内で分離された大径粒子８を排出させるには、窪み１０の上端と下端を結ぶ線を動的安息角より大きな角度に傾ける。具体的には第１ローラ３を下方に移動し、水平線と第１ローラ３と第２ローラ４を結ぶ線とのなす角度αを動的安息角より大きくする。このことにより、重力を利用して偏析粒子を装置の外に排出することができる。ただし、前記角度αが動的安息角をわずかに越えた程度では、第１ローラ３付近で個々の粒子の転がりによる別の種類の偏析が局所的に発生し、分離精度を下げる危険性がある。よって粒子排出のために、前記角度αを増加させるときは、瞬時に動的安息角よりも十分大きい角度にまで増やす必要がある。なお、第１ローラ３を下方に移動した際にベルトコンベア１に緩みが生じるが、この緩みはテンションローラによって吸収される。また、粒子の排出量は第１ローラ３の移動量によって調節することができる。
【００２０】
また、水平線と第１ローラ３と第２ローラ４を結ぶ線とがなす角度αを動的安息角よりも増加させる方法として、前記のように第１ローラ３を下方に移動するほかに、円板２の軸と平行な適宜軸を中心に円板、第１ローラ３、第２ローラ４を全体的に傾けることも可能である。例えば、第２ローラ４の軸を中心に円板２、第１ローラ３全体を下方に揺動する方法もある。このように、全体的に下方に傾斜させることで角度αを動的安息角よりも大きくすることができ、大径粒子８を装置外に排出することができる。
大径粒子８を排出し、ベルトコンベア１が移動して金網部１１が粒子層の下に巡って来ると窪み１０内の小径粒子９が下方に全て一度に排出される。これにより大径粒子８と小径粒子９の分離が完了する。ただし，金網部１１が粒子層の下に来る前に大径粒子８の排出を完了しておく必要があるので、偏析が発生するまでの時間、大径粒子８の排出時間、およびベルトコンベア１の回転速度を計算して金網部１１までのベルトコンベア（ゴム膜）の長さを決めることが重要である。
【００２１】
一回の操作で大径粒子８を全て排出しきれない場合は金網部１１が来る前に混同粒子を追加投入して偏析と第１ローラ３からの排出操作を繰り返す。これにより粒子層では小径粒子９の濃度を高められる。また取扱う粒子の物性によって二枚の円板２の間隔を調整する必要がある。なお、上記の操作は単純なので自動制御が可能であり、バッチ式の欠点を補うことができる。
【００２２】
前述した分離装置を使用して連続式で運転する場合はフィーダ７から常時混合粒子を供給し、第１ローラ３を粒子層の表面の位置にセットしておく。常時供給されつづけるので粒子が第１ローラ３を越えて溢れ出るが、それらは主に大径粒子８であり、ベルトコンベア１の上に残される粒子屑では小径粒子９の層が厚くなっていく。また金網部１１が粒子層の下に巡って来ると全ての粒子が排出されるため多少大径粒子８も混じることになる。このため、連続式処理の場合には分離精度が低くなる。
【００２３】
上記装置では円板２を２枚使用した例を示したが、図２のように軸に複数（図示例では５枚）の円板２を取り付け、それに見合った幅のベルトコンベアを使用することで処理量を増やすことができる。この場合、円板２は軸偏析の発生を防ぐ役割を果たす。さらに図３のように長いベルトコンベア１を用いて同一のゴム膜上に円板２と第１ローラ、第２ローラを増設して多段式にすることで処理量を増加可能である。このような方法であればベルトコンベア駆動用のモーターが１台で足り、狭い空間で処理量を簡単に増やせる利点もある。
【００２４】
図４は実際に作製した試作機の円板２部分の斜視図である。
図の場合には混合粒子としてガラスビーズと珪砂を投入してある。円板２とゴム膜１の材質は取扱う粒子の物性を考慮して決める必要があるが、試作機では円板２はアクリル、ベルトコンベア（ゴム膜）１は厚さ２ｍｍの黒ゴムを使用している。図４の装置でベルトコンベア１を回転させながら二枚の円板２の間にフィーダから混合粒子を投入すると、二枚の円板２の間に溜まった混合粒子層内にすぐに循環流が生じて断面偏析現象（粒度偏析）が引き起こされ、大径粒子８と小径粒子９に偏析する。
【００２５】
図５〜図７は上記試作機を用いて粒度偏析を起こさせた場合の実験結果を示す。混合粒子はガラスビーズ（平均直径３ｍｍ）と珪砂（直径２〜２．３６ｍｍ）を混合したものであり、図５〜図７は図４の装置に前記混合粒子を投入して偏析を起こさせた粒度偏析のデータである。実験では、図４に示すサンプリングポイントＡ、ＢおよびＣから粒子を採取し、採取粒子に占めるガラスビーズの割合を重量比で縦軸に示した。横軸はローラの回転速度である。円板２の直径は１９０ｍｍ、ローラの直径は２４ｍｍである。元の混合粒子ではガラスビーズを８５％（重量比）入れてあり、不良品として珪砂を１５％混ぜた。サンプリングポイントＢにおいてガラスビーズの占める割合が８５％（図５の破線）を大きく下回っていることが分る。すなわち、断面偏析が発達し、珪砂が粒子層の内部に集まっていることを表している。
【００２６】
次に混合粒子層の表層部のみが装置の外部に流れ出るように第１ローラ３を下方に移動する、もしくは第２ローラ４の軸４ａを中心に装置全体をわずかに回転させると大径粒子８のみが第１ローラ３を越えて排出される。図６は図５と同じ条件の混合粒子を用い、排出実験を行ったデータである。排出された粒子に占めるガラスビーズの重量比率を縦軸に、ローラの回転速度を横軸に取った。いずれの回転速度でも９０％を越えており、特に４．７８ｒｐｍの際はガラスビーズが９８％に達し、不良品の珪砂をほぼ排除できていることが分る。また図７は排出された粒子の総量を投入された混合粒子に対する重量比で示したグラフである。図１に示す装置全体を第２ローラ４の軸４ａを中心に２０秒間傾け、表層の粒子を排出した。横軸は回転速度であるが、回転速度に関わらず２０秒間にほぼ５０％弱の粒子が排出されたことが分る。４．７８ｒｐｍでは約半分の粒子を排出しても珪砂が２％しか混じっていないことになり、分離（粒度分離）が成功しているといえる。
【００２７】
次に、図４に示す試作機を使用して密度偏析を起こさせた場合の分離試験結果を図８〜図１０に示す。粒子としてエアーガンに使われるプラスチックの精密弾を採用した。形状や大きさによる分離を防ぐために、全ての粒子を直径６ｍｍの球状に統一した。粒子１個の質量が０．１２ｇのものと０．３６ｇのものを用いた。重い粒子を８５％（体積比）、軽い粒子を１５％（体積比）混合し、外部の層に偏析する軽い方の粒子を排出した。
図８は排出前に計測した粒子層におけるＡ、Ｂ、Ｃ点（図４参照）に於ける軽い粒子の体積比である。サンプリングポイントＡおよびＣでは元の混合比の１５％を越えて３０％代に達し、一方、サンプリングポイントＢでは１０パーセント以下に下がり、密度偏析が発生していることがわかる。図９は、排出された粒子に占める軽い粒子の体積比であり、５０％程度の高い値を示している。また図１０に示すように元の投入粒子量に対する排出粒子（重い粒子も含む）の体積比は２５％程度であることから、図９の結果と合わせて考えると軽い粒子は殆ど排出されたといえる。
【００２８】
次に、図４に示す試作機を使用して形状偏析を起こさせた場合の試験結果を図１１〜図１３に示す。本例は、非球状粒子のブラスト材を１５％（重量比）、球状のブラスト材を８５％（重量比）混合し、非球状粒子を排出する試験であり、粒度による分離を防ぐために、ブラスト材をふるいにかけ、１．７０ｍｍ〜２．３６ｍｍの間に粒子径を揃えた。  図４に示すＡ、Ｂ、Ｃ点について測定したところ、図１１に示すように形状偏析が生じていることが確認された。投入された混合粒子には、非球状粒子が１５％（重量比）入っていたが、運転後の計測では、非球状粒子の重量比がサンプリングポイントＡおよびＣにおいて４０％程度に上昇し、Ｂでは逆に１０％以下に下がっており、形状偏析が発生したことがわかる。図１２は非粒状粒子の排出を目的に装置を粒子層の動的安息角以上の角度に傾けた結果である。ローラ３（図１参照）を越えて排出された粒子に占める非球状粒子の重量比は３５％程度に達しており、図１１のサンプリングポイントＣに近い値を示していることから、非球状粒子の排出を成功していると見なせる。図１３は排出前に投入された粒子の総量に対する排出された粒子の重量比である。３０パーセント弱の粒子が排出されている。排出すべき非球状粒子が元の混合粒子において１５パーセントしか含まれていないことを考慮すると、充分な値と思われる。
以上のデータから本装置により粒度、密度および形状偏析を発生させ、粒子の大きさ、質量密度および形状に基づく分離が可能であることが示された。
【００２９】
以上、本発明の粒子分離方法およびその装置について説明したが、第１ローラ、第２ローラ以外であれば駆動用のローラは特に指定する必要はない。また、円板の軸の傾斜角度、ガイドローラの数、テンションローラの位置等は混合粒子等に合わせて随時変更できる設計事項である。
【００３０】
また本発明はその精神また主要な特徴から逸脱することなく、他の色々な形で実施することができる。そのため前述の実施例は単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。更に特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、農業分野では穀物や大豆の調整用の形状選別機、建築分野ではリサイクル用の粒子分離機、また鉱業では鉱物の選別等に対し形状選別、比重選別、粒径選別として利用できる。また、安価に効率よく分級・分離できる装置として多くの分野で重宝されよう。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】（イ）は本実施例に係る概略正面図、（ロ）は同概略側面図である。
【図２】複数の円板を軸に取り付けた状態の斜視図である。
【図３】多段式の粒子分離装置の模式図である。
【図４】実際に作製した試作機の円板部分の斜視図である。
【図５】試作機で分粒したサンプリングポイントＡ、Ｂ、Ｃに於けるガラスビーズの重量比率を示す図である。
【図６】第１ローラを越えて排出された粒子におけるガラズビーズの重量比率を示す図である。
【図７】投入された粒子の総量に対する排出粒子量の重量比率を示す図である。
【図８】試作機で分粒したサンプリングポイントＡ、Ｂ、Ｃに於ける軽い粒子の体積比率を示す図である。
【図９】第１ローラを越えて排出された粒子における軽い粒子の体積（個数）比率を示す図である。
【図１０】投入された粒子の総量に対する排出粒子量の体積（個数）比率を示す図である。
【図１１】試作機で分粒したサンプリングポイントＡ、Ｂ、およびＣにおける非球状粒子（ブラスト材）の重量比率を示す図である。
【図１２】第１ローラを越えて排出された粒子における非球状粒子（ブラスト材）の重量比率を示す図である。
【図１３】投入された粒子の総量に対する排出粒子量の重量比率を示す図である。
【図１４】従来のスパイラスシュート方式の分離装置の斜視図である。
【図１５】従来の水平ベルトコンベア方式の分離装置の斜視図である。
【図１６】従来の傾斜ベルトコンベア方式の分離装置の斜視図である。
【符号の説明】
【００３３】
１        ベルトコンベア
２        円板
３        第１ローラ
４        第２ローラ（駆動用ローラ）
５        ガイドローラ
６        テンションローラ
７        フィーダ
８        大径粒子
９        小径粒子
１０        窪み
１１        金網部
α        第１ローラと第２ローラを結ぶ線と水平線の成す角（窪みの上端と下端とを            結ぶ線と水平線の成す角）
【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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【図１５】
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【図１６】
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