(57)【要約】      （修正有）【課題】内側に孔の開いたサイクロン形状では孔より大きなものは、分離排出されない。また輸送粒体が孔の開いた内円筒の円周に接触し弧を描きながら孔の開いた材質と擦りあうため、輸送粒体表面の摩耗や傷が考えられ、商品の品質低下の恐れがある。【解決手段】外側ケースの内側に内側ケースを設け、流入筒２から混合された空気と輸送粒体と異物が流入され、旋回流の遠心力によって内側ケースの円周に沿って旋回する。空気と輸送粒体と異物は旋回流に沿って内側ケースの円周下端部に達する。達した空気と輸送粒体と異物は外筒1と下部逆円錐部５の接合円周部に移動する。この移動する際、空気と輸送粒体と異物は外筒１と内円筒６の間隙を通過上昇する空気の風力に影響され、異物は空気と共に排出され、目的の輸送粒体は、間隙の上昇する風力には影響されず、重力で下方へ落下し外部へ排出される粒体空気異物分離装置。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
目的の輸送粒体と異物空気を分離させ、目的の輸送粒体の純度を向上させる風力選別機能を設けた空気輸送を構成する装置における粒体空気異物分離装置。
【請求項２】
円錐部３とその上端部に接合された円筒空気出口４が外筒１の上部に接続され、逆円錐部５の下端に接合された粒体排出筒６が外筒１の下部に接続された構成が外側ケースである。流入筒２は外筒１を貫通し内円筒７の接線上に貫通して接続されている。内円筒７の上部は上端部を円筒空気出口４と同じ直径の開放された円錐形状部８を接合され、内円筒７の下部は開放された構成が内側流入ケースである。前述の外側ケースの内側に内部流入ケースを設けた構造の粒体空気異物分離装置。
【請求項３】
円錐形状部８の上部は、異物排出空気量調整部品９が載置しており、この異物排出空気量調整部品９は、円錐形状部８の穴の直径より小さい開放された穴を設けた異物排出空気量調整部品９や閉塞された異物排出空気量調整部品９と交換できる構造を設けた粒体空気異物分離装置。
【請求項４】
請求項２に記載の外側ケースの内側に、外筒１を貫通して内円筒７の接線上に流入筒２が貫通し接合されている装置に置き換えて、外筒１を貫通して流入筒２の端部を内円筒７の接線上の外周と迎合する面で切断させ、この切断面よりわずかに大きな迎合する開口部を設けた内円筒７が流入筒２とは接合されず、内円筒７の迎合する切断面よりわずかに大きな開口部の近傍まで流入筒２を設けた粒体空気異物分離装置。
【請求項５】
請求項２、請求項４において、下部逆円錐部５の内側中間部に逆台形の上端部が切断され上方に四角に延長された旋回流減衰部品Ａ１０を設けた粒体空気異物分離装置。
【請求項６】
請求項２、請求項４において、外筒１と内円筒７の間隙に旋回流減衰部品Ｂ１１を設けた粒体空気異物分離装置。
【請求項７】
請求項２、請求項４において、請求項５、請求項６の部材がない粒体空気異物分離装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気輸送装置における輸送粒体と空気を分離させる際に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
輸送される粒体が食品の場合、特に目的の輸送粒体以外の異物が混入し製品化されると製造会社の社会的信用は失墜する。そのため製品化する中間の製造工程で、篩分けや風力選別や光学選別や磁力選別など専用の高額な機械を通過させ製品の純度を向上させている。
【０００３】
従来から粒体の空気輸送装置の中で、サイクロン形状で旋回流の遠心力を利用して空気と輸送粒体を分離させる方法は公知である。
【０００４】
微粉を輸送粒体と分離排出させる為、サイクロン形状の中に、孔の開いた材質で構成されたサイクロン形状や孔の開いた円筒を内部に設けられた構造の空気微粉分離装置やフィルム片、紙片に特化した分離装置もある。（特許文献１）（特許文献２）参照。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２４６２４６
【特許文献２】特開２０１２−２４６６３
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】「日立ボルテックスブロアー」カタログ  発行所  株式会社日立産機システム  平成２３年６月発行  第３８頁  ９項  始動頻度
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
輸送物と空気を分離するサイクロン形状は、従来から集塵装置等に利用されており、異物も輸送粒体と共に落下することは公知である。特許文献１は内側に孔の開いたサイクロン形状や円筒で構成されており、孔より大きなものは、分離排出されない。また輸送粒体が孔の開いた内円筒の円周に接触し弧を描きながら孔の開いた材質と擦りあうため、輸送粒体表面の摩耗や傷が考えられ、商品の品質低下の恐れがある。特許文献２はフィルム片や紙片と空気の分離に特化している。
【０００８】
本願は輸送粒体の形状変化が少なく、異物を分離し空気と共に空気出口から排出させ、目的の輸送粒体の純度を向上させる風力選別機能を利用した空気輸送全体装置における粒体空気異物分離装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の粒体空気異物分離装置は、円筒円錐の外筒１、円錐部３、円筒空気出口４、下部逆円錐部５、粒体排出筒６から構成された外側ケースの内部に上部円錐で下部開放された円錐円筒形状の内円筒７、円錐形状部８で構成された内側流入ケースに、外側ケースの外筒から貫通された流入筒２を内側流入ケースの接線上に接合された構造で、風力選別機能を有する異物空気分離装置である。
【００１０】
本発明の粒体空気異物分離装置本体下部粒体排出筒６には、空気遮断粒体排出装置２３が必要で設けることが前提である。
【００１１】
本願装置の構成は、円錐部３とその上端部に接合された円筒空気出口４が外筒１の上部に接続され、逆円錐部５の下端に接合された粒体排出筒６が外筒１の下部に接続された外側ケースと、この外側ケースの内側に内円筒７とその上部は上端部を円筒空気出口４と同じ直径の開放された異物排出空気量調整部品８を接合され、内円筒７の下部は開放された構造の内側流入ケースで、流入筒２は外筒１を貫通し内円筒７の接線上に貫通して接続されている。  図１に空気粒体分離装置の構成図に示す。
【００１２】
本願装置における空気と粒体と異物は、流入筒２から流入され内円筒７の形状に沿い接触旋回降下し、内円筒７の下端部から外筒１と逆円錐部５の接合部に移動します。粒体は重力で逆円錐部５の外周を接触旋回しながら粒体排出筒６へ向かい空気遮断粒体排出装置２３から外部へ排出されます。内円筒７の下端部から外筒１と逆円錐部５の接合部に移動する際、空気は外筒１と内円筒７の間隙から空気出口４に向かい上昇します。この上昇する空気速度を流入筒２の粒体輸送速度より、異物を輸送できる速度に設定し、空気と共に円筒空気出口４から本願の装置外へ排出します。（図４）（ａ）（ｂ）（ｃ）に粒体空気異物分離装置における空気異物粒体の動向図に示す。
【００１３】
請求項２記載の外側ケースの内側に、外筒１を貫通して内円筒７の接線上に流入筒２が貫通し接合されている構造に置き換えて、外筒１を貫通して流入筒２の端部を内円筒７の接線上の外周と迎合する面で切断させ、この切断面よりわずかに大きな迎合する開口部を設けた内円筒７が流入筒２とは接合されず、内円筒７の迎合する切断面よりわずかに大きな開口部の近傍まで流入筒２を設け、接合されない構造もある。この場合外側ケースの外筒１と接続された円錐部３を解放することで、外側ケース内部の内円筒７を取り外し清掃やメンテナンスを行う際に有効である。  図２に本願の粒体空気異物分離装置の分解構成の斜視を示す。
【００１４】
外側ケースの下部逆円錐部５の内側中間部に、逆台形の上端部が切断され、上方に四角に延長された旋回流減衰部品Ａ１０を垂直に設け、外筒１と内円筒７の間に長方形の旋回流減衰部品Ｂ１１を垂直に設け旋回流を減衰させる。
粒体の輸送が終了した時点で、本願の装置内に空気が流入されている状態では、装置内の空気の旋回による遠心力と輸送粒体の質量が吊り合い、少量ではあるが輸送粒体の滞留現象が発生する。この現象が目的の粒体輸送の障害にならない場合は、前述の旋回流減衰部品Ａ１０と旋回流減衰部品Ｂ１１は設けなくてよい。
【００１５】
流入筒２から流入される空気量に対して、外筒１と内円筒７の直径を相当以上に大きく設け、かつ外筒１の長さと内円筒７の長さが直径以上の長さと下部逆円錐部５の長さも直径の１．５倍以上の長さを設けると、旋回流を減衰させる旋回流減衰部品Ａ１０と旋回流減衰部品Ｂ１１は設けなくても装置内の空気の旋回による遠心力と輸送粒体の質量が吊り合う輸送粒体の滞留はない。しかし実際には一般的な空気粒体分離装置を取り付ける場所の広さや高さが限られており、本願の粒体空気異物分離装置全体の高さを低くして狭い場所でも設置を可能とし、装置内の輸送粒体の滞留を無くすために、旋回流減衰部品Ａ１０と旋回流減衰部品Ｂ１１は有効である。
【００１６】
本願の粒体空気異物分離装置は、目的の粒体が流入筒２から流入され内円筒７の形状に沿い接触旋回し、内円筒７の下端部から外筒１と逆円錐部５の接合部に移動し、逆円錐部５の外周を接触旋回しながら粒体排出筒６へ向かい排出されるまで平滑な材質で製作され、擦りあいによる輸送粒体表面の摩耗や傷の発生を抑制しています。
【００１７】
塞した異物排出空気量調整部品９を（図３）（ａ）に示す。また円錐形状部８の穴の直径より小さい開放された穴を設けた異物排出空気量調整部品９を（図３）（ｂ）（ｃ）に示す。内側ケースの円錐形状部８の上端部に開放された穴に異物排出空気量調整部品９が載置されている。この異物排出空気量調整部品９は、円錐形状８の穴の直径より小さい開放された穴を設けた異物排出空気量調整部品９や閉塞された異物排出空気量調整部品９と交換できる構造である。
【００１８】
外筒１と内円筒７の間隙の通過し上昇する空気速度は、外筒１と内円筒７の間隙の面積で決定します。流入筒２から流入された空気量と間隙の面積が一定の条件で、外筒１と内円筒７の間隙の空気速度を減少方向でも調整を出来るようにするために、穴の大きさが大きい円錐形状９と交換することで、異物排出空気量調整部品９の上部に開放された穴を通過する空気量が増加し、外筒１と内円筒７の間隙を通過する空気量は減少し、間隙の通過上昇する空気速度は遅くなります。（数１）風速の計算式に示す。外筒１と内円筒７の間隙を通過する空気速度を減少方向でも調整出来るようにすることで、輸送粒体より比重の軽い異物の排出空気速度を同調させ、かつ目的の輸送粒体の輸送空気速度との差を広げ、空気出口４からの輸送粒体の排出を抑制します。
【００１９】
本出願書に記載の異物とは、目的の輸送粒体より比重の軽い変性、変形した軽いもの  微粉、破片、外皮や目的の輸送粒体以外に混入された輸送粒体より比重の軽い異物  毛髪、虫、ホコリ等である。
【発明の効果】
【００２０】
粒体の原料や粒体の加工や選別や包装の工程で、目的の粒体以外の異物も混合していることがあります。この異物を取り除き純度を向上させるため、さまざまな選別装置を通過させています。輸送工程で空気輸送方式を採用している場合に、本願の粒体空気異物分離装置は、構造も簡単で、輸送粒体以外の異物分離効果による輸送粒体の純度向上と輸送粒体の表面品質劣化の低減と輸送粒体の選別装置費用も低減させる効果が期待できます。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】（ａ）は本願の粒体空気異物分離装置の構成の斜視図。           （ｂ）は本願の粒体空気異物分離装置の構成の縦断面図。
【図２】本願の粒体空気異物分離装置の分解構成の斜視図。
【図３】（ａ）は上端部が閉塞した異物排出空気量調整部品。           （ｂ）は（ｃ）より上端部開放面積が狭い、異物排出空気量調整部品。           （ｃ）は（ｂ）より上端部開放面積が広い、異物排出空気量調整部品。
【図４】（ａ）は本願の粒体空気異物分離装置における空気、異物、粒体の縦断面動向図。           （ｂ）は本願の粒体空気異物分離装置における空気、異物、粒体の平面動向図。           （ｃ）は本願の粒体空気異物分離装置における空気、異物、粒体の斜視動向図。
【図５】空気輸送装置全体構成図。
【数１】
2017018924.tif 000003
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本願の粒体空気異物分離装置は円錐部３とその上端部に接合された円筒空気出口４が外筒１の上部に接続され、逆円錐部５の下端に接合された粒体排出筒６が外筒１の下部に接続された外側ケースと、この外側ケースの内側に内円筒７とその上部は上端部を円筒空気出口４と同じ直径の開放された円錐形状部８を接合され、内円筒７の下部は開放された構造の内側流入ケースで流入筒２は外筒１を貫通し内円筒７の接線上に接続されている。外側ケースの下部逆円錐部５の内側中間部に、逆台形の上端部が切断され上方に四角に延長された旋回流減衰部品Ａ１０を垂直に設け、外筒１と内円筒７の間隙にも長方形の旋回流減衰部品Ｂ１１が垂直に設けている。
【００２３】
流入筒２から流入された空気と粒体と異物は、内円筒７の形状に沿い接触旋回降下し、内円筒７の下端部から外筒１と逆円錐部５の接合部に移動します。この間隙に移動する際、粒体は重力で逆円錐部５の外周を接触旋回しながら粒体排出筒６へ降下し空気遮断粒体排出装置２３から外部へ排出されます。空気は内円筒７の下端部から外筒１と逆円錐部５の接合部に移動し、外筒１と内円筒７の間隙から空気出口４に向かい上昇し排出されます。異物はこの間隙を通過し上昇する空気の速度圧力に影響され同調し、円筒空気出口４から空気と共に本願の粒体空気異物分離装置外へ排出されます。
【００２４】
外筒１と内円筒６の異物を排出させる間隙の空気速度は、流入筒２の流入風量と外筒１と内円筒６の間隙の面積で決定します。
【００２５】
円筒空気出口４から空気と同調し分離排出される異物の大きさ、質量を決定する為には、外筒１と内円筒６の隙間を通過し上昇する空気速度を想定し、決定する必要があります。しかし実際の間隙の空気速度は、空気輸送装置の粒体投入部から目的の輸送箇所までの距離や高さと輸送粒体の種類や輸送量と装置全体の損失や温度と湿度などの要因で変わります。
【００２６】
外筒１と内円筒６の間隙の空気速度を変化させるためには、外筒１の直径に対して内円筒６の直径を変えると間隙の面積が変わり、間隙の空気速度は変化します。しかし、外筒１に直径の違う内円筒６を設けるには、外筒１を貫通させる流入筒２の位置が変わるために、外筒１が同じ直径でも直径の違う内円筒６に合う外筒１が必要になり、結果として粒体空気異物分離装置本体を多数用意する必要があり、空気粒体輸送装置全体の費用が高くなります。
【００２７】
そこで円錐形状部８の上部穴の直径を変えた異物排出空気量調整部品９を数種類用意することで解決できます。図３の（ａ）（ｂ）（ｃ）に異物排出空気量調整部品を示す。円錐形状８の上端部の開放された穴を、閉塞若しくは円錐形状８の穴の直径より小さい開放された穴を設けた異物排出空気量調整部品９が円錐形状部８の上部に載置し、この異物排出空気量調整部品９は、円錐形状部８の穴の直径より小さい開放された穴を設けた異物排出空気量調整部品９や閉塞された異物排出空気量調整部品９と交換できる構造とする。これにより流入筒２から流入された空気量と外筒１と内円筒７の直径を変えず間隙の面積が一定の条件でも、外筒１と内円筒７の間隙の空気速度の調整が出来ます。穴の大きさが違う異物排出空気量調整部品９と交換することで、異物排出空気量調整部品９の上部開放された穴を通過する空気量が増加し、外筒１と内円筒７の間隙を通過する空気量は減少し間隙の通過し上昇する空気速度は遅くなります。異物排出空気量調整部品９を交換することで、外筒１と内円筒７の間隙を通過する空気速度を調整し、間隙を上昇する空気と目的の輸送粒体の同調を抑制して円筒空気出口４から輸送目的の粒体が排出される事を無くし、また排出する異物の排出空気速度を特定します。
【００２８】
実際は輸送粒体を輸送させ、空気と同調し円筒空気出口４から分離排出された異物の状態と製品である粒体の純度を確認して異物排出空気量調整部品９を決定します。
【００２９】
輸送される粒体が終了した時点においても、輸送空気発生装置から本願の装置内に空気が流入されている状態で、流入空気が下部逆円錐部５と接合された粒体排出筒６の中間付近まで、流入空気が旋回しており、下部逆円錐部５の上部外周部で旋回流の遠心力と輸送粒体質量が吊り合い、装置内に少量ではあるが輸送粒体が残ります。この現象が目的の粒体輸送の障害にならない場合は、前述の旋回流減衰部品Ａ１０と旋回流減衰部品Ｂ１１は設けなくてもよい。しかしながらこの現象が輸送される粒体の種類によっては、不都合な場合が考えられます。前述の現象をなくすには、流入空気発生装置を停止させることで、遠心力はなくなり、自然落下、全量排出されます。しかし輸送される目的の粒体に粒体の種類があり区別が必要で輸送の始動停止が頻繁にある場合は、流入空気発生装置の始動停止の人的作業や流入空気発生装置の自動制御装置が必要となり、作業工数、装置費用の上昇になります。また流入空気発生装置の頻繁な始動、停止は、流入空気発生装置本体の稼働寿命に悪い影響を与える場合があります。非特許文献１に示す。そこで流入空気発生装置を稼働させた状態でも滞留を防ぐ為に、下部逆円錐部５と接合された粒体排出筒６の中間部分に逆台形の上端部が切断され、上方に四角に延長された旋回流減衰部品Ａ１０を垂直に設け、外筒１と内円筒６の間隙に長方形の旋回流減衰部品Ｂ１１を垂直に設け、外筒１と下部逆円錐部５の円形の旋回性の影響を減少させ、下部逆円錐部５における空気旋回量を減らし、遠心力を減衰させ、旋回流の遠心力と粒体質量が吊り合う輸送粒体を減らすことができます。これで流入空気発生装置の人的操作作業、または自動制御装置が不要になります。
【００３０】
また本願の粒体空気異物分離装置は、目的の粒体が流入筒２から流入され内円筒７の形状に沿い接触旋回し、内円筒７の下端部から外筒１と逆円錐部５の接合部に移動し、逆円錐部５の外周を接触旋回しながら粒体排出筒６へ向かい排出されるまで平滑な材質で製作されており、材質接触による輸送粒体表面の摩耗や傷の発生を抑制しています。
【実施例】
【００３１】
最適な実施例は、白米など穀粒を貯留タンクへ移動させる手段として、吸引空気輸送方式での本願の粒体空気異物分離装置の利用である。
【００３２】
従来から吸引空気輸送方式では、図６の粒体投入装置２０、空気粒体輸送管２１、粒体空気異物分離装置２２、空気遮断粒体排出装置２３、粒体貯留タンク２４、空気粉塵排出管２５、空気粉塵分離装置２６、空気遮断粉塵排出装置２７、空気排出管２８、吸引空気発生装置２９で構成されている。輸送目的の粒体は、粒体投入装置２０から投入され、空気粒体輸送管２１を通過し、粒体空気異物分離装置２２へ流入される。目的の粒体は、粒体空気異物分離装置２２のなかで分離され、空気遮断粒体排出装置２３から目的の粒体のみ粒体貯留タンク２４へ排出落下し貯留される。粒体空気異物分離装置２２のなかで分離された異物、空気は空気粉塵排出管２５を通過し、空気粉塵分離装置２６へ流入される。流入された異物、空気は、空気粉塵分離装置２６に設けられたフィルターで濾過分離され、空気遮断粉塵排出装置２７から異物は排出される。空気粉塵分離装置２６のフィルターで濾過分離された空気は、空気排出管２８を通過し、吸引空気発生装置２９の吸引側へ流入され、排気側から大気中に放出される。図５に空気輸送装置全体構成図を示す。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
吸引空気輸送方式以外にも、圧送空気輸送方式に２３空気遮断粒体排出装置を利用することで、本願の粒体空気異物分離装置の風力選別機能である粒体と空気異物の分離効果を期待できます。
【００３４】
穀粒、樹脂ペレット、種子、木質ペレット、小動物餌ペレット、食品ペレットなど加工生産の工程で必ず製品を製造するまでには、輸送装置や異物除去装置は欠かせません。空気輸送の方式が採用されている場合には、本願の粒体空気異物分離装置を利用することで、異物の除去効果も図られ商品価値が向上します。
【符号の説明】
【００３５】
Ａ    目的の輸送粒体
Ｂ    異物
Ｃ    空気
１    外筒
２    流入筒
３    円錐部
４    円筒空気出口
５    下部逆円錐部
６    粒体排出筒
７    内円筒
８    円錐形状部
９    異物排出空気量調整部品
１０  旋回流減衰部品Ａ
１１  旋回流減衰部品Ｂ
２０  粒体投入装置
２１  空気粒体輸送管
２２  粒体空気異物分離装置
２３  空気遮断粒体排出装置
２４  粒体貯留タンク
２５  空気粉塵排出管２５
２６  気粉塵分離装置２６
２７  空気遮断粉塵排出装置２７
２８  空気排出管２８
２９  吸引空気発生装置２９
【図１】
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【図２】
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【図３】
2017018924.tif 000006
【図４】
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【図５】
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