JP2018140344A - 粒体空気異物分離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】輸送粒体が分離装置流入時の衝突による形状変化の影響が微少で、また輸送終了後の輸送空気発生装置運転中でも装置の中に残留がなく、輸送粒体と異なる比重、空気抵抗を持つ異物を輸送空気と同調させ空気出口方向に分離排出させる風力選別機能有した空気輸送装置における粒体空気異物分離装置の提供。【解決手段】輸送空気は受動部円筒１下端部から分離部円筒３の上方接線方向に接続された排出筒４へ反転旋回上昇し、装置から次工程装置へ排出される。この反転旋回上昇流の作用に異物を輸送空気と共に同調させることで輸送粒体との分離効果が生じ、円筒の高さを上下させ、分離部円筒に対し反転旋回上昇流の作用する高さを変化させることで、分離作用の最適化、残留現象の有無を調整する、粒体空気異物分離装置ａ。【選択図】図１

Description

本発明は、空気輸送装置に於ける輸送粒体と輸送空気を分離させる際に関するものである。

特に輸送される粒体が食品の場合、目的の輸送粒体以外の異物が混入し製品化され、お客様に提供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製造工程で、篩選別 風力比重選別 光学選別 磁力選別など専用の高額な機械を通過させ製品の純度,品質を向上させている。その製造工程で粒体を移動させる輸送工程で従来から昇降機 コンベアー 空気輸送等がよく利用されている。

各種製造輸送工程の中で空気輸送装置を利用する際、従来からサイクロン形状で旋回流の遠心力を利用して輸送空気と輸送粒体を分離させる方法は公知である。

微粉を輸送粒体と分離させるため、サイクロン形状の中に、孔の開いた材質で構成され微粉分離に特化されたものや円筒を内部に設けられた構造のフィルム片、紙片に特化した分離装置もある。

特開2011-246246 特開2012-24663

「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 使用頻度

空気輸送とは輸送筒内の空気を移動させる。その空気の流れの速さ、強さで輸送物と輸送空気が同調し輸送筒内を移動する。このため輸送先末端で輸送空気と輸送物を分離する為の装置が必ず必要である。この輸送空気と輸送物を分離する装置としてサイクロン形状は従来からよく利用されており、その原理上流入した空気は上方へ、輸送物は下方に分離されることは公知である。しかしながらサイクロン形状は集塵装置等にもよく利用されており、原理上ある程度の微粉も輸送空気と分離され微粉は輸送物と同様に下方へ輸送空気は上方へ排出される。したがってサイクロン形状の分離装置では輸送物と微粉や異物と分離できない。

サイクロン形状の流入筒は円筒の接線方向に接続されており、輸送筒内を速度18m/秒から30m/秒程度の速度で進入してもサイクロン形状の円筒内周に沿って接触し速度を落とすため輸送物に対する衝撃は少ない。しかしサイクロンの形状次第で円筒、円錐部分の輸送空気の旋回速度による遠心力と輸送物の重さの均衡が等しくなる部分が発生し、落下排出されない輸送物 微粉 異物が残留する。この輸送されない微粉 異物が輸送終了後の輸送空気発生装置を停止した時点でこの残留物が落下し製品粒体側に混入する。したがってサイクロン形状分離装置を使用する上で残留物が存在しても影響のない輸送物と残留物が存在すると支障をきたす食品等の輸送物がある。

サイクロン形状で輸送空気と輸送物を分離させる際の残留物に関して輸送空気発生装置を停止すると、旋回流の遠心力はなくなり当然残留物も落下し残留現象は消滅する。しかしこの残留現象を無くすための輸送空気発生装置の起動停止処理による方法は非特許文献1使用頻度記載の輸送空気発生装置に悪影響を及ぼし、また輸送物終了時点での自動、手動停止など装置、労力、設備費用が多くなる。

特許文献1は内側に孔の開いた円筒で構成され孔より大きなものは分離されない。また流入された粒体が孔の開いた円筒の内面に接触し弧を描きながら擦りあう為、輸送粒体商品表面の摩耗、傷が考えられ粒体商品の品質低下の恐れがある。特許文献2はフィルム片、紙片に特化している。

本願は輸送粒体の衝撃や摩耗による形状変化が少なく、また輸送空気発生装置運転中でも残留がなく、輸送粒体と異なる比重、空気抵抗を持つ異物を分離させ輸送空気出口側に排出させる風力選別機能有した空気輸送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。

上部が閉塞された円筒1の円周接線に沿って、輸送粒体と輸送空気が流入する流入筒2が接続された受動部と円筒3の円周接線に沿って輸送空気が排出される排出筒4とこの円筒3の下端部に漏斗形状逆円錐部5、円筒6が接続された分離部で構成され、この分離部円筒3上部に受動部円筒1が差し込まれた構造の装置である。

本願装置の分離部下部円筒形状6の輸送粒体出口部分に空気を遮断し輸送粒体を排出出来る装置7は、必ず設けることが前提である。

空気遮断排出装置7は従来から集塵装置等の捕集粉塵排出に利用されているロータリーバルブなどである。

本願装置は1,2,で構成された受動部と3,4、5,6で構成された分離部が上下に差し込まれた構造で、図1の本願粒体空気異物分離装置斜視図に示す。

本願装置の受動部における輸送空気と輸送粒体と異物は、流入筒2から流入され円筒1形状に沿い接触旋回降下し、円筒1端部から分離部漏斗形状円錐部5へ移動する。この移動の際、粒体は受動部に於ける接触旋回による速度低下で重力により落下し空気遮断粒体排出装置7から外部へ排出される。輸送空気は受動部円筒4下端面より上方に接続された分離部排出筒4から分離部円筒3の形状に沿い反転旋回上昇する。この反転旋回上昇流に異物も同調し外部へ排出される。

図2の輸送空気と輸送粒体、異物の動向図に示す。

本願装置に於ける輸送空気は受動部漏円筒1下端面から分離部漏斗形状5,6へ移動し、円筒3の内周を反転旋回上昇して排出筒4から外部へ排出される。この円筒1の抵抗のない形状で旋回流が下方へ向かう輸送空気に粒体、異物も同調し分離部漏斗形状5,6へ移動する。この時、輸送空気は分離部円筒3の上方に接続された排出筒4へ向かう反転旋回上昇流となる。この反転旋回上昇流が粒体と異物を分離する作用となる。反転旋回上昇流の発生する高さが重要で排出筒4へ近いと輸送粒体まで排出され、漏斗形状5に近いと旋回流の遠心力で残留現象の発生や異物が落下し分離作用の低下を招く。これらの現象を最小限にするため受動部円筒1を上下に移動可能な構造とし反転旋回上昇流の作用する位置を調整することで分離作用の最大効果を発揮し、輸送空気と同調した異物は排出筒4へ向かい、輸送空気に輸送粒体は影響されることなく空気遮断排出装置7へ落下し、残留現象は解消される。

図5の輸送粒体、空気、異物動向実施側面図に示す。

本出願に記載の異物とは、輸送目的の粒体より比重の軽く空気抵抗の異なる輸送目的粒体の変性変形粒体、微粉、破片、外皮また輸送目的粒体以外の毛髪、虫、ホコリなどである。

粒体の原料、加工、選別、包装などの工程で、目的の粒体以外の異物も混在していることは少なくありません。これらの異物を取り除き製品の純度品質を向上させるため、様々な選別装置を通過させ目的の粒体以外の異物を取り除いています。この通過輸送工程で昇降機、コンベアー、空気輸送装置が利用されています。この輸送装置に本願の粒体空気異物分離装置を使用することで、構造も簡単な為清掃も容易で輸送段階での異物除去による製品の純度品質の向上と表面品質劣化、異物混入リスク対策、コンタミネーション対策費用を低減させる効果があります。

（a）は本願粒体空気異物分離装置の斜視図である。（b）は本願粒体空気異物分離装置の構成斜視図である。 （a）は本願粒体空気異物分離装置の空気動向斜視図である。（ｂ）は本願粒体空気異物分離装置の輸送粒体、異物動向斜視図である。 は本願粒体空気異物分離装置の実施図である。（a）は実施側面図、（ｂ）は実施平面図、（ｃ）は受動部と分離部を分けた実施側面図である。 （a）は本願装置を組み込んだ空気搬送装置全体構成側面図、（ｂ）は空気搬送装置全体構成平面図である。 は本願粒体空気異物分離装置の輸送粒体、空気、異物動向実施側面図である。

輸送空気速度18m/秒から30m/秒の速さと共に輸送される粒体、異物は受動部流入筒2から流入する。輸送空気速度は吸引装置の空気量と圧力と流入筒の断面の広さ、長さで決定する。流入筒2より流入した輸送空気は、円筒1の広い空間で空気速度が低下し、同時に輸送される粒体、異物は円筒1の形状に沿い接触旋回するため、特に速度を落として円筒1下端部へ輸送空気と共に移動する。

受動部円筒1の外周と分離部円筒3の内周で出来る空隙面積の広さで、分離部円筒3から排出筒4へ向かう上昇空気速度は決定する。この空隙の広さで分離排出空気速度を想定し円筒1、円筒3の大きさを確定する。

分離部排出筒4は,流入される搬送空気の回転方向に沿って円筒3の接線上方に接続する。

受動部円筒1は分離部円筒3上部から差し込まれ、長さは、分離部円筒3より長く円錐部5近傍までとし、容易に上下に移動できる構造とする。

受動部円筒1下方端面から分離部漏斗形状5,6内周へ輸送空気と共に輸送粒体、異物が移動する際、輸送目的粒体より軽い比重や空気抵抗の大きな異物は、分離部円筒3の上方に接続された排出筒4へ輸送空気と共に反転同調上昇する。この受動部円筒1下方端面から分離部漏斗形状5,6内周との空隙を通過する際、輸送粒体と共に混入した異物が分離される風力選別の機能を有しています。

実際の輸送物を輸送させ、分離残留状態を確認し受動部に対する円筒1の高さを調整出来るように円筒1上部閉塞部に内部確認用の透明な窓を設ける。

現実の空気輸送では、輸送する距離、曲がり、装置、輸送物の圧力損失で輸送筒内の実際の速度は確定できない。本願装置は実際に輸送させ、円筒1点検窓から内部状態確認し使用者が容易に分離部に対して受動部円筒1の位置を調整し決定できる。

輸送される粒体の性質によっては受動部、分離部共内部の清掃が必要である。本願装置は受動部と分離部が差込型のため簡単に取外しができ容易に内部清掃が可能である。

空気輸送装置には吸引方式と圧送方式があることは周知であり、本願粒体空気異物分離装置は吸引、圧送どちらでも使用できる。

吸引方式を例に図4に示す。輸送粒体を投入する投入口10、本願の粒体空気異物分離装置11、空気遮断排出装置12、輸送粒体を貯留するタンク13、集塵装置14、吸引装置15で構成される。

投入口10から流入された輸送粒体は、輸送空気と共に本願の粒体空気異物分離装置11へ流入し輸送空気、異物と輸送粒体に分離され、輸送粒体は空気遮断排出装置12から目的の貯留タンク13へ落下する。輸送空気と異物は集塵装置14へ流入され集塵装置14の内部に設けられたフィルターで空気と異物に分けられ異物は集塵装置異物排出口から外部へ排出され、フィルターで濾過された清浄空気は輸送吸引空気発生装置1を通過して大気に放出される。

図4の吸引方式の場合、集塵装置14の下部異物排出口も空気が流入しないよう空気遮断排出装置または空気遮断弁が必要である。

本願粒体空気異物分離装置は従来からの圧送、吸引空気輸送装置全体構成の輸送物と空気を分離させる装置を本願装置と交換することで風力選別機能を持たせることができる。

穀粒、樹脂ペレット、種子、木質ペレット、小動物餌ペレット、食品ペレット等々加工生産工程において必ず異物除去装置や輸送装置は利用されている。空気輸送における本願粒体空気異物分離装置を利用することで損耗商品数量の低下や輸送段階での異物除去効果による製品の純度品質、商品価値の向上と異物混入リスク、コンタミネーションリスク、除去装置設備設置費用の低減につながります。

1 受動部円筒
2 受動部流入筒
3 分離部円筒
4 分離部排出筒
5 分離部漏斗形状逆円錐部
6 分離部漏斗形状円筒部
7 空気遮断排出装置

10 粒体投入装置
11 本願粒体空気異物分離装置
12 空気遮断排出装置
13 貯留タンク
14 集塵装置
15 輸送空気発生装置

A 目的の輸送粒体
B 異物
C 空気の流れ

Claims (7)

1. 目的の輸送粒体と輸送空気を分離させる際、混入された異物を空気と共に排出させ、輸送粒体の純度品質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於ける本願装置。
2. 上部が閉塞された円筒1の接線上に接続された流入筒2の受動部と流入筒2の逆方向で円筒3の接線上に接続された排出筒4と円筒4下部に漏斗形状円錐部5、円筒6が接続された構造の分離部で構成され、受動部円筒1の部分が分離部円筒3の上部に差し込まれ、受動部が容易に上下移動可能な構造とした本願装置。
3. 受動部円筒1の部分が分離部円筒3の上部に差し込み接続され、受動部が容易に上下移動可能な構造とすることで流入筒2から流入された輸送空気が受動部円筒3の上方に接続された排出筒4へ向かう反転旋回上昇流による輸送粒体に作用する風力選別機能の効果と残留現象を消滅させる調整を容易にした構造の本願装置。
4. 円筒1の上部が閉塞された部分に内部を観察できる透明な点検窓を設け、分離、残留状態を把握し、円筒1を分離部円筒3に対して高さの調整を容易にした本願装置。
5. 受動部と分離部が取り外し可能で、受動部、分離部内部の清掃を容易に可能とした構造の本願装置。
6. 円筒1下方部を輸送目的粒体より小さな孔の開いた材質で製作された受動部円筒1を設け、この穴の開いた円筒1を通過する際も分離機能を設けた本願装置。
7. 受動部流入筒2を円筒1の接線以外のどの部分でも接続された構造の本願装置。