JP2007160150A

JP2007160150A - 異物分離装置

Info

Publication number: JP2007160150A
Application number: JP2005356745A
Authority: JP
Inventors: Toshio Hashimoto; 年夫橋本
Original assignee: Chubu Tek Kk
Current assignee: Chubu Tek Kk
Priority date: 2005-12-09
Filing date: 2005-12-09
Publication date: 2007-06-28

Abstract

【課題】特定の空気の流れを分離装置内において生じさせ該空気の流れを利用して、フロス等の異物を効率良く分離して除去できる異物分離装置を提供する。
【解決手段】異物が混入している粉粒体が供給される粉粒体導入口と、粉粒体導入口から導入された異物が混入している粉粒体を異物と粉粒体とに分離してそれぞれを別々の排出口から排出せしめる異物分離装置本体を有する異物分離装置であり、異物分離装置本体は、筒状外郭と筒状外郭の内部空間に配された内筒体を有し、筒状外郭の内壁と内筒体の外壁との間に形成される横断面がドーナッツ形状である柱状空間を粉粒体の落下通路とし、落下通路の下部から柱状空間内の上方に向けて複数の空気噴射流Ａを噴射して柱状空間内に上方に向いて流れる旋回空気流を生ぜしめ、旋回空気流に異物を乗せて異物分離装置本体上部にある異物排出口から異物を排出させるとともに、異物が分離された後の粉粒体は自重落下により粉粒体排出口を介して排出される。
【選択図】図１

Description

本発明は、異物が混入している粉粒体中から異物を分離して、異物混入のない粉粒体を得るのに使用される異物分離装置に関する。

さらに詳しくは、例えば、粒状の合成樹脂原料ペレットなどを樹脂工場等において空気輸送法によって輸送をして、製品梱包体として出荷するに際して、あるいは、成形機近傍に配された貯留槽などに貯留するなどに際して、パイプラインで構成される空気輸送経路中において発生する摩擦熱などによって生じる粉状やテープ状・膜状などの、いわゆる「フロス」と呼ばれる該樹脂由来の異物を、合成樹脂原料ペレットから分離すること等を効果的に行うことができる異物分離装置に関する。

従来、合成樹脂原料ペレットを製造して出荷するペレット工場や、合成樹脂原料ペレットを用いて樹脂成形品を製造する工場においては、空気輸送法により合成樹脂原料ペレットを輸送して、所定の梱包体に詰めたり、あるいは所定の貯留槽や供給ホッパに送り込むことが行われている。

空気輸送法は、該合成樹脂原料ペレットを空気流に乗せてパイプ経路内を搬送し所定の場所まで運ぶものであるが、該ペレットがパイプ内壁面と接触しつつ通過していくときに摩擦熱が発生し、パイプ内壁面上に該合成樹脂が薄膜状や粉末状になって融着し、それが膜状やテープ状、あるいは粉末状になって剥がれ、合成樹脂原料ペレットに混ざって空気輸送されることがある。

それら異物、すなわち、前述のフロスなどがペレット中に混ざっていると、一般に風送経路の末端部などでは先細り経路が形成されていることが多いが、その先細り経路部分において、フロス混入ペレットがブリッジ状態を形成して、空気輸送の最終段階と言える貯留槽内やホッパ内への落下による搬入などがうまくできなくなり、原料ペレットの供給ストップ等が起こり、それが操業の一時停止や装置の停機、メンテナンス作業の増大、ひいては、コスト増大などにつながるという問題があった。

このような問題を解消せんとして、フロスの混入している合成樹脂ペレットをその重量に基づいて落下させながら、下方から空気を吹き当てることにより、フロスを分離させるというフロス分離装置が従来から提案されている。

例えば、フロスが混入している合成樹脂ペレットに対して、その自重による落下作用に加えて積極的に下方向（落下方向）に作用する空気流を当てることにより、ペレットとフロスとの間の慣性力の差を大きくさせることにより分離効率を向上させるという提案がある（特許文献１）。

しかし、この提案になるものは、落下方向に作用させる空気流の強さの設定が難しいものであり、特に、細かな粉粒状から比較的大きなテープ状のものまで存在する場合には、その全てに有効に作用する空気流の強さの設定が難しいものであった。

また、粒状の樹脂原料ペレットを貯槽へ空気輸送する経路と、この経路によって運ばれてくる樹脂原料ペレットを貯める貯槽との間に配置されるタンクを有するフロス分離装置であり、該経路の終端部に該タンクは臨み、該終端部からタンク内に運ばれた樹脂原料を吸い込まない位置に吸引口をタンク壁面上に有する吸引機を有するとともに、前記タンクへの空気取り入れ口が、タンク壁面の少なくとも前記経路の終端部近傍には、タンク内への空気取り入れ口が形成されているというフロス分離装置が提案されている（特許文献２）。

しかし、この提案になるものは、吸引気流によってフロスを吹き飛ばすというものであり、分離を正確かつ効率的に行うという点では、まだ不十分なものであった。

また、パイプ経路末端部を、回転する先細りのパイプ状として、該回転するパイプ先端から樹脂原料ペレットを落下させるとともに、該ペレットに下方から空気流を吹き上げてフロスを上方に分離させて排出するというフロス分離方法と装置が提案されている（特許文献３）。

しかし、この提案になるものは、空気流が吹き付けられてフロスが分離される以前において、先細りのパイプ状経路を通過することになるものであり、その先細りのパイプ状経路を通過すること自体、フロスが混入しているペレット状態ではできない場合があり、優れた解決策とは言えないものであった。

また、樹脂原料ペレット経路の末端を先細りのパイプ状にしておいて、該パイプ先端から樹脂ペレットを落下させるという特許文献３と同様な構成のもとで、特に、その落下させた後、フロスが混入しているペレットをバッフルに衝突させることにより該ペレットを散らし、その状態で下方から空気を吹き当てて、フロスを上方に分離するというフロス分離器が提案されている（特許文献４）。

しかし、この提案になるものは、特許文献３の提案のものと同様に、空気流が吹き付けられてフロスが分離される以前において、先細りのパイプ状経路を通過することになるものであり、その先細りのパイプ状経路を通過すること自体、フロスが混入しているペレット状態ではできない場合があり、優れた解決策とは言えないものであった。

また、特許文献３、４と同様に、樹脂原料ペレット経路の末端を先細りのパイプ状にしておいて、該パイプ先端から樹脂ペレットを落下させるという構成のもとで、特に、該先細りのパイプの先端にやや径が大きいパイプを繋げて、フロスが混入しているペレットを散らし、その状態で下方から空気を吹き当てて、フロスを上方に分離するというフロス分離器が提案されている（特許文献５）。

しかし、この提案になるものは、特許文献３および４の提案のものと同様に、空気流が吹き付けられてフロスが分離される以前において、先細りのパイプ状経路を通過することになるものであり、その先細りのパイプ状経路を通過すること自体、フロスが混入しているペレット状態ではできない場合があり、優れた解決策とは言えないものであった。

また、空気の投入と空気の吸引とをうまく使用して、上昇空気流を生じさせてペレットに吹付けてフロスを分離するという方法が提案されている（特許文献６）。

しかし、この提案になるものは、空気流をバランスさせて効率良く、所望のフロス除去効果を得ることが難しいものであった。
実開平５−７３７５号公報特開平５−２７８０３４号公報特開平８−１７３９０６号公報特開２０００−７０８６０号公報特開２０００−３５１４４６号公報特開２００２−１９２０７９号公報

本発明の目的は、上述したような点に鑑み、代表的には、合成樹脂原料ペレットのような粉粒体に微細な異物が混入しているときに、特定の空気の流れを分離装置内において生じさせるとともに該空気の流れをうまく利用して、フロスなどの異物を効率良く分離して除去することができる異物分離装置を提供することにある。

上述した目的を達成する本発明の異物分離装置は、以下の（１）の構成からなる。
（１）異物が混入している粉粒体が供給される粉粒体導入口と、該粉粒体導入口から導入された前記異物が混入している粉粒体を該異物と該粉粒体とに分離してそれぞれを別々の排出口から排出せしめる異物分離装置本体を有する異物分離装置であり、前記異物分離装置本体は、筒状外郭と該筒状外郭の内部空間に配された内筒体を有し、該筒状外郭の内壁と該内筒体の外壁との間に形成される横断面がドーナッツ形状である柱状空間を粉粒体の落下通路とし、該落下通路の下部から前記柱状空間内の上方に向けて複数の空気噴射流Ａを噴射して該柱状空間内に上方に向いて流れる旋回空気流を生ぜしめ、該旋回空気流に前記異物を乗せて異物分離装置本体上部にある異物排出口から該異物を排出させるとともに、異物が分離された後の粉粒体は、自重落下により異物分離装置本体下部にある粉粒体排出口から異物分離装置本体外に排出されるように構成したことを特徴とする異物分離装置。

かかる本発明の異物分離装置において、より好ましくは、以下の（２）〜（１０）に記載うちのいずれかの具体的構造を有するものである。
（２）異物が混入している粉粒体が、自重落下により粉粒体導入口から異物分離装置本体内に導入されることを特徴とする請求項１記載の異物分離装置。
（３）粉粒体が、合成樹脂ペレットであることを特徴とする上記（１）または（２）記載の異物分離装置。
（４）落下通路の下部から前記柱状空間内の上方に向けて噴射される空気噴射流Ａが、水平方向に対して上向き角度θ₁＝３０°〜６０°の範囲で噴射されるものであることを特徴とする上記（１）、（２）または（３）記載の異物分離装置。
（５）落下通路の下部から柱状空間内の上方に向けて噴射される複数の空気噴射流Ａが、４〜８個の空気噴射口から噴射されるものであることを特徴とする上記（１）、（２）、（３）または（４）記載の異物分離装置。
（６）落下通路の下部から柱状空間内の上方に向けて複数の空気噴射流を噴射して該柱状空間内に上方に向いて流れる旋回空気流を生ぜしめる空気噴射口と内筒体の上端との中間領域において、上方に向けて複数の空気噴射流Ｂを噴射し、上方に向いて流れる中間旋回空気流を生ぜしめるように構成したことを特徴とする上記（１）、（２）、（３）、（４）または（５）記載の異物分離装置。
（７）前記中間旋回空気流の旋回方向が、前記旋回空気流の旋回方向と逆方向となるように構成されていることを特徴とする上記（６）記載の異物分離装置。
（８）中間旋回空気流Ｂを生ぜしめる上方に向けて噴射される空気噴射流Ｂが、水平方向に対して上向き角度θ₂＝１５°〜６０°の範囲で噴射されるものであることを特徴とする上記（６）または（７）記載の異物分離装置。
（９）中間旋回空気流を生ぜしめる上方に向けて噴射される空気噴射流Ｂが、４〜８個の空気噴射口から噴射されるものであることを特徴とする上記（６）、（７）または（８）記載の異物分離装置。
（１０）筒状外郭が、実質的に透明もしくは半透明である樹脂材からなることを特徴とする上記（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）、（８）または（９）記載の異物分離装置。

請求項１にかかる本発明の異物分離装置によれば、代表的には、合成樹脂原料ペレットのような粉粒体に微細な異物が混入しているときに、空気の流れをうまく利用して、フロスなどの異物を効率良く分離して除去することのできる異物分離装置が提供されるものである。

請求項２にかかる本発明の異物分離装置によれば、自重による落下で粉粒体を供給するものであることから、装置的に簡易で、かつ運転条件の設定が比較的簡易にできる異物分離装置が提供されるものである。

請求項３にかかる本発明の異物分離装置によれば、合成樹脂ペレットを空気輸送する際にフロスの分離に効果のある異物分離装置が提供されるものである。

請求項４にかかる本発明の異物分離装置によれば、装置内での旋回空気流の形成がより効果的に可能となり、分離効率が高い点で優れた異物分離装置が提供されるものである。

請求項５にかかる本発明の異物分離装置によれば、さらに、装置内での旋回空気流の形成がより効果的に可能となり、分離効率がより高い点で優れた異物分離装置が提供されるものである。

請求項６にかかる本発明の異物分離装置によれば、特に、ペレットを包み込むようにして混入存在している膜状やテープ状のフロスなどに対しても分離を効果的に行うことができる２段階の旋回空気流の形成が可能であり、分離効率がより高い点で優れた異物分離装置が提供されるものである。

請求項７にかかる本発明の異物分離装置によれば、さらに装置内での旋回空気流の形成がより効果的に可能となり、分離効率がより高い点で優れた異物分離装置が提供されるものである。

請求項８にかかる本発明の異物分離装置によれば、さらに装置内での旋回空気流の形成がより効果的に可能となり、分離効率がより高い点で優れた異物分離装置が提供されるものである。

請求項９にかかる本発明の異物分離装置によれば、さらに装置内での旋回空気流の形成がより効果的に可能となり、分離効率がより高い点で優れた異物分離装置が提供されるものである。

請求項１０にかかる本発明の異物分離装置によれば、装置本体内での作動状態の確認が簡単に目視により行うことができ、より早く精度良く異常発生を認知できるという点で優れた異物分離装置が提供されるものである。

以下、図面などに基づいて、更に詳しく本発明の異物分離装置について、説明をする。
図１は、本発明にかかる異物分離装置の一実施態様例をモデル的に示した概略正面断図であり、本発明の異物分離装置は、まず、異物が混入している粉粒体が供給される粉粒体導入口１と、該粉粒体導入口１から導入されたフロスなどの異物が混入している合成樹脂ペレットなどの粉粒体を、異物と粉粒体とに分離してそれぞれを別々の排出口から排出せしめる異物分離装置本体２を有するものである。３は粉粒体排出口であり、４は異物の排出口であり、該排出口４には更にベント管（曲がり管）５が繋がれて、装置外に異物を除去し回収できるようにされている。

さらに、異物分離装置本体２は、筒状外郭６と該筒状外郭の内部空間に配された内筒体７を有し、該筒状外郭６の内壁と該内筒体７の外壁との間に形成される横断面がドーナッツ形状である柱状空間を粉粒体の落下通路８とし、該落下通路８の下部からその柱状空間内の上方に向けて複数の空気噴射流Ａを噴射して該柱状空間内に上方に向いて流れる旋回空気流を生ぜしめるものである。そして、該旋回空気流に、異物を乗せて異物分離装置本体上部にある異物排出口４から該異物を排出させるとともに、異物が分離された後の粉粒体は、自重落下により異物分離装置本体２下部にある粉粒体排出口３から異物分離装置本体２の外に排出されるものである。

９は圧縮空気Ａ₀を異物分離装置本体２内に供給する供給口であり、該圧縮空気Ａ₀は筒状外郭６の下部において設けられた空気噴射口１１から空気噴射流Ａを噴射し、落下通路８内に上方に向いて流れる旋回空気流を発生させるものである。

落下通路８の下部から前記柱状空間内の上方に向けて噴射される空気噴射流Ａは、上向き角度θ₁＝３０°〜６０°の範囲で噴射されるものであることが好ましい。

また、落下通路８の下部から柱状空間内の上方に向けて噴射される複数の空気噴射流Ａが、４〜８個の空気噴射口１１から噴射されるものであることが好ましい。ただし、空気噴射口１１の数は、粉粒体の処理量に対応して定められればよく、例えば、平均粒径２〜４ｍｍレベルの合成樹脂ペレットの場合は、３００ｋｇ／時間程度の処理量ならば空気噴射口１１の数は４個程度、５００ｋｇ／時間程度の処理量ならば空気噴射口１１の数は８個程度とすることが好ましい。

さらに、該空気噴射口１１と、内筒体７の上端との中間領域において、上方に向けて複数の空気噴射流Ｂを噴射し、上方に向いて流れる中間旋回空気流を生ぜしめるように構成することが、特に、テープ状や膜状の形態を有するフロスが粉粒体を包み込むようにして混入されているペレットから該フロスを分離させることができ、より効果的な分離を行うことができるので好ましい。

該中間旋回空気流は、内筒体７に設けられた空気噴射口１２から噴射されて形成されるように構成するのが、フロスをドーナッツ形状の柱状空間内において径方向の外側からと内側からの２方向から支える如き旋回流を形成することになるので、より効果的にフロスを乗せて異物排出口４から排出できるようになる点で好ましい。ただし、該中間旋回空気流を生じさせる空気噴射流Ｂは、筒状外郭６側から噴射されてもよいものである。

本発明者らの各種知見によれば、好ましくは、形成される中間旋回空気流の旋回方向が、前述の旋回空気流の旋回方向とは逆方向となるように、空気噴射口１２と空気噴射口１１の噴射方向を設定するのが好ましい。また、中間旋回空気流Ｂを生ぜしめるために、空気噴射口１２から上方に向けて噴射される空気噴射流Ｂは、上向き角度θ₂＝１５°〜６０°の範囲で噴射されるようにすることが好ましい。また、さらに、空気噴射流Ｂは、４〜８個の空気噴射口１２から噴射されるものであることが好ましい。いずれも分離作用をなすに効果的な旋回流の形成を効果的に行い、分離をより精度良くかつ効率的に行うためである。なお、空気噴射口１２の数も、空気噴射口１１の数と同様であり、粉粒体の処理量に対応して定められればよく、例えば、平均粒径２〜４ｍｍレベルの合成樹脂ペレットの場合は、３００ｋｇ／時間程度の処理量ならば空気噴射口１１の数は４個程度、５００ｋｇ／時間程度の処理量ならば空気噴射口１１の数は８個程度とすることが好ましい。

中間旋回空気流Ｂを生ぜしめる空気流は、図１および図２に示した供給口１０から圧縮空気Ｂ₀として異物分離装置本体２内に供給され、空気流Ｂ₁となって空気噴射口１２から噴射されるようにすればよい。

これらの関係は、図２および図３に示したとおりであり、図２は、図１に示した本発明にかかる異物分離装置の一実施態様例について、その一部を拡大してモデル的に示した概略断面図である。

また、図３は、図１に示した本発明にかかる異物分離装置の一実施態様例について説明する水平方向の要部概略横断面図であり、空気噴射流Ａを生じさせる筒状外郭６に形成された空気噴射口１１、空気噴射流Ｂを生じさせる内筒体７に形成された空気噴射口１２のそれぞれの噴射方向を説明するものである。８はドーナッツ形状の柱状空間であり、落下通路をなすものである。

本発明者等の各種知見によれば、本発明にかかる異物分離装置を用いて、平均粒径が２〜４ｍｍなどの通常の合成樹脂ペレットを空気輸送しようとする場合には、圧縮空気の空気圧は、０．００５〜０．０６ＭＰａ（０．０５〜０．６ｋｇ／ｃｍ²・Ｇ）のものを用いて旋回流および中間旋回流を形成させるのがよい。また、同様の合成樹脂ペレットの場合など、一般的に、筒状外郭の内径は８０〜１５０ｍｍ程度、内筒体７の外径は５０〜１００ｍｍ程度とし、その差は直径差で４０〜７０ｍｍ程度とするのがよいが、特に限定されるものではない。内筒体７の有効長さ（ドーナッツ状の落下通路８の長さ）は、２５０〜４００ｍｍ程度の長さとすればよく、全体として、それほど大型な装置とする必要もなく設置スペースの確保も容易なものである。

内筒体７の頭部外形は、フロスが混入しているペレットが落下してきてぶつかるところであり、その衝突により該ペレットがなるべく散らばるように、円錐形状のバッフル体をなすようにして構成するのがよい。図１において、三角形状の頭部として図示されているのが、該円錐形状のバッフル体として形成された該内筒体７の頭部である。

筒状外郭６は、実質的に透明もしくは半透明である樹脂材からなることが好ましく、そのような構成とすると、本体内での運転状況が容易に目視により確認できるようになり好都合である。

本発明の異物分離装置は、合成樹脂ペレットと該ペレットに混入したフロスを分離させるための分離装置だけにとどまらず、空気輸送方式により粉粒物を輸送する分野であれば、その粉粒物中に混入した異物を分離させる装置として、合成樹脂分野だけでなく、一般産業分野で広く採用することができる。

図１は、本発明にかかる異物分離装置の一実施態様例をモデル的に示した概略正面断面図である。図２は、図１に示した本発明にかかる異物分離装置の一実施態様例について、その一部を拡大してモデル的に示した概略断面図である。図３は、図１に示した本発明にかかる異物分離装置の一実施態様例について説明する水平方向の要部概略横断面図であり、空気噴射流Ａを生じさせる筒状外郭６に形成された空気噴射口、空気噴射流Ｂを生じさせる内筒体７に形成された空気噴射口の噴射方向を説明するものである。

符号の説明

１：粉粒体導入口
２：異物分離装置本体
３：粉粒体排出口
４：異物排出口
５：ベント管
６：筒状外郭
７：内筒体
８：落下通路（筒状外郭の内壁と内筒外壁との間に形成される横断面がドーナッツ形状の柱状空間）
９：圧縮空気Ａ₀の供給口
１０：圧縮空気Ｂ₀の供給口
１１：空気噴射口
１２：空気噴射口
Ａ：空気噴射流
Ｂ：空気噴射流

Claims

異物が混入している粉粒体が供給される粉粒体導入口と、該粉粒体導入口から導入された前記異物が混入している粉粒体を該異物と該粉粒体とに分離してそれぞれを別々の排出口から排出せしめる異物分離装置本体を有する異物分離装置であり、前記異物分離装置本体は、筒状外郭と該筒状外郭の内部空間に配された内筒体を有し、該筒状外郭の内壁と該内筒体の外壁との間に形成される横断面がドーナッツ形状である柱状空間を粉粒体の落下通路とし、該落下通路の下部から前記柱状空間内の上方に向けて複数の空気噴射流Ａを噴射して該柱状空間内に上方に向いて流れる旋回空気流を生ぜしめ、該旋回空気流に前記異物を乗せて異物分離装置本体上部にある異物排出口から該異物を排出させるとともに、異物が分離された後の粉粒体は、自重落下により異物分離装置本体下部にある粉粒体排出口から異物分離装置本体外に排出されるように構成したことを特徴とする異物分離装置。
異物が混入している粉粒体が、自重落下により粉粒体導入口から異物分離装置本体内に導入されることを特徴とする請求項１記載の異物分離装置。
粉粒体が、合成樹脂ペレットであることを特徴とする請求項１または２記載の異物分離装置。
落下通路の下部から前記柱状空間内の上方に向けて噴射される空気噴射流Ａが、水平方向に対して上向き角度θ₁＝３０°〜６０°の範囲で噴射されるものであることを特徴とする請求項１、２または３記載の異物分離装置。
落下通路の下部から柱状空間内の上方に向けて噴射される複数の空気噴射流Ａが、４〜８個の空気噴射口から噴射されるものであることを特徴とする請求項１、２、３または４記載の異物分離装置。
落下通路の下部から柱状空間内の上方に向けて複数の空気噴射流Ａを噴射して該柱状空間内に上方に向いて流れる旋回空気流を生ぜしめる空気噴射口と内筒体の上端との中間領域において、上方に向けて複数の空気噴射流Ｂを噴射し、上方に向いて流れる中間旋回空気流を生ぜしめるように構成したことを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の異物分離装置。
前記中間旋回空気流の旋回方向が、前記旋回空気流の旋回方向と逆方向となるように構成されていることを特徴とする請求項６記載の異物分離装置。
中間旋回空気流を生ぜしめる上方に向けて噴射される空気噴射流Ｂが、水平方向に対して上向き角度θ₂＝１５°〜６０°の範囲で噴射されるものであることを特徴とする請求項６または７記載の異物分離装置。
中間旋回空気流を生ぜしめる上方に向けて噴射される空気噴射流Ｂが、４〜８個の空気噴射口から噴射されるものであることを特徴とする請求項６、７または８記載の異物分離装置。
筒状外郭が、実質的に透明もしくは半透明である樹脂材からなることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９記載の異物分離装置。