JP2007237166A - 混合材料を分離するための装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】混合材料を、水または他の液体を用いることなく、振動発生器を用いて分離する装置及び方法を提供する。
【解決手段】装置は、構成材料が通過しうる複数の空間を有しているとともに、第一の端部と第二の端部との間において高さが段階的に変化しない分離デッキ270と、少なくとも第一の状態においてデッキよりも高い位置に配設される第一の端部を有しているとともに、デッキ上に配設されている複数のスクラバー272と、デッキに接続されている振動発生器とを備えている。混合材料は、振動発生器により与えられる運動により、第一の端部から第二の端部へと、デッキおよびスクラバーを移動する。混合材料の構成成分は、スクラバー上を移動するにつれて互いに相対的に移動し、それにより、混合材料の構成成分に付着している構成材料を分離し、分離デッキの空間を通り抜けさせる。
【選択図】図９

Description

本発明は、混合材料を分離するための装置および方法に関するものであり、さらに詳細には震動発生器を用いて混合材料を分離するための装置および方法に関するものである。

処理される材料または処理された材料が複数の材料成分を有していることは珍しいことではない。たとえば、より小さな成分がより大きな成分の表面にくっついている場合がある。この場合、大きな構成成分は、ねばねばするまたはタック性のある材料がくっつけられる凹凸状の面あるいは面を有している。この一例として、収穫された作物にほこりおよび砂がくっついている場合がある。これらの作物は、包装され消費者に販売される前に、さらなる処理を施すことを必要としうる。

材料を相互に分離しうる（たとえば、作物から砂およびほこりを分離しうる）一つの方法は洗浄によるものである。すなわち、作物から砂およびほこりを分離するために、一または複数のストリームまたはジェットからなる水または他の溶媒を、たとえば作物の上にまたは中にまきうる。他の方法としては、作物を、タンクまたは槽の如き、水または他の溶媒を囲いで仕切るようになっている液だめをくぐらせるようにしても良い。そして、洗浄された作物を処理し、廃水、砂およびほこりからなる流れを集めて排出しても良い。

残念なことに、水または他の溶媒を用いて洗浄することには欠点が存在しうる。多くの場合、水または他の溶媒は、混合材料のうちの目標としている成分（たとえば砂およびほこり）だけを運び去るのではなく、混合材料のうちの他の成分も同様に運び去ってしまう。たとえば、収穫された作物を洗浄することにより、リン酸塩（肥料として作物とともに使用されうる）の如き望まれない材料が廃水に混入して運び去られうる。このことで、廃水の処分がより困難なものとなっている。他の例では、収穫された製品のジュースの如き商品価値を持ちうる材料が、廃水流に混入して運び去られてしまう場合もある。

したがって、混合材料をそれらの成分に分けるための他の装置および方法を提供することが望まれている。

本発明のある態様によれば、混合材料を構成材料に分離するための装置は、構成材料が通過しうる複数の空間を有しているとともに、第一の端部と第二の端部との間において高さが段階的に変化しない分離デッキと、少なくとも第一の状態においてデッキよりも高い位置に配設される第一の端部を有しているとともに、デッキ上に配設されている複数のスクラバーと、デッキに接続されている振動発生器とを備えている。混合材料は、震動発生器により加えられる運動によって、第一の端部から第二の端部まで、デッキおよびスクラバーの上を移動するようになっている。混合材料の構成成分は、スクラバー上を移動するにつれて互いに相対的に移動し、それにより、混合材料の構成成分に付着している構成材料を分離し、分離デッキの空間を通り抜けさせようになっている。

本発明の他の態様によれば、システムは、混合材料を構成材料に分離するための分離器を備えている。この分離器は、構成材料が通過しうる複数の空間を有しているとともに、第一の端部と第二の端部との間において高さが段階的に変化しない分離デッキと、少なくとも第一の状態においてデッキよりも高い位置に配設される第一の端部を有しているとともに、デッキ上に配設されている複数のスクラバーと、デッキに接続されている振動発生器とを備えている。混合材料は、振動発生器によって与えられた運動によって、第一の端部から第二の端部へと、デッキおよびスクラバーを移動するようになっている。混合材料の構成成分は、スクラバー上を移動するにつれて互いに相対的に移動し、それにより、混合材料の構成成分に付着している構成材料を分離し、分離デッキの空間を通り抜けさせようになっている。また、かかるシステムは、たとえば分離器に接続されている炉をさらに備えており、分離器のデッキおよびスクラバー上を移動する材料の少なくとも一部が炉に案内されるようになっている。

本発明の他の態様によれば、混合材料を構成材料に分離するための方法は、構成材料が通過しうる複数の空間を有しているとともに第一の端部と第二の端部との間において高さが段階的に変化しない分離デッキに沿って、混合材料を搬送することと、少なくとも第一の状態においてデッキよりも高い位置に配設される第一の端部を有しているとともにデッキ上に配設されている複数のスクラバーと混合材料を接触させることとを含んでいる。混合材料の構成成分は、スクラバー上を移動するにつれて互いに相対的に移動させられ、それにより、混合材料の構成成分に付着している構成材料を分離し、分離デッキの空間を通り抜けさせる。

以下において本発明のさまざまな実施形態の詳細な説明が記載されているものの、いうまでもなく、本発明の法的範疇は、この書類の最後に記載されている特許請求の範囲の記載により規定される。したがって、詳細な説明は、例示のみを意図したものであると解釈されるべきであり、本発明のすべての実施形態を記載することを意図したものではない。とういのは、すべての可能な実施形態の記載は不可能でないとしても現実的ではないためだからである。現在の技術または本発明の出願の後に開発される技術を用いてさまざまな他の実施形態を構築することができるが、これらは、本発明を規定する特許請求の範囲の範疇に含まれるものとする。

また、いうまでもなく、この明細書において、用語が、「本明細書では、用語「＿＿」は、…を意味するものとする。」という文章またはそれと同等の文章を用いて明示的に規定されない限り、その用語の意味が、その明白なまたは通常の意味を越えて明示的にまたは暗示的に限定されることはない。このような用語は、（特許請求の範囲の記載以外の）本明細書のいかなる部分におけるいかなる記載に基づくものであっても、その範疇が限定されて解釈されるべきではない。本明細書の最後にある特許請求の範囲に記載されている用語は、単一の意味において矛盾が生じないように、本明細書において記載されている。これは、読者を混乱させないことのみを意図したものであり、その用語を、その単一の意味に暗示的にまたはその他の方法で限定することを意図したものではない。最後に、クレーム要素が構造を説明することなく用語「手段」および機能を記載することによって定義されたものでなければ、米国特許法第112章第6 項の適用に基づく特許要素の範囲の解釈が意図されたものではない。

図１は、混合材料を分離し、搬送するためのシステム３０を示す部分ブロック図である。システム３０は、サトウキビを処理しサトウキビの絞りかすを生産するためのシステムを形成するよう他のデバイスと組み合わせて示されているものの、システム３０は、そのように限定されるものではない。しかしながら、システム３０を、前記のようなデバイスおよびサブシステムと組み合わせることで、サトウキビ処理システムを形成する上で有利に用いることが可能となる。また、システム３０の構造および動作については、サトウキビ処理システムを背景としてシステム３０を説明することによりその理解が容易なものとなる。

システム３０は、受け取り用サブシステム３２と、分配器３４と、ビレット用コンベヤ／セパレータ３６と、バガッセ用コンベヤ／セパレータ３８とを備えている。システム３０のこれらのさまざまなサブシステムのうち、分配器３４、ビレット用コンベヤ／セパレータ３６およびバガッセ用コンベヤ／セパレータ３８については、図面を参照しながら、以下でさらに詳細に説明する。システム３０は、ミル４０と、格納装置４２と、ボイラー炉４４と組み合わせて図示されている。システム３０と組み合わせられたこれらの装置の構成および動作に関しても、以下でさらに詳細に説明する。

サトウキビを収穫するにあたって、サトウキビの茎全体が、しばしば根鉢と呼ばれる植物の根を引き起こすことにより地面から取り除かれることが一般的である。その後、茎を、切断してビレット（公称１２インチの長さ）と呼ばれる部分が形成される。このビレットは、触れるとねばねばする傾向がある。ビレットのタック性と、依然として付着している根鉢へのビレットの混合とに起因して、相当な量のほこりおよび砂（たとえば、５−１１重量％）が、ビレットにくっつき、ビレットとともに受け取り用サブシステム３２へと搬送される。

受け取り用サブシステム３２は、ビレットが通常トレーラまたは鉄道車両である搬送装置により投入されるホッパ（図示せず）を備えうる。受け取り用サブシステム３２は、振動式コンベヤ、ベルトコンベアなどでありうるコンベヤ（図示せず）をさらに備えうる。コンベヤは、ビレットをホッパから分配器３４へと移動させるようになっている。

分配器３４は、受け取り用サブシステム３２からやってくるビレットの流れを受け取り、このビレット流れの前方部を、受け取り用サブシステム３２内に用いられているコンベヤの前方部よりもさらに広く広げるようになっている。また、分配器３４は、ビレットの流れの方向を、たとえば右方向に回転するように変化させうる。ビレット用コンベヤ／セパレータ３６の動作には分配器３４を必要としないものの、分配器３４の動作、特にビレット流れの前方部をさらに広く広げることは、ビレット用コンベヤ／セパレータ３６の動作を容易にする。いうまでもなく、ビレット用コンベヤ／セパレータ３６がビレット流れの前方部をさらに広く広げることを可能とする適切な幅を有していなければならないものの、かかる幅は、並列に並べられた複数の個別のコンベヤ／セパレータ３６を用いて提供されても良い。

以下でさらに詳細に記載するように、ビレット用コンベヤ／セパレータ３６は、一連の分離デッキおよびスクラバーを備えている。簡潔にいえば、振動発生器が分離デッキに接続され、分離デッキを横切ってビレットが移動することにより、ほこりおよび砂がビレットから分離されるようになっている。これに加えておよびさらに有利なように、スクラバーが、ビレットを相互に作用させることによって、ビレットからのほこりおよび砂の分離を向上するようになっている。ビレット用コンベヤ／セパレータから出てくる材料の流れには、ほこりおよび砂が実質的にはないもののいくらかのほこりおよび砂が依然として付着している場合があるビレットの流れと、ほこりおよび砂を含んでいる廃棄物の流れとの２つの流れとがある。コンベヤが老廃物を運び去っている間に、ビレットはミル４０へ搬送される。

ミル４０では、ビレットはひも状に一貫して寸断される。このストリング状の材料は、内部に含まれているスクロースまたは砂糖を放出させるために、絞られ、再び濡らされ、さらに（そして、場合によってはさらに数回）圧搾される。この処理のあとに残る固体のことをバガッセと呼んでいる。サトウキビの絞りかすのように、バガッセは、一部のほこりおよび砂を含有しうるし、そして、ミルから出て行きうる。ビレット用コンベヤ／セパレータ３６を用いることにより、サトウキビ中の砂およびほこりの量を制限することが容易となり、これにより、後の精錬工程で取り除かなければならない砂およびほこりの量が削減されると考えられている。

ここで、バガッセ用コンベヤ／セパレータ３８に、ミル４０からのバガッセが、全部渡されても良いし、一部渡されても良いし、または、全く渡されなくとも良い。ある代案では、サトウキビ処理システムの運転動力を燃焼により供給するために、バガッセが、ボイラー炉４４に、全部渡されても良いし、一部渡されても良いし、または、全く渡されなくとも良い。システム３０は、サトウキビ処理システムの一部分である。他の代案では、バガッセは、格納装置４２に搬送されても良いし、また、そこで、将来ボイラー炉４４で使用するために保持されても良い。

以上のように、ミル４０からのバガッセの全部または一部がバガッセ用コンベヤ／セパレータ３８に渡されても良い。コンベヤ／セパレータ３８に、バガッセから混入されているほこりおよび砂の如きさらなる不純物を、炉４４での燃焼に先立って取り除かせることを可能とするために、ミル４０からのバガッセをコンベヤ／セパレータ３８へ搬送することが有利な場合がある。ほこりおよび砂の如き不純物によってボイラーの肉薄なチューブが摩滅されることにより、チューブのメンテナンスが増加し、チューブの平均寿命が短くなる場合がある。ビレット用コンベヤ／セパレータ３６でのほこりおよび砂の分離が摩滅問題に対して重要な肯定的な効果を奏しうるものの、コンベヤ／セパレータ３８でのさらなる分離により肯定的な効果をさらに奏しうる。

以上の点で、いうまでもなく、ほこりおよび砂を除去する第一理由が炉４４に入るほこりおよび砂の量を制限することにある場合、ビレット用コンベヤ／セパレータ３６およびバガッセ用コンベヤ／セパレータ３８の両方を備えることが必要とならない場合もある。事実、バガッセ用コンベヤ／セパレータ３８を残して、ビレット用コンベヤ／セパレータ３６を完全に取り除いても良い。コンベヤ／セパレータ３８がバガッセからの砂およびほこりの希望に沿った分離を提供することにより、炉４４に入る砂およびほこりの量が制限されることとなる。もちろん、ビレット用コンベヤ／セパレータ３６を省略することにより、ミル４０からサトウキビの絞りかすと一緒に搬送されうる砂およびほこりの量は、ビレット用コンベヤ／セパレータ３６が使用された場合よりも高くなる。但し、このことは、他の分離技術を用いることにより回避することが可能である。

以上においては、図１に示されているサトウキビ処理システムを背景としてシステム３０を説明した。ここからは、図２〜図２０を参照して、分離器３４、ビレット用コンベヤ／セパレータ３６およびバガッセ用コンベヤ／セパレータ３８を個別に説明する。

まず、図２〜図４、特に図２を参照すると、分離器３４は、ビレット用コンベヤ／セパレータ３６、より詳細には、複数のビレット用コンベヤ／セパレータ３６の上方のある高さに配設されうる。受け取り用サブシステム３２からの材料は、図２に示されているように左側から分離器３４に導入されるようになっている。受け取り用サブシステム３２からの材料は、図面に沿って分配器３４に導入されても良いし、または、図面に対してある角度をなして分離器３４に導入されても良い。次いで、材料は、分離器３４の長さ方向に沿って、複数のコンベヤ／セパレータ３６へと搬送および分配されるようになっている。

分離器３４は、釣り合い錘１００と、トラフ１０２とを備えており、トラフ１０２は、釣り合い錘１００の真下に配設されている。釣り合い錘１００およびトラフ１０２は、１０４で包括的に表わされているフレームに取り付けられうる。釣り合い錘１００およびフレーム１０４の真下にトラフ１０２が位置することにより、材料が分離器３４からビレット用コンベヤ／セパレータ３６の中へと少ない拘束で流れることが可能となる。

釣り合い錘１００、トラフ１０２およびフレーム１０４が、一または複数のリンク部材および弾力部材により相互に接続されていても良い。具体的にいえば、トラフ１０２は、複数の剛性を有するリンク部材１０６によりフレーム１０４と接続されても良いし、複数の弾性部材１０８により釣り合い錘１００と接続されても良い。剛性を有するリンク部材１０６の各々は、第一の端部１１０において、支持構造体（たとえば、チューブ）１１２を介してフレーム１０４に回転可能に取り付けられても良く、また、第二の端部１１４において、トラフ１０２に回転可能に取り付けられても良い。剛性を有する各リンク部材１０６とトラフ１０２との間に形成される角度は、鈍角でありうる。コイルバネでありうる各弾性部材１０８は、第一の端部１１６において釣り合い錘１００に固定されうるし、また、第二の端部１１８においてトラフ１０２に固定されうる。各弾性部材１０８とトラフ１０２との間に形成される角度は、鋭角でありうる。図示されているように、複数のリンク部材１０６および複数の弾性部材１０８がペアを形成して配置されうる。各ペアを形成しているリンク部材１０６の端部１１４および弾性部材１０８の端部１１８は、互いに隣接してトラフ１０２に取り付けられている。

また、釣り合い錘１００も、剛性を有するリンク部材１２０によりフレーム１０４に接続されうる。また、剛性を有するリンク部材１２０は、第一の端部１２２において釣り合い錘１００に接続され、第二の端部においてチューブ１１２に接続されている。さらに、釣り合い錘１００およびトラフ１０２も、スプリングでありうる弾性部材１２６、１２８を通じてまた支持部材１３０を通じて、フレーム１０４に接続されても良い。

釣り合い錘１００とトラフ１０２との間には、振動発生器１４０が接続されている。振動発生器１４０は、シャフト１４４を有したモータ１４２を備えうる。モータのシャフト１４４は、駆動ベルト（図示せず）により被駆動シャフト１４６に接続されうる。被駆動シャフト１４６は、偏心シャフトであっても良い。偏心シャフト１４６には、リンク部材１５０の第一の端部１４８が取り付けられている。リンク部材１５０の第二の端部１５２は、弾性部材１５４を通じてトラフ１０２に取り付けられている。すなわち、弾性部材１５４の第一の端部１５６は、弾性部材１５４の第二の端部１５２に固定され、弾性部材１５４の第二の端部１５８は、トラフ１０２に固定されている。

さらに、以下に記載のコンベヤ／セパレータ３６、３８の場合にもそうであるが、釣り合い錘１００，トラフ１０２およびフレーム１０４を接続するための構造体の実施形態ならびに振動発生器１４０の実施形態が説明されているが、当業者の知識に応じて他の構造体が用いられても良い。たとえば、基部または平衡器とトラフとを接続するための異なる構造体が、ビレット用コンベヤ／セパレータ３６およびバガッセ用コンベヤ／セパレータ３８に関連して示されている。それの変形（たとえば、下から支持する代わりに上から支持するための）形態が、トラフ１０２に用いられても良い。さらに、他の実施形態に従って、強力な振動発生器あるいは２質点型の振動発生器が用いられても良い。

図２および図３から分かるように、トラフ１０２は流入口端部１６０を備えている。流入口端部１６０には、流入口プレート１６１が、受け取り用サブシステム３２から搬送される材料を最初に受けるために配設されている。上述のように、トラフ１０２は、その長手方向に沿って、排出用開口部からビレット用コンベヤ／セパレータ３、さらに詳細にいえば複数のビレット用コンベヤ／セパレータ３６の中へ排出するようになっている。具体的にいえば、トラフ１０２は、複数（図面では６の数）のトラフセグメントを有している。各トラフセグメント１６４は、フレーム１６８により支持された対向するプレート１６６を有している（図４を参照）。間隔をおいて配置されている対向する縁部１７０により、排出用開口部１６２が形成されている。

さらに、図３に示されているように、プレート１６６の対向する縁部間の間隔は、一つのセグメント１６４から次のセグメントに行くに従って変わっていくようになっている。図示されているように、左端のセグメント１６４のプレート１６６の端部１７０間の距離は、右端のセグメント１６４の距離よりかなり小さく、右端の端部において最も広い寸法を有し、左端の端部において最も狭い寸法有している。プレート１６４の端部１７０間の距離が均一であり、均一な寸法の排出用開口部１６２を提供する実施形態を含む他の構成も可能である。

ここで、図５〜図１１、特に図５および図６を参照すると、ビレット用コンベヤ／セパレータ３６は、錘付きの基部２００と、トラフまたはベッド２０２とを有している。ビレット用コンベヤ／セパレータ３６の基部２００は、複数の弾性部材２０４により支持されうる。各々弾性部材は、地面に取り着けられているまたは固定されている第一の端部と、基部２００へ取り付けられている第二の端部２０８とを有している。弾性部材２０４は、分離器または分離バネと呼ばれる場合もあり、一つの実施形態によれば、圧縮バネまたはコイルバネでありうる。トラフ２０２は、弾性部材２１０およびリンク部材２１２により支持されている。弾力部材２１０は、トラフ２０２の底部２１４に鈍角を形成して配設され、リンク部材は、底部２１４に鋭角を形成して配設されうる。弾性部材２１０およびリンク部材２１２の第一の端部２１６、２１８は、トラフ２０２に沿う実質的に同一の部位において、トラフ２０２に取り付けられ、第二の端部２２０、２２２は、相互に間隔をおいて配置されうる。弾性部材２１０は、リアクタコイルと呼ばれる場合もあり、一つの実施形態によれば、圧縮バネまたはコイルバネでありうる。

分離器３４と同様に、振動発生器２３０が、ビレット用コンベヤ／セパレータ３６の基部２００とトラフ２０２との間に接続されている。振動発生器２３０は、シャフト２３４を有したモータ２３２を備えうる。モータシャフト２３４は、駆動ベルト（図示せず）により、被駆動シャフト２３６に接続されうる。被駆動シャフト２３６は偏心シャフトであっても良い。偏心シャフト２３６には、リンク部材２４０の第一の端部２３８が取り付けられている。リンク部材２４０の第二の端部２４２は、弾性部材２４４を通じてトラフ２０２に取り付けられている。すなわち、弾性部材２４４の第一の端部２４６は、弾性部材２４４の第二の端部２４２に固定され、弾性部材２４４の第二の端部２４８は、トラフ２０２に固定されている。

図６において最も分かりやすく示されているように、トラフ２０２は、側壁２６２、２６４が取り付けられている床２６０を備えている。図５に示されているように、側壁２６２、２６４間かつ床２６０の上方には、流入口プレート２６６と二つの分離デッキ２６８、２７が配設されている。流入口プレート２６６と分離デッキ２６８との間および分離デッキ２６８、２７０間には、機械式スクラバー２７２が配設されている。機械式スクラバー２７２は、図面を簡潔にするために図５には示されていないが、好ましい搭載例として図９〜図１１に示されている。本実施形態では、流入口プレート２６６とデッキ２６８との間のスクラバー２７２およびデッキ２６８、２７０間のスクラバー２７２が同等の構成および作用を有しているが、他の実施形態では、流入口プレート２６６とデッキ２６８との間のスクラバーおよびデッキ２６８、２７０間のスクラバーは、異なる構成および作用を有していても良い。

流入口プレート２６６は、コンベヤ／セパレータ３６の左端の端部において、端部が間隔をおいて配置された状態で、側壁２６２、２６４に取り付けられている一または複数のプレートを備えうる。コンベヤ／セパレータ３６に供給される材料は、デッキ２６８、２７０またはスクラバー２７２のうちの一つに到達するのではなく、まず流入口プレート２６６に到達する。このことにより、デッキ２６８、２７０およびスクラバー２７２は分離器３４から落下する材料の力を受けることが制限されると考えられている。

デッキ２６８、２７０は、その内部に形成されている複数の開口部を用いて、小さな要素の場合にはデッキ２６８、２７０を通り抜けさせてその小さな要素をトラフ２０２の床２６０（ライナーが配設されうる）上に収集することを可能とし、大きな要素の場合にはデッキ２６８、２７０に沿って搬送することを可能とするように構成されている。一つの実施形態によれば、各デッキ２６８、２７０は、米国特許第５，１０８，５８９号に開示されているものと同等の一または複数のフィンガースクリーン２８０により形成されうる。この引用例は、本明細書において参照することによりその全内容を援用するものとする。いうまでもなく、各分離デッキ２６８、２７０が、二つのフィンガースクリーン２８０を有しているものとして図示されているが、それよりも少ない数のまたはそれよりも多い数のスクリーンを有していても良い。同様に、いうまでもなく、フィンガースクリーン２８０が本実施形態の図面に示されているが、他のスクリーンが用いられても良い。

図７においてさらに詳細に示されているように、各フィンガースクリーン２８０は、複数のＬ字形状のプレート２８２を備えており、各プレート２８２は、その第一の縁部２８６の全長に沿って形成される複数の突出部２８４（図８の拡大図に示されている）を有している。突出部２８４は、フィンガースクリーン２８０の「指部（ｆｉｎｇｅｒ）」を形成している。Ｌ字形状のプレート２８２は、そのいずれかの端部が、一対の取付プレート２８８（図７にそのうちの一つが示されている）に取り付けられうる。取付プレート２８８は、たとえばナットおよびボルトの如き締結部材により、スクリーン２８２をトラフ２０２の側壁２６２、２６４に固定することを可能とするために、貫通して形成される複数の開口部２９０を有しうる。このように、スクリーン２８０は、保守、修理および／または交換の目的で、トラフ２０２から適宜取り外されうる。

突出部または指部２８４は、それらの間に、複数の空間２９２が形成されており（図８参照）、これらの複数の空間２９２は、混合材料の流れのいくつかの構成成分の通過を許し、混合材料の流れの他の材料の通過を制限する。これに加えて、一つのＬ字形状のプレート２８２の突出部２８４は、隣のＬ字形状のプレート２８２のうちの少なくとも一部と重なっているが、この隣のＬ字形状のプレート２８２に対して当接していない。したがって、突出部２８４とこの隣のＬ字形状のプレート２８２との間にさらなる空間２９４が形成され（図７参照）、ある材料はこの空間を通過し、他の材料はその通過が制限される。本実施形態によれば、空間２９２、２９４は同じ幅を有していても良い。

ここで、図９から図１１および機械式スクラバー２７２を参照する。図９および図１０に示されているように、各機械式スクラバー２７２は、複数のカム３００を備えている。カム３００は、図９から見て、平坦な上面３０２とアーチ状の先端面３０４とを有した略パイ形状または略くさび形状をなしている。

カム３００は、トラフ２０２に対して回転可能に取り付けられるように、アーチ状の先端面３０４の反対側にある端部３０８で、シャフト３０６上に回転可能に取り付けられている。この点では、カム３００は、シャフト３０６と一緒に回転するようにシャフト３０６に取り付けられているため（たとえば、カム３００をシャフト３０６にキーを用いて固定することにより）、カムとシャフト３０６との間の相対的な回転が制限されている。シャフト３０６は、トラフ２０２の側壁２６２、２６４間にぶら下がっており、ベアリング３１０を通じて側壁２６２、２６４に接続されている。シャフト３０６の端部３１２はベアリング３１０を越えて延び、シャフト３０６をスクラバー２７２のその他の部分（ｒｅｍａｉｎｄｅｒ）に接続することを可能としている。

駆動部と呼ばれうるスクラバー２７２のその他の部分は、シャフト３０６、すなわちカム３００を回転させるために提案されうる複数の異なる機構のうちの一例である。駆動部は、アーチ状の調節プレート３２０と、Ｌ字形状のロッカーアーム３２２と、直線状のリンク部材３２４（但し、弾性部材、たとえばコイルばねを代わりに用いても良い）とを備えている。調節プレート３２０は、シャフト３０６の端部３１２のうちの一つに固定されている。リンク部材３２４は、調節プレート３２０内の複数の穴３２８のうちの一つに取り付けられうる第一に端部３２６と、アーム３２２の一つの端部３３２に取り付けられうる第二の端部３３０とを備えている。アーム３２２は、ベアリング３３８を用いて回転可能に搭載されているシャフト３３６の一つの端部３３４に固定することによりトラフ２０２に回転可能に取り付けられている。ロッカーアーム３３４の他の端部３４０は、基部２００に回転可能に接続されている。したがって、トラフ２０２に対する基部２００の運動が、カム３００を動かすために、駆動部を通じて伝達されるようになっている。

カム３００は、上面３０２がスクリーン２８０の面と平行になる第一の位置と、上面３０２がスクリーン２８０の面に対してある角度をなす第二の位置との間を、回転軸３０８を中心として移動されうる。第二の位置では、先端面３０４は、送られてくるビレット流れに面している。図１１には、記載された位置範囲におけるカム３００の移動が示されている。

第一の位置と第二の位置との間でのカム３００の移動により、個々のビレットがトラフ２０２において相互に相対的に移動するようになると考えられている。さらに、ビレットの相対的な移動により、ビレットの外面上のほこりおよび砂がビレットの外面から取り除かれるようになる、または、少なくともビレットの外面から解き放たれるようになると考えられている。いずれの場合であっても、ビレットから取り除かれたまたは解き放たれたほこりおよび砂は、デッキ２６８、２７０を横切って移動している間にビレットからさらに容易に分離されると考えられている。

さらに、ビレット用コンベヤ／セパレータ３６において機械式スクラバー２７２を用いることにより、コンベヤ／セパレータ３６の全体的な高さを制限することが容易になりうると考えられている。すなわち、ビレットに相互作用させるための他の方法は、ビレットに、流入口プレート２６６、分離デッキ２６８、２７０の間において、より高い位置からより低い位置へ落下させることを可能とすることでありうる。しかしながら、このような方法から導かれる結論として、セパレータの流入口と排出口との間の高さが比較的大きいことが必要となることが挙げられる。機械式スクラバー２７２を用いることにより、ビレット間の相互作用が、落下方法を用いた場合と少なくとも同じくらいに効果的であり、その上、高い位置から低い位置へ周期的に落下させる必要性により起因する大きな高さの分離器を備える必要性が排除されると考えられている。

なお、図１０には、シャフト３０６の両端部３１２が、プレート３２０、ロッカーアーム３２２およびリンク部材３２４を含む駆動部を通じて、基部２００に接続されているものとして示されている。しかしながら、いうまでもなく、他の実施形態によれば、シャフト３０６の一つの端部３１２のみを駆動部を通じて基部２００に接続しても良い。両方の実施形態が、本明細書の記載内容として包含されるものとする。

ここで、図５を参照すると、動作において、ほこりおよび砂が付着しているビレットは、流入口端部３６０でトラフ２０２へ供給され、流入口プレート２６６に突き当たる。ビレットがトラフ２０２に沿って移動するにつれて、ビレット片は、デッキ２６８の上流に配設されたスクラバー２７２のカム３００の作用により、相互に相対的に移動させられる。ビレットがスクラバー２７２を過ぎると、当該ビレットは分離デッキ上を通り、ある量のほこりおよび砂は空間２９２を通ってトラフ２０２の床２６０上に堆積される（または、例示の実施形態によれば、床に堆積されているものとして表現されうるがライナー上に堆積される）。次いで、ビレットは、第２のスクラバー２７２を通り抜け、第２の分離デッキ２７０上を通る。これにより、さらなるほこりおよび砂がビレットから取り除かれる。もちろん、ほこりおよび砂も、スクラバー２７２の作用によって取り除かれうるが、このほこりおよび砂も、トラフ２０２の床２６０上に堆積される。振動発生器２３０によって与えられた運動により、ビレットがデッキ２６８、２７０およびスクラバー２７２上を移動されるのと同様に、ほこりおよび砂が床２６０に沿って移動される。最終的に、ビレットは、デッキ２７０を通り、排出プレート３６２上を通り、ビレット排出口３６４から排出されるようになっており、その一方、砂とほこりは、砂とほこり用排出口３６６から出ていくようになっている。

いうまでもなく、コンベヤ／セパレータ３６を通るビレットを流れとして記述しているが、コンベヤ／セパレータ３６によるビレットの移動は、ビレットがコンベヤ／セパレータ３６を通らない期間を含む、より大きなまたはより小さな流量の期間を含んでいても良い。実際、流量の変動は、コンベヤ／セパレータ３６の動作に影響を及ぼしうる。たとえば、流量が小さい期間、トラフ２０２中のビレットの深さは減少しうる。このような状況では、ビレットのより深い部分に対応するように動作行程（ｔｒａｖｅｌ）がセットされている機械式スクラバー２７２は、ビレットの流れからおよび他の予防措置が講じられない場合にはコンベヤ／セパレータ３６から、ビレットを放出してしまうような場合がある。このような予防処置として、図６および図１０に示されているように、放出されうるビレットの量を制限するためのフード３６８を、トラフ２０２の側壁２６２、２６４に取り付けても良い。フード３６８は、スクラバー２７２の下流側の地点からスクラバー２７２の上流側の地点に延びうるし、また、スクラバー２７２の直ぐ上方に配設されうる。

ビレット用コンベヤ／セパレータ３６が機械式スクラバー２７２を備えているものとして記載されているが、流入口プレート２６６と分離デッキ２６８、２７０と間のスクラバー２７２の一方または両方に代えて、他のスクラバーが用いられても良い。たとえば、図１２〜図１４には、傾斜台３７０が示されている。傾斜台３７０は、個別のビレット間において相対的な運動を得るために、ビレット用コンベヤ／セパレータ３６とともに用いることにより、ビレットからのほこりおよび砂の分離を向上させるようになっている。

傾斜台３７０は、隅（ｃｏｒｎｅｒ）３７８で交わる第一の壁３７４および第二の壁３７６により形成されているＶ字形の角部３７２（ａｎｇｌｅ）を有している。壁３７４、３７６は、第一の端部３８０と第二の端部３８２との間でテーパが形成されている。すなわち、壁３７４、３７６の外縁部３８４、３８６は、第二の端部３８２におけるよりも第一の端部３８０においてより間隔を開けて設けられている。他の実施形態によれば、壁３７４、３７６は、隅３７８において、第一の端部３８０から第二の端部３８２に至るまで、リブ３８８と交わっている。他の実施形態によれば、この交わりは断続的なものであっても良い。

傾斜台３７０は、たとえばトラフ２０２の側壁２６２、２６４間で支持されているプレートに傾斜台３７０を固定することにより、流入口プレート２６０と分離デッキ２６８、２７０との間に設置されうる。傾斜台３７０は、搬送されてくるビレットの流れの方を第一の端部３８０が指し示すように位置付けされうる。傾斜台３７０は、図１０において互いに間隔をおいて配置されて示されているカム３００と同じように、互いに間隔をおいて配置されうる。

動作において、搬送されてくるビレットの流れは、傾斜台３７０の先端部３８０に最初に突き当たる。ビレットの流れの運動により、個々のビレットが、傾斜台３７０の長手方向に沿って第一の端部３８０から第二の端部３８２へと移動する。傾斜台３７０に沿って移動するビレットにより引き起こされるビレット間の相対的運動は、上述の機械式スクラバー２７２のこすり（ｓｃｒｕｂｂｉｎｇ）効果と同様のこすり効果を奏すると考えられている。

スクラバー２７２の場合と同様に、傾斜台３７０を用いることにより、ビレットの相対的運動を引き起こすためにビレットに一連の高さを落下させることを可能とする場合とは異なり、コンベヤ／セパレータ３６の全体的な高さを増大させる必要がない。スクラバー２７２とは異なり、傾斜台３７０は、可動部を備えていないため、機械式スクラバー２７２より必要なメンテナンスが少ない。さらに、スクラバー２７２とは異なり、傾斜台３７０は、機械式スクラバー２７２の場合のような、トラフ２００内のビレットの深さが比較的に浅くなっているとき、ビレットを、コンベヤ／セパレータ３６から放出してしまうというような同様の恐れはないと考えられている。

ここで、図１５に示されているバガッセ用コンベヤ／セパレータ３８の第一の実施形態を参照すると、明らかに、バガッセ用コンベヤ／セパレータ３８はビレット用コンベヤ／セパレータ３６と多くの共通の構造を有している。このため、２つのコンベヤ／セパレータ３６、３８の類似点に関しては詳細に記載しない。その代わり、相違点に関して記載することとする。２つのコンベヤ／セパレータ３６、３８の類似の要素には、類似の番号が付与されている。ビレット用コンベヤ／セパレータ３６の番号は、バガッセ用コンベヤ／セパレータ３８の番号から２００だけズレている（たとえば、コンベヤ／セパレータ３６のトラフは２０２であり、コンベヤ／セパレータ３８のトラフは４０２である）。

簡潔にいえば、バガッセ用コンベヤ／セパレータ３８の本実施形態は、ビレット用コンベヤ／セパレータ３６のスクラバーを欠いている。それに代えて、連続分離デッキ５４０が用いられる。このデッキ５４０は、流入口プレート４６６と排出プレート５６２との間に、６本のフィンガースクリーン４８０を有している。コンベヤ／セパレータ３８のこの実施形態は、後に来るコンベヤ／セパレータ３６において取り除かれる砂およびほこりが制限されているはずなので、上流側にビレット用コンベヤ／セパレータ３６が用いられる用途において適していると考えられている。

しかしながら、上述のように、ビレット用コンベヤ／セパレータ３６が備えられていない場合がある。結果として、比較的に高いパーセンテージのほこりおよび砂が、ミル４０からシステムの他の部分、たとえば格納装置４２および炉４４まで搬送される場合がある。燃料として燃焼される場合にバガッセとともに炉４４まで搬送されうるバガッセのほこりおよび砂の量を制限するために、バガッセ用コンベヤ／セパレータ３８に、スクラバーが取り付けられてもよい。図１６には、この第二の実施形態にかかるバガッセ用コンベヤ／セパレータ３８の一例が示されている。

図１６に示されているバガッセ用コンベヤ／セパレータ３８においては、コンベヤ／セパレータ３８は、流入口プレート４６６と、第一の分離デッキ４６８および第二の分離デッキ４７０と、排出プレート５６２とを備えている。さらに、流入口プレート４６６と第一の分離デッキ４６８との間および第一の分離デッキ４６８と第二の分離デッキ４７０との間には、スクラバー５７０が配設されている。設置されたスクラバー５７０が図１７に示されており、スクラバー５７０の構造が図１８〜図２０にさらに詳細に示されている。

まず、図１８〜図２０を参照すると、明らかに、スクラバー５７０は、上述の傾斜台３７０と多くの類似点を有しているとともに、いくつかの相違点も有している。すなわち、スクラバー５７０は、隅（ｃｏｒｎｅｒ）５７８で交差している第一の壁５７４および第二の壁５７６を有する角部（ａｎｇｌｅ）５７２を備えている。さらに、角部５７２は、第一の端部５８０から第二の端部５８２まで、リブ５８８に取り付けられている。スクラバー５７０は、第一の端部５８０から第二の端部５８２に至るまで、壁５７４、５７６の縁部５８４、５８６が、互い一様な間隔をおいて設けられているという点で、傾斜台３７０とは異なっている。

さらに、図１７に示されているように、スクラバー５７０は、トラフ４０２内におけるスクラバー５７０の配置の点において、傾斜台３７０とは異なっている。すなわち、図１７に示されているように、７つのスクラバー５７０が、トラフ２０２の幅に沿って間隔をおいて配置されている。対照的に、傾斜台３７０は、それに代えて、３つまたは４つの傾斜台３７０を用いうるように、さらに離れた間隔で配置されうる。

混合材料を分離するためのシステムおよびサブシステムを部分的に示すブロック図である。 図１のシステムに用いられる分配器を示す側面図である。 図２の分配器を示す平面図である。 図２の分配器を示す端面図である。 図示しやすいようにスクラバーが取り除かれている、図１のシステムに用いられているビレット用コンベア／セパレータを示す側面図である。 図５のビレット用コンベア／セパレータを示す端面図である。 図５のビレット用コンベヤ／セパレータの分離デッキに用いられるフィンガースクリーンを示す拡大断面図である。 図７のフィンガースクリーンを示す部分拡大平面図である。 図５のビレット用コンベヤ／セパレータに用いるために搭載された第一の実施形態にかかるスクラバーを示す部分拡大側面図である。 使用するために搭載された第一の実施形態にかかるスクラバーを示している、図５のビレット用コンベヤ／セパレータの拡大断面図である。 さまざまな操作位置で示されている第一の実施形態にかかるスクラバーを示す部分拡大側面図である。 図５のビレット用コンベヤ／セパレータに用いるために搭載されうる第二の実施形態にかかるスクラバーを示す拡大平面視である。 図１２のスクラバーを示す端面図である。 図１２のスクラバーを示す平面図である。 図１のシステムに用いられるバガッセ用式コンベヤ／セパレータの第一の実施形態を示す側面図である。 複数のスクラバーを含んでいる、図２のシステムに用いられるバガッセ用コンベヤ／セパレータの第二の実施形態を示す側面図である。 複数のスクラバーを示している、図１６のバガッセ用コンベヤ／セパレータを示す端面図である。 図１６のバガッセ用コンベヤ／セパレータの複数のスクラバーのうちの一つを示す側面図である。 図１６のバガッセ用コンベヤ／セパレータの第二の実施形態に用いられる複数のスクラバーの部分集合を示す部分拡大平面図である。 図１９で示された複数のスクラバーの部分集合を示す部分拡大端面図である。

符号の説明

３０ 混合材料を分離および搬送するためのシステム
３２ 受け取り用サブシステム
３４ 分離器
３６ ビレット用コンベヤ／セパレータ
１００ 釣り合い錘
１０２ トラフ
１１０ 第一の端部
１１４、１１８ 第二の端部
１４０ 振動発生器
２６８、２７０ 分離デッキ
２７２ 機械式スクラバー

Claims (20)

1. 混合材料を構成材料に分離するための装置であって、
   構成材料が通り抜けうる複数の空間を有しているとともに、第一の端部と第二の端部との間において高さが段階的に変化しない分離デッキと、
   少なくとも第一の状態において前記デッキよりも高い位置に配設される第一の端部を有しているとともに、前記デッキ上に配設されている複数のスクラバーと、
   前記デッキに接続されている振動発生器とを備えており、
   前記混合材料が、前記振動発生器によって与えられた運動により、前記第一の端部から前記第二の端部に至るまで、前記デッキおよび前記スクラバーの上を移動し、
   前記混合材料の構成成分が、前記スクラバー上を移動するにつれて互いに相対的に移動し、それにより、前記混合材料の前記構成成分に付着している前記構成材料を分離し、前記分離デッキの前記空間を通り抜けさせるように構成されてなる、装置。
2. 前記分離デッキが、少なくとも一つのフィンガースクリーンを備えてなる、請求項１記載の装置。
3. 前記複数のスクラバーの各々が、前記第一の端部の方向に配設された第一の端部と、前記分離デッキに対して、前記第一の端部より高い位置に第二の端部とを有する傾斜台を備えてなる、請求項１記載の装置。
4. 前記傾斜台が、該傾斜台の前記第一の端部から前記第二の端部まで垂れ下がるように形成されている角部を備え、その頂点が上方に配設されてなる、請求項３記載の装置。
5. 前記角部は、該角部の縁部が前記第二の端部よりも前記第一の端部においてより間隔をおいて形成されるようにテーパ加工されてなる、請求項４記載の装置。
6. 前記複数のスクラバーの各々が第一の端部を有するカムを備えており、前記第一の端部が、第一の状態において、前記カムの前記第一の端部が前記デッキより高い位置に配設されるように、前記デッキに対して移動可能なように構成されてなる、請求項１記載の装置。
7. 前記カムが、前記第一状態と第二状態との間で前記第一の端部を移動させるドライブ部に結合されており、前記カムの前記第一の端部が、前記デッキの高さと少なくとも等しい高さに配設されてなる、請求項６記載の装置。
8. システムであって、
   混合材料を構成材料に分離するための分離器を備え、
   前記分離器が、構成材料が通り抜けうる複数の空間を有しているとともに、第一の端部と第二の端部との間において高さが段階的に変化しない分離デッキと、
   少なくとも第一の状態において前記デッキよりも高い位置に配設される第一の端部を有しているとともに、前記デッキ上に配設されている複数のスクラバーと、
   前記デッキに接続されている振動発生器とを有しており、
   前記混合材料が、前記振動発生器によって与えられた運動により、前記第一の端部から前記第二の端部に至るまで、前記デッキおよび前記スクラバーの上を移動し、
   前記混合材料の構成成分が、前記スクラバー上を移動するにつれて互いに相対的に移動し、それにより、前記混合材料の前記構成成分に付着している前記構成材料を分離し、前記分離デッキの前記空間を通り抜けさせるように構成されており、
   さらに、前記分離器に接続されている炉を備えており、前記分離器の前記デッキおよび前記スクラバーの上を移動する材料のうちの少なくとも一部が、前記炉に案内されてなる、システム。
9. 混合材料を構成材料に分離するための他の分離器を備え、
   前記分離器が、構成材料が通り抜けうる複数の空間を有しているとともに、第一の端部と第二の端部との間において高さが段階的に変化しない分離デッキと、
   少なくとも第一の状態において前記デッキよりも高い位置に配設される第一の端部を有しているとともに、前記デッキ上に配設されている複数のスクラバーと、
   前記デッキに接続されている振動発生器とを有しており、
   前記混合材料が、前記振動発生器によって与えられた運動により、前記第一の端部から前記第二の端部に至るまで、前記デッキおよび前記スクラバーの上を移動し、
   前記混合材料の構成成分が、前記スクラバー上を移動するにつれて互いに相対的に移動し、それにより、前記混合材料の前記構成成分に付着している前記構成材料を分離し、前記分離デッキの前記空間を通り抜けさせるように構成されており、
   前記他の分離器が、前記分離器と前記炉との間に接続され、前記デッキおよび前記他の分離器の前記スクラバー上を移動している前記材料のうちの少なくとも一部が前記炉に向けられてなる、請求項８記載のシステム。
10. 前記他の分離器に接続される格納装置を備えており、前記デッキおよび前記他の分離器の前記スクラバー上を移動している前記材料のうちの少なくとも一部が前記格納装置に向けられてなる、請求項９記載のシステム。
11. 前記格納装置が、前記炉に接続され、前記格納装置内の前記材料のうちの少なくとも一部が、前記炉に向けられてなる、請求項１０記載のシステム。
12. 前記分離器に接続される分配器を備えており、該分配器が、
    複数のトラフセグメントが設けられているトラフと、
    前記トラフに接続されている振動発生器とを有しており、
    各トラフセグメントが、対向するプレートを備え、各トラフセグメントの前記対向するプレートの間隔をおいて配置されている対向する縁部が、排出用開口部を部分的に形成してなる、請求項８記載のシステム。
13. 前記トラフが、第一の端部と第二の端部とを有し、前記第一の端部に近い前記トラフセグメントの前記対向するプレートの前記対向する縁部間の間隔が、前記第二の端部に近い前記トラフセグメントの前記対向するプレートの前記対向する縁部間の間隔とは異なるようになっている、請求項１２記載のシステム。
14. 混合材料を構成材料に分離するための方法であって、
    構成材料が通過しうる複数の空間を有しているとともに、第一の端部と第二の端部との間において高さが段階的に変化しない分離デッキに沿って、混合材料を搬送することと、
    少なくとも第一の状態において前記デッキよりも高い位置に配設される第一の端部を有しているとともに、前記デッキ上に配設されている複数のスクラバーに前記混合材料を接触させることとを含んでおり、
    前記混合材料の構成成分が、前記スクラバー上を移動するにつれて互いに相対的に移動し、それにより、前記混合材料の前記構成成分に付着している前記構成材料を分離し、前記分離デッキの前記空間を通り抜けさせる、方法。
15. 前記複数のスクラバーの各々が、前記第一の端部の方向に配設された第一の端部と、前記分離デッキに対して前記第一の端部より高い位置にある第二の端部とを有している傾斜台を備えており、
    前記デッキの前記第一の端部から前記第二の端部へと前記混合材料が移動するにつれて、前記混合材料を、前記傾斜台の前記第一の端部から前記第二の端部へと前記傾斜台上を移動させることを含む、請求項１４記載の方法。
16. 前記複数のスクラバーの各々が第一の端部を有するカムを備えており、前記第一の端部が、第一の状態において、前記カムの前記第一の端部が前記デッキより高い位置に配設されるよう、前記デッキに対して移動可能なように構成されており、
    前記カムの前記第一の端部が、前記カムの前記第一の端部が前記デッキの高さと少なくとも等しい高さに配設される第二の状態と、前記第一の状態との間を移動するにつれて、前記混合材料を、前記デッキの前記第一の端部から前記第二の端部へと移動させることを含む、請求項１４記載の方法。
17. 前記分離デッキ上に混合材料を供給することを含み、該混合材料がビレットと、砂またはほこりを包含する、請求項１４記載の方法。
18. 前記分離デッキ上に混合材料を供給することを含み、該混合材料がバガッセと、砂またはほこりを包含する、請求項１４記載の方法。
19. 前記デッキおよび前記スクラバー上を移動している前記混合材料のうちの少なくとも一部を格納装置の中に搬送することを含む、請求項１４記載の方法。
20. 前記デッキおよび前記スクラバー上を移動している前記混合材料のうちの少なくとも一部を炉の中に搬送することと、
    前記炉の中に搬送された前記混合材料のうちの少なくとも一部を焼却することとを含む、請求項１４記載の方法。

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