JP2009273969A - 粉取り装置及び粒体分離システム - Google Patents

Abstract

【課題】粉粒体を含む混合気のフィルタ面での滞留時間が長く、粉体や繊維状、棒状の物体を効率良く粒体から分離できる粉取り装置及びこれを用いた粒体分離システムを提供する。
【解決手段】センターパイプ１１が配置されたケーシング１２と、ケーシング１２とセンターパイプ１１との間に設置され、下端が開口したフィルタパイプ１３と、粒体分離部１の上部に設置され、混合気をフィルタパイプ１３とセンターパイプ１１との間の空間に導入する粉粒体吸込口１５と、粉粒体吸込口１５よりも口径が大きく、かつ、ケーシング１２の円心からの距離が粉粒体吸込口１５よりも大きくなるように粒体分離部１の下部に設置され、フィルタパイプ１３とケーシング１２との間の空間の空気を排出する空気吸引口１７とを有し、フィルタパイプ１３には、その内壁面を伝う混合気の螺旋状の流れに沿って長穴状のフィルタ穴が配列されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気と粉粒体との混合気を渦室内で螺旋状に流動させて粒体を分離する粉取り装置に関し、特に、粒体と粉体とを効率的に分離できる粉取り装置及びそれを用いた粒体分離システムに関する。

近年、樹脂成形品は高い品質が要求されており、原料となるペレット等の粒体を射出成形機を始めとする種々の成形機へ供給する前に、粒体に付着している粉塵などの異物を除去する技術が要求されている。すなわち、ペレット等の粒体には、それらが互いにぶつかることによって生じた粉状の微小な破片や、空気中に含まれる埃などの異物が付着しているため、それらの微小な異物を粒体から分離する必要がある。

粒体に付着している微小な異物を粒体から分離することを目的とした従来技術として、特許文献１に開示される「粉取り装置」がある。
特開２００７−５０３５４号公報

しかし、特許文献１に開示される発明は、装置の上部から粉粒体を吸引し、空気入口と同径の位置から空気吸引をしていたため、混合気の流れは縦方向が主流の緩い螺旋状となる。よって、十分な回転が得られずにフィルタ面での滞留時間が短くなり、粉体や繊維状の混入物の分離効率を高めにくいという点で改良の余地があった。

本発明は係る問題に鑑みてなされたものであり、粉粒体を含む混合気のフィルタ面での滞留時間が長く、粉体や繊維状、棒状の物体を効率良く粒体から分離できる粉取り装置及びこれを用いた粒体分離システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、第１の態様として、粉粒体と空気との混合気から、粒体を分離する粉取り装置であって、中心に円筒形の心材が配置された円筒状のケーシングを備えた分離部と、ケーシングと心材との間に設置され、下端が開口した円筒状のフィルタと、分離部の上部に設置され、混合気をフィルタと心材との間の空間に導入する粉粒体吸込口と、粉粒体吸込口よりも口径が大きく、かつ、ケーシングの円心からの距離が該ケーシングの円心から粉粒体吸込口の設置位置までの距離よりも大きくなるように分離部の下部に設置され、フィルタとケーシングとの間の空間から空気を排出する空気吸引口とを有し、フィルタには、粉粒体吸込口から空気吸引口に向かってフィルタの内壁面を伝って螺旋状に流れる混合気の流れに沿って長穴状のフィルタ穴が配列されており、混合気に含まれるフィルタ穴の幅よりも小さい物体は、フィルタを通過させて空気吸引口から空気とともに排出するとともに、フィルタの内壁面に沿って該フィルタの下端にまで到達した粒体は、該フィルタの下端の開口から落下させることを特徴とする粉取り装置を提供するものである。

また、上記目的を達成するため、本発明は、第２の態様として、上記本発明の第１の態様に係る粉取り装置と、空気吸引口に接続される負圧発生装置と、粉粒体吸込口に接続される管状部材とを有することを特徴とする粒体分離システムを提供するものである。

本発明によれば、粉粒体を含む混合気のフィルタ面での滞留時間が長く、粉体や繊維状、棒状の物体を効率良く粒体から分離できる粉取り装置及びこれを用いた粒体分離システムを提供できる。

図１に、本発明の好適な実施の形態に係る粉取り装置の構成を示す。（ａ）は断面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は上面図である。この装置は、粉粒体分離部１と貯留部２とを備えている。また、図２は、本実施形態に係る粉取り装置の内部の構造を示す断面斜視図である。
粉粒体分離部１は、センターパイプ１１とケーシング１２とが略同心に配置されており、それらの間にフィルタパイプ１３が挿入されている。これにより、粉体分離部１は３層構造の円筒状になっている。粉粒体分離部１の上部には、クランプ等を利用してケーシング１２に対して着脱可能なキャップ１４が設置されている。キャップ１４には、粉粒体を含んだ混合気を装置内に導入するための粉粒体吸込口１５が設けられている。なお、キャップ１４を取り外すことにより、センターパイプ１１及びフィルタパイプ１３が露出した状態となり、フィルタパイプ１３を交換することが可能である。

センターパイプ１１及びフィルタパイプ１３の下側の端面は貯留タンク２１にまで到達している。なお、センターパイプ１１の下端部は閉塞しており、フィルタパイプ１３の下端部は開口している。

ケーシング１２の下部では、フィルタパイプ１３とケーシング１２との間の空間が広がって、略環状の空間である空気吸引部１６を形成している。空気吸引部１６には、粉粒体吸込口１５よりも大口径の空気吸引口１７が設けられている。ケーシング１２の円心から空気吸引口１７の設置位置までの距離は、ケーシング１２の円心から粉粒体吸込口１５の設置位置までの距離よりも大きくなっている。空気吸引部１６は仕切り板１８によって貯留タンク２１と隔てられている。

貯留タンク２１の下部にはシャッター２２が設けられており、貯留タンク２１内に蓄積された粒体をタンク外へ排出できる。

図３に、フィルタパイプ１３のフィルタ面を拡大して示す。フィルタパイプ１３には長穴状のフィルタ穴が形成されている。図中の矢印は装置駆動時に空気が流れる方向を表している。図示するように、フィルタ穴は駆動時に空気が流れる方向に沿って配列されている。

図４に示すように、粉粒体吸込口１５にはホースやパイプなどの管状部材が接続され、管状部材の他端は粉粒体の入ったタンクに挿入される。
また、空気吸引口１７には吸引ブロア等の負圧発生装置が接続される。

粉取り装置の動作について説明する。
空気吸引口１７に接続された負圧発生装置を駆動すると、空気吸引部１６内の空気が空気吸引口１７から排気され、空気吸引部１６の気圧が低下する。これにより、センターパイプ１１とフィルタパイプ１３との間の空間の空気がフィルタパイプ１３を通って空気吸引部１６へ移動し、この空間の気圧が低下する。センターパイプ１１とフィルタパイプ１３との間の空間の気圧が低下したことにより、粉粒体吸込口１５からは粉粒体を含んだ混合気が流入する。

図５に示すように、粉粒体吸込口１５から装置内に吸い込まれた混合気は、フィルタパイプ１３の内壁に沿った螺旋状の気流となって下方向へ向かう。この際、粒体に付着している粉体や繊維状の異物などは、旋回流で生じる遠心力の作用によって分離される。

空気吸引口１７はフィルタパイプ１３の外側に設置されているため、フィルタパイプ１３の内壁近傍においては、フィルタを通り抜ける方向の気流も発生している。このため、粒体から分離されフィルタパイプ１３に沿って流れる旋回流に含まれている粉体や異物は、フィルタパイプ１３に吸い寄せられる。この際、図６に示すように、フィルタ穴の幅よりも小さい物体はフィルタ穴を容易に通過する。

なお、図７（ａ）に示す通り、従来のようにフィルタ穴が円形や正方形であると、フィルタ面に吸い寄せられた物体はフィルタ穴同士の間の枠状の部分に衝突しやすいため、フィルタ穴を容易に通過できない。一方、図７（ｂ）に示すように、異物の除去効率を高めるためにフィルタを粗くした場合は、本来除去したくない大きさの物体（粒体）までもがフィルタを通過してしまうこととなり、好ましくない。

特に、図８（ａ）に示すように、棒状や繊維状の異物は、フィルタ穴同士の枠状の部分に衝突しにくくなるため、効率良くフィルタを通過させることができる。一方、図８（ｂ）に示すようにフィルタ穴が円形や正方形の場合は、異物の向きによってはフィルタ穴同士の間の枠の部分に衝突してしまうことがあり、効率良くフィルタを通過させることはできない。

フィルタ穴を通過してフィルタパイプ１３とケーシング１２との間に移動した粉体や棒状や繊維状の異物は、フィルタパイプ１３とケーシング１２との間の空間を螺旋を描くように旋回し、空気吸引部１６に到達する。空気吸引部１６に到達した異物は、空気吸引穴１７から排出される。

一方、粉体や繊維状の異物が除去された粒体は、フィルタ穴を通過することなく、自重によってフィルタパイプ１３に沿って落下していく。フィルタパイプ１３の下端部まで到達した旋回流に含まれる粒体は、フィルタパイプ１３下端の開口から貯留タンク２１内に落下し、貯留タンク２１内に蓄積される。

貯留タンク２１内に蓄積された粒体の量が一定量になったら、負圧発生装置を停止させた上でシャッター２２を開くことにより、貯留タンク２１内の粒体が排出される。

本実施形態に係る粉取り装置は、ケーシング１２の円心から空気吸引口１７の設置位置までの距離が、ケーシング１２の円心から粉粒体吸込口１５の設置位置までの距離よりも大きくなっているため、フィルタパイプ１３の内壁に沿った混合気の流れは、軸方向の流れよりも周方向の流れが主流となり、巻数の多い螺旋状となる。よって、フィルタ面での滞留時間が長くなるため、粒体の破片などの粉体や繊維状の混合物などを十分に除去できる。
また、フィルタ穴が長穴状であり、混合気の流れに沿って配列されているため、特に棒状や繊維状の混合物を効率良く除去できる。

なお、上記実施形態は本発明の好適な実施の一例であり、本発明はこれに限定されることなく様々な変形が可能である。

本発明の好適な実施の形態に係る粉取り装置の構成を示す図である。 本発明の好適な実施の形態に係る粉取り装置の構造を示す断面斜視図である。 フィルタ穴の形状を示す図である。 粒体分離システムの構成を示す図である。 粉取り装置内での空気の流れを示す図である。 フィルタ穴の幅よりも小さい物体のみがフィルタを通過する状態を示す図である。 フィルタ穴よりも小さい物体がフィルタに跳ね返される状態、及び、フィルタを通過させたくない大きさの物体がフィルタを通過してしまう状態を示す図である。 フィルタ穴を長穴状とすることにより長細形状の物体がフィルタを通過しやすくなる状態を示す図である。

符号の説明

１ 粒体分離部
２ 貯留部
１１ センターパイプ
１２ ケーシング
１３ フィルタパイプ
１４ キャップ
１５ 粉粒体吸込口
１６ 空気吸引部
１７ 空気吸引口
１８ 仕切り板
２１ 貯留タンク
２２ シャッター

Claims (4)

1. 粉粒体と空気との混合気から、粒体を分離する粉取り装置であって、
   中心に円筒形の心材が配置された円筒状のケーシングを備えた分離部と、
   前記ケーシングと前記心材との間に設置され、下端が開口した円筒状のフィルタと、
   前記分離部の上部に設置され、前記混合気を前記フィルタと前記心材との間の空間に導入する粉粒体吸込口と、
   前記粉粒体吸込口よりも口径が大きく、かつ、前記ケーシングの円心からの距離が該ケーシングの円心から前記粉粒体吸込口の設置位置までの距離よりも大きくなるように前記分離部の下部に設置され、前記フィルタと前記ケーシングとの間の空間から空気を排出する空気吸引口とを有し、
   前記フィルタには、前記粉粒体吸込口から前記空気吸引口に向かって前記フィルタの内壁面を伝って螺旋状に流れる前記混合気の流れに沿って長穴状のフィルタ穴が配列されており、
   前記混合気に含まれる前記フィルタ穴の幅よりも小さい物体は、前記フィルタを通過させて前記空気吸引口から空気とともに排出するとともに、前記フィルタの内壁面に沿って該フィルタの下端にまで到達した粒体は、該フィルタの下端の開口から落下させることを特徴とする粉取り装置。
2. 前記分離部の上部には着脱可能なキャップが装着されており、該キャップを取り外すことによって前記フィルタを交換可能であることを特徴とする請求項１記載の粉取り装置。
3. 前記フィルタの下端の開口から落下した粒体を貯留するタンクを有することを特徴とする請求項１又は２記載の粉取り装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項記載の粉取り装置と、前記空気吸引口に接続される負圧発生装置と、前記粉粒体吸込口に接続される管状部材とを有することを特徴とする粒体分離システム。

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