JP3062944B2 - スクリューサイクロン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一位置から他の位
置、例えば材料粉砕場所等から粉砕された材料の捕集場
所等の目的位置まで圧力空気その他の圧送ガス流体を搬
送媒体にして搬送される種々の材料の粉砕品（以下、こ
れを粉粒体と言う）を搬送し、目的位置で圧送ガス流体
から粉粒体を分離して捕集するためのスクリューサイク
ロンに関するものであり、特に、粉粒体と圧送ガス流体
との分離をサイクロン作用によって確実に行い、分離後
の粉粒体をスクリュー手段を用いて高能率の下に捕集す
ることが可能であると同時に比較的安価な構造要素によ
って形成した経済性に優れるスクリューサイクロンに関
する。

【０００２】

【従来の技術】近時、使用済み材料の再生利用が求めら
れ、特にプラスチック材料は、工業材料から家庭用製品
等多分野において基材、容器、支持本体等に汎用されて
いる。これらのプラスチック材料の使用済み材は、再生
利用に当たっては、一度、粉砕機械によって所望の粉砕
度に細かく粉砕されてた後に捕集域に搬送されて捕集さ
れ、そこから一定の溜まり量にまとめられて再生処理現
場に送られ、押出機等による再生処理を行ってペレット
材として再生される。

【０００３】この場合に、粉砕機による粉砕領域から粉
砕されたプラスチック材料を捕集域に連続的に搬送する
場合には、典型的には圧力空気を搬送媒体にして圧力空
気と共に粉砕された粉粒体を捕集領域へ搬送する方法が
取られ、捕集領域ではサイクロンを用いて搬送媒体から
粉粒体を分離し、捕集する方法が取られている。他方、
最近はプラスチック材料の素材性能の改善により軽量か
つ薄肉のシート状材料が多用され、その結果、このよう
なシート状プラスチック材料を破砕機によって例えば、
６〜１０ｍｍ四方の小片に破砕して粉粒体とし、これを
圧力空気から成る圧送ガス媒体により搬送し、サイクロ
ンとロータリーバルブとの組み合せ体から成る分離・捕
集機に導入して分離、捕集するような場合には、粉粒体
自体も軽く又かさ比重も小さく、かつ静電気の保持等の
影響により遠心力と自重とを利用した圧送媒体（空気）
との分離性が悪く、サイクロン本体の内部に付着して詰
まりを生起したりする等の理由からサイクロンの下部に
設けたロータリーバルブで気密に遮断しても捕集した粉
粒体が排出口から正常に排出されず、従って粉粒体の回
収がうまく行われない場合がある。

【０００４】また、上述したサイクロンとロータリーバ
ルブとの組み合せ体かる成る分離・捕集機では、サイク
ロン本体下部にロータリーバルブを結合し、ロータリー
バルブの回転弁体の先端によってサイクロン本体下部を
シールすることにより圧送ガス媒体の流れを遮断し、分
離された粉粒体だけをロータリーバルブの回転弁体によ
り下方に設けた所定の排出口から排出させる構成を有
し、分離・捕集性能の改善を図っているが、上述したシ
ート状粉粒体の場合には、やはりサイクロン内部での粉
粒体と圧送ガス媒体との分離性が良好でないことから、
ロータリーバルブによる捕集性能が十分に上がらずかつ
粉粒体のかさ比重が小さいためロータリーバルブの大型
化が必要となったり、ロータリーバルブ自体が高価であ
る等の種々の不具合が発生している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の主目
的は、上述した従来の粉粒体の分離・捕集機が持つ不具
合を解消することにある。また、本発明の他の目的は、
ロータリーバルブ等の高価な構造要素を用いることな
く、安価に製造でき、かつ軽量なシート状粉粒体を対象
とする分離・捕集においても信頼性が高く、しかも高性
能の捕集機能を有したサイクロンを提供せんとするもの
である。

【０００６】更に、本発明の目的は、サイクロン内部に
スクリュー手段から成る強制的な粉粒体の送出手段を具
備したスクリューサイクロンを提供せんとするものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成すべ
く、本発明は、サイクロンの本体部の中央内部を粉粒体
と搬送媒体との分離をおこなうサイクロン作用領域とし
て確保すると共に内部にスクリュー送り手段を設けて搬
送媒体から分離された粉粒体をサイクロン本体部の下方
領域に押送し、該本体部の下方域に設けられた一定容積
の滞留室中に捕集し、かつ滞留室の下部に設けた開口を
所定の閉塞力によって常時閉鎖方向に付勢された遮断蓋
を設けることにより、粉粒体が滞留室内に捕集される
と、捕集された粉粒体を通してスクリュー送り手段によ
る押込力が遮断蓋に伝わり、同遮断蓋は開口位置へ移動
し、捕集された粉粒体を滞留室の開口から排出し得るよ
うに構成したものである。

【０００８】すなわち、本発明によれば、圧力空気を含
む圧力ガス流体を搬送媒体にして分離対象となる粉粒体
を搬送目的位置で前記搬送媒体から分離するためのスク
リューサイクロンにおいて、本体部の上方域に設けた入
口部から前記搬送媒体と前記粉粒体とを該本体部の中心
部位に配設したサイクロン領域に導入してガス流体と粉
粒体とを分離し、前記搬送媒体として用いられた分離後
のガス流体を前記本体部の上方域に立設した排気管を経
て排出させるようにし、また分離後の粉粒体は本体部の
下方域においてスクリュー送り手段によって下方に向け
て順次押込作用を付与することにより、該本体下方域の
先端に設けた滞留室内に押込、捕集し、該滞留室の下端
開口を閉鎖するように設けられ、一定の付勢力で閉鎖状
態を維持する遮断蓋にかかる前記滞留室内の粉粒体の捕
集に伴う押込力が該一定の付勢力を上回るとき前記遮断
蓋が開蓋して該粉粒体の回収がおこなわれるようにした
スクリューサイクロンが提供される。

【０００９】

【作用】上述したスクリューサイクロンによれば、圧力
ガス、多くは圧力空気からなる搬送媒体によって搬送さ
れた粉粒体はサイクロンの本体部のサイクロン領域にお
いて搬送媒体から分離され、該本体下部へ向かうと、ス
クリュー送り手段の強制的な送り作用を受けて下方へ送
られ、本体部の下部に設けられた滞留室内に押込まれて
滞留し、捕集される。

【００１０】そして、粉粒体が充満し、かつスクリュー
送り手段の押し込み力が加わると、滞留室の下部開口を
一定の閉鎖付勢力下で遮断する遮断蓋にかかる押圧力が
増加し、やがて、同押圧力が遮断蓋の閉鎖付勢力を上回
ると、遮断蓋が開蓋して滞留室から捕集された粉粒体の
取出しを行うことが可能となる。もちろん、滞留室の下
部開口が下方に向けて開口するように設けられていれ
ば、滞留室から捕集された粉粒体は自由落下によって、
例えば捕集箱等の適宜の受承手段に受けることができ
る。

【００１１】なお、遮断蓋の一定閉鎖付勢力は、予め所
定のバネ圧を有したばね手段によって遮断蓋を閉鎖位置
に向けて付勢しても良く、あるいは予め選択した重量の
錘によって遮断蓋を閉鎖位置に向けて付勢するように
し、錘の重量に対して捕集された粉粒体の重量とスクリ
ュー送り手段の押込力とによる押圧力が上回ると遮断蓋
が開蓋する構成としても良い。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るスクリューサ
イクロンを添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説
明する。図１は、本発明に係るスクリューサイクロンの
１実施形態の構成を示す断面図であり、図２は、図１の
２−２線による断面図で搬送媒体とともに粉粒体をサイ
クロンの本体部内に導入する導入口を示す図であり、図
３はサイクロンの下部に設けた滞留室の開口を閉鎖する
遮断弁をばねによって閉鎖位置に付勢する場合の実施形
態を示す略示図、図４は、同じくサイクロンの下部に設
けた滞留室の開口を閉鎖する遮断弁を錘の重量によって
閉鎖位置に付勢する場合の実施形態を示す略示図であ
る。

【００１３】図１を参照すると、本発明に係るスクリュ
ーサイクロン１０は、中空筒形容器状の本体部１２を備
え、この本体部１２の内部中央域には上方から下方に向
かうテーパ内面１２ａを有し、上方域には圧力空気やそ
の他の加圧ガス体から成る搬送媒体によって搬送される
粉粒体を本体部１２の内部に導入するための入口１４を
備えた上層室１６が設けられ、この上層室１６の上面を
閉鎖するカバー１８に装着された構造で、後述する分離
後の搬送媒体を案内、排出する排気筒体２０が搭載され
ている。この排気筒体２０は、排気口２２を有するとと
もに上端に設けられた取付フランジ２４を有し、この取
付フランジ２４にスクリュー軸３０を回転駆動するため
の駆動モータ３２が取着されている。そして、この駆動
モータ３２の出力軸３２ａは適宜のカップリング３４を
介してスクリュー軸３０に結合されている。

【００１４】また、スクリューサイクロン１０の上述し
た本体部１２の下方域は、上述したテーパ内面１２ａの
下方に連設して直筒部１２ｂを有し、この直筒部１２ｂ
の下端に角筒形または円筒形の滞留室１８を有する蓄積
部１２ｃが結合または一体形成によって設けられてい
る。そして、上述したスクリュー軸３０は上層室１６お
よびテーパ内面１２ａによって囲繞された粉粒体の降下
領域を経て直筒部１２ｂの内部まで延長し、このスクリ
ュー軸３０における下方領域、つまり、テーパ内面１２
ａにより囲繞された傾斜領域におけるほぼ中央部から直
筒部１２ｂの最下端部までに亘って送り羽根３６が取着
されている。

【００１５】ここで、図２を参照すると、本体部１２の
入口１４は円筒形状を有した上層室１６の上端に対して
接線方向に接続した案内筒１２ｄに形成した開口として
設けられ、従って搬送媒体とともに搬送、流入する粉粒
体は、上層室１６の内部に接線方向から流入するために
同室１６内で旋回運動を行い、サイクロン効果を受ける
ことになる。

【００１６】このようにして粉粒体が上層室１６内で遠
心力効果を受けるとともに自重の作用で搬送媒体から分
離されると、テーパ内面１２ａに囲繞された傾斜領域を
降下する。このとき、スクリュー軸３０の回動によって
旋回する送り羽根３６による送り作用を受けて粉粒体は
図１に明示するように、直筒室１２ｂを経て滞留室１８
に向けて強制的に送り込まれ、同滞留室１８の内部に押
込まれ、捕集される。

【００１７】他方、粉粒体と分離された搬送媒体のガス
流体は、上層室１６から排気筒体２０の排気口２２を通
過して外部または適宜の排気領域に向けて排出されるの
である。図１に示す矢印は、ガス流体の排出流れを示し
たものである。さて、本発明によると、上述のように、
搬送媒体から分離された粉粒体は、スクリュー軸３０の
送り羽根によって強制的に滞留室１８に向けて押込され
るが、ここで、滞留室１８の下端の開口１８ａには下方
に向けて開蓋動作する遮断蓋４０、４０が蝶番４２、４
２を介して開閉可能に設けられ、しかもこれらの遮断蓋
４０、４０は、常時は後述するような一定の付勢力を受
けて上記開口１８ａを遮断、閉鎖しているのである。こ
のように、一定の付勢力を受けて遮断蓋４０、４０が開
口１８ａを閉鎖していることにより、滞留室１８の内部
ではスクリュー軸３０の送り羽根３６によって強制的な
押込作用を受けた粉粒体が漸次に蓄積、滞留して満杯状
態に向かう。この蓄積過程において、開口１８ａが閉鎖
し、しかも粉粒体の蓄積が進行することにより同開口１
８ａの下部から外部空気の流入、又は内部空気の流出が
生ずることはなく、故に、蓄積した粉粒体は滞留室１８
の内部に滞留、捕集される。この場合に、上述した遮断
蓋４０、４０は、図３に一例を示すように、蝶番４２の
軸に巻回したばね４４によるばね力を受けて開口１８ａ
を閉鎖する方向に付勢されているものであり、滞留室１
８の内部に捕集、滞留した粉粒体Ｐが上方からのスクリ
ュー軸３０の回動による送り羽根３６の押込力Ｆを遮断
蓋４０、４０に伝達し、その押込力Ｆが遮断蓋４０、４
０に掛かるばね４４、４４のばね力を上回ると、やがて
遮断蓋４０、４０が二点鎖線で図示のように開蓋動作し
て滞留室１８の内部の粉粒体Ｐの排出を可能にするよう
になっている。

【００１８】また、遮断蓋４０、４０を開口１８ａの閉
鎖位置に付勢する一定の付勢力は図４に示す他の実施例
のように、各遮断蓋４０、４０の先端に適宜の係止片４
６、４６に係止したケーブル４８、４８をガイド棒５
０、５０、ガイドプーリ５２、５２を経て錘Ｗ、Ｗに止
着し、この各錘Ｗの重量を予め選定して遮断蓋４０、４
０に閉鎖方向への付勢力を付与する構成としても良く、
この場合にも、スクリュー送り手段（図１のスクリュー
軸３０と送り羽根３６）からの押込力Ｆと捕集した粉粒
体Ｐの重量との総合力が錘Ｗの重量を上回ると、遮断蓋
４０、４０は開蓋動作するものである。

【００１９】なお、上述した図１〜図４に係る実施形態
は、あくまでも一例として図示したものであり、本発明
はこれらの形状、構造に限定されるものでないことは言
うまでもない。例えば、滞留室１８の下端の開口１８ａ
の形状は、粉粒体が比較的硬質の板状片か軟質のシート
状片か或いは粉粒体材料の比重の大小等の幾何学的又は
物理的特性の違いや粉粒体状態における流動性の良否を
始めとする種々の材料特性に応じて開口出口を漏斗状に
する等の種々の設計改変が可能である。

【００２０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、サイクロンの本体部の中央内部を粉粒体と搬
送媒体との分離をおこなうサイクロン作用領域として確
保すると共に内部にスクリュー送り手段を設けて搬送媒
体から分離された粉粒体をサイクロン本体部の下方領域
に押送し、該本体部の下方域に設けられた一定容積の滞
留室中に捕集し、かつ滞留室の下部に設けた排出用の開
口を所定の閉塞付勢力によって常時閉鎖方向に付勢され
た遮断蓋を設け、同遮断蓋の閉鎖付勢力を上回る開蓋押
圧力が滞留室内の捕集粉粒体を介して遮断蓋に伝達され
ると、同遮断蓋は開口位置へ移動し、捕集された粉粒体
を滞留室の開口から排出し得るように構成したものであ
るから、スクリュー送り手段の押込作用に従って粉粒体
は常時、下方の滞留室に向けて押込、捕集することが可
能であり、サイクロンを連続運転することが可能とな
る。

【００２１】また、搬送媒体から分離された粉粒体を滞
留室に蓄積、滞留することから、サイクロンの本体部の
サイクロン作用域と粉粒体の排出開口との間が確実に区
画化され、従って、外部空気が排出開口からサイクロン
領域に流入し、粉粒体をサイクロン領域に押し戻すよう
な不都合な現象を抑止することができる。又内部空気の
流出による粉粒体の飛散も抑止することができる。

【００２２】更に、粉粒体の排出開口に遮断蓋を一定の
付勢力下で閉鎖位置に付勢し、粉粒体が滞留室内にほぼ
充満状態になると、スクリュー送り手段の押込力が粉粒
体を介して遮断蓋に伝わる構成としたことから、遮断蓋
は粉粒体の排出に応じて押込力が低下することに従って
自動的に閉鎖位置に復帰する。この結果、粉粒体の排出
後、次に粉粒体が充満状態になるまで遮断蓋は閉鎖位置
を維持し、滞留室内への粉粒体の充満を待機するので、
サイクロン本体部のサイクロン領域へは常時、搬送媒体
と粉粒体とを導入して分離、捕集作用を継続させること
ができるのである。つまり、連続運転が可能となり、こ
の結果、極めて、効率の高いサイクロン装置を得ること
ができる。

【００２３】また、本発明では、高価なロータリバルブ
を使用しないで、簡単なスクリューブレード状の送り羽
根を備えたスクリュー送り手段を用い、強制的に粉粒体
の押込を行う構成としたことから、構造要素のコスト低
減を図ることが可能となり、結果的にスクリューサイク
ロンの全体装置の経済性を向上させることが可能となっ
たのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るスクリューサイクロンの１実施形
態の構成を示す断面図である。

【図２】図１の２−２線による断面図で搬送媒体ととも
に粉粒体をサイクロンの本体部内に導入する導入口を示
す図である。

【図３】サイクロンの下部に設けた滞留室の開口を閉鎖
する遮断弁をばねによって閉鎖位置に付勢する場合の実
施形態を示す略示図である。

【図４】同じくサイクロンの下部に設けた滞留室の開口
を閉鎖する遮断弁を錘の重量によって閉鎖位置に付勢す
る場合の実施形態を示す略示図である。

【符号の説明】

１０…スクリューサイクロン １２…本体部 １４…入口 １６…上層室 １８…滞留室 １８ａ…排出開口 ２０…排気筒体 ２２…排気口 ３０…スクリュー軸 ３２…駆動モータ ３６…送り羽根 ４０…遮断蓋 ４２…蝶番 ４４…ばね ４８…ケーブル ５２…案内リール Ｗ…錘

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B04C 1/00 - 11/00 B65G 53/60

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ） 垂直に配置されるサイクロン本
   体部（１２）の上方域を、その筒形内面に対して接続方
   向に流体の流入する流入口（１４）を設けて流体が旋回
   運動する上層室（１６）とし、 （ｂ） サイクロン本体部（１２）の上層室（１６）の
   下方に続く部分を、内面が上方から下方に向かって傾斜
   したテーパー内面部（１２ａ）とし、 （ｃ） サイクロン本体部（１２）のテーパー内面部
   （１２ａ）の下方に続く部分を、直筒部（１２ｂ）と
   し、 （ｄ） 上層室（１６）の上側に排気口（２２）を設
   け、 （ｅ） スクリュー軸（３０）を、その下端が直筒部
   （１２ｂ）の内部に到達するまでサイクロン本体部の内
   部に垂下し、 （ｆ） テーパー内面（１２ａ）に囲繞される部分から
   直筒部（１２ｂ）まで送り羽根（３６）をスクリュー軸
   （３０）に取着し、 （ｇ） スクリュー軸（３０）の送り羽根（３６）の強
   制的な押込作用によって粉粒体を直筒部（１２ｂ）の下
   端の蓄積部（１２ｃ）に蓄積・滞留して満杯状態に向か
   うようにし、 （ｈ） 蓄積部（１２ｃ）の下端に蝶番（４２）を介し
   て取り付けられて下方に向けて開蓋動作し一定の付勢力
   を受けて遮断・閉鎖する遮断蓋（４０）によって開閉す
   る開口（１８ａ）を蓄積部（１２ｃ）の下端に設けた こ
   とを特徴とするスクリューサイクロン。
2. 【請求項２】 前掲請求項１に記載の遮断蓋（４０）
   が、一定のバネ付勢力によって蓄積部（１２ｃ）の下端
   の開口（１８ａ）を閉鎖するように設けられている前掲
   請求項１に記載のスクリューサイクロン。
3. 【請求項３】 前掲請求項１に記載の遮断蓋（４０）
   が、一定の錘り重量によって蓄積部（１２ｃ）の下端の
   開口（１８ａ）を閉鎖するように設けられている前掲請
   求項１に記載のスクリューサイクロン。