JP3861182B2 - 小物体の表面研磨処理 - Google Patents

Description

本発明は、小物体、たとえば、穀類、豆類、ナッツ類などを含む種子、清掃用団粒および木材、プラスチック、鉱物あるいは金属の物体の表面研磨処理で用いる装置および方法に関する。
この一般的な目的の装置は公知である。たとえば、装置を米を研ぐのに用いるGB-A-2101871を参照されたい。通常、この装置は頂部入口と底部出口を有する垂直配置の室を包含し、この室には研磨石が入っており、石と室の壁面の間にある環状間隙が設けてある。壁の一部に孔があけてある。使用時、研磨しようとしている小物体を入口に送り込み、室を通して押し進め、石が回転して小物体の表面の材料を研磨する。このプロセスは能率が悪く、表面材料を削り落とす圧力を生じさせるにはかなりのエネルギが必要である。これは熱を発生し、この熱が小物体、特に米に損傷を与える可能性がある。削り落とされた表面材料を孔のあいた壁部分を通して押し出すのに室に空気を吹き込む必要がある（これは小物体を冷却するという利点がある）。
本発明の目的は、小物体から削られた材料を分離するのに強制的に空気を送り込む必要が少ないかあるいはまったく必要ない、上記目的の装置を提供することにある。本発明のこの目的は、石の代わりに移動研磨ベルトを使用し、このベルトのまわりに１つまたはそれ以上の室を設け、各室の一側部に削られた材料のための入口を設け、削られた材料が主出口にほぼ沿って第２出口を経て装置から排出し、この主出口を通して研磨済みの小物体が装置から排出するようにすることによって達成される。
本発明によれば、その一局面において、小物体の表面を研磨処理して表面材料を除去するのに使用する装置は、研磨面を有するドラム部材と、ほぼ垂直方向の軸線まわりにドラムを回転させる手段と、ドラムの周面に隣接して設けた少なくとも１つの処理室とを包含し、この処理室が外面と側壁を包含し、ドラムの頂部に隣接した入口とドラムの底部に隣接した主出口とを有し、処理室の外面がドラムの研磨面に対向しており、少なくとも１つの側壁が、間に間隙を設けるように研磨面から隔たっており、主出口に隣接して補助出口が設けてあり、それによって、使用時、室の入口に供給された小物体を回転するドラムの研磨面によって室を通過させて処理し、研磨済みの小物体が主出口を経て排出し、表面材料が補助出口を経て排出するようにしてある。
本発明によれば、別の局面において、小物体を研磨してそこから表面材料を除去する方法は、小物体を室の頂部のところにある入口を経て室の底部に向かって通過させ、室が研磨面を有する回転ドラムによって構成した床面を有し、室がこの床面と背中合わせの外面を有し、室が側壁を有し、これら側壁の少なくとも１つが床面から隔たっていて間に小さい間隙を設けており、室が主出口と補助出口を有し、入口がこれら出口の上方に位置しており、削られた材料が補助出口を経て排出し、研磨済みの物体が主出口を経て排出できるようにする。
我々は上記目的のための装置を多数の特許刊行物で提案しており、この装置は、室と、室の横方向壁の下を通る移動研磨底面を提供する手段と、研磨しようとしている物体のための入口と、研磨済みの物体のための出口との組み合わせからなり、使用時に物体が室内で再循環し、物体から除去された材料が横方向壁の下を通過するように配置してある。室は、底部に対向する頂部を有し、この頂部が底部に充分に接近していて、使用時に圧力を再循環している物体に加えて最下方の物体を底部に押しつけるようになっている。たとえば、GB-A-2249043、GB-A-2225522およびWO91/12078を参照されたい。室が移動底部を有する装置では、研磨面を有する無端ベルトがプレート上を移動する。ベルトのほぼ平坦なプレートとの整合が常に正確に行われるわけではなく、これは消費電力の増大を招き、研磨材料の研磨済み小物体からの分離が不完全となる危険も招く。このような欠点は本発明において解消される。
本発明の好ましい実施例では、各室にオーガが組み合わせてあって物体をそれぞれの室内へ頂部あるいは底部から供給するようになっている。オーガの使用によって圧力が発生することがあるが、この圧力は室内の大きな面積にわたって発生するので、装置の効率を向上させる。本装置は、主出口からの研磨済みの物体の流れを制限する手段を包含してもよい。この場合、発生した圧力はオーガの影響（たとえば、回転速度）と出口の制限度とのバランスに依存する。
オーガは入口にのみ設けてもよい。この場合、オーガは入口を通して室内へ小物体を送り込むように作用する。出口は室の横断面に比べて小さいサイズのものとなっており、室を出る物体の流れを制限し、室内に効果的な圧力を発生させるようになっており、この圧力は室の頂部によって閉じ込められる。圧力は物体を回転ドラムの研磨面に押しつける。
我々の評価では、主出口の直径が表面材料の除去程度に対する第１の制御ファクタとなることがわかった。局限的な粉砕圧力は、特に、室の幾何学形状、研磨面の移動速度、研磨面の摩損性に依存する。これらのパラメータは第２レベルの制御ファクタとして使用できる。小物体は２回以上本装置で処置してもよい。
ドラムが研磨材料のカバーあるいは被覆を有するか、あるいは、別体のベルトまたはスリーブを持っていると好ましい。
室の外側で真空を発生させて物体から削られた表面材料を補助出口から取り出す手段を設けてもよい。
以下、本発明の一実施例を添付図面を参照しながら説明する。図面において：
第１図は本発明の装置の頂面図である。
第２図は第１図の装置の２つの室を示す側面図である。
第３図は第２図のIII−III線に沿った断面図である。
本装置は、ドラム２を収容する円筒形のハウジング１を包含する。このドラム２は、その側壁まわりに、研磨シートあるいはベルト３を有する。ドラム２は図示しないモータによって垂直軸線Ｘ−Ｘまわりに回転するように配置してある。ドラム２のまわりには互いに隔たって多数の細長い処理室１０が設けてあり、各処理室は軸線Ｘ−Ｘに対してほぼ平行に延びている。各室１０はハウジング１の頂壁に設けた入口１１と、外壁または頂部１２と、２つの側壁１３、１４とを有する。２つの側壁のうち、１３を第一の側壁、１４を第二の側壁とする。側壁１３はドラム２上のベルト３に比較的接近しており、側壁１４はベルト３から短い距離隔たっていて間隙１５を構成している。オプションの延長壁１６が間隙１５に隣接して存在していて粉砕室１０の間に収集領域を形成している。室１０の下端には主出口１７が存在しており、延長壁１６の下方にほぼ平行な補助出口１８が存在している。
シートまたはベルト３は、紙あるいはプラスチックのバッキング上に設けた砂または粗粒子の被覆を包含する。粒子は樹脂などのボンドによって所定位置に保持されている。間隙１５は約０．２５ｍｍである。
使用時、ドラム２は図示の矢印Ａの方向へ回転させられる。研磨しようとしている小物体はホッパ２０に充填され、パイプ２１を経て１つまたはそれ以上の室１０の入口１１へ送り込まれる。たとえば、小物体は米粒であってもよい。これらの米粒から外層、すなわち、もみ殻、ふすま層の一部あるいは全部を除去することになる。ドラムが回転するにつれて、ドラムはその表面に隣接した粒子を研磨して表面材料を或る程度削り落とす。粒子は各室の入口１１から出口１７に流れ、削られた材料は側壁１４の下で押圧され、好ましくは重力の下に延長壁１６によって出口１８に送られる。このプロセスは効率的であり、消費電力も少なく、小物体が加熱されることもない。一例において、ドラム２は約１０メートル／秒の表面速度を発生するように回転させられる。米粒は各室１０の入口１１を経て送られる。米粒は、上述したような圧力を発生する速度で室１０を通して送られ、室を通過するにつれてドラム２の研磨面３に向かって押しつけられる。
米粒は回転するドラム３の作用の下に再循環し、繰り返し研磨面３と接触し、外層が除去される。除去された材料、たとえば、ふすままたはもみ殻あるいはこれら両方が間隙１５および出口１８を通して壁１４の下を通過し、精米は出口１７を経て室へ出る。米粒はふすままたはもみ殻あるいはこれら両方から分離されて集められ、収集袋に送られる。
本発明は図示の実施例に限定されない。壁１６は可撓性であっても剛性であってもよい。真空を利用してもよい。オーガを入口に設けてもよい。室の頂部１２は平坦でも湾曲していてもよい。図示実施例では、室は回転ドラムの全周にわたって配置してあるが、本発明によれば、いくつかの室をドラムの或る長さの円弧面に配置し、ドラムの反対側にベルトに張力を付与し、牽引する手段を設けてもよい。

Claims (15)

1. 小物体の表面を研磨処理して表面材料を除去するのに使用する装置であって、
   研磨面を有するドラム部材と、
   ほぼ垂直方向の軸線まわりにドラムを回転させる手段と、
   ドラム部材の周面に隣接して設けた少なくとも１つの処理室とを包含し、
   前記処理室が、半径方向外面とほぼ垂直配置の第１の側壁および第２の側壁を包含し、ドラムの頂部に隣接した入口とドラム部材の底部に隣接した主出口と主出口に隣接した補助出口とを有し、外面がドラム部材の研磨面に対向しており、第１の側壁および第２の側壁が、前記研磨面まで延びており、第２の側壁は、室の半径方向内側の開口によって、ドラムの回転方向すなわち第１の側壁の下流に、円周方向に離れて位置するようになっており、これにより第２の側壁の半径方向内端と研磨面の間に間隙が設けられ、前記間隙の寸法を前記小物体から研磨された表面材料の通過を可能にする大きさにし、それによって、使用時、室の入口に供給された小物体を回転するドラムの研磨面によって室を通過する間に処理し、研磨済みの小物体が主出口を経て室から排出され、前記小物体から研磨された表面材料が、前記間隙を通じて前記補助出口を経ることによって排出されるようにしてあることを特徴とする装置。
2. 請求項１に記載の装置において、各室の主出口からの小物体の流れを制限する手段を包含することを特徴とする装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の装置において、研磨面がドラム部材上に取り付けた無端ベルトで提供されることを特徴とする装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の装置において、室が、研磨のために小物体を室内に送り込むための、室に組み合わせたオーガ手段を包含することを特徴とする装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の装置において、周方向に前記間隙を広げるように第２の側壁にさらに延長壁を設けることを特徴とする装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の装置において、前記間隙が０．２５ミリメートルであることを特徴とする装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれかに記載の装置において、補助出口から前記研磨された表面材料を引き出すための、前記補助出口の下流方向に真空を発生させるための手段をさらに備えることを特徴とする装置。
8. 小物体をほぼ垂直方向に広がる室の中で処理することによって小物体を研磨してそこから表面材料を除去する方法であって、
   その室が頂部に１つの入口と前記入口の下方に主出口と補助出口を有しており、
   その室がほぼ垂直方向の軸まわりを回転するドラムによって構成され研磨面を備える半径方向内側の面を有し、
   その室がこの回転ドラムと背中合わせの外面と前記研磨面方向に延びるほぼ垂直な第１の側壁および第２の側壁を有し、
   第２の側壁を室の半径方向内側の開口によってドラムの回転方向すなわち第１の側壁の下流に円周方向に離れて位置するようにして、第２の側壁の半径方向内端と研磨面の間に間隙を設け、
   前記間隙の寸法を前記小物体から研磨された表面材料の通過を可能にする大きさにする方法を包含し、
   その方法により小物体を入口を経て前記室内を通過させ研磨された表面材料が室から排出し、
   前記間隙を通じて補助出口へ通過させることによって研磨された表面材料が主出口を経て室から排出し研磨済みの小物体が主出口を経て室から排出する段階を包含することを特徴とする方法。
9. 請求項８に記載の方法において、主出口の直径を調節して表面材料の除去を制御する段階を包含することを特徴とする方法。
10. 請求項８又は請求項９に記載の方法において、２回以上にわたって小物体を室に通す段階を包含することを特徴とする方法。
11. 請求項８から請求項１０のいずれかに記載の方法において、研磨された表面材料を重力の下に補助出口に移動させる段階を包含することを特徴とする方法。
12. 請求項８から請求項１０のいずれかに記載の方法において、補助出口から研磨された表面材料を引き出すための補助出口の下流方向一箇所に真空を引き出す段階を包含することを特徴とする方法。
13. 請求項８から請求項１２のいずれかに記載の方法において、前記小物体が、米の粒でありその間隙が０．２５ミリメートルであることを特徴とする方法。
14. 請求項８から請求項１３のいずれかに記載の方法において、室に供給される小物体に圧力をかけるためのオーガが作動する段階を包含することを特徴とする方法。
15. 請求項８から請求項１４のいずれかに記載の方法において、さらに、前記周方向に前記間隙を広げるように第２の側壁に延長壁を設けることを特徴とする方法。

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