JP6328831B2

JP6328831B2 - 空気搬送軽量物分離方法及び空気搬送軽量物分離装置

Info

Publication number: JP6328831B2
Application number: JP2017123317A
Authority: JP
Inventors: 野田　泰廣; 泰廣野田
Original assignee: 株式会社辰巳エヤーエンジニアリング
Priority date: 2016-07-15
Filing date: 2017-06-23
Publication date: 2018-05-23
Anticipated expiration: 2037-06-23
Also published as: JP2018015758A

Description

本発明は、フィルム、紙等の長尺薄材の側縁を切断してできる耳屑、繊維屑、オムツ、紙ロール等の軽量物を、それを搬送する空気から分離して収集回収する空気搬送軽量物分離方法及び空気搬送軽量物分離装置に関する。

フィルム、紙等の長尺薄材は、連続的製造過程で左右寸法を設定するために側縁の耳が切り取られ、巻き取られるか空気搬送するかして、耳屑として収集回収し、再利用又は廃棄される。
この耳屑の処理装置として、特許文献１に開示された耳屑風送方法及び装置ある。この技術は、送り中のウェブから切り離した耳屑を耳屑回収部へ風送する耳屑風送装置において、前記耳屑を吸入口から吸引して耳屑回収部に送る耳屑風送配管と、この耳屑風送配管の吸入口近くに設けられ、吸入された耳屑を送り方向で切断し短冊状耳屑にするカッタとを備え、前記カッタはロータリーカッタから構成されており、前記耳屑を１５〜３００ｍｍの範囲で切断する（請求項３、４）。

前記耳屑回収部は、カットブロワ，セパレータ，クラッシャ，及びサイロから構成されている。短冊状に切断された耳屑（以下、短冊状耳屑）は風送配管、サイレンサを介し、カットブロワに送られる。カットブロワでは、短冊状耳屑を更に小さく切断して耳屑片にし、この耳屑片をセパレータに送る。セパレータはサイクロンから構成されており、耳屑片と空気とを分離する。分離された耳屑片はクラッシャに送られて破砕される。クラッシャで破砕された耳屑はサイロに風送され、サイロに貯留された破砕耳屑は、製膜原料として再利用が図られる（段落００１９−００２０）。

また、エンドレスで耳屑を搬送する技術として、搬送ダクトに空気を圧送して、エジェクタ作用で耳屑を空気搬送する装置もある。

特開２００３−２９１０９１号公報

前記従来技術は、長尺の耳屑をロータリーカッタで短冊状に切断した後、耳屑回収部のカットブロワで更に小さく切断し、サイクロン式セパレータで空気から分離した耳屑片をクラッシャに送って破砕しており、多数段の切断装置を必要としている。長尺の耳屑はロータリーカッタ等の回転軸に巻き付き、詰まり等を生じることがあり、それを防止するために細かく裁断されるが、再利用するためには裁断の必要はなく、多数段の切断装置がコストを高くし、カッタのメンテナンスが必要になり、メンテナンスをするたびに装置の稼働を停止しなくてはならないものとなっている。

また、エジェクタ作用の耳屑搬送は、軽量物含有空気だけでなく余分な空気を大量に圧送しなくてはならないので、軽量物の空気搬送効率が低くなっている。
本発明は、このような従来技術の問題点を解決できるようにし空気搬送軽量物分離装置を提供することを目的とする。
本発明は、長尺又は嵩高の軽量物を空気吸引により効率良く搬送し、かつ空気から分離しながら詰まりを発生することなく連続的に回収することができる空気搬送軽量物分離装置を提供することを目的とする。

本発明は、分離室の下方の分離弁体と収集室の下方の収集弁体とを１つのアクチュエータで同時閉鎖から片方の開放を行って、軽量物を確実かつ連続して回収できる空気搬送軽量物分離方法及び空気搬送軽量物分離装置を提供することを目的とする。

本発明における課題解決のための具体的手段は、次の通りである。
空気搬送軽量物分離装置は第１に、分離フィルタの上部から空気搬送により軽量物が供
給されかつ分離後の空気を外方へ排出する分離室と、この分離室から落下される軽量物を受ける分離弁体を落下口に開閉自在に設けた落下ガイド体と、この分離室から空気を吸引するブロアを有する第１吸引機構と、前記落下ガイド体から落下される軽量物を受ける収集弁体を排出口に開閉自在に設けた収集ガイド及び前記収集弁体の上方の収集室と、前記収集室から空気を吸引する第２吸引機構とを有しており、
前記分離弁体を開閉自在に支持する上軸に上揺動アームを設け、収集弁体を開閉自在に支持する下軸に下揺動アームを設け、前記上揺動アームと下揺動アームとを両揺動アーム間隔を伸縮しかつ重量を付与可能なアクチュエータで連結していることを特徴とする。

第２に、前記アクチュエータが伸長して収集弁体を閉鎖して分離弁体を開放する時に前記収集弁体の閉鎖を検出する下センサと、収集弁体の閉鎖状態からアクチュエータが収縮を開始して分離弁体を閉鎖する時に前記分離弁体の閉鎖を検出する上センサと、アクチュエータの収縮中に上センサがオフで下センサもオフになったときにアクチュエータを一旦伸長動作させる制御部とを有することを特徴とする。

第３に、前記第１吸引機構は分離室とブロアの吸入口とを負圧案内部材で連結し、ブロアの吸入口で負圧案内部材の開度を調整する第１エアーバルブを有することを特徴とする。
第４に、前記第２吸引機構は収集室と第１吸引機構のブロアの吸入口とを繋ぐダクトと、このダクトの空気吸引量を調整する第２エアーバルブとを有し、前記ブロアの吸入口には第１エアーバルブと第２吸引機構のダクトの出口とを併設配置しており、前記第１エアーバルブによる第１吸引機構の空気吸引量調整と第２エアーバルブの空気吸引量調整とを独立していることを特徴とする。

第５に、前記分離フィルタを収納しかつ分離室を形成した上ケースと、落下ガイド体を収納しかつ落下ガイド体の下方の収集室を形成した中ケースと、収集室の下方の収集ガイドを収納した下ケースとを上下に連結していることを特徴とする。
第６に、前記落下ガイド体は下部に正面視Ｖ字状の落下口が形成され、この落下口を開閉する一対の分離弁体が一対の上軸を介して回動自在に設けられ、両上軸に上アームが設けられ、一方の上軸の回転で他方の上軸を逆転させる上リンクで両上アームが連結されていることを特徴とする。

第７に、前記収集ガイドは下部に正面視Ｖ字状の排出口が形成され、この排出口を開閉する一対の収集弁体が一対の下軸を介して回動自在に設けられ、両下軸に下アームが設けられ、一方の下軸の回転で他方の下軸を逆転させる下リンクで両下アームが連結されていることを特徴とする。

本発明によれば、軽量物を搬送空気から分離し、連続的にかつ効率よく収集回収することができる。
即ち、第１の空気搬送軽量物分離装置は、分離弁体を開閉自在に支持する上軸に上揺動アームを設け、収集弁体を開閉自在に支持する下軸に下揺動アームを設け、上揺動アームと下揺動アームとを両揺動アーム間隔を伸縮しかつ重量を付与可能なアクチュエータで連結しているので、１つのアクチュエータの伸縮で、分離弁体と収集弁体とを共に閉鎖した状態から、一方又は他方を開放することができ、搬送空気からの軽量物の分離、分離した軽量物の収集、収集した軽量物の排出を確実にかつ連続して行うことができ、軽量物を連続的にかつ効率よく収集回収することができる。

第２の空気搬送軽量物分離装置は、アクチュエータの収縮中に上センサがオフで下センサもオフになったときにアクチュエータを一旦伸長動作させる制御部を有するので、分離弁体が閉鎖時に軽量物を挟み込んで閉鎖を完了できないときに、アクチュエータを一旦伸長させて挟み込み軽量物を落下させることができる。
第３の空気搬送軽量物分離装置は、第１吸引機構は第１エアーバルブで分離室からの空気吸引量を調整することができ、軽量物をその質量に適合した空気吸引により確実かつ効率よく搬送・分離をすることができる。

第４の空気搬送軽量物分離装置は、第２吸引機構は第２エアーバルブで収集室からの空
気吸引量を調整することができ、かつ第１吸引機構のブロアを兼用しながら第１吸引機構の空気吸引量調整から独立して第２エアーバルブで
空気吸引量を調整することができる。
第５の空気搬送軽量物分離装置は、上ケースと中ケースと下ケースとを上下に連結しているので、それぞれ個別に形成して組み立てることができる。

第６の空気搬送軽量物分離装置は、落下ガイド体の落下口を一対の分離弁体で開閉するので、中ケースの上下寸法を小さくしたり、または落下ガイド体内の分離物収容体積を大きくしたりすることができる。
第７の空気搬送軽量物分離装置は、収集ガイドの排出口を一対の収集弁体で開閉するので、下ケースの上下寸法を小さくしたり、または収集ガイド内の分離物収容体積を大きくしたりすることができる。

本発明の第１実施形態を示す正面図である。第１実施形態の断面正面図である。第１実施形態の側面図である。第１実施形態の平面図である。図１のＸ−Ｘ線断面図である。本発明の第２実施形態を示す正面図である。第２実施形態の断面正面図である。第２実施形態の側面図である。第２実施形態の平面図である。図６のＹ−Ｙ線断面図である。紙ロールの詰まり状態を示す断面正面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
フィルム、紙等の長尺薄材の側縁を切断してできる長尺な耳屑、衛生用品製造機で生成される繊維屑、オムツ製造時に発生する規格外のオムツ、紙ロール製造時に発生する規格外の嵩高な紙ロール等（以下、軽量物と称する。）は、生成箇所から空気搬出される。
（第１実施形態）
図１〜５において、第１実施形態の空気搬送軽量物分離装置１を示しており、この空気搬送軽量物分離装置１は、空気吸引により搬送される軽量物を空気から分離して、連続的に収集・回収するものであって、概略的に、上下方向に長い装置ケース２１の内部に分離室３及び収集室５を形成し、外側面に第１吸引機構４及び第２吸引機構６を装着している。

装置ケース２１は平面視矩形（実施形態では正方形）の上中下の３段の筒ケースからなり、上ケース２１Ｕ内には多孔円筒形状の分離フィルタ１３が配置され、この分離フィルタ１３の上部に搬入口部材１４が設けられ、上ケース２１Ｕの側面に第１吸引機構４の負圧案内部材２２が取り付けられている。
前記搬入口部材１４は、上ケース２１Ｕの上面を塞ぐ取り付け板１４ａに分離フィルタ１３内と連通する円筒部材１４ｂを設け、この円筒部材１４ｂの外周に導入口１４ｃを設けており、導入口１４ｃは軽量物を発生する箇所から空気搬送するダクトに連結され、軽量物含有空気が円筒部材１４ｂの内周面に接線方向から供給される。

前記負圧案内部材２２はブロア２３にダクトを介して接続されており、ブロア２３の空気吸引により分離フィルタ１３の外周側で負圧を発生し、導入口１４ｃから分離フィルタ１３内に渦巻き旋回しながら入った空気を吸引し、軽量物を分離する。軽量物は長尺のものだけでなく、切れているもの、細かく裁断されたもの、嵩のあるものも分離され、下方へ落下される。

前記上ケース２１Ｕ、分離フィルタ１３、搬入口部材１４、負圧案内部材２２及びブロア２３等は、搬送されてくる軽量物含有空気からサイクロン作用で軽量物を分離する軽量物分離機構を構成している。
前記分離フィルタ１３の下部は円筒から絞られて四角形状になった落下ガイド体２４を有しており、この落下ガイド体２４の下部は下端が斜めに切られていて水平線に対して傾斜した落下口３Ａになっている。この落下口３Ａはその上部で空気から分離された軽量物を下方へ落下させる開口であり、分離弁体８によって開閉自在になっている。

分離フィルタ１３の下部の落下ガイド体２４が位置する中ケース２１Ｍには上軸（上水平軸）２５が回動自在に支持され、この上軸２５に分離弁体８が設けられている。分離弁体８は垂直位置から略６０度回動可能になっており、従って落下口３Ａは上軸２５側から略３０度下向きに傾斜している。落下口３Ａの口縁には分離弁体８が当接する当たり部材２８が設けられている。

前記中ケース２１Ｍの下部には下ケース２１Ｄが連結され、この下ケース２１Ｄの上部には収集ガイド３０が設けられ、この収集ガイド３０内から中ケース２１Ｍ内までが収集室５となっている。
収集ガイド３０は上部より下部が小さい四角錐形状の筒体であり、その下部は正面視逆山形形状になっていて、平面視四角形、正面視Ｖ字状の排出口５Ａが形成されており、この排出口５Ａは左右一対の収集弁体９によって開閉自在になっている。

下ケース２１Ｄには左右一対の下軸（下水平軸）３１が回動自在に支持され、この各下軸３１にそれぞれ収集弁体９の基部が取り付けられている。左右収集弁体９は下軸３１から垂下した垂直位置から略６０度回動可能になっており、従って排出口５Ａは下軸３１側から略３０度下向きに傾斜している。排出口５Ａの口縁には収集弁体９が当接する当たり部材３２が設けられている。

左右収集弁体９は排出口５Ａを閉鎖した状態でその上に軽量物を収集載置でき、左右下軸３１の回動により下向きに観音開き状に同時開放され、収集軽量物を下方へ排出する。なお、排出された軽量物は、自動梱包機、減容機、運搬車等に供給されたり、搬送コンベアで再使用施設へ搬送されたりする。
前記分離弁体８と収集弁体９との間にはエアーシリンダからなる同期アクチュエータ１６が設けられている。

分離弁体８の上軸２５は両軸端が中ケース２１Ｍから外方に突出され、その両軸端に上揺動アーム３５が固定され、この両上揺動アーム３５に連結ロッド３４を介して同期アクチュエータ１６のピストンロッド１６ａの先端が連結されている。
収集弁体９の左右下軸３１は両軸端が下ケース２１Ｄから外方に突出され、右下軸３１の両軸端には一対の下アーム３６が設けられ、左下軸３１の両軸端には一対の下アーム３７が固定されており、両下アーム３６、３７は同一寸法であり、下リンク３８で連結されていて、一方が時計方向に回動するとき、他方は反時計方向に回動する。

前記右下軸３１の両軸端には一対の下揺動アーム３９が設けられており、この両下揺動アーム３９の自由端側に設けた連結ロッド４０が同期アクチュエータ１６のシリンダチューブ１６ｂの下部と連結されている。
同期アクチュエータ１６は電磁弁４８によって伸縮作動し、上下及び左右に移動可能であって、ピストンロッド１６ａを伸張しているとき（図２に示す。）、重量が働いて一対の収集弁体９を排出口５Ａに当接して閉鎖し、分離弁体８を垂直位置にして落下口３Ａを開放状態にする。排出口５Ａ閉鎖状態が軽量物を収集する運転状態である。

排出口５Ａが閉鎖状態でかつ分離弁体８が開放状態からピストンロッド１６ａを収縮していくと、同期アクチュエータ１６の重量によりまず分離弁体８が垂直位置から回動して落下口３Ａに当接して閉鎖し、分離弁体８と収集弁体９とが同時に閉鎖する状態を経て、分離弁体８が落下口３Ａに当接して停止することにより分離弁体８のそれ以上の上動がなく、さらなるピストンロッド１６ａの収縮によりシリンダチューブ１６ｂが上昇して下揺動アーム３９を上昇揺動し、左右収集弁体９を閉鎖位置から垂直位置に移動して排出口５Ａを開放する（図１に示す。）。この排出口５Ａ開放状態が収集軽量物を外部に排出する運転状態である。

前記同期アクチュエータ１６は分離弁体８を閉鎖しているときに収集弁体９を開放でき、収集弁体９を閉鎖しているときに分離弁体８を開放でき、分離弁体８と収集弁体９とは
一方を開放するとき他方を閉鎖し、他方を開放するとき一方を閉鎖する。
前記中ケース２１Ｍの前後部には収集室５と連通する開口５Ｂが形成されており、この開口５Ｂに収集フィルタ１５が設けられるとともに第２吸引機構６が連結されている。

第２吸引機構６は前後開口５Ｂに連通する水平ダクト４４と、この水平ダクト４４の中央と負圧案内部材２２とを連通する垂直ダクト４５と、この垂直ダクト４５内の空気流通を断接するエアーバルブ１０と、このエアーバルブ１０を閉鎖する開閉アクチュエータ１７とを有する。
前記第２吸引機構６は収集室５と第１吸引機構４の吸引側（負圧側）とを接続するものであって、第１吸引機構４のブロア２３によって負圧案内部材２２内の空気とともに垂直ダクト４５内の空気が吸引され、収集室５内を負圧にする。収集室５内が負圧になることにより、分離フィルタ１３内の軽量物は下方へ引っ張られ、落下ガイド体２４から確実に落下して収集弁体９上に誘導される。

収集室５は分離室３の下方に位置しかつ連通しているので、第２吸引機構６による空気吸引は分離室３からの空気吸引であり、搬入口部材１４から軽量物を搬入するための空気吸引効率は高く維持される。
前記エアーバルブ１０は垂直ダクト４５に枢支された支軸４６に設けられており、垂直ダクト４５内に配置されていて、図２実線位置が開放位置であり、２点鎖線位置が閉鎖位置であり、垂直ダクト４５の外部に設けたエアーシリンダ等の開閉アクチュエータ１７によって開閉揺動される。

開閉アクチュエータ１７はソレノイドバルブ４９を有し、同期アクチュエータ１６の電磁弁４８と同期して作動される。
一対の収集弁体９で排出口５Ａを閉鎖し、かつ分離弁体８で落下口３Ａを開放して軽量物を収集するとき、開閉アクチュエータ１７はピストンロッドを収縮してエアーバルブ１０を開放位置に配置し、収集室５内の空気を吸引して軽量物の落下を促進する。

一対の収集弁体９で排出口５Ａを開放して軽量物を排出するとき、排出口５Ａの下方から空気を吸引しないためにエアーバルブ１０を閉鎖する。このとき分離弁体８で落下口３Ａは閉鎖される。
第２吸引機構６はエアーバルブ１０の閉鎖により吸引作用を停止するが、第１吸引機構４はそのまま吸引作用をし、搬送空気から軽量物を分離する。この時分離される軽量物は分離弁体８上に載置されて、落下ガイド体２４内に一時貯溜される。

収集軽量物を収集室５から排出した後は、収集弁体９で排出口５Ａを閉鎖し、分離弁体８を開放して一時貯溜されていた軽量物を収集弁体９上に落下し、エアーバルブ１０を開いて収集室５内の空気を第１吸引機構４のブロア２３で吸引する。
前記収集軽量物を収集室５から排出するときも、第１吸引機構４を停止することなく分離室３で軽量物の分離を行うので、軽量物の回収は連続して行われ、空気搬送軽量物分離装置１及び軽量物発生施設を連続稼働できる。

空気搬送軽量物分離装置１による空気搬送軽量物分離方法を説明する。
第１吸引機構４により分離室３を負圧にして、搬入口部材１４の導入口１４ｃから軽量物含有空気を取り入れ、円筒部材１４ｂ内で渦巻き旋回させながら分離フィルタ１３の上部に導入し、サイクロン作用で軽量物含有空気から空気を吸引しかつ軽量物を分離する。この分離した軽量物を分離フィルタ１３から落下ガイド体２４で案内しながら下方に落下し、収集室５の収集弁体９上に受け止める。

収集室５内に軽量物が堆積したときに、同期アクチュエータ１６を収縮させて分離弁体８で落下口３Ａを閉鎖し、それから収集弁体９で排出口５Ａを開放すると、第１吸引機構４による分離室３での軽量物分離は連続して継続され、分離軽量物は分離弁体８上に仮堆積し、同時に収集弁体９の開放により排出口５Ａから堆積軽量物が排出される。
堆積軽量物が排出された後は、同期アクチュエータ１６を伸張させて、収集弁体９で排出口５Ａを閉鎖し、分離弁体８で落下口３Ａを開放し、分離弁体８上に仮堆積されていた分離軽量物を落下して閉鎖した収集弁体９上に堆積させる。

収集弁体９を閉鎖しているときに、第２吸引機構６の開閉アクチュエータ１７を作動し
てエアーバルブ１０を開放すると、収集室５内の空気は第１吸引機構４の吸引側へ吸引され、これにより、分離室３内の分離軽量物は落下口３Ａからの落下が促進され、収集弁体９上に堆積される。このとき搬入口部材１４から分離室３への軽量物含有空気の吸引は、効率が低下することなく高く維持される。

前記収集弁体９で排出口５Ａを開放して堆積軽量物を排出するとき、収集弁体９の開放に先行してエアーバルブ１０を閉鎖し、収集室５から第１吸引機構４の吸引側への空気吸引を停止し、外部空気を排出口５Ａを介して吸引しないようにする。これにより、排出口５Ａからの軽量物排出が確実に行える。
軽量物の排出後は、収集弁体９を閉じ、分離弁体８を開き、そしてエアーバルブ１０を開放する。
（第２実施形態）
図６〜１１において、第２実施形態の空気搬送軽量物分離装置１００を示している。フィルム、紙等の耳屑、繊維屑、規格外紙ロール等の軽量物は、形状、質量（重量、含有水分量等も含む）が均一ではなく、品物に応じて異なっており、空気搬送分離においては軽量物をその形状、質量に応じた適正な処理を必要とする。

この空気搬送軽量物分離装置１００は、軽量物の形状、質量に適応した空気吸引量に調整しながら空気吸引により軽量物を搬送しかつ空気から分離して、連続的に収集・回収するものであって、概略的に、上下方向に長い装置ケース２１の内部に分離室３及び収集室５を形成し、外側面に第１吸引機構１０４及び第２吸引機構６を装着している。
なお、空気搬送軽量物分離装置１００の構成要素で第１実施形態の空気搬送軽量物分離装置１と実質的に同一構成のものは、図６〜１１中同一符号で示す。

装置ケース２１は平面視矩形状の上ケース２１Ｕ、中ケース２１Ｍ及び下ケース２１Ｄを上下３段に積み重ねた筒ケースであり、上ケース２１Ｕ内には分離室３が形成され、その内部に多孔円筒形状の分離フィルタ１３が配置され、この分離フィルタ１３の上部に搬入口部材１４が設けられ、上ケース２１Ｕの一側面に第１吸引機構１０４の負圧案内部材２２が取り付けられ、他の２側面に開閉扉２１ａが設けられている。

前記負圧案内部材２２はブロア２３にダクト１０２を介して接続されており、ブロア２３の空気吸引により分離フィルタ１３の外周側で負圧を発生し、導入口１４ｃから分離フィルタ１３内に渦巻き旋回しながら入った空気を吸引し、軽量物を分離する。ブロア２３は空気吸引力が調整可能である。
前記上ケース２１Ｕ、搬入口部材１４、負圧案内部材２２、ダクト１０２及びブロア２３等は、外部で生成された軽量物を分離室３に空気搬送し、かつ空気からサイクロン作用で軽量物を分離する第１吸引機構１０４を構成している。

前記ダクト１０２が負圧案内部材２２の出口とブロア２３の入口とを連結しており、ダクト１０２内には負圧案内部材２２からブロア２３に流動される空気吸引量を調整する第１エアーバルブ９９が設けられている。この第１エアーバルブ９９は支軸９９ａを介してダクト１０２に回動可能に支持されており、手動または開閉アクチュエータによって全開位置から全閉位置まで開閉角度調整自在になっている。

即ち、第１エアーバルブ９９はブロア２３の吸入口で負圧案内部材２２の開度を調整可能であり、軽量物の質量が大きいときは、吸引力が大きくとも空気分離ができるので開度を大きくし、軽量物の質量が小さいときは、吸引力が大きいと軽量物が飛散するので開度を小さくする。第１エアーバルブ９９の開度は軽量物の種類によって調整される。
前記分離フィルタ１３の下方の中ケース２１Ｍの上部内には円筒から絞られて四角形状になった落下ガイド体２４が設けられている。この落下ガイド体２４の下部は正面視逆山形形状になっていて、平面視四角形、正面視Ｖ字状の落下口１０３Ａが形成されている。即ち、落下ガイド体２４の下端はＶ字状開先に切られていて中央から左右両方向に上向き傾斜した落下口１０３Ａになっている。この落下口１０３Ａはその上部で空気から分離された軽量物を下方へ落下させる開口であり、左右一対の分離弁体１０８によって観音開き状に開閉自在になっている。

前記中ケース２１Ｍには左右一対の水平な上軸１２５が回動自在に支持され、この各上
軸１２５に前記分離弁体１０８が設けられている。
分離弁体１０８は垂直位置から略６０度回動可能になっており、従って左右落下口１０３Ａは上軸１２５側から略３０度下向きに傾斜している。
前記落下ガイド体２４の下部に左右落下口１０３Ａを形成して、一対の分離弁体１０８で開閉する構造にすることにより、各分離弁体１０８の面積が小さくなり、中ケース２１Ｍの上下寸法を小さく、または落下ガイド体２４内の分離物収容体積を大きくすることができる。

前記中ケース２１Ｍの下部には下ケース２１Ｄが連結され、この下ケース２１Ｄの上部には収集ガイド３０が設けられ、この収集ガイド３０内から中ケース２１Ｍ内までが収集室５となっている。
収集ガイド３０は前記落下ガイド体２４と同様に、上部より下部が小さい四角錐形状の筒体であり、平面視四角形、正面視Ｖ字状の排出口５Ａを左右一対の収集弁体９によって開閉自在になっている。

下ケース２１Ｄに回動自在に支持された左右一対の水平な下軸３１にそれぞれ収集弁体９の基部が取り付けられ、下軸３１から垂下した垂直位置から略６０度回動して排出口５Ａを閉鎖する。
左右収集弁体９は排出口５Ａを閉鎖した状態でその上に軽量物を収集載置でき、左右下軸３１の回動により下向きに観音開き状に同時開放され、収集軽量物を下方へ排出する。なお、排出された軽量物は、自動梱包機、減容機、運搬車等に供給されたり、搬送コンベアで再使用施設へ搬送されたりする。

前記収集ガイド３０も一対の収集弁体９によって開閉する構造にすることにより、収集弁体９の面積が小さくなり、下ケース２１Ｄの上下寸法を小さく、または収集ガイド３０内の収集物収容体積を大きくすることができる。
前記分離弁体１０８と収集弁体９との間にはエアーシリンダからなる同期アクチュエータ１６が設けられている。

左右分離弁体１０８の各上軸１２５は両軸端が中ケース２１Ｍから外方に突出され、右下軸１２５の両軸端には一対の上アーム１３６が設けられ、左下軸１２５の両軸端には一対の上アーム１３７が固定されており、両上アーム１３６、１３７は同一寸法であり、上リンク１３８で連結されていて、一方が時計方向に回動するとき、他方は反時計方向に回動する。

また、前記右上軸１２５の両軸端に上揺動アーム３５が固定され、この両上揺動アーム３５に連結ロッド３４を介して同期アクチュエータ１６のピストンロッド１６ａの先端が連結されている。
符号ＳＵは、分離弁体８を閉鎖位置にしたときの上揺動アーム３５の自由端によって作動（オンになる）する近接センサ等の上センサであり、分離弁体８の閉鎖を検出する。

収集弁体９の左右下軸３１は両軸端が下ケース２１Ｄから外方に突出され、右下軸３１の両軸端には一対の下アーム３６が設けられ、左下軸３１の両軸端には一対の下アーム３７が固定されており、両下アーム３６、３７は同一寸法であり、下リンク３８で連結されていて、一方が時計方向に回動するとき、他方は反時計方向に回動する。
前記右下軸３１の両軸端には一対の下揺動アーム３９が設けられており、この両下揺動アーム３９の自由端側に設けた連結ロッド４０が同期アクチュエータ１６のシリンダチューブ１６ｂの下部と連結されている。従って、同期アクチュエータ１６（単にアクチュエータとも言う）は、上揺動アーム３５と下揺動アーム３９とを両揺動アーム間隔を伸縮するとともに、両揺動アーム３５、３９のそれぞれにアクチュエータ重量を付与し、分離弁体８及び収集弁体９を閉鎖させる作用をする。

符号ＳＤは、収集弁体９を閉鎖位置にしたときの下揺動アーム３９の自由端によって作動（オンになる）する近接センサ等の下センサであり、収集弁体９の閉鎖を検出する。
前記上センサＳＵ及び下センサＳＤは制御部１０７に接続されており、この制御部１０７には同期アクチュエータ１６の電磁弁４８も接続されており、制御部１０７は定期的に電磁弁４８を作動させるだけでなく、上センサＳＵ及び下センサＳＤからの検出信号に異
常を来たしたときにも電磁弁４８を作動させる。

同期アクチュエータ１６は電磁弁４８によって伸縮作動し、上下及び左右に移動可能であって、ピストンロッド１６ａを伸張しているとき（図７に示す。）、重量が働いて一対の収集弁体９を排出口５Ａに当接して閉鎖し、分離弁体１０８を垂直位置にして落下口１０３Ａを開放状態にする。排出口５Ａ閉鎖状態が軽量物を収集する運転状態である。
排出口５Ａが閉鎖状態でかつ分離弁体１０８が開放状態からピストンロッド１６ａを収縮していくと、同期アクチュエータ１６の重量によりまず分離弁体１０８が垂直位置から回動して落下口１０３Ａに当接して閉鎖し、分離弁体１０８と収集弁体９とが同時に閉鎖する状態を経て、分離弁体１０８が落下口１０３Ａに当接して停止することにより分離弁体１０８のそれ以上の上動がなく、さらなるピストンロッド１６ａの収縮によりシリンダチューブ１６ｂが上昇して下揺動アーム３９を上昇揺動し、左右収集弁体９を閉鎖位置から垂直位置に移動して排出口５Ａを開放する（図６に示す。）。この排出口５Ａ開放状態が収集軽量物を外部に排出する運転状態である。

前記同期アクチュエータ１６は分離弁体１０８を閉鎖しているときに上センサＳＵがオンになっていて、分離弁体１０８に同期アクチュエータ１６の重量を加えたままで収縮動作により、収集弁体９を閉鎖状態から開放動作する。
また、収集弁体９を閉鎖しているときに下センサＳＤがオンになっていて、収集弁体９に同期アクチュエータ１６の重量を加えたままで伸長動作により、分離弁体１０８を閉鎖状態から開放動作する。分離弁体１０８と収集弁体９とは同時閉鎖を経てどちらか一方が開放される。

そして、空気搬送軽量物分離装置１００を紙等の耳屑、規格外紙ロール等の軽量物の処理に使用しているときに、図１１に示すように、収集弁体９を閉鎖して下センサＳＤがオンになっているとき、同期アクチュエータ１６を収縮動作して分離弁体１０８を閉鎖していく際に、左右分離弁体１０８で紙ロール等の形状の大きい軽量物Ｋを挟み込むことがある。

この場合は、上揺動アーム３５が閉鎖位置まで達しないので上センサＳＵがオフのまま、同期アクチュエータ１６の収縮動作が続くと下揺動アーム３９を開放方向に揺動することになり、下揺動アーム３９が揺動すると下センサＳＤがオフになる。
上センサＳＵがオフで下センサＳＤもオフという異常な状態になると、制御部１０７がそれを感知して同期アクチュエータ１６を一旦伸長動作させる。同期アクチュエータ１６を伸長動作させると、先に収集弁体９が閉鎖され、続いて分離弁体１０８が開き、挟み込んでいた紙ロールＫを落下排除する。その後、同期アクチュエータ１６を収縮動作して、分離弁体１０８を閉鎖して上センサＳＵがオンなることを確認する。

前記中ケース２１Ｍの周囲３面には収集室５と連通する開口５Ｂが形成されており、この全開口５Ｂに収集フィルタ１５が設けられるとともに、第２吸引機構６のダクトが連結されている。
第２吸引機構６は３面の開口５Ｂに連通する水平ダクト４４と、この水平ダクト４４の中央と負圧案内部材２２とを連通する垂直ダクト４５と、負圧案内部材２２内で垂直ダクト４５の上端とブロア２３とを連通する連通ダクト９７と、前記垂直ダクト４５内の空気流通を断接する第２エアーバルブ１１０と、この第２エアーバルブ１１０を閉鎖する開閉アクチュエータ１７とを有する。

前記連通ダクト９７は負圧案内部材２２内に挿通されており、その出口はダクト１０２まで延設され、ダクト１０２の入口に連通する負圧案内部材２２の出口はその一部が連通ダクト９７によって占有されている。
前記連通ダクト９７の出口及び負圧案内部材２２の出口はブロア２３と常に連通し、負圧案内部材２２の出口は第１エアーバルブ９９の開度によって空気流通量が調整される。

前記第２エアーバルブ１１０は垂直ダクト４５に枢支された横軸１４６に設けられており、垂直ダクト４５内に配置されていて、図６、７に破線で示すように、横軸１４６から立設した位置が開放位置であり、２点鎖線位置が閉鎖位置であり、垂直ダクト４５の外部に設けたエアーシリンダ等の開閉アクチュエータ１７によって開閉揺動される。
開閉アクチュエータ１７はソレノイドバルブ４９を有し、同期アクチュエータ１６の電磁弁４８と同期して作動される。

前記第２吸引機構６は収集室５と第１吸引機構１０４のブロア２３とを接続するものであって、ブロア２３によって負圧案内部材２２内の空気とともに連通ダクト９７、垂直ダクト４５及び水平ダクト４４内の空気が吸引され、収集室５内を負圧にする。収集室５内が負圧になることにより、分離フィルタ１３及び分離室３内の軽量物は下方へ引っ張られ、落下ガイド体２４から確実に落下して収集弁体９上に誘導される。

収集室５は分離室３の下方に位置しかつ連通しているので、第２吸引機構６による空気吸引は分離室３からの空気吸引であり、搬入口部材１４から軽量物を搬入するための空気吸引効率は高く維持される。
一対の収集弁体９で排出口５Ａを閉鎖し、かつ分離弁体８で落下口１０３Ａを開放して軽量物を収集するとき、開閉アクチュエータ１７はピストンロッドを収縮して第２エアーバルブ１１０を開放位置に配置し、収集室５内の空気を吸引して軽量物の落下を促進する。

一対の収集弁体９で排出口５Ａを開放して軽量物を排出するとき、排出口５Ａの下方から空気を吸引しないために第２エアーバルブ１１０を閉鎖する。このとき分離弁体１０８で落下口１０３Ａは閉鎖される。
第２吸引機構６は第２エアーバルブ１１０の閉鎖により吸引作用を停止するが、第１吸引機構１０４はそのまま吸引作用をし、搬送空気から軽量物を分離する。この時分離される軽量物は分離弁体１０８上に載置されて、落下ガイド体２４内に一時貯溜される。

収集軽量物を収集室５から排出した後は、収集弁体９で排出口５Ａを閉鎖し、分離弁体１０８を開放して一時貯溜されていた軽量物を収集弁体９上に落下し、第２エアーバルブ１１０を開いて収集室５内の空気を第１吸引機構１０４のブロア２３で吸引する。
前記収集軽量物を収集室５から排出するときも、第１吸引機構１０４を停止することなく分離室３で軽量物の分離を行うので、軽量物の回収は連続して行われ、空気搬送軽量物分離装置１００及び軽量物発生施設を連続稼働できる。

第２実施形態の空気搬送軽量物分離装置１００による空気搬送軽量物分離方法を説明する。
処理する軽量物の形状、質量等の特質に対応して第１エアーバルブ９９の開度を調整し、第１吸引機構１０４の吸引空気量を設定し、第１吸引機構１０４を作動して、分離室３を負圧にして、搬入口部材１４の導入口１４ｃから軽量物含有空気を取り入れ、円筒部材１４ｂ内で渦巻き旋回させながら分離フィルタ１３の上部に導入し、サイクロン作用で軽量物含有空気から空気を吸引しかつ軽量物を分離する。この分離した軽量物を分離フィルタ１３から落下ガイド体２４で案内しながら下方に落下し、収集室５の一対の収集弁体９上に受け止める。このとき、一対の収集弁体９は同期アクチュエータ１６の重量が付与されて排出口５Ａを閉鎖しており、下センサＳＤはオンになっている。

収集室５内に軽量物が堆積したときに、同期アクチュエータ１６を収縮させていくと、一対の収集弁体９に同期アクチュエータ１６の閉鎖方向の重量が付与されたまま、一対の分離弁体１０８が閉鎖動作をし、落下口１０３Ａを閉鎖する。このとき、一対の分離弁体１０８が軽量物Ｋを挟み込んで上センサＳＵがオンにならないと、同期アクチュエータ１６が一旦伸長して分離弁体１０８を開放動作させ、再び同期アクチュエータ１６を収縮して分離弁体１０８を閉鎖動作させる。

一対の分離弁体１０８が閉鎖すると、分離弁体１０８に同期アクチュエータ１６の閉鎖方向の重量が付与されるので、同期アクチュエータ１６の収縮動作は一対の収集弁体９を開放動作させ、排出口５Ａを開放する。一対の収集弁体９の同時開放（下センサＳＤはオフ）により排出口５Ａが開放すると、排出口５Ａから堆積軽量物が排出される。排出口５Ａの開放中、第１吸引機構４による分離室３での軽量物分離は連続して継続され、分離軽量物は分離弁体１０８上に仮堆積される。

堆積軽量物が排出された後は、同期アクチュエータ１６を伸張させて、一対の収集弁体９で排出口５Ａを閉鎖し、一対の分離弁体１０８で落下口１０３Ａを開放し、両分離弁体
１０８上に仮堆積されていた分離軽量物を落下して閉鎖している一対の収集弁体９上に堆積させる。
収集弁体９を閉鎖しているときに、第２吸引機構６の開閉アクチュエータ１７を作動して第２エアーバルブ１１０を開放すると、収集室５内の空気は、水平ダクト４４、垂直ダクト４５及び連通ダクト９７を介してブロア２３の吸引側へ吸引され、これにより、分離室３内の分離軽量物は落下口１０３Ａからの落下が促進され、収集弁体９上に堆積される。

このとき第２吸引機構６の空気の吸引は第１エアーバルブ９９の開度の影響は少なく、ブロア２３の能力を十分受けて行われ、また、搬入口部材１４から分離室３への軽量物含有空気の吸引も、軽量物の種類に適合した吸引力で効率が低下することなく行われる。
前記収集弁体９で排出口５Ａを開放して堆積軽量物を排出するとき、収集弁体９の開放に先行して第２エアーバルブ１１０を閉鎖し、収集室５からブロア２３への空気吸引を停止し、排出口５Ａから外部空気を吸引しないようにする。これにより、排出口５Ａからの軽量物排出が確実に行える。

軽量物の排出後は、収集弁体９を閉じ、分離弁体１０８を開き、そして第２エアーバルブ１１０を開放する。
なお、本発明は前記第１及び第２実施形態における各部材の形状及びそれぞれの前後・左右・上下の位置関係は、図１〜１１に示すように構成することが最良である。しかし、前記実施形態に限定されるものではなく、部材、構成を種々変形したり、組み合わせを変更したりすることもできる。

例えば、分離フィルタ１３は上部から下部まで同一径の円筒形であるが、上部より下部が小径の円錐形にしてもよい。
第２吸引機構６はブロア２３と別個のブロアを設けて、垂直ダクト４５に接続してもよく、質量の高い軽量物の場合は、落下ガイド体２４からの落下が確保されるので、第２吸引機構６を停止することも可能である。

分離弁体８及び収集弁体９は１枚構造又は２枚一対構造のちらでもよく、また、分離弁体８及び収集弁体９は開閉角度が６０度になっているが、９０度又はその他の角度に開閉してもよい。但し、開放姿勢は垂直が好ましい。
装置ケース２１、落下ガイド体２４及び収集ガイド３０等を平面視四角形に形成しているが、平面視円形に形成してもよい。

１、１００空気搬送軽量物分離装置
３、１０３分離室
３Ａ、１０３Ａ落下口
４、１０４第１吸引機構
５収集室
５Ａ排出口
５Ｂ開口
６第２吸引機構
８、１０８分離弁体
９収集弁体
１０エアーバルブ
１３分離フィルタ
１４搬入口部材
１５収集フィルタ
１６同期アクチュエータ
１７開閉アクチュエータ
２１装置ケース
２１Ｄ下ケース
２１Ｍ中ケース
２１Ｕ上ケース
２２負圧案内部材
２３ブロア
２４落下ガイド体
２５、１２５上軸
３０収集ガイド
３１下軸
３５上揺動アーム
３６、３７下アーム
３８下リンク
３９下揺動アーム
４４水平ダクト
４５垂直ダクト
４８電磁弁
９７連通ダクト
９９第１エアーバルブ
９９ａ支軸
１０２ダクト
１０７制御部
１１０第２エアーバルブ
１３６、１３７上アーム
１３８上リンク
１４６横軸
Ｋ軽量物（紙ロール）
ＳＵ上センサ
ＳＤ下センサ

Claims

分離フィルタの上部から空気搬送により軽量物が供給されかつ分離後の空気を外方へ排出する分離室と、この分離室から落下される軽量物を受ける分離弁体を落下口に開閉自在に設けた落下ガイド体と、この分離室から空気を吸引するブロアを有する第１吸引機構と、前記落下ガイド体から落下される軽量物を受ける収集弁体を排出口に開閉自在に設けた収集ガイド及び前記収集弁体の上方の収集室と、前記収集室から空気を吸引する第２吸引機構とを有しており、
前記分離弁体を開閉自在に支持する上軸に上揺動アームを設け、収集弁体を開閉自在に支持する下軸に下揺動アームを設け、前記上揺動アームと下揺動アームとを両揺動アーム間隔を伸縮しかつ重量を付与可能なアクチュエータで連結していることを特徴とする空気搬送軽量物分離装置。
前記アクチュエータが伸長して収集弁体を閉鎖して分離弁体を開放する時に前記収集弁体の閉鎖を検出する下センサと、収集弁体の閉鎖状態からアクチュエータが収縮を開始して分離弁体を閉鎖する時に前記分離弁体の閉鎖を検出する上センサと、アクチュエータの収縮中に上センサがオフで下センサもオフになったときにアクチュエータを一旦伸長動作させる制御部とを有することを特徴とする請求項１に記載の空気搬送軽量物分離装置。
前記第１吸引機構は分離室とブロアの吸入口とを負圧案内部材で連結し、ブロアの吸入口で負圧案内部材の開度を調整する第１エアーバルブを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の空気搬送軽量物分離装置。
前記第２吸引機構は収集室と第１吸引機構のブロアの吸入口とを繋ぐダクトと、このダクトの空気吸引量を調整する第２エアーバルブとを有し、前記ブロアの吸入口には第１エアーバルブと第２吸引機構のダクトの出口とを併設配置しており、前記第１エアーバルブによる第１吸引機構の空気吸引量調整と第２エアーバルブの空気吸引量調整とを独立していることを特徴とする請求項３に記載の空気搬送軽量物分離装置。
前記分離フィルタを収納しかつ分離室を形成した上ケースと、落下ガイド体を収納しかつ落下ガイド体の下方の収集室を形成した中ケースと、収集室の下方の収集ガイドを収納した下ケースとを上下に連結していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気搬送軽量物分離装置。
前記落下ガイド体は下部に正面視Ｖ字状の落下口が形成され、この落下口を開閉する一対の分離弁体が一対の上軸を介して回動自在に設けられ、両上軸に上アームが設けられ、一方の上軸の回転で他方の上軸を逆転させる上リンクで両上アームが連結されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気搬送軽量物分離装置。
前記収集ガイドは下部に正面視Ｖ字状の排出口が形成され、この排出口を開閉する一対の収集弁体が一対の下軸を介して回動自在に設けられ、両下軸に下アームが設けられ、一方の下軸の回転で他方の下軸を逆転させる下リンクで両下アームが連結されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の空気搬送軽量物分離装置。