JP6501232B2 - 材料捕集装置 - Google Patents

Description

この発明は、材料捕集装置に関する。

サイクロン式の材料捕集装置は、吸着剤として使用される活性炭等の材料の粒子又は粉末が空気に混合した混合気体をバキューム装置で吸入し、遠心分離機構で遠心分離することにより混合気体の中の材料を分離して捕集する。そして、捕集された材料は一時的に材料捕集装置の内部に貯蔵され、貯蔵される量が一定量以上になった時点で外部に取り出される。

特許文献１の異物回収装置は、混合気体から異物を遠心分離するサイクロン装置と、遠心分離された異物を一時的に貯蔵するサブタンクを有し、サブタンクから外部の容器に異物を排出する排出口には、シャッタ部材が開閉可能に設けられている。シャッタ部材によって排出口が閉鎖されている間、サブタンクに貯蔵される異物はシャッタ部材の上に堆積する。そして、サブタンクの内部の異物を外部に取り出す時はシャッタ部材を開き、排出口の下に置かれた容器に異物を落下させる。

特開平１１−１０４５２１号公報

しかしながら、特許文献１の異物回収装置では、シャッタ部材の開閉の操作は作業員によって手動で行われる。従って、サブタンクに溜まった異物を外部に取り出す時は、その都度、作業員がシャッタ部材の開閉操作を行わなければならないという問題があった。

この発明は、このような問題を解決するためになされ、混合気体から遠心分離されて捕集された材料を自動的に外部に取り出すことができる材料捕集装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、この発明に係る材料捕集装置は、捕集対象である材料が空気に混合した混合気体を吸引するバキューム装置と、バキューム装置が吸引する混合気体から材料を遠心分離する遠心分離機構と、遠心分離機構の内部と外部とを連通させるとともに、遠心分離された材料を外部に排出する排出管と、排出管の排出口に回動可能に設けられるとともに、排出口を開閉可能に被覆する排出口開閉弁と、排出管の内部に回動可能に設けられるとともに、排出管の内径よりも小さい径を有する回動弁と、排出口開閉弁と回動弁とを互いに連動して回動可能に接続させる接続部材とを備え、排出口が閉状態の時は、遠心分離された材料は排出口開閉弁の上に貯留され、貯留される材料の量が所定量以上になると、排出口開閉弁は排出口を開状態とする方向に回動し、排出口が開状態の時は、遠心分離機構の内部の負圧によって回動弁が回動することにより、排出口開閉弁は排出口を閉状態とする方向に回動する。

また、この発明に係る材料捕集装置の接続部材は、一端が排出口開閉弁の第一接続部に接続されるとともに他端が回動弁の第二接続部に接続され、排出管の延長方向における排出口開閉弁の回動中心から回動弁の回動中心までの高さＨ、排出口開閉弁の回動中心から第一接続部までの長さＶ１、回動弁の回動中心から第二接続部までの長さＶ２、及び接続部材の長さＬは、（Ｖ２＋Ｌ）＜（Ｖ１＋Ｈ）の関係を満たしていてもよい。

さらに、回動弁の径の大きさＲ２は、排出管の延長方向における排出口開閉弁の回動中心から回動弁の回動中心までの高さＨよりも小さくてもよい。

さらにまた、回動弁の径の大きさＲ２は、排出管の延長方向における排出口開閉弁の回動中心から回動弁の回動中心までの高さＨよりも大きくてもよい。

また、遠心分離機構には、材料が遠心分離された後の混合気体が排気される排気管が接続され、排気管には混合気体に残留する材料をさらに遠心分離する別の遠心分離機構が接続されていてもよい。

この発明に係る材料捕集装置によれば、混合気体から遠心分離されて捕集された材料を自動的に外部に取り出すことができる。

この発明の実施の形態１に係る材料捕集装置の全体的な構成を模式的に示す図である。 図１に示す材料捕集装置の材料捕集機構及び排出管の構成を模式的に示すとともに、排出管の排出口が閉状態となっている様子を示す断面側面図である。 図１に示す材料捕集装置の材料捕集機構の構成を模式的に示す上面図である。 図１に示す材料捕集装置の材料捕集機構及び排出管の構成を模式的に示すとともに、排出管の排出口が開状態となっている様子を示す断面側面図である。 図１に示す材料捕集装置の材料捕集機構及び排出管の構成を模式的に示すとともに、排出管の排出口が開状態から閉状態になる様子を示す断面側面図である。 図４に示す材料捕集機構及び排出管を方向Ｘから見た様子を模式的に示す断面側面図である。 この発明の実施の形態２に係る材料捕集装置の材料捕集機構及び排出管の構成を模式的に示すとともに、排出管の排出口が閉状態となっている様子を示す断面側面図である。 図７に示す材料捕集装置の材料捕集機構及び排出管の構成を模式的に示すとともに、排出管の排出口が開状態となっている様子を示す断面側面図である。 図７に示す材料捕集装置の材料捕集機構及び排出管の構成を模式的に示すとともに、排出管の排出口が開状態から閉状態になる様子を示す断面側面図である。 図８に示す材料捕集機構及び排出管を方向Ｘから見た様子を模式的に示す断面側面図である。 この発明の実施の形態３に係る材料捕集装置の全体的な構成を模式的に示す図である。

以下、この発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る材料捕集装置１００の構成を図１〜６に示す。なお、以下の説明において、材料捕集装置１００は、捕集対象である材料としての活性炭の粒子又は粉末が空気に混合した混合気体から、活性炭を分離して捕集する装置であるものとする。
図１に示すように、材料捕集装置１００は、材料捕集機構１０と、材料捕集機構１０の下部に接続される排出管１３とを有する。排出管１３の排出口１３ａには排出口開閉弁１１が回動可能に設けられ、排出管１３の内側には回動弁１２が回動可能に設けられている。排出口開閉弁１１と回動弁１２とは接続部材１４によって連動して回動可能に接続される。また、材料捕集機構１０には吸気管２０ａ及び排気管２０ｂが接続されている。さらに、材料捕集機構１０は、排気管２０ｂを介してバキューム装置３０と連通している。すなわち、活性炭が混合した混合気体は、バキューム装置３０の駆動によって材料捕集機構１０の内部に吸引されて遠心分離される。そして、混合気体から分離された活性炭Ｇは排出管１３に落下する。

材料捕集機構１０の詳細な構造を図２、３及び６を参照して説明する。
図２及び３に示すように、材料捕集機構１０は、まず吸気管２０ａ及び排気管２０ｂが接続される遠心分離機構５を有している。遠心分離機構５は、略円筒形状の外円筒部１５と、外円筒部１５の径方向内側に設けられる略円筒形状の内円筒部１７とを有する。吸気管２０ａは外円筒部１５の側面に接続されており、排気管２０ｂは内円筒部１７の上部に接続されている。吸気管２０ａには、遠心分離機構５の外円筒部１５の内部に連通する流入口２１ａが形成される。また、排気管２０ｂには、遠心分離機構５の内円筒部１７の内部に連通する流出口２１ｂが形成されている。そして、吸気管２０ａの流入口２１ａから流入した混合気体は、外円筒部１５と内円筒部１７との間で高速回転し、混合気体に含まれる活性炭は遠心分離される。外円筒部１５の半径は、混合気体に含まれる活性炭の質量によって決まる。また、外円筒部１５の長さは、吸気管２０ａから流入した混合気体が１回転程度回転することができる長さとする。さらに、内円筒部１７の半径は、混合気体に含まれる活性炭の質量及び活性炭の粒子の大きさによって決められる。また、遠心分離された後の混合気体が内円筒部１７を通って排気管２０ｂに流入しやすくなるよう、内円筒部１７の長さは外円筒部１５の長さよりも短くなっている。

また、材料捕集機構１０は、遠心分離機構５の下部に、外円筒部１５よりも径が大きい略円筒形状の減速管１６を有している。さらに、減速管１６の下には、減速管１６よりも径が小さい略円筒形状の排出管１３が接続される。また、排出管１３の下部には外部に対して開放可能な排出口１３ａが形成される。すなわち、排出口１３ａが開状態であれば、排出管１３は減速管１６を介して遠心分離機構５の内部と外部とを連通させる。

図２に示すように、排出管１３の排出口１３ａには、略円盤形状の排出口開閉弁１１が第一ヒンジ１８を介して回動可能に設けられている。排出口開閉弁１１の直径Ｒ１は排出管１３の内径Ｒｃよりも大きい。また、排出口開閉弁１１は第一ヒンジ１８の軸、すなわち回動中心１１ａを中心に回動することにより、排出管１３の排出口１３ａを適宜、閉鎖又は開放することができる。すなわち、排出口開閉弁１１は排出管１３の排出口１３ａを開閉可能に被覆する。また、排出口開閉弁１１はイソプレンゴムと薄いプラスチック板とを貼り合わせたものによって形成される。具体的には、排出口開閉弁１１の上面１１ｄ、すなわち排出口１３ａに接する面にはイソプレンゴムを用いて密閉性を高くし、イソプレンゴムの下面側にプラスチック板を貼り付けることで排出口開閉弁１１の変形が防止される。なお、排出口開閉弁１１の材料はこれに限定されず、軽量で、変形し難く、排出口１３ａを閉状態とした時に排出口１３ａとの間で密閉性が保てる材料によって形成されていればよい。また、排出口開閉弁１１の重量は、バキューム装置３０の吸込み風量及び馬力に応じて適宜設定される。
また、遠心分離機構５、減速管１６及び排出管１３とは、洗浄がしやすいように互いに分離可能に接続されている。
さらに、以下の説明において、排出管１３が延長する方向をＹ方向とする。

図６に示すように、排出管１３の内側には、第一ヒンジ１８のＹ方向上側において第二ヒンジ１９が取り付けられている。そして、排出管１３の内側には、この第二ヒンジ１９を介して略円盤形状の回動弁１２が回動可能に設けられている。なお、図２に示すように、回動弁１２の回動中心１２ａは第二ヒンジ１９の軸であり、排出口開閉弁１１の回動中心１１ａに対してＹ方向に距離Ｈ１を隔てて位置している。すなわち、Ｙ方向における排出口開閉弁１１の回動中心１１ａから回動弁１２の回動中心１２ａまでの高さＨ＝Ｈ１である。さらに、回動弁１２の直径Ｒ２は排出管１３の内径Ｒｃよりもやや小さく、具体的には、回動弁１２の直径Ｒ２は排出管１３の内径Ｒｃの９５％の大きさである。また、回動弁１２は軽量で変形しない部材であり、具体的には、プラスチック又はアクリルで形成される。なお、軽量かつ変形しない材料であればこれに限定されず、回動弁１２はその他の材料で形成されてもよい。また、回動弁１２の重量は、バキューム装置３０の吸込み風量及び馬力に応じて適宜設定される。
また、回動弁１２の径の大きさＲ２は、Ｙ方向における排出口開閉弁１１の回動中心１１ａから回動弁１２の回動中心１２ａまでの高さＨ、すなわちＨ１よりも小さく、Ｒ２＜Ｈ１の関係を満たす。

また、排出口開閉弁１１の上面１１ｄには薄い帯形状の接続部材１４の一端が接続されている。ここで、排出口開閉弁１１の上面１１ｄにおいて、接続部材１４の端部が接続されている箇所を第一接続部１１ｂとする。第一接続部１１ｂは排出口開閉弁１１の外縁よりも内側に設けられるとともに、回動中心１１ａとは排出口開閉弁１１の中心を挟んで反対側に位置するように設けられている。
また、接続部材１４の他端は回動弁１２の外縁部分に接続される。ここで、回動弁１２の外縁部分において、接続部材１４の他端が接続されている箇所を第二接続部１２ｂとする。第二接続部１２ｂは、回動中心１２ａとは回動弁１２の中心を挟んで反対側に位置するように設けられている。

ここで、接続部材１４の長さＬ＝Ｌ１である。また、排出口開閉弁１１の回動中心１１ａと第一接続部１１ｂとの間の長さをＶ１とする。さらに、回動弁１２の回動中心１２ａと第二接続部１２ｂとの間の長さをＶ２とする。ここで、第二接続部１２ｂは回動弁１２の外縁部分に設けられているため、長さＶ２は回動弁１２の直径Ｒ２に等しくなっている。
そして、排出口開閉弁１１の回動中心１１ａと第一接続部１１ｂとの距離Ｖ１、回動弁１２の回動中心１２ａと第二接続部１２ｂとの距離Ｖ２、回動中心１１ａから回動中心１２ａまでの高さＨ１及び接続部材１４の長さＬ１は、（Ｖ２＋Ｌ１）＜（Ｖ１＋Ｈ１）の関係を満たしている。

次に、図１〜６を用いて、材料捕集装置１００の動作について説明する。
まず、バキューム装置３０が駆動して、外部の混合気体が吸気管２０ａの流入口２１ａを介して材料捕集機構１０の遠心分離機構５の内部に吸引される。遠心分離機構５の内部に流入した混合気体は、外円筒部１５と内円筒部１７との間で図３に示すように１回転以上高速回転し、活性炭が遠心分離される。そして、活性炭が分離された後の空気は、内円筒部１７の内側を流通し、流出口２１ｂを介して排気管２０ｂに流入してバキューム装置３０に吸引される。

一方、遠心分離機構５で分離された活性炭は回転しながら下方の減速管１６の内部に移動する。減速管１６は遠心分離機構５の外円筒部１５よりも径が大きいため、活性炭の回転速度は遅くなり、活性炭に働く遠心力が弱まる。そのため、分離された活性炭はスムーズに排出管１３の内部に案内され落下する。そして、活性炭Ｇは排出口開閉弁１１の上面１１ｄの上に溜まっていく。ここで、遠心分離機構５に流入する混合気体はバキューム装置３０に吸引されているため、排出管１３及び材料捕集機構１０の内部は負圧となっている。従って、排出口開閉弁１１は上方向に吸引されるとともに排出口１３ａを閉鎖する。一方、排出口開閉弁１１の上に貯留される活性炭Ｇが一定量以上に達すると、排出口開閉弁１１は活性炭Ｇの重さによって、図４に示すように、開方向Ｄ１、すなわち排出口１３ａを開状態とする方向に回動する。これとともに、回動弁１２も接続部材１４を介して排出口開閉弁１１に引っ張られ、開方向Ｄ２に回動する。ここで、（Ｖ２＋Ｌ１）＜（Ｖ１＋Ｈ１）の関係により、排出口開閉弁１１は、回動弁１２及び接続部材１４の張力によって完全には開き切らず、排出口１３ａとの間に所定の角度Θ１をなした状態で一旦停止する。

そして、排出管１３の内部に貯留されていた活性炭Ｇは、排出口１３ａが開状態になると排出口開閉弁１１の上面１１ｄの上を滑り落ちて、排出口１３ａの下部に設けられた容器（図示せず）に落下する。また、排出管１３及び材料捕集機構１０の内部は負圧となっているため、排出口１３ａが開状態となっている間は、外部の空気が排出口１３ａを介して排出管１３及び材料捕集機構１０の内部へと流入する。具体的には、図５に示すように、外部の空気は、排出口１３ａを介して排出管１３に流入した後（矢印Ａ１）、回動弁１２と排出管１３の内周面との間の隙間を流通して（矢印Ａ２）、減速管１６に向かって流れ込む（矢印Ａ３）。その際、矢印Ａ４に示すような気流を下面に受けて、回動弁１２は閉方向Ｄ４に回動する。すなわち、回動弁１２は、材料捕集機構１０の遠心分離機構５の内部に生じる負圧によって回動する。これに伴い、接続部材１４に引っ張られて排出口開閉弁１１も閉方向Ｄ３、すなわち排出口１３ａを閉状態とする方向に回動し、排出管１３の排出口１３ａを再び閉鎖する。

このように、材料捕集装置１００は、あらかじめ容器に収納されていたり、作業場所に散乱していたりする活性炭を空気とともに吸引した上で遠心分離して捕集する。よって、容器や作業場所にあった活性炭は、材料捕集装置１００に吸引され、排出管１３を介して外部に取り出されるとともに別の容器に移し替えられる。すなわち、活性炭は材料捕集装置１００によって移送され、これにより、容器内の活性炭の取り換えや交換が可能となる。

以上より、この実施の形態１に係る材料捕集装置１００では、排出管１３の内部に排出管１３の内径よりも小さい径を有する回動弁１２が回動可能に設けられる。これにより、排出口開閉弁１１が開状態にある時は、遠心分離機構５の内部の負圧によって生じる気流が回動弁１２と排出管１３との間を流通して上昇するとともに、回動弁１２を押し上げて閉方向Ｄ４に回動させる。そして、排出口開閉弁１１も接続部材１４を介して回動弁１２の回動に連動して閉方向Ｄ３に回動する。従って、貯留された活性炭Ｇの重みによって開方向Ｄ１に回動して排出口１３ａを開放した排出口開閉弁１１は、自動的に閉方向Ｄ３に回動して再び排出口１３ａを閉鎖することができる。従って、排出管１３内部に貯留された活性炭Ｇを外部に取り出す際であっても、排出口１３ａの開閉に作業員による操作は不要である。また、バキューム装置３０の駆動を一時停止させずに活性炭Ｇの取り出し作業を行うことができるため、作業効率が向上する。

また、Ｙ方向における回動中心１１ａから回動中心１２ａまでの高さＨ１、排出口開閉弁１１の回動中心１１ａと第一接続部１１ｂとの距離Ｖ１、回動弁１２の回動中心１２ａと第二接続部１２ｂとの距離Ｖ２及び接続部材１４の長さＬ１は、（Ｖ２＋Ｌ１）＜（Ｖ１＋Ｈ１）の関係を満たしている。そのため、図４に示すように、排出口開閉弁１１は、回動弁１２及び接続部材１４の張力によって、排出口１３ａとの間に所定の角度Θ１をなした状態で一旦停止する。すなわち、排出口開閉弁１１及び回動弁１２は完全には開き切った状態にはならない。従って、回動弁１２の下面は、遠心分離機構５の内部の負圧による気流Ａ４を受けやすく、より迅速に閉方向Ｄ４に回動しやすい。そして、排出口開閉弁１１も、回動弁１２と連動してより迅速に閉方向Ｄ３に回動し、排出口１３ａを閉鎖しやすくなる。

また、回動弁１２の径の大きさＲ２が、排出口開閉弁１１の回動中心１１ａから回動弁１２の回動中心１２ａまでの高さＨ１よりも小さいことにより、排出口開閉弁１１は回動弁１２及び接続部材１４の張力によって、よりＹ方向上向きに引っ張りあげられる。そのため、排出口１３ａが閉鎖される時は、排出口開閉弁１１は迅速に閉方向Ｄ３に回動し排出口１３ａを閉鎖しやすい。従って、遠心分離機構５の内部を負圧の状態に保ちやすく、排出口１３ａの開閉によって遠心分離機構５の遠心分離作用が低下してしまう事態を防止することができる。また、回動弁１２が開方向Ｄ２に回動した場合であっても、回動弁１２が排出管１３の排出口１３ａから外に出ることがなく、常に排出管１３の内部に位置しているため、遠心分離機構５の内部の負圧による気流Ａ４の影響をより受けやすい。従って、回動弁１２が閉方向Ｄ４にさらに回動しやすく、排出口開閉弁１１も閉方向Ｄ３に回動してさらに迅速に排出口１３ａを閉鎖しやすくなる。

実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係る材料捕集装置２００の構成を図７〜１０に示す。なお、図１〜６の参照符号と同一の符号は同一又は同様の構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。
図７に示すように、Ｙ方向における排出口開閉弁１１の回動中心１１ａから回動弁１２の回動中心１２ｃまでの高さＨ-＝Ｈ２である。ここで、回動弁１２の径の大きさＲ２は、Ｙ方向における排出口開閉弁１１の回動中心１１ａから回動弁１２の回動中心１２ｃまでの高さＨ、すなわちＨ２よりも大きく、Ｒ２＞Ｈ２の関係を満たす。そのため、排出口開閉弁１１が閉状態の時、回動弁１２の外縁部分は第二接続部１２ｂを介して排出口開閉弁１１の上面１１ｄに当接している。

排出口開閉弁１１の上面１１ｄには薄い帯形状の接続部材２１４の一端が接続されている。また、接続部材２１４の長さＬ＝Ｌ２である。ここで、排出口開閉弁１１の上面１１ｄにおいて、接続部材２１４の一端は第一接続部１１ｂに接続される。また、接続部材２１４の他端は回動弁１２の外縁部分の第二接続部１２ｂに接続される。

また、排出口開閉弁１１の回動中心１１ａと第一接続部１１ｂとの距離Ｖ１、回動弁１２の回動中心１２ｃと第二接続部１２ｂとの距離Ｖ２、回動中心１１ａから回動中心１２ｃまでの高さＨ２及び接続部材２１４の長さＬ２は、（Ｖ２＋Ｌ２）＜（Ｖ１＋Ｈ２）の関係を満たしている。

次に、図７〜１０を用いて、材料捕集装置２００の動作について説明する。
材料捕集装置１００と同様に、材料捕集装置２００の材料捕集機構１０で分離された材料である活性炭Ｇは排出管１３の内部に落下する。そして、活性炭Ｇは、排出管１３の内部で斜めになった回動弁１２の上面を滑り落ちるため、排出口開閉弁１１の上面１１ｄのうち、回動弁１２の上面と排出管１３の内周面との間の領域Ｐに集中的に貯留される。そして、排出口開閉弁１１の上に貯留される活性炭Ｇが一定量以上に達すると、排出口開閉弁１１は活性炭Ｇの重さによって、図８に示すように、開方向Ｄ１に回動する。これとともに、回動弁１２も接続部材２１４を介して排出口開閉弁１１に引っ張られ、開方向Ｄ２に回動する。ここで、（Ｖ２＋Ｌ２）＜（Ｖ１＋Ｈ２）の関係により、排出口開閉弁１１は、回動弁１２及び接続部材２１４の張力によって完全には開き切らず、排出口１３ａとの間に所定の角度Θ２をなした状態で一旦停止する。なお、この時の排出口開閉弁１１と排出口１３ａとの角度Θ２は、図４に示す材料捕集装置１００の排出口開閉弁１１と排出口１３ａとの角度Θ１よりも大きい。

そして、排出管１３の内部に貯留されていた活性炭Ｇは、排出口１３ａが開状態になると、排出口開閉弁１１の上面１１ｄの上を滑り落ちて、外部に取り出される。また、図９に示すように、外部の空気は、排出口１３ａを介して排出管１３に流入した後（矢印Ａ５）、回動弁１２と排出管１３の内周面との間の隙間を流通して（矢印Ａ６）、減速管１６に向かって流れ込む（矢印Ａ７）。その際、矢印Ａ８に示すような気流を下面に受けて、回動弁１２は閉方向Ｄ４に回動する。これに伴い、接続部材２１４に引っ張られて排出口開閉弁１１も閉方向Ｄ３に回動し、排出管１３の排出口１３ａを再び閉鎖する。

以上より、この実施の形態２に係る材料捕集装置２００では、材料捕集装置１００と同様に、排出管１３の内部に排出管１３の内径よりも小さい径を有する回動弁１２が回動可能に設けられる。これにより、排出口開閉弁１１は、上面１１ｄに貯留される活性炭Ｇの重さにより開方向Ｄ１に回動して排出口１３ａを開放した後、気流Ａ８を受けて閉方向Ｄ４に回動する回動弁１２に引っ張られることにより閉方向Ｄ３に回動し、再び排出口１３ａを閉鎖する。従って、排出口１３ａの開閉に作業員の操作を必要とせず、材料捕集装置２００によって遠心分離された活性炭Ｇを自動的に外部に取り出すことができる。また、材料捕集装置１００と同様に、バキューム装置３０の駆動を一時停止させずに活性炭Ｇの取り出し作業を行うことができる。

また、Ｙ方向における回動中心１１ａから回動中心１２ｃまでの高さＨ２、排出口開閉弁１１の回動中心１１ａと第一接続部１１ｂとの距離Ｖ１、回動弁１２の回動中心１２ｃと第二接続部１２ｂとの距離Ｖ２及び接続部材２１４の長さＬ２は、（Ｖ２＋Ｌ２）＜（Ｖ１＋Ｈ２）の関係を満たしている。そのため、図８に示すように、排出口開閉弁１１は、回動弁１２及び接続部材２１４の張力によって、排出口１３ａとの間に所定の角度Θ２をなした状態で一旦停止する。従って、図９に示すように、材料捕集装置１００と同様、回動弁１２の下面は、遠心分離機構５の内部の負圧による気流Ａ８を受けやすく、より迅速に閉方向Ｄ４に回動しやすい。また、排出口開閉弁１１も、回動弁１２と連動してより迅速に閉方向Ｄ３に回動し、排出口１３ａを閉鎖しやすくなる。

また、回動弁１２の径の大きさＲ２が、排出口開閉弁１１の回動中心１１ａから回動弁１２の回動中心１２ｃまでの高さＨ２よりも大きいことにより、排出口開閉弁１１が排出口１３ａを閉鎖している時は、回動弁１２の外縁部分は排出口開閉弁１１に当接する。この時、回動弁１２は斜めに傾斜した状態であるため、排出管１３の内部に落下した活性炭Ｇは回動弁１２の上面を滑り落ちて、回動弁１２の上面と排出管１３の内周面との間の領域Ｐに集中的に貯留される。そのため、排出口開閉弁１１は、回動弁１２から受ける重みと、領域Ｐに貯留された活性炭Ｇの重みとを受けて開方向Ｄ１により回動しやすくなる。そのため、活性炭Ｇの取り出し作業をよりスムーズに行うことができる。
また、排出口１３ａが開状態の時は、排出口開閉弁１１は排出口１３ａとの間に所定の角度Θ２をなした状態で一旦停止するが、回動中心１１ａから回動中心１２ｃまでの高さＨ２が、回動弁１２の直径Ｒ２よりも小さいため、角度Θ２は角度Θ１よりも大きくなる。従って、排出口開閉弁１１は排出口１３ａに対してより大きく開くため、排出管１３に貯留された活性炭Ｇをより取り出しやすくなる。

実施の形態３．
この発明の実施の形態３に係る材料捕集装置３００の構成を図１１に示す。なお、図１〜１０の参照符号と同一の符号は同一又は同様の構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。
遠心分離機構５に接続される排気管２０ｂの下流側には、第二材料捕集機構５０が接続される。第二材料捕集機構５０は、略円筒形状の第二遠心分離機構５５と、第二遠心分離機構５５の下に設けられる略円筒形状の減速管５６とを有する。減速管５６の径の大きさは、第二遠心分離機構５５の径の大きさよりも大きい。また、第二遠心分離機構５５は、略円筒形状の外円筒部４５と、外円筒部４５の径方向内側に設けられる内円筒部４７とを有する。排気管２０ｂは外円筒部４５の側面に接続されている。また、内円筒部４７の上部には第二排気管３１が接続されている。さらに、第二排気管３１は下流側においてバキューム装置３０に接続される。

材料捕集機構１０の遠心分離機構５の内部で材料である活性炭を遠心分離された混合気体は、排気管２０ｂを流通して、第二材料捕集機構５０の第二遠心分離機構５５の内部に流入する。流入した混合気体は、第二遠心分離機構５５の外円筒部４５と内円筒部４７との間で高速回転し、材料捕集機構１０で分離し切れずに残っている活性炭が遠心分離される。そして、混合気体から活性炭が分離された後の空気は、内円筒部４７の内側を流通し、第二排気管３１に流入してバキューム装置３０に吸引される。一方、第二遠心分離機構５５で分離された活性炭は回転しながら下方の減速管５６の内部に移動する。減速管５６の内部では活性炭の回転速度が遅くなり、活性炭に働く遠心力が弱まるため、活性炭は減速管５６の底部に落下して貯留される。

以上より、この実施の形態３に係る材料捕集装置３００では、材料捕集機構１０の排気管２０ｂに第二の遠心分離機構５５が接続され、遠心分離機構５で活性炭が分離された混合気体を第二遠心分離機構５５でさらに遠心分離することができる。ここで、材料捕集装置１００，２００と同様に、材料捕集装置３００でも、排出口開閉弁１１が自動的に開閉することにより、排出管１３に貯留される活性炭を自動的に外部に取り出すことができる。そして、バキューム装置３０を駆動させたまま排出口１３ａが開状態となった時、遠心分離機構５の内部は外部と連通するため、遠心分離機構５の内部は一時的に負圧が低くなり、それに伴って遠心分離作用も一時的に低下する可能性がある。従って、遠心分離機構５で遠心分離された後の混合気体であっても活性炭が完全に分離されずに残ってしまうことがあるが、排気管２０ｂの下流側に別の遠心分離機構５５が接続されていることにより、混合気体から確実に活性炭を分離することができる。

なお、この実施の形態１〜３において、回動弁１２と接続部材１４，２１４とが接続する第二接続部１２ｂは回動弁１２の外縁部分に位置するが、これに限定されず、接続部材１４，２１４は回動弁１２の外縁部分より内側に接続されてもよい。そして、この時、回動弁１２の回動中心１２ａ，１２ｃと第二接続部１２ｂとの間の長さＶ２は回動弁１２の径の大きさＲ２よりも小さくなる。

また、回動弁１２の直径Ｒ２は、排出管１３の内径Ｒｃの９５％に限定されず、回動弁１２の外縁が排出管１３の内周面に干渉せず、回動弁１２の外縁と排出管１３の内周面との間に常に隙間ができる程度の大きさであればよい。なお、回動弁１２の最適な直径Ｒ２は、バキューム装置３０の吸込み風量及び馬力に応じて適宜設定される。

さらに、実施の形態１〜３において、排出管１３は断面が円形の円筒形状をなしているが、これに限定されず、排出口開閉弁１１及び回動弁１２の回動に干渉しない形状であれば、多角形や楕円等、その他の形状の断面を有していてもよい。また、排出管１３が円形以外の形状の断面を有する場合、排出口開閉弁１１又は回動弁１２も、排出管１３の形状に合わせて多角形や楕円等の形状をなしていてもよい。

また、接続部材１４，２１４は帯状の部材に限定されず、撓ませたり折り曲げたりすることができる物であれば、糸状の部材であってもよい。

さらにまた、材料捕集装置１００，２００，３００によって捕集される材料は、活性炭に限定されず、その他の吸着剤等であってもよい。また、捕集対象である材料は、粒状物、粉体物、液体、又はこれらの混合物であってもよい。

５ 遠心分離機構、１１ 排出口開閉弁、１１ｂ 第一接続部、１２ 回動弁、１２ｂ 第二接続部、１３ 排出管、１３ａ 排出口、１４，２１４ 接続部材、２０ｂ 排気管、３０ バキューム装置、５５ 第二遠心分離機構（別の遠心分離機構）、１００，２００，３００ 材料捕集装置、Ｇ 活性炭（材料）。

Claims (5)

1. 捕集対象である材料が空気に混合した混合気体を吸引するバキューム装置と、
   前記バキューム装置が吸引する前記混合気体から前記材料を遠心分離する遠心分離機構と、
   前記遠心分離機構の内部と外部とを連通させるとともに、遠心分離された前記材料を前記外部に排出する排出管と、
   前記排出管の排出口に回動可能に設けられるとともに、前記排出口を開閉可能に被覆する排出口開閉弁と、
   前記排出管の内部に回動可能に設けられるとともに、前記排出管の内径よりも小さい径を有する回動弁と、
   前記排出口開閉弁と前記回動弁とを互いに連動して回動可能に接続させる接続部材とを備え、
   前記排出口が閉状態の時は、遠心分離された前記材料は前記排出口開閉弁の上に貯留され、貯留される前記材料の量が所定量以上になると、前記排出口開閉弁は前記排出口を開状態とする方向に回動し、
   前記排出口が開状態の時は、前記遠心分離機構の内部の負圧によって前記回動弁が回動することにより、前記排出口開閉弁は前記排出口を閉状態とする方向に回動する材料捕集装置。
2. 前記接続部材は、一端が前記排出口開閉弁の第一接続部に接続されるとともに他端が前記回動弁の第二接続部に接続され、
   前記排出管の延長方向における前記排出口開閉弁の回動中心から前記回動弁の回動中心までの高さＨ、前記排出口開閉弁の前記回動中心から前記第一接続部までの長さＶ１、前記回動弁の前記回動中心から前記第二接続部までの長さＶ２、及び前記接続部材の長さＬは、
   （Ｖ２＋Ｌ）＜（Ｖ１＋Ｈ）
   の関係を満たす請求項１に記載の材料捕集装置。
3. 前記回動弁の径の大きさＲ２は、前記排出管の前記延長方向における前記排出口開閉弁の前記回動中心から前記回動弁の前記回動中心までの高さＨよりも小さい請求項２に記載の材料捕集装置。
4. 前記回動弁の径の大きさＲ２は、前記排出管の前記延長方向における前記排出口開閉弁の前記回動中心から前記回動弁の前記回動中心までの高さＨよりも大きい請求項２に記載の材料捕集装置。
5. 前記遠心分離機構には、前記材料が遠心分離された後の前記混合気体が排気される排気管が接続され、前記排気管には前記混合気体に残留する前記材料をさらに遠心分離する別の遠心分離機構が接続される請求項１〜４のいずれか一項に記載の材料捕集装置。

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