JPH07289998A

JPH07289998A - 微粉研磨材に混在する異物の分離方法並びに微粉研磨材に混在する異物及び粉塵の分離方法及びそれらの分離装置

Info

Publication number: JPH07289998A
Application number: JP8662194A
Authority: JP
Inventors: Keiji Mase; 恵二間瀬
Original assignee: Fuji Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Fuji Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1994-04-25
Filing date: 1994-04-25
Publication date: 1995-11-07

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】異物及び粉塵を混在する微粉研磨材から異物
及び粉塵を効率よく分離し、微粉研磨材を回収する。【構成】微粉研磨材２８と、微粉研磨材より重い異物
２９ａと、微粉研磨材より軽い粉塵２９ｂなど混入物２
９を混在した気流を分離タンク１０の流入管１３から分
離タンク本体１１内へ流入する。流入管１３の端縁の流
入口１４から流入した気流は底面付近に到達することは
なく、方向転換して上昇し上方に位置する流出口１６へ
流れる。気流が方向転換する時、微粉研磨材から異物
が、又は微粉研磨材，及び粉塵から異物が落下し気流か
ら分離され、異物は分離タンク本体１１の底面へ落下す
る。一方、上昇気流吐出手段３０によって微粉研磨材と
粉塵だけが上昇して流出口よりサイクロンへ送られる。
サイクロンへ給送された微粉研磨材はサイクロン内に滞
留し回収され、粉塵は気流と共にサイクロン外へ排出さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、微粉研磨材に混在する
異物を分離する分離方法並びに微粉研磨材に混在する異
物及び粉塵を分離する分離方法及びそれらの分離装置に
関する。特に、微粉研磨材を被加工物に噴射してブラス
ト加工する時、被加工物の表面から剥離した被加工物の
破片、ブラスト加工に先立って行われる被加工物の切削
加工等の際発生した切粉、被加工物に付着した塵埃、ブ
ラスト装置内部のよごれ、あるいは微粉研磨材が破砕し
た再使用不可能な微粉研磨材や塵埃が発生し、これらの
被加工物の破片等と破砕した微粉研磨材と粉塵等の中に
は微粉研磨材より重い（本明細書において「微粉研磨材
より重い」とは、使用前の微粉研磨材自体が有する浮遊
速度より大きい浮遊速度を有する物体を総称していい、
これを単に、「異物」という）ものと、微粉研磨材より
軽い（本明細書において「微粉研磨材より軽い」とは、
使用前の微粉研磨材自体が有する浮遊速度より小さい浮
遊速度を有する物体を総称していい、これを単に、「粉
塵」という）ものがあり、前記異物を再使用可能な微粉
研磨材から分離する分離方法及びその分離装置並びに前
記異物及び粉塵を再使用可能な微粉研磨材から分離する
分離方法及びその分離装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ブラスト装置を使用して、研磨
材を被加工物に噴射してブラスト加工すると、被加工物
の表面から剥離した被加工物の破片、ブラスト加工に先
立って行われる被加工物の切削加工等の際発生した切
粉、被加工物に付着した塵埃、ブラスト装置内部のよご
れ、あるいは研磨材が破砕した再使用不可能な研磨材や
塵埃などが研磨材に混入する。

【０００３】そして、一般の研磨材は再使用可能な研磨
材から前記被加工物の破片と破砕した研磨材等と塵埃等
から成る混入物を分離・回収するために上端に排風機を
備え、下部が円錐形状の円筒形のサイクロンから成るダ
ストコレクタを用いていた。

【０００４】サイクロン内の気流は上記排風機の遠心力
によりサイクロン内の外方を旋回しながら降下し、サイ
クロンの下端近くに達すると気流は反転上昇を始め、サ
イクロン中心部を小さく回転しつつサイクロンの上部に
位置する排出口へと上昇する。再使用可能な研磨材
と、被加工物の破片と破砕した研磨材から成る異物と塵
埃は、気流に乗ってブラスト装置本体から管内を経てサ
イクロン内へ流入すると、一般の研磨材（粗粒）は、異
物及び塵埃から成る混入物に比して重いので、再使用可
能な研磨材はサイクロン内の外方に分離され壁面をつた
わって落下するが、被加工物の破片や破砕した研磨材な
ど異物と塵埃は一般の研磨材より軽いのでサイクロン内
の気流に乗ってサイクロンの排出口より外へ、すなわち
ダストコレクタへ送られダストコレクタに集塵され、気
流は大気中へ放出される。

【０００５】しかしながら、微粉研磨材の場合は一般の
研磨材（粗粒）とは異なる。微粉研磨材とは、粒度＃２
４０すなわち最大粒子の平均径が約１７０μ以下、平均
径の平均が８７．５μ〜７３．５μ、好ましくは８０μ
から、粒度＃3000すなわち、最大粒子の平均径が約１９
μ以下、平均径の平均が５．９μ〜４．７μ、好ましく
は５．０μの範囲にあるものを言い、平均径の平均で言
えば、粒径５〜８０μの研磨材をいう。これら、微粉研
磨材は、普通粒度の研磨材とは異なり、円錐形の山に積
み上げてもさらさらと山の裾野へ流れていくことがな
く、極端な場合には垂直に近い角度に積み上げられるほ
どに微粉研磨材同士の吸着性を有するものである。

【０００６】このような微粉研磨材を被加工物に噴射す
ると、一般の研磨材と同様に、被加工物の表面から剥離
した被加工物の破片、ブラスト加工に先立って行われる
被加工物の切削加工等の際発生した切粉、被加工物に付
着した塵埃、ブラスト装置内部のよごれ、あるいは微粉
研磨材が破砕した再使用不可能な微粉研磨材や塵埃等が
微粉研磨材中に混入する。しかしながら、微粉研磨材
は、一般の研磨材に比べて軽量であるから、これらの被
加工物の破片と破砕した微粉研磨材と塵埃等から成る混
入物には、一般の研磨材の場合とは異なり、前述の〔産
業状の利用分野〕で記載したように微粉研磨材より重い
「異物」と微粉研磨材より軽い「粉塵」が存在すること
になる。

【０００７】前述したサイクロンで微粉研磨材から異物
と粉塵を分離しようとすると、粉塵は気流に乗ってサイ
クロンの排出口から排出されるが、異物は微粉研磨材と
共にサイクロンの下方へ落下し微粉研磨材内に異物が混
在する。なお、下方へ落下した異物と微粉研磨材はサイ
クロン内の回転気流の影響を受けサイクロン内を流動し
ている状態である。

【０００８】又、微粉研磨材用のブラスト装置中に篩機
構を設けても、微粉研磨材自体が、気流に乗ってしまい
篩分別が非常に困難となる。

【０００９】そこで、微粉研磨材から異物を分離し除去
するために、篩によるバッチ処理を行なっていた。篩に
よるバッチ処理とは、ブラスト装置から微粉研磨材を全
て抜き出して、いわゆる格子目状ないしはメッシュ状の
スクリーンで成る篩にかけて微粉研磨材内に混在する異
物と粉塵を分離し微粉研磨材を回収する処理である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来のサイクロンある
いは篩によるバッチ処理においては、以下の問題点があ
った。

【００１１】（１）微粉研磨材用のブラスト装置におい
ては、サイクロンでは微粉研磨材に混在する異物を分離
することが不可能であった。

【００１２】（２）篩によるバッチ処理では以下の問題
点があった。

【００１３】（２−１）異物が微粉研磨材内に混在する
状況を見計らって篩によるバッチ処理を行なうので、次
のバッチ処理を実施するまでに徐々に微粉研磨材内の異
物の量は増加する。したがって、ブラスト加工条件はブ
ラスト加工処理をする時間の経過と共に変化し、且つ異
物を混在した微粉研磨材を被加工物に噴射するのでブラ
スト加工条件が不適切になるという問題点があった。

【００１４】（２−２）なお、異物・粉塵を混在した微
粉研磨材をバッチ処理する場合、ブラスト装置から全て
の微粉研磨材を取出して篩にかけるので効率が悪かっ
た。

【００１５】（２−３）篩によるバッチ処理は、サイク
ロンのようにブラスト装置の研磨材の循環気流の一過程
で再使用可能な研磨材を分離するという方法に比して分
離効率が悪いという問題点があった。

【００１６】（２−４）なお、ブラスト装置の研磨材の
循環する流れの中に篩を設置したとしても、篩上の微粉
研磨材や異物・粉塵は気流に乗って流れてしまうので、
ブラスト装置内に篩を設置することは不可能であった。

【００１７】本発明は、叙上の問題点を解決するために
開発されたもので、微粉研磨材内に混在している異物を
微粉研磨材から効率よく分離する分離方法及びその分離
装置並びに異物及び粉塵を微粉研磨材内から効率よく分
離する分離方法及びその装置を提供することを目的とす
る。

【００１８】

【課題を解決するための手段】

〔第１方法発明〕第１の本発明の微粉研磨材に混在する
異物の分離方法においては、微粉研磨材より重い異物を
混在した微粉研磨材を気流に乗せて分離タンク本体内に
流入させ、前記気流を分離タンク本体の底面付近に到達
しない位置で方向転換させて前記異物を前記気流から分
離し、前記異物を分離タンク本体の底面へ落下させ、一
方、前記微粉研磨材を上昇可能で且つ前記異物を上昇不
可能な上昇気流を前記分離タンク本体の底面より吐出
し、前記上昇気流により前記微粉研磨材を上昇させて分
離タンク本体の流出口へ給送して回収する各工程から成
る。

【００１９】〔第２方法発明〕第２の本発明の微粉研磨
材に混在する異物及び粉塵の分離方法においては、微粉
研磨材より重い異物と微粉研磨材より軽い粉塵を混在し
た微粉研磨材を気流に乗せて分離タンク本体内に流入さ
せ、前記気流を分離タンク本体の底面付近に到達しない
位置で方向転換させて前記異物を前記気流から分離し、
前記異物を分離タンク本体の底面へ落下させ、一方、前
記微粉研磨材を上昇可能で且つ前記異物を上昇不可能な
上昇気流を前記分離タンク本体の底面より吐出し、前記
上昇気流により前記微粉研磨材及び粉塵を上昇させて分
離タンク本体の流出口からサイクロンへ給送すると共
に、前記粉塵を気流と共にサイクロン外へ排出し、微粉
研磨材をサイクロン内に回収する工程から成る。

【００２０】すなわち、上記第１、第２方法発明は、本
発明の好適な実施例により、本発明を構成する以下の気
流の流れ方向に基づいて微粉研磨材から異物及び粉塵を
分離する工程から成る。

【００２１】（工程１）異物２９ａ又は異物２９ａ及び
粉塵２９ｂを混在した微粉研磨材２８から成る混入物を
気流に乗せて、分離タンク本体１１内に流入させる。

【００２２】気流を分離タンク本体１１内へ流入する方
法の一例としては、気流を分離タンク本体内に挿通する
流入管１３内を経て前記流入管１３の端縁で成る流入口
１４より分離タンク本体内に流入させる。この場合、流
入管１３内の気流を分離タンク本体１１内に略垂直方向
下方あるいは斜め方向下方に向けて流入させることがで
きるが、特に、異物２９ａを気流から効率よく落下させ
ることや、分離タンク本体１１内にできるだけ回転気流
を生じさせないという点で、気流を分離タンク本体１１
内に略垂直方向下方に向けて流入させることが好まし
い。

【００２３】この点前記流入口１４からの気流の流入方
向に対向する方向に邪魔板を設ければ、分離タンクの軸
線方向に直交方向すなわち水平方向から気流を流入させ
ても良い。

【００２４】（工程２）前記気流を分離タンク本体１１
の底面付近に到達しない位置で方向転換させて分離タン
ク本体１１内を上昇させ前記異物２９ａを前記気流から
分離し、前記異物２９ａ又は前記異物２９ａと共に一部
の微粉研磨材２８、又は粉塵２９ｂが分離タンク本体１
１の底面もしくは底面近傍へ落下する。

【００２５】なお、分離タンク本体１１内に流入した気
流を方向転換させて上昇させるには、流入口１４から流
れた気流がすぐに方向転換して流出口１６に向けて上昇
するので、分離タンク本体１１の流出口１６を流入口１
４の上方に位置させることが望ましい。

【００２６】前記邪魔板を有する分離タンク構造を図７
（Ｂ），（Ｃ）に示す態様のものとすれば、流出口１６
と流入口１４を同一高さ又、流出口１６を流入口１４よ
り低い位置とすることができる。

【００２７】（工程３）一方、前記微粉研磨材２８を上
昇可能で且つ前記異物２９ａを上昇不可能な上昇気流が
前記分離タンク本体１１の底面より吐出している。

【００２８】この上昇気流は、微粉研磨材２８又は微粉
研磨材及び粉塵２９ｂを上昇させるが異物２９ａを上昇
しない気流であればよいのであるが、微粉研磨材２８と
異物２９ａとを、又は異物２９ａと微粉研磨材２８及び
粉塵２９ｂとを効率よく分離するために、できるだけ均
一な状態で一定速度の上昇気流であることが望ましい。

【００２９】（工程４）前記上昇気流により前記気流か
ら分離し、若しくは分離タンク本体１１底面もしくは底
面近傍へ一旦落下した一部の微粉研磨材２８又は微粉研
磨材及び粉塵を上昇させて分離タンク本体１１の流出口
１６へ給送して回収する。

【００３０】また、第２の本発明の微粉研磨材に混在す
る異物及び粉塵の分離方法にあっては、上記の（工程
１）〜（工程４）に以下の（工程５）を加えることによ
り、上記（工程１）から（工程４）で微粉研磨材２８よ
り重い異物２９ａを微粉研磨材２８又は微粉研磨材及び
粉塵から分離し、次いで以下の（工程５）で微粉研磨材
２８より軽い粉塵２９ｂを微粉研磨材２８から分離させ
るものである。（工程５）前記分離タンク本体１１の流
出口１６より微粉研磨材２８及び粉塵２９ｂを含む気流
をサイクロン４０へ給送する。粉塵２９ｂを気流と共に
サイクロン４０外へ排出し、一方、微粉研磨材２８をサ
イクロン４０内に滞留させて微粉研磨材２８を回収す
る。

【００３１】なお、上記の微粉研磨材に混在する異物の
分離方法においては、（工程１）の分離タンク１０の流
入管１３又は流出口１６に送風機や排風機等の気流発生
手段を連通し送風又は吸引して分離タンク１０内に気流
を発生することができる。

【００３２】また、上記の微粉研磨材に混在する異物及
び粉塵の分離方法においては、前記（工程１）の分離タ
ンク１０又は（工程５）のサイクロン４０に送風機又
は、排風機等の気流発生手段を連通し送風又は吸引して
分離タンク１０内及びサイクロン４０内に気流を発生す
ることができる。

【００３３】なお、ブラスト装置においてはブラスト装
置の適当な箇所、例えば、ダストコレクタの排風機を気
流発生手段として分離タンク１０及びサイクロン４０に
気流を発生することができ、例えばブラスト装置のキャ
ビネットを前記（工程１）の分離タンク１０の流入管１
３へ連通し、一方、前記（工程５）のサイクロン４０か
ら排出する気流をダストコレクタへ給送することができ
る。

【００３４】〔第１発明装置〕第１の本発明の微粉研磨
材に混在する異物の分離装置である分離タンク１０にお
いては、分離タンク本体１１に流入口１４と流出口１６
を備え、前記流入口は、微粉研磨材より重い異物２９ａ
を混在した微粉研磨材を気流と共に分離タンク本体内に
該気流が分離タンク本体の底面付近に到達せずに方向転
換するよう設けられ、一方、前記微粉研磨材を上昇可能
で且つ気流の方向転換時に気流から分離した異物を上昇
不可能な上昇気流を吐出する上昇気流吐出手段３０を分
離タンク本体の底面に設けたことを特徴とする。

【００３５】尚、上記構成において、前記分離タンク本
体内に前記流入口から流入する気流の流入方向に対向す
る方向に邪魔板６１を設けることができる。

【００３６】〔第２発明装置〕第２の本発明の微粉研磨
材に混在する異物の分離装置である分離タンク１０にお
いては、微粉研磨材２８より重い異物２９ａを混在した
微粉研磨材２８を気流と共に分離タンク本体１１内に流
入させる流入管１３を分離タンク本体１１内に設ける。
そして、前記流入管１３の端縁で成る流入口１４を、前
記気流が分離タンク本体１１の底面付近に到達せずに方
向転換し、分離タンク本体１１の流出口１６に向けて上
昇する位置に設ける。例えば、流出口１６を流入口１４
の上方に位置することにより流入口１４から流れた気流
はすぐに方向転換して流出口１６に向けて上昇する。一
方、微粉研磨材２８を上昇可能で且つ前記気流の方向転
換時に落下して気流から分離した異物２９ａを上昇不可
能な上昇気流を吐出する上昇気流吐出手段３０を分離タ
ンク本体の底面に設けたものである。

【００３７】なお、前記流入管１３は分離タンク本体１
１の上端壁あるいは側壁に流入管１３の軸線方向を分離
タンク本体１１内に斜め方向下方あるいは略垂直方向下
方に向けて突設することができ、あるいは屈曲形成した
流入管１３を分離タンク本体１１の内面に突設し、この
流入管１３の下端縁で成る流入口１４を分離タンク本体
１１の下方に向けることができ、あるいは分離タンク本
体１１内に連通する流入管１３をその軸線方向を斜め方
向下方に向けて分離タンク本体１１の外壁に突設するこ
ともできる。好ましくは、気流を分離タンク本体１１内
に略垂直方向下方に向けて流して異物２９ａを気流から
効率よく落下させるため、また分離タンク本体１１内に
できるだけ回転気流を生じさせないという理由で、分離
タンク本体１１の上端壁に流入管１３の軸線方向を分離
タンク本体１１内に略垂直方向に向けて突設することが
好ましい。

【００３８】また、流入管１３は分離タンク本体１１の
壁面に連通口１５を設けこの連通口１５に流入管１３を
連通して分離タンク本体１１の上端壁あるいは側壁の内
面に突設したり、あるいは流入管１３の一端を分離タン
ク本体１１の外壁面の外方へ突出して該流入管１３の一
端に連通口１５を設けることができ、また、それぞれ連
通口１５と同じかそれ以上の大きさの径を有する流入管
１３を設けることができる。特に連通口１５より大きい
径の流入管１３を設けた場合は、連通口１５から流入管
１３へ流入した気流は速度が遅くなり、流入管１３の端
縁の流入口１４から下方へ流れる気流の速度が緩やかに
なるので、この気流が方向転換する間での距離を短くで
きるため、流入口１４を分離タンク本体１１の底面付近
へ影響を及ぼさない位置に設けやすくなるという点で、
好ましい。

【００３９】また、前記分離タンク本体１１を、上部に
円筒形を成す円筒部１１ａと、下部に下方に向けて徐々
に狭くなる円錐形を成す円錐部１１ｂとから形成し、こ
の分離タンク本体１１の前記円錐部１１ｂ内へ前記流入
管１３の端縁でなる流入口１４を臨ませることにより、
流入管１３の流入口１４を前記分離タンク本体１１の円
筒部１１ａ内に位置させる場合に増して、良好な分離効
果を得ることができるという点で、好ましい。

【００４０】また、前記上昇気流吐出手段３０は、圧縮
機などのように気流を吐出する圧縮空気供給源に連通す
る配管を分離タンク本体１１の底面に連結し、該管に流
れる気流を分離タンク本体１１の底面から上方へ噴き上
げるように設けることができるが、特に好ましくは、均
一な状態で一定速度の上昇気流を吐出し易く、また上昇
気流の速度を調整し易いという点で、前記分離タンク本
体１１内の底面付近を通気性を有する多孔体３１を介し
て上下に仕切って分離タンク本体１１の底面側の室で空
気貯溜室３２を形成し、該空気貯溜室３２を圧縮空気供
給源に連通することが好ましい。

【００４１】〔第３発明装置〕第３の本発明の微粉研磨
材に混在する異物及び粉塵の混入物の分離装置において
は、前述の微粉研磨材に混在する異物の分離装置である
分離タンク１０の流出口１６を、微粉研磨材２８と粉塵
２９ｂを分離するサイクロン４０に連通したものであ
る。

【００４２】なお、前記分離タンク又はサイクロンは、
図７に示す前記流入口から流入する気流の流入方向に対
向する方向に内部に邪魔板６１を備えた衝突式、ルーバ
ー式又は多列衝突式の集塵器を用い、これらの衝突式、
ルーバー式又は多列衝突式の集塵器の底面に前述の上昇
気流吐出手段３０を設けることができる。

【００４３】なお、上記の微粉研磨材に混在する異物の
分離装置においては、分離タンク１０の流入管１３又は
流出口１６に送風機やダストコレクタの排風機等の気流
発生手段を連通し送風又は吸引して分離タンク１０内に
気流を発生することができる。

【００４４】また、上記の微粉研磨材に混在する異物及
び粉塵の分離装置においては、分離タンク１０の流入管
１３又はサイクロン４０に前記気流発生手段を連通し送
風又は吸引して分離タンク１０内及びサイクロン４０内
に気流を発生することができる。なお、ブラスト装置に
おいては気流発生手段を連結して分離タンク１０及びサ
イクロン４０に気流を発生することができ、例えば分離
タンク１０の流入管１３をブラスト装置のキャビネット
へ連通し、サイクロン４０にダストコレクタを連通する
ことができる。

【００４５】

【作用】ダストコレクタ５６上の排風機５９などから成
る気流発生手段により、分離タンク１０内は連通口１５
から流出口１６へ気流が発生している。気流内に異物２
９ａが混在する微粉研磨材２８又は微粉研磨材２８と粉
塵２９ｂを乗せて流入管１３内へ給送すると、気流は第
２発明装置における流入管１３を経て下方に向けて流
れ、流入管１３の第１発明装置における流入口１４から
分離タンク本体１１内へ下方に流入する。流出口１６側
の負圧により流入口１４から流れた気流はすぐに方向転
換し上昇して流出口１６へ給送される。

【００４６】気流が方向転換するとき、慣性により、異
物２９ａは落下し気流から分離する。これらの微粉研磨
材２８、異物２９ａ又は粉塵２９ｂのそれぞれが有する
浮遊速度は、微粉研磨材２８及び粉塵２９ｂの浮遊速度
の方が異物２９ａの浮遊速度より小さい。しかも分離タ
ンク本体１１の底面の上昇気流吐出手段３０から吐出し
た上昇気流は、前記微粉研磨材２８及び粉塵２９ｂの浮
遊速度を相殺して微粉研磨材２８及び粉塵２９ｂを上昇
させるが異物２９ａの浮遊速度を相殺するほどの流量で
はないので、微粉研磨材２８及び粉塵２９ｂは一部が分
離タンク底面もしくは底面近傍へ落下した場合も、これ
らを前記上昇気流によって上昇させるが、異物２９ａは
上昇させず分離タンク本体１１の底面へ落ちたままとな
る。この異物２９ａは例えば分離タンク本体１１の底面
近傍に設けた排出口から排出される。この排出口は、空
気貯留室３２を開閉可能に設けるなどして形成すること
ができる。

【００４７】なお、もし流入口１４から流入した気流が
分離タンク本体１１の底面付近に到達するとすれば、こ
の気流と前記上昇気流との相乗作用によって微粉研磨材
２８だけでなく異物２９ａも上昇させてしまうこともあ
るる。しかし、分離タンク本体１１の底面の上昇気流は
前記流入口１４から流入した気流の影響を受けないよう
にし、異物２９ａを微粉研磨材２８又は微粉研磨材及び
粉塵から効率よく分離して微粉研磨材２８又は微粉研磨
材及び粉塵を上昇させる。したがって、上昇気流で上昇
した微粉研磨材２８又は微粉研磨材及び粉塵は気流に合
流して分離タンク本体１１の流出口１６へ給送され回収
される。

【００４８】なお、流入管１３はその軸線方向を斜め下
方に向けた場合であっても略垂直方向下方に向けた場合
であっても、あるいは屈曲形成した流入管１３を分離タ
ンク本体１１の内面に突設した場合であっても、流入口
１４から分離タンク本体１１内へ流入した気流はすぐに
方向転換し流出口１６へ向かって上昇するので、慣性に
より異物２９ａは落下し気流から分離するのであり、略
垂直方向下方に向けた流入管１３の方が気流内の異物２
９ａは慣性の性質上、落下しやすく容易に気流と分離す
る。また斜め下方に向けた流入管１３の場合は、分離タ
ンク本体１１内に若干の回転気流を発生させることもあ
るので気流の流れ状態に注意を要するが、略垂直方向の
流入管１３の場合は良好である。

【００４９】また、衝突式、ルーバ式又は多列衝突式の
集塵器の底面に上昇気流吐出手段３０を設けた分離タン
ク１０は、流入口から流入した気流が邪魔板６１ですぐ
に方向転換し、このとき微粉研磨材２８と異物２９ａ又
は微粉研磨材，異物及び粉塵は邪魔板６１に衝突して、
微粉研磨材２８又は微粉研磨材及び粉塵は上昇気流吐出
手段３０の上昇気流により上昇するが、落下した異物２
９ａは上昇せず底面の排出口から排出されることは前述
の分離タンク１０の作用と同様である。

【００５０】また、上昇気流吐出手段３０は、空気貯溜
室３２内へ圧縮空気を供給すると、この圧縮空気は多孔
体３１を通過するときに均一な状態で一定速度の上昇気
流となって分離タンク本体１１内へ噴き上げられる。こ
の上昇気流の流量や流速は、空気貯溜室３２内へ供給す
る圧縮空気の流量や圧力を調整したり、あるいは通気性
を異にする多孔体３１に変えるなどして、各種の微粉研
磨材２８に対応して、これを上昇するが異物２９ａを上
昇しない圧力・流量の上昇気流に調整されている。

【００５１】〔第３発明装置〕また、本発明の第３の微
粉研磨材に混在する混入物（異物及び粉塵）の分離装置
においては、微粉研磨材２８より重い異物２９ａと微粉
研磨材２８より軽い粉塵２９ｂを混在した微粉研磨材２
８を気流と共に、微粉研磨材２８に混在する異物２９ａ
の分離装置である分離タンク１０の分離タンク本体１１
内に流入して、上記の分離タンク１０の作用と同様に、
分離タンク１０内で異物２９ａは気流から分離して分離
タンク本体１１の底面に落下して適宜排出され、一方、
微粉研磨材２８と粉塵２９ｂは流出口１６から気流と共
にサイクロン４０へ給送される。サイクロン４０に流入
した微粉研磨材２８と粉塵２９ｂを含む気流は、サイク
ロン４０の内壁面に沿って回転気流となってサイクロン
４０の下端付近まで降下し、次いで方向転換して上昇気
流となってサイクロン４０の中心部を上昇する。粉塵２
９ｂはこの上昇気流に乗って上昇しサイクロン４０外の
例えばダストコレクタへ給送され集積されるが、微粉研
磨材２８は上昇せずサイクロン４０の下端付近を旋回
し、例えばサイクロン４０の下端に連通する研磨材タン
ク内へ回収される。

【００５２】

【実施例】本発明の微粉研磨材に混在する異物の分離装
置、並びに微粉研磨材に混在する異物及び粉塵の分離装
置は、それぞれ送風機や排風機、圧縮機などの気流発生
手段に連通して気流を発生させ、この気流に異物を混在
する微粉研磨材、あるいは異物及び粉塵を混在する微粉
研磨材を乗せて、前記各分離装置にそれぞれ給送するこ
とにより、微粉研磨材から異物を分離しあるいは微粉研
磨材から異物及び粉塵を分離するものであり、各分離装
置はそれぞれ単独で使用でき、またブラスト装置などの
他の装置へ装着して使用することもできる。

【００５３】本発明の分離装置を説明するために、微粉
研磨材に混在する異物及び粉塵の分離装置を装着したブ
ラスト装置の実施例について図面を参照して説明する。

【００５４】図３及び図４は微粉研磨材に混在する異物
及び粉塵の分離装置を装着したブラスト装置５０の全体
を示すもので、このブラスト装置５０はエア式サクショ
ン式の微粉研磨材用ブラスト装置である。

【００５５】図３及び図４において、５１はブラスト装
置５０のキャビネットで、被加工物を出し入れする出入
口５３を備え、この出入口５３から投入した被加工物を
キャビネット５１内へ運搬する運搬装置５４を備え、キ
ャビネット５１内に微粉研磨材２８を噴射する６本のブ
ラストガン５２を設け（図中４本省略）、このブラスト
ガン５２は図示せざる配管を介して後述するサイクロン
４０の下端に設けた研磨材タンク４７の下端の研磨材調
整器４８（図２）に設けた研磨材供給口に連通し且つ前
記ブラストガン５２は図示せざる圧縮機に連通してお
り、この圧縮機から圧縮空気が供給され、圧縮空気と共
にサイクロン４０内の微粉研磨材２８が供給され被加工
物に噴射する。なお、ブラストガン５２はモータの動力
により図３の紙面上左右方向に移動可能である。

【００５６】また、前記キャビネット５１の下部にはホ
ッパ５８が設けられ、ホッパ５８の最下端は導管５５を
介してキャビネット５１の近くに設置された分離タンク
１０の上端の管１７に連通する。

【００５７】１０は分離タンクで、微粉研磨材２８に混
在する異物２９ａを微粉研磨材２８から分離する分離装
置である。

【００５８】４０はサイクロンで、粉塵２９ｂを微粉研
磨材２８から分離する装置であり、分離タンク１０に隣
接して設けられ、分離タンク１０の流出口１６に連通管
１８を介して連通している（図２）。また、サイクロン
４０の上端の排出口は管５７を介してダストコレクタ５
６に連通している。

【００５９】したがって、例えば、ダストコレクタ５６
の排風機５９により、キャビネット５１、分離タンク１
０、サイクロン４０内の空気を吸引し、各部が負圧とな
り、また圧縮機から供給された圧縮空気が微粉研磨材と
共にブラストガン５２から噴射されるので、キャビネッ
ト５１から分離タンク１０、サイクロン４０、ダストコ
レクタ５６へ流れる気流が生じる。

【００６０】なお、分離タンク１０とサイクロン４０を
連通して組み合わせた装置が、微粉研磨材２８に混在す
る異物２９ａの他に粉塵２９ｂをそれぞれ微粉研磨材２
８から分離する分離装置である。

【００６１】〔分離タンク１０〕以下、本発明の微粉研
磨材に混在する異物の分離装置である分離タンク１０に
ついて、図１を参照して詳しく説明する。１１は分離タ
ンク本体で、上部は直径３３０ｍｍ、高さ６００ｍｍの
円筒形を呈する円筒部１１ａを成し、下部は前記円筒部
１１ａの下端位置の直径３３０ｍｍの大きさから底面ま
での高さ約１５０ｍｍで下方に向けて徐々に狭くなる円
錐形を成す円錐部１１ｂとから成るタンクであり、分離
タンク本体１１の上下端縁に、それぞれ、上フランジ１
９、下フランジ２０を形成する。

【００６２】分離タンク本体１１の上面開口は、円板を
成す分離タンク蓋１２で被蓋され、分離タンク蓋１２は
パッキン２２を介して前記上フランジ１９にボルトで固
定されている。

【００６３】一方、分離タンク本体１１の下面開口は、
円筒容器状の分離タンク底板２１でパッキン３５を介し
て前記下フランジ２０にボルトで固定されており、前記
分離タンク底板２１の内面に後述する上昇気流吐出手段
３０を設けている。

【００６４】前記分離タンク蓋１２の略中央には、ブラ
スト装置５０のキャビネット５１からの気流が流入する
直径約９０ｍｍの連通口１５を設け、この連通口１５の
内周縁に連通口１５と同径の円筒形を成す連結管１７を
溶接で連結し、連結管１７は分離タンク蓋１２の外壁面
に突設している。

【００６５】一方、前記分離タンク蓋１２の内壁面に
は、前記連通口１５に連通するように、該連通口１５よ
り大きい内径約１４０ｍｍを有する流入管１３を溶接で
連結して流入管１３の軸線方向を分離タンク本体１１内
に略垂直方向下方に向けて突設する。

【００６６】なお、前記連通口１５及び流入管１３は分
離タンク蓋１２のどの位置に設けてもよいが、流入管１
３の下端の流入口１４から流入した気流が反転して方向
転換した後、分離タンク本体１１内を効率よく上昇する
ためには、連通口１５を分離タンク蓋１２の略中央に設
け、流入管１３を分離タンク本体１１の略中心部に設け
ることが好ましい。

【００６７】なお、流入管１３は、図５に示すように分
離タンク本体１１の上端壁あるいは側壁に流入管１３の
軸線方向を分離タンク本体１１内に斜め方向下方に向け
て突設することができるが、この場合は、流入管１３の
軸線方向が分離タンク本体１１の水平方向中心方向から
外れると、分離タンク本体１１の内壁に沿って分離タン
ク本体１１内に若干の回転気流を発生させ分離タンク本
体１１の底面付近の気流状態に悪影響を及ぼすこともあ
るので、空気貯留室の構成及び吐出空気量ないし流速を
調整し、流入管１３の流入口１４から方向転換し上昇し
て流出口１６へ流れる気流の流れを確保する。

【００６８】また、流入管１３は、図６に示すように分
離タンク本体１１の側壁に連通口１５を設け、この連通
口１５に連通する流入管１３を分離タンク本体１１の側
壁内面から分離タンク本体１１内の水平方向中心方向に
向けて突設し、この流入管１３の先端部を分離タンク本
体１１の下方に向けて屈曲形成し、流入管１３の下端縁
の流入口１４を分離タンク本体１１の下方に向け且つ流
入管１３の先端部を流入管１３内の気流を比較的安定し
た流れ状態で降下させる程度の長さに設けることができ
る。なお、流入管１３内を通過する気流にできるだけ旋
回流を生じさせることなく比較的垂直方向に降下させる
ためには、流入管１３は前述したように上端壁の分離タ
ンク蓋１２の内面に下方へ向けて突設することが好まし
い。

【００６９】以上のように、流入管１３は分離タンク本
体１１の上端壁あるいは側壁に流入管１３の軸線方向を
分離タンク本体１１内に斜め方向下方あるいは略垂直方
向下方に向けて突設することができ、あるいは屈曲形成
した流入管１３を分離タンク本体１１の内壁面に突設す
ることができるが、気流を分離タンク本体１１内に略垂
直方向下方に向けて流すことにより異物２９ａを効率よ
く落下させることや分離タンク本体１１内にできるだけ
回転気流を生じさせないために、分離タンク本体１１の
上端壁に流入管１３の軸線方向を分離タンク本体１１内
に略垂直方向に向けて突設することが特に好ましい。

【００７０】また、流入管１３は、図１及び図６に示す
ように分離タンク蓋１２、もしくは分離タンク本体１１
の壁面に連通口１５を設けこの連通口１５に流入管１３
を連通したり、あるいは図５に示すように流入管１３の
一端を分離タンク本体１１の外壁面に突出して該流入管
１３の一端に連通口１５を設けることができる。また流
入管１３は連通口１５と同じかそれ以上の内径を有する
ものでよいが、連通口１５より若干大きい内径を有する
流入管１３を設けることが好ましい。理由は、連通口１
５から流入する気流を流入管１３内で比較的低速に変化
させ流入管１３内をほとんど旋回することなく垂直方向
下方に降下させることができ、さらに、流入管１３の下
端縁の流入口１４から分離タンク本体１１内の下方へ流
れる気流の速度を緩やかにできるので、流入口１４を分
離タンク本体１１の底面付近へ影響を及ぼさない位置に
設けやすくなるという利点があるからである。

【００７１】なお、図１、図５及び図６では、流入管１
３の流入口１４は分離タンク本体１１の円筒部１１ａ内
に位置しているが、流入管１３の流入口１４から分離タ
ンク本体１１内へ流れる気流が分離タンク本体１１の底
面付近の気流状態に悪影響を及ぼすことがないように流
入口１４を分離タンク本体１１の円錐部ｂ内へ臨ませる
ことができる。実際、流入口１４を円錐部ｂ内へ臨ませ
た場合の方が、流入口１４を円筒部１１ａ内へ位置させ
た場合に増して、分離タンク本体１１の底面に残留する
微粉研磨材２８が少ないという結果が得られ、微粉研磨
材２８と異物２９ａとの分離効果が優れているので、好
ましい。

【００７２】また、分離タンク本体１１の上部の外壁面
には流出口１６が設けられ、この流出口１６を連通管１
８を介して前述したサイクロン４０に連通する。そし
て、流入管１３の下端縁の流入口１４は前記流出口１６
より低い位置に設けられている。したがって、キャビネ
ット５１から送られた気流が流入管１３を経て流入口１
４から分離タンク本体１１内へ下方に向けて流入し、反
転して方向転換して分離タンク本体１１内を上昇し流出
口１６よりサイクロン４０へ向けて給送されるのであ
る。なお、流入管１３の流入口１４は前記流出口１６よ
り低い位置に設けられるが、前記気流が分離タンク本体
１１の底面付近に到達しない位置に設けられている。す
なわち、流入口１４は、該流入口１４から流れる気流が
分離タンク本体１１の底面に設けた後述する上昇気流吐
出手段３０から吐出する底面付近の上昇気流に直接的に
影響を及ぼさないように位置している。

【００７３】〔上昇気流吐出手段３０〕分離タンク本体
１１の底面に設けた上昇気流吐出手段３０は、以下に示
す構成である。分離タンク本体１１の下面開口を厚さ約
１５mmの円盤状などの後述する砥石や焼結金属などのよ
うに通気性を有する多孔体３１で塞いで、この多孔体３
１の下面の外縁付近を厚さ約８mmのパッキン３４を介し
て円筒容器状の分離タンク底板２１の底面で押さえ、分
離タンク底板２１の上部外周に形成したフランジを分離
タンク本体１１の下フランジ２０に突き合わせてボルト
で固定すると共に、後述するように、異物の排出口を形
成する。

【００７４】かように、多孔体３１の下面と分離タンク
底板２１の底面との間にパッキン３４の厚さ８mmの間隔
の空気貯溜室３２が形成される。分離タンク底板２１の
底面には前記空気貯溜室３２に連通する空気導入管３３
を設け、該空気導入管３３は管３６を介して図示せざる
圧縮空気供給源に連通する。

【００７５】なお、通気性を有する多孔体３１には、多
孔質金属である焼結金属、セラミック、砥石、煉瓦、樹
脂などがあるが、特に、焼結金属はセラミックや樹脂等
に比して強さの点で優れており、ほぼ均一な分布で密度
と大きさの気孔を容易に形成することができるという点
でも好ましい。また、焼結金属や砥石は、上記の上昇気
流吐出手段３０においてほぼ均一な流速の上昇気流を発
生できるという点で特に好ましい。

【００７６】上昇気流吐出手段３０の作用について説明
すると、図示せざる圧縮空気供給源より１kg/cm²以上、
この場合１kg/cm²の圧縮空気が管３６を介して空気導入
管３３から空気貯溜室３２内へ供給される。空気貯溜室
３２の圧縮空気は多孔体３１より均一な状態で分離タン
ク本体１１内へ一定速度の上昇気流として噴き上げられ
る。この上昇気流の流量や流速は、空気貯溜室３２内へ
供給される圧縮空気の流量をニードルバルブ等の流量調
整装置でコントロールすることにより、微粉研磨材２８
を上昇するが微粉研磨材２８より重い異物２９ａを上昇
しないように調整されている。また、上昇気流の流量や
流速は、多孔体３１の気孔の状態すなわち多孔体３１の
気孔率の状態によっても微妙な影響があるので微粉研磨
材の種類、加工条件に応じて適当な多孔体３１を選定す
る必要がある。以上のように、分離タンク本体１１の底
面からは、上昇気流吐出手段３０により均一な状態で一
定速度の上昇気流が発生している。

【００７７】なお、上昇気流吐出手段３０の上昇気流の
流速をコントロールすることにより、異物２９ａの大き
さや重さ等に応じて作業条件ごとに分離範囲を調整する
ことが可能である。

【００７８】なお、上昇気流吐出手段３０は、圧縮機な
どのように気流を発生する圧縮空気供給源に連通する管
を分離タンク本体１１の底面に連結し、該管に流れる気
流をメッシュ状あるいは格子目状のスクリーンや前述し
たような多孔体を通過させて整流し、この気流を分離タ
ンク本体１１の底面から上方へ噴き上げるように設ける
ことができるが、均一な状態で一定速度の上昇気流を発
生し易く、また上昇気流の流量や流速を調整し易いとい
う点で、前述したような前記分離タンク本体１１内の底
面に多孔体３１を介して空気貯溜室３２を形成し、該空
気貯溜室３２に圧縮空気を供給することが特に好まし
い。

【００７９】なお、以上のように構成した本発明の微粉
研磨材に混在する異物の分離装置である分離タンク１０
の作用については、後述する〔ブラスト装置全体の作
用〕の中で説明する。

【００８０】〔サイクロン４０〕次に、サイクロン４０
について説明する。サイクロン４０は、図２に示すよう
に、上部に円筒形状を成す円筒部４１と、下部に下方に
向けて徐々に狭くなる円錐形状を成す円錐部４２とから
成るタンクから成り、サイクロン４０の円筒部４１の上
部の側壁に連通管口４３を設け、この連通管口４３に分
離タンク本体１１の流出口１６（図１）を連通管１８を
介して連通する。なお、前記連通管１８の軸線方向は円
筒部４１の横断面円形を成す内壁面の接線方向に位置し
ているので、連通管１８を経てサイクロン４０内に流入
した気流は円筒部４１の内壁に沿って回りながら降下し
てゆくのである。

【００８１】また、サイクロン４０の上端壁面の略中央
には連結管４４が設けられ、この連結管４４は排出管５
７を介してダストコレクタ５６に連通している。

【００８２】円錐部４２の下端はサイクロン４０で粉塵
２９ｂと分離された微粉研磨材２８を集積する研磨材タ
ンク４７に連通し、この研磨材タンク４７の下端はブラ
ストガン５２から噴射する微粉研磨材２８の噴射量を調
整する研磨材調整器４８に連通する。（図３ではサイク
ロン４０及び研磨材タンク４７、研磨材調整器４８の図
示を省略した。）なお、既述のように本実施例では研磨
材調整器４８に６本の管を連結し、それぞれの管を６個
のブラストガン５２（図３）に連通している。

【００８３】図７（Ａ）から（Ｃ）は、本発明の分離タ
ンク１０または、サイクロン４０に適用可能な他の実施
例を示す縦断面図で、同図（Ａ）は、衝突式の構成で、
邪魔板６１が、サイクロン４０内に軸線方向に平行に３
枚架設され、連通口１５の流入口１４（又は前述連通管
口４３）は、流出口１６（又は連結管４４）と直交方向
に位置している。

【００８４】また図７（Ｂ）は、多列衝突式の構成を示
し、邪魔板６１は水平方向に対峙する連通口１５の流入
口１４（又は前述連通管口４３）と流出口１６（又は連
結管４４）に対して、やや斜めに４枚設けられている。

【００８５】図７（Ｃ）においては、連通口１５の流入
口１４（又は前述連通管口４３）に対して流出口１６
（又は連結管４４）と直交方向に位置し、ルーバー式の
邪魔板が、約４５度で間隔を介して流入口下方に左右対
称に複数設けられている。

【００８６】各構成において、分離タンク本体１１の逆
円錐状の部分（円錐部４２）の底面には、これを分離タ
ンクとして用いる場合には、後述上昇気流吐出手段３０
が設けられ、下部には異物２９ａが貯留され、これをサ
イクロンとして用いた場合には、前述研磨材タンク４７
として機能する。

【００８７】〔ブラスト装置全体の作用〕上述したブラ
スト装置５０を運転するに際し、先ず、ダストコレクタ
５６の排風機５９を回転し、ダストコレクタ５６内の空
気を外気へ放出する。この排風機５９によりブラスト装
置５０のキャビネット５１、分離タンク１０、サイクロ
ン４０内がそれぞれ負圧になり、キャビネット５１から
順に分離タンク１０、サイクロン４０へ流れる気流が生
じる。

【００８８】サイクロン４０内には、粒径が＃６００
（最大粒子の平均径６１μ以下、平均径の平均３１．０
〜２６．０μ、好ましくは２８μ）のＳｉＣで成る微粉
研磨材２８を投入する。被加工物は材質がシリコンから
成るシリコンウェファーで、このシリコンウェファーを
出入口５３から運搬装置５４に取り付け、この運搬装置
５４をキャビネット５１内へ移動し、前記微粉研磨材２
８はブラストガン５２より噴射圧力５kg/cm²、噴射速度
約５０m/sec、径７mmのブラストガン５２でシリコンウ
ェファーの表面へ噴射される。

【００８９】微粉研磨材２８が被加工物に噴射されたと
きの衝撃で、被加工物の表面から剥離した破片や微粉研
磨材２８が破砕した再使用不可能な微粉研磨材などの混
入物２９が発生し微粉研磨材中に混入する。混入物２９
中の被加工物の破片の中には、微粉研磨材２８より軽い
ものと重いものがあり、本明細書の冒頭で定義したよう
に、本実施例では、被加工物の破片に限らず「微粉研磨
材２８より重いもの」は微粉研磨材自体が有する浮遊速
度より大きい浮遊速度を有する物体を総称していい、こ
れを単に「異物」と称し、「微粉研磨材より軽いもの」
は微粉研磨材自体が有する浮遊速度より小さい浮遊速度
を有する物体を総称していい、これを単に「粉塵」と称
する。したがって、「粉塵」とは、被加工物の破片以外
に、微粉研磨材２８が破砕して再使用不可能となった微
粉研磨材や他の塵埃を含むものである。

【００９０】前記浮遊速度について説明すると、例えば
前記微粉研磨材２８や異物２９ａ等の粒子が流体中を重
力によって落下する場合、粒子の落下速度は加速され、
粒子は落下速度の１〜２乗に比例する空気の抵抗を受け
るので、粒子の落下速度が大きくなるほど抵抗が大きく
なり、遂にはこの抵抗力が重力と等しくなるようにな
る。この瞬間に粒子に働く空気の抵抗力と重力が釣り合
い状態になるので、もはや粒子は加速されず、前記抵抗
力と重力が等しくなったときの速度で流体中を等速落下
するようになる。このときの速度を浮遊速度という。

【００９１】一般に１００μ以下の微粒の浮遊速度を求
める場合、粒子を比較的小さい球が空気中を落下する場
合と仮定して、粒子の抵抗係数をＣp，比重量をγ_s（kg
/m³），粒径をｄ（m），浮遊速度をｕ_g（m/s）とする
と、粒子の比重量は空気の比重量に比して極めて大きい
ので空気の比重量を無視し、レイノルズ数Ｒe≦１とし
て、粒子の浮遊速度ｕ_gは以下の式で表すことができ
る。

【００９２】ｕ_g＝γ_s・ｄ²／１８μ ただし、抵抗係数Ｃpはレイノルズ数Ｒeの値によって変
化するのであり、Ｒe≦１の場合はＣp＝２４／Ｒe で表され、上式となる。

【００９３】したがって、粒子の浮遊速度ｕ_gは（比重
量γ_s）×（粒径ｄ）²に比例する関係にあり、すなわち
物理量の次元（質量Ｍ，長さＬ）で表すと（Ｍ／Ｌ³）
・Ｌ²に比例する関係にあるので、重さに比例するわけ
ではない。しかし、粒子の重さは（比重量γ_s）×（粒
子の体積）であるので、この粒子の重さを物理量の次元
で表すと（Ｍ／Ｌ³）・Ｌ³となり、粒子の浮遊速度と重
さの物理量の次元を比較すると、粒子の浮遊速度ｕ_gは
粒子の重さと少なからぬ関係にあるといえる。

【００９４】したがって、「微粉研磨材２８より重いも
の」を単に「異物」と称し、「微粉研磨材より軽いも
の」を単に「粉塵」と称したが、微粉研磨材２８や異物
２９ａ等の粒子が上昇気流によって上昇するかしないか
は、基本的には微粉研磨材２８や異物２９ａ等の粒子自
体が持っている浮遊速度ｕ_gに関係があるといえる。し
かし、前述したように微粉研磨材２８や異物２９ａ等の
粒子が上昇気流によって上昇するかしないかは、微粉研
磨材２８や異物２９ａ等の粒子自体の重さに全く無関係
ではない。

【００９５】噴射された微粉研磨材２８およびこのとき
発生した粉塵２９ｂ、異物２９ａは、キャビネット５１
の下部のホッパ５８に落下し、導管５５内に生じている
上昇気流によって上昇して分離タンク１０内に送られ
る。

【００９６】〔分離タンク１０の作用〕本発明の微粉研
磨材に混在する異物の分離装置である分離タンク１０の
作用について以下に説明する。

【００９７】図１において、微粉研磨材２８、粉塵２９
ｂ、異物２９ａを含む気流は導管５５を経て連結管１７
の連通口１５より流入管１３内へ流入し、流入管１３内
を下方に向けてほとんど旋回することなく垂直方向に降
下する。そして、流入管１３の流入口１４から分離タン
ク本体１１内へ流入されると流入口１４ですぐに反転し
て方向転換して上昇し、分離タンク本体１１の上部の流
出口１６から連通管１８を経てサイクロン４０へ流れ
る。

【００９８】しかも、流入管１３の流入口１４は前記気
流が分離タンク本体１１の底面付近に到達しない位置に
設けられているので、気流は分離タンク本体１１の底面
付近の空気をかき乱したり旋回流を生じさせるような悪
影響を及ぼすことなく反転して方向転換して上昇する。
流入口１４から流れた気流が反転して方向転換して上昇
する時、気流内の異物２９ａ又は一部の微粉研磨材２８
及び粉塵２９ｂが異物２９ａと共に落下し気流から離反
し、この落下した異物２９ａ、又は微粉研磨材２８と粉
塵２９ｂの一部はもはや前記気流の影響は受けない。

【００９９】すなわち、微粉研磨材２８と粉塵２９ｂに
は前記気流と共に流出口１６へ向かって流れるものと、
気流から離反し落下するものがある。

【０１００】一方、分離タンク本体１１の底面からは、
前述の〔上昇気流吐出手段３０〕で詳細に説明したよう
に、微粉研磨材２８及び粉塵２９ｂを上昇させるが微粉
研磨材２８より重い異物２９ａを上昇しない上昇気流
が、上昇気流吐出手段３０により均一な状態で一定速度
で発生している。

【０１０１】したがって、気流から離反して落下した微
粉研磨材２８又は微粉研磨材２８及び粉塵２９ｂは、上
昇気流吐出手段３０の上昇気流に乗って上昇し、流入口
１４より流入し上昇する気流に合流して気流内の粉塵と
共に分離タンク本体１１の流出口１６から連通管１８を
介してサイクロン４０へ給送される。

【０１０２】一方、前述した気流から離反して落下した
異物２９ａは、上昇気流吐出手段３０の上昇気流を受け
ても上昇せず、多孔体３１の上面に落下する。

【０１０３】さらに、微粉研磨材２８及び粉塵２９ｂ、
異物２９ａに対する上昇気流吐出手段３０の上昇気流の
作用について説明する。微粉研磨材２８及び異物２９ａ
のそれぞれが有する浮遊速度は、前述したように微粉研
磨材２８の浮遊速度の方が異物２９ａの浮遊速度より小
さい。そして分離タンク本体１１の底面の上昇気流吐出
手段３０から吐出した上昇気流は、微粉研磨材２８の浮
遊速度を相殺して微粉研磨材２８を上昇させるが異物２
９ａの浮遊速度を相殺するほどの流量ではないので、微
粉研磨材２８は上昇気流により落下速度が徐々に遅くな
り遂には相殺され、次いで上昇気流によって上昇される
のである。

【０１０４】一方、異物２９ａは上昇気流を受けてもそ
の落下速度が遅くなるとしても相殺されないので落下の
過程を続け、遂には分離タンク本体１１の底面へ落ち
る。しかるに分離タンク本体１１の底面へ落ちた異物２
９ａは前記上昇気流により噴き上げられても上昇しない
が、分離タンク本体１１の底面に落ちた微粉研磨材２８
は前記上昇気流により再び上昇する。

【０１０５】ただし、上昇気流の流量や流速の調節の仕
方、あるいは分離タンク本体１１と流入管１３との位置
関係等により上昇気流の状態は微妙であるので、上昇気
流の状態によっては、上昇気流によって上昇する異物２
９ａが若干生じることもある。しかし、このような場合
にも、加工工程において、必然的に本発明の分離装置に
よる処理が繰り返されることによって分離できる。な
お、分離タンク本体１１の下部の壁面に異物の排出口と
この排出口を被蓋する蓋を開閉自在に設け、この排出口
から多孔体３１の上面に落下した異物２９ａを排出す
る。あるいは、分離タンク底板２１を分離タンク本体１
１の下フランジ２０に蝶板等のヒンジで開閉自在に設
け、分離タンク底板２１を固定しているボルト（又は蝶
ボルト）を緩めて分離タンク底板２１を分離タンク本体
１１から開放して異物２９ａを排出することもできる。
なお、付言するに、このような異物２９ａの排出作業は
ブラスト装置の運転終了後に行なうものである。

【０１０６】なお、もし、前記気流が底面付近に到達
し、底面付近の上昇気流を撹乱したり旋回流を生じさせ
たりするような悪影響を与えるとすれば、気流から落下
した異物２９ａと一部の微粉研磨材２８とを撹乱するこ
とになり、たとえ上昇気流吐出手段３０から前述したよ
うな良好な上昇気流を発生したとしても、異物２９ａは
そのまま落下せず微粉研磨材２８と共に上昇気流あるい
は旋回流に乗って上昇し前記気流に合流して分離タンク
本体１１の流出口１６へ給送される事態が生ずる場合が
あり、異物２９ａを微粉研磨材２８から効率良く分離で
きなくなることがある。

【０１０７】以上のことから分かるように、微粉研磨材
２８と異物２９ａは、上昇気流吐出手段３０で調整され
た上昇気流によって微粉研磨材２８又は微粉研磨材２８
及び粉塵２９ｂが上昇し異物２９ａは上昇せずそのまま
落下しているのであり、分離タンク本体１１の底面付近
に前記気流が到達し、上昇気流吐出手段３０の上昇気流
を乱すような悪影響を与えないようにすることが望まれ
る。

【０１０８】したがって、例えば分離タンク１０の代わ
りに従来のサイクロンの底面に、前述した上昇気流吐出
手段を設け、前述同様の良好な上昇気流を発生したとし
ても、後述する〔サイクロン４０の作用〕で説明するサ
イクロン４０内の気流の状態からも分かるように、サイ
クロン内の回転気流がサイクロンの下端近くまで降下し
て回転するので底面付近に旋回流を生じ、サイクロン内
の反転して方向転換して上昇した気流と上昇気流吐出手
段の上昇気流との相乗作用により異物２９ａは微粉研磨
材２８と共に上昇気流に乗って上昇してしまい、異物２
９ａを微粉研磨材２８から分離できない。

【０１０９】〔サイクロン４０の作用〕図２において、
連通管１８を経て連通管口４３からサイクロン４０へ流
入した気流には微粉研磨材２８と粉塵２９ｂが含まれて
いる。連通管口４３から流入した気流は回転気流となっ
て遠心力により円筒部４１の内壁面に沿って回りながら
降下し、円錐部４２へ到達すると、円錐部４２は下方へ
向けて徐々に狭くなっているので、気流の回転半径が小
さくなり、それに伴って回転速度が徐々に大きくなりな
がら降下する。微粉研磨材２８と粉塵２９ｂは気流に乗
って降下する。気流は円錐部４２の下端近くに達する
と、反転して方向転換し上昇気流となりサイクロン４０
の中心部を小さく回転しながら上昇し、サイクロン４０
の上端壁の連結管４４から排出管５７を経てダストコレ
クタ５６（図３及び図４）へ流れる。しかし、前記回転
気流に乗って円錐部４２の下端近くに降下した微粉研磨
材２８と粉塵２９ｂのうち粉塵２９ｂのみが方向転換し
上昇気流に乗って上昇するが微粉研磨材２８は上昇せ
ず、円錐部４２の下部で回転気流と共に旋回し、徐々に
サイクロン４０の下端の研磨材タンク４７内に落下し集
積される。一方、粉塵２９ｂは前記上昇気流と共に連結
管４４から排出管５７を介してダストコレクタ５６へ導
かれ、ダストコレクタ５６に集積され、清浄な空気がダ
ストコレクタ５６の上部に設けられた排風機５９から放
出される。

【０１１０】なお、本発明の分離装置は、ブラスト装置
に装着する場合、上記実施例のエア式のサクション式ブ
ラスト装置のみならず、エア式の直圧式あるいはエア式
以外のたとえば遠心式のブラスト装置などにも装着でき
る。この場合、例えば、送風機、排風機等の気流発生手
段で気流を発生し、この気流に粉塵２９ｂ、異物２９ａ
を混在する微粉研磨材２８を乗せて、分離タンク１０及
びサイクロン４０内を通過させ、微粉研磨材２８から異
物２９ａと粉塵２９ｂを分離できる。なお、異物２９ａ
のみを混在する微粉研磨材２８の場合は分離タンク１０
内を通過させることにより微粉研磨材２８から異物２９
ａを分離できる。

【０１１１】以上、本発明の好適な実施例について説明
したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではな
く、微粉研磨材２８の混入物から異物２９ａを又は異物
及び粉塵２９ｂとを分離し得るものであれば、分離タン
ク１０及び又はサイクロン４０に代えて、既知の遠心力
集塵器をサイクロンに代替し、又は邪魔板６１を設けた
図７（Ａ）から（Ｃ）に示すそれぞれ衝突式、多列衝突
式、ルーバー式の集塵器をサイクロン４０に代替し、又
はこれらの衝突式、多列衝突式、ルーバー式の集塵器の
底面に前述上昇気流吐出手段３０を設けて分離タンク１
０に代替してもよい。

【０１１２】衝突式のばあいに、気流が邪魔板６１に当
り、方向転換する他は、図１および図２に示す実施例と
略同様の作用・効果を奏する。

【０１１３】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【０１１４】（１）微粉研磨材より重い異物を混在した
微粉研磨材を気流に乗せて、分離タンク本体内に流入さ
せ、前記気流を分離タンク本体の底面付近に到達しない
位置で方向転換させて前記異物を前記気流から分離し、
前記異物を分離タンク本体の底面へ落下させ、一方、前
記微粉研磨材を上昇可能で且つ前記異物を上昇不可能な
上昇気流を前記分離タンク本体の底面より吐出したの
で、前記上昇気流により微粉研磨材を上昇させ分離タン
ク本体の流出口へ給送することができ、一方、前記上昇
気流により気流から落下した異物を分離タンク本体の底
面へ落下させることができ、従来のサイクロンでは分離
できなかった微粉研磨材より重い異物を微粉研磨材から
効率良く分離することができた。

【０１１５】（２）微粉研磨材より重い異物を混在した
微粉研磨材を気流に乗せて、分離タンク本体内に流入さ
せ、前記気流を分離タンク本体の底面付近に到達しない
位置で方向転換させて前記異物を前記気流から分離し、
前記異物を分離タンク本体の底面へ落下させ、一方、前
記微粉研磨材を上昇可能で且つ前記異物を上昇不可能な
上昇気流を前記分離タンク本体の底面より吐出したの
で、前記上昇気流により微粉研磨材を上昇させ分離タン
ク本体の流出口へ給送することができ、一方、前記上昇
気流により気流から落下した異物を分離タンク本体の底
面へ落下させることができ、微粉研磨材に混在する異物
及び粉塵をそれぞれ微粉研磨材から効率良く分離する方
法を提供できた。

【０１１６】（３）異物と粉塵を混在した微粉研磨材を
気流に乗せて、分離タンク本体内に流入させ、前記気流
を分離タンク本体の底面付近に到達しない位置で方向転
換させて前記異物を前記気流から分離し、前記異物を分
離タンク本体の底面へ落下させ、一方、前記微粉研磨材
を上昇可能で且つ前記異物を上昇不可能な上昇気流を前
記分離タンク本体の底面より吐出したので、前記上昇気
流により微粉研磨材を上昇させ分離タンク本体の流出口
へ給送することができ、一方、前記気流から落下した異
物を分離タンク本体の底面へ落下させることができると
共に、前記分離タンク本体の流出口から微粉研磨材と粉
塵を含む気流をサイクロンへ給送したので、該サイクロ
ン内に微粉研磨材を滞留させ、一方、粉塵を気流と共に
サイクロン外へ排出したので、微粉研磨材に混在する異
物及び粉塵をそれぞれ微粉研磨材から効率良く分離する
方法を提供できた。

【０１１７】（４）気流を分離タンク本体内に挿通する
流入管内を経て前記流入管の端縁で成る流入口より分離
タンク本体内に流入させ、前記流入口より流入した気流
を分離タンク本体の底面付近に到達しない位置で方向転
換させて分離タンク本体内を上昇させ前記流入口の上方
に位置する分離タンク本体の流出口へ給送したので、微
粉研磨材と異物を慣性により気流から分離させることが
でき、気流が分離タンク本体の底面からの上昇気流に悪
影響を及ぼさないので、安定した状態の上昇気流により
効率よく微粉研磨材と異物を分離することができた。

【０１１８】（５）微粉研磨材より重い異物を混在した
微粉研磨材を気流と共に分離タンク本体内に流入させる
流入管を設け、該流入管の端縁で成る流入口を、気流が
分離タンク本体の底面付近に到達せずに方向転換し分離
タンク本体の流出口に向けて上昇する位置に設け、また
微粉研磨材を上昇可能で且つ異物を上昇不可能な上昇気
流を吐出する上昇気流吐出手段を分離タンク本体の底面
に設けたので、気流は底面付近に到達し、上昇気流を撹
乱するような影響を与えることがないため、気流から落
下した微粉研磨材は上昇気流により上昇するが、異物は
上昇せずそのまま落下させることができた。もし、前記
気流が底面付近に到達し、落下した微粉研磨材と異物を
撹乱するような影響を与えるとすれば、たとえ前記上昇
気流吐出手段から前述した上昇気流を発生したとして
も、異物はそのまま落下せず微粉研磨材と共に上昇気流
あるいは気流に乗って上昇して分離タンク本体の流出口
へ給送されることがあるので、異物を効率良く分離でき
ない。しかし、本発明は上記の理由で上昇気流で微粉研
磨材のみを上昇でき、上昇した微粉研磨材を再び気流に
合流させ分離タンク本体外へ給送するので、異物を微粉
研磨材から効率良く分離できた。

【０１１９】なお、分離タンク本体内の気流を流出する
流出口を、前記流入管の流入口より上方位置に設けたの
で、流入口から分離タンク本体内下方へ流入した気流を
確実に方向転換し上昇させることができた。

【０１２０】（６）本発明の分離タンクの流出口を微粉
研磨材と粉塵を分離するサイクロンに連通したので、分
離タンク内に、微粉研磨材より重い異物と微粉研磨材よ
り軽い粉塵を混在した微粉研磨材を気流と共に流入させ
て異物を微粉研磨材より効率良く分離した後、サイクロ
ン内に微粉研磨材を滞留させ、一方、粉塵を気流と共に
サイクロン外へ排出し、微粉研磨材に混在する異物及び
粉塵をそれぞれ微粉研磨材から効率良く分離することが
できた。

【０１２１】（７）前記分離タンク本体内の底面付近を
通気性を有する多孔体を介して上下に仕切って分離タン
ク本体の底面側の室を空気貯溜室に形成し、該空気貯溜
室を圧縮空気供給源に連通した上昇気流吐出手段を設け
たので、分離タンク本体の底面から微粉研磨材を上昇で
きるが異物を上昇できないという調整が微妙な上昇気流
を一定速度の均一な状態で発生することができた。

【０１２２】（８）前記分離タンク本体の上端壁に気流
を流入する連通口を設け、該連通口と同じかそれ以上の
大きさの径を有する流入管を前記上端壁の内面に下方に
向けて突設したので、気流は流入管内をほとんど旋回せ
ず垂直方向下方に降下させることができるため、流入口
より流入した気流は分離タンク本体内の特に底面付近に
は回転気流を発生することがない。したがって、分離タ
ンク本体の底面付近から上昇気流吐出手段により上昇気
流を安定した状態で吐出することができた。

【０１２３】（９）前記分離タンク本体の側壁に気流を
流入する連通口を設け、該連通口と同じかそれ以上の大
きさの径を有し且つ屈曲形成した流入管を前記側壁の内
面に突設し、この流入管の流入口を分離タンク本体１１
の下方に向け、この流入口１４から流入された気流が分
離タンク本体１１の底面に到達しないように位置させた
ので、上記（７）項と同様の理由で、流入口より流入し
た気流は分離タンク本体内の特に底面付近には回転気流
を発生することがないため、分離タンク本体の底面付近
から上昇気流吐出手段により上昇気流を安定した状態で
発生することができた。

【０１２４】（１０）前記流入管をブラスト装置のキャ
ビネットに連通し、一方前記サイクロンをダストコレク
タに連通したので、ブラスト装置で被加工物に噴射した
微粉研磨材に混在する異物及び粉塵を微粉研磨材から効
率良く分離することができた。

【０１２５】（１１）前記分離タンク本体は、上部に円
筒形を成す円筒部と、下部に下方に向けて徐々に狭くな
る円錐形を成す円錐部とから成り、前記流入管の端縁で
なる流入口を前記円錐部内へ臨ませたので、流入管の流
入口を前記分離タンク本体の円筒部内に位置させる場合
より、良好な分離効果を得ることができた。

【０１２６】（１２）また、衝突式、ルーバ式又は多列
衝突式の集塵器の底面に上昇気流吐出手段を設けた分離
タンクは、流入口から流入した気流が邪魔板ですぐに方
向転換し、このとき微粉研磨材と異物又は微粉研磨材，
異物及び粉塵は邪魔板に衝突して落下し気流から分離す
る。分離した微粉研磨材又は微粉研磨材と粉塵は上昇気
流吐出手段の上昇気流により上昇し前記気流に合流する
が、落下した異物は上昇せず底面の排出口から排出され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す分離タンクの要部縦断面
図である。

【図２】本発明の実施例を示す分離タンク及びサイクロ
ンの側面図である。

【図３】本発明の実施例を示すブラスト装置全体の正面
図である。

【図４】図３の平面図である。

【図５】本発明の他の実施例を示す分離タンクの縦断面
図である。

【図６】本発明の他の実施例を示す分離タンクの縦断面
図である。

【図７】本発明の分離タンク又はサイクロンに適用可能
なさらに他の実施例を示す縦断面図で、同図（Ａ）は、
衝突式、（Ｂ）は、多列衝突式、（Ｃ）はルーバー式の
構成を示すものである。

【符号の説明】

１０分離タンク１１分離タンク本体１１ａ円筒部１１ｂ円錐部１２分離タンク蓋１３流入管１４流入口１５連通口１６流出口１７連結管１８連通管１９上フランジ２０下フランジ２１分離タンク底板２２パッキン２８微粉研磨材２９混入物２９ａ異物２９ｂ粉塵３０上昇気流吐出手段３１多孔体３２空気貯溜室３３空気導入管３４パッキン３５パッキン３６管４０サイクロン４１円筒部４２円錐部４３連通管口４４連結管４７研磨材タンク４８研磨材調整器５０ブラスト装置５１キャビネット５２ブラストガン５３出入口５４運搬装置５５導管５６ダストコレクタ５７排出管５８ホッパ５９排風機６１邪魔板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】微粉研磨材より重い異物を混在した微粉
研磨材を気流に乗せて分離タンク本体内に流入させ、前記気流を分離タンク本体の底面付近に到達しない位置
で方向転換させて前記異物を前記気流から分離し、前記
異物を分離タンク本体の底面へ落下させ、一方、前記微粉研磨材を上昇可能で且つ前記異物を上昇
不可能な上昇気流を前記分離タンク本体の底面より吐出
し、前記上昇気流により前記微粉研磨材を上昇させ分離タン
ク本体の流出口へ給送して回収することを特徴とする微
粉研磨材に混在する異物の分離方法。
【請求項２】微粉研磨材より重い異物と微粉研磨材よ
り軽い粉塵を混在した微粉研磨材を気流に乗せて分離タ
ンク本体内に流入させ、前記気流を分離タンク本体の底面付近に到達しない位置
で方向転換させて前記異物を前記気流から分離し、前記
異物を分離タンク本体の底面へ落下させ、一方、前記微粉研磨材を上昇可能で且つ前記異物を上昇
不可能な上昇気流を前記分離タンク本体の底面より吐出
し、前記上昇気流により前記微粉研磨材及び粉塵を上昇させ
て分離タンク本体の流出口からサイクロンへ給送すると
共に、前記粉塵を気流と共にサイクロン外へ排出し、微粉研磨
材をサイクロン内に回収することを特徴とする微粉研磨
材に混在する異物及び粉塵の分離方法。
【請求項３】前記気流を分離タンク本体内に挿通する
流入管内を経て前記流入管の下端縁で成る流入管口より
分離タンク本体内の下方に向けて流入させ、前記流入管口より流入した気流を分離タンク本体の底面
付近に到達しない位置で方向転換させて分離タンク本体
内を上昇させ前記流入管口の上方に位置する分離タンク
本体の流出口へ給送した請求項１又は２記載の微粉研磨
材に混在する異物の分離方法又は微粉研磨材に混在する
異物及び粉塵の分離方法。
【請求項４】分離タンク本体に流入口と流出口を備
え、前記流入口は、微粉研磨材より重い異物を混在した
微粉研磨材を気流と共に分離タンク本体内に該気流が分
離タンク本体の底面付近に到達せずに方向転換するよう
設けられ、一方、微粉研磨材を上昇可能で且つ前記気流の方向転換
時に落下して気流から分離した異物を上昇不可能な上昇
気流を吐出する上昇気流吐出手段を分離タンク本体の底
面に設けたことを特徴とする微粉研磨材に混在する異物
の分離装置。
【請求項５】微粉研磨材より重い異物を混在した微粉
研磨材を気流と共に分離タンク本体内に流入させる流入
管を設け、該流入管の端縁で成る流入口を、気流が分離
タンク本体の底面付近に到達せずに方向転換し分離タン
ク本体の流出口に向けて上昇する位置に設け、一方、微粉研磨材を上昇可能で且つ前記気流の方向転換
時に落下して気流から分離した異物を上昇不可能な上昇
気流を吐出する上昇気流吐出手段を分離タンク本体の底
面に設けたことを特徴とする微粉研磨材に混在する異物
の分離装置。
【請求項６】微粉研磨材より重い異物と微粉研磨材よ
り軽い粉塵を混在した微粉研磨材を気流と共に分離タン
ク本体内に流入させる流入管を設け、該流入管の端縁で
成る流入口を、気流を分離タンク本体の底面付近に到達
せずに方向転換し分離タンク本体の流出口に向けて上昇
する位置に設け、一方、微粉研磨材又は微粉研磨材と粉塵を上昇可能で且
つ前記気流の方向転換時に落下して気流から分離した異
物を上昇不可能な上昇気流を吐出する上昇気流吐出手段
を分離タンク本体の底面に設けると共に、前記流出口を微粉研磨材と粉塵を分離するサイクロンに
連通したことを特徴とする微粉研磨材に混在する異物及
び粉塵の分離装置。
【請求項７】前記分離タンク本体の円筒部又は円錐部
内部に前記流入口から流入する気流の流入方向に対向す
る方向に邪魔板を備えた衝突式、ルーバー式又は多列衝
突式の設けた請求項４記載の微粉研磨材に混在する異物
の分離装置。
【請求項８】前記上昇気流吐出手段は、前記分離タン
ク本体内の底面付近を通気性を有する多孔体を介して上
下に仕切って分離タンク本体の底面側の室で空気貯溜室
を形成し、該空気貯溜室を圧縮空気供給源に連通した請
求項４、５又は６記載の微粉研磨材に混在する異物の分
離装置又は微粉研磨材に混在する異物及び粉塵の分離装
置。
【請求項９】前記分離タンク本体の上端壁に気流を流
入する連通口を設け、該連通口と同じかそれ以上の大き
さの径を有する流入管を前記連通口に連通して前記上端
壁の内面に下方に向けて突設した請求項５又は６記載の
微粉研磨材に混在する異物の分離装置又は微粉研磨材に
混在する異物及び粉塵の分離装置。
【請求項１０】前記分離タンク本体の側壁に気流を流
入する連通口を設け、該連通口と同じかそれ以上の大き
さの径を有し且つ屈曲形成した流入管を前記連通口に連
通して前記側壁の内面に突設し、この流入管の下端縁で
成る流入口を分離タンク本体の下方に向け、前記流入口
を気流を分離タンク本体の底面付近に到達せず方向転換
し上昇する位置に設けた請求項５又は６記載の微粉研磨
材に混在する異物の分離装置又は微粉研磨材に混在する
異物及び粉塵の分離装置。
【請求項１１】前記分離タンク本体は、上部に円筒形
を成す円筒部と、下部に下方に向けて徐々に狭くなる円
錐形を成す円錐部とから成り、前記流入管の端縁でなる
流入口を前記円錐部内へ臨ませた請求項９又は１０記載
の微粉研磨材に混在する異物の分離装置又は微粉研磨材
に混在する異物及び粉塵の分離装置。
【請求項１２】前記サイクロンは、円筒部又は円錐部
内部に邪魔板を備えた衝突式、ルーバー式又は多列衝突
式の集塵器である請求項７記載の微粉研磨材に混在する
異物及び粉塵の分離装置。