JP4822462B2 - シガレット製造機の刻たばこ原料供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、シガレットロッドを製造する製造機に刻たばこ原料を供給する供給装置に関する。

この種の供給装置は例えば特許文献１に開示されている。公知の供給装置はシガレット製造機のたばこバンドに向けて刻たばこ原料を供給する。供給される刻たばこ原料は１次及び２次の風選(winnowing)処理を受け、これらの風選処理の目的は、刻たばこ原料を大きな粒径のラージ(large)成分と、ラージ成分よりも小さい所望範囲の粒径を有したノーマル(normal)成分とに分離し、刻たばこ原料からラージ成分を除去することにある。それ故、たばこバンドには刻たばこ原料中の正規成分が供給される。

なお、ラージ成分はノーマル成分に比べて重量が重く、このラージ成分にはたばこ原料の裁刻不良により発生したたばこのステム(stems)や中骨(midribs)、そして、蝶羽形状のたばこ葉の一部等が含まれている。
特許文献１：国際公開WO2002/076245号のパンフレット

上述の１次及び２次風選処理では、刻たばこ原料をノーマル成分とラージ成分とに完全に分離することが難しく、ラージ成分中にはノーマル成分が多く含まれている。それ故、ラージ成分は中央集塵機に回収された後、回収されたラージ成分中に含まれるノーマル成分は還元成分としてラージ成分から更に選別され、還元成分はシガレットロッドの製造にノーマル成分として使用される。なお、還元成分が除去されたラージ成分は再生たばこシートの原料として使用される。

シガレットの製造工場は、銘柄の異なるシガレットロッドを製造する多数の製造機が配置され、これら製造機の供給装置は同一の中央集塵機に接続されている。それ故、中央集塵機は銘柄の異なる刻たばこ原料のラージ成分を一緒に回収する。このため、個々の銘柄のシガレットの風味や味覚を維持するためには、シガレットの１本あたりノーマル成分として使用可能となる還元成分の量は少なく、この結果、還元成分の在庫が増大する。

本発明の目的は、シガレットの風味や味覚を損なうことなく、還元成分の使用率を向上させることができるシガレット製造機の刻たばこ原料供給装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の供給装置は、シガレット製造機のたばこバンドに向けて刻たばこ原料を供給する供給経路と、刻たばこ原料の供給過程にて、刻たばこ原料中から所望の粒径を有するノーマル成分とこのノーマル成分よりも大きな粒径を有する分離材料とに分離する分離手段と、この分離手段から分離材料を受け取り、分離材料を中央集塵機に向けて移送する回収経路とを備え、分離手段は、分離材料を受け取って移送する篩コンベアであって、分離材料の移送過程にて、分離材料を粒径が大きなラージ成分と、このラージ成分よりも粒径が小さな中間成分とに分離し、ラージ成分を回収経路に戻す篩コンベアと、篩コンベアから中間成分を受取り、受取った中間成分を供給経路に戻す還元経路と、還元経路に設けられたセパレータであって、中間成分をノーマル成分に相当する還元成分と還元成分以外の回収成分とに選別し、この回収成分を前記回収経路に排出するセパレータとを含む。

上述した供給送置によれば、分離手段により刻たばこ原料から分離された分離材料は、中央集塵機に回収されるまでの過程にて、分離材料から篩コンベア及びセパレータにより還元成分が選別され、選別された還元成分は同一の供給装置の供給経路に戻される。

具体的には、篩コンベアの篩は、篩面と、この篩面に分布され且つ篩面から突出する多数の篩目であって、分離材料の移送方向を向いた開口と、この開口から移送方向上流に向けて延び、下向きに傾斜した底面とを有する、多数の篩目とを含むことができる。

この場合、篩コンベアは篩及び振動源を含み、好ましくは、振動源は、分離材料の移送方向でみて、篩の往動速度に比べて篩の復動速度が遅くなるように篩を振動させる。具体的には、振動源は一対の振動シリンダを含むことができる。

好ましくは、各篩目は、開口を形成する膨出部を更に有し、この膨出部は開口から移送方向の上流側に向けて先細の三角形状をなしている。

更に、篩目は、移送方向に沿って互いに平行に延びる複数の列を形成すべく分布されており、隣接する列の篩目は、前記移送方向でみて互いにずれて配置されているのが好ましい。この場合、同一の列の篩目は前記移送方向に連続的に連なることができる。

更にまた、篩は移送方向でみて所定の開孔率を有する上流領域と、開孔率よりも大きな開口率を有する下流領域とを含むことができる。

上述の篩コンベアは受取った分離材料を移送し、この移送過程にて、分離材料は篩コンベアの篩目の形状や、篩における往動速度と復動速度との間の速度差に基づき、ラージ成分と中間成分とに確実に分離される。分離された中間成分は篩から落下し、これに対し、ラージは篩上を移送される。この後、セパレータは中間成分をノーマル成分に相当する還元成分と回収成分とに更に分離し、還元成分のみを還元経路に戻す。

ここで、還元経路は、分離手段よりも上流側にて供給経路に接続され、これにより、供給経路に戻された還元刻は再度、分離手段による分離処理を受けることができる。

シガレット製造機の刻たばこ原料供給装置は、刻たばこ原料から分離された分離材料が中央集塵機に回収される前に、分離材料から還元成分を選別し、そして、還元成分刻たばこ原料の供給経路に戻す。それ故、シガレット製造機により製造されるシガレットの風味や味覚を悪化させることなく、還元成分の使用率を大幅に向上させることができる。

また、篩コンベアの篩は、ラージ成分による篩目の詰まりを防止しつつ、分離材料をラージ成分と中間成分とに円滑且つ確実に分離することができる。

還元成分は分離手段より再度、分離処理を受けるので、製造されるシガレットの品質向上に大きく寄与する。

刻たばこ原料の供給装置を示した概略断面図である。 第１実施例の振動篩を示した平面図である。 図２の振動篩の篩目を示した縦断面図である。 図３の篩目の横断面図である。 図３の篩目の斜視図である。 第２実施例の振動篩を示した平面図である。

図１はシガレット製造機のための刻たばこ原料供給装置を示す。
供給装置は刻たばこ原料のリザーバ(reservoir)２を備え、このリザーバ２は供給装置の後部（図１でみて右側）に配置されている。リザーバ２の上側にはフィード(feed)室４が配置されており、このフィード室４はエアチューブを介して、刻たばこ原料の中央分配機（図示しない）に接続されている。中央分配機はエアチューブ内を通じ、刻たばこ原料を空気流とともにフィード室４に供給することができる。フィード室４はその底に開閉可能なフラップ６を備えている。フラップ６が開かれたとき、フィード室４内の刻たばこ原料はフィード室４からリザーバ２内に落下する。

リザーバ２内には計量ローラ８が回転可能に配置されており、この計量ローラ８はリザーバ２内をアッパ室(upper chamber)２_Ｕ及びロア室(lower chamber)２_Ｌに区分する。計量ローラ８が回転されたとき、リザーバ２のアッパ室２_Ｕからロア室２_Ｌに刻たばこ原料が供給され、この供給量は計量ローラ８の回転速度により決定される。それ故、ロア室２_Ｌ内に蓄えられる刻たばこ原料の量は、計量ローラ８の回転速度を変化させることで調整可能である。

更に、リザーバ２の左側にはエレベータコンベア１０が隣接して配置され、このエレベータコンベア１０はリザーバ２のロア室２_Ｌの底から上方に向けて延びている。エレベータコンベア１０は無端状の搬送ベルトを有し、この搬送ベルトは図１でみてリザーバ２の左側の側壁を形成する。搬送ベルトはその走行方向に所定の間隔を存して配置された多数の櫛歯を有する。エレベータコンベア１０の搬送ベルトが走行されたとき、櫛歯はロア室２_Ｌ内の刻たばこ原料を掻上げながら上方に向けて搬送する。

一方、エレベータコンベア１０の上端にはバルキングシュート(bulking chute)１２が接続され、このバルキングシュート１２はエレベータコンベア１０の上端から下方に向けて延びている。バルキングシュート１２はエレベータコンベア１０の上端から刻たばこ原料を受け取ることができ、受け取られた刻たばこ原料はバルキングシュート１２内を落下する。

バルキングシュート１２の下端にはニードルローラ(needle roller)１４及びピッカーローラ(picker
roller)１６が回転可能に配置され、そして、これらニードルローラ１４及びピッカーローラ１６からは重力シュート(gravity chute)１８が下方に向けて更に延びている。

バルキングシュート１２内に供給された刻たばこ原料はニードルローラ１３及びピッカーローラ１６の上側に堆積する。堆積した刻たばこ原料はニードルローラ１４及びピッカーローラ１６の回転により、これらローラ１４，１６間を通過し、重力シュート１８内に供給される。ここでも、重力シュート１８内への刻たばこ原料の供給量はローラ１４，１６の回転速度を変化させることで調整可能である。

重力シュート１８の下端の直下には１次分離室２０が配置されており、この１次分離室２０の上端に流動層トラフ(fluidized bed trough)２４が接続されている。この流動層トラフ２４は、１次分離室２０の上部からシガレット製造機のサクション室２２まで延びている。サクション室２２内にはサクションバンド(suction band)、所謂、たばこバンド（図示しない）が配置されており、このたばこバンドはシガレット製造機のラッピングセクション(wrapping section:図示しない)まで延びている。なお、ラッピングセクションは、たばこバンドからなる刻たばこ原料をペーパウエブ(paper web)上に受取り、そして、ペーパウエブにより刻たばこ原料を包み込んでたばこロッドを成形する。

更に、１次分離室２０の上部には１次エアジェット(primary air jet)２６が配置され、この１次エアジェット２６は流動層トラフ２４に向けられている。１次エアジェット２６は１次エアジェット流を発生させ、この１次エアジェット流は１次分離室２０の上部を横切り、流動層トラフ２４内に流入する。

重力シュート１８から１次分離室２０内に落下した刻たばこ原料が１次エアジェット流に晒されたとき、刻たばこ原料中、粒径が所望の範囲内にあるノーマル成分は１次エアジェット流により流動層トラフ２４に向けて偏向される。これに対し、刻たばこ原料の残部は１次エアジェット流を通過し、分離材料として１次分離室２０内を更に落下する。分離材料は主として前述したラージ成分であるが、その一部にはノーマル成分もまた含まれている。それ故、上述した１次エアジェット流は刻たばこ原料に対して１次風選処理を実施し、ここでの風選処理は、刻たばこ原料をノーマル成分と、ノーマル成分及びラージ成分を含む分離材料とに選別する。

更に、１次分離室２０の近傍には２次分離通路２８が配置されている。この２次分離通路２８は鉛直方向に延び、流動層トラフ２４の入口部にて、その底に開口する上端を有する。１次分離室２０の下端は２次分離通路２８にエアロッカ(air locker)３０を介して接続されている。

２次分離通路２８には２次エアジェット３２が配置されており、この２次エアジェット３２はエアロッカ３０の上側に位置付けられている。２次エアジェット３２は２次分離通路２８内に２次エアジェット流を上方に向けて噴出させ、この２次エアジェット流は２次分離通路２８内に上昇気流を発生させる。

前述した分離材料が１次分離室２０の下端からエアロッカ３０を通じて２次分離通路２８内に排出されたとき、分離材料に含まれるノーマル成分の一部は２次分離通路２８内の上昇気流とともに上昇し、流動層トラフ２４に供給される。これに対し、分離材料の残部は２次分離通路２８内を落下する。従って、２次分離通路２８内の上昇気流は分離材料に対して２次風選処理を実施する。

流動層トラフ２４は複数のエアジェット列（図示しない）を更に含み、これらエアジェット列は前述した１次エアジェット流の流れ方向に間隔を存して配置されている。エアジェット列はたばこバンドに向けて空気を噴出する。このような空気の噴出は１次エアジェット流とともに流動層トラフ２４上に供給された刻たばこ原料のノーマル成分を流動層トラフ２４に沿ってたばこバンドまで搬送し、そして、ノーマル成分はたばこバンドの下面に層状にして吸着される。この後、たばこバンドに吸着された層状のノーマル成分は製造機のラッピングセクションに供給され、前述したようにラッピングセクションにて、刻たばこ原料のノーマル成分及びペーパウエブからたばこロッドが成形され、そして、たばこロッドは所定の長さ毎に切断され、これにより、シガレットロッドが得られる。

上述の説明から明らかなように供給装置は、フィード室４からサクション室２２に至る刻たばこ原料の供給経路を含み、そして、この供給経路の途中にて、刻たばこ原料に対し１次及び２次の風選処理を実施する。

前述した２次分離通路２８の直下には、振動型の篩コンベア３４が配置されており、この篩コンベア３４は２次分離通路２８の下端から落下した分離刻を受け取ることができる。より詳しくは、篩コンベア３４は上下に２層の搬送面を有し、上層の搬送面は振動篩３６より形成され、これに対し、下層の搬送面は振動移送面３８によって形成されている。

図１中、参照符号４０は篩コンベア３４の振動源である一対の振動シリンダを示す。これら振動シリンダ４０の伸縮動作に関し、振動シリンダ４０の伸張速度及び収縮速度は任意に可変可能である。

２次分離通路２８の下端から落下した分離材料は先ず、振動コンベア３４の振動篩３６に受け取られ、そして、この振動篩３６上を移送される。この移送過程にて、分離材料中、粒径が大きなラージ成分は振動篩３６上に残され、これに対し、ラージ成分よりも粒径が小さい中間成分は振動篩３６の篩目を通過し、下方の振動移送面３８に受け取られる。この結果、ラージ成分及び中間成分は振動篩３６及び振動移送面３８上にそれぞれ分離され、そして、同一の方向に移送される。具体的には、ラージ成分は約３．３ｍｍ以上の粒径を有する。

振動篩３６の終端からは回収経路４２が延びており、この回収経路４２は中央集塵機４４に接続されている。従って、ラージ成分は振動篩３６から回収経路４２に排出され、そして、回収経路４２を介して中央集塵機４４に向けて空気流とともに搬送され、中央集塵機４４に回収される。

一方、振動移送面３８からは還元経路４６が延びており、この還元経路４６は前述したリザーバ２に接続されている。還元経路４６にはセパレータとしてのサイクロン４８が介挿されており、このサイクロン４８は排出経路５０を介して回収経路４２に接続されている。従って、前述した中間成分は、振動移送面３８から還元経路４６に排出され、そして、還元経路４６内を空気流とともに搬送され、サイクロン４８に供給される。

サイクロン４８内に中間成分が供給されたとき、サイクロン４８は遠心分離作用により、中間成分からノーマル成分に相当するサイズの刻たばこを還元成分として分離し、この還元成分はサイクロン４８から還元経路４６を通じてリザーバ２に戻される。具体的には、還元成分は約１．８ｍｍ程度の粒径を有し、そして、ノーマル成分は約２．５ｍｍ程度の粒径を有する。

還元成分の刻たばこはリザーバ２内の刻たばこ原料の一部であるから、刻たばこ原料と同一の風味及び味覚を有する。それ故、還元成分がリザーバ２内に戻されても、シガレットロッド、即ち、シガレットの風味や味覚に悪影響が及ぶことはなく、還元成分の使用率を大幅に向上することができる。

一方、還元成分によりも粒径が小さい微小成分（刻たばこの細粉）は回収成分として、サイクロン４８から排出経路５０及び回収経路４２を通じて中央集塵機４４に回収される。

図２は第１実施例の振動篩３６を具体的に示す。
振動篩３６は所謂、ノーズホールタイプ(nose hole type)の篩であり、多数の篩目５２を有する。これら篩目５２は振動篩３６の全域に亘って一様に分布されている。より詳しくは、篩目５２は複数の列を形成すべく分布され、これらの列は分離材料の移送方向に互いに延びている。隣接する列における篩目５２の配列ピッチは互いに半ピッチだけずれ、そして、同一の列の篩目５２は移送方向に連続するように配置されている。

図３〜図５から明らかなように各篩目５２は、振動篩３６の篩面から突出した開口５４を含む。この開口５４は扁平な楕円形状をなし、移送方向に向けて下向きに傾斜している。更に、篩目５２は底面５６を有し、この底面５６は開口５４の下縁から移送方向でみて上流側に向けて斜め下向きに延びている。底５６の横断面は平坦ではなく、下向きに凸の円弧形状をなしている。

更に、上述した開口５４を形成するため、各篩目５２は平面視でみて実質的に三角形状の膨出部５８を有し、この膨出部５８は移送方向の上流側に向けて先細状となり、上方に凸の扁平な円弧形状の横断面形状を有する（図５参照）。

上述した如く分離材料をラージ成分と中間成分とに選別するため、節目５２のサイズはラージ成分のサイズに応じて適切に設定されている。具体的には、移送方向に沿う節目５２の長さはラージ成分よりも長く、そして、開口５４の最大の開口幅及び開口高さ、そして、底面５６の最大長さはラージ成分の長さよりも短く設定されている。例えば、開口５４の最大の開口幅及び開口高さはそれぞれ８ｍｍ，３．５ｍｍである。

また、篩コンベア３４における振動篩３６の篩目５２がラージ成分によって詰まるのを防止するため、振動篩３６の加振速度、即ち、移送方向に向かう振動篩３６の往動速度及び移送方向とは逆向きの振動篩３６の復動速度に関し、復動速度は往動速度よりも遅く設定されている。このような加振速度は、前述した振動シリンダ４０の伸張速度と収縮速度とを異ならせることで容易に実現される。なお、振動シリンダ４０による加振ストロークや、その加振方向もまた適切に調整されていることは言うまでもない。

上述したように個々の篩目５２は振動篩３６から突出した膨出部５８及び開口５４を有し、各列の篩目５２は分離材料の移送方向に向けられている。それ故、振動篩３６上の分離材料が振動篩３６の振動により移送され、この際、分離材料が振動篩３６から飛び跳ね及び振動篩３６上への落下を繰り返しても、篩目５２は前述したサイズを有しているので、分離材料中のラージ成分は隣接する節目５２間に跨るようにして振動篩３６上に留まる。この結果、分離材料中のラージ成分は篩目５２の開口５４を通過することなく、節目５２を乗り越えながら移送される。

一方、分離材料中、ラージ成分よりも小さい中間成分は篩目５２の底面５６上に落下することができる。前述したように底面５６は振動篩３６の復動方向に向けて下向きに傾斜し、しかも、振動篩３６の復動速度はその往動速度に比べて遅い。それ故、振動篩３６の復動時、底面５６上の中間成分は底面５６により移送方向の上流側に押し出されるようにして底面５６の下縁、即ち、開口５４の内部に導かれる。そして、この後、振動篩３６の往動時には、底面５６は中間成分から移送方向に逃げるように移動する。この結果、底面５６上の中間成分は篩目５２の開口５４を円滑に通過し、振動篩３６から下方の振動移送面３８に落下し、篩コンベア３４の篩目５２に詰まりを発生させることなく、分離材料はラージ成分と中間成分とに確実に分離される。

なお、前述した篩コンベア３４を使用した分離処理では、約３．３ｍｍ以上の粒径を有したラージ成分と、約１．８ｍｍ程度の粒径を有した還元刻が得られる。

本発明は上述の一実施例に制約されるものではなく、種々の変形が可能である。
例えば、振動篩３６の篩目５２は上述したサイズの開口５４及び底面５６を備えていれば、篩目５２の具体的な形状や配列は任意に変更可能である。

図６は第２実施例の振動篩３６を示す。
第２実施例の場合、振動篩３６における篩目５２の開孔率はその全体に亘って一様ではない。具体的には、振動篩３６の上流領域及び下流領域がそれぞれ開孔率α，βを有するとき、開孔率βは開孔率αよりも高い。それ故、分離材料が振動篩３６上を移送されるとき、振動篩３６の上流領域にて分離材料から分離されずに振動篩３６に残った中間成分は、振動篩３６における下流領域に達すると、この下流領域の篩目５２を容易に通過することができる。この結果、第２実施例の振動篩３６は分離材料から中間成分を効果的に分離できるので、ラージ成分とともに回収経路４２に排出される中間成分の量が低減し、刻たばこ原料の使用効率が向上する。

ここで、開孔率は，個々の篩目５２の大きさが同一であると仮定したとき、振動篩３６の面積をＳ、振動篩３６の幅方向に隣接する篩目５２間のピッチ（幅方向の篩目５２の個数）をＰ_Ｗ、振動篩３６の移送方向に隣接する篩目５２間の送りピッチ（移送方向の篩目５２の個数）をＰ_Ｌとすれば、次式で表すことができる。
開孔率（％）＝（Ｓ／（Ｐ_Ｗ×Ｐ_Ｌ））×１００

更に、振動篩３６において、各列の篩目５２は移送方向に連続するものでなくてもよく、図６に示す篩目５２ｂのように千鳥配列で分布されていてもよい。

更にまた、篩コンベア３４は振動篩３６のみを有し、振動移送面３８の代わりにベルトコンベアが篩コンベア３４の下側に配置されていてもよい。

Claims (9)

1. シガレット製造機のたばこバンドに向けて刻たばこ原料を供給する供給経路と、
   前記刻たばこ原料の供給過程にて、前記刻たばこ原料中から所望の粒径を有するノーマル成分とこのノーマル成分よりも大きな粒径を有する分離材料とに分離する分離手段と、
   前記分離手段から前記分離材料を受け取り、前記分離材料を中央集塵機に向けて移送する回収経路と
   を備え、
   前記分離手段は、
   前記分離材料を受け取って移送する篩コンベアであって、前記分離材料の移送過程にて、前記分離材料を粒径が大きなラージ成分と、このラージ成分よりも粒径が小さな中間成分とに分離し、前記ラージ成分を前記回収経路に戻す篩コンベアと、
   前記篩コンベアから前記中間成分を受取り、受取った中間成分を前記供給経路に戻す還元経路と、
   還元経路に設けられたセパレータであって、前記中間成分を前記ノーマル成分に相当する還元成分と前記還元成分以外の回収成分とに選別し、この回収成分を前記回収経路に排出するセパレータと
   を含む、シガレット製造機の刻たばこ原料供給装置。
2. 前記篩は、
   前記篩面と、
   前記篩面に分布され且つ前記篩面から突出する多数の篩目であって、前記分離材料の移送方向を向いた開口と、前記開口から前記移送方向上流に向けて延び、下向きに傾斜した底面とを有する、多数の篩目と
   を含む、請求項１に記載のシガレット製造機の刻たばこ原料供給装置。
3. 前記篩コンベアは篩及び振動源を含み、
   前記振動源は、前記分離材料の移送方向でみて、前記篩の往動速度に比べて前記篩の復動速度が遅くなるように前記篩を振動させる、請求項２に記載のシガレット製造機の刻たばこ原料供給装置。
4. 前記振動源は、一対の振動シリンダを含む、請求項３に記載のシガレット製造機の刻たばこ原料供給装置。
5. 前記各篩目は、前記開口を形成する膨出部を更に有し、この膨出部は前記開口から前記移送方向の上流側に向けて先細の三角形状をなしている、請求項２に記載のシガレット製造機の刻たばこ原料供給装置。
6. 前記篩目は、前記移送方向に沿って互いに平行に延びる複数の列を形成すべく分布されており、隣接する列の篩目は、前記移送方向でみて互いにずれて配置されている、請求項５に記載のシガレット製造機の刻たばこ原料供給装置。
7. 同一の列の篩目は前記移送方向に連続的に連なっている、請求項６に記載のシガレット製造機の刻たばこ原料供給装置。
8. 前記篩は、移送方向でみて所定の開口率を有する上流領域と、前記開口率よりも大きな開口率を有する下流領域とを含む、請求項６に記載のシガレット製造機の刻たばこ原料供給装置。
9. 前記還元経路は、前記分離手段よりも上流側にて前記供給経路に接続されている、請求項１に記載のシガレット製造機の刻たばこ原料供給装置。