JPH03505700A - 微片状物の空気式分離 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 微片状物の空気式分離 本発明は微片状物（ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ　ｍａｔｅｒｉａｌ）の空気式分離 装置に関する。さらに詳しくは、ただしそれのみではないが、カット・ロールド ・ステム・タバコ（ＣＲＳ）や切断ラミナからのステムなどの好ましくない物の 分離のための装置に関する。

タバコの産業において、そのような産物としては非スレッシュド（ｕｎｔｈｒｅ ｓｈｅｄ）・タバコ、スレッシュド（ｔｈｒｅａｓｈｅｄ）　　・タバコ、切断 乾燥ステム、切断乾燥ラミナ、広く一次プロセス内やシガレット製造機の原料供 給システム内および該製造機内の切断タバコなどがあげられる。

タバコの産業においては、異なる終速度を有するタバコ微片を２つの分級物に分 離するために空気の垂直上昇流を用いることはよく知られている。空気よりも小 さい終速度を有する微片（軽い物）は空気流によって上方に運ばれ、空気よりも 大きい終速度を有する微片（重い物）は空気流に逆らって落下するので、微片の 分級は空気速度によって調整される。

未分離の微片は通常ウィノウワー（ｖｌｎｎｏｖｅｒ）によって横方向に空気流 中に投げ入れられる。空気によって上方に運ばれた軽い微片は接線（ｔａｎｇｅ ｎｔｉａｌ）セパレータ（たとえばサイクロン）またはスクリーン・セパレータ によって空気から取出され、重い微片はシュート、好ましくはエアーロックを備 えたもの、を通って落下離脱せしめられる。

前記スクリーン・セパレータは代表的には空気は通過できても所望の産物は通過 できないスクリーンを有し、また、パドル・ホイール組立体の形態のエアーロッ クを有している。前記接線セパレータもまたパドル型のエアーロックを有してい る。いずれの構成においても、パドルの回転が空気交換を制限し産物が排出され るようにする。

産物のサイズの劣化は、スクリーンへの衝突、スクリーンを横切る物の摺動によ って、また、パドルホイール内における摩耗およびチョッピングによって生じう る。

劣化はサイクロン・チューブ内における衝突および摩耗によっても生じうる。

重い微片はこれとは異なり空気流中に配置された水平な網状（ｇａｕｚｅ）スク リーン上に落下せしめられうる。該スクリーンは選鉱コンベヤＤｉｇｇｉｎｇ　 ｃｏｎｖｅｙｏｒ）の要領で振動させられ微片を空気流外に搬出する。振動型ス クリーンは未分離の微片を空気流中に供給するのにも用いられうる。

正確な分級を掲供するためには、空気流が一様な速度を有することが明らかに重 要である。機器のある一つの形態においては、このことは網状スクリーンの下側 の調整自在な空気ガイドによって達成される。別な形態においては、網状スクリ ーンにかえて細かな開口を備えた貫通拡散板が用いられる。

鎖板は代表的には２．５％といった低いパーセンテージのフリー領域を有し、空 気を一様に拡散させるのに充分な圧力をその下側に形成する。

タバコの葉は薄いラミナと、比較的厚い中央リブ（ステムとして知られている） と構造組織状で雄管状の葉脈とからなっている。製造においては、それらはスレ ッシング（ｔｈｒｅｓｈｉｎｇ）　　・プロセスによって中央リブと葉脈付きラ ミナとに分離され、ついで別々に切断またはシュレッディングなどの加工が施さ れる。

中央リブまたはステムの切断によりある程度スティック状小片またはスライバー が生し、それらはシガレットに作られたときに紙筒を貫通しうる。これらは、前 述の既知の方法によって有効に除去でき、通常はそののちに乾燥され、その際に は分離用空気がタバコの冷却をも行う。

ラミナの切断によっても、ある程度スライバーが生ずる。それは、ラミナから分 離されずに残った１％または２％のステムから部分的に生ずるのみならず、スレ ッシングによって分離されない葉脈および中央リブ先端部からも生ずる。

シガレット製造機にはそれらスライバーを除去するためにウィノウワーが取付け られているが、７５％しか除去できない。かかるスライバーは、それらが製造機 に到着するまえに除去することが好ましい。

世界中には、葉がシガレット製造者に届くまえに農作業者によって手で切断され る地域がある。該切断はステムに対して直角に行われ、それによって切断ラミナ のストランドは「バーズ・アイ（ｂｉｒｄｓ　ｅｙｅ）　Ｊとして知られるステ ムの横断面を含む。これはシガレット製造者においてカーディング・ドラムによ って切断ラミナから離脱され、シガレットからの好ましくない脱落を生ずる。

前もってカーディング・ドラムを用いて、シガレット製造者に至る前に切断ラミ ナからバーズ・アイを離脱させることは可能である。そのばあいは、製造機に達 するまえに、バーズ・アイを切断ラミナから取除くことが必要になる。

前述した空気式分離法の欠点は、軽い微片が空気によって上昇させられ運び去ら れ、それにより、空気から微片を取出すために別なセパレータが必要になること である。軽い微片がより多いばあいには、それらを上昇させ搬送するために大き な空気流および動力が必要であり、それらを空気から分離するために大きなセパ レータが必要である。

前述した空気式方法は、切断ステムについては、微片サイズ（ｐａｒｔｉｃｌｅ 　５ｉｚｅ）がより一様でかつ粒状（ｇｒａｎｕｌａｒ）であるので充分適用で きる。一方切断うミナについては、切断片は長く、もつれあってかたまりを形成 し、それらは重い物を解放するように開かれる必要があるので充分には適用でき ない。

空気式セパレータのもう一つの欠点は軽い物と重い物とを区別する能力（したが ってそれらを分離する能力）が多くのばあい不充分なことである。それはチャン バー空気流中に産物を一様に供与することならびに所要空気速度プロファイルお よび勾配を設定することにおける困難性に起因する。局所的な空気速度が微片の 終速度をこえるばあいには微片は同伴するであろうし、局所的な空気速度が微片 の終速度より小さいばあいには微片は同伴せず、同伴する微片から分離するであ ろう。終速度は微片質量の微片サイズに対する比によって変化し、したがって個 々の微片の形状、サイズおよび密度によって変化する。２種のタイプのＣＲ３に ついて、終速度の範囲のありそうな例を表１に示す。

表１ これらの速度より明らかなことは、産物Ａのために１．１５ｉ／ｓｅｃにおいて 区別するように設定されたシステムは、産物Ｂの受入れるべき物のかなりの部分 を所望でない物として拒むことになり、一方、産物Ｂのために設定されたシステ ムは、産物Ａの重い物の多くを誤って受入れることになる。前記システムは産物 のタイプにきわめて影響されやすい。

カット・ロールド・ステムのばあい、さらに別な欠点は、物のタイプの変化に適 合させるために空気速度を調整することが、熱の吸収に供せられる空気体積と冷 却時間との双方の変更によって、えられる冷却の程度の変化を生じさせることで ある。冷却における変化は冷却中の湿分の損失を変化させ、また、冷却された産 物が許容湿分限度から逸脱することをも生じうる。極端なばあいには、微片表面 からの熱および湿分損失速度が微片内部からのそれらの移動速度をこえるかもし れない。このことは、硬化の事例として知られており、物の一時的な脆化を生じ 、サイズ劣化をより一層生じさせやすくなる。

本発明の目的は、とくに空気式セパレータなどの別なセパレータを必要とせず、 空気の使用量がより少なく、かたまりから重い物を分離するのに充分な振動かえ られる、重い部分と軽い部分への空気式分離手段を提供することである。

本発明により、並んで配置され、処理中の物を部分的にまたは全体的に流動化さ せるように空気が通過する孔を有する複数の溝を育する実質的に水平な振動コン ベヤを含む微片状物の空気式分離装置が提供される。

添付図面を参照しながら本発明を実施例により説明する。

図１は貫通孔を有する多数のみぞを有するコンベアおよび分離平面に設けられた 分配板を含む一実施例の概略平面図； 図２は前記の第１の実施例の概略側面図；図３は図１の線Ａ−Ａに沿う概略断面 図；図４は別なコンベアを採用した図１の線Ａ−Ａに沿う概略断面図； 図５は分離領域に横方向チャンネルを有する第２の実施例における振動コンベア の正面図； 図６は貫通孔を有するチャンネルに代わって傾斜した無孔の横方向チャンネルの 採用により具体化された第３の実施例において、図５でいうＢ−Ｂに対応する箇 所における縦断面図； 図７は貫通孔を有するチャンネルに代わって、傾斜した出口表面を有する無孔の 横方向チャンネルの採用により具体化された第３の実施例において、同様に図５ でいうＢ−Ｂに対応する箇所における縦断面図；図８は貫通孔を有するチャンネ ルに代わって前記みぞの・　底部から垂直にのびる通路の採用により具体化され た第４の実施例において、同様に図５でいうＢ−８に対応する箇所における縦断 面図； 図９および１０は振動コンベアのさらに別な形態を示す平面図； 図１１は図１における線Ｃ−Ｃに沿う断面図；および図１２は別な断面形状を示 す図１１と同様な断面図である。

好ましい実施例の説明 図１．２および３に示されるような切断ラミナに用いられるより適切な分離器は コンベア１０、整流領域１２および分離領域１５よりなる。コンベア１０はその 上を材料が移送されるもので切断タバコのステムが送り込まれる送り出し領域１ １を有する。整流領域１２は移送方向にのびる複数のみぞを有し、該みぞはそこ を通って空気が送り込まれる貫通孔１４を有する。分離領域１５には移送方向に 対して横向きにのびる平板１Ｂが設けられている。

移送方向にのびる前記みぞ１３は代表的にはその幅および深さが１５〜５０ａｕ ａでありコンベアの全幅にわたってくり返し設けられている。平板１８はみぞの 頂部および底部により定まる２つの平面のあいだに位置しており、みぞを有する 前記コンベアとともに振動する。図３に示されるヨウｌ：　前記平板１６のレベ ルは前記みぞ１３の端部の大部分が平板ＩＢより下方の領域と連絡するように設 定される。

ブレナム・チャンバー（ｐｌｅｎｕａ　ｃｈａｍｂｅｒ）　１７が貫通孔を有す るトレイの下部全領域にわたって広がっており、弾力的にファン１８に接続され ており、コンベアの貫通孔を通して空気流が供給される。貫通孔を有するみぞの プロファイルはみぞの頂部に向かうにしたがって速度が小さくなるような垂直の 空気流を作ることを目的としている。、５ 前記貫通孔は小さく、代表的にはその直径は１　、５ｔａ＋よりも小さい。そし て貫通孔によるフリー領域はコンベア材料の２．５％よりも小さいのが代表的で ある。これによりコンベア下部に圧力が生じ空気の均一な配分が確保される。

前記振動コンベアは傾斜したトレイ支持リンク２３．２４および偏心駆動機構２ １を備えた、または弾力性のある台上に支持されたトレイおよびトウー・スロー ・ウェイト・モータ（ｔｗｏ　ｔｈｒｏｗ　ｗｅｉｇｈｔ　ｍｏｔｏｒ）により 振動させられるよく知られたタイプのものであってもよい。

運転中において、終速度の高いスライバーやバーズ・アイが切断ラミナから分離 してみぞ１３の底部に落ち、空気流を越えて運ばれ、平板１６の下方に分離して 排出される。終速度の低い切断タバコはみぞ頂部付近にとどまり、前記平板上に 運ばれ、そこから排出される。

切断ラミナのかたまりはより高い終速度をもち、前記みぞ頂部により多くがとど まるであろう。そしてそこでそれらは振動され重い材料が自由にされ前記かたま りが開放される。

みぞの向こうに広がる平板１６は該みぞに対してその高さが調整可能であること が好ましい。それにより分離される材料のタイプにしたがって分離境界が能率的 に利用されうる。さらに、同様の結果を生むために、つまり異なる材料に対して 空気流が修正のために調整されうる。

分離されたスライバーやバーズ・アイは高繊維質のステムであり、そののちの生 産に使用するために再び処理される。

図３に示されるものの他にもみぞは所望の速度勾配を達成する他の形態を有しう る。たとえば図４においては、みぞはその底部が平坦であり、底部のみに貫通孔 を有する。該みぞはゆるやかに傾斜したルーフ（ｒｏｏｒ）部によって広く幅を おいて設けられていてこれにより、切断ラミナの大部分が振動されること、およ び開放された重い物がみぞ内に落ちることを確実とする。

図５および６においても、送り出し領域１１、分離領域１２および分離領域１５ を備えた振動コンベアＩＯが採用されている。送り出し領域１１はその上に産物 が送り込まれるもので、分離領域１２は移送方向にのびる複数のみぞ１３を有し 、該みぞはそこを通って空気が送り込まれる貫通孔１４を有する、また分離領域 １５はこの実施例では横方向にのびるチャンネルであり、移送方向に対して傾い ている形状である。

図５および６に示される実施例のコンベアが図７〜１０に示されるいずれかの構 成により具体化されてもよい。

図７においては、無孔の傾いたみぞ■５は傾斜した出口表面１５゛を有する。重 い物はどっしりとしているので出口表面を登ることができず、１つの面上に吐き 出される。

軽い物はカーペットを形成し出口表面１５’を登ることができる。

図８に示される実施例においては捕集みぞ１５の代わりとしてみぞの底部と連結 し、ブレナム・チャンバー１７をつらぬく円錐チューブ１７°が設けられている 。重い物はこのチューブを通過し、ブレナム・チャンバー下方に設けられたトレ イ（図示されていない）上に集められる。

移送表面の下方にはすくなくともみぞ１３の領域に、または一連のブレナム・チ ャンバー１７が位置しており、空気または他のガス状流体を分離領域および捕集 みぞ１５に供給する。

みぞを有する分離領域、回収みぞおよび排出出口表面１５゛からなる構成は連続 してくり返される。

それゆえ振動コンベアは明確な機能を有する複数の領域を含む。投入物受止め領 域１１は投入される産物を受は入れ、それを分離領域１２に送る。該分離領域の みぞ１３はその上部を主要産物が流れ、不適切な重い微片を運ぶ。

捕集みぞ１５は分離みぞ内から材料を受けとる。該材料は不適切な重いものを含 む。捕集みぞ１５内の材料はその長さ方向に沿って移動し端部より排出される。

前記投入物受止め領域は投入物が広がり均一に分離領域に送られるように寸法法 めされている。

コンベアの他の実施例が図９および１０に示されている。

前者実施例は一連の横方向の傾斜した捕集みぞ１５．１５”、１５゛°を含み、 該捕集みぞは共通する側部チャンネルＣと連絡している。後者実施例は２つの横 方向の捕集チャンネル１５ｃ、１５ｄを含み、該捕集チャンネルは互いに反対方 向に傾斜しており、中央の垂直出口Ｖと連絡している。

ここに開示されたいずれの実施例においてもみぞを有するコンベアのプロファイ ルは鋭いＶみぞであっても、傾斜面をともなった平坦な底部のもの（図４）であ っても、図１１に示されるような正弦的なものであっても、図１２に示されるよ うな半円形のみぞ１３がそのあいだの畝と連続しているようなものであってもよ い。

貫通孔を有する分離領域による圧力降下はその上の材料による圧力降下よりも大 きいのが好ましい。好ましくはトレイにおいてトレイとその上の材料による全圧 力降下の２７３の圧力降下が生じるように構成されているのが好ましい。

みぞ孔はシートの開口がパンチング（ｐｕｎｃｈｉｎｇ）に代わって金属を変位 させることよってえられ、該開口の片側がシート表面よりも上方に上がっている ようなチーズ削り器またはラスプ（ｒａｓｐ）タイプのものであってもよい。こ のような切断によって開口を通過する空気に、シートに対１．て直角な通常の速 度成分に加えてシートに平行な速度成分が与えられる。このシートの特徴はシー ト付近においてのみシートに対して平行な速度成分の影響があることである（添 付シート１参照）。

重い物を軽い物から分離するために、振動作用により運ばれる軽い物とは反対の 方向にみぞ底部の重い物が運ばれるように、振動移送作用と反対方向の平行速度 成分を有するみぞにおいてこのタイプのシートが使用されるのがよい。みぞは送 り出し板１１下方の空間と連絡しているので、重い物は該板１工の下方を通過し つる。

二〇゛逆移動′の構成においては、分離板や傾斜した出口表面は不要である。

貫通開口のサイズおよび間隔、ならびにみぞを有する整流デツキ（ｄｅｃｋ）の プロファイルは所望の相対速度ブロファイルかえられるように考慮して構成され る（図１１および１２）。Ａ領域における相対速度比は不適切な重い物を運ぶの に必要とされる相対速度比よりもわずかに小さくすべきてあり、それは表１より １．７である。これによって運転中において不適切な重い微片が一旦この領域に 送り込まれても流体速度がそれらを高い領域にまで持ち上げるには不充分である が、好ましい軽い物はすべてこの領域から持ち上げられる。不適切な重い物は領 域Ｂを通過して沈降し、好ましい軽い物の大部分が領域Ｂよりも上方に持ち上げ られることが必要である。よって速度比１．５が目標とされる。

同様に領域Ｃ上での速度は好ましい軽い物または不適切な重い物のいずれも、取 り除かれることが好ましいダストなどの不適切な軽い物が存在するところまで持 ち上げないような速度でなければならない。よって領域Ｃの上方では速度比が１ ．０より小さいことが必要である。

速度プロファイルを成形することにより多様な材料がそれらの空力学的特性に従 って貫通孔を有するデツキ上の異なるところに集中するような状況が発生する。

基本的には２つのところ、つまり不適切な重い物はより低いところに、好ましい 軽い物はより高いところに集中する。

装置全体による振動移送作用は浮遊している軽い物のあいだを通って重い物が沈 降することを助長する。

投入される混合材料は、不適切な重い物を予測された割合で含有する。この予測 される割合の範囲はデツキのプロファイルおよび貫通孔を有するそれぞれの領域 の範囲を設計するときに考慮される。これらの割合は通常は質量ベースで表現さ れ、質量で２および５％の不適切な重い物はタバコのカット・ロール・ステム・ プロセスにおいてはとくに目立った値ではない。しかし本発明においては前記割 合の範囲は振動中の容積比で表わされる。

それは好ましい材料および不適切な材料が異なる比容積を有し、これらの比容積 が重要だからである。たとえば、移送されている容積ベース（ｂａｓｅ）におい て不適切な重い物が４〜１０％であることがわかったときは、図１２に示すよう なものが用いられる。そこではＡ領域上のみぞ内部横断面積は予測される不適切 な産物容積の最小値にほぼ対応し、ＡおよびＢ領域上のみぞ内部横断面積は予測 される不適切な産物容積の最大値にほぼ対応する。総容積およびその結果の速度 領域ＡおよびＢのみぞ内部断面積は不適切な重い物の移送中の予測される容積に ほぼ対応する。重い物はこれらの領域の入り込むので、もともとそこにあった軽 い物をすべて排き出す。この作用は相対速度の設定誤差による好ましくない結果 および材料タイプの変化による影響を減じる。

速度プロファイルおよび材料容積を考慮することにより、不適切な微片が分離さ れ集められるような状況かえられる。この材料はのちに捕集みぞに入る。該捕集 みぞは速度領域ＡおよびＢの横断面積が不適切な重い物の容積比の最大値よりも 小さく、しかしその最小値にほとんど近接している点以外は分離みぞと同じよう に寸法法めされ、区画されている。これは微片がデツキに沿う向きに代わって横 切る方向に移動したときの移送容積の変化を考慮したものである。

好ましい材料と過剰の不適切な材料が排出表面上にまで移動する。そこには好ま しい材料は容易に傾斜を上昇して運ばれ、重い物は傾斜の底部付近にとどまるよ うな角度で傾斜する排出表面が配置されるのが適切である。

もし必要ならば好ましい材料と不適切な材料の選別をさらに促進するために前記 傾斜に貫通孔が設けらでもよい。

コンベアを通過した材料が、それにつづく整流領域に進入し、この作用が数回く り返されうるような構成が採用されてもよい。

選別され、集められた捕集みぞ内の不適切な材料は処理ラインから排出されても 、別な選別デツキまたは特定目的の装置に送られてもよい。

上述の実施例により、軽い分級物を負圧装置により持ち上げることを必要としな い選別が達成される。結果として使用される空気がすくなくなる。さらに重要な ことは重い物が振動によって選別されることである。

この処理は劣化を最小限にするために切断と乾燥とのあいだに行なわれるのが好 ましい。しかし、切断タバコが機械的に取扱われるとただちに発生するクランピ ング（ｃｌｕｅｐｉｎｇ）を最小限にするために、切断のあとただちに行われる のが好ましい。

上述のような構成は切断タバコを供給する配分システムと組み合わされてもよい 。

補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の８）平成３年１月７日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．処理中の物を部分的にまたは全体的に流動化させるように空気が通過する孔 （１４）を有する複数の溝を有する実質的に水平な振動コンベヤを含む微片状物 の空気式分離装置。 ２．前記溝の出口端において、該溝の頂部で定まる面と底部で定まる面とのあい だに位置するレベルに実質的に水平な板（１６）が設けられ、それによって、重 い部分が該板の下を通り、軽い部分と重い部分とを分離する線が提供されてなる 請求項１記載の装置。 ３．前記板が溝に対して垂直方向に調節自在であり、それによって分離が処理中 の物のタイプにしたがって最適化されうるように構成されてなる請求項２記載の 装置。 ４．前記コンベヤに斜めの捕集部（１５）が備えられ、該捕集部が物の移動方向 に対して横方向にのび、溝の出口端に配置されるように形成されてなる請求項１ 記載の装置。 ５．横方向で斜めの捕集チャンネル（１５）が複数個設けられており、該チャン ネルは互いに平行である請求項４記載の装置。 ６．前記捕集チャンネルが、分離された重い部分の移送のためにコンベヤの一方 の側に配置された長手方向延設チャンネル（Ｃ）に通じている請求項５記載の装 置。 ７．それぞれ反対向きに斜めになり、各々が中央に配置された排出部（Ｖ）に通 じている２個の捕集チャンネルが設けられてなる請求項５記載の装置。 ８．捕集チャンネル（１５）にも空気供給孔が設けられてなる請求項４、５、６ または７記載の装置。 ９．孔に供給される空気がコンベヤの下側に配置されたプレナム・チャンバーま たは複数のプレナム・チャンバー（１７）によって通過せしめられる請求項１、 ２、３、４、５、６、７または８記載の装置。 １０．物の移動方向に対して横方向にのびる捕集チャンネル（１５）が貫通孔を 有さず、傾斜出口表面（１５′）を傭えてなる請求項４記載の装置。 １１．孔に供給される空気がコンベヤの下側に配置されたプレナム・チャンバー （１７）によって通過せしめられ、該プレナム・チャンバーがそれを通って垂直 方向にのび、溝の底部に通じるチューブを有し、それによって重い部分が溝底部 から単数または複数のプレナム・チャンバー下方外側に通過しうるように構成さ れてなる請求項１記載の装置。 １２．前記チューブが円錐状であり、細い端部が上端に位置してなる請求項１１ 記載の装置。 １３．溝付コンベヤのプロファイルがＶ形状または正弦的である請求項１、２、 ３、４、５、６、７、８、９、１０、１１または１２記載の装置。 １４．コンベヤのプロファイルが半円断面または平底の溝（１３）と中間の畝（ １３′）とで定められてなる請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０ 、１１または１２記載の装置。 １５．コンベヤの溝が全体的または部分的に貫通孔付シートで作製され、シート 中の孔がシート表面の一方に金属を変位させることによって形成され、それによ って該孔に空気を通したときに、シートに垂直な速度成分に加えてシートに平行 な速度成分もえられるように構成されてなる請求項１、２、３、４、５、６、７ 、８、９、１０、１１、１２、１３または１４記載の装置。 １６．平行な速度成分がコンベヤの有効移動方向に対向するように前記孔が配置 され、それによって、重い部分が軽い部分の搬送方向と逆向きの方向に搬送され るように構成されてなる請求項１５記載の装置。 １７．供給領域に隣接した端部において、溝の端が開放されており、それによっ て、供給板（１１）の下側の空間と通じるように構成されてなる請求項１６記載 の装置。