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【発明の名称】 材料流から異物を分離するための方法及び装置
【発明者】 【氏名】ハリー・ドレヴェス

【氏名】フランク・シュスター
【要約】 【課題】本発明の課題は、材料流（１１，１５）から異物を分離するための方法及び装置の他の変形を提供することである。

【解決手段】材料流（１１，１５）の材料（１２，１２‘，１３）の少なくとも一部を、部分材料流（１５）の形で、異物認識装置（１６，１７，１８）の領域内に移送すること、
【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料流（１１，１５）、特にタバコ流（１１，１５）から、異物を分離する方法において、
材料流（１１，１５）の材料（１２，１２‘，１３）の少なくとも一部を、部分材料流（１５）の形で、異物認識装置（１６，１７，１８）の領域内に移送すること、
異物認識装置（１６〜１８）を用いて、部分材料流（１５）内の異物（１３）を認識し、かつ続いて部分材料流（１５）から除去すること、および
異物認識装置（１６〜１８）の上流側で、篩い選別区間を通過する部分材料流（１５）を、空気流（２１，２２）を用いて形成することを特徴とする方法。
【請求項２】
空気流（２１，３２）の速度が少なくとも異物認識装置（１６〜１８）の領域内で増大しているかあるいは増大することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
部分材料流（１５）を管路（２３）内で案内することを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
管路（２３）が少なくとも区間（４０）毎に、特に異物認識装置（１６〜１８）の領域内で、縮小する横断面積（４２）を有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の方法。
【請求項５】
部分材料流（１５）を、少なくとも区間毎に、特に異物認識装置（１６〜１８）の領域内で湾曲して案内することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の方法。
【請求項６】
部分材料流（１５）を少なくとも区間毎にＳ字状のカーブで案内することを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
部分材料流（１５）を少なくとも区間毎に、特に異物認識装置（１６〜１８）の領域内で他の空気流（４４）によって偏向させることを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項８】
材料流（１１，１５）、特にタバコ流（１１，１５）から異物を分離するための装置において、材料流移送装置（１０，３０）と、材料流移送装置（１０，３０）に対して横方向に設けられた、材料部分流（１５）が材料流（１１）から分離可能である、篩い選別装置（１４）とが設けられていること、および
篩い選別装置（１４）に引き続き、異物認識装置（１６〜１８）が設けられており、かつそれに引き続いて異物分離装置（１９，２０）が設けられていることを特徴とする装置。
【請求項９】
篩い選別装置（１４）が管路（２３）を備えていることを特徴とする請求項８記載の装置。
【請求項１０】
管路（２３）が異物認識装置（１６〜１８）の領域内に延在していることを特徴とする請求項９記載の装置。
【請求項１１】
管路（２３）には吸込み管路（４６）が接続していることを特徴とする請求項９または１０に記載の装置。
【請求項１２】
管路（２３）および／または吸込み管路（４６）が、少なくとも区間毎に縮小する横断面積（４２）を有していることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一つに記載の装置。
【請求項１３】
管路（２３）および／または吸込み管路（４６）が少なくとも区間毎に湾曲して形成されていることを特徴とする請求項９〜１２のいずれか一つに記載の装置。
【請求項１４】
管路（２３）および／または吸込み管路（４６）が少なくとも区間毎にＳ字形状で形成されていることを特徴とする請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
異物認識装置（１６〜１８）の領域内で、少なくとも一つの窓（１８，１８‘）が管路（２３）および／または吸引み管路（４６）に設けられていることを特徴とする請求項９〜１４のいずれか一つに記載の装置。
【請求項１６】
少なくとも一つの窓（１８，１８‘）に沿った管路（２３）および／または吸込み管路（４６）の内部における空気流（４４）を可能とする側方管路（４５）が設けられていることを特徴とする請求項１５記載の装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、材料流、特にタバコ流から異物を分離するための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１から、移送装置、特に移送溝とコンベアベルトを使用して、タバコ流を光学的異物認識装置内へ運ぶ装置が知られている。タバコ流内の異物が異物認識装置により認識されると同時に、タバコ流の異物は圧縮空気によって移送方向に対して横方向に分離される。
【特許文献１】米国特許第６３３２５４３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、材料流から異物を分離するための方法及び装置の他の変形を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題は、
材料流、特にタバコ流から、異物を分離する方法において、
材料流の材料の少なくとも一部を、部分材料流の形で、異物認識装置の領域内に移送すること、
異物認識装置を用いて、部分材料流内の異物を認識し、かつ続いて部分材料流から除去すること、および
異物認識装置の上流側で、篩い選別区間を通過する部分材料流を、空気流を用いて形成することにより解決される。
【０００５】
本発明による方法により、材料流からの極めて効率的な異物分離が可能である。空気流速度が予め設定されている場合に材料流から分離され、かつ材料流から除去されることが可能であるには、篩い選別工程は、特に、十分空気抵抗を備え、かつ十分軽量である材料流のフラクションあるいは材料の部分を解離あるいは分離することである。その際材料はばらばらにされるのが好ましい。このことは本発明の範囲において、特に部分材料流の移送方向を考慮して、上流側で行われることが理解できる。異物は、少なくとも、二三代表的に挙げると、明るさ、色、湿気あるいは誘電性の特性のような特性に基づいて認識される。
空気流の速度が少なくとも異物認識装置の領域内で増大しているかあるいは増大した場合、異物の良好な認識率が可能である。
【０００６】
部分材料流を管路内で案内すると、定義された部分材料流の移送が定義された速度により可能であり、従って極めて効率的に異物は認識後部分材料流から分離することができる。管路は閉鎖されたあるいは実質的に閉鎖された横断面を有しているのが好ましい。管路が少なくとも区間毎に、特に異物認識装置の領域内で、縮小する横断面積を有している場合、空気流の速度の上昇は、特に効率的でありかつ単純に実現可能である。部分材料流を、少なくとも区間毎に、特に異物認識装置の領域内で湾曲して案内する場合、わずかな深さを有する部分材料流を発生させることが、簡単な方法で可能である。それによって、特に光学的な認識装置を極めて効率的に運転することができる。部分材料流を少なくとも区間毎にＳ字状のカーブで案内するのが好ましい。
【０００７】
部分材料流を少なくとも区間毎に、特に異物認識装置の領域内で他の空気流によって偏向させると、管路の窓材料、すなわち管路の内壁を保護することができる。このために部分材料流は、特に好ましくは異物認識装置用の篩い選別窓として形成されている窓の傍らを通過する。これによって、材料流の磨耗作用が窓に加えられることは回避される。
【０００８】
さらに本発明の課題は、材料流、特にタバコ流から異物を分離するための装置において、材料流移送装置と、材料流移送装置に対して横方向に設けられた、材料部分流が材料流から分離可能な篩い選別装置とが設けられていること、および
篩い選別装置に引き続き、異物認識装置が設けられており、かつそれに引き続いて異物分離装置が設けられていることにより解決される。
【０００９】
本発明による装置により、材料からの極めて効率的な異物分離が可能である。篩い選別装置は管路を備えているのが好ましい。この構成により、部分材料流の効率的な案内が達せられる。管路が異物認識装置の領域内に延在していると、極めて精密な異物の確定すなわち認識が可能である。管路が異物認識装置の領域内に延在していることは、特に、管路が異物認識の領域内で異物認識装置の傍らを通って延在していることと解釈される。管路には吸込み管路が接続しているのが好ましい。この処置により、部分材料流の定義された速度が達せられ、従って異物分離効率は上がっている。管路と吸込み管路は互いに境を接するように設けられており、あるいは唯一の装置すなわち唯一の要素であってもよい。吸込み管路は異物の認識領域内にも延在していてもよい。管路は吸込み管路を含むかあるいは吸込み管路である。
【００１０】
管路および／または吸込み管路が、少なくとも区間毎に縮小する横断面積を有していると、部分材料流の速度はそこにおいて一様であり、かつ一定である。従って、改善された異物認識と異物分離が可能である。なぜなら部分材料流は実質的に一様であるからである。縮小する横断面積は、本発明の範囲内において、特に篩い選別管路あるいは管路の入口側での横断面積と理解できる。横断面積が縮小すると、部分材料流の速度は上がる。
【００１１】
管路および／または吸込み管路が少なくとも区間毎に湾曲して形成されていると、特に良好な異物認識が可能である。さらに、異物認識は、管路および／または吸込み管路が少なくとも区間毎にＳ字形状で形成されていることにより改善される。異物認識装置の領域内で、少なくとも一つの窓が管路および／または吸込み管路に設けられていると、さらに特に簡単な異物認識装置が実現される。少なくとも一つの窓に沿った管路および／または吸込み管路の内部における空気流を可能とする側方管路が設けられていると、窓の長い寿命が保証される。本発明の範囲内において、側方管路の概念は空気ノズルの概念も含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明を実施例に基づき図を用いて詳しく説明する。
【実施例】
【００１３】
図１は、タバコ流１１から異物を分離するための、本発明による装置の概略横断面図を示す。タバコ流１１を移送ベルト１０上に載せる。タバコ流１１を移送ベルト１０上の移送方向１０‘に移送する。
【００１４】
空気を管路２３あるいは吸込み管路４６から吸込みみ、および／または空気を管路２３内に吹込む、例えばポンプのような空気発生装置を用いて、管路２３あるいは吸込み管路４６の下方領域および／または上方領域において、管路２３内に入るタバコ流１１の篩い選別を可能にする空気流２１を発生させる。空気流の速度は、２ｍ／ｓから３０ｍ／ｓの間（好ましくは５ｍ／ｓから１７ｍ／ｓの間）である。対応して調節可能かあるいは予め設定可能な速度により、十分軽量であるかあるいは十分大きい空気抵抗を有するタバコ１２及び異物１３の形の、タバコ流１１の成分は、図１のタバコ流１１の重力に抗して上方へ移送されるように、管路２３内で上方へ移送される。従って異物１３を含むタバコ部分流１５が発生する。篩い選別装置を参照番号１４で示す。例えば葉骨あるいは石のような極めて重量のある成分は、矢印で示すように下方に落下する。
【００１５】
タバコ部分流１５は、この実施例において、例えば、レーザー装置を備え、窓１８を通過させて光線１７を管路１３内に送り、感光センサーやＣＣＤ（電荷結合素子）や光学マルチプレクサ−あるいはカメラを使用して反射光を受光し、かつ対応して所定の値と比較するような、最適な異物認識装置である異物認識装置１６の領域内に達する。これにより、対応して異物は認識される。異物認識装置１６もしくは窓１８と、ノズル１９との間の間隔に依存した、タバコ部分流１５の速度が、定義されているかあるいはほぼ定義されている場合、規定可能な時間が相当して経過した後、認識された異物１３は、ノズル１９から噴射される空気流２０により、タバコ部分流１５から分離される。
【００１６】
コンベアベルト１０は、図１による実施例において、管路２３まで延びるように形成されている。篩い排除されなかったタバコ流１１のフラクションは、タバコ葉骨のような重い成分の形で、加工あるいは処理されるために、選別装置の下方の図示していないコンベアベルトに達する。
【００１７】
図２に、異物分離のための本発明による装置の他の実施例の概略横断面図を示す。図１による実施例と異なり、タバコ流１１の移送要素は、圧縮空気あるいは空気流を使用してタバコ１２と異物１３が移送される移送管路３０である。さらに、仕分けを可能にする空気流３２を発生させるノズル３１を示す。さらに、図１の実施例とは異なり、管路２３の横断面は、異物認識領域内で、言い換えれば特に窓１８の領域内で縮小されており、従ってタバコ部分流１５の速度は、そこにおいては仕分け装置１４の入口側よりも速い。このことは先細りしている管路２３の区間４０により可能となる。速度が高いことにより、一方ではタバコ部分流１５のタバコ成分と異物成分は互いに分離し、先細り部分を通過して、さらにタバコ部分流は深い位置において一緒に押し詰められ、コンパクトにされる。従って全体として高い異物認識効果が得られる。重いタバコ１２‘、例えば葉骨のような部分流１５内に篩い排出されない材料は、移送管路３０内において、左側へ別の加工部に向けて移送される。
【００１８】
図３は異物を分離するための本発明による装置の一部の概略立体図を示し、この場合接続している吸込み管路４６を備えた管路２３を示す。さらに先細りしている区間４０と縮小された横断面４２を有する区間４１も示してある。縮小された横断面４２を有するこの区間４１には、異物認識装置１６用の篩い選別窓を示してある。

光学的な異物認識装置の代わりに、本発明の各実施例においては、例えばマイクロ波あるいは超音波のような、光学系以外の他の物理的パラメータに基づいた異物認識装置が使用されている。異物分離のために使用されるノズル１９の代わりに、対応するフラップも使用できる。
【００１９】
図４は管路２３の他の実施例を概略立体図で示してあり、この場合管路２３に吸込み管路４３が接続している。管路２３は吸込み管路４３も有しており、従ってここではただ一つの材料からなる要素である。さらに図３と比べて、拡張する区間４３と呼ばれる管路２３の区間あるいは吸込み管路４３の区間が示してある。この実施形態により、所望でありかつ所定のタバコ部分流１５の平均速度と、タバコ部分流１５内のタバコ１２と異物１３の速度分布とが最善の状態にされる。同じようなことは、先細りになる区間４０と拡張する区間４３とが互いに調和して移行する図５による実施例において当てはまる。管路２３と吸込み管路４６のエッジファンクション（Kantefunktion）の数学的導関数は、この実施例においては区間毎に連続である。
【００２０】
図６は吸込み管路４６あるいは管路を、概略横断面図にて示すが、この場合この管路は曲げられている。この実施例では、製品流すなわちタバコ流１５が、片側で壁に当接するかあるいは壁にすれすれに通る。これによって、高さのばらつき、すなわち深さのばらつきは著しく低下し、従って異物認識効率が改善可能である。
【００２１】
図７は管路２３あるいは４６の構成を示しており、この構成は変化する湾曲部、すなわち、まず一方の壁に沿った、次いで相対している壁に沿ったタバコ部分流すなわちタバコと異物との、Ｓ字状カーブ及び相互の当接部分を備えている。これにより、短時間で順次二つの窓１８を介して、両側の製品の監視が可能となり、従って異物認識も改善可能となる。
【００２２】
図８は両側の監視も可能である、管路２３あるいは吸込み管路４６の他の実施例を示す。この実施例では、わずかな高さのばらつきを有するタバコ部分流１５、すなわちタバコ２０と異物１３は、二つの壁１８，１８‘の一方に、すなわちこの場合には窓１８’の傍らを通過するが、同時に相対する窓１８により監視することができる。ノズルあるいは側方管路４５により窓１８‘の傍らを案内される付加的な空気流４４により、タバコ流１５に密に接近している窓１５の引っかき傷は回避できる。これはエアナイフの原理の様式である。
【００２３】
光学的認識装置で異物を認識するために、かつタバコ流あるいはタバコ部分流から異物を引き続いて分離するために、カメラあるいはレーザースキャナすなわち光学的異物認識装置により、タバコ表面あるいはタバコ部分流表面に対する自由な目視あるいはアクセスが達せられるようにタバコ部分流を拡幅することが合理的である。このために、単一層あるいは実質的に単一層であるタバコ部分流を製造することが適切である。良好な排出率を達するために、製品現示（Produktprasentation）の品質は、画像処理の技術と同じように重要である。このために、製品部分すなわち材料部分、そして異物部分の分離が重要である。さらに、材料流を両側から監視することが適切であり、従って材料により異物が覆われることは防止されるかあるいは覆われたことが認識可能である。さらに、高さすなわち深さのわずかなばらつきを達成することも重要であり、結果焦点深度の問題は回避される。
【００２４】
異物を認識した後、さらに異物を効率的に排出するために、検出位置と排出位置との間において、製品部分と異物部分に関する一様な速度を達することが重要である。材料流の構成成分の速度分布が小さくなるほど、検出位置と排出位置との間の間隔は長くてよい。さらに、製品流が多量なこと、すなわち単位時間毎の材料流が多量なことが望ましい。このことは広い幅によって、あるいは製品速度すなわち材料速度によって、あるいは両方の組合せによって達せられる。
【００２５】
篩い選別機すなわち篩い選別機装置１４を使用することにより、材料流からの、特にタバコ流のタバコからの、特に良好な材料の分離が達せられる。タバコ部分と異物のできるだけ一様な速度を達するために、材料を移送する空気流の速度を増加させること、すなわち篩い排除された材料を加速することが重要である。材料を広げるための特に適した位置は、篩い選別装置１４のすぐ後、すなわち篩い選別の直後である。管路２３あるいは吸込み管路４６の、横断面あるいは横断表面を狭めることにより、空気流速度を一様にすることが達せられ、それと同時にタバコ部分流の構成要素の速度を一様にすることも達せられる。さらに前に記載したような適当な構成が好ましい。少なくとも認識装置の範囲内で吸込み管路４６あるいは管路２３を湾曲させることによって、高さのばらつきすなわち深さのばらつきは減少する。
【００２６】
本発明により、極めて効率的な異物認識と異物分離が可能であり、この場合ほんのわずかな材料が材料流から一緒に分離されるにすぎない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明による装置の概略横断面図である。
【図２】本発明による装置の他の実施形態の概略横断面図である。
【図３】本発明による装置の一部分の概略立体図である。
【図４】本発明による装置の一部分の概略立体図である。
【図５】本発明による装置の一部分の概略立体図である。
【図６】本発明による装置の管路の概略横断面図である。
【図７】本発明による装置の他の管路の概略横断面図である。
【図８】本発明による装置の他の管路の概略横断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０ 移送ベルト
１０‘ 移送装置
１１ タバコ流
１２ タバコ
１２‘ タバコ
１３ 異物
１４ 篩い選別装置
１５ タバコ部分流
１６ 異物認識装置
１７ 光線
１８ 窓
１８‘ 窓
１９ ノズル
２０ 空気流
２１ 空気流
２２ 重量部分
２３ 管路
３０ 移送管路
３１ ノズル
３２ 空気流
４０ 先細り区間
４１ 縮小された横断面積を有する区間
４２ 横断面積
４３ 拡張区間
４４ 空気
４５ 側方管路
４６ 吸込み管路
【出願人】 【識別番号】５０４４２９５２９
【氏名又は名称】ハウニ・プライマリ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング
【出願日】 平成１７年４月２６日（２００５．４．２６）
【代理人】 【識別番号】１０００６９５５６
【弁理士】
【氏名又は名称】江崎 光史

【識別番号】１０００９２２４４
【弁理士】
【氏名又は名称】三原 恒男

【識別番号】１０００９３９１９
【弁理士】
【氏名又は名称】奥村 義道

【識別番号】１００１１１４８６
【弁理士】
【氏名又は名称】鍛冶澤 實
【公開番号】 特開２００５−３１２４５１（Ｐ２００５−３１２４５１Ａ）
【公開日】 平成１７年１１月１０日（２００５．１１．１０）
【出願番号】 特願２００５−１２７９６５（Ｐ２００５−１２７９６５）