JP2001046913A - 静電分離装置 - Google Patents

静電分離装置

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JP2001046913A
JP2001046913A JP11226386A JP22638699A JP2001046913A JP 2001046913 A JP2001046913 A JP 2001046913A JP 11226386 A JP11226386 A JP 11226386A JP 22638699 A JP22638699 A JP 22638699A JP 2001046913 A JP2001046913 A JP 2001046913A
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JP
Japan
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electrode
corona generating
separation device
electrostatic separation
drum
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JP11226386A
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English (en)
Inventor
I Mesenyashin Anatolie
アナトリー・アイ・メセンヤシン
Kazuo Nagatsuma
和男 長妻
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AKTSIONERNOE OBSHESTVO MEKHANO
AKTSIONERNOE OBSHESTVO MEKHANOBR TEKHNIK
Sankyo Frontier Co Ltd
Original Assignee
AKTSIONERNOE OBSHESTVO MEKHANO
AKTSIONERNOE OBSHESTVO MEKHANOBR TEKHNIK
Sankyo Frontier Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】複数本のニクロム線1Aを寄り合わせて側
面に多数の電極凸部1Bを形成した紐状のコロナ発生電
極1を設け、ドラム電極2の長手側面に対向させてコロ
ナ発生電極1を配設する静電分離装置Pにおいて、コロ
ナ発生電極1と誘導電極3とを平行に保持するブラケッ
ト4を設け、ドラム電極2に対するコロナ発生電極1と
誘導電極3との間隔をブラケット4で調整する。 【効果】これまで困難とされていた大きさの粒子を選別
することが可能になる。コロナ発生電極に与える電圧も
従来より低電圧で金属分離が可能になる。コロナ発生電
極の設置位置を常に最適な位置に調整保持することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、静電分離装置の改
良に係るもので、特にドラム電極に対向させることで、
ドラム電極表面の広い範囲にわたって高い放電効果が得
られる紐状のコロナ発生電極を使用した静電分離装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、金属やプラスチックなどの混
合された異種材料を分離する静電分離装置が使用されて
いる。
【0003】従来の静電分離装置は、回転ドラム電極に
適当な距離をおいてコロナ発生電極を配置したもので、
コロナ発生電極に電圧をかけるとコロナ放電現象が発生
し、コロナ発生電極とドラム電極との間にイオン電子を
もった電離層が形成される。この電離層を通過した不導
体物質は帯電状態となるが、金属のように導電性の材料
は帯電せず、ドラム電極の回転で生じる遠心力で飛ばさ
れる。この結果、静電気力は発生せずドラム電極表面か
ら離れる。一方、プラスチックのような絶縁物は、電離
層を通過した際に分極し、例えばコロナ発生電極に負の
適当な電荷を与え、ドラム電極を接地すると、コロナ放
電が生じ、マイナスイオン電子がその空間を流れ、マイ
ナスイオン層が形成される。そこを通る不導体表面にマ
イナスイオンの流れに沿ってドラム電極に吸着され、や
がてマイナスイオンはドラム電極を介し接地に流れる。
この結果、電荷を持った絶縁物に静電気力が生じドラム
電極に引き付けられる。このような作用を利用して導電
性の材料と絶縁性の材料とを分離するのが静電分離装置
である。
【0004】この静電分離装置において、従来より異種
材料を分離するための改良が種々提案されている。例え
ば、特開平7-178351号に記載の静電分離装置では、ドラ
ム電極に対向させるコロナ発生電極を針状電極とするこ
とで、電極の放電作用を高めようとしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】電極の放電作用は、電
極の面積、電極に与える電圧、電極とドラム電極との距
離、並びに電離層が形成される空気の乾燥状況等に左右
される。一方、静電分離装置の分離能力は、分離する材
料の粒子の直径が大きくなるほど分離し難くなり、材料
の粒子を小さくする程、粉砕コストが掛かる傾向にあ
る。そして、これまでの各種形状のコロナ発生電極を使
用すると、分離可能な粒子の直径は、せいぜい1mm まで
が限界とされており、選別する材料の粒子がこれ以上大
きくなると、例え針状電極や帯状電極を使用しても分離
することは不可能であった。
【0006】しかも、針状電極の先端部からコロナ放電
されるので、この先端部の消耗が激しく、針状電極の耐
久性に課題を残すものであった。また、針状電極の先端
部が僅かでも消耗すると、針状のコロナ発生電極とドラ
ム電極との間隔が変化することになるため、コロナ発生
電極を最適な位置に常時保持することは困難である。し
かも、コロナ発生電極の配置位置は、分離する材料の種
類や混合比によって微妙に異なるので、コロナ発生電極
の位置を任意に調整できる静電分離装置が望まれてい
た。
【0007】また、材料の粒子を小さくすると共に、コ
ロナ発生電極に与える電圧を高めるほど分離能力が高ま
るが、材料をミル等で粉砕するエネルギーに加えてコロ
ナ発生電極に加える高電圧のエネルギーが必要になるた
め、省エネルギーとしての課題も残していた。
【0008】そこで本発明は上述の課題を解消すべく創
出されたもので、これまで困難とされていた大きさの粒
子を選別することが可能になり、コロナ発生電極に与え
る電圧も従来より低電圧で金属分離が可能になる省エネ
型で、しかも、耐久性に優れ、コロナ発生電極の設置位
置を常に最適な位置に調整保持することができる静電分
離装置の提供を目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成すべく
本発明の第1の手段は、複数本のニクロム線1Aを寄り
合わせて側面に多数の電極凸部1Bを形成した紐状のコ
ロナ発生電極1を設け、ドラム電極2の長手側面に対向
させてコロナ発生電極1を配設する静電分離装置Pにお
いて、コロナ発生電極1と誘導電極3とを平行に保持す
るブラケット4を設け、ドラム電極2に対するコロナ発
生電極1と誘導電極3との間隔をブラケット4で調整す
ることにある。
【0010】第2の手段は、ドラム電極2の回転する側
面に接触し、ドラム電極2の側面に付着した材料を除去
する除去ブラシ6を設けたものである。
【0011】第3の手段は、コロナ発生電極1の切断時
に、短絡電流を防止する抵抗器5をコロナ発生電極1に
設ける。
【0012】第4の手段は、ドラム電極2の回転速度を
調整自在に設ける。
【0013】第5の手段は、複数本のニクロム線1Aを
寄り合わせて側面に多数の電極凸部1Bを形成した紐状
のコロナ発生電極1を設け、ドラム電極2の長手側面に
平行に対向させてコロナ発生電極1を配設する静電分離
装置Pにおいて、複数台の静電分離装置Pを上下に配置
し、上段の静電分離装置P1で分離できなかった材料を
下段の静電分離装置P2,P3で再度分離することにあ
る。
【0014】第6の手段は、上下段の静電分離装置Pの
間に位置する中間材案内口14にヒータ7を配置したこ
とを課題解消のための手段とする。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。
【0016】図に示す符号1はコロナ発生電極を示す。
このコロナ発生電極1は、複数本のニクロム線1Aを寄
り合わせて設けたもので、側面に多数の電極凸部1Bを
形成している(図1参照)。そして、コロナ発生電極1
と誘導電極3とを平行に保持するブラケット4を設け
る。このブラケット4は、静電分離装置Pの躯体と絶縁
体8を介してドラム電極2の長手両端部に一対配置する
のもので、ドラム電極2に対するコロナ発生電極1と誘
導電極3との間隔を自在に調整する。
【0017】図示例のブラケット4は、一対の固定杆4
Aに三対のスライド杆4Bを連結している。固定杆4A
は、長手側面にスライド溝4Aaを設けてあり、このス
ライド溝4Aaに各スライド杆4Bをスライド調整自在
に連結する。一方、スライド杆4Bの長手側面にもスラ
イド溝4Baを設けてあり、このスライド溝4Baと固
定杆4Aのスライド溝4Aaとを重ねた状態で固定杆4
Aに連結している。そして、スライド杆4Bの端部やス
ライド溝4Baにコロナ発生電極1と誘導電極3とを連
結している。このようなブラケット4によると、ドラム
電極2に対するコロナ発生電極1や誘導電極3の間隔を
自在に調整できる上に、コロナ発生電極1と誘導電極3
との間隔も自由に設定することが可能である。
【0018】図2は、コロナ発生電極1をドラム電極2
に対向させた状態を示している。図示例のコロナ発生電
極1は、便宜上1本のコロナ発生電極1を示している
が、複数本のコロナ発生電極1を使用してもよい。ま
た、このコロナ発生電極1には、コロナ発生電極1の切
断時に、短絡電流を防止する抵抗器5を設け、これによ
り印荷電圧を遮断する安全運転を可能にしている。コロ
ナ発生電極1は、2本のニクロム線1Aを寄り合わせた
2本のコロナ発生電極1と、このコロナ発生電極1に平
行な2本の誘導電極3を用いている。コロナ発生電極1
の電極凸部1Bは、ニクロム線1Aを寄り合わせたとき
に生じる突起部である。コロナ発生電極1をドラム電極
2の長手方向に沿って配設したときに、ドラム電極2側
に向いた電極凸部1Bからコロナ放電が生じる。この結
果、ドラム電極2の長手側面に沿った広い範囲に均一な
電離層が生じる。有効なコロナ放電作用を得るには、ニ
クロム線1Aの太さを0.1 〜0.7mm の範囲内とし、コロ
ナ発生電極1の間隔を、2 〜10mm間隔とするのが好まし
い。
【0019】図3は、複数台の静電分離装置Pを上下に
配置した状態を示している。図示例では3台の静電分離
装置Pを使用しているが、静電分離装置Pの使用台数は
任意に設定できる。図中、符号6は除去ブラシを示して
いる。この除去ブラシ6は、ドラム電極2の回転する側
面に接触し、ドラム電極2の側面に付着した材料を除去
するものである。また符号7はヒータ7を示し、上下段
の静電分離装置P1,P2,P3の間に位置する中間材
案内口14に配されている。同図に示す静電分離装置P
は、最上段の静電分離装置Pの上にホッパー10を配置
し、分離される材料は、ホッパー10から振動板11に
よって移動し、コロナ発生電極1とドラム電極2との間
を通過する。金属等の導電性材料は、ドラム電極2の回
転による遠心力により分離板12の外側に飛ばされ、下
端部の分離物収納箱13Aに収納される。また、プラス
チック等の絶縁材は帯電し、ドラム電極2に吸引されて
ドラム電極2に付着した物質は、除去ブラシ6で剥離さ
れ、分離物収納箱13Cに収納される。一方、帯電が小
さく吸着しないものは分離板12Aと分離板12Bとの
間に落下し、中間材案内口14を通り、次の静電分離装
置P2で再度静電分離を行う。これを繰り返すことによ
り分離精度を高めることができる。そして、最下段の静
電分離装置P3でも分離できなかった混合材料は分離物
収納箱13Bに収納される。遠心力は、ドラム電極2の
回転数の2乗に比例し、また、材料の乾燥状況で帯電度
が影響される。そこで、各静電分離装置P1,P2,P
3にドラム電極2の回転速度調整装置とヒータ7とを備
え、分離する材料の種類や粒子の大きさに適応した設定
にすることができる。
【0020】図4は、本発明電極を使用した静電分離装
置による分離実験を示している。この実験は、2本のコ
ロナ発生電極1と、1本の誘導電極3とを、ドラム電極
2の長手側面に沿ってそれぞれ平行に配設して行なっ
た。コロナ発生電極1は、直径0.2mm のニクロム線を、
3mm 間隔で寄り合わせたものを使用した。
【0021】表1に示すL1〜L5の数値は、図3に示
すコロナ発生電極1の距離(mm)を示しており、各資料
に対応してコロナ発生電極1を配置している。また、二
次電圧は、コロナ発生電極1に加わる電圧を示してお
り、表1では11.6〜16.4KVになっている。
【0022】
【表1】 表2に示す資料(投入物)は、(I)〜(III)の三つのタ
イプの混合物を使用した。資料(I)は、プラスチック、
アルミニウム、銅を、各3mm 以下の粒子に砕き、混合比
80:10:10の割合で混合したもの。資料(II) は、木材、
プラスチック、アルミニウム及び銅を、各3mm 以下の粒
子に砕き、混合比40:40:20の割合で混合したもの。資料
(III)は、プリント基板を各3mm 以下の粒子に砕いたも
のを使用した。
【0023】
【表2】 表3は、各資料の回収結果(回収量)を示している。表
3において、A欄はプラスチック回収量(g)、B欄は
混合物の回収量(g)、C欄は金属の回収量(g)を示
している。
【0024】
【表3】 以上の実験の結果、本発明電極を使用すると、これまで
不可能とされていた粒子直径が3mm の材料でも充分に分
離できることが示されている。またコロナ発生電極1に
加わる二次電圧は、およそ10〜20KVの範囲内にあり、従
来の二次電圧のおよそ1/2の電圧で選別できることが
示されていることから、本発明電極の省エネルギー性が
証明されている。
【0025】
【発明の効果】本発明は、上述の如く構成したことによ
り、当初の目的を達成した。
【0026】すなわち、請求項1に記載のコロナ発生電
極1により、ドラム電極に対して広く均一な放電効果が
得られ、これまで困難とされていた大きさの粒子を選別
することが可能になる。また、ブラケット4により、コ
ロナ発生電極1や誘導電極3の配設位置を常に最適な位
置に調整保持することができる。
【0027】また、請求項2乃至4に記載の静電分離装
置Pにより、安全で、しかも確実な分離作業を行えるも
のになった。
【0028】更に、請求項5及び6により、分離し難い
材料でも複数の静電分離装置Pで繰り返し行う分離工程
や、イオン発生率を高めるヒータ7によって、これまで
困難とされていた粒子の選別が可能になった。
【0029】このように、本発明によると、これまで困
難とされていた大きさの粒子を選別することが可能にな
り、コロナ発生電極に与える電圧も従来より低電圧で金
属分離が可能になる省エネ型で、しかも、耐久性に優
れ、コロナ発生電極の設置位置を常に最適な位置に調整
保持することができるなどといった産業上有益な種々の
効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のブラケットの一実施例を示す要部斜視
図である。
【図2】本発明電極の一実施例を示す概略斜視図であ
る。
【図3】本発明静電分離装置を複数段重ねた状態を示す
側断面図である。
【図4】実験状態を示す側面図である。
【符号の説明】
P 静電分離装置 1 コロナ発生電極 1A ニクロム線 1B 電極凸部 2 ドラム電極 3 誘導電極 4 ブラケット 4A 固定杆 4Aa スライド溝 4B スライド杆 4Ba スライド溝 5 抵抗器 6 除去ブラシ 7 ヒータ 8 絶縁体 10 ホッパー 11 振動板 12 分離板 13 分離物収納箱 14 中間材案内口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アナトリー・アイ・メセンヤシン ロシア連邦 サンクトペテルブルグ, 199109,ビルディング8A,21 リニア, ワシーリエフスカヤ オーストロフ アク ツィオネールノエ オブシェストヴォ メ ハノーブル・テクニカ内 (72)発明者 長妻 和男 千葉県柏市新十余二5番地三協フロンテア 株式会社内 Fターム(参考) 4D054 GA01 GA04 GA09 GB01 GB09

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数本のニクロム線を寄り合わせて側面
    に多数の電極凸部を形成した紐状のコロナ発生電極を設
    け、ドラム電極の長手側面に平行に対向させてコロナ発
    生電極を配設する静電分離装置において、コロナ発生電
    極と誘導電極とを平行に保持するブラケットを設け、ド
    ラム電極に対するコロナ発生電極と誘導電極との間隔を
    ブラケットで調整することを特徴とする静電分離装置。
  2. 【請求項2】 前記ドラム電極の回転する側面に接触
    し、ドラム電極の側面に付着した材料を除去する除去ブ
    ラシを設けた請求項1記載の静電分離装置。
  3. 【請求項3】 前記静電分離装置において、コロナ発生
    電極の切断時に短絡電流を防止する抵抗器をコロナ発生
    電極に設けた請求項1又は2記載の静電分離装置。
  4. 【請求項4】 前記静電分離装置において、ドラム電極
    の回転速度を調整自在に設けた請求項1乃至3いずれか
    記載の静電分離装置。
  5. 【請求項5】 複数本のニクロム線を寄り合わせて側面
    に多数の電極凸部を形成した紐状のコロナ発生電極を設
    け、ドラム電極の長手側面に平行に対向させてコロナ発
    生電極を配設する静電分離装置において、複数台の静電
    分離装置を上下に配置し、上段の静電分離装置で分離で
    きなかった材料を下段の静電分離装置で再度分離するこ
    とを特徴とする静電分離装置。
  6. 【請求項6】 前記静電分離装置において、上下段の静
    電分離装置の間に位置する材料投入口にヒータを配置し
    た請求項5記載の静電分離装置。
JP11226386A 1999-08-10 1999-08-10 静電分離装置 Pending JP2001046913A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115946265A (zh) * 2023-01-17 2023-04-11 广东省科学院资源利用与稀土开发研究所 一种静电分选机

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