JP2002320876A

JP2002320876A - 変圧器用機器のリサイクルシステム

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Publication number: JP2002320876A
Application number: JP2001130623A
Authority: JP
Inventors: Kiyoyuki Nishino; 清之西野; Michiharu Yachi; 道治矢地; Isao Onodera; 功小野寺
Original assignee: HOKURIKU ELECTRIC Manufacturing; Hokuriku Electric Co Ltd; Sato Tekko Co Ltd
Current assignee: HOKURIKU ELECTRIC Manufacturing; Hokuriku Electric Co Ltd; Sato Tekko Co Ltd
Priority date: 2001-04-27
Filing date: 2001-04-27
Publication date: 2002-11-05

Abstract

(57)【要約】【課題】特殊な破砕機とその周辺技術を改善すること
により、変圧器用機器のリサイクルに最も適したシステ
ムを提供する。【解決手段】変圧器のうちから鉄心、コイル、ブッシ
ングを分別し、この鉄心、コイル、ブッシングのうちの
少なくとも一種について、密閉された円筒状の容器内の
底部で可撓性を有する一段一対の線状体が水平に回転す
ることにより被破砕物をその構成材料ごとに分離しなが
ら破砕をする破砕機に投入し、この破砕機から排出され
た材料を構成材料ごとに選別する選別工程へと通す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、変圧器用機器のリ
サイクルシステムに関する。特に、変圧器用機器のうち
からコイル、鉄心及びブッシングを分別し、これらにつ
いてのリサイクルシステムに関する。

【０００２】

【従来技術】変圧器用機器を破砕・分離してこれを分別
する従来技術としては、コイルの中に含まれている導線
（銅系材料等）と絶縁材（紙等）を分離するため、導線
を巻き戻したり、また、微細切断して分離したり、また
更に絶縁材のリサイクルを諦めてこれを炭化して導線の
みを取り出す方法が提案されている（特開２０００−２
７７３５０）。また、微細切断し、スクリーン付き破砕
機を3台使用し、徐々に破砕片を小さくし、絶縁紙と導
体を分離する方式も提案されている（特開２００１−０
１５３４７）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように従来技術で
は、コイルの導線材と絶縁材を剥がすことが、通常の技
術では容易でないことがわかる。また、鉄心では、この
構成材料が１ｍｍ以下の薄い板材で積層されているた
め、通常の破砕機では、破砕後の形状が、薄板が重なり
合うか、または重なったボール状となり、後の洗浄工程
（油の除去等）で、洗浄できないことがあった。

【０００４】更に、ブッシング（碍子）のリサイクルで
は、本部品がセラミックと金属材料で構成されているた
め、セラミックと金属材料の分離で、脆性材であるセラ
ミックのみが破砕されればよいのに、従来の破砕方法で
は、不必要に金属材料も破砕され、過大な動力を要する
という欠点があった。

【０００５】また従来より、変圧器用機器の破砕には、
１軸又は２軸シュレッダーやハンマーミル等の一般的な
破砕機を使用していたが、この場合は下記の問題があっ
た。

【０００６】1 従来方式では、紙と導体を分離するため
に、細かく破砕する必要がある。そのため、処理過程で
材料の飛散等が発生し、回収率が悪い。 2 細かく裁断しても、紙と導体を剥がす機能が小さいの
で、紙と導体の分離効率が悪い。 3 従来の破砕機では、スクリーンに目詰まりを起こし、
トラブルが多い。 4 異物(例えば、鉄,石,ステンレスなど)が混入した場合
に、刃物等に大きな損傷をもたらす。 5 従来の破砕機では、紙の繊維が切断され、再利用でき
ない。 6 破砕機が大気と解放されているため、破砕中に有害な
物質の飛散や火災の危険がある。

【０００７】一方、パルプ質物品の粉砕に関し、パルプ
質の物品を線状にまで粉砕でき、パルプ質物品が再利用
容易な状態の粉砕物にできる粉砕装置として、横方向に
複数段で２対以上の線状体を回転させる破砕機が提案さ
れているが（特開２０００−１８９８２３）、この粉砕
機には下記の問題があった。

【０００８】破砕が複数対の線状体で実施されるた
め、破砕状態の相違が生じて品質が安定しない。また、
安定化させるときは、必要以上の破砕時間を必要とし
た。 2 破砕のメカニズムは、破砕機自身（線状体または円筒
内壁の突起）と被破砕物の打撃衝突であるため、著しい
摩耗を伴うので、ランニングコストが高い。 3 連続運転を前提としているため、破砕時におけるその
破砕空間を閉塞することが困難であり、有害物質の飛散
や火災の防止が困難である。

【０００９】本発明は、かかる従来技術の実情に鑑み、
特殊な破砕機とその周辺技術を改善することにより、変
圧器用機器のリサイクルに最も適したシステムを提供す
ることを目的としている。

【００１０】そして特殊な破砕機としては、複数の素材
から構成された部品または製品（これらの素材は、溶接
（融接、圧接等）、溶着、接着、締結等でそれぞれが接
合されている）を容易に分離することができ且つ破砕す
ることができる破砕メカニズムを有した破砕機を提供す
ることを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、変圧器のうちから鉄心、コイル、ブッ
シングを分別し、この鉄心、コイル、ブッシングのうち
の少なくとも一種について、密閉された円筒状の容器内
の底部で可撓性を有する一段一対の線状体が水平に回転
することにより被破砕物をその構成材料ごとに分離しな
がら破砕をする破砕機に投入し、この破砕機から排出さ
れた材料を構成材料ごとに選別する選別工程へと通す変
圧器用機器のリサイクルシステムを構成した。

【００１２】なお、破砕工程に使用される破砕機の線状
体が、鎖である場合には、破砕機の円筒状の容器内壁と
その鎖の回転外径との隙間が、その鎖の２ピッチ以上で
あることが本発明の目的達成により好ましい。

【００１３】また、変圧器より分別されたコイルにおい
ては、そのコイルを構成する構成材料ごとに選別する工
程が、破砕機より排出された各構成材料を、風力にて、
細かい紙を含む塵と、比較的重い導体材料及び絶縁紙片
とに分別し、次いで、振動と風力により絶縁紙と導体材
料とに分別するリサイクルシステムを構成した。

【００１４】上記コイルのリサイクルシステムにおい
て、破砕工程の破砕機より排出後に、風力選別工程を経
た線状の導体材料とそれにからみついている綿状態の絶
縁紙とをさらに細破砕機に通し、導体材料を短く切断し
て分離を容易にすることにより、回収物の純度の向上を
図ることができるように構成した。

【００１５】また、変圧器より分別された鉄心において
は、その鉄心を構成する構成材料ごとに選別する工程
が、破砕機より排出された材料を篩い装置により分別す
ることにより行なわれるリサイクルシステムを構成し
た。

【００１６】さらに、変圧器より分別されたブッシング
においては、破砕時間が変更可能な破砕機により破砕工
程が行なわれ、構成材料ごとに選別する工程が、破砕機
より排出された材料を風力選別し、その後に篩い装置に
より分別することより行なわれるリサイクルシステムを
構成した。

【００１７】なお、鉄心，コイル，ブッシングにおい
て、これらの処理する前の状態は、油等の有害な物質が
付着したものとし、本リサイクルの後に洗浄工程を設け
るものとする。

【００１８】本発明に使用される破砕機において、可撓
性を有する線状体とは、鎖（チェ−ン）、ワイヤーロー
プ、鎖とワイヤーの組み合わせ等を含む概念である。ま
た、水平に回転とは、破砕物を排出するために傾斜して
いることも含む概念である。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明方式の破砕によれば、本発
明に使用される破砕機は、従来形破砕機とは全く異なっ
た破砕機能を生じる。即ち、円筒状の容器内の上部開閉
装置を開いて被破砕材を投入し、開閉装置を閉じて破砕
空間を閉塞した後に、線状体を回転させて破砕を開始す
る。破砕のメカニズムは、線状体が位置する下部では被
破砕物が線状体と供回りをするが、その少し上部では供
回りしている被破砕物と停止している被破砕物が激しく
衝突して破砕が進展する。

【００２０】更に、回転が水平なので破砕され小さく軽
量になった破砕片は、打撃破砕時の慣性力により上部に
飛び散り、破砕されていない重いものは、重力により線
状体の近傍に集まる傾向となる。この破砕片の大小の円
筒内での移動繰り返しにより、被破砕物どうしの衝突打
撃により破砕が進展し細化される。

【００２１】当然のことながら、本発明方式の破砕機
は、従来例として先に紹介した破砕機（特開２０００−
１８９８２３）の破砕原理とは全く異なり、円筒内部に
突起は不要であり、装置（線状体、円筒内壁）の摩耗は
極めて少ない。また、基本的な相違点は、被破砕物があ
る程度用意された状態から破砕することである。

【００２２】また、本発明方式の破砕は、被破砕物を連
続して投入しない方式であることから、破砕空間を閉
塞できるので、破砕中に有害な物質の飛散や火災の危険
が少ない、破砕時間を変えることにより、破砕状態を
容易にコントロールできる、等の特徴がある。

【００２３】更に、線状体として鎖を使用した場合は、
円筒状の容器内壁と鎖の回転外径との隙間を鎖の２ピッ
チ以上開けることにより、被破砕物どうしの破砕をより
促進することができる。この隙間が少ない場合は、この
間に被破砕物が挟まり容器内壁が著しく摩耗し、かつ動
力損失も非常に多くなる。鎖のピッチは被破砕物の性状
と形状によりそのピッチを選定するが、この隙間は非破
砕物が転がる程度の間隔が必要である。

【００２４】また、本発明方式の破砕機によれば、上下
方向での破砕片の大小の移動繰り返しと同じように、半
径方向に関しても全く同じ現象が起こる。つまり、中心
部の被破砕物は線状体と供回りするが、円筒状の容器内
壁部の被破砕物は静止しているので、鎖が回転すると、
被破砕物どうしが激しく打撃衝突し、破砕され小さく軽
量になった破砕片は上部へ、破砕されていない重いもの
は遠心力により半径方向の外側へ移動する。従って、被
破砕物どうしの衝突打撃を促進するために、必要最小限
の隙間は必要不可欠なのである。

【００２５】このように、本発明に係る破砕機の破砕原
理は、被破砕物どうしの打撃衝突を実現することによ
り、単純で均一な打撃ではなく非破砕物どうしの衝突な
ので、被破砕物自身の切断よりも被破砕物自身の構成材
の分離から破砕が始まる。従って、本発明に係る破砕機
は、特に複数の素材が互いに接合されて構成された部品
または製品を、素材ごとに分離し且つ破砕する機能が要
求されるものに対して、最適な破砕メカニズムを発揮す
るものである。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明における変
圧器用機器のリサイクルシステムでは次の様な作用効果
が得られる。

【００２７】コイル，鉄心，ブッシングの各構成材料
の回収率（リサイクル率）を著しく向上させることがで
きる。リサイクルシステムのプロセスが単純化されているの
で、回収製品の品質の安定性が良い。機器に付着している油等の有害な物質を洗浄しやすい
状態で得ることができる。システム全体の動力が少なくて済むコイルのリサイクルシステムにあっては、紙が綿状に
なり繊維は切断されないので、紙として再利用できる。

【００２８】一方、本発明システムの破砕工程において
使用される破砕機にあっては、次の様な優れた作用・効
果を発揮する。

【００２９】単純な破砕原理で、分離破砕が容易にで
き、破砕品質にばらつきがない。破砕機の摩耗が少ない。また、刃物を使用しないの
で、異物による損傷が発生しない。破砕の品質が容易にコントロールできる。紙の繊維が切断されない。破砕動力が少なくてよい。

【００３０】

【実施例】図１及び図２は、変圧器より分別されたコイ
ルに関し、そのリサイクルシステムに使用される破砕機
と破砕状態を説明した図（図１）、及び各構成材料が破
砕工程から選別工程を経て選別されるフローチャート
（図２）である。

【００３１】コイルは一般的に、絶縁筒、巻線、巻線の
層間に挿入される絶縁紙や絶縁カラー等から構成されて
いる。以下、これらをコイルの構成材料と表現する。

【００３２】図１は本発明に係る破砕機（以下、クロス
フローシュレッダー（商品名）と称することもある）に
て、コイルを破砕した場合の破砕状態を説明する図であ
り、Ａは破砕前の状態、Ｂは破砕途中の状態図で、ｂ_１
は破砕途中の絶縁紙、ｂ_２は破砕途中の導線を示す。Ｃ
はほゞ破砕された状態を示し、ｃ_１は破砕後の絶縁紙、
ｃ_２は破砕後の導線を示す。

【００３３】破砕機（クロスフローシュレッダー）は、
密閉された円筒状の容器であって、被破砕物を投入する
破砕室１の上に、被破砕物を投入のために一時的に貯留
する予備室２を設けるとともに、予備室２に上部開閉装
置３と上部中間開閉装置４とを設け、密閉状態が確保さ
れている。つまり、被破砕物を破砕室１に投入するため
に、予備室２の上部中間開閉装置４を開けても、上部開
閉装置３を閉じておくことによって、破砕室１が直接外
部と接触することがないので、室内の雰囲気が変化する
ことはない。この実施例では図２に示すように、窒素ガ
ス雰囲気にて破砕されるように構成されている。

【００３４】破砕室１には、破砕室内底部の中心に設け
た回転軸５の外周に、被破砕物に高速で当たる可撓性の
線状体６が、底壁７に沿うように、且つ、一段一対の形
態で取り付けてある。

【００３５】このように構成された本発明に係る破砕機
によってはじめて、本発明の目的達成に沿った破砕が行
なわれ得るが、さらに、本発明に係る破砕機は、バッチ
式運転を主体としている。従って、破砕時間を適宜に変
更することができる。被破砕物に応じて、或いは所望の
破砕状態を得るために、この破砕機の運転時間を適宜選
択できることが特長である。

【００３６】線状体６の回転中心は破砕室１の中心と一
致し、水平回転することにより、被破砕物を動かしなが
ら、被破砕物どうしによる破砕により、細かく破砕され
る。その際の破砕原理は上記した通りである。

【００３７】なお、可撓性を有する線状体６とは、例え
ば、チェーン、ワイヤー、屈曲可能なリンク材等を適当
なものとして挙げることができる。また、線状体６は被
破砕物の落下停止位置としての下部に取り付けられる。

【００３８】この実施例の他、図３及び図５に示す他の
実施例においても、線状体６として鎖（チェーン）を使
用した例が示されている。そして、円筒状の容器内壁８
と鎖の回転外径９との隙間１０は、鎖の２ピッチ以上が
開けられている。こうすることにより、被破砕物どうし
の破砕をより促進することができる。この隙間１０が少
ない場合は、この間に被破砕物が挟まり容器内壁８が著
しく摩耗し、かつ動力損失も非常に多くなる。鎖のピッ
チは被破砕物の性状と形状によりそのピッチを選定する
が、この隙間１０は被破砕物（この例ではコイル）が転
がる程度の間隔が必要である。このことは、以下の鉄心
及びブッシングの場合においても同様である。

【００３９】破砕室が円筒形ケーシングよりなり、その
底部において、中心に下から突出される回転軸５に一対
の線状体６が一段のみ装着され、それにはチェーンが用
いられ、底面７に沿ってチェーンが高速回転することに
より被破砕物が破砕される。線状体６の回転軸５には、
プーリ１１を取り付け、モーター１２のプーリ１３との
間にＶベルト１４を掛けてある。なお、１５は下部排出
用開閉装置である。

【００４０】破砕状態は、上記した破砕原理により、比
重差や形状差等によって破砕室内で各構成材料ごとにほ
ゞ分離した状態に積層される。破砕機から排出された破
砕物は、構成材料ごとに選別すべく風力を利用し、先ず
軽量物が分離され、空気分級機を通して紙／Ｃｕ毛線の
ミックス、ダストが分離される。

【００４１】風力選別を経た粉砕物は、渦電流選別によ
り大形アルミ破片と、Ａｌ／Ｃｕ線／紙ミックスとに分
離され、さらに細破砕機、空気選別、分級篩い装置、空
気分級機を経て、アルミリッチと銅リッチとに選別され
る。

【００４２】図３及び図４は、変圧器より分別された鉄
心に関し、そのリサイクルシステムに使用される破砕機
と破砕状態を示した図（図３）、及び鉄心の各構成材料
が破砕工程から選別工程を経て選別されるフローチャー
ト（図４）を示したものである。

【００４３】一般的に、鉄心には積鉄心と巻鉄心とがあ
り、共に材料はけい素鋼帯で、積鉄心は、両端面を４５
度にカットした端面どうしを額縁状に突き合わせ、その
帯状の板を多数枚積層されてなるもので、巻鉄心の方
は、巻き重ねて鉄心としたものである。

【００４４】これを本発明に係る破砕機で破砕すると、
鉄心の破砕破片は積層状態の鉄心が単一の板に分離さ
れ、その大半は、構成する鋼板の圧延方向に沿って規則
正しく切断され、細長い板状の形状を呈する。本発明に
係るクロスフローシュレッダーによる破砕により、鉄片
の後工程（例えば、洗浄、溶解）の処理の要求品質にあ
わせて、鉄片のサイズ分けを行う。

【００４５】図３において、破砕前の鉄心Ｆは、次第に
破砕されｆ_１、ついには目的サイズの破砕片ｆ_２にまで
破砕される。粉砕片ｆ_２は図４に示すように、篩い装置
を通して、例えば８ｍｍ以上、３ｍｍ〜８ｍｍ、それ以
下に選別され、鉄微粉末は空気分級器を通して別途選別
され、リサイクルされる。

【００４６】図５及び図６は、変圧器より分別されたブ
ッシング（碍子）に関し、そのリサイクルシステムに使
用される破砕機と破砕状態を示した図（図５）、及びブ
ッシングの各構成材料が破砕工程から選別工程を経て選
別されるフローチャート（図６）を示したものである。

【００４７】変圧器用のブッシングは、主に碍子部分と
ブッシングリード線、その他連結金具等から構成されて
いる。図３において、Ｇは破砕前のブッシング、ｇ_１は
所定時間破砕後のリード線、ｇ_２は所定時間破砕線の磁
器片を示す。

【００４８】粉砕時間を変更可能な本発明に係る破砕機
（クロスフローシュレッダー）にて、最適な破砕時間を
選定し、所定の破砕時間終了後の被破砕物は、破砕機か
ら排出され、先ず風力選別される。陶器微粉末はさらに
空気分級機を経て分離され、風力選別による陶器破片及
び芯金は、篩い装置にかけられる。

【００４９】さらに、各種サイズの網目によるサイズ分
けと、磁力選別機、空気分級機等の組合せにより、各種
サイズの陶器破片、非鉄金属、磁性金属、陶器微粉末等
に選別され、リサイクルに供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る破砕機内のコイルの破砕状態を説
明した図。

【図２】破砕機から排出されたコイルの構成材料の選別
工程を示したフローチャート。

【図３】本発明に係る破砕機内の鉄心の破砕状態を説明
した図。

【図４】破砕機から排出された鉄心の構成材料の選別工
程を示したフローチャート。

【図５】本発明に係る破砕機内のブッシングの破砕状態
を説明した図。

【図６】破砕機から排出されたブッシングの構成材料の
選別工程を示したフローチャート。

【符号の説明】

１破砕室２予備室５回転軸６線状体（鎖）７底壁８内壁９鎖の回転外径１０隙間１５下部排出用開閉装置Ａ破砕前のコイルＦ破砕前の鉄心Ｇ破砕前のブッシング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ０７Ｂ 7/00 Ｂ０７Ｂ 9/00 Ａ 9/00 Ｈ０１Ｆ 41/00 ＺＢ０９Ｂ 3/00 ＺＡＢＢ０９Ｂ 3/00 ＺＡＢＺ 5/00 5/00 ＣＨ０１Ｆ 41/00 Ｂ０３Ｃ 1/24 Ａ (72)発明者矢地道治富山県中新川郡立山町鉾木220番地佐藤鉄工株式会社内 (72)発明者小野寺功富山県滑川市法花寺233 北陸電機製造株式会社内Ｆターム(参考） 4D004 AA21 BA05 BA09 CA04 CA08 CA09 CB13 CB27 4D021 FA02 FA09 FA12 FA22 GA23 GB01 GB03 HA01 HA10 4D065 AA16 BB03 EA05 EB02 EB20 ED22 EE15 4D067 EE12 EE17 EE22 EE25 GA10 GA20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】変圧器のうちから鉄心、コイル、ブッシ
ングを分別し、この鉄心、コイル、ブッシングのうちの
少なくとも一種について、密閉された円筒状の容器内の
底部で可撓性を有する一段一対の線状体が水平に回転す
ることにより被破砕物をその構成材料ごとに分離しなが
ら破砕をする破砕機に投入し、この破砕機から排出され
た材料を構成材料ごとに選別する選別工程へと通すこと
を特徴とする変圧器用機器のリサイクルシステム。
【請求項２】破砕工程に使用される破砕機の線状体が
鎖であって、破砕機の円筒状の容器内壁とその鎖の回転
外径との隙間が、その鎖の２ピッチ以上であることを特
徴とする請求項１記載の変圧器用機器のリサイクルシス
テム。
【請求項３】変圧器より分別されたコイルにおいて、
そのコイルを構成する構成材料ごとに選別する工程が、
破砕機より排出された各構成材料を、風力にて、細かい
紙を含む塵と、比較的重い導体材料及び絶縁紙片とに分
別し、次いで、振動と風力により絶縁紙と導体材料とに
分別することを特徴する請求項１又は２記載の変圧器用
機器のリサイクルシステム。
【請求項４】破砕工程の破砕機より排出後に、風力選
別工程を経た線状の導体材料とそれにからみついている
綿状態の絶縁紙とをさらに細破砕機に通し、導体材料を
短く切断して分離を容易にすることにより、回収物の純
度の向上を図ることを特徴とする請求項３記載の変圧器
用機器のリサイクルシステム。
【請求項５】変圧器より分別された鉄心において、そ
の鉄心を構成する構成材料ごとに選別する工程が、破砕
機より排出された材料を篩い装置により分別することに
より行なわれることを特徴する請求項１又は２記載の変
圧器用機器のリサイクルシステム。
【請求項６】変圧器より分別されたブッシングにおい
て、破砕時間が変更可能な破砕機により破砕工程が行な
われ、構成材料ごとに選別する工程が、破砕機より排出
された材料を風力選別し、その後に篩い装置により分別
することより行なわれることを特徴する請求項１又は２
記載の変圧器用機器のリサイクルシステム。