JP2009285645A - 浮遊選別装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発泡体を含む材料から、発泡体を確実に選別することのできる、浮遊選別装置を提供すること。
【解決手段】発泡体を含む材料を液体２に浮遊させて、発泡体を選別する浮遊選別装置１であって、液体２を収容するための外側ケーシング３と、外側ケーシング３内に、外側ケーシング３と連通するように配置され、材料を受け入れる内側筒４と、内側筒４内および外側ケーシング３内に設けられ、液体２を攪拌して、渦流を発生させるための第１水平回転羽根５および第２水平回転羽根７と、内側筒４内に設けられ、発泡体の上昇を抑制するための抑制部９０、および、渦流の通過を許容する切欠部５０が形成される選別部６とを備える浮遊選別装置１に、湿潤状態の材料を投入し、その浮遊選別装置１により発泡体を選別する。
【選択図】図１

Description

本発明は、浮遊選別装置、詳しくは、発泡体を含む材料を液体に浮遊させて、発泡体を選別する浮遊選別装置に関する。

従来より、各種材料の中から、目的の材料を選別するための選別装置が知られている。
例えば、下端が開放される内側サイクロンと、それの外側に設けられ、水を収容する有底の外側サイクロンとを備える比重選別機が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
そして、特許文献１で提案される比重選別機では、球状のＰＰおよびＰＥＴとアルミニウム粒とを含む材料を、内側サイクロン内において渦流となる水に投入し、まず、比重が大きいアルミニウム粒を沈殿させてこれを採取し、次いで、ＰＰおよびＰＥＴを内側サイクロンにおいて下降させながら、渦流によって内側サイクロンから外側サイクロンに移動させ浮上させて、これらを選別している。
特開平１０−２４４５３６号公報

しかるに、廃棄される樹脂などの材料は、発泡ポリスチレンなどの発泡体を含んでおり、かかる発泡体を選別する必要がある。
しかし、特許文献１で提案される比重選別機では、発泡体を選別することは困難である。
とりわけ、金属薄膜により被覆された比較的比重の大きい発泡ポリスチレンや、渦流によって移動しにくい小粒子状（例えば、最大長さが３５ｍｍ以下）の発泡ポリスチレンを選別することは、著しく困難である。

本発明の目的は、発泡体を含む材料から、発泡体を確実に選別することのできる、浮遊選別装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の浮遊選別装置は、発泡体を含む材料を液体に浮遊させて、前記発泡体を選別する浮遊選別装置であって、液体を収容するための外側ケーシングと、前記外側ケーシング内に、前記外側ケーシングと連通するように配置され、前記材料を受け入れる内側筒と、前記外側ケーシング内および／または前記内側筒内に設けられ、前記液体を攪拌して、渦流を発生させるための水平回転可能な羽根と、前記内側筒内に設けられ、前記羽根の水平回転により発生した渦流に沿って上昇する発泡体の上昇を抑制するための抑制部、および、渦流の通過を許容する許容部が形成される選別部とを備えていることを特徴としている。

この選別装置では、内側筒において、発泡体を含む材料を受け入れ、このうち、比重が比較的大きい材料は、内側筒において沈降して、羽根の水平回転により発生する水平方向の渦流によって、水平回転されながら、水平方向外側へ向かう遠心力によって、内側筒内からそれに連通する外側ケーシングへ移動する。
一方、内側筒に受け入れられた材料のうち、発泡体は、渦流によって水平回転されつつ、発泡体の浮力によって、内側筒内において上昇して、抑制部による抑制によって、上昇が抑制される。そして、上昇が抑制された発泡体は、渦流に沿って移動して許容部に至り、渦流の通過とともに許容部を通過する。

そのため、許容部において渦流とともに通過した発泡体と、外側ケーシングに移動した発泡体以外の材料とをそれぞれ回収することにより、材料から発泡体を確実に選別することができる。
その結果、簡易な構成により、発泡体を確実に選別することができる。
また、本発明の浮遊選別装置では、前記選別部は、水平方向に対して傾斜して設けられており、前記許容部が、前記選別部における下側部分に形成されていることが好適である。

この浮遊選別装置では、選別部は、水平方向に対して傾斜するので、水平方向の渦流に作用することにより、選別部の近傍においては、渦流が水平方向に対して傾斜する方向に渦巻く。
そして、許容部は、選別部における下側部分に形成されるので、選別部の近傍の渦流は、許容部において、渦巻く方向が、斜め下方向から斜め上方向に変化する。そのため、許容部において、渦流は勢いよく上昇するので、発泡体は、上側に向かって、渦流とともに通過し易く、発泡体を効率よく回収することができる。

また、本発明の浮遊選別装置では、前記許容部には、渦流の流れ方向に沿って延びる開口部が形成されていることが好適である。
この浮遊選別装置では、渦流の流れ方向に沿って延びる開口部によって、渦流とともに渦巻く発泡体の通過を、渦流の流れに沿って効率的に許容することができる。そのため、発泡体を効率よく回収して選別することができる。

また、本発明の浮遊選別装置では、前記選別部は、略円形状または略楕円形状に形成され、前記開口部は、渦流の流れ方向下流側に向かうに従って、前記選別部の径方向外側端部から径方向内側端部に向かって傾斜していることが好適である。
この浮遊選別装置では、渦流に沿って流れる発泡体は、開口部において、選別部の径方向外側端部から径方向内側端部に沿いながら、より一層効率よく通過することができる。そのため、材料から発泡体をより一層効率的に選別することができる。

また、本発明の浮遊選別装置では、前記選別部が、上下方向に往復移動可能に設けられていることが好適である。
この浮遊選別装置では、選別部を上下に往復移動させることにより、選別部における発泡体を、選別部から確実に分離させて、発泡体を効率よく回収することができる。
また、本発明の浮遊選別装置では、前記内側筒には、前記外側ケーシングと前記内側筒とにより仕切られる空間と、前記内側筒内の空間とを、一時的に連通させるための連通孔が設けられていることが好適である。

通常、発泡体のうち、小粒子状の発泡体は、得られる浮力が小さいため、内側筒内において上昇しにくく、渦流に沿う水平回転による遠心力によって、内側筒から外側ケーシングへ漏れ易い。そのため、外側ケーシングにおいて、発泡体を、発泡体以外の比重が比較的大きい材料から選別することは非常に困難である。
しかし、この浮遊選別装置では、連通孔によって、外側ケーシングと内側筒とにより仕切られる空間と、内側筒内の空間とを、一時的に連通させることによって、外側ケーシングと内側筒とにより仕切られる空間に漏れた発泡体を、内側筒内の空間に移動させることができる。そのため、発泡体をより一層効率よく回収して選別することができる。

また、本発明の浮遊選別装置では、前記羽根は、前記外側ケーシング内に設けられ、前記内側筒と上下方向に間隔を隔てて配置される第１羽根と、前記内側筒内に設けられる第２羽根とを備えていることが好適である。
この浮遊選別装置では、第２羽根により、内側筒内に渦流を確実に発生させるとともに、第１羽根により、外側ケーシング内に渦流を確実に発生させることができる。

本発明の浮遊選別装置によれば、簡易な構成により、発泡体を確実に選別することができる。

図１は、本発明の浮遊選別装置の一実施形態の正断面図、図２は、図１におけるＡ−Ａ矢視図、図３は、外側ケーシングの正面図、図４は、図３に示す外側ケーシングの平面図、図５は、内側筒の正断面図、図６は、図５におけるＢ−Ｂ矢視図、図７は、選別部の正断面図、図８は、図７におけるＣ矢視図である。
なお、図２において、外側ケーシング３および内側筒４の相対位置を明確に示すために、第1フレーム４３および第２フレーム４４を省略している。

また、方向に関する記載は、図１を基準として、紙面右側を「右側」（一方側）、紙面左側を「左側」（他方側）、紙面上側を「上側」、紙面下側を「下側」、紙面手前側を「前側」、紙面奥側を「後側」とする。
図１において、この浮遊選別装置１は、発泡体を含む材料を液体２に浮遊させて、発泡体を選別する浮遊選別装置１であって、液体２を収容するための外側ケーシング３と、材料を受け入れる内側筒４と、液体２を攪拌して、渦流を発生させるための羽根であって、第１羽根としての第１水平回転羽根５および第２羽根としての第２水平回転羽根７と、選別部６とを備えている。

外側ケーシング３は、図１および図２に示すように、第１フレーム４３に支持され、浮遊選別装置１の上下方向略中央に配置されており、図３および図４に示すように、上端が開放される有底略円筒形状に形成されている。また、外側ケーシング３は、上下方向に延びる第１側壁８と、第１側壁８の下端から連続する第１底壁９とを一体的に備えている。
第１側壁８には、第１側壁８の上部に小比重取出部１０が形成されている。

小比重取出部１０は、後述する発泡体の選別において浮上する材料（例えば、後述する小比重樹脂）を取り出すために設けられ、第１側壁８の上端部における前端に配置され、平面視略矩形状に形成されている。小比重取出部１０は、正断面略コ字形状に形成されており、第１側壁８の前端から連続して膨出するように形成されている。
また、小比重取出部１０により仕切られる空間が小比重取出室１８として形成されている。小比重取出室１８は、外側ケーシング３の内部空間（図１および図２において示される後述する第２選別室２８）と連通している。

また、第１側壁８には、取付部１２、供給受部１３および発泡体取出受部１４が設けられている。
取付部１２は、第１側壁８を第１フレーム４３（図１参照）に取り付けて固定するために設けられ、第１側壁８の上下方向途中の外側面に、第１側壁８の周方向に間隔を隔てて複数設けられている。

供給受部１３は、図１および図２に示すように、後述する供給フィーダ３１が接続される材料取入管３３を収容するために設けられ、第１側壁８の左側上端に配置されている。供給受部１３は、図３および図４に示すように、第１側壁８の左端から左側斜め上方に向かって突出するように形成されている。
発泡体取出受部１４は、図１および図２に示すように、後述する発泡体取出管３４を収容するために設けられ、第１側壁８の右側上端に配置されている。発泡体取出受部１４は、図３および図４に示すように、第１側壁８の右端から右方斜め下方に向かって突出するように形成されている。

第１底壁９は、第１側壁８の下端から径方向中心に向かうに従って下方に突出する正断面湾曲形状に形成されている。
また、第１底壁９には、前後方向中央および左右方向中央に大比重取出部１１が設けられている。
大比重取出部１１は、発泡体の選別において沈降して沈殿する材料（例えば、後述する大比重樹脂）を取り出すために設けられ、略円筒形状に形成されている。具体的には、大比重取出部１１は、大比重取出管１９を備えている。

大比重取出管１９は、上下方向に延びるように形成され、その上端が、第１底壁９の下端に接続されている。
また、大比重取出管１９の下端には、図１に示すように、開閉ゲート２０を介して下方に延びる下部管４９が接続され、その下部管４９の下端には、取出フィーダ２１が接続されている。

開閉ゲート２０は、大比重取出管１９および下部管４９の間を開閉可能に設けられている。なお、開閉ゲート２０は、自動操作により、一定周期で開閉する。
取出フィーダ２１は、スクリューフィーダからなり、下部管４９の下端に沈殿する材料を取出可能に設けられている。
内側筒４は、略矩形平板状のベース８０および支持ロッド６８を介して第２フレーム４４に支持され、外側ケーシング３内に設けられている。すなわち、内側筒４は、外側ケーシング３の前後方向内側および左右方向内側に、これらと間隔を隔てて配置されている。また、内側筒４は、その軸線が、外側ケーシング３の第１側壁８の上下方向に沿う軸線と重複するように、つまり、外側ケーシング３と同心状に、配置されている。

また、内側筒４は、図５および図６に示すように、上端および下端が開放される略円筒形状に形成され、具体的には、下端および上下方向途中では、上方に向かうに従って内径がわずかに小さくなるテーパ形状に形成されるとともに、上端では、略直管形状に形成されている。
また、内側筒４は、図１および図２に示すように、外側ケーシング３内に、外側ケーシング３と連通するように配置されている。すなわち、内側筒４の下端が、外側ケーシング３内に臨むように配置されている。また、内側筒４の上端は、外側ケーシング３の上端より上側にやや突出して配置されている。

これにより、内側筒４の外側、すなわち、内側筒４と外側ケーシング３との間には、これらにより仕切られる空間（第２選別室）２８が形成され、また、内側筒４の内側には、これにより仕切られる空間（第１選別室）２７が形成されている。そして、第１選別室２７および第２選別室２８は、内側筒４の下端である連通口２６を介して、互いに連通している。

また、内側筒４の上部には、連通孔としての連通窓４７が形成されている。
連通窓４７は、図５（破線）および図６に示すように、第２選別室２８と第１選別室２７とを一時的に連通させるために設けられている。連通窓４７は、後述する滞留部３７と上下方向位置が重なるように配置され、内側筒４の厚み方向を貫通する側面視略矩形状の開口として形成されている。また、連通窓４７には、図６に示すように、連通窓４７を開閉可能にするためのゲート４８が設けられている。

ゲート４８は、連通窓４７を開閉することにより、第１選別室２８および第２選別室２７の連通を許容または遮断する。なお、ゲート４８は、自動操作あるいは手動操作により、内側筒４の周方向に沿ってスライドして開閉する。
また、内側筒４には、図５および図６に示すように、材料取入部２９と、発泡体取出部３０とが形成されている。

材料取入部２９は、材料を内側筒４内に取り入れるために設けられ、内側筒４の左端の上下方向途中に配置されており、材料取入管３３を備えている。
材料取入管３３は、上下方向、具体的には、下方斜め右側から上方斜め左側に延びるように形成されている。材料取入管３３は、略直管形状に形成され、その下端が、連通窓４７の下方であって、内側筒４の上下方向途中に接続されている。また、材料取入管３３の上端には、第１フランジ４５が設けられている。

そして、内側筒４には、材料取入管３３が内側筒４の左端の上下方向途中に接続されることによって、内側筒４の上下方向途中に材料側開口６６が形成され、材料側開口６６を介して、第１選別室２７（図１および図２参照）と材料取入管３３の内部空間とが連通している。
また、材料取入管３３の上側には、図１に示すように、供給フィーダ３１が設けられている。

また、供給フィーダ３１は、材料を内側筒４に供給するために設けられるスクリューフィーダであって、また、スクリュー（供給スクリュー）３２の下部が材料取入管３３に挿入されている。また、供給フィーダ３１は、供給フィーダ３１の下端に設けられる第３フランジ８７と第１フランジ４５とが固定されることにより、材料取入管３３に取り付けられている。

また、供給フィーダ３１の上部には、材料を供給フィーダ３１に供給するための、シュート３５が設けられている。シュート３５は、下方に向かって内径が小さくなる、平面視略台形状の中空状に形成されている。また、シュート３５内には、図示しない注液装置が設けられている。
注液装置は、シュート３５に投入される材料の状態に応じて、材料に液体（水など）を注液（注水）するように構成されている。

発泡体取出部３０は、図５および図６に示すように、選別された発泡体を内側筒４から取り出すために設けられ、材料取入部２９と、内側筒４の軸線２２を挟んで対向配置されている。すなわち、発泡体取出部３０は、内側筒４の右端の上部に配置されている。また、発泡体取出部３０は、左右方向（内側筒４の直径方向）に延び、上方が開放される略円筒形状に形成されている。

発泡体取出部３０は、左側（内側筒４の直径方向内側）に配置される滞留部３７と、右側（内側筒４の直径方向外側）に配置される回収部３８とを備えている。
滞留部３７は、液体２を滞留させるために設けられ、発泡体取出部３０の下側に配置される第３底壁３９と、第３側壁４０とを一体的に備えている。
第３底壁３９は、内側筒４の右端と連続して形成されており、内側筒４の右端から右方斜め上側に延びる、平面視略矩形平板状に形成されている。

第３側壁４０は、内側筒４の右端と連続して形成されており、第３底壁３９の前後方向両端から上方に延びる平板状に形成されている。
滞留部３７において、第３底壁３９および第３側壁４０により仕切られる空間が、滞留室６４として形成される。
回収部３８は、第３底壁３９の右側に連続して配置される第４底壁４１と、第３側壁４０の右側に連続して配置される第４側壁４２とを一体的に備えている。

第４底壁４１は、第３底壁３９の右端から右方斜め下側に延びる平板形状に形成されている。また、第４底壁４１は、第３底壁３９の右端から右方（第４底壁４１の左右方向途中）に向かうに従って幅狭となり、その後、左右方向途中から右方にさらに向かって同幅で形成されている。
第４側壁４２は、第４底壁４１の平面形状に対応するように、第４底壁４１の前後方向両端から上方に延び平板形状に形成される。

回収部３８において、第４底壁４１および第４側壁４２により仕切られる空間が、回収室６５として形成される。
そして、内側筒４には、発泡体取出部３０の第３底壁３９および第３側壁４０が内側筒４の上部右端に接続されることにより、内側筒４の上端が切り欠かれた、右側面視略矩形状の発泡側開口６７が形成されている。

そして、内側筒４において、滞留室６４と回収室６５とが連通しており、また、滞留室６４が、発泡側開口６７を介して、第１選別室２７（図１参照）と連通している。
また、第１内側筒４の上端には、第２フランジ４６が設けられており、図１に示すように、第２フランジ４６の上側に設けられる支持ロッド６８がベース８０を介して第２フレーム４４に固定されることによって、第１内側筒４は、第２フレーム４４に支持されている。

第１水平回転羽根５は、図１および図２に示すように、外側ケーシング３内に設けられており、内側筒４の下方に間隔を隔てて配置されている。また、第１水平回転羽根５は、外側ケーシング３および内側筒４の軸線に沿う回転軸５２と、回転軸５２の下端において支持される第１水平回転羽根部材５３とを備えている。
回転軸５２は、内側筒４を貫通するように、より具体的には、後述する選別部６の支持筒５９を挿通するように、配置されている。なお、回転軸５２の上下方向途中には、第２水平回転羽根７の第２水平回転羽根部材６１が設けられており、この回転軸５２は、第１水平回転羽根５の回転軸および第２水平回転羽根７の回転軸として、第１水平回転羽根５および第２水平回転羽根７に共通して備えられる。また、回転軸５２の上部には、図１に示すように、第２フレーム４４にベース８０を介して支持されるモータ５１が設けられ、回転軸５２の上端がモータ５１に接続されている。モータ５１は、インバータで変速可能な電動機である。

第１水平回転羽根部材５３は、図２に示すように、回転軸５２の下端から径方向外側に延びる複数（３枚）の水平羽根を備えている。モータ５１の回転駆動によって、回転軸５２が回転されると、第１水平回転羽根部材５３の水平羽根が水平回転される。
また、第１水平回転羽根部材５３は、図１に示すように、平面視において回転軸５２が時計回りに回転する場合に、その回転方向下流側に向かうに従って上端部から下端部に傾斜している。

第２水平回転羽根７は、図１および図２に示すように、内側筒４内に設けられており、第１水平回転羽根５の上方に間隔を隔てて配置されている。また、第２水平回転羽根７は、回転軸５２と、回転軸５２の上下方向途中において支持される第２水平回転羽根部材６１とを備えている。
回転軸５２は、上記した第１水平回転羽根５および第２水平回転羽根７の水平方向の回転軸であって、第１水平回転羽根部材５３および第２水平回転羽根部材６１を水平回転可能に支持している。

第２水平回転羽根部材６１は、図２に示すように、回転軸５２の上下方向途中から径方向外側に延びる複数（４枚）の水平羽根を備えている。モータ５１の回転駆動によって、回転軸５２が回転されると、第２水平回転羽根部材６１の水平羽根が、第１水平回転羽根部材５３の水平羽根とともに、水平回転される。
また、第２水平回転羽根部材６１は、図１に示すように、平面視において回転軸５２が時計回りに回転する場合に、その回転方向下流側に向かうに従って下端部から上端部に傾斜している。

選別部６は、図１および図２に示すように、内側筒４内に設けられており、支持筒５９と、支持筒５９の下端において支持される選別部材６３とを備えている。
支持筒５９は、その軸線が、内側筒４の軸線と重複するように、つまり、内側筒４と同心状に配置され、回転軸５２を回転自在に外嵌している。
また、支持筒５９は、回転軸５２に対して上下移動可能に配置されている。また、支持筒５９の上端には、図１に示すように、水平ロッド５８が、支持筒５９と一体的に設けられている。

水平ロッド５８は、左右方向に延び、その左右方向中央において、支持筒５９を固定するとともに、回転軸５２が貫通する貫通孔が形成されている。また、水平ロッド５８の右端には、シリンダ５４に上下移動自在に摺動支持される上下ロッド５６の下端５５が接続されている。
上下ロッド５６は、上下方向に延び、第２フレーム４４に固定されるシリンダ５４内において上下移動可能に摺動するように、シリンダ５４に挿入されて支持されている。また、上下ロッド５６の上端には、上下ロッド５６の上下方向の移動範囲を調整するための調整部材５７が設けられている。

シリンダ５４は、圧空により上下ロッド５６を上下移動させるエアシリンダである。なお、シリンダ５４には、上下ロッド５６の上下移動（スライド）の速度を調整するための図示しない速度調整装置（例えば、スピードコントローラ）が設けられている。
また、水平ロッド５８の左右方向他端部（左端部）には、ガイドロッド２５が設けられており、水平ロッド５８は、ガイドロッド２５および上下ロッド５６により、その水平姿勢を確保しながら、上下移動するように形成されている。

選別部材６３は、図１および図７に示すように、内側筒４内に設けられており、水平方向に対して傾斜して設けられている。具体的には、選別部材６３は、左方から右方に向かうに従って下方に傾斜して設けられている。すなわち、選別部材６３は、図１、図７および図８に示すように、支持筒５９の下端において回転軸５２が挿通されるリング形状の基部６２と、基部６２から径方向外側に延びる選別板８３とを一体的に備えている。

基部６２は、図７および図８に示すように、上下方向に延びる円筒形状に形成されている。基部６２は、回転軸５２に対して、密着状に摺動自在に設けられており、支持筒５９の下端を閉塞している。
選別板８３は、図８に示すように、平面視略Ｃ字平板形状に形成されている。具体的には、選別板８３は、平面視（図７におけるＣ矢視図）において、略楕円板形状であって、選別板８３の平面に直交する方向、つまり、図７におけるＤ矢視図において、略円板形状に形成され、その右端から、径方向内側に向かって切り欠かれ、後述する渦流の通過を許容する許容部としての切欠部５０が形成されている。

切欠部５０は、平面視（図７におけるＣ矢視図）において、選別板８３の右側部分を周方向に分断するように形成されている。また、切欠部５０は、選別板８３の右側端部から選別板８３の軸心（基部６２）に向かう径方向途中まで開口される第１開口部７３と、第１開口部７３の径方向内端から径方向内側に向かって開口される開口部としての第２開口部７４とから形成されている。

第１開口部７３は、平面視略矩形状に形成されている。
第２開口部７４は、第１開口部７３から連続し、第１開口部７３から径方向内側に向かうに従って第１開口部７３から周方向両側に次第に広がる、平面視略Ｃ字形状の開口として形成されている。また、第２開口部７４は、選別部材６３の軸心を中心とする周方向（後述する渦流の流れ方向）に沿って延びるように形成されている。

また、第２開口部７４の前側端部７６は、平面視において時計回りに進む方向に向かうに従って、選別部材６３の径方向外側端部から径方向内側端部に向かって傾斜している。また、第２開口部７４の前側端部７６の傾斜面は、径方向外側に向かって湾曲している。
また、第２開口部７４の後側端部７７は、前側端部７６と略対称形状に形成されている。すなわち、第２開口部７４の後側端部７７は、平面視において反時計回りに進む方向に向かうに従って、選別部材６３の径方向外側端部から径方向内側端部に向かって傾斜している。また、第２開口部７４の後側端部７７の傾斜面は、径方向外側に向かって湾曲している。

また、第２開口部７４の径方向内側端部は、選別板８３の径方向内側端部とわずかな間隔を隔てて配置され、基部６２の径方向内側端縁と並行している。
さらに、選別板８３は、図７および図８に示すように、水平方向に対して傾斜して設けられ、すなわち、選別板８３の軸線（第１軸線）７１が、基部６２の軸線（第２軸線）７２と交差するように設けられている。すなわち、選別板８３が、その左側から右側に向かうに従って、下方に下がるように傾斜して、基部に６２に支持されている。

また、選別部材６３が傾斜していることから、選別板８３の切欠部５０を除く部分、つまり、前側部分７８および後側部分８５は、後述する渦流に沿って上昇する発泡体の上昇を抑制するための抑制部９０とされる。
なお、第１軸線７１と、第２軸線７２とのなす角度αは、例えば、５〜３０度、好ましくは、１０〜２０度である。

また、選別部材６３の前側部分７８における右側端部は、その径方向外側端縁が上方に屈曲するように形成されている。
そして、選別部材６３は、図１の矢印（実線および破線）で示すように、シリンダ５４により、上下ロッド５６、水平ロッド５８および支持筒５９が上下移動されて、調整部材５７により調整される上下方向の移動範囲において、選別板８３が上下に往復移動する。具体的には、選別部材６３の上下方向の移動（ストローク）範囲が、上下方向において、発泡体取出部３０の回収部３８を含むように、調整部材５７により選別部材６３の上下方向の移動範囲が調整されている。また、選別部材６３の上下の移動速度は、速度調整装置により調整される。

そして、この浮遊選別装置１は、以下の手順により組み立てられる。
すなわち、まず、ベース８０を用意して、そのベース８０にモータ５１とシリンダ５４とを固定する。
次いで、モータ５１に回転軸５２の上端を取り付けるとともに、シリンダ５４に上下ロッド５６を挿入する。

次いで、水平ロッド５８を、回転軸５２の下端から回転軸５２に挿入し、続いて、水平ロッド５８と上下ロッド５６の下端５５とを連結させる。次いで、ガイドロッド２５の下端を水平ロッド５８に取り付ける。
次いで、内側筒４を、回転軸５２の下端から、回転軸５２に挿入させる。次いで、第２フランジ４６に支持ロッド６８を取り付け、その支持ロッド６８をベース８０に取り付ける。

そして、支持筒５９に、選別部材６３を取り付け、次いで、回転軸５２に、第２水平回転羽根部材６１および第１水平回転羽根部材５３を順次取り付ける。
別途、外側ケーシング３を用意し、取付部１２を第１フレーム４３に固定し、その後、ベース８０を、内側筒４が第２フレーム４４の上方から外側ケーシング３内に挿入されるように、第２フレーム４４に固定する。

その後、発泡体取出管３４と発泡体取出受部１４との間を、シール部材でシールする。
次に、浮遊選別装置を用いる選別方法について説明する。
この方法では、まず、材料を用意する。
材料としては、例えば、発泡体を含む樹脂などであって、具体的には、一般消費者が廃棄する発泡体を含む廃プラスチック（より具体的には、「容器リサイクル法」に基づくプラスチック回収品）などが挙げられる。

発泡体としては、例えば、食品トレイなどに使用される、発泡ポリスチレン（発泡ＰＳ）など、比重が顕著に小さい発泡樹脂が挙げられる。なお、発泡ポリスチレンとしては、例えば、アルミニウム薄膜などの金属薄膜により被覆された比較的比重の大きい発泡ポリスチレン粒子や、小粒子状（例えば、最大長さが３５ｍｍ以下）の発泡ポリスチレンなども挙げられる。

発泡体以外の樹脂としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）などの比重が１よりわずかに小さい樹脂（小比重樹脂）や、例えば、ポリスチレン（例えば、延伸ポリスチレン（ＯＰＳ）など、発泡ＰＳを除くポリスチレン）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ、具体的には、硬質ＰＶＣなど）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂（ＡＢＳ）などの比重が１より大きい樹脂（大比重樹脂）などが挙げられる。なお、これらの樹脂の形状としては、例えば、粒子状（空隙が形成された粒子状）、フィルム状（皺が形成されたフィルム状）なども含まれる。

このような小比重樹脂の比重は、例えば、０．９〜０．９６であり、大比重樹脂の比重は、例えば、１．１〜１．７である。
材料における各成分の含有割合は、材料１００重量部において、例えば、発泡体が３〜８重量部、発泡体以外の材料が８５〜９５重量部である。より具体的には、材料１００重量部において、例えば、発泡ＰＳが５〜６重量部、小比重樹脂が約９０重量部、大比重樹脂がそれらの残部である。

また、上記した材料を、必要により、公知の粉砕装置によって、予め粉砕する。この粉砕により、材料の最大長さを、例えば、５〜５０ｍｍ、好ましくは、１０〜３０ｍｍ、具体的には、２５ｍｍ程度に調整する。
次いで、この方法では、材料を湿潤状態にする。すなわち、材料に、液体をスプレーなどの散布方法により塗布したり、あるいは、材料を液体に浸漬する。

液体としては、例えば、水または界面活性剤を含む界面活性剤水溶液などが挙げられる。
界面活性剤としては、例えば、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両イオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤など、公知の界面活性剤が挙げられる。界面活性剤の含有割合は、例えば、界面活性剤水溶液の比重が大比重樹脂の比重以下となるように設定され、具体的には、水１００重量部に対して、例えば、１重量部以下、好ましくは、０．５重量部以下（通常、０．３重量部以上）に設定される。界面活性剤の含有割合が上記範囲を超える場合には、界面活性剤水溶液の比重が大比重樹脂の比重より大きくなるので、大比重樹脂を沈降させることができず、大比重樹脂と小比重樹脂とを分離して回収できない場合がある。

これにより、材料の含水率を、例えば、５０重量％以上、好ましくは、７０重量％以上、より具体的には、７０重量％程度に設定する。材料の含水率が上記範囲にない場合、とりわけ、上記範囲に満たない場合には、材料の表面に空気（気泡）や油膜が付着し易いため、選別において発泡体のみを浮上させにくい場合、具体的には、発泡ＰＳと、ＰＥおよびＰＰとの浮遊速度を相違させることができない場合がある。

また、浮遊選別装置１に液体２を充填する。液体２は、上記と同様の液体が用いられる。
浮遊選別装置１に液体２を充填するには、外側ケーシング３の上端または内側筒４の上端から、第２選別室２８および第１選別室２７に液体２が充填されるように、液面が滞留部３７の右端の高さと同じ高さになるまで、液体２を注入（注液）する。

また、選別部６の選別部材６３を、図１の実線で示すように、上記高さにまで流入された液体２に浸かる高さ（第１位置）に、上下ロッド５６によって位置させる。なお、選別部材６３は、常には、第１位置（実線）に位置させ、後述する発泡ポリスチレンの回収時に、滞留部３７よりも上方の第２位置（点線）に位置させる。
次いで、この方法では、浮遊選別装置１の第１水平回転羽根部材５３および第２水平回転羽根部材６１を水平回転させる。

すなわち、モータ５１の回転駆動により、回転軸５２を介して第１水平回転羽根部材５３および第２水平回転羽根部材６１を水平回転させる。
これにより、第１選別室２７では、第１水平回転羽根部材５３の水平回転によって渦流が発生し、また、第２選別室２８では、第２水平回転羽根部材６１の水平回転によって渦流が発生する。なお、第１選別室２７および第２選別室２８における渦流は、平面視において時計回りに渦巻いている。

なお、第１水平回転羽根部材５３および第２水平回転羽根部材６１の周速を、例えば、２〜５ｍ／ｍｉｎに設定する。
第１水平回転羽根部材５３および第２水平回転羽根部材６１の周速が上記範囲にない場合には、発泡体を確実に浮上させて、大比重樹脂および小比重樹脂を確実に浮遊させることができない場合がある。そのため、発泡体を効率よく選別することができない場合がある。

次いで、この方法では、材料を浮遊選別装置１に投入する。
具体的には、まず、材料を、シュート３５に投入し、続いて、供給フィーダ３１の供給スクリュー３２の回転により、材料を材料側開口６６から第１選別室２７に送り出す。これと同時に、材料の内側筒４内への供給の促進と、液体２の補給とを兼ねて、図示しない注液装置から注液する。注液される液体２は、上記した液体２と同様である。

そして、第１選別室２７において、材料を、第１水平回転羽根部材５３の水平回転により発生する液体２の渦流によって、分離する。
発泡体以外の材料、つまり、小比重樹脂（空隙を有する粒子状またはフィルム状の小比重樹脂を除く）および大比重樹脂は、第１水平回転羽根部材５３の水平回転により発生する液体２の渦流によって水平回転されながら沈降する。そして、連通口２６において、径方向外側へ向かう遠心力によって、水平方向外側へ向かう遠心力によって、内側筒４内から外側ケーシング３、つまり、第１選別室２７から連通口２６を介して第２選別室２８に移動し、徘徊する。

続いて、小比重樹脂および大比重樹脂は、第２選別室２８において、その比重の相違により、上下方向に分離される。
つまり、小比重樹脂は、比重が１より小さいことから、遠心力により外側ケーシング３の第１側壁８に対して押し付けられるように浮上して、小比重取出室１８から、取り出される。

一方、大比重樹脂は、比重が１より大きいことから、そのまま沈降して、大比重取出管１９内に沈殿する。さらに、大比重樹脂は、開閉ゲート２０が開放されることにより、取出フィーダ２１の入口に至り、取出フィーダ２１の図示しない出口から回収される。
つまり、この方法では、材料から、発泡体を選別し、大比重樹脂を回収するとともに、小比重樹脂を回収する。具体的には、材料から、発泡ＰＳと、ＰＥＴおよび硬質ＰＶＣとを選別して、これらを廃棄した後、ＰＥおよびＰＰを回収して、これらをリサイクルすることができる。

一方、比重（見掛け比重）が極めて小さい、発泡体や、空隙が形成された粒子状または皺が形成されたフィルム状の小比重樹脂は、第１選別室２７において、第１水平回転羽根部材５３による渦流によって水平回転され、それらの浮力によって、内側筒４内において浮上して、選別板８３の抑制部９０により、上昇が抑制される。そして、発泡体のみが、渦流に沿って移動して切欠部５０に至り、渦流の通過とともに、切欠部５０を通過して、選別部材６３に乗り上げる。

そのため、選別部材６３に乗り上げた発泡体と、外側ケーシング３に移動した発泡体以外の材料とをそれぞれ回収することにより、材料から発泡体を確実に選別することができる。
次いで、上下ロッド５６の上方向の移動により、水平ロッド５８、支持筒５９および基部６２を介して、選別部材６３を上方向に移動させる。具体的には、選別部材６３を、液体２の液面より上方の高さ（第２位置）に移動させる（図１の破線）。これにより、選別部材６３に乗り上げた発泡体は、選別部材６３の上方向の移動および選別部材６３の傾斜に基づいて、回収室６５に放り出される（掬い上げられる）。なお、選別部材６３に乗り上げた発泡体は、選別板８３の前側部分７８の右側端部が上側に屈曲していることから、選別板８３の前側部分７８から径方向外側に向かってこぼれることが防止される。

さらに、選別部材６３は、水平方向に対して傾斜しているので、水平方向の渦流に作用することにより、選別部材６３の近傍においては、渦流が水平方向に対して傾斜する方向に渦巻く。
そして、切欠部５０は、選別板８３における下側部分に形成されているので、選別板８３の近傍の渦流は、切欠部５０において、渦巻く方向が、斜め下方向（前側斜め下方）から斜め上方向（前側斜め上方）に変化する。そのため、切欠部５０において、渦流は勢いよく上昇しながら、発泡体に大きな浮遊力を付与するので、かかる発泡体のみが、上側に向かって、渦流とともに通過し易く、発泡体を効率よく回収することができる。

さらにまた、渦流の流れ方向に沿って延びる第２開口部７４において、渦流とともに渦巻く発泡体の通過を、渦流の流れに沿って効率的に許容することができる。そのため、発泡体を効率よく回収して選別することができる。
また、渦流に沿って流される発泡体は、第２開口部７４において、選別板８３の径方向外側端部から径方向内側端部に沿いながら、より一層効率よく通過することができる。そのため、材料から発泡体をより一層効率的に選別することができる。

その後、上下ロッド５６の下方向の移動により、選別部材６３を第１位置に位置させる。
なお、選別部材６３の上下の往復移動速度は、例えば、５〜２５ｍ／ｍｉｎ、好ましくは、５〜１０ｍ／ｍｉｎに設定される。
その後、上記と同様に、選別部材６３を上下方向に繰り返し往復移動させることにより、継続的に発泡体を回収する。選別部材６３の往復移動の時間間隔（インターバル）は、例えば、５〜４０秒／１回（１往復）、具体的には、２０秒／回（１往復）程度である。

そして、この浮遊選別装置１では、選別部材６３を上下に往復移動させることにより、選別部材６３に乗り上げた発泡体を、選別部材６３から確実に分離させて、発泡体を効率よく回収することができる。
なお、発泡体のうち、小粒子（例えば、最大長さが４ｍｍ以下）状の発泡体は、得られる浮力が小さいため、内側筒４内において上昇しにくく、渦流に沿う水平回転による遠心力によって、第１選別室２７から第２選別室２８へ漏れ易い。

その場合には、図６の破線で示すように、ゲート４８をスライドして、連通窓４７を開放させて、第１選別室２７と第２選別室２８とを一時的に連通させることによって、第２選別室２８において浮上する発泡体を、径方向外側から径方向内側に向かう渦流とともに、第１選別室２７に移動させることができる。その後、選別部材６３の上下方向の移動によって、移動させた発泡体を回収することができる。そのため、発泡体をより一層効率よく回収することができる。

なお、上記した説明では、渦流を発生させるための羽根として、第１水平回転羽根５および第２水平回転羽根７の２つを設けたが、例えば、図示しないが、上記の２つのうちいずれか一方のみを設けることもできる。
好ましくは、第１水平回転羽根５および第２水平回転羽根７の２枚を設ける。２枚の羽根を設けることによって、第２水平回転羽根７により、内側筒４内に渦流を確実に発生させるとともに、第１水平回転羽根５により、外側ケーシング３内に渦流を確実に発生させることができる。

また、上記した図２の説明では、第１水平回転羽根部材５３に、３枚の水平羽根を設け、また、第２水平回転羽根部材６１に、４枚の水平羽根を設けたが、第１水平回転羽根部材５３および第２水平回転羽根部材６１の水平羽根の枚数は、特に制限されない。
また、上記した説明では、図８に示すように、第２開口部７４を、第１開口部７３から周方向両側に広がるように形成したが、例えば、図９に示すように、第１開口部７３から周方向一方（つまり、平面視において時計回りに進む方向、つまり、渦流の下流）側のみに広がるように形成することもできる。

また、上記した説明では、選別部材６３を周方向に分断するように形成したが、例えば、図１０に示すように、選別部材６３の周端部を連続するように形成することもできる。
図１０において、切欠部５０は、第２開口部７４のみから形成され、第１開口部７３が形成されていない。
また、上記した説明では、材料を供給フィーダ３１により供給したが、例えば、図示しないが、ピストンおよびピストンを収容するシリンダによって、材料を押し出すことができる。あるいは、供給フィーダ３１を設けず、材料を材料取入管３３に直接投入することもできる。

また、上記した説明では、図１に示すように、大比重樹脂を取出フィーダ２１を用いて取り出したが、例えば、図示しないが、ロータリーバルブなどの公知の排出装置を用いることもできる。
また、上記した浮遊選別方法では、浮遊選別装置１を１つ用いたが、例えば、図示しないが、複数の浮遊選別装置１を直列に多段で接続することができる。このようにすれば、発泡体の選別の精度を向上させることができる。

本発明の浮遊選別装置の一実施形態の正断面図である。 図１におけるＡ−Ａ矢視図である。 外側ケーシングの正面図である。 図３に示す外側ケーシングの平面図である。 内側筒の正断面図である。 図５におけるＢ−Ｂ矢視図である。 選別部の正断面図である。 図７におけるＣ矢視図である。 本発明の浮遊選別装置の他の実施形態（第２開口部が第１開口部から周方向一方に広がる態様）の選別部の平面図であり、図８に対応する平面図である。 本発明の浮遊選別装置の他の実施形態（選別板の周端部が連続する態様）の選別部の平面図であり、図８に対応する平面図である。

符号の説明

１ 浮遊選別装置
２ 液体
３ 外側ケーシング
４ 内側筒
５ 第１水平回転羽根
６ 選別部
７ 第２水平回転羽根
２２ 軸線
２７ 第１選別室
２８ 第２選別室
５０ 切欠部
７４ 第２開口部
８５ 抑制部

Claims (7)

1. 発泡体を含む材料を液体に浮遊させて、前記発泡体を選別する浮遊選別装置であって、
   液体を収容するための外側ケーシングと、
   前記外側ケーシング内に、前記外側ケーシングと連通するように配置され、前記材料を受け入れる内側筒と、
   前記外側ケーシング内および／または前記内側筒内に設けられ、前記液体を攪拌して、渦流を発生させるための水平回転可能な羽根と、
   前記内側筒内に設けられ、前記羽根の水平回転により発生した渦流に沿って上昇する発泡体の上昇を抑制するための抑制部、および、渦流の通過を許容する許容部が形成される選別部と
   を備えていることを特徴とする、浮遊選別装置。
2. 前記選別部は、水平方向に対して傾斜して設けられており、
   前記許容部が、前記選別部における下側部分に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の浮遊選別装置。
3. 前記許容部には、渦流の流れ方向に沿って延びる開口部が形成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の浮遊選別装置。
4. 前記選別部は、略円形状または略楕円形状に形成され、
   前記開口部は、渦流の流れ方向下流側に向かうに従って、前記選別部の径方向外側端部から径方向内側端部に向かって傾斜していることを特徴とする、請求項３に記載の浮遊選別装置。
5. 前記選別部が、上下方向に往復移動可能に設けられていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の浮遊選別装置。
6. 前記内側筒には、前記外側ケーシングと前記内側筒とにより仕切られる空間と、前記内側筒内の空間とを、一時的に連通させるための連通孔が設けられていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の浮遊選別装置。
7. 前記羽根は、
   前記外側ケーシング内に設けられ、前記内側筒と上下方向に間隔を隔てて配置される第１羽根と、
   前記内側筒内に設けられる第２羽根と
   を備えていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の浮遊選別装置。

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