JP2012110842A - 廃材分別装置 - Google Patents

Abstract

【課題】破砕装置で破砕することが可能な材料と破砕装置で破砕することが不可能な材料とを含む廃材を各材料に完全に分別して、各材料を回収することを可能にする手段を提供する。
【解決手段】廃材分別装置Ａ１には、廃材の輸送流れ方向に関して上流側から下流側に向かって順に、ホッパー１と、第１コンベア２と、破砕装置３と、第２コンベア４と、篩分装置５と、第３コンベア６と、乾式比重差分離装置７とが設けられている。破砕装置３は、廃材に破砕処理を施す。篩分装置５は、破砕装置３によって破砕処理が施された廃材を、各材料間の寸法差を利用して、破砕された破砕性材料を含む小寸法材料と、上記各非破砕性材料を含む大寸法材料とに篩分する。乾式比重差分離装置７は、篩分装置５によって篩分された大寸法材料を、各材料間の比重差を利用して、各非破砕性材料に分別する。
【選択図】図１

Description

本発明は、破砕装置で破砕することが可能な破砕性材料と、破砕装置で破砕することが不可能でありかつ比重が互いに異なる複数種の非破砕性材料とを含む廃材を各材料に分別するための廃材分別装置及び廃材分離方法に関するものである。

一般に、ビル、マンション、高架道路等の建築物ないしは土木構築物を解体又は破壊したとき、あるいは産業廃棄物の中間処理を行ったときには大量の廃材が発生するが、このような廃材には、石塊、コンクリート塊、金属片、木材、プラスチック片、布切れなどといった資材又は燃料として再利用することが可能な材料が多く含まれている。そこで、このような廃材から、再利用することが可能な材料を回収するための材料回収装置ないしは材料回収方法が種々提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。

そして、例えば特許文献１に開示された従来の材料回収装置ないしは材料回収方法では、破砕装置で破砕することが可能なコンクリート塊あるいは木材等の材料からなる廃材を、ジョークラッシャ及びインパクト破砕機により破砕した上で、破砕された材料を篩装置、磨鉱機、湿式比重選別機及びスパイラル分級機により各材料に分別し、再利用可能な資材として砂利、砕石等の土木建築用の骨材を回収するようにしている。

特開２００６−３５２２３号公報（段落［００４０］、図１） 特開２００４−２７５９８１号公報（段落［００１３］、図１）

しかしながら、例えば特許文献１に開示された従来の材料回収装置ないしは材料回収方法では、廃材中に、破砕装置で破砕することが不可能な材料、例えば金属片、布切れ、紙片、軟性プラスチック片などが含まれている場合は、すべての種類の材料を完全に分別して回収することは困難であるといった問題がある。

本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであって、破砕装置で破砕することが可能な材料と破砕装置で破砕することが不可能な材料とを含む廃材を各材料に完全に分別して、各材料を回収することを可能にする手段を提供することを解決すべき課題とする。

上記課題を解決するためになされた本発明に係る廃材分別装置は、その基本的態様においては、破砕装置で破砕することが可能な破砕性材料と、破砕装置で破砕することが不可能である非破砕性材料とを含む廃材を各材料に分別するものであり、廃材に破砕処理を施す破砕装置と、破砕装置によって破砕処理が施された廃材を各材料間の寸法差を利用して破砕された破砕性材料を含む小寸法材料と、各非破砕性材料を含む大寸法材料とに篩分する篩分装置とを備えていることを特徴とする。

本発明のより具体的な態様に係る第１の廃材分別装置は、破砕装置で破砕することが可能な破砕性材料と、破砕装置で破砕することが不可能でありかつ比重（密度）が互いに異なる複数種の非破砕性材料とを含む廃材を各材料に分別する。この廃材分別装置は、破砕装置と、篩分装置と、比重差分離装置とを備えている。ここで、破砕装置は、廃材に破砕処理を施す。篩分装置は、破砕装置によって破砕処理が施された廃材を、各材料間の寸法差（形状の相違）を利用して、破砕された破砕性材料を含む小寸法材料と、上記各非破砕性材料を含む大寸法材料とに篩分する。比重差分離装置は、篩分装置によって篩分された大寸法材料を、各材料間の比重差を利用して、各非破砕性材料に分別する。ここで、比重差分離装置としては、乾式又は湿式の比重差分離装置を用いることができる。

本発明に係る第２の廃材分別装置は、比重が互いに異なる複数種の破砕性材料と、比重が互いに異なる複数種の非破砕性材料とを含む廃材を各材料に分別する。この廃材分別装置は、破砕装置と、篩分装置と、第１及び第２の乾式比重差分離装置とを備えている。ここで、破砕装置は、廃材に破砕処理を施す。篩分装置は、破砕装置によって破砕処理が施された廃材を、各材料間の寸法差を利用して、破砕された各破砕性材料を含む小寸法材料と、各非破砕性材料を含む大寸法材料とに篩分する。第１の比重差分離装置は、篩分装置によって篩分された大寸法材料を、各材料間の比重差を利用して、各非破砕性材料に分別する。第２の比重差分離装置は、篩分装置によって篩分された小寸法材料を、各材料間の比重差を利用して各破砕性材料に分別する。ここで、第１及び第２の比重差分離装置としては、乾式又は湿式の比重差分離装置を用いることができる。

本発明に係る第１又は第２の廃材分別装置において、比較的比重が大きい破砕性材料としては、例えば石塊、石片、コンクリート塊、コンクリート片（コンクリートガラ）、アスファルト塊、アスファルト片（アスファルトガラ）、ガラス片、レンガ片、瓦片、陶器片又はこれらのうちの少なくとも２つのものの混合物が挙げられる。また、比較的比重が小さい破砕性材料としては、例えば木片もしくは硬性プラスチック片又はこれらの混合物が挙げられる。他方、比較的比重が大きい非破砕性材料としては、金属片が挙げられる。また、比較的比重が小さい非破砕性材料としては、布切れ、紙片もしくは軟性プラスチック片（軟性プラスチックシート片）又はこれらの混合物が挙げられる。

本発明に係る第１の廃材分別方法は、破砕性材料と、比重が互いに異なる複数種の非破砕性材料とを含む廃材を各材料に分別する。この廃材分別方法は、破砕工程と、篩分工程と、乾式又は湿式の比重差分離工程とを備えている。破砕工程では、廃材に破砕処理を施す。篩分工程では、破砕処理が施された廃材を、各材料間の寸法差を利用して、破砕された破砕性材料を含む小寸法材料と、各非破砕性材料を含む大寸法材料とに篩分する。乾式又は湿式の比重差分離工程では、篩分された大寸法材料を、各材料間の比重差を利用して各非破砕性材料に分別する。

本発明に係る第２の廃材分別方法は、比重が互いに異なる複数種の破砕性材料と、比重が互いに異なる複数種の非破砕性材料とを含む廃材を各材料に分別する。この廃材分別方法では破砕工程と、篩分工程と、乾式又は湿式の第１及び第２の乾式比重差分離工程とを備えている。破砕工程では、廃材に破砕処理を施す。篩分工程では、破砕処理が施された廃材を、各材料間の寸法差を利用して、破砕された各破砕性材料を含む小寸法材料と、各非破砕性材料を含む大寸法材料とに篩分する。乾式又は湿式の第１の乾式比重差分離工程では、篩分された大寸法材料を、各材料間の比重差を利用して各非破砕性材料に分別する。乾式又は湿式の第２の乾式比重差分離工程では、篩分された小寸法材料を、各材料間の比重差を利用して各破砕性材料に分別する。

本発明に係る廃材分別装置又は廃材分別方法によれば、破砕性材料と非破砕性材料とを含む廃材を、自動的に各材料に完全に分別することができる。このため、例えばビル、マンション、高架道路等の建築物ないしは土木構築物を解体又は破壊したとき生じ、あるいは産業廃棄物の中間処理を行ったときに生じる大量の廃材を資材として有効に活用することができ、有限である資源の有効利用を図ることができる。

本発明の実施形態１に係る廃材分別装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態２に係る廃材分別装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態３に係る廃材分別装置の構成を示すブロック図である。

（実施形態１）
以下、図１を参照しつつ、本発明の実施形態１に係る廃材分別装置ないしは廃材分別方法を具体的に説明する。図１は、実施形態１に係る、破砕性材料と比重が互いに異なる複数種の非破砕性材料とを含む廃材を各材料に分別する廃材分別装置の構成を示すブロック図である。なお、実施形態１では、破砕性材料は、実質的に、破砕することにより骨材として使用することが可能な材料のみを含むことを前提としている。

図１に示すように、実施形態１に係る廃材分別装置Ａ１には、廃材の輸送流れ方向に関して上流側から下流側に向かって順に、ホッパー１と、第１コンベア２と、破砕装置３と、第２コンベア４と、篩分装置５と、第３コンベア６と、乾式比重差分離装置７とが設けられている。ここで、ホッパー１は、詳しくは図示していないが、その上側部分は筒状であり、その下側部分では底面が傾斜してその最下部に廃材の排出口が設けられた、一般に用いられている普通のホッパーである。ホッパー１は、例えばトラック等により輸送されてきた廃材を受け入れて一時的に貯留する。そして、第１コンベア２は、ホッパー１内に貯留されている廃材を、予め設定された供給速度で連続的に破砕装置３に供給する。

廃材は、例えばビル、マンション、高架道路等の建築物ないしは土木構築物の解体又は破壊によって生じたもの、あるいは産業廃棄物の中間処理を行ったときに生じたものであり、普通の破砕装置で破砕することが可能な破砕性材料と、普通の破砕装置では破砕することが不可能でありかつ比重が互いに異なる複数種の非破砕性材料とを含んでいる。ここで、破砕性材料としては、例えば石塊、石片、コンクリート塊、コンクリート片、コンクリートガラ、アスファルト塊、アスファルト片、アスファルトガラ、ガレキ、ガラス片、レンガ片、瓦片、及び陶器片あるいはこれらのうちの一種又は全種の混合物などが挙げられる。他方、比較的比重が大きい非破砕性材料としては、例えば鉄、ステンレススチール、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ニッケル合金、クロム、クロム合金等からなる金属片などが挙げられる。また、比較的比重が小さい非破砕性材料としては、例えば布切れ、紙片、軟性プラスチック片、軟性プラスチックシート、あるいはこれらのうちの一種又は全種の混合物などが挙げられる。

これらの各材料は分別すれば、それぞれ種々の技術分野で使用することができる原料ないしは資源となる。例えば、破砕性材料である石塊、コンクリート塊等は、適切な寸法ないしは粒度に破砕することにより建築用又は土木用の骨材又は再生砂として使用することができる。非破砕性材料である金属片は、製錬ないしは冶金の原料として使用することができる。また、非破砕性材料である紙片は古紙パルプの原料として使用することができ、軟性プラスチック片は再生プラスチックの原料として使用することができる。

前記のとおり、廃材に含まれる破砕性材料又は非破砕性材料としては種々の材料が挙げられるが、以下では、廃材が破砕性材料として石塊及びコンクリート塊を含む一方、非破砕性材料として比較的比重が大きい銅片と比較的比重が小さい布切れとを含む場合を一例として、廃材分別装置Ａ１の構成及び機能を説明する。しかしながら、実施形態１は、これらの材料の処理に限定されるわけではなく、廃材分別装置Ａ１は、実質的に同一の構成でもって、これらの材料と異なる破砕性材料及び非破砕性材料を含む廃材についても基本的には同様に機能することはもちろんである。

なお、岩石及びコンクリート塊からなる破砕性材料の寸法が、該破砕性材料のホッパー１内への受け入れもしくはホッパー１からの排出又は第１コンベア２による輸送に不具合が生じるほど大きい場合は、該破砕性材料を、ホッパー１内に投入する前に適度に（例えば、最大径が１００ｍｍ以下となるように）破砕する粗破砕機を設けるのが好ましい。

破砕装置３としては、例えばローラミル又はジョークラッシャ等を用いることができる。なお、ローラミルは、図示していないが、被破砕物を、回転するローラと静止している壁面ないしは底面との間にかみ込ませて破砕ないしは粉砕する型式の破砕機であり、例えばローラの種類、ローラの位置、ローラの回転数等を変えることにより、容易に破砕後の被破砕物の寸法ないしは粒度を調節することができるものである。また、ジョークラッシャは、図示していないが、互いに対向して配置された固定板と可動板とを有し、回転体を回転させることにより可動板を固定板に対して往復移動させて被破砕物を破砕する破砕機であり、例えば固定板と可動板の最接近距離等を変えることにより、容易に破砕後の被破砕物の寸法ないしは粒度を調節することができるものである。

そして、破砕装置３は、第１コンベア２によって供給された廃材に対して破砕処理を施す。その結果、破砕性材料を構成する石塊及びコンクリート塊は破砕装置３によって破砕され、予め設定された寸法ないしは粒度の粒子（以下「破砕性材料粒子」という。）となる。ここで、破砕装置３は、破砕性材料粒子が所望の寸法ないしは粒度となるように予め調整されている。以下では便宜上、破砕装置３が、破砕性材料粒子の最大粒径が５ｍｍとなるように調整されているものとして説明する。なお、この５ｍｍの最大粒径は単なる例示であり、最大粒径は、必要とする骨材又は再生砂の寸法に応じて自在に設定することができるのはもちろんである。すなわち、より大きい骨材を必要とする場合は例えば最大粒径を１０〜３０ｍｍ程度とし、再生砂を必要とする場合は例えば最大粒径を０．５〜２ｍｍ程度とすればよい。

他方、非破砕性材料を構成する銅片は、非常に高い靭性ないしは塑性を有するので、破砕装置３によって破砕されない。また、非破砕性材料を構成する布切れは、その厚みが薄く、また極めて柔軟であって剛性を有しないので、破砕装置３によって破砕されない。このため、廃材に破砕処理が施されても、銅片及び布切れの寸法ないしは形状はほとんど変化しない。なお、以下では便宜上、銅片及び布切れは、１辺が５ｍｍの正方形の孔を通り抜けることができない寸法ないしは形状を有しているものとする。したがって、破砕装置３によって破砕処理が施された廃材は、最大粒径が５ｍｍである比較的小寸法の破砕性材料粒子（小寸法材料）と、１辺が５ｍｍの正方形の孔を通り抜けることができない寸法ないしは形状を有する比較的大寸法の非破砕性材料（大寸法材料）とで構成される。

破砕装置３によって破砕処理が施された廃材は、第２コンベア４により篩分装置５に輸送される。篩分装置５は、破砕処理が施された廃材を、各材料間の寸法差を利用して、石塊破砕物及びコンクリート塊破砕物を含む破砕性材料粒子（小寸法材料）と、銅片及び布切れを含む非破砕性材料（大寸法材料）とに篩分する。具体的には、篩分装置５は、有効目開きが５ｍｍである正方形の目を有する篩（例えば金網）を備えた振動式の篩分機である。したがって、破砕性材料粒子は篩分装置５の篩の目を通り抜けることができるので落下する一方、銅片及び布切れを含む非破砕性材料は篩上に残留する。これにより、比較的小寸法の破砕性材料粒子と比較的大寸法の非破砕性材料とが分別される。

ここで、篩分装置５の篩の目を通り抜けた破砕性材料粒子は、重力により自由落下し、篩分装置５の篩の下方に配置された所定の容器（図示せず）に貯留される。容器内に貯留された最大粒径が５ｍｍの破砕性材料粒子は、建築用又は土木用の骨材として使用することができる。

他方、篩分装置５の篩の上に残留している銅片及び布切れを含む非破砕性材料は、第３コンベア６により乾式比重差分離装置７に輸送される。乾式比重差分離装置７は、各材料間の比重差を利用して、非破砕性材料を構成している銅片（比重：８．５）と布切れ（比重：０．９〜１．１）とを分別する。このように分別された銅片及び布切れは、それぞれ資源として利用することができる。ここで、乾式比重差分離装置７としては、例えば竪型風力選別機、横型風力選別機、エアーテーブル型風力選別機等の風力選別機を用いることができる。これらの風力選別機は、材料の比重差が大きい被処理物の分別に適しているので、銅片と布切れとを確実に分別することができる。

竪型風力選別機は、上下方向に伸びる筒状の風洞内に上向きに空気を流し、風洞の上下方向の中間部に被処理物を供給し、風洞の下部から比重が大きい材料を取り出す一方、風洞の上部から比重が小さい材料を取り出すように構成された風力選別機である。なお、竪型風力選別機は、比重が異なる複数の材料を含む被処理物を、比重が大きいものと比重が小さいものとに二分するだけである。

横型風力選別機は、箱状の分離室内に水平方向に空気を流し、この空気の流れの中に被処理物を落下させ、被処理物に含まれる各材料の比重差により生じる飛行距離の差により各材料を分別するようにした風力選別機である。なお、横型風力選別機は、比重が異なる複数の材料を含む被処理物を、比重に応じて３種以上の材料に分離することができる。

また、エアーテーブル型選別機は、揺動又は振動する網状のテーブル上に被処理物を供給する一方、テーブルの下側から上向きに空気を流し、比重が小さい材料をテーブルから上方に除去することにより各材料を分別するようにした風力選別機である。エアーテーブル型選別機は、比重が異なる複数の材料を含む被処理物を、比重が大きいものと比重が小さいものとに二分するだけである。

かくして、実施形態１に係る廃材分別装置Ａ１ないしは廃材分別方法によれば、破砕性材料と非破砕性材料とを含む廃材を、各材料に完全に分別することができる。このため、例えばビル、マンション、高架道路等の建築物ないしは土木構築物を解体又は破壊したときに生じる大量の廃材を資材として有効に活用することができ、有限である資源の有効利用を図ることができる。

実施形態１では、非破砕性材料が銅片及び布切れの２種の材料で構成されているので、各材料を１つの乾式比重差分離装置７で確実に分別することができる。しかしながら、非破砕性材料が、互いに比重が異なる３種以上の材料で構成されている場合は、複数の乾式比重差分離装置７を用いて各材料に分別すればよい。前記のとおり、乾式比重差分離装置７として横型風力選別機を用いる場合は、１つの横型風力選別機で３種以上の材料を分別することができる。なお、非破砕性材料同士を分別する必要がない場合、あるいは非破砕性材料が１種類の材料で構成されている場合は、第３コンベア６及び乾式比重差分離装置７を省略することができる。このような廃材分別装置もまた、本発明の範囲内のものである。

また、実施形態１では、比重が小さい非破砕性材料と比重が大きい非破砕性材料とを分別するために乾式比重差分離装置７を用いているが、これに代えて湿式比重差分離装置、例えば水槽に被破砕性材料を投入して各材料の浮沈によりこれらを分別する湿式選別機等を用いてもよい。ただし、このような湿式選別機は、非破砕性材料を構成する各材料の比重がいずれも１より大きい場合（例えば、各材料が異種の金属の場合）、又はいずれも１より小さい場合（例えば、各材料が発泡スチロールと紙の場合）は用いることができない。これに対して、乾式比重差分離装置７を用いる場合はこのような制限はない。

（実施形態２）
以下、図２を参照しつつ、本発明の実施形態２に係る廃材分別装置ないしは廃材分別方法を具体的に説明する。しかしながら、実施形態２に係る廃材分別装置ないしは廃材分別方法は、図１に示す実施形態１に係る廃材分別装置Ａ１ないしは廃材分別方法と多くの共通点を有するので、以下では説明の重複を避けるため、主として実施の形態１と異なる点を説明する。

前記のとおり、実施形態１では、破砕性材料は、実質的に、破砕することにより骨材として使用することが可能な材料のみを含むことを前提としている。すなわち、実施形態１における廃材中の破砕性材料を構成する石塊及びコンクリート塊は、いずれも破砕することにより建築用又は土木用の骨材又は再生砂として使用することが可能な材料である。このため、実施形態１では、石塊破砕物とコンクリート塊破砕物とを敢えて分離する必要はない。しかしながら、破砕性材料には、破砕しても骨材として使用することができない材料が含まれることがある。これに対して、実施形態２に係る廃材分別装置ないしは廃材分別方法は、破砕性材料が破砕することにより骨材として使用することが可能な材料と、破砕しても骨材として使用することができない材料とを含んでいる廃材を、各材料に完全に分別することができるものである。

図２に示すように、実施形態２に係る廃材分別装置Ａ２には、実施形態１に係る廃材分別装置Ａ１を構成する各装置ないしは機器１〜７に加えて、第４コンベア８と第２乾式比重差分離装置９とが設けられている。なお、廃材分別装置Ａ２における第１乾式比重差分離装置７は、実施形態１に係る廃材分別装置Ａ１の乾式比重差分離装置７と同一のものであるが、実施形態２では、第２乾式比重差分離装置９と区別するために「第１」との語を先頭に付している。

実施形態２では、廃材中の破砕性材料は、破砕することにより骨材として使用することが可能な材料と、破砕しても骨材として使用することができない材料とを含んでいる。ここで、骨材として使用することが可能な材料は、実施形態１の場合と同様である。他方、骨材として使用することができない材料としては、木片、硬性プラスチック、ガラス等が挙げられる。このように、廃材に含まれる破砕性材料又は非破砕性材料としては種々の材料が挙げられるが、以下では、廃材が、破砕性材料として比較的比重が大きい石塊及びコンクリート塊と比較的比重が小さい木片とを含む一方、非破砕性材料として比較的比重が大きい銅片と比較的比重が小さい布切れとを含む場合を一例として、廃材分別装置Ａ２の構成及び機能を説明する。しかしながら、実施形態２は、これらの材料の処理に限定されるわけではなく、廃材分別装置Ａ２は、実質的に同一の構成でもって、これらの材料と異なる破砕性材料及び非破砕性材料を含む廃材についても基本的には同様に機能することはもちろんである。

この廃材分別装置Ａ２では、破砕装置３で廃材に対して破砕処理を施すことにより、破砕性材料を構成する石塊、コンクリート塊及び木片が破砕され、予め設定された寸法ないしは粒度の破砕性材料粒子となる。なお、実施形態２でも実施形態１の場合と同様に、破砕装置３は、破砕性材料粒子の最大粒径が５ｍｍとなるように調整されているものとして説明する。他方、非破砕性材料を構成する銅片及び布切れは、実施形態１の場合と同様に、破砕装置３によって破砕されない。なお、実施形態２でも実施形態１の場合と同様に、銅片及び布切れは、１辺が５ｍｍの正方形の孔を通り抜けることができない寸法ないしは形状を有しているものとする。かくして、破砕装置３によって破砕処理が施された廃材は、最大粒径が５ｍｍである比較的小寸法の破砕性材料粒子（小寸法材料）と、１辺が５ｍｍの正方形の孔を通り抜けることができない寸法ないしは形状を有する比較的大寸法の非破砕性材料（大寸法材料）とで構成されることになる。

そして、破砕装置３によって破砕処理が施された廃材は、篩分装置５により、石塊破砕物、コンクリート塊破砕物及び木片破砕物を含む破砕性材料粒子（小寸法材料）と、銅片及び布切れを含む非破砕性材料（大寸法材料）とに篩分される。篩分装置５は、実施形態１の場合と同様に有効目開きが５ｍｍである正方形の目を有する篩を備えた振動式の篩分機である。したがって、破砕性材料粒子は篩分装置５の篩の目を通り抜けて落下する一方、銅片及び布切れを含む非破砕性材料は篩上に残留する。これにより、比較的小寸法の破砕性材料粒子と比較的大寸法の非破砕性材料とが分離される。ここで、篩分装置５の篩の上に残留している銅片及び布切れを含む非破砕性材料の分別手法、及び分別された銅片又は布切れの使用形態は実施形態１の場合と同様である。

他方、篩分装置５の篩の目を通り抜けた破砕性材料粒子は、第４コンベア８によって第２乾式比重差分離装置９に輸送される。第２乾式比重差分離装置９は、破砕性材料粒子を、各材料間の比重差を利用して石塊破砕物（比重：２．５〜２．７）とコンクリート塊破砕物（比重：２．１〜２．２）の混合物と、木片破砕物（比重：０．４〜０．６）とに分別する。第２乾式比重差分離装置９としては、実施形態１に係る乾式比重差分離装置７の場合と同様に、例えば竪型風力選別機、横型風力選別機、エアーテーブル型風力選別機等の風力選別機を用いることができる。第２乾式比重差分離装置９で分別された石塊破砕物とコンクリート塊破砕物の混合物は、建築用又は土木用の骨材として使用することができる。また、木片破砕物は、例えば再生木材の原料として用いることができ、あるいは燃料として用いることができる。

なお、破砕性材料粒子の粒径が比較的小さい場合、第２乾式比重差分離装置９として乾式流動層比重差選別機を用いてもよい。乾式流動層比重差選別機は、粒子状又は粉体状の非処理物を処理室内で空気を用いて流動化して固体・気体気流動層を形成し、固体・気体流動層の見かけ比重より比重が小さい材料を浮遊させて処理室上部から取り出す一方、固定・液体流動層の見かけ比重より比重が大きい材料を沈降させて処理室下部から取り出すようにした乾式比重差分離装置である。実施形態２では、破砕性材料粒子の粒径が比較的小さいので、乾式流動層比重差選別機を用いることが可能である。

かくして、実施形態２に係る廃材分別装置Ａ２ないしは廃材分別方法によれば、骨材として使用可能な材料及び使用不可能な材料が混在する破砕性材料と、非破砕性材料とを含む廃材を、各材料に完全に分別することができる。このため、例えばビル、マンション、高架道路等の建築物ないしは土木構築物を解体又は破壊したときに生じる大量の廃材を資材として有効に活用することができ、有限である資源の有効利用を図ることができる。

また、実施形態２では、比重が小さい非破砕性材料と比重が大きい非破砕性材料とを分別するために第１乾式比重差分離装置７を用い、比重が小さい破砕性材料と比重が大きい破砕性材料とを分別するために第２乾式比重差分離装置９を用いている。しかしながら、第１乾式比重差分離装置７及び第２乾式比重差分離装置９として、それぞれ湿式比重差分離装置、例えば水槽に被破砕性材料を投入して各材料の浮沈によりこれらを分別する湿式選別機等を用いてもよい。

（実施形態３）
以下、図３を参照しつつ、本発明の実施形態３に係る廃材分別装置ないしは廃材分別方法を具体的に説明する。しかしながら、実施形態３に係る廃材分別装置ないしは廃材分別方法は、図１に示す実施形態１に係る廃材分別装置Ａ１ないしは廃材分別方法と多くの共通点を有するので、以下では説明の重複を避けるため、主として実施の形態１と異なる点を説明する。前記のとおり、実施形態１では、廃材に対して破砕処理を施して破砕物を篩分するために、ホッパー１と乾式比重差分離装置７の間に、１つの破砕装置３と１つの篩分装置５とを設けている。すなわち、実施形態１では、廃材中の破砕性材料が、１つの破砕装置３によってほぼ完全に破砕されて所定の寸法ないしは粒径以下の破砕性材料粒子となることを前提としている。

しかしながら、破砕性材料の物理的性状あるいは破砕装置の性能によっては、１つの破砕装置のみでは、破砕性材料を所定の寸法ないしは粒径以下の粒子となるように完全に破砕することが困難であることもある。そこで、実施形態３では、ホッパー１と乾式比重差分離装置７の間に、２つの破砕装置と２つの篩分装置５とを設けている。

具体的には、図３に示すように、実施形態３に係る廃材分別装置Ａ３では、ホッパー１と乾式比重差分離装置７の間に、廃材の輸送流れ方向に関して上流側から下流側に向かって順に、第１コンベア２と、第１破砕装置３と、第２コンベア４と、第１篩分装置５と、第２破砕装置１１と、第５コンベア１２と、第２篩分装置１３と、第３コンベア６とが設けられている。要するに、実施形態３に係る廃材分別装置Ａ３では、破砕装置とコンベアと篩分装置とが直列に連結された破砕・篩分機構が、直列に２組設けられている。なお、第１破砕装置３及び第２破砕装置１１の構成及び機能は、いずれも基本的には、実施形態１に係る破砕装置３と同様である。また、第１篩分装置５及び第２篩分装置１３の構成及び機能は、いずれも基本的には、実施形態１に係る篩分装置５と同様である。

かくして、第１破砕装置３は、第１コンベア２によって供給された廃材に対して破砕処理を施す。その結果、破砕性材料を構成する石塊及びコンクリート塊の少なくとも一部は第１破砕装置３によって破砕され、予め設定された寸法ないしは粒度の破砕性材料粒子となる。第１破砕装置３によって破砕処理が施された廃材は、第２コンベア４により第１篩分装置５に輸送される。第１篩分装置５は、破砕処理が施された廃材を、各材料間の寸法差を利用して、石塊破砕物及びコンクリート塊破砕物を含む破砕性材料粒子（小寸法材料）と、銅片及び布切れを含む非破砕性材料（大寸法材料）並びに所定の寸法まで破砕されなかった破砕性材料とに篩分する。ここで、破砕性材料粒子は、重力により第１篩分装置５の篩の目を通り抜けて自由落下し、予め配置された容器（図示せず）に貯留される。容器内に貯留された破砕性材料粒子は、建築用又は土木用の骨材として使用することができる。

他方、第１篩分装置５の篩上に残留する銅片及び布切れを含む非破砕性材料並びに所定の寸法まで破砕されなかった破砕性材料は、第２破砕装置１１に供給される。そして、第２破砕装置１１は、廃材に対して破砕処理を施す。その結果、第１破砕装置３では所定の寸法まで破砕されなかった破砕性材料を構成する石塊及びコンクリート塊は第２破砕装置１１によってほぼ完全に破砕され、予め設定された寸法ないしは粒度の破砕性材料粒子となる。第２破砕装置１１によって破砕処理が施された廃材は、第５コンベア１２により第２篩分装置１３に輸送される。

第２篩分装置１３は、破砕処理が施された廃材を、各材料間の寸法差を利用して、石塊破砕物及びコンクリート塊破砕物を含む破砕性材料粒子（小寸法材料）と、銅片及び布切れを含む非破砕性材料（大寸法材料）とに篩分する。ここで、破砕性材料粒子は、重力により第２篩分装置１３の篩の目を通り抜けて自由落下し、予め配置された容器（図示せず）に貯留される。容器内に貯留された破砕性材料粒子は、建築用又は土木用の骨材として使用することができる。

他方、第２篩分装置１３の篩の上に残留している銅片及び布切れを含む非破砕性材料は、実施形態１の場合と同様に、第３コンベア６により乾式比重差分離装置７に輸送された後、乾式比重差分離装置７によって銅片と布切れとに分別される。このように分別された銅片及び布切れは、それぞれ資源として利用することができる。

かくして、実施形態３に係る廃材分別装置Ａ３ないしは廃材分別方法によれば、破砕性材料と非破砕性材料とを含む廃材を、破砕性材料が比較的破砕が困難である場合、あるいは破砕装置の性能が比較的低い場合でも、各材料に完全に分別することができる。このため、例えばビル、マンション、高架道路等の建築物ないしは土木構築物を解体又は破壊したとき生じる大量の廃材を資材として有効に活用することができ、有限である資源の有効利用を図ることができる。

なお、実施形態３では、前記のとおり、ホッパー１と乾式比重差分離装置７の間に、破砕装置とコンベアと篩分装置とが直列に連結された破砕・篩分機構を、直列に２組設けているが、破砕性材料の物理的性状あるいは破砕装置の性能等に応じて、このような破砕・篩分機構を、直列に３組以上（例えば、３組、４組、５組・・・）設けてもよい。

Ａ１ 廃材分別装置、Ａ２ 廃材分別装置、Ａ３ 廃材分別装置、１ ホッパー、２ 第１コンベア、３ 破砕装置（第１破砕装置）、４ 第２コンベア、５ 篩分装置、６ 第３コンベア、７ 乾式比重差分離装置（第１乾式比重差分離装置）、８ 第４コンベア、９ 第２乾式比重差分離装置、１１ 第２破砕装置、１２ 第５コンベア、１３ 第２篩分装置。

本発明は、破砕装置で破砕することが可能な破砕性材料と、破砕装置で破砕することが不可能でありかつ比重が互いに異なる複数種の非破砕性材料とを含む廃材を各材料に分別するための廃材分別装置に関するものである。

上記課題を解決するためになされた本発明に係る廃材分別装置は、その基本的態様においては、破砕装置で破砕することが可能でありかつ比重が互いに異なる複数種の破砕性材料と、破砕装置で破砕することが不可能でありかつ比重が互いに異なる複数種の非破砕性材料とを含む廃材を各材料に分別するものである。破砕性材料は、比重が大きい破砕性材料として石塊、石片、コンクリート塊、コンクリート片、アスファルト塊、アスファルト片、ガラス片、レンガ片、瓦片及び陶器片のうちの少なくとも１つを含む一方、比重が小さい破砕性材料として木材及び硬性プラスチック片のうちの少なくとも１つを含み、非破砕性材料は、比重が大きい非破砕性材料として金属片を含む一方、比重が小さい非破砕性材料として布切れ、紙片及び軟性プラスチック片のうちの少なくとも１つを含んでいる。この廃材分別装置は、廃材に破砕処理を施す破砕装置と、破砕装置によって破砕処理が施された廃材を各材料間の寸法差を利用して破砕された破砕性材料を含む小寸法材料と、各非破砕性材料を含む大寸法材料とに篩分する篩分装置と、篩分装置によって篩分された大寸法材料を、各材料間の比重差を利用して、各非破砕性材料に分別する乾式の第１の比重差分離装置と、篩分装置によって篩分された小寸法材料を、各材料間の比重差を利用して、各破砕性材料に分別する第２の比重差分離装置とを備えている。そして、篩分装置は、非破砕性材料が通り抜けることができない寸法の目の開きの金網の篩を有し、破砕装置は、該破砕装置により破砕された破砕性材料の粒子の最大粒径が金網の目の開きの寸法と同一となるよう廃材に破砕処理を施す。
第２の比重差分離装置は乾式の比重差分離装置であってもよい。また、第２の比重差分離装置は湿式の比重差分離装置であってもよい。
篩分装置の金網の目の開きの寸法は０．５〜２ｍｍの範囲内であってもよい。篩分装置の金網の目の開きの寸法は５ｍｍであってもよい。また、篩分装置の金網の目の開きの寸法は１０〜３０ｍｍの範囲内であってもよい。

本発明に係る廃材分別装置によれば、破砕性材料と非破砕性材料とを含む廃材を、自動的に各材料に完全に分別することができる。このため、例えばビル、マンション、高架道路等の建築物ないしは土木構築物を解体又は破壊したとき生じ、あるいは産業廃棄物の中間処理を行ったときに生じる大量の廃材を資材として有効に活用することができ、有限である資源の有効利用を図ることができる。

Claims (13)

1. 破砕装置で破砕することが可能な破砕性材料と、破砕装置で破砕することが不可能である非破砕性材料とを含む廃材を上記各材料に分別する廃材分別装置であって、
   上記廃材に破砕処理を施す破砕装置と、
   上記破砕装置によって破砕処理が施された上記廃材を、各材料間の寸法差を利用して、破砕された上記破砕性材料を含む小寸法材料と、上記各非破砕性材料を含む大寸法材料とに篩分する篩分装置とを備えていることを特徴とする廃材分別装置。
2. 上記非破砕性材料が、比重が互いに異なる複数種の非破砕性材料で構成されていて、
   上記篩分装置によって篩分された上記大寸法材料を、各材料間の比重差を利用して、上記各非破砕性材料に分別する比重差分離装置を備えていることを特徴とする、請求項１に記載の廃材分別装置。
3. 上記比重差分離装置が乾式の比重差分離装置であることを特徴とする、請求項２に記載の廃材分別装置。
4. 上記比重差分離装置が湿式の比重差分離装置であることを特徴とする、請求項２に記載の廃材分別装置。
5. 上記破砕性材料が石塊、石片、コンクリート塊、コンクリート片、アスファルト塊、アスファルト片、ガラス片、レンガ片、瓦片、及び陶器片のうちの少なくとも１つを含むものであり、
   上記非破砕性材料が、比重が大きい非破砕性材料として金属片を含む一方、比重が小さい非破砕性材料として布切れ、紙片及び軟性プラスチック片のうちの少なくとも１つを含むものであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１つに記載の廃材分別装置。
6. 破砕装置で破砕することが可能でありかつ比重が互いに異なる複数種の破砕性材料と、破砕装置で破砕することが不可能でありかつ比重が互いに異なる複数種の非破砕性材料とを含む廃材を上記各材料に分別する廃材分別装置であって、
   上記廃材に破砕処理を施す破砕装置と、
   上記破砕装置によって破砕処理が施された上記廃材を、各材料間の寸法差を利用して、破砕された上記各破砕性材料を含む小寸法材料と、上記各非破砕性材料を含む大寸法材料とに篩分する篩分装置と、
   上記篩分装置によって篩分された上記大寸法材料を、各材料間の比重差を利用して、上記各非破砕性材料に分別する第１の比重差分離装置と、
   上記篩分装置によって篩分された上記小寸法材料を、各材料間の比重差を利用して、上記各破砕性材料に分別する第２の比重差分離装置とを備えていることを特徴とする廃材分別装置。
7. 上記第１の比重差分離装置が乾式の比重差分離装置であることを特徴とする、請求項６に記載の廃材分別装置。
8. 上記第１の比重差分離装置が湿式の比重差分離装置であることを特徴とする、請求項６に記載の廃材分別装置。
9. 上記第２の比重差分離装置が乾式の比重差分離装置であることを特徴とする、請求項７又は８に記載の廃材分別装置。
10. 上記第２の比重差分離装置が湿式の比重差分離装置であることを特徴とする、請求項７又は８に記載の廃材分別装置。
11. 上記破砕性材料が、比重が大きい破砕性材料として石塊、石片、コンクリート塊、コンクリート片、アスファルト塊、アスファルト片、ガラス片、レンガ片、瓦片及び陶器片のうちの少なくとも１つを含む一方、比重が小さい破砕性材料として木材及び硬性プラスチック片のうちの少なくとも１つを含むものであり、
    上記非破砕性材料が、比重が大きい非破砕性材料として金属片を含む一方、比重が小さい非破砕性材料として布切れ、紙片及び軟性プラスチック片のうちの少なくとも１つを含むものであることを特徴とする、請求項５〜９のいずれか１つに記載の廃材分別装置。
12. 破砕装置で破砕することが可能な破砕性材料と、破砕装置で破砕することが不可能でありかつ比重が互いに異なる複数種の非破砕性材料とを含む廃材を上記各材料に分別する廃材分別方法であって、
    上記廃材に破砕処理を施す破砕工程と、
    破砕処理が施された上記廃材を、各材料間の寸法差を利用して、破砕された上記破砕性材料を含む小寸法材料と、上記各非破砕性材料を含む大寸法材料とに篩分する篩分工程と、
    篩分された上記大寸法材料を、各材料間の比重差を利用して、上記各非破砕性材料に分別する乾式又は湿式の比重差分離工程とを備えていることを特徴とする廃材分別方法。
13. 破砕装置で破砕することが可能でありかつ比重が互いに異なる複数種の破砕性材料と、破砕装置で破砕することが不可能でありかつ比重が互いに異なる複数種の非破砕性材料とを含む廃材を上記各材料に分別する廃材分別方法であって、
    上記廃材に破砕処理を施す破砕工程と、
    破砕処理が施された上記廃材を、各材料間の寸法差を利用して、破砕された上記各破砕性材料を含む小寸法材料と、上記各非破砕性材料を含む大寸法材料とに篩分する篩分工程と、
    篩分された上記大寸法材料を、各材料間の比重差を利用して、上記各非破砕性材料に分別する乾式又は湿式の第１の比重差分離工程と、
    篩分された上記小寸法材料を、各材料間の比重差を利用して、上記各破砕性材料に分別する乾式又は湿式の第２の比重差分離工程とを備えていることを特徴とする廃材分別方法。

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