JP2014136166A - 残渣分別装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ポリ袋等の軽質物が残渣と絡まった状態でも軽質物を分離することが可能な残渣分別装置の提供。
【解決手段】入口端部が閉蓋された横倒円筒形状で側面下側に多数のメッシュ孔が設けられたドラム２と、ドラム２と同軸で駆動装置により回転駆動されるシャフト２０と、螺旋板状に形成されシャフト２０と同軸に、シャフト２０から離隔し且つ外側辺とドラム内面との間を空けて設けられたスクリュー羽板２１と、一端がシャフト２０に連結され他端がスクリュー羽板２１に連結されたスポークロッド２２と、ドラム２の入口端側の上部側面に設けた投入ホッパ６と、ドラム２の出口端に設けた排出シュータ７と、基端がブロワに接続され、先端がドラム２の入口端蓋の中心から偏倚した位置を貫通し且つシャフト２０の回転方向に向けてドラム２内に開口する送風管１１を備えた。
【選択図】図３

Description

本発明は、コンポストなどの残渣からポリ袋などの軽質な混合物を分離する残渣分別装置に関する。

コンポストなどの残渣を分離する残渣分別装置として、トロンメル（trommel：回転篩）が従来から広く用いられている。トロンメルは、金網または打抜孔を有する鋼板を円筒または円錐形に造り、横にして回転するものであり、元々、鉱石・石炭・鋳物砂などを粒度別にふるい分ける装置であるが、コンポストなどの残渣選別にも利用される。このような残渣選別装置としては、特許文献１〜３のものが公知である。

特許文献１に記載の破砕塵の選別機（残渣分別装置）（特許文献１の図１〜４を参照）は、中心軸周りに回転する円筒状篩３１を備え、円筒状篩３１の内部に気流搬送されてきた破砕塵を、円筒状篩３１の軸線方向に搬送しながら分級し選別するものである。この破砕塵の選別機において、破砕機２によって破砕された袋（ビニールシートやポリ袋等）入りの塵は、気流による圧送機構により破砕機２の排出口２４から水平に送出され、破砕塵導入ダクト４を経由して円筒状篩３１の投入筒４１に水平に気流搬送される。比重の大きい湿った塵は破砕塵導入ダクト４において下部の排出シュート６１に落下し分離される。塵袋等のビニールシート類は、風によって円筒状篩３１の中を通過して出口まで送られ、出口に設けられた回収部で回収される。一方、比較的比重の大きい塵は円筒状篩３１の内底面に落下する。円筒状篩３１はローラ１６，１７，１８，１９により回転駆動されており、落下した塵は円筒状篩３１の回転に伴い攪拌される。また、円筒状篩３１の内面には、スクレーパである塵送り刃４４が設けられており、塵送り刃４４は円筒状篩３１の内底面の塵を掻き上げ掻き混ぜると共に、その傾斜によって塵を円筒状篩３１の出口方向に移動させる。円筒状篩３１の各位置の網目を通過した塵は落下して、サイズ別に分級される。

特許文献２に記載の廃棄物分別機（残渣分別装置）（特許文献２の図１を参照）は、廃棄物を重質物（金属、陶器・磁器等）と軽質物（ポリ袋、樹脂フィルム等）とに分別するものである。この廃棄物分別機１０は、回転ドラム１７ａ，１７ｂ及び回転ドラム１７ａ，１７ｂの全体を覆う外郭１２を軸方向に傾斜配置し、この外郭１２の略中央上側に廃棄物投入口１３を、外郭１２の底面の傾斜上端に軽質物排出口１４を、外郭１２の底面の傾斜下端に重質物排出口１５を設け、外郭１２の同軸上で、且つ廃棄物投入口１３の上側と下側に無数のパンチングホール１６を設けた回転ドラム１７ａ，１７ｂを回転可能に配置し、上側・下側の回転ドラム１７ａ，１７ｂの対向端に接続筒１８を被嵌し、回転ドラム１７ａ，１７ｂの中心軸より下方に並行して、螺旋翼１９を設けた回転軸２０を外郭１２の鏡板２２ａ，２２ｂを貫通して設置している。また、外郭１２の傾斜下端の鏡板２２ａに空気吹き込み口２３を開口し、この空気吹き込み口２３にブロワ２６を接続して、傾斜下方から上方へ送風するようにしている。この廃棄物分別機１０では、廃棄物投入口１３から廃棄物が投入されると、ブロワ２６からの送風によって軽質物は傾斜上方に吹き飛ばされて、軽質物排出口１４から排出される。重質物は、回転ドラム１７ａ，１７ｂによりサイズ別に分級される。

特許文献３に記載の廃棄物の回転選別装置（残渣分別装置）も、基本的に特許文献１に記載のものと同様である。

特開２０００−１２６６８４号公報 特開２００７−１４４３８２号公報 特開平４−３５８５７８号公報

ところで、実際に残渣分別を行う場合、残渣中には生ゴミのような水分を多く含み且つ絡まりやすい残渣が多く含まれており、これがポリ袋やビニールなどと混合された状態にある場合が多く見られる。このような残渣では、残渣中に含まれるポリ袋やビニールなどの軽質物は、ブロワからの送風による気流だけでは容易には吹き飛ばされない場合が多く見られる。また、特許文献１，３の残渣分別装置は、回転する円筒状篩内に、残渣を入口から出口方向へ押し流すためのスクレーパ（特許文献１の塵送り刃４４、特許文献３の掻き上げ板５）を備えているが、これらのスクレーパは気流の障害となるため、ブロワからの気流の殆どは円筒状篩の中心軸付近を通過する。そのため、残渣と絡まりあった軽質物は吹き飛ばされずに残り、十分な分別を行うことができないという問題があった。

特許文献２の残渣分別装置も、回転軸２０と螺旋翼１９からなるスクリュ（特許文献２の図１参照）の上方に送風する構造であるため、同様に、残渣と絡まりあった軽質物は吹き飛ばされずに残り、十分な分別を行うことができないという問題があった。

また、特許文献１〜３に記載されたような従来の気流選別式の残渣分別装置は、円筒状篩の中心軸と平行な方向に空気を送入しているため、送入された空気は、大部分が気流抵抗が小さい中央の空間を真っ直ぐに吹き抜けてしまい、十分な気流選別効果を得られないという問題がある。

そこで、本発明の目的は、ポリ袋やビニールなどの軽質物が残渣と絡まりあった状態にあるような場合でも、軽質物を残渣から十分に分離することが可能な残渣分別装置を提供することにある。

本発明に係る残渣分別装置の第１の構成は、横倒円筒形状に形成され、入口端部が閉蓋され、側面下側に多数のメッシュ孔が設けられたドラムと、
前記ドラム内に、前記ドラムの中心軸と同軸に設けられ、駆動装置により回転駆動されるシャフトと、
螺旋板状に形成され、前記ドラム内に、前記シャフトと同軸に、前記シャフトから離隔し且つ外側辺と前記ドラム内面との間に間隙を空けて設けられたスクリュー羽板と、
一端が前記シャフトに連結され、前記シャフトから前記ドラムの半径方向に延設され、他端が前記スクリュー羽板に連結された複数のスポークロッドと、
前記ドラムの入口端側の上部側面に連通して設けられた投入ホッパと、
前記ドラムの出口端に連通して設けられた排出シュータと、
基端が前記ドラムの入口側端に送風する空気を圧送するブロワに接続され、先端が、前記ドラムの入口端部の蓋の中心から偏倚した位置を貫通し且つ前記シャフトの回転方向に向けて前記ドラム内に開口する送風管と、を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、駆動装置によりシャフト及びスポークロッドを介してスクリュー羽板を回転駆動させるとともに、ブロワにより送風管を通して送風すると、スクリュー羽板の回転方向と同方向に旋回しながら、ドラムの入口端から出口端の排出シュータへ流れる気流が生じる。ここで、スクリュー羽板は螺旋状（螺旋巻きされたリボン状）の一枚の板であり、ブロワからの気流はこのスクリュー羽板とシャフトとの間の空間を旋回しながら流れる。この状態で、ポリ袋やビニールシートなどが混合した残渣を投入ホッパから投入すると、残渣はスクリュー羽板により攪拌されつつドラムの側面下側のメッシュ孔により細粒が篩い分けられる。このとき、ポリ袋などの軽質な混合物は、旋回する気流によってドラム中心に向けて巻き上げられ、シャフトとスクリュー羽板との間の空間を通って気流により排出シュータへと圧送される。これにより、ポリ袋やビニールなどの軽質物が残渣と絡まりあった状態にあるような場合でも、軽質物を残渣から十分に分離することが可能となる。

本発明に係る残渣分別装置の第１の構成は、前記第１の構成において、前記送風管は先端側が複数の分岐管に分岐しており、前記各分岐管の先端は、前記ドラムの入口端部の蓋の中心を対象点として、回転対称となる位置を貫通して設けられていることを特徴とする。

このように、複数の分岐管により入口端部の蓋部からシャフトの回転方向に向かって旋回する気流を入れることで、ドラム内により強い旋回気流が形成されて、ポリ袋などの軽質な混合物をより効率的に分離することができる。

本発明に係る残渣分別装置の第３の構成は、前記第１又は２の構成において、前記スクリュー羽板の外側辺に連結され、該外側辺と前記ドラム内面との間の間隙に設けられたスクレーパを、一乃至複数備えたことを特徴とする。

この構成によれば、スクレーパがドラム内面に付着した残渣などを定期的に掻き取るため、ドラムの側面下側のメッシュ孔が目詰まりするのを効果的に防止することができる。

本発明に係る残渣分別装置の第４の構成は、前記第１乃至３の何れか一の構成において、前記ドラムの下方に設置され、前記ドラムのメッシュ孔から落下する残渣の篩い分けを行う篩分装置を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、ドラムのメッシュ孔で分離された残渣の細粒を、篩分装置によりさらに粒径別に分離することができる。

以上のように、本発明によれば、ドラム内に、螺旋板状のスクリュー羽板を、シャフトと同軸に、シャフトから離隔し且つ外側辺とドラム内面との間に間隙を空けて設け、基端がドラムの入口側端に送風する空気を圧送するブロワに接続された送風管を、その先端が、ドラムの入口端部の蓋の中心から偏倚した位置を貫通し且つシャフトの回転方向に向けてドラム内に開口するように設けたことにより、ブロワからの気流がドラム内で旋回して流れて竜巻状となり、渦流の性質により軽質物は旋回流の渦中心に向けて集められ、シャフトとスクリュー羽板との間の空間を通って気流により排出シュータへと圧送される。これにより、ポリ袋やビニールなどの軽質物が残渣と絡まりあった状態にあるような場合でも、軽質物を残渣から十分に分離することが可能な残渣分別装置を提供することができる。

本発明の実施例１に係る残渣分別装置の正面外観図である。 図１の残渣分別装置の右側面外観図（Ｂ−Ｂ矢視図）である。 図１の残渣分別装置のＡ−Ａ矢視断面図である。 ドラム２内に設置されたシャフト２０及びスクリュー羽板２１の構造を模式的に示す図である。（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施例１に係る残渣分別装置の正面外観図である。図２は、図１の残渣分別装置の右側面外観図（Ｂ−Ｂ矢視図）である。図３は、図１の残渣分別装置のＡ−Ａ矢視断面図である。

残渣分別装置１は、横倒円筒形状に形成されたドラム２を備え、このドラム２は入口端部が鏡板３により閉蓋されている。ドラム２は上半分２ａと下半分２ｂとの２つの半円筒形の部分を対合させて構成されており、下半分２ｂはメッシュ状の部材によって構成されている。ドラム２の出口側は、上半分２ａが鏡板４により閉蓋され、下半分２ｂは開口している。そしてこのドラム２は、その中央部分に於いて、鉄骨で組まれた架台５に固定されている。

ドラム２の入口端側の上部側面には、粉砕された残渣を投入するための投入ホッパ６が設けられており、この投入ホッパ６は下部がドラム２内に連通している。一方、ドラムの出口端には、下半分の開口に連通して排出シュータ７が設けられている。排出シュータ７からは、投入された残渣から選別されるポリ袋やビニルシートなどの軽質物が排出される。排出シュータ７を覆うようにして、排出部カバー８が設置されており、排出シュータ７から排出される軽質物は、この排出部カバー８内に落下する。排出部カバー８の底部から背面側に延出して、排出コンベア９が設置されている。排出部カバー８内に落下した軽質物は、排出コンベア９のベルト上に落下して、排出コンベア９により外部に搬出される。

ドラム２の下方には、篩分装置１０が設置されている。篩分装置１０は、ドラム２の下半分２ａのメッシュ孔を通って落下する残渣の篩い分けを行う。この篩分装置１０は、振動フィーダが使用されており、矩形枠内にメッシュが張られた板状の篩板１０ａと、篩板１０ａの下部に取り付けられた加振機１０ｂと、篩板１０ａ上で飛び跳ねる残渣が周囲に飛散するのを防止するための透明板状の飛散防止カバー１０ｃとを備えている。篩板１０ａは、ドラム２の入口端側から出口端側に向かって下方に傾斜するように設置されている。加振機１０ｂは、篩板１０ａの傾斜上部の底面に固定されている。加振機１０ｂの振動によって篩板１０ａが振動し、篩板１０ａ上に落下した残渣は、篩板１０ａ上を跳躍しながら傾斜下方に向かって移動する。この際、篩板１０ａのメッシュ孔より小さいサイズの残渣は、篩板１０ａの下部の回収トレイ１５に落下し分級される。篩板１０ａのメッシュ孔を通らなかったサイズの大きな破片は、篩板１０ａの傾斜下方に設けられた回収トレイ１６に回収される。

尚、ドラム２の下半分２ｂの両側には、図３に示したように、集塵板１２，１２が傾斜設置されている。ドラム２のメッシュを通過した残渣は、集塵板１２，１２により中央に集められ、篩板１０ａ上に落下する。また、集塵板１２，１２によってドラム２の下半部のメッシュ部分が外側から閉塞されているため、ドラム２内の気流がメッシュを通過して外側に流出するのが抑止されている。

ドラム２内には、図３に示すように、ドラム２の中心軸と同軸にシャフト２０が設けられている。シャフト２０は、その両端が、鏡板３，４で軸承されている。また、シャフト２０は、ドラム２の入口端側の鏡板３に固定設置された駆動装置１３により回転駆動される。図２，図３，図４（ａ）において、シャフト２０の回転方向を矢印Ａで示す。

ドラム２の入口端側の鏡板３には、送風管１１が接続されている。送風管１１は、上流側端（基端）が、ドラム２の入口側端に送風する空気を圧送するためのブロワ（図示せず）に接続されている。また、下流側（先端側）は、２つの分岐管１１ａ，１１ｂに分岐しており、分岐管１１ａ，１１ｂの先端は、それぞれ鏡板３の中心から偏倚した位置に貫通接続されており、分岐管１１ａ，１１ｂの接続位置は、鏡板３の中心を対象点として、２回対称となる位置とされている。そして、分岐管１１ａ，１１ｂの先端は、シャフト２０の回転方向Ａに向けてドラム２内に開口している。

さらに、架台５のドラム２の下方には、第２の送風管１４が接続されており、送風管１４の先端は、篩分装置１０の篩板１０ａの上方に開口している。送風管１４の基端は、ブロワ（図示せず）に接続されている。送風管１４から篩板１０ａの上方に送気がされ、ドラム２から篩板１０ａ上に落下してくる残渣に混合する軽質物（ポリ袋やビニルシートなどの破片）は、この気流によって篩板１０ａの傾斜下方へ吹き飛ばされ、回収トレイ１６に回収される。

さらに、ドラム２内には、シャフト２０と同軸に、螺旋板状に形成されたスクリュー羽板２１が設けられている。図４に、ドラム２内に設置されたシャフト２０及びスクリュー羽板２１の構造を模式的に示す。図４（ａ）は斜視図、図４（ｂ）は正面図である。また、図４では構造を分かりやすく示すため、ワイヤフレーム図で表している。図４に示すように、スクリュー羽板２１は、１枚の長尺鋼板を、リボンを巻くように螺旋状に曲げて形成されている。スクリュー羽板２１は、短尺の板幅方向がドラム２の半径方向からドラム２の出口側方向に向けて若干傾斜するように形成されている。スクリュー羽板２１の螺旋の中心軸はシャフト２０と同軸であり、螺旋径は全長に亘りすべて同径である。また、スクリュー羽板２１の板幅は、ドラム２の径よりも小さいため、スクリュー羽板２１の内側辺はシャフト２０から離隔し、スクリュー羽板２１とシャフト２０との間に広い空間が形成されている。具体的には、図４ａの例では、スクリュー羽板２１の板幅ｗは、ドラム２の内半径ｒの１／２３とされているが、これは用途に応じて適宜調整されが、旋回気流を通過させるためにスクリュー羽板２１とシャフト２０との間の空間はなるべく広くとる方がよいため、ｗ／ｒは１／４〜１／３０程度に設計するのが好適である。スクリュー羽板２１とドラム２０内面との摩擦を防止するため、スクリュー羽板２１の外側辺とドラム２０内面は接触しておらず、１０〜２０ｍｍ程度の間隙が設けられている。

スクリュー羽板２１は、複数のスポークロッド２２によって、シャフト２０に連結されている。各スポークロッド２２は、一端がシャフト２０に連結され、シャフト２０からドラム２の半径方向に延設され、他端がスクリュー羽板２１に連結されている。スポークロッド２２によってスクリュー羽板２１はシャフト２０に固定されているため、シャフト２０の回転に連動してスクリュー羽板２１も回転する。

さらに、スポークロッド２２とスクリュー羽板２１との各連結部分（ドラム２の両端部を除く。）において、スクリュー羽板２１の外側辺に金属棒状のスクレーパ２３が連結されている。このスクレーパ２３は、ドラム２内の残渣を掻き上げることを目的とするものではなく、ドラム２の内面を擦過して、ドラム２内面に付着する残渣を剥ぎ落とすために設けられたものである。故に、スクレーパ２３は、スクリュー羽板２１の外側辺とドラム２の内面との間の間隙に設けられておりその幅は狭い。スクリュー羽板２１の回転に伴い、スクレーパ２３が定期的にドラム２の内面を擦過するため、ドラム２下部のメッシュに残渣が付着してもすぐに剥ぎ落とされ、目詰まりが防止される。

以上のように構成された本実施例に係る残渣分別装置について、以下その動作を説明する。まず、駆動装置１３を起動してシャフト２０及びスクリュー羽板２１を回転させるとともに、ブロワにより送風管１１，１４に送風し、ドラム２に旋回気流を発生させる。この状態で、事前に破砕機によって破砕された残渣を、投入ホッパ６からドラム２内へ連続的に投入する。投入された残渣は、ドラム２の内底面に堆積するが、スクリュー羽板２１の回転によって、ドラム２の出口側端方向へ向けて押し流される。この際、破砕残渣は、スクリュー羽板２１によりドラム２の下半分２ａのメッシュ上で掻き混ぜられ、メッシュ孔より小さいサイズの残渣が、メッシュ孔を通過して、篩分装置１０の篩板１０ａ上へ落下し分離される。また、ドラム２内に形成された竜巻状の旋回気流によって、残渣に混合する軽質物はドラム２の中心方向に巻き上げられ、気流と共に排出シュータ７へ吹き飛ばされる。ここで、送風管１１の先端が、ドラム２の入口端部の蓋の中心から偏倚した位置を貫通し且つシャフト２０の回転方向Ａに向けてドラム２０内に開口するようにされているため、ブロワから送られる気流はドラム２内で強制的に強い渦流となる。従って、渦流の性質により、残渣に含まれる軽質物は渦流の渦中心に向けて吸い集められ、シャフト２０とスクリュー羽板２１との間の空間を通って気流により排出シュータ７へと圧送される。従って、ポリ袋やビニールなどの軽質物が残渣と絡まりあった状態にあるような場合でも、軽質物を残渣から十分に分離することが可能となる。

１ 残渣分別装置
２ ドラム
３，４ 鏡板
５ 架台
６ 投入ホッパ
７ 排出シュータ
８ 排出部カバー
９ 排出コンベア
１０ 篩分装置
１０ａ 篩板
１０ｂ 加振機
１０ｃ 飛散防止カバー
１１ 送風管
１１ａ，１１ｂ 分岐管
１２ 集塵板
１３ 駆動装置
１４ 送風管
１５，１６ 回収トレイ
２０ シャフト
２１ スクリュー羽板
２２ スポークロッド
２３ スクレーパ

Claims (4)

1. 横倒円筒形状に形成され、入口端部が閉蓋され、側面下側に多数のメッシュ孔が設けられたドラムと、
   前記ドラム内に、前記ドラムの中心軸と同軸に設けられ、駆動装置により回転駆動されるシャフトと、
   螺旋板状に形成され、前記ドラム内に、前記シャフトと同軸に、前記シャフトから離隔し且つ外側辺と前記ドラム内面との間に間隙を空けて設けられたスクリュー羽板と、
   一端が前記シャフトに連結され、前記シャフトから前記ドラムの半径方向に延設され、他端が前記スクリュー羽板に連結された複数のスポークロッドと、
   前記ドラムの入口端側の上部側面に連通して設けられた投入ホッパと、
   前記ドラムの出口端に連通して設けられた排出シュータと、
   基端が前記ドラムの入口側端に送風する空気を圧送するブロワに接続され、先端が、前記ドラムの入口端部の蓋の中心から偏倚した位置を貫通し且つ前記シャフトの回転方向に向けて前記ドラム内に開口する送風管と、を備えた残渣分別装置。
2. 前記送風管は先端側が複数の分岐管に分岐しており、前記各分岐管の先端は、前記ドラムの入口端部の蓋の中心を対象点として、回転対称となる位置を貫通して設けられていることを特徴とする請求項１記載の残渣分別装置。
3. 前記スクリュー羽板の外側辺に連結され、該外側辺と前記ドラム内面との間の間隙に設けられたスクレーパを、一乃至複数備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の残渣分別装置。
4. 前記ドラムの下方に設置され、前記ドラムのメッシュ孔から落下する残渣の篩い分けを行う篩分装置を備えたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一記載の残渣分別装置。

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