JP2018176098A - 廃棄物選別機及びその選別方法 - Google Patents

Abstract

【課題】廃棄物の小片を所望の分類に効率的に、かつ、高精度に選り分ける。【解決手段】小片を供給する供給通路５５を有する供給部３と、周縁部の空気導入部４０から導き入れた空気を中央部の旋回部６０において旋回流として供給された小片を選別する略円盤形状の選別部５とを備え、旋回部は、略中心部に立設された軸部６１と、軸部周りに形成され排気機構が下流側に接続されている略環状の開口部６２と、を有し、空気導入部は、軸部の軸心方向に向かって所定の角度で、略水平方向に伸びるように、略放射状に配設された複数のガイドベーン４４，４５と、隣り合うガイドベーン間の外周縁側の複数の空気導入口４７ａとを有し、供給通路は、隣り合うガイドベーンに仕切られた空気導入路４７ｒの内側端部に、小片を略水平方向内方へ飛び出すように供給して、軸部周りを旋回する旋回流により該小片を選別するように構成した。【選択図】図１

Description

本発明は、空気流を利用して廃棄物の小片を選り分ける廃棄物選別機及びその選別方法に関する。

近年、事業活動に伴って生じた廃棄物や一般家庭の日常生活に伴って生じた廃棄物などの一部について、新しい製品の材料もしくは原料として利用するための再資源化処理が行われている。廃棄物、例えば、廃プラスチック類（ペットボトル、プラスチックトレイなどの家庭廃棄物や、運搬用ケース、ブロー容器、プレス成型品などの大型製品や、バンパーやインストルメントパネルのような自動車部品、家電リサイクル法に基づき回収された廃家電製品の部品など）は、破砕装置や粉砕装置により、破砕・粉砕処理がなされた後に、素材別又は素材の種類別に選別され、分離回収された後に再商品化される。再商品化した際の商品の品質を保つためには、選別の精度を高める必要があり、様々な技術が提案されている。

例えば、分別回収されて、破砕・粉砕処理された廃プラスチック類の小片（破砕片、粉砕片、薄片など）には、金属片やガラス片の小片などが含まれている場合がある。これらの混合物である小片群を素材別やその種類別に選り分ける方法として、例えば、比重の違いなどを利用して選別する方法が知られている。特許文献１に記載の「乾式比重形状分離方法」は、振動篩と上昇空気流の脈動により複数種からなる混合プラスチックの分離等を行うための乾式分離技術である。

また、小麦の製粉工程などにおいては、粉砕した粉体の粒子の大きさの違いを利用して、空気の流れ（空気流）により分級する乾式の技術が提案されている。このような分級機は、装置内部で回転体を回転させて空気流を作り出すものと、装置内部にガイドベーン（案内羽根）等を設けて空気流を作り出すものがある。例えば、特許文献２に記載の「粉体分級機」は、旋回空気流により粉体に与えられる遠心力と抗力とのバランスを利用して粉体を分級する粉体分級機であり、約３０〜５００μｍの粗粉粒子を粒径の違いにより分級することができる。

特開２００１−２２５０１８公報 特開昭６３−１１１９８０公報

しかしながら、特許文献１の「乾式比重形状分離方法」は、振動篩により振動方向である２方向のみに分離する構成であるため、処理能力が劣るという問題があった。また、処理能力を高めようとすると、振動篩の横幅を大きくする必要があり、上昇空気流を均一に噴射することが難しくなる虞があった。

また、特許文献２の「粉体分級機」は、１０〜５００μｍの粗粉粒子の分級に使用するものであり、ミリ単位（例えば、１〜２０ｍｍ程度）に破砕又は／及び粉砕された廃棄物の小片を素材別や種類別などの所望の分類に選り分ける（選別する）ことはできなかった。また、単に「粉体分級機」を大型化したとしても、粉状や球状ではない廃棄物の小片を投入すると詰まりが生じてしまい、上手く処理できないという問題があった。

本発明の発明者は、小さな粒子をその粒径の大きさにより分級する「粉体分級機」の機構に着目し、これを廃棄物の選別に応用できるように改良して、選別処理の効率化と高精度化を図ることに成功した。

本発明は、上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、空気流により、廃棄物の小片を所望の分類（例えば、素材別又は／及び種類別など）に効率的に、かつ、高精度に選り分けることができる廃棄物選別機及びその選別方法を提供することにある。

本発明の廃棄物選別機は、廃棄物の小片を選別する廃棄物選別機（１）であって、
投入された小片を供給する供給通路（５５）を有する供給部（３）と、
周縁部の空気導入部（４０）から導き入れた周囲の空気を中央部の旋回部（６０）において旋回流として、前記供給通路から供給された小片を選別する略円盤形状の選別部（５）と、を備え、
前記旋回部は、
略中心部に立設された略円柱状の軸部（６１）と、
前記軸部周りに形成され、前記選別部内の空気を排出するための排気機構が下流側に接続されている略環状の開口部（６２）と、を有し、
前記空気導入部は、
前記軸部の軸心方向に向かって所定の角度で、略水平方向に伸びるように、略放射状に配設された複数のガイドベーン（４４，４５）と、
隣り合う前記ガイドベーン間の外周縁側の開口である複数の空気導入口（４７ａ）と、を有し、
前記供給通路は、前記排気機構の排気により前記空気導入口から導き入れられる空気が通る隣り合う前記ガイドベーンに仕切られた空気導入路（４７ｒ）の内側端部に、小片を略水平方向内方へ飛び出すように供給して、前記軸部周りを旋回する旋回流により該小片を選別するように構成された、ことを特徴とする。
また、前記供給通路（５５）は、その下流側に、略鉛直方向に延びるように形成された鉛直部（３６）と該鉛直部の下端から内方へと湾曲する湾曲部（３７）と、を有し、
前記鉛直部は、上流側から斜め下外方に向かって移動してきた前記小片を落下させて、該小片の移動速度を減速させることなく、その移動方向を略鉛直方向に変え、
前記湾曲部は、前記鉛直部を落下してきた前記小片の移動速度を略保ちつつ移動方向が内方となるように導く構成してもよい。
また、前記供給部（３）は、前記供給通路（５５）の下面側を回転させる回転機構を有し、
前記空気導入路（４７ｒ）を通る空気が流れる方向と略同方向に飛び出すように、前記小片を供給するように構成することも好ましい。
さらに、前記複数のガイドベーン（４４，４５）は、その内側上部を切り欠くようにして形成した切欠部（４４ｃ）を有し、
前記空気導入路（４７ｒ）の内側端部には、前記切欠部による略環状の合流空間（Ｓ１）が形成され、
前記小片は、前記合流空間に供給される構成としてもよい。
また、前記切欠部（４４ｃ）は、前記供給通路（５５）の湾曲部（３７）を延長するように形成してもよい。

本発明の廃棄物の選別方法は、排気機構を駆動させて、中央に軸部（６１）が設けられた選別部（５）に旋回流を発生させる旋回流発生工程（Ｓｔ１，Ｓｔ２）と、廃棄物選別機（１）の供給部（３）に廃棄物の小片を投入する投入工程（Ｓｔ３）と、投入された前記小片を、前記選別部内の前記旋回流に向けて内向き速度を有する状態で供給する供給工程（Ｓｔ４）と、前記旋回流により前記小片を選別し分離する選別・分離工程（Ｓｔ５）と、分離された前記小片を回収する回収工程（Ｓｔ６）と、を備えたこと、を特徴とする。
なお、上述の各手段について、実施例で示した構成要素との対応（符号）を明示しているが、明示した構成に限定されず、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能であることは勿論である。

本発明の廃棄物選別機（１）によれば、選別部（５）に軸部（６１）を設けることにより旋回流が安定し、粉体よりも大きな小片でも高精度の選別が可能となる。また、小片を略水平方向内方への移動速度を有した状態で選別部（５）に供給することにより、粉体よりも大きい小片を旋回流に乗せることができ高精度な選別処理を可能とする。また、供給通路（５５）出口付近に小片が溜まり、詰まりが発生することを抑えるので、効率的な処理が可能となる。

本発明の廃棄物の選別方法によれば、小片を選別部（５）内の旋回流に内向き速度を有する状態で供給する供給工程（Ｓｔ４）を有するので、小片を旋回流に乗せることができ高精度な選別処理を可能とする。また、供給部（３）出口付近に小片が溜まり、詰まりが発生することを抑えるので、効率的な処理が可能となる。

廃棄物選別機の縦断面図である。 廃棄物選別機を示す一部切り欠いた平面図であり、図１のＥ−Ｅ線において切り欠いたものである。 廃棄物選別機の供給通路下流と選別部との関係を説明する概略説明図である。 廃棄物選別機による廃棄物の小片の選別方法を説明するフロー図である。

本発明の廃棄物選別機とその選別方法は、廃棄物の小片を、空気流を利用して所望の分類に選り分けることができるものである。

［廃棄物選別機１の構成］
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、実施例１の廃棄物選別機の縦断面図である。図２は、実施例１の廃棄物選別機を示す一部切り欠いた平面図であり、図１のＥ−Ｅ線において切り欠いたものである。なお、図１及び図２においては、断面線は便宜上省略している。
実施例１の廃棄物選別機１は、図１に示すように、廃棄物の小片（一辺が１〜２０ｍｍの大きさ、好ましくは一辺が１〜１５ｍｍの破砕片や粉砕片）を分散させて供給する供給部３と、供給された小片を所望の分類となるように選別する選別部５と、選別された分類ごとに小片を回収する回収部７と、これらを支える架台９とを備えている。
以下、廃棄物選別機１について、供給部３、選別部５、回収部７の順に説明する。なお、本実施例では、廃棄物の一例として、破砕又は／及び粉砕処理したペットボトルを、ボトル本体の樹脂片とラベルの薄片とに選別する場合について主として述べるが、廃棄物はこれに限らず、空気流に対する性質の異なる小片の混合物であれば選別可能であり、その詳細については後述する。

＜供給部３の構成＞
供給部３は、廃棄物選別機１の上部に設けられた略円錐形状の部分である。図１に示すように、供給部３は、上方から順に、廃棄物（破砕又は／及び粉砕処理したペットボトル）の小片を投入する投入部１０と、投入された小片を分散させ、平面視において放射状に広がるように移動させる分散部２０と、移動してきた小片を選別部５に誘導する誘導部３０とを有する。

投入部１０は、略円筒形状の部分であり、上端内側には、平面視中央に投入口１２が形成された略漏斗状の案内部材１１が配設されている。分散部２０は、略円錐台形状の部分であり、略中空円錐形状（横断面視略逆Ｖ字状）のコーン２１と、このコーン２１の上方に空間（後述する分散通路２５）を設けた状態で、かつ、コーン２１の上面側をカバーするように配設された略中空円錐台形状（横断面視略ハの字状）のコーンカバー２３とを有する。分散部２０には、コーン２１とコーンカバー２３により、投入部１０の投入口１２と連通する分散通路２５が形成されている。

案内部材１１、コーン２１、コーンカバー２３は、それぞれが略軸対称な形状をしており、対称軸である中心軸が同一鉛直線上に位置するように配設されている。また、コーン２１の頂部２２は曲面となっており、投入された小片は、投入口１２の直下に配設された頂部２２により放射状に広がるように分散し、分散通路２５の下流側（図１における斜め下方）に略均等に分配される。また、コーン２１の傾斜角度は、その上面（分散通路２５の下面２５ａ）に沿って小片が斜め下方に転がり落ちるように又は／及び滑り落ちるようにして分散通路２５の下流側へ移動するような大きさに設定されている。また、この分散通路２５は、図１に示すように、下方に向かって徐々にコーン２１の上面（分散通路２５の下面２５ａ）とコーンカバー２３の下面（分散通路２５の上面２５ｂ）との間隔が狭くなるように形成されており、分散通路２５（空間部分）の横断面積を略一定とすることにより、選別部５への小片の供給を安定させて、効率的な処理及び高精度の選別を可能としている。

図３は、廃棄物選別機１の供給通路５５（分散通路２５及び後述する誘導通路３５）下流と選別部５との関係を説明するために、廃棄物選別機１の一部を拡大した概略説明図である。誘導部３０は、略環状の内誘導部材３１と外誘導部材３３とを有し、これらを対面するように配設することにより、誘導通路３５を形成している。また、誘導通路３５の上流側は分散通路２５の下流側に連通し、誘導通路３５の下流側は後述する選別部５の上側空気導入路４７ｒに合流している。

誘導通路３５は、分散通路２５から転がり落ちるように又は／及び滑り落ちるようにして斜め下外方へ移動してきた小片の移動速度を略保つようにして（又は移動速度を加速させて）その移動方向を内方へと変え、小片を飛び出すようにして（所定の速度を有した状態で）選別部５に供給するように構成されている。すなわち、誘導通路３５は、単に選別部５に小片を供給するのではなく、投入部１０に投入された小片の有する位置エネルギーを運動エネルギーに変換した状態で供給する。また、誘導通路３５は、小片の飛び出し方向が略水平方向内方となるようにして、選別部５（上側空気導入路４７ｒ）に供給する構成となっている。

具体的には、誘導通路３５は、図３に示すように、小片を略下方に落下させるために略鉛直方向に延びるように形成された上流側の鉛直部３６と、鉛直部３６の下端から内方に湾曲し、接線方向が徐々に略鉛直方向から略水平方向となるように形成された下流側の湾曲部３７とを有している。鉛直部３６の内側の内側壁面３６ａは略鉛直面となるように形成されており、分散通路２５を通ってきた小片を下方へ落下させることにより、その移動速度を加速させるとともに、移動方向を下方に向けるような構成となっている。つまり、鉛直部３６により、分散通路２５を通ってきた小片の移動速度の減速を防ぎつつ、その移動方向を斜め下方から略下方へと変更させることが可能となる。

また、誘導通路３５（鉛直部３６及び湾曲部３７）の外側の外側壁面３６ｂ，３７ｂは、その接線が略垂直方向から略水平方向へと下方に向かって徐々に変化する縦断面略円弧状の湾曲面となるように形成されている。分散通路２５を通ってきた小片を外側壁面３６ｂ，３７ｂに沿うようにして移動させることにより、その移動速度を保ちつつ移動方向を徐々に変化させて、湾曲部３７出口において選別部５に略水平方向内方に飛び出すようにして供給することが可能となる。なお、以下の説明において、小片の誘導通路３５出口における水平方向内方に向かう速度を、適宜、内向き速度という。

分散通路２５と誘導通路３５（以下、適宜、これらを合わせて供給通路５５という）を上述のような構成として小片を略水平方向内方に飛び出すようにして選別部５に供給することにより、小片を、上側空気導入路４７ｒ（詳細は後述）を通る空気の移動方向に略沿うようにして飛び出させることができ、粉体よりも大きい小片を空気流（後述する導入空気流や旋回空気流などの空気流）に上手く乗せることができる。また、上側空気導入路４７ｒを塞ぐように小片が溜まってしまうことを防ぐことができるとともに、小片を高精度に選別することが可能となる。

なお、供給通路５５は、小片を所定の速度を有して略水平方向内方に飛び出すように選別部５に供給されるように構成されていればよく、上述の構成に限らない。例えば、鉛直部３６を設ける代わりに、誘導通路３５を縦断面において外方に突出する曲率の小さい略円弧状となるように形成し、曲面に沿って徐々に移動方向が変化させて速度を保つようにしてもよい。なお、所定の速度とは、小片が上側空気導入路４７ｒの空気の流れに乗ることができる速度をいい、小片の素材や大きさ、上側空気導入路４７ｒの空気の速度などにより設定されるものである。

本実施例の廃棄物選別機１の供給部３は、その中央に円筒形状の支柱３Ａを有しており、この支柱３Ａがコーン２１を支持している。従来の粉体分級装置のように、供給通路５５内に吊り部材を設けて、コーン２１をコーンカバー２３で吊って固定する構成（特許文献２の第１図参照）では、吊り部材が障壁となり小片の供給通路５５出口での内向き速度を減少させて分類の精度を低いレベルにとどめたり、小片が吊り部材に引っ掛かって詰まりが発生したりする虞があった。特に、破砕又は／及び粉砕処理したペットボトルを、ボトル本体の樹脂片とラベルの薄片とに分類する場合においては、ラベルの薄片が一度引っ掛かると互いに絡まるなどして詰まりが発生する確率が高かった。

本実施例では、支柱３Ａによりコーン２１を支持することにより吊り部材を用いる必要がなく、供給通路５５内にまったく障壁が存在しないので、移動する一部の小片の速度を低下させたり、詰まりを発生させたりすることがない。なお、支柱３Ａは後述する選別部５の軸部６１に取り付けられるとともに、十字状に組まれた略円柱状の支持骨部材７６を介して、架台９に保持されている。

＜選別部５の構成＞
選別部５は、供給部３の下方に設けられた略円盤形状の部分であり、供給部３から供給された小片を選別する部分である。選別部５は、図１及び図２に示すように、周囲から空気を導入して旋回流を起こす略環状の空気導入部４０と、導入された空気の旋回流により小片を素材別又は素材の種類別（以下、適宜分類別という）に選り分ける略円盤形状の旋回部６０とを有し、旋回部６０に設けられた軸部６１を中心として、略軸対称な構成となっている。

空気導入部４０は、選別部５の周縁部分である。空気導入部４０は、図３に示すように、供給通路５５の下流出口の外側に設けられた略環状の天板４１と、これに略対面するように設けられた略環状の台板４２と、天板４１と台板４２の略中間位置に設けられた中仕切板４３と、この中仕切板４３で上下２段に分割された複数の上段ガイドベーン４４及び下段ガイドベーン４５とを有している。上段ガイドベーン４４及び下段ガイドベーン４５は、図２に示すように、軸部６１の軸心を中心として円周上に略等間隔に配置された略矩形状の平板状部材であり、各径方向に対して略同じ角度で傾斜した状態となるように略水平方向に延びるように配列されている。また、上段ガイドベーン４４及び下段ガイドベーン４５は、図２に示すように、平面視において重なるように配設されており、本実施例では３６枚ずつ設けられている。

上段ガイドベーン４４及び下段ガイドベーン４５は、図１〜図３に示すように、その内側端部に設けられた内ピンＰａにより台板４２に枢着されている。また、中仕切板４３には、その外縁部に略等間隔に配置され、各径方向に対して斜めに伸びる長孔Ｂが設けられており、上段ガイドベーン４４及び下段ガイドベーン４５の外側端部に設けられた外ピンＰｂが係合している。さらに、中仕切板４３は、角度調節機構４６のハンドル４６ｈにより、選別部５の軸心を中心として調節可能に回動させることができる構成となっている。ハンドル４６ｈを操作することにより、中仕切板４３を回動させて長孔Ｂに係合する全ての外ピンＰｂを一体的に動かすことができ、全ての上段ガイドベーン４４及び下段ガイドベーン４５の径方向に対する角度を一体として調節することができる。上段ガイドベーン４４及び下段ガイドベーン４５の角度を調節することにより、廃棄物の性質（種類や形状や大きさなど）に合った選別を行うことができる。

空気導入部４０には、後述する回収部７（排気機構）によって選別部５内の空気を吸引（排気）することにより、その周囲から内部に空気が吸い込まれる。具体的には、空気導入部４０周縁には、天板４１と中仕切板４３と隣り合う上段ガイドベーン４４によって仕切られた開口である上側空気導入口４７ａと、台板４２と中仕切板４３と隣り合う下段ガイドベーン４５によって仕切られた開口である下側空気導入口４８ａとが形成されている。上側空気導入口４７ａから導入された空気は上段空気導入路４７ｒを通って選別部５内に、下側空気導入口４８ａから導入された空気は下段空気導入路４８ｒを通って選別部５内に入り、後述する選別空間Ｓ２において旋回流を形成する。

ここで、上段ガイドベーン４４は、図３に示すように、その内側上部には内方に向かって斜め下方に切り欠くようにして形成された、略三角形状の切欠部４４ｃが設けられている。この切欠部４４ｃは、上段ガイドベーン４４の内側上縁を、供給部３の誘導通路３５の下面（湾曲部３７の外側壁面３７ｂ）を延長するように切り欠いた形状となっており、この切欠部４４ｃにより、供給通路５５（誘導通路３５）と上段空気導入路４７ｒとが合流する合流空間Ｓ１（図３における略三角形状の空間）が形成されている。つまり、この合流空間Ｓ１において、供給通路５５（誘導通路３５）から供給される小片が、上段空気導入路４７ｒを流れてくる空気（以下、適宜、導入空気流という）に合流する空間となっている。また、合流空間Ｓ１は、切欠部４４ｃにより空気導入部４０内縁上部において略環状空間となっており、導入空気流が旋回流と成り始める部分でもある。なお、切欠部４４ｃ及び合流空間Ｓ１の構成は、これに限らず、供給通路を通ってきた小片が導入空気流に乗りやすくなるような構成であればよく、適宜変更することができる。

このように、本実施例の廃棄物選別機１においては、上段空気導入路４７ｒの下流側端部（内側端部）に合流空間Ｓ１を設けることにより、小片が上段ガイドベーン４４の間に溜まることを抑制できるような構成となっている。また、上段ガイドベーン４４に、誘導通路３５を延長するように形成した切欠部４４ｃを設けることにより、小片が上段ガイドベーン４４に引っ掛かるのを防ぐとともに、合流空間Ｓ１に内向きに飛び出してくる小片が上段空気導入路４７ｒを通ってくる導入空気流に乗って、そのまま選別空間Ｓ２内の旋回空気流（以下、適宜、旋回流という）に乗るように構成されており、粉体よりも粒度の大きい小片の高精度の選別を可能にしている。

旋回部６０は、図２に示すように、選別部５の中央部分であり、空気導入部４０に囲まれた部分である。旋回部６０は、図１に示すように、その天井側と床側にはそれぞれ選別室天板６６と選別室床板６３が設けられ、その中心軸部分には略円柱形状の軸部６１が設けられており、小片を分類別に選別するための略環状の選別空間Ｓ２が形成されている。なお、選別空間Ｓ２の上下幅や、中仕切板４３の位置（高さ）は、重力の影響も受けている小片を選別するのに十分な大きさに設定されている。また、本実施例においては、選別室床板６３を空気導入部４０の台板４２と略同じ高さになるように配設している

選別室床板６３は、後述する排気回収管７１の周縁部に高さ調節部材６５を挟んで取り付けられており、選別室床板６３及び高さ調節部材６５は適宜交換可能な構成となっている。高さ調節部材６５は、異なる高さのものが複数用意されており、選別対象となる小片群の性質に合わせて、適宜選択して使用できるように構成されている。選別室床板６３の位置を下げることにより、選別空間Ｓ２を広くすることが可能となる。また、選別室床板６３自体も、その大きさ（径方向の幅）や形状の異なるものが複数用意されており、適宜選択して使用できるように構成されている。なお、形状が異なるとは、例えば、径方向内側に向かって僅かに下方や上方に傾斜するなどしたもの（例えば、傾斜角度０．１〜８度）である。

選別室天板６６は、内誘導部材３１の下端を内側に延設するように配設されている。また、旋回部６０下側には、図２に示すように、軸部６１の軸心を中心として同心円状に、中心から周方向に向かって順に、軸部６１、内側リング状開口部６２、選別室床板６３、外側リング状開口部６４が設けられている。図１に示すように、選別室床板６３の内側に設けられた内側リング状開口部６２と、選別室床板６３の外側に設けられた外側リング状開口部６４は、それぞれ回収部７の排気回収管７１と回収ホッパー７３が接続されており、供給部３から供給された廃棄物の小片を旋回流により所望の分類に選り分け、開口部６２，６４によりこれらを分離して回収できるように構成されている。

本実施例においては、旋回部６０の中央に軸部６１を設けてコアンダ効果を得ることにより、旋回流を安定させてミリ単位の小片を高精度に選別することができるように構成されている。また、軸部６１を設けることにより、小片の回収部７への移動時間を短くすることができ、効率的な処理が可能となる。特に、ラベルの薄片等は、軸部６１を設けることによりその表面に沿うようにして、絡まることなくスムーズに回収することができる。なお、軸部６１は、選別部５における旋回流の乱れを防ぐために回収部７側に延びるように設けられており、回収部７内部において支持骨部材７６に取り付けられている。また、軸部６１は、供給部３のコーン２１の受け部にもなっている。さらに、本実施例では、軸部６１の上部に、旋回流を下方に導くための縦断面略三角形状である略環状の案内部６１ａが設けられている。案内部６１ａにより旋回する小片を下方に誘導することができるので、旋回流の乱れを抑制することができ、処理能力をより高くすることができる。なお、図示は省略するが、軸部６１を下方へ向かって径が小さくなる下細りの略円錐台形状としてもよい。このような形状とすることにより、渦流状の旋回流が安定し、より処理能力をより高くすることができる。

ここで、選別部５の空気流について、簡単に説明する。後述する排気回収管７１の排気機構（図示せず）を稼働させると、選別空間Ｓ２の略中心部（内側リング状開口部６２）から空気が吸引されて選別空間Ｓ２内が負圧となり、空気導入部４０の周縁の開口である上側空気導入口４７ａ及び下側空気導入口４８ａから外部の空気が導入される。そして、導入された空気は上段空気導入路４７ｒ及び下段空気導入路４８ｒを通ることにより旋回流（旋回空気流）となり、渦流状となって内側リング状開口部６２から排気回収管７１内に吸い込まれる。破砕又は／及び粉砕処理したペットボトルの小片群のうち、この旋回流に乗りやすいラベルの薄片は、旋回流とともに選別室床板６３上又は選別室床板６３上方を通り内側リング状開口部６２へ移動して排気回収管７１の中へ流れ込み、旋回流に乗りにくいボトル本体の樹脂片は、選別室床板６３上又は選別室床板６３上方を通るが、遠心力と効力とのバランスにより旋回流から外れて外側リング状開口部６４へ移動して回収ホッパー７３の中へ落下する。なお、旋回流による小片の選別、分離の詳細については後述する。

＜回収部７の構成＞
回収部７は、選別部５の下方に設けられた略逆円錐形状の部分であり、選別部５で選別、分離された小片それぞれを回収する部分である。回収部７は、図１に示すように、内側リング状開口部６２と連通しラベルの薄片を回収する排気回収管７１と、外側リング状開口部６４と連通しボトル本体の樹脂片を回収する回収ホッパー７３と、旋回流が乱れを抑制するために選別室床板６３の下方に設けられる制流板７５とを有している。また、排気回収管７１の下流側には、排気回収管７１内を負圧にするためのブロアを有する排気機構と、ラベルの薄片を集める捕集手段（図示せず）が設けられ、回収ホッパー７３の下端側は、ボトル本体の樹脂片を排出させるためのロータリーバルブ７４に連結されている。さらに、回収部７は、上述したように、コーン２１と軸部６１とを支える支持骨部材７６を備えている。この支持骨部材７６は、十字状に組まれた中央部でコーン２１等を支持し、排気回収管７１の壁面を貫通して端部側が回収ホッパー７３に固定（溶接）されており、コーン２１や軸部６１の振動を吸収する役目も担っている。

本実施例では、選別室床板６３の下側に正面視略円錐台形状の制流板７５を設けることにより、旋回流の乱れを抑制し、選別の高精度化を実現する構成となっている。回収部７には、排気回収管７１が軸対称性を崩すように正面視略Ｌ字状に配設されているが、選別部５の旋回流がこの崩れの影響を受けるのを遮断するために、その上方に軸対称性を有する制流板７５を設けている。なお、制流板７５の上面は、ボトル本体の樹脂片が堆積しないように、外周側に向かって低くなるように傾斜した傾斜面となっている。

ここで、小片の選別、分離の詳細について、図２及び図３を参照して説明する。破砕又は／及び粉砕処理したペットボトルの小片は、上述したように供給通路５５により、上段空気導入路４７ｒの内側端部の合流空間Ｓ１（導入空気流）に向けて、選別空間Ｓ２の旋回流（旋回空気流）に乗りやすいように内向き速度を有した状態で供給される。そして、ペットボトルの小片のうち、旋回流に乗りやすいラベルの薄片は、遠心力と旋回流による抗力とのバランスで旋回流よりも若干外側に膨らみながら中心部へと移動し、内側リング状開口部６２から排気回収管７１に吸い込まれる（図２の破線Ｘ参照）。また、旋回流に乗りにくいボトル本体の樹脂片は、最初は旋回流に乗って移動するものの、遠心力と旋回流による抗力とのバランスにおいて遠心力が大きく働くため、旋回流を離れて略直進して選別室床板６３の外方へと移動し、外側リング状開口部６４から回収ホッパー７３内に落下する（図２の破線Ｙ参照）。このようにして、ラベルの薄片とボトル本体の樹脂片とは、旋回流により選別されて分離回収される。

本実施例においては、破砕又は／及び粉砕処理したペットボトルの小片群（ボトル本体の樹脂片とラベルの薄片とが混在する小片群）を選別、分離回収の対象とした場合について述べたが、分類する対象はこれに限らず、空気流に対する性質（空気流への乗りやすさ）の異なる小片が複数種類混合したものであれば、この性質の違いを利用して分類することができる。本発明の廃棄物選別機１は、空気流に対する性質に違いのあるものであれば、排気機構の負圧の大きさと上段ガイドベーン４４及び下段ガイドベーン４５の角度のうちの一方又は両方を適宜調節することにより、小片群の性質（大きさ、形、比重、素材など）に合わせて、所望の分類に選別して、分離回収を行うことができる。なお、空気流への乗りやすさの違いには、小片の比重の違いだけでなく、例えば、大きさ（表面積）や厚さや形状等の様々な要因が関連する。例えば、同じ素材のプラスチック片であっても、粒状のものであれば空気流に乗りにくく、箔状であれば空気流に乗りやすくなる。

また、本実施例においては、二種類の合成樹脂片を選別、分離回収する場合について述べたが、選別等する対象はこれに限らない。合成樹脂片（廃プラスチック類の小片）だけでなく、例えば、金属片や、金属を含む合成樹脂片（樹脂めっき片）や、ゴム片、ガラス片、木片、紙片、繊維片なども対象とすることができ、二種類以上の性質の異なる小片からなる小片群を、空気流への乗りやすさに違いにより選別、分離回収することができる。よって、ペットボトル本体とそのラベルとを分離するだけでなく、例えば、自動車や家電製品など、金属やプラスチックやゴムなどで構成されている複合素材廃棄物の破砕片や粉砕片を分類する際に使用することも可能である。

図４は、本実施例の廃棄物選別機１による廃棄物の小片の選別方法を説明するフロー図である。上述した廃棄物選別機１の各構成要素の説明において、その特徴と共に選別方法についても合わせて説明したので、ここでは図４に基づいて、廃棄物の小片の選別方法を簡単に説明する。
まず、廃棄物選別機１の回収部７の排気機構を駆動させる。そして、駆動させた排気機構により上側空気導入口４７ａ及び下側空気導入口４８ａから周囲の空気を吸い込ませて、選別部５内に旋回流（旋回空気流）が発生している状態とする。次に、廃棄物選別機１の供給部３（投入口１２）に廃棄物の小片を投入する。供給部３に投入された小片は、コーン２１により放射状に広がり、分散通路２５を通って下流側（下方）へ移動し、誘導通路３５に入る。誘導通路３５に入った小片は、誘導通路３５の内側壁面に沿って分散通路２５からの移動速度を略保つようにして内方へとその移動方向を変えられて、内向き速度を有する状態で選別部５(合流空間Ｓ１)に供給される。選別部５(合流空間Ｓ１)に供給された小片は、上段空気導入路４７ｒを通る導入空気流により選別部５内方の選別空間Ｓ２に案内されて、旋回流に乗せられる。そして、旋回流により、空気流に乗りやすい性質を有する小片と、空気流に乗りにくい性質を有する小片に選り分けられて、それぞれ異なる箇所（内側リング状開口部６２と外側リング状開口部６４）に移動し、排気回収管７１と回収ホッパー７３とに分離回収される。

本発明の廃棄物選別機１及びその選別方法によれば、粉体よりも大きい小片を含む小片群（粉体を含んでいてもよい）であっても、効率的に、かつ、高精度に選別することができる。特に、選別部５に軸部６１を設けることにより、旋回流を安定させて高精度に選別を行うことができ、効率的な処理が可能となる。また、供給部３の分散通路２５や誘導通路３５を上述のような構成とすることにより、小片を内向き速度を有した状態で選別部５に供給することができ、高精度な選別が可能となる。さらに、供給通路５５の合流位置を上段空気導入路４７ｒの下流側とすると共に、上段ガイドベーン４４に切欠部４４ｃを形成することにより、小片が旋回流に乗りやすく、詰まりの発生を抑制できる構成となっており、高精度に選別することができる。

また、選別部５における旋回流が乱れるのを抑制するために、軸部６１は回収部７側に延びるように設けられ回収部７内で保持され、選別室床板６３の下方には制流板７５が設けられている。旋回流の乱れを抑えることにより、その処理能力も高くすることができる。

なお、本発明は、廃棄物の小片を内向き速度を有する状態で旋回流に合流させることができ、旋回流により小片をその性質の違いを利用して選別することができれば、上述した発明の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。例えば、本実施例の廃棄物選別機１は、投入された小片群を２つに選別し、分離回収するものであるが、開口部を同心円状に３つ以上設けて（例えば、選別室床板６３の径方向内側に略環状の新たな開口部を設けて）、小片群を３つ以上に選り分けて分離回収する構成にしてもよい。旋回流に乗って選別室床板６３上方を通る小片（粉体）を中央側の開口部（内側リング状開口部６２）で回収し、選別室床板６３上を移動する小片を旋回流に乗りやすいものと乗りにくいものに分けて、新たに設けた開口部と外側リング状開口部６４からそれぞれ回収するように構成してもよい。

また、図示を省略するが、本実施例の廃棄物選別機１は、選別部５の下側にのみ開口部（内側リング状開口部６２、外側リング状開口部６４）が設けられているが、案内部６１ａを設けずに選別部５の上側（例えば、内側リング状開口部６２に対向する部分）にも開口部を設けて、この開口部（以下、適宜、上側開口部という）に接続される排気回収管の方にも排気機構を設けて旋回流を作れるように構成してもよい。上側開口部の排気機構により旋回流を起こした場合には、選別自体に重力をさらに利用することにより、投入された小片群を、上側開口部と下側の内側リング状開口部６２、外側リング状開口部６４により、３つに選別して分離回収することができる。

また、図示は省略するが、廃棄物選別機１の変形例として、以下のような構成としてもよい。変形例１の廃棄物選別機は、上述の廃棄物選別機１において、コーン２１を、駆動装置に接続された回転機構を介して支柱３Ａを中心軸として回転可能に取り付けたものである。コーン２１を回転機構により回転させて供給通路５５を通る小片に周方向の力を加えることにより、小片を合流空間Ｓ１に上段空気導入路４７ｒを通っていく空気の流れと略同一方向に飛び出すように供給することができる。小片を旋回流に更に乗りやすい構成とすることにより、より高精度の選別が可能となる。

また、廃棄物選別方法の変形例として、排気機構の排気により、空気導入口４７ａ，４８ａから空気を吸い込むだけでなく、供給通路５５内の空気や小片を選別部５内に吸い込むように設定して、選別精度や処理能力を上げることも可能である。

本発明の廃棄物選別機及びその選別方法は、事業活動に伴って生じた廃棄物や一般家庭の日常生活に伴って生じた廃棄物を破砕・粉砕処理したものを所望の分類に選り分けて分離回収する際に用いることができるだけでなく、空気流に対する性質の異なる小片の混合物を性質の違いにより分類するものであれば、様々な分野で利用することが可能である。

１ 廃棄物選別機
３ 供給部
３Ａ支柱
５ 選別部
７ 回収部
９ 架台
１０ 投入部
１２ 投入口
２０ 分散部
２１ コーン
２３ コーンカバー
２５ 分散通路
３０ 誘導部
３５ 誘導通路
３６ 鉛直部
３７ 湾曲部
４０ 空気導入部
４４ 上段ガイドベーン
４４ｃ切欠部
４５ 下段ガイドベーン
４７ｒ上段空気導入路
４８ｒ下段空気導入路
５５ 供給通路
６０ 旋回部
６１ 軸部
６２ 内側リング状開口部
６３ 選別室床板
６４ 外側リング状開口部
６６ 選別室天板
７１ 排気回収管
７３ 回収ホッパー
７５ 制流板
７６ 支持骨部材
Ｓ１ 合流空間
Ｓ２ 選別空間

Claims (6)

1. 廃棄物の小片を選別する廃棄物選別機であって、
   投入された小片を供給する供給通路を有する供給部と、
   周縁部の空気導入部から導き入れた周囲の空気を中央部の旋回部において旋回流として、前記供給通路から供給された小片を選別する略円盤形状の選別部と、を備え、
   前記旋回部は、
   略中心部に立設された略円柱状の軸部と、
   前記軸部周りに形成され、前記選別部内の空気を排出するための排気機構が下流側に接続されている略環状の開口部と、を有し、
   前記空気導入部は、
   前記軸部の軸心方向に向かって所定の角度で、略水平方向に伸びるように、略放射状に配設された複数のガイドベーンと、
   隣り合う前記ガイドベーン間の外周縁側の開口である複数の空気導入口と、を有し、
   前記供給通路は、前記排気機構の排気により前記空気導入口から導き入れられる空気が通る隣り合う前記ガイドベーンに仕切られた空気導入路の内側端部に、小片を略水平方向内方へ飛び出すように供給して、前記軸部周りを旋回する旋回流により該小片を選別するように構成された、ことを特徴とする廃棄物選別機。
2. 前記供給通路は、その下流側に、略鉛直方向に延びるように形成された鉛直部と該鉛直部の下端から内方へと湾曲する湾曲部と、を有し、
   前記鉛直部は、上流側から斜め下外方に向かって移動してきた前記小片を落下させて、該小片の移動速度を減速させることなく、その移動方向を略鉛直方向に変え、
   前記湾曲部は、前記鉛直部を落下してきた前記小片の移動速度を略保ちつつ移動方向が内方となるように導く、ことを特徴とする請求項１に記載の廃棄物選別機。
3. 前記供給部は、前記供給通路の下面側を回転させる回転機構を有し、
   前記空気導入路を通る空気が流れる方向と略同方向に飛び出すように、前記小片を供給するように構成された、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の廃棄物選別機。
4. 前記複数のガイドベーンは、その内側上部を切り欠くようにして形成した切欠部を有し、
   前記空気導入路の内側端部には、前記切欠部による略環状の合流空間が形成され、
   前記小片は、前記合流空間に供給される、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の廃棄物選別機。
5. 前記切欠部は、前記供給通路の湾曲部を延長するように形成されている、ことを特徴とする請求項４に記載の廃棄物選別機。
6. 排気機構を駆動させて、中央に軸部が設けられた選別部に旋回流を発生させる旋回流発生工程と、
   廃棄物選別機の供給部に廃棄物の小片を投入する投入工程と、
   投入された前記小片を、前記選別部内の前記旋回流に向けて内向き速度を有する状態で供給する供給工程と、
   前記旋回流により前記小片を選別し分離する選別・分離工程と、
   分離された前記小片を回収する回収工程と、を備えたこと、を特徴とする廃棄物の選別方法。