JP2020146603A - 選別装置 - Google Patents

Abstract

【課題】家電製品の廃棄物には、モーター、コンデンサ、基板、電線等有用な金属類が含まれており、溶湯化して金属の種類に応じて回収するためには、紐、湿気取りの紙や、電線を被覆する紙等、種々の可燃物と選別する必要がある。【解決手段】ベルト搬送面２１が上り勾配になった選別用ベルトコンベア１３と、ベルト搬送面２１上を搬送方向に沿って吹き付ける送風ブロア３３を備える。ベルト搬送面２１上に破砕された破砕集合物Ａが順次落下していく。筐体を構成したプラスチック類（丸形物Ｂ）は転がりながら落ちていき、基板等の金属類（扁平異形物Ｃ）は摩擦搬送されていき、紙等の可燃物（軽量異形物Ｄ）は吹き飛ばされる。丸形物Ｂ等は跳ね上がるので、軽量異形物Ｄの上から除かれる。また、ベルト搬送面２１上に止まっている限り、軽量異形物Ｄは常時風を受けることになる。従って、扁平異形物Ｃの選別精度が高くなっている。【選択図】 図３

Description

本発明は固形物の選別装置に係り、例えば、廃棄された家電製品を破砕したものから金属類を回収するのに適した選別装置に関するものである。

冷蔵庫、洗濯機、エアコン、テレビ、パソコン等の家電製品の廃棄物には、モーター、コンデンサ、基板、電線等有用な金属類が含まれており、溶解して金属の種類毎に回収することが提案されているが、家電製品には、筐体等を構成するプラスチック類だけでなく、梱包用のビニールや紐、湿気取りの紙や、電線を被覆する紙等、種々の可燃物も含まれている。これらが金属類に混入された状態で金属類が溶解すると、溶湯の温度制御が難しくなる。
一方、手作業で、基板や電線等の小さな金属類まで可燃物と分離しておくのは膨大な手間がかかり現実的ではない。

破砕してある程度までサイズダウンした集合物を形状で選別するものとして、特許文献１に記載された固形物の分別装置がある。この分別装置では、形状による転がり易さの違いを利用して、丸形物はベルト搬送面上を跳ね上がったり転がりながら落ちていき、異形物はベルト搬送面上に載って摩擦搬送されることで、分別される仕組みになっている。
しかしながら、基板、電線等の金属類と、ビニール、紐、紙等の可燃物は共に異形物に分類されるものであり、上記の分別装置ではこれらを選別することができない。

一方、別の仕組みにより選別するものとして、特許文献２に記載された風力選別機がある。この風力選別機は比重が小さいものほど風力によって遠くに飛ばされる原理を利用したものである。上記した異形物のうち、概して金属類は比重が大きく、可燃物は比重が小さいため、この風力選別機を用いれば選別は理屈では可能である。
しかしながら、落下してくる集合物に対して、落下方向と交差する方向から風を当てているため、当該集合物に対して風力が当たるのはそれこそ一瞬である。そのため、選別の精度は格段に低い。しかも、その一瞬のために絶え間なく強力に送風することになるため、大掛かりな排気設備も必要となる。

特開２０１４−７９７４２号公報 特開平７−１００４３５号公報

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、廃棄された家電製品を破砕したものから金属類と可燃物を選別するのに適した選別装置の提供を、その目的とする。
また、本発明は、小型で簡単な構造にすることで製造コストを低く抑え、且つ使用の際のランニングコストも低く抑えることを可能にした選別装置の提供を、その目的とする。

請求項１の発明は、ベルト搬送面が搬送方向終端側に向かって上り勾配に傾斜した姿勢になったベルトコンベアと、前記ベルト搬送面に選別対象集合物を落下させる落下手段と、前記ベルト搬送面上を搬送方向に沿って吹き付ける送風手段を備え、前記選別対象集合物が前記ベルト搬送面に落下して衝突すると、前記ベルト搬送面からの転がり易さと舞い上がり易さの違いにより、搬送方向始端側に向かって転がり落ちていく丸形物と、摩擦搬送されていく扁平異形物と、吹き上げられる軽量異形物とに選別されることを特徴とする選別装置である。

請求項２の発明は、請求項１に記載した選別装置において、ベルト搬送面が弾性を有しており、跳ね上がり易さの違いにより、選別対象集合物の落下地点が分離されることを特徴とする選別装置である。

請求項３の発明は、請求項１または２に記載した選別装置において、ベルト搬送面の傾斜角度を変更する角度変更手段を有することを特徴とする選別装置である。

請求項４の発明は、請求項１から３のいずれかに記載した選別装置において、送風手段の送風口がベルト搬送面の搬送方向始端側に配置され、搬送方向終端側を向いていることを特徴とする選別装置である。

請求項５の発明は、請求項１から４のいずれかに記載した選別装置において、落下手段は別体のベルト搬送面が水平姿勢になったベルトコンベアで構成されていることを特徴とする選別装置である。

請求項６の発明は、請求項１から５のいずれかに記載した選別装置において、廃棄された家電製品を破砕したものを選別対象集合物とし、金属類を扁平異形物とし、可燃物を軽量異形物として選別することを特徴とする選別装置である。

本発明の選別装置では、廃棄された家電製品を破砕したものから金属類を選別するのに適している。
また、本発明の選別装置は、小型で簡単な構造にすることで製造コストを低く抑え、且つ使用の際のランニングコストも低く抑えることが可能となっている。
なお、選別対象集合物は、上記家電製品を破砕したものに限定されるものではなく、選別の仕組みを上手く利用できるものであれば適用可能である。

本発明の実施の形態に係る選別装置の全体の正面図である。 図１の選別装置の内部の概略的正面図である。 図２の選別装置の要部における選別のイメージ図である。 選別対象集合物を示す写真である。 図４の選別対象集合物の選別後の丸形物を示す写真である。 図４の選別対象集合物の選別後の扁平異形物を示す写真である。 図４の選別対象集合物の選別後の軽量異形物を示す写真である。

本発明の実施の形態に係る選別装置１を図面にしたがって説明する。
図１、図２に示すように、この選別装置１は、特許文献１の分別装置のアイデアが利用されている。
符号３はハウジングを示し、このハウジング３は支持脚５、５、……により持ち上げ支持されている。このハウジング３の底部には排出ホッパ７、９が左右方向に間隔をあけて設けられており、ハウジング３の内部と連通している。更に、ハウジング３の左側面部にも貫通して排出口１１が設けられており、ハウジング３の内部と連通している。

ハウジング３の内部には、選別用ベルトコンベア１３が配置されている。この選別用ベルトコンベア１３は、一対のプーリ１５、１７に無端ベルト１９が掛け回され張設されている。プーリ１５がモーター（図示省略）から駆動力を受け取り、プーリ１７を従動回転させると共に、無端ベルト１９を長円軌道で周回走行させる。この無端ベルト１９が上側で走行するときにその上面がベルト搬送面２１となる。
選別用ベルトコンベア１３は、ベルト搬送面２１が左右方向に延びるように配置されており、ベルト搬送面２１に載せられた物が右方から左方に向かって搬送される。従って、ベルト搬送面２１の右端側が搬送方向始端側、左端側が搬送方向終端側になっている。

選別用ベルトコンベア１３は、搬送方向終端側が軸受２３によって回動自在に支持されており、搬送方向始端側が油圧シリンダー等で構成される支持部材２５によって伸縮自在に支持されている。
ベルト搬送面２１は、搬送方向終端側に向かって上り勾配に傾斜した姿勢で配置されているが、上記の支持部材２５による伸縮動作により、傾斜角度は変更できるようになっている。

ベルト搬送面２１に落下して衝突した選別対象集合物のうち、異形物を摩擦搬送する一方で、丸形物を転がり落とすことができる選別機能が求められている。転がり易さは、換言すれば摩擦搬送され難さであり、これらを備えるものとして、金属製のコア部に合成ゴム製の外周部が接合されたものが考えられる。
更に、素材の種類だけでなく、外周部の表面粗さを調整したり、ベルト搬送面２１の傾斜角度を調整したりすることによっても調整できる。無端ベルト１９の素材や表面粗さは、運び込まれる廃棄物一般に対応できるように選択されており、設置された現場で、運び込まれる廃棄物の種類に応じて、上記した傾斜角度の変更手段を利用して適切な傾斜角度に設定することになる。

また、無端ベルト１９の素材には、ベルト搬送面２１に落下して衝突した選別対象集合物のうち、少なくとも一部を跳ね上げる反発力を発生する弾性能も求められている。この機能も有することで、選別の精度が格段に上がる。

ベルト搬送面２１の搬送方向始端側の直下には、排出ホッパ９の拡径側開口が臨んでおり、搬送方向終端側の直下には排出ホッパ７の拡径側開口が臨んでおり、搬送方向終端側の先方には排出口１１が臨んでいる。それぞれの排出ホッパ７、９、排出口１１の下方に回収容器を設ければ、選別したものを持ち運び可能となる。

ハウジング３の内部には、落下手段として供給用ベルトコンベア２７も配置されている、この供給用ベルトコンベア２７も、選別用ベルトコンベア１３と同様に、一対のプーリと無端ベルトで構成されている。但し、ベルト搬送面２９は水平に固定されている。このベルト搬送面２９も左右方向に延びており、ベルト搬送面２９に載せられた物が右方から左方に向かって搬送されるようになっている。ベルト搬送面２９を構成するベルトの上面は水平で、無端ベルトが周回走行するときに搬送できるものであれば良い。

供給用ベルトコンベア２７のベルト搬送面２９の搬送方向終端の下方に、選別用ベルトコンベア１３のベルト搬送面２１が間隔をあけて対向している。但し、ベルト搬送面２１の搬送方向中間で対向している。また、ベルト搬送面２９の搬送方向終端から落下した物が、ベルト搬送面２１に衝突した後に、跳ね上がりが可能となる程度に、ベルト搬送面２１と供給用ベルトコンベア２７とは上下方向で離れている。

ハウジング３の天部には、投入ホッパ３１が設けられており、ハウジング３の内部と連通している。この投入ホッパ３１の縮径側開口に、供給用ベルトコンベア２７のベルト搬送面２９が臨んでいる。

ハウジング３の外側には、送風ブロア（ファン）３３が設置される。この送風ブロア３３にはダクト３５の一端側が接続されている。ダクト３５はハウジング３の右側面部を貫通して内部に入り込んでおり、他端側には空気噴射ノズル３７が取り付けられている。この空気噴射ノズル３７は選別用ベルトコンベア１３のベルト搬送面２１の搬送方向始端側に配置されており、送風口３９が搬送方向終端側を向いている。従って送風口３９からベルト搬送面２１上を搬送方向に沿って空気が吹き付けられる。

但し、送風口３９から吹き付けられた空気は、送風先に障害が無ければ送風範囲が放射状に拡がっていき、送風面が円形になるが、この場合には、ベルト搬送面２１が下側で立ちはだかっており、直交断面が半円形になる。従って、その分だけ、ベルト搬送面２１の直ぐ上方で平行に流れる空気の風力の低下が抑えられる。

図３では、選別イメージが示されている。
選別対象集合物は廃棄された家電製品を粗破砕した破砕集合物Ａになっている。
選別装置１を、供給用ベルトコンベア２７、選別用ベルトコンベア１３、送風ブロア３３を稼働させて運転モードにした上で、破砕集合物Ａが供給用ベルトコンベア２７のベルト搬送面２９に載せられて黒矢印に示す方向に搬送されていく。
そして、その搬送方向終端から順次落下する。落下したものは、選別用ベルトコンベア１３のベルト搬送面２１に衝突する。ベルト搬送面２１に載せられたものは黒矢印に示す方向に搬送されていく。

筐体を構成したプラスチック類は主に丸形物Ｂに分類され、モーター、コンデンサ、基板、電線等の金属類と、梱包用のビニールや紐、湿気取りの紙や、電線を被覆する紙等の可燃物は異形物に分類される。異形物のうち、前者は扁平異形物Ｃ、後者は軽量異形物Ｄに分類される。
これらはまとまって落下してくるので、ベルト搬送面２１上に重なった状態で衝突することもある。一方、丸形物Ｂや扁平異形物Ｃは軽量異形物Ｄを下側にして重なった状態でベルト搬送面２１に衝突しても、衝突のはずみで跳ね上がり易い。跳ね上がった後には再びベルト搬送面２１に衝突することになるが、ベルト搬送面２１が走行しているので、衝突位置は異なる。跳ね上がりは１回だけで終わるものもあれば、複数回繰り返すものもある。従って、重なりが解消され易くなっている。

そして、ベルト搬送面２１に直に載った丸形物Ｂは、その形状故の転がり易さから、傾斜したベルト搬送面２１上を搬送方向始端側に向かって転がり落ちていく。一方、ベルト搬送面２１に直に載った扁平異形物Ｃは、その形状故の摩擦搬送し易さから、傾斜したベルト搬送面２１の上り走行に随伴して搬送方向終端側に向かって搬送されていく。
送風ブロア３３から吹き付けられる空気によって、ベルト搬送面２１上には白矢印に示すように搬送方向終端側に向かう空気流Ｅが常時発生しているが、この空気流Ｅの風力は、丸形物Ｂや扁平異形物Ｃに対しては影響が弱く、それらの転がりや摩擦搬送には実質的な影響を与えない。
丸形物Ｂは搬送方向始端に至ると、飛び出さずにその直下に落下する。扁平異形物Ｃも搬送方向終端に至ると、殆ど飛び出さずにその直下に落下する。

その一方、軽量異形物Ｄは、空気流Ｅの風力を受けると容易に舞い上がり、搬送方向終端側に向かって飛ばされる。丸形物Ｂや扁平異形物Ｃの上に載ったものだけでなく、ベルト搬送面２１に直に載ったものも、軽量故に舞い上がり易くなっている。
ベルト搬送面２１上に、丸形物Ｂや扁平異形物Ｃが載り、その搬送方向先方に軽量異形物Ｄが載っている場合があるが、空気流Ｅの上流側から見て丸形物Ｂや扁平異形物Ｃの陰に完全に隠れることは殆ど無く、その場合にもその当たった面の大きさに応じて舞い上がる。軽量異形物Ｄはベルト搬送面２１上に止まった状態では空気流Ｅに常時当たるようになっているので、舞い上がりが低く、搬送方向終端に到達せずにその手前のベルト搬送面２１に落下した場合には、再び容易に舞い上がる。

また、ベルト搬送面２１上に止まっているときにも、ベルト搬送面２１の走行に随伴して摩擦搬送される。
そして、軽量異形物Ｄは空気流Ｅを受けて飛び出し軌道を辿って落下する。扁平異形物Ｃも、搬送方向終端から落下するが、比重差により、空気流Ｅの影響を受けないので、軽量異形物Ｄの落下位置よりも手前になる。

Ｂ１は、ベルト搬送面２９から落下中の丸形物を示し、Ｂ２は、ベルト搬送面２１に軽量異形物Ｄを押し潰しながら衝突した後に大きく跳ね上がった状態の丸形物を示し、Ｂ３はベルト搬送面２１を転がり落ちていく状態の丸形物を示し、Ｂ４は、ベルト搬送面２１から落下中の丸形物を示す。
Ｃ１は、ベルト搬送面２９から落下中の扁平異形物を示し、Ｃ２は、ベルト搬送面２１に軽量異形物Ｄを押し潰しながら衝突した後に僅かに跳ね上がった状態の扁平異形物を示し、Ｃ３は、ベルト搬送面２１上に止まった状態の扁平異形物を示し、Ｃ４は、ベルト搬送面２１から落下中の扁平異形物を示す。
Ｄ１は、ベルト搬送面２１上で丸形物Ｂ２や扁平異形物Ｃ２に押し潰された軽量異形物を示す。丸形物Ｂ２や扁平異形物Ｃ２は跳ね上がった後に搬送方向後側に落下するので、軽量異形物Ｄ１の上から外れる。Ｄ２は、ベルト搬送面２１上で扁平異形物Ｃ３上に載った軽量異形物を示す。Ｄ３は、舞い上がった軽量異形物を示し、Ｄ４は、ベルト搬送面２１の先方で落ちていく途中の軽量異形物を示す。

従って、筐体を構成したプラスチック類は丸形物Ｂとして、基板、電線等の金属類は扁平異形物Ｃとして、梱包用のビニールや紐、湿気取りの紙や、電線を被覆する紙等の可燃物は軽量異形物Ｄとして、それぞれ別の位置に優先的に落下して堆積される。
すなわち、特許文献１のアイデアだけでは難しかった扁平異形物Ｃと軽量異形物Ｄの自動的な選別が可能となっている。
従って、選別対象集合物が廃棄された家電製品の場合には、金属類と可燃物とに都合よく選別される。

この選別装置１を用いて選別した結果を写真に示す。
図４は、破砕集合物Ａを示す写真であり、図５は、丸形物Ｂの選別状態を示す写真であり、図６は、扁平異形物Ｃの選別状態を示す写真であり、図７は、軽量異形物Ｄの選別状態を示す写真である。
このように、ベルト搬送面２１が搬送方向終端側に向かって上り勾配に傾斜した姿勢になった選別用ベルトコンベア１３に風力選別機能を備えさせることで、転がり易さによる選別機能を損なわずに、風力選別機能が格段に都合良く働く。しかも、風量が従来の風力選別機に比べて格段に少なくて済むので、特別な排気処理が不要となっている。

更に、本発明の選別装置は、比較的単純な構造で、小型に製造できる。また、運転中は風量も上記したように従来の風力選別機に比べて少なくて済む。
従って、製造コストや、使用の際のランニングコストを低く抑えることが可能となっている。

以上、本発明の実施の形態について詳述してきたが、具体的構成は、この実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更などがあっても発明に含まれる。
例えば、選別装置に振動篩機を内蔵させ、供給用ベルトコンベアに載せる前に、破砕集合物を篩分けして、砂状のものを予め選別しておくことで、丸形物と分けてそれぞれ回収することができる。

固形物の選別装置の製造業で利用できる。また、固形物の選別処理業者や、固形物を選別する工程を有する工場等で利用できる。

１…選別装置 ３…ハウジング ５…支持脚 ７、９…排出ホッパ
１１…排出口 １３…選別用ベルトコンベア １５、１７…プーリ
１９…無端ベルト ２１…ベルト搬送面 ２３…軸受 ２５…支持部材
２７…供給用ベルトコンベア ２９…ベルト搬送面 ３１…投入ホッパ
３３…送風ブロア ３５…ダクト ３７…空気噴射ノズル ３９…送風口
Ａ…破砕集合物 Ｂ…丸形物 Ｃ…扁平異形物 Ｄ…軽量異形物
Ｅ…空気流

Claims (6)

1. ベルト搬送面が搬送方向終端側に向かって上り勾配に傾斜した姿勢になったベルトコンベアと、前記ベルト搬送面に選別対象集合物を落下させる落下手段と、前記ベルト搬送面上を搬送方向に沿って吹き付ける送風手段を備え、
   前記選別対象集合物が前記ベルト搬送面に落下して衝突すると、前記ベルト搬送面からの転がり易さと舞い上がり易さの違いにより、搬送方向始端側に向かって転がり落ちていく丸形物と、摩擦搬送されていく扁平異形物と、吹き上げられる軽量異形物とに選別されることを特徴とする選別装置。
2. 請求項１に記載した選別装置において、
   ベルト搬送面が弾性を有しており、跳ね上がり易さの違いにより、選別対象集合物の落下地点が分離されることを特徴とする選別装置。
3. 請求項１または２に記載した選別装置において、
   ベルト搬送面の傾斜角度を変更する角度変更手段を有することを特徴とする選別装置。
4. 請求項１から３のいずれかに記載した選別装置において、
   送風手段の送風口がベルト搬送面の搬送方向始端側に配置され、搬送方向終端側を向いていることを特徴とする選別装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載した選別装置において、
   落下手段は別体のベルト搬送面が水平姿勢になったベルトコンベアで構成されていることを特徴とする選別装置。
6. 請求項１から５のいずれかに記載した選別装置において、
   廃棄された家電製品を破砕したものを選別対象集合物とし、金属類を扁平異形物とし、可燃物を軽量異形物として選別することを特徴とする選別装置。