JP2966263B2 - 回転ドラム型非磁性金属選別回収装置 - Google Patents

回転ドラム型非磁性金属選別回収装置

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JP2966263B2 JP5313012A JP31301293A JP2966263B2 JP 2966263 B2 JP2966263 B2 JP 2966263B2 JP 5313012 A JP5313012 A JP 5313012A JP 31301293 A JP31301293 A JP 31301293A JP 2966263 B2 JP2966263 B2 JP 2966263B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、非磁性金属、例えばア
ルミニウム、銅等を廃棄物から分離、回収するための回
転ドラム型非磁性金属選別回収装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】昨今、環境問題が叫ばれる中、資源の再
利用化も進んでおり、日々発生する廃棄物の中から鉄は
もとより、非鉄金属類、紙、布類、木片、合成樹脂、ゴ
ム、ガラス等広い範囲で資源回収が行われ、それに伴う
回収システムも新しい技術が登場している。非鉄金属の
中のアルミニウムに代表される非磁性軽金属類を選別回
収する装置は、都市ごみの中のアルミ缶、自動車廃車の
裁断スクラップに含まれるアルミニウム等の回収再利用
に多く用いられている。非鉄金属を他の廃棄物と選別回
収する手段として磁力を応用したものは従来より数多く
あり、移動交流磁界を応用したリニアモータ型、ロータ
リーキルン状回転円筒の外周に永久磁石を配設したイン
サイドドラム型、平滑斜面の下側に永久磁石を配列した
スライディングセパレータ型、コンベアベルトが巻装さ
れるドラムを二重構造のドラム型とし内部に永久磁石回
転子を配設した回転ドラム型等がある。この分類の中で
回転ドラム型が最も多く使用されており、従来例として
図3に基づいて回転ドラム型非磁性金属選別回収装置の
構成および作用の概要を説明する。無端状のコンベアベ
ルト5は一方の端を駆動ローラ6に、他方の端をドラム
1に巻装されている。駆動ローラ6はモータ6aにより
チエン6bを介して矢印Rbの方向に回転駆動して、コ
ンベアベルト5を矢印Raの方向に走行させる。従って
従動ローラであるドラム1は矢印Rcで示す方向に回転
する。また、ドラム1は非磁性材料から作られており、
前記ドラムの内部には前記ドラムと同心的に永久磁石回
転子2が回転自在に内設されている。さらに永久磁石回
転子2の詳細な構成を次に説明する。円筒状のヨーク2
aの外周縁部上に磁石7と磁石7′が、等角度間隔で交
互にN極、S極がドラム側になるように、且つそれらの
外面がドラム1の内周面に近接するように周設されてい
る。また、永久磁石回転子2は、ドラム1と同心で回転
方向Rcと同一方向Rdに回転するが、回転周速度が異
なるように別設置のモータ2bによりチエン2cを介し
て回転駆動する二重構造になっている。なお、永久磁石
回転子2の回転周速度は、ドラム1の回転周速度よりも
充分に大きくなるように設定されている。このようにし
て、永久磁石回転子2に周設された磁石7のN極および
磁石7′のS極は、ドラム1およびその上に巻装された
コンベアベルト5の厚さを通過してコンベアベルト5の
表面に強力な磁界を発生させることになる。さらにドラ
ム1の下方には、コンベアベルト5から落下し選別され
る廃棄物を回収する容器8が配設され、前記容器には選
別して回収するための隔壁9a、9b、9c、9dが具
設され、前記隔壁により容器8は、ドラム1から遠い方
から非磁性金属屑回収容器8a、通常のごみ屑回収容器
8bおよび鉄屑回収容器8cに区画される。従来例は以
上のように構成されるが、この回転ドラム型非磁性金属
選別回収装置の作用を説明すると次のようになる。ま
ず、非磁性金属屑10a、通常のごみ屑10bおよび鉄
屑10cが混在した廃棄物10がホッパ11の上端開放
部から投入され、コンベアベルト5の走行部に乗り、コ
ンベアベルト5の走行と共に図3における右方のドラム
1の中心軸を通る垂線の上部領域、すなわち、最頂部へ
と運搬される。ただしコンベアベルト5の上の廃棄物1
0はある程度の層の厚さを持つが、図3は説明の便宜
上、散在した状態で示す。すなわち、コンベアベルト5
の走行部の上に於いては、非磁性金属屑10a、通常の
ごみ屑10b(紙、布類、木片、合成樹脂など)、鉄屑
10cが運搬され、ドラム1の最頂部に達すると、前記
ドラムに回転自在に内設する永久磁石回転子2の高速回
転により、前記永久磁石回転子の外周縁部上に周設する
磁石7のN極と磁石7′のS極により発生する高周波交
播磁界の中を通過するようになるので、非磁性金属屑1
0aには、この高周波交播磁界により電磁誘導作用が生
じ、この非磁性金属屑10aには誘導電流、すなわち、
良電導体としてのうず電流の発生によって遠心方向の斥
力が生起され、同時にコンベアベルト5の搬送力との合
成力によって、コンベアベルト5の走行前方上方に飛翔
し、ドラム1のほぼ最頂部より放物線の軌跡aを描いて
落下し、隔壁9bによって非磁性金属屑回収容器8aの
中へと選別回収される。また、廃棄物10の中に含まれ
ている通常のごみ屑10bは永久磁石回転子2の磁石7
と7′による磁気吸引力ないしは高周波交播磁界の影響
を何等受けることなくドラム1に巻装されているコンベ
アベルト5の表面から自重により自由落下して、bの軌
跡に沿って通常のごみ屑回収容器8bへと選別回収され
る。さらに、鉄屑10cは、永久磁石回転子2の磁石7
または7′の磁界による磁気吸引力により、コンベアベ
ルト5の表面に吸着したままドラム1の下周部分まで運
ばれてくるが、コンベアベルト5がドラム1の下周面か
ら外れると共に磁石7または7′の磁界による磁気吸引
力が弱くなるので、自重によりコンベアベルト5の表面
から、落下軌跡cに沿って鉄屑回収容器8cに選別回収
される。以上のようにして廃棄物から非磁性金属屑、通
常のごみ屑および鉄屑が選別回収されることになる。し
かしながら永久磁石回転子2の外周縁部上に周設するN
極の磁石7とS極の磁石7′から生起する磁界が弱けれ
ば、それに起因して非磁性金属屑10aが受ける遠心方
向の斥力が弱くなり、特に小口径非磁性金属屑および低
導電性非磁性金属屑等においては、落下位置における水
平方向の到達距離が短くなる。したがって、前記非磁性
金属屑10aと通常のごみ屑10bとを、より高い精度
で選別回収するためには、非磁性金属の水平方向の到達
距離を大きくすること、すなわち、永久磁石回転子2の
外周縁部上に周設する外面側の磁極がN極の磁石7とS
極の磁石7′から生起する磁界の強さを大きくすること
は、容易に理解できるところである。従来例としての永
久磁石回転子の詳細(永久磁石回転子のほぼ1/4を示
す断面)を図4に基づいて説明する。永久磁石回転子2
の詳細な構成は、磁性材料(鉄など)で且つ円筒状のヨ
ーク2aの外周縁部上に、外面側の磁極がN極の磁石7
とS極の磁石7′を交互に等角度間隔で、且つそれらの
外面がドラム1の内周面に近接するように周設する。な
お、磁石の磁化を弱めようとし磁石内を走る反磁場は、
N極とS極の距離が遠くなるにしたがって小さくなるた
め、その反磁場の効果を少なく抑え磁石の磁気を強くす
るために、ヨーク2aは磁性材料(鉄など)で形成し、
隣り合う磁石の磁気回路を繋いで磁石内のN極とS極の
距離を長くすることが一般的である。ところで、本従来
例(図4)は等角度間隔を30°とした場合を示し、図
5は、横軸に図4のX軸から反時計方向の角度θ、縦軸
にドラム1の外表面法線方向の磁束密度分布を示す。こ
こで、角度θが15°以上になると周期的に繰り返し同
様な磁束密度曲線を描くため、角度θは0〜15までの
範囲とする。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】そこで、従来公知の回
転ドラム型非磁性金属選別回収装置において、非磁性金
属屑が磁石から受ける斥力が小さいと、特に小口径非磁
性金属屑および低導電性非磁性金属屑と通常のごみ屑と
の間における水平方向の到達距離の差が小さく、それに
起因して、それらの回収率が悪く確実な選別回収が困難
であるという問題点がある。本発明は、上記欠点を改善
して磁束密度分布の大きい永久磁石回転子を得て回収効
率をさらに向上させることができ、確実な選別回収が可
能な回転ドラム型非磁性金属選別回収装置を提供するこ
とを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、一方の端に駆
動ローラと、他方の端に非磁性体のドラムと、前記駆動
ローラとドラムに巻装された無端状のベルトと、前記ド
ラム内に回転自在に配設され、ドラムの内周面に近接し
て磁石が周設された円筒状の永久磁石回転子とからな
り、前記永久磁石回転子を前記ドラムおよびベルトより
速い回転周速度で同方向に回転させるようにして、非磁
性金属と磁性金属と非金属とを選別するための回転ドラ
ム型非磁性金属選別回収装置において、磁化方向が前記
ドラムの接線方向と略同一の第一の磁石を間隙をおいて
配置し、前記第一の磁石間の各間隙に磁化方向が前記ド
ラムの法線方向と略同一の第二の磁石を配置し、前記第
一の磁石の隣接する対向面は同極とし、且つ前記極間に
ある第二の磁石はドラム側が前記極と同極となるように
配置し、特に永久磁石回転子全周に対する第二の磁石の
角度比率を0.090〜0.667の範囲内に設定して
高効率を得るという技術的手段を採用した。
【0005】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図1は本発明の実施例の永久磁石回転子の詳細を示し、
この図面に基づいて説明する。なお従来例に対応する部
分については同一の符号を付しその詳細な説明は省略す
る。まず、本実施例の全体の配置は、図3に示した従来
例の構造と実質的に同一であるが、ドラム1の内部に前
記ドラムと同心的に回転自在に内設された永久磁石回転
子2の構成が相違している。すなわち、図1は本実施例
による装置の永久磁石回転子2のほぼ1/4を示す断面
図を示し、本実施例においては、SUS304製で且つ
円筒状のロータ2aの外周縁部上に、磁化方向がドラム
1の接線方向と略同一の第一の磁石3および3′を間隙
をおいて配置し、前記第一の磁石3および3′間の各間
隙に磁化方向が前記ドラムの法線方向と略同一の磁石4
および4′を配置し、前記第一の磁石3および3′の隣
接する対向面は同極とし、且つ前記極間にある第二の磁
石4および4′はドラム側が前記極と同極となるように
配置する。すなわち、第一の磁石3は図1の左方向をN
極とし右方向がS極とし、第一の磁石3′は前記と反対
の極とする。また、第二の磁石4はドラム1側をN極と
し、第二の磁石4′はドラム側をS極とする。ところ
で、実施例(図1)は磁石3と磁石3′の等角度間隔を
30°とした場合を示し、図2は横軸に図1のX軸から
反時計方向の角度θ、縦軸にドラム1の外表面法線方向
の磁束密度分布を示す。ここで、角度θが15°以上に
なると周期的に繰り返し同様な磁束密度曲線を描くた
め、角度θは0〜15°までの範囲とする。そこで、従
来例(図5)の磁束密度Bの最大絶対値と実施例(図
2)の磁束密度Bの絶対値を比べると約35%大きくな
り改善されている。うず電流の発生による斥力の大きさ
は、他の条件が同じであるならば、対象物に作用する磁
束密度の二乗に比例する。すなわち、従来例(図4)お
よび実施例(図1)の非磁性金属屑が受ける遠心方向の
斥力ベクトルHと合成力ベクトルFを比べると、実施例
(図1)における永久磁石回転子2の外周縁部上に周設
する磁石4および4′により発生する高周波交播磁界
が、従来例(図4)における磁石7および7′により発
生する高周波交播磁界より35%大きくなったため、遠
心方向の斥力ベクトルHが約80%大きくなって小口径
非磁性金属屑および低導電性非磁性金属屑と通常のごみ
屑との間における水平方向の到達距離の差が大きくな
り、それに起因して確実な選別回収が実施でき回収率の
向上に繋がる。また、図6に横軸に図1における第二の
磁石の角度比率、縦軸に外表面法線方向の磁束密度分布
を示す。図6より明らかなように、第二の磁石の角度比
率0.090〜0.667の範囲内において磁束密度4
000Gを越える良好な結果が得られることがわかる。
【0006】
【発明の効果】本発明は、上記構成および作用を有して
いるので、従来公知の回転ドラム型非磁性金属選別回収
装置における問題点を解決し、特に廃棄物の中に於ける
小口径非磁性金属屑および低導電性非磁性金属屑と通常
のごみ屑および鉄屑を精度良く確実に選別回収する回転
ドラム型非磁性金属選別回収装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例による装置の永久磁石回転子の
ほぼ1/4を示す断面図である。
【図2】本発明の実施例の磁束密度分布である。
【図3】従来例の装置概略図である。
【図4】従来例による装置の永久磁石回転子のほぼ1/
4を示す断面図である。
【図5】従来例の磁束密度分布である。
【図6】本発明の実施例の第二の磁石の角度比率と外表
面法線方向の磁束密度の関係を示す。
【符号の説明】 1…ドラム、2…永久磁石回転子、3、3′…第1の磁
石、4、4′…第2の磁石、5…コンベアベルト、6…
駆動ローラ、7、7′…磁石、8a…非磁性金属屑回収
容器、8b…通常のごみ屑回収容器、8c…鉄屑回収容
器、9a、9b、9c、9d…隔壁、10…廃棄物、1
0a…非磁性金属屑、10b…通常のごみ屑、10c…
鉄屑、11…ホッパ

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一方の端に駆動ローラ、他方の端に非
    磁性体のドラム巻装された無端状のベルトと、前記ド
    ラム内に回転自在に配設され、ドラムの内周面に近接し
    て磁石が周設された円筒状の永久磁石回転子とからな
    り、前記永久磁石回転子を前記ドラムおよびベルトより
    速い回転周速度で同方向に回転させるようにして、非磁
    性金属と磁性金属と非金属とを選別するための回転ドラ
    ム型非磁性金属選別回収装置において、 磁化方向が前記ドラムの接線方向と略同一の第一の磁石
    を間隙をおいて配置し、前記第一の磁石間の各間隙に磁
    化方向が前記ドラムの法線方向と略同一の第二の磁石を
    配置し、 前記第一の磁石の隣接する対向面は同極とし、且つ前記
    極間にある第二の磁石はドラム側が前記極と同極となる
    ように配置した永久磁石回転子を有し、 永久磁石回転子全周に対する第二の磁石の角度比率が
    0.090〜0.667の範囲内にある ことを特徴とす
    る回転ドラム型非磁性金属選別回収装置。
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JP5996285B2 (ja) * 2012-06-08 2016-09-21 株式会社Cnk 回転ドラム型磁気分離装置及びその組立方法

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