JP3226445B2 - 放電型静電選別装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、都市ゴミ、粗大ゴ
ミなどを粉砕した後、この粉砕したゴミの中からプラス
チックあるいは可燃物などの選別を行う放電型静電選別
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コロナ放電による選別方法を使用した、
従来の放電型静電選別装置を図８にしたがって説明す
る。

【０００３】被選別粒子１はホッパ２へ投入され、ホッ
パ２の出口から振動給送板３上へ落下し、この振動給送
板３より切り出され、水平軸心周りに所定方向に回転さ
れ、接地されている金属ドラム電極４の上面へ散布され
る。

【０００４】金属ドラム電極４の回転方向斜め上方に
は、粒子１へ放電する針状の高電圧電極５が設けられて
おり、この高電圧電極５には高圧電源装置６の陰極が接
続されている。また高圧電源装置６の陽極は接地されて
いる。この接続によって、金属ドラム電極４により回転
接地電極が形成され、高電圧電極５と金属ドラム電極４
との間にコロナ放電界が形成される。

【０００５】また金属ドラム電極４の下方には、金属ド
ラム電極４の前方位置（回転方向上流側）に上方へ開口
した第１分離容器７が設けられ、金属ドラム電極４の径
の前半分位置に上方へ開口した第２分離容器８が設けら
れ、さらに金属ドラム電極４の径の後半分位置に上方へ
開口した第３分離容器９が設けられている。また、金属
ドラム電極４の回転方向の下流位置（第３分離容器９の
上方位置）には被選別粒子１をかき落とすブラシ10が設
けられている。

【０００６】上記構成による作用を説明する。ホッパ１
より振動給送板３を介して金属ドラム電極４上に散布さ
れた被選別粒子１は、高電圧電極５と金属ドラム電極４
間に形成される放電界中で、分極ならびに電子放射を受
ける。すなわち、高電圧電極５から単極性イオンが放出
され、ドラム４上の被選別粒子１にふりそそぎ、粒子１
はイオンと同極に帯電される。

【０００７】帯電した被選別粒子１が導電性粒子（導
体）１Ａの場合には、コロナ放電による電荷は接地電極
（金属ドラム電極４）からの反対電荷とたちまち中和
し、逆に接地電極から電荷が与えられるため、反発力と
なって接地電極から分離跳躍し、前方の第１分離容器７
内に落下する。

【０００８】また被選別粒子１が絶縁性粒子（絶縁体）
１Ｂの場合には、接地電極（金属ドラム電極４）からの
電荷補給がないため、電子放射により与えられた電界に
より接地電極に吸引力として働き、さらに分極の吸引力
と総合され、接地電極に強く吸着される。したがって、
絶縁性粒子１Ｂは金属ドラム電極４の回転方向の後方位
置で落下するか、ブラシ10によりかき落とされて、第３
分離容器９内に分離される。

【０００９】また被選別粒子１が半導電性粒子（半導
体）１Ｃの場合には、絶縁性粒子１Ｂと導電性粒子１Ａ
の中間位置に落下し、第２分離容器８内に分離される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のコ
ロナ放電を使用した静電選別装置の場合、被選別粒子１
が乾燥され、かつ細かく粉砕されたゴミのような場合、
高電圧電極５の先端から、高電界により発生する空気分
子のイオン風のため、ゴミが舞い上がり、選別能力が低
下するという問題があった。

【００１１】また、被選別粒子１の帯電は、印加電圧で
はなく、電界強度に関係していることから、十分に帯電
させ選別能力を揚げるためには、電界強度を増大させる
必要がある。しかし、電界強度が大きいのは高電圧電極
５の先端であり、被選別粒子１が放電にさらされる接地
電極（金属ドラム電極４）表面付近は、電界強度がもっ
とも小さい部分であり、したがって効率よい選別を実施
するためには、より印加電圧を高くする必要があった。

【００１２】また、橋絡などの放電現象は直に金属ドラ
ム電極４との間に生じているために、金属ドラム電極４
上に混入した異物を除去するためには、一旦装置を停止
しなければならなかった。

【００１３】さらに、放電部（高電圧電極５）は露出状
態にあるため、放電によるノイズ障害の懸念があった。
そこで、本発明は、被選別粒子を電界強度の大きい領域
を通過させることによって、印加電圧を増大させること
なく効率的な選別を行え、また放電選別中でもドラム電
極上の異物の掃除などの作業を可能とした放電型静電選
別装置を提供することを目的としたものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明のうち請求項１記載の放電型静電選別装
置は、上部に複数の針状または複数の刃状の高電圧電極
を下方に向けて所定間隔で配置し、下部に前記複数の高
電圧電極に対向し接地されたメッシュ状または複数のワ
イヤー状の接地電極を水平に配置して形成され、これら
高電圧電極間および接地電極間を落下していく被選別粉
砕ゴミを帯電させる帯電装置と、前記帯電装置の真下に
配置され、水平軸心周りに回転する接地された金属ドラ
ム電極と、前記金属ドラム電極に吸着した被選別粉砕ゴ
ミをかき落とすブラシと、前記金属ドラム電極の下方で
かつ前記金属ドラム電極の上部の回転方向前方に配置さ
れた第１回収手段と、前記金属ドラム電極のほぼ真下に
配置された第２回収手段とを備えたことを特徴とするも
のである。

【００１５】上記構成により、落下中の被選別粉砕ゴミ
は、帯電装置により非常に強い電界を受け、帯電し、電
界により形成されるイオン風により金属ドラム電極へ吹
きつけられ、強制的に金属ドラム電極へ叩きつけられ
る。

【００１６】帯電した粉砕ゴミが導電性粉砕ゴミ（また
は半導電性粉砕ゴミ）の場合には、電荷は金属ドラム電
極からの反対電荷と中和し、逆に金属ドラム電極から電
荷が与えられるため、反発力となって金属ドラム電極か
ら分離跳躍し、前方の第１回収手段内へ落下し、回収さ
れる。

【００１７】また粉砕ゴミが絶縁性粉砕ゴミ（絶縁体）
の場合には、電荷は長い間保持され、金属ドラム電極に
吸引力として働き、さらに分極の吸引力と総合され、金
属ドラム電極に強く吸着される。吸着された絶縁性粉砕
ゴミは金属ドラム電極とともに回転し、回転方向の後方
位置で落下するか、ブラシによりかき落とされて、第２
回収手段内に落下し、回収される。

【００１８】このように、絶縁性粉砕ゴミを第２回収手
段内に、導電性粉砕ゴミを第１回収手段内に選別するこ
とができる。また請求項２記載の放電型静電選別装置
は、上記請求項１記載の放電型静電選別装置であって、
帯電装置の四方を接地された金属板にて取り囲んだこと
を特徴とするものである。

【００１９】上記構成により、帯電装置の電場が金属板
により封じ込められ、よってノイズ障害が防止され、効
率よい電場が形成され、また電界強度が均一化される。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１に本発明の実施の形態を示す
放電型静電選別装置の基本構成図を示す。

【００２１】高圧電源装置11の陽極に接続された複数の
針状もしくは刃状の電極（以下、高電圧電極と称す）12
を所定の間隔で下向きに配置し、これら複数の高電圧電
極12の下方に対向して接地された複数のワイヤー状もし
くはメッシュ状の電極（以下、接地電極と称す）13を水
平かつ平行に配置し、これら上下の複数の高電圧電極12
間と複数の接地電極13間に、上方より被選別粉砕ゴミ14
が落下される。高圧電源装置11の陰極は接地されてい
る。また接地電極13の真下に、接地されている金属ドラ
ム電極15が設けられ、水平軸心回りに矢印ａの方向へ回
転している。

【００２２】被選別粉砕ゴミ14は、図１（ｂ）に示すよ
うに上記高電圧電極12による強電界領域Ｒ₁ を通過、ま
たは直接接触することにより、非常に強い電界を受け、
さらに接地電極13による強電界領域Ｒ₂ を通過すること
により、プラスチックなどの絶縁物に強い帯電力を持た
すことができる。なお、接地電極13に接触した被選別粉
砕ゴミ14は、接地電極13に吸着するが、ほとんどのもの
は電極13の断面積が小さいことから、間を通過し、金属
ドラム電極15上に落下する。

【００２３】さらに、電界により形成されるイオン風Ｗ
は、高電圧電極12から接地電極13へ吹きつけるために、
帯電した粉砕ゴミ13は、強制的に金属ドラム電極15へ叩
きつけられる。

【００２４】帯電した粉砕ゴミ14が導電性粉砕ゴミ（ま
たは半導電性粉砕ゴミ）14Ａの場合には、電荷は金属ド
ラム電極15からの反対電荷とたちまち中和し、逆に金属
ドラム電極15から電荷が与えられるため、反発力となっ
て金属ドラム電極15から分離跳躍する。

【００２５】また粉砕ゴミ14が絶縁性粉砕ゴミ（絶縁
体）14Ｂの場合には、電荷は長い間保持され、金属ドラ
ム電極15に吸引力として働き、さらに分極の吸引力と総
合され、金属ドラム電極15に強く吸着される。吸着され
た絶縁性粒子14Ｂは金属ドラム電極15とともに回転す
る。

【００２６】上記構成により、導電性粉砕ゴミ14Ａと絶
縁性粉砕ゴミ14Ｂを分離回収することができる。上記複
数の高電圧電極12と接地電極13を使用する理由を、図２
の電位分布および形成電場の模式図により説明する。高
電圧電極12と接地電極13間には高電圧が印加されてい
る。なお、電極は断面形状としている。

【００２７】図示するように、接地電極13の電界は、高
電圧電極12の先端の電界と比較して円形となるため、若
干、電荷集中性は劣るが、両者の電極近辺において、電
界集中のため強電荷強度領域が形成される。また、複数
電極を利用することにより、若干弱くなるものの強電界
領域は、高電圧電極12および接地電極13両方の付近にお
いて帯状に形成される。この部分を利用すれば、粉砕ゴ
ミ13に十分に帯電することができ、電界強度増大のため
印加電圧を上げすぎて、電極間に橋絡放電が発生するこ
とを防止することができる。また、放電形成領域は、高
電圧電極12と接地電極13間で形成されていることから、
接地電極を形成している金属ドラム電極15に対して、直
接的な放電による影響を妨げることができる。

【００２８】上記基本構成を適用した、本発明の放電型
静電選別装置の構成図を図３に示す。図１と同一の構成
には同一の符号を付している。被選別粉砕ゴミ14は搬送
用ベルトコンベヤ装置16によりホッパ17へ投入され、下
端の出口から自由落下される。

【００２９】前記ホッパ17の出口の真下には、図４に示
すように、格子状にブスバー兼固定枠18を形成し、この
固定枠18の各枠交点に下方に向けて上記高電圧電極12を
垂設した高電圧電極部19が設けられており、各高電圧電
極12にはブスバー兼固定枠18を介して高電圧電源装置11
より高電圧が印加され、ホッパ17から落下する粉砕ゴミ
14が通過、または接触することにより帯電される。

【００３０】また、高電圧電極部19に対向して、水平で
かつ平行に配置された複数の接地電極13と、これら接地
電極13を保持するブスバー兼固定枠20から形成される接
地電極部21が設けられており、各接地電極13はブスバー
兼固定枠20を介して高電圧電源装置11の陰極に接続さ
れ、落下する粉砕ゴミ14は通過することにより帯電され
る。

【００３１】上記高電圧電極部19と接地電極部21により
帯電装置Ｓが形成されている。また接地電極部21の真下
に、モータ22により水平軸心周りに所定方向に回転され
る上記金属ドラム電極15が設けられている。この金属ド
ラム電極15は一端でアース接地電極23に接触することに
より接地されており、また回転方向の下流側に吸着した
被選別粉砕ゴミ14をかき落とすブラシ24が設けられてい
る。

【００３２】また金属ドラム15の下方には、金属ドラム
電極15の上部の回転方向前方（回転方向上流側）に上方
に開口した第１分離容器25が設けられ、金属ドラム電極
15の径位置（ブラシ24の取付け位置）に上方に開口した
第２分離容器26が設けられている。

【００３３】以下、上記構成における作用を説明する。
金属ドラム電極15はモータ22により回転されているもの
とする。ホッパ17から落下した被選別粉砕ゴミ14は、高
電圧電極部19および接地電極部21によりそれぞれ非常に
強い電界を受け、帯電し、電界により形成されるイオン
風により金属ドラム電極15へ吹きつけられ、強制的に金
属ドラム電極15へ叩きつけられる。

【００３４】帯電した粉砕ゴミ14が導電性粉砕ゴミ14Ａ
の場合には、電荷は接地電極（金属ドラム電極15）から
の反対電荷と中和し、逆に接地電極から電荷が与えられ
るため、反発力となって金属ドラム電極15から分離跳躍
し、前方の第１分離容器25内へ落下し、回収される。

【００３５】また粉砕ゴミ14が絶縁性粉砕ゴミ14Ｂの場
合には、電荷は長い間保持され、接地電極（金属ドラム
電極15）に吸引力として働き、さらに分極の吸引力と総
合され、接地電極に強く吸着される。吸着された絶縁性
粉砕ゴミ14Ｂは金属ドラム電極15とともに回転し、回転
方向の下流位置で落下するか、ブラシ24によりかき落と
されて、第２分離容器26内に落下し、回収される。

【００３６】上記作用により、絶縁性粉砕ゴミ14Ｂを第
２分離容器26内に、導電性粉砕ゴミ14Ａを第１分離容器
25内に選別することができる。このように絶縁性粉砕ゴ
ミ14Ｂと導電性粉砕ゴミ14Ａを選別回収できるととも
に、高電圧電極部19から接地電極部21に吹きつけるイオ
ン風により、帯電装置Ｓ内を通過した粉砕ゴミ14を金属
ドラム電極15に強制的に接地させることができ、よって
従来のように粉砕ゴミ14が舞い上がり選別能力が低下す
るという不具合を解消することができる。また、粉砕ゴ
ミ14は、高電圧電極部19および接地電極部21内を通過す
ることにより、高電圧電極12と接地電極13に直接接触ま
たは付近を通過し、強電界領域を通ることから、十分に
帯電させることができ、選別能力を向上することができ
る。また、電界集中領域を利用することから、印加電圧
を上げる必要はなくなり、橋絡現象を防止することがで
きる。

【００３７】また従来では橋絡などの放電現象は直に金
属ドラム電極４との間に生じているために、金属ドラム
電極４上に混入した異物を除去するためには、一旦装置
を停止しなければならなかったが、本発明では橋絡など
の放電現象は高電圧電極部19および接地電極部21間に生
じ、金属ドラム電極15に生じないために、放電選別中で
も金属ドラム電極15上の異物の掃除などの作業を行うこ
とができる。

【００３８】本発明の他の実施の形態を、図６に示す。
上記帯電装置Ｓを変更するものである。図示する帯電装
置Ｓ’は、高圧電源装置11の陽極に接続された複数の高
電圧電極12を所定の間隔で下向きに配置し、これら複数
の高電圧電極12の下方に対向して接地された複数の接地
電極13を水平かつ平行に配置するとともに、複数の高電
圧電極12の周りを金属板31で取り囲み、この金属板31を
複数の接地電極13に接続し接地し、構成されている。

【００３９】このような帯電装置Ｓ’によれば、電場
は、図６に示す電位分布のように高電圧電極12の周囲に
おいて、側面および底部の接地電極13，金属板31との間
に形成され、よって外部への電場の漏洩が防止されてい
る。したがって、ノイズ障害を防止でき、また電場封じ
込めにより、効率よい電場形成ができ、電界強度を均一
化できる。

【００４０】この帯電装置Ｓ’の実際の構成を図７に示
す。四方の金属板31の底部に、図５に示した接地電極部
21を固定し、上部にアクリル材などの絶縁材32を介して
図４に示した高電圧電極部19を固定して形成されてお
り、取付け金具33によりホッパ17の出口を形成する側壁
34に固定される。また金属板31と接地電極部21は接地さ
れ、高電圧電極部19は高圧電源装置11の陽極に接続され
ている。

【００４１】なお、選別された粉砕ゴミ14の回収手段と
して、分離容器25，26を設けているが、分離容器25，26
に代えて、ベルトコンベヤ装置や台車などを配置するこ
ともできる。

【００４２】

【発明の効果】以上述べたように請求項１記載の発明に
よれば、絶縁性粉砕ゴミと導電性粉砕ゴミを選別回収で
きるとともに、帯電装置において発生するイオン風によ
り、帯電装置を通過した粉砕ゴミを金属ドラム電極に吹
きつけ、強制的に接地させることができ、従来のように
イオン風により粉砕ゴミが舞い上がり選別能力が低下す
るという不具合を解消することができる。また、粉砕ゴ
ミは、帯電装置内を通過することにより、高電圧電極、
および接地電極に直接接触または付近を通過し、強電界
領域を通ることから、十分に帯電させることができ、選
別能力を向上することができる。また、電界集中領域を
利用することから、印加電圧を上げる必要はなくなり、
橋絡現象を防止することができる。また従来では橋絡な
どの放電現象は直に金属ドラム電極との間に生じている
ために、金属ドラム電極上に混入した異物を除去するた
めには、一旦装置を停止しなければならなかったが、橋
絡などの放電現象は高電圧電極および接地電極間に生
じ、金属ドラム電極に生じないために、放電選別中でも
金属ドラム電極上の異物の掃除などの作業を行うことが
できる。

【００４３】また請求項２記載の発明によれば、帯電装
置の電場が金属板により封じ込められることによって、
ノイズ障害を防止でき、効率よい電場を形成でき、また
電界強度を均一化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す放電型静電選別装置
の基本構成図である。

【図２】同放電型静電選別装置の帯電装置の説明図であ
る。

【図３】同放電型静電選別装置の構成図である。

【図４】同放電型静電選別装置の帯電装置の高電圧電極
部の斜視図である。

【図５】同放電型静電選別装置の帯電装置の接地電極部
の斜視図である。

【図６】同放電型静電選別装置の他の帯電装置の基本構
成図である。

【図７】同放電型静電選別装置の他の帯電装置の正面図
である。

【図８】従来の放電型静電選別装置の構成図である。

【符号の説明】

11 高圧電源装置 12 高電圧電極 13 接地電極 14 被選別粉砕ゴミ 14Ａ 導電性粉砕ゴミ 14Ｂ 絶縁性粉砕ゴミ 15 金属ドラム電極 16 搬送用ベルトコンベヤ装置 17 ホッパ 18，20 ブスバー兼固定枠 19 高電圧電極部 21 接地電極部 22 モータ 24 ブラシ 25 第１分離容器（回収手段） 26 第２分離容器（回収手段） 31 金属板 32 絶縁材 33 取付け金具 34 側壁 Ｒ₁ ，Ｒ₂ 強電界領域 Ｓ，Ｓ’ 帯電装置

フロントページの続き (72)発明者 東條 千明 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28 号 日立造船株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B03C 7/00 - 7/12

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上部に複数の針状または複数の刃状の高
   電圧電極を下方に向けて所定間隔で配置し、下部に前記
   複数の高電圧電極に対向し接地されたメッシュ状または
   複数のワイヤー状の接地電極を水平に配置して形成さ
   れ、これら高電圧電極間および接地電極間を落下してい
   く被選別粉砕ゴミを帯電させる帯電装置と、 前記帯電装置の真下に配置され、水平軸心周りに回転す
   る接地された金属ドラム電極と、 前記金属ドラム電極に吸着した被選別粉砕ゴミをかき落
   とすブラシと、 前記金属ドラム電極の下方でかつ前記金属ドラム電極の
   上部の回転方向前方に配置された第１回収手段と、 前記金属ドラム電極のほぼ真下に配置された第２回収手
   段とを備えたことを特徴とする放電型静電選別装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の放電型静電選別装置であ
   って、 帯電装置の四方を接地された金属板にて取り囲んだこと
   を特徴とする。