JP3263342B2 - 風力選別装置 - 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、自動車、家電製
品、都市ごみ（大型ごみ）等を破砕して得られる破砕品
又はダストから重量物と軽量物を分別回収するための風
力選別装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車、家電製品、都市ごみ（大
型ごみ）等の廃棄物は、これを切断式、回転式、圧縮式
等の破砕機にかけて細片に破砕する工程と、該細片を風
力式、磁気式、重液式等の選別機を用いて選別する工程
とによって処理されている。そして、前記風力式の選別
機の例として、例えば特公昭６０−７５５３号公報に
は、回転中心線を傾斜させた回転筒体を有して、該回転
筒体内に所定間隔に掻き上げ板を配置した装置が提案さ
れている。図３を用いて説明すると、このような風力選
別装置５０は、固定架台５１に対して傾斜配置され内部
に掻き上げ板を備えた回転筒体５２と、回転筒体５２の
下部入口にそれぞれ設けられた原料投入装置５３及び重
量物回収部５４と、回転筒体５２の上部出口側に連接さ
れた集塵槽５５と、集塵槽５５の下流側に連接され回転
筒体５２内の空気を吸引するための排風機５６とを有し
ている。従って、前記原料投入装置５３から供給される
原料が、掻き上げ板を有する回転筒体５２の回転運動に
よって分散、攪拌されると共に、比較的重量の大きい重
量物が傾斜配置された回転筒体５２の内部側面に沿って
下降し重量物回収部５４で回収される。一方、原料中の
軽量物は、回転筒体５２内を排気する排風機５６によっ
て空気流と共に回転筒体５２内を上昇移動して、回転筒
体５２の出口側に配置された集塵槽５５の下部で回収さ
れるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
風力選別装置５０では、以下に示すような問題があっ
た。 回転筒体５２に供給される原料が、充分に分散されな
い状態で回転筒体５２の内側面に沿って落下してしまう
ので、軽量物と重量物との分離効率を高めるには限界が
あった。 回転筒体５２の下流出口側に設けられた排風機５６に
よって回転筒体５２の空気が吸引除去されるために、回
転筒体５２内に流入する空気流は回転筒体５２の軸方向
に対して平行となり原料の分散性が悪く効率的な分離が
困難である。 回転筒体５２の下部から排出される重量物は、その粒
径のばらつきの範囲が大きいため、比較的粒径の大きい
重量物は、その周囲の粒径の小さい重量物によって空気
との接触が阻害され、比較的粒径の大きい重量物に付着
した軽量物を効率的に分離させることが困難である。 供給される原料の種類、供給量によって重量物と軽量
物との分離効率、歩留が変動するので、大量の原料を安
定的に処理することが困難となると共に、回収物中の成
分が変動して、これらの回収物を処理する際の障害要因
となる。本発明はこのような事情に鑑みてなされたもの
で、供給される原料から軽量物と重量物を効果的に分離
させることができると共に、大量の原料を安定的に処理
することのできる風力選別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】前記目的に沿う請求項１
記載の風力選別装置は、傾斜配置されて内部に掻き上げ
板を備えた回転筒体と、該回転筒体の上部出口に連接さ
れた集塵槽とを有し、前記回転筒体の下部入口側から供
給される原料を気流によって重量物と軽量物に選別する
風力選別装置において、前記回転筒体の下部に篩筒部を
設けると共に、前記原料の落下口の直下又は手前に該原
料に空気を吹き付ける空気ノズルの吐出口が設けられて
いる。請求項２記載の風力選別装置は、請求項１記載の
風力選別装置において、前記回転筒体は傾動架台上に回
転数が変更可能に配置され、しかも、該傾動架台には角
度調整機構が設けられている。請求項３記載の風力選別
装置は、請求項１又は２記載の風力選別装置において、
前記空気ノズルには、該空気ノズルの噴射角度を変える
噴射角度変更機構が設けられている。請求項４記載の風
力選別装置は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の風
力選別装置において、前記原料は、自動車、家電製品及
び／又は都市ごみをシュレッダーによって破砕する過程
で発生する破砕品及び／又はダストであって、予め所定
粒度以下に分級されたものである。

【０００５】原料とは、自動車、家電製品、都市ごみ
（大型ごみ）等の廃棄物を破砕機で処理して、細片ある
いは塊状体とした混合物をいうが、予め磁力選別機で鉄
分を除去したものも含まれる。原料中の重量物とは鉄及
び、非鉄等の金属成分、ガラス成分等であり、軽量物に
はこれらの重量物よりも比重の小さいプラスチック、
紙、布等が含まれる。空気ノズルとは、空気吹き出し口
の吐出面積が回転筒体の内径より充分小さく形成された
ノズルであり、回転筒体の下部入口側から供給される原
料に集中的に所定量、所定圧力の空気を吹き付けて、原
料中の重量物及び軽量物を回転筒内に効果的に分散させ
ることができる。回転筒体の下部に設けられる篩筒部と
は、筒体の側面に所定の口径を有する貫通孔を多数形成
して、これを篩い部とした部分であって、例えば金属板
に多数の小孔を穿孔したパンチングメタルを用いて円筒
状に形成したもの等である。集塵槽とは、回転筒体から
排出される軽量物を含む空気流を槽内で減速して、空気
流中の軽量物を下部に降下、除去させる装置である。角
度調整機構は、回転筒体を回転可能に支持する傾動架台
の水平面との傾斜角度を調整することのできる例えばジ
ャッキ等が該当する。噴射角度変更機構とは、空気ノズ
ルを支持するように配置されたリンク機構等であり、モ
ータあるいは手動操作により空気ノズルの噴射角度を所
定値に設定することができる。このように本発明におい
ては、回転筒体の回転軸に対する空気ノズルの噴射角
度、回転筒体の回転数等の因子を調整することにより、
原料の分散効率を高めることができる。また、風力分級
に用いる空気が空気ノズルを介して回転筒体の入口から
原料と共に押し込まれる状態で供給されるので、この間
に回転筒体の入口の周囲からエジェクター効果によって
周囲の空気が回転筒体の回転軸に対して平行とならない
乱流状態で流入し、さらに分散効果を大きくすることが
できる。

【０００６】

【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。本発明の一実施の形態に係る風力選
別装置１０は図１に示すように、供給される原料の選別
を行うための回転筒体１１と、回転筒体１１の下部入口
に設けられたそれぞれ原料、空気を供給するための振動
フィーダ１２及び空気ノズル１３と、回転筒体１１の上
部出口側に連接された軽量物を採取するための集塵槽１
４とを有している。

【０００７】回転筒体１１は長さ約５ｍ、直径約１ｍの
円筒形状の原料の攪拌分離容器であり、胴体部分に配置
されたタイヤ１５及びタイヤ１５を支持するローラー１
５ａを介して傾動架台１６に回転可能に支持されてお
り、傾動架台１６に配置されたモータ２５を駆動させる
ことによって例えば３０ｒｐｍで回転させる。回転速度
は、５〜４０ｒｐｍの範囲で分散状態に応じて調整する
ことができる。なお、回転筒体１１の円筒側部にはガイ
ド板２７が配置されており、傾動架台１６にはこれに対
応するガイド部材２８が配置され、回転筒体１１の傾動
に際して安定的に回転筒体１１を支持することができ
る。回転筒体１１の内面には図２（ａ）に示すように多
数の掻き上げ板１７が長さ方向及び円周方向に所定の間
隔で内面から突出するように配置されており、回転筒体
１１をその軸廻りに回転させると、回転筒体１１に滞留
する原料が掻き上げ板１７によって効果的に攪拌される
ようになっている。

【０００８】掻き上げ板１７は図２（ａ）に示すよう
に、回転筒体１１の内面にその回転軸に対して平行に所
定間隔、例えば円周を１／６ずつに分割する位置に配置
されるが、これらの掻き上げ板の配置を、供給される原
料の性状及び供給速度に応じてそれぞれ適正条件に設定
してもよい。例えば、掻き上げ板を内面に千鳥足状とな
るように配置、かつ、回転軸と平行にならない所定の角
度に配置することもできる。これによって、原料の供給
条件毎に、掻き上げ板による攪拌をより効率的に行わせ
ることも可能である。

【０００９】図１、図２（ｂ）に示すように、原料の供
給される傾斜配置された回転筒体１１の下部には篩筒部
１８が形成されている。この篩筒部１８は所定口径、例
えば直径１０〜４０ｍｍの多数の小孔１８ａを、互いに
約１０〜３０ｍｍの間隔となるようにしたパンチングメ
タルを用いて形成された円筒部分であって、原料の重量
物中でも比較的粒径の小さい部分を小孔１８ａで篩い分
けて下方の第１の重量物回収部１９に供給することがで
きる。

【００１０】さらに、回転筒体１１の下部の下方には回
転筒体１１の下部出口から排出される重量物を回収する
ための第２の重量物回収部２０が配置されていて、原料
の重量物中の比較的粒径の小さいものが第１の重量物回
収部１９に、粒径の大きいものが第２の重量物回収部２
０に分別された状態で供給される。また、傾動架台１６
は角度調整機構の一例であるジャッキ２１を介して固定
架台２２上に傾動可能に配置されている。これによっ
て、傾動架台１６と固定架台２２との傾斜角度を必要に
応じて所定の値、例えば５〜３０°の範囲に設定できる
ようになっている。

【００１１】振動フィーダ１２は、例えば幅が約４０ｃ
ｍ、長さが約１．５ｍの板状振動体であり、回転筒体１
１の内部にその原料供給端が約５０ｃｍまで挿入されて
配置され、上方のベルトコンベヤ２４によって供給され
る原料を板状振動体の振動によって所定の供給速度で回
転筒体１１内に供給することができる装置である。供給
速度は振動フィーダ１２に負荷される一定方向の振動の
大きさによって制御することができる。空気ノズル１３
は、振動フィーダ１２の原料供給端から落下する原料に
空気をを例えば１００〜４００Ｎｍ³ ／分、好ましくは
１５０〜３００Ｎｍ³ ／分の範囲の流量に設定して、吹
き込んで原料を分散させるための空気供給装置であり、
原料の分散状態に応じてその空気量を調整することがで
きる。その空気吐出口は図２（ｂ）に示すように幅約５
０ｃｍ、高さ２０ｃｍの矩形状に形成され、前記振動フ
ィーダ１２の原料供給端の下方位置、すなわち原料の落
下口の直下又は手前に空気ノズルの長さ方向に対して上
向きに配置されているので、原料供給端から落下するシ
ュレッダーダストに集中的に空気を吹き付けて、これを
効率的に分散させられる。空気ノズル１３には噴射角度
変更機構の一例である図示しないリンク機構が備えられ
ており、空気ノズル１３の図１に示す噴射角度θを調整
することにより、供給される原料の種類、成分等の性
状、供給量に応じて、振動フィーダ１２の原料供給端か
ら落下する原料の分散状態を適正状態に調整することが
できる。なお、噴射角度は回転筒体１１の回転軸に対し
て３０°になるように配置されているが、５〜４５°の
範囲で調整することができる。集塵槽１４は、回転筒体
１１の上部出口側に所定の気密状態を保持するように、
例えばゴム等の可撓性材料を介して回転筒体１１に連接
されていて、その外側面には側内面部に振動を負荷して
付着、堆積する軽量物を落下させるためのシェーキング
装置２３が配置されている。集塵槽１４の上部は図示し
ないサイクロンに接続されていて、その下部には軽量物
を溜めるための軽量物回収部２６が設けられている。

【００１２】続いて、前記風力選別装置１０を用いて、
原料の一例であるシュレッダーダストの選別を行う方法
について説明する。ここで使用したシュレッダーダスト
は、自動車、家電製品及び／又は都市ごみ等の廃棄処理
物をシュレッダーで破砕して得られる破砕品及び／又は
ダストを磁力選別機で処理し、更に回転篩い（トロンメ
ル）にかけて、例えば１００ｍｍ以上のサイズのものを
除去してなるダストである。このダストは非鉄金属、土
砂、ガラス、プラスチックを含むものであるが、磁力選
別機での除鉄処理を省略して得られるダストを用いるこ
とも可能である。まず、このようなシュレッダーダスト
をベルトコンベヤ２４を用いて、振動フィーダ１２上に
供給する。シュレッダーダストは振動フィーダ１２上を
移動して、回転筒体１１に挿入された振動フィーダ１２
の原料供給端から回転筒体１１内に落下する。このと
き、原料供給端の下方位置に配置された空気ノズル１３
の空気吐出口から空気流が吹き込まれ、この空気流によ
って落下するシュレッダーダスト中の非鉄金属、土砂、
ガラス、プラスチック等が分散され、それらの分離効率
を効果的に高めることができる。シュレッダーダストの
分散状態の適否は、例えばシュレッダーダストから最終
的に得られる非鉄金属、土砂、ガラス等を主成分とする
重量物とプラスチック等を主成分とする軽量物との分離
比率を測定したり、あるいは回転筒体１１の内部状態を
観察したりすることにより知ることができる。従って、
これらの比率、歩留を最適化するように、空気ノズル１
３から吹き込む空気の流量、圧力や噴射角度等の吹込み
条件、回転筒体の角度、回転数を調整することができ
る。また、空気ノズルの空気吐出口の形状を円形とした
り、あるいは空気ノズルを複数例えば２〜４本を互いに
異なる位置に例えば、回転筒体１１の円からなる断面を
等分する扇形の重心位置に配置して、より精密かつ均一
に分散状態を制御することも可能である。

【００１３】回転筒体１１内の分散されたシュレッダー
ダストは掻き上げ板１７で強制攪拌されると共に、シュ
レッダーダスト中の比較的密度の大きい、非鉄金属、ガ
ラス等の重量物が回転筒体１１の側面に沿って下降し、
プラスチック、木片、紙等の軽量物が回転筒体１１内に
形成される空気流によって下側入口から上側出口に向け
て移動する。このような重量物と軽量物との分離比率、
歩留は、シュレッダーダストの供給量、成分等の変動に
よって変化するので、ジャッキ２１を用いて回転筒体１
１の傾斜角度を、例えば５〜３０°の範囲で適正値に制
御する。例えば、傾斜角度を大きくすると重量物の分離
比率が大きくなり、傾斜角度を小さくすると回転筒体１
１内におけるシュレッダーダストの滞留時間が長くなり
軽量物の分離比率が大きくなる傾向となる。所定組成の
シュレッダーダストを所定の供給速度、傾斜角度で風力
選別装置１０に供給して、そのとき風力選別装置１０で
得られるシュレッダーダストの分離比率を予め求めてお
き、これらのデータに基づいて、供給速度、組成等が変
動した場合の適正な傾斜角度を設定して、操業を安定的
に行うことができる。別法としては、集塵槽１４の下部
から回収される軽量物の回収速度を測定して、この回収
速度が所定値となるように傾斜角度を調整してもよい。
重量物は回転筒体１１の篩筒部１８で比較的粒径の小さ
い部分が第１の重量物回収部１９に落下し、最終的に粒
径の大きい部分を主体とする重量物が回転筒体１１の下
端から排出されて第２の重量物回収部２０に回収され
る。これによって、全体の分離効率を高めることができ
ると共に、重量物が粒径により選別されているので、そ
の後処理を容易に行うことができる。一方、前記軽量物
を含む空気流は回転筒体１１に連接する集塵槽１４に取
り込まれて、広い槽内で軽量物が空気から分離されて集
塵槽１４の下部の軽量物回収部２６に蓄積される。な
お、集塵槽１４内の空気は図示しない空気流路となる排
風筒によって排気されており、図示しないサイクロン、
バグフィルター式集塵機等を用いて残存するダストが除
去された上で、外気中に排出される。

【００１４】このようにして、本実施の形態においては
回転筒体の傾斜角度、回転数、空気ノズルから吹き込む
空気量、噴射角度がそれぞれ可変であり、供給される原
料の性状の変動に関係なく、原料を重量物と軽量物とに
効率よく分離することが可能である。また、原料を予め
トロンメルで篩分け処理しているので、原料の粒度のば
らつきが少なく、より精度の高い分離を行うことがで
き、回収されたプラスチック等の利用効率を高めること
ができる。さらに、従来の風力選別装置に較べて安定的
に操業を行えるので、操業が容易になり、保守作業も軽
減される。

【００１５】以上、本発明の実施の形態を説明したが、
本発明はこのような実施の形態に限定されるものではな
く、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用
範囲である。例えば、本実施の形態においては集塵槽１
４を回転筒体１１と同様に傾動架台１６上に配置し、回
転筒体１１の傾動動作に伴って集塵槽１４が傾斜するよ
うにして集塵槽１４を回転筒体１１との気密性を良好に
維持しているが、集塵槽を傾動架台とは別に固定配置す
ると共に、集塵槽と回転筒体の上側出口とをゴム材等か
らなるシール機構を介して連接してもよい。さらに、空
気ノズルには吐出する空気の流量を調整するための空気
流量調整機構を設けることもできる。また、集塵槽１４
の下流側に複数の集塵機、サイクロン等を配置して、原
料中の軽量物をさらに分別して回収するようにしてもよ
い。

【００１６】

【発明の効果】請求項１〜４記載の風力選別装置におい
ては、原料の落下口の直下又は手前に原料に空気を吹き
付ける空気ノズルの吐出口が設けられているので、エジ
ェクター効果によって回転筒体の下部入口周囲の空気が
乱流状態で回転筒体に供給され、原料中の重量物と軽量
物とを吹き上げられる空気によって効果的に分散させる
ことができると共に、回転筒体の下部に設けられた篩筒
部によって重量物中の比較的粒径の小さい部分を予め除
去するので、全体の分離効率を向上させることができ
る。特に、請求項２記載の風力選別装置においては、回
転筒体は傾動架台上に回転数が変更可能に配置され、し
かも、傾動架台には角度調整機構が設けられているの
で、供給される原料の種類、成分、供給量が変動した場
合に、これらの変動に対応して、回転筒体の傾斜角度、
回転数を適正値に調整し、安定的な選別処理が行える。

【００１７】また、請求項３記載の風力選別装置におい
ては、空気ノズルには、空気ノズルの噴射角度を変える
噴射角度変更機構が設けられているので、供給される原
料の種類、成分、供給量の変動に対応して、噴射角度が
調整でき、供給される原料の分散状態を適正に維持でき
る。請求項４記載の風力選別装置においては、原料は、
自動車、家電製品及び／又は都市ごみをシュレッダーに
よって破砕する過程で発生する破砕品及び／又はダスト
であって、予め所定粒度以下に分級されているので、供
給される原料の粒度のばらつきが少なくなり、さらに効
果的に原料の分離が行えると共に、傾斜角度、噴射角度
の制御範囲を少なくして制御操作が容易に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る風力選別装置の説
明図である。

【図２】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図１における矢視Ａ
−Ａ断面図、矢視Ｂ−Ｂ断面図である。

【図３】従来例の風力選別装置の説明図である。

【符号の説明】

１０ 風力選別装置 １１ 回転筒体 １２ 振動フィーダ １３ 空気ノズ
ル １４ 集塵槽 １５ タイヤ １５ａ ローラー １６ 傾動架台 １７ 掻き上げ板 １８ 篩筒部 １８ａ 小孔 １９ 第１の重
量物回収部 ２０ 第２の重量物回収部 ２１ ジャッキ
（角度調整機構） ２２ 固定架台 ２３ シェーキ
ング装置 ２４ ベルトコンベヤ ２５ モータ ２６ 軽量物回収部 ２７ ガイド板 ２８ ガイド部材

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−81878（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−358578（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−41871（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B07B 1/00 - 15/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 傾斜配置されて内部に掻き上げ板を備え
   た回転筒体と、該回転筒体の上部出口に連接された集塵
   槽とを有し、前記回転筒体の下部入口側から供給される
   原料を気流によって重量物と軽量物に選別する風力選別
   装置において、 前記回転筒体の下部に篩筒部を設けると共に、前記原料
   の落下口の直下又は手前に該原料に空気を吹き付ける空
   気ノズルの吐出口を設けたことを特徴とする風力選別装
   置。
2. 【請求項２】 前記回転筒体は傾動架台上に回転数が変
   更可能に配置され、しかも、該傾動架台には角度調整機
   構が設けられている請求項１記載の風力選別装置。
3. 【請求項３】 前記空気ノズルには、該空気ノズルの噴
   射角度を変える噴射角度変更機構が設けられている請求
   項１又は２記載の風力選別装置。
4. 【請求項４】 前記原料は、自動車、家電製品及び／又
   は都市ごみをシュレッダーによって破砕する過程で発生
   する破砕品及び／又はダストであって、予め所定粒度以
   下に分級されたものである請求項１〜３のいずれか１項
   に記載の風力選別装置。