JP3308429B2 - 静電選別装置 - Google Patents

静電選別装置

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rotor
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博之 大工
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、絶縁物と導電物が混在
する粉砕ごみなどで、幾分粒子径の大きい被分別物、た
とえば粉砕ごみからリサイクル用のプラスチックあるい
は可燃物を分別するための静電分別装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、絶縁性粒子と導電性粒子を分別す
る静電選別装置は、図6,図7に示すように、水平軸心
回りに所定方向に回転されてたとえばマイナス接地(ア
ース)された導電性ロータ1の上面に、ホッパー2から
定量振動フィーダ3を介して混合粒子が切出され、電源
4により高電圧が印加された電極5Aまたは5Bとロー
タ1との間に電界Dが形成される。そして混合粒子が電
界Dに入ると電荷を受け、絶縁性粒子は接地電極からの
電荷補給がないために電子放射により与えられた電荷に
よりロータ1への吸引力が働き、分極の吸引力とともに
強く吸着される。また導電性粒子は、電界Dから受けた
電荷がロータ1からの反対電荷と中和され、さらにロー
タ1から常に電荷が与えられるため、ロータ1への反発
力となって分離する。
【0003】このようにしてロータ1の回転方向上流側
に配置された分別トレイ6Aには、導電性粒子が分離さ
れて落下し、中間の分別トレイ6Bには半導電性粒子が
落下分離され、最後部の分別トレイ6Cにはスクレーパ
7によりロータ1の表面から掻き落とされた絶縁性粒子
が分離されるものである。
【0004】ところで、上記静電選別装置には、図6に
示すように、電極5Aに平面(ロール状)電極を使用し
てロータ1との間に静電領域Dを形成する静電誘導型
と、図7に示すように、電極5Bを針状電極を使用して
ロータ1との間にコロナ放電領域Dを形成するコロナ放
電型がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記静電誘導
型は、混合粒子が静電領域Dを通過すると落下しやすく
吸着力が弱いという問題があった。またコロナ放電型
は、不平等電界により発生されるイオン風により混合粒
子が舞い上がり、分別精度が低下するという問題があっ
た。
【0006】本発明は、上記問題点を解決して、吸着力
が強く得られかつイオン風による被選別物の飛散で分別
精度が低下することのない静電分別装置を提供すること
を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明は、水平軸心回りに回転自在な導電性ロータ
と、この導電性ロータ上に被選別物を送り出すホッパ
と、導電性ロータ上に送り出されてきて導電性ロータ上
に乗せられて送られる被選別物に対向するように配置さ
れた電極と、この電極と導電性ロータの間に高電圧を印
加して電界を形成する電源と、導電性ロータの下方で導
電性ロータの回転方向に沿って複数個配置された分別ト
レイとを具備した静電選別装置において、前記電極は、
被選別物の導電性ロータ上の乗せられて送られる被選別
物の送り方向上流側に対向するように配置されて導電性
ロータとの間に静電領域を形成する平面電極部と、被選
別物導電性ロータ上の乗せられて送られる被選別物の
送り方向下流側に対向するように配置されて導電性ロー
タとの間にコロナ放電領域を形成する針状電極部とを具
備し、前記平面電極部と針状電極部とが一体化されたも
のである。
【0008】また上記構成の電極の平面電極部を、導電
性ロータの外周面に平行な円弧面に形成したものであ
る。さらに上記構成の導電性ロータおよび針状電極部の
少なくとも一方を絶縁材によりコーティングしたもので
ある。
【0009】
【作用】上記各構成によれば、被選別物がまず静電領域
を通過した後、コロナ放電領域を通過することにより、
絶縁性被選別物は強い吸着力を得、半導電性被選別物は
それなりの吸着力を得ることができるとともに、上流側
に配置された平面電極部により針状電極からの上流側へ
のイオン風が防止されて被選別物の飛散が防止されるの
で、選別精度がより向上される。さらに針状電極からの
下流側に流れるイオン風により、吸着力の弱い絶縁体を
吹き飛ばして分離させるので、より効果的な分別を行う
ことができる。さらに平面電極部と針状電極部とを一体
化したので、電極をコンパクトに構成することができ
る。
【0010】また円弧面状の平面電極部とすることによ
り、より均一な電界が得られて、イオン風の発生を確実
に防止できる。さらに、絶縁材をコーティングすること
により、水分等が含まれた被選別物へのスパークを防止
することができ、スパーク後の電圧低下による帯電停止
を防止することができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明に係る粉砕ごみ用静電選別装置
の一実施例を図1および図2に基づいて説明する。
【0012】図1に示すように、回転駆動装置(図示せ
ず)により矢印A方向に水平軸心回りに回転される導電
性ロータ11が設置されており、この導電性ロータ11
はリード線12を介してマイナス接地(アース)されて
いる。また導電性ロータ11の上方には、被選別物の一
例である粉砕ごみEを供給するホッパ13が配置され、
定量供給用振動フィーダ14を介して導電性ロータ11
上に粉砕ごみEを所定量ずつ供給するように構成されて
いる。また振動フィーダ14の搬送板14a上方には、
複数列の櫛歯を横断方向に相対往復移動させることによ
り粉砕ごみをほぐすほぐし装置15が配設されている。
【0013】そして導電性ロータ11の頂部から回転方
向Aの少し下流側上方には、所定間隔をあけて電極16
が配置され、放電界形成用電源17の正極が電極16に
接続されて電極16と導電性ロータ11との間に電界
(領域)D1,D2を形成するように構成されている。
また、導電性ロータ11の下方で回転方向Aの上流側か
ら下流側に、導電性ごみ受トレイ18、半導電性ごみ受
トレイ19、絶縁性ごみ受トレイ20が配置され、絶縁
性ごみ受トレイ20の上方には、導電性ロータ11に摺
接して吸着された絶縁性ごみを強制的に分離させる掻き
落とし手段の一例である掻き落としブラシ21が設けら
れている。
【0014】前記電極16は、図2に示すように、回転
方向Aの上流側に平板電極22aが配置されて導電性ロ
ータ11との間に静電領域D1を形成する平面電極部2
2Aと、回転方向Aの下流側に幅方向に1列に配置され
て導電性ロータ11との間にコロナ放電領域D2を形成
する針状電極部22Bとで構成されている。そして、針
状電極部22Bは、平板電極22aの下流縁から幅方向
に一定間隔毎に突出された軸部22bと、この軸部22
bの先端側が導電性ロータ11側に折り曲げられて先尖
り状に形成された針電極22cとで構成され、平面電極
部22Aと針状電極部22Bとが一体成形されて、平面
電極部22A側に電源17から電圧を印加するリード線
23が接続されている。
【0015】またこれら針電極22cには、アクリル材
などの絶縁材24がコーティングされ、粉砕ごみEに含
まれる水分によるスパーク(火花放電)が防止されてい
る。このスパークが発生すると、その火花が粉砕ごみE
の可燃物に着火して火災になるおそれがあり、またスパ
ークの瞬間に電圧が低下してもとの電圧に戻るのに、数
10〜数100m秒の時間が必要となり、その間に電界
D1,D2を通過する粉砕ごみEは帯電されず分別精度
が低下する。
【0016】またここで、針状電極部22Bと導電性ロ
ータ11との距離Lは、次の条件となるように電圧Vp
が設定される。 L(mm)>Vp(kV)/0.5(kV/mm)
【0017】上記実施例において、ホッパ13から振動
フィーダ14に供給された粉砕ごみEは、振動フィーダ
14の搬送板14aの傾斜に沿って送られるとともに、
ほぐし装置15により互いに絡み合った導電性粉砕ごみ
Ea、半導電性粉砕ごみEbおよび絶縁性粉砕ごみEc
が分離されてほぐされる。そして、導電性ロータ11上
に投入されて回転方向Aに沿って搬送され、電極16の
平面電極部22Aにより形成された静電領域D1で粉砕
ごみEはそれぞれの粒子ごとに電荷が供給される。さら
に針状電極部22Bにより形成されたコロナ放電領域D
2に入り、粉砕ごみEはイオンシャワーまたは電子シャ
ワーをくぐり抜けて電子放射を受ける。これにより、プ
ラスチック類などの絶縁性粉砕ごみEcは導電性ロータ
11からの電荷補給がないため、電子放射により与えら
れた電荷により導電性ロータ11への吸引力が働き、さ
らに分極の吸引力が総合されて強く吸着される。また金
属類などの導電性粉砕ごみEaは、コロナ放電による電
荷が導電性ロータ11からの反対電荷と中和され、さら
に導電性ロータ11から常に反対の電荷が与えられるた
め、導電性ロータ11への反発力となって分離される。
また乾燥機により処理されても数%の水分を含む木や紙
類などの中間の半導電性粉砕ごみEbはそれなりの吸着
力で導電性ロータ11に吸着される。
【0018】そして、導電性ロータ11に反発される導
電性粉砕ごみEaは最初の導電性ごみ受トレイ18に落
下排出され、さらに半導電性粉砕ごみEbは導電性ロー
タ11に幾分の吸着力を示して導電性ロータ11の下部
で自重により次の半導電性ごみ受トレイ19に落下排出
され、さらに導電性ロータ11に強く吸着された絶縁性
粉砕ごみEcが自重および掻き落としブラシ21により
絶縁性ごみ受トレイ20に落下排出される。
【0019】上記実施例によれば、粉砕ごみEがまず静
電領域D1を通過した後、コロナ放電領域D2を通過す
ることにより、絶縁性粉砕ごみEaは強い吸着力を得、
半導電性粉砕ごみEbはそれなりの吸着力を得ることが
できるので、選別精度がより向上される。そして、上流
側の平面電極部22Aにより形成された平等電界である
静電領域D1により、不平等電界であるコロナ放電領域
D2で発生されるイオン風は回転方向Aの下流側にのみ
発生する。したがって、イオン風により粉砕ごみEが上
流側に舞い上がることがなく、しかも下流側ではイオン
風により吸着力の弱い導電静粉砕ごみEaが確実に下方
に分離されるので、分別効果をより向上させることがで
きる。さらに平面電極部22Aと針状電極部22Bとを
一体化したので、電極16をコンパクトに構成すること
ができる。
【0020】また、針状電極部22Bの針電極22cに
絶縁材24がコーティングされているので、粉砕ごみE
に金属や水分が含まれていてもスパークが防止される。
これは、図3に示すように、絶縁材24中の針電極22
c側に、針電極22cと反対の電荷が集まり、絶縁材2
4の表面側に針電極22cと同一の電荷が集まって、絶
縁材24が無いのと同じようにコロナ放電領域D2を形
成するので、電極としての機能を損なうことがなく、一
方絶縁材24により針電極22cと導電性ロータ11と
の間に大電流が流れずスパークが発生しないためであ
る。これにより、瞬時の電圧低下による帯電の停止およ
び火災の発生を未然に防止することができる。なお、導
電性ロータ11に絶縁材25をコーティングしてもよ
く、両方に絶縁材24,25をコーティングしてもよ
い。
【0021】また上記実施例における平板電極22a
を、図4に示すように、円弧面電極22a′とすること
により、導電性ロータ11の外周面との距離Lを全面に
わたって一定にでき、均一な静電領域D1が得られて、
イオン風の発生を確実に防止できる。
【0022】また静電領域D1の静電誘導の静電離力を
あまり強く必要としない場合には、図5に示すように、
給電部材32aから複数の軸電極部32bを互いに平行
に伸ばして平面電極部32Aを構成するとともに、軸部
32bの先端部を導電性ロータ11側に折り曲げられて
絶縁材33がコーティングされた針電極32cにより、
針状電極部32Bを構成したものでも可能である。
【0023】
【発明の効果】以上に述べたごとく本発明によれば、被
選別物がまず静電領域を通過した後、コロナ放電領域を
通過することにより、絶縁性被選別物は強い吸着力を
得、半導電性被選別物はそれなりの吸着力を得ることが
できるとともに、上流側に配置された平面電極部により
針状電極からの上流側へのイオン風が防止されて被選別
物の飛散が防止されるので、選別精度がより向上され
る。さらに針状電極からの下流側に流れるイオン風によ
り、吸着力の弱い絶縁体を吹き飛ばして分離させるの
で、より効果的な分別を行うことができる。さらに平面
電極部と針状電極部とを一体化したので、電極をコンパ
クトに構成することができる。
【0024】また円弧面状の平面電極部とすることによ
り、より均一な電界が得られて、イオン風の発生を確実
に防止できる。さらに、絶縁材をコーティングすること
により、水分等が含まれた被選別物へのスパークを防止
することができ、スパーク後の電圧低下による帯電停止
を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る粉砕ごみ用静電選別装置の一実施
例を示す概略構成図である。
【図2】同静電選別装置の電極を示す斜視図である。
【図3】同静電選別装置の電極を説明する部分拡大図で
ある。
【図4】同静電選別装置の電極の他の実施例を示す斜視
図である。
【図5】同静電選別装置の電極の他の実施例を示す斜視
図である。
【図6】従来の静電誘導型静電選別装置を示す概略構成
図である。
【図7】従来のコロナ放電型静電選別装置を示す概略構
成図である。
【符号の説明】
D1 静電領域 D2 コロナ放電領域 E 粉砕ごみ 11 導電性ロータ 16 電極 17 電源 18 導電性ごみ受トレイ 19 半導電性ごみ受トレイ 20 絶縁性ごみ受トレイ 22A 平面電極部 22B 針状電極部 22a 平板電極 22a′円弧面電極 22b 軸部 22c 針電極 24 絶縁材 25 絶縁材 34 ほぐし駆動装置 41 ほぐし装置 43 ふるい板 44 ほぐし駆動装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大工 博之 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 (72)発明者 前畑 英彦 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 (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 (56)参考文献 特開 昭64−43359(JP,A) 特開 昭57−32748(JP,A) 特公 昭36−18892(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B03C 7/00 - 7/12

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】水平軸心回りに回転自在な導電性ロータ
    と、 この導電性ロータ上に被選別物を送り出すホッパと、 導電性ロータ上に送り出されてきて導電性ロータ上に乗
    せられて送られる被選別物に対向するように配置された
    電極と、 この電極と導電性ロータの間に高電圧を印加して電界を
    形成する電源と、 導電性ロータの下方で導電性ロータの回転方向に沿って
    複数個配置された分別トレイとを具備した静電選別装置
    において、 前記電極は、導電性ロータ上の乗せられて送られる被選
    別物の送り方向上流側に対向するように配置されて導電
    性ロータとの間に静電領域を形成する平面電極部と、
    電性ロータ上の乗せられて送られる被選別物の送り方向
    下流側に対向するように配置されて導電性ロータとの間
    にコロナ放電領域を形成する針状電極部とを具備し、前
    記平面電極部と針状電極部とが一体化されたことを特徴
    とする静電選別装置。
  2. 【請求項2】前記電極の平面電極部を、導電性ロータの
    外周面に平行な円弧面に形成したことを特徴とする請求
    項1記載の静電選別装置。
  3. 【請求項3】導電性ロータおよび針状電極部の少なくと
    も一方を絶縁材によりコーティングしたことを特徴とす
    る請求項1または2記載の静電選別装置。
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