JP3360042B2 - 静電分離装置 - Google Patents

静電分離装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、粉体中の導電体と
絶縁体を静電気力によって分離する静電分離装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来、粉体中の導電体と絶縁体を静電気
力によって分離する静電分離装置として、ドラム型の接
地電極、及び、コロナ放電電極次いで静電電極を配置し
た対向電極からなる、静電・コロナ放電併用式静電分離
装置が使用されている(大和田、電気的選別、資源と素
材、Vol.113、No.12、pp.920−92
3、1997)。また、特開昭50−60866号公報
には、スチールベルトコンベアを接地電極にした静電分
離装置について記載されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の静電分離装置
で、粉体中の導電体と絶縁体とを分離する場合、電極の
角度、電極間距離、電極間電圧、ドラム回転数、粉体供
給速度、分離ユニット内の湿度など、分離パラメータが
非常に多く、最適な分離条件を設定することは多大の時
間を要する作業であった。更に、リサイクルに静電分離
装置を使用する場合、粉体中の導電体の含有量が一定で
なく、変動するため、効率的な分離が実現できないとい
う問題がある。
【0004】このように、最適な分離条件を容易に設定
可能であり、かつ、導電体の含有量の変動に即座に対応
できる静電分離装置を開発することは大きな課題であっ
た。
【0005】本発明の目的は、効率的な粉体用静電分離
装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、供給ユ
ニットから供給される粉体中の導電体と絶縁体を静電気
力によって分離する静電分離装置であって、分離ユニッ
トによって分離された導電体を回収する導電体回収ユニ
ットに、少なくとも一つ以上の導電体検知ユニットが設
置されていることを特徴とする静電分離装置が得られ
る。
【0007】また、前記分離ユニットによって分離され
た絶縁体を回収する絶縁体回収ユニットに、少なくとも
一つ以上の導電体検知ユニットが設置されていることを
特徴とする静電分離装置が得られる。
【0008】粉体を供給する供給ユニットに、少なくと
も一つ以上の導電体検知ユニットが設置されていること
を特徴とする静電分離装置が得られる。
【0009】前記分離ユニットが、回転ドラムと静電電
極により構成されることを特徴とする静電分離装置が得
られる。
【0010】前記分離ユニットが、回転ドラムとコロナ
放電電極と静電電極により構成されることを特徴とする
静電分離装置が得られる。
【0011】前記分離ユニットが、金属製ベルトコンベ
アと静電電極により構成させることを特徴とする静電分
離装置が得られる。
【0012】前記分離ユニットが、金属製ベルトコンベ
アとコロナ放電電極と静電電極により構成させることを
特徴とする静電分離装置が得られる。
【0013】前記導電体検知ユニットが、コイルのイン
ダクタンスの変化を利用することを特徴とする静電分離
装置が得られる。
【0014】前記導電体検知ユニットが、コイルとイン
ダクタンス測定装置により構成されることを特徴とする
静電分離装置が得られる。
【0015】前記導電体検知ユニットが、前記コイルの
内側を粉体が通過した前後での前記コイルのインダクタ
ンスの変化を測定する手段と、予め測定したインダクタ
ンス変化と導電体の量の相関データを参照する手段と、
測定したインダクタンス変化量と前記相関データから、
前記コイルの内側を通過した粉体中の導電体の量を算出
する手段を有することを特徴とする静電分離装置が得ら
れる。
【0016】前記供給ユニットが、ホッパーと振動フィ
ーダにより構成されることを特徴とする静電分離装置が
得られる。
【0017】前記供給ユニットが、ホッパーとベルトコ
ンベアにより構成されることを特徴とする静電分離装置
が得られる。
【0018】前記導電体回収ユニットが、重量を測定す
る手段を有することを特徴とする静電分離装置が得られ
る。
【0019】前記絶縁体回収ユニットが、重量を測定す
る手段を有することを特徴とする静電分離装置が得られ
る。
【0020】前記導電体検知ユニットにより得られた導
電体の含有量により、分離ユニットの分離パラメータを
自動で変更することを特徴とする静電分離装置が得られ
る。
【0021】とくに本発明によれば、ホッパーと振動フ
ィーダにより構成される供給ユニットから供給される粉
体中の導電体と絶縁体を静電気力によって分離する静電
分離装置であって、回転ドラムと静電電極により構成さ
れる分離ユニットによって分離された導電体を回収する
導電体回収ユニットを有し、かつ前記導電体回収ユニッ
トに導電体検知ユニットが設置されているとともに、前
記導電体検知ユニットが、コイルの内側を粉体が通過し
た前後での前記コイルのインダクタンスの変化を測定す
る手段と、予め測定したインダクタンス変化と導電体の
量の相関データを参照する手段と、測定したインダクタ
ンス変化量と前記相関データから、前記コイルの内側を
通過した粉体中の導電体の量を算出する手段を有するこ
とを特徴とする静電分離装置が得られる。
【0022】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
【0023】図1を参照すると本発明は、導電体回収ユ
ニット2、絶縁体回収ユニット3、供給ユニット4に、
コイルのインダクタンスの変化を利用した導電体検知ユ
ニット21,31,61が設置されることによって構成
される。
【0024】図1において、導電体を含んだ粉体は、供
給ユニット4から、回転ドラム7、コロナ放電電極8、
静電電極9、ブラシ10により構成される分離ユニット
101に供給される。粉体中の絶縁体は回転ドラム7に
付着したまま移動し、ブラシ10でかき取られ、絶縁体
回収ユニット3で回収される。一方、導電体は回転ドラ
ム7に付着せず、導電体回収ユニット2で回収される。
導電体回収ユニット2と絶縁体回収ユニット3との間に
はディバイダ11が仕切板として配置されている。
【0025】導電体回収ユニット2、絶縁体回収ユニッ
ト3、供給ユニット4に設置された導電体検知ユニット
21,31,61のコイル内部を、導電体を含有する粉
体が通過すると、コイルのインダクタンスが、導電体の
通過前後で変化する。図6に示すように、このインダク
タンスの変化量と、導電体の量との相関を予め求めてお
けば、コイルのインダクタンスをモニタするだけで、瞬
時に導電体の量が把握できる。
【0026】また、導電体回収ユニット2、絶縁体回収
ユニット3、供給ユニット4にそれぞれ電子秤等の重量
測定手段を配置して重量を測定することにより、各ユニ
ットにおける導電体の量を比較することで、分離状態が
明白になる。
【0027】実施の形態例1では図1に示すように、供
給ユニット4の先端近傍に導電体検知ユニット61を、
導電体回収ユニット2の底部に導電体検知ユニット21
を、絶縁体回収ユニット3の底部に導電体検知ユニット
31を設置した。導電体検知ユニット21、31、61
は、供給ユニット4の先端、導電体回収ユニット2の底
部、絶縁体回収ユニット3の底部にそれぞれ巻き付けた
コイル、このコイルのインダクタンスを測定する測定装
置(例えばLCRメータ等)、コイルへの導電体の通過
量とインダクタンスの変化量との相関を記憶したデータ
ベース、このデータベースとコイルのインダクタンスの
測定値を比較し、導電体の量を計算する計算装置によっ
て構成される。
【0028】導電体検知ユニット21、31、61の計
3つのコイルの信号をスキャナー装置等を用いて切り換
えて入力できる構成とすることにより、これら測定装
置、データベース、計算装置を、各1台ですませること
ができる。
【0029】供給ユニット4、導電体回収ユニット2、
絶縁体回収ユニット3の材質は、共にポリカーボネート
とした。コイルを巻き付ける部分の材質は、絶縁体であ
ることが必須であるが、供給ユニット4、導電体回収ユ
ニット2、絶縁体回収ユニット3の全ての部分を絶縁体
とする必要はなく、強度、耐候性等の必要性に応じて、
導電体を使用することも可能である。
【0030】導電体検知ユニット21におけるインダク
タンス測定装置は、インダクタンスそのものを測定する
ことができなくても、インダクタンスに起因して変化す
る電圧等の物理量を測定する装置を代用しても良い。そ
の場合は、該当する物理量と、導電体の量の相関を予め
把握しておく必要がある。
【0031】計算装置としては、特殊な装置を使用する
必要は無く、パーソナルコンピュータ等が適用できる。
【0032】導電体検知ユニット21におけるコイルと
しては、銅線を複数回巻いたものが好ましい。銅線の太
さ、巻き数については、インダクタンスやこれに起因す
る物理量が十分に測定可能な範囲になるよう、適宜調整
する必要がある。
【0033】なお、分離ユニットとしては、回転ドラ
ム、コロナ放電電極、静電電極によって構成されるもの
以外にも、金属製ベルトコンベア、コロナ放電電極、静
電電極によって構成されるものなど、静電分離が適用で
きる手段のものであれば良い。
【0034】本発明の作用について以下に説明する。導
電体を含有した粉体がコイルの内部を通過すると、導電
体の含有量によって、コイルのインダクタンスが変化す
る。導電体の含有量とコイルのインダクタンスの変化量
の相関データを予め求めておけば、コイルのインダクタ
ンスを測定するだけで、導電体の含有量が即座に把握で
きる。従って、粉体の供給ユニット、導電体の回収ユニ
ット、絶縁体の回収ユニットに、コイルのインダクタン
ス変化を利用した導電体検知ユニットを設置すれば、分
離パラメータを変化させた場合の分離状態の確認が瞬時
にできるので、分離パラメータの最適化が短時間で実現
できる。
【0035】ここで、分離パラメータとは、コロナ放談
電極8,静電電極9の位置、電圧、ディバイダ11の角
度、回転ドラム7の回転数、振動フィーダ6の振動数等
を示す。
【0036】また、粉体中の導電体の量が変動しても、
分離を実施している最中に、この変動を把握できるの
で、これに応じて分離パラメータを即座に変更、最適化
することができる。とくに、導電体の含有量を把握した
時点で、計算装置から制御部にパラメータの変更を促す
指示(信号)を出すことにより、分離パラメータの自動
変更ができる。
【0037】実施の形態例2では図2に示すように、導
電体回収ユニット2の底部の一部分に、導電体検知ユニ
ット21としてコイルを設置した。更に、図4に示すよ
うに、供給ユニット4における振動フィーダ6の先端部
の一部に、導電体検知ユニット61としてコイルを設置
した。その他の手段は、実施の形態例1と同じである。
【0038】実施の形態例3では図3に示すように、導
電体回収ユニット2の底部に、導電体検知ユニット21
として複数のコイルを設置した。更に、図5に示すよう
に、供給ユニット4における振動フィーダ6の先端部
に、導電体検知ユニット61として複数のコイルを設置
した。矢印12は粉体の移動方向を示す。その他の手段
は、実施の形態例1と同じである。コイルの数が多い方
が、導電体の量を精度良く把握することが可能である
が、インダクタンスの測定や計算時間が長くなるので、
必要な精度と静電分離装置の処理能力によって、適正な
数を選定すれば良い。
【0039】実施の形態例1〜3では、供給ユニット4
のホッパー5、次いで、振動フィーダ6へと粉体が移動
する。粉体中の導電体が、振動フィーダ6の先端に設置
された導電体検知ユニット61のコイルの内部を通過す
ると、コイルのインダクタンスが変化する。予め求めて
いるインダクタンスの変化量と導電体の量と相関から、
導電体の量を即座に把握できる。更に、分離ユニット1
01を経て回収された、粉体中の導電体の量について
も、導電体回収ユニット2、絶縁体回収ユニット3にそ
れぞれ設置された、導電体検知ユニット21、31のコ
イルのインダクタンス変化を測定することにより、即座
に把握することができる。
【0040】なお、実施の形態例3では、粉体の振動フ
ィーダ6、及び、導電体回収部2に、複数のコイルが設
置されているので、廃棄物を粉砕して得られる粉体等、
組成が不均一なために、供給時や分離回収時に、導電体
が一部分に局在して移動してしまい、結果的に分離効率
が低下してしまう状態を把握することができる。即ち、
各コイルにおけるインピーダンスに、極端な差が生じた
場合には、導電体の粉体中での局在が生じたと判断する
ことができる。
【0041】なお、本発明が以上に説明した実施の形態
例に限定されるものでないことは言うまでもない。
【0042】
【発明の効果】本発明により、供給ユニット、導電体回
収ユニット、絶縁体回収ユニットの各ユニットにおけ
る、導電体量を即座に把握することができるので、これ
まで多大の時間を要していた分離パラメータの選定、即
ち、分離条件の最適化を短時間で実施することが可能と
なる。
【0043】また、廃棄物から有価物を回収する場合な
ど、供給される粉体中の導電体の量が著しく変動して
も、この変動を分離動作時に把握できるので、変動に対
応した分離条件に即座に再設定することができる。更
に、導電体の量に応じて、分離パラメータの自動設定も
可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に適用される静電分
離装置の模式図である。
【図2】本発明の第2の実施の形態に適用される静電分
離装置における導電体回収ユニットの模式図である。
【図3】本発明の第3の実施の形態に適用される静電分
離装置における導電体回収ユニットの模式図である。
【図4】本発明の第2の実施の形態に適用される静電分
離装置における供給ユニットの模式図である。
【図5】本発明の第3の実施の形態に適用される静電分
離装置における供給ユニットの模式図である。
【図6】本発明の実施の形態で参照される、コイルへの
導電体の通過量とインダクタンスの変化量との相関関係
を示す特性図である。
【符号の説明】
21、31、61 導電体検知ユニット 2 導電体回収ユニット 3 絶縁体回収ユニット 4 供給ユニット 5 ホッパー 6 振動フィーダ 7 回転ドラム 8 コロナ放電電極 9 静電電極 10 ブラシ 11 ディバイダ 12 粉体の移動方向 101 分離ユニット
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−147053(JP,A) 特開 平8−71453(JP,A) 特開 昭57−32748(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B03C 7/00 - 7/12

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 供給ユニットから供給される粉体中の導
    電体と絶縁体を静電気力によって分離する静電分離装置
    であって、分離ユニットによって分離された導電体を回
    収する導電体回収ユニットを有し、かつ前記導電体回収
    ユニットに導電体検知ユニットが設置されていることを
    特徴とする静電分離装置。
  2. 【請求項2】 前記分離ユニットによって分離された絶
    縁体を回収する絶縁体回収ユニットを有し、かつ前記絶
    縁体回収ユニットに導電体検知ユニットが設置されてい
    ることを特徴とする請求項1記載の静電分離装置。
  3. 【請求項3】 前記供給ユニットに導電体検知ユニット
    が設置されていることを特徴とする請求項1または2記
    載の静電分離装置。
  4. 【請求項4】 前記分離ユニットが、回転ドラムと静電
    電極との組合せ、回転ドラムとコロナ放電電極と静電電
    極との組合せ、金属製ベルトコンベアと静電電極との組
    合せ、または金属製ベルトコンベアとコロナ放電電極と
    静電電極との組合せのいずれかにより構成されているこ
    とを特徴とする請求項1記載の静電分離装置。
  5. 【請求項5】 前記導電体検知ユニットが、コイルのイ
    ンダクタンスの変化を利用することを特徴とする請求項
    1記載の静電分離装置。
  6. 【請求項6】 前記導電体検知ユニットが、コイルとイ
    ンダクタンス測定装置により構成されることを特徴とす
    る請求項1記載の静電分離装置。
  7. 【請求項7】 前記導電体検知ユニットが、前記コイル
    の内側を粉体が通過した前後での前記コイルのインダク
    タンスの変化を測定する手段と、予め測定したインダク
    タンス変化と導電体の量の相関データを参照する手段
    と、測定したインダクタンス変化量と前記相関データか
    ら、前記コイルの内側を通過した粉体中の導電体の量を
    算出する手段とを有することを特徴とする請求項1記載
    の静電分離装置。
  8. 【請求項8】 前記供給ユニットが、ホッパーと振動フ
    ィーダとの組合せか、ホッパーとベルトコンベアとの組
    合せのいずれか一方により構成されることを特徴とする
    請求項1記載の静電分離装置。
  9. 【請求項9】 前記導電体回収ユニットと前記絶縁体回
    収ユニットとの少なくとも一方に重量測定手段を備える
    ことを特徴とする請求項1記載の静電分離装置。
  10. 【請求項10】 前記導電体検知ユニットにより得られ
    た導電体の含有量により、前記分離ユニットの分離パラ
    メータを変更することを特徴とする請求項1記載の静電
    分離装置。
  11. 【請求項11】 ホッパーと振動フィーダにより構成さ
    れる供給ユニットから供給される粉体中の導電体と絶縁
    体を静電気力によって分離する静電分離装置であって、
    回転ドラムと静電電極により構成される分離ユニットに
    よって分離された導電体を回収する導電体回収ユニット
    を有し、かつ前記導電体回収ユニットに導電体検知ユニ
    ットが設置されているとともに、前記導電体検知ユニッ
    トが、コイルの内側を粉体が通過した前後での前記コイ
    ルのインダクタンスの変化を測定する手段と、予め測定
    したインダクタンス変化と導電体の量の相関データを参
    照する手段と、測定したインダクタンス変化量と前記相
    関データから、前記コイルの内側を通過した粉体中の導
    電体の量を算出する手段を有することを特徴とする静電
    分離装置。
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