JP3439618B2 - 静電選別装置 - Google Patents

静電選別装置

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JP3439618B2 JP05820897A JP5820897A JP3439618B2 JP 3439618 B2 JP3439618 B2 JP 3439618B2 JP 05820897 A JP05820897 A JP 05820897A JP 5820897 A JP5820897 A JP 5820897A JP 3439618 B2 JP3439618 B2 JP 3439618B2
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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、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
チックなどの選別を行う静電選別装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来の落下型の静電選別装置の構成を図
6に基づいて説明する。複数の種類の被選別粒子1に
は、前工程において、帯電性を良くするために特殊な界
面活性剤などからなる助剤が混入され、次にこれら粒子
1は、たとえば空気流動槽、摩擦帯電パイプを移送され
ることにより摩擦され、帯電列にしたがって帯電され
る。
【0003】この帯電された粒子1は、高電圧が印加さ
れた陽極2とこの陽極2に対向し接地された陰極3間に
形成された分離電界内に自由落下され、帯電電荷の符
号、および電荷量の違いにしたがって分離容器4,5,
6へ分離される。
【0004】たとえば、粒子1が正電荷が帯電されてい
る場合、電界はこの正電荷に作用し、粒子は陽極2から
反発され、陰極3側へ引き寄せられ、陰極3の下の第1
分離容器4へ落下し、回収される。
【0005】このように、複数の種類の粒子1は電極
2,3間を落下中に分離され、分離容器4,5,6に回
収される。また従来のコロナ放電による選別方法を使用
した放電型の静電選別装置を図7にしたがって説明す
る。
【0006】被選別粒子11はホッパ12へ投入され、ホッ
パ12の出口から振動給送板13上へ落下し、この振動給送
板13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14の上面へ散布され
る。
【0007】金属ドラム電極14の回転方向斜め上方に
は、粒子11へ放電する針状の高電圧電極15が設けられて
おり、この高電圧電極15には高圧電源装置16の陰極が接
続されている。また高圧電源装置16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14により回転
接地電極が形成され、高電圧電極15と金属ドラム電極14
との間にコロナ放電界が形成される。
【0008】また金属ドラム電極14の下方には、金属ド
ラム電極14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17が設けられ、金属ドラム電極14の径
の前半分位置に上方へ開口した第2分離容器18が設けら
れ、さらに金属ドラム電極14の径の後半分位置に上方へ
開口した第3分離容器19が設けられている。また、金属
ドラム電極14の回転方向の下流位置(第3分離容器19の
上方位置)には被選別粒子11をかき落とすブラシ20が設
けられている。
【0009】上記構成による作用を説明する。ホッパ12
より振動給送板13を介して金属ドラム電極14上に散布さ
れた被選別粒子11は、高電圧電極15と金属ドラム電極14
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15から単極性イオンが放出
され、ドラム14上の被選別粒子11にふりそそぎ、粒子11
はイオンと同極に帯電される。
【0010】帯電した被選別粒子11が導電性粒子(導
体)11A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14)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17
内に落下する。
【0011】また被選別粒子11が絶縁性粒子(絶縁体)
11Bの場合には、接地電極(金属ドラム電極14)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11Bは金属ドラム電極14の回転方向の後方位
置で落下するか、ブラシ20によりかき落とされて、第3
分離容器19内に分離される。
【0012】また被選別粒子11が半導電性粒子(半導
体)11Cの場合には、絶縁性粒子11Bと導電性粒子11A
の中間位置に落下し、第2分離容器18内に分離される。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかし、被選別粒子1
がプラスチックの混合物の場合、上記落下型の静電選別
装置では、下記の式(1)を満足しなければ、選別能力
が劣るため、電極2,3間にかかる印加電圧は大きくな
るばかりか、処理量を大きくするためにはさらに大きな
電圧が必要になるという問題があった。
【0014】
【数1】
【0015】式(1)において、kは比例定数(8.99*
109 N・m2 ・C-2)、q1 はプラスチックの電荷、q
2 は電極板表面での電荷、rはq1 とq2 の距離(≒プ
ラスチックと電極板の距離)、mはプラスチックの重
量、gは重力加速度である。
【0016】また上記放電型の静電選別装置では、プラ
スチックと金属ドラム電極14との接触面積が少なく、静
電力が小さくなるため、選別能力を高めるためにプラス
チックを微細で、かつできる限り同じサイズとなるよう
に破砕しなければならないという問題があった。
【0017】そこで、本発明は、従来の方式より低い電
圧で、破砕のサイズにあまり影響されず、安価で選別性
能が向上した静電選別装置を提供することを目的とした
ものである。
【0018】
【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記載の静電選別装置は、
被選別粉砕ゴミに帯電させる帯電装置と、高電圧が印加
され、水平回転しながら前記帯電装置から切り出された
前記被選別粉砕ゴミを搬送する金属プレート電極と、前
記金属プレート電極の上方に位置し、前記金属プレート
電極により反発された前記被選別粉砕ゴミを吸着する吸
着手段と、前記金属プレート電極から遠心力により飛ば
された前記被選別粉砕ゴミを回収する第1回収手段と、
前記金属プレート電極上に吸着された前記被選別粉砕ゴ
ミを回収する第2回収手段と、前記吸着手段上に吸着さ
れた前記被選別粉砕ゴミを回収する第3回収手段とを備
えたことを特徴とするものである。
【0019】上記構成により、被選別粉砕ゴミは、帯電
装置により帯電され、金属プレート電極へ切り出され、
この金属プレート電極により搬送される。帯電により電
荷が得られなかった被選別粉砕ゴミは金属プレート電極
の回転の遠心力により外側へ飛ばされ、第1回収手段へ
回収される。また被選別粉砕ゴミの帯電で得られた帯電
符号が金属プレート電極と同符号のとき、反発され、吸
着手段へ吸着され、また帯電符号が金属プレート電極と
異符号のとき、この金属プレート電極に引きつけられ
る。金属プレート電極に吸着された被選別粉砕ゴミは、
第2回収手段に回収され、吸着手段に吸着された被選別
粉砕ゴミは、第3回収手段に回収される。
【0020】このように、被選別粉砕ゴミの種類による
帯電列により、第1回収手段と第2回収手段と第3回収
手段に選別することができる。また請求項2記載の静電
選別装置は、上記請求項1記載の静電選別装置であっ
て、前記吸着手段は、前記金属プレート電極とは逆の極
性の電圧が印加された第2金属プレート電極、または金
属ドラム電極、または金属ベルトコンベヤ装置から構成
することを特徴とするものである。
【0021】上記構成により、金属プレート電極から反
発された被選別粉砕ゴミは、第2金属プレート電極、ま
たは金属ドラム電極、または金属ベルトコンベヤ装置に
吸着される。
【0022】
【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。 [実施の形態1]図1は本発明の実施の形態1における
プラスチック静電選別装置の斜視図、図2は同プラスチ
ック静電選別装置の平面図および側面図である。
【0023】所定の大きさに破砕された選別するプラス
チックからなる被選別粉砕ゴミ21は、帯電部の摩擦帯電
装置22で帯電され、この摩擦帯電装置22から垂直な第1
回転軸23Aと第2回転軸23Bにそれぞれ中心で水平でか
つ平行に固定された一対の円形金属プレート電極24A,
24B間へ切り出される。円形金属プレート電極24Aは、
回転軸23Aの回転に伴い矢印aの方向へ所定速度で回転
し、円形金属プレート電極24Bは、回転軸23Bの回転に
伴い矢印bの方向(矢印aの方向とは逆方向)へ電極24
Aの所定速度とは異なる所定速度で回転する。またこれ
ら円形金属プレート電極24A,24Bのうち、一方(下
方)の電極24Aは高圧電源装置25の陽極に接続され、他
方(上方)の電極24Bは接地されている。また高圧電源
装置25の陰極は接地されている。
【0024】また、円形金属プレート電極24A,24B間
の中間位置で、これに電極24A,24Bと平行で同心に、
前記被選別粉砕ゴミ21の切り出し部の上方に当たる部分
が切り欠かれた円形の絶縁板26が配置されている。この
絶縁板26は、電極24A,24Bの側方に配置された側壁27
に固定されており、回転はしない。
【0025】また被選別粉砕ゴミ21の切り出し部から所
定角度の間に前記電極24Aと絶縁板26間に開口した第1
吸引路28が設けられ、また前記所定角度の位置には、第
2吸引路29が設けられ、この第2吸引路29に電極24A上
に吸着した被選別粉砕ゴミ21をかき上げる第1回転ブラ
シ30が設けられている。また、金属プレート電極24Bの
回転下流側には、前記電極24Bと絶縁板26間に開口した
第3吸引路31が設けられ、この第3吸引路31に、電極24
Bの下面に吸着した被選別粉砕ゴミ21をかき落とす第2
回転ブラシ32が設けられている。
【0026】上記構成による作用を説明する。まず、選
別するプラスチックからなる被選別粉砕ゴミ21は、摩擦
帯電装置22により帯電される。このとき、プラスチック
はその種類により帯電列に従い、プラスあるいはマイナ
スのどちらかに帯電される。
【0027】帯電した被選別粉砕ゴミ21は、各々独立し
て回転している(回転方向や回転数が異なる)円形金属
プレート電極24A,24B間へ切り出される。切り出され
た被選別粉砕ゴミ21は、摩擦帯電で得られた帯電符号が
金属プレート電極24Aと同符号のとき、反発され、対向
する金属プレート電極24Bに引きつけられ、また帯電符
号が金属プレート電極24Aと異符号のとき、この金属プ
レート電極24Aに引きつけられる。また摩擦帯電により
電荷が得られない(得られた電荷が少ない)場合、円形
金属プレート電極24Aの回転による遠心力のために外側
へ飛ばされ、第1吸引路28へ吸引され、回収される。
【0028】それぞれの円形金属プレート電極24A,24
Bに吸着された被選別粉砕ゴミ21は、それぞれ円形金属
プレート電極24A,24Bに接するように設けられた回転
ブラシ30,32でかきあげ、あるいはかき落とされ、吸引
路29,31へ吸引され、回収される。このとき、被選別粉
砕ゴミ(プラスチック)21は金属プレート電極24Aに接
触して流れていくことにより、従来の方式より低い電圧
で選別ができる。
【0029】図3にPVC,PP,PEなどの数種類の
プラスチックの選別を行った結果(図3にはPVCの選
別結果を示す)、回収率、純度とも90%以上の選別結
果が得られた。
【0030】このように、摩擦帯電したプラスチックを
静電場が形成されている金属プレート電極24A上に直接
供給し、搬送していくことにより、これまでの落下型や
放電型の静電選別装置より低電圧で選別性能が優れた選
別装置を提供することができる。
【0031】なお、上記実施の形態1では、円形金属プ
レート電極を2枚1組で構成しているが、印加電圧の異
なる2枚以上の金属プレート電極の構成とすることも可
能である。 [実施の形態2]図4は本発明の実施の形態2における
プラスチック選別装置の平面図および側面図である。な
お、上記実施の形態1と同一の構成には同一の符号を付
して説明を省略する。
【0032】実施の形態2は、上記実施の形態1におけ
る他方(上方)の円形金属プレート電極24Bに代えて、
絶縁板26の切り欠け部(被選別粉砕ゴミ21の切り出し
部)上方に、接地された金属ドラム電極35が設けられ、
この金属ドラム電極35の回転方向の下流位置に被選別粉
砕ゴミ(プラスチック)21をかき落とすブラシ36が設け
られ、このブラシ36によりかき落とされた被選別粉砕ゴ
ミ(プラスチック)21を吸引する吸引路37が設けられて
いる。
【0033】上記構成により、円形金属プレート電極24
A上へ切り出された被選別粉砕ゴミ21は、摩擦帯電で得
られた帯電符号が金属プレート電極24Aと同符号のと
き、反発され、対向する金属ドラム電極35に引きつけら
れ、この金属ドラム電極35に吸着された被選別粉砕ゴミ
21は、ブラシ36でかき落とされ、吸引路37へ吸引され、
回収される。
【0034】この実施の形態2においても、被選別粉砕
ゴミ(プラスチック)21は金属プレート電極24Aに接触
して流れていくことにより、従来の方式より低い電圧で
識別ができる。 [実施の形態3]図5は本発明の実施の形態3における
プラスチック選別装置の平面図および側面図である。な
お、上記実施の形態1と同一の構成には同一の符号を付
して説明を省略する。
【0035】実施の形態3は、上記実施の形態1におけ
る他方(上方)の円形金属プレート電極24Bに代えて、
絶縁板26の切り欠け部(被選別粉砕ゴミ21の切り出し
部)上方に、接地された金属ベルトコンベヤ装置41が設
けられ、この金属ベルトコンベヤ装置41の搬送方向の下
流位置に被選別粉砕ゴミ(プラスチック)21をかき落と
すブラシ42が設けられ、このブラシ42によりかき落とさ
れた被選別粉砕ゴミ(プラスチック)21を吸引する吸引
路43が設けられている。
【0036】上記構成により、円形金属プレート電極24
A上へ切り出された被選別粉砕ゴミ21は、摩擦帯電で得
られた帯電符号が金属プレート電極24Aと同符号のと
き、反発され、対向する金属ベルトコンベヤ装置41に引
きつけられ、この金属ベルトコンベヤ装置41に吸着され
た被選別粉砕ゴミ21は、ブラシ42でかき落とされ、吸引
路43へ吸引され、回収される。
【0037】この実施の形態3においても、被選別粉砕
ゴミ(プラスチック)21は金属プレート電極24Aに接触
して流れていくことにより、従来の方式より低い電圧で
識別ができる。
【0038】なお、上記実施の形態1,2,3では、1
組の円形金属プレート電極24A、および円形金属プレー
ト電極24Bまたは金属ドラム電極35または金属ベルトコ
ンベヤ装置41により構成しているが、この構成を複数組
設けて、同時に被選別粉砕ゴミ21を選別し、効率を向上
させることもできる。
【0039】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、被選
別粉砕ゴミの種類による帯電列により、第1回収手段と
第2回収手段と第3回収手段に被選別粉砕ゴミを選別す
ることができるとともに、被選別粉砕ゴミは金属プレー
ト電極に接触して流れていくことにより、従来の方式よ
り低い電圧で選別することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1におけるプラスチック静
電選別装置の斜視図である。
【図2】同プラスチック静電選別装置の平面図および側
面図である。
【図3】同プラスチック静電選別装置の選別結果を示す
特性図である。
【図4】本発明の実施の形態2におけるプラスチック静
電選別装置の平面図および側面図である。
【図5】本発明の実施の形態3におけるプラスチック静
電選別装置の平面図および側面図である。
【図6】従来の落下型静電選別装置の構成図である。
【図7】従来の放電型静電選別装置の構成図である。
【符号の説明】
21 被選別粉砕ゴミ 22 帯電装置 23A,23B 回転軸 24A,24B 金属プレート電極 25 高圧電源装置 26 絶縁板 28,29,31,37,43 吸引路 30,32,36,42 回転ブラシ 35 金属ドラム電極 41 金属ベルトコンベヤ装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 玉越 大介 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57−204247(JP,A) (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】 被選別粉砕ゴミに帯電させる帯電装置
    と、 高電圧が印加され、水平回転しながら前記帯電装置から
    切り出された前記被選別粉砕ゴミを搬送する金属プレー
    ト電極と、 前記金属プレート電極の上方に位置し、前記金属プレー
    ト電極により反発された前記被選別粉砕ゴミを吸着する
    吸着手段と、 前記金属プレート電極から遠心力により飛ばされた前記
    被選別粉砕ゴミを回収する第1回収手段と、 前記金属プレート電極上に吸着された前記被選別粉砕ゴ
    ミを回収する第2回収手段と、 前記吸着手段上に吸着された前記被選別粉砕ゴミを回収
    する第3回収手段とを備えたことを特徴とする静電選別
    装置。
  2. 【請求項2】 前記吸着手段は、前記金属プレート電極
    とは逆の極性の電圧が印加された第2金属プレート電
    極、または金属ドラム電極、または金属ベルトコンベヤ
    装置から構成することを特徴とする請求項1記載の静電
    選別装置。
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