JP3668645B2 - Eddy current separator - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各家庭等から収集されたゴミ袋等の破袋後の袋、フィルムを、瓶、缶、プラボトル等から分別する分別装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
缶、瓶、プラボトル類の有価物は、ゴミ袋に詰められて再資源化プラントに送られる。再資源化プラントにおいては、有価物を梱包しているゴム袋を破袋し、破袋後のゴミ袋、缶、瓶、プラボトル等を選別回収している。従来、この破袋後のゴミ袋の分別は人手で行われていたが、自動的に分別する分別除袋装置として以下のものが知られている。
【0003】
▲1▼周囲をパイプで構成した回転ドラムに破袋後の袋を送り込み、中の袋をパイプのフックに引っ掛けて持ち上げ、袋を上面側の受け皿に吹き落し、受け皿上の袋をブロワーで吸い込む除袋装置(特開平9−966号公報参照)。
【0004】
▲2▼破袋後の袋を周囲に弾性フックを有する回転ブラシで引っ掛けて掻き揚げ、掻き揚げた袋をブロワーで吸い込み、サイクロン集塵機で捕集する除袋装置(特開平9−24916号公報参照)。
【0005】
▲3▼ベルトコンベヤで破袋後の袋が混在したゴミを搬送し、コンベヤの終点でゴミを落下させ、落下したゴミに対してノズルヘッダで下方から上方に気流を噴射し、袋を分別する風力選別装置(特開平10−249282号公報参照)。
【0006】
▲4▼破袋装置の破袋ホイールの底部に、破袋ホイールと同じ方向に、同じ速度で回転する除袋スクリーンを設け、ノズルで高圧気流を発生して尖頭状破袋刃と破袋ホイールの回転力で引き裂かれた袋を除袋スクリーンに押し付け、回収シュートで除袋スクリーンに押し付けられた袋を分別する除袋装置(特開平10−203515号公報参照)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記▲1▼の除袋装置にあっては、袋をフックに引っ掛けて持ち上げるのに機械系が大掛かりとなり、また、袋を空気流にて吸い込むのに大容量の吸引ブロワーが必要となる。
【0008】
また、上記▲2▼の除袋装置にあっても、袋を弾性フックに引っ掛けて掻き揚げるのに機械系が大掛かりになり、また、掻き揚げた袋を空気流にて吸い込むのに大容量の吸引ブロワーが必要となる。
【0009】
また、上記▲3▼の風力選別装置にあっては、確実に袋を分別できないおそれがある。
【0010】
さらに、上記▲4▼の除袋装置にあっても、袋を除袋スクリーンに押し付け、回収シュートで回収すのに機械系が大掛かりになる。
【0011】
そこで、本発明は、大掛かりな機械系を有することなく、小風量の空気流で確実に、袋、フィルム等を缶、ビン、プラボトル等から分別できる分別装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照番号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものでない。
【0013】
上記課題を解決するために、本発明者は、ケーシング(7)内部に螺旋状の空気流れを生じさせ、この空気流で分別対象の袋、フィルムに浮力と遠心力を与えることによって袋、フィルムを分別する請求項1の発明を知見した。具体的には、下細りの截頭円錐形の内周面(11a)、およびこの内周面(11a)の大径側に連通する投入口(3)を有するケーシング(7)と、前記内周面(11a)に沿って気体を噴出する少なくとも一つのノズル(8)とを備え、前記ケーシング(7)は、前記内周面(11a)の小径側に連通する排出口(5)を有すると共に、その側面に前記内周面(11a)に連通する分別口(4)を有することを特徴とする渦気流分別装置(1)により、上述した課題を解決した。ここで、気体には、空気の他に窒素ガス、炭酸ガス等を用いることができる。特に、防爆等の要求があるときは、窒素ガス、炭酸ガス等を使用する。一般的には、簡単に入手でき、かつ安価な圧縮空気を使用する。
【0014】
ノズル(8)に圧縮空気を吹き込むと、このノズル(8)からケーシングの内周面(11a)に沿って高速のエアーが噴出する。このエアーは上方に開いた頂角(α)の効果で上向きの速度成分を持ち、結果として投入口(3)へ向かって螺旋状の空気流を形成する。投入口(3)から投入され、ケーシング(7)内を落下するゴミのうち、風の影響を受け易い袋、フィルム(9)はケーシング(7)内に生じている螺旋状の空気流によって上方への浮力と回転による遠心力を受ける。
【0016】
この発明によれば、投入口(3)から投入された袋、フィルム(9)は、遠心力で内周面(11a)に押しつけられるように上昇する。そして、ケーシング(7)の側面に設けた分別口(4)から排出される。また、嵩比重の大きい缶、瓶、プラボトル(10)は、この排出口(5)から自然落下する。このように、分別口(4)および排出口(5)を設けることで、分別対象の連続的な分別が可能になる。
【0017】
また、請求項2の発明は、請求項1に記載の渦気流分別装置(1)において、前記ノズル(8)を、前記内周面(11a)の中心軸(13)に対して直交する平面内の同一円周上に、周方向に間隔を開けて、複数設けることを特徴とする。
【0018】
この発明によれば、ケーシング(5)の内部に、安定した渦流を起こすことができ、分別がスムーズになる。
【0019】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の一実施形態における渦流式分別装置1を示したものである。投入コンベヤ2から渦流式分別装置1の投入口3に、缶、瓶、プラボトル、破袋された袋等が混在する資源ゴミを投入すると、袋、フィルム9は分別されて分別口4から排出され、固形物である缶、瓶、プラボトル10は渦流式分別装置1を通過して排出口5から排出され、下部に配置した搬送コンベヤ6上へ落下する。この渦流式分別装置1は、下細りの截頭円錐形に形成された内周面11aを有するケーシング7と、この内周面11aに沿って空気を噴出する一対のノズル8とを備える。
【0020】
ケーシング7は、図2及び図3に示すように、下端から上端に向かうにつれ徐々に径が広くなる内周面11aを有する円錐部11と、円錐部11の小径側に連通するように設けた排出口5と、円錐部11の上端に連結するカバープレート12と、このカバープレート12の側面に設けた分別口4と、カバープレート12の上面に設けられ、内周面11aの大径側に連通する投入口3とで構成される。
【0021】
この円錐部11は、板材を円錐形に曲げ加工等して製造される。円錐部11の内周面11aは、その頂角αが5度〜30度程度に設定される。頂角αを0に近づけ内周面11aを円筒形にすると、渦流は上向きの速度成分を有さず、円筒形の内周面だけで旋回することになり、袋、フィルム9を浮上させる効果がでにくくなる。円錐部11の高さは、浮上させた袋、フィルム9に渦流で遠心力を働かせ、袋、フィルム9を確実に分別できるように設定される。
【0022】
円錐部11の上端はカバープレート12に連結される。カバープレート12は、円錐部11の上端よりも径を大きくした略円筒状に形成され、その側面にはカバープレート内を旋回する袋、フィルム9を接線方向に排出するように分別口4が形成される。分別口4の大きさは、袋、フィルム9が引っ掛からない程度に設定される。旋回する袋、フィルム9は遠心力によってこの分別口4から排出される。本実施形態では、分別口4の先端は開放されているが、分別口4に図示しない吸引ダクトを接続し、吸い上げた袋、フィルム9を吸引ダクトで引っ張り、図示しないサイクロン等で集塵処理してもよい。なお、この場合、吸引ダクトに接続されるブロワーは、補助的で済み、大容量のものを用意する必要がない。
【0023】
カバープレート12の上面に設けられる投入口3は、断面円状で、投入コンベヤ2上のゴミが全て投入できるように、投入コンベヤ2の搬送幅以上の径を有する。ゴミの投入の際には、螺旋状の空気流の影響を受け易いように、内周面11aの中心ではなく、内周面11aにぶつけるように投入するのが望ましい。
【0024】
排出口5は円錐部11の下端に設けられ、断面円状をなす。排出口5の開口寸法は、搬送コンベヤ6の搬送幅に合わせて、例えば、開口幅は300mm以上に設定される。搬送コンベヤ6の搬送面から排出口5までの高さは、缶、瓶、プラボトル等の通過を妨げないように、例えば150mm以上に設定される。
【0025】
円錐部11の排出口5側には、内周面11aに沿ってエアーを噴出する一対のノズル8が設けられる。一対のノズル8は、内周面11aの中心軸13に対して直交する平面内の同一円周上に、周方向に均等間隔、この場合は180度の間隔を開け、しかも同一方向(例えば時計回り)に渦流を生じさせるように配置されている。ノズル8にはコンプレッサ等から圧縮空気が送られ、高速のエアーが噴出する。ここで、袋、フィルム9に与える浮力や遠心力は、エアーの流量よりも流速に左右される。このため、浮力や遠心力を大きくするためには、ノズル8の先端をつぶし、流速を上げるのが望ましい。このノズル8は、水平方向の速度成分をもつエアーを噴出するように水平に配置されているが、噴出したエアーが上向きの速度成分をもつように先端を若干上方向に傾けて配置してもよい。また、ノズル8は2本設けているが、もちろん2本に限られることなく、1本であってもよいし、2本以上であってもよい。このノズル8の本数は分別する対象の大きさ、嵩比重等によって決定される。
【0026】
図1に示すように、袋詰めの瓶、缶、プラボトル等の資源ゴミは、図示しない破袋装置等で袋が破袋され、瓶、缶、プラボトル、袋、フィルム9が混在したゴミとして投入コンベヤ2上を搬送される。分別するゴミは、投入コンベヤ2の一端から投入口3へ投入される。ノズル8に圧縮空気を吹き込むと、このノズル8からケーシング7の内周面11aに沿って高速のエアーが噴出する。このエアーは上方に開いた頂角αの効果で上向きの速度成分を持ち、結果として投入口3へ向かって螺旋状の空気流を形成する。ケーシング7内を落下するゴミのうち、風の影響を受け易い袋、フィルム9は螺旋状の空気流によって上方への浮力と回転による遠心力を受け、遠心力で内周面11aに押しつけられるように上昇する。そして、ケーシング7の側面に設けられた分別口4から確実に排出される。また、嵩比重の大きい缶、瓶、プラボトル10は、ケーシング7を通過して排出口5から自然落下する。
【0027】
回収された袋、フィルム9は、比重分離され、塩ビ、ポリエチレン、ポリプロピレンの粒状物に造粒される。これら、比重による分別を行うとき、本装置へ投入前に破砕と篩い分けにて粒度を揃えることにより、選別精度を大幅に向上できる。また、缶等は電磁力によってスチール缶を選別分離した後、風力選別により瓶とアルミ缶およびプラボトルとに分別される。瓶は色別に分別され、アルミ缶とプラボトルとは誘導電磁力にてお互いに分別される。更に、プラボトルは材質毎に分別される。
【0028】
本発明の渦気流分別装置1は、袋系のゴミ、すなわち、袋、フィルム等と、ハード系のゴミ、すなわち、缶、瓶、プラボトル等を分別するのに最適である。また、ゴミによっては形のまとまったペットボトル、おもちゃ、破袋した袋が混在しているものもある。このような、割れ物がないゴミを分別する場合には、落下の衝撃による瓶割れを考慮する必要がないので、本発明の渦気流分別装置1を最適に適用することができる。
【0029】
また、本発明の渦気流分別装置を複数直列に、例えば、2段、3段と配列し、各渦気流分別装置で空気流の風速を変えると、嵩比重の異なる複数の分別対象を個々に分別することも可能になる。
【0030】
なお、上記実施形態では、本発明の渦気流分別装置を瓶、缶、プラボトル、袋、フィルムが混在したゴミから袋、フィルムを分別する除袋装置として用いたが、もちろん、除袋装置に限られることなく、渦流吸引装置の寸法および風速を最適化することによって、例えば、建設混合廃棄物中の砂、石等の不燃物と木材チップ、ビニールシート等の可燃物を分別する建設廃材分別装置にも適用することができる。建設廃材を分別することで、埋め立ての対象となる砂、石に5%以上可燃物を混合しないようにすることができる。また、カーシュレッダー中のスポンジ等の軽量物と硬化プラスチック等の重量物の分別等様々な分別も可能になる。
【0031】
【実施例】
排出口の径400mm、ケーシングの高さ600mmにて、頂角αを変化させ、投入口から投入した袋、フィルムを分別できるかをテストした。この結果、頂角15度とし、ノズルから80m/sの風速のエアーを噴出すると、袋、フィルムとプラボトルとをほぼ100%分別できた。頂角は15度程度がのぞましいが、5度から30度までは同様な効果を期待できる。また、ノズルの本数は1本でもよいが、2本のノズルを円周上の対称の位置に配置すると、スムーズな分別が実現できた。
【0032】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、渦気流分別装置を、下細りの截頭円錐形の内周面、およびこの内周面の大径側に連通する投入口を有するケーシングと、前記内周面に沿って気体を噴出する少なくとも一つのノズルとで構成した。ノズルに圧縮空気を吹き込むと、このノズルからケーシングの内周面に沿って高速のエアーが噴出する。このエアーは上方に開いた頂角の効果で上向きの速度成分を持ち、結果として投入口へ向かって螺旋状の空気流を形成する。分別するゴミは投入口から投入される。ケーシング内を落下するゴミのうち、風の影響を受け易い袋、フィルム等はケーシング内に生じている螺旋状の空気流によって上方への浮力と回転による遠心力を受ける。また、嵩比重の大きい缶、瓶、プラボトルは、この空気流の影響を受けずに自然落下する。
【0033】
このように、極低風量で、しかもきわめて単純な装置で、袋、フィルムと缶、プラボトル等有価物相互の分別や、形状、嵩密度の異なる混合物の相互の分別が可能となる。また、単純な装置なので、既存の破袋機の後の搬送プロセスに容易に組み込むこともできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態における渦気流分別装置を示す斜視図。
【図2】上記渦気流分別装置の平面図。
【図3】上記図2のA−A線断面図。
【符号の説明】
1 渦気流分別装置
3 投入口
4 分別口
5 排出口
7 ケーシング
8 ノズル
11a 内周面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sorting device for separating bags after being broken such as garbage bags collected from households and the like, and films from bottles, cans, plastic bottles and the like.
[0002]
[Prior art]
Valuables such as cans, bottles and plastic bottles are packed in garbage bags and sent to a recycling plant. In the recycling plant, rubber bags that are packed with valuables are broken, and garbage bags, cans, bottles, plastic bottles, etc., after being broken are sorted and collected. Conventionally, the separation of garbage bags after bag breaking has been performed manually. However, the following devices are known as sorting and removing devices that automatically sort.
[0003]
(1) The bag after the bag breakage is sent to a rotating drum composed of a pipe around the bag, the bag inside is hooked and lifted by a hook on the pipe, the bag is blown down on the upper tray, and the bag on the tray is sucked with a blower. A bag removing device (see Japanese Patent Laid-Open No. 9-966).
[0004]
(2) A bag removal device for picking up a bag after breaking the bag with a rotating brush having an elastic hook around the bag and sucking the bag with a blower and collecting it with a cyclone dust collector (see Japanese Patent Laid-Open No. 9-24916) ).
[0005]
(3) Carrying garbage containing bags after bag breakage on the belt conveyor, dropping the garbage at the end of the conveyor, and blowing the airflow from below to the upper part with a nozzle header to sort the bags. Wind power sorter (refer to Japanese Patent Laid-Open No. 10-249282).
[0006]
(4) A bag removal screen that rotates at the same speed in the same direction as the bag breaking wheel is provided at the bottom of the bag breaking wheel of the bag breaking device, and a high-pressure air flow is generated by the nozzle to form a pointed bag breaking blade and bag breaking bag. A bag removing device that presses a bag torn by the rotational force of a wheel against a bag removing screen and separates the bag pressed against the bag removing screen by a collecting chute (see JP-A-10-203515).
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the bag removal apparatus of the above (1), a mechanical system becomes large for hooking and lifting the bag on the hook, and a large-capacity suction blower is required for sucking the bag with an air flow. .
[0008]
In addition, even in the bag removal device of the above (2), the mechanical system becomes large to hook and lift the bag on the elastic hook, and the large capacity is required to suck the bag that has been lifted by air flow. A suction blower is required.
[0009]
Further, in the wind power sorting apparatus of the above (3), there is a possibility that the bags cannot be reliably separated.
[0010]
Further, even in the bag removal device of the above (4), a mechanical system becomes large for pressing the bag against the bag removal screen and collecting it with the collection chute.
[0011]
Therefore, an object of the present invention is to provide a separation device that can reliably separate bags, films, and the like from cans, bottles, plastic bottles, and the like with a small air flow without having a large mechanical system.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present invention will be described below. In addition, in order to make an understanding of this invention easy, the reference number of an accompanying drawing is attached in parenthesis writing, However, This invention is not limited to the form of illustration.
[0013]
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor creates a spiral air flow inside the casing (7), and gives the buoyancy and centrifugal force to the bags and films to be separated by this air flow, thereby forming the bags and films. The present invention has been found. Specifically, a casing (7) having an inner peripheral surface (11a) having a narrowed truncated conical shape and an inlet (3) communicating with the larger diameter side of the inner peripheral surface (11a); And at least one nozzle (8) for ejecting gas along the peripheral surface (11a), and the casing (7) has a discharge port (5) communicating with the small diameter side of the inner peripheral surface (11a). At the same time, the vortex air flow separation device (1) having a separation port (4) communicating with the inner peripheral surface (11a) on the side surface solves the above-described problems. Here, nitrogen gas, carbon dioxide gas, etc. other than air can be used for gas. In particular, when there is a request for explosion prevention, nitrogen gas, carbon dioxide gas, etc. are used. In general, compressed air that is easily available and inexpensive is used.
[0014]
When compressed air is blown into the nozzle (8), high-speed air is ejected from the nozzle (8) along the inner peripheral surface (11a) of the casing. This air has an upward velocity component due to the effect of the apex angle (α) opened upward, and as a result, a spiral air flow is formed toward the inlet (3). Of the trash that is introduced from the inlet (3) and falls in the casing (7), the bag and film (9) that are susceptible to wind are moved upward by the spiral air flow generated in the casing (7). Subjected to buoyancy and centrifugal force due to rotation.
[0016]
According to this invention, the bag and the film (9) introduced from the introduction port (3) are lifted so as to be pressed against the inner peripheral surface (11a) by centrifugal force. And it discharges | emits from the classification port (4) provided in the side surface of the casing (7). Moreover, a can, a bottle, and a plastic bottle (10) with large bulk specific gravity fall naturally from this discharge port (5). In this manner, by providing the separation port (4) and the discharge port (5), it is possible to continuously separate the objects to be separated.
[0017]
The invention of claim 2 is the vortex air flow separation device (1) according to claim 1, wherein the nozzle (8) is a plane perpendicular to the central axis (13) of the inner peripheral surface (11a). A plurality of them are provided on the same circumference, with a gap in the circumferential direction.
[0018]
According to this invention, a stable vortex can be generated inside the casing (5), and the separation becomes smooth.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a vortex type separation device 1 according to an embodiment of the present invention. When resource garbage containing cans, bottles, plastic bottles, broken bags, etc. is introduced from the input conveyor 2 to the
[0020]
As shown in FIGS. 2 and 3, the
[0021]
The conical portion 11 is manufactured by bending a plate material into a conical shape. The inner
[0022]
The upper end of the conical part 11 is connected to the
[0023]
The charging
[0024]
The
[0025]
A pair of
[0026]
As shown in FIG. 1, resource trash such as bag-filled bottles, cans, plastic bottles, etc., is thrown into a bag containing jars, cans, plastic bottles, bags, and film 9 after the bags are broken by a bag-breaking device (not shown). It is conveyed on the conveyor 2. Garbage to be sorted is fed from one end of the loading conveyor 2 to the
[0027]
The collected bag and film 9 are separated by specific gravity and granulated into polyvinyl chloride, polyethylene, and polypropylene granules. When sorting by specific gravity, the sorting accuracy can be greatly improved by aligning the particle size by crushing and sieving before feeding into the apparatus. Further, after the steel can is sorted and separated by electromagnetic force, the can and the like are separated into a bottle, an aluminum can and a plastic bottle by wind sorting. Bottles are sorted by color, and aluminum cans and plastic bottles are separated from each other by induction electromagnetic force. Furthermore, plastic bottles are sorted by material.
[0028]
The eddy current sorting apparatus 1 of the present invention is optimal for sorting bag-type garbage, i.e., bags, films, and the like, and hard-type garbage, i.e., cans, bottles, plastic bottles, and the like. Some garbage contains a mix of shaped plastic bottles, toys, and broken bags. In the case of separating the garbage having no cracks, it is not necessary to consider the bottle cracking due to the impact of dropping, and therefore the vortex air flow separation device 1 of the present invention can be optimally applied.
[0029]
Further, when a plurality of vortex air flow separation devices of the present invention are arranged in series, for example, in two stages and three stages, and the air velocity of the air flow is changed by each vortex air flow separation device, a plurality of separation objects having different bulk specific gravity are individually set. It becomes possible to sort.
[0030]
In the above embodiment, the vortex air flow separation device of the present invention is used as a bag removal device that separates bags and films from garbage containing bottles, cans, plastic bottles, bags, and films. By optimizing the size and wind speed of the eddy current suction device, for example, construction waste material separation device for separating non-combustible materials such as sand and stone in construction mixed waste and combustible materials such as wood chips and vinyl sheets It can also be applied to. By separating construction waste, it is possible to prevent more than 5% of combustibles from being mixed with sand and stone that are the targets of landfill. In addition, various kinds of sorting such as sorting of lightweight items such as sponges in car shredders and heavy items such as hardened plastics are possible.
[0031]
【Example】
The apex angle α was changed at a discharge port diameter of 400 mm and a casing height of 600 mm, and it was tested whether bags and films charged from the input port could be separated. As a result, when the apex angle was 15 degrees and air with an air speed of 80 m / s was ejected from the nozzle, the bags, films and plastic bottles could be separated almost 100%. The apex angle is preferably about 15 degrees, but the same effect can be expected from 5 degrees to 30 degrees. Further, the number of nozzles may be one, placing the two nozzles positioned symmetrically on the circumference, smoothly fractionation could be achieved.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the vortex air flow separation device includes a casing having an inner peripheral surface of a narrowed truncated conical shape, and an input port communicating with a large diameter side of the inner peripheral surface, It comprised with the at least 1 nozzle which ejects gas along an internal peripheral surface. When compressed air is blown into the nozzle, high-speed air is ejected from the nozzle along the inner peripheral surface of the casing. This air has an upward velocity component due to the effect of the apex angle opened upward, and as a result, a spiral air flow is formed toward the inlet. Garbage to be sorted is thrown from the slot. Of the dust falling in the casing, bags, films and the like that are easily affected by wind are subjected to upward buoyancy and centrifugal force due to rotation by the spiral air flow generated in the casing. In addition, cans, bottles, and plastic bottles with large bulk specific gravity fall naturally without being affected by the air flow.
[0033]
In this way, it is possible to separate valuable materials such as bags, films and cans, plastic bottles, and mixtures of different shapes and bulk densities with a very simple apparatus with an extremely low air volume. Moreover, since it is a simple apparatus, it can also be easily integrated into the conveyance process after the existing bag breaker.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a vortex air flow separation device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the vortex air flow separation device.
3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Eddy
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