JP4043157B2 - プラスチック選別装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、リサイクル化に伴うプラスチック片を種類ごとに選別するためのプラスチック選別装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、ごみのリサイクル化が急速に推進されつつある中で、粉砕されたプラスチック片を選別する技術として、図6に示すようなプラスチック選別装置51がある。このプラスチック選別装置51は、複数種のプラスチック片52を投入するホッパ53の下方に配置されて、プラスチック片52を種類ごとの極性・帯電量に帯電させるための摩擦帯電装置54と、この摩擦帯電装置54の下方に配置されて、帯電したプラスチック片52を極性・帯電量に応じて分離するための静電分離装置55とから構成されている。
【0003】
そして、この静電分離装置55は、摩擦帯電装置54のシュートの下方に配置された金属ドラム電極56と、この金属ドラム電極56の斜め上方に配置された高電圧電極57と、金属ドラム電極56の外周面に付着したプラスチック片52を掻き落とすためのブラシ58とを備えている。なお、前記金属ドラム電極56は、水平軸心回りに所定方向に回転自在に構成されているとともに接地され、前記高電圧電極57には例えば高圧電源装置59の陰極が接続され、高圧電源装置59の陽極は接地されている。この接続により、高電圧電極57と金属ドラム電極56との間に選別用静電場が形成される。
【0004】
また、この選別用静電場を通過したプラスチック片52を、種類別に回収するための第一分離容器60および第二分離容器61が金属ドラム電極56の下方に配置し固定されている。
上記プラスチック選別装置51において、プラスチック片52をホッパ53へ投入すると、プラスチック片52がホッパ53から摩擦帯電装置54へ投入されて攪拌され、プラスチック片52ごとにその種類による帯電列に従って所定の極性・帯電量に摩擦帯電される。その後、静電分離装置55に落下して選別用静電場を通過したプラスチック片51は極性・帯電量ごとに別々の容器60,61に収納される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記プラスチック選別装置51では、摩擦帯電装置55においてプラスチック片52を攪拌し所定の帯電特性を与えることにより選別をしているが、プラスチック片52の選別精度を高めるためには、印加電圧を高くしなければならない。
【0006】
しかし、上記プラスチック選別装置51では、高電圧電極57の端部に角部が存在するため電界集中が起こり、印加電圧を高くすると、コロナが発生しやすくなる。そして、コロナが発生するとイオンが生成され、このイオンが帯電特性に影響を与えるため、選別精度が悪くなる。
また、高電圧電極57にプラスチック片52が付着すると、静電場への影響により選別精度が悪化するが、この場合、付着したプラスチック片52によりスパークが発生しやすくなる。そして、スパークが発生すると、その間の選別精度は低下し、また選別プラスチックへの着火原因ともなり得る。
【0007】
そこで、本発明は上記課題を解決し得るプラスチック選別装置の提供を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る第1のプラスチック選別装置は、粉砕された複数種のプラスチック片を攪拌して摩擦帯電させるための摩擦帯電装置と、この摩擦帯電装置の下方に配置されて帯電したプラスチック片をその極性・帯電量に応じて静電分離して選別するための静電分離部と、この静電分離部を通過して分離されたプラスチック片を別々に回収するための回収部とが設けられ、上記静電分離部は、所定の水平軸回りに回転自在なドラム電極と、このドラム電極に選別用静電場となる分離用空間を介して配置される対向電極とを備え、上記摩擦帯電装置で種類ごとの極性・帯電量となったプラスチック片を、上記分離用空間を通過させて分離回収するようにしたプラスチック選別装置であって、上記対向電極は、上記ドラム電極と対向して静電場を形成する対向面が露出され、当該対向面以外が樹脂材でモールドされているものである。また、付着したプラスチックを除去するための空気を吹き付ける空気供給手段を設けており、この空気は間欠的に吹き付けるようにしたものである。
【0009】
上記構成によると、上記対向電極においてドラム電極と対向している対向面が露出され、対向面以外が樹脂材によりモールドして絶縁されているため、対向電極に高電圧を印加した場合に、対向面以外の対向電極の端部に生ずるコロナの発生を防止することができ、従って、高い選別精度を可能としている。また、空気供給手段により、対向電極に付着したプラスチック片を除去することができ、選別精度低下の防止のみならず、付着したプラスチック片によるスパークの発生を防止することができる。
【0010】
本発明に係る第2のプラスチックの選別装置は、粉砕された複数種のプラスチック片を攪拌して摩擦帯電させるための摩擦帯電装置と、この摩擦帯電装置の下方に配置されて帯電したプラスチック片をその極性・帯電量に応じて静電分離して選別するための静電分離部と、この静電分離部を通過して分離されたプラスチック片を別々に回収するための回収部とが設けられ、上記静電分離部は、所定の水平軸回りに回転自在なドラム電極と、このドラム電極に選別用静電場となる分離用空間を介して配置される対向電極とを備え、上記摩擦帯電装置で種類ごとの極性・帯電量となったプラスチック片を、上記分離用空間を通過させて分離回収するようにしたプラスチック選別装置であって、上記対向電極が、平板部と、この平板部の両側縁において、ドラム電極とは反対側に曲げられてなる曲面部とから構成されたものである。また、上記曲面部の曲げ半径が、ドラム電極と対向電極の平板部との極間距離の1/2以上となるようにしたものである。さらに、対向電極に付着したプラスチックを除去するための空気を吹き付ける空気供給手段を設けており、また、この空気は間欠的に吹き付けるようにしたものである。
【0011】
上記構成によると、上記対向電極が平面部と、この平面部の両側縁において、ドラム電極とは反対側に曲げられてなる曲面部とから構成されるとともに、曲面部の曲げ半径が、ドラム電極と対向電極の平板部との極間距離の1/2以上となるように形成することにより、対向電極に高電圧を印加した場合に、対向電極の両側縁、すなわち角部に生ずるコロナの発生を防止することができ、従って、高精度の選別をすることができる。
【0012】
また、空気供給手段により、対向電極に付着したプラスチック片を除去することができ、選別精度低下の防止のみならず、付着したプラスチック片によるスパークの発生を防止することができる。
本発明に係る第3のプラスチックの選別装置は、粉砕された複数種のプラスチック片を攪拌して摩擦帯電させるための摩擦帯電装置と、この摩擦帯電装置の下方に配置されて帯電したプラスチック片をその極性・帯電量に応じて静電分離して選別するための静電分離部と、この静電分離部を通過して分離されたプラスチック片を別々に回収するための回収部とが設けられ、上記静電分離部は、所定の水平軸回りに回転自在なドラム電極と、このドラム電極に選別用静電場となる分離用空間を介して配置される対向電極とを備え、上記摩擦帯電装置で種類ごとの極性・帯電量となったプラスチック片を、上記分離用空間を通過させて分離回収するようにしたプラスチック選別装置であって、上記対向電極が、回転面を上記ドラム電極に対向させた複数の回転自在な円筒から構成されているものである。また、吸着されたプラスチックを除去するための空気を吹き付ける空気供給手段を設けており、この空気は間欠的に吹き付けるようにしたものである。
【0013】
上記構成によると、上記対向電極が、複数の回転自在な円筒から構成されており、すなわち対向電極端部に角部が存在しないため、対向電極に高電圧を印加した場合に、対向電極の端部に生ずるコロナの発生を防止することができ、従って、高い選別精度を可能としている。
また、空気供給手段により、対向電極に付着したプラスチック片を除去することができ、選別精度低下の防止のみならず、付着したプラスチック片によるスパークの発生を防止することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態におけるプラスチック選別装置を、図1〜図5に基づき説明する。
本発明におけるプラスチック選別装置1は、異なる複数種の樹脂系のプラスチック片(被選別粉砕ごみ)2を各種類毎に分離回収するもので、例えばプラスチック片2としてPE(ポリエチレン)とABS(アクリロニトリルブタジエンスチレン)を分離回収するものである。なお、PE、ABSは、例えば予め5mm以下に破砕されたものが用いられる。
【0017】
すなわち、本発明のプラスチック選別装置1は、PE、ABSを混入させて投入した状態で摩擦帯電させる摩擦帯電装置3と、この摩擦帯電装置3における開閉自在な排出口4の下方に配置され、プラスチック片2の供給を制御する定量供給装置5と、この定量供給装置5の下方近傍に配置されて所定の水平軸回りに回転自在に構成されて接地された金属ドラム電極6と、この金属ドラム電極6の斜め上方に配置されるとともに選別用静電場となる分離用空間7を介して配置される高電圧電極(対向電極)8と、この高電圧電極8に陰極が接続されるとともに正極が接地されて高電圧電極8に電圧を印加するための高圧電源装置9と、上記金属ドラム電極6の外周面下部に配置されて金属ドラム電極6に付着したプラスチック片2を掻き落とすためのブラシ10と、上記分離用空間7の下方に、これを通過して極性・帯電量ごとに分離されたプラスチック片2を別々に回収するための回収部11とから構成されている。
【0018】
また、この回収部11は、上記金属ドラム電極6の下方に配置された回収室12と、金属ドラム電極6から高電圧電極8の方向に所定距離はなれて配置された回収室13と、上記回収室12および回収室13の間に配置された回収室14とからなる3つの回収室により構成されている。
ここで、上記高電圧電極8は、図2に示すように、平板部15と、この平板部15の両側縁において、金属ドラム電極6とは反対側に曲げられてなる曲面部16とから構成されるとともに、この曲面部16の半径rは、金属ドラム電極6と高電圧電極8との距離Lの1/2以上となるように形成されている。また、金属ドラム電極6と対向する対向面が露出され、対向面以外、すなわち側縁部17が樹脂材でモールドすることにより絶縁されている。さらに、上記高電圧電極8は電極ホルダー18によって支持され、図3に示すように、この電極ホルダー18には高電圧電極8に対して空気を平行に吹き付けるための送風口19が複数設けられており、この送風口19には空気を供給する送風管20が接続されている。なお、この送風管20において、通常の空気(大気)の他に乾燥空気を供給してもよい。
【0019】
ところで、選別するプラスチック片を摩擦帯電装置3により摩擦帯電させると、プラスチック片2は、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するが、上記PEおよびABSを摩擦帯電装置3で攪拌して帯電させると、PEは(−)に、ABSは(+)に帯電する。
このように帯電したプラスチック片2を摩擦帯電装置3の排出口4から定量供給装置5に投入した後、金属ドラム電極6上に落下供給する。そして、回転する金属ドラム電極6と高電圧電極8のとの間をプラスチック片2が通過する際に、摩擦帯電装置3により(−)に帯電したPEは、金属ドラム電極6に引き寄せられ、回収室12に回収される。一方、(+)に帯電したABSは、陰極が接続された高電圧電極8に引き寄せられて回収室13に回収され、また金属ドラム電極6に付着したPEはブラシ10によって回収室12に掻き落とされて回収される。そして、帯電量の少ないPEおよびABSは、回収室12と回収室13の間の回収室14に回収される。
【0020】
回収室14に回収されたプラスチック片2に関しては、除電後、再度摩擦帯電装置3に投入して摩擦帯電させ、上記動作を繰り返す。これにより、プラスチック片2を帯電量ごとに分離し回収することができる。
ここで、選別精度を高めるために印加電圧を高くすると、電極端部の角部でコロナが発生し、プラスチック片2の帯電特性に影響を与えるため、選別精度が悪化するが、本発明では、高電圧電極8の両側縁部に曲面部16を形成するとともに、高電圧電極8への対向面が露出され、対向面以外が樹脂材により絶縁しているため、コロナの発生を防止することができ、従って、印加電圧を十分高くすることができるため高精度の選別が可能となる。さらに、上記曲面部16の半径rを、金属ドラム電極6と高電圧電極8との距離Lの1/2以上となるように形成することにより、コロナ発生の防止を確実にしている。
【0021】
また、電極ホルダー18に設けられた送風口19から高電圧電極8に対し、空気が吹き付けられているため、長時間運転を続けても、プラスチック片の付着を防止することができ、従って、選別精度の低下を防止することができる。なお、供給する空気は間欠的な圧縮空気にしてもよい。これにより長時間での選別性能を確保することができる。
【0022】
具体的には、PEとABSの混合プラスチック片2を上記装置を用いて上記方法で分離した実験を行った結果、PE、ABSともに純度95%以上、回収率90%以上の高精度選別ができた。また、コロナの発生やスパークの発生も見られなかった。なお、PP/PS、PE/PVCなどの混合プラスチック片の選別についても同様の結果が得られた。
【0023】
また、上記実施の形態では、高電圧電極8を固定の平板状の電極により構成したが、図4に示すような、回転式の高電圧電極21を用いてもよい。この高電圧電極21は、上記金属ドラム電極6に対向するように配置され高圧電源装置9に接続されたケーシング22と、このケーシング22に収納されるとともに回転面が金属ドラム電極6に対向するように回転自在に支持された複数の円筒23と、これら円筒23に付着したプラスチック片2を吹き落とすための空気供給装置24とから構成されている。
【0024】
さらに、図5に示すように、高電圧電極8をエンドレス式のベルトによる移動式高電圧電極31により構成してもよい。この高電圧電極31は、上記金属ドラム電極6に対向するように配置され、高圧電源装置9に接続されたケーシング32と、このケーシング32に収納される一対のローラー33と、金属ドラム電極6に対向して上記両ローラー33に巻回されるエンドレス式のベルト34と、このベルト34に付着したプラスチック片2を吹き落とすための空気供給装置35とからから構成されている。
【0025】
これら回転式高電圧電極21および移動式高電圧電極31を用いた場合も、上記実施の形態と同様に、電極の端部に角部を有しないため、高い電圧を印加しても高電圧電極の端部にコロナが発生せず、高精度な選別が可能となる。
また、上記回転式高電圧電極21における円筒23の半径および移動式高電圧電極31におけるローラー33の半径は、上述した、曲面部を有する高電圧電極8と同様に、極間距離の1/2以上にされている。また、上記円筒23およびローラー33の回転軸は、いずれも金属ドラム電極6の回転軸と平行となっているが、垂直になるように電極をそれぞれ配置しても、コロナの発生を防止し、高精度の選別を行うことができる。
【0026】
【発明の効果】
以上のように本発明のプラスチック選別装置によると、対向電極におけるドラム電極と対向している対向面が露出され、対向面以外が樹脂材によりモールドして絶縁されているため、対向電極に高電圧を印加した場合に、対向電極の端部に生ずるコロナの発生を防止することができ、従って、高電圧を負荷することができるため、高い選別精度が可能となる。
【0027】
また、対向電極が平面部と、この平面部の両側縁において、ドラム電極とは反対側に曲げられてなる曲面部とから構成されるとともに、曲面部の曲げ半径が、ドラム電極と対向電極の平板部との極間距離の1/2以上となるように形成することにより、対向電極に高電圧を印加した場合に、対向電極の両側縁、すなわち角部に生ずるコロナの発生を防止することができ、従って、高い選別精度を可能としている。
【0028】
また、対向電極を複数の回転自在な円筒により構成することにより、対向電極端部にコロナが発生しないため、高精度の選別をすることができる。さらに、空気供給手段により、対向電極に付着したプラスチック片を除去することができるため、選別精度低下の防止のみならず、付着したプラスチック片によるスパークの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態におけるプラスチック選別装置の概略構成を示す断面図である。
【図2】本発明の実施の形態における高電圧電極を示す斜視図である。
【図3】本発明の実施の形態における高電圧電極を示す斜視図である。
【図4】本発明の実施の形態における高電圧電極の変形例を示す要部側面図である。
【図5】本発明の実施の形態における高電圧電極の他の変形例を示す要部側面図である。
【図6】従来のプラスチック選別装置の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
1 プラスチック選別装置
2 プラスチック片
3 摩擦帯電装置
6 金属ドラム電極
7 静電分離空間
8 高電圧電極
11 回収部
15 平板部
16 曲面部
18 電極ホルダー
19 空気送風口
21 回転式高電圧電極
22 円筒
31 ベルト
33 移動式高電圧電極
Claims (7)
- 粉砕された複数種のプラスチック片を攪拌して摩擦帯電させるための摩擦帯電装置と、この摩擦帯電装置の下方に配置されて帯電したプラスチック片をその極性・帯電量に応じて静電分離して選別するための静電分離部と、この静電分離部を通過して分離されたプラスチック片を別々に回収するための回収部とが設けられ、上記静電分離部は、所定の水平軸回りに回転自在なドラム電極と、このドラム電極に選別用静電場となる分離用空間を介して配置される対向電極とを備え、上記摩擦帯電装置で種類ごとの極性・帯電量となったプラスチック片を、上記分離用空間を通過させて分離回収するようにしたプラスチック選別装置であって、
上記対向電極は、上記ドラム電極と対向して静電場を形成する対向面が露出され、当該対向面以外が樹脂材でモールドされている
ことを特徴とするプラスチック選別装置。 - 粉砕された複数種のプラスチック片を攪拌して摩擦帯電させるための摩擦帯電装置と、この摩擦帯電装置の下方に配置されて帯電したプラスチック片をその極性・帯電量に応じて静電分離して選別するための静電分離部と、この静電分離部を通過して分離されたプラスチック片を別々に回収するための回収部とが設けられ、上記静電分離部は、所定の水平軸回りに回転自在なドラム電極と、このドラム電極に選別用静電場となる分離用空間を介して配置される対向電極とを備え、上記摩擦帯電装置で種類ごとの極性・帯電量となったプラスチック片を、上記分離用空間を通過させて分離回収するようにしたプラスチック選別装置であって、
上記対向電極が、平板部と、この平板部の両側縁において、ドラム電極とは反対側に曲げられてなる曲面部とから構成された
ことを特徴とするプラスチック選別装置。 - 上記対向電極は、上記ドラム電極と対向して静電場を形成する対向面が露出され、当該対向面以外が樹脂材でモールドされている
ことを特徴とする請求項2に記載のプラスチック選別装置。 - 曲面部の曲げ半径が、ドラム電極と対向電極の平板部との極間距離の1/2以上となるようにした
ことを特徴とする請求項2または3に記載のプラスチック選別装置。 - 粉砕された複数種のプラスチック片を攪拌して摩擦帯電させるための摩擦帯電装置と、この摩擦帯電装置の下方に配置されて帯電したプラスチック片をその極性・帯電量に応じて静電分離して選別するための静電分離部と、この静電分離部を通過して分離されたプラスチック片を別々に回収するための回収部とが設けられ、上記静電分離部は、所定の水平軸回りに回転自在なドラム電極と、このドラム電極に選別用静電場となる分離用空間を介して配置される対向電極とを備え、上記摩擦帯電装置で種類ごとの極性・帯電量となったプラスチック片を、上記分離用空間を通過させて分離回収するようにしたプラスチック選別装置であって、
上記対向電極が、回転面を上記ドラム電極に対向させた複数の回転自在な円筒から構成されている
ことを特徴とするプラスチック選別装置。 - 対向電極に付着したプラスチック片を除去するための空気を吹き付ける空気供給手段を設けた
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載のプラスチック選別装置。 - 空気供給手段は、空気を対向電極に間欠的に吹き付けるように構成された
ことを特徴とする請求項6に記載のプラスチック選別装置。
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