JP4968143B2 - 風力分離方法 - Google Patents

Description

本発明は軽量分と重量分とが混合した素材を空気輸送し、その輸送を一端、貯槽することなく、軽量分と重量分との空気抵抗差を利用して、連続的に分離する風力分離装置に関する。

近年、樹脂と紙や布など繊維分の積層品にあっても、廃棄することが困難となり、環境負荷を低減する観点からも樹脂と繊維分の分離が望まれていた。これらの分離技術は一つには、如何に樹脂素材と繊維素材とを剥離せしめるかにあるが、これに対しては、積層品を破砕後若しくは破砕と同時に、強度の衝撃を積層品に与え、繊維分は樹脂分から剥離し、切断されて短繊維となり、若しくある程度の絡まりとなった繊維分となり、一方、樹脂分は、衝撃の強度にもよるが、繊維分は樹脂分から剥離され、破断される衝撃力を有するが、樹脂分は破断されない衝撃力の範囲で、衝撃力を与えることで、樹脂分を砕くことなく繊維分を剥離させることが、従来から知られている。衝撃を与える装置としては、通常回転型のものが多く、ハンマー型の粉砕機による方法が最も簡便であり、衝撃力は回転数の調整によって行うことができる。

一方、前記の剥離せしめた繊維分と樹脂分の混合状態から、空気抵抗力差を利用した所謂、風力分離操作において繊維分と樹脂分とを分離する方法は、米の籾殻と米とを分離する唐箕と呼ばれる分離装置から改良を重ねた分離装置もあるが、原料を一端ホッパーなどに貯槽し、貯槽に付属するフィーダーから一定量ずつ払い出されて、分離することになるが、繊維分と樹脂分の混在した材料では、繊維分が絡まりつき分離を困難にすることから、適切な装置とは言えない。この方法以外に、流動状態の分離物を停止することなく分離する風力分離装置では、特許文献１に示した方法が簡便な方法である。 特許文献１の方法は、円筒形なる外壁の上部から吸引せしめ、円形なる水平板の上部中央に供給管の出口を設け、軽量物と重量物とが混合された空気を水平板に当て、水平板外周に流れの方向を変え、更に、水平板外周に向かった気流は外壁に当たり、円筒形の外壁上部から吸引されているため、上昇流となった気流を生じ、この際、水平板と外壁との間隙には、外壁上部の吸引と供給管からの吹出し量の差である緩やかな流れが生じるために、重量物はこれに逆らって下方へ落下し、軽量物は上昇気流に乗って分離するものである。ところが、装置の僅かな形状差による偏流と脈動と乱流によって、軽量物であるはずの分離物は必ずしも上昇することはなく、ある確率をもって、下方に落下するため、必ずしも分離性が良好とは言えない状況にあった。
特開２０００−３７６６３号公報

本発明は、分離原料を止めることなく連続で分離できる風力分離方法であって、より分離精度の高い風力分離方法を提供せんとするものである。

すなわち本発明は、横方向全周に渡って外壁で囲まれた装置の、上端及び下端に排出口を設け、かつ装置内に水平なる水平板を外壁から隙間を設けて配置し、上端に設けられた前記排出口から吸引しつつ、空気を用いて繊維物と重量物の混在した分離物を供給する供給管を下端の排出口から挿入若しくは排出口付近から外壁を貫通させ、供給管の排出口から排出した上昇気流を該水平板の下方面にほぼ垂直に流し、更に、前記供給管から排出された上向きの空気の流れを妨げる前記水平板の下側から下端排出口に掛けて供給管を囲こみ、上端と下端は開放した隔壁を設けてなる装置にあって、ベンチュリー効果によって前記隔壁と前記供給管との間隙に上昇流を生じ、前記隔壁下端の吸込口から再度、絡み合った繊維物を吸い上げることが可能となっており、前記水平板と外壁との隙間と、開放された隔壁下端の前記吸込口との二つの分離点を持つ、風力分離方法である。
前記外壁及び隔壁は円筒形であって、且つ前記供給管は円形な水平板の中央にあることが好ましい。
前記円形な水平板の上部にあって、円錐状の底面を円板合致する様に配置し、円錐の頂角が概ね２０°から９０°となる円錐板であって、且つ円錐板の底面が円形な水平板と合致させることも好ましい。

分離精度を高めることによって、より品質の高い製品への活用が可能となり、リサイクルを進めることが可能となり、今迄、活用できなかった積層部材にあっても、リサイクル可能ならしめることで、廃棄物の削減に役立てることが可能である。

本発明を、以下、実施態様である図面を参照して詳述する。

本発明の方法を記述したものが、図２の形態である。図２の方法は供給管３０から軽量物と重量物の混在した分離物を空気輸送し、水平板３４に向かって上向きに排出し、上側排出口３２から吸引する。供給管から排出された上向きの空気の流れは、水平板３４で妨げられ、外壁に向かう流れとなり、次いで、上部排出口３２から吸引される風量が供給管１０から送られる風量を上回る場合は、下側排出口から水平板に上向きの上昇流となって、水平板から外周に向かう前記流れと合流する。合流する水平板と外壁との間隙３５に於いて、軽量側の分離物は流れに乗って上昇し、重量側の分離物は空気の流れに逆らって落下することになる。ところが、外壁付近では壁の抵抗によって流れが減速するため、軽量部であっても落下し、また、繊維などでは絡み合った繊維物２３においても落下することになる。

本発明に置いては、供給管の外側に隔壁３６を配して、供給管の風の速度による、所謂、ベンチュリー効果によって、隔壁と供給管との間隙に上昇流を生じ、隔壁下部の吸込口３８から再度、軽量物若しくは絡み合った繊維物を吸い上げることが可能であり、再度分離に寄与するため、分離効率を上昇させることが可能である。図３は水平板の上面を円錐状にしたものである。水平板３４にあっては、水平板上に軽量物が堆積し、軽量物が圧縮され、大きな絡み合った塊となり、重量側に落下するため、これを防止するため、水平板の上面には傾斜を設けた円錐状の円錐板４４にすることが好ましい。頂角は堆積物と円錐板４４とのスベリ抵抗によるが、２０〜９０°が好ましく、３０〜４５°が更に望ましい。

図４は図３の円錐状にした水平板を用い、図２の方法では、水平板より上の空間において水平板３４と外壁３３との間隙で分離し、上向きの上昇流に乗って移動する軽量側の分離物が、水平板より上側では通過面積が増加し、上昇速度が減少するため、分離した軽量側の分離物の中にあって、より重いものは上昇流できず、水平板より下に落下して、分離性を阻害する。図４は水平板より上側の上昇流の低下を防ぐため、図３の円錐状にした水平板を用い空気の通過面積を増加させないようにしたものである。これにより、水平板の上側へ分離された軽量側の分離物は確実に排出口３２まで導かれ、より分離性を高めることが可能な方法である。

図１は、参考文献１に示された実施形態であり、供給管１０から重量側の分離物２１と軽量側の分離物２２が混合された状態で空気と共に輸送され、上部排出口１２から吸引する。供給管から排出した軽量側及び重量側の分離物は水平板１４で流れがせき止められ、外周の外壁１３に向かう流れとなり、次いで、上部排出口から吸引される風量が供給管１０から送られる風量を上回る場合は、水平板と外壁との間隙１５では上向きの流れとなって、水平板から外周に向かう前記流れと合流する。この際、間隙１５を流れる上向きの流れに対して、風の抵抗に比べ重量が上回る、所謂重量側の分離物は落下し、軽量物は流れに乗って上昇する。しかし、軽量物であっても、繊維が絡まった分離物２３にあっては、抵抗に比べて重量が勝るために、重量側へ流れ落ちることになる。また、間隙１５の水平板と外壁との間の速度分布が一様ではなく、通常、壁及び水平板付近では、壁の影響を受けて速度が低下するため、壁付近にある軽量物は落下することもある。この様に、軽量物は必ずしも、上側排出口へ吸引される訳ではなく、一部は下側排出口１１へ排出され、重量物と軽量物が混在した、必ずしも望ましい分離状態とならないものであった。

さらに実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

（比較例１）塩化ビニールと紙とを積層したものであって、紙分が２３％含まれる壁紙を、目開きが８ｍｍのスクリーンを装着したハンマー型の衝撃式粉砕機（尾上機械製ＷＡＬＤ−１５型粉砕機；モーター出力１５ＫＷ）を使用し、図１に示す装置を用いて分離する。図１の供給管及び上側の吸引排気は各々３．７ｋＷ及び５．５ｋＷのプレート型ブロワーを用い、各々インバーターを用いてブロワーの回転数を調整して適正な風量に調節した。供給管及び上側の吸引排気の風量は表−１に示した通りである。また、水平板と外壁との隙間は１５０ｍｍに設定した。図１に示す風力分離器の上側から軽量側の繊維分が排出し、下側には重量側となる塩ビ分が排出することになる。塩化ビニールと紙を積層したものにあっては、塩化ビニール成分を回収することが重要であり、下側の回収比率が高いことが望ましく、更に、下側に排出した分離物に含有する紙の混合量が低いことが望ましい。表１に示した、下側分離物の回収率と下側の回収物中の紙成分含有率から求められた下側の塩化ビニール回収率は６２％となった。

（実施例１）比較例に用いた同じ紙の含有率をもった塩化ビニール積層物を、比較例と同じハンマー型の衝撃式粉砕機を使用し、図４に示す装置を用いて、分離する。図４の供給管及び上側の吸引排気は、比較例と同じ、各々３．７ｋＷ及び５．５ｋＷのプレート型のブロワーを用い、各々インバーターを用い、比較例と同じ風量、風速となるようブロワーの回転数を調整した。図２の水平板の位置は外壁３３で囲まれた垂直部分の中央に配置し、水平板と胴部の間隙３５は比較例と同じ１５０ｍｍに設定した。図２の供給管及び上側の吸引排気は、比較例と同じ、各々３．７ｋＷ及び５．５ｋＷのプレート型のブロワーを用い、比較例と同じ風量、風速となるよう該ブロワーに取り付けたインバーターで調整した。図２で示した本考案の分離装置では、下側の塩化ビニール回収率は６９％となり、比較例を上回る結果を得、優れた分離性を示すことが認められた。

（実施例２）比較例に用いた同じ紙の含有率をもった塩化ビニール積層物を、比較例と同じハンマー型の衝撃式粉砕機を使用し、図４に示す装置を用いて、分離する。図４の水平板と胴部との間隙３５は比較例と同じ１５０ｍｍに設定し、水平板上を頂角４５°の円錐状にし、外壁の上部の上側排出口に至る傾斜は円錐の傾斜と同じ角度に設定した。図４の供給管及び上側の吸引排気は、比較例と同じ、各々３．７ｋＷ及び５．５ｋＷのプレート型のブロワーを用い、比較例と同じ風量、風速となるよう該ブロワーに取り付けたインバーターで調整した。図４で示される装置を用いて、塩化ビニールと紙を分離した結果、表−１の如く、下側の塩化ビニール回収率は、７２％ととなり、図４に示した本考案の分離装置は、より優れた分離性を示すことが認められた。

（実施例３）図３に示した円形の水平板上に頂角３０°、９０°、１２０°の三種類の円錐であって、底面は円錐板の水平板に一致する形状に於いて、実施例１の原料を用い、かつ実施例１の風量など操作条件に於いて、各１５分づつ実施したところ、３０°、９０°に於いてはは僅かな紙分の付着物は見られたが、堆積するに至っていない。一方、１２０°に於いては円錐状の頂点付近に紙分の堆積が見られ、本件の状況においては９０°以上が望ましい。鋭角であればよいが、２０°以下となると、装置の高さが、塔径の３程度に及び、装置のコンパクト性を損なうことになるので、２０°以上が望ましい。

特許文献１に示す風力分離装置 実施例１に係る分離装置 水平板の上面を円錐状にした形態 実施例２に係る分離装置

符号の説明

１０： 供給管
１１： 下側排出口
１２： 上側排出口
１３： 外壁
１４： 水平板
１５： 隙間
２１： 重量側の分離物
２２： 軽量側の分離物
２３： 絡み合った軽量側の分離物
３０： 供給管
３１： 下側排出口
３２： 上側排出口
３３： 外壁
３４： 水平板
３５： 隙間
３６： 隔壁
３７： 隔壁の排出口
３８： 隔壁の吸引口
４４： 上面を円錐形とした水平板

Claims (3)

1. 横方向全周に渡って外壁で囲まれた装置の、上端及び下端に排出口を設け、かつ装置内に水平なる水平板を外壁から隙間を設けて配置し、上端に設けられた前記排出口から吸引しつつ、空気を用いて繊維物と重量物の混在した分離物を供給する供給管を下端の排出口から挿入若しくは排出口付近から外壁を貫通させ、供給管の排出口から排出した上昇気流を該水平板の下方面にほぼ垂直に流し、更に、前記供給管から排出された上向きの空気の流れを妨げる前記水平板の下側から下端排出口に掛けて供給管を囲こみ、上端と下端は開放した隔壁を設けてなる装置にあって、ベンチュリー効果によって前記隔壁と前記供給管との間隙に上昇流を生じ、前記隔壁下端の吸込口から再度、絡み合った繊維物を吸い上げることが可能となっており、前記水平板と外壁との隙間と、開放された隔壁下端の前記吸込口との二つの分離点を持つ風力分離方法。
2. 前記外壁及び隔壁は円筒形であって、且つ前記供給管は円形な水平板の中央にあることを特徴とする請求項１に記載の風力分離方法。
3. 前記円形な水平板の上部にあって、円錐状の底面を円板合致する様に配置し、円錐の頂角が概ね２０°から９０°となる円錐板であって、且つ円錐板の底面が円形な水平板と合致させることを特徴とする請求項１又は２に記載の分離方法。

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