JP5142059B2 - 空気搬送物分離装置 - Google Patents

Description

本発明は、廃棄プラスチック等の浮遊材が混在する空気流から浮遊材を分離する空気搬送物分離装置に関する。

近年、缶、瓶、プラスチックボトル、容器包装プラスチック類の有価物は、ゴミ袋につめられ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ミ袋を破袋し、破袋後のゴミ袋、缶、瓶、プラスチックボトル、容器包装プラスチック類を選別回収している。

選別は基本的には人手により行われている。しかしこの作業は、極めて非効率であるため部分的に機械化も試みられている。容器包装プラスチックには、プラスチックの袋、薄手のプラスチックシート等風力で浮遊しやすいプラスチック（以後プラスチックフィルム類と呼ぶ）と、プラスチックボトル、プラスチックのおもちゃ（異物）、金属ごみ（異物）等風力で浮遊し難いプラスチック（以後ハードプラスチック類と呼ぶ）とが混在している。これらをベルトコンベア上に流し、目視による手選別が実施されているが、特にプラスチックフィルム類は嵩密度が低く、嵩張るため目視による選別を難しくしている。このためプラスチックフィルム類と異物を含むハードプラスチック類とを機械的に分離できれば、次工程での人手による選別効率と選別精度は、飛躍的に向上する。

（特許文献１）、（特許文献２）は、風力をもちいてプラスチックフィルム類を分離するものである。プラスチックフィルム類は、風により飛びやすいため風力の利用は、物理的にすぐれている。風力により分別したプラスチックフィルム類は、空気輸送にて搬送され、排出口で空気と分離され回収される。

空気輸送は、粉粒体分野等で古くから使われている。搬送物と空気の分離は、図４に従来技術の一例として示したサイクロン集塵機が広く普及している。
（特許文献３）のケージ式分離機も知られている。これは例えば綿などの繊維の空気輸送システムにおいて、綿と空気を分離する分離機として使われている。
（特許文献４）はケージ式分離機の改良に関するものである。
（特許文献５）はプラスチック類と空気の分離過程で、プラスチック類の圧縮をも行うものである。
特開２００１−９６２３３号公報 特開２００２−３０７０１７号公報 特開２００１−３２２１２５号公報 特開２００２−１７２３０５号公報 特開２００３−１０７０３５号公報

廃棄プラスチックフィルム類は嵩密度が０．０２−０．２程度と小さく嵩張る。また、フィルム片の大きさは、数ｃｍから数１０ｃｍとさまざまである。加えて食品包装に使われるラップ用フィルムは数十ミクロンと薄く浮遊し易く、かつ吸引フィルターに張り付き目詰まりを引き起こし易い。このため粉粒体やプラスチックペレット等均一な物質にくらべて空気輸送物と空気の分離が極めて難しい。

従来技術の一例として。図４に示したサイクロン集塵機においては、容積が極めて大きくなる（特許文献４参照）。ケージ式分離機においては、ガス流が通過するケージローラのフィルターに一部のフィルムが張り付く。これらはストリッピングローラーにて掻き落とされる構造になっているが、食品包装に使われるラップ用フィルム等薄手のフィルムは、ケージローラーとストリッピングローラーとの隙間を通過しやすく、フィルターを目詰まりさせる事がある。したがって、フィルター面積は目詰まりを考慮し、十分大きくする必要があるが、装置が大型となり、プラントのレイアウトの観点から使い勝手が悪い他、コスト的にも高くなる。

本発明は、上記問題点を解決し、主として、廃棄プラスチック等の浮遊材が混在する空気流から浮遊材を分離する最適な空気搬送物分離装置を提供する事を目的とする。

上記課題は以下の手段により解決される。

請求項１の発明は、搬送物が混在する空気流が流入する流入口２、分離された搬送物が排出される排出口３、および搬送空気が流出する多孔フィルター５を壁面の一部に有する断面が矩形状のケーシング６と、前記ケーシング６の内部に設けられ、前記ケーシング６の両側壁に桟の両端を接しながら移動する桟８を有するコンベア７により構成され、かつ前記ケーシング６と前記コンベア７により形成される搬送物が混在する空気流の通路の断面高さＡ１７ａが前記流入口２から前記排出口３に向かって少なくとも２段階に減少し、移動する前記桟８の上端が前記排出口３の少なくとも１桟間隔上流から前記ケーシング６の上壁４にも接触し気密を保つ事を特徴としている。

搬送物が混在する空気流は、ケーシング６とコンベア７により形成される通路へ流入し、通路奥へと搬送される。搬送空気は通路壁に設けられた多孔フィルターを通して徐々に外部に分離流出する。搬送物は搬送空気の流出とともに空気による搬送力を失い、桟８を有するコンベア７上へ落下し、コンベアにて後段へ搬送される。排出口への空気の気密性は、コンベア７の桟８をケーシング内壁に滑動させることにより達成される。又、空気搬送物の嵩密度は０．０２−０．２程度と極めて小さいため、排出口近傍で１／２から１／３程度の圧縮は、全く問題なく達成できる。又、搬送物の搬送力は本発明の装置内で空気力からコンベアによる機械力へ準連続的に切り替わるため、搬送物はよどみなく排出口へ搬送される。

又、搬送物が混在する空気流の通路の断面高さＢ１７ｂが前記流入口２から前記排出口３の全長にわたって前記桟８の高さより高く、かつ前記ケーシング６の上壁４に一端を固定され、搬送物を前記コンベア７の前記桟８の内側に押し込める押し込みスダレ１５と、前記排出口３からの空気の流出入を遮断する気密スダレ１６とを、設けたことを特徴としている。

搬送物は、無理なく徐々にコンベア上に押し込まれるため、コンベア動力が軽減される。このため桟８つきゴムベルトコンベア等安価な標準的なコンベア７が使用でき、設備のコストダウンが可能である。

又、前記押し込みスダレ１５に多数の貫通孔をもうけ、空気が前記押し込みスダレ１５を通して流通可能としたことを特徴としている。

空気搬送されてきた搬送物（コンベア７速度の数倍以上）の前進力を押し込みスダレ１５に沿って斜め下方へ変え搬送物を桟８つきコンベア７へ押しこむことができる。搬送空気の大部分は押し込みスダレ１５を通過して徐々に壁面の多孔フィルター５から排出される。空気の搬送力を生かし、搬送物を無理なくコンベア７の桟８内に押し込め事により搬送容量が大幅に向上する。

請求項２の発明は、フィルムの張り付きによる目詰まりの解決を目的とし、前記多孔フィルター５の外側にこれを覆うかたちの排気室１４を設け、この中を複数区画に分け、区画ごとに排気を可能とした事を特徴としている。

排気室を複数区画に分け、区画ごとに交互排気することにより、フィルムの張り付きによる目詰まりを交互に解除できる。これにより長期にわたり安定した性能を維持できる。

空気搬送における搬送物と空気の分離において、特に搬送物が薄手かつ大きなサイズのプラスチックフィルム片や紙片の場合に適している。このため従来法で行われている前処理としての裁断が不要である。

また、外観、外形寸法がプラントで多用される通常の搬送コンベア７と同等であるため、プラントのレイアウトがきわめて容易である。

また、フィルター面積は本体長と比例するため、フィルター面積の増大が容易である。フィルター面積の増大は、排気抵抗を小さくする事ができ、空気輸送に係わるエネルギー効率が向上する。

また、空気輸送速度が徐々に減速され、空気輸送からベルトコンベア７の桟８による機械的輸送へ準連続的に切り替わるため、搬送経路途上における滞留が起こりにくい。サイクロン集塵機１８の欠点であるロータリーバルブ１９への引き込み不良による滞留を解消できる。

サイクロン集塵機１８では、空気の気密を保ちながら輸送物を排出するロータリーバルブ１９への輸送物の引き込みは、重力による自然落下のため、浮遊しやすいフィルム類は、排出し難い。

また、排気室を複数区画に分け、区画ごとに交互排気することにより、フィルターの目詰まりの解除が可能となり、安定した連続運転が可能である。

本発明の、第１の実施形態における空気搬送物分離装置の縦断面概略図を図１に、図１のＡ−Ａ断面図を図２に、第２の実施形態における空気搬送物分離装置の縦断面概略図を図３に、従来技術の一例を図４に示す。

第１の実施形態における空気搬送物分離装置について図１を用いて以下に詳述する。
本体１は搬送物を混在する空気流が流入する流入口２、分離された搬送物が排出される排出口３、多孔フィルター５部を有する上壁４で構成される断面が矩形状のケーシング６と、前記ケーシング６の内部に設けられ、前記ケーシングの両側壁に桟の両端をほぼ接しながら移動する桟８をもつコンベア７とにより構成され、かつ通路の断面の高さＡ１７ａが流入口２から排出口３に向かって少なくとも２段階に減少し、移動する桟８の上端が排出口近傍にてケーシングの上壁４にも接触する構造となっている。

搬送物が混在する空気流は、流入口２からコンベア７とケーシング６で作られる通路に流入する。流入２近傍では、搬送物が混在する空気流はコンベア７の桟８の上部とケーシングの上壁４で作られる空間を流れる。搬送空気は、徐々に上壁４の多孔フィルター５を通って外部へと流出する。このため搬送物は空気による搬送力を徐々に失いコンベア７の上に落下する。コンベア７の上に落下した搬送物は桟８を有するコンベア７により後段に搬送され、排出口３より排出される。

次に、空気の気密保持機構について図２を参照し、以下に説明する。
図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。
桟８は、例えば矩形かつ板状でコンベアベルト９の進行方向に対して垂直に、コンベアベルトに対して直角に設けられている。コンベアベルト９は下面に配した複数のフリーローラー１０にて支えられ、平面状を移動できる。桟８の両端は、ケーシングの両側壁１１とほぼ接し、空気の流通を防いでいる。
コンベアベルト９の上面とケーシングの上壁４との断面高さＡ１７ａは、入り口側では桟８高さの２倍程度である。ケーシングの上壁４の一部は、多孔フィルター５からなり、空気が外部へ流出入できる構造となっている。

搬送方向に沿って、多孔フィルター５部の終端から下流は、ケーシングの断面高さＡ１７ａが桟高さと同等、即ち、桟上端がケーシング上壁４と接している。これより排出口３への空気の流れを遮断している。この部分のコンベア搬送方向の長さは、少なくともコンベアの１桟間隔以上が必要である。
またこの機構は、吸引排気の場合、排出口からの排気室への空気の逆流を防いでいる。

流入口側のコンベア７の先端部は排出口３側と同等の空気気密構造となっている。
多孔フィルター５は、パンチングメタルを内壁面としこれにＨＥＰＡフィルターを重ねる等、集塵機能を持たせることが望ましい。

図１では、多孔フィルター５の外側を覆う排気室１４を設け、これに排気管１２を連通してある。排気管１２に別途集塵機を接続使用することも可能である。また、これに排気装置を接続する事により、吸引式の空気輸送を実現できる。更に、吸引送風機の排気を空気輸送の押し込みとして利用し閉ループの空気輸送系が実現できる。

隔壁１３は、排気室１４を長手方向に沿って２分割し、区画ごとの排気を可能としている。例えば２区画を交互に作動、停止する事によって、作動中に多孔フィルター５へ張り付いたフィルムは停止中に自然に剥がれ落ち、張り付きを解除する事ができる。更には排気停止中の区画に逆圧をかけることによりフィルターの逆洗浄が可能となり強制的にフィルムの張り付きを解除できる。

第２の実施形態における空気搬送物分離装置について図３を用いて以下に詳述する。
第２の実施形態における空気搬送物分離装置は、更なるコストダウンを目的に考案されたものである。
第１の実施形態との基本的な違いは、ケーシングの縦断面においてコンベア７への輸送物の押し込み手段と空気気密機構の違いにある。
縦断面において、流入口２から排出口３至るまで断面高さＢ１７ｂは一定であり、ケーシングの上壁４から押し込みスダレ１５と気密スダレ１６を配している。これらは上壁４に回動可能なヒンジ（図示せず）を介し取り付けても良い。

搬送方向、多孔フィルター５の下流端を基準にして、押し込みスダレ１５は、１桟間隔以上上流に、気密スダレ１６は、前記多孔フィルター５の下流端より下流側に配してある。押し込みスダレ１５及び気密スダレ１６の材質は、厚手のプラスチックシート又ゴム作られで、押し込みスダレ１５には多数の空気流通孔をあけてある。押し込みスダレ１５、気密スダレ１６共枚数は限定しない。

材質は特に限定せず、鋼板、プラスチック板でも差し支えないが、柔軟性があるものが望ましい。また、例えば多孔鋼板等、固いものを使用するとき、上壁４の取り付け部は、回動或は屈曲自在な構造し、更に桟８の磨耗を回避するため、スダレが所定の角度を保つようストッパー（図示せず）を設けたほうが良い。
気密スダレ１６は、断面高さＢ１７ｂより長い場合は１枚でもよいが、短い場合は、複数枚とし、そのうち少なくとも一枚は桟８と接触していなければならない。

搬送物が混在する空気流は、流入口２からコンベア７とケーシング６で作られる空間に流入し、主としてコンベア７の桟８上部とケーシング上壁４で作られる上部空間を流れる。空気は、徐々に上壁４の多孔フィルター５を通って外部へと流出する。このため搬送物は空気による搬送力を徐々に失いコンベア７上に落下する。コンベア７上に落下した搬送物は桟８による機械的搬送力にて後段に搬送され、排出口より排出される。

押し込みスダレ１５は、空気の搬送力を使って搬送物に斜め下向きの力を与え、コンベア７上に押し込む機能を持つ。スダレ下端部はコンベア７の進行方向へ流れる形で傾斜する。スダレ取り付け部の傾斜角（垂線とスダレのなす角）は４５度以上が望ましい。傾斜角が小さいと搬送物をコンベア上へ滑らかに押し込み難い。押し込みスダレ１５には、空気の流れをできるだけ阻害しないように空気流通孔を設けてある。これにより、搬送物が、コンベア７の桟８内に押し込まれ機械力の搬送に到達するまで、空気力による搬送力を生かす事ができる。押し込みスダレ１５は、複数枚設けてもよい。この場合、空気流通孔の効果は更に顕著となる。
空気搬送力とコンベア７による機械力による搬送が準連続的につながる事がきわめて重要で、上記押し込みスダレ１５にて、搬送物は局所的に滞留することなく滑らかに排出できる。
気密スダレ１６は、排出口３からの空気の流出入を防いでいる。

本発明に係わる空気搬送物分離装置は、廃棄プラスチック等の浮遊材が混在する空気流から浮遊材の分離に使用できる。特に従来法の適用が難しい、浮遊材が、プラスチック片、紙片状で風に飛びやすく、かつ寸法が大きく場合に最適である

本発明における、第１の実施形態を示した空気搬送物分離装置の縦断面概略図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 本発明における、第２の実施形態を示した空気搬送物分離装置の縦断面概略図である。 従来技術の一例である。

１・・・本体、２・・・流入口
３・・・排出口、４・・・上壁
５・・・多孔フィルター、６・・・ケーシング
７・・・コンベア、８・・・桟
９・・・コンベアベルト、１０・・・フリーローラー
１１・・・側壁、１２・・・排気管
１３・・・隔壁、１４・・・排気室
１５・・・押し込みスダレ、１６・・・氣密スダレ
１７ａ・・・通路の断面高さＡ、１７ｂ・・・通路の断面高さＢ
１８・・・サイクロン集塵機、１９・・・ロータリーバルブ
Ｅ・・・空気流
Ｆ・・・搬送物
Ａ・・・排気

Claims (2)

1. 搬送物が混在する空気流から搬送物を分離する空気搬送物分離装置にあって、搬送物が混在する空気流が流入する流入口、分離された搬送物が排出される排出口、および搬送空気が流出する多孔フィルターを壁面の一部に有する断面が矩形状のケーシングと、前記ケーシングの内部に設けられ、前記ケーシングの両側壁に桟の両端を接しながら移動する搬送用の桟を有するコンベアにより構成され、かつ前記ケーシングと前記コンベアにより形成される搬送物が混在する空気流の通路の断面高さが前記流入口から前記排出口に向かって少なくとも２段階に減少し、移動する前記桟の上端が前記排出口の少なくとも１桟間隔上流から前記ケーシングの上壁にも接触し気密を保つ事を特徴とする空気搬送物分離装置。
2. 前記多孔フィルターの外側にこれを覆うかたちの排気室を設け、この中を複数区画に分け、区画ごとに排気を可能とした事を特徴とする請求項１に記載する空気搬送物分離装置。

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