JP5824684B2 - 渦電流分離装置、分離モジュール、分離方法、および渦電流分離装置を調整するための方法 - Google Patents

Description

本発明は渦電流分離技術に関する。より詳しくは、本発明は、粒子流から粒子を分離するための渦電流分離装置であって、分離装置が、少なくともドラムから第１の軌道に沿って移動する第１の粒子フラクションとドラムから第２の軌道に沿って移動する第２の粒子フラクションとを粒子流から生成するように適合された分離器ドラムと、粒子を前記分離器ドラムに供給するための、分離器ドラムの上流側の供給装置と、第１の粒子フラクションと第２の粒子フラクションとを分割するための、分離器ドラムの下流側に設けられたスプリッタ要素とを備える渦電流分離装置に関する。

一般に、粒子流から金属粒子を分類および分離するための渦電流分離技術が知られている。渦電流分離装置を用いることによって、不活性プラスチックおよび他の材料を含む、家庭、産業廃棄物および焼却廃棄物からのアルミニウム等の金属を回収することが可能である。渦電流分離技術は、有利な材料の大部分をゴミおよび廃棄物から回収する比較的費用効果的な方法を提供する。

このような公知の渦電流分離装置は、通常、磁石ブロックからなる回転ドラムに向かって廃棄物粒子流を搬送するためのコンベアを備える。ドラムは、渦電流を金属粒子に発生させるように、高い回転速度、すなわち、コンベアの搬送速度よりも高い速度で回るように適合される。渦電流は、粒子に対する反力が生成されるように、異なる金属の特定の質量および抵抗性に従って、異なる金属と相互作用する。金属が光導電性、例えばアルミニウムであるならば、粒子は持ち上げられ、粒子流の通常の流れから第１の軌道に沿って排出される。次に、これらの排出された粒子は非金属粒子から分離されることが可能であり、当該非金属粒子は、コンベアに沿って進み続け、排出された金属粒子から非金属粒子を分離するドラムに落下する。ドラムは、コンベア搬送速度と共に分離手段を提供する。ドラムの下流側に設けられたスプリッタ要素は、それぞれの軌道に沿って移動する２つの別個の粒子フラクションを、それぞれのフラクションの粒子を収集するそれぞれの容器に向かって案内する。

渦電流分離装置を用いて廃棄物流から金属粒子を分離するときに、スプリッタ要素は分離装置の操作者によりドラムに対して位置決めおよび／または配向される。廃棄物流の組成により、粒子が、ある粒子軌道に沿って進むようにさせられる。したがって、前記粒子軌道を視覚的に、また操作者の直観に基づいて観測した後、操作者は、スプリッタ要素のための最良の位置および／または向きを決定し、したがって要素を調整することが可能である。分離されるべき粒子が比較的小さな直径を有する場合、異なる粒子の分離がより困難であり、異なる粒子フラクションのそれぞれの軌道が近接して離間するかまたは部分的にも重なり合う。結果として、視覚的観測および直観に基づいてスプリッタ要素のための適切な位置を決定することが困難である。

したがって、本発明の目的は、改良された渦電流分離装置を提供することである。より詳しくは、本発明の目的は、分離されるべき粒子が最小直径を有するとしても、廃棄物流から粒子を効率的に分離することを可能にする渦電流分離装置を提供することである。

本発明の一態様によれば、上記種類の粒子流から粒子を分離するための渦電流分離装置が提供される。分離装置は、それが、粒子フラクションの１つの少なくとも一部から、粒子、少なくともそれらの数および／または材料特性を検出するように配置されたセンサ装置をさらに備え、分離装置が、使用時に、検出された粒子の数および／または材料特性に基づく、例えばセンサ装置を通過するカウントされた粒子の数に基づくセンサ装置からの信号に応じて、分離器ドラムに対するスプリッタ要素の位置および／または向き、および／または供給装置の搬送速度を調整するように構成される。

客観的なセンサ測定に基づいて、スプリッタ要素の位置および／または向きを自動的に調整することにより、特定の廃棄物流のために、分離器ドラムに対するスプリッタ要素の最適な位置および／または向きを決定し得る。スプリッタ要素と分離器ドラムとの間の距離、および／または分離器ドラムに対するスプリッタ要素の向きが、センサ装置からの前記信号に応じて調整可能であるように、スプリッタ要素が装置に移動可能に取り付けられる。センサ装置は、センサ装置を通過する異なる種類の粒子の数をカウントし、収集されたデータに基づいて、特定のスプリッタ要素の位置を決定するように適合される。スプリッタ要素の位置を自動的に、好ましくはリアルタイムで調整してもよい。例えば、廃棄物流の水分含有量の変化を施してもよい。廃棄物流の水分含有量が変化しても廃棄物流の供給量が一定のままである場合、第１の粒子フラクションに従う第１の軌道は、第２の粒子フラクションに従う第２の軌道に対して相対的に変化する。例えば、廃棄物流がより湿っぽくなっているならば、スプリッタ要素の現在位置の近くで検出される第１の粒子フラクションの粒子の数が変化する。その場合、第１の粒子フラクションの粒子の数がほぼ一定のままであるように、スプリッタ要素の位置を調整してもよい。スプリッタ要素の位置および／または向きの調整の代わりにまたはそれに加えて、供給装置の搬送速度を調整してもよい。カウントされた粒子の数が所定の値を満たす場合、供給装置の搬送速度を増加または減少させてもよい。速度を増加させると、粒子は分離器ドラムから、より長い距離進み、速度が減少された場合には、粒子は分離器ドラムから、より短い距離で止まることになる。渦電流分離装置のこのような構造により、それぞれのフラクションの分離を効率的かつ客観的に行うことが可能であり、比較的小さな粒子、例えば１５ｍｍ未満、さらには１０ｍｍ未満、例えば１〜１０ｍｍの平均直径を有する粒子を含有する廃棄物流の効率的な分離を可能にする。粒子流、例えばボトムアッシュ廃棄物流等の廃棄物流が、実質的に、ほぼ灰色等のほぼ単色、またはほぼ同様の色を有する色範囲からなり得るという事実により、前記廃棄物流に含まれる異なる粒子はそれらの外観だけでは識別不可能である。したがって、白黒カメラ、カラーカメラ、赤外線カメラ等のカメラ、および同様のカメラによる視覚的検出に基づく、ボトムアッシュ廃棄物流からのそれぞれの粒子フラクションの正確な分離を達成することができない。本発明によるセンサ装置は、粒子流の異なる粒子の色または色範囲等の外観にもかかわらず、さらには、粒子が埃で覆われることとは無関係に、異なる種類の粒子を検出するように構成される。

したがって、分離される粒子フラクションの純度が向上することが可能であり、これにより、金属粒子を分離する場合に、回収された分離されている粒子フラクションの値を増加させる。

さらに、スプリッタ要素の位置が、センサ装置を通過する粒子の数の前記客観的なセンサ測定に基づくという事実により、およびスプリッタ要素の位置の事後の自動調整により、スプリッタ要素の最適な位置がリアルタイムで得られ、このようにして分離動作の連続的な精度を向上させる。さらに、改良された渦電流分離装置を提供するために行われるべき投資は、前記改良された分離装置によって回収し得る粒子フラクションの向上した品質に対して比較的安くなる。

渦電流分離装置は、センサ装置からの信号に基づいて、ほぼ連続的に、例えば数秒毎に、例えば１０秒毎にスプリッタ要素の位置を調整するように構成される。ボトムアッシュ廃棄物流から別個の粒子フラクションを分離するとき、典型的に１０秒毎にスプリッタ要素の位置を調整すれば十分である。このような種類の廃棄物流では、材料の組成が数秒毎よりも速く変化する可能性はない。したがって、数秒毎のスプリッタ要素の位置の調整は、分離されるべき前記種類の粒子流と適合する。他の種類の粒子流の分離が要求されるとき、スプリッタ要素の連続調整の間の時間が様々であり、すなわちより長くても、より短くてもよいということが可能である。

センサ装置は、ほぼビーム状のエネルギーを送信するように適合された発光器または音響送信器等の送信器センサ部分である第１のセンサ部分と、受光器または音響受信器等の受信器センサ部分である第２のセンサ部分とを備える。また、有利には、例えばマイクロ放射線、赤外線等の電磁放射線に基づいて、他の種類のセンサ装置と、ビーム状のエネルギーを出射するように構成され、かつ粒子がエネルギービームを通過するときに測定可能な反射および／または減衰を生じさせる他の適切なセンサ装置とを使用してもよい。センサ装置は、単位時間当たりのエネルギーとしてのビームを通過する粒子をカウントするように、およびそれぞれの粒子のサイズおよび／またはそれぞれの粒子の角速度を測定するように構成してもよい。

それぞれの粒子フラクションは、鉄粒子フラクション、非鉄金属粒子フラクションおよび非金属粒子フラクションの１つを有してもよい。渦電流分離装置は、粒子流から２つ以上の粒子フラクションを分離するように構成することが可能である。分離器ドラムは永久磁石または電磁石を備えてもよい。永久磁石または電磁石は、別個の粒子フラクションの１つが鉄金属粒子フラクションである場合、分離工程中にスイッチオンおよびスイッチオフされるように構成してもよい。

粒子流の分離された粒子フラクション（前記粒子フラクションは金属粒子フラクションである）の品質をより正確に決定できるようにするために、センサ装置には、前記第３のセンサ部分を通過する導電性粒子の電磁応答を検出するように構成される電気コイル等の第３のセンサ部分が設けられる。本発明のさらなる詳細な説明では、第３のセンサ部分は少なくとも２つの電気コイルを備えてもよい。少なくとも２つの電気コイルのうちの少なくとも一方は、磁界を発生させるためのものであり、少なくとももう一方は、前記第３のセンサ部分を通過する金属粒子を検出するためのものである。このような送信器の電気コイルは電磁界を発生させるが、粒子がない場合には、正味のエネルギーを出射せず、したがってビームエネルギーも出射しない。

渦電流分離は一般に不完全である。このことは、第１の粒子フラクション、例えば金属粒子フラクションが、第１の粒子の次に、常に、第２の粒子フラクションの粒子、例えば、プラスチック粒子等の非金属粒子を含有することを意味する。ある期間にわたって、分離された金属フラクションの粒子の数、および前記フラクションに含有される実際の金属粒子の数を決定することによって、分離器ドラムとスプリッタ要素との間の距離をより正確に決定することが可能である。例えば、非金属粒子の数に対して金属粒子の数が増加した場合、スプリッタ要素を分離器ドラムに向かって移動させることが望ましいかもしれない。他方、非金属粒子の数に対して金属粒子の数が減少したならば、スプリッタ要素を分離器ドラムから離れるように移動させてもよい。スプリッタ要素を移動させることに加えてまたはその代わりに、速度を増加または減少させることによって、コンベア等の供給装置の搬送速度を調整してもよい。結局、コンベアの速度を増加させたとき、分離器ドラムによって排出される粒子は、異なる軌道を進み、分離器ドラムから、より低いコンベア速度の状態よりも長い距離で止まることが可能である。

スプリッタ要素の最適な位置が、渦電流分離ユニットの設定、例えばコンベアの速度および分離器ドラムの回転速度に依存することに留意されたい。

センサ装置は、第１の粒子フラクションのサンプル（すなわち小さな割合）の通過を可能にするように構成された検出セクションを備え、この場合、センサ装置は、センサカウントおよび非金属粒子と金属粒子との所定の平均粒子質量比に基づいて、第１の粒子フラクションの金属等級を計算するように構成される。このようなセンサ装置のサンプルサイズは毎秒最大２０個の部分であり得る。廃棄物粒子流からの代表数の粒子（サンプルサイズ）の金属等級（金属粒子の濃度）は、センサカウントおよび非金属粒子と金属粒子との所定の平均粒子質量比ｋから計算することが可能である。ここから、廃棄物流の金属等級はＧで示され、一方、ｍは平均粒子質量であり、Ｎ^ＩＲＳ、Ｎ^ＥＭＳはセンサカウントである。Ｎ^ＩＲＳは第１および第２のセンサ部分のセンサカウントであり、前記センサ部分を通過する粒子の総量を表す。Ｎ^ＥＭＳは第３のセンサ部分のセンサカウントであり、前記センサ部分を通過する金属粒子の量を表す。カウント補正係数は、主に粒子がセンサ装置を通して同時に落下することにより、センサ部分がいくつかの粒子を見失うという機会を考慮して、それぞれのセンサ部分のために導入される。ここで、金属等級はハイブリッドセンサ測定に対して次式のように関連してもよい。

次式によれば、Ｚ（０＜Ｚ＜１）はセンサカウントの比率を表し、Ｃはセンサカウント補正係数の比率を表し、ｋは平均粒子質量比を表す。

補正係数およびｋは、公知の組成（公知の等級）の粒子混合物を用いた較正試験で決定することができる。

第１および第２のセンサ部分ならびに第３のセンサ部分を備えるセンサ装置によって、ボトムアッシュ廃棄物流等の粒子流からの非鉄金属粒子の非常に正確な分離を達成し得る。１〜１０ｍｍの平均直径を有する粒子でさえも効果的に分離することができる。典型的な渦電流分離装置は、約１０ｍｍ以上の平均直径を有する粒子を正確に分離するように構成される。したがって、粒子を有する廃棄物流がほぼ同様の色または色相を有するために、本発明による渦電流分離装置によって、改善された分離も可能である。粒子フラクションのサンプルが検出されるので、本発明によるセンサ装置を用いれば、粒子フラクションの拡散が分離の精度に影響を与えることはない。例えばカメラに基づく分離とは対照的である。その場合、粒子流の拡散により、それほど正確でない粒子カウントがもたらされるが、その理由は、あらゆる粒子をカメラによって検出することができないからである。したがって、本発明のセンサ装置による粒子の分離は非常に効果的である。

米国特許第２００４／００４０８９４号明細書が、粒子流から第１の粒子フラクションと第２の粒子フラクションとを分離するための回転磁石ロータを有するドラムを備える渦電流分離装置を開示していることに留意されたい。ドラムの下流側は、分離先端が設けられ、この分離先端を調整することが可能である。本装置は、分離されたフラクションの組成を認識するように適合されるカメラをさらに備える。カメラによるフラクションの組成の認識に基づいて、分離されたフラクションの濃度等級別の組成に対応する位置に分離先端を調整し得る調整装置が設けられる。
有利には、品質を監視するために本発明によるセンサ装置も使用できることに留意されたい。

本発明によるセンサ装置は分離器ドラムの反対側のスプリッタ要素の側面に配置されることが好ましい。例えば、第１、第２および第３のセンサ部分をハウジングに設けてもよく、第１の粒子流の効果的なサンプリングのために、前記ハウジングをスプリッタ要素に結合してもよい。

それぞれの分離された粒子フラクションを分割できるようにするために、分離装置は、本発明のさらなる詳細な説明において、センサ装置、粒子供給装置および／またはスプリッタ要素に動作可能に接続された制御ユニットを備えてもよく、この場合、制御ユニットは、コンベア速度等の供給装置の速度、分離器ドラムに対するスプリッタ要素の変位および／または向きの少なくとも１つを制御するように構成される。

本発明の別の態様によれば、制御ユニットが、少なくとも検出された粒子の数と、スプリッタ要素の位置および／または供給装置の速度との所定の関係を記憶するためのメモリを備えると有利であり得る。次に、制御ユニットは、検出された粒子の数が渦電流分離装置の動作中に変化した場合に、スプリッタ要素の再配置を容易に可能にし得る。測定データに応じて、分離器ドラムとスプリッタ要素との間の距離および／または供給装置の最適な速度を、記憶された関係から認識することが可能である。したがって、センサ装置を通過する粒子の数が認識されたときに、スプリッタ要素の新しい位置が自動的に得られる。このようなシステムは分離装置の動作中にスプリッタ要素のリアルタイム調整を提供する。

本発明の他の態様によれば、分離装置は、例えば、フレームに設けられたガイドによってスプリッタ要素を摺動可能に収容するフレームを備えてもよい。このことは、移動可能なスプリッタ要素の簡単な構造をもたらし、分離器ドラムへのおよびそこからの前記要素の簡単な変位を提供する。本発明のさらなる詳細な説明では、分離装置は、例えば、モータの回転軸によってスプリッタ要素を回転させることができるように前記スプリッタ要素に動作可能に結合された前記モータをさらに備えるスプリッタ要素を回転可能に収容するフレームを備えてもよい。このことは、回転可能なスプリッタ要素の簡単な構造をもたらし、分離器ドラムに対する前記要素の簡単な回転を提供する。

この用途全体を通して、スプリッタ要素が大まかに解釈されるべきであることに留意されたい。例えば、スプリッタ要素は、上記のように移動可能および／または回転可能にフレームに設けられる別個の部分であってもよい。その代わりに、スプリッタ要素は、粒子軌道の下流側に設けられた容器または収容部の壁部を備えてもよい。前記容器または収容部は、スプリッタ要素の位置の調整できるようにするために分離器ドラムに対して変位可能に設けることが可能である。

本発明のさらなる詳細な説明では、分離装置は２つ以上のスプリッタ要素を含んでもよい。３つ以上の粒子フラクションを粒子流から分離し得るように、それぞれのスプリッタ要素を相互距離に設け得る。それぞれのスプリッタ要素を同時にまたは独立して制御することが可能である。後者の場合、２つ以上のセンサ装置を設けてもよく、各装置は、それぞれのセンサ装置からの信号に基づいてそれぞれのスプリッタ要素を制御するために、制御ユニットに動作可能に結合される。

センサ装置は、通過する粒子の数を正確に決定するために、異なる構成を有し、スプリッタ要素に対して異なる形態で設けてもよい。例えば、使用時に、送信されたエネルギーがスプリッタ要素面に対してほぼ直角方向に前記スプリッタ要素面に向かって進むように、センサ装置の送信器部分を配置してもよい。代わりに、使用時に、送信されたエネルギーがスプリッタ要素面に対してほぼ平行に、したがって分離器ドラムの中央軸に対してほぼ平行に進むように、センサ装置の送信器部分を配置してもよい。

さらに、送信器部分のいずれかの構成において、センサ装置の受信器部分をスプリッタ要素面からある距離に配置してもよい。代わりに、使用時に、送信されたエネルギーが、スプリッタ要素面を通って延びる平面に対してほぼ平行方向から受信されるように、センサ装置の受信器部分を配置してもよい。

汚れからセンサ装置を保護するために、センサ装置をカバーによって少なくとも部分的に囲んでもよい。本発明の別の態様によれば、カバーは少なくとも１つのシート状の要素を備えてもよく、この場合、シート状の要素は、金属粒子フラクションの変位方向に対してある角度で設けられる。

本発明は、さらに、上記のような公知の渦電流分離装置等の渦電流分離装置と共に使用するための分離モジュールに関する。本発明によれば、分離モジュールは、少なくとも、上記のスプリッタ要素、センサ装置および制御ユニットを備える。本発明はまた、渦電流分離装置を本発明による渦電流分離装置に変更するための方法に関する。本方法は、渦電流分離装置を設けるステップと上記の分離モジュールを設けるステップとを含む。スプリッタ要素を渦電流分離装置から取り外した後に、分離モジュールを分離装置に取り付けてもよい。次に、センサ装置からの信号に基づいてスプリッタ要素の位置を調整することに加えて、供給装置の搬送速度も調整し得るように、制御ユニットを分離装置の供給装置に動作可能に接続してもよい。このような分離モジュール、および渦電流分離装置を適合させるためのこのような方法を提供することによって、公知の渦電流分離装置を、本発明による改良された分離装置に容易に調整することが可能であり、これによって、上記のような同様の効果および利点を提供する。

さらに、本発明は、上記の本発明による渦電流分離装置を用いて、粒子流から粒子を分離するための方法であって、本方法が、
−粒子流を分離器ドラムに供給するステップと、
−前記分離器ドラムから来る第１の粒子フラクションの少なくとも一部の粒子の数を検出するステップと、
−前記粒子の数をカウントするステップと、
−前記粒子フラクションの少なくとも一部の金属粒子の数を決定するステップと、
−粒子カウントおよび金属粒子カウントに基づいてスプリッタ要素を変位させて、前記分離器ドラムの外周に対する前記スプリッタ要素の距離および／または向きを調整し、および／または粒子のカウント数に基づいて供給装置の搬送速度を調整するステップと、 を含む方法に関する。

このような方法は、上記のような同様の効果および利点を本発明による渦電流分離装置に提供する。

本発明の上記および他の特徴および利点は、本発明を例示するように意図されかつ本発明を限定するようには意図されない添付図面を参照すれば、本発明のいくつかの実施形態の以下の詳細な説明からより完全に理解されるであろう。

図１は、本発明の第１の実施形態による渦電流分離装置の概略側面図を示している。 図２は、図１に示した装置の概略正面図を示している。 図３は、本発明の第２の実施形態による渦電流分離装置の概略側面図を示している。 図４は、図３に示した装置の概略正面図を示している。 図５は、本発明の第３の実施形態による渦電流分離装置の概略正面図を示している。 図６は、図５に示した装置の概略側面図を示している。

異なる図面の同一のまたは対応する要素が、同一のまたは対応する参照番号で示されていることに留意されたい。

図１および図２には、本発明による渦電流分離装置１の第１の実施例が示されている。渦電流分離装置１は、アルミニウム粒子、銅粒子、亜鉛粒子および真鍮粒子等の非鉄金属粒子２０を廃棄物流Ｗから分離するように適合される。したがって、渦電流分離装置１は、廃棄物材料Ｗの粒子流を搬送方向Ｒｔに分離器ドラム４に供給するためのコンベア２を備える。分離器ドラム４は、回転可能な永久磁石ドラムを備え、ドラム４の近くに流れる各粒子２０、２２の容積内に電流、すなわち渦電流を発生させるように適合される。発生した電流に対する磁界の影響により、ローレンツ力が生じ、このローレンツ力により、粒子２０がドラム４の磁界から排出され、その結果、第１の非鉄粒子フラクション２１が第１の軌道６に沿って進む。粒子流の残部、したがって、発生した渦電流によってドラム４の磁界から排出されない部分、すなわち、非金属または非導電性の粒子フラクション２３は、第１の軌道６から離れた第２の軌道８に沿って進む。

分離装置１は、粒子流の非鉄金属粒子フラクション２１と粒子流の非導電性フラクション２３との間に仕切りを提供するために分離器ドラム４の下流側に設けられるスプリッタ要素１４をさらに備える。両方の粒子フラクション２１、２３は、例えばスプリッタ要素１４の両側に設けられたそれぞれの容器（図示せず）に独立して収集してもよい。

「下流側」および「上流側」が粒子２０、２２の搬送方向Ｒｔに対して規定されることに留意されたい。

スプリッタ要素１４は、分離装置１に設けられるガイド１５に沿って変位可能に配置してもよい。ガイドは、コンベア２および分離器ドラム４を支持する基部（図示せず）に接続してもよいフレーム（図示せず）に取り付けられ得るか、または基部の次に設けられた別個のフレームであり得る。他の適切な構成も可能であり得る。さらに、スプリッタ要素１４は、分離器ドラム４に対するスプリッタ要素１４の向きを変更し得るように配置してもよい。言い換えれば、スプリッタ要素１４によって囲まれた角度α、およびコンベア２の搬送方向Ｒｔに対してほぼ平行な平面は、スプリッタ要素１４の向きがそれぞれの粒子フラクション２１、２３の軌道６、８に対して調整されるように様々であってもよい。スプリッタ要素１４の変位、および／またはスプリッタ要素１４の向きの変更は、分離装置１に設けられたセンサ装置１１からの信号によって行うことが可能である。

センサ装置１１は、粒子の数、図示した実施形態では、ある期間中に装置１１を通過する非鉄粒子フラクションの粒子２０の数を検出するように適合される。センサ装置１１はまた、粒子２０のサイズを決定するように、またはセンサ信号の振動からの推論に基づいて粒子２０が非鉄金属であるかどうかを決定するように構成してもよい。センサ装置１１は、粒子２０が光ビーム１７を通過するときに反射および減衰を測定するように適合されることが好ましい。センサ装置１１は分離器ドラム４の反対側のスプリッタ要素１４の側面に設けられる。本発明による分離装置１の第１の実施例によれば、センサ装置は、通過している粒子の数を決定するように協働する発光センサ部分１２および受光センサ部分１３を備える。発光センサ部分１２は、センサ部分１２によって出射された光ビーム１７がスプリッタ要素１４に対してほぼ平行方向に進むように配置される。受光センサ部分１３は、スプリッタ要素１４に対してほぼ直角に設けられ、光ビームを通過する粒子２０を検出する。

分離装置１は、センサ装置１１とスプリッタ要素１４とコンベア２とに動作可能に結合される制御ユニット１６を備える。制御ユニット１６は、ある期間にセンサ装置１１を通過する粒子２０の数と、分離器ドラム４に対するスプリッタ要素１４の位置および／または向きとの所定の関係が記憶されるメモリを備える。ある数の粒子２０が検出された場合、制御ユニット１６は、スプリッタ要素１４を制御して、分離器ドラム４に対する距離ｄ、および／またはコンベア２の搬送方向Ｒｔに対してほぼ平行な平面に対する向きを調整することが可能である。測定に基づいて、スプリッタ要素１４は、粒子流Ｗの種類が分離されるように最適に位置決めすることが可能であり、これによって、廃棄物流Ｗからの非鉄粒子２０の等級および回収を向上させる。例えば、決定された数の粒子が所定の閾値未満である場合、スプリッタ要素１４と分離器ドラム４との間の距離ｄを減少してもよい。同時に、スプリッタ要素１４の傾斜、したがって角度αを増加させてもよい。粒子の数が所定の閾値を超えた場合、スプリッタ要素１４を分離器ドラム４から離れるように移動させてもよく、傾斜を減少させてもよい。

制御ユニット１６は、コンベア速度をさらに制御して、廃棄物流Ｗの別個の粒子フラクションの粒子軌道６、８に影響を与え、非鉄材料の等級および回収をさらに向上させることが可能である。装置１は、渦電流分離装置の供給量を決定するためのベルト計量装置（図示せず）をさらに備えてもよい。その代わりに、廃棄物流Ｗの高さによって供給量を決定するための超音波センサ装置（図示せず）を設けてもよい。制御ユニット１６は、装置によって収集されたデータに基づきスプリッタ要素１４の位置および／またはコンベア２の速度を制御して、供給量を決定するように構成することも可能である。

渦電流分離装置の別の（図示していない）実施例によれば、分離器ドラムは電磁分離器ドラムであってもよい。分離工程中に例えば毎秒数回スイッチオンおよびスイッチオフされ得るこのようなドラムによって、渦電流分離装置は、非鉄粒子および非金属（すなわち非導電性）粒子の次に、粒子流からの鉄金属粒子を分離することも可能である。分離工程中に、鉄金属粒子は、廃棄物流からの他の種類の粒子よりも長く分離器ドラムにくっ付く。断続的な分離器ドラムにより、鉄金属粒子は、最終的に分離器ドラムから解放されることが可能であり、最後には、分離器ドラムのほぼ下にある容器に入ることになる。非金属粒子は第２の軌道に沿って移動し、非鉄粒子は第１の軌道に沿って移動し、最後には、分離器ドラムから最も離れた容器に入ることになる。

図３および図４には、本発明による渦電流分離装置１の第２の実施例が示されている。明瞭にするために、第１の実施例とは異なる要素のみについて詳細に説明する。他の同様の部分の説明については、図１および図２の説明を参照されたい。

第１の実施例による渦電流分離装置１と、図３および図４に示した実施例による渦電流分離装置１との違いはセンサ装置１１１の異なる構成にある。この装置１１１の発光センサ部分１１２は、使用時に、光ビーム１７が搬送方向Ｒｔのほぼ反対方向にスプリッタ要素１４に向かって進むように配置される。受光センサ部分１１３は、光ビーム１７がスプリッタ要素１４からほぼ直角方向に進むように設けられる。第２の実施例による渦電流分離装置１の動作は本発明の第１の実施例による装置１の動作に対応する。

図５および図６には、本発明による分離装置１の別の実施例が示されている。明瞭にするために、第１および第２の実施例とは異なる要素のみについて詳細に説明する。他の同様の部分の説明については、図１および図２の説明を参照されたい。

渦電流分離装置１の第３の実施例と第１および第２の実施例との違いは、センサ装置２１１が、電気コイル２１８、または前記コイル２１８を通過する粒子２０の電磁応答を検出するように適合される任意の他の適切な電気機械的センサをさらに備えることである。このコイル２１８により、センサ装置２１１は、センサ装置２１１を通過する粒子２０の総数に加えて、金属粒子、この場合、非鉄金属粒子の数をカウントできる。本発明の第３の実施形態によるセンサ装置２１１は、第１の粒子フラクション６のサンプル（すなわち小さな割合）の通過を可能にするように構成された検出セクションを備えてもよい。センサ装置２１１は、第１のセンサ部分２１２および第２のセンサ部分２１３のセンサカウントと、第３のセンサ部分２１８のセンサカウントおよび非金属粒子と金属粒子との所定の平均粒子質量比とに基づいて、第１の粒子フラクションの金属等級（すなわち金属粒子の濃度）を計算するように構成される。金属等級の計算は、発明の概要に記載した式（１）および（２）を用いて達成することが可能である。

金属粒子フラクション２１の金属粒子の数と粒子２０の総数との比率が所定の閾値未満であるかまたは分離動作中に減少した場合、スプリッタ要素１４を分離器ドラム４に密接に位置決めしてもよい。次に、制御ユニット１６は、分離器ドラム４からより離れた位置に変位するようにスプリッタ要素１４を制御することが可能である。前記比率が所定の閾値を超えるかまたは分離動作中に増加した場合、スプリッタ要素１４と分離器ドラム４との間の距離ｄは大きすぎる可能性がある。廃棄物粒子流から金属粒子の大部分を回収するために比率が最適になり得るまで、距離ｄを変更してもよい。図５および図６に示した第３の実施例では、発光センサ部分２１２は第１の実施例の発光センサ部分１２と同様に構成してもよい。しかし、受光センサ部分２１３を発光センサ部分２１２の距離に位置決めしてもよく、この場合、両方のセンサ部分２１２、２１３はスプリッタ要素１４から同様の距離に配置される。したがって、出射された光ビーム２１７は、受光センサ部分２１３に達する前に、スプリッタ要素の表面に対してほぼ平行な経路に沿って進む。

図５に見られるように、センサ装置２１１はカバー２１９によって少なくとも部分的に囲まれる。図示した実施例では、カバー２１９は、例えば金属または他の適切な材料の２つのシート状パネル２１９ａ、２１９ｂを備え、これらのシート状パネルは粒子の搬送方向Ｒｔに見て扇形になる。これらのパネル２１９ａ、２１９ｂは、センサ装置２１１が汚れることおよび／または損傷することから保護し、したがって、センサ装置の故障の危険性を低減する。カバー２１９は、その洗浄が簡単でありかつ分離工程を不必要に中断しないような形状および寸法を有することが好ましい。

部分的に添付図面を参照して、本発明の例示的な実施形態について上述してきたが、本発明がこれらの実施形態に限定されないことを理解されたい。開示した実施形態に対する変形例は、請求される本発明を実施する際に、図面、開示、および添付の特許請求の範囲を検討すれば、当業者によって理解および実行することができる。例えば、渦電流分離装置が、供給装置に動作可能に結合されかつ信号を生成して供給装置の速度を制御するように構成される本発明によるセンサ装置を備え得ることが明らかであろう。このような実施例では、スプリッタ要素は必ずしも再配置する必要はない。さらに、発光センサ部分および受光センサ部分が、異なる種類であってもよく、本発明による渦電流分離装置１の異なる実施例と共に記載されている構成とは異なる構成の部分であってもよいことが明らかであり得る。電気コイルは、任意の種類の第１および第２のセンサ部分が、前記センサ部分を通過する粒子の総数をカウントするように協働する限り、前記センサ部分と共に使用してもよい。有利には、前記第３のセンサ部分を通過する導電性センサ部分の数をカウントできる他の種類の第３のセンサ部分を使用することも可能である。第３のセンサ部分は、前記センサ部分を通過する金属粒子の種類を決定するように構成することも可能である。

さらに、スプリッタ要素１４は、異なる設計であってもよく、分離器ドラム４に対するスプリッタ要素１４の変位性を提供するための異なる手段を備える。

２つ以上の粒子フラクションは、本発明による渦電流分離装置によって分離することが可能である。次に、使用されるべきスプリッタ要素の数は、分離されるべき粒子フラクションの数に対応し得る。分離されるべき粒子の種類に応じて、分離器ドラムは永久磁石または電磁石を備えてもよい。

説明全体を通して、「一実施形態」または「実施形態」に対するこの仕様は、実施形態に関連して記載されている特定の特徴、構造または特性が本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、この明細書全体にわたる種々の位置における「一実施形態では」または「実施形態では」という用語の出現は、それらの全てが同一の実施形態を必ずしも指しているわけではない。さらに、１つ以上の実施形態の特定の特徴、構造または特性を任意に適切に組み合わせて、明確に記載されていない新しい実施形態を形成してもよいことに留意されたい。

Claims (17)

1. 粒子流から粒子を分離するための渦電流分離装置であって、前記分離装置が、少なくとも分離器ドラムから第１の軌道（６）に沿って移動する第１の粒子フラクション（２１）と前記分離器ドラムから第２の軌道（８）に沿って移動する第２の粒子フラクション（２３）とを前記粒子流から生成するように適合された前記分離器ドラム（４）と、粒子を前記分離器ドラムに供給するための、前記分離器ドラムの上流側の供給装置（２）と、前記第１の粒子フラクションを前記第２の粒子フラクションから分割するための、前記分離器ドラムの下流側に設けられたスプリッタ要素（１４）とを備え、前記分離装置が、前記第１の粒子フラクションから、粒子、少なくとも前記粒子の数および／または材料特性を検出するように配置されたセンサ装置（１１、１１１、２１１）をさらに備え、前記スプリッタ要素と前記分離器ドラムとの間の距離（ｄ）、および／または前記分離器ドラム（４）に対する前記スプリッタ要素の向き、および／または前記供給装置（２）の搬送速度が、前記検出された粒子の数および／または材料特性に基づく前記センサ装置からの信号に応じて調整可能であるように、前記スプリッタ要素が前記分離装置に移動可能に取り付けられる渦電流分離装置において、前記センサ装置が、ビーム状のエネルギーを送信するように適合された発光器の送信器部分（１２、１１２、２１２）と、粒子が前記エネルギービームを通過しているときに反射および／または減衰を測定するための受光器の受信器部分（１３、１１３、２１３）とを備え、前記センサ装置が、センサ部分を通過する前記粒子の電磁応答を検出するように構成された第３のセンサ部分（２１８）を備え、前記センサ装置が、前記第１の粒子フラクションのサンプル（すなわち小さな割合）の通過を可能にするように構成された検出セクションを備え、前記センサ装置が、前記送信器部分および前記受信器部分の検出に基づく第１のセンサカウント、前記第３のセンサ部分の検出に基づく第２のセンサカウント、および非金属粒子と金属粒子との所定の平均粒子質量比に基づいて、前記第１の粒子フラクションの金属等級を計算するように構成され、前記分離装置が、前記センサ装置からの信号に基づいて、ほぼ連続的に、数秒毎に前記スプリッタ要素の位置を調整するように構成されることを特徴とする渦電流分離装置。
2. 前記センサ装置が、前記分離器ドラムの反対側の前記スプリッタ要素の側面に配置される請求項１に記載の渦電流分離装置。
3. 前記それぞれの粒子フラクションが、鉄金属粒子フラクション、非鉄金属粒子フラクション（２１）および非金属粒子フラクション（２３）の１つを有する請求項１または２に記載の渦電流分離装置。
4. 前記分離器ドラム（４）が、永久磁石または分離工程中にスイッチオンおよびスイッチオフされるように構成される電磁石を備える請求項１〜３のいずれか１項に記載の渦電流分離装置。
5. 前記分離装置が、前記センサ装置、前記供給装置および／または前記スプリッタ要素に動作可能に接続された制御ユニット（１６）を備え、前記制御ユニットが、前記供給装置の速度、前記分離器ドラムに対する前記スプリッタ要素の変位および／または向きの少なくとも１つを制御するように構成される請求項１〜４のいずれか１項に記載の渦電流分離装置。
6. 前記制御ユニットが、少なくとも、検出された粒子の数と、前記スプリッタ要素の位置および／または前記供給装置の速度との所定の関係を記憶するためのメモリを備える請求項５に記載の渦電流分離装置。
7. 前記分離装置が、前記分離器ドラムへの前記供給装置の粒子供給量を決定するための装置をさらに備え、前記制御ユニットが前記分離装置に動作可能に結合される請求項５または６に記載の渦電流分離装置。
8. 前記分離装置が、フレームに設けられたガイド（１５）によって前記スプリッタ要素を摺動可能に収容する前記フレームを備える請求項１〜７のいずれか１項に記載の渦電流分離装置。
9. 前記分離装置が、前記スプリッタ要素を回転可能に収容するフレームを備える請求項１〜８のいずれか１項に記載の渦電流分離装置。
10. 前記スプリッタ要素をモータの回転軸によって回転させることができるように前記スプリッタ要素に動作可能に結合された前記モータをさらに備えた請求項９に記載の渦電流分離装置。
11. 使用時に、送信されたエネルギーが前記スプリッタ要素の表面に対してほぼ直角方向に前記スプリッタ要素の表面に向かって進むように、前記センサ装置の前記送信器部分が配置される請求項１〜１０のいずれか１項に記載の渦電流分離装置。
12. 使用時に、前記送信されたエネルギーが前記スプリッタ要素の表面に対して平行に進むように、前記センサ装置の前記送信器部分が配置される請求項１〜１０のいずれか１項に記載の渦電流分離装置。
13. 前記センサ装置の前記受信器部分が前記スプリッタ要素の表面からある距離に配置される請求項１１または１２に記載の渦電流分離装置。
14. 使用時に、前記送信されたエネルギーが前記スプリッタ要素の表面に対してほぼ平行方向から受信されるように、前記センサ装置の前記受信器部分が配置される請求項１１または１２に記載の渦電流分離装置。
15. 前記センサ装置が、少なくとも１つのシート状要素（２１９ａ、２１９ｂ）を備えるカバー（２１９）によって少なくとも部分的に囲まれる請求項１〜１４のいずれか１項に記載の渦電流分離装置。
16. 前記スプリッタ要素の上流側および下流側には、それぞれの収容領域が設けられる請求項１〜１５のいずれか１項に記載の渦電流分離装置。
17. 請求項１〜１６のいずれか１項に記載の渦電流分離装置を用いて、粒子流から粒子を分離するための方法であって、前記方法が、
    −粒子流を分離器ドラムに供給するステップと、
    −前記分離器ドラムから来る第１の粒子フラクションの少なくとも一部の粒子の数を検出するステップと、
    −前記粒子の数をカウントするステップと、
    −前記粒子フラクションの少なくとも一部の金属粒子の数を決定するステップと、
    −粒子カウントおよび金属粒子カウントに基づいてスプリッタ要素を変位させて、前記分離器ドラムの外周に対する前記スプリッタ要素の距離（ｄ）および／または向きを調整し、および／または粒子のカウント数に基づいて供給装置の搬送速度を調整するステップと、
    を含む方法。