JP6202394B2 - 選別装置 - Google Patents
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Description
例えば、廃光ファイバを化学的な溶解プロセスに供する方法(例えば、特許文献1参照)が提案されている。しかしながら、このような方法では、廃液処理による環境負荷が大きく、また、回収される部材が少なく、構成部材の多くが廃棄処分の対象となる問題がある。
しかしながら、被覆以外の部材については、その後の処理で細かく粉砕・破砕して選別を行うため、依然として選別の処理量が多く効率的でない問題がある。
したがって、長尺状の選別対象を細かく粉砕・破砕せず、そのままの状態で部材別に選別可能な新たな選別手法の確立が求められているのが現状である。なお、新たな選別手法の採択に際しては、効果的な選別を行う観点から、選別効率だけでなく選別精度も課題とされるべきである。
<1> 少なくとも、長尺細線状の第1選別対象物と長尺太線状の第2選別対象物と長尺飛散性の第3選別対象物とが分離された状態で含まれる混合材から前記各選別対象物を選別する選別装置であって、上方に向かって逆V字状に突出する形状のグリッドバーが前記第1選別対象物を落下させる間隔を空けて一方向に複数並設された状態で支持される格子板状のスクリーン部及び前記スクリーン部に振動を加える加振部を有し、前記第2選別対象物が前記グリッドバーの延在方向に沿って搬送されるように前記スクリーン部が水平方向から前記グリッドバーの延在方向を傾斜させた状態で配される振動スクリーンと、前記振動スクリーンに対して前記第3選別対象物を飛散させる風を送風する送風部と、前記スクリーン部上の一部に立設され、該一部を前記混合材の導入部、前記第2選別対象物の搬送路、前記送風部から送風される風の供給口及びその排出口が開口された状態で覆い、前記供給口及び前記排出口を前記グリッドバーの延在方向における前記スクリーン部の一端側と他端側とに形成して前記風を洞内で前記グリッドバーの延在方向に沿って通過させる風洞部とを有し、前記送風部が前記風を前記グリッドバーの延在方向に対して上面視で傾斜する方向から前記風洞部内に供給するように配設され、前記風を旋回流として前記風洞部内を通過させることを特徴とする選別装置。
<2> スクリーン部上に第2選別対象物中の磁着物を磁着させる磁選機が吊設される前記<1>に記載の選別装置。
<3> 送風部が振動スクリーンに供給する風の風速を2.5m/s〜5.0m/sとする前記<1>から<2>のいずれかに記載の選別装置。
<4> 送風部が風洞部内に風を供給する方向とグリッドバーの延在方向との間の傾斜角が、上面視で15°〜90°である前記<1>〜<3>のいずれかに記載の選別装置。
<5> 混合材の導入部が、風洞部内に対する前記混合材の導入方向を規制する筒状の案内路を有し、前記案内路の形成方向がグリッドバーの延在方向に対し、側面視で順方向とされる前記<1>から<4>のいずれかに記載の選別装置。
<6> 水平方向に対するグリッドバーの延在方向の傾斜角が0°を超え30°以下である前記<1>から<5>のいずれかに記載の選別装置。
<7> 隣接するグリッドバー間に滞留する第1選別対象物を掻取る掻取爪を先端に有する回転子が回転軸の胴部に立設された回転掻取部を有する前記<1>から<6>のいずれかに記載の選別装置。
<8> グリッドバーが、逆V字状の壁面に前記グリッドバー間に滞留する第3選別対象物を噴き上げる送風孔が穿設されたパイプ材で形成される前記<1>から<7>のいずれかに記載の選別装置。
前記スクリーン部は、上方に向かって逆V字状に突出する形状のグリッドバーが前記第1選別対象物を落下させる間隔を空けて一方向に複数並設された状態で支持される格子板状の部材とされる。このようなスクリーン部としては、グリズリスクリーンと呼ばれる公知のスクリーンから構成することができる。
また、選別処理の高効率化を目的として、前記スクリーン部に導入される前記混合物の時間当たりの導入量を増やす場合には、前記混合物中の前記第3選別対象物が前記送風部から送風される気流に乗らず、前記スクリーン部上に滞留することがある。このような目的で選別を実施する場合、前記グリッドバーが、逆V字状の壁面に前記グリッドバー間に滞留する前記第3選別対象物を噴き上げる送風孔が穿設されたパイプ材で形成されることが好ましい。この場合、前記パイプ材内に風を導入することで、前記送風孔から噴出する前記風を利用して、前記グリッドバー間に滞留する前記第3選別対象物を噴き上げ、前記送風部から送風される気流に乗せて飛散させることができ、選別処理の高効率化を図ることができる。なお、前記パイプ材としては、上方に向かって逆V字状に突出する形状であれば特に制限はなく、三角柱状、四角柱状等の柱状パイプを好適に用いることができる。また、前記送風孔から噴出させる前記風の風速としては、特に制限はないが、1.0m/s〜3.0m/sが好ましい。前記風速が1.0m/s未満であると、前記グリッドバー間に滞留する前記第3選別対象物が十分に噴き上がらないことがあり、前記風速が3.0m/sを超えると、前記送風部から送風される気流の妨げとなって目的とする方向に前記第3選別対象物を飛散させることができないことがある。
前記水平方向に対するグリッドバーの延在方向の傾斜角としては、特に制限はないが、0°を超え30°以下が好ましく、14°〜20°がより好ましい。前記傾斜角が0°であると、前記スクリーン部上の前記第2選別対象物が目的とする搬送方向と反対の方向に移動することがあり、前記傾斜角が30°を超えると、前記第1選別対象物と前記第3選別対象物との選別が不十分となることがある。
前記送風部が前記振動スクリーンに供給する前記風の風速としては、選別対象物の飛散性により、適宜選択することができるが、2.5m/s〜5.0m/sが好ましい。前記風速が2.5m/s未満であると、前記第3選別対象物が十分に飛散しないことがあり、5.0m/sを超えると、前記振動スクリーンから落下させる前記第1選別対象物を飛散させることがある。
なお、前記送風部から送風する前記風の前記供給口及び前記排出口としては、前記風、即ち、前記旋回流に前記第3選別対象物を乗せて搬送させるため、前記第2選別対象物の搬送方向と反対方向に前記排出口を配し、前記第2選別対象物と前記第3選別対象物とを選別させることが好ましい。即ち、傾斜支持される前記スクリーン部の高さ位置が低い側に前記供給口を配し、高い側に前記排出口を配することが好ましい。
そのため、図3(b)に示すように、前記第3選別対象物の飛散性を確保するために、スクリーン部1の底面側から前記第3選別対象物の上方への飛散を補助する補助流を供給する構成が考えられる。この構成では、前記補助流が、前記グリッドバーの延在方向と直交する方向から供給される前記風の前記第3選別対象物をスクリーン部1上に抑えつける作用に抗して前記第3選別対象物をスクリーン部1の上方へ飛散させるように作用し、前記第3選別対象物をスクリーン部1上からスクリーン部1外に飛散させることができる。しかしながら、前記補助流は、前記グリッドバー間の間隔に前記第1選別対象物が落下することの妨げとなることも想定される。
また、上述の図3(a)、(b)に示す構成のように、開放空間で送風を行う場合、拡散により前記第3選別対象物の飛散に関与しない風が生じてエネルギーロスとなり、非効率となることも想定される。
こうしたことから、図3(c)に示すように、スクリーン部1上の一部に風洞部3を立設し、風洞部3内で前記風を前記グリッドバーの延在方向に沿って通過させる構成が考えられる。しかしながら、前記風を前記グリッドバーの延在方向に沿って通過するストレートな気流とする場合、風洞部3内に供給される前記風が、前記第3選別対象物をスクリーン部1上に抑えつけるようにも作用することから、依然として前記第3選別対象物を十分に飛散させることができないことも想定される。
したがって、風洞部3を形成する場合、図3(d)に示すように、送風部4を前記風を前記グリッドバーの延在方向に対して上面視で傾斜する方向から風洞部3内に供給するように配して、前記風を旋回流として風洞部3内を通過させることが好ましい。前記旋回流を発生させる場合、前記第3選別対象物をスクリーン部1上に抑えつけることがなく、前記第3選別対象物を十分に飛散させることができ、延いては、前記第3選別対象物を前記旋回流に乗せて目的の方向に搬送させることができる。
図4(a)に示す構成では、風洞部3の上面に、風洞部3内に対する前記混合材の導入方向を規制する筒状の案内路が形成された前記混合材の導入部5aを有し、前記案内路の形成方向が前記グリッドバーの延在方向に対し、側面視で逆方向とされる。ここで、「逆方向」とは、前記案内路の形成方向と前記グリッドバーの延在方向との間の角度が側面視で90°以上180°未満であることを示す。この構成では、図4(a)に示すように、前記旋回流の一部が前記案内路の形成方向に沿って導入部5aから抜け、前記第3選別対象物が逆流することも想定される。
そのため、図4(b)に示すように、風洞部3を形成する場合、前記案内路の形成方向が前記グリッドバーの延在方向に対し、側面視で順方向とされるように配される導入部5bを有することが好ましい。この構成では、前記案内路に前記旋回流が逆流することを抑制することができる。
該図5に示すように、送風部4は、そのダクトを前記グリッドバーの延在方向に対して傾斜させて風洞部3に接続され、上面視において送風部4が風洞部3内に前記風を供給する方向と前記グリッドバーの延在方向との間の傾斜角をθ2とする。
前記磁選機としては、前記磁着物を磁着可能であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、磁石と、磁着した前記磁着物を前記グリッドバーの延在方向と直交する方向に回動させて搬送するコンベア部と、前記コンベア部上で搬送される前記磁着物と接触して前記磁着物を前記スクリーン部外に落下させるストッパ部とを有するものが挙げられる。
前記磁選機の前記スクリーン部上の吊設位置としては、前記スクリーン部への前記混合材の導入位置に対して、傾斜する前記スクリーン部の高さ位置が低い側の位置とすることができ、更に、前記風洞部を形成する場合には、前記風洞部の形成位置に対して、傾斜する前記スクリーン部の高さ位置が低い側の位置とすることができる(図1、図5中の磁選機20参照)。こうした位置に前記磁選機を吊設することで、前記スクリーン部の傾斜に沿って搬送される前記第2選別対象物に含まれる前記磁着物を選別することができる。
なお、前記回転掻取部の前記スクリーン部に対する配設位置としては、前記スクリーン部への前記混合材の導入位置に対して、傾斜する前記スクリーン部の高さ位置が低い側の位置とすることができ、更に、前記風洞部を形成する場合には、前記風洞部の形成位置に対して、傾斜する前記スクリーン部の高さ位置が低い側の位置とすることができる。また、前記回転子の回転速度としては、特に制限はないが、前記第1選別対象物を効率よく掻取り、前記第3選別対象物の掻取りを抑制する観点から、60rpm〜1,000rpm程度が好ましい。
なお、前記選別装置としては、本発明の効果を妨げない限り、必要に応じて、その他の任意部材を更に有していてもよい。
該図7に示すように、選別装置100は、スクリーン部101、加振部102、風洞部103、送風部104、導入部105、磁選機120を有し、更に、選別された前記第1選別対象物〜前記第3選別対象物を回収するための細線回収BOX130、飛散物回収BOX131、非磁着物回収BOX132及び磁着物回収BOX133を有する。
送風部104は、前記風を前記グリッドバーの延在方向に対して上面視で傾斜する方向から風洞部103内に供給するように配設され(図5参照)、前記風を旋回流として風洞部103内を通過させることとしている。
また、風洞部103は、傾斜支持されるスクリーン部101の高さ位置が低い側の開口を前記供給口として前記供給口が送風部104と接続され、高い側の開口を前記排出口として飛散物回収BOX131に向けて前記第3選別対象物を前記旋回流とともに排出するように構成されている。
先ず、導入部105に対し、前記混合材を長尺状の前記各選別対象物の長手方向一端側を先端として導入する。導入部105に導入される前記混合材は、姿勢を変えないまま前記案内路で案内されて風洞部103に導入される。
以上により、選別装置100は、長尺細線状の前記第1選別対象物と長尺太線状の前記第2選別対象物と長尺飛散性の前記第3選別対象物とを含む前記混合材から前記各選別対象物を効果的に選別することができる。また、前記第2選別対象物中の前記磁着物と前記非磁着物とを効果的に選別することができる。
ここで、各種性能試験において用いた混合材は、光ケーブルとし、剥選機により剥線された状態として選別を行った。剥線前後の前記光ケーブルを図8(a)、図8(b)に示す。なお、図8(a)は、剥線前の光ケーブルを示す参考図であり、図8(b)は、剥線後の光ケーブルを示す写真である。これらの図に示すように、本性能試験に用いた光ケーブルは、樹脂被覆鉄心201、被覆樹脂202、光ファイバ203、不織布204及び樹脂テープ205で構成される。これら選別対象物の一般的な特徴を下記表1に示す。
また、※2は、光ケーブル中、螺旋状に巻かれているため、剥線機による切断長よりも長いことを示す。ここでは、※2の長さを0.1m〜0.7m程度としている。
また、樹脂被覆鉄心は、円柱状の部材からなり、その「厚さ」は、「幅」と同じである。
また、不織布の寸法を2つに分けて表記しているのは、長尺のもの(表1中の上側欄)と、短尺のもの(表1中の下側欄)の2つがあるためである。
なお、本性能試験で用いた選別対象物の他の寸法は、表1中の数値の範囲内である。
前記スクリーン部の傾斜角の影響を確認するため、図7に示す選別装置100の構成に準じて、実施例に係る選別装置を作製し、剥線後の前記光ファイバの選別試験を行った。
具体的には、前記送風部が前記風洞部内に供給する風の風速を4m/sとし、前記風洞部内に前記風を供給する方向と前記グリッドバーの延在方向との間の傾斜角(図5参照)を45°とし、隣接する前記グリッドバー間の間隔を3mm弱とし、水平方向に対する前記グリッドバーの延在方向の傾斜角(図1等参照)、即ち、前記スクリーン部の傾斜角を変更しながら前記選別試験を行い、前記スクリーン部の傾斜角が選別性能に与える影響を確認した。
次に、前記スクリーン部の前記傾斜角と、光ファイバ−不織布間の分離効率との関係を図10に示す。該図10に示すように、前記分離効率は、前記傾斜角が大きくなるにつれて下降し、前記傾斜角が30°を超えると前記光ファイバ及び前記不織布(飛散物)の選別が不十分となる。なお、前記分離効率は、飛散物回収BOXに対する前記不織布の回収率から前記飛散物回収BOXに対する前記光ファイバの回収率を減算して算出される値である。
したがって、前記傾斜角(水平方向に対する前記グリッドバーの延在方向の傾斜角)としては、0°を超え30°以下が好ましく、14°〜20°がより好ましい。
前記送風部の送風条件による影響を確認するため、図7に示す選別装置100の構成に準じて、実施例に係る選別装置を作製し、剥線後の前記光ファイバの選別試験を行った。なお、隣接する前記グリッドバー間の間隔は、3mm弱とし、水平方向に対する前記グリッドバーの延在方向の傾斜角(図1等参照)、即ち、前記スクリーン部の傾斜角は、16°とした。また、本選別試験においては、前記風洞部内に旋回流を発生させる場合と発生させない場合との2通りとし、前記風洞部内に旋回流を発生させない場合は、前記風洞部内に前記風を供給する方向とグリッドバーの延在方向との間の傾斜角(図5参照)を0°とし(前記風洞部の開口端から送風)、前記風洞部内に整流格子を配して旋回流を除去した。また、前記風洞部内に旋回流を発生させる場合には、前記傾斜角を75°とし、それぞれの場合で、前記風洞部内に供給する風の風速を変更しながら前記選別試験を行い、前記送風部の送風条件が選別性能に与える影響を確認した。結果を下記表2に示す。また、前記送風部の送風条件と、光ファイバ−不織布間の分離効率との関係を図11に示す。なお、本選別試験においては、樹脂被覆鉄心及び被覆樹脂に対する磁選を行わず、これらをまとめて前記非磁着物回収BOXで回収することとしている。
また、前記風洞部内に供給する風速が遅い場合には、前記不織布が十分に飛散せず、前記飛散物回収BOXでの回収率が低下することが確認される。また、前記風速が速い場合には、前記光ファイバが飛散し、前記不織布との分離効率が低下することが確認される。
図12に示すように、前記風速が2.5m/s〜5.0m/sの範囲のときに、この範囲から外れる場合と比べて、有意な前記分離効率であることが想定される。特に、試料Bに対する選別においては、上記風速の範囲で高い前記分離効率が得られることが想定される。
したがって、前記風速としては、2.5m/s〜5.0m/sが好ましい。
前述の送風条件に関する選別試験において、更に、旋回流を発生させた場合の前記風洞部内に前記風を供給する方向と前記グリッドバーの延在方向との間の傾斜角(図5参照)及び風速(旋回流の供給条件)の影響を確認するため、前記傾斜角及び前記風速を変更しながら前記選別試験を行い、前記旋回流の供給条件が選別性能に与える影響を確認した。
図13に、前記傾斜角ごとに風速に対する分離効率を確認した結果を示す。該図13に示すように、前記傾斜角が75°の場合に前記分離効率が最も高く、前記傾斜角が15°未満になると、前記分離効率が大きく低下することが想定される。なお、前記傾斜角が90°を超えると、前記飛散物回収BOX側と反対側に抜ける前記風が強くなることが想定される。
したがって、前記傾斜角としては、15°〜90°が好ましく、45°〜90°がより好ましい。
1a〜1e,1a’〜1e’ グリッドバー
2,102 加振部
3,103 風洞部
4,104 送風部
5a,5b 導入部
10 回転掻取部
10a〜10d 回転子
10e 回転部
20,120 磁選機
100 選別装置
105 案内路
130 細線回収BOX
131 飛散物回収BOX
132 非磁着物回収BOX
133 磁着物回収BOX
201 樹脂被覆鉄心
202 被覆樹脂
203 光ファイバ
204 不織布
205 樹脂テープ
θ1,θ2 傾斜角
Claims (8)
- 少なくとも、長尺細線状の第1選別対象物と長尺太線状の第2選別対象物と長尺飛散性の第3選別対象物とが分離された状態で含まれる混合材から前記各選別対象物を選別する選別装置であって、
上方に向かって逆V字状に突出する形状のグリッドバーが前記第1選別対象物を落下させる間隔を空けて一方向に複数並設された状態で支持される格子板状のスクリーン部及び前記スクリーン部に振動を加える加振部を有し、前記第2選別対象物が前記グリッドバーの延在方向に沿って搬送されるように前記スクリーン部が水平方向から前記グリッドバーの延在方向を傾斜させた状態で配される振動スクリーンと、
前記振動スクリーンに対して前記第3選別対象物を飛散させる風を送風する送風部と、
前記スクリーン部上の一部に立設され、該一部を前記混合材の導入部、前記第2選別対象物の搬送路、前記送風部から送風される風の供給口及びその排出口が開口された状態で覆い、前記供給口及び前記排出口を前記グリッドバーの延在方向における前記スクリーン部の一端側と他端側とに形成して前記風を洞内で前記グリッドバーの延在方向に沿って通過させる風洞部とを有し、
前記送風部が前記風を前記グリッドバーの延在方向に対して上面視で傾斜する方向から前記風洞部内に供給するように配設され、前記風を旋回流として前記風洞部内を通過させることを特徴とする選別装置。 - スクリーン部上に第2選別対象物中の磁着物を磁着させる磁選機が吊設される請求項1に記載の選別装置。
- 送風部が振動スクリーンに供給する風の風速を2.5m/s〜5.0m/sとする請求項1から2のいずれかに記載の選別装置。
- 送風部が風洞部内に風を供給する方向とグリッドバーの延在方向との間の傾斜角が、上面視で15°〜90°である請求項1から3のいずれかに記載の選別装置。
- 混合材の導入部が、風洞部内に対する前記混合材の導入方向を規制する筒状の案内路を有し、前記案内路の形成方向がグリッドバーの延在方向に対し、側面視で順方向とされる請求項1から4のいずれかに記載の選別装置。
- 水平方向に対するグリッドバーの延在方向の傾斜角が0°を超え30°以下である請求項1から5のいずれかに記載の選別装置。
- 隣接するグリッドバー間に滞留する第1選別対象物を掻取る掻取爪を先端に有する回転子が回転軸の胴部に立設された回転掻取部を有する請求項1から6のいずれかに記載の選別装置。
- グリッドバーが、逆V字状の壁面に前記グリッドバー間に滞留する第3選別対象物を噴き上げる送風孔が穿設されたパイプ材で形成される請求項1から7のいずれかに記載の選別装置。
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