JP6359156B1

JP6359156B1 - 回転分離装置

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Publication number: JP6359156B1
Application number: JP2017129938A
Authority: JP
Inventors: 小林　由和; 由和小林; 秀匡小林
Original assignee: Miike Tekkou KK
Current assignee: Miike Tekkou KK
Priority date: 2017-06-30
Filing date: 2017-06-30
Publication date: 2018-07-18
Anticipated expiration: 2037-06-30
Also published as: JP2019010632A

Abstract

【課題】付着物を透過するスクリーンから効果的に付着物を除去でき、被処理物の分離機能を安定して発揮できる回転分離装置を提供する。
【解決手段】
回転分離装置１は、投入口２３と排出口を有するケーシング２内に、回転駆動される筒状スクリーン５と回転羽根６が同軸に配置されている。筒状スクリーン５は正１２角形のスクリーン体５１を有し、外周側に近接して配置された駆動軸１８によってスプロケット１７とピン５６を介して回転駆動される。駆動軸１８には、筒状スクリーン５の外周面に接する回転ブラシ１９が取り付けられている。投入口２３から筒状スクリーン５内に導かれた被処理物は、回転羽根６で攪拌されて基体と付着物が分離し、分離物が遠心力によりスクリーン体５１の透過孔を透過して外側へ排出される。筒状スクリーン５と共に回転駆動される回転ブラシ１９により、スクリーン体５１の外側と内側と透過孔内に付着した分離物が除去される。
【選択図】図３

Description

本発明は、可撓性を有する物質に付着した付着物を効果的に分離して除去できる回転分離装置に関する。

従来より、廃棄物処理工程では、食品の残渣で汚れた廃プラスチックを洗浄するため、回転型の分離装置が用いられている。この種の回転分離装置としては、被処理物の投入口と排出口を有するケーシング内に、回転駆動される円筒形状のスクリーンと、このスクリーンの内側に配置されて回転駆動される回転羽根とを備えた洗浄装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この洗浄装置では、投入口から投入された被処理物に洗浄水を噴射し、スクリーンの内側に導いて回転羽根で攪拌して残渣を分離する。分離された残渣は、回転するスクリーンによる遠心力でスクリーンの外側に排出し、このスクリーンを取り囲むケーシングの下部から装置外へ排出する。一方、残渣を分離した廃プラスチックは、回転羽根によってスクリーンの内側を搬送し、スクリーンの内部に連なる排出口から装置外へ排出するように構成されている。

この洗浄装置は、スクリーンに付着した残渣を除去するためのスクレーパが設けられている。このスクレーパは、スクリーンの外周面に接するゴム板と、ゴム板を支持する板材と、板材をケーシングの内部に固定する取付金具で形成されている。このスクレーパは、スクリーンが回転するに伴い、スクリーンの外周面に接するゴム板が、遠心力では弾き飛ばせない残渣を掻き出すことで、スクリーンの目詰まりを解消するように形成されている。

特開２０１４−２２３７７８号公報

しかしながら、上記従来の回転分離装置は、スクレーパのゴム板がケーシングに対して静止した状態でスクリーンの外周面に接し、このスクリーンが回転駆動することで残渣を除去するので、ゴム板が接触するスクリーンの外周面よりも内側に存在する残渣は、除去し難い問題がある。特に、スクリーンが、パンチングメタルのように貫通孔を有する板状体で形成された場合に、貫通孔の内側に残留した残渣を除去するのは困難である。

そこで、本発明の課題は、廃プラスチックのような可撓性を有する被処理物から付着物を分離して除去する回転分離装置において、付着物を透過するスクリーンから効果的に付着物を除去でき、被処理物の分離機能を安定して発揮できる回転分離装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の回転分離装置は、一端部に被処理物の投入口を有すると共に他端部に処理済みの被処理物の排出口を有し、下部に被処理物からの分離物を集める収集部と分離物の排出口を有するケーシングと、
上記ケーシング内に回転可能に配置され、一端部が上記投入口に連通すると共に他端部が上記排出口に連通し、多角形断面を有して周面に上記分離物を透過させる透過孔が設けられたスクリーン体を有する筒状スクリーンと、
上記筒状スクリーンを回転駆動する筒状スクリーン駆動部と、
上記筒状スクリーンの内側に回転可能に配置され、この筒状スクリーンと同軸に軸支されて回転駆動される回転軸と、この回転軸の外周面に配置された複数のブレードとを有する回転羽根と、
上記筒状スクリーンの外周面に接するように配置された清掃体と、この清掃体を回転駆動する清掃体駆動部とを有する筒状スクリーン清掃部と
を備えることを特徴としている。

上記構成によれば、例えば廃プラスチック等の被処理物が、ケーシングの投入口から投入され、この投入口に連通する筒状スクリーンの内側に導かれる。筒状スクリーンの内側の被処理物は、回転する回転羽根のブレードで攪拌されながら、筒状スクリーンの一端側から他端側へ送られる。被処理物が回転羽根のブレードで攪拌されるに伴い、被処理物に付着していた付着物が分離し、付着物が分離してなる分離物は、回転羽根から遠心力を受けて筒状スクリーンのスクリーン体の透過孔を通過して外側へ排出される。筒状スクリーンの外側へ排出された分離物は、ケーシング内を落下して下部に収集され、排出口からケーシング外へ排出される。付着物が分離されて除去され、筒状スクリーンの内側に残留した被処理物は、筒状スクリーンの他端部に連なるケーシングの排出口から排出される。

本発明の回転分離装置は、可撓性の基体に付着物が付着した被処理物を処理して、基体と付着物とを分離するために用いることができる。このような被処理物としては、プラスチックや紙や布等のような可撓性を有する物質からなる基体に、食品残渣や土砂等の液体や粘性体や粒子等からなる付着物が付着したものが挙げられる。本発明の回転分離装置は、このような被処理物から付着物を分離することにより、被処理物の洗浄を行うために用いることができる。本発明の回転分離装置は、被処理物に水を供給しないで基体と付着物との分離を行う乾式洗浄と、被処理物に水を供給して基体と付着物との分離を行う湿式洗浄のいずれも可能である。

また、上記筒状スクリーンのスクリーン体は多角形断面を有するので、回転羽根が回転するに伴い、回転羽根のブレードの外径側端部が、スクリーン体の内周面に対して接近と離隔を繰り返す。すなわち、回転羽根のブレードの外径側端部とスクリーン体の内周面との間に形成される隙間が、回転羽根が回転するに伴って増大と縮小を繰り返す。これにより、ブレードとスクリーン体の間の被処理物が効果的に攪拌され、付着物の分離が促進される。

また、上記筒状スクリーンの外周面に清掃体が接するように配置され、この清掃体が清掃体駆動部によって回転駆動されるので、筒状スクリーンの外周面に付着した分離物が効果的に除去される。特に、筒状スクリーンのスクリーン体の透過孔内に付着した分離物が、回転駆動される清掃体の接触により、又は、回転駆動される清掃体で生成される衝撃や振動により、効果的に除去される。ここで、清掃体は、回転軸と、回転軸の回りに植えられた複数の線条体とを含んで形成することができる。また、清掃体は、回転軸と、回転軸の回りに固定された概ね円柱状の多孔質体とを含んで形成することができる。また、清掃体は、回転軸と、回転軸の回りに放射状に固定された複数の可撓性を有する板状体とを含んで形成することができる。また、清掃体は、回転軸と、回転軸の回りに固定された布とを含んで形成することができる。

一実施形態の回転分離装置は、上記筒状スクリーン駆動部が上記筒状スクリーン清掃部の清掃体駆動部を兼ねていることを特徴としている。

上記実施形態によれば、上記筒状スクリーンを回転駆動する筒状スクリーン駆動部により、この筒状スクリーンを清掃する筒状スクリーン清掃部の清掃体を駆動するので、清掃体駆動部を別個に設けることなく、少ない部品点数で筒状スクリーン清掃部を構成できる。

一実施形態の回転分離装置は、上記筒状スクリーン駆動部は、
上記筒状スクリーンの外側に隣接して配置され、この筒状スクリーンの中心軸と平行に延在する駆動軸と、
上記筒状スクリーンの外周部に設けられた複数の歯と、
上記駆動軸に連結されて上記歯に歯合する歯車とを有し、
上記筒状スクリーン駆動部の駆動軸に、上記筒状スクリーン清掃部の清掃体が取り付けられている。

上記実施形態によれば、筒状スクリーンの外側に隣接して配置された駆動軸が回転駆動され、この駆動軸に連結された歯車から筒状スクリーンの歯に駆動力が伝達されて、筒状スクリーンが回転駆動される。これと共に、上記駆動軸に取り付けられた清掃体が回転し、この回転する清掃体によって筒状スクリーンが清掃される。このようにして、筒状スクリーンの回転駆動と清掃体の回転駆動を、共通する駆動軸により行うので、少ない部品点数で筒状スクリーン清掃部を構成できる。例えば、上記筒状スクリーンの外周部に設けられた複数の歯を円筒状のピンで形成すると共に、上記駆動軸に連結された歯車をスプロケットで形成し、ピンギヤ駆動により筒状スクリーンを回転駆動するのが好ましい。また、上記清掃体は、筒状スクリーン駆動部の駆動軸に固定されて取り付けられ、駆動軸と同じ方向に回転してもよく、或いは、上記筒状スクリーン駆動部の駆動軸に反転ギヤを介して取り付けられ、駆動軸と反対方向に回転してもよい。

一実施形態の回転分離装置は、上記筒状スクリーンの端面と、この筒状スクリーンの端面に相対する上記ケーシングの内側面との少なくとも一方に、自己潤滑性樹脂が設けられている。

上記実施形態によれば、筒状スクリーンの端面と、ケーシングの内側面であって、上記筒状スクリーンの端面に相対する内側面のいずれか一方又は両方に設けられた自己潤滑性樹脂により、筒状スクリーンがケーシング内に支持された状態で滑らかに回転駆動される。

一実施形態の回転分離装置は、上記筒状スクリーンの外周面と、上記ケーシングの内部に設置されて上記筒状スクリーンの外周面を支持する支持部材との少なくとも一方に、自己潤滑性樹脂が設けられている。

上記実施形態によれば、筒状スクリーンの外周面と、この筒状スクリーンの外周面を支持する支持部材のいずれか一方又は両方に設けられた自己潤滑性樹脂により、筒状スクリーンがケーシング内に支持された状態で滑らかに回転駆動される。

一実施形態の回転分離装置は、上記回転羽根は、上記回転軸の同一の軸方向位置に等角度をおいて配置された同一の長さの複数のブレードからなるブレード群が、上記回転軸の軸方向に等間隔をおいて複数配列されて構成されており、隣接するブレード群の間で、同じブレード群におけるブレードの配置角度の半分だけブレードの配置角度がずれて設定されている。

上記実施形態によれば、回転羽根がブレードの配置角度の半分だけ回動するに従い、軸方向の一つおきのブレード群のブレードの先端が、筒状スクリーンの内周面との間で順次接離する。したがって、比較的少ないブレードにより、筒状スクリーンの内周面とブレードの先端が接離する回数を増やすことができ、被処理物を効率的に攪拌すると共に軸方向に送ることができる。また、軸方向の一つおきのブレード群ごとに、ブレードの先端位置が揃うので、これらのブレードの先端が筒状スクリーンの内周面に対して同時に接離を繰り返すことができ、効果的に攪拌を行うことができる。

一実施形態の回転分離装置は、上記回転羽根は、上記投入口側の端部のブレード群を形成するブレードの枚数が、上記回転軸の軸方向の中央部のブレード群を形成するブレードの枚数よりも大きく設定されている。

上記実施形態によれば、投入口側の端部のブレード群により生成される力が、回転軸の軸方向の中央部のブレード群により生成される力よりも大きいので、被処理物を投入口から筒状スクリーン内へ効果的に吸引できる。

一実施形態の回転分離装置は、上記回転羽根は、上記排出口側の端部のブレード群を形成するブレードの上記回転軸の中心を通る平面に対する傾斜角度が、上記回転軸の軸方向の中央部のブレード群を形成するブレードの傾斜角度よりも大きく設定されている。

上記実施形態によれば、排出口側の端部のブレード群により生成される力が、回転軸の中央部のブレード群により生成される力よりも大きいので、被処理物を排出口から筒状スクリーン外へ効果的に排出できる。

一実施形態の回転分離装置は、上記回転羽根の上記排出口側の端部に位置する複数のブレード群は、上記排出口に近いブレードほど傾斜角度が大きく設定されている。

上記実施形態によれば、排出口側の端部のブレード群により生成される力が、排出口に近いブレードほど大きく生成されるので、被処理物を排出口から筒状スクリーン外へ効果的に排出できる。

本発明の実施形態の回転分離装置を示す縦断面図である。回転分離装置を示す横断面図である。回転分離装置を示す平断面図である。回転分離装置の筒状スクリーンを示す側面図である。回転分離装置のケーシングの端面の上部を示す図である。回転分離装置の回転羽根を示す図である。筒状スクリーンと回転羽根との間の隙間を示す図である。

以下、本発明の実施形態を、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明の実施形態の回転分離装置を示す縦断面図であり、図２は実施形態の回転分離装置を示す横断面図であり、図３は実施形態の回転分離装置を示す平断面図である。実施形態の回転分離装置１は、プラスチック、紙及び布等のような可撓性を有する基体に、液体、粘性体及び粒状体等のような付着物が付着した被処理物について、基体と付着物を分離するために用いられる。

この回転分離装置１は、一端部に被処理物の投入口を有すると共に他端部に処理済みの被処理物を排出する排出口を有するケーシング２と、このケーシング２内に回転可能に配置された多角筒状の筒状スクリーン５と、この筒状スクリーン５の内部に回転可能に配置された回転羽根６と、上記筒状スクリーン５の外周面に接するように配置された清掃体としての回転ブラシ１９を備える。

ケーシング２は、概ね直方体の外観を有する。ケーシング２の内側の上部は、筒状スクリーン５の大部分を収容する直方体状のスクリーン収容空間２０ａが形成されている。一方、ケーシング２の内側の下部は、一端部から他端部に向かって視て下端の中央で互いに接続するように傾斜した２つの内壁２１，２１が設けられており、これらの２つの内壁２１の間に、上記スクリーン収容空間２０ａの下部に連なって分離物を収集する収集部としての分離物収集空間２０ｂが形成されている。分離物収集空間２０ｂの下端には、ケーシング２の縦断方向に延在するスクリューコンベヤ１２が設けられており、このスクリューコンベヤ１２の送り方向である他端側の端部に、分離物を排出する分離物排出口１３が設けられている。ケーシング２の一端部の端面２２には、被処理物の投入口２３が開口しており、この投入口２３に、外部から回転分離装置１へ被処理物を投入するための投入部３が連結されている。この投入部３は、概ね逆四角錘台形状を有し、上端が開口したホッパー状に形成されている。ケーシング２の他端部の端面には、被処理物の排出口が開口しており、この排出口に排出ダクト４が連結され、排出ダクト４はケーシング２の横断方向に延在するスクリューコンベヤ１１に接続されている。このスクリューコンベヤ１１の送り方向の端部に、洗浄された基体を回転分離装置１外に排出する洗浄基体排出口が設けられている。

筒状スクリーン５は、正１２角形の断面を有する多角筒状のスクリーン体５１を有する。この筒状スクリーン５は、図４の側面図に示すように、軸方向の両端に位置する円環状の端部フレーム５２，５２と、軸方向に延在して上記端部フレーム５２，５２の間に架け渡された複数の軸方向フレーム５４，５４と、軸方向の中央に位置する円環状の中央フレーム５３で構成された骨組体により、スクリーン体５１を保持している。スクリーン体５１は、パンチングメタルで形成され、被処理物が都市ごみの廃プラスチックである場合、透過孔の直径が３ｍｍ以上１０ｍｍ以下のものを用いることができる。図３及び４において、スクリーン体５１を示す部分には網掛け状のハッチングを付しているが、スクリーン体５１の材料は特に限定されず、パンチングメタルの他に、金属製の網や、樹脂製のパンチングボードや、樹脂製の網等で形成されてもよい。また、筒状スクリーンは、１２角形以外に、１０角形以上１６角形以下の多角形の断面を有してもよい。

筒状スクリーン５の一端部には、この筒状スクリーン５を駆動するための複数の歯としてのピン５６が設けられている。このピン５６は、円筒形状を有し、筒状スクリーン５の一端部の外周面を取り囲むように固定された環状フランジ５５の端面に、筒状スクリーン５の軸方向と平行向きに、筒状スクリーン５と同心円を成すように固定されている。このピン５６は、歯車としてのスプロケット１７と歯合し、このスプロケット１７から駆動力が伝達されて、筒状スクリーン５が回転駆動されるようになっている。筒状スクリーン５は、回転羽根６と反対方向に回転駆動される。

筒状スクリーン５の外周側には、この筒状スクリーン５を駆動する駆動軸１８が配置されている。駆動軸１８は、筒状スクリーン５の側方よりも上側に配置され、筒状スクリーン５の中心軸と平行に延在している。駆動軸１８は、ケーシング２の両端面を貫通して配置され、ケーシング２の両端面の外側に配置された軸受に回転自在に支持されている。駆動軸１８の一端側の端面２２の近傍にはスプロケット１７が固定されており、このスプロケット１７が筒状スクリーン５のピン５６に歯合している。駆動軸１８は、ケーシング２の外側に配置されたモータＭによって回転駆動され、駆動力がスプロケット１７を介してピン５６に伝達されて、筒状スクリーン５を回転駆動するようになっている。上記モータＭ、駆動軸１８、スプロケット１７及びピン５６で筒状スクリーン駆動部を構成している。

回転駆動される筒状スクリーン５は、端部フレーム５２の端面で軸方向に支持されると共に、中央フレーム５３の周面で径方向に支持されるようになっている。図５は、ケーシング２の一端側の端面の上部を示す図であり、筒状スクリーン５の端部を支持する支持構造の一部を示す図である。図５に示すように、ケーシング２の端面には、筒状スクリーン５の端部フレーム５２に対向する位置に、環状の摺動プレート２４が配置されている。この摺動プレート２４は、ステンレス鋼で形成され、回転する筒状スクリーン５の端部フレーム５２が接触して軸方向の荷重を支持するようになっている。筒状スクリーン５の端部フレーム５２の摺動プレート２４側の面には、自己潤滑性樹脂で形成された環状の軸受プレート５８が固定されている。この軸受プレート５８は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）系樹脂や、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）系樹脂や、ＰＡＲ（ポリアリレート）系樹脂等を用いることができる。これらのような自己潤滑性を有して摩擦係数の小さい樹脂で形成された軸受プレート５８を用いることにより、摺動プレート２４で軸方向の荷重を支持しながら筒状スクリーン５を少ない摩擦により安定して回転駆動することができる。なお、軸受プレート５８は、筒状スクリーン５に設けたが、ケーシング２の端面に設けてもよい。

筒状スクリーン５の端部を支持する支持構造は、摺動プレート２４の外周側に配置された４個の支持ローラ１５，１５，１５，１５を含んで構成されている。支持ローラ１５は、摺動プレート２４を取り囲むように９０°の等角度をおいて配置されている。この支持ローラ１５は、筒状スクリーン５の端部フレーム５２の外周に接触して回転する筒状の金属製の回転体と、この回転体を回転可能に支持する軸受と、この軸受に端部フレーム５２の径方向に向かう付勢力を付与して回転体で筒状スクリーン５の端部フレーム５２を付勢する付勢体を有する。これらの４個の支持ローラ１５で、筒状スクリーン５の端部フレーム５２の外周を径方向に付勢して支持することにより、筒状スクリーン５が安定して回転するように形成されている。

筒状スクリーン５を軸方向に支持する摺動プレート２４には、ローラ１５が配置された周方向位置であって、ローラ１５の回転体よりも径方向の内側に、切り欠き凹部２５が形成されている。この切り欠き凹部２５は、摺動プレート２４の外周側から中心に向かって視て概ね台形に形成され、表面よりも厚みが減じられて形成されている。この台形の切り欠き凹部２５は、台形の長辺が摺動プレート２４の外周縁と一致するように形成されている。筒状スクリーン５が回転駆動される際に、筒状スクリーン５の軸受プレート５８と、摺動プレート２４との間に入り込んだ被処理物が、台形の切り欠き凹部２５の斜辺に沿って外径側へ排出されるように形成されている。

ケーシング２の端面には、概ね環状の摺動プレート２４の下方の半円部に沿うように、筒状スクリーン５の端部フレーム５２の外周部を支持する端部支持フレーム１７が配置されている。この端部支持フレーム１７は、アングル状の断面を有し、軸方向視において摺動プレート２４の外周に沿った弧状に形成されている。端部支持フレーム１７は、アングル状を成す一方のフランジがケーシング２の端面に密着して固定されていると共に、他方のフランジによって筒状スクリーン５の端部フレーム５２の外周部を支持するように形成されている。

ケーシング２の内側には、筒状スクリーン５の軸方向の中央部の外周面を支持する中央支持フレーム６０が設けられている。この中央支持フレーム６０は、アングル状の部材を互いの一方のフランジを重ね合わせて形成されたＴ字状の断面を有し、軸方向視において半円形に形成されている。筒状スクリーン５の軸方向の中央部には、図４に示すように、中央フレーム５３の外周面に、端部の軸受プレート５８と同様の自己潤滑性樹脂で形成された筒状の軸受プレート５９が固定されている。この筒状スクリーン５の中央部の軸受プレート５９が中央支持フレーム６０と接触した状態で、筒状スクリーン５が回転可能に形成されている。これにより、筒状スクリーン５の径方向の荷重を支持しながら、筒状スクリーン５を少ない摩擦により安定して回転駆動することができる。なお、軸受プレート５９は、筒状スクリーン５に設けたが、中央支持フレーム６０に設けてもよい。このようにして、筒状スクリーン５は、端部の軸受プレート５８及び摺動プレート２４で軸方向の荷重を支持すると共に、中央部の軸受プレート５９及び中央支持フレーム６０で径方向の荷重を支持するようになっている。

上記筒状スクリーン駆動部の駆動軸１８には、筒状スクリーン５を清掃する回転ブラシ１９が取り付けられている。回転ブラシ１９は、回転軸としての円筒状の芯材と、この芯材の外周面に植えられて径方向に延在する複数の線状体である毛を有し、芯材が駆動軸１８の外側に嵌合して固定されている。回転ブラシ１９の毛は、金属、樹脂又は植物繊維によって形成されている。回転ブラシ１９は、筒状スクリーン５のスクリーン体５１の外周面に接触するように、スクリーン体５１の軸方向の全体に亘って延在する長さを有する。駆動軸１８が回転して筒状スクリーン５を駆動すると共に回転ブラシ１９が回転して、筒状スクリーン５を洗浄するように形成されている。回転ブラシ１９の回転方向は、駆動軸１８の回転方向と同じであり、筒状スクリーン５の回転方向と反対に設定されている。このように、筒状スクリーン駆動部のモータＭと駆動軸１８が、回転ブラシ１９を回転駆動する清掃体駆動部を兼ねている。ここで、回転ブラシ１９の芯材と駆動軸１８との間に反転ギヤを設け、回転ブラシ１９の回転方向と駆動軸１８の回転方向を反転させ、回転ブラシ１９と筒状スクリーン５を同じ方向に回転させてもよい。また、清掃体としては、回転ブラシ１９以外に、回転軸と、回転軸の回りに固定された概ね円柱状の多孔質体とを含んで形成することができる。多孔質体としては、樹脂製のスポンジ等を用いることができる、また、清掃体としては、回転軸と、回転軸の回りに放射状に固定された複数の可撓性を有する板状体とを含んで形成することができる。可撓性を有する板状体としては、板状ゴムを用いることができる。また、清掃体としては、回転軸と、回転軸の回りに固定された布とを含んで形成することができる。

図６は、回転羽根６を示す側面図である。この回転羽根６は、回転軸６１と、回転軸６１の外周面に固定された複数のブレード７，８，９を有する。ブレード７，８，９は、正面視において矩形状に形成され、いずれも回転軸６１の軸方向視において放射状に延在している。ブレード７，８，９は、回転軸６１の同一の軸方向位置に複数枚配置されてブレード群を形成している。各ブレード群において、ブレード７，８，９は同一の長さを有し、回転軸６１の周りに等角度をおいて配置されている。回転羽根６の一端部には１群の投入側ブレード群が配置され、回転羽根６の他端部には２群の排出側ブレード群が配置され、投入側ブレード群と排出側ブレード群の間には、１０乃至３０群程度の中間部ブレード群が配置されている。以下、回転羽根６の投入側ブレード群が配置された部分を投入部といい、中間部ブレード群が配置された部分を中間部といい、排出側ブレード群が配置された部分を排出部という。

投入側ブレード群は、他のブレード群よりも多い６枚の投入側ブレード７により構成され、これらの６枚の投入側ブレード７が回転軸６１の周りに互いに等角度をおいて配置されている。投入側ブレード７は、回転軸６１に対する取り付け角度、すなわち、回転軸６１の中心を通る平面に対する傾斜角度が、中間部ブレード群の中間部ブレード８よりも大きく設定されている。すなわち、投入側ブレード７は、回転軸６１の中心を通る平面に対する傾斜角度が、中間部ブレード８よりも大きく設定されている。投入側ブレード７の取り付け角度は、回転軸６１の中心を通る平面に対して２０°から３０°の間に設定することができ、例えば２７°に設定できる。投入側ブレード７は、投入された被処理物に混入した砂や金属片による摩耗を低減するため、網目状の肉盛溶接が表面に施されている。

中間部ブレード群は、３枚の中間部ブレード８によって構成され、これらの３枚の中間部ブレード８が回転軸６１の周りに互いに等角度をおいて配置されている。回転羽根６の中間部を構成する複数の中間部ブレード群は、隣り合う中間部ブレード群の間で、中間部ブレード８の配置角度の１２０°の半分である６０°だけずらして配置されている。すなわち、軸方向に隣り合う中間部ブレード８ａ，８ｂは、互いに６０°のずれが設定されている。これにより、中間部ブレード群は、中間部ブレード８の周方向の配置角度が、一つおきに一致するように設定されている。このような配置形態により、回転羽根６の中間部では、回転羽根６の外周側において、中間部ブレード８ａと中間部ブレード８ｂの先端部が順次接離するようになっている。また、回転羽根６が１回転するにつき、中間部ブレード８ａ，８ｂの先端部が６回通過するように設定されている。更に、筒状スクリーン５も回転駆動することにより、単位時間当たりに筒状スクリーン５の角部と中間部ブレード８の先端部とが接離する回数が増大するように形成されている。また、複数の中間部ブレード群は、側面視において、隣り合う中間部ブレード８ａ，８ｂが隙間無く配列されるように配置されている。これにより、被処理物を連続的に軸方向に送るようになっている。また、中間部ブレード８は、回転軸６１に対する取り付け角度が、投入側ブレード７及び排出側ブレード９よりも小さく設定されている。中間部ブレード８の取り付け角度は、回転軸６１の中心を通る平面に対して１０°から２０°の間に設定することができ、例えば１５°に設定することができる。

排出側ブレード群は、３枚の排出側ブレード９によって構成され、これらの３枚の排出側ブレード９が回転軸６１の周りに互いに等角度をおいて配置されている。回転羽根６の排出部を構成する２群の排出側ブレード群は、互いに３０°だけずらして配置されている。また、２群の排出側ブレード群は、軸方向の配置位置が、側面視において排出側ブレード９が互いに４０％程度重複するように設定されている。これにより、排出側ブレード群による被処理物の送り力が増大し、排出口から被処理物を効果的に排出するようになっている。排出側ブレード９は、回転軸６１に対する取り付け角度が、中間部ブレード８よりも大きく設定されている。排出側ブレード９の取り付け角度は、回転軸６１の中心を通る平面に対して２０°から５０°の間に設定することができる。更に、回転羽根６の排出部の２群の排出側ブレード群のうち、中間部に近い側の排出側ブレード９ａよりも、排出口に近い側の排出側ブレード９ｂの方が、取り付け角度が大きく設定されている。中間部に近い側の排出側ブレード９ａの取り付け角度は、２０°から３５°の間に設定することができ、例えば２８°に設定することができる。また、排出口に近い側の排出側ブレード９ｂの取り付け角度は、３５°から５０°の間に設定することができ、例えば４３°に設定することができる。

この回転羽根６は、筒状スクリーン５の内側に同軸に配置され、回転軸６１が、ケーシング２の両端面の外側に配置された軸受に回転自在に支持されている。回転軸６１の一端にはプーリ６２が連結されており、このプーリ６２に図示しないモータからＶベルトを介して回転力が伝達されて、回転羽根６を回転駆動するようになっている。この回転羽根６は、回転駆動されるに伴い、ケーシング２の投入口２３から投入された被処理物を、投入側ブレード群の送り力によって吸引して他端側へ送る。投入側ブレード群で吸引されて送られた被処理物を、中間部ブレード群で遠心力を与えながら攪拌し、被処理物の基体に付着した付着物と基体の分離を促進すると共に、被処理物を他端側へ送る。さらに、中間部ブレード群で分離処理がされた被処理物に、排出側ブレード群が他端向きの力を与えてケーシング２の排出口から排出する。このようにして、回転羽根６は、被処理物に対して、吸引、攪拌、分離、送り及び排出を行うように形成されている。

上記構成の回転分離装置１を用いて、都市ごみとして収集された廃プラスチックを被処理物とし、この廃プラスチックに付着した食品残渣、油、砂粒、埃及び繊維屑等の付着物を除去して洗浄する場合について説明する。

家庭や事業所等から収集された廃棄物から廃プラスチックが選別され、１０ｍｍから１５０ｍｍ程度の小片に裁断される。この廃プラスチック片を、各種のリサイクルに利用可能とするために、回転分離装置１で洗浄を行う。この回転分離装置１は、回転分離装置１内に水を供給しないで被処理物の基体と付着物の分離を行う乾式洗浄を行う。裁断された廃プラスチック片等の被処理物が、投入部３に投入される。被処理粒は、例えば定量フィーダ等により、所定量を連続して投入部３に投入するのが好ましい。投入部３に投入された被処理物は、回転する回転羽根６の投入側ブレード７で生成される吸引力により、投入口２３を通って筒状スクリーン５内に吸引される。

筒状スクリーン５内に導かれた被処理物は、回転する回転羽根６の中間部ブレード８によって攪拌され、遠心力を受けると共に、他端方向の送り力を受ける。ここで、図７の軸直角方向の断面図に示すように、回転する中間部ブレード８の先端とスクリーン体５１の内周面との間の距離が、スクリーン体５１の角部５１ａにおいて最大値Ｄ１に達する一方、スクリーン体５１の辺の中央５１ｂにおいて最小値Ｄ２に達する。このように、筒状スクリーン５のスクリーン体５１が正１２角形であることにより、中間部ブレード８の先端とスクリーン体５１の内周面との隙間が拡大及び縮小を繰り返すので、この隙間に存在する被処理物が効果的に攪拌され、その結果、基体と付着物が効果的に分離される。

回転羽根６で攪拌されて基体から付着物が分離してなる分離物は、回転羽根６から遠心力を受けてスクリーン体５１の透過孔を透過し、ケーシング２と筒状スクリーン５の間に放出され、分離物収集空間２０ｂに収集される。分離物収集空間２０ｂに収集された分離物は、重力によってケーシング２内の下端に集まり、スクリューコンベヤ１２で他端側に送られて、分離物排出口１３から排出される。分離物排出口１３から排出された分離物は、分離物の種類に応じて粉塵処理や廃水処理に付される。

回転羽根６で付着物が分離されて除去された基体は、中間部ブレード８により他端側に送られ、排出側ブレード９から更に強い送り力を受けて排出口からケーシング２外に排出される。ケーシング２外に排出された被処理物は、排出ダクト４を介してスクリューコンベヤ１１に導かれ、ケーシング２の幅方向に送られて洗浄基体排出口から排出される。洗浄基体排出口から排出された廃プラスチックや布や紙等の基体は、材質に応じてリサイクル処理に付される。

本実施形態の回転分離装置１は、筒状スクリーン５が回転駆動するに伴い、筒状スクリーン５の外側面に接する回転ブラシ１９が回転駆動される。これにより、筒状スクリーン５のスクリーン体５１の外側面に付着した分離物が、回転ブラシ１９でスクリーン体５１から効果的に除去される。また、スクリーン体５１の透過孔の内側に、回転ブラシ１９の毛が入り込むことにより、この透過孔内に付着した分離物が効果的に除去される。また、正１２角形のスクリーン体５１は、角部の内側に被処理物が溜りやすいが、スクリーン体５１の透過孔に回転ブラシ１９の毛が入り込むことにより、スクリーン体５１の内側に被処理物を離脱させることができる。その結果、筒状スクリーン５に基体や分離物が付着することにより処理能力が低下する不都合を、効果的に防止できる。このように、本実施形態の回転分離装置１によれば、清掃体としての回転ブラシ１９が回転駆動されるので、スクリーン体５１の外側面に限らず、透過孔内や内側面に付着した被処理物をも効果的に除去することができる。また、清掃体として、ゴム板等の可撓性を有する板状体が回転軸に放射状に固定されたものを用いた場合、この清掃体が筒状スクリーン５のスクリーン体５１に接触して回転駆動されることにより、スクリーン体５１に衝撃や振動を与えて、スクリーン体５１の外側面や、透過孔内や、内側面に付着した被処理物を効果的に除去することができる。

本実施形態において、被処理物に水を添加しない乾式の洗浄を行ったが、ケーシング２の投入口２３の近傍等に水供給ノズルを設け、被処理物に水を添加して汚れを除去してもよい。すなわち、湿式の洗浄を行ってもよい。また、付着物の種類に応じて、水に洗剤を混合してもよい。

１回転分離装置
２ケーシング
４排出ダクト
５筒状スクリーン
６回転羽根
７投入側ブレード
８中間部ブレード
９排出側ブレード
１１，１２スクリューコンベヤ
１８筒状スクリーンの駆動軸
１９回転ブラシ
５１筒状スクリーンのスクリーン体
６１回転羽根の回転軸

Claims

一端部に被処理物の投入口を有すると共に他端部に処理済みの被処理物の排出口を有し、下部に被処理物からの分離物を集める収集部と分離物の排出口を有するケーシングと、
上記ケーシング内に回転可能に配置され、一端部が上記投入口に連通すると共に他端部が上記排出口に連通し、多角形断面を有して周面に上記分離物を透過させる透過孔が設けられたスクリーン体を有する筒状スクリーンと、
上記筒状スクリーンを回転駆動する筒状スクリーン駆動部と、
上記筒状スクリーンの内側に回転可能に配置され、この筒状スクリーンと同軸に軸支されて回転駆動される回転軸と、この回転軸の外周面に配置された複数のブレードとを有する回転羽根と、
上記筒状スクリーンの外周面に接するように配置された清掃体と、この清掃体を回転駆動する清掃体駆動部とを有する筒状スクリーン清掃部と
を備え、
上記筒状スクリーンは、軸方向の両端に位置する円環状の端部フレームの端面で軸方向に支持され、
上記筒状スクリーンの端部フレームの端面と、この端部フレームの端面に相対する上記ケーシングの内側面との少なくとも一方に、自己潤滑性樹脂が設けられていることを特徴とする回転分離装置。
一端部に被処理物の投入口を有すると共に他端部に処理済みの被処理物の排出口を有し、下部に被処理物からの分離物を集める収集部と分離物の排出口を有するケーシングと、
上記ケーシング内に回転可能に配置され、一端部が上記投入口に連通すると共に他端部が上記排出口に連通し、多角形断面を有して周面に上記分離物を透過させる透過孔が設けられたスクリーン体を有する筒状スクリーンと、
上記筒状スクリーンを回転駆動する筒状スクリーン駆動部と、
上記筒状スクリーンの内側に回転可能に配置され、この筒状スクリーンと同軸に軸支されて回転駆動される回転軸と、この回転軸の外周面に配置された複数のブレードとを有する回転羽根と、
上記筒状スクリーンの外周面に接するように配置された清掃体と、この清掃体を回転駆動する清掃体駆動部とを有する筒状スクリーン清掃部と
を備え、
上記筒状スクリーンは、軸方向の中央に位置する円環状の中央フレームの外周面で径方向に支持され、
上記筒状スクリーンの中央フレームの外周面と、上記ケーシングの内部に設置されて上記筒状スクリーンの中央フレームの外周面を支持する支持部材との少なくとも一方に、自己潤滑性樹脂が設けられていることを特徴とする回転分離装置。
請求項１又は２に記載の回転分離装置において、
上記筒状スクリーン駆動部が上記筒状スクリーン清掃部の清掃体駆動部を兼ねていることを特徴とする回転分離装置。
請求項１又は２に記載の回転分離装置において、
上記筒状スクリーン駆動部は、
上記筒状スクリーンの外側に隣接して配置され、この筒状スクリーンの中心軸と平行に延在する駆動軸と、
上記筒状スクリーンの外周部に設けられた複数の歯と、
上記駆動軸に連結されて上記歯に歯合する歯車とを有し、
上記筒状スクリーン駆動部の駆動軸に、上記筒状スクリーン清掃部の清掃体が取り付けられていることを特徴とする回転分離装置。
請求項１乃至４のいずれかに記載の回転分離装置において、
上記回転羽根は、上記回転軸の同一の軸方向位置に等角度をおいて配置された同一の長さの複数のブレードからなるブレード群が、上記回転軸の軸方向に等間隔をおいて複数配列されて構成されており、隣接するブレード群の間で、同じブレード群におけるブレードの配置角度の半分だけブレードの配置角度がずれて設定されていることを特徴とする回転分離装置。
請求項５に記載の回転分離装置において、
上記回転羽根は、上記投入口側の端部のブレード群を形成するブレードの枚数が、上記回転軸の軸方向の中央部のブレード群を形成するブレードの枚数よりも大きく設定されていることを特徴とする回転分離装置。
請求項５に記載の回転分離装置において、
上記回転羽根は、上記排出口側の端部のブレード群を形成するブレードの上記回転軸の中心を通る平面に対する傾斜角度が、上記回転軸の軸方向の中央部のブレード群を形成するブレードの傾斜角度よりも大きく設定されていることを特徴とする回転分離装置。
請求項７に記載の回転分離装置において、
上記回転羽根の上記排出口側の端部に位置する複数のブレード群は、上記排出口に近いブレードほど傾斜角度が大きく設定されていることを特徴とする回転分離装置。