JP6440146B2 - 不燃物精選分別装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ごみ破砕物を一次篩に通して得られる不燃物画分を、更に精選するための、不燃物精選分別装置に関する。
粗大ごみ処理施設に運ばれた粗大ごみは、破砕機で破砕されてごみ破砕物となる。このごみ破砕物は、例えば、可燃物と不燃物とに分別する可燃物不燃物分別機、鉄などの磁性物を磁力によって引きつけて選別する磁力選別機、アルミニウムなどの非磁性金属を電磁誘導の反発力により遠くまで飛ばして選別する渦電流選別機に通されて、可燃物画分、不燃物画分、磁性物画分、アルミ画分に分別される。
上記の可燃物不燃物分別機としては、破砕物のサイズに基づいて篩上物と篩下物に分別する、篩選別機を使用することができる。篩選別機には、様々な構造が知られているが、例えば下記の特許文献1〜3を参照できる。
例えば、紙類、繊維類、木類、厨芥類などの可燃物は、破砕機によって破砕処理しても粒径の小さい粉砕物にはなり難く、篩選別機の篩目を通過しにくいため、篩上物に多く含まれている。そこで、この篩上物から更に磁性物画分とアルミ画分を選別し、残りを可燃物画分としている。可燃物画分は、焼却場に運ばれ、焼却処理されている。
一方、ガラス類や陶磁器類などの不燃物は、破砕機によって粒径の小さい粉砕物になり易く、篩選別機の篩目を通過し易いため、篩下物に多く含まれている。そこで、この篩下物から更に磁性物画分を選別し、残りを不燃物画分としている。不燃物画分は、最終処分場に運ばれ、埋め立て処理されている。
また、磁性物画分とアルミ画分は、資源として再利用されている。
特開平5−57249号公報 特開平5−220457号公報 特開2000−218237号公報
しかしながら、近年、粗大ごみ処理施設に運び込まれる粗大ごみの組成に変化が起きている。例えば、廃プラスチックが占める量が増えていることが挙げられる。廃プラスチックは可燃物であるが、破壊処理において、粒径の小さい粉砕物になり易いため、ガラス類や陶磁器類の粉砕物と共に不燃物画分として選別される。このような事情から、粗大ごみ処理施設から排出される不燃物画分の量は、年々増加している。しかしながら、現存の最終処分場の処分容量には限界があり、首都圏における最終処分場の残余年数は4年であると、環境省は試算している。その圧迫されている現存の最終処分場の延命を図ることが必要であり、不燃物画分の減量が強く求められている。
不燃物画分を減量する方法として、例えば篩選別機の篩目を細かくして篩下物を減量する方法が考えられる。ただし、単に篩目を細かくすると選別能力が低下するうえ、目詰まりするリスクも高くなるので好ましくない。それよりも、不燃物画分を目の粗い篩で一次選別した後に、目の細かい篩で二次選別する、精選分別の方が優れている。しかしながら、精選分別可能なごみ処理施設を新しく建設する案では資金調達が難しく、既存設備を改造する案では二次篩の増設スペースの確保に苦慮するため、どちらの案も現実的でない、と考えられてきた。
よって、本発明の目的は、既存の粗大ごみ処理施設にも適合可能で、新たな装置の設置スペースを要せず、設備コストも低減できる、不燃物精選分別装置を提供し、上記課題を解決することにある。
上記目的を達成するため、本発明の不燃物精選分別装置は、ごみ破砕物を一次選別して得られる不燃物画分を投入するホッパと、前記ホッパ内に傾斜して配置される二次選別用の篩選別機と、前記篩選別機の下方に配置され、前記ホッパ内を不燃物収容空間と可燃物収容空間に分ける仕切板と、前記不燃物収容空間の下方に配置される開閉可能な不燃物排出口と、前記可燃物収容空間の下方に配置される開閉可能な可燃物排出口と、前記篩選別機に設けられた振動装置とを備え、前記篩選別機は、上方の端部を前記不燃物収容空間上に配置し、下方の端部を前記可燃物収容空間上に配置されており、前記篩選別機を通過した不燃物が、前記不燃物収容空間に貯留され、前記篩選別機を通過しなかった可燃物が、前記可燃物収容空間に貯留されるように構成されていることを特徴とする。
本発明によれば、ホッパ内に二次選別用の篩選別機を傾斜して配置させ、ごみ破砕物を一次選別して得られる不燃物画分を投入し、前記篩選別機を通過したものを不燃物収容空間に貯留して不燃物排出口から取出し、篩選別機を通過しなかったものを可燃物収容空間に貯留して可燃物排出口から取出すことにより、不燃物画分を更に精選して、埋め立て処理する不燃物ごみの量を減らすことができる。また、既存設備に設けられている不燃物画分を投入するホッパ内に、篩選別機と仕切板とを設けるだけで、従来の不燃物画分から不燃物を更に精選する機能を付与することができるので、新たな装置の設置スペースを要せず、設備コストも低減することができる。
本発明の不燃物精選分別装置においては、前記篩選別機は、その傾斜角を変更可能に支持されており、前記仕切板は、その下端が前記不燃物排出口と前記可燃物排出口との間に支持され、その上端が前記篩選別機の下面に追随して支持されるように、高さ方向に伸縮可能な構造をなしていることが好ましい。これによれば、篩選別機の傾斜角を変えることにより、振動装置の振動によって、篩を傾斜方向下方に移動する不燃物画分の移動速度を変化させ、篩を通過する不燃物と篩を通過しない可燃物との割合を調整することができ、埋め立て処理に付される不燃物の量を調整することができる。
本発明の不燃物精選分別装置においては、前記振動装置は、前記篩選別機の下面に直接取付けられた振動モータからなることが好ましい。これによれば、篩の下面に直接取付けられた振動モータの振動によって、篩の撓みを利用して篩を効果的に振動させ、不燃物が通過しやすくすると共に、目詰まりを抑制することができる。
本発明の不燃物精選分別装置においては、前記篩選別機は、篩目のサイズが異なる複数枚の篩を、緩衝材を挟んで積み重ねて構成され、下段へ行くほど段階的に篩目のサイズが小さくなっており、複数枚の篩の全てを通過したものは前記不燃物収容空間に貯留され、複数枚の篩のいずれかを通過しなかったものは前記可燃物収容空間に貯留されるように構成されていることが好ましい。これによれば、不燃物画分に含まれるごみを、目の粗い篩を通して目の細かい篩に供給し、最終的に目的とする粒度の不燃物を得ることにより、不燃物の通過率を高め、目詰まりを抑制することができる。
本発明のホッパ取付部品は、ごみ破砕物を一次選別して得られる不燃物画分を投入するホッパに取付けられる部品であって、前記ホッパ内に傾斜して配置される二次選別用の篩選別機と、前記篩選別機の下方に配置され、前記ホッパ内を不燃物収容空間と可燃物収容空間に分ける仕切板とを備えていることを特徴とする。
本発明によれば、既存設備に設けられている不燃物画分を投入するホッパ内に、このホッパ取付部品である、二次選別用の篩選別機と仕切板とを設置するだけで、上記の不燃物精選分別装置を構成することが可能となり、設備コストを低減しつつ、不燃物を更に精選して、埋め立て処理する不燃物ごみの量を減らすことができる。
本発明によれば、ホッパ内に二次選別用の篩選別機を傾斜して配置させ、ごみ破砕物を一次選別して得られる不燃物画分を投入し、前記篩選別機を通過したものを不燃物収容空間に貯留して不燃物排出口から取出し、篩選別機を通過しなかったものを可燃物収容空間に貯留して可燃物排出口から取出すことにより、不燃物画分を更に精選して、埋め立て処理する不燃物ごみの量を減らすことができる。また、既存設備に設けられている不燃物画分を投入するホッパ内に、篩選別機と仕切板とを設けるだけで、従来の不燃物画分から不燃物を更に精選する機能を付与することができるので、新たな装置の設置スペースを要せず、設備コストも低減することができる。
本発明に係る不燃物精選分別装置の一実施形態をあらわす概略図である。 本発明に係る不燃物精選分別装置の他の実施形態をあらわす概略図である。 本発明の不燃物精選分別装置の一部をなす篩選別機の側面図である。 同篩選別機の斜視図である。 同篩選別機の分解側面図である。 同篩選別機の分解斜視図である。
以下、図面を参照しながら、本発明の不燃物精選分別装置について説明する。
図1には、不燃物精選分別装置100の一実施形態をあらわす概略図が示されている。不燃物精選分別装置100は、ホッパをなす外壁1と、前工程で一次選別された不燃物画分を投入する投入口2と、外壁1の内側に配置され前記不燃物画分を粒度に基づいて不燃物(篩下物)と可燃物(篩上物)とに分別する篩選別機20と、篩選別機20の下方に配置され、外壁1に囲まれた空間を不燃物収容空間4aと可燃物収容空間4bに分ける仕切板3と、不燃物収容空間4aの下方に配置される開閉可能な不燃物排出口の扉5aと、可燃物収容空間4bの下方に配置される開閉可能な可燃物排出口の扉5bと、篩選別機20に設けられた振動装置30とを備える。
外壁1は、外壁1の内側に収容部を有するホッパ形状(例えば下方に向かって縮径する漏斗形状)の構造物であって、図示しない既存の一次分別機の排出口に適合する投入口2、不燃物排出口の扉5a(扉閉の状態)、可燃物排出口の扉5b(扉閉の状態)を備える。
同図において、不燃物排出口の扉5aが回動して開いた状態は、符号5aaを付した二点鎖線によって表され、可燃物排出口の扉5bが回動して開いた状態は、符号5bbを付した二点鎖線によってあらわされている。ただし、同図に示されている排出口の扉5a、5bの開閉扉は、一例であって、回動式の開閉扉に限定されず、他方式の扉を採用してもよい。
篩選別機20は、篩選別機20の下面から突出する脚部28a,28bを介して、固定支持部6と、該固定支持部6よりも低い位置に配置された可動支持部8とによって支持され、外壁1の内側に傾斜して配置されている。
脚部28aと固定支持部6とは、例えば、脚部貫通孔29aに挿通された回転軸6aによって回動可能に接続されており、回転軸6aを支える軸受部6bは、防振部材6cを介して、ホッパの外壁1に固定された固定梁7の上に載置されている。
一方、脚部28bと可動支持部8とは、例えば、脚部貫通孔29bに挿通された回転軸8aによって回動可能に接続されており、回転軸8aを支える軸受部8bは、防振部材8cを介して、ホッパ外壁1に対して上下左右に移動可能な可動梁9の上に載置されている。
篩選別機20は仕切板3を跨ぎ、篩選別機20の高い方の端部は不燃物収容空間4aの上方に、低い方の端部は可燃物収容空間4bの上方に位置し、篩上物が可燃物収容空間4bに確実に落下するように配置され、可動梁9を移動させることにより、回転軸6aを支点として回動させ、篩選別機20の傾斜角を変更することができる。
篩選別機20の傾斜角の範囲は、特に限定されないが、25°〜35°の範囲が好ましい。傾斜角は小さいほど選別能力が向上するが、傾斜角を25°よりも小さくすると篩面に滞留する時間が長くなり過ぎてごみ処理量が低下する。対策として、篩を大きく振動させて処理量を増やすことも可能であるが、大きく振動させるために動力コストが嵩むという問題が生じる。一方、傾斜角を35°よりも大きくすると、選別能力が低下し、不燃物が回収できなくなるので好ましくない。
振動装置30は、篩選別機20の篩の下面に直接取付けられ、篩の撓みを利用して篩を効果的に振動させることができる。篩選別機20の振動は、固定支持部6の防振部材6c、可動支持部8の防振部材8cによって弱められ、外壁1に振動がなるべく伝わらないように(大きな騒音を出さないように)なっている。なお、図1では、固定支持部6の近くに振動装置30が取付けられているが、特に限定されず、篩選別機20の中央、あるいは可動支持部8の近くであってもよい。
上記のように構成された、振動装置30を備える篩選別機20は、篩選別機20の傾斜角と、振動装置30の振動波形を変えて、篩選別機20の篩上を傾斜方向下方に移動する不燃物画分の移動速度を変化させ、篩を通過する不燃物と篩を通過しない可燃物との割合を調整することができる。
仕切板3は、篩選別機20の下面に追随して、高さ方向に伸縮可能な構造をなしている。例えば、仕切板3は、仕切板の下部部材3aと、該下部部材3aに対してスライド可能な仕切板の上部部材3bとから構成され、図示しない駆動機構によって上部部材3bをスライドさせて、高さ方向に伸縮させることができる。また、下部部材3aの下端は、不燃物排出口の扉5aと可燃物排出口の扉5bとの間に配置された回転軸3cによって回動可能に支持されている。これによれば、篩選別機20の傾斜角を変更しても、仕切板3の上端が篩選別機20の下面から離間しないように追随させることができるので、篩選別機20の下方の空間を不燃物収容空間4aと可燃物収容空間4bに分け、不燃物と可燃物が混じり合わないように、確実に仕切ることができる。
次に、図面を参照しながら、篩選別機20について詳しく説明する。
図3と図4には、それぞれ篩選別機20の側面図と斜視図が示されている。篩選別機20は、篩24a、24bを有する篩選別機本体21と、篩選別機本体21の下面から突出する脚部28a、28bとを備え、篩選別機本体21の下面には振動装置30が直接取付けられている。不燃物精選分別装置100において、篩選別機20は、脚部28aが脚部28bよりも高くなるように取りつけられるので、不燃物画分は、図示された矢印の方向に移動しながら、篩選別される。
以下、図5に示された篩選別機20の分解側面図と、図6に示された分解斜視図を参照しながら、更に詳しく説明する。
篩選別機の本体21は、フレーム22の上面に、緩衝材23a,篩24a、緩衝材23b、篩24b、緩衝材23c、押え板25がこの順序で積み重ねられ、これらの部材に穿設されたボルト挿通孔27にボルト26aが挿通され、ボルト26aに螺合するナット26bによって締結された、2枚の篩を有する部品として構成されている。本実施例では、2枚の篩を積み重ねた篩選別機20を例示したが、篩の枚数は特に限定されず、例えば篩を1枚にして簡素化したり、2枚以上の複数枚を積み重ねて選別能力を高めてもよい。ただし、複数枚を積み重ねる場合は、下段へ行くほど段階的に篩目のサイズが小さくなるように積み重ね、複数枚の篩の全てを通過したものは不燃物収容空間4aに貯留され、複数枚の篩のいずれかを通過しなかったものは可燃物収容空間4bに貯留されるように構成する。
フレーム22は、曲げ荷重に耐えるように、例えば鉄骨等で組まれた構造物であって、上面の長手方向にはボルト26aを挿通するためのボルト挿通孔27が穿設されている。
篩24a、24bとしては、例えば篩目として多数の円孔が穿たれた薄板(パンチングメタル)、ワイヤーメッシュなどを使用することができる。篩目のサイズは、一例を挙げると、図示しない一次選別機の篩目が15〜20mmの場合は、篩選別機20の上段に配置された篩24bの篩目は6mm、下段に配置された篩24aの篩目は5mmが適する。ただし、投入される不燃物画分の性状は様々であるので、篩目のサイズは上記の数値に限定されるものではなく、適宜変更することができる。
緩衝材23a,23b,23cは、弾力を備える、例えばゴム素材の長方形の板であって、篩24a、24bの長手方向に延びる2辺に沿って上下に配置され、押え板25と共にボルト26a、ナット26bによって締結され、篩24a、24bの周辺部を押圧固定している。このため、篩24a、24bの中央部が振動装置30によって激しく振動しても、周辺部では緩衝材23a,23b,23cが振動エネルギを吸収して、篩を固定する締結部の緩みや疲労破壊を防止している。
振動装置30は、振動モータ31と、篩24aの下面に当接して配置される取付用板32と、篩24bの上面に当接して配置されるモータ用緩衝材33と、更にモータ用緩衝材33の上面に配置されるモータ固定用板34と、これらの部材に穿設されたボルト挿通孔36に挿通されるボルト35aと、ボルト35aに螺合するナット35b、フレーム22の上面との間に挿入される防振部材37とを備え、篩24a、24bに直接吊架されている。これによれば、篩24aの下面に直接取付けられた振動モータの振動によって、篩の撓みを利用して篩を効果的に振動させ、不燃物が通過しやすくすると共に、目詰まりを抑制することができる。
振動モータ31としては、モータの回転軸に扇型のウエイトが偏心させて取付けられ、回転軸が回転した時に遠心力によって振動を発生させる振動モータ等を使用することができる。
以上説明した、不燃物精選分別装置100を用いて、一次選別された不燃物画分を精選分別する方法について説明する。
粗大ゴミ処理施設に搬入された粗大ゴミは、まず破砕機によって破砕されごみ破砕物となる。ごみ破砕物は、既存設備の一次選別機によって、可燃物画分、不燃物画分、磁性物画分、アルミ画分に分別される。このうち、一次選別された不燃物画分を、不燃物精選分別装置100の投入口2から投入し、傾斜配置された篩選別機20の、高い位置(脚部28aが配置された端部)に落下させる。高い位置に落下させると、篩上に滞留する時間が長くなるので、効率的に選別することができる。例えば、落下位置をコントロールするため、投入口2の下にガイド板(図示せず)を設置してもよい。
篩選別機20は、下面に直接取付けられた振動装置30によって、撓みを利用しながら振動している。振動装置30の振動モータ31は、連続的に振動させてもよいが、断続的に振動させることもできる。断続的に振動させた方が、篩目上に滞留する時間を調節でき、振動モータ起動・停止時の偏心挙動による振動パターンの変化で、目詰まり防止効果が得られるので好ましい。
振動エネルギを得た不燃物画分は、篩面上を跳ねながら、低い位置(脚部28bが配置された端部)に向かって移動し、その間に二次選別される。
不燃物画分のうち、粒度の小さい不燃物は、篩選別機20の上段に配置された篩24bの篩目を通過して篩下物として選別され、更に下段に配置された篩24aの篩目を通過して篩下物として精選されて、不燃物収容空間4aに収容される。粒度の大きい可燃物は、篩選別機20の上段に配置された篩24bの篩目を通過できず、篩24bの篩上物として可燃物収容空間4bに収容される。なお、篩24bは通過するが、篩24aは通過できない篩24aの篩上物も可燃物収容空間4bに収容される。
不燃物収容空間4aに貯留された不燃物は、不燃物排出口の扉5aを開けて取り出され、最終処分場に運ばれ、埋め立て処理される。一方、可燃物収容空間4bに貯留された可燃物は、不燃物排出口の扉5bを開けて取り出され、焼却場に運ばれ、焼却処理される。
粗大ゴミの内容が変わり、粗大ゴミ粉砕物から得られる不燃物画分の性状(粒度分布など)が変化した場合は、その変化に合わせて、篩選別機20の傾斜角や、振動装置30の振動波形(振幅、周期、連続モードもしくは断続モード)を変えて、不燃物と可燃物の分別割合を調節することができる。
以上説明したように、一次選別された不燃物画分を、本発明の不燃物精選分別装置100によって二次選別することにより、可燃物の不燃物への混入量を減らして不燃物を減量し、最終処分場の負担を軽減することができる。
なお、不燃物精選分別装置100は、装置構造を簡略化するために、可動梁9を駆動する駆動装置を設けず、篩選別機の傾斜角を固定した、精選分別装置としてもよい。これによって設備コストを低減することができる。
次に、図2を参照して、本発明に係る不燃物精選分別装置の他の実施形態について説明する。図2に示された不燃物精選分別装置200では、仕切板13の下部部材13aの下端が、回転軸13cによって、壁部1と回動可能に接続されている。一方、仕切板の下部部材13aに対してスライド可能な上部部材13bの上端は、回転軸13dによって、篩選別機20aの脚部28cと回動可能に接続されている。篩選別機20aの傾斜角を変更した時に、篩選別機20aに連動して仕切板13が回動、伸縮するようになっている。このようにすれば、仕切板13を伸縮させる専用の駆動装置を備える必要がなくなり、装置構造を簡略化することができる。
以上は、不燃物精選分別装置の全体構成について説明した。しかしながら、本発明の要部は、二次選別用の篩選別機20と仕切板3であって、上記実施形態には限定されない。例えば、既存設備に設けられた不燃物画分の投入ホッパ外壁をそのまま利用し、ホッパ取付部品として篩選別機20と仕切板3を取付けて、本発明の不燃物精選分別装置を構成することができる。これによって、設備コストを低減しつつ、不燃物を更に精選して、埋め立て処理する不燃物ごみの量を減らすことができる。
1 外壁
2 投入口
3,13 仕切板
3a,13a 仕切板の下部部材
3b,13b 仕切板の上部部材
3c、13c,13d 回転軸
4a 不燃物収容空間
4b 可燃物収容空間
5a 不燃物排出口の扉(扉閉状態)
5aa 不燃物排出口の扉(扉開状態)
5b 可燃物排出口の扉(扉閉状態)
5bb 可燃物排出口の扉(扉開状態)
6 固定支持部
6a 回転軸
6b 軸受部
6c 防振部材
7 固定梁
8 可動支持部
8a 回転軸
8b 軸受部
8c 防振部材
9 可動梁
20,20a 篩選別機
21 本体
22 フレーム
23a,23b,23c 緩衝材
24a,24b 篩
25 押え板
26a ボルト
26b ナット
27 ボルト挿通孔
28a,28b,28c 脚部
29a,29b,29c 脚部貫通孔
30 振動装置
31 振動モータ
32 モータ取付用板
33 モータ用緩衝材
34 モータ固定用板
35a ボルト
35b ナット
36 ボルト挿通孔
37 防振部材
100,200 不燃物精選分別装置

Claims (5)

  1. ごみ破砕物を一次選別して得られる不燃物画分を投入するホッパと、
    前記ホッパ内に傾斜して配置される二次選別用の篩選別機と、
    前記篩選別機の下方に配置され、前記ホッパ内を不燃物収容空間と可燃物収容空間に分ける仕切板と、
    前記不燃物収容空間の下方に配置される開閉可能な不燃物排出口と、
    前記可燃物収容空間の下方に配置される開閉可能な可燃物排出口と、
    前記篩選別機に設けられた振動装置とを備え、
    前記篩選別機は、上方の端部を前記不燃物収容空間上に配置し、下方の端部を前記可燃物収容空間上に配置されており、
    前記篩選別機を通過した不燃物が、前記不燃物収容空間に貯留され、前記篩選別機を通過しなかった可燃物が、前記可燃物収容空間に貯留されるように構成されていることを特徴とする不燃物精選分別装置。
  2. 前記篩選別機は、その傾斜角を変更可能に支持されており、前記仕切板は、その下端が前記不燃物排出口と前記可燃物排出口との間に支持され、その上端が前記篩選別機の下面に追随して支持されるように、高さ方向に伸縮可能な構造をなしている請求項1記載の不燃物精選分別装置。
  3. 前記振動装置は、前記篩選別機の下面に直接取付けられた振動モータからなる請求項1又は2記載の不燃物精選分別装置。
  4. 前記篩選別機は、篩目のサイズが異なる複数枚の篩を、緩衝材を挟んで積み重ねて構成され、下段へ行くほど段階的に篩目のサイズが小さくなっており、複数枚の篩の全てを通過したものは前記不燃物収容空間に貯留され、複数枚の篩のいずれかを通過しなかったものは前記可燃物収容空間に貯留されるように構成されている請求項1〜3のいずれか1つに記載の不燃物精選分別装置。
  5. ごみ破砕物を一次選別して得られる不燃物画分を投入するホッパに取付けられる部品であって、前記ホッパ内に傾斜して配置される二次選別用の篩選別機と、前記篩選別機の下方に配置され、前記ホッパ内を不燃物収容空間と可燃物収容空間に分ける仕切板とを備えていることを特徴とするホッパ取付部品。
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