JP6814026B2 - 選別装置 - Google Patents

Description

本発明は、建築廃棄物、混合産業廃棄物等の原料から、軽量な異物等の不要な材料を選別し取り除き再利用するための選別装置に関する。更に詳しくは、小型、簡素な構成で軽量な異物等の不要な材料を選別し、空気とともに吸い込み除去する機能を備えた選別装置に関する。

コンクリート廃材、アスファルト廃材等の建築廃材は、建築工事、解体工事、土木工事等において、通常、建設廃棄物として排出される。この建設廃棄物は、今日では産業廃棄物としてそのまま廃棄するのではなく、有効利用することが求められている。即ち、建築廃棄物は、一般に同質の材料であるので、破砕されているコンクリート材料は、ふるい装置により所定の大きさ以上のものと所定の大きさ以下のものとにふるわれて、大きさ毎に分別され、用途に応じて再生路盤材等として各々が再利用されている。しかし、建築廃棄物等には、木屑、紙、発泡スチロール、プラスチック類等のいわゆるゴミと称する軽量な異物が混入しており、そのままでは再利用することができない。

言い換えると、所定の大きさ以下に分別された建築廃棄物は、ふるわれた材料の大きさが略一定なるが故に例えば、再生路盤材として利用可能であるが、その建築廃棄物の中に木屑、紙、ビニール等の不純物、不要材料等、いわゆるゴミと称されるものが多く混入していると、再生路盤材に再利用することができない。そこで、建築廃棄物は、作業者による手選別で、木屑、紙、プラスチック等のものを選別して取り除く必要があった。また一部では、自動的に取り除く装置も使用されている。

しかしながら、特に手選別で、建築廃棄物、混合産業廃棄物から不純物、不要材料等を取り除く作業は大変な工数と労力のかかる作業である。又、混合産業廃棄物に含まれている小さいものは、手選別は容易でなく、埋め立て処理されてしまうことが多い。そのため、前述のように自動で選別することが可能な選別装置、選別方法、選別システムが種々提案されている。このような選別装置等については同一出願人も種々提案している。

例えば、従来の建築廃材の処理システムとして、スクリーン及び振動付与機構を有する振動ふるい装置と、吸引ノズル、サイクロン及びファン装置を有する不純物除去装置と、吸引ノズル下方のスリット網に下方から風を送る送風機構とを具備しているもの、或いはスクリーンの排出側に設けられたスリット装置を設け、そのスリット上に原料の移動方向を横切るように巻回ベルトの装置を設置し、軽量の異物をベルト側に吸引し除去するものが知られている（例えば、特許文献１、２及び３参照）。

特開２００５−３２９３４６号公報 特開２０１１−２４０３０６号公報 特開２０１２−２３９９３４号公報

以上説明したように、軽量の異物等を除去するために、原料の移動方向を横切る方向に巻回ベルトを設ける等により、従来の装置は選別装置のスクリーンの端部から外れた排出位置に、除去装置を設けて自動的に軽量の異物を除去する構成であった。このような構成で軽量の異物の回収を行うことは、どうしてもその構造を複雑にし、装置の床面積も大きくなり、コストの増加を招くものとなっていた。

本発明は上述のような技術背景のもとになされたものであり、下記の目的を達成する。
本発明の選別装置の目的は、簡素な構成で複雑な機構を要せず、吸引力を利用した構成のものにし、軽量の異物を自動的に効率よく、確実に安定して選別し除去するようにした選別装置の提供にある。

本発明は、前記目的を達成するために次の手段をとる。
本発明１の選別装置は、複数の材料が含まれた原料から、所定の材料を選別するための選別装置であって、水平面に対して一方の側が高くなる角度を有するように傾斜して配置されているとともに、所定の大きさのふるい目を有する傾斜スクリーン（７）に振動を付与し、前記一方の側から他方の側に原料が移動している間に、所定の大きさ以下の材料を、前記ふるい目を介して前記傾斜スクリーン（７）の下方側に落下させて選別する選別装置本体（２）と、前記選別装置本体（２）に、多段に積層された前記傾斜スクリーン（７）を内蔵し付与された振動でふるい動作を行うふるい枠体（６）と、前記積層された前記傾斜スクリーン（７）の各段の上方に位置し、原料の移動方向を横切る水平方向に前記ふるい枠体（６）の側壁（６ａ）に跨って設けられ、前記原料の軽量の異物（Ｇ）を空気とともに吸引し、前記側壁（６ａ）側より排出する吸引体（３）と、前記ふるい枠体（６）に設けられ、前記吸引体（３）を支持固定するとともに、前記軽量の異物（Ｇ）を集塵機（１６）へ送出する回収装置の取り付けを可能とする取り付け手段（２０）と、前記多段に積層された前記傾斜スクリーン（７）の中段の下部に設置され、前記振動で振動している前記傾斜スクリーン（７）上の前記原料から軽量の異物（Ｇ）を空気の吹き出しにより浮き上がらせる空気吹き出し手段（１８）とを設け、前記各吸引体（３）は、前記ふるい枠体（６）の両側壁（６ａ）間に沿って軽量の異物（Ｇ）を吸引するために複数の吸引穴（３ｄ）を設け、前記空気吹き出し手段（１８）は、原料の移動方向に対し前記各吸引体（３）の後方に配置されると共に、前記集塵機（１６）は、前記各吸引体（３）が前記側壁（６ａ）より排出する方向に沿って前記軽量の異物（Ｇ）を前記各吸引体（３）個別に吸引・回収することを特徴とする。

本発明２の選別装置は、本発明１の選別装置において、前記取付け手段（２０）は、前記ふるい枠体（６）に対し前記吸引体（３）の取り付け位置を調整可能に固定できる手段であることを特徴とする。
本発明３の選別装置は、本発明１又は２の選別装置において、前記吸引体（３）は、個別の傾斜スクリーン（７）に対し複数個設置されていることを特徴とする。

本発明によると、次の効果が奏される。本発明の選別装置は、吸引された軽量の異物であるゴミを、傾斜スクリーンから吸引した後、装置本体の側壁側から外部へ排出回収する構成にした。このことにより、構成が簡素化された。又、傾斜スクリーンが複数段の構成においても側壁側から排出する構成により、他装置との干渉なく、簡素な構成となった。このため、いずれの傾斜スクリーンにも同様な構造の吸入体を複数設置できるようになり、製造コストが削減できる構成となった。

図１は、本発明の選別装置の正面図である。 図２は、本発明の選別装置の側面図である。 図３は、他の実施の形態を示す部分正面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。図１は、選別装置１の全体構成を示す正面図で、図２は、その側面図である。これらの図は模式的に示している。図に示すように、本発明の選別装置１を含む全体構成としては、振動ふるい選別手段２、吸引手段３、選別装置本体４（以下「本体４」という）、ベルトコンベア５等の手段、装置等から構成されている。振動選別ふるい手段２は、本体を構成するふるい枠体６、網目を保持する傾斜スクリーン７、ふるいに振動を与えるための加振装置８、弾性支持体９等から構成されている。ふるい枠体６は、本体４に対して弾性支持体９を介して弾性支持（振動可能）されている。

弾性支持体９は、一般的なコイルバネ、板バネ等の金属ばねである。ふるい枠体６は、加振装置８により振動が付与されている。加振装置８は、本体４に取り付けられた加振モータ８ａが回転すると、ベルトを介して偏心された錘等からなるもので、ふるい枠体６に振動を付与する構成になっている。この構成は、一般的に公知の構成であり、その詳細な説明は省略する。ふるい枠体６の内部には、所定の大きさのメッシュを有する傾斜スクリーン７が設けられている。

傾斜スクリーン７は、本例の場合は３段構成になっていて、各々の傾斜スクリーン７は、鉛直方向に順次、上段に第１スクリーン７ａが、中段に第２スクリーン７ｂが、下段に第３スクリーン７ｃが積層して配置されている。又、第１傾斜スクリーン７ａ上には、カバー２２が設けられている。各傾斜スクリーン７ａ，７ｂ，７ｃは後方側（一方の側で原料投入側）が高く、前方側（他方の側で排出側）が低くなるように、所定の角度で傾斜している。ホッパー１０を介して第１傾斜スクリーン７ａ上に供給された原料Ａは、重力と、この傾斜と第１傾斜スクリーン７ａに付与される振動と、によって前方側（図１の右方）に移動する。

投入された原料Ａは、各傾斜スクリーン７ａ，７ｂ，７ｃの各々のメッシュを介して落下し、各々の傾斜スクリーン７ａ，７ｂ，７ｃを通して段階的にふるわれる。原料Ａは、第１傾斜スクリーン７ａでふるわれると、第１傾斜スクリーン７ａのメッシュより小さい粒度の原料Ａ中の原料Ｂとして、第２傾斜スクリーン７ｂ上に落下し、引き続き連続してふるわれる。更に、原料Ｂは、この第２傾斜スクリーン７ｂでふるわれ、第２傾斜スクリーン７ｂのメッシュより小さい粒度の原料Ｃが、第３傾斜スクリーン７ｃ上に落下する。

第１傾斜スクリーン７ａでふるわれ後に残った原料Ａ、及び第２スクリーン７ｂでふるわれ残った原料Ｂは、第２傾斜スクリーン７ｂの排出端でまとめられ、第２傾斜スクリーンの排出端に設置されたシュート１１を介して、第１コンベア１２に回収され移送される。即ち、第１傾斜スクリーン７ａの排出端部は、開放状態になっていて、その端部に移動した原料は、図の矢印で示すように、全て第２傾斜スクリーン７ｂ上に落下するようになっている。又、第２傾斜スクリーン７ｂでふるわれた原料Ｃは、第３傾斜スクリーン７ｃに落下し、この第３傾斜スクリーン７ｃでふるわれるが、残った原料Ｃは、矢印で示すように、第３傾斜スクリーン７ｃの排出端に設置されたシュート１３を介して、第２コンベア１４に回収される。

この最終段階の下段の第３傾斜スクリーン７ｃでふるわれ落下した原料Ｄは、コンベア１５のベルト上に回収され、Ｐ方向（図１参照）に移動することにより、所定の大きさ以下の材料として第３コンベア１５上方端から落下させ回収される。傾斜スクリーン７の前方端側（図１の右方下端）には、各々の傾斜スクリーン７ａ，７ｂ，７ｃの上部、即ち、原料の移動方向の直角方向上部に位置して、即ち、原料通過空間の上部に相当する位置に所定距離を隔てて、水平方向に軽量の異物Ｇを空気と共に吸引により回収するための吸引体３が設けられている。

即ち、第１傾斜スクリーン７ａに対応して第１吸引体３ａが、第２傾斜スクリーン７ｂに対応して第２吸引体３ｂが、第３傾斜スクリーン７ｃに対応して第３吸引体３ｃが各々の傾斜スクリーン７に設けられている。これらの吸入体３ａ，３ｂ，３ｃは、原料の移動方向を横切る略水平方向に設置され、ふるい枠体６内の両側壁６ａに跨って取り付けられている。これらの吸引体３は、軽量の異物Ｇを吸引するためのもので、中空状の筒体である。この吸引体３の中空の一方の端部は閉じられ、他方の端部は開放されており、図２に示すように、ふるい枠体６の側壁６ａの外に連なって回収通路を形成している。

これらの吸引体３には、内部が空洞の円管状の形をしたものであり、外周に複数の貫通孔である吸引穴３ｄが配置されている。この吸引穴３ｄは、傾斜スクリーン側に面している。この吸引穴３ｄを介して傾斜スクリーン７上の軽量の異物Ｇを空気とともに、吸引体３である筒体内に吸引し、軽量の異物Ｇを回収する構成となっている。これらの吸引体３は、各傾斜スクリーン７上に所定距離を隔てて設置されており、軽量の異物Ｇを効率よく吸引し、この吸引された軽量の異物Ｇはふるい枠体６の側壁６ａから集塵機１６により外部に排出される。

排出された軽量の異物Ｇは、各吸引体３ａ，３ｂ，３ｃから集塵機１６にまとめられ回収される。この吸引体３に吸引される軽量の異物Ｇは、紙、プラスチック、発泡材、ビニール、木片等のいわゆる焼却可能なゴミである。このゴミは、石材、アスファルト材等と異なるものである。ふるい動作の過程で移動中に、ゴミは軽いので傾斜スクリーン７上に浮き上がり、各原料Ａ，Ｂ，Ｃの上部に達するので、空気の吸引力を利用し吸引するものである。

このようにすることで、ふるい動作のどの段階においても、傾斜スクリーン７上の軽量の異物Ｇを吸引できる構成としたものである。これにより、ふるわれた原料は、効率よく軽量の異物Ｇを取り除くことになり、リサイクル材等に有効に利用できる原料となる。本実施の形態に関わる選別装置１については、前述したように、本出願人も含めて種々の異なる選別装置が提案されている。本実施の形態の選別装置１の基本的な構造、即ち、そのふるいの構造、加振機等は、公知技術であるので、その詳細な説明は省略する。

第３傾斜スクリーン７ｃでふるわれて残った原料Ｃは、移動中に、軽量の異物Ｇが第３吸入体３ｃにより吸引され、軽量の異物Ｇが除去されて残った原料Ｃは、排出側端部（図１の右側端部）より排出され、第２シュート１３を介して第２コンベア１４に排出される。この第２コンベア１４に回収された原料Ｃは、所定の大きさ以上であるが原料Ｂより小さい一定粒の原料Ｃとして第２コンベア１４より矢印Ｑの方向（図２参照）に搬送される。第２コンベア１４により搬送された原料Ｃは、搬送端より外部に放出され所定場所に堆積し再利用される。又、第３傾斜スクリーン７ｃでふるわれた原料Ｄは、細かい粒度の最終段階の原料Ｄとなり、第３コンベア１５に落下させコンベア端から回収し所定の場所に堆積される。

又、第２傾斜スクリーン７ｂでふるわれて残った原料Ｂは、混在している軽量の異物Ｇが第２吸引体３ｂにより吸引され、残った原料Ｂは排出側端部より排出され、第１シュート１１を介して第１コンベア１２に送られる。又、第１傾斜スクリーン７ａでふるわれて残った原料Ａは、混在している軽量の異物Ｇが第１吸引体３ａにより吸引され、排出側端部に送られ、前述のように原料Ａはこの端部から第２傾斜スクリーン７ｂ上の端部に落下する。

排出側端部では、第１傾斜スクリーン７ａからの原料Ａと、この第１傾斜スクリーン７ａでふるわれた原料Ｂとが混在し排出されることになる。この原料Ａ，Ｂは粗い原料であるので、第１コンベア１２を介して破砕機１７に導かれ破砕された上で、再度ホッパー１０を通して第１傾斜スクリーン７ａに再投入される。破砕機１７は、第１コンベア１２から導かれる材料以外は、別に運び込まれた大きな粗材Ｓを直接破砕するために利用される。又、ホッパー１０には、破砕の必要がないリサイクル材Ｔも投入される。原料Ａ，Ｂは、形状、大きさが不揃いの粗い原料であるので、再度破砕し選別を容易にする。

吸引体３の構造において、第１傾斜スクリーン７ａ上の粗い原料の中の軽量の異物Ｇは、第１吸引体３ａを介して除去されるが、除去しきれずふるわれて第２傾斜スクリーン７ｂに落下した軽量の異物Ｇは、第２傾斜スクリーン７ｂ上に設置された第２吸引体３ｂで吸引され回収される。即ち、粗い原料においては、２段構えの吸引体構成により軽量の異物Ｇを除去することになる。ただし、第１吸引体３ａで除去できなかった軽量の異物Ｇは、形状が大きく吸引穴３ｄを通過できないものが残る。この形状が大きい軽量の異物Ｇは、粗い原料とともに第１シュート１１で排出されることになるが、場合によっては手作業で取り除かれる。手作業で取り除くことを行わない場合は、大きな軽量の異物Ｇも原料Ａとともに第１コンベア１２を介して破砕機１７に導かれ、原料とともに破砕される。

軽量の異物Ｇが除去された原料Ｃは、第３傾斜スクリーン７ｃの排出端から第２シュート１３に放出され第２コンベア１４に導かれる。第２コンベア１４の原料Ｃは、前述したように所定のメッシュを通過した一定粒度の原料となっているので、再利用の原料Ｃとして所定位置に堆積される。本構成においては、軽量の異物Ｇを効率よく除去し吸引するため、第２傾斜スクリーン２の下部に、図示しない空気源から強制的に加圧空気が供給するための空気吹き出し手段１８が配置されている（図１参照）。この空気吹き出し手段１８からは、一定の圧力を有して空気が吹き出し、軽量の異物Ｇを上方へ舞い上がらせる。このことにより、軽量の異物Ｇを容易に浮き上がらせ吸引しやすくしている。本例では、最も効率的な位置として、第２傾斜スクリーン７ｂの下部に配置した構成で説明しているが、他の傾斜スクリーン７ａ，７ｃの位置であってもよく、又、複数の空気吹き出し手段１８を設置してもよい。

吸引体３は、本実施の形態においては円筒体としている。外周に複数の丸形状の吸引穴３ｄを設け、この吸引穴３ｄを介し、軽量の異物Ｇを空気とともに円筒体内に吸い込む形態のものである。この吸引体３は、各々の傾斜スクリーン７に対応して設けられるが、吸引穴３ｄの大きさは、各傾斜スクリーン７によって異なる大きさとしてもよい。吸引された軽量の異物Ｇは、吸引穴３ｄから吸引された後、円筒体である第１吸引体３ａ、第２吸引体３ｂ、第３吸引体３ｂのそれぞれの軸線方向に沿って端部に送られ、ふるい枠体６の側壁６ａから外部へ排出される。外部へ排出された軽量の異物Ｇは、ダクト１９を介して集塵機１６に回収される。この集塵機１６は、図示していないが、吸引式の家庭用掃除機に類似した空気を吸引する機能を有したものである。

吸引体３はふるい枠体６の両側壁６ａに跨って設置されており、一方の側壁端部側から、軽量の異物Ｇは放出される。この端部にはふるい枠体６と一体に吸引体３を取り付ける取り付け構成体を成している。吸引体３は、交換可能に取り付けが可能になっている。この取り付け手段２０は、最も簡素な方法としてボルト取り付けとしている。又、ふるい枠体６に吸引体３を取り付けるための間接部材を介して取り付け、これに吸引体３をボルトで固定する方法であってもよい。

吸引体３は固定的に設置してもよいが、移動する原料上面の最適位置に吸引体３を移動可能形状にして調整し設置する方法でもよい。この場合は、吸引体３とふるい枠体６との相対位置ずれが生じることになる。この場合は、例えばボルト穴を長溝形式にして、吸引体３の高さ位置を調整した後にボルトを締め固定とする。又、この吸引体３の固定は、ふるい枠体６の両側壁６ａに跨って設置されるステーに固定することでもよい。この吸引体３は目詰まり等のトラブルが生じたときには、この目詰まり吸引体３を即座に取り外し、新しい吸引体３に交換する。

この交換は、該当する傾斜スクリーン７の上部の傾斜スクリーン７を外せば、ワンタッチで容易に行うことが可能である。又、吸引体３の吸引穴３ｄを丸穴として説明したが、間口の大きなタイプの穴であってもよい。さらに各傾斜スクリーン７の設置状況に応じ、吸引穴３ｄの大きさ、形状等を個別に変えたものとしてもよい。吸引した吸引体３の軽量の異物Ｇは、いずれの吸引体３ａ，３ｂ，３ｃの軽量の異物Ｇもふるい枠体６の側壁６ａ方向から回収する構成にしている。この吸引体３は、移動する各傾斜スクリーン７上の原料上に所定距離を隔てて吸引穴３ｄを原料側方向に向けて設置されている。このように吸引体３は、複数個上下方向に、位置が異なって設置される場合であっても、選別装置１上方に複雑な構造を配置することも、干渉することもなく、側壁６ａに設置できる上、これに連結するダクト１９等の回収装置も容易に設置することができる。

本例の場合は、３つの吸引体３ａ，３ｂ，３ｃからの軽量の異物Ｇを同時に回収できる簡易な構成となっている。吸引体３から集塵機１６への回収はダクト１９を介して行う。このダクト１９は、ふるい枠体６の回収側側壁６ａに取り付けられる。このダクト１９は、ふるい枠体６が振動で動く装置であるので、フレキシブルなタイプのものとなる。複数の吸入体３からの軽量の異物Ｇを選別装置上部でまとめて回収する構成は、回収装置間の干渉を避けなければならないので、従来の装置の構成は複雑になってしまう欠点があった。本構成は、複数の回収手段が側壁に設けられたことにより、複数のものであっても吸引体個別に回収することができ容易な構成となっている。各吸引体３からの軽量の異物Ｇは、同一の集塵機１６に集められる。又、この吸引体３の構成は、既存の選別装置に対しても、側壁の一部に改造を加えるのみで容易に設置することができる構成である。

図３に示す構成は、各段の個々の傾斜スクリーン７上に、複数の吸引体３１をふるい枠体３０の側壁３０ａに取り付けた他の実施例を示したものである。軽量の異物Ｇが多い場合は、１つの吸引体３では除去できないこともある。同じ傾斜スクリーン７に複数の吸引体３を設けることで、より多くの軽量の異物Ｇを吸引することが可能である。結果的に、ふるわれた原料は、軽量の異物の少ない再生材となる。図３に示した実施の形態では、３個の吸引体３１ａ，３１ｂ，３１ｃを第１傾斜スクリーン７ａ上に設置した例としている。しかし、他の傾斜スクリーン７上で同様構成であってもよく、その数に限定はない。又、吸引体３は、形状の異なるタイプのものであってもよい。

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されることはなく、本発明の目的、趣旨を逸脱しない範囲内での変更が可能なことはいうまでもない。

１…選別装置
２…振動ふるい選別手段
３…吸引体
４…選別装置本体
５…コンベア
６…ふるい枠体
７…傾斜スクリーン
８…加振装置
９…弾性支持体
１０…ホッパー
１６…集塵機
１７…破砕機

Claims (3)

1. 複数の材料が含まれた原料から、所定の材料を選別するための選別装置であって、
   水平面に対して一方の側が高くなる角度を有するように傾斜して配置されているとともに、所定の大きさのふるい目を有する傾斜スクリーン（７）に振動を付与し、前記一方の側から他方の側に原料が移動している間に、所定の大きさ以下の材料を、前記ふるい目を介して前記傾斜スクリーン（７）の下方側に落下させて選別する選別装置本体（２）と、
   前記選別装置本体（２）に、多段に積層された前記傾斜スクリーン（７）を内蔵し付与された振動でふるい動作を行うふるい枠体（６）と、
   前記積層された前記傾斜スクリーン（７）の各段の上方に位置し、原料の移動方向を横切る水平方向に前記ふるい枠体（６）の側壁（６ａ）に跨って設けられ、前記原料の軽量の異物（Ｇ）を空気とともに吸引し、前記側壁（６ａ）側より排出する吸引体（３）と、
   前記ふるい枠体（６）に設けられ、前記吸引体（３）を支持固定するとともに、前記軽量の異物（Ｇ）を集塵機（１６）へ送出する回収装置の取り付けを可能とする取り付け手段（２０）と、
   前記多段に積層された前記傾斜スクリーン（７）の中段の下部に設置され、前記振動で振動している前記傾斜スクリーン（７）上の前記原料から軽量の異物（Ｇ）を空気の吹き出しにより浮き上がらせる空気吹き出し手段（１８）とを設け、
   前記各吸引体（３）は、前記ふるい枠体（６）の両側壁（６ａ）間に沿って軽量の異物（Ｇ）を吸引するために複数の吸引穴（３ｄ）を設け、
   前記空気吹き出し手段（１８）は、原料の移動方向に対し前記各吸引体（３）の後方に配置されると共に、
   前記集塵機（１６）は、前記各吸引体（３）が前記側壁（６ａ）より排出する方向に沿って前記軽量の異物（Ｇ）を前記各吸引体（３）個別に吸引・回収する
   ことを特徴とする選別装置。
2. 請求項１に記載された選別装置において、
   前記取付け手段（２０）は、前記ふるい枠体（６）に対し前記吸引体（３）の取り付け位置を調整可能に固定できる手段である
   ことを特徴とする選別装置。
3. 請求項１又は２に記載された選別装置において、
   前記吸引体（３）は、個別の傾斜スクリーン（７）に対し複数個設置されている
   ことを特徴とする選別装置。

Images