JP6958930B2 - 廃プラスチックの水流式破砕片供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、廃プラスチックを再資源化する技術に係り、特に水流中において廃プラスチックの破砕片を比重の相違、破砕片の大きさの相違により、プラスチックを種類別に選別する際に、その処理装置に破砕片を供給する廃プラスチックの水流式破砕片供給装置に関する。

廃棄されたプラスチック製品等の廃プラスチックは、容器リサイクル法に基づいて回収され、新しい製品の材料もしくは原料として利用する再資源化が行われている。回収された廃プラスチックは、人の手作業により分別されたのちにフレーク状に破砕・洗浄され、プラスチックの種類別に選別されて再商品化される。再商品化する際の品質を保つためには選別の精度を高める必要があり、選別する際の技術としては、プラスチックの種類による比重の違いを利用して選別する比重選別方法（装置）が知られている。

例えば、特許文献１の特開２０１０−１４２７５９号「浮遊選別装置」には、液体を収容するための外側ケーシングと、前記外側ケーシング内に、前記外側ケーシングと連通するように配置される内側筒と、前記外側ケーシング内および／または前記内側筒内に設けられ、前記液体を攪拌するための水平回転可能な第１羽根と、前記内側筒内に設けられ、上下移動可能な第２羽根とを有する浮遊選別装置において、前記内側筒内に湿潤状態の発泡体を含む材料を投入して前記液体に浮遊させて、前記発泡体を選別する技術が提案されている。

特開２０１０−１４２７５９号公報

しかし、特許文献１に記載の「浮遊選別装置」は、材料を内側筒内に投入するため比重が小さい小比重樹脂を第２選別室に移動させるのが困難であるという問題があった。また、小比重樹脂は溢れる液体の流れに乗せるようにして回収し、発泡体はへら状の上下移動羽根によって液体と共に掬い上げて回収する構成となっているため、回収した小比重樹脂や発泡体を液体と分離する工程が必要になり煩雑な作業になりやすいという問題を有していた。
更に、選別を行なう際には、浮遊選別装置に投入する前に材料を湿潤状態にする工程が必要であった。

本発明は、かかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、破砕処理、粉砕処理した廃プラスチックの破砕片を、水流を利用して輸送し、これに付着した気泡を除去すると共に、比重の相違と破砕片の大小の相違を利用して選別する処理装置に、選別する水に輸送する水を加えることなく、投入することで、精度の高い選別をすることができる廃プラスチックの水流式破砕片供給装置を提供することにある。

本発明は、廃プラスチックの破砕片を、比重選別装置（２１，３１）等の次工程の処理装置に供給する廃プラスチックの水流式破砕片供給装置であって、
筒体部（５）上部の開口に、破砕片を投入するホッパ（６）を有する供給装置本体（２）と、
前記筒体部（５）内において軸周りに回転する、棒状部材（１０）の周囲に凸条（１１）がらせん状に形成されたスクリュウ部（８）と、該スクリュウ部（８）の下端に、複数の羽根（１２）が放射状に取り付けられた円板状のインペラ部（９）とが設けられた撹拌部材（３）と、
前記筒体部（５）の下部に連続形成された、水を吸引する吸水口（１３）と、水と共に破砕片を排出する排出口（１４）とが設けられた、前記インペラ部（９）用のインペラケーシング（４）と、を備え、
前記インペラケーシング（４）の吸水口（１３）に水を吸引させ、併せて前記ホッパ（６）に破砕片を投入し、この破砕片がスクリュウ部（８）の回転により解されながらインペラケーシング（４）に到達し、該インペラケーシング（４）内でインペラ部（９）の回転により、更に解された破砕片が、水と共に前記排出口（１４）から前記比重選別装置（２１，３１）等の次工程の処理装置に供給され、
破砕片の輸送に用いた水は該比重選別装置（２１，３１）等の処理装置から回収し、この水を前記吸水口（１３）に流入するように構成した、ことを特徴とする。

前記供給装置本体（２）の筒体部（５）の内径は、前記インペラケーシング（４）の内径より狭く形成することができる。
前記インペラケーシング（４）内に、前記インペラ部（９）外周の前記吸水口（１３）近傍から前記排出口（１４）近傍にかけて、前記棒状部材（１０）の回転方向に沿って拡大流路（１５）を形成することができる。

本発明の構成では、廃プラスチックの破砕片について、第１段階で撹拌部材（３）に凸条（１１）がらせん状に形成されたスクリュウ部（８）で下方へ移動させる。次に、第２段階で撹拌部材（３）の複数の羽根（１２）が放射状に取り付けられた円板状のインペラ部（９）で解し、インペラ部（９）の羽根（１２）が輸送中のせん断応力で気泡を除いている。また、破砕片の輸送に水流を用いるため、風力選別装置のように処理の際に破砕片の粉末（塵芥）が飛散することがない。

供給装置本体（２）の筒体部（５）の内径を、インペラケーシング（４）の内径より狭く形成することで、スクリュウ部（８）のらせん状の凸条（１１）との間において、塊になった破砕片が解されやすくなる。
インペラケーシング（４）の内壁が、吸水口（１３）から排出口（１４）のまでの位置に形成された、インペラ部（９）先端との間隔が大きくなるように拡大流路（１５）が、吸水する力を生じさせる。

実施例１の循環型の水流式破砕片供給装置を示す正面図である。 実施例１の循環型の水流式破砕片供給装置を示す平面図である。 実施例１の循環型の水流式破砕片供給装置を示す正断面図である。 実施例１の循環型の水流式破砕片供給装置を示す平断面図である。 本発明の水流式破砕片供給装置と水槽型比重選別装置とを組みあわせた構成例について示す概略説明図である。 本発明の水流式破砕片供給装置と円筒型比重選別装置とを組みあわせた構成例について示す概略説明図である。 円筒型比重選別装置の概略説明平断面図である。

本発明の廃プラスチックの水流式破砕片供給装置は、廃プラスチックの破砕片を、破砕処理、粉砕処理の際に塊になった破砕片について水流を用いて解し、更に水と共に比重選別装置等の次工程に移送し、次工程の比重選別装置の水流速度に変化を与えることなく破砕片を供給する破砕片供給装置である。

＜循環型水流式破砕片供給装置の構成＞
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は実施例１の循環型の水流式破砕片供給装置を示す正面図である。図２は実施例１の循環型の水流式破砕片供給装置を示す平面図である。
実施例１の循環型の水流式破砕片供給装置１は、主に供給装置本体２、撹拌部材３とインペラケーシング４とから成り、廃プラスチックの破砕片を、水と共に比重選別装置２１，３１等の次工程の装置に供給する装置である。なお、本発明の水流式破砕片供給装置１は、次工程は比重選別装置（工程）に限定されず、他の処理装置にも用いることができる。

供給装置本体２は、筒体部５の上部開口に、破砕片を投入するホッパ６が形成された装置である。このホッパ６は逆円錐形状を有し、その開口の一部に必要に応じて破砕片を投入する投入口を有する。筒体部５の下部開口には、インペラケーシング４が連続して形成されている。

図３は実施例１の循環型の水流式破砕片供給装置を示す正断面図である。図４は実施例１の循環型の水流式破砕片供給装置を示す平断面図である。
撹拌部材３は、スクリュウ部８とインペラ部９とから成る部材である。スクリュウ部８は、棒状部材１０の周囲に凸条１１がらせん状に形成された部材である。らせん状に形成された凸条１１の傾斜状態は、回転に際して水が下方へ押し込まれる向きに形成されている。このスクリュウ部８の下端にインペラ部９が設けられている。インペラ部９は、複数の羽根１２が円板に放射状に取り付けられた部材である。撹拌部材３のスクリュウ部８は筒体部５の位置において軸周りに回転する。撹拌部材３のインペラ部９は、インペラケーシング４の位置において回転する。

撹拌部材３のスクリュウ部８は、回転する凸条１１が、その下部に位置するインペラケーシング４に破砕片を送り込む機能を有する。

同じく撹拌部材３のインペラ部９は、破砕片を水と共に送り出す部分である。本発明のインペラ部９は、単に水を送り出すだけではなく、このインペラ部９の羽根１２により、塊状態の破砕片を更に細分化するように解す機能を有する。

インペラケーシング４には、上部から水を吸引する吸水口１３と、側部に水と共に廃プラスチックの破砕片を排出する排出口１４がそれぞれ取り付けられている。吸水口１３は、供給装置本体２内に水を流入する部分である。ここから塊状態の破砕片を解すと共に、輸送に用いる水を吸引する。水面がホッパ６の位置に来るように吸引することが好ましい。

本発明のインペラケーシングの形状は、通常のインペラケーシングと異なり、インペラケーシング４の内壁は、インペラ部９先端の回転軌跡と同一間隔の円形状ではない。吸水口１３の近傍から排出口１４の近傍にかけての間では、インペラ部９先端との間隔が広い拡大流路１５が形成されている。図示するように、この拡大流路１５は、排出口１４近くの間隔（ｄ２）が、吸水口１３近くの間隔（ｄ１）より長くなっている。これは水を吸引し、排出する力を得るためである。

＜循環型の水流式破砕片供給装置の動作＞
実施例１の循環型の水流式破砕片供給装置は、図３に示すように２段階で破砕片を処理しながら、次工程の比重選別装置へ供給するようになっている。
（１）第１段階
インペラケーシング４の吸水口１３に水路を接続し、ホッパ６の位置に水面が来るようにする。このホッパ６に破砕片を投入する。投入された破砕片は、スクリュウ部８の回転により、下方へ輸送されインペラケーシング４に到達する。
（２）第２段階
このインペラケーシング４内でインペラ部９の回転により、解された破砕片が水と共に、筒体部５からインペラケーシング４に送られる。このインペラ部９に放射状に取り付けられた複数の羽根１２が、破砕片を解すことができる。この解された破砕片は水と共に排出口１４から比重選別装置２１，３１等の次工程の処理装置に供給される。
その輸送に使用された水は、本装置の吸引能力により、インペラケーシング４の吸水口１３に吸引される。

このように実施例１の循環型の水流式破砕片供給装置は、破砕片の輸送に用いた水は比重選別装置２１，３１等の次工程の処理装置から回収し、その水を吸水口１３に再投入するように構成されている。比重選別装置２１，３１への供給に用いた水は循環させて利用しているので、水の無駄な使用を防止できる。

＜本発明の水流式破砕片供給装置と水槽型比重選別装置とを組み合わせた構成＞
図５は本発明の水流式破砕片供給装置と水槽型比重選別装置とを組みあわせた構成例について示す概略説明図である。
次に、比重選別装置の一例である循環型の水槽型比重選別装置２１に、本発明の水流式破砕片供給装置１を組みあわせた構成例について説明する。図示する水槽型比重選別装置２１は、下向きシリンドリカル形状の底部を有する箱型選別水槽２２の長手方向の一端に比重の異なるプラスチックの破砕片の投入部２３を有する。この投入部２３に本発明の流水式破砕片供給装置１の排出口１４を接続している。水流式破砕片供給装置１の排出口１４から破砕片が水と共に、この投入部２３に供給される。

水槽型比重選別装置２１には、比重の小さいプラスチック破砕片を排出するために、箱型選別水槽２２の投入部２３から他端に向けて回転するパドル２４が複数取り付けられている。これらのパドル２４により箱型選別水槽２２内の水が流れるようになる。図示するように、水流式破砕片供給装置１は、その水面と箱型選別水槽２２内の水面が同一になるように配置する。プラスチック破砕片の輸送に用いられた水を循環させるための水排出部２５が設けられている。この水排出部２５と、インペラケーシング４の吸水口１３が接続されて、破砕片の輸送に用いた水が循環するようになっている。

箱型選別水槽２２の底部に、その長手方向にスクリューコンベア（図示せず）が取り付けられ、分離された比重の大きいプラスチック破砕片を排出部（図示せず）へ搬送するようになっている。なお、スクリューコンベアは一例であって他の搬送手段を用いることも可能である。

＜本発明の水流式破砕片供給装置と円筒型比重選別装置とを組み合わせた構成＞
図６は本発明の水流式破砕片供給装置と円筒型比重選別装置とを組みあわせた構成例について示す概略説明図である。図７は円筒型比重選別装置の概略説明平面図である。
本発明の水流式破砕片供給装置１は、上述した箱型水槽の水槽型比重選別装置２１との組みあわせに限定されない。円筒型比重選別装置３１にも利用できる。
この円筒型比重選別装置３１は、図示するように、沈降した廃プラスチックの破砕片を排出させる排出口３２を具備した、略逆円錐形状の回収部３３が下部に設けられた筒形状の外筒体３４と、外筒体３４の内部に、隙間を設けて同じ軸方向になるように配置された、筒形状の内筒体３５と、から成る選別装置本体３６を有する。この内筒体３５の上部に、内筒体３５の円周方向に沿って設けられた、一部に仕切壁３７を有する内壁３８と外壁３９から成り、外壁３９に、廃プラスチックの破砕片を放出させるスリット４０がその円周方向に開けられた、トンネル状の円形二重壁４１とを有する。円形二重壁４１の上部に、仕切壁３７を挟むようにそれぞれ取り付けられた、一方に廃プラスチックの破砕片を水と共に円形二重壁４１内に投入する破砕片投入口４２と、他方に円形二重壁４１内を移動した水を回収する投入水回収口４３とを有する。

仕切壁３７は円形二重壁４１の上部に位置し、この仕切壁３７を挟むように破砕片投入口４２と投入水回収口４３が取り付けられている。この破砕片投入口４２は、水流式破砕片供給装置１の排出口１４から廃プラスチックの分散された破砕片を円形二重壁４１内に投入する部分である。投入水回収口４３は、円形二重壁４１内で廃プラスチックの破砕片の輸送に用いた水（輸送循環水）を、水流式破砕片供給装置１の吸水口１３に回収する部分である。

円筒型比重選別装置３１は、内筒体３６の下底面部の下方に配置された、一部に循環水供給口４４が開けられた、略板状の循環水拡散板４５と、この循環水拡散板４５の循環水供給口４４に水を供給し、外筒体３４の上部に設けられた、循環水回収口４６から循環する水を回収する水流循環装置４７と、を備えた構成である。

本発明の破砕片供給装置１は、この円筒型比重選別装置３１と水流循環装置４７との組み合わせで使用することができる。水流循環装置４７は、選別装置本体３６の循環水供給口４４に水を供給し、外筒体３４の上部から浮遊している廃プラスチックの破砕片と共に分離、選別に用いた水を、選別装置本体３６の循環水回収口４６から回収して、この選別装置本体３６内の水を循環させる装置である。図示するように、水流式破砕片供給装置１は、その水面と円筒型比重選別装置３１内の水面が同一になるように配置する。
比重の大きい粒子の破砕片を排出口３２から回収する。また、比重の小さい粒子の破砕片は、外筒体３４の上部から回収する。例えば、水流循環装置４７の循環水により輸送された破砕片は水と共に回収する。

本発明の水流式破砕片供給装置１には、円筒型比重選別装置３１においてプラスチック破砕片の輸送に用いられた水を循環させるための水排出部（図示せず）と、インペラケーシング４の吸水口１３が接続されて、破砕片の輸送に用いた水が吸引されるようになっている。

なお、本発明は、破砕処理、粉砕処理した廃プラスチックの破砕片を、水流を利用して輸送し、これに付着した気泡を除去すると共に、比重の相違と破砕片の大小の相違を利用して選別する処理装置に、選別する水に輸送する水を加えることなく、投入することで、精度の高い選別をすることができる構成であれば、上述した発明の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。

本発明の廃プラスチックの水流式破砕片供給装置は、家庭用廃棄プラスチック、廃自動車、廃家電製品、廃オフィス家具に限定されず、その他の産業機器を再資源化する際に利用できる。

１ 水流式破砕片供給装置
２ 供給装置本体
３ 撹拌部材
４ インペラケーシング
５ 筒体部
６ ホッパ
８ スクリュウ部
９ インペラ部
１０ 棒状部材
１１ 凸条
１２ 羽根
１３ 吸水口
１４ 排出口
１５ 拡大流路
２１ 水槽型比重選別装置
３１ 円筒型比重選別装置

Claims (3)

1. 廃プラスチックの破砕片を、比重選別装置（２１，３１）等の次工程の処理装置に供給する廃プラスチックの水流式破砕片供給装置であって、
   筒体部（５）上部の開口に、破砕片を投入するホッパ（６）を有する供給装置本体（２）と、
   前記筒体部（５）内において軸周りに回転する、棒状部材（１０）の周囲に凸条（１１）がらせん状に形成されたスクリュウ部（８）と、該スクリュウ部（８）の下端に、複数の羽根（１２）が放射状に取り付けられた円板状のインペラ部（９）とが設けられた撹拌部材（３）と、
   前記筒体部（５）の下部に連続形成された、水を吸水する吸水口（１３）と、水と共に破砕片を排出する排出口（１４）とが設けられた、前記インペラ部（９）用のインペラケーシング（４）と、を備え、
   前記インペラケーシング（４）の吸水口（１３）に水を吸引させ、併せて前記ホッパ（６）に破砕片を投入し、この破砕片がスクリュウ部（８）の回転により解されながらインペラケーシング（４）に到達し、該インペラケーシング（４）内でインペラ部（９）の回転により、更に解された破砕片が、水と共に前記排出口（１４）から前記比重選別装置（２１，３１）等の次工程の処理装置に供給され、
   破砕片の輸送に用いた水は該比重選別装置（２１，３１）等の処理装置から回収し、この水を前記吸水口（１３）に流入するように構成した、ことを特徴とするプラスチックの水流式破砕片供給装置。
2. 前記供給装置本体（２）の筒体部（５）の内径は、前記インペラケーシング（４）の内径より狭く形成された、ことを特徴とする請求項１の廃プラスチックの水流式破砕片供給装置。
3. 前記インペラケーシング（４）内に、前記インペラ部（９）外周の前記吸水口（１３）近傍から前記排出口（１４）近傍にかけて、前記棒状部材（１０）の回転方向に沿って拡大流路（１５）が形成された、ことを特徴とする請求項１又は２の廃プラスチックの水流式破砕片供給装置。
   

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