JPH09215943A - 回転ドラム型非磁性金属選別回収装置 - Google Patents

回転ドラム型非磁性金属選別回収装置

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JPH09215943A
JPH09215943A JP8048064A JP4806496A JPH09215943A JP H09215943 A JPH09215943 A JP H09215943A JP 8048064 A JP8048064 A JP 8048064A JP 4806496 A JP4806496 A JP 4806496A JP H09215943 A JPH09215943 A JP H09215943A
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magnet rotor
permanent magnet
drum
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 小口径の導電性非磁性金属片の選別回収を確
実に行なう。 【解決手段】 回転ドラム型非磁性金属選別回収装置に
おいて、駆動ローラと受動ローラおよび補助プーリに巻
装された無端状のコンベアベルトの内周面に、複数個の
磁石を有し回転自在に配置された永久磁石回転子を内蔵
した円筒状非磁性ドラムを接触して設け、前記永久磁石
回転子の回転方向を前記コンベアベルトの進行方向と相
対的に逆方向とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム、銅
等の導電性非磁性金属を処理物中より分離、回収するた
めの回転ドラム型非磁性金属選別回収装置に関し、特に
小口径の導電性非磁性金属片を回収するための回転ドラ
ム型非磁性金属選別回収装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、環境問題が注目される中、資源の
再利用化も進んでおり、日常発生する廃棄物の中から、
鉄はもとより非鉄金属類、紙、布類、木片、合成樹脂、
ゴム、ガラス等広い範囲で資源回収が行われ、それに伴
う回収システムにも新しい技術が採用されている。非鉄
金属の中でアルミニウムに代表される非磁性軽金属類を
選別回収する装置は、都市ごみの中のアルミ缶、あるい
は自動車廃車の裁断スクラップに含まれるアルミニウム
等の回収再利用に多用されている。非鉄金属を他の廃棄
物と選別回収する手段として磁力を応用したものは従来
より、移動交流磁界を応用したリニアモータ型、ロータ
リーキルン状回転円筒の外周に永久磁石を配設したイン
サイドドラム型、平滑斜面の下側に永久磁石を配列した
スライディングセパレータ型、あるいはコンベアベルト
が巻装されるドラムを二重構造のドラム型とし内部に永
久磁石回転子を配設した回転ドラム型等、多数の構造が
提案されている。
【0003】上記の中で回転ドラム型が最も多く使用さ
れており、その従来例を図5に示す。図5に示す回転ド
ラム型非磁性金属選別回収装置の構成および作用の概要
は次の通りである。無端状のコンベアベルト10は一方
の端部を駆動ローラ9に、他方の端部をドラム1に巻装
されている。駆動ローラ9をモータ7によりVベルト8
を介して矢印RRの方向に回転駆動することにより、コ
ンベアベルト10を矢印RBの方向に走行させる。従っ
て従動ローラであるドラム1は矢印RDで示す方向に回
転する。また、ドラム1は非磁性材料で形成されてお
り、ドラム1の内部にはドラム1と同心状に永久磁石回
転子4が回転自在に配設されている。
【0004】次に上記永久磁石回転子4の構成を図6に
示す。円筒状のヨーク3の外周面上に磁石2と磁石2´
が、円周方向に沿って等角度間隔で交互にN極とS極が
ドラム1側に位置するように、かつそれらの外表面がド
ラム1の内周面に近接するように固設されている。ま
た、永久磁石回転子4はドラム1と同心で回転方向RD
と同一方向RMに回転するが、回転速度(周速)が異な
るように別のモータ6によりVベルト5を介して回転駆
動する二重構造になっている。なお、永久磁石回転子4
の回転速度は、ドラム1の回転速度よりも充分に大きく
なるように設定されている。
【0005】このようにして、磁石2のN極から流出し
た磁束Cは、ドラム1およびその上に巻装されたコンベ
アベルト10を通過して磁石2´のS極に流入するの
で、コンベアベルト10の表面に強力な磁界を発生させ
ることになり、処理物(14あるいは15)に種々の影
響を与える。さらにドラム1の前方下側には、コンベア
ベルト10から落下し選別される処理物を回収する容器
18、19が配設され、容器18には紙、布類、木片、
合成樹脂等の非金属片14、容器19にはアルミニウ
ム、銅等の導電性非磁性金属片15がそれぞれ回収され
る。
【0006】上記の回転ドラム型非磁性金属選別回収装
置の作用は次の通りである。まず、導電性非磁性金属片
15、非金属片14が混在した処理物をホッパ13の上
端開放部から投入すると、コンベアベルト10の表面に
落下し、コンベアベルト10の走行と共にドラム1の中
心軸を通る垂線の上部領域、すなわち最頂部へと搬送さ
れる。ここで、コンベアベルト10上の処理物はある程
度の厚さを持ち層状となるが、理解を容易にするために
図5では散在した状態で示す。
【0007】処理物は、ドラム1の最頂部に達すると、
ドラム1に内設された永久磁石回転子4の高速回転によ
り、円筒状ヨーク3の外周面に固設された磁石2および
磁石2´によって発生する高周波交番磁界の中を通過す
る。この時、導電性非磁性金属片15の内部にはファラ
デーの電磁誘導で説明される渦電流が発生し、この渦電
流に起因して発生する磁束の向きと、永久磁石回転子4
より発生する磁束の向きは、レンツの法則に従って相反
するため、両者の相互作用により遠心方向の斥力(反発
力)が生起される。さらにコンベアベルト10の搬送力
が合成力として作用して、導電性非磁性金属片15はコ
ンベアベルト10の走行方向から見てその前方でかつ上
方に飛翔し、ドラム1のほぼ最頂部より放物線の軌跡a
を描いて落下し、容器19へと選別回収される。
【0008】また、処理物中の非金属片14は、磁石2
および磁石2´の磁気作用を何等受けることが無いた
め、自重により自由落下して、bの軌跡に沿って容器1
8へ選別回収される。
【0009】一般に、導電性非磁性金属片が永久磁石回
転子より受ける斥力Fは次の式で表される。 F∝Bg2×f×σ×A/ρ…………(1) ここでBg:磁束密度 f :周波数(=磁石ドラム極数×磁石ドラム回転数) σ :導電率 A :処理物表面積 ρ :密度 選別回収の対象である導電性非磁性金属片15が小口径
の場合、その表面積は小さくなり、斥力Fが小さくなる
ことが式(1)から理解できる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】従来の回転ドラム型非
磁性金属選別回収装置では、導電性非磁性金属片が小口
径になると、永久磁石回転子より受ける斥力が小さくな
り、確実な選別回収が困難であるという問題点があっ
た。また、導電性非磁性金属片の形状が一様ではないた
め、空気抵抗等の理由で自由落下の軌跡も一様にはなら
ず、選別回収の精度が安定しないという問題点も生じて
いた。本発明は、上記問題点を解消し、確実な選別回収
が可能な回転ドラム型非磁性金属選別回収装置を提供す
ることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、駆動ローラと受動ローラおよび補助プー
リに巻装された無端状のコンベアベルトと、前記コンベ
アベルトの内周面に接触して設けられ、複数個の磁石を
有し回転自在に配置された永久磁石回転子を内蔵した円
筒状非磁性ドラムと、前記永久磁石回転子の回転方向を
前記コンベアベルトの進行方向と相対的に逆方向とする
回転手段を有する、という技術的手段を採用した。また
本発明においては、コンベアベルトの側方に、磁気浮上
させた導電性非磁性金属を気体噴射によって分離除去す
る除去手段を設けても良い。
【0012】
【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施例に係る回
転ドラム型非磁性金属選別回収装置の概略断面図であ
る。ただし、従来例と同一部分は同一の参照符号を付
し、その詳細な説明は省略する。本実施例の回転ドラム
型非磁性金属選別回収装置の基本的構造は、図5に示す
従来例の構造と類似するが、永久磁石回転子4の回転方
向をコンベアベルト10の進行方向と相対的に逆方向と
したこと、すなわち従来例と逆方向の回転させる点で相
違する。また、従来例では導電性非磁性金属片15をコ
ンベアベルト10の端部から落下させていたのに対し、
本発明ではコンベアベルト10の中間領域において磁気
浮上させることにより選別回収させる点も大きな相違点
となる。
【0013】次に本発明の構造について図1を用いて詳
述する。無端状のコンベアベルト10は、一方の端部を
駆動ローラ9に、他方の端部を受動ローラ11に、さら
に両ローラの下方に位置する補助プーリ12の3点を軸
として巻装されている。駆動ローラ9をモータ7により
Vベルト8を介して矢印RRの方向に回転駆動すること
によって、コンベアベルト10を矢印RBの方向に走行
させる機能を有している。
【0014】また、複数個の磁石を有し回転自在に配置
された永久磁石回転子4を内蔵した円筒状非磁性ドラム
1は、コンベアベルト10の処理物搬送領域の裏面に接
触するように配置されている。永久磁石回転子4は、モ
ータ6によりVベルト5を介して矢印RM方向、すなわ
ち従来例である図5とは反対となる時計方向に回転させ
る。この時、ドラム1はコンベアベルト10と接触して
いるため矢印RD方向に回転する。従って、永久磁石回
転子4の回転方向とドラム1の回転方向とは逆方向とな
る。
【0015】上記構成により、紙、布類、木片、合成樹
脂等の非金属片14および導電性非磁性金属片15が混
在した処理物は、ホッパー13よりコンベアベルト10
上に供給されると、RB方向に搬送され永久磁石回転子
4の上部領域に到達する。処理物中の非金属片14は磁
石による磁気作用を受けないため、永久磁石回転子4の
上部領域を通過し受動ローラ11に達した後、自重によ
り自由落下して回収容器18へ回収される。
【0016】一方、導電性非磁性金属片15は永久磁石
回転子4の上部領域に到達すると、永久磁石回転子4か
ら磁気作用を受けてコンベアベルト10の上方に浮上
し、例えば図2に示すような手段によって分離除去され
る。浮上した導電性非磁性金属片を、噴射気体(例えば
空気)を利用して分離除去する例を図2に示す。図2の
構造では、コンベアベルト10の一方の側に空気噴射装
置20を設置し、コンベアベルト10の走行方向(紙面
に垂直方向)と直交する方向から空気を噴射して、導電
性非磁性金属片15をコンベアベルト10の他方の側に
吹き飛ばして(図中破線で示す。)回収するようにして
いる。
【0017】次に、本発明において、永久磁石回転子4
の回転方向をコンベアベルト10の進行方向と相対的に
逆方向とした理由について、図3および図4を用いて説
明する。
【0018】図3に従来例の状態、すなわち永久磁石回
転子4の回転方向RMとコンベアベルト10の進行方向
と相対的に同一方向である状態を示す。図3では、コン
ベアベルト10の進行方向RBと同方向の搬送力FB
と、永久磁石回転子4の電磁誘導から説明される斥力F
Mとの合力FTが作用するため、導電性非磁性金属片1
5は永久磁石回転子4の前方方向に飛翔する。従って従
来は、導電性非磁性金属片15を永久磁石回転子4の前
方に、できるだけ遠方に飛翔させることによって、選別
精度の向上を図っている。
【0019】図4に本発明の状態、すなわち永久磁石回
転子4の回転方向RMとコンベアベルト10の進行方向
と相対的に逆方向である状態を示す。図4の場合も図3
と同様に、コンベアベルト10の進行方向RBと同方向
の搬送力FBと、永久磁石回転子4の電磁誘導から説明
される斥力FMとの合力FTが作用するが、斥力FMは
搬送力FBとは逆向きになり、上向きの合力FTが発生
するため、導電性非磁性金属片15は永久磁石回転子4
の鉛直上方方向に浮上する。
【0020】上記により、導電性非磁性金属片15が永
久磁石回転子4の鉛直上方方向に浮上する距離は、永久
磁石回転子4の回転方向がコンベアベルト10の進行方
向と相対的に逆方向、すなわち図4の状態の方が従来例
の図3の状態よりも大きいことが判る。本発明はコンベ
アベルトの鉛直上方方向に磁気浮上した導電性非磁性金
属片を除去する方式を採用しているため、図4の方式が
より適していることは容易に理解できる。
【0021】図1に示す本発明に係る装置と、図5に示
す従来の装置をそれぞれ製作し、導電性非磁性金属片の
選別回収効率を比較した結果について以下に記述する。
図1に示す本発明に係る装置の、各部の主要寸法、材質
および仕様は以下の通りである。 ドラム1:φ200×300mm、FRP 永久磁石回転子4:φ190×250mm、極数16 Nd−Fe−B系希土類磁石(日立金属製HS−40A
H) 回転数2500rpm 駆動ローラ9−受動ローラ11間距離:1000mm 駆動ローラ9−ドラム1間距離:600mm コンベアベルト10の有効幅:240mm コンベアベルト10の表面移動速度:51m/min また従来の装置は、受動ローラ11および補助プーリ1
2を取外した以外は、本発明に係る装置と同様の構成で
ある。
【0022】比較試験に供した処理物は、概略形状φ5
×10mmの樹脂ペレット5000cm3に、φ10×0.
5mmのアルミ片100枚を混入したものとし、コンベア
ベルト10への供給は振動フィーダを用いて、繰返し試
験を行なった。比較試験結果を表1に示す。
【0023】
【表1】
【0024】表1より平均回収率を比較すると、従来の
装置が40.8%であるのに対し、本発明に係る装置は
68.8%と高い値を示している。従って、小口径の導
電性非磁性金属片の選別回収は、従来のものに比べて本
発明に係る装置の方が格段に優れていることが明らかで
ある。
【0025】
【発明の効果】本発明は上記のような構成および作用を
有するので、従来公知の回転ドラム型非磁性金属選別回
収装置における問題点を解決し、特に処理物中に混在す
る小口径の導電性非磁性金属片を精度良く確実に選別回
収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る選別回収装置の概略断
面図である。
【図2】本発明の一実施例に係る分離除去手段を示す図
である。
【図3】従来の選別回収装置の導電性非磁性金属片に作
用する力を説明するための図である。
【図4】本発明の一実施例に係る選別回収装置の導電性
非磁性金属片に作用する力を説明するための図である。
【図5】従来の選別回収装置の概略断面図である。
【図6】図5の要部拡大図である。
【符号の説明】
1…ドラム、2、2´…磁石、3…ヨーク、4…永久磁
石回転子、5、8…Vベルト、6、7…モータ、9…駆
動ローラ、10…コンベアベルト、11…受動ローラ、
12…補助プーリ、13…ホッパ、14…非金属片、1
5…導電性非磁性金属片、18、19…回収容器、20
…空気噴射装置

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 駆動ローラと受動ローラおよび補助プー
    リに巻装された無端状のコンベアベルトと、前記コンベ
    アベルトの内周面に接触して設けられ、複数個の磁石を
    有し回転自在に配置された永久磁石回転子を内蔵した円
    筒状非磁性ドラムと、前記永久磁石回転子の回転方向を
    前記コンベアベルトの進行方向と相対的に逆方向とする
    回転手段とを有することを特徴とする回転ドラム型非磁
    性金属選別回収装置。
  2. 【請求項2】 コンベアベルトの側方に、磁気浮上させ
    た導電性非磁性金属を気体噴射によって分離除去する除
    去手段を有することを特徴とする請求項1記載の回転ド
    ラム型非磁性金属選別回収装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005199143A (ja) * 2004-01-14 2005-07-28 Japan Superconductor Technology Inc 分別装置
JP2005349321A (ja) * 2004-06-11 2005-12-22 Nippon Steel Corp 非鉄金属選別装置およびそれを用いた非鉄金属選別方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005199143A (ja) * 2004-01-14 2005-07-28 Japan Superconductor Technology Inc 分別装置
JP2005349321A (ja) * 2004-06-11 2005-12-22 Nippon Steel Corp 非鉄金属選別装置およびそれを用いた非鉄金属選別方法

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