JP2005138030A - 静電選別装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】帯電プラスチックを電界印加エリアに落下させる際、落下初速度が速くなってしまい、電界からの静電力を受ける時間が短くなってプラスチックの摩擦帯電量が小さい場合は誤選別の原因となっていた。
【解決手段】帯電させた複数種の粒状体を、対向して配設され電界が印加された2枚の電極の間に落下させることにより、帯電した正負の電荷量に応じた静電気力で粒状体を分離する静電選別装置において、先端部に落下部24が形成され複数種の粒状体を該落下部方向に均しながら搬送する絶縁材からなる搬送路22およびこの搬送路に振動を与える駆動源を有する搬送装置2と、この搬送装置の落下部の直前直下から落下方向に伸びて配設された第1の電極4aと、搬送装置の落下部前方部より第1の電極に対向して配設され第1の電極に対しプラス又はマイナスに課電される第2の電極である対向電極4bとを備えるようにしたものである。
【選択図】図1
【解決手段】帯電させた複数種の粒状体を、対向して配設され電界が印加された2枚の電極の間に落下させることにより、帯電した正負の電荷量に応じた静電気力で粒状体を分離する静電選別装置において、先端部に落下部24が形成され複数種の粒状体を該落下部方向に均しながら搬送する絶縁材からなる搬送路22およびこの搬送路に振動を与える駆動源を有する搬送装置2と、この搬送装置の落下部の直前直下から落下方向に伸びて配設された第1の電極4aと、搬送装置の落下部前方部より第1の電極に対向して配設され第1の電極に対しプラス又はマイナスに課電される第2の電極である対向電極4bとを備えるようにしたものである。
【選択図】図1
Description
この発明は、例えば破砕されたゴム・プラスチック等の廃棄物など、複数種の粒状体を帯電させ、電界を与えた2枚の電極の間に落下させ、帯電状態により粒状体を種類別に分離する場合などに好ましく用いることができる静電選別装置に関するものである。
従来の静電選別装置は、例えば破砕されたゴム・プラスチック廃棄物を供給するホッパーに、攪拌の際の摩擦により帯電させる攪拌機が接続され、その攪拌機の端部は小径の落下孔を経て落下管に接続されている。そして落下管の中間部に、直流高電圧が印加された平行平板電極が対向配置されており、ホッパーで帯電した廃棄物粒子が、落下管を落下する途中で平行平板電極間に生じた直流電界により静電気力を受け、反対側の極性の電極側へ引寄せられて分別されるように構成されている(例えば、特許文献1参照。)。
従来の静電選別装置は上記のように構成されているので、落下孔は、選別されるプラスチックの最大直径より大きくせねばならず、また、電極中央部に精度良く落下させるためには落下孔の長さを長くする必要があり、帯電プラスチックが平行平板電極の電界印加エリアに進入する際、落下孔の直径を大きくすると落下初速方向が鉛直方向とならず、これを防ぐため落下孔を長くすると、電界中に進入する初速度が速くなってしまい、電界からの静電力を受ける時間が短くなってプラスチックの摩擦帯電量が小さい場合は誤選別の原因となるなどの問題があった。
この発明は上記のような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、例えば破砕されたプラスチックなどの粒状体の摩擦帯電量が小さい場合でも誤選別をなくし、精度良く確実に選別することができる静電選別装置を提供することを目的としている。
この発明による静電選別装置は、帯電させた複数種の粒状体を、対向して配設され電界が印加された2枚の電極の間に落下させることにより、帯電した正負の電荷量に応じた静電気力で粒状体を分離する静電選別装置において、先端部に落下部が形成され上記複数種の粒状体を該落下部方向に均しながら搬送する絶縁材からなる搬送路およびこの搬送路に振動を与える駆動源を有する搬送装置と、この搬送装置の落下部の直前直下から落下方向に伸びて配設された第1の電極と、上記搬送装置の落下部前方部より上記第1の電極に対向して配設され該第1の電極の電位に対しプラス又はマイナスに課電される第2の電極とを備えるようにしたものである。
この発明によれば、落下距離を置かずに第1の電極を搬送装置の直前直下に、プラス又はマイナスの対向電極である第2の電極をその対面に対峙させた構成とし、落下速度の低い段階から電界中に進入するようにしたことにより、破砕されたプラスチックなどの粒状体の摩擦帯電量が小さい場合でも誤選別をなくし、精度良く確実に選別することができる。
実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1による静電選別装置を図1に基づいて説明する。図に示すように、ホッパー状に形成された摩擦帯電装置1は、模式的に示す粒状体としての破砕された複数種のプラスチック片10a、10bの混合物を、図示を省略している攪拌翼により攪拌することによって、黒丸で示すプラスチック片10aをプラス、白丸で示すプラスチック片10bをマイナスに帯電させている。
以下、この発明の実施の形態1による静電選別装置を図1に基づいて説明する。図に示すように、ホッパー状に形成された摩擦帯電装置1は、模式的に示す粒状体としての破砕された複数種のプラスチック片10a、10bの混合物を、図示を省略している攪拌翼により攪拌することによって、黒丸で示すプラスチック片10aをプラス、白丸で示すプラスチック片10bをマイナスに帯電させている。
上記摩擦帯電装置1の底部出口部1aの下方に配設された搬送装置としての振動トラフ2は、樋状ないしは溝状に形成された枠体21と、この枠体21の内面に貼り付けられた絶縁シートからなる搬送路22と、枠体21および搬送路22を振動させる加振部23からなり、上記摩擦帯電装置1の出口部1aから落下されたプラスチック片10a、10bを受けた後、振動により均しながら矢印A方向に搬送し、搬送路22の先端部に形成された落下部24からプラスチック片10a、10bを自由落下させる。
上記落下部24の直前直下には、落下方向に伸びて配設された第1の電極としてのアース電極4aが設けられ、また落下部24の前方より上記アース電極4aに所定間隔で対向する対極高圧電極であるこの実施の形態1ではプラスの第2の電極としての対向電極4bが設けられ、これらアース電極4aとプラスの対向電極4bは対極高圧電極4を構成しており、高電圧を印加する直流の高圧電源5に電気的に接続されている。上記両電極4a、4bの間隙部6の下方には、正に帯電している選別材料を集める回収箱である第1の容器7a、および負に帯電している選別材料を集める第2の容器7bが配設されている。なお、3は振動トラフ2の落下部24下部に設けた補助板であり、例えば軽いふわふわした夾雑物などがアース電極4a上に付着するのを防いでいる。
次に上記のように構成された実施の形態1の動作について説明する。摩擦帯電装置1で帯電したプラスチック片10a、10bは振動トラフ2上に落下し、加振部23が振動トラフ2の枠体21および搬送路22を加振することにより、絶縁シートからなる搬送路22上を落下部24に向かって矢印Aで示す方向に均されながら進んでいく。振動トラフ2先端の落下部24で鉛直方向に落下したプラスチック片10a、10bは、その落下直後の落下速度が低い段階でアース電極4aと、プラスの対向電極4bで形成される電界中に進入して静電気力を受け、正に帯電しているプラスチック片10aは負の電極部であるアース電極4a側に、負に帯電しているプラスチック片10bは、正の電極部である対向電極4b側に吸引される。その結果、正に帯電しているプラスチック片10aは第1の容器7aに、また負に帯電しているプラスチック10bは第2の容器7bに確実に集めることができる。
このように、実施の形態1によれば、摩擦帯電装置1で帯電したプラスチック片10a、10bを、落下孔を用いず振動トラフ2先端から自由落下させることにより、初速が低い段階から、鉛直方向に向かって電界中に進入させることができるため、長い時間静電気力を受けることができ、誤選別がなくなり精度良く選別することができる。
なお、上記実施の形態1の説明では、アース電極4aに対し、対向電極4bをプラス電極としたが、対向電極4bはマイナス電極としても分別ができることは言うまでもない。
なお、上記実施の形態1の説明では、アース電極4aに対し、対向電極4bをプラス電極としたが、対向電極4bはマイナス電極としても分別ができることは言うまでもない。
実施の形態2.
図2は、この発明の実施の形態2になる静電選別装置を模式的に示す構成図である。図に示すように、この実施の形態2ではプラス(又はマイナス)の対向電極4bをアース電極4aに対して振動トラフ2先端の落下部24の斜め上方向から落下方向に向けて斜めに設置するようにしたものである。その他の構成は上記実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
図2は、この発明の実施の形態2になる静電選別装置を模式的に示す構成図である。図に示すように、この実施の形態2ではプラス(又はマイナス)の対向電極4bをアース電極4aに対して振動トラフ2先端の落下部24の斜め上方向から落下方向に向けて斜めに設置するようにしたものである。その他の構成は上記実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
上記のように構成された実施の形態2では、プラス(又はマイナス)の対向電極電極4bが振動トラフ2先端部の落下部24の斜め上方から連続的に位置することから、プラスチック片10a、10bが落下部24から落下する前から対極高圧電極であるアース電極4a、対向電極4bで構成される電界部に進入することになり、マイナス帯電したプラスチック片10bは、その分、長い時間静電気力を受けることができ、回収箱7bに確実に回収することができる。
実施の形態3.
図3は、この発明の実施の形態3になる静電選別装置を模式的に示す構成図である。図に示すように、この実施の形態3では上記実施の形態1と同様のプラス(又はマイナス)の対向電極4bの上方、振動トラフ2先端の落下部24側の斜め上部に補助電極4cを設置し、プラス(又はマイナス)の対向電極4bと同電位にしたものである。その他の構成は上記実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
図3は、この発明の実施の形態3になる静電選別装置を模式的に示す構成図である。図に示すように、この実施の形態3では上記実施の形態1と同様のプラス(又はマイナス)の対向電極4bの上方、振動トラフ2先端の落下部24側の斜め上部に補助電極4cを設置し、プラス(又はマイナス)の対向電極4bと同電位にしたものである。その他の構成は上記実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
この実施の形態3によれば、実施の形態2とほぼ同様に、プラスチック片10a、10bが落下部24から落下する直前から電界の影響を受け、対極高圧のアース電極4a、対向電極4bで構成される電界部である間隙部6に進入することになり、マイナス帯電したプラスチック片10bは長い時間静電気力を受けることとなり、回収箱7bに確実に回収することができる。
実施の形態4.
図4は、この発明の実施の形態4になる静電選別装置を模式的に示す構成図である。図に示すように、この実施の形態4ではプラス(又はマイナス)電極4bをアース電極4aよりも上方向に伸長し、この延長部4dを振動トラフ2側に曲げて傾けて設置したものである。その他の構成は上記実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
図4は、この発明の実施の形態4になる静電選別装置を模式的に示す構成図である。図に示すように、この実施の形態4ではプラス(又はマイナス)電極4bをアース電極4aよりも上方向に伸長し、この延長部4dを振動トラフ2側に曲げて傾けて設置したものである。その他の構成は上記実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
上記のように構成された実施の形態4では、実施の形態2、および3と同様、プラスチック片10a、10bが落下する前からアース電極4a、対向電極4bで構成される電界部に進入することになり、マイナス帯電したプラスチック片10bはより長い時間静電気力を受けることができ、回収箱7bに確実に回収することができる。
実施の形態5.
図5は、この発明の実施の形態5になる静電選別装置を模式的に示す構成図である。図に示すように、この実施の形態5では振動トラフ2を構成する枠体21に貼り付けた絶縁シートからなる搬送路22を選別対象プラスチック片の帯電序列の中間にある材質で構成している。一般的なプラスチックの帯電序列は、プラス(+)からマイナス(−)方向に、(+)ABS(アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体)、PS(ポリスチレン樹脂)、PE(ポリエチレン樹脂)、PP(ポリプロピレン樹脂)、PET(ポリエチレンテレフタレート樹脂)、PVC(ポリ塩化ビニル樹脂)(−)であるので、例えばABSとPVCのプラスチックを選別する場合は、その帯電序列の中で中間に位置するPSやPETを材料とする絶縁シートを振動トラフ2の枠体21に貼り付けて搬送路22を形成することにより、振動トラフ2上でも補完的に摩擦帯電させることができる。
図5は、この発明の実施の形態5になる静電選別装置を模式的に示す構成図である。図に示すように、この実施の形態5では振動トラフ2を構成する枠体21に貼り付けた絶縁シートからなる搬送路22を選別対象プラスチック片の帯電序列の中間にある材質で構成している。一般的なプラスチックの帯電序列は、プラス(+)からマイナス(−)方向に、(+)ABS(アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体)、PS(ポリスチレン樹脂)、PE(ポリエチレン樹脂)、PP(ポリプロピレン樹脂)、PET(ポリエチレンテレフタレート樹脂)、PVC(ポリ塩化ビニル樹脂)(−)であるので、例えばABSとPVCのプラスチックを選別する場合は、その帯電序列の中で中間に位置するPSやPETを材料とする絶縁シートを振動トラフ2の枠体21に貼り付けて搬送路22を形成することにより、振動トラフ2上でも補完的に摩擦帯電させることができる。
搬送路22を構成する絶縁シートを例えばPSとすると、上記選別対象プラスチックであるABSおよびPVCは、PSからなる搬送路22上を振動しながら搬送されるので、ABSとPSからなる搬送路22の摩擦帯電ではABSがプラス、PSがマイナスに、一方PVCとPSからなる搬送路22の摩擦帯電ではPVCがマイナス、PSがプラスに帯電することになり、ABSとPVCの帯電量をより増加させ、選別精度を高めることができる。
このように、振動トラフ2上でも補完的に選別対象プラスチックを摩擦帯電させ、プラスチックの正負の帯電量をより増加させて電界から受ける静電気力を大きくし、選別精度を高めた静電選別装置を得ることができる。なお、図5は上記のようにして、摩擦帯電装置1における帯電状体Bよりも、振動トラフ2上で摩擦帯電が強まった状態Cを模式的に示している。
実施の形態6.
図6は、この発明の実施の形態6になる静電選別装置の要部を実施の形態1と対比させて模式的に示す平面図である。即ち、図6(a)は実施の形態1の場合を、図6(b)は実施の形態6を示している。図に示すように、帯電されたプラスチック片10a、10bが落下する振動トラフ2の先端落下部24を落ち口が広くなるよう進行方向に斜めにカットし、自然落下する際の落ち口を広くし、プラスチック片同士の重なりを無くそうとしたものである。なお、落下部24を進行方向に斜めに形成したことに伴い、対向するアース電極4a、対向電極4bも同じ方向に斜めに平行するように配設されている。その他の構成は実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
図6は、この発明の実施の形態6になる静電選別装置の要部を実施の形態1と対比させて模式的に示す平面図である。即ち、図6(a)は実施の形態1の場合を、図6(b)は実施の形態6を示している。図に示すように、帯電されたプラスチック片10a、10bが落下する振動トラフ2の先端落下部24を落ち口が広くなるよう進行方向に斜めにカットし、自然落下する際の落ち口を広くし、プラスチック片同士の重なりを無くそうとしたものである。なお、落下部24を進行方向に斜めに形成したことに伴い、対向するアース電極4a、対向電極4bも同じ方向に斜めに平行するように配設されている。その他の構成は実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
上記のように構成された実施の形態6によれば、進行方向に斜めに形成された振動トラフ2の落下部24から落下するときのプラスチック片相互間の干渉を最小化することにより、選別精度を更に向上することができる。
ところで、上記各実施の形態の説明では、振動トラフ2を、枠体21に絶縁シートからなる搬送路22を貼り付けて構成したが、枠体21を絶縁物で構成した場合には、枠体21が搬送路22を兼ねることになり、絶縁シートを不要にすることができる。また、選別の対象物を破砕されたプラスチック片としたが、必ずしもプラスチック片に限定されるものではなく、静電気による選別が可能なものであれば、例えばゴムなど他の材料や植物などであっても同様に適用することができる。また、処理する粒状体は破砕物に限らず、形状も例えば粗粒、切片、粉末など他の粒状体でも同様に処理することができる。
さらに、摩擦帯電装置1は必ずしもホッパー状のものに限定されるものではなく、同様の機能を有する他の摩擦帯電装置でも差し支えない。また、選別された粒状体を回収する回収箱を第1の容器7aおよび第2の容器7bの2つの容器で構成したが、これに限定されるものではなく、例えば、これら2つの容器7a、7bの間に、第3の容器(図示省略)を配設し、落下部24から略真っ直ぐに落下する粒状体を分別するように構成するなど適宜変更しても差し支えない。
1 摩擦帯電装置、 2 搬送装置(振動トラフ)、 21 枠体、 22 搬送路、 23加振部、 24 落下部、 4 対極高圧電極、 4a 第1の電極(アース電極)、 4b 第2の電極(対向電極)、 5 高圧電源、 6 間隙部、 7a 第1の容器、 7b 第2の容器、 10a、10b 粒状体(プラスチック片)。
Claims (6)
- 帯電させた複数種の粒状体を、対向して配設され電界が印加された2枚の電極の間に落下させることにより、帯電した正負の電荷量に応じた静電気力で粒状体を分離する静電選別装置において、先端部に落下部が形成され上記複数種の粒状体を該落下部方向に均しながら搬送する絶縁材からなる搬送路およびこの搬送路に振動を与える駆動源を有する搬送装置と、この搬送装置の落下部の直前直下から落下方向に伸びて配設された第1の電極と、上記搬送装置の落下部前方部より上記第1の電極に対向して配設され該第1の電極の電位に対しプラス又はマイナスに課電される第2の電極とを備えてなることを特徴とする静電選別装置。
- 上記第2の電極は、上記第1の電極に対して斜め上方向に配設されてなることを特徴とする請求項1記載の静電選別装置。
- 上記第2の電極と同極性の補助電極を該第2の電極の上方部に付設したことを特徴とする請求項1記載の静電選別装置。
- 上記第2の電極を上記第1の電極の上端部よりも上方向に延伸してなることを特徴とする請求項1記載の静電選別装置。
- 上記搬送装置の搬送路を形成する絶縁材の材質を、選別対象とする上記粒状体の帯電序列の間に位置する絶縁物としたことを特徴とする請求項1ないし請求項4の何れかに記載の静電選別装置。
- 上記搬送装置は、先端部の落下部が進行方向に対して斜めに形成されてなることを特徴とする請求項1ないし請求項5の何れかに記載の静電選別装置。
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- 2003-11-07 JP JP2003377640A patent/JP2005138030A/ja active Pending
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