JP2757333B2 - 固形物の気流選別方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、廃家電製品や廃自
動車などの粗大廃棄物の破砕混合物中に混在していると
ころの、電磁石用コイルや被覆電線の切断物である銅等
の金属製針状物を、リサイクルのためにそれ以外の非針
状物から分別する方法及び装置に関するものであり、特
に、それらの形状の差異を利用して乾式により効率よく
分別する固形物の気流選別方法及び装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】種々の被覆電線やモータなどを破砕・切
断処理して得られるところの銅線等のの金属製針状物
を、ポリ塩化ビニール等の電線被覆材の切断物や、モー
タの固定枠、保護カバー、回転子鉄心などの他の非針状
物の破砕混合物から効率よく、高精度に分別すること
は、従来の風力、ジグ、テーブル、流動層、サイクロン
選別技術では困難である。そのため、本発明者らは、気
流を利用して乾式により分別する技術の開発を行い、先
に、特願平６−７４３００号等として提案しているが、
より一層簡便で精度の良い分別を行う技術の開発が望ま
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の技術的課題
は、破砕混合物中の針状物と非針状物とを、乾式により
効率よく分別することができる固形物の気流選別方法及
びその装置を提供することにある。また、本発明の技術
的課題は、破砕混合物中の針状物と非針状物とを、気流
中における針状物の挙動を利用して簡便に高精度で分別
することができる固形物の気流選別方法及びその装置を
提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の固形物の気流選別方法は、針状物分別用メッ
シュ板の上方に破砕混合物の流動域を介して流路断面積
を狭窄する気流速度調節用上部狭窄筒を、上記メッシュ
板の直下に流路断面積を狭窄する気流速度調節用下部狭
窄筒を設けた気流選別塔において、上記メッシュ板上の
流動域に針状物及び非針状物の破砕混合物を供給すると
共に、下部狭窄筒の下方の気流選別塔側壁から気流選別
塔を上昇する気流を供給することにより、上記流動域に
おいて破砕混合物を流動させ、上記流動の間に、長手方
向を重力方向に向けて失速落下する針状物をメッシュ板
を通してその下方に落下させ、それを気流選別塔の下部
で回収し、破砕混合物中の軽量物を気流選別塔の上部に
浮揚させて排出すると共に、上記メッシュ板上の流動域
で流動を繰り返す破砕混合物を、気流選別塔側壁に設け
た上記流動域を臨む排出口を通して逐次排出させるるこ
とを特徴とするものである。

【０００５】上記気流選別方法においては、気流選別塔
側壁に設けた排出口を通して排出される破砕混合物を、
次段の気流選別塔におけるメッシュ板上に供給し、同一
の方法により再度針状物をメッシュ板の下方に落下させ
て、気流選別塔の下部で回収すると共に、軽量物を気流
選別塔の上部に浮揚させて排出し、メッシュ板上の流動
域で流動を繰り返す破砕混合物を気流選別塔側壁の排出
口を通して逐次排出させることができる。

【０００６】また、上記課題を解決するための本発明の
気流選別装置は、筒状をなす気流選別塔内に、破砕混合
物中の針状物がその長手方向を重力方向に向けた場合に
通る針状物分別用メッシュ板を配設すると共に、そのメ
ッシュ板の上方に破砕混合物の流動域を介して流路断面
積を狭窄する気流速度調節用上部狭窄筒を、上記メッシ
ュ板の直下に流路断面積を狭窄する気流速度調節用下部
狭窄筒を設け、上記気流選別塔側壁の上部狭窄筒より上
方に破砕混合物を供給する供給口を開口させると共に、
上記気流選別塔側壁の下部狭窄筒の下方に、気流選別塔
を上昇する気流を供給するための気流供給口を開口さ
せ、気流選別塔の下部に、上記メッシュ板を通過して下
方に落下した針状物を回収する回収部を設け、気流選別
塔の上部に破砕混合物中の軽量物を分離排出する分離部
を設けると共に、気流選別塔側壁に上記流動域に臨む破
砕混合物の排出口を設けたことを特徴とするものであ
る。

【０００７】上記気流選別装置においては、気流選別塔
の側壁に設けた破砕混合物の排出口を、同じ構成の次段
の気流選別塔におけるメッシュ板上の破砕混合物の供給
口に開口させ、複数段の気流選別塔の下部の回収部にお
いて針状物を回収することができる。

【０００８】上記方法及び装置による破砕混合物の気流
選別に際し、気流供給口から所要流量の気流を供給する
と、メッシュ板の直下の下部狭窄筒及びメッシュ板の上
方の上部狭窄筒において、流路の狭窄により気流の速度
が大きくなる。そのため、破砕混合物の供給口から針状
物及び非針状物の破砕混合物を供給すると、その破砕混
合物のうちの軽量物は上部狭窄筒の部分から下方に落下
することなく、気流選別塔の上方に浮揚し、気流選別塔
の上端の分離部において分離排出され、その他の針状物
及び非針状物はメッシュ板上の流動域において下方から
上昇する気流により流動せしめられ、浮揚、失速落下を
繰り返すが、その間にも軽量物は上部狭窄筒の高流速部
分を経て気流選別塔の上方に浮揚し、分離される。

【０００９】メッシュ板上の気流中で流動する破砕混合
物は、それらが気流中で失速落下するときに、特にその
破砕混合物中の針状物が長手方向を重力方向に向けるよ
うに傾く傾向があり、このように長手方向を重力方向に
向けた針状物は気流中における浮揚力が著しく低下し、
そのため失速落下してメッシュ板を通過し、気流選別塔
の下部の回収部において回収される。一方、上記流動域
で浮揚及び落下を繰り返す破砕混合物は、それが気流選
別塔側壁の破砕混合物の排出口付近に達したときに、そ
の排出口から逐次排出される。そのため、破砕混合物
を、メッシュ板を通過する針状物と、結果的に排出口か
ら排出されるメッシュ板上の残留物と、気流選別塔の上
方に浮揚する軽量物とに容易に効率よく分別することが
できる。

【００１０】気流選別塔を複数段に設けた場合には、第
１段の気流選別塔におけるメッシュ板上に残留して排出
口から排出された破砕混合物が、次段の気流選別塔にお
ける破砕混合物の供給口から同気流選別塔に供給され、
第１段の気流選別塔の場合と同様にして、その破砕混合
物中における針状物がメッシュ板を通して気流選別塔の
下部の回収部において回収される。このようにして、複
数段の気流選別塔において針状物を回収すると、破砕混
合物中における針状物と非針状物とを高精度に分別する
ことが可能になる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、図１〜図３に示す気流選
別装置の実施例を参照して本発明の実施の形態について
説明する。図１に示す気流選別装置は、廃家電製品、廃
自動車などの廃棄物のリサイクルをはかるために、それ
らを解体、破砕、選別の工程を経て各素材毎に分別する
場合に、モーターをはじめ各種のコイルや電線等の破砕
によって生じる銅線の切断物等の針状物と、それ以外の
非針状物とを、選別分離するために用いるものであり、
ここでは、互いに並列に設置された複数段の気流選別
塔、即ち、第１段の気流選別塔１と第２段の気流選別塔
２とを備えた場合を示しているが、更に多段に連設する
ことができる。

【００１２】上記第１段の気流選別塔１は、実質的に筒
状をなすもので、複数の円筒１１〜１５をコラム状に連
設することにより構成し、これらの各円筒は、それぞれ
の端部のフランジにおいて図示しないボルトにより連結
している。気流選別塔１の一部を構成する最上位の円筒
１１は、その上部に破砕混合物中の軽量物の分離部を形
成する浮揚物回収筒１８を連設している。この浮揚物回
収筒１８は、円筒１１よりも十分に大径のもので、その
上面に浮揚物飛散防止用メッシュ板１９が張設され、そ
の下部周囲に回収した浮揚物を排出する排出筒２０が連
結されている。

【００１３】この円筒１１にフランジを介して接続され
た円筒１２は、下端内壁に流路断面積を狭窄する気流速
度調節用の上部狭窄筒２１を着脱可能に取り付け、その
上部狭窄筒２１より上方における円筒１２の側壁に、上
記針状物とそれ以外の非針状物からなる破砕混合物を選
別分離のために供給する破砕混合物供給口２２を開口さ
せ、この供給口２２にホッパー２３を連設している。上
記ホッパー２３は、スライド式ダンパ２４ａ，２４ｂ及
び傾斜板２４ｃが取り付けられ、ダンパ２４ａを開いて
破砕混合物を供給した後、そのダンパ２４ａを閉じてダ
ンパ２４ｂを破砕混合物が徐々に落下する程度に開き、
破砕混合物が傾斜板２４ｃ及びホッパー２３の底面を滑
って円筒１２内に供給されるものである。なお、ホッパ
ー２３に適当なバイブレーターを装着すると、破砕混合
物を定量的に供給することができる。

【００１４】上記円筒１２の下端にフランジにより接続
された円筒１３は、上記円筒１２に取付けた上部狭窄筒
２１と共に流動選別のための主要部として機能するもの
で、その円筒１３の内部に針状物分別用メッシュ板２５
を架設すると共に、そのメッシュ板２５の直下に流路断
面積を狭窄する気流速度調節用下部狭窄筒２６を着脱自
在に取付け、メッシュ板２５上で前記上部狭窄筒２１と
の間に破砕混合物の流動域２７を形成し、気流選別塔の
側壁には、その流動域２７に臨む破砕混合物の排出口２
８を設けている。上記メッシュ板２５は、多孔板により
構成し、あるいは、金網等からなるメッシュを直接円筒
１３内に架設し、またはそれを保持枠に組み込んだ上で
円筒１３内に架設するようにしたもので、破砕混合物中
の針状物がその長手方向を重力方向に向けた場合には通
るが、それよりも大きいものは通過させない網目を有す
るものである。

【００１５】上記円筒１３にフランジ１６を介して接続
した送風筒として機能する円筒１４は、その側壁に下部
狭窄筒２６の下方から気流選別塔を上昇する気流を供給
するための気流供給口３０を開口させ、この気流供給口
３０には、図示しない供給源からの気流の供給量を調節
するダンパ３２を設けた気流供給筒３１を接続してい
る。このダンパ３２は、気流の流量を調整し、あるいは
気流の流量を間欠的に変動させることができるものであ
る。

【００１６】また、上記円筒１４にフランジを介して接
続されて、気流選別塔１の下端に位置する円筒１５は、
上記メッシュ板２５を通過して下方に落下した針状物を
回収する回収部を構成するもので、その下部に十字バル
ブ３３を設けている。この十字バルブ３３の開閉によ
り、上記メッシュ板２５を通過した針状物を円筒１５の
下端から回収することができる。

【００１７】第２段の気流選別塔２は、上述の第１段の
気流選別塔１と実質的に同じ構成を有するものである
が、その第１段の気流選別塔１のように供給口２２にホ
ッパー２３を設けることなく、破砕混合物の供給口に第
１段の気流選別塔１における破砕混合物の排出口２８に
接続した連結筒３４を開口させている。なお、上述した
ように、第２段の気流選別塔２は、前記第１段の気流選
別塔１と実質的に同じ構成を有しているため、第１段の
気流選別塔と同一の部分に同一の符号を付してその構成
についての説明を省略する。

【００１８】また、この第２段の気流選別塔２における
破砕混合物の排出口２８に接続した連結筒３４は、第１
段及び第２段と同じ構成を有する第３段の気流選別塔に
おける破砕混合物の供給口に開口させることもできる
が、図示した非針状物の排出筒３５に連結することもで
きる。このようにして複数段の気流選別塔を連設するこ
とにより、その下部の回収部において針状物を効率よく
回収することが可能になる。

【００１９】次に、上記気流選別装置による分別動作に
ついて説明する。ダンパ３２等によって適宜な供給量に
調節された気流を、気流供給筒３１から気流供給口３０
を通して第１気流選別塔１及び第２気流選別塔２内を上
方に向けて供給し、針状物や非針状物の破砕混合物をホ
ッパー２３から第１気流選別塔１内に供給すると、破砕
混合物のうちの軽量物は上部狭窄筒２１の部分から下方
に落下することなく、上記気流により第１気流選別塔１
内を上昇して浮揚物回収筒１８に達し、この浮揚物回収
筒１８内で失速して、排出筒２０より分離排出される。
但し、非常に細い銅線（例えば、０．１ｍｍ程度以下）
の切断物は、気流が速度を増す上部狭窄筒２１の部分を
下方に落下することなく上方に移送され、浮揚物回収筒
１８に達して排出筒２０に排出されることがある。

【００２０】上記軽量物以外の針状物及び非針状物から
なる破砕混合物は、上部狭窄筒２１を通過してメッシュ
板２５上に達し、メッシュ板２５上の流動域２７におい
て下方から上昇する気流により浮揚力を受けながら流動
せしめられ、浮揚、転動、失速落下等を繰り返すが、そ
の間にも軽量物は上部狭窄筒２１の高流速部分を経て気
流選別塔１の上方に浮揚し、分離される。メッシュ板２
５上の気流中で流動する破砕混合物は、それらが気流中
で失速落下するときに、特に、その破砕混合物中の針状
物が長手方向を重力方向に向けるように傾く傾向があ
り、このように長手方向を重力方向に向けた針状物は気
流中における浮揚力が著しく低下し、そのため失速落下
してメッシュ板２５の網目を通過し、気流選別塔１の下
部の回収部において十字バルブ３３上に集積される。従
って、該バルブ３３を開閉操作することにより、排出コ
ンベア上やフィーダー上に取り出すことができる。

【００２１】一方、上記流動域２７における円筒内壁面
付近では、メッシュ板２５の下方から上昇する気流の流
速が、内壁面との摩擦抵抗によって筒中央部のそれより
遅くなる。そのため、円筒内壁面付近では、破砕混合
物、即ち非針状物やメッシュ板２５を通過することでき
なかった銅線の切断物等に対する浮揚力が小さくなり、
それらが円筒内壁面に沿って落下するが、流動域２７の
中央部の流速の大きい気流により再び浮揚する。そし
て、このように浮揚及び落下を繰り返す破砕混合物は、
円筒内周壁に沿って旋回移動する傾向があり、それらが
気流選別塔１の側壁の破砕混合物の排出口２８付近に達
したときに、その排出口２８から逐次排出される。その
ため、破砕混合物を、メッシュ板２５を通過する針状物
と、メッシュ板上から排出口２８に排出される非針状物
（分別されなかった針状物を含む。）と、気流選別塔の
上方に浮揚する軽量物とに容易に効率よく分別すること
ができる。

【００２２】気流選別塔１，２等を複数段に設けた場合
には、第１段の気流選別塔１におけるメッシュ板２５上
に残留して排出口２８から排出された破砕混合物が、連
結筒３４を通して次段の気流選別塔２における破砕混合
物の供給口２２に供給され、第１段の気流選別塔１の場
合と同様にして、その破砕混合物中における針状物がメ
ッシュ板２５を通して気流選別塔２の下部の回収部にお
いて回収される。このようにして、複数段の気流選別塔
において針状物を回収すると、破砕混合物中における針
状物と非針状物とを高精度に分別することが可能にな
る。

【００２３】なお、図２に示すような、気流速度調節用
の切頭円錐状内面を有する円筒４１や、図３に示すよう
な気流速度調節用狭窄筒４３が組み込まれた円筒４２、
あるいは上記狭窄筒４３を組み込んでいない単なる円筒
を、それらに設けたフランジにより円筒１２と円筒１３
との間に組み込み、針状物や非針状物の破砕混合物が浮
揚と落下を繰り返すスパンを長くすれば、これら混合物
の浮揚と落下の繰り返し、即ち、対流が促進されるの
で、軽量物を一層効果的に分別することが可能になる。

【００２４】

【発明の効果】以上に詳述した本発明の気流選別方法及
び装置によれば、破砕混合物中の針状物と非針状物と
を、乾式により効率よく分別することができ、しかも、
破砕混合物中の針状物と非針状物とを、気流中における
針状物の挙動を利用して簡便に高精度で分別することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の気流選別装置の実施例を示す断面図で
ある。

【図２】上記気流選別装置において付加的に使用できる
円筒の一例の断面図である。

【図３】上記気流選別装置において付加的に使用できる
円筒の多例の断面図である。

【符号の説明】

１ 第１段の気流選別塔 ２ 第２段の気流選別塔 １８ 浮揚物回収筒 ２１ 上部狭窄筒 ２２ 供給口 ２５ メッシュ板 ２６ 下部狭窄筒 ２７ 流動域 ２８ 排出口 ３０ 気流供給口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大井 英節 茨城県つくば市小野川16番３ 工業技術 院 資源環境技術総合研究所内 (72)発明者 四元 弘毅 茨城県つくば市小野川16番３ 工業技術 院 資源環境技術総合研究所内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B07B 4/00 - 11/08

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】針状物分別用メッシュ板の上方に破砕混合
   物の流動域を介して流路断面積を狭窄する気流速度調節
   用上部狭窄筒を、上記メッシュ板の直下に流路断面積を
   狭窄する気流速度調節用下部狭窄筒を設けた気流選別塔
   において、 上記メッシュ板上の流動域に針状物及び非針状物の破砕
   混合物を供給すると共に、下部狭窄筒の下方の気流選別
   塔側壁から気流選別塔を上昇する気流を供給することに
   より、上記流動域において破砕混合物を流動させ、 上記流動の間に、長手方向を重力方向に向けて失速落下
   する針状物をメッシュ板を通してその下方に落下させ、
   それを気流選別塔の下部で回収し、 破砕混合物中の軽量物を気流選別塔の上部に浮揚させて
   排出すると共に、上記メッシュ板上の流動域で流動を繰
   り返す破砕混合物を、気流選別塔側壁に設けた上記流動
   域を臨む排出口を通して逐次排出させる、ことを特徴と
   する固形物の気流選別方法。
2. 【請求項２】気流選別塔側壁に設けた排出口を通して排
   出される破砕混合物を、次段の気流選別塔におけるメッ
   シュ板上に供給し、同一の方法により再度針状物をメッ
   シュ板の下方に落下させて、気流選別塔の下部で回収す
   ると共に、軽量物を気流選別塔の上部に浮揚させて排出
   し、メッシュ板上の流動域で流動を繰り返す破砕混合物
   を気流選別塔側壁の排出口を通して逐次排出させる、こ
   とを特徴とする請求項１に記載の固形物の気流選別方
   法。
3. 【請求項３】筒状をなす気流選別塔内に、破砕混合物中
   の針状物がその長手方向を重力方向に向けた場合に通る
   針状物分別用メッシュ板を配設すると共に、そのメッシ
   ュ板の上方に破砕混合物の流動域を介して流路断面積を
   狭窄する気流速度調節用上部狭窄筒を、上記メッシュ板
   の直下に流路断面積を狭窄する気流速度調節用下部狭窄
   筒を設け、 上記気流選別塔側壁の上部狭窄筒より上方に破砕混合物
   を供給する供給口を開口させると共に、上記気流選別塔
   側壁の下部狭窄筒の下方に、気流選別塔を上昇する気流
   を供給するための気流供給口を開口させ、 気流選別塔の下部に、上記メッシュ板を通過して下方に
   落下した針状物を回収する回収部を設け、気流選別塔の
   上部に破砕混合物中の軽量物を分離排出する分離部を設
   けると共に、気流選別塔側壁に上記流動域に臨む破砕混
   合物の排出口を設けた、ことを特徴とする固形物の気流
   選別装置。
4. 【請求項４】請求項３に記載の気流選別塔側壁に設けた
   破砕混合物の排出口を、同じ構成の次段の気流選別塔に
   おけるメッシュ板上の破砕混合物の供給口に開口させ、 複数段の気流選別塔の下部の回収部において針状物を回
   収する、ことを特徴とする固形物の気流選別方法。