JP2008284533A - 選別機 - Google Patents

Abstract

【課題】振動篩いと風力とを併用している選別機において、簡単な構造でありながら、スクリーンの略全面に対するエアの供給（風速）を略均等に行うことができるようにし、以って、スクリーン上の未選別物に対する風選の精度（効率）を高めるようにすること。
【解決手段】振動篩機構１と風力選別機構２とを一体的に備えた選別機であって、振動篩機構１のスクリーン１Ａの下方に、略直方体の空間を有するエア溜まり室３を少なくとも一つ設け、エア溜まり室３の上部に、所定の開口率のパンチングメタルプレート４を、所定の間隔Ｌを隔てて設け、エア溜まり室３の一側部であって、スクリーン１Ａに向けたエアの吹き出し方向に直交する方向に開口されたエア吹き込み口５を設け、エア溜まり室３を乱流形成室に構成してある。
【選択図】図１

Description

本発明は、建設廃材や資源ごみ等の廃棄物を精度よく選別（精選）する選別機に関する。

この種の選別機としては、振動篩いによる方法、風力による方法等が用いられている。
本発明は、振動篩いと風力とを併用している選別機を対象として、その改良をなさんとするものである。この種の選別機は、選別を行う廃棄物を振動篩いに供給し、これにブロワにより所定のエアを送りこんで、対象物を精度よく選別する。

これからの廃棄物、特に建設廃材等の混合廃棄物の処理には、選別物の熱しゃく減量率が配慮されなければならない。即ち、熱しゃく減量率が５％以下であれば、安定型産業廃棄物として、低コストで安定型最終処分ができる。因みに、熱しゃく減量率が５％以上であれば、管理型最終処分場で処理しなければならず、コストアップとなる。また、リサイクル可能な廃棄物を選別できれば、資源の有効利用につながる。

このような振動篩と風力選別とを併用した選別機としては、例えば、次の技術が挙げられる。
特開２００２−２２５６１６。 特開２００６−７８９。

上述の如き要望に鑑み、より精度のある選別が求められているのであるが、此れまでの選別機としては、振動篩いに対するエアの供給として、ブロアからダクトを通じ、そのまま篩のスクリーンに供給していた。
このようなエアの供給方法では、所定の幅を有し、且つ未選別物の搬送方向に長さのあるスクリーンの全面に対して均等にエアを供給することが難しい。

そこで、本発明者は、図１１に示すように、トラフ１Ｃのスクリーンの下面に、エアの吹き込み口から、エアを均等に取り込み、スクリーンに対して均等に風力が作用することができるように、複数の案内羽根（整流板）１７を、吹き込み口側では短く、奥に向かうにつれて暫時長くなるように構成して配置し、これらの案内羽根（整流板）１２に沿って上方にエアを吹き出させるという手段を講じた。

しかし乍ら、このような案内羽根１２を用いる場合、製造コストが非常に高くつき、且つ、構造が複雑となるだけでなく、案内羽根１２のエア流入方向下手側（裏面）には渦流が発生し、その案内羽根１２の表面側、裏面側での風速が大きく異なることになり、スクリーンに対して吹き出すエアの風速が略均等とならず、結果として精度のよい風選を行うことが困難であった。

本発明は、かかる現状に鑑み、振動篩いと風力とを併用している選別機において、簡単な構造でありながら、スクリーンの略全面に対するエアの供給（風速）を略均等に行うことができるようにし、以って、スクリーン上の未選別物に対する風選の精度（効率）を高めるようにすることを目的とする。

本発明にかかる選別機は、上記課題を解決するために、請求項１に記載の通り、
スクリーン１Ａを備えた振動篩機構１とブロア１５からのエアの供給をうけて風選を行う風力選別機構２とを一体的に備え、未選別物に振動を付与しながら風選を行うように構成された選別機であって、
前記振動篩機構１のスクリーン１Ａの下部に、略直方体の空間を有するエア溜まり室３を少なくとも一つ設け、
前記エア溜まり室３の上部に、前記スクリーン１Ａに向けてエアを吹き出す所定の開口率のパンチングメタルプレート４を、前記スクリーン１Ａに実質的に略平行に所定の間隔Ｌを隔てて設け、
前記エア溜まり室３の一側部であって、前記スクリーン１Ａに向けたエアの吹き出し方向に直交する方向に開口されたエア吹き込み口５を設け、
前記エア吹き込み方向に対して前記エア吹き出し方向を略直角として前記エア溜まり室３を乱流形成室に構成してあることを特徴とする。

本発明にいう振動篩機構１とは、振動モータを用いてトラフを振動させ、トラフに設けたスクリーン１Ａの上に供給された未選別物を振動によって重量物と軽量物とに篩い分けるもので、そのために必要な構成要素からなるものである。
そして、この発明では、パンチングメタルプレート４も、スクリーンの機能を発揮する。即ち、スクリーン１Ａを通り抜けたサイズの選別物は、このパンチングメタルプレート４上に落下し、このパンチングメタルプレート４も振動しているところから、搬送されながら、更に風選されることになる。

また、風力選別機構２とは、ブロワ１５から所定の風量を供給し、未選別物に吹き付けて、更に軽量な物と比較的重量のある物とを選別するもので、そのための構成要素からなる。本発明においては、構造的に振動篩機構１と風力選別機構２とは一体的に組み合わされたものとされている。
更に、スクリーン１Ａは、篩いを行うためのもので、所定のメッシュのものが用いられるが、本発明の請求項１においては、そのメッシュのサイズ、構成素材について何等制限されるものではない。

又、略直方体の空間を有するエア溜まり室３とは、その空間が、エアの吹き込みにより一定方向の流れを発生させ易い球形状乃至楕円形等ではなく、対向する面が略平行で、エア吹き込みに際して互いに対向する壁面に衝突して反射することで乱流が発生し、これによる内圧が各所で均等になり易い形状であることを意味する。
更に、スクリーン１Ａとパンチングメタルプレート４とが実質的に略平行に設けられるという意味は、実施例に示す如く、両者が平板状でなく、幅方行に多少湾曲している場合もあり、その湾曲率が多少異なることもあって、こうした構造のものも当然に含まれるからである。

本発明によれば、振動篩いと風力とを併用している選別機において、簡単な構造でありながら、スクリーンの略全面に対するエアの供給を略一定の風速で清流として行うことができ、スクリーン上の未選別物に対する風選の精度（効率）が高められる利点がある。
本発明にかかるその他の具体的な効果は、以下の説明から明らかとなろう。

本発明においては、前記エア溜まり室３の内部の略中央位置おけるエアの複数箇所の流速値が、その複数箇所の平均流速値の±１５％であることが好ましい。
このように、エアの流速変動を、前記平均値の±１５％の範囲に抑えることによって、スクリーンの略前面における風選効率が改善され、安定した風選が行い得て、理想とする熱しゃく減量率が実質的に５％以下となるようにすることができた。

そして、前記パンチングメタルプレート４の開口率が、その有効面積Ｓに対し、８％乃至１２％であることが好ましい。
このような８％乃至１２％の開口率とすることにより、エア吹き込み口５からのエアをそのまま直ぐに上方に吹き出させることなく、エア溜まり室３における内圧を所定の値に高めるようにすることができて、パンチングメタルプレート４の各所における吹き出し風速をより確実に略一定（±１５％の範囲）とすることが出来、以って、風選の精度（効率）を改善することができた。

更に、前記スクリーン１Ａが、所定の開口率を備えたウレタンシーブ６により構成されていることが好ましい。
このように、ウレタンシーブ６を備えることで、パンチングメタルプレート４を抜けたエアが整流されて上方に吹き出され、清流とされた状態で未選別物に吹きつけられることになり、乱流のまま吹き出されるよりも更に風速を略一定化させて風選効果を向上させることができる。

また、前記エア溜まり室３の一側底部には、微細物を排出するための微小間隙Ｃを形成するスリット板７が設けられているのが好ましい。
このように、スリット板７を備えることで、上方からパンチングメタルプレート４を通過してエア溜まり室３に落下した微細物を、振動を利用して微小間隙Ｃから外部に排出することができる。このスリット板７は、実施例で示すごとく、圧力の逃げ難い微小間隙を形成する構造とされている。
これにより微細物の排出と、微細物の堆積に起因するエア溜まり室３の所期空間の減少を回避し、微細物の再度の吹き上げによるパンチングメタルプレート４の目詰まり防止を図り、結果として風選効率を最適に維持できる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して以下詳述する。
図１は、選別機の全体を示す概念図としての縦断側面図であり、図２は、選別機のトラフ１Ｃの平面図であり、図３は、その一側面図であり、図４は、図２におけるＡ−Ａ線矢視断面である。図５は、エア溜まり室３の一部断面斜視図であり、図６は、前記エア溜まり室３の縦断側面図であり、図７は、パンチングメタルプレート４の平面図であり、図８は、前記エア溜まり室３の横断面図である。

この選別機は、スクリーン１Ａ（ここでは、ポリウレタン製のシーブからなる）を備えた振動篩機構１とブロア１５からのエアの供給をうけて風選を行う風力選別機構２とを一体的に備え、未選別物に振動を付与しながら風選を行うように構成されたものである。

前記ポリウレタン製のシーブからなるスクリーン１Ａの開口率は、この実施例では、４５．７３％のものを使用している。このシーブの開口（スリット）は、１０ｍｍ角目のもので、その開穿ピッチは１５ｍｍであり、幅は、５００ｍｍ、長さは、１１００ｍｍで、風量１７５ｍ^３／ｍｉｎである場合に風速１１．６ｍ／ＳＥＣを得る。

そして、この選別機は、図１の二つの吸引口１０−１、１０−２から、サイクロン型選別機１３を介して集塵機１４に接続されており、風選されて浮遊した微細選別物は、サイクロン型選別機１３で選別され、次いで、集塵機１４で微細粉塵が集塵される。
また、この選別機からの軽量物（可燃物相当）の排出口９は、沈降型タンク（風選ボックス）１１に接続され、この沈降型タンク（風選ボックス）１１は、前述と同様にサイクロン型選別機１３を介して集塵機に接続されている。

前記振動篩機構１は、ベース１Ｂにリンク、バネを介して連結されたトラフ１Ｃを、振動モータ１２により振動させ、そのスクリーン１Ａ上の未選別物に振動を付与して、比重の異なる材料、サイズの異なる材料の選別（不燃物の土砂、コンクリート等の重量物、或いは木、紙、廃プラ等の可燃物）を行うものであるが、振動篩機構自体は公知に属するものであり、従って、ここでは、図１に基づく説明以外の詳細な説明は省略する。

前記風力選別機構２は、図１に示すブロア１５からダンパー（開度調節）を介してエアをスクリーン１Ａに供給し、スクリーン１Ａ上の未選別物にエアを吹き付けて風選を行う機構である。
これらの振動篩機構１と風力選別機構２は、構造上、互いに組み合わされた状態で存在するもので、ここでは、各構成部材は、振動篩機と風力選別という機能上の区分けとして捉えればよい。
尚、もう一つのブロア１８は、後述する流動層室１６及びエアーナイフ８（何も風選機能）に対するエア供給用である。

そして、前記振動篩機構１のスクリーン１Ａの下部（トラフ１Ｃ）に、略直方体の空間を有するエア溜まり室３を一つ設けてある。このエア溜まり室３に、隣接して流動層室１６が設けられ、クリーン１Ａの端部から排出される選別物に対してエアを直接吹き付け、流動させると共に端部のエアーナイフ８と呼称される風選が行われる。
尚、前記エア溜まり室３は一つ設けられているが、大型の場合、後述のエア吹き込み口５毎に区画壁を設けて複数室とすることができる。このよう壁間距離を小さくすることで、内部の乱流形成がより効率的に行われる。

そして、前記エア溜まり室３の上部には、前記スクリーン１Ａに向けてエアを吹き出す所定の開口率のパンチングメタルプレート４を、前記スクリーン１Ａに実施的に略平行に所定の間隔Ｌ（約２００ｍｍ）を隔てて夫々設けてある。これらのパンチングメタルプレート４は、トラフ１Ｃに対して着脱可能にビス止めされている。
この実施例では、図７に示すように、前記パンチングメタルプレート４の開口率は有効面積Ｓ（エアの圧力を受けている面積であるが、ビス止め代等の面積を含める場合もある）の１０．１３％に設定されている。
そして、パンチングの孔の径は、直径１ｍｍとされ、穿孔間隔は、３ｍｍピッチとされている。そのパンチングメタルプレート４の幅は、５００ｍｍ、長さは１１００ｍｍで、風量１７５ｍ^３／ｍｉｎである場合に風速５２．３ｍ／ＳＥＣを得る。

さらに、前記各エア溜まり室３の一側部であって、前記スクリーン１Ａに向けたエアの吹き出し方向に直交する方向にエア吹き込み口５を三つ開口して夫々設けてある。このエア吹き込み口５は、実施例の如くトラフ１Ｃの横側壁部位に設けるほか、トラフ１Ｃの端部の側壁（未選別物搬送方向上手側）に設けるようにしてもよい。
各エア吹き込み口５は、３００ｍｍＸ１５０ｍｍの矩形とされ、円形のダクトに接続できるように、取付部は暫時矩形から円形に形状変形させてある。このようにして、前記エア吹き込み方向に対して前記エア吹き出し方向を略直角とすることで前記エア溜まり室３を乱流形成室に構成してある。

また、前記エア溜まり室３の一側底部（未選別物搬送方向下手側）には、微細物を排出するための微小間隙Ｃを形成するスリット板７が設けられている（図３参照）。このスリット板７は、ボルトを緩めて位置調節することが可能で、微小間隙Ｃを閉鎖したり、所定の間隙幅で開口したりすることができる。
このように、スリット７を備えることで、上方からパンチングメタルプレート４を通過してエア溜まり室３に落下した微細物を、振動を利用して微小間隙Ｃから、適宜外部に排出することができる。結果として、この選別機では、サイクロン型選別機及び集塵機での収集を除けば、図１に、３本の矢印で示すように、重量、形状（サイズ）の異なる三種の分別が可能となっている。

（作用）
上記構成の選別機の運転を行った。ブロワ１５からダンパーを全開させた。
図８は、エア溜まり室３の横断面図であり、図中において、１〜３２を付しているのは、風速の測定点である。測定点を示すために、図８では敢えて寸法線及び寸法は表記している。

ブロア１５からダクトを介してエア溜まり室３に吹き込まれたエアは、上部の開口率の小さいパンチングメタルプレート４の存在によって、直ちに上方に抜けずに、その直方体空間内で乱流となり、所定の風量が滞留して圧力上昇させ、内部の風速が略一定となった状態でパンチングメタルプレート４から上方に吹き出されることになる。

図９の表−１は、前記測定点１〜３２における風速を示す。
これらの測定点１〜３２のうち、風選として大きな役割を果たす主要な部位として、略中央位置に位置する測定点６、７、１０、１１、１４、１５、１８、１９、２２、２３、２６、２７をピックアップし、その平均値を採った。平均は、１０．２３ｍ／ＳＥＣであり、前記各測定点での数値は、その平均値の±１５％の範囲に収まるものである。前記エア溜まり室３へのエアの吹き込み風量は、１０３．８ｍ^３／ｍｉｎである。

乱流となっていた前記エア溜まり室３からパンチングメタルプレート４を抜けたエアは整流され、上方の前記スクリーン１Ａに到達するまでの間の距離Ｌを流れる間に清流となって、且つ、スクリーン１Ａの略全域で、略一定の風速度でスクリーン１Ａを通過し、未選別物を効率良く振動、風選することができる。

この際、クリーン１Ａ上の未選別物の振動篩と、風選で、微細、軽量なものは吹き飛ばされ、吸引口１０−１、１０−２、１０−３から、図外のサイクロン型選別機を介して集塵機に収集される。
また、クリーン１Ａのメッシュ以下のものは、これを通り抜けて下方のパンチングメタルプレート４上に落下し、ここでも、風選と、振動篩とが行われることになる。その際、微細の砂等は、パンチングメタルプレート４の孔（１ｍｍ径）から下方に落下し、エア溜まり室３の底部に至り、此れを通過しなかった未選別物は、振動で搬送されて端部に至り、そこから放出され、そこに設けられたエアーナイフ８により再度の風選を受けることになり、重量物（小石、瓦礫等）は下方に落下し、軽量物（可燃物）は、敷設の沈降型タンク１１内に至る。

図１０の表−２は、別態様のパンチングメタルプレート４を用いたもので、前記測定点１〜３２における風速を示す。
ここでは、パンチングメタルプレート４の孔径が２ｍｍで、そのピッチが６．１ｍｍであり、開口率は、９．８６％である。前記エア溜まり室３へのエアの吹き込み風量は、１１５ｍ^３／ｍｉｎである。
これらの測定点１〜３２のうち、風選として大きな役割を果たす主要な部位として、略中央位置に位置する測定点６、７、１０、１１、１４、１５、１８、１９、２２、２３、２６、２７をピックアップし、その平均値を採った。平均は、８．８９ｍ／ＳＥＣであり、前記各測定点での数値は、その平均値の±１５％の範囲に収まるものである。

上記パンチングメタルプレート４について、更に、開口率を８％から１２％の範囲に変えて実験を行ったが、上述した測定点６、７、１０、１１、１４、１５、１８、１９、２２、２３、２６、２７における風速は、その測定点の平均値の±１５％の範囲に収まるものであった。
従って、パンチングメタルプレート４の開口率が８％から１２％であれば、本願発明の目的が達成されることが分かった。

本発明の選別機は、対象として建設廃材ミンチ（混合廃棄物）、コンクリート廃材の再生、粒度処理、資源ごみの残渣精選別、廃家電の粒度精選別、事業系一般廃棄物の精選別に好適であり、その利用可能性は大きい。

本発明にかかる選別機の全体を示す概念図としての縦断側面図である。 本発明にかかる選別機のトラフの平面図である。 本発明にかかる選別機のトラフの側面図である。 本発明にかかる選別機の図２におけるＡ−Ａ線矢視断面である。 本発明にかかる選別機のエア溜まり室の一部断面斜視図である。 本発明にかかる選別機のエア溜まり室の縦断側面図である。 本発明にかかる選別機のパンチングメタルプレートの平面図である。 本発明にかかる選別機のエア溜まり室３の横断面図である。 本発明にかかる選別機の実験結果を示す表−１である。 本発明にかかる選別機の実験結果を示す表−２である。 従来技術にかかる選別機のトラフの縦断側面図である。

符号の説明

１：振動篩機構
１Ａ：スクリーン
２：風力選別機構
３：エア溜まり室
４：パンチングメタルプレート
５：エア吹き込み口
６：ウレタンシーブ
７：スリット板
Ｃ：微小間隙
Ｓ：有効面積

Claims (5)

1. スクリーン１Ａを備えた振動篩機構１とブロア１５からエアの供給をうけて風選を行う風力選別機構２とを一体的に備え、未選別物に振動を付与しながら風選を行うように構成された選別機であって、
   前記振動篩機構１のスクリーン１Ａの下方に、略直方体の空間を有するエア溜まり室３を少なくとも一つ設け、
   前記エア溜まり室３の上部に、前記スクリーン１Ａに向けてエアを吹き出す所定の開口率のパンチングメタルプレート４を、前記スクリーン１Ａに実質的に略平行に所定の間隔Ｌを隔てて設け、
   前記エア溜まり室３の一側部であって、前記スクリーン１Ａに向けたエアの吹き出し方向に直交する方向に開口されたエア吹き込み口５を設け、
   前記エア吹き込み方向に対して前記エア吹き出し方向を略直角として前記エア溜まり室３を乱流形成室に構成してあることを特徴とする選別機。
2. 前記エア溜まり室３の内部の略中央位置おけるエアの複数箇所の流速値が、その複数箇所の平均流速値の±１５％であることを特徴とする請求項１の選別機。
3. 前記パンチングメタルプレート４の開口率が、その有効面積Ｓに対し、８％乃至１２％であることを特徴とする請求項１又は請求項２の選別機。
4. 前記スクリーン１Ａが、所定の開口率を備えたウレタンシーブ６により構成されている特徴とする請求項１乃至請求項３の選別機。
5. 前記エア溜まり室３の一側底部には、微細物を排出するための微小間隙Ｃを形成するスリット板７が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の選別機。

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