(57)【要約】【課題】分離精度の向上を図り得る静電選別装置を提供する。【解決手段】接地され且つ表面が円筒状に形成されるとともに回転されるドラム電極４と、このドラム電極４の上方位置で且つ回転方向ｂに沿って２箇所に配置されてコロナイオンＫを発生させ得る第１及び第２イオン発生手段６，７とを具備し、回転方向ｂの上流側に配置される第１イオン発生手段６を、ドラム電極４の回転軸心ａと平行に所定間隔おきに配置される複数の第１針電極23により構成すると共に、第２イオン発生手段７における第２針電極26の設置方向を、この第２針電極26に対応するドラム電極４の表面位置での接線と法線との間の任意の角度に設定し、さらにコロナイオンＫが、ドラム電極４の回転方向ｂに沿って移動するように不活性ガスを供給するように構成したものである。【選択図】図１
2010029800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接地され且つ表面が円筒状に形成されるとともに水平軸心回りで所定方向に回転自在に設けられたドラム電極と、このドラム電極の上方位置で且つ回転方向に沿って複数箇所に配置されるとともに負の電圧が印加されてコロナイオンを発生させる複数のイオン発生手段とを具備し、
上記複数のイオン発生手段のうち、上記回転方向の上流側に配置される上流側イオン発生手段を、ドラム電極の回転軸心と平行に所定間隔おきに配置される複数の針状電極、または先端部が尖り状に形成され且つ上記ドラム電極の回転軸心と平行に配置される板状電極により構成するとともに、
上記上流側イオン発生手段における電極の設置方向を、当該電極に対応するドラム電極の表面位置での接線と法線との間の任意の角度に設定したことを特徴とする静電選別装置。
【請求項２】
上流側イオン発生手段の電極により発生されるコロナイオンが、ドラム電極の回転方向に沿って移動するように、不活性ガスを吹き出すように構成したことを特徴とする請求項１に記載の静電選別装置。
【請求項３】
上流側イオン発生手段の電極により発生されるコロナイオンが、ドラム電極の回転方向と逆方向に移動するのを防止するイオン逆流防止具を具備したことを特徴とする請求項１または２に記載の静電選別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属片などの導電性物質とプラスチック片などの絶縁性物質とを選別する静電選別装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、導電性物質（以下、導電物という）である金属類と絶縁性物質（以下、絶縁物という）であるプラスチック類とを電気力を利用して選別する選別装置としては、図５に示すようなものがある。
【０００３】
この選別装置は、ホッパ５１と材料供給トレー５２とからなる被選別物の定量供給装置５３と、表面が円筒状に形成されるとともに水平軸心ａ回りで所定方向（矢印ｂにて示す）に回転される金属製のドラム電極５４と、このドラム電極５４の下向き回転方向側の斜め上方にドラム電極５４から所定距離はなして配置された第１針状電極５６および第２針状電極５７と、その回転方向の下流側に配置されて上記ドラム電極５４から所定距離はなして設けられた選別用の静電場を形成する板状電極５８と、上記第１針状電極５６および第２針状電極５７と板状電極５８とドラム電極５４との間に高電圧を印加するための電源装置５９と、上記ドラム電極５４の下方に配置されるとともに第１回収室６１および第２回収室６２を有する被選別物の回収容器６３とから構成されていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
上記構成において、所定方向ａに回転されるドラム電極５４を接地して陽極にするとともに両針状電極５６，５７を陰極として、不平等電界中の気体を電子の衝突電離作用によりコロナ放電させて負のコロナイオンを発生させドラム電極５４側に照射させるとともに、板状電極５８を陰極としてドラム電極５４との間に分離用の静電場を形成した状態で、被選別物が、すなわち導電物である金属片と絶縁物であるプラスチック片との混合物がホッパ５１から材料供給トレー５２を介してドラム電極５４上に供給される。そして、混合物はドラム電極５４の回転に従って下流側に移動され、両針状電極５６，５７から負のコロナイオンが金属片とプラスチック片とにそれぞれ照射されると、金属片については、コロナイオンにより与えられた負の電荷がドラム電極５４と接触することによりドラム電極５４の正の電荷と中和され、さらにドラム電極５４から正の電荷が与えられる。この作用により、金属片はドラム電極５４に対して反発し落下する。一方、プラスチック片については、コロナイオンにより与えられた負の電荷によりドラム電極５４に吸着される。
【０００５】
さらに、分離用の静電場においては、正の電荷を有する金属片は、陰極である板状電極５８側に吸引され、一方、負の電荷を有するプラスチック片については、静電力が働いてドラム電極５４に吸着される。
【０００６】
これによって、混合物は金属片とプラスチック片とに分離され、ドラム電極５４の下方に配置された回収容器６３の各回収室６１，６２内にそれぞれ回収されていた。
【特許文献１】特開２００２−１２６５７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記構成において、破砕された導電物および絶縁物に対して高い分離精度を維持するには、接地されているドラム電極に絶縁物を確実に吸着させるとともに、導電物についてはドラム電極の遠心力により落下の軌跡を調節することが重要となる。
【０００８】
ところで、破砕片のサイズがある程度揃っていれば、十分な分離精度が得られるが、通常は、種々のサイズの破砕片が混在しており、特に、導電物のサイズによっては、静電力による挙動が著しく変化する。
【０００９】
特に、電線などの細い導電物については、針状電極からのコロナイオンを浴びると、直ぐに接地されたドラム電極に電荷が逃げ、次の瞬間には、逆にドラム電極から逆電荷を注入されているかのように（細い導電物が針状電極側へ引き寄せられるように）反跳する現象が起こる。
【００１０】
このような現象が起こると、針状電極とドラム電極との距離が短い場合には、反跳した導電物が針状電極に衝突し、または電極間を交互に往復するなどして絶縁物側に混入し、したがって分離精度が低下するという問題が発生する。
【００１１】
そこで、本発明は、分離精度の向上を図り得る静電選別装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係る静電選別装置は、接地され且つ表面が円筒状に形成されるとともに水平軸心回りで所定方向に回転自在に設けられたドラム電極と、このドラム電極の上方位置で且つ回転方向に沿って複数箇所に配置されるとともに負の電圧が印加されてコロナイオンを発生させる複数のイオン発生手段とを具備し、
上記複数のイオン発生手段のうち、上記回転方向の上流側に配置される上流側イオン発生手段を、ドラム電極の回転軸心と平行に所定間隔おきに配置される複数の針状電極、または先端部が尖り状に形成され且つ上記ドラム電極の回転軸心と平行に配置される板状電極により構成するとともに、
上記上流側イオン発生手段における電極の設置方向を、当該電極に対応するドラム電極の表面位置での接線と法線との間の任意の角度に設定したものである。
【００１３】
また、請求項２に係る静電選別装置は、請求項１に記載の静電選別装置における上流側イオン発生手段の電極により発生されるコロナイオンが、ドラム電極の回転方向に沿って移動するように、不活性ガスを吹き出すように構成したものである。
【００１４】
さらに、請求項３に係る静電選別装置は、請求項１または２に記載の静電選別装置における上流側イオン発生手段の電極により発生されるコロナイオンが、ドラム電極の回転方向と逆方向に移動するのを防止するイオン逆流防止具を具備したものである。
【発明の効果】
【００１５】
上記の構成によると、回転方向に沿って複数個所に配置されたイオン発生手段のうち、上流側に配置されるイオン発生手段を、針状電極または先端部が尖り状に形成された板状電極により構成するとともに、この電極の設置方向を、当該電極に対応するドラム電極の表面位置での接線と法線との間の任意の角度に設定したので、上流側に配置されるイオン発生手段により照射されるコロナイオンは、ドラム電極の回転方向（正確には、回転方向の下流側）に沿うように移動するため、例えば導電性物質が細い線材でありドラム電極から反跳しようとする場合でも、その多くは回転方向に移動することになり、ドラム電極に沿うように配置された他の針状電極と衝突するのを防止でき、したがって導電性物質が絶縁性物質に混入するのを極力少なくすることができるので、分離精度の向上を図ることができる。
【００１６】
また、不活性ガスがドラム電極の回転方向に沿うように吹き出されるため、ドラム電極に反跳した導電性物質を、ドラム電極の回転方向に導くことができるので、より、分離精度の向上を図ることができる。
【００１７】
さらに、コロナイオンの流入防止具が具備されているので、ドラム電極に反跳した導電性物質が材料供給手段側に戻るのを防止することができ、したがって、より一層、分離精度の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
［実施の形態］
以下、本発明の実施の形態に係る静電選別装置を図面に基づき説明する。
この選別装置は、図１〜図３に示すように、粉砕された導電性物質［以下、導電物ともいい、例えば、金属片、電線などの金属細線である］Ｂおよび非導電性物質つまり絶縁性物質（以下、絶縁物ともいい、例えば、プラスチック片、ビニール片などである）Ｃの被選別物（以下、混合物ともいう）Ａを貯留する貯留用ホッパ１およびこの貯留用ホッパ１からの混合物Ａを振動により定量的に供給し得る材料供給手段（例えば、材料供給トレー、材料供給板ともいい、具体的には、振動式供給機が用いられる）２により構成された定量供給装置３と、接地（アース）され且つ表面が円筒状に形成されるとともに水平軸心ａ回りで所定方向（回転方向でもあり、矢印ｂにて示す）に回転される金属製のドラム電極４と、このドラム電極４の下向き回転開始位置（イ）の回転方向斜め上方位置でドラム電極４から所定距離はなして設けられるとともに回転方向ｂにおいて上流側から下流側に、つまり最上位の位置（イ）から少し下流側の低位置に沿って順次配置されてコロナイオン（イオン風ともいう）を発生させる第１イオン発生手段（上流側イオン発生手段）６および第２イオン発生手段７と、この第２イオン発生手段７の下流側に且つ上記ドラム電極４から所定距離はなして配置された選別用の静電場を形成するための板状電極（例えば、平板電極が用いられる）８と、上記第１イオン発生手段６および第２イオン発生手段７並びに板状電極８とドラム電極４との間に高電圧を印加するための電源装置９と、上記ドラム電極４の下方に配置されるとともに中央に設けられた仕切壁１１により第１回収室１２および第２回収室１３が形成されてなる絶縁物Ｃおよび導電物Ｂの回収容器１４とから構成されている。なお、１５は回収容器１４におけるドラム電極４の回転方向下流側位置に配置された絶縁物Ｃの掻落し具である。
【００１９】
そして、上記第１イオン発生手段６は、ドラム電極４の回転軸心ａと平行に配置されるとともに所定方向の孔部２２が回転軸心ａに沿って所定間隔置きに複数個形成されたマニホールド２１と、このマニホールド２１の各孔部２２内の中心に且つ環状隙間を有するように配置された第１針電極（針状電極の一例で、ワイヤー電極でもよい）２３とから構成されている。そして、このマニホールド２１の設置方向すなわち孔部２２の設置方向は、ドラム電極４における接線（正確には、第１針電極に対向するドラム電極の表面位置での接線である）と接線に対して６０度の傾斜線ｄとの間の任意の角度θとなるようにされている。なお、上記角度θとしては、接線に直交する法線（９０度は含まず）までの角度（角度範囲でいえば、０＜θ＜９０）であってもよい。言い換えれば、イオンの照射方向が、少しでも、ドラム電極４の回転方向の下流側に向くようにすれば良い。また、好ましい角度θとしては、３０〜６０度の範囲である。
【００２０】
また、第１イオン発生手段６におけるマニホールド２１には、その孔部２２から不活性ガスＧが吹き出されるように構成されており、具体的には、不活性ガス供給装置（図示せず）が具備されている。
【００２１】
つまり、この孔部２２から吹き出される不活性ガスＧにより、第１イオン発生手段６により発生されたコロナイオンＫは、被選別物である混合物Ａがドラム電極４の回転によって運ばれる方向に照射されることになる。
【００２２】
さらに、上記マニホールド２１の下面には、第１針電極２３により発生されたコロナイオンＫが材料供給手段２側に流れ込むのを防止するためのイオン逆流防止具２４が設けられている。例えば、このイオン逆流防止具２４は、水平取付板部２４ａと、マニホールド２１の下面とドラム電極１の上面との隙間を塞ぐように下向傾斜板部２４ｂとから構成されている。
【００２３】
一方、上記第２イオン発生手段７は、上記ドラム電極４の回転軸心ａと平行に配置される支持部材２５と、この支持部材に回転軸心ａに沿って所定間隔おきに複数個配置された第２針電極２６とから構成されている。
【００２４】
上記構成において、所定方向ｂに回転されるドラム電極４を接地して陽極にするとともに第１針電極２３および第２針電極２６を陰極にして電源装置９により高電圧を印加し、不平等電界中の気体を電子の衝突分離作用によりコロナ放電させて負のコロナイオンＫを発生させ、ドラム電極４に照射させる。また、電源装置９により、板状電極８を陰極としてドラム電極４との間に選別用の静電場が形成される。
【００２５】
この状態で、例えばプラスチック被覆廃電線を粉砕してなる銅線（導電物）Ｂとプラスチック片（絶縁物）Ｃとの混合物Ａが、貯留用ホッパ１から上下および前後方向に振動している材料供給手段２上に排出されてドラム電極４の表面に定量的に供給（落下）される。
【００２６】
ドラム電極４の表面に落下された混合物Ａには、ドラム電極４の回転に従って移動されながら第１針電極２３および第２針電極２６からのコロナ放電によるコロナイオンＫが照射されて負の電荷が与えられる。
【００２７】
この混合物Ａのうち、プラスチック片Ｃは、両針電極６，７からのコロナ放電によるコロナイオンＫにより与えられた負の電荷によりドラム電極４に吸着され、次に板状電極８とドラム電極４との間に形成された分離用の静電場において、負の電荷を有するプラスチック片Ｃに静電力が働きドラム電極４に吸着され、ドラム電極４の回転とともに移動して、ドラム電極４に近接する落下軌跡を描いて落下し、又は掻落し具１５によって掻き落とされ、第１回収室１１に回収される。
【００２８】
一方、混合物Ａのうち、銅線Ｂについては、コロナイオンＫにより与えられた負の電荷がドラム電極４に接触することにより、中和されるとともに、ドラム電極４から正の電荷が与えられて、ドラム電極４に対して反発し、さらに、分離用の静電場においては、陰極である板状電極８側に吸引されて、ドラム電極４から離れる方向に落下軌跡を描いて跳躍し、第２回収室１２に回収される。
【００２９】
ところで、選別時において、第１針電極２３が配置された孔部２２から吹き出される不活性ガスＧの方向がドラム電極４の回転方向ａで且つその接線に対して傾斜する方向であることから、混合物Ａは回転方向ａに導かれるため、電線などの細い導電物に顕れ易い反跳現象が抑制されるとともに、材料供給手段２側への戻りがなくなり、しかもイオン逆流防止具２４の具備により、より一層の材料供給手段２側への戻り（逆流）がなくなる。
【００３０】
ここで、本実施の形態に係る静電選別装置（本発明装置という）と従来の静電選別装置（従来装置という）との分離性能を比較した結果について、図３のグラフに基づき説明する。
【００３１】
図３に示すグラフは、１０ｍｍアンダーに破砕した混合物に適用した場合を示し、物質の落下位置と回収割合との関係を示している。
このグラフのデータを採取した装置構成について説明しておくと、第１針電極２３の先端位置がドラム電極４の最上位置（ドラム電極の中心を通る鉛直軸）から回転方向（図１の時計回り）に１０度（電圧を印加しない状態で、混合物がドラム電極表面から自然に動きだす位置に相当する）の位置にされるとともに当該第１針電極２３の傾斜角度θが４０度にされ、さらに第２針電極２６の先端位置がドラム電極４の最上位置から回転方向に４０度の位置にされている。なお、ドラム電極４表面と両針電極２３，２６との距離は共に６０ｍｍにされており、また両電極２３，２６に印加した電圧は３０ｋＶであった。
【００３２】
このグラフから、従来装置によれば、絶縁物がドラム電極の端部位置（０ｃｍ）から＋１０ｃｍ程度の範囲内に落下しており、これは、針電極および板状電極（特に、板状電極）に衝突しているためである。これに対して、本発明装置では、同じ範囲内（０〜＋１０ｃｍ）での絶縁物の落下量が減少しているとともに、＋１０ｃｍを超える範囲での導電物の落下量つまり回収量が増加している。すなわち、本発明装置の方が従来装置よりも、分離精度が向上しているのが分かる。
【００３３】
上記の構成によると、回転方向に沿って複数個所に配置されたイオン発生手段のうち、上流側に配置される第１イオン発生手段を針電極またはワイヤー電極（まとめて、針状電極という）により構成するとともに、この針状電極の設置方向を、当該電極に対応するドラム電極の表面位置での接線と当該接線に対して６０度の傾斜線との間の任意の角度に設定したので、上流側に配置されるイオン発生手段により照射されるコロナイオンは、ドラム電極の回転方向（正確には、回転方向の下流側）に沿うように照射されるため、例えば導電物が細い線材でありドラム電極から反跳しようとする場合でも、その多くは回転方向に移動することになり、ドラム電極に沿うように配置された他の針状電極、すなわち第２イオン発生手段の第２針電極または板状電極と衝突するのを防止でき、したがって導電物が絶縁物に混入するのを極力少なくすることができるので、分離精度の向上を図ることができる。
【００３４】
また、不活性ガスがドラム電極の回転方向に沿うように吹き出されるため、ドラム電極に反跳した導電物を、ドラム電極の回転方向に導くことができるので、より、分離精度の向上を図ることができる。
【００３５】
さらに、コロナイオン逆流防止具が具備されているので、ドラム電極に反跳した導電物が材料供給手段側に戻るのを防止することができ、したがって、より一層、分離精度の向上を図ることができる。
【００３６】
ここで、上述した作用・効果の補足説明を行う。
例えば、分離精度を向上させる方法として、仕切壁の位置をドラム電極の中心寄りの内側に移動させて、ドラム電極に吸着したものだけを回収することも考えられるが、通常は、破砕片のサイズおよび物質の種類も種々あることから、仕切壁の位置を移動させて分離精度の向上を図るのは困難である。つまり、帯電した導電性物質の挙動（コロナ発生電極への衝突や電極間での反跳の繰り返し）を無くす方が容易であることから、電極の設置方向を考慮するとともに、不活性ガスによりコロナイオンの吹き出し方向を調節するようにしたものである。
【００３７】
また、上述したように、第１針電極はドラム電極に混合物が供給され始める位置、具体的には、材料供給手段の付近か、または混合物がドラム電極から滑り落ちる位置より少し前方に配置するのが好ましいが、材料供給手段の付近で混合物をドラム電極に供給しようとすると、コロナイオンにより材料供給手段からの混合物が押し返されて混合物の単層供給（混合物が上下に重ならないように供給するもので、分離精度の向上を図る上で必要となる）が崩れてしまうので、できるだけ材料供給手段の付近にて、混合物をドラム電極に供給するとともに、混合物が押し返されないように、不活性ガスにより、コロナイオンを回転方向下流側に吹き出すようにしたのである。
【００３８】
ところで、上記実施の形態においては、第１イオン発生手段６を孔部２２を有するマニホールド２１と、このマニホールド２１の孔部２２に挿通された第１針電極２３とにより構成したが、例えばドラム電極４の回転軸心ａに沿って所定間隔おきに配置される複数の筒状部材と、これら各筒状部材の中心に配置された針電極またはワイヤー電極とにより構成してもよく、また図４に示すように、第１イオン発生手段６′として、ドラム電極４の回転軸心ａに沿う溝部（スリットともいう）３２が形成されたマニホールド３１と、このマニホールド３１の溝部３２内に配置された先端部が尖るように形成された板状電極３３とにより構成したものを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の形態に係る静電選別装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】同静電選別装置における第１針電極部分を示す斜視図である。
【図３】同静電選別装置における選別回収状態を説明するグラフである。
【図４】同静電選別装置における第１イオン発生手段の変形例を示す斜視図である。
【図５】従来例の静電選別装置の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
Ａ      被選別材料
Ｂ      導電性物質
Ｃ      絶縁性物質
１      貯留用ホッパ
２      材料供給手段
３      定量供給装置
４      ドラム電極
６      第１イオン発生手段
７      第２イオン発生手段
８      板状電極
２１      マニホールド
２２      孔部
２３      第１針電極
２４      イオン逆流防止具
２６      第２針電極
３１      マニホールド
３２      溝部
３３      板状電極
【図１】
2010029800.tif 000003
【図２】
2010029800.tif 000004
【図３】
2010029800.tif 000005
【図４】
2010029800.tif 000006
【図５】
2010029800.tif 000007