(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の振動方向に振動自在の振動篩と、前記振動篩の下面から脈動する上昇空気流を噴射する噴射手段とを有する乾式比重形状分離装置を用い、前記脈動する上昇空気流の噴射手段は、空気発生機構と、前記空気発生機構からの空気を送る導管の途中に設けられた脈動発生機構とを備え、前記脈動発生機構は、前記導管の途中に配された、所定の開口を有する回転自在の回転板を備え、前記回転板を回転させて前記開口及び非開口部によって前記導管を通過する空気流の通過及び遮断を所定の間隔で制御して前記空気流を脈動せしめ、このように脈動させた空気流を上昇空気流として噴射することを特徴とする乾式比重形状分離方法。
【請求項２】
所定の振動方向に振動自在の振動篩と、前記振動篩の下面から脈動する上昇空気流を噴射する噴射手段とを有する乾式比重形状分離装置を用い、前記脈動する上昇空気流の噴射手段は、空気流供給手段と、脈動空気流を供給する脈動空気流供給手段とを備え、前記脈動空気流供給手段は、空気発生機構と、前記空気発生機構からの空気を送る導管の途中に配された開閉弁と、前記開閉弁の開閉を制御する制御機構とを備え、前記開閉弁の開閉によって前記導管を通過する空気流の通過及び遮断を所定の間隔で制御して前記空気流を脈動せしめ、このように脈動させた空気流と、前記空気流供給手段から供給される空気流とを合流して脈動する上昇空気流として噴射することを特徴とする乾式比重形状分離方法。
【請求項３】
所定の振動方向に振動自在の振動篩と、前記振動篩の下面から脈動する上昇空気流を噴射する噴射手段とを有する乾式比重形状分離装置を用い、前記脈動する上昇空気流の噴射手段は、空気流供給手段と、脈動空気流を供給する脈動空気流供給手段とを備え、前記脈動空気流供給手段は、空気発生機構と、前記空気発生機構からの空気を送る導管の途中に設けられた脈動発生機構とを備え、前記脈動発生機構は、前記導管の途中に配された、所定の開口を有する回転自在の回転板を備え、前記回転板を回転させて前記開口及び非開口部によって前記導管を通過する空気流の通過及び遮断を所定の間隔で制御して前記空気流を脈動せしめ、このように脈動させた空気流と、前記空気流供給手段から供給される空気流とを合流して脈動する上昇空気流として噴射することを特徴とする乾式比重形状分離方法。
【請求項４】
前記脈動発生機構は、前記回転板と面同士を近接対面させて前記導管の途中に配された、所定の開口を有する固定板を備え、前記回転板を回転することによって前記回転板と前記固定板の開口同士が合致し又は前記固定板の開口が閉塞することによって空気流の通過及び遮断を制御する請求項１又は３記載の方法。
【請求項５】
前記空気発生機構は、空気発生機からなる請求項１、２、３又は４記載の方法。
【請求項６】
前記空気発生機構は、前記空気流供給手段を構成する空気導管の途中に分岐して設けられた空気流入用導管を備え、前記空気流入用導管を介して前記空気導管を通過する空気の一部を導入する請求項２、３又は４記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、振動篩を用いた乾式比重形状分離装置により複数種からなる混合プラスチックの分離、穀物または石炭の分離、あるいは、混合金属から鉄、アルミニウムおよび真鍮類の分離等を効率良く行うための乾式比重形状分離方法に関し、特に、噴射空気流の脈動発生方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
乾式分離技術として、振動篩と上昇気流とを組合わせた装置が、穀物の分離や石炭の分離に使用されている。しかし、これらの分離装置は比重差の大きいもの又は形状差の大きいものの分離には使用可能であるが、例えば、一般廃棄物中のプラスチック（以下、「廃プラスチック」という）から塩化ビニール類（ＰＶＣ、ＰＶＤＣ等、以下、「塩素含有プラスチック」という）を分離する場合等のように比重差の小さなものについては分離性能が良好でない。
【０００３】
そこで、上昇気流を脈動する技術が開発されている。図１４は、脈動発生器を備える従来の乾式比重形状分離装置の一例を示す系統図である。図１４に示すように、分離対象物を予め適当な大きさに破砕あるいは何らかの方法で構成物をバラバラにした後、振動篩と上昇空気流を組合わせ、振動篩２上には複数の邪魔板（図示せず）を設け、また、振動篩２を振動方向１０及び振動方向の横方向に適当に傾斜させて廃プラスチックを重量物側１１と軽量物側１２に分離するようになっている。脈動発生器９は、ブロワ５からの上昇空気流４の噴射を間欠的に行なわせる機能を有しており、その噴射間隔は、脈動発生器９のモータ回転数をインバータ等で制御することにより調整可能となっている（以下、「先行技術１」という）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、先行技術１に示す脈動発生器では、脈動の発生パルスが安定しないという問題があった。
【０００５】
従って、この発明の目的は、種々のプラスチックが混合する廃プラスチックはもとより、比重差が少ないものや、水を使用できないものに関して良好な分離性能を得られ、上昇空気流の安定的な脈動を発生することができる乾式比重形状分離方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、所定の振動方向に振動自在の振動篩と、前記振動篩の下面から脈動する上昇空気流を噴射する噴射手段とを有する乾式比重形状分離装置を用い、前記脈動する上昇空気流の噴射手段は、空気発生機構と、前記空気発生機構からの空気を送る導管の途中に設けられた脈動発生機構とを備え、前記脈動発生機構は、前記導管の途中に配された、所定の開口を有する回転自在の回転板を備え、前記回転板を回転させて前記開口及び非開口部によって前記導管を通過する空気流の通過及び遮断を所定の間隔で制御して前記空気流を脈動せしめ、このように脈動させた空気流を上昇空気流として噴射することに特徴を有するものである。
【０００８】
請求項２記載の発明は、所定の振動方向に振動自在の振動篩と、前記振動篩の下面から脈動する上昇空気流を噴射する噴射手段とを有する乾式比重形状分離装置を用い、前記脈動する上昇空気流の噴射手段は、空気流供給手段と、脈動空気流を供給する脈動空気流供給手段とを備え、前記脈動空気流供給手段は、空気発生機構と、前記空気発生機構からの空気を送る導管の途中に配された開閉弁と、前記開閉弁の開閉を制御する制御機構とを備え、前記開閉弁の開閉によって前記導管を通過する空気流の通過及び遮断を所定の間隔で制御して前記空気流を脈動せしめ、このように脈動させた空気流と、前記空気流供給手段から供給される空気流とを合流して脈動する上昇空気流として噴射することに特徴を有するものである。
【０００９】
請求項３記載の発明は、所定の振動方向に振動自在の振動篩と、前記振動篩の下面から脈動する上昇空気流を噴射する噴射手段とを有する乾式比重形状分離装置を用い、前記脈動する上昇空気流の噴射手段は、空気流供給手段と、脈動空気流を供給する脈動空気流供給手段とを備え、前記脈動空気流供給手段は、空気発生機構と、前記空気発生機構からの空気を送る導管の途中に設けられた脈動発生機構とを備え、前記脈動発生機構は、前記導管の途中に配された、所定の開口を有する回転自在の回転板を備え、前記回転板を回転させて前記開口及び非開口部によって前記導管を通過する空気流の通過及び遮断を所定の間隔で制御して前記空気流を脈動せしめ、このように脈動させた空気流と、前記空気流供給手段から供給される空気流とを合流して脈動する上昇空気流として噴射することに特徴を有するものである。
【００１０】
請求項４記載の発明は、前記脈動発生機構は、前記回転板と面同士を近接対面させて前記導管の途中に配された、所定の開口を有する固定板を備え、前記回転板を回転することによって前記回転板と前記固定板の開口同士が合致し又は前記固定板の開口が閉塞することによって空気流の通過及び遮断を制御することに特徴を有するものである。
【００１１】
請求項５記載の発明は、前記空気発生機構は、空気発生機からなることに特徴を有するものである。
【００１２】
請求項６記載の発明は、前記空気発生機構は、前記空気流供給手段を構成する空気導管の途中に分岐して設けられた空気流入用導管を備え、前記空気流入用導管を介して前記空気導管を通過する空気の一部を導入することに特徴を有するものである。
【００１３】
上記問題点は、振動篩と、振動篩下面からの空気流の強さに脈動を有する上昇空気流とから構成されている乾式比重形状分離において、上昇空気流の途中に配した弁の開閉により所定間隔で空気流を通過又は遮断させ、もしくは、開口を有する回転板を回転し開口と非開口部による空気流の通過又は遮断によって脈動を発生させて噴射することにより、特に脈流のパルスと振動篩の振動周期を同期させることにより解決される。
【００１４】
乾式比重形状分離方法には、例えば、下記▲１▼、▲２▼があるが、本願発明はいずれにも適用可能である。
【００１５】
▲１▼  所定の振動方向にほぼ水平に振動自在の振動篩と、前記振動篩の下面から上昇空気流を噴射する噴射手段とを有する乾式比重形状分離装置を用い、前記振動篩を前記所定の振動方向に向けて傾斜させて配置し、前記振動篩を前記所定の振動方向に振動させるとともに、前記噴射手段によって上昇空気流を噴射させることによって、前記振動篩上の分離対象物を比重差および形状差によって分離する乾式比重形状分離方法。
【００１６】
▲２▼  所定の振動方向にほぼ水平に振動自在の振動篩と、前記振動篩の下面から上昇空気流を噴射する噴射手段と、前記振動篩上に前記振動方向と同方向に互いに平行に配設された複数の邪魔板とを有する乾式比重形状分離装置を用い、前記振動篩を前記所定の振動方向に向けて傾斜させるとともに前記振動方向と直交する水平方向に向けても傾斜させて配置し、前記振動篩を前記所定の振動方向に振動させるとともに、前記噴射手段によって上昇空気流を噴射させることによって、前記振動篩上の分離対象物を比重差および形状差によって分離する乾式比重形状分離方法。
【００１７】
脈動の周期は３００〜３００００回／分、特に５００〜３０００回／分が望ましい。当然ながら周期の整数倍、又は、整数分の１の固有振動が上記範囲に含まれると同様の効果が期待できる。本発明により上昇空気流の安定的な脈動を発生することができ、比重差が少ないものや、水を使用できないもの、例えば、混合プラスチックからＰＶＣ、ＰＶＤＣ、ＰＥ、ＰＳ等の材質毎のプラスチックの分離、混合金属からの鉄、アルミニウム、真鍮類の比重差による分離、穀物または石炭等の分離に乾式比重形状分離装置を適用可能である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態に係る系統図である。乾式比重形状分離装置１は、振動篩（底板）２と、振動篩２の両脇に設けられた２枚の側面板３と、振動篩２上に、側面板３、３間にわたり互いに平行に設けられた複数の邪魔板（図示せず）とを備えている。邪魔板は、分離対象物の大きさに応じた（分離対象物の大きさの１〜１０倍程度）高さを有している。ただし、本実施の形態においては邪魔板はなくてもよい。側面板３には、下部から適量の空気流を流すためのメッシュ状または適当な大きさの多数の均等な孔（図示せず）が設けられている。
【００１９】
振動篩２は、側面板３と同方向に振動篩２の一辺２ａ側に向けて下がるように傾斜している。そして、振動篩２は、傾斜の方向と同方向１０に振動するようになっている。振動篩２の振動は、揺動運動による動作（振動コンベアの運動）によって行なわれる。また、振動の振幅および振動数はそれぞれ調整可能である。
【００２０】
振動篩２には、メッシュ状または適当な大きさの多数の均等な噴射孔（図示せず）が全面に設けられている。振動篩２の下部には、前記噴射孔のそれぞれに空気流が供給されるように分岐されて配管された導管７が、前記噴射孔と接続して設けられている。振動篩２の下方にはブロワ５が設けられており、ブロワ５からの空気流導入用導管６によって導管７に接続されている。ブロワ５の動作により導管６、７を通って前記噴射孔のそれぞれにほぼ均一の空気流が供給され、振動篩２の下面から上方に向けて上昇空気流４が噴射されるようになっている。
【００２１】
乾式比重形状分離装置１には、ブロワ５とは別の空気発生機１３が設けられており、空気発生機１３からの導管８が、導管６と７の接続部に接続されている。そして、導管８の途中には空気発生機１３側から順に弁Ｂ（符号１６ｂ）及び電磁弁１７が設けられている。
【００２２】
更に、導管６の途中から分岐した空気流入用導管１８が、弁Ｂ（符号１６ｂ）と電磁弁１７との間の導管８に接続されており、導管１８の途中には弁Ａ（符号１６ａ）が設けられている。弁Ａ（符号１６ａ）、弁Ｂ（符号１６ｂ）は、流量調整弁である。
【００２３】
ブロワ５から発生したほぼ均一の空気流に、導管８からの空気流を合流することにより、振動篩２の下部から脈動空気流を噴射することができる。即ち、ブロワ５にて一定空気流を導管６に送り、更に、空気発生機１３から導かれ、電磁弁１７を開閉することにより脈動を与えられた空気流を送ることにより、導管６、８の接続部で合流した空気流は脈動空気流となり導管７を介して振動篩２の下部から噴射する。電磁弁１７の開閉はパルス発信器１４により行う。なお、空気発生機１３を駆動するときは弁Ａ（符号１６ａ）は閉じておく。
【００２４】
一方、空気発生機１３を稼動せず（弁Ｂ（符号１６ｂ）は閉じる）、一定空気流のブロワ５から分岐した空気流入用導管１８及び弁Ａ（符号１６ａ）を経由したルートを使用し電磁弁１７の開閉を行うことにより空気発生機１３の使用を省くことも可能である。このように、弁Ａ又は弁Ｂのルートを適宜使用する。
【００２５】
更に、ブロワ５からの空気流の供給を停止し、導管８を経由する脈動空気流のみを振動篩２の下部から噴射することもできる。
［実施の形態２］
実施の形態２は、脈動発生手段が実施の形態１と異なる構成となっている。図２は、この発明の実施の形態に係る系統図、図３は、脈動発生機構の原理を説明する分解斜視図、図４は、側面図、図５は、正面図、図６は平面図、図７は、固定板を示す正面図、図８は、側面図、図９は、回転板用振動発生板を示す正面図、図１０は側面図、図１１は、回転板を示す正面図である。
【００２６】
図２に示すように、ブロワ５とは別の空気発生機１３が設けられており、空気発生機１３からの導管８は、導管６と７の接続部に接続されている。そして、導管８の途中には空気発生機１３側から順に弁Ｂ（符号１６ｂ）及び脈動発生機構１９が設けられている。
【００２７】
更に、導管６の途中から分岐した空気流入用導管１８が、弁Ｂ（符号１６ｂ）と脈動発生機構１９との間の導管８に接続されており、導管１８の途中には弁Ａ（符号１６ａ）が設けられている。弁Ａ（符号１６ａ）、弁Ｂ（符号１６ｂ）は、流量調整弁である。
【００２８】
図３、４に示すように、導管８、８の間には、一方の導管８の端面に、円形の開口２１を有する固定板２０が固定されて配されている。他方の導管８の端面と固定板２０との間には、円形の開口２３を有する円板状の回転板２２が、モータ２４により回転自在に軸着されている。固定板２０と回転板２２とは面同士を近接対面させて配されている。なお、開口２３は、図１１に示すように嵌合部２２ａを有する回転板２２に、図９（１）〜（３）に示すような開口を有する複数の回転板用振動発生板１５の中から形状を適宜選択して嵌め込むことによって形成するようになっている。回転板２２の回転によって固定板と回転板の開口２１と２３とが全部又は一部合致することによって空気流が通過し、又は、回転板２２の非開口部によって固定板の開口２１が閉塞することによって空気流が停止するようになっている。
【００２９】
脈動発生機構１９を空気発生機１３からの空気流４ａのルート（導管８）に設置し、回転板２２を回転させ回転板２２の開口２３と固定板２０の開口２１とが合致したときに脈動を発生させ脈動空気流４ｂを発生するようになっている。回転板２２の回転数をインバータ等で制御することによって脈動発生の周期を調整可能である。
【００３０】
本実施の形態では、固定板の開口２１と回転板の開口２３との形状を以下のように組合わせることで脈動パルスの立ち上げと立ち下げをコントロール可能である。即ち、上記に述べた図１２（１）に示すような円形の開口の組み合わせ、図１３（１）に示す多角形の組み合わせやその他により、図１２（２）、図１３（２）に示すようにパルス波形を変化可能である。
【００３１】
ブロワ５から発生したほぼ均一の空気流に、導管８からの脈動空気流を合流することにより、振動篩２の下部から脈動空気流を噴射することができる。即ち、ブロワ５にて一定空気流を導管６に送り、更に、空気発生機１３から導かれ、脈動発生機構１９を稼動することにより脈動を与えられた空気流を送ることにより導管６、８の接続部で合流した空気流は脈動空気流となり導管７を介して振動篩２の下部から噴射する。なお、空気発生機１３を駆動するときは弁Ａ（符号１６ａ）は閉じておく。
【００３２】
一方、空気発生機１３を稼動せず（弁Ｂ（符号１６ｂ）は閉じる）、一定空気流のブロワ５から分岐した導管１８及び弁Ａ（符号１６ａ）を経由したルートを使用し脈動発生機構１９を稼動することにより空気発生機１３の使用を省くことも可能である。このように、弁Ａ又は弁Ｂのルートを適宜使用する。
【００３３】
更に、ブロワ５からの空気流の供給を停止し、導管８を経由する脈動空気流のみを振動篩２の下部から噴射することもできる。
【００３４】
上記の実施の形態１及び２に示す脈動発生方法は、振動篩２（脈動平板）の上下から軽量物と重量物とを分離する乾式比重形状分離装置、及び、その振動平面に３次元的な傾きを持たせ、平面の１辺から広がりを持たせて軽量物と重量物とを分離する分離装置に適用することができる。
【００３５】
従って、比較的比重の近い、例えば、混合プラスチックのＰＥフィルムとＰＶＣやＰＶＤＣフィルム、混合金属の銅線と鉄とアルミニウム、あるいは、建築廃材の土砂とセメント類などであっても、精度良く分離することができる。
【００３６】
例えば、混合プラスチックから塩素含有プラスチックを高効率で分離することができる。約８％ＰＶＣが混入している一般廃棄物プラスチックからＰＶＣ、ＰＶＤＣを取り除き、ＰＶＣ、ＰＶＤＣ含有率１％以下の混合プラスチックを得ることも可能である。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、下記に示す有用な効果がもたらされる。
▲１▼  振動篩の振動と上昇空気流による乾式比重形状分離において、脈動する上昇空気流を振動篩の下面から安定して噴射することができ、分離効率の高い乾式分離が可能となる。
▲２▼  混合廃プラスチックから塩素含有プラスチックを高効率で分離することができ、高炉吹込み等の用途への再利用（リサイクル）の効率が向上する。
▲３▼  穀物または石炭の分離、あるいは、混合金属から鉄、アルミニウムおよび真鍮類の分離等多くの用途に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係る系統図である。
【図２】この発明の実施の形態に係る系統図である。
【図３】この発明の実施の形態に係る脈動発生機構の原理を説明する分解斜視図である。
【図４】この発明の実施の形態に係る脈動発生機構を示す側面図である。
【図５】この発明の実施の形態に係る脈動発生機構を示す正面図である。
【図６】この発明の実施の形態に係る脈動発生機構を示す平面図である。
【図７】この発明の実施の形態に係る固定板を示す正面図である。
【図８】この発明の実施の形態に係る固定板を示す図７（１）の側面図である。
【図９】この発明の実施の形態に係る回転板用振動発生板を示す正面図である。
【図１０】この発明の実施の形態に係る回転板用振動発生板を示す図９（１）の側面図である。
【図１１】この発明の実施の形態に係る回転板を示す部分正面図である。
【図１２】この発明の実施の形態に係る円形開口及びそのパルス波形を示す説明図である。
【図１３】この発明の実施の形態に係る三角形開口及びそのパルス波形を示す説明図である
【図１４】従来の乾式比重形状分離装置の一例を示す系統図である。
【符号の説明】
１  乾式比重形状分離装置
２  振動篩（底板）
３  側面板
４  上昇空気流
５  ブロワ
６  導管
７  導管
８  導管
９  脈動発生器
１０  振動方向
１１  重量物側
１２  軽量物側
１３  空気発生機
１４  パルス発信器
１５  回転板用振動発生板
１６ａ、１６ｂ  流量調整弁
１７  電磁弁
１８  空気流入用導管
１９  脈動発生機構
２０  固定板
２１  開口
２２  回転板
２３  開口
２４  モータ
【図１】
0003610864.tif 000002
【図２】
0003610864.tif 000003
【図３】
0003610864.tif 000004
【図４】
0003610864.tif 000005
【図５】
0003610864.tif 000006
【図６】
0003610864.tif 000007
【図７】
0003610864.tif 000008
【図８】
0003610864.tif 000009
【図９】
0003610864.tif 000010
【図１０】
0003610864.tif 000011
【図１１】
0003610864.tif 000012
【図１２】
0003610864.tif 000013
【図１３】
0003610864.tif 000014
【図１４】
0003610864.tif 000015