(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
風力発生手段（３）と、
前記風力発生手段（３）で発生させられた風力により複数の気流を噴出させるための複数のノズル手段（１１，１２）と、
前記複数のノズル手段から噴出させられる複数の気流のそれぞれをほぼ定められた方向に向けるための複数の風向調整手段（１３，１４）と、
前記各気流が向かう先に不連続な複数の落下用段差（１７ａ〜１７ｃ，１８ａ〜１８ｃ）がそれぞれ位置するように設けられた少なくとも２つの選別流路（１５ａ〜１５ｄ，１６ａ〜１６ｄ）を備える選別用流路構成体と、
前記選別流路（１５ａ〜１５ｄ，１６ａ〜１６ｄ）に平行な流路方向成分と前記選別流路（１５ａ〜１５ｄ，１６ａ〜１６ｄ）に直交する直交成分の推力とを生じせしめる斜め方向の制動力を前記選別用流路構成体に与えるための起振手段（２１）と
からなることを特徴とする風力選別装置。
【請求項２】
請求項１において、
上方の選別流路（１６ａ〜１６ｄ）の落下用段差（１８ａ〜１８ｃ）は、下方の選別流路（１５ａ〜１５ｄ）の落下用段差（１７ａ〜１７ｃ）に対して下流側の斜め上方に位置づけられている
ことを特徴とする風力選別装置。
【請求項３】
請求項２において、
下方の前記選別流路（１５ａ〜１５ｄ）の前記落下用段差（１７ａ〜１７ｃ）から上方の前記選別流路（１６ａ〜１６ｄ）の前記落下用段差（１８ａ〜１８ｃ）向かう斜め上方の方向に、前記ノズル手段から噴出される空気流の風向が調整されている
ことを特徴とする風力選別装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、混合物を風力で選別するための風力選別装置に関する。更に詳しくは、雑多な廃棄物たとえばコンクリート、アスファルト、鉄、非鉄金属、ガラス、木材、紙片、ダンボール箱破片などが混合されている産業廃棄物の再生利用を行うために風力で各廃棄物に選別するための風力選別装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
産業廃棄物の再生利用は、地球環境を保全していくための１つの要因である。再生利用の対象範囲は、混合産業廃棄物へ広げられている。混合産業廃棄物は、コンクリート、アスファルト、鉄、非鉄金属、ガラス、木材、紙片、ダンボール箱破片など雑多であるが、どれも再生利用する経済的価値がある。
【０００３】
このような混合廃棄物の選別作業は、機械化されなければ経済的価値が乏しい。従来、磁力選別で鉄類の選別を行っている。雑多な混合物を選別して再生利用物を単独に取り出す普遍的手段は、現在知られていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
産業廃棄物の構成物は、前記したように互いにあまりにも異質である。特に、重量の点で、異質である。コンクリートは重く、紙は軽い。異質な点が、重量であることに着目して、本発明は重量選別に解決の糸口をつかんだ。
【０００５】
この発明は、このような技術的背景のもとで発明されたものであり、次のような目的を達成する。
【０００６】
この発明の目的は、重力選別と風力選別を組み合わせて雑多な構成物からなる混合物から構成物単独を、高確率で選別できる風力選別装置を提供することにある。
【０００７】
この発明の他の目的は、雑多な構成物からなる混合物から構成物単独を高確率でかつ低廉に選別できる風力選別装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために次のような手段を採る。
【０００９】
この発明１の風力選別装置は、
風力発生手段（３）と、
前記風力発生手段（３）で発生させられた風力により複数の気流を噴出させるための複数のノズル手段（１１，１２）と、
前記複数のノズル手段から噴出させられる複数の気流のそれぞれをほぼ定められた方向に向けるための複数の風向調整手段（１３，１４）と、
前記各気流が向かう先に不連続な複数の落下用段差（１７ａ〜１７ｃ，１８ａ〜１８ｃ）がそれぞれ位置するように設けられた少なくとも２つの選別流路（１５ａ〜１５ｄ，１６ａ〜１６ｄ）を備える選別用流路構成体と、
前記選別流路（１５ａ〜１５ｄ，１６ａ〜１６ｄ）に平行な流路方向成分と前記選別流路（１５ａ〜１５ｄ，１６ａ〜１６ｄ）に直交する直交成分の推力とを生じせしめる斜め方向の制動力を前記選別用流路構成体に与えるための起振手段（２１）と
からなることを特徴とする。
【００１０】
また、この発明２の風力選別装置は、前記発明１において、
上方の選別流路（１６ａ〜１６ｄ）の落下用段差（１８ａ〜１８ｃ）は、下方の選別流路（１５ａ〜１５ｄ）の落下用段差（１７ａ〜１７ｃ）に対して下流側の斜め上方に位置づけられている
ことを特徴とする。
【００１１】
また、この発明３の風力選別装置は、前記発明２において、
下方の前記選別流路（１５ａ〜１５ｄ）の前記落下用段差（１７ａ〜１７ｃ）から上方の前記選別流路（１６ａ〜１６ｄ）の前記落下用段差（１８ａ〜１８ｃ）向かう斜め上方の方向に、前記ノズル手段から噴出される空気流の風向が調整されている
ことを特徴とする。
【００１２】
なお、前記参照番号併記は、本発明の構成要素と以下に詳述する実施例の構成要素との対応関係を明確にするための便宜的手段であり、本発明を実施例に限定するためではない。
【００１３】
【作用】
この発明の風力選別装置は、振動を与え重量差を利用して重力質量の大小別に上層と下層に流下物を選別しながら流下させ、流路中の落下用段差部で風力により慣性質量の大小別に流下物を選別して上方の選別流路と下方の選別流路とに分流させる。このような比重選別により、高確率で混合物特に混合産業廃棄物を再利用のために分別収集する。
【００１４】
【実施例】
（実施例１）
機械の構成
次に本発明の実施例を説明する。図１、図２は、本発明の風力選別装置の実施例１を示す正面図、側面図である。床に据え付けられる第１機械本体１に駆動モータ２、送風機３が取りつけられている。風力発生装置である送風機３は、駆動モータ２の出力軸からプーリ、伝導ベルト４、プーリなどを介して駆動力を受け、吐出口５より強力な圧力空気を下流方向に供給する。
【００１５】
圧力空気は、吐出口５から分配手段により複数のたとえば図示するように３本の強靭なフレキシブルエアチューブ６，６，６に供給される。図示していないが、フレキシブルエアチューブ６の流入口と吐出口５との間には個別の空気供給量調整用弁を設けることがある。フレキシブルエアチューブ６は、第２機械本体１０に設けられているノズル本体管１１の端部の連結用鍔部に接続されている。
【００１６】
第２機械本体１０は、第１機械本体１上に複数の弾力的支持部材８により振動自在に支持されている。弾力的支持部材８として、強力なコイルスプリングが用いられている。第２機械本体１０は、内部に選別室１０ａを形成している。１つの壁には割りスリット付き空気抜用ゴムダンパー９が設けられている。
【００１７】
３本のノズル本体管１１は、水平方向に向いて第２機械本体１０の側壁に各両端がそれぞれに固定されている。各ノズル本体管１１は、ほぼ等間隔に配置されているが、互いにほぼ等しい落差を与えられている。図３は、選別室１０ａ中の１本のノズル本体管１１が見えるように第２機械本体１０の壁の一部を切断した断面図である。ノズル本体管１１には、長手状のノズルを形成するための長口１２が開けられている。ノズル本体管１１と長口１２とでノズル手段を構成する。
【００１８】
図４は、ノズル本体管１１の断面を拡大して示す。長口１２の長手方向に沿って平行な２体のフラットバー１３，１３がノズル本体管１１に溶接されている。２体のフラットバー１３，１３はノズル本体管１１の軸心線を通る平面に平行である。２体のフラットバー１３，１３間に多数の整流板１４，１４・・・が配置されている。整流板１４は整流部１４ａと取付部１４ｂとからなる曲板である。
【００１９】
取付部１４ｂが一方のフラットバー１３にビスで角度調整可能に固定される。整流部１４ａは、ノズル本体管１１の軸心線を通る放射面に平行に取り付けられるか、または、その平行面に対してある角度をもって取り付けられている。このような角度は、各整流板１４ごとに変更可能である。フラットバー１３，１３と整流板１４，１４…とで風向調整手段を構成する。
【００２０】
図１に示すように、選別室１０ａ内に選別用傾斜流路構成体が設けられている。選別用傾斜流路構成体は、上下２段の傾斜選別流路１５，１６からなる。上下２段の傾斜選別流路１５，１６の傾斜流路面は、平らな金属板で形成されている。上下２段の傾斜選別流路１５，１６はそれぞれに多段に構成され、下段の傾斜選別流路１５は第１段下段傾斜選別流路１５ａと第２段下段傾斜選別流路１５ｂと第３段下段傾斜選別流路１５ｃと第４段下段傾斜選別流路１５ｄとからなる。
【００２１】
第１段下段傾斜選別流路１５ａは第２段下段傾斜選別流路１５ｂよりも全体的に高く上流側にあり、第２段下段傾斜選別流路１５ｂは、第３段下段傾斜選別流路１５ｃよりも全体的に高く上流側にあり、第３段下段傾斜選別流路１５ｃは、第４段下段傾斜選別流路１５ｄよりも全体的に高く上流側にある。
【００２２】
第１段下段傾斜選別流路１５ａ、第２段下段傾斜選別流路１５ｂ、第３段下段傾斜選別流路１５ｃ、第４段下段傾斜選別流路１５ｄはそれぞれに下流側に向かって低くなるように斜めに形成されている。第１段下段傾斜選別流路１５ａ、第２段下段傾斜選別流路１５ｂ、第３段下段傾斜選別流路１５ｃ、第４段下段傾斜選別流路１５ｄの下流端は、それぞれに第２段下段傾斜選別流路１５ｂ、第３段下段傾斜選別流路１５ｃ、第４段下段傾斜選別流路１５ｄの上流端の鉛直上方か鉛直上方より下流側にある。
【００２３】
第１段下段傾斜選別流路１５ａの下流端と第２段下段傾斜選別流路１５ｂの上流端との間には、鉛直方向に落差がある落下用段差１７ａが設けられている。第２段下段傾斜選別流路１５ｂの下流端と第３段下段傾斜選別流路１５ｃの上流端の間には、鉛直方向に落差がある落下用段差１７ｂが設けられている。第３段下段傾斜選別流路１５ｃの下流端と第４段下段傾斜選別流路１５ｄの上流端の間には、鉛直方向に落差がある落下用段差１７ｃが設けられている。
【００２４】
上段の傾斜選別流路１６は、第１段上段傾斜選別流路１６ａと第２段上段傾斜選別流路１６ｂと第３段上段傾斜選別流路１６ｃと第４段上段傾斜選別流路１６ｄとからなる。第１段上段傾斜選別流路１６ａは第２段上段傾斜選別流路１６ｂよりも全体的に高く上流側にあり、第２段上段傾斜選別流路１６ｂは、第３段上段傾斜選別流路１６ｃよりも全体的に高く上流側にあり、第３段上段傾斜選別流路１６ｃは、第４段上段傾斜選別流路１６ｄよりも全体的に高く上流側にある。
【００２５】
第１段上段傾斜選別流路１６ａ、第２段上段傾斜選別流路１６ｂ、第３段上段傾斜選別流路１６ｃ、第４段上段傾斜選別流路１６ｄは、それぞれに下流側に向かって低くなるように斜めに形成されている。第１段上段傾斜選別流路１６ａ、第２段上段傾斜選別流路１６ｂ、第３段上段傾斜選別流路１６ｃ、第４段上段傾斜選別流路１６ｄの下流端は、それぞれに第２段上段傾斜選別流路１６ｂ、第３段上段傾斜選別流路１６ｃ、第４段上段傾斜選別流路１６ｄの上流端の鉛直上方か鉛直上方より下流側にある。
【００２６】
第１段上段傾斜選別流路１６ａの下流端と第２段上段傾斜選別流路１６ｂの上流端との間には、鉛直方向に落差がある落下用段差１８ａが設けられている。第２段上段傾斜選別流路１６ｂの下流端と第３段上段傾斜選別流路１６ｃの上流端の間には、鉛直方向に落差がある落下用段差１８ｂが設けられている。第３段上段傾斜選別流路１６ｃの下流端と第４段上段傾斜選別流路１６ｄの上流端の間には、鉛直方向に落差がある落下用段差１８ｃが設けられている。
【００２７】
落下用段差１８ａは落下用段差１７ａよりも下流側に向かって斜め上方にあり、落下用段差１８ｂは落下用段差１７ｂよりも下流側に向かって斜め上方にあり、落下用段差１８ｃは落下用段差１７ｃよりも下流側に向かって斜め上方にある。このような斜め上方の３つの方向は全く同じか少し相違している。その１つを代表させて図１中に矢つき仮想線Ｄで示している。
【００２８】
このような矢つき仮想線Ｄの線上にノズルを構成する長口１２が位置づけられている。仮想線Ｄのベクトルまたはこれに近似する方向に、各フラットバー１３が向けられ、また、仮想線Ｄのベクトルの向きを基準として各整流板１４が向きつけられている。
【００２９】
最下流の第４段上段傾斜選別流路１６ｄの前方に、ダンパ付き軽量物用排出口１９が設けられている。最下流の第４段下段傾斜選別流路１５ｄの前方にダンパ付き重量物用排出口２０が設けられている。
【００３０】
図１に示すように、選別用傾斜流路構成体に振動力を与えるための起振手段２１が第２機械本体１０に取り付けられている。起振手段２１は、選別用傾斜流路構成体にベクトルＤの成分を持つ振動力を与えるように振動を発生する。起振手段２１のこのような振動を発生する手段は、各種公知のものがある。
【００３１】
たとえば、電磁コイルに交流をかけて電磁的ピストンをベクトルＤ方向に往復運動させるもの、ベクトルＤ方向に案内運動させる往復運動体に偏心ロータを取り付けたもの、ベクトルＤ方向に運動する内部ピストンを持つ空気圧シリンダ装置などが知られている。このような起振手段２１により、選別用傾斜流路構成体には、この選別用傾斜流路構成体の流路方向成分と流路方向に直交する直交成分とを持つ方向の振動力が与えられている。
【００３２】
機械の動作
駆動モータ２を駆動し送風機３から圧力空気をフレキシブルエアチューブ６に供給する。フレキシブルエアチューブ６に接続されているノズル本体管１１の長口１２から圧力空気が噴出する。長口１２に沿って設けられているフラットバー１３、整流板１４に整流され、長口１２から噴出する圧力空気は、多少の拡がり角度を持って板状にまたは偏平に拡がる。このように広がった３つの空気流は、落下用段差１８ａと落下用段差１７ａとが形成する選別用傾斜流路構成体の不連続切れ目、落下用段差１８ｂと落下用段差１７ｂとが形成する選別用傾斜流路構成体の不連続切れ目、落下用段差１８ｃと落下用段差１７ｃとが形成する選別用傾斜流路構成体の不連続切れ目に向かってそれぞれに流れる。
【００３３】
一方、起振手段２１を動作させる。起振手段２１の動作により第２機械本体１０に振動が発生する。第２機械本体１０は第１機械本体１との関係では小さい振動数を持つように第１機械本体１に支持されているので、第２機械本体１０には起振手段２１が発生させる振動数の振動が発生する。第２機械本体１０に固定されている選別用傾斜流路構成体を構成する上下の傾斜選別流路１５ａ〜１５ｄ，１６ａ〜１６ｄに前記振動数の振動が発生する。
【００３４】
このような振動の１方向の振動ベクトルを図６にＦで示す。この振動ベクトルＦを傾斜流路面の流路方向成分Ｆ１と傾斜流路面の法線方向、すなわち傾斜流路面に直交する直交方向成分Ｆ２とに分解する。また、重力Ｇを、同様に流路方向成分Ｇ１と直交方向成分Ｇ２とに分解する。
【００３５】
上下の傾斜選別流路１５ａ〜１５ｄ，１６ａ〜１６ｄ上に載る物体は、流路面を構成する金属板から大きい摩擦抵抗を受けて、前記流路方向成分（Ｆ１＋Ｇ１）と直交方向成分（Ｆ２＋Ｇ２）を受ける。流路方向成分（Ｆ１＋Ｇ１）は、正になるように力Ｆの向きが設定されているので、物体は流路面より上方に跳ね上げられる力を受ける。直交方向成分（Ｆ２＋Ｇ２）は、正であり流下方向の力を受ける。このため、跳躍的に微振動しながら、流路面上の物体は流下することができる。
【００３６】
最上段の方の傾斜選別流路１５ａと１６ａとの間の上方に被分別材料が投入される。被分別材料として説明の便宜上、コンクリート片とダンボール片との混合物を選ぶ。投入された被分別材料は、傾斜選別流路１５ａの金属板の上で前記した振動力と重力との合成力を受ける。軽い物体のダンボール片はより高く跳躍しより長く下流側へ押され、重い物体のコンクリート片はより低く跳躍してより短く押される。このような外力を受ける２種物体は何回もの振動力を受ける間に、図７に示すように、ダンボール片は上層にコンクリート片は下層になって層流をつくる。このような層流をつくる重量選別としての比重選別は、公知である。混合物は、振動選別により上下層に選別される。
【００３７】
最下段の落下用段差１８ａで、傾斜選別流路１５ａの下流端から落下する２層の混合物は、軽く表面積が大きい上層のダンボール片が気流により遠くへ飛ばされ、重く表面積が小さい下層のコンクリート片が近くへ飛ばされる。ダンボール片は、上方の次段の傾斜選別流路１６ｂに載る確率が高い。コンクリート片は下方の次段の傾斜選別流路１５ｂに落下する確率が高い。このような風力選別により混合物は、２つの流路に分断される。
【００３８】
傾斜選別流路１５ｂ上及び傾斜選別流路１６ｂ上で、１回目の風力選別を受けた混合物は、振動選別作用によりさらに２回目の選別が独立流路上で繰りかえされる。中段の落下用段差１８ｂで、２回目の風力選別が行われる。このような風力選別と振動選別が繰り返され、最下段の落下用段差１８ｃで、最終風力選別が行われる。１回目に選別度をｋとすると、３回目の風力選別の後の選別度は、ｋの３乗である。回数を高めることにより、選別度は飛躍的に上昇する。このように選別されたダンボール片は軽量物用排出口１９から、コンクリート片は重量物用排出口２０から機外に排出される。
【００３９】
（その他の実施例）
本発明は、上記実施例に限られることはなく、本発明の趣旨の範囲内で、設計変更が行われる。たとえば、傾斜選別流路を形成する金属板は、波板、凹凸板、突起板、スクリーンなどに変えることができる。第２機械本体１０の外壁に排気ダクトを設けることがある。傾斜選別流路は、流路方向にも上下方向にも段数をさらに増やすことができる。各傾斜選別流路は、進行方向または上下方向に位置を変更できるように設ければ、選別性能を混合物の種類により調整することができる。また、実施例の選別流路は傾斜する傾斜選別流路として示されたが、起振手段のベクトルの向きとの兼ね合いで、水平にも構成できる。
【００４０】
【発明の効果】
この発明の風力選別装置によると下記効果が奏される。振動選別を行ってから風力選別を行うので、風力選別性能が上昇する。重量選別によるので、不特定な雑多な種類の混合物の選別を高確率で行うことができる。特に、産業廃棄物たとえば非金属と紙類の選別に有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の風力選別装置の実施例１を示し、正面図である。
【図２】図２は、図１の側面図である。
【図３】図３は、図１の１部の側面断面図である。
【図４】図４は、ノズル本体管１１の断面図である。
【図５】図５は、ノズルの平面図である。
【図６】図６は、作用説明用正面断面図である。
【図７】図７は、作用説明用部分断面図である。
【符号の説明】
１…第１機械本体
２…駆動モータ
３…送風機
６…フレキシブルエアチューブ
８…弾力的支持部材
１０…第２機械本体
１１…ノズル本体管
１２…長口
１３…フラットバー
１４…整流板１４
２１…起振手段
【図１】
0003561528.tif 000002
【図２】
0003561528.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003561528.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
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