(57)【要約】【課題】固気流動層を用いた選別装置において、そのパンチングメタルの機能を十分に発揮でき、優れた選別を行い得ると共に所要の選別残渣の自動吸引去ができるようにすること。【解決手段】固気流動層を用いた乾式比重選別装置で、パンチングメタルの下側にキャンバスを設け、該キャンバスの更に下側にサポート用の金網を設けると共にパワーシリンダーを設けて、所要の選別残渣を自動的に吸引除去する。【選択図】図１
2018061950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動篩装置で選別した残渣の後処理を行うための固気流動層を用いた乾式比重差選別装置で、残渣を投入するホッパー（５）の下方に置かれている空気チャンバー室（１）から圧縮空気を供給するように構成し、且つ、該空気チャンバー室（１）に振動モータ（８）を敷設して前記残渣に振動を付与するように構成し、前記空気チャンバー室（１）の内部にパンチングメタル（２）を設け、前記パンチングメタル（２）の下側にキャンバス（３）を設け、該キャンバス（３）の更に下側にサポート用の金網（４）を設け、該パンチングメタル（２）を通過した加圧エアによって、前記残渣を流動させてその比重差を用いて上下に層を形成させるようにして選別分離するようにした乾式比重差選別装置において、
前記ホッパー（５）の上方にパワーシリンダー（９）を上下昇降自在に設け、
該パワーシリンダー（９）に伸縮自在の吸引ダクト（１０）を設けて該吸引ダクト（１０）の一端の吸引口（１０Ａ）を下向きに配置し、その他端（１０Ｂ）は外部の吸引ブロア（１２）付サイクロン（１１）に接続させ沈降分離させるように構成し、
前記ホッパー（５）の側面の少なくとも一部を透明な素材で構成して監視窓（１３）に構成し、
前記監視窓（１３）に臨ませて監視用デジタルカメラ（１４）を配置してホッパー（５）の内部を撮影できるように構成し、
前記監視カメラ（１４）の撮影データから、選別した層状をなす残渣の色彩の濃淡により層境界を判別すると共にその濃淡の境界位置を解析する解析部（１５）を設け、
前記解析部（１５）により得られた残渣の濃淡層の境界位置のデータに基づき、上層部の残渣層の位置情報を前記パワーシリンダー（９）の制御部（１６）に供給して、前記パワーシリンダー（９）を前記上層部の残渣層の厚さ分だけ上下稼働するように構成し、
以て、前記残渣の上層部の残渣のみを、前記吸引ダクト（１０）を介して吸引除去するように構成してあることを特徴とする乾式比重差選別装置。
【請求項２】
前記ホッパー（５）が残渣をバッチ方式で処理する構成とされ、前記パワーシリンダー（９）が、前記ホッパー（５）の上部に設けられた軌道（１７）に沿って前記ホッパー（５）の投入口（５Ａ）と排出口（５Ｂ）との間を往復動できるように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の乾式比重選別装置。
【請求項３】
前記ホッパー（５）が残渣を連続処理方式で処理できる構成とされ、前記パワーシリンダー（９）が、前記ホッパー（５）の排出側（５Ｂ）近傍位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の乾式比重選別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、産業廃材等を選別するための乾式選別装置で、そこに用いる固気流動層の選別残渣を自動的に除去する発明に関する。
【背景技術】
【０００２】  産業廃棄物は、例えば、建設混合廃棄物は、主に土砂類と可燃物とが混在しており、通常、振動、風力を利用した選別方法で選別を行い、重量物、可燃物、土砂類、残渣類に選別される。その他にも、湿式比重差選別装置があるが、機器が大掛かりであり、水或は液体を媒体とするので、乾燥機が必要となり、汚染された水或は液体の処理が必要で、コストがかかる等の問題がある。
何れの装置によっても、分別された上記物はそれぞれの目的に対応した二次処理に回されることになるが、特に問題となるのは、上記残渣類であり、細かい残渣物、例えば、５ｍｍ以下のもの、４ｍｍ以下のものには土砂類の中に可燃物が数パーセント〜２０数パーセント含まれている。【０００３】  こうした可燃物（熱灼減量）が含まれる残渣類は、「埋め戻し材」に使用できず、埋め立て処分としては、「管理型埋立処分場」で処分するしか方法がなかった。
現行法下では、熱灼減量が５％以下であれば、「安定型埋立処分場」での処分が可能となり、また「埋め戻し材」としても再利用できるのである。
そして、因みに、「管理型埋立処分」に比べて、「安定型埋立処分」とすれば、そのコストが約１／７になるという大きな利点がある。【０００４】  そこで、上述した残渣類を更に厳密に選別することが求められてきた。こうした技術の一環として、上述した振動、風力を利用した選別方法とは異なり、風力（加圧エア）を用いる方式で、残渣の比重差を利用して固気流動層を形成し、可燃物と土砂とを分離するという技術が提案されている。
こうした従来技術については、次に挙げる技術が知られている。
【先行技術文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３０００２０
【特許文献２】特開２００７−１８５６２１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  上述した従来技術の出現によって、在来の振動、風力を用いる技術よりも、小型化、小エネ選別で正確にできるようになったものであるが、上記固気流動層の技術において、次の問題があった。
一つは、流動層を発生させる空気チャンバー室に設けるパンチングメタルは、平板に小孔を多数穿孔して、その下方から加圧エアを流入させることで、上方に投入された残渣物を流動させるのであるが、平板に一様に穿孔させているも、上方への吹き抜けが一様でなく、全域に亘ってスムースな流動状態が形成され難く、為に、選別ムラが発生して、効率が良くないという点である。
二つ目は、前記穿孔から上方の残渣が下方に漏れ落ちるという事態も発生しており、為に、パンチングメタルを通過する圧力エアのスムースな流れが阻害され、結果として、選別性能を低下させるという点である。【０００６】  そこで、本発明者等は、上記問題を解決するべく、前記パンチングメタルの下側にキャンバスを設け、該キャンバスの更に下側にサポート用の金網を設けるという解決手段を提案した。これによって、上記問題点は解消したものであるが、次の問題点は残ったままであった。
即ち、残渣の選別は行い得るものの、選別された残渣（「安定型埋立処分可能なもの」）の分離、取り出しを行うに、これを自動的に行う技術の提案は末だ存在しなかった。【０００７】  振動選別されることで、残渣の上層には軽い残渣が浮き上がり、上層を除去すれば「安定型埋立処分」が可能な残渣の取り出しができることになるが、上述したホッパー内の残渣の軽量分別がどのように進行しているか、簡単には判別できないのであり、人為的であれば、目視によって軽量残渣（通常可燃物が主）を除去できるが、これを自動的に行う手段は無かった。
まして、定量のバッチ方式での選別ならば、一旦、振動選別を終了して層境界に注意して慎重に除去作業（適宜の手段）を行えばよいが、連続的に振動選別を行いながら、軽量残渣を除去しようとすると、その層境界を簡単には判別できないものであり、連続運転での軽量残渣の除去作業は容易ではない。
本発明は、かかる現状に鑑み、固気流動層を用いた選別装置において、選別された軽重残渣から軽量残渣のみを自動的に除去できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  本発明にかかる乾式比重差選別装置は、上記目的を達成するために、振動篩装置で選別した残渣の後処理を行うための固気流動層を用いた乾式比重差選別装置で、残渣を投入するホッパー（５）の下方に置かれている空気チャンバー室（１）から圧縮空気を供給するように構成し、且つ、該空気チャンバー室（１）に振動モータ（８）を敷設して前記残渣に振動を付与するように構成し、前記空気チャンバー室（１）の内部にパンチングメタル（２）を設け、前記パンチングメタル（２）の下側にキャンバス（３）を設け、該キャンバス（３）の更に下側にサポート用の金網（４）を設け、該パンチングメタル（２）を通過した加圧エアによって、前記残渣を流動させてその比重差を用いて上下に層を形成させるようにして選別分離するようにした乾式比重差選別装置において、
前記ホッパー（５）の上方にパワーシリンダー（９）を上下昇降自在に設け、
該パワーシリンダー（９）に伸縮自在の吸引ダクト（１０）を設けて該吸引ダクト（１０）の一端の吸引口（１０Ａ）を下向きに配置し、その他端（１０Ｂ）は外部の吸引ブロア（１２）付サイクロン（１１）に接続させ沈降分離させるように構成し、
前記ホッパー（５）の側面の少なくとも一部を透明な素材で構成して監視窓（１３）に構成し、
前記監視窓（１３）に臨ませて監視用デジタルカメラ（１４）を配置してホッパー（５）の内部を撮影できるように構成し、
前記監視カメラ（１４）の撮影データから、選別した層状をなす残渣の色彩の濃淡により層境界を判別すると共にその濃淡の境界位置を解析する解析部（１５）を設け、
前記解析部（１５）により得られた残渣の濃淡層の境界位置のデータに基づき、上層部の残渣層の位置情報を前記パワーシリンダー（９）の制御部（１６）に供給して、前記パワーシリンダー（９）を前記上層部の残渣層の厚さ分だけ上下稼働するように構成し、
以て、前記残渣の上層部の残渣のみを、前記吸引ダクト（１０）を介して吸引除去するように構成してある、
という手段を講じた。
【発明の効果】
【０００９】  本発明によれば、キャンバスを設けることで、パンチングメタルの小孔を通過する加圧エアの流出がキャンバス下方において一端止められることで周辺内圧が均等となり、小孔からの吹き出し圧力が均等になり易いのであり、これによって、上方の残渣に対する吹き付け圧が全域で均等となり、満遍なく残渣に衝突することで撹拌流動がスムースに行い得るようになったのである。これによって、分離された下層部の残渣の灼熱減量は、５％以下に抑えることができ、少なくとも下層部の残渣層の安定型埋立処分場での処分が可能となった。
又、前記キャンバスは、同時に、小孔の下側に位置されるので、加圧エアの注入前或は中途停止においても、また、運転中でも、小孔から下方に残渣が落下するのを未然に防止できるのである。この際、小孔から落下しようとした残渣が小孔内に入り込んでも、キャンバスの下側に金網が設けられていることで、前記キャンバスを十分に支持できて、キャンバスが撓んだりすることがないのである。  これによって、パンチングメタルの小孔からの加圧エアの上方への吹き出しを均等に、且つスムースに行い得ることできて、残渣の流動を効率良く行い、流動層形成による分離作用を的確に行うことができるのである。【００１０】  特に、本発明においては、上述のような優れた残渣の分別を行い得ながら、監視窓を通してのカメラ撮影による選別された軽重残渣の層境界の判別をして、その軽量残渣（色彩の淡い方、即ち可燃物・熱酌対象）のみを、パワーシリンダーの稼働で、自動的に正確に吸引除去できるようになったという大きな利点がある。
勿論、連続処理における選別残渣の自動排除処理のみならず、バッチ式処理においても、有効に機能できるものである。
本発明のその他の利点は、以下の実施例の説明から明らかとなろう。
【発明を実施するための形態】
【００１１】  本発明においては、前記ホッパー（５）が残渣をバッチ方式で処理する構成とされた場合には、前記パワーシリンダー（９）が、前記ホッパー（５）の上部に設けられた軌道（１７）に沿って前記ホッパー（５）の投入口（５Ａ）と排出口（５Ｂ）との間を往復動できるように構成されていることが好ましい。
このようなバッチ方式の選別処理においても、パワーシリンダー（９）を移動させることで、ホッパー（５）の全域の軽量残渣を吸引収集し、排除できる。
【００１２】  また、前記ホッパー（５）が残渣を連続処理方式で処理できる構成とされた場合には、前記パワーシリンダー（９）が、前記ホッパー（５）の排出側（５Ｂ）近傍位置に設けられていることが好ましい。このような連続処理方式でも、選別が進行している中で軽量残渣を吸引収集して除去できるので、スピードアップを図って全体としての処理能力を大幅に高めることができる。
【００１３】  そして、前記パンチングメタル（２）の小孔（７）の孔径が１ｍｍであり、孔間のピッチが２〜３ｍｍに設定されていることが好ましく、かかる構成によって、残渣の振動、風選効率を向上させることができる。
こうした構成のパンチングメタルを用いることで、優れた選別機能が発揮されることが分かった。
【００１４】  また、前記キャンバス（３）の通気風量が５乃至２０ｃｍ３／ｃｍ２／ｓｅｃのメッシュの織布で構成されていることが好ましく、かかる構成によって、吹き出し流速を所要値に保ちながら十分な流動状態を現出して優れた選別機能の発揮が、十分に持続できる利点が加わったものである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明にかかる乾式比重選別装置におけるチャンバーの全体の斜視図。
【図２】本発明にかかる乾式比重選別装置におけるチャンバーの縦断側面図。
【図３】本発明にかかる乾式比重選別装置におけるチャンバーの分解斜視図。
【図４】本発明にかかる乾式比重選別装置におけるパワーシリンダーに係る構成の正面図。
【図５】本発明にかかる乾式比重選別装置における監視カメラに係る構成の斜視図。
【図６】本発明にかかる乾式比重選別装置における画像処理システムのフローチャートを示す。
【実施例】
【００１６】  本発明にかかる乾式比重選別装置の好適実施例について、以下、図面を参照して詳述する。
図１乃至図３に示すように、ここでは、選別対象となる残渣は、建設混合廃棄物としている。即ち、こうした廃棄物は、重量物としては、コンガラ類、可燃物としては、廃プラスチック、紙くず、木くず、土砂類としては、埋め戻し材としての再利用、残渣類としては、土砂や細かいプラ、木くず、紙くず、石膏ボードなどからなる。【００１７】  図示のように、振動篩装置で選別した残渣の後処理を行うための固気流動層を用いた乾式比重差選別装置は、基本的な構成としては、残渣を投入するホッパー５とその下部に設置されている空気チャンバー室１の下方の送風口１２から圧縮空気を供給するように構成し、且つ、該空気チャンバー室１に振動モータ８を敷設して前記残渣に振動を付与するように構成し、前記空気チャンバー室１の内部にパンチングメタル２を設け、該パンチングメタル２を通過した加圧エアによって、前記残渣を流動させてその比重差を用いて上下に層を形成させるようにして選別分離するように構成されている。前記振動モータ８は、主に上下方向の振動を発生させるが、水平方向及び斜め方向の振動も発生できる公知の構成のものである。ここでは、前記ホッパー５は、任意の大きさに構成されており、例えば、幅１，２００ｍｍ、長さが３，０００ｍｍ、高さ２，１１０ｍｍの直方体等とされ、透明な樹脂製の円筒状体や、鋼板製で構成されている。事前の実証実験においては、直径３００ｍｍ、長さが１，０００ｍｍの円筒形のもので行った。【００１８】  前記チャンバー１に対して、加圧エアを供給する空気供給装置６が設けられている。この装置６は、実施例の、幅１，２００ｍｍ、長さが３，０００ｍｍ、高さ２，１１０ｍｍの直方体の場合は、最大１０．０ｋＰａの加圧エアを、流量１３０ｍ３／ｍｉｎ．で供給できるものとしている。勿論、投入する残渣の重量に応じて、加圧エア量は適宜調整される。【００１９】  そして、前記パンチングメタル２の下側にキャンバス３を密接状態で設け、該キャンバス３の更に下側にサポート用の金網４を密接状態で設けてある。前記パンチングメタル２は、１乃至２ｍｍ厚みの鋼板製で、そこには、孔径が１ｍｍで、孔間のピッチが２〜３ｍｍに設定されている多数の小孔７が穿孔されている。従って、小孔７の全体としての開口率は、１０乃至は２３％程度である。前記金網４は、ここでは、金属線の編みメッシュを用いている。【００２０】  そして、前記キャンバス３は、ここでは、ポリプロピレン（ポリエステル）の織布の約１ｍｍ厚の平織で構成されており、目付は、１８０乃至２４０ｇ／ｍ２のものが採用されており、その通過風量は、１．０乃至１５ｃｍ３／ｃｍ２／ｓｅｃのメッシュのものである。
上記パンチングメタル２及びキャンバス３は、上記ホッパー５を下方のチャンバー１に連結する際にサンドイッチされるようにボルト連結で固定される。
上記構成の装置は、実験によれば、４ｍ３／Ｈ（見掛比重１．０として４，０００Ｋｇ／Ｈ）の残渣分別処理能力を有する。【００２０】  本発明の実験において、キャンバス３の存在によって、前記パンチングメタル２の下方において、直ちに抵抗の小さい箇所の小孔７から加圧エアが抜けるのではなく、このキャンバス３に止められることで、そのキャンバス３の下側で、圧力が一様に保持され、しかる後に小孔７から上方に吹き出ることになるので、パンチングメタル２の全面での吹き出し圧力、流量が均一化され、結果として、残渣に対する流動作用を均一化できることになったものと推測できる。【００２１】    上記パンチングメタル２の実験は、次の仕様で行われた。
板厚          孔径          ピッチ        開口率（板面積に対する孔の面積比）
１．００ｍｍ  １．００ｍｍ  ３．０ｍｍ    １０．１％
１．００ｍｍ  １．００ｍｍ  ２．０ｍｍ    ２２．７％
１．５０ｍｍ  ２．００ｍｍ  ３．５ｍｍ    ２９．６％
２，００ｍｍ  ２．５０ｍｍ  ５．０ｍｍ    ２２．７％
等で行われたが、板厚１．００ｍｍ、孔径１．００ｍｍ、ピッチ２．０乃至は３．０ｍｍが最も良好な撹拌気流を形成できた。【００２２】  上記キャンバス３の実験は、次の仕様で行われた。
材質            厚み          通気量（ｃｍ３／ｃｍ２／ｓｅｃ）
ポリエステル    １．４ｍｍ    １５
ポリプロピレン  １．８ｍｍ    １５
ポリエステル    ０．７ｍｍ    １．０〜２．０
ポリプロピレン  １．１ｍｍ    １．０〜２．０
ポリプロピレン  ０．４１ｍｍ  １６０
ポリプロピレン  ０．６４ｍｍ  ２１０
等で行われたが、通気流は１．０〜１５ｃｍ３／ｃｍ２／ｓｅｃの場合に良好な撹拌気流を形成できた。なお通気量が２０ｃｍ３／ｃｍ２／ｓｅｃを越えると撹拌気流が乱れ均一な撹拌気流の形成ができなかった。【００２３】  実験によって分離された残渣の下層部（比重の大きい層）における灼熱減量は、５．０％以下となったのであり、これば、従来の数％乃至２０％の残渣に比べて、小さい値の灼熱減量を分離できたことを意味する。【００２４】  次いで、図４は、パワーシリンダー９に係る構成について説明する。
前記ホッパー５の上方にパワーシリンダー９を上下昇降自在に設けてある。このパワーシリンダー９は、ここでは、パワーシリンダー（電動駆動と螺軸）を使用しているが、流体駆動、例えば油圧駆動機構のものを代用しても良い。【００２５】  前記パワーシリンダー９には、伸縮自在の吸引ダクト１０を付設してあり、該吸引ダクト１０の一端の吸引口１０Ａを下向きに配置し、その他端は外部のサイクロン１１に接続すると共に該サイクロン１１は、ここでは排風機を備えたものである。しかし、集塵機（必要に応じて）を介して吸引ブロワに接続してもよい。前記吸引ダクト１０は、蛇腹構造のものが用いられているが、伸長に余裕を持たせたホースであってもよい。【００２６】  前記パワーシリンダー９は、この連続処理方式の構成においては、ホッパー５の上部に設けた軌道１７（レール）に沿って前記ホッパー５の投入口５Ａ（図示、左側位置）と排出口５Ｂ（図示、右側位置）との間を往復動できるように構成されている。このホッパー５は、フードによって覆われており、その上部に排気口５Ｃが形成され、ここにダクトが接続されて、集塵機（図外）に接続され、排気ブロワに繋がって、ホッパー５で発生した粉塵が吸引される構成とされている。【００２７】  次に、監視カメラ１４に係る構成について説明する。
前記ホッパー５の側面の少なくとの一部を透明な素材（強化プラスチック）で構成して監視窓１３に構成してあり、この監視窓１３に臨ませて監視用デジタルカメラ１４を配置してホッパー５の内部を撮影できるように構成してある。この監視用デジタルカメラ１４は、その解像度は、ここでは、２００万画素のものを用いているが、対象とする残渣濃淡の境界を判別できるものであれば、適宜のものを用いてよい。【００２８】  次いで、画像処理システムについて説明する。
前記監視用デジタルカメラカメラ１４の撮影データから、選別した層状をなす残渣の上層部の軽量物（主として可燃物で形状的には大きなサイズが多い）と下層部の重量物（主として土砂類で形状的には小さなサイズが多い）の層境界には、明らかに色彩が異なる。上層部は、色彩が薄く、下層部は、色彩が濃くなり、この色彩の異なる境界線を、判別部１６において判別すると共にその色彩判別を自動的に解析する解析部１５を設け、前記解析部１５により得られた残渣の色彩境界位置のデータに基づき、上層部の残渣層の位置情報を前記パワーシリンダー９の制御部１６に供給して、前記パワーシリンダー９を前記上層部の残渣層の厚さ分だけ上下稼働するように構成し、以て、前記残渣の上層部の残渣のみを、前記吸引ダクト１０を介して吸引・除去するように構成してある。
この一連の機能は、フローとして説明するのが理解し易いと思われるので、図６（画像処理システムによる制御）を提示して概略を説明した。
【産業上の利用分野】
【００２９】  本発明は、固気流動層を用いる残渣の分離で、そのパンチングメタルの機能を十分に発揮できるようにし、種々の残渣に対しても有効に機能する構造的改良で、且つ、選別残渣の自動除去を行い得るものであるから、種々の産業分野から発生する残渣の分離選別に有効であり、その応用範囲は広い。
【符号の説明】
【００３０】  １：チャンバー室
２：パンチングメタル
３：キャンバス
４：金網
５：ホッパー
６：空気供給装置
７：小孔
８：振動モータ
１５：解析部
１６：制御部
１７：軌道
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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