(57)【要約】【課題】プラスチック片を水と混合する装置であって、混合装置としての占有スペースを小さくし、配管を省略し、撹拌混合能力を高める。【解決手段】撹拌混合ポンプ１は渦巻室の内部に回転軸によって回転駆動される羽根車を備え、ポンプ吸入口部に取り付けられ、回転軸の方向に長い円筒状ケーシングと、そのポンプから遠い端部に設けられ、混合流体が供給される入口部と、ケーシング内部に延長されたポンプ回転軸の延長部と、その周囲に設けられた複数の撹拌羽根とから構成されている。ケーシングは、渦巻ポンプ本体の吸入口部に取り外し可能に取り付けられ、また回転軸延長部は、ポンプ回転軸に交換可能に取り付けられている。撹拌羽根は、回転方向に対して混合流体をポンプの吸入口部に向かって送りをかける小さな捩りを有した長さの短いパドル羽根や、高さに低い螺旋羽根となっている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
渦巻室の内部に回転軸によって回転駆動される羽根車を備えた渦巻ポンプ本体と、一端部が渦巻ポンプの吸入口部に取り付けられて他端部に固形片と液体とを含む混合流を供給する混合流入口部を備えた回転軸方向に長い筒状ケーシングと、該筒状ケーシングの内部に延長されたポンプ回転軸の延長部と、該回転軸の延長部の周囲に設けられた複数の撹拌羽根と、から成る撹拌混合ポンプ。
【請求項２】
混合流入口部には縦長管が立設されて接続され、該縦長管が、固形片を供給する固形片開口部を上端に有し、流体を供給する流体入口部を固形片開口部より下方位置に有する請求項１記載の攪拌混合ポンプ。
【請求項３】
混合流入口部には、固形片と流体とを受容する槽が接続されている請求項１記載の攪拌混合ポンプ。
【請求項４】
上記の筒状ケーシングが、渦巻ポンプ本体の吸入口部に取り外し可能に取り付けられ、回転軸の延長部が、ポンプ回転軸に交換可能に取り付けられている請求項１記載の攪拌混合ポンプ。
【請求項５】
撹拌羽根が、回転方向に対して混合流体をポンプ本体の吸入口部に向かって送りをかける捩りを有する多数のパドル羽根から成る請求項１記載の攪拌混合ポンプ。
【請求項６】
撹拌羽根が、回転方向に対して混合流体をポンプ本体の吸入口部に向かって送りをかける捩りを有する螺旋羽根から成る請求項１記載の攪拌混合ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液体とプラスチック細片等とを混合した混合流を、処理装置に供給するに先だって、予め混合して供給するための撹拌混合ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラスチックは、現代の生活に広範囲に使用されており、色々な分野から大量に廃棄されている。特に、近年、各種のスポーツドリンクやミネラルウオータ、お茶が自動販売機で販売され、毎年増え続けており、コンビニエンス・ストアーでも販売されるに及んで大量の使用済みペットボトルが廃棄されるようになっている。それらプラスチックは、再生繊維の製造や、再生プラスチック化や油化のために、プラスチックの種類に応じて精度良く分離することが待望されている。
【０００３】
プラスチック片の分離法には、比重分離法があるが、精度良く各種のプラスチックを分離するには、例えば、５〜３０ｍｍ程度に粉砕されたプラスチック細片を比重液体と良く混合する必要があり、従来から、内部に撹拌羽根を備えた混合撹拌タンクをポンプの前に設けていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
混合撹拌タンクをポンプの前段階に別に設けると、混合攪拌タンクには比較的大きな設置場所とポンプまでの配管が必要とされ、また、撹拌羽根の回転駆動モータも別に設ける必要があった。また、ポンプまでの距離が長いと液体に対する混合物の密度に偏差を生じる傾向があった。
【０００５】
本発明は、前記に鑑みて案出されたものであって、混合装置の占有するスペースの軽減に優れ、配管を省略でき、撹拌混合能力の高い固形片の撹拌混合ポンプを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の撹拌混合ポンプは、渦巻ポンプ本体の吸入口側に混合攪拌用の撹拌羽根をポンプ軸に直結して内装したケーシングを設けて、混合流の固形片と液体とをケーシング内で予め攪拌混合して、直ちに、渦巻ポンプ本体に吸引して、次いで送出する。
【０００７】
本発明は、撹拌混合する撹拌羽根がポンプ回転軸によって直接に回転駆動されて、固形片と液体から成る混合流がケーシング内で撹拌混合されてその直後にポンプ本体が吸引するので固定片の沈下分離の余裕を与えずにポンプに供給でき、従って、ポンプ出口からの混合液は、固形片の混合の均一性に優れている。
【０００８】
さらに、本発明の混合攪拌ポンプは、攪拌混合と供給との機能を同時に有するので、攪拌構造とポンプ構造を非常に小型にでき、しかも、回転軸を共有するので、撹拌混合用のモータを省き、撹拌混合のタンクや配管を節減できて、設置スペースを小さくできる利点がある。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の撹拌混合ポンプは、詳しくは、渦巻室の内部に回転軸によって回転駆動される羽根車を備えた渦巻ポンプ本体と、該渦巻ポンプ本体の吸入口部に取り付けられ、回転軸の方向に長い筒状ケーシングと、該筒状ケーシングのポンプ本体に対する反対側端部に設けて混合流体が供給される混合流入口部と、該筒状ケーシングの内部に延長されたポンプ本体回転軸の延長部と、該回転軸延長部の周囲に設けられた複数の撹拌羽根と、から成るものである。
【００１０】
筒状のケーシングは、縦長の筒状管であり、渦巻ポンプ本体の吸入口部に接続されている。回転軸延長部は、ボンプの回転軸の延長部であり、筒状ケーシング内に装入されている。延長部には、周囲に攪拌羽根が設けられて、ポンプロータの回転と共に攪拌羽根が回転する。ケーシングの混合流入口部には、固形片と液体とが混合又は未混合の状態で供給され、ポンプロータの回転と共に、ポンプ本体が、筒状ケーシング内に固形片と液体とを吸引し、筒状ケーシング内で、攪拌羽根が固形片と液体とを混合攪拌して混合液としながら、ポンプ本体に流入させる。流入した混合液は、ポンプロータの羽根車により、ポンプ本体の出口部に送られ、接続配管に送給される。
【００１１】
上記の筒状ケーシングは、渦巻ポンプ本体の吸入口部に交換可能に主津着されるのが好ましく、回転軸延長部は、ポンプ回転軸に交換可能に取り付けるのが好ましく、これにより、筒状ケーシングや回転軸延長部の保守点検修理が容易になり、また、固形片の形状・性質に対応して適切な撹拌羽根を有する回転軸延長部に交換できる利点がある。
【００１２】
撹拌羽根は、回転方向に対して混合流体をポンプ本体の吸入口部に向かって送りをかける捩りを有する多数のパドル羽根から構成することができる。パドル羽根は、回転軸方向に対する捩り角度を小さくし、各羽根を回転軸延長部廻りに外周側に突出させて、互いに離間して、且つ、攪拌には十分に作用して筒状ケーシング内周とパドル羽根先端との間に流路を形成するように突出高さを小さくするのが好ましい。これにより、比較的回転速度が大きなポンプ回転軸によって、延長部が直接回転駆動されても、撹拌混合効果を得ながら、ポンプ吸入口部に送りをかけ過ぎるのを防いで攪拌滞留時間を稼ぎ、また羽根先端のキャビテーション損傷を防ぐことができる。
【００１３】
撹拌羽根の別の形態は、回転方向に対して混合流体をポンプ本体の吸入口部に向かって送りをかける捩りを有する螺旋羽根から構成することもできる。螺旋羽根は、螺旋の捩り角度を小さくし、螺旋体を回転軸延長部廻りに外周側に突出させて、攪拌には十分に作用して筒状ケーシング内周と螺旋羽根の先端との間に流路を形成するように螺旋体の突出高さを小さくするのが好ましい。こうすることにより、比較的回転速度が大きなポンプ回転軸によって回転軸延長部が直接回転駆動されても、螺旋羽根で撹拌混合効果を得つつもポンプ本体吸入口部に送りをかけ過ぎるのを防いで混合流体の攪拌滞留時間を稼ぐことができ、また羽根周囲のキャビテーション損傷を防ぐことができる。
【００１４】
さらに、ボンプ回転軸と回転軸延長部とは直結されても良いが、ボンプ回転軸と回転軸延長部の結合部に、適当な減速機を介在させることもでき、回転軸延長部の回転速度を、ポンプ回転軸の回転速度よりも下げて、回転駆動させるようにしても良い。このような減速機には、例えば、遊星歯車式の減速機が利用できる。減速機を設けて、低速回転の攪拌羽根により、ポンプ本体吸入口部に送りをかけ過ぎるのを有効に防ぎ、また羽根周囲のキャビテーション損傷を防ぐことができる。
【００１５】
筒状ケーシングの混合流入口部には、好ましくは、縦長にした気泡分離用の縦長管を立設して接続する。縦長管は、固形片が供給される開口部を上端に有し、流体が供給される流体入口部を開口部より下方位置に有するものが好ましい。
【００１６】
縦長管は、空気を吸い込む原因となる固形片の供給開口部をできるだけ入口部から離すようにして、後工程での固形片の分離に有害な気泡の発生を防止し、上方に浮上させて分離することができる。
【００１７】
別の形態は、筒状ケーシングの混合流入口部には、固形片と流体を受容して下部の入口部に供給する受容槽を直接に接続することができ、あまり気泡の発生に影響されない撹拌混合の場合に、受容槽を通じて固形片と液体とを直接に攪拌混合ポンプに供給することもでき、攪拌混合ポンプの構造を簡素化することができる。
【００１８】
本発明の攪拌混合ポンプは、固形片と液体との混合とその混合液の送給に広く利用することができるが、特に、固形片をプラチック片として、多種類の混合したプラスチック片を種類別に分離するための比重分離装置の前段階に接続して使用することができる。液体は、水その他、混合液の用途に従って選ばれるが、上記の比重分離装置では、混合プラスチック片の種類に応じて比重分離に適当な比重を調整した重液が利用できる。
【００１９】
【実施例】
以下の実施例では、固形片として２種類以上のプラスチック細片と、液体として水と、を撹拌混合する例を示す。
【００２０】
図１は、比重分離設備の概略を示すが、比重の異なる各種プラスチックを含む廃棄プラスチックＰが供給され、粉砕機５によって、約５ｍｍ平方から約３０ｍｍ平方の細かいプラスチック細片Ｐ２に粉砕され、定量供給機によって一定量づつ、混合攪拌ポンプに供給される。この設備には、比重分離装置２０を設けて、廃棄プラスチック片の中の軽質のブラスチックＬＰと重質のプラスチックＨＰとを分離しているが、分離されたプラスチックから分離用篩２５、２６により水切りされ、その廃液を利用して、再び、廃棄プラスチック片に混合して比重分離装置２０に戻している。
【００２１】
実施例の攪拌混合ポンプ１は、上記廃液の水その他の比重を調節した液体Ｗとプラスチック片Ｐ２とを混合して給送するのに利用されている。
撹拌混合ポンプ１は、モータＭによって継手Ｃを介して１００〜３００ＲＰＭで回転駆動される羽根車１ｂを備えた回転軸１６を渦巻室１ａの内部に回転可能に支持した渦巻ポンプ本体３を備えており、このポンプ本体の吸入口部１７に、撹拌混合部１０をフランジＦを介して取り付けている。
【００２２】
撹拌混合部１０は、回転軸１６の方向に長い円筒状ケーシング１１と、該ケーシング１１のポンプ渦巻室１ａから反対側の端部に設けられ、混合流体が供給される混合流入口部１１ａと、該ケーシング１１の内部に延長されたポンプ回転軸の延長部１２と、該回転軸延長部１２の周囲に設けられた複数のパドル状撹拌羽根１３とから構成されている。
【００２３】
この混合攪拌ポンプは、従来は別設されていた撹拌混合タンクをポンプに一体に組み込んだ構造によって配管を省略して、占有スペースを小さくすることができ、また、撹拌羽根１３をポンプ回転軸１６の延長部１２で回転駆動するようにしているので撹拌混合と供給の構成が非常にコンパクトにされている。
【００２４】
混合流入口部１１ａには、プラスチック細片Ｐ２が供給される頂部開口部１４ａを上端に有し、比重調節槽４０からの戻りの水Ｗが供給される液体入口部１４ｂを上部に有する上下に長い縦長管１４が接続されている。
【００２５】
縦長管１４は、気泡分離管として働くもので、定量供給されるプラスチック細片Ｐ２を戻りの水Ｗと共に吸引して一定混合率を維持しながら、プラスチック細片Ｐ２の供給頂部開口部１４ａからの空気の吸い込みを最少限に抑制して、後工程の比重分離装において、気泡による分離精度が低下することを防いでいる。
【００２６】
回転軸延長部１２は、ポンプ回転軸１３にネジ継手（不図示）で交換可能に取り付けられ、固形片の性質、寸法、あるいは形状に対応して適切な撹拌羽根１３を備えた回転軸延長部に交換できるようにされている。
【００２７】
この例は、攪拌羽根として、パドル撹拌羽根１３を使用するが、パドル羽根１３は、各羽根を回転軸延長部廻りに外周側に突出させて、混合流体にポンプ吸入口部１７の方向に送りを掛けるように回転軸方向に対して小さな捩り角度を設けている。さらに、多数のパドル羽根１３は、回転軸延長部１２の軸長手方向にわたってそれぞれ互いに離間して配置している。パドル羽根は、攪拌の機能を十分に果たして、筒状ケーシング内周とパドル羽根先端との間に広い流路を形成するように突出高さが小さくされている。
【００２８】
これらのパドル羽根１３は、比較的回転速度が大きなポンプ回転軸１６によって、回転軸延長部１２が直接回転駆動されても、十分な撹拌混合効果を得ながら、ポンプ吸入口部１７に送りをかけ過ぎるのを防いで、  混合部における混合流体の攪拌滞留時間を稼ぐことができ、また、パドル羽根１３に対す流速を比較的小さくして、羽根先端のキャビテーション損傷を防ぐことができる。
【００２９】
回転軸延長部１２の先側は、片持ち状態にすることもできるが、この例では、回転軸延長部１２の先側端部を、軸受を介して、ケーシングの混合流入口部１１ａ側の端面に支持している。
【００３０】
図２には、別の実施例に係る撹拌混合ポンプ２を示すが、混合部１０１に回転軸延長部１２１に螺旋撹拌羽根１３１を備えた点で、図１の攪拌攪拌ポンプ１とは異なっている。
【００３１】
螺旋羽根１３１は、螺旋体を回転軸延長部１２１の廻りに外周側に突出させて軸方向に形成され、ポンプ本体３の混合流体を吸入口部１７に向けて送り掛けるように螺旋の小さい捩り角度を有し、攪拌には十分に作用して筒状ケーシング１１内周と螺旋羽根１３の先端との間に流路を形成するように螺旋体の突出高さを小さくしている。
【００３２】
こうすることにより、比較的回転速度が大きなポンプ回転軸１６によって回転軸延長部１２１が直接回転駆動されても、螺旋羽根１３１で撹拌混合効果を得ながら、ポンプ本体吸入口部１７に送りをかけ過ぎるのを防いで混合流体の攪拌滞留時間を稼ぐことができ、また羽根周囲のキャビテーション損傷を防ぐことができる。
【００３３】
この例のケーシング１１の混合液入口部１１１ａには、プラスチック片Ｐ２と流体Ｗが供給される受容槽１４１が接続されている。受容槽１４１は、固形片供給管と給水管とを並列して上部に接続した槽であり、固形片供給管からの固形片Ｐ２と給水管からの水Ｗとを同時に受容して、槽下部から混合液入口部１１１ａに供給している。このような受容槽は、特に、気泡の発生に影響されない撹拌混合の場合に好適に使用される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る撹拌混合ポンプとそれを利用した比重分離装置を示す。
【図２】本発明の別の実施例に係る撹拌混合ポンプの模式的断面図である。
【符号の説明】
１    撹拌混合ポンプ
１ａ  渦巻室
１ｂ  羽根車
２    撹拌混合ポンプ
３    渦巻ポンプ
１０  混合部
１１  ケーシング
１１ａ  入口部
１２  ポンプ回転軸の延長部
１３  撹拌羽根（パドル羽根）
１３１撹拌羽根（螺旋羽根）
１４  縦長管
１４１  受容槽
１４ａ  頂部開口部
１４ｂ  液体入口部
１５  ポンプ
１６  回転軸
１７  ポンプ吸入口部
Ｐ２  プラスチック片
Ｗ    水
【図１】
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【図２】
2004324519.tif 000004