(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体の下から気体を供給して前記粉体を流動化させることにより流動層を形成させ、
前記流動層に被分離対象物を投入し、
前記被分離対象物のうち、
前記流動層の見掛け密度より密度の小さい物体を浮揚させ、
前記流動層の見掛け密度より密度の大きい物体を沈降させて、
両物体を分離する前記流動層での比重分離法に使用される乾式分離装置であって、
分離槽と、
前記分離槽内に前記流動層を形成するために前記粉体を供給する粉体供給手段と、
気体を前記分離槽に供給するために前記分離槽の底面として形成される通気性板と、
前記通気性板の下方から前記通気性板を通して前記分離槽内へ気体を供給する粉体流動化気体供給手段と、
前記粉体を少なくとも通過させる大きさの複数の開口が設けられ、底面が前記被分離対象物の供給される位置より離れるにつれて低くなる態様で、前記分離槽の側面および底面から一定の距離を離して前記分離槽の内側に配置されている側面付きフィルター板と、
前記側面付きフィルター板を振動させる振動発生装置と、
を備えることを特徴とする、乾式分離装置。
【請求項２】
前記振動発生装置は、
前記側面付きフィルター板を振動させるモーターであり、
前記側面付きフィルター板がバネを介して前記分離槽に支持されていることを特徴とする、請求項１に記載の乾式分離装置。
【請求項３】
前記モーターは、前記側面付きフィルター板の上方に配置されることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の乾式分離装置。
【請求項４】
前記モーターは、前記側面付きフィルター板の両側面に配置されることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の乾式分離装置。
【請求項５】
前記モーターは、前記側面付きフィルター板のいずれか一方の片側側面に配置されることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の乾式分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乾式分離装置に係り、より詳しくは、粉体に気体を吹き付けてこの粉体を流動化させて流動層を形成させ、この流動層に被分離対象物を投入し、この被分離対象物のうち、前記流動層の見掛け密度より密度の小さい物体を浮揚させ、上記流動層の見掛け密度より密度の大きい物体を沈降させて、両物体を分離する流動層での比重分離法に使用される乾式分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
家電製品のリサイクルの際に生じるシュレッダー中の塩化ビニルと非塩化物とを分離する技術、プラスチックと金属とを分離する技術、建築廃材中の木質材、モルタルや石を分離する技術として、従来、液体を用いた湿式による分離が主流であったが、この分離方法では、分離後に乾燥工程が必要となり、大なるコストを要するので、乾式による分離が望まれている。
【０００３】
家電製品のリサイクルの際に生じるシュレッダー中の塩化ビニルと非塩化物との比重の差は極僅か（塩化ビニル：〜１．４，ＰＳ・ＡＢＳ：〜１．２）であり、このためにこれら両者を分離することは容易ではない。また、作業効率の観点から、上述している分離工程は、好ましくは連続式である方が良い。比重差（密度差）が小さいものを連続的に分離するようにした技術として、例えば液体を用いずに石炭の比重選別を行なう乾式石炭分離方法および乾式石炭分離装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
上記乾式石炭分離装置は、底面に多孔性分散板を設けた分離槽と、この分離槽内に少なくとも一部が入り込むようにして傾斜して配置された回転自在の円筒状収集ロータよりなり、このロータには、多孔性リング状底板と、このリング状底板に半径方向に固定された複数の仕切板によって区画された複数の収集室と、リング状底板の外周縁に立てられた側板が設けられ、分離槽の底面の分散板から吹き込んだ気体によって分離槽内に流動化媒体の流動層を形成し、沈降した石炭粒子を前記ロータの下位にある収集室で収集してロータの回転と共に掻き上げ、上位にある収集室からリング状底板の内周縁を通じて排出するようにしたものである。
【０００５】
また、固気流動層での比重分離法による自動車シュレッダーダストの素材分離に関する研究論文がある（例えば、非特許文献１参照）。
【０００６】
この研究論文には、「固気流動層での比重分離法を利用して、ダスト中のプラスチックとゴム、配線の３成分の分離を試みた。粉体を下部からの送風で流動化させた固気流動層は液体に類似した性質を持つために、流動化状態でのかさ密度よりも軽い物体は層内で浮揚し、重い物体は沈降する。これまでに、著者らは、本手法により石炭の高品位化や密度差約２５０ｋｇ／ｍ3の珪石とロウ石の分離を可能にしている。流動化媒体として、ユニビーズ、ジルコンサンドおよびガラスビーズを用い、様々な密度を持つ球の浮沈により流動化状態でのかさ密度とそのばらつきを求めた。３成分の密度の大きさは、プラスチック＜ゴム＜配線の順であり、ユニビーズとジルコンサンドにより配線のみを沈降分離し、ガラスビーズによりプラスチックを浮揚させゴムを沈降させて分離することを試みた。各成分の密度差は小さく、物体の浮沈が層内の粒子や気泡の流れの影響を大きく受けるために、各成分の分離は困難なことが予想される。従って、高い分離効率を得るために、空塔速度を様々に変化させて分離実験を行なった。」と記載されている。そして、「上記試験の結果、３成分を分離することができ、それぞれの回収率は高かった。」と記載されている。
【０００７】
前記特許文献１に記載された流動層は、上記非特許文献１に記載された固気流動層と同義のものである。すなわち、前記特許文献１に記載された分離方法は、上記非特許文献１に記載された分離法とは、被分離対象物は相違するが、これらは基本的には同一の分離法であり、いずれも固気流動層での比重分離法を利用するものである。
【０００８】
前記特許文献１に記載された分離装置は、前記特許文献１に記載された乾式石炭分離方法に適用するものであり、被分離対象物が石炭であるが、石炭以外のものである場合にも適用可能であると考えられ、粉体流動化媒体として適切なものを選定し使用することによって目的物質を分離することが可能であると考えられる。
【０００９】
前記特許文献１に記載された分離装置においては、流動層（固気流動層）で沈降した物体（沈降物）を連続的に取り出す機構として、傾斜して配置された回転自在の円筒状収集ロータであって複数の収集室を有するものを有しているので、流動層で沈降し、前記収集室に入った沈降物は連続的に取り出すことができる。
【００１０】
しかし、流動層で沈降し、収集室に入らなかった沈降物は分離槽の底面（多孔性分散板）の上に落ち、上記収集ロータでは取り出すことができない。この沈降物を取り出さなければ、沈降物の回収率（回収した沈降物の沈降物全体に対する割合）が低くなる。沈降物の回収率を向上させるため、この沈降物の取り出しをしようとする場合には、分離装置の運転を停止する必要があり、連続分離運転ができなくなり、ひいては、分離効率（単位時間当たりの分離量、すなわち、単位時間当たりの沈降物および浮揚物の回収量）が低下する。
【００１１】
また、上記のような実情に着目して、固気流動層での比重分離法に適用する乾式分離装置であって、連続分離運転ができ、連続的に沈降物および浮揚物を取り出すことができ、かつ、沈降物および浮揚物を高回収率で回収することを目的とする乾式分離装置に係る発明が、本願発明者らにより開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１２】
前記特許文献２に記載された乾式分離装置は、粉体の下から気体を供給して、この粉体を流動化させて流動層を形成させ、この流動層に被分離対象物を投入し、この被分離対象物のうち、上記流動層の見掛け密度より密度の小さい物体を浮揚させ、この流動層の見掛け密度より密度の大きい物体を沈降させて、両物体を分離する流動層での比重分離法に適用する乾式分離装置であって、分離槽とこの分離槽へ流動層形成のための粉体を供給する粉体供給手段と、この分離槽へ被分離対象物を供給する被分離対象物供給手段と、この分離槽の下部に配置された傾斜した通気性板と、この通気性板の下方から当該通気性板を通して上記分離槽へ気体を供給して粉体を流動化させる粉体流動化気体供給手段と、分離槽内の流動層中で沈降した沈降物を分離槽外へ排出する沈降物排出手段と、分離槽内の流動層中で浮揚した浮揚物を分離槽外へ排出する浮揚物排出手段とを備えていることを特徴とするものである。
【００１３】
【特許文献１】特開２０００−６１３９８号公報
【特許文献２】特開２００４−３１３９５３号公報
【非特許文献１】押谷潤、梶原朋子、清島浩司、田中善之助、粉体工学会誌、Ｖｏｌ．３８、７０２−７０９（２００１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、特許文献２に記載された分離装置においては、上記流動層形成のために、粉体流動化気体供給手段により通気性板を通して分離槽に供給する気体の供給量を調整等したとしても、流動層内で沈降した被分離対象物の一部が、分離槽の下部に配置される通気性板の上に滞留してしまう可能性が懸念される。このように被分離対処物の一部が通気性板の上に滞留してしまうと、通気性板の目詰まりが生じ分離槽内の流動状態が悪化して、その結果、流動層の見掛け密度が均一に保たれず、被分離対象物の分離精度が低下してしまうことになる。
【００１５】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、通気性板の目詰まりを防止し、かつ流動層の見掛け密度が均一に保たれた流動状態を維持することによって連続的に沈降物および浮揚物を取り出すことができ、連続分離運転が可能で、かつ、沈降物および浮揚物を高回収率で回収することができる乾式分離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及び効果】
【００１６】
本発明に係る乾式分離装置は、粉体の下から気体を供給して前記粉体を流動化させることにより流動層を形成させ、前記流動層に被分離対象物を投入し、前記被分離対象物のうち、前記流動層の見掛け密度より密度の小さい物体を浮揚させ、前記流動層の見掛け密度より密度の大きい物体を沈降させて、両物体を分離する前記流動層での比重分離法に使用される乾式分離装置に関する。ここで、前記流動層の見掛け密度とは、形成された前記流動層の単位体積当りの粉体質量をいう。そして、本発明に関する前記乾式分離装置は、上記目的を達成するために以下のようないくつかの特徴を有している。すなわち、本発明の前記乾式分離装置は、以下の特徴を単独で、若しくは、適宜組み合わせて備えている。
【００１７】
上記目的を達成するための本発明に係る前記乾式分離装置における第１の特徴は、分離槽と、前記分離槽内に前記流動層を形成するために前記粉体を供給する粉体供給手段と、気体を前記分離槽に供給するために前記分離槽の底面として形成される通気性板と、前記通気性板の下方から前記通気性板を通して前記分離槽内へ気体を供給する粉体流動化気体供給手段と、前記粉体を少なくとも通過させる大きさの複数の開口が設けられ、底面が前記被分離対象物の供給される位置より離れるにつれて低くなる態様で前記分離槽の内側に配置されている側面付きフィルター板と、前記側面付きフィルター板を振動させる振動発生装置とを備えることである。
【００１８】
この構成によると、流動層内での上記粉体の移動速度が不十分である領域、すなわち、上記分離槽の底部や側面部（近傍）へ被分離対象物が移動（沈降を含む）するのを抑制できるので、流動層中の見掛け密度がより均一な層を使用することが可能とり、かつ通気性板の目詰まりを防止できる。また、上記振動発生装置により側面付きフィルター板が振動させられるため、この側面付きフィルター板上への被分離対象物の滞留も抑制される。よって、上記流動層内の流動状態は悪化せず見掛け密度が常に均一に保たれ、被分離対象物の分離効率を向上できる。さらには、流動層中に滞留する被分離対象物が少なくなるため、この滞留している被分離対象物を取り出す等の作業がほぼ不要になるので、上記乾式分離装置を停止させることなくほぼ連続運転することができる。
【００１９】
ここで、側面付きフィルター板が分離槽の内側に配置されているとは、流動層内での上記粉体の移動速度が不十分である領域、すなわち、上記分離槽の底部や側面部（近傍）へ被分離対象物が移動（沈降を含む）するのを抑制するために、側面付きフィルター板をこの分離槽側面及び底面から一定の距離を離して配置されていることである。
【００２０】
また、上記通気性板は、上記被分離対象物の供給される位置より離れるにつれて低くなるように配置されることが好ましいが、側面付きフィルター板により被分離対象物の通気性板上への滞留が抑制されるため、特にこの配置にこだわる必要はない。一方、上記側面付きフィルター板は、少なくとも上記通気性板の傾斜角よりも大きい傾斜角で配置されるのが好ましい。
【００２１】
また、本発明に係る乾式分離装置における第２の特徴は、前記振動発生装置は、前記側面付きフィルター板を振動させるモーターであり、前記側面付きフィルター板がバネを介して前記分離槽に支持されていることである。
【００２２】
この構成によると、モーターの振動により側面付きフィルターを振動させることができ、バネにより分離槽自体の振動を抑えることができ、また、モーターという簡易な装置で振動発生装置を構成することができる。ここで上記バネは、モーターと側面付きフィルター板を支えられればどのようなものでも構わない。また、上記バネを介して側面付きフィルター板が分離槽に支持され、上記モーターによる振動で側面付きフィルター板が振動する。これにより、側面付きフィルター板上への被分離対象物の滞留が抑制され、流動層を形成する粉体の移動速度が維持される。よって、上記流動層内の流動状態は悪化せず、見掛け密度が常に均一に保たれ、被分離対象物の分離効率を向上できる。
【００２３】
また、本発明に係る乾式分離装置における第３の特徴は、前記モーターは、前記側面付きフィルター板の上方に配置されることである。
【００２４】
この構成によると、上記側面付きフィルター板に、側面付きフィルター板上に沈降した被分離対象物を排出する方向である分離槽の下流側に向けて移動させる振動を与えることができる。よって、側面付きフィルター板上への被分離対象物の滞留を抑制できる。また、側面付きフィルター板の上方スペースに余裕がある場合に簡易にモーター配置をおこなえる効果がある。前記モーターは、前記被分離対象物の供給される上流側若しくはこれ以外の前記側面付きフィルター板の上方に配置することが可能である。
【００２５】
また、本発明に係る乾式分離装置における第４の特徴は、前記モーターは、前記側面付きフィルター板の両側面に配置されることである。
【００２６】
この構成によると、上記側面付きフィルター板に、側面付きフィルター板上に沈降した被分離対象物を排出する方向である分離槽の下流側に向けて移動させる振動を与えることができる。よって、側面付きフィルター板上への被分離対象物の滞留を抑制できる。上記側面付きフィルター板の上方にモーターを配置できない場合等に利用できるモーターの配置である。なお、前記モーターは、前記被分離対象物の供給される上流側若しくはこれ以外の前記側面付きフィルター板の両側面に配置することが可能である。
【００２７】
また、本発明に係る乾式分離装置における第５の特徴は、前記モーターは、前記側面付きフィルター板のいずれか一方の片側側面に配置されることである。
【００２８】
この構成によると、モーターを上記側面付きフィルター板のいずれか一方の片側側面にのみ設けるだけで、側面付きフィルター板に、側面付きフィルター板の底面を上下させる振動を与えることができる。これにより、被分離対象物は、フィルター板上に滞留することなく上記粉体とともに排出方向である下流側に移動する。よって、側面付きフィルター板上への被分離対象物の滞留を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しつつ説明する。ここでは、本発明に係る乾式分離装置が、塩化ビニルと非塩化物とを分離する例に関して説明する。なお、本発明に係る乾式分離装置は、これに限らず種々の被分離対象物を対象とした比重分離法に適用し得る。
【００３０】
図１は本発明の第１実施形態に係る乾式分離装置の模式図である。図２は本発明の第１実施形態に係る乾式分離装置の側面付きフィルター板と振動発生装置とを示す模式斜視図である。
【００３１】
本実施形態に係る乾式分離装置１００は、流動層１０を収納する箱型容器である分離槽１を備えている。流動層１０は適宜の粉体により構成されている。分離槽１の一側面下方には、分離槽１内に流動層１０を形成するために粉体を適宜供給する粉体供給装置２（粉体供給手段）が設けられている。分離槽１の一端上方には、分離槽１へ被分離対象物を供給（投入）する被分離対象物供給ホッパー３（被分離対象物供給手段）が設けられている。ここで、本実施形態における被分離対象物は、塩化ビニルと非塩化物等とからなる。流動層１０を形成する前記粉体の見掛け密度（詳しくは後述する）に比して、前者の密度は大であり、後者の密度は小である。なお、上記粉体供給装置２（粉体供給手段）は、分離槽１の一端上方に設けられていても良い。
【００３２】
箱型容器である分離槽１の底面は、空気を通過させ、前記粉体を通過させない性質を有する通気性板１ａで構成されている。通気性板１ａは、被分離対象物供給ホッパー３による被分離対象物の供給位置である分離槽１の一端から離れる（一端から他端へ向かう）につれて、低くなるように傾斜して設けられている。なお、上記通気性板１ａは、水平に設けられていても良い。
【００３３】
分離槽１の底面をなす通気性板１ａの下側には、複数枚の仕切板により区画されてなる複数の風箱４（粉体流動化気体供給手段）が設けられており、通気性板１ａを通して分離槽１内へ気体である空気が供給される。これにより、粉体は流動化され、流動層１０が形成される。前述の見掛け密度とは、前記粉体が流動化されている状態における単位体積あたりの質量のことである。風箱４に供給される空気の供給量は、それぞれ独立した空気供給手段（不図示）によって調整されるように構成されている。
【００３４】
なお、本実施形態では、図１に示すように５個の風箱４が設けられているが、風箱４の個数はこれに限定されるものではない。さらには、箱型容器である分離槽１の上方は、上面板材で閉塞されていても良いし、上面板材を備えずに開放されていても良く、外部環境に応じて適宜選択することができる。
【００３５】
分離槽１の他端の底部には、下方に突出する円筒状の沈降物排出口１ｂ（沈降物排出手段）が設けられており、流動層１０中で沈降した沈降物と上記粉体は、この分離槽１外の下方に設けられた沈降物搬送コンベヤ３０ｓの搬送ベルトの一端上に排出されるように構成されている。
【００３６】
以上のように、分離槽１の一側面下方に設けられた粉体供給装置２より粉体が供給され、分離槽１の他端の底部に設けられた沈降物排出口１ｂより粉体（および沈降物）が排出されることで、流動層１０は分離槽１の一端から他端へ向かって緩やかに移動することとなる。
【００３７】
分離槽１の他端側壁面１ｃは、分離槽１の内側へ向かって傾斜している。これにより、分離槽１内を一端より他端へ向かって移動する粉体は、他端側壁面１ｃ近傍で滞留することがなく、沈降物排出口１ｂへ誘導される。したがって、流動層１０の移動が円滑となる。
【００３８】
他端側壁面１ｃは、その上端が他の壁面の上端よりも低くなるよう設けられており、この上端と流動層１０の上層表面とは略一致する。流動層１０で分離され浮遊する浮揚物は、流動層１０の移動にともない、他端側壁面１ｃの上端を乗り越えて分離槽１から排出される（浮揚物排出手段）。
【００３９】
なお、本実施形態において、他端側壁面１ｃの上端は、分離槽１の外側へ向かって傾斜する上端傾斜部１ｄを形成している。流動層１０で浮揚する浮揚物は、上端傾斜部１ｄに乗り上げるように分離槽１から排出される。上端傾斜部１ｄの水平に対する傾斜角度は、好ましくは５〜４５度程度であるが、これに限らず適宜選択することができる。
【００４０】
他端側壁面１ｃの上端より前記粉体と共に排出された浮揚物は、好適な傾斜面等を介して浮揚物搬送コンベヤ３０ｆの搬送ベルトの一端上に排出されるよう構成されている。
【００４１】
浮揚物搬送コンベヤ３０ｆおよび沈降物搬送コンベヤ３０ｓの各々の他端には、個別の振動ふるい（不図示）が設けられている。これにより、浮揚物あるいは沈降物とともに搬送ベルト上に排出された上記粉体を分離・回収できるよう構成されている。また、上記振動ふるいで回収された粉体を再度粉体供給装置２へ搬送する粉体搬送コンベア（不図示）が設けられている。
【００４２】
また、分離槽１内には、フィルター板２０ａとそのフィルター側面板２０ｂとで構成される側面付きフィルター板が、その底面が被分離対象物の供給される位置より離れるにつれて低くなるように、４本のバネ２２を介して配置されている。また、側面付きフィルター板を振動させるモーター２１ａが、側面付きフィルター板上部に設置された板２３上に、被分離対象部の移動方向に対して９０度横向きに配置されている。ここで、フィルター板２０ａ及びそのフィルター側面板２０ｂには、複数の開口が設けられており、本実施形態では開口として複数の孔が設けられている。
【００４３】
フィルター板２０ａの傾斜角は大きく設定されることが好ましく、少なくとも通気性板１ａの傾斜角よりも大とする。ただし、被分離対象物供給ホッパー３から供給される被分離対象物を供給直後から流動層１０によくなじませるために、被分離対象物の供給地点においてフィルター板２０ａが、少なくとも流動層１０から露出されないよう、好ましくは流動層１０の上面からある程度離隔されるよう留意して上記傾斜角は設定される。本実施形態では、通気性板１ａを１０度、フィルター板２０ａを１４度、傾斜角をもたせて取り付けている。
【００４４】
フィルター側面板２０ｂは、箱型容器である分離槽１の側面であって、流動層１０の移動方向と平行をなす側面の内側近傍に、当該側面と平行に設けられている。このフィルター側面板２０ｂと上記分離槽１の側面との距離は２ｃｍ以上有れば良いが、流動状態が中心部とほぼ同じ状態となる４ｃｍ以上で有ればなおさら良い。また、上記距離があまり長くなると分離槽１の有効利用幅が小さくなることから、上記距離は分離槽全幅の１０％以内であることが望ましいが、これに限らず適宜選択することができる。なお、本実施形態におけるフィルター側面板２０ｂは、分離槽１の側面と平行に設けられるとしたが、これに限らず、分離槽１の側面部の近傍へ被分離対象物が移動するのを抑制できさえすればよく、例えばフィルター側面板２０ｂが傾斜されて設けられても良いし、分離槽１の側面を覆うように設けられていても良い。
【００４５】
フィルター板２０ａとフィルター側面板２０ｂとの取り付け方法は、特に限定されず、溶接やボルト締結等、自由に選択することができ、又はフィルター板２０ａとフィルター側面板２０ｂとを一体構造で形成しても良い。また、板２３の側面付きフィルター板への取り付け方法も特に限定されず、フィルター側面板２０ｂに溶接やボルト締結等で取り付けることができる。
【００４６】
フィルター板２０ａ及びフィルター側面板２０ｂの材質は、流動層１０内でその形状を維持できるものであれば任意に選択することができる。例えば、鉄・アルミ・ステンレス・銅などの金属類や、ＦＲＰなどのプラスチックでも良い。ここで、通気性板１ａの有する孔の大きさは、通気性が確保され、かつ前記粉体を通過させない程度に決められている。一方、フィルター板２０ａ及びフィルター側面板２０ｂの有する孔の大きさは、流動層１０の流動性を妨げない程度に決められており、少なくとも上記粉体よりも大であって、被分離対象物よりも小であれば良い。すなわち孔の大きさは上述の範囲であれば特に限定されないが、孔径が３ｍｍから１０ｍｍの範囲内が好適に利用できる。孔の形状は、円形でも十字形でも矩形でも菱形でも三角形でもよく、自由に選択することができる。また、フィルター板２０ａ及びフィルター側面板２０ｂに設けられる複数の開口の形状は孔に限定されず、細いすきまが複数形成されたスリット形状としても良い。一方、流動層１０の流動性の観点から、フィルター板２０ａ及びフィルター側面板２０ｂの全体面積に対する開口面積の占める割合である有開口率はなるべく大きい方がよく、２０％以上であることが好ましい。
【００４７】
フィルター板２０ａとそのフィルター側面板２０ｂとで構成される側面付きフィルター板を分離槽１内に配置するために用いる上記の４本のバネ２２は、上記モーターと上記側面付きフィルター板とを支持できれば、どのようなバネを用いても良い。また、本実施形態では４本のバネが用いられているが、バネ２２の本数はこれに限定されるものではない。
【００４８】
側面付きフィルター板を振動させるモーター２１ａは、振動を発生させることができる振動モーター（バイブレーター）若しくは汎用モーター等が挙げられ、本実施形態では、被分離対象物の供給される上流側であって、側面付きフィルター板の上方に振動モーター（バイブレーター）を配置している。また、このモーター２１ａの位置は、被分離対象物の供給される上流側が好ましいが、これに限定されるものではない。また、本実施形態では、モーター２１ａを側面付きフィルター板上部に設置された板２３上に、被分離対象部の移動方向に対して９０度横向きに配置しているが、この向きに限定されるものでもない。
【００４９】
次に、図１及び図２に基づいて、本実施形態に係る乾式分離装置１００の作動について説明する。
【００５０】
分離槽１内には、あらかじめ好適な粉体が収納されている。当該粉体は、風箱４より所定の風速で空気が供給されることで流動化され、見掛け密度が均一となる。所定の風速（Ｕｏ）とは、例えば最小流動化速度（Ｕｍｆ）の約１２０％であり（Ｕｏ／Ｕｍｆ＝１．２）、最小流動化速度とは、上記粉体が流動化状態となるのに要する風速の下限である。以上のようにして、分離槽１内には、前記粉体よりなる流動層１０が形成されている。
【００５１】
また、分離槽１の一側面下方に設けられた粉体供給装置２より、粉体が一定の流量で供給されている。一方、分離槽１の他端の底部に設けられた沈降物排出口１ｂより、上記粉体が沈降物搬送コンベヤ３０ｓの搬送ベルト上に排出されている。また、分離槽１の上端傾斜部１ｄより、粉体が浮揚物搬送コンベヤ３０ｆの搬送ベルト上に排出されている。このように分離槽１から排出されて沈降物搬送コンベヤ３０ｓと浮揚物搬送コンベヤ３０ｆにより搬送される粒子は、適宜設けられた個別の振動ふるい（不図示）により混在する異物等（被分離対象物等）が取り除かれ、適宜設けられた搬送コンベヤ（不図示）により粉体供給装置２へ供給される。このとき、飛散等により失われた粉体の量に応じて、適宜設けられた粉体補充ホッパー（不図示）により粉体が補充されても良い。
【００５２】
以上の工程を連続的に行なうことにより、流動層１０は分離槽１の一端から他端へ向かって緩やかに移動する。より詳しくいえば、流動層１０の上層部は上端傾斜部１ｄへ向かって流れ、それ以外の中層部および下層部は沈降物排出口１ｂへ向かって流れる。この際、他端側壁面１ｃが分離槽１の内側へ向かって傾斜しているので、特に前記中層部の沈降物排出口１ｂへの流れが円滑とできるので、滞留の発生が抑制されることとなる。
【００５３】
以上のように形成された分離槽１内の流動層１０へ、被分離対象物供給ホッパー３より、塩化ビニルと非塩化物等とからなる被分離対象物が供給される。被分離対象物は、あらかじめ適宜の大きさに粉砕されている。
【００５４】
すると、前記流動層１０が流動化しているので、流動層１０の見掛け密度より密度の大きい塩化ビニルは分離槽１の底面である通気性板１ａに向かって沈降し始める。流動層１０内には、あらかじめ傾斜角度の大きい側面付きフィルター板が配置されているので、沈降物（塩化ビニル）は、側面付きフィルター板上に滞留することなく、沈降物排出口１ｂへ向かって流動層１０と共に流される（運ばれる）。そして、沈降物は、粉体と共に、沈降物排出口１ｂを介して、沈降物搬送コンベヤ３０ｓの搬送ベルト上に排出される。
【００５５】
一方、流動層１０の見掛け密度より密度の小さい非塩化物等は浮揚することとなる。浮揚した浮揚物（非塩化物等）は、粉体と共に、上端傾斜部１ｄを乗り越えて、浮揚物搬送コンベヤ３０ｆの搬送ベルト上に排出される。ここで、上端傾斜部１ｄは、分離槽１の外側へ向くように傾斜しているので、流動層１０の上層部や該上層部に浮揚している非塩化物等が他端側壁面１ｃを乗り越えられずに滞留するのを抑制できるよう構成されている。
【００５６】
ここで、一般的に流体と壁面との境界近傍には、壁面効果、すなわち流れを抑制しようとする抗力が流体に対して作用する。この壁面効果は、壁面より所定の領域にまで影響を及ぼし、その領域における前記流体の流速は著しく低下する。
前述の壁面効果は、本発明に係る乾式分離装置を除く他の乾式分離装置においても同様のことが言える。
【００５７】
この点、本実施形態に係る乾式分離装置１００の分離槽１においては、被分離対象物の移動範囲は、前述のフィルター板２０ａのみならず、フィルター側面板２０ｂによっても制限されている。これにより、流動層１０内での粉体の移動速度が不十分である領域、すなわち、分離槽１の底部および側面部（近傍）へ被分離対象物が移動（沈降を含む）するのを抑制できるので、壁面効果等に起因して起こる被分離対象物の滞留を抑制できる。また、これらフィルター板２０ａとフィルター側面板２０ｂとから形成される側面付きフィルター板の構成が簡単なので、被分離対象物の滞留を抑制する機能を既存の乾式分離装置に容易に追加することができる。また、流動層１０において粉体の移動速度が十分な領域のみを選択的に利用できるので、分離効率を向上できる。
【００５８】
また、分離槽１内に配置されている上記側面付きフィルター板は、モーター２１ａにより板２３を介して振動させられる。本実施形態に係る乾式分離装置１００において、当該側面付きフィルター板を、板２３と側面付きフィルター板とから形成される装置の固有振動数を用いて、振動搬送のような振動パターンで振動させることができる。これにより、被分離対象物が側面付きフィルター板上に沈降したとしても、その滞留を抑制することができる。また、フィルター板２０ａを上下に振動させるだけでも、被分離対象物の滞留抑制効果があるので、上記振動発生装置の固有振動数よりも低い周波数で振動させても良いし、これ以外の周波数で振動させても良い。このように、上記振動発生装置を用いて側面付きフィルター板を振動させることにより、振動なしの場合に比べてさらに被分離対象物の滞留抑制効果が高まり、分離効率が向上する。
【００５９】
さて、粉体と共に個別に回収された沈降物と浮揚物は、上記振動ふるいにより粉体と分別されて個別に回収される。
【００６０】
以上説明した如く、本実施形態に係る乾式分離装置１００は、その分離槽１内に底面が被分離対象物の供給される位置より低くなるように配置されたフィルター板２０ａとフィルター側面板２０ｂとから形成される側面付きフィルター板を備え、また、当該側面付きフィルター板を振動させる振動発生装置を備えるよう構成されている。これにより、分離槽１の底部や側面部で滞留する被分離対象物を取り出す等の作業が不要になるので、乾式分離装置１００を停止させることなく連続運転可能とできる。さらには、被分離対象物の滞留を抑制できるので、流動層１０の見掛け密度が均一に保たれ、分離効率を向上できる。
【００６１】
次に、図３に基づいて、本発明に係る乾式分離装置の第２の実施形態に関して説明する。図３は、本発明の第２実施形態に係る乾式分離装置の側面付きフィルター板と振動発生装置とを示す模式斜視図である。なお、第１実施形態と同一の形状もしくは機能を備える構成要素には、同一の符号を付してある。ここでは、第２実施形態と第１実施形態との相違点のみを説明することとする。
【００６２】
本実施形態におけるフィルター板２０ａとフィルター側面板２０ｂとから形成される側面付きフィルター板には、図３に示すように、側面付きフィルター板の上方ではなく、側面付きフィルター板の両側面に側面付きフィルター板を振動させるモーター２１ｂを配置している。また、このモーター２１ｂの位置は、被分離対象物の供給される上流側が好ましいが、これに限定されるものではない。また、第１実施形態と同様、上記モーター２１ｂとしては、振動を発生させることができる振動モーター（バイブレーター）若しくは汎用モーター等が挙げられる。
【００６３】
この側面付きフィルター板により、流動層１０での前記粉体の移動速度が不十分である領域、すなわち、図１に示す分離槽１の底部へ沈降物が沈降することや、沈降物が側面付きフィルター板上に滞留することを抑制できる。また、本第１実施形態のように、振動搬送のような周波数やこれ以外の周波数によって側面付きフィルター板を振動させることにより、沈降物の側面付きフィルター板上への滞留をさらに抑制できる。また、側面付きフィルター板及び振動発生装置の構成が簡単なので、これら装置を既存の乾式分離装置に容易に追加できる。
【００６４】
次に、図４及び図５に基づいて、本発明に係る乾式分離装置の第３実施の形態に関して説明する。図４は、本発明の第３実施形態に係る乾式分離装置の側面付きフィルター板と振動発生装置とを示す模式斜視図である。図５は、本発明の第３実施形態に係る乾式分離装置の側面付きフィルター板の振動状態を説明する模式図である。なお、第１実施形態と同一の形状もしくは機能を備える構成要素には、同一の符号を付してある。ここでは、第３の実施形態と第１の実施形態との相違点のみを説明することとする。
【００６５】
本実施形態におけるフィルター板２０ａとフィルター側面板２０ｂとから形成される側面付きフィルター板には、図４に示すように、側面付きフィルター板の上方ではなく、側面付きフィルター板のいずれか一方の片側側面に側面付きフィルター板を振動させるモーター２１ｃを配置している。また、第１実施形態と同様、上記モーター２１ｃとしては、振動を発生させることができる振動モーター（バイブレーター）若しくは汎用モーター等が挙げられる。
【００６６】
この側面付きフィルター板により、流動層１０での前記粉体の移動速度が不十分である領域、すなわち、図１に示す分離槽１の底部へ沈降物が沈降することや、沈降物が側面付きフィルター板上に滞留することを抑制できる。また、モーター２１ｃが振動することにより、図５に示すようにフィルター側面板２０ｂが被分離対象物の流れる方向に対して垂直方向に振動し、フィルター板２０ａが上下に振動する。これにより、沈降物の側面付きフィルター板上への滞留をさらに抑制できる。本実施形態の構成では、第１実施形態や第２実施形態の構成でのように振動搬送のような振動を側面付きフィルター板に生じさせることはできないが、側面付きフィルター板のいずれか一方の側面にモーター２１ｃを配置するのみで、フィルター板２０ａが上下に振動させ、沈降物の滞留を抑制できるという特徴がある。また、側面付きフィルター板及び振動発生装置の構成が簡単なので、第１実施形態や第２実施形態と同様、これら装置を既存の乾式分離装置に容易に追加できる。
【００６７】
以下、図１及び図２に示されるように、モーター２１ａを被分離対象物の供給される上流側であって、側面付きフィルター板の上方に配置した第１実施形態に基づいてモーター２１ａを作動させた振動有りで実施された分離試験（以下、実施例Ａ）と、モーター２１ａを被分離対象物の供給される上流側であって、側面付きフィルター板の上方に配置した第１実施形態に基づいてモーター２１ａを作動させない振動無しで実施された分離試験（以下、実施例Ｂ）とに関して説明する。
【００６８】
図６は、実施例Ｂの分離試験結果を示す図である。図７は、実施例Ａの分離試験結果を示す図である。
【００６９】
具体的には、１０ｍｍ〜３０ｍｍの大きさの廃家電プラスチック（ポリエチレン（密度：１．０ｇ／ｃｍ3）、ポリプロピレン（密度：０．９ｇ／ｃｍ3）、ナイロン（密度：１．１ｇ／ｃｍ3）、塩化ビニル（密度：１．４ｇ／ｃｍ3）、等を含む）を実施例Ａに係る分離槽１および実施例Ｂに係る分離槽１にそれぞれ投入し、分離試験を行なった。本分離試験においては、流動層１０の粉体として、見掛け密度が１．２１ｇ／ｃｍ3である珪砂を用いた。また、流動層１０の流動化条件（Ｕｏ／Ｕｍｆ）を１．２とした。浮揚物搬送コンベヤ３０ｆ等を経て回収された上部回収プラスチック及び上部回収プラスチックの中に占める塩化ビニルの重量（粉体を除く）をそれぞれ計測した。また、上部回収プラスチックの中に占める塩化ビニルの重量から塩素濃度を換算した。ここで、実施例Ａにおいては、板２３と側面付きフィルター板とから形成される装置の固有振動数である７Hzで、インバーターを用いて側面付きフィルター板を振動させた。
【００７０】
図６及び図７の横軸は乾式分離装置１００の運転開始後の経過時間（分）を示し、左縦軸及び右縦軸はそれぞれ上部回収プラスチック重量（ｋｇ）、上部回収プラスチック塩素濃度（％）を示す。また、図６及び図７中の複数の連続する棒は、上部回収プラスチック重量（ｋｇ）の変化を示し、折れ線は上部回収プラスチック塩素濃度（％）を示す。
【００７１】
まず、図６に示す振動無しの場合の実施例Ｂでは、約４０分間ほぼ恒常的に上部からプラスチックが回収され、上部回収プラスチック塩素濃度は平均約１．５％以下であった。しかし、実施例Ｂでは、運転時間とともに上部回収プラスチック塩素濃度は徐々に上昇していき約１時間程度で連続運転が困難となった。また、約６０分間運転後（プラスチック投入停止後約１５分間運転）のフィルター板２０ａ上の滞留プラスチック量は、２．５ｋｇであった。ここで、上部回収プラスチック塩素濃度は、分離効率の良し悪しを判断する指標であり、上部回収プラスチック塩素濃度が低いほど分離効率が良いことを示す。
【００７２】
次に、図７に示す振動有りの場合の実施例Ａでは、連続約３時間運転でもほぼ恒常的に上部からプラスチックが回収され、上部回収プラスチック塩素濃度は、上昇をし続けることはなく上昇と下降を繰り返す傾向を示し、平均約０．５％以下の低い値で推移した。また、約２００分間運転後（プラスチック投入停止後約１５分間運転）のフィルター板２０ａ上の滞留プラスチック量は、０．１ｋｇであった。
【００７３】
このように、振動無しの場合の実施例Ｂと、振動有りの場合の実施例Ａとを比較した場合、分離槽内に設置された側面付きフィルター板とこれを振動させる振動発生装置の相乗効果により、連続運転可能時間、被分離対象物の分離効率とも、側面付きフィルター板を振動させた実施例Ａにおいて効果が大であった。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る乾式分離装置を示す模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る乾式分離装置の側面付きフィルター板と振動発生装置とを示す模式斜視図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る乾式分離装置の側面付きフィルター板と振動発生装置とを示す模式斜視図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る乾式分離装置の側面付きフィルター板と振動発生装置とを示す模式斜視図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る乾式分離装置の側面付きフィルター板の振動状態を説明する模式図である。
【図６】実施例Ｂの分離試験結果を示す図である。
【図７】実施例Ａの分離試験結果を示す図である。
【符号の説明】
【００７５】
１      分離槽
１ａ    通気性板
１０    流動層
２０ａ  フィルター板
２０ｂ  フィルター側面板
２１ａ  モーター
２２    バネ
１００  乾式分離装置
【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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【図７】
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