(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛直方向に回転中心軸を有し内方に比重液を収容する回転ドラムと、この回転ドラムの回転中心軸上に設け前記回転ドラム内に破砕物を供給する筒体と、前記回転ドラムの底部側の側壁近傍に排出口を有する第１の破砕物回収手段と、前記回転ドラムの上方部側に前記第１の破砕物回収手段の排出口より回転中心軸側に排出口を有する第２の破砕物回収手段とを備えた破砕物選別装置。
【請求項２】
第１の破砕物回収手段は、回転ドラムの底部側側壁近傍に設けた第１の排出口から回転中心軸近傍に設けた第２の排出口に至る導入経路を有し、この導入経路に、前記回転ドラムの回転方向に対し、比重液を導入する方向のスパイラル壁を複数個設けた請求項１記載の破砕物選別装置。
【請求項３】
回転ドラム内に破砕物を供給する筒体の先端部に設けられ前記回転ドラムの内壁方向に延設された吐出口壁の先端を、第２の破砕物回収手段の排出口より回転ドラムの回転中心軸側に設けた請求項１または２記載の破砕物選別装置。
【請求項４】
第２の破砕物回収手段の上方に、破砕物の脱水手段を備えた請求項１〜３のいずれか１項に記載の破砕物選別装置。
【請求項５】
脱水手段は、複数個の水切り口を有する脱水回転槽で構成し、前記水切り口に破砕物目詰まり防止手段を備えた請求項４記載の破砕物選別装置。
【請求項６】
脱水手段は、脱水水受け槽内に設けた脱水回転槽内に、回転中心軸方向から脱水回転槽方向へ放射状の間隙を有する複数の弾性板を備え、前記間隙の回転中心軸側は概ね破砕物の厚みより小さく構成し、前記複数の弾性板が回転中心軸方向に第２の破砕物回収手段の排出口径以上の略逆円錐形状を形成するようにした請求項４記載の破砕物選別装置。
【請求項７】
脱水手段の上方に、破砕物の乾燥手段を備えた請求項４〜６のいずれか１項に記載の破砕物選別装置。
【請求項８】
第２の破砕物回収手段の排出口の外縁の鉛直面近傍から回転ドラム内に破砕物を供給する筒体の外壁間の前記回転ドラム内に比重液の液面位置を検知する液面検知手段を設け、液面制御手段を備えた請求項１〜７のいずれか１項に記載の破砕物選別装置。
【請求項９】
回転ドラムの上方部に設けた第２の破砕物回収手段の排出口に連通して、回転ドラム側から出口方向へ排出口径が広がる傾斜面を設けた請求項４〜８のいずれか１項に記載の破砕物選別装置。
【請求項１０】
回転ドラムは、第１の破砕物回収手段側の内径を第２の破砕物回収手段側の内径よりも徐々に大きくし、回転ドラムの側壁が少なくとも底部側で広がる傾斜とした請求項１〜９のいずれか１項に記載の破砕物選別装置。
【請求項１１】
回転ドラムを定常回転数で定常運転する前後の運転始動時および運転停止時に、前記回転ドラム内に破砕物を含まない比重液だけを導入する比重液供給手段を有する請求項１〜１０のいずれか１項に記載の破砕物選別装置。
【請求項１２】
回転ドラム内に供給する破砕物と比重液の混合比率を調節可能とする供給手段を有する請求項１〜１１のいずれか１項に記載の破砕物選別装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物となったプラスチックまたはプラスチック複合部材や廃家電製品を破砕した破砕物から、プラスチックを素材別に選別する破砕物選別装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、リサイクルプラント業者が一般廃棄物のプラスチック選別装置として、図１６に示す横型遠心式の破砕物選別装置を提案している。以下、この装置の構成および動作を説明する。
【０００３】
図１６に示すように、破砕されたプラスチック群は、循環水とともに原料供給管１から２０００ｒ／ｍｉｎで回転する回転胴体２内に供給される。循環水は回転胴体２内で遠心力により略円筒形状に形成され、供給された原料には８００ｍ／ｓ２程度の遠心力が加わる。
【０００４】
このとき、比重が１．０よりも小さいプラスチックは回転胴体２の回転軸側に浮き、回転胴体２よりも回転数が数１０ｒ／ｍｉｎ上回る軽比重物用スクリューコンベアー３により搬送され、かつ脱水された軽比重物が軽比重物排出口４から排出回収される。一方、比重が１．０よりも大きなプラスチックは、回転胴体２の胴壁に押しつけられ、回転胴体２よりも回転数が数１０ｒ／ｍｉｎ上回る重比重物用スクリューコンベアー５により搬送され、かつ脱水された重比重物が重比重物排出口６から排出回収される。
【０００５】
また、循環水は水位調整弁７より外槽８に設けられた排水口９を経由して、選別前の破砕されたプラスチック群と水の混合タンク（図示せず）へポンプアップされる。なお、１０は回転胴体２の駆動モータ、１１は選別装置の振動減衰装置である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１６に示す横型遠心式の破砕物選別装置では、回転中心軸を水平方向として、循環水および選別対象物を回転させるため、特に回転立ち上げ時と回転停止時に大きなアンバランスを生じる。このため、大がかりな振動減衰装置１１や高トルクの駆動モータ１０が必要であった。また、軽比重物と重比重物それぞれを両側へ搬送する専用スクリューコンベアーが必要となる等の問題があった。
【０００７】
この結果、横型遠心式破砕物選別装置は、耐振性構造で、かつ複雑な機構となることから高価な装置で汎用性に問題があった。
【０００８】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、運転開始時、運転停止時などの非定常運転時に、回転ドラム内の比重液と選別対象物による回転アンバランスを防止して装置を小型にするとともに、選別対象物を遠心力と重力による２方向の分離力により選別して、選別精度を向上することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、鉛直方向に回転中心軸を有する回転ドラムの内方に比重液を収容し、この回転ドラムの回転中心軸上に回転ドラム内に破砕物を供給する筒体を設け、回転ドラムの底部側の側壁近傍に排出口を有する第１の破砕物回収手段を設けるとともに、回転ドラムの上方部側に前記第１の破砕物回収手段の排出口より回転中心軸側に排出口を有する第２の破砕物回収手段を備えたものである。
【００１０】
これにより、回転ドラムが鉛直方向に回転中心軸を有するので、運転開始時、運転停止時などの非定常運転時に、回転ドラム内の比重液と選別対象物による回転アンバランスを防止することができ、大がかりな振動減衰装置や高トルクの駆動モータが必要でなく、装置を小型にできるとともに、選別対象物を遠心力と重力による２方向の分離力により選別することができ、選別精度を向上することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、鉛直方向に回転中心軸を有し内方に比重液を収容する回転ドラムと、この回転ドラムの回転中心軸上に設け前記回転ドラム内に破砕物を供給する筒体と、前記回転ドラムの底部側の側壁近傍に排出口を有する第１の破砕物回収手段と、前記回転ドラムの上方部側に前記第１の破砕物回収手段の排出口より回転中心軸側に排出口を有する第２の破砕物回収手段とを備えたものであり、回転ドラム内に略円筒形状に形成される比重液の回転中心軸を鉛直方向とし、破砕物を回転ドラム内の回転中心軸上に設けた筒体から供給すると、供給された破砕物の内、比重液の比重よりも大きい破砕物（沈む破砕物）と小さい破砕物（浮く破砕物）を回転方向には遠心力で、鉛直方向には重力で分離することができ、比重液よりも比重が大きい破砕物を回転ドラム底部側の第１の破砕物回収手段で回収し、比重液よりも比重が小さい破砕物を回転ドラム上方部に設けた第２の破砕物回収手段で回収することができる。これにより、運転開始時、運転停止時などの非定常運転時に、回転ドラム内の比重液と選別対象物による回転アンバランスを防止することができ、大がかりな振動減衰装置や高トルクの駆動モータが必要でなく、装置を小型にできるとともに、選別対象物を遠心力と重力による２方向の分離力により選別することができ、選別精度を向上することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、上記請求項１に記載の発明において、第１の破砕物回収手段は、回転ドラムの底部側側壁近傍に設けた第１の排出口から回転中心軸近傍に設けた第２の排出口に至る導入経路を有し、この導入経路に、前記回転ドラムの回転方向に対し、比重液を導入する方向のスパイラル壁を複数個設けたものであり、比重液より比重が大きい破砕物を比重液とともに回転ドラム底部側の側壁近傍から排出する際、スパイラル壁によりポンプ機能を持たせることができて、第１の排出口部と第２の排出口部を介して強制排出することができ、選別処理能力を大幅に増大することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、上記請求項１または２に記載の発明において、回転ドラム内に破砕物を供給する筒体の先端部に設けられ前記回転ドラムの内壁方向に延設された吐出口壁の先端を、第２の破砕物回収手段の排出口より回転ドラムの回転中心軸側に設けたものであり、破砕物は比重液とともに回転ドラム内に略円筒状に形成した比重液中に供給され、この結果、選別を阻害する気泡を発生させることなく、また回転中心軸から遠くに供給することで、遠心力を大きく作用させることができ、比重液に浮く側の破砕物の選別精度を向上することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、上記請求項１〜３に記載の発明において、第２の破砕物回収手段の上方に、破砕物の脱水手段を備えたものであり、比重液の比重よりも小さい破砕物を脱水した状態で回収することができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、上記請求項４に記載の発明において、脱水手段は、複数個の水切り口を有する脱水回転槽で構成し、前記水切り口に破砕物目詰まり防止手段を備えたものであり、脱水時に水切り口が破砕物の小片で目詰まりし、脱水性能に支障が生じるのを防止することができる。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、上記請求項４に記載の発明において、脱水手段は、脱水水受け槽内に設けた脱水回転槽内に、回転中心軸方向から脱水回転槽方向へ放射状の間隙を有する複数の弾性板を備え、前記間隙の回転中心軸側は概ね破砕物の厚みより小さく構成し、前記複数の弾性板が回転中心軸方向に第２の破砕物回収手段の排出口径（出口口径）以上の略逆円錐形状を形成するようにしたものであり、脱水された比重液の通過路である弾性板の形成する間隙に破砕物の小片が目詰まりしても、遠心力で破砕物の小片は間隙の奥へ移動しようとする。このとき、弾性板がたわみ、また間隙は末広がりとなっているために、一時的に目詰まりした破砕物の小片は、徐々に脱水された比重液とともに排出され、メンテナンスフリーとすることができる。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、上記請求項４〜６に記載の発明において、脱水手段の上方に、破砕物の乾燥手段を備えたものであり、脱水された破砕物をさらに乾燥した状態にすることができる。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、上記請求項１〜７に記載の発明において、第２の破砕物回収手段の排出口の外縁の鉛直面近傍から回転ドラム内に破砕物を供給する筒体の外壁間の前記回転ドラム内に比重液の液面位置を検知する液面検知手段を設け、液面制御手段を備えたものであり、回転ドラム内に略円筒状に形成した比重液の回転中心軸側の液面位置を制御することができ、運転中に回転ドラム内に導入される比重液と破砕物の量が変動しても、第２の破砕物回収手段に応じた最適位置に維持することができる。この結果、第２の破砕物回収手段を安定的に動かすことができるとともに、優れた選別精度を維持することができる。
【００１９】
請求項９に記載の発明は、上記請求項４〜８に記載の発明において、回転ドラムの上方部に設けた第２の破砕物回収手段の排出口に連通して、回転ドラム側から出口方向へ排出口径が広がる傾斜面を設けたものであり、排出口を通過した後の隙間は傾斜面によって徐々に広くなるので、破砕物が回転排出機の力で排出口を通過すると、遠心力で上方へ飛ばされて排出される。この結果、破砕物が排出口の経路途中で留まり、回転排出機をロックするのを防止することができる。
【００２０】
請求項１０に記載の発明は、上記請求項１〜９に記載の発明において、回転ドラムは、第１の破砕物回収手段側の内径を第２の破砕物回収手段側の内径よりも徐々に大きくし、回転ドラムの側壁が少なくとも底部側で広がる傾斜としたものであり、比重液よりも比重が大きな破砕物は、回転ドラムの内壁に到達した後、回転ドラムの傾斜した側壁に沿って下部方向の力が遠心力の分力として作用し、回転ドラム内に破砕物が滞留することなく第１の破砕物回収手段から早く排出することができる。
【００２１】
請求項１１に記載の発明は、上記請求項１〜１０に記載の発明において、回転ドラムを定常回転数で定常運転する前後の運転始動時および運転停止時に、前記回転ドラム内に破砕物を含まない比重液だけを導入する比重液供給手段を有するものであり、運転開始時に、回転ドラム内に比重液が略円筒状を形成し、かつ所定の遠心力が作用した状態で選別前の破砕物を回転ドラム内に導入するので、良好な選別精度を得ることができる。また、停止時においては、回転ドラム内の破砕物の選別・回収が終了した後の比重液だけが回転ドラム内にある状態で装置を停止するので、第１の破砕物回収手段側に選別できていない状態の破砕物が流入することと、回転ドラム内に破砕物が残留することを防止することができる。
【００２２】
請求項１２に記載の発明は、上記請求項１〜１１に記載の発明において、回転ドラム内に供給する破砕物と比重液の混合比率を調節可能とする供給手段を有するものであり、回転ドラム内に導入する比重液と破砕物の混合割合が一定の混合液であることから、混合液の混合率の変動が少なく、回転ドラムへの負荷変動を少なくすることができる。この結果、振動減衰装置がなくても運転中に振動を生じるようなことはない。また、回転ドラム内で破砕物を比重差で分離している際に、破砕物の重なりの少ない混合状態に混合率を設定することで、それぞれの破砕物中に異物が巻き込まれるのを防止でき、良好な選別性能を得ることができる。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、使用済み家電製品を破砕後、磁選機で鉄を回収し、つぎに非鉄選別機で非鉄類を回収した後の残渣（プラスチック群）を選別する例について、図面を参照しながら説明する。
【００２４】
（実施例１）
図１に示すように、回転ドラム１２は、鉛直方向に回転中心軸を有し、駆動モータ１３によりベルト１４を介して回転数２０００ｒ／ｍｉｎで回転し、この回転ドラム１２の回転中心軸上に、破砕物を供給する原料供給管（筒体）１５を設け、回転ドラム１２の底部側の側壁近傍に排出口１６を介して第１の回収用配管（第１の破砕物回収手段）１７を設けている。回転ドラム１２の上方部側に排出口１６より回転中心軸側に排出口１８を有する第２の回収用配管（第２の破砕物回収手段）１９を設けている。
【００２５】
回転ドラム１２の内方に、比重液として分離水２０を収容し、比重１．０を基準として破砕物を選別（分別）するようにしている。
【００２６】
上記構成において動作を説明する。予め、使用済み家電製品の残渣を概ね１０ｍｍ程度に再破砕し、混合タンク（図示せず）で残渣（破砕物）と水を混合したものを原料供給管１５から２０００ｒ／ｍｉｎで回転する回転ドラム１２内の回転中心軸上に供給する。
【００２７】
このとき、回転ドラム１２は回転数２０００ｒ／ｍｉｎで回転しているので、分離水２０は回転ドラム１２内で略円筒形状に形成され、比重が１．０以上の残渣ａは遠心力で回転ドラム１２の側壁側へ移動し、排出口１６を介して下部回収用配管１７から排出して比重１．０以上の残渣ａを回収し、水は混合タンク（図示せず）へ戻し循環させる。
【００２８】
一方、比重が１．０よりも小さい残渣ｂは、分離水２０の回転中心軸側の水面に集まり、排出口１８を介して第２の回収用配管１９から排出し、比重１．０よりも小さい残渣ｂを回収し、水は同様に混合タンクへ戻し循環させる。
【００２９】
この結果、運転開始時、運転停止時などの非定常運転時に、回転ドラム１２内の分離水２０と残渣（破砕物）による回転アンバランスを防止することができ、大がかりな振動減衰装置や高トルクの駆動モータが必要でなく、装置を小型にできるとともに、残渣（破砕物）を遠心力と重力による２方向の分離力により、従来、廃家電製品の破砕後残渣（ダスト）として利用できなかった大部分プラスチックで構成されたものを、概ね比重０．９１のオレフィン系樹脂とその他の樹脂に選別ができ、オレフィン樹脂についてはマテリアルリサイクルが可能である。
【００３０】
なお、本実施例では、比重液として分離水２０を収容し、比重１．０を基準として破砕物を選別するようにしているが、分離水２０に炭酸ソーダ等の塩を加え、比重を調整することにより、さらにその他の樹脂を選別できることはいうまでもない。
【００３１】
（実施例２）
図２に示すように、第１の回収用配管１７は、回転ドラム１２の底部側の側壁近傍に設けた第１の排出口２１から回転中心軸近傍に設けた第２の排出口２２に至る導入経路２３を介して回転ドラム１２の内部と連結しており、導入経路２３に、図３に示すように、回転ドラム１２の回転方向（矢印方向）に対し、分離水２０を導入する方向のスパイラル壁２４を複数個設けている。他の構成は上記実施例１と同じである。
【００３２】
上記構成において動作を説明する。なお、使用済み家電製品の残渣を比重により選別する動作は上記実施例１と同じであるので説明を省略する。
【００３３】
第１の排出口２１から回転中心軸近傍に設けた第２の排出口２２に至る導入経路２３は静止しているが、回転ドラム１２が回転しているので、静止している部分は、相対的にポンプのランナーに相当し、比重１．０以上の使用済み家電製品の残渣と循環水を強制排出することができる。この結果、遠心力に加えて、回転ドラム１２底部に排出ポンプ機能を付加することができ、選別処理能力を大幅に上げることができる。
【００３４】
（実施例３）
図４に示すように、原料供給管（筒体）１５の先端部に吐出口壁２５を配置し、吐出口２６を、下部回収用配管１７に連通する排出口１６より回転ドラム１２の回転中心軸側となるように構成している。他の構成は上記実施例１または２と同じである。
【００３５】
上記構成において動作を説明する。なお、使用済み家電製品の残渣を比重により選別する動作は上記実施例１と同じであるので説明を省略する。
【００３６】
使用済み家電製品の残渣（破砕物）は原料供給管１５を介して、吐出口２６から毎分２０００回転している回転ドラム１２内に形成された略円筒形状の分離水２０内に供給される。このとき、原料供給配管１５から吐出口２６の間で重力に対する浮力で、上方側に比重１．０よりも小さい残渣が移動し、下方側に比重１．０以上の残渣が移動することにより上下方向に分離し、さらに吐出口２６近傍では、吐出口２６を回転中心軸から距離が離れているので、強力な遠心力（半径に比例）と浮力で回転ドラム１２の内壁側と回転中心軸側に分離することができる。
【００３７】
この結果、比重１．０以上の残渣と比重１．０よりも小さい残渣に分離する性能をよくすることができる。すなわち、オレフィン樹脂（比重１．０よりも小さい残渣）をマテリアルリサイクルする上で、異物混入および樹脂の物性ばらつき等の品質を良化することができる。
【００３８】
（実施例４）
図５に示すように、回転ドラム１２の回転中心軸上に配置した原料供給管１５と同心軸に回転ドラム１２と異なる回転数（２００ｒ／ｍｉｎ高い回転数）の回転排出機２７を設けている。回転排出機２７は、ベルト２８、プーリー２９、回転シャフト３０、プーリー３１、ベルト３２を介して、モータ３３により駆動する。また、ベルト３２にはテンションプーリー３４を配置している。回転ドラム１２の上部には、ブロワー３５の配管３６を設けている。他の構成は上記実施例３と同じである。
【００３９】
上記構成において動作を説明する。使用済み家電製品の残渣は、原料供給管１５および吐出口２６を介して回転ドラム１２内に遠心力で略円筒状に形成した分離水２０に供給される。比重が１．０よりも小さい残渣は、分離水２０の回転中心軸側の水面に浮上し、回転ドラム１２よりも２００ｒ／ｍｉｎ高い回転数の回転排出機２７を介して、上部の第２の回収用配管１９から配管３６を介したブロアー３５の送風力で搬送され回収される。
【００４０】
一方、比重が１．０以上の残渣は、回転ドラム１２の遠心力で回転ドラム１２の内壁側へ移動し、排出口１６を介して第１の回収用配管１７より排出され回収されるとともに、水は残渣と循環水を混合する混合タンク（図示せず）にもどる。
【００４１】
この結果、比重が１．０よりも小さい残渣の排出・回収に循環水をほとんど使用しないので、比重が１．０以上の異物が水の流れに乗って混入するのを防止できる。すなわち、構成は上記実施例１よりも複雑になるが、選別性能における実施例１の欠点を解消し、オレフィン樹脂（比重１．０よりも小さい残渣）をマテリアルリサイクルする上で、異物混入および樹脂の物性ばらつき等の品質を実施例１〜実施例３よりもさらに良化することができる。
【００４２】
（実施例５）
図６に示すように、回転ドラム１２の上部に、水切り口３７を有する脱水回転槽３８と脱水水受け槽３９と脱水液の排水パイプ（図示せず）および第２の回収用配管１９を設けている。他の構成は上記実施例４と同じである。
【００４３】
上記構成において動作を説明する。なお、使用済み家電製品の残渣を比重により選別する動作は上記実施例４と同じであるので説明を省略する。
【００４４】
比重が１．０よりも小さい使用済み家電製品の残渣は、回転ドラム１２よりも２００ｒ／ｍｉｎ高い回転数の回転排出機２７を介して、回転ドラム１２と一体に締結された上部の脱水回転槽３８に入る。脱水されながら残渣は脱水回転槽３８の遠心力で脱水回転槽３８の傾斜面に沿って移動し、第２の回収用配管１９を介して回収される。
【００４５】
一方、脱水された残渣の付着水は脱水回転槽３８に設けた水切り口３７を介して脱水水受け槽３９から脱水液の排水パイプ（図示せず）を介し循環水経路へ排水される。
【００４６】
この結果、上記実施例４では、マテリアルリサイクルを目的としたオレフィン系樹脂（比重が１．０よりも小さい残渣）の回収状態は循環水で濡れたものであるが、脱水した状態で回収することができる。
【００４７】
（実施例６）
図７に示すように、脱水回転槽３８には概ね残渣の再破砕サイズよりも小さな水切り口３７を設け、水切り口３７の外側全面をカバーする状態に弾性を有する目詰まり防止板４０を片持ち式で配置している。ここで、脱水回転槽３８と目詰まり防止板４０との側面および下部の隙間を約１ｍｍとしている。他の構成は上記実施例５と同じである。
【００４８】
上記構成において動作を説明する。なお、使用済み家電製品の残渣を比重により選別する動作は上記実施例５と同じであるので説明を省略する。
【００４９】
比重が１．０よりも小さい使用済み家電製品の残渣は、回転ドラム１２よりも２００ｒ／ｍｉｎ高い回転数の回転排出機２７を介して、回転ドラム１２と一体に締結された上部の脱水回転槽３８に入り、脱水される。このとき、水切り口３７と目詰まり防止板４０の約１ｍｍの隙間の一部をオレフィン系樹脂（比重が１．０よりも小さい残渣）の小片が目詰まりさせる。しかしながら、弾性板の目詰まり防止板４０を片持ち式に固定しているので、運転停止時にエアー圧等で瞬間的に隙間を広げることで目詰まりしたものを除去することができる。
【００５０】
この結果、上記実施例５の構成で連続運転していると、水切り口３７が徐々に目詰まりし、オレフィン系樹脂（比重が１．０よりも小さい残渣）の脱水状態が悪くなるのを防止できるとともに、メンテナンスも容易にできる。
【００５１】
（実施例７）
図８に示すように、脱水回転槽３８内に、回転中心軸方向から脱水回転槽３８方向へ放射状の間隙を有する複数の弾性板４１を設け、この弾性板４１は回転中心軸側の先端部でそれぞれの弾性板４１が形成する隙間が約１ｍｍとなるように配置している。他の構成は上記実施例５と同じである。
【００５２】
上記構成において動作を説明する。なお、使用済み家電製品の残渣を比重により選別する動作は上記実施例５と同じであるので説明を省略する。
【００５３】
オレフィン系樹脂（比重が１．０よりも小さい残渣）は、弾性板４１上で上方向に移動しながら脱水されて排出・回収される。一方、脱水回転槽３８で脱水された付着水は、複数の弾性板４１により形成する隙間と脱水回転槽３８の水切り口３７を介して、脱水水受け槽３９（図６参照）で回収される。
【００５４】
この脱水中に、複数の弾性板４１間にオレフィン系樹脂の小片が目詰まりを生じても、隙間を構成している弾性板４１が弾性変形を生じ、オレフィン系樹脂の小片は徐々に奥へ移動するが、隙間は末広がりとなっており、やがて外れて脱水回転槽３８の水切り口３７を通して脱水水受け槽３９から脱水液とともに排出される。
【００５５】
この結果、上記実施例６のように、目詰まり防止のメンテナンスが必要でなく、メンテナンスフリーとすることができる。
【００５６】
（実施例８）
図９に示すように、脱水回転槽３８を収容する脱水水受け槽３９の上部側壁部と連通した第２の回収用配管１９と配管３６を設けている。配管３６は、脱水回転槽３８の回転方向から決まる脱水物の送り出し方向と反対側に位置するように配置し、ブロアー３５を設けている。他の構成は脱水手段を除くと上記実施例４と同じである。
【００５７】
上記構成において動作を説明する。比重が１．０よりも小さい使用済み家電製品の残渣は、回転ドラム１２よりも２００ｒ／ｍｉｎ高い回転数の回転排出機２４を介して、回転ドラム１２と一体に締結された上部の脱水回転槽３８に入る。脱水されながら残渣は脱水回転槽３８の遠心力で脱水回転槽３８の傾斜面に沿って移動し、脱水水受け槽３９の上部を介して第２の回収用配管１９と配管３６の連通部分に入る。
【００５８】
この連通部分に入った使用済み家電製品の残渣は、配管３６を介して、ブロアー３５の送風力により第２の回収用配管１９内を圧送され回収される。この時の回収物（比重が１．０よりも小さい使用済み家電製品の残渣）は、吸水性が極めて小さく、また、撥水性のオレフィン系樹脂であるため、脱水後の送風で殆ど完全に乾燥することができる。
【００５９】
なお、ブロアー３５にヒータを設け、温風で実施すれば同等以上の乾燥効果が得られるのはいうまでもない。また、比重が１．０以上の使用済み家電製品の残渣については、上記実施例４の動作と同じである。
【００６０】
この結果、脱水だけでなく乾燥した比重１．０よりも小さい使用済み家電製品の残渣（オレフィン系樹脂）を回収することができ、これをマテリアルリサイクルする際の、成形でフラッシュ等の成形品表面に発生する不良を防止することができる。
【００６１】
（実施例９）
図１０に示すように、原料供給管１５の先端部に配置した吐出口壁２５と原料供給管１５と同心軸に設けた回転排出機２７間に、分離ブロック（ブロック）４２を原料供給管１５に固着している。この分離ブロック４２は、排出口１８より回転ドラム１２の内壁方向に外縁を有するよう構成している。他の構成は上記実施例８と同じである。
【００６２】
上記構成において動作を説明する。使用済み家電製品の残渣は原料供給管１５を介して吐出口２３から２０００ｒ／ｍｉｎの回転数で回転している回転ドラム１２内に形成された略円筒形状の分離水２０内に供給される。分離水２０内に供給された使用済み家電製品の残渣を、比重１．０以上のものは回転ドラム１２内壁側に、比重１．０よりも小さいものは回転中心軸の水面に遠心力で分離する。
【００６３】
このとき、比重１．０以上の使用済み家電製品の残渣の一部が、比重１．０よりも小さい使用済み家電製品の残渣に重なり、見かけ上比重１．０よりも小さい残渣群として分離水２０の回転中心軸側の水面を移動する。残渣群は、概ね分離水２０と同期して回転しているので、静止している分離ブロック４２の表面で摩擦を受け、残渣群は解きほぐされる。
【００６４】
このとき、比重１．０よりも大きい残渣は遠心力で回転ドラム１２の内壁側に移動して分離水２０の回転中心軸側の水面には比重１．０よりも小さな残渣だけが残り、回転排出機２７と脱水回転槽３８と第２の回収用配管１９を介して比重１．０よりも小さい使用済み家電製品の残渣が回収される。なお、比重が１．０以上の使用済み家電製品の残渣の動作については、上記実施例４の動作と同じである。
【００６５】
この結果、異物混入のない比重が１．０よりも小さい使用済み家電製品の残渣（オレフィン系樹脂）を回収することができるとともに、選別精度を向上することができる。
【００６６】
（実施例１０）
図１１に示すように、液面検知センサ（液面検知手段）４３は、回転ドラム１２内に分離水２０の液面位置を検知するもので、回転排出機２７を収容する排出口１８の略鉛直面に設けた第１の検知部４３ａと、前記鉛直面よりも中心軸側に設けた第２の検知部４３ｂとで構成している。また、流量調節弁（液面制御手段）４４を第１の回収用配管１７に設けている。他の構成は上記実施例９と同じである。
【００６７】
上記構成において動作を説明する。回転数２０００ｒ／ｍｉｎで回転する回転ドラム１２内に、略１０ｍｍの大きさの家電製品の残渣（プラスチック群）と水を混合したものを原料供給管１５を介して供給すると、回転ドラム１２内に略円筒形状に分離水２０を形成する。
【００６８】
このとき、回転ドラム１２の回転中心軸側の水面位置を液面検知センサ４３の第２の検知部４３ｂが検知すると、水面位置が回転ドラム１２の内壁側に下がるように流量調節弁４４を通常位置よりも開き、第１の検知部４３ａが水面を検知しなくなると、水面位置が回転ドラム１２の回転中心軸側へ上がるように流量調節弁４４を通常位置よりも閉じることで水面を第１の検知部４３ａと第２の検知部４３ｂ間に制御する。
【００６９】
この結果、一定範囲内に液面を制御できるので、比重が１．０よりも小さい使用済み家電製品の残渣（オレフィン系樹脂）を回転排出機２７で安定的に排出して回収することができる。また、必要以上に回転ドラム１２内の水を回転排出機２７側へ流れることを防止できるので、比重が１．０よりも大きな使用済み家電製品の残渣が異物として流れ込むのを防止することができる。
【００７０】
（実施例１１）
図１２に示すように、回転ドラム１２の上方部の排出口１８から回転脱水槽３８の底面までの経路を、回転脱水槽３８の方向へ広がる傾斜面４５を設けている。他の構成は上記実施例１０と同じである。
【００７１】
上記構成において動作を説明する。予め、略１０ｍｍ程度の大きさに再破砕された使用済み家電製品の残渣を、原料供給管１５を介して吐出口２６から回転数２０００ｒ／ｍｉｎで回転している回転ドラム１２内に形成された略円筒形状の分離水２０内に供給する。分離水２０内に供給された使用済み家電製品の残渣を、比重１．０以上のものは回転ドラム１２の内壁側に、比重１．０よりも小さいものは回転中心軸の水面に遠心力で分離する。
【００７２】
回転排出機２７は、排出口１８から回転中心軸の水面に浮上した比重１．０よりも小さい使用済み家電製品の残渣を上方の回転脱水槽３８へ送る。このとき、排出口１８内に送り込まれた使用済み家電製品の残渣は、遠心力が作用して傾斜面４５を上方に移動し、回転脱水槽３８内に入る。同様に、回転脱水槽３８の斜面を介して脱水された使用済み家電製品の残渣はブロワー３５の送風力で第２の回収用配管１９より回収される。
【００７３】
なお、比重が１．０以上の使用済み家電製品の残渣の動作については、上記実施例４の動作と同じである。
【００７４】
この結果、略１０ｍｍ程度の使用済み家電製品の残渣が詰まり易い排出口１８と回転排出機２７との隙間を入口部分を越えた後は、遠心力で移動させる広い空間としているので詰まりを生じることがなく、回転排出機２７をロックするのを防止することができる。
【００７５】
（実施例１２）
図１３に示すように、回転ドラム１２ａは、上部側内径よりも底側内径を徐々に大きくし、回転ドラム１２ａの側壁が少なくとも底部側で広がる傾斜としている。他の構成は上記実施例１１と同じである。
【００７６】
上記構成において動作を説明する。使用済み家電製品の残渣は原料供給管１５を介して吐出口２６から回転数２０００ｒ／ｍｉｎで回転している回転ドラム１２ａ内に形成された略円筒形状の分離水２０内に供給される。分離水２０内に供給された使用済み家電製品の残渣を、比重１．０以上のものは回転ドラム１２ａの内壁側に、比重１．０よりも小さいものは回転中心軸の水面に遠心力で分離する。
【００７７】
このとき、分離された比重１．０以上の使用済み家電製品の残渣は、遠心力で回転ドラム１２の内壁側に移動し、さらに回転ドラム１２内壁の斜面で速やかに底面へ移動し、排出口１６と第１の回収用配管１７を介して回収され、水は混合タンク（図示せず）へ戻し循環させる。
【００７８】
一方、比重が１．０よりも小さい残渣は分離水２０の回転中心軸側の水面に集まり、上記実施例４の動作と同様にして回収される。
【００７９】
この結果、回転ドラム１２ａの内壁側へ分離された比重が１．０よりも大きい使用済み家電製品の残渣は、重力だけで下部の排出口１６まで移動するのではなく、斜面に沿った遠心力の分力が作用するので、効率よく下部から排出することができる。
【００８０】
（実施例１３）
図１４に示すように、使用済み家電製品の残渣を再破砕する２次破砕機４６と、２次破砕機４６で再破砕した使用済み家電製品の残渣と循環水を混合する混合タンク４７と、上記実施例１２の破砕物選別装置（詳細は図示せず）４８をポンプ４９を介して配置し、破砕物選別装置４８の下部配管は、脱水分離機５０に配管し、脱水分離機５０はポンプ５１を介して水槽５２に配管し、水槽５２はポンプ５３を介して混合タンク４７に配管するとともに、ポンプ５４を介して破砕物選別装置４８に配管している。ここで、水槽５２とポンプ５４とで比重液供給手段を構成している。さらに、破砕物選別装置４８の上部からの回収用にサイクロン５５を介して運搬車５６を配置し、脱水分離機５０からの回収用に運搬車５７を配置している。
【００８１】
上記構成において動作を説明する。運転を開始すると、水槽５２から循環水をポンプ５４を介して破砕物選別装置４８に供給する。供給された循環水は破砕物選別装置４８の回転ドラム（図示せず）内に略円筒形状の分離水を形成する。一方、混合タンク４７には、水槽５２から循環水と２次破砕機４６から使用済み家電製品の残渣を再破砕した略１０ｍｍ程度のものが供給され、混合タンク４７内で使用済み家電製品の残渣と循環水が十分に混合された後に、破砕物選別装置４８にポンプ４９を介して供給を開始する。
【００８２】
これと同時にポンプ５４を停止し、破砕物選別装置４８で選別された比重が１．０よりも小さい使用済み家電製品の残渣は、回転排出機（図示せず）と脱水回転槽（図示せず）とブロワー（図示せず）とサイクロン５５を介して回収用の運搬車５６に回収される。
【００８３】
一方、比重が１．０よりも大きな使用済み家電製品の残渣と循環水は、脱水分離機５０に供給され、脱水された比重が１．０よりも大きな使用済み家電製品の残渣は、回収用の運搬車５７に回収され、循環水だけがポンプ５１を介して水槽５２へ戻される。
【００８４】
つぎに、停止時の説明をすると、水槽５２からポンプ５４を介して破砕物選別装置４８へ循環水を供給を再開すると同時に、ポンプ４９と２次破砕機４６とポンプ５３を停止して混合タンク４７からの供給を停止し、破砕物選別装置４８から使用済み家電製品の残渣を完全に排出した後にポンプ５４を停止し、破砕物選別装置４８と脱水分離機５０の循環水が水槽５２に回収されるとポンプ５１を停止し、全体を停止させる。
【００８５】
この結果、常に破砕物選別装置４８内に略円筒形状の分離水を形成した状態で使用済み家電製品の残渣を選別するので、十分に遠心力が作用した状態で比重差による選別の精度を確保することができる。また、破砕物選別装置４８の停止は、破砕物選別装置４８内から使用済み家電製品の残渣を完全に排出した後に行うので、破砕物選別装置４８の排出系の狭い部分での使用済み家電製品の残渣による詰まり等の異常を生じることがない。
【００８６】
（実施例１４）
図１５に示すように、混合タンク４７には、２次破砕機４６からの供給する手段として定量供給機５８を介しており、また、水槽５２から循環水を供給するポンプ５３には定量供給弁５９を介した構成としている。ここで、定量供給機５８と定量供給弁５９は、混合比率を調節可能とする供給手段を構成している。他の構成は上記実施例１３と同じである。
【００８７】
上記構成において動作を説明する。混合タンク４７において循環水と使用済み家電製品の残渣を混合するとき、混合タンク４７には、水槽５２からポンプ５３と定量供給弁５９を介して一定流量の循環水が供給され、２次破砕機４６と定量供給機５８を介して使用済み家電製品の残渣を再破砕した略１０ｍｍ程度のものが定量的に供給され、混合タンク４７内で、使用済み家電製品の残渣を略２ｗｔ％含む循環水となる。循環水が十分に混合された後に、破砕物選別装置４８にポンプ４９を介して供給する。
【００８８】
破砕物選別装置４８で選別された比重が１．０よりも小さい使用済み家電製品の残渣は、回転排出機（図示せず）と脱水回転槽（図示せず）とブロワー（図示せず）を介して回収用の運搬車５６に回収され、一方、比重が１．０よりも大きな使用済み家電製品の残渣と循環水は脱水分離機５０に供給され、脱水された比重が１．０よりも大きな使用済み家電製品の残渣は、回収用の運搬車５７に回収され、循環水だけがポンプ５１を介して水槽５２へ戻される。なお、運転開始時および停止時の動作は上記実施例１３の動作と同じである。
【００８９】
この結果、破砕物選別装置４８内で使用済み家電製品の残渣が重なり合うことを防止でき、選別精度が向上することができる。また、破砕物選別装置４８内に供給される使用済み家電製品の残渣が一定化するので、回転排出機の排出能力を越えることがなく、使用済み家電製品の残渣が破砕物選別装置４８内につまるようなトラブルを防止することができる。
【００９０】
なお、本実施例では、混合比率を調節可能とする供給手段として、定量供給機５８と定量供給弁５９を設けているが、いずれか一方を設けるだけでもよく、同様の作用効果を得ることができる。
【００９１】
【発明の効果】
以上のように本発明の請求項１に記載の発明によれば、鉛直方向に回転中心軸を有し内方に比重液を収容する回転ドラムと、この回転ドラムの回転中心軸上に設け前記回転ドラム内に破砕物を供給する筒体と、前記回転ドラムの底部側の側壁近傍に排出口を有する第１の破砕物回収手段と、前記回転ドラムの上方部側に前記第１の破砕物回収手段の排出口より回転中心軸側に排出口を有する第２の破砕物回収手段とを備えたから、運転開始時、運転停止時などの非定常運転時に、回転ドラム内の比重液と選別対象物による回転アンバランスを防止することができ、大がかりな振動減衰装置や高トルクの駆動モータが必要でなく、装置を小型にできるとともに、選別対象物を遠心力と重力による２方向の分離力により選別することができ、選別精度を向上することができる。
【００９２】
また、請求項２に記載の発明によれば、第１の破砕物回収手段は、回転ドラムの底部側側壁近傍に設けた第１の排出口から回転中心軸近傍に設けた第２の排出口に至る導入経路を有し、この導入経路に、前記回転ドラムの回転方向に対し、比重液を導入する方向のスパイラル壁を複数個設けたから、比重液より比重が大きい破砕物を比重液とともに回転ドラム底部側の側壁近傍から排出する際、スパイラル壁によりポンプ機能を持たせることができて強制排出することができ、選別処理能力を大幅に増大することができる。
【００９３】
また、請求項３に記載の発明によれば、回転ドラム内に破砕物を供給する筒体の先端部に設けられ前記回転ドラムの内壁方向に延設された吐出口壁の先端を、第２の破砕物回収手段の排出口より回転ドラムの回転中心軸側に設けたから、回転ドラム内に形成されている略円筒形状の比重液中へ、破砕物に遠心力を最大限作用させた状態で供給できるので、選別精度を向上することができ、また、比重液中に破砕物と比重液の混合液を供給するので、供給時に選別を阻害する気泡を発生させることがなく、比重液に浮く側の破砕物に気泡付着による異物混入を防止することができる。
【００９４】
また、請求項４に記載の発明によれば、第２の破砕物回収手段の上方に、破砕物の脱水手段を備えたから、比重液の比重よりも小さい破砕物を脱水した状態で回収することができる。
【００９５】
また、請求項５に記載の発明によれば、脱水手段は、複数個の水切り口を有する脱水回転槽で構成し、前記水切り口に破砕物目詰まり防止手段を備えたから、脱水時に水切り口が破砕物の小片で目詰まりし、脱水性能に支障が生じるのを防止することができる。
【００９６】
また、請求項６に記載の発明によれば、脱水手段は、脱水水受け槽内に設けた脱水回転槽内に、回転中心軸方向から脱水回転槽方向へ放射状の間隙を有する複数の弾性板を備え、前記間隙の回転中心軸側は概ね破砕物の厚みより小さく構成し、前記複数の弾性板が回転中心軸方向に第２の破砕物回収手段の排出口径（出口口径）以上の略逆円錐形状を形成するようにしたから、脱水された比重液の通過路である弾性板の形成する間隙に破砕物の小片が目詰まりしても、遠心力で破砕物の小片は間隙の奥へ移動しようとする。このとき、弾性板がたわみ、また間隙は末広がりとなっているために、一時的に目詰まりした破砕物の小片は、徐々に脱水された比重液とともに排出され、メンテナンスフリーとすることができる。
【００９７】
また、請求項７に記載の発明によれば、脱水手段の上方に、破砕物の乾燥手段を備えたから、脱水された破砕物をさらに乾燥した状態にすることができる。なお、廃家電製品の場合には、選別したプラスチックをマテリアルリサイクルの際に、乾燥した再生材を提供することで、成形品表面にフラッシュ等の不良発生を防止することができる。
【００９８】
また、請求項８に記載の発明によれば、第２の破砕物回収手段の排出口の外縁の鉛直面近傍から回転ドラム内に破砕物を供給する筒体の外壁間の前記回転ドラム内に比重液の液面位置を検知する液面検知手段を設け、液面制御手段を備えたから、回転ドラム内に略円筒状に形成した比重液の回転中心軸側の液面位置を制御することができ、運転中に回転ドラム内に導入される比重液と破砕物の量が変動しても、第２の破砕物回収手段に応じた最適位置に維持することができ、第２の破砕物回収手段を安定的に動かすことができるとともに、優れた選別精度を維持することができる。
【００９９】
また、請求項９に記載の発明によれば、回転ドラムの上方部に設けた第２の破砕物回収手段の排出口に連通して、回転ドラム側から出口方向へ排出口径が広がる傾斜面を設けたから、排出口を通過した後の隙間は傾斜面によって徐々に広くなるので、破砕物が回転排出機の力で排出口を通過すると、遠心力で上方へ飛ばされて排出され、破砕物が排出口の経路途中で留まり、回転排出機をロックするのを防止することができる。
【０１００】
また、請求項１０に記載の発明によれば、回転ドラムは、第１の破砕物回収手段側の内径を第２の破砕物回収手段側の内径よりも徐々に大きくし、回転ドラムの側壁が少なくとも底部側で広がる傾斜としたから、比重液よりも比重が大きな破砕物は、回転ドラムの内壁に到達した後、回転ドラムの傾斜した側壁に沿って下部方向の力が遠心力の分力として作用し、回転ドラム内に破砕物が滞留することなく第１の破砕物回収手段から早く排出することができる。
【０１０１】
また、請求項１１に記載の発明によれば、回転ドラムを定常回転数で定常運転する前後の運転始動時および運転停止時に、前記回転ドラム内に破砕物を含まない比重液だけを導入する比重液供給手段を有するから、運転開始時に、回転ドラム内に比重液が略円筒状を形成し、かつ所定の遠心力が作用した状態で選別前の破砕物を回転ドラム内に導入するので、良好な選別精度を得ることができる。また、停止時においては、回転ドラム内の破砕物の選別・回収が終了した後の比重液だけが回転ドラム内にある状態で装置を停止するので、第１の破砕物回収手段側に選別できていない状態の破砕物が流入することと、回転ドラム内に破砕物が残留することを防止することができる。
【０１０２】
また、請求項１２に記載の発明によれば、回転ドラム内に供給する破砕物と比重液の混合比率を調節可能とする供給手段を有するから、回転ドラムの容量、第１および第２の破砕物回収手段の回収能力、選別処理量、選別物の構成、選別精度等を勘案し、比重液と破砕物の混合比率を調整することができる。なお、破砕物の混合比率を低くすることで、破砕物間の重なりが少なく、選別精度を向上することができ。また、回転ドラム内への混合液導入量を増すことで処理量をカバーできることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施例の破砕物選別装置の断面図
【図２】  本発明の第２の実施例の破砕物選別装置の断面図
【図３】  同破砕物選別装置の第１の破砕物回収手段の要部下面図
【図４】  本発明の第３の実施例の破砕物選別装置の断面図
【図５】  本発明の第４の実施例の破砕物選別装置の断面図
【図６】  本発明の第５の実施例の破砕物選別装置の断面図
【図７】  （ａ）本発明の第６の実施例の破砕物選別装置の一部切欠した要部斜視図
（ｂ）同破砕物選別装置の要部断面図
【図８】  本発明の第７の実施例の破砕物選別装置の一部切欠した要部斜視図
【図９】  本発明の第８の実施例の破砕物選別装置の断面図
【図１０】  本発明の第９の実施例の破砕物選別装置の断面図
【図１１】  （ａ）本発明の第１０の実施例の破砕物選別装置の断面図
（ｂ）同破砕物選別装置のＡ部拡大断面図
【図１２】  本発明の第１１の実施例の破砕物選別装置の断面図
【図１３】  本発明の第１２の実施例の破砕物選別装置の断面図
【図１４】  本発明の第１３の実施例の破砕物選別装置のシステム構成図
【図１５】  本発明の第１４の実施例の破砕物選別装置のシステム構成図
【図１６】  従来の破砕物選別装置の断面図
【符号の説明】
１２  回転ドラム
１５  原料供給管（筒体）
１６  排出口
１７  第１の回収用配管（第１の破砕物回収手段）
１８  排出口
１９  第２の回収用配管（第２の破砕物回収手段）
２０  分離水（比重液）
【図１】
0004543509.tif 000002
【図２】
0004543509.tif 000003
【図３】
0004543509.tif 000004
【図４】
0004543509.tif 000005
【図５】
0004543509.tif 000006
【図６】
0004543509.tif 000007
【図７】
0004543509.tif 000008
【図８】
0004543509.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0004543509.tif 000011
【図１１】
0004543509.tif 000012
【図１２】
0004543509.tif 000013
【図１３】
0004543509.tif 000014
【図１４】
0004543509.tif 000015
【図１５】
0004543509.tif 000016
【図１６】
0004543509.tif 000017