(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水比重選別槽に原料を供給する原料供給手段と、前記原料供給手段側から底部を略逆錐状の第１底部と第２底部に形成した第１の槽と第２の槽を有する水比重選別槽と、前記水比重選別槽の第１底部に配置し非鉄類を含む重比重物を回収するスクリューコンベアーと、前記第２底部から選別水と選別水に沈む樹脂などの中比重物を排出させる連通管に連通して設け選別水と中比重物を分離する分離手段と、前記水比重選別槽の第２の槽の終端部に設け選別水に浮く軽量物を回収する軽量物回収手段と、少なくとも第２底部から排出される選別水を原料供給手段の上流側に循環させる選別水循環手段とを備え、前記水比重選別槽の略逆錐状の第１底部の凹部に先端部が出入りするエアーシリンダーを設けた比重選別装置。
【請求項２】
水比重選別槽に原料を供給する原料供給手段と、前記原料供給手段側から底部を略逆錐状の第１底部と第２底部に形成した第１の槽と第２の槽を有する水比重選別槽と、前記水比重選別槽の第１底部に配置し非鉄類を含む重比重物を回収するスクリューコンベアーと、前記第２底部から選別水と選別水に沈む樹脂などの中比重物を排出させる連通管に連通して設け選別水と中比重物を分離する分離手段と、前記水比重選別槽の第２の槽の終端部に設け選別水に浮く軽量物を回収する軽量物回収手段と、少なくとも第２底部から排出される選別水を原料供給手段の上流側に循環させる選別水循環手段とを備え、前記水比重選別槽の終端部に選別水導入用凹部を設け、前記選別水導入用凹部内に浮遊樹脂などの軽量物を選別水とともに排出させるガイド壁付スクリュー式押し込み装置を配置した比重選別装置。
【請求項３】
水比重選別槽の終端部の選別水導入用凹部の下部と水比重選別槽の第２の槽と連通させた請求項２記載の比重選別装置。
【請求項４】
水比重選別槽に原料を供給する原料供給手段と、前記原料供給手段側から底部を略逆錐状の第１底部と第２底部に形成した第１の槽と第２の槽を有する水比重選別槽と、前記水比重選別槽の第１底部に配置し非鉄類を含む重比重物を回収するスクリューコンベアーと、前記第２底部から選別水と選別水に沈む樹脂などの中比重物を排出させる連通管に連通して設け選別水と中比重物を分離する分離手段と、前記水比重選別槽の第２の槽の終端部に設け選別水に浮く軽量物を回収する軽量物回収手段と、少なくとも第２底部から排出される選別水を原料供給手段の上流側に循環させる選別水循環手段と、前記第１の槽に設けられロータリーコンベアーで構成された第１の親水処理手段と、前記第２の槽に設けられ給水ノズルとガイドで構成された第２の親水処理手段とを備え、前記第１の親水処理手段と前記第２の親水処理手段は、原料を選別水中に送り込んでスチレン系樹脂を沈降させ、スチレン系樹脂とポリプロピレン樹脂との選別精度を高めるようにした比重選別装置。
【請求項５】
スクリューコンベアーは、正回転中に間欠逆回転するようにした請求項１〜４のいずれか１項に記載の比重選別装置。
【請求項６】
スクリューコンベアーは、少なくともスクリュー先端部を弾性体で構成した請求項１〜５のいずれか１項に記載の比重選別装置。
【請求項７】
原料供給手段の先端部に選別水を供給し、原料と選別水を混合する混合部を設けた請求項１〜６のいずれか１項に記載の比重選別装置。
【請求項８】
水比重選別槽の第１底部と第２底部に分割する部位に上下方向にスライド自在とした仕切高さ調整板を設けた請求項１〜７のいずれか１項に記載の比重選別装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物となった使用済み家電製品を破砕し、磁力選別機で鉄を回収した後の非鉄（銅線類）を含むプラスチック群から非鉄とプラスチック類を比重選別して再資源化する比重選別装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、廃家電製品を再資源化処理する際には、予めモータやコンプレッサーおよび電源コード、リード線を分解し、取り外してから使用済み家電製品を１次破砕し、破砕物から磁力選別機で鉄を回収し、つぎに風力選別機で大部分の軽量物であるプラスチック類を分離した後に非鉄選別機で大物非鉄を回収し、鉄および非鉄以外のプラスチック類は埋立または焼却処分するのが一般的であった。
【０００３】
一方、一部の家電リサイクル研究において、使用済み家電製品を破砕し、鉄および非鉄を回収した後のプラスチック類を比重選別し、プラスチックを再資源化（油化）する浮沈式比重選別装置が提案されている。以下、その浮沈式比重選別装置について、図１０を参照しながら説明する。
【０００４】
図１０に示すように、浮沈式比重選別機１は、使用済み家電製品の破砕プラスチック類を分離回収するための塩化ビニル回収用の第１の槽２と、スチレン系樹脂回収用の第２の槽３と、循環ポンプ４を介して第１の槽２へ水を循環させる水を取り入れる第３の槽５と、原料を供給する原料供給コンベアー６と、オレフィン系樹脂を回収する回収コンベアー７とで構成している。
【０００５】
上記構成において動作を説明すると、浮沈式比重選別機１に原料供給コンベアー６を介してオレフィン系樹脂ａ、スチレン系樹脂ｂ、塩化ビニル樹脂ｃを供給すると、これらオレフィン系樹脂ａ、スチレン系樹脂ｂ、塩化ビニル樹脂ｃの内、水の比重１．０よりも比重が１．４前後とかなり大きな塩化ビニル樹脂ｃは、循環水の流れに余り影響されることなく第１の槽２に沈降し、比重が１．０５と水の比重１．０よりも少し大きなスチレン系樹脂ｂは、循環水の流れに影響されながら徐々に第２の槽３の底部に沈降する。
【０００６】
一方、比重が０．９１程度と水の比重１．０よりも小さく水に浮くオレフィン系樹脂ａは、循環水の流れにより徐々に下流側へ移動し、オレフィン系樹脂を回収する回収コンベアー７で回収される。
【０００７】
回収されたオレフィン系樹脂ａおよび選別作業後に第２の槽３の底部から手作業で回収したスチレン系樹脂ｂを油化装置（図示せず）で油化し再資源化（ケミカルリサイクル）していた。また、塩化ビニル樹脂ｃは、同様に第１の槽２から手作業で回収後に埋立していた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の廃家電製品を再資源化処理する際には、家電製品の銅、アルミニウムなどの非鉄素材を多く含むモータ、コンプレッサー、電源コード、リード線などを破砕前に予め取り外し、その後分解して非鉄を回収するので、広い作業スペースを必要とし、また作業効率が悪くなる問題があった。
【０００９】
また、図１０に示す浮沈式比重選別装置では、第１の槽１と第２の槽２の底部に沈む塩化ビニル樹脂ｃとスチレン系樹脂ｂを作業終了後に手作業で回収しなければならない問題があった。
【００１０】
この結果、事前分解によるリサイクルコストのアップと、今後相当量発生する使用済み家電製品のプラスチック類を比重選別処理するには大変効率が悪いという問題があった。
【００１１】
さらに、図１０に示す浮沈式比重選別装置では、樹脂が撥水性を有するために本来沈むべきスチレン系樹脂ｂの一部が水に浮き、回収されオレフィン系樹脂ａに混入する問題があった。
【００１２】
この結果、せっかく比重選別したオレフィン系樹脂ａとスチレン系樹脂ｂを再び混合し油化させるもので、オレフィン系樹脂ａは、家電製品で最も汎用的なプラスチックであり最も大量に使用され、かつバッテリーケース材（ポリプロピレン樹脂）の再生材使用実績が有るにも関わらず、本来最も資源有効活用となるマテリアルリサイクルができない問題があった。
【００１３】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、予め銅線を使用している部品を解体し取り出すことなく、廃家電製品を丸ごと破砕し鉄を回収した残りの破砕物から、銅線等の非鉄と選別水に沈むプラスチック類を効率よく回収するとともに、リサイクルコストを合理化することを目的としている。
【００１４】
【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、原料供給手段側から第１の槽と第２の槽を有する水比重選別槽の底部を略逆錐状の第１底部と第２底部に形成し、第１底部にスクリューコンベアーを配置して非鉄類を含む重比重物を回収し、第２底部から選別水と選別水に沈む樹脂などの中比重物を排出させる連通管に連通して分離手段を設けて選別水と中比重物を分離し、水比重選別槽の第２の槽の終端部に軽量物回収手段を設けて選別水に浮く軽量物を回収し、少なくとも第２底部から排出される選別水を選別水循環手段により原料供給手段の上流側に循環させ、水比重選別槽の略逆錐状の第１底部の凹部に先端部が出入りするエアーシリンダーを設けたものである。
【００１５】
これにより、予め銅線を使用している部品を解体し取り出すことなく、廃家電製品を丸ごと破砕し鉄を回収した残りの破砕物から、銅線等の非鉄と選別水に沈むプラスチック類を効率よく回収できるとともに、リサイクルコストを合理化することができる。
【００１６】
また、スクリューコンベアーへの供給部である第１底部の凹部の入口部に銅線が絡み、銅線類でできた蓋を形成しようとするのをエアーシリンダーにより押し込み除去することができて、凹部での銅線類による詰まりを防止でき、スクリューコンベアーで銅線類を回収することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、水比重選別槽に原料を供給する原料供給手段と、前記原料供給手段側から底部を略逆錐状の第１底部と第２底部に形成した第１の槽と第２の槽を有する水比重選別槽と、前記水比重選別槽の第１底部に配置し非鉄類を含む重比重物を回収するスクリューコンベアーと、前記第２底部から選別水と選別水に沈む樹脂などの中比重物を排出させる連通管に連通して設け選別水と中比重物を分離する分離手段と、前記水比重選別槽の第２の槽の終端部に設け選別水に浮く軽量物を回収する軽量物回収手段と、少なくとも第２底部から排出される選別水を原料供給手段の上流側に循環させる選別水循環手段とを備え、前記水比重選別槽の略逆錐状の第１底部の凹部に先端部が出入りするエアーシリンダーを設けたものであり、使用済み家電製品からモータ、コンプレッサー、電源コード、リード線を予め分解除去することなく、丸ごと１次破砕後、磁力選別機で鉄を回収した後の銅線等の非鉄を含むプラスチック群を発泡スチロール樹脂やコンデンサーフイルム等の超軽量物を風力選別機でプラスチック群から除去した後に、原料供給手段より供給し、銅線等の非鉄類と選別水に沈む樹脂群と選別水に浮くオレフィン系樹脂（ポリプロピレン樹脂）の３種類に比重選別し、銅線等の非鉄は原料供給手段の直下に設けた略逆錐状の第１底部からスクリューコンベアーを介し回収し、また選別水に沈み比重が１．０５程度と水の比重１．０に近いスチレン系樹脂等は略逆錐状の第２底部からの選別水排出力を利用して選別水と一緒に強制排出させ、スチレン系樹脂等を分離回収し、選別水は水比重選別槽に循環させる。さらに、選別水に浮くオレフィン系樹脂は水比重選別槽の最下流部から選別水と一緒にオーバーフローさせ、オレフィン系樹脂を分離回収後、選別水を水比重選別槽に循環させる。これにより、銅線を使用している部品を予め解体し取り出すことなく、銅線類を効率よく回収することができ、さらに選別水に沈むスチレン系樹脂を選別水の流れに乗せて効率よく回収することができ、省スペースで大量の使用済み家電製品を効率よく処理でき、さらにリサイクルコストを合理化することができる。
【００１８】
また、スクリューコンベアーへの供給部である第１底部の凹部の入口部に銅線が絡み、銅線類でできた蓋を形成しようとするのをエアーシリンダーにより押し込み除去することができて、凹部での銅線類による詰まりを防止でき、スクリューコンベアーで銅線類を回収することができる。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、水比重選別槽に原料を供給する原料供給手段と、前記原料供給手段側から底部を略逆錐状の第１底部と第２底部に形成した第１の槽と第２の槽を有する水比重選別槽と、前記水比重選別槽の第１底部に配置し非鉄類を含む重比重物を回収するスクリューコンベアーと、前記第２底部から選別水と選別水に沈む樹脂などの中比重物を排出させる連通管に連通して設け選別水と中比重物を分離する分離手段と、前記水比重選別槽の第２の槽の終端部に設け選別水に浮く軽量物を回収する軽量物回収手段と、少なくとも第２底部から排出される選別水を原料供給手段の上流側に循環させる選別水循環手段とを備え、前記水比重選別槽の終端部に選別水導入用凹部を設け、前記選別水導入用凹部内に浮遊樹脂などの軽量物を選別水とともに排出させるガイド壁付スクリュー式押し込み装置を配置したものであり、使用済み家電製品からモータ、コンプレッサー、電源コード、リード線を予め分解除去することなく、丸ごと１次破砕後、磁力選別機で鉄を回収した後の銅線等の非鉄を含むプラスチック群を発泡スチロール樹脂やコンデンサーフイルム等の超軽量物を風力選別機でプラスチック群から除去した後に、原料供給手段より供給し、銅線等の非鉄類と選別水に沈む樹脂群と選別水に浮くオレフィン系樹脂（ポリプロピレン樹脂）の３種類に比重選別し、銅線等の非鉄は原料供給手段の直下に設けた略逆錐状の第１底部からスクリューコンベアーを介し回収し、また選別水に沈み比重が１．０５程度と水の比重１．０に近いスチレン系樹脂等は略逆錐状の第２底部からの選別水排出力を利用して選別水と一緒に強制排出させ、スチレン系樹脂等を分離回収し、選別水は水比重選別槽に循環させる。さらに、選別水に浮くオレフィン系樹脂は水比重選別槽の最下流部から選別水と一緒にオーバーフローさせ、オレフィン系樹脂を分離回収後、選別水を水比重選別槽に循環させる。これにより、銅線を使用している部品を予め解体し取り出すことなく、銅線類を効率よく回収することができ、さらに選別水に沈むスチレン系樹脂を選別水の流れに乗せて効率よく回収することができ、省スペースで大量の使用済み家電製品を効率よく処理でき、さらにリサイクルコストを合理化することができる。
【００２０】
また、選別水の水面に浮いているポリプロピレン樹脂（オレフィン樹脂）をスクリュー式押し込み装置のスクリューで保持できる量を押し込むので水比重選別槽からポリプロピレン樹脂と選別水の混合比が概ね一定な状態で排出できる。これにより、ポリプロピレン樹脂と選別水の混合比を調整する混合槽なしで、ポンプもしくは水中破砕機を介して次工程の少なくともハイドロサイクロンもしくは遠心式比重選別機に直結した配置をすることができ、ポリプロピレン樹脂への異物混入が大幅に低減されるので、マテリアルリサイクルの可能な品質を十分に確保することができる。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、水比重選別槽の終端部の選別水導入用凹部の下部と水比重選別槽の第２の槽と連通させたものであり、ポリプロピレン樹脂の選別精度をマテリアルリサイクルが十分に可能なレベルとするために、ポンプもしくは水中破砕機を介して次工程の少なくともハイドロサイクロンもしくは遠心式比重選別機に直結した配置をするときに、ポンプ能力が大きくても水比重選別槽の終端部の選別水導入用凹部で水面の上下変化がほとんどないので、ポリプロピレン樹脂と選別水の混合比率の変動を防止できる。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、水比重選別槽に原料を供給する原料供給手段と、前記原料供給手段側から底部を略逆錐状の第１底部と第２底部に形成した第１の槽と第２の槽を有する水比重選別槽と、前記水比重選別槽の第１底部に配置し非鉄類を含む重比重物を回収するスクリューコンベアーと、前記第２底部から選別水と選別水に沈む樹脂などの中比重物を排出させる連通管に連通して設け選別水と中比重物を分離する分離手段と、前記水比重選別槽の第２の槽の終端部に設け選別水に浮く軽量物を回収する軽量物回収手段と、少なくとも第２底部から排出される選別水を原料供給手段の上流側に循環させる選別水循環手段と、前記第１の槽に設けられロータリーコンベアーで構成された第１の親水処理手段と、前記第２の槽に設けられ給水ノズルとガイドで構成された第２の親水処理手段とを備え、前記第１の親水処理手段と前記第２の親水処理手段は、原料を選別水中に送り込んでスチレン系樹脂を沈降させ、スチレン系樹脂とポリプロピレン樹脂との選別精度を高めるようにしたものであり、使用済み家電製品からモータ、コンプレッサー、電源コード、リード線を予め分解除去することなく、丸ごと１次破砕後、磁力選別機で鉄を回収した後の銅線等の非鉄を含むプラスチック群を発泡スチロール樹脂やコンデンサーフイルム等の超軽量物を風力選別機でプラスチック群から除去した後に、原料供給手段より供給し、銅線等の非鉄類と選別水に沈む樹脂群と選別水に浮くオレフィン系樹脂（ポリプロピレン樹脂）の３種類に比重選別し、銅線等の非鉄は原料供給手段の直下に設けた略逆錐状の第１底部からスクリューコンベアーを介し回収し、また選別水に沈み比重が１．０５程度と水の比重１．０に近いスチレン系樹脂等は略逆錐状の第２底部からの選別水排出力を利用して選別水と一緒に強制排出させ、スチレン系樹脂等を分離回収し、選別水は水比重選別槽に循環させる。さらに、選別水に浮くオレフィン系樹脂は水比重選別槽の最下流部から選別水と一緒にオーバーフローさせ、オレフィン系樹脂を分離回収後、選別水を水比重選別槽に循環させる。これにより、銅線を使用している部品を予め解体し取り出すことなく、銅線類を効率よく回収することができ、さらに選別水に沈むスチレン系樹脂を選別水の流れに乗せて効率よく回収することができ、省スペースで大量の使用済み家電製品を効率よく処理でき、さらにリサイクルコストを合理化することができる。
【００２３】
また、本来、比重から沈むべき銅線類やプラスチック類が撥水性を有するために選別水の水面上を流れに乗って浮いているときに、第１の親水処理手段および第２の親水処理手段により水濡れ性をよくして水比重選別槽の中に沈降させ、水に浮く性質を有するポリプロピレン樹脂への異物混入を抑えることができる。
【００２４】
請求項５に記載の発明は、上記請求項１〜４のいずれか１つに記載の発明において、スクリューコンベアーは、正回転中に間欠逆回転するようにしたものであり、スクリューコンベアーを構成するスクリューに銅線類が絡み、スクリューを収納する筒体との間に挟まりかかったとき、スクリューコンベアーを間欠逆回転することによりほぐすことができ、スクリューコンベアーのロックを防止することができる。
【００２５】
請求項６に記載の発明は、上記請求項１〜５のいずれか１つに記載の発明において、スクリューコンベアーは、少なくともスクリュー先端部を弾性体で構成したものであり、スクリューコンベアーを構成するスクリューに銅線類が絡み、塊を形成してスクリューを収納する筒体との間に挟まろうとしても、力のかかるスクリューの少なくとも先端部が撓むのでスクリューコンベアーのロックを防止することができる。
【００２６】
請求項７に記載の発明は、上記請求項１〜６のいずれか１つに記載の発明において、原料供給手段の先端部に選別水を供給し、原料と選別水を混合する混合部を設けたものであり、撥水性のあるプラスチック類を混合部で選別水と馴染ませて水濡れ性をよくすると同時に、プラスチック類を水比重選別槽の選別水中へ押し込むので、ポリプロピレン樹脂（オレフィン系樹脂）とスチレン系樹脂の選別精度を向上することができる。
【００２７】
請求項８に記載の発明は、上記請求項１〜７のいずれか１つに記載の発明において、水比重選別槽の第１底部と第２底部に分割する部位に上下方向にスライド自在とした仕切高さ調整板を設けたものであり、選別水の流れの強さに応じて仕切高さ調整板を上下にスライドさせて高さを調整することで、重比重物と中比重物の選別精度を向上することができる。
【００２８】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００２９】
（実施例１）
図１に示すように、原料供給管８は、２次破砕機（図示せず）で破砕した破砕物（原料）をエアー搬送するもので、この原料供給管８を風力選別機９に連結し、風力選別機９では、破砕物（原料）を発泡スチロール、コンデンサーフイルム、塵埃等の超軽量物と非鉄を含むプラスチック類とに分離し、超軽量物を風力選別機９の上部に連結したサイクロン１０ａおよび集塵機１１でダストとして回収するとともに、非鉄を含むプラスチック類を風力選別機９の下部に設けた原料供給口１２より水比重選別槽１３に供給するように構成している。ここで、原料供給管８と風力選別機９とで原料供給手段を構成している。
【００３０】
水比重選別槽１３は底部を２分割して略逆錐状の第１底部１４ａと第２底部１６ａに形成し、上流側（原料供給手段側）の第１底部１４ａを有する第１の槽１４には、底部から側壁に沿って、重比重物（銅線、アルミニウム小片などの非鉄類）を回収するスクリューコンベアー１５を配置している。
【００３１】
下流側の第２底部１６ａを有する第２の槽１６には、第２底部１６ａから選別水と選別水に沈む樹脂などの中比重物を排出させる連通管１７を介して、選別水と中比重物を分離する固液分離機１８ａ（分離手段）に連結している。第２の槽１６の終端部に設けた排出口１９を固液分離機（軽量物回収手段）１８ｂに連結している。循環ポンプ２０は、選別水循環手段を構成するもので、固液分離機１８ａと固液分離機１８ｂから、第１の槽１４の最前部に配置した選別水供給口２１に連結している。
【００３２】
固液分離機１８ｂは、モータ２２で回転する略円盤状で網構造の分離板２３と、ポリプロピレン樹脂をエアー搬送するブロワー２４と、分離した選別水を受ける水受け板２５と、排出配管２６とで構成し、分離したプラスチック類の回収システムとしてブロワー２４でエアー搬送されたポリプロピレン樹脂を塵埃と分離し、回収するサイクロン１０ｂと集塵機１１で構成している。なお、固液分離機１８ａの構成および回収システムの構成は固液分離機１８ｂと同じである。
【００３３】
上記構成において動作を説明する。モータ等の銅線を使用する部品を付けたままの状態の使用済み家電製品を１次破砕機（図示せず）に投入し、磁力選別機（図示せず）で鉄を回収した残りの非鉄を含むプラスチック類を２次破砕機（図示せず）で１０ｍｍ〜１５ｍｍ程度のサイズに再破砕したものを原料供給管８を介して風力選別機９へ供給する。
【００３４】
風力選別機９では、予め浮沈式の水比重選別装置では分離できず、水に浮く側（ポリプロピレン樹脂）に異物として混入する発泡スチロール、コンデンサーフイルム、塵埃等の超軽量物とプラスチック類（非鉄を含む）を分離し、超軽量物をサイクロン１０ａおよび集塵機１１でダストとして回収する。
【００３５】
一方、非鉄を含むプラスチック類は、原料供給口１２を介して水比重選別槽１３の上流側に供給される。このとき、水比重選別槽１３の選別水は連通管１７、固液分離機１８ａと、排出口１９、固液分離機１８ｂと、循環ポンプ２０と選別水供給口２１を介して循環している。
【００３６】
したがって、水比重選別機１３に供給された非鉄を含むプラスチック類は、比重の大きな銅線、アルミニウム等の重比重物は直ぐに沈み、第１の槽１４の底部からスクリューコンベアー１５を介して回収される。また、比重１．０５程度のスチレン系樹脂は水の比重１．０との比重差が小さいので選別水の流れに流されながら徐々に水に沈み、第２の槽１６の底部に集まるが、連通管１７の吸い込み力で連通管１７の外周部からもスチレン系樹脂を吸い込み、選別水とともに固液分離機１８ａに供給され、スチレン系樹脂は回収される（固液分離機１８ａと回収システムはポリプロピレン樹脂の分離と回収で説明する）。
【００３７】
一方、水に浮くポリプロピレン樹脂（オレフィン系樹脂）は選別水とともに第２の槽１６の終端部の排出口１９を介して固液分離機１８ｂに供給され、モータ２２により回転している分離板２３上で分離され、ポリプロピレン樹脂はブロワー２４により吹き上げられ、サイクロン１０ｂで塵埃と分離され、ポリプロピレン樹脂は矢印ｂ１部から回収され、塵埃は集塵機１１で回収される。
【００３８】
この結果、銅線を使用している部品を予め取り出すことなく、使用済み家電製品を丸ごと破砕し、連続して素材別に分離するのでリサイクル処理の効率がよく、処理ラインも省スペースにすることができる。
【００３９】
（実施例２）
図２に示すように、スクリューコンベアー１５は、筒体２５内にスクリュー２６を回転自在に配置し、このスクリュー２６をシャフト２７を介してモータ２８で回転させ、排出口２９から重比重物を排出する構成としている。スクリューコンベアー１５の回転アルゴリズムを、図３に示すように、銅線を掻き上げる６０秒の正回転に１度、５秒の逆回転を間欠して設ける回転制御としている。他の構成は上記実施例１と同じである。
【００４０】
上記構成において動作を説明すると、第１の槽１４の底部からスクリューコンベアー１５でモータ２８の正回転時に銅線を掻き上げ、排出口２９から排出する。このとき、間欠的にスクリュー２６を逆回転するので、筒体２５とスクリュー２６の先端部の間に銅線の絡んだ塊が挟まり、さらに大きく成長する前に筒体２５とスクリュー２６の先端部から解除される。
【００４１】
この結果、回転トルクが小さいスクリューコンベアー１５でも銅線のように絡み易い回収物をロックすることなく、回収することができる。
【００４２】
（実施例３）
図２に示すスクリュー２６は、シャフト２７にブラシ状の弾性体を螺旋状に固着して構成している。他の構成は上記実施例２と同じである。
【００４３】
上記構成において動作を説明すると、筒体２５と弾性体のスクリュー２６の先端部の間に銅線の絡んだ塊が挟まると、スクリュー２６の先端部がスクリュー２６をロックしようとする負荷で撓み、銅線の塊は解除され、再び上部へ徐々に掻き上げられる。
【００４４】
この結果、銅線のように絡みやすいものも、スクリューコンベアー１５をロックさせることなく搬送することができる。
【００４５】
（実施例４）
図４に示すように、混合部３０は、原料と選別水とを混合するもので、風力選別機９の下部にある原料供給口１２の下端部に設け、この混合部３０に循環ポンプ２０を連結し、混合部３０の先端に吐出口３１を形成して水比重選別槽１３へ供給するように構成している。他の構成は上記実施例１と同じである。
【００４６】
上記構成において動作を説明すると、モータ等の銅線を使用する部品を付けたままの状態の使用済み家電製品を１次破砕機（図示せず）に投入し、磁力選別機（図示せず）で鉄を回収した残りの非鉄を含むプラスチック類を２次破砕機（図示せず）で１０ｍｍ〜１５ｍｍ程度のサイズに再破砕したものを原料供給管８を介して風力選別機９へ供給する。
【００４７】
風力選別機９では、予め浮沈式水の比重選別装置では分離できず、水に浮く側（ポリプロピレン樹脂）に異物として混入する発泡スチロール、コンデンサーフイルム、塵埃等の超軽量物と非鉄を含むプラスチック類を分離し、サイクロン１０ａおよび集塵機１１でダストとして回収する。
【００４８】
一方、非鉄を含むプラスチック類は、原料供給口１２を介して下端部の混合部３０で循環ポンプ２０を介して供給される選別水と混合されながら吐出口３１から水比重選別槽１３の第１の槽１４の最前部の内壁をガイドとして槽内に供給される。なお、その他の基本的な動作は上記実施例１〜３の動作と同じである。
【００４９】
この結果、混合部３０内と第１の槽１４の最前部の内壁付近でプラスチック類と選別水が揉まれ、プラスチック類の水濡れ性を改善することができ、本来沈むスチレン系樹脂が一時的な撥水性により浮遊し、ポリプロピレン樹脂に異物が混入するのを減らすことができ、上記実施例１のポリプロピレン樹脂の純度（異物混入）を改善することができる。
【００５０】
（実施例５）
図５に示すように、仕切高さ調整板３２は、上下方向にスライド自在とし、水比重選別槽１３を第１の槽１４の第１底部１４ａと第２の槽１６の第２底部１６ａに分割する境界部に設けている。他の構成は上記実施例４と同じである。
【００５１】
上記構成において動作を説明すると、吐出口３１からプラスチック類と選別水が水比重選別槽１３の第１の槽１４の最前部に供給されると、銅線類の重比重物が直ちに沈み始め、大部分は第１の槽１４の底部に沈み、スクリューコンベアー１５を介して回収される。
【００５２】
一方、スチレン系樹脂等の中比重物は、循環する選別水の流れに流されながら徐々に沈降するので第２の槽１６の底部から連通管１７と固液分離機１８ａとサイクロン（図示せず）を介して回収される。このとき、銅線類の重比重物へのスチレン系樹脂の混入度合いとスチレン系樹脂等の中比重物への銅線類の重比重物の混入度合いから最も好ましい分離状態となるように、仕切高さ調整板３２の高さを調整できる。なお、その他の基本的な動作は上記実施例１〜４の動作と同じである。
【００５３】
この結果、再生材として利用するマテリアルリサイクルが困難なスチレン系樹脂類が多少第１の槽１４へ混入する度合いが増しても、有価価値の高い銅線類の非鉄類の回収率を上げることができる。なお、非鉄精錬ではスチレン系樹脂の混入は何ら問題がない。また、スチレン系樹脂側へ非鉄の混入を極力なくすることで高炉還元材として利用できる。
【００５４】
（実施例６）
図６に示すように、ロータリーコンベアー３３は、原料の第１の親水処理手段を構成するもので、第１の槽１４にて、吐出口３１とスクリューコンベアー１５の間に設け、第２の槽１６にて、給水ノズル３４ａとガイド３５ａ（第２の親水処理手段）と、給水ノズル３４ｂとガイド３５ｂ（第３の親水処理手段）とを配置している。他の構成は上記実施例５と同じである。
【００５５】
上記構成において動作を説明すると、吐出口３１から２次破砕機（図示せず）で１０ｍｍ〜１５ｍｍ程度に細かく破砕された銅線類を含むプラスチック類が第１の槽１４の最前部に供給される。このとき、特に使用済み家電製品に使用されていた信号線（細い銅線）は細く、また細かく破砕されてそれ自体質量が小さく、撥水性と表面張力により選別水面に浮き上がる。
【００５６】
浮き上がった信号線は、モータ（図示せず）で駆動されるロータリーコンベアー３３で選別水中に送り込まれ、徐々に信号線の表面が選別水に馴染み、第１の槽１４の底部に沈み、モータ等の太い銅線やアルミニウム片等と一緒にスクリューコンベアー１５を介して回収される。
【００５７】
ロータリーコンベアー３３で、スチレン系樹脂も同様に選別水に馴染み、循環水の流れに流されながら第２の槽１６の底部に沈むが、一部の十分に選別水に馴染めなかったスチレン系樹脂はポリプロピレン樹脂と一緒に選別水の表面に浮き上がる。
【００５８】
ここで、給水ノズル３４ａとガイド３５ａで第２の槽１６の水面を横断する第１の水カーテンと、給水ノズル３４ｂとガイド３５ｂでつくる第２の水カーテンとで、スチレン系樹脂の水濡れ性を改善することができ、第２の槽１６の底部に沈降する。なお、その他の基本的な動作は上記実施例１〜５の動作と同じである。
【００５９】
すなわち、水の比重１．０よりも大きく、本来、第２の槽１６に沈むスチレン系樹脂の沈降を阻害する撥水性を抑えることができ、異物混入の少ないポリプロピレン樹脂（オレフィン系樹脂）を選別水とともに第２の槽１６の終端部の排出口１９を介して固液分離機１８ｂに供給され、回収される。
【００６０】
この結果、再生材としてマテリアルリサイクルを目的とするポリプロピレン樹脂へ信号線（細い銅線）やスチレン系樹脂が異物として混入する量を大幅に減らすことができる。また、銅線類の非鉄回収率を向上することができ、スチレン系樹脂への銅線混入量を減らすことができる。
【００６１】
なお、本実施例では、第１の親水処理手段としてロータリーコンベアー３３を用いているが、ロータリーコンベアー３３の代わりに、下端部が下流側へ傾斜した邪魔板を設け、一定量邪魔板の前に溜まるようにし、くぐり抜けたものが流れるようにしてもよく、同様の効果を得ることができる。
【００６２】
（実施例７）
図７に示すように、ピストン式のエアーシリンダー３６は、水比重選別槽１３の第１の槽１４の第１底部１４ａに設けた凹部１４ｂの入口部に、その先端部３６ａが出入りするように配置している。他の構成は上記実施例６と同じである。
【００６３】
上記構成において動作を説明すると、吐出口３１から第１の槽１４の最前部に供給された銅線類を含むプラスチック類が選別水とともに供給される。このとき、モータ等の太い銅線とアルミニウム片は直ちに第１の槽１４の第１底部１４ａへ沈み、信号線等の細い銅線類はロータリーコンベアー３３を介して同様に第１の槽１４の底部に沈む。
【００６４】
沈んだ銅線類は絡み合い、第１の槽１４の第１底部１４ａに設けた凹部１４ｂに蓋状に銅線の塊を形成する。ここで、エアーシリンダー３６の先端部３６ａを凹部１４ｂの奥へ押し込むことにより、銅線の塊をスクリューコンベアー１５で回収される。なお、その他の基本的な動作は上記実施例１〜６の動作と同じである。
【００６５】
この結果、銅線類が絡み銅線類の塊が第１の槽１４の第１底部１４ａの凹部１４ｂで詰まり、排出不能となるのを防止できる。
【００６６】
（実施例８）
図８に示すように、選別水導入用凹部３７は、水比重選別槽１３の第２の槽１６の終端部に設け、この選別水導入用凹部３７にモータ３８を介して駆動する押し込みスクリュー３９とガイド壁４０を設け、循環ポンプ４１を介して次工程の分離装置のハイドロサイクロン４２と連結している。
【００６７】
ハイドロサイクロン４２の上部排出口４２ａは固液分離機４３ａと連通し、下部排出口４２ｂは固液分離機４３ｂと連通し、固液分離機４３ａと固液分離機４３ｂの選別水の排水は循環ポンプ４４を介して混合部３０への配管と連通している。他の構成は上記実施例７と同じである。
【００６８】
上記構成において動作を説明すると、吐出口３１から供給されたプラスチック類の内、選別水に浮くプラスチック類は、ロータリーコンベアー３３で、一旦選別水中に引き込まれ、再び浮上して第２の槽１６の選別水面を流れ、選別水道入用凹部３７とモータ４０で駆動するスクリュー３９と循環ポンプ４１を介して、浮くプラスチック類と選別水がハイドロサイクロン４２に供給される。
【００６９】
ハイドロサイクロン４２内に供給されたプラスチック類には約１０Ｇの遠心力が作用し、ポリプロピレン樹脂と僅かな撥水性あるいは気泡付着により異物として混入したスチレン系樹脂が分離され、ポリプロピレン樹脂は排出口４２ａを介して固液分離機４３ａに供給され、分離されたポリプロピレン樹脂は回収される。
【００７０】
一方、スチレン系樹脂は、排出口４２ｂを介して固液分離機４３ｂに供給され回収される。また、固液分離機４３ａと固液分離機４３ｂで分離された選別水は、循環ポンプ４４を介して混合部３０へ供給される。なお、他の基本的な動作は上記実施例１〜７の動作と同じである。
【００７１】
この結果、選別水に浮くプラスチック類をスクリュー３９で一定量送り込むので、循環ポンプ４１を介してポリプロピレン樹脂を再生材としてマテリアルリサイクル可能な選別精度まで向上させるハイドロサイクロン４２へプラスチック類と選別水を概ね一定混合比で供給することができる。
【００７２】
なお、ハイドロサイクロン４２の代わりに、１０００Ｇの遠心力が作用する遠心式水比重選別装置でも同等以上の効果が得られることはいうまでもない。
【００７３】
（実施例９）
図９に示すように、水比重選別槽１３の第２の槽１６の終端部に選別水導入用凹部３７を設け、選別水導入用凹部３７の下部と第２の槽１６を連通するバイパス４５と導入板４６を設けている。他の構成は上記実施例８と同じである。
【００７４】
上記構成において動作を説明すると、水比重選別槽１３の第２の槽１６の選別水面を浮遊して流れてきたプラスチック類は、循環ポンプ４１の吸い込み力で選別水道入用凹部３７の上方から選別水とともに流れ込む。さらに、第２の槽１６の選別水が導入板４６とバイパス４５を介して選別水道入用凹部３７に吸い込まれる。なお、他の基本的な動作は上記実施例１〜８の動作と同じである。
【００７５】
この結果、上記実施例８に比べ、第２の槽１６と選別水導入用凹部３７との水面高さにおいて落差を小さくできる。したがって、第２の槽１６の選別水導入用凹部３７の近傍で選別水面近くにあるスチレン系樹脂を選別水導入用凹部３７に引き込むことが防止できる。
【００７６】
また、循環水量の変動による選別水導入用凹部３７の水面変動も小さくでき、プラスチック類と選別水の混合比の変動を抑制できるので、選別精度を一定に保つことができる。
【００７７】
【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、水比重選別槽に原料を供給する原料供給手段と、前記原料供給手段側から底部を略逆錐状の第１底部と第２底部に形成した第１の槽と第２の槽を有する水比重選別槽と、前記水比重選別槽の第１底部に配置し非鉄類を含む重比重物を回収するスクリューコンベアーと、前記第２底部から選別水と選別水に沈む樹脂などの中比重物を排出させる連通管に連通して設け選別水と中比重物を分離する分離手段と、前記水比重選別槽の第２の槽の終端部に設け選別水に浮く軽量物を回収する軽量物回収手段と、少なくとも第２底部から排出される選別水を原料供給手段の上流側に循環させる選別水循環手段とを備え、前記水比重選別槽の略逆錐状の第１底部の凹部に先端部が出入りするエアーシリンダーを設けたから、使用済み家電製品から銅線を使用した部品を事前に取り外すことなく、丸ごと破砕し鉄を磁力選別機で回収した後の非鉄を含むプラスチック類を比重選別するので、大量の使用済み家電製品のリサイクル処理が連続して効率よくできるとともに、銅線類を効率よく回収できる。また、リサイクル処理の省スペース化とリサイクルコストを引き下げることもできる。さらに、水に浮く比重０．９１程度のポリプロピレン樹脂と比重１．０５と水の比重と極めて近いスチレン系樹脂を分離するときに、スチレン系樹脂を水比重選別槽の底部から選別水の流れを積極的に利用して引っ張るので、ポリプロピレン樹脂へのスチレン系樹脂の混入量を減らすことができる。
【００７８】
また、スクリューコンベアーへの供給部である第１底部の凹部の入口部に銅線が絡み、銅線類でできた蓋を形成しようとするのをエアーシリンダーにより押し込み除去することができて、凹部での銅線類による詰まりを防止でき、スクリューコンベアーで銅線類を回収することができる。
【００７９】
また、請求項２に記載の発明によれば、水比重選別槽に原料を供給する原料供給手段と、前記原料供給手段側から底部を略逆錐状の第１底部と第２底部に形成した第１の槽と第２の槽を有する水比重選別槽と、前記水比重選別槽の第１底部に配置し非鉄類を含む重比重物を回収するスクリューコンベアーと、前記第２底部から選別水と選別水に沈む樹脂などの中比重物を排出させる連通管に連通して設け選別水と中比重物を分離する分離手段と、前記水比重選別槽の第２の槽の終端部に設け選別水に浮く軽量物を回収する軽量物回収手段と、少なくとも第２底部から排出される選別水を原料供給手段の上流側に循環させる選別水循環手段とを備え、前記水比重選別槽の終端部に選別水導入用凹部を設け、前記選別水導入用凹部内に浮遊樹脂などの軽量物を選別水とともに排出させるガイド壁付スクリュー式押し込み装置を配置したから、使用済み家電製品から銅線を使用した部品を事前に取り外すことなく、丸ごと破砕し鉄を磁力選別機で回収した後の非鉄を含むプラスチック類を比重選別するので、大量の使用済み家電製品のリサイクル処理が連続して効率よくできるとともに、銅線類を効率よく回収できる。また、リサイクル処理の省スペース化とリサイクルコストを引き下げることもできる。さらに、水に浮く比重０．９１程度のポリプロピレン樹脂と比重１．０５と水の比重と極めて近いスチレン系樹脂を分離するときに、スチレン系樹脂を水比重選別槽の底部から選別水の流れを積極的に利用して引っ張るので、ポリプロピレン樹脂へのスチレン系樹脂の混入量を減らすことができる。
【００８０】
また、選別水に浮くポリプロピレン樹脂と選別水を概ね一定の混合比で排出することができ、この結果、使用済み家電製品のポリプロピレン樹脂を再生材としてマテリアルリサイクル可能な純度にするために、ハイドロサイクロンもしくは遠心式水比重選別へ、処理能力と選別精度を確保するのに必要なプラスチック類と選別水の一定の混合比にすることができる。
【００８１】
また、請求項３に記載の発明によれば、水比重選別槽の終端部の選別水導入用凹部の下部と水比重選別槽の第２の槽と連通させたから、選別水導入用凹部と第２の槽間の水面落差を小さくでき、また選別水導入用凹部内の水面変動を小さくできる。この結果、第２の槽と選別水導入用凹部の境界部に近い第２の槽の選別水面近くにあるスチレン系樹脂を選別水導入用凹部に巻き込むことがないので、ポリプロピレン樹脂の純度が向上する。また、選別水導入用凹部の水面変動を解消できるので使用済み家電製品のポリプロピレン樹脂を再生材としてマテリアルリサイクル可能な純度にするためにハイドロサイクロンもしくは遠心式水比重選別へ、処理能力と選別精度を確保するのに必要なプラスチック類と選別水の一定の混合比にすることができる。
【００８２】
また、請求項４に記載の発明によれば、水比重選別槽に原料を供給する原料供給手段と、前記原料供給手段側から底部を略逆錐状の第１底部と第２底部に形成した第１の槽と第２の槽を有する水比重選別槽と、前記水比重選別槽の第１底部に配置し非鉄類を含む重比重物を回収するスクリューコンベアーと、前記第２底部から選別水と選別水に沈む樹脂などの中比重物を排出させる連通管に連通して設け選別水と中比重物を分離する分離手段と、前記水比重選別槽の第２の槽の終端部に設け選別水に浮く軽量物を回収する軽量物回収手段と、少なくとも第２底部から排出される選別水を原料供給手段の上流側に循環させる選別水循環手段と、前記第１の槽に設けられロータリーコンベアーで構成された第１の親水処理手段と、前記第２の槽に設けられ給水ノズルとガイドで構成された第２の親水処理手段とを備え、前記第１の親水処理手段と前記第２の親水処理手段は、原料を選別水中に送り込んでスチレン系樹脂を沈降させ、スチレン系樹脂とポリプロピレン樹脂との選別精度を高めるようにしたから、使用済み家電製品から銅線を使用した部品を事前に取り外すことなく、丸ごと破砕し鉄を磁力選別機で回収した後の非鉄を含むプラスチック類を比重選別するので、大量の使用済み家電製品のリサイクル処理が連続して効率よくできるとともに、銅線類を効率よく回収できる。また、リサイクル処理の省スペース化とリサイクルコストを引き下げることもできる。さらに、水に浮く比重０．９１程度のポリプロピレン樹脂と比重１．０５と水の比重と極めて近いスチレン系樹脂を分離するときに、スチレン系樹脂を水比重選別槽の底部から選別水の流れを積極的に利用して引っ張るので、ポリプロピレン樹脂へのスチレン系樹脂の混入量を減らすことができる。
【００８３】
また、第１の親水処理手段および第２の親水処理手段により一部の撥水性のある細い銅線（信号線）やスチレン系樹脂の水濡れ性を改善できるので、比重が選別水の比重よりも大きいのに撥水性で浮いていたものを沈めることができ、この結果、ポリプロピレン樹脂に細い銅線やスチレン系樹脂等の異物混入を減らすことができる。
【００８４】
また、請求項５に記載の発明によれば、スクリューコンベアーは、正回転中に間欠逆回転するようにしたから、スクリューコンベアーを構成するスクリューに銅線類が絡み、スクリューを収納する筒体との間に挟まりかかったとき、スクリューコンベアーを間欠逆回転することによりほぐすことができ、スクリューコンベアーのロックを防止することができる。
【００８５】
また、請求項６に記載の発明によれば、スクリューコンベアーは、少なくともスクリュー先端部を弾性体で構成したから、スクリューコンベアーを構成するスクリューに銅線類が絡み、塊を形成してスクリューを収納する筒体との間に挟まろうとしても、力のかかるスクリューの少なくとも先端部が撓むのでスクリューコンベアーのロックを防止することができる。
【００８６】
また、請求項７に記載の発明によれば、原料供給手段の先端部に選別水を供給し、原料と選別水を混合する混合部を設けたから、プラスチック類を選別水で揉むことができ、水濡れ性を改善できて水比重選別での選別精度を向上することができる。
【００８７】
また、請求項８に記載の発明によれば、水比重選別槽の第１底部と第２底部に分割する部位に上下方向にスライド自在とした仕切高さ調整板を設けたから、選別水の流れの強さに応じて仕切高さ調整板を上下にスライドさせて高さを調整することで、第１底部の銅線類等の非鉄と第２底部のスチレン系樹脂の選別精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施例の比重選別装置のシステム構成図
【図２】本発明の第２の実施例の比重選別装置の一部切欠した要部側面図
【図３】  同比重選別装置のスクリューコンベアーの動作タイムチャート
【図４】  本発明の第４の実施例の比重選別装置のシステム構成図
【図５】  本発明の第５の実施例の比重選別装置のシステム構成図
【図６】  本発明の第６の実施例の比重選別装置のシステム構成図
【図７】  本発明の第７の実施例の比重選別装置のシステム構成図
【図８】  本発明の第８の実施例の比重選別装置のシステム構成図
【図９】  本発明の第９の実施例の比重選別装置のシステム構成図
【図１０】  従来の比重選別装置の断面図
【符号の説明】
８      原料供給管（原料供給手段）
９      風力選別機（原料供給手段）
１３    水比重選別槽
１４    第１の槽
１４ａ  第１底部
１５    スクリューコンベアー
１６    第２の槽
１６ａ  第２底部
１７    連通管
１８ａ  固液分離機（分離手段）
１８ｂ  固液分離機（軽量物回収手段）
２０    循環ポンプ（選別水循環手段）
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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