(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
分別対象としての混合ごみをコンベアベルトで搬送し、このコンベアベルトの下方に設けた回転ロータからの移動磁界をこのベルトを貫通させて前記混合ごみ中の非鉄金属に作用させ、この非鉄金属に渦電流を生じさせて磁気的な反撥力によってこの非鉄金属をはじき飛して分別を行う反撥磁気回路型非鉄金属分別装置において、
前記回転ロータを、周方向に複数の永久磁石を並べ、且つ、これらの永久磁石としては周方向両端側にそれぞれが位置するものを用いると共に、隣り合う２つの永久磁石においては同極同士が互いに向い合う配置とすることによりこれらの２つの永久磁石からの磁束が互いに発撥し合って外部にある前記混合ごみを貫通する磁束密度が増えるものとして構成したしたことを特徴とする反撥磁気回路型非鉄金属分別装置。
【請求項２】
前記永久磁石のうち周方向に隣り合う２つのものの間には強磁性材製のポールピースを挟設したことを特徴とする請求項１記載の反撥磁気回路型非鉄金属分別装置。
【請求項３】
前記永久磁石は中実状のマグネットベースの外周に固定されたことを特徴とする請求項１又は２記載の反撥磁気回路型非鉄金属分別装置。
【請求項４】
前記永久磁石は中空状のマグネットベースの外周に固定されたことを特徴とする請求項１又は２記載の反撥磁気回路型非鉄金属分別装置。
【請求項５】
前記永久磁石は回転軸方向に複数のものが並んで磁石列を構成しており、この磁石列が周方向に所定間隔で複数並んでいることを特徴とする請求項１〜４の１つに記載の反撥磁気回路型非鉄金属分別装置。
【請求項６】
分別対象としての混合ごみをコンベアベルトで搬送し、このコンベアベルトの下方からの移動磁界をこのベルトを貫通させて前記混合ごみ中の非鉄金属に作用させ、この非鉄金属に渦電流を生じさせて磁気的な反撥力によってこの非鉄金属をはじき飛して分別を行う反撥磁気回路型非鉄金属分別装置に使用する、前記移動磁界を発生させる回転ロータであって、
周方向に複数の永久磁石を並べ、且つ、これらの永久磁石としては周方向両端側にそれぞれが位置するものを用いると共に、隣り合う２つの永久磁石においては同極同士が互いに向い合う配置とすることによりこれらの２つの永久磁石からの磁束が互いに発揆し合って外部にある前記混合ごみを貫通する磁束密度が増えるものとして構成したことを特徴とする反撥磁気回路型非鉄金属分別装置用回転ロータ。
【請求項７】
前記永久磁石のうち周方向に隣り合う２つのものの間には強磁性材製のポールピースを挟設したことを特徴とする請求項６記載の反撥磁気回路型非鉄金属分別装置用回転ロータ。
【請求項８】
前記永久磁石は中実状のマグネットベースの外周に固定されたことを特徴とする請求項６又は７記載の反撥磁気回路型非鉄金属分別装置用回転ロータ。
【請求項９】
前記永久磁石は中空状のマグネットベースの外周に固定されたことを特徴とする請求項６又は７記載の反撥磁気回路型非鉄金属分別装置用回転ロータ。
【請求項１０】
前記永久磁石は回転軸方向に複数のものが並んで磁石列を構成しており、この磁石列が周方向に所定間隔で複数並んでいることを特徴とする請求項６〜９の１つに記載の反撥磁気回路型非鉄金属分別装置用回転ロータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ごみ、各種廃棄物及び自動車スクラップ等のように磁性物と非鉄金属とその他のごみ等が混り合っている混合ごみ（分別対象の原材料）を分別するのに使用される反撥磁気回路型非鉄金属分別装置に関する。より詳しくは、混合ごみ中の非鉄金属に回転ロータの移動磁界を加え、これにより非鉄金属に生じる渦電流によって反撥力を生じさせてこの非鉄金属をはじき飛すようにした反撥磁気回路型非鉄金属分別装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８は従来の反撥磁気回路型非鉄金属分別装置の一例を示し、これは、周知のように、分別対象の原材料としてのごみをベルトで前方へ運び、前方において磁気の反撥作用によって、非鉄金属、その他のごみ、磁性物がこの順序で遠くに落ちるようにして分別するようにしたものである。
【０００３】
より詳しくは、この装置は、静止系基体としてのフレーム１０７を備えている。このフレーム１０７には一対のプーリ１０４Ａ，１０４Ｂが所定間隔（例えば、１．５ｍ）で回転可能に設けられており、これらの間に任意数の磁性物かき落し用スクレーパ１０２が付いた原材料供給用の供給ベルト１０３が巻き掛けられている。
【０００４】
手前側のプーリ１０４Ａの上方には原材料としてのごみが供給される供給ホッパ１０８が設けられている。さらにこのプーリ１０４Ａと、前記フレーム１０７に固定されたベルト駆動用のモータ１０５との間に、動力伝達ベルト１０５Ａが巻き掛けられている。これにより、このモータ１０５によってベルト１０３が図中矢印Ａ１の方向に、例えば２０〜１２０ｍ／ｍｉｎの速度で、回転させられることになる。
【０００５】
前記後側のプーリ１０４Ｂの内部空間には、前記ベルト１０３によって搬送されてくる原材料を図示の３つのシュート１０９Ａ，１０９Ｂ，１０９Ｃに分別するための永久磁石製回転ロータ１０１が回転可能に設けられている。この回転ロータ１０１は、図８にその横断面としての概略説明図に示すように、合成樹脂等の外部シェル１２１で、強磁性マグネットベース１２３上に交互にＮ極とＳ極をくるようにした永久磁石１２２，１２２，…をカバーしたものである。この回転ロータ１０１は、フレーム１０７に固定されたロータ駆動用モータ１０６からの動力が動力伝達ベルト１０６Ａによって伝えられて、例えば１５００ｒｐｍの速度で回転させられるようになっている。このプーリ１０４Ｂのさらに前方には、ごみの飛散を防止するカバー１１０が設けられている。
【０００６】
このような装置において、分別対象の原材料としてのごみを供給ホッパ１０８に供給すると、このごみは供給ベルト１０３によって前方のプーリ１０４Ｂに運ばれる。このプーリ１０４Ｂの内側では前述のように永久磁石を有する回転ロータ１０１が回転している。この回転ロータ１０１からの磁力線の作用によって、非鉄金属は遠くに飛ばされてシュート１０９Ａ内に落ち、磁性物はプーリ１０４Ｂに引き付けられたまま下側に回転して磁力の弱まったところで一番手前側のシュータ１０９Ｃに落ち、その他のごみはプーリ１０４Ｂと共に回転して真中のシュータ１０９Ｂに落ち、分別が行われる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のベルト式の反撥磁気回路型非鉄金属分別装置では、回転ロータ１０１の磁気回路をオープン型としている。つまり、回転ロータ１０１から外部に飛び出たままの磁束による反撥力によって、上述のように、ごみを分別するようにしている。しかしながら、空気は磁気抵抗が大きいため、多くの束磁が積極的な意味で空気中に飛びでてくることはあまり期待できない。図６（Ｂ）に上記従来の回転ロータ１０１における漏れ磁束がどのようになるかの一例を概念的に示す。（図６（Ａ）は、本発明の場合を示し、これについては後述する。）この図６（Ｂ）からわかるように、複数の永久磁石１２２，１２２，…を順次隣接させ、且つ、それらの永久磁石１２２，１２２，…の向きを半径方向にＮ，Ｓ極が並ぶ向きとしたので、一方の永久磁石１２２からの磁束は、回転ロータ１から外に出ることなく、回転ロータ１内において、ほとんどが隣りの永久磁石１２２に入る。つまり、回転ロータ外に出るいわゆる有効磁束ＥＭは少ないものとなる。例えば、図示の従来型の回転ロータを用いた場合においては、ベルト表面の磁束密度は最大３０００ガウス程度にしかならない。このような低い値では、分別対象物中の非鉄金属に生じる渦電流値も小さくなる。このため、非鉄金属をはじき飛す力が小さくなり、分別条件の悪い対象物、例えばステンレスや小粒径物等は分別が困難である。
【０００８】
本発明は上記に鑑みてなされたもので、その目的は、永久磁石からの磁束をできるだけ外部に出すようにすることにより、分別の効率を高めることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の反撥磁気回路型非鉄金属分別装置は、分別対象としての混合ごみをコンベアベルトで搬送し、このコンベアベルトの下方に設けた回転ロータからの移動磁界をこのベルトを貫通させて前記混合ごみ中の非鉄金属に作用させ、この非鉄金属に渦電流を生じさせて磁気的な反撥力によってこの非鉄金属をはじき飛して分別を行う反撥磁気回路型非鉄金属分別装置において、
前記回転ロータを、周方向に複数の永久磁石を並べ、且つ、これらの永久磁石としては周方向両端側にそれぞれが位置するものを用いると共に、隣り合う２つの永久磁石においては同極同士が互いに向い合う配置とすることによりこれらの２つの永久磁石からの磁束が互いに発撥し合って外部にある前記混合ごみを貫通する磁束密度が増えるものとして構成したことを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の反撥磁気回路型非鉄金属分別装置用回転ローラは分別対象としての混合ごみをコンベアベルトで搬送し、このコンベアベルトの下方からの移動磁界をこのベルトを貫通させて前記混合ごみ中の非鉄金属に作用させ、この非鉄金属に渦電流を生じさせて磁気的な反撥力によってこの非鉄金属をはじき飛して分別を行う反撥磁気回路型非鉄金属分別装置に使用する、前記移動磁界を発生させる回転ローラであって、周方向に複数の永久磁石を並べ、且つ、これらの永久磁石としては周方向両端側にそれぞれが位置するものを用いると共に、隣り合う２つの永久磁石においては同極同士が互いに向い合う配置とすることによりこれらの２つの永久磁石からの磁束が互いに発撥し合って外部にある前記混合ごみを貫通する磁束密度が増えるものとして構成したことを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１〜図５を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１２】
図１〜図５は、本発明の特徴部分としての回転ロータを示すもので、図１及び図４は分離状態の斜視図及び側面図、図２は図１中のマグネットベースの斜視図、図３及び図５は組立状態の正面図及び側面図である。
【００１３】
図１、図２からわかるように、この装置はステンレス（例えばＳＵＳ３０４），Ｃｕ，Ａｌ，しんちゅう等の非磁性材で構成したマグネットベース１を有する。このマグネットベース１は、特に図２からわかるように、むく状に一体に構成されたもので、ほぼ円柱状の本体とその両端の回転軸１ａ，１ａを有する。この本体は周方向に所定間隔で設けた複数の突条１ｂ，１ｂ，…を有する。これらの突条１ｂ，１ｂ，…間に作られる溝１ｃ，１ｃ，…は、特に図３からわかるように、永久磁石３，３，…を収納するためのものである。この永久磁石３，３，…のうち長手方向に並ぶものは、特に図１からわかるように、長手方向に所定の間隔で複数個並べられて磁石列３Ａを作っている。この磁石列３Ａは図では６列用いられる。つまり、６列の磁石列３Ａが、図４からわかる溝１ｃ，１ｃ，…に、図５に示す様に、嵌め込まれる。これらの各永久磁石３Ａ，３Ａ，…をマグネットベース１に固定するため、各マグネット押え板５，５，…がマグネットベース１にそれぞれ２つのボルト７，７で固定される。即ち、長手方向に走るマグネット押え板５，５，…を図３に示すように放射状に並べ、各押え板５を、長手方向に隣り合う永久磁石３と永久磁石３の間の隙間９，９（図１参照）を通して、図５からわかるように、マグネットベース１に締着することにより、永久磁石３，３，…はマグネットベース１に固定される。これらの永久磁石３，３，…は、特に図３からわかるように、Ｎ，Ｓ極が周方向に並び、且つ、隣り合うもの同士においては同極が向い合うように配置する。
【００１４】
永久磁石３，３，…の固定と同時に、周方向に並ぶ永久磁石３と永久磁石３の間の縦溝１１，１１，…に横断面がくさび状で且つ長尺状のポールピース１３，１３，…が挟み込まれるようにする。このポールピース１３はＳＳ４００やＳ２０Ｃと呼ばれる炭素鋼や、純鉄等の強磁性材によって、特に図１からわかるように、横断面がくさび状で且つ長尺状のものとして構成されたものである。これらのポールピース１３，１３，…を図４のように縦溝１１，１１，…に位置させて、上述のように、押え板５を貫通させたボルト７，７，…をマグネットベース１に締着する。これらのポールピース１３，１３，…の内側の先端は組み立て時において、特に図４からわかるように、突条１ｂ，１ｂ，…の表面に当接する。この状態において、両端にサイドプレート１５，１５を嵌め合わせる。つまり、サイドプレート１５，１５を、それらの軸穴１５ａ，１５ａに回転軸１ａ，１ａが挿入された状態に、サイドプレート１５，１５とマグネットベース１とを組み立てる。この状態において、図１からわかるように、サイドボルト１７，１７，…をサイドプレート１５，１５を貫通させ、この状態でサイドボルト１７，１７，…をポールピース１３，１３，…の端面に締着する。ポールピース１３，１３及びボルト１７，１７はそれぞれ６つずつある。また、永久磁石列３Ａも６列ずつある。そして、回転ロータは、上述のように、半径方向のボルト７，７，…と軸方向のサイドボルト１７，１７，…によって前記の各部材が一体化されて構成される。
【００１５】
上記したように、本発明の実施形態によれば、特に図５からわかるように、永久磁石３，３，…を周方向に並べ、且つ、両極が周方向に位置するようにすると共に隣り合う永久磁石３，３においては同極同士が対向するようにしたので、永久磁石３，３の間に高透磁率のポールピース１３を配置したことと相俟って、図６（Ａ）に示したように、隣り合う２つの永久磁石３，３の磁束についてみれば、それらは互いに反撥し合って、そのほとんどがポールピース１３を介して外部に出ることとなる。つまり、外部に出る有効磁束ＥＭが著しく増大することになる。このことは、従来例についての磁束の状態を示した図６（Ｂ）との比較によっても明らかである。そして、外部に出る有効磁束ＥＭが図７に示すシステムにおいて分別対象としてのごみに有効に作用し、ごみの分別が高効率に行われることとなる。
【００１６】
以上のことをことばを変えていえば次の通りである。
【００１７】
図６（Ｂ）に示す従来型のものは、隣り合う異極性マグネット（１２２，１２２）間に分布する磁束が多く、分別に寄与する有効磁束（マグネット上方の磁束）が減じられ、一般には有効磁束密度は３０００ガウス程度が限界である。
【００１８】
これに対し、図６（Ａ）の本発明による反撥磁気回路型のものにおいては、透磁率の高いポールピース１３をマグネット３間に配しているため、同極同士を対向させたマグネット（３，３）から湧き出す磁束は、ほぼそのほんどがポールピース１３を通って外部に出る。
【００１９】
このためポールピース１３の外部上方の磁束密度は、回転ロータ径４００ｍｍのもので約５０００ガウス、３００ｍｍのもので約４５００ガウスに達する。
【００２０】
一般に、分別に寄与する電磁力の大きさは、磁束密度の２乗に比例するため、従来型に比して（５０００Ｇ／３０００Ｇ）2 ＝２．８倍の値を得る。
【００２１】
これにより、従来型では分別不可能であった、ステンレス、鉛、又特に粒径の小さな分別対象物、例えば粒径５ｍｍ程度のものまで効率よく分別処理ができる。
【００２２】
上述の例では、回転ローラを、周方向にみていわゆる６極型としたが、８〜３０極型、好ましくは２４極型とすることもできる。さらに、各極、つまり磁石列３Ａを３つの磁石３，３，３で構成したが、これも任意の数とできるのも明らかである。
【００２３】
なお、マグネットベース２は上述のようにむく状のもののほか、図６に示すように、中空状のマグネットベース２０とすることができる。即ち、このマグネットベース２０は中空状のボディ２１を有し、両端には穴をふさぐ端板２２，２２が、これらの端板２２，２２には回転軸２３が、それぞれ溶接されて一体化される。このような中空状のものを用いれば材料費が浮くだけでなく、重量も軽減化され、搬送も容易となり且つ使い勝手もよくなる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、混合ごみに回転磁界を作用させるための回転ロータの構成を、周方向に並ぶ複数の永久磁石を隣り合うもの同士においては同極同士を向い合わせ、さらに、永久磁石間には強磁性材製のポールピースを挟むものとしたので、この回転ロータからの磁束を効率良く外部に出して分別対象としての混合ごみに有効に作用させ、高効率で分別を行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関連する回転ローラの分離状態の斜視図。
【図２】マグネットベースの斜視図。
【図３】その組立状態の正面図。
【図４】本発明に関連する回転ローラの分離状態の側面図。
【図５】その組立状態の側面図。
【図６】本発明及び従来例の磁束の状態を示す説明図。
【図７】本発明のマグネットベースの変形例における分離状態の斜視図。
【図８】装置全体の概略図。
【図９】従来の回転ローラの側面図。
【符号の説明】
１  マグネットベース
３  永久磁石
５  マグネット押え板
７  ボルト
９  隙間
１１  縦溝
１３  ポールピース
１５  サイドプレート
１７  サイドボルト
【図１】
0003998750.tif 000002
【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】
0003998750.tif 000008
【図８】
0003998750.tif 000009
【図９】
0003998750.tif 000010