(57)【要約】【課題】運転開始時に迅速に定常運転状態になるように選別機の運転を制御する方法を提供する。【解決手段】選別機の運転開始時において、空気室の上部で水を検知するまで給水する第１段階と、選別室から越流するまで、水量を増減しつつ給水する第２段階と、エアロータリー弁を設定回転数で回転させる第３段階と、空気室内で空気を検知するまで、空気室に給気するブロワの周波数を徐々に上げて給気する第４段階と、第４段階時に選別室から越流する程度に給水量を増大させる第５段階と、ブロワの周波数と給水量の両方が設定値に到達するまで、ブロワの周波数と給水量を調整する第６段階とを含むことを特徴とする方法が提供される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被選別物質が投入される選別室と、前記選別室の下方に配置され、水が充填される水室と、前記選別室と前記水室との間に配置された網目と、前記水室内に配置された空気室と、前記空気室に空気を入／出させるのに用いるエアロータリー弁とを備えた網下気室型湿式比重選別機の運転制御方法であって、
前記選別機の運転開始時において、前記空気室の上部で水を検知するまで給水する第１段階と、
前記選別室から越流するまで、水量を増減しつつ給水する第２段階と、
前記エアロータリー弁を設定回転数で回転させる第３段階と、
前記空気室内で空気を検知するまで、前記空気室に給気するブロワの周波数を徐々に上げて給気する第４段階と、
前記第４段階時に前記選別室から越流する程度に給水量を増大させる第５段階と、
前記ブロワの周波数と給水量の両方が設定値に到達するまで、前記ブロワの周波数と前記給水量を調整する第６段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記選別機の運転停止時において、給水量の調整を止める第７段階と、
前記ブロワの周波数を僅かに下げ、前記エアロータリー弁の作動を確認する第８段階と、
前記ブロワの周波数が０になるまで、周波数を小刻みに下げる第９段階と、
前記ブロワの周波数が０になると、前記エアロータリー弁の回転を停止させるとともに、給水を停止する第１０段階と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載された方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、網下気室型湿式比重選別機の運転制御に関する。より詳細には、本発明は、網下気室型湿式比重選別機の運転開始時と運転停止時において効率的な運転を可能にする方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチックは多様な分野で使用されており、その使用量は年々増え続け、これに伴い発生する混合プラスチック粒子量も膨大なものになっている。混合プラスチック粒子の資源化を進めるには素材別に選別して資源として再利用しなければならず、素材が異なる混合プラスチック粒子を選別する必要性が増大している。
【０００３】
また、近年、異なる素材の混合したシュレッダーダストを選別して有用物を回収する必要が増大している。有用物粒子の再資源化を進めるには素材別に選別して資源として再利用する技術を確立する必要があるが、シュレッダーダストを構成するマテリアルは多岐にわたっており、かつ、マテリアルの重量も広範囲にわたっており、既存の回収制御技術では限界がある。
【０００４】
本発明者は、プラスチック粒子やシュレッダーダスト等を選別するのに、良質の石炭を選択的に回収する機械として知られる網下気室型湿式比重選別機（以下「選別機」という）の使用を提案している。図６を参照して、選別機の動作原理について簡単に説明する。選別機は、選別しようとする物質（以下「被選別物質」という）が入れられる選別室が上方に、水が充填される水室が下方に位置し、選別室と水室との間に網目が配置されている。水室内には、空気を入／出させる空気室が配置されており、空気室内の水位を空気の入／出によって昇降させることにより、選別室内の水位を昇降させることができるようになっている。そして、選別室に入れた物質に適切な水の脈動を与えることによって、選別室内に比重別の物質の層が形成されることとなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のような選別機は通常、堆積した被選別物質を網目上に残した状態で運転を終了して排水し、翌朝、堆積した被選別物質を網目上に残した状態で給水して運転を開始する。これは、堆積した被選別物質がかなりの重量になるため、被選別物質をその都度取り除く手間を軽減するためである。したがって、運転開始時には、堆積した被選別物質が網目上に残っている状態で選別機に給水することとなるが、急激に給水を行うと、前日の作業で堆積した層が乱されてしまい、再度堆積層が形成されるまで、一定時間、空運転をしなければならないという不都合がある。また、運転停止時には、堆積した被選別物質が網目上に残っている状態で選別機から排水することとなるが、急激に排水を行うと、上方にあった軽くて細かい物質が乱されて下方に移動してしまい、翌日の作業時に再度選別作業を実施しなければならないという不都合がある。
【０００６】
本発明は、このような状況に鑑みて開発されたものであって、運転開始時には迅速に定常運転状態になるように、また運転停止時には堆積層を攪乱せずに停止状態になるように、選別機の運転を制御する方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願請求項１に記載の、被選別物質が投入される選別室と、前記選別室の下方に配置され、水が充填される水室と、前記選別室と前記水室との間に配置された網目と、前記水室内に配置された空気室と、前記空気室に空気を入／出させるのに用いるエアロータリー弁とを備えた網下気室型湿式比重選別機の運転制御方法は、前記選別機の運転開始時において、前記空気室の上部で水を検知するまで給水する第１段階と、前記選別室から越流するまで、水量を増減しつつ給水する第２段階と、前記エアロータリー弁を設定回転数で回転させる第３段階と、前記空気室内で空気を検知するまで、前記空気室に給気するブロワの周波数を徐々に上げて給気する第４段階と、前記第４段階時に前記選別室から越流する程度に給水量を増大させる第５段階と、前記ブロワの周波数と給水量の両方が設定値に到達するまで、前記ブロワの周波数と前記給水量を調整する第６段階とを含むことを特徴とするものである。
【０００８】
本願請求項２に記載の網下気室型選択湿式比重選別機の運転制御方法は、前記請求項１の方法において、前記選別機の運転停止時において、給水量の調整を止める第７段階と、前記ブロワの周波数を僅かに下げ、前記エアロータリー弁の作動を確認する第８段階と、前記ブロワの周波数が０になるまで、周波数を小刻みに下げる第９段階と、前記ブロワの周波数が０になると、前記エアロータリー弁の回転を停止させるとともに、給水を停止する第１０段階とを含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の方法により、運転開始時に堆積層を攪乱せずに選別機を迅速に定常運転状態にすることができる。また、本発明の方法により、運転停止時に堆積層を攪乱せずに選別機を運転停止にすることができる。これにより、選別機の効率的な運転が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の好ましい実施の形態に係る選別機の運転制御方法を説明するための模式図である。
【図２】選別機の運転開始時の手順を示したフロー図である。
【図３】選別機の運転開始時の手順を説明するための一連の図である。
【図４】選別機の運転停止時の手順を示したフロー図である。
【図５】選別機の運転停止時の手順を説明するための一連の図である。
【図６】選別機の動作原理を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（全体構成）
次に図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態に係る選別機の運転制御方法について詳細に説明する。図１は、本発明の好ましい実施の形態に係る選別機の運転制御方法を説明するための模式図である。図１において、１０は網下気室型湿式比重選別機、１２は被選別物質が投入される選別室、１４は水が充填される水室、１６は選別室１２と水室１４との間に配置される網目、１８は水室１４内に配置される空気室、２０は空気室１８に空気を入／出させるのに用いるエアロータリー弁、２０ａはエアロータリー弁を回転させるためのモータ、２２は貯水タンク、２４は給水弁、２６は給水ポンプ、２８は被選別物質を濾過する脱水スクリーン、３０はエアロータリー弁２０の排気用ポテンショメータ弁、３２はエアロータリー弁２０に送気するためのブロワである。
【００１２】
エアロータリー弁２０には、エアロータリー弁２０が送気状態にあるか排気状態にあるかを検知するためのセンサＡが設置されている。選別室１２の越流部には、選別室１２からの越流の有無を検知するためのセンサＢが設置されている。空気室１８の上部にはセンサＣが設置され、空気室１８の下部にはセンサＤが設置されており、センサＣとセンサＤによって空気室１８内の水位が検知されるようになっている。給水ポンプ２６には、水室１４への給水の有無を検知するためのセンサＥが設置されている。なお、センサＣおよびセンサＤの代わりに、空気室１８内の水位を検知する手段（例えば、フロート装置）を設置してもよい。
【００１３】
センサＡ〜センサＥは、制御ユニット４０に有線又は無線で接続されており、センサＡ〜センサＥで検知された情報は、制御ユニット４０に送られるように構成されている。また、エアロータリー弁２０のモータ２０ａ、排気用ポテンショメータ弁３０、ブロワ３２および給水手段（インバータポンプ又はポテンショメータ弁）も、制御ユニット４０に有線又は無線で接続されており、制御ユニット４０からの信号により、モータ２０ａの回転数、排気用ポテンショメータ弁３０の開度、ブロワ３２の周波数を調節し、また給水手段の水量調整を行うことができるように構成されている。
【００１４】
選別機１０内に給水する給水手段としては、給水弁２４として逆止弁を使用し、給水ポンプ２６としてインバータポンプを使用する第１給水手段と、給水弁２４としてポテンショメータ弁を使用し、給水ポンプ２６として通常のポンプを使用する第２給水手段とがあり、いずれの給水手段を採用してもよい。第１給水手段では、インバータポンプの周波数を変えることにより水量調整が行われ、第２給水手段では、ポテンショメータ弁の開度を変えることにより水量調整が行われる。
【００１５】
（運転開始時の制御方法）
図２は、選別機の運転開始時の手順を示したフロー図、図３は選別機の運転開始時の手順を説明するための一連の図である。運転開始時に、選別機１０内に水がなく、網目１６の上に前日の堆積層（○と△で図示）がある状態を想定する。まず、エアロータリー弁２０が排気状態であることをセンサＡで確認する（図３（ａ）参照）。これは、運転開始時には、後述する給水段階を最初に実施するためである。運転開始時の制御は、選別機１０内に水を満たす給水段階と、給水段階に引き続いて行われ、空気室１８内に空気を供給する給気段階とに分けられる。以下、それぞれに分けて説明する。
【００１６】
給水段階では、センサＢで越流を検知するまで給水され、以後その給水状態が維持される。選別機１０を迅速に定常運転状態にするため、給水段階は、急速給水段階と緩速給水段階の２つに細分するのが好ましい。
【００１７】
急速給水段階では、センサＣで水を検知するまで給水する（図３（ｂ）参照）。具体的には、第１給水手段の場合には、インバータポンプを所定周波数に設定し、第２給水手段の場合には、ポンプを最大周波数に設定し、かつ、ポテンショメータ弁を所定開度に設定した状態で給水する。
【００１８】
センサＣで水を検知すると、緩速給水に切り換える。具体的には以下の通りである。第１給水手段の場合には、センサＥで水の流れをチェックしつつ、インバータポンプの周波数を下げて、緩速給水する。第２給水手段の場合には、センサＥで水流をチェックしつつ、ポテンショメータ弁の開度を小さくして、緩速給水する。選別室１２から越流するまで（すなわち、センサＢで越流を検知するまで）、給水量を小刻みに増減する（図３（ｃ）参照）。
【００１９】
給水段階に引き続いて行われる給気段階ではまず、エアロータリー弁２０を設定回転数で回転させる。ここで、設定回転数とは、定常運転時の回転数のことを意味する。次いで、ブロワ３２を小周波数（例えば、２Hz）で作動させ、数回転させて正常に作動していることを確認したうえで、センサＣ、センサＤで空気を検知する（空気室１８内に給気されている）か否かを確認する。空気を検知すれば、その状態を維持する。空気を検知しなければ、ブロワ３２の周波数を小刻みに（例えば、２Hzずつ）上げて作動させる。その際、センサＢで越流を検知しなければ、越流する程度に給水量を増大させる（図３（ｄ）参照）。
【００２０】
ブロワ３２の周波数と給水量（インバータポンプの周波数又はポテンショメータ弁の開度）が設定値になるまで、上述の操作（すなわち、センサＣ、センサＤで空気を検知しなければブロワ３２の周波数を小刻みに上げる操作）を繰り返す。
【００２１】
そして、ブロワ３２の周波数が設定値になったら、給水量を設定値まで徐々に上げる。或いは、給水量が設定値になったら、ブロワ３２の周波数を設定値まで徐々に上げる。センサＤが空気を検知すると、エアロータリー弁２０の排気用ポテンショメータ弁３０の開度を少し開ける（図３（ｅ）参照）。
【００２２】
以上により、エアロータリー弁２０の回転数が設定値になっており、ブロワ３２の周波数と給水量も設定値に到達したので、選別機１０は、定常運転状態になる（「定常運転状態」とは要するに、エアロータリー弁２０の回転数、ブロワ３２の周波数、および給水量を予め設定した値にして運転する状態を意味する）。
【００２３】
（運転停止時の制御方法）
図４は、選別機の運転停止時の手順を示したフロー図、図５は、選別機の運転停止時の手順を説明するための一連の図である。運転停止時に、選別機１０内に水があり、空気室１８内に空気があり、網目１６の上に堆積層がある状態を想定する（図５（ａ）参照）。まず、排気用ポテンショメータ弁３０の開度をそのままにした状態で、給水手段による水量調整（インバータポンプの周波数の調整又はポテンショメータ弁の開度の調整）を止める（図５（ｂ）参照）。
【００２４】
次いで、ブロワ３２の周波数を僅かに（例えば、２Hz）下げ、エアロータリー弁２０が正常に作動していることを確認する（図５（ｃ）参照）。なお、この際、排気用ポテンショメータ弁３０の開度は、そのままにしておく。これは、この状態でブロワ３２の周波数を一気に０にすると、排気が急に停止して空気室１８内に水が流入するため、選別室１２内の水が急激になくなり、堆積層が攪乱されるからである。
【００２５】
次いで、ブロワ３２の周波数が０になるまで、小刻みに下げる（図５（ｄ）参照）。この状態では、給水されているので、選別室１２から水があふれる状態になる。ブロワ３２の周波数が０になると、エアロータリー弁２０の回転を停止させるとともに、給水を停止する（図５（ｅ）参照）。
【００２６】
以上により、エアロータリー弁２０の回転が停止し、ブロワ３２の周波数が０になり、給水も停止したので、選別機１０は、運転停止状態になる。
【００２７】
本発明は、以上の発明の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００２８】
１０  網下気室型湿式比重選別機
１２  選別室
１４  水室
１６  網目
１８  空気室
２０  エアロータリー弁
２０ａ  モータ
２２  貯水タンク
２４  給水弁
２６  給水ポンプ
２８  脱水スクリーン
３０  排気用ポテンショメータ弁
３２  ブロワ
４０  制御ユニット
【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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