(57)【要約】【課題】選別しようとする物質が隣接する選別室の内壁面を極力減らすことにより良好な選別精度を有する網下気室型湿式比重選別機を提供する。【解決手段】被選別物質が投入される選別室（１２）と、選別室の下方に位置する脈動室（１４）と、選別室と脈動室との間に位置する網目（１６）と、脈動室内に配置される空気室（１８）とを備え、選別室および脈動室が円筒形に形成されていることを特徴とする網下気室型湿式比重選別機（１０）が提供される。好ましくは、選別室のほぼ中央に配置され、下端が網目の上方まで垂直方向に延びた物質投入管（２０）をさらに備えている【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位置する脈動室と、前記選別室と前記脈動室との間に位置する網目と、前記脈動室内に配置される空気室とを備えた網下気室型湿式比重選別機であって、
前記選別室および前記脈動室が円筒形に形成されていることを特徴とする選別機。
【請求項２】
前記選別室のほぼ中央に配置され、下端が前記網目の上方まで垂直方向に延びた物質投入管をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載された選別機。
【請求項３】
前記空気室に空気を供給するための空気供給管をさらに備え、前記空気供給管が、前記物質投入管の内部を通って前記空気室に延びるように配置されていることを特徴とする請求項２に記載された選別機。
【請求項４】
前記空気室に空気を供給するための空気供給管をさらに備え、前記空気供給管が、前記脈動室内を水平方向に延び、前記脈動室の中央で直角に下方に折れ曲がって前記空気室に延びるように配置されていることを特徴とする請求項２に記載された選別機。
【請求項５】
高比重の物質を排出するための排出機構をさらに備え、
前記排出機構が、前記網目とほぼ同じ高さ又は前記網目より低い高さにおいて前記脈動室の周囲に配置されたリング状の第１開口部構造体と、前記第１開口部構造体の下方に所定間隔へだてて配置されたリング状の第２開口部構造体と、前記第２開口部構造体の下方に所定間隔へだてて配置されたリング状の第３開口部構造体と、前記第１開口部構造体と前記第２開口部構造体との間、および前記第２開口部構造体と前記第３開口部構造体との間にそれぞれ配置された水平面内において回転可能なリング状の区画室構造体とを有し、
前記第１開口部構造体には、互いに所定角度隔てて設けられた複数個の穴が設けられ、前記第２開口部構造体には、前記第１開口部構造体の前記穴とずれるように互いに所定角度隔てて設けられた複数個の穴が設けられ、前記第３開口部構造体には、少なくとも１個の長穴が設けられ、前記区画室構造体には各々、放射状に配列された多数の壁、外周壁および内周壁によって形成された多数の区画室が設けられており、
前記高比重の物質が、前記選別室の外周全体にわたって設けられた開口から、前記開口と前記第１開口部構造体とを連結する通路を介して前記第１開口部構造体に至り、前記第１開口部構造体の前記穴、前記高比重の物質の回収量に応じて回転する上側の前記区画室構造体、前記第２開口部構造体の前記穴、前記上側の前記区画室構造体よりも速い速度で回転する下側の前記区画室構造体、次いで前記第３開口部構造体の前記長穴を経て排出されるように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載された選別機。
【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に関する。より詳細には、本発明は、選別しようとする物質が隣接する内壁面の面積を極力減らすことにより良好な選別精度を確保する網下気室型湿式比重選別機に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチックは自動車や家電、種々の機器類、容器等の多種多様な分野で使用されており、現代社会においてはプラスチックなしでは成り立たなくなっている。プラスチックの使用量は、年々増え続けており、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。このような状況下において、循環型社会を形成していくうえで、混合プラスチック粒子の活用が重要な課題となっている。混合プラスチック粒子の資源化を進めるためには、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。プラスチックの材質は多岐にわたっており、低比重で相互の比重差が小さいという特性を有している。
【０００３】
一方、主として原炭から良質の石炭を選択的に回収する機械として、網下気室型湿式比重選別機が知られている。図１１を参照して、網下気室型湿式比重選別機の動作原理について簡単に説明する。網下気室型湿式比重選別機は、選別しようとする物質が入れられる選別室が上方に、水が充填される脈動室が下方に位置し、選別室と脈動室との間に網目が配置されている。脈動室内には、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】
【０００４】
しかしながら、従来の網下気室型湿式比重選別機では、選別室が矩形の横断面を有するものであるため、選別室の中央と壁際では、選別精度が相違していた。すなわち、選別材料が粒子状であるのに対して選別室の内壁が平面であるため、壁際では選別材料と内壁との間の隙間が大きくなり、脈動流の昇降速度が他の場所よりも速くなって選別材料が乱されやすくなり、これにより壁際での選別精度が中央での選別精度よりも悪くなるという課題があった。これは、特に矩形の選別室の隅部では内壁が二方向に存在するため選別精度の悪化が顕著であり、小型の選別機を使用した場合には、無視できない程であった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みて案出されたものであって、選別しようとする物質が隣接する内壁面の面積を極力減らすことにより良好な選別精度を確保する網下気室型湿式比重選別機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】
【０００６】
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位置する脈動室と、前記選別室と前記脈動室との間に位置する網目と、前記脈動室内に配置される空気室とを備えた網下気室型湿式比重選別機は、前記選別室および前記脈動室が円筒形に形成されていることを特徴とするものである。
【０００７】
本願請求項２に記載の網下気室型湿式比重選別機は、前記請求項１の選別機において、前記選別室のほぼ中央に配置され、下端が前記網目の上方まで垂直方向に延びた物質投入管をさらに備えていることを特徴とするものである。
【０００８】
本願請求項３に記載の網下気室型湿式比重選別機は、前記請求項２に記載の選別機において、前記空気室に空気を供給するための空気供給管をさらに備え、前記空気供給管が、前記物質投入管の内部を通って前記空気室に延びるように配置されていることを特徴とするものである。
【０００９】
本願請求項４に記載の網下気室型湿式比重選別機は、前記請求項２に記載の選別機において、前記空気室に空気を供給するための空気供給管をさらに備え、前記空気供給管が、前記脈動室内を水平方向に延び、前記脈動室の中央で直角に下方に折れ曲がって前記空気室に延びるように配置されていることを特徴とするものである。
【００１０】
本願請求項５に記載の網下気室型湿式比重選別機は、前記請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の選別機において、高比重の物質を排出するための排出機構をさらに備え、前記排出機構が、前記網目とほぼ同じ高さ又は前記網目より低い高さにおいて前記脈動室の周囲に配置されたリング状の第１開口部構造体と、前記第１開口部構造体の下方に所定間隔へだてて配置されたリング状の第２開口部構造体と、前記第２開口部構造体の下方に所定間隔へだてて配置されたリング状の第３開口部構造体と、前記第１開口部構造体と前記第２開口部構造体との間、および前記第２開口部構造体と前記第３開口部構造体との間にそれぞれ配置された水平面内において回転可能なリング状の区画室構造体とを有し、前記第１開口部構造体には、互いに所定角度隔てて設けられた複数個の穴が設けられ、前記第２開口部構造体には、前記第１開口部構造体の前記穴とずれるように互いに所定角度隔てて設けられた複数個の穴が設けられ、前記第３開口部構造体には、少なくとも１個の長穴が設けられ、前記区画室構造体には各々、放射状に配列された多数の壁、外周壁および内周壁によって形成された多数の区画室が設けられており、前記高比重の物質が、前記選別室の外周全体にわたって設けられた開口から、前記開口と前記第１開口部構造体とを連結する通路を介して前記第１開口部構造体に至り、前記第１開口部構造体の前記穴、前記高比重の物質の回収量に応じて回転する上側の前記区画室構造体、前記第２開口部構造体の前記穴、前記上側の前記区画室構造体よりも速い速度で回転する下側の前記区画室構造体、次いで前記第３開口部構造体の前記長穴を経て排出されるように構成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の比重選別機によれば、選別室を円筒形に形成したことにより選別媒体の脈動時における内壁面の影響を極力排除することが可能になった。また、物質投入管を選別室の中央に設け、被選別物質が選別室の中央に堆積されるように構成したことにより、被選別物質が隣接する内壁面の面積を極力減らして、選別精度をさらに良好にすることが可能になった。また、排出機構を設けることにより、高比重の物質も効率的に連続回収することができる。さらに、本発明の比重選別機は、構造が簡単であるので、製造コストが安価であり、また、維持管理コストを低廉に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る網下気室型湿式比重選別機を模式的に示した斜視図である。
【図２】図１の網下気室型湿式比重選別機の断面図である。
【図３】本発明の選別機を用いて行われる回収作業を説明するための一連の図である。
【図４】図３（ｂ）の部分４の拡大図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る網下気室型湿式比重選別機を示した斜視図である。
【図６】図５の網下気室型湿式比重選別機の断面図である。
【図７】図６の線７−７から見た断面図である。
【図８】図８（ａ）は図６の線８ａ−８ａから見た断面図、図８（ｂ）は図６の線８ｂ−８ｂから見た断面図、図８（ｃ）は図６の線８ｃ−８ｃから見た断面図、図８（ｄ）は図６の線８ｄ−８ｄから見た断面図である。
【図９】図６の部分９の拡大図である。
【図１０】変形形態の空気供給管を備えた網下気室型湿式比重選別機の断面図である。
【図１１】網下気室型湿式比重選別機の動作原理を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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網下気室型湿式比重選別機について詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る網下気室型湿式比重選別機を模式的に示した斜視図、図２は、図１の網下気室型湿式比重選別機の断面図である。図１において全体として参照符号１０で示される本発明の第１の実施の形態に係る網下気室型湿式比重選別機は、選別しようとする物質（以下「被選別物質」という）が投入される円筒形の選別室１２と、選別媒体（例えば水）が充填される円筒形の脈動室１４と、選別室１２と脈動室１４との間に配置される網目１６と、脈動室１４内に配置される空気室１８とを備えている。
【００１４】
網下気室型湿式比重選別機１０はまた、選別室１２のほぼ中央に配置され、垂直方向に延びた物質投入管２０を備えている。物質投入管２０の下端２０ａは、網目１６の上方に位置している。
【００１５】
網下気室型湿式比重選別機１０はさらに、空気室１８に空気を供給するための空気供給管２２を備えている。空気供給管２２は、図１及び図２に示されるように、物質投入管２０の内部を通って空気室１８に延びるように配置されている。
【００１６】
次に、主として図３を参照して、以上のように構成された網下気室型湿式比重選別機１０による選別作業（選別媒体：水）について説明する。まず、物質投入管２０を介して選別室１２内に物質Ｘを投入する（図３（ａ）参照）。選別室１２内に投入された物質Ｘは、選別室１２の中央（物質投入管２０の下端２０ａの直下）が高く、選別室１２の周縁（壁際）に行くに従って低くなる山形の形状をなして網目１６上に堆積する（図３（ｂ）参照）。次いで、空気室１８内の水位を空気の入／出によって昇降させて選別室１２内の山形に堆積した物質Ｘに水の脈動を与える。この際、山形に堆積した物質Ｘのうち山頂付近の物質には水平方向に移動しようとする力が比較的大きく作用するのに対し、周縁付近の物質に作用する水平方向に移動する力は比較的小さい（図４参照）。
【００１７】
水を脈動させると、選別室１２内に高比重の物質Ａ（○）の層と低比重の物質Ｂ（△）の層が徐々に形成される（図３（ｃ）参照）。その際、物質Ｘは、中央部に位置するものも周縁部に位置するものも全体として同じ面で上下動するが、上述のように、中央部では、物質Ｘは上下動に加えて水平動も受けるため、脈動時に物質が逆転しやすく、高比重の物質Ａ（○）は早く沈降しやすくなり、低比重の物質Ｂ（△）は早く上方移動しやすくなる。一方、周縁部では、物質Ｘは水平動を殆ど受けず上下動の影響が卓越するため、脈動時に物質は短い距離での上下逆転にとどまり、物質Ａ（○）と物質Ｂ（△）の境界面がより明瞭になり、選別精度は良好になる。
【００１８】
このようにして、良好な精度で選別された物質Ｂは、脈動水のオーバーフローに伴い、選別室１２外に排出され（図３（ｄ）参照）、物質Ｂの選別を良好な精度で行うことができる。
【００１９】
図５は、本発明の第２の実施の形態に係る網下気室型湿式比重選別機を示した斜視図、図６は、図５の網下気室型湿式比重選別機の断面図である。図５および図６に示される本発明の第２の実施の形態に係る網下気室型湿式比重選別機１０は、高比重の物質を排出するための排出機構３０を備えている点を除いて、本発明の第１の実施の形態に係る網下気室型湿式比重選別機１０と実質的に同一の構成を有している（図５および図６において、空気供給管２２は、図面の簡単化のため、省略されている）。以下、排出機構３０について説明する。
【００２０】
排出機構３０は、網目１６とほぼ同じ高さ又は網目１６より低い高さにおいて脈動室１４の周囲に配置されたリング状の第１開口部構造体３２と、第１開口部構造体３２の下方に所定間隔へだてて配置されたリング状の第２開口部構造体３４と、第２開口部構造体３４の下方に所定間隔へだてて配置されたリング状の第３開口部構造体３６と、第１開口部構造体３２と第２開口部構造体３４との間、および第２開口部構造体３４と第３開口部構造体３６との間にそれぞれ配置されたリング状の区画室構造体３８とを有している。
【００２１】
第１開口部構造体３２は、図８（ａ）に示されるように、互いに４５度隔てて設けられた８個の穴３２ａを有しており、第２開口部構造体３４は、図８（ｂ）に示されるように、穴３２ａとは２２．５度ずれた箇所に互いに４５度隔てて設けられた８個の穴３４ａを有しており、第３開口部構造体３６は、図８（ｃ）に示されるように、少なくとも１個の長穴３６ａを有しており、長穴３６ａの直下にベルトコンベアが設置されている。また、区画室構造体３８は各々、図８（ｄ）に示されるように、放射状に配列された多数の壁３８ａ、外周壁３８ｂおよび内周壁３８ｃによって形成された区画室３８ｄを有している。壁３８ａは好ましくは、ゴム片によって形成されている。なお、本例では、穴３２ａ、穴３４ａの個数はそれぞれ８個であるが、これは例示的なものであり、８個以外の個数にしてもよい。
【００２２】
区画室構造体３８は各々、水平面内において回転可能に構成されている。すなわち、上側の区画室構造体３８の内周壁３８ｃの外側に歯車３８ｃ１が取り付けられ、第１モータ４０の回転軸に取り付けられた歯車４０ａが歯車３８ｃ１と噛み合っており、第１モータ４０を作動させると、上側の区画室構造体３８が水平面内において回転するようになっている。また、下側の区画室構造体３８の外周壁３８ｂの外側に歯車３８ｂ１が取り付けられ、第２モータ４２の回転軸に取り付けられた歯車４２ａが歯車３８ｂ１と噛み合っており、第２モータ４２を作動させると、下側の区画室構造体３８が水平面内において回転するようになっている。なお、区画室構造体３８を円滑に回転させるため、例えば、図９に示されるように、区画室構造体３８の外周壁３８ｂ、内周壁３８ｃの上縁、下縁に第１開口部構造体３２、第２開口部構造体３２、および第３開口部構造体３２の突起又は溝と合致する溝又は突起を設けるのがよい。また、上述の回転機構は単なる例示的なものにすぎず、図示したものと異なる回転機構を採用してもよい。
【００２３】
網下気室型湿式比重選別機１０の選別室１２の外周全体にわたって、高比重の物質を排出するための開口４４が設けられ、開口４４と第１開口部構造体３２は、通路４６によって連結されている。なお、参照符号４４ａは、開口を保持するための間柱を示している。
【００２４】
選別作業の結果、選別室１２内の下層に堆積した高比重の物質（図３に示される例では、物質Ａ）は、排出機構３０によって、選別機１０の外部に排出される。すなわち、物質Ａは、開口４４から通路４６を経て第１開口部構造体３２に至り、穴３２ａから上側の区画室構造体３８に落下し、各区画室３８ｄに入る（第１開口部構造体３２の穴３２ａとその下に位置する第２開口部構造体３４の穴３４ａとがずれているので、物質Ａは一旦は各区画室３８ｄ内に留まる）。次いで、上側の区画室構造体３８が物質Ａの排出量に応じた回転数で回転して物質Ａが入っている区画室３８ｄが第２開口部構造体３４の穴３４ａに到達すると、物質Ａは、区画室３８ｄから穴３４ａを介して、下側の区画室構造体３８に落下し、各区画室３８ｄに入る。次いで、下側の区画室構造体３８が上側の区画室構造体３８よりも速く回転して物質Ａが入っている区画室３８ｄが第３開口部構造体３６の長穴３６ａに到達すると、物質Ａは、区画室３８ｄから長穴３６ａを介して、直下に位置するベルトコンベアに落下し、所望の箇所に搬送される。このようにして、高比重の物質も、効率的に連続回収することができる。
【００２５】
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。
【００２６】
例えば、前記実施形態では、空気供給管２２は、物質投入管２０の内部を通って空気室１８に延びるように配置されているが、図１０に示されるように、空気供給管２２を、脈動室１４内を水平方向に延び、脈動室１４の中央で直角に下方に折れ曲がるような形態にしてもよい。
【符号の説明】
【００２７】
１０  網下気室型湿式比重選別機
１２  選別室
１４  脈動室
１６  網目
１８  空気室
２０  物質投入管
２２  空気供給管
３０  排出機構
３２  第１開口部構造体
３４  第２開口部構造体
３６  第３開口部構造体
３８  区画室構造体
４０  第１モータ
４２  第２モータ
４４  開口
４６  通路
【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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【図１１】
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