JP2009208033A - 選別装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安価な装置で選別精度を高める。
【解決手段】水槽２内に、一端から他端に向かって下り勾配の傾斜スクリーン６と、その水槽２内に上昇流を発生させる上昇流発生手段８と、その上昇流で流体中に浮遊する浮遊物を下向き開口９ａから上方へ吸引する吸引手段９とを複数組設け、前記傾斜スクリーン６は、前記各上昇流発生手段８と前記各吸引手段９との間に篩い目６ａ，６ｂ，６ｃ・・・をそれぞれ有している。比重の異なる物体が混在する混合物Ｄを前記水槽２の一端に投入し、その混合物Ｄを、前記上昇流に乗って前記吸引手段９に吸引される吸引可能物Ｂと前記傾斜スクリーン６上を下ってその傾斜スクリーン６の他端から落下して前記水槽２内に沈降する沈降物Ａとに選別する。その吸引手段９による吸引力を、前記一端から前記他端に向かって徐々に大きくし、前記傾斜スクリーン６の篩い目６ａ，６ｂ，６ｃ・・・を、前記一端から前記他端に向かって徐々に大きくした。
【選択図】図１

Description

この発明は、各種廃棄物など比重の異なる物体が混在する混合物を、水槽内でその比重差によって選別する湿式の選別装置に関するものである。

比重差を利用した混合物の選別装置として、混合物を水槽内で比重差によって浮上、沈降させる湿式の選別装置が様々な分野で使用されている。

例えば、図３及び図４に示す湿式選別装置１は、建築廃材のコンクリートに含まれる骨材の回収設備に用いられるものであり、骨材に混じる木片やプラスチック片を除去するものである。
建築廃材のコンクリートは、図示しない破砕機で破砕されて、比較的大型の異物が手選別で除去された後、その破砕物が粒径に応じて篩い分けられ、湿式選別装置１に投入されるようになっている。
なお、この篩い分けにおいて微小異物は除去されているので、湿式選別装置１に投入される破砕物には、微小異物は含まれないようになっている。

前記湿式選別装置１は、図３に示すように、水槽２内の水に漬かる上面開口のバスケット３が上下動自在に吊り下げられており、このバスケット３内は，図４に示すように、垂直な仕切板４でその幅方向（図３に示す奥行き方向）複数列に仕切られている。

破砕物の混合物Ｄは、篩い分けられたサイズ毎に、シュート５を通じて水槽２内の前記各列に投入されるようになっている。

また、バスケット３の底には、混合物Ｄが投入される一端側の供給側端部３ａから、他端側の排出側端部３ｂへ下向きに傾斜する傾斜スクリーン６が設けられている。傾斜スクリーン６は、その表裏間に水の流れを通す孔を多数有している。また、この傾斜スクリーン６には、バスケット３を介して振動発生手段７で振動が付与される。

その傾斜スクリーン６の傾斜途中において、その水槽２内に上向きに開口する上昇流発生管（上昇流発生手段）８と、下向きに開口する吸引管（吸引手段）９とが設けられている。
上昇流発生管８と吸引管９とは、前記仕切板４で仕切られたバスケット３内の各列にそれぞれ設けられ、上昇流発生管８の開口８ａと吸引管９の開口９ａは、傾斜スクリーン６を隔てて斜め方向で対向している。また、その両開口８ａ、９ａ間の距離は、上昇流が衰えない距離に設定されている。

前記バスケット３の排出側端部３ｂにおいて、傾斜スクリーン６の下端側は開放されている。その排出側端部３ｂ側の水槽２の底に、沈下物を排出する排出スクリュー１１が設けられている。
また、その排出側端部３ｂの水面近くには、水面上の浮上物Ｃを掬い上げるコンベア１０が設けられている。

前記上昇流発生管８は、水槽２内の水に上昇流を発生させる機能を有し、また、吸引管９は、その上昇流で水中に浮遊する浮遊物を下向き開口から上方へ吸引する機能を有している。

バスケット３の各列に投入される混合物Ｄのうち、骨材等の重比重物は、速やかに傾斜スクリーン６上に沈降し、傾斜スクリーン６上を下降しながら排出側端部３ｂ側へ移動していく。その沈降物Ａは、下端側の開放された排出端３ｂから水槽２の底へ沈下して、回転する排出スクリュー１１で選別回収される。

また、混合物Ｄに含まれる木片やプラスチック片のうち、比重が１よりも大きい中軽比重物は、緩やかに沈降して傾斜スクリーン６上を下降移動し、その途中で上昇流発生管８からの上昇流によって水中に浮遊し、吸引可能物Ｂとして吸引管９に吸引されて外部に排出される。
また、比重が１よりも小さい軽比重物は、水面上へ浮上して排出端３ｂ側へ移動し、コンベア１０にすくい上げられて外部に排出される。

なお、傾斜スクリーン６には振動が付与されているので、中軽比重物は、比重の大きい重比重物の下側となっても振動により自然に上側となり、上昇流によって確実に浮遊させることができる。

また、一部の重比重物は、傾斜スクリーン６上を下降移動中に、前記上昇流発生管８からの上昇流によって水中に浮遊する場合もある。しかし、比重の大きい重比重物は、吸引管９に向かう斜め上方への上昇流に乗れないので、傾斜スクリーン６上へ沈降する。
また、その重比重物が流れに乗って吸引管９に吸引されたとしても、吸引管９は下向きに開口してその開口９ａから上方へ傾斜しているので、自重による沈降力が吸引による浮力（吸引力）よりも上回って、再び下方の傾斜スクリーン６上へ沈降する（特許文献１参照）。

特開２００７−１６７８３５号公報

従来の湿式選別装置１では、混合物Ｄを水槽２のバスケット３内に投入する前に、予め篩い分けを行っている。
すなわち、混合物Ｄは、ある程度サイズ分けされた状態で前記バスケット３内の各列に別々に投入されるので、所定の比重を分級点とした選別精度が高められている。

これは、混合物Ｄのサイズが同じであれば、この混合物Ｄが上昇流により受ける浮力はほぼ等しく、浮力が等しければ、素材の比重の違いのみが如実に反映されて、その比重差による自重沈降力の差により、中軽比重物は上昇しやすく、重比重物は沈降しやすくなるからである。

仮に、サイズ分けを行わないで混合物Ｄを湿式選別装置１に投入すると、例えば、小サイズの重比重物と、大サイズの中軽比重物とが、同一の吸引管９に吸引されてしまう事態が生じ得る。
これは、小さなサイズの物体ほど上昇流により受ける浮力は小さいが、その一方で、サイズが小さければ、重比重物であっても自重による沈降力が大きく低下するからである。

このようになると、選別精度が低下するので、バスケット３内に投入する前に混合物Ｄをサイズ分けすることは、選別精度を高める上で非常に重要な要素となっている。

しかし、混合物Ｄの篩い分け工程を設けることは、設備費の増加、設備の重量増加、及びそれに伴う架台強度の増強、駆動動力に関する電気代の増加など、コスト高の問題を生じている。

そこで、この発明は、安価な装置で選別精度を高めることを課題とする。

上記の課題を解決するために、この発明は、水槽内に、一端から他端に向かって下り勾配を成す傾斜スクリーンと、その水槽内に満たされた流体に上昇流を発生させる上昇流発生手段と、その上昇流で流体中に浮遊する浮遊物を下向き開口から上方へ吸引する吸引手段とを前記下り勾配に沿って複数組設け、前記傾斜スクリーンは、前記各上昇流発生手段と前記各吸引手段との間に篩い目をそれぞれ有し、比重の異なる物体が混在する混合物を流体を満たした前記水槽の一端に投入し、その混合物を、前記上昇流に乗って前記吸引手段に吸引される吸引可能物と前記傾斜スクリーン上を下ってその傾斜スクリーンの他端から落下して前記水槽内に沈降する沈降物とに選別する選別装置において、前記各吸引手段による吸引力を、前記一端から前記他端に向かって徐々に大きくし、前記傾斜スクリーンの篩い目を、前記一端から前記他端に向かって徐々に大きくした構成を採用した。

このようにすれば、選別装置の水槽内に設けた傾斜スクリーン自体で篩い分けができるので、混合物の篩い分け工程を別に設ける必要がなくなる。このため、安価な装置で選別精度を高めることができる。

すなわち、この選別装置において、サイズ分けを行わないで混合物を投入すると、例えば、小サイズの重比重物と、大サイズの中軽比重物とが、同一のバスケット内に混在することになる。
小サイズの重比重物は、上昇流により受ける浮力は小さいけれども、篩い目を通って傾斜スクリーンの下方に落ちるので、大サイズの中軽比重物のみが吸引管に吸引され、小サイズの重比重物は吸引されないようにすることができる。

また、傾斜スクリーンの篩い目は、下り勾配に沿って徐々に大きくなり、吸引手段による吸引力も徐々に大きくなる。
このため、吸引管に吸引される中軽比重物は、勾配下部へ向かうに従って徐々に比重の大きいものとすることができる。それに応じて、同じ吸引管に吸引されてしまう懸念のあるサイズの重比重物は、勾配上部の篩い目よりもやや大きい篩い目を通って傾斜スクリーンの下方に落ちるので、吸引管には吸引されないようにすることができる。

なお、前記傾斜スクリーンは、振動発生手段により振動が付与されるようになっていることが望ましい。

この発明は、複数設けられた吸引手段による吸引力を、傾斜スクリーンの勾配下部へ向かうに従って徐々に大きくし、傾斜スクリーンの篩い目を同じく徐々に大きくしたので、安価な装置で選別精度を高めることができる。

この発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。図１及び図２に示す湿式選別装置２０は、建築廃材に含まれる骨材の回収設備に用いられるものである。
その建築廃材は、図示しない破砕機で破砕されて、比較的大型の異物が手選別で除去された後、粒径に応じた篩い分けの工程を経ることなく、それらが混合物Ｄとして、湿式選別装置２０に投入されるようになっている。

湿式選別装置２０の構成は、主たる部分は従来例と同様である。
すなわち、図１に示すように、水槽２内の水に漬かる上面開口のバスケット３が設けられている。このバスケット３は上下動自在として、水槽２内に出し入れできるようにしてもよい。また、バスケット３は振動発生手段７を備えているので、傾斜スクリーン６には振動が付与されるようになっている。なお、水以外の流体を用いることは差し支えない。

このバスケット３内は、従来例で設けられていた垂直な仕切板４の設置を省略している。すなわち、そのバスケット３内は、図２に示すように、幅方向に仕切られていない一体の空間となっており、破砕物の混合物Ｄは、篩い分けの工程を経ずに、シュート５を通じてその一体の空間内に投入されるようになっている。

また、バスケット３の底には、混合物Ｄが投入される一端側の供給側端部３ａから、他端側の排出側端部３ｂへ向かって下り勾配を成す傾斜スクリーン６が設けられている。
この傾斜スクリーン６は、その全面に亘って篩い目６ａ，６ｂ，６ｃを有するメッシュ状の板材で構成されている。水流は、その篩い目６ａ，６ｂ，６ｃの孔を通って傾斜スクリーン６を表裏方向に通過し得る。

その傾斜スクリーン６の傾斜途中において、その水槽２内に上向きに開口する上昇流発生管（上昇流発生手段）８と、下向きに開口する吸引管（吸引手段）９とが、合計３組設けられている。その３組の上昇流発生管８と吸引管９とは、下り勾配に沿って供給側端部３ａ側から排出側端部３ｂ側へ等間隔で並列している。

各上昇流発生管８の開口８ａと各吸引管９の開口９ａとは、前記傾斜スクリーン６を隔てて斜め方向で対向している。その両開口８ａ、９ａ間の距離は、上昇流が衰えない距離に設定されている。
なお、上昇流発生管８の開口８ａと吸引管９の開口９ａとは、鉛直方向に対向させてもよい。

前記傾斜スクリーン６の篩い目６ａ，６ｂ，６ｃは、前記３組の上昇流発生管８と吸引管９の設置箇所毎に、その大きさが異なっている。
具体的には、傾斜スクリーン６の勾配上部から勾配下部に向かうに従って、その目の大きさが３段階で徐々に大きくなるように設定されている。

例えば、最も上部に位置する上昇流発生管８と吸引管９とに挟まれた一定幅のエリアでは、篩い目の大きさを５ｍｍと、中間に位置する上昇流発生管８と吸引管９とに挟まれた一定幅のエリアでは、篩い目の大きさを１０ｍｍと、最も下部に位置する上昇流発生管８と吸引管９とに挟まれた一定幅のエリアでは、篩い目の大きさを２０ｍｍと設定することができる。この篩い目の大きさは、投入原料の内容やサイズに合わせて自由に設定できる。

また、他の構成として、傾斜スクリーン６の勾配上部から勾配下部に向かうにつれて、篩い目の大きさが、例えば、５ｍｍ〜４０ｍｍまでの範囲で無段階で徐々に大きくなる構成を採用してもよい。

この湿式選別装置２０の作用を説明すると、バスケット３の供給側端部３ａに「混合物Ｄ」を投入する。この「混合物Ｄ」には、極小サイズ、小サイズ、中サイズ、大サイズの重比重物（コンクリート片）と、小サイズ、中サイズ、大サイズの中軽比重物（木片、プラスチック片等）とが混在するものとする。

まず、最も上部に位置する上昇流発生管８と吸引管９とに挟まれた一定幅のエリアについて説明する。
このエリアでは、傾斜スクリーン６の篩い目６ａは、スクリーン全域の中で最も小さく設定されており、上昇流発生管８による上昇流の速さと吸引管９による吸引力の大きさは、いずれも最も小さく設定されている。

ここで、「極小サイズの重比重物」は体積が小さいため、上昇流により受ける浮力は小さいものの、その粒径は篩い目６ａの目の大きさよりも小さいので、「沈降物Ｅ」としてその篩い目６ａを通って傾斜スクリーン６の下方に落ちる。傾斜スクリーン６の下方に落ちれば、吸引管９の吸引力は及ばない。

また、傾斜スクリーン６の上方では、その「極小サイズの重比重物（沈降物Ｅ）」よりも粒径が大きく且つ比重が小さいことから、前記「極小サイズの重比重物（沈降物Ｅ）」と同等の沈降力を有する「小サイズの中軽比重物」が、「吸引可能物Ｂ」として吸引管９に吸引される。
これは、「小サイズの中軽比重物（吸引可能物Ｂ）」は、前記篩い目６ａを通過できない粒径であり、また、前記「極小サイズの重比重物（沈降物Ｅ）」よりも相対的に粒径が大きいので、上昇流の影響を受けやすいからである。

このとき、前記傾斜スクリーン６は、前記振動発生手段７により振動が付与されるようになっているので、「極小サイズの重比重物（沈降物Ｅ）」は、篩い目６ａを通過しやすい。
なお、この実施形態では、最も上部に位置する上昇流発生管８及び吸引管９は、篩い目６ａが設けられている範囲の最も下部に位置しているので、「極小サイズの重比重物（沈降物Ｅ）」の篩い目６ａ通過が完了した後、「小サイズの中軽比重物（吸引可能物Ｂ）」の吸引が行われるようになっている。また、勾配途中の中間に位置する上昇流発生管８及び吸引管９、及び、最も下部に位置する上昇流発生管８及び吸引管９についても同様に、それぞれ篩い目６ｂ，６ｃが設けられている範囲の最も下部に位置している。

「小サイズの中軽比重物（吸引可能物Ｂ）」と「極小サイズの重比重物（沈降物Ｅ）」を除く残りの「混合物Ｄ」は、下り勾配に沿って傾斜スクリーン６上を下降していく。

つぎに、勾配途中の中間に位置する上昇流発生管８と吸引管９とに挟まれた一定幅のエリアについて説明する。
このエリアでは、傾斜スクリーン６の篩い目６ｂは、前記篩い目６ａよりもやや大きく設定されており、上昇流発生管８による上昇流の速さと吸引管９による吸引力の大きさも、勾配上部の前記上昇流発生管８と吸引管９よりも、やや大きく設定されている。

このエリアにおいて、「小サイズの重比重物」は、「沈降物Ｅ’」として篩い目６ｂを通って傾斜スクリーン６の下方に落ちる。傾斜スクリーン６の下方に落ちれば、吸引管９の吸引力は及ばない。「小サイズの重比重物（沈降物Ｅ’）」は、前記篩い目６ａは通過できないが、篩い目６ｂは通過し得る粒径である。

また、傾斜スクリーン６の上方では、その「小サイズの重比重物（沈降物Ｅ’）」よりも粒径が大きく且つ比重が小さいことから、前記「小サイズの重比重物（沈降物Ｅ’）」と同等の沈降力を有する「中サイズの中軽比重物」が、「吸引可能物Ｂ’」として吸引管９に吸引される。
これは、「中サイズの中軽比重物（吸引可能物Ｂ’）」は、前記篩い目６ｂを通過できない粒径であり、前記「小サイズの重比重物（沈降物Ｅ’）」よりも相対的に粒径が大きいので、上昇流の影響を受けやすいからである。

その「中サイズの中軽比重物（吸引可能物Ｂ’）」と「小サイズの重比重物（沈降物Ｅ’）」を除く残りの「混合物Ｄ」は、下り勾配に沿って傾斜スクリーン６上を下降していく。

最後に、最も下部に位置する上昇流発生管８と吸引管９とに挟まれた一定幅のエリアについて説明する。
このエリアでは、傾斜スクリーン６の篩い目６ｃは、前記篩い目６ｂよもさらに大きく設定されており、上昇流発生管８による上昇流の速さと吸引管９による吸引力の大きさも、前記中間に位置する前記上昇流発生管８と吸引管９よりも、さらに大きく設定されている。

このエリアにおいて、「中サイズの重比重物」は、「沈降物Ｅ”」として篩い目６ｃを通って傾斜スクリーン６の下方に落ちる。傾斜スクリーン６の下方に落ちれば、吸引管９の吸引力は及ばない。「中サイズの重比重物（沈降物Ｅ”）」は、前記篩い目６ｂは通過できないが、篩い目６ｃは通過し得る粒径である。

また、傾斜スクリーン６の上方では、その「中サイズの重比重物（沈降物Ｅ”）」よりも粒径が大きく且つ比重が小さいことから、前記「中サイズの重比重物（沈降物Ｅ”）」と同等の沈降力を有する「大サイズの中軽比重物」が、「吸引可能物Ｂ”」として吸引管９に吸引される。
これは、「大サイズの中軽比重物（吸引可能物Ｂ”）」は、前記篩い目６ｃを通過できない粒径であり、前記「中サイズの重比重物（沈降物Ｅ”）」よりも相対的に粒径が大きいので、上昇流の影響を受けやすいからである。

その「大サイズの中軽比重物（吸引可能物Ｂ”）」と「中サイズの重比重物（沈降物Ｅ”）」を除く残りの「混合物Ｄ」、すなわち、「大サイズの重比重物」は、下り勾配に沿って傾斜スクリーン６上を下降していき、「沈降物Ａ」として、その傾斜スクリーン６の排出側端部３ｂから水槽２の底へ落下していく。

「大サイズの重比重物（沈降物Ａ）」は、同じく、重比重物である前記「沈降物Ｅ，Ｅ’，Ｅ”」とともに、水槽２の底で回転する排出スクリュー１１で選別回収される。

この実施形態では、上昇流発生手段８と吸引手段９とを合計３組配置したが、その組数は、例えば、２組としてもよいし、４組、５組、あるいはそれ以上としてもよい。
いずれの場合も、上昇流発生手段８による上昇流の強さと、吸引手段９による吸引力の強さとは、傾斜スクリーン６の勾配を下るにつれて徐々に大きくなるように設定する。また、傾斜スクリーン６の篩い目６ａ，６ｂ，６ｃ・・・の大きさも、勾配を下るにつれて徐々に大きく設定することに変わりない。

また、この実施形態では、上昇流発生手段８として上向きに開口する上昇流発生管８を、吸引手段９として下向きに開口する吸引管９を採用した。
これらの上昇流発生手段８、吸引手段９については、これらの実施形態で示した管状を成す装置に限定されず、水槽２内の流体に流れを生じさせる周知の手段、あるいは、吸引力を生じさせる周知の手段を採用することができる。

一実施形態の正面図 図１の側面図 従来例の正面図 図３の側面図

符号の説明

１，２０ 湿式選別装置
２ 水槽
３ バスケット
４ 仕切板
５ シュート
６ 傾斜スクリーン
６ａ，６ｂ，６ｃ 篩い目
７ 振動発生手段
８ 上昇流発生手段（上昇流発生管）
９ 吸引手段（吸引管）
１０ コンベア
１１ 排出スクリュー
Ａ 沈降物
Ｂ 吸引可能物
Ｃ 浮上物
Ｄ 混合物
Ｅ 沈降物

Claims (2)

1. 水槽２内に、一端から他端に向かって下り勾配を成す傾斜スクリーン６と、その水槽２内に満たされた流体に上昇流を発生させる上昇流発生手段８と、その上昇流で流体中に浮遊する浮遊物を下向き開口９ａから上方へ吸引する吸引手段９とを前記下り勾配に沿って複数組設け、前記傾斜スクリーン６は、前記各上昇流発生手段８と前記各吸引手段９との間に篩い目６ａ，６ｂ，６ｃ・・・をそれぞれ有し、比重の異なる物体が混在する混合物Ｄを流体を満たした前記水槽２の一端に投入し、その混合物Ｄを、前記上昇流に乗って前記吸引手段９に吸引される吸引可能物Ｂと前記傾斜スクリーン６上を下ってその傾斜スクリーン６の他端から落下して前記水槽２内に沈降する沈降物Ａとに選別する選別装置において、
   前記各吸引手段９による吸引力を、前記一端から前記他端に向かって徐々に大きくし、前記傾斜スクリーン６の篩い目６ａ，６ｂ，６ｃ・・・を、前記一端から前記他端に向かって徐々に大きくしたことを特徴とする選別装置。
2. 前記傾斜スクリーン６は、振動発生手段７により振動が付与されるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の選別装置。

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