JP6780885B2 - 渦流による夾雑物分離機能を有する比重別廃棄物選別機 - Google Patents

Description

本発明は、比重に応じる廃棄物選別機に関し、より詳細には、投入される廃棄物が渦流によりひっくり返りながら回転するドラムと羽の打撃により夾雑物が払い落とされて除去されると、高比重物（ペットボトル、ガラス瓶、缶、金属類など）、低比重物（ビニール、紙など）及び夾雑物（砂、土、ほこり、ガラス粉など）に選別されるようにする渦流による夾雑物分離機能を有する比重別廃棄物選別機に関する。

一般的に、廃棄物選別機は、産業現場などで発生する各種廃棄物を種類別に分離してリサイクル可能なものは再処理過程を経てリサイクルしている。このように廃棄物を種類別に分離するためには選別機が用いられる。

従来の選別機は、韓国登録特許第１０−１９３１６８７号公報（特許文献１）のように、上部前方には廃棄物を投入できるように投入部が形成され、下部中央部には異物排出部が形成され、下部後方部には低比重物排出部が形成されたケース；前記ケースの内部に長さ方向に傾斜して設置されて複数配列された異物排出孔をそれぞれ備える複数のスクリーン；前記ケースの下部前方と後方にそれぞれ設置されて複数のスクリーンを互いに外れるように交互に昇降させるクランク軸；前記クランク軸を駆動させるモータを含み、前記投入部の下部前方には投入ガイドを軸に回転可能に設置し、前記投入ガイドの両側には複数の孔が形成された角度調節板をボルト締結で連結し、前記投入ガイドの前方両側には角度調節板の孔のいずれか１つの孔にボルト締結で連結される固定板を設置し、前記スクリーンの中央部から分離ガイド側に形成される異物排出孔は微細な異物を排出できるサイズに形成し、前記スクリーンの中央部から分離ガイド側に形成される異物排出孔は太い異物を排出できるサイズに形成し、前記異物排出部の中央部に分離ガイドを設置した構造になっている。

このような構造になっている選別機は、重量に応じて廃棄物を分離できる効果があるが、廃棄物にくっ付いた異物を払い落とすことができなくて別途の除去工程を経なければならないため、工程数が増え、これによる装置の巨大化及び高価の要因として作用し、バイブレータ機能を有するスクリーンコンベヤの場合、震えによる装置の摩耗及び騒音が発生してスクリーンの長さが長くないと選別が行われないという問題点がある。

韓国登録特許第１０−１９３１６８７号公報 韓国登録特許第１０−０７４７６５５号公報 韓国登録特許第１０−０５０６０２９号公報 韓国登録特許第１０−１４５９３４５号公報

本発明は、従来のような問題点を解決するために創案したものであり、廃棄物が投入される投入口から複数のドラムにより渦流が形成されるようにして廃棄物が渦流によりひっくり返りながら回転するドラムと羽の打撃により夾雑物が払い落とされて除去され、落下した廃棄物は、高比重物、低比重物及び夾雑物にそれぞれ選別されるようにする渦流による夾雑物分離機能を有する比重別廃棄物選別機を提供することにその目的がある。

本発明のまた他の目的は、スクリーンにより移送される低比重物がパルス形態で噴射されるエアによりひっくり返えながら移送されるようにすることにより、低比重物に付いていた夾雑物がもう一度分離されるようにする渦流による夾雑物分離機能を有する比重別廃棄物選別機を提供することにある。

本発明のまた他の目的は、ひもや異物などがドラムに巻き込まれようとする場合、切断されるようにしてドラムにひもが巻かれる現象を防止する渦流による夾雑物分離機能を有する比重別廃棄物選別機を提供することにある。

前記目的を達成するための本発明による渦流による夾雑物分離機能を有する比重別廃棄物選別機は、放射型の羽が備えられるメインドラム、上部補助ドラム、下部補助ドラムを備え、メインドラムは投入口の一側に、上部補助ドラムは投入口の他側に、下部補助ドラムは上部補助ドラムの下部に備え、メインドラムと下部補助ドラムは同じ方向に回転するのに対し、上部補助ドラムは逆方向に回転し、それぞれ異なる回転速度で渦流を極大化させる構造でメンドラム、上部補助ドラム、下部補助ドラムの間に渦流が形成されるようにし、投入口の下部に網形態になっているスクリーンコンベヤが傾斜して設置されることを特徴とする。

また、前記下部補助ドラムは、メインドラム方向に水平往復移送するようにして渦流区域が一定の区間内で継続して移動するようにすることを特徴とする。

また、前記スクリーンコンベヤの下部には一定時間周期的な瞬間的に噴射されるパルス形態のエアが上部に排出され、スクリーンコンベヤに乗って移送する低比重物が裏返しになりながら移動することにより、夾雑物がもう一度分離されるようにすることを特徴とする。

また、前記下部補助ドラムの羽には複数の孔が貫通形成されることを特徴とする。

また、前記投入口の内壁には固定カッターを設置し、メインドラムの羽には固定カッターと緊密に近接する回転カッターが設置されてメインドラムに紐が巻き込まれようとすると切断されるようにすることを特徴とする。

また、前記メインドラム、上部補助ドラム、下部補助ドラムは側方向に複数の区画板を形成し、各区画板は周りに台形の突部を複数形成し、突部の角をラウンド処理するものの、末端を尖るように形成して刃が形成されるようにすることを特徴とする。

本発明による渦流による夾雑物分離機能を有する比重別廃棄物選別機は、投入される廃棄物が渦流によりひっくり返りながら回転するドラムと羽の打撃により廃棄物にくっついた夾雑物が払い落とされて分離された状態で重量別に選別できる効果がある。

また、スクリーンコンベヤにより移送する低比重物が一定時間周期的に瞬間噴射されるパルス形態のエアによりひっくり返りながら移送されるので、低比重物に付いていた夾雑物がもう一度分離されることにより、夾雑物の除去が最大化される効果がある。

また、ひもや異物などがドラムに巻き込まれようとする場合、固定カッター及び回転カッターにより切断されるので、ドラムにひもが巻かれる現象を防ぐ効果がある。

図１は、本発明による比重別廃棄物選別機の構造を示した側面図。 図２は、本発明による比重別廃棄物選別機の構造を示した要部拡大図。 図３は、本発明によるドラムの構造を示した斜視図。 図４ａは、本発明による各ドラムの構造を示した斜視図。 図４ｂは、本発明による各ドラムの構造を示した斜視図。 図４ｃは、本発明による各ドラムの構造を示した斜視図。 図５は、本発明による比重別廃棄物選別機の構造を示した平面図。 図６は、本発明による固定カッターの構造を示した底面斜視図。 図７は、本発明による固定カッター及び回転カッターの構造を示した要部拡大断面図。 図８は、本発明による比重別廃棄物選別機の作動状態を示した使用状態図。

以下、本発明による渦流による夾雑物分離機能を有する比重別廃棄物選別機の好ましい実施例を添付の図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明による比重別廃棄物選別機の構造を示した側面図、図２は、比重別の廃棄物選別機の構造を示した要部拡大図、図３は、ドラムの構造を示した斜視図、図４ａ、４ｂ、４ｃは、各ドラムの構造を示した斜視図、図５は、比重別廃棄物選別機の構造を示した平面図、図６は、固定カッターの構造を示した底面斜視図、図７は、固定カッター及び回転カッターの構造を示した要部拡大断面図、図８は、比重別廃棄物選別機の作動状態を示した使用状態図である。

これらの図面に図示されたように、本発明による渦流による夾雑物分離機能を有する比重別廃棄物選別機（１００）は、渦流を形成するメインドラム（１０）、上部補助ドラム（２０）、下部補助ドラム（３０）が備えられ、その下部に傾斜した
スクリーンコンベヤ（５０）が設置される。

前記メインドラム（１０）、上部補助ドラム（２０）、下部補助ドラム（３０）は円筒形からなり、その周りに放射型の羽（１１，２１，３１）が備えられ、側方向に複数の区画板（１２，２２，３２）が形成される。

前記メインドラム（１０）は投入口（１）の一側に設置され、上部補助ドラム（２０）は投入口（１）の他側にメインドラム（１０）と対向して配列するものの、メインドラム（１０）よりやや高く配置され、下部補助ドラム（３０）は上部補助ドラム（２０）の下部に設置される。メインドラム（１０）は、上部補助ドラム（２０）と下部補助ドラム（３０）に比べて大きく形成され、上部補助ドラム（２０）と下部補助ドラム（３０）は同一サイズに形成される。そして、メインドラム（１０）の羽（１１）は、上部補助ドラム（２０）と下部補助ドラム（３０）の羽（２１，３１）より多く形成される。このようなメインドラム（１０）、上部補助ドラム（２０）、下部補助ドラム（３０）は回転時に周囲から風を引き起こすことになる。

そして、前記メインドラム（１０）と前記下部補助ドラム（３０）は同じ方向に回転するのに対し、前記上部補助ドラム（２０）は反対方向に回転してメインドラム（１０）、上部補助ドラム（２０）、下部補助ドラム（３０）の間には各羽（１１，２１，３１）により渦流が発生する渦流区域（９０）が形成される。

ここで、メインドラム（１０）と上部補助ドラム（２０）は対向する方向、すなわち、噛み合う方向に回転することにより、上部から投入される廃棄物はメインドラム（１０）と上部補助ドラム（２０）との間に供給され、各ドラム（１０，２０，３０）の回転により渦流区域（９０）で停滞する現象が発生するとともに、各ドラム（１０，２０，３０）の羽（１１，２１，３１）及び区画板（１２，２２，３２）により廃棄物は衝突してひっくり返りながらくっついた夾雑物が分離されて落下される。

前記メインドラム（１０）は、上部補助ドラム（２０）よりゆっくり回転し、下部補助ドラム（３０）は、上部補助ドラム（２０）より速く回転して渦流を極大化させる。従って、メインドラム（１０）は、投入される廃棄物を支える機能とともに下部に引き下ろす機能を兼ねる。それに対して、上部補助ドラム（２０）は、メインドラム（１０）によって支えられた廃棄物を打撃して廃棄物にくっ付いて固着した土やほこりなどの夾雑物を払い落として分離させる機能をする。この時、袋や麻袋などはひっくり返って破封されて隠された夾雑物が外部に露出し、容易に除去される。そして、下部補助ドラム（３０）はメインドラム（１０）の方向に水平往復移送する構造を有する。すなわち、投入口（１）の側面に水平方向の長孔を形成し、下部補助ドラム（３０）の回転軸が長孔に沿って往復移動する。従って、下部補助ドラム（３０）の位置によって渦流区域（９０）が継続変動しながら渦流が不規則に発生して投入された廃棄物をさまざまな方向にひっくり返すことになる。このような下部補助ドラム（３０）は、渦流を形成する機能とともに廃棄物を打撃して夾雑物を除去する機能を兼ねる。また、下部補助ドラム（３０）の羽（３１）は、複数の孔（３４）が貫通形成されて廃棄物の打撃時に夾雑物が孔（３４）を介して容易に排出されるようにする。

前記各ドラム（１０，２０，３０）の区画板（１２，２２，３２）には、縁部に台形の突部（１３，２３，３３）を複数突出形成する。前記突部（１３，２３，３３）の角はラウンド（Ｒ）処理されてひものような廃棄物が区画板に引っ張られる現象を防止して巻かれないようにする。 また、区画板（１２，２２，３２）の末端は尖るように刃（Ｎ）を形成して投入される廃棄物を打撃して切断する機能を兼ねる。

一方で、前記投入口（１）の内壁には固定カッター（４０）が水平に設置され、メインドラム（１０）の羽（１１）には固定カッター（４０）と緊密に近接する回転カッター（５０）が設置される。

前記固定カッター（４０）は、四角ブロック形状からなり、両面に突起（４１）が突出形成される。前記投入口（１）の内壁には固定カッター（４０）が密着に設置されるベース（４３）を備えるものの、固定カッター（４０）の突起（４１）が 挟まれてスライディングできるスライド溝（４４）を側方向に連続して複数形成する。

前記固定カッター（４０）は、中央と両側に垂直に貫通される長孔（４２）が形成される。ここで、長孔（４２）は突起（４１）の長さ方向と平行に形成される。前記ベース（４３）は、固定カッター（４０）の長孔（４２）と対応されるボルト孔（４５）を形成してボルト（Ｂ）により固定カッター（４０）がベース（４３）に固定される。

このように固定された固定カッター（４０）は、突起（４１）がベース（４３）のスライド溝（４４）に安着されることにより左右方向に揺れずに安定した状態で固定され、前後方向にはスライディング可能である。従って、固定カッター（１０）に発生する衝撃は固定カッター（４０）を固定するボルト（Ｂ）に伝達されずに突起（４１）及びスライド溝（４４）に伝達されることによってボルト（Ｂ）が破損することを防止する。

一方、前記ベース（４３）には固定カッター（１０）の後面を加圧して固定カッター（４０）を前進させる締めボルト（４６）を備える。このような構造により前記固定カッター（４０）は長期間の使用により摩耗した場合、締めボルト（４６）を回転させて前進させることにより、固定カッター（４０）を前進させることができ、固定カッター（４０）と回転カッター（５０）と間の間隔を一定に維持できる。

このような固定カッター（４０）は、摩耗によってその機能が低下する場合、左右又は上下にひっくり返して再固定することにより４つの角を持ち回りで使用できるので、固定カッター（４０）の寿命を延長することができる長所がある。

前記回転カッター（５０）は、四角ブロック形状からなり、前記メインドラム（１０）の羽（１１）に設置され、羽（１１）の末端に少し突出して設置する。ここで、羽（１１）は、複数の収容溝（１３）を形成し、この収容溝（１３）に回転カッター（５０）が一部挿入された状態でボルトにより固定される。このような回転カッター（５０）は、収容溝（１３）に嵌め合い方式で一部挿入されて固定されることにより、流動なしに堅固にに固定され、廃棄物との衝撃時にボルトに伝達されないことによりボルトが破損する現象を防止する。

このような回転カッター（５０）も磨耗によりその機能が低下する場合、左右にひっくり返って再固定することにより、２つ角を回しながら使用できるので、回転カッター（５０）を長時間使用できる長所がある。

従って、比較的に強いひもやビニールなどの帯形態の異物がメインドラム（１０）に巻き込まれよとする場合、固定カッター（４０）及び回転カッター（５０）により切断されてメインドラム（１０）を巻かれる現象が防止される。

一方で、前記スクリーンコンベヤ（６０）は投入口（１）の下部に傾斜して設置され、スクリーン（６１）は小さな粒子を通過させることができるように数多くの目が形成された網状になっている。従って、投入口（１）において分離された土やほこり及び砂などの夾雑物はスクリーン（６１）を通過して下部に落ちて別途で収集される。

それに対して、ペットボトルやガラス瓶及び缶などの高比重物はスクリーン（６１）の傾斜面に沿って低い方に転がって落ちて一ヵ所に集まって収集され、ビニールや紙類などの低比重物はスクリーンに沿って移動した後、末端から落下して一ヵ所に集まる。

前記スクリーンコンベヤ（６０）の下部にはスクリーン（６１）方向にエアを噴射するエアノズル（７０）が複数形成される。エアノズル（７０）から噴射されるエアは、一定時間周期的に瞬間を噴射するパルス形態を有する。従って、スクリーン（６１）に沿って移送する低比重物はエアが噴射されるたびにひっくり返られて低比重物に乗っている夾雑物を分離する。この時、分離される夾雑物はスクリーン（６１）を貫通して下部に落ちる。

このような構造からなる本発明による渦流による夾雑物分離機能を有する比重別廃棄物選別機（１００）の作用効果を説明する。

まず、廃棄物が供給される搬送コンベヤを投入口の上部に設置し、コンベヤを駆動して廃棄物が投入口（１）に供給されるようにする。投入口（１）に供給される廃棄物は、ペットボトル、ガラス瓶、缶、金属類、ビニール、紙、砂、土、ほこり、ガラス粉など各種物質が供給される。

投入口（１）に供給された廃棄物は回転するメインドラム（１０）と上部補助ドラム（２０）により中央に集まって下部に下がる。ここで、メインドラム（１０）は低ＲＰＭで回転し、上部補助ドラム（２０）は中ＲＰＭで回転し、下部補助ドラム（３０）は、高ＲＰＭで回転する。従って、各ドラム（１０，２０，３０）に備えられた羽（１１，２１，３１）により周辺に風が発生し、メインドラム（１０）と上部補助ドラム（２０）及び下部補助ドラム（３０）の間の空間に渦流が極大化され、発生する渦流区間（９０）が形成される。

この渦流区間（９０）に位置した廃棄物は渦流により所定時間停滞現象が発生して、メインドラム（１０）と上部補助ドラム（２０）及び下部補助ドラム（３０）の打撃により廃棄物に付着した夾雑物が分離されて下方に落下する。ここで、前記メインドラム（１０）は低ＲＰＭで回転するので、羽（１１）に接触される廃棄物を支える機能を果たし、中ＲＰＭで回転する上部補助ドラム（２０）の羽（２１）は、廃棄物を強制的に押しながら打撃する機能をすることにより廃棄物を打撃する。この過程で麻袋や袋などは完全にひっくり返って破封され、外部はもちろん内部にくっついた夾雑物まで全部払い落とされて分離される。そして、区画板（１２，２２，３２）の周りに突出された突部（１３，２３，３３）は刃（Ｎ）が形成されて破封された麻袋や袋などの廃棄物をもう一度切断する。

前記下部補助ドラム（３０）は水平方向に往復移動しながら渦流区間（９０）が繰り返して移動する。これによって、廃棄物はまんべんなくひっくり返され、くっついた夾雑物は効果的に払い落とされて分離される。

特に、紐形態の廃棄物は、メインドラム（１０）に巻かれようとする現象が発生するが、メインドラム（１０）の羽に密着した状態で引っ張られ、羽（１１）に備えられた回転カッター（５０）と投入口（１）の内壁に設置された固定カッター（４０）により切断される。すなわち、回転カッター（５０）が固定カッター（４０）と近接する瞬間、回転カッター（５０）に巻かれていたひも形態の廃棄物は切断されてメインドラム（１０）に巻かれない。

このように夾雑物が分離された廃棄物は、メインドラム（１０）が引きずり下ろして投入口（１）の下方に落下され、これとともに、廃棄物から分離された夾雑物も投入口（１）の下方に落下する。

落下した廃棄物は、投入口（１）の下部に備えられたスクリーンコンベヤ（６０）に下がるが、スクリーンコンベヤ（６０）が傾斜して設置されることによりペットボトル、ガラス瓶、缶、金属類などの節目中物及び中比重物は自体荷重によりスクリーンコンベヤ（６０）の低い方に転落して一か所に集まるようになり、ビニールや紙などの低比重物はスクリーン（６１）に載せられてスクリーンに沿って移送する。一方、粒子が小さな砂、土、ホコリ、ガラス粉などの夾雑物はスクリーン（６１）の目を貫通してスクリーンコンベヤの下部に集まるようになる。

そして、スクリーン（６１）に沿って移送するビニールや紙などの低比重物はスクリーン（６１）の下部に設置された噴射ノズル（７０）から一定時間周期的に瞬間噴射するパルス形態のエアにより浮上してひっくり返える過程を繰り返しながら、移送される。この過程で、低比重物の上に乗っていた夾雑物は繰り返されるひっくり返しによりもう一度分離されてスクリーン（６１）の目を貫通して下部に落下する。従って、低比重物はほこりなしにきれいな状態で回収される。

このような過程により３種類の形態である高比重物、低比重物、夾雑物に選別され、夾雑物が効果的に除去及び分離した状態で選別される効果がある。

１：投入口
１０：メインドラム
１１、２１、３１：羽
１２、２２、３２：区画板
１３、２３、３３：突部
２０：上部補助ドラム
３０：下部補助ドラム
３４：孔
４０：固定カッター
４１：突起
４２：長孔
４３：ベース
４４：スライド溝
４５：ボルト孔
４６：締めボルト
５０：回転カッター
６０：スクリーンコンベヤ
６１：スクリーン
７０：エアノズル
Ｂ：ボルト
Ｎ：刃
Ｒ：ラウンド
１００：選別機

Claims (6)

1. 軸方向に並んでいる放射型の羽（１１，２１，３１）が備えられて風を起こすメインドラム（１０）、上部補助ドラム（２０）、および、下部補助ドラム（３０）を備え、
   前記メインドラム（１０）は投入口（１）の一側に、前記上部補助ドラム（２０）は前記投入口（１）の他側に、前記下部補助ドラム（３０）は前記上部補助ドラム（２０）の下部に備えられ、
   前記メインドラム（１０）と前記下部補助ドラム（３０）は同じ方向に回転するのに対し、前記上部補助ドラム（２０）は逆方向に回転し、それぞれ異なる速度で回転して前記メインドラム（１０）、前記上部補助ドラム（２０）、前記下部補助ドラム（３０）の間に渦流が極大化されるように形成し、
   前記投入口（１）の下部に網状になっているスクリーンコンベヤ（６０）が傾斜して設置されることを特徴とする渦流による夾雑物分離機能を有する比重別廃棄物選別機。
2. 前記下部補助ドラム（３０）は、前記メインドラム（１０）方向に水平往復移送するようにして渦流区域が一定の区間内で継続して移動するようにすることを特徴とする請求項１に記載の渦流による夾雑物分離機能を有する比重別廃棄物選別機。
3. 前記スクリーンコンベヤ（６０）の下部エアノズル（７０）を複数備え、一定時間周期的に瞬間噴射するパルス形態のエアが上部に排出されて、スクリーンに乗って移送される低比重物が継続してひっくり返りながら移動することにより、夾雑物がもう一度分離されるようにすることを特徴とする請求項１に記載の渦流による夾雑物分離機能を有する比重別廃棄物選別機。
4. 前記下部補助ドラム（３０）の羽（３１）は、複数の孔（３４）が貫通形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の渦流による夾雑物分離機能を有する比重別廃棄物選別機。
5. 前記投入口（１）の内壁には固定カッター（４０）を設置し、前記メインドラム（１０）の羽（１１）には固定カッター（４０）と緊密に近接する回転カッター（５０）が設置され、前記メインドラム（１０）にひもが巻き込まれようとすると切断されるようにすることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の渦流による夾雑物分離機能を有する比重別廃棄物選別機。
6. 前記メインドラム（１０）、前記上部補助ドラム（２０）、および、前記下部補助ドラム（３０）は、側方向に複数の区画板（１２，２２，３２）がそれぞれ形成され、各区画板（１２，２２，３２）は、周りに台形の突部（１３，２３，３３）が複数形成され、前記突部（１３，２３，３３）の角はラウンド（Ｒ）処理されるものの、末端を尖がるように形成して刃（Ｎ）が形成されるようにすることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の渦流による夾雑物分離機能を有する比重別廃棄物選別機。