JP2010142759A - 浮遊選別装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発泡体を含む材料から、発泡体を効率的、かつ、確実に選別することのできる、浮遊選別装置を提供すること。
【解決手段】発泡体を含む材料を液体２に浮遊させて、発泡体を選別する浮遊選別装置１であって、液体２を収容するための外側ケーシング３と、外側ケーシング３内に、外側ケーシング３と連通するように配置され、材料を受け入れる内側筒４と、内側筒４内および外側ケーシング３内に設けられ、液体２を攪拌するための上側水平回転羽根５と、液体２を攪拌するための下側水平回転羽根７と、内側筒４内に設けられ、上下移動可能な上下移動羽根６と、内側筒４内に材料を供給するために内側筒４内に設けられ、上下方向に延び、上下移動羽根６と同一軸線上に配置される供給部１７とを備える浮遊選別装置１に、湿潤状態の材料を投入し、その浮遊選別装置１により発泡体を選別する。
【選択図】図１

Description

本発明は、浮遊選別装置、詳しくは、発泡体を含む材料を液体に浮遊させて、発泡体を選別する浮遊選別装置に関する。

従来より、各種材料の中から、目的の材料を選別するための選別装置が知られている。
例えば、下端が開放される内側サイクロンと、これの外側に設けられ、水を収容する有底の外側サイクロンとを備える比重選別機が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
そして、特許文献１で提案される比重選別機では、球状のＰＰおよびＰＥＴとアルミニウム粒とを含む材料を、内側サイクロン内において渦流となる水に投入し、まず、比重が大きいアルミニウム粒を沈殿させてこれを採取し、次いで、ＰＰおよびＰＥＴを内側サイクロンにおいて下降させながら、渦流によって内側サイクロンから外側サイクロンに移動させ浮上させて、これらを選別している。
特開平１０−２４４５３６号公報

しかるに、廃棄される樹脂などの材料は、発泡ポリスチレンなどの発泡体を含んでおり、かかる発泡体を選別する必要がある。
しかし、特許文献１で提案される比重選別機では、発泡体を選別することは困難である。
本発明の目的は、発泡体を含む材料から、発泡体を効率的、かつ、確実に選別することのできる、浮遊選別装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の浮遊選別装置は、発泡体を含む材料を液体に浮遊させて、前記発泡体を選別する浮遊選別装置であって、液体を収容するための外側ケーシングと、前記外側ケーシング内に、前記外側ケーシングと連通するように配置され、前記材料を受け入れる内側筒と、前記外側ケーシング内および／または前記内側筒内に設けられ、前記液体を攪拌するための水平回転可能な第１羽根と、前記内側筒内に設けられ、上下移動可能な第２羽根と、前記内側筒内に設けられ、前記内側筒内に材料を供給するための供給部とを備えていることを特徴としている。

この選別装置では、供給部から内側筒に受け入れられる材料は、第２羽根の上下移動に基づく液体の下方流および上方流によって、上下方向に分離される。
つまり、第２羽根の下方への移動に基づく液体の下方流によって、材料は、一旦、下部に押し下げられる。続いて、比重が極めて小さい発泡体は、相対的に、第２羽根の上方への移動に基づく液体の上方流に追随して、上方に押し上げられて浮上する。

一方、発泡体以外の材料は、相対的に、第２羽根の上方への移動に基づく液体の上方流に追随せず、内側筒内の下部においてそのまま浮遊する。そして、発泡体以外の材料は、第１羽根の水平回転に基づく水平方向の攪拌に起因する渦流によって、水平回転されながら、水平方向外側へ向かう遠心力によって、内側筒内からそれに連通する外側ケーシングへ移動する。

そのため、内側筒において浮上する発泡体と、外側ケーシングの発泡体以外の材料とをそれぞれ回収することにより、材料から発泡体を確実に選別することができる。
その結果、簡易な構成により、発泡体を確実に選別することができる。
また、供給部が、内側筒に臨むように外側ケーシング内に設けられている場合には、外側ケーシングにおいて、第１羽根の水平回転に基づく水平方向の攪拌に起因する渦流の円滑な流れを阻害するため、発泡体以外の材料が澱んでしまい、かかる発泡体以外の材料を効率的に回収することができない場合がある。

しかし、この浮遊選別装置では、供給部が、内側筒内に設けられているので、外側ケーシングにおける渦流の円滑な流れを維持でき、発泡体以外の材料をその渦流に沿って均一に分散させることができる。そのため、外側ケーシングにおいて、発泡体以外の材料を効率的に回収することができる。
また、本発明の浮遊選別装置では、前記供給部は、上下方向に延び、前記第２羽根と同一軸線上に配置されていることが好適であり、さらに、前記供給部の供給口の縁部が、水平方向に沿って形成されていることが好適である。

この浮遊選別装置では、上下方向に延びる供給部が、第２羽根と同一軸線上に配置されているので、供給部が、第２羽根の上下移動を阻害することを防止することができる。そのため、内側筒内において第２羽根の上下移動に基づく液体の下方流および上方流の円滑な流れを維持でき、発泡体を均一に浮遊させることができる。その結果、内側筒において、発泡体を効率的に回収することができる。

また、供給口の縁部が上下方向に傾きをもって形成されている場合には、材料は、供給部の供給口から上下方向に一定幅をもって供給されるため、供給口の下方から供給される材料に含まれる発泡体は、供給口の上方から供給される材料に含まれる発泡体に比べて、第２羽根の下移動に基づく液体の下方流によって下方に移動し易く、外側ケーシングに流出する場合がある。

しかし、この浮遊選別装置では、供給部の供給口の縁部が、水平方向に沿って形成されているので、材料は、供給部の供給口から上下の区別なく供給されるため、材料の画一的な供給を図ることができる。そのため、上記した発泡体の下方への移動を有効に抑制して、発泡体の外側ケーシングへの流出を有効に抑制することができる。そのため、発泡体をより一層効率的に回収することができる。

また、本発明の浮遊選別装置では、前記第１羽根は、少なくとも前記内側筒内に設けられ、前記供給部の供給口と対向配置されていることが好適である。
この浮遊選別装置では、供給部の供給口から供給される材料を、供給部の供給口と対向配置される第１羽根によって、内側筒内に分散させることができる。そのため、内側筒において、材料から発泡体を効率的に選別することができる。

本発明の浮遊選別装置によれば、簡易な構成により、発泡体を効率的、かつ、確実に選別することができる。

図１は、本発明の浮遊選別装置の一実施形態の正断面図、図２は、外側ケーシングの正断面図、図３は、内側筒の正断面図、図４は、選別部材の正断面図、図５は、図４におけるＡ矢視図、図６は、クランクおよび支持筒の斜視図である。
また、方向に関する記載は、図１を基準として、紙面右側を「右側」（一方側）、紙面左側を「左側」（他方側）、紙面上側を「上側」、紙面下側を「下側」、紙面手前側を「前側」、紙面奥側を「後側」とする。

図１において、この浮遊選別装置１は、発泡体を含む材料を液体２に浮遊させて、発泡体を選別する浮遊選別装置１である。この浮遊選別装置１は、液体２を収容するための外側ケーシング３と、材料を受け入れる内側筒４と、液体２を攪拌するための第１羽根としての上側水平回転羽根５と、液体２を攪拌するための第１羽根としての下側水平回転羽根７と、上下移動可能な第２羽根としての上下移動羽根（選別部）６と、内側筒４内に材料を供給するための供給部１７とを備えている。

外側ケーシング３は、第１フレーム２１に支持され、浮遊選別装置１の上下方向略中央に配置されており、図１および図２に示すように、上端が開放される有底略円筒形状に形成されている。また、外側ケーシング３は、上下方向に延びる側壁８と、側壁８の下端から連続する底壁９とを一体的に備えている。
側壁８には、小比重取出部１０、取付部１２および発泡体取出受部１４が形成されている。

小比重取出部１０は、後述する発泡体の選別において浮上する材料（例えば、後述する小比重樹脂）を取り出すために設けられている。具体的には、小比重取出部１０は、側壁８の左側上端に配置され、平面視略矩形状に形成されている。小比重取出部１０は、上側に向かって開く側断面略コ字形状に形成されており、側壁８の左端から左方斜め下側に向かって連続して突出するように形成されている。

また、小比重取出部１０により仕切られる空間は、小比重取出室１８として形成されている。小比重取出室１８は、外側ケーシング３の内部空間（図１において示される後述する第２選別室２８）と連通している。
また、小比重取出部１０には、第２液面調整ゲート４４が設けられている。
第２液面調整ゲート４４は、第１液面調整ゲート４３（後述）と連動して、第２選別室２８の液面を調整するために設けられており、小比重取出部１０の右端に、それの下壁から上方に立設する略平板形状に形成されている。

取付部１２は、側壁８を第１フレーム２１に取り付けて固定するために設けられ、側壁８の上下方向途中の外側面に、側壁８の周方向に間隔を隔てて複数設けられている。
発泡体取出受部１４は、図１に示すように、後述する発泡体取出管３４を収容するために設けられ、側壁８の右側上端に配置されている。発泡体取出受部１４は、上側に向かって開く側断面略コ字形状に形成されており、側壁８の右端から右方斜め下側に向かって連続して突出するように形成されている。

底壁９は、側壁８の下端から径方向中心に向かうに従って下方に突出する正断面湾曲形状に形成されている。
また、底壁９には、前後方向中央の左側に大比重取出部１１が設けられている。
大比重取出部１１は、発泡体の選別において沈降して沈殿する材料（例えば、後述する大比重樹脂）を取り出すために設けられ、大比重取出管１９および開閉弁２０を備えている。

大比重取出管１９は、上下方向に延びる略円筒形状に形成されている。また、大比重取出管１９は、その上端が、平面視において、底壁９の中心と左側に間隔を隔てて配置され、後述する下側水平回転羽根７の周端より内側に配置されている。
開閉弁２０は、大比重取出管１９の下端に形成され、大比重取出管１９の下端を開閉可能に設けられている。なお、開閉弁２０は、自動操作により、一定周期で開閉する。

内側筒４は、第１フレーム２１の上に形成される第２フレーム２２の上に形成されるベース２４を介して第２フレーム２２に支持され、外側ケーシング３内に設けられている。すなわち、内側筒４は、外側ケーシング３の前後方向内側および左右方向内側に、これらと間隔を隔てて配置されている。また、内側筒４は、その軸線が、外側ケーシング３の側壁８の上下方向に沿う軸線と重複するように、つまり、外側ケーシング３と同心状に配置されている。

また、内側筒４は、図１および図３に示すように、上端および下端が開放される略円筒形状に形成され、具体的には、下端および上下方向途中では、上方に向かうに従って内径がわずかに小さくなるテーパ形状に形成されるとともに、上端では、略直管形状に形成されている。
また、内側筒４は、外側ケーシング３内に、外側ケーシング３と連通するように配置されている。すなわち、内側筒４の下端が、外側ケーシング３内に臨むように配置されている。また、内側筒４の上端は、外側ケーシング３の上端より上側にやや突出して配置されている。

これにより、内側筒４の外側、すなわち、内側筒４と外側ケーシング３との間には、これらにより仕切られる空間（第２選別室）２８が形成され、また、内側筒４の内側には、これにより仕切られる空間（第１選別室）２７が形成されている。そして、第１選別室２７および第２選別室２８は、内側筒４の下端である連通口２６を介して、互いに連通している。

また、内側筒４の上部には、発泡体取出部３０および連通窓４７が形成されている。
発泡体取出部３０は、左側（内側筒４の直径方向内側）に配置される滞留部３７と、右側（内側筒４の直径方向外側）に配置される回収部３８とを備えている。
滞留部３７は、液体２を滞留させるために設けられ、上側に向かって開く側断面視略コ字形状の滞留壁３９を備えている。滞留壁３９は、内側筒４の右端と連続して形成されており、滞留壁３９の下壁は、内側筒４の右端から右方斜め上側に向かって延びるように形成されている。滞留部３７において、滞留壁３９により仕切られる空間が、滞留室６４として形成される。

回収部３８は、上側に向かって開く側断面視略コ字形状の回収壁４０を備えている。回収壁４０は、滞留壁３９の右端と連続して形成されており、回収壁４０の下壁が、滞留壁３９の右端から右方斜め下側に向かって延びるように形成されている。回収部３８において、回収壁４０により仕切られる空間が、回収室６５として形成される。
そして、内側筒４には、発泡体取出部３０の滞留壁３９が内側筒４の上部右端に接続されることにより、内側筒４の上端が切り欠かれた、右側面視略矩形状の発泡側開口６７が形成されている。

また、内側筒４において、滞留室６４と回収室６５とが連通しており、また、滞留室６４が、発泡側開口６７を介して、第１選別室２７（図１参照）と連通している。
また、この発泡体取出部３０には、第１液面調整ゲート４３が設けられている。
第１液面調整ゲート４３は、上記した第２液面調整ゲート４４と連動して、第１選別室２７の液面を調整するために設けられており、第１液面調整ゲート４３は、滞留部３７および回収部３８との境に、それらの下壁から上方に立設する略平板状に形成されている。

連通窓４７は、第２選別室２８と第１選別室２７とを一時的に連通させるために設けられている。連通窓４７は、内側筒４の左端に、第１液面調整ゲート４３と同じ高さに配置され、内側筒４の厚み方向を貫通する側面視略矩形状の開口として形成されている。また、連通窓４７には、連通窓４７を開閉可能にするためのゲート（図示せず）が設けられている。

ゲートは、連通窓４７を開閉することにより、第１選別室２７および第２選別室２８の連通を許容または遮断する。なお、ゲートは、自動操作あるいは手動操作により、内側筒４の周方向に沿ってスライドして開閉する。
また、第１内側筒４の上端には、フランジ４６が設けられており、第１内側筒４は、フランジ４６の下側のベース２４を介して、第２フレーム２２に支持されている。

下側水平回転羽根７は、外側ケーシング３内に設けられており、内側筒４の下方に間隔を隔てて配置されている。より具体的には、下側水平回転羽根７は、第２選別室２８の下部に形成されている。
下側水平回転羽根７は、外側ケーシング３および内側筒４の軸線に沿う回転軸５２と、回転軸５２の下端において支持される下側水平回転羽根部材１５とを備えている。

回転軸５２は、底壁９の中央から上方に向かって延びるように形成されており、具体的には、外側ケーシング３および内側筒４（内側筒４の下部）を貫通し、外側ケーシング３の下部に配置される軸受４５によって回転可能に支持されている。詳しくは、回転軸５２の上端は、内側筒４の上下方向中央に至っている。また、回転軸５２は、内側筒４と同心状に配置されている。

また、回転軸５２は、下側水平回転羽根７の回転軸および上側水平回転羽根５の回転軸として、下側水平回転羽根７および上側水平回転羽根５に共通して備えられる。また、回転軸５２の下端は、プーリ２５に接続され、このプーリ２５は、第１フレーム２１に支持される第１モータ５１にベルト３３を介して接続されている。第１モータ５１は、インバータで変速可能な電動機である。

下側水平回転羽根部材１５は、回転軸５２の下端から径方向外側に延びる複数の弓状羽根を備えている。また、弓状羽根は、底壁９に沿って形成されており、具体的には、底壁９の上面と上下方向にわずかな間隔を隔てて配置されている。
下側水平回転羽根７では、第１モータ５１の回転駆動がベルト３３およびプーリ２５を介して回転軸５２に伝達されて、回転軸５２が回転されると、下側水平回転羽根部材１５の弓状羽根が水平回転される。

また、下側水平回転羽根部材１５は、平面視において回転軸５２が時計回りに回転する場合に、その回転方向下流側に向かうに従って上端部から下端部に傾斜している。
上側水平回転羽根５は、内側筒４内に設けられており、上側水平回転羽根５の上側に間隔を隔てて配置されている。また、上側水平回転羽根５は、回転軸５２と、回転軸５２の上端において支持される上側水平回転羽根部材１３とを備えている。

回転軸５２は、上記した上側水平回転羽根５および下側水平回転羽根７の水平方向の回転軸であって、下側水平回転羽根部材１５および上側水平回転羽根部材１３を水平回転可能に支持している。
上側水平回転羽根部材１３は、回転軸５２の上端から径方向外側に、上記した下側水平回転羽根部材１５より短く延びる複数の水平羽根を備えている。上側水平回転羽根５では、第１モータ５１の回転駆動がベルト３３およびプーリ２５を介して回転軸５２に伝達されて、上側水平回転羽根部材１３の水平羽根が、下側水平回転羽根部材１５の弓状羽根とともに、水平回転される。

また、上側水平回転羽根部材１３は、平面視において回転軸５２が時計回りに回転する場合に、その回転方向下流側に向かうに従って下端部から上端部に傾斜している。
上下移動羽根６は、平面視において、内側筒４内に設けられており、支持筒１６と、支持筒１６の下端において支持される選別部材６３とを備えている。
支持筒１６は、図１および図６に示すように、上下方向に延びる円筒の略直管形状に形成されており、クランク部７９（後述）の上下駆動を選別部材６３に伝達する。支持筒１６は、平面視において、内側筒４の前後方向内側および内側筒４の左右方向内側に、これらと間隔を隔てて配置されている。より具体的には、支持筒１６は、その軸線が、内側筒４の上下方向に沿う軸線と重複するように、つまり、内側筒４と同心状に配置されている。すなわち、支持筒１６は、回転軸５２と同心状に配置されている。また、支持筒１６は、内側筒４の上部に配置されている。

また、支持筒１６は、その内側（平面視における前後方向内側および左右方向内側）に、シリンダ３６（後述）が挿通され、シリンダ３６に対して上下移動（摺動）可能となるように配置されている。
また、支持筒１６の上端には、クランク部７９が設けられている。
クランク部７９は、次に説明する第２モータ５５の回転運動に基づく回転駆動を、上下駆動に変換し、それを支持筒１６に伝達する。クランク部７９は、第１アーム８４、第２アーム８５、第１軸８６、第２軸８７および第３軸８８を備えている。また、クランク部７９は、第２モータ５５に接続されている。

第１アーム８４は、一方向に延びるように形成されており、一端に前後方向に延びる第１軸８６が挿通されて固定され、他端に前後方向に延びる第２軸８７が挿通されて固定されている。また、第１軸８６は、第２モータ５５に接続されており、第１アーム８４は、第１軸８６を中心として回転自在となるように第１軸８６を介して第２モータ５５に接続されている。

第２アーム８５は、一方向に第１アーム８４より長く延びるように形成され、一端に第２軸８７が回転自在に挿通され、他端に前後方向に延びる第３軸８８が回転自在に挿通されている。第２アーム８５では、一端が、第１アーム８４の他端の回転運動に伴って、揺動されながら、他端が、上下移動する。
第３軸８８は、支持筒１６に対して相対移動不能となるように固定されており、供給部１７のシリンダ３６に対して相対的に上下移動可能となっている。

第２モータ５５は、インバータで変速可能な電動機である。
選別部材６３は、図１に示すように、内側筒４内に設けられており、水平方向に対して傾斜して設けられている。具体的には、選別部材６３は、左側から右側に向かうに従って下方に傾斜して設けられている。すなわち、選別部材６３は、図１、図４および図５に示すように、支持筒１６の下端に固定されるリング形状の基部６２と、基部６２から径方向外側に延びる選別板６９とを一体的に備えている。

基部６２は、図４および図５に示すように、上下方向に延びる円筒形状に形成されている。基部６２は、図６に示すように、支持筒１６の周りに相対移動不可能に設けられ、かつ、シリンダ３６（後述）に対して相対移動可能に設けられている。
選別板６９は、図５に示すように、平面視略Ｃ字平板形状に形成されている。具体的には、選別板６９は、平面視（図４におけるＢ矢視図）において、略楕円板形状であって、選別板６９の平面に直交する方向、つまり、図４におけるＡ矢視図において、略円板形状に形成され、その右端から、径方向内側に向かって切り欠かれ、後述する渦流の通過を許容する切欠部（許容部）５０が形成されている。

切欠部５０は、平面視（図４におけるＡ矢視図）において、選別板６９の右側部分を周方向に分断するように形成されている。また、切欠部５０は、選別板６９の右側端部から選別板６９の軸心（基部６２）に向かう径方向途中まで開口される第１開口部７３と、第１開口部７３の径方向内端から径方向内側に向かって開口される第２開口部７４とから形成されている。

第１開口部７３は、平面視略矩形状に形成されている。
第２開口部７４は、第１開口部７３から連続し、第１開口部７３から径方向内側に向かうに従って第１開口部７３から周方向両側に次第に広がる、平面視略Ｃ字形状の開口として形成されている。また、第２開口部７４は、選別部材６３の軸心を中心とする周方向（後述する渦流の流れ方向）に沿って延びるように形成されている。

また、第２開口部７４の前側端部７６は、平面視において時計回りに進む方向に向かうに従って、選別部材６３の径方向外側端部から径方向内側端部に向かって傾斜している。また、第２開口部７４の前側端部７６の傾斜面は、径方向外側に向かって湾曲している。
また、第２開口部７４の後側端部７７は、前側端部７６と略対称形状に形成されている。すなわち、第２開口部７４の後側端部７７は、平面視において反時計回りに進む方向に向かうに従って、選別部材６３の径方向外側端部から径方向内側端部に向かって傾斜している。また、第２開口部７４の後側端部７７の傾斜面は、径方向外側に向かって湾曲している。

また、第２開口部７４の径方向内側端部は、選別板６９の径方向内側端部とわずかな間隔を隔てて配置され、基部６２の径方向内側端縁と並行している。
さらに詳しくは、選別板６９は、図４および図５に示すように、水平方向に対して傾斜して設けられ、すなわち、選別板６９の軸線（第１軸線）７１が、基部６２の軸線（第２軸線）７２と交差するように設けられている。すなわち、選別板６９が、その左側から右側に向かうに従って、下方に下がるように傾斜して、基部に６２に支持されている。

また、選別部材６３が傾斜していることから、選別板６９の切欠部５０を除く部分、つまり、前側部分７８および後側部分７５は、後述する渦流に沿って上昇する発泡体の上昇を抑制するための抑制部９０とされる。
なお、第１軸線７１と、第２軸線７２とのなす角度αは、例えば、５〜３０度、好ましくは、１０〜２０度である。

また、選別部材６３の前側部分７８における右側端部は、その径方向外側端縁が上方に屈曲するように形成されている。
そして、選別部材６３は、図１の矢印（実線および破線）で示すように、クランク部７９からの上下駆動により、支持筒１６が上下に往復移動する。また、選別部材６３の上下の移動速度は、第２モータ５５のインバータ変速により調整される。

供給部１７は、平面視において、内側筒４内に設けられ、上下方向に延びるように形成されている。供給部１７は、スクリューフィーダ３１と、シュート３５とを備えている。
スクリューフィーダ３１は、内側筒４内に材料を供給するための供給機であって、図１に示すように、シリンダ３６と、シリンダ３６内に収容されるスクリュー３２と、スクリュー３２を駆動させるための第３モータ４１とを備えている。

シリンダ３６は、図１および図６に示すように、前後方向および左右方向に内側筒４と
間隔を隔てて配置されている。詳しくは、シリンダ３６は、その軸線が、支持筒１６の軸線と重複する（同一軸線上に配置される）ように、つまり、支持筒１６と同心状に配置されている。詳しくは、シリンダ３６は、支持筒１６に摺動自在に挿通されている。
また、シリンダ３６は、内側筒４の上端および上下方向途中にわたって形成されている。

また、シリンダ３６の上端は、内側筒４の上端より上側であって、クランク部７９よりも突出するように配置されている。
また、シリンダ３６の下端は、材料を内側筒４に供給するための供給口５７とされており、この供給口５７は、上側水平回転羽根５と上下方向に所定間隔を隔てて（近傍に）対向配置されている。また、供給口５７の縁部５８は、水平方向に沿って形成されている。

スクリュー３２は、シリンダ３６内において、シリンダ３６と同心状に形成されている。スクリュー３２は、上下方向において、シリンダ３６の全体にわたって設けられており、スクリュー３２には、材料を切り出すための羽根２９がらせん状に形成されている。スクリュー３２の上端には、第３モータ４１が接続されている。
第３モータ４１は、スクリュー３２に回転駆動を伝達して、スクリュー３２を回転させるために設けられている。また、第３モータ４１は、インバータで変速可能な電動機である。また、第３モータ４１は、第２フレーム２２の上に形成される第３フレーム２３に支持されている。

シュート３５は、スクリューフィーダ３１の上部において、材料をスクリューフィーダ３１に供給するために設けられている。シュート３５は、下方に向かって内径が小さくなる、平面視略台形状の中空状に形成されている。また、シュート３５内には、図示しない注液装置が設けられている。
注液装置は、シュート３５に投入される材料の状態に応じて、材料に液体（水など）を注液（注水）するように構成されている。

次に、浮遊選別装置１を用いる選別方法について説明する。
この方法では、まず、材料を用意する。
材料としては、例えば、発泡体を含む樹脂などであって、具体的には、一般消費者が廃棄する発泡体を含む廃プラスチック（より具体的には、「容器リサイクル法」に基づくプラスチック回収品）などが挙げられる。

発泡体としては、例えば、食品トレイなどに使用される、発泡ポリスチレン（発泡ＰＳ）など、比重が顕著に小さい発泡樹脂が挙げられる。なお、発泡ポリスチレンとしては、例えば、アルミニウム薄膜などの金属薄膜により被覆された比較的比重の大きい発泡ポリスチレン粒子や、小粒子状（例えば、最大長さが３５ｍｍ以下）の発泡ポリスチレンなども挙げられる。

発泡体以外の樹脂としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）などの比重が１よりわずかに小さい樹脂（小比重樹脂）や、例えば、ポリスチレン（例えば、延伸ポリスチレン（ＯＰＳ）など、発泡ＰＳを除くポリスチレン）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ、具体的には、硬質ＰＶＣなど）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂（ＡＢＳ）などの比重が１より大きい樹脂（大比重樹脂）などが挙げられる。なお、これらの樹脂の形状としては、例えば、粒子状（空隙が形成された粒子状）、フィルム状（皺が形成されたフィルム状）なども含まれる。

このような小比重樹脂の比重は、例えば、０．９〜０．９６であり、大比重樹脂の比重は、例えば、１．１〜１．７である。
材料における各成分の含有割合は、材料１００重量部において、例えば、発泡体が３〜８重量部、発泡体以外の材料が８５〜９５重量部である。より具体的には、材料１００重量部において、例えば、発泡ＰＳが５〜６重量部、小比重樹脂が約９０重量部、大比重樹脂がそれらの残部である。

また、上記した材料を、必要により、公知の粉砕装置によって、予め粉砕する。この粉砕により、材料の最大長さを、例えば、５〜５０ｍｍ、好ましくは、１０〜３０ｍｍ、具体的には、２５ｍｍ程度に調整する。
次いで、この方法では、材料を湿潤状態にする。すなわち、材料に、液体をスプレーなどの散布方法により塗布したり、あるいは、材料を液体に浸漬する。

液体としては、例えば、水または界面活性剤を含む界面活性剤水溶液などが挙げられる。
界面活性剤としては、例えば、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両イオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤など、公知の界面活性剤が挙げられる。界面活性剤の含有割合は、例えば、界面活性剤水溶液の比重が大比重樹脂の比重以下となるように設定され、具体的には、水１００重量部に対して、例えば、１重量部以下、好ましくは、０．５重量部以下（通常、０．３重量部以上）に設定される。界面活性剤の含有割合が上記範囲を超える場合には、界面活性剤水溶液の比重が大比重樹脂の比重より大きくなるので、大比重樹脂を沈降させることができず、大比重樹脂と小比重樹脂とを分離して回収できない場合がある。

これにより、材料の含水率を、例えば、５０重量％以上、好ましくは、７０重量％以上、より具体的には、７０重量％程度に設定する。材料の含水率が上記範囲にない場合、とりわけ、上記範囲に満たない場合には、材料の表面に空気（気泡）や油膜が付着し易いため、選別において発泡体のみを浮上させにくい場合、具体的には、発泡ＰＳと、ＰＥおよびＰＰとの浮遊速度を相違させることができない場合がある。

また、浮遊選別装置１に液体２を充填する。液体２は、上記と同様の液体が用いられる。
浮遊選別装置１に液体２を充填するには、外側ケーシング３の上端および／または内側筒４の上端から、第２選別室２８および第１選別室２７に液体２が充填されるように、液面が滞留部３７の右端（第１液面調整ゲート４３の上端）の高さおよび小比重取出室１８の右端（第２液面調整ゲート４４の上端）の高さと同じ高さになるまで、液体２を注入（注液）する。同時に、必要に応じて、第１液面調整ゲート４３および第２液面調整ゲート４４の高さを調整する。

また、上下移動羽根６の選別部材６３を、図１の破線で示すように、上記高さにまで流入された液体２に浸かる高さ（第１位置）に、クランク部７９による支持筒１６の下方への移動により、支持筒１６によって位置させる。なお、選別部材６３は、常には、支持筒１６の下方への移動により、第１位置（破線）に位置させ、後述する発泡ＰＳの回収時に、支持筒１６の上方への移動により、滞留部３７よりも上方の第２位置（実線）に位置させる。

次いで、この方法では、浮遊選別装置１の上側水平回転羽根部材１３および下側水平回転羽根部材１５を水平回転させる。
すなわち、第１モータ５１の回転駆動により、プーリ２５を介して上側水平回転羽根部材１３および下側水平回転羽根部材１５を水平回転させる。
これにより、第１選別室２７では、上側水平回転羽根部材１３の水平回転によって渦流が発生し、また、第２選別室２８では、下側水平回転羽根部材１５の水平回転によって渦流が発生する。なお、第１選別室２７および第２選別室２８における渦流は、平面視において時計回りに渦巻いている。

なお、上側水平回転羽根部材１３の周速を、例えば、４０〜８５ｍ／ｍｉｎに設定し、および下側水平回転羽根部材１５の周速を、例えば、１００〜２００ｍ／ｍｉｎに設定する。
下側水平回転羽根部材１５および上側水平回転羽根部材１３の周速が上記範囲にない場合には、発泡体を確実に浮上させて、大比重樹脂および小比重樹脂を確実に浮遊させることができない場合がある。そのため、発泡体を効率よく選別することができない場合がある。

次いで、この方法では、材料を浮遊選別装置１に投入する。
具体的には、まず、材料を、シュート３５に投入し、続いて、第３モータ４１に基づくスクリュー３２の回転により、材料を供給口５７から第１選別室２７に供給する。これと同時に、材料の内側筒４内への供給の促進と、液体２の補給とを兼ねて、図示しない注液装置から注液する。注液される液体２は、上記した液体２と同様である。

そして、第１選別室２７において、供給口５７から供給された材料は、供給口５７に対向配置される上側水平回転羽根部材１３の水平回転により発生する液体２の渦流によって、均一に分離される。
発泡体以外の材料、つまり、小比重樹脂（空隙を有する粒子状またはフィルム状の小比重樹脂を除く）および大比重樹脂は、上側水平回転羽根部材１３の水平回転により発生する液体２の渦流によって水平回転されながら沈降する。そして、連通口２６において、径方向外側へ向かう遠心力によって、水平方向外側へ向かう遠心力によって、内側筒４内から外側ケーシング３、つまり、第１選別室２７から連通口２６を介して第２選別室２８に移動し、徘徊する。

続いて、小比重樹脂および大比重樹脂は、第２選別室２８において、その比重の相違により、上下方向に分離される。
つまり、小比重樹脂は、比重が１より小さいことから、遠心力により外側ケーシング３の側壁８に対して押し付けられるように浮上して、小比重取出室１８から、取り出される。

一方、大比重樹脂は、比重が１より大きいことから、そのまま沈降して、第２選別室２８の下部に沈殿する。
下部に沈殿する大比重樹脂は、上側水平回転羽根部材１３および下側水平回転羽根部材１５の回転を中断、あるいは、上側水平回転羽根部材１３の周速および下側水平回転羽根部材１５の周速を、それぞれ、例えば、２０ｍ／ｍｉｎ以下および８０ｍ／ｍｉｎ以下に低下させること（低速運転）により、大比重取出管１９内に沈殿し、開閉弁２０が開放されることにより、回収される。

一方、比重（見掛け比重）が極めて小さい、発泡体や、空隙が形成された粒子状または皺が形成されたフィルム状の小比重樹脂は、第１選別室２７において、上側水平回転羽根部材１３による渦流によって水平回転され、それらの浮力によって、内側筒４内において浮上して、選別板６９の抑制部９０により、上昇が抑制される。そして、発泡体のみが、渦流に沿って移動して切欠部５０に至り、渦流の通過とともに、切欠部５０を通過して、選別部材６３に乗り上げる。

そのため、選別部材６３に乗り上げた発泡体と、外側ケーシング３に移動した発泡体以外の材料とをそれぞれ回収することにより、材料から発泡体を確実に選別することができる。
詳しくは、選別部材６３は、支持筒１６の下方への移動により、第１位置に位置されている。

選別部材６３は、水平方向に対して傾斜しているので、水平方向の渦流に作用することにより、選別部材６３の近傍においては、渦流が水平方向に対して傾斜する方向に渦巻く。
そして、切欠部５０は、選別板６９における下側部分に形成されているので、選別板６９の近傍の渦流は、切欠部５０において、渦巻く方向が、斜め下方向（前側斜め下方）から斜め上方向（前側斜め上方）に変化する。そのため、切欠部５０において、渦流は勢いよく上昇しながら、発泡体に大きな浮遊力を付与するので、かかる発泡体のみが、上側に向かって、渦流とともに通過し易く、発泡体を効率よく回収することができる。

さらにまた、渦流の流れ方向に沿って延びる第２開口部７４において、渦流とともに渦巻く発泡体の通過を、渦流の流れに沿って効率的に許容することができる。そのため、発泡体を効率よく回収して選別することができる。
また、渦流に沿って流される発泡体は、第２開口部７４において、選別板６９の径方向外側端部から径方向内側端部に沿いながら、より一層効率よく通過することができる。そのため、材料から発泡体をより一層効率的に選別することができる。

次いで、クランク部７９による支持筒１６の上方への移動により、選別部材６３を上方に移動させる。
具体的には、選別部材６３を、液体２の液面より上方の高さ（第２位置）に移動させる（図１の実線）。これにより、選別部材６３に乗り上げた発泡体は、選別部材６３の上方向の移動および選別部材６３の傾斜に基づいて、回収室６５に放り出される（掬い上げられる）。なお、選別部材６３に乗り上げた発泡体は、選別板６９の前側部分７８の右側端部が上側に屈曲していることから、選別板６９の前側部分７８から径方向外側に向かってこぼれることが防止される。

なお、選別部材６３の上下の往復移動速度は、例えば、５〜２５ｍ／ｍｉｎ、好ましくは、５〜１０ｍ／ｍｉｎに設定される。
その後、上記と同様に、選別部材６３を上下方向に繰り返し往復移動させることにより、継続的に発泡体を回収する。選別部材６３の往復移動の時間間隔（インターバル）は、例えば、５〜４０秒／１回（１往復）、具体的には、２０秒／回（１往復）程度である。

そして、この浮遊選別装置１では、選別部材６３を上下に往復移動させることにより、選別部材６３に乗り上げた発泡体を、選別部材６３から確実に分離させて、発泡体を効率よく回収することができる。
その結果、簡易な構成により、発泡体を確実に選別することができる。
なお、供給部１７が、内側筒４の上下方向途中に臨むように外側ケーシング３内に設けられている場合（具体的には、スクリューフィーダ３１のシリンダ３６が外側ケーシング３の上端から内側筒４の上下方向中央に向かって斜めに延び、第２選別室２８を貫通するように設けられる場合）には、第２選別室２８において、水平回転羽根部材６１の水平回転に基づく水平方向の攪拌に起因する渦流の円滑な流れを阻害する場合がある。

つまり、第２選別室２８における供給部１７の上側において、流れが緩やかな部分を生じ、そのため、浮遊する小比重樹脂が澱んでしまい、かかる小比重樹脂を効率的に回収することができない場合がある。
とりわけ、浮遊選別装置１を長時間運転する場合には、小比重樹脂の澱みが顕著となり、小比重樹脂の回収率が低下する場合がある。

しかし、この浮遊選別装置１では、供給部１７が、内側筒４内に設けられているので、外側ケーシング３における渦流の円滑な流れを維持することができ、小比重樹脂をその渦流に沿って均一に分散させることができる。そのため、外側ケーシング３において、小比重樹脂、ひいては、発泡体を効率的に回収することができる。
なお、この浮遊選別装置１において、発泡体取出部３０は、第２選別室２８の上部に形成されていることから、第２選別室２８における渦流は、発泡体取出部３０の下側を流れる。そのため、発泡体取出部３０の下側には、小比重樹脂が浮遊せず、上記した小比重樹脂の澱みは防止されている。

なお、発泡体のうち、小粒子（例えば、最大長さが４ｍｍ以下）状の発泡体は、得られる浮力が小さいため、第１選別室２７において上昇しにくく、上下移動羽根６の下方への移動によって沈降し、その後、連通口２６を介して第２選別室２８に漏れ易い場合がある。
その場合には、ゲート（図示せず）をスライドして、連通窓４７を開放させて、第１選別室２７と第２選別室２８とを一時的に連通させることによって、第２選別室２８において浮上する発泡体を、径方向外側から径方向内側に向かう渦流とともに、第１選別室２７に移動させることができる。その後、選別部材６３の上下方向の移動によって、移動させた発泡体を回収することができる。そのため、発泡体をより一層効率よく回収することができる。

なお、上記した説明では、供給部１７を、内側筒４内において、上下方向に延び、支持筒１６と同一軸線上に配置しているが、供給部１７の配置は、内側筒４内であれば、これに限定されない。例えば、図示しないが、供給部１７を、内側筒４内において、上下斜め方向に配置したり、あるいは、上下方向に延び、かつ、内側筒４内における前後方向および左右方向のいずれか一端に、配置して、支持筒１６の軸線と相違する軸線上に配置することもできる。

好ましくは、供給部１７を、上下方向に延び、前後方向および左右方向中央における支持筒１６と同一軸線上に配置する。これにより、供給部１７が、支持筒５９の上下移動に基づく選別板６９の上下移動を阻害することを防止することができる。そのため、内側筒４内において選別板６９の上下移動に基づく液体２の下方流および上方流の円滑な流れを維持でき、発泡体を均一に浮遊させることができる。その結果、内側筒４において、発泡体を効率的に回収することができる。

さらに、上記した説明では、供給部１７の供給口５７の縁部５８を、水平方向に沿って形成しているが、例えば、図示しないが、上下方向に傾きをもって形成することもできる。
好ましくは、供給部１７の供給口５７の縁部５８を水平方向に沿って形成する。
供給部１７の供給口５７の縁部５８を上下方向に傾きをもって形成する場合には、材料は、供給部１７の供給口５７から上下方向に一定幅をもって供給される。そのため、供給口５７の下方から供給される材料に含まれる発泡体（上記した小粒子状の発泡体）は、供給口５７の上方から供給される材料に含まれる発泡体に比べて、上下移動羽根６の下移動に基づく水の下方流によって下方に沈降し易く、第２選別室２８に漏れる場合がある。

しかしながら、供給部１７の供給口５７の縁部５８を、水平方向に沿って形成することにより、材料は、供給部１７の供給口５７から上下の区別なく供給されるため、材料の画一的な供給を図ることができる。
そのため、上記した発泡体（小粒子状の発泡体）の、上下移動羽根６の下移動に基づく水の下方流による沈降を、有効に抑制して、第２選別室２８への流出を有効に抑制することができる。その結果、連通窓４７を開放させることなく、簡易な方法で、第１選別室２８において、発泡体をより一層効率的に回収することができる。

また、上記した説明では、液体を攪拌させるための第１羽根として、上側水平回転羽根５および下側水平回転羽根７の２つを設けたが、例えば、図示しないが、上記の２つのうちいずれか一方のみを設けることもできる。
好ましくは、少なくとも上側水平回転羽根５を設ける。具体的には、上側水平回転羽根５のみを設けるか、あるいは、上側水平回転羽根５および下側水平回転羽根７の両方を設ける。

少なくとも上側水平回転羽根５を設けることにより、上側水平回転羽根５によって、供給部１７の供給口５７から供給される材料を、第１選別室２７（内側筒４内）に均一に分散させることができる。そのため、内側筒４において、材料から発泡体を効率的に選別することができる。
さらに好ましくは、上側水平回転羽根５および下側水平回転羽根７の両方を設ける。両方の羽根を設けることによって、上側水平回転羽根５により、供給口５７から供給される材料を均一に分散させながら、内側筒４内に渦流を確実に発生させるとともに、下側水平回転羽根７により、外側ケーシング３内に渦流を確実に発生させることができる。

また、上記した説明では、供給部として、スクリューフィーダ３１を備える供給部１７を例示したが、例えば、図示しないが、ピストンおよびピストンを収容するシリンダ３６を備える供給部１７によって、供給口５７から材料を押し出して供給すことができる。さらには、スクリュー３２および第３モータ４１を備えず、シリンダ３６からなる略直管状の供給部１７に、材料を直接投入して、供給口５７から材料を供給することもできる。

また、上記した浮遊選別方法では、浮遊選別装置１を１つ用いたが、例えば、図示しないが、複数の浮遊選別装置１を直列に多段で接続することができる。このようにすれば、発泡体の選別の精度を向上させることができる。

本発明の浮遊選別装置の一実施形態の正断面図を示す。 外側ケーシングの正断面図を示す。 内側筒の正断面図を示す。 選別部材の正断面図を示す。 図４におけるＡ矢視図を示す。 クランクおよび支持筒の斜視図を示す。

符号の説明

１ 浮遊選別装置
２ 液体
３ 外側ケーシング
４ 内側筒
５ 上側水平回転羽根
６ 上下移動羽根
７ 下側水平回転羽根
１７ 供給部
５７ 供給口
５８ 縁部

Claims (4)

1. 発泡体を含む材料を液体に浮遊させて、前記発泡体を選別する浮遊選別装置であって、
   液体を収容するための外側ケーシングと、
   前記外側ケーシング内に、前記外側ケーシングと連通するように配置され、前記材料を受け入れる内側筒と、
   前記外側ケーシング内および／または前記内側筒内に設けられ、前記液体を攪拌するための水平回転可能な第１羽根と、
   前記内側筒内に設けられ、上下移動可能な第２羽根と、
   前記内側筒内に設けられ、前記内側筒内に材料を供給するための供給部と
   を備えていることを特徴とする、浮遊選別装置。
2. 前記供給部は、上下方向に延び、前記第２羽根と同一軸線上に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の浮遊選別装置。
3. 前記供給部の供給口の縁部が、水平方向に沿って形成されていることを特徴とする、請求項２に記載の浮遊選別装置。
4. 前記第１羽根は、少なくとも前記内側筒内に設けられ、前記供給部の供給口と対向配置されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の浮遊選別装置。

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