JP6289538B2 - 揺動選別機 - Google Patents

Description

本発明は、傾斜して揺動駆動される揺動体により被選別物を小径物と軽量物と重量物に選別する選別機に関する。

従来より、廃棄物に含まれる廃プラスチック類や紙類を再生資源として利用するため、廃棄物の分別に関する種々の技術が開発されている。廃棄物から廃プラスチック類や紙類を選別する選別機として、本出願人は、被選別物の反発性の違いを利用した揺動選別機を提案している（特許文献１参照）。

図１０は、特許文献１に係る揺動選別機５０１を示す模式図である。この揺動選別機５０１は、前端部分が後端部分よりも上側に位置するように傾けて配置されたケーシング５０２と、このケーシング５０２内にケーシング５０２と共に傾斜して配列された複数の揺動体５０３を備える。上記複数の揺動体５０３は、前側部分が前側偏心軸受ユニット５０４で支持され、後側部分が後側偏心軸受ユニット５０５で支持されている。後側偏心軸受ユニット５０５に連結された駆動軸が回転駆動されると、後側偏心軸受ユニット５０５が偏心回転すると共に、前側偏心軸受ユニット５０４が従動して偏心回転し、これにより揺動体５０３が揺動する。

廃棄物は、矢印Ｅで示すように、ケーシング５０２の上部の投入口５２１から投入され、揺動する揺動体５０３に受け取られ、この揺動体５０３の動作によって選別される。すなわち、廃棄物のうちの小径物は、揺動体５０３に設けられた孔を透過して落下する。廃棄物のうちの反発性の大きい重量物は、重力によって揺動体５０３上を後方に移動し、揺動体５０３の後端から落下する。廃棄物のうちの反発性の小さい軽量物は、揺動体５０３の揺動に伴う送り動作で前方に移動し、揺動体５０３の前端から落下する。こうして選別された小径物９２は、矢印Ｆで示すように、ケーシング５０２の下部の中央の小径物排出口５２２から排出される。重量物９３は、矢印Ｇで示すように、ケーシング５０２の下部の後側の重量物排出口５２３から排出される。軽量物９４は、矢印Ｈで示すように、ケーシング５０２の下部の前側の軽量物排出口５２４から排出される。

上記ケーシング５０２の後端面には、軽量物９４の選別を促進するための送風部５０６が設置されている。この送風部５０６は、図示しない送風機から供給された空気を前側に向かって吹き出し、上記揺動体５０３の上側面の近傍に、この揺動体５０３と平行の空気流を形成する。ケーシング５０２の前側に達した空気流は、ケーシング５０２の前側の上部に設けられた排気口５２５から排出される。この空気流で軽量物９４の移動を促進し、揺動体５０３による軽量物９４の送り動作を補助して、軽量物９４の選別を促進している。

特開２０１１−０８８１１４号公報

しかしながら、上記従来の揺動選別機は、ケーシング５０２内で送風部５０６から吹き出した空気の乱れが生じ易く、乱れた空気流によって軽量物９４がケーシング５０２内を後方に流されて、重量物９３に軽量物９４が混入して選別精度が低下する不都合がある。また、ケーシング５０２内の空気流が、排気口５２５のみでなく軽量物排出口５２４からも排出され、軽量物９４を処理する後工程の作業領域に、塵を含んだ風を送ってしまうという不都合がある。

そこで、本発明の課題は、ケーシング内の空気流の乱れを効果的に低減できて、選別精度の低下を防止できる揺動選別機を提供することにある。また、後工程の作業領域に送る風を効果的に抑制できる揺動選別機を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の揺動選別機は、透孔と鋸状の送り部材とを有し、水平面に対して傾斜して配置された複数の短冊状の揺動体と、
上記複数の揺動体を、互いに位相差を与えて揺動駆動する駆動部と、
上記揺動体の上側に後方から前方に向かって空気を供給する送風部と、
上記揺動体を収容し、上記揺動体の上方に位置する被選別物の投入口と、上記揺動体の中央部の下方に位置する小径物排出口と、上記揺動体の後側部分の下方に位置する重量物排出口と、上記揺動体の前側部分の下方に位置する軽量物排出口と、上記揺動体の前側部分の上方に位置する排気口とを有し、上向きに傾斜した内側面を前端部に有するケーシングと
を備えることを特徴としている。

上記構成によれば、例えば廃棄物等の被選別物が、ケーシングの投入口から投入され、複数の揺動体上に受け取られる。被選別物は、駆動部で駆動される揺動体の作用により、小径物と重量物と軽量物に分けられる。詳しくは、被選別物のうちの小径物は、揺動体の透孔を通過して落下し、小径物排出口からケーシングの外に排出される。被選別物のうちの重量物は、揺動体上を重力によって後方に移動し、揺動体の後端から落下し、重量物排出口からケーシングの外に排出される。被選別物のうちの軽量物は、揺動体の送り部材によって揺動体上を前方に送られると共に、送風部で供給される空気により、前方への移動が促進される。上記揺動体上を移動した軽量物は、揺動体の前端から落下し、軽量物排出口からケーシングの外に排出される。ここで、上記送風部から供給された空気は、揺動体上の軽量物の移動を促進した後、ケーシングの前端部に達する。このケーシングの前端部が有する内側面が、上向きに傾斜しているので、送風部からの空気の流れが上記内側面によって上向きに変更される。これにより、ケーシング内の空気流の乱れが効果的に低減されるので、乱れた空気流によって軽量物がケーシング内を後方に流され、重量物に混入して選別精度が低下する不都合を効果的に防止できる。また、ケーシング内の空気流は、ケーシングの前端部の内側面によって上向きに流れた後、揺動体の前側部分の上方に位置する排気口から排出されるので、軽量物排出口からの空気の排出を効果的に抑制できる。したがって、軽量物を処理する後工程の作業領域に、被選別物の塵を含んだ風を送る不都合を効果的に防止できる。

一実施形態の揺動選別機は、上記ケーシングの前端部の内側面のうち、上記送風部から空気が供給される方向の延長上の部分が、上向きに傾斜している。

上記実施形態によれば、送風部から供給された空気の流れの方向を、ケーシングの前端部の内側面の上向きに傾斜した部分によって、効果的に上側に導くことができる。したがって、ケーシング内の空気流の乱れを効果的に防止でき、軽量物排出口からの空気の排出を効果的に抑制できる。

一実施形態の揺動選別機は、上記ケーシングの前端部の内側に、上向きに傾斜した板状体が設けられている。

上記実施形態によれば、送風部から供給された空気の流れの方向を、ケーシングの前端部の内側に配置された上向きに傾斜した板状体によって、効果的に上側に導くことができる。したがって、ケーシング内の空気流の乱れを効果的に防止でき、軽量物排出口からの空気の排出を効果的に抑制できる。

一実施形態の揺動選別機は、上記ケーシングが、上方に突出した突出部を前側部分に有し、この突出部に上記排気口が設けられている。

上記実施形態によれば、送風部から供給されてケーシングの前側部分に達した空気が、ケーシングの前端部の内側面により流れが上向きに変更されて突出部に導かれ、この突出部の排気口から排出される。したがって、空気がケーシングの後側に戻る不都合を効果的に防止できる。

一実施形態の揺動選別機は、上記ケーシング内の投入口の後側に、空気を前側に向かって供給する第２の送風部が設けられている。

上記実施形態によれば、投入口からケーシング内に投入された被選別物が、第２の送風部から供給された空気によって解される。したがって、被選別物の少なくとも一部が、揺動体に受け取られる前に小径物と軽量物と重量物に分離されるので、選別精度を効果的に向上することができる。また、第１の送風部と第２の送付部とで、ケーシング内を後側から前側に向かう空気流を形成するので、ケーシング内の空気流の乱れを効果的に防止できる。したがって、乱れた空気流によって軽量物がケーシング内を後方に流され、重量物に混入して選別精度が低下する不都合を効果的に防止できる。

一実施形態の揺動選別機は、上記ケーシング内の上記揺動体と上記排気口との間に、上記軽量物を捕集するフィルタを備える。

上記実施形態によれば、ケーシング内の空気流により排気口に向かって流される軽量物を、フィルタで捕集することができる。したがって、軽量物が排気口から排出されてしまう不都合を、効果的に防止できる。

一実施形態の揺動選別機は、上記ケーシング内の上記揺動体を揺動可能に支持する軸受の前方に、上記軽量物の上記軸受への付着を防止する板部材を備える。

上記実施形態によれば、揺動体の前端から落下する軽量物が、ケーシング内の空気流によって揺動体の軸受の方向に流れても、軸受への軽量物の付着が板部材によって効果的に防止できる。

一実施形態の揺動選別機は、上記揺動体が、前端縁から下方に延びる垂下部材を有する。

上記実施形態によれば、揺動体の前端から落下する軽量物が垂下部材によって下方に導かれるので、ケーシング内の空気流が揺動体の軸受の方向に流れても、軽量物が軸受に付着する不都合を効果的に防止できる。

一実施形態の揺動選別機は、上記揺動体の傾斜角度が１３°以上３０°以下であり、かつ、上記第１の送風部と第２の送風部から供給される空気量の合計が１００ｍ^３／ｍｉｎ以上３００ｍ^３／ｍｉｎ以下である。

上記実施形態によれば、傾斜角度が１３°以上３０°以下の揺動体により、被選別物の重量物を適切に後方へ移動させると共に、第１及び第２の送風部から１００ｍ^３／ｍｉｎ以上３００ｍ^３／ｍｉｎ以下の空気量の空気を供給することにより、軽量物を適切に前方に送ることができる。したがって、重量物と軽量物の選別精度を効果的に向上することができる。また、重量物及び軽量物の揺動体上の移動速度を増大できるので、処理能力を効果的に向上できる。ここで、揺動体の傾斜角度が１３°を下回ると、揺動体上を前方に移動する重量物が生じて、軽量物排出口から排出される軽量物に混入する重量物が増大する。一方、揺動体の傾斜角度が３０°を超えると、揺動体上を前方に移動しない軽量物が生じて、重量物排出口から排出される重量物に混入する軽量物が増大する。また、第１及び第２の送風部の送風量の合計が１００ｍ^３／ｍｉｎを下回ると、揺動体を前方に移動しない軽量物が生じて、重量物排出口から排出される重量物に混入する軽量物が増大する。一方、第１及び第２の送風部の送風量の合計が３００ｍ^３／ｍｉｎを超えると、揺動体上を重量物が前方に移動して、軽量物排出口から排出される軽量物に混入する重量物が増大する。

本発明の実施形態の揺動選別機を示す縦断面図である。 揺動選別機の平面図である。 揺動選別機の平断面図である。 揺動選別機の横断面図である。 揺動体の前側部分及び偏心軸受ユニットを示す斜視図である。 揺動体の後側部分及び偏心軸受ユニットを示す部分断面図である。 図６中のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。 他の実施形態の揺動選別機を示す側面図である。 他の実施形態の揺動選別機を示す側面図である。 従来の揺動選別機を示す縦断面図である。

以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

本発明の実施形態の揺動選別機は、廃棄物の処理工程において、事前に粗砕されて大きさ及び重量の異なるものを含んで構成された被選別物を、小径物、重量物及び軽量物の３種に選別して排出するものである。このような被選別物としては、複数の種別の廃棄物が混合している混合廃棄物があり、混合廃棄物の例として、木材及び壁紙等の可燃物とコンクリート及びガラス等の不燃物が混在する建設系廃棄物が挙げられる。また、混合廃棄物の例として、食品容器及びレジ袋等の廃プラスチックや古紙等や食品残渣等の可燃物と、小型電化製品等の不燃物が混在した一般廃棄物が挙げられる。

図１は、実施形態の揺動選別機を示す縦断面図であり、図２は、揺動選別機の平面図であり、図３は、揺動選別機の平断面図であり、図４は、揺動選別機の横断面図である。本実施形態の揺動選別機１は、前側が後側よりも上方に位置するように傾斜して支持された大略箱状のケーシング２と、このケーシング２内に配列された複数の短冊状の揺動体３，３，３，・・・を備える。

ケーシング２は、前端部２８の外側面が下方に向けて傾斜した逆台形状断面を有する本体部２ａと、この本体部２ａの前側部分から上方に突出した突出部２ｂを有する。ケーシング２の本体部２ａには、上面の長手方向の中央部に設けられた投入口２１と、下面の長手方向の中央部に設けられた小径物排出口２２と、下面の後側部に設けられた重量物排出口２３と、下面の前側部分に設けられた軽量物排出口２４を有する。突出部２ｂは、下部が箱状に形成され、上部が上方に向かうにつれて平断面が縮小すると共に、縦断面において前方寄りに傾斜した逆漏斗形状を有する。この突出部２ｂの上端面に、ケーシング２内の空気を排出する排気口２５が設けられている。ケーシング２の前端部２８の内側面は、後述する第１送風部６や第２送風部７からの空気が排気口２５の方向に流れるように、法線が揺動体３の延在する面よりも上方を向くように傾斜している。すなわち、ケーシング２の前端部２８の内側面が、少なくとも第１送風部６の吹き出しノズル６３から揺動体３と平行の延長上の位置と、第２送風部７の吹き出しノズル７３から揺動体３と平行の延長上の位置において、法線が揺動体３の延長面に関して上方を向くように傾斜している。

ケーシング２の後端部２７には、前側に向かって空気流を形成する第１送風部６が設けられている。また、ケーシング２の本体部２ａの上部には、ケーシング２内の投入口２１の近傍に、投入口２１の後側から前側に向かって空気流を形成する第２送風部７が設けられている。また、ケーシング２内の前側部分に、揺動体３の前側部分と排気口２５の間に位置するように、フィルタ９が配置されている。

ケーシング２内の複数の揺動体３の各々は、前側部分が前側偏心軸受ユニット４で支持され、後側部分が後側偏心軸受ユニット５で支持されている。各揺動体３は、互いに平行に配置されており、前端が後端よりも高く位置するように傾斜している。本発明において、揺動体３の動作によって軽量物９４が送られる方向を前方向とし、重量物９３が移動する方向を後ろ方向とする。

図５は、揺動体３の前側部分と前側偏心軸受ユニット４を示す斜視図である。揺動体３は、複数の透孔３１ａが設けられた細長の矩形の篩板３１と、この篩板３１の両側の縁に沿って立設された鋸状の送り部材３２と、篩板３１の表面に幅方向に延在して立設された幅方向板３３を有する。

篩板３１は、板材で形成され、前側偏心軸受ユニット４と後側偏心軸受ユニット５の間の部分に透孔３１ａが設けられている。透孔３１ａは、選別すべき小径物９２の寸法に対応した寸法に形成され、円形又は多角形状に打ち抜かれて形成されている。篩板３１は、揺動体３が揺動駆動されることにより、透孔３１ａに、投入口２１から投入された被選別物９１に含まれる土砂、釘、ネジ、残飯及び茶殻等の小径物９２を通過させ、揺動体３の下方に落下させる。また、篩板３１は、揺動体３が揺動駆動されることにより、陶器片、金属片、金物、缶、ペットボトル、ガラスビン、ブロック、コンクリート片、石及び靴等の重量物９３を、表面で転動又は滑動させて、傾斜方向の下方向、すなわち揺動体３の後方に移動させる。このように、揺動体３の傾斜方向の下側に移動する重量物９３は、主に、金属や石や硬質プラスチック等の反発性の高いものである。なお、篩板３１は、前側偏心軸受ユニット４と後側偏心軸受ユニット５の間の部分を、メッシュで形成して透孔３１ａと同様の小径物９２の選別機能を実現してもよい。篩板３１は、下面の両側に配置され、長手方向に延在する桁部材３５と、下面側の桁部材３５の間に設けられた溝型部材３８とで補強されている。

揺動体３の送り部材３２は、アングル材で形成され、一方のフランジに、前側斜辺３２ａと後側斜辺３２ｂで形成された鋸歯を形成したものである。送り部材３２は、篩板３１の縁に沿って他方のフランジが固定されて、篩板３１に取り付けられている。送り部材３２の鋸歯の前側斜辺３２ａは、後側斜辺３２ｂよりも篩板３１に対して急角度を成すように形成されている。この送り部材３２は、揺動体３が揺動駆動されることにより、投入口２１から投入された被選別物９１に含まれる繊維屑、紙、木片、プラスチックトレイ、プラスチックフィルム、プラスチックシート等の軽量物９４を、前側斜辺３２ａで接する一方、後側斜辺３２ｂで滑らせることにより、揺動体３上を傾斜方向の上側に送る送り動作を行う。このように揺動体３の傾斜方向の上側、すなわち、前側に送られる軽量物９４は、反発性の低いものである。なお、送り部材３２や鋸歯の数を増やすと、軽量物９４の選別量が多くなり、また、送り部材３２や鋸歯の数を減らすと、重量物９３の選別量が多くなる。ここで、送り部材は、篩板３１の縁に延在方向に立設される板材で形成される以外に、篩板３１を、側面視において水平面に対して急角度部分と緩角度部分とが交互に連なるように屈曲させて形成してもよい。すなわち、篩板３１が送り部材を兼ねてもよい。また、送り部材は、篩板３１の縁に延在方向に立設される板材で形成される以外に、篩板３１の表面に千鳥状に配置され、後側斜辺と、この後側斜辺よりも篩板３１に対して急角度を成す前側斜辺とを有する三角形状の鋸歯で形成してもよい。

幅方向板３３は、アングル材で形成され、篩板３１の表面に一方のフランジが固定されて、他方のフランジが篩板３１の表面に直角に立設して幅方向に延在している。幅方向板３３により、送り部材３２で前側に送られる軽量物９４が、篩板３１の表面を滑って後方に移動することを防止すると共に、軽量物９４の前方への搬送を補助している。

揺動体３の傾斜方向の上端の縁、すなわち、揺動体３の前端縁には、篩板３１に対して直角を成して下方に延在する垂下部材３６が取り付けられている。垂下部材３６は、揺動体３上を送られて前端縁から落下する軽量物９４が、揺動体３を支持する前側偏心軸受ユニット４の側に流れることを防止するものである。従来の揺動選別機は、ケーシング５０２内を軽量物排出口５２４に向かう空気の一部が揺動体５０３の下方に流れ、これにより軽量物９４が前側偏心軸受ユニット５０４に付着する不都合があった。本実施形態によれば、揺動体３の前端縁に垂下部材３６を設けたことにより、揺動体３の下方に流れる空気流を低減して軽量物９４の前側偏心軸受ユニット４への付着を防止できる。また、ケーシング２内の軽量物排出口２４の近傍に、前側偏心軸受ユニット４の前側で幅方向に延在する仕切り板８５が設けられている。仕切り板８５は、上端が、前側偏心軸受ユニット４と、揺動体３の垂下部材３６との間に位置すると共に、下端が軽量物排出口２４の開口の近傍に位置している。仕切り板８５は、ケーシング２内を幅方向に架け渡された棒状の支持部材８７によってケーシング２に固定されている。仕切り板８５の下端には、ケーシング２の幅方向に分離して配列された複数のゴム板８６が固定されており、このゴム板８６が軽量物排出口２４の開口から下端が突出している。この仕切り板８５及びゴム板８６により、揺動体３の下方に流れる空気流を更に低減できて、軽量物９４が前側偏心軸受ユニット４へ付着する不都合を効果的に防止できる。

ケーシング２内に配置された複数の揺動体３のうち、幅方向の両端に位置する揺動体３は、ケーシング２の内側面に隣接する側の縁に沿って側壁３４が設けられている。側壁３４は、板状体で形成され、揺動体３の幅方向の両側に設けられた２つの送り部材３２のうちの一方に、この送り部材３２の篩板３１と直角に延在するフランジに重ねて固定されている。側壁３４の高さは、篩板３１の幅の０．５〜２倍に設定することができる。好ましくは、側壁３４の高さは、篩板３１の幅の０．７〜１．５倍である。なお、揺動体３に側壁３４を固定する固定部材として、送り部材３２以外のアングル材を用いてもよい。幅方向の両端の揺動体３に設けられた側壁３４により、揺動する揺動体３とケーシング２の内側面との間に被選別物が挟まれる問題や、揺動体３とケーシング２の内側面との隙間を通って被選別物が落下する問題を防止できる。

図６は、揺動体３の後側部分と後側偏心軸受ユニット５を示す部分断面図であり、図７は、揺動体３と後側偏心軸受ユニット５を示す横断面図である。図７は、図６中のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。なお、図６では、揺動体３が水平に描かれているが、ケーシング２内では、図１に示すように傾斜した状態に保持される。揺動体３を支持する前側偏心軸受ユニット４と後側偏心軸受ユニット５は、揺動体３の傾斜角度を保持したまま、側面視において揺動体３が円軌道を描くように揺動駆動する。前側偏心軸受ユニット４と後側偏心軸受ユニット５は、互いに実質的に同じ構成を有する。後側偏心軸受ユニット５は駆動軸１５に連結され、駆動軸１５から入力された回転力により偏心回転する。一方、前側偏心軸受ユニット４は従動軸１４に連結され、揺動体３を介して伝達された力により、従動軸１４回りに従動偏心回転する。

後側偏心軸受ユニット５は、図６及び７に示すように、駆動軸１５に固定された円盤状の偏心板５１と、偏心板５１の外周を取り囲む短円筒形状の偏心旋回部材５２と、偏心板５１と偏心旋回部材５２との間に介在された転がり軸受５４とを含んで形成されている。偏心板５１は、その中心から外周側に偏った位置で貫通する駆動軸１５に対して固定されている。偏心旋回部材５２は、揺動体３の下面側に設けられた溝型部材３８に固定されている。転がり軸受５４は、偏心板５１の外周面に固定された内輪５５と、偏心旋回部材５２の内周面に固定された外輪５７と、内輪５５と外輪５７との間に介在された複数の転動体５６とを含んで形成されている。転動体５６は、玉で形成されている。この転がり軸受５４により、偏心板５１が回転するに伴って偏心旋回部材５２が公転するように形成されている。図７に示すように、後側偏心軸受ユニット５の転がり軸受５４には、駆動軸１５の長さ方向に沿って、転動体５６が２列配列されている。なお、本実施形態では、玉を転動体とする転がり軸受５４を設けたが、円筒ころや円錐ころを転動体とする転がり軸受を設けてもよい。また、前側偏心軸受ユニット４は、後側偏心軸受ユニット５と同様に、従動軸１４に固定された円盤状の偏心板と、偏心板の外周を取り囲む短円筒形状の偏心旋回部材と、偏心板と偏心旋回部材との間に介在された転がり軸受とを含んで形成されている。後側偏心軸受ユニット５と同様に、前側偏心軸受ユニット４の偏心旋回部材は、揺動体３の下面側に設けられた溝型部材３８に固定されている。

上記後側偏心軸受ユニット５に連結された駆動軸１５と、上記前側偏心軸受ユニット４に連結された従動軸１４は、直線状の軸部材からなり、揺動選別機１の幅方向、すなわち、揺動体３の長手方向と直角の方向に延びるように支持されている。従動軸１４と駆動軸１５は、図４の横断面図に示すように、複数の軸受支持部材１３によって、長さ方向の複数位置で支持されている。従動軸１４を支持する軸受支持部材１３は、ケーシング２の前側下部の幅方向に延在する前側支持梁４１に支持されている。駆動軸１５を支持する軸受支持部材１３は、ケーシング２の後側下部の幅方向に延在する後側支持梁４５に支持されている。駆動軸１５は、その両端が、カップリング装置１２と減速装置１０を介して駆動モータ１１に連結されている。カップリング装置１２と減速装置１０と駆動モータ１１は、ケーシング２の後側支持梁４５によって支持されており、後述のように、ケーシング２の傾斜角度が調整されるに伴って、ケーシング２と共に移動するように形成されている。なお、カップリング装置１２と減速装置１０と駆動モータ１１は、後側支持梁４５以外の部材により、ケーシング２に取り付けられてもよい。

複数の揺動体３の下面側に配設された複数の後側偏心軸受ユニット５の偏心板５１は、共通の駆動軸１５に固定されている。前述した後側偏心軸受ユニット５の構成により、駆動軸１５が回転駆動されると偏心板５１が軸周りに偏心回転し、これ伴って偏心旋回部材５２が駆動軸１５を中心に偏心旋回する。また、駆動軸１５からの回転力が、揺動体３を介して前側偏心軸受ユニット４に伝達され、この前側偏心軸受ユニット４の偏心板が従動軸１４の回りを偏心回転すると共に、偏心旋回部材が従動軸１４の回りを公転する。これにより、偏心旋回部材５２に連結された揺動体３が、傾斜角度を保った状態で、駆動軸１５方向視において円軌道を描くように、上下前後に揺動する。図６では、揺動体３の揺動に際して、ほぼ最上点に位置する送り部材３２、揺動体３及び後側偏心軸受ユニット５が実線で示すと共に、ほぼ最下点に位置するそれらの構成を仮想線（一点鎖線）で示している。

駆動軸１５が回転駆動されると、全ての揺動体３が、それぞれに配設された後側偏心軸受ユニット５を介して駆動され、一斉に揺動する。本実施形態では、各揺動体３は、隣接する揺動体３に対して１８０°の位相差を有するように設定されている。したがって、図４に示すように、ある揺動体３が最上点に位置するときには、それに隣接する揺動体３が最下点に位置する。このように、前側偏心軸受ユニット４、後側偏心軸受ユニット５、従動軸１４、駆動軸１５、モータ１１、減速装置１０及びカップリング装置１２により、複数の揺動体３を、位相差を付与して駆動する駆動部を構成している。

直線状の従動軸１４と駆動軸１５は、クランク軸と比べて、長さ寸法が大きく設定された場合にも、耐荷重性及び回転バランスを安定して確保することができる。つまり、並列配置された揺動体３が、前側偏心軸受ユニット４を介して直線状の従動軸１４と、後側偏心軸受ユニット５を介して直線状の駆動軸１５により支持される構成によれば、耐荷重性及び回転バランスを確保しつつ従動軸１４と駆動軸１５を長くして、揺動体３の数を増やすことができ、ひいては、揺動選別機１の処理能力を向上させることができる。それにより、例えば重量物９３の大量処理も可能となる。加えて、揺動体３の数を増やした場合にも、耐荷重性及び回転バランスが確保されるため、振動や騒音の増大を抑制することができる。

また、本実施形態では、従動軸１４と駆動軸１５は、複数の軸受支持部材１３により、長さ方向の複数位置で支持されているが、従動軸１４と駆動軸１５が直線状であるため、軸受支持部材１３は、前側偏心軸受ユニット４又は後側偏心軸受ユニット５と干渉しない限りで、従動軸１４と駆動軸１５の長さ方向において任意の位置に配置することが可能である。これにより、従動軸１４及び駆動軸１５の耐荷重性及び回転バランスを比較的簡単に向上させることができる。

上記揺動体３を支持する従動軸１４と駆動軸１５は、軸受支持部材１３を介して、ケーシング２の前側下部の前側支持梁４１と、ケーシング２の後側下部の後側支持梁４５に支持されている。上記従動軸１４を支持する軸受支持部材１３が取り付けられた前側支持梁４１は、ヒンジ４２を介して前側支柱４３で支持されている。上記駆動軸１５を支持する軸受支持部材１３が取り付けられた後側支持梁４５は、ヒンジ４６を介して後側支柱４７で支持されている。前側支柱４３は後側支柱４７よりも上端の位置が高く設定されて、前側支持梁４１が後側支持梁４５よりも上方に配置されている。これにより、ケーシング２と複数の揺動体３が、水平面に対して傾斜している。前側支柱４３には、油圧シリンダや電動シリンダ等のアクチュエータが内蔵されており、このアクチュエータを伸縮することにより、前側支柱４３の上端に設けられたヒンジ４２の高さが調整可能になっている。これにより、ケーシング２の前側支持梁４１の後側支持梁４５に対する高さが調節可能になっており、ケーシング２と揺動体３の傾斜角度が調節可能になっている。ケーシング２と揺動体３の傾斜角度は、後述するように、第１送風部６及び第２送風部７によるケーシング２内への風量と関連して調節される。

第１送風部６は、ケーシング２の後端部２７に設けられ、揺動駆動される揺動体３の表面の近傍に、後方から前方に向かう空気流を形成し、揺動体３による軽量物９４の送り動作を補助するものである。この第１送風部６は、図示しない送風機に接続された円形断面の送風管６１と、この送風管６１に接続されていると共にケーシング２を貫通し、下流に向かうにつれて幅が拡大して断面が矩形に形成された接続ダクト６２と、この接続ダクト６２の先端に設けられ、幅方向に延びる細長の矩形状の開口を有する吹き出しノズル６３を含んで形成されている。第１送風部６は、ケーシング２の後端部２７の幅方向に２つ配置されている。図１に示すように、この第１送風部６から矢印Ａ１で示すように吹き出した風は、矢印Ｂ１で示すように、揺動体３の表面の近傍を、この揺動体３と略平行に流れる。この第１送風部６の送風量は、上記ケーシング２及び揺動体３の傾斜角度と関連して、後述のように調節される。

第２送風部７は、ケーシング２の本体部２ａの上部に設けられ、ケーシング２内の投入口２１の近傍に、投入口２１の後側から前側に向かって空気流を形成し、この投入口２１から投入される被選別物９１を解すものである。この第２送風部７は、図示しない送風機に接続された円形断面の送風管７１と、この送風管７１に接続されていると共にケーシング２を貫通し、下流に向かうにつれて幅が拡大して断面が矩形に形成された接続ダクト７２と、この接続ダクト７２の先端に設けられ、幅方向に延びる細長の矩形状の開口を有する吹き出しノズル７３を含んで形成されている。第２送風部７は、ケーシング２の本体部２ａの天面に、幅方向に２つ配置されている。図１に示すように、この第２送風部７から矢印Ａ２で示すように吹き出した風は、矢印Ｂ２で示すように、揺動体３の上方を、この揺動体３と略平行に流れる。この第２送風部７の送風量は、上記ケーシング２及び揺動体３の傾斜角度と関連して、後述のように調節される。

この揺動選別機１には、前側偏心軸受ユニット４へ軽量物９４や塵が付着することを防止するための空気吹出部８が設けられている。空気吹出部８は、図示しない送風機と、この送風機から吹き出された空気を導く送風管８２と、この送風管８２に接続された空気分配管８１を有する。空気分配管８１は、前側偏心軸受ユニット４の後側に、この前側偏心軸受ユニット４の駆動軸１５と略平行に配置されている。空気分配管８１は、直線状の円形断面管で形成され、前側偏心軸受ユニット４に対向する面に、貫通孔で形成された複数の空気吹出口が、長手方向に約１５０ｍｍの間隔をおいて形成されている。送風機は、第２送風部７の送風機と兼用しており、第２送風部７の送風管７１から空気吹出部８の送風管８２が分岐している。なお、空気吹出部８の送風機は、第１送風部６の送風機と兼用してもよい。この空気吹出部８は、送風機から送風管８２を通して空気分配管８１に導かれた空気を、図１の矢印Ｊで示すように、空気吹出口から前側偏心軸受ユニット４に向かって吹き出す。こうして、前側偏心軸受ユニット４に、後側から前側に向かって空気を吹き付けることにより、揺動体３の上側から下側に流れた軽量物９４や塵が、前側偏心軸受ユニット４に付着して前側偏心軸受ユニット４の動作に異常が生じる不都合を、効果的に防止できる。

フィルタ９は、ケーシング２内の前側部分に、このケーシング２の本体部２ａと突出部２ｂとの間に位置すると共に、ケーシング２の内部を横断するように配置されている。このフィルタ９は、複数のフラットバーを格子状に配列して形成されている。このフィルタ９は、ケーシング２内から排気口２５へ向かう空気を通過させる一方、この空気によって流れる軽量物９４を捕集し、排気口２５から軽量物９４が排出されることを防止する。フィルタ９は、揺動体３の前端と排気口２５とを結ぶ線を横切るように位置し、フィルタ９の少なくとも前側の部分が、捕集した軽量物９４が落下して軽量物排出口２４から排出されやすいように、前側が下方に傾斜して配置されているのが好ましい。なお、フィルタ９は、金網、パンチングメタル又はエキスパンドメタル等の網状のもののほか、複数のフラットバーを互いに平行に配列したスリット状のスクリーンでもよい。

上記構成の揺動選別機１は、次のように動作する。

まず、図示しない送風機が起動され、第１送風部６の吹き出しノズル６３から矢印Ａ１で示すように空気が吹き出されると共に、第２送風部７の吹き出しノズル７３から矢印Ａ２で示すように空気が吹き出される。これにより、揺動体３の表面近傍に、揺動体３と平行方向の矢印Ｂ１で示すような空気流が形成されると共に、ケーシング２の投入口２１の近傍に、揺動体３と平行方向の矢印Ａ２乃至Ｂ２で示すような空気流が形成される。また、モータ１１が起動され、減速装置１０とカップリング装置１２を介して駆動軸１５が駆動される。駆動軸１５が回転駆動されると、後側偏心軸受ユニット５を介して揺動体３に駆動力が伝達され、前側偏心軸受ユニット４が従動して、駆動軸１５方向視において円軌道を描くように、揺動体３が上下前後に揺動駆動される。複数の揺動体３は、各々の前側偏心軸受ユニット４及び後側偏心軸受ユニット５に設定された位相により、隣り合う揺動体３が１８０°の位相差を有するように駆動される。

続いて、図示しないコンベヤ等によって被選別物９１が搬送され、図１の矢印Ｅで示すように、投入口２１からケーシング２内に投入される。被選別物９１は、ビンやコンクリート片等の重量物９３と、プラスチックシートや紙等の軽量物９４と、砂や紙片等の小径物９２を含んで構成されている。投入口２１から投入された被選別物９１は、第２送風部７の吹き出しノズル７３からの空気流によって解された後、揺動体３に受け取られる。揺動駆動されている揺動体３上の被選別物９１のうち、小径物９２が、篩板３１の透孔３１ａを通って下方に落下し、図１の矢印Ｆで示すように、小径物排出口２２から排出される。また、揺動駆動されている揺動体３上の被選別物９１のうち、重量物９３が、篩板３１の表面を重力によって転動又は滑動して後方に移動し、揺動体３の後端縁から落下し、図１の矢印Ｇで示すように、重量物排出口２３から排出される。また、揺動駆動されている揺動体３上の被選別物９１のうち、軽量物９４が、送り部材３２による送り動作と、第１送風部６の吹き出しノズル６３からの空気流によって揺動体３上を前方に送られる。揺動体３の前方に送られた軽量物９４は、前端縁から落下し、図１の矢印Ｈで示すように、軽量物排出口２４から排出される。こうして、被選別物９１が、重量物９３と、軽量物９４と、小径物９２に選別される。選別された小径物９２、重量物９３及び軽量物９４は、それぞれに対応する再利用工程又は廃棄処理が行われる。

一方、揺動体３の表面近傍を流れた第１送風部６からの空気流は、矢印Ｃ１で示すように、ケーシング２の前端部２８の内側面に衝突し、ケーシング２内を本体部２ａから突出部２ｂへ向かって流れる。また、揺動体３の上方を流れた第２送風部７からの空気流は、矢印Ｃ２で示すように、ケーシング２の前端部２８の内側面に衝突し、ケーシング２内を本体部２ａから突出部２ｂへ向かって流れる。これらの空気流によって軽量物９４が流された場合は、空気流がフィルタ９を通過する際に軽量物９４がフィルタ９によって捕集される。フィルタ９で捕集された軽量物９４は、第１送風部６や第２送風部７による送風が停止したときに、フィルタ９から離れて落下し、軽量物排出口２４から排出される。フィルタ９を通過した空気は、矢印Ｄで示すように上方に流れ、排気口２５からケーシング２の外へ排出される。

このように、本実施形態の揺動選別機１は、ケーシング２の前端部２８の内側面が上向きに傾斜しているので、第１送風部６及び第２送風部７からの空気流が、ケーシング２の前端部２８の内側面によって上向きに変更される。これにより、空気流の方向に対してケーシング５０２の前端部の内側面が直角に延在する従来の揺動選別機５０１と比較して、ケーシング２内の空気流の乱れが効果的に低減される。その結果、乱れた空気流によって軽量物９４がケーシング内を後方に流され、重量物９３に混入して選別精度が低下する不都合を効果的に防止できる。また、ケーシング２内の空気流は、ケーシング２の前端部２８の内側面によって上向きに流れた後、揺動体３の前側部分の上方に位置する排気口２５から排出されるので、軽量物排出口２４からの空気の排出を効果的に抑制できる。したがって、この揺動選別機１で選別された軽量物９４を処理する後工程の作業領域に、被選別物の塵を含んだ風を送る不都合を効果的に防止できる。

本実施形態の揺動選別機１は、揺動体３の傾斜角度と、第１送風部６及び第２送風部７による空気の供給量とを設定することにより、軽量物９４と重量物９３の選別精度を効果的に向上することができる。表１は、揺動体３の傾斜角度と、第１送風部６及び第２送風部７の送風量とを設定した比較例と実施例の運転条件について、被選別物としての都市ゴミを選別したときに、小径物排出口２２から排出される小径物９２と、重量物排出口２３から排出される重量物９３と、軽量物排出口２４から排出される軽量物９４との重量割合を示したものである。

都市ゴミは、軽量物９４であるプラスチック製の容器及び包装や、小径物９２である食品残渣や、重量物９３であるペットボトル、缶及び電池等が混在する一般廃棄物である。比較例１の運転条件では、重量物９３として重量物排出口２３から排出されるものに、プラスチック製の容器及び包装等の軽量物９４が混入するので、重量物９３として選別されるものの割合が比較的多い。また、軽量物９４として軽量物排出口２４から排出されるものに、重量物９３であるペットボトルや缶の一部が混入していた。これに対して、実施例１の運転条件では、揺動体３の傾斜角度を増大すると共に、第１送風部６及び第２送風部７の送風量を増加することにより、ペットボトルや缶を効果的に揺動体３上で後方に落下させる一方、プラスチック製の容器及び包装等を揺動体３上で効果的に前方に送ることができる。その結果、比較例１では重量物９３に混入していた軽量物９４が、適切に軽量物排出口２４から排出され、その結果、軽量物９４の重量割合が比較例１よりも多くなった。このように、実施例１の運転条件によれば、都市ゴミから精度良くプラスチック製の容器及び包装等の軽量物９４を選別でき、例えばＲＰＦ（Refuse Paper and Plastic Fuel：廃紙・廃プラスチックを用いた燃料）等のリサイクル原料として、有効に再利用することができる。

表２は、本実施形態の揺動選別機１により、揺動体３の傾斜角度と、第１送風部６及び第２送風部７の送風量とを設定した比較例と実施例の運転条件について、被選別物としての建築系混合廃棄物を選別したときに、小径物排出口２２から排出される小径物９２と、重量物排出口２３から排出される重量物９３と、軽量物排出口２４から排出される軽量物９４との重量割合を示したものである。

建築系混合廃棄物には、軽量物９４である厚手の軟質プラスチック及び壁紙や、小径物９２である土砂や、重量物９３であるコンクリート片等が混在している。比較例２の運転条件では、重量物９３として重量物排出口２３から排出されるものに軽量物９４が混入するので、重量物９３として選別されるものの割合が比較的多い。これに対して、実施例２の運転条件では、第１送風部６及び第２送風部７の送風量を増加することにより、比較例２では重量物９３に混入していた軟質プラスチック及び壁紙等の軽量物９４が、適切に軽量物排出口２４から排出される。その結果、軽量物９４の重量割合が比較例２よりも多くなる。このように、実施例２の運転条件によれば、建築系混合廃棄物から精度良く軟質プラスチック及び壁紙等の軽量物９４を選別でき、例えばＲＰＦ等のリサイクル原料として有効に再利用することができる。また、被選別物である建築系混合廃棄物の時間当たりの処理質量が、比較例２では１７．１ｔ／ｈであったが、実施例２では２３．８ｔ／ｈであった。このように、実施例２によれば、揺動体３の傾斜角度が２０°であると共に、第１送風部６と第２送風部７の送風量の合計が２４０ｍ^３／ｍｉｎであるので、選別精度の向上と、処理能力の向上を効果的に両立することができる。ここで、揺動体３の傾斜角度が２０°を下回ると、揺動体３上を前方に移動する重量物９３が生じ、軽量物排出口２４から排出される軽量物９４に混入する重量物９３が増大するので、揺動体３の傾斜角度は２０°以上であるのが好ましい。一方、揺動体３の傾斜角度が２５°を超えると、揺動体３上を前方に移動しない軽量物９４が生じ、重量物排出口２３から排出される重量物９３に混入する軽量物９４が増大するので、揺動体３の傾斜角度は２５°以下が好ましい。また、第１及び第２の送風部６，７の送風量の合計が２００ｍ^３／ｍｉｎを下回ると、揺動体３を前方に移動しない軽量物９４が生じて、重量物排出口２３から排出される重量物９３に混入する軽量物９４が増大するので、第１及び第２の送風部６，７の送風量の合計は２００ｍ^３／ｍｉｎ以上が好ましい。一方、第１及び第２の送風部６，７の風量の合計が２５０ｍ^３／ｍｉｎを超えると、揺動体３上を重量物９３が前方に移動して、軽量物排出口２４から排出される軽量物９４に混入する重量物９３が増大するので、第１及び第２の送風部６，７の風量の合計は２５０ｍ^３／ｍｉｎ以下が好ましい。

上記実施形態において、ケーシング２は、前端部２８の外側面が下方に向けて傾斜した逆台形状断面を有する本体部２ａと、この本体部２ａの前側部分から上方に突出した突出部２ｂを有し、この突出部２ｂの上部が、上方に向かうにつれて平断面が縮小すると共に、縦断面において前方寄りに傾斜した逆漏斗形状を有したが、前端部２８の内側面が上方に向けて傾斜していれば、ケーシング２の形状は他の形状であってもよい。例えば、図８の側面図に示すように、ケーシング１０２は、前端部２８の外側面が下方に向けて傾斜した逆台形状断面を有する本体部１０２ａと、この本体部１０２ａの前側部分から上方に突出した突出部１０２ｂを有し、この突出部１０２ｂの上部が、上方に向かうにつれて平断面が縮小すると共に、縦断面において前後に対称の逆漏斗形状を有してもよい。また、図９の側面図に示すように、ケーシング２０２は、前端部２８の外側面が下方に向けて傾斜した逆台形状断面を有する本体部２０２ａと、この本体部２０２ａの前側部分から上方に突出した突出部２０２ｂを有し、この突出部２０２ｂは、下部が上記前端部２８と同一面に連なる前端部を有して側面視において台形の箱状に形成され、上部が上方に向かうにつれて平断面が縮小すると共に、縦断面において前方に傾斜した逆漏斗形状を有してもよい。この突出部２０２ｂの上部の傾斜した前端面に、排気口２５を設けてもよい。図８及び９のいずれも、ケーシング１０２，２０２の本体部１０２ａ，２０２ａの前端部２８の外側面が下方に向けて傾斜し、これにより、前端部２８の内側面が上方を向くように傾斜していればよい。このように、前端部２８の内側面が上方に傾斜していることにより、ケーシング１０２，２０２内の空気流を突出部１０２ｂ，２０２ｂ側に流して排気口２５から排出することにより、ケーシング１０２，２０２内の空気の乱れを低減し、選別精度を効果的に向上することができる。

また、上記実施形態において、ケーシング２の本体部２ａが、前端部２８の外側面が下方に向けて傾斜すると共に、この前端部２８の内側面が上方に向けて傾斜したが、前端部２８の内側面が上方に傾斜していれば、外側面の形状は他の形状であってもよい。また、ケーシング２の前端部２８の内側に、上向きに傾斜した板状体を設け、この板状体の表面によって上向きに傾斜した内側面を形成してもよい。

また、上記実施形態では、揺動選別機１が建設系廃棄物や一般廃棄物等の混合廃棄物を選別する例を取り上げたが、これに限定されることなく、揺動選別機１は、例えば、シュレッダーダストの選別、容器包装プラスチックの選別、瓶や缶などの資源ゴミの選別、粗大ゴミの選別、埋め立て地の掘り起こし材の選別、穀類等の農産物の選別等、多種多様な用途に利用することができる。

また、上記実施形態では、隣接する揺動体３の位相差が１８０°に設定されたが、これに限定されることなく、例えば９０°又は１２０°など、揺動体３の数や寸法に応じて、被選別物の選別が効率的に実行可能であるように適宜選定される。更に、揺動体３は、透孔３１ａの直径ごとに数種類の取り替え可能なスクリーンとして用意され、被選別物の選別が効率的に実行可能であるように適宜選定されてもよい。

また、上記実施形態では、前側偏心軸受ユニット４に従動軸１４を連結する一方、後側偏心軸受ユニット５に駆動軸１５を連結したが、前側偏心軸受ユニット４に駆動軸１５を連結する一方、後側偏心軸受ユニット５に従動軸１４を連結してもよい。

また、上記実施形態では、複数の揺動体３を、位相差を付与して揺動駆動する駆動部として、揺動体３に設けた前側偏心軸受ユニット４及び後側偏心軸受ユニット５と、後側偏心軸受ユニット５に連結した駆動軸１５と、前側偏心軸受ユニット４に連結した従動軸１４と、駆動軸１５に連結したカップリング装置１２、減速装置１０及びモータ１１を備えたが、駆動部はクランク軸等を用いたものでもよい。駆動部の動力源や伝達装置等の形態は、適宜選択できる。

１ 揺動選別機
２ ケーシング
２ａ ケーシングの本体部
２ｂ ケーシングの突出部
３ 揺動体
４ 前側偏心軸受ユニット
５ 後側偏心軸受ユニット
６ 第１送風部
７ 第２送風部
８ 空気吹出部
９ フィルタ
１０ 減速装置
１１ モータ
１２ カップリング装置
１４ 従動軸
１５ 駆動軸
２２ 小径物排出口
２３ 重量物排出口
２４ 軽量物排出口
２５ 排気口
２８ ケーシングの前端部
３１ 揺動体の篩板
３２ 揺動体の送り部材
３３ 揺動体の幅方向板
９１ 被選別物
９２ 小径物
９３ 重量物
９４ 軽量物

Claims (8)

1. 透孔と鋸状の送り部材とを有し、水平面に対して傾斜して配置された複数の短冊状の揺動体と、
   上記複数の揺動体を、互いに位相差を与えて揺動駆動する駆動部と、
   上記揺動体の上側に後方から前方に向かって空気を供給する送風部と、
   上記揺動体を収容し、上記揺動体の上方に位置する被選別物の投入口と、上記揺動体の後側部分の下方に位置する重量物排出口と、上記揺動体の中央部の下方に位置する小径物排出口と、上記揺動体の前側部分の下方に位置する軽量物排出口と、上記揺動体の前側部分の上方に位置する排気口とを有し、上向きに傾斜した内側面を前端部に有するケーシングと
   を備え、
   上記ケーシングの前端部の内側面のうち、上記送風部から空気が供給される方向の延長上の部分が、上向きに傾斜していることを特徴とする揺動選別機。
2. 請求項１に記載の揺動選別機において、
   上記ケーシングの前端部の内側に、上向きに傾斜した板状体が設けられていることを特徴とする揺動選別機。
3. 請求項１に記載の揺動選別機において、
   上記ケーシングが、上方に突出した突出部を前側部分に有し、この突出部に上記排気口が設けられていることを特徴とする揺動選別機。
4. 請求項１に記載の揺動選別機において、
   上記ケーシング内の投入口の後側に、空気を前側に向かって供給する第２の送風部が設けられていることを特徴とする揺動選別機。
5. 請求項１に記載の揺動選別機において、
   上記ケーシング内の上記揺動体と上記排気口との間に、上記軽量物を捕集するフィルタを備えることを特徴とする揺動選別機。
6. 請求項１に記載の揺動選別機において、
   上記ケーシング内の上記揺動体を揺動可能に支持する軸受の前方に、上記軽量物の上記軸受への付着を防止する板部材を備えることを特徴とする揺動選別機。
7. 請求項１に記載の揺動選別機において、
   上記揺動体が、前端縁から下方に延びる垂下部材を有することを特徴とする揺動選別機。
8. 請求項４に記載の揺動選別機において、
   上記揺動体の傾斜角度が１３°以上３０°以下であり、かつ、上記第１の送風部と第２の送風部から供給される空気量の合計が１００ｍ^３／ｍｉｎ以上３００ｍ^３／ｍｉｎ以下であることを特徴とする揺動選別機。

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