JP2004081965A - 非磁性金属分離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】処理する原料の量が多くても、原料中の非磁性金属の割合に関係なく、効率良く原料中の非磁性金属を分離できる非磁性金属分離装置を提供する。
【解決手段】非磁性かつ非導電性材料からなる断面円形の筒体１１と、筒体１１内の上部位置に偏心して配置され、筒体１１の内壁１２上部とは僅少の隙間Ｇを有して配置され、高速で回転する回転磁石１３と、筒体１１の上位置に原料１４を供給するベルトコンベア１５とを有し、ベルトコンベア１５の原料排出側の従動ローラ１９が非磁性かつ非導電性材料からなり、筒体１１の上位置であって、筒体１１の軸心Ｔを通る垂線ｍを基準として原料搬送方向に対して手前側に配置され、ベルトコンベア１５の原料排出側には、排出された原料１４を筒体１１の上部に案内し、排出された原料１４が原料搬送方向とは逆方向に落下するのを防止する非磁性かつ非導電性材料からなるガイド部材１７が設けられている。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、アルミニウムや銅等の有用な非磁性金属を含む原料から非磁性金属を分離するために使用する非磁性金属分離装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、非磁性金属であるアルミニウムや銅等を含む廃棄物（原料）から、有用な非磁性金属を再利用することを目的に、非磁性金属を磁気的に分離するために用いる非磁性金属分離装置として、特開昭５７−１１９８５６号公報や特許第３２３０２５３号公報に記載された形態のものが知られている。なお、この種の分離装置においては、移動磁界中に原料を通して電磁誘導力により非磁性金属を分離するものである。
特開昭５７−１１９８５６号公報に記載された装置においては、非磁性材料からなって互いに逆方向に回転する一対の回転筒体が所定の間隔を開けて配置され、かつ一対の回転筒体内には回転筒体と逆方向に回転し、表面に軸方向に並設した複数個の磁極を有する回転磁石が内蔵されており、回転筒体の対向部近傍に向かって非磁性金属を含む原料を供給する振動フィーダー及び振動フィーダーに連接し、かつ傾斜して配置された案内板が配置され、しかも、下側の回転磁石は回転筒体に対して偏心して配置された構成となっている。
一方、特許第３２３０２５３号公報に記載された装置は、一端部で駆動ローラに、他端部で非磁性材料からなる筒体に巻回される搬送ベルトと、筒体内に同軸又は偏心して内蔵され、筒体より高速で回転駆動される回転磁石とを備えており、筒体の下方で該筒体の排出側端部より駆動ローラ側に偏倚して従動ローラが配設され、従動ローラにも搬送ベルトが巻回された構成となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の非磁性金属分離装置においては、未だ解決すべきそれぞれ以下のような問題があった。
特開昭５７−１１９８５６号公報に記載された装置においては、原料中の非磁性金属が、振動フィーダーから供給されて案内板の先端から下側の回転筒体の上部の円弧部の表面に落下するが、この際、落下する位置（回転筒体の周方向）や落下の後の跳ね上がりの如何では、回転磁石による電磁誘導力（分離力）の作用にもかかわらず、非磁性金属が回転磁石の回転方向と逆の方向、即ち、原料中の非金属や、原料に微少に含まれる可能性のある磁性金属と同じ方向に飛翔して正確な分離が行われないことが生じた。特に、案内板の先端から下側の回転筒体の上部の円弧部の表面までの落下距離が大きく、処理する原料が多く、しかも原料中の非磁性金属の割合も多く、回転筒体の外径が小さく、回転磁石の磁力（磁束密度）が小さい場合には、問題が大きかった。この結果、製品の純度が低下するという問題があった。
一方、特許第３２３０２５３号公報に記載された装置においては、回転磁石の磁束により非磁性金属（アルミニウム屑）は上方向の反発力を受けて、筒体の略最上端部から放物線を描いて排出されるが、この際、搬送ベルトにより搬送されたアルミニウム屑と非金属や磁性金属が十分にほぐされていない場合には、アルミニウム屑の分離が十分に行われないことになり、回収されたアルミニウム屑中に非金属が含まれ、回収された非金属側にアルミニウム屑が混在しており、それぞれ再利用する点で問題があった。
【０００４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、処理する原料の量が多くても、原料中の非磁性金属の割合に関係なく、効率良く原料中の非磁性金属を分離できる非磁性金属分離装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う第１の発明に係る非磁性金属分離装置は、所定の外周速度で回転し、非磁性かつ非導電性材料からなる断面円形の筒体と、筒体内の上部位置に偏心して配置され、筒体の内壁上部とは僅少の隙間を有して配置され、周方向に隣り合って異なる磁極を交互に有し、高速で回転する回転磁石と、筒体の上位置に選別しようとする原料を供給するベルトコンベアとを有し、ベルトコンベアの原料排出側の従動ローラが非磁性かつ非導電性材料からなって、筒体の軸心に平行に配置され、その直径が筒体の直径より小さく、更に筒体の上位置であって、筒体の軸心を通る垂線を基準として原料搬送方向に対して手前側に配置され、そして、ベルトコンベアの原料排出側には、ベルトコンベアから排出された原料を筒体の上部に案内し、しかも、排出された原料が原料搬送方向とは逆方向に落下するのを防止する非磁性かつ非導電性材料からなるガイド部材が設けられている。これによって、筒体の直径より小さいベルトコンベアの従動ローラが、筒体の上位置で筒体の軸心を通る垂線を基準として原料搬送方向に対して手前側に配置され、また、ガイド部材が筒体の軸心を通る垂線を基準として原料搬送方向に対して手前側に配置されて、ベルトコンベアから排出された原料を筒体の上部に案内し、原料が原料搬送方向とは逆方向に落下するのを防止することができるので、ベルトコンベアから排出される全ての原料を確実に、かつ滑らかに回転磁石の電磁誘導力が作用する領域に供給することができる。
【０００６】
第１の発明に係る非磁性金属分離装置において、従動ローラ及びこれに続くガイド部材を、筒体に対して相対的に上下調整可能に配置することもできる。これによって、原料の条件や搬送速度、回転磁石の磁束密度や回転速度等に応じて、従動ローラの高さ位置やガイド部材の傾きを変えることにより、ベルトコンベアから排出される全ての原料を確実に、かつ滑らかに回転磁石の電磁誘導力が作用する領域に供給することができる。
第１の発明に係る非磁性金属分離装置において、ガイド部材の原料搬送路は水平に対して±３０度以内の範囲にあって、しかも、ガイド部材の原料排出端は、筒体の軸心を通る垂線より原料搬送方向手前側に配置することもできる。これによって、ベルトコンベアから排出される全ての原料を確実に、しかも、より滑らかに回転磁石の電磁誘導力が作用する領域に供給することができる。ガイド部材の原料搬送路を水平に対して±３０度以内としたのは、＋３０度を超えると原料がガイド部材から筒体に落ちる際の衝撃が大きくなり、それにより筒体上で散乱し易くなり、一方、−３０度未満では原料がガイド部材から筒体に滑らかに供給されることが困難となるためである。
【０００７】
前記目的に沿う第２の発明に係る非磁性金属分離装置は、所定の外周速度で回転し、非磁性かつ非導電性材料からなる断面円形の筒体と、筒体内の上部位置に偏心して配置され、筒体の内壁上部とは僅少の隙間を有して配置され、周方向に隣り合って異なる磁極を交互に有し、高速で回転する回転磁石と、筒体の上位置に選別しようとする原料を供給するベルトコンベアとを有し、ベルトコンベアの原料排出側の従動ローラが非磁性かつ非導電性材料からなって、筒体の軸心に平行に配置され、その直径が筒体の直径より小さく、更に筒体の上位置であって、筒体の軸心を通る垂線を基準として原料搬送方向に対して手前側に配置され、そして、筒体の外表面にはベルトコンベアから排出される原料の後方落下を防止する多数の線状又は点状の落下防止用突起を設けることもできる。これによって、筒体の直径より小さいベルトコンベアの従動ローラが筒体の上位置で筒体の軸心を通る垂線を基準として原料搬送方向に対して手前側に配置され、また、筒体の外表面には多数の線状又は点状の落下防止用突起が設けられているので、ベルトコンベアから排出される原料の後方落下を確実に防止すると共に、原料を回転磁石の電磁誘導力が作用する領域に供給することができる。ここで、線状又は点状の落下防止用突起の形状として、筒体の軸心方向に見て断面が台形で、しかも上辺が底辺より短くされ、これにより、筒体の回転速度を大きくした場合でも、落下防止用突起による原料の持ち込みを少なくして、分離の効率を高めるように構成することもできる。
【０００８】
第２の発明に係る非磁性金属分離装置において、落下防止用突起は高さを５〜１０ｍｍの範囲にすることもできる。これによって、原料の落下防止をより効果的に行うことができると共に、回転磁石による分離効果も向上することができる。ここで、落下防止用突起の高さを５〜１０ｍｍの範囲にしたのは、５ｍｍ未満では、落下を防止することができず、一方、１０ｍｍを超えると速い速度の落下防止用突起によって、はね飛ばし現象が生じ、分離能力が低下するためである。
【０００９】
前記目的に沿う第３の発明に係る非磁性金属分離装置は、原料搬出側端部に設けられた小径の従動ローラによってガイドされる搬送ベルトを有し、しかも、従動ローラの手前側近傍に位置する搬送ベルトの直下には空間部を有するベルトコンベアと、空間部に配置され、搬送ベルトとは僅少の隙間を有し、周方向に隣り合って異なる磁極を交互に有し、高速で回転する回転磁石とを有し、ベルトコンベアで搬送された原料中の非磁性金属を回転磁石で飛翔分離させる。これによって、原料中に磁性金属があった場合、磁性金属が回転磁石に吸引されて、搬送ベルトの強磁場位置に保持されるのを、強制的に徐々に離し、この結果、分離後の原料中の磁性金属が従動ローラの下流側の搬送ベルトに付着することを防止できる。
【００１０】
第３の発明に係る非磁性金属分離装置において、回転磁石の外側には非磁性かつ非導電性材料からなる筒体が隙間を有して配置され、しかも回転磁石は、筒体の軸心に対して同軸又は偏心して配置することもできる。これによって、搬送ベルト上の原料と回転磁石との距離を一定に維持できると共に、搬送ベルトと回転磁石との干渉を回避することができる。
第３の発明に係る非磁性金属分離装置において、従動ローラの下位置にはリターンローラが設けられて、従動ローラによってガイドされた後の搬送ベルトを、従動ローラの位置から下方であって従動ローラの搬送ベルトの最終当接位置を通る垂線を基準にして、回転磁石に対して反対側で垂線に対して０〜３０度の方向に指向させることもできる。これによって、仮に原料中に微少の磁性金属（例えば、鉄分）が含まれていても、非磁性金属が除去されて搬送ベルトによって送られる原料（原料滓）によって下流側に押し流され、搬送ベルトに留まることがない。ここで、垂線に対して０〜３０度の方向に指向させるのは、０度未満では、磁性金属が搬送ベルトに留まり易くなり、一方、３０度を超えると、飛翔分離が困難となるためである。
第３の発明に係る非磁性金属分離装置において、従動ローラとリターンローラでガイドされる搬送ベルトの一部にも回転磁石が近接し、搬送ベルトに沿って落下する原料中の非磁性金属を飛翔分離することもできる。これによって、従動ローラを過ぎて搬送ベルトに沿って落下する原料に再度回転磁石による磁場が働く。
【００１１】
前記目的に沿う第４の発明に係る非磁性金属分離装置は、搬送ベルトを実質的に水平又は水平に対して０度を超え２０度以内の下り勾配に保持する駆動ローラ、及び従動ローラとして作用する筒体、並びに筒体の下位置に配置された小径のリターンローラを備え、筒体の内部には高速回転する回転磁石が設けられた非磁性金属分離装置において、筒体とリターンローラとの間にガイドローラを配置し、搬送ベルトが筒体に接する角度を１０〜８０度の範囲に制限している。これによって、水平又は水平に対して０度を超え２０度以内の下り勾配に保持された搬送ベルトが、角度を１０〜８０度の範囲で筒体に接しているので、原料中の非磁性金属と原料滓との分離が効率よく行える。ここで、搬送ベルトの下り勾配を水平又は水平に対して０度を超え２０度以内としたのは、水平を超えて上り勾配とすると、非磁性金属の飛翔距離が短くなり、一方、２０度を超えた下り勾配とすると、電磁誘導力に対して重力の影響が大きくなり、分離効率が低下するためである。さらに、搬送ベルトが筒体に接する角度を１０〜８０度の範囲にしたのは、１０度未満であれば、電磁誘導力が小さ過ぎて分離の効果が小さく、一方、８０度を超えると、電磁誘導力の効果が飽和するためである。
【００１２】
第１〜第３の発明に係る非磁性金属分離装置において、従動ローラの直径を、筒体の直径の２０％以下とすることもできる。これによって、ベルトコンベアから筒体への原料の供給がより滑らかにできる。ここで、従動ローラの直径を、筒体の直径の２０％以下としたのは、２０％を超えると、ベルトコンベアから筒体への原料の供給が円滑にできないためである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ本発明の第１の実施の形態に係る非磁性金属分離装置、同装置の第１、第２の変形例を示す構成図、図２は本発明の第２の実施の形態に係る非磁性金属分離装置の構成図、図３は本発明の第３の実施の形態に係る非磁性金属分離装置の構成図、図４は本発明の第３の実施の形態に係る非磁性金属分離装置の変形例の要部構成図、図５は本発明の第４の実施の形態に係る非磁性金属分離装置の構成図である。
【００１４】
図１（Ａ）に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る非磁性金属分離装置１０は、所定の外周速度Ｖで時計方向（原料搬送方向１６と同じ方向）に回転し、非磁性かつ非導電性材料からなる断面円形の筒体１１と、筒体１１内の上部位置に偏心して配置され、筒体１１の内壁１２上部とは僅少の隙間Ｇを有して配置され、周方向に隣り合って異なる磁極（Ｓ極、Ｎ極）を交互に有し、高速で時計方向に回転する回転磁石１３と、筒体１１の上位置に選別しようとする原料１４を供給するベルトコンベア１５とを有している。そして、ベルトコンベア１５の原料排出側には、ベルトコンベア１５から排出された原料１４を筒体１１の上部に案内し、しかも、排出された原料１４が原料搬送方向１６とは逆方向に落下するのを防止する非磁性かつ非導電性材料からなるガイド部材１７が設けられている。以下、これらについて詳しく説明する。
【００１５】
図１（Ａ）に示すように、ベルトコンベア１５は、図示しない駆動モータに連結された減速機構を介して時計方向に回転される大径の駆動ローラ１８と、原料搬送方向１６の下流端に配置された小径の従動ローラ１９と、従動ローラ１９の下方で駆動ローラ１８側に配置された中径のテンションローラ２０とが無端の搬送ベルト２１に巻回されている。なお、ベルトコンベア１５の原料排出側に設けられた従動ローラ１９は筒体１１の軸心Ｔに平行に配置されており、その直径ｄが筒体１１の直径Ｄより小さく形成されている。さらに、従動ローラ１９は筒体１１の上位置であって、筒体１１の軸心Ｔを通る垂線ｍを基準として原料搬送方向１６に対して手前側に配置されている。なお、従動ローラ１９及びテンションローラ２０は非磁性かつ非導電性材料からなっている。
【００１６】
図１（Ａ）に示すように、筒体１１は偏心して配置された回転磁石１３を内蔵しており、筒体１１の両端部には図示しない駆動、従動側回転軸が形成されている。駆動、従動側回転軸はそれぞれ駆動、従動側軸受により支持されており、駆動側回転軸には減速機構を介して電動モータが連結されている。かかる構成により、電動モータの駆動によって、筒体１１を回転中心（軸心）Ｔの廻りを時計方向に回転することができる。
【００１７】
図１（Ａ）に示すように、回転磁石１３の表面部には、Ｓ極、Ｎ極が周方向に交互に隣り合って複数個配置されており、Ｓ極、Ｎ極によって形成される外径Ｌの外形と筒体１１の上端部の内壁１２とは僅少の隙間Ｇ（例えば、１〜２ｍｍ）を有して配置されている。回転磁石１３も、筒体１１と同様に、両端部には図示しない駆動、従動側回転軸が形成され、駆動、従動側回転軸はそれぞれ駆動、従動側軸受により支持されており、駆動側回転軸には減速機構を介して電動モータが連結されている。回転磁石１３の回転中心（軸心）Ｋは筒体１１の回転中心Ｔより垂直方向上側に距離δだけ偏心している。かかる構成により、電動モータの駆動によって、回転磁石１３は回転中心Ｋの廻りを時計方向に高速度で回転することができる。
【００１８】
図１（Ａ）に示すように、ベルトコンベア１５の上側の搬送ベルト２１は水平に配置されており、ベルトコンベア１５の原料排出側には、従動ローラ１９付近の搬送ベルト２１によりベルトコンベア１５から排出された原料１４を筒体１１の上部（垂線ｍの手前側、即ち、垂線ｍに対して上流側）に案内するためのガイド部材１７が設けられている。ガイド部材１７は排出された原料１４が原料搬送方向１６とは逆方向（左側方向、即ち、反時計回り）に落下するのを防止でき、非磁性かつ非導電性材料からなっている。なお、ベルトコンベア１５によりガイド部材１７に搬送される原料１４は、ガイド部材１７により若干搬送速度がアップされ、これにより、ガイド部材１７から搬送される原料１４の筒体１１の上での滞留を少なくして、分離の効果を高くするようになっている。
【００１９】
図１（Ａ）に示すように、ガイド部材１７は側面視して底辺を上側にした断面三角形状に形成されており、底辺側である原料搬送路２２は水平に配置された上側の搬送ベルト２１の原料搬送路２３と同一レベルで水平になるように配置されている。さらに、原料搬送路２２の原料排出端２４は筒体１１の上端Ｊとほぼ同じ高さ位置に配置されている。かかる構成によって、ベルトコンベア１５の従動ローラ１９近傍の搬送ベルト２１から排出された原料１４が、ガイド部材１７を介して、筒体１１の上端Ｊとほぼ同じ高さ位置で、隙間Ｇの位置の若干後方（上流側）の位置に渡されるようになっている。この結果、筒体１１上に搬送された原料１４中の非磁性金属（アルミニウム片や銅片等）に対する回転磁石１３による電磁誘導力の作用が効果的になるので、効率のよい分離が行われることになる。なお、筒体１１に載った原料１４は、回転磁石１３によって発生する磁場により非磁性金属が飛翔するが、その残りの原料滓は筒体１１を伝って下方に落下する。この場合、回転磁石１３は筒体１１に対して上方に偏心しているので、仮に原料滓中に磁性金属が含まれていても、筒体１１の下流側に行くに従って磁気が弱くなるため、円滑に円筒１１から離脱し、原料滓と共に落下する（なお、以下の実施の形態においても同じ）。
【００２０】
図１（Ｂ）及び図１（Ｃ）はそれぞれ、回転磁石１３が偏心して内蔵され、位置が固定された筒体１１に対して、ベルトコンベア１５が全体として垂直方向に上側に少し位置を変えて配置された、非磁性金属分離装置１０の第１、第２の変形例である非磁性金属分離装置１０ａ、１０ｂを表している。なお、非磁性金属分離装置１０と同一の構成要素については、同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
図１（Ｂ）及び図１（Ｃ）に示すように、非磁性金属分離装置１０ａ、１０ｂは、非磁性金属分離装置１０に較べて、ベルトコンベア１５の従動ローラ１９部から排出された原料１４が、筒体１１の上端Ｊとほぼ同じ高さ位置で、隙間Ｇの位置の若干後方の位置に渡されるように、それぞれガイド部材２５、２６の原料搬送路２７、２８の傾斜角をα、βとしている。非磁性金属分離装置１０のガイド部材１７の原料搬送路２２の傾斜角は０度（水平）であり、原料搬送路２７、２８の傾斜角α、βはそれぞれ約１５、３０度である。
【００２１】
次いで、本発明の第１の実施の形態に係る非磁性金属分離装置１０の作用について、図１（Ａ）を参照しながら説明する。
（１）図示しない貯留ホッパーから分離する原料１４を、ベルトコンベア１５の上側の搬送ベルト２１の上流側に切り出す。
（２）ベルトコンベア１５の搬送ベルト２１上に切り出された原料１４は、駆動ローラ１８の回転駆動により駆動される搬送ベルト２１に載置されて原料搬送方向１６に移動する。
【００２２】
（３）ベルトコンベア１５の従動ローラ１９部から排出された原料１４は、上側の搬送ベルト２１の水平に配置された原料搬送路２３と略同一レベルで水平に配置された原料搬送路２２を備えたガイド部材１７を介して、筒体１１の上端Ｊ（隙間Ｇの位置）の若干後方の位置でほぼ同じ高さ位置である、原料搬送方向１６と同じ方向に回転する筒体１１の外周面上に排出される。
（４）筒体１１上に搬送された原料１４中の非磁性金属は、筒体１１内に偏心して配置され、筒体１１の回転速度より高速で回転する回転磁石１３の磁力線に基づく電磁誘導力を受けて原料１４中の他の物より遠くに飛ばされることにより、効果的に分離される。従来のような搬送ベルトを設けた場合の搬送ベルトの表面磁束密度を、例えば３０００Ｇ（ガウス）と仮定すると、このような搬送ベルトを省略した本実施の形態では、筒体１１の表面磁束密度が３５００Ｇにアップし、この結果、原料１４の飛散分離能力が従来に較べて１．３６倍アップすることになる。
【００２３】
（５）特に、ガイド部材１７から筒体１１上に受け渡される原料１４中の非磁性金属は、落下のヘッド差が無い（即ち、位置エネルギーが無い）ため、筒体１１の外周面上で跳ね上がりが抑制され、筒体１１上の一定の位置にスムーズに受け渡されるので、非磁性金属に作用する回転磁石１３による電磁誘導力が常に、安定するため、非磁性金属の飛翔ルートのバラツキが小さくなり、正確な分離が行われることになる。
【００２４】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る非磁性金属分離装置３０について、図２を参照して説明する。なお、非磁性金属分離装置１０と同一の構成要素については、同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
非磁性金属分離装置３０は、所定の外周速度Ｕで時計方向（原料搬送方向１６と同じ方向）に回転し、非磁性かつ非導電性材料からなる断面円形の筒体３１と、筒体３１内の上部位置に偏心（偏心量＝ｆ）して配置され、筒体３１の内壁３２上部とは僅少の隙間ｇを有して配置され、周方向に隣り合って異なる磁極（Ｓ極、Ｎ極）を交互に有し、高速で時計方向に回転する回転磁石３３と、筒体３１の上位置に選別しようとする原料１４を供給するベルトコンベア３４とを有している。以下、これらについて詳しく説明する。なお、筒体３１の回転中心（軸心）をＴ、回転磁石３３の回転中心（軸心）をＫとする。回転中心Ｔを通る垂線をｍとし、回転中心Ｔと回転中心Ｋとを結ぶ直線をｎとすると、垂線ｍと直線ｎとの交差角はγである。
【００２５】
ベルトコンベア３４の原料排出側の従動ローラ３５は非磁性かつ非導電性材料からなっており、筒体３１の軸心Ｔに平行に配置されている。従動ローラ３５の直径ｈは筒体３１の直径Ｈより小さく形成されており、更に従動ローラ３５は筒体３１の上位置であって、筒体３１の軸心Ｔを通る垂線ｍを基準として原料搬送方向１６に対して手前側に配置されている。ベルトコンベア３４は、図示しない駆動モータに連結された減速機構を介して時計方向に回転される大径の駆動ローラ３６と、原料搬送方向１６の下流端に配置された小径の従動ローラ３５とが無端の搬送ベルト３７に巻回されている。
【００２６】
筒体３１の回転駆動機構は筒体１１と同様の構成となっており、一方、回転磁石３３の回転駆動機構も回転磁石１３と同様の構成となっているので、説明を割愛する。
筒体３１の外表面には、ベルトコンベア３４の排出端から排出される原料１４が筒体３１の後方に落下するのを防止するために、多数の点状の落下防止用突起３８がランダムに設けられている。落下防止用突起３８の高さは５〜１０ｍｍの範囲にある。従って、図２に示すように、筒体３１の軸心Ｔを通る垂線ｍを基準として原料搬送方向１６に対して手前側でベルトコンベア３４から落下する原料１４は、回転する筒体３１及び多数の落下防止用突起３８によって、確実に筒体３１の外周面上に載置されて前側（時計廻り）に移動し、筒体３１の内側に僅少の隙間ｇを有して配置された回転磁石３３の磁束に基づく電磁誘導力の作用を受けて、原料１４中の非磁性金属が効果的に分離されることになる。
【００２７】
さらに、本発明の第３の実施の形態に係る非磁性金属分離装置４０について、図３を参照して説明する。なお、非磁性金属分離装置１０、３０と同一の構成要素については、同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
非磁性金属分離装置４０は、原料搬出側端部に設けられた小径の従動ローラ４１によってガイドされる搬送ベルト４２を有し、しかも、従動ローラ４１の手前側（左側、即ち、上流側）近傍に位置する搬送ベルト４２の直下には空間部４３を有するベルトコンベア４４と、空間部４３に配置され、搬送ベルト４２とは僅少の隙間ｋを有し、周方向に隣り合って異なる磁極（Ｓ極、Ｎ極）を交互に有し、高速で時計方向に回転する回転磁石４５とを有している。
【００２８】
回転磁石４５の外側には非磁性かつ非導電性材料からなる筒体４６が隙間ｓを有して配置されており、しかも回転磁石４５は、直径Ｐを有する筒体４６の軸心（回転中心）Ｔに対して同軸状に配置されている。
上流側に駆動ローラ４７を備えたベルトコンベア４４の従動ローラ４１の下位置には、搬送ベルト４２に巻回されたリターンローラ４８が設けられており、リターンローラ４８により上側の搬送ベルト４２の原料搬送路４９を従動ローラ４１の位置から下方に向けている。
【００２９】
筒体４６は、筒体１１とは異なり、原料１４を載せて原料搬送方向１６に駆動される搬送ベルト４２の下面との摩擦力により回転する構造となって、電動モータ及び減速機構等が省略されている。一方、回転磁石４５の回転駆動機構は回転磁石１３と同様の構成となっている。
なお、図３に示すように、回転磁石４５の軸心Ｔから従動ローラ４１の搬送ベルト４２の最終当接位置までの水平距離ａは最小限にする必要があり、水平距離ａが小さければ、分離した非磁性金属の飛翔距離がより小さくて済み、これにより分離効率が向上する。また、従動ローラ４１によってガイドされた後の搬送ベルト４２を、従動ローラ４１の位置から下方であって従動ローラ４１の搬送ベルト４２の最終当接位置を通る垂線を基準にして、回転磁石４５に対して反対側で垂線に対して０〜３０度の方向に指向させるのが好ましい。
【００３０】
図４には非磁性金属分離装置４０の変形例である非磁性金属分離装置４０ａの要部を示す。なお、非磁性金属分離装置４０と類似の構成要素については、同一の番号にアルファベット（ａ）を付して詳しい説明を省略する。
非磁性金属分離装置４０ａは非磁性金属分離装置４０と較べて、従動ローラ４１ａとリターンローラ４８ａとでガイドされる搬送ベルト４２ａの一部にも回転磁石４５ａが近接して配置されている。これによって、従動ローラ４１ａの上流側で回転磁石４５ａにより、原料１４から殆どの非磁性金属が分離された後、まだ分離されず原料１４中に残留している非磁性金属が、搬送ベルト４２ａに沿って落下する途中で再度回転磁石４５ａによる磁場の働きにより飛翔分離されることになる。
【００３１】
かかる構成を達成するために、非磁性金属分離装置４０ａにおいては、従動ローラ４１ａを極めて小径（筒体４６ａの直径の約０．２倍以下の直径）にし、かつ、従動ローラ４１ａとリターンローラ４８ａとでガイドされる搬送ベルト４２ａが筒体４６ａに近接するように、リターンローラ４８ａの直径及び位置を決定している。しかも、従動ローラ４１ａとリターンローラ４８ａとでガイドされる搬送ベルト４２ａの垂直に対する傾斜角ηは５〜１０度程度としている。なお、符号４９ａは搬送ベルト４２ａの原料搬送路を示す。
【００３２】
本発明の第４の実施の形態に係る非磁性金属分離装置５０について、図５を参照して説明する。なお、非磁性金属分離装置１０、３０、４０と同一の構成要素については、同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
非磁性金属分離装置５０においては、ベルトコンベア５１の原料搬送路５２側の搬送ベルト５３を実質的に水平又は水平に対して０度を超え２０度以内の下り勾配に保持するように（本実施の形態では、水平）、駆動ローラ５４と、従動ローラとして作用する筒体５５とを配置しており、筒体５５の内部には高速回転（１０００〜３６００ｒｐｍ）する回転磁石５６が設けられ、筒体５５の下位置に配置された小径のリターンローラ５７を備え、しかも、筒体５５とリターンローラ５７との間にはリターンローラ５７よりもっと小径のガイドローラ５８が配置されている。
【００３３】
さらに、搬送ベルト５３が筒体５５に接する角度θを１０〜８０度の範囲に制限しており、これによって、搬送ベルト５３による搬送方向１６による分離効果及び回転磁石５６による分離効果を向上できるため、原料１４中の非磁性金属と原料滓との分離が効率よく行え、回収効率が向上する。
なお、非磁性金属分離装置４０と同様、回転磁石５６の軸心Ｔからガイドローラ５８の搬送ベルト５３の最外側位置までの水平距離ｂは出来るだけ短くすることが望ましく、水平距離ｂが小さければ小さいほど、分離した非磁性金属の飛翔距離がより小さくて済み、これにより分離効率が向上する。この点を考慮して、ガイドローラ５８の径及び位置を決定する。また、ガイドローラ５８とリターンローラ５７との間の搬送ベルト５３は、垂直に対して下向きに筒体５５側に傾斜しているが、これに限定されず、垂直又は下向きに筒体５５と反対側に傾斜しても構わない。
【００３４】
本発明は前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能であり、例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて本発明の非磁性金属分離装置を構成する場合にも本発明の権利範囲に含まれる。
図１（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、非磁性金属分離装置１０ａ、１０ｂにおいては、非磁性金属分離装置１０に較べてベルトコンベア１５の従動ローラ１９及び従動ローラ１９に続くガイド部材２５、２６を、筒体１１に対して上下又は傾斜調整可能に配置したが、これに限定されず、必要に応じて、従動ローラを備えたベルトコンベア及びガイド部材を筒体１１に対して固定しておくこともできる。
【００３５】
また、非磁性金属分離装置１０において、従動ローラ１９のみを上下調整可能にし、しかも、従動ローラ１９の移動に追随してガイド部材１７を傾斜させて所定の位置に原料１４を供給するように構成して、非磁性金属分離装置１０ａ、１０ｂと実質的に同様な効果を奏するようにすることもできる。さらに、逆に、例えば、図１（Ａ）において、ベルトコンベア１５を固定し、回転磁石１３を内蔵する筒体１１を下降させ、筒体１１の下降に応じて、ガイド部材１７の水平に配置された原料搬送路２２を傾斜させるようにすることもできる。
ガイド部材１７の原料搬送路２２の傾斜角は０、１５、３０度としたが、これに限定されず、状況に応じて、最大３０度、最小−３０度（即ち、水平に対して３０度下方に傾斜している）の範囲内とすることもできる。
【００３６】
非磁性金属分離装置３０においては、筒体３１の外表面にはベルトコンベア３４から排出される原料１４の後方落下を防止するため多数の点状の落下防止用突起３８を設けたが、これに限定されず、状況に応じて、多数の線状の落下防止用突起を設けても構わない。また、落下防止用突起３８の高さを５〜１０ｍｍの範囲としたが、これに限定されず、それ以外の範囲の高さとすることもできる。
非磁性金属分離装置４０においては、回転磁石４５を筒体４６の軸心に対して同軸に配置したが、これに限定されず、必要に応じて、回転磁石を筒体の軸心に対して偏心して配置することもできる。また、従動ローラ４１の下位置にリターンローラ４８を設けたが、これに限定されず、状況に応じて、リターンローラを省略することもできる。
従動ローラ１９、３５、４１の直径の大きさについては言及しなかったが、筒体の直径Ｄ、Ｈ、Ｐの２０％以下であることが好ましい。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１〜３及びこれらに従属する請求項１１記載の非磁性金属分離装置においては、筒体の直径より小さいベルトコンベアの従動ローラが、筒体の上位置で筒体の軸心を通る垂線を基準として原料搬送方向に対して手前側に配置され、また、ガイド部材が筒体の軸心を通る垂線を基準として原料搬送方向に対して手前側に配置されて、ベルトコンベアから排出された原料を筒体の上部に案内し、原料が原料搬送方向とは逆方向に落下するのを防止することができるので、ベルトコンベアから排出される全ての原料を確実に、かつ滑らかに回転磁石の電磁誘導力が作用する領域に供給することができる。従って、処理する原料の量が多くても、原料中の非磁性金属の割合に関係なく、効率良く原料中の非磁性金属を分離することができる。
更には、回転磁石は筒体の上部位置に偏心して配置しているので、供給された原料により強い磁場をかけ、更に筒体の下部では磁力が小さいので、仮に原料中に磁性物が混じっていても、筒体の下部に留まる恐れがない。
【００３８】
特に、請求項２記載の非磁性金属分離装置においては、原料の条件（種類）や搬送速度、回転磁石の磁束密度や回転速度等に応じて、従動ローラの高さ位置やガイド部材の傾きを変えることにより、ベルトコンベアから排出される全ての原料を確実に、かつ滑らかに回転磁石の電磁誘導力が作用する領域に供給することができるので、さらに、分離効率が向上できる。
請求項３記載の非磁性金属分離装置においては、ベルトコンベアから排出される全ての原料を確実に、しかも、より滑らかに回転磁石の電磁誘導力が作用する領域に供給することができるので、分離効率をさらに向上できる。
【００３９】
請求項４、５及びこれらに従属する請求項１１記載の非磁性金属分離装置においては、筒体の直径より小さいベルトコンベアの従動ローラが筒体の上位置で筒体の軸心を通る垂線を基準として原料搬送方向に対して手前側に配置され、また、筒体の外表面には多数の線状又は点状の落下防止用突起が設けられているので、ベルトコンベアから排出される原料の後方落下を確実に防止すると共に、原料を回転磁石の作用する領域に供給することができる。従って、処理する原料が多く、原料中の非磁性金属の割合に関係なく、効率良く原料中の非磁性金属を分離することができる。
特に、請求項５記載の非磁性金属分離装置においては、原料の落下防止をより効果的に行うことができると共に、回転磁界による分離効果も向上することができるので、分離効率が向上する。
【００４０】
請求項６〜９記載の非磁性金属分離装置においては、原料中に磁性金属があった場合、磁性金属が回転磁石に吸引されて、搬送ベルトの強磁場位置に保持されるのを、強制的に徐々に離し、この結果、分離後の原料中の磁性金属が従動ローラの下流側の搬送ベルトに付着することを防止できるので、磁性金属の付着によって生じる問題を解消できる。
特に、請求項７記載の非磁性金属分離装置においては、搬送ベルト上の原料と回転磁石との距離を一定に維持できるので安定した分離ができると共に、搬送ベルトと回転磁石との干渉を回避することができるので、それぞれの損傷を防止でき、安全である。
【００４１】
請求項８記載の非磁性金属分離装置においては、仮に原料中に微少の磁性金属が含まれていても、非磁性金属が除去されて搬送ベルトによって送られる原料滓によって下流側に押し流され、搬送ベルトに留まることがないので、原料中に磁性金属があっても、装置自身に不測のダメージを与えることがない。
そして、請求項９記載の非磁性金属分離装置においては、従動ローラを過ぎて搬送ベルトに沿って落下する原料に再度回転磁石による磁場が働くので、この領域でも非磁性金属の分離が行われ、非磁性金属の分離効率を高めることができる。請求項１０記載の非磁性金属分離装置においては、水平又は水平に対して０度を超え２０度以内の下り勾配に保持された搬送ベルトが、角度を１０〜８０度の範囲で筒体に接しているので、原料中の非磁性金属と原料滓との分離が効率よく行えるため、回収効率が向上する。
請求項１１記載の非磁性金属分離装置においては、従動ローラの直径を、筒体の直径の２０％以下としている。従って、請求項１〜５記載の非磁性金属分離装置においては、分離された筒体への原料の供給がより滑らかにできるので、分離効率がさらに向上する。また、請求項７記載の非磁性金属分離装置においては、これによって、従動ローラの軸心を回転磁石の軸心に近づけることができ、結果として、飛翔分離された非磁性金属が分離された非磁性金属が混じる度合いを減少し、より精度のよい非磁性金属分離ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ本発明の第１の実施の形態に係る非磁性金属分離装置、同装置の第１、第２の変形例を示す構成図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る非磁性金属分離装置の構成図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る非磁性金属分離装置の構成図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る非磁性金属分離装置の変形例の要部構成図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態に係る非磁性金属分離装置の構成図である。
【符号の説明】
１０、１０ａ、１０ｂ：非磁性金属分離装置、１１：筒体、１２：内壁、１３：回転磁石、１４：原料、１５：ベルトコンベア、１６：原料搬送方向、１７：ガイド部材、１８：駆動ローラ、１９：従動ローラ、２０：テンションローラ、２１：搬送ベルト、２２：原料搬送路、２３：原料搬送路、２４：原料排出端、２５、２６：ガイド部材、２７、２８：原料搬送路、３０：非磁性金属分離装置、３１：筒体、３２：内壁、３３：回転磁石、３４：ベルトコンベア、３５：従動ローラ、３６：駆動ローラ、３７：搬送ベルト、３８：落下防止用突起、４０、４０ａ：非磁性金属分離装置、４１、４１ａ：従動ローラ、４２、４２ａ：搬送ベルト、４３：空間部、４４：ベルトコンベア、４５、４５ａ：回転磁石、４６、４６ａ：筒体、４７：駆動ローラ、４８、４８ａ：リターンローラ、４９、４９ａ：原料搬送路、５０：非磁性金属分離装置、５１：ベルトコンベア、５２：原料搬送路、５３：搬送ベルト、５４：駆動ローラ、５５：筒体、５６：回転磁石、５７：リターンローラ、５８：ガイドローラ

Claims (11)

1. 所定の外周速度で回転し、非磁性かつ非導電性材料からなる断面円形の筒体と、前記筒体内の上部位置に偏心して配置され、前記筒体の内壁上部とは僅少の隙間を有して配置され、周方向に隣り合って異なる磁極を交互に有し、高速で回転する回転磁石と、前記筒体の上位置に選別しようとする原料を供給するベルトコンベアとを有し、
   前記ベルトコンベアの原料排出側の従動ローラが非磁性かつ非導電性材料からなって、前記筒体の軸心に平行に配置され、その直径が前記筒体の直径より小さく、更に前記筒体の上位置であって、前記筒体の軸心を通る垂線を基準として原料搬送方向に対して手前側に配置され、
   そして、前記ベルトコンベアの原料排出側には、該ベルトコンベアから排出された原料を前記筒体の上部に案内し、しかも、排出された原料が原料搬送方向とは逆方向に落下するのを防止する非磁性かつ非導電性材料からなるガイド部材が設けられていることを特徴とする非磁性金属分離装置。
2. 請求項１記載の非磁性金属分離装置において、前記従動ローラ及びこれに続く前記ガイド部材が、前記筒体に対して相対的に上下調整可能に配置されていることを特徴とする非磁性金属分離装置。
3. 請求項１及び２のいずれか１項に記載の非磁性金属分離装置において、前記ガイド部材の原料搬送路は水平に対して±３０度以内の範囲にあって、しかも、前記ガイド部材の原料排出端は、前記筒体の軸心を通る垂線より原料搬送方向手前側に配置されていることを特徴とする非磁性金属分離装置。
4. 所定の外周速度で回転し、非磁性かつ非導電性材料からなる断面円形の筒体と、前記筒体内の上部位置に偏心して配置され、前記筒体の内壁上部とは僅少の隙間を有して配置され、周方向に隣り合って異なる磁極を交互に有し、高速で回転する回転磁石と、前記筒体の上位置に選別しようとする原料を供給するベルトコンベアとを有し、
   前記ベルトコンベアの原料排出側の従動ローラが非磁性かつ非導電性材料からなって、前記筒体の軸心に平行に配置され、その直径が前記筒体の直径より小さく、更に前記筒体の上位置であって、前記筒体の軸心を通る垂線を基準として原料搬送方向に対して手前側に配置され、
   そして、前記筒体の外表面には前記ベルトコンベアから排出される原料の後方落下を防止する多数の線状又は点状の落下防止用突起が設けられていることを特徴とする非磁性金属分離装置。
5. 請求項４記載の非磁性金属分離装置において、前記落下防止用突起は高さが５〜１０ｍｍの範囲にあることを特徴とする非磁性金属分離装置。
6. 原料搬出側端部に設けられた小径の従動ローラによってガイドされる搬送ベルトを有し、しかも、前記従動ローラの手前側近傍に位置する前記搬送ベルトの直下には空間部を有するベルトコンベアと、
   前記空間部に配置され、前記搬送ベルトとは僅少の隙間を有し、周方向に隣り合って異なる磁極を交互に有し、高速で回転する回転磁石とを有し、
   前記ベルトコンベアで搬送された原料中の非磁性金属を前記回転磁石で飛翔分離させることを特徴とする非磁性金属分離装置。
7. 請求項６記載の非磁性金属分離装置において、前記回転磁石の外側には非磁性かつ非導電性材料からなる筒体が隙間を有して配置され、しかも前記回転磁石は、前記筒体の軸心に対して同軸又は偏心して配置されていることを特徴とする非磁性金属分離装置。
8. 請求項６及び７のいずれか１項に記載の非磁性金属分離装置において、前記従動ローラの下位置にはリターンローラが設けられて、前記従動ローラによってガイドされた後の前記搬送ベルトを、前記従動ローラの位置から下方であって前記従動ローラの前記搬送ベルトの最終当接位置を通る垂線を基準にして、前記回転磁石に対して反対側で前記垂線に対して０〜３０度の方向に指向させていることを特徴とする非磁性金属分離装置。
9. 請求項８記載の非磁性金属分離装置において、前記従動ローラと前記リターンローラでガイドされる前記搬送ベルトの一部にも前記回転磁石が近接し、前記搬送ベルトに沿って落下する原料中の非磁性金属を飛翔分離することを特徴とする非磁性金属分離装置。
10. 搬送ベルトを実質的に水平又は水平に対して０度を超え２０度以内の下り勾配に保持する駆動ローラ、及び従動ローラとして作用する筒体、並びに前記筒体の下位置に配置された小径のリターンローラを備え、前記筒体の内部には高速回転する回転磁石が設けられた非磁性金属分離装置において、
    前記筒体と前記リターンローラとの間にガイドローラを配置し、前記搬送ベルトが前記筒体に接する角度を１０〜８０度の範囲に制限することを特徴とする非磁性金属分離装置。
11. 請求項１〜５、７のいずれか１項に記載の非磁性金属分離装置において、前記従動ローラの直径は、前記筒体の直径の２０％以下であることを特徴とする非磁性金属分離装置。

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