专利名称：静电拣选装置以及静电拣选方法
技术领域：
本发明涉及静电拣选装置，特别涉及利用气流来拣选对象物的静 电拣选装置以及静电拣选方法。
背景技术：
作为一般的静电拣选装置，有如下静电拣选装置使由摩擦带电 顺序不同的材料构成的混合体通过摩擦带电成正极或负极中的任意 一个，使带电的混合体通过在电极之间发生的静电场内，从而利用静 电力之差进行拣选。
另夕卜，作为可以实现精度比一般的静电拣选装置高的拣选的拣选 装置，公知如下的振动输送式的静电拣选装置设置倾斜的振动电极 和在振动电极的上方隔着分离空间配置的静电电极，对上述两个电极 之间施加高电压而将分离空间设为静电场，并且使上述振动电极振动 以沿着倾斜方向以外的方向搬送塑料粒子，从而使带电成与振动电极 相同极性的塑料粒子向倾斜方向的下方移动；另一方面，使带电成与 振动电极相反极性的塑料粒子沿着振动电极的搬送方向移动，通过带 电特性的差异，对粒子进行分类(例如参照专利文献l)。
专利文献1:日本特开2002-346434号公报(第2页第2 ~ 17 行、图5)
在专利文献l记载的以往的静电拣选装置中，除了用于发生静电 场的电极以及高压电压以外还需要具备振动发生源。由于在对电极施 加高电压的状态下进行振动，所以装置的结构复杂且昂贵，难以实现 大型化，所以有可能无法用于要求大量处理的回收工厂(recycle plant)等。另外，成为拣选对象的混合物的混合比率、粒子直径、粒 子形状实际上不同，所以在粒子的带电量中产生偏差或偏移，其结果有可能降低静电拣选装置的拣选精度。
发明内容
本发明是为了解决这样的问题而完成的，其目的在于廉价地提供 一种稳定且高精度的静电拣选装置。
为了解决上述课题，本发明的静电拣选装置的特征在于，具备 在拣选对象物的落下路径的一侧配置的第一电极；在落下路径的另一 侧与第一电极相对配置的第二电极；以及第一气流发生单元，对在第 一电极与第二电极之间产生的静电场以及位于上述第一电极与上述 第二电极的下方的分离空间中的一方或两方，沿着提供对重力的抵抗 力的方向发生气流。
本发明具备第 一气流发生单元，对在第 一电极与第二电极之间产 生的静电场以及位于上述第一电极与上述第二电极的下方的分离空 间中的一方或两方，沿着提供对重力的抵抗力的方向发生气流，所以 可以廉价地提供稳定且高精度的拣选装置。
本发明的目的、特征、方面、以及优点根据以下详细的说明和附 图将更加明确。
图l是本发明的实施方式1的静电拣选装置的结构概略图。 图2是本发明的实施方式2的静电拣选装置的结构概略图。 图3是以往技术的静电拣选装置的结构概略图。 图4是本发明的实施方式3的静电拣选装置的结构概略图。 图5是本发明的实施方式4的静电拣选装置的结构概略图。
具体实施例方式
以下根据附图对本发明的实施方式进行说明。 (实施方式1)
图l是本发明的实施方式1的静电拣选装置的结构概略图。如图1所示，宽度50cm的接地电极1(第一电极)以及高压施加电极2(第 二电极)是以50cm的间隔相对设置的，两个电极之间成为拣选对象 物的落下路径。另外，在两个电极的上方设置有送排气装置7，在两 个电极的下方配置有带正电粒子回收容器61以及带负电粒子回收容 器62。高压施加电极2与高压电源5连接，被施加40kV的电压，在 两个电极之间发生静电场。另外，第一电极以及第二电极也可以是接 地电极1以及高压施加电极2中的任意一个。
此时，如果使由带电粒子构成的混合物通过搅拌等带电之后通过 静电场内，则在带电粒子到达带正电粒子回收容器61或带负电粒子 回收容器62之前，带正电粒子被吸引到设置电极1侧且带负电粒子 被吸引到高压施加电极2侧。其结果，由带电粒子构成的混合物分别 被拣选成带正电粒子和带负电粒子。
例如，在比重l、粒子直径3mm、具有+ l.OnC的电荷的带正电 粒子31中，在静电场内没有空气的流通而粒子自由落下那样的以往 的一般的静电拣选装置中，在粒子到达回收容器为止的期间通过静电 力被吸引到接地电极1侧的水平方向的移动距离是大约7.5cm。与其 相对，在本发明的实施方式1的静电拣选装置中，通过使用配置在电 极上方的送排气装置7对静电场沿着提供对重力的抵抗力的方向发生 空气流41。例如，如果将空气流41的流速设为7.5m/s，则粒子落下 的加速度成为自由落下时的大约1/2，在该期间粒子受到静电力的时 间变长。其结果，在粒子到达回收容器为止的期间通过静电力被吸引 到接地电极1侧的水平方向的移动距离成为大约15cm，拣选精度提 高。另外，与以往的拣选装置相比，可以将为了得到与以往的拣选装 置同样的7.5cm的移动距离而所需的电压降低到大约1/2。
由此，拣选对象物通过静电场的时间比以往延长，所以拣选精度 提高。另夕卜，可以降低为了得到与以往等同的拣选精度而所需的电压。
另外，在本发明的实施方式l中使用了空气流41，但即使代替 空气流41而使用氮气或其他气体的气流，也得到同样的效果。 (实施方式2)图2是本发明的实施方式2的静电拣选装置的结构概略图。本发 明的实施方式2的特征在于，电极与回收容器之间的距离比实施方式 l长。
如图2所示，宽度8cm的接地电极1 (第一电极)以及高压施加 电极2 (第二电极)是以30cm的间隔相对i殳置的，两个电极之间成 为拣选对象物的落下路径。另外，在两个电极的上方设置有送排气装 置7，在从两个电极向下方隔开60cm的分离空间77的位置配置有带 正电粒子回收容器61以及带负电粒子回收容器62。高压施加电极2 与高压电源5连接，被施加30kV的电压，在两个电极之间发生静电 场。另外，第一电极以及第二电极也可以是4妄地电极1以及高压施加 电极2中的任意一个。
此时，如果使由带电粒子构成的混合物通过搅拌等带电之后通过 静电场内，则在带电粒子到达带正电粒子回收容器61或带负电粒子 回收容器62之前，带正电粒子被吸引到设置电极1侧且带负电粒子 被吸引到高压施加电极2侧。其结果，由带电粒子构成的混合物分别 被拣选成带正电粒子和带负电粒子。分离空间77是接地电极1以及 高压施加电极2的下方配置的带正电粒子回收容器61和带负电粒子 回收容器62之间设置的空间。在分离空间77中不发生静电力，但在 粒子落下过程中，在电极之间粒子所受到的水平方向的运动被继续， 从而可以增加粒子的分离间]E巨离。
例如，在比重l、粒子直径3mm、具有+ l.OnC的电荷的带正电 粒子31中，在静电场内没有空气的流通而粒子自由落下那样的以往 的一般的静电拣选装置中，在粒子到达回收容器为止的期间通过静电 力被吸引到接地电极1侧的水平方向的移动距离是大约15cm。与其 相对，在本发明的实施方式2的静电拣选装置中，通过使用配置在电 极上方的送排气装置7对静电场以及分离空间77沿着提供对重力的 抵抗力的方向发生空气流41。例如，如果将空气流41的流速设为 7.5m/s，则粒子落下的加速度成为自由落下的大约1/2，在该期间粒子 受到静电力的时间变长。另外，在分离空间77中也沿着提供对重力的抵抗力的方向产生空气流41，所以可以进一步增加粒子的分离间距 离。其结果，在粒子到达回收容器为止的期间通过静电力被吸引到接 地电极1侧的水平方向的移动距离成为大约30cm，拣选精度提高。 另外，与以往的拣选装置相比，可以将为了得到与以往的拣选装置同 样的15cm的移动距离而所需的电压降低到大约1/2。
另外，在本发明的实施方式2中使用了空气流41，但即使代替 空气流41而使用氮气或其他气体的气流，也得到同样的效果。 (实施方式3)
在本发明的实施方式3中，记载了成为拣选对象的带电粒子的混 合物的混合比不是等同时的拣选方法。实际的带电粒子的混合比不是 等同的情况较多，如果带正电粒子和带负电粒子的混合比向某一方偏 移，则在使粒子通过摩擦带电时在带电量中产生差异。另外，如果作 为比重1、粒子直径3mm的带正电粒子31和带负电粒子32是1:4的 混合比，则相对于带正电粒子31的带电量是+ 0.6nC，带负电粒子32 的带电量成为-0.15nC左右。
图3是以往技术的静电拣选装置的结构概略图。如图3所示，宽 度8cm的接地电极l以及高压施加电极2是以10cm的间隔相对设置 的，从两个电极向下方隔开60cm的分离空间设置带正电粒子回收容 器61以及带负电粒子回收容器62。高压施加电极2与高压电源5连 接，被施加40kV的电压，在两个电极之间发生静电场。此时，如果 使由带电粒子构成的混合物通过搅拌等带电之后通过静电场内，则带 正电粒子31与接地电极l碰撞，而附着到接地电极l，或者向带负电 粒子回收容器62的一方弹回，所以混合物的拣选精度变低。另外， 在带负电粒子32到达回收容器为止的期间通过静电力被吸引到高压 施加电极2侧的水平方向的移动距离是大约9cm。
图4是本发明的实施方式3的静电拣选装置的结构概略图。与图 3的以往的拣选装置的差异点在于，将电极设为网状接地电极11以及 网状高压施加电极21,在网状接地电极11侧i殳置有用于沿着与静电 场平行的方向从网状接地电极11侧向网状高压施加电极21侧发生空
9气流41的送排气装置7。具体而言，如图4所示，宽度8cm的网状 接地电极11 (第一电极)以及网状高压施加电极21 (第二电极)是 以10cm的间隔相对设置的，两个电极之间成为拣选对象物的落下路 径。另外，从两个电极向下方隔开60cm的分离空间设置有带正电粒 子回收容器61以及带负电粒子回收容器62，在网状接地电极11侧设 置有用于沿着与静电场平行的方向发生空气流41的送排气装置7。网 状高压施加电极21与高压电源5连接，被施加40kV的电压，在两个 电极之间发生静电场。另外，第一电极以及第二电极也可以是网状接 地电极11以及网状高压施加电极21中的任意一个。
另外，如果将空气流41的流速设为5,8m/s，则带正电粒子31 与网状接地电极11碰撞的现象被抑制，同时带负电粒子32被吸引到 网状高压施加电极21侧的水平方向的移动距离成为大约20cm，可知 拣选精度比以往的拣选装置提高。
由此，可以抑制通过静电场内的拣选对象物与电极碰撞的现象。 另外，在本发明的实施方式3中使用了空气流41，但即使代替 空气流41而使用氮气或其他气体的气流，也得到同样的效果。 (实施方式4)
图5是本发明的实施方式4的静电拣选装置的结构概略图。本发 明的实施方式4的特征在于，为了对在电极之间产生的静电场以及位 于两个电极的下方的分离空间沿着提供对重力的抵抗力的方向发生 空气流，并且对静电场沿着平行方向发生空气流，而配置沿着各自的 方向发生空气流的送排气装置。
如图5所示，宽度8cm的网状接地电极ll (第一电极)以及网 状高压施加电极21 (第二电极)是以10cm的间隔相对设置的，两个 电极之间成为拣选对象物的落下路径。另外，从两个电极向下方隔开 60cm的分离空间77配置有网状带正电粒子回收容器63以及网状带 负电粒子回收容器64。网状高压施加电极21与高压电源5连接，被 施加40kV的电压，在两个电极之间发生静电场。另外，在网状接地 电极11侧设置用于沿着与静电场平行的方向从网状接地电极11侧向网状高压施加电极21侧发生空气流41的送排气装置7，进而在网状 的回收容器的下方，设置对静电场以及分离空间沿着提供对重力的抵 抗力的方向发生第二空气流42的第二送排气装置71。另外，第一电 极以及第二电极也可以是网状接地电极11以及网状高压施加电极2 中的任意一个。
在图3所示的以往的拣选装置中，如果使由带电后的带正电粒子 31和带负电粒子32构成的混合物通过静电场内，则带正电粒子31与 接地电极1碰撞，在带负电粒子32到达回收容器为止的期间通过静 电力被吸引到高压施加电极2側的水平方向的移动距离是大约9cm。
与其相对，在本发明的实施方式4的静电拣选装置中，例如如果 将空气流41的流速设为5.8m/s、将第二空气流42的流速设为7.5m/s， 则带正电粒子31与网状接地电极11碰撞的现象被抑制，而在到达回 收容器为止的期间向网状接地电极11侧移动大约28cm，带负电粒子 32在到达回收容器为止的期间向网状高压施加电极21侧移动大约 24cm。因此，可以构成能够实现充分高精度下的拣选的静电拣选装置。
由此，拣选对象物通过静电场的时间比以往延长，所以拣选精度 提高，可以降低为了得到与以往等同的拣选精度而所需的电压。进而， 可以抑制通过静电场内的拣选对象物与电极碰撞的现象。
另外，在本发明的实施方式4中使用了空气流41，但即使代替 空气流41而使用氮气或其他气体的气流，也得到同样的效果。
以上详细说明了本发明，但上述说明仅为一个例子，而本发明不 限于上述说明。可以不脱离本发明的范围而得到未例示的无数变形 例。
权利要求
1. 一种静电拣选装置，其特征在于，具备在拣选对象物(31、32)的落下路径的一侧配置的第一电极(1)；在落下路径的另一侧与上述第一电极(1)相对配置的第二电极(2)；以及第一气流发生单元，对在上述第一电极(1)与上述第二电极(2)之间产生的静电场，沿着提供对重力的抵抗力的方向发生气流。
2. —种静电拣选装置，其特征在于，具备 在拣选对象物(31、32)的落下路径的一側配置的第一电极(11); 在落下路径的另一侧与上述第一电极(ll)相对配置的第二电极(21);以及第二气流发生单元，对在上述第一电极(11 )与上述第二电极(21) 之间产生的静电场，沿着与该静电场平行的方向发生气流(41)。
3. —种静电拣选装置，其特征在于，具备 在拣选对象物(31、 32 )的落下路径的一侧配置的第一电极(11); 在落下路径的另 一侧与上述第一电极(11)相对配置的第二电极(21);第一气流发生单元，对在上述第一电极(11 )与上述第二电极(21) 之间产生的静电场，沿着提供对重力的抵抗力的方向发生气流(42); 以及第二气流发生单元，对在上述笫一电极(11 )与上述第二电极(21) 之间产生的静电场，沿着与该静电场平行的方向发生气流(41)。
4. 根据权利要求1所述的静电拣选装置，其特征在于，上述第 一气流发生单元包括送排气装置(7),上述送排气装置(7)配置在 上述第一电极(1)以及上述第二电极(2)的上方。
5. 根据权利要求1所述的静电拣选装置，其特征在于，还具备 回收上述拣选对象物(31、 32)的网状的回收容器(63、 64)，上述第一气流发生单元包括送排气装置(71)，上述送排气装置(71)配置在上述网状的回收容器(63、 64)的下方。
6. 根据权利要求2所述的静电拣选装置，其特征在于，上述第 一电极(11)以及上述第二电极(21)是网状，上述第二气流发生单元包括送排气装置(7)，上述送排气装置 (7)配置在上述第一电极(11)和上述第二电极(21)中的任意一 側。
7. 根据权利要求1或3所述的静电拣选装置，其特征在于，还 具备在上述第一电极(1)与上述第二电极(2)的下方隔开空间回收 上述拣选对象物(31、 32)的回收容器(61、 62)，上述第一气流发生单元对上述空间也沿着提供对重力的抵抗力 的方向发生气流(41)。
8. —种静电拣选方法，其特征在于，具备(a) 发生静电场的步骤；(b) 对通过上述步骤(a)发生的上述静电场，沿着提供对重力 的抵抗力的方向发生气流(41)的步骤；以及(c) 以通过上述静电场的方式使拣选对象物(31、 32)落下的步骤。
9. 一种静电拣选方法，其特征在于，具备(d) 发生静电场的步骤；(e) 对通过上述步骤(d)发生的上述静电场，沿着与该静电场 平行的方向发生气流(41)的步骤；以及(f) 以通过上述静电场的方式使拣选对象物(31、 32)落下的步骤。
10. —种静电拣选方法，其特征在于，具备(g) 发生静电场的步骤；(h) 对通过上述步骤(g)发生的上述静电场，沿着提供对重力 的抵抗力的方向发生气流(42)的步骤；(i) 对通过上述步骤(g)发生的上述静电场，沿着与该静电场 平行的方向发生气流(41)的步骤；以及(j)以通过上述静电场的方式使拣选对象物(31、 32)落下的步骤。
11. 根据权利要求8所述的静电拣选方法，其特征在于，上述步 骤(b)包括通过来自上述静电场的上方的作用，发生上述气流的步骤。
12. 根据权利要求8所述的静电拣选方法，其特征在于，还具备 (k)回收所落下的拣选对象物(31、 32)的步骤，进行回收的容器(63、 64)是网状，上述步骤(b)包括通过来 自上述容器(63、 64)的下方的作用，发生上述气流的步骤。
13. 根据权利要求9所述的静电拣选方法，其特征在于，上述电 极(11、 21)是网状，上述工序(e)包括通过来自上述电极(11、 21)中的任意一侧的作用，发生上述气流的步骤。
14. 根据权利要求8或10所述的静电拣选方法，其特征在于， 还具备(I)在上述电极(1、 2)的下方隔开空间回收上述拣选对象物(31、 32)的步骤，上述步骤(b)或上述步骤(h)中，对上述空间也沿着提供对 重力的抵抗力的方向，发生气流(41)。
全文摘要
本发明提供一种静电拣选装置，其特征在于，具备在拣选对象物的落下路径的一侧配置的接地电极(1)；在落下路径的另一侧与接地电极(1)相对配置的高压施加电极(2)；第一气流发生单元，对在接地电极(1)与高压施加电极(2)之间产生的静电场以及位于接地电极(1)与高压施加电极(2)的下方的分离空间(77)中的一方或两方，沿着提供对重力的抵抗力的方向发生气流；以及第二气流发生单元，对在接地电极(1)与高压施加电极(2)之间产生的静电场，沿着与该静电场平行的方向发生气流。
文档编号B03C7/12GK101511487SQ20078003274
公开日2009年8月19日 申请日期2007年5月11日 优先权日2006年12月21日
发明者松村光家, 椋田宗明, 田中章人, 远藤康博 申请人:三菱电机株式会社