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TITEL DER
ERFINDUNG
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Gummiabfall-Beseitigungsvorrichtung
und Verfahren zum Behandeln von Gummiabfall.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft die Beseitigung von Gummiabfall,
insbesondere eine Gummiabfall-Beseitigungsvorrichtung und ein Verfahren zum
Behandeln von Gummiabfall wie z. B. alte Reifen (umfassend gebrauchte
Reifen), kaputte Herstellungsprodukte, Gummiabfall und dergleichen
gemäß dem Oberbegriff
der Ansprüche
1 bzw. 10.
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Beschreibung
des Standes der Technik
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In
wenigen Jahren wurde die Beseitigung von Abfall von vulkanisiertem
Gummi wie z. B. alte Reifen (umfassend gebrauchte Reifen) auf Grund nicht
ausreichender Beseitigungseinrichtungen eine wichtige gesellschaftliche
Angelegenheit. Vom Standpunkt der Erschöpfung der Ressource ist der Wunsch
groß,
diesen Abfall von vulkanisiertem Gummi wirtschaftlich zu behandeln,
um denselben als eine Ressource für ein effektives Recycling
wieder zu verwerten. Beim Umwandeln und Sammeln von Abfall von vulkanisiertem
Gummi als praktischen Stoff ist der Abfall von vulkanisiertem Gummi
vorzugsweise in einem zerkleinerten Zustand. Der herkömmliche
Zerkleinerer für
Abfall von vulkanisiertem Gummi basierte hauptsächlich auf mechanischen Verfahren wie
z. B. Scheren, Brechen oder Schlagen auf den vulkanisierten Gummi.
Der vulkanisierte Gummi wurde z. B. in kleine Partikel mit einer
Maschenweite von z. B. ca. 20–30
pulverisiert. Dieser Pulverisierungsprozess erforderte viel Bewegungsenergie
und Zeit, da die Pulverisierung des vulkanisierten Gummis durch
mechanische Kraft auf Grund seiner elastischen Eigenschaft ineffizient
war. Es gab den Nachteil, dass eine Umwandlung von Abfall von vulkanisiertem
Gummi zu einem Verbrauchsmaterial extrem kostspielig und nicht kostengerechtfertigt
war.
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Ein
Verfahren zum Behandeln alter Reifen wird vorgeschlagen, um vulkanisierten
Gummi durch Aufbringen einer mechanischen äußeren Kraft auf den Gummi in
einem vulkanisierten Zustand in einer Atmosphäre aus einem Gasgemisch mit
Ozon und Luft zu zerkleinern (japanische Patentanmeldungen Nr. 53-35
666, 54-4 487 etc.). Gemäß diesem
Verfahren zum Behandeln alter Reifen wird der alte Reifen von dem
Laufflächenabschnitt
durch ein Schneidwerk entfernt und radial in 16 Stücke geschnitten,
so dass geschnittene Stücke
erhalten werden. Die geschnittenen Stücke werden in einem abgedichteten Behälter angeordnet.
Dieser abgedichtete Behälter ist
mit zwei Platten versehen, die zueinander weisen, so dass wiederholt
eine Scherbrechkraft und eine Bewegung aufgebracht wird. Der abgedichtete
Behälter weist
einen Kanal zum Einleiten von Ozon enthaltender Luft darin und einen
Kanal zum Ausgeben des Abgases der Ozon enthaltenden Luft von der
anderen Seite auf. Die aufgeschnittenen Stücke werden dem chemischen Prozess
unterzogen, wo die Doppelbindungen in den Gummimolekülen auf
Grund der durch das Ozon bewirkten Oxidation des Gummis und der
gleichzeitigen mechanische Spannung durch eine äußere Kraft gebrochen werden,
um problemlos zerkleinert zu werden.
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Vor
der Zerlegung des alten Reifens muss der Reifen mit Hilfe eines
physikalischen Mittels, wie z. B. einem Schneidwerk in diesem Verfahren
in ei ne Vielzahl vom Stücken
geschnitten werden. Dieses Verfahren ist kompliziert in Hinblick
auf das Zerlegungsmittel für
alte Reifen (umfassend gebrauchte Reifen). Es ist auch schwierig,
eine Zunahme der Betriebskosten entsprechend der Bereitstellung
von Mitteln zu vermeiden, um aufgeschnittene Stücke zu erhalten.
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Mit
dem Ziel, die Behandlung von Gummiabfall wie z. B. alten Reifen
(umfassend gebrauchte Reifen) zu erleichtern und die Behandlung
einer Abfallbeseitigung bei niedrigen Kosten auszuführen, wird
eine Gummiabfall-Beseitigungsvorrichtung
bereitgestellt, die einen abgedichteten Tank, einen Ozongenerator
zum Erzeugen von Ozon in dem Tank und eine Vorrichtung zum Aufbringen
einer Schwingung auf den in dem Tank angeordneten Gummiabfall umfasst
(japanisches Gebrauchsmuster Nr. 5-18 654 und dergleichen). Diese
Gummiabfall-Beseitigungsvorrichtung ist mit einer Schwingvorrichtung versehen,
die mechanisch oder durch Ultraschallwellen eine Schwingung auf
den Gummiabfall in dem Tank aufbringt. Der Gummiabfall in dem Tank
wird zu einem Pulver zerkleinert, indem der Tank mit Ozon gefüllt und
dann auf den Gummiabfall mit Hilfe der Schwingvorrichtung eine Schwingung
aufgebracht wird.
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Es
gibt jedoch Fälle,
wo eine Zerlegung des Gummiabfalls nicht ausreichend unterstützt wurde, da
eine Schwingvorrichtung zum Aufbringen einer Schwingung als das
Mittel für
eine mechanische Wirkung auf den Gummiabfall in solch einer Gummiabfall-Beseitigungsvorrichtung
verwendet wird. Die Behandlung des Gummiabfalls war extrem zeitaufwändig. Es
war schwierig, eine große
Menge von Gummiabfall in einer kurzen Zeitspanne zu behandeln.
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Eine
Gummiabfall-Beseitigungsvorrichtung mit einer Arbeitskammer, einer
Vorrichtung zum Einleiten von Ozon enthaltendem Gas in die Arbeits kammer
und einer mechanischen Verformungsvorrichtung für das aufzuarbeitende Produkt
ist in der WO 99/14026 und dergleichen zum Zweck eines wirksamen
Recyclings von Gummiabfall offen gelegt. Die Verformungsvorrichtung
der Gummiabfall-Beseitigungsvorrichtung ist aus mindestens zwei
Elementen gebildet, von denen eines derart angebracht ist, dass es
beweglich in Bezug auf das andere Element ist. Die Gummiabfall-Beseitigungsvorrichtung
wird mit einem vorspringenden Werkzeug angebracht, das vorgesehen
ist, um in das wieder aufzubereitende Produkt einzugreifen. Im Speziellen
umfasst diese in 5 gezeigte Gummiabfall-Beseitigungsvorrichtung
eine Kammer 52, wo ein gebrauchter Reifen 51 aufgearbeitet
werden soll. Zwei Verformungsvorrichtungs-Elemente 53 und 54,
die mit Bewegungsenergieantrieben 55 und 56 verbunden
sind, sind in der Kammer 52 vorgesehen. Vorspringende Werkzeuge 57 und 58 sind
an den Verformungsvorrichtungs-Elementen 53 und 54 angebracht.
Obwohl nicht gezeigt, ist auch ein System vorgesehen, das ein Ozon
enthaltendes Gas in die Kammer einleitet. Ein gebrauchter Reifen 51 wird
zwischen die zwei Verformungsvorrichtungs-Elemente 53 und 54 gesetzt.
Eines der Verformungsvorrichtungs-Elemente in der Kammer 52 wird
durch den Bewegungsenergieantrieb in Richtung des zweiten Verformungsvorrichtungs-Elements getrieben,
wodurch der gebrauchte Reifen 51 einer Druckverformung
unterzogen wird. Dann führt
eines der Verformungsvorrichtungs-Elemente 53 und 54 eine
Verdrehungsbewegung aus, wodurch der gebrauchte Reifen 51 einer
Druck- und Verdrehungsverformung unterzogen wird.
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Wenn
die Größe des zu
verarbeitenden Reifens geändert
wird, müssen
die Verformungsvorrichtungs-Elemente dieser Gummiabfall-Beseitigungsvorrichtung
gemäß der Größe der gebrauchten
Reifen jedes Mal ausgetauscht werden, wenn sich die Größe ändert. Die
Größen der
Reifen variieren entsprechend der Vielfalt des Konsumentenbedarfs.
Es ist zu erwarten, dass es mehr gebrauchte Reifen mit verschiedenen
Größen geben
wird. Ein Austauschen der Verformungsvorrichtungs-Elemente entsprechend
der Größe der zu
verarbeitenden gebrauchten Reifen jedes Mal wird die Effizienz des
Verarbeitens gebrauchter Reifen verschlechtern und zu einem Anstieg
der Betriebskosten des Prozesses führen. Des Weiteren wird eine
effektive Verarbeitung der gebrauchten Reifen durch die Notwendigkeit
der Bereitstellung einer Vielzahl von Verformungsvorrichtungs-Elementen
entsprechend verschiedener Größen behindert.
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Ein
Verfahren und eine Vorrichtung gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 bzw.
10 ist aus der US-A-5 492 657 bekannt. Hier weisen die Walzen glatte
Oberflächen
und eine fixen Abstand auf. Die EP-A-0 816 035 offenbart ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Behandeln von Gummiabfall mit gezahnten
Walzen. Der Spalt zwischen gegenüberliegenden
Walzen weist eine konische Form auf und ist ebenfalls fix.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Im
Hinblick auf das vorher Gesagte ist es ein Ziel der vorliegenden
Erfindung, eine Gummiabfall-Beseitigungsvorrichtung und ein Verfahren
zum Behandeln von Gummiabfall bereit zu stellen, um Gummiabfall
wie z. B. alte Reifen (umfassend gebrauchte Reifen) effizient zu
verarbeiten. Hier soll Gummiabfall gebrauchte Produkte von verschiedenen
Gummiwaren, Abfall von Anlagen, fehlerhafte Produkte von den Herstellungsanlagen,
neue, nicht mehr benötigte
Gummiprodukten und dergleichen umfassen.
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Dieses
Ziel wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 bzw. durch eine Vorrichtung
nach Anspruch 10 erreicht.
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Der
Spaltabstand zwischen den zylindrischen Walzen in der Gummiabfall-Beseitigungsvorrichtung
beträgt
vorzugsweise 5–60%
der Breite des Gummiabfalls. Das Ozon enthaltende Gas ist vorzugsweise
eine Mischung aus Ozon, Luft und Feuchtigkeit.
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Die
Gummiabfall-Verformungseinheit umfasst vorzugsweise eine Drehgeschwindigkeits-Steuereinheit,
die die Drehgeschwindigkeit des Paares zylindrischer Walzen steuert.
Die angestrebte Drehgeschwindigkeit des Paars zylindrischer Walzen
beträgt
zumindest 0,1 U/min.
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Die
Gummiabfall-Verformungseinheit umfasst vorzugsweise eine Drehrichtungs-Steuereinheit,
die die Drehrichtung des Paares zylindrischer Walzen steuert. Die
Drehung des Paares zylindrischer Walzen kann während der Zerlegung des Gummiabfalls
in eine Richtung eingestellt werden.
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In
der vorliegenden Erfindung beträgt
die angestrebte Ozonkonzentration des Ozon enthaltenden Gases mit
zumindest 10 Gew.-%.
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In
der Gummiabfall-Beseitigungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung
leitet die Einleitungseinheit für
das Ozon enthaltende Gas vorzugsweise Ozon enthaltendes Gas hoher
Konzentration gleichmäßig über den
gesamten Bereich von Gummiabfall unter einer Spannungsbelastung
zwischen den zylindrischen Walzen von oben und von unten oder von links
und rechts durch eine Vielzahl von vertikal oder horizontal in enger
Nähe zu
dem Paar zylindrischer Walzen vorgesehenen Röhren, die eine Vielzahl von Löchern aufweisen,
ein, wodurch eine Reaktion mit dem Gummiabfall unter der Atmosphäre des Ozon
in hoher Konzentration enthaltenden Gases einfach und sofort erfolgt.
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Die
vorhergehenden und weitere Ziele, Merkmale, Aspekte und Vorteile
der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten
Beschreibung der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden
Zeichnungen besser verständlich.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Vorderansicht einer Gummiabfall-Beseitigungsvorrichtung der vorliegenden
Erfindung.
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2 ist
eine Seitenansicht der Gummiabfall-Beseitigungsvorrichtung der vorliegenden
Erfindung.
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3 ist
eine Draufsicht der Gummiabfall-Beseitigungsvorrichtung der vorliegenden
Erfindung.
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4A und 4B zeigen
eine zylindrische Walze, die in der Gummiabfall-Beseitigungsvorrichtung der vorliegenden
Erfindung verwendet wird, wobei 4A eine
Vorderansicht aus der Axialrichtung und 4B eine
Seitenansicht aus einer Richtung rechtwinklig zu der Welle ist.
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5 ist
eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Gummiabfall-Beseitigungsvorrichtung.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Eine
Gummiabfall-Beseitigungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst
ein Gehäuse, eine
Gummiabfall-Verformungseinheit und eine Einleitungseinheit für Ozon enthaltendes
Gas, die Ozon enthaltendes Gas in das Gehäuse einleitet. Die Gummiabfall-Verformungseinheit
ist in dem Gehäuse
vorgesehen, um den Gummiabfall einer Verformung zu unterziehen.
Die Verformung des Gummiabfalls wird durch ein Paar an der Gummiabfall-Verformungseinheit
vorgesehener zylindrischer Walzen bewirkt. Das Paar zylindrischer
Walzen weist eine Vielzahl von Vorsprüngen auf, die nach außen vorstehen,
um den Gummiabfall an dem Spalt dazwischen hinein zu schieben. Der
Abstand des Spaltes zwischen den zylindrischen Walzen kann durch
eine Abstandseinstelleinheit eingestellt werden.
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Bei
der Verarbeitung von Gummiabfall wird der Gummiabfall durch die
in dem Gehäuse
vorgesehene Gummiabfall-Verformungseinheit verformt und Ozon enthaltendes
Gas wird von der Einleitungseinheit für Ozon enthaltendes Gas in
das Gehäuse
eingeleitet. Demgemäß wirkt
das Ozon enthaltende Gas auf den Gummiabfall und erzielt einen verformten
Zustand.
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Wenn
an dem Gummiabfall keine Formänderung
erzeugt wird, wird eine Zerlegung des Gummiabfalls nur an der Oberflächenschicht
bewirkt, selbst wenn das Ozon enthaltende Gas auf den Gummiabfall
wirkt. Es wird schwierig sein, eine Zerlegung nach innen schnell
voranzutreiben. In der Gummiabfall-Beseitigungsvorrichtung der vorliegenden
Erfindung wird Ozon enthaltendes Gas von der Einleitungseinheit
für Ozon
enthaltendes Gas in das Gehäuse
eingeleitet, um zu bewirken, dass der Gummiabfall mit dem Ozon enthaltenden
Gas reagiert, während
der Gummiabfall durch die in dem Gehäuse vorgesehene Gummiabfall-Verformungseinheit
verformt wird. Somit wird die Zerlegung des Gummiabfalls extrem
schnell vorangetrieben.
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Da
Ozon enthaltendes Gas von der Einleitungseinheit für Ozon enthaltendes
Gas in das Gehäuse
eingeleitet wird, kann ein abgedichteter Raum vorgesehen sein, so
dass das Ozon enthaltende Gas nicht von dem Ge häuse nach außen entweicht. Die Einleitungseinheit
für Ozon
enthaltendes Gas kann innerhalb oder außerhalb des Gehäuses vorgesehen sein,
so lange sie die Funktion besitzt, Ozon enthaltendes Gas in das
Gehäuse
einzuleiten.
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Eine
Verformung des Gummiabfalls wird durch ein Paar zylindrischer Walzen
mit einer Vielzahl von nach außen
vorstehenden Vorsprüngen,
die in der Lage sind den Gummiabfall an dem Spalt zwischen den zylindrischen
Walzen hinein zu schieben, bewirkt. Um eine schnelle Zerlegung des
Gummiabfalls zu ermöglichen,
muss das Ozon hoher Konzentration intensiv auf den Bereich des Gummiabfalls
unter Spannungsbelastung wirken. Wenn nur eine Biegespannung auf
den Gummiabfall aufgebracht wird, wird die Zerlegung des Gummiabfalls
obwohl auf der gedehnten Seite begünstigt, an der zusammengedrückten Seite
nicht ohne weiteres begünstigt.
In der Gummiabfall-Beseitigungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung
wird die Verformung des Gummiabfalls dadurch erzeugt, dass der Gummiabfall
an dem Spalt zwischen die zylindrischen Walzen hinein geschoben
wird und dass die Vielzahl von Vorsprüngen des Paares zylindrischer
Walzen sich fest in den Gummiabfall klammern. Das feste Klammern
der Vielzahl von Vorsprüngen
in den Gummiabfall bewirkt eine Verformung wie z. B. Dehnen und
Zusammendrücken
wie auch ein teilweises Verbiegen des Gummiabfalls. Da das Ozon
enthaltende Gas von der Einleitungseinheit für Ozon enthaltendes Gas intensiv
in das Gehäuse
auf den verformten Bereich der Gummimischung eingeleitet wird, kann
eine Zerlegung des Gummiabfalls extrem effizient bewirkt werden.
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In
der Gummiabfall-Beseitigungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung
kann der Abstand des Spalts zwischen den zylindrischen Walzen durch
die Abstandseinstelleinheit eingestellt werden. Im Speziellen kann
der Abstand des Spalts zwischen den zylindrischen Walzen gemäß der Größe des Gummiabfalls
eingestellt werden. Daher kann Gummiabfall verschiedener Größen extrem
effizient zerlegt werden. Es ist nicht notwendig im Voraus eine
Vielzahl von Paaren zylindrischer Walzen mit verschiedenen unterschiedlichen
Spaltabständen
vorzubereiten, da der Abstand des Spaltes zwischen den zylindrischen Walzen
entsprechend der Größe des Gummiabfalls durch
die Abstandseinstelleinheit eingestellt werden kann. Die Verarbeitung
des Gummiabfalls kann wirtschaftlich durchgeführt werden. Selbst wenn sich
die Größe des Gummiabfalls
während
des Verarbeitungsverfahrens ändert,
muss nur der Abstand des Spaltes zwischen dem Paar zylindrischer
Walzen durch die Abstandseinstelleinheit neu eingestellt werden.
Es ist nicht notwendig, das Paar zylindrischer Walzen auszutauschen.
Somit kann eine Gummiabfall-Beseitigung schnell und einwandfrei
vorangetrieben werden.
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In
der Gummiabfall-Beseitigungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung
liegt der Abstand des Spaltes zwischen den zylindrischen Walzen
im Bereich von 5%–60%,
vorzugsweise im Bereich von 10%–50%
der Breite des Gummiabfalls. Wenn der Gummiabfall z. B. ein gebrauchter
Reifen mit einer Reifenlaufflächenbreite
von 200 mm ist, beträgt
der Spaltabstand 10 mm–120
mm, vorzugsweise 20 mm–100
mm. Wenn der Spaltabstand weniger als 5% der Breite beträgt, kann
sich der Gummiabfall nicht ohne weiteres in den Spalt hineinbewegen. Auch
kann sich die Lebensdauer der Vorrichtung verringern, da eine extrem
große
Kraft auf jede Walze aufgebracht wird. Wenn der Spaltabstand 60%
der Breite übersteigt,
wird eine Verformung des Gummiabfalls wie z. B. Verbiegen, Dehnen,
Zusammendrücken
und dergleichen trotz des Eintretens des Gummiabfalls zwischen die
Walzen nicht ohne weiteres auftreten. Demgemäß wird die Zerlegungseffizienz verschlechtert.
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Das
Ozon enthaltende Gas der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Komponente
von Feuchtigkeit zusätzlich
zu Ozon und Luft. Die Verwendung von Gas, das Feuchtigkeit umfasst,
begünstigt
die Zerlegungsgeschwindigkeit von Gummi, um die Zerlegung des Gummiabfalls
effizienter durchzuführen.
Des Weiteren ist Feuchtigkeit nützlich zum
Verhindern von Brandgefahren.
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Die
Gummiabfall-Verformungseinheit ist vorzugsweise mit einer Drehgeschwindigkeits-Steuereinheit
versehen, die die Drehgeschwindigkeit des Paares zylindrischer Walzen
steuert. Die Drehgeschwindigkeits-Steuereinheit kann die Drehgeschwindigkeit
von zumindest einer der zylindrischen Walzen steuern. Mit anderen
Worten, es kann die Drehgeschwindigkeit einer oder beider Walzen
des Paares zylindrischer Walzen gesteuert werden. Durch Steuern
der Drehgeschwindigkeit des Paares zylindrischer Walzen zum Anpassen
der Drehgeschwindigkeit der zylindrischen Walzen kann eine Verformung
und Zerlegung von Gummiabfall gleichmäßig bewirkt werden. Eine gleichmäßige Erzeugung
einer Verformung des Gummiabfalls lässt zu, dass das in das Gehäuse eingeleitete
Ozon enthaltende Gas gleichmäßig auf
den verformten Bereich wirkt, um eine Zerlegung des Gummiabfalls
weiter zu begünstigen.
Im Ergebnis kann der Zerlegungsprozess von Gummiabfall bei günstigen
Betriebskosten durchgeführt
werden. Da die Drehgeschwindigkeit des Paares zylindrischer Walzen
gemäß dem Typ und
Aspekt des Gummiabfalls wie z. B. Härte, Größe und Art des Gummiabfalls
gesteuert werden kann, kann ein geeigneter Zerlegungsprozess von
Gummiabfall entsprechend jeder speziellen Art des Gummiabfalls durchgeführt werden.
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Die
Drehgeschwindigkeit der zylindrischen Walze beträgt zumindest 0,1 U/min, vorzugsweise zumindest
1 U/min. Wenn die Drehgeschwindigkeit unter 0,1 U/min liegt, ist
die auf den Gummiabfall aufgebrachte Verfor mungsgeschwindigkeit
derart klein, dass der Betrag an Verformung pro Zeiteinheit reduziert
ist, was eine extrem lange Zeitspanne erfordert, um den gesamten
Gummiabfall zu zerlegen. Es ist möglich, eine Drehrichtungs-Steuereinheit
vorzusehen, um die Drehrichtung des Paares zylindrischer Rollen
an der Gummiabfall-Verformungseinheit zu steuern.
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Die
Bereitstellung einer Drehrichtungs-Steuereinheit erlaubt eine Begünstigung
des Zerlegungsprozesses des Gummiabfalls durch Einstellen der Drehung
des Paares zylindrischer Walzen in einer Richtung. Dies deshalb,
da es möglich
ist, eine Verformung an verschiedenen Breichen des Gummiabfalls
effizienter zu erzeugen, als in dem Fall, in dem die Richtung in
die entgegengesetzte Richtung eingestellt ist.
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Vorzugsweise
beträgt
die Ozonkonzentration des Ozon enthaltenden Gases in der vorliegenden Erfindung
vorzugsweise zumindest 10 Gew.-%. Wenn die Ozonkonzentration unter
10 Gew.-%, liegt, ist die Zerlegungsgeschwindigkeit von Gummi verschlechtert
und eine extrem lange Zeitspanne ist erforderlich, um den Gummiabfall
vollständig
zu zerlegen.
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Der
Gummiabfall umfasst gebrauchte Reifen, zerschnittene Reifen zum
Testen, Reifenprototypen, die beseitigt werden müssen und dergleichen Die vorliegende
Erfindung ist besonders geeignet für den Zerlegungsprozess alter
Reifen (umfassend gebrauchte Reifen). Die vorliegende Erfindung
ist nicht auf diese speziellen Beispiele des Gummiabfalls beschränkt und
eine Gummiabfall-Beseitigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
kann für
andere Gummiabfälle
verwendet werden.
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In
der Gummiabfall-Beseitigungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung
kann eine Gummiabfall-Halteeinheit vorgesehen sein, die einen Gummiabfall
hält und
ein Einsetzen des Gummiabfalls an dem Spalt zwischen dem Paar zylindrischer
Rollen zulässt.
In dem Fall, in dem eine Gummiabfall-Halteeinheit vorgesehen ist, kann der
Gummiabfall in den Spalt zwischen den zylindrischen Rollen eingesetzt werden,
während
der Gummiabfall durch die Gummiabfall-Halteeinheit fest fixiert
ist. Daher kann der Gummiabfall in den Spalt zwischen den zylindrischen Walzen
eingesetzt werden, während
der Zerlegungsprozesszustand des Gummiabfalls bestehen bleibt. Somit
kann ein Gummiabfall-Zerlegungsprozess schnell und einwandfrei durchgeführt werden.
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Ausführungsform
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1 ist
eine Vorderansicht einer Gummiabfall-Beseitigungsvorrichtung der
vorliegenden Erfindung, teilweise mit einem Querschnitt. In der
vorliegenden Ausführungsform
wird ein alter Reifen 6 als Gummiabfall verwendet. Der
alte Reifen 6 kann in ein Gehäuse 1 von oberhalb
der Decke eines oberen Gehäuseabschnitts 1a,
der der obere Abschnitt der oberen Stufe des Gehäuses 1 ist, eingesetzt
werden. Ein Deckel 14, der beliebig geöffnet oder geschlossen werden
kann ist an der Decke des oberen Gehäuseabschnitts 1a vorgesehen.
In 1 ist der Deckel 14 in geschlossenem
Zustand gezeigt. Ein Paar zylindrischer Walzen 2, 2 ist
an einem mittleren Gehäuseabschnitt 1b vorgesehen,
der der Abschnitt der mittleren Stufe des Gehäuses 1 ist. Die zylindrische
Walze 2 besitzt eine Walzenkörper 2b mit einer
im Wesentlichen zylindrischen Form, der an einer Walzenwelle 2c befestigt
ist. Eine Vielzahl von Vorsprüngen 2a ist an
dem zylindrischen Walzenkörper 2b vorgesehen. Die
Vielzahl von Vorsprüngen 2a ist
um den Walzenkörper 2b herum
in einem konstanten Abstand in der Umfangsrichtung mit einem vorbestimmten
Winkel vorgesehen. Die Walzenwelle 2c ist durch ein Walzenwellenlager 2d, 2d,
derart gelagert, dass die zylindrische Walze 2 drehbar
ist.
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Ein
Speicher 8 ist an dem unteren Gehäuseabschnitt 1c, der
an dem Abschnitt der unteren Stufe des Gehäuses 1 angeordnet
ist, vorgesehen. Der alte Reifen 6 wird einem Zerlegungsprozess
unterzogen, so dass er zu zerkleinerten Gummistücken von ca. 1,0 mm–100 mm
wird. Diese zerkleinerten Gummistücke werden in dem Speicher 8 gespeichert.
Zerkleinerte Stücke
der Reifenbestandteile außer
der Gummimischung wie z. B. Stahldrähte und Fasern werden ebenfalls
in dem Speicher 8 gespeichert. Zwei Motoren sind innerhalb
des unteren Gehäuseabschnitts 1c vorgesehen.
Der Motor 9 treibt die zylindrische Walze 2 an.
In der vorliegenden Ausführungsform
treiben zwei Motoren 9, 9 das Paar zylindrischer
Walzen 2 bzw. 2. an. Eine Motordrehbetätigungseinheit 9a,
die die Drehung des Motors 9 bewirkt, ist vorgesehen. Ein
Ende einer Kette 10 steht mit der Motordrehbetätigungseinheit 9a in
Eingriff und das andere Ende steht mit dem Endabschnitt der Walzenwelle 2c in
Eingriff. Eine Betätigung
des Motors 9 bewirkt eine Drehung der Walzenwelle 2c über die
Kette 10. Im Ergebnis dreht sich die zylindrische Walze 2.
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Vier
Verteilungseinheiten 7 für Ozon enthaltendes Gas sind
an dem mittleren Gehäuseabschnitt 1b vorgesehen.
Ozon enthaltendes Gas wird von einem nicht gezeigten Generator für Ozon enthaltendes
Gas eingeleitet. Das Ozon enthaltende Gas wird von der Verteilungseinheit 7 für Ozon enthaltendes Gas
in der Nähe
des Paares zylindrischer Walzen 2, 2 ausgebreitet.
In der vorliegenden Ausführungsform umfasst
die Einleitungseinheit für
Ozon enthaltendes Gas einen Generator für Ozon enthaltendes Gas und eine
Verteilungseinheit 7 für
Ozon enthaltendes Gas. Obwohl in der vorliegenden Ausführungsform
vier Verteilungseinheiten 7 für Ozon enthaltendes Gas zum
Versprühen
von Ozon enthaltendem Gas vorgesehen sind, ist die Anzahl der Verteilungseinheiten nicht
auf vier beschränkt.
Eine einzige Einheit allein oder mehr als vier Einheiten können vorgesehen sein.
Durch intensives Einleiten von Ozon hoher Konzentrati on in den Bereich
des Gummiabfalls, der unter der Spannungsbelastung zwischen die
zylindrischen Walzen hinein geschoben wird, um die Reaktion zwischen
Ozon und dem Gummiabfall effizient zu ermöglichen, kann der benötigte Betrag
an Ozonverbrauch zum Zerkleinern des Gummis optimiert werden. Die
Verteilungseinheit für
Ozon enthaltendes Gas kann zumindest in der vertikalen oder horizontalen
Richtung des Paares zylindrischer Walzen vorgesehen sein. In 2 sind
Verteilungseinheiten für Ozon
enthaltendes Gas in der vertikalen Richtung einer jeden der zylindrischen
Walzen vorgesehen. Die Verteilungseinheit für Ozon enthaltendes Gas ist
aus einer Röhre
mit einer Vielzahl von Löchern
gebildet.
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Ein
erster Abluftkanal 12 ist an dem oberen Gehäuseabschnitt 1a vorgesehen.
Der erste Abluftkanal 12 ist mit einem Ventil V1 versehen,
das den Kanal öffnen/schließen kann.
Durch Öffnen
des Ventils V1 beim Versprühen
von Ozon enthaltendem Gas von der Verteilungseinheit 7 für Ozon enthaltendes Gas
wird Ozon enthaltendes Gas aus dem Gehäuse 1 durch den ersten
Abluftkanal 12 ausgetragen. Ein Einlasskanal 11 ist
an dem unteren Gehäuseabschnitt 1c vorgesehen
und mit einem Ventil V3 zum Öffnen/Schließen des
Kanals versehen. Ein zweiter Abluftkanal 13 ist an dem
Gehäuse 1a mit
einem Ventil V2 zum Öffnen/Schließen des
Kanals vorgesehen. Wenn der Zerlegungsprozess des alten Reifens 6 beendet
ist und das Ozon enthaltende Gas in dem Gehäuse 1 aus dem Gehäuse 1 ausgetragen
werden soll, wird Außenluft
durch den Einlasskanal 11 eingeleitet, um das Ozon enthaltende
Gas zusammen mit der Luft aus dem Gehäuse 1 durch den zweiten
Abluftkanal 13 auszutragen. Da Ozon enthaltendes Gas Gesundheitsprobleme
und Umweltprobleme verursachen kann, wird das aus dem zweiten Abluftkanal 13 ausgetragene
Gas durch eine Verarbeitungsvorrichtung für Ozon enthaltendes Gas geleitet,
um das Gefährdungspotenzial
zu vermindern.
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Ein
Beobachtungsfenster 15a ist an dem oberen Gehäuseabschnitt 1a vorgesehen.
Ein Einsetzen eines alten Reifens 6 zwischen die zylindrischen
Walzen 2, 2 kann durch das Fernster 15a beobachtet
werden, um sicherzustellen, dass der Zerlegungsprozess des alten
Reifens richtig durchgeführt wird.
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2 ist
eine Seitenansicht der Gummiabfall-Beseitigungsvorrichtung der vorliegenden
Erfindung, teilweise mit einem Querschnitt. In 2 ist
ein an der Decke des oberen Gehäuseabschnitts 1a vorgesehener
Deckel 14 offen. Während
des Zerlegungsprozesses eines alten Reifens 6 muss der
Deckel 14 geschlossen sein, um zu verhindern, dass das
Ozon enthaltende Gas entweicht. Ein Paar zylindrischer Walzen 2, 2 ist
an dem mittleren Gehäuseabschnitt 1b angeordnet.
Die zylindrische Walze 2 weist einen zylindrischen Walzenkörper 2b auf,
der an einer Walzenwelle 2c fixiert ist. Eine Vielzahl
von Vorsprüngen 2a sind
an dem zylindrischen Walzenkörper 2b vorgesehen.
Vier Verteilungseinheiten 7 für Ozon enthaltendes Gas sind
vorgesehen, um Ozon enthaltendes Gas in der Nähe der zylindrischen Walze 2 einzuleiten.
Der alte Reifen 6 wird durch die Vielzahl von Vorsprüngen 2a,
die von dem Walzenkörper 2b nach
außen
vorstehen, eingeklemmt, wodurch der alte Reifen 6 einer
Verformung wie z. B Dehnen, Zusammendrücken und dergleichen zusätzlich zu
einem Verbiegen unterzogen wird. Da das Ozon enthaltende Gas, das
von der Einleitungseinheit für Ozon
enthaltendes Gas in das Gehäuse
eingeleitet wird, intensiv auf den verformtem Bereich des alten Reifens 6 wirkt,
kann eine Zerlegung des alten Reifens 6 effizient durchgeführt werden.
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Eine
Abstandseinstelleinheit 3 ist an dem mittleren Gehäuseabschnitt 1b vorgesehen,
um den Abstand L des Spalts zwischen den zylindrischen Walzen 2, 2 einzustellen.
Obwohl die Abstandseinstelleinheit 3 in der vorliegenden
Ausführungsform
innerhalb des Gehäuses 1 vorgesehen
ist, kann die Abstandseinstelleinheit 3 stattdessen auch
außerhalb
des Gehäuses 1 vorgesehen
sein. Da der Spaltabstand L zwischen den zylindrischen Walzen 2, 2 entsprechend
der Größe eines
alten Reifens 6 durch die Abstandseinstelleinheit 3 eingestellt
werden kann, können
alte Reifen 6 verschiedener Größen effizient zerlegt werden.
Das Maß des
alten Reifens 6, der durch die Vielzahl von Vorsprüngen 2a,
die von dem Walzenkörper 2b nach
außen
vorstehen, erfasst wird, kann durch selektives Einstellen des Spaltabstands
L angepasst werden. Wenn z. B. der Spaltabstand, der dem alten Reifen
entspricht, der durch den Vorsprung 2a des Walzenkörpers 2b entsprechend erfasst
wird, L0 beträgt,
kann der alte Reifen 6 durch den Vorsprung 2a des
Walzenkörpers 2b fester
erfasst werden, indem der Spaltabstand L geringfügig kleiner eingestellt wird
als der Spaltabstand L0, wie z. B. auf einen Spaltabstand L1. Im
Ergebnis wird der Grad einer Verformung gegen den alten Reifen 6 erhöht, um einen
entsprechenden Zerlegungsprozess des alten Reifens gemäß dem Aspekt
und der Konfiguration des alten Reifens 6 zuzulassen. Hier
ist der Spaltabstand L der Abstand zwischen den Walzenwellen 2c des
Paares zylindrischer Walzen 2, 2.
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Eine
Drehgeschwindigkeits-Steuereinheit 4 ist an dem mittleren
Gehäuseabschnitt 1b vorgesehen.
Die Drehgeschwindigkeits-Steuereinheit 4 kann die Drehgeschwindigkeit
des Paares zylindrischer Walzen 2 steuern. Durch Steuern
der Drehgeschwindigkeit der zylindrischen Walze 2, um die
Drehgeschwindigkeit der Walze 2 zu ändern, kann eine Verformung
an verschiedenen Bereichen des alten Reifens 6 erzeugt
werden. Da eine Verformung des alten Reifens 6 an verschiedenen
Bereichen erzeugt werden kann, kann das in das Gehäuse 1 eingeleitete Ozon
enthaltende Gas auf den verformten Bereich wirken, um die Zerlegung
des alten Reifens 6 zu erleichtern. Eine Drehgeschwindigkeits-Steuereinheit 4 kann
außerhalb des
Gehäuses 1 vorgesehen
sein, anstelle von innerhalb des Gehäuses 1 wie in der
vorliegenden Ausführungsform.
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Eine
Drehrichtungs-Steuereinheit 5 ist an dem unteren Gehäuseabschnitt 1b vorgesehen.
Die Drehrichtungs-Steuereinheit 5 kann die Drehrichtung des
Paares zylindrischer Walzen 2, 2 steuern. In dem Fall,
in dem die Drehrichtungs-Steuereinheit 5 vorgesehen ist,
kann die Zerlegungsverarbeitungswirkung des alten Reifens 6 unterstützt werden,
indem die Drehung der zylindrischen Walze 2 während des
Zerlegungsprozesses des alten Reifens 6 umgedreht wird.
Durch Umdrehen der Richtung der zylindrischen Walze 2 während des
Zerlegungsprozesses des alten Reifens 6 kann eine Verformung
eines alten Reifens 6 an verschiedenen Bereichen erzeugt
werden. Obwohl die Drehrichtungs-Steuereinheit 5 in der vorliegenden
Ausführungsform
innerhalb des Gehäuses 1 vorgesehen
ist, kann die Drehrichtungs-Steuereinheit 5 stattdessen
außerhalb
des Gehäuses 1 vorgesehen
sein.
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Zwei
Motoren 9, 9 sind an dem unteren Gehäuseabschnitt 1c vorgesehen.
Diese zwei Motoren 9, 9 treiben das Paar zylindrischer
Walzen 2 bzw. 2 an. Die Betätigung des Motors 9 bewirkt,
dass die Walzenwelle 2c sich über die Kette 10 dreht.
Im Ergebnis dreht sich die zylindrische Walze 2. Zur Übersichtlichkeit
ist die Kette 10 in 2 nicht
gezeigt. Ein Speicher 8 ist an dem unteren Gehäuseabschnitt 1c vorgesehen.
Ein Beobachtungsfenster 15b ist an dem Speicher 8 vorgesehen.
Die Speichermenge der zerkleinerten Gummistücke in dem Speicher 8 kann durch
das Fenster 15b beobachtet werden. Das Einsetzen eines
alten Reifens 6 zwischen die zylindrischen Reifen 2, 2 kann
durch das Fenster 15c beobachtet werden, um sicherzustellen,
dass der alte Reifen 6 entsprechend zerlegt wird. Beobachtungsfenster 15d und 15e sind
auch an dem mittleren Gehäuseabschnitt 1b vorgesehen.
Das Innere des Gehäuses 1 kann
von oben durch das Fenster 15d beobachtet werden. Das Innere
des Gehäuses 1 kann
von der Seite des Gehäuses 1 durch
das Fenster 15e beobachtet werden. Durch die Fenster 15d und 15e kann
das Erfassen eines alten Reifens 6 durch Vorsprünge 2a eines
Walzenkörpers 2b wie
auch der Zerlegungsprozess eines alten Reifens 6 durch
das Paar zylindrischer Walzen 2, 2 beobachtet
werden.
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3 ist
eine Draufsicht der Gummiabfall-Beseitigungsvorrichtung der vorliegenden
Erfindung. Eine zylindrische Walze 2, die an dem mittleren Gehäuseabschnitt 1b vorgesehen
ist, weist einen zylindrischen Walzenkörper 2b auf, der an
einer Walzenwelle 2c befestigt ist. Eine Vielzahl von Vorsprüngen 2a ist
an dem zylindrischen Walzenkörper 2b vorgesehen.
Obwohl der Spaltabstand L zwischen den zylindrischen Walzen 2, 2 auf
L0 in 3 eingestellt ist, kann der Spaltabstand L durch
die Abstandseinstelleinheit 3 größer auf L0' eingestellt werden. Zur Übersichtlichkeit
ist die Abstandseinstelleinheit 3 in 3 nicht
gezeigt.
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Die 4A und 4B sind
Darstellungen zur detaillierteren Beschreibung der in der Gummiabfall-Beseitigungsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung verwendeten zylindrischen Walze 2. 4A entspricht
einer zylindrischen Walze 2, von der axialen Richtung der
Walzenwelle 2c aus gesehen. Sechs Vorsprünge 2a sind
in Umfangsrichtung um den Walzenkörper 2b herum in einem
konstanten Abstand von jeweils 60° vorgesehen. 4B entspricht einer
Walze 2, von rechtwinklig zu der Achse der Walzenwelle 2c aus
gesehen. Fünf
Vorsprünge 2a sind
in einem konstanten Abstand in der radialen Richtung an dem Walzenkörper 2b vorgesehen.
Der Walzenkörper 2b besitzt
eine Konfiguration von im Wesentlichen einem Zylinder mit einem
Durchmesser von 216,3 mm und einer Höhe von 700 mm. Der Vorsprung 2a besitzt
eine Form von im Wesentlichen einem würfelähnlichen Quader mit einer Höhe von 65 mm,
einer Breite in Längsrichtung von
50 mm und einer Dicke von 24 mm. Die Konfiguration des Vorsprungs 2a ist
nicht auf einen würfelähnlichen
Quader beschränkt
und verschiedene Konfigurationen wie z. B. eine konische Säulen- oder
Prismenkonfiguration können
verwendet werden. Die zylindrische Walze 2 besteht vollständig aus
austenitischem Edelstahl. Im Speziellen bestehen die Vorsprünge 2a,
der Walzenkörper 2b und
die Walzenwelle 2c alle aus austenitischem Edelstahl. Als
austenitischer Edelstahl können
im Speziellen SUS 304, SUS 316L und dergleichen verwendet werden.
Die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von durch Ozon verursachtem Rost
auf Grund der hohen Ozonkonzentration durch das Ozon enthaltende
Gas in dem Gehäuse 1 wird beseitigt,
da die zylindrische Walze 2 vollständig aus austenitischem Edelstahl
besteht. Die Bildung von Rost kann ausreichend unterdrückt werden.
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In
der oben stehenden Ausführungsform werden
alte Reifen (umfassend gebrauchte Reifen) als Gummiabfall verwendet.
Der Gummiabfall, der durch die Gummiabfall-Beseitigungsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung verarbeitet werden kann, ist nicht auf
alte Reifen (umfassend gebrauchte Reifen) beschränkt und kann auch verwendet
werden, um fehlerhafte Produkte, die während einer Herstellung erzeugt
werden, Prototypreifen und dergleichen zu verarbeiten.
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Gemäß der Gummiabfall-Beseitigungsvorrichtung
und dem Verfahren zum Behandeln von Gummiabfall der vorliegenden
Erfindung werden ein Gehäuse,
eine Gummiabfall-Verformungseinheit und eine Einleitungseinheit
für Ozon
enthaltendes Gas, die Ozon enthaltendes Gas in das Gehäuse einleitet, bereitgestellt.
Die Gummiabfall-Verformungseinheit umfasst ein Paar zylindrischer
Walzen mit einer Vielzahl von Vorsprüngen, die nach außen vorstehen,
um den Gummiabfall an dem Spalt dazwischen zu erfassen. Daher kann
eine Verformung und Zerlegung an dem Gummiab fall effizient bewirkt
werden. Ozon enthaltendes Gas kann zu dem verformten Abschnitt eingeleitet
werden. Des Weiteren kann der Spaltabstand zwischen dem Paar zylindrischer
Walzen durch eine Abstandseinstelleinheit eingestellt werden. Somit
kann ein Gummiabfall mit verschiedenen Größen effizient einer Zerlegung
unterzogen werden.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung im Detail beschrieben und veranschaulicht
wurde, ist einzusehen, dass dies nur illustrativ und beispielhaft
geschieht und keine Einschränkung
darstellen soll.