JP2016185541A - 袋詰め廃棄物を処理するための装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】信頼性が高く、高いスループットを達成することができる、袋詰め廃棄物を含む廃棄物を処理するための装置および方法を提供する。
【解決手段】袋切開手段３および分別手段５が導管７の一部として直列に接続され、満たされた廃棄物袋を空気流を用いて導管７に沿って空気搬送し、導管７に沿って空気搬送している間に廃棄物袋を袋切開手段３で確実に切開し、切開された袋詰め廃棄物を分別手段５により分別し、更に空気流によって取り込まれた廃棄物の一部のアイテムは後部に接続するサイクロン１３により分離する。
【選択図】図１

Description

本発明は、袋詰め廃棄物を切り開き、廃棄物を複数の成分に分別し、さらなる処理（たとえば、焼却またはリサイクル）を可能とする、袋詰め廃棄物を含む廃棄物を処理するための方法および装置に関するものである。

たとえばごみ収集車によって家庭用および商用の施設から集められるごみのような廃棄物は、通常、薄いプラスチックからなる袋の中に入れられた上で縛られまたはシールされて凝集される。各袋には、紙アイテム、プラスチックアイテムおよび金属アイテムのようなさまざまなタイプのごみが含まれているかもしれない。

あるタイプのごみは、リサイクルまたは焼却によるエネルギーの生成という残留商品価値を有している場合がある。それに加えて、環境保護という圧力により、必要もないのに埋め立てまたは焼却に送られてしまうごみの量を減らすことが望まれている。したがって、集められた廃棄物は、異なるタイプのごみへと分別処理され、さらに適切に処理されることが多い。

ほとんどの場合、廃棄物処理のあるステップ（たとえば、緩く凝集されている廃棄物を分別するステップ）は手動で行なわれているが、ごみ処理を縮小または拡大したり、人件費を増やすことなく効率を上げるためにこれらのステップを自動的に行うことが有利となる場合も多い。

上述した廃棄物の処理を少なくとも部分的に自動的に実行するためのさまざまな装置システムが知られている。たとえば、米国特許第３，８４８，８１３号には、当該技術分野において典型的に知られている、廃棄物を処理するための典型的な装置システムが示されている。

米国特許第３，８４８，８１３号では、袋詰め廃棄物を含む収集された廃棄物がシュレッダに通される。この場合のシュレッダは対向型ダブルフレイル式粉砕器（double opposed flail mill）である。当該技術分野では、回転ドラム型シュレッダも用いられている
。シュレッダは、袋詰め廃棄物を切り裂いて開き、廃棄物をかなり粗く寸断した状態になるように小さくする。

次いで、この寸断された廃棄物は、回転コンベヤベルトを用いて、さまざまな分離ステップおよび分別ステップを通過して搬送される。当該技術分野において、重量、サイズ、強磁性の特性のうちの１つ以上に基づいて廃棄物を分離するなど、さまざまなタイプのゴミ分別装置が知られている。米国特許第３，８４８，８１３号には、さまざまなタイプの公知の分別装置が開示され、それらのうちのいくつかは空気流を用いている。

米国特許第３，８４８，８１３号により公知となっている１つのタイプの分別装置では、鉛直方向の空気流が、コンベヤに沿って運ばれていく際に寸断された比較的軽い廃棄物を吸い上げてフードに入れるために用いられる。次いで、導管を介してフードに接続されているサイクロンが、空気流から廃棄物を分離して廃棄する。このサイクロンには空気流をもたらすために、遠心ファンのような送風機が接続されている。米国特許第３，８４８，８１３号に記載の他の公知のタイプでは、寸断された廃棄物は、水平方向に流れる空気流を通じて落下され、さまざまな成分へと分別される。

しかしながら、このような方法で廃棄物を寸断してしまうと、廃棄物の分別およびリサイクルの難しさが大幅に増大してしまう場合がある。

したがって、廃棄物袋をそれらの内容物を寸断することなく破って開くための装置が、シュレッダに代えて用いられることも当該技術分野において知られている。たとえば、日本国特開平１１−３４７５３０号、日本国特開平８−２１５６３８号および米国特許第４，４７９，５８１号に開示されるように、回転ドラムに基づく袋オープナや、切り開く前の廃棄物袋を搬送するコンベヤに対向する一連の刃を用いた袋オープナが知られている。その他の構成として、袋詰め廃棄物を搬送し、袋を切開するために内表面に配置された刃およびピンと、廃棄物を区分けして分別するための一連の網状の膜とを有する構成が米国特許第６，９５５，２６５号により知られている。

しかしながら、これらの袋切り開き装置は信頼性が高くない。たとえば、当該技術分野において知られているドラムおよび対向する刃を有する袋寸断装置は、同時に複数の袋を切り開くために用いられるが、袋をすべて切り開くことはできない。また、これらの袋寸断装置は、袋寸断装置への機械的な廃棄物搬送速度、袋寸断装置からの機械的な廃棄物搬送速度および袋寸断装置を通過する機械的な廃棄物搬送速度や、袋寸断装置自体の動作速度のために、廃棄物分別処理のスループットに対する効果は限定的なものとなる。それに加えて、これらの公知の袋寸断装置は、ランニングコストが高く、機械的故障が繰り返し発生する。

したがって、本発明の目的は、信頼性が高く、高いスループットを達成することができる、袋詰め廃棄物を含む廃棄物を処理するための装置および方法を提供することにある。

袋詰め廃棄物を含む廃棄物の空気搬送は、たとえば建物内の廃棄物を降ろす地点から一時的に廃棄物を格納するための廃棄物収納容器まで廃棄物を搬送する、廃棄物の２地点間搬送を提供するためだけのものであると当該技術分野において知られている。

第一の態様によれば、本発明にかかる袋詰め廃棄物を処理する方法は、満たされた廃棄物袋を空気流を用いて導管に沿って空気搬送することと、導管に沿って空気搬送している間に廃棄物袋を切開することとを含んでいる。

本発明のこの態様によれば、廃棄物袋は、導管に沿って空気搬送され、迅速にかつ確実に切開されて、廃棄物袋およびその内容物を寸断することなく分別するために、廃棄物袋の内容物が解放される。通常、空気搬送の間、廃棄物袋は導管に沿って１つずつ搬送されるので、廃棄物袋をそれぞれ別個に切開することによって、袋切開作業が確実に実行される。したがって、廃棄物のすべてを廃棄物袋から解放して分別可能にすることができる。廃棄物袋に袋切開処理を行わせるために空気流を用いることにより、静的な袋切開手段が可動な機械的部品をほとんど必要とせず、袋切開手段に機械的に駆動される部品を必要としない手段とすることができる。したがって、かかる袋切開方法における電力消費量を低くすることができ、かかる装置の信頼性を高くすることができる。それに加えて、後述の説明から明らかなように、廃棄物袋に袋切開処理を行わせるのと同じ空気流を廃棄物処理の後のステージにおいても用いることができる。したがって、廃棄物処理の複数のステージを動作させるために単一のエネルギー源（たとえば、単一の吸い込み源）を設けることができる。それに加えて、このように袋切開処理を実行するために空気搬送することを用いるため、切開スループットを向上させることが可能となる。たとえば、通常、４０ｍ／ｓを超える速度で移動する空気流を用いて廃棄物袋に袋切開処理を行わせることができ、
廃棄物処理の高いスループットが達成可能である。さらに、廃棄物処理におけるこのステージおよび他のステージを行わせるために空気搬送を用いることにより、廃棄物処理システムを容易に構築して設置することが可能となる。たとえば、空気搬送するための導管は、設備内にある既存の装置を回避するように設計および設置することができるが、コンベヤに基づく廃棄物処理システムでは、大量のスペースを必要とし、かつ扱いにくい。

廃棄物袋を切開するステップは、袋詰め廃棄物の搬送経路に向かって突出するように配置されている少なくとも１つの突出部材によって空気搬送中に実行されてもよい。好ましくは、突出部材は、導管の壁から内側方向に廃棄物の搬送経路に向かって突出する。突出部材は、廃棄物の搬送経路を取り囲むように導管の内側に沿って配置されてもよい。突出部材は、互いに隣接する複数の組（セット）として設けられてもよいし、空気搬送を行う導管の長手方向に沿って間隔を空けて設けられてもよい。好ましくは、突出部材には、突出部材前後の圧力差があるレベルを超えた場合または廃棄物によって突出部材に加えられる力があるレベルを超えた場合に突出部材を引き込むように構成されている引き込み手段が設けられる。好ましくは、突出部材から残存物をこすり落とすように構成されているこすり付け手段が設けられる。好ましくは、こすり付け手段は、突出部材が引き込まれる際に残存物を取り除くために突出部材の周囲に設けられるこすり付けシールとして設けられる。好ましくは、少なくとも１つの突出部材は、１つ以上のナイフおよび／または１つ以上のピンとして設けられる。ナイフとピンとの両方が設けられる場合、ナイフは、搬送経路内においてピンよりも上流側に配置されるのが好ましいが、ナイフは、ピンに並んでまたはピンの下流側に設けられてもよい。これらの好ましい配置により、廃棄物袋を確実にかつ効果的に切開することができる。

さらに、本廃棄物処理方法は、空気流を用いて廃棄物の搬送経路に配置された壁に廃棄物を衝突させることにより、廃棄物を分別する前に、切開された袋詰め廃棄物を分割することを含みうる。この任意選択的な方法では、廃棄物袋が切開された後、切開された袋詰め廃棄物が依然として緩く凝集している場合もあり、このことにより、切開された袋詰め廃棄物を分別することができる容易さが制限されてしまう場合がある。空気流を用いて廃棄物の搬送経路に配置された壁に廃棄物を衝突させることによって、袋詰め廃棄物を効果的に分割し、その結果、確実に分別することができる。それに加えて、たとえば通常５０ｍ／ｓの速度で袋詰め廃棄物に袋切開処理を行わせるために用いるのと同じ空気流は、廃棄物の搬送経路にある壁に廃棄物を衝突させるために容易に用いることができる。

さらに、本廃棄物処理方法は、切開された袋詰め廃棄物を空気流を用いて成分に分別することを含んでもよい。廃棄物に袋切開ステップおよび廃棄物分別ステップを空気圧を用いて行わせるために同じ空気流を用いることによって、高いスループット（少なくとも２０トン／時間まで達成可能）を有する効果的かつ確実な廃棄物の分別を達成することができ、袋切開ステップおよび廃棄物分別ステップを実行するために単一のエネルギー源だけを必要とし、このことにより、システムの信頼性が向上し、電力消費量が下がる。それに加えて、この好ましい構成は、分別されていない袋詰め廃棄物が気圧式システムの中に投入され、この気圧式システムから、緩められた廃棄物が分別された形態で送り出される簡単で効果的な廃棄物処理方法を提供する。

また、切開された袋詰め廃棄物の分別は、廃棄物を空気流が流れ続ける開口部を横切るように通過させることにより実行されてもよい。切開された袋詰め廃棄物の衝突および分別は、廃棄物を壁に衝突させ、壁によって少なくとも部分的に定義される開口部を横切るように廃棄物を落下させることを可能とすることにより行われてもよい。廃棄物の一部は流れ続ける空気流により開口部を通じて搬送され、廃棄物の残りは空気流から外れて落下する。この構成により、廃棄物を分別する処理を行わせるために搬送するのに用いられうる空気流によって廃棄物を異なる成分に確実に分別する、簡単だが効果的な方法が提供さ
れる。このようにして分離された廃棄物の成分の特性は、開口部を通過する空気流の要因を含むさまざまな要因に依存する。たとえば、廃棄物は、おおむね平面形状のアイテムを有する第一の成分と、おおむね非平面形状のアイテムを有する第二の成分とに分離されてもよい。平面形状のアイテムの例には、プラスチックフィルム、用紙、新聞、雑誌などを含む紙に基づくアイテムなどが含まれる。たとえば、開口部のサイズは、廃棄物の成分の分離に影響するかもしれない。開口部のサイズは、分別処理および分離された成分の特性を調節するために変更可能となっていてもよい。空気流から外れて落下する廃棄物は、１つ以上の回転弁を用いて分別処理から取り除かれてもよい。また、多数の分別ステップが廃棄物を２より多い数の成分に分離するために用いられてもよい。分別ステップは、同じ空気流を用いて順次実行されてもよいし、または異なる空気流を用いて並列に実行されてもよい。異なる空気流は、同じ空気流源により供給されてもよいし、または異なる空気流源（たとえば、遠心ファン）により供給されてもよい。分別ステップの終了時点において空気流中に残存している物質は、サイクロンを用いて空気流から取り除かれてもよい。

それに加えて、この好ましい構成では、単一の空気流が、廃棄物を搬送し、分別および空気流とともに流れ続ける廃棄物の比較的軽い成分を分離するのに用いられる。

第二の態様によれば、本発明にかかる袋詰め廃棄物を処理するための装置は、導管と、袋切開手段とを備え、導管は、袋詰め廃棄物を導管に沿って空気搬送ための空気流が流れるように構成され、袋切開手段は、導管に沿って空気搬送する間に廃棄物袋を切開するように構成される。好ましくは、かかる装置は、使用時において袋詰め廃棄物を導管に沿って空気搬送するために導管内に空気流を形成するように配置された送風機をさらに備えている。袋切開手段は、袋詰め廃棄物の搬送経路に向かって空気搬送中に突出する少なくとも１つの突出部材、たとえば１つ以上のナイフおよび／または１つ以上のピンを有してもよい。さらに、かかる装置は、空気搬送される袋詰め廃棄物の搬送経路の袋切開手段の下流側に配置される壁を備え、使用時において切開された袋詰め廃棄物を壁に衝突させることにより切開された廃棄物袋を分割する。この壁は鉛直方向に配置されており、この壁には、使用時において空気流が通過し続ける開口部が少なくとも部分的に形成されている。このため、この開口部を横切るように落下する廃棄物の一部は開口部を通して搬送され、その廃棄物の残りは空気流から外れて落下する。

本発明の第一の態様にかかる方法において上述した利点は、本発明の第二の態様にかかる装置からも同様に得られる。

第三の態様によれば、本発明にかかる廃棄物を分別する方法は、導管内の廃棄物を空気流を用いて空気搬送することと、空気流が廃棄物の一部とともに流れ続ける開口部を横切るように廃棄物を通過させることにより、空気流を用いて廃棄物を複数の成分に分別することとを含む。

この態様に従って、廃棄物に分別処理を行わせるために用いられうる空気流を用いて廃棄物を確実に複数の成分に分別する、簡単であるが効果的な方法が提供される。それに加えて、単一の空気流が分別される廃棄物を搬送し、分別および空気流とともに流れ続ける廃棄物の一部を分離するために用いられる。さらに、廃棄物の空気搬送により、集められた廃棄物が空気搬送システムの一端に投入され、分別された廃棄物が他端から放出される簡単でかつ効果的な分別システムが提供される。それに加えて、同じエネルギー源を用いて廃棄物の搬送および分別を行うことにより、可動部のある機械的部品の数が少ないシステムを提供し、運転費用を低くすることを可能とし、維持が単純かつ簡単なシステムを提供している。たとえば、遠心ファンが空気流源として用いられる場合、駆動および保守する必要があるのは当該ファンだけである。

さらに、かかる方法は、廃棄物を分別する前に、廃棄物を空気流を用いて廃棄物の搬送経路に配置された壁に衝突させることにより、空気搬送される廃棄物を分割することをさらに含んでもよい。廃棄物の分別は、廃棄物を壁に衝突させた後、壁に少なくとも部分的に定義される開口部を廃棄物が横切るように落下させることを可能とすることにより実行されてもよい。廃棄物の一部は、流れ続ける空気流により開口部を通じて搬送され、廃棄物の残りは、空気流から外れて落下する。

開口部は導管の壁に形成されてもよい。

第四の態様によれば、本発明にかかる廃棄物を分別するための装置は、導管と、壁とを備え、導管は、廃棄物を導管に沿って空気搬送するための空気流が流れるように構成され、壁は、空気搬送される廃棄物の搬送経路に配置され、使用時において廃棄物を壁に衝突させることにより廃棄物を分割するものであり、この壁は、鉛直方向に配置され、この壁には、使用時において空気流が通過し続ける開口部が少なくとも部分的に形成され、開口部を横切るように落下する廃棄物の一部がこの開口部を通じて搬送されるように構成される。

第五の態様によれば、本発明にかかる廃棄物を処理する方法は、廃棄物を空気流を用いて導管に沿って空気搬送することと、空気流を用いて廃棄物の搬送経路に配置されている壁に廃棄物を衝突させることにより、空気搬送される廃棄物を分割することとを含んでいる。

本発明のこの態様によれば、締め付けられていたり、切開された袋の中に詰め込まれたりして収集された廃棄物は、当該廃棄物の分別およびさらなる処理を容易にするための簡単だが効果的な方法により分割することができる。

以下に、本発明におけるいくつかの好ましい実施形態を添付の図面を参照して記載する。
本発明の態様の一実施形態にかかる袋詰め廃棄物を分別するための装置システムを示す概略図である。 図１に示される実施形態に設けられたナイフ・セットを示す図であって、ナイフ・セットの斜視図である。 図１に示される実施形態に設けられたナイフ・セットを示す図であって、ナイフ・セットの側面図である。 図１に示される実施形態に設けられたナイフ・セットを示す図であって、図２ａの符号２ｃの部分を示す拡大図である。 図２ｄは、図１に示される実施形態に設けられたナイフ・セットを示す図であって、刃が突出位置にあるナイフ・セットを示す端面図である。図２ｄ’は、図１に示される実施形態に設けられたナイフ・セットを示す図であって、刃が突出位置にあるナイフ・セットを示す部分縦断面図である。 図２ｅは、図１に示される実施形態に設けられたナイフ・セットを示す図であって、刃が引き込み位置にあるナイフ・セットを示す端面図である。図２ｅ’は、図１に示される実施形態に設けられたナイフ・セットを示す図であって、刃が引き込み位置にあるナイフ・セットを示す部分縦断面図である。 図１に示される実施形態に設けられたピン・セットを示す図であって、ピンが突出位置にあるピン・セットを示す端面図である。 図１に示される実施形態に設けられたピン・セットを示す図であって、ピン・セットの斜視図である。 図１に示される実施形態に設けられたピン・セットを示す図であって、図３ａの符号３ｃの部分を示す拡大図である。 図１に示される実施形態に設けられたピン・セットを示す図であって、図３ａの符号３ｄの部分を示す拡大図である。 図１に示される実施形態に設けられた分別チャンバを示す図であって、一方の側から見た場合の分別手段を示す断面図である。 図１に示される実施形態に設けられた分別チャンバを示す図であって、部分的に切り取られた分別手段を示す斜視図である。

図１は、本発明の態様にかかる袋詰め廃棄物を含む廃棄物を処理するための装置１のシステムを示す概略図である。袋切開手段３および分別手段５は導管７の一部として直列に接続されている。導管７は、８０リットル〜１００リットルの容量を有する、満たされた標準的な廃棄物袋を授受するためのサイズを有している。導管７は、標準直径が５００ｍｍのパイプ部８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅによって少なくとも部分的に設けられている。パイプ部８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅは、たとえば、鋼、アルミニウムまたは押し出しプラスチックのような好適な材料で形成されうる。遠心ファン９は、導管の一端においてパイプ部８ｅに接続されるように設けられており、遠心ファン９およびパイプ部は、スクリューコンベヤ１１によって導管７に投入される廃棄物を取り込み、この廃棄物に袋切開手段３および分別手段５を通過させるための適切な空気流および圧力を供給するように構成されている。本実施形態では、遠心ファン９は、後方に向けて傾斜される刃を有し、毎時４０，０００立方メートルの空気流および５インチの水銀柱（１７ｋＰａ）の圧力をもたらすことができる１６０ｋＷのパワーを有している。サイクロン３は、パイプ部８ｄ内の空気流に取り込まれた廃棄物の一部を分離させるために設けられている。

次に、廃棄物処理装置１の動作を説明する。家庭廃棄物および商業廃棄物のようなさまざまな供給源から収集される袋詰め廃棄物を含む廃棄物は、図１の投入Ａによって示されているように、ホッパ１５に廃棄物を入れることにより装置１内に投入される。スクリューコンベヤ１１は、シャフトの無いスクリュータイプで、ホッパ１５の基部にある出口から廃棄物を取り除き、この廃棄物を導管７に搬送するように動作する。廃棄物袋は、コンベヤ１１によって導管７の中に１つずつ挿入される。導管７は、重力シュート１７として機能するようにスクリューコンベヤ１１の出口にＴ字部として設けられるパイプ部８ａから始まっている。ここで、パイプ部８ａは、鉛直方向に配置され、その下端が重いアイテムを受け取るためのコンテナ（図示せず）に向けて開口されている。遠心ファン９が動作すると、パイプ部８ａの下端の開口において導管内に空気が流入して、パイプ部８ａに４５〜５０ｍ／ｓの速度を有する空気流が形成される。スクリューコンベヤ１１は、パイプ部８ａに沿ってある間隔を空けて袋詰め廃棄物を空気流内に導入する。図１の排出Ｂによって示されるように、特性（たとえば、サイズ、形状、重さ、密度および／または抗力）に起因して空気流によって搬送することができない廃棄物のうちの重いアイテムは、パイプ部８ａの開口端からコンテナの中へ落とされる。

空気流によって搬送することができる廃棄物は、図１の矢印によって示されるようにパイプ部８ａに沿って上方に向けて移動し続ける。装置１は、廃棄物が袋切開手段３に到達する時までに、袋切開手段３により廃棄物袋を確実に切開するのに十分な所望の速度に廃棄物袋が空気流に起因して到達するように構成されている。

次に、図２〜図３を参照して、袋切開手段３の構造および動作についてより詳細に説明する。

袋切開手段は、ナイフ・セット３１（図２に示される）とピン・セット３３（図３に示される）とを有している。ナイフ・セット３１およびピン・セット３３は、パイプ部８ａ
、８ｂおよび８ｃと等しい標準直径を有するパイプ部として設けられる。

図２に示されるように、ナイフ・セット３１では、一連の刃３５が、図２ａ、２ｂおよび２ｄに示されているように、導管に沿って壁から袋詰め廃棄物の搬送経路に向かって突出するように、パイプ部３２の壁に円周方向に間隔を空けて配置されている。刃３５は、廃棄物袋が刃３５を通過する際に廃棄物袋が減速するのを小さくするように、廃棄物袋の投入側から離れる方向に斜めに向くように配置されている。廃棄物袋は、当該廃棄物袋が空気流によってナイフ・セット３１を通過する際に、１つ以上の刃に衝突することにより切開される。それに代えて、刃の先端を袋詰め廃棄物の搬送径路の投入側の方に向けてもよい。このような円周方向の刃３５の配置がナイフ・セットとしてパイプ部３２の長手方向に間隔を空けて複数設けられてもよい。

刃３５には、それぞれ、パイプ部３２の外側に配置される引き込み手段３７（図２ｃに詳細に示されている）が設けられている。この引き込み手段３７により、パイプ部の壁に設けられているスロット３８を通じて延出する刃３５は、当該刃３５に作用する力（たとえば、詰まりによりナイフ・セットに加えられる圧力による力）があるレベルを超えた場合、空気シリンダ３９に対して引き込み手段３７が作用することによりパイプ部３２から引き込まれる。廃棄物袋が通過した後、引き込み手段３７は刃３５を元の動作位置に戻す。スロット３８に配置されているこすり付けシール（scraper seals）は、使用時におい
て刃３５を引き込む際に刃３５にこびりついているかもしれない残存物を取り除くために刃３５をこすり付ける目的で設けられる。ナイフ・セット３１の維持のために、刃３５をこすり付けることが各引き込み手段３７の空気シリンダ３９を動作させることにより周期的に行われる。引き込み手段３７の動作は、図２ｄおよび図２ｅに示されている。図２ｄおよび図２ｅには、突出位置および引き込み位置における刃３５がそれぞれ示されている。

廃棄物袋がナイフ・セット３１によって切開された後、廃棄物袋はパイプ部８ｂを通ってピン・セット３３まで搬送される。ここでも、空気流の速度は約４５〜５０ｍ／ｓである。

図３に示されているように、ピン・セット３３は、ナイフ・セット３１と同様の配置になっている。しかしながら、ピン・セット３３の場合、直径が１４ｍｍの鋼製の一連のピン４１が、図３ａ、図３ｂおよび図３ｃに示されるように、導管に沿った袋詰め廃棄物の搬送経路に向かって内方に５０ｍｍ突出するように、パイプ部４２の壁に円周方向に間隔を空けて配置される。一連のピン４１は、廃棄物袋がパイプ部４２を通って搬送される際、切り裂かれた廃棄物袋を掴んでこれらの廃棄物袋を引き裂くことにより、これらの廃棄物袋の内容物が解放される。本実施形態では、一連のピン４１だけがパイプ部４２に設けられているが、複数連のピン４１が設けられてもよい。好ましくは、複数連のピンは１．５ｍの間隔をおいて配置される。

各ピン４１はパイプ部４２の壁の孔を通じて延出し、各ピン４１には、空気シリンダがパイプ部４２の外側においてピンの端部に取り付けられるように配置された引き込み手段４３が設けられている。こすり付けシールは、パイプ部４２の孔の中にピン４１を囲むように設けられており、こすり付けシールは、パイプ部の壁を通じて延出し、ピン４１が引き込まれる際にピン４１から残存物をこすり落とすようになっている。引っ込み手段４３は、空気シリンダを動作させることによりピンを引き込むように構成されている。この場合も、パイプ部４２で詰まりが生じた場合、ピン４１を引き込むことによって圧力が逃がされるようになっていてもよい。

パイプ部８ａおよび袋切開手段３の空気流の速度は、確実な袋の切開を確保するために
、少なくとも４５〜５０ｍ／ｓであることが望ましいことが見出されている。これに対し、このレベルよりも空気流の速度を増大させると、さらに改善された袋切開結果を達成することができるが、電力消費もより大きくなる。

遠心ファン９により、袋詰め廃棄物をパイプ部８ａおよび袋切開手段３に通過させて、ナイフ・セット３１によって廃棄物袋が切り裂かれ、ピン・セット３３によって引き裂かれた後、廃棄物は、再び空気流の速度が約４５〜５０ｍ／ｓであるパイプ部８ｃに沿って空気搬送され、廃棄物が成分に分別される分別手段５へ導入するために加速される。

次に、図４を参照しながら、分別手段５の構造および動作をさらに詳細に説明する。図４ａは、一方側から見た場合の分別手段を示す断面図であり、図４ｂは、部分的に切り取られた、分別手段を示す斜視図である。

分別手段５は、鋼製の分別チャンバ５１（図４を参照）を備えている。分別チャンバ５１は、当該分別チャンバ５１の第一の端壁５４に設けられた流入口５５に対向する壁５３を有している。流入口５５は、パイプ部８ｃに接続され、廃棄物を分別チャンバ５１内で受け取るようになっている。壁５３は、分別チャンバを第一の区画５２Ａと第二の区画５２Ｂとに分割する鋼製のバリアとして設けられる。流入口５５は分別チャンバ５１の上端部に位置し、壁５３は、分別チャンバの側壁５６間にわたって延び、チャンバの天井５７から分別チャンバ５１の下端部まで延びているウェブとして構成されている。分別チャンバの側壁５６は、その下端部に内側傾斜部５８を有しており、かつ分別チャンバ５１の床部５９とともに開口部６０を定義する。分別チャンバ５１の第二の区画５２Ｂの上端部には、パイプ部８ｄに接続される流出口６１が設けられている。

遠心ファン９は、使用時において分別チャンバ５１を流れる空気流を供給する。この空気流は、流入口５５から、第一の区画５２Ａ、開口部６０、第二の区画５２Ｂ、および流出口６１を通過する。２つの回転弁６３および６５が第一の区画５２Ａおよび第二の区画５２Ｂの各々に１つずつ、分別チャンバ５１の基部に設けられている。第一の区画５２Ａおよび第二の区画５２Ｂは、分別チャンバ５１の底部においてシールを維持して、空気流が通る経路が流入口５５から流出口６１を通る経路しかないことを確保している。

装置１および分別チャンバ５１は、流入口５５から分別チャンバ５１に入ってきた廃棄物が壁５３に高速（最大約５０ｍ／ｓ）で衝突するような速さで移動するように構成されている。流入口は、壁５３の衝突領域を最大化するように次第に広がる矩形形状の断面を有している。このようにして壁５３に廃棄物が衝突することにより、前段階で袋切開手段３によって切開された袋詰め廃棄物のように緩く締め付けられている状態の廃棄物内の複数のアイテム同士が、互いに引き離され、分割される。この衝突の結果、切開された袋詰め廃棄物は、廃棄物袋が完全に空状態になってしまう場合もある。このことにより、空気流を廃棄物の各アイテムに個別に作用させることが可能となるため、分別手段５によって廃棄物を複数のアイテムに分別することが容易になる。

次いで、分割された廃棄物は、第一の区画５２Ａの壁５３の近くを開口部６０を横切るように落下し、このことにより、開口部６０において空気流によって取り込まれることができた廃棄物の一部のアイテムが空気流とともに開口部を通過し、第二の区画５２Ｂに搬送される。開口部６０において空気流によって取り込まれることができなかった廃棄物の残りのアイテムは、第一の区画５２Ａに残り、回転弁６３へ落下する。図１の矢印Ｃによって示されるように、回転弁６３は、廃棄物の残りのアイテムを分別チャンバの真下のコンテナに移動させるように動作する。開口部６０を通過して第二の区画５２Ｂの中に流入し、空気流によって取り込まれた廃棄物の一部のアイテムは、流出口６１へ搬送され、それによって、パイプ部８ｄに沿ってサイクロン３に向けて流れ続ける。サイクロン３では
、廃棄物は、空気流から分離され、図１の矢印Ｄによって示されるようにサイクロンの基部においてコンテナの中へ吐出される。廃棄物処理装置１によって吸い上げられた空気流は、図１の矢印Ｅによって示されるような清浄空気として遠心ファン９から吐出される。

装置１および分別チャンバ５１の開口部６０は、開口部を流れる空気流の速度が約２２ｍ／ｓ以下となるように構成される。この構成により、開口部で空気流により取り込まれて第二の区画５２Ｂへ搬送される廃棄物の一部が、ほとんど排他的におおむね平面形状のアイテム、すなわち「２Ｄ」アイテムから構成されることが見出されている。通常、「２Ｄ」アイテムは、プラスチックフィルムや、紙、新聞、ボール紙などのような容易に再利用可能な紙に基づくアイテムから構成されている。これらは、この装置のサイクロン１３の吐出口Ｄから吐出される。区画５２Ａ内に残っている廃棄物の残りのアイテムはおおむね非平面形状のアイテム、すなわち「３Ｄ」アイテムから構成されている。これらは、装置の回転弁６３の吐出口Ｃから吐出され、さらなる分別および処理がなされる。

開口部６０を通過したアイテムのうち不要なアイテムが流出口６１へ搬送されないようにするために、流出口６１は、第二の端壁６７において、第二の区画５２Ｂの上端部の近くに配置される。このようにして、開口部６０を通過して搬送されたおおむね非平面形状のアイテムは、第二の区画５２Ｂにおいて空気流から外れて落下する。このように落下したアイテムは、回転弁６５によって分別チャンバから吐出される。流出口６１は、空気流により取り込まれるおおむね平面形状の材料をできるだけ多く捕らえるように次第に広がる矩形状の断面を有している。

本発明に従って、袋詰め廃棄物を含む廃棄物を、単一の空気流源によって動かして、廃棄物処理システムに導入し、自動的に分離し、おおむね平面形状のアイテムおよびおおむね非平面形状のアイテムのような複数の成分に分別することができる。袋切開手段３および分別手段５の動作は、ファン９により袋切開手段３および分別手段５を通過する空気流において廃棄物を移動させることにより袋切開機能および分別機能を実行させるようになっている。このように、袋切開手段は３および分別手段５は、空気圧を用いた廃棄物搬送システムの一部として廃棄物に対して「受動的」に作用すると考えることが可能である。

本廃棄物処理装置は、清潔で（すなわち、すべての廃棄物処理が閉鎖導管内で行われる）、高いスループット（少なくとも毎時２０トンまで）と少ない数の可動する機械的部品とを有し、袋詰め廃棄物を効果的に取り扱うことができる効率的な分別システムを提供する。

本実施形態では、開口部６０のサイズは固定されている。それに代えて、分別チャンバ５１は、開口部のサイズが分別処理および分離した成分の特性を調節するために変更可能に構成されてもよい。

また本実施形態では、分別手段５は、廃棄物をおおむね平面形状のアイテムまたは非平面形状のアイテムとして２つの成分にだけ分別する。しかしながら、本発明の同一の原理を用いてより多く細かく選別された成分に分別することもできる。たとえば、複数のチャンバを用いることもできれば、チャンバの中に複数の開口部を設けることもできる。複数のチャンバが設けられる場合、これらのチャンバは、単一の空気流に沿って直列に配置されてもよいし、各チャンバの回転弁の吐出が個別の空気流に送られるように並列に配置されてもよい。これらの空気流は、共通のファンによって供給されてもよいし、個別のファンによって供給されてもよい。

本実施形態では、袋切開手段は、１セットのナイフおよび１セットのピンが設けられている。しかしながら、ナイフまたはピンだけが用いられてもよいし、廃棄物袋を切開する
ために廃棄物の搬送経路に向かって突出するように配置されるさまざまなタイプの突出部材が用いられてもよい。

Claims (41)

1. 袋詰め廃棄物を処理する方法であって、
   満たされた廃棄物袋を空気流を用いて導管に沿って空気搬送することと、
   前記導管に沿って空気搬送する間に前記廃棄物袋を切開することと
   を含む、方法。
2. 前記廃棄物袋を切開するステップは、前記袋詰め廃棄物の搬送経路に向かって突出するように配置された少なくとも１つの突出部材によって空気搬送中に実行される、請求項１に記載の方法。
3. 前記少なくとも１つの突出部材は、１つ以上のナイフおよび／または１つ以上のピンとして設けられる、請求項２に記載の方法。
4. 前記少なくとも１つの突出部材には、前記突出部材の前後の圧力差があるレベルを超えた場合、または前記袋詰め廃棄物によって前記突出部材に加えられる力があるレベルを超えた場合に、前記突出部材を引き込む引き込み手段が設けられる、請求項２または３に記載の方法。
5. 前記少なくとも１つの突出部材には、該突出部材に付着した残存物をこすり落とすためのこすり付け手段が設けられる、請求項４に記載の方法。
6. 前記こすり付け手段は、前記突出部材が引き込まれる際に残存物を取り除くために前記少なくとも１つの突出部材の周囲に設けられるこすり付けシールである、請求項５に記載の方法。
7. 前記空気流を用いて前記袋詰め廃棄物の搬送経路に配置された壁に前記廃棄物を衝突させることにより、切開された前記袋詰め廃棄物を分割することをさらに含む、請求項１乃至６のいずれかに記載の方法。
8. 前記切開された袋詰め廃棄物を前記空気流を用いて成分に分別することをさらに含む、請求項１乃至７のいずれかに記載の方法。
9. 前記切開された前記袋詰め廃棄物を成分に分別することは、前記廃棄物を、前記空気流が前記廃棄物の一部とともに流れ続けるような開口部を横切るように通過させることにより行われる、請求項８に記載の方法。
10. 前記廃棄物を前記空気流を用いて壁に衝突させることにより前記切開された袋詰め廃棄物を分割し、その後、前記切開された袋詰め廃棄物を前記空気流を用いて少なくとも２つの成分に分別することをさらに含み、
    前記切開された袋詰め廃棄物を衝突させ、分別することは、前記切開された前記廃棄物を前記壁に衝突させ、前記廃棄物を、前記壁に少なくとも部分的に定義される開口部を横切るように落下させることを可能とすることにより行われ、
    前記切開された前記袋詰め廃棄物の一部は、流れ続ける前記空気流により前記開口部を通じて搬送され、前記袋詰め廃棄物の残りは、前記空気流から外れて落下する、請求項１乃至６のいずれかに記載の方法。
11. 前記廃棄物袋を切開するステップおよび前記廃棄物を分別するステップを空気圧を用いて廃棄物に行わせるために、単一のエネルギー源が用いられる、請求項８、９または１０に記載の方法。
12. 前記単一のエネルギー源は、単一の吸い込み源である、請求項１１に記載の方法。
13. 袋詰め廃棄物を処理するための装置であって、
    導管と、
    袋切開手段とを備え、
    前記導管は、袋詰め廃棄物を前記導管に沿って空気搬送するための空気流が流れるように構成され、
    前記袋切開手段は、前記導管に沿って空気搬送する間に前記廃棄物袋を切開するように構成される、装置。
14. 前記袋切開手段は、空気搬送中に、前記袋詰め廃棄物の搬送経路に向かって突出する少なくとも１つの突出部材を有する、請求項１３に記載の装置。
15. 前記少なくとも１つの突出部材は、１つ以上のナイフおよび／または１つ以上のピンである、請求項１４に記載の装置。
16. 前記少なくとも１つの突出部材には、前記突出部材の前後の圧力差があるレベルを超えた場合、または前記袋詰め廃棄物によって前記突出部材に加えられる力があるレベルを超えた場合に、前記突出部材を引き込む引き込み手段が設けられる、請求項１４または１５に記載の装置。
17. 前記少なくとも１つの突出部材には、該突出部材に付着した残存物をこすり落とすためのこすり付け手段が設けられる、請求項１６に記載の装置。
18. 前記こすり付け手段は、前記突出部材が引き込まれる際に残存物を取り除くために前記少なくとも１つの突出部材の周囲に設けられるこすり落としシールである、請求項１７に記載の装置。
19. 前記空気流によって前記切開された袋詰め廃棄物を前記壁に衝突させて前記廃棄物を分割させるように、前記廃棄物の搬送経路に配置された壁をさらに備えた、請求項１３乃至１８のいずれかに記載の装置。
20. 使用時において前記空気流によって前記切開された袋詰め廃棄物が複数の成分に分別されるように構成される、請求項１３乃至１９のいずれかに記載の装置。
21. 前記廃棄物が分割されるように、使用時において前記空気流が前記廃棄物とともに流れ続ける前記開口部を備えた、請求項２０に記載の装置。
22. 前記袋詰め廃棄物を空気搬送する経路における前記袋切開手段の下流側に配置され、使用時において前記袋詰め廃棄物を衝突させることにより前記切開された廃棄物袋を分割するための壁をさらに備え、
    前記壁は、鉛直方向に配置され、前記壁には、開口部が少なくとも部分的に形成され、前記開口部を横切るように落下する前記廃棄物の一部が前記開口部を通過して搬送され、前記廃棄物の残りが前記空気流から外れて落下するように、使用時において前記空気流が前記開口部を通過し続ける、請求項１３乃至１８のいずれかに記載の装置。
23. 単一のエネルギー源により、廃棄物に前記廃棄物袋を切開するステップおよび前記廃棄物を分別するステップを空気圧によって行わせるように構成される、請求項２０、２１または２２に記載の装置。
24. 前記単一のエネルギー源は、単一の吸い込み源である、請求項２３に記載の装置。
25. 前記単一の吸い込み源は送風機である、請求項２４に記載の装置。
26. 廃棄物を処理する方法であって、
    廃棄物を空気流を用いて導管に沿って空気搬送することと、
    前記空気流を用いて前記廃棄物の搬送経路に配置される壁に前記廃棄物を衝突させることにより、空気搬送される前記廃棄物を分割することと、
    前記廃棄物を前記壁に衝突させた後、前記壁によって少なくとも部分的に定義されている開口部を横切るように前記廃棄物を落下させることを可能とすることにより前記廃棄物を分別することとを含み、
    前記廃棄物の一部は、流れ続ける前記空気流によって前記開口部を通じて搬送され、前記廃棄物の残りは、前記空気流から外れて落下する、方法。
27. 単一の空気流が、前記廃棄物の搬送および前記廃棄物の一部の分離のために用いられる、請求項２６に記載の方法。
28. 単一のエネルギー源が、前記廃棄物の搬送および分別のために用いられる、請求項２７に記載の方法。
29. 前記開口部を通過する前記空気流の速度は、２２ｍ／ｓ以下である、請求項２６、２７または２８に記載の方法。
30. 前記流れ続ける空気流によって搬送される前記廃棄物の一部は、ほとんど平面状のアイテム、すなわち「２Ｄ」アイテムだけである、請求項２９に記載の方法。
31. 前記廃棄物の残りは、おおむね非平面形状のアイテム、すなわち「３Ｄ」アイテムである、請求項３０に記載の方法。
32. 前記開口部のサイズは、前記分別する処理を調節するために変更可能である、請求項２６乃至３１のいずれかに記載の方法。
33. 廃棄物を分別するための装置であって、
    導管と、
    壁とを備え、
    前記導管は、廃棄物を前記導管に沿って空気搬送するための空気流が流れるように構成され、
    前記壁は、前記廃棄物を前記壁に衝突させることにより使用時において前記廃棄物を分割するために、空気搬送される前記廃棄物の搬送経路に配置され、
    前記壁は、鉛直方向に配置され、前記壁には、開口部が少なくとも部分的に形成され、前記開口部を横切るように落下する前記廃棄物の一部が前記開口部を通過して搬送されるように、使用時において前記空気流が前記開口部を通過し続ける、装置。
34. 単一の空気流が、前記廃棄物を搬送し、前記廃棄物の一部を分離するように構成される、請求項３３に記載の装置。
35. 単一のエネルギー源により、前記廃棄物の搬送および分別を行うように構成される、請求項３４に記載の装置。
36. 使用時において前記開口部を通過する前記空気流の速度は、２２ｍ／ｓ以下である、請求項３３、３４または３５に記載の装置。
37. 使用時において流れ続ける前記空気流によって搬送される前記廃棄物の一部は、ほとんど平面状のアイテム、すなわち「２Ｄ」アイテムだけである、請求項３６に記載の装置。
38. 使用時における前記廃棄物の残りがおおむね非平面形状のアイテム、すなわち「３Ｄ」アイテムである、請求項３７に記載の装置。
39. 前記開口部のサイズは、前記分別する処理を調節するために変更可能である、請求項３３乃至３８のいずれかに記載の装置。
40. 廃棄物を分別する方法であって、
    導管内の廃棄物を空気流を用いて空気搬送することと、
    前記廃棄物を、前記空気流が前記廃棄物の一部とともに流れ続ける開口部を横切るように通過させることにより、前記空気流を用いて前記廃棄物を複数の成分に分別することと
    を含む、方法。
41. 廃棄物を処理する方法であって、
    廃棄物を空気流を用いて導管に沿って空気搬送することと、
    前記空気流を用いて前記廃棄物の搬送経路に配置された壁に前記廃棄物を衝突させることにより、空気搬送される前記廃棄物を分割することと
    を含む、方法。

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