JP2018008444A - 押出成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】螺旋軸による被処理物の送り量の低下を防止でき、また、被処理物の逆流を防止できる押出成形機を提供する。
【解決手段】
押出成形機１は、混合ケーシング１１と圧縮ケーシング１３の内側に、被処理物を混練及び圧縮する螺旋軸２を備える。圧縮ケーシング１３の内側に、螺旋軸２を取り囲むように配置された複数の壁面部材３１，３４を有する。壁面部材３１，３４の内側面には、螺旋軸２の中心を通る平面に関して螺旋羽根２２ｂ，２３ｂが傾斜する側と反対側に傾斜した複数の突起が形成されている。回転駆動軸６で螺旋軸２が回転駆動されると、螺旋軸２の螺旋羽根２２ｂ，２３ｂにより、圧縮ケーシング１３内の被処理物が圧縮される。螺旋羽根２２ｂ，２３ｂと反対向きに傾斜した壁面部材３１，３４の突起により、被処理物が螺旋軸２の先端側に送られて、送り量の低下や供回りが防止される。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば廃プラスチック、古紙及び木屑等を押し出し成型して燃料等の固形物を作製する押出成形機に関する。

従来より、廃プラスチック、古紙及び木屑等を材料に用いて固形燃料を作製する押出成形機として、材料の投入口に連なる混合室と、この混合室に連なる圧縮室と、上記混合室と圧縮室に延在して互いに平行に配列された２つの螺旋軸と、螺旋軸の先端に対向して設置されて押し出し孔が設けられた端面板を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この種の押出成形機は、螺旋軸のピッチが、先端に向かうにつれて狭くなるように形成されて、螺旋軸と圧縮室の間に形成される圧縮空間が、先端に向かうほど小さく形成されている。これにより、投入口に投入された被処理物を、螺旋軸で先端側に送るにつれて上昇する圧縮力で圧縮しながら混練し、摩擦による温度上昇で廃プラスチック等の溶融物を効果的に溶融すると共に、古紙や木屑等の非溶融物と効果的に混合するように形成されている。こうして溶融物と非溶融物が混合された被処理物を、端面板の押し出し孔から押し出して、成型物を製造するように形成されている。

特開２００９−２４１０７４号公報

しかしながら、上記従来の押出成形機は、螺旋軸の先端側に導かれた被処理物が移動し難くなり、螺旋軸による被処理物の送り量が低下する問題がある。最悪の場合、被処理物が螺旋軸の軸方向に移動することなく螺旋軸と共に周方向に回転する供回りが生じ、押し出し孔から成型物を押し出す能力が著しく低下する恐れがある。

また、上記従来の押出成形機は、被処理物が、合成樹脂製の粒状体等のように流動性が比較的高いものである場合、螺旋軸の先端側に導かれて高い圧縮力を受けると、螺旋軸と圧縮室との間の隙間を通って投入口側へ逆流し、成型物の生産量が低下する問題がある。

そこで、本発明の課題は、螺旋軸による被処理物の送り量の低下を防止でき、また、被処理物の逆流を防止できる押出成形機を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の押出成形機は、被処理物が投入される投入口と、
上記投入口に連なり、投入された上記被処理物が導かれる処理室と、
上記処理室内に配置され、上記被処理物を混練及び圧縮する螺旋羽根を有する螺旋軸と、
上記処理室の端面に上記螺旋軸の先端に対向して設置され、上記螺旋軸により被処理物が導かれて成形を行う成形ノズルとを備えた押出成形機であって、
上記処理室の壁面に、上記螺旋軸の螺旋羽根に対して傾斜した方向に延在する溝又は尾根が形成されていることを特徴としている。

上記構成によれば、投入口から投入された被処理物が処理室へ導かれ、この処理室内に配置された螺旋軸によって上記被処理物が混練及び圧縮される。螺旋軸で混練及び圧縮された被処理物は、上記処理室の端面に上記螺旋軸の先端に対向して設置された成形ノズルに導かれ、この成形ノズルで成型されて排出され、被処理物の成型物が製造される。上記螺旋軸で被処理物が圧縮されるとき、被処理物が螺旋軸に付着して軸方向へ移動し難くなる場合がある。ここで、上記処理室の壁面に、上記螺旋軸の螺旋羽根に対して傾斜した方向に延在する溝又は尾根が形成されているので、この溝又は尾根により、被処理物の軸方向への移動が促進される。したがって、螺旋軸による軸方向への被処理物の送り量の低下や被処理物の逆流を防止でき、また、被処理物が螺旋軸と共に周方向に回転する供回りを防止できる。また、被処理物が流動性の比較的高いものであっても、上記処理室の壁面に形成された溝又は尾根により、被処理物を軸方向の先端側へ移動することが促進されるので、螺旋軸と処理室との間の隙間を通って投入口側へ逆流する不都合を防止できる。

一実施形態の押出成形機は、上記処理室の壁面の溝又は尾根は、上記螺旋軸の中心を通る平面に関して螺旋羽根が傾斜する側と反対側に傾斜している。

上記実施形態によれば、螺旋軸で被処理物が圧縮される際に、処理室の壁面に形成され、螺旋軸の中心を通る平面に関して螺旋羽根が傾斜する側と反対側に傾斜した溝又は尾根により、被処理物を効果的に軸方向の先端側へ移動させることができる。

一実施形態の押出成形機は、上記処理室の壁面に、上記螺旋軸の螺旋羽根に対して傾斜した方向に延在し、頂部が平坦な矩形断面を有する尾根が形成されている。

上記実施形態によれば、処理室の壁面に形成されたのが、頂部が平坦な矩形断面を有する尾根であるので、尾根と螺旋軸の螺旋羽根の周縁部とが近接する部分の長さを比較的長く確保できる。したがって、被処理物に効果的に軸方向の力を与えて、軸方向の先端側へ移動させることができるので、被処理物の送り量の低下を防止でき、被処理物の逆流を効果的に防止できる。

一実施形態の押出成形機は、上記溝又は尾根が、上記螺旋軸の中心を通る平面に関して１０°以上８０°以下の傾斜角度を成す。

上記実施形態によれば、処理室の壁面に形成された溝又は尾根が、螺旋軸の中心を通る平面に関して１０°以上８０°以下の傾斜角度を成すので、螺旋軸の螺旋羽根が回転するに伴い、この螺旋羽根と共に回転する被処理物に、効果的に軸方向の力を与えることができる。

一実施形態の押出成形機は、上記処理室の壁面部分は、取り外し可能な複数の壁面部材で形成され、
上記壁面部材の内側面に、上記溝又は尾根が形成されている。

上記実施形態によれば、処理室の壁面は、螺旋軸で圧縮された状態で回転及び移動する被処理物と接するので、摩耗が進みやすい。ここで、処理室の壁面部分が取り外し可能な複数の壁面部材で形成され、この壁面部材の内側面に溝又は尾根が形成されているので、溝や尾根が摩耗しても、容易に交換して補修することができる。また、特に摩耗が進行した溝や尾根の部分の壁面部材を交換すればよいので、処理室の壁面を全て交換するよりも、補修の手間と費用を削減することができる。

一実施形態の押出成形機は、上記壁面部材は、楔により上記処理室に固定されている。

上記実施形態によれば、楔を用いることにより、壁面部材を処理室に容易に着脱できる。

一実施形態の押出成形機は、上記壁面部材は、ネジにより上記処理室に固定されている。

上記実施形態によれば、ネジを用いることにより、壁面部材を処理室に強固に固定することができる。

一実施形態の押出成形機は、上記螺旋軸を２個備え、これらの２個の螺旋軸は互いに平行に配列されて互いに逆方向に回転駆動され、
上記処理室の一方の螺旋軸に対向する壁面に設けられた溝又は尾根と、他方の螺旋軸に対向する壁面に設けられた溝又は尾根は、互いに逆向きに傾斜して形成されている。

上記実施形態によれば、処理室内へ投入される被処理物が、互いに平行に配列されて互いに逆方向に回転駆動される２個の螺旋軸により、効果的に混練され、圧縮される。一方の螺旋軸に対向する処理室の壁面に形成された溝又は尾根と、他方の螺旋軸に対向する処理室の壁面に形成された溝又は尾根が、互いに逆向きに傾斜して形成されているので、螺旋軸の回転方向に応じて被処理物を効果的に軸方向の先端側へ移動させることができる。

本発明の実施形態の押出成形機の主要部を示す縦断面図である。 実施形態の押出成形機を示す平面図である。 処理室の端面に設置された端面板を示す正面図である。 処理室の内部を示す横断面図である。 処理室の壁面部分を形成する第１壁面部材の正面図である。 第１壁面部材の内側面を引き延ばして示した平面図である。 処理室の壁面部分を形成する第２壁面部材の正面図である。 第２壁面部材の内側面を引き延ばして示した平面図である。 処理室の壁面の一部を展開して示した図である。

以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態の押出成形機の主要部を示す縦断面であり、図２は、実施形態の押出成形機を示す平面図である。本実施形態の固形化処理装置は、被処理物として、溶融物としての例えばプラスチックと非溶融物としての例えば古紙や木屑等を含む廃棄物を、減容及び成形して固形燃料を製造するものである。

本実施形態の押出成形機１は、被処理物を混練及び圧縮する２個の螺旋軸２，３と、これらの螺旋軸２，３に各々連結された回転駆動軸６，７と、一方の回転駆動軸６にカップリング４を介して連結された減速機Ｒ、伝動装置Ｔ及びモータＭを備える。

上記螺旋軸２，３は、上端に被処理物の投入口１２が形成された混合ケーシング１１と、この混合ケーシング１１の前端部に連なる圧縮ケーシング１３の内側に収容されている。混合ケーシング１１の内側面及び圧縮ケーシング１３の内側面と、螺旋軸２，３の外側面との間には、投入口１２から投入された被処理物を混練及び圧縮する処理室が形成されている。詳しくは、上端に投入口１２が形成された混合ケーシング１１は、上部が概ね矩形状である一方、下部の内側面が、螺旋軸２，３の後側部分の両側と下側を取り囲む形状に形成されている。この混合ケーシング１１の内側面と螺旋軸２，３の外側面との間に、主に被処理物の混練を行う処理室が形成される。また、圧縮ケーシング１３は、断面が幅広の八角形を有し、内側に、螺旋軸２，３の前側部分を取り囲む壁面が形成されている。この圧縮ケーシング１３の内側面と螺旋軸２，３の外側面との間に、主に被処理物の圧縮を行う処理室が形成される。圧縮ケーシング１３の前端にはフランジ１４が形成され、このフランジ１４に端面板５がボルトで固定されている。この端面板５には、処理後の廃棄物を成形しながら排出する複数の成形ノズル５７が取り付けられている。この端面板５の側面と、フランジ１４の縁部とがリンクヒンジ装置５０で接続されており、上記ボルトを外した状態で、上記リンクヒンジ装置５０によって端面板５が回動可能になっている。

混合ケーシング１１の後側の壁面には軸挿通口１１ａが形成され、この軸挿通口１１ａに、一対の回転駆動軸６，７が挿通されている。回転駆動軸６，７の後側部分は、ギヤボックス１６内に収容され、軸受１７により回転自在に支持されている。回転駆動軸６，７の前側部分は六角形断面に形成された嵌合部６ａに形成され、一対の上記嵌合部６ａは、端面板５の内側面の近傍まで互いに平行に延びている。なお、図１には一方の回転駆動軸６の嵌合部６ａのみを示している。以下、図示された一方の嵌合部６ａのみの符号を引用するが、他方の回転駆動軸７の嵌合部も同様の構成を有する。上記一対の回転駆動軸６，７の嵌合部６ａに、上記螺旋軸２，３が外嵌して取り付けられている。なお、本実施形態において、螺旋軸２，３及び回転駆動軸６，７の延在する方向において、端面板５に向かう側を前側といい、減速機Ｒに向かう側を後側という。

螺旋軸２，３は、上記回転駆動軸６，７の嵌合部６ａに取り付けられる軸部と、この軸部の周面に形成された螺旋羽根とを有する。一対の回転駆動軸６，７の嵌合部６ａに取り付けられた一対の螺旋軸２，３は、螺旋羽根が互いに逆回りに形成されており、軸部の延在方向から見て螺旋羽根が重なり合うように配置されている。一対の回転駆動軸６，７は、図２の矢印Ｒ１，Ｒ２で示すように、互いに逆向きに回転駆動される。これにより、螺旋軸２，３は、互いの重なり合う部分において、螺旋羽根が上から下に向かって回転駆動されて、投入口１２から投入された被処理物の廃棄物を挟み込み、混練及び圧縮しながら端面板５側に移送するように形成されている。

上記一対の螺旋軸２，３は、混合ケーシング１１内の後側から前側に向かって順に、第１螺旋軸部２１と、第２螺旋軸部２２と、第３螺旋軸部２３とで形成されている。なお、図１には一方の螺旋軸２の第１乃至第３螺旋軸部２１，２２，２３のみを示しているが、他方の螺旋軸３も同様に、第１乃至第３螺旋軸部で形成されている。以下、一方の螺旋軸２のみの符号を引用するが、他方の螺旋軸３も同様の構成を有する。第１乃至第３螺旋軸部２１，２２，２３は、軸部２１ａ，２２ａ，２３ａと、螺旋羽根２１ｂ，２２ｂ，２３ｂとで形成されている。第１及び第２螺旋軸の軸部２１ａ，２２ａは、嵌合部６ａに挿通される断面六角形の貫通孔２１ｃ，２２ｃが中心軸と同軸に形成されている。一方、第３螺旋軸の軸部２３ａは、嵌合部６ａの先端部に嵌合する断面六角形の有底孔２３ｃが中心軸と同軸に形成されている。この第３螺旋軸の軸部２３ａの端面には、上記有底孔２３ｃに連なるボルト孔が設けられている。上記回転駆動軸６，７の嵌合部６ａに、上記貫通孔２１ｃ，２２ｃが挿通されて螺旋軸６，７が取り付けられ、上記有底孔２３ｃが嵌合して第３螺旋軸部２３が取り付けられる。この第３螺旋軸部２３の端面のボルト孔にボルト２５を挿通し、このボルト２５を回転駆動軸６，７の嵌合部６ａに螺着して、第１乃至第３螺旋軸部２１，２２，２３を回転駆動軸６，７に固定する。なお、一方の螺旋軸６の第１乃至第３螺旋軸部２１，２２，２３の螺旋羽根２１ｂ，２２ｂ，２３ｂと、他方の螺旋軸７の第１乃至第３螺旋軸の螺旋羽根は、互いに反対方向巻きに形成されている。

上記螺旋軸２，３は、第１螺旋軸部２１の軸部２１ａの径と第２螺旋軸部２２の軸部２２ａの径を、この順に大きく形成している。一方、第２螺旋軸部２２と第３螺旋軸部２３は、軸部２２ａ，２３ａの径を同一に形成している。また、上記螺旋軸２，３は、螺旋羽根２１ｂ，２２ｂ，２３ｂの軸方向の間隔であるピッチを、この順に小さく形成している。さらに、第１乃至第３螺旋軸部２１，２２，２３の螺旋羽根２１ｂ，２２ｂ，２３ｂの厚みを、この順に大きく形成している。これにより、各螺旋軸部２１，２２，２３の外周に接する円筒と、各螺旋軸部２１，２２，２３の外側面との間に形成される室の容積を、上記第１螺旋軸部２１と、第２螺旋軸部２２と、第３螺旋軸部２３との順で小さく形成している。これにより、上記第１螺旋軸部２１、第２螺旋軸部２２及び第３螺旋軸部２３は、被処理物に、順次大きい圧縮力を作用するように形成されている。上記第１螺旋軸部２１に対応する室の容積に対して、上記第３螺旋軸部２３に対応する室の容積を、１／２から１／３の間の比（以下、減容比という）となるように形成している。このような減容比を有する螺旋軸２，３を用いることにより、投入時にカサ比重が０．０２５の被処理物である廃棄物を、端面板の成形ノズル５７の排出時には、カサ比重が概ね０．４５から０．５の間となる程度に圧縮できる。また、投入時にカサ比重が０．０２５の廃棄物を、成形ノズル５７からの排出時には、真比重が概ね０．６から１．２の間となる程度に圧縮できる。

上記螺旋軸２，３は、第２螺旋軸の軸部２２ａの第１螺旋軸側２１の端部が、テーパー状に形成されている。これにより、被処理物を第１螺旋軸部２１から第２螺旋軸部２２へ移送するとき、軸部２１ａ，２２ａの径が大きくなっても、被処理物に与える抵抗が少なくなるようにしている。

また、上記螺旋軸２，３は、上記第１螺旋軸部２１と、第２螺旋軸部２２と、第３螺旋軸部２３を、いずれも、螺旋羽根２１ｂ，２２ｂ，２３ｂの巻き数を１巻きに形成している。すなわち、各螺旋軸の螺旋羽根２１ｂ，２２ｂ，２３ｂの一端が、軸方向から見て、その螺旋羽根２１ｂ，２２ｂ，２３ｂの他端と略同じ周方向位置にある。これにより、第１乃至第３螺旋軸部２１，２２，２３の製造を容易にし、また、第１乃至第３螺旋軸部２１，２２，２３の修理及び交換等の保守作業を行い易くしている。

上記第３螺旋軸部２３は、螺旋羽根２３ｂの端に連なり、軸部２３ａの中心軸と略直角に形成された平面部２３ｄを有する。この平面部２３ｄを端面板５の内側面に近接させて回転駆動することにより、高密度に圧縮された廃棄物を端面板５の成形ノズル５７から確実に押し出すようにしている。この第３螺旋軸部２３は、廃棄物に各螺旋軸部２１，２２，２３が与える圧縮力のうち最大の圧縮力を与えるので、磨耗量が他の螺旋軸よりも多く、また、廃棄物に混入する金属片等によって欠けが生じやすい。そこで、第３螺旋軸部２３を、クロム鋼で形成した基部と、この基部の表面に溶接によって形成された肉盛部とで構成している。この肉盛部は、例えばタングステンカーバイド系材料等のような耐磨耗材料を用いて形成するのが好ましい。

また、第３螺旋軸部２３は、軸部２３ａに、径方向に延びる油孔が形成され、この油孔を通して軸部２３ａの有底孔２３ｃと回転駆動軸６，７の嵌合部６ａとの間に潤滑油が供給される。潤滑油としては、黒鉛グリスを用いるのが好ましい。これにより、廃棄物に与える圧縮力が大きいにもかかわらず、第３螺旋軸の軸部２３ａと嵌合部６ａの間に、応力腐食や、固着や、廃棄物の微粒子の噛み込み等の不都合が生じることを防止できる。また、第３螺旋軸部２３と同様に、第１及び第２螺旋軸部２１，２２についても、各螺旋軸に形成した油孔を通して各螺旋軸と嵌合部６ａとの間に潤滑油を供給する。

また、第３螺旋軸部２３は、軸部２３ａの端面に４つのジャッキネジ孔２７を有する。このジャッキネジ孔２７にジャッキネジを螺合し、このジャッキネジで嵌合部６ａの端面に力を与えることにより、第３螺旋軸部２３を嵌合部６ａから容易に引き抜くことができる。

混合ケーシング１１の後側に位置するギヤボックス１６内には、上記一対の回転駆動軸６，７に各々設けられて互いに噛み合う平歯車６１，７１が収容されている。一方の回転駆動軸６は、ギヤボックス１６に隣接して設けられたカップリング４に接続されている。上記カップリング４は減速機Ｒに接続されており、モータＭから伝動機Ｔを介して伝達された回転力が、この減速機Ｒで減速され、カップリング４を介して上記一方の回転駆動軸６に伝達される。この一方の回転駆動軸６の平歯車６１を介して他方の回転駆動軸７に回転力が伝達されて、上記一対の回転駆動軸６，７が互いに反対方向に等速で回転するように形成されている。

図３は、端面板５を、圧縮ケーシング１３の側から視た様子を示す正面図である。この端面板５は、鋼板で形成され、圧縮ケーシング１３側である一方の面に形成された矩形の凹部５１ａを有する端面板本体５１と、この端面板本体５１の凹部５１ａに嵌合されて耐摩耗鋼で形成された矩形の板状の耐摩耗板５２と、端面板本体５１に取り付けられた複数の成形ノズル５７，５７，・・・と、端面板本体５１の上端面に設けられた端子ケース５３を有する。

耐摩耗板５２は、端面板本体５１よりも高い硬度を有し、ロックウェル硬さが５０以上の耐摩耗鋼で形成されている。このような耐摩耗鋼として、例えばスウェーデンスティール株式会社製のハルドックス５００を用いることができる。耐摩耗板５２には、第３螺旋軸部２３の先端の平面部２３ｄが近接して通過する８の字状の領域に、複数の材料供給孔５２ｃ，５２ｃ，・・・が形成されている。材料供給孔５２ｃの混合ケーシング１１内を臨む側の開口には、加圧された材料を導入するために、円錐台形状の面取り部５２ｄが設けられている。耐摩耗板５２の四隅の角部には、正面視において直線状の面取り部５２ａが設けられている。耐摩耗板５２の四隅と各辺の中央には、端面板本体５１に固定するための複数のボルト穴５２ｂ，５２ｂ，・・・が設けられている。

端面板本体５１の凹部５１ａは、正面視において略矩形状に形成され、隅部に、平面視において弧状の面取りが形成されている。端面板本体５１の凹部５１ａの底面には、上記耐摩耗板５２の複数の材料供給孔５２ｃ，５２ｃ，・・・と同じ位置に形成された複数のノズル孔５１ｃが形成されている。このノズル孔５１ｃの凹部５１ａの底面側の開口には、段部５１ｄが形成されている。この段部５１ｄに、成形ノズル５７の端部に設けられたフランジ５７ａを係止させて、ノズル孔５１ｃに成形ノズル５７を取り付けている。

上記成形ノズル５７は、内壁が円筒形状に形成されており、材料供給孔５２ｃと連通する一端の開口は、軸方向断面において、直角に形成されている。成形ノズル５７は、ノズル孔５１ｃに挿通されて端面板本体５１の他方の面から突出している。

上記端面板本体５１には、耐摩耗板５２の材料供給孔５２ｃ及び成形ノズル５７内を通る被処理物を加熱するための複数のヒータ５４が内蔵されている。このヒータ５４は、抵抗加熱式のヒータである。このヒータ５４は、幅方向に６列配置されている。また、このヒータ５４は、端面板５の厚み方向に、１列又は２列設けられている。なお、ヒータ５４の幅方向の配列数は、６以外であってもよい。

上記端面板本体５１には、複数のノズル孔５１ｃのうちの１つに、温度センサ５５が内蔵されている。この温度センサ５５によって、ノズル孔５１ｃに嵌合された成形ノズル５７を通る材料の温度を検出し、検出温度が予め設定された値となるように、図示しない制御装置によってヒータ５４のオンオフの制御が行われる。上記混合ケーシング１１には、図示しないポンプによって水が供給される注水ノズルが設けられており、上記ポンプは制御装置によって動作が制御される。温度センサ５５の検出温度が異常に高い場合に、制御装置による制御のもと、上記ポンプが作動して注水ノズルを通じて混合ケーシング１１内に注水を行い、被処理物の温度を低下させるようになっている。上記制御装置、ポンプ及び注水ノズルにより、注水装置が形成されている。

端面板本体５１の上端に取り付けられた端子ケース５３は、上記６本のヒータ５４に接続された電力配線５４ａを収容しており、この電力配線５４ａに連なるコネクタが他方の面に設けられている。また、端子ケース５３は、上記温度センサ５５に接続された信号配線を収容しており、この信号配線に連なるコネクタ５５ａが上端に設けられている。上記端子ケース５３は、図示しないボルトで端面板本体５１の上端に連結されており、端子ケース５３の上端面に固定されたアイボルト５６によって、端面板５を吊り下げ可能になっている。

端面板本体５１の周縁部には、複数のボルト穴５１ｂ，５１ｂ，・・・が設けられており、このボルト穴５１ｂ，５１ｂ，・・・に挿通されたボルトにより、端面板本体５１が圧縮ケーシング１３の端面のフランジ１４に固定される。

端面板５の前面には、図示しない切断機が取り付けられており、この切断機によって、上記端面板５の成形ノズル５７から排出されて成形された被処理物を切断するようになっている。切断機は、圧縮ケーシング１３のフランジ１４に、幅方向においてリンクヒンジ装置５０が設けられた側と反対側にヒンジで支持されるのが好ましい。

図４は、圧縮ケーシング１３を図１のＡ−Ａ線で切断し、内部を視た様子を示す断面図である。なお、図４において、第１乃至第８壁面部材３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８と螺旋軸２，３は、断面ではなく、正面の様子を示している。図４に示すように、圧縮ケーシング１３内には、螺旋軸２，３の第２螺旋軸部２２と第３螺旋軸部２３，２６を取り囲む８個の壁面部材３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８が配置されている。この第１乃至第８壁面部材３１乃至３８の内側面と、第２及び第３螺旋軸部２２，２３，２６の外側面との間に、廃棄物の処理室を形成している。

上記第１乃至第８壁面部材３１乃至３８は、図４に示すように、幅広の八角形断面を有する圧縮ケーシング１３の内側面に沿うように配列される。第１壁面部材３１に関して、第４壁面部材３４が、螺旋軸２，３の互いの中心線を通る面に関して対称に形成されている。また、第１壁面部材３１に関して、第５壁面部材３５が、螺旋軸２，３の互いの中心線に対して直角を成す面に関して対称に形成されている。また、第２壁面部材３２に関して、第３壁面部材３３が、螺旋軸２，３の互いの中心線を通る面に関して対称に形成されている。また、第２壁面部材３２に関して、第６壁面部材３６が、螺旋軸２，３の互いの中心線に対して直角を成す面に関して対称に形成されている。更に、また、第５壁面部材３５及び第６壁面部材３６に関して、第８壁面部材３８及び第７壁面部材３７が、螺旋軸２，３の互いの中心線を通る面に関して対称に形成されている。このように、第１壁面部材３１と第２壁面部材３２を線対称に形成してなる第３乃至第８壁面部材３３乃至３８により、第２及び第３螺旋軸部２２，２３，２６を取り囲む壁面を形成している。これらの第１乃至第８壁面部材３１乃至３８には、第２及び第３螺旋軸部２２，２３，２６に臨む面に、第２及び第３螺旋軸部２２，２３，２６の螺旋羽根２２ｂ，２３ｂ，２６ｂに対して傾斜した方向に延在する複数の尾根としての突起が形成されている。したがって、一方の螺旋軸２を取り囲む第１乃至第４壁面部材３１乃至３４の突起と、他方の螺旋軸３を取り囲む第５乃至第８壁面部材３５乃至３８の突起は、互いに反対方向に傾斜している。

図５Ａは、第１壁面部材３１を示す正面図であり、図５Ｂは、第１壁面部材３１の湾曲した内側面を引き延ばして示した平面図である。第１壁面部材３１は、一方の螺旋軸２の上側から他方の螺旋軸３寄りの側にかけて配置される。図５Ａに示すように、第１壁面部材３１は、部材本体３１０と、部材本体３１０の圧縮ケーシング１３の内側面に接する面に、法線方向に突出した突出部３１２と、この突出部３１２の先端近傍に設けられた楔孔３１３を有する。部材本体３１０の突出部３１２と反対側には、一方の螺旋軸２の第２及び第３螺旋軸部２２，２３に臨むように曲面で形成され、壁面の一部を形成する内側面３１０ａが形成されている。この内側面３１０ａに、螺旋軸２の中心を通る平面に関して螺旋羽根２２ｂ，２３ｂが傾斜する側と反対側に傾斜した複数の突起３１５，３１５が設けられている。この突起３１５，３１５は、矩形の横断面形状を有し、螺旋軸２の延在方向において、第２及び第３螺旋軸部２２，２３のピッチの平均値の８８％の間隔Ｌ１をおいて配置されている。

図６Ａは、第２壁面部材３２を示す正面図であり、図６Ｂは、第２壁面部材３２の湾曲した内側面を引き延ばして示した平面図である。第２壁面部材３２は、一方の螺旋軸２の上側から他方の螺旋軸３と反対の側部にかけて配置される。図６Ａに示すように、第２壁面部材３２は、部材本体３２０と、部材本体３２０の圧縮ケーシング１３の内側面に接する面に、法線方向に突出した突出部３２２と、この突出部３２２の先端近傍に設けられた楔孔３２３を有する。部材本体３２０の突出部３２２と反対側には、一方の螺旋軸２の第２及び第３螺旋軸部２２，２３に臨むように曲面で形成され、壁面の一部を形成する内側面３２０ａが形成されている。この内側面３２０ａに、螺旋軸２の中心を通る平面に関して螺旋羽根２２ｂ，２３ｂが傾斜する側と反対側に傾斜した複数の突起３２５，３２５が設けられている。この突起３２５，３２５は、矩形の横断面形状を有し、螺旋軸２の延在方向において、第２及び第３螺旋軸部２２，２３のピッチの平均値の８８％の間隔Ｌ２をおいて配置されている。

上記第１及び第２壁面部材３１，３２に設けた突起３１５，３２５の間隔Ｌ１，Ｌ２は、第２及び第３螺旋軸部２２，２３のピッチの平均値の１０％以上１５０％以下の範囲に設定でき、好ましくは、第２及び第３螺旋軸部２２，２３のピッチの平均値の５０％以上１００％以下である。また、突起３１５，３２５の幅は、突起３１５，３２５の間隔Ｌ１，Ｌ２の５０％以下となるように設定する。

上記第１及び第２壁面部材３１，３２に設けた突起３１５，３２５の高さは、螺旋軸２の螺旋羽根２２ｂ，２３ｂの周縁に対して、所定のクリアランスを成す高さに設定されている。突起３１５，３２５と螺旋羽根２２ｂ，２３ｂの間のクリアランスは、３ｍｍ程度に設定することができる。また、第１及び第２壁面部材３１，３２の内側面３１０ａ，３２０ａと、螺旋軸２の螺旋羽根２２ｂ，２３ｂの周縁との間のクリアランスは、１１ｍｍ程度に設定することができる。この場合、突起３１５，３２５の高さは８ｍｍ程度に設定することができる。なお、第１及び第２壁面部材３１，３２の内側面３１０ａ，３２０ａ及び突起３１５，３２５と、螺旋羽根２２ｂ，２３ｂの周縁との間のクリアランスは、螺旋軸２の径等に応じて適宜設定できる。

上記第１乃至第８壁面部材３１乃至３８は、図４に示すように、幅広の八角形断面を有する圧縮ケーシング１３の内側面に沿うように配列される。第１壁面部材３１に関して、第４壁面部材３４が、螺旋軸２，３の互いの中心線を通る面に関して対称に形成されている。また、第１壁面部材３１に関して、第５壁面部材３５が、螺旋軸２，３の互いの中心線に対して直角を成す面に関して対称に形成されている。また、第２壁面部材３２に関して、第３壁面部材３３が、螺旋軸２，３の互いの中心線を通る面に関して対称に形成されている。また、第２壁面部材３２に関して、第６壁面部材３６が、螺旋軸２，３の互いの中心線に対して直角を成す面に関して対称に形成されている。更に、また、第５壁面部材３５及び第６壁面部材３６に関して、第８壁面部材３８及び第７壁面部材３７が、螺旋軸２，３の互いの中心線を通る面に関して対称に形成されている。このように、第１壁面部材３１と第２壁面部材３２を線対称に形成してなる第３乃至第８壁面部材３３乃至３８により、第２及び第３螺旋軸部２２，２３，２６を取り囲む壁面を形成している。これらの第１乃至第８壁面部材３１乃至３８には、第２及び第３螺旋軸部２２，２３，２６に臨む面に、第２及び第３螺旋軸部２２，２３，２６の螺旋羽根２２ｂ，２３ｂ，２６ｂに対して傾斜した方向に延在する複数の尾根としての突起が形成されている。したがって、一方の螺旋軸２を取り囲む第１乃至第４壁面部材３１乃至３４の突起と、他方の螺旋軸３を取り囲む第５乃至第８壁面部材３５乃至３８の突起は、互いに反対方向に傾斜している。

図７は、第１乃至第４壁面部材３１乃至３４の内側面によって形成される処理室の壁面の一部を展開して示した図である。図７には、第１乃至第４壁面部材３１乃至３４に取り囲まれる螺旋軸２の断面を併せて示している。図７に示すように、第１壁面部材３１の突起３１５，３１５と、第２壁面部材３２の突起３２５，３２５と、第３壁面部材３３の突起３３５，３３５と、第４壁面部材３４の突起３４５，３４５は、螺旋軸２の中心を通る平面に関して互いに同じ方向に傾斜し、螺旋状を成している。これにより、第１乃至第４壁面部材の突起３１５乃至３４５は、図７において破線で示すように対向する螺旋軸２の螺旋羽根２２ｂ，２３ｂに対して、反対方向に傾斜している。上記第１乃至第４壁面部材の突起３１５乃至３４５は、螺旋軸２の中心を通る平面に対する角度αが、５５°以上６５°以下の範囲内に設定されている。ここで、突起３１５乃至３４５の角度は、１０°以上８０°以下の範囲に設定でき、好ましくは、２０°以上７０°以下である。

他方の螺旋軸３を取り囲む第５乃至第８壁面部材３５乃至３８についても、一方の螺旋軸２を取り囲む第１乃至第４壁面部材３１乃至３４と同様に、内側面に、他方の螺旋軸の螺旋羽根２６ｂに対して反対方向に傾斜した突起が設けられている。これにより、第１乃至第４壁面部材３１乃至３４の突起３１５乃至３４５と、第５乃至第８壁面部材３５乃至３８の突起は、互いに反対方向に傾斜している。

上記第１乃至第８壁面部材３１乃至３８の内側面部分及び突起３１５乃至３４５は、耐磨耗鋼で形成している。耐摩耗鋼は、ロックウェル硬さが５０以上であるのが好ましく、例えばスウェーデンスティール株式会社製のハルドックス５００等を用いることができる。上記第１乃至第８壁面部材３１乃至３８は、圧縮ケーシング１３に形成された貫通孔から第１乃至第８壁面部材３１乃至３８の突出部３１２，３２２を外側に突出させて、圧縮ケーシング１３の内側に配置される。上記突出部３１２，３２２の圧縮ケーシング１３の外側に突出した楔孔３１３，３２３に、圧縮ケーシング１３の外側から楔３９を挿入して、第１乃至第８壁面部材３１乃至３８を圧縮ケーシング１３に固定している。これにより、簡易な構成で第１乃至第８壁面部材３１乃至３８を圧縮ケーシング１３内に容易に着脱でき、容易に補修や交換等の保守作業を行うことができる。なお、第１乃至第８壁面部材３１乃至３４は、突出部３１２乃至３２２に雄螺子を設け、圧縮ケーシング１３の貫通孔から突出させた突出部３１２乃至３２２に、雌螺子を有するナットを螺着して固定してもよい。

上記構成の押出成形機１が作動すると、モータＭの回転力が、伝動機Ｔ、減速機Ｒ及びカップリング４を介して回転駆動軸６に伝達され、この回転駆動軸６に伝達された回転力が平歯車６１，７１によって他方の回転駆動軸７に伝達されて、一対の回転駆動軸６，７が互いに逆向きに回転駆動される。回転駆動軸６，７の嵌合部６ａに取り付けられた一対の螺旋軸２，３が、混合ケーシング１１及び圧縮ケーシング１３内で互いに逆向きに回転する。一対の螺旋軸２，３は、平面視において幅方向の内側に向かうと共に、正面視において、図４の矢印Ｒ３及びＲ４で示すように、上から下に向かう方向に回転駆動される。螺旋軸２は３０ｒｐｍ（回転毎分）以上６０ｒｐｍ以下の比較的低速度で回転するのが好ましい。

混合ケーシング１１の投入口１２には、被処理物である廃棄物が投入される。廃棄物は、プラスチック等の溶融物と、紙屑や木屑等の非溶融物との混合物が好ましい。特に、廃棄物は、その構成物の割合が、溶融物と非溶融物の合計が１００ｗｔ％であって、溶融物が２０ｗｔ％（質量パーセント）以上８０ｗｔ％以下の間であり、かつ、非溶融物が２０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下であるのが好ましい。

混合ケーシング１１内では、投入された被処理物を、一対の第１螺旋軸部２１によって挟み込み、混練し、第２螺旋軸部２２側に移送する。一対の第２螺旋軸部２２は、この第２螺旋軸部２２と第１乃至第８壁面部材３１乃至３８との間に形成された処理室内に被処理物を導いて、被処理物の混練及び圧縮を行う。続いて、一対の第３螺旋軸部２３，２６が、この第３螺旋軸部２３と第１乃至第８壁面部材３１乃至３８との間に形成された処理室内に被処理物を導いて、更なる混練と圧縮を行う。

上記第１及び第２螺旋軸部２１，２２は、この順に、軸部２１ａ，２２ａの径が大きく形成されている。また、上記第１螺旋軸部２１と第２螺旋軸部２２と第３螺旋軸部２３，２６は、この順に、螺旋羽根２１ｂ，２２ｂ，２３ｂ，２６ｂのピッチが小さく形成され、螺旋羽根２１ｂ，２２ｂ，２３ｂ，２６ｂの厚みが大きく形成されている。これらにより、第１螺旋軸部２１から第３螺旋軸部２３側に向かうにつれて、順次大きい圧縮力を被処理物に与えて混練を行うことができる。したがって、被処理物に圧縮熱と摩擦熱を効果的に生じさせることができる。その結果、被処理物に含まれる例えばプラスチック等の溶融物を効果的に溶融させることができる。この圧縮熱や摩擦熱は、被処理物に含まれる溶融物と非溶融物の合計が１００ｗｔ％であって、溶融物が２０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下の間であり、かつ、非溶融物が２０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下の場合に、効果的に生成することができる。このように、被処理物の圧縮熱や摩擦熱によって十分に溶融物を融解できるので、端面板５のヒータ５４の発熱量を比較的低く抑えても、被処理物の溶融物を十分に溶解することができる。

上記螺旋軸２，３の第３螺旋軸部２３，２６に導かれて高圧力で圧縮された廃棄物は、溶融した溶融物と非溶融物が混合した状態で、端面板５の成形ノズル５７から棒状に押し出される。押し出された棒状の廃棄物は、切断機によって所定長さに切断され、下方に配置された容器内に落下して回収される。所定長さに切断された棒状の廃棄物は、温度が降下するに伴って溶融物が固化して、固形再生燃料となる。このようにして得られた固形再生燃料は、５０００〜６０００ｃａｌ／ｇの発熱量を有し、燃料としての利用が可能である。

上記螺旋軸２，３と圧縮ケーシング１３の間の処理室内で被処理物が混練及び圧縮される際、被処理物の密度の上昇や、螺旋軸２，３の表面への被処理物の付着等に起因して、従来、被処理物の端面板５側への送り量が低下する問題があった。ここで、本実施形態によれば、螺旋軸２，３を取り囲む第１乃至第８壁面部材３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８の内側面に、螺旋軸２，３の螺旋羽根２２ｂ，２３ｂ，２６ｂに対して傾斜した突起３１５，３２５，３３５，３４５を備えるので、この突起３１５，３２５，３３５，３４５に沿って、螺旋軸２，３と第１乃至第８壁面部材３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８の間の被処理物が移動する。これにより、螺旋軸２，３と第１乃至第８壁面部材３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８の間の被処理物が、螺旋軸２，３の中心軸方向において前向きの力を受けるので、端面板５側へ送られる。その結果、被処理物の送り量が低下する不都合を防止でき、また、被処理物が螺旋軸２，３と共に周方向に回転する供回りを防止できる。

また、被処理物に、合成樹脂製の粒状体等のような流動性の比較的高いものが含まれていても、上記第１乃至第８壁面部材３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８の内側面に形成された突起３１５，３２５，３３５，３４５により、被処理物を螺旋軸２，３の先端側へ移動することが促進される。したがって、螺旋軸２，３と第１乃至第８壁面部材３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８との間の隙間を通って投入口１２側へ被処理物が逆流する不都合を、効果的に防止できる。

また、混合ケーシング１１及び圧縮ケーシング１３内の被処理物は、第１、第２及び第３螺旋軸部２１，２２，２３により順次大きい圧縮力が与えられて混練が行われることにより、圧縮熱と摩擦熱が生じて１００〜１５０℃程度の高温となる。ここで、被処理物の水分量が多い場合、被処理物の温度上昇に伴って水蒸気が生成される。また、被処理物が１５０℃を超える異常高温となった場合、注水装置によってケーシング１１内に注水が行われ、異常高温の被処理物に水が接触して水蒸気が生成される。これらの状況において、圧縮ケーシング１３内の第１乃至第８壁面部材３１乃至３８に、螺旋軸２，３の螺旋羽根２２ｂ，２３ｂ，２６ｂに対して傾斜した突起３１５，３２５，３３５，３４５を備えるので、ケーシング１１，１３内に生じた水蒸気や、この水蒸気に混入する被処理物の細粒分の逆流を、効果的に防止できる。

上記実施形態において、処理室の壁面を形成する第１乃至第８壁面部材３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８の内側面に、尾根としての突起３１５，３２５，３３５，３４５を設けたが、溝を設けてもよい。また、混合ケーシング１１の螺旋軸２，３に近接する壁面に、溝又は尾根を設けてもよい。

また、処理室の壁面に形成した尾根としての突起３１５，３２５，３３５，３４５の断面形状は矩形であったが、三角形や、半円形又は半楕円形の断面でもよい。

１ 押出成形機
２，３ 螺旋軸
４ カップリング
５ 端面板
６，７ 回転駆動軸
６ａ 回転駆動軸の嵌合部
１１ 混合ケーシング
１３ 圧縮ケーシング
１６ ギヤボックス
２１ 第１螺旋軸部
２２ 第２螺旋軸部
２３，２６ 第３螺旋軸部
２１ａ，２２ａ，２３ａ 軸部
２１ｂ，２２ｂ，２３ｂ，２６ｂ 螺旋羽根
３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８ 壁面部材
３１５，３２５，３３５，３４５ 突起
５７ 成形ノズル
６１，７１ 平歯車
Ｍ モータ
Ｒ 減速機
Ｔ 伝達装置

Claims (8)

1. 被処理物が投入される投入口と、
   上記投入口に連なり、投入された上記被処理物が導かれる処理室と、
   上記処理室内に配置され、上記被処理物を混練及び圧縮する螺旋羽根を有する螺旋軸と、
   上記処理室の端面に上記螺旋軸の先端に対向して設置され、上記螺旋軸により被処理物が導かれて成形を行う成形ノズルとを備えた押出成形機であって、
   上記処理室の壁面に、上記螺旋軸の螺旋羽根に対して傾斜した方向に延在する溝又は尾根が形成されていることを特徴とする押出成形機。
2. 請求項１に記載の押出成形機において、
   上記処理室の壁面の溝又は尾根は、上記螺旋軸の中心を通る平面に関して螺旋羽根が傾斜する側と反対側に傾斜していることを特徴とする押出成形機。
3. 請求項１又は２に記載の押出成形機において、
   上記処理室の壁面に、上記螺旋軸の螺旋羽根に対して傾斜した方向に延在し、頂部が平坦な矩形断面を有する尾根が形成されていることを特徴とする押出成形機。
4. 請求項２に記載の押出成形機において、
   上記溝又は尾根が、上記螺旋軸の中心を通る平面に関して１０°以上８０°以下の傾斜角度を成すことを特徴とする押出成形機。
5. 請求項１に記載の押出成形機において、
   上記処理室の壁面部分は、取り外し可能な複数の壁面部材で形成され、
   上記壁面部材の内側面に、上記溝又は尾根が形成されていることを特徴とする押出成形機。
6. 請求項５に記載の押出成形機において、
   上記壁面部材は、楔により上記処理室に固定されていることを特徴とする押出成形機。
7. 請求項５に記載の押出成形機において、
   上記壁面部材は、ネジにより上記処理室に固定されていることを特徴とする押出成形機。
8. 請求項１に記載の押出成形機において、
   上記螺旋軸を２個備え、これらの２個の螺旋軸は互いに平行に配列されて互いに逆方向に回転駆動され、
   上記処理室の一方の螺旋軸に対向する壁面に設けられた溝又は尾根と、他方の螺旋軸に対向する壁面に設けられた溝又は尾根は、互いに逆向きに傾斜して形成されていることを特徴とする押出成形機。

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