JP2020171913A - 廃棄物処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】廃棄物を破砕して自動的に分別処理を実行する。【解決手段】破砕選別機１８は廃棄物１２を羽根５２の回転により破砕して生ゴミ２２を除去し、排出口５８から斜め上方に向かって残りの破砕ゴミ３２を叩き出す。ダクト２４の受容部６４内の滞空時間が長いので、破砕ゴミ３２は羽根５２により生じた風を受けて塊状のものが分解し乾かされる。受容部６４の内面から重力により乾燥部６６を落下するとき、これらが羽根５２により生じた風を受けて分解しながら落下する。その後コンベア２７上で風力によって、包装材のような軽量の包装材を重量固形物と容易に分離できる。廃棄物を自動的に生ゴミと包装材と重量固形物とに分別して取り出すことができる。【選択図】図１

Description

本発明は、生ゴミや包装材やその他の成分が混在する廃棄物を自動的に分別して、必要なものは資源化を可能にする廃棄物処理装置に関する。

生ゴミを処理するための装置は各種開発されている（特許文献１）（特許文献２）（特許文献３）。これらには、生ゴミを破砕して分別する技術や生ゴミを乾燥させて家畜飼料等にする技術が記載されている。

ＷＯ２０１３／０２７４０２号公報 特許４２８２５５１号公報 特許５７６５９１１号公報

廃棄物には、包装材と生ゴミと金属片その他の固形物が混在している。上記の特許文献１には、これらを回転羽根で破砕攪拌して生ゴミを分離する技術が紹介されている。残りの包装材と固形物は乾燥させた後に送風機で風を当てて、包装材を吹き飛ばすようにしてこれを分離することができる。しかしながら、生ゴミを分離した直後の包装材には湿り気を帯びた生ゴミが付着しており包装材は塊状になっている。これを別のプラントに取り出して、乾かしてからでなければ、包装材を完全に分離することができなかった。従って、従来は生ゴミを取り出した残りの破砕ゴミを別のラインに移して処理をしていた。

以下の構成はそれぞれ上記の課題を解決するための手段である。

＜構成１＞
投入される廃棄物を受け入れる投入口と、
この投入口から投入された廃棄物を破砕して攪拌し、この廃棄物を上流側から下流側に送る羽根と、
一端を上流側に配置し他端を下流側に配置して、上記の羽根を支持して回転させる回転軸と、
上記廃棄物が上流側から下流側に送られるまでの間で、上記の羽根に破砕された廃棄物に含まれた生ゴミを濾し取って分離する多孔板と、
上記下流側で、上記廃棄物から生ゴミを濾し取って残った破砕ゴミを排出する排出口と、
この排出口を覆うように設けられて、排出口から遠心力と回転する羽根の力によって叩き出された破砕ゴミを受け入れて、重力により落下させるダクトとを備え、
上記排出口は、上記羽根の周囲を覆う外壁の最上部から斜め上方に向かって上記破砕ゴミが叩き出され、かつ、羽根の回転により生じた風を上記ダクトの中に吹き出させるように、外壁の最上部から側面にまで延びた開口とされ、
上記のダクトには、上記外壁の最上部から斜め上方に向かって叩き出された湿った破砕ゴミを衝突させて付着させ、一時的に滞留させる受容部と、
この受容部から重力により落下する破砕ゴミを、上記排出口から吹き出した風により乾かす乾燥部を備えたことを特徴とする廃棄物処理装置。

＜構成２＞
上記の排出口の開口は、上記羽根の回転軸に垂直な断面からみたときに、上記外壁の最上部から側面に向かって、開口角が６０度以上１２０度以下の範囲に選定されていることを特徴とする構成１に記載の廃棄物処理装置。

＜構成３＞
ダクトから落下した破砕ゴミを受け止めて運搬するコンベアと、コンベア上の破砕ゴミに風を送って、軽量な包装材を破砕ゴミから分離する送風機を備えたことを特徴とする構成１または２に記載の廃棄物処理装置。

＜構成４＞
装置全体が外壁とフードにより覆われており、フードには装置内部を負圧にする排気管が接続されていることを特徴とする構成１乃至３のいずれかに記載の廃棄物処理装置。

＜構成５＞
廃棄物を投入する投入口には、廃棄物を収容した籠を近づけたときに自動的に開閉する開閉機構を有する蓋が設けられ、投入口は、廃棄物を投入するために籠を被せたときに塞がる形状の開口とされ、外壁の最上部を避けた排出口と同じ側面側に配置されていることを特徴とする求項１乃至３のいずれかに記載の廃棄物処理装置。

排出口から斜め上方に向かって、破砕ゴミが遠心力により叩き出される。破砕ゴミはダクトの受容部の内面に衝突して付着する。ここで破砕ゴミは羽根の回転により生じた風を受けて乾かされる。破砕ゴミはその後落下する。ダクト内で、破砕ゴミは、羽根の回転により生じた風を受けて分解しながら落下する。従って、湿った塊状の破砕ゴミが多量にコンベア上に落下することが無い。コンベア上に落下した細かく乾燥した破砕ゴミは、風力によって分別できる。この装置で、家庭ゴミのような廃棄物を連続的に自動的に生ゴミと包装材と重量固形物とに分別することができる。

ＦＩＧ１Ａは本発明の廃棄物処理装置の一部切欠斜視図、ＦＩＧ１Ｂはその外壁６０に設けた排出口５８の外観を示す一部分の斜視図である。 ＦＩＧ２Ａは廃棄物処理装置の主要部分の一部切欠斜視図、ＦＩＧ２Ｂは羽根５２の斜視図、ＦＩＧ２Ｃは、廃棄物処理装置の回転軸４８に垂直な矢印８０付近の横断面図、ＦＩＧ２Ｄは廃棄物処理装置の外壁６０を除外した主要部上面図である。 ＦＩＧ３Ａは図１のＡ−Ａ線を通る廃棄物処理装置の主要部横断面図、ＦＩＧ３Ｂは比較例の横断面図、ＦＩＧ３Ｃは排出口５８の開口角の説明図である。 ＦＩＧ４Ａは投入装置７０の部分側面図と図１のＣ−Ｃ線を通る廃棄物処理装置の主要部横断面図、ＦＩＧ４Ｂはその主要部の動作を示す一部横断面図である。 ＦＩＧ５は本発明の装置の概略全体構造を示す一部省略正面図である。

以下、本発明の実施の形態を実施例毎に詳細に説明する。

ＦＩＧ１Ａに示すように、この廃棄物処理装置は、破砕選別機１８とコンベア２７を備えている。コンベア２７を覆うフード３８と一部の付属装置は破線で示した。フード３８の内部では、コンベア２７のみを実線で示した。ＦＩＧ２Ｃに示すように廃棄物１２には生ゴミ２２と包装材３４とその他の金属やガラスや陶器の破片等の固形物３６が含まれている。ＦＩＧ１Ａの右端に示した投入口４２から投入された廃棄物１２は、この廃棄物処理装置によって、生ゴミ２２と包装材３４とその他の金属やガラスや陶器の破片等の固形物３６とに自動的に分別される。

生ゴミ２２は生ゴミ処理容器３０に排出されて、例えば、家畜の肥料等に加工される。包装材３４は包装材処理容器３１に排出されて、例えば、固形燃料等に加工される。固形物３６は固形物処理容器２８に排出されて、固形物３６に含まれた金属は再利用施設に送られる。生ゴミ処理容器３０と固形物処理容器２８と包装材処理容器３１とは、例えば、それぞれ加工工場等に移送するための運搬容器である。

破砕選別機１８は、全体が外壁６０で覆われている。投入口４２から投入された廃棄物１２は、ＦＩＧ１Ａ中の矢印Ｅの方向に送られる。羽根５２は、投入された廃棄物１２を破砕して攪拌し、この廃棄物１２を破砕選別機１８の上流側から下流側に送る。羽根５２は、図の矢印Ｅの方向に平行な回転軸４８に固定されている。回転軸４８は、一端を破砕選別機１８の上流側に配置し他端を下流側に配置して、上記の羽根５２を支持して回転させる。

ＦＩＧ２Ａ〜ＦＩＧ２Ｄを用いて廃棄物１２を上流側から下流側に送るための構造を説明する。ＦＩＧ２Ａには、ダクト２４（ＦＩＧ１Ａ）の図示を省いて、整流板４４の形状と配置を分かりやすく表示した。ＦＩＧ２Ｃは、ＦＩＧ２Ａ中の矢印８０の付近における、破砕選別機１８の横断面図である。ＦＩＧ２Ｄは、外壁６０を除外した状態で整流板４４と羽根５２とダクト２４を上から見た図面である。外壁６０は破線で表示した。

ＦＩＧ２Ｂに示すように、羽根５２は、回転軸４８に例えば４枚の細長い板を、断面が十字になるように固定したものである。板の枚数は３枚でも５枚でも構わない。

ＦＩＧ２Ｄに示すように、複数の整流板４４が回転軸４８の長手方向に対してそれぞれ斜めに向けて角度を付けて配置されている。ＦＩＧ２ＣとＦＩＧ２Ｄに示すように、羽根５２の矢印Ｍ方向の回転によって破砕された破砕ゴミ３２は、螺旋状に回転軸４８の周囲を回りながら、矢印Ｅの方向に送られる。こうして破砕ゴミ３２は外壁６０の最も下流側に配置された排出口５８から、ダクト２４に向かって、矢印Ｒの方向に叩き出される。

ＦＩＧ２Ｃに示すように、破砕選別機１８の下部には、多孔板５０が配置されている。多孔板５０は、回転する羽根５２に破砕された廃棄物１２に含まれた流動性のある生ゴミ２２を濾し取って分離する。廃棄物１２（ＦＩＧ１Ａ）は通常、プラスチックや紙製の包装材３４に収容されて投入口４２から投入される。

羽根５２と突起４６（ＦＩＧ２Ｄ）が、包装材３４を叩いて引き裂いて破砕する。突起４６は、外壁６０の内側に固定された金属片である。突起４６は、ＦＩＧ２ＣとＦＩＧ２Ｄに図示したとおりの形状をしている。多孔板５０は、上記廃棄物１２が上流側から下流側に送られるまでの間の領域に配置されており、金網やパンチングメタル等により構成される。

また、ダクト２４に叩き出された破砕ゴミ３２は、コンベア２７（ＦＩＧ１Ａ）上に落下する。このコンベア２７上の破砕ゴミ３２に、送風機２５と送風機２６により風を送って軽量な包装材３４を破砕ゴミ３２から分離する。コンベア２７は、上に乗せられた破砕ゴミ３２を矢印Ｊの方向に運搬する。固形物３６は矢印Ｋの方向に落下して、固形物処理容器２８に収容される。

ＦＩＧ１Ａに示すように、フード３８の壁やダクト２４の下端に配置した送風機２５．２６は、矢印Ｊと逆方向に風を送る。フード３８の内部には、常にこの矢印Ｊと逆の方向に風が流れている。これにより、軽量の包装材３４は風力で矢印Ｊと逆方向に送られて、矢印Ｈの方向に落下して、包装材処理容器３１に収容される。

ＦＩＧ１Ｂに示すように、外壁６０の下流側の端には、排出口５８が設けられている。この排出口５８を覆うようにダクト２４が設けられている。ダクト２４は、破線で表示した。このダクト２４は、回転する羽根５２によって排出口５８から叩き出された破砕ゴミ３２を受け入れてから重力により落下させる機能を持つ。

ＦＩＧ３Ａは、本発明の廃棄物処理装置の排出口５８とダクト２４の部分を説明する主要部横断面図である。ＦＩＧ３Ｂは、特許文献１等で知られている同種の装置の破砕ゴミ３２の排出口周辺の横断面図である。

ＦＩＧ３Ａに示すように、排出口５８は、羽根５２の周囲を覆う外壁６０の最上部６３から側面にまで延びた形状の開口である。破砕ゴミ３２は、斜め上方（矢印Ｂの方向）に向かって叩き出される。さらに、この排出口５８は、羽根５２の回転により生じた風を外壁６０の上方だけでなく側方にも吹き出させる。このために、この排出口５８は、外壁６０の最上部６３から側面にまで延びている。

上記の排出口５８は、ＦＩＧ３Ａに示すように、羽根５２の回転軸４８に垂直な断面からみたときに、外壁６０の最上部６３から側面に向かって、６０度以上１２０度以下の範囲で延びた形状の開口であることが好ましい。この外壁６０の開口の状態をＦＩＧ３Ｃに示した。この外壁６０の開口角αが、６０度以上１２０度以下の範囲であることが好ましい。外壁６０の最上部６３よりも右側に開いていると、破砕ゴミ３２が真上に飛び出す。これが落下して装置の内部に戻ってきてしまう。また、１２０度以上側面が開くと側面から直接大きな破砕ゴミ３２の塊が叩き出されてしまう。

ダクト２４は、上部に受容部６４が設けられ、下部に乾燥部６６が設けられている。受容部６４は、上記排出口５８から斜め上方に向かって叩き出された湿った破砕ゴミ３２を衝突させて、一時的に滞留させる部分である。また、乾燥部６６は、この受容部６４から重力により落下する破砕ゴミ３２を、上記排出口５８から吹き出された風により乾かす部分である。

ＦＩＧ３ＡとＦＩＧ３Ｂとを比較しながらその作用をさらに詳細に説明する。
ＦＩＧ３Ｂに示すように、従来は、装置の外壁６０の側面に設けた開口から羽根５２の回転力により、矢印Ｓの報告に破砕ゴミ３２を叩き出すようにしていた。このとき、表面に水分や少量の生ゴミ２２が不着して塊になった破砕ゴミ３２は、ほとんどその大きな塊のまま下方に落下する。このため、破砕ゴミ３２を後工程に搬出して、十分に乾燥をさせて塊をほぐしてからでないと、包装材３４とその他の固形物３６とを分離することが難しかった。従って、この後工程に時間がかかり、設備も大型化する。搬出のために臭気が拡散し、装置の周辺も汚れ易い。

一方、本発明の装置は、ＦＩＧ３Ａに示すように、大部分の破砕ゴミ３２は遠心力で排出口５８から上方のダクト２４の受容部６４の方向に叩き出される。破砕ゴミ３２はダクト２４の受容部６４の上壁や内壁に衝突するが、羽根５２から受容部６４までの距離が長く、塊が上方に飛び上がるときに風の抵抗で、比較的小さな塊になる。同時に排出口５８から吹き出す風で分散しながら受容部６４の内壁に突き当たる。

破砕ゴミ３２は受容部６４の内壁に付着して一時的に滞留する。その後重力により落下するときも、小さい塊に分かれて落下する。乾燥部６６を落下するときに、羽根５２の回転により風を受けるので、塊が風力でさらに分解し、乾かされる。その結果、ＦＩＧ１Ａに示したコンベア２７の上面に落下した破砕ゴミ３２に含まれた包装材３４は、フード３８中を流れる風力で容易に吹き飛ばされる。

従って、廃棄物処理装置から破砕ゴミ３２を運び出さなくても、フード３８の内部で、生ゴミ２２と包装材３４とその他の金属やガラスや陶器の破片等の固形物３６とを自動的に分別することができる。

ＦＩＧ１Ａに示すように、フード３８には装置内部から臭気を吸い出して処理するための排気管７４が接続されている。臭気を処理する脱臭装置の構造は既知のため説明を省略する。排気管７４から臭気を吸い出す作用により、フード３８の内部が負圧になる。廃棄物処理装置全体が外壁６０とフード３８により覆われているから、臭気が装置の周辺に漏れない。

以上のように、ダクト２４を従来よりも上方に延長し、湿った塊になりやすい破砕ゴミ３２を上方に叩き出してから長い距離を落下させて、塊を小さくして早く乾燥させるようにした。

一方、廃棄物１２を投入する投入口４２でも、問題が生じていた。投入口４２を外壁６０の最上部に配置しておくと、羽根５２の回転により、既に投入された廃棄物１２の破片が外壁６０の上方に飛び出して天井や装置の周辺を汚すことがあった。これでは悪臭や作業環境の汚染の問題が新たに発生する。

そこで、ＦＩＧ１ＡおよびＦＩＧ４Ａに示すように、投入口４２に籠７２を伏せた状態で置くことができる構造を採用した。また、投入口４２の位置はＦＩＧ１Ａに示すように、外壁６０の最上部を避けた排出口５８と同じ側面側に配置した。

廃棄物１２を投入する投入口４２には、ＦＩＧ４ＡとＦＩＧ４Ｂに示すように、廃棄物１２を収容した籠７２を近づけたときに蓋４３が自動的に開閉する開閉機構４１を設けた。例えば、蓋４３をチェンを巻き取って開き、弾力で戻るようにしたり、油圧やエアの力で開閉する機構にする。

さらに、投入口４２は、廃棄物１２を投入するために籠７２を被せたときに塞がる形状の開口にする。即ち、籠７２で投入口４２を塞いだときに廃棄物１２が破砕選別機１８の内部に落下する。ＦＩＧ４Ａに示すように、羽根５２が矢印Ｍ方向に回転しているから廃棄物１２はすぐに下方に送られる。外壁６０の最上部が開いていないので、廃棄物１２の破片が外に飛び出さない。投入口４２が籠７２を被せたときに塞がるから、外部に臭気が拡散しない。

ＦＩＧ５は、フード３８だけを破線で示した装置全体の概略正面図である。この図に示すように、ダクト２４からコンベア２７の上に落下した破砕ゴミ３２に含まれた包装材３４は、２台の送風機２５と２６により右方向に吹き飛ばされて包装材処理容器３１に収容される。コンベア２７により左方に運ばれた固形物３６は固形物処理容器２８に収容される。

コンベア２７の端部と固形物処理容器２８の間にマグネット３３を配置しておくと、固形物３６がコンベア２７から固形物処理容器２８に落下するときに、磁力を受ける金属は固形物処理容器２８の右側の籠に落下する。これにより、金属片と陶器片等とを分離することもできる。また、生ゴミ処理容器３０や包装材処理容器３１には、内容物を圧縮する機構を内蔵させてもよい。こうして、全体として一体化された、作業環境に配慮した装置を実現することができる。

１２ 廃棄物
１８ 破砕選別機
２２ 生ゴミ
２４ ダクト
２５ 送風機
２６ 送風機
２７ コンベア
２８ 固形物処理容器
３０ 生ゴミ処理容器
３１ 包装材処理容器
３２ 破砕ゴミ
３３ マグネット
３４ 包装材
３６ 固形物
３８ フード
４１ 開閉装置
４２ 投入口
４３ 蓋
４４ 整流板
４６ 突起
４８ 回転軸
５０ 多孔板
５２ 羽根
５８ 排出口
６０ 外壁
６３ 外壁の最上部
６４ 受容部
６６ 乾燥部
７０ 投入装置
７２ 籠
７４ 排気管

Claims (5)

1. 投入される廃棄物を受け入れる投入口と、
   この投入口から投入された廃棄物を破砕して攪拌し、この廃棄物を上流側から下流側に送る羽根と、
   一端を上流側に配置し他端を下流側に配置して、上記の羽根を支持して回転させる回転軸と、
   上記廃棄物が上流側から下流側に送られるまでの間で、上記の羽根に破砕された廃棄物に含まれた生ゴミを濾し取って分離する多孔板と、
   上記下流側で、上記廃棄物から生ゴミを濾し取って残った破砕ゴミを排出する排出口と、
   この排出口を覆うように設けられて、排出口から遠心力と回転する羽根の力によって叩き出された破砕ゴミを受け入れて、重力により落下させるダクトとを備え、
   上記排出口は、上記羽根の周囲を覆う外壁の最上部から斜め上方に向かって上記破砕ゴミが叩き出され、かつ、羽根の回転により生じた風を上記ダクトの中に吹き出させるように、外壁の最上部から側面にまで延びた開口とされ、
   上記のダクトには、上記外壁の最上部から斜め上方に向かって叩き出された湿った破砕ゴミを衝突させて付着させ、一時的に滞留させる受容部と、
   この受容部から重力により落下する破砕ゴミを、上記排出口から吹き出した風により乾かす乾燥部を備えたことを特徴とする廃棄物処理装置。
2. 上記の排出口の開口は、上記羽根の回転軸に垂直な断面からみたときに、上記外壁の最上部から側面に向かって、開口角が６０度以上１２０度以下の範囲に選定されていることを特徴とする請求項１に記載の廃棄物処理装置。
3. ダクトから落下した破砕ゴミを受け止めて運搬するコンベアと、コンベア上の破砕ゴミに風を送って、軽量な包装材を破砕ゴミから分離する送風機を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の廃棄物処理装置。
4. 装置全体が外壁とフードにより覆われており、フードには装置内部を負圧にする排気管が接続されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の廃棄物処理装置。
5. 廃棄物を投入する投入口には、廃棄物を収容した籠を近づけたときに自動的に開閉する開閉機構を有する蓋が設けられ、投入口は、廃棄物を投入するために籠を被せたときに塞がる形状の開口とされ、外壁の最上部を避けた排出口と同じ側面側に配置されていることを特徴とする求項１乃至３のいずれかに記載の廃棄物処理装置。

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