JP2838052B2 - 圧縮成形装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、各種の産業廃棄物等
の再活用を図るため、その圧縮成形加工を行う圧縮成形
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】現
在、各種の産業廃棄物として廃棄される廃プラスチック
類、紙類、木質類等の乾性廃棄物、あるいは製紙スラッ
ジ、汚泥、畜糞等の湿状廃棄物類および家庭ゴミ等の一
般廃棄物は、その取扱を便利にするとともに、再活用す
る等の目的で、圧縮された固化物に成形加工されてお
り、その加工処理は一般にスクリュー圧入式が採用され
ている。

【０００３】図３は、例えば実開昭６１−１８２６９４
号公報に記載されたこの種従来の廃棄物圧縮成形装置を
一部断面で示す構造図である。図において、１はその軸
が水平となるよう基台２に取り付け固定された円筒状の
ケーシングで、その右方一端には廃棄物を導入するため
のホッパー部３が形成されている。４はケーシング１と
同軸にその内部に配設されたスクリューシャフトで、そ
の外周には螺旋翼５が螺設されている。そして、このス
クリューシャフト４は基台２の右方端に取り付け固定さ
れた駆動モータ６の駆動軸と連結され、回転駆動され
る。

【０００４】７は圧縮された廃棄物を取り出す成形型
で、ケーシング１の左方端壁の中央に形成された成形孔
８と連通するようケーシング１の端壁に取り付けられて
いる。９はケーシング１の左方先端部近傍および成形型
７をその外周から加熱する加熱部で、例えば灯油等を利
用して数百℃に昇温される。

【０００５】次に動作について説明する。集められた産
業廃棄物の内、大形の固形物で本装置での処理が不可能
なものを取り除いた後、図３に矢印で示すように、廃棄
物をホッパー部３からケーシング１内に導入する。一
方、スクリューシャフト４は駆動モータ６により回転駆
動されている。その回転の向きは、図３の右方から左方
を見たとき、時計方向とする。従って、スクリューシャ
フト４の外周に螺設された螺旋翼５の動きによってホッ
パー部３から導入された廃棄物は、図の左方へ向かって
移動しつつケーシング１の内壁との間で次第に圧縮され
ていくことになる。

【０００６】この圧縮作用は、加熱部９による加熱で促
進され、ケーシング１の左端にまで達した廃棄物は、最
終的に成形孔８および成形型７を経て圧縮固化成形され
て外部に取り出される。

【０００７】ところで、各地から回収された廃棄物は、
前述した通り、多くの種類のゴミが混在したもので、圧
縮処理に先立って一定の範囲での選別は可能であるが、
その作業性、費用等との関係から自づと限度がある。従
って、これら装置が扱う被成形材料たる廃棄物はかなり
の種類の異なるゴミ物品の混在物とならざるを得ない。
いわゆるスクリュー圧入機構を使用して物品を移送・圧
縮する技術は多方面で利用されているが、ほぼ均一な流
動物をその被処理材料とする場合が多く、本願で取り上
げる産業廃棄物をその対象とする場合には、必ずしも十
分な処理効果が得られない。

【０００８】発明者等が、上述した従来の圧縮成形装置
を使用して処理した場合、元の廃棄物を約１／３の体積
にまで圧縮可能であることは認められたが、この程度の
圧縮度合では、ゴミの混在程度にもよるが、一旦、圧縮
成形して取り出された廃棄物が、比較的短時間の内に、
ほぐされたようにその体積が増大する。

【０００９】即ち、十分な固化状態に至らず、その後の
取扱に支障を来す結果となる。発明者等は、この欠点を
改善すべく、当初、螺旋翼５の翼ピッチや翼の巻回数
等、種々条件を変化させて試行したが、望ましい結果は
得られなかった。

【００１０】この発明は、以上のような問題点を解消す
るためになされたもので、被成形材料の圧縮度合を大幅
に増大させることが可能な圧縮成形装置を得ることを目
的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段および作用】この発明の請
求項１に係る圧縮成形装置は、筒状のケーシングをその
外周から加熱する加熱部を設け、スクリューシャフトの
外周に螺設される螺旋翼を、回転による被成形材料の移
動方向がケーシングの一端側から他端側となる向きに形
成された第１の螺旋翼と、この第１の螺旋翼の上記他端
側に設けられその向きが上記第１の螺旋翼とは逆向きに
形成されかつその巻回数が上記第１の螺旋翼より少ない
第２の螺旋翼とから構成し、 上記第１の螺旋翼の外径に
対して第２の螺旋翼の外径を小さくするとともに、これ
に応じて上記第１の螺旋翼の取付部分のスクリューシャ
フトの外径に対して上記第２の螺旋翼の取付部分のスク
リューシャフトの外径を小さくし、 更に、上記ケーシン
グの、第１の螺旋翼と第２の螺旋翼との境界近傍から成
形孔までの部分を、その内径が次第に減少するディフュ
ーザー形状としたものである。

【００１２】この場合、第１の螺旋翼の中を移送されて
きた被成形材料は、翼の向きが逆に形成された第２の螺
旋翼に進入すると、その第２の螺旋翼によって引き戻さ
れようとするが、材料の全体としての移動方向は巻回数
の多い第１の螺旋翼で決まる方向に支配されているの
で、第２の螺旋翼に進入した被成形材料は後続の材料に
よってそれまでの移動方向のままで前方へ押し出され
る。この結果、第１の螺旋翼によって生起された材料の
流れに第２の螺旋翼が抗する形となり、この部分で極め
て高い圧縮作用が行われることになる。また、ケーシン
グの内径を上記ディフューザー形状としたことおよび第
１の螺旋翼と第１の螺旋翼とに上記径差を設けたことに
より、第１の螺旋翼と第２の螺旋翼との境界近傍におい
て、加熱部により加熱され高温となった、比較的径方向
外方に位置する被成形材料が径方向内方へ押し流され、
この部分でスクリューシャフトの表面近傍を進行してき
た比較的低温の被成形材料の流れと高圧縮状態下で合流
し、圧縮力が急増する第１の螺旋翼と第２の螺旋翼との
境界近傍から成形孔に至る部分の被成形材料の流れが円
滑になるとともに、最終成形状態に至るまでに被成形材
料に加えられる圧力が連続的にムズーズに変化するの
で、確実な成 形固化状態が得られる。

【００１３】また、請求項２に係る圧縮成形装置は、加
熱部による加熱温度を４００〜５００℃としたもので、
産業廃棄物の圧縮成形処理において最適の加熱効果が得
られる。

【００１４】また、請求項３に係る圧縮成形装置は、第
１の螺旋翼が位置する部分のケーシング内面に、軸方向
に延在する突条を周方向に所定の間隔で複数本設けたも
のである。これら突条は、被成形材料の周方向の移動を
抑制し、スクリューシャフトおよび螺旋翼による圧縮効
率が向上する。

【００１５】

【実施例】図１はこの発明の一実施例における廃棄物圧
縮成形装置を一部断面で示す構造図である。従来と同一
または相当する部分については同一の符号を付して共通
する内容については説明を省略する。

【００１６】ケーシング１の円筒状の内面には図１のＩ
Ｉ−ＩＩ線の断面である図２に示すように、軸方向に延
在する突条１０が周方向に所定の間隔で設けられてい
る。この突条１０はケーシング１内移送時の廃棄物の周
方向の移動を抑制し、軸方向への移送を円滑になさしめ
圧縮効率を高める目的のものである。

【００１７】この発明の最大の特徴は、螺旋翼の構造に
ある。即ち、従来と同様に、廃棄物をホッパー部３から
成形孔８の方向（図中、右方から左方への方向）へ移送
する向きにその翼が形成された第１の螺旋翼５Ａに加え
て、その先端（図中、左方端）に移送する向きが第１の
螺旋翼５Ａとは逆となる第２の螺旋翼５Ｂを新たに設け
ている。そして、前者５Ａの巻回数に対して後者５Ｂの
巻回数を少なくしている。図示している発明者等が製
作、実験した試作機では、螺旋翼５Ａの巻回数は７、螺
旋翼５Ｂの巻回数は１とした。

【００１８】また、第１の螺旋翼５Ａのピッチは、先端
（図中、左方端）へいくに従って、約３００ｍｍから約
２００ｍｍと次第に短くしている。この過程における圧
縮処理を効率的円滑にするためである。更に、両者５
Ａ、５Ｂの外径も大きく変えている。試作機では、ケー
シング１の内径約３４０ｍｍに対して、第１の螺旋翼５
Ａの外径を約２９０ｍｍ、第２の螺旋翼５Ｂの外径を約
１４０ｍｍとしている。これに応じて、スクリューシャ
フトも、螺旋翼５Ａの部分のスクリューシャフト４Ａの
外径約１６０ｍｍに対して、螺旋翼５Ｂの部分のスクリ
ューシャフト４Ｂは、外径を約６０ｍｍとしている。そ
して、第１の螺旋翼５Ａの先端２巻回分の翼の幅を他の
部分の幅の約２／３としている。いずれも、廃棄物への
圧縮力が急増する螺旋翼５Ａと５Ｂとの境界近傍におけ
る廃棄物の流れを円滑にするとともに、圧縮加工度合の
連続性を担保するためである。

【００１９】また、ケーシング１の先端（図中、左方
端）、即ち螺旋翼５Ａと５Ｂとの境界部分から成形孔８
に至る部分には、その内径が次第に減少するディフュー
ザー形状の成形型１１が設けられている。そして、この
成形型１１の先端、最小径の部分に成形孔８が形成され
ている。前述した両螺旋翼５Ａ、５Ｂの外径差、および
螺旋翼５Ａ先端の翼幅低減の形状とこの成形型１１のデ
ィフューザー形状とが相俟って、この部分における高圧
力圧縮成形が円滑になされ、良好な固化成形が達成され
る訳である。

【００２０】なお、加熱部は、主として第１の螺旋翼５
Ａの部分をケーシング１の外周から加熱する加熱部９Ａ
と、主として第２の螺旋翼５Ｂの部分を成形型１１の外
周から加熱する加熱部９Ｂとからなり、廃棄物の種別や
処理量等に応じて、両部分の加熱温度を変更できるよう
になっている。なお、加熱方式としては、従来と同様、
灯油等のバーナーを使用するものでもよいが、ケーシン
グ１の外周に耐熱マイカ板等の絶縁物を介してニクロム
線を配した電熱方式としてもよく、この場合は、加熱の
入切や温度制御が簡便になるという利点がある。

【００２１】本装置を使用して廃棄物の圧縮成形を行う
操作要領は従来の場合と同様であるので、重複記載は避
けるが、前述した第１および第２の螺旋翼５Ａ、５Ｂの
協働作用により初めて達成された高圧力圧縮に基づく処
理結果を従来の場合と比較して以下に紹介する。

【００２２】産業廃棄物約１５ｍ³（約１２００Ｋｇ）
を約３時間で圧縮成形処理したところ、従来の装置で
は、約５ｍ³に圧縮されたのに対し、本願発明の実施例
に示した装置では、約３ｍ³にまで圧縮され、その改善
効果が実証された。なお、加熱部９による加熱温度はい
ずれも約４００〜５００℃とした。そして、圧縮加工さ
れた廃棄物の外観を比較すると、従来装置によるもの
は、混在している各種ゴミの素片が原形のまま目視され
る範囲で圧縮されているに留まっているのに対し、本願
発明に係る装置によるものは、材料素片のかなりの容積
の部分が明らかに一旦溶融後固化しており、本願発明の
スクリュー圧入機構に基づく圧縮圧力の増大が、成形加
工に従来とは定性的に異なる変化をもたらしたものと判
断される。

【００２３】以上のように、最終的に装置の成形孔から
取り出された圧縮加工後の廃棄物の外観は、従来と本願
発明とでは全く異なり、前述した通り、従来の場合は、
時間とともに、膨張してくるのに対し、この発明のもの
では、取り出されたときの成形孔で決まる径寸法をその
まま維持していることが確かめられた。

【００２４】なお、以上では、各種の産業廃棄物を圧縮
成形する場合について説明したが、この発明は、これに
限らず高い圧力での加工が要請される材料の圧縮成形に
広く適用することができ同等の効果を奏する。

【００２５】

【発明の効果】この発明に係る圧縮成形装置は以上のよ
うに、所定の加熱部を設け、螺旋翼を所定の第１の螺旋
翼と第２の螺旋翼とで構成し、第１の螺旋翼の外径およ
びシャフト径に対して第２の螺旋翼のそれを小さくし、
更に、ケーシングの一部を所定のディフューザー形状と
したので、第１と第２の螺旋翼の境界部分における被成
形材料の流れが円滑となり、簡便な構造で、従来と比較
してその圧縮力を大幅に増大することができ、良好な圧
縮成形加工が得られる。

【００２６】また、加熱部による加熱温度を４００〜５
００℃としたので、産業廃棄物の圧縮成形処理において
最適の加熱効果が得られる。

【００２７】また、第１の螺旋翼が位置する部分のケー
シング内面に、軸方向に延在する突条を周方向に所定の
間隔で複数本設けたので、これら突条が被成形材料の周
方向の移動を抑制して圧縮効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例における廃棄物圧縮成形
装置を一部断面で示す構造図である。

【図２】 図１のＩＩ−ＩＩ線の断面図である。

【図３】 従来の廃棄物圧縮成形装置を一部断面で示す
構造図である。

【符号の説明】

１ ケーシング、３ ホッパー部、４Ａ，４Ｂ スクリ
ューシャフト、５Ａ 第１の螺旋翼、５Ｂ 第２の螺旋
翼、８ 成形孔、９Ａ、９Ｂ 加熱部、１０ 突条、１
１ 成形型。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端にホッパー部を設け他端に成形孔が
   形成された筒状のケーシング、このケーシング内で回転
   駆動されるスクリューシャフト、およびこのスクリュー
   シャフトの外周に螺設された螺旋翼を備え、上記スクリ
   ューシャフトおよび螺旋翼の回転により、上記ホッパー
   部からケーシング内に導入した被成形材料を上記一端側
   から他端側へ移動させ、圧縮した状態で上記成形孔から
   取り出す圧縮成形装置において、上記ケーシングをその外周から加熱する加熱部を設け、 上記螺旋翼を、回転による上記被成形材料の移動方向が
   上記一端側から他端側となる向きに形成された第１の螺
   旋翼と、この第１の螺旋翼の上記他端側に設けられその
   向きが上記第１の螺旋翼とは逆向きに形成されかつその
   巻回数が上記第１の螺旋翼より少ない第２の螺旋翼とか
   ら構成し、 上記第１の螺旋翼の外径に対して第２の螺旋翼の外径を
   小さくするとともに、これに応じて上記第１の螺旋翼の
   取付部分のスクリューシャフトの外径に対して上記第２
   の螺旋翼の取付部分のスクリューシャフトの外径を小さ
   くし、 更に、上記ケーシングの、第１の螺旋翼と第２の螺旋翼
   との境界近傍から成形孔までの部分を、その内径が次第
   に減少するディフューザー形状と したことを特徴とする
   圧縮成形装置。
2. 【請求項２】 加熱部による加熱温度を４００〜５００
   ℃としたことを特徴とする請求項１記載の圧縮成形装
   置。
3. 【請求項３】 第１の螺旋翼が位置する部分のケーシン
   グ内面に、軸方向に延在する突条を周方向に所定の間隔
   で複数本設けたことを特徴とする請求項２記載の圧縮成
   形装置。