JP4121510B2 - 廃棄プラスチックの洗浄・脱水装置 - Google Patents

Description

本発明は、家庭や農家などから廃棄される油で汚れたり泥が着いたような各種のプラスチック材をリサイクルするために、そのような汚れを洗浄して脱水する廃棄プラスチックの洗浄・脱水装置に関する。

近年、循環型社会として廃棄プラスチックを回収して、有用な資源として再生利用する技術が開発されている。再生利用のために、まず回収プラスチックを小片に破砕してから洗浄する必要がある。既に開発されている幾多の廃棄プラスチックの破砕機によって小片に破砕されたプラスチック片を洗浄し、脱水する洗浄・脱水装置も提案されている。

その従来の廃棄プラスチックの洗浄・脱水装置として、特開２００４−２１６２８０号公開公報に開示されているものがある。その廃棄プラスチックの洗浄・脱水装置は、一端側に投入口を、他端側に排出口を有したケーシング内に収容した軸の回りに回転できる複数のパドルを設けており、それらパドルの回転にともなってプラスチック片を投入口から排出口に向かってガイドブレードによって移動させるようにしている。この移動中、ケーシング内のスクリーンによってプラスチック片がケーシング下部に落下するのを防ぎつつ、散水管からの散水によって洗浄を行い、洗い落とした汚れと水をケーシング下部から排出するようにしている。
特開２００４−２１６２８０号公開公報

上記のような洗浄・脱水装置では、ガイドブレードの設置個所がケーシングの上壁に限定されているために送りが不十分で、プラスチック片が内部に滞留しがちであり、洗浄作業速度が遅くなると言う問題がある。また、散水個所が多く、水の使用量も多くなりがちである。
本発明は、上記問題に鑑み、ケーシング内においてプラスチック片にほぼ一定の送りをかけて不均一な滞留個所が生じること無いようにし、効果的に洗浄や脱水を行うことができると共に、比較的少ない水で洗浄を行うことができ、また洗浄装置としても脱水装置としても利用可能な廃棄プラスチックの洗浄・脱水装置を提供することを目的としている。

本発明は、一端部に廃棄プラスチック片の投入口を有すると共に他端部に処理済みプラスチック片の排出口を有し、下部に処理流体排出用空間とその出口を有した横長のケーシングと、
該ケーシング内部に回転可能に軸承された横長の回転軸と、
該回転軸の周囲に、投入されたプラスチック片を回転中に投入口側から排出口側に送りをかけるように捩って取り付けられた複数のパドルと、
上記ケーシング内部において上記パドルを取り囲むように取り付けられた多孔筒と、を有していることを特徴とする廃棄プラスチックの洗浄・脱水装置である。

上記投入口にはプラスチック片と共に水が供給されて洗浄装置として使用され、その場合、上記ケーシングの下部の処理流体排出用空間の出口が上記投入口側に設けられる。
また上記投入口には洗浄済みプラスチック片が温風と共に供給されて脱水装置として使用され、その場合、上記ケーシングの下部の処理流体排出用空間の出口が上記排出口側に設けられる。

上記プラスチック片は、主に約１０ｍｍから１５０ｍｍ平方のプラスチックシート小片から成ることが好ましい。

上記多孔筒は、多角形状、好ましくは１２角形の横断面を有し、３〜６ｍｍφの孔を多数有したスクリーンから形成される。
また上記ケーシングの排出口は、横送りスクリューコンベヤの入口に接続され、該横送りスクリューコンベヤは、機体外に洗浄済み、又は脱水済みプラスチック片を送り出すように構成される。

上記パドルは、上記回転軸の周囲方向に複数枚取り付けられており、長手方向に交互に少なくとも長パドルと短パドルの２種類のパドルが、互いに周囲方向に位相をずらして取り付けられ、また上記排出口に近接した個所では２周列に渡って長パドルが取り付けられる。
また上記パドルは、より具体的には上記回転軸の周囲方向に複数枚取り付けられており、また長手方向に交互に長パドルと約１／２の長さの短パドルとが互いに周囲方向にずらして取り付けられる。
更に、上記パドルは、上記投入口側の第１周列の長パドルと第２周列の短パドルの捩れ角度を他のパドルよりも大きく設定される。

上記ケーシングの下部の処理流体排出用空間内に、その出口に向かって汚れ、水、空気に送りをかける軸無しスクリューを回転可能に支持しているのが好ましい。

投入口にはプラスチック片と共に水が供給される上記洗浄装置のケーシングの排出口は、温風発生装置のブロワー吸入口に接続され、該ブロワー吐出口がサイクロンを介して上記脱水装置の投入口に接続され、該脱水装置の排出口がブロワー吸入口に接続されており、洗浄され乾燥したプラスチック片が該ブロワーによって集積場のサイクロンに空気搬送される。

本発明の廃棄プラスチックの洗浄・脱水装置は、一端部に廃棄プラスチック片の投入口を有すると共に他端部に処理済みプラスチック片の排出口を有し、下部に処理流体排出用空間とその出口を有した横長のケーシングの内部に回転可能に軸承された横長の回転軸の周囲に、投入されたプラスチック片を回転中に投入口側から排出口側に送りをかけるように捩って複数のパドルを取り付けているために、パドルの捩りに対応して常にプラスチック片にほぼ一定の送りをかけており、不均一な滞留個所が生じること無いようにして、プラスチック片の重なりをできるだけ防ぐことで効果的に洗浄や脱水を行うことができる。この効果的な洗浄や脱水は、ケーシング内部においてパドルを取り囲むように全周に渡って取り付けられた多孔筒によって確実に担保されており、遠心力で落とされた汚れがケーシング下部の処理流体排出用空間に集められ、その出口から排出される。更に、殆ど同じ構造のまま直列に接続することで洗浄装置として、また洗浄後の脱水を行う脱水装置としても利用できる。

上記投入口にはプラスチック片と共に水が供給されて洗浄装置として使用され、その場合に、上記ケーシングの下部の処理流体排出用空間の出口が上記投入口側に設けられることで、投入口から吸入される空気がパドルの回転によってケーシングの排出口に流れるとプラスチック片に付加的な搬送力をかけて洗浄効果を悪化させるために、早く投入口側の処理流体排出用空間の出口から排出させることで洗浄効果の悪化を防ぐことができる。洗浄に水が加えられることで、水溶性の汚れが洗い流されたり、軟化して遠心力で容易にプラスチック片から汚れが除去される。プラスチック片に油汚れがある場合は、水に適宜洗剤を混入することができる。 また上記投入口には洗浄済みプラスチック片が温風と共に供給されて脱水装置として使用され、その場合に、上記ケーシングの下部の処理流体排出用空間の出口が上記排出口側に設けられることで、投入口から吸入した温風に洗浄済みの湿ったプラスチック片をケーシング全長に渡って接触させて脱水効果を高めることができる。

上記プラスチック片が主に約１０ｍｍから１５０ｍｍ平方のプラスチックシート小片とすると、スクリーンの多孔を通過するのを防ぎつつ、また互いに重なるのを防ぎつつ、できるだけ広く散らして洗浄や脱水の効果を高めることができる。

上記多孔筒が多角形状、好ましくは１２角形の横断面を有し、３〜６ｍｍφの孔を多数有したスクリーンから形成されると、回転パドルから遠心力で飛ばされてきたプラスチック片がスクリーンの内面から更に多角形の角部に集まることができ、上方角部から再びパドル上に落下したり、下方角部からスクリーンの中間内面に、更にケーシング内部に拡散させることができ、洗浄や脱水の作用上好ましい。また孔を３〜６ｍｍφとすることで洗浄効果を維持しつつも、プラスチック片の孔通過を抑制して歩留を高めることができる。
また上記ケーシングの排出口が横送りスクリューコンベヤの入口に接続されると、捩れパドルの回転による送風作用によって排出口から洗浄済みや脱水済みの処理済みプラスチック片が排出口から噴き出すのが防止され、ほぼ定量づつ機体外に横に送り出すことができる。

上記パドルが上記回転軸の周囲方向に複数枚取り付けられ、長手方向に交互に少なくとも長パドルと短パドルの２種類のパドルが、互いに周囲方向に位相をずらして取り付けられると、長パドルと短パドルの送り作用と遠心力による洗浄・脱水作用を交互に強めることができる。また上記排出口に近接した個所では２周に渡って長パドルが取り付けられると、排出口への送り出しを促進し、プラスチック片が溜り易い終端部に在る排出口を常に開放しておくことができる。
また上記パドルは、より具体的には上記回転軸の周囲方向に６枚取り付けられており、長手方向に交互に長パドルと約１／２の長さの短パドルとが互いに周囲方向に３０度ずらして取り付けられると、適度の洗浄や脱水の作業空間を適度に維持する間隔でパドルを回転軸に取り付けることができる。
更に、上記パドルは、上記投入口側の第１周列の長パドルと第２周列の短パドルの捩れ角度を他のパドルよりも大きく設定されることで、投入口からのプラスチック片の吸引を強めることができる。

上記ケーシングの下部の処理流体排出用空間内に、その出口に向かって汚れ、水、空気に送りをかける軸無しスクリューを回転可能に支持すると、空気の通り抜けを良くしつつも、洗浄で蓄積してくる汚れや、洗浄や脱水の水を出口に向かって強制送りできる。

投入口にはプラスチック片と共に水が供給される上記洗浄装置のケーシングの排出口は、温風発生装置のブロワー吸入口に接続され、該ブロワー吐出口がサイクロンを介して上記脱水装置の投入口に接続されると、洗浄処理済みのプラスチック片を遠心力による脱水ばかりでなく、更に温風による乾燥作用も付加され、脱水乾燥を早めることができる。更に、脱水装置の排出口がブロワー吸入口に接続され、洗浄され乾燥したプラスチック片が該ブロワーによって集積場のサイクロンに空気搬送されることで、集積場が脱水装置から離れていても乾燥して軽くなったプラスチック片を空気搬送することができ、集積場のサイクロンで収集できる。

本発明に係る廃棄プラスチックの洗浄・脱水装置１は、家庭や農家などから廃棄される汚れた各種プラスチックを約１０ｍｍから１５０ｍｍ平方のプラスチックの小片に裁断したものをリサイクルのために洗浄し、脱水乾燥するものであり、図１及び２と図４及び５に示すように、定量フィーダによって連続的に供給される廃棄プラスチック片の投入口１１を一端部に有すると共に他端部に処理済みプラスチック片の排出口１２を有し、下部に処理流体排出用空間１３とその出口部１３ａ、１３ｂを有した横長のケーシング１０の内部に回転軸２１を回転可能に軸承しており、その回転軸２１の周囲に、投入されたプラスチック片Ｐを回転中に投入口側から排出口側に送りをかけるように捩って（例えば、回転軸２１の軸線に対して約１５度）複数のパドル２５、２６を取り付けている。第１周列の６枚の長パドル２５と第２周列の６枚の短パドル２６とは、投入口１１からのプラスチック片の吸引を強めるために捩り度合いを（回転軸２１の軸線に対して約２５〜４０度に）他のパドルよりも大きくしてある。また、ケーシング内部においてパドル２５、２６を取り囲むように全周に渡って多孔筒３０がケーシング１０の内部に取り付けられており、洗浄中や脱水中にプラスチック片Ｐが流失するのを防いでいる。遠心力で落とされた汚れは、水Ｗや空気と共に多孔筒３０を通過後にケーシング下部の処理流体排出用空間１３に集められ、その出口部１３ａ、１３ｂから排出される。洗浄されたり、脱水されたプラスチック片Ｐ１，Ｐ２は、排出口１２から横送りスクリューコンベヤ３５に送られる。本発明に係る廃棄プラスチックの洗浄・脱水装置１は、出口１３ａ、１３ｂの位置以外は構造が同じで直列に接続される洗浄装置１Ａとして、また洗浄後の脱水を行う脱水装置１Ｂとして利用される。

より具体的には、横長のケーシング１０は、前後が端壁１０ａ、１０ｂで閉鎖された箱型の上部１０ｃと下方の処理流体排出用空間１３に至る漏斗状下部１０ｄとから構成されており、多孔筒３０を通過したものは、それら箱型の上部１０ｃと漏斗状下部１０ｄとによって捕捉されて処理流体排出用空間１３に収集される。前端壁１０ａの上部には投入口１１が、下部には洗浄装置用の出口部１３ａがそれぞれ形成され、また後端壁１０ｂの中間部には排出口１２が、下部には脱水装置用の出口部１３ｂがそれぞれ形成されている。回転軸２１は、前後の軸受２３ａ、２３ｂによって水平に回転可能に支承されており、モータＭ１によってパドル周速が３５〜７０ｍ／秒になるように（前端壁１０ａ側から見て洗浄装置１Ａでは時計方向に、脱水装置１Ｂでは反時計方向に）回転駆動される。パドルは、回転軸２１に周方向に６０度ピッチで各々６枚の取り付けられており、長手方向に長パドル２５の周列と短パドル２６の周列とが交互に周方向に３０度ずらして取り付けられている。全体のパドルは、前端壁１０ａから後端壁１０ｂにかけて第１周列の長パドル２５と第２周列の短パドル２６から始まって第１５周列の長パドル２５及び第１６周列の長パドル２５と第１４周列の短パドル２６までで構成されている。短パドル２６は、長パドル２５の約１／２の長さにしてあり、遠心力に差を付けることでプラスチック片の拡散や分離を図るようにしている。

図３に示すように、各パドル２５、２６は、プラスチック片Ｐ、Ｐ１に接触して遠心力を伝える作用面を回転軸２１に放射状に直交するように支持ブラケット２５ａ、２６ａによって取り付けられている。ケーシング１０の下方の処理流体排出用空間１３には、その出口部１３ａ、１３ｂに向かって洗浄で蓄積してくる汚れや、洗浄や脱水の水、空気や温風に送りをかける軸無しスクリュー（リボンスクリュー）１４がモータＭ２によって回転駆動されるように設けられており、空気の通り抜けを良くしつつも、強制送りもできるようにしている。

多孔筒３０は、１２角形の横断面を有し、３〜６ｍｍφの孔３０ａを多数有したスクリーンから形成されており、回転パドル２５、２６から遠心力で飛ばされてきたプラスチック片がスクリーンの内面に均一に張り着くよりもむしろ多角形の角部３０ｂに集まることで、上方角部３０ａから再びパドル上に落下しやすくなり、また下方角部３０ｂからケーシング内部に拡散させやすくなる。また孔３０ａを３〜６ｍｍφとすることで洗浄効果を維持しつつも、プラスチック片Ｐ、Ｐ１の孔通過を抑制して歩留を高めることができる。多孔筒は、パンチングメタルの他に、金網や格子や、それらの組み合わせでも形成され、また多角形の他に円筒状にも形成され得る。

またケーシング１０の排出口１２が入口３５ａに接続され、モータＭ３によって回転駆動される横送りスクリューコンベヤ３５は、捩れパドル２５、２６の回転による送風作用によって排出口１２から洗浄済みや脱水済みの処理済みプラスチック片Ｐ、Ｐ１が噴き出すのを防いでおり、後処理のためにほぼ定量づつ機体外に横に送り出すものである。

本発明の実施例１は、図１から図３に示すような廃棄プラスチックの洗浄装置１Ａであり、上記基本構造を有すると共に、投入口１１にはプラスチック片Ｐと共に洗浄用水Ｗが供給され、またケーシング１０の下方の処理流体排出用空間１３の出口部１３ａが上記投入口側に設けられている。パドル２５、２６の回転に伴って空気が投入口１１から吸入されるが、その空気がケーシング１０の排出口１２に流れると、プラスチック片に付加的な搬送力をかけてしまい、洗浄効果に悪影響を与えるために、早く投入口側の処理流体排出用空間出口部１３ａから排出させることで洗浄効果の悪化を防ぐようにしている。従って、軸無しスクリュー（リボンスクリュー）１４のモータＭ２は、排出口側に設置されている。洗浄装置１Ａの横送りスクリューコンベヤ３５の出口３５ｂは、温風発生装置５０のブロワー５１の吸入口５２に接続され、該ブロワー吐出口５３から水分が１２〜１８ｗ％のプラスチック片Ｐ１を脱水装置１Ｂに送り出すようにしている。第１温風発生装置５０は、熱源を電気ヒータや蒸気やＬＰＧ、灯油のバーナから得ており、ブロワー５１の吸入空気ＡＲを熱交換器５４で加熱して温風を発生して、共にプラスチック片Ｐ１を脱水装置１Ｂに送り出す。プラスチック片Ｐに油汚れがある場合は、水Ｗに適宜洗剤を混入することができる。

本発明の実施例２は、図４と図５に示されている脱水装置１Ｂであり、その投入口１１には洗浄済みの水分が１２〜１８ｗ％の濡れたプラスチック片Ｐ１が温風と共に供給され、水分が１〜８ｗ％まで脱水し、乾燥したプラスチック片Ｐ２として第２温風発生装置６０に送り出す。脱水装置１Ｂでは、ケーシング１０の下方の処理流体排出用空間出口部１３ｂは、排出口側に設けられており、投入口１１から吸入した温風に洗浄済みの湿ったプラスチック片Ｐ１をケーシング全長に渡って接触させて脱水効果を高めるようにしている。従って、軸無しスクリュー（リボンスクリュー）１４のモータＭ２は、投入口側に設置されている。洗浄装置１Ａの第１温風発生装置５０からのプラスチック片Ｐ１は、本脱水装置１Ｂの投入口１１の手前に設置されたサイクロン５６によって一旦収集されてから温風と共に脱水装置１Ｂの投入口１１に供給される。脱水装置１Ｂでは、遠心力による脱水ばかりでなく温風による乾燥作用も付加されて、プラスチック片Ｐ１の脱水乾燥が早められ、横送りスクリューコンベヤ３５の出口３５ｂに接続された第２温風発生装置６０によって洗浄されて乾燥したプラスチック片Ｐ２がブロワー６１によってリサイクル集積場のサイクロン６５へ空気搬送される。脱水された水は、処理流体排出用空間１３の下方の傾斜排出路１５に早く隔離するように、処理流体排出用空間を透水性スクリーン１３ｃで形成することもできる。

本発明の活用例として、プラスチックばかりでなく、布などの各種素材のシート材の洗浄や脱水やリサイクルに応用できる。

本発明に係る廃棄プラスチックの洗浄・脱水装置の実施例１の洗浄装置として構成された装置の主要部を切欠いた部分断面図である。 同実施例１の排出口側の側面図である。 同廃棄プラスチックの洗浄・脱水装置のパドルと多孔筒の横断面図である。 本発明に係る廃棄プラスチックの洗浄・脱水装置の実施例２の脱水装置として構成された装置の主要部を切欠いた部分断面図である。 同実施例２の排出口側の側面図である。

符号の説明

１：本発明に係る廃棄プラスチックの洗浄・脱水装置
１Ａ：洗浄装置
１Ｂ：脱水装置
１０：ケーシング
１１：投入口
１２：排出口
１３：処理流体排出用空間
１３ａ：洗浄装置の処理流体排出用空間出口
１３ｂ：脱水装置の処理流体排出用空間出口
１４：軸無しスクリュー
２１：回転軸
２５：長パドル
２６：短パドル
３０：多孔筒
３０ａ：孔
３５：横送りスクリューコンベヤ
５０：温風発生装置
５１：温風発生装置のブロワー
５２：吸入口
５３：吐出口
５６：サイクロン
６１：ブロワー（第２温風発生装置）
６５：集積場のサイクロン
Ｐ：プラスチック片
Ｐ１：洗浄処理済みプラスチック片
Ｐ２：脱水処理済みプラスチック片
Ｗ：水

Claims (10)

1. 一端部に廃棄プラスチック片の投入口を有すると共に他端部に処理済みプラスチック片の排出口を有し、下部に処理流体排出用空間とその出口を有した横長のケーシングと、
   該ケーシング内部に回転可能に軸承された横長の回転軸と、
   該回転軸の周囲に、投入されたプラスチック片を回転中に投入口側から排出口側に送りをかけるように捩って取り付けられた複数のパドルと、
   上記ケーシング内部において上記パドルを取り囲むように取り付けられた多孔筒からなり、
   上記複数のパドルが上記回転軸の周囲方向に複数枚取り付けられており、長手方向に交互に少なくとも長パドルと短パドルの２種類のパドルが、互いに周囲方向に位相をずらして取り付けられていることを特徴とする廃棄プラスチックの洗浄及び脱水機能を有する装置。
2. 上記多孔筒は、多角形状の横断面を有し、孔を多数有したスクリーンから形成されている請求項１記載の装置。
3. 上記投入口に洗浄済みプラスチック片と温風とが共に供給されて脱水装置として使用され、上記ケーシングの下部の処理流体排出用空間の出口を上記排出口側に有している請求項１記載の装置。
4. 上記プラスチック片は、主に約１０ｍｍから１５０ｍｍ平方のプラスチックシート小片から成る請求項１記載の装置。
5. 上記多孔筒は、１２角形の横断面を有し、３〜６ｍｍφの孔を多数有したスクリーンから形成されている請求項２記載の装置。
6. 上記ケーシングの排出口は、横送りスクリューコンベヤの入口に接続されており、該横送りスクリューコンベヤは、機体外に洗浄済み、又は脱水済みプラスチック片を送り出す請求項１記載の装置。
7. 上記パドルは、上記排出口に近接した個所では２周列に渡って長パドルが取り付けられている請求項１記載の装置。
8. 上記パドルは、上記回転軸の周囲方向に複数枚取り付けられており、また長手方向に交互に長パドルと約１／２の長さの短パドルとが互いに周囲方向にずらして取り付けられている請求項７記載の装置。
9. 上記パドルは、上記投入口側の第１周列の長パドルと第２周列の短パドルの捩れ角度を他のパドルよりも大きく設定している請求項１又は７記載の装置。
10. 上記ケーシングの下部の処理流体排出用空間内に、その出口に向かって汚れ、水、空気に送りをかける軸無しスクリューを回転可能に支持している請求項１記載の装置。

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