JP4699973B2 - 廃棄プラスチック洗浄装置 - Google Patents

Description

この発明は、廃棄プラスチックの表面に付着した異物を除去し、高い品質で廃プラのリサイクルをするための廃棄プラスチック洗浄装置に関する。

廃棄プラスチック（以下、「廃プラ」という）の表面には、通常、種々の異物が付着しており、例えば、農業において、トンネル栽培に使用されたプラスチックシートには、土砂や各種肥料の残渣が、食品産業で用いられたプラスチックには、食品や各種調味料の残渣が付着している。これらの残渣が付着したまま、廃プラをリサイクルしたのでは、高い品質の再生プラスチックを得ることが難しい。

このため、従来から、その異物を分離除去する各種の廃棄プラスチック洗浄装置が提案されている。その装置の一例として、ケーシング内に配置された筒状のスクリーン内で、撹拌ブレードを備えた主軸を高速回転させ、そのスクリーン内に投入した廃プラを撹拌ブレードにより撹拌して、廃プラ同士を擦り合わせて付着した異物を分離し、その分離した異物を遠心力でスクリーンの外に弾き飛ばすとともに、異物を除去した後の廃プラをプラスチック材として回収するものがある（特許文献１）。
特開２００２−３１６１０１号公報 図１参照

この廃棄プラスチック洗浄装置は、スクリーンの内外を貫通する多数の透孔を介して外側に排出される異物（ダスト）が、その透孔の外側周縁部に付着しやすいので、稼働時間が長くなると、その付着量が増大して透孔の目詰まりを生じさせるおそれがあった。スクリーンの透孔に目詰まりが発生すれば、その異物がスクリーン外に排出されにくくなり洗浄性能が低下する。

また、洗浄性能を維持するために一定期間毎にスクリーンの外周面を洗浄しようとすると、この廃棄プラスチック洗浄装置の駆動を停止させる必要があるので、連続運転が難しくなる。

そこで、この発明は、装置の駆動を停止することなく、スクリーンの透孔の目詰まりを抑制することを課題とする。

上記の課題を解決するために、この発明は、スクリーンの外側にスクリーン清掃材を設け、撹拌ブレードの回転につれて、そのスクリーン清掃材を透孔周囲のスクリーンの外周面に摺動可能としたのである。

このようにすれば、撹拌ブレードの回転につれて、スクリーン清掃材がスクリーンの外周面を摺動して、スクリーンの透孔の外側周縁部に付着した異物（ダスト）を掻き取るので、装置の駆動を停止することなく、スクリーンの透孔の目詰まりが抑制される。

この発明の構成としては、ケーシングに設置され内外を貫通する透孔を有する筒状のスクリーン内に、撹拌ブレードを前記スクリーンの筒軸周りに回転自在に設け、その撹拌ブレードを回転させることにより、前記スクリーン内に投入された廃棄プラスチックに付着した異物を前記透孔を介して前記スクリーン外に排出する廃棄プラスチック洗浄装置において、前記スクリーンの外側にスクリーン清掃材を設け、前記撹拌ブレードの回転につれて、前記スクリーン清掃材を前記透孔周囲のスクリーンの外周面に摺動可能としたものを採用することができる。

ここで、「撹拌ブレードの回転につれて」とは、撹拌ブレードが回転した際、連動して常にスクリーン清掃材が摺動する構成、または断続的に摺動する構成をいう。断続的に摺動する場合、適宜の時期を手動あるいは自動で選択して摺動する、または一定の周期で摺動する構成などが考えられる。撹拌ブレードとスクリーン清掃材との駆動源は、同一でも別々でもよい。撹拌ブレードの回転につれて摺動可能である機能に加えて、撹拌ブレードが回転していないときに摺動できる機能を備えていてもよい。

上記スクリーンの外周面に付着した上記異物を除去するためには、スクリーン清掃材としてブラシやブレードを採用し、このブラシやブレードをスクリーンの外周面に当接させ、その当接状態で、そのブラシやブレードと、スクリーンとを筒軸周りに相対回転させることにより、ブラシやブレードを透孔周囲のスクリーンの外周面に摺動可能とすることができる。このようにすれば、スクリーン清掃材としてのブラシやブレードの交換や手入れなどのメンテナンスを容易に行なうことができる。

また、上記スクリーン清掃材が、弾性を有する板状のブレードであり、そのブレードの縁を前記スクリーンの筒軸方向に当接させ、前記スクリーンが、断面多角形状に形成されたものとすることができる。

上記スクリーンが断面多角形状に形成された場合、板状の前記ブレードは、スクリーンの外周面を摺動する際、スクリーンを構成する各周面部のうち隣り合う周面部の稜線部を弾性変形しながら乗り越える。このため、前記ブレードは、スクリーンの外周面を円滑に摺動することができる。

上記構成において、上記ケーシングに、上記スクリーン清掃材の位置を検出する位置検出センサを設け、この位置検出センサからの検知信号に基づいて、前記スクリーン清掃材の摺動の向きを反転させるようにしたものを採用することができる。

上記スクリーン清掃材の摺動の方向を反転させることで、一方向に摺動するスクリーン清掃材により掻き取られずに外周面のその摺動方向に残った異物を、反転して摺動するスクリーン清掃材により、立ち上がらせるように掻き取るので、スクリーンの外周面に付着した異物が剥がれ易くなる。

さらに、上記スクリーンの透孔の内壁が内側から外側に向けて広がるテーパ状に形成されれば、スクリーンの透孔の内壁に沿って異物が外部に移動しやすくなり、透孔が目詰まりしにくくなる。

この発明は、以上のように、撹拌ブレードの回転につれて、スクリーン清掃材がスクリーンの外周面を摺動して異物を掻き取るため、装置の駆動を停止することなくスクリーンの透孔の目詰まりが抑制され、連続運転ができる。

図１から図４にこの発明の実施形態を示し、この実施形態の廃棄プラスチック洗浄装置１０は、図１に示すように、横向き四角筒状のケーシング１１がその左右のフレーム１２で支えられ、ケーシング１１の対向する両側板１３に軸受台１４が設けられたものである。

上記ケーシング１１の一方の側板１３の上部に、廃プラを投入する投入口１６が形成されるとともに、他方の側板１３の軸受台１４の下部に洗浄された廃プラが排出される排出口１７と、廃プラから分離除去された異物が排出される異物排出口１８とが形成される。

上記左右の軸受台１４、１４の間に軸受１５を介して主軸１９が回転自在に支持され、この主軸１９は、その一端部に取り付けられたプーリ２１にベルト２２が掛け渡されて、フレーム１２に固定された回転駆動用モータ２３の動力が伝達される。

また、上記ケーシング１１の外側には、上記主軸１９と平行に回転軸３０が支持され、この回転軸３０は、これに取り付けられたスプロケット３１にローラーチェーン３２が掛け渡されて、ケーシング１１に固定された清掃ブレード用モータ３３の動力が伝達される。

さらに、上記ケーシング１１の両側板１３の外側には、軸受３４を介してシャフト３５がそれぞれ回転自在に支持され、この両シャフト３５の一端部がケーシング１１の側板１３に貫通している。この両シャフト３５は、後述するスクリーン２５の筒軸方向に平行にかつ、同一線上に配置されており、ケーシング１１内部の一端部に歯車３６が、他端部にスプロケット３７が取り付けられている。このスプロケット３７と上記回転軸３０の両端にそれぞれ設けられたスプロケット３８とにローラーチェーン３９が掛け渡されて、回転軸３０の回転が両シャフト３５に伝達される。

上記ケーシング１１内の両側板１３間に、図２に示すように、筒状のスクリーン２５が設けられ、スクリーン２５は、その筒軸方向が水平方向となる横型に配置され、断面形状が正十五角形に形成されたものである（図５参照）。

この十五角筒状の周面を構成する１５の板状の各周面部のうち隣り合う両周面部２６、２６間の稜線部（突き合い部）が角部２７となっている。この各周面部２６には、パンチングなどにより内外を貫通する透孔となる排出孔２９が多数形成されており、この排出孔２９から、上記廃プラＰから剥ぎ取られた異物ｃが外側に排出される。なお、スクリーン２５を針金などを編んだ網状（メッシュ状）に形成して、その網目（開口部）を排出孔２９（透孔）としてもよい。

上記スクリーン２５の筒軸上には、図３に示すように、上記主軸１９が貫通し、この主軸１９にその径方向外向きに延びる複数の送り羽根状の撹拌ブレード２４、２４が所定間隔をもって一体に設けられる。この撹拌ブレード２４、２４の回転により、スクリーン２５内の廃プラＰが撹拌され、その廃プラＰ同士が擦り合わされて、表面に付着した土砂や食品の残渣や調味料の残渣などの異物ｃが剥ぎ取られる。

なお、この撹拌ブレード２４は、連続した螺旋状、または主軸１９上の螺旋軌道に沿って間欠的に設けられるものであってもよい。撹拌ブレード２４を螺旋状にすれば、その回転により、スクリーン２５内に投入された廃プラを、ケーシング２５内の上流側（投入口１６）から下流側（排出口１７）へと円滑に搬送させることができる。

上記ケーシング１１内の両側板１３に、内外輪４１、４２が軸周りに相対回転可能に支持させた旋回ベアリング４０が設けられ、この旋回ベアリング４０は、スクリーン２５の筒両側の外側において、スクリーン２５の筒軸と同軸状態に配置されている。

この両旋回ベアリング４０は、図４に示すように、その内輪４１が側板１３に固定され、外径側に歯を有する外輪４２が、内輪４１に対して転動体を介して軸周りに回転可能である。外輪４２の歯が上記両シャフト３５の歯車３６と噛み合うように固定され、回転軸３０が回転すれば、その外輪４２が同じ回転速度、同方向に回転するようになっている（図５参照）。

上記両外輪４２、４２の間に、環状のシール部材４３を介してスクリーン清掃材としての清掃ブレード４４が設けられる。この清掃ブレード４４は、その一縁がスクリーン２５の外周面に当接し、その当接縁がスクリーン２５の全長にわたって筒軸方向と平行に設けられる。

また、上記清掃ブレード４４は、ホルダー４５とこのホルダー４５に固定した弾性を有する板状の弾性板４６とから構成される。この弾性板４６の一縁がスクリーン２５の外周面に当接した状態で、両外輪４２の回転に伴ってスクリーン２５の外周面に沿って筒軸周りに摺動する。

この清掃ブレード４４は、図５に示すように、その弾性板４６がスクリーン２５の外周面に摺接しているので、撹拌ブレード２４の回転を止めることなく、スクリーン２５の筒軸周りに摺動させることができる。清掃ブレード４４が摺動することにより、スクリーン２５の排出孔２９の外側周縁部に付着した異物ｃ（ダスト）を掻き取る。また、清掃ブレード４４がスクリーン２５の角部２７を通過するときには、その弾性板４６の先端部がその角部２７に沿って弾性変形し、角部２７を乗り越えるので、スクリーン２５の外周面を円滑に摺動させることができる。

上記ケーシング１１の上面には、図５に示すように、清掃ブレード４４の位置を検出する位置検出センサとして近接スイッチ４７が設けられる。この近接スイッチ４７は、清掃ブレード４４の位置を検知して、検知信号を発信し、その検知信号に基づいて、清掃ブレード用モータ３３の回転方向を反転させるものである。この清掃ブレード用モータ３３の回転方向が反転すると、旋回ベアリング４０の外輪４２の回転方向が反転し、清掃ブレード４４の摺動の向き（回転方向）が反転する。

上記清掃ブレード４４は、その摺動の向きが反転するので、一方向に摺動する清掃ブレードにより掻き取られずに外周面のその摺動方向に残った異物を、反転して摺動する清掃ブレードにより、立ち上がらせるように掻き取ることができ、スクリーンの外周面に付着した異物が剥がれ易くなる。

上記ケーシング１１の底部には、図２に示すように、上記異物排出口１８に向かって延びるスクリュー２８が設けられ、このスクリュー２８によって、スクリーン２５の排出孔２９から排出された異物ｃ、および清掃ブレード４４により掻き取られた異物ｃが集められて異物排出口１８に送られ、その排出口１８から排出される。

以下、この廃棄プラスチック洗浄装置の作用について説明する。
上記ケーシング１１の投入口１６からスクリーン２５内に廃プラが投入され、この投入された廃プラは、撹拌ブレード２４の回転により撹拌され、その撹拌ブレード２４の遠心力によってスクリーン２５内で外向きに広がる。スクリーン２５内で外向きに広がる廃プラが撹拌ブレード２４によってスクリーンの各周面部２６に押し付けられて廃プラ同士が擦り合わされる。

上記スクリーン２５内で、廃プラ同士が擦り合わされれば、廃プラに付着した土砂や食品の残渣や調味料の残渣などの付着物が剥ぎ取られる。剥がされた異物ｃは、撹拌ブレード２４の遠心力により、排出孔２９を介してスクリーン２５の外側に弾き飛ばされ、スクリュー２８の回転により異物排出口１８から排出される。

一方、スクリーン２５の外側に弾き飛ばされず、排出孔２９の外側周縁部に付着した異物ｃは、清掃ブレード４４の弾性板４６により掻き取られる。この清掃ブレード４４は、スクリーン２５の外周面を筒軸周りに摺動するため、撹拌ブレード２４の回転を停止させる必要がなく、スクリーン２５の排出孔２９の目詰まりを抑制し、廃棄プラスチック洗浄装置を連続運転させることができる。
このように、表面に付着した異物が剥ぎ取られた廃プラは、ケーシング１１の排出口１７から排出され、プラスチック材として再生される。

次に、この実施形態の他の実施例を図６（ｂ）に示す。この場合の実施形態は、同図に示すように、スクリーン２５の各周面部２６の排出孔２９は、その内壁が内側から外側に向けて広がって形成される点で、上述した実施形態の場合（図６（ａ）参照）と相違し、その他の構成は上述した実施形態と同様である。

上記排出孔２９が内側から外側に向けて広がって形成されると、廃プラＰから分離した異物ｃが、排出孔２９の内壁に沿って外部に移動しやすくなり、排出孔２９が目詰まりしにくくなる。

（ａ）この発明に係る廃棄プラスチック洗浄装置の一実施形態の外観正面図、（ｂ）同上の外観側面図 図１（ｂ）のＢ−Ｂ線における断面図 図１（ｂ）のＡ−Ａ線における断面図 同実施形態のシャフトと清掃ブレードとの位置関係を示す一部拡大断面図 図１（ａ）のＣ−Ｃ線における断面図 （ａ）同上のスクリーンを示す一部拡大断面図、（ｂ）同上のスクリーンの他の実施例を示す一部拡大断面図

符号の説明

１０ 廃棄プラスチック洗浄装置
１１ ケーシング
１２ フレーム
１３ 側板
１４ 軸受台
１５ 軸受
１６ 投入口
１７ 排出口
１８ 異物排出口
１９ 主軸
２１ プーリ
２２ ベルト
２３ 回転駆動用モータ
２４ 撹拌ブレード
２５ スクリーン
２６ スクリーンの周面部
２７ スクリーンの角部
２８ スクリュー
２９ 排出孔
３０ 回転軸
３１ スプロケット
３２ ローラーチェーン
３３ 清掃ブレード用モータ
３４ 軸受
３５ シャフト
３６ 歯車
３７ スプロケット
３８ スプロケット
３９ ローラーチェーン
４０ 旋回ベアリング
４１ 内輪
４２ 外輪
４３ シール部材
４４ 清掃ブレード
４５ ホルダー
４６ 弾性板
４７ 近接スイッチ
Ｐ 廃棄プラスチック
ｃ 付着異物

Claims (3)

1. ケーシング（１１）に設置され内外を貫通する透孔（２９）を有する筒状のスクリーン（２５）内に、撹拌ブレード（２４）を前記スクリーン（２５）の筒軸周りに回転自在に設け、その撹拌ブレード（２４）を回転させることにより、前記スクリーン（２５）内に投入された廃棄プラスチックに付着した異物を前記透孔（２９）を介して前記スクリーン（２５）外に排出する廃棄プラスチック洗浄装置において、
   上記スクリーン（２５）の外側にスクリーン清掃材を設け、前記スクリーン清掃材を上記透孔（２９）周囲のスクリーン（２５）の外周面に摺動可能とし、
   上記スクリーン清掃材は、上記スクリーン（２５）の外周面に当接させ、その当接状態で、前記スクリーン（２５）に前記スクリーン清掃材を筒軸周りに回転させることにより、前記スクリーン清掃材を前記透孔（２９）周囲のスクリーン（２５）の外周面に摺動可能となるものであり、
   上記ケーシング（１１）に、上記スクリーン清掃材の位置を検出する位置検出センサ（４７）を設け、この位置検出センサ（４７）からの検知信号に基づいて、前記スクリーン清掃材の摺動の向きを反転させるようにしたことを特徴とする廃棄プラスチック洗浄装置。
2. 上記スクリーン清掃材が、弾性を有する板状のブレード（４４）であり、そのブレード（４４）の縁を前記スクリーン（２５）の筒軸方向に当接させ、前記スクリーン（２５）が、断面多角形状に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の廃棄プラスチック洗浄装置。
3. 上記スクリーン（２５）の透孔（２９）は、その内壁が内側から外側に向けて広がって形成されたものであることを特徴とする請求項１または２に記載の廃棄プラスチック洗浄装置。
   

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