JP4786618B2 - 廃タイヤ処理装置 - Google Patents

Description

この発明は、予め熱処理によってゴム材を脆化した廃タイヤから、ゴム材と金属ワイヤを分別して回収する廃タイヤ回収装置に関する。

自動車等の輸送機器に一般的に用いられるタイヤは主として中空構造のゴム材から構成される。この中空構造の内面に金属ワイヤを編んでベルト状にしたブレーカーコードを設けて、トレッド面（接地面）への異物の突き刺さりによるパンクを防止している。さらに、ピアノ線等の金属ワイヤからなるビードワイヤをリム接触部近傍に円周状に埋め込んでタイヤを補強する（ドーナツ形状を保つ）ようにしている。

このタイヤは、その使用距離とともにトレッド面の磨耗が進行し、その磨耗が使用限界に達すると使用できなくなる。この使用限界に達したタイヤの多くはリサイクルされて再利用される。
このリサイクルにおいて、タイヤを構成するゴム材と金属ワイヤは分別回収されて、それぞれ再利用先に運搬される。例えば、上記ゴム材は燃焼の際の発熱量が大きいことから、セメント工場等で燃料として用いられたり、アスファルトに混入して、高速道路等の排水性向上や騒音発生防止等に用いられたりする一方で、上記金属ワイヤはスクラップとして鉄鋼原料に用いられる。

上記分別回収に際し、金属ワイヤはゴム材と一体に、密着して設けられているため、両者を引き離して分別するのに手間を要することが多い。
この手間を軽減するため、分別回収処理に先立って廃タイヤを少なくとも３００℃以上に加熱して、上記廃タイヤのゴム材を脆化する処理を行うことがある。この脆化処理によって上記ゴム材と金属ワイヤの間の上記密着の度合いを低下させるとともに、このゴム材と金属ワイヤを引き離す処理が行われる。
この引き離しに続いて、両者が混在した状態のまま破砕処理が行われ、その後、ゴム材と金属ワイヤがそれぞれ回収される（特許文献１のｐ２９０下段参照）。

特開平３−１２２４２号公報

上記加熱処理を行った廃タイヤのゴム材は大変脆くなっているため、その破砕処理や運搬工程においてこのゴム材が粉塵になりやすい。また、この破砕処理においては、このゴム材とともに金属ワイヤも破砕され、この破砕の際の衝撃によって金属ワイヤから火花が生じることがある。上記ゴム材の粉塵の存在下で上記火花が生じると、この粉塵に引火して粉塵爆発を引き起こすおそれがある。

そこで、この発明は、上記加熱処理を行って脆化した上記廃タイヤの処理の際に、粉塵爆発が生じにくいようにすることを課題とする。

上記の課題を解決するため、この発明は、上記加熱処理を行って脆化した上記廃タイヤの破砕処理を行う前に、火花発生の原因となる金属ワイヤを取り除くようにしたのである。
予め金属ワイヤを取り除いておけば、上記破砕の際に上記金属ワイヤに起因する火花が生じないので、上記粉塵爆発の危険性を大幅に低減し得る。

この発明は、予め熱処理を行ってゴム材を脆化した廃タイヤから、この廃タイヤを構成するゴム材と金属ワイヤとを分別して回収する廃タイヤ処理装置に、上記廃タイヤを構成するゴム材と金属ワイヤとを分別する分別機と、分別したゴム材を破砕する破砕機とを設けることができる。

上記熱処理を行った廃タイヤは、上述したように脆い状態になっている。このため、この廃タイヤをこの処理装置に投入する際や、ベルトコンベア等での搬送の際の衝撃によって、あるいは、上記廃タイヤを一定量ずつ切り出して次工程に送り込むスクリューフィーダ等による移送時に、元のタイヤ形状が容易に崩れてばらばらとなって、この廃タイヤを構成していたゴム材と金属ワイヤが引き離されて、両者が混在した状態となる。
このゴム材と金属ワイヤを分別する分別機として、例えば、ゴム材と金属ワイヤの形状の違い（ゴム材は小塊状、金属ワイヤは細線状）によって篩い分けする篩い分け選別機、重さの違いによって分別する遠心選別機等をはじめとした公知のものを幅広く採用し得る。
また、上記ゴム材を破砕する破砕機として、例えば、複数の回転刃の隙間に上記ゴム材を送り込んで、上記回転刃とゴム材の間で生じた剪断力によって上記ゴム材を破砕する方式のものを採用し得る。

上述したように、上記分別機として種々の公知方式のものを採用し得るが、上記金属ワイヤのみを磁力によって分別する磁力選別機を採用するのが特に好ましい。

上記タイヤを構成する金属ワイヤとしては、上述したように、ブレーカーコード、ビードワイヤ等の網目状、細線状の種々の形状や重さのものがある。そのため、その形状や重さによって分別する上記篩い分け選別機や遠心選別機では、全ての上記金属ワイヤを分別できないことがある。
その一方で、上記磁力によって分別する方法は、上記金属ワイヤの長さ、形状等にかかわりなく、この金属ワイヤのみを引き寄せて分別回収することができるので、この分別効率を一層高めることができる。

この分別に関しては、強い磁力を発生する磁力選別機を採用して、上記ゴム材と混在している上記金属ワイヤの全てを一度に回収するようにできる一方で、磁力の異なる複数の磁力選別機を多段に配置して、各磁力選別機の吸着力に対応して、長さや形状の異なる上記金属ワイヤを分別して回収するようにすることもできる。

また、この廃タイヤ処理装置に、上記ゴム材と上記廃タイヤに付着した異物とを、送風による吹き飛ばされやすさによって分別する風力選別機を設けることもできる。

この異物とは、例えば、廃タイヤのトレッド面に刺さったり、かみ込んだりしたガラスや小石等であって、この異物は上記金属ワイヤほどではないが、ゴム材の破砕の際に火花発生の原因となり得る。そのため、上記破砕処理の前にこの異物を除去する必要がある。
この異物は、熱処理によって脆化したゴム材よりも一般的に比重が大きいので、両者の混在物に上記風力選別機で送風すると、上記ゴム材の方が上記異物よりも遠くまで吹き飛ばされる。そのため、それぞれの吹き飛ばされる距離に対応して予め回収袋等を設置しておけば、異物とゴム材を効率的に分別回収し得る。
また、上記磁力選別機の場合と異なり、非磁性材料である異物をも除去し得る点で、この風力選別機は有効な手段となる。

このように、ゴム材から異物を除去しておくことにより、回収してリサイクルするゴム材の品質を高めることができるというメリットもある。

さらに、この廃タイヤ処理装置に、上記廃タイヤ処理の工程において発生する粉塵を除去する集塵機を設けることもできる。

上記粉塵爆発は、上記粉塵の濃度が高いほど、その危険性が高まることが知られている。そこで、上記工程内で発生した粉塵を集塵機で除去してその濃度を低くすることで、上記粉塵爆発の危険性を低減し得る。

なお、この粉塵爆発は、上記工程内で上記ゴム材を破砕等した際にこのゴム材同士が摩擦し合い、その際に発生した静電気によって起こることもある。この静電気に起因した粉塵爆発を回避するため各装置をアースして、上記静電気が蓄積しないようにするのが好ましい。

また、この廃タイヤ処理装置に、上記破砕機で破砕した上記ゴム材を捕集するコレクタを設けるとともに、このコレクタに貯められた上記ゴム材を取り出す搬送装置を設けるようにすることもできる。

このコレクタで捕集された上記ゴム材は、例えば回収袋にて回収されるところ、この回収袋の交換等の際は、上記コレクタからの上記ゴム材の排出を一旦止める必要がある。
そこで上記搬送装置を設け、上記回収袋に回収する際に上記搬送装置を稼動させて、上記ゴム材を上記回収袋に送り込む一方で、上記回収袋の交換等の際に上記搬送装置の稼動を停止して、上記コレクタ内に上記ゴム材を一時的に貯めるようにしておくことにより、上記交換作業等の際に誤って上記ゴム材が排出されるおそれが低い。

この発明によると、ゴム材の破砕処理の前に金属ワイヤを除去するので、上記破砕処理の際の衝撃によって上記金属ワイヤに起因して火花が生じることがない。そのため、上記破砕処理において発生したゴム材の粉塵による粉塵爆発の危険性を大幅に低減し得る。

この発明に係る廃タイヤ処理装置を図１に示す。
この廃タイヤ処理装置は、廃タイヤ１を投入する投入ホッパ２と、スクリューフィーダ３（３ａ、３ｂ、３ｃ）と、ベルトコンベア４（４ａ、４ｂ）と、金属ワイヤ５とゴム材６等を分別するドラム型磁力選別機７と、ゴム材６と、廃タイヤに付着した異物８を分別する風力選別機９と、この風力選別機９に空気を送出する送風機１０と、ゴム材６を破砕する破砕機１１と、破砕したゴム材６を捕集するコレクタ１２と、排風機１３（１３ａ、１３ｂ）と、金属ワイヤ５や破砕したゴム材６等を貯める貯蔵袋１４と、集塵機１５と、この集塵機１５に連結された排気ダクト１６と、コレクタ１２及び集塵機１５に圧縮空気を送出するコンプレッサ１７とから構成される。

この構成に基づいて廃タイヤ１の処理の流れについて説明する。
なお、上述したように、この処理装置での処理に先立って、この処理を行う廃タイヤ１は所定の熱処理（約６００〜７００℃）が施され、この廃タイヤ１を構成するゴム材６が炭化した状態となっている。

この投入ホッパ２の下には、スクリューフィーダ３ａが一体に設けられており、投入された廃タイヤ１は、このスクリューフィーダ３ａに設けられたフィード翼１８の回転とともに、一定量ずつベルトコンベア４ａに送出される。このように一定量ずつ下工程に供給することで、一度に大量の廃タイヤ１が下工程に供給されて、この下工程において廃タイヤ１が装置に詰まる等のトラブルが回避できる。

上記送出の際、この廃タイヤ１のゴム材６は炭化しているため、回転するフィード翼１８によってゴム材６がばらばらになり、それによって、ゴム材６と密着している金属ワイヤ５が引き離され、両者が混在した状態となる。

ベルトコンベア４ａの終端には、永久磁石が内蔵された磁気プーリ１９が設けられている。上記混在物中の金属ワイヤ５の大部分はこの磁気プーリ１９に引き寄せられ、この引き寄せが解除されたタイミングで、貯蔵袋１４内に落下する一方で、残りの混合物はドラム型磁力選別機７に送られる。

このドラム型磁力選別機７は、図２に示すように、筒状の回転ドラム２０が一定方向（白抜き矢印方向）に回転自在に設けられるとともに、その回転ドラム２０の中空内部（この回転ドラム２０の右側半分）に、断面半月形の永久磁石２１が回転不能に設けられている。

ベルトコンベア４ａから搬送された上記残りの混合物は、この回転ドラム２０上に送り込まれる。この際、この混合物中に残留する金属ワイヤ５は、永久磁石２１に引き寄せられて回転ドラム２０の回転とともに回転する。この回転によって、この金属ワイヤ５が永久磁石２１のない左側半分に到達すると、永久磁石２１による引き寄せが解除されるため、この金属ワイヤ５はこの回転ドラム２０から脱離して貯蔵袋１４内に落下する。

その一方で、金属ワイヤ５が除去された残りの混合物は、永久磁石２１によって引き寄せられることなく回転ドラム２０に沿ってそのまま落下して、風力選別機９の投入口２２に送り込まれる。この風力選別機９は、投入口２２から投入されて自然落下する混合物に向けて、送風口２３から排気口２４に向けて送風機１０による送風を行い、混合物の比重差（送風による吹き飛ばされやすさの差）によってこの混合物を分別する。
この風力選別機９に送り込まれた混合物に含まれるのは、主として炭化したゴム材６と、廃タイヤ１に挟まっていた小石等の異物８であって、この炭化したゴム材６は異物８よりも軽く、上記送風によって吹き飛ばされやすいので、容易にこれらの混合物を分別することができる。

この風力選別機９で分別された異物８はそのまま貯蔵袋１４に回収される一方で、ゴム材６はベルトコンベア４ｂでスクリューフィーダ３ｂへ搬送される。このスクリューフィーダ３ｂに送り込まれたゴム材６は、一定量ずつ破砕機１１に送出される。
この破砕機１１では、ゴム材６は図示しない破砕刃によってさらに細かく破砕され、排風機１３ａの運転によって生じた気流によって輸送管２５を通って運搬されて、コレクタ１２で捕集される。このコレクタ１２にゴム材６が一定量貯まったら、スクリューフィーダ３ｃを作動させてこのゴム材を貯蔵袋１４に送り込んで回収する。

この回収装置の稼動に伴い、コレクタ１２及び集塵機１５に設けられた図示しない濾布にゴム材６等の微粉末が次第に付着して、このコレクタ１２等の捕集能力が低下する。この捕集能力を回復させるため、所定時間ごとにコンプレッサ１７でコレクタ１２及び集塵機１５に圧縮空気を送り込み、上記濾布に付着した上記微粉末を除去する作業が行われる。

また、スクリューフィーダ３ａ及びベルトコンベア４ａ、４ｂの終端には排気ダクト１６が設けられ、排風機１３ｂの運転によって生じた気流によって、排気管２６を通じて搬送に伴って発生した粉塵を吸い込んで集塵機１５で集めるようにしている。そのため、上記粉塵に起因した粉塵爆発の発生の危険性が低い。

さらに、この処理装置の各所に図示しないアースを設置して、ゴム材６等の破砕及び搬送の際にそれらが摩擦し合って静電気が発生するのを防止したので、この静電気によって粉塵爆発が引き起こされる危険性も低い。

なお、上記処理装置においては、スクリューフィーダ３ａからドラム型磁力選別機７、及び、風力選別機９からスクリューフィーダ３ｂへの搬送にそれぞれベルトコンベア４ａ、４ｂを用いたが、このスクリューフィーダ３ａからドラム型磁力選別機７へ、又は、風力選別機９からスクリューフィーダ３ｂへ直接供給がなされるように各装置を配置することによって、ベルトコンベア４ａ、４ｂを省略して装置構成を簡略化し得る。

また、この実施形態においては、廃タイヤ１を構成するゴム材６が炭化するまで高温（約６００〜７００℃）の加熱処理を行った上で、上記処理装置による処理を行ったが、このように炭化に至らなくとも、脆化さえしていれば破砕機１１における破砕が速やかに行い得る。この脆化は、ゴム材６の種類にもよるが、３００℃程度の比較的低温の加熱処理でも行い得る。

この発明の一実施形態における廃タイヤ処理装置の全体構成を示す図 同実施形態における要部を示す図

符号の説明

１ 廃タイヤ
２ 投入ホッパ
３（３ａ、３ｂ、３ｃ） スクリューフィーダ
４（４ａ、４ｂ） ベルトコンベア
５ 金属ワイヤ
６ ゴム材
７ ドラム型磁力選別機
８ 異物
９ 風力選別機
１０ 送風機
１１ 破砕機
１２ コレクタ
１３（１３ａ、１３ｂ） 排風機
１４ 貯蔵袋
１５ 集塵機
１６ 排気ダクト
１７ コンプレッサ
１８ フィード翼
１９ 磁気プーリ
２０ 回転ドラム
２１ 永久磁石
２２ 投入口
２３ 送風口
２４ 排気口
２５ 輸送管
２６ 排気管

Claims (3)

1. 予め熱処理を行ってゴム材（６）を脆化した廃タイヤ（１）から、この廃タイヤ（１）を構成するゴム材（６）と金属ワイヤ（５）とを分別して回収する廃タイヤ処理装置において、
   上記廃タイヤ（１）を構成するゴム材（６）と金属ワイヤ（５）とを分別する磁力選別機（７）と、上記磁力選別機（７）で分別した上記ゴム材（６）と上記廃タイヤ（１）に付着した異物（８）とを送風による吹き飛ばされやすさによって分別する風力選別機（９）と、上記風力選別機（９）で分別したゴム材（６）を破砕する破砕機（１１）とを設け、上記破砕機（１１）での破砕処理の前に前記金属ワイヤ（５）を上記磁力選別機（７）で分別するとともに、前記異物（８）を上記破砕機（１１）で破砕することなく上記風力選別機（９）で取り除いて、前記破砕処理の際に金属ワイヤ（５）及び異物（８）に起因して火花が発生するのを防止したことを特徴とする廃タイヤ処理装置。
2. 上記廃タイヤ処理の工程において発生する粉塵を除去する集塵機（１５）を設けたことを特徴とする請求項１に記載の廃タイヤ処理装置。
3. 上記破砕機（１１）で破砕した上記ゴム材(６)を捕集するコレクタ（１２）を設けるとともに、このコレクタ（１２）に貯められた上記ゴム材（６）を取り出す搬送装置（３）を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の廃タイヤ処理装置。
   

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