JPH08311465A - ごみ固形燃料の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 比重差選別機の選別機能を充分に発揮させる
ようにし、良質なごみ固形燃料を歩留りよく製造する。 【構成】 竪型破砕機による破砕工程部Ｉで破砕したご
みを比重差選別工程部IIへ送り、不燃物を選別除去す
る。不燃物を除去した後のごみを、水分調整してから圧
縮成形により固形化し、乾燥させる。破砕工程部Ｉで用
いる竪型破砕機は、第１破砕室と第２破砕室を有し、投
入されたごみを、連続的に２段階に破砕して細粒化、解
砕化し、且つ破砕できない硬い不燃物は第１破砕室から
排出できる構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は都市ごみを固形燃料化す
るためのごみ固形燃料の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、都市ごみ（可燃ごみ）を処理、加
工することにより資源を再生利用することが図られてお
り、その一つとして、都市ごみを固形燃料化（ＲＤＦ）
する方法があり、数多くのプロセスが提案され、又、実
用化されている。

【０００３】都市ごみを固形燃料化する方法の代表例
は、図６の工程図に示す如く、主として、一次破砕工程
部ＩＡと、二次破砕工程部ＩＢと、比重差選別工程部II
と、水分調整工程部III と、圧縮成形工程部IVと、乾燥
工程部Ｖとからなっている。

【０００４】かかる工程を具体的に示すと、図７のプロ
セスフローの如くであり、収集されたごみはパッカー車
１００等で受入供給設備１０１のホッパ（又はピット）
１０２に貯蔵され、ホッパ１０２にて貯蔵されたごみ
を、コンベヤ１０３にて一次破砕工程部ＩＡに送り、二
軸破砕機１０４で一次破砕し、一次破砕したごみを、コ
ンベヤ１０５にて二次破砕工程部ＩＢに送り、二軸破砕
機１０６で固形燃料化に適した大きさ（２０〜３０mm以
下）に二次破砕し、次に、二次破砕されたごみをコンベ
ヤ１０７にて比重差選別工程部IIに送り、比重差選別機
１０８で、重量物である不燃物（金属やガラス、陶磁器
類等）を選別除去し、次いで、不燃物が除去された後の
可燃物のごみをコンベヤ１０９にて水分調整工程部III
へ送り、添加剤としての生石灰を添加して混合機１１０
により混合・反応させることによりごみの水分調整を行
い、しかる後、水分調整したごみを圧縮成形工程部IVへ
送り、圧縮成形機１１１で所定の燃料形状に固形化し、
最後に、固形化したごみをコンベヤ１１２にて乾燥工程
部Ｖへ送り、乾燥機１１３によって、固形化したごみの
水分が１０％以下となるように乾燥させることによりご
み固形燃料とするようにしてある。製造されたごみ固形
燃料はコンベヤ１１４にて排出され、運搬車両１１５で
搬出される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
ごみ固形燃料の製造方法の場合、一次破砕工程部ＩＡと
二次破砕工程部ＩＢでごみを２段階に破砕させるように
してから比重差選別工程部IIへ送るようにしているが、
比重差選別工程部IIで用いている比重差選別機１０８の
能力を最大限に発揮させることができないという問題が
ある。

【０００６】すなわち、上記一次破砕工程部ＩＡや二次
破砕工程部ＩＢで用いている二軸式破砕機は、図８の
（イ）に示す如く、ケーシング１１６内に所要間隔を隔
てて平行に並べた２本の横軸１１７と１１８に、多数の
回転刃１１９と１２０を、互いに相手方の回転刃の間に
刃先が入り込むように交互に位置をずらして取り付け、
通常時は、回転刃１１９と１２０の回転方向を互いに外
側から内側に連れ回りする如き方向として、回転刃１１
９，１２０間の剪断力でごみ１２１を破砕して下方へ落
下させるようにし、破砕できないような硬い不燃物１２
２が投入されたときに、図８の（ロ）に示す如く、一方
の回転刃１１９の回転方向を変えることにより、ケーシ
ング１１６の側壁部の異物排出口１２３から上記硬い不
燃物１２２を異物として排出させることができるもので
あるが、破砕されたごみが回転刃１１９，１２０間を通
過するときに圧密、圧着され易く、破砕されたごみ１２
１が細粒化されずに塊になり易いという傾向があるた
め、比重差選別機１０８で選別するときに、可燃ごみの
塊が、重量物として排除する不燃物の方に選別されてし
まい、歩留りが悪くなるという問題がある。一方、歩留
りを良くするために、比重差選別機１０８の選別レベル
を下げると、排除されなかった不燃物が後工程部へ送ら
れてしまうので、製造されたごみ固形燃料の品質が低下
してしまうだけでなく、圧縮成形機１１１等のトラブル
の原因となってしまう。

【０００７】そこで、本発明は、比重差選別機の選別機
能を充分に発揮させることができるようにして、良質な
ごみ固形燃料を歩留りよく製造することができるように
しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、受入供給されたごみを、竪型破砕機の第
１破砕室と第２破砕室で水平に回転する刃の破砕力によ
って連続的に２段階に破砕して細粒化、解砕化し、且つ
破砕できない硬い不燃物を第１破砕室から取り除くよう
にし、次に、破砕されたごみを比重差選別して不燃物を
選別除去し、次いで、不燃物除去後のごみを、水分調整
を行ってから圧縮成形して所定の燃料形状に固形化し、
更に、固形化したごみを乾燥させてごみ固形燃料とする
ことを特徴とするごみ固形燃料の製造方法とする。

【０００９】又、受入供給されたごみを破砕した後、該
ごみの水分を３５％以下に調整してから比重差選別によ
り不燃物を選別除去し、次に、不燃物除去後のごみを圧
縮成形して所定の燃料形状に固形化し、更に、固形化し
たごみを乾燥させてごみ固形化燃料とすることを特徴と
するごみ固形燃料の製造方法とする。

【００１０】

【作用】水平に回転する刃の破砕力によってごみを第１
破砕室と第２破砕室で連続的に２段階に破砕できるよう
にした竪型破砕機を用いて、ごみを破砕させるようにす
ると、ごみを塊にすることなく細粒化、解砕化すること
ができ、細粒化、解砕化したごみを比重差選別させるこ
とによって、不燃物が正確に選別されることになる。

【００１１】又、破砕したごみの水分を３５％以下に調
整してから比重差選別させるようにすると、比重差選別
の精度を上げることができるようになる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００１３】図１乃至図３は本発明のごみ固形燃料の製
造方法における一実施例を示すもので、図６に示す二軸
式破砕機を用いた一次破砕工程部ＩＡと二次破砕工程部
ＩＢに代えて、水平に回転する刃の破砕力によってごみ
を第１破砕室と第２破砕室で連続的に２段階に破砕して
細粒化、解砕化（塊をなくす）できるようにしてあり、
且つ破砕できない硬い不燃物を第１破砕室から取り除く
ことができるようにしてある竪型破砕機０による破砕工
程部Ｉを採用したものである。

【００１４】上記破砕工程部Ｉで用いる竪型破砕機０
は、図２及び図３に詳細を示す如き構成としてある。す
なわち、上端にごみ投入口２を設けた第１破砕室３Ａを
形成する円筒状の上部ケーシング３と、該上部ケーシン
グ３よりも大径とした第２破砕室４Ａを形成する下部ケ
ーシング４とを、上下方向に連通するように一体化して
架台１上に設置し、該上、下部ケーシング３，４内の中
心部に、上下方向に延びる回転軸５を配置し、上部ケー
シング３の内壁に固定させて螺旋状に配してあるごみ落
下ガイド８に取り付けられた軸受ハウジング７に軸受６
を設置して、上記回転軸５の上端部を軸受６にて支持さ
せると共に、上記回転軸５の下端部を、架台１上に固定
支持させた軸受６にて回転自在に支持させ、且つ上記回
転軸５の下端を架台１のベース面の裏側に突出させて突
出端にプーリ９を取り付け、一方、上記架台１上の下部
ケーシング４の隣りの位置に設置したモータ１１の駆動
軸１０をベース面の裏側に突出させてプーリ１２を取り
付け、該プーリ１２と上記プーリ９との間に無端状のベ
ルト１３を掛け回し、モータ１１の駆動によりプーリ１
２、ベルト１３、プーリ９を介して回転軸５が回転させ
られるようにし、又、上記回転軸５の外周部には、上部
ケーシング３と対応する位置に筒状の上部軸カバー１４
を設けると共に、下部ケーシング４と対応する位置に上
記上部軸カバー１４よりも大径とした下部軸カバー１５
を設け、軸カバー１４，１５が回転軸５と一体に回転さ
せられるようにしてある。

【００１５】上記回転軸５の上端には、ごみ受円板１６
を設けて、該ごみ受円板１６上に、放射状に延びて刃先
が上向きとなる破袋刃１７を取り付け、ごみ投入口２か
ら第１破砕室３Ａ内に投入されたごみ１８の袋を、回転
軸５により回転させられる破袋刃１７により破ることが
できるようにしてある。又、上記回転軸５と一体の上部
軸カバー１４には、上段部に、チェーンの如きリング破
砕刃１９を、周方向に適宜な間隔を隔てて複数個所（た
とえば、４個所）に取り付けて、回転軸５の回転時に図
示の如く水平状態になって回転できるようにすると共
に、中段部と下段部に、放射方向に延びるビットホルダ
ー２０ａ上に適数個のビット２０ｂを固設してなる粗断
刃２０を、周方向に適宜な間隔でしかも上下方向に重な
ることがないよう位相をずらして複数個所宛（たとえ
ば、２個所宛）取り付けて、破袋により落下してきたご
み１８をリング破砕刃１９と粗断刃２０とによって破砕
させるようにし、且つ上記上部ケーシング３と下部ケー
シング４の境界部に、目開きが５０〜１００mm程度とし
た目の粗い多孔板製の上部スクリーン２１を配置し、破
砕したごみ１８が上部スクリーン２１を通して第２破砕
室４Ａ内に落下送給させられるようにし、更に、上記第
１破砕室３Ａを形成する上部ケーシング３の下側部に、
排出ダンパ２２を備えた不燃物排出ダクト２３を連通接
続し、リング破砕刃１９と粗断刃２０によっても破砕さ
れなかった金属等の硬い不燃物を不燃物排出ダクト２３
を通して排出させられるようにしてある。

【００１６】又、上記下部軸カバー１５には、上段部
に、チェーンの如きリング破砕刃２４を、上記リング破
砕刃１９と同様にして取り付けると共に、中段部の上下
２段に、放射方向に延びるビットホルダー２５ａ上に適
数個のビット２５ｂを固設してなる細断刃２５を、周方
向に適宜な間隔でしかも上下では重ならないように位相
をずらして複数個所宛（たとえば、２個所宛）取り付
け、且つ上記下段に位置する細断刃２５の下側に、目開
きが３０mm程度とした目の細かい多孔板製の下部スクリ
ーン２６を配置し、上記リング破砕刃２４と細断刃２５
とによって細断したごみ１８が、下部スクリーン２６を
通して下部ケーシング４内の底部へ落下させられるよう
にし、更に、上記下部軸カバー１５の最下段部に、下部
ケーシング４の底部に落下してきたごみ１８を掻き取る
ためのスクレーパ２７を取り付け、該スクレーパ２７に
より掻き取ったごみ１８を排出するための破砕ごみ排出
口２８を、下部ケーシング４のスクレーパ２７と対応す
る側壁部の一部に開口させて、該破砕ごみ排出口２８に
破砕ごみ排出ダクト２９を接続し、且つ上記下部スクリ
ーン２６の直上に位置する細断刃２５のビットホルダー
２５ａの下面部に、該細断刃２５と一体に回転して下部
スクリーン２６上を摺擦させるようにした目詰まり防止
ブラシ３０が取り付けてある。

【００１７】図２中、３１は第１、第２破砕室３Ａ，４
Ａ内で各刃の回転により発生した空気流３２を破砕ごみ
排出ダクト２９の途中から外部へ導いて再び第１、第２
破砕室３Ａ，４Ａ内に循環させるようにするために破砕
ごみ排出ダクト２９とごみ投入口２部との間に接続した
空気ダクトを示し、又、図３中、３３は第２破砕室４Ａ
内のリング破砕刃２４が下方へ垂れ下った状態から回転
するとき上下２段の粗断刃２５に絡むことを防止するた
めに下部軸カバー１５の外周面部にリング破砕刃２４を
挟むように放射方向へ所要長さ突出させて固設した絡み
防止板を示す。なお、図示してないが、上部軸カバー１
４の外周面部にもリング破砕刃１９を挟むように絡み防
止板が同様に固設してある。

【００１８】本発明を実施するに当り、破砕工程部Ｉに
おいて、竪型破砕機０のモータ１１を駆動して回転軸５
を回転させると、ごみ受円板１６及び破袋刃１７が回転
させられると共に、回転軸５と一体に回転させられる
上、下部軸カバー１４，１５を介し第１破砕室３Ａ内の
リング破砕刃１９、粗断刃２０と、第２破砕室４Ａ内の
リング破砕刃２４、細断刃２５、スクレーパ２７とが同
時に回転させられる。

【００１９】上記の状態において、図７に示す受入供給
設備１０１から送られてきたごみ１８の入ったごみ袋を
上端のごみ投入口２から第１破砕室３Ａ内に投入する
と、ごみ袋はごみ受円板１６上に落下した後、回転によ
る遠心力の作用で第１破砕室３Ａ内の外周部側へ送ら
れ、そのとき、回転する破袋刃１７によってごみ袋が破
られることになる。次に、ごみ袋から出たごみ（ごみ袋
を含む）１８は、遠心力で生じた空気の旋回流により旋
回しつつ螺旋状のごみ落下ガイド部材８に沿わされなが
ら落下させられ、リング破砕刃１９及び粗断刃２０によ
って粗破砕された後、上部スクリーン２１を通過して第
２破砕室４Ａ内に送られる。この際、ごみ１８の中に金
属等が混在していても、上記リング破砕刃１９及び粗断
刃２０は剪断力によらず破砕力によるため、空缶レベル
の金属やガラス、陶磁器類等の不燃物では何ら支障なく
破砕することができる。一方、上記リング破砕刃１９及
び粗断刃２０による破砕力によっても破砕できないよう
な硬い不燃物が入っていると、破砕されないことから上
部スクリーン２１を通過することができず、上部スクリ
ーン２１上に溜ることになる。したがって、運転が停止
した後、排出ダクト２３に備えられた排出ダンパ２２を
作動させて硬い不燃物を異物として吸引排出させるよう
にする。

【００２０】次いで、第２破砕室４Ａ内に送られたごみ
１８は、リング破砕刃２４及び細断刃２５により粉砕さ
れる。この際、上記リング破砕刃２４及び細断刃２５
は、上部ケーシング３よりも大径の下部ケーシング４に
対応させて設けてあることから、第２破砕室４Ａ内のリ
ング破砕刃２４及び細断刃２５は第１破砕室３Ａ内のリ
ング破砕刃１９及び粗断刃２０よりも外周位置で大きな
周速をもつことになり、したがって、ごみ１８は大きな
破砕力によって容易に細粒化されることになる。次に、
細粒化されたごみ１８は下部スクリーン２６を通過して
第２破砕室４Ａ内の底部へ送られ、この位置で回転する
スクレーパ２７の掻き取り作用を受けて遠心力により破
砕ごみ排出口２８から破砕ごみ排出ダクト２９を通って
排出される。この際、最下段に位置する細断刃２５の下
面部に取り付けてある目詰まり防止ブラシ３０により下
部スクリーン２６を運転中常に清掃できるので、下部ス
クリーン２６が目詰まりを起すことはない。

【００２１】上記において、ごみ投入口２より投入され
たごみ１８は、破袋刃１７によって破袋された後、順
次、リング破砕刃１９及び粗断刃２０によって粗破砕さ
れ、リング破砕刃２４及び細断刃２５によって粉砕され
るため細粒化、解砕化することができると共に、遠心力
により水分を吹き飛ばして水分の偏りをなくすことがで
きるため、ごみ１８の中の水分を均質化することができ
る。又、上記において、下部スクリーン２６を通過した
ごみ１８はスクレーパ２７による掻き取り力とその際に
生ずる遠心力によって排出されるので、排出能力を安定
化することができ、しかもこの際、各刃の回転により生
じた空気流３２を、破砕ごみ排出ダクト２９から空気ダ
クト３１、ごみ投入口２部を通して再び第１、第２破砕
室３Ａ，４Ａ内へ導くように循環させることができるの
で、ごみ１８に対して上、下部スクリーン２１，２６を
円滑に通過させて排出させる流れを与えることができ
る。

【００２２】したがって、上述したように、細粒化、解
砕化されて水分が均質化され、且つ硬い不燃物が排除さ
れたごみを比重差選別工程部IIへ送ると、比重差選別機
にて不燃物を確実に分別できるため、後段の圧縮成形工
程部IVで用いる圧縮成形機のトラブルを起すことはな
く、高品質のごみ固形燃料を歩留りよく製造することが
できる。又、上記竪型破砕機では破袋から破砕、粉砕に
至るまでの作業を１台で行うことができることから、都
市ごみ固形燃料化設備としての建設費、維持管理費の低
減化に寄与し得る。

【００２３】なお、上記実施例において、生石灰を添加
することによる水分調整工程部IIIに代えて、乾燥機に
よる水分調整工程部としてもよい。

【００２４】次に、図４は本発明の他の実施例を示すも
ので、図６に示す工程における比重差選別工程部IIと水
分調整工程部III とを前後逆にし、水分調整工程部III
でごみの水分を３５％以下に調整してから比重差選別工
程部IIへごみを送るようにしたものである。

【００２５】図６に示す工程を採用すると、一次破砕工
程部ＩＡ及び二次破砕工程部ＩＢで破砕されたごみが圧
密、圧着されて塊になり易いことから、比重差選別工程
部IIで用いる比重差選別機で不燃物を良好に選別できな
くなってしまう点を既に述べたが、塊にならなくても、
水分が多い場合には、やはり良好に選別が行えなくなっ
てしまう問題がある。すなわち、水分が多いと、不燃物
に可燃物が付着したり、あるいは、比重差選別機が振動
篩式等であると、篩の目に可燃物が付着したりしてしま
うことになる。

【００２６】そこで、図４に示す工程の如く、破砕され
たごみを比重差選別工程部IIで選別する前に、水分調整
工程部III で乾燥機や脱水機等を用いてごみの水分を３
５％以下に調整してから比重差選別工程部IIへ送るよう
にすると、不燃物を良好に分別することができる。

【００２７】詳述すると、図５及び表１は水分変化に伴
う各ごみの分別後の割合変化を示すもので、ごみは重量
物１８ａと細重量物１８ｂと軽量物１８ｃと超軽量物１
８ｄとに分けられるが、水分が増加すると重量物１８ａ
の排出量が増加し、細重量物１８ｂ及び超軽量物１８ｄ
は減少する傾向にある。不燃物の大部分は重量物１８ａ
に含まれており、重量物中に排出される可燃物は主とし
て水分を多く含んだ布、紙類、厨芥類であるため、水分
が増加すると全ごみ中の不燃物の割合がどの水分のごみ
でもほぼ一定値であるにも拘らず可燃物が不燃物として
分別されてしまい、水分が３４〜３５％を越えると重量
物１８ａが急激に増加してしまうことが判る。したがっ
て、比重差選別を行う前にごみの水分を３５％以下に調
整すると、布、紙類、厨芥類等を重量物から除外するこ
とができるので、比重差選別機の選別精度を上げること
ができ、可燃物をほとんど回収できることになる。又、
可燃物中の水分を３５％以下にすることにより、不燃物
ごみ中に同伴される可燃物がなくなり、埋立処分地にお
ける生ごみの腐敗臭気発生による環境問題をも解決する
ことができる。

【００２８】

【表１】 なお、本発明は上記実施例のみに限定されるものではな
く、たとえば、図１の実施例において、竪型破砕機によ
る破砕工程部Ｉの前に二軸破砕機による破砕工程部を組
み入れるようにしたり、あるいは、比重差選別工程部II
と水分調整工程部III との間に、磁選機やアルミ選別機
による選別工程を組み入れるようにしてもよく、これに
より不燃物の分別をより完全なものとすることができる
こと、又、図４の実施例において、一次破砕工程部ＩＡ
及び二次破砕工程部ＩＢに代えて、竪型破砕機による破
砕工程部Ｉを採用するようにしてもよいこと、その他本
発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え
得ることは勿論である。

【００２９】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明のごみ固形燃料
の製造方法によれば、従来の二軸破砕機によるごみの一
次破砕及び二次破砕に代えて、水平に回転する刃の破砕
力によってごみを第１破砕室と第２破砕室で連続的に２
段階に破砕でき、且つ破砕できない硬い不燃物を第１破
砕室から取り除くことができるようにしてある竪型破砕
機による破砕工程を採用したので、ごみを塊にすること
なく細粒化、解砕化することができ、これにより比重差
選別工程で用いる比重差選別機の機能を充分に発揮させ
ることができて、高品質のごみ固形燃料を歩留りよく製
造することができ、又、破砕したごみを、水分を３５％
以下に調整してから比重差選別させるようにすることに
より、比重差選別の精度を上げることができて、高品質
のごみ固形燃料を歩留りよく製造することができ、以上
により、ごみ固形燃料設備の建設費、維持管理費の低減
化に寄与し得る、という優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のごみ固形燃料の製造方法の一実施例を
示す工程図である。

【図２】本発明の実施に用いる竪型破砕機の断面図であ
る。

【図３】図２のＸ−Ｘ矢視図である。

【図４】本発明の他の実施例の工程図である。

【図５】水分変化に伴う各ごみの分別後の割合変化を示
すグラフである。

【図６】従来のごみ固形燃料の製造方法の一例を示す工
程図である。

【図７】図６に基づくプロセスフローである。

【図８】二軸式破砕機の概念を示すもので、（イ）はご
みを破砕している状態を、（ロ）は硬い不燃物を排出し
ている状態をそれぞれ示す図である。

【符号の説明】

Ｉ 破砕工程部 ＩＡ 一次破砕工程部 ＩＢ 二次破砕工程部 II 比重差選別工程部 III 水分調整工程部 IV 圧縮成形工程部 Ｖ 乾燥工程部 ０ 竪型破砕機 ３Ａ 第１破砕室 ４Ａ 第２破砕室 １８ ごみ １９ リング破砕刃 ２０ 粗断刃 ２４ リング破砕刃 ２５ 細断刃

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受入供給されたごみを、竪型破砕機の第
   １破砕室と第２破砕室で水平に回転する刃の破砕力によ
   って連続的に２段階に破砕して細粒化、解砕化し、且つ
   破砕できない硬い不燃物を第１破砕室から取り除くよう
   にし、次に、破砕されたごみを比重差選別して不燃物を
   選別除去し、次いで、不燃物除去後のごみを、水分調整
   を行ってから圧縮成形して所定の燃料形状に固形化し、
   更に、固形化したごみを乾燥させてごみ固形燃料とする
   ことを特徴とするごみ固形燃料の製造方法。
2. 【請求項２】 受入供給されたごみを破砕した後、該ご
   みの水分を３５％以下に調整してから比重差選別により
   不燃物を選別除去し、次に、不燃物除去後のごみを圧縮
   成形して所定の燃料形状に固形化し、更に、固形化した
   ごみを乾燥させてごみ固形化燃料とすることを特徴とす
   るごみ固形燃料の製造方法。