JPH11244822A - ゴミ減容固形化処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶融混練されて連続状に押出されてくる溶融
ゴミ中に硬質ゴミが含まれていたとしてもカッタによる
裁断作動に支障を及ぼさない構造を備えたカッティング
装置を配したゴミ減容固形化処理装置を提供することで
ある。 【解決手段】 投入されたゴミを予め混練せしめる予備
スクリュ３を備えたホッパ１と、該ホッパ１より予備ス
クリュ３を介して送られたゴミを加熱筒６内において溶
融混練せしめて前方へと排出する主スクリュ９を備えて
なる可塑化押出し装置５と、該装置５の押出し口８から
押出される溶融混練状の連続状ゴミを、該装置５の前方
にて所望大きさに裁断して減容固形化排出せしめるカッ
ティング装置１０とにより構成され、上記カッティング
装置１０は、可塑化押出し装置５の押出し口８前方にて
上下動可能にカッタ刃１１，１３を備えると共に、該カ
ッタ刃１１，１３が押出し口８との間に任意のクリアラ
ンス２０を形成して上下動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生ゴミ，プラスチ
ックゴミ，紙ゴミなどを減容せしめて固形化処理する装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、家庭あるいはマーケットの食品
売り場などから出される生ゴミやプラスチックゴミなど
は、業者による分別回収後、焼却処理あるいは廃棄処理
されていたが、昨今の環境問題や、資源リサイクル問題
などの観点から、ゴミの再利用が重要な課題とされてい
るのが現実である。

【０００３】昨今、上記ゴミ再利用の一方法として、ゴ
ミを減容固形化せしめて燃料として利用するゴミ固形燃
料化（Ｒｅｆｕｓｅ Ｄｅｒｉｖｅｄ Ｆｕｅｌ、略し
てＲＤＦという）が注目されてきており、このＲＤＦ化
を図る装置として各種提供されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この種のゴミ減容固形
化処理装置は、例えばゴミ投入口を備え、所望な溶融温
度に設定可能な加熱筒と、該加熱筒内に回転可能に配さ
れて投入されたゴミを溶融混練せしめると共に、先端の
押出し口から細長状に減容固形化せしめて排出するスク
リュとにより構成されているものが知られている（スク
リュが二軸状に配設されているものが一般に知られてい
る）。

【０００５】そして、本願発明者は、可塑化押出し装置
の押出し口より連続状に排出される溶融混練状のゴミ
を、該押出し口前方にて上下動するカッタにより所望大
きさに連続裁断できるカッティング装置を提供した。

【０００６】このような減容固形化処理装置による減容
固形化処理前には、金属，石等の硬質ゴミを予め除去す
る工程を採っているのが一般的である。

【０００７】しかし、このような硬質ゴミの除去工程を
採っていたとしても、これら硬質ゴミが混入された状態
のまま可塑化押出し装置へと送られてくることは考えら
れる（金属ゴミなどにあっては溶融温度の設定により溶
融不十分でその形状のまま押出されることも考えられ
る）。

【０００８】このような状況の下で、上記提案されたカ
ッティング装置により押出し口から押出された連続状の
溶融混練ゴミを、上下動するカッタにて裁断すると、押
出し口とカッタとの間にこれら硬質ゴミが噛んでしまう
ことが考えられた。

【０００９】このような事態が生じると、カッタ刃が欠
けてしまうことも考えられ、さらには硬質ゴミが噛んで
しまうことでカッティング装置が動かなくなり、減容固
形化処理ライン全体の停止を招くことも考えられる。

【００１０】本発明は従来技術の有するこのような問題
点に鑑みなされたものであり、その目的とするところ
は、溶融混練されて連続状に押出されてくる溶融ゴミ中
に硬質ゴミが含まれていたとしてもカッタによる裁断作
動に支障を及ぼさないゴミ減容固形化処理装置を提供す
ることである。また、可塑化押出し装置におけるゴミの
溶融混練作用を促進せしめてカッタのスムーズな連続作
動に供することも目的の一つとする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明がなした技術的手段は、投入されたゴミを予め
混練せしめる予備スクリュを備えたホッパと、該ホッパ
より予備スクリュを介して送られたゴミを加熱筒内にお
いて溶融混練せしめて前方へと排出する主スクリュを備
えてなる可塑化押出し装置と、該装置の押出し口から押
出される溶融混練状の連続状ゴミを、該装置の前方にて
所望大きさに裁断して減容固形化排出せしめるカッティ
ング装置とにより構成され、上記カッティング装置は、
可塑化押出し装置の押出し口前方にて上下スライド可
能、あるいは左右スライド可能にカッタを備えると共
に、該カッタが押出し口との間に任意のクリアランスを
形成して上下動する構成とした。

【００１２】また、上記手段においてホッパに加温構造
を有しているものとすれば、可塑化押出し装置へと送ら
れる以前にホッパにおいて投入されたゴミを溶融混練
し、可塑化押出し装置における溶融混練作用を促進でき
る

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明ゴミの減容固形化処
理装置の一実施形態を説明する。

【００１４】図中、１はホッパ、５は可塑化押出し装
置、１０はカッティング装置である（図１）。

【００１５】ホッパ１は、投入されたゴミを可塑化押出
し装置５へと送る前に予め混練して、可塑化押出し装置
５でのゴミの攪拌、供給を確実に行わせるために、回転
可能に配された予備スクリュ３を備えると共に、可塑化
押出し装置５へと送る以前にホッパ１において投入され
たゴミをある程度溶融し、可塑化押出し装置５における
溶融混練作用を促進するための加温構造を有している。

【００１６】ホッパ１の加温構造は、特に限定されるも
のではなく、例えばホッパ１の側壁に配設したヒータ１
ａの如き構造（図３参照）でもよく、ホッパ１内に投入
されるゴミを予め所望温度に加温して溶融し、可塑化押
出し装置５における溶融混練作用を促進する構造を有し
ているものであれば、本発明の範囲内において他の周知
加温構造を適用することは任意である。

【００１７】ホッパ１での考えられる加温温度は、特に
限定はされないが、その一例を挙げるとすると、４０℃
乃至１２０℃程度が好ましいと考えられる。

【００１８】また、ホッパ１の送り出し口２は、可塑化
押出し装置５の側面に連絡され、加熱筒６内の主スクリ
ュ９に臨んでいる。

【００１９】また、本実施形態では、上記予備スクリュ
３よりも上方位置に平行してブリッジ防止部材４を回転
可能に備えている。

【００２０】予備スクリュ３は、本発明の範囲内におい
て、そのスクリュ形状，スクリュ全長，スクリュピッ
チ，ブレード幅など，あるいはスクリュ回転ｒｐｍ等も
任意に選択可能である。

【００２１】可塑化押出し装置５は、上記ホッパ１を連
絡し、該ホッパ１から予備スクリュ３を介して送り込ま
れるゴミを加熱溶融せしめる加熱筒６と、該加熱筒６内
にて回転可能に配設され、加熱筒６内に供給されたゴミ
を溶融混練せしめて前方の押出し口８へと押出す主スク
リュ９とで構成されている。

【００２２】上記加熱筒６は、その孔径，全長など本発
明の範囲内において任意に設定されるものとしている。
また、加熱筒６の先端にはノズルを設け、押出し形状を
調整するものとしてもよく任意である。

【００２３】図中７ａ，７ｂ，７ｃは、加熱筒６の周囲
に備えられ、送り込まれたゴミを加熱せしめるヒータを
示す。また、各ヒータ７ａ，７ｂ，７ｃは、夫々前部、
中部、後部と別個に温度設定が可能である。

【００２４】主スクリュ９は、そのスクリュ形状，スク
リュ全長，スクリュのピッチ，ブレード幅などあるいは
スクリュ回転ｒｐｍ等本発明の範囲内において任意に設
定されるものとしている。

【００２５】本実施形態では加熱筒６の側方に直交する
ようにホッパ１の送り出し口２を臨ませているが、その
連絡状態は限定されず本発明の範囲内において任意であ
る。

【００２６】尚、上述した主スクリュ９の回転は、例え
ば５０〜１８０ｒｐｍ、予備スクリュ３の回転は例えば
４０〜１８０ｒｐｍとするが、これら回転（ｒｐｍ）は
一例にすぎず、本発明の範囲内において適宜増減変更可
能なものであり、限定はされない。

【００２７】また、特に限定されるものではないが、ホ
ッパに投入する以前にゴミの乾燥工程を設けるものとす
れば、減容固形化処理予定のゴミの水分が乾燥し、予め
水分を除去することができ効果的ではある。

【００２８】カッティング装置１０は、上記可塑化押出
し装置５の押出し口８先端位置に配設され、該押出し口
８先端に沿ってカッタ刃１１，１３が、その押出し口８
との間に所望なクリアランス２０をもって上下スライド
可能に移動して、押出し口８より押し出される減容固形
化された連続状のゴミを順次カットするよう構成されて
おり、該カッタ刃１１，１３の上下スライド作動はシリ
ンダ１６により行うものとしている。

【００２９】上記カッタ刃１１，１３と、押出し口８と
の間に形成されるクリアランス２０は、特に限定される
ものではないが、例えば０．２ｍｍ乃至２．０ｍｍ程度
が好ましい。

【００３０】このクリアランスが大きすぎると、押出し
口８とカッタ刃１１，１３との間で溶融混練状の連続状
ゴミが垂れ下がりカッティング不良が生じる可能性が考
えられ、一方クリアランスが小さすぎると硬質ゴミの噛
み込みが発生すると考えられる。

【００３１】具体的には、図３，図４に示すように、シ
リンダロッド１７の先端に備えた穴あきプレート１８
と、該プレート１８の穴１９に刃先が夫々臨むように取
り付けられた上下カッタ刃１１，１３とを備え、可塑化
押出し装置５の押出し口８から順次押出される溶融混練
された連続状のゴミを、上記上下カッタ刃１１，１３に
て裁断する。

【００３２】また、下側に備えられたカッタ刃１３は、
プレート１８の穴１９に臨む刃先（上刃１４）とは反対
側（下側）の刃先（下刃１５）をプレート１８よりも下
方に位置させ、該下刃１５も裁断時に使用するものとし
ている。

【００３３】すなわち、本実施形態のカッティング装置
１０によれば、まず下側に備えられるカッタ刃１３の下
刃１５が可塑化押出し装置５の押出し口８よりも上方に
くるように位置させる。

【００３４】そして、押出し口８より押出されるゴミの
押出しスピードに合わせて上下スライド作動させ、例え
ば、下降スライド時には下側カッタ刃１３の下刃１５と
プレート１８の穴１９に臨む上側カッタ刃１１の下刃１
２によりゴミを裁断し、上昇スライド時にはプレート１
８の穴１９に臨む下側カッタ刃１３の上刃１４によりゴ
ミを裁断せしめる。

【００３５】また、カッタ刃の形状や配設枚数は任意で
あり、また上下スライドスピードもゴミの押出しスピー
ドに合わせて任意に調整可能である。

【００３６】従って、ホッパ１内にて予め溶融混練せし
めた後に加熱筒６内に供給されたゴミは、主スクリュ９
によって所望時間，所望温度などの諸条件のもとで溶融
混練され、先端の押出し口８から所望な径をもって押出
されると共に、その押出し位置でカッティング装置１０
により所望大きさに裁断されて排出される。

【００３７】他の実施形態の一つとして次に説明する。
本実施形態は、カッティング装置１０におけるカッタ刃
１１，１３と上記穴あきプレート１８との間に弾性部材
２１，２１を介在するものとし、カッタ刃１１，１３と
押出し口８との間に異物等（硬質ゴミ等）が噛んだ際の
カッタ刃の逃げを確保するものとしている（図６参
照）。カッタ刃の逃げ状態を仮想線にて示す。

【００３８】弾性部材２１，２１は、例えばコイルバ
ネ，皿バネ，ゴム部材等からなり、常時押出し口８との
間に通常（設定時）のクリアランス２０を形成するよう
カッタ刃１１，１３を付勢している。

【００３９】本実施形態では、図６に示すように、弾性
部材２２，２２にコイルバネを採用し、異物等の噛んだ
際のクリアランスが通常のクリアランス２０の１０〜２
０倍程度になるようにコイルバネを設定調整している。
尚このクリアランスは任意であり限定はされない。

【００４０】この構成とすることにより、通常のクリア
ランスにて対応できない異物等が押し出されてきた場合
にも、カッタ刃１１，１３は、夫々弾性部材２１，２１
に抗して後退し、該クリアランスをさらに広げてカッタ
刃１１，１３が逃げることができるため、カッタ裁断作
動の支障を招くおそれも極めて少なくなる。

【００４１】また、上述の各実施形態では、カッタ刃１
１，１３が可塑化押出し装置５の押出し口８前方にて上
下スライド可能となるようにカッティング装置１０を配
設したが、カッタ刃１１，１３が可塑化押出し装置５の
押出し口８前方にて左右スライド可能となるようにカッ
ティング装置を配設するものとしても本発明の範囲内で
ある。

【００４２】次に、本発明ゴミの減容固形化処理装置の
使用例について説明する。まず本装置にゴミを投入する
前段階作業として、生ゴミ，プラスチックゴミ，紙ゴミ
その他のゴミ中から、金属類，石，土砂，ガラスビン等
を取り除き、上記取り除き作業後のゴミを、例えば変則
ネジレ刃２０枚（φ１５８×２０）構成のカッタを備え
た破砕機（クラッシャ）へと送り、該破砕機によって所
望大きさに破砕する。

【００４３】そして、次に上記破砕機によって細かく破
砕されて減容されたゴミを、コンベア等を介して、例え
ば周知のドラム磁選機等の金属除去装置へと送り、ここ
で上記分別取り除き作業にて分別しきれなかった鉄片，
ボルト，缶類などを、紙，プラスチック，木，布等と分
別する。

【００４４】そして、上記金属除去装置によって分別さ
れた鉄片、ボルト等の金属くずを排出用コンベア等を介
して排出回収し、他方これら金属くずと分別された紙、
プラスチック等のゴミを送り用コンベア等を介して本発
明のゴミ減容固形化処理装置へと送る。尚、上述した工
程は、本発明の前段工程であって特に限定されるもので
はなく任意である。

【００４５】すなわち、雑芥の状態で金属類が殆んど含
まれていないケースでは金属除去装置を省略する場合も
ある。

【００４６】また、破砕機の細かさをより細かくするた
めに破砕機（クラッシャ）のカッタを上下二段に配した
二段カットとする場合もある。

【００４７】ゴミ減容固形化処理装置へと送られたゴミ
は、まず、ホッパ１内に投入される。そして、ヒータ１
ａによって加温されているホッパ１内で、予備スクリュ
３によりある程度溶融混練されてから加熱筒６内へと送
られる。これにより加熱筒６内での溶融混練作用が促進
される。

【００４８】そして、加熱筒６内に送られたゴミは、加
熱筒６内において回転作動している主スクリュ９により
溶融混練されて前方の押出し口８へと送られる。

【００４９】そして次に、上記押出し口８より連続状に
押出される溶融混練状態のゴミを、押出し口８との間に
クリアランス２０を形成しながら上下動するカッティン
グ装置１０によって順次裁断排出する。

【００５０】さらに、作業停止後の再スタート時（再昇
温時）に発生すると考えられる爆発音対策として次のよ
うなことが考えられる。すなわち、再スタート時に主ス
クリュ９に残っているゴミが昇熱温度により分解，ガス
化し易いが、作業終了時にその残っているゴミ残量を少
なくすれば再スタート時のガス化発生が少なく爆発音が
小さくなることが判った。

【００５１】そこで、ホッパ内のゴミが無い状態の時あ
るいは主スクリュ９側に新たにゴミを送り込まないよう
にして主スクリュ９の回転のみを自動的に行うものと
し、ゴミ残量を少なくする。

【００５２】このような構成を本実施形態中に取り入れ
ることにより爆発音対策が確実となる。また、ノズル形
状（ノズル内壁角度がきついものから緩やかなものま
で）に左右されることもない。ちなみに、ノズル内壁角
度がきついものにあっては、締り状況が良く、吐出径が
細く比重が高い。これに比して角度が緩やかなものにあ
っては、締り状況が弱く、吐出径が太く比重が低い。

【００５３】また、次のような自動冷却装置構成を採用
することも好ましい。すなわち、再スタート時（再昇温
時）に主スクリュ９に残っているゴミは、設定温度３０
０℃〜３１０℃になるため、ゴミの種類によっては発火
の虞がある。そこで、図７記載の実施形態のように、押
出し口８より落下するゴミに水を噴射して自動的に冷却
する構成とする。

【００５４】本実施形態では、押出し口８下位にゴミ受
け部（シュータ）２２を備え、該ゴミ受け部２２の側面
任意個所に水噴射ノズル２３をゴミ通路２２ａに臨ませ
て備えるものとしている。

【００５５】従って、押出し口８より落下したゴミは、
ゴミ受け部２２を介して送られる間に水タンク２４等と
連絡された噴射ノズル２３から水を噴霧されて冷却され
る。尚、ノズル２３の配設数は任意である。またゴミ受
け部２２は、例えばステンレス等で形成されて下り傾斜
状に配設される。

【００５６】また、水噴霧状態は強弱、粗細等任意で、
その噴霧時間も連続的あるいは間歇的のいずれを設定し
てもよい。尚、当該自動冷却装置（水噴射ノズル２３）
は、カッティング装置１０と連動させることも可能であ
る。

【００５７】

【実施例】本発明のゴミ減容固形化処理装置による実施
の一例を下記に示す。

【００５８】

【表１】

【００５９】(1) 尚、表中 実１〜実２２は夫々実施例
１〜実施例２２を省略して表す。 (2) 使用された雑芥は、 a)ストロ b)プラスチックシート c)弁当箱（プラスチ
ック） d)みかん e)紙コップ f)バナナ g)ジュース，牛乳の
紙パック h)割箸 i)ペットボトル j)プラスチックスプーン，ホ
ーク k)発泡スチロール l)ダンボール m)新聞紙，包装紙，
紙袋 n)スポンジ o)アルミホイル p)サランラップ q)水分 r)梱包用バンド s)タバコ，空き箱 t)コーヒ粉 を破砕機により破砕（クラッシャ）した後のものを使用
した。 (3) 処理能力は、ホッパへの投入重量（クラッシャ後の
重量）より算出した。 (4) 時間測定はストップウォッチ、重量測定は台秤を使
用した。 (5) 加熱温度（設定温度）は、後部２５０℃、中部３０
０℃、前部３００℃とした。 (6) 主スクリュ：φ７５ｍｍ、予備スクリュ：φ１００
ｍｍ

【００６０】上記試験結果は、ホッパ１へと破砕機によ
って破砕（クラッシャ）した後のゴミを送り、該ホッパ
１にて加温されて溶融されつつ予備スクリュ３によって
予め混練せしめ、そして可塑化押出し装置５に送り、該
装置５によって溶融混練せしめて押出し、カッティング
装置１０によって所望大きさに裁断し、ゴミの減容率と
共にカッタの作動状況を確認したが、何等カッタ１１，
１３に硬質ゴミ等が噛んでしまうという状態は生じずス
ムーズな上下裁断作動が確認できた。

【００６１】尚、上記表中の各実施例結果からも確認で
きるように、破砕後容積に対し、本発明ゴミの減容固形
化処理装置により減容処理した後の容積は大体１／１５
程度に減容されることがわかった。尚、本実施例では一
例として上述したゴミをもって試験をしたが、減容処理
可能なゴミは、何等これ等に限定されるものではなく広
く減容処理可能である。

【００６２】

【発明の効果】本発明は、上記せる構成を有するため、
きわめて優れたゴミ減容率が得られる減容固形化処理装
置が提供できることはもちろんのこと、本発明によれ
ば、溶融混練されて連続状に押出されてくる溶融ゴミ中
にたとえ硬質ゴミが含まれていたとしても、カッタと押
出し口との間でこのような硬質ゴミを噛み込んでしまい
カッタ刃が欠けてしまうという事態もなく、またそのよ
うな噛み込みによりカッティング装置が動かなくなり、
減容固形化処理ライン全体の停止を招くという事態も皆
無であるため、カッタによる裁断作動に支障を及ぼさな
いゴミ減容固形化処理装置となる。

【００６３】また、上記構造においてホッパに加温構造
を有しているものとすれば、可塑化押出し装置へと送ら
れる以前にホッパにおいて投入されたゴミを溶融混練
し、可塑化押出し装置における溶融混練作用を促進でき
るため、例えば金属ゴミなどが溶融不足で押出されるこ
とも解消され、結果的にカッタによる裁断作動に支障を
及ぼす原因除去となり大変有用である。

【００６４】また、昨今注目されているＲＤＦ（Ｒｅｆ
ｕｓｅ Ｄｅｒｉｖｅｄ Ｆｕｅｌ）化にも十分に対応
せしめることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明ゴミ減容固形化処理装置の一実施形態を
示す側面図。

【図２】ホッパ部分の一実施形態を示す縦断面図。

【図３】ホッパ部分の正面図。

【図４】ゴミ減容固形化処理装置の正面図。

【図５】カッティング装置の縦断面図。

【図６】カッティング装置の他の実施形態を示す縦断面
図。

【図７】本装置に接続する自動冷却装置の一実施形態を
示す概略図。

【符号の説明】

１：ホッパ １ａ：ヒータ ３：予備スクリュ ５：可塑化押出し装置 ６：加熱筒 ８：押出し口 ９：主スクリュ １０：カッティング装置 １１，１３：カッタ刃 ２０：クリアランス

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 投入されたゴミを予め混練せしめる予備
   スクリュを備えたホッパと、該ホッパより予備スクリュ
   を介して送られたゴミを加熱筒内において溶融混練せし
   めて前方へと排出する主スクリュを備えてなる可塑化押
   出し装置と、該装置の押出し口から押出される溶融混練
   状の連続状ゴミを、該装置の前方にて所望大きさに裁断
   して減容固形化排出せしめるカッティング装置とにより
   構成され、上記カッティング装置は、可塑化押出し装置
   の押出し口前方にて上下スライド可能、あるいは左右ス
   ライド可能にカッタを備えると共に、該カッタが押出し
   口との間に任意のクリアランスを形成して上下動するこ
   とを特徴とするゴミ減容固形化処理装置。
2. 【請求項２】 ホッパに加温構造を有していることを特
   徴とする請求項１記載のゴミ減容固形化処理装置。