JPS60244503A - 固体廃棄物の減容化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の分野］ 本発明は固体廃棄物の減容化装置に関し、詳しくは家庭
から排出される各種プラスチック類、金属類、ガラス類
等針含む固体廃棄物あるいは原子力発電所等で発生する
ポリシート、ウェス、コンクリート片、鋼材、高性能フ
ィルタ、断熱材等の放射性固体廃棄物を安定な固形物と
してペレット状あるいはドラム缶固化体の形状で埋立で
あるいは保管、貯蔵を可能ならしめる経済性にすぐれた
鼾体廃東物の減容化処理装置に関するものである。

Ｌ発明の背景ｊ 家庭や工場から排出される各種プラスチック類、金属類
、ガラス類、ゴム類等を含む都市ゴミにおける、いわゆ
る霜焼不適ゴミは焼却、埋立て、資源回収等の方法で処
理されているが、これらの処理にはそれぞれ問題がある
。その主な原因はゴミ中の各種プラスチック類による場
合が多く、例えば焼却の際の溶融、付着による炉の閉塞
、局部的過熱による炉の損傷、塩素、ダイオキシン等有
害ガスの発生等が挙げられる。また、埋立て処分では特
に発泡スチロール、ポリエチレンシート、袋等のかさば
る物が多く、運搬費用がかかり、埋立てた後も表面から
露出して風により飛散してしまい、環境を汚染すること
もある。最近は資源の有効利用の観点で、各種プラスチ
ック類の回収、再利用の方法が各種提案されているが、
都市ゴミには種々雑多なものが含まれており、むしろそ
の分別にコストがかかりすぎるという欠点を有している
。

そこで、これらの都市ゴミをそれに含まれている熱可塑
性のプラスチック類の特性に注目して、粉′粒状無機物
（砂、砕石、焼却灰等）を添加する、ことによって粗大
粒状混合固Ａヒ物を得るという方法が提案されている（
特公昭５７−１１２７３号公報）。

この方法では金属片、布等は造粒の対象とならず、分別
した後の処理が要求される。

一方、原子力発電所等の作業に於て放射性物質で汚染さ
れたポリシート、紙ウェス、布ウェス、コンクリート片
、鋼材、高性能フィルタ、断熱材等が発生し、これらは
ポリ袋に包装され雑固体廃棄物として、場合によっては
可燃性と不燃性あるいは不適燃性とに区分されドラム缶
に入れ、保管、貯蔵されてきている。

例えば高性能フィルタのように木材、濾材（無機物質）
、金属板等が一体となった廃棄物の場合には解体し、仕
分けする必要があり、工程が複雑になり、作業者の被曝
の可能性が大きくなるという不具合が生ずる。

これらのドラム缶は貯蔵庫に保管されてきたが、貯蔵ス
ペースが予想以上に手狭となり、これらの雑固体廃棄物
のうち焼却可能なものはｆＲｍ処理し、焼却灰はそのま
まドラム缶に保管するかセメント同化処理等さらに安定
な固形物としている。このａ！却処理はポリシート、ポ
リ袋、紙ウェス等のかさばるものが対象であるので、そ
の減容効果は非常に大きく、原子力発電所、ＲＩ施設等
の廃棄物処理に床温に採用されてきている。

しかしながら、多量のプラスチックを焼却すると炉の損
傷も考えられ、焼却処理装置には廃ガス処理装置も付帯
させる必要があり、そこから２次廃棄、物も生じ、また
設備費がかかるという欠点を有する。

雑固体廃棄物処理方法として、伯にプレス機による圧縮
減容処理方法があり、特に面圧を１０００〜３００ＯＮ
９　／　ｃｉ程度の高圧力圧縮減容ｉ置の開発が行なわ
れている。この方法によればポリシート、ポリ袋、２紙
ウェス等もほとんど隙間なく圧縮することができ、減容
化のための一つの有力な方法である。しかしこの方法で
は得られた圧縮体そのものが不均質な物体の集合であり
、長期保管のためには好ましくない。

［発明の目的Ｊ 本発明の目的は、いわゆる生ゴミ以外の各種プラスチッ
クを含む都市ゴミあるいは原子力発電所やＲ１施設等で
生ずる放射性固体廃棄物を他に廃棄物を発生させる°こ
となく、融解したプラスチックはウェス、紙、断熱材等
に浸透固化するため、減容性にすぐれた安定な形で、埋
立であるいはベレット化、ドラム缶詰にできる同化体を
作製する固体廃棄物の減容化装置を提供することにある
。

［発明の構成］ 本発明の構成は、廃棄物投入部と外部加熱部と廃棄物出
口部とを有する中空円筒状体内部にラセン状の連続した
羽根を具備した回転軸を収容し、該回転軸の上端側を軸
振れ可能な支持手段を介して動力部と接続して、該羽゛
根と該′小学円筒状体内壁面との隙間で固体廃棄物がブ
リッジを起こすよ°うなりリアランスを取り、かつ該廃
棄物出口部に該固体廃棄物の圧縮を可能とする廃棄物出
口ノズル部を設けることを特徴とするプ、ラスチ）りを
含む固体廃棄物の減容化装置である。

以下、本発明を図面に従い具体的に説明する。

第１図は本発明の一実施例を示した減容化装置である。

第１図において、中空円筒状体１は廃棄物投入部１ａと
外部加熱部１ｂと廃棄物出口部１Ｃとを有し、内部にラ
セン状の連続した羽根３を具備した回転軸４を収容して
いる。この中空円墳筒状体１は、固体廃棄物の移送、破
砕、粉砕、混合、圧縮を効果的に行なうために、好まし
くは廃棄物出口部１Ｃ方向にプラスチックを含む固体廃
棄物２の安息角以下の下向きの角度に設置されている。

回転軸、４はその上端を軸振れ可能とした接続器（支持
手段）５を介して動力部６−に接続しており、自由式軸
受け７によりその回転が維持されている。そして中空円
筒状体１内壁面と羽根３との間には固体廃棄物２が内壁
面と羽根３との隙間でブリッジを起こすようなりリアラ
ンス、通常５〜２０１１程度のクリアランスが設けられ
ている。このｉ根３は、廃棄物投入部１ａと外部加熱部
１ｂとの間において、第２図に示すごとく、略半分の先
端部分が、回転軸４の上端り向に１０〜３０度程度傾斜
させることができる。これによって固体廃棄物２の撹拌
、混合、破砕をより効果的に促進することができる。ま
た、第３図に示すごとく、この部分の羽根３の少なくと
も１枚に切り込みを入れることにより、固体廃棄物２の
投入時に混入あるいは処理過程で発生する気体（空気あ
るいは水蒸気）の排出を容易にすることができ、移送、
破砕が一層効率的となる。また、本発明の減容化装置に
おいては、中空円筒状体１の廃棄物出口部１ｃに廃棄物
出口ノズル部９が設参プられており、この部分で粉砕さ
れ、またプラスチックやゴムは融解されて、均一化され
た固体廃棄物２が強固な同化体に圧縮化される。この廃
棄物出口ノズル部９は中空円筒状体１と一体に形成され
てもよく、円筒状体内径と略同−の内径を有し、その断
面は六角形等の多角形または円形であることが望ましい
。

また、廃棄物出口ノズル部９の内壁に突起物を設けたり
、あるいは内壁を粗面にしてもよい。

次に、本発明の減容化装置を用いた固体廃棄物の減容化
方法について第１図に基づき説明する。

プラスチックを含む固体廃棄物２は、ベルトコンベアー
等の運搬手段（図示せず）によってホッパー等により形
成される廃棄物投入部１ａより中空円筒状体１に投入さ
れる。この際、減容化装置に細断＄９１０を併設または
包含させ、固体廃棄物をｌｌｌＷｌｉＴ機で予め細断す
ることにより種々の固体廃棄物を処理するごとができ、
また固体廃棄物２の投入量の制御が容易になると共に、
固体廃棄物処理装置全体の小型化が可能となる。なお、
細断機を本発明の減容化装置に包含させることにより、
細断後に固体廃棄物を減容化装置に輸送する必要がない
ため、輸送時の固体廃棄物２の飛散が防止される。

投入された固体廃棄物２は、回転軸４によって支持され
たラセン状の連続した羽根３の回転により外部加熱部１
ｂ方向に徐々に移送される。また、前述のごとく、中空
円筒状体１は固体廃棄物の安息角以下、具体的には５〜
３０度廃棄物出口部１Ｃ方向に傾斜を有することから、
固体廃棄物２の移送が日清に進められる。中空円筒状体
１の傾斜は水平でもよいが、５度未満のときには、固体
廃棄物２の種類、状態によっては融解廃棄物移送に対す
る抵抗が過大となり、過大な動力、装置の破損等が起こ
ることがある。一方、傾斜が３０度を越えるとブリッジ
現象の起こり方が不十分で廃棄物の破砕、粉砕および混
合が不十分となり、良好な固化物を作りにくい。

また、羽根３はその略半分の先端部分を、固体廃棄物２
の移送方向と逆方向、すなわち回転軸４の上端方向に１
０〜３０度傾斜させ、さらにこの羽根３の少なくとも１
枚に切り込みをつけると、固体−廃棄物２の移送や破砕
、粉砕がいっそう効率的となる。羽根３の長さは、固体
廃棄物２の閉塞限界点とすることが必要である。ここに
いう閉塞限界点とは、羽根３の長さを一定としたときに
、固体廃棄物２が一定回転数以下では定量排出されない
点をいう。従って、本発明においては、羽根３の長さを
一定にしたとぎに、回転軸４の回転数は、固体廃棄物２
が定め排出される最低の回転数（閉塞回転数）とするこ
とが必要である。

さらに、羽根３と中空円筒状体１内壁のクリアランスは
、回転軸４と中空円筒状体１の中心とを同軸にして５〜
２０ＩＩＩＩｌｌ取ることが固体廃棄物２のブリッジ現
象によって破砕、粉砕を効率的に行なうという観点から
望ましい。

このように破砕、粉砕された固体廃棄物２は中空円筒状
体１の外部加熱部１ｂににおいで熱可塑性プラスチック
やゴムが融解し、均一な混合体となる。外部加熱部１ｂ
は、熱風等の加熱手段８により外部を２００〜２８０℃
程度に加熱することにより、外部加熱部１ｂ内部の温度
は１６０〜２５０℃の範囲となる。この温度範囲ではプ
ラスナック等は融解するが、ガスは発生せず紙は燃えな
い。また管内は密閉移動のため空気量が少なく、従って
爆発も起きない。加熱手段８は熱媒による方法、電熱ヒ
ータによる方法、蒸気加熱、Ｎ　ｆｊ加熱による方法等
が適宜選択される。

本発明においては、以上述べたように中空円筒状体１と
羽根３との間にブリッジ現象を起こすような大ぎなりリ
アランスを紐けたり、中空円筒状体１に傾斜を下向きに
設けることなどは、スクリューフィーダ等の考え方から
は全く及びもつかないものである。スクリュフィーダー
等は、粉粒体等の移送の場合１．クリアランスを大きく
すると、この部分がデ９ツドスペースとなって、いわゆ
るブリッジ現象を起こし、移送されない部分を生じさせ
ることになるが、本発明者等はこの場合、粉粒体がさら
に細かく粉粒化−される事実を基に鋭意研究を続けた結
果１４回転軸４がその一端を自由式軸受け７を設け、軸
プレ可能とした支持手段５を介して動力部６と接続する
ことにより、この半ば自由な回転とクリアランスとの両
件用が相まって従、来及びもつかなかった作用を持つこ
とを見い出したのである。すなわら、羽根３を具備する
回転軸４がいわばエフセントリンク（固定した中心を持
たない）な回転運動をするため、廃棄物は羽根３によっ
て破砕されると同時に、クリアランス内で一時的にブリ
ッジ現象を起こすが、この部分が衝突と摩擦により発熱
し、破砕および粉砕が可能となる。この発熱現象は外部
加熱量を少なくさせ、省エネルギーにもなる。さらに外
部加熱部１ｂにおいて、外熱によって内部の廃棄物は１
６０〜２５０℃に加熱されるため、粉砕固体廃棄物２中
のプラスチック、ゴ、ム等が融解しながらウェス、紙、
断熱材等に浸透し、かつ他の物質とほぼ均一に混じり合
い、下方へと移送される。、この融解混合廃棄物は中空
円筒状体１の下端部、すなわち廃棄物出口部１Ｃに到達
すると移動は停止するが、後続の融解混合廃棄物により
廃棄物出口ノズル部９へと押し出されて（る。この時、
廃棄物出口ノズル部９の部分で廃棄物が冷却されるので
、融解プラスチックは固化しながら、廃棄物出口ノズル
部９の内面壁と廃棄物とのＦＩ！擦抵抗抵抗り圧縮され
、良好な固化物となる。廃棄物出口ノズル部９の形状は
中空“円筒状体１と略同−径のものが望ましく、場合に
よっては縮小された内径としてもよい。またその断面は
、円形または六角形が望ましい。廃棄物出口ノズル部９
の径が大きすぎると、融解混合廃棄物の圧縮化が不十分
となり、逆に小さ過ぎると抵抗が大きくなりすぎ、動力
等による破損が起こってしまう。なお、場合によっては
廃棄物出口ノズル部９の代りに、プラスチック成型に用
いるダイスを装着し、カッターで切り、ペレット状の廃
棄物を得ることも可能である。

実　施　例　１ 第１表の寸法を有するウェス１ゴ、ポリプロピレンパイ
プ０．１麓、材木０．２コおよび高性能（ＨＥＰＡ）フ
ィルタ０．１１１１の混合物にポリエチレンシートを２
．２ｄ混合し、Ｍ１図に示す本発明の減容化装置に投入
し、回転数１６ｒ、ｐｏｇｉ、、２５０’Ｃの運−転条
件で操作した。

第１表 この結果、強固で均一な固化物が得られた。投入前の容
積は４，２ｄであり、得られた固化物の体積は０．２８
５麓であった。この時、減容化装置内の残留物は１６Ｊ
あった。このことから容積比で１／１４になることが分
かった。

［発明の効果］ 本発明の減容化装はによれば、プラスチックを含む都市
ゴミあるいは原子力発電所の固体廃棄物を大幅に減容す
ることが可能であり、圧縮固化体化あるいはペレット化
により各種の処理方法に対応できる。すなわち、本発明
の減容化装置により作成した固型廃棄物（固化物）は、
いわばプラスチックコーティングした廃棄物であり、都
市ゴミの場合にはそのまま埋立てることが可能で、乾電
池等に含まれる有害金属を閉じ込め環境中の汚染拡大を
防止する。また、本装置による廃棄物処理は２８０℃以
下の密閉処理のため、乾電池等中の水銀の発生およびダ
イオキシンの生成もな（、開放部は投入部と出口先端ノ
ズル部のため、廃ガス処理も簡単である。一方、放射性
固体廃棄物の場合、核種の量、種類によっていわゆる゛
すそ切り″処分が可能な程・度極微量であれば、ドラム
缶詰めのまま地中処分ということも可能である。

しかも、ペレット化等によりドラム缶に貯蔵した固型化
廃棄物は最終的処理方法どしての溶融処理にも対応でき
る。

また、本発明の減容化装置はトラック等に積み。

込み、いわゆるモービル化を図り、必要な処理場所に移
動して使用することもできる。

さらに、本発明の減容化装置のホッパー等の中空円筒状
体の廃棄物投入部やその近傍に細断機を組み入れた場合
、従来の固体廃棄物のコンベア処理装置における細断機
、およびコンベアからなる廃棄物供給装置の付帯設備が
不要で、装Ｕ全体がコンパクトになり、特に放射性廃棄
物の場合は汚染拡大防止のためにも、またモービル化に
も有効な減容化装置となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の減容化装置の１実施例を示す概略図、 第２図は中空円筒状体の廃棄物投入部より外部加熱部に
かけての羽根の詳細図、および第３図、は切り込みを入
れた第２図の羽根の斜視図。 １・・・中空円筒状体、１ａ・・・廃棄物投入部、１ｂ
・・・外部加熱部、１Ｃ・・・廃棄物出口部、２・・・
固体廃棄物、　３・・・羽根、４・・・回転軸、　５・
・・接続器（支持手段）６・・・動力部、　７・・・自
由式軸受け、８・・・加熱手段、９・・・廃棄物出口ノ
ズル部、１０・・・細断機。 第１肉 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、廃棄物投入部と外部加熱部と廃棄物出口部とを有す
   る中空円筒状体内部にラセン状の連続した羽根を具備し
   た回転軸を収容し、該回転軸の上端側を軸振れ可能な支
   一手段を介して動力部と接続して、該羽根と該中空円筒
   状体内壁面との隙間で固体廃棄物がブリッジを起こすよ
   うなりリアランスを取り、かつ該廃棄物出口部に該固体
   廃棄物の圧縮を可能とする廃棄物出口ノズル部を設ける
   ことを特徴とするプラスチックを含む固体廃棄物の減容
   化装置。 ２、前記中空円筒状体を、廃棄物出口部方向にプラスチ
   ックを含む固体廃棄物の安息角以下の下向きの角度に設
   置することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   固体廃棄物の減容化装置。 、３．前記クリアランスが該回転軸と該中空円筒状体を
   同軸にして５〜２０ＩｌｌＩｌｌであることを特徴とす
   る前記特許請求の範囲第１項に記載の固体廃棄物の減容
   化装置。 ４、前記廃棄物出口ノズル部の断面が該円筒状体と略同
   一の内径の円形または多角形であることを特徴とする前
   記特許請求の範囲第１項記載の固体廃棄物の減容化装置
   。 ５、前記廃棄物投入部と外部加熱部との間の該羽根の略
   半分の先端部分を回転軸上端方向に傾斜させたことを特
   徴とする前記特許請求の範囲第１項に記載の固体廃棄物
   の減容化装置。 ６、前記廃棄物投入部と外部加熱部との間の該羽根の少
   な《とも１枚に切り込みを入れたことを特徴とする前記
   特許請求の範囲第１項記載の固体廃棄物の減容化装Ｉｉ
   ！。