JPS6325132Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、高分子物質を含む一般の都市廃棄物
や産業廃棄物を破砕、混練、圧縮し、発熱させて
溶融し、乾燥させて固形物化し減容化する高分子
を含む廃棄物の固形化装置に関する。

（従来の技術） 一般都市廃棄物及び産業廃棄物の有効的リサイ
クル処理の問題は、石油資源保存のための省エネ
ルギの課題と共に、わが国の産業発展にとつて最
重要課題であると云つても過言ではない。この問
題が叫ばれてから久しいが、その後各方面に於い
て効率的な解決策が鋭意検討され、一部再生燃料
製造原料への利用として実用化されて来ている
が、依然として大部分は焼却と埋立投棄に頼つて
いるのが現状である。

（考案が解決しようとする問題点） しかし、廃棄物の処理を焼却に頼つていると、
昨今の廃棄物にはPVC（ポリ塩化ビニール）等の
高分子物質も多く含まれているため燃焼すると有
毒ガスを発生させたり、大気汚染等の２次公害や
焼却炉の保全上の新たな問題を派生させることに
なる。他方、埋立投棄に頼るにしても、無処理の
状態で投棄すると悪臭や火災、更には害虫の発生
の原因となつたり、又景観上好ましく無いばかり
か輸送及び埋立の容積効率の悪化と云つた多くの
問題を有していた。

本考案は、上記問題点に鑑みなされたもので、
嵩だかく水分を含んだ又PVC等の高分子物質を
含んだ廃棄物を破砕、混練、圧縮し、発熱させて
圧力降下させ、又それらを繰返すことによつて、
水分を除去し細片化して押し固めた乾燥状態のペ
ーブメントブロツクや余り強度を必要としないコ
ンクリートの粗骨材として、又土壌改良材として
更に高分子材を選択することで固形燃料として利
用可能な高密度な多数の棒状の固形物としてしま
う連続作動の高分子を含む廃棄物の固形化装置を
提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成する本考案の手段を実施例対応
の第１図乃至第５図を参照にして説明すると、細
長ケーシング１１の一端投入口１１ａから他端取
出口１１ｃに至る長手方向にかけて、投入された
高分子物質を含む廃棄物を搬送しながら破砕、混
練、圧縮を行ない発熱させ、圧力降下させて水分
を蒸発し除去し固形物として取り出す装置であつ
て、該装置が、上記ケーシング１１内に横長に並
設され且つ対向方向に回転駆動される一対の回動
軸１２，１３と、該回動軸１２，１３に前記投入
口１１ａから取出口１１ｃにかけて取付けられた
螺旋体１４，１４′，１７，１７′と、該螺旋体１
４，１４′，１７，１７′の途中に前記ケーシング
１１と小さな隙間ｃを持つて介設され且つ上流側
の円錐台形状部１６ａ，１６a′、下流側の円筒状
部１６ｂ，１６b′及び外周面に刻設された複数の
斜状溝１６ｃ，１６c′を含む圧搾体１６，１６′
と、該圧搾体１６，１６′の直後に配設された蒸
気排出管Ｑと、前記取出口１１ｃに取付けられた
押出用多孔板２０とより成ることを特徴とする高
分子を含む廃棄物の固形化装置である。

（作用） 上記構成の固形化装置の作用について述べる。
投入口１１ａから投入された嵩だかく水分や
PVC等の高分子物質を含んだ廃棄物は、回動軸
１２，１３の対向回転に伴う螺旋体１４，１４′
の作用を受けて噛み砕かれ、圧縮され、発熱しな
がら圧搾体１６，１６′に給送される。該圧搾体
１６，１６′に至ると、ケーシング１１との小さ
な隙間ｃに強制圧入され、ここで圧縮熱及び摩擦
熱により急激にその温度が増大する（120℃以上
になる）。この高温によつて含有水分が蒸気化す
ると共に高分子物質が溶融軟化し殺菌もなされ
る。円錐台形状部１６ａ，１６a′は上記隙間ｃへ
の圧入が円滑なるようその案内として機能するも
のである。亦、圧搾体１６，１６′の外周面に刻
設された斜状溝１６ｃ，１６c′は、圧入された被
処理物に前方への推力を付与すると共に後記する
ケーシング１１（間隙調節体１８）の内面に形成
された斜状溝１８ｃ，１８c′と相乗して被処理物
を挽臼的に更に細かく細断するべく機能する。圧
搾体１６，１６′の円筒状部１６ｂ，１６b′から
強制給送された被処理物は、その圧縮状態から開
放され、含有する蒸気化した水分が圧力降下によ
り急激に蒸発し、蒸気排出管Ｑから逐次排出され
る。このように水分を含まず且つ溶融高分子物質
を含む被処理物は、引き続き螺旋体１７，１７′
により取出口１１ｃに給送される。

取出口１１ｃに至つた被処理物は強圧縮され、
多孔板２０の孔より押し出される。この時、被処
理物はほぼ完全に乾燥し（含水量は重量比で10％
以下）且つ高密度（投入時に比較して約1/7に縮
小）の状態であり、溶融高分子物質のバインダー
的作用により緻密且つ堅牢な棒状固形物として逐
次排出される。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面によつて詳細に説
明する。

第１図は本考案の高分子を含む廃棄物の固形化
装置の一実施例の部分断面平面図、第２図は同実
施例の部分断面正面図、第３図は第２図における
−線断面図、第４図は圧搾体に対する別の間
隙調節機構の説明図、第５図は本考案の高分子を
含む廃棄物の固形化装置の別の実施例の部分断面
平面図、第６図ａは多孔板の正面図、第６図ｂは
多孔板の案内板の正面図、第７図は裁断された固
形物の斜視図である。

第１図乃至第４図において、１０は一端部の投
入口１１ａから他端部の取出口１１ｃへの長手方
向にかけて、投入口１１ａから投入された嵩だか
く水分や高分子物質を多く含んだ廃棄物を搬送し
ながら破砕、混練、圧縮を行い発熱乾燥させ固形
物３０として取出す螺旋式の高分子を含む廃棄物
の固形化装置である。

この固形化装置１０は、横断面が長円形状を成
し水平に設置された細長のケーシング１１内の長
手方向に軸受Ａ，Ｂを介して並設された一対の上
から下に噛込む（第１図では紙面表面から裏面に
向かつて）対向方向に回転駆動される回動軸１
２，１３と、これら回動軸１２，１３の各々に投
入口部から取出口部にかけて、キーによる係合手
段によつて被駆動状態に順次並設された第１螺旋
体１４，１４′、第１斜刃付き輪体１５，１５′
（中間処理物の流動性に応じて適宜取外される）
及び第１圧搾体１６，１６′と、第２螺旋体１７，
１７′と、取出口部に固定された多孔板２０とか
ら構成されている。第１螺旋体１４，１４′は、
第２螺旋体１７，１７′より長さが約２倍になつ
ている。各螺旋体１４，１４′、１７，１７′は、
回転軸１２，１３にキー係合される円筒体１４
ａ，１７ａの外周面に対を成すものと相互に噛合
するように回動方向に対応した右巻、左巻きの螺
旋羽根１４ｂ，１４b′，１７ｂ，１７b′が取着さ
れている。第１斜刃付き輪体１５，１５′は、廃
棄物の内容物によつて適宜選択的に取付けられる
もので各回動軸１２，１３において同形状のもの
が装着されており、対を成すものと相互に噛合す
るように回動方向に対応した右斜刃１５ａ及び左
斜刃１５a′を各々円周方向に例えば４枚等間隔に
周設している。第１圧搾体１６，１６′も、各回
動軸１２，１３において同形状のものが装着され
ており、上流側の斜刃付き輪体と当接している側
の円錐台形状部１６ａ，１６a′と下流側の円筒状
部１６ｂ，１６b′とから成つている。これら円錐
台形状部と円筒状部にかけて、外周面に挽臼に刻
設されているものと同じく右斜状の溝１６ｃ、左
斜状の溝１６c′が各々の円周方向に例えば４条等
間隔に刻設されている。螺旋羽根１４ｂ，１４
b′，１７ｂ，１７b′及び斜刃１５ａ，１５a′とケ
ーシング１１内面との間の隙間は、該隙間におけ
る廃棄物の滞溜を少なくするため小さく形成され
ている。特に、圧搾体１６，１６′に面向したケ
ーシング部分には、小さい隙間ｃを介して圧搾体
１６，１６′が眼鏡状の一対の穴の内部に位置す
るように間隙調節体１８が各々例えば上下方向か
ら取替え自在に２分割状態で装着されている。こ
の間隙調節体１８の圧搾体１６，１６′に面向す
る内周面に、圧搾体の外周面に刻設された斜状の
溝１６ｃ，１６c′と交差する反対の例えば右に対
して左、左に対して右の斜状の溝１８ｃ，１８
c′が90゜間隔で刻設されている。ケーシング１１
の上部の圧搾体１６の下流側に隣接して蒸気排出
管Ｑが設けられている。圧縮され発熱した中間処
理物を大気圧（場合によつて吸引機で吸引して）
に解放し水分の大部分を水蒸気として排出させ
る。

一方の回動軸１２は、モータによつて減速機を
介して大トルクで上流側からみて反時計方向（矢
視ａで示す）に回転駆動され、各上流側軸端部に
止着された歯車１９ａ，１９ｂを介して他方の回
動軸１３を歯車箱Ｇ内で、等速度で時計方向（矢
視ｂ）に回転駆動する。又搬送力や圧入力の反力
を受けるスラスト軸受も適宜介設されている。各
回動軸は歯車箱Ｇの軸受Ａ並びにケーシング１１
の上流端部の軸受Ｂに片持ち状態に支承されてい
る。高荷重を受け損耗の激しい螺旋体、斜刃付き
輪体及び圧搾体の取替を容易にするために、これ
らの構成要素は回動軸１２，１３を上流側に抜き
出すことができるように小径の下流側から上流側
の大径のカラー部１２ａ，１３ａに順次嵌挿され
ており、又、ケーシング１１も上部取外し可能な
ように上下２分割形で、図示のように間隙調節体
１８毎にボルト、ナツトを解放することによつて
部分的に分離可能となつている。

一方、固形物３０の取出口部において、ケーシ
ング１１の終端フランジ１１ｄに孔２３に挿通さ
れるボルトとナツトによつて取替自在に取付られ
る多孔板の案内板２０ａは、第６図ｂに示すよう
に、円筒体１７ａの外周部に相当する面域に多数
の円形の貫通孔２２ａ…を配列しており、案内板
２０ａの外側に共締めによつて付設される多孔板
２０は第６図ａに示すように案内板の貫通孔２２
ａに対応して外側に向つて絞りテーパを成し角隅
を丸めた十文字状の貫通孔２２…を多数配列して
おり、中間処理物を第７図に示すような形状の固
形物３０として押出し成形の際に賦形する。貫通
孔２２の形状は、他に適宜円形や鋭角部を丸めた
多角形（周囲に凹凸を有したものを含む）を選択
できることは云うまでもない。

押出し成形された固形物３０は、通常最大直径
15〜35mm、長さ35〜50mm程度の大きさに処理され
るが、粗骨材として使用する場合アンカー効果を
上げるために適宜表面に凹凸加工が施される。こ
れら固形物３０のうち焼却すると有毒ガスを発生
するものは（PVC等を含む場合）歩道に敷設さ
れるペイブメントブロツク製造用の又は強度を余
り必要としないコンクリートの粗骨材として、又
土壌の水はけを良くするための土壌改良材とし
て、更に、ポリオレフイン系高分子材から成るも
のは再生固形燃料として利用される。

固形化装置として、廃棄物の種類に応じて、例
えば含水量が多く十分に脱水させなければならな
い物に対して、第５図に示すようなもう一段破
砕、混練、圧縮を行い、中間処理物を発熱させ且
つ圧縮解放をさせ水分を再度蒸気排出管Ｑから排
出し脱水させる。この場合回動軸が長くなるため
に下流側軸端を支える軸受Ｃ，Ｃが案内板２０ａ
及び多孔板２０の貫通孔２１ａ，２１ａより突出
させケーシングのベースで支持するように設置さ
れる。追加された段の第３螺旋体は第２螺旋体１
７，１７′と同形状であり、又第２斜刃輪体、第
２圧搾体及び間隙調節体も第１段のものと同形状
であり、同符号を付して示してある。

次に、上述の構成の高分子を含む廃棄物の固形
化装置１の作動について説明する。回動軸１２，
１３及びそれらにキー係合された螺旋体１４，１
４′、１７，１７′、斜刃付き輪体１５，１５′、
圧搾体１６，１６′が上方から下方に噛み込むよ
うに反時計、時計方向に各々回転駆動された状態
で、大きな金属片等を除去した嵩だかく含水量及
び高分子物質の多い廃棄物が投入口１１ａから投
入されると、廃棄物は比較的長い第１螺旋体１
４，１４′によつて撹拌され軸間の最小空間部で
破砕され混練され及び圧縮されて摩擦によつて温
度を上昇させながら第１斜刃付き輪体１５，１
５′及び圧搾体１６，１６′の方へ搬送される。小
片に破砕され混練され温度が上昇してきた廃棄物
の中間処理物は、次いで第１斜刃付き輪体１５，
１５′によつて更に粉砕されながら下流側に隣接
されている圧搾体１６，１６′と間隙調節体１８
との小さい隙間ｃへ、斜刃１５ａ，１５a′を介し
て押圧力を受け円錐台形状部１６ａのテーパの楔
作用を受け圧入される。このとき圧縮熱と摩擦熱
によつて120℃以上に加熱され圧縮された中間処
理物は、間隙調節体１８の後部で大気圧レベル迄
圧力解放され（排出管Ｑが外気に連通しいてるた
め）急激に膨張される結果、ケーシング天板の間
隙調節体１８の後部に設けられた排出管Ｑから水
蒸気となつて逐次排出される。隙間ｃへ圧入され
た粉砕処理物は相互に対向した斜状の溝１６ｃ，
１６c′と溝１８ｃ，１８c′によつて挽臼作用によ
つて特に粒状物がより細かく粉砕される。間隙調
節体１８を過ぎ水分を蒸発させた段階で中間処理
物はかなり細く粉砕され且つ脱水され溶融状態で
第２螺旋体１７，１７′へと給送され混練されな
がら案内板２０ａと多孔板２０へと給送され孔２
２…から棒状の固形物３０として押出される。更
に、水分除去を必要とする場合は、第２螺旋体１
７、第２斜刃付き輪体１５及び第２圧搾体１６
と、間隙調節体１８とによつて撹拌、破砕、粉
砕、圧入、圧解放、摩擦、臼挽が繰返され、脱水
と細粒化が促進される。脱水と細粒化が促進され
た中間処理品は、温度が上り溶融しかつ殺菌され
成形化し易い状態となり、第３螺旋体１７，１
７′によつて撹拌されながら多孔板２０へと給送
され、孔２２…から棒状の固形物３０として押出
される。棒状の固形物は適当な長さに別の切断機
で第７図に示すようなピースに切断される。

上記実施例においては、廃棄物の種類に応じて
圧搾体１６周辺の隙間ｃが間隙調節体１８を取替
えることによつて調節される構成になつている
が、第４図に示すように、上下に２分された上部
体１８a′と下部体１８b′とを、該部位で発生する
圧入熱、摩擦熱による温度、圧力、蒸気温度、又
は中間物の硬度を検知して上下の各ネジジヤツキ
手段３４，３４や油圧手段によつて稼働中も調節
可能とすることも可能である。即ち、上記検知信
号によつてレバー３３の揺動角及び方向を制御し
てネジ３２ａ，３２ｂを回動して、上部体１８
a′と下部体１８b′をガイドフレーム３１，３１間
において案内保持し、接近又は離反移動して隙間
ｃを調節する。又、ガイドフレーム３１，３１を
水平方向に移動させ隙間調節できる機構を組込む
ことも可能である。

更に、第２以降の螺旋体、斜刃付き輪体、圧搾
体の配設数は、適宜廃棄物の種類に応じて選定さ
れることは云うまでもない。螺旋体の螺旋羽根に
適宜切欠きを設けて鋸歯状とし、噛みくだき効果
を増強するようにもできる。

また中間処理物（第７図）として略十文字状の
ものを例示したが、貫通孔２２の形状を変えるこ
とにより、円柱状その他適宜の押出形状に変更し
得ることは勿論である。

（考案の効果） 以上述べた通り、本考案の固形化装置に於いて
は、投入された高分子物質を含む嵩だかい廃棄物
は、２本の回動軸の対向回転に伴う螺旋体の作用
により噛み砕かれ、繰り返し破砕され、且つ混
練、圧縮された後圧搾体とケーシングとの間の小
さな隙間に強制圧入される。そして、該圧搾体で
廃棄物はその圧縮熱及び摩擦熱により発熱し更に
圧砕され、蒸気化した水分と溶融軟化した高分子
物質とを含む細粒化された中間処理品となり、そ
の後の急激な圧縮開放により蒸気化水分が蒸散し
てほぼ完全に乾燥した状態となる。従つて、多孔
板の孔から押し出されると、溶融高分子物質のバ
インダー効果により緻密且つ堅牢で含有水分の極
めて少ない棒状固形物が定常的に得られる。得ら
れた固形物は当初の廃棄物の数十分の１にも減容
化されたもので、これを埋め立て投棄する場合、
省スペース化が図られると共に輸送性も向上す
る。亦、ポリオレフイン等の可燃性高分子物質を
含む場合には固形燃料としての再生利用が可能と
される。更に、極めて堅牢であるので路盤材の粗
骨材や土壌改良材としても用いられる。このよう
に埋め立て投棄にも適し且つ各種再生利用も可能
とされるので、従来の如く有毒ガスの発生や炉壁
の損傷を伴う焼却処理を必要とせず、従つてその
社会的利益は極めて大である。

亦、螺旋体及び圧搾体を回動軸に対して抜出し
自在に装着することによつて、摩耗の激しい上記
構成要素の保守、修理を容易に行うことが可能と
なる他、圧搾体の周囲に間隙調節自在に間隙調節
体を周設することによつて、より効率的に細粒、
細片化と高温化、脱水を行うことも可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の高分子を含む廃棄物の固形化
装置の一実施例の部分断面平面図、第２図は同実
施例の部分断面正面図、第３図は第２図における
−線断面図、第４図は圧搾体に対する間隙調
節機構の説明図、第５図は本考案の高分子を含む
廃棄物の固形化装置の別の実施例の部分断面平面
図、第６図ａは多孔板の正面図、第６図ｂは多孔
板の案内板の正面図、第７図は裁断された固形物
の斜視図である。 符号の説明、１０……高分子を含む廃棄物の固
形化装置、１１……ケーシング、１１ａ……投入
口、１１ｃ……取出口、１２，１３……回動軸、
１４，１４′，１７，１７′……螺旋体、１５，１
５′……斜刃付き輪体、１６，１６′……圧搾体、
１６ａ，１６a′……円錐台形状部、１６ｂ，１６
b′……円筒状部、１６ｃ，１６c′……斜状溝、１
８，１８′……間隙調節体、１６ｃ，１６c′，１
８ｃ，１８c′……螺旋状溝、２０……多孔板、２
２……孔、３０……固形物、Ｑ……蒸気排出管、
ｃ……隙間。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 細長ケーシング１１の一端投入口１１ａから
   他端取出口１１ｃに至る長手方向にかけて、投
   入された高分子物質を含む廃棄物を搬送しなが
   ら破砕、混練、圧縮を行ない発熱させ、圧力降
   下させて水分を蒸発し除去し固形物として取り
   出す装置であつて、該装置が、上記ケーシング
   １１内に横長に並設され且つ対向方向に回転駆
   動される一対の回動軸１２，１３と、該回動軸
   １２，１３に前記投入口１１ａから取出口１１
   ｃにかけて取付けられた螺旋体１４，１４′，
   １７，１７′と、該螺旋体１４，１４′，１７，
   １７′の途中に前記ケーシング１１と小さな隙
   間ｃを持つて介設され且つ上流側の円錐台形状
   部１６ａ，１６a′、下流側の円筒状部１６ｂ，
   １６b′及び外周面に刻設された複数の斜状溝１
   ６ｃ，１６c′を含む圧搾体１６，１６′と、該
   圧搾体１６，１６′の直後に配設された蒸気排
   出管Ｑと、前記取出口１１ｃに取付けられた押
   出用多孔板２０とより成ることを特徴とする高
   分子を含む廃棄物の固形化装置。 ２ 前記高分子物質が、PVC（ポリ塩化ビニー
   ル）を比較的多量に含むものである実用新案登
   録請求の範囲第１項記載の装置。 ３ 前記多孔板が取替え可能とされた実用新案登
   録請求の範囲第１項記載の装置。 ４ 前記多孔板が、角隅を丸めた十文字形状の孔
   を有したものである実用新案登録請求の範囲第
   １項記載の装置。