KR20090045272A - 고형화 처리 방법 및 고형화 처리 장치 - Google Patents

Abstract

플라스틱, 폐지 및 폐목재를 포함하는 피처리물을 고형화하여 고형 연료를 제조하는 데 있어서, 투입구(12)로부터 투입된 피처리물에, 수분량이 15wt％ 이상, 바람직하게는 20wt％ 이상이 되도록 주수하고, 이들을 3턴 이하에서 혼련, 압축, 압출하여 단부면판(5)의 성형 노즐(53)로부터 밀어낸다. 주수는 주수 노즐(31)에 의해 투입구(12)로부터 케이싱(11) 내에 행한다. 주수 노즐(31)에 연속되는 주수관(32)에 개재 설치된 전자기 밸브(33)의 개폐를, 단부면판의 성형 노즐(53)에 설치된 온도 센서(55)로부터의 신호 S1을 기초로 하여 제어한다. 피처리물이 과잉으로 고온이 되어 발화하는 문제나, 피처리물이 과잉으로 저온이 되어 고형화물의 보형성이 악화되는 문제를 방지할 수 있다.

성형 노즐, 단부면판, 투입구, 케이싱, 고형화 처리 장치

Description

고형화 처리 방법 및 고형화 처리 장치{METHOD, AND APPARATUS, FOR SOLIDIFICATION PROCESSING}

본 발명은 산업 폐기물 중, 재료 재활용이 곤란한 플라스틱, 폐지 및 폐목재 등을, 열가소성 플라스틱을 바인더로서 이용하여 석탄이나 코크스 등의 화석 연료의 대체 연료로서 사용할 수 있는 고형 연료를 제조하는 데 적합한 고형화 처리 방법 및 고형화 처리 장치에 관한 것이다.

폐기물의 재활용 처리는, 환경 문제의 대책으로서 중요하다. 폐기물의 재활용 처리로서는, 예를 들어 슈레더 더스트나 식품용 포장 용기나 폐의류 등과 같은 종이류, 플라스틱류, 천류를 포함하는 가연성 폐기물을 재생 연료의 원료로서 이용하는 것이 실용화되어 있다.

종래, 이러한 종류의 폐기물을 이용하여 고형 재생 연료를 제조하는 장치로서는, 도 8에 도시하는 2축 압출 성형기가 알려져 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 : 일본 특허 출원 공개 평10-85701호 공보 참조). 이 압출 성형기는, 케이싱(101) 내에, 호리병형의 단면을 갖는 실린더 형상의 중공부를 갖는다. 이 케이싱(101)의 중공부 내에, 축심이 서로 평행한 2개의 스크류축(103, 103)을 삽입 관통하고 있다. 이 스크류축(103)은 나선 날개를 갖지만, 스크류축(103)의 길이 방향의 중앙 보다도 선단부 부근에, 나선 날개가 없는 무날개 직경 확장부(120)가 형성되어 있다. 스크류축은 무날개 직경 확장부(120)보다도 기단부측에 제1 나선 날개(121)를 갖는 한편, 무날개 직경 확장부(120)보다도 선단부측에 제2 나선 날개(122)를 갖는다. 케이싱(101)의 중공부를 구획하는 내벽은, 제1 및 제2 나선 날개(121, 122)의 외부 모서리에 근접하고 있는 한편, 무날개 직경 확장부(120)의 주위면에 근접하고 있어, 교축부를 형성하고 있다. 각 스크류축(103)은, 도시하지 않은 모터에 의해 서로 맞물린 기어(111, 111)를 통해 서로 역방향으로 회전 구동한다. 이에 의해, 제1 및 제2 나선 날개(121, 122)가 위로부터 아래로 맞물리도록 회전 구동하도록 이루어져 있다.

이 2축 압출 성형기는, 이하와 같이 동작한다. 즉, 폐플라스틱재를 포함한 폐기물이, 미리 조파쇄(粗破碎)되고, 선별되어 케이싱의 투입구(102)로부터 중공부 내에 투입된다. 투입된 폐기물을, 스크류축의 제1 나선 날개(121)에 의해 파쇄와 혼련을 행하면서 무날개 직경 확장부(120)측으로 이송한다. 케이싱(101)의 측면에는 히터가 설치되어 있고, 이 히터의 열에 의해 폐기물 중의 플라스틱을 연화하거나 또는 용융한다. 연화하거나 또는 용융한 플라스틱을 포함하는 폐기물을, 케이싱(101)의 내벽의 교축부와 무날개 직경 확장부(120)의 사이로부터 밀어내는 과정에서 압축하여, 유동 상태로 한다. 유동 상태의 폐기물을, 제2 나선 날개(122)에 의해 단부면판(115)의 노즐 구멍(116)으로부터 막대 형상으로 밀어낸다. 막대 형상으로 압출된 폐기물의 온도가 강하하여 고화함으로써, 고형 재생 연료가 얻어진다.

그러나 이 2축 압출 성형기는, 케이싱(101)의 내벽과 스크류축(103)의 표면 사이에 형성되는 폐기물 통로의 단면이, 제1 나선 날개(121)로부터 무날개 직경 확장부(120)를 향함에 따라서 축소되는 한편, 무날개 직경 확장부(120)로부터 제2 나선 날개(122)를 향함에 따라서 확대된다. 따라서, 케이싱(101)의 내벽의 교축부와 무날개 직경 확장부(120)의 사이로부터 밀어내어진 폐기물은, 케이싱(101)의 내벽과 제2 나선 날개(122)의 사이에서 확산되기 쉽다. 그 결과, 노즐 구멍(116)을 통해 압출된 폐기물의 밀도가 비교적 작아져, 폐기물의 고화 후의 보형성(保形性)이 불충분해지기 쉽다고 하는 문제가 있다.

또한, 케이싱(101)의 측면에 설치된 히터에 의해 케이싱(101) 내의 광범위에 걸쳐 가열을 행하므로, 가열 효율이 낮고, 폐기물의 온도 제어의 정밀도가 낮다고 하는 문제가 있다. 폐기물의 온도 제어의 정밀도가 낮으면, 폐기물이 고온이 되어 발화나 유독 가스가 발생할 우려가 있고, 혹은 폐기물이 저온이 되어 용융물의 용융이 불충분해져 고형화물의 보형성이 불충분해지는 등의 문제를 초래할 우려가 있다. 이러한 폐기물의 온도 제어에 관한 과제는, 특허 문헌 1에서는 고려되어 있지 않다.

그래서, 상기 장치의 문제점에 비추어 구조가 간단하고 소형화가 가능하며, 게다가 종래와 거의 동등하거나 또는 그 이상의 파괴, 혼련, 용융 및 압밀화의 능력을 구비하고, 폐기물로부터 고형 연료를 제조하는 데 적합한 압출 장치가 제안되어 있다(특허 문헌 2 : 일본 특허 출원 공개 제2002-361492호 공보 참조). 그러나 이 장치는, 소형화에 따라서 급속으로 파괴, 혼련, 용융 및 압밀화를 행하므로, 피 처리물의 혼련이 불충분해지거나, 피처리물의 온도가 급격하게 상승하여 발화를 초래할 우려가 있다.

특허 문헌 1 : 일본 특허 출원 공개 평10-85701호 공보

특허 문헌 2 : 일본 특허 출원 공개 제2002-361492호 공보

그래서, 본 발명의 과제는 피처리물의 파괴, 혼련, 용융 및 압밀화를 소형의 구조로 급속하게 행하는 데 적합한 고형화 처리 방법 및 장치를 제공하는 데 있다. 또한, 본 발명의 과제는 온도 제어를 효과적으로 행함으로써, 양호한 품질의 고형 연료가 안정적으로 얻어지는 고형화 처리 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명자에 의한 예의 연구 결과, 플라스틱, 폐지 및 폐목재 등을, 열가소성 플라스틱을 바인더로서 고형화하여 고형 연료를 제조하는 경우, 폐지 및 폐목재에 있어서의 수분 함유량을 15wt％ 이상, 바람직하게는 20wt％ 이상으로 하여 플라스틱 재료와 혼련하는 것이 유리한 것을 발견하였다. 즉, 상기 함유량으로 주수함으로써 피처리물의 융화가 양호해져 혼련하기 쉽고, 게다가 수분이 가열 증기가 되어 피처리물 사이를 이동하므로 피처리물의 가열 효율이 양호해지는 한편, 고형화물이 발화에 이르는 것을 방지하기 위한 온도 제어에도 적합한 것이 발견되었다. 이러한 주수와 온도 제어를 행하여 얻은 고형화 연료는, 석탄이나 코크스 등의 화석 연료의 대체 연료로서 사용할 수 있는 품질과 열량을 갖는 것이 확인되어, 본 발명이 완성된 것이다.

즉, 본 발명의 고형화 처리 방법은, 적어도 열가소성 플라스틱과, 휴지 또는 톱밥을 포함하는 피처리물을 혼련 및 압밀화하여 고형 연료를 제조하기 위한 고형화 처리 방법이며,

우선, 피처리물에 주수하여 휴지 또는 톱밥에 함수시켜 나선축에 의해 교반 혼련하는 제1 턴 행정에 부가하여, 계속해서 상기 피처리물을 나선축에 의해 역류 방지를 행하면서 압축하는 제2 턴 행정에 부가하여, 제3 턴 공정에서 상기 피처리물을 나선축에 의해 또한 압축하고, 상기 제2 및 제3 턴 공정의 압축에 수반되는 발열과, 단부면판에 설치된 히터에 의한 가열에 의해 피처리물 중의 열가소성 플라스틱을 용융하고, 상기 피처리물을 단부면판의 배출 구멍으로부터 밀어내어 고형화하는 한편, 상기 피처리물에 주입된 수분을 가열 증기로서 피처리물의 이송 방향과 반대 방향으로 흡인하면서 상기 피처리물의 온도를 검출하고, 이 검출 온도를 나타내는 신호를 기초로 하여, 상기 피처리물에의 주수량을 제어하는 것을 특징으로 하고 있다.

상기 방법에 따르면, 주수에 의해, 예를 들어 폐지에 유래하는 휴지, 또는 예를 들어 폐목재에 유래하는 톱밥이 함수하여 유동성이 향상된다. 따라서, 휴지 또는 톱밥과 플라스틱 파쇄물이 혼련되기 쉽고, 게다가 압축열 등에 의해 가열 증기가 되어 유동하여, 피처리물에 있어서의 열전도가 높아진다. 또한, 주수에 의해 단부면판의 배출 구멍으로부터 밀어내어지는 고형화물이 발화되지 않도록 온도 제어를 할 수 있다. 이들에 의해, 구조의 소형화에 의해 2 내지 3 턴으로 급격하게 혼련 및 압밀을 행해도, 나선축의 토크 부하의 이상 상승이나 피처리물의 발화의 우려가 없다. 또한, 피처리물에 주입된 수분은 가열되어 최종적으로 증기로서 배출되므로, 고형 연료의 연소성을 악화시키는 원인이 되지도 않는다. 또한, 가열 증기를, 예를 들어 피처리물의 투입구로부터 흡인함으로써, 피처리물의 이송 방향과 반대 방향으로 흡인하므로, 단부면판을 향해 혼련 압축되는 피처리물에 다량의 가열 증기가 혼입되는 것을 방지하여, 고밀도 또한 고발열량의 고형 연료를 제조할 수 있다. 덧붙여, 피처리물에 주수를 행하는 경우, 주수하지 않는 경우와 비교하면, 피처리물을 혼련 압축하는 나선축의 토크 부하를 10％ 내지 15％ 저감할 수 있다. 또한, 동일한 구동력에 의해 나선축을 구동한 경우, 고형화물의 생산량을 15％ 내지 20％ 증대시킬 수 있다. 게다가, 냉각 건조 후의 고형화물의 수분량을 10wt％(중량 퍼센트) 이하로 할 수 있다.

일 실시 형태의 고형화 처리 방법은, 상기 피처리물은, 열가소성 플라스틱이 40wt％(중량 퍼센트) 이상 60wt％ 이하, 휴지 또는 톱밥이 30wt％ 이상 40wt％ 이하이다.

상기 실시 형태에 따르면, 5000 내지 6000cal/g의 발열량을 갖고 화석 연료의 대체 연료로서 사용할 수 있는 고형화물이 얻어진다.

일 실시 형태의 고형화 처리 방법은, 상기 피처리물의 수분량이 15wt％ 정도인 경우에, 상기 피처리물의 온도를 100℃ 이상 140℃ 이하의 온도 범위로 제어한다.

상기 실시 형태에 따르면, 피처리물을 혼련 압축하는 과정에 있어서, 압축에 수반되는 발열이나 히터의 가열에 의해 발화하는 문제를 방지할 수 있다. 또한, 피처리물을 혼련 압축하는 과정에 있어서, 수분을 가열 증기로 하여 적절하게 제거할 수 있으므로, 고형화물을 연료로서 사용한 경우의 연소성의 저하를 방지할 수 있다.

일 실시 형태의 고형화 처리 방법은, 상기 피처리물의 수분량이 20wt％ 이상인 경우에, 상기 피처리물의 온도를 120℃ 이상 180℃ 이하의 온도 범위로 제어한다.

상기 실시 형태에 따르면, 피처리물의 유동성을 높여 혼련 압축을 용이하게 할 수 있고, 피처리물의 발화를 방지할 수 있고, 게다가 고형화물의 연소성의 저하를 방지할 수 있다.

한편, 본 발명의 고형화 처리 장치는, 적어도 열가소성 플라스틱과, 휴지 또는 톱밥을 포함하는 피처리물을 혼련 및 압밀화하여 고형 연료를 제조하기 위한 고형화 처리 장치이며,

피처리물이 투입되는 투입구를 갖는 케이싱과,

상기 케이싱 내에 배치되고, 서로 역방향으로 회전 구동되는 한 쌍의 회전 구동축과,

상기 한 쌍의 회전 구동축에 착탈 가능하게 각각 장착되고, 상기 투입구로부터 투입된 피처리물을 끼워 넣어 상기 케이싱의 단부면측으로 이송하는 제1 나선체와, 상기 피처리물을 역류 방지를 행하면서 압축하는 제2 나선체와, 상기 피처리물을 또한 압축하여 케이싱 밖으로 밀어내는 제3 나선체를 갖는 나선축과,

상기 케이싱의 단부면에 착탈 가능하게 장착되고, 상기 제3 나선체에 의해 밀어내어지는 피처리물을 배출하는 배출 구멍을 갖는 단부면판과,

상기 단부면판에 설치된 히터와,

상기 케이싱 내에 주수를 행하는 주수부와,

상기 케이싱에 형성된 배기구와,

상기 배기구에 접속되고, 상기 케이싱 내의 배기를 행하는 블로워와,

상기 나선축에서 처리된 피처리물의 온도를 검출하는 온도 센서와,

상기 온도 센서로부터의 신호를 기초로 하여, 상기 주수부에 의한 주수량을 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.

상기 구성에 따르면, 상기 한 쌍의 회전 구동축이 회전 구동됨으로써, 각 회전 구동축에 장착된 나선축이 서로 역방향으로 회전 구동된다. 상기 나선축은 제1 내지 제3 나선체를 갖고, 상기 제1 나선체는 상기 투입구로부터 투입된 피처리물을 끼워 넣어 상기 케이싱의 단부면측으로 이송한다. 이 제1 나선체로부터 이송된 피처리물을, 상기 제2 나선체가 역류를 방지하면서 압축한다. 계속해서, 상기 제3 나선체가 피처리물을 또한 압축하여, 상기 단부면판의 배출 구멍으로부터 밀어낸다. 이와 같이 하여, 피처리물을 혼련하면서 순차 높은 압축력을 부여할 수 있으므로, 상기 단부면판의 배출 구멍으로부터 밀어내는 피처리물을 충분히 높은 밀도로 할 수 있다. 그 결과, 상기 압출된 피처리물이 냉각되어 이루어지는 고형화물은, 충분한 보형성을 갖는다.

또한, 상기 제2 및 제3 나선체의 동작에 의해, 피처리물에 충분한 양의 압축열 및 마찰열을 생성할 수 있다. 그 결과, 종래와 같이 케이싱의 측면에 히터를 설치하지 않아도, 단부면판의 히터만에 의해 피처리물에 포함되는 용융물을 충분히 용해할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 나선축에서 처리된 피처리물의 온도를 기초로 하여 상기 주수부에 의한 케이싱 내에의 주수량을 제어한다. 이에 의해, 상기 피처리물의 온도가 안정되어 적절한 온도가 되어, 안정된 품질의 고형화물이 얻어진다.

여기서, 상기 케이싱 내에의 주수에 따라서, 상기 케이싱 내에 수증기가 발생한다. 이 수증기를, 상기 배기구를 경유하여 상기 블로워에서 배출함으로써 케이싱 내의 압력의 이상 상승이나, 상기 투입구로부터의 수증기의 누설 등의 문제를 방지할 수 있다. 또한, 케이싱 내의 기압이 상승하여 회전 구동축에 설치된 오일 시일이 파손되는 등의 문제를 방지할 수 있다.

또한, 상기 블로워는, 상기 수증기를 포함하는 배기 대상을, 상기 고형화 처리 장치가 배치된 건물의 밖으로 배출하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 상기 고형화 처리 장치의 조작자의 작업환경을 양호하게 할 수 있다.

여기서, 상기 배기 대상이라 함은, 상기 블로워에 의해 케이싱 내로부터 배출 가능한 것을 말하고, 수증기에 한정되지 않고, 다른 기체나 액체 미립자, 혹은 분진도 포함된다.

또한, 상기 온도 센서의 배치 위치는 한정되지 않고, 예를 들어 케이싱 내부나 단부면판 등의 모든 위치에 배치할 수 있다. 요컨대, 나선축에서 처리된 피처리물의 온도를 검출 가능하면, 온도 센서의 배치 위치는 어디라도 좋다.

일 실시 형태의 고형화 처리 장치는, 상기 배기구는 상기 투입구의 폭 방향의 양측에 배치되어 있다.

상기 실시 형태에 따르면, 상기 투입구로부터 피처리물을 투입하는 한편, 상기 투입구의 폭 방향 양측의 배기구로부터 케이싱 내의 배기를 행한다. 이에 의해, 상기 케이싱 내에 배기류를 효율적으로 생성할 수 있다. 또한, 상기 케이싱 내에 있어서, 상기 피처리물의 이송 방향과 반대 방향으로 배기 흐름을 형성할 수 있으므로, 단부면판의 배출 구멍으로부터 밀어내어지는 피처리물에 수증기 등이 혼입되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 밀어내어진 피처리물이 냉각되어 이루어지는 고형화물은 품질의 저하가 방지된다. 또한, 상기 투입구의 폭 방향이라 함은, 이 투입구로부터 투입된 피처리물이 이송되는 방향과 대략 직각인 방향을 말하고, 상기 회전 구동축 및 나선축의 연장 방향과 대략 직각을 이루는 방향이다.

일 실시 형태의 고형화 처리 장치는, 상기 제어부는 상기 피처리물의 온도가 소정 온도 이상이 되면 상기 주수부에 의한 주수를 개시하는 한편, 상기 피처리물의 온도가 소정 온도 이하가 되면 상기 주수부에 의한 주수를 정지한다.

상기 실시 형태에 따르면, 상기 제어부에 의해 상기 케이싱 내에의 주수를 제어함으로써, 상기 피처리물의 온도가 소정의 온도 범위 내에 포함되도록 제어할 수 있다. 이에 의해, 피처리물이 고온이 되어 발화하거나, 혹은 피처리물이 저온이 되어 고화 후의 보형성이 저하되는 등의 문제를 방지할 수 있다. 그 결과, 이 고형화 처리 장치는 운전의 안전성을 확보할 수 있고, 또한 안정된 품질의 고형화물이 얻어진다.

일 실시 형태의 고형화 처리 장치는, 운전의 정지 지령이 입력되는 입력부를 구비하고,

상기 제어부는, 상기 입력부에의 정지 지령의 입력에 따라서 상기 주수부에 의한 주수를 소정 시간 행한다.

상기 실시 형태에 따르면, 운전의 정지 지령이 입력되어 운전을 정지할 때, 소정 시간 케이싱 내에 주수를 행한다. 이 소정 시간의 주수가 완료된 후, 상기 나선축의 동작을 정지하여 운전을 정지한다. 이에 의해, 케이싱 내의 피처리물이 연화된 상태에서 운전을 정지할 수 있다. 따라서, 다음회의 운전 개시시에, 케이싱 내에서 고화한 피처리물에 기인하는 기동 불량이나, 동력원으로의 부하의 증대를 방지할 수 있다.

또한, 상기 케이싱 내에의 주수에 따라서 수증기가 발생하지만, 이 수증기를 포함하는 배기 대상을 상기 케이싱 내로부터 배기하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 케이싱 내의 압력의 이상 상승이나, 상기 투입구로부터의 수증기의 누설 등의 문제를 방지할 수 있다. 상기 케이싱 내의 배기는, 상기 피처리물이 이송되는 방향과 반대 방향으로 행하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 상기 배출 구멍으로부터 배출되는 피처리물에, 수증기 등이 혼입되는 문제를 방지할 수 있다.

일 실시 형태의 고형화 처리 장치의 운전 방법은, 상기 피처리물의 온도가 소정 온도 이상이 되면 주수를 개시하는 한편, 상기 피처리물의 온도가 소정 온도 이하가 되면 주수를 정지한다.

상기 실시 형태에 따르면, 상기 피처리물의 온도를 소정의 온도 범위 내에 포함되도록 제어할 수 있다. 이에 의해, 피처리물이 고온이 되어 발화하거나, 혹은 피처리물이 저온이 되어 고화 후의 보형성이 저하되는 등의 문제를 효과적으로 방지할 수 있다. 그 결과, 이 고형화 처리 장치를 안전하게 운전할 수 있고, 얻어지는 고형화물의 품질을 안정적으로 할 수 있다.

일 실시 형태의 고형화 처리 장치의 운전 방법은, 운전의 정지에 앞서 상기 케이싱 내에 주수를 소정 시간 행한다.

상기 실시 형태에 따르면, 소정 시간의 주수가 완료된 후, 상기 나선축의 동작을 정지하여 운전을 정지한다. 이에 의해, 케이싱 내의 피처리물이 수분량의 증대에 의해 연화된 상태에서 운전을 정지할 수 있다. 따라서, 다음회의 운전 개시시에, 케이싱 내에서 피처리물이 고화되는 것에 기인하는 기동 불량이나, 동력원에의 부하의 증대를 방지할 수 있다.

이상으로부터 명백한 바와 같이, 본 발명은 투입구로부터 케이싱 내에 투입된 피처리물은 함수되어 있으므로, 제1 턴에서 용이하게 혼련할 수 있다. 이 피처리물은, 계속해서 제2 턴에서 압축되고, 제3 턴에서 또한 압축되어 가열되지만, 혼련물 전체가 증기 가열되고, 게다가 온도 제어가 이루어지므로, 단부면판의 배출 구멍으로부터 밀어낼 때에 발화하는 일이 없어, 처리 후의 피처리물에 충분한 보형성을 부여할 수 있다. 또한, 상기 나선축에서 처리된 피처리물의 온도를 기초로 하여 제어부에 의한 주수량의 제어하에서 주수부에 의해 케이싱 내에 주수를 행하므로, 상기 피처리물의 온도를 안정적으로 적절한 온도로 제어할 수 있어, 안정된 품질의 고형화물이 얻어진다. 또한, 상기 케이싱에 형성된 배기구로부터 블로워로부터 배기를 행하므로, 주수에 따라서 발생한 수증기 등을 신속하게 배출할 수 있어, 케이싱 내의 압력 상승에 수반되는 고장을 방지할 수 있고, 또한 고형화물의 품질을 안정적으로 할 수 있다.

또한, 일 실시 형태의 고형화 처리 장치는, 상기 배기구는 상기 투입구의 폭 방향의 양측에 배치되어 있으므로, 상기 케이싱 내에 배기류를 효율적으로 생성할 수 있다. 또한, 상기 케이싱 내에 있어서, 피처리물의 이송 방향과 반대 방향으로 배기류를 생성할 수 있으므로, 상기 단부면판의 배출 구멍으로부터 배출되는 피처리물에 수증기 등이 혼입되는 문제를 방지할 수 있다.

또한, 일 실시 형태의 고형화 처리 장치는, 상기 제어부는 상기 피처리물의 온도가 소정 온도 이상이 되면 상기 주수부에 의한 주수를 개시하는 한편, 상기 피처리물의 온도가 소정 온도 이하가 되면 상기 주수부에 의한 주수를 정지하므로, 상기 피처리물의 온도를 소정의 온도 범위 내로 하여 운전의 안전성을 확보할 수 있어, 안정된 품질의 고형화물이 얻어진다.

또한, 일 실시 형태의 고형화 처리 장치는, 운전의 정지 지령이 입력되는 입력부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 입력부에의 정지 지령의 입력에 따라서 상기 주수부에 의한 주수를 소정 시간 행하므로, 피처리물이 연화된 상태에서 운전을 정지할 수 있어, 다음회의 운전 개시시에, 경화된 피처리물에 기인하여 나선축의 구동 저항이 증대되는 등의 문제를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 고형화 처리 장치의 운전 방법은, 제1 내지 제3 나선체를 갖는 나선축에 의해, 피처리물에 마찰열 및 압축열을 효율적으로 생성하는 고형화 처리 장치에 대해, 상기 나선축에서 처리된 피처리물의 온도를 기초로 하는 양의 물을 케이싱 내에 공급하므로, 상기 피처리물의 온도를 안정적으로 적절한 온도로 할 수 있어, 상기 피처리물이 냉각되어 이루어지는 고형화물을 안정적으로 적절한 품질로 할 수 있다.

또한, 일 실시 형태의 고형화 처리 장치의 운전 방법은, 상기 피처리물의 온도가 소정 온도 이상이 되면 주수를 개시하는 한편, 상기 피처리물의 온도가 소정 온도 이하가 되면 주수를 정지하므로, 상기 피처리물이 과잉으로 고온이 되어 발화하는 문제나, 상기 피처리물이 과잉으로 저온이 되어 보형성이 저하되는 문제를 방지할 수 있다.

또한, 일 실시 형태의 고형화 처리 장치의 운전 방법은, 운전의 정지에 앞서 상기 케이싱 내에 주수를 소정 시간 행하므로, 케이싱 내의 피처리물이 수분량의 증대에 의해 연화된 상태에서 운전을 정지할 수 있고, 따라서 다음회의 운전 개시시에 케이싱 내에서 피처리물이 고화하는 것에 기인하는 기동 불량이나, 동력원에의 부하의 증대를 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태의 고형화 처리 장치를 도시하는 평면도이다.

도 2는 고형화 처리 장치를 도시하는 측면도이다.

도 3a는 고형화 처리 장치의 처리 본체의 내부를 도시하는 단면도이다.

도 3b는 나선축을 구성하는 제1, 제2 및 제3 나선체를 도시하는 단면도이다.

도 4a는 제3 나선체를 도시하는 정면도이다.

도 4b는 제3 나선체를 도시하는 측면도이다.

도 5는 케이싱의 내부를 도시하는 단면도와, 이 케이싱 내에 배치되는 라이 닝편을 도시한 도면이다.

도 6a는 단부면판을 도시하는 정면도이다.

도 6b는 케이싱의 단부에 단부면판을 장착한 모습을 도시하는 평면도이다.

도 6c는 단부면판을 도시하는 측면도이다.

도 7은 스페이서를 도시하는 정면도이다.

도 8은 종래의 고형 재생 연료의 제조 장치를 도시하는 도면이다.

[부호의 설명]

1 : 처리 본체

2 : 나선축

5 : 단부면판

11 : 케이싱

12 : 투입구

14 : 배기구

21 : 제1 나선체

22 : 제2 나선체

23 : 제3 나선체

31 : 주수 노즐

32 : 주수관

33 : 전자기 밸브

52 : 배출 구멍

53 : 성형 노즐

54 : 히터

55 : 온도 센서

72 : 구동축

B : 블로워

C : 제어부

이하, 본 발명의 고형화 처리 장치를 도시한 실시 형태에 의해 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 형태의 고형화 처리 장치를 도시하는 평면도이고, 도 2는 고형화 처리 장치의 측면도이다.

이 고형화 처리 장치는, 피처리물의 일례로서 용융물인 플라스틱과, 비용융물인 휴지 또는 톱밥을 포함하는 폐기물을 처리하는 것으로, 이 폐기물을 압밀 고형화하여 고형 재생 연료를 제조하는 고형 연료 제조 장치이다. 상기 휴지는 폐지에 유래하는 것이며, 상기 톱밥은 폐목재에 유래하는 것이다. 플라스틱, 폐지 및 폐목재 모두, 재료 재활용이 비교적 곤란하지만, 본 실시 형태의 고형화 처리 장치는 상술한 재료로부터 고품질 또한 고발열량의 고형화 연료로의 재활용을 가능하게 하는 것이다.

이 고형 연료 제조 장치는, 피처리물의 처리를 행하는 처리 본체(1)와, 이 처리 본체(1)를 구동하는 기어 박스(3), 감속기(R), 전동 장치(T) 및 모터(M)로 대 략 구성되어 있다.

상기 처리 본체(1)는 피처리물의 투입구(12)가 상측면에 형성된 케이싱(11) 내에, 피처리물을 혼련 및 압축하는 한 쌍의 나선축(2, 2)을 수용하고 있다. 상기 케이싱(11)의 기어 박스(3)와 반대측의 단부에 플랜지(13)가 형성되고, 이 플랜지(13)에 단부면판(5)이 볼트로 고정되어 있다. 이 단부면판(5)에는, 처리 후의 피처리물을 성형하면서 배출하는 복수의 성형 노즐(53)이 장착되어 있다. 이 단부면판(5)의 측면과, 플랜지(13)의 모서리부가 링크 힌지 장치(51)로 접속되어 있고, 상기 볼트를 제거한 상태에서 상기 링크 힌지 장치(51)에 의해 단부면판(5)이 회전 가능하게 되어 있다. 단부면판(5)에는 피처리물을 가열하는 히터(54)와, 성형 노즐(53)로부터 배출되는 피처리물의 온도를 검출하는 온도 센서(55)가 설치되어 있다.

상기 케이싱의 투입구(12)에는 주수 노즐(31)이 설치되어 있고, 이 주수 노즐(31)에 연속되는 주수관(32)에, 전자기 밸브(33)가 개재 설치되어 있다. 이 전자기 밸브(33)는 제어부(C)에 접속되어 있고, 이 제어부(C)의 제어하에서 케이싱(11) 내에 주수를 행하도록 되어 있다. 이 제어부(C)의 제어 내용에 대해서는, 이후에 상세하게 서술한다.

상기 케이싱(11)의 상측면에는, 상기 투입구(12)의 폭 방향의 양측에 2개의 배기구(14, 14)가 형성되어 있다. 이 배기구(14)는 덕트를 통해 블로워(B)에 연통되어 있다. 이 블로워(B)는 케이싱(11) 내로부터 배기 대상을 흡인하고, 이 고형화 처리 장치가 배치된 건물 밖으로 상기 배기 대상을 배출하도록 형성되어 있다. 상기 배기 대상이라 함은, 피처리물로부터 발생한 수증기가 대부분이지만, 케이싱(11) 내에서 피처리물로부터 발생한 기체, 액체의 미립자 및 분진 등도 포함된다.

케이싱(11)의 기어 박스(3)측의 면에는, 기어 박스(3)로부터 연장되는 한 쌍의 회전축(70)의 선단부가 면하고 있고, 이 회전축(70, 70)의 선단부에, 단면 육각형의 구동축(72)이 연속되어 있다. 한 쌍의 구동축(72)은, 단부면판(5)의 내측면의 근방까지 서로 평행하게 연장되어 있다. 이 한 쌍의 구동축(72)에, 상기 나선축(2, 2)이 장착되어 있다.

나선축(2)은 상기 구동축(72)에 장착되는 축부와, 이 축부의 주위면에 형성된 나선 날개부를 갖는다. 한 쌍의 구동축(72, 72)에 장착된 한 쌍의 나선축(2, 2)은, 나선 날개부가 서로 역방향으로 형성되어 있고, 축부의 연장 방향으로부터 보아 나선 날개부가 포개지도록 배치되어 있다. 한 쌍의 회전축(70, 70)은, 화살표 A1, A2로 나타내는 바와 같이 서로 역방향으로 회전 구동된다. 이에 의해, 나선축(2)은 나선 날개부가 위로부터 아래를 향해 포개지도록 회전 구동되어, 케이싱(11) 내에 투입된 피처리물을 끼워 넣고, 혼련 및 압축하면서 단부면판(5)측으로 이송하도록 형성되어 있다.

기어 박스(3) 내에는, 상기 한 쌍의 회전축(70, 70)과, 이 한 쌍의 회전축(70, 70)에 각각 설치되어 서로 맞물리는 평기어(71)가 수용되어 있다. 한 쌍의 회전축(70, 70) 중 한쪽은, 기어 박스(3)에 인접하여 설치된 커플링(4)에 접속되어 있다. 상기 커플링(4)은 감속기(R)에 접속되어 있고, 모터(M)로부터 전동기(T)를 통해 전달된 회전력이 이 감속기(R)에서 감속되고, 커플링(4)을 통해 상기 한쪽의 회전축(70)에 전달된다. 이 한쪽의 회전축(70)으로부터 평기어(71)를 통해 다른 쪽의 회전축(70)에 회전력이 전달되어, 상기 한 쌍의 회전축(70, 70)이 서로 역방향으로 등속으로 회전하도록 형성되어 있다.

케이싱의 플랜지(13)에는, 절단기(6)가 절단기 힌지(61)를 통해 장착되어 있고, 이 절단기(6)에 의해 상기 단부면판(5)의 성형 노즐(53)로부터 배출되는 처리 후의 피처리물을 절단한다. 이 절단기(6)는 일단부에 연결된 회전축 주위로 회전하여 피처리물을 절단하는 회전날(61, 61)과, 이 회전날(61)을 구동하는 회전날 모터(63)를 구비한다. 상기 절단기의 절단기 힌지(61)는 상기 단부면판(5)의 링크 힌지 장치(51)가 고정된 모서리와 반대측의 모서리에 고정되어 있고, 단부면판(5)이 회전하는 방향과 반대 방향으로 절단기(6)가 회전 가능하게 되어 있다. 이 절단기(6)는 단부면판(5)이 케이싱의 단부를 폐쇄한 상태에서, 이 단부면판(5)의 외측면에 배치된다. 단부면판(5)을 개방하는 경우는, 절단기(6)를 도 1에 도시하는 개방 위치로 회전시킨 상태에서, 이 절단기(6)의 회전 방향과 반대 방향으로 단부면판(5)을 회전시킨다. 이에 의해, 단부면판(5)의 보수 작업이나, 이 단부면판(5)을 개방하여 행하는 케이싱(11) 내의 나선축(2)의 보수 작업이나, 케이싱(11) 내의 라이닝편(라이닝편에 대해서는 후술함)의 보수 작업을 용이하게 행할 수 있다.

도 3a는 처리 본체(1)의 내부를 도시하는 단면도이다.

상기 한 쌍의 나선축(2, 2)은 케이싱(11) 내의 투입구(12)측으로부터 단부면판(5)측을 향해, 차례로 제1 나선체(21)와, 제2 나선체(22)와, 제3 나선체(23)로 형성되어 있다. 각 나선체(21, 22, 23)는 축부(21a, 22a, 23a)와, 나선 날개부(21b, 22b, 23b)로 형성되어 있다. 제1 및 제2 나선체의 축부(21a, 22a)는 구동축(72)에 삽입 관통되는 단면 육각형의 관통 구멍(21c, 22c)이 중심축과 동축에 형성되어 있다. 한편, 제3 나선체의 축부(23a)는, 구동축(72)의 선단부에 끼워 맞추어지는 단면 육각형의 바닥이 있는 구멍(23c)이 중심축과 동축에 형성되어 있다. 이 제3 나선체의 축부(23a)의 단부면에는, 상기 바닥이 있는 구멍(23c)에 연속되는 볼트 구멍(24)이 형성되어 있다. 상기 구동축(72)에, 상기 관통 구멍(21c, 22c)이 삽입 관통되어 제1 및 제2 나선체(21, 22)가 장착되고, 상기 바닥이 있는 구멍(23)이 끼워 맞추어져 제3 나선체(23)가 장착된다. 이 제3 나선체(23)의 단부면의 볼트 구멍(24)에 볼트(25)를 삽입 관통하고, 이 볼트(25)를 구동축(72)에 나사 장착하여 제1 내지 제3 나선체(21, 22, 23)를 구동축(72)에 고정한다.

도 3b는 상기 나선축(2)을 구성하는 제1, 제2 및 제3 나선체(21, 22, 23)를 발출하여 도시한 단면도이다. 상기 제1 나선체(21)와, 제2 나선체(22)와, 제3 나선체(23)는, 이 순서로 축부(21a, 22a, 23a)의 직경(D1, D2, D3)을 크게 형성하고 있다. 즉, 축부(21a, 22a, 23a)의 직경 D1, D2, D3을, D1<D2<D3의 관계가 되도록 형성하고 있다. 또한, 나선 날개부(21b, 22b, 23b)의 피치 P1, P2, P3을 이 순서로 작게 형성하여, P1>P2>P3의 관계가 되도록 형성하고 있다. 또한, 나선 날개부(21b, 22b, 23b)의 두께 T1, T2, T3을 이 순서로 크게 형성하여, T1<T2<T3의 관계가 되도록 형성하고 있다. 이들에 의해, 각 나선체(21, 22, 23)의 표면과 케이싱(11)의 내측면 사이에 형성되는 처리실의 용적을, 상기 제1 나선체(21)와, 제2 나선체(22)와, 제3 나선체(23)의 순서로 작게 하고 있다. 따라서, 상기 제1 나선체(21), 제2 나선체(22) 및 제3 나선체(23)는, 피처리물을, 물려 들어감 등의 문제를 발생하는 일 없이 확실하게 이송하고, 게다가 순차 큰 압축력을 피처리물에 작용시킬 수 있다. 상기 처리실의 제1 나선체(21)에 면하는 부분의 용적에 대해, 상기 처리실의 제3 나선체(23)에 면하는 부분의 용적을 1/2로부터 1/3 사이의 비[이하, 감용비(減容比)라 함]가 되도록 형성하고 있다. 이러한 감용비를 갖는 나선축(2)을 이용함으로써, 투입시에 부피 비중이 0.025인 폐기물을, 단부면판의 성형 노즐(53)의 배출시에는 부피 비중이 대략 0.45 내지 0.5의 사이가 되는 정도로 압축할 수 있다. 또한, 투입시에 부피 비중이 0.025인 폐기물을, 성형 노즐(53)로부터의 배출시에는 진비중이 대략 0.8 내지 1의 사이가 되는 정도로 압축할 수 있다.

제2 나선체의 축부(22a)의 제1 나선체(21)측의 단부와, 제3 나선체의 축부(23a)의 제2 나선체(22)측의 단부는, 각각 테이퍼 형상으로 형성되어 있다. 이에 의해, 피처리물을 제1 내지 제3 나선체(21, 22, 23)에 의해 순차 이송할 때, 축부(21a, 22a, 23a)의 직경이 순차 커져도, 피처리물에 부여하는 저항이 적어지도록 하고 있다.

또한, 상기 제1 나선체(21)와, 제2 나선체(22)와, 제3 나선체(23)는 모두, 나선 날개부(21b, 22b, 23b)의 권취수를 1권취로 형성하고 있다. 즉, 각 나선체의 나선 날개부(21b, 22b, 23b)의 일단부가, 축방향으로부터 보아 그 나선 날개(21b, 22b, 23b)의 타단부와 대략 동일한 주위 방향의 위치에 있다. 이에 의해, 각 나선체(21, 22, 23)의 제조를 용이하게 하고, 또한 각 나선체(21, 22, 23)의 수리 및 교환 등의 보수 작업을 행하기 쉽게 하고 있다.

도 4a는 제3 나선체(23)를 도시하는 정면도이고, 도 4b는 제3 나선체(23)를 도시하는 측면도이다. 도 4b에 있어서, 좌측이 정면측이고, 단부면판(5)의 내측면에 근접하여 배치된다. 도 4a 및 도 4b에 도시하는 바와 같이, 제3 나선체(23)는 나선 날개부(23b)의 단부에 연속되어, 축부(23a)의 중심축과 대략 직각으로 형성된 평면부(23d)를 갖는다. 이 평면부(23d)를 단부면판(5)의 내측면에 근접하여 회전 구동함으로써, 고밀도로 압축된 피처리물을 단부면판(5)의 성형 노즐(53)로부터 확실하게 밀어내도록 하고 있다. 이 제3 나선체(23)는 피처리물에 각 나선체(21, 22, 23)가 부여하는 압축력 중 최대의 압축력을 부여하므로, 마모량이 다른 나선체보다도 많고, 또한 피처리물에 혼입되는 금속편 등에 의해 이지러짐이 발생하기 쉽다. 그래서 제3 나선체(23)를, 크롬강으로 형성한 기부(基部)와, 이 기부의 표면에 용접에 의해 형성된 클래딩부로 구성하고 있다. 이 클래딩부는, 예를 들어 텅스텐 카바이드계 재료 등과 같은 내마모 재료를 이용하여 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 제3 나선체(23)는 축부(23a)에 직경 방향으로 연장되는 오일 구멍(28)을 갖고, 이 오일 구멍(28)을 통해 축부(23a)의 바닥이 있는 구멍(23c)과 구동축(72) 사이에 윤활유를 공급한다. 윤활유로서는, 흑연 그리스를 이용하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 피처리물에 부여하는 압축력이 큼에도 불구하고, 제3 나선체의 축부(23a)와 구동축(72) 사이에, 응력 부식이나, 고착이나, 피처리물의 미립자의 물려 들어감 등의 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제3 나선 체(23)와 마찬가지로, 제1 및 제2 나선체(21, 22)에 대해서도 각 나선체에 형성한 오일 구멍을 통해 각 나선체와 구동축(72) 사이에 윤활유를 공급한다.

또한, 제3 나선체(23)는 축부(23a)의 단부면에 4개의 잭 나사 구멍(27)을 갖는다. 이 잭 나사 구멍(27)에 잭 나사를 나사 결합하고, 이 잭 나사로 구동축(72)의 단부면에 힘을 부여함으로써, 제3 나선체(23)를 구동축(72)으로부터 용이하게 인발할 수 있다.

도 5는 케이싱(11)의 내부를 도시하는 단면도이다. 케이싱(11) 내에는, 제2 및 제3 나선체(22, 23)를 둘러싸는 복수의 라이닝편(15, 15, …)이 배치되어 있다. 이 복수의 라이닝편(15)과, 제2 및 제3 나선체(22, 23)의 외측면 사이에, 피처리물의 처리실을 형성하고 있다. 라이닝편(15)은 제2 및 제3 나선체(22, 23)의 축 직각 방향으로 8개 설치되어 있는 동시에, 제2 및 제3 나선체(22, 23)의 축방향으로 2열 설치되어 있다. 축방향의 2열의 라이닝편(15)은 제2 나선체(22)의 주위에 대략 따르는 열과, 제3 나선체(23)의 주위에 대략 따르는 열로 형성되어 있다. 도 5에는 팔각형 단면을 갖는 케이싱(11)의 8개의 면 중, 상반부의 4개의 면에 배치되는 라이닝(15)을 취출하여, 케이싱(11)의 각 면의 법선 방향으로부터 본 모습을 법선의 연장측에 도시하고 있다.

상기 라이닝편(15)은, 한쪽 면이 제2 또는 제3 나선체의 나선 날개부(22b, 23b)의 모서리에 대향하는 벽면부(15a)와, 이 벽면부(15a)의 다른 쪽의 면에 법선 방향으로 돌출하여 형성된 돌출부(15b)와, 이 돌출부(15b)의 선단부 근방에 형성된 쐐기 구멍(15c)을 갖는다. 라이닝편의 벽면부(15a)는 내마모강으로 형성되어 있 다. 라이닝편(15)은 케이싱(11)에 형성된 관통 구멍으로부터 돌출부(15b)를 외측으로 돌출시켜, 케이싱(11)의 내측에 배치된다. 상기 돌출부(15b)의 케이싱(11)의 외측으로 돌출된 쐐기 구멍(15c)에, 케이싱(11)의 외측으로부터 쐐기(16)를 삽입하여, 라이닝편(15)을 케이싱(11)에 고정하고 있다. 이에 의해, 간이한 구성으로 라이닝편(15)을 케이싱(11) 내에 용이하게 착탈할 수 있다. 특히, 제3 나선체(23)의 주변의 라이닝편(15)은, 벽면부(15a)의 한쪽 면에 접촉하는 피처리물이 높은 압축력을 받기 때문에 마모나 이지러짐이 발생되기 쉽지만, 상기 라이닝편(15)은 용이하게 착탈할 수 있으므로 용이하게 보수나 교환 등의 보수 작업을 행할 수 있다.

도 6a는 단부면판(5)을 도시하는 정면도이고, 도 6b는 케이싱(11)의 단부에 단부면판(5)을 장착한 모습을 도시하는 평면도이고, 도 6c는 단부면판(5)을 도시하는 측면도이다.

단부면판(5)은 도 6a에 도시하는 바와 같이 제3 나선체의 평면부(23d)가 근접하여 통과하는 영역에, 복수의 배출 구멍(52, 52 …)이 형성되어 있다. 이 배출 구멍(52)에, 도 6c에 도시하는 바와 같이 성형 노즐(53)이 삽입되어 있다. 배출 구멍(52)의 표리 양측의 개구에는 단차부(52a)가 형성되어 있고, 성형 노즐(53)의 단부에 설치된 플랜지(53a)를 배출 구멍의 단차부(52a)에 걸리게 하여, 배출 구멍(52)에 성형 노즐(53)을 장착하도록 하고 있다. 성형 노즐(53)은, 도 3a에 도시하는 바와 같이 플랜지(53a)를 케이싱(11) 내를 향해, 배출 구멍(52) 내에 장착된다. 상기 성형 노즐(53)의 선단부 부분은, 5㎜ 내지 10㎜의 길이에 걸쳐, 단부면판(5)의 표면으로부터 외측으로 돌출되어 있다. 단부면판(51)은 전체 둘레에 걸쳐 관통 구멍(5a)이 형성되어 있고, 이 관통 구멍(5a)에 삽입 관통되는 볼트에 의해 케이싱의 플랜지(13)에 고정된다.

단부면판(5)에는 상하 방향으로 신장되는 선형의 히터(54)가 내장되어 있다. 이 히터(54)는 전기 저항에 의해 가열을 행하는 저항 가열식의 히터이다. 이 히터(54)는 폭 방향으로 6열 배치되어 있는 동시에, 이 폭 방향의 배치 위치에 있어서, 두께 방향으로 2열씩 배치되어 있다. 폭 방향의 6열의 히터(54)의 배치 간격은, 중앙 4열의 배치 간격이 서로 대략 동등한 한편, 양측의 최외열의 배치 간격이 중앙 4열의 배치 간격보다도 크게 되어 있다. 이에 의해, 단부면판(5)의 폭 방향에 있어서, 배출 구멍(52)의 수가 많아 피처리물의 통과량이 큰 중앙부에의 가열량을, 배출 구멍(52)의 수가 적어 피처리물의 통과량이 적은 양측부보다도 많게 하고 있다. 이에 의해, 피처리물의 단위 체적당 가열량을, 단부면판(5)의 폭 방향에 걸쳐 대략 균일하게 하고 있다.

또한, 히터(54)를 단부면판(5)의 두께 방향으로 2열 배치함으로써, 후술하는 바와 같이 장착면을 표리 양면의 사이에서 교환한 경우에 있어서도, 피처리물의 가열 특성이 거의 바뀌지 않도록 할 수 있다. 또한, 두께 방향의 한쪽 히터(54)가 고장나도, 다른 쪽 히터(54)에 의해 피처리물을 가열할 수 있으므로, 가열 기능의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

단부면판(5)에는, 온도 센서(55)가 설치되어 있다. 상세하게는, 복수의 배출 구멍(52) 중 소정의 배출 구멍(52)의 내측면에 수열부(受熱部)가 노출되도록 온도 센서(55)를 단부면판(5)의 내부에 설치하고 있다. 이 온도 센서(55)에 의해, 케이싱(11) 내로부터 밀어내어지는 처리 후의 피처리물의 온도를 검출한다. 온도 센서(55)는 제어부(C)에 접속되어 있다. 또한, 슬리브 형상의 온도 센서(55)를, 단부면판(5)으로부터 돌출된 성형 노즐(53)의 선단부 부분의 외측면에 끼워 넣어도 좋다. 또한, 판 형상의 온도 센서를, 밴드 등에 의해 성형 노즐(53)의 선단부에 고정해도 좋다. 혹은, 성형 노즐(53)로부터 배출되어 하방의 버킷에 낙하한 피처리물의 온도를, 적외선 온도 센서로 검출해도 좋다. 요컨대, 나선축(2)에 의한 처리 후의 피처리물의 온도를 검출할 수 있으면 좋다.

제어부(C)는 온도 센서(55)로부터의 신호 S1을 기초로 하여 주수관의 전자기 밸브(33)의 동작을 제어한다. 상세하게는, 제어부(C)는 온도 센서(55)로부터의 신호 S1을 받아, 피처리물의 온도가 120℃를 넘은 것을 검지하면, 전자기 밸브(33)에 제어 신호 W를 송출하고, 제어 신호 W를 받은 전자기 밸브(33)가 개방되어 케이싱(11) 내에 주수를 행한다. 이에 의해, 케이싱(11) 내의 피처리물의 온도가 저하되어, 발화나 유독 가스의 발생 등의 문제를 방지할 수 있다. 한편, 상기 온도 센서(55)로부터 신호 S1을 받아, 피처리물의 온도가 120℃를 하회한 것을 검지하면, 제어 신호 W를 송출하여 전자기 밸브(33)를 폐쇄하여, 케이싱(11) 내의 주수를 정지한다. 이와 같이, 온도 센서(55)를 기초로 하여 주수 제어를 행함으로써, 피처리물의 온도를 대략 100℃ 이상 140℃ 이하의 온도 범위 내로 제어하도록 하고 있다.

또한, 이 전자기 밸브(33)의 제어를 행하는 기준의 온도와 온도 범위는, 피처리물의 구성이나 수분량에 따라서 적절하게 변경할 수 있다. 예를 들어, 피처리 물의 수분량이 15wt％ 정도인 경우에, 상술한 바와 같이 100℃ 이상 140℃ 이하의 온도 범위로 제어하는 한편, 피처리물의 수분량이 20wt％ 이상인 경우는 피처리물의 온도를 120℃ 이상 180℃ 이하의 온도 범위로 제어한다. 이에 의해, 피처리물을 나선축(2)에서 혼련 압축하는 과정에 있어서, 압축에 수반되는 발열이나 히터의 가열에 의해 피처리물이 발화되는 문제를 방지할 수 있다. 또한, 피처리물을 혼련 압축하는 과정에 있어서, 수분을 가열 증기로 하여 적절하게 제거할 수 있어, 고형화물을 연료로서 사용한 경우의 연소성의 저하를 방지할 수 있다.

또한, 전자기 밸브(33)의 폐쇄 제어는, 반드시 온도 센서(55)의 검지 온도를 기초로 하여 행할 필요는 없다. 예를 들어, 전자기 밸브(33)를 개방하는 동시에 계시(計時)를 개시하고, 소정 시간이 경과하였을 때에 전자기 밸브(33)를 폐쇄 제어해도 좋다.

또한, 상기 제어부(C)는 고형화 처리 장치의 기동을 지령하는 기동 신호 S2를 받으면, 히터(54)를 기동 제어한다. 이에 의해, 전회의 운전의 종료시에 성형 노즐(53) 내에 잔류한 피처리물을 용융하여, 기동 직후에 있어서도 성형 노즐(53)로부터 처리 후의 피처리물을 신속하게 배출 가능하게 한다.

또한, 상기 제어부(C)는 고형화 처리 장치의 정지를 지령하는 정지 신호 S3을 받으면, 전자기 밸브(33)에 제어 신호 W를 송출하여 전자기 밸브(33)를 개방하여 케이싱(11) 내에 주수를 행한다. 이 전자기 밸브(33)의 개방 제어와 함께 계시를 개시하고, 소정 시간이 경과하면 제어 신호 W를 송출하여 전자기 밸브(33)를 폐쇄한다. 계속해서, 모터(M)에 의한 나선축(2)의 구동을 정지하여 고형화 처리 장 치의 운전을 종료한다. 이에 의해, 케이싱(11) 내의 피처리물이 연화된 상태에서 운전을 정지할 수 있다. 따라서, 다음회의 운전 개시시에, 고화된 피처리물에 의해 나선축(2)의 구동이 곤란해지는 문제나, 모터(M)의 부하가 증대되는 문제를 방지할 수 있다.

단부면판(5)의 상단부에는 단자 케이스(56)가 장착되어 있다. 이 단자 케이스(56)는 상기 12개의 히터(54)에 접속된 전력 배선을 수용하고 있고, 이 전력 배선에 연속되는 커넥터(57a)가, 단자 케이스(56)의 측면에 설치되어 있다. 또한, 단자 케이스(56)는 상기 온도 센서(55)에 접속된 신호 배선을 수용하고 있고, 이 신호 배선에 연속되는 커넥터(57b)가 상단부에 설치되어 있다. 또한, 상기 단자 케이스(56)는 현수 볼트(58)에 의해 단부면판(5)의 상단부에 연결되어 있고, 단자 케이스(56)의 상면에 고정된 아이볼트(59)를 현수함으로써, 현수 볼트(58)를 통해 단부면판(5)을 현수 가능하게 되어 있다. 또한, 도 6b에서는 단자 케이스(56)를 도시하고 있지 않다.

단부면판(5)을 케이싱의 플랜지(13)에 회전 가능하게 접속하는 링크 힌지 장치(51)는, 링크 기구를 포함하여 형성되어 있다. 상세하게는, 링크 힌지 장치(51)는, 도 6b에 도시하는 바와 같이 단부면판(5)의 측면에 고정된 단부면판측 금속 부재(51a)와, 플랜지(13)의 전방면의 모서리의 근방에 고정된 플랜지측 금속 부재(51b)의 사이를, 2개의 중간 아암(51c, 51c)으로 접속하고 있다. 단부면판측 금속 부재(51a)와 중간 아암(51c)의 사이와, 2개의 중간 아암(51c, 51c)의 사이와, 중간 아암(51c)과 플랜지측 금속 부재(51b)의 사이는 핀(51e)에 의해 서로 회전 가 능하게 접속되어 있다. 이 링크 힌지 장치(51)는 2개의 중간 아암(51c, 51c)의 사이의 각도가 변화하면서, 단부면판측 금속 부재(51a)에 대해 한쪽 중간 아암(51c)이 회전하고, 또한 플랜지측 금속 부재(51b)에 대해 다른 쪽 중간 아암(51c)이 회전한다. 이에 의해, 단부면판(5)이 회전 가능하고, 또한 두께 방향으로 수평 이동이 가능하게 되어 있다. 단부면판(5)을 두께 방향으로 수평 이동 가능하게 형성함으로써, 케이싱의 플랜지(13)와, 단부면판(5)의 사이에 프레임 형상의 스페이서를 끼운 상태에서 단부면판(5)을 플랜지(13)에 고정할 수 있다. 또한, 회전 기능만을 갖는 힌지에 의해 단부면판(5)을 케이싱의 플랜지(13)에 장착한 경우, 스페이서를 끼워 단부면판(5)을 플랜지(13)에 고정하려고 하면, 스페이서의 두께에 의해 단부면판(5)의 힌지로부터 먼 부분을 플랜지(13)에 밀착할 수 없다.

도 7은 상기 단부면판(5)과 케이싱의 플랜지(13)의 사이에 끼움 지지되는 스페이서(8)를 도시하는 정면도이다. 이 스페이서(8)는 단부면판(5)의 외부 모서리 치수와 대략 동일한 외부 모서리 치수를 갖고, 단부면판(5)과 포갰을 때에 관통 구멍(5a)과 연속되는 위치에 관통 구멍(8a)이 형성되어 있다. 스페이서(8)의 중앙에는, 제3 나선체의 평면부(23d)가 대향하여 회전 궤적을 그리는 영역보다도 다소 넓은 범위에 걸쳐 절취된 호리병형의 절취부(8b)가 설치되어 있다. 이 스페이서(8)를 상기 단부면판(5)과 케이싱의 플랜지(13)의 사이에 끼우고, 볼트를 단부면판의 관통 구멍(5a)과 스페이서의 관통 구멍(8a)을 삽입 관통시켜 단부면판(5)과 스페이서(8)를 플랜지(13)에 고정한다. 이 스페이서(8)를 이용함으로써, 단부면판(5)의 케이싱(11) 내부에 면하는 측의 면(장착면)과, 케이싱(11) 내의 제3 나선체의 평면 부(23d)의 사이의 간극을 고정밀도로 조정할 수 있다. 또한, 스페이서(8)를 운전 당초에 장착하는 한편, 운전에 의해 소정량의 마모가 발생한 후에 스페이서(8)를 제거함으로써, 스페이서(8)의 제거 후에 있어서도 소정량의 마모가 발생할 때까지 단부면판(5)을 사용할 수 있으므로, 단부면판(5)을 장기에 걸쳐 사용할 수 있다.

상기 단부면판(5)은, 양측면에 단부면판측 금속 부재(51a)가 장착되는 복수의 볼트 구멍(5b, 5b, …)을 갖는다. 또한, 단부면판(5)은, 배출 구멍(52)에 성형 노즐의 플랜지(53a)가 걸리는 단차부(52a)가 표리 양면에 형성되어 있다. 이에 의해, 단부면판(5)은 케이싱(11) 내부를 향해 장착되는 장착면이, 표리 양면의 사이에서 교환 가능하게 되어 있다. 따라서, 단부면판(5)은 제3 나선체(23)에 의한 피처리물의 높은 압축력을 받아 마모량이 비교적 큼에도 불구하고 양면을 교환하여 사용할 수 있으므로, 비교적 긴 사용 수명이 얻어진다. 특히, 스페이서(8)를 이용함으로써, 단부면판(5)의 사용 수명을 효과적으로 연장시킬 수 있다.

상기 구성의 고형화 처리 장치는, 이하와 같이 동작한다.

우선, 고형화 처리 장치의 기동 스위치가 조작자에 의해 눌러져 운전이 개시된다. 기동 스위치의 누름에 따라서, 고형화 처리 장치의 제어 장치로부터 기동 신호 S2가 제어부(C)에 출력된다. 기동 신호 S2를 받은 제어부(C)는, 단부면판의 히터(54)에 전력(P)을 공급하여, 단부면판(5)의 예비 가열을 행한다. 이에 의해, 전회의 운전 종료시에 성형 노즐(53) 내에 잔류하여 고화된 피처리물을 용융한다.

계속해서, 제어 장치의 제어하에서 모터(M)가 기동하고, 모터(M)의 회전력을, 전동기(T), 감속기(R) 및 커플링(4)을 통해 회전축(70)에 전달한다. 기어 박 스(3) 내의 한 쌍의 회전축(70)이 서로 역방향으로 회전하고, 회전축(70)에 연속되는 구동축(72)에 장착된 한 쌍의 나선축(2, 2)이, 케이싱(11) 내에서 서로 역방향으로 회전한다. 한 쌍의 나선축(2, 2)은, 평면에서 볼 때 폭 방향의 내측을 향하는 동시에, 정면에서 볼 때 위로부터 아래를 향하는 방향으로 회전한다. 나선축(2)은 30rpm(회전 매분) 이상 60rpm 이하의 비교적 저속도로 회전하는 것이 바람직하다.

또한, 블로워(B)를 기동하여, 배기구(14)에 접속된 덕트를 통한 케이싱(11) 내의 배기를 개시한다.

이와 같이 하여 처리 본체(1)의 구동이 개시되면, 케이싱(11)의 투입구(12)로부터 피처리물의 투입이 개시된다. 피처리물은 플라스틱 등의 용융물과, 종이 등의 비용융물의 혼합물이 바람직하다. 특히, 피처리물은 그 구성물의 비율이, 용융물이 40wt％(중량 퍼센트) 이상 60wt％ 이하의 사이이며, 또한 비용융물이 30wt％ 이상 40wt％ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 다른 구성물은 물이나, 예를 들어 부엌 쓰레기와 같이 물이 주체인 것이면 좋다.

케이싱(11) 내에서는, 투입된 피처리물을, 한 쌍의 제1 나선체(21)에 의해 끼우고, 혼련하여, 강력한 끼움력에 의해 제2 나선체(22)측으로 확실하게 이송한다. 제2 나선체(22)는 이 제2 나선체(22)와 라이닝편(15)의 사이에 형성된 처리실 내로 피처리물을 유도하여, 피처리물의 혼련 및 압축을 행한다. 상기 처리실 내로 유도된 피처리물을 상기 제2 나선체(22)의 회전 동작에 의해 단부면판(5)측으로 이송하면서 혼련 및 압축하므로 피처리물의 역류를 효과적으로 방지한다. 계속해서, 제3 나선체(23)가, 이 제3 나선체(23)와 라이닝편(15)의 사이에 형성된 처리실 내로 피처리물을 유도하여, 가일층의 혼련과 압축을 행한다. 제1, 제2 및 제3 나선체(21, 22, 23)는 이 순서로 축부(21a, 22a, 23a)의 직경 D1, D2, D3이 크게 형성되고, 나선 날개부(21b, 22b, 23b)의 피치 P1, P2, P3이 크게 형성되고, 나선 날개부(21b, 22b, 23b)의 두께 T1, T2, T3이 크게 형성되어 있으므로, 피처리물의 물려 들어감이나 밀도의 저하 등의 문제없이 피처리물을 효과적으로 혼련 및 압축할 수 있다.

또한, 제1, 제2 및 제3 나선체(21, 22, 23)는 순차 큰 압축력을 피처리물에 부여하여 혼련을 행함으로써, 피처리물에 압축열과 마찰열을 효과적으로 발생시킬 수 있다. 이에 의해, 피처리물에 포함되는, 예를 들어 플라스틱 등의 용융물을 효과적으로 용융시킬 수 있다. 이 압축열이나 마찰열은, 상술한 바와 같이 피처리물에 포함되는 용융물이 40wt％ 이상 60wt％ 이하의 사이이며, 또한 비용융물이 30wt％ 이상 40wt％ 이하인 경우에 효과적으로 생성할 수 있다. 이와 같이, 피처리물의 압축열이나 마찰열에 의해 충분히 용융물을 융해할 수 있으므로, 종래와 같이 케이싱(11)의 측면에 히터를 설치할 필요가 없다. 즉, 단부면판(5)의 히터(54)에 의해 보조적으로 가열함으로써, 피처리물의 용융물을 충분히 용해할 수 있다.

본 실시 형태의 고형화 처리 장치에서는, 제1 내지 제3 나선체(21, 22, 23)에 의한 혼련 및 압축 동작과, 히터(54)의 가열에 의해 피처리물의 온도가 효율적으로 상승한다. 여기서, 투입구(12)로부터 투입되는 피처리물의 구성이 변화되고, 비용융물의 비율이 증대된 것 등에 기인하여 온도가 급격하게 상승하는 경우가 있 다. 이 경우, 온도 센서(55)에 의해 피처리물의 온도가 120℃를 넘은 것이 검지되면, 이 온도 센서(55)로부터의 신호 S1을 기초로 하여, 제어부(C)가 제어 신호 W를 출력하여 전자기 밸브(33)를 개방한다. 이에 의해, 주수 노즐(31)로부터 케이싱(11) 내에 물이 공급되어, 피처리물의 온도가 저하되어 단부면판 배출 구멍(52)으로부터 배출되는 피처리물의 온도가 140℃ 이하가 되도록 제어된다. 이에 의해, 고온에 의해 피처리물이 발화하는 문제나, 불완전 연소를 일으키는 문제나, 염소 가스 등의 유독 가스를 발생하는 문제 등을 방지할 수 있다.

케이싱(11) 내에 주수를 행하면, 피처리물의 압축열이나 마찰열에 의해, 혹은 히터(54)의 열에 의해 수분이 증발하여 수증기가 생성된다. 특히, 히터(54)에 근접하고, 또한 피처리물에의 압축력이 큰 제3 나선체(23)의 주변에서는 고온, 고압의 수증기가 생성된다. 이 수증기는 케이싱의 투입구(12)의 양측에 형성된 배기구(14)로부터, 블로워(B)에 의해 흡인되어 건물의 밖으로 배출된다. 이에 의해, 케이싱(11) 내부가 이상 고압이 되어 회전축(70)의 주위에 설치된 오일 시일이 파손되는 등의 문제를 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 상기 투입구(12)의 양측에 설치된 배기구(14, 14)로부터 케이싱(11) 내의 배기를 행함으로써, 투입구(12)로부터 투입되는 피처리물에 의해 흡인의 흐름이 흐트러지는 정도를 적게 할 수 있어, 양호한 효율로 배기를 행할 수 있다. 또한, 케이싱(11) 내에 있어서, 나선축(22)에 의해 피처리물이 이송되는 방향과 반대 방향으로 배기를 행하므로, 단부면판의 배출 구멍의 성형 노즐(53)로부터 배출되는 피처리물에 수증기가 혼입되는 문제를 방지할 수 있다.

케이싱(11) 내에 주수를 행하고 있을 때, 온도 센서(55)로부터의 신호 S1을 받아 피처리물의 온도가 120℃를 하회한 것을 검지하면, 제어부(C)는 제어 신호 W를 출력하여 전자기 밸브(33)를 폐쇄하여 주수를 정지한다. 이에 의해, 피처리물이 저온이 되어, 고형화물의 보형성이 저하되는 문제를 방지할 수 있다.

또한, 제어부(C)는 전자기 밸브(33)를 제어하는 피처리물의 기준 온도를 120℃로 하고, 기준 온도를 상회하였을 때에 개방 제어를 하고, 기준 온도를 하회하였을 때에 폐쇄 제어를 행하였지만, 기준 온도를 복수개 설정하여 각 기준 온도에 있어서 개방도를 단계적으로 변화시켜도 좋다. 요컨대, 주수 노즐(31)로부터의 주수량을 제어함으로써, 피처리물의 온도를 미리 정해진 온도 범위가 되도록 제어할 수 있으면 좋다.

또한, 제어부(C)는 온도 센서(55)로부터의 신호 S1을 기초로 하여 히터(54)에의 공급 전력(P)을 제어함으로써, 피처리물의 온도가 소정의 온도 범위에 포함되도록 해도 좋다.

제3 나선체(23)로 유도되어 고압력으로 압축된 피처리물은, 용융물이 용융된 상태에서 단부면판(5)의 성형 노즐(53)로부터 막대 형상으로 밀어내어진다. 밀어내어진 막대 형상의 피처리물은, 절단기(6)에 의해 소정 길이로 절단되고, 하방에 배치된 버킷 내로 낙하하여 회수된다. 소정 길이로 절단된 막대 형상의 피처리물은, 온도가 강하함에 따라서 용융물이 고화되어 고형 재생 연료가 된다. 이와 같이 하여 얻어진 고형 재생 연료는, 5000 내지 6000cal/g의 발열량을 가져, 연료로서의 이용이 가능하다.

고형화 처리 장치의 운전이 정지할 때, 정지 신호 S3을 받은 제어부(C)는 제어 신호 W를 송출하여 전자기 밸브(33)를 개방하여 케이싱(11) 내에 주수를 행한다. 이 전자기 밸브(33)의 개방 제어와 함께 계시를 개시하고, 계시 개시로부터 3분이 경과하면 전자기 밸브(33)를 폐쇄한다. 이후, 모터(M)를 정지하여 나선축(2)의 회전을 정지한다. 케이싱(11) 내의 피처리물이 연화된 상태에서 운전을 정지함으로써, 다음회의 운전 개시시에 고화된 피처리물에 의해 나선축(2)의 구동이 곤란해지는 문제나, 모터(M)의 부하가 증대되는 문제를 방지할 수 있다. 또한, 정지 신호 S3을 받아 주수를 행하는 시간은 3분에 한정되지 않고, 피처리물의 구성 재료 등에 따라서 적절하게 변경할 수 있다.

본 실시 형태의 고형화 처리 장치는, 나선축(2)에 의해 종래보다도 높은 압축력을 피처리물에 부여하므로, 유지 보수의 빈도가 종래보다도 많아지는 경향에 있다. 그래서, 나선축(2), 단부면판(5) 및 라이닝편(15)의 유지 보수의 용이화를 도모함으로써, 유지 보수의 작업 부담이나 비용 부담을 경감하도록 하고 있다. 예를 들어, 미리 정해진 보수 시기가 도래하였을 때, 이하와 같이 하여 보수 작업을 행한다.

우선, 단부면판(5)의 표측에 위치하는 절단기(6)를, 절단기 힌지(61) 주위로 회전시켜 도 1에 도시하는 개방 위치로 한다. 계속해서, 단부면판(5)과 케이싱의 플랜지(13)를 고정하는 볼트를 제거하여, 단부면판(5)을 링크 힌지 장치(51) 주위로 회전시킨다. 절단기(6)는 단부면판(5)이 회전하는 방향과 반대측에 위치하고 있으므로, 단부면판(5)의 회전 작업을 용이하게 행할 수 있다. 단부면판(5)은 피 처리물에 부여하는 높은 압축력에 저항하기 위해, 10㎝ 이상의 두께를 갖고 2 내지 3톤의 중량을 갖는다. 따라서, 단부면판(5)에 단자 케이스(56)를 장착하고, 이 단자 케이스(56)의 아이볼트(59)에 현수 금속 부재를 걸어, 체인 블록이나 크레인 등으로 단부면판(5)을 지지하여 취급한다. 또한, 단부면판(5)의 상단부에 아이볼트를 직접 고정하여, 현수 금속 부재를 걸도록 해도 좋다.

계속해서, 케이싱(11) 내의 나선축(2)이나 라이닝편(15)의 보수 작업을 행한다. 구체적으로는, 제2 및 제3 나선체(22, 23)의 마모량이나, 라이닝편(15)의 마모량이나, 단부면판(5)의 내측면의 마모량을 검사한다. 마모량이 규정값을 초과한 경우, 제2 및 제3 나선체의 나선 날개부(22b, 23b)의 클래딩 보수나, 제3 나선체의 축부(23a)의 단부면이나 평면부(23d)의 클래딩 보수를 행한다. 제2 및 제3 나선체(22, 23)에 보수 등을 행하는 경우, 제3 나선체(23)의 잭 나사 구멍(27)에 잭 나사를 나사 결합하고, 이 잭 나사에 의해 구동축(72)에 인발력을 부여한다. 이에 의해, 제3 나선체(23)를 구동축(72)으로부터 용이하게 인발할 수 있어, 이후 제2 나선체(22)를 구동축(72)으로부터 용이하게 제거할 수 있다. 각 나선체(21, 22, 23)와 구동축(72)의 사이에는 흑연 그리스가 공급되어 있으므로, 제2 및 제3 나선체(22, 23)를 용이하게 제거할 수 있다.

또한, 제2 및 제3 나선체(22, 23)를 둘러싸는 라이닝편(15)의 마모량이 소정의 기준값을 초과한 경우, 라이닝편(15)의 교환을 행한다. 특히, 피처리물에 부여하는 압축력이 큰 제3 나선체(23)를 둘러싸는 라이닝편(15)은 마모량이 크다. 여기서, 라이닝편(15)은 케이싱(11)의 외측면의 쐐기(16)를 제거함으로써 용이하게 교환할 수 있다.

또한, 단부면판(5)의 내측면의 마모량이 소정의 기준값을 초과한 경우, 클래딩 보수나 교환을 행한다. 단부면판(5)에서는 배출 구멍(52)이 형성된 영역에, 제3 나선체의 평면부(23d)가 접근하여 회전하므로 이 영역에 있어서의 마모량이 특히 크다. 단부면판(5)의 교환을 행하는 경우는, 케이싱(11) 내부를 향하는 장착면을 표리면의 사이에서 교환할 수 있다. 단부면판(5)의 장착면의 교환을 행하는 경우, 한쪽 측면의 볼트 구멍(5b)에 장착되어 있었던 단부면판측 금속 부재(51a)를 제거한다. 계속해서, 단부면판(5)을 수평 방향으로 180°회전시켜, 다른 쪽 측면의 볼트 구멍(5b)에 단부면판측 금속 부재(51a)를 장착한다. 단부면판(5)을 링크 힌지 장치(51) 주위로 회전시켜, 그때까지 케이싱(11) 밖을 면하고 있었던 면을 케이싱(11) 내를 향해 플랜지(13)에 밀착시키고, 관통 구멍(5a)에 볼트를 삽입 관통시켜 플랜지(13)에 고정한다. 단부면판(5)의 양면이 마모된 경우는, 새로운 단부면판(5)으로 교환한다. 이와 같이, 단부면판(5)은 고압축력을 피처리물에 부여함으로써 마모량이 비교적 큼에도 불구하고, 클래딩 보수와 표리면을 사용함으로써 비교적 장기에 걸쳐 사용할 수 있다. 또한, 스페이서(8)를 이용함으로써, 단부면판(5)의 사용 수명을 효과적으로 연장시킬 수 있다. 이와 같이, 단부면판(5)의 사용 수명을 연장시킴으로써 보수 비용의 저감을 도모할 수 있다.

상기 실시 형태에 있어서, 온도 센서(55)로부터의 신호 S1을 기초로 하여 전자기 밸브(33)를 제어하였지만, 모터(M)의 부하를 기초로 하여 전자기 밸브(33)를 제어해도 좋다. 상세하게는, 피처리물의 비용융물의 비율이 큰 등의 이유에 의해 나선축(2)의 구동 저항이 큰 경우, 모터(M)의 부하가 증대된다. 이 모터(M)의 부하의 증대를, 공급 전력이나 로터의 회전수 등에 의해 검출하고, 이 모터(M)의 부하가 소정의 기준값을 초과하였을 때, 전자기 밸브(33)를 개방 제어한다. 이에 의해, 케이싱(11) 내의 피처리물의 수분량이 증대되어, 나선축(2)의 구동 저항이 감소하여 모터(M)의 부하를 저감할 수 있다.

또한, 상기 실시 형태에 있어서, 피처리물의 일례로서 용융물인 열가소성 플라스틱과, 비용융물인 휴지 및 톱밥을 포함하는 폐기물을 처리하였지만, 플라스틱은 열가소성 이외의 플라스틱을 포함해도 좋고, 또한 휴지는 폐지 이외에 유래하는 것이라도 좋고, 톱밥은 폐목재 이외에 유래하는 것이라도 좋다. 또한, 피처리물은 휴지 및 톱밥 이외의 비용융물을 포함해도 좋고, 예를 들어 나무, 섬유, 혹은 동식물성 잔류물 등의 비용융물을 포함해도 좋다. 또한, 비용융물은 유기물에 한정되지 않고, 무기물을 포함해도 좋다. 또한, 비용융물은 철가루 등의 금속을 포함해도 좋다. 비용융물에 금속이 포함된 피처리물을 고형화함으로써, 비중이 큰 고형화 연료가 얻어진다. 특히, 비용융물에 철가루가 포함되는 피처리물을 처리하여 이루어지는 고형화 연료는, 철강의 제조에 이용할 수 있다. 즉, 철가루를 함유하는 고형화 연료를 전기로에 투입하고, 이 고형화 연료와 선철을 반응시킴으로써 선철의 환원을 행할 수 있다. 이와 같이, 전로(轉爐)를 이용하지 않고, 전기로에 의해 철강을 제조할 수 있다.

또한, 피처리물의 비용융물은, 예를 들어 인쇄기의 토너, 보일러의 집진기에서 모아진 소각재나 플라이애시, 제지 공장 등으로부터 배출된 슬러지, 혹은 하수 ·배수 처리 설비 등으로부터 배출된 슬러지 등이라도 좋다. 상기 슬러지는, 수분의 저감이나 발효 등의 전처리를 행한 후, 본 실시 형태의 고형화 처리 장치에 의한 처리를 행하는 것이 바람직하다.

또한, 피처리물은 용융물과 비용융물이 혼재하는 농업 폐기물이라도 좋다. 이러한 종류의 농업 폐기물로서는, 합성 수지제의 망이나 시렁과, 이 망이나 시렁에 휘감기는 식물을 포함하는 것이 있다. 이러한 식물로서는, 예를 들어 홉 등의 덩굴성 식물이 있다. 본 실시 형태의 고형화 처리 장치에 따르면, 이러한 종류의 농업 폐기물을, 망과 식물을 분별하는 수고를 하지 않고, 그대로 고형화 처리를 행하여 고형화 연료를 얻을 수 있다.

Claims (10)

1. 적어도 열가소성 플라스틱과, 휴지 또는 톱밥을 포함하는 피처리물을 혼련 및 압밀화하여 고형 연료를 제조하기 위한 고형화 처리 방법이며,

   우선, 피처리물에 주수하여 휴지 또는 톱밥에 함수시켜 나선축에 의해 교반 혼련하는 제1 턴 행정에 부가하여, 계속해서, 상기 피처리물을 나선축에 의해 역류 방지를 행하면서 압축하는 제2 턴 행정에 부가하여, 제3 턴 공정에서 상기 피처리물을 나선축에 의해 또한 압축하고, 상기 제2 및 제3 턴 공정의 압축에 수반되는 발열과, 단부면판에 설치된 히터에 의한 가열에 의해 피처리물 중의 열가소성 플라스틱을 용융하고, 상기 피처리물을 단부면판의 배출 구멍으로부터 밀어내어 고형화하는 한편, 상기 피처리물에 주입된 수분을 가열 증기로서 피처리물의 이송 방향과 반대 방향으로 흡인하면서, 상기 피처리물의 온도를 검출하고, 이 검출 온도를 나타내는 신호를 기초로 하여, 상기 피처리물에의 주수량을 제어하는 것을 특징으로 하는, 고형화 처리 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 피처리물은, 열가소성 플라스틱이 40wt％(중량 퍼센트) 이상 60wt％ 이하, 휴지 또는 톱밥이 30wt％ 이상 40wt％ 이하인, 고형화 처리 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 피처리물의 수분량이 15wt％ 정도인 경우에, 상기 피 처리물의 온도를 100℃ 이상 140℃ 이하의 온도 범위로 제어하는, 고형화 처리 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 피처리물의 수분량이 20wt％ 이상인 경우에, 상기 피처리물의 온도를 120℃ 이상 180℃ 이하의 온도 범위로 제어하는, 고형화 처리 방법.
5. 적어도 열가소성 플라스틱과, 휴지 또는 톱밥을 포함하는 피처리물을 혼련 및 압밀화하여 고형 연료를 제조하기 위한 고형화 처리 장치이며,

   피처리물이 투입되는 투입구를 갖는 케이싱과,

   상기 케이싱 내에 배치되고, 서로 역방향으로 회전 구동되는 한 쌍의 회전 구동축과,

   상기 한 쌍의 회전 구동축에 착탈 가능하게 각각 장착되고, 상기 투입구로부터 투입된 피처리물을 끼워 넣어 상기 케이싱의 단부면측으로 이송하는 제1 나선체와, 상기 피처리물을 역류 방지를 행하면서 압축하는 제2 나선체와, 상기 피처리물을 또한 압축하여 케이싱 밖으로 밀어내는 제3 나선체를 갖는 나선축과,

   상기 케이싱의 단부면에 착탈 가능하게 장착되고, 상기 제3 나선체에 의해 밀어내어지는 피처리물을 배출하는 배출 구멍을 갖는 단부면판과,

   상기 단부면판에 설치된 히터와,

   상기 케이싱 내에 주수를 행하는 주수부와,

   상기 케이싱에 형성된 배기구와,

   상기 배기구에 접속되고, 상기 케이싱 내의 배기를 행하는 블로워와,

   상기 나선축에서 처리된 피처리물의 온도를 검출하는 온도 센서와,

   상기 온도 센서로부터의 신호를 기초로 하여, 상기 주수부에 의한 주수량을 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 고형화 처리 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 배기구는, 상기 투입구의 폭 방향의 양측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 고형화 처리 장치.
7. 제5항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 피처리물의 온도가 소정 온도 이상이 되면 상기 주수부에 의한 주수를 개시하는 한편, 상기 피처리물의 온도가 소정 온도 이하가 되면 상기 주수부에 의한 주수를 정지하는 것을 특징으로 하는, 고형화 처리 장치.
8. 제5항에 있어서, 운전의 정지 지령이 입력되는 입력부를 구비하고,

   상기 제어부는, 상기 입력부에의 정지 지령의 입력에 따라서, 상기 주수부에 의한 주수를 소정 시간 행하는 것을 특징으로 하는, 고형화 처리 장치.
9. 제5항에 있어서, 상기 제어부는 상기 피처리물의 온도가 소정 온도 이상이 되면 주수를 개시하는 한편, 상기 피처리물의 온도가 소정 온도 이하가 되면 주수 를 정지하도록 제어하는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는, 고형화 처리 장치.
10. 제5항에 있어서, 상기 제어부는, 운전의 정지에 앞서, 상기 케이싱 내에 주수를 소정 시간 행하는 것을 특징으로 하는, 고형화 처리 장치.

Images