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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024084877
(43)【公開日】2024-06-26
(54)【発明の名称】廃棄物の圧縮成形装置
(51)【国際特許分類】
   B29B 17/04 20060101AFI20240619BHJP
   B30B 9/28 20060101ALI20240619BHJP
【FI】
B29B17/04
B30B9/28 K
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022199029
(22)【出願日】2022-12-14
(71)【出願人】
【識別番号】000001052
【氏名又は名称】株式会社クボタ
(74)【代理人】
【識別番号】110001298
【氏名又は名称】弁理士法人森本国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】大瀧 翔一
(72)【発明者】
【氏名】井上 繁則
(72)【発明者】
【氏名】寳正 史樹
【テーマコード(参考)】
4F401
【Fターム(参考)】
4F401CA20
4F401CA59
4F401CA84
4F401CA88
4F401CB26
(57)【要約】
【課題】スクリューの損傷を防止することが可能な廃棄物の圧縮成形装置を提供する。
【解決手段】圧縮成形装置1は、ケーシング2と、ケーシング2内で圧縮された廃棄物を排出する排出部8と、ケーシング2内に投入された廃棄物を排出部8側へ送りながら圧縮する回転自在なスクリュー4とを有する。ケーシング2の内周面に、廃棄物がスクリュー4と供回りするのを防止する複数の突起部31が設けられ、突起部31はスクリュー4の回転軸心方向Aにおいて間隔をあけて断続的に配置され、回転軸心方向Aにおいて隣り合う突起部31間に、廃棄物が通過可能な通路37が形成されている。
【選択図】図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ケーシング内に投入された廃棄物をスクリューで圧縮して成形し排出する廃棄物の圧縮成形装置であって、
ケーシングと、廃棄物をケーシング内に投入する投入部と、圧縮された廃棄物をケーシング内から排出する排出部と、投入部からケーシング内に投入された廃棄物を排出部側へ送りながら圧縮する回転自在なスクリューとを有し、
ケーシングの内周面に、廃棄物がスクリューと供回りするのを防止する複数の突起部が設けられ、
突起部はスクリューの回転軸心方向において間隔をあけて断続的に配置され、
スクリューの回転軸心方向において隣り合う突起部間に、廃棄物が通過可能な通路が形成されていることを特徴とする廃棄物の圧縮成形装置。
【請求項2】
突起部は、スクリューの回転軸心に対して、スクリューの回転方向側の一端部がスクリューの回転方向とは反対方向側の他端部よりも排出部側に位置するように、傾斜していることを特徴とする請求項1記載の廃棄物の圧縮成形装置。
【請求項3】
スクリューの回転軸心方向において互いに隣り合う一方の突起部の一端部と他方の突起部の他端部とが、スクリューの回転方向から見て、重なることを特徴とする請求項2記載の廃棄物の圧縮成形装置。
【請求項4】
排出部は、スクリューの回転軸心方向から見て、スクリューの回転軸心と突起部とを通る直線上に存在することを特徴とする請求項1記載の廃棄物の圧縮成形装置。
【請求項5】
突起部はスクリューの回転方向におけるケーシング内の複数箇所に配設されていることを特徴とする請求項1記載の廃棄物の圧縮成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば廃プラスチック類等の廃棄物を圧縮して成形する装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、この種の圧縮成形装置としては、下記特許文献1に記載されているように、下部ほど細くなる円錐台状のケーシングと、廃棄物を上方からケーシング内に投入する投入口と、圧縮された廃棄物をケーシングの下部から排出する排出口と、投入口からケーシング内に投入された廃棄物を排出口側へ送りながら圧縮する回転自在なスクリューと、スクリューを回転させる電動機等とを有するものがある。
【0003】
廃棄物がスクリューと供回りするのを防止するための1本の突条がケーシングの内周面に設けられている。突条は上下方向に細長い棒状の部材である。スクリューの外周縁と突条との間には、スクリューが突条に干渉しないように、隙間が形成される。
【0004】
これによると、投入口からケーシング内に投入された廃棄物は、回転するスクリューによって下方へ送られながら圧縮され、棒状に成形されて排出口から排出される。
【0005】
この際、廃棄物が突条に引っ掛かることにより、廃棄物がスクリューと供回りするのを防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特公平7-53374
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら上記の従来形式では、スクリューが回転している際、廃棄物に混入している異物(金属塊等)がスクリューと突条との間に引っ掛かって、スクリューに過大な負荷が掛かり、スクリューや電動機等が損傷する虞がある。
【0008】
本発明は、スクリューや電動機等の損傷を防止することが可能な廃棄物の圧縮成形装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記目的を達成するために、本第1発明は、ケーシング内に投入された廃棄物をスクリューで圧縮して成形し排出する廃棄物の圧縮成形装置であって、
ケーシングと、廃棄物をケーシング内に投入する投入部と、圧縮された廃棄物をケーシング内から排出する排出部と、投入部からケーシング内に投入された廃棄物を排出部側へ送りながら圧縮する回転自在なスクリューとを有し、
ケーシングの内周面に、廃棄物がスクリューと供回りするのを防止する複数の突起部が設けられ、
突起部はスクリューの回転軸心方向において間隔をあけて断続的に配置され、
スクリューの回転軸心方向において隣り合う突起部間に、廃棄物が通過可能な通路が形成されているものである。
【0010】
これによると、投入部からケーシング内に投入された廃棄物は、回転するスクリューによって排出部側へ送られながら圧縮され、所定の形状に成形されて排出部から排出される。
【0011】
この際、廃棄物が突起部に引っ掛かることにより、廃棄物がスクリューと供回りするのを防止することができる。また、スクリューが回転している際、廃棄物に混入している異物(例えば金属塊等)は、スクリューと突起部との間に噛み込みそうになっても、互いに隣り合う突起部間の通路を通り抜けて、圧縮成形された廃棄物と共に排出部から排出される。
【0012】
これにより、廃棄物に混入している異物がスクリューと突起部との間に引っ掛かるのを抑制することができ、以って、スクリューに過大な負荷が掛かることは無く、スクリューの損傷およびスクリューを回転させる回転駆動装置(電動機等)の損傷を抑制することができる。
【0013】
本第2発明における廃棄物の圧縮成形装置は、突起部は、スクリューの回転軸心に対して、スクリューの回転方向側の一端部がスクリューの回転方向とは反対方向側の他端部よりも排出部側に位置するように、傾斜しているものである。
【0014】
これによると、突起部に引っ掛かった廃棄物は、互いに隣り合う突起部間の通路を通り抜ける際、突起部の傾斜によって排出部側へ案内される。これにより、廃棄物はスムーズに排出部から排出される。
【0015】
本第3発明における廃棄物の圧縮成形装置は、スクリューの回転軸心方向において互いに隣り合う一方の突起部の一端部と他方の突起部の他端部とが、スクリューの回転方向から見て、重なるものである。
【0016】
これによると、廃棄物は、互いに隣り合う突起部間の通路を通り抜ける際、確実にいずれかの突起部に当たる。これにより、廃棄物がスクリューと供回りするのを確実に防止することができるとともに、廃棄物が突起部の傾斜によって排出部側へ確実に案内される。
【0017】
本第4発明における廃棄物の圧縮成形装置は、排出部は、スクリューの回転軸心方向から見て、スクリューの回転軸心と突起部とを通る直線上に存在するものである。
【0018】
これによると、スクリューで圧縮された廃棄物が突起部に当たることによって、廃棄物の圧力が突起部の近傍においてさらに上昇するため、廃棄物はスムーズ且つ確実に排出部から排出される。
【0019】
本第5発明における廃棄物の圧縮成形装置は、突起部はスクリューの回転方向におけるケーシング内の複数箇所に配設されているものである。
【0020】
これによると、廃棄物がスクリューと供回りするのを確実に防止することができる。
【発明の効果】
【0021】
以上のように本発明によると、廃棄物に混入している異物がスクリューと突起部との間に引っ掛かるのを防止することができ、以って、スクリューに過大な負荷が掛かることは無く、スクリューの損傷およびスクリューを回転させる回転駆動装置(電動機等)の損傷を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
図1】本発明の第1の実施の形態における圧縮成形装置の断面図である。
図2】同、圧縮成形装置の一部拡大断面図である。
図3図2におけるX-X矢視図である。
図4】同、圧縮成形装置の突起部の拡大図である。
図5】本発明の第2の実施の形態における圧縮成形装置の水平方向の断面を示す図である。
図6】本発明の第3の実施の形態における圧縮成形装置の一部拡大断面図である。
図7図6におけるX-X矢視図である。
図8】本発明の第4の実施の形態における圧縮成形装置の突起部の拡大図である。
図9】本発明の第5の実施の形態における圧縮成形装置の突起部の拡大図である。
図10】本発明の第6の実施の形態における圧縮成形装置の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、本発明における実施の形態を、図面を参照して説明する。
【0024】
(第1の実施の形態)
第1の実施の形態では、図1図3に示すように、1は、ケーシング2内に投入されたプラスチック廃棄物3(廃棄物の一例)をスクリュー4で圧縮して成形し排出する圧縮成形装置である。圧縮成形装置1は、ケーシング2と、プラスチック廃棄物3をケーシング2内に投入する投入部7と、圧縮されたプラスチック廃棄物3をケーシング2内から排出する排出部8と、投入部7からケーシング2内に投入されたプラスチック廃棄物3を排出部8側へ送りながら圧縮する回転自在なスクリュー4とを有している。
【0025】
投入部7は投入口10から投入されたプラスチック廃棄物3をケーシング2内に供給するスクリューコンベヤ11(供給装置の一例)を有している。スクリューコンベヤ11は、プラスチック廃棄物3を投入口10からケーシング2内へ移送する移送用スクリュー12を有しており、ケーシング2の上部に取り付けられている。
【0026】
ケーシング2は、円筒状の胴体14と、胴体14の上端に設けられた天板15と、胴体14の下端に設けられた底板16とを有している。
【0027】
排出部8は、底板16に形成された排出口19と、底板16から下向きに設けられた排出ノズル20とを有している。排出口19は、ケーシング2の内部と排出ノズル20の上端内部とに貫通している。
【0028】
スクリュー4は、ケーシング2内を上下方向に貫通する回転軸23と、回転軸23の下部外周に設けられた螺旋状のスクリュー羽根24とを有している。天板15には、回転軸23を回転させる電動機25(回転駆動装置の一例)が設けられている。尚、スクリュー羽根24のピッチは、一定であってもよく、或いは、排出部8側すなわち下側ほど縮小されていてもよい。上記のようにスクリュー羽根24のピッチが何れの場合であっても、スクリュー羽根24の前端部では、スクリュー羽根24によって区画されたケーシング2内の空間が徐々に狭くなり、プラスチック廃棄物3が圧縮される。
【0029】
回転軸23の下部は、底板16を貫通してケーシング2の下方へ突出している。回転軸23の下端には切断棒28が設けられている。切断棒28は排出ノズル20の下方において回転軸23と一体に回転自在である。
【0030】
ケーシング2の内周面には、プラスチック廃棄物3がスクリュー4と供回りするのを防止する複数の突起部31が設けられている。これら突起部31は、胴体14の内周面に取り付けられており、図4に示すように上下方向A(スクリュー4の回転軸心36の方向の一例)において間隔をあけて断続的に配置されているとともに、図3に示すようにスクリュー4の回転方向Bにおけるケーシング2内の複数箇所に配設されている。例えば、図3に示すように、突起部31は、スクリュー4の回転方向Bにおいて、60°おきに6箇所に配設されている。
【0031】
これら突起部31は胴体14の内周面から胴体14の径方向における内側へ突出している。スクリュー羽根24が突起部31に干渉しないように、突起部31とスクリュー羽根24の外周縁との間には隙間が形成されている。
【0032】
図4に示すように、上下方向Aにおいて隣り合う突起部31間には、プラスチック廃棄物3がスクリュー4の回転方向Bへ通過可能な通路37が形成されている。各突起部31はそれぞれ、スクリュー4の回転軸心36に対して、スクリュー4の回転方向B側の一端部31aがスクリュー4の回転方向Bとは反対方向C側の他端部31bよりも排出部8側(下側)に位置するように、傾斜している。すなわち、各突起部31はそれぞれ、一端部31aが下向きで且つ他端部31bが上向きとなるように、傾斜している。
【0033】
図4に示すように、上下方向Aにおいて互いに隣り合う上位(一方)の突起部31の一端部31aと下位(他方)の突起部31の他端部31bとは、スクリュー4の回転方向Bから見て、重複代Dの範囲において重なっている。
【0034】
以下、上記構成における作用を説明する。
【0035】
図1に示すように、スクリューコンベヤ11を作動させ、電動機25によってスクリュー4を回転駆動させ、プラスチック廃棄物3を投入口10に投入する。投入されたプラスチック廃棄物3は、スクリューコンベヤ11によって投入口10からケーシング2内に供給され、回転するスクリュー4によって下方へ送られながら圧縮されることで温度が上昇して軟化し、ペレット状(円柱状)に成形されて、排出ノズル20から下方へ排出される。
【0036】
この際、スクリュー4と一体に回転している切断棒28が排出ノズル20から排出されるプラスチック廃棄物3を所定の長さに切断する。これにより、プラスチック廃棄物3は所定の形状(例えばペレット状)の固形燃料に造粒される。このようにして圧縮成形されたプラスチック廃棄物3は、固形燃料として、例えば溶融炉等の燃料に使用される。
【0037】
ケーシング2内において、スクリュー4が回転している際、プラスチック廃棄物3が突起部31に引っ掛かることにより、プラスチック廃棄物3がスクリュー4と供回りするのを防止することができる。
【0038】
また、プラスチック廃棄物3に混入している異物(金属塊等)は、スクリュー羽根24と突起部31との間に噛み込みそうになっても、上下方向Aにおいて互いに隣り合う突起部31間の通路37(図4参照)を通り抜けて、圧縮成形されたプラスチック廃棄物3と共に排出ノズル20から排出される。
【0039】
これにより、プラスチック廃棄物3に混入している異物がスクリュー羽根24と突起部31との間に引っ掛かるのを防止することができ、以って、スクリュー4に過大な負荷が掛かることは無く、スクリュー4や電動機25等の損傷を防止することができる。
【0040】
また、突起部31に引っ掛かったプラスチック廃棄物3は、上下方向Aにおいて互いに隣り合う突起部31間の通路37を通り抜ける際、図4中の矢印E,Fで示すように、傾斜した突起部31の下面(傾斜面)によって、排出部8側すなわち下側へ案内される。これにより、プラスチック廃棄物3はスムーズに排出口19を通って排出ノズル20から排出される。
【0041】
また、突起部31は、スクリュー4の回転方向Bから見て、重複代Dの範囲において重なっている。このため、プラスチック廃棄物3は突起部31間の通路37を通り抜ける際、確実に上下いずれかの突起部31に当たる。これにより、プラスチック廃棄物3は、スクリュー4と供回りするのを確実に防止されるとともに、傾斜した突起部31の下面(傾斜面)によって、排出部8側すなわち下側へ確実に案内される。
【0042】
(第2の実施の形態)
第2の実施の形態では、図5に示すように、排出口19は、上下方向A(スクリュー4の回転軸心36の方向の一例)から見て、スクリュー4の回転軸心36と突起部31とを通る径方向の仮想の直線39上に存在する。
【0043】
これによると、スクリュー4で圧縮されたプラスチック廃棄物3が突起部31に当たることによって、プラスチック廃棄物3の圧力が突起部31の近傍周辺においてさらに上昇する。このため、プラスチック廃棄物3はスムーズ且つ確実に排出口19を通って排出ノズル20から排出される。
【0044】
上記第1および第2の実施の形態では、1組の排出口19と排出ノズル20とをケーシング2の底板16に設けているが、複数組の排出口19と排出ノズル20とを底板16に設けてもよい。
【0045】
上記第1および第2の実施の形態では、図1に示すように、スクリュー4は胴体14内の上端部(投入部7側の端部)から下端部(排出部8側の端部)に至る全長に亘って上下方向Aに設けられている。これに対応して、複数の突起部31は、上下方向Aにおいてスクリュー4が設けられている範囲に亘って、配列されている。しかしながら、このような形態に限定されるものではなく、例えば、スクリュー4が胴体14内の排出部8側である下部にのみ局所的に設けられていてもよい。この場合も、複数の突起部31は、上下方向Aにおいてスクリュー4が設けられている範囲(すなわち胴体14内の排出部8側である下部)のみに亘り、配列される。
【0046】
上記第1および第2の実施の形態では、プラスチック廃棄物3をスクリュー4で圧縮することにより、プラスチック廃棄物3を昇温させ軟化させているが、プラスチック廃棄物3の温度が十分に上昇しない場合は、ケーシング2の底板16にヒーター(加熱装置)を設け、ヒーターによってプラスチック廃棄物3を十分に昇温させ軟化させてもよい。
【0047】
(第3の実施の形態)
以下に第3の実施の形態を説明する。尚、上記第1および第2の実施の形態に記載した構成部材と同じ部材については、同一の符号を付記して詳細な説明を省略する。
【0048】
第3の実施の形態では、図6図7に示すように、ケーシング2は、円筒状の胴体14と、胴体14の上端に設けられた天板15と、胴体14の下端に設けられた底胴部51とを有している。底胴部51は下部ほど縮径する円錐台状の筒である。
【0049】
胴体14内の下部と底胴部51内の上部とは連通している。排出部8は底胴部51の下端に形成された排出口19を有している。
【0050】
スクリュー4は、ケーシング2内に設けられた上下方向の回転軸23と、回転軸23の下部外周に設けられた螺旋状のスクリュー羽根53とを有している。スクリュー羽根53は底胴部51内に収容されている。
【0051】
ケーシング2の下方には、排出口19から排出されるプラスチック廃棄物3を所定の長さに切断する切断装置56が設けられている。切断装置56は、回転軸57と、回転軸57に設けられた切断棒28とを有している。
【0052】
底胴部51の内周面には複数の突起部31が取り付けられている。これら突起部31は、図6に示すように上下方向Aにおいて間隔をあけて断続的に配置されているとともに、図7に示すようにスクリュー4の回転方向Bにおいて、例えば90°おきに4箇所に配設されている。
【0053】
以下、上記構成における作用を説明する。
【0054】
プラスチック廃棄物3は、投入口10からケーシング2内に供給され、底胴部51内において回転するスクリュー羽根53によって圧縮されることで温度が上昇して軟化し、ペレット状(円柱状)に成形されて、排出口19から下方へ排出される。
【0055】
この際、切断装置56の回転軸57と一体に回転している切断棒28が排出口19から排出されるプラスチック廃棄物3を所定の長さに切断する。これにより、プラスチック廃棄物3は所定の形状(例えばペレット状)の固形燃料に造粒される。このようにして圧縮成形されたプラスチック廃棄物3は、固形燃料として、例えば溶融炉等の燃料に使用される。
【0056】
上記第3の実施の形態では、プラスチック廃棄物3をスクリュー4で圧縮することにより、プラスチック廃棄物3を昇温させ軟化させているが、プラスチック廃棄物3の温度が十分に上昇しない場合は、ケーシング2の底胴部51にヒーター(加熱装置)を設け、ヒーターによってプラスチック廃棄物3を十分に昇温させ軟化させてもよい。
【0057】
(第4の実施の形態)
上記第1~第3の実施の形態では、突起部31を傾斜させて設けているが、第4の実施の形態では、図8に示すように、突起部31を傾斜させず、突起部31の長手方向がスクリュー4の回転軸心36と平行(すなわち上下方向A)になるように配設してもよい。
【0058】
(第5の実施の形態)
第5の実施の形態は、上記第4の実施の形態の変形例であり、図9に示すように、複数の突起部31の隣りに複数の別の突起部61が設けられている。突起部31と別の突起部61とは、所定間隔65をあけて、スクリュー4の回転軸心36と平行に2列に配置されている。
【0059】
上下方向Aにおいて隣り合う突起部31間には通路37が形成されている。別の突起部61は、回転方向Bにおける通路37の延長線上に存在しており、スクリュー4の回転方向Bから見て、通路37に重複するように配置されている。
【0060】
(第6の実施の形態)
先述した第1~第5の実施の形態では、図1図2および図6に示すように、スクリュー4の回転軸心36の方向を上下方向Aにした竪型の圧縮成形装置1を挙げたが、上下方向Aのみに限定されるものではなく、例えば、第6の実施の形態として、図10に示すように、スクリュー4の回転軸心36の方向を水平方向にした横型の圧縮成形装置1であってもよい。
【0061】
この横型の圧縮成形装置1は、ケーシング2と、プラスチック廃棄物3をケーシング2内に投入する投入部7と、圧縮されたプラスチック廃棄物3をケーシング2内から排出する排出部8と、投入部7からケーシング2内に投入されたプラスチック廃棄物3を排出部8側へ送りながら圧縮する回転自在なスクリュー4とを有している。
【0062】
投入部7は投入口10を有している。また、ケーシング2は、円筒状の胴体14と、胴体14の前端部を閉鎖する前壁部70と、胴体14の後端部を閉鎖する後蓋部71とを有している。
【0063】
排出部8は、後蓋部71に形成された排出口19と、後蓋部71に水平方向に取り付けられた排出ノズル20とを有している。胴体14の内周面には複数の突起部31が設けられている。
【0064】
スクリュー4は胴体14内の前端部(投入部7側の端部)から後端部(排出部8側の端部)に至る全長に亘って前後方向Gに設けられている。これに対応して、複数の突起部31は、前後方向Gにおいてスクリュー4が設けられている範囲に亘って、配列されている。
【0065】
これによると、第1の実施の形態と同様の作用および効果が得られる。
【0066】
上記第1~第6の実施の形態では、廃棄物の一例としてプラスチック廃棄物3を圧縮成形装置1に投入しているが、プラスチック廃棄物3に限定されるものではなく、圧縮することによって成形される廃棄物であれば、どのようなものであってもよい。例えば、木屑や食品系廃棄物等、さらにはプラスチックを含むこれら木屑や食品系廃棄物の混合物であってもよい。
【符号の説明】
【0067】
1 圧縮成形装置
2 ケーシング
3 プラスチック廃棄物(廃棄物)
4 スクリュー
7 投入部
8 排出部
31 突起部
31a 突起部の一端部
31b 突起部の他端部
36 回転軸心
37 通路
39 直線
61 突起部
A 上下方向(スクリューの回転軸心方向)
B スクリューの回転方向
C 反対方向
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10