JPH0632331Y2 - 廃棄合成樹脂の減容装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【産業上の利用分野】

この考案は、廃棄合成樹脂を有効に再利用できるように
減容する装置に関し、特に、屋外に廃棄された雨水の含
有された廃棄合成樹脂を再利用できる減容装置に関す
る。

【従来の技術ならびに課題】

現在大量に廃棄されている合成樹脂類は、産業廃棄物、
および都市ゴミから発生している。そのほとんどが、廃
棄されてから屋外に放置され、その後に収集されてい
る。この状態で集められた廃棄合成樹脂は、長期間に放
置されて、汚れや雨水を含んでいる。これ等の合成樹脂
を能率よく減容化するシステムが切望されている。特
に、このことを実現する装置として、シンプルな構造
で、含水樹脂を効率良く減容化して、再利用する装置が
切望されている。 使用済み合成樹脂は、ほとんどを焼却して廃棄処理して
いる。廃棄合成樹脂の焼却炉は寿命が短く、焼却コスト
を高騰させている。また、合成樹脂の種類によっては、
焼却時に有毒ガスを発生する。 使用済みの合成樹脂の一部は、再生品の成形に利用され
ている。汚れた廃棄合成樹脂を再利用するには、汚れた
合成樹脂を洗浄して溶融し、ペレット状に成形して再利
用している。この方法は、廃棄合成樹脂をペレットに加
工するための経費が高くなる欠点がある。 膨大な発生量の廃棄合成樹脂を、有効に再利用するに
は、処理コストを低減して減容することが大切である。
減容された廃棄合成樹脂は、成形機で再成形できる。 先端が加熱されたシリンダーに、廃棄合成樹脂を押し込
んで減容する装置は開発されている（特開昭６１−８２
８７９号公報）。この減容装置は、押し出される廃棄合
成樹脂を減容するために、シリンダーの先端を加熱して
いる。この減容装置は、ピストンでもってシリンダー内
に廃棄合成樹脂を押し込み、先端で加熱溶融し、減容さ
れた状態でシリンダーから押し出している。 この構造の減容装置は、シリンダーを、高温に加熱する
のに多量の熱エネルギーを必要とする。このため、ラン
ニングコストが高くなる欠点がある。 この欠点を解決する減容装置として、合成樹脂を自己発
熱で溶融する装置が開発されている（実公昭６２−２２
３４０号公報）。この装置は、シリンダーの先端に、廃
棄合成樹脂を圧送するスクリュウ軸を内蔵させている。
シリンダーの先端開口部を細く絞り、この部分で合成樹
脂を摩擦熱で発熱させている。シリンダーの先端部で、
合成樹脂の発熱量が増加するように、スクリュウ軸の先
端を、合成樹脂の移送量が少なくなる形状としている。 この構造の減容装置は、シリンダーを加熱する熱エネル
ギーを少なくできる特長がある。しかしながら、全ての
熱可塑性の廃棄合成樹脂を能率よく減容できない欠点が
ある。それは、合成樹脂を、効率よく摩擦できないこと
が理由である。 例えば、スクリュウ軸で廃棄合成樹脂を圧送する減容装
置で、紐状、あるいは、シート状の廃棄合成樹脂をシリ
ンダーに供給すると、廃棄合成樹脂は、切断されること
なく、長く連続する状態で減容シリンダー部に圧送され
る。連続する紐状の廃棄合成樹脂は、小片状に切断され
た合成樹脂のように能率よく摩擦されない。 この考案はさらにこの欠点を解決することを目的に開発
されたもので、この考案の重要な目的は、シリンダーの
加熱する熱エネルギーの消費量を少なくし、さらに、屋
外の雨水に晒されたほとんどの熱可塑性の廃棄合成樹脂
を、能率よく発熱させて減容できる減容装置を提供する
にある。

【従来の課題を解決する為の手段】

この考案の廃棄合成樹脂の減容装置は、前述の目的を達
成するために、下記の構成を備えている。 （ａ）減容装置は、シリンダー１と、シリンダー内に回
転自在に配設された駆動軸２と、ロータリーカッタ１０
と、駆動軸２およびロータリーカッタ１０を回転させる
モーター４とを備えている。 （ｂ）シリンダー１は、廃棄合成樹脂を加熱して減容す
る減容シリンダー部１Ａと、減容シリンダー部１Ａに廃
棄合成樹脂を圧入する押込シリンダー部１Ｂとからな
る。 （ｃ）減容シリンダー部１Ａは、廃棄合成樹脂を減容し
てシリンダー１から排出できるように、シリンダー１の
先端に設けられている。 （ｄ）押込シリンダー部１Ｂは、廃棄合成樹脂をシリン
ダー１内に供給するために、廃棄合成樹脂の供給口８が
開口されている。 （ｅ）駆動軸２は、廃棄合成樹脂を切断して圧送するス
クリュウ軸５と、廃棄合成樹脂を摩擦熱で減容する摩擦
減容軸６とを備えている。 （ｆ）摩擦減容軸６はスクリュウ軸の先端に設けられて
いる。 （ｇ）ロータリーカッタ１０とスクリュウ軸とは平行に
配設されて、押込シリンダー部１Ｂの内部に回転自在に
配設されている。 （ｈ）ロータリーカッタ１０とスクリュウ軸とは駆動手
段でもって互いに反対方向に回転されている。 （ｉ）ロータリーカッタ１０は、スクリュウ軸とで廃棄
合成樹脂を挟んで小片状に切断するように、表面に、軸
方向に延長して切断歯を有する。 （ｊ）スクリュウ軸は、表面に、廃棄合成樹脂を圧送す
ると共に、ロータリーカッタ１０とで小片状に切断する
ように、螺旋状の押込フィンを有する。 （ｋ）ロータリーカッタ１０とスクリュウ軸とは、廃棄
合成樹脂を能率よく切断できるように、切断歯と押込フ
ィンの先端が、互いに接触ないしは近接する位置に配設
されている。 （ｌ）減容シリンダー部の供給口は、ここから供給され
た廃棄合成樹脂が、切断されて減容シリンダー部に圧送
されるように、スクリュウ軸とロータリーカッタ１０と
の境界に開口されている。

【作用効果】

この考案の減容装置は、下記の状態で廃棄合成樹脂を減
容して排出する。 廃棄合成樹脂が、供給口８から押込シリンダー部１Ｂ
に供給される。 押込シリンダー部１Ｂに送り込まれた合成樹脂は、回
転するスクリュウ軸５とロータリーカッタ１０とで小片
状に切断されて、前方の減容シリンダー部に圧送され
る。 この工程で、廃棄合成樹脂は、スクリュウ軸の押込フィ
ンと、ロータリーカッタ１０の切断歯とで挟み切られ
る。ロータリーカッタ１０の切断歯は、軸方向に延長さ
れ、スクリュウ軸の押込フィンは螺旋状をしているの
で、切断歯と押込フィンとは互いに噛み合うことなく、
先端で廃棄合成樹脂を小片状に挟み状態で切断する。 小片状に切断された廃棄合成樹脂は、押込シリンダー
部１Ｂから減容シリンダー部１Ａに圧送され、減容シリ
ンダー部１Ａの摩擦熱で自己発熱する。 この部分で廃棄合成樹脂が自己発熱するのは、回転する
摩擦減容軸６によって、減容シリンダー部１Ａの内面に
押圧された状態で、摩擦されるからである。 ところで、この考案の減容装置は、減容シリンダー部１
Ａで、廃棄合成樹脂を必ずしも完全に溶融する必要はな
い。廃棄合成樹脂を、半溶融状態とし、あるいは、一部
溶融する状態としても、充分に減容できるからである。 減容シリンダー部１Ａで減容された廃棄合成樹脂は、
減容シリンダー部１Ａの先端から排出される。 このように、この考案の減容装置は、ロータリーカッタ
とスクリュウ軸とで、廃棄合成樹脂を、小片状に切断し
て、減容シリンダー部に圧送している。小片状に切断さ
れた廃棄合成樹脂は、互いに移動できる自由度が高く、
ぞぞれの小片が、激しく運動して擦りあい、ここで効率
よく第一次摩擦熱が発生する。この装置は、合成樹脂の
自己発熱量を大きくすることが極めて大切である。それ
は、合成樹脂を、摩擦熱による自己発熱で減容するから
である。合成樹脂の自己発熱は、合成樹脂をいかに能率
よく摩擦できるかによって決定される。合成樹脂を、切
断しないで減容シリンダー部に圧送する従来の装置は、
連続部分が互いに自由な動きを制限し、擦りあう発熱が
少なくなる欠点がある。 ところが、この考案の減容装置は、合成樹脂を互いに自
由に運動できる小片状に切断して、第一次摩擦熱を発生
させて減容シリンダー部に供給するので、効率よく自己
発熱し、廃棄合成樹脂を、第二次摩擦熱発生減容軸で能
率よく減容できる特長がある。 このことは、長い紐状、シート状、袋状等の廃棄合成樹
脂を、減容しやすい切断または破砕形状に加工すること
なく、そのまま供給できる一石二鳥の特長もある。 このように、廃棄合成樹脂自体の自己発熱を利用して減
容するので、熱エネルギーの消費量を少なくして、ラン
ニングコストを低減できる。 また、廃棄合成樹脂を小片状に切断して自己発熱によっ
て減容するので、多量の水分を含む廃棄合成樹脂を、安
全に減容できる特長も実現する。

【好ましい実施例】

以下、この考案の実施例を図面に基づいて説明する。 但し、以下に示す実施例は、この考案の技術思想を具体
化する為の減容装置を例示するものであって、この考案
の減容装置は、構成部品の材質、形状、構造、配置を下
記の構造に特定するものでない。この考案の減容装置
は、実用新案登録請求の範囲に記載の範囲に於て、種々
の変更が加えられる。 更に、この明細書は、実用新案登録請求の範囲が理解し
易いように、実施例に示される部材に対応する番号を、
「実用新案登録請求の範囲の欄」、「従来の課題を解決
する為の手段の欄」および「作用効果の欄」に示される
部材に付記している。ただ、実用新案登録請求の範囲に
示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決し
てない。 第１図の概略断面図と、第２図の斜視図に示す廃棄合成
樹脂の減容装置は、 シリンダー１と、 シリンダー１内に回転自在に配設された駆動軸２と、 廃棄合成樹脂を切断するロータリーカッタ１０と、 駆動軸２およびスクリュウ軸を回転させる駆動手段４
とを備えている。 シリンダー１は、廃棄合成樹脂を加熱して減容する減容
シリンダー部１Ａと、減容シリンダー部１Ａに廃棄合成
樹脂を圧入する押込シリンダー部１Ｂとが、直列に接続
されている。 押込シリンダー部１Ｂは、上方に開口して、廃棄合成樹
脂の供給口８が開口されている。押込シリンダー部１Ｂ
の内部には、スクリュウ軸５とロータリーカッタ１０と
が同一水平面内に並べて配列されている。従って、押込
シリンダー部１Ｂは、２本の軸を収納できる筒状に作ら
れている。 スクリュウ軸５は、押込シリンダー部１Ｂの内部に回転
自在に配設されている。スクリュウ軸５は、駆動手段４
で回転されて、供給口８から押込シリンダー部１Ｂに送
り込まれた廃棄合成樹脂を圧送する。従って、スクリュ
ウ軸５の表面には、螺旋状の押込フィン９が設けられて
いる。 スクリュウ軸５と平行に配列されたロータリーカッタ１
０は、供給口８から供給された廃棄合成樹脂を、スクリ
ュウ軸５と挟んで小さく切断して、減容シリンダー部１
Ａに圧送する。従って、ロータリーカッタ１０の表面に
は縦に延長して、複数の切断歯１１が設けられ、全体の
形状がスプライン状に加工されている。切断歯１１の先
端縁、言い替えると、切断歯１１の山部の頂上縁は、ス
クリュウ軸５の押込フィン９の先端縁に接触ないしは、
極めて接近し、スクリュウ軸５の押込フィン９とロータ
リーカッタの切断歯１１とで廃棄合成樹脂を挟んで切断
する。 ロータリーカッタ１０には、図示しないが、スプライン
状でなく、多数の短い凸条を、軸方向に延長して千鳥に
配列したものも使用できる。 ロータリーカッタ１０は、スクリュウ軸５と挟んで廃棄
合成樹脂を切断するように、スクリュウ軸５に対して反
対に回転される。第１図に示す減容装置は、ロータリー
カッタ１０とスクリュウ軸５とが歯車１２を介して互い
反対に回転される。 押込シリンダー部１Ｂの内形は、スクリュウ軸５のフィ
ン先端およびロータリーカッタ１０の凸条先端縁が、例
えば、０．１〜５mmに接近する形状に加工されている。 スクリュウ軸５の後端は、駆動手段４である減速モータ
ーに接続されて回転駆動される。 ところで、押込シリンダー部の後端および前部で、その
底部には、好ましくは、水抜口（図示せず）を開口す
る。水抜口は、３〜５mm幅の細いスリット状とする。ス
リット状の水抜口は、目詰まりせず、水をスムーズに排
出できる。また、ここに水抜口を開口すると、水分率が
高い廃棄合成樹脂が供給された時に、合成樹脂に含まれ
る水分が除去され、水分率が低くなった合成樹脂を減容
シリンダー部に供給できる。 押込シリンダー部１Ｂの先端に、減容シリンダー部１Ａ
が接続されている。減容シリンダー部１Ａは、廃棄合成
樹脂を減容してシリンダー１から排出する。 減容シリンダー部１Ａは、廃棄合成樹脂の種類や水分量
によって、発熱状態を調整できるように、開口端に向か
って断面積が大きくなるテーパー状の発熱減容開口７が
設けられている。 発熱減容開口７は、軸方向に延長して、溝（図示せず）
が設けられている。溝を設けると、廃棄合成樹脂のスリ
ップを防止して、スクリュウ軸５による回転を少なくす
る。発熱減容開口７でスクリュウ軸５と一体に回転しな
い廃棄合成樹脂は、回転する摩擦減容軸６とシリンダー
１とのわずかな隙間で能率よく自己発熱される。 減容シリンダー部１Ａには摩擦減容軸６が内蔵されてい
る。摩擦減容軸６は、スクリュウ軸５と一緒に回転し、
かつ、スクリュウ軸５に対して軸方向に移動できる状態
に連結されている。 従って、摩擦減容軸６のスクリュウ軸５連結側には、角
孔が設けられている。スクリュウ軸５の先端には、角孔
に摺動自在に挿入できる角柱が固定されている。 スクリュウ軸５の角柱が、摩擦減容軸６の角孔に挿入さ
れて、摩擦減容軸６はスクリュウ軸５に回転される。摩
擦減容軸６が軸方向に移動すると、角柱が角孔に挿入さ
れる深さが変化する。 摩擦減容軸６はスクリュウ軸５に対して直線状に連結さ
れている。 摩擦減容軸６の表面には、軸方向に延長して凸条１３が
設けられている。凸条１３は、廃棄合成樹脂のスリップ
を少なくする。従って、凸条１３のある摩擦減容軸６
は、能率よく廃棄合成樹脂を擦あわせて自己発熱できる
特長がある。 すなわち、発熱減容開口７には溝を設け、摩擦減容軸６
には凸条１３を設けると、廃棄合成樹脂を最も能率よく
自己発熱で減容できる。 摩擦減容軸の表面に設けられる凸条は、第３図に示すよ
うに、短い凸条１４を軸方向に延長して、多少離して配
列することもできる。 摩擦減容軸６とスクリュウ軸５とで駆動軸２を構成して
いる。 摩擦減容軸６は、芯押台３に支承されている。摩擦減容
軸６は、芯押台３と一緒に軸方向に移動する。従って、
摩擦減容軸６は、芯押台３に、回転自在であるが、軸方
向には移動しない状態で支承されている。摩擦減容軸６
の先端に突出する軸が、ベアリングを介して芯押台３に
支承されている。 芯押台３は、減容シリンダー部１Ａの軸方向に移動で
き、かつ、移動位置で固定できるように、基台に取り付
けられている。従って、芯押台３は、基台に設けられた
ガイドに、摺動自在に連結されている。 芯押台３は、移動位置で停止できるように、止捻（図示
せず）で基台に固定される。または、図示しないが、芯
押台３は、ナットとネジ棒とを介して、基台に軸方向に
移動自在に連結することもできる。この場合、芯押台３
にナットを固定し、基台にネジ棒を配設する。ネジ棒
は、シリンダー１の軸方向に延長して支承し、これにナ
ットをネジ込む。この構造は、ナットを回転して、芯押
台３を軸方向に移動できる。 芯押台３は摩擦減容軸６を軸方向に移動させて、摩擦減
容軸６と減容シリンダー部１Ａとの隙間を調整する。芯
押台３をシリンダー１に接近させて、摩擦減容軸６を減
容シリンダー部１Ａに深く押し込むと、摩擦減容軸６と
減容シリンダー部１Ａとの隙間が狭くなる。反対に、芯
押台３をシリンダー１から離すと、摩擦減容軸６と減容
シリンダー部１Ａとの隙間が広くなる。 摩擦減容軸６と減容シリンダー部１Ａとの隙間が狭くな
ると、狭い隙間で廃棄合成樹脂が強く押圧された状態で
擦り合わされる。このため、発熱量が大きくなり、溶融
温度の高い廃棄合成樹脂、あるいは、水分率の高い廃棄
合成樹脂を、より高い温度で完全に溶融できる。 摩擦減容軸６と減容シリンダー部１Ａとの隙間を広く調
整すると、廃棄合成樹脂の押圧力が弱くなり、発熱量が
少なくなる。従って、この状態は、溶融温度が低く、あ
るいは、水分率の低い廃棄合成樹脂の処理に最適であ
る。この状態では、単位時間に排出される合成樹脂量が
多くなる。 従って、摩擦減容軸６と減容シリンダー部１Ａとの隙間
は、供給される合成樹脂の種類や水分率を考慮して、最
適の発熱量と処理量とに調整される。 この構造の減容装置は、水分率の高い廃棄合成樹脂を、
水蒸気によって爆発させることなく安全に減容できる特
長がある。この特長は、従来の公知の減容化装置と全く
異なることは、廃棄合成樹脂に含まれる水分率を考慮し
て、最適な発熱状態に調整でき、また、減容シリンダー
部と摩擦減容軸との円周状の長い隙間から減容した合成
樹脂を排出することで実現される。すなわち、廃棄合成
樹脂の発熱温度を、高すぎない温度に調整でき、しか
も、従来の減容化方式のように、ガス抜き用ベント口
や、水蒸気によって供給口の方向に逆にバックプケッシ
ャーが連続的にかかって高トルクがかかることが全くな
く、長い円周状の隙間からスムーズに排出することによ
って、従来方式のように、水蒸気によって供給口の方向
に逆向きに、ばックプレッシャーがかかることが全くな
く、水分の気化膨張による爆発を解消できる特長があ
る。 ところで、この考案の廃棄合成樹脂の減容装置は、合成
樹脂を自己発熱させて減容するので、減容シリンダー部
１Ａには必ずしもヒータ等の加熱手段を必要としない
が、この部分にヒータを装備することも可能であるのは
言うまでもない。ヒータを装備させても、減容シリンダ
ー部１Ａでは廃棄合成樹脂が自己発熱されるので、ヒー
タの加熱容量を少なくできる特長がある。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの考案の一実施例にかかる廃棄
合成樹脂の減容装置の概略断面図および斜視図、第３図
は摩擦減容軸の他の実施例を示す側面図である。 １……シリンダー、 １Ａ……減容シリンダー部、 １Ｂ……押込シリンダー部、 ２……駆動軸、 ３……芯押台、４……駆動手段、 ５……スクリュウ軸、６……摩擦減容軸、 ７……発熱減容開口、８……供給口、 ９……押込フィン、 １０……ロータリーカッタ、 １１……切断歯、１２……歯車、 １３……凸条、１４……凸条。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】下記の構成を有する廃棄合成樹脂の減容装
   置。 （ａ）シリンダー１と、シリンダー１内に回転自在に配
   設された駆動軸２と、ロータリーカッタ１０と、駆動軸
   ２およびロータリーカッタ１０を回転させる駆動手段４
   とを備えている。 （ｂ）シリンダー１は、減容シリンダー部１Ａと、押込
   シリンダー部１Ｂとからなる。 （ｃ）減容シリンダー部１Ａは、シリンダー１の先端に
   設けられている。 （ｄ）押込シリンダー部１Ｂは、廃棄合成樹脂の供給口
   ８が開口されている。 （ｆ）駆動軸２は、スクリュウ軸５と摩擦減容軸６とを
   備えている。 （ｇ）摩擦減容軸６はスクリュウ軸５の先端に設けられ
   ている。 （ｈ）ロータリーカッタ１０とスクリュウ軸５とは平行
   に配設されて、押込シリンダー部１Ｂの内部に回転自在
   に配設されている。 （ｉ）ロータリーカッタ１０は、表面に、軸方向に延長
   して切断歯１１を有する。 （ｊ）スクリュウ軸５は表面に螺旋状の押込フィン９を
   有する。 （ｋ）ロータリーカッタ１０とスクリュウ軸５とは、切
   断歯１１と押込フィン９の先端が、互いに接触ないしは
   近接する位置に配設されている。 （ｌ）減容シリンダー部の供給口８は、スクリュウ軸５
   とロータリーカッタ１０との境界に開口されている。