JPH11244821A - ゴミ減容固形化処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 爆発要因と考えられる加熱筒内に送られたゴ
ミ中の水分，ガス等を溶融混練中において押出し口以前
で排出し、ゴミの減容固形押出し時に爆発音が生じない
ゴミ減容固形化処理装置を提供することである。 【解決手段】 投入されたゴミを予め混練せしめる予備
スクリュ３を備えたホッパ１と、該ホッパ１より予備ス
クリュ３を介して送られたゴミを加熱筒６内において溶
融混練せしめて前方へと排出する主スクリュ１３を備え
てなる可塑化押出し装置５とにより構成され、上記加熱
筒６内に備えられる主スクリュ１３のブレード１４に水
分逃がし溝１５を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生ゴミ，プラスチ
ックゴミ，紙ゴミなどを減容せしめて固形化処理する装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、家庭あるいはマーケットの食品
売り場などから出される生ゴミやプラスチックゴミなど
は、業者による分別回収後、焼却処理あるいは廃棄処理
されていたが、昨今の環境問題や、資源リサイクル問題
などの観点から、ゴミの再利用が重要な課題とされてい
るのが現実である。

【０００３】昨今、上記ゴミ再利用の一方法として、ゴ
ミを減容固形化せしめて燃料として利用するゴミ固形燃
料化（Ｒｅｆｕｓｅ Ｄｅｒｉｖｅｄ Ｆｕｅｌ、略し
てＲＤＦという）が注目されてきており、このＲＤＦ化
を図る装置として各種提供されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この種のゴミ減容固形
化処理装置は、例えばゴミ投入口を備え、所望な溶融温
度に設定可能な加熱筒と、該加熱筒内に回転可能に配さ
れて投入されたゴミを溶融混練せしめて先端の押出し口
へと送り出すスクリュとにより構成されているものが知
られている（スクリュが二軸状に配設されているものが
一般に知られている）。そして、この種の装置は、回収
されたゴミを可塑化押出し装置の加熱筒内に送り、該加
熱筒内において押出しスクリュによって溶融混練せしめ
て先端の押出し口へと送り出し、先端の押出し口より細
棒状に減容固形化した状態で排出せしめていた。

【０００５】しかし、従来の装置では、減容固形された
ゴミの押出し時に押出し口付近で爆発音が発生してい
た。

【０００６】このような爆発音は、ゴミの減容固形化上
において支障があるものではないが、固形減容作業毎に
このような爆発音が作業室内に鳴り響いていたのでは作
業者に不快感を与え環境衛生上好ましくないと考えられ
る。

【０００７】そこで、本願発明者は鋭意研究を重ねた結
果、このような減容固形されたゴミの押出し時に押出し
口付近で生じる爆発音は、ゴミ中に含まれている水分，
加熱時のガス等が要因となって押出し時の急激圧力によ
り発生しているということが解明された。

【０００８】本発明は従来技術の有するこのような問題
点に鑑みなされたものであり、その目的とするところ
は、爆発要因と考えられる加熱筒内に送られたゴミ中の
水分，加熱時のガス分等を溶融混練中において押出し口
以前で排出し、ゴミの減容固形押出し時に爆発音が生じ
ないゴミ減容固形化処理装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明がなした技術的手段は、投入されたゴミを予め
混練せしめる予備スクリュを備えたホッパと、該ホッパ
より予備スクリュを介して送られたゴミを加熱筒内にお
いて溶融混練せしめて前方へと排出する主スクリュを備
えてなる可塑化押出し装置とにより構成され、上記加熱
筒内に備えられる主スクリュのブレードに、ゴミ中の水
分，加熱時のガス分を装置後方へと逃がす水分逃がし溝
を形成したことである。

【００１０】また、上記加熱筒における予備スクリュと
の連絡位置より後方の内壁に、ゴミ中の水分，加熱時の
ガス分を装置後方へと逃がす水分逃がし路を形成するも
のとしても水分，加熱時のガス分等を後方へと排出する
ことが可能である。

【００１１】そして、上記加熱筒内に備えられる主スク
リュのブレードには水分逃がし溝を形成し、上記加熱筒
における予備スクリュとの連絡位置より後方の内壁には
水分逃がし路を形成するものとすればさらに好ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明ゴミの減容固形化処
理装置の一実施形態を説明する。

【００１３】図中、１はホッパ、５は可塑化押出し装
置、１７はカッティング装置である（図１）。

【００１４】ホッパ１は、投入されたゴミを可塑化押出
し装置５へと送る前に予め混練して、可塑化押出し装置
５でのゴミの攪拌、供給を確実に行わせるために、回転
可能に配された予備スクリュ３を備えている。ホッパ１
の送り出し口２は、可塑化押出し装置５の側面に連絡さ
れ、加熱筒６内の主スクリュ１３に臨んでいる。

【００１５】また、本実施形態では、上記予備スクリュ
３よりも上方位置に平行してブリッジ防止部材４を回転
可能に備えている。

【００１６】予備スクリュ３は、本発明の範囲内におい
て、そのスクリュ形状、スクリュ全長、スクリュピッ
チ、ブレード幅など、あるいはスクリュ回転ｒｐｍ等も
任意に選択可能である。

【００１７】可塑化押出し装置５は、上記ホッパ１を連
絡し、該ホッパ１から予備スクリュ３を介して送り込ま
れるゴミを加熱溶融せしめる加熱筒６と、該加熱筒６内
にて回転可能に配設され、加熱筒６内に供給されたゴミ
を溶融混練せしめて前方の押出し口１２へと押出す主ス
クリュ１３とで構成されている。

【００１８】上記加熱筒６は、その孔径，全長など本発
明の範囲内において任意に設定され、予備スクリュ３と
の連絡位置（すなわち、ホッパ１の送り出し口２の連絡
位置）より後方の内壁７に、ゴミ中の水分，加熱時のガ
ス分等を本装置の後方へと案内逃がすための水分逃がし
路８を形成するものとしている。

【００１９】この水分逃がし路８を設けたことにより、
ゴミ中に含まれている、あるいは予備スクリュ３より送
られた際に混入される水分，加熱時のガス分等を後方へ
案内し、装置外へと排出することが可能となる。

【００２０】上記水分逃がし路８は、予備スクリュ３よ
り送られたゴミを誤って後方へと送らないようにその路
径、路長さなどが設定されていれば、特に限定されるも
のではないが、加熱筒６の後方へと下り傾斜状に形成さ
れているものが好ましい。

【００２１】また、本実施形態では、フィルタ９を介し
て真空ポンプ１０にて強制的に水分，加熱時のガス分な
どを後方へ排出するものとしている。上述のように真空
ポンプ１０を用いることは本発明の必須要素ではなく、
真空ポンプを用いずに圧縮作用により大気に放出（排
出）させるものとすることも任意である。

【００２２】また、加熱筒６の先端にはノズルを設け、
押出し形状を調整するものとしてもよく任意である。

【００２３】図中１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、加熱筒６
の周囲に備えられ、送り込まれたゴミを加熱せしめるヒ
ータを示す。また、各ヒータ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ
は、夫々前部、中部、後部と別個に温度設定が可能であ
る。

【００２４】主スクリュ１３は、そのスクリュ形状，ス
クリュ全長，スクリュのピッチ，ブレード幅などあるい
はスクリュ回転ｒｐｍ等本発明の範囲内において任意に
設定され、そのブレード１４の外周任意箇所に、ゴミ中
の水分，加熱時のガス分等を本装置の後方へと案内逃が
すための軸方向へと凹設した（ブレード１４の前後面に
わたって連通した）水分逃がし溝１５…を形成するもの
としている。

【００２５】この水分逃がし溝１５…を設けたことによ
り、ゴミ中に含まれている、あるいは予備スクリュ３よ
り送られた際に混入される水分，加熱時のガス分等を後
方へ案内して排出することが可能となる。

【００２６】上記水分逃がし溝１５は、軸方向へと凹設
（ブレード１４の前後面にわたって連通）しているもの
で、予備スクリュ３より送られたゴミの溶融混練作用に
支障をきたさない程度で、かつゴミを誤って後方へと送
らないようにその溝深さ、溝幅などが設定されていれ
ば、特に限定されるものではない。

【００２７】また、水分逃がし溝１５は、押出し口１２
に近いブレード外周には設けない方が溶融混練する上で
好ましい（図５参照）。

【００２８】さらに、本実施形態では、主スクリュ１３
の後方周面に、水分，加熱時のガス分等案内用の周溝１
６を連続的（螺旋状）に設けている。

【００２９】この周溝１６構造によりさらに水分，加熱
時のガス分などの後方への排出案内が確実となる。周溝
１６は、主スクリュ１３の周面における予備スクリュと
の連絡位置付近から加熱筒６の内壁に設けた上記水分逃
がし路８位置にわたって凹設されている。

【００３０】本実施形態では加熱筒６の側方に直交する
ようにホッパ１の送り出し口２を臨ませているが、その
連絡状態は限定されず本発明の範囲内において任意であ
る。

【００３１】尚、上述した主スクリュ１３の回転は、例
えば５０〜１８０ｒｐｍ、予備スクリュ３の回転は例え
ば４０〜１８０ｒｐｍとするが、これら回転（ｒｐｍ）
は一例にすぎず、本発明の範囲内において適宜増減変更
可能なものであり、限定はされない。

【００３２】本実施形態では、主スクリュ１３のブレー
ド１４に設けた水逃がし溝１５と、加熱筒６の内壁７に
設けた水逃がし路８の双方を備え持つ構成としている
が、これら水逃がし構造（水逃がし溝１５，水逃がし路
８）は、主スクリュ１３のブレード１４に水逃がし溝１
５を設けた構成のみ、あるいは加熱筒６の内壁７に水逃
がし路８を設けた構成のみからなるものであっても水
分，加熱時のガス分などの後方への逃がし効果は十分で
ある。

【００３３】また、特に限定されるものではないが、ホ
ッパに投入する以前にゴミの乾燥工程を設けるか、ある
いはホッパに直接乾燥用のヒータを備えてゴミを乾燥さ
せておくものとすれば、減容固形化処理予定のゴミの水
分が乾燥し、予め水分を除去することができ効果的では
ある。

【００３４】さらに他の実施形態の一つとして、例えば
流動性がやや良く、主スクリュ１３の後部へ流れ易いゴ
ミをとらえ、水分，加熱時のガス分のみを逃げ易くする
ために、焼結金属の様なポーラス部材２７を使用するこ
とも考えられる（図６参照）。

【００３５】すなわち、図６記載の実施形態では、主ス
クリュ１３の後部外周に設けられる管状のポーラス部材
２７とし、該ポーラス部材２７は、後端に備えたフラン
ジ２７ａを介して固着されており、先端側にのみポーラ
ス部分２７ｂを備えるものとして、その他の部分２７ｃ
は、主スクリュ１３のラジアル方向の摺動に耐え得るよ
うにポーラス部分とはしない。尚、ポーラス部材２７の
形状，厚み，大きさ等は特に図示例に限定ものではな
く、また、ポーラス部分２７ｂの範囲，ポーラス形状等
も何等図示例に限定されず、本発明の範囲内において他
の任意形状を選択するも自由である。

【００３６】カッティング装置１７は、上記可塑化押出
し装置５の押出し口１２先端位置に配設され、例えば、
該押出し口１２先端に沿ってカッタ刃１８，２０が上下
スライド可能に移動して、押出し口１２より押し出され
る減容固形化された連続状のゴミを順次カットするよう
構成されており、該カッタ刃１８，２０の上下スライド
作動はシリンダ２３により行うものとしている。

【００３７】具体的には、図３，図４に示すように、シ
リンダロッド２４の先端に備えた穴あきプレート２５
と、該プレート２５の穴２６に刃先が夫々臨むように取
り付けられた上下カッタ刃１８，２０とを備え、可塑化
押出し装置５の押出し口１２から順次押出される溶融混
練された連続状のゴミを、上記上下カッタ刃１８，２０
にて裁断する。

【００３８】また、下側に備えられたカッタ刃２０は、
プレート２５の穴２６に臨む刃先（上刃２１）とは反対
側（下側）の刃先（下刃２２）をプレート２５よりも下
方に位置させ、該刃先２２も裁断時に使用するものとし
ている。

【００３９】すなわち、本実施形態のカッティング装置
１７によれば、まず下側に備えられるカッタ刃２０の下
刃２２が可塑化押出し装置５の押出し口１２よりも上方
にくるように位置させる。

【００４０】そして、押出し口１２より押出されるゴミ
の押出しスピードに合わせて上下スライド作動させ、例
えば、下降スライド時には下側カッタ刃２０の下刃２２
とプレート２５の穴２６に臨む上側カッタ刃１８の下刃
１９によりゴミを裁断し、上昇スライド時にはプレート
２５の穴２６に臨む下側カッタ刃２０の上刃２１により
ゴミを裁断せしめる。

【００４１】また、カッタ刃の形状や配設枚数は任意で
あり、また上下スライドスピードもゴミの押出しスピー
ドに合わせて任意に調整可能である。

【００４２】従って、ホッパ１を介して加熱筒６内に供
給されたゴミは、主スクリュ１３によって所望時間，所
望温度などの諸条件のもとで溶融混練され、先端の押出
し口１２から所望な径をもって押出されると共に、その
押出し位置でカッティング装置１７により所望大きさに
裁断されて排出される。

【００４３】次に、本発明ゴミの減容固形化処理装置の
使用例について説明する。まず本装置にゴミを投入する
前段階作業として、生ゴミ，プラスチックゴミ，紙ゴミ
その他のゴミ中から、金属類，石，土砂，ガラスビン等
を取り除き、上記取り除き作業後のゴミを、例えば変則
ネジレ刃２０枚（φ１５８×２０）構成のカッタを備え
た破砕機（クラッシャ）へと送り、該破砕機によって所
望大きさに破砕する。

【００４４】そして、次に上記破砕機によって細かく破
砕されて減容されたゴミを、コンベア等を介して、例え
ば周知のドラム磁選機等の金属除去装置へと送り、ここ
で上記分別取り除き作業にて分別しきれなかった鉄片，
ボルト，缶類などを、紙，プラスチック，木，布等と分
別する。

【００４５】そして、上記金属除去装置によって分別さ
れた鉄片、ボルト等の金属くずを排出用コンベア等を介
して排出回収し、他方これら金属くずと分別された紙、
プラスチック等のゴミを送り用コンベア等を介して本発
明のゴミ減容固形化処理装置へと送る。尚、上述した工
程は、本発明の前段工程であって特に限定されるもので
はなく任意である。

【００４６】すなわち、雑芥の状態で金属類が殆んど含
まれていないケースでは金属除去装置を省略する場合も
ある。

【００４７】また、破砕機の細かさをより細かくするた
めに破砕機（クラッシャ）のカッタを上下二段に配した
二段カットとする場合もある。

【００４８】ゴミ減容固形化処理装置へと送られたゴミ
は、まず、ホッパ１内に投入される。そして、ホッパ１
内で予備スクリュ３により混練し、加熱筒６内へと送ら
れる。そして、加熱筒６内に送られたゴミは、加熱筒６
内において回転作動している主スクリュ１３により溶融
混練されて前方の押出し口１２へと送られる。

【００４９】そして、上記ゴミの溶融混練作動をしてい
る時に、該ゴミ中に含まれていた水分，加熱時のガス分
などが、主スクリュ１３のブレード１４に設けられてい
る水分逃がし溝１５…を介して後方へと送り戻され、周
溝１６、加熱筒６後方の内壁７に設けられている水分逃
がし路８に案内されて、真空ポンプ１０により強制的に
装置外へと排出される。

【００５０】また、主スクリュ１３のブレード１４によ
ってゴミが前方へと送られる以前に、予備スクリュ３か
ら送られてきた段階で、ゴミと共に送られてきた余分な
水分，加熱時のガス分等は真空ポンプ１０の吸引力によ
って周溝１６、水分逃がし路８を介して強制排出され
る。

【００５１】そして、水分，加熱時のガス分を十分に除
去排出し、かつ溶融混練されて先端の押出し口１２より
所望径の連続状態に可塑化押出しされると共に、押出し
口１２にてカッティング装置１７により所望大きさにカ
ットされて減容回収される。

【００５２】さらに、作業停止後の再スタート時（再昇
温時）に発生すると考えられる爆発音対策として次のよ
うなことが考えられる。すなわち、再スタート時に主ス
クリュ１３に残っているゴミが昇熱温度により分解, ガ
ス化し易いが、作業終了時にその残っているゴミ残量を
少なくすれば再スタート時のガス化発生が少なく爆発音
が小さくなることが判った。

【００５３】そこで、ホッパ内のゴミが無い状態の時あ
るいは主スクリュ１３側に新たにゴミを送り込まないよ
うにして主スクリュ１３の回転のみを自動的に行うもの
とし、ゴミ残量を少なくする。

【００５４】このような構成を本実施形態中に取り入れ
ることにより爆発音対策が確実となる。また、ノズル形
状（ノズル内壁角度がきついものから緩やかなものま
で）に左右されることもない。ちなみに、ノズル内壁角
度がきついものにあっては、締り状況が良く、吐出径が
細く比重が高い。これに比して角度が緩やかなものにあ
っては、締り状況が弱く、吐出径が太く比重が低い。

【００５５】また、次のような自動冷却装置構成を採用
することも好ましい。すなわち、再スタート時（再昇温
時）に主スクリュ１３に残っているゴミは、設定温度３
００℃〜３１０℃になるため、ゴミの種類によっては発
火の虞がある。そこで、図７記載の実施形態のように、
押出し口１２より落下するゴミに水を噴射して自動的に
冷却する構成とする。

【００５６】尚、本実施形態は一例にすぎず、押出し口
１２より落下するゴミを冷却する構造を備えていればよ
く何等限定はされない。

【００５７】本実施形態では、押出し口１２下位にゴミ
受け部（シュータ）２８を備え、該ゴミ受け部２８の側
面任意個所に水噴射ノズル２９をゴミ通路２８ａに臨ま
せて備えるものとしている。

【００５８】従って、押出し口１２より落下したゴミ
は、ゴミ受け部２８を介して送られる間に水タンク３０
等と連絡された噴射ノズル２９から水を噴霧されて冷却
される。尚、ノズル２９の配設数は任意である。またゴ
ミ受け部２８は、例えばステンレス等で形成されて下り
傾斜状に配設される。

【００５９】また、水噴霧状態は強弱、粗細等任意で、
その噴霧時間も連続的あるいは間歇的のいずれを設定し
てもよい。尚、当該自動冷却装置（水噴射ノズル２９）
は、カッティング装置１７と連動させることも可能であ
る。

【００６０】

【実施例】本発明のゴミ減容固形化処理装置による実施
の一例を下記に示す。

【００６１】

【表１】

【００６２】(1) 尚、表中 実１〜実２２は夫々実施例
１〜実施例２２を省略して表す。 (2) 使用された雑芥は、 a)ストロ b)プラスチックシート c)弁当箱（プラスチ
ック） d)みかん e)紙コップ f)バナナ g)ジュース，牛乳の
紙パック h)割箸 i)ペットボトル j)プラスチックスプーン，ホ
ーク k)発泡スチロール l)ダンボール m)新聞紙，包装紙，
紙袋 n)スポンジ o)アルミホイル p)サランラップ q)水分 r)梱包用バンド s)タバコ，空き箱 t)コーヒ粉 を破砕機により破砕（クラッシャ）した後のものを使用
した。 (3) 処理能力は、ホッパへの投入重量（クラッシャ後の
重量）より算出した。 (4) 時間測定はストップウォッチ、重量測定は台秤を使
用した。 (5) 加熱温度（設定温度）は、後部２５０℃、中部３０
０℃、前部３００℃とした。 (6) 主スクリュ：φ７５ｍｍ、予備スクリュ：φ１００
ｍｍ

【００６３】上記試験結果は、ホッパ１へと破砕機によ
って破砕（クラッシャ）した後のゴミを送り、該ホッパ
１の予備スクリュ３によって予め混練せしめ、そして可
塑化押出し装置５に送り、該装置５によって溶融混練せ
しめて押出しした際の爆発音の発生を確認すると共に、
カッティング装置１７によって所望大きさに裁断し、そ
のゴミの減容率を確認した結果、押出し時に発生する爆
発音については、確認されなかった。

【００６４】尚、上記表中の各実施例結果からも確認で
きるように、破砕後容積に対し、本発明ゴミの減容固形
化処理装置により減容処理した後の容積は大体１／１５
程度に減容されることがわかった。尚、本実施例では一
例として上述したゴミをもって試験をしたが、減容処理
可能なゴミは、何等これ等に限定されるものではなく広
く減容処理可能である。

【００６５】

【発明の効果】本発明は、上記せる構成を有するため、
ゴミの減容固形押出し時に装置の押出し口付近にて爆発
音の生じないゴミ減容固形化処理装置の提供が図れる。
従って、減容固形押出し作業毎に生じる虞れのあった爆
発音が発生しないため、限られた作業空間内において作
業する上で環境衛生上大変好ましい。

【００６６】また、昨今注目されているＲＤＦ（Ｒｅｆ
ｕｓｅ Ｄｅｒｉｖｅｄ Ｆｕｅｌ）化にも十分に対応
せしめることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明ゴミ固形減容処理装置の一実施形態を示
す側面図。

【図２】ホッパ部分の一実施形態を示す縦断面図。

【図３】可塑化押出し装置の正面図。

【図４】カッティング装置の縦断面図。

【図５】スクリュの水逃がし溝と加熱筒内壁の水逃がし
路を示す一部省略縦断面図。

【図６】他の実施形態の要部を示す断面図。

【図７】本装置に接続する自動冷却装置の一実施形態を
示す概略図。

【符号の説明】

１：ホッパ ３：予備スクリュ ５：可塑化押出し装置 ６：加熱筒 ８：水逃がし路 １３：主スクリュ １５：水逃がし溝 １７：カッティング装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 投入されたゴミを予め混練せしめる予備
   スクリュを備えたホッパと、該ホッパより予備スクリュ
   を介して送られたゴミを加熱筒内において溶融混練せし
   めて前方へと排出する主スクリュを備えてなる可塑化押
   出し装置とにより構成され、上記加熱筒内に備えられる
   主スクリュのブレードに、ゴミ中の水分，加熱時のガス
   分を装置後方へと逃がす水分逃がし溝を形成したことを
   特徴とするゴミ減容固形化処理装置。
2. 【請求項２】 投入されたゴミを予め混練せしめる予備
   スクリュを備えたホッパと、該ホッパより予備スクリュ
   を介して送られたゴミを加熱筒内において溶融混練せし
   めて前方へと排出する主スクリュを備えてなる固形溶融
   装置とにより構成され、上記加熱筒における予備スクリ
   ュとの連絡位置より後方の内壁に、ゴミ中の水分，加熱
   時のガス分を装置後方へと逃がす水分逃がし路を形成し
   たことを特徴とするゴミ減容固形化処理装置。
3. 【請求項３】 投入されたゴミを予め混練せしめる予備
   スクリュを備えたホッパと、該ホッパより予備スクリュ
   を介して送られたゴミを加熱筒内において溶融混練せし
   めて前方へと排出する主スクリュを備えてなる固形溶融
   装置とにより構成され、上記加熱筒内に備えられる主ス
   クリュのブレードに水分逃がし溝を形成すると共に、上
   記加熱筒における予備スクリュとの連絡位置より後方の
   内壁に水分逃がし路を形成したことを特徴とするゴミ減
   容固形化処理装置。