(57)【要約】【課題】  成型装置におけるオーバーロードを防止して安定した運転を行うことができ、しかも製造される固形燃料の品質も安定させることができるＲＰＦ製造設備を提供することを課題とする。【解決手段】  廃プラスチック及び古紙を破砕する破砕装置と、該破砕装置で破砕された廃プラスチック及び古紙を混練して成型する成型装置とを備え、前記成型装置は、軸部の外周に螺旋羽根が凸設され、前記軸部の軸心周りで回転するスクリューと、該スクリューが内装されると共に、破砕された廃プラスチック及び古紙をスクリューに向けて投入可能な供給口が形成されたバレルと、前記スクリューの回転に伴ってバレル内の廃プラスチック及び古紙が押し出されるノズルとを備えたＲＰＦ製造設備において、前記破砕装置は、成型装置の負荷情報に基づいて駆動制御され、成形装置の負荷状況に対応した破砕処理量に調節されるように構成されたことを特徴とする。【選択図】図１
2006070209.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃プラスチック及び古紙を破砕する破砕装置と、該破砕装置で破砕された廃プラスチック及び古紙を混練して成型する成型装置とを備え、前記成型装置は、軸部の外周に螺旋羽根が凸設され、前記軸部の軸心周りで回転するスクリューと、該スクリューが内装されると共に、破砕された廃プラスチック及び古紙をスクリューに向けて投入可能な供給口が形成されたバレルと、前記スクリューの回転に伴ってバレル内の廃プラスチック及び古紙が押し出されるノズルとを備えたＲＰＦ製造設備において、前記破砕装置は、成型装置の負荷情報に基づいて駆動制御され、成形装置の負荷状況に対応した破砕処理量に調節されるように構成されたことを特徴とするＲＰＦ製造設備。
【請求項２】
前記破砕装置は、少なくとも軸心方向に複数の第一破砕刃を備えて軸心周りで回転駆動する破砕ロータと、該破砕ロータに沿って配設された複数の第二破砕刃と、所定サイズの粒度調整穴が複数穿設され、前記破砕ロータ及び第二破砕刃の下方に設けられたスクリーンとを備えてなり、前記破砕処理量を調節すべく、成型装置の負荷情報に基づいて破砕ロータの回転数を変更するように構成されている請求項１記載のＲＰＦ製造設備。
【請求項３】
破砕後の廃プラスチック及び古紙を排出する破砕装置の排出口と、前記成型装置のバレル内に廃プラスチック及び古紙が投入される供給口とに接続され、破砕後の廃プラスチック及び古紙を成型装置に向けて搬送する搬送装置を更に備え、該搬送装置は、破砕装置の破砕処理量に対応した搬送量となるように、破砕装置の駆動状況に基づいて搬送速度が変更されるように構成されている請求項１又は２記載のＲＰＦ製造設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃プラスチックと古紙とを材料にした固形燃料を製造するためのＲＰＦ製造設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題が重視され、種々のリサイクル設備が提供されている。その一つとして、廃プラスチック及び古紙の燃焼カロリー等に着目し、廃プラスチックと古紙とを原料にして固形燃料（Ｒｅｆｕｓｅ  Ｐａｐｅｒ  ＆  Ｐｌａｓｔｉｃ  Ｆｕｅｌ：ＲＰＦ）を製造するＲＰＦ製造設備がある。
【０００３】
かかるＲＰＦ製造設備は、廃プラスチック及び古紙を破砕する破砕装置と、破砕装置で破砕された廃プラスチック及び古紙を混練して成型する成型装置とを備えている。
【０００４】
前記破砕装置には、軸心方向に複数の破砕刃を備えた二本以上の破砕ロータが並列に設けられ、各破砕ロータが回転することで互いの破砕刃同士が相対的に接離して廃プラスチック及び古紙を破砕する多軸式破砕装置や、軸心方向に複数の破砕刃を備えた破砕ロータと、該破砕ロータの軸心に沿って配設された複数の第二破砕刃とを備えた一軸式破砕装置等の種々のものが採用される。
【０００５】
前記成型装置は、軸部の外周に螺旋羽根が凸設され、前記軸部の軸心周りで回転するスクリューと、該スクリューが内装されると共に、破砕された廃プラスチック及び古紙をスクリューに向けて投入可能な供給口が形成されたバレルと、前記スクリューの回転に伴ってバレル内の廃プラスチック及び古紙が押し出されるノズルとを備えている。
【０００６】
該成型装置は、バレル内に投入された廃プラスチック及び古紙が回転するスクリューによって混練されつつノズル側に送られ、その結果発生する摩擦熱によって廃プラスチックが溶融し、該溶融したプラスチックがバインダーとなって該廃プラスチックと古紙とが一体的になってノズルから押し出されることで、これらが固形燃料に成型されるようになっている。
【０００７】
前記破砕装置及び成型装置は、破砕した廃プラスチック及び古紙を一時的に貯留するホッパーや、ベルトコンベヤ等の搬送手段、成型装置に破砕物を一定量で供給する定量供給装置等を介して接続されており、それぞれ独立して駆動制御するようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記ＲＰＦ製造設備の成型装置は、廃プラスチック及び古紙を確実に成型するべく、スクリューの送りで廃プラスチック及び古紙をノズルから押し出して成型するスクリュー式の押出成型装置であるため、廃プラスチック及び古紙の投入量に敏感であり、オーバーロードが頻繁に発生してしまうといった問題がある。
【０００９】
つまり、スクリュー式の押出成型装置は、廃プラスチック及び古紙を混練して確実に固形化させることができるが、廃プラスチック及び古紙の供給量が基準よりも少しでも多くなると負荷が急激にピークに達する特性があり、上述の如く、破砕装置及び成型装置がそれぞれ独立して駆動制御されると共に、ベルトコンベア等の搬送手段を介して破砕装置及び成型装置を接続すると、成型装置の負荷に応じて廃プラスチック及び古紙の投入量を迅速に調節することができず、その結果オーバーロードしてしまうといった問題がある。
【００１０】
このような事態になるのを回避すべく、搬送装置を成型装置の負荷状況に応じてＯＮ−ＯＦＦ制御し、廃プラスチック及び古紙の供給量を調整する場合があるが、このように搬送手段をＯＮ−ＯＦＦ制御する（断続的に運転する）と、成型装置のバレル内に廃プラスチック及び古紙の存在しない部分が形成され、その結果、供給が再開されたときに廃プラスチック及び古紙が均一に混練されず、安定した固形燃料の成型ができなくなる場合がある。
【００１１】
そこで、本発明は、斯かる実情に鑑み、成型装置におけるオーバーロードを防止して安定した運転を行うことができ、しかも製造される固形燃料の品質も安定させることができるＲＰＦ製造設備を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るＲＰＦ製造設備は、廃プラスチック及び古紙を破砕する破砕装置と、該破砕装置で破砕された廃プラスチック及び古紙を混練して成型する成型装置とを備え、前記成型装置は、軸部の外周に螺旋羽根が凸設され、前記軸部の軸心周りで回転するスクリューと、該スクリューが内装されると共に、破砕された廃プラスチック及び古紙をスクリューに向けて投入可能な供給口が形成されたバレルと、前記スクリューの回転に伴ってバレル内の廃プラスチック及び古紙が押し出されるノズルとを備えたＲＰＦ製造設備において、前記破砕装置は、成型装置の負荷情報に基づいて駆動制御され、成形装置の負荷状況に対応した破砕処理量に調節されるように構成されたことを特徴とする。なお、ここで「負荷情報」とは、スクリューを回転させる駆動源から得られる情報（例えば、電動モータである場合には、電流値、油圧モータである場合には、流量）は勿論のこと、スクリューに伝達されるトルク等を含む概念である。
【００１３】
上記ＲＰＦ製造設備によれば、前記破砕装置は、成型装置の負荷情報に基づいて駆動制御され、破砕処理量が調節されるように構成されているので、成型装置の負荷が上昇する傾向にあるとき（ピーク（定格出力）に達する前に）、破砕装置を駆動制御して廃プラスチック及び古紙の処理量を少なくし、成形装置をオーバーロードさせない少量の廃プラスチック及び古紙を成型装置に供給することができる。
【００１４】
従って、成型装置の負荷が上昇傾向にあるにも拘わらず、破砕装置が一定量で廃プラスチック及び古紙を破砕して成型装置に対して供給が続行されることがなく、成型装置の負荷が急激にピークに達してオーバーロードになるのを防止することができる。また、破砕装置を成形装置の負荷に応じて廃プラスチック及び古紙を破砕し、その破砕物（破砕後の廃プラスチック及び古紙）が成型装置に供給されるので、破砕物が成型装置に間欠的に供給されることがなく、当該破砕物を安定した品質のＲＰＦを成型（製造）することができる。その上、破砕装置を成型装置の負荷情報に基づいて制御するようにすれば、破砕物を一時的に貯留するホッパーや搬送装置を設けることなく、搬送装置破砕装置における廃プラスチック及び古紙の排出口と成型装置の供給口に対して直接接続することもできるので、当該ＲＰＦ製造設備の設置面積を小さくすることができる。
【００１５】
本発明の一態様として、前記破砕装置は、少なくとも軸心方向に複数の第一破砕刃を備えて軸心周りで回転駆動する破砕ロータと、該破砕ロータに沿って配設された複数の第二破砕刃と、所定サイズの粒度調整穴が複数穿設され、前記破砕ロータ及び第二破砕刃の下方に設けられたスクリーンとを備えてなり、前記破砕処理量を調節すべく、成型装置の負荷情報に基づいて破砕ロータの回転数を変更するように構成されてもよい。
【００１６】
このようにすれば、該破砕装置で廃プラスチック及び古紙を破砕すると、第一破砕刃及び第二破砕刃によって破砕された廃プラスチック及び古紙は、粒度調整穴を通過できるサイズになるまで、スクリーンと破砕ロータとの間に滞留しつつ破砕されることになる。その結果、破砕ロータの回転に伴って廃プラスチック及び古紙がミックスされることになり、廃プラスチック及び古紙を均等に混ざり合った状態で成型装置に供給することができる。
【００１７】
これにより、成型装置で廃プラスチックが初期の段階で溶融しても当該廃プラスチックと古紙とが完全に混ざり合った状態にすることができ、安定した品質の固形燃料を製造することができる。つまり、廃プラスチック及び古紙が均等に混ざり合わずに何れか一方が多く含有されると、燃焼時の熱量が異なってしまうが、上述の如く、廃プラスチック及び古紙が均等に混ざり合うと、燃焼時の熱量が均一なものとなる。従って、上記構成の破砕装置を採用することで安定した品質の固形燃料を製造することができる。
【００１８】
さらに、破砕後の廃プラスチック及び古紙を排出する破砕装置の排出口と、前記成型装置のバレル内に廃プラスチック及び古紙が投入される供給口とに接続され、破砕後の廃プラスチック及び古紙を成型装置に向けて搬送する搬送装置を更に備え、該搬送装置は、破砕装置の破砕処理量に対応した搬送量となるように、破砕装置の駆動状況に基づいて搬送速度が変更されるように構成されてもよい。このように搬送装置を介して破砕装置と成型装置とを接続するようにすれば、成型装置におけるオーバーロードを防止して安定した運転を行うことができ、しかも製造される固形燃料の品質も安定させることができる上に、破砕装置及び成型装置のレイアウトを当該ＲＰＦ製造設備を設置する場所に応じて変更することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のＲＰＦ製造設備によれば、成型装置におけるオーバーロードを防止して安定した運転を行うことができ、しかも製造される固形燃料の品質も安定させることができるという優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態に係るＲＰＦ製造設備について、添付図面を参照して説明する。
【００２１】
本実施形態に係るＲＰＦ製造設備は、図１及び図２に示す如く、廃プラスチック（図示）及び古紙を破砕する破砕装置１と、該破砕装置１で破砕された廃プラスチック及び古紙を混練して成型する成型装置２と、前記破砕装置１に廃プラスチック及び古紙を供給する供給装置３とを備えている。
【００２２】
本実施形態に係る破砕装置１には、一軸式破砕装置が採用されている。該一軸式破砕装置について具体的に説明すると、該破砕装置１は、図３及び図４に示す如く、複数本の脚体１０（図１及び図２参照）に支持され、廃プラスチック及び古紙を破砕する破砕室Ｘを形成した箱状のフレーム１１と、前記破砕室Ｘ内に配設された破砕手段１２と、該破砕手段１２に廃プラスチック及び古紙を押し込む押込手段１３とを備えている。
【００２３】
前記フレーム１１は、廃プラスチック及び古紙を投入する投入口１１０が上面に形成されると共に、前記破砕室Ｘで破砕された廃プラスチック及び古紙を排出する排出口１１１が、破砕室Ｘを介して前記投入口１１０と連通するように、前記破砕室Ｘの下方（当該フレーム１１の下面）に形成されている。また、該フレーム１１には、前記投入口１１０を包囲するように、開口端縁部から上方に延出した投入シュート１１２が設けられている。
【００２４】
該投入シュート１１２は、上方に向かうにつれて開口サイズが大きくなるように形成されており、前記供給装置３から廃プラスチック及び古紙が供給されるに際し、それらが外部に零れでないようにした上で、供給された廃プラスチック及び古紙が破砕室Ｘに確実に導かれるようになっている。
【００２５】
破砕手段１２は、前記破砕室Ｘ内に設けられており、複数の第一破砕刃１２０，１２０…が外周面に着脱可能に取り付けられて軸心周りで回転する破砕ロータ１２１と、破砕ロータ１２１に沿うように固定された複数の第二破砕刃１２２，１２２…とを備えている。
【００２６】
前記破砕ロータ１２１は、破砕室Ｘに介在しており、両端部が軸受１２４を介してフレーム１１に軸支されている。該破砕ロータ１２１は、破砕室Ｘ内に介在する領域において、周方向に延びる環状溝１２３，１２３…が軸心方向に複数形成されており、前記第一破砕刃１２０，１２０…が各環状溝１２３，１２３…毎に設けられている。より具体的には、破砕ロータ１２１には、断面三角形状の環状溝１２３，１２３…が軸心方向に複数条形成されており、各環状溝１２３，１２３…には、周方向に所定間隔を有して複数の刃物ホルダー１２５が固着されている。前記刃物ホルダー１２５には、第一破砕刃１２０，１２０…を取り付けるネジ部材Ｓ（ボルト）を挿通するための貫通穴が穿設されており、前記第一破砕刃１２０，１２０…が取り付けられた状態で、該第一破砕刃１２０，１２０…の一部（エッジを含んだ半分）が破砕ロータ１２１から突出するように形状設定されている。
【００２７】
破砕ロータ１２１に取り付けられた各第一破砕刃１２０，１２０…は、破砕ロータ１２１の中央を基準に各端に向けて破砕ロータ１２１の回転方向を巻方向とした螺旋状に配列されている。具体的には、第一破砕刃１２０，１２０…は、破砕ロータ１２１における軸心方向の略中央部を基準にして、破砕ロータ１２１の両端側に向かうにつれ、第一破砕刃１２０，１２０…（破砕ロータ１２１の端縁側で隣接する第一破砕刃１２０，１２０…）が破砕ロータ１２１の回転方向に所定距離変位した位置に配置されており、破砕ロータ１２１の中央部を頂点にしてＶ字状の配列されている。また、この第一破砕刃１２０，１２０…は、Ｖ字状の配列形態を破砕ロータ１２１の周方向に所定間隔をおいて複数条形成するように配列されている。なお、図３において、Ｖ字状の配列（第一破砕刃１２０の配列）を一条のみ示している。
【００２８】
前記第一破砕刃１２０，１２０…は、平面視略正方形状をなすブロック状に形成されており、該正方形を画定する四つのエッジ（裏面側も含めて八つのエッジ）が切断用のエッジとして機能するようになっており、略中央部に刃物ホルダー１２５の貫通穴に挿通されたボルトＳを螺合させるネジ穴（図示しない）が穿設されている。該第一破砕刃１２０，１２０…は、刃物ホルダー１２５に取り付けた状態で、前記正方形状をなす面の約半分が破砕ロータ１２１の外周面から突出して三角形状の破砕刃を構成するようになっている。つまり、第一破砕刃１２０，１２０…は、一つの頂点と二つのエッジ（裏面側を含めると二つの頂点及び四つのエッジ）が破砕ロータ１２１の外周面より外側に位置するように刃物ホルダー１２５に取り付けられるようになっており、廃プラスチック及び古紙の破砕に伴って、頂点及びエッジが摩耗したときに、ボルトＳの軸心周りで９０°或いは１８０°回転させることで、新たな頂点及びエッジが破砕ロータ１２１の外周面よりも外側に位置して鋭い破砕を担保できるようになっている。
【００２９】
本実施形態に係る第二破砕刃（固定刃）１２２，１２２…は、破砕ロータ１２１の軸心よりも下方に設けられた刃物ベース（以下、第一刃物ベースという。）１２６にボルトＳを介して取り付けられる固定部１２２ａと、該固定部１２２ａに連設され、第一刃物ベース１２６に取り付けた状態で、該第一刃物ベース１２６の端縁から突出する剪断部１２２ｂとで構成されており、破砕ロータ１２１の軸心方向に複数設けられている。前記剪断部１２２ｂは、平面視略三角形状をなしており、一つの頂点及び二つのエッジが形成されている。該第二破砕刃１２２，１２２…は、破砕ロータ１２１の軸心方向で隣接する第一破砕刃１２０，１２０…間に対応するように設けられている。つまり、第二破砕刃１２２，１２２…は、破砕ロータ１２１が回転したときに、第一破砕刃１２０，１２０…のエッジが第二破砕刃１２２，１２２…のエッジとが接近し、第二破砕刃１２２，１２２…（剪断部１２２ｂ，１２２ｂ）間を第一破砕刃１２０，１２０…が通過するように設けられている。
【００３０】
本実施形態において、複数の第二破砕刃１２２，１２２…は一体的に形成されている。具体的には、帯状のプレート材の短手方向の一端部に、長手方向に三角形状の凹部及び凸部が交互に連続して形成され、該三角形状の凸部によって第二破砕刃１２２，１２２…（剪断部１２２ｂ）を構成するようにしている（以下、第二破砕刃１２２，１２２…を一体的に形成したプレート材を第二破砕刃本体１２８という）。本実施形態に係る第二破砕刃１２２，１２２…は、摩耗したときに第二破砕刃本体１２８（第二破砕刃１２２，１２２…）を裏返すことで、裏面側の新たなエッジを第一破砕刃１２０，１２０…（エッジ）と対向させ、鋭い破砕を担保できるようになっている。
【００３１】
さらに、本実施形態において、前記第一刃物ベース１２６から破砕ロータ１２１の軸心周りで約１８０°変位した位置にも刃物ベース（以下、第二刃物ベースという）１２７が設けられており、該第二刃物ベース１２７にも前記第二破砕刃１２２，１２２…（第二破砕刃本体１２８）が取り付けられている。これにより、破砕ロータ１２１が一回転するに際して、第一破砕刃１２０，１２０…及び第二破砕刃１２２，１２２…による破砕が二度行われるようになっている。なお、第二刃物ベース１２７及びこれに取り付けられる第二破砕刃本体１２８は、第一刃物ベース１２６及びこれに取り付けられる第二破砕刃本体１２８と同一の構成であるので説明は割愛する。
【００３２】
本実施形態に係る破砕装置１は、廃プラスチック及び古紙を所定サイズに破砕すべく、スクリーン１２９を備えている。該スクリーン１２９は、所定サイズの穴（粒度調整穴）１３２が複数穿設された板材をＵ字状に曲げ加工して形成されている。該スクリーン１２９は、曲げ中心が前記破砕ロータ１２１の中心と略一致する、或いは中心近傍に位置するように、第二破砕刃１２２，１２２…及び破砕ロータ１２１の下方（排出口１１１側）に配設されている。これにより、一方の第二破砕刃１２２，１２２…（第二破砕刃本体１２８）と第一破砕刃１２０，１２０…との剪断によって破砕された破砕物が、破砕ロータ１２１とスクリーン１２９との間に入り込み、スクリーン１２９の粒度調整穴１３２を通過できないサイズの破砕物が、再度、他方の第二破砕刃１２２，１２２…（第二破砕刃本体１２８）と第一破砕刃１２０，１２０…とにより破砕され、粒度調整穴１３２を通過することのできるサイズに粒度調整されるようになっている。
【００３３】
前記押込手段１３は、破砕室Ｘを画定する壁を構成する側板１１５ａ，１１５ｂ間に設けられたプッシャー１３０と、該プッシャー１３０を破砕ロータ１２１に対して接離する方向に揺動させる揺動シリンダ１３１とで構成されている。
【００３４】
前記プッシャー１３０は、投入口１１０近傍から第一刃物ベース１２６に固定された第二破砕刃本体１２８の上面と連続するプレートに亘って配設されており、投入口１１０近傍において前記側板１１５ａ，１１５ｂに回転自在に支持されている。前記揺動シリンダ１３１は、プッシャー１３０を境にして破砕室Ｘと隣接する前記フレーム１１内の収容空間Ｙに内装されており、一端（ロッドの先端）がプッシャー１３０に枢着されると共に、他端側（シリンダ）がフレーム１１に枢着されている。これにより、揺動シリンダ１３１を伸縮させることで、プッシャー１３０を揺動させ、破砕ロータ１２１側に位置して廃プラスチック及び古紙を破砕ロータ１２１に押し付ける押圧位置と、前記収容空間Ｙ側に退避して廃プラスチック及び古紙に対する押し込みを解除した解除位置とに切り替えれるようになっている。なお、該揺動シリンダ１３１には、エアーシリンダーが採用されており、該エアーシリンダー１３１を作動させるコンプレッサー（図示しない）は、収容空間Ｙ内に内装されている。
【００３５】
前記フレーム１１内の収容空間Ｙには、破砕ロータ１２１を駆動する電動モータ（図示しない）や、前記コンプレッサーが内装されている。電動モータの出力軸Ｅ１、及び破砕ロータ１２１の一端部Ｅ２に設けられたプーリーＰ１，Ｐ２には、無端ベルトＢが掛け渡されており、該電動モータの出力を破砕ロータ１２１に伝達できるように構成されている。前記電動モータは、インバータ制御されており、成型装置２の負荷状況（本実施形態においては電流値）に基づいて回転数が変更され、廃プラスチック及び古紙の破砕処理量を変化させるように構成されている。
【００３６】
図１及び図２に戻り、本実施形態に係るＲＰＦ製造設備は、破砕装置１によって破砕された破砕物（廃プラスチック及び古紙）を成型装置２に向けて搬送する搬送装置４を備えている。該搬送装置４は、破砕装置１の排出口１１１と成型装置２の供給口２０１とを接続しており、本実施形態においては、回転数可変に構成された搬送スクリュー４０を有するスクリューコンベア４が採用されている。該スクリューコンベア４は、破砕装置１の破砕処理状況（破砕処理量）に応じて（破砕装置１の処理速度に対応して）搬送スクリュー４０を駆動する電動モータ（図示しない）の回転数を変更して破砕物の搬送速度を変更できるように構成されている。なお、該搬送スクリュー４０（電動モータ）の回転数の変更は、破砕ロータ１２１（電動モータ）の回転数を基にして破砕処理量に搬送量が対応するようにインバータ制御によって行われる。
【００３７】
前記成型装置２は、破砕装置１で破砕された破砕物を固形燃料に成型する成型部２０と、該成型部２０を駆動する駆動部２１とで構成されており、これらは共通の架台（以下、共通架台という。）２２上に設けられている。
【００３８】
前記成型部２０は、図５（イ）及び図５（ロ）に示す如く、軸心周りで回転するスクリュー２００ａ，２００ｂと、該スクリュー２００ａ，２００ｂが内装されると共に、破砕された廃プラスチック及び古紙をスクリュー２００ａ，２００ｂに向けて投入可能な供給口２０１が形成されたバレル２０２と、前記スクリュー２００ａ，２００ｂの回転に伴ってバレル２０２内の廃プラスチック及び古紙が押し出されるノズル２０３とを備えている。
【００３９】
前記スクリュー２００ａ，２００ｂは、軸部２０４ａ，２０４ｂと、該軸部２０４ａ，２０４ｂの外周面に所定高さで且つ軸心方向に所定ピッチで凸設された螺旋羽根２０５ａ，２０５ｂとで構成されている。
【００４０】
本実施形態において、前記スクリュー２００ａ，２００ｂは、二本並列に設けられている。二本のスクリュー２００ａ，２００ｂのそれぞれは、螺旋羽根２０５ａ，２０５ｂの巻方向が逆方向になっており、前記バレル２０２に内装された状態で、互いの螺旋羽根２０５ａ，２０５ｂの一部同士が軸心方向に所定間隔をおいて重なり合うように、前記バレル２０２内に内装されている。つまり、二本のスクリュー２００ａ，２００ｂは、バレル２０２に内装された状態で、各軸部２０４ａ，２０４ｂの軸心間を基準にして鏡像関係をなすように螺旋羽根２０５ａ，２０５ｂが形成されており、互いの螺旋羽根２０５ａ，２０５ｂの干渉を防止すべく、鏡像関係で配設された二本のスクリュー２００ａ，２００ｂのうち、一方のスクリュー２００ａ，２００ｂを１８０°軸心周りで回転させた状態で配置されている。各スクリュー２００ａ，２００ｂは、一端部が後述するダイスプレート２０６に軸支されており、他端が前記駆動部２１の後述する分配軸２０９ａ，２０９ｂに接続されている。
【００４１】
前記バレル２０２は、前記スクリュー２００ａ，２００ｂを軸心周りで回転可能に内装するスクリュー内装穴２０７が形成されている。該バレル２０２は、前記スクリュー２００ａ，２００ｂを横臥状態で内装すべく、スクリュー内装穴２０７の穴中心が略水平になるように設けられている。即ち、該バレル２０２は、内穴で前記スクリュー内装穴２０７を構成すべく両端が開口した筒状に形成されており、該両端開口が横方向に位置するように横臥した態様で設けられている。
【００４２】
前記スクリュー内装穴２０７は、上述の如く、二本のスクリュー２００ａ，２００ｂを互いの螺旋羽根２０５ａ，２０５ｂの一部同士が軸心方向に所定間隔をおいて重なり合うように内装すべく、断面瓢箪型に形成されている。
【００４３】
そして、該バレル２０２の上面（上方側に位置する周壁）には、破砕装置１からの破砕物が供給される供給口２０１が形成されており、内装したスクリュー２００ａ，２００ｂに向けて破砕物を供給できるようになっている。なお、該成型装置２のバレル２０２の上面には、供給口２０１を包囲するように上方に向けて延出したホッパー２１３が設けられており、破砕装置１からの破砕物（搬送装置４から供給される破砕物）が外部に零れでないようになっている。
【００４４】
また、バレル２０２の下部には、当該バレル２０２と一体的に形成された脚部２０８が設けられており（図２参照）、該脚部２０８を介して共通架台２２に固着されている。つまり、バレル２０２と駆動部２１とを共通架台２２上に固着することで、スクリュー２００ａ，２００ｂの作動によって軸力が生じても、バレル２０２と駆動部２１との位置関係に変動が生じることがなく、駆動部２１からの駆動をスクリュー２００ａ，２００ｂに伝達できると共に、スクリュー２００ａ，２００ｂとバレル２０２との位置関係が成型において適切な位置関係で維持できるようになっている。
【００４５】
前記ノズル２０３は、バレル２０２の一端開口を閉塞するプレート状のダイスプレート２０６に設けられている。つまり、本実施形態において、前記バレル２０２が両端開口状態にあるため、回転するスクリュー２００ａ，２００ｂで破砕物がバレル２０２の一端開口側に送られることになるので、両端開口状態にあるバレル２０２の一端開口をダイスプレート２０６で閉塞し、該ダイスプレート２０６にバレル２０２の内部と外部とを連通させる筒状のノズル２０３を設けることで、該ノズル２０３を介してバレル２０２内の破砕物を外部に押し出せるようになっている。
【００４６】
前記ダイスプレート２０６は、バレル２０２の一端開口に対して開閉可能に設けられており、該バレル２０２の一端開口を閉じた状態で、前記スクリュー２００ａ，２００ｂの一端（先端）を軸支できるようになっている。前記ノズル２０３は複数設けられており、各ノズル２０３は、バレル２０２の一端開口をダイスプレート２０６で閉塞した状態（スクリュー２００ａ，２００ｂの先端を軸支した状態）で、該ダイスプレート２０６におけるスクリュー２００ａ，２００ｂの螺旋羽根２０５ａ，２０５ｂと対向する円環状の領域に周方向に間隔を有して設けられている。また、該ダイスプレート２０６の外周には、複数のヒータＨが設けられており、起動時にノズル２０３（ダイスプレート２０６）を所定温度に加熱しておくようになっている。なお、本実施形態に係るヒータＨは、運転時においてもノズル２０３（ダイスプレート２０６）の温度が所定温度よりも低くなったときに加熱するように設定されており、ノズル２０３を所定温度で維持させるようになっている。
【００４７】
図２に戻り、前記駆動部２１は、駆動源である電動モータＭと、該電動モータＭの出力回転速度（回転数）を減速する減速機２１０と、該減速機２１０の出力を前記二本のスクリュー２００ａ，２００ｂに分配する分配機２１１とで構成されており、これらは、バレル２０２が固定された前記共通架台２２上に適宜配置されて固定されている。
【００４８】
前記分配機２１１は、箱状のケース２１２と、該ケース２１２に内装されて互いに噛合する二つのギア（図示しない）と、各ギアに対して同軸で挿通された分配軸２０９ａ，２０９ｂとで構成されている。
【００４９】
前記二つのギアは、歯数、ピッチ径、歯幅等が同一に設定されており、当該分配機２１１で電動モータ（減速装置）の出力回転を減速しないようになっている。なお、各ギアの潤滑は、ギアの一部が浸漬するようにケース２１２内に潤滑油を貯めておいて各ギアの回転で潤滑させる、いわゆる、オイルバス方式による潤滑方法が採用されている。
【００５０】
一方のギアに挿通された分配軸２０９ａは、両端部がケース２１２の壁部を貫通しており、一端が一方のスクリュー２００ａに接続され、他端が減速機２１０の出力軸に接続されている。その一方で、他方のギアに挿通された分配軸２０９ｂは、一端側がケース２１２の壁部を貫通しており、該一端が他方のスクリュー２００ｂに接続されている（図２及び図５参照）。
【００５１】
これにより、電動モータの駆動（回転）が減速機２１０及び分配機２１１を介して二本にスクリュー２００ａ，２００ｂに伝達され、各スクリュー２００ａ，２００ｂがバレル２０２（スクリュー内装穴２０７）の中心側に向けて回転し、投入された破砕物がバレル２０２の中央（バレル２０２のスクリュー内装穴２０７の中心）に寄せられつつ、バレル２０２側に送られ、最終的にバレル２０２のノズル２０３から押し出されるようになっている。
【００５２】
本実施形態に係るＲＰＦ製造装置は、破砕装置１、成型装置２、供給装置３、及び搬送装置（スクリューコンベア）４を共通した制御盤により制御するようになっている。より具体的に説明すると、該ＲＰＦ製造設備は、成型装置２の基準となる負荷（例えば、電動モータＭの定格出力の７０％〜８０％）が設定されており、この基準を超えたときに破砕装置１の電動モータの回転数を低くして、排出される破砕物の量を少なくするようにしている。そして、該破砕装置１の電動モータの回転数の低下に対応するように、スクリューコンベア４を駆動する電動モータの回転数を低くし、破砕装置１からの破砕物の排出量と略同一量の破砕物がスクリューコンベア４によって成型装置２に供給されるようになっている。
【００５３】
これにより、成型装置２がオーバーロードするような供給量で破砕物が供給されることはない上に、供給量の変動はあるものの成型装置２に対して破砕物が供給されないときが殆どなく、バレル２０２内に成型装置２の運転状況に応じた適正な量の破砕物が常に存在することになり、安定した品質の固形燃料を製造することができる。
【００５４】
図１に戻り、前記供給装置３は、回収済みの廃プラスチック及び古紙を収容したコンテナＣを、破砕装置１の投入シュート１１２内で反転させる反転装置が採用されており、当該ＲＰＦ製造設備の省スペース化が図られている。
【００５５】
上記構成のＲＰＦ製造設備によるＲＰＦの製造についての一連の工程について説明すると、まず、廃プラスチック及び古紙を回収したコンテナＣを供給装置３にセットする。そうすると、供給装置３が作動してコンテナＣが破砕装置１の投入シュート１１２内で反転され、収容されていた廃プラスチック及び古紙が混在した状態で破砕装置１の投入口１１０を介して破砕室Ｘ内に供給されることになる。この状態において、破砕装置１は、破砕ロータ１２１が回転駆動すると共に、該破砕装置１のスクリューコンベア４が駆動しており、成型装置２は、ヒータＨでノズル２０３（ダイスプレート２０６）が所定温度に加熱されると共に、スクリュー２００ａ，２００ｂが回転駆動して廃プラスチック及び古紙（破砕物）の受け入れ可能な状態で待機している。
【００５６】
そして、破砕装置１のホッパに投入された廃プラスチック及び古紙は、破砕ロータ１２１の回転に伴って、第一破砕刃１２０，１２０…及び第二破砕刃１２２，１２２…によって破砕され、スクリーン１２９から所定の粒度の破砕物として排出される。そして、破砕物はスクリューコンベア４を介して成型装置２へ供給されることになる。成型装置２の供給口２０１から供給された破砕物は、二本のスクリュー２００ａ，２００ｂの回転によって攪拌（混練）されつつノズル２０３（ダイスプレート２０６）側に送られ、ダイスプレート２０６近傍で一次的に滞留して更に混練される。そうすると、ダイスプレート２０６近傍での滞留によって生じる摩擦熱により、破砕物内の廃プラスチックが溶融し、該廃プラスチックが破砕された古紙同士をつなぐバインダーとなる。
【００５７】
このように廃プラスチック及び古紙が混練されて該廃プラスチックが溶融すると、各ノズル２０３から混練されて一体化した廃プラスチック及び古紙が長尺な状態で押し出され、それが、切断装置（図示しない）で適宜長さに切断されることで所定サイズのＲＰＦが製造されることになる。かかるＲＰＦは、ボイラの燃料（化石燃料の代替え）、製鉄原材料（鉄鉱石の還元剤としてコークスの代替え）、キルン焼成用の燃料（石灰焼成用の化石燃料の代替え）、溶鉱用鎮静剤（製鉄所転炉の湯面を鎮静化させる鎮静剤）等として利用される。
【００５８】
そして、上記製造過程において、成型装置２が予め設定した負荷になると、その負荷に関する情報（本実施形態においては電動モータの電流値）に基づいて、破砕装置１の電動モータの回転数が低くなり、破砕装置１の処理量が少なくなるように制御される。そして、破砕装置１の処理量の減少に伴い、破砕ロータ１２１の回転数（破砕装置１の処理量≒排出量）に対応した搬送速度になるようにスクリューコンベア４の搬送スクリュー４０の回転数が低くなる。
【００５９】
つまり、破砕装置１の処理量が少なくなる（破砕ロータ１２１の回転数が低くなる）前は、通常の破砕処理が行われているため、スクリューコンベア４の搬送能力を維持させると、成型装置２に多くの破砕物が供給されてオーバーロードさせてしまうため、現実の破砕装置１の処理量と略同一量の破砕物を成型装置２に供給すべく、スクリューコンベア４の搬送速度を低下させるようになっている。なお、破砕装置１の経時的な運転状況からスクリューコンベア４が現実に搬送している破砕物の搬送量は推測されるので、該現実に搬送していると推定される量に応じた搬送速度に変更することで、成型装置２の運転に対して適切な量の破砕物を供給することができる。
【００６０】
これにより、破砕装置１は、廃プラスチック及び古紙の破砕処理を続行させつつも、排出された破砕物が何れの箇所で滞留することなく、該破砕物が成型装置２の負荷に対応した量で連続的に供給されることになる。
【００６１】
なお、破砕装置１及びスクリューコンベア４は、成型装置２の負荷によっては駆動が一次的に停止される場合があるが、この状態においては成型装置２のバレル２０２内に定格出力で運転できない（オーバーロードさせる）ほどの廃プラスチック及び古紙が存在することになるので、負荷が沈静化した状態で破砕装置１及びスクリューコンベア４の駆動を再開して廃プラスチック及び古紙を供給しても、先にバレル２０２内に存在していた廃プラスチック及び古紙に対して絶縁することがなく、廃プラスチック及び古紙がＲＰＦとして連続的にノズル２０３から押し出されることになる。
【００６２】
以上のように、本実施形態に係るＲＰＦ製造設備は、成型装置２の負荷情報に基づいて、破砕装置１の処理能力（処理量）及びスクリューコンベア４の搬送量を変更させるようにしたので、ＲＰＦの製造中に成型装置２がオーバーロードするといった事態になるのを防止することができる。また、破砕装置１の破砕処理量を成型装置２の負荷の状態に対応させて変更するようにしたので、破砕物を成型装置２の負荷に応じて連続的に供給することができ、安定した品質のＲＰＦ（固形燃料）の製造を行うことができる。
【００６３】
また、破砕装置１の処理能力を成型装置２の負荷に応じて変更させるようにしたので、破砕装置１と成型装置２との処理量のバランスを取ることができ、破砕装置１と成型装置２との間に一時的に破砕物を貯留するようにホッパや定量供給器を設ける必要がなく、省スペース化を図ることができる。
【００６４】
また、破砕装置１に設けたスクリューコンベア４を破砕ロータ１２１の回転数（破砕装置１の破砕処理量）に対応して破砕物の搬送量を変更させるようにしたので、破砕装置１と成型装置２とを間接的に接続しても、破砕装置１及び成型装置２の処理状況のバランスを図ることができる上に、破砕装置１と成型装置２とを設置する場所に応じたレイアウトにすることができる。
【００６５】
尚、本発明のＲＰＦ製造設備は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００６６】
上記実施形態において、スクリューコンベア４で破砕装置１と成型装置２とを接続するようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば、破砕装置１の排出口１１１から直接成型装置２に破砕物を供給するようにしてもよい。このようにしても、成型装置２の負荷情報に基づいて破砕装置１の処理能力を調整することで、成型装置２がオーバーフローするのを防止することができる。また、破砕装置１と成型装置２とを上下に積み重ねたレイアウトにすることができるので、さらに省スペース化を図ることができる。
【００６７】
上記実施形態において、破砕装置１に一軸式破砕装置を採用したが、これに限定されるものではなく、例えば、軸心方向に複数の第一破砕刃１２０，１２０…を備えた二本以上の破砕ロータ１２１を並列に配設し、各破砕ロータ１２１の回転に伴って互いの第二破砕刃１２２，１２２…を接離させて被破砕物を破砕する多軸式の破砕装置であってもよい。但し、破砕時において廃プラスチック及び古紙を所定のサイズに破砕すると共に、廃プラスチックと古紙とを混ぜ合わせるには、上記実施形態と同様に一軸式破砕装置を採用することが好ましい。
【００６８】
上記実施形態において、破砕装置１と成型装置２とを接続する搬送装置４としてスクリューコンベア４を採用したが、これに限定されるものではなく、例えば、ベルトコンベア等を採用してもよい。この場合においても、破砕装置１の処理量の変更に応じて破砕物の搬送速度を変更するようにすることは勿論のことである。
【００６９】
上記実施形態において、バレル２０２に二本のスクリュー２００ａ，２００ｂを内装した二軸スクリュー式の成型装置を採用したが、これに限定されるものではなく、例えば、バレル２０２に一本のスクリューを内装した単軸式の成型装置２であってもよい。但し、ＲＰＦの品質や製造効率の観点を鑑みれば、成型装置２には、上記実施形態と同様に二軸スクリュー式の成型装置２を採用することが好ましい。
【００７０】
上記実施形態において、破砕装置１の処理量を変更する基準としての成型装置２の負荷情報に駆動部２１（電動モータ）に電流値を採用するようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば、スクリュー２００ａ，２００ｂのトルクを経時的に測定し、その測定結果を負荷情報にするようにしたり、成型装置２の駆動源に油圧モータが作用されている場合には、油圧モータに対する作動油の流量を経時的に測定し、その測定結果を負荷情報にするようにしたりしてもよい。但し、オーバーロードは駆動源の定格出力以上に負荷が生じたときにおこるので、電動モータの電流値や油圧モータの作用油の流量のように直接的な負荷情報を破砕装置１の処理量の変更の基準にすることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明のＲＰＦ製造設備は、廃プラスチック及び古紙を原料にして固形燃料を製造することができ、当該廃プラスチック及び古紙のリサイクルに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の一実施形態に係るＲＰＦ製造設備の正面図を示す。
【図２】同実施形態に係るＲＰＦ製造設備の側面図であって、図１のＩ−Ｉ断面図を示す。
【図３】同実施形態のＲＰＦ製造設備の破砕装置の平面図を示す。
【図４】同実施形態のＲＰＦ製造設備の破砕装置の部分断面図であって、図３のＩＩ−ＩＩ断面図を示す。
【図５】同実施形態のＲＰＦ製造設備の成型装置の説明図であって、（イ）は、成形部の一部破断を含んだ平面図を示し、（ロ）は、成形部の正面図を示す。
【符号の説明】
【００７３】
１…破砕装置、２…成型装置、３…供給装置、４…搬送装置（スクリューコンベア）、１０…脚体、１１…フレーム、１２…破砕手段、１３…押込手段、２０…成型部、２１…駆動部、２２…共通架台（架台）、４０…搬送スクリュー、１１０…投入口、１１１…排出口、１１２…投入シュート、１１５ａ，１１５ｂ…側板、１２０，１２０…第一破砕刃、１２１…破砕ロータ、１２２ｂ…剪断部、１２２ａ…固定部、１２２…第二破砕刃、１２３…環状溝、１２４…軸受、１２５…刃物ホルダー、１２６…第一刃物ベース、１２７…第二刃物ベース、１２８…第二破砕刃本体、１２９…スクリーン、１３０…プッシャー、１３１…揺動シリンダ（エアーシリンダー）、１３２…粒度調整穴、２００ａ，２００ｂ…スクリュー、２０１…供給口、２０２…バレル、２０３…ノズル、２０４ａ，２０４ｂ…軸部、２０５ａ，２０５ｂ…螺旋羽根、２０６…ダイスプレート、２０７…スクリュー内装穴、２０８…脚部、２０９ａ，２０９ｂ…分配軸、２１０…減速機、２１１…分配機、２１２…ケース、２１３…ホッパー、Ｂ…無端ベルト、Ｃ…コンテナ、Ｅ１…出力軸、Ｅ２…破砕ロータの一端部、Ｈ…ヒータ、Ｐ１，Ｐ２…プーリー、Ｓ…ネジ部材（ボルト）、Ｘ…破砕室、Ｙ…収容空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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