(57)【要約】【課題】処理ケーシングで処理される被処理物が駆動機構へ進入する不都合を効果的に防止でき、固形化処理装置を安定して駆動できるシール構造を提供すること。【解決手段】固形化処理装置は、被処理物を混練及び圧縮する螺旋軸２，２を収容する処理ケーシング１１と、螺旋軸２，２に連結された回転駆動軸７０を駆動する駆動機構を収容するギヤボックス３０との間に、シール構造３２を備える。シール構造３２は、処理ケーシング１１の軸挿通口１１ａを、第１樹脂リング３２と、第１グランドパッキン３６を収容する第１パッキンハウジング３５で密封すると共に、ギヤボックス３０の軸挿通口３０ａを、オイルシール４５と、ベアリングカバー３８と、第２樹脂リング４０と、第２グランドパッキン４３を収容する第２パッキンハウジング４２で密封する。第１パッキンハウジング３５と第２パッキンハウジング４２を、付勢装置３７で互いに反対方向に付勢する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物が投入される投入口を有する処理ケーシングと、この処理ケーシング内に配置され、上記投入口から投入された被処理物を混合及び圧縮して成形圧を付与する螺旋軸と、上記処理ケーシングの一端に設けられ、上記螺旋軸で成形圧が付与された被処理物が導かれて成形を行う成形ノズルと、上記処理ケーシングの他端面に形成された軸挿通口に挿通され、一端が上記螺旋軸に連結されて回転力を伝達する回転駆動軸と、この回転駆動軸の他端に連結され、この回転駆動軸の他端側が挿通される軸挿通口が一端面に形成された駆動ケーシングに収容され、上記回転駆動軸に回転力を与える駆動機構とを備える固形化処理装置に設けられ、上記回転駆動軸の上記処理ケーシングと上記駆動ケーシングとの間をシールするシール構造であって、
上記処理ケーシングの軸挿通口の外周側をシールする第１パッキンを収容溝に収容する第１パッキンハウジングと、
上記駆動ケーシングの軸挿通口の外周側をシールする第２パッキンを収容溝に収容する第２パッキンハウジングと、
上記第１パッキンハウジングと第２パッキンハウジングの間に配置され、上記第１パッキンハウジングと第２パッキンハウジングとに互いに反対方向の力を付勢する付勢装置とを備えることを特徴とする固形化処理装置のシール構造。
【請求項２】
請求項１に記載の固形化処理装置のシール構造において、
上記処理ケーシングと上記第１パッキンハウジングとの間に上記処理ケーシングの軸挿通口の外側を取り囲むように配置され、上記第１パッキンに密着する第１樹脂リングと、
上記駆動ケーシングと第２パッキンハウジングとの間に上記駆動ケーシングの軸挿通口の外側を取り囲むように配置され、上記第２パッキンに密着する第２樹脂リングとを備えることを特徴とする固形化処理装置のシール構造。
【請求項３】
請求項２に記載の固形化処理装置のシール構造において、
上記第１樹脂リングが、上記第１パッキンに潤滑流体を導く第１流体通路を有し、
上記第２樹脂リングが、上記第２パッキンに潤滑流体を導く第２流体通路を有することを特徴とする固形化処理装置のシール構造。
【請求項４】
請求項３に記載の固形化処理装置のシール構造において、
上記第１パッキンハウジングが、上記第１樹脂リングに接する端面に、上記第１流体通路の開口に臨むと共に上記第１パッキンの収容溝と同心に形成され、上記第１パッキンの収容溝に連通する環状の第１流体溝を有し、
上記第２パッキンハウジングが、上記第２樹脂リングに接する端面に、上記第２流体通路の開口に臨むと共に上記第２パッキンの収容溝と同心に形成され、上記第２パッキンの収容溝に連通する環状の第２流体溝を有することを特徴とする固形化処理装置のシール構造。
【請求項５】
請求項３に記載の固形化処理装置のシール構造において、
上記駆動ケーシングの軸挿通口を取り囲むように上記駆動ケーシングと上記第２樹脂リングとの間に配置され、上記回転駆動軸の外周面に接するシールリングを径方向内側に収容する環状カバーを備えることを特徴とする固形化処理装置のシール構造。
【請求項６】
請求項３に記載の固形化処理装置のシール構造において、
上記第１樹脂リングの側面に、上記第１流体通路に潤滑流体を供給する流体供給口を有することを特徴とする固形化処理装置のシール構造。
【請求項７】
請求項５に記載の固形化処理装置のシール構造において、
上記環状カバーに、上記第２樹脂リングの第２流体通路に連なるカバー流体通路を有し、
この環状カバーの側面に、上記カバー流体通路に潤滑流体を供給する流体供給口を有することを特徴とする固形化処理装置のシール構造。
【請求項８】
請求項７に記載の固形化処理装置のシール構造において、
上記環状カバーに、上記カバー流体供給路から分岐して潤滑流体を上記シールリングに供給する第３流体供給路を有することを特徴とする固形化処理装置のシール構造。
【請求項９】
請求項４に記載の固形化処理装置のシール構造において、
上記第１パッキンハウジングの第１パッキンの収容溝が、上記第１流体溝の内径側と外径側とに形成され、
上記第２パッキンハウジングの第２パッキンの収容溝が、上記第２流体溝の内径側と外径側とに形成されていることを特徴とする固形化処理装置のシール構造。
【請求項１０】
請求項２に記載の固形化処理装置のシール構造において、
上記第１パッキンハウジングが、上記第１パッキンの収容溝が端面に形成されたフランジ部と、このフランジ部に連なって上記回転駆動軸を取り囲む筒状部とを有し、
上記第２パッキンハウジングが、上記第２パッキンの収容溝が端面に形成されたフランジ部と、このフランジ部に連なって上記回転駆動軸を取り囲む筒状部とを有することを特徴とする固形化処理装置のシール構造。
【請求項１１】
請求項１に記載の固形化処理装置のシール構造において、
上記付勢装置が、上記第１パッキンハウジング又は第２パッキンハウジングに一端側が接する螺旋軸と、この螺旋軸に螺合するナットによって上記螺旋軸に沿って進退駆動される係止具と、この係止具で一端が移動させられると共に他端側が上記第２パッキンハウジング又は第１パッキンハウジングに接する弾性部材とを有することを特徴とする固形化処理装置のシール構造。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれかに記載の固形化処理装置のシール構造を備えた固形化処理装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の固形化処理装置において、
上記螺旋軸は、この螺旋軸の表面と上記処理ケーシングの内側面との間に形成される処理室の断面積が、投入口側から成形ノズル側に向かうにつれて小さくなるように形成されていることを特徴とする固形化処理装置。
【請求項１４】
請求項１２に記載の固形化処理装置において、
上記処理ケーシング内に注水を行う注水装置を備えることを特徴とする固形化処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バインダとしての溶融物で非溶融物を固形化する固形化処理装置に関し、例えばプラスチック等の溶融物と、例えば紙屑や木屑等の非溶融物とを減容して固形化する固形化処理装置のシール構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、廃棄物のリサイクルの一環として、シュレッダーダストや食品用包装容器や古衣類等の可燃性廃棄物を用いて、固形燃料を製造することが行われている。可燃性廃棄物を用いた固形燃料としては、プラスチック等の溶融物と、紙屑や木屑等の非溶融物とを破砕して混合し、加圧してペレット状に成形したＲＤＦ（Refuse Derived Fuel）やＲＰＦ（Refuse Paper and Plastic Fuel）が普及している。
【０００３】
可燃性廃棄物を用いた固形燃料の製造装置としては、２軸の螺旋羽根で可燃性廃棄物の減容及び成形を行う固形化処理装置が知られている。本発明者は、この種の固形化処理装置として、可燃性廃棄物が投入される処理ケーシング内に、互いに逆方向に回転駆動されて可燃性廃棄物の破砕、混練及び圧縮を行う２つの螺旋軸を配列し、上記処理ケーシングの端面に、上記螺旋軸で圧縮された可燃性廃棄物を押し出す成形ノズルを有する端面板を設けたものを提案している（例えば、特許文献１参照）。この固形化処理装置は、２つの螺旋軸を、螺旋羽根の外周に近接するように形成された処理室内に収容すると共に、上記２つの螺旋軸の螺旋羽根のピッチを、先端に向かうにつれて縮小するように形成している。これにより、処理室内の可燃性廃棄物を、螺旋軸に沿って先端側に送るにつれて上昇する圧縮力で圧縮しながら混練し、摩擦による温度上昇で溶融物を効果的に溶融すると共に非溶融物と効果的に混合し、高密度で保型性の高い固形燃料を得るようにしている。
【０００４】
上記固形化処理装置は、可燃性廃棄物の破砕、混練及び圧縮を行う処理ケーシングと隣接して、この処理ケーシング内の螺旋軸を駆動する駆動軸に回転力を伝達するためのギヤボックスが配置されている。上記処理ケーシングとギヤボックスの間には、処理ケーシング内の可燃性廃棄物が漏出してギヤボックスに進入しないように、所定の隙間を設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２４１０７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の固形化処理装置は、処理ケーシングとギヤボックスの間に隙間を設けたのみでは、可燃性廃棄物のギヤボックスへの進入防止効果が不十分であり、ギヤボックスに可燃性廃棄物が進入して歯車の異常音や異常摩耗等が生じ、ギヤボックスが破損に至るおそれがある。また、上記従来の固形化処理装置では、可燃性廃棄物を螺旋軸の先端側に送るにつれて高まる圧縮力のもと混練するので、摩擦による温度上昇で可燃性廃棄物が１００℃以上の高温となる。したがって、含水量の高い可燃性廃棄物を処理する場合に水蒸気が発生する。また、異常高温となった処理ケーシング内の可燃性廃棄物を、注水により冷却することがあり、この場合も水蒸気が発生する。これらの水蒸気が、螺旋軸を駆動する駆動軸に沿って処理ケーシングからギヤボックスに進入し、水蒸気や、水蒸気と共に進入した被処理物の細粒分により、ギヤボックス内の軸受や歯車が劣化又は損傷するおそれがある。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、処理ケーシングで処理される被処理物や水蒸気が駆動機構へ進入する不都合を効果的に防止でき、固形化処理装置を安定して駆動できるシール構造と、このシール構造を備えた固形化処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の固形化処理装置のシール構造は、被処理物が投入される投入口を有する処理ケーシングと、この処理ケーシング内に配置され、上記投入口から投入された被処理物を混合及び圧縮して成形圧を付与する螺旋軸と、上記処理ケーシングの一端に設けられ、上記螺旋軸で成形圧が付与された被処理物が導かれて成形を行う成形ノズルと、上記処理ケーシングの他端面に形成された軸挿通口に挿通され、一端が上記螺旋軸に連結されて回転力を伝達する回転駆動軸と、この回転駆動軸の他端に連結され、この回転駆動軸の他端側が挿通される軸挿通口が一端面に形成された駆動ケーシングに収容され、上記回転駆動軸に回転力を与える駆動機構とを備える固形化処理装置に設けられ、上記回転駆動軸の上記処理ケーシングと上記駆動ケーシングとの間をシールするシール構造であって、
上記処理ケーシングの軸挿通口の外周側をシールする第１パッキンを収容溝に収容する第１パッキンハウジングと、
上記駆動ケーシングの軸挿通口の外周側をシールする第２パッキンを収容溝に収容する第２パッキンハウジングと、
上記第１パッキンハウジングと第２パッキンハウジングの間に配置され、上記第１パッキンハウジングと第２パッキンハウジングとに互いに反対方向の力を付勢する付勢装置とを備えることを特徴としている。
【０００９】
上記構成によれば、処理ケーシングの軸挿通口の外周側が第１パッキンでシールされ、駆動ケーシングの軸挿通口の外周側が第２パッキンでシールされ、上記第１パッキンを収容溝に収容する第１パッキンハウジングと、上記第２パッキンを収容溝に収容する第２パッキンハウジングとが、付勢装置で互いに反対方向に付勢される。したがって、固形化処理装置が作動する際に、処理ケーシングと駆動ケーシングが振動しても、第１パッキンハウジングで第１パッキンが処理ケーシングの軸挿通口の外周側に安定して押圧され、第２パッキンハウジングで第２パッキンが駆動ケーシングの軸挿通口の外周側に安定して押圧される。その結果、処理ケーシングの軸挿通口と駆動ケーシングの軸挿通口とが安定して密閉されるので、処理ケーシングから漏出した被処理物が駆動ケーシング内に進入して駆動機構が破損する不都合を、効果的に防止できる。また、処理ケーシング内で、高水分量の被処理物が加熱されて水蒸気が生成された場合や、高温の被処理物を冷却するために注水されて水蒸気が生成された場合においても、上記シール構造により、回転駆動軸の処理ケーシングと駆動ケーシングとの間が効果的にシールされる。したがって、処理ケーシング内の水蒸気や被処理物が、回転駆動軸に沿って駆動ケーシングに進入することを防止できる。その結果、駆動ケーシング内の軸受や歯車が劣化又は損傷する不都合を、効果的に防止できる。
【００１０】
一実施形態の固形化処理装置のシール構造は、上記処理ケーシングと上記第１パッキンハウジングとの間に上記処理ケーシングの軸挿通口の外側を取り囲むように配置され、上記第１パッキンに密着する第１樹脂リングと、
上記駆動ケーシングと第２パッキンハウジングとの間に上記駆動ケーシングの軸挿通口の外側を取り囲むように配置され、上記第２パッキンに密着する第２樹脂リングとを備える。
【００１１】
上記実施形態によれば、付勢手段の付勢力を受けた第１パッキンハウジングにより、第１パッキンが第１樹脂リングに押圧され、第１樹脂リングが処理ケーシングの軸挿通口の外側に押圧されるので、処理ケーシングの軸挿通口が効果的に密閉される。また、付勢手段の付勢力を受けた第２パッキンハウジングにより、第２パッキンが第２樹脂リングに押圧され、第２樹脂リングが駆動ケーシングの軸挿通口の外側に押圧されるので、駆動ケーシングの軸挿通口が効果的に密閉される。したがって、処理ケーシングから漏出した被処理物が駆動ケーシング内に進入して駆動機構が破損する不都合を、効果的に防止できる。
【００１２】
一実施形態の固形化処理装置のシール構造は、上記第１樹脂リングが、上記第１パッキンに潤滑流体を導く第１流体通路を有し、
上記第２樹脂リングが、上記第２パッキンに潤滑流体を導く第２流体通路を有する。
【００１３】
上記実施形態によれば、第１樹脂リングの第１流体通路を通して第１パッキンに潤滑流体が供給されるので、処理ケーシングの軸挿通口が安定して効果的に密封されると共に、第２樹脂リングの第２流体通路を通して第２パッキンに潤滑流体が供給されるので、駆動ケーシングの軸挿通口が安定して効果的に密封される。ここで、潤滑流体としては、潤滑油やグリス等を用いることができる。
【００１４】
一実施形態の固形化処理装置のシール構造は、上記第１パッキンハウジングが、上記第１樹脂リングに接する端面に、上記第１流体通路の開口に臨むと共に上記第１パッキンの収容溝と同心に形成され、上記第１パッキンの収容溝に連通する環状の第１流体溝を有し、
上記第２パッキンハウジングが、上記第２樹脂リングに接する端面に、上記第２流体通路の開口に臨むと共に上記第２パッキンの収容溝と同心に形成され、上記第２パッキンの収容溝に連通する環状の第２流体溝を有する。
【００１５】
上記実施形態によれば、第１パッキンハウジングの端面に形成された第１流体溝に、第１流体通路を通して潤滑流体が供給され、この潤滑流体が、第１流体溝と同心の第１パッキンの収容溝に流入する。したがって、第１パッキンに効果的に潤滑流体を供給できて、第１パッキンと第１樹脂リングとの間が安定して密閉される。これと共に、第２パッキンハウジングの端面に形成された第２流体溝に、第２流体通路を通して潤滑流体が供給され、この潤滑流体が、第２流体溝と同心の第２パッキンの収容溝に流入する。したがって、第２パッキンに効果的に潤滑流体を供給できて、第２パッキンと第２樹脂リングとの間が安定して密閉される。
【００１６】
一実施形態の固形化処理装置のシール構造は、上記駆動ケーシングの軸挿通口を取り囲むように上記駆動ケーシングと上記第２樹脂リングとの間に配置され、上記回転駆動軸の外周面に接するシールリングを径方向内側に収容する環状カバーを備える。
【００１７】
上記実施形態によれば、環状カバーと、この環状カバーの径方向内側に収容されたシールリングとにより、駆動ケーシングの軸挿通口が密閉される。上記環状カバーは、第２樹脂リングと駆動ケーシングの間に配置され、上記第２樹脂リングは第２パッキンハウジングによって第２パッキンが押圧されているから、この第２パッキンとシールリングにより駆動ケーシングの軸挿通口が効果的に密閉される。その結果、被処理物等の駆動ケーシング内への進入を効果的に防止できる。
【００１８】
一実施形態の固形化処理装置のシール構造は、上記第１樹脂リングの側面に、上記第１流体通路に潤滑流体を供給する流体供給口を有する。
【００１９】
上記実施形態によれば、第１樹脂リングの側面の流体供給口から、第１流体通路を通して第１パッキンに潤滑流体を供給することができる。
【００２０】
一実施形態の固形化処理装置のシール構造は、上記環状カバーに、上記第２樹脂リングの第２流体通路に連なるカバー流体通路を有し、
この環状カバーの側面に、上記カバー流体通路に潤滑流体を供給する流体供給口を有する。
【００２１】
上記実施形態によれば、環状カバーの側面の流体供給口から、カバー流体通路と第２流体通路を通して第２パッキンに潤滑流体を供給することができる。
【００２２】
一実施形態の固形化処理装置のシール構造は、上記環状カバーに、上記カバー流体供給路から分岐して潤滑流体を上記シールリングに供給する第３流体供給路を有する。
【００２３】
上記実施形態によれば、カバー流体供給路に供給された潤滑流体を、第３流体供給路を通してシールリングに導くことができる。したがって、第２パッキンとシールリングにより、駆動機構を効果的に密封することができる。
【００２４】
一実施形態の固形化処理装置のシール構造は、上記第１パッキンハウジングの第１パッキンの収容溝が、上記第１流体溝の内径側と外径側とに形成され、
上記第２パッキンハウジングの第２パッキンの収容溝が、上記第２流体溝の内径側と外径側とに形成されている。
【００２５】
上記実施形態によれば、第１パッキンハウジングの第１パッキンの第１流体溝から、この第１流体溝の内径側と外径側とに形成された収容溝内の第１パッキンに、潤滑流体を効果的に供給することができ、２つ以上の第１パッキンにより、処理ケーシングからの被処理物の漏出を効果的に防止できる。また、第２パッキンハウジングの第２パッキンの第２流体溝から、この第２流体溝の内径側と外径側とに形成された収容溝内の第２パッキンに、潤滑流体を効果的に供給することができ、２つ以上の第２パッキンにより、駆動ケーシングへの被処理物等の進入を効果的に防止できる。
【００２６】
一実施形態の固形化処理装置のシール構造は、上記第１パッキンハウジングが、上記第１パッキンの収容溝が端面に形成されたフランジ部と、このフランジ部に連なって上記回転駆動軸を取り囲む筒状部とを有し、
上記第２パッキンハウジングが、上記第２パッキンの収容溝が端面に形成されたフランジ部と、このフランジ部に連なって上記回転駆動軸を取り囲む筒状部とを有する。
【００２７】
上記実施形態によれば、第１パッキンハウジングのフランジ部により、第１パッキンで処理ケーシングの軸挿入口の外周側をシールすると共に、このフランジ部に連なる筒状部により、回転駆動軸を取り囲んで軸挿入口の密封度合を向上できる。また、第２パッキンハウジングのフランジ部により、第２パッキンで駆動ケーシングの軸挿入口の外周側をシールすると共に、このフランジ部に連なる筒状部により、回転駆動軸を取り囲んで軸挿入口の密封度合を向上できる。
【００２８】
一実施形態の固形化処理装置のシール構造は、上記付勢装置が、上記第１パッキンハウジング又は第２パッキンハウジングに一端側が接する螺旋軸と、この螺旋軸に螺合するナットによって上記螺旋軸に沿って進退駆動される係止具と、この係止具で一端が移動させられると共に他端側が上記第２パッキンハウジング又は第１パッキンハウジングに接する弾性部材とを有する。
【００２９】
上記実施形態によれば、第１パッキンハウジング又は第２パッキンハウジングに一端側が接する螺旋軸のナットの螺合位置が調節され、螺旋軸に沿った係止具の進退位置が調節されることにより、この係止具に一端側が係止して他端側が第２パッキンハウジング又は第１パッキンハウジングに接する弾性部材の付勢力が調整される。これにより、第１パッキンハウジングと第２パッキンハウジングとに互いに反対向きに作用する付勢力を適切に調整できる。また、固形化処理装置の作動中に、作動に伴う振動等に起因して処理ケーシングと駆動ケーシングとの相対位置が変化しても、弾性部材で第１パッキンハウジングが処理ケーシング側に付勢されると共に、第２パッキンハウジングが駆動ケーシング側に付勢される。したがって、第１パッキンハウジングで第１パッキンが処理ケーシングの軸挿通口の外周側に安定して押圧され、第２パッキンハウジングで第２パッキンが処理ケーシングの軸挿通口の外周側に安定して押圧される。これにより、処理ケーシングの軸挿通口と駆動ケーシングの軸挿通口とが、作動に伴う振動や相対変位が生じても、安定して密閉される。その結果、処理ケーシングからの被処理物の漏出を効果的に防止できると共に、駆動ケーシング内への被処理物等の進入を効果的に防止できる。ここで、弾性部材としては、コイルバネや板バネや筍バネ等を用いることができる。
【００３０】
本発明の固形化処理装置は、上記固形化処理装置のシール構造を備えることを特徴としている。
【００３１】
上記構成によれば、被処理物が投入される投入口を有する処理ケーシングと、この処理ケーシング内に配置され、上記投入口から投入された被処理物を混合及び圧縮して成形圧を付与する螺旋軸と、上記処理ケーシングの一端に設けられ、上記螺旋軸で成形圧が付与された被処理物が導かれて成形を行う成形ノズルと、上記処理ケーシングの他端面に形成された軸挿通口に挿通され、一端が上記螺旋軸に連結されて回転力を伝達する回転駆動軸と、この回転駆動軸の他端に連結され、この回転駆動軸の他端側が挿通される軸挿通口が一端面に形成された駆動ケーシングに収容され、上記回転駆動軸に回転力を与える駆動機構とを備える固形化処理装置に、上記記回転駆動軸の上記処理ケーシングと上記駆動ケーシングとの間をシールする上記シール構造を備えるので、上記処理ケーシング内の被処理物や水蒸気が回転駆動軸に沿って駆動ケーシングに進入する不都合を効果的に防止できる。したがって、駆動ケーシング内の軸受や歯車が、被処理物や水蒸気で劣化又は損傷する不都合を、効果的に防止できる。
【００３２】
一実施形態の固形化処理装置は、上記螺旋軸は、この螺旋軸の表面と上記処理ケーシングの内側面との間に形成される処理室の断面積が、投入口側から成形ノズル側に向かうにつれて小さくなるように形成されている。
【００３３】
上記実施形態によれば、被処理物が螺旋軸によって混練及び圧縮されて投入口側から成形ノズル側に送られるに伴い、処理室の断面積が投入口側から成形ノズル側に向かうにつれて小さくなるので、被処理物に作用する圧縮力が急激に高まる。これにより、螺旋軸によって混練及び圧縮される被処理物に生じる摩擦熱が高まるので、摩擦に伴う発熱によって被処理物が高温となる。ここで、被処理物の水分量が多い場合、被処理物の温度上昇に伴って水蒸気が生成されるが、処理ケーシングと駆動ケーシングの間をシールする上記シール構造を備えるので、水蒸気が処理ケーシング内に留められる。したがって、水蒸気や被処理物の細粒分が、回転駆動軸に沿って処理ケーシングから流出して駆動ケーシング内に進入する不都合を防止できる。その結果、駆動ケーシング内に水蒸気や被処理物の細粒分が進入して軸受や歯車が劣化又は損傷する不都合を、効果的に防止できる。
【００３４】
一実施形態の固形化処理装置は、上記処理ケーシング内に注水を行う注水装置を備える。
【００３５】
上記実施形態によれば、処理ケーシング内の被処理物が異常高温になった場合、注水装置により処理ケーシング内に注水が行われ、被処理物の温度が低減される。異常高温の被処理物に注水が行われた場合、水が異常高温の被処理物に接して水蒸気が生成されるが、処理ケーシングと駆動ケーシングの間をシールする上記シール構造を備えるので、上記水蒸気は処理ケーシング内に留められる。したがって、水蒸気や被処理物の細粒分が、回転駆動軸に沿って処理ケーシングから流出して駆動ケーシング内に流れる不都合を防止できる。その結果、駆動ケーシング内に水蒸気や被処理物の細粒分が進入して軸受や歯車が劣化又は損傷する不都合を、効果的に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】固形化処理装置を示す平面図である。
【図２】固形化処理装置の処理ケーシング内と、駆動ケーシング内の一部と、シール構造とを示す断面図である。
【図３】螺旋軸を示す断面図である。
【図４】螺旋軸の先端側部分における処理ケーシング内部の断面図である。
【図５】処理ケーシングの端面に設置される端面板を示す図である。
【図６】端面板の断面図である。
【図７】シール構造を示す断面図である。
【図８】シール構造のパッキンハウジングの端面を示す図である。
【図９】パッキンハウジングの縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００３８】
図１は、本発明の実施形態のシール構造を有する固形化処理装置を示す図である。本実施形態の固形化処理装置は、被処理物として、溶融物としての例えばプラスチックと非溶融物としての例えば古紙や木屑等を含む廃棄物を、減容及び成形して固形燃料を製造するものである。
【００３９】
本実施形態の固形化処理装置は、廃棄物の処理を行う処理本体１と、この処理本体１を駆動する駆動機構部３、減速機Ｒ、伝動装置Ｔ及びモータＭとで大略構成されている。
【００４０】
上記処理本体１は、廃棄物の投入口１２が上側面に形成された処理ケーシング１１内に、廃棄物を混練及び圧縮する１対の螺旋軸２，２を収容している。上記処理ケーシング１１の駆動機構部３と反対側の端部にフランジ１３が形成され、このフランジ１３に端面板５がボルトで固定されている。この端面板５には、処理後の廃棄物を成形しながら排出する複数の成形ノズル５７が取り付けられている。この端面板５の側面と、フランジ１３の縁部とがリンクヒンジ装置５０で接続されており、上記ボルトを外した状態で、上記リンクヒンジ装置５０によって端面板５が回動可能になっている。端面板５には、廃棄物を加熱するヒータ５４と、成形ノズル５７から排出される廃棄物の温度を検出する温度センサ５５が設けられている。
【００４１】
処理ケーシング１１の駆動部３側の壁面には軸挿通口１１ａが形成され、この軸挿通口１１ａに、駆動機構部３から延びる一対の回転駆動軸７０が挿通されている。回転駆動軸７０，７０は、駆動機構部３内に収容されたギヤ軸部７０ａと、ギヤ軸部７０ａに連なってシール構造３２で両端がシールされるシール軸部７０ｂと、シール軸部７０ｂに連なって螺旋軸２が取り付けられる嵌合軸部７０ｃを有する。嵌合軸部７０ｃは六角形断面に形成され、一対の上記嵌合軸部７０ｃは、端面板５の内側面の近傍まで互いに平行に延びている。この一対の嵌合軸部７０ｃに、上記螺旋軸２，２が外嵌して取り付けられている。
【００４２】
螺旋軸２は、上記回転駆動軸７０の嵌合軸部７０ｃに取り付けられる軸部と、この軸部の周面に形成された螺旋羽根部とを有する。一対の嵌合軸部７０ｃ，７２ｃに取り付けられた一対の螺旋軸２，２は、螺旋羽根部が互いに逆回りに形成されており、軸部の延在方向から見て螺旋羽根部が重なり合うように配置されている。一対の回転駆動軸７０，７０は、矢印Ａ１，Ａ２で示すように互いに逆向きに回転駆動される。これにより、螺旋軸２は、螺旋羽根部が上から下に向かって重なり合うように回転駆動されて、処理ケーシング１１内に投入された廃棄物である被処理物を挟み込み、混練及び圧縮しながら端面板５側に移送するように形成されている。
【００４３】
駆動機構部３は、駆動ケーシングとしてのギヤボックス３０内に、駆動機構として、上記一対の回転駆動軸７０，７０のギヤ軸部７０ａ，７０ａと、この一対のギヤ軸部７０ａ，７０ａに各々設けられて互いに噛み合う平歯車７１，７１が収容されている。一対のギヤ軸部７０ａ，７０ａのうちの一方は、駆動機構部３に隣接して設けられたカップリング４に接続されている。上記カップリング４は減速機Ｒに接続されており、モータＭから伝動機Ｔを介して伝達された回転力が、この減速機Ｒで減速され、カップリング４を介して上記一方の回転駆動軸７０のギヤ軸部７０ａに伝達される。この一方の回転駆動軸７０のギヤ軸部７０ａから平歯車７１を介して他方の回転駆動軸７０のギヤ軸部７０ａに回転力が伝達されて、上記一対の回転駆動軸７０，７０が互いに反対方向に等速で回転するように形成されている。ギヤボックス３０の処理ケーシング１１側の壁面には軸挿通口３０ａが形成され、この軸挿通口３０ａに、駆動機構部３内から延びる一対の回転駆動軸７０が挿通されている。この回転駆動軸７０は、軸挿通口３０ａよりもギヤボックス３０の内側がギヤ軸部７０ａであり、軸挿通口３０ａよりもギヤボックス３０の外側であって処理ケーシング１１側がシール軸部７０ｂである。
【００４４】
処理ケーシング１１のフランジ１３には、切断機６が切断機ヒンジ６１を介して取り付けられており、この切断機６によって、上記端面板５の成形ノズル５７から排出されて成形された被処理物を切断する。この切断機６は、一端に連結された回転軸周りに回転して被処理物を切断する回転刃６２，６２と、この回転刃６２を駆動する回転刃モータ６３を備える。上記切断機の切断機ヒンジ６１は、上記端面板５のリンクヒンジ装置５０が固定された側と反対側の縁に固定されていて、端面板５が回動する方向と逆方向に切断機６が回動可能になっている。この切断機６は、端面板５が処理ケーシング１１の端部を閉じた状態で、この端面板５の外側面に配置される。端面板５を開く場合は、切断機６を図１に示すような開き位置に回動させた状態で、この切断機６の回動方向と逆方向に端面板５を回動させる。これにより、端面板５の保守作業や、この端面板５を開放して行う処理ケーシング１１内の螺旋軸２の保守作業や、処理ケーシング１１内のライニング片１５の保守作業を容易に行うことができる。
【００４５】
図２は、処理本体１とシール構造３２と駆動機構部３の一部を示す断面図である。
【００４６】
上記一対の螺旋軸２，２は、処理ケーシング１１内の投入口１２側から端面板５側に向かって、順に、第１螺旋軸２１と、第２螺旋軸２２と、第３螺旋軸２３とで形成されている。各螺旋軸２１，２２，２３は、軸部２１ａ，２２ａ，２３ａと、螺旋羽根部２１ｂ，２２ｂ，２３ｂとで形成されている。第１及び第２螺旋軸の軸部２１ａ，２２ａは、嵌合軸部７０ｃに挿通される断面六角形の貫通孔２１ｃ，２２ｃが中心軸と同軸に形成されている。一方、第３螺旋軸の軸部２３ａは、嵌合軸部７０ｃの先端部に嵌合する断面六角形の有底孔２３ｃが中心軸と同軸に形成されている。この第３螺旋軸の軸部２３ａの端面には、上記有底孔２３ｃに連なるボルト孔２４が設けられている。上記回転駆動軸７０の嵌合軸部７０ｃに、上記貫通孔２１ｃ，２２ｃが挿通されて第１及び第２螺旋軸２１，２２が取り付けられ、上記有底孔２３が嵌合して第３螺旋軸２３が取り付けられる。この第３螺旋軸２３の端面のボルト孔２４にボルト２５を挿通し、このボルト２５を回転駆動軸７０の嵌合軸部７０ｃに螺着して、第１乃至第３螺旋軸２１，２２，２３を回転駆動軸７０に固定する。
【００４７】
図３は、上記螺旋軸２を構成する第１、第２及び第３螺旋軸２１，２２，２３を抜き出して示した断面図である。上記第１螺旋軸２１と、第２螺旋軸２２と、第３螺旋軸２３は、この順に、軸部２１ａ，２２ａ，２３ａの径Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３を大きく形成している。また、螺旋羽根部２１ｂ，２２ｂ，２３ｂのピッチＰ１，Ｐ２，Ｐ３を、この順に小さく形成している。さらに、螺旋羽根部２１ｂ，２２ｂ，２３ｂの厚みＴ１，Ｔ２，Ｔ３を、この順に大きく形成している。これにより、各螺旋軸２１，２２，２３の表面と、処理ケーシング１１の内側面との間に形成される処理室の容積を、上記第１螺旋軸２１と、第２螺旋軸２２と、第３螺旋軸２３との順に小さくしている。したがって、上記第１螺旋軸２１、第２螺旋軸２２及び第３螺旋軸２３は、被処理物を、噛み込み等の不都合を生じることなく確実に移送し、しかも、順次大きい圧縮力を被処理物に作用できる。上記処理室の第１螺旋軸２１に面する部分の容積に対して、上記処理室の第３螺旋軸２３に面する部分の容積を、１／２から１／３の間の比（以下、減容比という）となるように形成している。このような減容比を有する螺旋軸２を用いることにより、投入時にカサ比重が０．０２５の被処理物である廃棄物を、端面板の成形ノズル５７の排出時には、カサ比重が概ね０．４５から０．５の間となる程度に圧縮できる。また、投入時にカサ比重が０．０２５の廃棄物を、成形ノズル５７からの排出時には、真比重が概ね０．６から１．２の間となる程度に圧縮できる。
【００４８】
第２螺旋軸の軸部２２ａの第１螺旋軸側２１の端部と、第３螺旋軸の軸部２３ａの第２螺旋軸側２２の端部は、夫々テーパー状に形成している。これにより、被処理物を第１乃至第３螺旋軸２１，２２，２３によって順次移送するとき、軸部２１ａ，２２ａ，２３ａの径が順次大きくなっても、被処理物に与える抵抗が少なくなるようにしている。
【００４９】
また、上記第１螺旋軸２１と、第２螺旋軸２２と、第３螺旋軸２３は、いずれも、螺旋羽根部２１ｂ，２２ｂ，２３ｂの巻き数を１巻きに形成している。すなわち、各螺旋軸の螺旋羽根部２１ｂ，２２ｂ，２３ｂの一端が、軸方向から見て、その螺旋羽根２１ｂ，２２ｂ，２３ｂの他端と略同じ周方向位置にある。これにより、各螺旋軸２１，２２，２３の製造を容易にし、また、各螺旋軸２１，２２，２３の修理及び交換等の保守作業を行い易くしている。
【００５０】
上記第３螺旋軸２３は、螺旋羽根部２３ｂの端に連なり、軸部２３ａの中心軸と略直角に形成された平面部２３ｄを有する。この平面部２３ｄを端面板５の内側面に近接して回転駆動することにより、高密度に圧縮された廃棄物を端面板５の成形ノズル５７から確実に押し出すようにしている。この第３螺旋軸２３は、廃棄物に各螺旋軸２１，２２，２３が与える圧縮力のうち最大の圧縮力を与えるので、磨耗量が他の螺旋軸よりも多く、また、廃棄物に混入する金属片等によって欠けが生じやすい。そこで、第３螺旋軸２３を、クロム鋼で形成した基部と、この基部の表面に溶接によって形成された肉盛部とで構成している。この肉盛部は、例えばタングステンカーバイド系材料等のような耐磨耗材料を用いて形成するのが好ましい。
【００５１】
また、第３螺旋軸２３は、軸部２３ａに、径方向に延びる油孔が形成され、この油孔を通して軸部２３ａの有底孔２３ｃと嵌合軸部７０ｃとの間に潤滑油が供給される。潤滑油としては、黒鉛グリスを用いるのが好ましい。これにより、廃棄物に与える圧縮力が大きいにもかかわらず、第３螺旋軸の軸部２３ａと嵌合軸部７０ｃの間に、応力腐食や、固着や、廃棄物の微粒子の噛み込み等の不都合が生じることを防止できる。また、第３螺旋軸２３と同様に、第１及び第２螺旋軸２１，２２についても、各螺旋軸に形成した油孔を通して各螺旋軸と嵌合軸部７０ｃとの間に潤滑油を供給する。
【００５２】
また、第３螺旋軸２３は、軸部２３ａの端面に４つのジャッキネジ孔２７を有する。このジャッキネジ孔２７にジャッキネジを螺合し、このジャッキネジで嵌合軸部７０ｃの端面に力を与えることにより、第３螺旋軸２３を嵌合軸部７０ｃから容易に引き抜くことができる。
【００５３】
図４は、端面板５を取り外した状態の処理ケーシング１１内を示した図である。図４では、処理ケーシング１１のフランジ１３の図示は省略している。処理ケーシング１１内には、第２及び第３螺旋軸２２，２３を取り囲む複数のライニング片１５，１５，・・・が配置されている。この複数のライニング片１５と、第２及び第３螺旋軸２２，２３の外側面との間に、廃棄物の処理室を形成している。ライニング片１５は、第２及び第３螺旋軸２２，２３の外周側に８個設けられていると共に、第２及び第３螺旋軸２２，２３の軸方向に２列設けられている。軸方向の２列のライニング片１５は、第２螺旋軸２２の周りに概ね沿う列と、第３螺旋軸２３の周りに概ね沿う列とで形成されている。図４には、八角形断面を有する処理ケーシング１１の８つの面のうち、２つの面の法線方向からライニング片１５を透視した様子を、各面の法線延長側に図示している。
【００５４】
上記ライニング片１５は、一方の面が第２又は第３螺旋軸の螺旋羽根部２２ｂ，２３ｂの縁に対向する壁面部１５ａと、この壁面部１５ａの他方の面に法線方向に突出して形成された突出部１５ｂと、この突出部１５ｂの先端近傍に設けられた楔孔１５ｃとを有する。ライニング片の壁面部１５ａは、耐磨耗鋼で形成している。ライニング片１５は、処理ケーシング１１に形成された貫通孔から突出部１５ｂを外側に突出させて、処理ケーシング１１の内側に配置される。上記突出部１５ｂの処理ケーシング１１の外側に突出した楔孔１５ｃに、処理ケーシング１１の外側から楔１６を挿入して、ライニング片１５を処理ケーシング１１に固定している。これにより、簡易な構成でライニング片１５を処理ケーシング１１内に容易に着脱できる。特に、第３螺旋軸２３の周りのライニング片１５は、壁面部１５ａの一方の面に接触する廃棄物が高い圧縮力を受けるので、磨耗や欠けが生じ易いが、上記ライニング片１５は容易に着脱できるので、容易に補修や交換等の保守作業を行うことができる。
【００５５】
図５は端面板５を示す正面図であり、図６は端面板５を示す断面図である。図５は、処理ケーシング１１内を臨む側の面を示している。
【００５６】
この端面板５は、鋼板で形成され、処理ケーシング１１内を臨む側である一方の面に形成された矩形の凹部５１ａを有する端面板本体５１と、この端面板本体５１の凹部５１ａに嵌合されて耐摩耗鋼で形成された矩形の板状の耐摩耗板５２と、端面板本体５１に取り付けられた複数の成形ノズル５７，５７，・・・と、端面板本体５１の上端面に設けられた端子ケース５３で大略形成されている。
【００５７】
耐摩耗板５２は、端面板本体５１よりも高い硬度を有し、ロックウェル硬さが５０以上の耐摩耗鋼で形成されている。このような耐摩耗鋼として、例えばスウェーデンスティール株式会社製のハルドックス５００を用いることができる。耐摩耗板５２には、第３螺旋軸２３の先端の平面部２３ｄが近接して通過する８の字状の領域に、複数の材料供給孔５２ｃ，５２ｃ，・・・が形成されている。材料供給孔５２ｃの処理ケーシング１１内を臨む側の開口には、加圧された材料を導入するために、円錐台形状の面取り部５２ｄが設けられている。耐摩耗板５２の四隅の角部には、正面視において直線状の面取り部５２ａが設けられている。耐摩耗板５２の四隅と各辺の中央には、端面板本体５１に固定するための複数のボルト穴５２ｂ，５２ｂ，・・・が設けられている。
【００５８】
端面板本体５１の凹部５１ａは、正面視において略矩形状に形成され、略矩形の隅部に、平面視において弧状の面取りが形成されている。端面板本体５１の凹部５１ａの底面には、上記耐摩耗板５２の複数の材料供給孔５２ｃ，５２ｃ，・・・と同じ位置に形成された複数のノズル孔５１ｃが形成されている。このノズル孔５１ｃの凹部５１ａの底面側の開口には、段部５１ｄが形成されている。この段部５１ｄに、成形ノズル５７の端部に設けられたフランジ５７ａを係止させて、ノズル孔５１ｃに成形ノズル５７を取り付けている。なお、図６では、分かりやすさのため、成形ノズル５７を装着したノズル孔５１ｃと、成形ノズル５７を装着していないノズル孔５１ｃとを示している。
【００５９】
成形ノズル５７は、端面板本体５１の凹部５１ａのノズル孔５１ｃに挿通されており、一端に形成された径方向に延びるフランジ５７ａを、端面板本体５１のノズル孔５１ｃの段部５１ｄに嵌合している。成形ノズル５７の内壁５７ｂは円筒形状に形成されており、材料供給孔５２ｃと連通する一端の開口は、軸方向断面において、直角に形成されている。成形ノズル５７は、ノズル孔５１ｃに挿通されて端面板本体５１の他方の面から突出し、更に、この端面板本体５１の他方の面に設けられたカバー１９のノズル孔１５１ａに挿通されて、先端部がカバー１９から突出している。
【００６０】
端面板本体５１には、耐摩耗板５２の材料供給孔５２ｃ及び成形ノズル５７内を通る被処理物を加熱するための複数のヒータ５４が内蔵されている。このヒータ５４は、抵抗加熱式のヒータである。このヒータ５４は、幅方向に６列配置されている。また、このヒータ５４は、端面板５の厚み方向に、１列又は２列設けられている。なお、ヒータ５４の幅方向の配列数は、６以外であってもよい。
【００６１】
端面板本体５１には、複数のうちの１つのノズル孔５１ｃに、温度センサ５５が内蔵されている。この温度センサ５５によって、ノズル孔５１ｃに嵌合された成形ノズル５７を通る材料の温度を検出し、検出温度が予め設定された値となるように、図示しない制御装置によってヒータ５４のオンオフの制御が行われる。上記ケーシング１１には、図示しないポンプによって水が供給される注水ノズルが設けられており、上記ポンプは制御装置によって動作が制御される。温度センサ５５の検出温度が異常に高い場合に、制御装置による制御のもと、上記ポンプが作動して注水ノズルを通じてケーシング１１内に注水が行われる。上記制御装置、ポンプ及び注水ノズルにより、注水装置が形成されている。
【００６２】
端面板本体５１の上端に取り付けられた端子ケース５３は、上記６本のヒータ５４に接続された電力配線５４ａを収容しており、この電力配線５４ａに連なるコネクタが他方の面に設けられている。また、端子ケース５３は、上記温度センサ５５に接続された信号配線を収容しており、この信号配線に連なるコネクタ５５ａが上端に設けられている。上記端子ケース５３は、図示しないボルトで端面板本体５１の上端に連結されており、端子ケース５３の上端面に固定されたアイボルト５６によって、端面板５を吊り下げ可能になっている。
【００６３】
端面板本体５１の周縁部には、複数のボルト穴５１ｂ，５１ｂ，・・・が設けられており、このボルト穴５１ｂ，５１ｂ，・・・に挿通されたボルトにより、端面板本体５１が処理ケーシング１１の端面のフランジ１３に固定される。
【００６４】
図７は、シール構造３２を示す断面図である。シール構造３２は、処理ケーシング１１とギヤボックス３０の間に配置されており、一対の回転駆動軸７０のシール軸部７０ｂの両端部をシールして、処理ケーシング１１の密封とギヤボックス３０の密封とを行うものである。このシール構造３２は、処理ケーシング１１の軸挿通口１１ａを取り囲むように一端面が処理ケーシング１１に接する第１樹脂リング３３と、この第１樹脂リング３３の他端面に接する第１グランドパッキン３６，３６を収容する第１パッキンハウジング３５を有する。更に、このシール構造３２は、ギヤボックス３０の軸挿通口３０ａを取り囲むように他端面がギヤボックス３０に接する環状カバーとしてのベアリングカバー３８と、このベアリングカバー３８の一端面に他端面が接する第２樹脂リング４０と、この第２樹脂リング４０の一端面に接する第２グランドパッキン４３，４３を収容する第２パッキンハウジング４２を有する。上記第１パッキンハウジング３５と第２パッキンハウジング４２との間には、第１パッキンハウジング３５と第２パッキンハウジング４２とを互いに反対方向に付勢する付勢装置３７が配置されている。この付勢装置３７は、第１パッキンハウジング３５と第２パッキンハウジング４２の中心軸回りに、等間隔をおいて複数個配置されている。なお、図７には、複数の付勢装置３７のうちの１つの付勢装置３７のみを示している。
【００６５】
上記第１樹脂リング３３は、耐熱性と耐油性と耐摩耗性の高い樹脂材料で形成され、矩形断面の環状体である。この第１樹脂リング３３の樹脂材料には、分子量が１００万から７００万の超高分子量ポリエチレン(UHMWPE；Ultra High Molecular Weight Polyethylene)を採用できる。この第１樹脂リング３３は、第１グランドパッキン３６に密封用の潤滑流体としての潤滑油を供給する第１流体通路としての第１給油通路３４を有する。第１給油通路３４は、第１樹脂リング３３の側面に形成された給油口３４ａと、第１樹脂リング３３の他端面に形成された開口との間に連なっており、給油口３４ａに供給された潤滑油を他端面の開口を通して第１パッキンハウジング３５の第１潤滑油溝３５ａに供給するように形成されている。第１樹脂リング３３は、超高分子量ポリエチレン以外に、例えばポリテトラフルオロエチレン等の他の樹脂で形成されてもよい。
【００６６】
図８は、第１パッキンハウジング３５の一端面を示す正面図であり、図９は、第１パッキンハウジング３５の縦断面図である。第１パッキンハウジング３５は、ステンレス鋼で形成され、第１樹脂リング３３に端面が接するフランジ部と、このフランジ部に連なって回転駆動軸７０のシール軸部７０ｂを取り囲む筒状部とを有する。フランジ部の端面には、図８に示すように、第１樹脂リング３３の第１給油通路３４を通じて潤滑油が供給される環状の第１流体溝としての第１潤滑油溝３５ａと、この第１潤滑油溝３５ａの内径側と外径側に夫々形成されて第１グランドパッキン３６を収容する２つの収容溝を有する。これらの収容溝の第１グランドパッキン３６に、第１樹脂リング３３の端面と第１パッキンハウジング３５の端面との間の隙間を通って、第１潤滑油溝３５ａから潤滑油が供給されるようになっている。第１パッキンとしての第１グランドパッキン３６は、繊維の編組紐で形成されて略矩形断面を有し、潤滑油を担持して軸挿通口１１ａをシールする。第１パッキンハウジング３５の筒状部は、回転駆動軸７０のシール軸部７０ｂを取り囲み、軸挿通口１１ａの密封度を向上する。
【００６７】
ベアリングカバー３８は、ギヤボックス３０の処理ケーシング１１側の端面に接して軸挿通口３０ａを取り囲んでいる。ギヤボックス３０内の処理ケーシング１１側の端部には、シール軸部７０ｂの端部を支持するスラスト軸受４７と、シール軸部７０ｂに連なるギヤ軸部７０ａの端部を支持するジャーナル軸受４８が配置されている。ベアリングカバー３８は、上記スラスト軸受４７に隣接して配置され、内径側に、シール軸部７０ｂの外周面に接して軸方向に配列された２つのオイルシール４５，４５を収容している。このベアリングカバー３８は、第２樹脂リング４０の第２給油通路４１に潤滑流体としての潤滑油を供給するカバー流体通路としてのカバー給油通路３９を有する。カバー給油通路３９は、ベアリングカバー３８の側面に形成された給油口３９ａと、第２樹脂リング４０に接する一端面に形成された開口との間に連なっており、給油口３９ａに供給された潤滑油を他端面の開口を通して第２樹脂リング４０の第２給油通路４１に供給するように形成されている。ベアリングカバー３８には、上記カバー給油通路３９から分岐して潤滑油をオイルシール４５，４５に供給する第３流体供給路としての第３給油通路４４が形成されている。この第３給油通路４４は、給油口３９ａから供給されてカバー給油通路３９を通った潤滑油をオイルシール４５，４５に導いて、軸挿通口３０ａをギヤボックス３０に最も近い位置で密封している。ベアリングカバー３８のギヤボックス３０の端面に接する他端面には、ギヤボックス３０の軸挿通口３０ａの外縁に沿って密着するＯリング４６が設けられている。
【００６８】
第２樹脂リング４０は、ポリテトラフルオロエチレン製の矩形断面の環状体であり、第２グランドパッキン４３に潤滑油を供給する第２流体通路としての第２給油通路３９を有する。第２給油通路３９は、第２樹脂リング４０の他端面と一端面に形成された開口の間に軸方向に延在しており、ベアリングカバー３８のカバー給油通路３９の一端面の開口に連通している。第２給油通路３９は、上記カバー給油通路３９で導かれて他端面の開口に流入した潤滑油を、一端面の開口を通して第２パッキンハウジング４２の第２潤滑油溝４２ａに供給するように形成されている。第２樹脂リング４０は、ポリテトラフルオロエチレン以外に、例えばポリエチレン等の他の樹脂で形成されてもよい。
【００６９】
第２パッキンハウジング４２は、ステンレス鋼で形成され、第２樹脂リング４０に端面が接するフランジ部と、このフランジ部に連なって回転駆動軸７０のシール軸部７０ｂを取り囲む筒状部とを有する。フランジ部の端面には、図８に示す第１パッキンハウジング３５と同様に、第２樹脂リング４０の第２給油通路３９を通じて潤滑油が供給される環状の第２流体溝としての第２潤滑油溝４２ａと、この第２潤滑油溝４２ａの内径側と外径側に夫々形成されて第２グランドパッキン４３を収容する２つの収容溝を有する。これらの収容溝の第２グランドパッキン４３に、第２樹脂リング４０の端面と第２パッキンハウジング４２の端面との間の隙間を通って、第２潤滑油溝４２ａから潤滑油が供給されるようになっている。第２パッキンとしての第２グランドパッキン４３は、繊維の編組紐で形成されて略矩形断面を有し、潤滑油を担持して軸挿通口３０ａをシールする。第２パッキンハウジング４２の筒状部は、回転駆動軸７０のシール軸部７０ｂを取り囲み、軸挿通口３０ａの密封度を向上する。
【００７０】
上記第１パッキンハウジング３５と第２パッキンハウジング４２との間に配置された付勢装置３７は、第１パッキンハウジング３５のフランジ部に一端側が接する螺旋軸３７１と、この螺旋軸３７１に螺合するナット３７２によって上記螺旋軸３７１に沿って進退駆動される係止具３７３と、この係止具３７３で一端が移動させられると共に他端側が第２パッキンハウジング４２のフランジ部に接する弾性部材としてのコイルバネ３７４とを有する。螺旋軸３７１の一端には、第１パッキンハウジング３５のフランジ部に接する螺旋軸当接部３７５が固定されている。コイルバネ３７４の他端には、第２パッキンハウジング４２のフランジ部に接するコイルバネ当接部３７６が固定されている。コイルバネ当接部３７６には、コイルバネ３７４の中心軸に沿って伸びる支持軸が固定されており、この支持軸が、螺旋軸３７１内にテレスコピック状に収容されている。
【００７１】
上記構成の固形化処理装置が作動すると、モータＭの回転力が、伝動機Ｔ、減速機Ｒ及びカップリング４を介して回転駆動軸７０に伝達され、ギヤボックス３内の一対の回転駆動軸７０が互いに逆向きに回転駆動され、回転駆動軸７０の嵌合軸部７０ｃに取り付けられた一対の螺旋軸２，２が、処理ケーシング１１内で互いに逆向きに回転する。一対の螺旋軸２，２は、平面視において幅方向の内側に向かうと共に正面視において上から下に向かう方向に回転駆動される。螺旋軸２は３０ｒｐｍ（回転毎分）以上６０ｒｐｍ以下の比較的低速度で回転するのが好ましい。
【００７２】
処理ケーシング１１の投入口１２には、被処理物である廃棄物が投入される。廃棄物は、プラスチック等の溶融物と、紙屑や木屑等の非溶融物との混合物が好ましい。特に、廃棄物は、その構成物の割合が、溶融物と非溶融物の合計が１００ｗｔ％であって、溶融物が２０ｗｔ％（質量パーセント）以上８０ｗｔ％以下の間であり、かつ、非溶融物が２０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下であるのが好ましい。
【００７３】
処理ケーシング１１内では、投入された被処理物を、一対の第１螺旋軸２１によって挟み込み、混練し、強力な挟み込み力によって第２螺旋軸２２側に確実に移送する。第２螺旋軸２２は、この第２螺旋軸２２とライニング片１５との間に形成された処理室内に被処理物を導いて、被処理物の混練及び圧縮を行う。上記処理室内に導かれた被処理物を、上記第２螺旋軸２２の回転動作によって端面板５側に送りながら混練及び圧縮するので、被処理物の逆流を効果的に防止する。続いて、第３螺旋軸２３が、この第３螺旋軸２３とライニング片１５との間に形成された処理室内に被処理物を導いて、更なる混練と圧縮を行う。第１、第２及び第３螺旋軸２１，２２，２３は、この順に、軸部２１ａ，２２ａ，２３ａの径Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３が大きく形成され、螺旋羽根部２１ｂ，２２ｂ，２３ｂのピッチＰ１，Ｐ２，Ｐ３が大きく形成され、螺旋羽根部２１ｂ，２２ｂ，２３ｂの厚みＴ１，Ｔ２，Ｔ３が大きく形成されているので、被処理物の噛み込みや密度の低下等の不都合なく、被処理物を効果的に混練及び圧縮することができる。
【００７４】
また、第１、第２及び第３螺旋軸２１，２２，２３は、順次大きい圧縮力を被処理物に与えて混練を行うことにより、被処理物に圧縮熱と摩擦熱を効果的に生じさせることができる。これにより、被処理物に含まれる例えばプラスチック等の溶融物を効果的に溶融させることができる。この圧縮熱や摩擦熱は、上述のように、被処理物に含まれる溶融物と非溶融物の合計が１００ｗｔ％であって、溶融物が２０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下の間であり、かつ、非溶融物が２０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下の場合に効果的に生成することができる。このように、被処理物の圧縮熱や摩擦熱によって十分に溶融物を融解できるので、端面板５のヒータ５４による比較的低い熱量により、被処理物の溶融物を十分に溶解することができる。
【００７５】
第３螺旋軸２３に導かれて高圧力で圧縮された廃棄物は、溶融物が溶融した状態で、端面板５の成形ノズル５７から棒状に押し出される。押し出された棒状の廃棄物は、切断機６によって所定長さに切断され、下方に配置されたバケット内に落下して回収される。所定長さに切断された棒状の廃棄物は、温度が降下するに伴って溶融物が固化して、固形再生燃料となる。このようにして得られた固形再生燃料は、５０００〜６０００ｃａｌ／ｇの発熱量を有し、燃料としての利用が可能である。
【００７６】
被処理物を混練及び圧縮する螺旋軸２が収容された処理ケーシング１１と、上記螺旋軸２に連結された回転駆動軸７０を駆動する駆動機構が収容されたギヤボックス３０は、固形化処理装置の作動時に振動が生じる。これにより、回転駆動軸７０と、この回転駆動軸７０が挿通される軸挿通口１１ａ及び軸挿通口３０ａとの間の隙間の大きさが変動する。ここで、シール構造３２により、処理ケーシング１１の軸挿通口１１ａの外周側が、第１樹脂リング３３と第１グランドパッキン３６と第１パッキンハウジング３５でシールされ、ギヤボックス３０の軸挿通口３０ａの外周側が、ベアリングカバー３８と第２樹脂リング４０と第２グランドパッキン４３と第２パッキンハウジング４２でシールされ、更に、第１パッキンハウジング３５と第２パッキンハウジング４２とが、付勢装置３７で互いに反対方向に付勢される。したがって、固形化処理装置が作動する際に処理ケーシング１１とギヤボックス３０が振動しても、第１パッキンハウジング３５で第１グランドパッキン３６が第１樹脂リング３３に安定して押圧されると共に、第１樹脂リング３３が処理ケーシング１１の軸挿通口１１ａの外周側に安定して押圧される。また、第２パッキンハウジング４２で第２グランドパッキン４３が第２樹脂リング４０に安定して押圧され、第２樹脂リング４０がベアリングカバー３８に安定して押圧され、かつ、ベアリングカバー３８がギヤボックス３０の軸挿通口３０ａの外周側に安定して押圧される。その結果、処理ケーシング１１の軸挿通口１１ａとギヤボックス３０の軸挿通口３０ａとが安定して密閉されるので、処理ケーシング１１から漏出した被処理物がギヤボックス３０内に進入して駆動機構が破損する不都合を、効果的に防止できる。
【００７７】
また、処理ケーシング１１内の被処理物は、第１、第２及び第３螺旋軸２１，２２，２３により順次大きい圧縮力が与えられて混練が行われることにより、圧縮熱と摩擦熱が生じて１００〜１５０℃程度の高温となる。ここで、被処理物の水分量が多い場合、被処理物の温度上昇に伴って水蒸気が生成される。また、被処理物が１５０℃を超える異常高温となった場合、注水装置によってケーシング１１内に注水が行われ、異常高温の被処理物に水が接触して水蒸気が生成される。これらの状況において、本実施形態の固形化処理装置は、ケーシング１１とギヤボックス３０の間にシール構造３２を備えるので、ケーシング１１内に生じた水蒸気や、この水蒸気に混入する被処理物の細粒分が、上記シール構造３２によってケーシング１１内に効果的に留められる。したがって、水蒸気や被処理物の細粒分が、回転駆動軸７０に沿ってケーシング１１から流出してギヤボックス３０内に進入する不都合を防止できる。その結果、ギヤボックス３０内に水蒸気や被処理物の細粒分が進入して軸受４７，４８や平歯車７１が劣化又は損傷する不都合を、効果的に防止できる。
【００７８】
また、本実施形態の固形化処理装置は、処理ケーシング１１の端部に固定された端面板５を、端面板本体５１と、この端面板本体５１に形成された凹部５１ａに嵌合され、螺旋軸２の先端に対向して配置されて耐摩耗鋼で形成された耐摩耗板５２とを有して形成しているので、高価な耐摩耗鋼の使用量を抑えつつ、摩耗量の少ない端面板５が得られる。また、耐摩耗板５２は交換頻度が比較的低いので、固形化処理装置の維持費用を削減できる。また、耐摩耗板５２を交換する場合においても、被処理物に接触する最小限の範囲と厚みに形成された耐摩耗板５２を交換すればよいので、全体が耐摩耗鋼で形成された端面板を交換するよりも、大幅にコストダウンを行うことができる。更に、本実施形態の端面板５の端面板本体５１は、被処理物の接触に伴う摩耗が生じないので、交換頻度を従来よりも大幅に低減でき、固形化処理装置の維持費用を削減できる。
【００７９】
上記実施形態において、処理ケーシング１１の軸挿通口１１ａと、第１グランドパッキン３６を収容する第１パッキンハウジング３５との間に樹脂製の第１樹脂リング３３を配置したが、金属製のリングを配置してもよい。この場合、処理ケーシング１１の軸挿通口１１ａの外周側と、金属製のリングの一端面との間にＯリングを配置するのが好ましい。また、ベアリングカバー３８と、第２グランドパッキン４３を収容する第２パッキンハウジング４２との間に樹脂製の第２樹脂リング４０を配置したが、金属製のリングを配置してもよい。この場合、ベアリングカバー３８の一端面と、金属製のリングの他端面との間にＯリングを配置するのが好ましい。
【符号の説明】
【００８０】
１  処理本体
２  螺旋軸
３  駆動機構部
４  カップリング
５  端面板
６  切断機
１１  処理ケーシング
１１ａ  処理ケーシングの軸挿通口
３０  ギヤボックス
３０ａ  ギヤボックスの軸挿通口
３２  シール構造
３３  第１樹脂リング
３４  第１給油通路
３５  第１パッキンハウジング
３５ａ  第１パッキンハウジングの第１潤滑油溝
３６  第１グランドパッキン
３７  付勢装置
３８  ベアリングカバー
３９  カバー給油通路
４０  第２樹脂リング
４１  第２給油通路
４２  第２パッキンハウジング
４３  第２グランドパッキン
４４  第３給油通路
４５  オイルシール
４６  Ｏリング
７０  回転駆動軸
７０ａ  回転駆動軸のギヤ軸部
７０ｂ  回転駆動軸のシール軸部
７０ｃ  回転駆動軸の嵌合軸部
７１  平歯車
Ｍ  モータ
Ｒ  減速機
Ｔ  伝達装置
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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