(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築物の解体時に行われる防塵用散水や屋外保管時の雨水によってボード内部にまで水が浸透して湿潤状態にある廃石膏ボードを破砕・分別処理する前工程の処理装置であって、内周壁に複数の掻き上げ羽根を周設した円筒状のキルン本体を回転自在に傾斜支持し、該キルン本体の一端部にはホットホッパを介して熱風供給用のバーナを備える一方、他端部にはコールドホッパを介して排気ダクトを連結したロータリーキルンと、前記排気ダクト下流に石膏微粒分を捕捉回収する集塵機とを備え、前記バーナを備えたホットホッパ側に廃石膏ボード供給手段を備えてキルン本体に供給する熱風と廃石膏ボードとを同じ方向に流下させる並流加熱方式とし、前記掻き上げ羽根のうちキルン本体長手方向の中央付近から排出口側の下流端部にかけて少なくとも一部を羽根先端側をキルン本体の回転方向前方へ折曲させかつ略櫛歯状に形成した櫛歯羽根とすると共に、該櫛歯羽根の取り付け位置よりも排出口側のキルン本体内周壁には所定幅の隙間を断続的に設けた略リング形状の堰き止め体を周設し、該堰き止め体にて堰き止められる粗い板状のボード片に前記櫛歯羽根の櫛歯先端部を噛み込ませて解砕するように構成したことを特徴とする廃石膏ボードの加熱乾燥処理装置。
【請求項２】
前記堰き止め体の隙間には隙間幅調整用の隙間調整板を備えたことを特徴とする請求項１記載の廃石膏ボードの加熱乾燥処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築物の解体現場等より回収される湿潤状態にある廃石膏ボードを加熱乾燥処理する廃石膏ボードの加熱乾燥処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
建築廃材である廃石膏ボードの２０１０年における年間総排出量は約１０９．１万ｔと推計され、その内訳は建築物の建設時に発生した廃石膏ボードが約２９．５万ｔ、解体時に発生した廃石膏ボードが約７９．６万ｔとされており、このうち建設時に発生した廃石膏ボードの９割程度（約２５．４万ｔ）が石膏ボード原料として再資源化されている一方、解体時に発生した廃石膏ボードの再資源化率は４割程度（約３１万ｔ）にとどまっている。
【０００３】
建築物の解体時に発生する廃石膏ボードの再資源化率が低い理由の一つとして、解体処理時に防塵用に行われる散水処理や、屋外保管時に雨水に晒されることでボード表面だけでなくボード内部にまで水が浸透して湿潤してしまうことがあり、このような湿潤状態にある廃石膏ボードを再資源化するにあたって、建築時に発生する（湿潤していない）廃石膏ボードと同様に破砕機にて所定粒径以下に破砕処理後、分別機にて石膏とボード原紙とに分別処理しようとしても、湿潤したボード片が破砕機の破砕刃等に付着・成長して動力負荷を増大させたり、分別機の篩を目詰まりさせたりして処理能力を大幅に低下させてしまうおそれがあるため、その多くは再資源化することなくそのまま管理型産業廃棄物として埋め立て処分されているのが実情である。
【０００４】
一方、本出願人は特許文献１（特開２００８−２４５６３号公報）に示されるように、キルン本体内周壁に断面略Ｌ字形状の複数の掻き上げ羽根を周設した並流加熱方式のロータリーキルンと、排ガス中に含まれる石膏微粒分を捕捉回収する集塵機とを備え、二水石膏の状態にある粉体状の廃石膏を前記キルン本体に供給して掻き上げ羽根にて繰り返し掻き上げ落下させながらバーナからの熱風と接触させることで所定温度に加熱して半水石膏として再生処理すると共に、排ガスに随伴して飛散する石膏微粒分をも気流乾燥によって半水石膏化して前記集塵機にて捕捉回収するようにした廃石膏の加熱再生処理装置を提案しており、例えば、該加熱再生処理装置を加熱乾燥処理装置として用いれば、即ち、湿潤状態にある廃石膏ボードを破砕分別処理前に前記加熱再生処理装置のキルン本体内に供給してある程度加熱乾燥させてから破砕分別処理するようにすれば、破砕機の破砕刃や分別機の篩等へのボード片の付着・成長を抑制できて負荷を減らせ比較的効率よく処理することが可能となり、そうなれば建築物の解体時に発生する廃石膏ボードの再資源化率の向上も期待できるものとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２４５６３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、上記従来装置においてはある程度粒度の整った熱容量が略一定の粉体状の廃石膏を処理対象としているためムラなく一様に加熱処理できるものの、建築物の解体時等に発生する廃石膏ボードのように比較的細かい破片状のものや比較的粗い板状のものなど様々なサイズのボード片が混在している場合には、そのサイズによってそれぞれ熱容量が大きく異なるため乾燥ムラが生じ易く、場合によってはボード片の一部が十分に乾燥できずに破砕分別処理に適さない程度の湿潤状態のままキルン本体より排出されてしまう可能性がある。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑み、建築物の解体時等に発生する様々なサイズのものが混在しかつ湿潤状態にある廃石膏ボードをムラなく加熱乾燥処理することが可能な廃石膏ボードの加熱乾燥処理装置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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る請求項１記載の廃石膏ボードの加熱乾燥処理装置では、建築物の解体時に行われる防塵用散水や屋外保管時の雨水によってボード内部にまで水が浸透して湿潤状態にある廃石膏ボードを破砕・分別処理する前工程の処理装置であって、内周壁に複数の掻き上げ羽根を周設した円筒状のキルン本体を回転自在に傾斜支持し、該キルン本体の一端部にはホットホッパを介して熱風供給用のバーナを備える一方、他端部にはコールドホッパを介して排気ダクトを連結したロータリーキルンと、前記排気ダクト下流に石膏微粒分を捕捉回収する集塵機とを備え、前記バーナを備えたホットホッパ側に廃石膏ボード供給手段を備えてキルン本体に供給する熱風と廃石膏ボードとを同じ方向に流下させる並流加熱方式とし、前記掻き上げ羽根のうちキルン本体長手方向の中央付近から排出口側の下流端部にかけて少なくとも一部を羽根先端側をキルン本体の回転方向前方へ折曲させかつ略櫛歯状に形成した櫛歯羽根とすると共に、該櫛歯羽根の取り付け位置よりも排出口側のキルン本体内周壁には所定幅の隙間を断続的に設けた略リング形状の堰き止め体を周設し、該堰き止め体にて堰き止められる粗い板状のボード片に前記櫛歯羽根の櫛歯先端部を噛み込ませて解砕するように構成したことを特徴としている。
【０００９】
また、請求項２記載の廃石膏ボードの加熱乾燥処理装置では、前記堰き止め体の隙間には隙間幅調整用の隙間調整板を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る請求項１記載の廃石膏ボードの加熱乾燥処理装置によれば、内周壁に複数の掻上げ羽根を周設した円筒状のキルン本体を回転自在に傾斜支持し、該キルン本体の一端部にホットホッパを介して熱風供給用のバーナと廃石膏ボード供給手段とを備え、キルン本体に供給する熱風と廃石膏ボードとを同じ方向に流下させる並流加熱方式とし、前記掻き上げ羽根のうちキルン本体長手方向の中央付近から排出口側の下流端部にかけて少なくとも一部を羽根先端側をキルン本体の回転方向前方へ折曲させかつ略櫛歯状に形成した櫛歯羽根とすると共に、該櫛歯羽根の取り付け位置よりも排出口側のキルン本体内周壁には所定幅の隙間を断続的に設けた略リング形状の堰き止め体を周設し、該堰き止め体にて堰き止められる粗い板状のボード片に前記櫛歯羽根の櫛歯先端部を噛み込ませて解砕するように構成したので、建築物の解体時等に発生する様々なサイズのものが混在しかつ湿潤状態にある廃石膏ボードを加熱乾燥処理する場合においても、キルン本体底部を流下するボード片を櫛歯羽根にて掻き上げる度に櫛歯先端部が湿潤によって強度の低下したボード片に深く噛み込んで剪断させて細かく解砕していくことができ、それによって各ボード片のサイズのばらつきを抑えられてムラなく加熱乾燥処理することが可能となる。また、ボード片を解砕することによってボード片内部を露出させることができ、それによってボード片の内部まで浸透した水分を効率よく揮発させて乾燥させることが可能となる。また、櫛歯羽根付近に多くの廃石膏ボードを滞留させることができてキルン本体底部を流下するボード片に対して多くの荷重を掛けられ、それによってこのボード片に櫛歯羽根の櫛歯先端部が噛み込んだ際の剪断力を高められてより効果的に解砕することが可能となる。
【００１１】
また、請求項２記載の廃石膏ボードの加熱乾燥処理装置によれば、前記堰き止め体の隙間には隙間幅調整用の隙間調整板を備えたので、前記隙間幅を調整することで時間あたりのボード片の通過量や通過し得るボード片のサイズを調整でき、それによってボード片の滞留量やキルン本体から排出されるボード片のサイズを調整できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る廃石膏ボードの加熱乾燥処理装置の一実施例を示す概略説明図である。
【図２】図１の一部を省略したＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１の一部を省略したＢ−Ｂ断面図である。
【図４】略櫛歯形状とした櫛歯羽根の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係る廃石膏ボードの加熱乾燥処理装置にあっては、内周壁に複数の掻き上げ羽根を周設した略円筒状のキルン本体を回転自在に傾斜支持し、該キルン本体の一端部にはホットホッパを介して熱風供給用のバーナと廃石膏ボード供給手段とを備える一方、他端部にはコールドホッパを介して排ガス導出用の排気ダクトと加熱乾燥処理した廃石膏ボード排出用の排出口とを備え、前記キルン本体に供給する熱風と廃石膏ボードとを同じ方向に流下させる並流加熱方式としたロータリーキルンと、前記排気ダクト下流に石膏微粒分を捕捉回収する集塵機とを備えている。
【００１４】
また、前記キルン本体内周壁に周設する掻き上げ羽根のうち少なくともその一部を、羽根先端側をキルン本体の回転方向前方へ折曲させかつ略櫛歯状に形成した櫛歯羽根としており、該櫛歯羽根による廃石膏ボードの掻き上げ時に櫛歯先端部を湿潤によって強度の低下したボード片に深く噛み込ませて剪断させ、徐々に細かく解砕しながら掻き上げられるように、ボード片の掻き上げ機能だけでなく解砕機能をも兼ね備えた構成としている。
【００１５】
なお、湿潤状態の廃石膏ボード、特にキルン本体へ供給直後の高湿潤状態の廃石膏ボードは付着を生じ易く、櫛歯先端部にこの様な高湿潤状態の廃石膏ボードが付着するとボード片に対する噛み込みが甘くなって剪断効果が低下するおそれがあるため、例えばボード片がある程度乾燥するキルン本体長手方向の略中央付近から排出口側の下流端部にかけて前記櫛歯羽根を周設することが好ましい。一方、キルン本体の上流側には解砕機能は有さないが櫛歯羽根と比較して突起部分が少なく付着の生じにくい断面略Ｌ字形状の掻き上げ羽根を周設し、バーナからの高温の熱風に晒され易くかつキルン本体内に形成されるバーナ火炎からの輻射熱の影響も大きいキルン本体上流側にて高湿潤状態のボード片を掻き上げ落下させてベールを形成させ効果的に乾燥させるようにして、キルン本体下流側の前記櫛歯羽根等への付着を抑制するようにすると良い。
【００１６】
また、前記櫛歯羽根の取り付け位置よりも排出口側に位置するキルン本体内周壁には、キルン本体底部を流下する廃石膏ボードの流れを一部堰き止めて滞留させる堰き止め体を少なくとも一列以上周設している。前記堰き止め体は、キルン本体内周壁に沿って所定サイズ以下のボード片が通過可能な程度の幅の隙間を設けながら断続的に周設された略リング形状の板体であって、櫛歯羽根付近に多くのボード片を滞留させることでキルン本体底部を流下するボード片に対して多くの荷重を掛けられ、それによってこのボード片に櫛歯先端部が噛み込んだ際の剪断力を高めてより効果的に解砕可能としていると共に、ある程度細かく解砕された破片状のボード片は前記隙間よりキルン本体下流側へと順次通過していき、ある程度粗い板状のボード片だけが堰き止め体の上流側に留まって櫛歯羽根による解砕処理を繰り返し受けて効率よく解砕されるようにしている。
【００１７】
なお、前記堰き止め体は掻き上げ羽根と櫛歯羽根との列間にも周設するようにしても良く、その場合には掻き上げ羽根の容量一杯まで廃石膏ボードで満たすことが可能となり、高湿潤状態の廃石膏ボードの掻き上げ落下をより密に行えて隙間の少ないベールを形成でき、バーナからの熱風との接触機会を増やせてより効率よく加熱乾燥させることが可能となる。
【００１８】
そして、上記構成の廃石膏ボードの加熱乾燥処理装置にて、例えば、建築物の解体時等に発生するような様々なサイズのものが混在しかつ湿潤状態にある廃石膏ボードを加熱乾燥処理するときには、先ず、バーナ設置側であるキルン本体上流側に高湿潤状態のボード片を供給すると、ボード片は掻き上げ羽根によってキルン本体上部まで繰り返し掻き上げられてベール状に落下し、その間に近傍のバーナからの高温の熱風に晒されつつ、キルン本体内に形成されたバーナ火炎からの輻射熱によってある程度まで加熱乾燥されていく。
【００１９】
次いで、キルン本体下流側に前記ボード片が到達すると、キルン本体底部を流下するボード片は堰き止め体によって堰き止められて積み重なるようにして滞留させられ、その状態で櫛歯羽根によって掻き上げられる度に櫛歯先端部が湿潤によって強度の低下したボード片に深く噛み込むと、積み重なった他のボード片から掛かる荷重やボード片に含まれる水分の付着等による摩擦力によってその場に留まろうとするボード片との間で強い剪断力が生じ、これを繰り返し受けることによってボード片は徐々に細かく解砕されていき、その分熱容量も小さくなって効率よく乾燥されていく。このとき、前記ボード片はキルン本体上流側での乾燥処理によって前もってある程度まで乾燥されているため、櫛歯羽根の櫛歯先端部がボード片に噛み込んだ際にもあまり付着は生じず、剪断力を高く維持したまま効果的に解砕処理することができる。
【００２０】
このように、建築物の解体時等に発生するような様々なサイズのものが混在しかつ散水処理や雨水によって湿潤状態にある廃石膏ボードを加熱乾燥処理する場合でも、湿潤によってボード片の強度がある程度低下しているのを利用し、櫛歯羽根による掻き上げ時に櫛歯先端部をボード片に深く噛み込ませて剪断させ、細かく解砕しながら掻き上げて乾燥させるようにしたので、各ボード片のサイズのばらつきを抑えられてムラなく加熱乾燥処理することができ、それによって次工程の破砕分別処理において破砕機の破砕刃や分別機の篩等へのボード片の付着・成長を抑制しながら効率よく処理することが可能となる。
【実施例】
【００２１】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
【００２２】
図中の１は湿潤状態の廃石膏ボードを加熱乾燥処理する廃石膏ボードの加熱乾燥処理装置であって、ロータリーキルン２と集塵機であるバグフィルタ３とを主体に構成している。前記ロータリーキルン２は、円筒状のキルン本体４を基台５上に回転自在に傾斜支持し、駆動モータ（図示せず）により所定の速度で回転駆動させるようにしていると共に、該キルン本体４の一端部にはホットホッパ６を介して熱風供給用のバーナ７と廃石膏ボード供給手段である供給コンベヤ８とを備えている一方、他端部には加熱乾燥処理した廃石膏ボード排出用の排出口９を有したコールドホッパ１０を介して排ガス導出用の排気ダクト１１を連結しており、キルン本体４内に供給される熱風と廃石膏ボードとを同じ方向へ流下させる並流加熱方式としている。また、前記排気ダクト１１の下流に排ガスに随伴して導出される石膏微粒分を捕捉回収するバグフィルタ３を備えていると共に、該バグフィルタ３の下流には排風機１２及び煙突１３を備えている。
【００２３】
また、前記キルン本体４の上流側（図１中の左側）であってかつバーナ火炎Ｆが形成される範囲よりも下流側の内周壁には、図２に示すように、断面略Ｌ字形状の複数の掻き上げ羽根１４を周設しており、バーナ７から供給される高温の熱風に晒され易くかつキルン本体４内に形成されるバーナ火炎Ｆからの輻射熱の影響も大きいキルン本体４上流側にて、供給直後の高湿潤状態にあるボード片を掻き上げ落下させてベールを形成させることにより効率よく乾燥させ、後述するキルン本体４下流側に周設する櫛歯羽根１５等に湿潤したボード片の付着が生じにくいように図っている。
【００２４】
一方、キルン本体４の下流側（図１中の右側）の内周壁には、図３、図４に示すように、羽根先端側をキルン本体４の回転方向（図３中の矢印方向）前方へ折曲させ、かつ略櫛歯状に形成した櫛歯羽根１５を複数周設しており、該櫛歯羽根１５によるボード片の掻き上げ時には所定間隔で備えた各櫛歯１６の櫛歯先端部１６ａを湿潤によって強度の低下したボード片に深く噛み込ませて剪断させ、細かく解砕しながら掻き上げられるようにした、掻き上げ機能と解砕機能とを兼ね備えた構成としている。
【００２５】
また、図中の１７ａ、１７ｂは、キルン本体４底部を流下するボード片の流れを一部堰き止めて滞留させる堰き止め体であって、図１に示すように、前記掻き上げ羽根１４と櫛歯羽根１５との列間、及び櫛歯羽根１５同士の列間にそれぞれ一列ずつ周設している。前記堰き止め体１７ａ、１７ｂは、キルン本体４内周壁に沿って所定サイズ以下の比較的細かいボード片が通過可能な程度の幅の隙間１８を設けながら断続的に周設した略リング形状の板体であって、掻き上げ羽根１４の下流側に周設した堰き止め体１７ａでは、一定量のボード片を滞留させることによりその上流側に位置する掻き上げ羽根１４での掻き上げ量を増やしてベール密度を高めて加熱乾燥能力の向上を図っている一方、櫛歯羽根１５間に周設した堰き止め体１７ｂでは、同様に一定量のボード片を滞留させることによりキルン本体底部を流下するボード片に対して多くの荷重を掛けさせて、その上流側に位置する櫛歯羽根１５の櫛歯先端部１６ａがボード片に噛み込んだ際の剪断力を高めて解砕能力の向上を図っている。
【００２６】
また、前記堰き止め体１７ａ、１７ｂに設けた各隙間１８には隙間幅の調整が可能なように隙間調整板１９をキルン本体４内壁に沿って摺動自在に備えており、隙間１８の幅を調整することで時間あたりのボード片の通過量や通過し得るボード片のサイズ等を調整でき、それによってボード片の滞留量やキルン本体４から排出されるボード片のサイズをある程度調整可能なようにしている。なお、前記堰き止め体１７ａ、１７ｂの高さ及び長さはキルン本体４の径等に応じて適宜決定すると良い。
【００２７】
そして、上記構成の廃石膏ボードの加熱乾燥処理装置１にて、例えば、建築物の解体時等に発生する様々なサイズのものが混在しかつ湿潤状態にある廃石膏ボードを加熱乾燥処理するときには、先ず、排気ダクト１１より導出される水蒸気を含んだ排ガスがバグフィルタ３や煙突１３等で凝縮を生じないように、排ガス温度を、例えば約１００〜１８０℃程度に維持されるようにバーナ７の燃焼量を調整しつつ、供給コンベヤ８より前記ボード片をロータリーキルン２のキルン本体４内に供給していく。
【００２８】
キルン本体４内に供給された直後の特に高い湿潤状態にあるボード片はキルン本体４底部を流下していき、その一部が上流側の堰き止め体１７ａにて堰き止められて滞留すると共に、その状態で掻き上げ羽根１４にて繰り返し掻き上げ落下させられてベールを形成し、その間に近傍のバーナ７から供給される高温の熱風と接触すると共に、キルン本体４内に形成されたバーナ火炎Ｆからの輻射熱によってある程度まで加熱乾燥されていく。
【００２９】
次いで、堰き止め体１７ａを越流したり隙間１８を通過したボード片がキルン本体４下流側の堰き止め体１７ｂ位置に到達すると、前記同様にその一部が堰き止められて何段にも積み重なるようにして滞留していくと共に、その状態で櫛歯羽根１５によって掻き上げられる度に櫛歯先端部１６ａが、湿潤していることや前記掻き上げ羽根１４からの落下時に伴う衝撃力などによって若干強度の低下したボード片に深く噛み込み、積み重なった他のボード片から掛かる荷重によってその場に留まろうとするボード片との間で強い剪断力が生じて徐々に細かく解砕されて乾燥されていく。このとき、ボード片はキルン本体４上流側での乾燥処理によってある程度乾燥されているため、櫛歯羽根１５の櫛歯先端部１６ａがボード片に深く噛み込んだ際にもあまり付着は生じず、剪断力を損なうことなく効果的に解砕処理することができる。
【００３０】
なお、ボード片がある程度まで細かく解砕されると徐々に櫛歯羽根１５の各櫛歯１６間の隙間をすり抜けて通過していくようになり、キルン本体４上部まであまり掻き上げられることなく、即ちベールを形成することなくキルン本体４底部を流下していくようになってバーナ７から供給される熱風との接触機会が減る上、熱風温度もキルン本体４上流側でのボード片との熱交換を経て幾らか低下しているものの、ボード片のサイズが細かくなることでそれに比例して熱容量も小さくなっていると共に、解砕処理によってボード片の内部側が露出していることにより水分の揮発性が高められて比較的効率よく乾燥させることができる。
【００３１】
このように、本発明の廃石膏ボードの加熱乾燥処理装置１にあっては、様々なサイズのものが混在しかつ湿潤状態にある廃石膏ボードを加熱乾燥処理する場合でも、乾燥処理と併せて解砕処理も行えるため、各ボード片のサイズのばらつきを抑えられてムラなく適当に加熱乾燥することができ、それによって次工程の破砕分別処理においても破砕機や分別機等へのボード片の付着を抑制しながら効率よく処理できる。また、比較的粗い板状のボード片でもある程度細かく解砕処理できるため、次工程の破砕機の動力負荷の低減も期待できる。
【００３２】
また、櫛歯羽根１５の櫛歯先端部１６ａをボード片に噛み込ませて剪断させる際には、ボード片を形成する石膏とボード原紙とをある程度剥離させて分別させられ、それによって次工程での分別処理の負荷低減も期待できると共に、また更にロータリーキルン２を炉内温度を比較的高く維持できる並流加熱方式とすることでキルン本体４内の掻き上げ羽根１４や櫛歯羽根１５等への付着抑制効果も期待できる。
【符号の説明】
【００３３】
１…廃石膏ボードの加熱乾燥処理装置
２…ロータリーキルン              ３…バグフィルタ（集塵機）
４…キルン本体                    ６…ホットホッパ
７…バーナ
８…供給コンベヤ（廃石膏ボード供給手段）
１０…コールドホッパ              １１…排気ダクト
１４…掻き上げ羽根                １５…櫛歯羽根
１６…櫛歯                        １６ａ…櫛歯先端部
１７ａ、１７ｂ…堰き止め体
【図１】
0006624722.tif 000002
【図２】
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【図３】
0006624722.tif 000004
【図４】
0006624722.tif 000005