(57)【要約】【課題】被圧縮物を十分に圧縮することのできる圧縮成形機を提供する。【解決手段】廃棄物を圧縮するための圧縮成形機１であって、円筒状であって、第１の蓋部材２２側に廃棄物を投入するための投入口２１３が形成されるとともに、圧縮された廃棄物を排出するための排出口２３２が第２ンお蓋部材２３に形成されたケーシング２と、ケーシング２内を延び、ケーシング２の第１の蓋部材２２側から第２の蓋部材２３側に向かって径が大きくなるテーパ部３３を有するとともに、ケーシング２の第２の蓋部材２３側に廃棄物を送るよう螺旋状に形成された螺旋羽根３１を外周面に有するスクリュー軸３と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被圧縮物を圧縮するための圧縮成形機であって、
円筒状であって、一方の端部側に被圧縮物を投入するための投入口が形成されるとともに、圧縮された被圧縮物を排出するための排出口が他方の端部側に形成されたケーシングと、
前記ケーシング内を軸方向に延びて回転駆動され、少なくとも一部が前記ケーシングの一方の端部側から他方の端部側に向かって径が大きくなるようテーパ状に形成されるとともに、前記ケーシングの他方の端部側に被圧縮物を送るよう螺旋状に形成された螺旋羽根を外周面に有するスクリュー軸と、
を備えた、圧縮成形機。
【請求項２】
前記スクリュー軸の螺旋羽根は、前記ケーシングの一方の端部側から他方の端部側に向かってピッチが小さくなる、請求項１に記載の圧縮成形機。
【請求項３】
前記ケーシングの他方の端部に隣接するよう設置されるとともに、前記スクリュー軸と同軸上に回転軸を有する回転カッタをさらに備え、
前記ケーシングの排出口は、前記ケーシングの他方の端部に形成されており、
前記回転カッタは、前記排出口から排出された被圧縮物を切断するよう回転する、請求項１又は２に記載の圧縮成形機。
【請求項４】
前記回転カッタは、回転軸方向に位置調整が可能となるよう設置されている、請求項３に記載の圧縮成形機。
【請求項５】
前記回転カッタを前記ケーシングの他方の端部側に付勢する付勢手段をさらに備えた、請求項３又は４に記載の圧縮成形機。
【請求項６】
前記排出口は、開閉可能に構成されている、請求項１〜５のいずれかに記載の圧縮成形機。
【請求項７】
前記ケーシングの排出口は、排出方向に向かって径が小さくなるようテーパ状に形成されている、請求項３〜６のいずれかに記載の圧縮成形機。
【請求項８】
前記ケーシングの投入口に設置された、被圧縮物を破砕する破砕処理機をさらに備えた、請求項１〜７のいずれかに記載の圧縮成形機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被圧縮物を圧縮するための圧縮成形機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物は、埋め立てや焼却、リサイクルなど種々の方法により処理されているが、輸送コストの低減や、処理量の増加、保管場所の有効利用等のためにその容積を圧縮して小さくすることが好ましく、廃棄物を圧縮するための種々の圧縮成形機が提案されている。例えば、特許文献１には、先端が縮径したコーン部が設置されたケーシングと、ケーシング内を延びるスクリュー軸とを備えた圧縮成形機が開示されている。この圧縮成形機では、ケーシング内に被圧縮物を投入し、その被圧縮物をスクリュー軸のスクリュー羽根で粉砕しながらコーン部まで送る。そして、コーン部でスクリュー軸の推進力により被圧縮物を圧縮してノズル部の先端から筒状固形物として排出している。
【特許文献１】特公平２−９５６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記圧縮成形機では、被圧縮物の圧縮が十分でなく、より十分に被圧縮物を圧縮することのできる圧縮成形機が要望されていた。
【０００４】
そこで、本発明は、被圧縮物を十分に圧縮することのできる圧縮成形機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】
【０００５】
本発明に係る圧縮成形機は、上記課題を解決するためになされたものであり、被圧縮物を圧縮するための圧縮成形機であって、円筒状であって、一方の端部側に被圧縮物を投入するための投入口が形成されるとともに、圧縮された被圧縮物を排出するための排出口が他方の端部側に形成されたケーシングと、前記ケーシング内を軸方向に延びて回転駆動され、少なくとも一部が前記ケーシングの一方の端部側から他方の端部側に向かって径が大きくなるようテーパ状に形成されるとともに、前記ケーシングの他方の端部側に被圧縮物を送るよう螺旋状に形成された螺旋羽根を外周面に有するスクリュー軸と、を備えている。
【０００６】
このような構成をとることにより、以下の効果を得ることができる。すなわち、被圧縮物を投入口からケーシング内に投入してスクリュー軸を回転駆動させると、被圧縮物は、スクリュー軸の螺旋羽根によって、ケーシングとスクリュー軸との間によって画定される空間内でケーシングの他方の端部側に送られる。スクリュー軸は、少なくとも一部がケーシングの一方の端部側から他方の端部側に向けて径が大きくなるようなテーパ状に形成されているため、このテーパ状の部分において、スクリュー軸とケーシングとの間で画定される空間が徐々に小さくなっていく。このため、被圧縮物は、ケーシングの他方の端部側に送られる過程で、スクリュー軸とケーシングによって徐々に圧縮される。このように、被圧縮物をケーシングの径方向に徐々に圧縮させることで、被圧縮物をより十分に圧縮させることができる。なお、このように圧縮された被圧縮物は、ケーシングの他方の端部側に形成された排出口からケーシング外部に排出される。
【０００７】
上記圧縮成形機は種々の構成をとることができるが、例えば、上記スクリュー軸の螺旋羽根を、ケーシングの一方の端部側から他方の端部側に向かってピッチが小さくなるように構成することが好ましい。このように構成することで、ケーシングの一方の端部側においては、被圧縮物をケーシングの他方の端部側にスピーディに送るとともに、ケーシングの他方の端部側においては、被圧縮物をケーシングの他方の端部に押し付けて軸方向に圧縮させる力を大きくすることができる。
【０００８】
また、上記ケーシングの他方の端部に隣接するよう設置されるとともに、スクリュー軸と同軸上に回転軸を有する回転カッタをさらに備え、ケーシングの排出口をケーシングの他方の端部に形成し、回転した回転カッタによって排出口から排出された被圧縮物を切断するように構成することが好ましい。このように構成することで、圧縮されて排出口から排出された被圧縮物を長さ方向に短く切断することができる。さらには、回転カッタの回転軸をスクリュー軸の回転軸と同軸上に配置することにより、圧縮成形機の振動を抑えることが可能となり、ひいては圧縮成形機の故障を防止することができる。
【０００９】
また、上記回転カッタは、回転軸方向に位置調整が可能となるよう設置されていることが好ましい。この構成によれば、回転カッタの位置を調整することで、回転カッタと排出口との隙間を小さくすることができ、ひいては排出口から排出された被圧縮物を確実に切断することが可能となる。
【００１０】
また、回転カッタをケーシングの他方の端部側に付勢する付勢手段をさらに備えていることが好ましい。この構成によれば、付勢手段によって、排出口が形成されたケーシングの他方の端部側に回転カッタを付勢するので、回転カッタと排出口との隙間を小さくすることができ、ひいては排出口から排出された被圧縮物を確実に切断することが可能となる。
【００１１】
また、上記排出口は、開閉可能に構成されていることが好ましい。この構成によれば、被圧縮物がケーシング内で十分圧縮されるまで排出口を閉鎖しておき、被圧縮物が十分圧縮されてから排出口を開放することによって、排出口から排出される被圧縮物を確実にペレット状にすることができる。
【００１２】
また、上記ケーシングの排出口は、排出方向に向かって径が小さくなるようテーパ状に形成されていることが好ましい。このように構成することで、排出口の排出方向側の開口部は、その断面部分が鋭角となる。このため、排出された被圧縮物に対して、排出口の排出方向側開口部と回転カッタとが作用する剪断力が大きくなり、より確実に被圧縮物を切断することができる。
【００１３】
また、被圧縮物を破砕する破砕処理機をケーシングの投入口に設置することが好ましい。このように、ケーシングに投入する被圧縮物を予め破砕する破砕処理機を設けることによって、ケーシング内でより効率的に被圧縮物を圧縮することが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、被圧縮物を十分に圧縮することのできる圧縮成形機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る圧縮成形機の実施形態を添付図面に従って説明する。図１は本実施形態に係る圧縮成形機の正面断面図、図２は圧縮成形機の平面図、図３は第２の蓋部材の左側面図である。なお、図２において、説明の簡略化のため、破砕処理機は省略している。
【００１６】
図１に示すように、圧縮成形機１は、廃棄物（被圧縮物）を圧縮するためのものであって、円筒状のケーシング２と、ケーシング２内を軸方向に延びるスクリュー軸３と、廃棄物を一旦破砕してケーシング２内に投入する破砕処理機４とを備えている。そして、ケーシング２の左側面の外側に隣接するように回転カッタ５が設置されている。
【００１７】
図１及び図２に示すように、ケーシング２は、両端が開口された円筒状の本体部２１を備えており、右側の開口端が第１の蓋部材２２（一方の端部）によって塞がれるとともに、左側の開口端が第２の蓋部材２３（他方の端部）によって塞がれている。より詳細には、本体部２１は、両開口端にそれぞれフランジ部２１１，２１２が形成されており、このフランジ部２１１，２１２においてボルトを締結することで、第１及び第２の蓋部材２２，２３が取り付けられている。本体部２１は、その右側上部であって後述する第１の空間Ｓ１と対応する位置に、後述する破砕処理機４で破砕された廃棄物を投入するための投入口２１３が形成されている。第１の蓋部材２２は、本体部２１のフランジ部２１１の外径とほぼ同じ外径を有する円板状に形成されており、その中央部に、スクリュー軸３が貫通するための貫通孔２２１が形成されている。第２の蓋部材２３も同様に、本体部２１のフランジ部２１２の外径とほぼ同じ外径を有する円板状に形成されており、その中央部に、後述するスクリュー軸３の軸支部３５が貫通するための貫通孔２３１が形成されている。また、第２の蓋部材２３は、図３に示すように、後述するケーシング２の本体部２１とスクリュー軸３の大径部３４との間で画定される空間Ｓ３に対応する位置に、４つの排出口２３２が同一円周上に等間隔で形成されている。なお、第２の蓋部材２３の外周縁近傍には、フランジ部２１２とボルトで締結するためのネジ孔２３３が同一円周上に等間隔で複数形成されている。
【００１８】
このケーシング２内をケーシング２の軸方向に延びるようにスクリュー軸３が設置されている。スクリュー軸３は、ケーシング２内において、３つの部分に分かれるとともに、その外周面に螺旋羽根３１が螺旋状に形成されている。より詳細には、スクリュー軸３は、ケーシング２内において、円柱状の小径部３２と、小径部３２から左側に向かって径が大きくなるようテーパ状に形成されたテーパ部３３と、テーパ部３３の左端と同じ径を有する円柱状の大径部３４とに分かれており、ケーシング２の右側から左側にこの順で構成されている。そして、小径部３２とケーシング２との間で第１の空間Ｓ１、テーパ部３３とケーシング２との間で第２の空間Ｓ２、大径部３４とケーシング２との間で第３の空間Ｓ３が画定されている。また、スクリュー軸３は、大径部３４から左側に、第２の蓋部材２３の貫通孔２３１の内径とほぼ同じ外径を有する円柱状の軸支部３５が延びており、軸支部３５は第２の蓋部材２３の貫通孔２３１を貫通してケーシング２の外側へと延びている。また、スクリュー軸３は、小径部３１から右側が第１の蓋部材２２の貫通孔２２１を貫通して外部に延びており、その右側端部にスプロケット３６が設けられている。そして、図２に示すように、スクリュー軸３を回転駆動させるためのモータ６が設置されており、このモータ６の回転軸に取り付けられたスプロケット６１は、スクリュー軸３の右側端部に取り付けられたスプロケット３６との間にチェーン（図示省略）が掛けられている。螺旋羽根３１は、スクリュー軸３を右側から見て反時計回りに回転させることで、ケーシング２とスクリュー軸３との間で画定された空間Ｓ内にある廃棄物が左側に進行するように形成されている。また、螺旋羽根３１は、左側に行くに従ってピッチＰが小さくなるように形成されている。
【００１９】
図４は、図１のＡ−Ａ線断面図である。図１及び図２に示すように、回転カッタ５は、第２の蓋部材２３の左側面に隣接するようスクリュー軸３の軸支部３５に取り付けられている。また、図４に示すように、回転カッタ５は、軸支部３５の外径とほぼ同じ大きさの内径を有する貫通孔５１１が形成された取付部５１と、この取付部５１から半径方向に延びるように取り付けられた刃５２とから構成されている。取付部５１の貫通孔５１１にはキー溝５１２が形成されており、回転カッタ５を軸支部３５に取り付けた際、このキー溝５１２が軸支部３５に設けられたキー３５１と係合するように構成されており、このため、スクリュー軸３が回転すると回転カッタ５も同方向に回転する。
【００２０】
図５は、本実施形態に係る破砕処理機４の平面図である。なお、図５において、説明の簡略化のため、第１のホッパー部４１は省略している。図１及び図５に示すように、破砕処理機４は、廃棄物を投入するための第１のホッパー部４１と、第１のホッパー部４１の下端と連結した本体部４２と、本体部４２で破砕した廃棄物をケーシング２内に投入するための第２のホッパー部４３とから構成されている。本体部４２は、図５に示すように、その中央部を水平方向に回転軸４４が延びており、この回転軸４４の外周面には、軸方向に延びる２枚の刃４４１が対向する位置に設けられている。そして、本体部４２の右側内壁面及び左側内壁面における回転軸４４と対向する位置に、回転軸４４と平行に延びるように固定刃４５ａ、ｂが延びている。回転軸４４は、その図５の上側端部が本体部４２を貫通して本体部４２の外部へ延びており、その上側端部にスプロケット４２１が取り付けられている。このスプロケット４２１は、外部に設置されたモータ４６の回転軸に取り付けられたスプロケット４６１とチェーン（図示省略）を介して連動するように構成されている。第２のホッパー部４３は、本体部４２内で破砕された廃棄物をケーシング２内に送るように構成されており、図１に示すように、その下端部が連結部材７を介してケーシング２における本体部２１の投入口２１３と連結している。
【００２１】
次に、上記のように構成された圧縮成形機１の動作について説明する。
【００２２】
まず、廃棄物を破砕処理機４の第１のホッパー部４１から投入して本体部４２に送る。本体部４２に送られた廃棄物は、回転する回転軸４４の刃４４１と固定刃４５ａ，４５ｂとによって破砕されて第２のホッパー部４３及び連結部材７を介してケーシング２の投入口２１３からケーシング２内に投入される。
【００２３】
破砕処理機４からケーシング２内に投入された廃棄物は、まず第１の空間Ｓ１に落下する。そして、モータ６を駆動させてスクリュー軸３を図１の右側から見て反時計回りに回転させることで、第１の空間Ｓ１中の廃棄物は左側に送られる。第１の空間Ｓ１では、スクリュー軸３とケーシング２との間の距離が十分広いため、廃棄物は圧縮されることなく第２の空間Ｓ２まで左側に送られる。
【００２４】
第２の空間Ｓ２に送られた廃棄物は、続いて螺旋羽根３１によって第２の空間Ｓ２内を左側に送られる。この第２の空間Ｓ２は左側に向かって徐々に小さくなっているため、第２の空間Ｓ２を左側に進行する廃棄物は、テーパ部３３とケーシング２とによって径方向に徐々に圧縮される。このように、第２の空間Ｓ２で径方向に圧縮された廃棄物は、圧縮されながら第３の空間Ｓ３までさらに左側に送られる。
【００２５】
第３の空間Ｓ３まで送られた廃棄物は、螺旋羽根３１によってさらに左側に送られる。この第３の空間Ｓ３内では、大径部３４の径は一定であるので、廃棄物は径方向には第２の空間Ｓ２で圧縮された以上の圧縮はされない。そして、ケーシング２の左端部、すなわち、第２の蓋部材２３まで到達した廃棄物は、次から送られてくる廃棄物と第２の蓋部材２３との間でスクリュー軸３の軸方向に圧縮される。径方向及び軸方向に圧縮された廃棄物は、第２の蓋部材２３の４つの排出口２３２からケーシング２の外側へと排出され、回転カッタ５によって長さ方向に短く切断されてペレット状となって集められる。
【００２６】
以上のように、本実施形態によれば、スクリュー軸３のテーパ部３３が左側に向かって径が大きくなるように形成されているため、このテーパ部３３において、スクリュー軸３とケーシング２との間で画定される空間Ｓ２が徐々に小さくなっていく。このため、廃棄物は、ケーシング２の左側に送られる過程で、スクリュー軸３とケーシング２によって徐々に圧縮される。このように、廃棄物をケーシング２の径方向に徐々に圧縮させることで、廃棄物をより十分に圧縮させることができる。また、回転カッタ５の回転軸はスクリュー軸３の回転軸と同軸上にあるので、スクリュー軸３及び回転カッタ５を回転させたときに発生する振動が抑制され、ひいては圧縮成形機１の故障を防止することができる。
【００２７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、排出口２３２は、排出方向に向かってストレートに延びていたが、図６に示すように、排出方向に向かって径が小さくなるようテーパ状に形成することもできる。このように排出口２３２を形成することで、排出口２３２の排出方向側の開口部の断面の角度αが鋭角となる。このため、排出口２３２から排出される廃棄物に対して、回転カッタ５の刃５２と、排出口２３２の左側開口部とが作用する剪断力が大きくなる。この結果、圧縮されて排出口２３２から排出された廃棄物をより確実に切断することができる。
【００２８】
また、上記実施形態の回転カッタ５を、回転軸方向に位置調整可能に取り付けることもできる。より詳細には、刃５２が取り付けられた取付部５１がスクリュー軸３５の軸方向にスライド可能となっており、所望の位置で固定部材により取付部５１をスクリュー軸３５に対して固定できるようになっている。なおこの取付部５１のスクリュー軸３５に対する固定方法は、公知の固定方法を採用することができ、例えば取付部５１にボルト穴を形成するとともに、スクリュー軸３５には軸方向に所定間隔をあけてネジ穴を形成し、ボルトを締結することによって取付部５１をスクリュー軸３５に所望の位置で固定することができる。その他にも、上記スクリュー軸３５のネジ穴をネジが切られていない通常の穴に形成し、ピンによってピン固定することもできる。これらの構成によれば以下の効果を得ることができる。廃棄物はケーシング２内で第２の蓋部材２３側へ送られるため、第２の蓋部材２３が送られてくる廃棄物によって膨らんでしまう場合がある。このように第２の蓋部材２３が膨らむことによって、第２の蓋部材２３の左側面に隣接する回転カッタ５が左側に移動する。膨らんだ第２の蓋部材２３は、ケーシング２内の廃棄物が全て排出されると元の形に戻るが、左側に移動した回転カッタ５は自動的に元の位置には戻らないため、第２の蓋部材２３に形成された排出口２３２と回転カッタ５との間に隙間が形成される。しかし、上述したように回転カッタ５を位置調整可能とすることで、排出口２３２と回転カッタ５との隙間を小さくすることができる。
【００２９】
また、回転カッタ５を付勢手段によって第２の蓋部材２３側に付勢することもできる。例えば、図７に示すように、付勢手段として、内部に軸支部３５が伸びるように圧縮コイルばね８を設置し、回転カッタ５の取付部５１を押圧して、回転カッタ５を第２の蓋部材２３側に付勢することができる。このように構成することで、上述したように第２の蓋部材２３が膨らむことによって回転カッタ５が左側に移動しても、圧縮コイルばね８によって回転カッタ５を右側に戻し、排出口２３２と回転カッタ５との隙間を小さくすることができる。この結果、排出口２３２から排出された廃棄物を確実に切断することが可能となる。
【００３０】
また、排出口２３２を開閉可能に構成することもできる。このように構成することで、ケーシング２内の廃棄物が十分に圧縮されるまで排出口２３２を閉鎖しておき、ケーシング２内の廃棄物が十分に圧縮されてから排出口２３２を開放して、十分に圧縮された廃棄物のみを排気口２３２から排出することができる。
【００３１】
また、上記実施形態では、廃棄物を一旦破砕処理機４によって破砕してからケーシング２内に投入していたが、破砕処理機４を設置せず、ケーシング２の投入口２１３から廃棄物を直接投入することもできる。
【００３２】
また、上記実施形態では、回転カッタ５は、スクリュー軸３とともに同じ回転数で回転するように構成されているが、回転カッタ５の回転駆動用のモータを別途設けることなどによって、回転カッタ５の回転数をスクリュー軸３の回転数に関係なく制御できるようにすることができる。このように回転カッタ５の回転数を自由に制御可能とすることで、排出口２３２から排出された廃棄物を所望の長さで切断することが可能となる。
【００３３】
また、上記圧縮成形機１は種々の利用方法が考えられるが、例えば、上記圧縮成形機１によって汚泥を圧縮することもできる。この場合は、ケーシング２の下部に、圧縮された汚泥から出てくる水を排出するための排出溝や排出口を設けることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る圧縮成形機の実施形態を示す正面断面図である。
【図２】本発明に係る圧縮成形機の実施形態を示す平面断面図である。
【図３】本実施形態に係る第２の蓋部材の左側面図である。
【図４】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】本実施形態に係る破砕処理機の平面図である。
【図６】第２の蓋部材の他の実施形態を示す正面断面図である。
【図７】本発明に係る圧縮成形機の他の実施形態の一部を拡大した一部正面断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  圧縮成形機
２  ケーシング
２２  第１の蓋部材（一方の端部）
２３  第２の蓋部材（他方の端部）
２３２  排出口
３  スクリュー軸
３１  螺旋羽根
３３  テーパ部
４  破砕処理機
５  回転カッタ
８  圧縮コイルばね
Ｐ  ピッチ
【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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