(57)【要約】【課題】廃棄物処理装置に挿入されたペットボトル等の樹脂製ボトルと空缶とを自動的に分別する。【解決手段】空缶又は樹脂製ボトル等の廃棄物を処理する廃棄物処理装置１であって、廃棄物挿入口２から挿入された前記廃棄物を加熱する手段３と、該加熱手段３の下側に設けられた廃棄物Ｗを一時的に係止し、熱収縮前の樹脂ボトルＷの直径よりは小さく熱収縮後のそれよりも大きな直径の中心口６ａを備えたフラッパ６と、該加熱手段３中の廃棄物Ｗを検知するセンサ４とを備え、樹脂製ボトルは所定時間内の加熱中に収縮してフラッパ６の中心口６ｂから落下し、金属空缶は落下しないことをセンサで検出して樹脂ボトルと金属空缶との分別を行う。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
缶又は樹脂製ボトル等の廃棄物を分別する廃棄物分別装置であって、前記廃棄物が挿入される廃棄物挿入口と、前記廃棄物挿入口から挿入された前記廃棄物を加熱する手段と、該加熱手段の下側に設けられ、廃棄物を一時的に係止し、熱収縮前の廃棄物の直径よりは小さく熱収縮後の廃棄物のそれよりも大きな直径の開口を中心に備えた係止手段と、該加熱手段に設けられ廃棄物を検知する手段と、過熱開始後の該検知手段による廃棄物の有無検知により廃棄物の排出路を切り替え制御する手段と、
を備えたことを特徴とする廃棄物分別装置。
【請求項２】
請求項１に記載された廃棄物分別装置において、
前記加熱手段は、前記検知手段が加熱手段中に未加熱の廃棄物を検知したときに加熱を開始し、該廃棄物を所定時間加熱することを特徴とする廃棄物分別装置。
【請求項３】
請求項１に記載された廃棄物分別装置において、
前記係止手段は、前記検知手段が加熱手段中に加熱後の廃棄物を検知したとき開放することを特徴とする廃棄物分別装置。
【請求項４】
請求項３に記載された廃棄物分別装置において、
前記検知手段は、加熱手段が所定時間加熱したとき該加熱手段中の廃棄物の有無を検知することを特徴とする廃棄物分別装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載された廃棄物処理装置の前記加熱手段と排出路切替手段との間に廃棄物圧縮又は破砕手段を配置したことを特徴とする廃棄物処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空缶又は樹脂（例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂）ボトルの廃棄物を分別する廃棄物分別装置及び該装置により分別した廃棄物を圧縮又は破砕する廃棄物処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
資源保護或いは環境への配慮から空缶、空瓶等を資源として再利用するため、これらの廃棄物処理装置が注目されている。この種の廃棄物処理装置として、例えば装置箱内に仕切板を縦に配置して略中央部から上を３つの区分室に区分けして形成し、夫々の区分室の上部に挿入口を開口し、各挿入口から空缶、ペットボトルを分別して挿入するとともに、モータにより一対の回転刃を相互に逆回転させて破砕を行う破砕ローラ装置を夫々の区分室に設け、挿入された空缶、ペットボトルを破砕し、細断片を各容器毎に収容して回収する分別破砕装置が知られている（特許文献１参照）。
この分別破砕装置は使用者が空缶、空瓶、ペットボトルを分別して装置箱に挿入するものであるため、その装置構成は簡単であるが、他方挿入の煩わしさがあり、挿入の際に誤って別の区分室に挿入されると確実に分別できないという問題がある。
【０００３】
そこで、挿入された廃棄物を自動的に分別するものも提案されており、例えば、挿入された空缶を磁気センサでそれが紙製か金属製か識別し、金属製と判別した場合には押圧板で圧縮後、その渦電流損失の有無を検出してスチール製かアルミニウム製かを識別して、それぞれのストッカーに分別収容する空きかんの選別圧縮装置（特許文献２参照）、挿入された廃棄物を金属センサにより金属缶と空瓶とを判断し、金属缶であるときのみ圧縮し、圧縮後にアルミセンサによりアルミ缶とスチール缶とを区分けして空缶回収箱に収容するようにした空き缶圧縮手段（特許文献３参照）、廃棄物に付与されたバーコードを読み取り、要小型化処理登録されたものであるとき圧縮し（その際突起が廃棄物の表面に突き刺さって廃棄物内の空気を逃がすようにしている）、かつバーコードから材料を特定して分別する飲料容器等廃棄物の分別回収処装置（特許文献４参照）が知られている。
更に、廃棄物挿入口から挿入された廃棄物（金属容器、ペットボトル）を打撃して、打撃の際に廃棄物から発生する打撃音をマイクで集音して、その固定周波数を解析することで廃棄物の材料を判別し、回転刃により破砕したペットボトル及び金属缶の破片をそれぞれの収容部に案内収容する廃棄物処理装置（特許文献５参照）が知られている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−２０６６１６号公報（要約、特許請求の範囲）
【特許文献２】
特開平５−７７０９６号公報（要約、段落番号（００１２）、同（００１６）、同（００２１）〜同（００２４））
【特許文献３】
特開平８−１８７５９８号公報（要約、段落番号（００２０）、同（００２２））
【特許文献４】
特開２０００−５８１７１号公報（要約、段落番号（００４９）、同（００６２）、同（００６４））
【特許文献５】
特開２００１−１１３２６０号公報（要約、段落番号（００３７）〜（００４２））
【０００５】
以上で述べた特許文献２〜５に記載された装置は、いずれも挿入又は投入された廃棄物の材料を自動的に識別或いは判別して分別処理できるものであるが、廃棄物の材料の判別は、夫々渦電流損失の検出（特許文献２）、金属センサ（特許文献３）、バーコードの読み取り（特許文献４）、打撃音の解析（特許文献５）で行うものであるから、判別のための構成は複雑でかつコストのかかるものである。また、バーコードを読み取る方法ではそもそもバーコードが付与されていない廃棄物には対応できないという問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであって、その第１の目的は挿入された廃棄物の材料を簡易な構成で自動判別できるようにして装置を小型化すると共に低コスト化することである。
また第２の目的は、自動判別した廃棄物を圧縮又は粉砕して分別して回収することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、缶又は樹脂製ボトル等の廃棄物を分別する廃棄物処理装置であって、前記廃棄物が挿入される廃棄物挿入口と、前記廃棄物挿入口から挿入された前記廃棄物を加熱する手段と、該加熱手段の下側に設けられ、廃棄物を一時的に係止し、熱収縮前の廃棄物の直径よりは小さく熱収縮後の廃棄物のそれよりも大きな直径の開口を中心に備えた係止手段と、該加熱手段に設けられ廃棄物を検知する手段と、過熱開始後の該検知手段による廃棄物の有無検知により廃棄物の排出路を切り替え制御する手段と、を備えたことを特徴とする廃棄物処理装置である。
請求項２の発明は、請求項１に記載された廃棄物処理装置において、前記加熱手段は、前記検知手段が加熱手段中に未加熱の廃棄物を検知したときに加熱を開始し、該廃棄物を所定時間加熱することを特徴とする廃棄物処理装置である。
請求項３の発明は、請求項１に記載された廃棄物処理装置において、前記係止手段は、前記検知手段が加熱手段中に加熱後の廃棄物を検知したとき開放することを特徴とする廃棄物処理装置である。
請求項４の発明は、請求項３に記載された廃棄物処理装置において、前記検知手段は、加熱手段が所定時間加熱したとき該加熱手段中の廃棄物の有無を検知することを特徴とする廃棄物処理装置である。
請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載された廃棄物処理装置において、前記加熱手段と排出路切替手段との間に配置された廃棄物圧縮又は破砕手段を備えたことを特徴とする廃棄物処理装置である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【０００９】
図１は本発明に係る廃棄物分別装置の概略側面図である。
廃棄物処理装置１は、図１に示されるように、直方体状の筐体が備えられ、この筐体の前面上部には、廃棄物挿入口２が設けられており、この挿入口２の下側には挿入された廃棄物を加熱するための加熱手段３が設けられている。加熱手段３には廃棄物の有無を検知するためのセンサ（検知手段）４が設けられ、センサは制御基板５上に配置された本廃棄物処理装置１の動作全体を制御する後述する制御部２０に接続されている。加熱手段３の下側には加熱手段から落下した廃棄物Ｗの通路を切り替える切替手段であるセレクタ７が設けられ、その下側にそれぞれ空缶とペットボトル用回収容器８ａと８ｂとを備えた回収ボックスが配置されている。
【００１０】
加熱手段３は、挿入されたペットボトルや空缶をフラッパ６で受けて加熱するため、収容したペットボトルや空缶全体を囲繞するループ状の電熱線３ａを備えており、通電による電熱線３ａで発生した熱でペットボトルを収縮させる。
フラッパ６は、加熱手段３の下端部に軸６ａで枢止され、図示しない駆動機構により制御部２０の制御により揺動するが、常時閉成状態を維持するようにされている。これにより、廃棄物挿入口２から挿入された廃棄物Ｗはフラッパ６で下降が阻止されて加熱手段内に係止される。フラッパ６は閉じたときにその中心に落下口となる中心口６ｂが設けられており、その径は加熱前のペットボトルの径よりも小さく、かつ加熱後にペットボトルの径が熱収縮したときの径よりも大きな径となるように設定されている。従って、ペットボトルが熱収縮するとフラッパの落下口から容易に抜け出して落下する。
例えば、直径６６ｍｍのペットボトルの場合、１００゜Ｃで１０秒間加熱したところ、直径で約１０ｍｍ収縮して５６ｍｍとなった。従って、このペットボトルの場合であれば、フラッパの中心口（落下口）は６２ｍｍ程度に設定しておけばよい。
【００１１】
セレクタ７は、空缶とペットボトル回収容器８、９を区画する隔壁の上端部に枢止され図示しない駆動機構により制御部２０の制御でその案内面を空缶回収容器８ａ或いはペットボトル回収容器８ｂ側に切り換え、落下してくる空缶又はペットボトルをその上面で案内してそれぞれの回収容器に案内する。
【００１２】
図２は以上で説明した廃棄物分別装置１Ａに廃棄物を処理する手段を付加した廃棄物処理装置の１Ｂの１例を示す図である。
この廃棄物処理装置１Ｂは、前記廃棄物分別装置１Ａにおける加熱手段３下部のフラッパ６とセレクタ７との間に廃棄物小型化処理のための圧縮機１０を設けた構造からなっている。
圧縮機１０は加熱手段３のフラッパ６の中心口６ｂをすり抜けて落下してくるペットボトルのような樹脂ボトル及び空缶を左右に摺動する加圧板１０ｂ、１０ｃで挟圧して圧縮小型化する処理を行う。加圧板１０ｂ、１０ｃの駆動は制御部２０の制御により周知の流体的、機械的運動機構等により行う。
なお、圧縮機１０に代えて例えば、従来周知の回転刃による破砕装置を用いることで押しつぶしの代わりに廃棄物Ｗを破砕し細片化することもできる。
【００１３】
図３は、前記制御基板５上に設けられた前記廃棄物分別装置１Ａ又は廃棄物処理装置１Ｂの制御系の構成を示すブロック図である。
制御部２０は、加熱手段３、センサ４と、係止手段（フラッパ）６、判別手段２２及び分別手段（セレクタ）７と接続されて、廃棄物処理装置１全体の制御を行う。
つまり、制御部２０は挿入されたペットボトルや空缶等の廃棄物の検知、加熱からセレクタの切替までの一連の処理操作を制御するように働く。
【００１４】
図４は加熱手段３を拡大して示した図である。図示のように加熱手段３の下端部には係止手段であるフラッパ６がヒンジ６ａにより枢止され、制御部２０の制御を受けて図示しない開閉機構により開放を開始し、空缶がまさに落下を開始し始めた状態を示している。
【００１５】
次に、以上のような構成の前記廃棄物分別装置１Ａの動作について図５に示す廃物分別処理手順を説明するフロー図を参考にして説明する。
まず、ペットボトル又は空缶等の廃棄物Ｗを図１に示す廃棄物処理装置１の挿入口２から挿入する（Ｓ１０１）、挿入された廃棄物Ｗは常閉のフラッパ６によって受け止められ、加熱手段３に設けたセンサ４がこれを検知する（Ｓ１０２、ＹＥＳ）。
センサ４の検知信号は図２の制御部２０に伝えられ、制御部２０は分別手段であるセレクタ７をその回動軸７ａを中心にペットボトル回収容器８ａ側に揺動しペットボトル回収位置にセットし（Ｓ１０３）、続いて加熱手段３の電熱線３ａに電流を流して廃棄物（空缶又はペットボトル）Ｗを加熱する（Ｓ１０４）。
【００１６】
センサ４が検知状態を維持していれば（Ｓ１０５、ＹＥＳ）、判別部２２は廃棄物が空缶であると判別して所定時間後に電熱手段の発熱を終了し（Ｓ１０６）、切替手段であるセレクタ７を空缶回収位置にセットする（Ｓ１０７）。制御部２０はセレクタ７のセット完了信号を受けると次にフラッパ６を開放して（Ｓ１０８）、空缶をセレクタ７上に落下させてフラッパ６を閉じる（Ｓ１０９）。落下した空缶をセレクタ７上面で案内させて空缶回収容器８ａに収容する（Ｓ１１０）。
【００１７】
ステップＳ１０５において、ペットボトルの場合加熱すると熱収縮するから、加熱を開始して所定時間経過前に熱収縮した径がフラッパ６の中心口６ｂの径よりも小さくなると、フラッパ６の中心口６ｂからすり抜けセンサの検知が解除される（Ｓ１０５、ＮＯ）。センサの検知が解除されると制御部２０は電熱線３ａの発熱を終了し（Ｓ１１１）、落下したペットボトルをセレクタ７上面で案内してペットボトル回収容器８ｂに収容する（１１２）。その後セレクタ７を空缶側にセット（Ｓ１１３）、処理を終了する。
ステップＳ１０２においてセンサ４が検知状態にないとき（Ｓ１０２、ＮＯ）、つまり、径がフラッパ６の中心口６ａよりも小さい空缶の場合は、加熱手段３内に係止することはできない。この場合はセンサ４は落下しつつある空缶を検出後直ぐに無検知の状態になるため、判別手段２２は廃棄物が空缶であると判別してセレクタ７は切り換えず、フラッパ６の中心口６ｂから落下した空缶をセレクタ７の上面で案内して空缶用回収容器８ａに収容する。
【００１８】
次に、以上のような構成の廃棄物分別装置１Ａを用いた廃棄物処理装置１Ｂの処理について図６に示す廃物処理手順を説明するフロー図を参考にして説明する。
ここで、ステップＳ２０１からＳ２０８、又はＳ２１２までの処理手順は図５のステップＳ１０１からＳ１０８又はＳ１１２までの処理手順と同様であるので説明を省略する。
廃棄物処理装置１Ｂでは、加熱により廃棄物Ｗが空缶と判別された場合は、加熱手段３の加熱を所定時間行った後、フラッパ６を開放して空缶Ｗを圧縮機（プレス）１０内に落下させてフラッパ６を閉じる（Ｓ２０９）。フラッパ６の閉成により制御部２０は圧縮機（プレス）１０を作動させて（Ｓ２１０）、空缶Ｗを圧縮し、圧縮した空缶Ｗを空缶回収容器ａに回収して（Ｓ２１１）処理を終了する。
【００１９】
加熱により廃棄物Ｗがペットボトルと判別された場合、ステップＳ２０５において、ペットボトルがフラッパ６の中心口６ｂからすり抜けてセンサの検知が無くなると（Ｓ２０５、ＮＯ）、制御部２０は電熱線３ａの発熱を終了し（Ｓ２１２）、圧縮機１０の作動を開始し（２１３）、その後セレクタ７を空缶側にセットして（Ｓ２１５）、圧縮機１０の落下口１０ａから落下したペットボトルをセレクタ７上面で案内してペットボトル回収容器８ｂに収容する。
【００２０】
ステップＳ２０２において、空缶径がフラッパ６の中心口６ａよりも小さい場合は、センサ４は落下しつつある空缶を検出後直ぐに無検知の状態になるため（Ｓ２０２、ＮＯ）、制御部２０はセンサ４からの検知信号の切り替わりに応じて、圧縮機１０の作動を開始して（Ｓ２１０）空缶を圧縮する。この場合判別手段２２は廃棄物が空缶であると判別してセレクタ７は切り換えず、圧縮機１０の落下口１０ａから落下した空缶をセレクタ７の上面で案内して空缶用回収容器８ａに収容する。
【００２１】
なお、本発明は、ペットボトル及び空缶以外に熱収縮可能で再利用可能な素材でできたペットボトル以外の容器等にも適用できることは勿論である。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、挿入された廃棄物を加熱するだけで、加熱による熱収縮するか否かでペットボトルなどのような樹脂製ボトルと空缶とを自動的に分別できる。　また、加熱中に支持部材の中心口の大きさを変えることで種々の寸法のペットボトルのような熱収縮する樹脂ボトルや熱収縮しない空缶等の廃棄物に容易に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による廃棄物分別装置の実施形態の概略構成を示す図である。
【図２】本発明による廃棄物処理装置の実施形態の概略構成を示す図である。
【図３】廃棄物分別装置又は廃棄物処理装置の制御系の構成を模式的に示すブロック図である。
【図４】加熱手段の拡大図で、加熱した空缶をフラッパを開いて落下させる状態を示している。
【図５】廃棄物分別装置における分別処理手順を説明するためのフロー図である。
【図６】廃棄物処理装置における廃棄物処理手順を説明するためのフロー図である。
【符号の説明】
１Ａ…廃棄物選別装置、１Ｂ…廃棄物処理装置、２…廃棄物挿入口、３…加熱手段、４…センサ、５…制御基板、６…フラッパ、７…セレクタ、８…回収ボックス、１０…圧縮機（プレス）、２２…判別手段、２４…分別手段
【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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