(57)【要約】【課題】廃棄物の圧縮に要する圧力を減らすことができる圧縮装置を提供する。【解決手段】圧縮容器３に投入される廃棄物を、押し板１ａを有する圧縮機１によって圧縮する。圧縮容器３及び押し板１ａで形成される圧縮室４に排気口１２を設け、排気口１２に接続される排気装置によって圧縮室４内部を大気圧よりも減圧する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮容器に投入される廃棄物を、押し板を有する圧縮機によって圧縮する廃棄物の圧縮装置において、
前記圧縮容器及び前記押し板で形成される圧縮室に排気口を設け、該排気口に接続される排気装置によって圧縮室内部を大気圧よりも減圧することを特徴とする廃棄物の圧縮装置。
【請求項２】
前記圧縮室の廃棄物が入る入口、又は該入口よりも上流側の廃棄物の投入経路に、空気を遮断する可動隔壁を設けることを特徴とする請求項１に記載の圧縮装置。
【請求項３】
前記排気口を複数設け、
これら複数の排気口と前記排気装置とを接続する複数の排気路それぞれに、該排気路を開閉可能なバルブを設けることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧縮装置。
【請求項４】
前記排気路に、圧力検出器若しくは空気の流量計を設けることを特徴とする請求項３に記載の圧縮装置。
【請求項５】
前記バルブよりも前記排気口側の前記排気路に、前記圧縮室に空気を送り込むことができる逆洗バルブを設けることを特徴とする請求項３又は４に記載の圧縮装置。
【請求項６】
廃棄物の進行方向に両者の幅が狭くなるように複数のコンベヤを配置し、これらのコンベヤと前記圧縮容器とを連結することを特徴とする請求項１ないし５いずいれかに記載の圧縮装置。
【請求項７】
前記排気口を複数の穴から構成し、
前記排気口に取り付けられるチャンバに、前記複数の穴内を流れる空気の流速を弱めるフィルタを設けることを特徴とする請求項１ないし６いずれかに記載の圧縮装置。
【請求項８】
圧縮容器に投入される廃棄物を、押し板を有する圧縮機によって圧縮する廃棄物の圧縮方法において、
前記圧縮容器及び前記押し板で形成される圧縮室内部を大気圧よりも減圧しながら、前記圧縮機によって前記廃棄物を圧縮することを特徴とする廃棄物の圧縮方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄プラスチック、紙、金属ホイル等の廃棄物を圧縮する廃棄物の圧縮装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
廃棄プラスチックは再資源化工場において再資源化が図られている。家庭から収集された袋詰めの廃棄プラスチックは、そのままでは嵩張って運搬や集積等の際に取り扱い難い。なぜならば、プラスチックの真比重が１．０近いのに対して、単なる袋詰めの廃棄プラスチックの嵩比重は例えば０．０１〜０．０３程度であるからである。リサイクル社会の到来からこれら廃棄プラスチックの物流量が近年急激に増加している。廃棄プラスチックを輸送することを考えると、運搬車の容積と運搬可能な重量との関係から廃棄プラスチックの嵩比重を例えば０．４程度まで圧縮減容化するのが望ましい。
【０００３】
廃棄プラスチックを減容化する方法としては、プレス機により廃棄プラスチックを立方体又は直方体に圧縮し、バンドを巻き付け固縛する方法、プレスと加熱により廃棄プラスチックを溶融或いは半溶融にし、更に圧縮率を高めて成形する方法、幅広フィルムを廃棄プラスチックに包帯状に巻き付けてロール状に圧縮成形する方法等が実用化されている。
【０００４】
上記の方法のうち、廃棄プラスチックを種別選別しリサイクルする用途では、輸送後に開梱する必要性からプレス機により立方体又は直方体に圧縮し、バンドを巻き付け固縛する方法が一般的に採用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記プレス機を用いた圧縮装置は、数社により開発・市販されているが、例えば廃棄プラスチックを０．３程度の嵩比重に圧縮するのに、いずれも平方センチ（ｃｍ2）あたり１０ｋｇ以上の圧縮力を必要としている。フィルムを折り畳むのに必要な力は平方センチ（ｃｍ2）あたり１ｋｇ程度の力で充分である。このため従来の圧縮装置では、フィルムを圧縮する際にフィルムの折り畳み部分の隙間等に一部の空気が閉じ込められ、これが圧縮され反力を生じているものと推察できる。実際プラスチックの真比重は例えば１．０前後あるため、残りの７０％程度は空気を巻き込んでいるものと思われる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記の仮定に基づき、あらかじめ廃棄プラスチックを入れた容器内を減圧した状態で圧縮したところ、より小さい圧縮力で所定の嵩比重に圧縮できることを知見した。
【０００７】
すなわち本発明は、圧縮容器に投入される廃棄物を、押し板を有する圧縮機によって圧縮する廃棄物の圧縮装置において、前記圧縮容器及び前記押し板で形成される圧縮室に排気口を設け、該排気口に接続される排気装置によって圧縮室内部を大気圧よりも減圧することを特徴とする。
【０００８】
圧縮室内が大気圧よりも低い圧力の空気となっているので、廃棄物間に閉じ込められた空気が排気され、廃棄物を容易に圧縮できる。このため従来法に比較して圧縮に要する圧力が激減する。
【０００９】
前記圧縮室の廃棄物が入る入口、又は該入口よりも上流側の廃棄物の投入経路に、空気を遮断する可動隔壁を設ければ、圧縮室を減圧し易くなる。
【００１０】
前記排気口を複数設け、これら複数の排気口と前記排気装置とを接続する複数の排気路それぞれに、該排気路を開閉可能なバルブを設けるのが望ましい。
【００１１】
例えばフィルム状の廃棄物は排気口に吸引されて、排気口に張り付き、排気口を塞ぐおそれがある。これを解消するために、排気装置に繋がる排気路のバルブを閉じると、排気口に張り付いた廃棄物が排気口から剥がれて落下するようになる。また同様な機能を持つ複数の排気系により、圧縮室の排気を止めることなくこの作業を効率的に行なうことができる。
【００１２】
また圧力検出器若しくは空気の流量計にて監視し、廃棄物の張り付きによる異常低圧力を検知した時、バルブを閉めるようにすると効率的に廃棄物の張り付きを防止することができる。
【００１３】
廃棄物の張り付きを確実に解除するために、前記バルブよりも前記排気口側の前記排気路に、前記圧縮室に空気を送り込むことができる逆洗バルブを設けることが望ましい。なお前記バルブを三方弁にして前記逆洗バルブの機能を持たせても良い。
【００１４】
さらに効率的に圧縮するために投入部に設けた、廃棄物の進行方向に向かって両者の幅が狭くなる複数の投入コンベヤによって一次圧縮し、一次圧縮の出口を圧縮容器と連結し、一次圧縮した廃棄物を圧縮容器に投入可能とすることが望ましい。このとき複数のコンベヤの出口は、フィルム等の廃棄物により空気の流れが遮断される。このため圧縮室の入口の可動隔壁が必ずしも必要でなくなり、一層の効率化が実現できる。
【００１５】
空気の流れをより緩やかにして、廃棄物の排気口への張り付きをより防止するために、前記排気口を複数の穴から構成し、前記排気口に取り付けられるチャンバに、前記複数の穴内を流れる空気の流速を弱めるフィルタを設けることが望ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１ないし図５は本発明の第１の実施形態における圧縮装置の垂直面内での断面図を示す。これらの図は、廃棄物が投入されてから圧縮し、その後梱包するまでの圧縮装置の作動状態を示している。まず図１に基づいて圧縮装置の構成について説明する。
【００１７】
この圧縮装置は、縦型の圧縮装置で２軸のシリンダ、具体的には垂直方向に伸びる圧縮機としての圧縮用シリンダ１と水平方向に伸びる払い出し用シリンダ２とを有する。圧縮用シリンダは例えば油圧で作動する圧縮用シリンダ１と押し板１ａとを有する。圧縮用シリンダ１は圧縮容器３に投入された廃棄物を圧縮し、払い出し用シリンダ２は圧縮された廃棄物を圧縮容器３から払い出す。この実施形態では、廃棄物の圧縮室４は、圧縮容器３、圧縮用シリンダ１の押し板１ａ、払い出し用シリンダ２の押し板２ａ、及び隔壁５によって直方体状に形成される。圧縮成形された廃棄物が圧縮容器３から排出される際、結束装置６がバンド等を用いて廃棄物を圧縮したまま固縛する。
【００１８】
圧縮容器３には、廃棄物の進行方向に両者の幅が狭くなるようにベルトコンベヤ又はキャタピラコンベヤ等からなる一対の投入コンベヤ８，９が連結される。これらのコンベヤ８，９の上流側にはホッパ１０が設けられ、このホッパ１０に廃棄物が投入される。ホッパ１０に投入された廃棄物は一対のコンベヤ８，９によって一次圧縮された後、圧縮室４の入口４ａから圧縮室４内に投入される。この時、一対の投入コンベヤ８，９の出口４ａ、すなわち圧縮室４の入口４ａは例えば圧縮したフィルム状の廃棄物により空気が遮断された状態になる。このため圧縮室４の入口に空気を遮断する可動隔壁１１（図１中破線で示す）は必ずしも必要にならない。また投入コンベヤ８，９を設けることなく、ホッパ１０のみを設け、ホッパ１０内に廃棄物が充填される場合も、廃棄物で空気が遮断されるので可動隔壁１１が必要にならない。しかし投入コンベヤ８，９がなく、定期的に廃棄物を圧縮室４に投入する場合などは、圧縮室４内を減圧するために、圧縮室４に廃棄物を投入した後、入口を遮断する可動隔壁１１が必要になる。またこの可動隔壁１１は圧縮室４の入口４ａに配置されるのに限られることなく、入口４ａよりも上流側の投入経路、例えばホッパ１０の上面に配置されてもよい。
【００１９】
圧縮用シリンダ１及び払い出し用シリンダ２は例えば油圧により駆動され、押し板１ａ，２ａをそれぞれ垂直方向又は水平方向に移動させる。圧縮用シリンダ１の押し板１ａには排気口１２…が設けられる。この排気口１２…には真空ポンプ等の排気装置に繋がる排気路１３が接続され、これにより圧縮室４の内部が大気圧よりも減圧されている。
【００２０】
投入された廃棄物を圧縮し、その後梱包するまでの作動について説明する。まず図１に示すように、廃プラスチックをホッパ１０に投入する。そして進行方向に向かって徐々に幅が狭くなる一対の投入コンベヤ８，９を作動させて廃棄物を一次圧縮し、一次圧縮した廃棄物を圧縮室４に投入する。このとき、排気装置も作動しており、圧縮室４の内部が減圧されている。このため廃棄物は圧縮室４へ吸い込まれるように投入される。
【００２１】
次に図２に示すように、投入コンベヤ８，９を停止し、圧縮用シリンダ１を作動させる。圧縮用シリンダ１の押し板１ａの下降動作により、投入された廃棄物が圧縮用シリンダ１の押し板１ａ、払い出し用シリンダ２の押し板２ａ、隔壁５、及び圧縮容器３で形成される圧縮室４に押し込まれる。次に図１に示すように、再び圧縮用シリンダ１の押し板１ａを後退させた後、投入コンベヤ８，９を作動させてホッパ１０内の廃棄物を、入口４ａを通して圧縮室４内に投入する。この廃棄物の投入及び圧縮操作を所定量の廃棄物が圧縮室４内で圧縮されるまで繰り返す。
【００２２】
この投入及び圧縮操作中、排気装置も作動しており、圧縮室４の内部が減圧されている。圧縮室４内部の圧力は大気圧よりも低ければ特に限定されずに、例えば排気装置の現実的な能力から適宜決定される。また排気される空気の量も特に限定されない。
【００２３】
圧縮室４内部は大気圧の３分の１程度の薄い空気になっているので、廃棄物間に閉じ込められた空気が排気される。このとき最終的に閉じこめられる空気は、容量的には減圧しないときと同等であっても薄い空気となっているため、圧力×容積の観点から減圧しないときに比べて真空度／大気圧に減少している。このため従来法に比較して圧縮に要する圧力が激減する。具体的には、例えば減圧しない従来法と比べて３分の１以下の押し付け力で同等の圧縮比（減容率）を得ることができる。このため圧縮に必要な油圧装置が格段に小規模なものとなる他、反力を支える構造物の小型化とこれに伴う大幅なコストダウンが可能になる。実際にあらかじめフィルムを入れた圧縮容器３内を大気圧の３分の１程度に減圧し、圧縮したところ平方センチ（ｃｍ2）あたり３−５ｋｇ程度の圧縮力で０．３程度の嵩比重まで圧縮できることが分かった。
【００２４】
また圧縮用シリンダ１の押し板１ａに排気口１２…を設けると、廃棄物を押し込んだ部分ではなく、押し込んでいないふわふわした部分から空気を抜くことができる。このため効率的に空気を抜くことができる。
【００２５】
次に所定量の廃棄物の圧縮成形物が形成された時点で、図３に示すように、圧縮用シリンダ１を伸長状態で停止させて、隔壁５を引き上げる。その後、図４に示すように、払い出し用シリンダ２を作動させて、廃棄物の圧縮成形物を排出口３ａから排出させる。この際、圧縮成形物を結束装置６によりバンド１５を用いて結束して、ブロック状の圧縮梱包物を形成する。
【００２６】
圧縮室４を減圧することで圧縮成形物の反力も小さくなるので、梱包後のプラスチックテープ等による結束装置６の小型化が可能になる。例えば平方センチ（ｃｍ2）あたり１０ｋｇの力で圧縮したものは、外表面１平方センチ（ｃｍ2）あたり１０ｋｇの内圧を持っている。したがってこれを固縛するためには、これに打ち勝つ固縛力が必要になる。固縛にはプラスチックバンドを巻きつけこれを互いに溶着輪を作って縛る方法が一般的であり且つ実用的である。しかしながら従来の圧縮法で１ｍ3の直方体に圧縮し、この方法を用いるには嵩比重０．３程度が実用的に限界であった。さらに圧縮力を上げて例えばこれを０．４にするには、番線（鉄製ワイヤ）の使用や、もっと強力なプラスチックバンドが必要になる。これらは技術的には可能であるが、大幅なコスト増となり、実用的には至難である。一方本実施形態による方法は、同等の圧縮率を得るのに極めて低圧力でこれを達成しうるので、内圧が低く固縛が極めて容易であり、コストが大幅に軽減される他、バンド又は番線がはじける事故も激減する。
【００２７】
次に図５に示すように、圧縮用シリンダ１の押し板１ａを再び後退させた後、投入コンベヤ８，９を作動させてホッパ１０内の廃棄物を、入口４ａを通して圧縮室４内に投入する。その後払い出しシリンダ２２を後退させて、図１に示される状態に戻る。
【００２８】
図６及び図７は本発明の第２の実施形態における圧縮装置を示す。この実施形態の圧縮装置も圧縮用シリンダ２１と払い出し用シリンダ２２からなる２軸のシリンダを有するが、第１実施形態と異なり横型の圧縮装置であり、２軸のシリンダは水平面内で互いに直交する方向に伸びている。
【００２９】
この実施形態の圧縮装置でも、圧縮用シリンダ２１が圧縮容器２３に投入された廃棄物を圧縮し、払い出し用シリンダ２２が圧縮された廃棄物を圧縮容器２３から払い出し、結束装置２４がバンド等を用いて廃棄物の圧縮成形物を圧縮したまま固縛する。圧縮容器２３には、廃棄物の進行方向に両者の幅が狭くなるようにベルトコンベヤ又はキャタピラコンベヤ等からなる一対の投入コンベヤ２５，２６が連結される。これらの投入コンベヤ２５，２６の上流側にはホッパ２７が設けられる。
【００３０】
この実施形態では、圧縮用シリンダ２１の押し板２１ａに排気口２８，２８が設けられると共に、圧縮容器２３にも複数の排気口２９…が設けられる。この排気口２８，２９それぞれには真空ポンプ等の排気装置に繋がる排気路３０，３１が接続され、これにより圧縮室３２の内部が大気圧よりも減圧される。この排気路３０，３１には、排気路を開閉可能なバルブ３３…、及び圧力検出器３５若しくは空気の流量計３６が設けられる。またバルブ３３よりも排気口２８，２９側の排気路３０には、圧縮室３２に空気を送り込むことができる逆洗バルブ３４…が設けられる。この逆洗バルブ３４…の下流側は大気に開放されているか、コンプレッサに接続されている。なおこの図６では、圧力検出器３５若しくは空気の流量計３６は一箇所のみ示されているが、全ての排気路３１に設けられている。
【００３１】
例えばフィルム状の廃棄物は排気口２８，２９に吸引されて、排気口２８，２９に張り付き、排気口２８，２９を塞ぐおそれがある。これを解消するために、圧力検出器３５若しくは空気の流量計３６にて監視し、廃棄物の張り付きによる異常低圧力又は低流量を検知した時、排気装置に繋がる排気路３１のバルブ３３を閉じ、逆洗バルブ３４を開ける。逆洗バルブ３４から空気が圧縮室３２に送り込まれるので排気口２８，２９に張り付いた廃棄物が排気口２８，２９から落下するように剥がれる。また同様な機能を持つ複数の排気系により、圧縮室３２の排気を止めることなくこの作業を効率的に行なうことができる。
【００３２】
なお圧力検出器３５若しくは空気の流量計３６を設けなくても、タイマ等により所定間隔に１回、バルブ３３を閉じ、逆洗バルブ３４を開けるようにしてもよい。さらに、バルブ３３を閉じるだけで廃棄物が剥がれるような場合、逆洗バルブ３４を設けなくてもよい。
【００３３】
さらに空気の流れをより緩やかにして、廃棄物の排気口２９への張り付きをより防止するために、排気口２９を複数の小穴２９ａ…から構成し、排気口２９に取り付けられるチャンバ３８に、複数の穴内２９ａ…を流れる空気の流速を弱めるスポンジ状のフィルタ３９が設けられてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における圧縮装置を示す垂直断面図。
【図２】図１の作動状態を示すもので、圧縮用シリンダの押し板を前進させた状態を示す。
【図３】図１の作動状態を示すもので、隔壁を上昇させた状態を示す。
【図４】図１の作動状態を示すもので、払い出し用シリンダの押し板を前進させた状態を示す。
【図５】図１の作動状態を示すもので、圧縮用シリンダの押し板を後退させた状態を示す。
【図６】本発明の第２の実施形態における圧縮装置を示す平面図。
【図７】第２の実施形態における圧縮装置の垂直断面図。
【符号の説明】
１，２１…圧縮用シリンダ
１ａ，２１ａ…押し板
２，２２…払い出し用シリンダ
２ａ…押し板
３，２３…圧縮容器
４，３２…圧縮室
４ａ…入口
８，９…投入コンベヤ
１１…可動隔壁
１２…排気口
１３…排気路
２３…圧縮容器
２８，２９…排気口
３０，３１…排気路
３３…バルブ
３４…逆洗バルブ
３５…圧力検出器
３６…流量計
３８…チャンバ
３９…フィルタ
【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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