(57)【要約】【課題】装置を操作するオペレータの作業労力を軽減させることができ、更には自動化を促進させることができる廃プラスチック処理装置を得る。【解決手段】減容部１２の減容機モータ３０には電流検出器１００が接続されており、電流値の変化を常時監視している。また、成形部１４の成形機モータ５８には、インバータ装置１０２が接続されている。廃発泡スチロール２６が硬かった場合、減容機モータ３０の負荷電流が増加する。この変化が電流検出器１００によって検出され、その結果に基づいてインバータ装置１０２が作動して成形機モータ５８の周波数を変更し、成形機モータ５８の回転数を増加させる。従って、上成形ロール４４及び下成形ロール４８間で廃発泡スチロール溶融体９２が詰まる等の不具合は生じない。よって、オペレータによる監視も緩和或いは不要となる。【選択図】　　図４
2004050635.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象となる廃プラスチックが投入される投入部と、当該廃プラスチックを加熱して溶融させる溶融部と、投入部と溶融部とを連結すると共に搬送モータの駆動力によって作動しかつ投入部に投入された廃プラスチックを溶融部へ搬送する搬送手段と、を含んで構成された減容部と、
成形モータの駆動力によって駆動回転されると共に溶融部から供給された溶融状態の廃プラスチックを冷却しながら所定の形状に成形する成形ロールを含んで構成された成形部と、
を有する廃プラスチック処理装置であって、
前記搬送モータに供給される電流の電流値の変化に応じて前記成形モータの回転数を変化させるモータ回転数変更手段を備えている、
ことを特徴とする廃プラスチック処理装置。
【請求項２】
前記モータ回転数変更手段は、
前記搬送モータに供給される電流の電流値を検出する電流値検出手段と、
この電流値検出手段及び前記成形モータと接続され、当該電流値検出手段から出力されてきた検出結果に基づいて当該成形モータへの出力を変更する出力変更手段と、
を含んで構成されている、
ことを特徴とする廃プラスチック処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃プラスチック、特に、廃発泡スチロール等を加熱溶融処理するのに好適な廃プラスチック処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
廃プラスチック処理装置の先行技術としては、本件出願人により提案された実用新案登録２５９２１６２号公報や実公平７−３４６５３号公報に開示された技術がある。本件との関係においては、いずれの技術も同等の位置付けであるので、以下においては、後者の公報に開示された技術について簡単に説明する。
【０００３】
この公報に開示された廃プラスチック処理装置は、廃プラスチックを粗砕するための粗砕機と、粗砕された廃プラスチックを溶融する溶融機と、熱風を発生させる熱風発生機とによって構成されている。溶融機の下部側には漏斗形状の溶融炉が配置されており、粗砕機で粗砕された廃プラスチックが投入されるようになっている。さらに、溶融炉の下側には、溶融されて半流動体となった廃プラスチックを受け止めるための容器が配置されている。溶融された廃プラスチックは容器に溜められてから、別の場所で冷却及び固化される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報に開示された技術による場合、廃プラスチックを溶融するところまでしか自動化が図られていない。そこで、溶融処理した後の工程も自動化し、廃プラスチック処理システム全体を自動化することが検討されている。その場合、溶融処理後の成形工程等も自動化することになるが、例えばロール成形により溶融状態にある廃プラスチック溶融体を冷却しながら圧延する手法を採用すると、廃プラスチック処理装置を操作するオペレータの負担が大きくなるという問題が生じる。
【０００５】
具体的に説明すると、例えば廃発泡スチロールを処理する場合、発泡倍率が異なる種々の廃発泡スチロールが混在した状態で投入されることがある。この場合、投入された廃発泡スチロールの発泡倍率が低い（即ち、高密度で硬い）と、溶融部で溶融されて排出されるスピードが速くなる。逆に、投入された廃発泡スチロールの発泡倍率が高い（即ち、低密度で軟らかい）と、溶融部で溶融されて排出されるスピードが遅くなる。しかし、成形工程で使用される成形ロールは通常は一定速度で回転するもの故、廃発泡スチロールの排出速度の変化に追従することができない。従って、冷却及び成形を実施する際に、前者の場合には成形ロール部において詰まり易くなり、後者の場合には巣のある成形状態になり易く、更には廃発泡スチロール成形体が途切れ易くなる。このため、廃プラスチック処理システム全体を自動化した場合に、これを操作するオペレータは廃発泡スチロールの溶融状態を常時目視で監視し、必要に応じて成形ロールの回転速度の設定を変更してやる必要が生じるものと予想される。
【０００６】
本発明は上記事実を考慮し、装置を操作するオペレータの作業労力を軽減させることができ、更には自動化を促進させることができる廃プラスチック処理装置を得ることが目的である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明に係る廃プラスチック処理装置は、処理対象となる廃プラスチックが投入される投入部と、当該廃プラスチックを加熱して溶融させる溶融部と、投入部と溶融部とを連結すると共に搬送モータの駆動力によって作動しかつ投入部に投入された廃プラスチックを溶融部へ搬送する搬送手段と、を含んで構成された減容部と、成形モータの駆動力によって駆動回転されると共に溶融部から供給された溶融状態の廃プラスチックを冷却しながら所定の形状に成形する成形ロールを含んで構成された成形部と、を有する廃プラスチック処理装置であって、前記搬送モータに供給される電流の電流値の変化に応じて前記成形モータの回転数を変化させるモータ回転数変更手段を備えている、ことを特徴としている。
【０００８】
請求項２記載の本発明に係る廃プラスチック処理装置は、請求項１記載の発明において、前記モータ回転数変更手段は、前記搬送モータに供給される電流の電流値を検出する電流値検出手段と、この電流値検出手段及び前記成形モータと接続され、当該電流値検出手段から出力されてきた検出結果に基づいて当該成形モータへの出力を変更する出力変更手段と、を含んで構成されている、ことを特徴としている。
【０００９】
請求項１記載の本発明によれば、処理対象となる廃プラスチックは、減容部の投入部に投入される。投入された廃プラスチックは、搬送モータの駆動力によって作動する搬送手段によって溶融部へ搬送される。溶融部では、搬送されてきた廃プラスチックが加熱されて溶融される。溶融された廃プラスチックは成形部に供給され、成形モータの駆動力によって駆動回転する成形ロールによって冷却されながら所定の形状に成形される。
【００１０】
ところで、処理対象となる廃プラスチックがすべて同一種類のものであるとは限らず、硬軟の度合い等が異なる廃プラスチックが混在した状態で処理されることもある。また、処理対象となる廃プラスチックが同一種類であったとしても、標準的な廃プラスチックに比べると、硬かったり、軟らかかったりすることがある。この場合、廃プラスチックが相対的に硬ければ、溶融部から成形部へ供給される廃プラスチックの供給速度が速くなり、逆に廃プラスチックが相対的に軟らかければ、溶融部から成形部へ供給される廃プラスチックの供給速度は遅くなる。
【００１１】
ここで、例えば廃プラスチックが相対的に硬かった場合、搬送モータに供給される電流（負荷電流）の電流値が増加する。逆に廃プラスチックが相対的に軟らかかった場合、搬送モータに流れる電流の電流値が減少する。本発明では、このように電流値に変化が生じると、モータ回転数変更手段によって成形モータの回転数が変化される。従って、「発明が解決しようとする課題」の欄で説明したように、成形ロールで溶融状態にある廃プラスチックが詰まったり、或いは、廃プラスチック成形体に巣が出来たり、途切れが生じたりするのを避けることができる。その結果、オペレータの目視による監視を緩和、更には廃止することができる。
【００１２】
請求項２記載の本発明によれば、搬送モータに供給される電流の電流値が変化すると、その変化は電流値検出手段によって検出される。出力変更手段では、電流値検出手段から出力されてきた検出結果に基づいて、成形ロールを駆動回転させている成形モータの出力を変更する。例えば、電流値が増加した場合には、それに伴って出力変更手段によって成形モータの出力が増加される。これにより、溶融状態にある廃プラスチックが成形ロールのところで詰まってしまう等の不具合の発生が未然に防止される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図４を用いて、本発明に係る廃プラスチック処理装置の一実施形態について説明する。
【００１４】
図１には、本実施形態に係る廃プラスチック処理装置１０の全体構成図が示されている。図１（Ａ）に示されるように、廃プラスチック処理装置１０は、減容部１２、成形部１４、切断部１６、及び排出部１８を主要部として構成されている。以下、この順に各部の構成について説明する。
【００１５】
減容部１２は、「搬送手段」としての横置き式のスクリューコンベア２０を備えている。スクリューコンベア２０は、ケーシング２２及びスクリュー２４によって構成されている。ケーシング２２は円筒形状を成しており、その一端は閉止され、他端は開放されている。さらに、ケーシング２２の閉止端側の上部には、「廃プラスチック」としての廃発泡スチロール２６が投入される「投入部」としての投入ホッパ２８が接続されている。一方、スクリュー２４は、回転軸２４Ａ及び螺旋条２４Ｂによって構成されている。回転軸２４Ａの基端部は、ケーシング２２の閉止端からそのまま外部に突出されており、図示しない減速手段を介して駆動源となる「搬送モータ」としての減容機モータ３０と接続されている。
【００１６】
また、ケーシング２２の他端、即ち開放端には、「溶融部」としてのヒータ３２が接続されている。ヒータ３２の構成としては種々の構成を採用し得るが、本実施形態では、以下の構成のものを採用している。すなわち、図２に示されるように、ヒータ３２は、スクリューコンベア２０のケーシング２２への取付座面として用いられかつ中央部に方形状の開口３４が形成されたフランジ３６と、このフランジ３６の開口３４の周縁部に立設された方形枠状の周壁部３８と、この周壁部３８内に所定の間隔で装着された複数枚の加熱板４０と、によって構成されている。図３に示されるように、加熱板４０の内部には、通電されることにより発熱する複数のニクロム線４２が埋設されている。また、加熱板４０は伝熱性材料によって構成されており、その先端部は尖塔形状を成している。なお、本実施形態では、複数枚の加熱板４０を垂直に配置しているが、水平に配置してもよいし、斜めに配置してもよい。また、桝目形状、ハニカム形状等、特殊な形状を採用してもよい。
【００１７】
成形部１４は、減容部１２の搬送方向（図１の矢印Ａ方向）下流側に隣接して配設されている。成形部１４は、「成形ロール」としての上成形ロール４４及び下成形ロール４８を備えている。これらの上成形ロール４４及び下成形ロール４８は、伝熱性材料によって構成されている。また、上成形ロール４４と下成形ロール４８とは、スプロケット及びチェーン、ベルト等の図示しない連結部材によってそれぞれ相互に連結されており、互いに反対方向（後述する廃発泡スチロール成形体９４を送り出す方向）へ回転するようになっている。
【００１８】
さらに、上成形ロール４４及び下成形ロール４８の軸芯部には、水等の冷却媒体が送給可能とされている。これらの冷却媒体を循環させることにより、上成形ロール４４及び下成形ロール４８は、後述する廃発泡スチロール溶融体９２を冷却及び成形するようになっている。
【００１９】
また、上述した上成形ロール４４及び下成形ロール４８は上下に対向して配置されており、両者間には所定間隙寸法の隙間５６が形成されている。この隙間５６の間隙寸法によって、後述する廃発泡スチロール成形体９４の厚さが決定される。なお、上成形ロール４４及び下成形ロール４８のいずれか一方又は双方を上下動可能にして、隙間５６の間隙寸法を微調節できるようにしてもよい。
【００２０】
さらに、下成形ロール４８は、駆動源となる「成形モータ」としての成形機モータ５８の回転軸５８Ａと駆動チェーン、駆動ベルト等の連結部材６０を介して相互に連結されている。従って、上成形ロール４４及び下成形ロール４８は、単一の駆動源（成形機モータ５８）によって同一回転速度で駆動回転されるようになっている。
【００２１】
なお、上述した上成形ロール４４及び下成形ロール４８は、広義には、廃発泡スチロール溶融体９２を冷却しながら圧延して平坦な形状の廃発泡スチロール成形体９４に成形する冷却成形手段として機能する他、当該廃発泡スチロール成形体９４を次工程である切断部１６へ送り込むための搬送手段としても機能する要素である。また、本実施形態では、上成形ロール４４及び下成形ロール４８を各一個使用する構成を採ったが、これに限らず、上成形ロール４４、下成形ロール４８を各々左右に複数個並べて相互に連結するようにしてもよい。
【００２２】
また、上述した成形部１４における下成形ロール４８の左端から後述する排出部１８までの範囲には、ロールコンベア６２が配設されている。ロールコンベア６２は、両側部に平行に配置された一対のガイド６４（図１（Ｂ）参照）と、これらのガイド６４間に軸支された複数のロール（コロ）６６と、によって構成されている。
【００２３】
切断部１６は、成形部１４の搬送方向下流側に隣接して配設されている。切断部１６におけるロールコンベア６２の下面側には、カム６８が回転可能に配置されている。カム６８の回転軸６８Ａは、駆動源となる切断機モータ７０と駆動チェーン、駆動ベルト等の連結部材７２を介して相互に連結されている。さらに、カム６８の外周部の所定位置（偏心位置）には、クランクシャフト７４の一端部が取り付けられている。カム６８の直上には、カッタ７６を上下動可能に支持するカッタ支持体７８が配設されている。クランクシャフト７４の他端部はこのカッタ７６に連結されており、クランクシャフト７４の上下方向への移動ストロークに応じてカッタ７６を上下動させる構成である。
【００２４】
排出部１８は、切断部１６の搬送方向下流側に隣接して配設されている。図１（Ｂ）にも示されるように、排出部１８におけるロールコンベア６２の下方には、搬送方向を軸方向とする回転軸８０が配置されている。この回転軸８０の両端部の外周面には、半径方向へ突出する棒状の排出バー８２の端部が固定されている。排出バー８２の軸長は、排出バー８２が回転軸８０を中心として旋回した際に、ロールコンベア６２のガイド６４に干渉しない程度の長さに設定されている。また、回転軸８０の所定位置にはスプロケット８４が固着されており、回転軸８０と一体に回転するようになっている。回転軸８０の下方には駆動源となる排出機モータ８６が配設されており、スプロケット８４とチェーン、ベルト等の連結部材８８を介して相互に連結されている。
【００２５】
また、ロールコンベア６２の先端部には、ランプセンサ９０が配設されている。このランプセンサ９０は再生材料を意味する「ランプ」、即ち廃発泡スチロール成形品９６の先端部が到達したか否かを検出するセンサであり、図示しないコントローラに検出信号が出力されることにより、コントローラから排出機モータ８６に駆動信号が送られるようになっている。
【００２６】
さらにここで、図４に拡大して示されるように、本実施形態では、減容機モータ３０に「電流値検出手段」としての電流検出器１００が接続されている。この電流検出器１００は電源ライン（Ｒ、Ｓ、Ｔ）を介して減容機モータ３０に給電される電流値を常時検出し、後述するインバータ装置１０２が備える図示しない制御回路に出力するようになっている。
【００２７】
一方、成形機モータ５８は、「出力変更手段」としてのインバータ装置１０２が備える図示しないインバータ回路に接続されている。また、インバータ装置１０２は図示しないコンバータ回路を備えており、電源ライン（Ｒ、Ｓ、Ｔ）から供給される交流電流を一旦直流電流に置き換えるようになっている。さらに、インバータ装置１０２には図示しない制御回路が配設されており、電流検出器１００から出力されてきた検出信号に基づいてインバータ回路の周波数を変更し、成形機モータ５８の回転数を増減させるようになっている。
【００２８】
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【００２９】
最初に、廃プラスチック処理装置１０の全体的な作動について概説する。
【００３０】
まず、処理対象となる種々の形状をした固体状の廃発泡スチロール２６が、減容部１２の投入ホッパ２８内へ投入される。投入された廃発泡スチロール２６は、スクリューコンベア２０のケーシング２２の閉止端側に落下される。落下した廃発泡スチロール２６はスクリューコンベア２０によって水平に搬送され、ヒータ３２内へ送り込まれる。ヒータ３２内には複数の加熱板４０が加熱された状態で配置されており、これらの加熱板４０へ固体状の廃発泡スチロール２６が押し当てられることにより、廃発泡スチロール２６が溶融される。固体状の廃発泡スチロール２６は溶融されることにより、形状が失われ体積が減少する。上記の如くして減容された廃発泡スチロール（以下、「廃発泡スチロール溶融体９２」と称す）は、粘りの強いドロドロした状態（半流動体）となってヒータ３２から排出される（以上、減容工程）。
【００３１】
ヒータ３２から排出された廃発泡スチロール溶融体９２は、成形部１４の上成形ロール４４及び下成形ロール４８間の隙間５６へ供給される。これらの上成形ロール４４及び下成形ロール４８は成形機モータ５８の駆動力を受けて図１の矢印方向へ回転していると共に、水等の冷媒が循環されることにより冷却された状態にある。このため、高温の半流動体になっている廃発泡スチロール溶融体９２は、上成形ロール４４及び下成形ロール４８間の隙間５６を通る際に冷却されながら圧延されると共に徐々に硬くなっていき、かつ平坦な形状に成形される（以下、「廃発泡スチロール成形体９４」と称す。以上、成形工程）。
【００３２】
廃発泡スチロール成形体９４はロールコンベア６２上を転動しながら図１の矢印Ａ方向へ搬送されていき、次の切断部１６へ送られる。切断部１６では、所定のタイミングで切断機モータ７０が駆動されることにより、カム６８が矢印方向へ一回転し、それに伴ってクランクシャフト７４が上下方向に一往復する。これにより、カッタ７６が下降して、廃発泡スチロール成形体９４が所定の長さで切断され、廃発泡スチロール成形品９６が出来あがる（以上、切断工程）。
【００３３】
なお、廃発泡スチロール成形体９４は切断した直後の状態では弾力があり、切断後、数時間経過すると徐々に硬くなってくる。また、切断機モータ７０は、ランプセンサ９０によってランプ（廃発泡スチロール成形品９６）の先端部が検出されることにより、図示しないコントローラによって駆動される。さらに、ランプセンサ９０の配設位置を変更することにより、廃発泡スチロール成形品９６を任意の長さに切断することが可能である。
【００３４】
上記の如くして定寸裁断された廃発泡スチロール成形品９６は、次の排出部１８へ送られる。切断機モータ７０が作動して廃発泡スチロール成形品９６が切断されると、続いて図示しないコントローラによって排出機モータ８６が駆動される。これにより、回転軸８０がその軸線回りに回転し、当該回転軸８０の外周面に固着された一対の排出バー８２が旋回される。これにより、図１（Ｂ）に示されるように、廃発泡スチロール成形品９６は装置側方へ排出される（以上、排出工程）。
【００３５】
排出された廃発泡スチロール成形品９６は、所定枚数分積層されて一塊とされ、この状態で数時間かけて乾燥及び硬化される。その後、これを梱包し、搬送車両の荷台に載せて、目的地まで搬送する。
【００３６】
ところで、処理対象となる廃発泡スチロール２６がすべて同一種類のものであるとは限らず、硬軟の度合い等が異なる廃発泡スチロール２６が混在した状態で処理されることもある。また、処理対象となる廃発泡スチロール２６が同一種類であったとしても、標準的な廃発泡スチロール２６に比べると、硬かったり、軟らかかったりすることがある。この場合、廃発泡スチロール２６が相対的に硬ければ（例えば、発泡倍率が４０倍程度の場合）、ヒータ３２から成形部１４へ供給される廃発泡スチロール溶融体９２の供給速度が速くなり、逆に廃発泡スチロール２６が相対的に軟らかければ（例えば、発泡倍率が６０倍程度の場合）、ヒータ３２から成形部１４へ供給される廃発泡スチロール２６の供給速度は遅くなる。
【００３７】
ここで、例えば廃発泡スチロール２６が相対的に硬かった場合、減容機モータ３０にかかる負荷が増加し、減容機モータ３０に供給される電流（負荷電流）の電流値が増加する。逆に廃発泡スチロール２６が相対的に軟らかかった場合、減容機モータ３０に供給される電流の電流値が減少する。本実施形態では、このように電流値に変化が生じると、その変化が電流検出器１００によって検出される。つまり、電流検出器１００では、減容機モータ３０の電流値を常時検出し、インバータ装置１０２の制御回路に出力している。例えば負荷電流が増加すると、それに応じた信号がインバータ装置１０２の制御回路に出力され、制御回路では検出結果に基づいてインバータ装置１０２のインバータ回路の周波数を変更する。これにより、成形機モータ５８の回転数が増加される。従って、上成形ロール４４及び下成形ロール４８間で廃プラスチック溶融体９２が詰まることはない。逆に、負荷電流が減少すると、成形機モータ５８の回転数が減少され、廃プラスチック成形体９４に巣が出来たり、途切れが生じたりするのを避けることができる。その結果、本実施形態によれば、装置を操作するオペレータの目視による監視を緩和することができ、オペレータの作業労力を軽減させることができる。さらには、オペレータによる監視自体を廃止することができ、自動化を促進させることができる。
【００３８】
なお、上述した本実施形態に係る廃プラスチック処理装置１０では、廃発泡スチロール２６を処理対象としたが、これに限らず、廃プラスチックであればすべて適用可能である。
【００３９】
また、上述した本実施形態に係る廃プラスチック処理装置１０では、減容部１２にヒータ３２を設置し、加熱板４０に廃発泡スチロール２６を押し当てて溶かす構成を採ったが、これに限らず、従来のガンタイプバーナを使ってもよいし、それ以外の加熱手段を採用してもよい。
【００４０】
さらに、上述した本実施形態に係る廃プラスチック処理装置１０では、交流モータを使用する前提で説明したため、インバータ装置１０２で成形機モータ５８への交流周波数を変更する構成を採ったが、直流モータを使用するとのことであれば、給電される直流電流の変化を電流検出器で検出し、その結果に基づいて成形機モータ５８に給電する直流電流の電流値を増減させればよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の本発明に係る廃プラスチック処理装置は、搬送モータに供給される電流の電流値の変化に応じて成形モータの回転数を変化させるモータ回転数変更手段を備えているので、オペレータの目視による監視を緩和、更には廃止することができ、その結果、装置を操作するオペレータの作業労力を軽減させることができ、更には自動化を促進させることができるという優れた効果を有する。
【００４２】
請求項２記載の本発明に係る廃プラスチック処理装置は、請求項１記載の発明において、搬送モータに供給される電流の電流値を検出する電流値検出手段と、この電流値検出手段及び成形モータと接続され、当該電流値検出手段から出力されてきた検出結果に基づいて成形モータへの出力を変更する出力変更手段と、を含んで前述したモータ回転数変更手段を構成したので、より一層の自動化を図ることができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本実施形態に係る廃プラスチック処理装置の全体構成図であり、（Ｂ）は排出部の排出機構を示す正面図が示されている。
【図２】図１に示される減容部のヒータの構成を示す斜視図である。
【図３】図２に示される加熱板の構造を示す断面図である。
【図４】本実施形態に係る廃プラスチック処理装置の要部を拡大して示す要部構成図である。
【符号の説明】
１０　　　廃プラスチック処理装置
１２　　　減容部
１４　　　成形部
２０　　　スクリューコンベア（搬送手段）
２６　　　廃発泡スチロール（廃プラスチック）
２８　　　投入ホッパ（投入部）
３０　　　減容機モータ（搬送モータ）
３２　　　ヒータ（溶融部）
４４　　　上成形ロール（成形ロール）
４８　　　下成形ロール（成形ロール）
５８　　　成形機モータ（成形モータ）
９２　　　廃発泡スチロール溶融体
９４　　　廃発泡スチロール成形体
１００　　電流検出器（電流値検出手段、モータ回転数変更手段）
１０２　　インバータ装置（出力変更手段、モータ回転数変更手段）
【図１】
2004050635.tif 000003
【図２】
2004050635.tif 000004
【図３】
2004050635.tif 000005
【図４】
2004050635.tif 000006