(57)【要約】【課題】切りくずの減容にあたり、より少ないエネルギーで、安価でかつ切りくずに混入しやすい異物があってもより安全な装置が望まれていた。【解決手段】破砕機能を持った破砕突起５−３と搬送機能を持ったリードを持った横スクリュー５を敷設したホッパー４に切りくず１を投入する。このときスクリューは複数あり、その時間、方向は制御装置１０内のシーケンサーで選定する。切りくずはまず突起とホッパーの壁で破砕される。この破砕された切りくずが横スクリューのリードで切りくず排出口に移載される。ここで待ち構えた縦スクリュー６でホッパー外に切りくずは排出される。さらに減容が必要ならばスクリュプレス７または切りくず圧縮機で固める。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホッパー内に、回転軸に対して直角成分をもつ廃棄物の破砕を目的とした突起物と、破砕物を集める機能を有したリードを持った複数の相互に独立したスクリューと破砕物をホッパー外に送り出す排出スクリューとこれらを制御する制御装置とからなる廃棄物処理機。
【請求項２】
減容を推進するために、送りスクリューや排出スクリューに切れ刃またはホッパー壁面に突起を持たせた請求項１の廃棄物処理機。
【請求項３】
請求項１で減容された廃棄物を、リードピッチの異なる構造の排出スクリューまたは切りくず圧縮機で減容を増すようにした、請求項１または請求項２の廃棄物処理機。
【請求項４】
廃棄物の減容の自動運転を円滑にするためホッパー内の廃棄物の有無状態を監視するセンサーを有し、その状況によって効率的な運転機能を有する請求項１、請求項２または請求項３の廃棄物処理機。
【請求項５】
破砕突起物に超硬工具または耐磨材を溶着、ろう付け、溶接などで固着した請求項１、請求項２、請求項３または請求項４の廃棄物処理機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、主として機械加工工場で発生する廃棄物を減容する装置で、工作機械周辺技術、環境保全技術に属する内容である。
【０００２】
【従来の技術】
廃棄物の減容に破砕機がある。回転刃によって材料を破断する方法である。例えば２軸のクラッシャーでダンボールなどを破砕するとき、材料を両刃で挟み込み、強引に剪断で破砕する。挟み込まれた材料が剪断力で破壊されるもので、時間的にも一瞬のうちである。ダンボールが重なりあい、厚くなった場合、過負荷となり回転刃が停止する。機械によっては逆転し再度破断をはじめる。この繰り返しである程度の量もこなすことが出来る。しかし一般の廃棄物の場合、より大きな破断力が必要で、刃の構成体の質量を大きくし、運動量を大きくしてある。しかし、刃物の強度には限界がある。破砕機に異常検知装置が付いていても、この運動量のため十分機能しない。また１度破損したカッターの交換には費用と時間がかかるのが常である。
【０００３】
他方、材料に圧力をかけ塑性変形させ減容する方法もある。ベーラープレスやブリケットマシンである。しかしこれらは一般的には高圧の油圧装置が必要で、設置する場所や費用もかかる。また廃棄物の減容を考えた場合、溶解して再利用する場合でも必ずしも、高密度の減容する必要はない。廃棄物の置き場、運搬にしても、適度の減容で良い場合も多い。例えば減容度が１／１０の場合、１００のうち９０の体積が減るわけで、これが１／５０になったとしても９８減るわけでその差は８である。結局はコストパーフォーマナンスを踏まえてどちらを取るかである。さらに高圧を使うので、装置も大掛かりになりがちでかつ接触部の摩耗などの耐久性も問題になってくる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
廃棄物の減容にあたって、その材料の特性を生かし、最小限のエネルギーで必要最小限の減容を図る。装置としては安価で、安全で、保守しやすい装置でなくてはならない。例えば切りくずの減容にあたっては、強引に破砕機で裁断するのではなく、切りくずが生成した時の切りくず剪断面や硬度のばらつき、形状のばらつきなどの特性をつかみ、瞬時でなく、許容できる時間内でいかに減容するかがポイントとなる。また異物が混入したときも機械の損傷を最小限にとどめ継続的に運転できるものでなくてはならない。さらに、消耗品の超寿命化、自動運転化などが課題である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
ホッパー内での廃棄物の減容にあたり、スクリューに破砕する機能と搬送する機能とを明確に分け、特に破砕にあたっては多数の破砕突起物を、破砕物の搬送にはスクリューのリードを使う。さらにこれらを複数設置し、送りスクリューと共に、回転時間、回転方向を種々組み合わせることによって、飛躍的な破砕効率をあげる。これらの運動の指令はシーケンサーを使えば、容易に多岐にわたり選定ができる。さらに破砕状況をセンサーで監視することにより、より多様化かつ安全な制御が可能となる。
【０００６】
破砕を行うホッパーの内壁は超硬チップを貼り付けてホッパーの耐用性をますことも有効である。減容の度合いを増すためには、ホッパーから出た破砕物はスクリュープレスなどでさらに減容することもできる。また大量に廃棄物が出る場合は、切りくずをコンベアーにのせ、ホッパーへの投入もフルワークセンサーで円滑な自動運転が可能となり、安全な状況での稼動が可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
廃棄物の減容にあたり、廃棄物の特性を生かした破砕法により、少ないエネルギーで減容するもので、切りくずが発生する生産工場や産業廃棄物処理現場で用いられる。
【０００８】
【実施例】
切削の際に生じる、切りくず処理時の本発明の適応例を説明する。図１は本発明をシステムに展開した場合の一例を示している。工作機械から出た切りくず１はコンベアー２上で補助ホッパー３まで運ばれてくる。この場合センサー３−１は補助ポッパー内の切りくずの集まり具合によってコンベアーの動きを制御し、絶えず補助ホッパー内に切りくずが溢れないようになっている。
【０００９】
ホッパー４に入った切りくずは、待ち受けた横スクリュー５に当たる。図２から図４はこのホッパーおよびスクリューを詳述している。図３に示すように横スクリューは左勝手と右勝手で二本設置してある。ホッパーに入った切りくずは、この横スクリュー５に触れる。ここではスクリュ−外周部に突起５−３が出ている。従ってスクリュー軸が回転すると切りくずはこの突起に触れ、切りくずが巻き込まれる。突起が下方に向いている位置でも回転が進み、上方の位置にくれば切りくずに当接し、切りくずが巻き込まれる。１度巻き込まれた切りくずは、ホッパー３の壁面にあたり、破砕される。特に切りくずの場合、機械加工するとき剪断面を生成しながら切りくずになっているので、何回かホッパーの壁に当たっているうちに、この弱い部分から破断していく。ここが従来の回転刃を使う破砕機と内容を大いに異にしている。
【００１０】
図３に示すように横スクリュー５と縦スクリュー６との位置関係は適当な空間が生む様に配列してある。すなわち寄せられた破砕した切りくずが集合する空間を作ることによって、縦スクリュー６に破砕した切りくずが容易に入り込むようにしてある。また左右の横スクリューは駆動モータ５−１が独立していて、回転時間、方向は任意に決めることが出来る。図６はこの制御の一例で、１サイクルの中で４通りの時間帯の中で左右のスクリューの回転方向の組み合わせを示している。図７はこれらのシーケンサー図である。持続時間、組み合わせはこのラダ−図をパソコンで編集すれば、瞬時のうちに変更が可能であり、切りくずの処理状況によって、最適の条件を容易に見出すことが出来る。
【００１１】
以上のように、切りくず、中でもカール状の切りくずについては従来減容しにくかったり、不可能であったものも、回転スクリューに破砕機能、破砕物の送り機能を明確に区分して付加させることによって、各種の切りくずを減容出来るようになった。特に複数のスクリュー動きの組み合わせにより、破砕が容易になり効率的な減容を実現することができる。ちなみに両横スクリューが順方向の場合と図６の組み合わせによる場合と比べると図６の方が約２倍の処理能力があった。
【００１２】
縦スクリュはリードに刃をつけておくと切りくずの切断に効果があるので必要に応じて付加することもある。
【００１３】
図４は、上記の一連の動作の中で、摩耗摩滅が十分考えられるので、超硬工具を突起として使う場合５−３−１またホッパーの壁面に貼り付ける場合４−３−１を示している。勿論超硬工具は、使い古しのもので十分であり、耐磨性材料を溶射または、ろう付けしてもよい。
【００１４】
図５は縦スクリュー６から出てきた、減容された切りくずをさらに減容するための装置である。ここでは外筒７−２内にピッチの異なったスクリューが敷設されている。すなわち材料の投入部では比較的粗いピッチ７−３−２で構成され、先端に行くに従ってピッチが短くなっている。電動機７−１の回転によって、投入部では比較的大きな空間にあった切りくずも先端に行くに従って、空間が小さくなる。これによって縦スクリュー６から出てきた減容されてた、切りくずがさらに減容される。また前記縦スクリューの機能をこのスクリュープレスに代え、直接スクリュープレスで破砕された切りくずをホッパー外に出してもよい。
【００１５】
図１ではスクリュープレス７から出た切りくずは送りダクト８を通って切りくずストッカー９に行く。この移動の駆動源はスクリュープレスの動力でもよい。また減容の度合いを強めるため、あるいはブリケット状にするため、このプレススクリューの代わりに切り粉圧縮機を用いてもよい。一連の電気制御はすべて制御装置１０で管理されている。
【００１６】
ホッパー内で横スクリュー近傍での切りくずの状態を見るためにセンサー４−１が図２に示してある。センサーは向かい面のセンサーとの組み合わせで用いられているが、この２組にしているのは、ひとつのセンサーが故障しても状況検知の機能が出来るよう複数にしている。相互の干渉を防ぐためそれそれ位相の異なる，偏光フィルターが取り付けてある。
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、工具を使った破砕や高圧での圧縮を必要としないので、装置自体安価であるばかりか、消耗品や運転代なども僅少ですむ。また万が一、異物が混入した場合でも損害を最小に抑えることが出来るようになった。
さらに、無人でも運転化可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる装置の１実施例で切りくず処理の場合のシステム化した場合の構成図である。
【図２】ホッパーの鳥瞰図であり、内部に左右の横スクリュー、縦スクリューから構成されている。
【図３】横スクリューを示し、スクリュー外周部に突起が敷設してある。
【図４】横スクリュー部およびホッパー内壁に超硬チップを敷設してある。
【図５】減容を進めるスクリュープレス。
【図６】制御の組み合わせの一例を示す。
【図７】制御の組み合わせの一部を示すシーケンスラダ−図。
【符号の説明】
１  切りくず
２  コンベアー
３  補助ホッパー
３−１  センサー
４  ホッパー
４−１  センサー
４−２  電動機
４−３−１  超硬チップ
５  横スクリュー
５−１  電動機
５−２  スクリューリード
５−３  突起
５−３−１  超硬チップ
６  縦スクリュー
６−１  カバー
６−２  スクリュー
７  スクリュープレス
７−１  電動機
７−２  外筒
７−３  変則ピッチ送りねじ
７−３−１粗ピッチねじ部
７−３−２中ピッチねじ部
７−３−３細ピッチねじ部
８  送りダクト
９  切りくずストッカー
１０  制御装置
１１  ケーブル
【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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