(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状、フィルム状、袋状、ボトル状の、各種廃棄シート材を破砕する破砕機と、破砕物から土砂や金属キャップ等の廃棄シート材以外の素材物を異物として除去する異物除去選別機と、異物の除去された破砕物を乾燥する乾燥機と、比重差を利用して風力で運ばれる平均嵩比重０．０３〜０．０７の軽量物と落下する重量物とに選別する風力選別機と、該風力選別機から風力で搬送されて来る軽量物を収集するサイクロンセパレータと、該サイクロンセパレータで収集された軽量物を圧密化して嵩比重の高くなった成形物を得る圧密成形機とから構成された廃棄シート材の嵩比重を高めるプラントにおいて、
上記風力選別機とサイクロンセパレータとが空気循環路を介して閉回路を形成するものであって、
上記風力選別機は複数段の屈曲部２２３を有し、ジグザグ状に立ち上るダクト２２２と、該ダクトの上方から、被処理物Ｗを定量区分されたロータで供給するロータリシールバルブ２１４を備える供給部と、上記ダクト２２２の下方から、ダクト上方に向かって流れる空気流Ａ１を供給する接続管２５２と、該空気流によって被処理物Ｗ中のダクト上方に搬送される軽量物を吹き出す排出管２５６と、該空気流中上記ダクト内を落下する重量物を取り出すダクト下端のロータリシールバルブ２２６を備える排出部とを備え、
上記サイクロンセパレータは排出管２５６が接続する上部は外筒２４２と内筒２４４を備えて二重筒構造をなし、その内外筒間を旋回して落下する軽量物と上記内筒２４４を介して排気される空気流とを分別するサイクロンセパレータ２４０からなり、旋回して落下する軽量物を下端のロータリバルブ２４３を介して取り出すとともに、
上記空気循環路はサイクロンセパレータ２４０から排気される空気流Ａを上記風力選別手段のダクト２２２の下方に循環させる戻り管２５４と上記接続管２５２とからなり、
上記空気循環路は更に上記戻り管２５４からの空気流Ａを分流する開度調節弁２５５を備え、一部を上記接続管２５２を介して上記ダクト２２２の下方に供給し、ダクト内の空気流Ａ１を形成し、上記風力選別手段から軽量物を上記サイクロンセパレータ２４０に供給する一方、残部Ａ２を分流管２５３を介して上記サイクロンセパレータ２５０の上部に供給し、Ａ１と合流させて吸引させ、前記開度調節弁２５５による空気流Ａの分流比Ａ１/A2により上記選別機における重量物と軽量物との選別重量を決定することを特徴とする廃棄シート材の嵩比重を高めるプラント。
【請求項２】
上記廃棄シート材の平均嵩比重０．０３〜０．０７で、２５ｍｍ四方以下粉砕され、最終的に平均嵩比重０．２５〜０．４５の粒状物に成形される請求項１記載のプラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、家庭ゴミ等の一般廃棄物として、工場やスーパー、デパート、会社等からの事業所廃棄物として廃棄されるシート状、フィルム状、袋状、ボトル状等の、比較的薄い肉厚で各種形状に加工された各種廃棄シート材から嵩比重の高い粒状物を成形するように構成された廃棄シート材の嵩比重を高めるプラントにおける特に高精度風力選別機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、一般廃棄物として、また事業所廃棄物として廃棄される発泡スチロールや、シート状、フィルム状、袋状、ボトル状等の比較的薄い肉厚で各種形状に加工された廃棄プラスチック物品は、プラスチックの原材料として再資源化されたり、棒や杭等の成形品に加工されたり、再生固形燃料や再生油の原料に使用されるようになってきた。特に、２０００年には包装物リサイクル法が施行されることになり、リサイクルに対する関心が高まっている。そのような資源の再利用を促進する為に、プラスチック廃棄物は、分別され、まとめて回収されるようになった。ボトル等の容器が多い場合は、ローラプレスで押し潰して多少は嵩を小さくすることはあっても、それら廃棄プラスチック物品の平均比重は、０．０３〜０．０７程度と非常に小さいものであった。
【０００３】
上述のような比重のままでの輸送は、輸送効率が悪くてリサイクル製品のコストにも悪影響がでるばかりではなく、次工程での取扱が難しく、コンベヤ等での輸送もしにくいものであった。裁断して大量輸送する試みも行われたが、若干輸送量が多くなった程度で、裁断だけでは依然として嵩比重（空隙まで含めた体積当りの重量）は小さく、輸送効率の大幅な改善は達成できない。また、裁断すると、輸送途中や保管中に風で飛散する恐れがあり、管理が大変であった。
【０００４】
そこで、アグロマ式グラニュレータと言う溶融させる装置が開発された。その装置は、円筒状容器内の底部で複数の水平羽を高速回転させ、そこにプラスチック廃棄物を投入して、切断し、摩擦熱で溶融させるもので、餅状に溶融した後で水を供給して最終的に粒状物とするものであった。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２１１４４４号公報
【特許文献２】特公平０７−１３７０３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
然し、廃棄シート材は、処理されるまで屋外に積まれて一時保管されることが多く、土砂が混入してきたり、雨や雪によって濡れたり、湿ったりする他、金属製の王冠やホチキスネイルが付着したままになっているものもある。それら混入物は、成形物の品質を悪化させたり、機器や装置の、特に成形ダイや多孔板の摩耗を起こすことになり、除去が必要である。また上述のようなグラニュレータは、バッチ方式で処理能力が小さく、ランニングコストが高くなる。また、プラスチック材は、材質によって溶融温度が異なる為に、運転が難しく、一定の溶融物ができないか、プラスチック材に対応した運転方法について良く知らないと運転不能に陥ってしまうと言った問題があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みて提案されたものであって、シート状、フィルム状、袋状、ボトル状等の各種廃棄シート材を連続的に嵩比重の大きい粒状物に成形して行く為にこれらを高精度で選別することができる風力選別機を備えるプラントを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した目的を達成するために、本発明は、シート状、フィルム状、袋状、ボトル状の、各種廃棄シート材を破砕する破砕機と、破砕物から土砂や金属キャップ等の廃棄シート材以外の素材物を異物として除去する異物除去選別機と、異物の除去された破砕物を乾燥する乾燥機と、比重差を利用して風力で運ばれる平均嵩比重０．０３〜０．０７の軽量物と落下する重量物とに選別する風力選別機と、該風力選別機から風力で搬送されて来る軽量物を収集するサイクロンセパレータと、該サイクロンセパレータで収集された軽量物を圧密化して嵩比重の高くなった成形物を得る圧密成形機とから構成された廃棄シート材の嵩比重を高めるプラントにおいて、
上記風力選別機とサイクロンセパレータとが空気循環路を介して閉回路を形成するものであって、
上記風力選別機は複数段の屈曲部２２３を有し、ジグザグ状に立ち上るダクト２２２と、該ダクトの上方から、被処理物Wを定量区分されたロータで供給するロータリシールバルブ２１４を備える供給部と、上記ダクト２２２の下方から、ダクト上方に向かって流れる空気流A１を供給する接続管２５２と、該空気流によって被処理物W中のダクト上方に搬送される軽量物を吹き出す排出管２５６と、該空気流中上記ダクト内を落下する重量物を取り出すダクト下端のロータリシールバルブ２２６を備える排出部とを備え、
上記サイクロンセパレータは排出管２５６が接続する上部は外筒２４２と内筒２４４を備えて二重筒構造をなし、その内外筒間を旋回して落下する軽量物と上記内筒２４４を介して排気される空気流とを分別するサイクロンセパレータ２４０からなり、旋回して落下する軽量物を下端のロータリバルブ２４３を介して取り出すとともに、
上記空気循環路はサイクロンセパレータ２４０から排気される空気流Aを上記風力選別手段のダクト２２２の下方に循環させる戻り管２５４と上記接続管２５２とからなり、
上記空気循環路は更に上記戻り管２５４からの空気流Aを分流する開度調節弁２５５を備え、一部を上記接続管２５２を介して上記ダクト２２２の下方に供給し、ダクト内の空気流A１を形成し、上記風力選別手段から軽量物を上記サイクロンセパレータ２４０に供給する一方、残部A2を分流管２５３を介して上記サイクロンセパレータ２５０の上部に供給し、A1と合流させて吸引させ、前記開度調整弁２５５による空気流Aの分流比A1/A2により上記風力選別機における重量物と軽量物との選別重量を決定することを特徴とする廃棄シート材の嵩比重を高めるプラントを提供するもので、異物除去選別機によって異物が除去され、乾燥機によって乾燥された廃棄シート材の破砕物は、比重差を利用して軽量物と重量物とに選別され、軽量物がサイクロンセパレータによって収集され、圧密成形機に送られ、溶融に頼ることなしに造粒される。
【０００９】
すなわち、本発明によれば、圧密成形機による圧密化で造粒（圧密化で相互密着の為に部分的に溶融が起きていてもよい）される為に各種材質が混合したままでも、材質が或る程度統一されて安定して連続的に嵩比重の高い（例えば従来の０．０３〜０．０７程度から０．２５〜０．４５程度へ嵩比重が高められた）粒状物に成形され、大量処理される。粒状物は、コンベヤ等による輸送も容易に成り、保管スペースも小さくできる他、油化の原料や固形燃料として利用される。また、土砂や金属等の異物が大部分除去されて、機材の摩耗を防ぎ、良質な粒状物を得ることができる。
【００１０】
（削除）
【００１１】
（削除）
【００１２】
（削除）
【００１３】
（削除）
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明の廃棄シート材の嵩比重を高めるプラントの実施の形態を実施例によって添付図を参照にして以下に詳細に説明する。図１と図２は本発明の一実施例に係る廃棄シート材の嵩比重を高めるプラントの作業工程を示すフローチャート、図３は同作業工程における風力選別に使用する高精度風力選別機の立面図、図４は同作業工程における造粒工程で使用する造粒機の概略要部斜視図である。
【００１５】
本発明の廃棄シート材の嵩比重を高めるプラントは、廃棄シート材が殆どがプラスチックの場合、ペレット等のプラスチックの原材料として再利用されたり、また棒や杭等の成形品に加工されたり、固形燃料化や油化に使用されるような粒状物を、また紙やプラスチックが混合している場合、ペット排泄物の処理材の猫砂に混入されるような粒状物を造って嵩比重を高めるものである。
【００１６】
一実施例として、図１と図２に示すように、主として油化の前処理として廃棄シート材製粒状物を造って嵩比重を高めるプラント１について説明する。シート状、フィルム状、袋状、ボトル状等の比較的薄い肉厚で各種形状に加工された、大部分が嵩比重で０．０３〜０．０７程度のプラスチックや紙等のブロック状の廃棄シート材物品Ｗが、軽量器付き投入機２Ａを介して粉砕機のロータリプレスクラッシャ１１に供給されて約２５ｍｍ四方以下に粉砕される。粉砕物Ｗ１は、管路１２を介して空力輸送（以下空輸と略す）ファン１３の発生する風力によってサイクロンセパレータ１４に搬送される。そこで収集された粉砕物Ｗ１は、サイクロンセパレータ１４の下端部のロータリバルブＶ１を介して取り出され、乾燥前定量供給機２Ｂ及びスクリューコンベヤ２Ｃを経て、異物除去選別機１５に供給される。ロータリプレスクラッシャ１１は、底に２５ｍｍ四方程の篩目を有したスクリーンを備えたケーシング内に、２本の軸の間で上から下に反対方向に回転駆動される螺旋体付き回転軸が並設され、螺旋体の周囲に破砕刃が多数設けられて構成されている。サイクロンセパレータ１４は、広く市販されている標準的な物で、集塵機２Ｄと集塵ファン２Ｅとから成る集塵ユニットＵ１に接続されており、吸引されている。
【００１７】
異物除去選別機１５は、下部からスチームヒータ１６を経由した温風が吸引され上部から粉砕物Ｗ１が供給される立ち上がり管１７から構成されていて、該立ち上がり管１７の下端部から土砂や王冠やネイル等の異物Ｚが除去される。この立ち上がり管１７は、乾燥機を兼ねることができるが、更に別の乾燥機１８（重量割合で水分を平均約５％まで乾燥する）と空輸ファン１９とを介してサイクロンセパレータ２０に接続されていて、異物が除去されて乾燥された粉砕物Ｗ２がサイクロンセパレータ２０によって収集され、下端部のロータリバルブＶ２を介して取り出される。その後、スクリューフィーダ２Ｆを経てジグザグ風力選別機２１に供給される。サイクロンセパレータ２０の排気は、脱臭装置Ｕ２を経て行われる。
【００１８】
ジグザグ風力選別機２１は、ジグザグ状の立ち上がり管２１Ａで粉砕物Ｗ２を解しながら下部から吸引される風力で比重差を利用して軽量物ＷＬ１と落下する重量物ＷＨ１とに選別される。吸引は、立ち上がり管２１Ａの上端とサイクロンセパレータ２２とを接続している管路２Ｇに設けられた空輸ファン２Ｈによって行われている。サイクロンセパレータ２２は、風力で運ばれてくる軽量物ＷＬ１を収集する。他方、重量物ＷＨ１は、ロータリバルブＶ３から取り出されて、コンベヤ２Ｉで振動篩機２Ｊに運ばれ、土砂Ｓが再度分離されてからドラム式磁力選別機２Ｋに供給される。
【００１９】
磁力を持った回転ドラムを利用した磁力選別機２Ｋにおいて、鉄等の磁性物Ｆｅが除去され、次に回転磁場で非磁性物を反発によって除去するアルミ選別機２Ｌにおいてアルミ等の非磁性物Ａｌが除去される。土砂や磁性物や非磁性物が除去された重量物ＷＨ２は、アルミ選別機２Ｌからスクリューフィーダ２Ｐによって第２ジグザグ風力選別機２３に供給されて軽量物ＷＬ２と重量物ＷＨ３に選別される。
【００２０】
ここでの吸引は、立ち上がり管２３Ａの上端とサイクロンセパレータ２４とを接続している管路２Ｍに設けられた空輸ファン２Ｎによって行われている。分離除去された土砂Ｓや磁性物Ｆｅや非磁性物Ａｌ及び重量物ＷＨ３は、コンベヤ２Ｏによって計量機付きバンカー２Ｐに収集され、計量されてからトラック２Ｑによって金属選別工場へ搬出される。かくして、土砂や金属等の異物は、０．０１％未満まで徹底的に除去される。
【００２１】
図示のジグザグ風力選別機２１、２３は、開放回路で空気流を利用しているが、高精度風力選別するものとして、図３に示す風力選別機が採用される。この風力選別機２００では、重さの異なる物が混合している細片状の被処理物ｗがホッパー２１１から投入され、スクリューフィーダ２１２によって定量区分されたロータを備えるロータリシールバルブ２１４を経て上方から供給され、内部において上方に向かって流れる空気流Ａ１によって搬送される軽量物ｗｌと落下する重量物ｗｈとに選別する気密な立ち上がりダクト２２２と、該立ち上がりダクトの下端部に設けられ、重量物をロータリシールバルブ２２６を経て外部に出す重量物取り出し部と、立ち上がりダクトの上端部に入口部２４１で接続されたサイクロンセパレータ２４０と、該サイクロンセパレータの下端部に設けられ、軽量物をロータリシールバルブ２４３を経て外部に出す軽量物取り出し部と、サイクロンセパレータ２４０の排気部に戻り管２５４を介して接続され、排気Ａを吸引し、圧力空気を吐出分岐管２５１に供給する送風機２３０と、吐出分岐管の大吐出部２５１Ａと立ち上がりダクトの下端部とを接続して圧力空気によって空気流を発生する主接続管２５２と、吐出管の小吐出部２５１Ｂとサイクロンセパレータの入口部２４１とを接続して圧力空気の分流Ａ２をその入口部２４１に送る分流管２５３と、吐出分岐管２５１内に設けられ、上記主接続管と上記分流管とに対する開度を調節する開度調節弁２５５とから構成されており、風力選別中に空気を循環させるように成っている。立ち上がりダクト２２２は、ほぼ垂直を成し、複数段の屈曲部２２３を有しており、それらの上部に被処理物ｗの供給部２１３を備えている。したがって、前記開度調整弁２５５による空気流Aの分流比A1/A2により重量物と軽量物との選別重量を決定することができる。
【００２２】
上記両サイクロンセパレータ２２、２４からのロータリバルブＶ４、Ｖ４を介して取り出された軽量物ＷＬ１、ＷＬ２は、後述の処理物ＷＢ、Ｗｂと共に造粒前定量供給機２Ｒに供給されてから、コンベヤ２Ｓを介してペレット造粒機２５によって（勿論、圧密化で相互密着の為に部分的にプラスチック材の溶融が起きていてもよい）連続的に粒状物ＷＧが造られる。
【００２３】
圧密化に因る為に材質が統一されていても、またプラスチック材の各種材質が混合したままでも、紙類が混合していても安定して連続的に比重の大きい（嵩比重が、例えば従来の０．０３〜０．０７程度から０．２５〜０．４５程度へ高められた）粒状物ＷＧに成形され、大量処理される。造粒機２５は、停止している間、米糠Ｎと水Ｍで清掃され、正規運転中の粒状物ＷＧと清掃運転時の回収糠Ｎとは、次に配置された切替えダンパー２Ｔによって正規運転と清掃運転に応じて流れが制御される。
【００２４】
造粒機２５としては、図４に示すようなペレットミル５０があり、横置き状態で回転可能に支持され矢印Ｙ１で示すように回転駆動される水平回転円筒体のリング５１内に矢印Ｙ２に示すように乾燥した粉砕軽量物ＷＬ１、ＷＬ２が供給される。リング５１内では、その内面に圧接された２個の押し込みローラの転動輪５２、５２が矢印Ｙ３に転動され、回転方向の後側空間Ｓに混合物が集められ、転動輪５２によって圧縮されて、リング５１の周囲壁を成すダイの、例えば直径５ｍｍの多数のダイ孔５３から圧密化され押し出される。
【００２５】
５〜７ｍｍ程押し出されたところで、リング５１の外側に設けられたカッターブレード５４によって切断されて、粒状物ＷＧが得られる。転動輪５２の外周面には、粉砕物の取り込みスリップを防いで取り込みを容易にする為に多数の溝が形成されている。他の造粒機２５としては、手の平で団子を丸めるような動きをする擦り合わせ板式造粒機も使用される。
【００２６】
粒状物ＷＧは、カッターブレード５４によって切断された際に崩れた物ＷＢを篩がけして選別する為にコンベヤ２Ｕで円筒篩機２Ｖに供給される。保形性の良い粒状物ＷＧは、冷却機２Ｗに送られて空気冷却される。冷却空気ＣＡは、ファン２Ｘで吸引されて、冷却後の空気からサイクロンセパレータ２Ｙで浮遊物Ｗｂが分離される。浮遊物Ｗｂは、ロータリバルブＶ５から取り出して上記崩れた物ＷＢと共に造粒前定量供給機２Ｒに送り返して再度造粒に使用される。上記サイクロンセパレータ２２、２４、２Ｙからの排気は、上記集塵ファン２Ｅによって上記集塵機２Ｄを経由して大気に吸出される。勿論、空気冷却に代えて冷凍機やクーラからの冷風で冷却したり、水冷で冷却される。
【００２７】
保形性の良い粒状物ＷＧは、冷却後にコンベヤ２Ｚによってプレホッパー３Ａに供給され、一時貯蔵される。粒状物ＷＧが、油化プラントへ送られる場合は、プレホッパー３Ａから計量機付きホッパー３Ｂを経由してコンベヤ３Ｃによって撹拌付きサイロ３Ｄに供給され、テーブルフィーダ３Ｅから油化プラントへ送られる。他の用途で輸送する場合は、フレコン（フレキシブルコンテナー）供給機４Ａからフレコン４Ｂの供給を受けるフレコン袋詰め機４Ｃに、撹拌付きサイロ３Ｄからフレコン用切出スクリュー４Ｄを経て粒状物ＷＧが供給され袋詰めされ輸送ヤードに送られる。他に、プラスチックの含有量が多い粒状物ＷＧは、固形燃料成形機で固形燃料に成形されて、ボイラーや高炉やセメントキルンで燃焼させることができる。
【００２８】
以上の説明から明らかなように、本発明の廃棄シート材の嵩比重を高めるプラントにおいて、使用される高精度風力選別機によれば、風量の分別比により、比重差を利用して高精度に風力で運ばれる軽量物と落下する重量物とに選別することを特徴としている為に、異物除去選別機によって異物が除去され、乾燥機によって乾燥された廃棄シート材の破砕物は、圧密成形機に送られ、溶融に頼ることなしに造粒可能な軽量物ＷＬ１、ＷＬ２を選択的に収集できる。
【００２９】
すなわち、圧密成形機による圧密化で造粒（圧密化で相互密着の為に部分的に溶融が起きていてもよい）される為に各種材質が混合したままでも、材質が或る程度統一され、安定して連続的に嵩比重の高い（例えば従来の０．０３〜０．０７程度から０．２５〜０．４５程度へ嵩比重が高められた）粒状物に成形され、大量処理される。粒状物は、コンベヤ等による輸送も容易に成り、保管スペースも小さくできる他、油化の原料や固形燃料として利用される。また、土砂や金属等の異物が大部分除去されて、機材の摩耗を防ぎ、良質な粒状物を得ることができる。
【００３０】
（削除）
【００３１】
（削除）
【００３２】
（削除）
【００３３】
（削除）
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施例に係る廃棄シート材の嵩比重を高めるプラントの作業工程において破砕から乾燥までの前工程を示すフローチャートである。
【図２】図１の前工程の後の風力選別以降の後工程を示すフローチャート図である。
【図３】同作業工程における風力選別に使用する高精度風力選別機の立面図である。
【図４】同作業工程における造粒工程で使用する造粒機の概略要部斜視図である。
【符号の説明】
【００３５】
１ 廃棄シート材の嵩比重を高めるプラント
２Ｊ 振動篩機
２Ｋ 磁選機
２Ｌ アルミ選別機
１１ 破砕機（粉砕機）
１２ 管路
１３ 空力輸送ファン
１４ サイクロンセパレータ
１５ 異物除去選別機
１６ ヒータ
１７ 立ち上がり管
１８ 乾燥機
１９ 空力輸送ファン
２０ サイクロンセパレータ
２１ 風力選別機
２２ サイクロンセパレータ
２３ 第２風力選別機
２４ 第２サイクロンセパレータ
２５ 圧密成形機
５０ ペレット造粒機（ミル）
５１ 水平回転円筒体
５２ 押し込みローラ
５３ ダイ孔
Ａｌ 非磁性物（アルミ）
Ｆｅ 磁性物（鉄）
Ｓ 土砂
Ｗ 廃棄シート材
Ｗ１ 破砕物（粉砕物）
ＷＬ１ 軽量物
ＷＬ２ 若干重い破砕軽量物
ＷＨ１ 重量物
ＷＨ２ 重量物
Ｚ 異物
【図１】
0004690372.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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