(57)【要約】【課題】  破砕の対象物を迅速に低温まで冷却することを可能にする。【解決手段】  常温モータコア２０として、冷媒液槽１１内に貯留されている−１１０℃の冷媒液に浸漬される。浸漬によって迅速に冷却された低温モータコア２１は、磁性体の低温脆性の遷移温度以下となり、磁性体が破砕機１２で破砕される。磁性体が破砕された破砕モータコア２２では、巻線が磁性体から外れ、圧縮される。破砕された磁性体や圧縮された巻線が破砕機１２のスリットなどの隙間より小さくなると排出され、破砕モータコア２２が得られる。破砕モータコア２２までに付着している冷媒は、回収手段１３によって回収される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物を低温で破砕する方法であって、
廃棄物を、少なくとも一部の成分が低温で脆くなる温度以下の冷媒液に浸漬して冷却しておき、
冷媒液で冷却した廃棄物を破砕機で破砕し、
破砕機で破砕した廃棄物に、冷媒の沸点以上の温度の気体を吹付けて、廃棄物に付着する冷媒を分離して回収することを特徴とする廃棄物破砕方法。
【請求項２】
前記廃棄物の破砕に必要な冷熱源として、液化天然ガスを気化昇温させる際に発生する冷熱を利用することを特徴とする請求項１記載の廃棄物破砕方法。
【請求項３】
前記冷媒液への廃棄物の浸漬から前記冷媒の回収までを、大気圧よりも高い圧力の乾燥気体を吹込む部屋内で行うことを特徴とする請求項１または２記載の廃棄物破砕方法。
【請求項４】
前記廃棄物は、磁性体としての鉄材に、銅線が巻付けられて形成されるモータコアであり、
該鉄材が前記低温で脆くなる成分であり、
前記低温は、該鉄材が示す低温脆性の遷移温度であり、
前記破砕によって、該鉄材を粉砕して該銅線を該鉄材から分離することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の廃棄物破砕方法。
【請求項５】
前記破砕機を、前記鉄材の低温脆性遷移温度以下の温度となるように冷却することを特徴とする請求項４記載の廃棄物破砕方法。
【請求項６】
低温で脆くなる成分を含有する廃棄物を低温で破砕する装置であって、
該成分が低温で脆くなる温度以下の温度の冷媒液を貯留し、廃棄物を浸漬可能な冷媒液槽と、
冷媒液槽に浸漬して冷却した廃棄物を、機械的に破砕する破砕機と、
破砕機によって機械的に破砕された廃棄物に、冷媒の沸点以上の温度の気体を吹付けて、廃棄物に付着する冷媒を分離して回収する回収手段とを含むことを特徴とする廃棄物破砕装置。
【請求項７】
前記冷媒液槽に貯留する冷媒液を、液化天然ガスと熱交換して冷却する熱交換器をさらに含むことを特徴とする請求項６記載の廃棄物破砕装置。
【請求項８】
前記冷媒液槽、前記破砕機および前記回収手段を閉じた内部空間内に収納する収納手段と、
収納手段の内部に大気圧よりも高い圧力の乾燥気体を吹込む乾燥手段とを、さらに含むことを特徴とする請求項６または７記載の廃棄物破砕装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物を低温を利用して破砕する廃棄物破砕方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、物質が低温で常温とは異なる物性を示す性質を利用し、各種処理を行う方法が知られている。たとえば、鉄（Ｆｅ）系の材料は一般に強磁性体であるけれども、オーステナイト系ステンレス鋼は非磁性体である。ただし、破砕による塑性変形あるいは過冷却を受けると強磁性を示すようになるので、ステンレス鋼を含む廃棄物の分別に低温を利用する技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。この先行技術では、ＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６などのオーステナイト系ステンレス鋼を含む対象物を、液体窒素等で冷却してから破砕し、破砕片を磁力選別して、低温脆性を示さないオーステナイト系ステンレス鋼と鉄（Ｆｅ）系とを分離することができる。希土類などを含む永久磁石などの金属塊を廃棄物として処理する際に、水素雰囲気下で−１００℃以下に冷却し、希土類のネオジウム（Ｎｄ）や鉄やボロンを含む永久磁石に水素吸蔵崩壊を起こさせ、破砕しやすくする技術も提案されている（たとえば、特許文献２参照）。
【０００３】
物質には、単に低温にするだけで脆性を示すものもある。廃棄物などの破砕対象物が低温で脆くなる性質を利用して、各種物体を破砕する方法では、必ずしも約−１９６℃の液体窒素で冷却する必要はない。液体窒素は高純度で高価であり、廃棄物処理として利用するのは、経済的には困難である。また、物質が脆くなる低温は、必ずしも液体窒素温度の約−１９６℃まで低い必要はない。そこで、低温槽に収納された被破砕物に低温冷媒ガスを直接吹きつけたり、冷却器に冷却源として供給して間接的に被破砕物を冷却して、冷媒は再利用する技術が提案されている（たとえば、特許文献３参照）。また、鉄とは磁化の程度が異なるので、磁力選別機の設定磁力を変えて、分離するこができる。また、−１００℃程度までの低温が得られる二元冷凍機で、廃タイヤやプラスチックなどの原料を、ガラス化点温度以下まで冷却し、脆性を示す状態で破砕する低温脆性を利用した二元冷凍破砕システムについての先行技術が提案されている（たとえば、特許文献４参照）。
【０００４】
この先行技術では、二元冷凍機ではアンモニアとエタンとを冷媒とする二元冷凍サイクルで低温を発生させ、高元側からは−４５℃のアンモニアガスを予冷室のエアクーラに供給し、低元側からは−９５℃の低温ブラインを低温冷却室のエアクーラに供給する。予冷室および低温冷却室では、内部をエアクーラで冷却される冷風が循環するようにして、原料の予冷および冷却をそれぞれ行う。段落［００２２］には、「なお、前記低低温冷熱源に使用するブラインには、地球温暖化係数も低く、大気中の寿命も短く地球環境に対しても配慮されたオゾン破壊係数が零のフッソ系不活性液体であり、引火性もなく安全性の高いＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）をブラインとして使用するようにしてある。」と記載されている。
【０００５】
今日の社会では、産業界や家庭から大量の廃棄物が生成され、その処分では、可能な限り、資源として再利用を図ることが重要である。廃棄物には、多くの資源が使用されており、工業製品の原料などの資源として再利用することが要望される。ただし、廃棄物を資源として再利用するためには、効率的に分別することが必要となる。廃棄物が工業的に製造される過程では、同一の仕様で効率的に生産することができるけれども、資源として再利用する廃棄物は、多種多様なものが混在しており、効率的な処理が困難である。また、製造過程は不可逆的に行われる場合もあり、製造過程と逆の過程で分解することは困難である。資源の再利用のためには、廃棄物を破砕して構成要素を分離する方法が効率的である。たとえば各種工業製品に動力源として広く使用されているモータでは、モータコアの部分に、鉄系の磁性体と、磁性体に巻付けられている銅系の巻線とが密接に結合している。資源として再利用するためには、鉄と銅とを分離する必要がある。
【０００６】
図５は、直流モータの回転子１の概略的な構成を、製造工程の途中であるコイル入れ中の状態で示す（たとえば、非特許文献１参照。）。回転子１では、軸２が電機子鉄心３の中心を貫いている。電機子鉄心３には、周方向に間隔をあけてスロットが形成される。このスロット４に銅線を巻付けて、電機子巻線５を形成する。直流モータでは、整流子６も設けられ、電機子巻線５からの口出線７が接続される。
【０００７】
【特許文献１】特開平８−２２４４９８号公報
【特許文献２】特開２００２−３４６５３２号公報
【特許文献３】特許第３３９０８０１号公報
【特許文献４】特開２００１−９６１８４号公報
【非特許文献１】磯部直吉著「電気機器要論」東京電機大学出版局、昭和５５年２月２０日第１版３刷発行、ｐ．２４、図２・４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図５に示すような回転子１は、モータコアとも呼ばれ、電機子鉄心３に使用する珪素鋼などの鉄材と、電機子巻線５に使用する銅材とは、ともに再利用の価値が高い材料であるけれども、分離しない状態では原料として使用することができない。電機子鉄心３を−５０℃以下に冷却すると低温脆性を示すので、破砕が容易となる。銅線は低温脆性を示さないので、回転子１を冷却後に破砕すると、電機子鉄心３のみが破砕され、電機子巻線５との分離が容易となる。
【０００９】
電機子鉄心３の冷却は、特許文献１と同様に、液体窒素で行うことができる。ただし、液体窒素は高価であり、低温脆性のために必要な低温である−５０℃よりも低い−１９６℃の低温であるので、液体窒素の使用は経済性に問題がある。
【００１０】
特許文献２〜４では、破砕の対象物を、低温の冷媒ガスで直接冷却したり、冷気を介して間接的に冷却している。しかしながら、気体による冷却では、たとえば周囲を巻線で覆われているモータコアの磁性体を迅速に冷却することは困難で、低温脆性を示す温度まで冷却するのに時間がかかる。
【００１１】
本発明の目的は、破砕の対象物を迅速に低温まで冷却することが可能な廃棄物破砕方法および装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、廃棄物を低温で破砕する方法であって、
廃棄物を、少なくとも一部の成分が低温で脆くなる温度以下の冷媒液に浸漬して冷却しておき、
冷媒液で冷却した廃棄物を破砕機で破砕し、
破砕機で破砕した廃棄物に、冷媒の沸点以上の温度の気体を吹付けて、廃棄物に付着する冷媒を分離して回収することを特徴とする廃棄物破砕方法である。
【００１３】
また本発明は、前記廃棄物の破砕に必要な冷熱源として、液化天然ガスを気化昇温させる際に発生する冷熱を利用することを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、前記冷媒液への廃棄物の浸漬から前記冷媒の回収までを、大気圧よりも高い圧力の乾燥気体を吹込む部屋内で行うことを特徴とする。
【００１５】
また本発明で、前記廃棄物は、磁性体としての鉄材に、銅線が巻付けられて形成されるモータコアであり、
該鉄材が前記低温で脆くなる成分であり、
前記低温は、該鉄材が示す低温脆性の遷移温度であり、
前記破砕によって、該鉄材を粉砕して該銅線を該鉄材から分離することを特徴とする。
【００１６】
また本発明は、前記破砕機を、前記鉄材の低温脆性遷移温度以下の温度となるように冷却することを特徴とする。
【００１７】
さらに本発明は、低温で脆くなる成分を含有する廃棄物を低温で破砕する装置であって、
該成分が低温で脆くなる温度以下の温度の冷媒液を貯留し、廃棄物を浸漬可能な冷媒液槽と、
冷媒液槽に浸漬して冷却した廃棄物を、機械的に破砕する破砕機と、
破砕機によって機械的に破砕された廃棄物に、冷媒の沸点以上の温度の気体を吹付けて、廃棄物に付着する冷媒を分離して回収する回収手段とを含むことを特徴とする廃棄物破砕装置である。
【００１８】
また本発明は、前記冷媒液槽に貯留する冷媒液を、液化天然ガスと熱交換して冷却する熱交換器をさらに含むことを特徴とする。
【００１９】
また本発明は、前記冷媒液槽、前記破砕機および前記回収手段を閉じた内部空間内に収納する収納手段と、
収納手段の内部に大気圧よりも高い圧力の乾燥気体を吹込む乾燥手段とを、さらに含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、少なくとも一部の成分が低温で脆くなる温度以下の冷媒液に廃棄物を浸漬して冷却するので、低温で脆くなる成分を冷媒液で迅速に冷却することができる。冷媒液で冷却した廃棄物は破砕機で破砕するので、廃棄物の低温で脆くなる成分が容易に破砕されるので、破砕によって細かく砕かれる部分と、破砕されない成分の部分との間で、容易に分別することができる。冷媒液に廃棄物を浸漬すると、冷媒液が廃棄物に付着するけれども、破砕機で破砕した廃棄物に、冷媒の沸点以上の温度の気体を吹付けて、廃棄物に付着する冷媒を分離して回収するので、冷媒は再利用することができ、高価な冷媒を使用しても、経済性を損わないようにすることができる。
【００２１】
また本発明によれば、廃棄物の破砕に必要な冷熱源として、液化天然ガスを気化昇温させる際に発生する冷熱を利用するので、液化天然ガスを燃料や原料として利用しながら、液化天然ガスの有する冷熱を、廃棄物の破砕に有効に利用することができる。
【００２２】
また本発明によれば、冷媒液への廃棄物の浸漬から冷媒の回収までを、大気圧よりも高い圧力の乾燥気体を吹込む部屋内で行うので、部屋内を乾燥させて、着霜や着氷を防止することができる。
【００２３】
また本発明によれば、廃棄物は、磁性体としての鉄材に、銅線が巻付けられて形成されるモータコアであるので、冷媒液に浸漬することによって、巻付けられている銅線の内部の磁性体まで、迅速に冷却することができる。鉄材が冷却されると、低温脆性の遷移温度以下の低温で脆くなり、破砕によって容易に鉄材を粉砕することができる。磁性体を粉砕すると、その周囲に巻付けられている銅線を鉄材から容易に分離することができる。
【００２４】
また本発明によれば、破砕機を、鉄材の低温脆性遷移温度以下の温度となるように冷却するので、破砕の際に温度が上昇しても、冷却によって、破砕機を鉄材の低温脆化遷移温度以下に保つことができるので、低温脆性を利用して、廃棄物を確実かつ容易に破砕することができる。
【００２５】
さらに本発明によれば、廃棄物を冷媒液槽に浸漬して、迅速に冷却することができる。破砕機は、低温で脆くなっている成分を容易に破砕することができる。回収手段は、破砕された廃棄物に、冷媒の沸点以上の温度の気体を吹付けて、廃棄物に付着する冷媒を分離して回収するので、冷媒液槽に廃棄物を浸漬して、廃棄物に付着する冷媒液があっても、有効に回収して再利用することができる。冷媒は繰返して使用可能となるので、低温で使用可能な高価な冷媒を使用しても、破砕に要するコストを上昇させないようにすることができる。
【００２６】
また本発明によれば、冷媒液槽に貯留する冷媒液を、液化天然ガスと熱交換して冷却する熱交換器をさらに含むので、液化天然ガスを燃料や原料として利用する場合に、液化天然ガスの冷熱を有効に利用して、破砕に必要な低温を容易に得ることができる。液化天然ガスの冷熱は熱交換で間接的に利用するので、廃棄物を直接液化天然ガスに浸漬する場合のように、燃えやすい天然ガスが付着する廃棄物を破砕することを避けることができる。
【００２７】
また本発明によれば、収納手段で冷媒液槽、破砕機および回収手段を閉じた内部空間内に収納し、乾燥手段で収納手段の内部に大気圧よりも高い圧力の乾燥気体を吹込むので、収納手段の内部空間内を乾燥させて周囲の大気中の水分の浸入を防ぎ、低温に冷却して着霜や着氷が生じないようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図１は、本発明の実施の一形態としての廃棄物破砕装置１０の概略的な構成を示す。廃棄物破砕装置１０は、冷媒液槽１１と、破砕機１２と、回収手段１３とを含む。冷媒液槽１１には、たとえば−１１０℃の低温冷媒液を貯留する。低温冷媒液としては、前述の特許文献４にも記載されているようなＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）を好適に使用することができる。破砕機１２は、ハンマーで破砕対象物を叩いて破砕する形式のものを好適に使用することができる。冷媒液槽１１に貯留する低温冷媒は、冷媒液槽用熱交換器１４で、液化天然ガス（以下、「ＬＮＧ」と略称する。）と熱交換して冷却される。ＬＮＧは、熱交換によって気化に必要な潜熱を受け、天然ガス（以下、「ＮＧ」と略称する。）となる。廃棄物破砕装置１０の冷媒液槽１１、破砕機１２、および回収手段１３は、収納手段１５の内部空間に収納される。収納手段１５は、廃棄物破砕装置１０を収納する建家自体や、建家内を仕切って部屋に分ける壁や、部屋内で周囲から独立した領域を生成する囲いなどによって実現される。
【００２９】
収納手段１５の内部空間と収納手段１５の外部との間には、隙間程度の通気性を許容し、完全に密閉する必要はない。収納手段１５の内部空間は、乾燥手段である乾燥用圧縮機１６から送込まれる乾燥した窒素ガスの内部空間での圧力を大気圧よりも少し高くしておき、収納手段１５の内部空間から収納空間外へ窒素ガスが少し流出する状態としておく。このような乾燥した窒素ガスの流れによって、周囲の大気中から湿分が浸入するのを防ぐ。収納手段１５内に吹込む窒素ガスは、回収手段１３でも使用する。回収手段１３では、窒素ガスを回収用圧縮機１７で加圧する。
【００３０】
廃棄物破砕装置１０で破砕の対象となる廃棄物は、その成分の少なくとも一部が低温で脆くなる性質を有するものであり、たとえば図５に示すようなモータコアを破砕して、鉄（Ｆｅ）と銅（Ｃｕ）とに分離することができる。モータコアは、たとえば２０℃の常温モータコア２０として、冷媒液槽１１内に貯留されている−１１０℃の冷媒液に浸漬される。浸漬によって冷却された低温モータコア２１は、磁性体の低温脆性の遷移温度以下となり、磁性体が破砕機１２で破砕される。磁性体が破砕された破砕モータコア２２では、巻線が磁性体から外れる。破砕された磁性体や外れた巻線が破砕機１２のスリットなどの隙間より小さくなると排出され、破砕モータコア２２が得られる。破砕機１２の排出用の隙間の大きさで、破砕モータコア２２の大きさを調整することができる。
【００３１】
低温モータコア２１には、冷媒液槽１１から取出す際に、冷媒液が付着する。破砕機１２による破砕の過程で冷媒液の一部は分離する。冷媒液の残りの部分は、破砕モータコア２２とともに破砕機１２から排出される。回収手段１３では、冷媒を破砕モータコア２２から分離して回収する。冷媒としてＨＦＥを使用する場合、大気圧下での沸点が約６０℃であるので、約６０℃以上に加温した窒素ガスを吹付ける。冷媒はいったん気化して破砕モータコア２２から離れるので回収することができる。たとえば、破砕モータコア２２を側面と底面とを囲い、上方にフードを設けた空間に載置し、冷媒の沸点以上の温度の窒素ガスを吹付ける。気化した冷媒をフードで集めて回収する。冷媒を回収した破砕モータコア２２には、破砕された鉄系の磁性体と、破砕されない銅系の巻線とを含む。鉄と銅とは強磁性の有無という顕著な差があるので、磁気的に分離することができる。さらに、磁性体と巻線とは、金属であって比重が非金属よりも大きいので、重量による選別などで容易に非金属から分離することができる。
【００３２】
冷媒液槽１１に貯留される冷媒液は、常温モータコア２０を冷却することによって、加温される。冷媒液は、冷媒ポンプ２５に吸入され、冷媒液槽用熱交換器１４でＬＮＧとの熱交換によって冷却され、冷媒タンク２６に貯蔵される。冷媒タンク２６に貯蔵されている冷媒液は、制御弁２７を介して冷媒液槽１１に戻される。冷媒液槽１１からは、取出される低温モータコア２１に付着して、冷媒液の一部が破砕機１２側に持出され、回収手段１３で回収される。
【００３３】
回収手段１３での冷媒回収に使用する窒素ガスは、窒素ガスのボンベやタンクなどから供給され、回収用圧縮機１７によって加圧されて、加温用熱交換器３０を通って破砕モータコア２２に吹付けられる。加温用熱交換器３０は、６０℃以上の排熱源３１から得られる排熱と熱交換して窒素ガスを６０℃程度まで加温する。排熱源３１としては、種々の熱源を利用することができる。温度が６０℃以上であればよいので、いったん、他の用途に使用した熱源も有効に利用することができる。
【００３４】
破砕モータコア２２から分離した冷媒を含む窒素ガスは、回収用熱交換器３２で冷却されて冷媒が液化する。液化した冷媒は、回収用タンク３３に貯蔵する。回収される冷媒には、窒素ガスが混じっているので、回収用タンク３３内で、冷媒液と窒素ガスとは分離する。回収タンク３３内の冷媒液は、回収ポンプ３４で冷媒液槽１１に戻す。冷媒は、破砕機１２の冷却にも使用し、破砕用熱交換器３５で冷媒液槽用熱交換器１４で気化したＮＧと熱交換して、冷却され、破砕用ポンプ３６で破砕機１２に戻される。破砕機１２の温度は、磁性体の低温脆性遷移温度以下の温度、たとえば−７０℃に保たれる。なお、破砕機１２の冷却は、冷媒液槽１１で使用する冷媒と異なる冷媒やブラインを循環させて行ってもよいことはもちろんである。
【００３５】
図２は、（ａ）で常温モータコア２０を冷媒液槽１１に浸漬することによって得られる温度変化を示し、（ｂ）で低温モータコア２１を冷媒液槽１１から取出すことによって得られる温度変化を示す。実線はモータコア表面の銅線部分の温度変化を示し、破線はモータコア内部の磁性体部分の温度変化を示す。冷媒液槽１１に貯留する冷媒液の温度を、磁性体の低温脆性遷移温度よりも低くしておくと、モータコア内部の磁性体部分の温度が低温脆性遷移温度よりも低下するまでには、モータコア表面の銅線よりも時間がかかることが判る。しかしながら、この時間も、気体で冷却する場合よりは短くすることができる。すなわち、冷媒液槽１１への浸漬で、廃棄物の内部まで迅速に冷却することができる。モータコア内部の磁性体部分は、低温液槽から取出した後の昇温は遅くなるので、表面の銅線に比較して長時間低温脆性遷移温度よりも低い状態を保つ。したがって、破砕機１２での低温脆性を利用する破砕を効率よく行うことができる。
【００３６】
冷媒としてＨＦＥを使用する場合、低温液槽１１では、−１１０℃の温度とすることが好ましい。
【００３７】
すなわち、廃棄物破砕装置１０では、冷媒液槽１１に、廃棄物である常温モータコア２０の成分である磁性体などが低温脆性を示す遷移温度温度以下の温度の冷媒液を貯留し、廃棄物を浸漬可能であるので、廃棄物を冷媒液槽１１に浸漬して、迅速に冷却することができる。破砕機１２は、冷媒液槽１１に浸漬して冷却した廃棄物である低温モータコア２１を、機械的に破砕するので、低温で脆くなっている磁性体などの成分を容易に破砕することができる。回収手段１３は、破砕機１２によって機械的に破砕された廃棄物である破砕モータコア２２に、冷媒の沸点付近の温度の窒素ガスなどの気体を吹付けて、廃棄物に付着する冷媒を分離して回収するので、冷媒液槽１１に廃棄物を浸漬して、廃棄物に付着する冷媒液があっても、有効に回収して再利用することができる。冷媒は繰返して使用可能となるので、低温で使用可能な高価な冷媒を使用しても、破砕に要するコストを上昇させないようにすることができる。
【００３８】
図３は、本発明の実施の他の形態としての廃棄物破砕装置４０の概略的な構成を示す。本実施形態で、図１の廃棄物破砕装置１０に対応する部分には同一の参照符を付し、重複する説明を省略する。廃棄物破砕装置４０では、ＬＮＧの冷熱利用を効率的に行うために、図１では常温モータコア２０を冷媒液槽１１に直接投入しているのを、複数段階で冷却してから挿入する。たとえば、冷媒液槽１１の前には中間冷却液槽４１が設けられ、さらに中間冷却液槽４１の前に予備冷却液槽４２が設けられる。常温モータコア２０は、まず予備冷却液槽４２で予備冷却され、中間冷却液槽４１でさらに冷却されてから、冷媒液槽１１に投入され、取出されて低温モータコア２２となる。冷媒液槽１１、破砕機１２、回収手段１３、中間冷却液槽４１および予備冷却液槽４２は、収納手段４５の内部空間に収納される。収納手段４５は、基本的に図１の収納手段１５と同等のものでよい。
【００３９】
冷媒液槽１１で使用する冷媒液は、冷媒液槽用熱交換器１４でＬＮＧと熱交換して、前述のような−１１０℃に冷却される。冷媒液槽用熱交換器１４で気化したＮＧの一部は、破砕用熱交換器３５で破砕機１２の冷却用の熱交換を行って加温され、さらに回収用熱交換器３２で回収手段１３で回収した冷媒ガスを冷却して凝縮させるために使用され、常温のＮＧとなる。冷媒液槽用熱交換器１４で気化したＮＧの残部は、中間冷却熱交換器４３に導かれ、中間冷却液槽４１用の冷媒液と熱交換して冷媒液を冷却する。さらに、予備冷却熱交換器４４で、予備冷却液槽４２用の冷媒液と熱交換して冷媒液を冷却したあと、常温のＮＧとなる。常温のＮＧは、たとえば火力発電用などの燃料や都市ガスの原料として利用される。冷媒液槽１１、中間冷却液槽４１および予備冷却液槽４２での冷媒の循環のために、冷媒ポンプ４６、中間冷却ポンプ４７および予備冷却ポンプ４８がそれぞれ設けられている。
【００４０】
図４は、本発明の実施のさらに他の形態としての廃棄物破砕装置５０の概略的な構成を示す。本実施形態で、図１および図３の廃棄物破砕装置１０，４０に対応する部分には同一の参照符を付し、重複する説明を省略する。廃棄物破砕装置５０では、回収手段１３で、冷媒ガスを破砕モータコア２２に吹付けて、冷媒を回収する。冷媒ガスは、加温用熱交換器５１で排熱源３１からの６０℃以上の排熱によって加温され、６０℃付近の温度となり、破砕モータコア２２に付着している冷媒を気化させる。加温用熱交換器５１には、乾燥用圧縮機５２による加圧で冷媒ガスが送込まれる。破砕モータコア２２に吹付けられた冷媒は、回収用熱交換器５３に導入されて冷却され、冷媒の一部は液化する。一部が液化した冷媒は図示を省略しているタンクに集められた後、液化した冷媒の一部は冷媒液槽１１側に戻され、液化していない冷媒の残部は乾燥用圧縮機５２に吸引される。回収用熱交換器５３で加温され常温付近まで昇温したＮＧは、昇温用熱交換器５４で常温の冷水（ＣＷ）などと熱交換して、常温まで昇温される。破砕機１２の冷却は、たとえば−７０℃程度の低温では気体となる冷媒を使用し、破砕用熱交換器５５で昇温途中のＮＧと熱交換して冷却し、破砕用圧縮機５６で加圧して循環させる。
【００４１】
廃棄物破砕装置５０でも、廃棄物破砕装置１０，４０と同様な収納手段１５，４５を用いることもできる。収納手段で冷媒液槽１１、破砕機１２および回収手段１３ならびに中間冷却液槽４１や予備冷却液槽４２を閉じた内部空間内に収納し、乾燥手段で収納手段の内部に大気圧よりも高い圧力の乾燥気体を吹込むようにすれば、収納手段の内部空間内を乾燥させて周囲の大気中の水分の浸入を防ぎ、低温に冷却して着霜や着氷が生じないようにすることができる。収納手段の内部での廃棄物の搬送をコンベアやリフトなどの搬送手段を用いて行えば、収納手段内で廃棄物を搬送して、冷媒液槽１１への浸漬、破砕機１２への装入、および回収手段１３での冷媒回収処理を、順次的に行わせて、収納手段内で効率的に廃棄物を破砕することができる。
【００４２】
また、廃棄物破砕装置１０，４０，５０では、廃棄物の破砕に必要な冷熱源として、ＬＮＧを気化昇温させる際に発生する冷熱を利用するので、ＬＮＧを燃料や原料として利用しながら、ＬＮＧが有する冷熱を、廃棄物の破砕に有効に利用することができる。冷媒液槽１１に貯留する冷媒液を、ＬＮＧと熱交換して冷却する熱交換器として、冷媒液槽用熱交換器１４を設けるので、ＬＮＧを燃料や原料として利用する場合に、ＬＮＧの冷熱を有効に利用して、破砕に必要な低温を容易に得ることができる。ＬＮＧの冷熱は熱交換で間接的に利用するので、燃えやすいＬＮＧが付着する廃棄物を破砕することを避けることができる。ただし、各廃棄物破砕装置１０，４０，５０で必要な冷熱は、冷媒圧縮式や吸収式などの各種冷凍サイクルで発生させてもよいことはもちろんである。
【００４３】
モータコアを、鉄（Ｆｅ）と銅（Ｃｕ）とが一定の割合で組合わされているものと想定すると、モータコアの各成分ｍ（ｋｇ）を処理するのに必要な冷熱量Ｑ（ｋＪ）は次の（１）式で求められる。
Ｑ（ｋＪ）＝Ｃ（ｋＪ／ｋｇ・Ｋ）×ｍ（ｋｇ）×ΔＴ（Ｋ）        …（１）
ここで、Ｃは比熱、ΔＴは絶対温度での温度変化量である。
【００４４】
モータコア全体として必要な冷熱量は、成分についての必要な冷熱量の和となる。その冷熱量を有するＬＮＧが、冷熱源として必要となる。
【００４５】
また、廃棄物の例として、常温モータコア２０の場合について説明しているけれども、他の廃棄物であってもよいことはもちろんである。低温脆性は、廃棄物の種類に応じて変り、たとえば動物体や植物体などの水分を多く含む物質でも、水分が凍結して脆くなり、破砕しやすくすることができる。冷却に必要な温度は、氷点以下であればよい。冷媒液槽１１で使用する冷媒の種類は、必要な低温に応じて選択すればよい。水分を凍結させるような場合は、−数１０℃程度に冷却すればよく、低コストの冷媒を使用することができる。冷媒のコストが低減されれば、破砕される廃棄物は必ずしも資源として直接利用することができないような場合にも適用することができ、たとえば生ゴミなどの処理に利用することができる。生ごみなどを低温破砕すれば、嵩を減少させ、処理しやすくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施の一形態としての廃棄物破砕装置１０の概略的な構成を示すブロック図である。
【図２】図１の常温モータコア２０を冷媒液槽１１に浸漬することによって得られる温度変化と、低温モータコア２１を冷媒液槽１１から取出すことによって得られる温度変化とを示すグラフである。
【図３】本発明の実施の他の形態としての廃棄物破砕装置４０の概略的な構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施のさらに他の形態としての廃棄物破砕装置５０の概略的な構成を示すブロック図である。
【図５】従来からの直流モータの回転子１の概略的な構成を、製造工程の途中であるコイル入れ中の状態で示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０，４０，５０  廃棄物破砕装置１０
１１  冷媒液槽
１２  破砕機
１３  回収手段
１４  冷媒液槽用熱交換器
１５，４５  収納手段
１６，５２  乾燥用圧縮機
２０  常温モータコア
２１  低温モータコア
２２  破砕モータコア
３０，５１  加温用熱交換器
３１  排熱源
３２，５３  回収用熱交換器
４１  中間冷却液槽
４２  予備冷却液槽
【図１】
2005218962.tif 000003
【図２】
2005218962.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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