(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも材料投入口と、該材料投入口と比して小径に形成された排出連絡口とを備え、
該材料投入口と排出連絡口とが漏斗状の内周壁で連結されたホッパと、
該ホッパ内にて回転可能に垂設され、ホッパ内に投入されたゴミを排出連絡口へと送り込む垂直スクリュと、
ホッパ内に垂設した垂直スクリュの回転部材に上下移動調整可能および前後移動調整可能に取付けられて該ホッパ内にて回転可能に配設され、前記内周壁に近接してホッパ内に投入されたゴミを攪拌せしめる攪拌装置と、
ホッパ内に垂設した垂直スクリュの回転部材に上下移動調整可能に取付けられて該ホッパ内にて回転可能に配設され、垂直スクリュに近接してホッパ内に投入されたゴミを垂直スクリュに噛み込ませしめる第二攪拌装置と
からなることを特徴とする材料供給装置。
【請求項２】
攪拌装置は、
回転部材に対して上下移動調整可能に取付けられる取付部と、
該取付部に対して前後移動調整可能に取付けられる連結腕部と、
該連結腕部から連続して垂設される攪拌腕部とにより構成され、
第二攪拌装置は、
前記攪拌装置の取付部よりも下方にて、回転部材に対して上下移動調整可能に取付けられる取付部と、
該取付部から水平状に延びた連結腕部と、
該連結腕部の先端から連続し、垂直スクリュに近接して垂設された攪拌腕部とにより構成されていることを特徴とする請求項１記載の材料供給装置。
【請求項３】
ホッパの下方には、ホッパの排出連絡口を横切るように、補助スクリュが備えられ、
第二攪拌装置の攪拌腕部は、排出連絡口を超えて補助スクリュまで、垂設されていることを特徴とする請求項２記載の材料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加熱筒内においてゴミ（例えば生ゴミ，プラスチックゴミ，紙ゴミなど）を溶融混練せしめると共に、前方の押出し口より減容固形化せしめて排出する可塑化押出し装置のゴミ投入口に連絡し、該可塑化押出し装置と共にゴミ減容固形化処理装置を構成する材料供給装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
昨今の環境問題や資源リサイクル問題等の観点から、ゴミの再利用が重要な課題とされている。
【０００３】
そこで、ゴミ再利用の一手段として、ゴミを減容固形化せしめて燃料として利用するゴミ固形燃料化（Ｒｅｆｕｓｅ  Ｄｅｒｉｖｅｄ  Ｆｕｅｌ、略してＲＤＦともいう）が昨今注目されており、このＲＤＦ化を図る装置として各種の装置が提供されている。
【０００４】
しかし、従来提供されていたこの種の装置は、次のような不具合を有していた。▲１▼加熱筒と、該筒内に備えられているスクリュとからなる可塑化押出し装置による溶融混練作用のみに頼っていたため、ホッパ内から送り込まれたゴミを溶融混練するのが不十分で、減容率が良くない。▲２▼スクリュを二軸状に配設し、減容率を上げたものもあるが、このような構成によりコスト高騰を招いていた。▲３▼比重の小さいゴミの場合にあっては、ホッパ内から加熱筒側へと送り込みが悪かった。
【０００５】
このような不具合を解消するために、本願出願人は、先に次のような材料供給装置を提供している。
【０００６】
上記材料供給装置の概略を説明すると、該装置は、減容率を向上せしめるために、ホッパ内のゴミを予め混練した後に可塑化押出し装置の加熱筒内へと送り込む補助スクリュを、ホッパの排出連絡口位置に設け、そして該補助スクリュへのゴミの食い込みを良くして送り込み率を向上するために、補助スクリュ上に先端を臨ませた垂直スクリュをホッパ内に垂設する構成を採用している（特願平１０−２８３５６８号）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このように従来技術の抱えていた問題点を解消した材料供給装置であっても、さらなる改良点が残されていた。
【０００８】
すなわち、ゴミを投入するホッパは、内周壁を傾斜状とした略漏斗状に形成されているのが一般的である。
このような状況下において、発泡スチロール系等の比重の小さいゴミにあっては、静電気などの要因によってホッパ内壁（傾斜壁）に付着してしまい、垂直スクリュへの食い込みがなされない。これは、垂直状の内周壁を有しているものであっても起こり得るが、特に傾斜状の内周壁を有するものに起こり易い問題である。
【０００９】
これでは、可塑化押出し装置側へのゴミの送り込み率が低下するばかりか、ホッパ内にゴミの滞留が生じてしまうという事態が考えられた。
【００１０】
そこで、本願出願人は、ホッパ内におけるゴミ攪拌効率を上げることで上記問題を解決できるのではないかという点に着目し鋭意研究を重ねた。
【００１１】
本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、可塑化押出し装置へのゴミ送り込み率の向上およびホッパ内におけるゴミ滞留防止が十分に図り得る材料供給装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために本発明がなした技術的手段は、少なくとも材料投入口と、該材料投入口と比して小径に形成された排出連絡口とを備え、該材料投入口と排出連絡口とが漏斗状の内周壁で連結されたホッパと、該ホッパ内にて回転可能に垂設され、ホッパ内に投入されたゴミを排出連絡口へと送り込む垂直スクリュと、ホッパ内に垂設した垂直スクリュの回転部材に上下移動調整可能および前後移動調整可能に取付けられて該ホッパ内にて回転可能に配設され、前記内周壁に近接してホッパ内に投入されたゴミを攪拌せしめる攪拌装置と、ホッパ内に垂設した垂直スクリュの回転部材に上下移動調整可能に取付けられて該ホッパ内にて回転可能に配設され、垂直スクリュに近接してホッパ内に投入されたゴミを垂直スクリュに噛み込ませしめる第二攪拌装置とからなることを特徴とする材料供給装置としたことである。
【００１３】
上記攪拌装置は、回転部材に対して上下移動調整可能に取付けられる取付部と、該取付部に対して前後移動調整可能に取付けられる連結腕部と、該連結腕部から連続して垂設される攪拌腕部とにより構成され、第二攪拌装置は、前記攪拌装置の取付部よりも下方にて、回転部材に対して上下移動調整可能に取付けられる取付部と、該取付部から水平状に延びた連結腕部と、該連結腕部の先端から連続し、垂直スクリュに近接して垂設された攪拌腕部とにより構成されている場合もある。
【００１４】
さらに、ホッパの下方には、ホッパの排出連絡口を横切るように、補助スクリュが備えられ、第二攪拌装置の攪拌腕部は、排出連絡口を超えて補助スクリュまで、垂設されている場合もある。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明材料供給装置の一実施形態を図に基づいて説明する。図は、本発明材料供給装置の一実施形態を示すものであって、特に限定されるものではなく本発明の範囲内において適宜構成が変更されることがある。
【００１６】
図中、１はホッパ、７は垂直スクリュ（押込みスクリュともいう）、１５は攪拌装置（ブリッジ防止部材ともいう）を示し、また、８は押込みスクリュ用モータ、１４は材料切検出装置を示す。なお、本発明材料供給装置と共にゴミ減容固形化装置を構成する可塑化押出し装置その他の構成に付いては特に図示説明しないが、本発明の適用可能範囲内において自由に種々の構成が組み合わされて使用される。
【００１７】
ホッパ１は、全体形状においては特に限定されるものではないが、少なくとも材料投入口２と排出連絡口３とを備えた筒状（周知ホッパ形状）に形成され、そのホッパ１内に垂直スクリュ（押込みスクリュ）７と攪拌装置１５を内装している。
【００１８】
ホッパ１の構造は、特に限定されるものではなく、容量、形状（例えば内周壁４を傾斜状とするもの、若しくは直壁状とするもの）など自由である。
【００１９】
なお、図示構造以外の構成をホッパ１内外に備えることも自由である。
例えば、ホッパ外壁５にヒーターを備えることでホッパ１内に投入されたゴミに熱を加え、ホッパ１内において予めゴミを溶融あるいはゴミを加熱せしめておくことで、その後に控える溶融混練作業の能率を向上せしめるものとすることも効果的である。
【００２０】
本実施形態では、投入口２と比して排出連絡口３を小径に形成した略漏斗状にホッパ１を形成している。
内周壁４の傾斜は特に限定されず、本発明の範囲内において傾斜状態を緩急任意に設定可能である。また、内周壁４を鏡面仕上げとするも、非鏡面仕上げとするも本発明の範囲内である。
【００２１】
垂直スクリュ（押込みスクリュ）７は、ホッパ１内にて回転可能に垂設され、ホッパ１内に投入されたゴミを排出連絡口３へと順次強制的に送り込む作用を奏している。
【００２２】
本実施形態では、ホッパ１外に備えた押込みスクリュ用モータ（駆動源）８にスクリュ基端側９を連絡して回転可能に構成し、ホッパ１の中心にて排出連絡口３にスクリュ先端１１が臨むように垂設されている。
【００２３】
垂直スクリュ７は、そのスクリュ部１０の全長，径は任意とし、またスクリュピッチは、全体に均一であっても、先端に行くに従って徐々に狭くあるいは広くなるものであってもよく特に限定はされない。
また、スクリュ回転ｒｐｍも限定されない。
【００２４】
図示例では、垂直スクリュ７の先端１１付近とホッパ１の排出連絡口３との近くの筒６径を細くすることで送られるゴミに圧縮作用が掛るようにしているが、この筒６径は限定されるものではない。
【００２５】
さらに、特に限定される構成ではないが、垂直スクリュ７を正逆回転可能に制御するものとしてもよい。
すなわち、正転時には、ホッパ１内のゴミを排出連絡口３側へと順次強制的に押込み、一方逆転時には後述する補助スクリュ２４周辺にあるゴミをホッパ１内に逆流させる作用を奏する。
これは、補助スクリュ２４に回転負荷が掛かった場合に、該補助スクリュ２４周辺に押し込められたゴミを垂直スクリュ７の逆回転により一度ホッパ１内に戻すことにより、その回転負荷を無くし（ゼロとする）スムーズな連続運転を図るための構成である。
【００２６】
攪拌装置１５は、ホッパ１内にて回転可能に配設されてホッパ１内に投入されたゴミを攪拌せしめ、垂直スクリュ７へのゴミの食い込みを向上させる作用を奏する。
【００２７】
該攪拌装置１５は、ホッパ１内に垂設した回転部材（回転軸）に対して上下移動調整可能に取り付けられると共に、前後移動調整可能に配設されている。
【００２８】
本実施形態では、上記垂直スクリュ７におけるスクリュ部１０の上端１２と、モータ８に連絡した基端９との間の軸部１３に上下移動調整可能に攪拌装置１５が配設されている。
【００２９】
具体的な一実施構成について説明する。
攪拌装置１５は、垂直スクリュ７の軸部１３に対して上下移動調整可能に取付けられる取付部１６と、該取付部１６に前後移動調整可能に備えられる攪拌部２０とで構成されている。
【００３０】
攪拌部２０は、取付部１６に対して水平状に前後移動可能に取付けられる連結腕部２１と、該連結腕部２１から連続して垂設される攪拌腕部２２とにより、例えば図示せるように側面視形状略逆Ｌ字状に鋼材をもって一体的に構成されている。
【００３１】
連結腕部２１、攪拌腕部２２の構造は特に限定されるものではなく、その腕部２２長さもホッパ１の内周壁４に攪拌腕部２２が接触可能か、あるいは近接可能な程度の長さとする。すなわち、好ましくは傾斜状の内周壁４に対し広範囲にわたって攪拌腕部２２が接触（近接）できる移動調整範囲を備え持つものが良い。
【００３２】
また、本実施形態では側面視形状略逆Ｌ字状に構成されたものをもって説明するが、連結腕部２１と攪拌腕部２２とが別体で、かつ上下揺動可能に軸着されてなる構造であってもよく、また、夫々の材質も限定されず任意である。特に、種々のゴミが投入されることを予測して、耐熱性、耐衝撃性などの点を考慮した耐久性のあるものが好ましい。さらに、本実施形態では、一つのホッパ内には撹拌装置１５を一つのみ備えているが、複数個備えるものであってもよい。
また、本実施形態では撹拌腕部が連結腕部２１から一本のみ垂設されているが、腕部長さ方向に複数本垂設されているものとすることも本発明の範囲内である。
【００３３】
取付部１６は、軸部１３を挿通する軸挿通口１７と、連結腕部２１が挿通される腕部挿通口１８とを有し、該夫々の挿通口１７，１８には固定機構１９、例えばビス等が備えられ、この固定機構１９を緩めることで軸部１３への固定作用を解除して上下移動可能とし、また連結腕部２１への固定作用を解除して前後移動を可能とし、一方夫々の固定機構１９を締めることで、取付部１６を軸部１３の高さ方向所定位置に固定せしめることができ、また連結腕部２１を前後に任意距離移動した状態で固定する。
【００３４】
取付部１６の全体形状としては特に限定されるものではなく、軸部３側に対して上下移動可能に取付られる部分と、連結腕部２１を前後移動調整可能に取付られる部分とを備え持つ構成であれば、任意の形状が選択できる。
また、固定機構１９としては、図示せるようなビス止めに限らず、本発明の範囲内において他の周知固定機構が適用可能である。
【００３５】
本実施形態では、攪拌装置１５の上下移動調整と前後移動調整をその都度、必要に応じて固定機構１９を操作して行う手動タイプとするが、所定時間毎にこれらの移動を自動に行わせしめるものとすることも可能である。
その際の作動機構は、シリンダその他の上下作動機構（前後作動機構）を用いて行うものとするなど任意で、また制御機構も周知の機構が適用される。
【００３６】
なお、本実施形態では垂直スクリュ７の軸部１３に対して上下移動調整可能に攪拌装置１５を取付けてなるものであるが、上記垂直スクリュ７とは別個に、ホッパ１内に別途回転軸を垂設し、該回転軸に攪拌装置１５を取付ける構造とすることも本発明の範囲内である。
【００３７】
本実施形態では、上方位置に上記撹拌装置１５を備えると共に、その下方に第二攪拌装置（第二ブリッジ防止部材ともいう）２３を備えている。
【００３８】
第二攪拌装置２３は、上記攪拌装置１５と同様に取付部２３ａと攪拌部２３ｂとで構成されており、攪拌装置１５の取付部１６よりも下方にて、その取付部２３ａが垂直スクリュ７に対してネジ止などの所望手段によって固着され、該取付部２３ａから水平状に延びた連結腕部２３ｂ′の先端から略直角状に攪拌腕部２３ｂ″が一体的に垂設され、該撹拌腕部２３ｂ″は垂直スクリュ７と略平行して長尺状に備えられている。
【００３９】
従って、第二攪拌装置２３は、上記攪拌装置１５と共に垂直スクリュ７の正逆回転作動にしたがって回転作動してホッパ１内のゴミを攪拌する。この第二攪拌装置２３の回転作動によって、ホッパ１内のゴミを垂直スクリュ７に上手く噛みこませて可塑化押出し装置側へと送ることが出来るという利点もある。
【００４０】
尚、第二攪拌装置２３は、上記攪拌装置１５と同様に所望な固定機構を備えているため、垂直スクリュ７の上下方向範囲にて自由に固着位置が選択決定できる。
【００４１】
また、本実施形態では、垂直スクリュ７の回転作動を利用して夫々の攪拌装置１５，２３を回転作動せしめているが、何等これに限定はされず、別途個別の駆動源を介して各攪拌装置１５，２３を回転作動せしめるものとしても良く本発明の範囲内である。
【００４２】
本実施形態では、ホッパ１の下方において、先端部２５と後端部２６とを外方に残して排出連絡口３を横切るように補助スクリュ２４を備え、該補助スクリュ２４によって予め溶融混練せしめた後に、可塑化押出し装置の加熱筒内へとゴミを送り込むような構成としているが、このような補助スクリュ２４を介さずにホッパ１の排出連絡口３を直接上記加熱筒に連絡するものであっても本発明の範囲内である。
【００４３】
補助スクリュ２４は、後端部２６に連絡した駆動源２７を油圧モータあるいはトルクモータとし、常に一定の圧力が保てるように構成するのが好ましい。
また、補助スクリュ２４は、本発明の範囲内において、そのスクリュ形状、スクリュ全長、スクリュピッチ、ブレード幅など、あるいはスクリュ回転ｒｐｍ等も任意に選択可能である。
【００４４】
補助スクリュ２４を正逆回転可能に構成しているのは次の理由による。
ホッパ１内のゴミを可塑化押出し装置へと送り込む際には補助スクリュ２４を正転させ、そして、例えばホッパ１内に混入した異物が補助スクリュ２４に噛んだり、ホッパ１（補助スクリュ）から可塑化押出し装置へのゴミ送り量が多すぎたりして補助スクリュ２４に回転負荷が掛かると、連続運転に支障を来たすおそれがあることから、補助スクリュ２４を逆転させてその負荷を解消するものとした。
【００４５】
この逆転動作は、回転負荷の検出により自動的に行うよう制御するが、手動的に行えるものとすることも本発明の範囲内である。また、上記回転負荷状態の検出は周知手段、例えばロータリエンコーダ等によるものとしている。
【００４６】
また、補助スクリュ２４は、連続運転に支障を来さないようにするために、所定時間毎に正逆回転作動を交互に繰り返すように制御するのが好ましい。
例えば、その一例を次に示す。
【００４７】
一般都市ゴミを対象とした場合、１３３ｒｐｍ以上で２分間正転させた後、３秒間逆転させ、さらに１分間正転させた後、３秒間逆転させる。これを１サイクルとして繰り返し行うものとする。
【００４８】
これにより、連続運転によってもホッパ１側から可塑化押出し装置側へのゴミの送り量が断続的となり、補助スクリュ２４に回転負荷は掛からない。尚、上記補助スクリュ２４の回転数、正転および逆転の各時間は任意に変更可能で、特に上記サイクルの設定に限定はされない。
【００４９】
図４は、請求項３記載の材料供給装置の実施形態における要部を示し、上述した攪拌装置１５における攪拌部２０の変形例である。
【００５０】
本形態の攪拌部２０は、攪拌腕部２２の改良で、例えば連結腕部２１の先端から吊下げチェーン２２ａを吊設すると共に、該チェーン２２ａの先端に所望径の玉２２ｂを一体的に取付けて攪拌腕部２２が構成されているものである。
【００５１】
本発明の形態は、ホッパ１内に比重の大きいゴミが投入されると、攪拌中に攪拌装置１５が止ってしまうなどの支障をきたすおそれがある。このような場合に、その比重の大きいゴミを回避し、スムーズな攪拌が行えるようにすることを目的としている。
【００５２】
すなわち、ホッパ１内に比重の大きいゴミが投入され、該ゴミに玉２２ｂが接触すると、吊下げチェーン２２ａが撓んでそのゴミを回避する。従って、攪拌装置１５には、そのゴミが引っ掛ることによる多大な負荷が掛かることもなく、スムーズな攪拌作動が得られた。なお、吊下げチェーン２２ａの構成、玉２２ｂの構成は特に限定されるものではなく、本発明の範囲内で他の構成を採用可能である。
【００５３】
【発明の効果】
本発明は、上述の通りの構成であることから、可塑化押出し装置へのゴミ送り込み率の向上およびホッパ内におけるゴミ滞留防止が十分に図り得る材料供給装置を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明材料供給装置の一実施形態を示す縦断側面図。
【図２】一部横断して示す要部平面図。
【図３】縦断して示す要部側面図。
【図４】請求項３記載の本発明の実施形態における要部を示す概略図。
【符号の説明】
１：ホッパ
７：垂直スクリュ（押込みスクリュ）
１５：攪拌装置
１６：取付部
２０：攪拌部
２１：連結腕部
２２：攪拌腕部
２２ａ：吊下げチェーン
２２ｂ：玉
２４：補助スクリュ
【図１】
0004159690.tif 000002
【図２】
0004159690.tif 000003
【図３】
0004159690.tif 000004
【図４】
0004159690.tif 000005