(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物を減容及び成形して固形物を製造する固形化処理装置であって、
被処理物が投入される投入口と、この投入口から投入された被処理物を処理する処理室を有するケーシングと、
上記処理室内に収容され、回転力が入力される回転軸と、この回転軸の外周に設けられた螺旋羽根とを有し、回転駆動されるに伴って上記被処理物を回転軸の先端方向へ送る螺旋体と、
上記処理室の上記投入口側に設けられ、上記被処理物から分離された水を排出する排水部と、
上記排水部よりも被処理物が送られる側に配置され、上記処理室の壁面と螺旋体との間に形成された圧縮空間により、上記被処理物を圧縮する圧縮部と、
上記圧縮部に連なり、圧縮された上記被処理物を成形して固形物を製造する成形部と
を備え、
上記成形部は、上記被処理物が内側に導かれる貫通穴を有する成形ノズルを含み、この成形ノズルは、上記貫通穴の出口の断面積が入口の断面積よりも小さく形成されており、
上記排水部に、上記螺旋体の下部を取り囲んで水を透過させる第１水透過体と、この第１水透過体を上記螺旋体よりも遠い側から支持すると共に、上記第１水透過体を透過した水を透過させる第２水透過体とが設けられていることを特徴とする固形化処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の固形化処理装置において、
上記排水部の第１水透過体は有孔板で形成され、上記排水部の第２水透過体は格子部材で形成されていることを特徴とする固形化処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載の固形化処理装置において、
上記螺旋体は、上記排水部に位置する螺旋羽根のピッチよりも、上記圧縮部に位置する螺旋羽根のピッチの方が小さく形成されていることを特徴とする固形化処理装置。
【請求項４】
請求項１に記載の固形化処理装置において、
上記螺旋体は、上記排水部に位置する螺旋羽根の厚みよりも、上記圧縮部に位置する螺旋羽根の厚みの方が大きく形成されていることを特徴とする固形化処理装置。
【請求項５】
請求項１に記載の固形化処理装置において、
上記螺旋体は、上記排水部に位置する回転軸の外径よりも、上記圧縮部に位置する回転軸の外径の方が大きく形成されていることを特徴とする固形化処理装置。
【請求項６】
請求項１に記載の固形化処理装置において、
上記螺旋体の先端面と、この先端面に対向して上記ケーシングの端部に固定された端面板の内側面との間に、上記螺旋体の螺旋羽根の直径の２〜１０％の大きさの隙間が設けられていることを特徴とする固形化処理装置。
【請求項７】
請求項６に記載の固形化処理装置において、
上記螺旋体の先端面に、中心から径方向外側に向かって延在する突起が設けられていることを特徴とする固形化処理装置。
【請求項８】
請求項６に記載の固形化処理装置において、
上記成形部は、上記端面板と、この端面板に内蔵されて上記被処理物を加熱するヒータと、上記端面板に取り付けられ、上記圧縮部で圧縮された被処理物が上記貫通穴に導かれる上記成形ノズルとを有することを特徴とする固形化処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水分を含む被処理物を固形化する固形化処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
以前より、廃棄物の再資源化の一環として、廃棄物から古紙や廃プラスチック等の可燃物を抽出し、固形化して固形燃料を製造している。このような固形燃料を製造する固形化処理装置として、被処理物である可燃物が投入されるケーシング内に、回転駆動される２軸の螺旋体を平行に配置し、これらの螺旋体の先端部分が対向する側に、成型ノズルが配列された端面板を配置したものがある。この固形化処理装置は、被処理物を、２軸の螺旋体で混錬して先端側に送ると共に加圧する。被処理物は、混錬に伴う摩擦熱と、端面板に内蔵されたヒータの熱により、溶解成分が溶融した状態で成形ノズルに導かれ、この成型ノズルを通過して棒状に成型される。成形ノズルで成型された被処理物は、カッターで所定長さに切断されて、固形燃料が完成する。
【０００３】
固形燃料の材料として廃棄物から抽出される可燃物は、水分を含有する場合が多い。水分量の比較的多い可燃物を固形化処理装置で処理すると、加熱に伴う水蒸気の発生により、被処理物の加圧が不十分になる不都合や、成型ノズルから被処理物が噴出して成型に失敗する不都合があった。このような不都合を解消するため、出願人は、混錬する被処理物から水分を分離して排出する固形化処理装置を提案している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図１０は、被処理物の水分を分離して排出する従来の固形化処理装置の主要部を示す断面図である。この固形化処理装置１０１は、被処理物の投入口１１２を有するケーシング１１０と、このケーシング１１０内に形成された処理室１１１と、この処理室１１１内に収容されて回転駆動され、被処理物の混錬及び圧縮を行う螺旋体１０２を備える。ケーシング１１０の投入口１１２の下方に位置する底面と、ケーシング１１０の投入口１１２よりも螺旋体１０２の先端側に位置する周面には、水を透過する有孔板１０３，１０３が設けられている。ケーシング１１０の端面には、螺旋体１０２を取り囲む圧縮ブロック１１４が固定され、この圧縮ブロック１１４の端面には、螺旋体１０２の先端部分に対向するように端面板１１５が固定されている。この端面板１１５は、複数の成形ノズル１１６が装着されている。
【０００５】
上記従来の固形化処理装置１０１は、投入口１１２から投入された被処理物を、処理室１１１内の螺旋体１０２で混錬しながら先端側に送る。被処理物がケーシング１１０の投入口１１２の近傍に位置するとき、被処理物が螺旋体１０２で混錬されて分離した水が、処理室１１１の壁面の一部に設けられた有孔板１０３の孔を通してケーシング１１０外に排出される。被処理物が螺旋体１０２の先端側に送られて、ケーシング１１０の端面側部分と圧縮ブロック１１４で取り囲まれた圧縮領域に達すると、被処理物が螺旋体１０２で圧縮されて高圧になる。高圧になった被処理物は、混錬に伴う摩擦熱と端面板１１５に内蔵されたヒータの熱により溶解成分が溶融し、成形ノズル１１６に導かれ、この成型ノズル１１６を通過するに伴って棒状に成型される。一方、圧縮領域で被処理物から分離した水は、螺旋体１０２の基端側に向かって被処理物の送り方向と反対方向に流れ、有孔板１０３の孔を通してケーシング１１０外に排出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１８−３４１９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の固形化処理装置１０１は、圧縮領域で被処理物から分離した水が、被処理物の送り方向と反対方向に位置する有孔板１０３へ流れ難いため、被処理物に水が残留しやすい問題がある。したがって、被処理物からの水の分離が不十分になり易く、固形燃料の品質が低下しやすい問題がある。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、被処理物の水分を従来よりも効果的に分離でき、従来よりも良質な固形物を製造できる固形化処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の固形化処理装置は、被処理物を減容及び成形して固形物を製造する固形化処理装置であって、
被処理物が投入される投入口と、この投入口から投入された被処理物を処理する処理室を有するケーシングと、
上記処理室内に収容され、回転力が入力される回転軸と、この回転軸の外周に設けられた螺旋羽根とを有し、回転駆動されるに伴って上記被処理物を回転軸の先端方向へ送る螺旋体と、
上記処理室の上記投入口側に設けられ、上記被処理物から分離された水を排出する排水部と、
上記排水部よりも被処理物が送られる側に配置され、上記処理室の壁面と螺旋体との間に形成された圧縮空間により、上記被処理物を圧縮する圧縮部と、
上記圧縮部に連なり、圧縮された上記被処理物を成形して固形物を製造する成形部と
を備え、
上記成形部は、上記被処理物が内側に導かれる貫通穴を有する成形ノズルを含み、この成形ノズルは、上記貫通穴の入口の断面積よりも出口の断面積が小さく形成されていることを特徴としている。
【００１０】
上記構成によれば、投入口と処理室を有するケーシングの上記処理室内に、回転軸と螺旋羽根を有する螺旋体が配置されている。上記投入口から被処理物が投入されると、処理室内で螺旋体の作用により、被処理物が混錬され、螺旋体の回転軸の先端方向へ送られる。被処理物が圧縮部に達すると、処理室の壁面と螺旋体の間に形成された圧縮空間により、被処理物が圧縮される。被処理物が、例えば汚泥や製紙残渣等のように水分を比較的多く含む場合、螺旋体で混錬又は圧縮されるに伴って水分が分離し、分離した水分が排水部から排出される。処理室の排水部で被処理物から分離した水分は、排水部から排出される。一方、処理室の圧縮部で被処理物から分離した水分は、被処理物が送られる方向と反対方向に移動して、排水部から排出する必要がある。ここで、成形部は、被処理物が内側に導かれる貫通穴を有する成形ノズルを含み、この成形ノズルは、上記貫通穴の入口の断面積よりも出口の断面積が小さく形成されている。したがって、成形ノズルの貫通穴に導かれた被処理物が排出に伴う抵抗を受け、これにより圧縮部内の圧力が上昇する。こうして上昇した圧力により、処理室の圧縮部に存在する被処理物の水分が、螺旋体で送られる被処理物の動きに抗して、圧縮部から排水部に向かって効果的に移動する。その結果、被処理物を効果的に脱水できて、水分の少ない固形物を製造することができる。
【００１１】
一実施形態の固形化処理装置は、上記排水部は、上記螺旋体の少なくとも一部を取り囲んで水を透過させる水透過体を有する。
【００１２】
上記実施形態によれば、処理室に設けられた排水部において、螺旋体の少なくとも一部を取り囲む水透過体により、被処理物からの水を透過して処理室から排出させることができる。その結果、水透過体で透過されない被処理物の固形物を、螺旋体で回転軸の先端方向へ送り、成形部で成形して固形物を安定して製造できる。ここで、水透過体とは、例えば有孔板、スリット、グリッド又は網等を用いて構成することができ、被処理物の固形成分を処理室に残留させたまま水を処理室外に排出する機能を有するものであれば、どのような形態のものでもよい。
【００１３】
一実施形態の固形化処理装置は、上記排水部に、上記螺旋体の下部を取り囲んで水を透過させる第１水透過体と、この第１水透過体を上記螺旋体よりも遠い側から支持すると共に、上記第１水透過体を透過した水を透過させる第２水透過体とが設けられている。
【００１４】
上記実施形態によれば、処理室と螺旋体との間に位置する被処理物に含まれる水が、排水部に設けられた第１水透過体を通して処理室外へ導かれる。この水は、上記第１水透過体を上記螺旋体よりも遠い側から支持する第２水透過体を通して排出される。このように、排水部に第１透過体を設け、この第１透過体と、この第１透過体を支持する第２透過体とを通して排水を行うことにより、排水機能を有する固形化処理装置の小型化を行うことができる。
【００１５】
一実施形態の固形化処理装置は、上記螺旋体は、上記排水部に位置する螺旋羽根のピッチよりも、上記圧縮部に位置する螺旋羽根のピッチの方が小さく形成されている。
【００１６】
上記実施形態によれば、排水部で螺旋体によって送られる被処理物の量よりも、圧縮部で螺旋体によって送られる被処理物の量が小さい。したがって、被処理物が排水部から圧縮部に送られるに伴い、被処理物に作用する圧縮力が効果的に増大する。その結果、圧縮部で被処理物の固形成分を効果的に圧縮できると共に、圧縮部で分離した水を、圧縮力の高い圧縮部から圧縮力の低い排水部へ効果的に導いて排出することができる。
【００１７】
一実施形態の固形化処理装置は、上記螺旋体は、上記排水部に位置する螺旋羽根の厚みよりも、上記圧縮部に位置する螺旋羽根の厚みの方が大きく形成されている。
【００１８】
上記実施形態によれば、排水部で螺旋体によって送られる被処理物の量よりも、圧縮部で螺旋体によって送られる被処理物の量が小さい。したがって、被処理物が排水部から圧縮部に送られるに伴い、被処理物に作用する圧縮力が効果的に増大する。その結果、圧縮部で被処理物の固形成分を効果的に圧縮できると共に、圧縮部で分離した水を、圧縮力の高い圧縮部から圧縮力の低い排水部へ効果的に導いて排出することができる。
【００１９】
一実施形態の固形化処理装置は、上記螺旋体は、上記排水部に位置する回転軸の外径よりも、上記圧縮部に位置する回転軸の外径の方が大きく形成されている。
【００２０】
上記実施形態によれば、排水部における処理室の壁面と螺旋体との間の空間よりも、圧縮部における処理室と螺旋体との間の空間が小さく形成される。したがって、被処理物が排水部から圧縮部に送られるに伴い、被処理物に作用する圧縮力が効果的に増大する。その結果、圧縮部で被処理物の固形成分を効果的に圧縮できると共に、圧縮部で分離した水を、圧縮力の高い圧縮部から圧縮力の低い排水部へ効果的に導いて排出することができる。
【００２１】
一実施形態の固形化処理装置は、上記螺旋体の先端面と、この先端面に対向して上記ケーシングの端部に固定された端面板の内側面との間に、上記螺旋体の螺旋羽根の直径の２〜１０％の大きさの隙間が設けられている。
【００２２】
上記実施形態によれば、螺旋体の先端側に送られた被処理物は、この螺旋体の先端面と、ケーシングの端部に固定された端面板の内側面との間に導かれる。この螺旋体の先端面と端面板の内側面との間に、螺旋体の螺旋羽根の直径の２〜１０％の大きさの隙間が設けられているので、この隙間の被処理物の水が効果的に排水部へ導かれる。その結果、効果的に被処理物を脱水できて、水分の少ない固形物を製造することができる。
【００２３】
ここで、螺旋体の先端面と端面板の内側面との間の隙間の大きさが、螺旋羽根の直径の２％未満であると、この隙間の被処理物に含まれる水が排水部へ排出され難くなる。一方、螺旋体の先端面と端面板の内側面との間の隙間の大きさが、螺旋羽根の直径の１０％を超えると、この隙間の被処理物の圧力上昇が不十分となる。
【００２４】
一実施形態の固形化処理装置は、上記螺旋体の先端面に、中心から径方向外側に向かって延在する突起が設けられている。
【００２５】
上記実施形態によれば、螺旋体が回転駆動されるに伴い、上記螺旋体の先端面に設けられた突起が旋回し、これにより、螺旋体の先端面と端面板の内側面との間の被処理物を効果的に混合させることができる。したがって、螺旋体の先端面と端面板の内側面との間に被処理物が停滞することなく、被処理物を効率的に成形して固形化するとともに、被処理物を効果的に脱水することができる。
【００２６】
一実施形態の固形化処理装置は、上記成形部は、上記端面板と、この端面板に内蔵されて上記被処理物を加熱するヒータと、上記端面板に取り付けられ、上記圧縮部で圧縮された被処理物が上記貫通穴に導かれる上記成形ノズルとを有する。
【００２７】
上記実施形態によれば、成形部は、ケーシングの端部に固定された端面板と、この端面板に取り付けられた成形ノズルを有する。端面板の内側面により、処理室の先端側の壁面が形成される。螺旋体の先端面と、処理室の壁面との間に形成される圧縮空間で圧力が高まった被処理物が、端面板に内蔵されたヒータで加熱されて成形ノズルを通過することにより、被処理物を効果的に固形化して、十分な強度を有する固形物を製造できる。ここで、成形ノズルは、貫通穴の出口の断面積が入口の断面積よりも小さく形成されているので、上記圧縮空間の被処理物の圧力が効果的に上昇すると共に、被処理物が効果的に脱水される。その結果、高密度かつ低水分の固形物を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施形態の固形化処理装置を示す平面図である。
【図２】固形化処理装置の主要部を示す縦断面図である。
【図３】投入排水部を示す横断面図である。
【図４Ａ】第１水透過体を示す平面展開図である。
【図４Ｂ】第１水透過体を示す断面図である。
【図４Ｃ】第１水透過体と第２水透過体の固定構造を示す断面図である。
【図５】混錬排水部を示す横断面図である。
【図６】螺旋体を示す縦断面図である。
【図７】圧縮部の先端部分を示す横断面図である。
【図８】圧縮部に設けられた端面板を示す正面図である。
【図９】成形ノズルが端面板に取り付けられた様子を示す断面図である。
【図１０】従来の固形化処理装置を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００３０】
図１は、本発明の第１実施形態の固形化処理装置を示す図であり、図２は、第１実施形態の固形化処理装置の主要部であって、螺旋体が配置された部分を示す縦断面図である。本実施形態の固形化処理装置は、被処理物として、溶融物としての例えばプラスチックと非溶融物としての例えば古紙や木屑等を含む廃棄物を、減容及び成形して固形燃料を製造するものである。
【００３１】
本実施形態の固形化処理装置１は、被処理物を混練及び圧縮する２個の螺旋体２，３と、これらの螺旋体２，３に各々連結されて回転力を伝達する回転駆動軸６，７と、一方の回転駆動軸６にカップリングＣを介して連結された減速機Ｒ、伝動装置Ｔ及びモータＭを備える。
【００３２】
上記螺旋体２，３は、ケーシング１０内に形成されて被処理物の処理を行う処理室４に収容されている。ケーシング１０内は、被処理物が投入されると共に被処理物の混錬と排水を行う投入排水部Ｐ１と、被処理物の混錬と排水を行う混錬排水部Ｐ２と、被処理物の圧縮を主に行う圧縮部Ｐ３とに分けることができる。ケーシング１０の端面側には、圧縮部Ｐ３に隣接して、圧縮部Ｐ３で圧縮された被処理物の成形を行う成形部Ｐ４が位置している。ケーシング１０は、被処理物が投入される投入部ケーシング１１と、投入部ケーシング１１の被処理物の送り側に隣接する先端部ケーシング１４を含んでいる。
【００３３】
図３は、固形化処理装置１を投入排水部Ｐ１で回転駆動軸６，７の直角方向に切断した様子を示す断面図である。投入排水部Ｐ１は、上端に被処理物の投入口１１ａが形成された投入部ケーシング１１内に形成されている。投入部ケーシング１１は、矩形断面を有するダクト状のダクト部材１２と、ダクト部材１２の下側に連結されて被処理物からの水分を排出可能な格子状の第２水透過としての格子部材１３とを有する。投入部ケーシング１１の処理室４の下部は、壁面が螺旋体２，３の下部に沿った半瓢状断面に形成されている。この処理室４の下部の壁面は、第１水透過体としての有孔板４１で形成されている。この有孔板４１は、複数の排水孔を有して円弧状に湾曲した板部材で形成され、格子部材１３の螺旋体２，３側の表面に、ボルト４２で固定されている。有孔板４１は、螺旋体２，３の下部に、夫々１つずつ配置されている。第２水透過としての格子部材１３は、横断方向に延びる板状の横材１３ａと、縦断方向に延びる板状の縦材１３ａと、縦断方向に延びて螺旋体２，３の螺旋羽根２１ｂが重なり合う部分の下方に位置する中央材１３ｃとを含んで形成されている。この格子部材１３は、横材１３ａと、縦材１３ｂ及び中央材１３ｃとが互いに直角に交差して、格子を形成している。
【００３４】
図４Ａは、有孔板４１を展開して示した平面図であり、図４Ｂは、有孔板４１を示す側面図である。有孔板４１は、格子部材１３と接する部分以外の部分に、水を透過する複数の排水孔４１ａ，４１ａ，４１ａ・・・が形成されている。この有孔板４１は、螺旋体２，３に臨む側と反対側にナット４３が溶接によって固定されており、このナット４３に、格子部材１３に挿通されたボルト４２が螺着されて、格子部材１３に固定されている。
【００３５】
ここで、上記有孔板４１は、図４Ｃに示すように、螺旋体２，３に臨む側から挿入された皿ネジ４５により、格子部材１３の縦材１３ｂに固定してもよい。この場合、有孔板４１の螺旋体２，３に臨む側の表面に、皿ネジ４５の頭部を没入させるため、円錐台形状の面取り４１ｂを形成する必要がある。螺旋体２，３に臨む側から有孔板４１に取り付けられた皿ネジ４５は、軸部を縦材１３ｂ内の貫通穴に挿通させ、縦材１３ｂの螺旋体２，３と反対側の端面から露出した軸部の先端に、ナット４６が螺合される。こうして、格子部材１３に有孔板４１を固定することができる。
【００３６】
図５は、固形化処理装置１を混錬排水部Ｐ２で回転駆動軸６，７の直角方向に切断した様子を示す断面図である。混錬排水部Ｐ２は、投入部ケーシング１１の被処理物の送り側に隣接する先端部ケーシング１４内に形成されている。先端部ケーシング１４は、螺旋体２，３が収容された処理室４の上部を覆うように形成され、下側に格子部材１５が連結されている。格子部材１５は、処理室４の下部を覆うように形成され、投入排水部Ｐ１と同様の第１水透過体としての有孔板４１が、格子部材１５の螺旋体２，３に臨む側に固定されている。この有孔板４１は、格子部材１５の螺旋体２，３側の表面に、ボルト４２で固定されている。有孔板４１は、螺旋体２，３の下部に、夫々１つずつ配置されている。第２水透過としての格子部材１５は、横断方向に延びる板状の横材１５ａと、縦断方向に延びる板状の縦材１５ａと、縦断方向に延びて螺旋体２，３の螺旋羽根２１ｂが重なり合う部分の下方に位置する中央材１５ｃとを含んで形成されている。この格子部材１５は、螺旋体２，３の中心から径方向に視て、横材１５ａと、縦材１５ｂ及び中央材１５ｃとが互いに直角に交差して格子を形成している。
【００３７】
図５に示すように、混錬排水部Ｐ２の上部には、先端部ケーシング１４の内側に、処理室４の上部の壁面を確定する第１乃至第４壁面部材６１，６２，６３，６４が設けられている。上記第１乃至第４壁面部材６１乃至６４は、図５に示すように、先端部ケーシング１４の内側面に沿うように配列される。第１壁面部材６１に関して、第３壁面部材６３が、螺旋体２，３の互いの中心軸から等距離に位置する面に関して対称に形成されている。また、第２壁面部材６２に関して、第４壁面部材６４が、螺旋体２，３の互いの中心軸から等距離に位置する面に関して対称に形成されている。このように、第１壁面部材６１と第２壁面部材６２を対称に形成してなる第３及び第４壁面部材６３，６４により、螺旋体２，３を取り囲む壁面を形成している。上記第１乃至第４壁面部材６１乃至６４は、先端部ケーシング１４の内側面に接する面に、法線方向に突出する突出部７０を有し、この突出部７０の先端近傍に楔孔７１が設けられている。
【００３８】
上記第１乃至第４壁面部材６１乃至６４の内側面部分は、耐磨耗鋼で形成している。耐摩耗鋼は、ロックウェル硬さが５０以上であるのが好ましい。上記第１乃至第４壁面部材６１乃至６４は、先端部ケーシング１４に形成された貫通孔から第１乃至第４壁面部材６１乃至６４の突出部７０を外側に突出させて、先端部ケーシング１４の内側に配置される。上記突出部７０の先端部ケーシング１４の外側に露出した楔孔７１に、先端部ケーシング１４の外側から楔６９を装着して、第１乃至第４壁面部材６１乃至６４を先端部ケーシング１４に固定している。これにより、簡易な構成で第１乃至第４壁面部材６１乃至６４を先端部ケーシング１４内に容易に着脱でき、容易に補修や交換等の保守作業を行うことができる。なお、第１乃至第４壁面部材６１乃至６４は、突出部７０に雄螺子を設け、先端部ケーシング１４の貫通孔から突出させた突出部７０に、雌螺子を有するナットを螺着して先端部ケーシング１４に固定してもよい。
【００３９】
圧縮部Ｐ３は、先端部ケーシング１４の先端側部分と、この先端部ケーシング１４の端面に固定された圧縮室ブロック１６の内側に形成されている。先端部ケーシング１４の先端側部分は、この先端部ケーシング１４の下側に連結される格子部材１５の先端側部分が、横断方向に延在する板状体で形成されている。これにより、先端部ケーシング１４の先端側部分は、螺旋体２，３の全周が、第１乃至第４壁面部材６１乃至６４及び格子部材１５の板状体で取り囲まれている。
【００４０】
圧縮部Ｐ３の先端側に位置する圧縮室ブロック１６は、単一の鋼材又は螺旋体２，３の軸方向に重ねられた複数の鋼板で形成され、先端部ケーシング１４の先端に設けられたフランジにボルトで固定されている。この圧縮室ブロック１６の内部には、螺旋体２，３の先端部を取り囲む瓢箪状断面の貫通孔が形成されている。この圧縮室ブロック１６の貫通孔の内側面が、圧縮部Ｐ３の大部分の内壁面を形成している。上記圧縮室ブロック１６の前端には、端面板５がボルトで固定されている。上記先端部ケーシング１４の先端側部分における第１乃至第４壁面部材６１乃至６４及び格子部材１５の板状体と、圧縮室ブロック１６と、螺旋体２，３の先端部と、端面板５との間に、被処理物の圧縮を行う圧縮空間が形成される。圧縮部Ｐ３の圧縮空間では、被処理物の圧縮と共に混錬も行われる。
【００４１】
上記圧縮室ブロック１６の前端に固定された端面板５には、処理室４で処理された廃棄物を成形しながら排出する複数の成形ノズル５２，５２，・・・が取り付けられている。この端面板５の側面と、先端部ケーシング１４のフランジの縁部とがリンクヒンジ装置５０で接続されており、上記ボルトを外した状態で、上記リンクヒンジ装置５０によって端面板５が先端部ケーシング１４の端面から離脱可能に形成されている。端面板５には、廃棄物を加熱するヒータ５４と、成形ノズル５２から排出される廃棄物の温度を検出する温度センサ５５が設けられている。これらの成形ノズル５２と端面板５を含んで、成形部Ｐ４が構成されている。
【００４２】
投入部ケーシング１１の後側の壁面には軸挿通口１１ｂが形成され、この軸挿通口１１ｂに、一対の回転駆動軸６，７が挿通されている。回転駆動軸６，７の後側部分は、ギヤボックス１７内に収容され、軸受により回転自在に支持されている。回転駆動軸６，７の前側部分は六角形断面に形成された嵌合部６ａ，７ａに形成され、一対の上記嵌合部６ａ，７ａは、端面板５の内側面の近傍まで互いに平行に延びている。上記一対の回転駆動軸６，７の嵌合部６ａ，７ａに、上記螺旋体２，３が外嵌して取り付けられている。なお、実施形態において、螺旋体２，３及び回転駆動軸６，７の延在する方向について、端面板５に向かう側を前側といい、減速機Ｒに向かう側を後側という。
【００４３】
螺旋体２，３は、上記回転駆動軸６，７の嵌合部６ａ，７ａに取り付けられる回転軸と、この回転軸の周面に形成された螺旋羽根とを有する。一対の回転駆動軸６，７の嵌合部６ａ，７ａに取り付けられた一対の螺旋体２，３は、螺旋羽根が互いに逆回りに形成されている。これらの螺旋体２，３は、軸方向視において互いの螺旋羽根が重なり合うように水平方向に並んで配置されている。一対の回転駆動軸６，７は、図１の矢印Ｒ１，Ｒ２で示すように、互いに逆向きに回転駆動される。これにより、螺旋体２，３は、互いに重なり合う幅方向の中央部分において、螺旋羽根が上から下に向かうように回転駆動される。これにより、螺旋体２，３は、投入口１１ａから投入された被処理物を挟み込み、混練及び圧縮しながら端面板５側に移送するように形成されている。これらの２つの螺旋体２，３は、回転軸の先端面に夫々固定された円筒形状のボス２５，３５を有する。
【００４４】
図６は、本実施形態の固形化処理装置１が備える一方の螺旋体２を示す縦断面図である。図６に示すように、螺旋体２は、投入部ケーシング１１から圧縮室ブロック１６に向かって順に、第１螺旋体部２１と、第２螺旋体部２２と、第３螺旋体部２３と、ボス２５で形成されている。なお、図２及び図６には一方の螺旋体２の第１乃至第３螺旋体部２１，２２，２３及びボス２５のみを示しているが、他方の螺旋体３も同様に、第１乃至第３螺旋体部及びボスで形成されている。図２に関して、一方の螺旋体２のみの符号を引用するが、他方の螺旋体３も同様の構成を有する。第１乃至第３螺旋体部２１，２２，２３は、回転軸部２１ａ，２２ａ，２３ａと、螺旋羽根２１ｂ，２２ｂ，２３ｂとで形成されている。第１及び第２螺旋体の回転軸部２１ａ，２２ａは、嵌合部６ａに挿通される断面六角形の貫通孔２１ｃ，２２ｃが中心軸と同軸に形成されている。一方、第３螺旋体の回転軸部２３ａは、嵌合部６ａの先端部に嵌合する断面六角形の有底孔２３ｃが中心軸と同軸に形成されている。この第３螺旋体の回転軸部２３ａの端面には、上記有底孔２３ｃに連なるボルト孔が設けられている。上記回転駆動軸６の嵌合部６ａに、上記貫通孔２１ｃ，２２ｃが挿通されて第１及び第２螺旋体２１，２２が取り付けられ、上記有底孔２３ｃが嵌合して第３螺旋体部２３が取り付けられる。この第３螺旋体部２３の端面のボルト孔にボルト２８を挿通し、このボルト２８を回転駆動軸６の嵌合部６ａの端面に螺着して、第１乃至第３螺旋体部２１，２２，２３を回転駆動軸６に固定している。一方の螺旋体２の第１乃至第３螺旋体部２１，２２，２３の螺旋羽根２１ｂ，２２ｂ，２３ｂと、他方の螺旋体３の第１乃至第３螺旋体の螺旋羽根は、互いに反対方向巻きに形成されている。
【００４５】
上記螺旋体２，３は、第１螺旋体部２１の長さＬ１と、第２螺旋体部２２の長さＬ２と、第３螺旋体部２３の長さＬ３を、この順に小さく形成している。また、上記螺旋体２，３は、第１螺旋体部２１の回転軸部２１ａの径Ｄ１と、第２螺旋体部２２の回転軸部２２ａの径Ｄ２を、この順に大きく形成している。一方、第２螺旋体部２２と第３螺旋体部２３は、回転軸部２２ａ，２３ａの径Ｄ２，Ｄ３を同一に形成している。また、上記螺旋体２，３は、螺旋羽根２１ｂ，２２ｂ，２３ｂの軸方向の間隔であるピッチを、この順に小さく形成している。さらに、第１乃至第３螺旋体部２１，２２，２３の螺旋羽根２１ｂ，２２ｂ，２３ｂの厚みを、この順に大きく形成している。これにより、各螺旋体部２１，２２，２３の外周に接する円筒と、各螺旋体部２１，２２，２３の外側面との間に形成される室の容積を、上記第１螺旋体部２１と、第２螺旋体部２２と、第３螺旋体部２３との順で小さくなるようにしている。これにより、螺旋体２，３が回転し、被処理物が処理室４と第１螺旋体部２１、第２螺旋体部２２及び第３螺旋体部２３との間に導かれるに伴い、被処理物に作用する圧力が順次増大するように形成されている。具体的には、第１螺旋体部２１に対応する室の容積に対して、第３螺旋体部２３に対応する室の容積を、１／２から１／３の間の比（以下、減容比という）となるように形成することができる。このような減容比を有する螺旋体２，３を用いることにより、投入時にカサ比重が０．０２５の被処理物を、端面板の成形ノズル５２の排出時には、カサ比重が概ね０．４５から０．５の間となる程度に圧縮できる。また、投入時にカサ比重が０．０２５の被処理物を、成形ノズル５２からの排出時には、真比重が概ね０．６から１．２の間となる程度に圧縮できる。
【００４６】
上記螺旋体２，３は、第２螺旋体の回転軸部２２ａの第１螺旋体２１側の端部が、テーパー状に形成されている。これにより、被処理物を第１螺旋体部２１から第２螺旋体部２２へ導くとき、回転軸部２１ａ，２２ａの径が大きくなっても、被処理物に与える抵抗が少なくなるようにしている。
【００４７】
また、上記螺旋体２，３は、上記第１螺旋体部２１，３１と、第２螺旋体部２２，３２と、第３螺旋体部２３，３３において、いずれも、螺旋羽根２１ｂ，２２ｂ，２３ｂの巻き数を１巻きに形成している。すなわち、各螺旋体の螺旋羽根２１ｂ，２２ｂ，２３ｂの一端が、軸方向から見て、その螺旋羽根２１ｂ，２２ｂ，２３ｂの他端と略同じ周方向位置にある。これにより、第１乃至第３螺旋体部２１，３１，２２，３２，２３，３３の製造を容易にし、また、第１乃至第３螺旋体部２１，３１，２２，３２，２３，３３の修理及び交換等の保守作業を行い易くしている。
【００４８】
上記第３螺旋体部２３，３３は、螺旋状に延在する螺旋羽根２３ｂの先端に、回転軸部２３ａの中心軸と略直角に形成された平面部が連なっている。この平面部が回転することにより、ボス２５と圧縮室ブロック１６と端面板５の間の圧縮空間に被処理物を押し込んで、この圧縮空間の被処理物の圧力を十分に上昇させるようになっている。この第３螺旋体部２３は、廃棄物に各螺旋体部２１，３１，２２，３２，２３，３３が与える圧縮力のうち最大の圧縮力を与えるので、磨耗量が他の螺旋体よりも多く、また、被処理物に混入する金属片等によって欠けが生じやすい。そこで、第３螺旋体部２３を、クロム鋼で形成した本体と、この本体の表面に溶接によって形成された肉盛部とで構成している。この肉盛部は、例えばタングステンカーバイド系材料等のような耐磨耗材料を用いて形成するのが好ましい。
【００４９】
また、第３螺旋体部２３，３３は、回転軸部２３ａに、径方向に延びる油孔２４が形成され、この油孔２４を通して回転軸部２３ａの有底孔２３ｃと回転駆動軸６，７の嵌合部６ａ，７ａとの間に潤滑油が供給される。潤滑油としては、黒鉛グリスを用いるのが好ましい。これにより、被処理物に与える圧縮力が大きいにもかかわらず、第３螺旋体の回転軸部２３ａと嵌合部６ａ，７ａの間に、応力腐食や、固着や、廃棄物の微粒子の噛み込み等の不都合が生じることを防止できる。また、第３螺旋体部２３，３３と同様に、第１乃至第２螺旋体部２１，３１，２２，３２についても、各螺旋体に形成した油孔２４を通して各螺旋体と嵌合部６ａ，７ａとの間に潤滑油を供給する。
【００５０】
また、第３螺旋体部２３，３３は、回転軸部２３ａの端面にジャッキネジ孔を有する。このジャッキネジ孔にジャッキネジを螺合し、このジャッキネジで嵌合部６ａ，７ａの端面に力を与えることにより、第３螺旋体部２３，３３を嵌合部６ａ，７ａから容易に引き抜くことができる。
【００５１】
第３螺旋体部２３，３３の先端に夫々固定されたボス２５，３５は円筒形状を有し、クロム鋼等の鋼製材料で形成されている。図７は、処理室４の圧縮部Ｐ３の先端部分を、前側から後側に向かって視た正面図である。ボス２５，３５は、圧縮室ブロック１６の貫通孔の内側に配置されている。このボス２５，３５の側面と圧縮室ブロック１６の内壁面との間に形成された圧縮空間に、第３螺旋体部２３，３３で圧縮された被処理物が導かれる。この圧縮空間では、第３螺旋体部２３，３３により被処理物が押し込まれて被処理物の圧力が上昇する。これと共に、圧縮空間の前側の壁面を形成する端面板５のヒータ５４の熱と、ボス２５，３５の側面と被処理物との間に生じる摩擦熱により、圧縮空間内の被処理物の溶融物が十分に溶解する。こうして溶融物が融解して高圧になった被処理物を、端面板５に設けられた成型ノズル５２に導き、成型ノズル５２により成形する。
【００５２】
螺旋体２，３の先端面であってボス２５，３５の先端面には、図７に示すように、中心から径方向外側に向かって、径方向に延在する径方向突起２６，３６が設けられている。径方向突起２６，３６は、径方向に対する傾斜角度が径方向外側ほど大きくなるように、湾曲した形状を有する。径方向突起２６，３６は、例えばタングステンカーバイド系材料等のような耐磨耗材料の肉盛部によって形成されている。ボス２５，３５の先端面は、端面板５の内側面に対向して配置されるので、ボス２５，３５が矢印Ｒ１１及びＲ１２で示されるように回転駆動されるに伴い、このボス２５，３５と端面板５との間の被処理物を、径方向突起２６，３６で径方向外側に排出するようになっている。ボス２５，３５は、軸方向に螺着されたネジ２７，３７により、第３螺旋体部２３，３３の端面に固定されている。
【００５３】
ボス２５，３５の先端面と、このボス２５，３５の先端面に対向する端面板５の内側面との間の距離は、螺旋体２，３の直径の２〜１０％の大きさに設定されている。ボス２５，３５の先端面と端面板５の内側面との間の距離を、螺旋体２，３の直径の２〜１０％に設定することにより、ボス２５，３５と端面板５との間の隙間に導かれた被処理物から、水を混錬排水部Ｐ２の下部の有孔板４１へ容易に導いて排水を行うようにしている。ここで、ボス２５，３５の先端面と端面板５の内側面との間の距離は、螺旋体２，３の直径の３〜７％が更に好ましく、５％前後が特に好ましい。
【００５４】
図８は、端面板５を、圧縮室ブロック１６の側から視た様子を示す正面図である。この端面板５は、鋼板で形成された端面板本体５１と、端面板本体５１の上端面に設けられた端子ケース５３を有する。
【００５５】
端面板本体５１には、第３螺旋体部２３，３３の先端の平面部が対向して通過する横８の字状の領域に、複数のノズル孔５１ｃが形成されている。このノズル孔５１ｃの縁部には、段部５１ｄが形成されている。この段部５１ｄに、図９の断面図に示すように、成形ノズル５２の端部に設けられたフランジ５２ｂを係止させて、ノズル孔５１ｃに成形ノズル５２を取り付けている。この段部５１ｄは、端面板本体５１のノズル孔５１ｃの両面に形成されている。これにより、端面板本体５１のいずれの側からもノズル孔５１ｃに成型ノズル５２を装着できるようにして、端面板本体５１の両面を、ケーシング１０の内側に臨ませて固定できるようにしている。ノズル孔５１ｃに装着された成形ノズル５２は、端面板本体５１の他方の面から先端側部分が突出している。
【００５６】
上記端面板本体５１には、この端面板本体５１の表面と圧縮室ブロック１６の内側との間に形成される圧縮空間に導かれる被処理物と、成形ノズル５２内を通る被処理物とを加熱するための複数のヒータ５４が内蔵されている。このヒータ５４は、抵抗加熱式のヒータであり、幅方向に６列配置されている。また、このヒータ５４は、端面板５の厚み方向に２列設けられており、圧縮室ブロック１６に近い側のヒータ５４に電力が供給されるようになっている。なお、２列のヒータ５４の両方に電力を供給してもよい。また、ヒータ５４の幅方向の配列数は、６以外であってもよい。
【００５７】
上記端面板本体５１には、複数のノズル孔５１ｃのうちの１つに、温度センサ５５が内蔵されている。この温度センサ５５によって、ノズル孔５１ｃに嵌合された成形ノズル５２を通る材料の温度を検出し、検出温度が予め設定された値となるように、図示しない制御装置によってヒータ５４の制御が行われる。上記投入部ケーシング１１には、図示しないポンプによって水が供給される注水ノズルが設けられており、上記ポンプは制御装置によって動作が制御される。温度センサ５５の検出温度が異常に高い場合に、制御装置による制御のもと、上記ポンプが作動して注水ノズルを通じて投入部ケーシング１１内に注水を行い、被処理物の温度を低下させるようになっている。上記制御装置、ポンプ及び注水ノズルにより、注水装置が形成されている。また、注水装置は、上水を投入部ケーシング１１内に供給してもよく、この場合は、上水管に接続された注水ノズルを開閉する電磁弁を設け、この電磁弁の開閉を、温度センサ５５の検出温度に基づいて制御装置で制御すればよい。すなわち、上記制御装置、上水管、注水ノズル及び電磁弁により、注水装置を形成してもよい。
【００５８】
端面板本体５１の上端に取り付けられた端子ケース５３は、上記６本のヒータ５４に接続された電力配線５４ａを収容しており、この電力配線５４ａに連なるコネクタが他方の面に設けられている。また、端子ケース５３は、上記温度センサ５５に接続された信号配線を収容しており、この信号配線に連なるコネクタ５５ａが上端に設けられている。上記端子ケース５３は、図示しないボルトで端面板本体５１の上端に連結されており、端子ケース５３の上端面に固定されたアイボルト５６によって、端面板５を吊り下げ可能になっている。
【００５９】
端面板本体５１の周縁部には、複数のボルト穴５１ｂ，５１ｂ，・・・が設けられており、このボルト穴５１ｂ，５１ｂ，・・・に挿通されたボルトにより、端面板本体５１が圧縮室ブロック１６の端面に固定される。
【００６０】
上記端面板本体５１に取り付けられた成形ノズル５２は、図９の縦断面図に示すように、円筒形状のノズル本体５２ａと、このノズル本体５２ａの端部に形成されたフランジ５２ｂを有する。この成形ノズル５２は、加圧された被処理物が導かれる貫通穴５７が、入口５７ａの断面積よりも出口５７ｂの断面積を小さく形成している。この成形ノズル５２の貫通穴５７は、出口５７ｂの断面積を、入口５７ａの断面積に対して５〜８０％に設定するのが好ましい。特に、出口５７ｂの断面積を、入口５７ａの断面積に対して１０〜３５％に設定するのが好ましい。具体的には、入口５７ａの直径が６０ｍｍである場合、出口５７ｂの直径を２０〜３５ｍｍ程度に設定するのが好ましい。この成形ノズル５２は、図９の断面図に示すように、フランジ５２ｂを端面板本体５１のノズル孔５１ｃの段部５１ｄに係止して端面板本体５１に取り付けられたとき、入口５７ａが形成された端面が、端面板本体５１の表面と同一平面を成すように形成されている。
【００６１】
端面板５の前面には、成形ノズル５２から排出されて成型された被処理物を切断するための切断機８が配置されている。この切断機８は、切断機ヒンジ８１を介して先端部ケーシング１４のフランジに取り付けられている。この切断機８は、一端に連結された回転軸周りに回転して被処理物を切断する回転刃８２，８２と、この回転刃８２を駆動する回転刃モータ８３を備える。上記切断機の切断機ヒンジ８１は、上記端面板５のリンクヒンジ装置５０が固定された側と反対側の縁に固定されていて、端面板５が回動する方向と逆方向に切断機８が回動可能になっている。この切断機８は、端面板５が処理室４を閉じた状態で、この端面板５の外側面から突出した成形ノズル５２の先端に回転刃８２，８２が近接するように配置される。端面板５を開く場合は、切断機８を切断機ヒンジ８１回りに回動させて、図１に示す位置と９０°の角度をなす位置に配置した後、この切断機８の回動方向と逆方向に端面板５を回動させる。これにより、端面板５の保守作業や、処理室４内の螺旋体２，３の保守作業や、先端部ケーシング１４内の壁面部材の保守作業を容易に行うことができる。
【００６２】
投入部ケーシング１１の後側に位置するギヤボックス１７内には、上記一対の回転駆動軸６，７に各々設けられて互いに噛み合う平歯車１８，１９が収容されている。一方の回転駆動軸６は、ギヤボックス１７に隣接して設けられたカップリングＣに接続されている。上記カップリングＣは減速機Ｒに接続されており、モータＭから伝動機Ｔを介して伝達された回転力が、この減速機Ｒで減速され、カップリングＣを介して上記一方の回転駆動軸６に伝達される。この一方の回転駆動軸６の平歯車１８と他方の回転駆動軸７の平歯車１９を介して他方の回転駆動軸７に回転力が伝達されて、上記一対の回転駆動軸６，７が互いに反対方向に等速で回転するように形成されている。
【００６３】
上記構成の固形化処理装置１が作動すると、モータＭの回転力が、伝動機Ｔ、減速機Ｒ及びカップリングＣを介して回転駆動軸６に伝達され、この回転駆動軸６に伝達された回転力が平歯車１８，１９によって他方の回転駆動軸７に伝達されて、一対の回転駆動軸６，７が互いに逆向きに回転駆動される。回転駆動軸６，７の嵌合部６ａ，７ａに取り付けられた一対の螺旋体２，３が、投入部ケーシング１１、排水ケーシング１３及び先端部ケーシング１４内で互いに逆向きに回転すると共に、螺旋体２，３の先端のボス２５，２５が圧縮室ブロック１６内で互いに逆向きに回転する。一対の螺旋体２，３は、平面視において幅方向の内側に向かうと共に、正面視において、図３，５及び７の矢印Ｒ１１及びＲ１２で示すように、互いのラップする部分が上から下に向かう方向に回転駆動される。螺旋体２，３は３０ｒｐｍ（回転毎分）以上８５ｒｐｍ以下の比較的低速度で回転するのが好ましい。
【００６４】
螺旋体２，３の回転駆動が開始されると、投入部ケーシング１１の投入口１１ａに、被処理物である廃棄物が投入される。廃棄物は、プラスチック等の溶融物と、紙屑や木屑等の非溶融物との混合物が好ましい。特に、廃棄物は、その構成物の割合が、乾燥状態の溶融物と非溶融物の合計が１００ｗｔ％であって、溶融物が２０ｗｔ％（質量パーセント）以上８０ｗｔ％以下の間であり、かつ、非溶融物が２０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下であるのが好ましい。
【００６５】
投入部ケーシング１１内の投入排水部Ｐ１では、投入された被処理物を、一対の第１螺旋体部２１，３１によって挟み込んで混練するとともに、混錬排水部Ｐ２へ向かって移送する。このとき、被処理物に含まれる水が、上記第１螺旋体部２１，３１の下部を取り囲む有孔板４１の排水孔４１ａ，４１ａ，４１ａ・・・を通して、有孔板４１の外側に排出される。有孔板４１の外側に排出された水は、格子部材１３を通って固形化処理装置１の外部へ排出される。投入排水部Ｐ１で水分の一部が除かれた被処理物は、混錬排水部Ｐ２へ送られる。
【００６６】
投入排水部Ｐ１から混錬排水部Ｐ２へ送られた被処理物は、一対の第２螺旋体部２２，３２と、一対の第３螺旋体部２３，３３の後側部分により、更に挟み込まれて混錬される。これと共に、被処理物は、第２螺旋体部２２，３２の全部及び第３螺旋体部２３の後側部分と、第１乃至第４壁面部材６１乃至６４及び有孔板４１との間の空間を前方に搬送される。このとき、被処理物に含まれる水が、上記第２螺旋体部２２，３２及び第３螺旋体部２３，３３の後側部分の下部を取り囲む有孔板４１の排水孔４１ａ，４１ａ，４１ａ・・・を通して、有孔板４１の外側に排出される。有孔板４１の外側に排出された水は、格子部材１５を通って固形化処理装置１の外部へ排出される。ここで、混錬排水部Ｐ２の第２螺旋体部２２は、投入排水部Ｐ１の第１螺旋体部２１よりも、回転軸部２２ａの径が大きく形成され、螺旋羽根２２ｂのピッチが小さく形成され、螺旋羽根２２ｂの厚みが大きく形成されている。これらにより、第２螺旋体部２２は第１螺旋体部２１よりも大きい圧縮力を被処理物に与えて混練を行うことができる。これにより、被処理物から水を効果的に分離することができる。混錬排水部Ｐ２で水分の一部が除かれた被処理物は、圧縮部Ｐ３へ送られる。
【００６７】
圧縮部Ｐ３へ送られた被処理物は、まず、一対の第３螺旋体部２３，３３の前側部分により、更に混錬されると共に圧縮される。第３螺旋体部２３，３３の前側部分で混錬及び圧縮された被処理物は、回転する第３螺旋体部２３，３３の先端の平面部により、ボス２５と圧縮室ブロック１６と端面板５の間の圧縮空間に押し込まれる。このとき、被処理物に残留していた水が、被処理物から分離する。第３螺旋体部２３の圧縮作用により被処理物から分離した水は、圧縮部Ｐ３の後側に隣接して圧縮部Ｐ３よりも被処理物に作用する圧力が低い混錬排水部Ｐ２へ流れる。この混錬排水部Ｐ２へ流れた水は、混錬排水部Ｐ２の有孔板４１の排水孔４１ａ，４１ａ，４１ａ・・・を通り、格子部材１５を通って固形化処理装置１から排出される。このようにして、被処理物は、投入排水部Ｐ１と混錬排水部Ｐ２と圧縮部Ｐ３で水が除去される。
【００６８】
圧縮部Ｐ３の第３螺旋体部２３，３３で圧縮され、ボス２５と圧縮室ブロック１６と端面板５の間の圧縮空間に送られた被処理物は、端面板５のヒータ５４による熱と、ボス２５，３５の周面と被処理物との間の摩擦熱により加熱される。このように高い圧力下で加熱されることにより、被処理物の溶融物が十分に溶解すると共に、被処理物の固形成分が十分に圧縮される。
【００６９】
上記ボス２５，３５と圧縮室ブロック１６と端面板５の間の圧縮空間で圧縮された廃棄物は、溶融した溶融物と非溶融物が混合した状態で、端面板５の成形ノズル５２から棒状に押し出される。ここで、上記成形ノズル５２は、貫通穴５７が、入口５７ａの断面積よりも出口５７ｂの断面積を小さく形成されているので、この貫通穴５７内を通る際に被処理物が抵抗を受ける。これにより上記圧縮空間内の被処理物の圧力が上昇し、圧縮空間を含む圧縮部Ｐ３の被処理物の水分が、螺旋体２，３で送られる被処理物の動きに抗して、圧力の高い圧縮部Ｐ３から、圧力の低い混錬排水部Ｐ２へ効果的に移動する。その結果、被処理物を効果的に脱水でき、成形ノズル５２から、水分が少なく密度の高い被処理物を成形して吐出することができる。
【００７０】
成形ノズル５２から吐出された棒状の被処理物は、切断機８の回転刃８２によって所定長さに切断され、下方に配置された容器内に落下して回収される。所定長さに切断された棒状の被処理物は、温度が降下するに伴って溶融物が固化して、固形再生燃料となる。
【００７１】
本実施形態の固形化処理装置１によれば、処理室４内の圧縮部Ｐ３よりも投入口１１ａ側に混錬排水部Ｐ２を備えるので、混錬排水部Ｐ２で被処理物の水の一部を分離して排出した後、圧縮部Ｐ３の圧縮力によって被処理物の残りの水の大部分を分離して排出することができる。さらに、圧縮部Ｐ３に連なる成形部Ｐ４の成形ノズル５２により、圧縮部Ｐ３の圧力を従来よりも上昇させることにより、圧縮部Ｐ３の被処理物の水を混錬排水部Ｐ２へ効果的に導いて、成形ノズル５２で成形する被処理物への水や水蒸気の混入を効果的に防止できる。ここで、本実施形態の固形化処理装置１は、有機汚泥や製紙残渣等のような水分量の多いものを含む被処理物について、水を分離して排出し、固形化することができる。この固形化処理装置１によれば、水分量が２０ｗｔ％以上９０ｗｔ％以下の被処理物を固形化することができる。
【００７２】
上記実施形態の固形化処装置１は、排水部を、投入排水部Ｐ１及び混錬排水部Ｐ２に設けたが、投入排水部Ｐ１に排水部を設けなくてもよい。また、混錬排水部Ｐ２は、処理室４の下部に水透過体を配置して水を排出したが、処理室４の上部にも水透過体を配置して螺旋体２，３の全周側から水を排出してもよい。
【００７３】
また、上記実施形態において、固形化処装置１は、２つの螺旋体２，３によって被処理物を混錬、圧縮及び成型する２軸型であったが、１つの螺旋体によって被処理物を混錬、圧縮及び成型する１軸型でもよい。
【００７４】
また、上記実施形態において、螺旋体２，３の先端部分にボス２５を設けると共に、このボス２５を収容する圧縮室ブロック１６を設けたが、上記ボス２５及び圧縮室ブロック１６は無くてもよい。この場合、先端部ケーシング１４の端面に端面板５を固定し、第３螺旋体部２３，３３の先端に端面板５の内側面を対向させればよい。
【００７５】
また、上記実施形態において、固形化処装置１は、被処理物として、溶融物と非溶融物を含む廃棄物を減容及び成形して固形燃料を製造したが、被処理物は溶融物と非溶融物に限られず、また、廃棄物に限られない。また、固形物の用途は、固形燃料に限られない。本発明は、水分を除去して固形化を行う被処理物について、広く適用可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１  固形化処理装置
２，３  螺旋体
４  処理室
５  端面板
６，７  回転駆動軸
６ａ，７ａ  回転駆動軸の嵌合部
１０  ケーシング
１１  投入部ケーシング
１１ａ  投入口
１２  ダクト部材
１３，１５  格子部材
１４  先端部ケーシング
１６  圧縮室ブロック
１７  ギヤボックス
１８，１９  平歯車
２１，３１  第１螺旋体部
２１ａ，２２ａ，２３ａ  回転軸部
２１ｂ，２２ｂ，２３ｂ  螺旋羽根
２２，３２  第２螺旋体部
２３，３３  第３螺旋体部
２５，３５  ボス
４１  有孔板
５２  成形ノズル
６１，６２，６３，６４  壁面部材
Ｃ  カップリング
Ｍ  モータ
Ｐ１  投入排水部
Ｐ２  混錬排水部
Ｐ３  圧縮部
Ｐ４  成形部
Ｒ  減速機
Ｔ  伝達装置
【要約】
【課題】水分の多い被処理物を固形化できる固形化処理装置を提供する。
【解決手段】固形化処理装置１は、ケーシング１０内に、被処理物が投入される投入排水部Ｐ１と、被処理物の排水を行う混錬排水部Ｐ２と、被処理物の圧縮を行う圧縮部Ｐ３を有し、ケーシング１０の先端側に、被処理物の成形を行う成形部Ｐ４を有する。投入排水部Ｐ１に投入された被処理物は、螺旋体２，３で混錬されるに伴い、投入排水部Ｐ１の下部と混錬排水部Ｐ２の下部の有孔板４１を通して水が排出される。圧縮部Ｐ３で更に混錬及び圧縮された被処理物は、入口の断面積よりも出口の断面積を小さく形成された貫通穴を有する成型ノズル５２に導かれる。成形ノズル５２から被処理物へ作用する抵抗によって圧縮部Ｐ３の圧力が上昇し、圧縮部Ｐ３の被処理物の水が、高圧の圧縮部Ｐ３から低圧の混錬排水部Ｐ２へ効果的に導かれて排出される。
【選択図】図２【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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