(57)【要約】【課題】良好な品質の固形化物が安定して得られる固形化処理装置を提供すること。【解決手段】廃棄物の投入口１２を有するケーシング１１内に、一対の螺旋軸２を配置する。投入口１２から投入された廃棄物を、第１螺旋軸２１で挟み込んで移送し、第２螺旋軸２２で逆流を防止しながら混練及び圧縮し、第３螺旋軸２３でさらに混練及び圧縮して、端面板５の成形ノズル５３から押し出す。給水ノズル３１によって、投入口１２からケーシング１１内に給水を行う。給水ノズル３１に連なる給水管３２に介設した電磁弁３３の開閉を、端面板の成形ノズル５３に設けられた温度センサ５５からの信号Ｓ１に基づいて制御する。廃棄物が過剰に高温になって発火する不都合や、廃棄物が過剰に低温になって固形物の保形性が悪化する不都合を防止できる。【選択図】図１
2009241074.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物が投入される投入口を有するケーシングと、
上記ケーシング内に配置され、互いに逆向きに回転駆動される一対の回転駆動軸と、
上記一対の回転駆動軸に着脱自在に各々取り付けられ、上記投入口から投入された被処理物を挟み込んで上記ケーシングの端面側に送る第１螺旋軸と、上記被処理物を逆流防止を行いつつ圧縮する第２螺旋軸と、上記被処理物を更に圧縮してケーシング外に押し出す第３螺旋軸とを有する螺旋軸と、
上記ケーシングの端面に着脱自在に取り付けられ、上記第３螺旋軸で押し出される被処理物を排出する排出孔を有する端面板と、
上記端面板に設けられたヒータと、
上記ケーシング内に給水を行う給水部と、
上記ケーシングに形成された排気口と、
上記排気口に接続され、上記ケーシング内の排気を行うブロアと、
上記螺旋軸で処理された被処理物の温度を検出する温度センサと、
上記温度センサからの信号に基づいて、上記給水部による給水量を制御する制御部とを備え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、
上記排気口は、上記投入口の幅方向の両側に配置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、
上記制御部は、上記被処理物の温度が所定温度以上になると上記給水部による給水を開始する一方、上記被処理物の温度が所定温度以下になると上記給水部による給水を停止す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、
運転の停止指令が入力される入力部を備え、
上記制御部は、上記入力部への停止指令の入力に伴って、上記給水部による給水を所定時間行うことを特徴とする固形化処理装置。
【請求項５】
被処理物が投入される投入口を有するケーシングと、
上記ケーシング内に配置され、互いに逆向きに回転駆動される一対の回転駆動軸と、
上記一対の回転駆動軸に着脱自在に各々取り付けられ、上記投入口から投入された被処理物を挟み込んで上記ケーシングの端面側に送る第１螺旋軸と、上記被処理物を逆流防止を行いつつ圧縮する第２螺旋軸と、上記被処理物を更に圧縮してケーシング外に押し出す第３螺旋軸とを有する螺旋軸と、
上記ケーシングの端面に着脱自在に取り付けられ、上記第３螺旋軸で押し出される被処理物を排出する排出孔を有する端面板とを備える固形化処理装置の運転方法であって、
上記螺旋軸で処理された被処理物の温度に基づく量の水を、上記ケーシング内に供給することを特徴とする固形化処理装置の運転方法。
【請求項６】
請求項５に記載の固形化処理装置の運転方法において、
上記被処理物の温度が所定温度以上になると給水を開始する一方、上記被処理物の温度が所定温度以下になると給水を停止することを特徴とする固形化処理装置の運転方法。
【請求項７】
請求項５に記載の固形化処理装置の運転方法において、
運転の停止に先立ち、上記ケーシング内に給水を所定時間行うことを特徴とする固形化処理装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バインダとしての溶融物で非溶融物を固形化する固形化処理装置に関し、例えばプラスチック等の溶融物と、例えば紙屑、木屑、コーヒカス等の有機物又は鉄粉等の無機物を含む非溶融物とを減容して固形化するのに好適な固形化処理装置と、その運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物のリサイクル処理は、環境問題の対策として重要である。廃棄物のリサイクル処理としては、例えばシュレッダーダストや食品用包装容器や古衣類等のような紙類、プラスチック類、布類を含む可燃性廃棄物を、再生燃料の原料として利用することが実用化されている。
【０００３】
従来、この種の廃棄物を用いて固形再生燃料を製造する装置としては、図８に示すような２軸押出し成形機が知られている（例えば、特許文献１：特開平１０−８５７０１号公報参照）。この押出し成形機は、ケーシング１０１内に、瓠形の断面を有するシリンダー状の中空部を有する。このケーシング１０１の中空部内に、軸心が互いに平行を向いた２本のスクリュー軸１０３，１０３を挿通している。このスクリュー軸１０３は螺旋羽根を有するが、スクリュー軸１０３の長手方向の中央よりも先端寄りに、螺旋羽根の無い無翼拡径部１２０が形成されている。スクリュー軸は、無翼拡径部１２０よりも基端側に第１螺旋羽根１２１を有する一方、無翼拡径部１２０よりも先端側に第２螺旋羽根１２２を有する。ケーシング１０１の中空部を画定する内壁は、第１及び第２螺旋羽根１２１，１２２の外縁に近接している一方、無翼拡径部１２０の周面に近接していて、絞り部を形成している。各スクリュー軸１０３は、図示しないモータにより、相互に噛み合った歯車１１１，１１１を介して互いに反対向きに回転駆動する。これにより、第１及び第２螺旋羽根１２１，１２２が上から下に噛み合うように回転駆動するようになっている。
【０００４】
この２軸押出し成形機は、以下のように動作する。すなわち、廃プラスチック材を含んだ廃棄物が、予め、粗破砕され、選別されて、ケーシングの投入口１０２から中空部内に投入される。投入された廃棄物を、スクリュー軸の第１螺旋羽根１２１により、破砕と混練を行いながら無翼拡径部１２０側に移送する。ケーシング１０１の側面にはヒータが設けられており、このヒータの熱により、廃棄物中のプラスチックを軟化し又は溶融する。軟化し又は溶融したプラスチックを含む廃棄物を、ケーシング１０１の内壁の絞り部と無翼拡径部１２０との間から押し出す過程で圧縮し、流動状態にする。流動状態の廃棄物を、第２螺旋羽根１２２によって端面板１１５のノズル孔１１６から棒状に押し出す。棒状に押出された廃棄物の温度が降下して固化することにより、固形再生燃料が得られる。
【０００５】
しかしながら、この２軸押出し成形機は、ケーシング１０１の内壁とスクリュー軸１０３の表面との間に形成される廃棄物通路の断面が、第１螺旋羽根１２１から無翼拡径部１２０に向かうに伴って縮小する一方、無翼拡径部１２０から第２螺旋羽根１２２に向かうに伴って拡大する。したがって、ケーシング１０１の内壁の絞り部と無翼拡径部１２０との間から押し出された廃棄物は、ケーシング１０１の内壁と第２螺旋羽根１２２との間で拡散し易い。その結果、ノズル孔１１６を介して押出された廃棄物の密度が比較的小さくなり、廃棄物の固化後の保形性が不十分になり易いという問題がある。
【０００６】
また、ケーシング１０１の側面に設けられたヒータにより、ケーシング１０１内の広範囲に亘って加熱を行うので、加熱効率が低く、廃棄物の温度制御の精度が低いという問題がある。廃棄物の温度制御の精度が低いと、廃棄物が高温になって発火や有毒ガスが発生する虞があり、あるいは、廃棄物が低温になって溶融物の溶融が不十分になって、固化後の保形成が不十分になる等の不都合を招く虞がある。このような廃棄物の温度制御に関する課題は、特許文献１では考慮されていない。
【特許文献１】特開平１０−８５７０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、この発明の課題は、十分な保形性を有する固形化物が安定して得られる固形化処理装置を提供することにある。また、温度制御を効果的に行うことができ、これにより、良好な品質の固形化物が安定して得られ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】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の固形化処理装置は、
被処理物が投入される投入口を有するケーシングと、
上記ケーシング内に配置され、互いに逆向きに回転駆動される一対の回転駆動軸と、
上記一対の回転駆動軸に着脱自在に各々取り付けられ、上記投入口から投入された被処理物を挟み込んで上記ケーシングの端面側に送る第１螺旋軸と、上記被処理物を逆流防止を行いつつ圧縮する第２螺旋軸と、上記被処理物を更に圧縮してケーシング外に押し出す第３螺旋軸とを有する螺旋軸と、
上記ケーシングの端面に着脱自在に取り付けられ、上記第３螺旋軸で押し出される被処理物を排出する排出孔を有する端面板と、
上記端面板に設けられたヒータと、
上記ケーシング内に給水を行う給水部と、
上記ケーシングに形成された排気口と、
上記排気口に接続され、上記ケーシング内の排気を行うブロアと、
上記螺旋軸で処理された被処理物の温度を検出する温度センサと、
上記温度センサからの信号に基づいて、上記給水部による給水量を制御する制御部とを備えることを特徴としている。
【０００９】
上記構成によれば、上記一対の回転駆動軸が回転駆動されることにより、各回転駆動軸に取り付けられた螺旋軸が互いに逆向きに回転駆動される。上記螺旋軸は第１乃至第３螺旋軸を有し、上記第１螺旋軸は、上記投入口から投入された被処理物を挟み込んで上記ケーシングの端面側に送る。この第１螺旋軸から送られた被処理物を、上記第２螺旋軸が逆流を防止しつつ圧縮する。引き続いて、上記第３螺旋軸が被処理物を更に圧縮し、上記端面板の排出孔から押し出す。こうして、被処理物を混練しながら順次高い圧縮力を与えることができるので、上記端面板の排出孔から押し出す被処理物を、十分に高い密度にできる。その結果、上記押し出された被処理物が冷却されてなる固形化物は、十分な保形性を有する。
【００１０】
また、上記第２及び第３螺旋軸の動作により、被処理物に、十分な量の圧縮熱及び摩擦熱を生成できる。その結果、従来のようにケーシングの側面にヒータを設けなくても、端面板のヒータのみにより、被処理物に含まれる溶融物を十分に溶解できる。
【００１１】
また、上記制御部は、上記螺旋軸で処理された被処理物の温度に基づいて、上記給水部によるケーシング内への給水量を制御する。これにより、上記被処理物の温度が安定して適切な温度になり、安定した品質の固形化物が得られる。
【００１２】
ここで、上記ケーシング内への給水に伴い、上記ケーシング内に水蒸気が生じる。この水蒸気を、上記排気口を経て上記ブロアで排出することにより、ケーシング内の圧力の異常上昇や、上記投入口からの水蒸気の漏れ等の不都合を防止できる。また、ケーシング内の気圧が上昇して回転駆動軸に設けられたオイルシールが破損する等の不都合を防止できる。
【００１３】
なお、上記ブロアは、上記水蒸気を含む排気対象を、上記固形化処理装置が配置された建屋の外に排出するのが好ましい。これにより、上記固形化処理装置の操作者の作業環境を良好にできる。
【００１４】
ここで、上記排気対象とは、上記ブロアによってケーシング内から排出可能なものをいい、水蒸気に限られず、他の気体や液体微粒子、あるいは、粉塵をも含まれる。
【００１５】
また、上記温度センサの配置位置は限定されず、例えばケーシング内部や端面板等のあらゆる位置に配置することができる。要は、螺旋軸で処理された被処理物の温度を検出可能であれば、温度センサの配置位置はどこでもよい。
【００１６】
一実施形態の固形化処理装置は、上記排気口は、上記投入口の幅方向の両側に配置されている。
【００１７】
上記実施形態によれば、上記投入口から被処理物を投入する一方、上記投入口の幅方向両側の排気口からケーシング内の排気を行う。これにより、上記ケーシング内に排気流を効率よく生成することができる。また、上記ケーシング内において、上記被処理物の移送方向と反対方向に排気流れを形成できるので、端面板の排出孔から押し出される被処理物に水蒸気等が混入することを防止できる。したがって、押し出された被処理物が冷却されてなる固形化物は、品質の低下が防止される。なお、上記投入口の幅方向とは、この投入口から投入された被処理物が移送される方向と略直角の方向をいい、上記回転駆動軸及び螺旋軸の延在方向と略直角をなす方向である。
【００１８】
一実施形態の固形化処理装置は、上記制御部は、上記被処理物の温度が所定温度以上になると上記給水部による給水を開始する一方、上記被処理物の温度が所定温度以下になると上記給水部による給水を停止する。
【００１９】
上記実施形態によれば、上記制御部によって上記ケーシング内への給水を制御することにより、上記被処理物の温度が所定の温度範囲内に含まれるように制御できる。これにより、被処理物が高温になって発火し、あるいは、被処理物が低温になって固化後の保形性が低下する等の不都合を防止できる。その結果、この固形化処理装置は、運転の安全性を確保でき、また、安定した品質の固形化物が得られる。
【００２０】
一実施形態の固形化処理装置は、運転の停止指令が入力される入力部を備え、
上記制御部は、上記入力部への停止指令の入力に伴って、上記給水部による給水を所定時間行う。
【００２１】
上記実施形態によれば、運転の停止指令が入力されて運転を停止する際、所定時間ケーシング内に給水を行う。この所定時間の給水が完了した後、上記螺旋軸の動作を停止して運転を停止する。これにより、ケーシング内の被処理物が軟化した状態で運転を停止できる。したがって、次回の運転開始時に、ケーシング内で固化した被処理物に起因する起動不良や、動力源への負荷の増大を防止できる。
【００２２】
本発明の固形化処理装置の運転方法は、
被処理物が投入される投入口を有するケーシングと、
上記ケーシング内に配置され、互いに逆向きに回転駆動される一対の回転駆動軸と、
上記一対の回転駆動軸に着脱自在に各々取り付けられ、上記投入口から投入された被処理物を挟み込んで上記ケーシングの端面側に送る第１螺旋軸と、上記被処理物を逆流防止を行いつつ圧縮する第２螺旋軸と、上記被処理物を更に圧縮してケーシング外に押し出す第３螺旋軸とを有する螺旋軸と、
上記ケーシングの端面に着脱自在に取り付けられ、上記第３螺旋軸で押し出される被処理物を排出する排出孔を有する端面板とを備える固形化処理装置の運転方法であって、
上記螺旋軸で処理された被処理物の温度に基づく量の水を、上記ケーシング内に供給することを特徴としている。
【００２３】
上記構成によれば、上記第１乃至第３螺旋軸の動作により、被処理物は、摩擦熱及び圧縮熱が効率的に生成されて比較的高温になる。ここで、上記被処理物の温度に基づく量の水を上記ケーシング内に供給することにより、上記被処理物の温度を適切な温度にできる。したがって、上記被処理物が冷却されてなる固形化物は、安定して適切な品質が得られる。
【００２４】
なお、上記ケーシング内への給水に伴って水蒸気が発生するが、この水蒸気を含む排気対象を上記ケーシング内から排気するのが好ましい。これにより、ケーシング内の圧力の異常上昇や、上記投入口からの水蒸気の漏れ等の不都合を防止できる。上記ケーシング内の排気は、上記被処理物が移送される方向と反対側に向かって行うのが好ましい。これにより、上記排出孔から排出される被処理物に、水蒸気等が混入する不都合を防止できる。
【００２５】
一実施形態の固形化処理装置の運転方法は、上記被処理物の温度が所定温度以上になると給水を開始する一方、上記被処理物の温度が所定温度以下になると給水を停止する。
【００２６】
上記実施形態によれば、上記被処理物の温度を所定の温度範囲内に含まれるように制御できる。これにより、被処理物が高温になって発火し、あるいは、被処理物が低温になって固化後の保形性が低下する等の不都合を効果的に防止できる。その結果、この固形化処理装置を安全に運転でき、得られる固形化物の品質を安定にできる。
【００２７】
一実施形態の固形化処理装置の運転方法は、運転の停止に先立ち、上記ケーシング内に給水を所定時間行う。
【００２８】
上記実施形態によれば、所定時間の給水が完了した後、上記螺旋軸の動作を停止して運転を停止する。これにより、ケーシング内の被処理物が水分量の増大によって軟化した状態で、運転を停止できる。したがって、次回の運転開始時に、ケーシング内で被処理物が固化することに起因する起動不良や、動力源への負荷の増大を防止できる。
【発明の効果】
【００２９】
以上から明らかなように、本発明の固形化処理装置は、投入口からケーシング内に投入された被処理物を第１螺旋軸で挟み込んでケーシングの端面側に移送し、この被処理物を、逆流を防止しつつ第２螺旋軸で圧縮し、第２螺旋軸で圧縮された被処理物を第３螺旋軸で更に圧縮して端面板の排出孔から押し出すので、被処理物を混練しつつ順次高い圧縮力を与えることができ、したがって、上記端面板の排出孔から高密度の被処理物を押し出すことができて、処理後の被処理物に十分な保形性を与えることができる。また、上記螺旋軸で処理された被処理物の温度に基づいて、制御部による給水量の制御の下、給水部によってケーシング内に給水を行うので、上記被処理物の温度を安定して適切な温度に制御できて、安定した品質の固形化物が得られる。また、上記ケーシングに形成された排気口からブロアで排気を行うので、給水に伴って生じた水蒸気等を迅速に排出できて、ケーシング内の圧力上昇に伴う故障を防止でき、また、固形化物の品質を安定にできる。
【００３０】
また、一実施形態の固形化処理装置は、上記排気口は、上記投入口の幅方向の両側に配置されているので、上記ケーシング内に排気流を効率よく生成できる。また、上記ケーシング内において、被処理物の移送方向と反対向きに排気流を生成できるので、上記端面板の排出孔から排出される被処理物に水蒸気等が混入する不都合を防止できる。
【００３１】
また、一実施形態の固形化処理装置は、上記制御部は、上記被処理物の温度が所定温度以上になると上記給水部による給水を開始する一方、上記被処理物の温度が所定温度以下になると上記給水部による給水を停止するので、上記被処理物の温度を所定の温度範囲内にして、運転の安全性を確保でき、安定した品質の固形化物が得られる。
【００３２】
また、一実施形態の固形化処理装置は、運転の停止指令が入力される入力部を備え、上記制御部は、上記入力部への停止指令の入力に伴って、上記給水部による給水を所定時間行うので、被処理物が軟化した状態で運転を停止できて、次回の運転開始時に、硬化した被処理物に起因して螺旋軸の駆動抵抗が増大する等の不都合を防止できる。
【００３３】
また、本発明の固形化処理装置の運転方法は、第１乃至第３螺旋軸を有する螺旋軸によって、被処理物に摩擦熱及び圧縮熱を効率的に生成する固形化処理装置について、上記螺旋軸で処理された被処理物の温度に基づく量の水をケーシング内に供給するので、上記被処理物の温度を安定して適切な温度にできて、上記被処理物が冷却されてなる固形化物を、安定して適切な品質にできる。
【００３４】
また、一実施形態の固形化処理装置の運転方法は、上記被処理物の温度が所定温度以上になると給水を開始する一方、上記被処理物の温度が所定温度以下になると給水を停止するので、上記被処理物が過剰に高温になって発火する不都合や、上記被処理物が過剰に低温になって保形性が低下する不都合を防止できる。
【００３５】
また、一実施形態の固形化処理装置の運転方法は、運転の停止に先立ち、上記ケーシング内に給水を所定時間行うので、ケーシング内の被処理物が水分量の増大で軟化した状態で運転を停止でき、したがって、次回の運転開始時に、ケーシング内で被処理物が固化することに起因する起動不良や、動力源への負荷の増大を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の固形化処理装置を図示の実施形態により詳細に説明する。
【００３７】
図１は、本発明の実施形態の固形化処理装置を示す平面図であり、図２は固形化処理装置の側面図である。
【００３８】
この固形化処理装置は、被処理物の一例として、溶融物であるプラスチックと非溶融物である紙とを含む廃棄物を処理するものであり、この廃棄物を減容、成形して固形再生燃料を製造する固形燃料製造装置である。
【００３９】
この固形燃料製造装置は、廃棄物の処理を行う処理本体１と、この処理本体１を駆動するギヤボックス３、減速機Ｒ、伝動装置Ｔ及びモータＭとで大略構成されている。
【００４０】
上記処理本体１は、廃棄物の投入口１２が上側面に形成されたケーシング１１内に、廃棄物を混練及び圧縮する１対の螺旋軸２，２を収容している。上記ケーシング１１のギヤボックス３と反対側の端部にフランジ１３が形成され、このフランジ１３に端面板５がボルトで固定されている。この端面板５には、処理後の廃棄物を成形しながら排出する複数の成形ノズル５３が取り付けられている。この端面板５の側面と、フランジ１３の縁部とがリンクヒンジ装置５１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５１によって端面板５が回動可能になっている。端面板５には、廃棄物を加熱するヒータ５４と、成形ノズル５３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。
【００４１】
上記ケーシングの投入口１２には給水ノズル３１が設けられており、この給水ノズル３１に連なる給水管３２に、電磁弁３３が介設されている。この電磁弁３３は制御部Ｃに接続されており、この制御部Ｃの制御の下、ケーシング１１内に給水を行うようになっている。この制御部Ｃの制御内容については、後に詳述する。
【００４２】
上記ケーシング１１の上側面には、上記投入口１２の幅方向の両側に２つの排気口１４，１４が形成されている。この排気口１４は、ダクトを介してブロアＢに連通している。このブロアＢは、ケーシング１１内から排気対象を吸引し、この固形化処理装置が配置された建屋の外に、上記排気対象を排出するように形成されている。上記排気対象とは、廃棄物から発生した水蒸気が大部分であるが、ケーシング１１内で廃棄物から発生した気体、液体の微粒子及び粉塵等をも含まれる。
【００４３】
ケーシング１１のギヤボックス３側の面には、ギヤボックス３から延びる一対の回転軸７０の先端が臨んでおり、この回転軸７０，７０の先端に、断面六角形の駆動軸７２が連なっている。一対の駆動軸７２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。この一対の駆動軸７２に、上記螺旋軸２，２が取り付けられている。
【００４４】
螺旋軸２は、上記駆動軸７２に取り付けられる軸部と、この軸部の周面に形成された螺旋羽根部とを有する。一対の駆動軸７２，７２に取り付けられた一対の螺旋軸２，２は、螺旋羽根部が互いに逆回りに形成されており、軸部の延在方向から見て螺旋羽根部が重なり合うように配置されている。一対の回転軸７０，７０は、矢印Ａ１，Ａ２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、螺旋軸２は、螺旋羽根部が上から下に向かって重なり合うように回転駆動されて、ケーシング１１内に投入された廃棄物を挟み込み、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。
【００４５】
ギヤボックス３内には、上記一対の回転軸７０，７０と、この一対の回転軸７０，７０に各々設けられて互いに噛み合う平歯車７１が収容されている。一対の回転軸７０，７０のうちの一方は、ギヤボックス３に隣接して設けられたカップリング４に接続されている。上記カップリング４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４を介して上記一方の回転軸７０に伝達される。この一方の回転軸７０から平歯車７１を介して他方の回転軸７０に回転力が伝達されて、上記一対の回転軸７０，７０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。
【００４６】
ケーシングのフランジ１３には、切断機６が切断機ヒンジ６１を介して取り付けられており、この切断機６によって、上記端面板５の成形ノズル５３から排出される処理後の廃棄物を切断する。この切断機６は、一端に連結された回転軸周りに回転して廃棄物を切断する回転刃６１，６１と、この回転刃６１を駆動する回転刃モータ６３を備える。上記切断機の切断機ヒンジ６１は、上記端面板５のリンクヒンジ装置５１が固定された縁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６が回動可能になっている。この切断機６は、端面板５がケーシングの端部を閉じた状態で、この端面板５の外側面に配置される。端面板５を開く場合は、切断機６を図１に示すような開き位置に回動させた状態で、この切断機６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、この端面板５を開放して行うケーシング１１内の螺旋軸２の保守作業や、ケーシング１１内のライニング片（ライニング片については後述する）の保守作業を容易に行うことができる。
【００４７】
図３Ａは、処理本体１の内部を示す断面図である。
【００４８】
上記一対の螺旋軸２，２は、ケーシング１１内の投入口１２側から端面板５側に向かって、順に、第１螺旋軸２１と、第２螺旋軸２２と、第３螺旋軸２３とで形成されている。各螺旋軸２１，２２，２３は、軸部２１ａ，２２ａ，２３ａと、螺旋羽根部２１ｂ，２２ｂ，２３ｂとで形成されている。第１及び第２螺旋軸の軸部２１ａ，２２ａは、駆動軸７２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螺旋軸の軸部２３ａは、駆動軸７２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螺旋軸の軸部２３ａの端面には、上記有底孔２３ｃに連なるボルト孔２４が設けられている。上記駆動軸７２に、上記貫通孔２１ｃ，２２ｃが挿通されて第１及び第２螺旋軸２１，２２が取り付けられ、上記有底孔２３が嵌合して第３螺旋軸２３が取り付けられる。この第３螺旋軸２３の端面のボルト孔２４にボルト２５を挿通し、このボルト２５を駆動軸７２に螺着して、第１乃至第３螺旋軸２１，２２，２３を駆動軸７２に固定する。
【００４９】
図３Ｂは、上記螺旋軸２を構成する第１、第２及び第３螺旋軸２１，２２，２３を抜き出して示した断面図である。上記第１螺旋軸２１と、第２螺旋軸２２と、第３螺旋軸２３は、この順に、軸部２１ａ，２２ａ，２３ａの径Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３を大きく形成している。また、螺旋羽根部２１ｂ，２２ｂ，２３ｂのピッチＰ１，Ｐ２，Ｐ３を、この順に小さく形成している。さらに、螺旋羽根部２１ｂ，２２ｂ，２３ｂの厚みＴ１，Ｔ２，Ｔ３を、この順に大きく形成している。これにより、各螺旋軸２１，２２，２３の表面と、ケーシング１１の内側面との間に形成される処理室の容積を、上記第１螺旋軸２１と、第２螺旋軸２２と、第３螺旋軸２３との順に小さくしている。したがって、上記第１螺旋軸２１、第２螺旋軸２２及び第３螺旋軸２３は、廃棄物を、噛み込み等の不都合を生じることなく確実に移送し、しかも、順次大きい圧縮力を廃棄物に作用できる。上記処理室の第１螺旋軸２１に面する部分の容積に対して、上記処理室の第３螺旋軸２３に面する部分の容積を、１／２から１／３の間の比（以下、減容比という）となるように形成している。このような減容比を有する螺旋軸２を用いることにより、投入時にカサ比重が０．０２５の廃棄物を、端面板の成形ノズル５３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の廃棄物を、成形ノズル５３からの排出時には、真比重が概ね０．８から１の間となる程度に圧縮できる。
【００５０】
第２螺旋軸の軸部２２ａの第１螺旋軸側２１の端部と、第３螺旋軸の軸部２３ａの第２螺旋軸側２２の端部は、夫々テーパー状に形成している。これにより、廃棄物を第１乃至第３螺旋軸２１，２２，２３によって順次移送するとき、軸部２１ａ，２２ａ，２３ａの径が順次大きくなっても、廃棄物に与える抵抗が少なくなるようにしている。
【００５１】
また、上記第１螺旋軸２１と、第２螺旋軸２２と、第３螺旋軸２３は、いずれも、螺旋羽根部２１ｂ，２２ｂ，２３ｂの巻き数を１巻きに形成している。すなわち、各螺旋軸の螺旋羽根部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、各螺旋軸２１，２２，２３の製造を容易にし、また、各螺旋軸２１，２２，２３の修理及び交換等の保守作業を行い易くしている。
【００５２】
図４Ａは、第３螺旋軸２３を示す正面図であり、図４Ｂは、第３螺旋軸２３を示す側面図である。図４Ｂにおいて、左側が正面側であり、端面板５の内側面に近接して配置される。図４Ａ及び４Ｂに示すように、第３螺旋軸２３は、螺旋羽根部２３ｂの端に連なり、軸部２３ａの中心軸と略直角に形成された平面部２３ｄを有する。この平面部２３ｄを端面板５の内側面に近接して回転駆動することにより、高密度に圧縮された廃棄物を端面板５の成形ノズル５３から確実に押し出すようにしている。この第３螺旋軸２３は、廃棄物に各螺旋軸２１，２２，２３が与える圧縮力のうち最大の圧縮力を与えるので、磨耗量が他の螺旋軸よりも多く、また、廃棄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螺旋軸２３を、クロム鋼で形成した基部と、この基部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。
【００５３】
また、第３螺旋軸２３は、軸部２３ａに径方向に延びる油孔２８を有し、この油孔２８を通して軸部２３ａの有底孔２３ｃと駆動軸７２との間に潤滑油を供給する。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、廃棄物に与える圧縮力が大きいにもかかわらず、第３螺旋軸の軸部２３ａと駆動軸７２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螺旋軸２３と同様に、第１及び第２螺旋軸２１，２２についても、各螺旋軸に形成した油孔を通して各螺旋軸と駆動軸７２との間に潤滑油を供給する。
【００５４】
また、第３螺旋軸２３は、軸部２３ａの端面に４つのジャッキネジ孔２７を有する。このジャッキネジ孔２７にジャッキネジを螺合し、このジャッキネジで駆動軸７２の端面に力を与えることにより、第３螺旋軸２３を駆動軸７２から容易に引き抜くことができる。
【００５５】
図５は、端面板５を取り外した状態のケーシング１１内を示した図である。図５では、ケーシングのフランジ１３の図示は省略している。ケーシング１１内には、第２及び第３螺旋軸２２，２３を取り囲む複数のライニング片１５，１５，・・・が配置されている。この複数のライニング片１５と、第２及び第３螺旋軸２２，２３の外側面との間に、廃棄物の処理室を形成している。ライニング片１５は、第２及び第３螺旋軸２２，２３の軸直角方向に８個設けられていると共に、第２及び第３螺旋軸２２，２３の軸方向に２列設けられている。軸方向の２列のライニング片１５は、第２螺旋軸２２の周りに概ね沿う列と、第３螺旋軸２３の周りに概ね沿う列とで形成されている。図５には、八角形断面を有するケーシング１１の８つの面について、各面の法線方向からライニング片１５を透視した様子を、各面の法線延長側に図示している。
【００５６】
上記ライニング片１５は、一方の面が第２又は第３螺旋軸の螺旋羽根部２２ｂ，２３ｂの縁に対向する壁面部１５ａと、この壁面部１５ａの他方の面に法線方向に突出して形成された突出部１５ｂと、この突出部１５ｂの先端近傍に設けられた楔孔１５ｃとを有する。ライニング片の壁面部１５ａは、耐磨耗鋼で形成している。ライニング片１５は、ケーシング１１に形成された貫通孔から突出部１５ｂを外側に突出させて、ケーシング１１の内側に配置される。上記突出部１５ｂのケーシング１１の外側に突出した楔孔１５ｃに、ケーシング１１の外側から楔１６を挿入して、ライニング片１５をケーシング１１に固定している。これにより、簡易な構成でライニング片１５をケーシング１１内に容易に着脱できる。特に、第３螺旋軸２３の周りのライニング片１５は、壁面部１５ａの一方の面に接触する廃棄物が高い圧縮力を受けるので、磨耗や欠けが生じ易いが、上記ライニング片１５は容易に着脱できるので、容易に補修や交換等の保守作業を行うことができる。
【００５７】
図６Ａは、端面板５を示す正面図であり、図６Ｂは、ケーシング１１の端部に端面板５を取り付けた様子を示す平面図であり、図６Ｃは、端面板５を示す側面図である。
【００５８】
端面板５は、図６Ａに示すように、第３螺旋軸の平面部２３ｄが近接して通過する領域に、複数の排出孔５２，５２・・・が設けられている。この排出孔５２に、図６Ｃに示すように、成形ノズル５３が挿入されている。排出孔５２の表裏両側の開口には段部５２ａが形成されており、成形ノズル５３の端部に設けられたフランジ５３ａを排出孔の段部５２ａに係止させて、排出孔５２に成形ノズル５３を取り付けるようにしている。成形ノズル５３は、図３Ａに示すように、フランジ５３ａをケーシング１１内に向けて、排出孔５２内に取り付けられる。上記成形ノズル５３の先端部分は、５ｍｍ〜１０ｍｍの長さにわたって、端面板５の表面から外側に突出している。端面板５は、全周に亘って貫通孔５ａが設けられており、この貫通孔５ａに挿通されるボルトによって、ケーシングのフランジ１３に固定される。
【００５９】
端面板５には、上下方向に伸びる線形のヒータ５４が内蔵されている。このヒータ５４は、電気抵抗によって加熱を行う抵抗加熱式のヒータである。このヒータ５４は、幅方向に６列配置されていると共に、この幅方向の配置位置において、厚み方向に２列ずつ配置されている。幅方向の６列のヒータ５４の配置間隔は、中央４列の配置間隔が互いに概ね等しい一方、両側の最外列の配置間隔が、中央４列の配置間隔よりも大きくなっている。これにより、端面板５の幅方向において、排出孔５２の数が多くて廃棄物の通過量が大きい中央部への加熱量を、排出孔５２の数が少なくて廃棄物の通過量が少ない両側部よりも多くしている。これにより、廃棄物の単位体積あたりの加熱量を、端面板５の幅方向に渡って概ね均一にしている。
【００６０】
また、ヒータ５４を端面板５の厚み方向に２列配置することにより、後述するように取り付け面を表裏両面の間で交換した場合においても、廃棄物の加熱特性が殆ど変わらないようにできる。また、厚み方向の一方のヒータ５４が故障しても、他方のヒータ５４によって廃棄物を加熱することができるので、加熱機能の信頼性を向上できる。
【００６１】
端面板５には、温度センサ５５が設けられている。詳しくは、端面板５から突出した成形ノズル５３の先端部分の外側面に、スリーブ状の温度センサ５５が嵌め込まれている。なお、板状の温度センサを、バンドなどで成形ノズル５３の先端部に固定してもよい。上記温度センサ５５によって、ケーシング１１内から押し出される処理後の廃棄物の温度を検出する。温度センサ５５は制御部Ｃに接続されている。なお、温度センサは、端面板５内に内蔵されていてもよい。詳しくは、複数の排出孔５２のうちの所定の排出孔５２の内側面に、受熱部が露出するように、本体を端面板５内に埋め込まれていてもよい。あるいは、成形ノズル５３から排出されて下方のバケットに落下した廃棄物の温度を、赤外線温度センサで検出してもよい。要は、螺旋軸２による処理後の廃棄物の温度を検出できればよい。
【００６２】
制御部Ｃは、温度センサ５５からの信号Ｓ１に基づいて、給水管の電磁弁３３の動作を制御する。詳しくは、制御部Ｃは、温度センサ５５からの信号Ｓ１を受け、廃棄物の温度が１２０℃を越えたことを検知すると、電磁弁３３に制御信号Ｗを送出し、制御信号Ｗを受けた電磁弁３３が開いてケーシング１１内に給水を行う。これにより、ケーシング１１内の廃棄物の温度が低下して、発火や有毒ガスの発生等の不都合を防止できる。一方、上記温度センサ５５から信号Ｓ１を受け、廃棄物の温度が１２０℃を下回ったことを検知すると、制御信号Ｗを送出して電磁弁３３を閉じて、ケーシング１１内の給水を停止する。このように、温度センサ５５に基づいて給水制御を行うことにより、廃棄物の温度を概ね１００℃以上１４０℃以下の温度範囲内に制御するようにしている。
【００６３】
なお、この電磁弁３３の制御を行う基準の温度と温度範囲は、廃棄物の構成や水分量に応じて適宜変更することができる。例えば、廃棄物の水分量が１５％程度である場合に、上述のように１００℃以上１４０℃以下の温度範囲に制御する一方、廃棄物の水分量が２０％以上である場合は、廃棄物の温度を１２０℃以上１８０℃以下の温度範囲に制御することができる。
【００６４】
また、電磁弁３３の閉じ制御は、必ずしも温度センサ５５の検知温度に基づいて行う必要は無い。例えば、電磁弁３３を開くと共に計時を開始し、所定時間が経過したときに電磁弁３３を閉じ制御してもよい。
【００６５】
また、上記制御部Ｃは、固形化処理装置の起動を指令する起動信号Ｓ２を受けると、ヒータ５４を起動制御する。これにより、前回の運転の終了時に成形ノズル５３内に残留した廃棄物を溶融し、起動直後においても成形ノズル５３から処理後の廃棄物を速やかに排出可能にする。
【００６６】
また、上記制御部Ｃは、固形化処理装置の停止を指令する停止信号Ｓ３を受けると、電磁弁３３に制御信号Ｗを送出して電磁弁３３を開いてケーシング１１内に給水を行う。この電磁弁３３の開き制御と共に計時を開始し、所定時間が経過すると、制御信号Ｗを送出して電磁弁３３を閉じる。引き続いて、モータＭによる螺旋軸２の駆動を停止して、固形化処理装置の運転を終了する。これにより、ケーシング１１内の廃棄物が軟化した状態で、運転を停止できる。したがって、次回の運転開始時に、固化した廃棄物によって螺旋軸２の駆動が困難になる不都合や、モータＭの負荷が増大する不都合を防止できる。
【００６７】
端面板５の上端には、端子ケース５６が取り付けられている。この端子ケース５６は、上記１２本のヒータ５４に接続された電力配線を収容しており、この電力配線に連なるコネクタ５７ａが、端子ケース５６の側面に設けられている。また、端子ケース５６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５７ｂが上端に設けられている。さらに、上記端子ケース５６は、吊ボルト５８で端面板５の上端に連結されており、端子ケース５６の上面に固定されたアイボルト５９を吊り下げることにより、吊ボルト５８を介して端面板５を吊り下げ可能になっている。なお、図６Ｂでは、端子ケース５６を図示していない。
【００６８】
端面板５をケーシングのフランジ１３に回動可能に接続するリンクヒンジ装置５１は、リンク機構を含んで形成されている。詳しくは、リンクヒンジ装置５１は、図６Ｂに示すように、端面板５の側面に固定された端面板側金具５１ａと、フランジ１３の前面の縁の近傍に固定されたフランジ側金具５１ｂとの間を、２つの中間アーム５１ｃ，５１ｃで接続している。端面板側金具５１ａと中間アーム５１ｃとの間と、２つの中間アーム５１ｃ，５１ｃの間と、中間アーム５１ｃとフランジ側金具５１ｂとの間は、ピン５１ｅによって互いに回動自在に接続している。このリンクヒンジ装置５１は、２つの中間アーム５１ｃ，５１ｃの間の角度が変化しつつ、端面板側金具５１ａに対して一方の中間アーム５１ｃが回動し、かつ、フランジ側金具５１ｂに対して他方の中間アーム５１ｃが回動する。これにより、端面板５が回動可能であり、かつ、厚み方向に水平移動が可能になっている。端面板５を厚み方向に水平移動可能に形成することにより、ケーシングのフランジ１３と、端面板５との間に枠状のスペーサを挟んだ状態で、端面板５をフランジ１３に固定できる。なお、回動機能のみを有するヒンジによって端面板５をケーシングのフランジ１３に取り付けた場合、スペーサを挟んで端面板５をフランジ１３に固定しようとすると、スペーサの厚みにより、端面板５のヒンジから遠い部分がフランジ１３に密着できない。
【００６９】
図７は、上記端面板５とケーシングのフランジ１３との間に挟持されるスペーサ８を示す正面図である。このスペーサ８は、端面板５の外縁寸法と概ね同じ外縁寸法を有し、端面板５と重ね合わせたときに貫通孔５ａと連なる位置に貫通孔８ａが設けられている。スペーサ８の中央には、第３螺旋軸の平面部２３ｄが対向して回転軌跡を描く領域よりも多少広い範囲に亘って切り取られた瓢形の切取部８ｂが設けられている。このスペーサ８を上記端面板５とケーシングのフランジ１３の間に挟み、ボルトを端面板の貫通孔５ａとスペーサの貫通孔８ａとを挿通させて、端面板５とスペーサ８をフランジ１３に固定する。このスペーサ８を用いることにより、端面板５のケーシング１１内部に臨む側の面（取り付け面）と、ケーシング１１内の第３螺旋軸の平面部２３ｄとの間のクリアランスを高精度に調整できる。また、スペーサ８を運転当初に取り付ける一方、運転によって所定量の磨耗が生じた後にスペーサ８を除去することにより、スペーサ８の除去後においても所定量の磨耗が生じるまで端面板５を使用できるから、端面板５を長期に亘って使用することができる。
【００７０】
上記端面板５は、両側面に、端面板側金具５１ａが取り付けられる複数のボルト孔５ｂ，５ｂ，・・・を有する。また、端面板５は、排出孔５２に、成形ノズルのフランジ５３ａが係止する段部５２ａが表裏両面に形成されている。これにより、端面板５は、ケーシング１１内部に向かって取り付けられる取り付け面が、表裏両面の間で交換可能になっている。したがって、端面板５は、第３螺旋軸２３による廃棄物の高い圧縮力を受けて磨耗量が比較的大きいにもかかわらず、両面を交換して使用できるので、比較的長い使用寿命が得られる。特に、スペーサ８を用いることにより、端面板５の使用寿命を効果的に延ばすことができる。
【００７１】
上記構成の固形化処理装置は、以下のように動作する。
【００７２】
まず、固形化処理装置の起動スイッチが操作者によって押下され、運転が開始される。起動スイッチの押下に伴い、固形化処理装置の制御装置から起動信号Ｓ２が制御部Ｃに出力される。起動信号Ｓ２を受けた制御部Ｃは、端面板のヒータ５４に電力Ｐを供給し、端面板５の予備加熱を行う。これにより、前回の運転の終了時に成形ノズル５３内に残留して固化した廃棄物を溶融する。
【００７３】
続いて、制御装置の制御の下、モータＭが起動し、モータＭの回転力を、伝動機Ｔ、減速機Ｒ及びカップリング４を介して回転軸７０に伝達する。ギヤボックス３内の一対の回転軸７０が互いに逆向きに回転し、回転軸７０に連なる駆動軸７２に取り付けられた一対の螺旋軸２，２が、ケーシング１１内で互いに逆向きに回転する。一対の螺旋軸２，２は、平面視において幅方向の内側に向かうと共に、正面視において上から下に向かう方向に回転する。螺旋軸２は３０ｒｐｍ（回転毎分）以上６０ｒｐｍ以下の比較的低速度で回転するのが好ましい。
【００７４】
さらに、ブロアＢを起動し、排気口１４に接続されたダクトを介したケーシング１１内の排気を開始する。
【００７５】
こうして処理本体１の駆動が開始されると、ケーシング１１の投入口１２から、廃棄物の投入が開始される。廃棄物は、プラスチック等の溶融物と、紙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、溶融物が４０ｗｔ％（重量パーセント）以上６０ｗｔ％以下の間であり、かつ、非溶融物が３０ｗｔ％以上４０ｗｔ％以下であるのが好ましい。なお、他の構成物は、水や、例えば生ゴミのような水が主体のものであればよい。
【００７６】
ケーシング１１内では、投入された廃棄物を、一対の第１螺旋軸２１によって挟み込み、混練し、強力な挟み込み力によって第２螺旋軸２２側に確実に移送する。第２螺旋軸２２は、この第２螺旋軸２２とライニング片１５との間に形成された処理室内に廃棄物を導いて、廃棄物の混練及び圧縮を行う。上記処理室内に導かれた廃棄物を、上記第２螺旋軸２２の回転動作によって端面板５側に送りながら混練及び圧縮するので、廃棄物の逆流を効果的に防止する。続いて、第３螺旋軸２３が、この第３螺旋軸２３とライニング片１５との間に形成された処理室内に廃棄物を導いて、更なる混練と圧縮を行う。第１、第２及び第３螺旋軸２１，２２，２３は、この順に、軸部２１ａ，２２ａ，２３ａの径Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３が大きく形成され、螺旋羽根部２１ｂ，２２ｂ，２３ｂのピッチＰ１，Ｐ２，Ｐ３が大きく形成され、螺旋羽根部２１ｂ，２２ｂ，２３ｂの厚みＴ１，Ｔ２，Ｔ３が大きく形成されているので、廃棄物の噛み込みや密度の低下等の不都合なく、廃棄物を効果的に混練及び圧縮することができる。
【００７７】
また、第１、第２及び第３螺旋軸２１，２２，２３は、順次大きい圧縮力を廃棄物に与えて混練を行うことにより、廃棄物に圧縮熱と摩擦熱を効果的に生じさせることができる。これにより、廃棄物に含まれる例えばプラスチック等の溶融物を効果的に溶融させることができる。この圧縮熱や摩擦熱は、上述のように、廃棄物に含まれる溶融物が４０ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下の間であり、かつ、非溶融物が３０ｗｔ％以上４０ｗｔ％以下の場合に効果的に生成することができる。このように、廃棄物の圧縮熱や摩擦熱によって十分に溶融物を融解できるので、従来のようにケーシング１１の側面にヒータを設ける必要が無い。すなわち、端面板５のヒータ５４によって補助的に加熱することにより、廃棄物の溶融物を十分に溶解することができる。
【００７８】
本実施形態の固形化処理装置では、第１乃至第３螺旋軸２１，２２，２３による混練及び圧縮動作と、ヒータ５４の加熱により、廃棄物の温度が効率的に上昇する。ここで、投入口１２から投入される廃棄物の構成が変化し、非溶融物の割合が増大したこと等に起因して、温度が急激に上昇する場合がある。この場合、温度センサ５５によって廃棄物の温度が１２０℃を越えたことが検知されると、この温度センサ５５からの信号Ｓ１に基づいて、制御部Ｃが制御信号Ｗを出力して電磁弁３３を開く。これにより、給水ノズル３１からケーシング１１内に水が供給され、廃棄物の温度が低下して、端面板の排出孔５２から排出される廃棄物の温度が１４０℃以下となるように制御される。これにより、高温によって廃棄物が発火する不都合や、不完全燃焼を起こす不都合や、塩素ガス等の有毒ガスを発生する不都合等を防止できる。
【００７９】
ケーシング１１内に給水を行うと、廃棄物の圧縮熱や摩擦熱により、あるいは、ヒータ５４の熱により、水分が蒸発して水蒸気が生成される。特に、ヒータ５４に近接し、かつ、廃棄物への圧縮力が大きい第３螺旋軸２３の周辺では、高温、高圧の水蒸気が生成される。この水蒸気は、ケーシングの投入口１２の両側に形成された排気口１４から、ブロアＢによって吸引されて、建屋の外に排出される。これにより、ケーシング１１内が異常高圧になって、回転軸７０の周りに設けられたオイルシールが破損する等の不都合を効果的に防止できる。また、上記投入口１２の両側に設けられた排気口１４，１４からケーシング１１内の排気を行うことにより、投入口１２から投入される廃棄物で吸引の流れが乱れる度合いを少なくできて、良好な効率で排気を行うことができる。さらに、ケーシング１１内において、螺旋軸２，２によって廃棄物が移送される方向と反対向きに排気を行うので、端面板の排出孔の成形ノズル５３から排出される廃棄物に、水蒸気が混入する不都合を防止できる。
【００８０】
ケーシング１１内に給水を行っているとき、温度センサ５５からの信号Ｓ１を受けて廃棄物の温度が１２０℃を下回ったことを検知すると、制御部Ｃは制御信号Ｗを出力して電磁弁３３を閉じて給水を停止する。これにより、廃棄物が低温となって、固形化物の保形性が低下する不都合を防止できる。
【００８１】
なお、制御部Ｃは、電磁弁３３を制御する廃棄物の基準温度を１２０℃として、基準温度を上回ったときに開き制御をし、基準温度を下回ったときに閉じ制御をしたが、基準温度を複数個設定して、各基準温度において開度を段階的に変化させてもよい。要は、給水ノズル３１からの給水量を制御することにより、廃棄物の温度を予め定められた温度範囲になるように制御できればよい。
【００８２】
また、制御部Ｃは、温度センサ５５からの信号Ｓ１に基づいて、ヒータ５４への供給電力Ｐを制御することにより、廃棄物の温度が所定の温度範囲に含まれるようにしてもよい。
【００８３】
第３螺旋軸２３に導かれて高圧力で圧縮された廃棄物は、溶融物が溶融した状態で、端面板５の成形ノズル５３から棒状に押し出される。押し出された棒状の廃棄物は、切断機６によって所定長さに切断され、下方に配置されたバケット内に落下して回収される。所定長さに切断された棒状の廃棄物は、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。このようにして得られた固形再生燃料は、５０００〜６０００ｃａｌ／ｇの発熱量を有し、燃料としての利用が可能である。
【００８４】
固形化処理装置の運転が停止するとき、停止信号Ｓ３を受けた制御部Ｃは、制御信号Ｗを送出して電磁弁３３を開いてケーシング１１内に給水を行う。この電磁弁３３の開き制御と共に計時を開始し、計時開始から３分が経過すると電磁弁３３を閉じる。この後、モータＭを停止して螺旋軸２の回転を停止する。ケーシング１１内の廃棄物が軟化した状態で運転を停止することにより、次回の運転開始時に、固化した廃棄物によって螺旋軸２の駆動が困難になる不都合や、モータＭの負荷が増大する不都合を防止できる。なお、停止信号Ｓ３を受けて給水を行う時間は３分に限られず、廃棄物の構成材料等に応じて適宜変更することができる。
【００８５】
本実施形態の固形化処理装置は、螺旋軸２によって従来よりも高い圧縮力を廃棄物に与えるので、メンテナンスの頻度が従来よりも多くなる傾向にある。そこで、螺旋軸２、端面板５及びライニング片１５のメンテナンスの容易化を図ることにより、メンテナンスの作業負担や費用負担を軽減するようにしている。例えば、予め定められた保守時期が到来したとき、以下のようにして保守作業を行う。
【００８６】
まず、端面板５の表側に位置する切断機６を、切断機ヒンジ６１回りに回動させて図１に示す開き位置にする。続いて、端面板５とケーシングのフランジ１３を固定するボルトを取り外し、端面板５をリンクヒンジ装置５１回りに回動させる。切断機６は、端面板５が回動する方向と反対側に位置しているので、端面板５の回動作業を容易に行うことができる。端面板５は、廃棄物に与える高い圧縮力に抗するため、１０ｃｍ以上の厚みを有して２〜３トンの重量を有する。したがって、端面板５に端子ケース５６を取り付け、この端子ケース５６のアイボルト５９に吊金具を掛けて、チェーンブロックやクレーン等で端面板５を支持して取り扱う。なお、端面板５の上端にアイボルトを直接固定して、吊金具を掛けるようにしてもよい。
【００８７】
続いて、ケーシング１１内の螺旋軸２やライニング片１５の保守作業を行う。具体的には、第２及び第３螺旋軸２２，２３の磨耗量や、ライニング片１５の磨耗量や、端面板５の内側面の磨耗量を検査する。磨耗量が規定値を超えた場合、第２及び第３螺旋軸の螺旋羽根部２２ｂ，２３ｂの肉盛補修や、第３螺旋軸の軸部２３ａの端面や平面部２３ｄの肉盛補修を行う。第２及び第３螺旋軸２２，２３に補修等を行う場合、第３螺旋軸２３のジャッキネジ孔２７にジャッキネジを螺合し、このジャッキネジによって駆動軸７２に引き抜き力を与える。これにより、第３螺旋軸２３を駆動軸７２から容易に引き抜くことができ、この後、第２螺旋軸２２を駆動軸７２から容易に取り外すことができる。各螺旋軸２１，２２，２３と駆動軸７２との間には、黒鉛グリスが供給されているので、第２及び第３螺旋軸２２，２３を容易に取り外すことができる。
【００８８】
また、第２及び第３螺旋軸２２，２３を取り囲むライニング片１５の磨耗量が所定の基準値を超えた場合、ライニング片１５の交換を行う。特に、廃棄物に与える圧縮力が大きい第３螺旋軸２３を取り囲むライニング片１５は、磨耗量が大きい。ここで、ライニング片１５は、ケーシング１１の外側面の楔１６を取り外すことにより、容易に交換できる。
【００８９】
また、端面板５の内側面の磨耗量が所定の基準値を超えた場合、肉盛補修や交換を行う。端面板５では、排出孔５２が形成された領域に、第３螺旋軸の平面部２３ｄが接近して回転するので、この領域における磨耗量が特に大きい。端面板５の交換を行う場合は、ケーシング１１内部に向ける取り付け面を、表裏面の間で交換することができる。端面板５の取り付け面の交換を行う場合、一方の側面のボルト孔５ｂに取り付けられていた端面板側金具５１ａを取り外す。続いて、端面板５を水平方向に１８０°回転させて、他方の側面のボルト孔５ｂに端面板側金具５１ａを取り付ける。端面板５をリンクヒンジ装置５１回りに回動させ、それまでケーシング１１外を臨んでいた面をケーシング１１内に向けてフランジ１３に密着させ、貫通孔５ａにボルトを挿通してフランジ１３に固定する。端面板５の両面が磨耗した場合は、新たな端面板５に交換する。このように、端面板５は、高圧縮力を廃棄物に与えることにより磨耗量が比較的大きいにもかかわらず、肉盛補修と表裏面の使用をすることによって、比較的長期に亘って使用することができる。また、スペーサ８を用いることにより、端面板５の使用寿命を効果的に延ばすことができる。このように、端面板５の使用寿命を延長することにより、保守費用の低減を図ることができる。
【００９０】
上記実施形態において、温度センサ５５からの信号Ｓ１に基づいて電磁弁３３を制御したが、モータＭの負荷に基づいて電磁弁３３を制御してもよい。詳しくは、廃棄物の非溶融物の割合が大きい等の理由により、螺旋軸２の駆動抵抗が大きい場合、モータＭの負荷が増大する。このモータＭの負荷の増大を、供給電力やロータの回転数等によって検出し、このモータＭの負荷が所定の基準値を超えたとき、電磁弁３３を開き制御する。これにより、ケーシング１１内の廃棄物の水分量が増大し、螺旋軸２の駆動抵抗が減少し、モータＭの負荷を低減することができる。
【００９１】
また、上記実施形態において、被処理物の一例として、溶融物であるプラスチックと非溶融物である紙とを含む廃棄物を処理したが、被処理物は、プラスチック以外の溶融物と、紙以外の非溶融物とを含んでもよい。また、紙に限られず、木、繊維、あるいは、動植物性残さ等の非溶融物を含んでもよい。さらに、非溶融物は、有機物に限られず、無機物を含んでもよい。また、非溶融物は鉄粉等の金属を含んでもよい。非溶融物に金属が含まれた被処理物を固形化することにより、比重の大きい固形化燃料が得られる。特に、非溶融物に鉄粉が含まれる被処理物を処理してなる固形化燃料は、鉄鋼の製造に利用することができる。すなわち、鉄粉を含有する固形化燃料を電炉に投入し、この固形化燃料と銑鉄を反応させることにより、銑鉄の還元を行うことができる。このように、転炉を用いないで、電炉によって鉄鋼を製造することができる。
【００９２】
また、被処理物の非溶融物は、例えば、印刷機のトナー、ボイラーの集塵機で集められた焼却灰やフライアッシュ、製紙工場等から排出された汚泥、或いは、下水・排水処理設備等から排出された汚泥等であってもよい。上記汚泥は、水分の低減や発酵等の前処理を行った後、本実施形態の固形化処理装置による処理を行うのが好ましい。
【００９３】
また、被処理物は、溶融物と非溶融物とが混在する農業廃棄物であってもよい。この種の農業廃棄物としては、合成樹脂製の網や棚と、この網や棚に絡み付いた植物とを含むものがある。このような植物としては、例えばホップ等の蔓性の植物がある。本実施形態の固形化処理装置によれば、この種の農業廃棄物を、網と植物を分別する手間をかけることなく、そのまま固形化処理を行って固形化燃料を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の実施形態の固形化処理装置を示す平面図である。
【図２】固形化処理装置を示す側面図である。
【図３Ａ】固形化処理装置の処理本体の内部を示す断面図である。
【図３Ｂ】螺旋軸を構成する第１、第２及び第３螺旋軸を示した断面図である。
【図４Ａ】第３螺旋軸を示す正面図である。
【図４Ｂ】第３螺旋軸を示す側面図である。
【図５】端面板を取り外して端面側から見たケーシング内の様子と、このケーシング内に配置されるライニング片とを示した図である。
【図６Ａ】端面板を示す正面図である。
【図６Ｂ】ケーシングの端部に端面板を取り付けた様子を示す平面図である。
【図６Ｃ】端面板を示す側面図である。
【図７】スペーサを示す正面図である。
【図８】従来の固形再生燃料の製造装置を示す図である。
【符号の説明】
【００９５】
１  処理本体
２  螺旋軸
５  端面板
１１  ケーシング
１２  投入口
１４  排気口
２１  第１螺旋軸
２２  第２螺旋軸
２３  第３螺旋軸
３１  給水ノズル
３２  給水管
３３  電磁弁
５２  排出孔
５３  成形ノズル
５４  ヒータ
５５  温度センサ
７２  駆動軸
Ｂ  ブロア
Ｃ  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８】
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