JP4426560B2

JP4426560B2 - 発泡スチロール等の廃棄物の減容固化装置

Info

Publication number: JP4426560B2
Application number: JP2006328894A
Authority: JP
Inventors: 督相馬; 高橋　　清
Original assignee: 株式会社ホクエイ; 督相馬
Priority date: 2006-12-06
Filing date: 2006-12-06
Publication date: 2010-03-03
Anticipated expiration: 2021-12-14
Also published as: JP2007118085A

Description

本発明は、魚介類や野菜の包装容器、商品梱包の緩衝材、又は建築物の断熱材等として広く利用されている発泡スチロール等の廃棄物を、貯蔵や運搬に便利なように減容し固化する装置に関する。

発泡スチロール等の廃棄物は軽くて嵩張り、輸送上、貯蔵上の効率化のため、なるべく廃棄物の発生地点に近いところで減容し、それらを集めて二次加工やリサイクル製品化する必要がある。そのため、比較的構造が簡単で、装置の運転に特別な資材や技能を必要とせず、小型で容易に移動できるような減容固化装置が必要とされる。

この種の減容固化装置としては、本発明者らが特許願２００１−３２３６０６号として、発泡スチロール等を圧縮搬送する一本のスクリュー体と、搬送方向終端に向かうに従いスクリュー体のスクリュー羽根の直径を漸減し、スクリュー体を収容する圧縮室外筒と、圧縮室外筒はスクリュー羽根の直径の漸減に合わせ断面積が漸減し、スクリュー体の下方に水槽を設け、水槽内に溜めた水がスクリュー体により搬送される発泡スチロール等により順次連れ出されるようにしたものを提案している。

この、一本のスクリュー体と一本の成形筒による減容固化装置は、構造が簡単で小型なもので、取り扱いが容易である。

また、発泡スチロール等により連れ出される水により、過剰な発熱を抑制しながら発熱溶融させ、圧縮室外筒に連設した成形筒で冷却して固化し、取り扱いしやすい柱状となる。

つまり、建築物の断熱材として用いられる発泡スチロールは、発泡倍率が低くて未発泡の原料が含まれることが多く、顔料などのスチロール以外のものが含まれていて、高温になりやすく、高温になると成形筒出口で二次発泡し固まらないことがあるため、水で過剰な発熱を抑制する。

また、電気製品などの商品梱包の緩衝材として用いられる発泡スチロールは、発泡倍率が高く、破砕したときに砕けて粉になりやすく、高温になると容易に融けてしまうため、水で過剰な発熱を抑制する。

このような、水により過剰な発熱を抑制する減容固化装置では、粗砕された廃棄物がスクリュー羽根との間で摩擦熱を発生させ、廃棄物の温度を６０〜７０℃前後として部分的に溶融させ、それ自身をバインダーとして塊の保形性を高めるものである。
特開２００３−１２７１３８号公報

廃棄される発泡スチロールは、用途による製造時の発泡倍率の違い、顔料などのスチロール以外のものが含まれたもの、未発泡の原料が含まれたものなど、種々のものがある。

魚箱に代表される発泡スチロール製の運搬包装容器は発泡倍率が５０〜６０倍程度で、スクリュー羽根による装置で減容固化するには高温になりにくく、破砕したときにも比較的大きな塊を保つため比較的容易である。

装置が廃棄物を取り扱う関係上、冬期間などの気温の低いときでも保温された室内に設置されることは稀であり、多くは倉庫や車庫などの外気にさらされやすい環境に設置される。しかし、圧縮室外筒およびそれに連設する成形筒が外気で冷やされると、発泡スチロールが保形に必要な溶融温度まで達せずに固化しないことがあった。

また、装置の運転開始時など、圧縮室外筒およびそれに連設する成形筒が冷えていると、発泡スチロールが保形に必要な溶融温度までなかなか達せず、いつまでも固化しないことがあった。

また、電気製品などの商品梱包の緩衝材として用いられる発泡スチロールは、発泡倍率が高く強度が低いため、破砕したときに容易に砕けて粉々になりやすく、スクリュー羽根で圧縮室に搬送しようとしても対流を起こして送り込みが悪くなり、発泡スチロールが長時間圧縮室に滞留し過剰に発熱することがあった。

そこで本発明は、種々の発泡スチロール等の廃棄物や設置される環境でも保形に必要な溶融温度を保って安定して成形でき、粉々になりやすい発泡スチロール等の廃棄物でも圧縮室に確実に送り込み過剰に発熱することなく安定して成形する、発泡スチロール等の廃棄物の減容固化装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明における発泡スチロール等の廃棄物の減容固化装置は、発泡スチロール等を圧縮搬送するスクリュー体30と、搬送方向終端に向かうに従いスクリュー体30のスクリュー羽根32の直径を漸減し、破砕室12に水平方向を軸芯として回転するスクリュー体30を設け、スクリュー体30の終端部が圧縮室外筒22に収容された圧縮室14と、圧縮室外筒22はスクリュー羽根32の直径の漸減に合わせ断面開口面積が漸減する減容固化装置において、スクリュー体32の圧縮室14より前方を収容する破砕室12の後方部にスクリュー体30の上方の断面開口面積を減ずる対流防止壁40を設けたものである。

請求項２の発明における発泡スチロール等の廃棄物の減容固化装置は、対流防止壁40による断面開口面積を可変としたものである。

請求項１の発明によれば、スクリュー体の圧縮室より前方を収容する破砕室の後方部にスクリュー体の上方の断面開口面積を減ずる対流防止壁を設け、砕けて粉々の発泡スチロール等が破砕室の後方部で圧力の低い上方から対流しようとするのを阻止できるから、圧縮室に確実に送り込み過剰に発熱することなく安定して成形できる。

請求項２の発明によれば、対流防止壁による断面開口面積を可変とし、比較的大きな塊を保った発泡スチロール等でも容易に圧縮室に搬送できるから、詰まったりすることなく安定して成形できる。

請求項１の発明では、スクリュー体32の圧縮室14より前方を収容する破砕室12の後方部にスクリュー体30の上方の断面開口面積を減ずる対流防止壁40を設けたから、砕けて粉々の発泡スチロール等が破砕室12の後方部で圧力の低い上方から対流しようとするのを阻止できる。

請求項２の発明では、対流防止壁40による断面開口面積を可変としたから、比較的大きな塊を保った発泡スチロール等でも容易に圧縮室14に搬送できる。

以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

本発明における発泡スチロール等の廃棄物には、発泡スチロール単体やそれを含む混合物や、摩擦熱により発熱して低温度で軟化するという発泡スチロールと似た性状を示す高分子化合物の発泡体廃棄物が含まれる。

図１に示すように、減容固化装置にはほぼ立方体の外枠１と、その上面の中央部の投入口２と、その下部に移動するための一対の固定車輪３と一対の自在車輪４を設ける。また、外枠１の側面に装置の運転操作をする制御盤５を設ける。

外枠１内には、その一側にモーター室13と、残りの上部のホッパー11とその下部の破砕室12を設け、ホッパー11はその上部を廃棄物の投入口２と連通し、ホッパー11と破砕室12は連通し、ホッパー11や破砕室12とモーター室13は隔壁により区画されている。

モーター室13には減速機付のモーター21を設け、破砕室12に水平方向を軸芯として回転するスクリュー体30を設け、スクリュー体30のスクリュー軸31の一端はモーター21に連結され、スクリュー体30はモーター21により回転する。スクリュー体30は、モーター21側の反対側を搬送終端とするように回転される。

スクリュー体30は破砕室12から外枠１外に突出され、その突出したスクリュー体30の終端部を収容する圧縮室外筒22を外枠１から設け、圧縮室外筒22内を圧縮室14とする。

スクリュー体30には、細長い丸棒であるスクリュー軸31と、スクリュー軸31に螺旋状に巻き付けられたスクリュー羽根32と、スクリュー軸31に放射状に取り付けた破砕杆33とを設ける。この、スクリュー体30のスクリュー羽根32で発泡スチロール等を圧縮搬送する。

スクリュー羽根32のピッチは破砕室12内では一定とし、圧縮室14内では漸減する。スクリュー羽根32の径は破砕室12内では一定形状で、圧縮室14直前で極大とし、搬送終端で極小とし、圧縮室14内において搬送方向終端に向かうに従いスクリュー体30のスクリュー羽根32の直径を漸減する。

破砕杆33は破砕室12内のスクリュー体30にのみ放射状に取り付けられ、破砕杆33の先端はスクリュー羽根32の外径より突出し、破砕室12の一側に設けた櫛刃状の破砕板34との間で発泡スチロール等の塊を細かく破砕する。

圧縮室外筒22の出口とスクリュー羽根32の搬送方向終端をほぼ一致させ、圧縮室14の発泡スチロール等の廃棄物はスクリュー羽根32の回転により圧縮搬送される。

圧縮室外筒22は、大きく見るとスクリュー羽根32の直径の漸減に合わせ断面開口面積が漸減する漏斗のような頭切り円錐形状の筒であるが、細かく見るとその内面は細長い台形の板を連ねたような頭切り多角錐形状とし、つれ回りを防止している。

圧縮室外筒22には、その入口と出口にフランジが取り付けられ、入口側フランジにより外枠１に取り付けられ、出口側フランジから連設して成形筒23を設ける。

成形筒23は略四角形断面の筒で、その角を落とした八角形断面の内面開口であり、その全長に渡って一様な内面開口の形状とし、圧縮室外筒22の終端の開口面積より成形筒23の断面開口面積をやや大とした。

成形筒23の長さはスクリュー体30から押し出された発泡スチロール等の廃棄物が充分に冷却され固化に必要な所定長さを有し、成形筒23は放熱性の良い薄肉の鋼板で内面は平滑に形成される。

圧縮室外筒22と成形筒23を覆うカバー24を外枠１から設け、高温となる圧縮室外筒22と成形筒23から作業者を保護する。

カバー24は略八角形断面の筒で、その一端が外枠１にほぼ密閉状態で取り付けられ、カバー24の内面には断熱材24aが貼り付けられる。

カバー24のもう一端に着脱可能なカバー蓋24bを設ける。カバー蓋24bの外形は略八角形でその中心に略菱形の孔が開けられており、カバー蓋24bはカバー24本体にほぼ密閉状態で螺着され、成形筒23とは隙間を開けている。ここで、カバー蓋24bを着脱することにより、開放放熱状態と密閉断熱状態とに変更可能とする。

つまり、カバー蓋24bを取り外すことにより、圧縮室外筒22や成形筒23で熱せられた空気は軽くなって開口部上部から放出され、代わりに冷気が開口部下部から進入し、カバー24と圧縮室外筒22や成形筒23の間の空気が通風する開放放熱状態となる。

また、カバー蓋24bを取り付けることにより、圧縮室外筒22や成形筒23で熱せられた空気も放出されず、代わりの冷気も進入せず、カバー24と圧縮室外筒22や成形筒23の間の空気が滞留する密閉断熱状態となる。

スクリュー体30の下方で破砕室12下部に水槽15を設け、水槽15内に水を溜める。

水槽15は、上面開口で破砕室12と連通し、外枠１に設けた給水口に連通し、水槽15内に水を所定水位に溜める。これにより、水槽15内に溜めた水がスクリュー体30により搬送される発泡スチロール等により順次連れ出される。

スクリュー体32の圧縮室14より前方を収容する破砕室12の後方部にスクリュー体30の上方の断面開口面積を減ずる対流防止壁40を設ける。

対流防止壁40は、略長方形の薄板である対流防止板41と、破砕室12の後方上部と対流防止板41上部の間を連結する一対の兆番42とからなる。対流防止板41の下辺は、スクリュー体30のスクリュー羽根32の外径に合わせて円弧状に切り欠かれて、スクリュー羽根32に接触しないようにする。

対流防止板41は、通常は図５に示すように兆番42の支点から垂れ下がり、スクリュー羽根32に搬送される発泡スチロールの塊に押されると図６に示すように下端が圧縮室14方向に持ち上がり、対流防止壁40による断面開口面積を自動的に可変とした。なお、対流防止板41の下端は垂直よりモーター室13方向には傾かないように規制されており、対流防止壁40より圧縮室14方向の粉々の発泡スチロールに押されても開かないようにする。

図８に示すのは対流防止壁40の別な実施例で、略台形の薄板である対流防止板43によるもので、対流防止板43の下端部が破砕室12の後方上部から突出し、その突出量を手動で上下に調整可能としたものである。つまり、対流防止壁40による断面開口面積を手動で可変とした。

次に作動をその効果とともに説明する。

投入口２からホッパー11に発泡スチロール等の廃棄物を塊のまま投入する。制御盤５のスイッチを入れるとモーター21が回りスクリュー体30が回転する。

破砕室12に達した発泡スチロール等の塊は破砕杆33と破砕板34により細かく破砕され、スクリュー羽根32により圧縮室14に搬送される。

このとき、過剰な発熱をしやすい廃棄物や装置の環境が高温な場合には、スクリュー体30の下方に水槽15を設け、水槽15内に溜めた水がスクリュー体30により搬送される発泡スチロール等により順次連れ出されるようにし、スクリュー体30の回転により水が圧縮室14に供給され、保形に必要な溶融温度まで容易に降温できるから、過剰な発熱を抑えて安定して成形できる。

また、破砕したときに容易に砕けて粉々になりやすい廃棄物の場合には、スクリュー体32の圧縮室14より前方を収容する破砕室12の後方部にスクリュー体30の上方の断面開口面積を減ずる対流防止壁40を設け、砕けて粉々の発泡スチロール等が破砕室12の後方部で圧力の低い上方から対流しようとするのを阻止できるから、圧縮室14に確実に送り込み過剰に発熱することなく安定して成形できる。

またさらに、破砕したときに比較的大きな塊を保ったままの廃棄物の場合には、対流防止壁40による断面開口面積を可変とし、比較的大きな塊を保った発泡スチロール等でも容易に圧縮室14に搬送できるから、詰まったりすることなく安定して成形できる。

圧縮室14に搬送された発泡スチロール等は、搬送方向終端に向かうに従いスクリュー羽根32の直径を漸減し、圧縮室外筒22はスクリュー羽根32の直径の漸減に合わせ断面開口面積が漸減しているから、圧縮搬送され成形筒23に受け渡される。

圧縮室14から成形筒23に受け渡された発泡スチロール等は、順次後続するものに押されて進行し、その間に冷却されて固化することにより保形性を高め、取り扱いしやすい柱状となり、約１／２５に減容されて排出される。

このとき、装置の環境が外気にさらされたり運転開始時の場合には、圧縮室外筒22または成形筒23を覆うカバー24を設け、カバー24と圧縮室外筒22または成形筒23の間の空気が通風する開放放熱状態と、カバー24と圧縮室外筒22または成形筒23の間の空気が滞留する密閉断熱状態とに変更可能とし、外気で冷やされるときや装置の運転開始時には密閉断熱状態として、保形に必要な溶融温度まで容易に昇温できるから、安定して成形できる。また、過剰な発熱をしやすい廃棄物や装置の環境が高温な場合には、開放放熱状態として、保形に必要な溶融温度まで容易に降温できるから、安定して成形できる。

廃棄物の投入作業終了後、圧縮室14に発泡スチロール等がほぼ無くなると運転を停止する。

以上の実施例では、カバー24が圧縮室外筒22と成形筒23の両方を覆う例を示したが、カバー24が圧縮室外筒22または成形筒23の一方を覆うようにしても良い。

また、カバー24がカバー蓋24bを着脱することにより開放放熱状態と密閉断熱状態とに変更可能とした例を示したが、カバー蓋を開閉可能な扉状としたり、カバーそのものを着脱したり、送風機を運転停止させて開放放熱状態と密閉断熱状態とに変更可能としても良い。

また、対流防止壁40として、対流防止板41が兆番42により自動的に回動したり、対流防止板43が手動で上下に調節可能な例を示したが、対流防止壁40はスクリュー体30の上方の断面開口面積を部分的に減ずるものであれば良く、投入する廃棄物の種類に対応できれば固定の壁としても良い。

発泡スチロール等の廃棄物の減容固化装置の一実施例を示す一部を切り欠いた側面図である。その正面図である。その平面図である。図１の要部を示す部分拡大図である。図４の対流防止壁を示す部分拡大図である。図５の作動状態を示す図である。図５の正面図である。対流防止壁の別な実施例を示す正面図である。

符号の説明

12 破砕室
14 圧縮室
15 水槽
22 圧縮室外筒
23 成形筒
24 カバー
30 スクリュー体
32 スクリュー羽根
40 対流防止壁

Claims

発泡スチロール等を圧縮搬送するスクリュー体と、搬送方向終端に向かうに従いスクリュー体のスクリュー羽根の直径を漸減し、破砕室に水平方向を軸芯として回転するスクリュー体を設け、スクリュー体の終端部が圧縮室外筒に収容された圧縮室と、圧縮室外筒はスクリュー羽根の直径の漸減に合わせ断面開口面積が漸減する減容固化装置において、スクリュー体の圧縮室より前方を収容する破砕室の後方部にスクリュー体の上方の断面開口面積を減ずる対流防止壁を設けた発泡スチロール等の廃棄物の減容固化装置。
対流防止壁による断面開口面積を可変とした請求項１記載の発泡スチロール等の廃棄物の減容固化装置。