圧送装置
【課題】省動力低コストで調整の容易な低位投入高位排出を可能とする粉体またはそれに類する材料の圧送装置を実現する。
【解決手段】回転する板状のディスクとその一部の上下面を挟む板状の堰で構成し、粉体などをディスクの回転で押し、堰で堰き止め、送出口に押出す。ディスクと堰を積層して処理量を増やす。ディスクを２軸として処理量を増やす。送出口にゲートを設けて粉体などを圧縮して減容する。ゲートの摩擦抵抗圧を調整して固化の程度を調整する。ディスクの回転負荷を検出して材料投入量を調整して所要動力の上限を低くする。装置全体を傾斜させて材料投入高さを低くし、製品排出高さを高くする。送出口の先に破砕ユニットをつけて固化製品を細片化する。投入口に細片化装置を持つ。
【解決手段】回転する板状のディスクとその一部の上下面を挟む板状の堰で構成し、粉体などをディスクの回転で押し、堰で堰き止め、送出口に押出す。ディスクと堰を積層して処理量を増やす。ディスクを２軸として処理量を増やす。送出口にゲートを設けて粉体などを圧縮して減容する。ゲートの摩擦抵抗圧を調整して固化の程度を調整する。ディスクの回転負荷を検出して材料投入量を調整して所要動力の上限を低くする。装置全体を傾斜させて材料投入高さを低くし、製品排出高さを高くする。送出口の先に破砕ユニットをつけて固化製品を細片化する。投入口に細片化装置を持つ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
粉体またはそれに類する材料を連続して圧送、減容、固化する装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
粉体に類する材料とは、パルプや繊維など繊維状のもの、マットやシートや紙などを小さくした細片、プラスチックなどの破砕片、水分などをある程度含んだもの、高粘度のものなどを例とし、「圧力が全体に伝達される」という流体としての振舞いをしないものを意味する。
以後この書類では、粉体と粉体に類する材料を総称して「粉体など」と表現する。
【０００３】
粉体などは幾つかの理由で減容固化するのが好ましい。
【０００４】
発明者が携わっている廃塩ビ壁紙リサイクルシステムでの減容固化の必要性を具体的に説明する。
廃塩ビ壁紙リサイクルシステムに関しては、特許文献１、２、３、４に詳しく解説されている。工場廃材などの廃塩ビ壁紙を細片化し、１００ｍ／ｓを越える速度の叩解装置で塩ビとパルプの混合粉に離解させ、風力分離などの技術を駆使して、再生材料としての塩ビ粉、パルプ、微粉混合粉を得るものである。既に実用プラントとして１トン/Ｈレベルの製造を開始している。
細片化と一次叩解は廃材発生業者または廃材収集業者のサテライト工場で行い、一次叩解粉をセンター工場に運搬し、二次叩解と精製分離をセンター工場で行うという方法を、様々な法的商業的優位性を考慮して採用している。
再生材料としての塩ビ粉は純度９９％以上を達成している。社団法人日本有機資源協会のバイオマスマークの取得や財団法人機械振興協会の第８回新機械振興賞の受賞など、注目のリサイクル事業となりつつある。
以後この書類では、壁紙を叩解して得られた塩ビとパルプの混合粉を「壁紙混合粉」と表現する。
【０００５】
廃塩ビ壁紙リサイクルシステムにおいて、１リューベのフレコンバッグに入る壁紙混合粉は１５０〜１８０ｋｇｒである。
サテライト工場からセンター工場に移送するのに、２トントラックではせいぜい６フレコン、１トン程度である。運送費２万円として、２０円／ｋｇｒの費用となる。
バージン塩ビの価格を１２０円／ｋｇｒとしたとき、再生塩ビ材料の価格を１／３と仮定すると４０円／ｋｇｒである。製品の運送も含めると運送費の占める割合が高すぎる。
材料を保管する倉庫の１と月の費用を４０００円／坪としたとき、３円／ｋｇｒ月の費用と算定できる。
パルプの場合はフレコンバッグに入る重さは壁紙混合粉の約１／２となる。運送費は４０円／ｋｇｒ、倉庫費は６円／ｋｇｒ月相当である。
【０００６】
運送費と保管費を下げるには減容が効果的である。
ダイローラ型ペレタイザでペレット化すると、１リューベのフレコンバッグに入る壁紙混合粉ペレットは５００ｋｇｒ以上になる。
パルプもペレット化すると同様のかさ比重とできる。
運送費は１０円／ｋｇｒ、倉庫費は１円／ｋｇｒ月に軽減できる。
【０００７】
粉塵対策としても圧縮固化が効果的である。
壁紙混合粉は発塵しやすい材料であるために、叩解精製プラントでは粉塵対策が必用である。投入材料をペレットすると粉塵はほとんど発生しない。
サテライト工場での一次叩解混合粉の回収袋詰めでも、サイクロン装置から回収した壁紙混合粉をそのままペレット化してフレコンバッグに入れると、粉塵はほとんど発生しないし、回収作業も軽減できる。
センター工場で生産されるパルプや微粉もそのままペレット化することで粉塵を防止できる。
再生材料を利用する工場においても、塩ビ粉やパルプや微粉は投入時に粉塵が発生する。ペレット化した材料ならば粉塵は出ない。
【０００８】
このように当該リサイクル事業では、低価格の減容固化装置の出現を切望している。
【０００９】
発泡スチロールでのリサイクルの例を検証してみる。
発泡スチロールは発泡倍率３０倍のときの比重は０．０２弱で、大変にかさばる。このまま回収運搬して採算の取れる状況でないのは明らかで、店舗からストックヤードまでの運搬は帰り便の利用などで費用が表に出ないようにせざるを得ない。
廃棄量の多い発生現場での減容には溶剤による溶解法が見られるが、低価格、省スペース、省動力の高い圧縮率の機械的減容装置は見当たらない。
【００１０】
木質バイオマス燃料は木屑をペレットにしたものである。非特許文献１の提案書によると、木質ペレットの生産を１時間当たり３トンとしても、初期投資から原価償却に長時間かかるために採算性が良くないので、これを４ライン設けるという。
１時間で１トンの木屑ををペレットにするペレタイザの動力は９０ｋｗレベルのものであり、付属設備も大きなものとなる。莫大な動力と費用のかかる設備で、採算性のハードルはなかなか高い。
岩手県気仙郡住田町で「１日４トンの生産に成功」という記事がある。製造ラインを既存の工場内に置き、材料は隣接する工場の端材や木屑やプレナー屑を利用、従来かかっていた木質廃棄物の廃棄費用を０円にできる付加価値も考慮して収益を考える、などの採算性への努力がなされているようである。
ここでも、付属設備が小さくて省動力と低価格のペレット化装置が望まれている。実現すれば山間部の活性化にも大いに役立つであろう。
この分野での詳しい調査報告書を非特許文献２とした。
【００１１】
粉体などを圧縮する方法には大きく分けて型プレス、容器プレス、ローラプレス、スクリュープレスの4つの方法がある。
【００１２】
もっとも簡単な方法は、被処理物を型や容器に入れてプレスする方法である。この方法は連続処理ではなくバッチ処理である。
型に入れて圧縮するのは錠剤のように主に均一な形状に固化する為であり、大変大きな圧力をかけることが出来るが、処理量は限られる。減容というよりは型打ちの範疇に入る。
容器に入れてプレスする方法は主に減容を目的としたものが多い。被処理物が大きいために、数十トンの荷重をかけても、圧力は１平方センチメートルあたり何キログラムから１０余キログラムというレベルに過ぎず、減容といっても限られたものである。
【００１３】
１平方センチメートルあたり数百キログラム以上の圧力をかけると、必要な場合は熱も加わるなどして、粉体なども固い塊にまで圧縮できる。
例えばパルプの場合では、かさ比重０．１以下のパルプもかさ比重1を越えるまでの圧縮が可能である。
以後この書類では、このような圧縮を「固化」と表現する。
固化は減容の究極の程度である。
【００１４】
連続して減容固化させる加圧機構は大別して２種類ある。
一つ目は、ローラである。
二つ目は、スクリューである。
この二つの方法は相当古くから行われているものである。特許文献５の１９７７年や特許文献１５の１９８９年よりもっと古くから行われていたと思われる。
【００１５】
ローラ式の加圧機構は、ダイの穴にローラで押し込んで固化する方法である。固定円板ダイ型、円筒形ダイローラ圧入型、円筒形ダイ接触型の３種類に大別されるという。（特許文献７）
ローラ式の加圧機構は、リングダイやダイプレートやローラの磨耗や破損、開口率による歩留まり、残渣の付着、成形不全、カッター不全、閉塞、残材の発生、過大な負荷、温度のコントロール、騒音、など様々な問題が解決の対象となって来た。（特許文献８、９、１０、１１、１２、１３、１４）
【００１６】
廃塩ビ壁紙リサイクルシステムにおいて、１５ｋｗのダイローラ型ペレタイザで、壁紙混合粉での時間当たりの処理量の限界をテストした時、限界量を超えた３５０ｋｇｒ／Ｈを投入した時に次のような現象が見られた。
ダイの穴に入りきらない壁紙混合粉はダイ上の加圧ローラが回転している部分に残留する。残留した壁紙混合粉は加圧ローラで繰り返し練られて軟化する。ダイの穴には先にペレット化した壁紙混合粉が詰まっている。軟化した壁紙混合粉はダイの穴のペレットを押し下げて穴に入っていく力を失っており、軟化した壁紙混合粉の量が増大して過負荷停止の状態に至る。
これを元の稼動状態に戻すためには、ケースを外し、ローラユニットを外し、軟化した壁紙混合粉を取り除き、ダイを外して清掃し、ダイを組み込み、ローラユニットを組み込み、ケースをつける、という手間がかかった。この間は約１時間である。
【００１７】
スクリュー式の加圧機構は、スティックスリップ、閉塞、耐久性、供回り、負荷の変動、高動力、マテリアルシールの喪失、圧縮度合いの変動、芯振れ、圧力損失、スクリューの破損、磨耗、モータの停止、部分発熱、不均一なせん断力、騒音、など様々な問題が解決の対象となって来た。（特許文献１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１）
【００１８】
固化の形状は、円柱ペレット型、破片型、スティック型、コイル型、などがある。
円柱ペレット型などにする装置をペレタイザと称することがある。しかしペレタイザという名称の機械は必ずしも固化させる装置というわけではない。ペレタイザと称する装置には、シートをカットして細片にする装置、大きい固形物を破砕して破片にする装置も含まれる。
【００１９】
スクリュー装置を多用している分野に混練がある。圧縮攪拌して発熱させる点では固化と共通の要因もある。
混練は材料を溶融状態まで至らしめるのが一般的である。混練装置には溶融材料を均一に混合して型に注入する用途が多い。一軸のスクリュー、二軸のスクリュー、ニーディングディスクを併用するものなど多岐にわたる。（特許文献２２、２３）
【００２０】
固化は材料に含まれるバインダーの軟化程度までの発熱を伴う場合が多い。バインダーを軟化により結合させて崩れ難くするためである。熱は材料の摩擦などで発生する。
木質の固化では含有しているリグニンがバインダーの働きをする。
壁紙混合粉では含有する塩ビがバインダーの働きをする。
発泡スチロールなどプラスチックの固化では材料そのものがバインダーとなる。
【００２１】
パルプの固化のバインダーは水分である。パルプの水素結合がバインダーの働きをする。
この場合余分な水分を気化させるのに材料の摩擦などによる発熱が有効である。
【００２２】
しかし、粉体などの減容固化においてバインダーの存在は必須条件ではない。減容は圧力をかければ行われるし、高い圧力を加えると固化する。バインダーは型崩れをしないための有効な手段の一つにすぎない。
したがって例えばパルプを固化させるのにわざわざ水を加えるなどの必要はない。
【００２３】
圧送装置に関して各種の分野で検索を試みたが、粉体などの圧送に使われる機構は以上に述べたものに限られている。目新しい圧送機構は見当たらなかった。
【００２４】
ダイローラ型とスクリュー型の減容固化装置はそれぞれに改良が重ねられてきて実用されているが、解決したい課題がある。
一つ目は、大きな動力を必用とすることである。
二つ目は、コストが高いことである。
三つ目は、材料の投入の高さが高く、製品の排出高さが低いことである。
四つ目は、減容固化の程度の調整が困難なことである。
五つ目は、時間当たりの処理能力を上げるには装置全体を大型化するしかないことである。
【００２５】
ダイローラ型で大きな動力を必用とする例では、１５０〜２５０ｋｇｒ／Ｈの木質ペレットの固化で２２ｋｗ〜３０ｋｗのモータを使用している。
壁紙混合粉の固化の実績では、１５ｋｗの動力の装置で２５０〜３００ｋｇｒ／Ｈの処理能力が限界であった。
スクリュー型における動力の例では、１７０ｋｇｒ／Ｈの籾殻の固化で２２ｋｗのモータを使用している。
大鋸屑の固化において、１５０〜２００ｋｇｒ／Ｈでは３７ｋｗ、３００〜５００ｋｇｒ／Ｈでは４５ｋｗ、５００〜８００ｋｇｒ／Ｈでは７５ｋｗなどの例も見られる。
【００２６】
ダイローラ型における価格の例では、５００ｋｇｒ／Ｈの処理能力の装置で、１０００〜１５００万円というレベルである。
定量供給装置、投入用搬送装置、排出用搬送装置、収納装置を加えると、減容固化の作業の為だけでもそれなりの価格のシステムとなる。
【００２７】
ダイローラ型の材料投入と製品排出の高さの例は、壁紙混合粉を最大３００ｋｇｒ／Ｈ処理する１５ｋｗの装置で、材料投入高さ約１２６０ｍｍ、製品排出の高さ約６００ｍｍである。装置の大きさは、高さ１３００ｍｍ弱、奥行１１２０ｍｍ弱、巾１１２０ｍｍというレベルである。
スクリュー型の材料投入と製品排出の高さの例は、籾殻１７０ｋｇｒ／Ｈ仕様の２２ｋｗの装置で、材料投入高さ約１２８０ｍｍ、製品排出の高さ約６００ｍｍである。装置の大きさは、高さ１３００ｍｍ弱、奥行き１０００ｍｍ、長さ２３００ｍｍ弱というレベルである。
材料投入高さが高いと、定量供給装置の高さを高くするか、投入用搬送装置が必要となる。背の高い定量供給装置への材料投入は作業性が悪い。
製品排出高さが低いと、排出用搬送装置が必要となる。
定量供給装置、投入用搬送装置、排出用搬送装置、収納装置を加えると、減容固化の作業の為だけでもそれなりのサイズのシステムとなる。
【００２８】
廃塩ビ壁紙リサイクルシステムにおいては、サイクロン装置やバグフィルタなどは大変大型で、天井の関係で背高を出来るだけ低くすると出口の高さが低くなる。固化装置への投入にベルトコンベアを使うと埃発生の原因となる。密閉型バケットコンベアを使うと設備コストが高くなる。固化装置の材料投入高さは６００ｍｍ以下に収めてサイクロン装置やバグフィルタなどと直結するのが望ましい。
固化装置の製品排出高さは１立方メートルのフレコンバッグに入れるなら１２００ｍｍ以上あることが望ましい。排出用搬送装置はコストと故障率を低くするためには出来ることなら使いたくはない。
以後この書類では、材料の投入高さが低く製品の排出高さが高いことを「低位投入」「高位排出」と表現する。
【００２９】
ダイローラ型とスクリュー型の減容固化装置が高価でサイズが大きいのは、大きな動力のモータが必要で、それを減速した大きな荷重のかかる装置のために、高い精度と高い剛性と高い耐久性の構造となっていることなどによる。
例えばローラとダイの接触を精度よく行うためには、高硬度の焼入れダイプレートは１５ｋｗの装置でも直径約３００ｍｍ厚さ約４０ｍｍ、高硬度の焼入れローラは直径約１５０ｍｍ長さ約１００ｍｍのムク材の２個セットで、駆動軸は直径１００ｍｍ近く、ベアリングは強固な防塵が必要で、駆動系と軸受けとフレームは頑丈なものとなる。
【００３０】
減容固化の程度の調整が困難な例では、ダイローラ型では材料により固化の程度に違いが生じることがあげられる。
廃塩ビ壁紙リサイクルシステムにおいて、固化の対象は一次叩解混合粉、製品塩ビ粉、製品パルプ、製品微粉などがあり、材料の違いで固化の程度が変わることは不都合である。また客先での再生製品の使用方法によっては固化の程度を変えなければならない場合がある。固化の程度の調整が簡単に行えないというのは不都合である。
木質ペレットの製造でも籾殻と大鋸屑では最適な装置は異なる。固化の程度の調整は簡単に行えることが好ましい。
【００３１】
ダイローラ型で、ダイとローラの間隙の調整では固化の程度には若干の差異しか生じない。
適度な固化の程度を得るにはダイの交換が一番効果的である。
他にはあまり調整できる要因はない。
ダイは厚さと穴の径と穴テーパ形状の３つが調整のパラメータであるが、例えば直径３００ｍｍ程度のダイプレートの例でも厚さは４０〜７０ｍｍもあり、直径６ｍｍの穴の数は１０００個にもなり、固い焼入れが必要であり、相当高価なものとなる。リングダイの場合も同様である。
価格の高いダイプレートやリングダイの試作には限度があり、交換にも手間がかかり、テストをして結論を出すまでに多くの期間が必要になる。
【００３２】
廃塩ビ壁紙リサイクルシステムにおいて、１５ｋｗのダイローラ型ペレタイザで、壁紙混合粉の時間当たりの処理量を増やすことをもくろんで次のようなテストを行った。
６ｍｍ穴で厚さ４０ｍｍのダイプレートを外し、１５ｍｍの穴で７０ｍｍのダイプレートを組み込んだ。開口率が若干上がり、穴が大きい分だけ材料が入りやすくなるかも知れないからである。
壁紙混合粉を投入したら、ダイの穴に詰まったまま出てこない。ケースを外し、ローラユニットを外し、ダイを外した。
詰まった材料を取り除こうとポンチとハンマーで叩いても全く効果がない。やむを得ず木工用ドリルで詰まった材料に穴を開けてから叩いてやっとのことで取り除いた。
１５ｍｍ穴のダイの厚さを４０ｍｍにして組み込み、ローラユニットを組み込み、ケースをつけた。この間は約２時間である。
穴径１５ｍｍ厚さ４０ｍｍのダイで壁紙混合粉を投入したら、固化が不十分で軽く握っただけでバラバラに崩れる。
結局６ｍｍのダイに戻す結果となった。
穴径１５ｍｍのダイはたまたまメーカが持っていたものであるが、来社テストを依頼するだけでも一定の期間を要した。新しいダイを製作するならば１回あたり数ヶ月の期間を要することになる。
減容固化の程度の調整が困難なもうひとつの体験では、ダイローラ型ペレタイザに精製塩ビ粉製品を投入してみた。目的は客先での防塵である。しかし、粉は直径６ｍｍの穴をすり抜けるだけでペレットにならなかった。
メーカでは「この場合は余熱が必用だろう」という。余熱の装置にはコストもエネルギーも場所も必要である。穴の径を小さくしてテストしてみようとしているが、結論はまだ出ていない。
【００３３】
廃塩ビ壁紙リサイクルシステムにおいて、１５ｋｗのダイローラ型ペレタイザで、壁紙混合粉の時間当たりの処理量は２５０〜３００ｋｇｒ／Ｈであった。２５０ｋｇｒ／Ｈの投入速度の方が３００ｋｇｒ／Ｈの投入速度よりもペレットは固い。これ以上はペレットの固化の程度が低下して目的に沿わなくなることが上限３００ｋｇｒ／Ｈの値の根拠である。
ダイローラ型ペレタイザで、材料の投入速度が固化の程度に影響を及ぼすという一例である。
【００３４】
減容固化の程度の調整が困難な問題では、スクリュー型では特許文献２１（2008年公開）にその打開策がやっと述べらた段階である。
スクリュー型でも材料に適した部品形状を選択する方法が今でも一般的となる。従って微妙な調整は困難で、テストをして結論を出すまでに多くの期間が必要になる。
材料の種類だけではなく、供給量や材料比重の変動が固化の結果に変動を与えるケースもあるという。（特許文献２１：００１５項他）
【００３５】
時間当たりの処理能力を増加させるには、ダイローラ型ではダイの直径を大きくするのが確実な方法である。すなわち装置そのものを大きくするということである。
ローラの回転数はもともと騒音や耐久性や動力から最適値が選ばれているものであり、回転数を上げる方法はむやみに採用できない。
【００３６】
時間当たりの処理能力を増加させるには、スクリュー型でもスクリューの径と長さを大きくするのが一般的である。すなわち装置そのものを大きくするということである。
スクリューの回転数はもともと騒音や耐久性や動力から最適値が選ばれているものであり、回転数を上げる方法はむやみに採用できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３７】
【特許文献１】特開2008-029928
【特許文献２】特開2009-050757
【特許文献３】特開2009-101315
【特許文献４】特開2010-142731
【特許文献５】特願昭52-005598
【特許文献６】特願平04-034164 ： 特許2881063
【特許文献７】特願昭62-188434 ： 特許2051458
【特許文献８】特願昭62-188434 ； 特許2051458
【特許文献９】特開平07-144323 ； 特許2853958
【特許文献１０】特開2005-270917 ： 特許3868432
【特許文献１１】特開2003-334790 ： 特許4216526
【特許文献１２】特開2004-9024 ： 特許3702249
【特許文献１３】特開2006-272044
【特許文献１４】特開2007-203255 ： 特許4634314
【特許文献１５】実願平01-100540 ： 実用登録2038411
【特許文献１６】特開2003-136291 ： 特許3955456
【特許文献１７】特開2003-251113 ： 特許3776368
【特許文献１８】特開2005-186108 ： 特許4322661
【特許文献１９】特開2005-239337
【特許文献２０】特開2007-1740
【特許文献２１】特開2008-207911
【特許文献２２】特開2006-56095 ： 特許4191660
【特許文献２３】特開2007-237679 ： 特許4445478
【非特許文献】
【００３８】
【非特許文献１】「新規植林計画と木質ペレット製造プラントのご提案」 株式会社エコインデックス ２００９／７／３
【非特許文献２】「木質ペレット利用対策推進報告書」 財団法人 日本住宅・木材技術センター 平成２０年３月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３９】
従来の２／３〜１／２の動力の減容固化装置を実現する。
従来の１／２のコストの減容固化装置を実現する。
低位投入高位排出の減容固化装置を実現する。
減容固化の程度の調整が容易な減容固化装置を実現する。
時間当たりの処理能力の増減を一部の部品の交換で行える減容固化装置を実現する。
【課題を解決するための手段】
【００４０】
本発明は、粉体などの新しい圧送機構を考案したものである。
以後この書類では、本発明の圧送機構を「本圧送機構」と表現する。
本発明は、本圧送機構による圧送装置と、圧送装置による減容固化装置への展開を実現したものである。
以後この書類では、本発明の圧送装置を「本圧送装置」、減容固化装置を「本減容固化装置」と表現する。
【００４１】
図１は本圧送機構001の原理を解説するための図である。図１（Ａ）は平面図、図１（Ｂ）は正面断面図である。
101は板状の円形でないディスク、201は板状の堰、301は底板、302は送出口、303はケーシングである。
図１（ｂ）に示すように、ディスク101はその一部を２枚の堰201により小さな間隙を有して非接触に挟まれた状態にある。
【００４２】
ディスク101は羽根のような突起を持つ形状で、ディスク101の回転方向902に面する羽根形状の稜線が形成する板厚分の曲面102a、102b、102cが粉体など801を押す作用をする。以後この書類では、この曲面のことを「作用稜線面」と表現する。
同様に、ディスク101が入り込む側にある堰の稜線の板厚分の平面または曲面202は、粉体など801を押し返す作用をする。以後この書類では、この平面または曲面のことも「作用稜線面」と表現する。
従来の混練装置や解砕整粒装置のディスクなどは、ディスクの平面部の粗面やエッジの切れ刃が作用を行う。材料にせん断力を与えることが主眼である。
これに対し、本圧送装置のディスクの板平面は機能に全く関与しない。作用稜線面102a、102b、102cは巾数ミリメートルの滑らかな曲面であり、刃物形状ではない。作用は主に圧縮力である。作用稜線面は従来の概念とは全く異なる機能を持つ面である。
【００４３】
ディスク101の羽根のような突起の回転方向902に対する背後103b、103c、103a、はディスク101の中心方向に落ち込んだ形状であり、その他端は次の作用稜線面102b、102c、102aにつながってディスク101の外形形状を作っている。以後この書類では、この部分の稜線が形成する板厚分の曲面ないし平面を「空間稜線面」と表現する。
【００４４】
ディスク101は作用稜線面102a、102b、102cを有する。堰201は作用稜線面202を有する。
以後この書類では、作用稜線面102a、102b、102cが堰201の作用稜線面202と交差する部分での角度（図２：904）を「稜線角度」と表現する。
稜線角度（図２：904）は鈍角で交差するように構成する。
機能とディスクの形を総合的に検討すると、稜線角度（図２：904）は約１２０度が好ましい。
【００４５】
ディスク101は底板30１の下にある軸受け401で軸304を中心として回転自在に支持されている。
ディスク101は底板30１とは小さな間隙を有しており、非接触で回転する。
ケーシング303は間隙901を有してディスク101を囲んでおり、送出口302の部分で外部に開口している。ケーシング303の他端は堰201の背面部分で閉じている。ケーシング303の上部は外部に開口している。
堰201はケーシング303の送出口開口の対面に位置して送出口302を形成する。送出口302は外部に開口している。
【００４６】
ディスク101は減速モータ402で反時計周り902に低速で回転する。
ディスク101の作用稜線面102a、102b、102cはディスク101の回転に伴い堰201と交差するよう動作するが、堰201の作用稜線面202との稜線角度（図２：904）は約１２０度を維持するような曲線となっている。
【００４７】
作用稜線面102aの一端はディスク101の最大外形位置に至った所で終了し、空間稜線面103bにつながる。空間稜線面103bは別の作用稜線面102bの一端につながり終了する。
同様にして、ディスク101の外形は作用稜線面102a空間稜線面103b作用稜線面102b空間稜線面103c作用稜線面102c空間稜線面103aの形で形成される。
ケーシング303と空間稜線面103bと作用稜線面102bは空間903bを形成する。同様に空間903cと空間903aが形成される。
【００４８】
粉体など801はケーシング303の中に上から落下させる。落下した粉体など801は空間903a、903b、903cに入り、一部はディスク101と堰201の上に残留するが、一定量以上にはならないでいずれはディスク101の空間903a、903b、903cに落下する。
ディスク101が反時計周り902に回転すると、空間903bの粉体など801bはディスク101の作用稜線面102bに押されて送出口302の方に移動する。
さらにディスク101が回転すると、空間903bの粉体など801bは堰201に遮られて、送出口302から送出される。
これが連続的に繰り返されて、ケーシング303の中に上から落下させた粉体など801は送出口302から連続的に押出される。
【００４９】
図２（ａ）は回転するディスク101の作用稜線面102と堰201の作用稜線面202の稜線角度904が、ディスク101が回転しても約１２０度を維持する様子を表したものである。
図２（ｂ）は回転するディスク101の作用稜線面102が堰201の作用稜線面202と関連して作用する領域911を表したものである。
以後この書類では、この領域911を「作用領域」と表現する。
【００５０】
この図の作用稜線面102の曲線は作用稜線面202と常に等しい稜線角度904で交差するように設計されている。
作用領域911は狭い範囲に集中していて効率の良い圧送作用をする。
【００５１】
図３はディスク101の作用稜線面102が粉体など801に与える力のベクトルを表したものである。
【００５２】
ディスク101が反時計方向902に回るとき、Ｎはディスク101の作用稜線面102が粉体など801に与える法線方向の力のベクトル、Ｆはディスク101の作用稜線面102が粉体など801に与えるの摩擦力のベクトル、ＷはＮとＦの合力のベクトルである。
ディスク101の作用稜線面102と堰201の作用稜線面202の稜線角度は約120度になっているため、堰201の近傍でも合力Ｗはおおまか送出口302の方向に向く。作用稜線面102の外周に至る部分102pでは合力Ｗ’の方向は堰201とさらに離れる方向を向く。
摩擦力Ｆの大きさが大きい場合は合力Ｗが堰201の方向に傾く場合もある。この場合、合力Ｗの堰201の作用稜線面202方向に向く分力を打ち消すのは、粉体など801が堰201の作用稜線面202から受ける反力である。
【００５３】
ここで粉体などが持つ特別な挙動について説明する。
図１の説明で「ディスク101はその一部を２枚の堰201により小さな間隙を有して非接触に挟まれた状態にある」とした。2枚の堰201の各作用稜線面202はディスク101の作用稜線面102と異なった高さにあることになる。ディスク101の作用稜線面102が粉体など801に与える合力Ｗの作用稜線面202方向の分力が、高さの異なる堰201の作用稜線面202からの反力で打ち消されるという現象は、粉体などが持つ特別な挙動によるものである。
粉体などではある位置の粒が受けた力は接触している次の複数の粒に伝達される。複数の粒の受ける力はあちこちの方向に向く。これが次々と繰り返されることで、短いスパンで力は分散する。例えば、小さな穴に押し込もうと粉体などに力を与えても、粉体などは容易には穴に入って行かない。本圧送機構はこの粉体などが持つ特別な挙動を利用したものである。
【００５４】
図１のディスク101と底板301の小さな隙間には粉体などが容易には入っていかない。ディスク101が回転すると空間903bの粉体など801bの大半はディスク101の作用稜線面102bに押されて送出口302の方に移動する。
【００５５】
図１の２枚の堰201の間にも粉体など801は容易には入っていかない。２枚の堰201の間隔はディスクの厚さより若干大きく、それほど微小ではないので、押し込む力が大きい場合には粉体など801が入る可能性がある。これを少なくするために、ディスク101の作用稜線面102が粉体など801に与える合力Ｗのベクトルが出来るだけ堰の方に傾かないように、ディスク101の作用稜線面102と堰201の作用稜線面202の稜線角度は約１２０度となるように構成している。
【００５６】
稜線角度を９０度で実験した場合は、ディスク101には強い回転抵抗が生じ、堰201の間に粉体など801が押し込まれる現象が見られた。
稜線角度を約１２０度程度とした時は何の支障もなく機能した。
稜線角度を大きくし過ぎるとディスク101の作用稜線面102が間延びした形となり、合力Ｗの方向も過度に偏ることになる。
稜線角度は鈍角であることが必要であるが、機能とディスクの形を総合的に検討すると、約１２０度程度とするのが好ましい。
【００５７】
図４は圧送する容積を増やすために板状のディスク101と板状の堰201を棚状に積層した本圧送装置D01の斜視図である。
【００５８】
各ディスク101の間には円板状のスペーサ111が入っている。各堰201の間には板状のスペーサ211が入っている。
ディスク101の板厚ｔ１と堰201の板厚ｔ１は等しく、スペーサ111の板厚ｔ２とスペーサ211の板厚ｔ２は等しく、板厚ｔ２は板厚ｔ１より僅かに大きい。
軸304はディスク101に固定されていて、底板301の下にある図示しない軸受けで回転自在に支持されている。
最下位のディスク101と底板301は小さな間隙を有している。
従ってディスク101は堰201および底板301と接触しないで軸304を中心に回転することが出来る。軸304は図示しない減速モータにより半時計周り902に回転する。
【００５９】
ケーシング303はディスク101を間隙をもって取り囲んでおり、堰201の手前で外部に開口し、送出口302を形成する。ケーシング303の高さはディスク101の積層体の高さより高く、上方が開口した容器となっている。ケーシング303の上部はホッパーの働きをし、粉体など801を一定量ストックして供給する働きをする。
ケーシング303の上方には図示しないサイクロンなどのロータリーバルブなどが位置していて連続的に粉体など801を供給する。
ケーシング303の上方には図示しない材料細片化装置を内装する場合もある。材料細片化装置は大きな材料を粉体など801にして、連続的に供給する。
【００６０】
空間903はディスク101の空間部面積にディスク101とディスクスペーサ111の積層高さをかけた容積となり、大量の粉体など801を送出口302に圧送することができる。
【００６１】
図５は圧送する容積を倍に増やした上にバランスを取るように、本圧送装置D01の構造を２軸構造に展開した本圧送装置D02の平面図である。
【００６２】
ディスク101-1と軸304-1、ディスク101-2と軸304-2は固定されている。
ディスク101-2はディスク101-1と線対称の形状である。
軸304-1と軸304-2は底板301の下にある図示しない軸受けで回転自在に支持されている。
軸304-1の底板301の下にはスプロケット411が固定されており、減速モータ412に固定したスプロケット413にチェーン414で連結されており、ディスク101-1は反時計周り902-1に駆動される。
ディスク101-1の軸304-1とディスク101-2の軸304-2は底板301の下にある同歯数の歯車415で連結されている。 ディスク101-1とディスク101-2は互いに干渉しないようにずらして組み合わされている。ディスク101-1は軸304-1を中心に半時計周り902-1に回転し、ディスク101-2は軸304-2を中心に時計回り902-2に回転する。
【００６３】
複数のディスク101-1と複数の堰201-1は小さな間隙を有してかみ合っている。複数のディスク101-2と複数の堰201-2は小さな間隙を有してかみ合っている。
最下位のディスク101-1、101-2と底板301は小さな間隙を有している。
ケーシング303はディスク101-1とディスク101-2の外周を間隙901をもって取り囲んでいる。
従って、ディスク101-1は堰201-1および底板301およびケーシング303と接触しないで軸304-1を中心に回転することが出来る。ディスク101-2は堰201-2および底板301およびケーシング303と接触しないで軸304-2を中心に回転することが出来る。
【００６４】
ディスク101-1とディスク101-2の外周を取り囲むケーシング303は、堰201-1の積層体と堰201-2の積層体の背面部分で閉じている。ケーシング303の高さはディスク101-1の積層体とディスク101-2の積層体の高さより高く、ケーシング303の上方は外部に開口しており、ケーシング303の上部はホッパーの役割をして一定量の粉体など801をストックして連続して供給する働きをする。
【００６５】
送出口302は堰201-1の積層体と堰201-2の積層体と底板301で形成され、外部に開口している。
【００６６】
ディスク101-2の空間903-2にはディスク101-1の作用稜線面102-1が食い込み、上方から供給されてディスク空間に落下した空間903-1の粉体801-1と空間903-2の粉体801-2は合流して、ディスク101-1の作用稜線面102-1とディスク102-2の作用稜線面102-2により交互に圧力を受けて送出口302に圧送される。
これが連続的に繰り返されて、ケーシング303の中に上から落下させた粉体など801は送出口302から連続的に押出される。
【００６７】
従来の大半の各種２軸回転装置とは異なり、ディスク101-1と101-2は互いに作用しあうものではない。ディスク101-1と堰201-1、ディスク101-2と堰201-2が作用しあうことは図４の積層１軸の本圧送装置と異なるものではない。ディスク101-1と101-2の関係は、送出口302での粉体など801の偏りを無くす補完の関係と、圧送量の倍化の効果と圧送作用回数の倍化の効果である。
【００６８】
図６は積層２軸構造の本圧送装置D02の送出口302に固定天井部材501を設けた本減容固化装置D03である。
図６（Ａ）は平面図、図６（Ｂ）は正面断面図である。図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は固化の程度を調整する方法を例示した図である。
【００６９】
固定天井部材501は送出口302の上をほぼ堰201の積層体の高さで閉じた平滑なブロックである。底板301と２組の堰201の積層体と固定天井部材501はトンネル状の通路601を構成する。
以後この書類では、送出口に設けるトンネル状の通路のことを「ゲート」と表現する。
【００７０】
ゲート601は一定の長さを有した門型の通路で、圧送されて送出口302に至った粉体など801の排出に抵抗力を与える。ゲート601の穴には本圧送装置D02により粉体など801が詰め込まれて塊811を形成する。以後この書類では、ゲートを閉じる材料のことを「マテリアルシール」と表現する。
マテリアルシール811とゲート601の壁面との摩擦力が排出抵抗となる。ゲート601の長さが短いと排出抵抗は小さく、ゲート601の長さが長いと排出抵抗が大きくなる。ゲート601の門型の穴が末広がりであれば排出抵抗は小さく、逆であると排出抵抗は大きくなる。
【００７１】
圧送される粉体など801はディスク101の作用稜線面102から強い圧力をうけて圧縮される。
粉体など801はディスク101の作用稜線面102が堰201の作用稜線面202の方向に入り込むように擦ることで、楔の効果が加味されてさらに高い圧力を受ける。
粉体など801はディスク101の作用稜線面102の厚さが薄いためにさらに高い圧力を受ける。
圧力を受けた粉体など801には、ディスク101の作用稜線面102が堰201の作用稜線面202の方向に入り込むように擦ることで摩擦熱が発生し、バインダーが軟化などすることによりさらに強い固化が進行する。
【００７２】
本圧送装置D02が粉体など801を次々と圧送すると、マテリアルシール811である減容固化材料はゲート601から押し出され送出口302から外部に排出される。次々と圧送される粉体など801が減容固化して新しいマテリアルシール811を形成する。このようにして減容固化製品821が連続的に製造される。
【００７３】
粉体など801の供給が一時途絶えた場合も、マテリアルシール811は待機状態にあり、続く供給再開で減容固化製品821の製造が継続する。
粉体など801の供給が減少した場合も、マテリアルシール811の作成排出が低速となるだけであり、減容固化製品821の製造は支障なく継続する。
【００７４】
排出抵抗が小さいとゲート601の端面から押出された減容固化製品821は弱く減容固化し、排出抵抗が大きいとゲート601の端面から押出された減容固化製品821は強く減容固化する。
ゲート601を形作るのは底板301と２組の堰201の積層体と固定天井部材501である。排出抵抗に影響を与えるパラメータは堰201の長さと角度であり、天井部材501の長さと角度である。これらの長さと角度を調整することで、減容固化製品821の固化の程度を調整することができる。
【００７５】
簡単には長さや角度の異なる堰201の積層体と長さや角度の異なる天井部材501を複数組用意して交換すれば良い。（図６（ａ））
または、堰201の積層体はそのままとして、長さや角度の異なる天井部材501を複数個用意して交換するようにしても良い。（図６（ｂ））
または、堰201の積層体はそのままとし、天井部材501は所定の長さとして、天井部材501の角度だけがネジなどで微調整できるようにしても良い。（図６（ｃ））
【００７６】
ゲート601は底板301と２組の堰201の積層体と固定天井部材501による構成に限らず、門型の別部材として組み込むようにしても良い。
ゲート601は完全密閉の構造とは限らず、桟状の構造を持つものであっても良い。
【００７７】
ゲート601を形作る堰201の積層体は一定長さ以上の部分は壁面抵抗を解除するように逃げの形状203をつけるのが好ましい。
【００７８】
図７は積層２軸構造の本圧送装置D02の送出口302に可動天井部材511を設けた本減容固化装置D04である。
図７（Ａ）は平面図、図７（Ｂ）は正面断面図である。
【００７９】
可動天井部材511は送出口302の上をほぼ堰201の積層体の高さで閉じた平滑なブロックである。底板301と２組の堰201の積層体と可動天井部材511はゲート611を構成する。
ゲート6１1は一定の長さを有した門型の通路で、圧送されて送出口302に至った粉体など801の排出に抵抗力を与える。ゲート6１1の穴には本圧送装置D02により粉体など801が詰め込まれてマテリアルシール811を形成し、マテリアルシール811とゲート611の壁面との摩擦力が排出抵抗となる。
【００８０】
可動天井部材511はゲート611の入口近傍の軸512を中心に上下に動けるようになっている。軸512は堰201に固定された軸受け513により回転自由に支持されている。可動天井部材511の軸512の反対側にはバネ514が装着されており可動天井部材511を下方に押している。可動天井部材511はバネ514が外れないように一定角度で下降を止めるストッパピン515を持つ。
バネ514の圧力は調整ねじ516で調整することができる。調整ねじ516は堰201に固定された支持部材517で支持されている。
【００８１】
圧送される粉体など801はディスク101の作用稜線面102から強い圧力をうけて圧縮される。
粉体など801はディスク101の作用稜線面102が堰201の作用稜線面202の方向に入り込むように擦ることで、楔の効果が加味されてさらに高い圧力を受ける。
粉体など801はディスク101の作用稜線面102の厚さが薄いためにさらに高い圧力を受ける。
圧力を受けた粉体など801には、ディスク101の作用稜線面102が堰201の作用稜線面202の方向に入り込むように擦ることで摩擦熱が発生し、バインダーが軟化などすることによりさらに強い固化が進行する。
【００８２】
本圧送装置D02が粉体など801を次々と圧送すると、マテリアルシール811である減容固化材料はゲート611から押し出され送出口302から外部に排出される。次々と圧送される粉体など801が減容固化して新しいマテリアルシール811を形成する。このようにして減容固化製品821が連続的に製造される。
【００８３】
粉体など801の供給が一時途絶えた場合もマテリアルシール811は待機状態にあり、続く供給再開で減容固化製品821の製造が継続する。
粉体など801の供給が減少した場合もマテリアルシール811の作成排出が遅くなるだけであり、減容固化製品821の製造は支障なく継続する。
【００８４】
ゲート611を形作るのは底板301と２組の堰201の積層体と可動天井部材5１1である。可動天井部材511がバネ514から受ける圧力が、マテリアルシール811とゲート611の壁面との摩擦力すなわち排出抵抗を決定する。
バネ514の圧力を調整することで、減容固化製品821の固化の程度を調整することができる。
【００８５】
粉体など801の供給の急な増加でマテリアルシール811の排出が遅れて一時的に粉体など801の圧力が高くなった場合、可動天井部材511がバネ圧に抗して逃げることで、マテリアルシール811の摩擦抵抗の急増が抑えられて、固化の程度が均一化する。
【００８６】
なお、ゲート611は底板301と２組の堰201の積層体と可動天井部材511による構成に限らず、バネ加圧装置も含めるなどした別部材として組み込むようにしても良い。
可動とするのは天井部材に限らず、左右上下いずれの面としても良い。
可動とするのは一面に限らず、複数の面としても良い。
可動は支点による回転動作に限らず、往復動作などとしても良い。
【００８７】
ゲート601を形作る堰201の積層体は一定長さ以上の部分は壁面抵抗を解除するように逃げの形状203をつけるのが好ましい。
【００８８】
図８は積層２軸構造の本圧送装置D02の送出口302に自動制御天井部材521を設けた本減容固化装置D05である。
図８（Ａ）は平面図、図８（Ｂ）は正面断面図である。
【００８９】
ディスク101を駆動する主モータ412には電流計423が接合され、電流計423には制御装置424が接合され、制御装置424にはサーボモータ425が接合される。
【００９０】
自動制御天井部材521は送出口302の上をほぼ堰201の積層体の高さで閉じた平滑なブロックである。底板301と２組の堰201の積層体と自動制御天井部材521はゲート621を構成する。
ゲート621は一定の長さを有した門型の通路で、圧送されて送出口302に至った粉体など801の排出に抵抗力を与える。ゲート621の穴には本圧送装置D02により粉体など801が詰め込まれてマテリアルシール811を形成し、マテリアルシール811とゲート621の壁面との摩擦力が排出抵抗となる。
【００９１】
自動制御天井部材521はゲート621の入口近傍の軸522を中心に上下に動けるようになっている。軸522は堰201に固定された軸受け523により回転自由に支持されている。自動制御天井部材521の軸522の反対側はサーボモータ425によって回転するねじ524で上下に動くようになっている。
サーボモータ425は堰201に固定された支持部材527で支持されている。
【００９２】
圧送される粉体など801はディスク101の作用稜線面102から強い圧力をうけて圧縮される。
粉体など801はディスク101の作用稜線面102が堰201の作用稜線面202の方向に入り込むように擦ることで、楔の効果が加味されてさらに高い圧力を受ける。
粉体など801はディスク101の作用稜線面102の厚さが薄いためにさらに高い圧力を受ける。
圧力を受けた粉体など801には、ディスク101の作用稜線面102が堰201の作用稜線面202の方向に入り込むように擦ることで摩擦熱が発生し、バインダーが軟化などすることによりさらに強い固化が進行する。
【００９３】
本圧送装置D02が粉体など801を次々と圧送すると、マテリアルシール811である減容固化材料はゲート621から押し出され送出口302から外部に排出される。次々と圧送される粉体など801が減容固化して新しいマテリアルシール811を形成する。このようにして減容固化製品821が連続的に製造される。
【００９４】
粉体など801の供給が一時途絶えた場合もマテリアルシール811は待機状態にあり、続く供給再開で減容固化製品821の製造が継続する。
粉体など801の供給が減少した場合もマテリアルシール811の作成排出が遅くなるだけであり、減容固化製品821の製造は支障なく継続する。
【００９５】
粉体など801の供給の急な増加でマテリアルシール811の排出が遅れて一時的に粉体など801の圧力が高くなった場合、ディスク101を駆動する主モータ412の電流値が増加する。モータ412の電流値は電流計423で検出され、制御装置424は電流値が所定の値を超えたらサーボモータ425を駆動し、サーボモータ425は自動制御天井部材521を上方に逃がすことによりマテリアルシール811の摩擦抵抗を軽減する。モータ412の電流値が正常値以下に戻ったら制御装置424はサーボモータ425を駆動し、サーボモータ425は自動制御天井部材521を所定位置に戻す。
自動制御天井部材521の上下制御により、マテリアルシール811の摩擦抵抗が調整されて、固化の程度が均一化する。
固化の程度は制御装置424の比較基準電流値などのパラメータ設定で加減できる。
【００９６】
なお、ゲート621は底板301と２組の堰201の積層体と自動制御天井部材521による構成に限らず、サーボ装置とネジ装置も含めるなどした別部材として組み込むようにしても良い。
可動とするのは天井部材に限らず、左右上下いずれの面としても良い。
可動とするのは一面に限らず、複数の面としても良い。
可動は支点による回転動作に限らず、往復動作などとしても良い。
【００９７】
ゲート601を形作る堰201の積層体は一定長さ以上の部分は壁面抵抗を解除するように逃げの形状203をつけるのが好ましい。
【００９８】
負荷の変動をモータ412の電流値で検出する例で説明したが、トルク検出装置などの別の方法としても良い。
設定値以上の負荷で自動制御天井部材521を一時的に逃がす例で説明したが、負荷を一定範囲に調節するように自動制御天井部材521を連続的または段階的に微調動作させるように制御しても良い。
【００９９】
図９は積層２軸構造の本圧送装置D02の送出口302に固定天井部材501を設けた本減容固化装置D03の主モータ412に電流計423と制御装置424をつけたシステムD06の説明図である。（Ａ）は平面、（Ｂ）は正面断面を表す。
【０１００】
粉体など801の供給が増加するとモータ412の電流値が増加する。粉体など801の供給が減少するとモータ412の電流値が減少する。
電流が所定の値を超えたら制御装置424は、粉体など801の外部の供給装置D91に供給を停止または減速する指令を伝達する。指令を受けた供給装置D91は粉体など801の供給を停止または減速する。
モータ412の電流値が正常値以下に戻ったら制御装置424は粉体など801の外部の供給装置D91に供給を再開または元の速度に戻す指令を伝達する。指令を受けた供給装置D91は粉体など801の供給を再開または元の速度に戻す。
粉体などの供給量の制御により、マテリアルシール811の摩擦抵抗が調整されて、固化の程度が均一化する。
粉体などの供給量の制御により、モータの電流が所定の値以下に抑えられる。
固化の程度は制御装置424の比較基準電流値などのパラメータ設定で加減できる。
【０１０１】
負荷の変動をモータ412の電流値で検出する例で説明したが、トルク検出装置などの別の方法としても良い。
設定値以上の負荷で外部の供給装置D91に供給を停止または減速する例で説明したが、負荷を一定範囲に調節するように供給装置D91の供給速度を連続的または段階的に微調動作させるように制御しても良い。
外部の供給装置D91を制御する例で説明したが、材料細片化装置を内装する場合は、内装の材料細片化装置を制御するのでも良い。
【０１０２】
図１０は積層２軸構造の本圧送装置D02の送出口302にダイ631を取り付けた本減容固化装置D07である。
図１０（Ａ）は平面図、図１０（Ｂ）は正面断面図である。
【０１０３】
ダイ631には送出口302の方向に小さな穴632が多数あいている。
ダイ631の圧縮側はディスク101の作用領域911に近接した円弧形状633を有し、上部には粉体など801が逃げないように蓋部材634が付いている。
各穴の実効長を同じにするなどの必用に応じて、穴632の排出側に径の少し大きい逃げの部分を設けることもある。
【０１０４】
ダイ631は底板301に着脱可能に固定されている。図では底板301の下からナットで固定した例を図示している。
【０１０５】
圧送されて送出口302に至った粉体など801は、ダイ631の穴632に詰め込まれてマテリアルシール811を形成し、マテリアルシール811と穴632の壁面との摩擦力が排出抵抗となる。穴632の長さが短いと排出抵抗は小さく、穴632の長さが長いと排出抵抗が大きくなる。穴632が末広がりであれば排出抵抗は小さく、逆であると排出抵抗は大きくなる。
【０１０６】
圧送される粉体など801はディスク101の作用稜線面102から強い圧力をうけて圧縮される。
粉体など801はディスク101の作用稜線面102が堰201の作用稜線面202の方向に入り込むように擦ることで、楔の効果が加味されてさらに高い圧力を受ける。
粉体など801はディスク101の作用稜線面102の厚さが薄いためにさらに高い圧力を受ける。
圧力を受けた粉体など801には、ディスク101の作用稜線面102が堰201の作用稜線面202の方向に入り込むように擦ることで摩擦熱が発生し、バインダーが軟化などすることによりさらに強い固化が進行する。
【０１０７】
本圧送装置D02が粉体など801を次々と圧送すると、マテリアルシール811である減容固化材料は穴632から押し出され送出口302から外部に排出される。次々と圧送される粉体など801が減容固化して新しいマテリアルシール811を形成する。このようにして減容固化製品821が連続的に製造される。
【０１０８】
粉体など801の供給が一時途絶えた場合も、マテリアルシール811は待機状態にあり、続く供給再開で減容固化製品821の製造が継続する。
粉体など801の供給が減少した場合も、マテリアルシール811の作成排出が低速となるだけであり、減容固化製品821の製造は支障なく継続する。
【０１０９】
排出抵抗が小さいとダイ631の端面から押出された減容固化製品821は弱く減容固化し、排出抵抗が大きいとダイ631の端面から押出された減容固化製品821は強く減容固化する。
排出抵抗に影響を与えるパラメータは穴632の長さと角度である。 穴の長さやテーパ度合いの異なるダイ631を複数組用意して交換すれば、減容固化製品821の固化の程度を調整することができる。また減容固化製品821の太さを変えることができる。
【０１１０】
製造された減容固化製品821は、必要に応じて図示しないカッタ装置などで切断すると、短い円柱ペレット状の減容固化製品821が製造できる。
【０１１１】
図１１は前記の本減容固化装置D04を３０度に傾斜させた本減容固化装置D08である。
【０１１２】
本減容固化装置D04の駆動部921はギヤーとスプロケットの簡単な構造であるので、必用な高さは小さく設計できる。
本減容固化装置D04の圧送部922は簡単な回転構造なので、ケーシング303の必用な高さは小さく設計できる。
本減容固化装置D04による固化製品821は矩形の棒が連続したもので、強い圧力で押し出されてくる。
本減容固化装置D08はこれらの特徴を活かしたもので、斜めにすることで上部のホッパー部を含んだケーシング303の地上からの投入高さH1を低く抑えることができる。
【０１１３】
本減容固化装置D08は送出口から延長したレーン361を滑らして棒状の固化製品821を押し上げることで、固化製品821の排出高さH2を高くすることができる。
レーン361は固化製品821がコースを外れて落下しないように両端に障壁362を持つ平滑簡単な部品である。固化材料の膨らみと蛇行を考慮して、レーン361の巾には充分の余裕を持たせる。
レーン361は細くて長い部品であるので、設置面から柱363で支えるのが良い。
本減容固化装置D08から圧送される矩形の棒状の固化製品821はレーン361を過ぎると、ある程度の長さになると自重で折れて落下する。そこにフレコンバッグD92を置けば特別な搬送装置を用意しなくても回収蓄積できる。
【０１１４】
図１２は図１1の本減容固化装置D08のレーン先端に破砕ユニットU01を設けた本減容固化装置D09である。
【０１１５】
図１１の本減容固化装置D08から圧送されるのは矩形の棒状の固化製品821である。用途によってはこれを破砕して円柱ペレット並のサイズの細片にしたい。
例えば廃塩ビ壁紙リサイクルシステムの一次叩解混合粉では、高速叩解装置への投入には空気搬送を使用しているので、細片である必要がある。
木質ペレットにおいてはペレットストーブのように燃料を自動供給する装置では、燃料は細片である必要がある。
【０１１６】
破砕ユニットU01は、例えば通常の破砕機と同様の固定刃と回転刃の組合せのものや、通常の切削装置のように回転刃で削るような装置である。図１２（ａ）と図１２（ｂ）にはそのイメージを図示した。減容固化した棒状製品821の進行速度は秒速数センチメートルに過ぎないので、破砕ユニットU01は小動力を大減速した小型のユニットにできる。
棒状の固化製品821は回転刃で所定サイズの減容固化細片製品822になり落下する。落下した減容固化細片製品822は下に置いたフレコンバッグD92の中に回収蓄積される。
【発明の効果】
【０１１７】
ダイローラ型固化装置では、開口率４０％余の穴に入らなかった材料はローラで加圧移動されながら次の穴に入るチャンスを待つような動作である。
スクリュー型固化装置では移送過程でも圧縮が進行し長いスパンで壁面抵抗が増加する。
これに比して、本減容圧縮装置は、圧縮固化を行う領域は図2（ｂ）の短い作用領域911に限られる。従って余計な抵抗が少なく、必要な動力が小さい。
【０１１８】
ダイローラ型固化装置では、穴に入った材料は穴や材料同士の摩擦で発熱する。穴に入らなかった材料はローラで加圧移動されながら発熱する。
スクリュー型固化装置では移送過程のスクリューやケーシング壁面や材料同士の摩擦で発熱する。
これに比して、本減容圧縮装置は、図2（ｂ）のディスク101の作用稜線面102が狭い作用領域911で材料を擦る摩擦で主に発熱する。従って発熱が均一であり、発熱が局部的で必要な動力も小さい。
【０１１９】
壁紙混合粉の時間当たりの処理量が同等なダイローラ型固化装置と本減容圧縮装置のモータ動力を比較する。
壁紙混合粉を３００ｋｇｒ／Ｈで固化するダイローラ型固化装置のモータは１５ｋｗであった。
これに比して、実施例２で明らかにする本減容固化装置が壁紙混合粉を３００ｋｇｒ／Ｈで固化する時の所要動力は５．５ｋｗ、安全を見ると７．５〜11ｋｗである。
本減容圧縮装置のモータ動力はダイローラ型ペレタイザのモータ動力の１／２〜２／３程度で済む。
【０１２０】
本減容圧縮装置の圧縮はディスク101の作用稜線面102の斜めスライド動作で行われるので、楔のように高い圧力が作用する。したがって高い圧縮率を得ることができる。
【０１２１】
本減容圧縮装置の圧縮はディスク101が複数の板状なので、局部的に高い圧力が作用する。したがって高い圧縮率を得ることができる。
【０１２２】
本圧送装置D01、D02のケーシング303とディスク101は広い間隙901があっても良く、ディスク101と堰201は間隙があって非接触である。ディスク101と底板301は間隙があって非接触である。高い精度の必要な部分はなく、ディスクの軸は疲労破壊しない程度の太さを持てば良い。ディスクと堰とスペーサは板の積層構造であり、レーザ加工や型抜き加工で作成できる。フレームも高い剛性と精度を必用とするものではない。モータ動力は従来の固化装置の１／２〜２／３である。
【０１２３】
実施例１の２．２ｋｗのモータの装置では、部品コストは約５０万円程度である。実施例２で、モータが７．５〜11ｋｗになり12万円プラス、ディスクと堰とスペーサの枚数が倍の８枚で１６万円プラス、動力伝達系が強化されて5万円プラスなどと仮定しても、１台の加工組立コストは150万円以下に収まるであろう。倍の処理能力５００ｋｇｒ／Ｈの装置としても２５０万円以下と見積もられる。これに量産効果を加味すれば、従来の固化装置の半値の装置とすることも可能である。
【０１２４】
本圧送装置D02の駆動部はギヤーとスプロケットだけであるので薄いスペースに収納できる。本減容圧縮装置の圧送部は板状のディスクが積層したたけの構造であるので、薄いスペースに収納できる。
したがってディスクの上にホッパーの余地を入れたとしても、低位投入の装置とできる。（実施例１、２、３）
低位投入を可能とすることで、ベルトコンベアなどの搬送装置を不要とし、搬送に伴う埃の発生をなくし、設置スペースを少なくし、設備費用を低減し、作業性を良くすることができる。
【０１２５】
図１１や図１６の傾斜型の本減容固化装置とした場合は、製品の排出高さを１２００ｍｍ程度に高くすることは容易である。コンベアなどの搬送装置は不要となり、動力も設備費用も節減できる。（実施例３）
【０１２６】
図６、図７、図８、図９、図１０に示した本減容固化装置では、粉体などの減容固化の程度を容易に調整することができる。
投入材料が変化しても適正な固さに調整することが可能で、汎用性が広く、テスト開発の期間を省くことができる。
客先の都合による固さの調整も容易である。
【０１２７】
図９の供給量を制御する方法は、最小限のモータ動力による本減容固化装置を実現する例である。
過供給でも減容固化が継続するためには余裕のある動力のモータを使用する必要があるが、図９の例は本減容固化装置での最小のモータ動力で継続運転ができる方法を公開したものである。
過供給を抑えればモータ動力を従来の固化装置の１／２とすることも可能である。
【０１２８】
本圧送装置はディスクの寸法は一定とし、ディスクの積層枚数を変えることで、時間当たりの処理量を加減することができる。
大半の部品を共通にする設計が可能で、処理能力の異なる装置が簡単に構築できる。
フレームと駆動伝達関係は大きいサイズに合わせれば共通である。ケーシングは大きいサイズに合わせれば共通である。これらの部品では共通化による無駄は余り生じない。
ディスクと堰と２種類のスペーサの数を変え、モータを交換すれば、異なる処理能力の装置は簡単に製作できる。
適正価格、適正動力、適性能力の圧送装置が短納期で入手できるようになる。
試用後に必要となる処理能力などの仕様変更にも迅速に対応することができる。
【０１２９】
図１２のように破砕ユニットをつけることにより、矩形棒状の固化製品だけでなく、細片状の固化製品を製造できるようになる。
細片状の固化製品は空気搬送や定量供給などの利用方法を可能にする。
【０１３０】
以上の効果により、輸送費の軽減、保管費用の軽減、生産性や品質や作業性の向上、防塵、容易なライン組込性、などを目的とする使い易い減容固化装置が、省電力、低コスト、短納期で入手可能となり、採算性の向上に大きく寄与することとなる。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】図１は本圧送機構の原理を解説するための図である。
【図２】図２は稜線角度と作用領域を示した説明図である。
【図３】図３は圧縮部に働く力の関係を示した説明図である。
【図４】図４は積層１軸構造の本圧送装置の斜視図である。
【図５】図５は積層２軸構造の本圧送装置の平面図である。
【図６】図６は積層２軸構造の本圧送装置に固定天井板を設けた本減容固化装置の説明図である。
【図７】図７は積層２軸構造の本圧送装置に可動天井板を設けた本減容固化装置の説明図である。
【図８】図８は積層２軸構造の本圧送装置に自動制御天井板を設けた本減容固化装置の説明図である。
【図９】図９は本圧送装置による材料供給装置の制御方法の説明図である。
【図１０】図１０は積層２軸構造の本圧送装置にダイを装着した本減容固化装置の説明図である。
【図１１】図１１は装置を傾斜させた本減容固化装置の説明図である。
【図１２】図１２は破砕ユニットをつけた本減容固化装置の説明図である。
【図１３】図１３は本減容固化装置の説明図である。（実施例１）
【図１４】図１４は実施例１の減容固化製品の写真である。
【図１５】図１５は本減容固化装置の説明図である。（実施例２）
【図１６】図１６は装置を傾斜させた本減容固化装置の説明図である。（実施例３）
【図１７】図１７は簡易な本減容固化装置の説明図である。（実施例４）
【発明を実施するための形態】
【０１３２】
圧送量と力のバランスを考慮して積層２軸構造の本圧送装置、構造と調整の簡便なバネ式のゲート構造の本減容固化装置とした。
【実施例１】
【０１３３】
図１３は、本減容固化装置の１実施例の平面図（Ａ）と正面断面図（Ｂ）である。
【０１３４】
ディスク101は板厚４．５ｍｍの鋼板で、最大外形は半径位置で１１５ｍｍである。作用稜線面102は３枚の羽根状となっており、作用稜線面102は加工が容易なように円弧と直線で近似した。空間稜線面103の最小直径部は半径７９ｍｍの円弧である。ディスク101の三つの空間部面積903の合計は約１５１００平方ミリメートルである。
ディスクスペーサ111は板厚６ｍｍの鋼板で、直径１４２ｍｍの円板である。
軸304は直径２５ｍｍの丸棒で、必用なキー溝を有する。
ディスク101とディスクスペーサ111には回転を伝えるキーが切られている。
ディスク101は４枚、ディスクスペーサ111は３枚で、交互に積層する。最下位のディスク101の下にはスライドシール112が入り、ディスク101と底板301の焼付きを防止し、防塵シールの働きもしている。スライドシール112は厚さ０．８ｍｍのフッ素樹脂シートで、直径は１４２ｍｍである。
スライドシール112とディスク101とディスクスペーサ111は軸304に挿入されているだけで、それぞれ自重で密着し、スライドシール112は底板301に密着している。
【０１３５】
堰201は板厚４．５ｍｍの鋼板で、矩形形状の一端はディスクスペーサ111と間隔５ｍｍをあけた円弧となっている。
堰スペーサ211は板厚６ｍｍの鋼板で、矩形形状の一端はディスク101のの先端と間隔５ｍｍをあけた円弧となっている。
堰201は４枚、堰スペーサ211は４枚で、交互に積層する。
堰201と堰スペーサ211は貫通するねじ221で底板301に固定されている。
堰201の積層体の高さは４２ｍｍとなる。
【０１３６】
堰201とディスク101の面の間隙はほぼ０．７５ｍｍである。したがってディスク101は堰201と非接触で回転できる。
ディスク101の作用稜線面102は加工の都合で円弧と直線に近似したので、ディスク101が回転すると、ディスク101の作用稜線面102と堰201の作用稜線面202のなす稜線角度は１２０度から１３０度程度となる。
【０１３７】
底板301にはケーシング303が固定されている。
ケーシング303はディスク101の先端と５ｍｍの間隔をあけたピーナッツ型の囲みで、堰201の位置で外部に開口している。
ケーシングの上にはほぼ同形状のホッパー313が装着されている。ホッパー313の上部は外部に開口している。
【０１３８】
ケーシング303の開口部には線対称の堰201の積層体２組が固定されていて送出口302を形成している。
２組の堰201の作用稜線面202間寸法は４２ｍｍである。
堰201の作用稜線面202の延長面と堰スペーサ211の稜線面は、堰201の先端から１２４ｍｍの位置で終了し、４ｍｍの逃げ203が入り、この部分の送出口302の巾は５０ｍｍである。
【０１３９】
２組の堰201の積層体上には可動天井板511の支点軸512を支える軸受け513が固定されている。軸512は直径８ｍｍで、軸受け513の軸受け部分は直径８.1ｍｍの穴である。
【０１４０】
可動天井板511は厚さ２２ｍｍ巾４１ｍｍ長さ１０６ｍｍで、先端は堰の先端から１８ｍｍの位置にあり、後端は堰201の作用稜線面202延長面の終了位置と同じ位置にある。
可動天井板511の支点軸512の中心は先端から１０ｍｍ、下面から１０ｍｍの位置にある。
可動天井板511の下面は最上位の堰201の間に１ｍｍかみ込む高さに支持されている。
可動天井板511の上面には厚さ１２ｍｍ巾３２ｍｍ長さ１6０ｍｍの平鋼のレバー518が固定されている。
レバー518には可動天井板511の下限ストッパピン515が打たれている。下限角度は水平から下方に約２度である。
【０１４１】
可動天井板511のレバー518の先端には、コイルスプリング514が下向きの荷重を与えている。
コイルスプリング514の上には調整ねじ516があり、調整ねじ516は底板301に固定した門型の支持フレーム517で支持されている。
コイルスプリング514は外径１６ｍｍ内径８ｍｍ長さ５０ｍｍの極重荷重のもので、バネ定数は１０ｋｇｆ／ｍｍである。
【０１４２】
ディスク101の軸304がホッパー313領域に至る上端部には攪拌棒314のついたカラーが固定されている。
【０１４３】
モータ412はギヤードモータで、２．２ｋｗの動力、１／２０の減速比である。モータ412には過電流保護のブレーカ422がついている。
【０１４４】
モータ412と１本の軸304はスプロケット411とチェーン414で１：１に連結されている。
２本の軸304は平歯車415で１：１に連結されている。
【０１４５】
軸304は底板301とフレーム311に固定した防塵のベアリングユニット401で回転自由に支持されている。
【０１４６】
モータ412は約７５ｒｐｍで反時計周りに回転する。
【０１４７】
ホッパー313に壁紙混合粉801を投入すると、壁紙混合粉801はディスク101の空間903に落下し、大半の壁紙混合粉はディスク101の回転に伴いゲート611部分に運ばれる。
ゲート611部分に運ばれた壁紙混合粉801の大半は堰201にさえぎられてゲート611の中に入る。
ゲート611の中に入った壁紙混合粉801はゲート611に詰まり図示していないマテリアルシール811を形成する。
次々に圧送される壁紙混合粉801により、マテリアルシール811の固さは増加する。
圧送力がマテリアルシール811とゲート611との摩擦抵抗を上回ると、マテリアルシール811はゲート611から押出され、矩形棒状の減容固化製品821が送出口より連続的に排出される。
減容固化製品821の排出に伴い、次々に圧送される壁紙混合粉801が新しいマテリアルシール811を形成する。
【０１４８】
マテリアルシール811とゲート611との摩擦抵抗はバネ514の圧力で調整できる。
バネ514の圧力の調整で矩形棒状の減容固化製品821の固さは自由に調整できる。
その結果を表１にまとめた。
表１よりバネ514の圧力調整で減容固化の程度が自由に調整できていることが分かる。
表１より最高の圧縮率の場合は原料比重に近い比重１．２７まで固化できていることが分かる。
ちなみに、従来のダイローラ型ペレタイザによる壁紙混合粉の直径６ｍｍペレットの比重は１．１０、かさ比重は０．４５であった。
精製塩ビ粉製品を本減容固化装置に投入してみた。精製塩ビ粉製品はダイローラ型ペレタイザでペレット化できなかったものである。この場合も支障なく減容固化が行われた。ディスクの作用稜線面の摩擦が発熱に有効に働いているからである。
【０１４９】
【表１】
【０１５０】
図１４は実施例１の本減容固化装置により製造された減容固化製品の写真である。
【０１５１】
実施例１の本減容固化装置による壁紙混合粉801の減容固化の処理能力は約１５０ｋｇｒ／Ｈであった。
これ以上の量の壁紙混合粉801を投入すると、モータ412が過負荷となり保護ブレーカ422が切れた。
すなわち、壁紙混合粉801を１５０ｋｇｒ／Ｈで減容固化する実施例１の本減容固化装置の所要動力は２．２ｋｗということである。
【０１５２】
ディスク101の空間903の容積から圧送できる壁紙混合粉801の量を計算で求めると次のようになる。
ディスク101の三つの空間部903の合計面積は約１５１００平方ミリメートルで、ディスク101の積層高さが約３７ｍｍで、ディスク101の１時間の回転数は４５００回となる。
１枚のディスク101が送る容量は約２．５リューベ／Ｈである。
フレコンバッグに保管された壁紙混合粉は平均１リューベ１６５ｋｇｒである。保管で圧縮減容しているので、ほぐした状態で１リューベ４０ｋｇｒと仮定する。
この数値の元で、１枚のディスクが圧送可能な壁紙混合粉の重さは約１００ｋｇｒ／Ｈと算定される。２枚のディスクでは約２００ｋｇｒ／Ｈと算定される。
テストの結果はこの値と大きくずれてはいない。ディスク空間への材料の落下密度やかさ比重が仮定値であることなどから妥当な値である。
【０１５３】
本実施例１の加圧力を算定してみる。
１／２０減速２．２ｋｗのモータのトルクは約２８０Ｎｍである。
送出口302の中心とディスク101の中心の寸法は１００ｍｍである。
ゲート611部分に働くディスク101の作用稜線面102は常に１つと仮定すると、回転方向の荷重は約２８０ｋｇｒｆとなる。３０度の楔の作用を加味すると圧縮力は約５６０ｋｇｒｆとなる。
ディスク101の作用稜線面102の厚さ合計は１８ｍｍである。作用領域の巾は３５．６ｍｍだがディスク101の回転に伴い作用巾は漸減するので、平均の圧縮巾を半分の１８ｍｍと仮定する。平均の圧縮面積は３．２平方センチメートルである。単位面積の平均圧力は１７５ｋｇｒｆと算定できる。
この値は従来の固化装置で言われている数百ｋｇｒの圧力に比すと小さめの値である。にもかかわらず従来よりも高い減容固化が出来るということは、本圧送装置の狭い作業領域911でディスク101の薄い板が楔のように押しながら擦るという減容固化の原理が、効率の良い方法であることを暗示している。
このように本減容固化装置は大変に省動力であると言える。
【０１５４】
本実施例１の駆動部とフレームを合わせた高さは１５８ｍｍ、堰の高さは４２ｍｍ、２００ｍｍの高さのホッパーをつけても、材料の投入高さは４００ｍｍである。
他の機器との連結に都合の良い低位投入の装置である。
【０１５５】
なお、図示はしていないが、本実施例１の装置を３０度傾斜させて固化テストを行った。送出口にはコの字型のレーンをつけた。
粉体などの固化は問題なく行われた。
矩形棒状の減容固化製品821はレーンの中を押されて１２００ｍｍの高さまで上昇させることができた。矩形棒状の減容固化製品821の断面寸法は、減容率が小さい場合はゲートの寸法４２ｍｍｘ４１ｍｍより膨らんで48ｍｍ角程度となる場合がある。この場合レーンの巾は７０ｍｍ程度にしないと蛇行などで抵抗が生じることがある。
本実施例１の装置を４５度まで傾けると粉体など801の圧送に若干の支障が感じられたので、傾斜角は差し当たり３０度程度とすることにした。
【実施例２】
【０１５６】
本減容固化装置の能力を上げた例を実施例２として公開する。
図１５は、実施例２の本減容固化装置の平面図（Ａ）と正面断面図（Ｂ）である。
【０１５７】
ディスク101とディスクスペーサ111の形状と寸法は実施例１と同一である。
堰201と堰スペーサ211は清掃などの便利のために堰ケース321に挿入する構造とし、引き抜くことができるようにした。堰ケース321は鋳物構造で、底板301に固定されている。
堰201と堰スペーサ211は締結ねじで固定し、背板231とハンドル232をつけて堰ユニット230とし、堰ケース321に挿入してねじ止めするようにした。
図１５には片方の堰ユニット230を引き抜いた状態で示した。
【０１５８】
可動天井板511の軸512の軸受けは堰ケース321にあけた穴とした。
可動天井板511はバネ圧を受けるレバー部分518とを一体化した鋳物構造とした。
可動天井板511が一定角度以上は降下しないようにレバー部分518には調整ねじによるストッパ515を設けた。
【０１５９】
清掃などの便利のために可動天井板511が上昇開放できるように、バネ加圧装置530は簡単に解除できる機構とした。
バネ加圧装置530は、堰ケース321の上に固定したアーム531の支点532を中心に上下できるレバー533に装着するバネ調整機構で構成する。
バネ調整機構は、調整ねじ516を貫通するバネ軸534に挿入したバネ514で構成する。調整ねじ516を回すとバネ軸534とバネ514は上下し、可動天井板511のレバー部分518に当たって生じるバネの撓み量が変化し、荷重が調整できる。調整ねじ516はバネ514の座屈を防ぎ、与圧を与え、姿勢を保つ。
レバー533はアーム531の穴に挿入したストッパ535で上昇を抑えられる。
レバー533の先端を若干押し下げてストッパ535への荷重を開放してストッパ535を引き抜くと、レバー533を上方に持ち上げることができる。レバー533が上昇すると、バネ加圧装置530は可動天井板511のレバー部分518を開放する。開放された可動天井板511は上方に持ち上げることができる。
可動天井板511を下げて、レバー533の先端を押し下げてストッパ535を挿入すると、可動天井板511にかかる荷重は元の調整済荷重に復元する。
【０１６０】
壁紙混合粉３００ｋｇｒ／Ｈの処理能力を目標にパラメータを決定した。
ディスク101は８枚、ディスクスペーサ111は７枚、堰201は８枚、堰スペーサ211は８枚とした。堰201の積層の高さは８４ｍｍとなる。
モータ412は余裕をもって、１／２０減速の７．５ｋｗとした。
底板301、フレーム311、ケーシング303、軸304、軸受け401、スプロケット411、チェーン414、歯車415などは、倍の動力１５ｋｗのものと共通化して大き目の選択となっている。ケーシング303は高さ１６８ｍｍ、軸304はスブラインシャフトで下部軸径は直径４０ｍｍとした。
【０１６１】
外部の配電盤434に、モータの保護、外部供給装置の制御、電流値の表示、操作ボタンその他を設けた。
【０１６２】
所要動力は従来のダイローラ式やスクリュー式の固化装置と比べて１／２で、省動力の減容固化装置となる。
【０１６３】
モータ412を１５ｋｗに、モータスプロケットをモータ軸にあったものに、ディスク101を１６枚、ディスクスペーサ111を15枚、堰201を１６枚、堰スペーサ211を１６枚とし、堰ケース321と背板231を適合した寸法のものに交換すると、壁紙混合粉６００ｋｇｒ／Ｈの処理能力の本減容固化装置に早変わりする。
能力の異なる本減容固化装置が簡単に構築できるので、納期の短縮、仕様変更、価格低減、動力の適正化などに効果が大きい。
【０１６４】
本実施例２の駆動部とフレームを合わせた高さは２４４ｍｍ、ケーシング303の高さは１６８ｍｍで、２００ｍｍの高さのホッパー313をつけても、材料の投入高さは６１２ｍｍである。
この高さは、実施例２の２倍の処理能力の、壁紙混合粉６００ｋｇｒ／Ｈの本減容固化装置に於いても同じである。
他の機器との連結に都合の良い低位投入の装置となる。
【実施例３】
【０１６５】
傾斜型の本減容固化装置の例を実施例３として公開する。
図１６は、実施例２の本減容固化装置を３０度傾斜させてレーン361をつけた本減容固化装置の正面断面図である。
【０１６６】
材料投入のホッパー313の高さは６００ｍｍとした。
レーン361の排出高さは１２００ｍｍとした。
【０１６７】
本実施例３の壁紙混合粉３００kgr/Hの処理能力を倍の６００ｋｇｒ／Ｈの装置としても、投入と排出の高さは同じである。
従来に無い低位投入高位排出の固化装置となることが明らかである。
【０１６８】
実施例３では本減容固化装置を３０度傾斜させた例としたが、本減容固化装置は水平などとし、レーン361を徐々に湾曲して上方に傾斜させる方法もありえる。減容固化製品はレーン361を通過する間はまだ熱く軟化しているので、レーン361が湾曲していてもレーンに沿って押し上げることも可能だからである。
【実施例４】
【０１６９】
図１７に低価格、低電力、小型の発泡スチロールの本減容固化装置を実施例４として公開する。図１７（Ａ）は本圧送減容固化部分を矢視する平面断面図、図１７（Ｂ）は正面断面図である。
【０１７０】
店舗などで発泡スチロールを処分または回収するとき、簡単な機械的減容装置があると便利である。
この場合は時間当たりの処理量はあまり問題にならない。低価格、省スペース、省動力がテーマである。
【０１７１】
モータ412は単相１００ボルト４００ｗで１／１００減速のものを使用する。
４枚ディスクの積層２軸構造の本圧送装置D02、圧縮部はバネを内蔵した加圧装置を有する堰ユニット230とした。。
堰ユニット230は、左右の堰、バネ加圧装置、ハンドル、排出レーンなどを一体化したロストワックスの部品である。堰ユニット230は簡単に引き抜くことができ、清掃できる。
【０１７２】
本圧送装置D02の上部には簡単な回転刃701による発泡スチロール細片化機構を追加した。駆動は本圧送装置D02のモータ412の回転をかさ歯車416とスプロケット417で伝達している。
投入高さは１２００ｍｍとした。
上部から発泡スチロール塊831を投入し放置すると、発泡スチロール塊831は回転刃701で細片化されて落下し、圧送装置D02で圧送され、堰ユニット230の排出レーンから減容固化スチロール832が棒状になり排出され、自重で折れて、下に置いたダンボール箱D93に落下する。
【０１７３】
設定処理能力は１０〜１５ｋｇｒ／Ｈである。
設置スペースは回収ダンボールD93のスペースを入れて５３０ｍｍｘ８００ｍｍである。
減容固化スチロール832の排出高さは約５６０ｍｍである。
設定減容率は実体積で１／２０〜１／３０、見かけの体積で１／５０〜１／１００である。
【０１７４】
ロストワックスと板金を多用することで、量産すれば原価１０万円ですむであろう。
電力は家庭用洗濯機なみである。
【０１７５】
以上は代表的な構成について例示したものである。その他の実施形態も考えられるので、本文に記載しなかった幾つかの項目に断り書きを入れる。
ディスク101の作用稜線面102の数は３個に限るものではない。
ディスク101の作用稜線面102の寸法形状は同一のものに限るものではない。
ディスク101とディスクスペーサ111、堰201と堰スペーサ211は積層構造に限るものでなく、一体の成形品や切削加工品などとしても差し支えない。
堰201の作用稜線面202は直線形状に限るものではない。
堰201は固定のものに限らない。運動や振動などを加味することもある。
ディスク101と堰201、底板301、ケーシング303は非接触に限るものではない。
２軸構造の本圧送装置において、２つのディスク101の作用稜線面102の高さは同一に限るものではない。
ケーシング303への材料投入は上方からの落下に限るものではない。ケーシング303の投入口はケーシング303の壁面に設けても良い。
本圧送装置の設置姿勢は水平や30度傾斜に限るものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１７６】
本圧送装置は、粉体などの定量供給装置として使用することができる。
本圧送装置は、粉体などを別の装置に押し込む装置として使用することができる。
本圧送装置は、粉体などを減容固化する装置として使用することができる。
本圧送装置は、粉体などを扱う各種のプラントに直接組み込むことができる減容固化装置として使用することができる。
本圧送装置は、従来は採算性が問題になるような分野での減容固化装置として使用することができる。
本圧送装置は、従来は電力事情が問題になるような分野での減容固化装置として使用することができる。
本圧送装置は、分散設置型の低価格、省スペース、省動力の小型減容固化装置として使用することができる。
【符号の説明】
【０１７７】
001 本圧送機構
D01 積層１軸の本圧送装置
D02 積層２軸の本圧送装置
D03、D04、D05、D06、D07、D08、D09 積層２軸の本減容固化装置
D91 供給装置
D92 フレコンバッグ
D93 段ポール箱
U01 破砕ユニット
101 ディスク
102 ディスクの作用稜線面
103 ディスクの空間稜線面
111 ディスクスペーサ
112 スライドシール
201 堰
202 堰の作用稜線面
203 逃げの形状
211 堰スペーサ
221 ねじ
230 堰ユニット
231 背板
232 ハンドル
301 底板
311 フレーム
302 送出口
303 ケーシング
304 軸
313 ホッパー
314 攪拌棒
321 堰ケース
361 レーン
362 障壁
363 柱
401 軸受け
402、412 主モータ
411、413、417 スプロケット
414 チェーン
415、416 歯車
422 ブレーカ
423 電流計
424 制御装置
434 配電盤
501、511、521 天井部材
512、522 軸
513、523 軸受け
514 バネ
515 ストッパ
516 調整ねじ
517、527 支持部材
518 レバー
524 ねじ
525 サーボモータ
530 バネ加圧装置
531 アーム
532 支点
533 レバー
534 バネ軸
535 ストッパ
601、611、621 ゲート
631 ダイ
632 穴
633 円弧形状
634 蓋部材
701 回転刃
801 粉体など
811 マテリアルシール
821 減容固化製品
822 固化細片製品
831 発泡スチロール塊
832 減容固化スチロール
901 ディスクとケーシングの間隙
902 回転方向
903 空間
904 稜線角度
911 作用領域
921 駆動部
922 圧送部
【技術分野】
【０００１】
粉体またはそれに類する材料を連続して圧送、減容、固化する装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
粉体に類する材料とは、パルプや繊維など繊維状のもの、マットやシートや紙などを小さくした細片、プラスチックなどの破砕片、水分などをある程度含んだもの、高粘度のものなどを例とし、「圧力が全体に伝達される」という流体としての振舞いをしないものを意味する。
以後この書類では、粉体と粉体に類する材料を総称して「粉体など」と表現する。
【０００３】
粉体などは幾つかの理由で減容固化するのが好ましい。
【０００４】
発明者が携わっている廃塩ビ壁紙リサイクルシステムでの減容固化の必要性を具体的に説明する。
廃塩ビ壁紙リサイクルシステムに関しては、特許文献１、２、３、４に詳しく解説されている。工場廃材などの廃塩ビ壁紙を細片化し、１００ｍ／ｓを越える速度の叩解装置で塩ビとパルプの混合粉に離解させ、風力分離などの技術を駆使して、再生材料としての塩ビ粉、パルプ、微粉混合粉を得るものである。既に実用プラントとして１トン/Ｈレベルの製造を開始している。
細片化と一次叩解は廃材発生業者または廃材収集業者のサテライト工場で行い、一次叩解粉をセンター工場に運搬し、二次叩解と精製分離をセンター工場で行うという方法を、様々な法的商業的優位性を考慮して採用している。
再生材料としての塩ビ粉は純度９９％以上を達成している。社団法人日本有機資源協会のバイオマスマークの取得や財団法人機械振興協会の第８回新機械振興賞の受賞など、注目のリサイクル事業となりつつある。
以後この書類では、壁紙を叩解して得られた塩ビとパルプの混合粉を「壁紙混合粉」と表現する。
【０００５】
廃塩ビ壁紙リサイクルシステムにおいて、１リューベのフレコンバッグに入る壁紙混合粉は１５０〜１８０ｋｇｒである。
サテライト工場からセンター工場に移送するのに、２トントラックではせいぜい６フレコン、１トン程度である。運送費２万円として、２０円／ｋｇｒの費用となる。
バージン塩ビの価格を１２０円／ｋｇｒとしたとき、再生塩ビ材料の価格を１／３と仮定すると４０円／ｋｇｒである。製品の運送も含めると運送費の占める割合が高すぎる。
材料を保管する倉庫の１と月の費用を４０００円／坪としたとき、３円／ｋｇｒ月の費用と算定できる。
パルプの場合はフレコンバッグに入る重さは壁紙混合粉の約１／２となる。運送費は４０円／ｋｇｒ、倉庫費は６円／ｋｇｒ月相当である。
【０００６】
運送費と保管費を下げるには減容が効果的である。
ダイローラ型ペレタイザでペレット化すると、１リューベのフレコンバッグに入る壁紙混合粉ペレットは５００ｋｇｒ以上になる。
パルプもペレット化すると同様のかさ比重とできる。
運送費は１０円／ｋｇｒ、倉庫費は１円／ｋｇｒ月に軽減できる。
【０００７】
粉塵対策としても圧縮固化が効果的である。
壁紙混合粉は発塵しやすい材料であるために、叩解精製プラントでは粉塵対策が必用である。投入材料をペレットすると粉塵はほとんど発生しない。
サテライト工場での一次叩解混合粉の回収袋詰めでも、サイクロン装置から回収した壁紙混合粉をそのままペレット化してフレコンバッグに入れると、粉塵はほとんど発生しないし、回収作業も軽減できる。
センター工場で生産されるパルプや微粉もそのままペレット化することで粉塵を防止できる。
再生材料を利用する工場においても、塩ビ粉やパルプや微粉は投入時に粉塵が発生する。ペレット化した材料ならば粉塵は出ない。
【０００８】
このように当該リサイクル事業では、低価格の減容固化装置の出現を切望している。
【０００９】
発泡スチロールでのリサイクルの例を検証してみる。
発泡スチロールは発泡倍率３０倍のときの比重は０．０２弱で、大変にかさばる。このまま回収運搬して採算の取れる状況でないのは明らかで、店舗からストックヤードまでの運搬は帰り便の利用などで費用が表に出ないようにせざるを得ない。
廃棄量の多い発生現場での減容には溶剤による溶解法が見られるが、低価格、省スペース、省動力の高い圧縮率の機械的減容装置は見当たらない。
【００１０】
木質バイオマス燃料は木屑をペレットにしたものである。非特許文献１の提案書によると、木質ペレットの生産を１時間当たり３トンとしても、初期投資から原価償却に長時間かかるために採算性が良くないので、これを４ライン設けるという。
１時間で１トンの木屑ををペレットにするペレタイザの動力は９０ｋｗレベルのものであり、付属設備も大きなものとなる。莫大な動力と費用のかかる設備で、採算性のハードルはなかなか高い。
岩手県気仙郡住田町で「１日４トンの生産に成功」という記事がある。製造ラインを既存の工場内に置き、材料は隣接する工場の端材や木屑やプレナー屑を利用、従来かかっていた木質廃棄物の廃棄費用を０円にできる付加価値も考慮して収益を考える、などの採算性への努力がなされているようである。
ここでも、付属設備が小さくて省動力と低価格のペレット化装置が望まれている。実現すれば山間部の活性化にも大いに役立つであろう。
この分野での詳しい調査報告書を非特許文献２とした。
【００１１】
粉体などを圧縮する方法には大きく分けて型プレス、容器プレス、ローラプレス、スクリュープレスの4つの方法がある。
【００１２】
もっとも簡単な方法は、被処理物を型や容器に入れてプレスする方法である。この方法は連続処理ではなくバッチ処理である。
型に入れて圧縮するのは錠剤のように主に均一な形状に固化する為であり、大変大きな圧力をかけることが出来るが、処理量は限られる。減容というよりは型打ちの範疇に入る。
容器に入れてプレスする方法は主に減容を目的としたものが多い。被処理物が大きいために、数十トンの荷重をかけても、圧力は１平方センチメートルあたり何キログラムから１０余キログラムというレベルに過ぎず、減容といっても限られたものである。
【００１３】
１平方センチメートルあたり数百キログラム以上の圧力をかけると、必要な場合は熱も加わるなどして、粉体なども固い塊にまで圧縮できる。
例えばパルプの場合では、かさ比重０．１以下のパルプもかさ比重1を越えるまでの圧縮が可能である。
以後この書類では、このような圧縮を「固化」と表現する。
固化は減容の究極の程度である。
【００１４】
連続して減容固化させる加圧機構は大別して２種類ある。
一つ目は、ローラである。
二つ目は、スクリューである。
この二つの方法は相当古くから行われているものである。特許文献５の１９７７年や特許文献１５の１９８９年よりもっと古くから行われていたと思われる。
【００１５】
ローラ式の加圧機構は、ダイの穴にローラで押し込んで固化する方法である。固定円板ダイ型、円筒形ダイローラ圧入型、円筒形ダイ接触型の３種類に大別されるという。（特許文献７）
ローラ式の加圧機構は、リングダイやダイプレートやローラの磨耗や破損、開口率による歩留まり、残渣の付着、成形不全、カッター不全、閉塞、残材の発生、過大な負荷、温度のコントロール、騒音、など様々な問題が解決の対象となって来た。（特許文献８、９、１０、１１、１２、１３、１４）
【００１６】
廃塩ビ壁紙リサイクルシステムにおいて、１５ｋｗのダイローラ型ペレタイザで、壁紙混合粉での時間当たりの処理量の限界をテストした時、限界量を超えた３５０ｋｇｒ／Ｈを投入した時に次のような現象が見られた。
ダイの穴に入りきらない壁紙混合粉はダイ上の加圧ローラが回転している部分に残留する。残留した壁紙混合粉は加圧ローラで繰り返し練られて軟化する。ダイの穴には先にペレット化した壁紙混合粉が詰まっている。軟化した壁紙混合粉はダイの穴のペレットを押し下げて穴に入っていく力を失っており、軟化した壁紙混合粉の量が増大して過負荷停止の状態に至る。
これを元の稼動状態に戻すためには、ケースを外し、ローラユニットを外し、軟化した壁紙混合粉を取り除き、ダイを外して清掃し、ダイを組み込み、ローラユニットを組み込み、ケースをつける、という手間がかかった。この間は約１時間である。
【００１７】
スクリュー式の加圧機構は、スティックスリップ、閉塞、耐久性、供回り、負荷の変動、高動力、マテリアルシールの喪失、圧縮度合いの変動、芯振れ、圧力損失、スクリューの破損、磨耗、モータの停止、部分発熱、不均一なせん断力、騒音、など様々な問題が解決の対象となって来た。（特許文献１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１）
【００１８】
固化の形状は、円柱ペレット型、破片型、スティック型、コイル型、などがある。
円柱ペレット型などにする装置をペレタイザと称することがある。しかしペレタイザという名称の機械は必ずしも固化させる装置というわけではない。ペレタイザと称する装置には、シートをカットして細片にする装置、大きい固形物を破砕して破片にする装置も含まれる。
【００１９】
スクリュー装置を多用している分野に混練がある。圧縮攪拌して発熱させる点では固化と共通の要因もある。
混練は材料を溶融状態まで至らしめるのが一般的である。混練装置には溶融材料を均一に混合して型に注入する用途が多い。一軸のスクリュー、二軸のスクリュー、ニーディングディスクを併用するものなど多岐にわたる。（特許文献２２、２３）
【００２０】
固化は材料に含まれるバインダーの軟化程度までの発熱を伴う場合が多い。バインダーを軟化により結合させて崩れ難くするためである。熱は材料の摩擦などで発生する。
木質の固化では含有しているリグニンがバインダーの働きをする。
壁紙混合粉では含有する塩ビがバインダーの働きをする。
発泡スチロールなどプラスチックの固化では材料そのものがバインダーとなる。
【００２１】
パルプの固化のバインダーは水分である。パルプの水素結合がバインダーの働きをする。
この場合余分な水分を気化させるのに材料の摩擦などによる発熱が有効である。
【００２２】
しかし、粉体などの減容固化においてバインダーの存在は必須条件ではない。減容は圧力をかければ行われるし、高い圧力を加えると固化する。バインダーは型崩れをしないための有効な手段の一つにすぎない。
したがって例えばパルプを固化させるのにわざわざ水を加えるなどの必要はない。
【００２３】
圧送装置に関して各種の分野で検索を試みたが、粉体などの圧送に使われる機構は以上に述べたものに限られている。目新しい圧送機構は見当たらなかった。
【００２４】
ダイローラ型とスクリュー型の減容固化装置はそれぞれに改良が重ねられてきて実用されているが、解決したい課題がある。
一つ目は、大きな動力を必用とすることである。
二つ目は、コストが高いことである。
三つ目は、材料の投入の高さが高く、製品の排出高さが低いことである。
四つ目は、減容固化の程度の調整が困難なことである。
五つ目は、時間当たりの処理能力を上げるには装置全体を大型化するしかないことである。
【００２５】
ダイローラ型で大きな動力を必用とする例では、１５０〜２５０ｋｇｒ／Ｈの木質ペレットの固化で２２ｋｗ〜３０ｋｗのモータを使用している。
壁紙混合粉の固化の実績では、１５ｋｗの動力の装置で２５０〜３００ｋｇｒ／Ｈの処理能力が限界であった。
スクリュー型における動力の例では、１７０ｋｇｒ／Ｈの籾殻の固化で２２ｋｗのモータを使用している。
大鋸屑の固化において、１５０〜２００ｋｇｒ／Ｈでは３７ｋｗ、３００〜５００ｋｇｒ／Ｈでは４５ｋｗ、５００〜８００ｋｇｒ／Ｈでは７５ｋｗなどの例も見られる。
【００２６】
ダイローラ型における価格の例では、５００ｋｇｒ／Ｈの処理能力の装置で、１０００〜１５００万円というレベルである。
定量供給装置、投入用搬送装置、排出用搬送装置、収納装置を加えると、減容固化の作業の為だけでもそれなりの価格のシステムとなる。
【００２７】
ダイローラ型の材料投入と製品排出の高さの例は、壁紙混合粉を最大３００ｋｇｒ／Ｈ処理する１５ｋｗの装置で、材料投入高さ約１２６０ｍｍ、製品排出の高さ約６００ｍｍである。装置の大きさは、高さ１３００ｍｍ弱、奥行１１２０ｍｍ弱、巾１１２０ｍｍというレベルである。
スクリュー型の材料投入と製品排出の高さの例は、籾殻１７０ｋｇｒ／Ｈ仕様の２２ｋｗの装置で、材料投入高さ約１２８０ｍｍ、製品排出の高さ約６００ｍｍである。装置の大きさは、高さ１３００ｍｍ弱、奥行き１０００ｍｍ、長さ２３００ｍｍ弱というレベルである。
材料投入高さが高いと、定量供給装置の高さを高くするか、投入用搬送装置が必要となる。背の高い定量供給装置への材料投入は作業性が悪い。
製品排出高さが低いと、排出用搬送装置が必要となる。
定量供給装置、投入用搬送装置、排出用搬送装置、収納装置を加えると、減容固化の作業の為だけでもそれなりのサイズのシステムとなる。
【００２８】
廃塩ビ壁紙リサイクルシステムにおいては、サイクロン装置やバグフィルタなどは大変大型で、天井の関係で背高を出来るだけ低くすると出口の高さが低くなる。固化装置への投入にベルトコンベアを使うと埃発生の原因となる。密閉型バケットコンベアを使うと設備コストが高くなる。固化装置の材料投入高さは６００ｍｍ以下に収めてサイクロン装置やバグフィルタなどと直結するのが望ましい。
固化装置の製品排出高さは１立方メートルのフレコンバッグに入れるなら１２００ｍｍ以上あることが望ましい。排出用搬送装置はコストと故障率を低くするためには出来ることなら使いたくはない。
以後この書類では、材料の投入高さが低く製品の排出高さが高いことを「低位投入」「高位排出」と表現する。
【００２９】
ダイローラ型とスクリュー型の減容固化装置が高価でサイズが大きいのは、大きな動力のモータが必要で、それを減速した大きな荷重のかかる装置のために、高い精度と高い剛性と高い耐久性の構造となっていることなどによる。
例えばローラとダイの接触を精度よく行うためには、高硬度の焼入れダイプレートは１５ｋｗの装置でも直径約３００ｍｍ厚さ約４０ｍｍ、高硬度の焼入れローラは直径約１５０ｍｍ長さ約１００ｍｍのムク材の２個セットで、駆動軸は直径１００ｍｍ近く、ベアリングは強固な防塵が必要で、駆動系と軸受けとフレームは頑丈なものとなる。
【００３０】
減容固化の程度の調整が困難な例では、ダイローラ型では材料により固化の程度に違いが生じることがあげられる。
廃塩ビ壁紙リサイクルシステムにおいて、固化の対象は一次叩解混合粉、製品塩ビ粉、製品パルプ、製品微粉などがあり、材料の違いで固化の程度が変わることは不都合である。また客先での再生製品の使用方法によっては固化の程度を変えなければならない場合がある。固化の程度の調整が簡単に行えないというのは不都合である。
木質ペレットの製造でも籾殻と大鋸屑では最適な装置は異なる。固化の程度の調整は簡単に行えることが好ましい。
【００３１】
ダイローラ型で、ダイとローラの間隙の調整では固化の程度には若干の差異しか生じない。
適度な固化の程度を得るにはダイの交換が一番効果的である。
他にはあまり調整できる要因はない。
ダイは厚さと穴の径と穴テーパ形状の３つが調整のパラメータであるが、例えば直径３００ｍｍ程度のダイプレートの例でも厚さは４０〜７０ｍｍもあり、直径６ｍｍの穴の数は１０００個にもなり、固い焼入れが必要であり、相当高価なものとなる。リングダイの場合も同様である。
価格の高いダイプレートやリングダイの試作には限度があり、交換にも手間がかかり、テストをして結論を出すまでに多くの期間が必要になる。
【００３２】
廃塩ビ壁紙リサイクルシステムにおいて、１５ｋｗのダイローラ型ペレタイザで、壁紙混合粉の時間当たりの処理量を増やすことをもくろんで次のようなテストを行った。
６ｍｍ穴で厚さ４０ｍｍのダイプレートを外し、１５ｍｍの穴で７０ｍｍのダイプレートを組み込んだ。開口率が若干上がり、穴が大きい分だけ材料が入りやすくなるかも知れないからである。
壁紙混合粉を投入したら、ダイの穴に詰まったまま出てこない。ケースを外し、ローラユニットを外し、ダイを外した。
詰まった材料を取り除こうとポンチとハンマーで叩いても全く効果がない。やむを得ず木工用ドリルで詰まった材料に穴を開けてから叩いてやっとのことで取り除いた。
１５ｍｍ穴のダイの厚さを４０ｍｍにして組み込み、ローラユニットを組み込み、ケースをつけた。この間は約２時間である。
穴径１５ｍｍ厚さ４０ｍｍのダイで壁紙混合粉を投入したら、固化が不十分で軽く握っただけでバラバラに崩れる。
結局６ｍｍのダイに戻す結果となった。
穴径１５ｍｍのダイはたまたまメーカが持っていたものであるが、来社テストを依頼するだけでも一定の期間を要した。新しいダイを製作するならば１回あたり数ヶ月の期間を要することになる。
減容固化の程度の調整が困難なもうひとつの体験では、ダイローラ型ペレタイザに精製塩ビ粉製品を投入してみた。目的は客先での防塵である。しかし、粉は直径６ｍｍの穴をすり抜けるだけでペレットにならなかった。
メーカでは「この場合は余熱が必用だろう」という。余熱の装置にはコストもエネルギーも場所も必要である。穴の径を小さくしてテストしてみようとしているが、結論はまだ出ていない。
【００３３】
廃塩ビ壁紙リサイクルシステムにおいて、１５ｋｗのダイローラ型ペレタイザで、壁紙混合粉の時間当たりの処理量は２５０〜３００ｋｇｒ／Ｈであった。２５０ｋｇｒ／Ｈの投入速度の方が３００ｋｇｒ／Ｈの投入速度よりもペレットは固い。これ以上はペレットの固化の程度が低下して目的に沿わなくなることが上限３００ｋｇｒ／Ｈの値の根拠である。
ダイローラ型ペレタイザで、材料の投入速度が固化の程度に影響を及ぼすという一例である。
【００３４】
減容固化の程度の調整が困難な問題では、スクリュー型では特許文献２１（2008年公開）にその打開策がやっと述べらた段階である。
スクリュー型でも材料に適した部品形状を選択する方法が今でも一般的となる。従って微妙な調整は困難で、テストをして結論を出すまでに多くの期間が必要になる。
材料の種類だけではなく、供給量や材料比重の変動が固化の結果に変動を与えるケースもあるという。（特許文献２１：００１５項他）
【００３５】
時間当たりの処理能力を増加させるには、ダイローラ型ではダイの直径を大きくするのが確実な方法である。すなわち装置そのものを大きくするということである。
ローラの回転数はもともと騒音や耐久性や動力から最適値が選ばれているものであり、回転数を上げる方法はむやみに採用できない。
【００３６】
時間当たりの処理能力を増加させるには、スクリュー型でもスクリューの径と長さを大きくするのが一般的である。すなわち装置そのものを大きくするということである。
スクリューの回転数はもともと騒音や耐久性や動力から最適値が選ばれているものであり、回転数を上げる方法はむやみに採用できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３７】
【特許文献１】特開2008-029928
【特許文献２】特開2009-050757
【特許文献３】特開2009-101315
【特許文献４】特開2010-142731
【特許文献５】特願昭52-005598
【特許文献６】特願平04-034164 ： 特許2881063
【特許文献７】特願昭62-188434 ： 特許2051458
【特許文献８】特願昭62-188434 ； 特許2051458
【特許文献９】特開平07-144323 ； 特許2853958
【特許文献１０】特開2005-270917 ： 特許3868432
【特許文献１１】特開2003-334790 ： 特許4216526
【特許文献１２】特開2004-9024 ： 特許3702249
【特許文献１３】特開2006-272044
【特許文献１４】特開2007-203255 ： 特許4634314
【特許文献１５】実願平01-100540 ： 実用登録2038411
【特許文献１６】特開2003-136291 ： 特許3955456
【特許文献１７】特開2003-251113 ： 特許3776368
【特許文献１８】特開2005-186108 ： 特許4322661
【特許文献１９】特開2005-239337
【特許文献２０】特開2007-1740
【特許文献２１】特開2008-207911
【特許文献２２】特開2006-56095 ： 特許4191660
【特許文献２３】特開2007-237679 ： 特許4445478
【非特許文献】
【００３８】
【非特許文献１】「新規植林計画と木質ペレット製造プラントのご提案」 株式会社エコインデックス ２００９／７／３
【非特許文献２】「木質ペレット利用対策推進報告書」 財団法人 日本住宅・木材技術センター 平成２０年３月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３９】
従来の２／３〜１／２の動力の減容固化装置を実現する。
従来の１／２のコストの減容固化装置を実現する。
低位投入高位排出の減容固化装置を実現する。
減容固化の程度の調整が容易な減容固化装置を実現する。
時間当たりの処理能力の増減を一部の部品の交換で行える減容固化装置を実現する。
【課題を解決するための手段】
【００４０】
本発明は、粉体などの新しい圧送機構を考案したものである。
以後この書類では、本発明の圧送機構を「本圧送機構」と表現する。
本発明は、本圧送機構による圧送装置と、圧送装置による減容固化装置への展開を実現したものである。
以後この書類では、本発明の圧送装置を「本圧送装置」、減容固化装置を「本減容固化装置」と表現する。
【００４１】
図１は本圧送機構001の原理を解説するための図である。図１（Ａ）は平面図、図１（Ｂ）は正面断面図である。
101は板状の円形でないディスク、201は板状の堰、301は底板、302は送出口、303はケーシングである。
図１（ｂ）に示すように、ディスク101はその一部を２枚の堰201により小さな間隙を有して非接触に挟まれた状態にある。
【００４２】
ディスク101は羽根のような突起を持つ形状で、ディスク101の回転方向902に面する羽根形状の稜線が形成する板厚分の曲面102a、102b、102cが粉体など801を押す作用をする。以後この書類では、この曲面のことを「作用稜線面」と表現する。
同様に、ディスク101が入り込む側にある堰の稜線の板厚分の平面または曲面202は、粉体など801を押し返す作用をする。以後この書類では、この平面または曲面のことも「作用稜線面」と表現する。
従来の混練装置や解砕整粒装置のディスクなどは、ディスクの平面部の粗面やエッジの切れ刃が作用を行う。材料にせん断力を与えることが主眼である。
これに対し、本圧送装置のディスクの板平面は機能に全く関与しない。作用稜線面102a、102b、102cは巾数ミリメートルの滑らかな曲面であり、刃物形状ではない。作用は主に圧縮力である。作用稜線面は従来の概念とは全く異なる機能を持つ面である。
【００４３】
ディスク101の羽根のような突起の回転方向902に対する背後103b、103c、103a、はディスク101の中心方向に落ち込んだ形状であり、その他端は次の作用稜線面102b、102c、102aにつながってディスク101の外形形状を作っている。以後この書類では、この部分の稜線が形成する板厚分の曲面ないし平面を「空間稜線面」と表現する。
【００４４】
ディスク101は作用稜線面102a、102b、102cを有する。堰201は作用稜線面202を有する。
以後この書類では、作用稜線面102a、102b、102cが堰201の作用稜線面202と交差する部分での角度（図２：904）を「稜線角度」と表現する。
稜線角度（図２：904）は鈍角で交差するように構成する。
機能とディスクの形を総合的に検討すると、稜線角度（図２：904）は約１２０度が好ましい。
【００４５】
ディスク101は底板30１の下にある軸受け401で軸304を中心として回転自在に支持されている。
ディスク101は底板30１とは小さな間隙を有しており、非接触で回転する。
ケーシング303は間隙901を有してディスク101を囲んでおり、送出口302の部分で外部に開口している。ケーシング303の他端は堰201の背面部分で閉じている。ケーシング303の上部は外部に開口している。
堰201はケーシング303の送出口開口の対面に位置して送出口302を形成する。送出口302は外部に開口している。
【００４６】
ディスク101は減速モータ402で反時計周り902に低速で回転する。
ディスク101の作用稜線面102a、102b、102cはディスク101の回転に伴い堰201と交差するよう動作するが、堰201の作用稜線面202との稜線角度（図２：904）は約１２０度を維持するような曲線となっている。
【００４７】
作用稜線面102aの一端はディスク101の最大外形位置に至った所で終了し、空間稜線面103bにつながる。空間稜線面103bは別の作用稜線面102bの一端につながり終了する。
同様にして、ディスク101の外形は作用稜線面102a空間稜線面103b作用稜線面102b空間稜線面103c作用稜線面102c空間稜線面103aの形で形成される。
ケーシング303と空間稜線面103bと作用稜線面102bは空間903bを形成する。同様に空間903cと空間903aが形成される。
【００４８】
粉体など801はケーシング303の中に上から落下させる。落下した粉体など801は空間903a、903b、903cに入り、一部はディスク101と堰201の上に残留するが、一定量以上にはならないでいずれはディスク101の空間903a、903b、903cに落下する。
ディスク101が反時計周り902に回転すると、空間903bの粉体など801bはディスク101の作用稜線面102bに押されて送出口302の方に移動する。
さらにディスク101が回転すると、空間903bの粉体など801bは堰201に遮られて、送出口302から送出される。
これが連続的に繰り返されて、ケーシング303の中に上から落下させた粉体など801は送出口302から連続的に押出される。
【００４９】
図２（ａ）は回転するディスク101の作用稜線面102と堰201の作用稜線面202の稜線角度904が、ディスク101が回転しても約１２０度を維持する様子を表したものである。
図２（ｂ）は回転するディスク101の作用稜線面102が堰201の作用稜線面202と関連して作用する領域911を表したものである。
以後この書類では、この領域911を「作用領域」と表現する。
【００５０】
この図の作用稜線面102の曲線は作用稜線面202と常に等しい稜線角度904で交差するように設計されている。
作用領域911は狭い範囲に集中していて効率の良い圧送作用をする。
【００５１】
図３はディスク101の作用稜線面102が粉体など801に与える力のベクトルを表したものである。
【００５２】
ディスク101が反時計方向902に回るとき、Ｎはディスク101の作用稜線面102が粉体など801に与える法線方向の力のベクトル、Ｆはディスク101の作用稜線面102が粉体など801に与えるの摩擦力のベクトル、ＷはＮとＦの合力のベクトルである。
ディスク101の作用稜線面102と堰201の作用稜線面202の稜線角度は約120度になっているため、堰201の近傍でも合力Ｗはおおまか送出口302の方向に向く。作用稜線面102の外周に至る部分102pでは合力Ｗ’の方向は堰201とさらに離れる方向を向く。
摩擦力Ｆの大きさが大きい場合は合力Ｗが堰201の方向に傾く場合もある。この場合、合力Ｗの堰201の作用稜線面202方向に向く分力を打ち消すのは、粉体など801が堰201の作用稜線面202から受ける反力である。
【００５３】
ここで粉体などが持つ特別な挙動について説明する。
図１の説明で「ディスク101はその一部を２枚の堰201により小さな間隙を有して非接触に挟まれた状態にある」とした。2枚の堰201の各作用稜線面202はディスク101の作用稜線面102と異なった高さにあることになる。ディスク101の作用稜線面102が粉体など801に与える合力Ｗの作用稜線面202方向の分力が、高さの異なる堰201の作用稜線面202からの反力で打ち消されるという現象は、粉体などが持つ特別な挙動によるものである。
粉体などではある位置の粒が受けた力は接触している次の複数の粒に伝達される。複数の粒の受ける力はあちこちの方向に向く。これが次々と繰り返されることで、短いスパンで力は分散する。例えば、小さな穴に押し込もうと粉体などに力を与えても、粉体などは容易には穴に入って行かない。本圧送機構はこの粉体などが持つ特別な挙動を利用したものである。
【００５４】
図１のディスク101と底板301の小さな隙間には粉体などが容易には入っていかない。ディスク101が回転すると空間903bの粉体など801bの大半はディスク101の作用稜線面102bに押されて送出口302の方に移動する。
【００５５】
図１の２枚の堰201の間にも粉体など801は容易には入っていかない。２枚の堰201の間隔はディスクの厚さより若干大きく、それほど微小ではないので、押し込む力が大きい場合には粉体など801が入る可能性がある。これを少なくするために、ディスク101の作用稜線面102が粉体など801に与える合力Ｗのベクトルが出来るだけ堰の方に傾かないように、ディスク101の作用稜線面102と堰201の作用稜線面202の稜線角度は約１２０度となるように構成している。
【００５６】
稜線角度を９０度で実験した場合は、ディスク101には強い回転抵抗が生じ、堰201の間に粉体など801が押し込まれる現象が見られた。
稜線角度を約１２０度程度とした時は何の支障もなく機能した。
稜線角度を大きくし過ぎるとディスク101の作用稜線面102が間延びした形となり、合力Ｗの方向も過度に偏ることになる。
稜線角度は鈍角であることが必要であるが、機能とディスクの形を総合的に検討すると、約１２０度程度とするのが好ましい。
【００５７】
図４は圧送する容積を増やすために板状のディスク101と板状の堰201を棚状に積層した本圧送装置D01の斜視図である。
【００５８】
各ディスク101の間には円板状のスペーサ111が入っている。各堰201の間には板状のスペーサ211が入っている。
ディスク101の板厚ｔ１と堰201の板厚ｔ１は等しく、スペーサ111の板厚ｔ２とスペーサ211の板厚ｔ２は等しく、板厚ｔ２は板厚ｔ１より僅かに大きい。
軸304はディスク101に固定されていて、底板301の下にある図示しない軸受けで回転自在に支持されている。
最下位のディスク101と底板301は小さな間隙を有している。
従ってディスク101は堰201および底板301と接触しないで軸304を中心に回転することが出来る。軸304は図示しない減速モータにより半時計周り902に回転する。
【００５９】
ケーシング303はディスク101を間隙をもって取り囲んでおり、堰201の手前で外部に開口し、送出口302を形成する。ケーシング303の高さはディスク101の積層体の高さより高く、上方が開口した容器となっている。ケーシング303の上部はホッパーの働きをし、粉体など801を一定量ストックして供給する働きをする。
ケーシング303の上方には図示しないサイクロンなどのロータリーバルブなどが位置していて連続的に粉体など801を供給する。
ケーシング303の上方には図示しない材料細片化装置を内装する場合もある。材料細片化装置は大きな材料を粉体など801にして、連続的に供給する。
【００６０】
空間903はディスク101の空間部面積にディスク101とディスクスペーサ111の積層高さをかけた容積となり、大量の粉体など801を送出口302に圧送することができる。
【００６１】
図５は圧送する容積を倍に増やした上にバランスを取るように、本圧送装置D01の構造を２軸構造に展開した本圧送装置D02の平面図である。
【００６２】
ディスク101-1と軸304-1、ディスク101-2と軸304-2は固定されている。
ディスク101-2はディスク101-1と線対称の形状である。
軸304-1と軸304-2は底板301の下にある図示しない軸受けで回転自在に支持されている。
軸304-1の底板301の下にはスプロケット411が固定されており、減速モータ412に固定したスプロケット413にチェーン414で連結されており、ディスク101-1は反時計周り902-1に駆動される。
ディスク101-1の軸304-1とディスク101-2の軸304-2は底板301の下にある同歯数の歯車415で連結されている。 ディスク101-1とディスク101-2は互いに干渉しないようにずらして組み合わされている。ディスク101-1は軸304-1を中心に半時計周り902-1に回転し、ディスク101-2は軸304-2を中心に時計回り902-2に回転する。
【００６３】
複数のディスク101-1と複数の堰201-1は小さな間隙を有してかみ合っている。複数のディスク101-2と複数の堰201-2は小さな間隙を有してかみ合っている。
最下位のディスク101-1、101-2と底板301は小さな間隙を有している。
ケーシング303はディスク101-1とディスク101-2の外周を間隙901をもって取り囲んでいる。
従って、ディスク101-1は堰201-1および底板301およびケーシング303と接触しないで軸304-1を中心に回転することが出来る。ディスク101-2は堰201-2および底板301およびケーシング303と接触しないで軸304-2を中心に回転することが出来る。
【００６４】
ディスク101-1とディスク101-2の外周を取り囲むケーシング303は、堰201-1の積層体と堰201-2の積層体の背面部分で閉じている。ケーシング303の高さはディスク101-1の積層体とディスク101-2の積層体の高さより高く、ケーシング303の上方は外部に開口しており、ケーシング303の上部はホッパーの役割をして一定量の粉体など801をストックして連続して供給する働きをする。
【００６５】
送出口302は堰201-1の積層体と堰201-2の積層体と底板301で形成され、外部に開口している。
【００６６】
ディスク101-2の空間903-2にはディスク101-1の作用稜線面102-1が食い込み、上方から供給されてディスク空間に落下した空間903-1の粉体801-1と空間903-2の粉体801-2は合流して、ディスク101-1の作用稜線面102-1とディスク102-2の作用稜線面102-2により交互に圧力を受けて送出口302に圧送される。
これが連続的に繰り返されて、ケーシング303の中に上から落下させた粉体など801は送出口302から連続的に押出される。
【００６７】
従来の大半の各種２軸回転装置とは異なり、ディスク101-1と101-2は互いに作用しあうものではない。ディスク101-1と堰201-1、ディスク101-2と堰201-2が作用しあうことは図４の積層１軸の本圧送装置と異なるものではない。ディスク101-1と101-2の関係は、送出口302での粉体など801の偏りを無くす補完の関係と、圧送量の倍化の効果と圧送作用回数の倍化の効果である。
【００６８】
図６は積層２軸構造の本圧送装置D02の送出口302に固定天井部材501を設けた本減容固化装置D03である。
図６（Ａ）は平面図、図６（Ｂ）は正面断面図である。図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は固化の程度を調整する方法を例示した図である。
【００６９】
固定天井部材501は送出口302の上をほぼ堰201の積層体の高さで閉じた平滑なブロックである。底板301と２組の堰201の積層体と固定天井部材501はトンネル状の通路601を構成する。
以後この書類では、送出口に設けるトンネル状の通路のことを「ゲート」と表現する。
【００７０】
ゲート601は一定の長さを有した門型の通路で、圧送されて送出口302に至った粉体など801の排出に抵抗力を与える。ゲート601の穴には本圧送装置D02により粉体など801が詰め込まれて塊811を形成する。以後この書類では、ゲートを閉じる材料のことを「マテリアルシール」と表現する。
マテリアルシール811とゲート601の壁面との摩擦力が排出抵抗となる。ゲート601の長さが短いと排出抵抗は小さく、ゲート601の長さが長いと排出抵抗が大きくなる。ゲート601の門型の穴が末広がりであれば排出抵抗は小さく、逆であると排出抵抗は大きくなる。
【００７１】
圧送される粉体など801はディスク101の作用稜線面102から強い圧力をうけて圧縮される。
粉体など801はディスク101の作用稜線面102が堰201の作用稜線面202の方向に入り込むように擦ることで、楔の効果が加味されてさらに高い圧力を受ける。
粉体など801はディスク101の作用稜線面102の厚さが薄いためにさらに高い圧力を受ける。
圧力を受けた粉体など801には、ディスク101の作用稜線面102が堰201の作用稜線面202の方向に入り込むように擦ることで摩擦熱が発生し、バインダーが軟化などすることによりさらに強い固化が進行する。
【００７２】
本圧送装置D02が粉体など801を次々と圧送すると、マテリアルシール811である減容固化材料はゲート601から押し出され送出口302から外部に排出される。次々と圧送される粉体など801が減容固化して新しいマテリアルシール811を形成する。このようにして減容固化製品821が連続的に製造される。
【００７３】
粉体など801の供給が一時途絶えた場合も、マテリアルシール811は待機状態にあり、続く供給再開で減容固化製品821の製造が継続する。
粉体など801の供給が減少した場合も、マテリアルシール811の作成排出が低速となるだけであり、減容固化製品821の製造は支障なく継続する。
【００７４】
排出抵抗が小さいとゲート601の端面から押出された減容固化製品821は弱く減容固化し、排出抵抗が大きいとゲート601の端面から押出された減容固化製品821は強く減容固化する。
ゲート601を形作るのは底板301と２組の堰201の積層体と固定天井部材501である。排出抵抗に影響を与えるパラメータは堰201の長さと角度であり、天井部材501の長さと角度である。これらの長さと角度を調整することで、減容固化製品821の固化の程度を調整することができる。
【００７５】
簡単には長さや角度の異なる堰201の積層体と長さや角度の異なる天井部材501を複数組用意して交換すれば良い。（図６（ａ））
または、堰201の積層体はそのままとして、長さや角度の異なる天井部材501を複数個用意して交換するようにしても良い。（図６（ｂ））
または、堰201の積層体はそのままとし、天井部材501は所定の長さとして、天井部材501の角度だけがネジなどで微調整できるようにしても良い。（図６（ｃ））
【００７６】
ゲート601は底板301と２組の堰201の積層体と固定天井部材501による構成に限らず、門型の別部材として組み込むようにしても良い。
ゲート601は完全密閉の構造とは限らず、桟状の構造を持つものであっても良い。
【００７７】
ゲート601を形作る堰201の積層体は一定長さ以上の部分は壁面抵抗を解除するように逃げの形状203をつけるのが好ましい。
【００７８】
図７は積層２軸構造の本圧送装置D02の送出口302に可動天井部材511を設けた本減容固化装置D04である。
図７（Ａ）は平面図、図７（Ｂ）は正面断面図である。
【００７９】
可動天井部材511は送出口302の上をほぼ堰201の積層体の高さで閉じた平滑なブロックである。底板301と２組の堰201の積層体と可動天井部材511はゲート611を構成する。
ゲート6１1は一定の長さを有した門型の通路で、圧送されて送出口302に至った粉体など801の排出に抵抗力を与える。ゲート6１1の穴には本圧送装置D02により粉体など801が詰め込まれてマテリアルシール811を形成し、マテリアルシール811とゲート611の壁面との摩擦力が排出抵抗となる。
【００８０】
可動天井部材511はゲート611の入口近傍の軸512を中心に上下に動けるようになっている。軸512は堰201に固定された軸受け513により回転自由に支持されている。可動天井部材511の軸512の反対側にはバネ514が装着されており可動天井部材511を下方に押している。可動天井部材511はバネ514が外れないように一定角度で下降を止めるストッパピン515を持つ。
バネ514の圧力は調整ねじ516で調整することができる。調整ねじ516は堰201に固定された支持部材517で支持されている。
【００８１】
圧送される粉体など801はディスク101の作用稜線面102から強い圧力をうけて圧縮される。
粉体など801はディスク101の作用稜線面102が堰201の作用稜線面202の方向に入り込むように擦ることで、楔の効果が加味されてさらに高い圧力を受ける。
粉体など801はディスク101の作用稜線面102の厚さが薄いためにさらに高い圧力を受ける。
圧力を受けた粉体など801には、ディスク101の作用稜線面102が堰201の作用稜線面202の方向に入り込むように擦ることで摩擦熱が発生し、バインダーが軟化などすることによりさらに強い固化が進行する。
【００８２】
本圧送装置D02が粉体など801を次々と圧送すると、マテリアルシール811である減容固化材料はゲート611から押し出され送出口302から外部に排出される。次々と圧送される粉体など801が減容固化して新しいマテリアルシール811を形成する。このようにして減容固化製品821が連続的に製造される。
【００８３】
粉体など801の供給が一時途絶えた場合もマテリアルシール811は待機状態にあり、続く供給再開で減容固化製品821の製造が継続する。
粉体など801の供給が減少した場合もマテリアルシール811の作成排出が遅くなるだけであり、減容固化製品821の製造は支障なく継続する。
【００８４】
ゲート611を形作るのは底板301と２組の堰201の積層体と可動天井部材5１1である。可動天井部材511がバネ514から受ける圧力が、マテリアルシール811とゲート611の壁面との摩擦力すなわち排出抵抗を決定する。
バネ514の圧力を調整することで、減容固化製品821の固化の程度を調整することができる。
【００８５】
粉体など801の供給の急な増加でマテリアルシール811の排出が遅れて一時的に粉体など801の圧力が高くなった場合、可動天井部材511がバネ圧に抗して逃げることで、マテリアルシール811の摩擦抵抗の急増が抑えられて、固化の程度が均一化する。
【００８６】
なお、ゲート611は底板301と２組の堰201の積層体と可動天井部材511による構成に限らず、バネ加圧装置も含めるなどした別部材として組み込むようにしても良い。
可動とするのは天井部材に限らず、左右上下いずれの面としても良い。
可動とするのは一面に限らず、複数の面としても良い。
可動は支点による回転動作に限らず、往復動作などとしても良い。
【００８７】
ゲート601を形作る堰201の積層体は一定長さ以上の部分は壁面抵抗を解除するように逃げの形状203をつけるのが好ましい。
【００８８】
図８は積層２軸構造の本圧送装置D02の送出口302に自動制御天井部材521を設けた本減容固化装置D05である。
図８（Ａ）は平面図、図８（Ｂ）は正面断面図である。
【００８９】
ディスク101を駆動する主モータ412には電流計423が接合され、電流計423には制御装置424が接合され、制御装置424にはサーボモータ425が接合される。
【００９０】
自動制御天井部材521は送出口302の上をほぼ堰201の積層体の高さで閉じた平滑なブロックである。底板301と２組の堰201の積層体と自動制御天井部材521はゲート621を構成する。
ゲート621は一定の長さを有した門型の通路で、圧送されて送出口302に至った粉体など801の排出に抵抗力を与える。ゲート621の穴には本圧送装置D02により粉体など801が詰め込まれてマテリアルシール811を形成し、マテリアルシール811とゲート621の壁面との摩擦力が排出抵抗となる。
【００９１】
自動制御天井部材521はゲート621の入口近傍の軸522を中心に上下に動けるようになっている。軸522は堰201に固定された軸受け523により回転自由に支持されている。自動制御天井部材521の軸522の反対側はサーボモータ425によって回転するねじ524で上下に動くようになっている。
サーボモータ425は堰201に固定された支持部材527で支持されている。
【００９２】
圧送される粉体など801はディスク101の作用稜線面102から強い圧力をうけて圧縮される。
粉体など801はディスク101の作用稜線面102が堰201の作用稜線面202の方向に入り込むように擦ることで、楔の効果が加味されてさらに高い圧力を受ける。
粉体など801はディスク101の作用稜線面102の厚さが薄いためにさらに高い圧力を受ける。
圧力を受けた粉体など801には、ディスク101の作用稜線面102が堰201の作用稜線面202の方向に入り込むように擦ることで摩擦熱が発生し、バインダーが軟化などすることによりさらに強い固化が進行する。
【００９３】
本圧送装置D02が粉体など801を次々と圧送すると、マテリアルシール811である減容固化材料はゲート621から押し出され送出口302から外部に排出される。次々と圧送される粉体など801が減容固化して新しいマテリアルシール811を形成する。このようにして減容固化製品821が連続的に製造される。
【００９４】
粉体など801の供給が一時途絶えた場合もマテリアルシール811は待機状態にあり、続く供給再開で減容固化製品821の製造が継続する。
粉体など801の供給が減少した場合もマテリアルシール811の作成排出が遅くなるだけであり、減容固化製品821の製造は支障なく継続する。
【００９５】
粉体など801の供給の急な増加でマテリアルシール811の排出が遅れて一時的に粉体など801の圧力が高くなった場合、ディスク101を駆動する主モータ412の電流値が増加する。モータ412の電流値は電流計423で検出され、制御装置424は電流値が所定の値を超えたらサーボモータ425を駆動し、サーボモータ425は自動制御天井部材521を上方に逃がすことによりマテリアルシール811の摩擦抵抗を軽減する。モータ412の電流値が正常値以下に戻ったら制御装置424はサーボモータ425を駆動し、サーボモータ425は自動制御天井部材521を所定位置に戻す。
自動制御天井部材521の上下制御により、マテリアルシール811の摩擦抵抗が調整されて、固化の程度が均一化する。
固化の程度は制御装置424の比較基準電流値などのパラメータ設定で加減できる。
【００９６】
なお、ゲート621は底板301と２組の堰201の積層体と自動制御天井部材521による構成に限らず、サーボ装置とネジ装置も含めるなどした別部材として組み込むようにしても良い。
可動とするのは天井部材に限らず、左右上下いずれの面としても良い。
可動とするのは一面に限らず、複数の面としても良い。
可動は支点による回転動作に限らず、往復動作などとしても良い。
【００９７】
ゲート601を形作る堰201の積層体は一定長さ以上の部分は壁面抵抗を解除するように逃げの形状203をつけるのが好ましい。
【００９８】
負荷の変動をモータ412の電流値で検出する例で説明したが、トルク検出装置などの別の方法としても良い。
設定値以上の負荷で自動制御天井部材521を一時的に逃がす例で説明したが、負荷を一定範囲に調節するように自動制御天井部材521を連続的または段階的に微調動作させるように制御しても良い。
【００９９】
図９は積層２軸構造の本圧送装置D02の送出口302に固定天井部材501を設けた本減容固化装置D03の主モータ412に電流計423と制御装置424をつけたシステムD06の説明図である。（Ａ）は平面、（Ｂ）は正面断面を表す。
【０１００】
粉体など801の供給が増加するとモータ412の電流値が増加する。粉体など801の供給が減少するとモータ412の電流値が減少する。
電流が所定の値を超えたら制御装置424は、粉体など801の外部の供給装置D91に供給を停止または減速する指令を伝達する。指令を受けた供給装置D91は粉体など801の供給を停止または減速する。
モータ412の電流値が正常値以下に戻ったら制御装置424は粉体など801の外部の供給装置D91に供給を再開または元の速度に戻す指令を伝達する。指令を受けた供給装置D91は粉体など801の供給を再開または元の速度に戻す。
粉体などの供給量の制御により、マテリアルシール811の摩擦抵抗が調整されて、固化の程度が均一化する。
粉体などの供給量の制御により、モータの電流が所定の値以下に抑えられる。
固化の程度は制御装置424の比較基準電流値などのパラメータ設定で加減できる。
【０１０１】
負荷の変動をモータ412の電流値で検出する例で説明したが、トルク検出装置などの別の方法としても良い。
設定値以上の負荷で外部の供給装置D91に供給を停止または減速する例で説明したが、負荷を一定範囲に調節するように供給装置D91の供給速度を連続的または段階的に微調動作させるように制御しても良い。
外部の供給装置D91を制御する例で説明したが、材料細片化装置を内装する場合は、内装の材料細片化装置を制御するのでも良い。
【０１０２】
図１０は積層２軸構造の本圧送装置D02の送出口302にダイ631を取り付けた本減容固化装置D07である。
図１０（Ａ）は平面図、図１０（Ｂ）は正面断面図である。
【０１０３】
ダイ631には送出口302の方向に小さな穴632が多数あいている。
ダイ631の圧縮側はディスク101の作用領域911に近接した円弧形状633を有し、上部には粉体など801が逃げないように蓋部材634が付いている。
各穴の実効長を同じにするなどの必用に応じて、穴632の排出側に径の少し大きい逃げの部分を設けることもある。
【０１０４】
ダイ631は底板301に着脱可能に固定されている。図では底板301の下からナットで固定した例を図示している。
【０１０５】
圧送されて送出口302に至った粉体など801は、ダイ631の穴632に詰め込まれてマテリアルシール811を形成し、マテリアルシール811と穴632の壁面との摩擦力が排出抵抗となる。穴632の長さが短いと排出抵抗は小さく、穴632の長さが長いと排出抵抗が大きくなる。穴632が末広がりであれば排出抵抗は小さく、逆であると排出抵抗は大きくなる。
【０１０６】
圧送される粉体など801はディスク101の作用稜線面102から強い圧力をうけて圧縮される。
粉体など801はディスク101の作用稜線面102が堰201の作用稜線面202の方向に入り込むように擦ることで、楔の効果が加味されてさらに高い圧力を受ける。
粉体など801はディスク101の作用稜線面102の厚さが薄いためにさらに高い圧力を受ける。
圧力を受けた粉体など801には、ディスク101の作用稜線面102が堰201の作用稜線面202の方向に入り込むように擦ることで摩擦熱が発生し、バインダーが軟化などすることによりさらに強い固化が進行する。
【０１０７】
本圧送装置D02が粉体など801を次々と圧送すると、マテリアルシール811である減容固化材料は穴632から押し出され送出口302から外部に排出される。次々と圧送される粉体など801が減容固化して新しいマテリアルシール811を形成する。このようにして減容固化製品821が連続的に製造される。
【０１０８】
粉体など801の供給が一時途絶えた場合も、マテリアルシール811は待機状態にあり、続く供給再開で減容固化製品821の製造が継続する。
粉体など801の供給が減少した場合も、マテリアルシール811の作成排出が低速となるだけであり、減容固化製品821の製造は支障なく継続する。
【０１０９】
排出抵抗が小さいとダイ631の端面から押出された減容固化製品821は弱く減容固化し、排出抵抗が大きいとダイ631の端面から押出された減容固化製品821は強く減容固化する。
排出抵抗に影響を与えるパラメータは穴632の長さと角度である。 穴の長さやテーパ度合いの異なるダイ631を複数組用意して交換すれば、減容固化製品821の固化の程度を調整することができる。また減容固化製品821の太さを変えることができる。
【０１１０】
製造された減容固化製品821は、必要に応じて図示しないカッタ装置などで切断すると、短い円柱ペレット状の減容固化製品821が製造できる。
【０１１１】
図１１は前記の本減容固化装置D04を３０度に傾斜させた本減容固化装置D08である。
【０１１２】
本減容固化装置D04の駆動部921はギヤーとスプロケットの簡単な構造であるので、必用な高さは小さく設計できる。
本減容固化装置D04の圧送部922は簡単な回転構造なので、ケーシング303の必用な高さは小さく設計できる。
本減容固化装置D04による固化製品821は矩形の棒が連続したもので、強い圧力で押し出されてくる。
本減容固化装置D08はこれらの特徴を活かしたもので、斜めにすることで上部のホッパー部を含んだケーシング303の地上からの投入高さH1を低く抑えることができる。
【０１１３】
本減容固化装置D08は送出口から延長したレーン361を滑らして棒状の固化製品821を押し上げることで、固化製品821の排出高さH2を高くすることができる。
レーン361は固化製品821がコースを外れて落下しないように両端に障壁362を持つ平滑簡単な部品である。固化材料の膨らみと蛇行を考慮して、レーン361の巾には充分の余裕を持たせる。
レーン361は細くて長い部品であるので、設置面から柱363で支えるのが良い。
本減容固化装置D08から圧送される矩形の棒状の固化製品821はレーン361を過ぎると、ある程度の長さになると自重で折れて落下する。そこにフレコンバッグD92を置けば特別な搬送装置を用意しなくても回収蓄積できる。
【０１１４】
図１２は図１1の本減容固化装置D08のレーン先端に破砕ユニットU01を設けた本減容固化装置D09である。
【０１１５】
図１１の本減容固化装置D08から圧送されるのは矩形の棒状の固化製品821である。用途によってはこれを破砕して円柱ペレット並のサイズの細片にしたい。
例えば廃塩ビ壁紙リサイクルシステムの一次叩解混合粉では、高速叩解装置への投入には空気搬送を使用しているので、細片である必要がある。
木質ペレットにおいてはペレットストーブのように燃料を自動供給する装置では、燃料は細片である必要がある。
【０１１６】
破砕ユニットU01は、例えば通常の破砕機と同様の固定刃と回転刃の組合せのものや、通常の切削装置のように回転刃で削るような装置である。図１２（ａ）と図１２（ｂ）にはそのイメージを図示した。減容固化した棒状製品821の進行速度は秒速数センチメートルに過ぎないので、破砕ユニットU01は小動力を大減速した小型のユニットにできる。
棒状の固化製品821は回転刃で所定サイズの減容固化細片製品822になり落下する。落下した減容固化細片製品822は下に置いたフレコンバッグD92の中に回収蓄積される。
【発明の効果】
【０１１７】
ダイローラ型固化装置では、開口率４０％余の穴に入らなかった材料はローラで加圧移動されながら次の穴に入るチャンスを待つような動作である。
スクリュー型固化装置では移送過程でも圧縮が進行し長いスパンで壁面抵抗が増加する。
これに比して、本減容圧縮装置は、圧縮固化を行う領域は図2（ｂ）の短い作用領域911に限られる。従って余計な抵抗が少なく、必要な動力が小さい。
【０１１８】
ダイローラ型固化装置では、穴に入った材料は穴や材料同士の摩擦で発熱する。穴に入らなかった材料はローラで加圧移動されながら発熱する。
スクリュー型固化装置では移送過程のスクリューやケーシング壁面や材料同士の摩擦で発熱する。
これに比して、本減容圧縮装置は、図2（ｂ）のディスク101の作用稜線面102が狭い作用領域911で材料を擦る摩擦で主に発熱する。従って発熱が均一であり、発熱が局部的で必要な動力も小さい。
【０１１９】
壁紙混合粉の時間当たりの処理量が同等なダイローラ型固化装置と本減容圧縮装置のモータ動力を比較する。
壁紙混合粉を３００ｋｇｒ／Ｈで固化するダイローラ型固化装置のモータは１５ｋｗであった。
これに比して、実施例２で明らかにする本減容固化装置が壁紙混合粉を３００ｋｇｒ／Ｈで固化する時の所要動力は５．５ｋｗ、安全を見ると７．５〜11ｋｗである。
本減容圧縮装置のモータ動力はダイローラ型ペレタイザのモータ動力の１／２〜２／３程度で済む。
【０１２０】
本減容圧縮装置の圧縮はディスク101の作用稜線面102の斜めスライド動作で行われるので、楔のように高い圧力が作用する。したがって高い圧縮率を得ることができる。
【０１２１】
本減容圧縮装置の圧縮はディスク101が複数の板状なので、局部的に高い圧力が作用する。したがって高い圧縮率を得ることができる。
【０１２２】
本圧送装置D01、D02のケーシング303とディスク101は広い間隙901があっても良く、ディスク101と堰201は間隙があって非接触である。ディスク101と底板301は間隙があって非接触である。高い精度の必要な部分はなく、ディスクの軸は疲労破壊しない程度の太さを持てば良い。ディスクと堰とスペーサは板の積層構造であり、レーザ加工や型抜き加工で作成できる。フレームも高い剛性と精度を必用とするものではない。モータ動力は従来の固化装置の１／２〜２／３である。
【０１２３】
実施例１の２．２ｋｗのモータの装置では、部品コストは約５０万円程度である。実施例２で、モータが７．５〜11ｋｗになり12万円プラス、ディスクと堰とスペーサの枚数が倍の８枚で１６万円プラス、動力伝達系が強化されて5万円プラスなどと仮定しても、１台の加工組立コストは150万円以下に収まるであろう。倍の処理能力５００ｋｇｒ／Ｈの装置としても２５０万円以下と見積もられる。これに量産効果を加味すれば、従来の固化装置の半値の装置とすることも可能である。
【０１２４】
本圧送装置D02の駆動部はギヤーとスプロケットだけであるので薄いスペースに収納できる。本減容圧縮装置の圧送部は板状のディスクが積層したたけの構造であるので、薄いスペースに収納できる。
したがってディスクの上にホッパーの余地を入れたとしても、低位投入の装置とできる。（実施例１、２、３）
低位投入を可能とすることで、ベルトコンベアなどの搬送装置を不要とし、搬送に伴う埃の発生をなくし、設置スペースを少なくし、設備費用を低減し、作業性を良くすることができる。
【０１２５】
図１１や図１６の傾斜型の本減容固化装置とした場合は、製品の排出高さを１２００ｍｍ程度に高くすることは容易である。コンベアなどの搬送装置は不要となり、動力も設備費用も節減できる。（実施例３）
【０１２６】
図６、図７、図８、図９、図１０に示した本減容固化装置では、粉体などの減容固化の程度を容易に調整することができる。
投入材料が変化しても適正な固さに調整することが可能で、汎用性が広く、テスト開発の期間を省くことができる。
客先の都合による固さの調整も容易である。
【０１２７】
図９の供給量を制御する方法は、最小限のモータ動力による本減容固化装置を実現する例である。
過供給でも減容固化が継続するためには余裕のある動力のモータを使用する必要があるが、図９の例は本減容固化装置での最小のモータ動力で継続運転ができる方法を公開したものである。
過供給を抑えればモータ動力を従来の固化装置の１／２とすることも可能である。
【０１２８】
本圧送装置はディスクの寸法は一定とし、ディスクの積層枚数を変えることで、時間当たりの処理量を加減することができる。
大半の部品を共通にする設計が可能で、処理能力の異なる装置が簡単に構築できる。
フレームと駆動伝達関係は大きいサイズに合わせれば共通である。ケーシングは大きいサイズに合わせれば共通である。これらの部品では共通化による無駄は余り生じない。
ディスクと堰と２種類のスペーサの数を変え、モータを交換すれば、異なる処理能力の装置は簡単に製作できる。
適正価格、適正動力、適性能力の圧送装置が短納期で入手できるようになる。
試用後に必要となる処理能力などの仕様変更にも迅速に対応することができる。
【０１２９】
図１２のように破砕ユニットをつけることにより、矩形棒状の固化製品だけでなく、細片状の固化製品を製造できるようになる。
細片状の固化製品は空気搬送や定量供給などの利用方法を可能にする。
【０１３０】
以上の効果により、輸送費の軽減、保管費用の軽減、生産性や品質や作業性の向上、防塵、容易なライン組込性、などを目的とする使い易い減容固化装置が、省電力、低コスト、短納期で入手可能となり、採算性の向上に大きく寄与することとなる。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】図１は本圧送機構の原理を解説するための図である。
【図２】図２は稜線角度と作用領域を示した説明図である。
【図３】図３は圧縮部に働く力の関係を示した説明図である。
【図４】図４は積層１軸構造の本圧送装置の斜視図である。
【図５】図５は積層２軸構造の本圧送装置の平面図である。
【図６】図６は積層２軸構造の本圧送装置に固定天井板を設けた本減容固化装置の説明図である。
【図７】図７は積層２軸構造の本圧送装置に可動天井板を設けた本減容固化装置の説明図である。
【図８】図８は積層２軸構造の本圧送装置に自動制御天井板を設けた本減容固化装置の説明図である。
【図９】図９は本圧送装置による材料供給装置の制御方法の説明図である。
【図１０】図１０は積層２軸構造の本圧送装置にダイを装着した本減容固化装置の説明図である。
【図１１】図１１は装置を傾斜させた本減容固化装置の説明図である。
【図１２】図１２は破砕ユニットをつけた本減容固化装置の説明図である。
【図１３】図１３は本減容固化装置の説明図である。（実施例１）
【図１４】図１４は実施例１の減容固化製品の写真である。
【図１５】図１５は本減容固化装置の説明図である。（実施例２）
【図１６】図１６は装置を傾斜させた本減容固化装置の説明図である。（実施例３）
【図１７】図１７は簡易な本減容固化装置の説明図である。（実施例４）
【発明を実施するための形態】
【０１３２】
圧送量と力のバランスを考慮して積層２軸構造の本圧送装置、構造と調整の簡便なバネ式のゲート構造の本減容固化装置とした。
【実施例１】
【０１３３】
図１３は、本減容固化装置の１実施例の平面図（Ａ）と正面断面図（Ｂ）である。
【０１３４】
ディスク101は板厚４．５ｍｍの鋼板で、最大外形は半径位置で１１５ｍｍである。作用稜線面102は３枚の羽根状となっており、作用稜線面102は加工が容易なように円弧と直線で近似した。空間稜線面103の最小直径部は半径７９ｍｍの円弧である。ディスク101の三つの空間部面積903の合計は約１５１００平方ミリメートルである。
ディスクスペーサ111は板厚６ｍｍの鋼板で、直径１４２ｍｍの円板である。
軸304は直径２５ｍｍの丸棒で、必用なキー溝を有する。
ディスク101とディスクスペーサ111には回転を伝えるキーが切られている。
ディスク101は４枚、ディスクスペーサ111は３枚で、交互に積層する。最下位のディスク101の下にはスライドシール112が入り、ディスク101と底板301の焼付きを防止し、防塵シールの働きもしている。スライドシール112は厚さ０．８ｍｍのフッ素樹脂シートで、直径は１４２ｍｍである。
スライドシール112とディスク101とディスクスペーサ111は軸304に挿入されているだけで、それぞれ自重で密着し、スライドシール112は底板301に密着している。
【０１３５】
堰201は板厚４．５ｍｍの鋼板で、矩形形状の一端はディスクスペーサ111と間隔５ｍｍをあけた円弧となっている。
堰スペーサ211は板厚６ｍｍの鋼板で、矩形形状の一端はディスク101のの先端と間隔５ｍｍをあけた円弧となっている。
堰201は４枚、堰スペーサ211は４枚で、交互に積層する。
堰201と堰スペーサ211は貫通するねじ221で底板301に固定されている。
堰201の積層体の高さは４２ｍｍとなる。
【０１３６】
堰201とディスク101の面の間隙はほぼ０．７５ｍｍである。したがってディスク101は堰201と非接触で回転できる。
ディスク101の作用稜線面102は加工の都合で円弧と直線に近似したので、ディスク101が回転すると、ディスク101の作用稜線面102と堰201の作用稜線面202のなす稜線角度は１２０度から１３０度程度となる。
【０１３７】
底板301にはケーシング303が固定されている。
ケーシング303はディスク101の先端と５ｍｍの間隔をあけたピーナッツ型の囲みで、堰201の位置で外部に開口している。
ケーシングの上にはほぼ同形状のホッパー313が装着されている。ホッパー313の上部は外部に開口している。
【０１３８】
ケーシング303の開口部には線対称の堰201の積層体２組が固定されていて送出口302を形成している。
２組の堰201の作用稜線面202間寸法は４２ｍｍである。
堰201の作用稜線面202の延長面と堰スペーサ211の稜線面は、堰201の先端から１２４ｍｍの位置で終了し、４ｍｍの逃げ203が入り、この部分の送出口302の巾は５０ｍｍである。
【０１３９】
２組の堰201の積層体上には可動天井板511の支点軸512を支える軸受け513が固定されている。軸512は直径８ｍｍで、軸受け513の軸受け部分は直径８.1ｍｍの穴である。
【０１４０】
可動天井板511は厚さ２２ｍｍ巾４１ｍｍ長さ１０６ｍｍで、先端は堰の先端から１８ｍｍの位置にあり、後端は堰201の作用稜線面202延長面の終了位置と同じ位置にある。
可動天井板511の支点軸512の中心は先端から１０ｍｍ、下面から１０ｍｍの位置にある。
可動天井板511の下面は最上位の堰201の間に１ｍｍかみ込む高さに支持されている。
可動天井板511の上面には厚さ１２ｍｍ巾３２ｍｍ長さ１6０ｍｍの平鋼のレバー518が固定されている。
レバー518には可動天井板511の下限ストッパピン515が打たれている。下限角度は水平から下方に約２度である。
【０１４１】
可動天井板511のレバー518の先端には、コイルスプリング514が下向きの荷重を与えている。
コイルスプリング514の上には調整ねじ516があり、調整ねじ516は底板301に固定した門型の支持フレーム517で支持されている。
コイルスプリング514は外径１６ｍｍ内径８ｍｍ長さ５０ｍｍの極重荷重のもので、バネ定数は１０ｋｇｆ／ｍｍである。
【０１４２】
ディスク101の軸304がホッパー313領域に至る上端部には攪拌棒314のついたカラーが固定されている。
【０１４３】
モータ412はギヤードモータで、２．２ｋｗの動力、１／２０の減速比である。モータ412には過電流保護のブレーカ422がついている。
【０１４４】
モータ412と１本の軸304はスプロケット411とチェーン414で１：１に連結されている。
２本の軸304は平歯車415で１：１に連結されている。
【０１４５】
軸304は底板301とフレーム311に固定した防塵のベアリングユニット401で回転自由に支持されている。
【０１４６】
モータ412は約７５ｒｐｍで反時計周りに回転する。
【０１４７】
ホッパー313に壁紙混合粉801を投入すると、壁紙混合粉801はディスク101の空間903に落下し、大半の壁紙混合粉はディスク101の回転に伴いゲート611部分に運ばれる。
ゲート611部分に運ばれた壁紙混合粉801の大半は堰201にさえぎられてゲート611の中に入る。
ゲート611の中に入った壁紙混合粉801はゲート611に詰まり図示していないマテリアルシール811を形成する。
次々に圧送される壁紙混合粉801により、マテリアルシール811の固さは増加する。
圧送力がマテリアルシール811とゲート611との摩擦抵抗を上回ると、マテリアルシール811はゲート611から押出され、矩形棒状の減容固化製品821が送出口より連続的に排出される。
減容固化製品821の排出に伴い、次々に圧送される壁紙混合粉801が新しいマテリアルシール811を形成する。
【０１４８】
マテリアルシール811とゲート611との摩擦抵抗はバネ514の圧力で調整できる。
バネ514の圧力の調整で矩形棒状の減容固化製品821の固さは自由に調整できる。
その結果を表１にまとめた。
表１よりバネ514の圧力調整で減容固化の程度が自由に調整できていることが分かる。
表１より最高の圧縮率の場合は原料比重に近い比重１．２７まで固化できていることが分かる。
ちなみに、従来のダイローラ型ペレタイザによる壁紙混合粉の直径６ｍｍペレットの比重は１．１０、かさ比重は０．４５であった。
精製塩ビ粉製品を本減容固化装置に投入してみた。精製塩ビ粉製品はダイローラ型ペレタイザでペレット化できなかったものである。この場合も支障なく減容固化が行われた。ディスクの作用稜線面の摩擦が発熱に有効に働いているからである。
【０１４９】
【表１】
【０１５０】
図１４は実施例１の本減容固化装置により製造された減容固化製品の写真である。
【０１５１】
実施例１の本減容固化装置による壁紙混合粉801の減容固化の処理能力は約１５０ｋｇｒ／Ｈであった。
これ以上の量の壁紙混合粉801を投入すると、モータ412が過負荷となり保護ブレーカ422が切れた。
すなわち、壁紙混合粉801を１５０ｋｇｒ／Ｈで減容固化する実施例１の本減容固化装置の所要動力は２．２ｋｗということである。
【０１５２】
ディスク101の空間903の容積から圧送できる壁紙混合粉801の量を計算で求めると次のようになる。
ディスク101の三つの空間部903の合計面積は約１５１００平方ミリメートルで、ディスク101の積層高さが約３７ｍｍで、ディスク101の１時間の回転数は４５００回となる。
１枚のディスク101が送る容量は約２．５リューベ／Ｈである。
フレコンバッグに保管された壁紙混合粉は平均１リューベ１６５ｋｇｒである。保管で圧縮減容しているので、ほぐした状態で１リューベ４０ｋｇｒと仮定する。
この数値の元で、１枚のディスクが圧送可能な壁紙混合粉の重さは約１００ｋｇｒ／Ｈと算定される。２枚のディスクでは約２００ｋｇｒ／Ｈと算定される。
テストの結果はこの値と大きくずれてはいない。ディスク空間への材料の落下密度やかさ比重が仮定値であることなどから妥当な値である。
【０１５３】
本実施例１の加圧力を算定してみる。
１／２０減速２．２ｋｗのモータのトルクは約２８０Ｎｍである。
送出口302の中心とディスク101の中心の寸法は１００ｍｍである。
ゲート611部分に働くディスク101の作用稜線面102は常に１つと仮定すると、回転方向の荷重は約２８０ｋｇｒｆとなる。３０度の楔の作用を加味すると圧縮力は約５６０ｋｇｒｆとなる。
ディスク101の作用稜線面102の厚さ合計は１８ｍｍである。作用領域の巾は３５．６ｍｍだがディスク101の回転に伴い作用巾は漸減するので、平均の圧縮巾を半分の１８ｍｍと仮定する。平均の圧縮面積は３．２平方センチメートルである。単位面積の平均圧力は１７５ｋｇｒｆと算定できる。
この値は従来の固化装置で言われている数百ｋｇｒの圧力に比すと小さめの値である。にもかかわらず従来よりも高い減容固化が出来るということは、本圧送装置の狭い作業領域911でディスク101の薄い板が楔のように押しながら擦るという減容固化の原理が、効率の良い方法であることを暗示している。
このように本減容固化装置は大変に省動力であると言える。
【０１５４】
本実施例１の駆動部とフレームを合わせた高さは１５８ｍｍ、堰の高さは４２ｍｍ、２００ｍｍの高さのホッパーをつけても、材料の投入高さは４００ｍｍである。
他の機器との連結に都合の良い低位投入の装置である。
【０１５５】
なお、図示はしていないが、本実施例１の装置を３０度傾斜させて固化テストを行った。送出口にはコの字型のレーンをつけた。
粉体などの固化は問題なく行われた。
矩形棒状の減容固化製品821はレーンの中を押されて１２００ｍｍの高さまで上昇させることができた。矩形棒状の減容固化製品821の断面寸法は、減容率が小さい場合はゲートの寸法４２ｍｍｘ４１ｍｍより膨らんで48ｍｍ角程度となる場合がある。この場合レーンの巾は７０ｍｍ程度にしないと蛇行などで抵抗が生じることがある。
本実施例１の装置を４５度まで傾けると粉体など801の圧送に若干の支障が感じられたので、傾斜角は差し当たり３０度程度とすることにした。
【実施例２】
【０１５６】
本減容固化装置の能力を上げた例を実施例２として公開する。
図１５は、実施例２の本減容固化装置の平面図（Ａ）と正面断面図（Ｂ）である。
【０１５７】
ディスク101とディスクスペーサ111の形状と寸法は実施例１と同一である。
堰201と堰スペーサ211は清掃などの便利のために堰ケース321に挿入する構造とし、引き抜くことができるようにした。堰ケース321は鋳物構造で、底板301に固定されている。
堰201と堰スペーサ211は締結ねじで固定し、背板231とハンドル232をつけて堰ユニット230とし、堰ケース321に挿入してねじ止めするようにした。
図１５には片方の堰ユニット230を引き抜いた状態で示した。
【０１５８】
可動天井板511の軸512の軸受けは堰ケース321にあけた穴とした。
可動天井板511はバネ圧を受けるレバー部分518とを一体化した鋳物構造とした。
可動天井板511が一定角度以上は降下しないようにレバー部分518には調整ねじによるストッパ515を設けた。
【０１５９】
清掃などの便利のために可動天井板511が上昇開放できるように、バネ加圧装置530は簡単に解除できる機構とした。
バネ加圧装置530は、堰ケース321の上に固定したアーム531の支点532を中心に上下できるレバー533に装着するバネ調整機構で構成する。
バネ調整機構は、調整ねじ516を貫通するバネ軸534に挿入したバネ514で構成する。調整ねじ516を回すとバネ軸534とバネ514は上下し、可動天井板511のレバー部分518に当たって生じるバネの撓み量が変化し、荷重が調整できる。調整ねじ516はバネ514の座屈を防ぎ、与圧を与え、姿勢を保つ。
レバー533はアーム531の穴に挿入したストッパ535で上昇を抑えられる。
レバー533の先端を若干押し下げてストッパ535への荷重を開放してストッパ535を引き抜くと、レバー533を上方に持ち上げることができる。レバー533が上昇すると、バネ加圧装置530は可動天井板511のレバー部分518を開放する。開放された可動天井板511は上方に持ち上げることができる。
可動天井板511を下げて、レバー533の先端を押し下げてストッパ535を挿入すると、可動天井板511にかかる荷重は元の調整済荷重に復元する。
【０１６０】
壁紙混合粉３００ｋｇｒ／Ｈの処理能力を目標にパラメータを決定した。
ディスク101は８枚、ディスクスペーサ111は７枚、堰201は８枚、堰スペーサ211は８枚とした。堰201の積層の高さは８４ｍｍとなる。
モータ412は余裕をもって、１／２０減速の７．５ｋｗとした。
底板301、フレーム311、ケーシング303、軸304、軸受け401、スプロケット411、チェーン414、歯車415などは、倍の動力１５ｋｗのものと共通化して大き目の選択となっている。ケーシング303は高さ１６８ｍｍ、軸304はスブラインシャフトで下部軸径は直径４０ｍｍとした。
【０１６１】
外部の配電盤434に、モータの保護、外部供給装置の制御、電流値の表示、操作ボタンその他を設けた。
【０１６２】
所要動力は従来のダイローラ式やスクリュー式の固化装置と比べて１／２で、省動力の減容固化装置となる。
【０１６３】
モータ412を１５ｋｗに、モータスプロケットをモータ軸にあったものに、ディスク101を１６枚、ディスクスペーサ111を15枚、堰201を１６枚、堰スペーサ211を１６枚とし、堰ケース321と背板231を適合した寸法のものに交換すると、壁紙混合粉６００ｋｇｒ／Ｈの処理能力の本減容固化装置に早変わりする。
能力の異なる本減容固化装置が簡単に構築できるので、納期の短縮、仕様変更、価格低減、動力の適正化などに効果が大きい。
【０１６４】
本実施例２の駆動部とフレームを合わせた高さは２４４ｍｍ、ケーシング303の高さは１６８ｍｍで、２００ｍｍの高さのホッパー313をつけても、材料の投入高さは６１２ｍｍである。
この高さは、実施例２の２倍の処理能力の、壁紙混合粉６００ｋｇｒ／Ｈの本減容固化装置に於いても同じである。
他の機器との連結に都合の良い低位投入の装置となる。
【実施例３】
【０１６５】
傾斜型の本減容固化装置の例を実施例３として公開する。
図１６は、実施例２の本減容固化装置を３０度傾斜させてレーン361をつけた本減容固化装置の正面断面図である。
【０１６６】
材料投入のホッパー313の高さは６００ｍｍとした。
レーン361の排出高さは１２００ｍｍとした。
【０１６７】
本実施例３の壁紙混合粉３００kgr/Hの処理能力を倍の６００ｋｇｒ／Ｈの装置としても、投入と排出の高さは同じである。
従来に無い低位投入高位排出の固化装置となることが明らかである。
【０１６８】
実施例３では本減容固化装置を３０度傾斜させた例としたが、本減容固化装置は水平などとし、レーン361を徐々に湾曲して上方に傾斜させる方法もありえる。減容固化製品はレーン361を通過する間はまだ熱く軟化しているので、レーン361が湾曲していてもレーンに沿って押し上げることも可能だからである。
【実施例４】
【０１６９】
図１７に低価格、低電力、小型の発泡スチロールの本減容固化装置を実施例４として公開する。図１７（Ａ）は本圧送減容固化部分を矢視する平面断面図、図１７（Ｂ）は正面断面図である。
【０１７０】
店舗などで発泡スチロールを処分または回収するとき、簡単な機械的減容装置があると便利である。
この場合は時間当たりの処理量はあまり問題にならない。低価格、省スペース、省動力がテーマである。
【０１７１】
モータ412は単相１００ボルト４００ｗで１／１００減速のものを使用する。
４枚ディスクの積層２軸構造の本圧送装置D02、圧縮部はバネを内蔵した加圧装置を有する堰ユニット230とした。。
堰ユニット230は、左右の堰、バネ加圧装置、ハンドル、排出レーンなどを一体化したロストワックスの部品である。堰ユニット230は簡単に引き抜くことができ、清掃できる。
【０１７２】
本圧送装置D02の上部には簡単な回転刃701による発泡スチロール細片化機構を追加した。駆動は本圧送装置D02のモータ412の回転をかさ歯車416とスプロケット417で伝達している。
投入高さは１２００ｍｍとした。
上部から発泡スチロール塊831を投入し放置すると、発泡スチロール塊831は回転刃701で細片化されて落下し、圧送装置D02で圧送され、堰ユニット230の排出レーンから減容固化スチロール832が棒状になり排出され、自重で折れて、下に置いたダンボール箱D93に落下する。
【０１７３】
設定処理能力は１０〜１５ｋｇｒ／Ｈである。
設置スペースは回収ダンボールD93のスペースを入れて５３０ｍｍｘ８００ｍｍである。
減容固化スチロール832の排出高さは約５６０ｍｍである。
設定減容率は実体積で１／２０〜１／３０、見かけの体積で１／５０〜１／１００である。
【０１７４】
ロストワックスと板金を多用することで、量産すれば原価１０万円ですむであろう。
電力は家庭用洗濯機なみである。
【０１７５】
以上は代表的な構成について例示したものである。その他の実施形態も考えられるので、本文に記載しなかった幾つかの項目に断り書きを入れる。
ディスク101の作用稜線面102の数は３個に限るものではない。
ディスク101の作用稜線面102の寸法形状は同一のものに限るものではない。
ディスク101とディスクスペーサ111、堰201と堰スペーサ211は積層構造に限るものでなく、一体の成形品や切削加工品などとしても差し支えない。
堰201の作用稜線面202は直線形状に限るものではない。
堰201は固定のものに限らない。運動や振動などを加味することもある。
ディスク101と堰201、底板301、ケーシング303は非接触に限るものではない。
２軸構造の本圧送装置において、２つのディスク101の作用稜線面102の高さは同一に限るものではない。
ケーシング303への材料投入は上方からの落下に限るものではない。ケーシング303の投入口はケーシング303の壁面に設けても良い。
本圧送装置の設置姿勢は水平や30度傾斜に限るものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１７６】
本圧送装置は、粉体などの定量供給装置として使用することができる。
本圧送装置は、粉体などを別の装置に押し込む装置として使用することができる。
本圧送装置は、粉体などを減容固化する装置として使用することができる。
本圧送装置は、粉体などを扱う各種のプラントに直接組み込むことができる減容固化装置として使用することができる。
本圧送装置は、従来は採算性が問題になるような分野での減容固化装置として使用することができる。
本圧送装置は、従来は電力事情が問題になるような分野での減容固化装置として使用することができる。
本圧送装置は、分散設置型の低価格、省スペース、省動力の小型減容固化装置として使用することができる。
【符号の説明】
【０１７７】
001 本圧送機構
D01 積層１軸の本圧送装置
D02 積層２軸の本圧送装置
D03、D04、D05、D06、D07、D08、D09 積層２軸の本減容固化装置
D91 供給装置
D92 フレコンバッグ
D93 段ポール箱
U01 破砕ユニット
101 ディスク
102 ディスクの作用稜線面
103 ディスクの空間稜線面
111 ディスクスペーサ
112 スライドシール
201 堰
202 堰の作用稜線面
203 逃げの形状
211 堰スペーサ
221 ねじ
230 堰ユニット
231 背板
232 ハンドル
301 底板
311 フレーム
302 送出口
303 ケーシング
304 軸
313 ホッパー
314 攪拌棒
321 堰ケース
361 レーン
362 障壁
363 柱
401 軸受け
402、412 主モータ
411、413、417 スプロケット
414 チェーン
415、416 歯車
422 ブレーカ
423 電流計
424 制御装置
434 配電盤
501、511、521 天井部材
512、522 軸
513、523 軸受け
514 バネ
515 ストッパ
516 調整ねじ
517、527 支持部材
518 レバー
524 ねじ
525 サーボモータ
530 バネ加圧装置
531 アーム
532 支点
533 レバー
534 バネ軸
535 ストッパ
601、611、621 ゲート
631 ダイ
632 穴
633 円弧形状
634 蓋部材
701 回転刃
801 粉体など
811 マテリアルシール
821 減容固化製品
822 固化細片製品
831 発泡スチロール塊
832 減容固化スチロール
901 ディスクとケーシングの間隙
902 回転方向
903 空間
904 稜線角度
911 作用領域
921 駆動部
922 圧送部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投入口と送出口を持つケースの内で回転するディスクによって材料を送出する装置において、ディスクは板状とし、ディスクの一部の面が送出口に位置する板状の堰部材により挟まれた構造を有し、ディスクの送出方向に向く稜線と堰部材の送出口側の稜線が鈍角を形成して、ディスクの当該稜線が形作る面が材料を送出口に押出す、粉体またはそれに類する材料の圧送方法。
【請求項２】
投入口と送出口を持つケースので回転するディスクによって材料を送出する装置であって、ディスクは板状とし、ディスクの一部の面が送出口に位置する板状の堰部材により挟まれた構造を有し、ディスクの送出方向に向く稜線と堰部材の送出口側の稜線が鈍角を形成して、ディスクの当該稜線が形作る面が材料を送出口に押出す、粉体またはそれに類する材料の圧送装置。
【請求項３】
第一の回転するディスクと、第一のディスクと反対方向に回転する第二のディスクと、第一のディスクを挟む第一の堰部材と、第二のディスクを挟む第二の堰部材を有し、第一の堰部材と第二の堰部材が一つの送出口を形成することを特徴とする請求項２に記載の圧送装置。
【請求項４】
複数のディスクは間隔をもって棚状に形成し、複数の堰部材は間隔をもって棚状に形成し、堰部材とディスクが交互にかみ合うように構成したことを特徴とする請求項２または３に記載の圧送装置。
【請求項５】
送出口に固定のトンネル状の通路を形成することを特徴とする請求項２、３、または４に記載の圧送装置。
【請求項６】
送出口にバネにより押される可動の面を有するトンネル状の通路を形成することを特徴とする請求項２、３、または４に記載の圧送装置。
【請求項７】
送出口に動力装置により動作する可動の面を有するトンネル状の通路を形成することを特徴とする請求項２、３、または４に記載の圧送装置。
【請求項８】
送出口に多数の穴を有するダイを装着することを特徴とする請求項２、３、または４に記載の圧送装置。
【請求項９】
ディスクの回転負荷を検出して投入材料の量を制御することを特徴とする請求項２、３、４、５、６、７、または８に記載の圧送装置。
【請求項１０】
送出口が斜め上方に向くように装置を傾斜させたことを特徴とする請求項２、３、４、５、６、７、８、または９に記載の圧送装置。
【請求項１１】
送出口の先に細片化装置をつけたことを特徴とする請求項５、６、７、８、９、または１０に記載の圧送装置。
【請求項１２】
投入口に材料の細片化装置を持つ請求項２、３、４、５、６、７、８、９、１０、または１１に記載の圧送装置。
【請求項１】
投入口と送出口を持つケースの内で回転するディスクによって材料を送出する装置において、ディスクは板状とし、ディスクの一部の面が送出口に位置する板状の堰部材により挟まれた構造を有し、ディスクの送出方向に向く稜線と堰部材の送出口側の稜線が鈍角を形成して、ディスクの当該稜線が形作る面が材料を送出口に押出す、粉体またはそれに類する材料の圧送方法。
【請求項２】
投入口と送出口を持つケースので回転するディスクによって材料を送出する装置であって、ディスクは板状とし、ディスクの一部の面が送出口に位置する板状の堰部材により挟まれた構造を有し、ディスクの送出方向に向く稜線と堰部材の送出口側の稜線が鈍角を形成して、ディスクの当該稜線が形作る面が材料を送出口に押出す、粉体またはそれに類する材料の圧送装置。
【請求項３】
第一の回転するディスクと、第一のディスクと反対方向に回転する第二のディスクと、第一のディスクを挟む第一の堰部材と、第二のディスクを挟む第二の堰部材を有し、第一の堰部材と第二の堰部材が一つの送出口を形成することを特徴とする請求項２に記載の圧送装置。
【請求項４】
複数のディスクは間隔をもって棚状に形成し、複数の堰部材は間隔をもって棚状に形成し、堰部材とディスクが交互にかみ合うように構成したことを特徴とする請求項２または３に記載の圧送装置。
【請求項５】
送出口に固定のトンネル状の通路を形成することを特徴とする請求項２、３、または４に記載の圧送装置。
【請求項６】
送出口にバネにより押される可動の面を有するトンネル状の通路を形成することを特徴とする請求項２、３、または４に記載の圧送装置。
【請求項７】
送出口に動力装置により動作する可動の面を有するトンネル状の通路を形成することを特徴とする請求項２、３、または４に記載の圧送装置。
【請求項８】
送出口に多数の穴を有するダイを装着することを特徴とする請求項２、３、または４に記載の圧送装置。
【請求項９】
ディスクの回転負荷を検出して投入材料の量を制御することを特徴とする請求項２、３、４、５、６、７、または８に記載の圧送装置。
【請求項１０】
送出口が斜め上方に向くように装置を傾斜させたことを特徴とする請求項２、３、４、５、６、７、８、または９に記載の圧送装置。
【請求項１１】
送出口の先に細片化装置をつけたことを特徴とする請求項５、６、７、８、９、または１０に記載の圧送装置。
【請求項１２】
投入口に材料の細片化装置を持つ請求項２、３、４、５、６、７、８、９、１０、または１１に記載の圧送装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１２−２４０７７７（Ｐ２０１２−２４０７７７Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１１２６８（Ｐ２０１１−１１１２６８）
【出願日】平成２３年５月１８日（２０１１．５．１８）
【出願人】（７１１００３４９５）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１８日（２０１１．５．１８）
【出願人】（７１１００３４９５）
【Ｆターム（参考）】
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