廃棄物の圧縮減容梱包装置

【課題】廃棄プラスチック等の圧縮減容梱包装置において、プラント構成上から大処理量かつ効率的な装置が望まれている。
【解決手段】ワークを圧縮減容する圧縮減容手段と、押し出しながら包装結束を行う押し出し梱包手段とを物理的に分離し、相互を新設した移動手段にてつなぎ、被圧縮物を速やかに移動手段にて圧縮減容手段から押し出し梱包手段へ移動させ、圧縮減容手段の非稼働時間を大幅に減少させると共に、圧縮減容作業と梱包作業を平行処理できる構造とし、サイクルタイムを大幅に減少させた。これにより処理効率が従来比３０−４０％向上できる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄プラスッチクス、紙、金属およびこれらの材質にて製作された容器等の廃棄物を圧縮、減容、梱包する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック、紙、金属およびこれらの材質にて製作された容器等の廃棄物は再資源化工場において再資源化が図られている。家庭から袋詰め等で収集されたこれらの廃棄物は、そのままでは嵩張って運搬や集積等の際に取り扱いにくい。たとえば廃棄プラスチックの場合、プラスチックの真比重は１．０前後なのに対して、単なる袋詰めの廃棄プラスチックの嵩比重は例えば０．０２程度である。このためこれらの廃棄物は、家庭等から収集した後中間処理場にて圧縮減容梱包装置によって嵩比重０．３程度まで立方体状或いは直方体状に圧縮減容し、プラスチックバンド等で固縛、梱包して再生工場等へ運搬されている。
【０００３】
上記の作業に使用される圧縮減容装置の一例を図９、図１０に示す。
図９は平面図、図１０は図９におけるＤ−Ｄ断面図である。
圧縮減容装置１は、圧縮減容手段２と、押し出し梱包手段３により構成される。圧縮減容手段２は上部に廃棄物を投入するホッパー４に連通する投入口５及び下部に押し出し梱包手段３に連通する排出口６を有し、圧縮減容用プッシャー７を格納する圧縮減容用ケーシング８と、前記圧縮減容用プッシャー７を往復動させる圧縮減容用シリンダー９にて構成される。
【０００４】
押し出し梱包手段３の押し出し用ケーシング１０は、圧縮減容手段２の下部圧縮減容室１１に直交配置され、押し出し用プッシャー１２及び押し出し用プッシャー１２を往復動させる押し出し用シリンダー１３を内蔵する。押し出し用プッシャー１２は圧縮減容室１１を貫通し、被圧縮物を包装装置１４及び結束装置１５へ押し込む事ができる構造となっている。叉圧縮減容室１１と包装装置１４の境界には排出用ゲート１６が設けられている。
【０００５】
図８の従来装置の動作フローと、図９と、図１０を参照し、以下に従来装置の動作を簡単に紹介する。
上記構成にて、ホッパー４より投入口５を介して圧縮減容室１１内へ廃棄物が投入されると、圧縮減容用シリンダー９が伸張し圧縮減容用プッシャー７が下降し廃棄物を圧縮減容室１１へ押し込む。その後圧縮減容用シリンダー９が縮み圧縮減容用プッシャー７が上昇する。この動作を数回繰り返し、図示してない圧力センサーにて検知した所定の圧力に達すると圧縮減容用プッシャー７は下部の圧縮減容室１１の所定の位置に保持され、排出用ゲート１６が開となる。その後押し出し用シリンダー１３が伸長し押し出し用プッシャー１２を介して被圧縮物は包装装置１４へ押し出され、プラスチックの袋等にて包装される。包装された被圧縮物は、前記押し出し用プッシャー１２にて一定の長さずつ結束装置１５に押し出され、包装材の上から針金またはプラスチックバンドが周囲に巻きつけられ結束される。プラスチックバンド等による結束、固縛は被圧縮物の長さ方向に等間隔に１０から１５列繰り返される。
出来上がった梱包品は梱包品排出コンベアにて排出される。次に、押し出し用プッシャー１２と、圧縮減容用プッシャー７が初期の位置に戻り、次に排出用ゲート１６が閉となり、１サイクルが終了する。尚、包装装置１４は、プラスチックの袋を被せるものが一般的であるが、廃棄物の性状によっては必ずしも必要としない。
【０００６】
特許文献１から３は、圧縮減容機の圧縮効率の向上に関するものである。特許文献１は、繰り返し行われる廃プラスチックの圧縮減容時に生じるスプリングバック、即ち一度圧縮減容用プッシャー７を伸長させ圧縮しても圧縮減容用プッシャー７を戻すと被圧縮物が再度膨らむ現象を軽減する事を目的としている。特許文献２は、圧縮時は閉であり、被圧縮物を排出する際開となる排出用ゲート１６の開閉回数を減じ、全体のサイクルタイムを減少させ、処理量を増加させる事を目的としている。特許文献３は圧縮減容室１１を吸引減圧し、廃プラスチック等ワークの間に包含される空気溜りを速やかに排出し圧縮に要する圧力を減らす事を目的としている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−３８４９２号公報
【特許文献２】特開２００２−３２１０９６号公報
【特許文献３】特開２００４−１８８４８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年、容器包装法の施行と国民のリサイクル意識の向上とが相まって、廃棄プラスチックの資源化率は年々向上してきている。一方、リサイクルには一部の品目を除いて処理費がかかり、国、自治体の財政を圧迫している。このため、リサイクルコストの低減は、社会の緊急の要請である。廃棄プラスチック圧縮減容ラインは、主として破袋装置と、選別コンベアと、圧縮減容梱包装置にて構成される。処理施設において、資源ごみの受入量に見合ったプラントが必要とされるが、設備コストの観点からは処理プラントの１系列あたりの処理量が多いほど、建屋面積が小さくなる、作業効率があがる等、多くのメリットがあり、設備の費用対効果は大幅に向上する。前記廃棄プラスチック圧縮減容ラインの構成装置のうち前２者、破袋装置及び選別コンベアについては大処理量化が比較的容易である。このため圧縮減容梱包装置の大処理量化が課題となっている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を達成するため請求項１の発明は、廃棄物の圧縮減容手段の圧縮減容室に交差、連通する押し出し手段により、被圧縮物を前記被圧縮物の排出口より圧縮減容手段の圧縮方向と直角方向へ所定の間隔で押し出しつつ、プラスチックバンドまたは針金によって所定の間隔で複数回、結束、梱包する押し出し梱包手段と、によって構成される従来の圧縮減容梱包装置において、前記圧縮減容室に交差、連通する位置に新たに移動手段を配置し、被圧縮物を前記移動手段により別経路に設けられた前記押し出し梱包手段へ移動可能とした事を特徴とする前記廃棄物の圧縮減容梱包装置である。
【００１０】
請求項２の発明は、廃棄物の貯留予備圧縮手段を請求項１に記載する圧縮減容手段の前段に設け、前記予備圧縮物排出口を請求項１に記載する圧縮減容手段の投入口に連通させた事を特徴とする請求項１に記載する圧縮減容梱包装置である。
【００１１】
請求項３の発明は、廃棄物或いは予備圧縮された廃棄物を圧縮減容する請求項１に記載した圧縮減容手段の圧縮方向が、重力方向である事を特徴とする請求項１ならびに請求項２に記載した廃棄物の圧縮減容梱包装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば以下に記す顕著な効果を奏する。
圧縮減容梱包の工程には、ワークの投入圧縮、包装および結束の梱包があり、所要作業時間は投入と圧縮で全体の約７割、梱包で約３割程度かかる。従来装置では、これらの作業は連続したタイムシャート上で、直列の作業として行われていた。即ち、圧縮減容作業が終了した後、圧縮減容室を貫通する押し出し用プッシャーにて被圧縮物を圧縮方向と直角の方向へ押し出し包装した後、更に一定間隔ずつ押し出しながら結束作業を行っていた。このため梱包作業中、圧縮減容手段は稼動不能であった。
【００１３】
本発明の構成では圧縮減容手段と、押し出し梱包手段を分離独立し、両者を新設した移動手段により接続し、圧縮減容後の被圧縮物を移動手段により速やかに圧縮減容手段から独立した押し出し梱包手段へ移動できる。その後、移動手段は速やかに初期状態へ復帰し、圧縮減容手段は稼動可能となる。移動による稼動不能時間は、押し出し梱包手段による稼動不能時間の１０分の１程度である。叉、梱包作業は、次の廃棄物の圧縮減容作業中に平行して行うため、１梱包品の製作にかかるサイクルタイムは従来の０．７程度となる。これにより本発明による圧縮減容梱包装置の処理量は、従来装置の約１．４倍となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の第１の実施形態における圧縮減容装置の平面図を図１に、正面図を図２に、図１のＡ−Ａ断面図を図３に、図２のＢ−Ｂ断面図を図４に示す。図１、図２に図示するように本圧縮減容梱包装置は、ワークの貯留予備圧縮手段１７と、圧縮減容手段２と、移動手段１８と、押し出し梱包手段３にて構成される。
図３及び図４に図示するように貯留予備圧縮手段１７は、上部にホッパー４を持ち圧縮減容用ケーシング８の投入口５に側面から直交して連通する貯留予備圧縮ケーシング２１と、貯留予備圧縮ケーシング２１内を滑動可能に設けられた予備圧縮用プッシャー２０と、予備圧縮用プッシャー２０を往復動させる予備圧縮シリンダー１９にて構成される。
【００１５】
圧縮減容手段２は、上部にワークを投入する投入口５及び下部に圧縮減容された被圧縮物を排出する排出口６を有する圧縮減容用ケーシング８と、圧縮減容用ケーシング８内を滑動可能に設けられた圧縮減容用プッシャー７と、前記圧縮減容用プッシャー７を往復動させる圧縮減容用シリンダー９にて構成される。
移動手段１８は、圧縮減容室１１の１壁面に直交、連通して設けられた移動用ケーシング２４と、前記移動用ケーシング２４内を長手方向に滑動可能にもうけられ圧縮減容室１１を圧縮方向と垂直の方向に貫通しうる移動用プッシャー２２と、前記移動用プッシャー２２を往復動させる移動用シリンダー２３にて構成される。
【００１６】
押し出し梱包手段３は、押し出し用ケーシング１０と、押し出し用プッシャー１２と、押し出し用プッシャー１２を左右に往復動させる押し出し用シリンダー１３により構成される。押し出し用ケーシング１０の軸は、前記移動用ケーシング２４の軸と直交して配置される。押し出し用プッシャー１２は、被圧縮物を包装装置１４及び結束装置１５へ押し込む事ができる構造となっている。
【００１７】
図８に従来装置のフロー図を示す。図８から図１０を参照し従来装置の動作を説明する。減容包装装置１の基本工程は、投入圧縮工程と、包装結束工程よりなる。投入圧縮工程では、貯留室のワークを圧縮減容室１１に押し込み、圧縮プッシャー７により圧縮減容室１１の底部におしつける。この動作を所定の圧縮率になるまで数回繰り返す。所定の圧縮作業が完了すると圧縮減容室１１の排出用ゲート１６が開となり押し出し用プッシャー１２が作動し被圧縮物を包装装置１４へ押し出す。包装が完了した被圧縮物は結束装置１５へ一定長さずつ押し出され、先端部からプラスチックプラスチックバンド等により周囲を巻かれ自動的に結束される。周囲のプラスチックバンド巻きは、一般に被圧縮物の長さ方向に等分して１０本以上となる。包装結束作業が完了すると、押し出し用プッシャー１２は、所定の位置に後退する。次に圧縮減容室１１の排出用ゲート１６が閉となり、圧縮減容用プッシャー７は初期の位置に復帰し、一連の動作が完了する。
【００１８】
図５に第１の実施形態における圧縮減容装置の動作フローを示す。図１から図５を参照し、本発明に係わる圧縮減容梱包装置１の動作を説明する。本装置の基本工程は、投入圧縮工程と、移動工程と包装結束工程とによりなる。投入圧縮工程では、貯留室のワークを圧縮減容室１１に押し込み、圧縮減容用プッシャー７により圧縮減容室１１の底部に押し付ける。この動作を所定の圧縮率になるまで数回繰り返す。所定の圧縮作業が完了すると圧縮減容室１１の排出用ゲート１６が開となり、移動用プッシャー２２が圧縮減容室１１を直角方向に貫通し被圧縮物を押し出し梱包手段３に移動させる。被圧縮物が押し出し梱包手段３の所定の位置に納まると、移動用プッシャー２２は、初期の状態まで引き戻される。次に圧縮減容室１１の排出用ゲート１６は閉となり、圧縮減容手段は次の投入圧縮工程に戻る事ができる。上記の作業にかかる時間は全体の約７０％である。押し出し梱包手段３に押し出された被圧縮物は、図４に示す押し出し用プッシャー１２により包装装置１４へ押し出され包装され、その後一定長さずつ、結束装置に送り込まれ包装材の外周にプラスチックバンドが巻かれ結束される。包装、結束の梱包作業が完了すると、押し出し用プッシャー１２は所定の位置に後退し、一連の動作が完了する。
【００１９】
上記の梱包作業中、次の圧縮作業は平行して行われる。したがって作業全体のサイクルタイムは圧縮工程と移動工程の和となる。圧縮工程は全体工程の約７０％、移動工程は全体の３%程度となるため、全体作業のサイクルタイムは従来法の約７３％程度なる。いい換えれば包装結束工程を並行処理可能にしたことにより、全体のサイクルタイムを２８％減ずる事ができた。これにより処理量は従来比１４０％と大幅に向上した。
【００２０】
図１に示す貯留、投入部において、本実施形態では予備圧縮を可能にしている。貯留工程にて予備圧縮を行うことにより、圧縮の回数を減ずることが可能になり、サイクルタイムを更に減少させる事ができる。
プラントの建設コストの観点から機器の大きさ、とりわけ設置床面積は建屋の床面積と関連するため、重要な因子となる。圧縮減容梱包装置１において圧縮減容手段２の圧縮方向が床面に平行な横型と、床面に垂直な縦型と、がある。本発明は、どちらかに限定するものではないが、設置床面積の観点からは、縦型への適用がより望ましい。
【００２１】
本発明では、被圧縮物の移動を行う方法として、圧縮減容室１１を貫通しうる移動用プッシャー２２を用いて押し出し梱包手段３へ押し出しているが、移動方法については例えば移動テーブルにて移動させる等、他の手法を利用する事も可能であるため、プッシャー方式に限定されない。叉、被圧縮物の移動経路も現場のレイアウトに合わせた設計上の問題であるため、移動経路に限定されない。
【００２２】
上記の一例として移動手段、経路に関する第２の実施形態を図６、図７に示す。
本実施形態において、図７に示すように、移動手段１８は、２段からなる。第１の移動手段１８−Ａは圧縮減容室１１に直交、連通して設けられ、被圧縮物２５を第２の移動手段１８−Ｂへ押し出すことができる。第２の移動手段１８−Ｂには、第１の移動手段１８−Ａの移動方向と直交する方向へ移動自在かつ第１の移動手段１８−Ａの軸に対向する面が開口となる移動用角筒２６が設けられている。被圧縮物２５は第１の移動手段１８−Ａにより前記移動用角筒２６に押し込まれる。次に前記移動用角筒２６は、第１の移動手段１８−Ａの軸と平行に配置された押し出し梱包手段３の所定の位置へ移動する。この移動用角筒２６は滑動レールの上に配置され、シリンダーにて往復動可能に設けられているが詳細は省略する。
押し出し梱包手段３の構成及び動作は、第１の実施形態と同等である。
図７に示す様に、被圧縮物２５は、矢印の向きにしたがって位置２５−Ａ、２５−Ｂ、２５−Ｃの順に移動する。
尚、第２の移動手段１８−Ｂにおいて、移動の際必要とされる移動力は、被圧縮物２５の反力が移動用角筒２６の４周の壁にて受けられているため、被圧縮物入り移動用角筒２６と下部滑動レールとの摩擦力のみとなり、被圧縮物が固定ケーシング内を滑動する場合に比べて、極めて小さい。このため大掛かりな移動用シリンダーとプッシャー等が不要となり、装置のレイアウト上大きなメリットがある。

【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明は、廃棄プラスッチク、紙、金属およびこれらの材質にて製作された容器等の廃棄物の圧縮減容装置の効率向上に関するもので、特に大処理量用圧縮減容装置に最適である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態における圧縮減容装置の平面図
【図２】本発明の第１の実施形態における圧縮減容装置の正面図
【図３】図１におけるＡ−Ａ断面図
【図４】図２におけるＢ−Ｂ断面図
【図５】本発明の第１の実施形態における圧縮減容装置の動作フロー
【図６】本発明の第２の実施形態における圧縮減容装置の正面図
【図７】図６におけるＣ−Ｃ断面図
【図８】従来装置の動作フロー
【図９】従来装置の平面図
【図１０】図９におけるＤ−Ｄ断面図
【符号の説明】
【００２５】
１・・・圧縮減容装置
２・・・圧縮減容手段
３・・・押し出し梱包手段
４・・・ホッパー
５・・・投入口
６・・・排出口
７・・・圧縮減容用プッシャー
８・・・圧縮減容用ケーシング
９・・・圧縮減容用シリンダー
１０・・・押し出し用ケーシング
１１・・・圧縮減容室
１２・・・押し出し用プッシャー
１３・・・押し出し用シリンダー
１４・・・包装装置
１５・・・結束装置
１６・・・排出用ゲート
１６−Ｃ・・・排出用ゲートシリンダー
１７・・・貯留予備圧縮手段
１８・・・移動手段
１８−Ａ・・・第１の移動手段
１８−Ｂ・・・第２の移動手段
１９・・・予備圧縮用シリンダー
２０・・・予備圧縮用プッシャー
２１・・・貯留予備圧縮ケーシング
２２・・・移動用プッシャー
２３・・・移動用シリンダー
２４・・・移動用ケーシング
２５・・・被圧縮物
２６・・・移動用角筒
２７・・・梱包品排出コンベア

【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物の投入口及び被圧縮物の排出口を有する圧縮減容用ケーシング及び圧縮減容用シリンダー及び圧縮減容用プッシャーにて構成される圧縮減容手段と、圧縮減容用ケーシングの圧縮減容室に交差、連通する押し出し用ケーシング及び押し出し用シリンダー及び押し出し用プッシャーを有する押し出し手段により、被圧縮物を前記被圧縮物の排出口より圧縮減容手段の圧縮方向と直角方向へ所定の間隔で押し出しつつ、プラスチックバンドまたは針金によって所定の間隔で複数列固縛し梱包する押し出し梱包手段と、によって構成される廃棄物の圧縮減容梱包装置において、前記圧縮減容室に交差、連通する位置に移動用ケーシング及び移動用シリンダー及び移動用プッシャーからなる移動手段を配置し、かつ押し出し梱包手段を圧縮減容手段から分離した別経路に配置し、被圧縮物を前記移動手段により前記押し出し梱包手段へ移動可能とした事を特徴とする前記廃棄物の圧縮減容梱包装置。
【請求項２】
廃棄物の貯留予備圧縮手段を請求項１に記載する圧縮減容手段の前段に設け、前記予備圧縮物排出口を請求項１に記載する圧縮減容手段の投入口に連通させた事を特徴とする請求項１に記載する圧縮減容装置。
【請求項３】
廃棄物或いは予備圧縮された廃棄物を圧縮減容する請求項１に記載した圧縮減容手段の圧縮方向が、重力方向である事を特徴とする請求項１ならびに請求項２に記載した廃棄物の圧縮減容梱包装置。

【図１】