廃棄物処理システム
【課題】破袋機能と選別機能とを併せ持つことにより、廃棄物を簡単かつ効率的に処理することのできる廃棄物処理システムを提案すること。
【解決手段】この廃棄物処理システムＳは、内容物を包装材で内包して構成される廃棄物の包装材を破断し、内容物ＰＢを包装材ＰＣから外部に取り出す破袋ユニットＳ１と、破袋ユニットＳ１による破袋後の廃棄物ＰＡを、複数の搬送ローター２１２が配列されたローラーコンベア２０２による傾斜搬送を利用して軽量物Ｐ１、重量物Ｐ２及び細粒物Ｐ３に選別する選別ユニットＳ２とを備えており、破袋ユニットＳ１は、案内ローター１０４と破袋ローター１０８と取り出しローター１１０とを有して構成され、かつ選別ユニットＳ２は、廃棄物ＰＡを選別するローラーコンベア２０２における傾斜上部側Ｕの搬送ローター２１２と傾斜下部側Ｄの搬送ローター２１２とを異なる回転速度で回転駆動するモータ２０４有している。
【解決手段】この廃棄物処理システムＳは、内容物を包装材で内包して構成される廃棄物の包装材を破断し、内容物ＰＢを包装材ＰＣから外部に取り出す破袋ユニットＳ１と、破袋ユニットＳ１による破袋後の廃棄物ＰＡを、複数の搬送ローター２１２が配列されたローラーコンベア２０２による傾斜搬送を利用して軽量物Ｐ１、重量物Ｐ２及び細粒物Ｐ３に選別する選別ユニットＳ２とを備えており、破袋ユニットＳ１は、案内ローター１０４と破袋ローター１０８と取り出しローター１１０とを有して構成され、かつ選別ユニットＳ２は、廃棄物ＰＡを選別するローラーコンベア２０２における傾斜上部側Ｕの搬送ローター２１２と傾斜下部側Ｄの搬送ローター２１２とを異なる回転速度で回転駆動するモータ２０４有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物処理システムに係り、特に破袋ユニットと選別ユニットとの組合せにより、効率的に廃棄物の破袋及び選別を行うことのできる廃棄物処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、袋詰めされた廃棄物の包装材を破断する破袋装置が知られている。例えば、特許文献１には、無端コンベヤに設けられた移動爪とプレートに設けられた固定刃とによって破袋する用のカッターが列状に配置され、コンベヤを回転させることにより包装材を破断する装置が開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、揺動可能に回転するカッターと固定刃とによって廃棄物の包装材を破断する装置が開示されている。これらの装置においては、回転又は移動するカッター（又は移動爪）と固定刃との相対移動により廃棄物の包装材を引き裂くようになっている。そして、廃棄物から包装材を除去して、その内容物を包装材と選別することができるようになっている。
【０００４】
また、様々な物体が混合した混合物を、その物体の態様（物性）に応じて選別する選別装置が知られている。例えば、選別装置は、土砂、石、ビニール袋、ペットボトル、空き缶、木材等が混在する混合廃棄物を、比重、重量、形状に基づく空気抵抗などに応じて、選別することができるようになっている。
【０００５】
この選別装置の一態様として、ローラーコンベアを用いたものがある（例えば、特許文献３を参照。）。ローラーコンベアは、同軸に複数の搬送ローターが取り付けられてローター軸が構成され、そのローター軸が平行に複数並んで配置されたものである。
【０００６】
この種の選別装置においては、例えば、このローラーコンベアを傾斜配置して傾斜上部側に向けて混合物を搬送するように搬送ローターを回転駆動させる。それにより、混合物中の軽量物は搬送ローターにより傾斜上部側へと搬送され、重量物はその重量により傾斜下部側へと滑落し、細粒物は搬送ローター間の隙間から下方に落下するように選別される。このように、このローラーコンベアでは搬送ローターを複数有して混合物の選別を行うので、ロータースクリーンとも呼ばれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−３１７３３７号公報
【特許文献２】特開２００８−６８２４９号公報
【特許文献３】特開２００３−２６０４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１に開示のものは、無端コンベヤの駆動により破袋を行うものであり、構造が複雑でかつ大型になってしまう。それに伴い、必然的に装置コストも高いものとなってしまう。また、上記特許文献１，２に開示のものは、固定刃とカッター（又は移動爪）との相対移動により破袋を行うので、１つの廃棄物に対する破袋の機会が少なく、充分な破袋率（投入した廃棄物個数のうち、包装材が破断された廃棄物個数の割合）を獲得することが難しい。包装材を破断したものの、内容物が破断された包装材の内部に引っかかるように残っているものも多く、排出後に内容物と包装材との分離を作業員による手作業で行う必要がある。
【０００９】
また、破袋装置は、そもそもゴミのようなある程度予想可能な粒度、重量のゴミを内容物として、それらがゴミ袋等の包装材に内包される廃棄物を処理することを想定している。したがって、例えば電子レンジ等の比較的大きな粒度、重量のある家電製品等の処理を想定していないが、万一そのような物が装置内に投入された場合は、異物として除去しなければならない。
【００１０】
しかしながら、従来のものは、これらの異物の除去を作業員の手作業で行わなければならず、作業が煩雑で、かつ安全面においても懸念があった。回転軸やカッターに廃棄物の一部が巻き付いた場合にも、手作業で頻繁に除去しなければならず、やはり作業が大変であった。
【００１１】
一方、選別装置においては、より一層の処理速度の向上と選別の信頼性向上が望まれている。その処理速度や信頼性は、搬送ローターの回転速度や外形形状、ローラーコンベアの傾斜角度等に依存する部分が大きい。ここで、選別の信頼性が高いとは、重量物側に軽量物が混ざったり軽量物側に重量物が混ざったりすることが殆どなく、重量物と軽量物との選別を確実に行える能力を言う。
【００１２】
例えば、処理速度向上のために、搬送ローターの回転速度を一律に増速させると、石や木材等の重量物でさえ傾斜上部へと搬送されてしまう傾向となり、軽量物側に重量物が混ざってしまう。そのため、選別の信頼性低下を招いてしまう。一方、重量物の滑落を確実とするためにローラーコンベアの傾斜角度を増大させると、今度は紙くずやビニール袋などの軽量物が傾斜面を上りきれず、重量物側に軽量物が混ざってしまうこととなる。また、より確実な選別信頼性のために回転速度や傾斜角度を減少させると、処理速度が低下し、単位時間当たりの処理量が減少してしまう。
【００１３】
更に、破袋機能と選別機能とを併せ持つことにより、一層高機能な廃棄物処理を行う装置の提案が強く要求されている。すなわち、廃棄物を投入口に投入するだけで、外側の包装材を破断してその内容物を取り出し、更にその内容物を物性に基づいて３種類に選別するようになっていれば、廃棄物の処理（破袋及び選別）が一層簡単かつ効率的となって好ましい。
【００１４】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、破袋機能と選別機能とを併せ持つことにより、廃棄物を簡単かつ効率的に処理（破袋及び選別）することのできる廃棄物処理システムを提案することを例示的課題とする。更に、その破袋機能においては、破袋率を顕著に向上させ、破袋後の包装材内部への内容物残りを減少させて包装材と内容物との分離を確実に行うことができ、また、異物処理の作業軽減や巻き付き防止において大きな効果を発揮させることを例示的課題とする。また、その選別機能においては、高い次元で処理速度の向上と選別信頼性の向上との両立を実現させることを例示的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の課題を解決するために、本発明の例示的側面としての廃棄物処理システムは、内容物を包装材で内包して構成される廃棄物の包装材を破断し、内容物を包装材から外部に取り出す破袋ユニットと、破袋ユニットによる破袋後の廃棄物を、複数の搬送ローターが配列されたローラーコンベアによる傾斜搬送を利用して第１物体、第２物体及び第３物体に選別する選別ユニットと、を備えた廃棄物処理システムであって、破袋ユニットは、廃棄物を投入する投入口と、軸部材とその軸部材から略放射状に突出する案内ブレードとを有して投入口の下方に配置され、投入口から投入された廃棄物を案内ブレードの回転により排出口へ向けて送り出す案内ローターと、軸部材とその軸部材から略放射状に突出する破袋ブレードとを有して、案内ローターの斜め上方に、破袋ブレードの回転軌跡と案内ブレードの回転軌跡とが第１の重複寸法で部分的に重複するように配置された破袋ローターと、軸部材とその軸部材から略放射状に突出する取り出しブレードとを有して、案内ローターの斜め下方に、取り出しブレードの回転軌跡と案内ブレードの回転軌跡とが第１の重複寸法よりも大きい第２重複寸法で部分的に重複するように配置された取り出しローターと、案内ローター、破袋ローター及び取り出しローターを回転駆動する１又は複数の駆動源と、を有して構成され、かつ、選別ユニットは、破袋ユニットからの廃棄物を受け入れる受け入れ口と、複数の搬送ローターの回転により、傾斜上部へと搬送される第１物体と傾斜下部へと滑落する第２物体と複数の搬送ローターの隙間から下方に落下する第３物体とに、廃棄物を選別するローラーコンベアと、傾斜上部側の搬送ローターと傾斜下部側の搬送ローターとを異なる回転速度で回転駆動する駆動手段と、ローラーコンベアを搬送方向に向けて上り傾斜に傾斜保持する保持手段と、を有して構成されることを特徴とする。
【００１６】
この廃棄物処理システムは、破袋ユニットと選別ユニットとを有しているので、破袋機能と選別機能の両方の機能を発揮し、高効率な廃棄物の処理作業を実現することができる。投入口から廃棄物を投入するだけで、その廃棄物の包装材が破断されて内容物が引き出され、更にその内容物が特性に応じて３種類に自動的に選別（分類）される。廃棄物処理作業における手作業を大幅に削減し、高い処理速度で廃棄物処理を行うことができる。
【００１７】
廃棄物処理システムにおける破袋ユニットは、案内ローターの回転と破袋ローターの回転とにより破袋処理を行うので、１つの廃棄物に対する破袋ブレードの接触機会を大きく増大させることができる。案内ローターの回転方向と破袋ローターの回転方向とを逆回転とすれば、案内ブレードと破袋ブレードとの相対速度を増大させることができる。したがって、相対速度向上と引き裂き機会の増大との相乗効果により、破袋率を大きく向上させることができる。
【００１８】
しかも、この破袋ユニットによれば、案内ローターの斜め下方に、取り出しローターも配置されている。この取り出しローターは、破袋ローターで破断しきれなかった包装材の破断、包装材の中に更に小袋に包装された内容物が内包されている場合のその小袋の破断、破袋後の包装材からの内容物の弾き出し（取り出し）の機能を発揮するようになっている。したがって、この取り出しローターの回転方向を案内ローターの回転方向と逆方向とすることにより、取り出しブレードと案内ブレードとの相対速度向上、１つの廃棄物に対する取り出しローターの接触機会の向上を図ることができる。その結果、更なる破袋率の向上、小袋破袋率の向上、包装材と内容物との分離の確実を実現することができる。
【００１９】
なお、包装材の破断を主目的とする破袋ブレードの回転軌跡と案内ブレードの回転軌跡との重複寸法である第１の重複寸法よりも、包装材の破断に加えて破袋後の包装材からの内容物の取り出し（弾き出し）や包装材内の小袋の破断をも主目的とする取り出しブレードの回転軌跡と案内ブレードの回転軌跡との重複寸法である第２の重複寸法の方が大きく設定されている。したがって、包装材の破断及び内容物の取り出しを各々効率よく行うことができるようになっている。
【００２０】
選別ユニットにおいては、傾斜上部側の搬送ローターの回転速度と傾斜下部側の搬送ローターの回転速度とを各々異なる回転速度で回転駆動しているので、選別装置の処理速度の向上と選別信頼性の向上とを高い次元で両立させることができる。例えば、傾斜上部側の搬送ローターを傾斜下部側よりも高速回転させると、ローラーコンベアの中ほどで上部側へ搬送されつつある第１物体を、より高速かつより強力に上部側へと搬送することができる。そして、ローラーコンベアの中ほどで下部側へと滑落しつつある第２物体を、より円滑に下部側へと滑落させることができる。
【００２１】
第１物体と第２物体の中間的な特性を有する物体が、ローラーコンベアの中ほどで滞留する時間を短縮し、より高速な選別を実現することができる。また、滑落しかけた物体の滑落を推進し、上部側へ搬送されかけた物体の搬送を促進する機能を発揮するので、第１物体と第２物体とを明確に切り分けることができ、選別信頼性を向上させることができる。
【００２２】
もちろん、設計上の都合によっては、傾斜上部側の搬送ローターの回転速度を低速にし、傾斜下部側の搬送ローターの回転速度を高速にすることもできる。それにより、積極的にローラーコンベア上での混合物の滞留時間を長時間とすることができる。第３物体の搬送や滑落を防止して、確実に第３物体を搬送ローターの隙間から下方へ落下させることができる。
【００２３】
なお、ここで第１物体とは典型的には軽量物であり、紙くず、ビニール袋、綿埃、小片（金属、プラスチック、木材等を材料とするもの）などを例示することができる。また、第２物体とは典型的には重量物であり、岩石、空き缶、ペットボトル、廃材（ここでは、金属、プラスチック、木材を材料とする比較的大きく重量のある物体を意味する。）などを例示することができる。第３物体とは典型的には細粒物であり、土砂、小石などを例示することができる。これら第１物体〜第３物体は、いずれも廃棄物内に含まれる物体である。
【００２４】
案内ブレードの回転軌跡と破袋ブレードの回転軌跡との回転中心間における重複寸法が、２０ｍｍ以上かつ６０ｍｍ以下であることが望ましい。また、案内ブレードの回転軌跡と取り出しブレードの回転軌跡との回転中心間における重複寸法が、４０ｍｍ以上かつ１６０ｍｍ以下であることが望ましい。
【００２５】
案内ブレードの回転軌跡と破袋ブレードや取り出しブレードの回転軌跡との回転中心間における重複が小さ過ぎると包装材の破袋率や小袋の破袋率が低下し、また、解れ率（投入した廃棄物個数のうち、内容物と包装材とが分離された廃棄物個数の割合）も低下する。
【００２６】
一方、ブレード同士の重複が大き過ぎると、駆動源による所要動力が大きくなり、消費電力の増大を招いてしまう。また、ブレードへの廃棄物の噛み込みも増加してしまい、駆動源の負荷増大にも繋がってしまう。案内ブレードと破袋ブレードとの重複や案内ブレードと取り出しブレードとの重複には適正な範囲が存在し、その適正範囲内に設定することが、処理効率向上や駆動源の負荷軽減にとって望ましい。本発明においては、案内ブレードの回転軌跡と破袋ブレードの回転軌跡との回転中心間における重複寸法を２０ｍｍ以上かつ６０ｍｍ以下に設定することにより、高い破袋率、高い解れ率及び駆動源の負荷軽減（消費電力低減を含む）を実現することができる。
【００２７】
案内ローターの回転数に対する破袋ローターの回転数の比率が２０倍以上かつ４０倍以下であることが望ましい。
【００２８】
包装材の破断の機会を増大させるには、案内ローターの回転数に対して破袋ローターの回転数を大きくすることが望ましい。一方で、破袋ローターの回転数を過大にすると、やはり駆動源の消費電力や負荷の点で望ましくなく、適正な範囲が存在する。本発明においては、案内ローターの回転数に対する破袋ローターの回転数の比率を２０倍以上かつ４０倍以下とすることにより、高い破袋率と駆動源の負荷軽減を実現することができる。なお、案内ローターの回転数に対する取り出しローターの回転数の比率も、同様に２０倍以上かつ４０倍以下とすることにより、高い解れ率と駆動源の負荷軽減を実現することができる。
【００２９】
案内ローター、破袋ローター及び取り出しローターのうち少なくともいずれかの軸部材が、その軸直交面内における断面形状が少なくとも３つの頂角を有する非円形状である多角形状部を有することが望ましい。
【００３０】
回転軸式を採用した場合、長尺の廃棄物や破袋後の包装材などが軸部材に巻き付き易い。また、巻き付いた長尺廃棄物や包装材には円周方向に均一に引っ張り応力が発生し、その引っ張り応力は円中心方向に向かう均一な締め付け力を生じる。したがって、一旦巻き付いてしまった長尺廃棄物等は、バランスよく均等に作用する応力のために安定的に巻き付き状態を維持し、なかなか軸部材から除去されない。
【００３１】
しかしながら、軸部材の直径を大きくし、軸周長を一般的な収集袋長よりも長くすることで、その収集袋の軸への巻き付きを低減することができる。また、仮に巻き付いた場合であっても、引っ張り応力が均一でなく頂角部分と辺部分とで引っ張り応力に不均衡が生じ、安定的に巻き付き状態を維持することが難しい。したがって、容易に軸部材から除去することができる。
【００３２】
より具体的には、軸部材の直径を大きくすることにより、主に包装材の軸部材への巻き付きを軽減することができ、軸部材が多角形状部を有することにより、巻き付いてしまった包装材の軸部材からの脱落を促進することができる。例えば、軸部材の直径をφ≧２７０ｍｍとすれば、一般的に使用されるゴミ袋等の包装材が軸部材の全周長に至らず、軸部材の全周に亘って包装材が巻き付くのを防止することができる。そのため、包装材はなかなか軸部材へとしっかり巻き付くことができない。
【００３３】
一方、軸部材が多角形状部を有すると、引張り応力のアンバランスが生じるので、仮に包装材が巻き付いた場合であっても、外乱の影響（例えば、回転停止や逆回転など）によって簡単に包装材が軸部材から脱落する。その結果、巻き付いた包装材が徐々に堆積していくことが防止される。
【００３４】
軸部材への廃棄物の巻き付き厚さを検出する巻き付き検出手段と、巻き付き検出手段からの出力に応じて駆動源を制御する制御手段と、を更に有することが望ましい。
【００３５】
軸部材へ長尺廃棄物等が多量に巻き付いてしまうと、駆動源への過負荷となり、駆動源の回転が停止してしまったり、過電流等の不具合の原因となり得る。また、破袋処理へも悪影響を与え、破袋率や解れ率の低下を招いてしまう。巻き付き検出手段により軸部材への長尺廃棄物等の巻き付きを検出し、その検出結果に応じて駆動源を制御することにより、上記のような不都合を回避することができる。
【００３６】
ここで、巻き付き検出手段には、例えば、軸部材の見かけ半径（巻き付きにより、見かけ半径が増大する）が一定値以上となったことを検出する非接触タイプの投受光センサーや、軸部材に当接付勢された検出ロッドとその検出ロッドの角度位置を検出する位置センサーとの組合せ等を適用することができる。また、制御手段による駆動源の制御には、例えば回転数を減速させる減速制御や逆回転させる逆回転制御等を含む。
【００３７】
廃棄物処理システムが、破袋ローター及び取り出しローターと案内ローターとの間を実質的に遮蔽すると共に、破袋ブレードを案内ローター側に貫通させる上部スリットと、取り出しブレードを案内ローター側に貫通させる下部スリットとが形成され、かつ下部スリットと取り出しブレードとの軸方向における開口ギャップが上部スリットと破袋ブレードとの軸方向における開口ギャップよりも大きく形成されたガイドプレートを更に有することが望ましい。
【００３８】
投入された廃棄物が、案内ブレードとガイドプレートとに挟まれるようにして円滑に排出口へと導かれる。案内ブレードとガイドプレートとにより挟まれるようにして導かれるので、廃棄物の逃げを防止して確実に廃棄物にせん断力を発生させることができる。
【００３９】
また、ガイドプレートの上部スリットにおける開口ギャップよりも下部スリットにおける開口ギャップを大きく形成している。ガイドプレートに対して破袋ローター及び取り出しローターが配置される側では、主に破袋後の収集袋等の包装材の取り出しを目的としている。したがって、ガイドプレートに対して案内ローターが配置される側では、包装材が除去された残りの内容物が多く存在する。この内容物は、上部スリット側よりも下部スリット側近傍に多く存在し、そのため、下部スリットにおける開口ギャップが小さいとそのギャップ部分に多くの内容物が詰まってしまう。その結果、取り出しブレードが挟まってしまって動作不良や故障の原因となる可能性がある。しかしながら、この発明においては、下部スリットにおける開口ギャップを大きくしているので、内容物のスリットへの詰まりが予防される。
【００４０】
なお、これらの上部スリット及び下部スリットを通過して案内ローター側から破袋ローター側へと破袋された包装材及び各スリット幅よりも小さいものが引き出されるようになっている。その結果、内容物はガイドプレートの案内ローター側、包装材及び各スリット幅よりも小さいものは破袋ローター側と、両者の効率的な分離が可能となっている。
【００４１】
廃棄物処理システムが、投入口からの異物の投入を検出する異物検出手段と、異物検出手段からの出力に応じて駆動源を逆回転制御する制御手段と、案内ローターの逆回転により異物を排出させる排出口とは異なる異物排出口と、を更に有することが望ましい。
【００４２】
投入口から異物が投入された場合に、わざわざ作業員の手作業によって異物を取り出す必要がなく、異物排出口から自動排出させることができる。ここで、異物検出手段には、例えば駆動源の電流異常（過電流）を検出する電流計を適用することができる。大型の家電製品等の異物が投入され、案内ローターが停止してしまったような場合に、過電流を検出することにより異物投入を検知することができる。
【００４３】
そして、異物検知をした場合に、案内ローターを逆回転させることにより、通常の排出口とは異なる異物排出口から異物をスムーズに排出することができるので、通常の廃棄物と異物との分離を確実に行うことができる。
【００４４】
傾斜上部側又は傾斜下部側の少なくともいずれか一方において、より上部側の搬送ローターの回転速度がより下部側の搬送ローターの回転速度よりも高速回転してもよい。
【００４５】
より下部側の搬送ローターの回転速度が比較的低速で、より上部となるに従い高速回転しているので、、混合物のローラーコンベア上での滞留時間を短縮することができる。したがって、効率的に処理速度の向上と選別信頼性の向上とを実現することができる。
【００４６】
駆動手段が、傾斜上部側の搬送ローターを、傾斜下部側の搬送ローター回転速度の１．４倍以上の回転速度で回転駆動することが望ましい。
【００４７】
傾斜上部側の搬送ローターの回転速度が傾斜下部側の搬送ローターの回転速度の１．４倍以上となっているので、混合物のローラーコンベア上での滞留時間を充分に短縮することができる。したがって、効率的に処理速度の向上と選別信頼性の向上とを実現することができる。
【００４８】
ローラーコンベアが、搬送ローターを同軸状に複数有して構成されたローター軸を複数本有して構成され、かつ、駆動手段が、複数本のうちの傾斜上部側における実質的に半分の本数のローター軸に係る搬送ローター回転速度と、傾斜下部側における残りの本数のローター軸に係る搬送ローター回転速度と、を異なる回転速度で回転駆動することが望ましい。
【００４９】
回転速度が異なる傾斜上部側と傾斜下部側との境界部をローラーコンベアの略中央部に設定することができる。したがって、ローラーコンベアの上端又は下端に到達するまでに、第１物体にも第２物体にも選別のための充分な距離を確保することができる。なお、実質的に半分の本数とは、例えば、ローター軸が総数で偶数の場合はその半数、総数で奇数の場合はその半数に近い整数を意味する。例えば、ローター軸が総数で７本の場合は、傾斜上部側のローター軸を４本、傾斜下部側のローター軸を３本としてもよいし、傾斜上部側を３本、傾斜下部側を４本としてもよい。
【００５０】
受け入れ口が、傾斜上部側の搬送ローターと傾斜下部側の搬送ローターとの境界近傍に配置されることが望ましい。
【００５１】
受け入れ口が傾斜上部側と傾斜下部側との境界近傍、すなわち異なる回転速度の搬送ローター間の境界近傍に配置されているので、破袋ユニットから受け入れた結果傾斜下部側へ落下してしまった第１物体がスムーズかつ迅速に傾斜上部側へと搬送される。また、傾斜上部側へ落下してしまった第２物体もスムーズかつ迅速に傾斜下部側へと滑落する。したがって、この廃棄物処理システムにおける一層の処理速度向上と選別信頼性向上とに寄与することができる。
【００５２】
廃棄物処理システムが、ローラーコンベアの傾斜角度又はそれ以上の傾斜角度で、傾斜下部側から傾斜上部側へ向けて送風する送風手段を、ローラーコンベアの上方に更に有することが望ましい。
【００５３】
破袋ユニットから受け入れた破袋後の廃棄物を、送風手段からの送風により適度に分散させてローラーコンベア上に落下させることができる。その際、混合物内の物体のうち、低比重の物体や軽量の物体や空気抵抗の大きい物体等を、選択的に風下側へと分散させることができる。
【００５４】
例えば、岩石や廃材等の重量物については送風の影響を殆ど与えずに、紙くずやビニール袋などの軽量物を風下側（すなわち、傾斜上部側。）へと分散させることができる。したがって、ローラーコンベア上に到達する前に、廃棄物の粗選別を実施することができ、この廃棄物処理システムにおける一層の処理速度向上と選別信頼性向上とに寄与することができる。
【００５５】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下添付図面を参照して説明される好ましい実施の形態によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００５６】
本発明によれば、廃棄物を投入するだけで、破袋処理及び選別処理を自動的に行うので、効率的に廃棄物の処理を行うことができ、作業員の手間を大幅に削減することができる。また、破袋処理においては、包装材や小袋の破袋率の向上や解れ率の向上を実現することができる。回転軸への巻き付きを予防したり、異物投入の場合の排出をスムーズに行うことにより、破袋処理の効率向上と装置の耐久性や信頼性の確保及び作業員の安全確保を実現することができる。更に、選別処理においては、傾斜上部側の搬送ローターの回転速度と傾斜下部側の搬送ローターの回転速度とを異なる回転速度で回転駆動することにより、処理速度の向上と選別信頼性の向上との両立を高い次元で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施の形態に係る廃棄物処理システムの内部構造の概略を示す構造図である。
【図２】図１に示す廃棄物処理システムにおける破袋ユニットの実施形態１に係る内部構造の概略を示す構造図である。
【図３】図２に示す案内ローターの概略を示す外観斜視図である。
【図４】図２に示すガイドプレートの正面図である。
【図５】案内ローターの軸部材の軸直交面での断面図である。
【図６】図２に示す破袋ブレードの概略形状を示す二面図である。
【図７】破袋ブレードの他の例を示す二面図である。
【図８】図１に示す廃棄物処理システムにおける破袋ユニットの実施形態２に係る内部構造の概略を示す構造図である。
【図９】図１に示す廃棄物処理システムにおける破袋ユニットの実施形態３に係る内部構造の概略を示す構造図である。
【図１０】図９に示す案内ガイドプレートの正面図である。
【図１１】実施例１−１において、案内ローターの回転数に対する破袋ローターの回転数の比率と破袋率及び解れ率との関係を示すグラフである。
【図１２】実施例１−２において、案内ブレードの回転軌跡と破袋ブレードの回転軌跡との回転中心間における重複寸法と破袋率との関係を示すグラフである。
【図１３】実施例１−３において、案内ブレードの回転軌跡と取り出しブレードの回転軌跡との回転中心間における重複寸法と破袋率との関係を示すグラフである。
【図１４】図１に示す廃棄物処理システムにおける選別ユニットの実施形態に係る内部構造の概略を示す構造図である。
【図１５】図１４に示すローラーコンベアの内部構造を正面から見た正面図である。
【図１６】図１５に示すローター軸の二面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５８】
以下、本発明の実施の形態に係る廃棄物処理システムＳについて図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る廃棄物処理システムＳの内部構造の概略を示す構造図である。この廃棄物処理システムＳは、破袋ユニットＳ１と選別ユニットＳ２とを有して大略構成されている。その破袋ユニットＳ１は、選別ユニットＳ２の上方に配置されている。破袋ユニットＳ１の投入口１０２から投入された廃棄物ＰＡは、破袋ローター１０８及び取り出しローラー１１０により破袋処理され排出口１１２から排出されると、選別ユニットＳ２の受け入れ口２０１を介してローラーコンベア２０２上に落下し、ローラーコンベア２０２によって軽量物Ｐ１、重量物Ｐ２、細粒物Ｐ３に選別されるようになっている。以下、破袋ユニットＳ１及び選別ユニットＳ２について、順次その構成を説明する。
【００５９】
＜破袋ユニットの説明＞
［破袋ユニットの実施形態１］
図２は、図１に示す廃棄物処理システムＳが備える破袋ユニットＳ１の実施形態１に係る内部構造の概略を示す構造図である。図２は、破袋ユニットＳ１の内部を側方から見た図である。この破袋ユニットＳ１は、全体として略立方体形状を呈し、投入口１０２、案内ローター１０４、ガイドプレート１０６、破袋ローター１０８、取り出しローター１１０、排出口１１２、駆動モータ（駆動源）Ｍ及び制御装置（制御手段）Ｃを有して大略構成される。
【００６０】
投入口１０２は、この破袋ユニットＳ１内に廃棄物ＰＡを投入するための開口であって、破袋ユニットＳ１の上部に開口形成されている。廃棄物ＰＡは、例えば紙くず、プラスチック容器、缶等の内容物ＰＢを内包し、その外側をプラスチックゴミ袋等の包装材ＰＣで包んだものである。廃棄物ＰＡの中には、包装材ＰＣ内部に小袋に包装された内容物ＰＢが含まれている場合もあり、この破袋ユニットＳ１は、外側の包装材ＰＣのみならず、その内部の小袋をも破断する必要がある。投入口１０２から投入された廃棄物ＰＡは、その下方に配置された案内ローター１０４へと落下するようになっている。
【００６１】
案内ローター１０４は、投入口１０２から落下してきた廃棄物を排出口１１２へと送るための回転部材である。案内ローター１０４は、図２における紙面垂直方向を軸方向とする軸部材１１４とその軸部材１１４に取り付けられ略放射状に突出する案内ブレード１１６とを有して構成されている。図３は、この案内ローター１０４の概略を示す外観斜視図である。略放射状に３つの案内ブレード１１６が１組で取り付けられ、その１組が軸部材１１４の軸方向に等間隔で配置されている。
【００６２】
案内ローター１０４は、図中矢印Ｘ１方向に回転し、投入口１０２から落下してきた廃棄物ＰＡを案内ブレード１１６とガイドプレート１０６とで挟み込むようにしながら排出口１１２にまで送出する。その送出の過程において、ガイドプレート１０６と破袋ローター１０８及び取り出しローター１１０によって包装材ＰＣが破断され内容物ＰＢが包装材ＰＣの中から弾き出されるようになっている。
【００６３】
ガイドプレート１０６は、破袋ユニットＳ１の内部で軸方向に延びるプレートであって、破袋ローター１０８及び取り出しローター１１０によって引っ張られた廃棄物ＰＡを固定し、破断作用を発生させると共に、投入口１０２から投入された廃棄物ＰＡを排出口１１２にまで案内する案内路を形成する案内部材である。ガイドプレート１０６は、案内ローター１０４が配置される側と、破袋ローター１０８や取り出しローター１１０が配置される側との間を実質的に遮蔽し、廃棄物ＰＡの内容物ＰＢが破袋ローター１０８側へと紛れ込んでしまうのを防止している。
【００６４】
図４は、ガイドプレート１０６の正面図である。図２における紙面垂直方向（軸方向）を、図４における矢印Ｙ１方向としている。ガイドプレート１０６の上部側には、破袋ブレード１１８の配置位置に対応するように、上部スリット１０６ａが形成されている。この上部スリット１０６ａは、略長方形状に形成されて破袋ブレード１１８の貫通を許容している。上部スリット１０６ａの形成により、破袋ブレード１１８が案内ローター１０４側に侵入してその回転軌跡と案内ブレード１１６の回転軌跡とがオーバーラップできるようになっている。
【００６５】
上部スリット１０６ａの軸方向寸法（幅寸法）は、破袋ブレード１１８の軸方向寸法（厚さ寸法）よりも若干大きく形成されており、例えば、破袋ブレード１１８の厚さ９ｍｍに対して上部スリット１０６ａの幅寸法は３０ｍｍ以上１００ｍｍ以下に設定されている。この上部スリット１０６ａと破袋ブレード１１８との開口ギャップから、破袋後の包装材ＰＣが案内ローター１０４側から破袋ローター１０８側へと破袋ブレード１１８により引き出されるようになっている。したがって、ガイドプレート１０６を挟んで、案内ローター１０４側にスリット１０６ａより大きな内容物ＰＢ、破袋ローター１０８側に包装材ＰＣ及びスリット１０６ａより小さな内容物というように、大きな内容物ＰＢと包装材ＰＣ及び小さな内容物との分離が行われるようになっている。なお、上部スリット１０６ａと破袋ブレード１１８との開口ギャップが狭いので、内容物ＰＢが破袋ローター１０８側へと移動することは殆どない。
【００６６】
ガイドプレート１０６の下部側には、取り出しブレード１２０の配置位置に対応するように、下部スリット１０６ｂが形成されている。この下部スリット１０６ｂも、略長方形状に形成されて取り出しブレード１２０の貫通を許容している。下部スリット１０６ｂの形成により、取り出しブレード１２０が案内ローター１０４側に侵入してその回転軌跡と案内ブレード１１６の回転軌跡とがオーバーラップできるようになっている。
【００６７】
下部スリット１０６ｂの幅寸法と取り出しブレード１２０の厚さ寸法との開口ギャップは、上部スリット１０６ａの幅寸法と破袋ブレード１１８の厚さ寸法との開口ギャップよりも大きく形成されている。より具体的には、取り出しブレード１２０の厚さが破袋ブレード１１８の厚さと同寸の９ｍｍである場合に、下部スリット１０６ｂの幅寸法は８０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下に設定されている。
【００６８】
下部スリット１０６ｂの近傍においては、取り出しブレード１２０による内容物ＰＢの弾き出しが行われ、内容物ＰＢやその粉砕物が付近に散乱する状態となっている。したがって、下部スリット１０６ｂと取り出しブレード１２０との開口ギャップが上部スリット１０６ａにおける開口ギャップ同様に小さいと、内容物ＰＢやその粉砕物が開口ギャップに挟まってしまい、破袋ユニットＳ１の異常停止等の不具合を生じてしまう。したがって、下部スリット１０６ｂにおいては、上部スリット１０６ａにおける場合よりも開口ギャップを大きく設定し、破袋ユニットＳ１への不具合を防止している。なお、この下部スリット１０６ｂと取り出しブレード１２０との開口ギャップからも、案内ローター１０４側に残存する包装材ＰＣが取り出しローター１１０側へと取り出しブレード１２０によって引き出されるようになっている。
【００６９】
包装材ＰＣの破断は、主に以下のような原理に基づき行われる。すなわち、案内ローター１０４とガイドプレート１０６との挟み込みにより廃棄物ＰＡが略固定され、その廃棄物ＰＡに対して破袋ブレード１１８や取り出しブレード１２０が突き刺さる。そして、ブレード１１８，１２０の回転により、ブレード１１８，１２０とスリット１０６ａ，１０６ｂとの間でせん断力が生じ、包装材ＰＣから内容物ＰＢが弾き出されつつ包装材ＰＣが引き裂かれるのである。引き裂かれた包装材ＰＣは、ブレード１１８，１２０に刺さっているので、そのままスリット１０６ａ，１０６ｂを通り抜けて破袋ローター１０８及び取り出しローター１１０が配置される側へと引きずり出される。
【００７０】
案内ローター１０４の軸部材１１４は、図３及び図５に示すように軸方向直交面内における断面形状が非円形状である多角形状部１１４ａを有している。また、この多角形状部１１４ａの各頂角ｋを結ぶ仮想円Ｊの直径は望ましくはφ２７０ｍｍ以上、より望ましくはφ３４０ｍｍ以上、更に望ましくはφ４６０ｍｍ以上と大径に構成されている。
【００７１】
直径が大きいだけでなく、その断面形状が頂角ｋを有する多角形状とされているので、破袋後の包装材ＰＣや長尺の廃棄物等が巻き付いてしまった場合にも引っ張り応力のアンバランスにより外れ易くなっている。したがって、軸部材１１４への長尺廃棄物等の巻き付きを予防又は軽減している。
【００７２】
破袋ローター１０８は、廃棄物ＰＡの包装材ＰＣを破断するための回転部材である。図２における紙面垂直方向を軸方向とする軸部材１２２とその軸部材１２２に取り付けられ略放射状に突出する破袋ブレード１１８とを有して構成され、図中矢印Ｚ１方向に回転している。破袋ローター１０８においては、略放射状に４つの破袋ブレード１１８が１組で軸部材１２２に取り付けられ、その１組が軸部材１２２の軸方向に等間隔で配置されている。なお、破袋ブレード１１８と案内ブレード１１６とは、相互に干渉しないように軸方向位置がずれて配置され、いわゆる入れ子状に配置されている。
【００７３】
図６は、この破袋ブレード１１８の概略形状を示す二面図である。破袋ブレード１１８は、その先端に包装材ＰＣを破断するための爪部１１８ａを有している。この爪部１１８ａの頂角における二等分線Ｌは、この破袋ブレード１１８の回転軌跡Ｒ１の爪部１１８ａにおける接線方向Ｌ２よりも角度θ１分だけ外向きに傾斜している。この角度θ１の設定により爪部１１８ａが円周外方向に向いて設定されることとなる。したがって、爪部１１８ａによる包装材ＰＣへの突き刺しや包装材ＰＣの上部スリット１０６ａを通しての引きずり出しを充分に機能達成しつつ、爪部１１８ａに突き刺さった状態の包装材ＰＣが、破袋ブレード１１８の回転に伴い容易に脱落するようになっている。
【００７４】
なお、破袋ブレード１１８が図７に示すように、その先端に突出部を有さない形状である場合であっても、ブレード１１８の頂角が爪部１１８ａとして機能する。そして、爪部１１８ａとしての頂角の二等分線Ｌがこの破袋ブレード１８の回転軌跡Ｒ１の爪部１１８ａにおける接線方向Ｌ２よりも角度θ１分だけ外向きに傾斜していればよい。
【００７５】
破袋ブレード１１８の回転軌跡Ｒ１と案内ブレード１１６の回転軌跡Ｒ２とは、図２に示すように部分的に重複しており、その中心間における重複寸法Ｗ１は、望ましくは２０ｍｍ以上かつ６０ｍｍ以下、より望ましくは３０ｍｍ以上かつ５０ｍｍ以下に設定されている。これにより、包装材ＰＣの確実な破断を実現しつつ、内容物ＰＢやその粉砕物の不用意な引っ掛かりを防止している。
【００７６】
また、破袋ローター１０８の回転数は、案内ローター１０４の回転数よりもかなり高く設定され、望ましくは案内ローター１０４の回転数の２０倍以上かつ４０倍以下、より望ましくは２５倍以上かつ３５倍以下に設定されている。例えば、案内ローター１０４の回転数：４．３ｒｐｍに対し、破袋ローター１０８の回転数：１５０ｒｐｍに設定される。廃棄物ＰＡが案内ローター１０４で送られる間に、数多くの破袋ブレード１１８との接触機会を付与することができる。したがって、確実な破袋を実現することができる。
【００７７】
取り出しローター１１０は、破袋ローター１０８により破断されなかった残りの包装材ＰＣを破断したり、包装材ＰＣ内の小袋を破断することも目的とするが、加えて、破袋後の包装材ＰＣから内容物ＰＢを弾き出す（取り出す）ことを主目的とする回転部材である。また、破袋後の包装材ＰＣや小袋を下部スリット１０６ｂを介して取り出しローター１１０側に分離することも目的の１つとしている。図２における紙面垂直方向を軸方向とする軸部材１２６とその軸部材１２６に取り付けられ略放射状に突出する取り出しブレード１２０とを有して構成され、図中矢印Ｚ１方向に回転している。破袋ローター１０８の場合と同様に、取り出しローター１１０においても、略放射状に４つの取り出しブレード１２０が１組で軸部材１２６に取り付けられ、その１組が軸部材１２６の軸方向に等間隔で配置されている。なお、取り出しブレード１２０は、案内ブレード１１６及び破袋ブレード１１８と相互に干渉しないように軸方向位置がずれて配置され、いわゆる入れ子状に配置されている。なお、取り出しブレード１２０の概略形状は、図６に示す破袋ブレード１１８と略同様であるので、図示及び説明を省略する。
【００７８】
取り出しブレード１２０の回転軌跡Ｒ３と案内ブレード１１６の回転軌跡Ｒ２とは、図２に示すように部分的に重複しており、その中心間における重複寸法Ｗ２は、望ましくは４０ｍｍ以上かつ１６０ｍｍ以下、より望ましくは６０ｍｍ以上かつ１４０ｍｍ以下に設定されている。これにより、包装材ＰＣからの内容物ＰＢの確実な弾き出しを実現している。なお、重複寸法Ｗ１と重複寸法Ｗ２とは異なる寸法であることが望ましく、重複寸法Ｗ１よりも重複寸法Ｗ２の方が大きいことがもちろん望ましい。
【００７９】
また、取り出しローター１１０の回転数は、破袋ローター１０８の場合と同様に、望ましくは案内ローター１０４の回転数の２０倍以上かつ４０倍以下、より望ましくは２５倍以上かつ３５倍以下に設定されている。例えば、案内ローター１０４の回転数：４．３ｒｐｍに対し、取り出しローター１１０の回転数：１５０ｒｐｍに設定される。廃棄物ＰＡが案内ローター１０４で送られる間に、数多くの取り出しブレード１２０との接触機会を付与することができ、内容物ＰＢの確実な弾き出しにより解れ率の向上を実現している。また、包装材ＰＣ内部の小袋の破袋率向上にも寄与している。
【００８０】
排出口１１２は、案内ローター１０４の下方に配置され、案内ローター１０４によって送り出された廃棄物ＰＡを破袋ユニットＳ１外、すなわち選別ユニットＳ２の受け入れ口２０１へと排出するための開口である。なお、破袋ローター１０８及び取り出しローター１１０の機能により、大半の包装材ＰＣはガイドプレート１０６の破袋ローター１０８側へと引き出されているので、排出口１１２から排出される廃棄物ＰＡの大半は内容物ＰＢである。なお、破袋ローター１０８側の包装材ＰＣも選別ユニットＳ２の受け入れ口２０１を介してローラーコンベア２０２上に落下するようになっている。
【００８１】
駆動モータＭは、案内ローター１０４、破袋ローター１０８及び取り出しローター１１０を回転駆動するための駆動源であり、制御装置Ｃによってその動作が制御される。１つの駆動モータＭによって３つのローター１０４，１０８，１１０のすべてを回転駆動してもよいし、３つの駆動モータＭ１〜Ｍ３が各々３つのローター１０４，１０８，１１０を回転駆動してもよい。
【００８２】
案内ローター１０４を回転駆動する駆動モータＭ１には、その駆動電流を検出する電流計（異物検出手段）Ｂが接続されている。この電流計Ｂは、投入口１０２に異物が投入された等により、案内ローター１０４が回転不能に陥った場合に、駆動モータＭ１への過大電流を検知し、異常信号を制御装置Ｃへと送信する機能を有する。
【００８３】
異常信号を受信した制御装置Ｃは、駆動モータＭ１の回転駆動を速やかに停止し、続いて駆動モータＭ１を低速で逆回転に回転駆動する。それにより、案内ローター１０４が矢印Ｘ１の逆方向へと回転し、投入された異物等は、排出口１１２とは別に形成された異物排出口１３０から破袋ユニットＳ１外へと排出されるようになっている。異物を異物排出口１３０へと導く案内ガイドプレート１３２は、異物を異物排出口１３０へと円滑に案内するように、案内ローター１０４の軸部材１１４の外周近傍から異物排出口１３０に架けて配置されている。この案内ガイドプレート１３２は、軸部材１１４近傍においてスクレーパとしての機能を発揮している。すなわち、案内ガイドプレート１３２の一端１３２ａは、軸部材１１４の外径から所定距離分だけ離れた半径位置に固定されており、軸部材１１４への長尺廃棄物等の巻き付きが一定以上となるのを防止している。
【００８４】
［破袋ユニットの実施形態２］
図８は、廃棄物処理システムＳが備える破袋ユニットＳ１の実施形態２に係る内部構造の概略を示す構造図である。この破袋ユニットＳ１は、案内ローター１０４の軸部材１１４の近傍に、軸方向に向けて検出光を投受光する投受光センサー（巻き付き検出手段）１４０を備えている。この検出光は、案内ローター１０４の回転中心から半径方向に一定距離ｒａ離れた位置において、軸部材１１４への長尺廃棄物等の巻き付きが一定厚さ以上とならないことを検出している。
【００８５】
長尺廃棄物等の巻き付きが一定厚さ以上となって検出光を遮光すると、投受光センサー１４０は、制御装置Ｃに向けて報知信号を送信するようになっている。制御装置Ｃは、報知信号を受信すると、破袋ユニットＳ１の筐体外壁に配置された警告ランプ（図示せず）を点滅制御し、長尺廃棄物等の巻き付き厚さが一定以上となって処理効率が低下していることを報知する。もちろん、投受光センサー１４０は、報知信号と共に減速信号又は停止信号を制御装置Ｃに向けて送信し、制御装置Ｃが減速信号又は停止信号に基づき案内ローター１０４を回転駆動する駆動モータＭ１を減速／停止させるようになっていてもよい。
【００８６】
［破袋ユニットの実施形態３］
図９は、廃棄物処理システムＳが備える破袋ユニットＳ１の実施形態３に係る内部構造の概略を示す構造図である。この破袋ユニットＳ１は、セルフクリーニング機能を有しており、このセルフクリーニング機能に基づいて、軸部材１１４，１２２，１２６へ巻き付いてしまった包装材ＰＣ等の除去が可能となっている。セルフクリーニング機能は、以下に説明する案内ガイドプレート１３２、スクレーパ１３３，１３４、開閉扉１３５の往復揺動動作及び案内ローター１０４、破袋ローター１０８、取り出しローター１１０の正逆回転動作により実現される。
【００８７】
この破袋ユニットＳ１は、可動式の案内ガイドプレート１３２及びスクレーパ１３３，１３４を有しており、これら案内ガイドプレート１３２及びスクレーパ１３３，１３４は、各々駆動モータＭ４〜Ｍ６によって往復揺動するように構成されている。スクレーパ１３３，１３４は各々破袋ローター１０８の軸部材１２２及び取り出しローター１１０の軸部材１２６から包装材ＰＣ等の巻き付き物を除去するためのものである。
【００８８】
更に、異物排出口１３０の近傍には、可動式の開閉扉１３５を有しており、この開閉扉１３５は駆動モータＭ７によって往復陽動するようになっている。そして、これら駆動モータＭ４〜Ｍ７及び駆動モータＭ１〜Ｍ３は、制御手段Ｃによってその動作（回転／停止、回転速度、回転方向など）が制御されるようになっている。
【００８９】
通常の破袋処理時においては、案内ガイドプレート１３２、スクレーパ１３３，１３４、開閉扉１３５は、退避位置（図９中の二点鎖線部）にある。しかし、セルフクリーニングモードに設定されると、駆動モータＭ４〜Ｍ７が案内ガイドプレート１３２、スクレーパ１３３，１３４、開閉扉１３５をα１方向へと揺動動作させ、クリーニング位置（図９中の実線部）に位置させる。これにより、案内ガイドプレート１３２、スクレーパ１３３，１３４が軸部材１１４，１２２，１２６に巻き付いた包装材ＰＣ等を除去することが可能となる。
【００９０】
なお、案内ガイドプレート１３２を正面方向（図９における紙面左から右へ向く方向）から矢視すると、おおよそ図１０に示すような形状をしている。案内ガイドプレート１３２の切り欠き部１３２ｂが送りブレード１１６との干渉を回避しており、先端（一端）１３２ａが軸部材１１４に巻き付いた包装材ＰＣ等の巻き付き物を除去する機能を発揮している。また、スクレーパ１３３，１３４の外観形状も、大略案内ガイドプレート１３２と同様である。案内ガイドプレート１３２と開閉扉１３５とは、破袋処理動作時においては協働して異物排出口１３０を閉鎖している。そして、クリーニングモードにおいては、案内ガイドプレート１３２と開閉扉１３５とが動作することにより、破袋ユニットＳ１の側面に異物排出口３０が開口されることとなる。
【００９１】
このクリーニングモードは、破袋ユニットＳ１に配置された図示しないクリーニングボタン等の押圧によって機能するものであってもよいし、一定時間の破袋処理動作ごとに行われたり、一定量の巻き付き物の堆積を検知することによって行われるものであってもよい。
【００９２】
次に、案内ローター１０４、破袋ローター１０８、取り出しローター１１０の正逆回転制御に基づくクリーニング動作について説明する。
【００９３】
上記で説明したクリーニングボタンの押圧、一定時間の破袋処理動作又は一定量の巻き付き物の堆積の検知に基づき、クリーニングモードが設定され、クリーニング処理が開始する。クリーニング処理においては、一旦駆動モータＭ１〜Ｍ３が停止され、案内ローター１０４、破袋ローター１０８、取り出しローター１１０が回転停止する。
【００９４】
その後、下記に示すいずれかの動作パターンに基づき、駆動モータＭ１〜Ｍ３を回転駆動し、案内ローター１０４及び／又は破袋ローター１０８及び／又は取り出しローター１１０を回転させる。それにより、軸部材１１４，１２２，１２６に巻き付いた包装材ＰＣ等の巻き付き物が円滑に除去され、巻き付きの堆積量が減少するようになっている。なお、各表１〜３において、正回転方向は、破袋処理時における回転方向と同方向であることを意味し、回転速度比は、破袋処理時における回転速度に対する回転速度比を意味する。
【００９５】
【表１】
【００９６】
【表２】
【００９７】
【表３】
なお、上記のパターン１−１〜１−３、パターン２−１〜２−６、パターン３−１〜３−６のうち、いずれか１つのパターンのみでもクリーニング効果を得ることができるが、もちろん、上記の中から適宜選択される複数のパターンの組合せによって、更に高いクリーニング効果を得ることができる。
【００９８】
特に、パターン１−１〜１−３の中から選択される１つのパターンと、パターン２−１〜２−６の中から選択される１つのパターンと、パターン３−１〜３−６の中から選択される１つのパターンとを組み合わせて動作させることにより、非常に高いクリーニング効果を発揮する。これらの選択された３つのパターンは、順次動作させるように制御してもよいし、同時的に動作させるように制御してもよい。
【００９９】
なお、これらの実施形態に係る破袋ユニットＳ１に関し、以下に示すように実験を行ったので説明する。
【０１００】
［実施例１−１］
図１１及び表４は、実施形態１に係る破袋ユニットＳ１を用いて廃棄物ＰＡの破袋処理を行った場合の実験結果を示すものである。この実施例１−１においては、案内ローター１０４の回転数に対する破袋ローター１０８の回転数（取り出しローター１１０の回転数も同一回転数）の比率Ｔを変化させ、包装材ＰＣの破袋率Ｖ１、包装材ＰＣ内部の小袋の破袋率Ｖ２、解れ率Ｖ３、駆動モータＭ１の所要動力、軸部材１１４への長尺廃棄物等の巻き付きの程度（巻き付き厚さ）の変化の度合いを評価した。なお、表４において、◎〜×は観察者による評価の程度を表し、◎は優、○は良、△は可、×は不可を意味する。
【０１０１】
図１１は、横軸を比率Ｔ、縦軸を破袋率Ｖ１，Ｖ２及び解れ率Ｖ３としたグラフである。図１１には、比率Ｔが２０倍を下回ると包装材ＰＣの破袋率Ｖ１が９０％を下回ることが示されている。また、表１には、比率Ｔが４０倍を超えると、駆動モータＭ１の所要動力が過大となることが示されている。
【０１０２】
【表４】
【０１０３】
［実施例１−２］
図１２及び表５は、実施形態１に係る破袋ユニットＳ１を用いて廃棄物ＰＡの破袋処理を行った場合の実験結果を示すものである。この実施例１−２においては、案内ブレード１１６の回転軌跡Ｒ１と破袋ブレード１１８の回転軌跡Ｒ２との回転中心間における重複寸法Ｗ１を変化させ、包装材ＰＣの破袋率Ｖ１、包装材ＰＣ内部の小袋の破袋率Ｖ２、解れ率Ｖ３、駆動モータＭ１の所要動力、軸部材１１４への長尺廃棄物等の巻き付きの程度（巻き付き厚さ）の変化の度合いを評価した。なお、表５においても、◎〜×は観察者による評価の程度を表し、◎は優、○は良、△は可、×は不可を意味する。
【０１０４】
図１２は、横軸を重複寸法Ｗ１、縦軸を破袋率Ｖ１，Ｖ２としたグラフである。図１２には、重複寸法Ｗ１が２０ｍｍを下回ると包装材ＰＣの破袋率Ｖ１が９０％を下回ることが示されている。また、表２には、重複寸法Ｗ１が５０ｍｍを超えると、駆動モータＭ１の所要動力が過大となり始めることが示されている。
【０１０５】
【表５】
【０１０６】
［実施例１−３］
図１３及び表６は、実施形態１に係る破袋ユニットＳ１を用いて廃棄物ＰＡの破袋処理を行った場合の実験結果を示すものである。この実施例１−３においては、案内ブレード１１６の回転軌跡Ｒ１と取り出しブレード１２０の回転軌跡Ｒ３との回転中心間における重複寸法Ｗ２を変化させ、包装材ＰＣの破袋率Ｖ１、包装材ＰＣ内部の小袋の破袋率Ｖ２、解れ率Ｖ３、駆動モータＭ１の所要動力、軸部材１１４への長尺廃棄物等の巻き付きの程度（巻き付き厚さ）の変化の度合いを評価した。なお、表６においても、◎〜×は観察者による評価の程度を表し、◎は優、○は良、△は可、×は不可を意味する。
【０１０７】
図１３は、横軸を重複寸法Ｗ２、縦軸を破袋率Ｖ１，Ｖ２としたグラフである。図１３には、重複寸法Ｗ２が４０ｍｍを下回ると小袋の破袋率Ｖ２が９０％を下回ることが示されている。また、表３には、重複寸法Ｗ２が１６０ｍｍを超えると、駆動モータＭ１の所要動力が過大となることが示されている。
【０１０８】
【表６】
【０１０９】
＜選別ユニットの説明＞
［選別ユニットの実施形態］
図１４は、図１に示す廃棄物処理システムＳが備える選別ユニットＳ２の実施形態に係る内部構造の概略を示す構造図である。図１４は、選別ユニットＳ２の内部を側方から見た図である。この選別ユニットＳ２は、受け入れ口２０１、ローラーコンベア２０２、モータ（駆動手段）４、シリンダ（保持手段）２０６を有して大略構成され、そのローラーコンベア２０２には送風機（送風手段）２０８が取り付けられている。
【０１１０】
受け入れ口２０１は、破袋ユニットＳ１から排出された廃棄物ＰＡ（内容物ＰＢ及び包装材ＰＣを含む。）を受け入れるための開口であり、ローラーコンベア２０２の上方に配置されている。廃棄物ＰＡは、内容物ＰＢとして、例えば、家庭内や事業所、作業現場等から排出され、紙くず・小片・ビニール袋等の軽量物（第１物体）Ｐ１、岩石・廃材・空き缶等の重量物（第２物体）Ｐ２、土砂・小石等の細粒物（第３物体）Ｐ３を混合的に含んでいる。なお、包装材ＰＣは、大略軽量物Ｐ１に分類される。受け入れ口２０１から受け入れた廃棄物ＰＡは、ローラーコンベア２０２上に落下し、ローラーコンベア２０２によって搬送方向Ｘ２へと搬送される軽量物Ｐ１、搬送方向Ｘ２の逆方向−Ｘ２へと滑落する重量物Ｐ２、搬送ローター２１２の隙間Ｇ（図１５参照）から下方へと落下する細粒物Ｐ３とに選別されるようになっている。
【０１１１】
なお、この廃棄物処理システムＳにおいては、選別ユニットＳ２が廃棄物ＰＡを受け入れる前に、破袋ユニットＳ１によって廃棄物ＰＡが破袋され、かつ内容物ＰＢと包装材ＰＣとに大略分離されている。そして、大半の内容物ＰＢと包装材ＰＣとが、別々の位置から受け入れ口２０１へと落下するようになっている。したがって、この時点で初期段階の粗選別が行われており、一層の選別信頼性の向上に寄与している。
【０１１２】
ローラーコンベア２０２は、後述するシリンダ２０６によって例えば、傾斜角θ２で傾斜配置されており、その傾斜上部側Ｕの下方には、ローラーコンベア２０２の上端２０２ａから排出される軽量物Ｐ１を回収するためのストッカーＴ１が配置されている。傾斜下部側Ｄの下方には、ローラーコンベア２０２の下端２０２ｂから排出される重量物Ｐ２を回収するためのストッカーＴ２が配置されている。ローラーコンベア２０２の略中央下方には、隙間Ｇから落下する細粒物Ｐ３を回収するためのストッカーＴ３が配置されている。
【０１１３】
ローラーコンベア２０２は、複数の搬送ローターの回転により混合物を搬送するためのものである。図１５は、このローラーコンベア２０２の内部構造を正面（図１４における矢印Ａ方向）から見た正面図である。ローラーコンベア２０２は、複数のローター軸２１０を有しており、本実施の形態においては、ローター軸２１０を７本有している。そのローター軸２１０は、ローラーコンベア２０２の搬送方向Ｘ２と直交する方向を軸方向Ｙ２として、搬送方向Ｘ２に沿って互いに平行に配置されている。
【０１１４】
図１６は、このローター軸２１０の二面図である。ローター軸２１０はシャフト２１１と複数の搬送ローター２１２とを有している。搬送ローター２１２は、シャフト２１１に同軸状に一定間隔で複数取り付けられており、シャフト２１１と共に回転するようになっている。その搬送ローター２１２は、図１６に示すように、頂部２１２ａと凹部２１２ｂとを有して丸みを帯びた略四角形断面形状を呈している。この搬送ローター２１２が回転方向α２に回転することにより、頂部２１２ａによって軽量物Ｐ１を弾くようにして搬送方向Ｘ２へと搬送することができるようになっている。
【０１１５】
搬送ローター２１２は、軸方向Ｙ２に沿って一定の厚さｔを有している。そして、軸方向Ｙ２で隣接する搬送ローター２１２同士はその厚さｔより大きい寸法間隔で配置されている。図１５に示すように、ローター軸２１０同士は、搬送方向Ｘ２に沿って平行に配置されている。そして、搬送方向Ｘ２に隣接する搬送ローター２１２同士が、互い違いに入れ子状となるように、ローター軸２１０が隣接配置されている。この入れ子状となった搬送ローター２１２と搬送ローター２１２との間には隙間Ｇが形成されている。そして、その隙間Ｇから、細粒物Ｐ３が落下するようになっている。
【０１１６】
なお、ローター軸２１０にはその軸端近傍にスプロケット２０９が取り付けられている。このスプロケット２０９がチェーン２１３と係合することにより、モータ２０４からの駆動力が伝達されるようになっている。
【０１１７】
モータ２０４は、搬送ローター２１２を回転駆動するためのものである。より具体的には、モータ２０４は、チェーン（伝達手段）２１３を介してローター軸２１０を回転駆動することにより、搬送ローター２１２を回転させるようになっている。モータ２０４は、搬送ローター２１２を回転方向α２に回転駆動することにより、軽量物Ｐ１を搬送方向Ｘ２へと搬送する。
【０１１８】
本実施の形態においては、選別ユニットＳ２は、傾斜上部側Ｕの４本のローター軸２１０を回転駆動する上部側モータ２０４ａと、傾斜下部側Ｄの３本のローター軸２１０を回転駆動する下部側モータ２０４ｂとを有している。そして、上部側モータ２０４ａは下部側モータ２０４ｂよりも高速で駆動され、その結果、傾斜上部側Ｕのローター軸２１０及び搬送ローター２１２は、傾斜下部側Ｄのローター軸２１０及び搬送ローター２１２の回転速度の約１．４倍の回転速度で駆動されるようになっている。
【０１１９】
なお、上部側モータ２０４ａと下部側モータ２０４ｂの２つのモータ２０４を用いるのでなく、１つのモータ２０４によって傾斜上部側Ｕのローター軸２１０と傾斜下部側Ｄのローター軸２１０とを異なる回転速度で駆動することも可能である。その場合、チェーン２１３と係合する傾斜上部側Ｕのローター軸２１０に係るスプロケット２０９の歯数を傾斜下部側Ｄのローター軸２１０に係るスプロケット２０９の歯数よりも少なくすればよい。
【０１２０】
シリンダ２０６は、ローラーコンベア２０２を搬送方向Ｘ２に向けて上り傾斜となるように傾斜保持するためのものである。シリンダ２０６は、ローラーコンベア２０２を下方で支持しており、その傾斜上部側Ｕが上、傾斜下部側Ｄが下となるように保持している。その傾斜角θ２は、図示しない高さ調整手段によって、この選別ユニットＳ２が処理する廃棄物ＰＡの種類等に応じて調整可能となっている。
【０１２１】
送風機２０８は、受け入れ口２０１から受け入れた廃棄物ＰＡに向けて送風するためのもので、受け入れ口２０１の下方であってローラーコンベア２０２の上方に配置されている。送風機２０８は、ローラーコンベア２０２の傾斜角θ２と平行な方向で、かつ搬送方向Ｘ２に向けて（すなわち、傾斜下部側Ｄから傾斜上部側Ｕへ向けて）廃棄物ＰＡに送風するようになっている。送風機２０８は、ローラーコンベア２０２の傾斜角θ２以上で廃棄物ＰＡに向けて送風してもよい。
【０１２２】
受け入れ口２０１は、傾斜上部側Ｕと傾斜下部側Ｄとの境界近傍の上方に配置されている。本実施の形態においては、傾斜上部側Ｕの４本のローター軸２１０と傾斜下部側Ｄの３本のローター軸２１０との境界近傍の上方位置に配置されている。したがって、受け入れ口２０１から受け入れた廃棄物ＰＡは、送風機２０８によって一層分散されてローラーコンベア２０２上に落下する。その際、軽量物Ｐ１は送風の影響を強く受けて、傾斜上部側Ｕへと流されて落下する。一方、重量物Ｐ２は送風の影響を殆ど受けることなく受け入れ口２０１から略真下に落下する。
【０１２３】
傾斜上部側Ｕへと落下した軽量物Ｐ１は、回転速度の速い傾斜上部側Ｕの搬送ローター２１２の回転によって迅速に搬送方向Ｘ２へと搬送され、上端２０２ａへと至る。そして、上端２０２ａから排出されて、ストッカーＴ１内へと回収される。一方、送風の影響を殆ど受けることなく落下した重量物Ｐ２は、そのまま回転速度の遅い傾斜下部側Ｄの搬送ローター２１２上を搬送方向の逆方向（−Ｘ２方向）へと円滑に滑落して行き、下端２０２ｂへと至る。そして、下端２０２ｂから排出されて、ストッカーＴ２内へと回収される。
【０１２４】
次に、この選別ユニットＳ２が受け入れた廃棄物ＰＡが選別されるまでの手順について説明する予め、選別ユニットＳ２のモータ２０４はローター軸２１０の回転駆動を開始しており、送風機２０８は送風を開始している。まず、受け入れ口２０１を介して破袋ユニットＳ１から廃棄物ＰＡを受け入れる。この廃棄物ＰＡは、破袋ユニットＳ１側から受け入れた段階で、既に内容物ＰＢと包装材ＰＣとに大略分類されている。受け入れた廃棄物ＰＡは、送風機２０８からの送風により、軽量物Ｐ１と重量物Ｐ２とに分散されてローラーコンベア２０２上に落下する。その場合、軽量物Ｐ１の大半が傾斜上部側Ｕの搬送ローター２１２上に落下し、重量物Ｐ２の大半が、そのまま略真っ直ぐ下方に（すなわち、傾斜上部側Ｕと傾斜下部側Ｄとの境界付近に）落下する。したがって、この時点で送風機２０８の風によって、廃棄物ＰＡの粗選別が行われる。
【０１２５】
傾斜上部側Ｕの搬送ローター２１２上に落下した軽量物Ｐ１は、傾斜上部側Ｕの高速回転により搬送ローター２１２の頂部２１２ａに弾かれるようにして迅速に搬送方向Ｘ２へと搬送されて行き、上端２０２ａへと至る。そして、上端２０２ａから排出されてストッカーＴ１内へと回収される。
【０１２６】
なお、一部の重量物Ｐ２が傾斜上部側Ｕの搬送ローター２１２上に落下する場合もあり得る。しかし、重量物Ｐ２は、搬送に拘らずその重量により滑落を開始する。受け入れ口２０１が傾斜上部側Ｕと傾斜下部側Ｄとの境界近傍に配置されているので、重量物Ｐ２が滑落を開始すると、すぐに傾斜下部側Ｄの搬送ローター２１２上へと移動する。傾斜下部側Ｄの搬送ローター２１２は、傾斜上部側Ｕよりも低速（２／３以下の回転速度）で回転している。したがって、重量物Ｐ２は円滑に下端２０２ｂへ向けて滑落して行く。下端２０２ｂから排出された重量物Ｐ２はストッカーＴ２内へと回収される。
【０１２７】
そのまま略真っ直ぐ下方に落下した重量物Ｐ２は、傾斜上部側Ｕと傾斜下部側Ｄとの境界近傍に落下することとなる。そして、傾斜下部側Ｄの搬送ローター２１２上に落下した重量物Ｐ２は、搬送ローター２１２の回転速度が低いので、その回転方向α２への回転に拘らず円滑に滑落して行く、そして、迅速に下端２０２ｂへと至り、ストッカーＴ２内へと回収される。傾斜上部側Ｕの搬送ローター２１２上に落下した重量物Ｐ２についても、上述したものと同様に、搬送方向Ｘ２へ搬送されることなく滑落し、下端２０２ｂへと至る。
【０１２８】
なお、一部の軽量物Ｐ１が傾斜下部側Ｄの搬送ローター２１２上に落下する場合があり得る。しかし、軽量物Ｐ１は、搬送ローター２１２の回転速度が低速であっても、搬送ローター２１２上を滑落して行くことはなく、弾かれながら徐々に搬送方向Ｘ２へと搬送される。そうすると、すぐに傾斜上部側Ｕの搬送ローター２１２上へと移動することができるので、そのまま迅速に上端２０２ａへと搬送される。
【０１２９】
なお、細粒物Ｐ３については、一部が受け入れ口２０１からそのまま真っ直ぐに落下し、一部が送風機２０８の送風によって傾斜上部側Ｕへと分散される。いずれも細粒物Ｐ３についても、搬送されたり滑落したりすることなく、隙間Ｇから下方に落下し、ストッカーＴ３によって回収されることとなる。
【０１３０】
以上、本発明の好ましい実施の形態を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その要旨の範囲内で様々な変形や変更が可能である。
【０１３１】
例えば、本実施の形態においては、傾斜上部側Ｕの搬送ローター２１２の回転速度を傾斜下部側Ｄの搬送ローター２１２の回転速度の１．４倍としているが、もちろん傾斜上部側Ｕの搬送ローター２１２の回転数はそれ以上の回転速度であってもよい。傾斜上部側Ｕと傾斜下部側Ｄとでどの程度の回転速度比とするかは、受け入れる廃棄物ＰＡの種類、ローラーコンベア２０２の傾斜角θ２、搬送ローター２１２の形状、必要とされる処理速度等に応じて適宜設定可能な事項である。また、場合によっては、傾斜上部側Ｕの搬送ローター２１２の回転速度を傾斜下部側Ｄの搬送ローター２１２の回転速度よりも低速とすることも考えられる。廃棄物ＰＡのローラーコンベア２０２上での滞留時間を長くすることができるので、処理の高速化よりも選別の信頼性向上、特に細粒物Ｐ３の確実な選別が要求される場合に適切な方法である。
【０１３２】
上記実施形態においては、傾斜上部側Ｕの搬送ローター２１２の回転速度を傾斜下部側Ｄの搬送ローター２１２の回転速度の１．４倍としているが、傾斜上部側Ｕにおける複数の搬送ローター２１２同士の回転速度は同速度であり、傾斜下部側Ｄにおける複数の搬送ローター２１２同士の回転速度は同速度である。
【０１３３】
しかし、傾斜上部側Ｕ内での複数の搬送ローター２１２の各々の回転速度を、より下部側のものよりもより上部側のものが高速回転となるようにすることもできる。同様に、傾斜下部側Ｄ内での複数の搬送ローター２１２の各々の回転速度を、より下部側のものよりもより上部側のものが高速回転となるようにすることもできる。必要に応じて、ローラーコンベア２０２内の全搬送ローター２１２を、下方から上方にかけて順次徐々に高速回転となるように構成することもできる。
【０１３４】
このように、下方から順に上方へ向けて高速回転とすることで、廃棄物ＰＡの態様によっては、一層選別の高速化と信頼性を高い次元で両立させることができる。なお、各搬送ローター２１２ごとの回転速度調整は、各々別々の駆動モータによることも可能であるが、例えば、搬送ローター２１２ごとに異なる歯数のスプロケット２０９を使用し、これらをチェーン２１３によって連結すれば、１つの駆動モータによって実現することも可能である。
【０１３５】
また、送風機２０８による送風方向をローラーコンベア２０２の傾斜方向と略平行としているが、もちろん送風方向がより一層大きい傾斜であってもよい。より受け入れ口２０１側へ向けて上向きに送風することで、分散の程度をより強めることができる。
【０１３６】
なお、ローター軸２１０の本数、ローラーコンベア２０２の傾斜角θ２、搬送ローター２１２の形状や回転速度等は適宜設定可能な設計事項である。また、傾斜上部側Ｕと傾斜下部側Ｄとの境界は、搬送方向Ｘ２におけるローラーコンベア２０２の中央近傍であることが望ましく、その上方に受け入れ口２０１が配置されることが望ましいが、もちろんこれについても事情に応じて適宜変更可能である。
【０１３７】
［実施例２−１］
上記実施形態において説明した選別ユニットＳ２を有する廃棄物処理システムＳを用いて、廃棄物ＰＡの選別試験を行った。廃棄物ＰＡとして、体積２ｍ３の軽量プラスチック（軽量物）Ｐ１と体積０．１２ｍ３の重量プラスチック（重量物）Ｐ２とを含み、全体として体積２．１２ｍ３の廃棄物ＰＡの選別試験を行った。
【０１３８】
実施例２−１においては、傾斜下部側Ｄの３本のローター軸１１０に係る搬送ローター２１２の回転速度をＮ（ｒｐｍ）、傾斜上部側Ｕの４本のローター軸２１０に係る搬送ローター２１２の回転速度を１．４倍の１．４Ｎ（ｒｐｍ）とした。また、比較例として、傾斜上部側Ｕの搬送ローター２１２の回転速度を、傾斜下部側Ｄの搬送ローター２１２の回転速度と同速度のＮ（ｒｐｍ）とした場合についても試験を行った。実施例２−１及び比較例において、上端２０２ａ側から排出された軽量プラスチックＰ１の量と下端２０２ｂ側から排出された軽量プラスチックＰ１の量とを以下表７にまとめた。
【０１３９】
なお、廃棄物ＰＡの投入を、傾斜上部側Ｕに近い傾斜下部側Ｄの位置付近に落下するように行ったところ、表７に示すように、破袋ユニットＳ１による案内ローター１０４側へと破袋ローター１０８側へとの分離、及び送風機２０８からの送風に起因して、体積２ｍ３の軽量プラスチックＰ１のうち体積０．６５ｍ３分が、また、体積０．１２ｍ３の重量プラスチックＰ２のうち体積０．０２５ｍ３分が傾斜上部側Ｕへと落下した。
【０１４０】
表７からわかるように、実施例２−１においては投入した軽量プラスチックＰ１のすべてが上端２０２ａ側から排出されているのに対し、比較例においては２ｍ３のうち１．３５ｍ３の軽量プラスチックＰ１が上端２０２ａ側へと搬送されているが、残りの０．６５ｍ３については、下端２０２ｂ側から排出されてしまっている。
【０１４１】
つまり、実施例２−１においては、傾斜下部側Ｄに落下した軽量プラスチックＰ１も傾斜上部側Ｕへと搬送されて上端２０２ａ側から排出されており、比較例においては、傾斜下部側Ｄに落下した軽量プラスチックＰ１は、傾斜上部側Ｕへと送られずにそのまま傾斜下部側Ｄを滑落して下端２０２ｂから排出されている。
【０１４２】
実施例２−１で上端２０２ａから排出された軽量プラスチックＰ１の量（２ｍ３）は、比較例で上端２０２ａから排出された軽量プラスチックＰ１の量（０．６５ｍ３）の約１．４８倍の体積である。これは、傾斜上部側Ｕの搬送ローター２１２の回転速度を傾斜下部側Ｄの搬送ローター２１２の回転速度の１．４倍とすることにより、選別ユニットＳ２の選別処理能力が約１．４８倍に向上することを意味している。傾斜上部側Ｕの搬送ローター２１２の回転速度を上昇させることで、選別ユニットＳ２の処理能力を向上させることができ、ひいては、処理能力を低下させることなく選別ユニットＳ２のサイズの小型化、ひいては廃棄物処理システムＳの小型化を図ることができる。
【０１４３】
【表７】
【符号の説明】
【０１４４】
α１，α２：回転方向
θ１：角度
θ２：傾斜角
Ａ：矢印
Ｂ：電流計（異物検出手段）
Ｃ：制御装置（制御手段）
Ｄ：傾斜下部側
Ｇ：隙間
Ｊ：仮想円
ｋ：頂角
Ｌ：二等分線
Ｌ２：接線方向
Ｍ，Ｍ１〜Ｍ７：駆動モータ（駆動源）
Ｐ１：軽量物（第１物体）
Ｐ２：重量物（第２物体）
Ｐ３：細粒物（第３物体）
ＰＡ：廃棄物
ＰＢ：内容物
ＰＣ：包装材
Ｒ１〜Ｒ３：回転軌跡
Ｓ：廃棄物処理システム
Ｓ１：破袋ユニット
Ｓ２：選別ユニット
Ｔ：比率
Ｔ１〜Ｔ３：ストッカー
ｔ：厚さ
ｒａ：一定距離
Ｕ：傾斜上部側
Ｗ１，Ｗ２：重複寸法
Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１：矢印
Ｘ２：搬送方向
Ｙ２：軸方向
１０２：投入口
１０４：案内ローター
１０６：ガイドプレート
１０６ａ：上部スリット
１０６ｂ：下部スリット
１０８：破袋ローター
１１０：取り出しローター
１１２：排出口
１１４，１２２，１２６：軸部材
１１４ａ：多角形状部
１１６：案内ブレード
１１８：破袋ブレード
１１８ａ：爪部
１２０：取り出しブレード
１３０：異物排出口
１３２：案内ガイドプレート
１３２ａ：一端
１３２ｂ：切り欠き部
１３３，１３４：スクレーパ
１３５：開閉扉
１４０：投受光センサー（巻き付き検出手段）
２０１：受け入れ口
２０２：ローラーコンベア
２０２ａ：上端
２０２ｂ：下端
２０４：モータ（駆動手段）
２０４ａ：上部側モータ（駆動手段）
２０４ｂ：下部側モータ（駆動手段）
２０６：シリンダ（保持手段）
２０８：送風機（送風手段）
２０９：スプロケット
２１０：ローター軸
２１１：シャフト
２１２：搬送ローター
２１２ａ：頂部
２１２ｂ：凹部
２１３：チェーン（伝達手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物処理システムに係り、特に破袋ユニットと選別ユニットとの組合せにより、効率的に廃棄物の破袋及び選別を行うことのできる廃棄物処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、袋詰めされた廃棄物の包装材を破断する破袋装置が知られている。例えば、特許文献１には、無端コンベヤに設けられた移動爪とプレートに設けられた固定刃とによって破袋する用のカッターが列状に配置され、コンベヤを回転させることにより包装材を破断する装置が開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、揺動可能に回転するカッターと固定刃とによって廃棄物の包装材を破断する装置が開示されている。これらの装置においては、回転又は移動するカッター（又は移動爪）と固定刃との相対移動により廃棄物の包装材を引き裂くようになっている。そして、廃棄物から包装材を除去して、その内容物を包装材と選別することができるようになっている。
【０００４】
また、様々な物体が混合した混合物を、その物体の態様（物性）に応じて選別する選別装置が知られている。例えば、選別装置は、土砂、石、ビニール袋、ペットボトル、空き缶、木材等が混在する混合廃棄物を、比重、重量、形状に基づく空気抵抗などに応じて、選別することができるようになっている。
【０００５】
この選別装置の一態様として、ローラーコンベアを用いたものがある（例えば、特許文献３を参照。）。ローラーコンベアは、同軸に複数の搬送ローターが取り付けられてローター軸が構成され、そのローター軸が平行に複数並んで配置されたものである。
【０００６】
この種の選別装置においては、例えば、このローラーコンベアを傾斜配置して傾斜上部側に向けて混合物を搬送するように搬送ローターを回転駆動させる。それにより、混合物中の軽量物は搬送ローターにより傾斜上部側へと搬送され、重量物はその重量により傾斜下部側へと滑落し、細粒物は搬送ローター間の隙間から下方に落下するように選別される。このように、このローラーコンベアでは搬送ローターを複数有して混合物の選別を行うので、ロータースクリーンとも呼ばれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−３１７３３７号公報
【特許文献２】特開２００８−６８２４９号公報
【特許文献３】特開２００３−２６０４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１に開示のものは、無端コンベヤの駆動により破袋を行うものであり、構造が複雑でかつ大型になってしまう。それに伴い、必然的に装置コストも高いものとなってしまう。また、上記特許文献１，２に開示のものは、固定刃とカッター（又は移動爪）との相対移動により破袋を行うので、１つの廃棄物に対する破袋の機会が少なく、充分な破袋率（投入した廃棄物個数のうち、包装材が破断された廃棄物個数の割合）を獲得することが難しい。包装材を破断したものの、内容物が破断された包装材の内部に引っかかるように残っているものも多く、排出後に内容物と包装材との分離を作業員による手作業で行う必要がある。
【０００９】
また、破袋装置は、そもそもゴミのようなある程度予想可能な粒度、重量のゴミを内容物として、それらがゴミ袋等の包装材に内包される廃棄物を処理することを想定している。したがって、例えば電子レンジ等の比較的大きな粒度、重量のある家電製品等の処理を想定していないが、万一そのような物が装置内に投入された場合は、異物として除去しなければならない。
【００１０】
しかしながら、従来のものは、これらの異物の除去を作業員の手作業で行わなければならず、作業が煩雑で、かつ安全面においても懸念があった。回転軸やカッターに廃棄物の一部が巻き付いた場合にも、手作業で頻繁に除去しなければならず、やはり作業が大変であった。
【００１１】
一方、選別装置においては、より一層の処理速度の向上と選別の信頼性向上が望まれている。その処理速度や信頼性は、搬送ローターの回転速度や外形形状、ローラーコンベアの傾斜角度等に依存する部分が大きい。ここで、選別の信頼性が高いとは、重量物側に軽量物が混ざったり軽量物側に重量物が混ざったりすることが殆どなく、重量物と軽量物との選別を確実に行える能力を言う。
【００１２】
例えば、処理速度向上のために、搬送ローターの回転速度を一律に増速させると、石や木材等の重量物でさえ傾斜上部へと搬送されてしまう傾向となり、軽量物側に重量物が混ざってしまう。そのため、選別の信頼性低下を招いてしまう。一方、重量物の滑落を確実とするためにローラーコンベアの傾斜角度を増大させると、今度は紙くずやビニール袋などの軽量物が傾斜面を上りきれず、重量物側に軽量物が混ざってしまうこととなる。また、より確実な選別信頼性のために回転速度や傾斜角度を減少させると、処理速度が低下し、単位時間当たりの処理量が減少してしまう。
【００１３】
更に、破袋機能と選別機能とを併せ持つことにより、一層高機能な廃棄物処理を行う装置の提案が強く要求されている。すなわち、廃棄物を投入口に投入するだけで、外側の包装材を破断してその内容物を取り出し、更にその内容物を物性に基づいて３種類に選別するようになっていれば、廃棄物の処理（破袋及び選別）が一層簡単かつ効率的となって好ましい。
【００１４】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、破袋機能と選別機能とを併せ持つことにより、廃棄物を簡単かつ効率的に処理（破袋及び選別）することのできる廃棄物処理システムを提案することを例示的課題とする。更に、その破袋機能においては、破袋率を顕著に向上させ、破袋後の包装材内部への内容物残りを減少させて包装材と内容物との分離を確実に行うことができ、また、異物処理の作業軽減や巻き付き防止において大きな効果を発揮させることを例示的課題とする。また、その選別機能においては、高い次元で処理速度の向上と選別信頼性の向上との両立を実現させることを例示的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の課題を解決するために、本発明の例示的側面としての廃棄物処理システムは、内容物を包装材で内包して構成される廃棄物の包装材を破断し、内容物を包装材から外部に取り出す破袋ユニットと、破袋ユニットによる破袋後の廃棄物を、複数の搬送ローターが配列されたローラーコンベアによる傾斜搬送を利用して第１物体、第２物体及び第３物体に選別する選別ユニットと、を備えた廃棄物処理システムであって、破袋ユニットは、廃棄物を投入する投入口と、軸部材とその軸部材から略放射状に突出する案内ブレードとを有して投入口の下方に配置され、投入口から投入された廃棄物を案内ブレードの回転により排出口へ向けて送り出す案内ローターと、軸部材とその軸部材から略放射状に突出する破袋ブレードとを有して、案内ローターの斜め上方に、破袋ブレードの回転軌跡と案内ブレードの回転軌跡とが第１の重複寸法で部分的に重複するように配置された破袋ローターと、軸部材とその軸部材から略放射状に突出する取り出しブレードとを有して、案内ローターの斜め下方に、取り出しブレードの回転軌跡と案内ブレードの回転軌跡とが第１の重複寸法よりも大きい第２重複寸法で部分的に重複するように配置された取り出しローターと、案内ローター、破袋ローター及び取り出しローターを回転駆動する１又は複数の駆動源と、を有して構成され、かつ、選別ユニットは、破袋ユニットからの廃棄物を受け入れる受け入れ口と、複数の搬送ローターの回転により、傾斜上部へと搬送される第１物体と傾斜下部へと滑落する第２物体と複数の搬送ローターの隙間から下方に落下する第３物体とに、廃棄物を選別するローラーコンベアと、傾斜上部側の搬送ローターと傾斜下部側の搬送ローターとを異なる回転速度で回転駆動する駆動手段と、ローラーコンベアを搬送方向に向けて上り傾斜に傾斜保持する保持手段と、を有して構成されることを特徴とする。
【００１６】
この廃棄物処理システムは、破袋ユニットと選別ユニットとを有しているので、破袋機能と選別機能の両方の機能を発揮し、高効率な廃棄物の処理作業を実現することができる。投入口から廃棄物を投入するだけで、その廃棄物の包装材が破断されて内容物が引き出され、更にその内容物が特性に応じて３種類に自動的に選別（分類）される。廃棄物処理作業における手作業を大幅に削減し、高い処理速度で廃棄物処理を行うことができる。
【００１７】
廃棄物処理システムにおける破袋ユニットは、案内ローターの回転と破袋ローターの回転とにより破袋処理を行うので、１つの廃棄物に対する破袋ブレードの接触機会を大きく増大させることができる。案内ローターの回転方向と破袋ローターの回転方向とを逆回転とすれば、案内ブレードと破袋ブレードとの相対速度を増大させることができる。したがって、相対速度向上と引き裂き機会の増大との相乗効果により、破袋率を大きく向上させることができる。
【００１８】
しかも、この破袋ユニットによれば、案内ローターの斜め下方に、取り出しローターも配置されている。この取り出しローターは、破袋ローターで破断しきれなかった包装材の破断、包装材の中に更に小袋に包装された内容物が内包されている場合のその小袋の破断、破袋後の包装材からの内容物の弾き出し（取り出し）の機能を発揮するようになっている。したがって、この取り出しローターの回転方向を案内ローターの回転方向と逆方向とすることにより、取り出しブレードと案内ブレードとの相対速度向上、１つの廃棄物に対する取り出しローターの接触機会の向上を図ることができる。その結果、更なる破袋率の向上、小袋破袋率の向上、包装材と内容物との分離の確実を実現することができる。
【００１９】
なお、包装材の破断を主目的とする破袋ブレードの回転軌跡と案内ブレードの回転軌跡との重複寸法である第１の重複寸法よりも、包装材の破断に加えて破袋後の包装材からの内容物の取り出し（弾き出し）や包装材内の小袋の破断をも主目的とする取り出しブレードの回転軌跡と案内ブレードの回転軌跡との重複寸法である第２の重複寸法の方が大きく設定されている。したがって、包装材の破断及び内容物の取り出しを各々効率よく行うことができるようになっている。
【００２０】
選別ユニットにおいては、傾斜上部側の搬送ローターの回転速度と傾斜下部側の搬送ローターの回転速度とを各々異なる回転速度で回転駆動しているので、選別装置の処理速度の向上と選別信頼性の向上とを高い次元で両立させることができる。例えば、傾斜上部側の搬送ローターを傾斜下部側よりも高速回転させると、ローラーコンベアの中ほどで上部側へ搬送されつつある第１物体を、より高速かつより強力に上部側へと搬送することができる。そして、ローラーコンベアの中ほどで下部側へと滑落しつつある第２物体を、より円滑に下部側へと滑落させることができる。
【００２１】
第１物体と第２物体の中間的な特性を有する物体が、ローラーコンベアの中ほどで滞留する時間を短縮し、より高速な選別を実現することができる。また、滑落しかけた物体の滑落を推進し、上部側へ搬送されかけた物体の搬送を促進する機能を発揮するので、第１物体と第２物体とを明確に切り分けることができ、選別信頼性を向上させることができる。
【００２２】
もちろん、設計上の都合によっては、傾斜上部側の搬送ローターの回転速度を低速にし、傾斜下部側の搬送ローターの回転速度を高速にすることもできる。それにより、積極的にローラーコンベア上での混合物の滞留時間を長時間とすることができる。第３物体の搬送や滑落を防止して、確実に第３物体を搬送ローターの隙間から下方へ落下させることができる。
【００２３】
なお、ここで第１物体とは典型的には軽量物であり、紙くず、ビニール袋、綿埃、小片（金属、プラスチック、木材等を材料とするもの）などを例示することができる。また、第２物体とは典型的には重量物であり、岩石、空き缶、ペットボトル、廃材（ここでは、金属、プラスチック、木材を材料とする比較的大きく重量のある物体を意味する。）などを例示することができる。第３物体とは典型的には細粒物であり、土砂、小石などを例示することができる。これら第１物体〜第３物体は、いずれも廃棄物内に含まれる物体である。
【００２４】
案内ブレードの回転軌跡と破袋ブレードの回転軌跡との回転中心間における重複寸法が、２０ｍｍ以上かつ６０ｍｍ以下であることが望ましい。また、案内ブレードの回転軌跡と取り出しブレードの回転軌跡との回転中心間における重複寸法が、４０ｍｍ以上かつ１６０ｍｍ以下であることが望ましい。
【００２５】
案内ブレードの回転軌跡と破袋ブレードや取り出しブレードの回転軌跡との回転中心間における重複が小さ過ぎると包装材の破袋率や小袋の破袋率が低下し、また、解れ率（投入した廃棄物個数のうち、内容物と包装材とが分離された廃棄物個数の割合）も低下する。
【００２６】
一方、ブレード同士の重複が大き過ぎると、駆動源による所要動力が大きくなり、消費電力の増大を招いてしまう。また、ブレードへの廃棄物の噛み込みも増加してしまい、駆動源の負荷増大にも繋がってしまう。案内ブレードと破袋ブレードとの重複や案内ブレードと取り出しブレードとの重複には適正な範囲が存在し、その適正範囲内に設定することが、処理効率向上や駆動源の負荷軽減にとって望ましい。本発明においては、案内ブレードの回転軌跡と破袋ブレードの回転軌跡との回転中心間における重複寸法を２０ｍｍ以上かつ６０ｍｍ以下に設定することにより、高い破袋率、高い解れ率及び駆動源の負荷軽減（消費電力低減を含む）を実現することができる。
【００２７】
案内ローターの回転数に対する破袋ローターの回転数の比率が２０倍以上かつ４０倍以下であることが望ましい。
【００２８】
包装材の破断の機会を増大させるには、案内ローターの回転数に対して破袋ローターの回転数を大きくすることが望ましい。一方で、破袋ローターの回転数を過大にすると、やはり駆動源の消費電力や負荷の点で望ましくなく、適正な範囲が存在する。本発明においては、案内ローターの回転数に対する破袋ローターの回転数の比率を２０倍以上かつ４０倍以下とすることにより、高い破袋率と駆動源の負荷軽減を実現することができる。なお、案内ローターの回転数に対する取り出しローターの回転数の比率も、同様に２０倍以上かつ４０倍以下とすることにより、高い解れ率と駆動源の負荷軽減を実現することができる。
【００２９】
案内ローター、破袋ローター及び取り出しローターのうち少なくともいずれかの軸部材が、その軸直交面内における断面形状が少なくとも３つの頂角を有する非円形状である多角形状部を有することが望ましい。
【００３０】
回転軸式を採用した場合、長尺の廃棄物や破袋後の包装材などが軸部材に巻き付き易い。また、巻き付いた長尺廃棄物や包装材には円周方向に均一に引っ張り応力が発生し、その引っ張り応力は円中心方向に向かう均一な締め付け力を生じる。したがって、一旦巻き付いてしまった長尺廃棄物等は、バランスよく均等に作用する応力のために安定的に巻き付き状態を維持し、なかなか軸部材から除去されない。
【００３１】
しかしながら、軸部材の直径を大きくし、軸周長を一般的な収集袋長よりも長くすることで、その収集袋の軸への巻き付きを低減することができる。また、仮に巻き付いた場合であっても、引っ張り応力が均一でなく頂角部分と辺部分とで引っ張り応力に不均衡が生じ、安定的に巻き付き状態を維持することが難しい。したがって、容易に軸部材から除去することができる。
【００３２】
より具体的には、軸部材の直径を大きくすることにより、主に包装材の軸部材への巻き付きを軽減することができ、軸部材が多角形状部を有することにより、巻き付いてしまった包装材の軸部材からの脱落を促進することができる。例えば、軸部材の直径をφ≧２７０ｍｍとすれば、一般的に使用されるゴミ袋等の包装材が軸部材の全周長に至らず、軸部材の全周に亘って包装材が巻き付くのを防止することができる。そのため、包装材はなかなか軸部材へとしっかり巻き付くことができない。
【００３３】
一方、軸部材が多角形状部を有すると、引張り応力のアンバランスが生じるので、仮に包装材が巻き付いた場合であっても、外乱の影響（例えば、回転停止や逆回転など）によって簡単に包装材が軸部材から脱落する。その結果、巻き付いた包装材が徐々に堆積していくことが防止される。
【００３４】
軸部材への廃棄物の巻き付き厚さを検出する巻き付き検出手段と、巻き付き検出手段からの出力に応じて駆動源を制御する制御手段と、を更に有することが望ましい。
【００３５】
軸部材へ長尺廃棄物等が多量に巻き付いてしまうと、駆動源への過負荷となり、駆動源の回転が停止してしまったり、過電流等の不具合の原因となり得る。また、破袋処理へも悪影響を与え、破袋率や解れ率の低下を招いてしまう。巻き付き検出手段により軸部材への長尺廃棄物等の巻き付きを検出し、その検出結果に応じて駆動源を制御することにより、上記のような不都合を回避することができる。
【００３６】
ここで、巻き付き検出手段には、例えば、軸部材の見かけ半径（巻き付きにより、見かけ半径が増大する）が一定値以上となったことを検出する非接触タイプの投受光センサーや、軸部材に当接付勢された検出ロッドとその検出ロッドの角度位置を検出する位置センサーとの組合せ等を適用することができる。また、制御手段による駆動源の制御には、例えば回転数を減速させる減速制御や逆回転させる逆回転制御等を含む。
【００３７】
廃棄物処理システムが、破袋ローター及び取り出しローターと案内ローターとの間を実質的に遮蔽すると共に、破袋ブレードを案内ローター側に貫通させる上部スリットと、取り出しブレードを案内ローター側に貫通させる下部スリットとが形成され、かつ下部スリットと取り出しブレードとの軸方向における開口ギャップが上部スリットと破袋ブレードとの軸方向における開口ギャップよりも大きく形成されたガイドプレートを更に有することが望ましい。
【００３８】
投入された廃棄物が、案内ブレードとガイドプレートとに挟まれるようにして円滑に排出口へと導かれる。案内ブレードとガイドプレートとにより挟まれるようにして導かれるので、廃棄物の逃げを防止して確実に廃棄物にせん断力を発生させることができる。
【００３９】
また、ガイドプレートの上部スリットにおける開口ギャップよりも下部スリットにおける開口ギャップを大きく形成している。ガイドプレートに対して破袋ローター及び取り出しローターが配置される側では、主に破袋後の収集袋等の包装材の取り出しを目的としている。したがって、ガイドプレートに対して案内ローターが配置される側では、包装材が除去された残りの内容物が多く存在する。この内容物は、上部スリット側よりも下部スリット側近傍に多く存在し、そのため、下部スリットにおける開口ギャップが小さいとそのギャップ部分に多くの内容物が詰まってしまう。その結果、取り出しブレードが挟まってしまって動作不良や故障の原因となる可能性がある。しかしながら、この発明においては、下部スリットにおける開口ギャップを大きくしているので、内容物のスリットへの詰まりが予防される。
【００４０】
なお、これらの上部スリット及び下部スリットを通過して案内ローター側から破袋ローター側へと破袋された包装材及び各スリット幅よりも小さいものが引き出されるようになっている。その結果、内容物はガイドプレートの案内ローター側、包装材及び各スリット幅よりも小さいものは破袋ローター側と、両者の効率的な分離が可能となっている。
【００４１】
廃棄物処理システムが、投入口からの異物の投入を検出する異物検出手段と、異物検出手段からの出力に応じて駆動源を逆回転制御する制御手段と、案内ローターの逆回転により異物を排出させる排出口とは異なる異物排出口と、を更に有することが望ましい。
【００４２】
投入口から異物が投入された場合に、わざわざ作業員の手作業によって異物を取り出す必要がなく、異物排出口から自動排出させることができる。ここで、異物検出手段には、例えば駆動源の電流異常（過電流）を検出する電流計を適用することができる。大型の家電製品等の異物が投入され、案内ローターが停止してしまったような場合に、過電流を検出することにより異物投入を検知することができる。
【００４３】
そして、異物検知をした場合に、案内ローターを逆回転させることにより、通常の排出口とは異なる異物排出口から異物をスムーズに排出することができるので、通常の廃棄物と異物との分離を確実に行うことができる。
【００４４】
傾斜上部側又は傾斜下部側の少なくともいずれか一方において、より上部側の搬送ローターの回転速度がより下部側の搬送ローターの回転速度よりも高速回転してもよい。
【００４５】
より下部側の搬送ローターの回転速度が比較的低速で、より上部となるに従い高速回転しているので、、混合物のローラーコンベア上での滞留時間を短縮することができる。したがって、効率的に処理速度の向上と選別信頼性の向上とを実現することができる。
【００４６】
駆動手段が、傾斜上部側の搬送ローターを、傾斜下部側の搬送ローター回転速度の１．４倍以上の回転速度で回転駆動することが望ましい。
【００４７】
傾斜上部側の搬送ローターの回転速度が傾斜下部側の搬送ローターの回転速度の１．４倍以上となっているので、混合物のローラーコンベア上での滞留時間を充分に短縮することができる。したがって、効率的に処理速度の向上と選別信頼性の向上とを実現することができる。
【００４８】
ローラーコンベアが、搬送ローターを同軸状に複数有して構成されたローター軸を複数本有して構成され、かつ、駆動手段が、複数本のうちの傾斜上部側における実質的に半分の本数のローター軸に係る搬送ローター回転速度と、傾斜下部側における残りの本数のローター軸に係る搬送ローター回転速度と、を異なる回転速度で回転駆動することが望ましい。
【００４９】
回転速度が異なる傾斜上部側と傾斜下部側との境界部をローラーコンベアの略中央部に設定することができる。したがって、ローラーコンベアの上端又は下端に到達するまでに、第１物体にも第２物体にも選別のための充分な距離を確保することができる。なお、実質的に半分の本数とは、例えば、ローター軸が総数で偶数の場合はその半数、総数で奇数の場合はその半数に近い整数を意味する。例えば、ローター軸が総数で７本の場合は、傾斜上部側のローター軸を４本、傾斜下部側のローター軸を３本としてもよいし、傾斜上部側を３本、傾斜下部側を４本としてもよい。
【００５０】
受け入れ口が、傾斜上部側の搬送ローターと傾斜下部側の搬送ローターとの境界近傍に配置されることが望ましい。
【００５１】
受け入れ口が傾斜上部側と傾斜下部側との境界近傍、すなわち異なる回転速度の搬送ローター間の境界近傍に配置されているので、破袋ユニットから受け入れた結果傾斜下部側へ落下してしまった第１物体がスムーズかつ迅速に傾斜上部側へと搬送される。また、傾斜上部側へ落下してしまった第２物体もスムーズかつ迅速に傾斜下部側へと滑落する。したがって、この廃棄物処理システムにおける一層の処理速度向上と選別信頼性向上とに寄与することができる。
【００５２】
廃棄物処理システムが、ローラーコンベアの傾斜角度又はそれ以上の傾斜角度で、傾斜下部側から傾斜上部側へ向けて送風する送風手段を、ローラーコンベアの上方に更に有することが望ましい。
【００５３】
破袋ユニットから受け入れた破袋後の廃棄物を、送風手段からの送風により適度に分散させてローラーコンベア上に落下させることができる。その際、混合物内の物体のうち、低比重の物体や軽量の物体や空気抵抗の大きい物体等を、選択的に風下側へと分散させることができる。
【００５４】
例えば、岩石や廃材等の重量物については送風の影響を殆ど与えずに、紙くずやビニール袋などの軽量物を風下側（すなわち、傾斜上部側。）へと分散させることができる。したがって、ローラーコンベア上に到達する前に、廃棄物の粗選別を実施することができ、この廃棄物処理システムにおける一層の処理速度向上と選別信頼性向上とに寄与することができる。
【００５５】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下添付図面を参照して説明される好ましい実施の形態によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００５６】
本発明によれば、廃棄物を投入するだけで、破袋処理及び選別処理を自動的に行うので、効率的に廃棄物の処理を行うことができ、作業員の手間を大幅に削減することができる。また、破袋処理においては、包装材や小袋の破袋率の向上や解れ率の向上を実現することができる。回転軸への巻き付きを予防したり、異物投入の場合の排出をスムーズに行うことにより、破袋処理の効率向上と装置の耐久性や信頼性の確保及び作業員の安全確保を実現することができる。更に、選別処理においては、傾斜上部側の搬送ローターの回転速度と傾斜下部側の搬送ローターの回転速度とを異なる回転速度で回転駆動することにより、処理速度の向上と選別信頼性の向上との両立を高い次元で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施の形態に係る廃棄物処理システムの内部構造の概略を示す構造図である。
【図２】図１に示す廃棄物処理システムにおける破袋ユニットの実施形態１に係る内部構造の概略を示す構造図である。
【図３】図２に示す案内ローターの概略を示す外観斜視図である。
【図４】図２に示すガイドプレートの正面図である。
【図５】案内ローターの軸部材の軸直交面での断面図である。
【図６】図２に示す破袋ブレードの概略形状を示す二面図である。
【図７】破袋ブレードの他の例を示す二面図である。
【図８】図１に示す廃棄物処理システムにおける破袋ユニットの実施形態２に係る内部構造の概略を示す構造図である。
【図９】図１に示す廃棄物処理システムにおける破袋ユニットの実施形態３に係る内部構造の概略を示す構造図である。
【図１０】図９に示す案内ガイドプレートの正面図である。
【図１１】実施例１−１において、案内ローターの回転数に対する破袋ローターの回転数の比率と破袋率及び解れ率との関係を示すグラフである。
【図１２】実施例１−２において、案内ブレードの回転軌跡と破袋ブレードの回転軌跡との回転中心間における重複寸法と破袋率との関係を示すグラフである。
【図１３】実施例１−３において、案内ブレードの回転軌跡と取り出しブレードの回転軌跡との回転中心間における重複寸法と破袋率との関係を示すグラフである。
【図１４】図１に示す廃棄物処理システムにおける選別ユニットの実施形態に係る内部構造の概略を示す構造図である。
【図１５】図１４に示すローラーコンベアの内部構造を正面から見た正面図である。
【図１６】図１５に示すローター軸の二面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５８】
以下、本発明の実施の形態に係る廃棄物処理システムＳについて図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る廃棄物処理システムＳの内部構造の概略を示す構造図である。この廃棄物処理システムＳは、破袋ユニットＳ１と選別ユニットＳ２とを有して大略構成されている。その破袋ユニットＳ１は、選別ユニットＳ２の上方に配置されている。破袋ユニットＳ１の投入口１０２から投入された廃棄物ＰＡは、破袋ローター１０８及び取り出しローラー１１０により破袋処理され排出口１１２から排出されると、選別ユニットＳ２の受け入れ口２０１を介してローラーコンベア２０２上に落下し、ローラーコンベア２０２によって軽量物Ｐ１、重量物Ｐ２、細粒物Ｐ３に選別されるようになっている。以下、破袋ユニットＳ１及び選別ユニットＳ２について、順次その構成を説明する。
【００５９】
＜破袋ユニットの説明＞
［破袋ユニットの実施形態１］
図２は、図１に示す廃棄物処理システムＳが備える破袋ユニットＳ１の実施形態１に係る内部構造の概略を示す構造図である。図２は、破袋ユニットＳ１の内部を側方から見た図である。この破袋ユニットＳ１は、全体として略立方体形状を呈し、投入口１０２、案内ローター１０４、ガイドプレート１０６、破袋ローター１０８、取り出しローター１１０、排出口１１２、駆動モータ（駆動源）Ｍ及び制御装置（制御手段）Ｃを有して大略構成される。
【００６０】
投入口１０２は、この破袋ユニットＳ１内に廃棄物ＰＡを投入するための開口であって、破袋ユニットＳ１の上部に開口形成されている。廃棄物ＰＡは、例えば紙くず、プラスチック容器、缶等の内容物ＰＢを内包し、その外側をプラスチックゴミ袋等の包装材ＰＣで包んだものである。廃棄物ＰＡの中には、包装材ＰＣ内部に小袋に包装された内容物ＰＢが含まれている場合もあり、この破袋ユニットＳ１は、外側の包装材ＰＣのみならず、その内部の小袋をも破断する必要がある。投入口１０２から投入された廃棄物ＰＡは、その下方に配置された案内ローター１０４へと落下するようになっている。
【００６１】
案内ローター１０４は、投入口１０２から落下してきた廃棄物を排出口１１２へと送るための回転部材である。案内ローター１０４は、図２における紙面垂直方向を軸方向とする軸部材１１４とその軸部材１１４に取り付けられ略放射状に突出する案内ブレード１１６とを有して構成されている。図３は、この案内ローター１０４の概略を示す外観斜視図である。略放射状に３つの案内ブレード１１６が１組で取り付けられ、その１組が軸部材１１４の軸方向に等間隔で配置されている。
【００６２】
案内ローター１０４は、図中矢印Ｘ１方向に回転し、投入口１０２から落下してきた廃棄物ＰＡを案内ブレード１１６とガイドプレート１０６とで挟み込むようにしながら排出口１１２にまで送出する。その送出の過程において、ガイドプレート１０６と破袋ローター１０８及び取り出しローター１１０によって包装材ＰＣが破断され内容物ＰＢが包装材ＰＣの中から弾き出されるようになっている。
【００６３】
ガイドプレート１０６は、破袋ユニットＳ１の内部で軸方向に延びるプレートであって、破袋ローター１０８及び取り出しローター１１０によって引っ張られた廃棄物ＰＡを固定し、破断作用を発生させると共に、投入口１０２から投入された廃棄物ＰＡを排出口１１２にまで案内する案内路を形成する案内部材である。ガイドプレート１０６は、案内ローター１０４が配置される側と、破袋ローター１０８や取り出しローター１１０が配置される側との間を実質的に遮蔽し、廃棄物ＰＡの内容物ＰＢが破袋ローター１０８側へと紛れ込んでしまうのを防止している。
【００６４】
図４は、ガイドプレート１０６の正面図である。図２における紙面垂直方向（軸方向）を、図４における矢印Ｙ１方向としている。ガイドプレート１０６の上部側には、破袋ブレード１１８の配置位置に対応するように、上部スリット１０６ａが形成されている。この上部スリット１０６ａは、略長方形状に形成されて破袋ブレード１１８の貫通を許容している。上部スリット１０６ａの形成により、破袋ブレード１１８が案内ローター１０４側に侵入してその回転軌跡と案内ブレード１１６の回転軌跡とがオーバーラップできるようになっている。
【００６５】
上部スリット１０６ａの軸方向寸法（幅寸法）は、破袋ブレード１１８の軸方向寸法（厚さ寸法）よりも若干大きく形成されており、例えば、破袋ブレード１１８の厚さ９ｍｍに対して上部スリット１０６ａの幅寸法は３０ｍｍ以上１００ｍｍ以下に設定されている。この上部スリット１０６ａと破袋ブレード１１８との開口ギャップから、破袋後の包装材ＰＣが案内ローター１０４側から破袋ローター１０８側へと破袋ブレード１１８により引き出されるようになっている。したがって、ガイドプレート１０６を挟んで、案内ローター１０４側にスリット１０６ａより大きな内容物ＰＢ、破袋ローター１０８側に包装材ＰＣ及びスリット１０６ａより小さな内容物というように、大きな内容物ＰＢと包装材ＰＣ及び小さな内容物との分離が行われるようになっている。なお、上部スリット１０６ａと破袋ブレード１１８との開口ギャップが狭いので、内容物ＰＢが破袋ローター１０８側へと移動することは殆どない。
【００６６】
ガイドプレート１０６の下部側には、取り出しブレード１２０の配置位置に対応するように、下部スリット１０６ｂが形成されている。この下部スリット１０６ｂも、略長方形状に形成されて取り出しブレード１２０の貫通を許容している。下部スリット１０６ｂの形成により、取り出しブレード１２０が案内ローター１０４側に侵入してその回転軌跡と案内ブレード１１６の回転軌跡とがオーバーラップできるようになっている。
【００６７】
下部スリット１０６ｂの幅寸法と取り出しブレード１２０の厚さ寸法との開口ギャップは、上部スリット１０６ａの幅寸法と破袋ブレード１１８の厚さ寸法との開口ギャップよりも大きく形成されている。より具体的には、取り出しブレード１２０の厚さが破袋ブレード１１８の厚さと同寸の９ｍｍである場合に、下部スリット１０６ｂの幅寸法は８０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下に設定されている。
【００６８】
下部スリット１０６ｂの近傍においては、取り出しブレード１２０による内容物ＰＢの弾き出しが行われ、内容物ＰＢやその粉砕物が付近に散乱する状態となっている。したがって、下部スリット１０６ｂと取り出しブレード１２０との開口ギャップが上部スリット１０６ａにおける開口ギャップ同様に小さいと、内容物ＰＢやその粉砕物が開口ギャップに挟まってしまい、破袋ユニットＳ１の異常停止等の不具合を生じてしまう。したがって、下部スリット１０６ｂにおいては、上部スリット１０６ａにおける場合よりも開口ギャップを大きく設定し、破袋ユニットＳ１への不具合を防止している。なお、この下部スリット１０６ｂと取り出しブレード１２０との開口ギャップからも、案内ローター１０４側に残存する包装材ＰＣが取り出しローター１１０側へと取り出しブレード１２０によって引き出されるようになっている。
【００６９】
包装材ＰＣの破断は、主に以下のような原理に基づき行われる。すなわち、案内ローター１０４とガイドプレート１０６との挟み込みにより廃棄物ＰＡが略固定され、その廃棄物ＰＡに対して破袋ブレード１１８や取り出しブレード１２０が突き刺さる。そして、ブレード１１８，１２０の回転により、ブレード１１８，１２０とスリット１０６ａ，１０６ｂとの間でせん断力が生じ、包装材ＰＣから内容物ＰＢが弾き出されつつ包装材ＰＣが引き裂かれるのである。引き裂かれた包装材ＰＣは、ブレード１１８，１２０に刺さっているので、そのままスリット１０６ａ，１０６ｂを通り抜けて破袋ローター１０８及び取り出しローター１１０が配置される側へと引きずり出される。
【００７０】
案内ローター１０４の軸部材１１４は、図３及び図５に示すように軸方向直交面内における断面形状が非円形状である多角形状部１１４ａを有している。また、この多角形状部１１４ａの各頂角ｋを結ぶ仮想円Ｊの直径は望ましくはφ２７０ｍｍ以上、より望ましくはφ３４０ｍｍ以上、更に望ましくはφ４６０ｍｍ以上と大径に構成されている。
【００７１】
直径が大きいだけでなく、その断面形状が頂角ｋを有する多角形状とされているので、破袋後の包装材ＰＣや長尺の廃棄物等が巻き付いてしまった場合にも引っ張り応力のアンバランスにより外れ易くなっている。したがって、軸部材１１４への長尺廃棄物等の巻き付きを予防又は軽減している。
【００７２】
破袋ローター１０８は、廃棄物ＰＡの包装材ＰＣを破断するための回転部材である。図２における紙面垂直方向を軸方向とする軸部材１２２とその軸部材１２２に取り付けられ略放射状に突出する破袋ブレード１１８とを有して構成され、図中矢印Ｚ１方向に回転している。破袋ローター１０８においては、略放射状に４つの破袋ブレード１１８が１組で軸部材１２２に取り付けられ、その１組が軸部材１２２の軸方向に等間隔で配置されている。なお、破袋ブレード１１８と案内ブレード１１６とは、相互に干渉しないように軸方向位置がずれて配置され、いわゆる入れ子状に配置されている。
【００７３】
図６は、この破袋ブレード１１８の概略形状を示す二面図である。破袋ブレード１１８は、その先端に包装材ＰＣを破断するための爪部１１８ａを有している。この爪部１１８ａの頂角における二等分線Ｌは、この破袋ブレード１１８の回転軌跡Ｒ１の爪部１１８ａにおける接線方向Ｌ２よりも角度θ１分だけ外向きに傾斜している。この角度θ１の設定により爪部１１８ａが円周外方向に向いて設定されることとなる。したがって、爪部１１８ａによる包装材ＰＣへの突き刺しや包装材ＰＣの上部スリット１０６ａを通しての引きずり出しを充分に機能達成しつつ、爪部１１８ａに突き刺さった状態の包装材ＰＣが、破袋ブレード１１８の回転に伴い容易に脱落するようになっている。
【００７４】
なお、破袋ブレード１１８が図７に示すように、その先端に突出部を有さない形状である場合であっても、ブレード１１８の頂角が爪部１１８ａとして機能する。そして、爪部１１８ａとしての頂角の二等分線Ｌがこの破袋ブレード１８の回転軌跡Ｒ１の爪部１１８ａにおける接線方向Ｌ２よりも角度θ１分だけ外向きに傾斜していればよい。
【００７５】
破袋ブレード１１８の回転軌跡Ｒ１と案内ブレード１１６の回転軌跡Ｒ２とは、図２に示すように部分的に重複しており、その中心間における重複寸法Ｗ１は、望ましくは２０ｍｍ以上かつ６０ｍｍ以下、より望ましくは３０ｍｍ以上かつ５０ｍｍ以下に設定されている。これにより、包装材ＰＣの確実な破断を実現しつつ、内容物ＰＢやその粉砕物の不用意な引っ掛かりを防止している。
【００７６】
また、破袋ローター１０８の回転数は、案内ローター１０４の回転数よりもかなり高く設定され、望ましくは案内ローター１０４の回転数の２０倍以上かつ４０倍以下、より望ましくは２５倍以上かつ３５倍以下に設定されている。例えば、案内ローター１０４の回転数：４．３ｒｐｍに対し、破袋ローター１０８の回転数：１５０ｒｐｍに設定される。廃棄物ＰＡが案内ローター１０４で送られる間に、数多くの破袋ブレード１１８との接触機会を付与することができる。したがって、確実な破袋を実現することができる。
【００７７】
取り出しローター１１０は、破袋ローター１０８により破断されなかった残りの包装材ＰＣを破断したり、包装材ＰＣ内の小袋を破断することも目的とするが、加えて、破袋後の包装材ＰＣから内容物ＰＢを弾き出す（取り出す）ことを主目的とする回転部材である。また、破袋後の包装材ＰＣや小袋を下部スリット１０６ｂを介して取り出しローター１１０側に分離することも目的の１つとしている。図２における紙面垂直方向を軸方向とする軸部材１２６とその軸部材１２６に取り付けられ略放射状に突出する取り出しブレード１２０とを有して構成され、図中矢印Ｚ１方向に回転している。破袋ローター１０８の場合と同様に、取り出しローター１１０においても、略放射状に４つの取り出しブレード１２０が１組で軸部材１２６に取り付けられ、その１組が軸部材１２６の軸方向に等間隔で配置されている。なお、取り出しブレード１２０は、案内ブレード１１６及び破袋ブレード１１８と相互に干渉しないように軸方向位置がずれて配置され、いわゆる入れ子状に配置されている。なお、取り出しブレード１２０の概略形状は、図６に示す破袋ブレード１１８と略同様であるので、図示及び説明を省略する。
【００７８】
取り出しブレード１２０の回転軌跡Ｒ３と案内ブレード１１６の回転軌跡Ｒ２とは、図２に示すように部分的に重複しており、その中心間における重複寸法Ｗ２は、望ましくは４０ｍｍ以上かつ１６０ｍｍ以下、より望ましくは６０ｍｍ以上かつ１４０ｍｍ以下に設定されている。これにより、包装材ＰＣからの内容物ＰＢの確実な弾き出しを実現している。なお、重複寸法Ｗ１と重複寸法Ｗ２とは異なる寸法であることが望ましく、重複寸法Ｗ１よりも重複寸法Ｗ２の方が大きいことがもちろん望ましい。
【００７９】
また、取り出しローター１１０の回転数は、破袋ローター１０８の場合と同様に、望ましくは案内ローター１０４の回転数の２０倍以上かつ４０倍以下、より望ましくは２５倍以上かつ３５倍以下に設定されている。例えば、案内ローター１０４の回転数：４．３ｒｐｍに対し、取り出しローター１１０の回転数：１５０ｒｐｍに設定される。廃棄物ＰＡが案内ローター１０４で送られる間に、数多くの取り出しブレード１２０との接触機会を付与することができ、内容物ＰＢの確実な弾き出しにより解れ率の向上を実現している。また、包装材ＰＣ内部の小袋の破袋率向上にも寄与している。
【００８０】
排出口１１２は、案内ローター１０４の下方に配置され、案内ローター１０４によって送り出された廃棄物ＰＡを破袋ユニットＳ１外、すなわち選別ユニットＳ２の受け入れ口２０１へと排出するための開口である。なお、破袋ローター１０８及び取り出しローター１１０の機能により、大半の包装材ＰＣはガイドプレート１０６の破袋ローター１０８側へと引き出されているので、排出口１１２から排出される廃棄物ＰＡの大半は内容物ＰＢである。なお、破袋ローター１０８側の包装材ＰＣも選別ユニットＳ２の受け入れ口２０１を介してローラーコンベア２０２上に落下するようになっている。
【００８１】
駆動モータＭは、案内ローター１０４、破袋ローター１０８及び取り出しローター１１０を回転駆動するための駆動源であり、制御装置Ｃによってその動作が制御される。１つの駆動モータＭによって３つのローター１０４，１０８，１１０のすべてを回転駆動してもよいし、３つの駆動モータＭ１〜Ｍ３が各々３つのローター１０４，１０８，１１０を回転駆動してもよい。
【００８２】
案内ローター１０４を回転駆動する駆動モータＭ１には、その駆動電流を検出する電流計（異物検出手段）Ｂが接続されている。この電流計Ｂは、投入口１０２に異物が投入された等により、案内ローター１０４が回転不能に陥った場合に、駆動モータＭ１への過大電流を検知し、異常信号を制御装置Ｃへと送信する機能を有する。
【００８３】
異常信号を受信した制御装置Ｃは、駆動モータＭ１の回転駆動を速やかに停止し、続いて駆動モータＭ１を低速で逆回転に回転駆動する。それにより、案内ローター１０４が矢印Ｘ１の逆方向へと回転し、投入された異物等は、排出口１１２とは別に形成された異物排出口１３０から破袋ユニットＳ１外へと排出されるようになっている。異物を異物排出口１３０へと導く案内ガイドプレート１３２は、異物を異物排出口１３０へと円滑に案内するように、案内ローター１０４の軸部材１１４の外周近傍から異物排出口１３０に架けて配置されている。この案内ガイドプレート１３２は、軸部材１１４近傍においてスクレーパとしての機能を発揮している。すなわち、案内ガイドプレート１３２の一端１３２ａは、軸部材１１４の外径から所定距離分だけ離れた半径位置に固定されており、軸部材１１４への長尺廃棄物等の巻き付きが一定以上となるのを防止している。
【００８４】
［破袋ユニットの実施形態２］
図８は、廃棄物処理システムＳが備える破袋ユニットＳ１の実施形態２に係る内部構造の概略を示す構造図である。この破袋ユニットＳ１は、案内ローター１０４の軸部材１１４の近傍に、軸方向に向けて検出光を投受光する投受光センサー（巻き付き検出手段）１４０を備えている。この検出光は、案内ローター１０４の回転中心から半径方向に一定距離ｒａ離れた位置において、軸部材１１４への長尺廃棄物等の巻き付きが一定厚さ以上とならないことを検出している。
【００８５】
長尺廃棄物等の巻き付きが一定厚さ以上となって検出光を遮光すると、投受光センサー１４０は、制御装置Ｃに向けて報知信号を送信するようになっている。制御装置Ｃは、報知信号を受信すると、破袋ユニットＳ１の筐体外壁に配置された警告ランプ（図示せず）を点滅制御し、長尺廃棄物等の巻き付き厚さが一定以上となって処理効率が低下していることを報知する。もちろん、投受光センサー１４０は、報知信号と共に減速信号又は停止信号を制御装置Ｃに向けて送信し、制御装置Ｃが減速信号又は停止信号に基づき案内ローター１０４を回転駆動する駆動モータＭ１を減速／停止させるようになっていてもよい。
【００８６】
［破袋ユニットの実施形態３］
図９は、廃棄物処理システムＳが備える破袋ユニットＳ１の実施形態３に係る内部構造の概略を示す構造図である。この破袋ユニットＳ１は、セルフクリーニング機能を有しており、このセルフクリーニング機能に基づいて、軸部材１１４，１２２，１２６へ巻き付いてしまった包装材ＰＣ等の除去が可能となっている。セルフクリーニング機能は、以下に説明する案内ガイドプレート１３２、スクレーパ１３３，１３４、開閉扉１３５の往復揺動動作及び案内ローター１０４、破袋ローター１０８、取り出しローター１１０の正逆回転動作により実現される。
【００８７】
この破袋ユニットＳ１は、可動式の案内ガイドプレート１３２及びスクレーパ１３３，１３４を有しており、これら案内ガイドプレート１３２及びスクレーパ１３３，１３４は、各々駆動モータＭ４〜Ｍ６によって往復揺動するように構成されている。スクレーパ１３３，１３４は各々破袋ローター１０８の軸部材１２２及び取り出しローター１１０の軸部材１２６から包装材ＰＣ等の巻き付き物を除去するためのものである。
【００８８】
更に、異物排出口１３０の近傍には、可動式の開閉扉１３５を有しており、この開閉扉１３５は駆動モータＭ７によって往復陽動するようになっている。そして、これら駆動モータＭ４〜Ｍ７及び駆動モータＭ１〜Ｍ３は、制御手段Ｃによってその動作（回転／停止、回転速度、回転方向など）が制御されるようになっている。
【００８９】
通常の破袋処理時においては、案内ガイドプレート１３２、スクレーパ１３３，１３４、開閉扉１３５は、退避位置（図９中の二点鎖線部）にある。しかし、セルフクリーニングモードに設定されると、駆動モータＭ４〜Ｍ７が案内ガイドプレート１３２、スクレーパ１３３，１３４、開閉扉１３５をα１方向へと揺動動作させ、クリーニング位置（図９中の実線部）に位置させる。これにより、案内ガイドプレート１３２、スクレーパ１３３，１３４が軸部材１１４，１２２，１２６に巻き付いた包装材ＰＣ等を除去することが可能となる。
【００９０】
なお、案内ガイドプレート１３２を正面方向（図９における紙面左から右へ向く方向）から矢視すると、おおよそ図１０に示すような形状をしている。案内ガイドプレート１３２の切り欠き部１３２ｂが送りブレード１１６との干渉を回避しており、先端（一端）１３２ａが軸部材１１４に巻き付いた包装材ＰＣ等の巻き付き物を除去する機能を発揮している。また、スクレーパ１３３，１３４の外観形状も、大略案内ガイドプレート１３２と同様である。案内ガイドプレート１３２と開閉扉１３５とは、破袋処理動作時においては協働して異物排出口１３０を閉鎖している。そして、クリーニングモードにおいては、案内ガイドプレート１３２と開閉扉１３５とが動作することにより、破袋ユニットＳ１の側面に異物排出口３０が開口されることとなる。
【００９１】
このクリーニングモードは、破袋ユニットＳ１に配置された図示しないクリーニングボタン等の押圧によって機能するものであってもよいし、一定時間の破袋処理動作ごとに行われたり、一定量の巻き付き物の堆積を検知することによって行われるものであってもよい。
【００９２】
次に、案内ローター１０４、破袋ローター１０８、取り出しローター１１０の正逆回転制御に基づくクリーニング動作について説明する。
【００９３】
上記で説明したクリーニングボタンの押圧、一定時間の破袋処理動作又は一定量の巻き付き物の堆積の検知に基づき、クリーニングモードが設定され、クリーニング処理が開始する。クリーニング処理においては、一旦駆動モータＭ１〜Ｍ３が停止され、案内ローター１０４、破袋ローター１０８、取り出しローター１１０が回転停止する。
【００９４】
その後、下記に示すいずれかの動作パターンに基づき、駆動モータＭ１〜Ｍ３を回転駆動し、案内ローター１０４及び／又は破袋ローター１０８及び／又は取り出しローター１１０を回転させる。それにより、軸部材１１４，１２２，１２６に巻き付いた包装材ＰＣ等の巻き付き物が円滑に除去され、巻き付きの堆積量が減少するようになっている。なお、各表１〜３において、正回転方向は、破袋処理時における回転方向と同方向であることを意味し、回転速度比は、破袋処理時における回転速度に対する回転速度比を意味する。
【００９５】
【表１】
【００９６】
【表２】
【００９７】
【表３】
なお、上記のパターン１−１〜１−３、パターン２−１〜２−６、パターン３−１〜３−６のうち、いずれか１つのパターンのみでもクリーニング効果を得ることができるが、もちろん、上記の中から適宜選択される複数のパターンの組合せによって、更に高いクリーニング効果を得ることができる。
【００９８】
特に、パターン１−１〜１−３の中から選択される１つのパターンと、パターン２−１〜２−６の中から選択される１つのパターンと、パターン３−１〜３−６の中から選択される１つのパターンとを組み合わせて動作させることにより、非常に高いクリーニング効果を発揮する。これらの選択された３つのパターンは、順次動作させるように制御してもよいし、同時的に動作させるように制御してもよい。
【００９９】
なお、これらの実施形態に係る破袋ユニットＳ１に関し、以下に示すように実験を行ったので説明する。
【０１００】
［実施例１−１］
図１１及び表４は、実施形態１に係る破袋ユニットＳ１を用いて廃棄物ＰＡの破袋処理を行った場合の実験結果を示すものである。この実施例１−１においては、案内ローター１０４の回転数に対する破袋ローター１０８の回転数（取り出しローター１１０の回転数も同一回転数）の比率Ｔを変化させ、包装材ＰＣの破袋率Ｖ１、包装材ＰＣ内部の小袋の破袋率Ｖ２、解れ率Ｖ３、駆動モータＭ１の所要動力、軸部材１１４への長尺廃棄物等の巻き付きの程度（巻き付き厚さ）の変化の度合いを評価した。なお、表４において、◎〜×は観察者による評価の程度を表し、◎は優、○は良、△は可、×は不可を意味する。
【０１０１】
図１１は、横軸を比率Ｔ、縦軸を破袋率Ｖ１，Ｖ２及び解れ率Ｖ３としたグラフである。図１１には、比率Ｔが２０倍を下回ると包装材ＰＣの破袋率Ｖ１が９０％を下回ることが示されている。また、表１には、比率Ｔが４０倍を超えると、駆動モータＭ１の所要動力が過大となることが示されている。
【０１０２】
【表４】
【０１０３】
［実施例１−２］
図１２及び表５は、実施形態１に係る破袋ユニットＳ１を用いて廃棄物ＰＡの破袋処理を行った場合の実験結果を示すものである。この実施例１−２においては、案内ブレード１１６の回転軌跡Ｒ１と破袋ブレード１１８の回転軌跡Ｒ２との回転中心間における重複寸法Ｗ１を変化させ、包装材ＰＣの破袋率Ｖ１、包装材ＰＣ内部の小袋の破袋率Ｖ２、解れ率Ｖ３、駆動モータＭ１の所要動力、軸部材１１４への長尺廃棄物等の巻き付きの程度（巻き付き厚さ）の変化の度合いを評価した。なお、表５においても、◎〜×は観察者による評価の程度を表し、◎は優、○は良、△は可、×は不可を意味する。
【０１０４】
図１２は、横軸を重複寸法Ｗ１、縦軸を破袋率Ｖ１，Ｖ２としたグラフである。図１２には、重複寸法Ｗ１が２０ｍｍを下回ると包装材ＰＣの破袋率Ｖ１が９０％を下回ることが示されている。また、表２には、重複寸法Ｗ１が５０ｍｍを超えると、駆動モータＭ１の所要動力が過大となり始めることが示されている。
【０１０５】
【表５】
【０１０６】
［実施例１−３］
図１３及び表６は、実施形態１に係る破袋ユニットＳ１を用いて廃棄物ＰＡの破袋処理を行った場合の実験結果を示すものである。この実施例１−３においては、案内ブレード１１６の回転軌跡Ｒ１と取り出しブレード１２０の回転軌跡Ｒ３との回転中心間における重複寸法Ｗ２を変化させ、包装材ＰＣの破袋率Ｖ１、包装材ＰＣ内部の小袋の破袋率Ｖ２、解れ率Ｖ３、駆動モータＭ１の所要動力、軸部材１１４への長尺廃棄物等の巻き付きの程度（巻き付き厚さ）の変化の度合いを評価した。なお、表６においても、◎〜×は観察者による評価の程度を表し、◎は優、○は良、△は可、×は不可を意味する。
【０１０７】
図１３は、横軸を重複寸法Ｗ２、縦軸を破袋率Ｖ１，Ｖ２としたグラフである。図１３には、重複寸法Ｗ２が４０ｍｍを下回ると小袋の破袋率Ｖ２が９０％を下回ることが示されている。また、表３には、重複寸法Ｗ２が１６０ｍｍを超えると、駆動モータＭ１の所要動力が過大となることが示されている。
【０１０８】
【表６】
【０１０９】
＜選別ユニットの説明＞
［選別ユニットの実施形態］
図１４は、図１に示す廃棄物処理システムＳが備える選別ユニットＳ２の実施形態に係る内部構造の概略を示す構造図である。図１４は、選別ユニットＳ２の内部を側方から見た図である。この選別ユニットＳ２は、受け入れ口２０１、ローラーコンベア２０２、モータ（駆動手段）４、シリンダ（保持手段）２０６を有して大略構成され、そのローラーコンベア２０２には送風機（送風手段）２０８が取り付けられている。
【０１１０】
受け入れ口２０１は、破袋ユニットＳ１から排出された廃棄物ＰＡ（内容物ＰＢ及び包装材ＰＣを含む。）を受け入れるための開口であり、ローラーコンベア２０２の上方に配置されている。廃棄物ＰＡは、内容物ＰＢとして、例えば、家庭内や事業所、作業現場等から排出され、紙くず・小片・ビニール袋等の軽量物（第１物体）Ｐ１、岩石・廃材・空き缶等の重量物（第２物体）Ｐ２、土砂・小石等の細粒物（第３物体）Ｐ３を混合的に含んでいる。なお、包装材ＰＣは、大略軽量物Ｐ１に分類される。受け入れ口２０１から受け入れた廃棄物ＰＡは、ローラーコンベア２０２上に落下し、ローラーコンベア２０２によって搬送方向Ｘ２へと搬送される軽量物Ｐ１、搬送方向Ｘ２の逆方向−Ｘ２へと滑落する重量物Ｐ２、搬送ローター２１２の隙間Ｇ（図１５参照）から下方へと落下する細粒物Ｐ３とに選別されるようになっている。
【０１１１】
なお、この廃棄物処理システムＳにおいては、選別ユニットＳ２が廃棄物ＰＡを受け入れる前に、破袋ユニットＳ１によって廃棄物ＰＡが破袋され、かつ内容物ＰＢと包装材ＰＣとに大略分離されている。そして、大半の内容物ＰＢと包装材ＰＣとが、別々の位置から受け入れ口２０１へと落下するようになっている。したがって、この時点で初期段階の粗選別が行われており、一層の選別信頼性の向上に寄与している。
【０１１２】
ローラーコンベア２０２は、後述するシリンダ２０６によって例えば、傾斜角θ２で傾斜配置されており、その傾斜上部側Ｕの下方には、ローラーコンベア２０２の上端２０２ａから排出される軽量物Ｐ１を回収するためのストッカーＴ１が配置されている。傾斜下部側Ｄの下方には、ローラーコンベア２０２の下端２０２ｂから排出される重量物Ｐ２を回収するためのストッカーＴ２が配置されている。ローラーコンベア２０２の略中央下方には、隙間Ｇから落下する細粒物Ｐ３を回収するためのストッカーＴ３が配置されている。
【０１１３】
ローラーコンベア２０２は、複数の搬送ローターの回転により混合物を搬送するためのものである。図１５は、このローラーコンベア２０２の内部構造を正面（図１４における矢印Ａ方向）から見た正面図である。ローラーコンベア２０２は、複数のローター軸２１０を有しており、本実施の形態においては、ローター軸２１０を７本有している。そのローター軸２１０は、ローラーコンベア２０２の搬送方向Ｘ２と直交する方向を軸方向Ｙ２として、搬送方向Ｘ２に沿って互いに平行に配置されている。
【０１１４】
図１６は、このローター軸２１０の二面図である。ローター軸２１０はシャフト２１１と複数の搬送ローター２１２とを有している。搬送ローター２１２は、シャフト２１１に同軸状に一定間隔で複数取り付けられており、シャフト２１１と共に回転するようになっている。その搬送ローター２１２は、図１６に示すように、頂部２１２ａと凹部２１２ｂとを有して丸みを帯びた略四角形断面形状を呈している。この搬送ローター２１２が回転方向α２に回転することにより、頂部２１２ａによって軽量物Ｐ１を弾くようにして搬送方向Ｘ２へと搬送することができるようになっている。
【０１１５】
搬送ローター２１２は、軸方向Ｙ２に沿って一定の厚さｔを有している。そして、軸方向Ｙ２で隣接する搬送ローター２１２同士はその厚さｔより大きい寸法間隔で配置されている。図１５に示すように、ローター軸２１０同士は、搬送方向Ｘ２に沿って平行に配置されている。そして、搬送方向Ｘ２に隣接する搬送ローター２１２同士が、互い違いに入れ子状となるように、ローター軸２１０が隣接配置されている。この入れ子状となった搬送ローター２１２と搬送ローター２１２との間には隙間Ｇが形成されている。そして、その隙間Ｇから、細粒物Ｐ３が落下するようになっている。
【０１１６】
なお、ローター軸２１０にはその軸端近傍にスプロケット２０９が取り付けられている。このスプロケット２０９がチェーン２１３と係合することにより、モータ２０４からの駆動力が伝達されるようになっている。
【０１１７】
モータ２０４は、搬送ローター２１２を回転駆動するためのものである。より具体的には、モータ２０４は、チェーン（伝達手段）２１３を介してローター軸２１０を回転駆動することにより、搬送ローター２１２を回転させるようになっている。モータ２０４は、搬送ローター２１２を回転方向α２に回転駆動することにより、軽量物Ｐ１を搬送方向Ｘ２へと搬送する。
【０１１８】
本実施の形態においては、選別ユニットＳ２は、傾斜上部側Ｕの４本のローター軸２１０を回転駆動する上部側モータ２０４ａと、傾斜下部側Ｄの３本のローター軸２１０を回転駆動する下部側モータ２０４ｂとを有している。そして、上部側モータ２０４ａは下部側モータ２０４ｂよりも高速で駆動され、その結果、傾斜上部側Ｕのローター軸２１０及び搬送ローター２１２は、傾斜下部側Ｄのローター軸２１０及び搬送ローター２１２の回転速度の約１．４倍の回転速度で駆動されるようになっている。
【０１１９】
なお、上部側モータ２０４ａと下部側モータ２０４ｂの２つのモータ２０４を用いるのでなく、１つのモータ２０４によって傾斜上部側Ｕのローター軸２１０と傾斜下部側Ｄのローター軸２１０とを異なる回転速度で駆動することも可能である。その場合、チェーン２１３と係合する傾斜上部側Ｕのローター軸２１０に係るスプロケット２０９の歯数を傾斜下部側Ｄのローター軸２１０に係るスプロケット２０９の歯数よりも少なくすればよい。
【０１２０】
シリンダ２０６は、ローラーコンベア２０２を搬送方向Ｘ２に向けて上り傾斜となるように傾斜保持するためのものである。シリンダ２０６は、ローラーコンベア２０２を下方で支持しており、その傾斜上部側Ｕが上、傾斜下部側Ｄが下となるように保持している。その傾斜角θ２は、図示しない高さ調整手段によって、この選別ユニットＳ２が処理する廃棄物ＰＡの種類等に応じて調整可能となっている。
【０１２１】
送風機２０８は、受け入れ口２０１から受け入れた廃棄物ＰＡに向けて送風するためのもので、受け入れ口２０１の下方であってローラーコンベア２０２の上方に配置されている。送風機２０８は、ローラーコンベア２０２の傾斜角θ２と平行な方向で、かつ搬送方向Ｘ２に向けて（すなわち、傾斜下部側Ｄから傾斜上部側Ｕへ向けて）廃棄物ＰＡに送風するようになっている。送風機２０８は、ローラーコンベア２０２の傾斜角θ２以上で廃棄物ＰＡに向けて送風してもよい。
【０１２２】
受け入れ口２０１は、傾斜上部側Ｕと傾斜下部側Ｄとの境界近傍の上方に配置されている。本実施の形態においては、傾斜上部側Ｕの４本のローター軸２１０と傾斜下部側Ｄの３本のローター軸２１０との境界近傍の上方位置に配置されている。したがって、受け入れ口２０１から受け入れた廃棄物ＰＡは、送風機２０８によって一層分散されてローラーコンベア２０２上に落下する。その際、軽量物Ｐ１は送風の影響を強く受けて、傾斜上部側Ｕへと流されて落下する。一方、重量物Ｐ２は送風の影響を殆ど受けることなく受け入れ口２０１から略真下に落下する。
【０１２３】
傾斜上部側Ｕへと落下した軽量物Ｐ１は、回転速度の速い傾斜上部側Ｕの搬送ローター２１２の回転によって迅速に搬送方向Ｘ２へと搬送され、上端２０２ａへと至る。そして、上端２０２ａから排出されて、ストッカーＴ１内へと回収される。一方、送風の影響を殆ど受けることなく落下した重量物Ｐ２は、そのまま回転速度の遅い傾斜下部側Ｄの搬送ローター２１２上を搬送方向の逆方向（−Ｘ２方向）へと円滑に滑落して行き、下端２０２ｂへと至る。そして、下端２０２ｂから排出されて、ストッカーＴ２内へと回収される。
【０１２４】
次に、この選別ユニットＳ２が受け入れた廃棄物ＰＡが選別されるまでの手順について説明する予め、選別ユニットＳ２のモータ２０４はローター軸２１０の回転駆動を開始しており、送風機２０８は送風を開始している。まず、受け入れ口２０１を介して破袋ユニットＳ１から廃棄物ＰＡを受け入れる。この廃棄物ＰＡは、破袋ユニットＳ１側から受け入れた段階で、既に内容物ＰＢと包装材ＰＣとに大略分類されている。受け入れた廃棄物ＰＡは、送風機２０８からの送風により、軽量物Ｐ１と重量物Ｐ２とに分散されてローラーコンベア２０２上に落下する。その場合、軽量物Ｐ１の大半が傾斜上部側Ｕの搬送ローター２１２上に落下し、重量物Ｐ２の大半が、そのまま略真っ直ぐ下方に（すなわち、傾斜上部側Ｕと傾斜下部側Ｄとの境界付近に）落下する。したがって、この時点で送風機２０８の風によって、廃棄物ＰＡの粗選別が行われる。
【０１２５】
傾斜上部側Ｕの搬送ローター２１２上に落下した軽量物Ｐ１は、傾斜上部側Ｕの高速回転により搬送ローター２１２の頂部２１２ａに弾かれるようにして迅速に搬送方向Ｘ２へと搬送されて行き、上端２０２ａへと至る。そして、上端２０２ａから排出されてストッカーＴ１内へと回収される。
【０１２６】
なお、一部の重量物Ｐ２が傾斜上部側Ｕの搬送ローター２１２上に落下する場合もあり得る。しかし、重量物Ｐ２は、搬送に拘らずその重量により滑落を開始する。受け入れ口２０１が傾斜上部側Ｕと傾斜下部側Ｄとの境界近傍に配置されているので、重量物Ｐ２が滑落を開始すると、すぐに傾斜下部側Ｄの搬送ローター２１２上へと移動する。傾斜下部側Ｄの搬送ローター２１２は、傾斜上部側Ｕよりも低速（２／３以下の回転速度）で回転している。したがって、重量物Ｐ２は円滑に下端２０２ｂへ向けて滑落して行く。下端２０２ｂから排出された重量物Ｐ２はストッカーＴ２内へと回収される。
【０１２７】
そのまま略真っ直ぐ下方に落下した重量物Ｐ２は、傾斜上部側Ｕと傾斜下部側Ｄとの境界近傍に落下することとなる。そして、傾斜下部側Ｄの搬送ローター２１２上に落下した重量物Ｐ２は、搬送ローター２１２の回転速度が低いので、その回転方向α２への回転に拘らず円滑に滑落して行く、そして、迅速に下端２０２ｂへと至り、ストッカーＴ２内へと回収される。傾斜上部側Ｕの搬送ローター２１２上に落下した重量物Ｐ２についても、上述したものと同様に、搬送方向Ｘ２へ搬送されることなく滑落し、下端２０２ｂへと至る。
【０１２８】
なお、一部の軽量物Ｐ１が傾斜下部側Ｄの搬送ローター２１２上に落下する場合があり得る。しかし、軽量物Ｐ１は、搬送ローター２１２の回転速度が低速であっても、搬送ローター２１２上を滑落して行くことはなく、弾かれながら徐々に搬送方向Ｘ２へと搬送される。そうすると、すぐに傾斜上部側Ｕの搬送ローター２１２上へと移動することができるので、そのまま迅速に上端２０２ａへと搬送される。
【０１２９】
なお、細粒物Ｐ３については、一部が受け入れ口２０１からそのまま真っ直ぐに落下し、一部が送風機２０８の送風によって傾斜上部側Ｕへと分散される。いずれも細粒物Ｐ３についても、搬送されたり滑落したりすることなく、隙間Ｇから下方に落下し、ストッカーＴ３によって回収されることとなる。
【０１３０】
以上、本発明の好ましい実施の形態を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その要旨の範囲内で様々な変形や変更が可能である。
【０１３１】
例えば、本実施の形態においては、傾斜上部側Ｕの搬送ローター２１２の回転速度を傾斜下部側Ｄの搬送ローター２１２の回転速度の１．４倍としているが、もちろん傾斜上部側Ｕの搬送ローター２１２の回転数はそれ以上の回転速度であってもよい。傾斜上部側Ｕと傾斜下部側Ｄとでどの程度の回転速度比とするかは、受け入れる廃棄物ＰＡの種類、ローラーコンベア２０２の傾斜角θ２、搬送ローター２１２の形状、必要とされる処理速度等に応じて適宜設定可能な事項である。また、場合によっては、傾斜上部側Ｕの搬送ローター２１２の回転速度を傾斜下部側Ｄの搬送ローター２１２の回転速度よりも低速とすることも考えられる。廃棄物ＰＡのローラーコンベア２０２上での滞留時間を長くすることができるので、処理の高速化よりも選別の信頼性向上、特に細粒物Ｐ３の確実な選別が要求される場合に適切な方法である。
【０１３２】
上記実施形態においては、傾斜上部側Ｕの搬送ローター２１２の回転速度を傾斜下部側Ｄの搬送ローター２１２の回転速度の１．４倍としているが、傾斜上部側Ｕにおける複数の搬送ローター２１２同士の回転速度は同速度であり、傾斜下部側Ｄにおける複数の搬送ローター２１２同士の回転速度は同速度である。
【０１３３】
しかし、傾斜上部側Ｕ内での複数の搬送ローター２１２の各々の回転速度を、より下部側のものよりもより上部側のものが高速回転となるようにすることもできる。同様に、傾斜下部側Ｄ内での複数の搬送ローター２１２の各々の回転速度を、より下部側のものよりもより上部側のものが高速回転となるようにすることもできる。必要に応じて、ローラーコンベア２０２内の全搬送ローター２１２を、下方から上方にかけて順次徐々に高速回転となるように構成することもできる。
【０１３４】
このように、下方から順に上方へ向けて高速回転とすることで、廃棄物ＰＡの態様によっては、一層選別の高速化と信頼性を高い次元で両立させることができる。なお、各搬送ローター２１２ごとの回転速度調整は、各々別々の駆動モータによることも可能であるが、例えば、搬送ローター２１２ごとに異なる歯数のスプロケット２０９を使用し、これらをチェーン２１３によって連結すれば、１つの駆動モータによって実現することも可能である。
【０１３５】
また、送風機２０８による送風方向をローラーコンベア２０２の傾斜方向と略平行としているが、もちろん送風方向がより一層大きい傾斜であってもよい。より受け入れ口２０１側へ向けて上向きに送風することで、分散の程度をより強めることができる。
【０１３６】
なお、ローター軸２１０の本数、ローラーコンベア２０２の傾斜角θ２、搬送ローター２１２の形状や回転速度等は適宜設定可能な設計事項である。また、傾斜上部側Ｕと傾斜下部側Ｄとの境界は、搬送方向Ｘ２におけるローラーコンベア２０２の中央近傍であることが望ましく、その上方に受け入れ口２０１が配置されることが望ましいが、もちろんこれについても事情に応じて適宜変更可能である。
【０１３７】
［実施例２−１］
上記実施形態において説明した選別ユニットＳ２を有する廃棄物処理システムＳを用いて、廃棄物ＰＡの選別試験を行った。廃棄物ＰＡとして、体積２ｍ３の軽量プラスチック（軽量物）Ｐ１と体積０．１２ｍ３の重量プラスチック（重量物）Ｐ２とを含み、全体として体積２．１２ｍ３の廃棄物ＰＡの選別試験を行った。
【０１３８】
実施例２−１においては、傾斜下部側Ｄの３本のローター軸１１０に係る搬送ローター２１２の回転速度をＮ（ｒｐｍ）、傾斜上部側Ｕの４本のローター軸２１０に係る搬送ローター２１２の回転速度を１．４倍の１．４Ｎ（ｒｐｍ）とした。また、比較例として、傾斜上部側Ｕの搬送ローター２１２の回転速度を、傾斜下部側Ｄの搬送ローター２１２の回転速度と同速度のＮ（ｒｐｍ）とした場合についても試験を行った。実施例２−１及び比較例において、上端２０２ａ側から排出された軽量プラスチックＰ１の量と下端２０２ｂ側から排出された軽量プラスチックＰ１の量とを以下表７にまとめた。
【０１３９】
なお、廃棄物ＰＡの投入を、傾斜上部側Ｕに近い傾斜下部側Ｄの位置付近に落下するように行ったところ、表７に示すように、破袋ユニットＳ１による案内ローター１０４側へと破袋ローター１０８側へとの分離、及び送風機２０８からの送風に起因して、体積２ｍ３の軽量プラスチックＰ１のうち体積０．６５ｍ３分が、また、体積０．１２ｍ３の重量プラスチックＰ２のうち体積０．０２５ｍ３分が傾斜上部側Ｕへと落下した。
【０１４０】
表７からわかるように、実施例２−１においては投入した軽量プラスチックＰ１のすべてが上端２０２ａ側から排出されているのに対し、比較例においては２ｍ３のうち１．３５ｍ３の軽量プラスチックＰ１が上端２０２ａ側へと搬送されているが、残りの０．６５ｍ３については、下端２０２ｂ側から排出されてしまっている。
【０１４１】
つまり、実施例２−１においては、傾斜下部側Ｄに落下した軽量プラスチックＰ１も傾斜上部側Ｕへと搬送されて上端２０２ａ側から排出されており、比較例においては、傾斜下部側Ｄに落下した軽量プラスチックＰ１は、傾斜上部側Ｕへと送られずにそのまま傾斜下部側Ｄを滑落して下端２０２ｂから排出されている。
【０１４２】
実施例２−１で上端２０２ａから排出された軽量プラスチックＰ１の量（２ｍ３）は、比較例で上端２０２ａから排出された軽量プラスチックＰ１の量（０．６５ｍ３）の約１．４８倍の体積である。これは、傾斜上部側Ｕの搬送ローター２１２の回転速度を傾斜下部側Ｄの搬送ローター２１２の回転速度の１．４倍とすることにより、選別ユニットＳ２の選別処理能力が約１．４８倍に向上することを意味している。傾斜上部側Ｕの搬送ローター２１２の回転速度を上昇させることで、選別ユニットＳ２の処理能力を向上させることができ、ひいては、処理能力を低下させることなく選別ユニットＳ２のサイズの小型化、ひいては廃棄物処理システムＳの小型化を図ることができる。
【０１４３】
【表７】
【符号の説明】
【０１４４】
α１，α２：回転方向
θ１：角度
θ２：傾斜角
Ａ：矢印
Ｂ：電流計（異物検出手段）
Ｃ：制御装置（制御手段）
Ｄ：傾斜下部側
Ｇ：隙間
Ｊ：仮想円
ｋ：頂角
Ｌ：二等分線
Ｌ２：接線方向
Ｍ，Ｍ１〜Ｍ７：駆動モータ（駆動源）
Ｐ１：軽量物（第１物体）
Ｐ２：重量物（第２物体）
Ｐ３：細粒物（第３物体）
ＰＡ：廃棄物
ＰＢ：内容物
ＰＣ：包装材
Ｒ１〜Ｒ３：回転軌跡
Ｓ：廃棄物処理システム
Ｓ１：破袋ユニット
Ｓ２：選別ユニット
Ｔ：比率
Ｔ１〜Ｔ３：ストッカー
ｔ：厚さ
ｒａ：一定距離
Ｕ：傾斜上部側
Ｗ１，Ｗ２：重複寸法
Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１：矢印
Ｘ２：搬送方向
Ｙ２：軸方向
１０２：投入口
１０４：案内ローター
１０６：ガイドプレート
１０６ａ：上部スリット
１０６ｂ：下部スリット
１０８：破袋ローター
１１０：取り出しローター
１１２：排出口
１１４，１２２，１２６：軸部材
１１４ａ：多角形状部
１１６：案内ブレード
１１８：破袋ブレード
１１８ａ：爪部
１２０：取り出しブレード
１３０：異物排出口
１３２：案内ガイドプレート
１３２ａ：一端
１３２ｂ：切り欠き部
１３３，１３４：スクレーパ
１３５：開閉扉
１４０：投受光センサー（巻き付き検出手段）
２０１：受け入れ口
２０２：ローラーコンベア
２０２ａ：上端
２０２ｂ：下端
２０４：モータ（駆動手段）
２０４ａ：上部側モータ（駆動手段）
２０４ｂ：下部側モータ（駆動手段）
２０６：シリンダ（保持手段）
２０８：送風機（送風手段）
２０９：スプロケット
２１０：ローター軸
２１１：シャフト
２１２：搬送ローター
２１２ａ：頂部
２１２ｂ：凹部
２１３：チェーン（伝達手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内容物を包装材で内包して構成される廃棄物の該包装材を破断し、前記内容物を前記包装材から外部に取り出す破袋ユニットと、
該破袋ユニットによる破袋後の廃棄物を、複数の搬送ローターが配列されたローラーコンベアによる傾斜搬送を利用して第１物体、第２物体及び第３物体に選別する選別ユニットと、を備えた廃棄物処理システムであって、
前記破袋ユニットは、
前記廃棄物を投入する投入口と、
軸部材とその軸部材から略放射状に突出する案内ブレードとを有して前記投入口の下方に配置され、該投入口から投入された前記廃棄物を該案内ブレードの回転により排出口へ向けて送り出す案内ローターと、
軸部材とその軸部材から略放射状に突出する破袋ブレードとを有して、前記案内ローターの斜め上方に、該破袋ブレードの回転軌跡と前記案内ブレードの回転軌跡とが第１の重複寸法で部分的に重複するように配置された破袋ローターと、
軸部材とその軸部材から略放射状に突出する取り出しブレードとを有して、前記案内ローターの斜め下方に、該取り出しブレードの回転軌跡と前記案内ブレードの回転軌跡とが前記第１の重複寸法よりも大きい第２重複寸法で部分的に重複するように配置された取り出しローターと、
前記案内ローター、前記破袋ローター及び前記取り出しローターを回転駆動する１又は複数の駆動源と、を有して構成され、かつ、
前記選別ユニットは、
前記破袋ユニットからの前記廃棄物を受け入れる受け入れ口と、
前記複数の搬送ローターの回転により、傾斜上部へと搬送される第１物体と傾斜下部へと滑落する第２物体と前記複数の搬送ローターの隙間から下方に落下する第３物体とに、前記廃棄物を選別するローラーコンベアと、
前記傾斜上部側の搬送ローターと前記傾斜下部側の搬送ローターとを異なる回転速度で回転駆動する駆動手段と、
該ローラーコンベアを搬送方向に向けて上り傾斜に傾斜保持する保持手段と、を有して構成されている廃棄物処理システム。
【請求項２】
前記案内ブレードの回転軌跡と前記破袋ブレードの回転軌跡との回転中心間における重複寸法が、２０ｍｍ以上かつ６０ｍｍ以下である請求項１に記載の廃棄物処理システム。
【請求項３】
前記案内ブレードの回転軌跡と前記取り出しブレードの回転軌跡との回転中心間における重複寸法が、４０ｍｍ以上かつ１６０ｍｍ以下である請求項１又は請求項２に記載の廃棄物処理システム。
【請求項４】
前記案内ローターの回転数に対する前記破袋ローターの回転数の比率が２０倍以上かつ４０倍以下である請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の廃棄物処理システム。
【請求項５】
前記案内ローター、前記破袋ローター及び前記取り出しローターのうち少なくともいずれかの軸部材が、
その軸直交面内における断面形状が少なくとも３つの頂角を有する非円形状である多角形状部を有する請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載の廃棄物処理システム。
【請求項６】
前記軸部材への前記廃棄物の巻き付き厚さを検出する巻き付き検出手段と、
該巻き付き検出手段からの出力に応じて前記駆動源を制御する制御手段と、を更に有する請求項５に記載の廃棄物処理システム。
【請求項７】
前記破袋ローター及び前記取り出しローターと前記案内ローターとの間を実質的に遮蔽すると共に、
前記破袋ブレードを前記案内ローター側に貫通させる上部スリットと、前記取り出しブレードを前記案内ローター側に貫通させる下部スリットとが形成され、かつ該下部スリットと前記取り出しブレードとの軸方向における開口ギャップが前記上部スリットと前記破袋ブレードとの軸方向における開口ギャップよりも大きく形成されたガイドプレートを更に有する請求項１から請求項６のうちいずれか１項に記載の廃棄物処理システム。
【請求項８】
前記投入口からの異物の投入を検出する異物検出手段と、
該異物検出手段からの出力に応じて前記駆動源を逆回転制御する制御手段と、
前記案内ローターの逆回転により前記異物を排出させる前記排出口とは異なる異物排出口と、を更に有する請求項１から請求項７のうちいずれか１項に記載の廃棄物処理システム。
【請求項９】
前記傾斜上部側又は前記傾斜下部側の少なくともいずれか一方において、より上部側の搬送ローターの回転速度がより下部側の搬送ローターの回転速度よりも高速回転する請求項１から請求項８のうちいずれか１項に記載の廃棄物処理システム。
【請求項１０】
前記駆動手段が、
前記傾斜上部側の搬送ローターを、前記傾斜下部側の搬送ローター回転速度の１．４倍以上の回転速度で回転駆動する請求項１から請求項９のうちいずれか１項に記載の廃棄物処理システム。
【請求項１１】
前記ローラーコンベアが、前記搬送ローターを同軸状に複数有して構成されたローター軸を複数本有して構成され、かつ、
前記駆動手段が、
該複数本のうちの前記傾斜上部側における実質的に半分の本数のローター軸に係る搬送ローター回転速度と、
前記傾斜下部側における残りの本数のローター軸に係る搬送ローター回転速度と、を異なる回転速度で回転駆動する請求項１から請求項１０のうちいずれか１項に記載の廃棄物処理システム。
【請求項１２】
前記受け入れ口が、
前記傾斜上部側の搬送ローターと前記傾斜下部側の搬送ローターとの境界近傍に配置される請求項１から請求項１１のうちいずれか１項に記載の廃棄物処理システム。
【請求項１３】
前記ローラーコンベアの傾斜角度又はそれ以上の傾斜角度で、前記傾斜下部側から前記傾斜上部側へ向けて送風する送風手段を、前記ローラーコンベアの上方に更に有する請求項１から請求項１２のうちいずれか１項に記載の廃棄物処理システム。
【請求項１】
内容物を包装材で内包して構成される廃棄物の該包装材を破断し、前記内容物を前記包装材から外部に取り出す破袋ユニットと、
該破袋ユニットによる破袋後の廃棄物を、複数の搬送ローターが配列されたローラーコンベアによる傾斜搬送を利用して第１物体、第２物体及び第３物体に選別する選別ユニットと、を備えた廃棄物処理システムであって、
前記破袋ユニットは、
前記廃棄物を投入する投入口と、
軸部材とその軸部材から略放射状に突出する案内ブレードとを有して前記投入口の下方に配置され、該投入口から投入された前記廃棄物を該案内ブレードの回転により排出口へ向けて送り出す案内ローターと、
軸部材とその軸部材から略放射状に突出する破袋ブレードとを有して、前記案内ローターの斜め上方に、該破袋ブレードの回転軌跡と前記案内ブレードの回転軌跡とが第１の重複寸法で部分的に重複するように配置された破袋ローターと、
軸部材とその軸部材から略放射状に突出する取り出しブレードとを有して、前記案内ローターの斜め下方に、該取り出しブレードの回転軌跡と前記案内ブレードの回転軌跡とが前記第１の重複寸法よりも大きい第２重複寸法で部分的に重複するように配置された取り出しローターと、
前記案内ローター、前記破袋ローター及び前記取り出しローターを回転駆動する１又は複数の駆動源と、を有して構成され、かつ、
前記選別ユニットは、
前記破袋ユニットからの前記廃棄物を受け入れる受け入れ口と、
前記複数の搬送ローターの回転により、傾斜上部へと搬送される第１物体と傾斜下部へと滑落する第２物体と前記複数の搬送ローターの隙間から下方に落下する第３物体とに、前記廃棄物を選別するローラーコンベアと、
前記傾斜上部側の搬送ローターと前記傾斜下部側の搬送ローターとを異なる回転速度で回転駆動する駆動手段と、
該ローラーコンベアを搬送方向に向けて上り傾斜に傾斜保持する保持手段と、を有して構成されている廃棄物処理システム。
【請求項２】
前記案内ブレードの回転軌跡と前記破袋ブレードの回転軌跡との回転中心間における重複寸法が、２０ｍｍ以上かつ６０ｍｍ以下である請求項１に記載の廃棄物処理システム。
【請求項３】
前記案内ブレードの回転軌跡と前記取り出しブレードの回転軌跡との回転中心間における重複寸法が、４０ｍｍ以上かつ１６０ｍｍ以下である請求項１又は請求項２に記載の廃棄物処理システム。
【請求項４】
前記案内ローターの回転数に対する前記破袋ローターの回転数の比率が２０倍以上かつ４０倍以下である請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の廃棄物処理システム。
【請求項５】
前記案内ローター、前記破袋ローター及び前記取り出しローターのうち少なくともいずれかの軸部材が、
その軸直交面内における断面形状が少なくとも３つの頂角を有する非円形状である多角形状部を有する請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載の廃棄物処理システム。
【請求項６】
前記軸部材への前記廃棄物の巻き付き厚さを検出する巻き付き検出手段と、
該巻き付き検出手段からの出力に応じて前記駆動源を制御する制御手段と、を更に有する請求項５に記載の廃棄物処理システム。
【請求項７】
前記破袋ローター及び前記取り出しローターと前記案内ローターとの間を実質的に遮蔽すると共に、
前記破袋ブレードを前記案内ローター側に貫通させる上部スリットと、前記取り出しブレードを前記案内ローター側に貫通させる下部スリットとが形成され、かつ該下部スリットと前記取り出しブレードとの軸方向における開口ギャップが前記上部スリットと前記破袋ブレードとの軸方向における開口ギャップよりも大きく形成されたガイドプレートを更に有する請求項１から請求項６のうちいずれか１項に記載の廃棄物処理システム。
【請求項８】
前記投入口からの異物の投入を検出する異物検出手段と、
該異物検出手段からの出力に応じて前記駆動源を逆回転制御する制御手段と、
前記案内ローターの逆回転により前記異物を排出させる前記排出口とは異なる異物排出口と、を更に有する請求項１から請求項７のうちいずれか１項に記載の廃棄物処理システム。
【請求項９】
前記傾斜上部側又は前記傾斜下部側の少なくともいずれか一方において、より上部側の搬送ローターの回転速度がより下部側の搬送ローターの回転速度よりも高速回転する請求項１から請求項８のうちいずれか１項に記載の廃棄物処理システム。
【請求項１０】
前記駆動手段が、
前記傾斜上部側の搬送ローターを、前記傾斜下部側の搬送ローター回転速度の１．４倍以上の回転速度で回転駆動する請求項１から請求項９のうちいずれか１項に記載の廃棄物処理システム。
【請求項１１】
前記ローラーコンベアが、前記搬送ローターを同軸状に複数有して構成されたローター軸を複数本有して構成され、かつ、
前記駆動手段が、
該複数本のうちの前記傾斜上部側における実質的に半分の本数のローター軸に係る搬送ローター回転速度と、
前記傾斜下部側における残りの本数のローター軸に係る搬送ローター回転速度と、を異なる回転速度で回転駆動する請求項１から請求項１０のうちいずれか１項に記載の廃棄物処理システム。
【請求項１２】
前記受け入れ口が、
前記傾斜上部側の搬送ローターと前記傾斜下部側の搬送ローターとの境界近傍に配置される請求項１から請求項１１のうちいずれか１項に記載の廃棄物処理システム。
【請求項１３】
前記ローラーコンベアの傾斜角度又はそれ以上の傾斜角度で、前記傾斜下部側から前記傾斜上部側へ向けて送風する送風手段を、前記ローラーコンベアの上方に更に有する請求項１から請求項１２のうちいずれか１項に記載の廃棄物処理システム。
【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】
【公開番号】特開２０１０−２０７６９７（Ｐ２０１０−２０７６９７Ａ）
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５５７６６（Ｐ２００９−５５７６６）
【出願日】平成２１年３月９日（２００９．３．９）
【出願人】（５０７２１４０８３）メタウォーター株式会社 (277)
【出願人】（５０２１６５３００）富士電機サーモシステムズ株式会社 (33)
【出願人】（３９２０３６１１９）株式会社松本鉄工所 (11)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月９日（２００９．３．９）
【出願人】（５０７２１４０８３）メタウォーター株式会社 (277)
【出願人】（５０２１６５３００）富士電機サーモシステムズ株式会社 (33)
【出願人】（３９２０３６１１９）株式会社松本鉄工所 (11)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]