破砕選別装置
【課題】可燃ごみを停滞させずに、選別ドラムの全長に亘って破砕又は破袋及び破砕機能を果たし、発酵不適物を排出口に向けて搬送排出できる破砕選別装置の提供。
【解決手段】回転軸２０の回転方向に対して同一方向に取り付けられたブレード２１を有し、回転軸２０の回転により投入口１１から投入された可燃ごみを投入部１０Ａから選別ドラム１６の一端に送り込み、ブレード２１と選別ドラム１６との間で破砕又は破袋及び破砕し、ブレード２１により選別ドラム１６の他端の排出口１９に向けて風力を発生させ、選別孔１６ａと風力とにより選別を行う破砕選別装置１Ａにおいて、回転軸２０及びブレード２１を、投入部１０Ａ内から選別ドラム１６内に亘って連続して延びるように形成し、投入口１１の直下を除く投入部１０Ａの内面に、投入口１１から投入された可燃ごみをブレード２１の回転により選別ドラム１６の一端に送り込むための案内羽根１５を配設した。
【解決手段】回転軸２０の回転方向に対して同一方向に取り付けられたブレード２１を有し、回転軸２０の回転により投入口１１から投入された可燃ごみを投入部１０Ａから選別ドラム１６の一端に送り込み、ブレード２１と選別ドラム１６との間で破砕又は破袋及び破砕し、ブレード２１により選別ドラム１６の他端の排出口１９に向けて風力を発生させ、選別孔１６ａと風力とにより選別を行う破砕選別装置１Ａにおいて、回転軸２０及びブレード２１を、投入部１０Ａ内から選別ドラム１６内に亘って連続して延びるように形成し、投入口１１の直下を除く投入部１０Ａの内面に、投入口１１から投入された可燃ごみをブレード２１の回転により選別ドラム１６の一端に送り込むための案内羽根１５を配設した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は破砕選別装置に関し、詳しくは可燃ごみを破砕又は破袋及び破砕してバイオマス資源となる発酵好適物を高効率で選別することのできる破砕選別装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
可燃ごみから発酵好適物を選別してメタン発酵に適したバイオマス資源を回収するシステムでは、回収された可燃ごみを破砕又は破袋及び破砕して細かくし、所定の粒度選別を行うことにより、効率良く発酵好適物を選別することが重要である。
【０００３】
特許文献１の図２には、可燃ごみから発酵好適物を選別して回収するバイオマス資源の回収システムに使用される破砕選別装置として、１台で可燃ごみの破砕機能又は破袋及び破砕機能と粒度選別機能と風力選別機能とを有する破砕選別装置が開示されている。
【０００４】
この破砕選別装置の概要を図６に示す。
【０００５】
破砕選別装置は、投入部１００と選別部２００とが横向きに連設されている。投入部１００には、可燃ごみを投入するための投入口１０１が上方に向けて開口しており、その内部には、搬送用のスクリュー１０２が横架されている。このスクリュー１０２は、駆動源１０３からの駆動力が伝達されることによって回転し、投入口１０１から投入された可燃ごみを選択部２００に向けて搬送するようになっている。
【０００６】
一方、選別部２００には、一端が投入部１００に臨むように円筒状の選別ドラム２０１が横向きに配設されている。選別ドラム２０１の周壁には、回収すべき発酵好適物を選別するための所定の孔径を有する多数の選別孔２０１Ａが全周に亘って形成されている。
【０００７】
選別ドラム２０１の内部には、回転軸２０２が回転可能に軸支されていると共に、この回転軸２０２の外周に複数枚のブレード２０３が放射状に設けられ、モータ２０４の駆動によってスクリュー１０２とは独立して回転するようになっている。
【０００８】
この破砕選別装置によると、投入口１０１から投入された可燃ごみは、スクリュー１０２の回転によって選別ドラム２０１の一端に該選別ドラム２０１の軸方向に沿って押し込まれる。選別ドラム２０１内に達した可燃ごみは、回転するブレード２０３の遠心力によって選別ドラム２０１の内周面に押し付けられると共に選別ドラム２０１との間で挟み付けられ、多数の選別孔２０１Ａに擦り付けられることで、破砕される。
【０００９】
破砕されたごみのうち、選別孔２０１Ａを通過し得る発酵好適物を含むごみは、選別ドラム２０１の下方の収集口２０４に落下して回収されると共に、選別孔２０１Ａより大きいごみは、ブレード２０３の回転によって発生する風力によって排出口に向けて押しやられ、発酵不適物として排出される。
【００１０】
この破砕選別装置によれば、可燃ごみの破砕又は破袋及び破砕と選別孔による粒度選別とブレードの回転により発生する風力による風力選別との各機能を１台で賄うことができるため、システムの簡素化を図ることができるものである。
【００１１】
しかも、投入口１０１から投入された可燃ごみは、選別ドラム２０１の一端に該選別ドラム２０１の軸方向に沿って押し込まれるようになっているため、選別ドラム２０１の一端から排出口を有する他端に至る全長に亘って可燃ごみの破砕又は破袋及び破砕を行うことができ、選別ドラム２０１を効率的に利用できるようになっている。
【００１２】
一方、特許文献２の図１には、内部にブレードを有する選別ドラムに対してその一端から軸方向に沿って廃棄物を投入する構造に代えて、選別ドラムのほぼ径方向からブレードの回転向きに廃棄物を投入する構造とすることで、長尺物の絡み付きの問題を解決することが開示されている。
【００１３】
また、特許文献３には、選別ドラムの内面の上半分に、整流板を回転軸の回転方向に対して角度を持って斜めに配置することにより、廃棄物を排出口の方向に案内することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２０１０−９９５６６号公報
【特許文献２】特開２００２−１７７８８８号公報
【特許文献３】特開２００８−３０２３４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明者らは、図６のような特許文献１に開示される破砕選別装置について、バイオマス資源回収の更なる効率化を図る目的で更に検討したところ、次のような課題を見出した。
【００１６】
すなわち、この図６に開示される破砕選別装置によると、スクリュー１０２によって選別ドラム２０１に押し込まれた可燃ごみは、スクリュー１０２から離脱して選別ドラム２０１内に到達した直後に、回転するブレード２０３の軸方向の端部と接触することになる。このとき、スクリュー１０２とブレード２０３との境界部位において、可燃ごみ中の長尺物、例えばビデオテープ、ストッキング、紐類等が回転するブレード２０３によって引きちぎられて回転軸２０２に絡み付いてしまい、これが次第に成長することで風力を低下させると共に可燃ごみの停滞を発生させ、ついには過負荷を起こして装置が停止するという事態を発生させてしまう。
【００１７】
このような長尺物の絡み付きの問題は、特許文献２の図１に開示のように、選別ドラムのほぼ径方向からブレードの回転向きに廃棄物を投入する構造とすることで解決できると思われる。
【００１８】
しかしながら、この構造では選別ドラムの中途部からブレードの回転向きに可燃ごみを投入することになるため、選別ドラムの一端から他端に至る全長に亘って可燃ごみの破砕又は破袋及び破砕を行うことができなくなり、特許文献１の図２に開示の破砕選別装置のように選別ドラムを有効に利用した破砕又は破袋及び破砕機能を果たすことができなくなってしまう。
【００１９】
しかも、特許文献２の図１に開示の破砕選別装置では、可燃ごみの投入時は選別ドラムのほぼ径方向に沿って投入されるが、投入後は、これとは直交する選別ドラムの軸方向に沿って可燃ごみを移動させなくてはならない。しかし、一旦選別ドラム内に可燃ごみが投入されると、ブレードは可燃ごみを回転させるだけであり、投入された可燃ごみに対して軸方向に移動させる力を作用させることができないため、投入口の直下において可燃ごみが大量に滞留してしまう問題がある。
【００２０】
この特許文献２の図１に開示の破砕選別装置では、選別ドラムの上半分に複数枚の導風板を設けて選別ドラム内の気流を排出口に向けて案内するようにしているが、可燃ごみが破袋又は破砕されて導風板による気流によって搬送できる程度に細かくされるまでの間は、可燃ごみを軸方向に移動させることができない。このため、可燃ごみは細かく破砕されるまで、投入口の直下で長時間滞留してしまう。
【００２１】
選別ドラム内の可燃ごみを軸方向に搬送するため、選別ドラムの内面に特許文献３に開示のように軸方向への搬送を案内する整流板を設けることが考えられる。
【００２２】
しかし、選別ドラム内では、ブレードの外端縁と選別ドラムの内周面との間で、固形物の噛み込みを防止しつつ可燃ごみを効果的に摺擦して破砕又は破袋及び破砕する関係上、ブレードの外端縁と選別ドラムの内周面との間は所定の間隙が形成される必要がある。この選別ドラム内に特許文献３に開示のような整流板を設けると、ブレードの外端縁とこの整流板の内端縁との間で固形物の噛み込みが生じるおそれがあるため、このブレードの外端縁と整流板の内端縁とが所定の間隙を保たなくてはならない。その場合、ブレードの外端縁と選別ドラムの内周面との間の距離が大きく空きすぎてしまい、可燃ごみを効率的に破砕又は破袋及び破砕することができず、所定の粒度選別を行なうことができず、可燃ごみから発酵好適物を効率よく選別することができなくなってしまう問題がある。
【００２３】
そこで、本発明は、長尺物の絡み付きのおそれがなく可燃ごみを選別ドラムの軸方向の一端に対して送り込むことができるようにすることにより、可燃ごみを停滞させることなく、選別ドラムの一端から他端に至る全長に亘って破砕又は破袋及び破砕機能を果たすことができると共に、破砕された可燃ごみ中の発酵不適物を十分な風力によって排出口に向けて円滑に搬送排出することができる破砕選別装置を提供することを課題とする。
【００２４】
本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかになる。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上記課題は以下の発明によって解決される。
【００２６】
（請求項１）
上方に向けて開口する可燃ごみの投入口を有する投入部と、
一端が前記投入部に横向きに連設され、外周面に多数の選別孔が形成された円筒状の選別ドラムと、
前記選別ドラム内に回転可能に設けられた回転軸と、
前記回転軸の外周に放射状に延びると共に該回転軸の回転方向に対してそれぞれ同一方向に傾斜状に取り付けられた複数枚のブレードとを有し、
前記回転軸の回転によって前記投入口から投入された可燃ごみを前記投入部から前記選別ドラムの一端に送り込み、前記ブレードと前記選別ドラムとの間で破砕又は破袋及び破砕すると共に、前記ブレードによって前記選別ドラムの他端に配置された排出口に向けて風力を発生させることにより、前記選別孔と風力とによって選別を行う破砕選別装置において、
前記回転軸及び前記ブレードを、それぞれ前記投入部内から前記選別ドラム内に亘って連続して延びるように形成し、
前記投入口の直下を除く前記投入部の内面に、前記投入口から投入された可燃ごみを前記ブレードの回転によって前記選別ドラムの一端に送り込むための案内羽根を配設したことを特徴とする破砕選別装置。
【００２７】
（請求項２）
前記ブレードの外端縁と前記案内羽根の内端縁及び前記選別ドラムの内周面との間隙が、いずれも３０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１記載の破砕選別装置。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、長尺物の絡み付きのおそれがなく可燃ごみを選別ドラムの軸方向の一端に対して送り込むことができ、可燃ごみを停滞させることなく、選別ドラムの一端から他端に至る全長に亘って破砕又は破袋及び破砕機能を果たすことができると共に、破砕された可燃ごみ中の発酵不適物を十分な風力によって排出口に向けて円滑に搬送排出することができる破砕選別装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る破砕選別装置の一例を示す断面図
【図２】図１の(ii)-(ii)線に沿う断面図
【図３】破砕選別装置の他の一例を、投入部側から回転軸の軸方向に沿って見た状態を一部断面で示した図
【図４】破砕選別装置の更に他の一例を、排出部側から回転軸の軸方向に沿って見た状態を示した図
【図５】本発明に係る破砕選別装置を用いたバイオマス資源の回収システムの一例を示すフロー図
【図６】従来の破砕選別装置の断面図
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００３１】
本発明において、可燃ごみとは、一般家庭や事業所（ホテルや料理店、食品工場など）等から排出されるごみであり、例えば、厨芥類、紙片類、草木類、プラスチック・ビニール片類、繊維片（布）類、不燃物類の１種又は２種以上が含まれるごみが例示できる。
【００３２】
これらの可燃ごみは、通常ビニール袋などのごみ収集袋に入れられて収集されるが、ごみ収集袋に収納されないで収集される可燃ごみも含む。
【００３３】
これら可燃ごみのうち、厨芥類、紙片類、草木類はメタン発酵に適した発酵好適物としては分類でき、プラスチック・ビニール片類、繊維片（布）類、不燃物類は発酵不適物として分類できる。
【００３４】
図１は、本発明に係る破砕選別装置の一例を示す断面図、図２は、図１の(ii)-(ii)線に沿う断面図である。
【００３５】
破砕選別装置１Ａは、図１中の左側から横向きに延びる軸方向に沿って、可燃ごみが投入される投入部１０Ａと、可燃ごみ中から発酵好適物を選別するための選別部１０Ｂと、選別部１０Ｂによって発酵好適物が選別された後の発酵不適物を排出する排出部１０Ｃとを順次有している。
【００３６】
投入部１０Ａは、破砕選別装置１Ａにおいて可燃ごみが取り込まれる部位であり、上方に向けて可燃ごみが投入される投入口１１が開口している。投入口１１の下方は、下半部が横向きの半円筒状で、且つ、上半部が上方の投入口１１に向けて拡大する形状を呈し、投入口１１から投入された可燃ごみの導入空間１２が形成されている。
【００３７】
この投入部１０Ａの一側壁部は、開閉軸１３ａを中心にして側方に向けて開閉可能な開閉カバー１３を有している。投入部１０Ａは、この開閉カバー１３を開放することにより、内部の点検作業等を行うことができるようになっている。
【００３８】
また、投入口１１の側方には、後述する選別のための風力を発生させる際の風を取り込むための選別風量取り込み口１４が上方に向けて開口形成されている。
【００３９】
この投入部１０Ａにおける導入空間１２の内面には、複数条の案内羽根１５が突出形成されている。この案内羽根１５は、投入口１１から導入空間１２内に投入された可燃ごみを、後述するブレードの回転によって、後段に連設された選別部１０Ｂに向けて送り込むためのガイドをなす。その形状は、案内羽根１５の内端縁１５ａが円筒の外周面に沿う形状をなし、投入部１０Ａの一端から選別部１０Ｂに向かって反時計回りに螺旋を描くように形成される。
【００４０】
但し、可燃ごみが投入される投入口１１の直下の部位には、案内羽根１５が部分的に省かれており、この部位において案内羽根１５の螺旋形状は不連続となっている。投入口１１の直下とは、投入口１１の開口が導入空間１２と接する境界部分である。すなわち、案内羽根１５は、図２に示すように、投入口１１の直下に位置し該投入口１１に臨む上部の円弧部分が、可燃ごみの投入を可能とするために切断された状態となっている。これにより、案内羽根１５は、導入空間１２内面の円弧状の下半部から投入口１１の部位を除く上半部の一部に亘って、選別部１０Ｂに向かうに従って反時計回りに螺旋を描くように形成されている。
【００４１】
選別部１０Ｂは、投入部１０Ａに横向きに連設されており、その内部には、円筒形状の選別ドラム１６が横向きに配設されている。選別ドラム１６の軸方向の一端は、投入部１０Ａの導入空間１２内に臨んでおり、該導入空間１２から送り込まれる可燃ごみの受け入れを可能としている。
【００４２】
選別ドラム１６の周壁には、破砕された可燃ごみを粒度選別して発酵好適物と発酵不適物とに選別するための多数の選別孔１６ａが全周に亘って開設されている。
【００４３】
この選別孔１６ａの孔径によって、選別して回収すべき発酵好適物の大きさが決まる。その孔径（選別粒度）は３０〜５０ｍｍが好ましく、３５〜４５ｍｍがより好ましい。
【００４４】
選別ドラム１６の外周囲には、ドラムカバー１７が設けられており、選別孔１６ａを通り抜けた発酵好適物を飛散させずに装置下部の収集口１８に落下させて回収されるようにしている。ドラムカバー１７は、一部が開閉可能に形成されており（図示せず）、開放することによって選別部１０Ｂの内部の点検作業を行うことができるようになっている。
【００４５】
この選別ドラム１６は、不図示の電動機からの駆動力が伝達されることにより、周方向に回転可能に設けられている。
【００４６】
排出部１０Ｃは、選別部１０Ｂに連設された空間によって構成されており、その上側部には、選別部１０Ｂの選別ドラム１６によって選別されずに残留する発酵不適物を受け入れ、選別ドラム１６の軸方向と直交する方向に風力によって排出するための排出口１９が開口形成されている。
【００４７】
また、これら投入部１０Ａ内、選別部１０Ｂの選別ドラム１６内及び排出部１０Ｃ内に亘り、１本の回転軸２０が横向きに配設されている。回転軸２０の一端は投入部１０Ａから外部に突出し、軸受２０ａによって回転可能に軸支されていると共に、他端は排出部１０Ｃから外部に突出し、軸受け２０ｂによって回転可能に軸支されている。従って、回転軸２０は、投入部１０Ａから排出部１０Ｃに亘って回転可能に横架されている。
【００４８】
投入部１０Ａから外部に突出した回転軸２０の一端部にはプーリ２０ｃが設けられている。回転軸２０は、電動機３０からの駆動力がベルト３０ａを介してプーリ２０ｃに伝達されることによって、図２中の反時計回りに回転するようになっている。
【００４９】
回転軸２０の外周には、放射状に延びる複数枚（図示例では４枚）のブレード２１が取り付けられている。各ブレード２１は、投入部１０Ａ内の一端から選別部１０Ｂ内を通り排出部１０Ｃ内の他端に至る回転軸２０の全長に亘って延びると共に、回転軸２０の回転方向に対してそれぞれ同一方向に傾斜状に取り付けられている。
【００５０】
ここでは各ブレード２１は、投入部１０Ａから排出部１０Ｃに行くに従って、回転軸２０の回転方向と反対方向に徐々に位置ずれするように取り付けられることで、回転軸２０の回転方向に対して傾斜している。このため、回転軸２０が図２中の反時計回りに回転すると、回転軸２０の回転方向に対して傾斜している各ブレード２１は、投入部１０Ａから排出部１０Ｃに向かう風力を発生させるようになっている。
【００５１】
各ブレード２１の外端縁２１ａは、投入部１０Ａ内の案内羽根１５の内端縁１５ａ及び選別部１０Ｂ内の選別ドラム１６の内周面と接触しない程度に近接している。このため、回転軸２０に伴って各ブレード２１が回転すると、各ブレード２１は、案内羽根１５の内端縁１５ａ及び選別ドラム１６の内周面との間に若干の間隙を置いて接触することなく回転する。
【００５２】
この間隙は、投入された可燃ごみ中に含まれる破砕しきれない固形物、例えばバスタオル等のような大きな布や靴等が噛み込まれてしまうことを防止するため、３０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲の範囲であることが好ましい。３０ｍｍを下回ると、可燃ごみ中に固形物が含まれている場合に噛み込みが発生し易くなり、１００ｍｍを超えると、ブレード２１の回転によって可燃ごみを選別孔１６ａに対して摺擦する効果が劣るようになり、特に長尺物が破砕（剪断）されにくくなる。より好ましい間隙量は５０ｍｍ〜７０ｍｍとすることである。
【００５３】
この間隙量の選定は、可燃ごみの組成によって、効率良く発酵好適物の選別を行える粒度となるように３０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲で最適な間隙に選択することができる。間隙量は、３０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲内であれば、案内羽根１５の内端縁１５ａと選別ドラム１６の内周面とで、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【００５４】
この破砕選別装置１Ａでは、注水を行いながら破砕又は破袋及び破砕と選別とを行うために、投入部１０Ａ又は選別部１０Ｂの適宜の部位に注水用のスプレーノズル（図示せず）を設けることが好ましい。注水は、可燃ごみの含水率にもよるが、可燃ごみの投入トン当たり１〜１００００Ｌが好ましい。
【００５５】
注水により、発酵不適物に付着した発酵好適物を洗い落とすことができ、発酵好適物の選別精度が向上する。また、注水によって細かなごみの飛散を更に防止することもできる。更に、回収される発酵好適物の含水を調整することで、メタン発酵に最適な発酵好適物スラリーを得ることができ、後段のメタン発酵設備への移送をスクリューコンベアやポンプ等によって容易に行うことができるようになる。
【００５６】
また、１日の処理工程の最後に、制御装置やタイマー制御によって、装置内を注水によって自動洗浄することもできる。
【００５７】
次に、かかる破砕選別装置１Ａの作用について説明する。
【００５８】
電動機３０が駆動されることにより回転軸２０が回転してブレード２１が回転し、更に不図示の電動機が駆動されることにより選別ドラム１６がブレード２１の回転方向と反対方向となるように、回転軸２０を中心に回転した状態で、可燃ごみが投入口１１から導入空間１２内に投入されると、導入空間１２内の可燃ごみは回転するブレード２１によって導入空間１２の内面に押し付けられると共に、螺旋を描くように突出する案内羽根１５によって、図１中に矢印で示すように、回転しながら選別部１０Ｂに向けて徐々に送り込まれる。
【００５９】
この送り込みの間中、可燃ごみは回転するブレード２１による遠心力によって導入空間１２の内壁面及び案内羽根１５に回転しながら押し付けられ、摺擦されることにより、破砕又は破袋及び破砕される。特に、案内羽根１５の内端縁１５ａの部分でも摺擦が行われる。可燃ごみは回転するブレード２１に対して回転軸２０の径方向から接触するため、特許文献１の図２のスクリュー１０２、ブレード２０３との境界部分がなく、従来のように長尺物を回転軸に絡み付けてしまう現象は起こらない。
【００６０】
投入口１１から可燃ごみが連続して投入されても、導入空間１２内の可燃ごみは、回転するブレード２１によって回転し、更に螺旋状の案内羽根１５によって案内されながら選別部１０Ｂ側に移動させられるため、投入口１１の直下からはすぐに退避する。しかも、投入部１０Ａにもブレード２１が延長されていることにより、この投入部１０Ａ内でもブレード２１の回転による風力を発生させることができるため、投入部１０Ａ内で破砕されたごみは、風力によって速やかに選別部１０Ｂ側に移送される。これらのことにより、可燃ごみが投入口１１で停滞し、堆積してブリッジ化してしまうことが防止される。
【００６１】
投入部１０Ａ内には螺旋状の案内羽根１５が設けられているため、細かく破砕されたごみが風力によって飛び散ることはなく、この案内羽根１５に沿い且つブレード２１の回転によって発生する風力によって、選別部１０Ｂに向けて回転軸２０の回りを回転しながらスムーズに移送される。
【００６２】
このように、回転するブレード２１及び螺旋状の案内羽根１５によって選別部１０Ｂに向けて破砕又は破袋及び破砕されながら移送されたごみは、選別ドラム１６の軸方向の一端から該選別ドラム１６の内部に送り込まれる。
【００６３】
選別ドラム１６内に送り込まれたごみは、回転するブレード２１によって選別ドラム１６の内周面に押し付けられ、回転するブレード２１の外端縁２１Ａと、このブレード２１の回転方向と反対方向に回転する選別ドラム１６の内周面との間で摺擦され続けることで、更に破砕又は破袋及び破砕されることによって細かくされる。
【００６４】
細かく破砕されたごみのうち、選別孔１６ａを通過し得る発酵好適物を含むごみは、そのまま或いは選別ドラムカバー１７の内壁面に沿って選別ドラム１６の下方の収集口１８に落下して回収される。また、選別孔１６ａより大きいごみは、ブレード２１の回転によって発生する風力によって排出部１０Ｃに向けて押しやられ、発酵不適物として排出口１９から排出される。
【００６５】
選別ドラム１６内のごみは、投入部１０Ａから軸方向に沿って新たなごみが送り込まれてくることと、投入部１０Ａまで延長されたブレード２１の回転によって投入部１０Ａから排出部１０Ｃに向けて発生する十分な風力とによって、選別ドラム１６内で回転しながらも、図１中に矢印で示すように、排出部１０Ｃに向けてスムーズに移送される。
【００６６】
この選別部１０Ｂでは、投入部１０Ａから移送されるごみが、選別ドラム１６の軸方向の一端から送り込まれるため、投入部１０Ａに接する選別ドラム１６の一端から選別ドラム１６による破砕及び選別を行うことができる。このため、選別ドラム１６の一端から排出部１０Ｃに接する他端に至る全長に亘って、破砕又は破袋及び破砕機能を果たすことができ、選別ドラム１６を有効に機能させることができる。
【００６７】
案内羽根１５が設けられている領域は投入部１０Ａ内だけであり、選別ドラム１６内には設けられていないため、選別ドラム１６内では、ブレード２１の外端縁２１Ａを固形物の噛み込みが生じない程度に選別ドラム１６の内周面に近接させることができることにより、可燃ごみの破砕又は破袋及び破砕と選別孔１６ａによる粒度選別とを効果的に行うことができる。
【００６８】
また、投入部１０Ａにおける可燃ごみの移送と選別部１０Ｂにおける可燃ごみの選別とを同一の電動機３０の駆動によって行うことができるので、従来に比べて電動機数を削減でき、動力コストも抑えることができる。
【００６９】
更に、投入部１０Ａ内まで延長されたブレード２１によって、投入部１０Ａから排出部１０Ｃに至る全長に亘って、ごみを移送させるに十分な風力を発生させることができるので、投入部１０Ａ内で可燃ごみが停滞することがない効果と相俟って、破砕された発酵不適物を排出口１９に向けてスムーズに移送することができるようになり、排出口１９において詰まりが発生するといったトラブルもなくなる。
【００７０】
ブレード２１の回転によって発生させる風力（風速）は、可燃ごみ中から発酵不適物を効果的に選別できるようにする観点から、３〜２５ｍ／ｓが好ましく、より好ましくは４０〜１０ｍ／ｓとすることである。
【００７１】
また、可燃ごみから３０〜５０ｍｍ径の選別孔１６ａによって発酵好適物の選別を効果的に行うため、ブレード２１の回転速度は、５００〜２０００ｒｐｍが好ましく、より好ましくは７５０〜１０００ｒｐｍとすることである。
【００７２】
ところで、選別ドラム１６とブレード２１とによる可燃ごみの摺擦及び粒度選別の効果を大きくするためにブレード２１の回転速度を大きくしすぎると、風力が大きくなりすぎてしまい、可燃ごみが選別ドラム１６によって十分に選別されないまま排出口１９から排出されてしまうおそれがある。
【００７３】
しかし、この破砕選別装置１Ａによれば、長尺物の絡み付きを防止するために従来のように選別ドラム１６の中途部に投入口を設ける必要がないため、選別ドラム１６をブレード２１の回転方向と反対方向に回転させることができる。このため、ブレード２１の回転速度を大きくしすぎることなく、選別ドラム１６とブレード２１との相対的な回転速度を大きくすることができる。これにより、ブレード２１の回転速度を可燃ごみの摺擦による粒度選別と風力選別とを行うのに適した速度に設定できるようになり、効率的な発酵好適物の回収を行うことができる。
【００７４】
図３は、破砕選別装置の他の一例を、投入部１０Ａ側から回転軸２０の軸方向に沿って見た状態を一部断面で示した図である。図１及び図２に示す破砕選別装置１Ａと同一符号の部位は同一構成の部位を示しているため説明は省略する。
【００７５】
この破砕選別装置１Ｂは、投入口１１に、可燃ごみを予め破砕又は破袋及び破砕するための破砕装置２２を連設している。
【００７６】
この破砕装置２２は、ここでは不図示の電動機の駆動力によって回転することにより可燃ごみを破砕又は破袋及び破砕する２つの破砕用のローター２２ａが並設された二軸破砕装置を用いているが、特に限定されない。この破砕装置２２を投入口１１の上部に連設することで、投入口１１を通して導入空間１２に投入される可燃ごみを、回転するローター２２ａ、２２ａによって予め破砕又は破袋及び破砕し、可燃ごみの細断・平均化を行うことができる。このため、投入直後の負荷をより低減させることができると共に、布団等の処理困難物をこの破砕装置２において投入口１１に投入される前に除去することができるようになり、過負荷停止のトラブルの発生回数を低減することができる。
【００７７】
図４は、破砕選別装置の更に他の一例を、排出部１０Ｃ側から回転軸２０の軸方向に沿って見た状態を示した図である。図１及び図２に示す破砕選別装置１Ａ及び図３に示す破砕選別装置１Ｂと同一符号の部位は同一構成の部位を示しているため説明は省略する。
【００７８】
この破砕選別装置１Ｃは、排出口１９に、該排出口１９から排出される発酵不適物を回収するためのサイクロン２３が連設されている。
【００７９】
サイクロン２３の内部はダクト２３ａによって排出口１９と連通しており、排出口１９から風力によって排出されてくる粒度選別後の発酵不適物を受け入れ、サイクロン効果によって固形物と気体とに分離する。分離された固形物（発酵不適物）は、サイクロン２３下部のホッパー２３ｂに落下して収集され、更にロータリーダンパー２３ｃによって風力の影響を低減させて外部に切り出される。切り出された発酵不適物は、コンベア２３ｄによって搬送される。
【００８０】
このようにサイクロン２３を設けることにより、排出口１９から排出される発酵不適物の飛散を防止することができると共に、発酵不適物を破砕選別装置本体内に滞留させることなくよりスムーズに排出させることができる。これにより、排出口１９等に発酵不適物が閉塞してしまうトラブルの解消をより確実にすることができる。
【００８１】
また、サイクロン２３によって分離された気体は、サイクロン２３上部の排気筒２３ｅから外部に排出されるが、その一部を、配管２３ｆ（循環路）を介して投入部１０Ａの選別風量取り込み口１４に返送することが好ましい。これによりサイクロン２３から排出される排気の一部を風力選別用の風力として再利用することができ、風力の発生をよりスムーズにすることができる。
【００８２】
この破砕選別装置１Ｃは投入口１１に破砕装置２２を連設しているが、破砕装置２２は必須ではない。
【００８３】
なお、本発明において、排出口１９から排出される発酵不適物は、このようなサイクロン２３を用いて回収するものに限らず、例えば不適物ピット等（図示せず）に直接排出されるようにしてもよい。
【００８４】
図５は、本発明に係る破砕選別装置を用いたバイオマス資源の回収システムの一例を示すフロー図である。ここでは、図４に示した破砕選別装置１Ｃを使用したシステムを例示しているが、他の破砕選別装置１Ａ又は１Ｂを使用してもよいことはもちろんである。
【００８５】
同図に示すように、収集車４０によって収集された可燃ごみは、一旦ピット４１に貯留される。ピット４１内の可燃ごみは、クレーン４２によってコンベア４３のバンカー投入口４３ａに搬送されて投下され、コンベア４３の搬送によって破砕選別装置１Ｃの破砕装置２２に投入される。
【００８６】
または、収集車４０が直接バンカー投入口４３ａに可燃ごみを投入してもよい。
【００８７】
破砕装置２２では、可燃ごみを予め破砕又は破袋及び破砕し、ここで破砕しきれない大型のごみは処理困難物として除去され、指定ピット４４へ移送される。
【００８８】
破砕装置２２から落下した破砕又は破袋及び破砕後の可燃ごみは、破砕選別装置１Ｃによって、上述したように可燃ごみの破砕又は破袋及び破砕が行われ、粒度選別と風力選別とが行われることによって発酵好適物と発酵不適物とに分離される。
【００８９】
発酵好適物は収集口１８から落下回収され、コンベア４５によって搬送されてメタン発酵工程４６へと移送される。
【００９０】
一方、発酵不適物は、風力によって排出口１９からダクト２３ａを介してサイクロン２３に送り込まれ、サイクロン効果によって固形の発酵不適物と排気とに分離される。発酵不適物はコンベア２３ｄによって指定ピット４７へ移送され、排気は、排気筒２３ｅから指定ピット４８へと移送されると共に、一部が配管２３ｆを介して破砕選別装置１Ｃの選別風量取り込み口１４に返送されて再利用される。
【００９１】
この破砕選別装置１Ｃにおける可燃ごみの破砕又は破袋及び破砕処理時、注水ライン４９によって注水が行われる。注水ライン４９には水量調整弁４９ａが設けられており、破砕選別装置１Ｃへの注水量が調整されることによって発酵好適物の含水率が調整される。
【符号の説明】
【００９２】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ：破砕選別装置
１０Ａ：投入部
１０Ｂ：選別部
１０Ｃ：排出部
１１：投入口
１２：導入空間
１３：開閉カバー
１３ａ：開閉軸
１４：選別風量取り込み口
１５：案内羽根
１５ａ：案内羽根の内端縁
１６：選別ドラム
１６ａ：選別孔
１７：ドラムカバー
１８：収集口
１９：排出口
２０：回転軸
２０ａ：軸受
２０ｂ：軸受け
２０ｃ：プーリ
２１：ブレード
２１ａ：ブレードの外端縁
２２：破砕装置
２２ａ：ローター
２３：サイクロン
２３ａ：ダクト
２３ｂ：ホッパー
２３ｃ：ロータリーダンパー
２３ｄ：コンベア
２３ｅ：排気筒
２３ｆ：配管（循環路）
３０：電動機
３０ａ：ベルト
【技術分野】
【０００１】
本発明は破砕選別装置に関し、詳しくは可燃ごみを破砕又は破袋及び破砕してバイオマス資源となる発酵好適物を高効率で選別することのできる破砕選別装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
可燃ごみから発酵好適物を選別してメタン発酵に適したバイオマス資源を回収するシステムでは、回収された可燃ごみを破砕又は破袋及び破砕して細かくし、所定の粒度選別を行うことにより、効率良く発酵好適物を選別することが重要である。
【０００３】
特許文献１の図２には、可燃ごみから発酵好適物を選別して回収するバイオマス資源の回収システムに使用される破砕選別装置として、１台で可燃ごみの破砕機能又は破袋及び破砕機能と粒度選別機能と風力選別機能とを有する破砕選別装置が開示されている。
【０００４】
この破砕選別装置の概要を図６に示す。
【０００５】
破砕選別装置は、投入部１００と選別部２００とが横向きに連設されている。投入部１００には、可燃ごみを投入するための投入口１０１が上方に向けて開口しており、その内部には、搬送用のスクリュー１０２が横架されている。このスクリュー１０２は、駆動源１０３からの駆動力が伝達されることによって回転し、投入口１０１から投入された可燃ごみを選択部２００に向けて搬送するようになっている。
【０００６】
一方、選別部２００には、一端が投入部１００に臨むように円筒状の選別ドラム２０１が横向きに配設されている。選別ドラム２０１の周壁には、回収すべき発酵好適物を選別するための所定の孔径を有する多数の選別孔２０１Ａが全周に亘って形成されている。
【０００７】
選別ドラム２０１の内部には、回転軸２０２が回転可能に軸支されていると共に、この回転軸２０２の外周に複数枚のブレード２０３が放射状に設けられ、モータ２０４の駆動によってスクリュー１０２とは独立して回転するようになっている。
【０００８】
この破砕選別装置によると、投入口１０１から投入された可燃ごみは、スクリュー１０２の回転によって選別ドラム２０１の一端に該選別ドラム２０１の軸方向に沿って押し込まれる。選別ドラム２０１内に達した可燃ごみは、回転するブレード２０３の遠心力によって選別ドラム２０１の内周面に押し付けられると共に選別ドラム２０１との間で挟み付けられ、多数の選別孔２０１Ａに擦り付けられることで、破砕される。
【０００９】
破砕されたごみのうち、選別孔２０１Ａを通過し得る発酵好適物を含むごみは、選別ドラム２０１の下方の収集口２０４に落下して回収されると共に、選別孔２０１Ａより大きいごみは、ブレード２０３の回転によって発生する風力によって排出口に向けて押しやられ、発酵不適物として排出される。
【００１０】
この破砕選別装置によれば、可燃ごみの破砕又は破袋及び破砕と選別孔による粒度選別とブレードの回転により発生する風力による風力選別との各機能を１台で賄うことができるため、システムの簡素化を図ることができるものである。
【００１１】
しかも、投入口１０１から投入された可燃ごみは、選別ドラム２０１の一端に該選別ドラム２０１の軸方向に沿って押し込まれるようになっているため、選別ドラム２０１の一端から排出口を有する他端に至る全長に亘って可燃ごみの破砕又は破袋及び破砕を行うことができ、選別ドラム２０１を効率的に利用できるようになっている。
【００１２】
一方、特許文献２の図１には、内部にブレードを有する選別ドラムに対してその一端から軸方向に沿って廃棄物を投入する構造に代えて、選別ドラムのほぼ径方向からブレードの回転向きに廃棄物を投入する構造とすることで、長尺物の絡み付きの問題を解決することが開示されている。
【００１３】
また、特許文献３には、選別ドラムの内面の上半分に、整流板を回転軸の回転方向に対して角度を持って斜めに配置することにより、廃棄物を排出口の方向に案内することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２０１０−９９５６６号公報
【特許文献２】特開２００２−１７７８８８号公報
【特許文献３】特開２００８−３０２３４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明者らは、図６のような特許文献１に開示される破砕選別装置について、バイオマス資源回収の更なる効率化を図る目的で更に検討したところ、次のような課題を見出した。
【００１６】
すなわち、この図６に開示される破砕選別装置によると、スクリュー１０２によって選別ドラム２０１に押し込まれた可燃ごみは、スクリュー１０２から離脱して選別ドラム２０１内に到達した直後に、回転するブレード２０３の軸方向の端部と接触することになる。このとき、スクリュー１０２とブレード２０３との境界部位において、可燃ごみ中の長尺物、例えばビデオテープ、ストッキング、紐類等が回転するブレード２０３によって引きちぎられて回転軸２０２に絡み付いてしまい、これが次第に成長することで風力を低下させると共に可燃ごみの停滞を発生させ、ついには過負荷を起こして装置が停止するという事態を発生させてしまう。
【００１７】
このような長尺物の絡み付きの問題は、特許文献２の図１に開示のように、選別ドラムのほぼ径方向からブレードの回転向きに廃棄物を投入する構造とすることで解決できると思われる。
【００１８】
しかしながら、この構造では選別ドラムの中途部からブレードの回転向きに可燃ごみを投入することになるため、選別ドラムの一端から他端に至る全長に亘って可燃ごみの破砕又は破袋及び破砕を行うことができなくなり、特許文献１の図２に開示の破砕選別装置のように選別ドラムを有効に利用した破砕又は破袋及び破砕機能を果たすことができなくなってしまう。
【００１９】
しかも、特許文献２の図１に開示の破砕選別装置では、可燃ごみの投入時は選別ドラムのほぼ径方向に沿って投入されるが、投入後は、これとは直交する選別ドラムの軸方向に沿って可燃ごみを移動させなくてはならない。しかし、一旦選別ドラム内に可燃ごみが投入されると、ブレードは可燃ごみを回転させるだけであり、投入された可燃ごみに対して軸方向に移動させる力を作用させることができないため、投入口の直下において可燃ごみが大量に滞留してしまう問題がある。
【００２０】
この特許文献２の図１に開示の破砕選別装置では、選別ドラムの上半分に複数枚の導風板を設けて選別ドラム内の気流を排出口に向けて案内するようにしているが、可燃ごみが破袋又は破砕されて導風板による気流によって搬送できる程度に細かくされるまでの間は、可燃ごみを軸方向に移動させることができない。このため、可燃ごみは細かく破砕されるまで、投入口の直下で長時間滞留してしまう。
【００２１】
選別ドラム内の可燃ごみを軸方向に搬送するため、選別ドラムの内面に特許文献３に開示のように軸方向への搬送を案内する整流板を設けることが考えられる。
【００２２】
しかし、選別ドラム内では、ブレードの外端縁と選別ドラムの内周面との間で、固形物の噛み込みを防止しつつ可燃ごみを効果的に摺擦して破砕又は破袋及び破砕する関係上、ブレードの外端縁と選別ドラムの内周面との間は所定の間隙が形成される必要がある。この選別ドラム内に特許文献３に開示のような整流板を設けると、ブレードの外端縁とこの整流板の内端縁との間で固形物の噛み込みが生じるおそれがあるため、このブレードの外端縁と整流板の内端縁とが所定の間隙を保たなくてはならない。その場合、ブレードの外端縁と選別ドラムの内周面との間の距離が大きく空きすぎてしまい、可燃ごみを効率的に破砕又は破袋及び破砕することができず、所定の粒度選別を行なうことができず、可燃ごみから発酵好適物を効率よく選別することができなくなってしまう問題がある。
【００２３】
そこで、本発明は、長尺物の絡み付きのおそれがなく可燃ごみを選別ドラムの軸方向の一端に対して送り込むことができるようにすることにより、可燃ごみを停滞させることなく、選別ドラムの一端から他端に至る全長に亘って破砕又は破袋及び破砕機能を果たすことができると共に、破砕された可燃ごみ中の発酵不適物を十分な風力によって排出口に向けて円滑に搬送排出することができる破砕選別装置を提供することを課題とする。
【００２４】
本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかになる。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上記課題は以下の発明によって解決される。
【００２６】
（請求項１）
上方に向けて開口する可燃ごみの投入口を有する投入部と、
一端が前記投入部に横向きに連設され、外周面に多数の選別孔が形成された円筒状の選別ドラムと、
前記選別ドラム内に回転可能に設けられた回転軸と、
前記回転軸の外周に放射状に延びると共に該回転軸の回転方向に対してそれぞれ同一方向に傾斜状に取り付けられた複数枚のブレードとを有し、
前記回転軸の回転によって前記投入口から投入された可燃ごみを前記投入部から前記選別ドラムの一端に送り込み、前記ブレードと前記選別ドラムとの間で破砕又は破袋及び破砕すると共に、前記ブレードによって前記選別ドラムの他端に配置された排出口に向けて風力を発生させることにより、前記選別孔と風力とによって選別を行う破砕選別装置において、
前記回転軸及び前記ブレードを、それぞれ前記投入部内から前記選別ドラム内に亘って連続して延びるように形成し、
前記投入口の直下を除く前記投入部の内面に、前記投入口から投入された可燃ごみを前記ブレードの回転によって前記選別ドラムの一端に送り込むための案内羽根を配設したことを特徴とする破砕選別装置。
【００２７】
（請求項２）
前記ブレードの外端縁と前記案内羽根の内端縁及び前記選別ドラムの内周面との間隙が、いずれも３０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１記載の破砕選別装置。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、長尺物の絡み付きのおそれがなく可燃ごみを選別ドラムの軸方向の一端に対して送り込むことができ、可燃ごみを停滞させることなく、選別ドラムの一端から他端に至る全長に亘って破砕又は破袋及び破砕機能を果たすことができると共に、破砕された可燃ごみ中の発酵不適物を十分な風力によって排出口に向けて円滑に搬送排出することができる破砕選別装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る破砕選別装置の一例を示す断面図
【図２】図１の(ii)-(ii)線に沿う断面図
【図３】破砕選別装置の他の一例を、投入部側から回転軸の軸方向に沿って見た状態を一部断面で示した図
【図４】破砕選別装置の更に他の一例を、排出部側から回転軸の軸方向に沿って見た状態を示した図
【図５】本発明に係る破砕選別装置を用いたバイオマス資源の回収システムの一例を示すフロー図
【図６】従来の破砕選別装置の断面図
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００３１】
本発明において、可燃ごみとは、一般家庭や事業所（ホテルや料理店、食品工場など）等から排出されるごみであり、例えば、厨芥類、紙片類、草木類、プラスチック・ビニール片類、繊維片（布）類、不燃物類の１種又は２種以上が含まれるごみが例示できる。
【００３２】
これらの可燃ごみは、通常ビニール袋などのごみ収集袋に入れられて収集されるが、ごみ収集袋に収納されないで収集される可燃ごみも含む。
【００３３】
これら可燃ごみのうち、厨芥類、紙片類、草木類はメタン発酵に適した発酵好適物としては分類でき、プラスチック・ビニール片類、繊維片（布）類、不燃物類は発酵不適物として分類できる。
【００３４】
図１は、本発明に係る破砕選別装置の一例を示す断面図、図２は、図１の(ii)-(ii)線に沿う断面図である。
【００３５】
破砕選別装置１Ａは、図１中の左側から横向きに延びる軸方向に沿って、可燃ごみが投入される投入部１０Ａと、可燃ごみ中から発酵好適物を選別するための選別部１０Ｂと、選別部１０Ｂによって発酵好適物が選別された後の発酵不適物を排出する排出部１０Ｃとを順次有している。
【００３６】
投入部１０Ａは、破砕選別装置１Ａにおいて可燃ごみが取り込まれる部位であり、上方に向けて可燃ごみが投入される投入口１１が開口している。投入口１１の下方は、下半部が横向きの半円筒状で、且つ、上半部が上方の投入口１１に向けて拡大する形状を呈し、投入口１１から投入された可燃ごみの導入空間１２が形成されている。
【００３７】
この投入部１０Ａの一側壁部は、開閉軸１３ａを中心にして側方に向けて開閉可能な開閉カバー１３を有している。投入部１０Ａは、この開閉カバー１３を開放することにより、内部の点検作業等を行うことができるようになっている。
【００３８】
また、投入口１１の側方には、後述する選別のための風力を発生させる際の風を取り込むための選別風量取り込み口１４が上方に向けて開口形成されている。
【００３９】
この投入部１０Ａにおける導入空間１２の内面には、複数条の案内羽根１５が突出形成されている。この案内羽根１５は、投入口１１から導入空間１２内に投入された可燃ごみを、後述するブレードの回転によって、後段に連設された選別部１０Ｂに向けて送り込むためのガイドをなす。その形状は、案内羽根１５の内端縁１５ａが円筒の外周面に沿う形状をなし、投入部１０Ａの一端から選別部１０Ｂに向かって反時計回りに螺旋を描くように形成される。
【００４０】
但し、可燃ごみが投入される投入口１１の直下の部位には、案内羽根１５が部分的に省かれており、この部位において案内羽根１５の螺旋形状は不連続となっている。投入口１１の直下とは、投入口１１の開口が導入空間１２と接する境界部分である。すなわち、案内羽根１５は、図２に示すように、投入口１１の直下に位置し該投入口１１に臨む上部の円弧部分が、可燃ごみの投入を可能とするために切断された状態となっている。これにより、案内羽根１５は、導入空間１２内面の円弧状の下半部から投入口１１の部位を除く上半部の一部に亘って、選別部１０Ｂに向かうに従って反時計回りに螺旋を描くように形成されている。
【００４１】
選別部１０Ｂは、投入部１０Ａに横向きに連設されており、その内部には、円筒形状の選別ドラム１６が横向きに配設されている。選別ドラム１６の軸方向の一端は、投入部１０Ａの導入空間１２内に臨んでおり、該導入空間１２から送り込まれる可燃ごみの受け入れを可能としている。
【００４２】
選別ドラム１６の周壁には、破砕された可燃ごみを粒度選別して発酵好適物と発酵不適物とに選別するための多数の選別孔１６ａが全周に亘って開設されている。
【００４３】
この選別孔１６ａの孔径によって、選別して回収すべき発酵好適物の大きさが決まる。その孔径（選別粒度）は３０〜５０ｍｍが好ましく、３５〜４５ｍｍがより好ましい。
【００４４】
選別ドラム１６の外周囲には、ドラムカバー１７が設けられており、選別孔１６ａを通り抜けた発酵好適物を飛散させずに装置下部の収集口１８に落下させて回収されるようにしている。ドラムカバー１７は、一部が開閉可能に形成されており（図示せず）、開放することによって選別部１０Ｂの内部の点検作業を行うことができるようになっている。
【００４５】
この選別ドラム１６は、不図示の電動機からの駆動力が伝達されることにより、周方向に回転可能に設けられている。
【００４６】
排出部１０Ｃは、選別部１０Ｂに連設された空間によって構成されており、その上側部には、選別部１０Ｂの選別ドラム１６によって選別されずに残留する発酵不適物を受け入れ、選別ドラム１６の軸方向と直交する方向に風力によって排出するための排出口１９が開口形成されている。
【００４７】
また、これら投入部１０Ａ内、選別部１０Ｂの選別ドラム１６内及び排出部１０Ｃ内に亘り、１本の回転軸２０が横向きに配設されている。回転軸２０の一端は投入部１０Ａから外部に突出し、軸受２０ａによって回転可能に軸支されていると共に、他端は排出部１０Ｃから外部に突出し、軸受け２０ｂによって回転可能に軸支されている。従って、回転軸２０は、投入部１０Ａから排出部１０Ｃに亘って回転可能に横架されている。
【００４８】
投入部１０Ａから外部に突出した回転軸２０の一端部にはプーリ２０ｃが設けられている。回転軸２０は、電動機３０からの駆動力がベルト３０ａを介してプーリ２０ｃに伝達されることによって、図２中の反時計回りに回転するようになっている。
【００４９】
回転軸２０の外周には、放射状に延びる複数枚（図示例では４枚）のブレード２１が取り付けられている。各ブレード２１は、投入部１０Ａ内の一端から選別部１０Ｂ内を通り排出部１０Ｃ内の他端に至る回転軸２０の全長に亘って延びると共に、回転軸２０の回転方向に対してそれぞれ同一方向に傾斜状に取り付けられている。
【００５０】
ここでは各ブレード２１は、投入部１０Ａから排出部１０Ｃに行くに従って、回転軸２０の回転方向と反対方向に徐々に位置ずれするように取り付けられることで、回転軸２０の回転方向に対して傾斜している。このため、回転軸２０が図２中の反時計回りに回転すると、回転軸２０の回転方向に対して傾斜している各ブレード２１は、投入部１０Ａから排出部１０Ｃに向かう風力を発生させるようになっている。
【００５１】
各ブレード２１の外端縁２１ａは、投入部１０Ａ内の案内羽根１５の内端縁１５ａ及び選別部１０Ｂ内の選別ドラム１６の内周面と接触しない程度に近接している。このため、回転軸２０に伴って各ブレード２１が回転すると、各ブレード２１は、案内羽根１５の内端縁１５ａ及び選別ドラム１６の内周面との間に若干の間隙を置いて接触することなく回転する。
【００５２】
この間隙は、投入された可燃ごみ中に含まれる破砕しきれない固形物、例えばバスタオル等のような大きな布や靴等が噛み込まれてしまうことを防止するため、３０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲の範囲であることが好ましい。３０ｍｍを下回ると、可燃ごみ中に固形物が含まれている場合に噛み込みが発生し易くなり、１００ｍｍを超えると、ブレード２１の回転によって可燃ごみを選別孔１６ａに対して摺擦する効果が劣るようになり、特に長尺物が破砕（剪断）されにくくなる。より好ましい間隙量は５０ｍｍ〜７０ｍｍとすることである。
【００５３】
この間隙量の選定は、可燃ごみの組成によって、効率良く発酵好適物の選別を行える粒度となるように３０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲で最適な間隙に選択することができる。間隙量は、３０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲内であれば、案内羽根１５の内端縁１５ａと選別ドラム１６の内周面とで、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【００５４】
この破砕選別装置１Ａでは、注水を行いながら破砕又は破袋及び破砕と選別とを行うために、投入部１０Ａ又は選別部１０Ｂの適宜の部位に注水用のスプレーノズル（図示せず）を設けることが好ましい。注水は、可燃ごみの含水率にもよるが、可燃ごみの投入トン当たり１〜１００００Ｌが好ましい。
【００５５】
注水により、発酵不適物に付着した発酵好適物を洗い落とすことができ、発酵好適物の選別精度が向上する。また、注水によって細かなごみの飛散を更に防止することもできる。更に、回収される発酵好適物の含水を調整することで、メタン発酵に最適な発酵好適物スラリーを得ることができ、後段のメタン発酵設備への移送をスクリューコンベアやポンプ等によって容易に行うことができるようになる。
【００５６】
また、１日の処理工程の最後に、制御装置やタイマー制御によって、装置内を注水によって自動洗浄することもできる。
【００５７】
次に、かかる破砕選別装置１Ａの作用について説明する。
【００５８】
電動機３０が駆動されることにより回転軸２０が回転してブレード２１が回転し、更に不図示の電動機が駆動されることにより選別ドラム１６がブレード２１の回転方向と反対方向となるように、回転軸２０を中心に回転した状態で、可燃ごみが投入口１１から導入空間１２内に投入されると、導入空間１２内の可燃ごみは回転するブレード２１によって導入空間１２の内面に押し付けられると共に、螺旋を描くように突出する案内羽根１５によって、図１中に矢印で示すように、回転しながら選別部１０Ｂに向けて徐々に送り込まれる。
【００５９】
この送り込みの間中、可燃ごみは回転するブレード２１による遠心力によって導入空間１２の内壁面及び案内羽根１５に回転しながら押し付けられ、摺擦されることにより、破砕又は破袋及び破砕される。特に、案内羽根１５の内端縁１５ａの部分でも摺擦が行われる。可燃ごみは回転するブレード２１に対して回転軸２０の径方向から接触するため、特許文献１の図２のスクリュー１０２、ブレード２０３との境界部分がなく、従来のように長尺物を回転軸に絡み付けてしまう現象は起こらない。
【００６０】
投入口１１から可燃ごみが連続して投入されても、導入空間１２内の可燃ごみは、回転するブレード２１によって回転し、更に螺旋状の案内羽根１５によって案内されながら選別部１０Ｂ側に移動させられるため、投入口１１の直下からはすぐに退避する。しかも、投入部１０Ａにもブレード２１が延長されていることにより、この投入部１０Ａ内でもブレード２１の回転による風力を発生させることができるため、投入部１０Ａ内で破砕されたごみは、風力によって速やかに選別部１０Ｂ側に移送される。これらのことにより、可燃ごみが投入口１１で停滞し、堆積してブリッジ化してしまうことが防止される。
【００６１】
投入部１０Ａ内には螺旋状の案内羽根１５が設けられているため、細かく破砕されたごみが風力によって飛び散ることはなく、この案内羽根１５に沿い且つブレード２１の回転によって発生する風力によって、選別部１０Ｂに向けて回転軸２０の回りを回転しながらスムーズに移送される。
【００６２】
このように、回転するブレード２１及び螺旋状の案内羽根１５によって選別部１０Ｂに向けて破砕又は破袋及び破砕されながら移送されたごみは、選別ドラム１６の軸方向の一端から該選別ドラム１６の内部に送り込まれる。
【００６３】
選別ドラム１６内に送り込まれたごみは、回転するブレード２１によって選別ドラム１６の内周面に押し付けられ、回転するブレード２１の外端縁２１Ａと、このブレード２１の回転方向と反対方向に回転する選別ドラム１６の内周面との間で摺擦され続けることで、更に破砕又は破袋及び破砕されることによって細かくされる。
【００６４】
細かく破砕されたごみのうち、選別孔１６ａを通過し得る発酵好適物を含むごみは、そのまま或いは選別ドラムカバー１７の内壁面に沿って選別ドラム１６の下方の収集口１８に落下して回収される。また、選別孔１６ａより大きいごみは、ブレード２１の回転によって発生する風力によって排出部１０Ｃに向けて押しやられ、発酵不適物として排出口１９から排出される。
【００６５】
選別ドラム１６内のごみは、投入部１０Ａから軸方向に沿って新たなごみが送り込まれてくることと、投入部１０Ａまで延長されたブレード２１の回転によって投入部１０Ａから排出部１０Ｃに向けて発生する十分な風力とによって、選別ドラム１６内で回転しながらも、図１中に矢印で示すように、排出部１０Ｃに向けてスムーズに移送される。
【００６６】
この選別部１０Ｂでは、投入部１０Ａから移送されるごみが、選別ドラム１６の軸方向の一端から送り込まれるため、投入部１０Ａに接する選別ドラム１６の一端から選別ドラム１６による破砕及び選別を行うことができる。このため、選別ドラム１６の一端から排出部１０Ｃに接する他端に至る全長に亘って、破砕又は破袋及び破砕機能を果たすことができ、選別ドラム１６を有効に機能させることができる。
【００６７】
案内羽根１５が設けられている領域は投入部１０Ａ内だけであり、選別ドラム１６内には設けられていないため、選別ドラム１６内では、ブレード２１の外端縁２１Ａを固形物の噛み込みが生じない程度に選別ドラム１６の内周面に近接させることができることにより、可燃ごみの破砕又は破袋及び破砕と選別孔１６ａによる粒度選別とを効果的に行うことができる。
【００６８】
また、投入部１０Ａにおける可燃ごみの移送と選別部１０Ｂにおける可燃ごみの選別とを同一の電動機３０の駆動によって行うことができるので、従来に比べて電動機数を削減でき、動力コストも抑えることができる。
【００６９】
更に、投入部１０Ａ内まで延長されたブレード２１によって、投入部１０Ａから排出部１０Ｃに至る全長に亘って、ごみを移送させるに十分な風力を発生させることができるので、投入部１０Ａ内で可燃ごみが停滞することがない効果と相俟って、破砕された発酵不適物を排出口１９に向けてスムーズに移送することができるようになり、排出口１９において詰まりが発生するといったトラブルもなくなる。
【００７０】
ブレード２１の回転によって発生させる風力（風速）は、可燃ごみ中から発酵不適物を効果的に選別できるようにする観点から、３〜２５ｍ／ｓが好ましく、より好ましくは４０〜１０ｍ／ｓとすることである。
【００７１】
また、可燃ごみから３０〜５０ｍｍ径の選別孔１６ａによって発酵好適物の選別を効果的に行うため、ブレード２１の回転速度は、５００〜２０００ｒｐｍが好ましく、より好ましくは７５０〜１０００ｒｐｍとすることである。
【００７２】
ところで、選別ドラム１６とブレード２１とによる可燃ごみの摺擦及び粒度選別の効果を大きくするためにブレード２１の回転速度を大きくしすぎると、風力が大きくなりすぎてしまい、可燃ごみが選別ドラム１６によって十分に選別されないまま排出口１９から排出されてしまうおそれがある。
【００７３】
しかし、この破砕選別装置１Ａによれば、長尺物の絡み付きを防止するために従来のように選別ドラム１６の中途部に投入口を設ける必要がないため、選別ドラム１６をブレード２１の回転方向と反対方向に回転させることができる。このため、ブレード２１の回転速度を大きくしすぎることなく、選別ドラム１６とブレード２１との相対的な回転速度を大きくすることができる。これにより、ブレード２１の回転速度を可燃ごみの摺擦による粒度選別と風力選別とを行うのに適した速度に設定できるようになり、効率的な発酵好適物の回収を行うことができる。
【００７４】
図３は、破砕選別装置の他の一例を、投入部１０Ａ側から回転軸２０の軸方向に沿って見た状態を一部断面で示した図である。図１及び図２に示す破砕選別装置１Ａと同一符号の部位は同一構成の部位を示しているため説明は省略する。
【００７５】
この破砕選別装置１Ｂは、投入口１１に、可燃ごみを予め破砕又は破袋及び破砕するための破砕装置２２を連設している。
【００７６】
この破砕装置２２は、ここでは不図示の電動機の駆動力によって回転することにより可燃ごみを破砕又は破袋及び破砕する２つの破砕用のローター２２ａが並設された二軸破砕装置を用いているが、特に限定されない。この破砕装置２２を投入口１１の上部に連設することで、投入口１１を通して導入空間１２に投入される可燃ごみを、回転するローター２２ａ、２２ａによって予め破砕又は破袋及び破砕し、可燃ごみの細断・平均化を行うことができる。このため、投入直後の負荷をより低減させることができると共に、布団等の処理困難物をこの破砕装置２において投入口１１に投入される前に除去することができるようになり、過負荷停止のトラブルの発生回数を低減することができる。
【００７７】
図４は、破砕選別装置の更に他の一例を、排出部１０Ｃ側から回転軸２０の軸方向に沿って見た状態を示した図である。図１及び図２に示す破砕選別装置１Ａ及び図３に示す破砕選別装置１Ｂと同一符号の部位は同一構成の部位を示しているため説明は省略する。
【００７８】
この破砕選別装置１Ｃは、排出口１９に、該排出口１９から排出される発酵不適物を回収するためのサイクロン２３が連設されている。
【００７９】
サイクロン２３の内部はダクト２３ａによって排出口１９と連通しており、排出口１９から風力によって排出されてくる粒度選別後の発酵不適物を受け入れ、サイクロン効果によって固形物と気体とに分離する。分離された固形物（発酵不適物）は、サイクロン２３下部のホッパー２３ｂに落下して収集され、更にロータリーダンパー２３ｃによって風力の影響を低減させて外部に切り出される。切り出された発酵不適物は、コンベア２３ｄによって搬送される。
【００８０】
このようにサイクロン２３を設けることにより、排出口１９から排出される発酵不適物の飛散を防止することができると共に、発酵不適物を破砕選別装置本体内に滞留させることなくよりスムーズに排出させることができる。これにより、排出口１９等に発酵不適物が閉塞してしまうトラブルの解消をより確実にすることができる。
【００８１】
また、サイクロン２３によって分離された気体は、サイクロン２３上部の排気筒２３ｅから外部に排出されるが、その一部を、配管２３ｆ（循環路）を介して投入部１０Ａの選別風量取り込み口１４に返送することが好ましい。これによりサイクロン２３から排出される排気の一部を風力選別用の風力として再利用することができ、風力の発生をよりスムーズにすることができる。
【００８２】
この破砕選別装置１Ｃは投入口１１に破砕装置２２を連設しているが、破砕装置２２は必須ではない。
【００８３】
なお、本発明において、排出口１９から排出される発酵不適物は、このようなサイクロン２３を用いて回収するものに限らず、例えば不適物ピット等（図示せず）に直接排出されるようにしてもよい。
【００８４】
図５は、本発明に係る破砕選別装置を用いたバイオマス資源の回収システムの一例を示すフロー図である。ここでは、図４に示した破砕選別装置１Ｃを使用したシステムを例示しているが、他の破砕選別装置１Ａ又は１Ｂを使用してもよいことはもちろんである。
【００８５】
同図に示すように、収集車４０によって収集された可燃ごみは、一旦ピット４１に貯留される。ピット４１内の可燃ごみは、クレーン４２によってコンベア４３のバンカー投入口４３ａに搬送されて投下され、コンベア４３の搬送によって破砕選別装置１Ｃの破砕装置２２に投入される。
【００８６】
または、収集車４０が直接バンカー投入口４３ａに可燃ごみを投入してもよい。
【００８７】
破砕装置２２では、可燃ごみを予め破砕又は破袋及び破砕し、ここで破砕しきれない大型のごみは処理困難物として除去され、指定ピット４４へ移送される。
【００８８】
破砕装置２２から落下した破砕又は破袋及び破砕後の可燃ごみは、破砕選別装置１Ｃによって、上述したように可燃ごみの破砕又は破袋及び破砕が行われ、粒度選別と風力選別とが行われることによって発酵好適物と発酵不適物とに分離される。
【００８９】
発酵好適物は収集口１８から落下回収され、コンベア４５によって搬送されてメタン発酵工程４６へと移送される。
【００９０】
一方、発酵不適物は、風力によって排出口１９からダクト２３ａを介してサイクロン２３に送り込まれ、サイクロン効果によって固形の発酵不適物と排気とに分離される。発酵不適物はコンベア２３ｄによって指定ピット４７へ移送され、排気は、排気筒２３ｅから指定ピット４８へと移送されると共に、一部が配管２３ｆを介して破砕選別装置１Ｃの選別風量取り込み口１４に返送されて再利用される。
【００９１】
この破砕選別装置１Ｃにおける可燃ごみの破砕又は破袋及び破砕処理時、注水ライン４９によって注水が行われる。注水ライン４９には水量調整弁４９ａが設けられており、破砕選別装置１Ｃへの注水量が調整されることによって発酵好適物の含水率が調整される。
【符号の説明】
【００９２】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ：破砕選別装置
１０Ａ：投入部
１０Ｂ：選別部
１０Ｃ：排出部
１１：投入口
１２：導入空間
１３：開閉カバー
１３ａ：開閉軸
１４：選別風量取り込み口
１５：案内羽根
１５ａ：案内羽根の内端縁
１６：選別ドラム
１６ａ：選別孔
１７：ドラムカバー
１８：収集口
１９：排出口
２０：回転軸
２０ａ：軸受
２０ｂ：軸受け
２０ｃ：プーリ
２１：ブレード
２１ａ：ブレードの外端縁
２２：破砕装置
２２ａ：ローター
２３：サイクロン
２３ａ：ダクト
２３ｂ：ホッパー
２３ｃ：ロータリーダンパー
２３ｄ：コンベア
２３ｅ：排気筒
２３ｆ：配管（循環路）
３０：電動機
３０ａ：ベルト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方に向けて開口する可燃ごみの投入口を有する投入部と、
一端が前記投入部に横向きに連設され、外周面に多数の選別孔が形成された円筒状の選別ドラムと、
前記選別ドラム内に回転可能に設けられた回転軸と、
前記回転軸の外周に放射状に延びると共に該回転軸の回転方向に対してそれぞれ同一方向に傾斜状に取り付けられた複数枚のブレードとを有し、
前記回転軸の回転によって前記投入口から投入された可燃ごみを前記投入部から前記選別ドラムの一端に送り込み、前記ブレードと前記選別ドラムとの間で破砕又は破袋及び破砕すると共に、前記ブレードによって前記選別ドラムの他端に配置された排出口に向けて風力を発生させることにより、前記選別孔と風力とによって選別を行う破砕選別装置において、
前記回転軸及び前記ブレードを、それぞれ前記投入部内から前記選別ドラム内に亘って連続して延びるように形成し、
前記投入口の直下を除く前記投入部の内面に、前記投入口から投入された可燃ごみを前記ブレードの回転によって前記選別ドラムの一端に送り込むための案内羽根を配設したことを特徴とする破砕選別装置。
【請求項２】
前記ブレードの外端縁と前記案内羽根の内端縁及び前記選別ドラムの内周面との間隙が、いずれも３０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１記載の破砕選別装置。
【請求項１】
上方に向けて開口する可燃ごみの投入口を有する投入部と、
一端が前記投入部に横向きに連設され、外周面に多数の選別孔が形成された円筒状の選別ドラムと、
前記選別ドラム内に回転可能に設けられた回転軸と、
前記回転軸の外周に放射状に延びると共に該回転軸の回転方向に対してそれぞれ同一方向に傾斜状に取り付けられた複数枚のブレードとを有し、
前記回転軸の回転によって前記投入口から投入された可燃ごみを前記投入部から前記選別ドラムの一端に送り込み、前記ブレードと前記選別ドラムとの間で破砕又は破袋及び破砕すると共に、前記ブレードによって前記選別ドラムの他端に配置された排出口に向けて風力を発生させることにより、前記選別孔と風力とによって選別を行う破砕選別装置において、
前記回転軸及び前記ブレードを、それぞれ前記投入部内から前記選別ドラム内に亘って連続して延びるように形成し、
前記投入口の直下を除く前記投入部の内面に、前記投入口から投入された可燃ごみを前記ブレードの回転によって前記選別ドラムの一端に送り込むための案内羽根を配設したことを特徴とする破砕選別装置。
【請求項２】
前記ブレードの外端縁と前記案内羽根の内端縁及び前記選別ドラムの内周面との間隙が、いずれも３０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１記載の破砕選別装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１２０９９８（Ｐ２０１２−１２０９９８Ａ）
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７５０５７（Ｐ２０１０−２７５０５７）
【出願日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【出願人】（０００００５９０２）三井造船株式会社 (1,723)
【出願人】（３９２００４４１７）株式会社タジリ (5)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【出願人】（０００００５９０２）三井造船株式会社 (1,723)
【出願人】（３９２００４４１７）株式会社タジリ (5)
【Ｆターム（参考）】
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