(57)【要約】【課題】廃油由来の燃料油を極めて簡素な方法で分別する。【解決手段】廃油を加熱する廃油加熱釜１０と、廃油加熱釜１０の内部で発生したガスを外部に取り出すガス管４４と、ガス管４４によって取り出されたガスに対して凝縮を加える凝縮器４６を備える燃料油精製装置において、廃油加熱釜１２と凝縮器４６の鉛直方向における相対的な位置を調整することで精製する燃料油を比重に応じて分別する。【選択図】図２
2014218591.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃油を加熱する廃油加熱釜と、前記廃油加熱釜の内部で発生したガスを外部に取り出すガス管と、前記ガス管によって取り出されたガスに対して凝縮を加える凝縮器を備える燃料油精製装置において、
前記廃油加熱釜と前記凝縮器の鉛直方向における相対的な位置を調整することで精製する燃料油を比重に応じて分別することを特徴とする、
廃油由来の燃料油の精製方法。
【請求項２】
前記ガス管の鉛直方向における延長を変更することを特徴とする、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法に用いる装置であって、
廃油を加熱する廃油加熱釜と、前記廃油加熱釜の内部で発生したガスを外部に取り出すガス管と、前記ガス管によって取り出されたガスに対して凝縮を加える凝縮器を備え、
前記ガス管が、鉛直方向における延長が異なる複数の管のうち任意の管と互換性を有することを特徴とする、
装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃食油等の使用済みの廃油から燃料油を精製するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、使用済み天ぷら油等の廃油から重油等の燃料油を蒸留によって精製することが行われている。この精製に使用する装置としては、熱伝導性の容器に攪拌羽根を取り付けた形式のものが一般的であり、容器に廃油を入れて４００℃前後に加熱し、分離を防止するために攪拌羽根で廃油を攪拌しながら蒸留を行う。しかし、この形式の場合、攪拌羽根の回転軸を貫通させる軸穴が必要であるため、軸穴から高温高圧のガスが漏れ出る可能性は排除できない。
【０００３】
一方、軸穴を不要にして密閉性を高めた廃油蒸留装置が特許文献１に開示されている。この技術は、廃油を入れて加熱するための密閉された容器と、圧縮ポンプで吸い込んだ空気を廃油内へ送り込むための送風パイプと、蒸発した気体を液化するための凝縮装置のみで構成されており、攪拌羽根のような可動部を必要としない形式であるため、ガス漏れ等の問題がほとんどない構造となっている。しかし、その反面、圧縮ポンプや駆動源が必要であり、イニシャルコストやランニングコストが嵩むことから、より低コスト化が実現できる構造の装置が求められていた。
【０００４】
発明者らは、従来の技術に存在する前述した問題点を解決するため、低コストで気密性の高い構造により廃油から燃料油を効率良く精製できるようにすることを目的として、新規な構成の廃油加熱釜を考案している（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平１−７７８０５号公報
【特許文献２】実登第３１７８６３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この廃油加熱釜の構成は、環状の空間が上下に伸びた形状の釜本体の中間部に廃油を供給する廃油供給口を開口し、釜本体の頂部に蒸発した気体を排出する排気口を開口し、釜本体の底部に蒸留後の残液を排出する排液口を開口し、釜本体の内部空間に廃油の熱対流で転動しながら廃油を攪拌する攪拌転動体を配置したことを特徴としたものである。
【０００７】
この廃油加熱釜によれば、廃油の熱対流で攪拌転動体が自然に転動し、その攪拌転動体の動きによって廃油が攪拌されながら蒸留が行われる。蒸発したガスは排気口から排出され、このガスを冷却して凝縮すると燃料油となる。蒸留後の残液は排液口を開放して排出する。このように釜自体に攪拌羽根等の可動部が不要となるため、低コストで気密性の高い構造が実現できるという効果が得られる。
【０００８】
このように廃油から精製された燃料油を市販されている原動機や発電機において使用する場合、これらの装置の性能を最大限に発揮させるためには、軽油や重油等の指定または推奨された燃料油を使用することが望ましい。従来、原油から軽油や重油等を精製する場合、蒸留塔を用いて沸点の違いによって分別する方法が一般的である。しかし、廃油加熱釜によって得た燃料油を蒸留塔に通した場合、コストの上で採算が合わないという問題がある。
【０００９】
発明者らは、この問題を解決するために廃油加熱釜に更なる改良を加えた結果、ガスから軽油相当分の燃料油と重油相当分の燃料油を分別して精製する方法に関する知見を得るに至った。この方法によれば、蒸留塔などを用いない極めて簡素な構造で燃料油の分別を行うことが可能になる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様は、廃油を加熱する廃油加熱釜と、前記廃油加熱釜の内部で発生したガスを外部に取り出すガス管と、前記ガス管によって取り出されたガスに対して凝縮を加える凝縮器を備える燃料油精製装置において、前記廃油加熱釜と前記凝縮器の鉛直方向における相対的な位置を調整することで精製する燃料油を比重に応じて分別することを特徴とする、廃油由来の燃料油の精製方法である。
【００１１】
この方法においては、廃油加熱釜の内部でガス化した油分は、ガス取出管を通って凝縮器に到達し、そこで凝縮されて燃料油として精製される。廃油加熱釜にはガス取出管に通じる上昇気流が発生し、この気流に乗って油分は凝集器まで移動する。このとき、比較的比重の小さい灯油や軽油相当分は、ガス取出管内をより速くより高い位置まで上昇し、逆に比重の大きい重油相当分は上昇速度も遅く、また、あまり高い位置までは上昇することができない。そこで、廃油加熱釜と凝縮器の鉛直方向における相対的な位置を調整することにより、燃料油を比重に応じて分別することが可能になる。
【００１２】
本発明の第２の態様は、廃油を加熱する廃油加熱釜と、前記廃油加熱釜の内部で発生したガスを外部に取り出すガス管と、前記ガス管によって取り出されたガスに対して凝縮を加える凝縮器を備え、前記ガス管が、鉛直方向における延長が異なる複数の管のうち任意の管と互換可能であることを特徴とする、燃料油精製装置である。
【００１３】
この装置においては、廃油加熱釜と凝縮器を繋ぐガス管に対して、鉛直方向における延長が異なる複数の管の選択的な装着を可能にし、任意の管を装着することにより、前記廃油加熱釜と前記凝縮器の鉛直方向における相対的な位置を調整する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の第１の態様においては、ガス化した油分の比重の差を利用して燃料油の分別を行うため、廃油加熱釜と凝縮器の鉛直方向における相対的な位置を調整するという
極めて簡単な方法で所望の比重範囲にある燃料油を精製することが可能になる。
【００１５】
本発明の第２の態様においては、廃油加熱釜と凝縮器を繋ぐガス管の鉛直方向における延長を変更するという極めて簡単な構造で廃油加熱釜と凝縮器の鉛直方向における相対的な位置を調整することができ、所望の比重範囲にある燃料油を精製することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】廃油加熱釜の正面図
【図２】廃油加熱釜の側面図
【図３】図１の３−３線断面図
【図４】図２の４−４線断面図
【図５】廃油加熱釜の使用方法の一態様を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、添付した図面を参照しながら説明する。
【００１８】
図１および図２に示すように、廃油加熱釜１０は、鋳鉄製の釜本体とその付属部品で構成される。釜本体は分離可能な上段１２ａと下段１２ｂの２つの部分からなり、全体として円筒形の外観をしている。上段１２ａに設けられたフランジ１４ａと、下段１２ｂに設けられたフランジ１４ｂをボルト１６で締結し、釜本体の水密性が維持されている。釜本体には強度を向上させるためのリブが縦方向および横方向に適宜設けられている。このうちフランジ１４ｂの真下に位置するリブ１８は他のリブより幅広であり、フランジ１４ｂと略同幅に作られている。このリブ１８は補強の役割の他に、釜本体１２の下方から側壁を伝って上昇してくる熱気がフランジ１４ａ、１４ｂとボルト１６に直接当たることがないように保護する熱気避けの役割も担っている。フランジ１４ａ、１４ｂやボルト１６に直接熱気が当たると、ボルト１６の締結が甘くなり、フランジ１４ａ、１４ｂに隙間が生じて釜本体の気密性の低下する。気密性の低下は内圧の低下による沸点の上昇を招き、結果として熱効率が低下する。さらには釜内部で気化した高温の廃油が隙間から漏れ出す危険性がある。これらの問題はリブ１８を設けることによって未然に防止することができる。
【００１９】
下段１２ｂには、底面の一箇所、側面の２箇所に計３個の孔２０、２２、２４が設けられている。これらの孔２０、２２、２４はＴ字型の管２６、２８によって釜本体１２の内部で繋がっている。図３および図４に示すように、側面の２個の孔２２、２４は横方向に延びる管２６で結ばれている。底面の孔２０には縦方向に延びる管２８が取り付けられており、管２８の先端は管２６の略中央部と連結されている。釜本体を加熱する熱源から生じる熱気は底面の孔２０から管２８に進入し、管２６に到達したら２方向に別れ、それぞれ孔２２、２４から釜本体の外側に放出される。このように、釜本体の内部のＴ字型の管２６、２８を熱気が通過することにより、外側からだけでは熱が伝わりにくい釜本体の中心部にも効果的に熱を伝えることができるようになるため、廃油加熱釜１０の熱効率が大きく向上する。
【００２０】
下段１２ｂには上下２つの供給管挿込口３０が設けられている。供給管挿込口３０には釜本体の内外に通じる廃油供給管３２が取り付けられている。廃油供給管３２の一端は図外の廃油貯留槽と繋がっており、廃油貯留槽に貯えられた廃油は圧送機などを用いることによって釜本体の内部に導かれる。図３に示すように、廃油供給管３２は先端が下向きに曲げられており、先端の廃油供給口３４の周囲には４本のチェーン３６が等間隔で取り付けられている。チェーン３６の先端には鋳鉄製の球体３８が吊り下げられている。球体３８は負荷がかかっていない状態のときには廃油供給口３４の鉛直下方の位置に静止している。廃油供給口３４から廃油が供給されると球体３８には廃油の重量による負荷がかかり、静止位置を中心とした微少範囲内で他動的に動くことができる。
【００２１】
球体３８には廃油供給口３４から釜内部に供給された廃油が衝突する被衝突体としての作用がある。球体３８に衝突した廃油は球体３８を中心として放射状に拡散する。放射状に拡散した廃油は薄く拡がった状態となり、単位重量当たりの表面積が非拡散の場合と比べて増大する。これにより釜内部の高温気体に触れる面積が増大するため、新たに釜内部に供給される廃油が既に貯留されている廃油に混ざるまでの短い時間であっても、廃油の温度を上昇させることが十分に可能になる。その結果、新たに供給される廃油と既に貯留されている廃油との温度差を縮めることが可能になり、廃油の混合が生じる部分、特に液面温度の局所的な急低下を防止することができるようになる。球体３８の位置や大きさ等を調整して、拡散した廃油が釜本体の内壁面に当たるようにすれば、廃油の温度を高温気体に触れるだけの場合よりさらに上昇させることが可能である。
【００２２】
供給管挿込口３０の両脇には温度計挿込口４０が設けられている。温度計挿込口４０には温度計を取り付けることができる。温度計は廃油温度の測定用と蒸気温度の測定用の二種類のものを用意し、測定された温度を確認しながら釜本体に加える火力を調節する。
【００２３】
上段１２ａの最上部にはガス管取付口４２が設けられている。ガス管取付口４２には釜本体の内外に通じるガス管４４を取り付けることができる。ガス管４４は凝縮装置４６と繋がっており、釜内部でガス化した廃油を凝縮装置４６で凝集して再利用可能な燃料油として精製する。
【００２４】
このガス管４４の鉛直方向における長さを変えることにより、廃油加熱釜１０で精製する燃料油を分別することができる。例えば、軽油相当の燃料油を精製する場合には、ガス管４４の鉛直方向における延長を延ばし、凝縮装置４６を釜本体から離れた高い位置に持っていく。こうすることで比重の重い重油相当のガスはその高さまで上昇することができず、比重の軽い軽油相当のガスのみが凝縮装置４６まで到達できるようになり、軽油相当の燃料油（比重：０．７８〜０．８０）を選択的に精製することができる。逆に、ガス管４４の延長を短くするか、もしくは図５に示すようにガス管を取り外してＬ字管４８をガス管取付口４２に直接繋ぐなどして、凝縮装置４６を釜本体１２に近い低位置に持ってくれば、比重の重いガスが凝縮装置４６まで到達することが可能になるため、重油相当の燃料油（比重：０．８３〜０．９６）を精製することができる。
【００２５】
ガス管４４は延長の異なる管と交換することも可能であり、また継ぎ足し用の管を接続することも可能である。精製したい燃料油の比重に応じて任意の管を選択し、交換したり、管を継ぎ足したりするだけで簡単に燃料油を分別することができる。
【００２６】
上段１２ａにはタール除去板５０が設けられている。タール除去板５０には、釜内部でガス化した廃油に含まれるタールを除去し、ガス管４４に進入しないように防護する作用がある。釜内部で発生したガスは上昇気流に乗って上昇し、タール除去板５０に接触し、そのままタール除去板５０に沿って横方向に移動し、タール除去板５０の縁まで到達したら再び上昇してガス管４４に進入する。タール除去板５０に沿って移動するときにガス中のタールがタール除去板５０に付着し、ガス中からタールが除去される。
【符号の説明】
【００２７】
１０    廃油加熱釜
１２ａ  上段
１２ｂ  下段
１４    フランジ
３２    廃油供給管
３４    廃油供給口
３６    チェーン
３８    球体
４４    ガス管
４６    凝縮装置
【図１】
2014218591.tif 000003
【図２】
2014218591.tif 000004
【図３】
2014218591.tif 000005
【図４】
2014218591.tif 000006
【図５】
2014218591.tif 000007