(57)【要約】【課題】滅菌処理をすることができる廃プラスチック処理システムを提供することを課題とする。【解決手段】廃プラスチックを処理するための処理システムであって、廃プラスチックを加熱することにより滅菌処理する滅菌処理装置１と、滅菌処理装置１により滅菌処理された廃プラスチックを熱分解する熱分解処理装置３と、を備えている。【選択図】図１
2008266394.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃プラスチックを処理するための処理システムであって、
廃プラスチックを加熱することにより滅菌処理する滅菌処理装置と、
前記滅菌処理装置により滅菌処理された廃プラスチックを熱分解する熱分解処理装置と、
を備えた、廃プラスチック処理システム。
【請求項２】
前記熱分解処理装置は、
加熱手段による加熱で廃プラスチックを熱分解する熱分解槽と、
前記熱分解槽内に回転可能に支持され、廃プラスチックを攪拌する攪拌器と、
前記攪拌器に作用する負荷トルクを検出するトルク検出手段と、
前記トルク検出手段により検出された負荷トルクに応じて、前記攪拌器の回転を制御する制御手段と、
を有する、請求項１に記載の廃プラスチック処理システム。
【請求項３】
前記制御手段は、検出された負荷トルクが所定値以下の時に、前記攪拌器が攪拌を開始するように制御する、請求項２に記載の廃プラスチック処理システム。
【請求項４】
前記制御手段は、
廃プラスチックから熱分解ガスを生成するために第１の温度まで昇温した後、廃プラスチックを炭化させるために第２の温度まで昇温するように前記熱分解槽内の温度を制御する、請求項２に記載の廃プラスチック処理システム。
【請求項５】
前記滅菌処理装置により滅菌処理された廃プラスチックを圧縮し、圧縮された廃プラスチックを前記熱分解処理装置へと供給する圧縮成形装置をさらに備えた、請求項１から４のいずれかに記載の廃プラスチック処理システム。
【請求項６】
前記圧縮成形装置は、
円筒状であって、一方の端部側に被圧縮物を投入するための投入口が形成されるとともに、圧縮された被圧縮物を排出するための排出口が他方の端部側に形成されたケーシングと、
前記ケーシング内を軸方向に延びて回転駆動され、少なくとも一部が前記ケーシングの一方の端部側から他方の端部側に向かって径が大きくなるようテーパ状に形成されるとともに、前記ケーシングの他方の端部側に被圧縮物を送るよう螺旋状に形成された螺旋羽根を外周面に有するスクリュー軸と、
を有する、請求項５に記載の廃プラスチック処理システム。
【請求項７】
前記スクリュー軸の螺旋羽根は、前記ケーシングの一方の端部側から他方の端部側に向かってピッチが小さくなる、請求項６に記載の廃プラスチック処理システム。
【請求項８】
前記ケーシングの他方の端部に隣接するよう設置されるとともに、前記スクリュー軸と同軸上に回転軸を有する回転カッタをさらに備え、
前記ケーシングの排出口は、前記ケーシングの他方の端部に形成されており、
前記回転カッタは、前記排出口から排出された被圧縮物を切断するよう回転する、請求項６又は７に記載の廃プラスチック処理システム。
【請求項９】
前記ケーシングの排出口は、排出方向に向かって径が小さくなるようテーパ状に形成されている、請求項８に記載の廃プラスチック処理システム。
【請求項１０】
前記ケーシングの投入口に設置された、被圧縮物を破砕する破砕処理機をさらに備えた、請求項６から９のいずれかに記載の廃プラスチック処理システム。
【請求項１１】
前記熱分解処理装置により廃プラスチックを熱分解して発生する熱分解ガスから生ずるタールを除去するタール除去装置をさらに備えた、請求項１から１０のいずれかに記載の廃プラスチック処理システム。
【請求項１２】
前記タール除去装置は、
内部が密閉された中空本体と、
前記中空本体外部から前記中空本体の壁部を貫通して前記中空本体内へ延び、熱分解ガスを前記中空本体内に供給する供給管と、
前記中空本体壁部に設けられ、前記中空本体内の熱分解ガスを外部へ排出する排出部と、を有し、
前記供給管は、前記中空本体内に位置する端部が下向きに開口している、請求項１１に記載の廃プラスチック処理システム。
【請求項１３】
前記排出部は、前記中空本体内に位置する前記供給管の端部より上方に設けられている、請求項１２に記載の廃プラスチック処理システム。
【請求項１４】
前記中空本体には、上部に空間が形成されるよう内部に液体が封入されており、
前記供給管における前記中空本体内に位置する端部は、前記液体内に位置し、
前記排出部は、前記空間内に設けられている、請求項１２または１３に記載の廃プラスチック処理システム。
【請求項１５】
前記中空本体の底部に設けられ、開閉自在のバルブを有する排出管をさらに備えた、請求項１２から１４のいずれかに記載の廃プラスチック処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃プラスチックを処理するための廃プラスチック処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、循環型経済社会を形成するための取り組みがさまざまな分野で行われ始め、廃プラスチックについてもそのリサイクルの必要性が高まっている。廃プラスチックのリサイクル処理の一つとして、廃プラスチックから油を取り出す廃プラスチック処理システムが知られている。このような廃プラスチック処理システムでは、まず熱分解処理装置に廃プラスチックを投入し、熱分解処理装置内の廃プラスチックを加熱分解して熱分解ガスを生成し、その生成した熱分解ガスを冷却して油を得ている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開平６−２２０４５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、このような廃プラスチック処理システムで、例えば医療廃棄物等の廃プラスチックを処理する場合、廃プラスチックに種々の菌が付着している可能性があるという問題がある。
【０００４】
そこで、本発明は、滅菌処理をすることができる廃プラスチック処理システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る廃プラスチック処理システムは、上記課題を解決するためになされたものであり、廃プラスチックを処理するための処理システムであって、廃プラスチックを加熱することにより滅菌処理する滅菌処理装置と、前記滅菌処理装置により滅菌処理された廃プラスチックを熱分解する熱分解処理装置とを備えている。
【０００６】
このように、本発明に係る廃プラスチック処理システムは、滅菌処理装置を備えているため、廃プラスチックを熱分解処理装置に送る前にその廃プラスチックを滅菌処理することができる。
【０００７】
上記廃プラスチック処理システムは、種々の構成をとることができるが、例えば、上記熱分解処理装置は、加熱手段による加熱で廃プラスチックを熱分解する熱分解槽と、熱分解槽内に回転可能に支持され、廃プラスチックを攪拌する攪拌器と、攪拌器に作用する負荷トルクを検出するトルク検出手段と、トルク検出手段により検出された負荷トルクに応じて、前記攪拌器の回転を制御する制御手段と、を有していることが好ましい。
【０００８】
このように構成することで以下のような効果を得ることができる。すなわち、一般的な熱分解処理装置では、攪拌器の回転の制御を、例えば廃プラスチックの温度や熱分解槽内の温度を検出して、その検出した温度に応じて行うように制御手段を構成することが考えられる。しかし、熱分解槽には通常種々の廃プラスチックが投入されるので、投入された廃プラスチックの種類によって溶融が始まる温度がそれぞれ異なる。このように、廃プラスチックの種類によって溶融が始まる温度がそれぞれ異なるので、検出した熱分解槽内の温度から廃プラスチックの溶融状態を判断することは困難であり、温度だけに基づいた制御では、溶融していない廃プラスチックを撹拌してしまうこともあり、撹拌器を損傷することが考えられる。これに対して、本発明に係る医療廃棄物処理システムにおける熱分解処理装置の上記構成によれば、熱分解槽内の温度ではなく、攪拌器に作用する負荷トルクに応じて攪拌器の回転を制御手段により制御している。ここで、攪拌器に作用する負荷トルクは廃プラスチックの溶融状態により変化する。したがって、攪拌器に作用する負荷トルクに応じて攪拌器の回転を制御することで、攪拌器の回転を熱分解槽内の廃プラスチックの溶融状態に応じて制御することができる。
【０００９】
特に、上記制御手段は、検出された負荷トルクが所定値以下の時に、攪拌器が攪拌を開始するように制御するよう構成することができる。このように構成することで、例えば、攪拌器に作用する負荷トルクが大きいとき、すなわち熱分解槽内の廃プラスチックの粘度が高い状態又は廃プラスチックが溶融していない状態では、攪拌器は廃プラスチックの攪拌をしないよう制御することができる。そして、攪拌器に作用する負荷トルクが小さくなり始めるとき、すなわち熱分解槽内の廃プラスチックが溶融し始めて粘度が低くなり始めるときに、攪拌器が攪拌し始めるよう制御することができる。このため、廃プラスチックの粘度が高いとき、又は廃プラスチックが溶融していないときに攪拌が始まることに起因する攪拌器の破損等を防ぐことができる。
【００１０】
また、上記制御手段は、熱分解槽内の温度をさらに制御するよう構成することができる。すなわち、上記制御手段は、廃プラスチックから熱分解ガスを生成するための第１の温度まで昇温した後、廃プラスチックを炭化させるための第２の温度まで昇温するように熱分解槽内の温度を制御することが好ましい。
【００１１】
このように、熱分解槽内の温度を炭化させるための温度までいきなり昇温させるのではなく、例えば、一旦熱分解ガスを生成するための第１の温度まで昇温させてその第１の温度を所定時間維持し、その後第２の温度まで昇温させるよう２段階の昇温を行うことで、熱分解ガス中の炭素分を低減させることができ、その結果良質な油を回収することを可能にする。
【００１２】
また、上記廃プラスチック処理システムは、滅菌処理装置により滅菌処理された廃プラスチックを圧縮し、圧縮された廃プラスチックを熱分解処理装置へと供給する圧縮成形装置をさらに備えていることが好ましい。
【００１３】
このように、廃プラスチックを圧縮成形装置によって一旦圧縮してから熱分解処理装置へと供給することで、熱分解処理装置へ供給するプラスチックの密度を増加させ、熱分解処理装置で処理できる廃プラスチックの量を増加させて効率よく廃プラスチックから油を得ることができる。
【００１４】
また、上記圧縮成形装置は、円筒状であって、一方の端部側に被圧縮物を投入するための投入口が形成されるとともに、圧縮された被圧縮物を排出するための排出口が他方の端部側に形成されたケーシングと、前記ケーシング内を軸方向に延びて回転駆動され、少なくとも一部が前記ケーシングの一方の端部側から他方の端部側に向かって径が大きくなるようテーパ状に形成されるとともに、前記ケーシングの他方の端部側に被圧縮物を送るよう螺旋状に形成された螺旋羽根を外周面に有するスクリュー軸と、を有していることが好ましい。
【００１５】
このような構成をとることにより、以下の効果を得ることができる。すなわち、被圧縮物を投入口からケーシング内に投入してスクリュー軸を回転駆動させると、被圧縮物は、スクリュー軸の螺旋羽根によって、ケーシングとスクリュー軸との間によって画定される空間内でケーシングの他方の端部側に送られる。スクリュー軸は、少なくとも一部がケーシングの一方の端部側から他方の端部側に向けて径が大きくなるようなテーパ状に形成されているため、このテーパ状の部分において、スクリュー軸とケーシングとの間で画定される空間が徐々に小さくなっていく。このため、被圧縮物は、ケーシングの他方の端部側に送られる過程で、スクリュー軸とケーシングによって徐々に圧縮される。このように、被圧縮物をケーシングの径方向に徐々に圧縮させることで、被圧縮物をより十分に圧縮させることができる。なお、このように圧縮された被圧縮物は、ケーシングの他方の端部側に形成された排出口からケーシング外部に排出される。
【００１６】
また、上記圧縮成形装置は、上記スクリュー軸の螺旋羽根を、ケーシングの一方の端部側から他方の端部側に向かってピッチが小さくなるように構成することが好ましい。このように構成することで、ケーシングの一方の端部側においては、被圧縮物をケーシングの他方の端部側にスピーディに送るとともに、ケーシングの他方の端部側においては、被圧縮物をケーシングの他方の端部に押し付けて軸方向に圧縮させる力を大きくすることができる。
【００１７】
また、上記圧縮成形装置は、上記ケーシングの他方の端部に隣接するよう設置されるとともに、スクリュー軸と同軸上に回転軸を有する回転カッタをさらに備え、ケーシングの排出口をケーシングの他方の端部に形成し、回転した回転カッタによって排出口から排出された被圧縮物を切断するように構成することが好ましい。このように構成することで、圧縮されて排出口から排出された被圧縮物を長さ方向に短く切断することができる。さらには、回転カッタの回転軸をスクリュー軸の回転軸と同軸上に配置することにより、圧縮成形装置の振動を抑えることが可能となり、ひいては圧縮成形装置の故障を防止することができる。
【００１８】
また、上記ケーシングの排出口は、排出方向に向かって径が小さくなるようテーパ状に形成されていることが好ましい。このように構成することで、排出口の排出方向側の開口部は、その断面部分が鋭角となる。このため、排出された被圧縮物に対して、排出口の排出方向側開口部と回転カッタとが作用する剪断力が大きくなり、より確実に被圧縮物を切断することができる。
【００１９】
また、被圧縮物を破砕する破砕処理機をケーシングの投入口に設置することが好ましい。このように、ケーシングに投入する被圧縮物を予め破砕する破砕処理機を設けることによって、ケーシング内でより効率的に被圧縮物を圧縮することが可能となる。
【００２０】
また、上記廃プラスチック処理システムは、熱分解処理装置により廃プラスチックを熱分解して発生する熱分解ガスから生ずるタールを除去するタール除去装置をさらに備えていることが好ましい。そして、このタール除去装置は、内部が密閉された中空本体と、前記中空本体外部から前記中空本体の壁部を貫通して前記中空本体内へ延び、熱分解ガスを前記中空本体内に供給する供給管と、前記中空本体壁部に設けられ、前記中空本体内の熱分解ガスを外部へ排出する排出部と、を備え、前記供給管は、前記中空本体内に位置する端部が下向きに開口していることが好ましい。
【００２１】
この構成によれば、熱分解ガスを供給する供給管の端部が中空本体内で下向きに開口しているために、この供給管の端部に達するまでに自然冷却されて凝固したタールを、この端部から重力によって中空本体内に落下させることができる。また、供給管の端部から中空本体内に供給された熱分解ガスは、中空本体内は密閉されるとともに排出部が設けられているため、その排出部と次工程の処理装置とを連結させることで、熱分解ガスを次の処理工程に供給させることができる。このようにして、タールを凝固させて熱分解ガス中から除去し、タールが除去された熱分解ガスを次工程に供給することができるため、より確実にガス管の閉塞を防止することができる。このとき、例えば、供給管が中空本体内を下向きに延びるように構成することで、より容易且つ確実に凝固したタールを中空本体内に落下させることができる。
【００２２】
ここで、上記排出部が中空本体内に位置する供給管の端部よりも上方に位置するようにタール除去装置を構成することができる。このように中空本体内に熱分解ガスを供給する供給管の端部よりも排出部が上方に位置しているために、中空本体内に供給された熱分解ガスを排出部からよりスムーズに排出させることができる。
【００２３】
上記タール除去装置では、中空本体内の上部に空間が形成されるよう中空本体内に液体（油）を封入することができる。このとき、供給管の端部を液体（油）内に位置させ、排出部を空間内に設けると、供給管の端部から供給された熱分解ガスは、液体（油）内を気泡として空間内まで上昇し、空間内に設けられた排出部から中空本体外部へ排出される。このとき、気泡として上昇した熱分解ガスは、その液体（油）内を下降することができないため、一旦供給管から供給された熱分解ガスが供給管へ逆流することを防止することができる。
【００２４】
また上記タール除去装置は、中空本体の底部に設けられ、開閉自在のバルブを有する排出管をさらに備えていることが好ましい。上述したように供給管の端部から落下したタールは中空本体の底部に溜まるが、このように構成することで、バルブを開状態にすると、タールを中空本体内から排出管を介して外部へ排出することができ、タールの排出を容易に行うことを可能とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、滅菌処理をすることができる廃プラスチック処理システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明に係る廃プラスチック処理システムの一実施形態について添付図面を参照しつつ説明する。図１は本実施形態に係る廃プラスチック処理システムのフロー図である。なお、本実施形態では、廃プラスチックを含む医療廃棄物を処理するものとして説明する。
【００２７】
図１に示すように、廃プラスチック処理システム１０は、その最上流に、医療廃棄物を滅菌処理する滅菌処理装置１が設置されており、この滅菌処理された医療廃棄物内の廃プラスチックを圧縮する圧縮成形装置２が滅菌処理装置１の下流に設置されている。そして、滅菌処理及び圧縮された廃プラスチックを熱分解し、廃プラスチックから熱分解ガスを生成するための熱分解処理装置３が圧縮成形装置の下流に配置されている。さらにこの熱分解処理装置３の下流には、熱分解ガス中のタールを除去するためのタール除去装置４、熱分解ガスを改質するための触媒装置５がこの順で配置されている。また、さらにこの下流には熱分解ガスを冷却凝縮して油を生成するための凝縮装置６、生成された油から水を分離するための油水分離装置７が配置されている。また、水が分離された油は、油タンク８に貯蔵されるとともに、凝縮装置６で凝縮されないいわゆるオフガス中の塩化水素は脱塩装置９で除去される。以下、上述した各装置について説明する。
【００２８】
図２は滅菌処理装置１の正面概略図、図３は加熱滅菌部１２の詳細図である。なお、図３（ａ）は、加熱滅菌処理する前の加熱滅菌部１２の状態を示し、図３（ｂ）は、加熱滅菌処理している加熱滅菌部１２の状態を示している。図２に示すように、滅菌処理装置１は、医療廃棄物が搬送されるベルトコンベア部１１と、ベルトコンベア部１１によって搬送されてきた医療廃棄物を加熱して滅菌処理する２つの加熱滅菌部１２と、加熱滅菌部１２によって処理された医療廃棄物を圧縮する圧縮部１３とを備えている。そして、圧縮部１３によって圧縮されて医療廃棄物から排出された廃液を収集する廃液受部１４が圧縮部１３の下方に配置されている。ベルトコンベア部１１は、断面Ｌ字状の側板１５によって各バケット１６に隔離されており、各バケット１６内に医療廃棄物が収容された袋体１７が投入されるように構成されている。
【００２９】
このベルトコンベア部１１によって搬送されてきた医療廃棄物を処理する加熱滅菌部１２は、図３に詳細に示すように、支柱１２１及び天井枠１２２によって支持フレームが形成されている。そして、この天井枠１２２上には油圧プレス１２３が設置されており、この油圧プレス１２３のロッド（図示省略）の下端が保持板１２４に連結されている。また、天井枠１２２の両側に設けられた案内筒１２５に上下動可能に挿通した一対の案内杆１２６が保持板１２４に設けられたガイド筒１２８に上下動可能に挿通し、この案内杆１２６の下端には押当板１２９が取り付けられている。そして、保持板１２４と押当板１２９との間の案内杆１２６にはバネ１３０が装着されている。保持板１２４の中央部には加熱吸気管１３１の上部が取り付けられ、その周囲には排気管１３２の上部が取り付けられている。加熱吸気管１３１及び排気管１３２ともに、その下端は医療廃棄物を収容する袋体１７を刺通する程度の鋭さを有するが、袋体１７内の医療廃棄物に刺さるほどの鋭さは有していない。そして、加熱吸気管１３１及び排気管１３２の下端部の周側面には複数の小孔（図示省略）が形成されている。加熱吸気管１３１の上部には、熱風を吹き込むための熱風吹込装置１３３が取り付けられている。また、加熱吸気管１３１及び排気管１３２が押当板１２９を挿通できるように、押当板１２９には開口が形成されている。また、排気管１３２の上端部には排気パイプを介して排気ブロアーが連結されている（図示省略）。
【００３０】
図２に戻って滅菌処理装置１の説明を続ける。図２に示すように、加熱滅菌部１２の下流に隣接するように圧縮部１３が設置されている。この圧縮部１３は、加熱滅菌された医療廃棄物を圧縮するように、上下動可能な油圧ピストン１３４が設けられている。
【００３１】
図４は、滅菌処理装置１によって滅菌処理された医療廃棄物を成形圧縮して熱分解処理装置３へと送るまでの廃プラスチック処理システムの一部を示す平面フロー図、図５は図４の正面フロー図である。
【００３２】
図４及び図５に示すように、滅菌処理装置１によって処理された医療廃棄物を破砕する破砕機１００が備えられている。この破砕機１００は、投入ホッパー１０１とベルトコンベア１０２を介して滅菌処理装置１によって処理された医療廃棄物が投入されるように構成されている。破砕機１００は、内部に回転可能に支持された回転刃と、破砕機１００の内壁に設置された固定刃とを有しており（図示省略）、内部に投入された医療廃棄物を、回転する回転刃と、固定刃とによって破砕するように構成されている。
【００３３】
破砕機１００によって破砕された医療廃棄物はベルトコンベア１０３によって貯留ドラム１０４へと供給されるが、貯留ドラム１０４は、破砕機１００によって破砕された医療廃棄物を貯留するように構成されており、また、貯留された医療廃棄物を適切な量だけ後述する磁選機１０５に送るように構成されている。
【００３４】
この貯留ドラム１０４の下方には、磁選機１０５が設置されている。この磁選機１０５は、貯留ドラム１０４から供給された医療廃棄物中の金属部品を磁石によって選別し、医療廃棄物を、廃プラスチックと金属部品とに選別するように構成されている。
【００３５】
磁選機１０５の下流には、ベルトコンベア１０６を介して圧縮成形装置２が設置されている。図６は本実施形態に係る圧縮成形装置の正面断面図、図７は圧縮成形装置の平面図、図８は第２の蓋部材の左側面図である。なお、図７において、説明の簡略化のため、破砕処理機は省略している。
【００３６】
図６に示すように、圧縮成形装置２は、廃棄物（被圧縮物）を圧縮するためのものであって、円筒状のケーシング２１と、ケーシング２１内を軸方向に延びるスクリュー軸２２と、廃棄物を一旦破砕してケーシング２１内に投入する破砕処理機２３とを備えている。そして、ケーシング２１の左側面の外側に隣接するように回転カッタ２４が設置されている。
【００３７】
図６及び図７に示すように、ケーシング２１は、両端が開口された円筒状の本体部２１１を備えており、右側の開口端が第１の蓋部材２１２（一方の端部）によって塞がれるとともに、左側の開口端が第２の蓋部材２１３（他方の端部）によって塞がれている。より詳細には、本体部２１１は、両開口端にそれぞれフランジ部２１４，２１５が形成されており、このフランジ部２１４，２１５においてボルトを締結することで、第１及び第２の蓋部材２１２，２１３が取り付けられている。本体部２１１は、その右側上部であって後述する第１の空間Ｓ１と対応する位置に、後述する破砕処理機２３で破砕された廃棄物を投入するための投入口２１６が形成されている。第１の蓋部材２１２は、本体部２１１のフランジ部２１４の外径とほぼ同じ外径を有する円板状に形成されており、その中央部に、スクリュー軸２２が貫通するための貫通孔２１７が形成されている。第２の蓋部材２１３も同様に、本体部２１１のフランジ部２１５の外径とほぼ同じ外径を有する円板状に形成されており、その中央部に、後述するスクリュー軸２２の軸支部２２５が貫通するための貫通孔２１８が形成されている。また、第２の蓋部材２１３は、図８に示すように、後述するケーシング２１の本体部２１１とスクリュー軸２２の大径部２２４との間で画定される空間Ｓ３に対応する位置に、４つの排出口２１９が同一円周上に等間隔で形成されている。なお、第２の蓋部材２１３の外周縁近傍には、フランジ部２１５とボルトで締結するためのネジ孔２５が同一円周上に等間隔で複数形成されている。
【００３８】
このケーシング２１内をケーシング２１の軸方向に延びるようにスクリュー軸２２が設置されている。スクリュー軸２２は、ケーシング２１内において、３つの部分に分かれるとともに、その外周面に螺旋羽根２２１が螺旋状に形成されている。より詳細には、スクリュー軸２２は、ケーシング２１内において、円柱状の小径部２２２と、小径部２２２から左側に向かって径が大きくなるようテーパ状に形成されたテーパ部２２３と、テーパ部２２３の左端と同じ径を有する円柱状の大径部２２４とに分かれており、ケーシング２１の右側から左側にこの順で構成されている。そして、小径部２２２とケーシング２１との間で第１の空間Ｓ１、テーパ部２２３とケーシング２１との間で第２の空間Ｓ２、大径部２２４とケーシング２１との間で第３の空間Ｓ３が画定されている。また、スクリュー軸２２は、大径部２２４から左側に、第２の蓋部材２１３の貫通孔２１８の内径とほぼ同じ外径を有する円柱状の軸支部２２５が延びており、軸支部２２５は第２の蓋部材２１３の貫通孔２１８を貫通してケーシング２１の外側へと延びている。また、スクリュー軸２２は、小径部２２２から右側が第１の蓋部材２１２の貫通孔２１７を貫通して外部に延びており、その右側端部にスプロケット２２６が設けられている。そして、図７に示すように、スクリュー軸２２を回転駆動させるためのモータ２２７が設置されており、このモータ２２７の回転軸に取り付けられたスプロケット２２８は、スクリュー軸２２の右側端部に取り付けられたスプロケット２２６との間にチェーン（図示省略）が掛けられている。螺旋羽根２２１は、スクリュー軸２２を右側から見て反時計回りに回転させることで、ケーシング２１とスクリュー軸２２との間で画定された空間Ｓ内にある廃棄物が左側に進行するように形成されている。また、螺旋羽根２２１は、左側に行くに従ってピッチＰが小さくなるように形成されている。
【００３９】
図９は、図６のＡ−Ａ線断面図である。図６及び図７に示すように、回転カッタ２４は、第２の蓋部材２１３の左側面に隣接するようスクリュー軸２２の軸支部２２５に取り付けられている。また、図９に示すように、回転カッタ２４は、軸支部２２５の外径とほぼ同じ大きさの内径を有する貫通孔２４１が形成された取付部２４２と、この取付部２４２から半径方向に延びるように取り付けられた刃２４３とから構成されている。取付部２４２の貫通孔２４１にはキー溝２４４が形成されており、回転カッタ２４を軸支部２２５に取り付けた際、このキー溝２４４が軸支部２２５に設けられたキー２２９と係合するように構成されており、このため、スクリュー軸２２が回転すると回転カッタ２４も同方向に回転する。
【００４０】
図１０は、本実施形態に係る破砕処理機２３の平面図である。なお、図１０において、説明の簡略化のため、第１のホッパー部２３１は省略している。図６及び図１０に示すように、破砕処理機２３は、廃棄物を投入するための第１のホッパー部２３１と、第１のホッパー部２３１の下端と連結した本体部２３２と、本体部２３２で破砕した廃棄物をケーシング２１内に投入するための第２のホッパー部２３３とから構成されている。本体部２３２は、図１０に示すように、その中央部を水平方向に回転軸２３４が延びており、この回転軸２３４の外周面には、軸方向に延びる２枚の刃２３５が対向する位置に設けられている。そして、本体部２３２の右側内壁面及び左側内壁面における回転軸２３４と対向する位置に、回転軸２３４と平行に延びるように固定刃２３６ａ、ｂが延びている。回転軸２３４は、その図１０の上側端部が本体部２３２を貫通して本体部２３２の外部へ延びており、その上側端部にスプロケット２３７が取り付けられている。このスプロケット２３７は、外部に設置されたモータ２３８の回転軸に取り付けられたスプロケット２３９とチェーン（図示省略）を介して連動するように構成されている。第２のホッパー部２３３は、本体部２３２内で破砕された廃棄物をケーシング２１内に送るように構成されており、図６に示すように、その下端部が連結部材２３０を介してケーシング２１における本体部２１１の投入口２１６と連結している。
【００４１】
図１に戻って、廃プラスチック処理システム１０の説明を続ける。同図に示すように、圧縮成形装置によって圧縮成形された廃プラスチックは、熱分解処理装置３に投入される。
【００４２】
図１１は熱分解処理装置３の側面断面図、図１２は熱分解処理装置３の正面断面図である。図１１及び図１２に示すように、熱分解処理装置３は、廃プラスチックを熱分解する熱分解槽３１と、この熱分解槽３１を加熱する炉部（加熱手段）３２とを備えている。熱分解槽３１は、椀状に膨出した曲面状の底面３１１及び上面３１２を有する円筒型に構成されており、炉部３２内に収容できるように構成されている。熱分解槽３１の上面３１２には、廃プラスチックを投入するために開閉可能な蓋部３１３と、廃プラスチックから発生する熱分解ガスを排出する排出管３１４とが設けられている。なお、排出管３１４は、熱分解槽３１を炉部３２に設置したときに、タール除去装置４に繋がる第１ガス管４０と連通するように構成されている。また、熱分解槽３１の上面３１２には、槽内の温度を測定するための温度計測器３１５が設置されている。温度計測器３１５には、図１に示す制御装置３１６が接続されており、温度計測器３１５で計測した熱分解槽３１内の温度信号を受信し、その熱分解槽３１内の温度に応じてバーナの火力を調整する。
【００４３】
また、熱分解槽３１には、熱分解槽３１内の廃プラスチックを攪拌するための攪拌器３２が回転可能に支持されている。攪拌器３２は、熱分解槽３１の上面３１２を貫通して回転可能に支持された回転軸３２１と、回転軸３２１の下端に固定して取り付けられて熱分解槽３１内を攪拌する攪拌羽根３２２とを備えており、回転軸３２１の上端には、回転軸３２１を回転させるモータ３２３が取り付けられている。攪拌羽根３２２は、椀状に膨出した底面３１１に沿うように形成された湾曲部３２４とその湾曲部の両端を結ぶ直線部３２５とから構成されており、その攪拌羽根３２２の平面視中心で回転軸３２１が連結している。また、攪拌器３２の回転軸３２１の上端付近にはトルクセンサ（トルク検出手段）３３が取り付けられ、トルクセンサ３３は廃プラスチックによって攪拌器３２に作用する負荷トルクを検出している。そして、上述した制御装置３１６は、攪拌器３２にも接続されており、トルクセンサ３３で検出した負荷トルクに応じて、モータ３２３を制御することで攪拌器３２の回転を制御する。
【００４４】
炉部３２は、上部が開口しており、その開口部から熱分解槽３１を収容できるよう構成されている。また、収容した熱分解槽３１を加熱するために、対向する側壁のそれぞれにバーナ３２６が設置されている。このバーナ３２６は、サービスタンク３２２や脱塩装置９と接続しており、後述する脱塩装置９からのオフガスや、サービスタンク３２２からのオイルを燃料として燃焼を行う。また、サービスタンク３２２には、その燃料供給量を制御する制御装置３１６が接続されている。
【００４５】
図１に戻って油化処理システム１０の説明を続ける。同図に示すように、熱分解処理装置３の排出管３１４は第１ガス管４０と連結しており、熱分解処理装置３で生成された熱分解ガスはタール除去装置４に供給される。
【００４６】
図１３は、タール除去装置４及び触媒装置５を示す拡大正面図である。図１３に示すように、タール除去装置４は、中空円筒状の円筒本体４１を備えており、円筒本体４１内には、上部に空間ができるように一定量の油４４が封入されている。円筒本体４１の上部空間部の側面には、外部の油供給源（図示省略）から油４４を供給するための供給ライン４５が接続されている。この供給ライン４５には開閉自在のバルブ４６が設けられている。なお、円筒本体４１内の油４４が減ると自動的に開状態となって円筒本体４１内に油を供給するようにバルブ４６を自動制御することもできる。ここで、油の温度は２５０〜３５０℃とするのが好ましく、２８０〜３２０℃とするのがさらに好ましい。
【００４７】
また、タール除去装置４は、第１ガス管４０からの熱分解ガスを円筒本体４１内に供給する供給管４７を備えている。供給管４７は、下方に屈曲するＬ字状に形成されている。つまり、円筒本体４１の外部から外周面を貫通して上部空間へ水平に延びるとともに、そこから下方へ屈曲して下方端４８が油４４内に位置するように延びている。また、円筒本体４１の外部へ延びた供給管４７の他方端４９は、第１ガス管４０と連結している。このように、供給管４７の下方端４８が油４４内に位置しているために、供給管４７から排出されて円筒本体４１の上部空間内まで進んだ熱分解ガスは、油４４のために供給管４７へ逆流することがなく、ひいては熱分解処理装置３へも逆流することがない。また、供給管４７の下方端４８が下向きに開口しているために、第１ガス管４０内で自然冷却されて凝固したタールが、供給管４７の下方端４８から供給されて円筒本体４１の底面に落下するように構成されている。このように底面に落下したタールを外部に排出するために、円筒本体４１の底面には開閉自在のバルブ４３を有する排出管４２が設けられている。また、円筒本体４１の上部空間の側面には、第２ガス管５０と連結するよう構成された排出部４１１が設けられており、タールを除去した熱分解ガスを触媒装置５へ排出するよう構成されている。
【００４８】
触媒装置５は、中空円筒状の円筒本体５１を備えており、円筒本体５１の内部には、熱分解ガスを改質するための触媒、例えばゼオライト触媒等を充填させている。また、円筒本体５１の底面には三つ又状の連結管５２の３つの端部の内の上端が連結されている。連結管５２の水平方向を向く水平端は第２ガス管５０と連結しており、連結管５２の下方端は開閉自在のバルブ５４を有する排出管５３と連結している。このように、連結管５２の下方端が排出管５３と連結しているために、熱分解ガスがタール除去装置４でタールが十分に除去されずに第２ガス管５０に排出された場合でも、第２ガス管５０内で自然冷却されてタールが凝固し、連結管５２の下方端から重力で排出管５３へ落下し、バルブ５４を開いて外部へ排出することが可能となる。また、円筒本体５１の外周面上部には第３ガス管６０と連結するよう構成された排出部５５が設けられている。
【００４９】
図１４は凝縮装置６を示す正面断面図、図１５は凝縮装置６の隔壁６４をＡ方向から見た詳細を示す拡大図である。図１４に示すように、凝縮装置６は、中空円筒状の冷却タンク６１と、ストックタンク６６とを備えている。冷却タンク６１は、その軸方向が水平となるように設置されており、一方端側の上部に供給部６２が形成されるとともに、他方端側上部に排出部６３が形成されている。この供給部６２には触媒装置５からの第３ガス管６０が連結されており、排出部６３には脱塩装置９へ繋がる第４ガス管９０が連結されている。また、冷却タンク６１には、その内部を軸方向（図１４の左右方向）で６つの室に区画するよう５つの隔壁６４が設けられている。図１５に示すように、隔壁６４の上半分には複数の孔６５が形成されており、その孔６５を熱分解ガスが通過可能となっている。
【００５０】
また、冷却タンク６１の外周面には、冷却水を流すための水路（図示省略）が形成されている。この冷却タンク６１の外周面を流れる冷却水によって、熱分解ガスが冷却タンク６１を供給部６２から排出部６３まで隔壁６４の孔６５を通過して流れる間に冷却凝縮されて、各室で油が生成される。なお、熱分解ガスは、冷却タンク６１内を供給部６２から排出部６３に進むにしたがって冷却されるので、沸点の高い油は供給部６２側の室で凝縮されて生成され、沸点の低い油は排出部６３側の室で生成されるというように、沸点の差によって油が生成される室を分けることができる。
【００５１】
ストックタンク６６は、冷却タンク６１の各室で生成された油をストックするために、冷却タンク６１の下方に設置されている。ストックタンク６６は、冷却タンク６１の各室と対応するように複数の室が形成されており、ストックタンク６６の各室は、バルブ６８を有する連結管６７を介して、対応する冷却タンク６１の各室と連結されている。また、ストックタンク６６の各室は、ストックされた油を図１に示す油水分離装置７へ送るための配管６９が接続されている。
【００５２】
油水分離装置７は、油と水の比重の違いを利用して油と水とに分離するよう構成されている。油水分離装置７の下流には、水が分離された油を貯蔵するための油タンク８が設置されている。
【００５３】
図１に示すように、上述した冷却タンク６１の排出部６３と連結した第４ガス管９０は、脱塩装置９と連結している。
【００５４】
図１６は、脱塩装置９を示す正面断面図である。図１６に示すように、脱塩装置９は、中空円筒状の円筒本体９１を備えている。円筒本体９１は、その軸方向が水平となるように設置されている。また、円筒本体９１には、円筒本体９１を軸方向（図１６の左右方向）に２室に分ける隔壁９２が形成されている。隔壁９２は円筒本体９１の上部までは形成されておらず、このため、円筒本体９１の２室はその上部で連通している。円筒本体９１の２室のうちの一方の室には水９３が溜められており、この水にオフガスが供給される。
【００５５】
また、脱塩装置９は、第４ガス管９０からのオフガスを円筒本体９１内に供給する供給管９５を備えている。供給管９５は、水平方向に屈曲するＬ字状に形成されている。つまり、円筒本体９１の外部から外周面を貫通して水９３内まで鉛直下向きに延びる連結部９７と、水９３内まで延びた連結部９７の一方端と連結し水９３内を水平に延びる供給部９６とから構成されている。また、円筒本体９１の外部へ延びた連結部９７の他方端は、第４ガス管９０と連結している。供給部９６は複数の孔が形成されており、その孔からオフガスが水９３中に供給される。このように、供給部９６が水９３内に配置されているために、供給部９６から供給され水９３内を気泡として上昇したオフガスは、その水９３のために逆流することが防止される。
【００５６】
また、散布管９４が、隔壁９２で区切られた他方の室内の上方で水平に延びている。この散布管９４は、円筒本体９１を貫通して外部へ延びて水酸化ナトリウム水溶液の供給源（図示省略）と連結しており、円筒本体９１の他方の室に水酸化ナトリウム水溶液を散布するよう構成されている。このように、散布管９４から水酸化ナトリウム水溶液が散布されるために、円筒本体９１の他方の室には塩化ナトリウム水溶液が溜まるが、この塩化ナトリウム水溶液が一方の室へ流入しないよう、円筒本体９１の隔壁９２上端より低い位置に第２の排出部９９が設けられている。円筒本体９１の他方室側端部の上部には第１排出部９８が設けられており、第１排出部９８は、バーナ３２６へと繋がる第５ガス管９１０が連結されている。なお、上記のように水酸化ナトリウム水溶液を散布するのではなく、他方の室内に予め水酸化ナトリウム水溶液を注入しておくこともできる。
【００５７】
次に、上記のように構成された廃プラスチック処理システム１０による処理方法を図面を参照しつつ説明する。
【００５８】
まず、図２に示すように、医療廃棄物が収容された袋体１７を滅菌処理装置１の各バケット１６内へと投入する。バケット１６内に投入された医療廃棄物は、ベルトコンベア部１１によって加熱滅菌部１２へと送られる。加熱滅菌部１２へ医療廃棄物が送られると、図３（ｂ）に示すように、油圧プレス１２３によって保持板１２４が下方へ移動し、バネ１３０の弾性力によって押当板１２９が下降して押当板１２９の下面が医療廃棄物が収容された袋体１７の上面に当接する。この押当板１２９が袋体１７を当接する力は、袋体１７が破損しない程度の力に制御される。この制御は、例えば押当板１２９にセンサを設置し、センサによって感知した圧力などを基に行うことができる。そして、保持板１２４が下降することによって、加熱吸気管１３１及び排気管１３２は下降して下端が袋体１７を刺通して袋体１７内へと進入する。袋体１７内へと進入した加熱吸気管１３１の下端の小孔から熱風吹込装置１３３で生成した高温の熱風が供給されて、袋体１７内の医療廃棄物を加熱滅菌する。このときの温度は、医療廃棄物が１８０度以上に加熱されることが好ましい。加熱吸気管１３１の下端の小孔から袋体１７内に供給された熱風は、排気管１３２の下端の小孔から排気パイプを介して袋体１７外部へと排出される。
【００５９】
このように滅菌処理装置１で加熱滅菌処理された医療廃棄物は、図４及び図５に示すように、投入ホッパー１０１から投入されてベルトコンベア１０２上を流れ破砕機１００に投入される。破砕機１００にて破砕された医療廃棄物は、ベルトコンベア１０３を介して貯留ドラム１０４で一旦貯留される。そして、貯留ドラム１０４から適切な量を磁選機１０５へと供給して、磁選機１０５にて医療廃棄物中の金属部品を選別して、廃プラスチックのみをベルトコンベア１０６を介して圧縮成形装置２に送る。
【００６０】
磁選機１０５からの廃プラスチックは、図６に示すように、破砕処理機２３の第１のホッパー部２３１から投入されて本体部２３２に送られる。本体部２３２に送られた廃プラスチックは、回転する回転軸２３４の刃２３５と固定刃４５ａ，４５ｂとによって破砕されて第２のホッパー部２３３及び連結部材２３０を介してケーシング２１の投入口２１６からケーシング２１内に投入される。
【００６１】
破砕処理機２３からケーシング２１内に投入された廃プラスチックは、まず第１の空間Ｓ１に落下する。そして、モータ２２７を駆動させてスクリュー軸２２を図１５の右側から見て反時計回りに回転させることで、第１の空間Ｓ１中の廃プラスチックは左側に送られる。第１の空間Ｓ１では、スクリュー軸２２とケーシング２１との間の距離が十分広いため、廃プラスチックは圧縮されることなく第２の空間Ｓ２まで左側に送られる。
【００６２】
第２の空間Ｓ２に送られた廃プラスチックは、続いて螺旋羽根２２１によって第２の空間Ｓ２内を左側に送られる。この第２の空間Ｓ２は左側に向かって徐々に小さくなっているため、第２の空間Ｓ２を左側に進行する廃プラスチックは、テーパ部２２３とケーシング２１とによって径方向に徐々に圧縮される。このように、第２の空間Ｓ２で径方向に圧縮された廃プラスチックは、圧縮されながら第３の空間Ｓ３までさらに左側に送られる。
【００６３】
第３の空間Ｓ３まで送られた廃プラスチックは、螺旋羽根２２１によってさらに左側に送られる。この第３の空間Ｓ３内では、大径部２２４の径は一定であるので、廃プラスチックは径方向には第２の空間Ｓ２で圧縮された以上の圧縮はされない。そして、ケーシング２１の左端部、すなわち、第２の蓋部材２１３まで到達した廃プラスチックは、次から送られてくる廃プラスチックと第２の蓋部材２１３との間でスクリュー軸２２の軸方向に圧縮される。径方向及び軸方向に圧縮された廃プラスチックは、第２の蓋部材２１３の４つの排出口２１９からケーシング２１の外側へと排出され、回転カッタ２４によって長さ方向に短く切断されてペレット状となって排出される。
【００６４】
そして、ペレット状まで小さくされて排出された廃プラスチックは、図１、図１１及び図１２に示すように、投入位置に配置された熱分解槽３１の蓋部３１３を開け、この開口部から廃プラスチックを投入する。
【００６５】
廃プラスチックを熱分解槽３１内に種々の手段で投入して蓋部３１３を閉めた後、熱分解槽３１をクレーン等により投入位置から移動させて炉部３２内に収容し、熱分解槽３１の上部から延びる排出管３１４をタール除去装置４に繋がる第１ガス管４０と連結させる。
【００６６】
このように炉部３２へ熱分解槽３１を設置した後、制御装置３１６によってサービスタンク３２２からの燃料供給を開始してバーナ３２６の燃焼を開始させ、熱分解槽３１を加熱する。バーナ３２６によって熱分解槽３１を加熱することで、熱分解槽３１内の温度は徐々に上昇すると、熱分解槽３１内の廃プラスチックが溶融を始める。
【００６７】
一方、熱分解槽３１を炉部３２に設置後、攪拌器３２の回転軸３２１をモータ３２３により所定の回転数で回転させる。このようにモータ３２３で回転軸３２１を回転させることにより、攪拌羽根３２２には熱分解槽３１内の廃プラスチックによる負荷トルクが作用する。ここで、攪拌羽根３２２に作用する負荷トルクは、廃プラスチックの溶融状態によって変化する。そのため、負荷トルクが所定値より大きい場合、すなわち、廃プラスチックが溶融していない、又は溶融し始めの高粘度の状態では、モータ３２３は攪拌羽根３２２が攪拌しないような低駆動トルクで回転軸３２１を回転させている。そして、上述したように、熱分解槽３１内の温度を上昇させることで廃プラスチックが溶融を始めると、廃プラスチックの粘度が低下し、攪拌羽根３２２に作用する負荷トルクも低下する。負荷トルクが所定値以下となると、それを検知した制御装置３１６により、上記負荷トルクに打ち勝つようにモータ３２３による回転軸３２１への駆動トルクを増加させて攪拌羽根３２２の攪拌を開始させる。ここでいう、攪拌羽根３１の攪拌を開始するための所定値とは、モータ３２３の出力や攪拌器３２の強度、熱分解槽３１内の廃プラスチックの量等によっても変わるが、６〜１２Ｎ／ｍｍとすることが好ましい。このように、廃プラスチックの溶融状態によって攪拌器３２の攪拌の開始させる。
【００６８】
こうして、熱分解槽３１内の廃プラスチックを攪拌器３２により攪拌させながら、バーナ３２６による熱分解槽３１の加熱を続けることで、図１７のグラフに示すように、熱分解槽３１内の温度を上昇させる。なお、図１７は、横軸を加熱時間ｔ（分）、縦軸を熱分解槽３１内の温度（℃）としたグラフである。ここで、熱分解槽３１内の温度を、熱分解ガスを生成するための温度である５００〜６００℃程度まで一気に上昇させると、廃プラスチックの炭素―炭素結合が十分に切断されることなく熱分解してガスが発生してしまうため、生成された熱分解ガスは炭素数が多くなってしまう。
【００６９】
そこで、本実施形態では、まず第１の温度Ｔ１である３００〜４００℃まで熱分解槽３１内の温度を上昇させ、その過程で廃プラスチック中の炭素―炭素結合を切断しつつ、バーナ３２６による熱分解槽３１の加熱を続ける。そして、熱分解槽３１内の温度が第１の温度Ｔ１まで上昇したことを温度計測装置３１５からの信号で制御装置３１６が検知すると、制御装置３１６は第１の温度Ｔ１を保持するようサービスタンク３２２からの燃料供給量を調整することでバーナ６７の火力を制御する。なお、第１の温度Ｔ１は１８０〜２４０分保持することが好ましい。そして、第１の温度Ｔ１を前記の所定時間保持した後、第１の温度Ｔ１からさらに、廃プラスチックを熱分解して熱分解ガスを生成するための第２の温度Ｔ2である５００〜６００℃まで熱分解槽３１内の温度が上昇するよう、制御装置３１６によりサービスタンク３２２からの燃料供給量を調整してバーナ３２６の火力を制御する。熱分解槽３１内の温度が第２の温度まで上昇すると、廃プラスチックが熱分解を始め、熱分解ガスが発生する。この熱分解ガスは、排出管３１４から排出されてタール除去装置４に送られる。このように、第１の温度Ｔ1で一旦昇温を停止して所定時間保持し、その後第２の温度Ｔ2まで昇温させることで、廃プラスチックの炭素―炭素結合を十分に切断して、炭素数の少ない熱分解ガスを生成することができる。
【００７０】
第２の温度Ｔ2を約１時間程度保持し、廃プラスチックから十分に熱分解ガスを生成した後は、バーナ３２６による加熱を停止して、熱分解槽３１を自然冷却させる。この場合、例えばブロアーによって熱分解槽３１に空気を送ることで強制冷却することもできる。なお、熱分解槽３１の冷却中も攪拌器３２は攪拌し続けている。このような廃プラスチックの熱分解処理では、熱分解ガスと同時に残渣と呼ばれる炭化物が生成される。そのため、熱分解槽３１が十分に冷却された後に熱分解槽３１の蓋部３１３を開けて、そこから吸引機（図示省略）で熱分解槽３１内の残渣を吸引して回収する。なお、上記熱分解工程中、攪拌器３２により溶融した廃プラスチックを攪拌させているために、熱分解槽３１内の残渣は塊状ではなく粉末状となり、吸引機等で吸引回収するなどして容易に回収することができる。
【００７１】
このようにして、熱分解処理装置３によって熱分解ガスを生成するが、一般に廃プラスチックを熱分解した際には粘性のある褐色又は黒色の液体であるタールが得られる。本実施形態に係る熱分解処理装置３では５００〜６００℃程度の高温で熱分解を行うために、上記タールは気化して熱分解ガス中に混合している。熱分解ガスは種々の処理を行うためにガス管内を移動するが、このガス管内の移動中に外気温で自然冷却されることで、熱分解ガス中の気化していたタールが凝固してガス管内に付着し、ガス管を閉塞させるおそれがある。そこで、この問題を解決するために、熱分解処理装置３で生成された熱分解ガスを第１ガス管４０を介してタール除去装置４に供給する。
【００７２】
図１３に示すように、タール除去装置４に供給された熱分解ガスは、供給管４７の下方端４８から供給されて油４４内を気泡となって上昇して上部空間まで進み、第２ガス管５０と連結する排出部４１１へと排出されて触媒装置５へと送られる。このとき、供給管４７の下方端４８からは、熱分解ガス中の気化したタールが第１ガス管４０中で自然冷却されて凝固されたものが、重力により円筒本体４１の底面に落下する。そして、底面にある程度の量のタールが溜まると、円筒本体４１内の油４４と一緒に排出管４２から排出させる。なお、この作業は、油化処理のサイクルが終了してから行ったり、または、油化処理サイクル中に自動で行うようにしてもよい。このとき円筒本体４１内の油４４は、タールとともに排出されることで減少するが、外部の油供給源と繋がる供給ライン４５から手動または自動で補充されることで所定量を維持している。
【００７３】
円筒本体４１の上部空間へと送られた熱分解ガスは、排出部４１１から排出されて、第２ガス管５０を介して触媒装置５へ供給される。触媒装置５へ供給された熱分解ガスは、連結管５２を経て、触媒が充填された円筒本体５１へ供給される。熱分解ガスは、円筒本体５１を通過することで触媒に接触して低沸点のガスに改質される。改質された熱分解ガスは、排出部５５から第３ガス管６０へ排出されて凝縮装置６へと供給される。なお、第１，第２，及び第３ガス管２１０，３１０，４１０に、ヒータや断熱材を取り付けて保温することもでき、こうすることで、タールの発生を抑制することも可能である。また、各ガス管をできるだけ短くすることでもタールの発生を抑制する効果がある。
【００７４】
図１４及び図１５に示すように、第３ガス管６０からの熱分解ガスは、供給部６２から冷却タンク６１内に供給される。冷却タンク６１内に供給された熱分解ガスは、隔壁６４の孔６５を通過して排出部６３へ進む間に、冷却タンク６１の外側面を流れる冷却水により徐々に冷却される。このように熱分解ガスは、冷却されることで凝縮して各室で油が生成される。なお、各室にて生成される油は、供給部６２側の室は沸点が高い重質油となっており、排出部６３側の室で生成される油は一番沸点の低い軽質油となっている。各室で生成された油がある程度溜まると、バルブ６８を開いて連結管６７を経てストックタンク６６の対応する各室へと送られる。そして、ストックタンク６６の各室にストックされた油は、配管６９を経てそれぞれポンプによって油水分離装置７へと送られる。油水分離装置７で水分を分離された油は、ポンプで油タンク８へと送られる。なお、冷却水の温度を変化させ、供給部６２側から排出部６３側に向けて温度が低くなるように構成することもできる。これによって、供給部６２側では沸点の高い油を、排出部６３側では沸点の低い油を確実に得ることができる。
【００７５】
ここで、熱分解ガス中には凝縮装置６で凝縮されない成分も含まれている。このため、上記凝縮装置６の冷却タンク６１では凝縮されずに排出部６３から排出されるいわゆるオフガスが、第４ガス管９０を介して脱塩装置９へと供給される。
【００７６】
図１６に示すように、第４ガス管９０から供給管９５へと送られたオフガスは、供給部９６から水９３内へ供給されて、気泡として水９３内を上昇する。水面まで上昇したオフガスには、隔壁９２の上方を越えて第１排出部９８へと向かうまでの間に、他方の室で散布管９４から水酸化ナトリウム水溶液が散布される。このように水酸化ナトリウム水溶液が散布されることで、オフガス中の塩化水素が中和される。塩化水素が中和されて除去されたオフガスは第１排出部９８から排出された後、第５ガス管９１０を経てバーナ３２６に供給され、バーナ３２６の燃料として燃焼させる。以上のサイクルが繰り返されることにより、廃プラスチックを含む医療廃棄物がリサイクルされる。
【００７７】
以上のように、本実施形態に係る熱分解処理装置３によれば、廃プラスチックの溶融状態により変化する攪拌器３２に作用する負荷トルクに応じて攪拌器３２の回転を制御装置３１６により制御している。このため、攪拌器３２の回転を熱分解槽３１内の廃プラスチックの溶融状態に応じて制御することができ、その結果、攪拌器３２の損傷等を防止できるとともに、耐久性の高い熱分解処理装置３とすることが可能となる。
【００７８】
特に、本実施形態では、攪拌器３２に作用する負荷トルクが所定値以下の時に、攪拌器３２が撹拌を開始するように制御装置３１６で制御させている。そのため、負荷トルクが大きい場合、すなわち廃プラスチックが溶融していない、又は溶融し始めの高粘度の状態では、例えば、攪拌器３２に作用する負荷トルクが大きいので、攪拌器３２は廃プラスチックの攪拌をしないよう制御することができる。そして、攪拌器３２に作用する負荷トルクが小さくなり始めるとき、すなわち熱分解槽内の廃プラスチックが溶融し始めて粘度が低くなり始めるときに、攪拌器３２が攪拌し始めるよう制御することができる。このため、廃プラスチックの粘度が高いとき、又は廃プラスチックが溶融していないときに攪拌が始まることに起因する攪拌器の破損等を防ぐことができる。
【００７９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、従来では、熱分解槽内の残渣が塊状となって熱分解槽内に固着するために、熱分解槽を反転させるための回転台に熱分解槽を移動させ、熱分解槽を反転させて内部の残渣を掻き出していた。しかし、本実施形態では、残渣が粉末状であるので、熱分解槽を移動させずに吸引機等で吸引回収できる。したがって、熱分解槽を反転させるための回転台を設置していた分のスペースが省略される。そこで、上記実施形態では熱分解槽３１は１つとして説明したが、この省略されたスペースを利用して熱分解槽３１を２つ設置することもできる。これによって、一方の熱分解槽を冷却させている間に、他方の熱分解槽で熱分解を行うことができるので、生産性を向上させることができる。
【００８０】
また、上記実施形態の熱分解処理装置３では、攪拌羽根３２２に作用する負荷トルクが所定値以下になると撹拌を開始するように構成しているが、例えば、撹拌中に加熱温度の低下等により廃プラスチックの溶融粘度が高くなり攪拌器が受ける負荷トルクが所定値以上となった場合に撹拌を停止し、再度廃プラスチックの溶融粘度が低くなり負荷トルクが所定値以下となれば撹拌を開始するように制御装置３１６で制御してもよい。
【００８１】
また、上記実施形態の熱分解処理装置３では、攪拌器３２の撹拌を開始させるために、モータ３２３による回転軸３２１への駆動トルクを増加させているが、この他にも、例えば、モータ３２３と回転軸３２１とをクラッチ装置を介して接続することで、モータ３２３による駆動トルクを一定としたまま、攪拌器３２の撹拌を開始することができる。すなわち、攪拌羽根３２２に作用する負荷トルクが所定値より大きいときは、モータ３２３からの駆動トルクの一部しか回転軸３２１に伝わらないようにクラッチ装置を嵌合させる（半クラッチ）状態とすることで、攪拌羽根３２２が撹拌しないように制御する。そして、攪拌羽根３２２に作用する負荷トルクが所定値以下となると、それを検知した制御装置３１６により、モータ３２３からの駆動トルクが完全に回転軸３２１に伝わるようにクラッチ装置を完全に嵌合させて、攪拌羽根３２２による撹拌を開始させる。
【００８２】
また、上記実施形態における熱分解処理装置３の攪拌羽根３２２が、熱分解槽３１の底面３１１に向かって延びる複数の掻取爪を備えていてもよい。このような構成により、熱分解槽３１の底面３１１に残渣が固着した場合であっても、掻取爪でその固着した残渣を掻き取ることができる。また、このように複数の掻取爪で攪拌羽根の湾曲部全体で底面３１１に付着した残渣を掻き取るのに比べて抵抗が小さくなるため、モータ３２３への負担を低減させることができる。
【００８３】
また、上記実施形態の圧縮成形装置２では、排出口２１９は、排出方向に向かってストレートに延びていたが、図１８に示すように、排出方向に向かって径が小さくなるようテーパ状に形成することもできる。このように排出口２１９を形成することで、排出口２１９の排出方向側の開口部の断面の角度αが鋭角となる。このため、排出口２１９から排出される廃プラスチックに対して、回転カッタ２４の刃２４３と、排出口２１９の左側開口部とが作用する剪断力が大きくなる。この結果、圧縮されて排出口２１９から排出された廃プラスチックをより確実に切断することができる。
【００８４】
また、上記実施形態の圧縮成形装置２では、廃プラスチックを一旦破砕処理機２３によって破砕してからケーシング２１内に投入していたが、破砕処理機２３を設置せず、ケーシング２１の投入口２１６から廃プラスチックを直接投入することもできる。
【００８５】
また、上記実施形態の圧縮成形装置２では、回転カッタ２４は、スクリュー軸２２とともに同じ回転数で回転するように構成されているが、回転カッタ２４の回転駆動用のモータを別途設けることなどによって、回転カッタ２４の回転数をスクリュー軸２２の回転数に関係なく制御できるようにすることができる。このように回転カッタ２４の回転数を自由に制御可能とすることで、排出口２１９から排出された廃プラスチックを所望の長さで切断することが可能となる。
【００８６】
また、上記実施形態では、タール除去装置４において、円筒本体４１内に油４４を封入することで、熱分解ガスの逆流を防止していたが、特に油に限定されるものではなく、例えば水等の液体を使用することができる。或いは、水、油、及び界面活性剤を混合したエマルジョン溶液を用いることもできる。その他にも、円筒本体４１内に液体を封入させずに逆流防止弁を供給管４７の下方端４８に設けることで、熱分解ガスの逆流を防止することもできる。
【００８７】
また、上記実施形態のタール除去装置４では、開閉自在のバルブ４３を有する排出管４２を円筒本体４１の底部に設けているが、その他にも、例えば、円筒本体４１底部に溜まったタールを吸引除去するような吸引機を設けることで、より効率的にタールを外部へ排出することができる。なお、これらのようなタール排出手段を設けずに、油化処理終了後に、溜まったタールを手作業で除去することもできる。
【００８８】
また、上記実施形態において、圧縮成形装置２を省略し、滅菌処理装置１にて過熱滅菌して圧縮した医療廃棄物を熱分解装置３に供給することもできる。
【００８９】
また、上記実施形態では、凝縮装置６等の各装置は１つずつしか設置していないが、２つ以上設置することもできる。
【００９０】
また、上記実施形態の滅菌処理装置１では、医療廃棄物が収容された袋体１７内に加熱吸気管１３１から熱風を送ることで医療廃棄物を加熱滅菌しているが、特にこれに限定されるものではなく、医療廃棄物を加熱滅菌するものであればよい。このときの加熱滅菌処理は、医療廃棄物を約１８０度以上の高温下で約３０分間加熱することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明に係る廃プラスチック処理システムのフロー図である。
【図２】本実施形態に係る滅菌処理装置を示す正面図である。
【図３】本実施形態に係る加熱滅菌部を示す正面図である。
【図４】本実施形態に係る廃プラスチック処理システムの一部を示す平面フロー図である。
【図５】図４の正面フロー図である。
【図６】本実施形態に係る圧縮成形装置の正面断面図である。
【図７】本実施形態に係る圧縮成形装置の平面断面図である。
【図８】本実施形態に係る第２の蓋部材の左側面図である。
【図９】図６のＡ−Ａ線断面図である。
【図１０】本実施形態に係る破砕処理機の平面図である。
【図１１】本実施形態に係る熱分解処理装置の実施形態を示す拡大側面図である。
【図１２】本実施形態に係る熱分解処理装置の実施形態を示す拡大正面図である。
【図１３】本実施形態に係るタール除去装置及び触媒装置の拡大図である。
【図１４】本実施形態に係る凝縮装置の断面図である。
【図１５】本実施形態に係る凝縮装置の隔壁を示す拡大図である。
【図１６】本実施形態に係る脱塩装置の断面図である。
【図１７】本発明に係る熱分解処理方法の熱分解工程の熱分解槽内の温度と時間の関係を示すグラフである。
【図１８】第２の蓋部材の他の実施形態を示す正面断面図である。
【符号の説明】
【００９２】
１  滅菌処理装置
２  圧縮成形装置
３  熱分解処理装置
４  タール除去装置
１０  廃プラスチック処理システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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