(57)【要約】【課題】コーキングを加熱手段から容易に除去することにある。【解決手段】筒状の周壁部１１ａを有する容器本体部１１と、この容器本体部１１の周壁部１１ａから外方に突出し、容器本体部１１内と連通口１１ｄを介して連通する副容器部１２とによって、廃プラスチックおよび／またはその分解物（加熱対象物）を収容する容器１を構成し、容器本体部１１には、廃プラスチックおよび／またはその分解物を撹拌する撹拌手段６ａを設け、副容器部１２には、上端開口部１２ａから副容器部１２内に挿入されて廃プラスチックおよび／またはその分解物を加熱する加熱手段７を設けた構成になっている。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の周壁部を有する容器本体部と、この容器本体部の上記周壁部から外方に突出し、上記容器本体部内と連通口を介して連通する副容器部とを有する容器を備えた加熱反応槽であって、
上記容器本体部には、加熱対象物を撹拌せしめる撹拌手段を設け、
上記副容器部には、その上端開口部から当該副容器部内に挿入されて上記加熱対象物を加熱する加熱手段を設けてなることを特徴とする加熱反応槽。
【請求項２】
上記撹拌手段は、上記副容器部において上記周壁部の軸方向の流れを生じさせるべく、上記加熱対象物を撹拌せしめるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の加熱反応槽。
【請求項３】
上記撹拌手段は、上記軸方向の一方および他方のいずれの方向に向かう流れをも生じさせるべく、上記加熱対象物の撹拌流の流れの方向を可変可能に構成されていることを特徴とする請求項２に記載の加熱反応槽。
【請求項４】
上記連通口には、上記軸方向の中間位置に遮蔽壁が設けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の加熱反応槽。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加熱対象物を加熱するための加熱反応槽であって、例えば廃プラスチックのＲＤＦ（Ｒｅｆｕｓｅ−ｄｅｒｉｖｅｄ　ｆｕｅｌ、ゴミ固形燃料）化や油化プロセス等において、廃プラスチック等の熱分解対象物（加熱対象物）に含まれる塩素等の成分を熱分解法で除去するための加熱反応槽に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の加熱反応槽としては、例えば図５および図６に示すものが知られている。
この加熱反応槽は、容器１と、この容器１の上方開口部を閉塞する蓋２と、容器１内に配置された撹拌翼（撹拌手段）３ａと、同じく容器１内に配置された加熱手段４と、容器１の外面を覆う加熱ジャケット５を備えている。
【０００３】
容器１は、円筒状の周壁部１ａと、円錐状の底部１ｂとにより一体的に形成されている。
蓋２には、廃プラスチック等の熱分解対象物（加熱対象物）を容器１内に投入するための投入口（図示せず）が設けられているとともに、熱分解対象部から熱分解によって発生した塩素を含む揮発分を排出するための排出口（図示せず）が設けられている。
撹拌翼３ａは、容器１の軸心部に配置された駆動軸３ｂによって回転駆動され、これによって熱分解対象物を撹拌するようになっている。また、３ｃは、駆動軸３ｂを回転駆動するためのモータである。
【０００４】
加熱手段４は、伝熱コイル４ａが周壁部１ａの内面に沿って配置されているとともに、伝熱コイル４ａに連通する供給管４ｂおよび戻り管４ｃが蓋２を介して容器１の内外に延在すべく設置されている。
【０００５】
伝熱コイル４ａには、供給管４ｂおよび戻り管４ｃを介して加熱媒体が流通するようになっている。
この加熱媒体は、加熱ジャケット５にも供給されるようになっている。加熱ジャケット５には、底部１ｂに対応する位置に加熱媒体の流入口５ａが設けられ、蓋２の近傍位置に加熱媒体の流出口５ｂが設けられている。
【０００６】
上記のように構成された加熱反応槽においては、撹拌翼３ａによる撹拌と、加熱手段４および加熱ジャケット５による加熱によって、熱分解対象物が一様に撹拌、溶融された状態になる。したがって、熱分解対象物を一様に熱分解することができるので、廃プラスチックに含まれる塩素を効率よく除去することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記加熱反応槽においては、伝熱コイル４ａが容器１内に設けられていることから、例えば撹拌翼３ａの設計に制限があるとともに、伝熱コイル４ａの伝熱面積の設計に制限があり、特に熱分解対象物の流れの死角が生じやすいため、加熱によって発生した炭素成分（以下「コーキング」という）が伝熱コイル４ａに付着し、当該伝熱コイル４ａの熱伝達性を悪化させることになる。このため、コーキングによる伝熱性の悪化を防止するため、当該コーキングを伝熱コイル４ａから定期的に取り除く必要がある。
しかし、伝熱コイル４ａが容器１内に配置されていることから、コーキングを取り除く際には蓋２を外して加熱手段４の全体を上方に持ち上げなければならず、コーキングを除去する作業が大がかりで面倒な作業になるという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、コーキングの付着があっても当該コーキングを加熱手段から容易に除去することのできる加熱反応槽を提供することを課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の加熱反応槽は、筒状の周壁部を有する容器本体部と、この容器本体部の上記周壁部から外方に突出し、上記容器本体部内と連通口を介して連通する副容器部とを有する容器を備えた加熱反応槽であって、上記容器本体部には、加熱対象物を撹拌せしめる撹拌手段を設け、上記副容器部には、その上端開口部から当該副容器部内に挿入されて上記加熱対象物を加熱する加熱手段を設けてなることを特徴としている。
【００１０】
請求項２に記載の加熱反応槽は、請求項１に記載の発明において、上記撹拌手段は、上記副容器部において上記周壁部の軸方向の流れを生じさせるべく、上記加熱対象物を撹拌せしめるようになっていることを特徴としている。
【００１１】
請求項３に記載の加熱反応槽は、請求項２に記載の発明において、上記撹拌手段は、上記軸方向の一方および他方のいずれの方向に向かう流れをも生じさせるべく、上記加熱対象物の撹拌流の流れの方向を可変可能に構成されていることを特徴としている。
【００１２】
請求項４に記載の加熱反応槽は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、上記連通口には、上記軸方向の中間位置に遮蔽壁が設けられていることを特徴としている。
【００１３】
請求項１〜４に記載の発明においては、副容器部内で加熱手段によって加熱された加熱対象物が容器本体部内において撹拌手段によって均一に撹拌されることになる。
したがって、加熱対象物を一様に昇温させて、均一に加熱することができる。
【００１４】
また、加熱手段にコーキングが付着した場合には、副容器部における上端開口部から加熱手段を抜き出すことによって、加熱手段からコーキングを容易に除去することができる。
【００１５】
さらに、副容器部および加熱手段の設置数の増減によって、加熱対象物の加熱量を容易に増減することができる。特に、加熱手段の設置数を増加しても当該加熱手段が容器本体部内にある撹拌手段と接触するおそれがないので、加熱量を増加する上で極めて有利である。
一方、撹拌手段および加熱手段は、それぞれが容器本体部および副容器部に配置されており、互いに接触するおそれがないので、設計の自由度の向上を図ることができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明においては、撹拌手段が副容器部において軸方向の流れを生じさせるべく、加熱対象物を撹拌せしめるようになっているので、副容器部内に流入した加熱対象物は加熱手段によって加熱させた後に必ず容器本体部内に戻ることになる。すなわち、加熱対象物が副容器部内で滞ることがないので、加熱対象物を効率よく昇温させることができるとともに、当該加熱対象物が部分的に過熱された状態になるのを防止することができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明においては、加熱対象物を副容器部における軸方向の一方にも他方にも流すことができる。このため、加熱対象物が例えば下から上に流れるようにした場合には、この流れの方向が加熱手段の加熱による上昇流の方向と一致することになるので、副容器部内における加熱対象物の流速の向上を図ることができる。したがって、加熱対象物をより効率よく加熱することができる。
【００１８】
また、軸方向における流れの方向を変えることにより、加熱手段によって生じる加熱対象物の流れの死角の方向が逆転するので、加熱手段の死角部分にコーキングが付着しにくくすることができる。また、流れの方向を逆転することによりコーキングを排除することも可能である。したがって、加熱手段からコーキングを取り除くための時間間隔を延ばすことができる利点がある。
【００１９】
請求項４に記載の発明においては、連通口における上下方向の中間位置に遮蔽壁を設けているので、遮蔽壁の例えば下側の連通口から副容器部内に流入した加熱対象物を、遮蔽壁の上側の連通口から容器本体部内に確実に流出させることができる。したがって、副容器部内の全体を加熱対象物による例えば上昇流あるいは下降流で満たすことができるとともに、当該加熱対象物の流速の向上を図ることができる。よって、加熱手段から加熱対象物への伝熱効率の向上を図ることができる。すなわち、加熱対象物をより効率よく加熱することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。ただし、従来例で示した構成要素と共通する要素には同一の符号を付し、その説明を簡略化する。
この第１実施の形態で示す加熱反応槽は、図１〜図３に示すように、熱分解対象物である廃プラスチックを加熱して熱分解し、塩素を除去するように構成したものである。なお、廃プラスチックおよび／またはその分解物が加熱対象物に該当する。
【００２１】
廃プラスチックは、容器１に収容された状態で加熱されて熱分解するようになっており、容器１は、容器本体部１１と、４つの副容器部１２とによって一体的に構成されている。
容器本体部１１は、円筒状の周壁部１１ａと、この周壁部１１ａの下端開口部を閉塞する底部１１ｂとにより一体的に形成されている。底部１１ｂは、下方に向けて円錐状に突出するように形成されており、その突出端部には、廃プラスチックを熱分解処理した後の分解油を流出するための流出口部１１ｃが設けられている。
【００２２】
副容器部１２は、周壁部１１ａから半径方向の外方に突出し、かつ周壁部１１ａの下端位置から当該周壁部１１ａの軸方向の所定の高さ位置まで延在するように縦長に形成されている。また、容器本体部１１と副容器部１２とは連通口１１ｄによって連通した状態になっている。なお、周壁部１１ａの軸方向は上下方向と一致している。
【００２３】
連通口１１ｄは、副容器部１２の全幅にわたり、かつ当該副容器部１２の下端から上端近傍までの部分、すなわち副容器部１２の側部のほぼ全体を開口するように形成したものであってもよいが、この実施の形態においては、その上下方向（軸方向）の中間位置に遮蔽壁１１ｇを設けることによって、遮蔽壁１１ｇより下側の第１の連通口１１ｅと、遮蔽壁１１ｇより上側の第２の連通口１１ｆとによって構成されている。
【００２４】
すなわち、第１の連通口１１ｅは、副容器部１２における下端部全体を容器本体部１１側に開口すべく形成されており、第２の連通口１１ｆは、副容器部１２における上端部全体を容器本体部１１側に開口すべく形成されている。
そして、上記副容器部１２は、周壁部１１ａの周方向に４等分する各位置に配置されている。
【００２５】
また、容器本体部１１内には、廃プラスチックおよび／またはその分解物を撹拌するとともに、当該廃プラスチックおよび／またはその分解物を第１の連通口１１ｅを介して副容器部１２の下部に流入させる流れを生じさせる第１および第２の撹拌翼（撹拌手段）６ａ、６ｂが設けられている。
【００２６】
第１の撹拌翼６ａは、周壁部１１ａの軸線と同軸状に配置された駆動軸６ｃの下端部に取り付けられており、底部１１ｂの近傍に位置した状態で、駆動軸６ｃによって回転駆動されることにより、廃プラスチックおよび／またはその分解物を撹拌するとともに、その回転による遠心力により廃プラスチックおよび／またはその分解物を副容器部１２の下部に流入させるようになっている。
【００２７】
第２の撹拌翼６ｂは、駆動軸６ｃの上下方向の中間位置に取り付けられたものであって、駆動軸６ｃに対して４５度方向に傾きかつ互いに直交するように設置された２枚の矩形状の翼板によって構成されている。この第２の撹拌翼６ｂは、容器本体部１１内において廃プラスチックおよび／またはその分解物の中央部が遠心力により凹状になった場合でも、当該廃プラスチックおよび／またはその分解物内に位置するように、駆動軸６ｃにおける上下方向の位置が設定されている。
駆動軸６ｃは、蓋２に設けられたモータ６ｄによって回転駆動されるようになっている。
【００２８】
一方、上記各副容器部１２には、その上端開口部１２ａから当該副容器部１２内に挿入して廃プラスチックおよび／またはその分解物を加熱するための加熱手段７が設けられている。加熱手段７は、Ｕ字状に形成された複数の伝熱管７ａと、各伝熱管７ａの両端部を保持するヘッド部７ｂとを備えた構成になっている。
【００２９】
ヘッド部７ｂは、各伝熱管７ａの一端部に連通された流入室７ｃと、当該伝熱管７ａの他端部に連通された流出室７ｄとを備えている。そして、加熱手段７は、伝熱管７ａを副容器部１２内に挿入した状態で、ヘッド部７ｂを副容器部１２の上端開口部１２ａにボルト等の締結手段（図示せず）で固定することにより、副容器部１２に設置されるようになっている。
また、ヘッド部７ｂにおける流入室７ｃには、当該流入室７ｃへ加熱媒体を供給する供給管７ｅが接続され、流出室７ｄには、戻り管７ｆが接続されている。また、供給管７ｅおよび戻り管７ｆには、それぞれストップバルブが設けられている。
【００３０】
上記加熱媒体としては、無機熔融塩を使用することも可能であるが、この実施の形態ではより安全な合成有機熱媒体油を使用している。
【００３１】
また、蓋２には、廃プラスチックの投入口２ａ、廃プラスチックの熱分解によって発生した塩素を含む揮発分を排出するための排出口２ｂおよび廃プラスチックのフィーダ２ｃが設けられている。フィーダ２ｃは、容器１で熱分解すべき廃プラスチックの量を計量しつつ、当該廃プラスチックを投入口２ａから容器本体部１１内に投入するようになっている。
【００３２】
また、加熱ジャケット５は、図１および図２に示すように、容器本体部１１および副容器部１２を覆うように設けられている。また、加熱ジャケット５に供給する加熱媒体も合成有機熱媒体油が用いられている。
【００３３】
上記のように構成された加熱反応槽においては、加熱手段７の伝熱管７ａおよび加熱ジャケット５によって加熱し、かつ第１および第２の撹拌翼６ａ、６ｂによって撹拌することにより、廃プラスチックが一様に溶融した状態になる。
【００３４】
この場合、主として第１の撹拌翼６ａの回転による遠心力によって、廃プラスチックおよび／またはその分解物が副容器部１２の下部に流入することになる。このため、容器本体部１１の底部１１ｂから第１の連通口１１ｅを介して副容器部１２の下部に入り、当該副容器部１２内を上昇して、副容器部１２の上部から第２の連通口１１ｆを介して容器本体部１１に流出し、当該容器本体部１１の軸心部を降下して、再び第１の撹拌翼６ａを介して副容器部１２の下部に入るという廃プラスチックおよび／またはその分解物の循環流が生じる。
【００３５】
そして、廃プラスチックおよび／またはその分解物は、副容器部１２内を上昇する過程で伝熱管７ａから熱を受け、これによって昇温したものが容器本体部１１内に戻って第１および第２の撹拌翼６ａ、６ｂによって撹拌されることになる。
したがって、廃プラスチックおよび／またはその分解物の全体を一様に温度上昇させることができるので、当該廃プラスチックを均一に熱分解することができる。
【００３６】
また、副容器部１２においては、伝熱管７ａによる加熱によって上昇流が生じるので、当該副容器部１２内を流れる廃プラスチックおよび／またはその分解物の移動抵抗を低減することができるとともに、その流れの速度を増加させることができる。したがって、伝熱管７ａから廃プラスチックおよび／またはその分解物への伝熱効率が向上するので、廃プラスチックおよび／またはその分解物を効率よく加熱することができる。
しかも、副容器部１２内では、廃プラスチックおよび／またはその分解物が一方向に流れるので、流れの死角が生じにくく、伝熱管７ａへのコーキングの付着を減ずることができる。
【００３７】
また、図４に示すように、加熱手段７を上方に移動させることにより、伝熱管７ａを上端開口部１２ａから抜き出すことができるので、伝熱管７ａに付着したコーキングを容易に除去することができる。
【００３８】
さらに、副容器部１２の設置数の増減およびこの副容器部１２の増減に伴う加熱手段７の増減によって、廃プラスチックおよび／またはその分解物の加熱量を容易に増減することができる。特に、加熱手段７を増設しても伝熱管７ａが容器本体部１１内の第１および第２の撹拌翼６ａ、６ｂと接触する危険がないので、加熱量を増加する上で極めて有意である。
【００３９】
なお、安全性を考慮して使用する合成有機熱媒体油を用いた場合は、廃プラスチックの熱分解温度との温度差を大きくとることができないことから、廃プラスチックおよび／またはその分解物に対する加熱量を増加するにはどうしても伝熱管７ａの伝熱面積を大きくする必要がある。これに対して本発明は、加熱手段７の増設によって、上記伝熱面積を容易に増大させることができるので、安全性の確保しつつ、熱分解の能率の向上を図ることができる。
【００４０】
一方、第１および第２の撹拌翼６ａ、６ｂは、加熱手段７との接触を考慮する必要がないので、その設計の自由度を向上させることができる。
【００４１】
また、遮蔽壁１１ｇを設けることによって、副容器部１２の下部に流入した廃プラスチックおよび／またはその分解物を当該副容器部１２の上部から確実に流出させることができるので、副容器部１２内の廃プラスチックおよび／またはその分解物の流れを確実に上昇流とすることができるとともに、当該上昇流の流速の向上を図ることができる。よって、伝熱管７ａから廃プラスチックおよび／またはその分解物への伝熱効率の向上を図ることができる。
【００４２】
なお、上記実施の形態においては、副容器部１２および加熱手段７を４カ所の位置に設けるように構成したが、これらの副容器部１２および加熱手段７は１カ所に設けるように構成してもよい。また、副容器部１２および加熱手段７は、２以上の複数カ所に設けてもよい。
【００４３】
また、上記第１の撹拌翼６ａは、遠心方式のもので構成したが、スクリュ方式（軸流方式）のもので構成してもよい。この場合には、廃プラスチックおよび／またはその分解物を下方に送ることによって、当該廃プラスチックおよび／またはその分解物を底部１１ｂに沿って半径方向の外側に流し、第１の連通口１１ｅから副容器部１２の下部に流入させることができる。
【００４４】
さらに、このように第１の撹拌翼６ａをスクリュ方式のもので構成した場合には、その回転の方向をモータ６ｄによって逆転させることにより、廃プラスチックおよび／またはその分解物を上方に送ることができる。この場合には、第１の撹拌翼６ａによって上方に流れた廃プラスチックおよび／またはその分解物がその上端部分で半径方向の外側に流れ、第２の連通口１１ｆから副容器部１２の上部に流入し、さらに当該副容器部１２の下部から第１の連通口１１ｅを介して容器本体部１１内の下部に流入し、再び第１の撹拌翼６ａによって上方に送られる循環流が生じることになる。
【００４５】
したがって、スクリュ方式の第１の撹拌翼６ａを使用した場合には、流れの方向を変えることにより、伝熱管７ａによって生じる廃プラスチックおよび／またはその分解物の流れの死角の方向が逆転するので、伝熱管７ａの死角部分にコーキングが付着しにくくすることができる。また、流れの方向を逆転することによりコーキングを排除することも可能である。したがって、伝熱管７ａからコーキングを取り除くための時間間隔を延ばすことができる利点がある。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１〜４に記載の発明によれば、副容器部における上端開口部から加熱手段を抜き出すことによって、加熱手段からコーキングを容易に除去することができる。
【００４７】
さらに、副容器部および加熱手段の設置数の増減によって、加熱対象物の加熱量を容易に増減することができる。特に、加熱手段の設置数を増加しても当該加熱手段が容器本体部内にある撹拌手段と接触するおそれがないので、加熱量を増加する上で極めて有利である。
一方、撹拌手段および加熱手段は、それぞれが容器本体部および副容器部に配置されており、互いに接触するおそれがないので、設計の自由度の向上を図ることができる。
【００４８】
請求項２に記載の発明においては、撹拌手段が副容器部において軸方向の流れを生じさせるべく、加熱対象物を撹拌せしめるようになっているので、副容器部内に流入した加熱対象物は加熱手段によって加熱させた後に必ず容器本体部内に戻ることになる。すなわち、加熱対象物が副容器部内で滞ることがないので、加熱対象物を効率よく昇温させることができるとともに、当該加熱対象物が部分的に過熱された状態になるのを防止することができる。
【００４９】
請求項３に記載の発明においては、加熱対象物を副容器部における軸方向の一方にも他方にも流すことができる。このため、加熱対象物が例えば下から上に流れるようにした場合には、この流れの方向が加熱手段の加熱による上昇流の方向と一致することになるので、副容器部内における加熱対象物の流速の向上を図ることができる。したがって、加熱対象物をより効率よく加熱することができる。
【００５０】
また、軸方向における流れの方向を変えることにより、加熱手段によって生じる加熱対象物の流れの死角の方向が逆転するので、加熱手段の死角部分にコーキングが付着しにくくすることができる。また、流れの方向を逆転することによりコーキングを排除することも可能である。したがって、加熱手段からコーキングを取り除くための時間間隔を延ばすことができる利点がある。
【００５１】
請求項４に記載の発明においては、連通口における上下方向の中間位置に遮蔽壁を設けているので、遮蔽壁の例えば下側の連通口から副容器部内に流入した加熱対象物を、遮蔽壁の上側の連通口から容器本体部内に確実に流出させることができる。したがって、副容器部内の全体を加熱対象物による例えば上昇流あるいは下降流で満たすことができるとともに、当該加熱対象物の流速の向上を図ることができる。よって、加熱手段から加熱対象物への伝熱効率の向上を図ることができる。すなわち、加熱対象物をより効率よく加熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態として示した加熱反応槽の正面図である。
【図２】同加熱反応槽の平面図である。
【図３】同加熱反応槽の構成を示す説明図である。
【図４】同加熱反応槽の他の例の構成を示す説明図である。
【図５】従来例として示した加熱反応槽の正面図である。
【図６】同加熱反応槽の平面図である。
【符号の説明】
１　容器
６ａ　第１の撹拌翼（撹拌手段）
６ｂ　第２の撹拌翼（撹拌手段）
７　加熱手段
７ａ　伝熱管
１１　容器本体部
１１ａ　周壁部
１１ｄ　連通口
１１ｅ　第１の連通口
１１ｆ　第２の連通口
１１ｇ　遮蔽壁
１２　副容器部
１２ａ　上端開口部
【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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