(57)【要約】【課題】廃棄プラスチックを発火発煙させることなく加熱によって簡単に、かつ、低コストで減容させる。【解決手段】断熱容器２の内部に水蒸気供給装置４によって水蒸気を供給する一方、水蒸気が充満した雰囲気の下で断熱容器の内部を加熱装置３によって加熱し、断熱容器２に投入された廃棄プラスチックを減容する。【選択図】  図２
2005111760.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断熱容器の内部に水蒸気を供給し、水蒸気が充満した雰囲気の下で断熱容器の内部を加熱して、断熱容器に投入された廃棄プラスチックを減容することを特徴とする廃棄プラスチックの減容方法。
【請求項２】
投入口に開閉自在な蓋体を設けるとともに、取出口に受け皿を出し入れ自在に設けた断熱容器と、断熱容器の内部を加熱する加熱装置と、断熱容器の内部に水蒸気を供給する水蒸気供給装置と、からなり、水蒸気供給装置から供給される水蒸気を断熱容器の内部に充満させて、加熱装置によって断熱容器の内部を加熱することを特徴とする廃棄プラスチックの減容装置。
【請求項３】
前記加熱装置が、断熱容器の外部に設置された燃焼装置と、周壁状に形成されて断熱容器に支持され、連続する中空の加熱空間を有する加熱パネルと、燃焼装置によって加熱された加熱空気を加熱パネルの加熱空間に導く加熱管と、加熱パネルの加熱空間に連通され、断熱容器を貫通して外部に導出された排気筒と、から構成されることを特徴とする請求項２記載の廃棄プラスチックの減容装置。
【請求項４】
前記加熱管の、燃焼装置側の一端部近傍に導入口が形成されていることを特徴とする請求項３記載の廃棄プラスチックの減容装置。
【請求項５】
前記加熱パネルの内方にその内面から間隔をおいて網状体が付設されていることを特徴とする請求項３記載の廃棄プラスチックの減容装置。
【請求項６】
前記水蒸気供給装置が、断熱容器の外部に設置されたフロート弁付き貯水タンクと、上面を開口されて断熱容器の内部に設置された水タンクと、断熱容器を貫通してフロート弁付き貯水タンクおよび水タンクを連通する連通管と、から構成されることを特徴とする請求項２記載の廃棄プラスチックの減容装置。
【請求項７】
前記水蒸気供給装置の水タンク内部を加熱装置の加熱管が貫通していることを特徴とする請求項３または６記載の廃棄プラスチックの減容装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ペットボトルや発泡スチロールなどの廃棄プラスチックを減容する方法およびその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
家庭や店舗などからは、容器、梱包材、食品包装材などの大量の廃棄プラスチックが排出される。これらの廃棄プラスチックは、リサイクル原料として再利用されるか、埋め立て処理または焼却処理されている。
【０００３】
しかしながら、焼却処理は、ダイオキシン発生の問題があるため、単純な焼却処理は、困難な状況になりつつある。このため、廃棄プラスチックの多くは、リサイクルされるか、埋め立て処理されている。
【０００４】
一方、廃棄プラスチックをリサイクルまたは埋め立て処理や焼却処理といった最終処分する場合、原形のままでは容積が大きく、再処理工場または埋め立て地や焼却施設までの輸送コストが極めて大きくなる。また、埋め立て処理する場合には、広い場所を確保する必要がある。そこで、再処理工場や埋め立て地、焼却施設までの輸送コストを削減する一方、埋め立て処理を簡単にするため、廃棄プラスチックを機械的に破砕、圧縮して減容することが実用化されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、加熱により容易に溶融する物性を利用し、廃棄プラスチックに熱風を供給して減容することも提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−５３５９４号公報
【特許文献２】特開平１０−２４９８５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、廃棄プラスチックを機械的に破砕し、圧縮して減容する方式では、設備が大型化し、かつ、広い設置面積を必要とすることから、設置場所が限定されるとともに、大きな初期投資が必要になるという問題がある。
【０００７】
一方、廃棄プラスチックを加熱して減容する方式では、発火発煙を避けることができず、その対策が必要になる。すなわち、容器内部の温度を軟化点に維持したとしても、容器を構成する天井壁、側壁、底壁の温度は、熱を蓄積してそれ以上の温度に到達しており、廃棄プラスチックが側壁や底壁に接触すれば、発煙を開始し、温度によっては発火する。また、プラスチックによっては、可燃性の気化ガスが発生し、人体に対して有害であるばかりでなく、所定濃度の空気が存在すると、激しく燃焼する危険もある。
【０００８】
したがって、廃棄プラスチックを発火発煙することなく加熱によって減容するためには、空気を遮断する必要があり、例えば、容器を真空状態あるいは不活性ガスを充満した状態に維持しなければならない。この結果、容器を耐圧容器に形成する必要があり、設備が大型化し、コストの上昇を避けることができない。
【０００９】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、簡単な構成によって廃棄プラスチックを発火発煙させることなく加熱によって低コストで減容させることのできる廃棄プラスチックの減容方法およびその装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の廃棄プラスチックの減容方法は、断熱容器の内部に水蒸気を供給し、水蒸気が充満した雰囲気の下で断熱容器の内部を加熱して、断熱容器に投入された廃棄プラスチックを減容することを特徴とするものである。
【００１１】
本発明によれば、断熱容器の内部に水蒸気を供給しつつ、断熱容器の内部を加熱する。このため、断熱容器の内部は、水蒸気が過飽和の状態で充満されており、断熱容器の内面および廃棄プラスチックの表面に水滴となって付着するとともに、水滴が流下し、滴下する一方、付着あるいは滴下した水滴は、加熱された内部空気によって蒸発される。したがって、断熱容器の内面は、液化と気化が繰り返されている水蒸気によって冷却されて、断熱容器の内面に熱が蓄積されることが抑制されていることから、断熱容器の内面温度は、内部空気の温度を大きく越えることがなく、ほぼ同等の温度に維持されている。
【００１２】
このような状態で、断熱容器の内部空気が加熱されることにより、徐々に温度が上昇して廃棄プラスチックの軟化点に到達すれば、投入された廃棄プラスチックは、収縮して減容を開始する。
【００１３】
この場合、断熱容器の内面は、常に水蒸気の液化と気化が繰り返されて冷却され、断熱容器の内部空気の温度とほぼ同等の温度に維持されていることから、収縮して減容を開始した廃棄プラスチックが発火発煙することはない。
【００１４】
この結果、廃棄プラスチックを発火発煙することなく小さなブロック状に減容させることができる。
【００１５】
本発明の廃棄プラスチックの減容装置は、投入口に開閉自在な蓋体を設けるとともに、取出口に受け皿を出し入れ自在に設けた断熱容器と、断熱容器の内部を加熱する加熱装置と、断熱容器の内部に水蒸気を供給する水蒸気供給装置と、からなり、水蒸気供給装置から供給される水蒸気を断熱容器の内部に充満させて、加熱装置によって断熱容器の内部を加熱することを特徴とするものである。
【００１６】
本発明によれば、蓋体を開放して投入口より廃棄プラスチックを投入した後、水蒸気供給装置によって断熱容器の内部に水蒸気を供給するとともに、加熱装置によって断熱容器の内部を加熱する。このため、断熱容器の内部は、水蒸気が過飽和の状態で充満されており、断熱容器の内面、受け皿の内面および廃棄プラスチックの表面に水滴となって付着するとともに、水滴が受け皿上に流下し、滴下する一方、付着あるいは滴下した水滴は、加熱された内部空気によって蒸発される。したがって、断熱容器の内面は、液化と気化発が繰り返されている水蒸気によって冷却されて、断熱容器の内面に熱が蓄積されることが抑制されていることから、断熱容器の内面温度は、内部空気の温度を大きく越えることがなく、ほぼ同等の温度に維持されている。
【００１７】
このように、断熱容器の内部に継続して供給される水蒸気が液化と気化を繰り返しながら、加熱装置によって断熱容器の内部空気が加熱されることにより、徐々に温度が上昇し、廃棄プラスチックの軟化点に到達すれば、廃棄プラスチックは、受け皿上で収縮して減容を開始する。
【００１８】
この場合、断熱容器の内面および受け皿の内面は、常に水蒸気の液化と気化が繰り返されて冷却され、断熱容器の内部空気の温度とほぼ同等の温度に維持されていることから、受け皿上で減容を開始した廃棄プラスチックが発火発煙することはない。
【００１９】
この結果、廃棄プラスチックを発火発煙することなく受け皿上で小さなブロック状に減容させることができ、受け皿を引き出すことにより、外部に取り出すことができる。
【００２０】
なお、断熱容器の内面温度や受け皿の内面温度が、ほぼ内部空気の温度と平衡するためには、断熱容器の容量や、熱の供給量、水蒸気の供給量に基づいて決定される。
【００２１】
本発明において、前記加熱装置が、断熱容器の外部に設置された燃焼装置と、周壁状に形成されて断熱容器に支持され、連続する中空の加熱空間を有する加熱パネルと、燃焼装置によって加熱された加熱空気を加熱パネルの加熱空間に導く加熱管と、加熱パネルの加熱空間に連通され、断熱容器を貫通して外部に導出された排気筒と、から構成されると、既存の市販品を利用して加熱装置を簡単に組み立てることができる。
【００２２】
本発明において、前記加熱管の、燃焼装置側の一端部近傍に導入口が形成されていると、水蒸気供給装置から水蒸気が供給されることにより、断熱容器の内圧が上昇すれば、その上昇した分の内部空気が燃焼装置に接近して形成された導入口に流入する。そして、水蒸気を含む内部空気は、燃焼装置の火炎によって燃焼、すなわち、蒸発された後、加熱パネルの加熱空間を経て排気筒から外部に排出される。また、仮に、加熱の際に廃棄プラスチックから気化ガスが発生したとしても、加熱管に供給された燃焼装置の火炎で燃焼され、無害の排気ガスとなって外部に排出される。
【００２３】
本発明において、前記加熱パネルの内方にその内面から間隔をおいて網状体が付設されていると、加熱パネルの内面に廃棄プラスチックが直接接触することを防止できる。
【００２４】
なお、網状体に接触したとしても、その接触面積が小さい上に、背面側から回り込む水蒸気によって網状体の冷却が継続されるため、発火発煙することはない。
【００２５】
本発明において、前記水蒸気供給装置が、断熱容器の外部に設置されたフロート弁付き貯水タンクと、上面を開口されて断熱容器の内部に設置された水タンクと、断熱容器を貫通してフロート弁付き貯水タンクおよび水タンクを連通する連通管と、から構成されると、既存の市販品を利用して水蒸気供給装置を簡単に組み立てることができるとともに、水位を一定に維持するように、水道水を自動的に供給することができる。
【００２６】
本発明において、前記水蒸気供給装置の水タンク内部を加熱装置の加熱管が貫通していると、水タンクに供給される水道水を加熱装置の加熱管を利用して蒸発させることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、簡単な構成によって廃棄プラスチックを発火発煙させることなく加熱によって低コストで減容させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２９】
図１乃至図３には、本発明の廃棄プラスチックの減容装置の一実施形態が記載されている。
【００３０】
この減容装置１は、断熱容器２と、断熱容器２の内部を加熱する加熱装置３と、断熱容器２の内部に水蒸気を供給する水蒸気供給装置４と、から構成されている。
【００３１】
断熱容器２は、断熱材２１１の表裏両面を鋼板２１２でサンドイッチしてなる断熱壁２１（図３参照）によって前壁、左右の側壁、後壁、天井壁、底壁を形成し、それらを連結して箱状に組み立てられている。そして、前壁の上部には投入口２ａが形成されるとともに、その下部には取出口２ｂが形成されている。また、投入口２ａには、蓋体２２が開閉自在に設けられ、取出口２ｂには、受け皿２３が摺動自在に嵌挿されている。
【００３２】
ここで、投入口２ａを蓋体２２によって閉鎖した場合、図示しない固縛機構を介して蓋体２２によって投入口２ａを密閉することができる。また、取出口２ｂに受け皿２３を嵌挿した場合、図示しない固縛機構を介して受け皿２３によって取出口２ｂを密閉することができる。
【００３３】
なお、天井壁には、水道管に接続されたシャワーノズル２４が設けられており、図示しない開閉コックを操作することにより、シャワーノズル２４を通して水道水を受け皿２３に向けて散水することができる。
【００３４】
加熱装置３は、燃焼装置３１と、断熱容器２に支持されて断熱容器２の内部に配設された加熱パネル３２と、燃焼装置３１によって加熱された高温の空気を加熱パネル３１に導く加熱管３３と、から構成される。
【００３５】
燃焼装置３１は、バーナー３１１およびファン（図示せず）を備えた公知のものであり、燃料タンクとともに断熱容器２の外部に設置されている。
【００３６】
加熱パネル３２は、一定間隔をおいて配設してなる鋼板製の内面板３２１および外面板３２２と、それらの上端縁間および下端縁間に設けられた鋼板製の遮蔽板３２３とによって周囲四面を覆う中空の周壁状に形成されている。そして、内面板３２１、外面板３２２および遮蔽板３２３によって区画された加熱空間Ｓは、適宜間隔をおいて内面板３２１および外面板３２２間に上下方向に配設された仕切り板３２４によって複数個に分割されている。この場合、仕切り板３２４の上端部もしくは下端部には、切欠３２４ａが形成されており、仕切り板３２４によって複数個に分割された空間Ｓは、切欠３２４ａを通して連通されている。
【００３７】
一方、加熱パネル３２の後方の上面側遮蔽板３２３に排出口が形成されており、この排出口に排気筒３２５が接続されている。この排気筒３２５は、断熱容器２の天井壁に形成された排気口に挿通されている。
【００３８】
また、加熱パネル３２の右方の下面側遮蔽板３２３に供給口が形成されており、この供給口に後述する加熱管３３の他端が接続されている。
【００３９】
なお、加熱パネル３２には、詳細には図示しないが、内面板３２１および外面板３２２を貫通する通気管が上下方向および左右方向にそれそれ間隔をおいて設けられており、加熱パネル３２の外面および断熱容器２の断熱壁２１の内面間に形成される空間の熱を、通気管を通して加熱パネル３２の内方に導くように設定されている。
【００４０】
また、加熱パネル３２の内方には、該加熱パネル３２の内面から一定間隔をおいて金網などの網状体３２６が配設されている。
【００４１】
加熱管３３は、上方から見て加熱パネル３２の形状に重なるように、略口字状に形成され、加熱パネル３２の下方に位置して、断熱容器２の左右の側壁および後壁に沿って底壁に固定された支持材３３１に固定されている。そして、加熱管３３の一端は、断熱容器２の右側壁に貫通して形成された接続口に接続され、また、その他端は、加熱パネル３２の右方の下面側遮蔽板３２３に形成された供給口に接続されている。また、加熱管３３の一端部近傍には、断熱容器２の内方に開口する導入口３３ａ（図３参照）が形成されており、導入口３３ａを通して断熱容器２の内部空気が流通できるように設定されている。
【００４２】
なお、断熱容器２の右側壁に接続された加熱管３３の一端部内方に、燃焼装置３１のバーナー３１１が挿入されている。
【００４３】
したがって、燃焼装置３１を作動すると、バーナー３１１から放射される火炎は、ファンによって供給された空気を加熱して加熱管３３に送り込むことにより、加熱管３３を加熱すると同時に、加熱された空気を加熱パネル３２の右方の加熱空間Ｓに供給する。そして、加熱パネル３２の右方の加熱空間Ｓに供給された加熱空気は、図４に示すように、仕切り板３２４の切欠３２４ａを通して前方の加熱空間Ｓ、左方の加熱空間Ｓを経て後方の加熱空間Ｓに到達し、加熱パネル３２全体を加熱する。このため、加熱管３３および加熱パネル３２によって断熱容器２の内部空気を加熱することができる。そして、加熱パネル３２の加熱空間Ｓに供給された加熱空気は、最終的に排気筒３２５を経て外部に排出される。
【００４４】
水蒸気発生装置４は、図３に示すように、断熱容器２の外方に設置されたフロート弁付き貯水タンク４１と、上面が開放されて、加熱パネル３２の後方であって、かつ、加熱パネル３２の下面側遮蔽板３２３よりも下方に位置して配設された水タンク４２と、断熱容器２の後壁を貫通して配管され、貯水タンク４１および水タンク４２とを連通する連通管４３と、からなり、前述した加熱管３３が水タンク４１の内部に貫通されている。したがって、燃焼装置３１が作動し、加熱管３３に加熱空気が供給されると、加熱された加熱管３３によって水タンク４１内の水道水が加熱されて蒸発し、水蒸気となって断熱容器２の内部に充満する。
【００４５】
ここで、水タンク４１の水道水が水蒸気となって蒸発し、水位が低下すると、連通管４３を通してフロート弁付き貯水タンク４１の水位も低下することから、フロート弁４１１が作動し、水道水がフロート弁付き貯水タンク４１に供給される。水道水がフロート弁付き貯水タンク４１に供給されて水位が上昇すると、連通管４３を通して水タンク４２の水位もフロート弁付き貯水タンク４１の水位に連動して上昇する。したがって、水タンク４２の水位は、若干上下に変動しつつほぼ一定に維持されている。
【００４６】
次に、このように構成された減容装置１の作動について説明する。
【００４７】
まず、断熱容器２の取出口２ｂに受け皿２３を挿入し、図示しない固縛機構を介して密閉する。次いで、蓋体２２を開放し、開口された投入口２ａを通して廃棄プラスチックを投入した後、蓋体２２によって投入口２ａを閉鎖し、図示しない固縛機構を介して密閉する。
【００４８】
その後、燃焼装置３１を作動すれば、バーナー３１１から火炎が噴射し、ファンを通して供給された空気を加熱して加熱管３３に送り込む。加熱管３３に供給された加熱空気は、加熱管３３を加熱すると同時に、加熱パネル３２の右方の加熱空間Ｓに供給され、順に前方の加熱空間Ｓ、左方の加熱空間Ｓを経て後方の加熱空間Ｓに供給されることにより、加熱パネル３２全体を加熱した後、排気筒３２５を経て外部に排出される。このため、加熱された加熱管３３および加熱パネル３２によって断熱容器２の内部空気が加熱される。
【００４９】
一方、加熱管３３に供給された加熱空気によって加熱管３３が加熱されることにより、水タンク４２に貯留された水道水が加熱されて気化し、水蒸気となってほぼ大気圧の断熱容器２の内部に継続して供給される。そして、断熱容器２の内部温度に対応する飽和水蒸気量を越えて供給される水蒸気は、断熱容器２の内面に水滴となって付着するとともに、流下して受け皿２３上に滴下する。また、廃棄プラスチックの表面に水滴となって付着するとともに、流下して受け皿２３上に滴下する。同様に、受け皿２３の内面に水滴となって付着する。この場合、断熱容器２の内部空気は、加熱パネル３２および加熱管３３によって加熱されることから、温度が徐々に上昇し、断熱容器２の内面、受け皿２３の内面、廃棄プラスチックの表面に付着した水滴を蒸発させる。水滴が蒸発すれば、その気化熱によって温度が低下し、再び飽和水蒸気量を越えた水蒸気は、水滴となって付着するとともに、流下して受け皿２３上に滴下する。
【００５０】
したがって、断熱容器２の内部空気が加熱パネル３２および加熱管３３によって加熱され、徐々に温度が上昇するのに合わせて、断熱容器２の内面および受け皿２３の内面も、断熱容器２の内部に供給される水蒸気が液化と気化を繰り返して水蒸気による冷却と加熱空気による加熱を繰り返しながら徐々に温度が上昇する。すなわち、断熱容器２の内面および受け皿２３の内面に熱が蓄積されて、内部空気の温度を大きく越える温度に達することが抑制され、それらの表面温度は、内部空気の温度にほぼ維持されている。
【００５１】
なお、水タンク４２に貯留された水道水が気化し、水蒸気となって体積膨張すれば、その分加熱管３３の導入口３３ａに流入することから、水蒸気は、燃焼装置３１のバーナー３１１から噴出する火炎によって燃焼された後、加熱パネル３２の加熱空間Ｓを経て排気筒３２５から外部に排出される。
【００５２】
このようにして断熱容器２の内部空気の温度が上昇し、廃棄プラスチックの軟化点に到達すれば、廃棄プラスチックは、受け皿２３上で収縮して減容を開始する。この場合、前述したように、断熱容器２の内部空間は、水蒸気が過飽和の状態で充満しており、受け皿２３、断熱容器２の内面および受け皿２３の内面は、常に水蒸気が付着されて冷却されて、ほぼ内部空気の温度に維持されていることから、減容した廃棄プラスチックが発火発煙することはない。
【００５３】
また、廃棄プラスチックが減容する際、気化ガスが発生したとしても、断熱容器２は密閉されていることから、気化ガスが外部に漏出することはない。これらの気化ガスは、最終的に加熱管３３の導入口３３ａに流入し、燃焼装置３１の火炎によって二次燃焼させられた後、無害の排気ガスとなって加熱パネル３２の空間Ｓを経て排気筒３２５から外部に排出される。
【００５４】
さらに、廃棄プラスチックが収縮して減容する際、網状体３２６に接触し、付着すると、発火発煙しようとするものの、網状体３２６と加熱パネル３２との間に水蒸気が充満し、網状体３２６に付着した廃棄プラスチックの背面側から水蒸気が回り込んで冷却を継続するため、網状体の温度上昇を抑制し、廃棄プラスチックの発火発煙を防止する。
【００５５】
このようにして、断熱容器２の内部温度が一定温度以上に加熱した状態を一定時間継続すれば、廃棄プラスチックは、収縮して小さなブロック状に減容する。
【００５６】
廃棄プラスチックがブロック状に減容すれば、燃焼装置３１の作動を継続しつつ、シャワーノズル２４を通して水道水を受け皿２３に向けて一定時間散水すれば、小さなブロック状に減容した廃棄プラスチックが冷却されて固化することから、燃焼装置３１の作動を停止した後、受け皿２３を引き出すことにより、受け皿２３上で固化した廃棄プラスチックを取り出すことができる。この場合、廃棄プラスチックは、散水によって急激に温度が低下しており、受け皿２３を引き出すことによって外部から乾き空気が取り入れられたとしても、発火発煙することはない。
【００５７】
しかも、断熱容器２の内部温度の低下は最小限に抑えられることから、次の廃棄プラスチックの減容作業に際して、必要な温度にまで加熱に要する時間を短縮することができる。また、自然放冷によって内部温度を冷却する場合に比較して次の廃棄プラスチックの減容に着手するまでの時間を大幅に短縮することができる。
【００５８】
なお、シャワーノズル２４を通して水道水を受け皿２３に向けて散水する際、燃焼装置３１の作動を継続することにより、減容した廃棄プラスチックから発生する気化ガスを、加熱管３３の導入口３３ａに導いて、燃焼装置３１によって二次燃焼させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上のように発明によれば、簡単な構成で低コストで廃棄プラスチックを減容できることから、小規模な店舗などに設置して廃棄プラスチックの輸送効率を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の廃棄プラスチックの減容装置の一実施形態を示す全体斜視図である。
【図２】図１の減容装置を一部破断して示す斜視図である。
【図３】図１の減容装置の水蒸気供給装置を説明する概略斜視図である。
【図４】図１の減容装置の加熱装置を平面に展開して示す説明図である。
【符号の説明】
【００６１】
１  減容装置
２  断熱容器
３  加熱装置
３１  燃焼装置
３２  加熱パネル
３３  加熱管
４  水蒸気供給装置
４１  フロート弁付き貯水タンク
４２  水タンク
４３  連通管
【図１】
2005111760.tif 000003
【図２】
2005111760.tif 000004
【図３】
2005111760.tif 000005
【図４】
2005111760.tif 000006