(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
投入されたプラスチックを加熱して溶融するための溶融部と、この溶融部で溶融された溶融プラスチックを更に加熱して気化分解するための分解部とからなり、
前記分解部は上方に傾斜しており、その中にリードスクリューを備え、その上端部には上方に向けて触媒筒が設けられるとともに下方に向けて残渣取出部が設けられ、
分解部にはプラスチックの溶融ガスが残渣取出部を下降するのを防止するための溶融ガス下降防止手段が設けられ、前記残渣取出部が分解部に接続される接続位置は、前記触媒筒が分解部に接続される位置から斜め上方位置から下方に設けられ、前記残渣取出部は残渣釜を有し、この残渣釜はヒータを備え、このヒータはプラスチックのガスを加熱して触媒筒に送るようになっている油化装置。
【請求項２】
前記残渣釜は、開閉蓋を有し、この開閉蓋は所定量の残渣が残渣釜に溜まったときに、残渣を排出する請求項１記載の油化装置。
【請求項３】
前記溶融部は、プラスチック片をシリンダ内に強制圧入するためのスクリューと、ヒータとを有し、このスクリューの押出しによる摩擦熱とヒータとの熱により投入プラスチックをゲル化する請求項１ 記載の油化装置。
【請求項４】
前記溶融ガス下降防止手段として、更に前記触媒筒の溶融ガス取出口に設置され、溶融ガスを吸引する吸引装置を備えている請求項１記載の油化装置。
【請求項５】
前記触媒筒の中に、酸化ケイ素とアルミナとからなる合成ゼオライトが収納されている請求項１記載の油化装置。
【請求項６】
前記油化装置は、プラスチックの溶融ガスを液化するために、重質油を生成させるための第１コンデンサと、軽質油を生成させるための第２コンデンサを備えている請求項１記載の油化装置。
【請求項７】
前記第１コンデンサは、空気で冷却され、第２コンデンサは水で冷却される請求項６記載の油化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチックを油に戻すための油化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、世界人口の急激な増加や各国の経済発展に伴い、エネルギー需要の急激な増加による資源問題や、化石燃料等の消費による気候温暖化や大量消費によるゴミの処分等の環境問題が地球規模でクローズアップされてきている。【０００３】
そのため資源の有効利用の一環として、リサイクル技術がいっそう重要となっている。【０００４】
このような一技術として、プラスチックゴミから油を取り出す油化装置、例えばホッパーを備えその中にリードスクリューを収納した円筒状の溶融部と、この溶融部で溶融したプラスチックを気化分解する円筒状の分解部とを有し、これら溶解部と分解部の周囲にヒータを巻回して熱を加えこの気化したプラスチックガスを触媒を通した後にコンデンサで冷却し液化して油を得る一方、残渣取出部で残渣を回収する小型油化装置が知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２１３２７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、様々な種類のプラスチックが混在している大量のプラスチックゴミを効率的に処理して実用的に油化装置を操業させる上で、従来の油化装置をさらに改良する必要がある。【０００６】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、プラスチックを効率的に処理できる油化装置を提供するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明において、分解部の触媒筒回りには残渣取出部内に気化ガスが入って液化して未分解の油が生じないような手段（圧力調整のファン、残渣取出部の弁等）が設けられているので、未分解の油が残渣タンクに貯溜されることがなく、プラスチックを効率的に処理できる。【０００８】
また、本発明の油化装置は、ディーゼル発電機を備え、この発電機は生成油をバブリング処理してガソリン成分を除去するか、生成油に食用油を混合した混合油を使用する場合は、発電機を支障なく駆動でき、効率がよいので、プラスチックを効率的に処理できる。【０００９】
更に、またデュアルフューエルエンジンを発電機に使用すれば、オフガスを有効にエネルギーとして活用でき、プラスチックを効率的に処理できる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで、本発明の油化装置は、投入されたプラスチックを加熱して溶融するための溶融部と、この溶融部で溶融された溶融プラスチックを更に加熱して気化分解するための分解部とからなり、前記分解部は上方に傾斜しており、その中にリードスクリューを備え、その上端部には上方に向けて触媒筒が設けられるとともに下方に向けて残渣取出部が設けられ、分解部にはプラスチックの溶融ガスが残渣取出部を下降するのを防止するための溶融ガス下降防止手段が設けられている。【００１１】
また、本発明の油化装置の溶融ガス下降防止手段は、前記残渣取出部の残渣取出口に開閉可能に設置された開閉弁であって、当該開閉弁の近傍に前記残渣取出部の内部を加熱するヒータが配置されてもよい。【００１２】
また、本発明の油化装置の溶融ガス下降防止手段は、前記触媒筒の溶融ガス取出口に設置され、溶融ガスを吸引する吸引装置でもよい。【００１３】
また、本発明の油化装置の溶融ガス下降防止手段は、前記分解部の下面に接触する筒弁であって、当該筒弁の内部に残渣を押し出すように回転可能な螺旋体を有してもよい。【００１４】
また、本発明の油化装置の触媒筒は、酸化ケイ素とアルミナとからなる合成ゼオライトが内部に収納されていてもよい。【００１５】
また、本発明の油化装置は、前記分解部の端部近傍には残渣を収納加熱するための残渣釜が設けられ、この残渣釜が開閉蓋を有していてもよい。【００１６】
また、本発明の油化装置の溶融部は、ホッパーから投入されたプラスチックをシリンダ内のスクリューの回転により摩擦熱とヒータにより与えられる熱とにより溶融してもよい。【００１７】
また、本発明の油化装置は、破砕されたプラスチックを溶融して搬送する溶融部と、この溶融部により融解された融解プラスチックを分解気化させるための分解部とからなり、これら溶融部と分解部はモータにより回転されるリードスクリューを有するとともにヒータにより加熱される油化装置において、前記油化装置は、ディーゼル駆動の発電機を有し、この発電機は前記油化装置で生成した油をバブリング処理してガソリン成分を除去したバブリング処理油で駆動され、前記発電機からの電気で前記ヒータ、モータ等の電気駆動部が駆動される。【００１８】
また、本発明の油化装置は、破砕されたプラスチックを溶融して搬送する溶融部と、この溶融部により融解された融解プラスチックを分解気化させるための分解部とからなり、これら溶融部と分解部はモータにより回転されるリードスクリューを有するとともにヒータにより加熱される油化装置において、前記油化装置は、ディーゼル駆動の発電機を有し、この発電機は前記油化装置で生成した油に食用油を混合した混合油で駆動される。【００１９】
また、本発明の油化装置は、破砕されたプラスチックを溶融して搬送する溶融部と、この溶融部により融解された融解プラスチックを分解気化させるための分解部とからなり、これら溶融部と分解部はモータにより回転されるリードスクリューを有するとともにヒータにより加熱される油化装置において、前記発動機は、油化時に発生するオフガスと、油化装置で生成した油の両方により駆動され、前記生成油はバブリング処理してガソリン成分を除去したバブリング処理油であるようにした。【００２０】
また、本発明の油化装置は、破砕されたプラスチックを溶融して搬送する溶融部と、この溶融部により融解された融解プラスチックを分解気化させるための分解部とからなり、これら溶融部と分解部はモータにより回転されるリードスクリューを有するとともにヒータにより加熱される油化装置において、前記油化装置は、ディーゼル駆動の発電機を有し、前記発電機は、油化時に発生するオフガスと、油化装置で生成した油の両方により駆動され、前記生成油は、食用油と混合されているようにした。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の油化装置の全体斜視図である。
【図２】分解上部の内部構造図である。
【図３】発電システム説明図である。
【図４】デュアルフューエルエンジンの概略構成図である。
【図５】デュアルフューエルエンジンの混合器の斜視図である。
【図６】水封槽の構造図である。
【図７】デュアルフューエルエンジンのシステムフロー図である。
【図８】ゲル化ユニットの他の実施例の説明図である。
【図９】本発明の概略構成図である。
【図１０】溶解部、気化部の端部構成図である。
【図１１】気化ガスの配管図である。
【図１２】溶融プラスチックの液面計の構成図である。
【図１３】温度計の配置図である。
【図１４】コンデンサの機能図である。
【図１５】気化部の上部構成図である。
【符号の説明】
【００２２】
１…ゲル化ユニット（溶融部）
２…分解部
７…ホッパー
８…シリンダ
１１…スクリュー
１７…筒弁
１８…残渣管
１９…触媒筒
２３…吸引装置
２８…油タンク
３０…フィルター
５０…バブリング装置
５１…混合槽
５３…食用油タンク
５８…制御装置
６０…発電機
１１０…デュアルフューエルエンジン
３０１…ホッパー
３０２…第１溶融部
３０３…第２溶融部
３０４…気化部
３１３…触媒筒
３１４…残渣管
３１７…第１コンデンサ
３１８…第２コンデンサ
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１において、本発明にかかる第１実施形態の油化装置Ｍ１は、破砕されたプラスチック片を溶融してゲル化するためのゲル化ユニット１と、このゲル化ユニット１でゲル化された溶融プラスチック（溶融ゲル）を熱分解して気化させるための分解部２とを備えている。前記ゲル化ユニット１は、粉砕されたプラスチック片をホッパー７内に供給する搬送装置３を備え、この搬送装置３は搬送管４を備え、この搬送管４内には、図示しない公知の螺線が収納され、この螺線の回転によりプラスチックが連続的にホッパー７内に送られる。前記搬送装置３は把持部材６により支持フック５によって支持されている。【００２４】
前記ホッパー７はフレーム９に取付けられ、このフレーム９からはシリンダ８が横方向に伸長し、シリンダ８内には、スクリュー１１が収納され、このスクリュー１１は、空孔１２内に回転自在に収納され、前記空孔１２の先端からは縦孔１３が下方に伸びている。【００２５】
前記スクリュー１１は、フレーム９に取付けられたモータ１０によって回転され、前記空孔１２の壁面は、シリンダ８内に設けられた図示しない電気ヒータによって加熱される。【００２６】
前記ゲル化ユニット１は、ホッパー７から投入されたプラスチック片をシリンダ８内のスクリュー１１の回転により摩擦熱と図示しないヒータにより与えられる熱により溶融ゲル化するようになっている。すなわち、前記ホッパー７内のプラスチック片は順次シリンダ８内に送られスクリュー１１の回転により空孔内で搬送されつつスクリュー１１による強制送り出しによる互いの摩擦熱と図示しないヒータとの熱により溶解してゲル化する。このようにスクリューによって強制圧入すれば、ヒータ加熱のみでは、プラスチック片の水分の増大とプラスチックの融解熱の大なる、例えばＰＥＴのようにプラスチックの種類によっては、プラスチック片が溶融するときにその粘性が増大してゲル化の際にシリンダ８内が詰まってしまうという欠点が解消される。ここで、強制圧入する手段として、プラスチックを成形する方法である押出成形法や射出成形法などで用いられる手段を用いてもよい。【００２７】
前記分解部２は上方に傾斜しており、その中にリードスクリューＬＳ（図２）を備えている。すなわち、前記縦孔１３の下端には、円筒状の分解部２の下端部が接続され、この中には、リードスクリューＬＳが収納されている。このリードスクリューＬＳは、軸１５とこの軸１５の周囲に形成された羽根１５ａとからなっており、このリードスクリューＬＳによってゲル状プラスチック及び気化したプラスチックガス（気化ガス又はプラスチックの溶融ガス）が螺旋状にガイドされ、リードスクリューＬＳの上端がモータ１４に接続される。前記分解部２の円筒体の周囲には、所定間隔で面状ヒータ１６、１６・・・１６が設けられ、これら面状ヒータ１６が断熱材（図示なし）によって被覆されている。【００２８】
前記分解部２の上端部には下方に向けて残渣取出部が設けられている。具体的には、分解部２の円筒体の上端下面には図２に示すように残渣取出部Ｒが形成され、この残渣取出部Ｒは、前記円筒体の下面に接触して筒弁１７が設けられている。この筒弁１７は、プラスチックの溶融ガスが残渣取出部Ｒを下降するのを防止するための一の手段である。【００２９】
この筒弁１７の内部には、残渣を押し出すように回転可能な螺旋体がある。具体的には、この筒弁（螺旋弁）１７内には、螺旋体４２が収納され、この螺旋体４２はモータ４０によってゆっくりと回転し、気化ガスがストレートに残渣管１８に流入するのを防止している。気化ガスがストレートに残渣管１８に流入するのを防止することで、気化ガスと残渣とを確実に分離でき、油の回収の効率を高めることができるようになっている。【００３０】
また、前記筒弁１７の上部下面から前記残渣管１８が垂下し、この残渣管１８内には開閉弁４１が設けられ、残渣タンクへのガス流入を完全に塞ぐためには開閉弁４１を閉じ、残渣を落とすためには定期的に開閉弁４１を開放する。この開閉弁４１もプラスチックの溶融ガスが残渣取出部Ｒを下降するのを防止するための一の手段である。すなわち、溶融ガス下降防止手段として、残渣取出部Ｒの残渣取出口に開閉可能に設置された開閉弁４１であって、この開閉弁４１の近傍に残渣取出部Ｒの内部を加熱するヒータ７０が配置されている。【００３１】
なお、螺旋体４２と開閉弁４１の管周囲にはヒータ７０、７０…７０が設けられ、このヒータ７０によって筒弁１７及び開閉弁４１の上部に貯溜した気化ガスを加熱してそれが液化しないようにしている。特に、開閉弁４１の管周囲のヒータ７０が、残渣等が冷えて固まることによって開閉弁４１の機能が低下する（たとえば残渣の塊で開閉弁４１が閉まらず気化ガスが残渣取出部Ｒ側に流入してしまう）ことを防止している。開閉弁４１が有効に機能することで、気化ガスと残渣とを確実に分離でき、油の回収の効率を高めることができるようになっている。さらに筒弁１７と残渣管１８との結合部近傍から開閉弁４１までヒータ７０を設置することで、いっそう開閉弁４１が有効に機能するようになっている。【００３２】
また、残渣管１８の上端から窒素７１を導入して気化ガスの落下を防止することも可能である。すなわち、これも、プラスチックの溶融ガスが残渣取出部Ｒを下降するのを防止するための一の手段であり、残渣取出部Ｒ側の圧力を高めることで、気化部２から気化ガスが残渣取出部Ｒ側に流入するのを防止している。【００３３】
また、前記分解部２の上端部には上方に向けて触媒筒１９が設けられている。具体的には、前記筒弁１７から下方に離れた位置には触媒筒１９が設けられ、この触媒筒１９内には、着脱自在のケージＣを介してゼオライトの触媒４４が収納されている。この触媒筒１９の外周には、温度コントロール用のヒータ４５と水冷却ジャケット４６が設けられ、これらによって内部の触媒の温度がコントロールされる。前記触媒筒１９の上端フランジはガイド管２２の拡開部２１のフランジとクランプ２０によって着脱自在とされ、これにより触媒用のケージＣが着脱自在となり一定時間使用後に触媒が交換される。前記触媒は、有効細孔径９〜１０ｍｍでＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比が２．５倍であることが好ましい合成ゼオライトであり、２．４〜４．７ｍｍの大きさの球状品である。【００３４】
前記触媒の量は、プラスチック片の処理量に対応し、例えば時間当１０ｋｇのプラスチック片を処理する場合には、約１０ｋｇの触媒量が必要であり、概ねプラスチック片処理重量と触媒重量は１：１に対応することが判明している。【００３５】
すなわち、触媒量が少ないと、十分な分解がせず未分解の油が採集され触媒量が多すぎると流れ抵抗が大きくなりすぎ好ましくない。【００３６】
また、触媒筒１９の溶融ガス取出口にあたる前記ガイド管２２には吸引装置２３が設けられ、この吸引装置２３はファン４３を備え、このファン４３により気化ガスを吸引して負圧とし、触媒筒内を気化ガスが前記残渣管１８に流入することなく触媒筒内をスムースに通過するようになっている。すなわちこれも、プラスチックの溶融ガスが残渣取出部Ｒを下降するのを防止するための一の手段である。なおプラスチックの溶融ガスが残渣取出部Ｒを下降するのを防止するための手段として、上述した手段を複数組み合わせてもよい。これら複数を組合わせることで、プラスチックの溶融ガスが残渣取出部Ｒを下降するのをよりいっそう防止することができる。【００３７】
また、前記触媒筒１９の流入口の中心と前記筒弁１７の入り口の中心との距離Ｌを最低３５ｃｍ以上とることが必要であり、４５ｃｍとれば、気化ガスの残渣管１８への流入量は著しく減少する。前記筒弁１７を設けることなく、分解部の円筒体に直接残渣管１８を接続した場合に残渣管の入口中心が螺線弁１７の中心に相当する。【００３８】
前記ガイド管２２は、図１に示すように水冷コンデンサ２４に連なり、このコンデンサ２４は水の流入管２６と排出管２５を備えており、コンデンサ２４からはオイル管２７が垂下され、コンデンサ２４で液化した油が油タンク２８に貯溜されこの油タンク２８からは液化しなかったオフガスを流出するオフガス管３１と採集油を流出するオイル管２９が伸長し、このオイル管２９にはフィルター３０が設けられている。【００３９】
次に、図３に基づき本実施形態の発電システムを説明する。【００４０】
破砕されたプラスチックを溶融して搬送する溶融部１と、この溶融部１により融解された融解プラスチックを分解気化させるための分解部２とからなり、これら溶融部１と分解部２はモータ１０、１４により回転されるリードスクリューを有するとともにヒータにより加熱される油化装置Ｍ１は、図３に示すように、ディーゼル駆動の発電機６０を有し、この発電機６０は油化装置Ｍ１で生成した油をバブリング処理してガソリン成分を除去したバブリング処理油で駆動され、発電機６０からの電気でヒータ６２、モータ６１等の電気駆動部が駆動されるようになっている。【００４１】
図３において、オイル管２９には、フィルター３０に加えてバブリング装置５０が設けられ、採集油はこのバブリング装置５０によってバブリングされることによりガソリン成分が飛ばされる。採集された油はガソリン、灯油、軽油、重油の混合油であり、この混合油のガソリン成分（約１０％混合油に含まれる）がエンジンの潤滑油を洗い流してしまうので除去する必要があり、そのために空気を混合油に送り込み、ガソリン成分を除去する。バブリング装置５０で処理された油は、ライン１００を通ってライン１０１に送られ、ここで流量調整弁５９により流量調整されて発電機６０に送られ、この発電機６０により、油化装置Ｍ１の各種モータ群６１とヒータ群６２が駆動される。【００４２】
また、油化装置Ｍ１で生成した油に食用油を混合した混合油で発電機６０を駆動してもよい。具体的には、前記バブリング装置５０を通す代わりにフィルター３０で濾過された油は混合槽５１に送られ、この混合槽５１は撹拌機５２を有し、この混合槽５１には、植物油である食用の廃食油が食用油タンク５３から供給され廃食油と採集油とが約１：１の割合で混合される。このように、廃食油を採集油に加えると（１０％以上）、ガソリン成分のエンジン内での作用を押さえ、ガソリン成分を含んだままの混合油が使用可能となる。【００４３】
また、油化時に発生するオフガスと、油化装置Ｍ１で生成した油の両方により発電機６０を駆動してもよい。具体的には、前記発電機６０は、混合油でのみ作動させてもよく、発電機６０のディーゼル機関をデュアルフューエルエンジンとすれば、混合油とオフガスとの両方を使用可能である。すなわち、油タンク２８内のメタン、エタン、プロパン等の混合からなるオフガスは、オフガス管３１を通って、水封槽５４に至り、この水封槽５４を通ったオフガスはアキュムタンク５５に貯溜され、制御装置５８（前記流量調整弁５９も制御する）によって制御される流量制御弁５７を通って、発電機６０に流入する。前記制御装置（ＣＰＵ）５８は、発電機内のエンジンの混合油とオフガスの量とを適宜調整してエンジンのノッキングを有効に防止している。【００４４】
次に、発電機６０内のデュアルフューエルエンジンのコントローラシステムについて図４〜７を参照して詳細に説明する。【００４５】
図４において、デュアルフューエルエンジン１１０は、ピストン１１１を有するとともに、流入弁１１２、排出弁１１３を備えている。両弁１１２、１１３間には噴射ノズル１１４を備え、この噴射ノズル１１４には噴射ポンプ１１５より混合油（バブリング処理又は食用油との混合処理されたもの）が供給される。流入弁１１２に連なる流入管１１６には、混合気調整弁１１７が設けられ、この調整弁１１７は、空気とオフガスを混合する混合器１１８からエンジン内に流入する混合気の量を調整する。前記混合器１１８はオフガス管１０２に設けたガス調整弁１１９に連なっており、前記弁１１７、１１９及び噴射ポンプ１１５が制御装置（ＣＰＵ）５８に接続されている。前記混合器１１８は、図５に示すように、筒形のケーシング１１８ａを有し、このケーシング１１８ａ内にはエアフィルター１２０が収納され、入口１２１を通ったエアがガイド羽根１２２を通ってフィルター部１２３からその筒内に流入する。一方、オフガスは、オフガス管１０２を通ってエアフィルター１２０の右端開口部に円形に形成された噴射管１２０ａから円形状に噴射するように供給される。これにより、エアとオフガスが適切に混合される。ここで、ガイド羽根１２２は、入口１２１から送られたエアにより回転し、エアフィルターが回転するようになっている。この回転によりオフガス管１０２からのオフガスと入口１２１からのエアとが均一に混合し、燃焼効率が高まるようになっている。【００４６】
図３においける前記水封槽５４は、角筒状のケーシング１３０を有し、このケーシング１３０内は仕切板１３１によって２部分に区画され、仕切板１３１の下端はケーシング１３の底面から一定高さの位置に存在する（図６）。【００４７】
前記仕切板１３１の左室Ｒ１には大気に開放している大気管１３２が設けられ、その下端部は前記仕切板１３１よりも下方位置にあり、前記左室Ｒ１には油タンク２８から伸びているオフガス管３１の先端部分が収納され、その先端部はケーシング１３０の底面近くまで伸びて大気管１３２の下方位置まで伸びている。前記仕切板１３１の右室Ｒ２には、前記ライン１０２の先端部分が臨まされ、右室Ｒ２はアキュムタンク５５に連なっている。前記水封槽５４内には、仕切板１３１の下端より上方まで水が収納されて基準面Ｂ．Ｌを形成している。今、右室Ｒ２の圧力が下がると（エンジンが多量のオフガスを吸引したとき）、左室Ｒ１よりも右室Ｒ２の圧力が下がり左室Ｒ１の水面が基準Ｂ．Ｌの下方位置１３４まで下降するとともに右室Ｒ２の水面が上方位置１３３まで上昇する。したがって、左室Ｒ１の圧力も下がりオフガス管１３４からのオフガスは流出しやすくなり、右室Ｒ２にオフガスが送られその圧力が上がれば右室Ｒ２の水面は下降し、左室Ｒ１の水面は上昇する。そして、両室Ｒ１、Ｒ２の圧力が大気圧より異常に高くなると大気管１３２を通って水が外部に放出される。すなわち、いずれかの水面の位置をレベル計で検出することによりオフガスの供給量とその消費量とが計測でき、この検出信号が前記制御装置（図３、４）に送られ、これに応じてデュエルフューエルエンジンに送られるオフガス量が調整される。【００４８】
図７に示すように、前記オフガスのライン１０２には、オンオフの安全弁１５０及び流量調整弁１５１が設けられ、前記ライン１０２はコンプレッサー１５４に終端し、このコンプレッサー１５４は発電機６０の駆動力によって作動される。このコンプレッサー１５４によって圧縮されたオフガスは流量調整弁１５３を経てアキュムタンク１５５に流入する。前記アキュムタンク１５５には水が収納され、この水面の上部空間１６０にオフガスが貯溜される。前記アキュムタンク１５５内の水は、オフガスの空間１６０が大になると（オフガスが多量に圧縮貯溜されると）、水タンク１６１に流入し、この水タンク１６１はリリーフバルブ１６２にパイプ１６３を介して接続されている。前記流量調整バルブ１５３の手前にはライン１６４が設けられ、このライン１６４上にはオフガスの圧力制御弁１５２が設けられ、コンプレッサー１５４からの圧縮されたオフガスの圧力が所定以上になるとオフガスの一部は弁１５２を通ってライン１０２に戻りライン１０２を新たに流れるオフガスと合流して再びコンプレッサー１５４に流入する。【００４９】
前記アキュムタンク１５５からの圧縮オフガスは最大流量制御バルブ１５６及び発電機６０のエンジン１１０（図４）の負荷に応じて開閉する前記制御バルブ（制御バルブ）１１９を通って前記混合器１１８に流入し、ここで空気と混合されエンジン１１０内に流入する。そして、前記制御装置５８は図４に示すように制御バルブ１１９、混合気調整弁１１７、燃料噴射ポンプ１１５をコントロールして混合気と液体燃料（混合油）との供給量をコントロールする。実験によれば混合気と液体燃料との比が７：３位まではエンジンは正常に作動するが混合気の量がこれ以上増すとバランスが悪くなりノッキングを起こすことが判明している。実際にデュアルフューエルエンジンを駆動させる場合には、基本制御パターンとして１５００ｒｐｍの回転を先ず液体燃料で与え、これにオフガスを流入するとＣＰＵ５８がエンジン回転を下げるように燃料噴射ポンプ１１５の噴射量を押さえるようにする。【００５０】
前記ゲル化ユニットは図８に示すように縦形に形成すればより装置全体をコンパクトに形成できる。【００５１】
すなわち、フレーム２０２上にモータ２０１を設け、シリンダ２０３を垂直に設け、ホッパー２０４からプラスチック片は斜めにシリンダ２０３の空孔２０５内に供給されて溶融する。このとき、空孔２０５のスクリュー２０６先端部は絞られて絞り部２０７を形成している。【００５２】
本発明は、廃棄プラスチック、特にポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレンの熱分解による油化に最適であり、産業廃棄物としてのプラスチックを有効に活用でき、そこで発生するオフガスを発電機の駆動源の一部として利用でき、特にデュアルフューエルエンジンに利用すれば油化生成油とオフガスとを無駄なく活用できる。【００５３】
したがって、従来の油化装置においては、融解部にホッパーからのプラスチック片が投入され過ぎたり、溶融エネルギーの大きなＰＥを多量に投入したりすると、溶融時のプラスチックの粘性によりリードスクリューの回転ができなくなってしまう、いわゆる詰まりの現象が起きるという問題があったが、本実施形態においては、溶融部を射出成形機のようにプラスチック片を摩擦熱とヒータによりゲル化して分解部に送ることにより、確実に多種類のプラスチック片を詰まることなく溶融できるという効果を奏するので、詰まりの現象を防止でき、プラスチックを効率的に処理できる。【００５４】
また、ＰＥを処理するための触媒筒を設けた場合は、気化ガスが前記分解部の触媒筒を通るときに抵抗があり、気化ガスの一部が残渣取出部に入って冷却され、触媒筒を通らずに液化された未分解油が残渣タンクに貯溜されるという可能性もあったが、本実施形態においては、分解部の触媒筒回りには残渣取出部内に気化ガスが入って液化して未分解の油が生じないような手段（圧力調整のファン、残渣取出部の弁等）を設けることにより、未分解の油が残渣タンクに貯溜されることがないので、プラスチックをよりいっそう効率的に処理できる。【００５５】
更に、従来の油化装置においては、採集された生成油は、一般に、ガソリン成分、灯油成分、軽油成分、重油成分からなる混合油であり、フィルターをかけて廃油ボイラーで燃焼させるには問題はないが、ディーゼル機関を駆動させるには、ガソリン成分が燃焼障害を発生させたり、エンジンの潤滑油を洗ってしまい焼き付けの原因となるという問題もあった。一方、本実施形態の油化装置は、ディーゼル発電機を備え、この発電機は生成油をバブリング処理してガソリン成分を除去するか、生成油に食用油を混合した混合油を使用するので、発電機を支障なく駆動でき、効率がよく、プラスチックを効率的に処理できる。更に、またデュアルフューエルエンジンを発電機に使用すれば、オフガスを有効にエネルギーとして活用でき、プラスチックをよりいっそう効率的に処理できる。
（第２実施形態）
次に、図面を参照して本発明の第２実施形態について説明する。【００５６】
図９において、本実施形態の油化装置Ｍ２は破砕したプラスチックを投入するホッパー３０１を有し、このホッパー３０１は、プラスチックを溶融する第１溶融部３０２の一端部に取付けられ、この第１溶融部３０２の他端には、第１溶融部３０２と直交して伸びる第２溶融部３０３の一端が接続され、この第２溶融部３０３の他端には、傾斜して伸び、溶融プラスチックを気化させる気化部３０４の下端が接続されている、なお、前記各第１、第２溶融部３０２、３０３及び気化部３０４は円筒管でその中にはリードスクリューが収納され、このリードスクリューの回転によりプラスチックが順次送られていく。各管の周囲には、面状ヒータｈ、ｈ…ｈが巻回され、この面状ヒータｈ、ｈ…ｈにより各管内のプラスチック及びその溶融液及び気化ガスが加熱される。前記面状ヒータｈ及び各第１、第２溶融部３０２、３０３及び気化部３０４の各管は断熱材ｉで被覆されている。前記各管の端部には、モータｍ、ｍ、ｍが設けられこれらモータｍは前記リードスクリューに連なり、各リードスクリューを所定速度で回転させる。【００５７】
また、第１、第２溶融部３０２、３０３の接続部及び第２溶融部３０２と気化部３０４の接続部には、垂直の接続管３０５、３０６がそれぞれ設けられ、この接続管３０５、３０６を介して安全（気化ガスの燃焼防止）のための窒素３０７、３０８が管内に導入される。前記ホッパー３０１の下方には、送り管３１０が設けられ、この送り管３１０にはホッパー３０１内のプラスチックを一定量第１溶融管３０２に送り込むためのロータリーバルブ３０９が設けられている。【００５８】
前記送り管３１０の近傍の溶融筒３０２は冷却ジャケットＪを有し、プラスチックがホッパー３０１近くで溶融しないようになっている。そして、前記送り管３１０にも窒素３１２が送り込まれる。【００５９】
前記油化装置Ｍ２の気化部３０４の端部近傍には触媒筒３１３が設けられ、具体的には、図９に示したように、気化部３０４の上端部には、垂直上方に伸びる触媒筒３１３が設けられている。この触媒筒３１３内には、ゼオライト触媒が収納されている。前記触媒は有効細孔径９〜１０ｍｍでＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比が２．５位でありことが好ましい合成ゼオライトであり、２．４〜４．７ｍｍの大きさの球状品である。この触媒はＣ3以上のｎ−パラフィンを分解できるのでＰＥの処理に適している。【００６０】
前記気化部３０４の前記触媒筒３１３の取付位置より上端に近い位置には、下方に残渣管３１４が伸び、この残渣管３１４の中間には、バルブ３０５が設けられ、このバルブ３０５はロータリーバルブで残渣管３１４の上部を密閉状態で維持しつつ残渣をその下端に設けた残渣タンク３１６に排出する。【００６１】
前記第１溶融部３０２と気化部３０４間には、２つの第１、第２コンデンサ３１７、３１８が設けられ、一方の第１コンデンサ３１７は重質油用で、触媒筒３１３を通った気化ガスを凝縮させて液化させ重質油を生成させるためのもので空気によって気化ガスを冷却する。前記第２コンデンサ３１８はコンデンサ３１７を通った気化ガスを凝縮させて液化し軽質油を生成させるためのもので、冷却水が供給される。重質油は凝縮温度が高いため、空気冷却でよく、断熱材ｉで被覆されている。【００６２】
そして、第１コンデンサ３１７により生成された重質油は、重質油タンク３１９に貯蔵され、第２コンデンサ３１８により生成された軽質油は軽質油タンク３２０に貯蔵される。【００６３】
次に、図１０において、前記第１、第２溶融部３０２、３０３及び気化部（図示なし）のリードスクリューの軸受部分には、気化ガスの外部への漏れを防止するためのカバー３３０、３３１が設けられ、これらカバー３３０、３３１にはパイプ３３２、３３３が接続され、これらパイプ３３２、３３３は集合管３３４に接続され、この集合管の端部にはファン３３５が設けられ、これにより漏れガスは外部に排出される。【００６４】
図１１において、前記触媒管３１３を通過した気化ガスは配管３４０を通って第１コンデンサ３１７に入って液化されて重質油となり、更に配管３４１を通って重質油タンク３１９に貯蔵される。【００６５】
そして、第１コンデンサ３１７により液化されない気化ガスは配管３４２を通って第２コンデンサ３１８に入り液化された軽質油は配管３４３を通って軽質油タンク３２０に貯蔵される。前記第２コンデンサ３１８によって液化されなかったオフガスは配管９５を通って両タンク３１９、３２０に入り、このオフガスは配管３４９を通って水筒３４８内の水中に入り、水から出たオフガスはアキュムレータ３５０、吸引ポンプ３５１を通ってバーナー３５２で燃焼され、このバーナー３５２は水タンク３５３を加熱してお湯を作る。前記水筒３４８内の水の高さＨを調節することにより図３に示す気化ガス、液化系内の圧力が調節される。【００６６】
次いで、図１２において前記気化部３０４には、液化したプラスチックの液面Ｓを検出するための液面計Ｓｍが設けられ、この液面計Ｓｍは間隔を配して設けた窒素吹出口３６０、３６１とコントローラ３６２からなり、窒素の吹出圧を検出することにより液面の位置が判る。図１２においては、吹出口３６０の圧が吹出口３６１より高いので、液面Ｓは吹出口３６０、３６１の中間にあることが判る。【００６７】
図１３に示すように、前記第１、第２溶融管３０２、３０３、気化部３０４内の温度を測定するための温度計３７０は各管の管壁ｗにセラミックの保護体３７１内に挿入された熱電対３７２を有しており、保護体３７１により管壁の温度を検出せずに管内の温度を検出するようになっている。【００６８】
図１４において、第１コンデンサ３１７には、ファン３８１によって空気が送り込まれるが、この空気の排出口３８５には温度計３８３と流量計３８４が設けられ、排出空気の温度と流量に応じてファン３８１をコントロールすれば、第１コンデンサ３１７の冷却温度が調節でき、これにより重質油の質が調節される。【００６９】
また、前記溶融部３０２内には溶融時のプラスチックから水蒸気が発生するが、この水蒸気は配管３８０を介して第１コンデンサ３１７に送り込まれて第１コンデンサ３１７内の温度を調整する。第１コンデンサ３１７は２００〜３００℃が好ましく、この温度で重質油が液化する。【００７０】
次に残渣管の他の実施例について説明する。【００７１】
図１５において、油化装置Ｍ２の気化部３０４の端部近傍には残渣を収納加熱するための残渣釜３９１が設けられている。具体的には気化部３０４の触媒筒３１３より斜め上方位置から下方に残渣釜３９１が設けられている。この残渣釜３９１の可能には開閉蓋３９３が設けられるとともにその周囲にはヒータｈが設けられ、この残渣釜に入った気化ガスは加熱されて触媒筒３１３に入る。【００７２】
この残渣釜により残渣に完全に気化していないプラスチックが混じってもここで気化するので、残渣釜には完全に残渣のみが残るここととなり、所定量の残渣が溜まった後に開閉蓋３９３を開放して残渣タンク３９２に残渣を収納する。また、残渣管内に降りてきた気化ガスがその中で液化して油が残渣タンクに入るということもない。なお、残渣釜３９１の入口３９４には出張り３９０が設けられ、この出張り３９０によって残渣が釜の周壁に付着するのが防止される。【００７３】
なお、第1実施形態の溶融部１のホッパー７や第２実施形態の第１溶融部３０２のホッパー３０１の下端が部高温になると供給するプラスチックがそこで溶融してスムースな送りを妨げることとなるので、必要であれば、ホッパー７、３０１の下端周囲をウォータジャケットで冷却するようにしてもよい。冷却することで、スムースにプラスチックを溶融部１、３０２に供給することができる。【００７４】
本油化装置は、特に廃プラスチックの油化に用いられ、小型油化装置に適している。【００７５】
以上、従来の装置においては、汎用プラスチックのうち、ＰＰ、ＰＳは油化が容易であるが、ＰＥについては、油度調整が微妙で、未分解が発生しやすく、パラフィン状となり処理が困難であったが、本実施形態にかかる酸化ケイ素（ＳｉＯ２）とアルミナ（Ａl２Ｏ３）からなる合成ゼオライトによれば、ＰＰ、ＰＳのみならずＰＥも完全に分解でき、プラスチックを効率的に処理できる。【００７６】
また、残渣管を設置した場合、溶融プラスチックの気化後に残渣を取り出す残渣管に気化したガスが入り込み、残渣管から残渣タンクに油が溜まってしまうという可能性があった。しかし、本実施形態にかかる残渣釜を設けることにより残渣に溶融プラスチックが混じっていてもプラスチックを完全に気化でき、プラスチックを効率的に処理できる。
【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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