(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
投入されるプラスチックを加熱分解する分解炉と、
分解炉から発生する振動を検出する振動センサと、
振動センサによって検出された振動に基づいて、振動信号の振幅値を求め、当該振幅値及び、分解炉内温度と振幅値との相関関数を用いて分解炉におけるプラスチックの加熱分解の監視または終了判定を行う判定部と、
を備えたことを特徴とするプラスチック油化装置。
【請求項２】
判定部は、振動センサによって検出された振動の振幅変化に基づいて、分解炉におけるプラスチックの加熱分解の監視または終了判定を行うようになっている
ことを特徴とする請求項１に記載のプラスチック油化装置。
【請求項３】
判定部は、振動センサによって検出された振動の周波数特性の変化に基づいて、分解炉におけるプラスチックの加熱分解の監視または終了判定を行うようになっている
ことを特徴とする請求項１または２に記載のプラスチック油化装置。
【請求項４】
振動センサによって検出された振動の周波数特性は、フーリエ変換によって求められるようになっている
ことを特徴とする請求項３に記載のプラスチック油化装置。
【請求項５】
分解炉は、
分解炉内部の温度を計測する内部温度センサと、
分解炉から排出される分解ガスの温度を計測するガス温度センサと、のいずれか一方を有しており、
判定部は、内部温度センサによって測定された分解炉内部の温度またはガス温度センサによって測定された分解ガスの温度と、振動センサによって検出された振動と、の相関関係に基づいて、分解炉におけるプラスチックの加熱分解の監視または終了判定を行うようになっている
ことを特徴とする請求項１に記載のプラスチック油化装置。
【請求項６】
前記判定部は、コンピュータシステムによって構成されている
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のプラスチック油化装置。
【請求項７】
投入されるプラスチックを加熱分解する分解炉と、
分解炉から発生する音響を検出する音響センサと、
音響センサによって検出された音響に基づいて、音響信号の振幅値を求め、当該振幅値及び、分解炉内温度と振幅値との相関関数を用いて分解炉におけるプラスチックの加熱分解の監視または終了判定を行う判定部と、
を備えたことを特徴とするプラスチック油化装置。
【請求項８】
分解炉は、回転軸を有する移動床式回転炉である
ことを特徴とする請求項７に記載のプラスチック油化装置。
【請求項９】
移動床式回転炉の回転軸は、パラボラ状の端部を有しており、
音響センサは、当該端部のパラボラ中心に配置されている
ことを特徴とする請求項８に記載のプラスチック油化装置。
【請求項１０】
分解炉は、
分解炉内部の温度を計測する内部温度センサと、
分解炉から排出される分解ガスの温度を計測するガス温度センサと、のいずれか一方を有しており、
判定部は、内部温度センサによって測定された分解炉内部の温度またはガス温度センサによって測定された分解ガスの温度と、音響センサによって検出された音響と、の相関関係に基づいて、分解炉におけるプラスチックの加熱分解の監視または終了判定を行うようになっている
ことを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載のプラスチック油化装置。
【請求項１１】
分解炉は、
分解炉内部の温度を計測する内部温度センサと、
分解炉から排出される分解ガスの温度を計測するガス温度センサと、
のいずれか一方を有しており、
判定部は、内部温度センサによって測定された分解炉内部の温度またはガス温度センサによって測定された分解ガスの温度と、音響センサによって検出された音響についてウェーブレット変換を用いて振幅変化感度を増大させた信号と、の相関関係に基づいて、分解炉におけるプラスチックの加熱分解の監視または終了判定を行うようになっている
ことを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載のプラスチック油化装置。
【請求項１２】
前記判定部は、コンピュータシステムによって構成されている
ことを特徴とする請求項７乃至１１のいずれかに記載のプラスチック油化装置。
【請求項１３】
分解炉は、内部にセラミックスボールが挿入されている
ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載のプラスチック油化装置。
【請求項１４】
分解炉は、内部に突起部が設けられている
ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載のプラスチック油化装置。
【請求項１５】
請求項１に記載のプラスチック油化装置を使用する方法であって、
分解炉に投入されるプラスチックを加熱分解する工程と、
分解炉から発生する振動を検出する工程と、
検出された振動に基づいて、分解炉におけるプラスチックの加熱分解の監視または終了判定を行う工程と、
を備えた方法。
【請求項１６】
請求項７に記載のプラスチック油化装置を使用する方法であって、
分解炉に投入されるプラスチックを加熱分解する工程と、
分解炉から発生する音響を検出する工程と、
検出された音響に基づいて、分解炉におけるプラスチックの加熱分解の監視または終了判定を行う工程と、
を備えた方法。
【請求項１７】
コンピュータシステムを、投入されるプラスチックを加熱分解する分解炉から発生する振動が入力される入力手段、及び、入力された振動信号の振幅値を求め、当該振幅値及び分解炉内温度と振幅値との相関関数を用いて分解炉におけるプラスチックの加熱分解の監視または終了判定を行う判定部、として機能させるためのコンピュータプログラム、を記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１８】
コンピュータシステムを、投入されるプラスチックを加熱分解する分解炉から発生する音響が入力される入力手段、及び、入力された音響信号の振幅値を求め、当該振幅値及び分解炉内温度と振幅値との相関関数を用いて分解炉におけるプラスチックの加熱分解の監視または終了判定を行う判定部、として機能させるためのコンピュータプログラム、を記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃プラスチックを再資源化する処理装置に係り、特に廃プラスチックを固形燃料化するため、または、主にパラフィン系成分として燃料ガスや燃料油等を回収するため、のプラスチック油化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、廃プラスチックの油化装置はプラスチック分解炉からなり、投入されるプラスチックを加熱することによって高分子から低分子に熱分解させ、ガスあるいは燃料油等を回収するものである。
【０００３】
プラスチックの加熱方法は、外部加熱方式と内部加熱方式とに大別される。外部加熱方式は、バーナ等により分解炉を外部から加熱して分解炉内のプラスチックを熱分解させるものである。内部加熱方式は、分解炉の内部に分解エネルギーとなる加熱ガスを導入して分解炉内のプラスチックを分解するものである。どちらの方式においても、分解炉の熱効率を上げるために、分解炉は断熱材などで覆われている。
【０００４】
このため、観察窓等を設置して分解炉内部の分解工程の進捗を確認することは難しい。特に、移動床式回転炉においては、外部から分解炉内部の状態を観察するための観察窓を設置することが極めて難しい。また、観察窓を設置した場合、放熱などによる熱拡散があり、熱効率の悪化を招き得る。さらに、分解炉は高温になるため、観察窓は特殊な高耐久ガラスで構成されることが必要である。以上の理由により、分解炉内部の分解工程の進捗を視覚により把握することは困難である。
【０００５】
従って、従来は、分解ガスの温度や分解炉内の温度、および、プラスチックの投入量と分解速度との関係から分解が終了する時間を算出して、時間管理による分解終了判定を行っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
分解対象となるプラスチックが熱分解によりすべてガス化し、気体として分解炉より排出される場合は、未分解物質（残渣）を分解炉より排出する必要は無い。
【０００７】
しかし、半分解物質（残渣）が出るプラスチックを処理する場合（例えば廃プラスチックを熱分解処理する場合）には、残渣の排出が必要である。この場合、プラスチックの分解が不完全であると、溶融していたプラスチックが、残渣排出に伴い再び残渣とともに固形化して、排出経路での固着や閉塞を生じさせ得る。従って、残渣の排出が必要な場合には、廃プラスチックの分解を完全に終了させる必要がある。
【０００８】
ところが、前述したように、分解炉の分解工程の進捗を視覚により把握することは困難である。また、廃プラスチックに数種類のプラスチックが混在している場合には、分解ガスの温度や分解炉の温度のみに基づいて分解過程の監視や分解終了の判定を行うことが困難であることが知られている。更に、プラスチックの種類により熱分解する温度や分解に要する時間が異なるため、分解処理時間だけから分解の終了を確定することも困難である。結果的に、分解の終了を確定するためには、分解ガスの温度や分解炉の温度がプラスチックを挿入する以前の状態まで回復するまで、または、分解が完全に終了したと思われる時間まで、熱供給を続ける必要があった。そのため、分解が終了していても熱供給を続ける場合があるため、エネルギーが無駄になったり、分解時間が長くかかるなどの問題があった。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑み、分解炉内部の状態を視覚によらず把握して分解過程の監視及び分解終了の判定を行うことにより、分解工程の短縮と省エネルギーを達成するようなプラスチック油化装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、投入されるプラスチックを加熱分解する分解炉と、分解炉から発生する振動を検出する振動センサと、振動センサによって検出された振動に基づいて、分解炉におけるプラスチックの加熱分解の監視または終了判定を行う判定部と、を備えたことを特徴とするプラスチック油化装置である。
【００１１】
プラスチックの分解の進行に伴い、投入プラスチックの残量は減少し、分解残渣量は増大する。これに伴って、分解炉において発生する振動の態様も変化する。従って、本発明によれば、分解炉内部の状態を、視覚によらず振動センサが検出する振動によって把握して分解終了の判定等を行うことが可能であるため、分解工程の短縮と省エネルギーとを実現することができる。
【００１２】
好ましくは、分解炉は、回転軸を有する移動床式回転炉である。
【００１３】
例えば、振動センサは、移動床式回転炉の回転軸に設けられた接触式センサである。
【００１４】
好ましくは、判定部は、振動センサによって検出された振動の振幅変化に基づいて、分解炉におけるプラスチックの加熱分解の監視または終了判定を行うようになっている。
【００１５】
好ましくは、判定部は、振動センサによって検出された振動の周波数特性の変化に基づいて、分解炉におけるプラスチックの加熱分解の監視または終了判定を行うようになっている。例えば、振動センサによって検出された振動の周波数特性は、フーリエ変換によって求められるようになっている。
【００１６】
好ましくは、分解炉は、分解炉内部の温度を計測する内部温度センサと、分解炉から排出される分解ガスの温度を計測するガス温度センサと、のいずれか一方を有しており、判定部は、内部温度センサによって測定された分解炉内部の温度またはガス温度センサによって測定された分解ガスの温度と、振動センサによって検出された振動と、の相関関係に基づいて、分解炉におけるプラスチックの加熱分解の監視または終了判定を行うようになっている。
【００１７】
また本発明は、投入されるプラスチックを加熱分解する分解炉と、分解炉から発生する音響を検出する音響センサと、音響センサによって検出された音響に基づいて、分解炉におけるプラスチックの加熱分解の監視または終了判定を行う判定部と、を備えたことを特徴とするプラスチック油化装置である。
【００１８】
プラスチックの分解の進行に伴い、投入プラスチックの残量は減少し、分解残渣量は増大する。これに伴って、分解炉において発生する音響の態様も変化する。従って、本発明によれば、分解炉内部の状態を、視覚によらず音響センサが検出する音響によって把握して分解終了の判定を行うことが可能であるため、分解工程の短縮と省エネルギーとを実現することができる。
【００１９】
好ましくは、分解炉は、回転軸を有する移動床式回転炉である。
【００２０】
好ましくは、移動床式回転炉の回転軸は、パラボラ状の端部を有しており、音響センサは、当該端部のパラボラ中心に配置されている。
【００２１】
好ましくは、分解炉は、分解炉内部の温度を計測する内部温度センサと、分解炉から排出される分解ガスの温度を計測するガス温度センサと、のいずれか一方を有しており、判定部は、内部温度センサによって測定された分解炉内部の温度またはガス温度センサによって測定された分解ガスの温度と、音響センサによって検出された音響と、の相関関係に基づいて、分解炉におけるプラスチックの加熱分解の監視または終了判定を行うようになっている。
【００２２】
特に好ましくは、分解炉は、分解炉内部の温度を計測する内部温度センサと、分解炉から排出される分解ガスの温度を計測するガス温度センサと、のいずれか一方を有しており、判定部は、内部温度センサによって測定された分解炉内部の温度またはガス温度センサによって測定された分解ガスの温度と、音響センサによって検出された音響についてウェーブレット変換を用いて振幅変化感度を増大させた信号と、の相関関係に基づいて、分解炉におけるプラスチックの加熱分解の監視または終了判定を行うようになっている。
【００２３】
好ましくは、移動床式回転炉は、内部にセラミックスボールが挿入されている。あるいは、移動床式回転炉は、内部に突起部が設けられている。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のプラスチック油化装置の第１の実施の形態の概略図である。
【００２５】
図１に示すように、本実施の形態のプラスチック油化装置は、筒状回転炉１を備えている。筒状回転炉１は、一端側を回転保持軸３により保持されており、回転保持軸３は、回転運動が可能なように、軸受６によって支持されている。また、回転保持軸３は、駆動チェーン４を介して電動機５に連結されている。  これにより、電動機５の作動に伴って駆動チェーン４が回転駆動し、回転保持軸３が回転するようになっている。回転保持軸３の回転に伴い、筒状回転炉１は回転運動を行う。
【００２６】
一方、筒状回転炉１は、他端側を第２回転保持軸７により支持されている。第２回転保持軸７は、中空構造となっており、当該中空部分７ａは、廃プラスチック供給管９に気密かつ摺動可能に接続されている。これにより、廃プラスチックは、廃プラスチック供給管９から第２回転保持軸７の中空部分７ａを通過して、筒状回転炉１内部へ供給されるようになっている。
【００２７】
筒状回転炉１は、空間を隔てて近傍に設置されたヒーターなどの熱エネルギー供給源１０より加温され、その熱エネルギーによって廃プラスチックを分解するようになっている。熱エネルギー供給源１０は、断熱材１１によって外部と断熱されている。
【００２８】
筒状回転炉１で分解された廃プラスチックのうち、気化した分解成分は、ガス排出管１２より排出されるようになっている。また、ガスとして排出されない分解成分は、残渣排出管１３より排出されるようになっている。
【００２９】
筒状回転炉１の内部には、セラミックスポール２が複数個入れられている。これにより、廃プラスチックに効果的に熱が伝達され、分解過程のプラスチックが効果的に撹拌され、分解物（残渣）が細かい粉体に粉砕されるようになっている。
【００３０】
また、セラミックスボール２は、筒状回転炉１の回転に伴い筒の内部を移動するため、音響および振動を発生する。
【００３１】
回転保持軸３には、振動センサ１４が設置されており、筒状回転炉１にて発生する振動を測定するようになっている。また、筒状回転炉１の内部には回転炉温度計１６が、ガス排出管１２の内部には排出ガス温度計１５が設置されている。
【００３２】
図２乃至図４は、廃プラスチックの各分解過程における、セラミックスボール２の運動と、その時の回転炉１から得られる振動信号と、当該振動信号の周波数分析結果と、をそれぞれ示したものである。
【００３３】
図２（ａ）は、廃プラスチックが投入される前における筒状回転炉１の断面と時間の経過ｔ１〜ｔ５（〜ｔ７）におけるセラミックスボール２の位置（運動）を示している。図中の矢印は、筒状回転炉１の回転方向を示している。
【００３４】
図２（ａ）に示すように、セラミックスボール２は、時間の経過とともに筒状回転炉１の内部を振り子状に往復運動している。例えば、ｔ１からｔ５までは時間がｔ５−ｔ１だけ経過しているが、両時刻でのセラミックスボール２の位置は同一である。すなわち、ｔ５まで運動したセラミックスボール２は、再びｔ２からｔ５までの周期的な運動を繰り返す。
【００３５】
図２（ｂ）は、その時に得られた振動信号と時刻との関係をグラフにしたものである。セラミックスボール２が筒状回転炉１の内部を回転方向に逆らって（重力により）移動するｔ１〜ｔ２〜ｔ３の時刻においては、セラミックスボール２の転がりに伴う振動が発生し、振動信号の振幅が大きくなっている。また、セラミックスボール２が筒状回転炉１に対して相対的にほぼ停止する、すなわち、筒状回転炉１の回転に伴って移動するｔ３〜ｔ４〜ｔ５の時刻においては、セラミックスボール２の転がりがほとんど起こらず、それに伴って振動の振幅も小さくなる。結果的に、振動信号には振幅の強弱が生じ、強弱の周期はセラミックスボールの移動周期に一致する。
【００３６】
図２（ｃ）は、その時に得られた振動信号のフーリエ変換結果である。図中のｆ１およびｆ２は、特徴周波数成分と呼ばれるもので、筒状回転炉１の回転に伴って発生する振動の特徴を示している。ｆ１は、セラミックスボール２が振り子運動を生じることによって生じる振動振幅の強弱による周波数で、振幅強弱の発生周期をｔ６−ｔ２とすると、以下の式で表せる。
【００３７】
ｆ１＝１／（ｔ６−ｔ２）
また、ｆ２は、筒状回転炉１の固有振動周波数で、セラミックスボール２の移動に伴ってセラミックスボール２が筒状回転炉１を振動させることにより発生する周波数である。よって、セラミックスボール２の移動が小さくなったり、筒状回転炉１を振動させ得る移動エネルギーの転換が阻害されると、この周波数成分のパワースペクトルは小さくなる。
【００３８】
図３（ａ）は、廃プラスチックが投入された時における筒状回転炉１の断面とと時間の経過ｔ１〜ｔ５（〜ｔ７）におけるセラミックスボール２の位置（運動）を示している。図中の矢印は、筒状回転炉１の回転方向を示している。
【００３９】
廃プラスチックは、筒状回転炉１の内部で、高粘度の粘性流体となる。粘性流体となった廃プラスチックは、セラミックスボール２と筒状回転炉１の内壁に付着し、セラミックスボール２の振り子運動を阻害する。結果として、図３（ａ）に示すように、セラミックスボール２は筒状回転炉１の内壁に対して一定角度を保った状態で見かけ上静止する（筒状回転炉１の内壁に対して一定の相対速度となる）。すなわち、時間が経過しても筒状回転炉１の内部でのセラミックスボール２の位置の変化は無い。
【００４０】
図３（ｂ）は、その時に得られた振動信号と時刻との関係をグラフにしたものである。セラミックスボール２が筒状回転炉１の内部を一定の相対速度（筒状回転炉１の回転速度に等しい）で移動しているため、振動信号の変化は無い。また、廃プラスチックの粘性のため、振動の程度も極めて小さい。
【００４１】
図３（ｃ）は、その時に得られた振動信号のフーリエ変換結果である。発生する振動信号の振幅が小さいため、特徴周波数成分ｆ１及びｆ２は、ほとんど検出されない。
【００４２】
図４（ａ）は、投入された廃プラスチックの分解がほほ終了した時における筒状回転炉１の断面と時間の経過ｔ１〜ｔ５におけるセラミックスボール２の位置（運動）を示している。図中の矢印は、筒状回転炉１の回転方向を示している。
【００４３】
図４（ａ）に示すように、筒状回転炉１の内部には、廃プラスチックの分解に伴って生成された非ガス化成分（残渣）が堆積しており、筒状回転炉１の内壁に対して一定の角度を持った状態で見かけ上静止している（筒状回転炉１の内壁に対して一定の相対速度である）。セラミックスボール２は、時間の経過とともに筒状回転炉１の内部に堆積した残渣の表面を振り子状に往復運動している。例えば、ｔ１からｔ５までは時間がｔ５−ｔ１だけ経過しているが、両時刻でのセラミックスボール２の位置は同一である。すなわち、ｔ５まで運動したセラミックスボール２は、再びｔ２からｔ５までの周期的な運動を繰り返す。
【００４４】
図４（ｂ）は、その時に得られた振動信号と時刻との関係をグラフにしたものである。セラミックスボール２が筒状回転炉１の内部を回転方向に逆らって（重力により）移動するｔ１〜ｔ２〜ｔ３の時刻においては、セラミックスボール２の転がりに伴う振動が発生し、振動信号の振幅が大きくなている。また、セラミックスボール２が筒状回転炉１に対して相対的にほぼ停止する、すなわち、筒状回転炉１の回転に伴って移動するｔ３〜ｔ４〜ｔ５の時刻においては、セラミックスボール２の転がりがほとんど起こらず、それに伴って振動の振幅も小さくなる。結果的に、振動信号には振幅の強弱が生じ、強弱の周期はセラミックスボールの移動周期に一致する。
【００４５】
また、残渣が、筒状回転炉１の内壁に対して一定速度で運動しているため、それに伴って高い周波数の振動が発生する。
【００４６】
図４（ｃ）は、その時に得られた振動信号のフーリエ変換結果である。図中のｆ１は、セラミックスボール２が振り子運動を生じることによって生じる振動振幅の強弱による周波数であるが、残渣によって振動エネルギーの伝達が阻害されるため、図２（ｃ）ほどに大きなパワースペクトルは出ない。図中のｆ２は、筒状回転炉１の固有振動周波数であるが、セラミックスボール２の運動が残渣によって阻害されるため、やはり図２（ｃ）ほどに大きなパワースペクトルは出ない。ここでｆ３は、筒状回転炉１の内部を残渣が移動することによって生じる特徴周波数で、残渣が生成されたときのみ発生する周波数である。この周波数成分ｆ３を監視することによっても、廃プラスチックの分解終了を検出することができる。
【００４７】
図５は、図２乃至図４に説明した振動信号の振幅値（実効値や最大振幅幅など）の時間変化と、回転炉１内の温度の変化と、を同一のグラフ内にあらわしたものである。図５に示すように、通常、熱エネルギ−供給源１０は一定の温度制御がなされているため、回転炉１内に廃プラスチックが投入されると、分解に必要な熱量や気化熱の吸収のために、回転炉１内部の温度が下降する。その後、分解の進捗に伴って温度が徐々に回復し、再び初期の値に回復する。プラスチックの分解に熱量が使用されている間は、温度は完全には回復しないので、温度の回復によって分解行程の終了を推定することができる。
【００４８】
回転炉１から発生する振動信号の振幅値は、図２乃至図４を用いて説明したように、プラスチックの分解が進んでいるときに小さな値をとる。このため、図５に示すように、その振幅値は、回転炉内温度と同様の挙動を示す。すなわち、図６に示すように、回転炉内温度と振動振幅値との間には相関関係が認められる。そのため、相関関数Ｆ（ｘ）と振動振幅値を用いることにより、プラスチックの分解過程を監視でき分解終了を検出することができる。
【００４９】
また、回転炉１より排出される分解ガス温度は、回転炉内温度と同様の挙動を示す。また、回転炉より発生する音響信号は、振動信号と同様の挙動を示す。このため、分解ガス温度と振動信号、分解ガス温度と音響信号、回転炉内温度と音響信号、のそれぞれにおいて、各相関関数Ｆ（ｘ）を定義することができる。そして、それら相関関数Ｆ（ｘ）を用いても、プラスチックの分解過程を監視でき分解終了を検出することができる。
【００５０】
図７は、図６で求めた相関関数Ｆ（ｘ）を用いてプラスチックの分解終了を判定した例である。通常、回転炉１内の温度が初期の状態まで回復すれば、プラスチックの分解が終了したことが推定できる。ただし、廃プラスチックのように種々のプラスチックが混在している場合には、温度変化も多様性を示す。そこで、回転炉内温度と振動振幅値より得られた相関関数をｆ（ｘ）とし、回転炉内温度ｘにより、振動振幅値推定値ｆｓ（ｘ）を算出する。振動振幅の実測値をａとすると、相関関数値との誤差εは
ε＝ｆｓ（ｘ）−ａ
となる。
【００５１】
図７のケース１の場合、回転炉内温度の回復と同時に、回転炉内温度と相関関数とから算出された振動振幅推定値ｆｓ（ｘ）と実測値ａとの誤差εが小さくなっている。このため、プラスチックの分解終了が確定できる。
【００５２】
しかし、図７のケース２の場合、回転炉内温度の回復と同時に、回転炉内温度と相関関数とから算出された振動振幅推定値ｆｓ（ｘ）と実測値ａとの誤差εが小さくなっていない。すなわち、回転炉内温度は回復しているが、回転炉内部からの振動は十分に発生していない。この場合、分解が終了していないことが推定できる。このため、さらに分解時間を延長して、回転炉内部から十分な振動が発生し相関関数から算出された振動振幅推定値と実測値との誤差が小さくなったことが確認できた時点を分解終了として検出することが可能となる。
【００５３】
なお、筒状回転炉１は、回転保持軸３により保持されている。回転保持軸３は、回転運動が可能なように、軸受６によって支持されている。このため、回転保持軸３に振動センサ１４などを直接設置した場合、軸受６などから発生する振動や筒状回転炉１の駆動機構から発生する振動をも検出してしまう可能性がある。さらに、回転保持軸３は回転しているため、振動センサ１４は、回転摺動部を具備する有線式センサ、または、無線式のセンサである必要がある。さらに、筒状回転炉１や回転保持軸３は、高温になることがあるため、振動センサ１４も高い耐熱性が必要である。
【００５４】
次に、図８を用いて、本発明のプラスチック油化装置の第２の実施の形態について説明する。図８は、本実施の形態のプラスチック油化装置の構成概略図である。
【００５５】
図８に示すように、本実施の形態は、筒状回転炉１の内部で発生する音響を簡易に測定する構造となっており、回転保持軸３の端部にパラボラ状の集音部１７が形成されており、当該集音部１７の集音中心に音響センサ１８が設置されている。
【００５６】
その他については、図１に示す第１の実施の形態のプラスチック油化装置と略同様である。第２の実施の形態において、図１に示す第１の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５７】
音響センサ１８は、筒状回転炉１から発生する音響を非接触で測定できる利点あるが、外来音響の影響を受けやすい。そこで、本実施の形態では、集音部１７によって、筒状回転炉１から発生する音響を効率よく音響センサ１８に伝達している。
【００５８】
本実施の形態によれば、分解炉１内部の状態を、視覚によらず音響センサ１８が検出する音響によって把握して、プラスチック分解の終了判定等を行うことが可能である。
【００５９】
次に、図９を用いて、本発明のプラスチック油化装置の第３の実施の形態について説明する。図９は、本実施の形態のプラスチック油化装置の分解炉の概略断面図である。
【００６０】
図９に示すように。筒状回転炉１の内壁には、分解対象のプラスチックヘの伝熱、分解生成物の撹拌、及び、回転に伴う音響または振動を発生させるために、突起部１９が回転軸方向に沿って設けられている。この突起部１９の存在により、筒状回転炉１から発生する音響状態が変化する。さらに、突起部１９を具備した筒状回転炉１の内部に、セラミックスボールを挿入することによって、音響はさらに明確に発生するようになる。
【００６１】
この場合、筒状回転炉１を保持する回転保持軸３にはマーカー２０が設けられ、マーカー２０を検出する回転位置検出センサ２１が設置されて、筒状回転炉１の回転位置が検出されるようになっている。筒状回転炉１の回転駆動のために設置された電動機５やその他のアクチュエータの制御器にエンコーダやパルスカウンタが設置されている場合、すなわち回転炉１の回転駆動量（角度）が検出できる場合には、マーカー２０と回転位置検出センサ２１とを設けることなく、筒状回転炉１の回転位置が検出可能である。
【００６２】
図１０は、図９に示すマーカー２０及び回転位置検出センサ２１から得られる回転位置信号と、同時に得られた音響信号とを同一のグラフに示したものである。図中の逆三角符号が、マーカー２０が回転位置検出センサ２１の最近傍を通過した時刻を示している。２つの逆三角符号の間隔（ｔ１からｔ８）は、回転炉１回転分の時間に対応している。図９の例では、回転炉１の内壁に２箇所の突起部１９が存在するため、得られた音響信号の振幅は、回転炉１が１回転する間に２回大きくなっている。
【００６３】
音響信号の振幅も、振動信号について前述したのと同様に、プラスチックの分解に伴って変化する。しかし、外来音響が大きい場合や、回転炉１内部から発生する音響が小さい場合には、図１０に示すように検出できる音響振幅の変化が小さくなる（Ｓ／Ｎ比が悪化する）。この結果、図１１の例に示すように、音響信号の振幅値と回転炉内温度との相関関係が不明確になってしまう。
【００６４】
そこで、図１０及び図１２に示すように、音響信号グラフ（図１０）における逆三角符号の時刻を基準にして、回転炉１内から音響が発生していると推定できる時刻に合わせて、ウェーブレット変換のマザーウェーブレットシフトバラメータｂ１の値を決定する。また、回転炉１内から音響が発生していないと推定できる時刻に合わせて、ウェーブレット変換のマザーウェープレットシフトパラメータｂ２の値を決定する。
【００６５】
次に、それぞれのシフトパラメータの値のみを用いてウェーブレット変換のスケールパラメータの値を変化させ、積分ウェーブレット変換値を算出する。その後、それぞれの変換値の比を求めることで、音響信号のＳ／Ｎ比を向上できる。すなわち、ある特定のタイミングで発生する音響信号に対して、そのタイミングを検出する回転位置検出センサ２１の情報とウェーブレット変換の特徴である信号位相情報保持による周波数解析特性とを利用することにより、必要な信号とノイズ成分との分離を行うことができる。
【００６６】
図１３は、本実施の形態において、ウェーブレット変換を用いて音響信号の振幅変化感度を増大したウェーブレット変換値比と回転炉内温度との関係を示したものである。この方法により、外来音響が大きい環境でも相関係数の高い相関関数を設定することができ、音響によるプラスチックの分解過程の監視及び分解終了の判定を精度良く行うことができる。
【００６７】
なお、以上の各実施の形態における各種の信号処理は、コンピュータシステムを用いて実施され得る。この場合、当該コンピュータシステムに前記の各種の信号処理を行わせるコンピュータプログラム及び当該プログラムを記録した記録媒体についても、本願による保護対象である。
【００６８】
【発明の効果】
上記のように、本発明によれば、移動床式回転炉等の分解炉を備えたプラスチック油化（分解）装置において、分解炉から発生する音響や振動を感度よく測定し、信号変化分析や分解炉内部温度または分解ガス温度との相関関係分析によって、プラスチックの分解過程の監視及び分解終了の判定を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプラスチック油化装置の第１の実施の形態の構成を示す概略図である。
【図２】分解対象プラスチック投入前における、移動床式回転炉の状態とその振動信号と振動信号の周波数解析結果とを示す図である。
【図３】分解対象プラスチックの分解中における、移動床式回転炉の状態とその振動信号と振動信号の周波数解析結果とを示す図である。
【図４】分解対象プラスチック分解終了時における、移動床式回転炉の状態とその振動信号と振動信号の周波数解析結果とを示す図である。
【図５】回転炉から発生する振動信号の振幅値と回転炉内温度との関係の一例を示す図である。
【図６】回転炉から発生する振動信号の振幅値と回転炉内温度との相関関係の一例を示す図である。
【図７】回転炉から発生する振動信号の振幅値と回転炉内温度との相関関係を用いてプラスチックの分解終了判定を行った例を示す図である。
【図８】本発明のプラスチック油化装置の第２の実施の形態の構成を示す概略図である。
【図９】本発明のプラスチック油化装置の第３の実施の形態の構成を示す概略図である。
【図１０】突起部を有する回転炉から発生する音響信号の一例を示す図である。
【図１１】回転炉から発生する音響信号の振幅値と回転炉内温度との関係の一例を示す図である。
【図１２】回転炉から発生する音響信号とその音響信号の解析に使用するマザーウェーブレット関数とを示す図である。
【図１３】ウェーブレット変換によりＳ／Ｎ比が向上した音響信号解析値と回転炉内温度との関係の一例を示す図である。
【符号の説明】
１  筒状回転炉
２  セラミックスボール
３  回転保持軸
４  駆動チェーン
５  電動機
６  軸受
７  第２回転保持軸
８  軸受
９  廃プラスチック供給管
１０  熱エネルギー供給源
１１  断熱材
１２  ガス排出管
１３  残渣排出管
１４  振動センサ
１５  排出ガス温度計
１６  回転炉温度計
１７  パラボラ状集音部
１８  音響センサ
１９  突起部
２０  マーカー
２１  回転位置検出センサ
【図１】
0003971092.tif 000002
【図２】
0003971092.tif 000003
【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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