(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチックを熱分解する熱分解炉と、
熱分解炉内でプラスチックを熱分解する際に音響を発生させる音響発生手段と、
熱分解炉内の音響を検知する音響検知手段と、
熱分解炉の回転角を検出する回転角検出手段と、
音響検知手段からの音響検知データおよび回転角検出手段からの回転角データに基づいて、熱分解炉の消耗度および熱分解炉内のプラスチックの粘性を判断する音響検知データ解析手段と、を備え、
熱分解炉は、移動床式回転炉であり、
音響発生手段は、熱分解炉に投入された球状または非球状の音響体を有し、音響検知データ解析手段は、音響検知手段からの音響検知データと、回転角検出手段からの回転角データとに基づいて、熱分解炉で発生する音響の発生タイミングと、音響強度と、時間間隔との関係を求めて、熱分解炉の消耗度および熱分解炉内のプラスチックの粘性を判断することを特徴とするプラスチック油化装置。
【請求項２】
音響検知データ解析手段はコンピュータシステムにより構成されていることを特徴とする請求項１記載のプラスチック油化装置。
【請求項３】
音響発生手段は、熱分解炉の内壁に設けられた突起部をさらに有することを特徴とする請求項１記載のプラスチック油化装置。
【請求項４】
熱分解炉の内壁には突起部が複数箇所設けられ、各突起部は、それぞれ形状が異なることを特徴とする請求項３記載のプラスチック油化装置。
【請求項５】
音響検知データ解析手段は、音響検知手段からの音響検知データと、回転角検出手段からの回転角データと、から音響体の摩耗度を推定することにより、熱分解炉の消耗度を判断することを特徴とする請求項１記載のプラスチック油化装置。
【請求項６】
音響検知データ解析手段は、音響検知手段からの音響検知データと、回転角検出手段からの回転角データと、から熱分解炉内壁に設けられた突起部の摩耗度を推定することにより、熱分解炉の消耗度を判断することを特徴とする請求項３記載のプラスチック油化装置。
【請求項７】
プラスチックを熱分解する熱分解炉と、
熱分解炉内でプラスチックを熱分解する際に振動を発生させる振動発生手段と、
熱分解炉内の振動を検知する振動検知手段と、
熱分解炉の回転角を検出する回転角検出手段と、
振動検知手段からの振動検知データおよび回転角検出手段からの回転角データに基づいて、熱分解炉の消耗度および熱分解炉内のプラスチックの粘性を判断する振動検知データ解析手段と、を備え、
熱分解炉は、移動床式回転炉であり、
振動発生手段は、熱分解炉に投入された球状または非球状の振動体を有し、振動検知データ解析手段は、振動検知手段からの振動検知データと、回転角検出手段からの回転角データとに基づいて、熱分解炉で発生する振動の発生タイミングと、振動強度と、時間間隔との関係を求めて、熱分解炉の消耗度および熱分解炉内のプラスチックの粘性を判断することを特徴とするプラスチック油化装置。
【請求項８】
振動検知データ解析手段はコンピュータシステムにより構成されていることを特徴とする請求項７記載のプラスチック油化装置。
【請求項９】
振動発生手段は、熱分解炉の内壁に設けられた突起部をさらに有することを特徴とする請求項７記載のプラスチック油化装置。
【請求項１０】
熱分解炉の内壁には突起部が複数箇所設けられ、各突起部は、それぞれ形状が異なることを特徴とする請求項９記載のプラスチック油化装置。
【請求項１１】
振動検知データ解析手段は、振動検知手段からの振動検知データと、回転角検出手段からの回転角データと、から振動体の摩耗度を推定することにより、熱分解炉の消耗度を判断することを特徴とする請求項７記載のプラスチック油化装置。
【請求項１２】
振動検知データ解析手段は、振動検知手段からの振動検知データと、回転角検出手段からの回転角データと、から熱分解炉内壁に設けられた突起部の摩耗度を推定することにより、熱分解炉の消耗度を判断することを特徴とする請求項９記載のプラスチック油化装置。
【請求項１３】
コンピュータを、
プラスチックを熱分解する熱分解炉の音響を検知する音響検知手段からの音響検知データと、熱分解炉の回転角を検知する回転角検出手段からの回転角データが入力される入力手段と、
音響検知手段からの音響検知データと、回転角検出手段からの回転角データとに基づいて、熱分解炉で発生する音響の発生タイミングと、音響強度と、時間間隔との関係を求めて、熱分解炉の消耗度および熱分解炉内のプラスチックの粘性を判断する音響検知データ解析手段と、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１４】
コンピュータを、
プラスチックを熱分解する熱分解炉の音響を検知する音響検知手段からの音響検知データと、熱分解炉の回転角を検知する回転角検出手段からの回転角データが入力される入力手段と、
音響検知手段からの音響検知データと、回転角検出手段からの回転角データとに基づいて、熱分解炉で発生する音響の発生タイミングと、音響強度と、時間間隔との関係を求めて、熱分解炉の消耗度および熱分解炉内のプラスチックの粘性を判断する音響検知データ解析手段と、して機能させるためのコンピュータプログラム。
【請求項１５】
コンピュータを、
プラスチックを熱分解する熱分解炉の振動を検知する振動検知手段からの振動検知データと、熱分解炉の回転角を検知する回転角検出手段からの回転角データが入力される入力手段と、
振動検知手段からの振動検知データと、回転角検出手段からの回転角データとに基づいて、熱分解炉で発生する振動の発生タイミングと、振動強度と、時間間隔との関係を求めて、熱分解炉の消耗度および熱分解炉内のプラスチックの粘性を判断する振動検知データ解析手段と、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１６】
コンピュータを、
プラスチックを熱分解する熱分解炉の振動を検知する振動検知手段からの振動検知データと、熱分解炉の回転角を検知する回転角検出手段からの回転角データが入力される入力手段と、
振動検知手段からの振動検知データと、回転角検出手段からの回転角データとに基づいて、熱分解炉で発生する振動の発生タイミングと、振動強度と、時間間隔との関係を求めて、熱分解炉の消耗度および熱分解炉内のプラスチックの粘性を判断する振動検知データ解析手段と、して機能させるためのコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチックを熱分解する熱分解炉の消耗度、および熱分解炉内のプラスチックの粘性を判断するプラスチック油化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、廃プラスチックを固形燃料化したり、廃プラスチックから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に、プラスチック油化装置が用いられている。このプラスチック油化装置は、熱分解炉でプラスチックを加熱することにより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】
熱分解炉におけるプラスチックの加熱方式は、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、バーナ等により熱分解炉を外部から加熱して熱分解炉内のプラスチックを熱分解するものである。内部加熱方式は、熱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熱分解炉内のプラスチックを熱分解するものである。どちらの方式においても、熱分解炉の熱効率を上げるために、熱分解炉は断熱材に覆われるので、熱分解炉内のプラスチックの分解工程の進捗を視覚により確認するための観察窓を設置することが難しい。観察窓を設置することとしても、熱分解炉は観察窓からの放熱等による熱拡散を生じるので、プラスチック熱分解の熱効率の悪化を招く。また、熱分解炉は高温になるので、観察窓には特殊な高耐久ガラス等を使用する必要がある。特に熱分解炉が移動床式回転炉の場合には、外部から熱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。このため、熱分解炉を稼働させた状態で、熱分解炉の内部状態を視覚により把握することは困難である。
【０００４】
従って、熱分解炉の内部状態の観察は、定期的にプラスチック油化装置を停止して、熱分解炉の温度を降下させて、断熱材を除去した後に、熱分解炉を開封して行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、熱分解炉の内部状態の観察は、プラスチック油化装置を停止して、熱分解炉の温度を降下させて、断熱材を除去した後に、熱分解炉を開封して行われている。
【０００６】
従って、熱分解炉の内部状態を観察するためには多くの労力が必要とされる。また、一般にプラスチック油化装置は２４時間連続で運転されるので、プラスチック油化装置を停止することは、プラスチックを処理するための時間的なロスや処理工程における無駄が生じる。さらに、観察の際に高温の熱分解炉を降温させて、観察後に昇温させることは、プラスチックを処理するための時間的なロスや処理工程における無駄が生じるとともに、エネルギーのロスも生じる。
【０００７】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、熱分解炉の温度を降下させずに熱分解炉を稼働した状態で、視覚によらずに、熱分解炉の内部状態を監視し、熱分解炉の消耗度や、熱分解炉内のプラスチックの粘性を判断するプラスチック油化装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、プラスチックを熱分解する熱分解炉と、熱分解炉内でプラスチックを熱分解する際に音響を発生させる音響発生手段と、熱分解炉内の音響を検知する音響検知手段と、音響検知手段からの音響検知データに基づいて、熱分解炉の消耗度および熱分解炉内のプラスチックの粘性を判断する音響検知データ解析手段と、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。
本発明は、音響検知データ解析手段はコンピュータシステムにより構成されていることを特徴とするプラスチック油化装置である。
【０００９】
本発明によれば、音響検知データ解析手段は、音響検知手段が音響発生手段により熱分解炉内で発生した音響を検知して得た音響検知データに基づいて、熱分解炉の消耗度および熱分解炉内のプラスチックの粘性を判断することができる。
【００１０】
好ましくは、熱分解炉は、移動床式回転炉であり、音響発生手段は、熱分解炉に投入された球状または非球状の音響体を有する。
【００１１】
また、好ましくは、音響発生手段は、熱分解炉の内壁に設けられた突起部をさらに有する。
【００１２】
さらに、好ましくは、熱分解炉の内壁には突起部が複数箇所設けられ、各突起部は、それぞれ形状が異なる。
【００１３】
また、好ましくは、熱分解炉の回転角を検出する回転角検出手段をさらに備え、音響検知データ解析手段は、音響検知手段からの音響検知データに加えて、回転角検出手段からの回転角データに基づいて熱分解炉の消耗度および熱分解炉内のプラスチックの粘性を判断する。
【００１４】
さらに、好ましくは、音響検知データ解析手段は、音響検知手段からの音響検知データと、回転角検出手段からの回転角データと、から音響体の摩耗度を推定することにより、熱分解炉の消耗度を判断する。
【００１５】
さらに、好ましくは、音響検知データ解析手段は、音響検知手段からの音響検知データと、回転角検出手段からの回転角データと、から熱分解炉内壁に設けられた突起部の摩耗度を推定することにより、熱分解炉の消耗度を判断する。
【００１６】
本発明は、プラスチックを熱分解する熱分解炉と、熱分解炉内でプラスチックを熱分解する際に振動を発生させる振動発生手段と、熱分解炉内の振動を検知する振動検知手段と、振動検知手段からの振動検知データに基づいて、熱分解炉の消耗度および熱分解炉内のプラスチックの粘性を判断する振動検知データ解析手段と、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。
本発明は、振動検知データ解析手段はコンピュータシステムにより構成されていることを特徴とするプラスチック油化装置である。
【００１７】
本発明によれば、振動検知データ解析手段は、振動検知手段が振動発生手段により熱分解炉内で発生した振動を検知して得た振動検知データに基づいて、熱分解炉の消耗度および熱分解炉内のプラスチックの粘性を判断することができる。
【００１８】
好ましくは、熱分解炉は、移動床式回転炉であり、振動発生手段は、熱分解炉に投入された球状または非球状の振動体を有する。
【００１９】
また、好ましくは、振動発生手段は、熱分解炉の内壁に設けられた突起部をさらに有する。
【００２０】
さらに、好ましくは、熱分解炉の内壁には突起部が複数箇所設けられ、各突起部は、それぞれ形状が異なる。
【００２１】
また、好ましくは、熱分解炉の回転角を検出する回転角検出手段をさらに備え、振動検知データ解析手段は、振動検知手段からの振動検知データに加えて、回転角検出手段からの回転角データに基づいて熱分解炉の消耗度、または熱分解炉内のプラスチックの粘性を判断する。
【００２２】
さらに、好ましくは、振動検知データ解析手段は、振動検知手段からの振動検知データと、回転角検出手段からの回転角データと、から振動体の摩耗度を推定することにより、熱分解炉の消耗度を判断する。
【００２３】
さらに、好ましくは、振動検知データ解析手段は、振動検知手段からの振動検知データと、回転角検出手段からの回転角データと、から熱分解炉内壁に設けられた突起部の摩耗度を推定することにより、熱分解炉の消耗度を判断する。
【００２４】
本発明は、コンピュータシステムに、プラスチックを熱分解する熱分解炉の音響を検知する音響検知手段からの音響検知データに基づいて、熱分解炉の消耗度、または熱分解炉に投入されたプラスチックの粘性を判断する音響検知データ解析手段、を実現させるためのコンピュータプログラム、を記録した記録媒体である。
本発明は、コンピュータシステムに、プラスチックを熱分解する熱分解炉の音響を検知する音響検知手段からの音響検知データに基づいて、熱分解炉の消耗度、または熱分解炉に投入されたプラスチックの粘性を判断する音響検知データ解析手段、を実現させるためのコンピュータプログラムである。
【００２５】
本発明は、コンピュータシステムに、プラスチックを熱分解する熱分解炉の振動を検知する振動検知手段からの振動検知データに基づいて、熱分解炉の消耗度、または熱分解炉に投入されたプラスチックの粘性を判断する振動検知データ解析手段、を実現させるためのコンピュータプログラム、を記録した記録媒体である。
本発明は、コンピュータシステムに、プラスチックを熱分解する熱分解炉の振動を検知する振動検知手段からの振動検知データに基づいて、熱分解炉の消耗度、または熱分解炉に投入されたプラスチックの粘性を判断する振動検知データ解析手段、を実現させるためのコンピュータプログラムである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
第１の実施の形態
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００２７】
図１乃至図３は本発明によるプラスチック油化装置の第１の実施の形態を示す図である。ここで図１（ａ）はプラスチック油化装置を示す構成図であり、図１（ｂ）は時刻と熱分解炉１における音響の音響振幅との関係を示すグラフである。また図２（ａ）は、セラミックボール２が突起部４から崩落し始める時の熱分解炉１の構成図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の場合における、突起部４が摩耗していない場合における時刻と熱分解炉１における音響の音響振幅との関係を示すグラフである。また図３（ａ）は、突起部４が摩耗した場合における、セラミックボール２が突起部４から崩落し始める時の熱分解炉１の構成図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の場合における、突起部４が摩耗した場合における時刻と熱分解炉１における音響の音響振幅との関係を示すグラフである。
【００２８】
図１（ａ）に示すように、プラスチック油化装置は、プラスチックを熱分解する筒状回転炉からなる熱分解炉１と、熱分解炉１内でプラスチックを熱分解する際に生じる音響を検知する音響センサ７と、を備えている。
【００２９】
熱分解炉１は、回転保持軸３により保持されており、回転保持軸３の回転とともに熱分解炉１は回転運動をする。熱分解炉１内には、球状のセラミックボール２が複数個投入されており、また、熱分解炉１の内壁には、同一形態の２個の突起部４ａ、４ｂが相互に対向するように設けられている。
【００３０】
回転保持軸３には、マーカー５が固定貼付されており、このマーカー５は回転保持軸３とともに回転する。熱分解炉１内には、マーカー５の位置を検出する位置検出装置６が設けられ、位置検出装置６は監視装置９に接続されている。なお、マーカー５の位置は、位置検出装置６に対向する位置を原点として、原点からの回転角で与えられる。また、マーカー５の対向方向と各突起部４ａ、４ｂの対向方向とは、それぞれ９０度を成しており、セラミックボール２が重力により自然落下して静止する鉛直静止位置Ｃに、一方の突起部４ａが位置する時に、マーカー５は原点に位置している。
【００３１】
また、監視装置９と、音響センサ７とは、アンプ８を介して接続されている。
【００３２】
監視装置９は、音響センサ７からの音響信号５０と、位置検出装置６からのマーカー位置信号５１と、に基づいて、熱分解炉１で発生する音響の発生タイミングや音響強度と時間間隔との関係を算出し、各検出値および算出値をデータベースとして管理し、傾向管理や相関関係を処理する。
【００３３】
次にこのような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。
【００３４】
まず、プラスチック油化装置の作用の概略について説明する。
【００３５】
図１（ａ）に示すように、筒状回転炉からなる熱分解炉１は、投入されたプラスチックを熱分解するために回転保持軸３の回転とともに回転し、また、回転保持軸３が回転することにより回転保持軸３に固定貼付されたマーカー５も回転する。このとき、マーカー５の位置は位置検出装置６により検出されて、位置検出装置６から監視装置９へマーカー位置信号５１として送られる。なお、マーカー５は回転保持軸３に固定貼付されており、熱分解炉１の内壁に設けられた各突起部４ａ、４ｂはマーカー５の対向方向から９０度の位置に固定されているので、マーカー５の位置を検出することにより、相対的に、各突起部４ａ、４ｂの位置を知ることができる。
【００３６】
熱分解炉１の回転に伴い熱分解炉１で発生する音響は、音響センサ７により検出され、この検出値に基づく音響信号５０が、音響センサ７からアンプ８を介して監視装置９へ送られる。
【００３７】
監視装置９は、位置検出装置６からのマーカー位置信号５１および音響センサ７からの音響信号５０に基づいて、熱分解炉１で発生する音響の発生タイミングや音響強度と時間間隔との関係を算出し、図１（ｂ）に示すような音響振幅と時刻との関係を示すグラフを作成する。なお、図１（ｂ）において、Ｐ点はマーカー５が原点位置を通過した時刻を示し、時間間隔Ｔは熱分解炉１が一回転する時間間隔を示す。
【００３８】
熱分解炉１が回転すると、熱分解炉１の内壁に設けられた突起部４ａ、４ｂも移動し、熱分解炉１に投入されたセラミックボール２は、突起部４ａ、４ｂに捕捉されて、突起部４ａ、４ｂとともに移動する。このとき、マーカー５の位置が原点からある回転角（捕捉限界角度）に達すると、突起部４ａ、４ｂに捕捉されていたセラミックボール２は、突起部４ａ、４ｂから崩落し、熱分解炉１の内壁に沿って滑り落ちる。このようにして、熱分解炉１が回転するのに伴って、突起部４ａ、４ｂによるセラミックボール２の捕捉、および突起部４ａ、４ｂからのセラミックボール２の崩落が繰り返される。
【００３９】
このとき、熱分解炉１で発生する音響は、セラミックボール２が熱分解炉１の内壁に沿って滑り落ちる間は大きくなる。従って、図２において、音響振幅の大きい時間間隔Ａは、セラミックボール２が突起部４ａ、４ｂから滑り落ちていることを示し、音響振幅の小さい時間間隔Ｂは、セラミックボール２が突起部４ａ、４ｂから崩落して静止してから再び突起部４ａ、４ｂに捕捉され突起部４ａ、４ｂから崩落するまでを示す。熱分解炉１が回転する間は、突起部４ａ、４ｂによるセラミックボール２の捕捉および崩落が繰り返されるので、図１（ｂ）に示すように時間間隔Ａと時間間隔Ｂとが繰り返されることとなる。また、図１（ｂ）に示す崩落時間間隔Δｔは、マーカー５が原点を通過してから、セラミックボール２が再び突起部４ａ、４ｂより崩落するまでの時間を示す。
【００４０】
次に、突起部４ａ、４ｂに捕捉されたセラミックボール２が突起部４ａ、４ｂから崩落する際のマーカー５の位置と、音響振幅と、時間間隔との関係について詳述する。
【００４１】
熱分解炉１が回転して、投入されたプラスチックを熱分解するのに伴って、熱分解炉１の内壁は消耗する。熱分解炉１の内壁が消耗すると、熱分解炉１内の突起部４ａ、４ｂも摩耗して形状が変化し、また、セラミックボール２も摩耗して形状が変化する。従って、突起部４ａ、４ｂおよびセラミックボール２の摩耗の程度を推定することにより、熱分解炉１の内壁の消耗度を判断することができる。
【００４２】
突起部４ａ、４ｂやセラミックボール２の形状が変化すると、突起部４ａ、４ｂに捕捉されたセラミックボール２が突起部４ａ、４ｂより崩落する際のマーカー５の捕捉限界角度も変化する。
【００４３】
すなわち、熱分解炉の運転当初のように突起部４ａ、４ｂおよびセラミックボール２が摩耗して変形していない場合には、図２（ａ）に示すように、捕捉限界角度はθ１である。しかし、熱分解炉１の消耗に伴い突起部４ａ、４ｂおよびセラミックボール２が摩耗して変形した場合には、図３（ａ）に示すように、捕捉限界角度は、θ１より回転角の小さいθ２となる。従って、図２（ｂ）および図３（ｂ）に示すように、崩落時間間隔Δｔは、突起部４ａ、４ｂおよびセラミックボール２が摩耗して変形していない場合の崩落時間間隔Δｔ１に比べて、突起部４ａ、４ｂおよびセラミックボール２が摩耗して変形した場合の崩落時間間隔Δｔ２は短くなる。また、セラミックボール２が突起部４ａ、４ｂから滑り落ちていることを示す時間間隔Ａは、突起部４ａ、４ｂおよびセラミックボール２が摩耗して変形するのに伴って短くなり、それに対応して時間間隔Ｂは長くなる。さらに、突起部４ａ、４ｂおよびセラミックボール２が摩耗して変形した場合の時間間隔Ａにおける音響振幅の大きさは、突起部４ａ、４ｂおよびセラミックボール２が摩耗して変形していない場合に比べて、小さくなる。
【００４４】
また、セラミックボール２が突起部４ａ、４ｂより崩落する際のマーカー５の捕捉限界角度θ、およびマーカー５が原点を通過してからセラミックボール２が突起部４ａ、４ｂより崩落するまでの崩落時間間隔Δｔは、熱分解炉１に投入されたプラスチックの粘度や量にも影響される。
【００４５】
すなわち、例えば熱分解炉１に投入されたプラスチックの分解が進んでいない場合のようにプラスチックの粘度や量が大きい場合には、セラミックボール２は突起部４ａ、４ｂに捕捉されやすいので、図２に示すように、捕捉限界角度θはθ１と大きくなり、崩落時間間隔ΔｔはΔｔ１と長くなる。他方、プラスチックの粘度や量が小さい場合には、図３に示すように、プラスチックの粘度や量が大きい場合に比べて、マーカー５の捕捉限界角度θはθ２と小さくなり、崩落時間間隔ΔｔはΔｔ２と短くなる。
【００４６】
以上のように、突起部４ａ、４ｂおよびセラミックボール２が摩耗して変形すると、熱分解炉１で発生する音響の音響振幅と時刻との関係も変化する。また、熱分解炉１に投入されたプラスチックの粘度や量によっても、熱分解炉１で発生する音響の音響振幅と時刻との関係は変化する。従って、監視装置９は、マーカー５の捕捉限界角度θおよび崩落時間間隔Δｔから、突起部４ａ、４ｂおよびセラミックボール２の摩耗度あるいは熱分解炉１に投入されたプラスチックの粘度および量を推定することができる。
【００４７】
ところで、突起部４ａ、４ｂの摩耗は、熱分解炉１の運転を開始して短期間の間には、進行しないのが一般的である。
【００４８】
従って、監視装置９は、熱分解炉１にプラスチックを投入してから短期間の間の崩落時間間隔Δｔを監視することにより、プラスチックの粘度および量を推定することができる。また、監視装置９は、熱分解炉１の運転を開始してから長期間の間の崩落時間間隔Δｔを監視することにより、突起部４ａ、４ｂおよびセラミックボール２の摩耗度を推定することができる。
【００４９】
特に、マーカー５の捕捉限界角度θおよび崩落時間間隔Δｔは、突起部４ａ、４ｂの高さの影響が大きく、マーカー５の捕捉限界角度θおよび崩落時間間隔Δｔと突起部４ａ、４ｂの高さの間には相関関係が認められる。従って、監視装置９は、崩落時間間隔Δｔから突起部４ａ、４ｂの摩耗度を推定することができ、これにより熱分解炉１の消耗度を判断することができる。
【００５０】
なお、音響センサ７の代わり、熱分解炉１で生じる振動を検出する振動センサを用いてもよい。この場合は、振動センサからアンプ８を介して監視装置９へ振動信号が送られる。また、監視装置９は、位置検出装置６から位置信号および振動センサからの振動信号に基づいて、マーカー５が原点を通過してからセラミックボール２が突起部４ａ、４ｂより崩落するまでの崩落時間間隔Δｔを求める。
【００５１】
以上説明したように、本実施の形態によれば、セラミックボール２が突起部４ａ、４ｂより崩落する際のマーカー５の捕捉限界角度θ、およびマーカー５が原点を通過してからセラミックボール２が突起部４ａ、４ｂより崩落するまでの崩落時間間隔Δｔから、突起部４ａ、４ｂおよびセラミックボール２の摩耗度を推定することができ、これにより熱分解炉１の消耗度を判断することができる。また、マーカー５の捕捉限界角度θおよび崩落時間間隔Δｔから、熱分解炉１に投入されたプラスチックの粘度および量を判断することができる。
【００５２】
第２の実施の形態
図４は本発明の第２の実施の形態を示す図である。
【００５３】
ここで図４（ａ）は、熱分解炉の挙動を模式的に示した模式図であり、時間の経過ｔ１〜ｔ５における熱分解炉に投入されたセラミックボールの位置を示し、図中の矢印は熱分解炉の回転方向を示している。図４（ｂ）は音響センサにより検知された音響振幅と、時刻との関係を示すグラフである。
【００５４】
図４（ａ）に示すように、熱分解炉の内壁には突起部が設けられていない点が異なるのみで、他の構成は図１に示す第１の実施の形態と略同一である。
【００５５】
図４において、図１乃至図３に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５６】
図４（ａ）に示すように、熱分解炉１が回転するのに伴って、セラミックボール２は、熱分解炉１内壁に沿って、振り子状の運動をする。
【００５７】
すなわち、まず、セラミックボール２は、熱分解炉１内に投入されたプラスチック等による摩擦力に捕捉されて熱分解炉１の回転とともに移動する（時刻ｔ１）。そして、熱分解炉１の回転角がある角度に達すると、セラミックボール２は、熱分解炉１の内壁に沿って滑り落ちて、熱分解炉１の内壁に沿って振り子状の運動をする（時刻ｔ１〜ｔ４）。そして、セラミックボール２は、鉛直静止位置Ｃを中心に静止して（時刻ｔ４）、再び摩擦力に捕捉されて熱分解炉１の回転とともに移動する（時刻ｔ５）。
【００５８】
このとき、熱分解炉１で発生する音響は、セラミックボール２が熱分解炉１の内壁に沿って滑り落ちる間は大きくなる。
【００５９】
また、熱分解炉１が一回転する間に生じる時間間隔Ａと時間間隔Ｂの数、時間間隔Ａと時間間隔Ｂとの時間間隔、および音響振幅の大きさは、熱分解炉１の回転の際にセラミックボール２に働く摩擦力の大きさ、およびセラミックボール２の形状により変化し、また、熱分解炉１内のプラスチックの粘度や量が変化することによっても変化する。
【００６０】
従って、監視装置９は、位置検出装置６からの位置信号、および音響センサ７からの音響信号５０から求められる熱分解炉１が一回転する間に生じる時間間隔Ａと時間間隔Ｂの数、時間間隔Ａと時間間隔Ｂとの時間間隔、および音響振幅の大きさ等の検出値に基づいて、セラミックボール２の摩耗程度を推定して熱分解炉１の内壁の消耗度を判断することができ、また、熱分解炉１に投入されたプラスチックの粘度や量を判断することができる。
【００６１】
なお、セラミックボール２は、熱分解炉１内壁に設けられた突起部４ａ、４ｂにより捕捉されず、熱分解炉１の内壁に沿って振り子状の運動を行うので、セラミックボール２が突起部４ａ、４ｂに捕捉される場合に比べて、セラミックボール２が熱分解炉１の内壁上を滑り落ちる間の音響振幅の大きさは小さく、また、時間間隔Ａおよび時間間隔Ｂの発生周期は小さくなるのが一般的である。
【００６２】
以上説明したように、本実施の形態によれば、熱分解炉１が一回転する間に生じる時間間隔Ａと時間間隔Ｂの数、時間間隔Ａと時間間隔Ｂとの時間間隔、および音響振幅の大きさ等の検出値に基づいて、セラミックボール２の摩耗程度を推定して熱分解炉１の内壁の消耗度を判断することができ、また、熱分解炉１に投入されたプラスチックの粘度や量を判断することができる。
【００６３】
第３の実施の形態
図５および図６は本発明の第３の実施の形態を示す図である。
【００６４】
ここで図５（ａ）は、熱分解炉に投入されたセラミックスが非球状の場合の熱分解炉を示し、図６（ａ）は熱分解炉に投入されたセラミックスが球状の場合の熱分解炉を示す。また、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す熱分解炉で発生する音響の音響振幅と、時刻との関係を示すグラフであり、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す熱分解炉で発生する音響の音響振幅と、時刻との関係を示すグラフである。
【００６５】
図５（ａ）に示すように、熱分解炉１には非球状のセラミックス２ａが１個投入されている点が異なるのみで、他の構成は図１に示す第１の実施の形態と略同一である。
【００６６】
図５および図６において、図１乃至図３に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６７】
図５（ａ）に示すように、熱分解炉１が回転すると、熱分解炉１に投入された非球状のセラミックス２ａは、突起部４ａ、４ｂに捕捉されて突起部４ａ、４ｂとともに移動する。マーカー５の位置がある捕捉限界角度に達すると、突起部４ａ、４ｂに捕捉されていたセラミックス２ａは、突起部４ａ、４ｂから崩落し、熱分解炉１の内壁に沿って滑り落ちる。
【００６８】
このとき、セラミックス２ａは非球状なので、セラミックス２ａが球状の場合に比べて、捕捉限界角度θＬは小さい。従って、セラミックス２ａが非球状の場合の突起部４ａ、４ｂにおけるセラミックス２ａの捕捉時間は、セラミックス２ａが球状の場合に比べて短い。
【００６９】
熱分解炉１が回転して、投入されたプラスチックを熱分解するのに伴って、熱分解炉１の内壁は消耗する。このとき、熱分解炉１の内壁が消耗すると熱分解炉１内のセラミックス２ａも摩耗して形状が変化し、図５（ａ）に示す非球状のセラミックス２ａから図６（ａ）に示す球状のセラミックス２ｂへ徐々に変化する。
【００７０】
従って、セラミックス２ａが突起部４ａ、４ｂから崩落する際のマーカー５の捕捉限界角度θは、図５（ａ）に示すθＬから図６（ａ）に示すθＢとなり、セラミックス２ａが非球状から球状に変形するのに伴い大きくなる。また、マーカー５が原点を通過してから、セラミックス２ａが再び突起部４ａ、４ｂより崩落するまでの崩落時間間隔Δｔは、図５（ｂ）に示すｔＬから図６（ｂ）に示すｔＢとなり、セラミックス２ａが非球状から球状に変形するのに伴い長くなる。
【００７１】
従って、監視装置９は、崩落時間間隔Δｔの変化を監視することにより、非球状のセラミックス２ａが摩耗して球状のセラミックス２ｂに変形する過程におけるセラミックスの摩耗度を推定することができる。このようにして、セラミックス２ａの摩耗度を推定することにより、熱分解炉１の内壁の消耗度を判断することができる。また、崩落時間間隔Δｔから熱分解炉１に投入されたプラスチックの粘度や量を判断することができる。
【００７２】
以上説明したように、本実施の形態によれば、マーカー５が原点を通過してから、セラミックス２ａが突起部４ａ、４ｂより崩落するまでの崩落時間間隔Δｔから、非球状のセラミックス２ａの摩耗度を推定することにより、熱分解炉１の内壁の消耗度を判断することができる。また、崩落時間間隔Δｔから熱分解炉１に投入されたプラスチックの粘度や量を判断することができる。
【００７３】
第４の実施の形態
図７は本発明の第４の実施の形態を示す図である。
【００７４】
ここで図７（ａ）は熱分解炉の挙動を模式的に示した模式図であり、時間の経過ｔ１〜ｔ３における熱分解炉に投入されたセラミックボールの位置を示している。図７（ｂ）は、熱分解炉の運転当初における音響センサにより検知された音響振幅と、時刻との関係を示すグラフである。図７（ｃ）は、所定時間経過後における音響センサにより検知された音響振幅と、時刻との関係を示すグラフである。
【００７５】
図７（ａ）に示すように、熱分解炉１の内壁に設けられた２箇所の突起部４ａ、４ｂのうち、一方の突起部４ａの高さは低く設けられており、また他方の突起部４ｂの高さは高く設けられており、両者の形状は互いに相違する。他の構成は図１に示す第１の実施の形態と略同一である。
【００７６】
図７において、図１乃至図３に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００７７】
熱分解炉１が回転すると、熱分解炉１に投入されたセラミックボール２は、突起部４ａ、４ｂに捕捉されて突起部４ａ、４ｂとともに移動し、突起部４ａ、４ｂの位置がある捕捉限界角度に達すると、突起部４ａ、４ｂに捕捉されていたセラミックボール２は、突起部４ａ、４ｂから崩落し、熱分解炉１の内壁に沿って滑り落ちる。
【００７８】
このとき、熱分解炉１の運転当初は、熱分解炉１の内壁に設けられた２箇所の突起部４ａ、４ｂの高さはそれぞれ異なるので、セラミックボール２が突起部４ａ、４ｂに捕捉される捕捉時間は、それぞれの突起部４ａ、４ｂにおいて異なる。すなわち、セラミックボール２が高さの低い一方の突起部４ａに捕捉される時間は、セラミックボール２が高さの高い他方の突起部４ｂに捕捉される時間よりも短くなる。
【００７９】
図７（ｂ）において、時間間隔Δｔ３は、セラミックボール２が高さの低い一方の突起部４ａから崩落し始める時刻ｔ１から、セラミックボール２が高さの高い他方の突起部４ｂから崩落し始める時刻ｔ２までの時間間隔を示す。また、崩落時間間隔Δｔ４は、セラミックボール２が高さの高い他方の突起部４ｂから崩落し始める時刻ｔ２から、セラミックボール２が高さの低い一方の突起部４ａから崩落し始める時刻ｔ３までの時間間隔を示す。このとき、各突起部４ａ、４ｂの高さが異なる場合には、セラミックボール２が高さの低い一方の突起部４ａに捕捉される時間は、セラミックボール２が高さの高い他方の突起部４ｂに捕捉される時間よりも長くなるので、Δｔ３＞Δｔ４という関係が成り立つ。
【００８０】
熱分解炉１が回転して、投入されたプラスチックを熱分解するのに伴って、熱分解炉１の内壁が消耗すると、熱分解炉１の内壁に設けられた突起部４ａ、４ｂも摩耗して変形する。突起部４ａ、４ｂの摩耗が進行すると、それぞれの突起部４ａ、４ｂの高さは、徐々に近づく。このように各突起部４ａ、４ｂの高さが近づくにつれて、それぞれの突起部４ａ、４ｂでセラミックボール２を捕捉する捕捉時間も近づく。
【００８１】
従って、熱分解炉１の運転当初において図７（ｂ）で示される音響振幅と時刻との関係は、運転から所定時間が経過し、それぞれの突起部４ａ、４ｂの高さが近づくにつれて図７（ｃ）で示される関係となる。すなわち、それぞれの突起部４ａ、４ｂの高さが近づいた場合には、セラミックボール２が高さの低い一方の突起部４ａより崩落し始める時刻ｔ１から、セラミックボール２が高さの高い他方の突起部４ｂより崩落し始める時刻ｔ２までの崩落時間間隔Δｔ３’と、セラミックボール２が高さの高い他方の突起部４ｂより崩落し始める時刻ｔ２から、セラミックボール２が高さの低い一方の突起部４ａより崩落し始める時刻ｔ３までの崩落時間間隔Δｔ４’と、は近づく。
【００８２】
従って、監視装置９は、崩落時間間隔Δｔ３と崩落時間間隔Δｔ４を監視することにより、それぞれの突起部４ａ、４ｂの高さを推定することができ、これにより、突起部４ａ、４ｂの摩耗度を推定することができる。このようにして突起部４ａ、４ｂの摩耗度を推定し、さらにセラミックボール２の摩耗度を推定することにより、熱分解炉１の内壁の消耗度を判断することができる。また、熱分解炉１に投入されたプラスチックの粘度や量を判断することができる。
【００８３】
以上説明したように、本実施の形態によれば、崩落時間間隔Δｔ３および崩落時間間隔Δｔ４の変化を監視することにより、突起部４ａ、４ｂおよびセラミックボール２の摩耗度を推定して、熱分解炉１の内壁の消耗度を判断することができる。また、崩落時間間隔Δｔ３および崩落時間間隔Δｔ４の変化から熱分解炉１に投入されたプラスチックの粘度や量を判断することができる。
【００８４】
なお、以上の各実施の形態において、監視装置９により、音響センサ７からの音響信号５０または振動センサからの振動信号と、位置検出装置６からのマーカー位置信号５１とに基づいて、熱分解炉１で発生する音響の発生タイミングや音響強度と時間間隔との関係を算出する例を示したが、監視装置９において、各検出値および算出値をデータベースとして管理したり、傾向管理や相関関係を処理する場合も、コンピュータシステムを用いて実施することができる。この場合、当該コンピュータシステムに前記の各種算出、管理および処理を行わせるコンピュータプログラムおよび当該プログラムに記録した記録媒体についても、本願による保護対象となる。
【００８５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、プラスチック油化装置の熱分解炉内の音響または振動を検出し、これに基づいて熱分解炉の消耗度、または熱分解炉内のプラスチックの粘性を判断することができる。従って、熱分解炉の温度を降下させずに熱分解炉を稼働した状態で、視覚によらずに、熱分解炉の内部状態を監視して、熱分解炉の消耗度や熱分解炉内のプラスチックの粘性や量を判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるプラスチック油化装置の第１の実施の形態を示す概略図。
【図２】本発明の第１の実施の形態における運転当初の熱分解炉の構成図および熱分解炉における音響振幅と時刻との関係グラフ。
【図３】本発明の第１の実施の形態における運転から所定時間経過後の熱分解炉の構成図および熱分解炉における音響振幅と時刻との関係グラフ。
【図４】本発明の第２の実施の形態における熱分解炉の模式図および熱分解炉における音響振幅と時刻との関係グラフ。
【図５】本発明の第３の実施の形態における運転当初の熱分解炉の構成図および熱分解炉における音響振幅と時刻との関係グラフ。
【図６】本発明の第３の実施の形態における運転から所定時間経過後の熱分解炉の構成図および熱分解炉における音響振幅と時刻との関係グラフ。
【図７】本発明の第４の実施の形態における熱分解炉の模式図および熱分解炉における音響振幅と時刻との関係グラフ。
【符号の説明】
１  熱分解炉
２  セラミックボール
２ａ  セラミックス
２ｂ  セラミックス
３  回転保持軸
４  突起部
４ａ  一方の突起部
４ｂ  他方の突起部
５  マーカー
６  位置検出装置
７  音響センサ
８  アンプ
９  位置検出装置
５０  音響信号
５１  マーカー位置信号
【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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