(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃プラスチック処理装置からの生成油が供給される生成油供給ラインと、
Ａ重油が供給されるＡ重油供給ラインと、
生成油供給ラインからの生成油と、Ａ重油供給ラインからのＡ重油が混合して混合油が生成される混合タンクと、
混合タンクからの混合油が混合油ラインを経て供給される燃焼装置とを備え、
Ａ重油供給ラインに混合油供給ラインに合流するバイパスラインを設け、
混合油供給ラインのバイパスラインとの合流点より上流側に混合油切換弁を設けるとともに、バイパスラインにＡ重油切換弁を設け、
燃焼装置に排ガスラインを設けるともに、この排ガスラインに排ガスセンサを設け、
排ガスセンサからの信号に基づいて、制御装置により混合油切換弁およびＡ重油切換弁のうち少なくとも一方を制御することを特徴とする廃プラスチック生成油供給システム。
【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生成油をエンジンへ供給する廃プラスチック生成油供給システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、廃プラスチック処理装置により廃プラスチックを処理して廃プラスチック生成油を生成するシステムが開発されている。
【０００３】
廃プラスチック処理装置は最近のプロセス技術であり、廃プラスチック処理装置から生成されるＣ重油相当の生成油がディーゼルエンジンの燃料になることは知られているが、実例がないため具体的な制御方法については未だ開発されていないのが実状である。そのため、従来より適用している燃料ラインをそのまま生成油に適用する方式が一般的に行われている。
【０００４】
また、生成油の分析は行われているが、ディーゼルエンジン燃焼試験による結果を基にした制御方式は開発されていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
廃プラスチック処理装置からの生成油をそのままディーゼルエンジンで燃焼した場合は、エンジン燃料である生成油の動粘度を一定の値に維持し生成油の動粘度を一定に保つ必要がある。一般的に動粘度は、Ａ重油等の市販品燃料では常温で流動状態であるため特に対策の必要はないが、廃プラスチック処理装置の生成油はＣ重油相当のものであり、常温では流動性はなく５０℃以上で使用する必要がある。このため、廃プラスチック処理装置の生成油をそのままディーゼルエンジンで燃焼する場合は、流動性がないためディーゼルエンジンへ安定して供給することがむずかしい。
【０００６】
また、生成油には一般的にワックス分が多く含まれ、これによりエンジン燃料フィルターの目づまりが発生し、フィルタを頻繁に交換したり、そのまま放置すると燃料がフィルタに詰まってエンジンが停止することがある。
【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、流動性を確保すると同時に、Ａ重油と生成油とを適切に混合してエンジン燃料フィルタの目詰まりを防止し、エンジンを適切に運転することができる廃プラスチック生成油供給システム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、廃プラスチック処理装置からの生成油が供給される生成油供給ラインと、Ａ重油が供給されるＡ重油供給ラインと、生成油供給ラインからの生成油と、Ａ重油供給ラインからのＡ重油が混合して混合油が生成される混合タンクと、混合タンクからの混合油が混合油ラインを経て供給される燃焼装置と、生成油供給ラインおよびＡ重油供給ラインに各々設けられた生成油制御弁およびＡ重油制御弁と、を備え、混合油ラインに混合油粘度センサとを設け、混合油粘度センサからの信号に基づいて、制御装置により生成油制御弁およびＡ重油制御弁のうち少なくとも一方を制御することを特徴とする廃プラスチック生成油供給システムである。
【０００９】
本発明は、廃プラスチック処理装置からの生成油が供給される生成油供給ラインと、Ａ重油が供給されるＡ重油供給ラインと、生成油供給ラインからの生成油と、Ａ重油供給ラインからのＡ重油が混合して混合油が生成される混合タンクと、混合タンクからの混合油が混合油ラインを経て供給される燃焼装置とを備え、混合油ラインに混合油粘度センサと、混合油ヒータとを設け、混合油粘度センサからの信号に基づいて、制御装置により混合油ヒータを制御することを特徴とする廃プラスチック生成油供給システムである。
【００１０】
本発明は、廃プラスチック処理装置からの生成油が供給される生成油供給ラインと、Ａ重油が供給されるＡ重油供給ラインと、生成油供給ラインからの生成油と、Ａ重油供給ラインからのＡ重油が混合して混合油が生成される混合タンクと、混合タンクからの混合油が混合油ラインを経て供給される燃焼装置と、生成油供給ラインおよびＡ重油供給ラインに各々設けられた生成油制御弁およびＡ重油制御弁と、を備え、混合油ラインに差圧センサを有する燃料フィルタを設け、差圧センサからの信号に基づいて、制御装置により生成油制御弁およびＡ重油制御弁のうち少なくとも一方を制御することを特徴とする廃プラスチック生成油供給システムである。
【００１１】
本発明は、廃プラスチック処理装置からの生成油が供給される生成油供給ラインと、Ａ重油が供給されるＡ重油供給ラインと、生成油供給ラインからの生成油と、Ａ重油供給ラインからのＡ重油が混合して混合油が生成される混合タンクと、混合タンクからの混合油が混合油ラインを経て供給される燃焼装置とを備え、Ａ重油供給ラインに混合油供給ラインに合流するバイパスラインを設け、混合油供給ラインのバイパスラインとの合流点より上流側に混合油切換弁を設けるとともに、バイパスラインにＡ重油切換弁を設け、混合油ラインに差圧センサを有する燃料フィルタを設け、差圧センサからの信号に基づいて、制御装置により混合油切換弁およびＡ重油切換弁のうち少なくとも一方を制御することを特徴とする廃プラスチック生成油供給システムである。
【００１２】
本発明は、廃プラスチック処理装置からの生成油が供給される生成油供給ラインと、Ａ重油が供給されるＡ重油供給ラインと、生成油供給ラインからの生成油と、Ａ重油供給ラインからのＡ重油が混合して混合油が生成される混合タンクと、混合タンクからの混合油が混合油ラインを経て供給される燃焼装置とを備え、Ａ重油供給ラインに混合油供給ラインに合流するバイパスラインを設け、混合油供給ラインのバイパスラインとの合流点より上流側に混合油切換弁を設けるとともに、バイパスラインにＡ重油切換弁を設け、燃焼装置に排ガスラインを設けるともに、この排ガスラインに排ガスセンサを設け、排ガスセンサからの信号に基づいて、制御装置により混合油切換弁およびＡ重油切換弁のうち少なくとも一方を制御することを特徴とする廃プラスチック生成油供給システムである。
【００１３】
本発明は、廃プラスチック処理装置からの生成油が供給される生成油供給ラインと、Ａ重油が供給されるＡ重油供給ラインと、生成油供給ラインからの生成油と、Ａ重油供給ラインからのＡ重油が混合して混合油が生成される混合タンクと、混合タンクからの混合油が混合油ラインを経て供給される燃焼装置とを備え、生成油供給ラインに生成油フィルタおよび生成油粘度センサを設け、生成油粘度センサからの信号に基づいて、制御装置により生成油フィルタを制御することを特徴とする廃プラスチック生成油供給システムである。
【００１４】
【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による廃プラスチック生成油供給システムの実施の形態について説明する。
【００１５】
図１および図２は廃プラスチック生成油供給システムの第１の実施の形態を示す図である。
【００１６】
図１および図２に示すように、廃プラスチック生成油供給システムは廃プラスチック処理装置３０からの生成油が供給される生成油供給ライン２と、Ａ重油が供給されるＡ重油供給ライン３と、生成油供給ライン２からの生成油と、Ａ重油供給ライン３からのＡ重油が混合して混合油が生成される混合タンク１と、混合タンク１からの混合油が混合ライン３１を経て供給されるディーゼルエンジン（燃焼装置）１３とを備えている。
【００１７】
このうち生成油供給ライン２には、生成油フィルタ２０、生成油制御弁４、生成油流量センサ６および生成油粘度センサ１９が順次取付けられている。またＡ重油供給ライン３にはＡ重油制御弁５およびＡ重油流量センサ７が順次取付けられている。
【００１８】
また混合油ライン３１には、混合油ヒータ８、混合油温度センサ９、混合油粘度センサ１０、燃料フィルタ１１および混合油切換弁１５が順次設けられ、燃料フィルタ１１には差圧センサ１２が取付けられている。
【００１９】
さらに、Ａ重油供給ライン３には、Ａ重油制御弁５およびＡ重油流量センサ７が設けられている。またＡ重油供給ライン３に混合油供給ライン３１に合流するバイパスライン１７が設けられ、このバイパスライン１７には、Ａ重油切換弁１６が取付けられている。なお、混合油切換弁１５は混合油供給ライン３１のうち、バイパスライン１７との合流点より上流側に位置している。
【００２０】
さらにディーゼルエンジン１３には排ガスライン３２が設けられ、この排ガスイラン３２には排ガスセンサ１４が取付けられている。
【００２１】
また生成油流量センサ６、Ａ重油流量センサ７、生成油粘度センサ１９、混合油温度センサ９、混合油粘度センサ１０、および差圧センサ１２からの信号が制御装置１８に送られるようになっている。さらに制御装置１８によって生成油フィルタ２０、生成油制御弁４、Ａ重油制御弁５、混合油ヒータ８、およびディーゼルエンジン１３が制御されるようになっている。
【００２２】
図１において、燃料フィルタ１１は燃料の不純物を補足するものであり、その目詰まりによって発生する差圧は差圧センサ１２により検出される。また排ガスセンサ１４は、ディーゼルエンジン１３の排気ガスのＮＯｘ、ＳＯｘ、ＣＯ、スモークなどを検出するセンサである。また差圧センサ１２が閉塞信号を発した場合、または排ガスセンサ１４が排ガス濃度異常信号を発した場合に、混合油切換弁１５は閉動作し、Ａ重油切換弁１６は開動作する。さらに生成油粘度センサ１９は、生成油フィルタ２０で清浄された生成油の粘度を測定する粘度センサである。さらに制御装置１８は各センサからの信号を入力し、ＰＩＤ演算などの制御演算を行って各制御対象に操作信号を出力する。
【００２３】
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。まず廃プラスチック処理装置３０により生成された生成油は、生成油供給ライン２により供給されるが、生成油は粘度が高く流動性が悪いため、Ａ重油供給ラインより供給されるＡ重油と混合タンク１で混合され、その流動性が改善される。
【００２４】
混合油タンク１内の混合油は、混合油ライン３１を経てディーゼルエンジン１３へ送られる。またディーゼルエンジン１３からの排ガスは排ガスライン３２から外方へ排出される。
【００２５】
この間、混合油粘度センサ１０の信号が制御装置１８へ送られ、制御装置１８の粘度制御機能２１ではあらかじめ設定された粘度設定値と混合粘度センサ１０の信号が比較され、混合油粘度センサ１０からの信号が設定粘度より高くなった場合には、制御装置１８はＡ重油制御弁５を開動作させ、Ａ重油の量を増加させて混合タンク１内の粘度を下げる（図２）。一方、混合油粘度センサ１０からの信号が設定粘度より低くなった場合には、制御装置１８はＡ重油制御弁５を閉動作させ、Ａ重油の量を低下させて混合タンク１内の粘度を上げる。
【００２６】
なお、生成油制御弁４は、予め設定された生成油の流量となるよう制御装置１８により制御されるが、生成油制御弁４をＡ重油制御弁５の代わりに混合油粘度センサ１０からの信号により制御してもよい。この様に生成油とＡ重油の混合量（混合比率）を変えることにより、混合油はディーゼルエンジン燃料として適切な粘度に制御される。なお、制御弁４，５は、電動機構またはサーボ機構または油圧機構などいずれで動作させてもよい。
【００２７】
以上のような本実施の形態において、エンジンの燃焼試験により生成油とＡ重油の混合燃料をエンジン燃料に使用する場合は、混合油の粘度を規定範囲にすれば良い事を確認している。この結果を基に、混合油タンク１内で混合される生成油とＡ重油の量を調節する事により適切な粘度を得ることができ、最も簡単で経済的な運転を行なうことができる。
【００２８】
第２の実施の形態
次に本発明の第２の実施の形態について図３および図４により説明する。
【００２９】
第２の実施の形態は、制御装置１８の構成が異なるのみであり、他は第１の実施の形態と略同一である。
【００３０】
図３および図４に示すように、第２の実施の形態は、混合油粘度センサ１０からの信号に基づいて、制御装置１８により、目標温度となる様に混合油ヒータ８を制御するものである。
【００３１】
図３および図４に示すように、混合タンク１より流出する混合油は混合油ヒータ８により加温され、燃料フィルタ１１を経てディーゼルエンジン１３に供給されて燃焼される。燃料となる混合油の粘度は、ディーゼルエンジン１３で使用する範囲が決まっており、混合油をその粘度に維持する必要がある。
【００３２】
まず、混合油粘度センサ１０の信号が制御装置１８内の「粘度−温度」特性機能２３に入力する。この「粘度−温度」特性を図３により説明する。図３は「粘度−温度」特性曲線を示し、横軸に粘度、縦軸に温度をとり混合油粘度センサ１０からの信号を横軸の粘度にプロットし、その時の温度を求めると目標温度が決定される。
【００３３】
この特性曲線は混合油の分析によって定められ、生成油の生成過程により成分や粘度が変動するため、それに適切に対応可能な温度となる様に特性曲線を設定する。
【００３４】
「粘度−温度」特性機能２３において、「粘度−温度」特性により決定された目標温度は、粘度制御機能２２に入力され、粘度制御機能２２は目標温度になる様に混合油ヒータ８を制御する。
【００３５】
なお、図３に示すＡ、Ｃは設定の下限を示し、Ｂ、Ｄは上限を示し、Ｅは混合油粘度センサ１０の信号に基づいて目標温度を求めた結果を示す。
【００３６】
他方、差圧センサ１２からの信号を制御装置１８内の粘度制御機能２２に入力し、差圧変化量に相当する温度を目標温度の補正値として制御する。これは、燃料フィルタ１１が目詰まりを起こすのを防ぐ目的に行われ、差圧センサ１２からの値が上昇した場合は、燃料フィルタ１１の目詰まりが発生したと判断し、目標温度を上げて混合油ヒータ８を作動させ、燃料の流動性を高める事によって燃料フィルタ１１の通過を促進させる。次に、差圧センサ１２からの値が規定値以下に下がった場合は、燃料フィルタ１１の目詰まりが解除されたと判断され、「粘度−温度」特性機能２３の「粘度−温度」特性曲線により決定される目標温度になる様に混合油ヒータ８の制御が行われる。
【００３７】
本実施の形態によれば、混合油を温度制御することにより流動性を改善することができ、生成油の混合比率を高くする事ができるとともにディーゼルエンジンで燃焼する生成油を多くする事が可能となる。また、燃料フィルタ１１による閉塞によりエンジン停止することがなくなる。また、「粘度−温度」特性機能２３による温度制御により、粘度変化に対応した温度設定が可能になり、温度の変動を抑制する事が可能となる。
【００３８】
第３の実施の形態
次に図５により本発明の第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態は制御装置１８の構成が異なるのみであり、他は第１の実施の形態と同一である。図５において、差圧センサ１２からの信号が制御装置１８内の差圧制御機能２４に入力される。この差圧制御機能２４内では、差圧センサ１２の信号があらかじめ設定された規定値を超えた場合は、燃料フィルタ１１の目詰まりが進行していると判断される。このとき差圧制御機能２４はＡ重油制御弁５を開動作させ、このことにより混合タンク１にＡ重油量が増加し、流動性が良くなった混合油が燃料フィルタ１１へ供給され、燃料フィルタ１１の目詰まりは徐々に解除に向かう。
【００３９】
次に、差圧センサ１２の信号が規定値以下になった場合は、燃料フィルタ１１の目詰まりが解除されたと判断され、初期設定の混合比率制御に戻す。すなわち、例えば５０％混合比率制御で設定された制御であれば、生成油流量センサ６からの信号と、Ａ重油流量センサ７からの信号が等しくなるよう各制御弁４，５を差圧制御機能２４で制御する。
【００４０】
本実施の形態によれば、混合タンク１に入るＡ重油の量を増加することにより、混合油の粘度を下げ、燃料フィルタ１１が閉塞するのを防ぐ効果がある。
【００４１】
第４の実施の形態
次に図６により、本発明の第４の実施の形態について説明する。第４の実施の形態は制御装置１８の構成が異なるのみであり、他は第１の実施の形態と同一である。
【００４２】
図６に示すように、差圧センサ１２が燃料フィルタ１１の閉塞を示す信号を発した場合、その信号は制御装置１８内の差圧・排ガス制御機能２５に入力される。このとき燃料フィルタ１１が閉塞と判断され、差圧・排ガス制御機能２５により混合油切換弁１５に閉動作信号が出力され、同時にＡ重油切換弁１６に開動作信号が出力される。これにより、混合油で運転中に燃料フィルタ１５の閉塞が発生した場合には、自動的にＡ重油に切替わり、ディーゼルエンジン１３が停止することなく運転が継続される。なお制御装置１８の差圧・排ガス制御機能２５により、混合油切換弁１５またはＡ重油切換弁１６の少なくとも一方を制御してもよい。
【００４３】
また、図６において、排ガスセンサ１４が排ガス異常信号を発した場合に、その信号は制御装置１８内の差圧・排ガス制御機能２５に入力される。このときエンジン排気ガス異常と判断され、差圧・排ガス制御機能２５より混合油切換弁１５に閉動作信号が出力され、同時にＡ重油切換弁１６に開動作信号が出力される。これにより、混合油により運転中に、ディーゼルエンジン１３の排ガスが異常状態になった場合には、自動的にＡ重油に切替わってディーゼルエンジン１８からの排気ガスは通常状態に戻り、ディーゼルエンジン１３は停止することなく運転が継続される。
【００４４】
ここで、排ガスは例えばＮＯｘ、ＳＯｘ、スモーク、ＣＯなどの濃度である。
【００４５】
燃料フィルタ１１が閉塞した場合に、ディーゼルエンジン１３の運転を停止することなくバイパスライン１７より供給されるＡ重油に切換えて運転を継続することが可能である。
【００４６】
またディーゼルエンジンの排ガスが濃度異常を起こした場合に、エンジンを停止することなくバイパスライン１７より供給されるＡ重油に切換えて運転を継続することが可能である。
【００４７】
第５の実施の形態
次に図７により、本発明の第５の実施の形態について説明する。第５の実施の形態は制御装置１８の作用が異なるのみであり、他は第１の実施の形態と同一である。
【００４８】
生成油粘度センサ１９の信号が制御装置１８内のワックス除去機能２６に入力され、生成油粘度が規定値以上になった場合に、制御装置１８内のワックス除去機能２６により生成油フィルタ２０に清浄指令が発せられて、生成油フィルタ２０の洗浄が行われる。また、生成油粘度が規定値以下になった場合は、生成油フィルタ２０の清浄指令を解除する。これは、生成油に含入されているワックス成分が、混合油の混合比率を決定する上で重要なファクターとして影響するため、混合タンク１に混合する前にワックス成分を除去する事を目的としている。
【００４９】
生成油はワックス成分を多く含んだ燃料であるため、これをそのまま混合タンク１に入れないでワックス除去フィルタ２０により除去する。このため混合タンク１以降での混合量の制御が容易になる。
【００５０】
なお、上記各実施の形態において、上記制御装置１８は、上記各実施の形態における作用形態をすべて含むように構成してもよい。
【００５１】
各実施の形態を組合せることにより、ディーゼルエンジン１３に供給する混合燃料の動粘度を適切な状態に維持し、流動性を確保することができる。また、Ａ重油と生成油の混合比率を適切に定めてエンジン燃料フィルタ１１の目詰まりを防止し、さらに、混合燃料が燃料フィルタ１１の閉塞やエンジンの排ガス異常などによってエンジンが停止するのを回避する事が可能となる。
【００５２】
なお、上記実施の形態において、ディーゼルエンジンへ燃料を供給する場合について説明したが、ディーゼルエンジンだけでなく、ボイラーの燃料に使用する場合なども本方式が適用可能である。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ディーゼルエンジン等の燃焼装置に供給する生成油とＡ重油の混合燃料の粘度を適切な状態に維持し、流動性を確保することが可能となる。 またＡ重油と生成油の混合比率を適切に行うことが可能となり、生成油の燃焼量を最大にすることができる。さらに燃料フィルタの目詰まりを防止することが可能となり、目詰まりが発生した場合にはＡ重油による運転が行われるためエンジンが停止することがない。また、燃焼装置からの排気ガス濃度が異常状態になった場合にも、Ａ重油による運転に自動的に切換えることが可能となり、エンジンの停止を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による廃プラスチック生成油供給システムの第１の実施の形態を示す系統図。
【図２】廃プラスチック生成油供給システムの制御装置の作用を示す図。
【図３】「粘度−温度」特性機能の「粘度−温度」特性を示す図。
【図４】本発明による廃プラスチック生成油供給システムの第２の実施の形態を示す作用図。
【図５】本発明による廃プラスチック生成油供給システムの第３の実施の形態を示す作用図。
【図６】本発明による廃プラスチック生成油供給システムの第４の実施の形態を示す作用図。
【図７】本発明による廃プラスチック生成油供給システムの第５の実施の形態を示す作用図。
【符号の説明】
１  混合タンク
２  生成油供給ライン
３  Ａ重油供給ライン
４  生成油制御弁
５  Ａ重油制御弁
６  生成油流量センサ
７  Ａ重油流量センサ
８  混合油ヒータ
９  混合油温度センサ
１０  混合油粘度センサ
１１  燃料フィルタ
１２  差圧センサ
１３  ディーゼルエンジン
１４  排ガスセンサ
１５  混合油切換弁
１６  Ａ重油切換弁
１７  バイパスライン
１８  制御装置
１９  生成油粘度センサ
２０  生成油フィルタ
２１  粘度制御機能
２２  粘度制御機能
２３  「粘度−温度」特性機能
２４  差圧制御機能
２５  差圧・排ガス制御機能
２６  ワックス除去機能
【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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