(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
横置きで配された外管と、その外管にそれを貫通するようにして挿入され且つ外面に搬送スクリューが設けられた回転可能な内管と、及び該内管内部の加熱路を加熱するために設けられたバーナーとを備え、外管内面と内管外面との間に形成した処理室で、搬送中の廃棄プラスチックを減容、分解処理するようになっている廃棄プラスチックの処理装置であって、
前記バーナーは、前記廃棄プラスチックの搬送方向における前記内管内の上流側端部に設けられており、
外管は、その上流部に、原料投供給用の開口である供給口を備えると共に、その下流部に、処理済み廃棄プラスチック取出し用に開設された開閉自在な開口であり、外管の長手方向に沿って配された複数の取出し孔を備える廃棄プラスチックの処理装置。
【請求項２】
最上流側に配された取出し口を外管の下方に設けると共に、該取出し口を、その下方に設けたスクリューコンベア内蔵の取出し管と接続した請求項１記載の廃棄プラスチックの処理装置。
【請求項３】
外管の上方には、処理室内で発生した気化成分を処理室外へと導く排気口が設けられていると共に、該排気口は、バーナーに近接するようにして内管に開設された導入口に連通管を介して連通されている請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の廃棄プラスチックの処理装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の廃棄プラスチックの処理装置を用いた廃棄プラスチックの処理方法であって、複数の開口を適宜開閉することにより廃棄プラスチックを異なる処理段階で、任意の取出し口から取出すようにした廃棄プラスチックの処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄プラスチックを加熱することにより、廃棄プラスチックを減容、油化、ガス化などして処理する廃棄プラスチックの処理技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
廃棄プラスチックは、理論上再資源化を行えるものであり、廃棄物量を削減するという観点からそのための技術が希求されている。
【０００３】
廃棄プラスチックを処理しどのような形態で回収するかということについては、様々な場合が考えられる。例えば、ペレット化やインゴット化を行い固形で回収する場合や、工業用バーナーの燃料用とするために液化乃至気化を行い液体乃至気体で回収する場合が存在する。そしてこのような回収物の形態は、廃棄プラスチックの種類や、その後の用途などの事情により適宜選択される。
【０００４】
しかし、回収した廃棄プラスチックの種類や処理済廃棄プラスチックの利用に関する事情は、必ずしも一定しているとは限らない。従って、廃棄プラスチックの再生事業を実現させるには、そのときどきの状況に合わせた処理形態を適宜選択して廃棄プラスチック処理を行えるようにする必要がある。特に、廃棄プラスチック処理を実現させるために不可欠な草の根的活動を継続的に行えるようにするには、スペース、コストなどの負担をできる限り軽減するためにも、様々な処理形態を適宜選択し得るような廃棄プラスチック処理装置が好ましい。このような要求に応えるための手段として、通常の処理装置においてその処理温度を適宜変化させることも考えられるが、所望の回収物に合わせた温度設定が難しく、また温度設定が高すぎた場合には多量のカーボンが発生する場合があることから、温度のみの変化による手段は十分なものではない。従って、実用レベルで上記のような要求に応えることのできる処理装置は未だ存在しないというのが現状である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような事情からなされたのが本発明であり、一台で様々な処理を行える小型で多機能の廃棄プラスチック処理装置を提供せんとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の発明による廃棄プラスチック処理装置は、以下のようにして多機能性を獲得している。即ち、本発明による廃棄プラスチックの処理装置は、横置きで配された外管と、その外管にそれを貫通するようにして挿入され且つ外面に搬送スクリューが設けられた回転可能な内管と、及び該内管内部の加熱路を加熱するために内管内に臨ませて設けたバーナーとを備え、外管内面と内管外面との間に形成した処理室で、搬送中の廃棄プラスチックを減容、分解処理するようになっている廃棄プラスチックの処理装置であり、そしてその外管は、その上流部に、原料投供給用の開口である供給口を備えると共に、その下流部に、処理済み廃棄プラスチック取出し用に開設された開閉自在な開口であり、外管の長手方向に沿って配された複数の取出し孔を備えるものとなっている。尚、この処理装置における内管は、必ずしも単数である必要でなく、並列に近接して配置した２本の内管を用いたり、或いは断面視で正三角形の頂点上に位置するように近接して配置した３本の内管を用いたりすることも可能である。また、複数本の内管を用いる場合においては、複数本の内管を１本の外管の内部に設けることになるが、その場合の外管の内側面は、複数本まとった内管の外形に沿うような形状にしておくのが熱効率の観点からいって好ましい。
【０００７】
この廃棄プラスチックの処理装置は、廃棄プラスチックの処理後の形態は処理温度と、特には処理時間により決定できるという極めて明快な理論に基づいてなされたものである。即ち、この廃棄プラスチックの処理装置では、その内管外面と外管内面との間に形成した処理室内で、一方向に搬送しながら廃棄プラスチックを処理するものとしているが、前記外管の外側には、処理済み廃棄プラスチックの開閉可能な取出し口をその搬送方向にそって複数個設けている。従って、本発明による廃棄プラスチックの処理装置では、前記取出し口を適切に開閉することにより、固相から液相、気相へと変化していく廃棄プラスチックを、それが所望の形態となっている位置に対応する任意の取出し口から適宜取出せるようになっている。これによりこの処理装置は、所望の形態の処理物を任意に選択的にして得られるような多機能装置となっている。
【０００８】
上記廃棄プラスチック処理装置における取出し口は、それが複数個設けられていれば特にその数を問わないが、例えば、廃棄プラスチックを固体、液体及び気体の３通りの成分で取出すことを望む場合には、廃棄プラスチックの取りだし状態が、温度や処理時間などの条件から見て所望の状態となる位置に、廃棄プラスチック還流のための取りだし口を少なくとも３つ設ければ良い。また、固形処理物の取出し口となる最上流側に配された取出し口は、通常固形物の取出し口となるが、固形物の取出し易さを考慮すればそれを外管の下方に設けるのが好ましい。そして、その固形物用の取出し口を、下方に設けたスクリューコンベア内蔵の取出し管と接続すれば、熱により粗処理した廃棄プラスチックを取出し管内部のスクリューコンベアで適切な大きに成形できるようになり、ペレット、インゴットなどの所望の形態とした固形処理物を得られるようになるので便利である。
【０００９】
また、この廃棄プラスチック処理装置では、処理室内で発生した気化成分を処理室外へと導く排気口を上記外管の上方に設けると共に、前記排気口は、バーナーに近接するようにして内管に開設した導入口に連通管を介して連通するのが好ましい。このようにすれば、異臭を伴う気化成分を処理室に連通する排気口から取出し、これをアスピレーターと同様の原理で、連通管及び導入口を介して加熱路へと導けるようになるので、悪臭の原因となる気化成分を、バーナーの炎によって燃焼消臭できるようになる。従って、この処理装置は、何らの後処理手段を利用せずとも脱臭を行うことが可能となり、また大気汚染の問題とも無縁である。これは、小規模の処理装置を町中に置く必要がある場合などに特に有効である。更に、上記脱臭の過程で、気化成分に含まれる燃焼性ガスをバーナーの燃料として用いることができるので、この処理装置のランニングコストをより小さく抑えられるようになる。尚、この発明では、連通管の途中にバルブを設け、そこから冷却設備へつながる取り出し管を延設することで、気化成分の一部を燃料油ないし燃料ガスとして取り出し可能とすることも出きる。
【００１０】
【実施の形態】
図１を参照することにより、以下本発明の実施の形態を説明する。この実施形態による廃棄プラスチックの減容装置は、ほぼ水平におかれた外筒１と、その内部に、外筒１を貫通するように配された内筒２と、内筒２の一端にその先端を差し込まれるようにして設けられたソケット３とを備えている。外筒１と内筒２の間には、若干すきまが空いており、これにより薄い円筒状とされた処理室４を形成している。尚、外管は、その上流側より下流側の部分が太くなるように形成されており、上流側の外管が細い部分に対応する処理室４は溶融ゾーン４ａに、下流側の外管が太い部分に対応する処理室４は分解ゾーン４ｂになっている。
【００１１】
外管１の上流側上方には、廃棄プラスチックを処理室４へ供給するための供給口５が設けられており、この供給口５には、廃棄プラスチックを一時的に貯蓄し廃棄プラスチック処理装置へと供給する図示せぬ貯蓄槽と接続され、その内部に供給用フィーダ６を内蔵する供給管７が接続されている。また、該供給管よりもやや下流側の溶融ゾーン４ａに対応する部分の外管１上面には、処理室４で生じた気化成分を処理室外４へ導くための排気口８が設けられており、外管１の溶融ゾーン４ａ下面と、分解ゾーン４ｂ上面とには、処理済みの廃棄プラスチックを外部へ排出するための取出し口９ａ、９ｂが各々設けられている。この取出し口９ａ、９ｂのうち、最も上流側にある取出し口９ａは、固形物となるように処理した廃棄プラスチックの取り出し用とされており、その下方に設けたスクリューコンベア１０内蔵の取出し管１１と接続されている。この最上流側に位置する取出し口９ａは、外管１の長手方向に沿う長孔として形成されており、またその近傍には、廃棄プラスチック掻き取り用の刃１２を備えている。また、取出し管１１の上面には取出し口９ａの形状に対応した長孔が穿設されており、これを介して取出し口９ａと接続されている。従って取出し口９ａから落ちる廃棄プラスチックは、取出し管１１の全長で効率よく受けられるようになっている。一方、下流側にある取出し口９ｂは、それぞれ液化乃至気化させた状態での廃棄プラスチック取出しを行うものとされており、図外の冷却設備に接続された液化気化成分取出し管１３と接続されている。尚、外管の最下流部には、スクリューコンベア１４を内蔵した残渣取出し管１５が接続されている。
【００１２】
内管２の外周には搬送スクリュー１６が設けられており、また外管１から露出した部分の外周には、駆動手段１７と接続される歯車１８が設けられている。これにより、内管２は、駆動手段１７から歯車１８を介して伝達される駆動力によって、図中の矢印Ｘで示した方向に回転するようになっている。この内管２の内部は、ソケット３内部に固定のバーナー１９で加熱される加熱路２０になっている。また、ソケット３の上面には、導入口２１が設けられており、外管１に設けられた前記排気口８から連通する連通管２２を介して、処理室４内で発生した気化成分を内管２内部の加熱路２０へと導くようになっている。また、内管２の下流側端部には燃焼ガス排出口２３が設けられており、この燃焼ガス排出口２３は燃焼ガス排出管２４と接続されている。尚、ソケット３と内管２との間は摺動自在となっており、これによりソケット３は回転しないようになっている。また、外管１と内管２の接続部分、及び内管２とソケット３の接続部分は、断熱材２５２５、２５……によりシールされている。
【００１３】
次に、この実施形態における廃棄プラスチック処理装置の動作について説明する。この処理装置で廃棄プラスチック処理を行うに当たっては、その対象となる廃棄プラスチックを、供給管７、供給口５を介して処理室４内へ供給する。この廃棄プラスチック供給は、供給管７に内蔵の供給用フィーダ６により強制的に行われる。処理室４の内側面（内管２の外面）全面は、加熱路２０に設けられたバーナー１９によって加熱されているため、供給された廃棄プラスチックは、内管２に触れた瞬間から軟化し始める。また、内管２は矢印Ｘ方向に回転しているので、廃棄プラスチックは溶融ゾーン４ａを下流方向へと搬送されていき、やがて取出し口９ａ近辺に到達する。尚、処理室４における廃棄プラスチックの熱処理は、処理室４が薄く成形されていることにより、非常に効率的なものとなる。
【００１４】
上流側の取出し口９ａの近辺では、廃棄プラスチックは軟化しているものの未だ固体形状を保っているものも存在する。従って、固体の廃棄プラスチックを取出したい場合には、この取出し口９ａを開放しそこから固体の廃棄プラスチックを取出す。
【００１５】
上流側の取出し口９ａを開放すると、その近傍に設けた前記刃１２により、搬送スクリュー１６によって回転しながら押し出されてくる廃棄プラスチックが掻き取られ、下方の取出し管１１の中に落下する。そして、この廃棄プラスチックは、取出し管１１内部のスクリューコンベア１０により圧縮されながら、ペレット、インゴットなどの所望の形態に加工されていく。
【００１６】
このとき、溶融ゾーン４ａにおいては、悪臭を伴うガスが発生しうる。この処理室４内で発生したガスは、外管１に設けられた排気口８、連通管２２及び導入口２１を経て内管２内に導かれる。この気化成分は、バーナー１９の燃料となりながら燃焼消臭され、他の排気と共に燃焼ガス排出口２３、燃焼ガス排出管２４を通じて外部へ排出される。
【００１７】
一方、下流側の取出し口９ｂの付近では、廃棄プラスチックは完全に液化しており、気化成分を発生させている。この気化成分は、それを冷却することにより、燃料油乃至燃料ガスとなるものである。従って、液化乃至気化した処理済廃棄プラスチックを得たいのであれば、上記上流側の取出し口下方のスクリュー１０の運転を中止すると共に、下流側の取出し口を９ｂ開放し、そこから取出しを行うようにする。
【００１８】
この取出し口９ｂを開放すると、処理室４内の気化成分が、液化気化成分取出し管１３から取出される。尚、図に示した如く処理対象プラスチックに応じて分解ゾーン４ｂ部分の外管を太くすれば、液体となった廃棄プラスチックは、より均一に内管と接触することができるようになる。従って、分解ゾーン４ｂ内での液体となった廃棄プラスチックにおける内部での温度勾配の発生は極力抑えられるようになっているので、より均一な成分の燃料ガス、燃料油を得られるようになる。取出された気化成分は、冷却装置に導かれ、そこで燃料ガス、乃至燃料油として回収される。
【００１９】
塩化ビニル樹脂の脱塩酸処理を行う場合、生成する炭化物は、気化成分取り出し口１３から処里室外へ取り出される。廃棄プラスチックには、紙片、金属片などが混入しているので、その処理の過程でどおしても残渣が生じてしまう。この残渣は、スクリューコンベア１４を内蔵した残渣排出管１５を介して外部へ取出される。尚、塩化ビニル樹脂の脱塩酸によって生成する炭化物も、残渣などと共に残渣排出管１５から取り出される。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の廃棄プラスチックの廃棄プラスチック処理装置は、廃棄プラスチックのペレット化、油化、ガス化などの用途を問わずに用いることのできる多機能装置となる。従って、この装置は、スペースやコストの問題の大きい小規模の廃棄プラスチック処理を可能とするものであり、廃棄プラスチックリサイクルに関する草の根的活動の継続的な実施化を実現するために寄与し得るものである。特に、この廃棄プラスチック分解装置内部で生じた気化成分を内管内部へ循環させ、バーナー近傍に導くようにすれば、気化成分の燃焼脱臭が可能となり、低コスト且つ無臭での廃棄プラスチック処理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による廃棄プラスチックの減容機を簡略化して示す一部断面を含む側面図。
【符号の説明】
１  外管
２  内管
３  ソケット
４  処理室
５  供給口
７  供給管
８  排出口
９  取出し口
１０  スクリューコンベア
１１  取出し管
１２  刃
１５  残渣取出し管
１６  搬送スクリュー
１７  駆動手段
１９  バーナー
２１  導入口
２２  連通管
【図１】
0004024406.tif 000002