(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃プラスチックを圧縮減容して成形されるパック廃プラスチックを垂直方向に複数個収納する収納容器と、一端が前記収納容器の下部に連結され、他端が熱分解炉に接続された伸縮動作可能なシリンダーパイプと、このシリンダーパイプ内を往復移動して前記パック廃プラスチックを前記熱分解炉内に押し出すシリンダーラムと、前記収納容器、前記シリンダーパイプおよび前記シリンダーラムを一体として往復動させる往復駆動機構を備えることを特徴とする廃プラスチック投入装置。
【請求項２】
請求項１記載の廃プラスチック投入装置において、シリンダーパイプの熱分解炉への投入口側にシリンダーポートバルブを設け、このシリンダーポートバルブを、前記熱分解炉の温度と同等の温度に加熱保持することを特徴とする廃プラスチック投入装置。
【請求項３】
請求項１記載の廃プラスチック投入装置において、往復駆動機構は、シリンダーパイプの下部に平行して配置されるレールおよびこのレール上に設置され、前記シリンダーパイプに連結された一体架台からなる移動装置と、この移動装置を往復移動させる往復動シリンダとからなることを特徴とする廃プラスチック投入装置。
【請求項４】
請求項１記載の廃プラスチック投入装置において、収納容器内およびシリンダーパイプ内を真空排気する真空ポンプを一体架台上に設けたことを特徴とする廃プラスチック投入装置。
【請求項５】
請求項３記載の廃プラスチック投入装置において、シリンダーポートバルブとシリンダーパイプとの間に、前記シリンダーパイプを摺動し、オイルシールまたはＯリングを有するシール部材を設けたことを特徴とする廃プラスチック投入装置。
【請求項６】
請求項５記載の廃プラスチック投入装置において、シール部材と収縮容器との間にシリンダーパイプの外周を囲む伸縮ベローズ継手を設け、前記伸縮ベローズ継手の両端部に冷却ガスバルブを設けたことを特徴とする廃プラスチック投入装置。
【請求項７】
請求項１記載の装置を使用して廃プラスチックを熱分解炉内に投入する方法であって、前記廃プラスチックを圧縮減容して成形されるパック廃プラスチックを収納容器に垂直方向に複数個収納し、一端が前記収納容器の下部に連結され、他端が熱分解炉に接続されたシリンダーパイプを伸縮動作させて、前記シリンダーパイプ内でシリンダーラムを往復移動させることにより前記パック廃プラスチックを前記熱分解炉内に押し出し、前記収納容器、前記シリンダーパイプおよび前記シリンダーラムを一体として往復動させることを特徴とする廃プラスチック投入方法。
【請求項８】
請求項７記載の廃プラスチック投入方法において、廃プラスチックを熱分解炉に供給する際、前記廃プラスチッックを圧縮および減容してパック廃プラスチックとし、このパック廃プラスチックを収納容器に収納した後、前記収納容器内とこの収納容器に接続されたシリンダーパイプ内とを真空排気または不活性ガスを注入することで、空気または酸素の濃度を低減した後、前記パック廃プラスチックを前記熱分解炉内に投入することを特徴とする廃プラスチックの投入方法。
【請求項９】
請求項７記載の廃プラスチックの投入方法において、開口部を有し、プラスチックスからなる袋の中に廃プラスチックを投入した後、圧縮減容して前記開口部を閉じることにより成形されるパック廃プラスチックを用いることを特徴とする廃プラスチックの投入方法。
【請求項１０】
請求項７記載の廃プラスチックの投入方法において、圧縮減容した廃プラスチックの外周を加熱硬化させることにより成形されるパック廃プラスチックを用いることを特徴とする廃プラスチックの投入方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃プラスチックの脱塩素装置および油化装置などからなる廃プラスチックを熱分解して処理する装置の前段に設置される廃プラスチック投入装置および廃プラスチックの投入方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
廃プラスチックを熱分解処理する熱分解炉に供給する廃プラスチック投入装置については、種々開発がなされている。
【０００３】
その一例として、特開平８−１２７７８１号公報掲載の廃プラスチックの熱分解油化における原料供給装置が挙げられる。
【０００４】
図５は、廃プラスチックの熱分解油化における原料供給装置を示す図である。
【０００５】
図５に示すように、原料供給装置１では、ホッパー２の下端部にプッシャーシリンダ３が接続されており、このプッシャーシリンダ３内にはプッシャーラム４が配置されている。このプッシャーシリンダ３の排出側には、廃プラスチックを熱分解処理する熱分解釜５が設けられ、この熱分解釜５への投入口に、廃プラスチックを切断するゲートバルブ６が配置されている。
【０００６】
このような原料供給装置１では、ホッパー２内に供給された廃プラスチックａがプッシャーシリンダ３内に供給された後プッシャーラム４で圧縮され、ゲートバルブ６を引抜き、プッシャーラム４を押し出すと熱分解釜５内に投入される。廃プラスチックａを投入後、プッシャーラム４を引き抜き、ゲートバルブ６を閉じる。
【０００７】
これらの工程を順次繰り返すことで、廃プラスチックａが投入される。なお、ゲートバルブ５の先端には刃部６が形成されており、この刃部６により、付着した廃プラスチックａをせん断する構造となっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような原料供給装置１では、廃プラスチックａが溶融してプッシャーシリンダ３、プッシャーラム４およびゲートバルブ６などに付着してしまうという問題を有していた。
【０００９】
具体的には、熱分解釜５は、約３００℃以上の高温により加温されているため、ゲートバルブ６部も廃プラスチックａが溶融する温度程度になる。このため廃プラスチックａが溶融して付着が生じ、ゲートバルブ６の温度の低い部分で固化し、また、運転休止時は完全に固化して動作不能になるという問題点を有していた。このような現象は、ゲートバルブ６だけでなく、プッシャーシリンダ３およびプッシャーラム４の部位についても同様に起こり得るため、問題となっていた。
【００１０】
また、ゲートバルブ６部付近に熱分解釜５の熱処理により発生した分解ガスが付着固化してしまい、投入口を塞いでしまうという問題を有していた。ポリ塩化ビニール（以下、ＰＶＣ）、またはポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴ）などの低温で固化する分解ガスが発生すると、ゲートバルブ６付近の投入口をふさいでしまい、投入できなくなるという欠点を有していた。
【００１１】
さらに、ホッパー２内の廃プラスチックａは比容積が大であり、プッシャーラム４の押出し量に比較して廃プラスチックａの投入量が小さく、必要投入量を得るためにはプッシャーラム４の大形化および投入回数の増大、即ち投入時間がかかるなどの問題を有していた。
【００１２】
本発明は、これらの問題を解決するためになされたものであり、廃プラスチックの溶融付着をなくし、また分解ガスの固化付着を防ぎ、固化による運転不能を無くして、装置の小形化および投入時間の短縮化を図れる廃プラスチック投入装置および廃プラスチックの投入方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の廃プラスチック投入装置は、廃プラスチックを圧縮減容して成形されるパック廃プラスチックを垂直方向に複数個収納する収納容器と、一端が前記収納容器の下部に連結され、他端が熱分解炉に接続された伸縮動作可能なシリンダーパイプと、このシリンダーパイプ内を往復移動して前記パック廃プラスチックを前記熱分解炉内に押し出すシリンダーラムと、前記収納容器、前記シリンダーパイプおよび前記シリンダーラムを一体として往復動させる往復駆動機構を備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、伸縮動作可能なシリンダーパイプを用いているため、廃プラスチック投入時以外はシリンダーパイプを伸ばした状態にしてある。そして、廃プラスチック投入時には、このシリンダーパイプを縮める。このようにシリンダーパイプを伸縮動作可能な構造とすることで、廃プラスチック投入時以外、廃プラスチックはその溶融温度以下に保たれ、また大部分が大気中にあるため、廃プラスチック投入時でも廃プラスチックが溶融することがない。このため、シリンダーポートおよびシリンダーポートバルブ等に溶融廃プラスチックが付着固化することなく、従来のような固化による廃プラスチックの投入不能を防止できる。
【００１５】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の廃プラスチック投入装置において、シリンダーパイプの熱分解炉への投入口側にシリンダーポートバルブを設け、このシリンダーポートバルブを、前記熱分解炉の温度と同等の温度に加熱保持することを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、シリンダーポートバルブの温度を熱分解炉と同等の温度に加熱保持することで、廃プラスチックに混入されるＰＶＣやＰＥＴなどの加熱により発生する分解ガスがシリンダーポートバルブなどに付着固化することなく、シリンダーポートバルブの操作不能の問題を解決することができる。
【００１７】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の廃プラスチック投入装置において、往復駆動機構は、シリンダーパイプの下部に平行して配置されるレールおよびこのレール上に設置され、前記シリンダーパイプに連結された一体架台からなる移動装置と、この移動装置を往復移動させる往復動シリンダとからなることを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、往復駆動機構を設置することで、パック廃プラスチック投入時には、往復動シリンダによりシリンダーパイプを熱分解炉の投入バルブ内に挿入し、この状態でシリンダーラムを往復動することにより、パック廃プラスチックを熱分解炉内に投入することができる。
【００１９】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の廃プラスチック投入装置において、収納容器内およびシリンダーパイプ内を真空排気する真空ポンプを一体架台上に設けたことを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、収納容器内およびシリンダーパイプ内を真空排気して空気または酸素の濃度を低くすることで、発生する分解ガスと酸素との化学反応による発火を防止できる。
【００２１】
請求項５記載の発明は、請求項３記載の廃プラスチック投入装置において、シリンダーポートバルブとシリンダーパイプとの間に、前記シリンダーパイプを摺動し、オイルシールまたはＯリングを有するシール部材を設けたことを特徴とする。
【００２２】
本発明によれば、シール部材を設けたことで、シリンダーパイプの往復動時のシール性が良好に保たれ、分解ガスの外部洩れによる不都合を防止できる。
【００２３】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の廃プラスチック投入装置において、シール部材と収縮容器との間にシリンダーパイプの外周を囲む伸縮ベローズ継手を設け、前記伸縮ベローズ継手の両端部に冷却ガスバルブを設けたことを特徴とする。
【００２４】
本発明によれば、伸縮ベローズを設けることで、分解ガスの洩れを極限に少なくすることができるだけでなく、伸縮ベローズ継手とシリンダパイプとの空間に、例えば、窒素ガス等の不活性ガスを供給することで、シリンダパイプを冷却することができる。
【００２５】
請求項７記載の廃プラスチックの投入方法は、請求項１記載の装置を使用して廃プラスチックを熱分解炉内に投入する方法であって、前記廃プラスチックを圧縮減容して成形されるパック廃プラスチックを収納容器に垂直方向に複数個収納し、一端が前記収納容器の下部に連結され、他端が熱分解炉に接続されたシリンダーパイプを伸縮動作させて、前記シリンダーパイプ内でシリンダーラムを往復移動させることにより前記パック廃プラスチックを前記熱分解炉内に押し出し、前記収納容器、前記シリンダーパイプおよび前記シリンダーラムを一体として往復動させることを特徴とする。
請求項８記載の廃プラスチックの投入方法は、廃プラスチックを熱分解炉に供給する際、前記廃プラスチッックを圧縮および減容してパック廃プラスチックとし、このパック廃プラスチックを収納容器に収納した後、前記収納容器内とこの収納容器に接続されたシリンダーパイプ内とを真空排気または不活性ガスを注入することで、空気または酸素の濃度を低減した後、前記パック廃プラスチックを前記熱分解炉内に投入することを特徴とする。
【００２６】
本発明によれば、廃プラスチックを圧縮減容したパック廃プラスチックとしたために、投入時間の短縮および廃プラスチック投入装置を小形化することができる。
【００２７】
請求項９記載の発明は、請求項８記載の廃プラスチックの投入方法において、開口部を有し、プラスチックスからなる袋の中に廃プラスチックを投入した後、圧縮減容して前記開口部を閉じることにより成形されるパック廃プラスチックを用いることを特徴とする。
【００２８】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の廃プラスチックの投入方法において、圧縮減容した廃プラスチックの外周を加熱硬化させることにより成形されるパック廃プラスチックを用いることを特徴とする。
【００２９】
請求項９または１０記載の発明によれば、安値で取扱い容易なパック廃プラスチックを提供することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図１〜図４を用いて説明する。
【００３１】
第１実施形態（図１〜図３）
本実施形態においては、廃プラスチック投入装置の一例、およびこの廃プラスチック投入装置に適用されるパック廃プラスチックを示す。
【００３２】
図１は、廃プラスチック投入装置の断面を示す図である。
【００３３】
図１に示すように、廃プラスチック投入装置１０には、収納容器１１が設けられ、図示しない廃プラスチックを圧縮減容して投入に適した形状に作製されたパック廃プラスチックｂを垂直方向に収納容器１１内に複数個収納する。この収納容器１１の下部にはシリンダーパイプ１２が連結されており、また、このシリンダーパイプ１２内には、パック廃プラスチックｂを押し出すシリンダーラム１３が設置される。シリンダーパイプ１２は、上記のように、一方が収納容器１１に連結されており、他端は熱分解炉１４に接続される。この熱分解炉１４により、パック廃プラスチックｂを約３００℃以上に加熱保持することで脱塩素または油化を行う。この熱分解炉１４と収納容器１１との間には、熱分解炉１４近傍のシリンダーパイプ１２に、シリンダーポートバルブ１５が設置される。このシリンダーポートバルブ１５の両側には、シリンダーパイプ１２を摺動し、オイルシールまたはＯリングなどを有するシール部材１６が設置される。
【００３４】
収納容器１１、シリンダーパイプ１２およびシリンダーラム１３には、これらを一体化し、所定の位置間を往復動作させる往復駆動機構１７が設けられる。
【００３５】
往復駆動機構１７には、シリンダーパイプ１２の下部に平行して配置されたレール１８と、このレール１８上に設置され、シリンダーパイプ１２に連結された一体架台１９とからなる移動装置２０が設けられる。そして、この移動装置２０を往復動させる往復動シリンダ２１が一体架台１９の側部に配置される。
【００３６】
また、一体架台１９には、収納容器１１およびシリンダーパイプ１２を真空排気する真空排気装置２２が設置される。
【００３７】
図１に示す廃プラスチック投入装置１０では、収納容器１１の上部蓋２３を開けてパック廃プラスチックｂを垂直方向に複数個収納後、上部蓋２３を閉じて真空排気装置２２で真空排気する。このとき、シリンダーポートバルブ１５は閉じる。なお、真空状態とすることが使用する熱分解炉１４により不都合である場合には、不活性ガス等を導入することにより酸素濃度を低減させてもよい。この状態として、シリンダーポートバルブ１５を開いて往復駆動機構１７を作動させて、シリンダーパイプ１２および収納容器１１などを一体として熱分解炉１４側に移動させる。この時、図１の２点鎖線で示すように、シリンダーパイプ１２をシリンダーポートバルブ１５内に移動させる。この状態で、シリンダーラム１３を作動させて、パック廃プラスチックｂを熱分解炉１４内に投入する。パック廃プラスチックｂを投入後、シリンダーラム１３を元の位置に戻す。シリンダーラム１３を元の位置に戻すことで、パック廃プラスチックｂが重量落下したら、再びシリンダーラム１３を作動させて、パック廃プラスチックｂを押し出して熱分解炉１４内に投入する。この作動を繰返すことでパック廃プラスチックｂの投入は完了し、往復駆動機構１７により、実線の位置にまで復帰させる。
【００３８】
また、本実施形態において、パック廃プラスチックｂとして、以下に示すものを用いた。
【００３９】
図２は、パック廃プラスチックの具体的な構成を示す図である。
【００４０】
図２に示すように、パック廃プラスチックｂは、プラスチックから成る袋２４の中に、廃プラスチックａが収納される。
【００４１】
このパック廃プラスチックｂは、開口部を有するプラスチックから成る袋２４の中に廃プラスチックａを入れ、プレス等で圧縮減容した後、開口部を粘着テープ２５で閉じることにより製造される。
【００４２】
図３は、パック廃プラスチックの他の構成を示す図である。
【００４３】
図３に示すように、パック廃プラスチックｂは、廃プラスチックａの外周に加熱硬化廃プラスチック２６を設置することで構成される。
【００４４】
このパック廃プラスチックｂは、圧縮減容した廃プラスチックａの外周を加熱硬化させた加熱硬化廃プラスチック２６として成形固化することにより製造される。
【００４５】
本実施形態によれば、廃プラスチックａを圧縮減容してパック廃プラスチックｂとしたので、投入時間を短縮するとともに、収納容器１１の容積を小形化でき、これにより廃プラスチック投入装置１０をコンパクト化することができる。従って、投入時間の短縮化、および全体的にコスト低減を図れる廃プラスチック投入装置１０を提供できる。
【００４６】
また、シリンダーパイプ１２は、通常、図１の実線で示すように、大部分大気中にあり低温に保たれているため、投入の際、熱分解炉１４の高温（約３００℃以上）付近に挿入されても、パック廃プラスチックｂの投入の間は充分低温を保持でき、シリンダーパイプ１２内でのパック廃プラスチックｂの溶融固化の危険性を低減できる。
【００４７】
また、シリンダーポートバルブ１５には直接パック廃プラスチックｂが接触することはない。このため、シリンダーポートバルブ１５を熱分解炉１４と同等の温度に加熱保持したとしても、廃プラスチックａの付着固化の危険性を無くすことができる。従って、熱分解炉１４で発生する分解ガスが凝縮付着することがなくなり、従来の課題であったポートのつまり、バルブの作動不能の危険性を防止することができる。
【００４８】
さらに、本実施形態によれば、収納容器１１、パック廃プラスチックｂおよびシリンダーパイプ１２内を真空排気して空気（酸素）濃度を低くしたので、発生した分解ガスと酸素との化学反応による発火、その他の危険性が無くなるとともに、水分による低温部での塩酸の発生を極力低減でき、廃プラスチック投入装置１０の長寿命化を図れる。真空排気するためには、シリンダーポートバルブ１５とシリンダーパイプ１２との間にシール部材１６を設置し、シール機能を持たせたので投入時の熱分解炉１４からの分解ガスが大気へ洩れることはなく、発火の危険性および有害ガスなどの空気中への飛散を防ぐことができる。
【００４９】
その他の実施形態（図４）
本実施形態においては、図１に示す廃プラスチック投入装置に改良を加えた。
【００５０】
図４は、改良を加えた廃プラスチック投入装置の断面を示す図である。なお、廃プラスチック投入装置の構成は、ほぼ図１と同様であることから、同一箇所には同一の符号を用い、その説明を省略する。
【００５１】
本実施形態においては、図４に示すように、シール部材１６と収納容器１１との間に、シリンダーパイプ１２を包囲する伸縮ベローズ継手２７が取付けられる。そして、この伸縮ベローズ継手２７の両端部付近に冷却ガスバルブ２８が設置される。
【００５２】
このような廃プラスチック投入装置１０において、伸縮ベローズ継手２７とシリンダーパイプ１２との空間に、例えば、窒素ガス等の不活性ガスを流すことにより、シリンダーパイプ１２を冷却することが可能となるとともに、シール部材１６からの洩れが発生した場合にも、熱分解炉１４内への空気の流入を防止でき、発火の危険性を無くすことができる。
【００５３】
従って、本実施形態によれば、シリンダーパイプ１２は熱分解炉１４およびシリンダーポートバルブ１５などの高温部と熱的に伝導する部分がなく、十分低温に保持できるため、投入される廃プラスチックａが溶融することはない。従って、廃プラスチックａが溶融付着することなく、運転中および運転停止時においても固化して動作不能になることはない。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、廃プラスチックの溶融付着および分解ガスの固化による運転不能を無くし、投入装置の小形化かつ投入時間の短縮を図れる廃プラスチックの投入装置および廃プラスチックの投入方法を得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における、廃プラスチック投入装置を示す断面図。
【図２】本発明の第１実施形態における、パック廃プラスチックの構成を示す図。
【図３】本発明の第１実施形態における、パック廃プラスチックの構成を示す図。
【図４】本発明の第２実施形態における、廃プラスチック投入装置を示す断面図。
【図５】従来における、廃プラスチック投入装置を示す断面図。
【符号の説明】
１０  廃プラスチック投入装置
１１  収納容器
１２  シリンダーパイプ
１３  シリンダーラム
１４  熱分解炉
１５  シリンダーポートバルブ
１６  シール部材
１７  往復駆動機構
１８  レール
１９  一体架台
２０  移動装置
２１  往復動シリンダ
２２  真空排気装置
２３  上部蓋
２４  プラスチックから成る袋
２５  粘着テープ
２６  加熱硬化廃プラスチック
２７  伸縮ベローズ継手
２８  冷却ガスバルブ
ａ  廃プラスチック
ｂ  パック廃プラスチック
【図１】
0004082816.tif 000002
【図２】
0004082816.tif 000003
【図３】
0004082816.tif 000004
【図４】
0004082816.tif 000005
【図５】
0004082816.tif 000006