(57)【要約】【課題】ワックスグリースをバーナの燃料として用いることができるようにする燃焼システムを提供する。【解決手段】燃焼システムは、ワックスグリースを貯留する貯留装置４００と、通常の液体燃料を貯留する第２貯留装置５００を備えている。ワックスグリースは、バーナ２２０からの熱によって発生させられた水蒸気による加熱により溶融して貯留装置４００内で液体燃料となるようにされている。貯留装置４００からの液体燃料と、第２貯留装置５００からの液体燃料のいずれをバーナ２２０に送るかは、切換え機構５２０によって任意に切換えられる。バーナ２２０点火時は、第２貯留装置５００からの液体燃料をバーナ２２０に送り、水蒸気により貯留装置４００内に液体燃料がある程度溜まったら、貯留装置４００からの液体燃料をバーナ２２０に送る。【選択図】図４
2009293814.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その内部が略密閉された空間とされた燃焼室と、
前記燃焼室内に燃焼ガスを噴出するバーナと、
前記燃焼室付近からから生じる熱を利用して水蒸気を発生させる水蒸気発生器と、
その内部にワックスグリースを貯留する貯留室を有する燃料供給器と、
前記貯留室と前記バーナを接続する燃料供給管と、
前記水蒸気発生器と前記貯留室を接続する水蒸気供給管と、
を備えており、
前記燃料供給器は、前記水蒸気供給管を介して前記水蒸気発生器から導かれる水蒸気の持つ熱によって前記貯留室内で溶融して液状になった前記ワックスグリースを原料とする液体燃料を、前記燃料供給管を介して前記バーナに供給するようになっている、
燃焼システム。
【請求項２】
前記貯留室には、当該貯留室内にワックスグリースを供給するワックスグリース供給管が接続されている、
請求項１記載の燃焼システム。
【請求項３】
前記貯留室には、当該貯留室内にワックスグリースを乳化するための乳化剤を供給する乳化剤供給管が接続されている、
請求項１記載の燃焼システム。
【請求項４】
前記貯留室の内部には、ワックスグリースを攪拌するための攪拌器が設けられている、
請求項１記載の燃焼システム。
【請求項５】
前記バーナは、それを通して燃焼ガスを噴出させる筒状のドラフトチューブを備えており、
前記水蒸気発生器は、前記ドラフトチューブの外周に設けられた、その内部に水を供給可能な熱交換管を備えており、
前記水蒸気発生器は、その熱交換管に供給された水をドラフトチューブを通過する燃焼ガスからの熱によって水蒸気に変えることで水蒸気を発生させるようになっている、
請求項１記載の燃焼システム。
【請求項６】
前記貯留室を加熱する補助加熱器を備えている、
請求項１記載の燃焼システム。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の燃焼システムと、前記燃焼室の内部に配置されておりその内部で廃棄プラスチックを処理する反応器とを有する、
廃棄プラスチックの処理装置。
【請求項８】
燃料供給管を介して供給される液体燃料を燃焼させることにより、その内部が略密閉された空間とされた燃焼室内に燃焼ガスを噴出するバーナと組合わせて用いられるものであり、
前記燃焼室付近から生じる熱を利用して水蒸気を発生させる水蒸気発生器と、
その内部にワックスグリースを貯留する貯留室を有する燃料供給器と、
前記貯留室と前記バーナを接続する燃料供給管と、
前記水蒸気発生器と前記貯留室を接続する水蒸気供給管と、
を含んでおり、
前記燃料供給器は、前記水蒸気供給管を介して前記水蒸気発生器から導かれる水蒸気の持つ熱によって前記貯留室内で溶融して液状になった前記ワックスグリースを原料とする液体燃料を、前記燃料供給管を介して前記バーナに供給するようになっている、
バーナ補助システム。
【請求項９】
液体燃料を燃焼させることにより、その内部が略密閉された空間とされた燃焼室内に燃焼ガスを噴出するバーナに、
前記燃焼室付近から生じる熱を利用して水蒸気を発生させる水蒸気発生器と、
その内部にワックスグリースを貯留する貯留室を有する燃料供給器と、
前記貯留室と前記バーナを接続する燃料供給管と、
前記水蒸気発生器と前記貯留室を接続する水蒸気供給管と、
を取付け、
前記水蒸気供給管を介して前記水蒸気発生器から導かれる水蒸気の持つ熱によって前記貯留室内で溶融して液状になった前記ワックスグリースを原料とする液体燃料を、前記燃料供給管を介して前記バーナに供給させる、
バーナの使用方法。
【請求項１０】
液体燃料を燃焼させることにより、その内部が略密閉された空間とされた燃焼室内に燃焼ガスを噴出するバーナに、
前記燃焼室付近の所定の部位に水を供給することで生じた水蒸気によって溶融して液状になったワックスグリースを原料とする液体燃料を供給し、
供給したその液体燃料を前記バーナに燃焼させる、
バーナの使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体燃料を使用する通常のバーナを、ワックスグリースを燃料として用いることができるようにするための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、廃棄物の処理をいかに行うかということが非常に重要な問題となっている。特に、廃棄プラスチックは、焼却を行うと高温を発して焼却炉を傷めるので、処理の難しい廃棄物としてその処理方法が模索されている。ところで、廃棄プラスチックの多く、例えばポリエチレンやポリスチレンは、熱分解処理を行うことにより液相成分とし、これをさらに熱分解することにより気相成分を発生させることができる。この気相成分は、例えば常温まで冷却することにより、燃料油、燃料ガス、固形燃料などの最終生成物となる。このような最終生成物を回収することで、廃棄プラスチックのリサイクルが実現される。
廃棄プラスチックのリサイクルによって、廃棄物から有用なものを回収できるのは、廃棄プラスチックの処理の手段として最良であるため、廃棄プラスチックを処理することにより有用な最終生成物を、これが非常に重要なのであるが、妥当なコストで回収するのに役立つ廃棄プラスチックの処理装置の開発が望まれている。
【０００３】
上述したように、コストの問題は、廃棄プラスチックの処理技術の分野で非常に大きな意味を持つ。
廃棄プラスチックを分解して、燃料油や燃料ガスを回収することそれ自体はそれほど難しいことではない。乱暴な言い方をすれば、廃棄プラスチックを加熱して高温にすれば、その目的は達成される。実際、実験室レベルでは、そのような技術はかなり昔から実現できていたし、そのような研究に基づく廃棄プラスチックの分解装置が開発され、その一部が実用機として販売されたこともある。しかしながら、これら実用機には、販売され続けているもの、使用され続けているものがほとんど現存しない。つまり、限定的な条件が幸運にも揃った場合を除き、廃棄プラスチックの分解装置の実用機は未だ存在したことがないのである。廃棄プラスチックを燃料油や燃料ガス等の最終生成物とする場合、最終生成物と同等の燃料油や燃料ガスを調達する一般的なコストよりも低廉なコストで最終生成物を得られない限り、廃棄プラスチックの分解技術の実用化は促進されることはない。更にいえば、廃棄プラスチックの分解技術は、回収された最終生成物の販売価格の高低だけでなく、その利用の際に生じる設備投資などについてのランニングのコストも含む総合的なコストによって、その実用化が実現されるか否かが決まる。
したがって、机上の空論ではなく、現実のものとして廃棄プラスチックの分解技術の利用促進を可能とする廃棄プラスチックの分解装置を実現するには、廃棄プラスチックの処理に関するコストについての問題を解決する必要がある。
【０００４】
上述したように、廃棄プラスチックのリサイクルによって得られる燃料は、燃料油、燃料ガス、固形燃料のいずれかの形で回収されるのが一般的である。実際には、これらの中でも、その利用の範囲についての制限の小さい燃料油、燃料ガスを、廃棄プラスチックをリサイクルする場合の最終生成物とするのがより一般的である。
廃棄プラスチックを燃料油、燃料ガスの形で回収することとしているのにも、コストの問題が大きく絡んでいる。燃料油である液体燃料、燃料ガスである気体燃料はいずれも古くから利用されているので、それらを利用するための技術が確立しており、また、それらを利用するための設備が既に存在している。したがって、廃棄プラスチックからの最終生成物を、既存の燃料と同じように、既存の設備でそのまま利用できるものとして回収すれば、それらを利用するユーザはそれらを利用する場合の初期投資を行う必要がない。これは、廃棄プラスチックの処理を実用化する場合に、コスト的に非常に有利である。
【０００５】
他方、本願出願人の研究により、最近、廃棄プラスチックからの最終生成物を、燃料油、燃料ガス、固形燃料のいずれでもない、いわば第４の状態ともいえる状態で回収することが提案されている。その最終生成物はワックスグリースである。なお、本願においてワックスグリースとは、ワックスとグリースの少なくとも一方を含むものであり、多くの場合それらの混合物を意味する。ワックスの例としては、石油系ワックスを挙げることができる。グリースの例としては、石油ゼリーを挙げることができる。
ワックスグリースを最終生成物とすることのメリットは、廃棄プラスチックをワックスグリースにする際に必要なコストが、廃棄プラスチックを燃料油、燃料ガスにするよりも遥かに安く済むという点にある。
しかし、ワックスグリースは、燃料として一般的なものではないため、既存の設備でそのまま利用することができず、したがって新たな設備の導入のためのコストが必要となってしまう。しかしながら、本願出願人の試算によれば、新たな設備の導入のために新たなコストが必要となったとしても、廃棄プラスチックからワックスグリースを得る際におけるコスト抑制の効果は新たな設備の導入のためのコストの増大を上回るため、ワックスグリースを新たな燃料の候補とすることは十分に可能である。
ワックスグリースは、廃棄プラスチックを分解して生成する場合以外にも生じることがあるが、ワックスグリースを燃料として用いることが可能となれば、そのようなワックスグリースをも有効活用できるようになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本願発明は、ワックスグリースを燃料として、特にバーナの燃料として用いることができるようにするための技術を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の課題を解決する本願発明は、以下のようなものである。
本願発明は、その内部が略密閉された空間とされた燃焼室と、前記燃焼室内に燃焼ガスを噴出するバーナと、前記燃焼室付近から生じる熱を利用して水蒸気を発生させる水蒸気発生器と、その内部にワックスグリースを貯留する貯留室を有する燃料供給器と、前記貯留室と前記バーナを接続する燃料供給管と、前記水蒸気発生器と前記貯留室を接続する水蒸気供給管と、を備えており、前記燃料供給器は、前記水蒸気供給管を介して前記水蒸気発生器から導かれる水蒸気の持つ熱によって前記貯留室内で溶融して液状になった前記ワックスグリースを原料とする液体燃料を、前記燃料供給管を介して前記バーナに供給するようになっている、燃焼システムである。
この燃焼システムで用いられるバーナは、液体燃料を使用するバーナである。つまり、この燃焼システムのバーナは既存のものでもよいため、既存のバーナをそのまま利用することも可能であり、新たなバーナの導入のためのコストがかからない。バーナは、比較的高価なものであるため、既存のバーナを用いることができるのはコストの面から有利である。
もっとも、この燃焼システムで用いられるバーナは液体燃料を使用するものであるから、ワックスグリースをそのまま燃料として使用することはできない。そこで、本発明では、水蒸気発生器を燃焼室の付近に配置し、水蒸気発生器で発生させた水蒸気をワックスグリースに吹き込んでワックスグリースを溶融させることにより、溶融したワックスグリースを液体燃料として利用できるようにしている。ところで、ワックスグリースは、水蒸気を吹き込まなくとも加熱すれば液体燃料となる（ワックスグリースは、常温で固体又は半固体であるか、固体と半固体の物質を混合した状態となっているが、１００℃以下、例えば６０℃〜７０℃程度の温度で液状となる場合が多い。）。それにもかかわらず、本発明では、ワックスグリースに水蒸気を吹き込むことによりワックスグリースを、エマルジョン状態の液体燃料に変えるようにしている。これは、水蒸気そのものにワックスグリースを攪拌する効果があることが期待できるため、ワックスグリースに水蒸気を吹き込むことによりワックスグリースをより素早く液体燃料にできる可能性があることと、及びワックスグリースのうち分子量が十分に低下せずに液体化しなかったものでも、水蒸気から生じた水に分散させることができるため、それによりワックスグリース中の分子量が十分に低下しなかった部分をも液体燃料として利用できるようになる可能性があることを考慮したからである。
しかも、本発明の燃焼システムでは、水蒸気発生器が水蒸気を発生させるための熱として、燃焼室内外或いはバーナ等の燃焼室付近から生じる熱を用いるため、ワックスグリースを溶融させるための熱源を別途設置するための費用や、ワックスグリースを溶融させるための他の燃料が必要となることがないため、コストの上昇を招きづらい。
このように、本発明の燃焼システムは、水蒸気発生器、燃料供給器、燃料供給管、水蒸気供給管を用いることで（ただし、燃料供給管は既存のものを使い回すことが可能である。）、既存のバーナの燃料としてワックスグリースを利用できるようにする。部品点数の多いバーナに比較して水蒸気発生器、燃料供給器、燃料供給管、水蒸気供給管のコストはそれ程大きくなく、また、本願出願人の試算によれば、これらを利用する際のランニングコストもそれほど大きくないので、本発明の燃焼システムはコストの面で有利であるといえる。
なお、本発明の燃焼システムは、廃棄プラスチックの処理装置、溶鉱炉、焼却炉などの一部として用いることができる。燃焼システムが廃棄プラスチックの処理装置である場合には、燃焼室の内部に、廃棄プラスチックを処理する反応器が配されることになる。この場合の反応器の内部では、廃棄プラスチックの減容、脱塩酸、分解の少なくとも１つの処理が行われればよい。また、この場合の反応器の構造にも特に制限はなく、タンク型、水平床型、流動床型等適当なものを用いることができる。
【０００８】
本発明における貯留室には、上述したようにワックスグリースが貯留される。ワックスグリースは、貯留室に貯留されたものが使い切られた後に新たに貯留室に補充されてもよいし、ワックスグリースが使い切られたか否かに関わらず貯留室に適宜補充されるようになっていても構わない。ワックスグリースは、貯留室に例えば手作業で供給されるようになっていても構わないが、自動的に、或いは燃焼システムの管理者等の操作に基づいて、貯留室に供給されるようになっていても構わない。例えば、前記貯留室には、当該貯留室内にワックスグリースを供給するワックスグリース供給管が接続されていてもよい。ワックスグリース供給管は、例えば、ワックスグリースを貯留室に押出すスクリュー、コンベア等を有していてもよい。
【０００９】
貯留室のワックスグリースは、水蒸気発生器で発生した水蒸気により溶融し、最終的には液体燃料になる。ワックスグリースには、ワックスグリースの乳化（より正確には、ワックスグリースと水の乳化）を促進させるため、乳化剤を加えてもよい。乳化剤は、貯留室に入れる前のワックスグリースに加えても良いし、貯留室に入れた後のワックスグリースに加えてもよい。後者の場合であれば、前記貯留室には、当該貯留室内にワックスグリースを乳化するための乳化剤を供給する乳化剤供給管が接続されていてもよい。
【００１０】
前記貯留室の内部には、ワックスグリースを攪拌するための攪拌器が設けられていてもよい。攪拌器があれば、水蒸気がワックスグリースに接触する接触面積を大きくすることができるため、ワックスグリースを溶融させ易くなる。
【００１１】
水蒸気発生器は、燃焼室の付近に配置される。それは、燃焼室からの廃熱等を利用して水蒸気を発生させるためである。水蒸気発生器は、それが可能であれば、燃焼室の近くに、燃焼室の内外を問わずに配置することができる。
前記バーナは、それを通して燃焼ガスを噴出させる筒状のドラフトチューブを備えている場合がある。むしろ一般的なバーナの多くはそのような構造となっている。バーナがドラフトチューブを備えるのであれば、前記水蒸気発生器は、前記ドラフトチューブの外周に設けられた、その内部に水を供給可能な熱交換管を備えているものとすることができる。この場合、前記水蒸気発生器は、その熱交換管に供給された水をドラフトチューブを通過する燃焼ガスからの熱によって水蒸気に変えることで水蒸気を発生させるようなものになる。
【００１２】
前記貯留室の内部には、上述したように、水蒸気発生器から来た水蒸気が吹き込まれる。水蒸気が吹き込まれて溶融したワックスグリースが、本発明では液体燃料としてバーナに供給される。したがって、本発明では、水蒸気発生器からの水蒸気が来ていない状態で、バーナにどのようにして液体燃料を供給するかということを考える必要がある。
これを解決する１つの方策として、本発明の燃焼システムに、前記貯留室を加熱する補助加熱器を含めることが考えられる。補助加熱器は、バーナ点火から時間があまり経過しておらず貯留室に水蒸気が来ていないようなときに貯留室を加熱して、ワックスグリースから作られた液体燃料をバーナに問題なく提供できるようになるまでの間、上述の時間の間を繋げる程度の液体燃料をワックスグリースから生じさせるようなものとすることができる。補助加熱器は、また、貯留室に水蒸気が来ていてもそれがワックスグリースを十分に溶融させるに不足な場合に、ワックスグリースからバーナが必要とする液体燃料を生成するのに必要となる熱量を補うものであってもよい。
水蒸気発生器からの水蒸気が来ていない状態でバーナに液体燃料を供給する他の方策として、ワックスグリースに由来しない重油その他の通常の液体燃料をバーナに供給する経路をワックスグリースに由来する貯留室からの経路とは別にもう一系統作っておき、バーナへの液体燃料の提供を、ワックスグリースに由来しないものと、ワックスグリースに由来するものから適宜選択できるようにすることができる。この場合であれば、水蒸気発生器からの水蒸気が貯留室に十分に来ておらずワックスグリース由来の液体燃料をバーナに供給できない場合にはワックスグリースに由来しない液体燃料をバーナに提供し、そうでない場合にはワックスグリースに由来する液体燃料を貯留室からバーナに提供するようにすることができる。
【００１３】
本願出願人は、また、液体燃料を用いるバーナであれば、既存のバーナであっても本発明の燃焼システムとして用いることができるようにするバーナ補助システムをも本発明として提案する。
その発明は、例えば、燃料供給管を介して供給される液体燃料を燃焼させることにより、その内部が略密閉された空間とされた燃焼室内に燃焼ガスを噴出するバーナと組合わせて用いられるものであり、前記燃焼室付近から生じる熱を利用して水蒸気を発生させる水蒸気発生器と、その内部にワックスグリースを貯留する貯留室を有する燃料供給器と、前記貯留室と前記バーナを接続する燃料供給管と、前記水蒸気発生器と前記貯留室を接続する水蒸気供給管と、を含んでおり、前記燃料供給器は、前記水蒸気供給管を介して前記水蒸気発生器から導かれる水蒸気の持つ熱によって前記貯留室内で溶融して液状になった前記ワックスグリースを原料とする液体燃料を、前記燃料供給管を介して前記バーナに供給するようになっている、バーナ補助システムである。
このバーナ補助システムにおける燃料供給管は、既存のものを流用しても構わない。
【００１４】
本発明の燃焼システムと同様の作用効果を、以下の発明によっても得ることができる。
その発明は、例えば、液体燃料を燃焼させることにより、その内部が略密閉された空間とされた燃焼室内に燃焼ガスを噴出するバーナに、前記燃焼室付近から生じる熱を利用して水蒸気を発生させる水蒸気発生器と、その内部にワックスグリースを貯留する貯留室を有する燃料供給器と、前記貯留室と前記バーナを接続する燃料供給管と、前記水蒸気発生器と前記貯留室を接続する水蒸気供給管と、を取付け、前記水蒸気供給管を介して前記水蒸気発生器から導かれる水蒸気の持つ熱によって前記貯留室内で溶融して液状になった前記ワックスグリースを原料とする液体燃料を、前記燃料供給管を介して前記バーナに供給させる、バーナの使用方法である。
その方法の他の例は、液体燃料を燃焼させることにより、その内部が略密閉された空間とされた燃焼室内に燃焼ガスを噴出するバーナに、前記燃焼室付近の所定の部位に水を供給することで生じた水蒸気によって溶融して液状になったワックスグリースを原料とする液体燃料を供給し、供給したその液体燃料を前記バーナに燃焼させる、バーナの使用方法である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１〜図３を参照することにより、本発明の好ましい一実施形態を説明する。なお、後述する変形例の説明では、実施形態と共通する部分には共通の符号を用いることとし、共通する説明は場合により省略する。
【００１６】
この実施形態では、燃焼システムは、廃棄プラスチックの処理装置の一部をなす。廃棄プラスチックの処理装置は、廃棄プラスチックを分解して燃料油、燃料ガスを回収するものとなっていてもよいが、廃棄プラスチックを分解してワックスグリースを回収するものとなっていてもよく、また、廃棄プラスチックの減容のみ、或いは廃棄プラスチックの脱塩素のみを行うものとなっていてもよい。この実施形態の廃棄プラスチックの処理装置は、廃棄プラスチックを分解して燃料油、燃料ガスを回収するものとなっている。
【００１７】
この実施形態による廃棄プラスチックの処理装置の概略を、図１に示す。図１は、廃棄プラスチックの処理装置（以下、単に「処理装置」という場合がある。）の全体構成を示す、処理装置を縦方向に切った状態を概略で示す断面図である。
この実施形態による廃棄プラスチックの処理装置は、反応管３を断熱壁１０によって覆った構造をその基本としている。
【００１８】
反応管３は、上段から下段に向けて３つ設けられ、互いに接続されることにより一連とされた３個の反応器１ａ、１ｂ、１ｃを備えている。反応器１ａ、１ｂ、１ｃは、この実施形態では、これには限られないが円筒形状である。反応器１ａと反応器１ｂ、及び反応器１ｂと反応器１ｃのそれぞれは、接続部２ｄ、２ｅにより接続されている。接続部２ｄ、２ｅは、この実施形態では、これには限られないが円筒形状である。接続部２ｄ、２ｅは、その内部を液相ポリマーが自然流下するようなものでもよく、また液相ポリマーを強制流下させるものでもよい。反応器１ａ、１ｂ、１ｃ及び接続部２ｄ、２ｅを含めたものが、反応管３である。
【００１９】
各反応器１ａ、１ｂ、１ｃの内部には、搬送手段としてのスクリューコンベア４ａ、４ｂ、４ｃが設けられている。スクリューコンベア４ａ、４ｂ、４ｃは各反応器１ａ、１ｂ、１ｃ中の廃棄プラスチック又はそれが溶融して生じた液相ポリマーを搬送する目的で設けられている。スクリューコンベア４ａ、４ｂ、４ｃは、それぞれ駆動手段５ａ、５ｂ、５ｃに接続されている。駆動手段５ａ、５ｂ、５ｃは、それが接続されたスクリューコンベア４ａ、４ｂ、４ｃを回転させるためのものであり、それが可能であればどのように構成されていてもよいが、この実施形態ではモータにより構成されている。
また、各反応器１ａ、１ｂ、１ｃの上方と及び接続部２ｄ、２ｅの側方とにはそれぞれ、ガス抜き口６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅが設けられている。反応管３の最も上流部分にあたる最上段の反応器１ａの一端には、供給口７が設けられており、反応管３の最も下流部分にあたる最下段の反応器１ｃの一端には排出口８が設けられている。
【００２０】
断熱壁１０は、高温となる反応管３から外部へ熱が伝わるのを防止するものであり、例えば耐火煉瓦、或いはセラミックウールによって構成されている。
断熱壁１０は、中空とされ、その内部に、加熱の行われる空間である加熱空間を有しており、そこに反応管３が収納されている。加熱空間は反応管３をその内部に収納できるのであればどのようなものでも構わない。この実施形態では、加熱空間は、反応管３に沿って蛇行する蛇行加熱路９として構成されている。蛇行加熱路９は、反応管３の下側に沿って設けられている。つまり、反応管３に含まれる各反応器１ａ、１ｂ、１ｃの上面は、断熱壁１０と当接した状態となっている。
各反応器１ａ、１ｂ、１ｃに対応する部分の蛇行加熱路９には、図中左右方向に移動可能とされた邪魔板１３ａ、１３ｂ、１３ｃがそれぞれ設けられている。
【００２１】
断熱壁１０のうちの上述した供給口７の下側と、反応器１ｃの下方には、バーナ２２０が設けられている。バーナ２２０は、蛇行加熱路９の全体を加熱することができ、それにより反応管３を加熱することができるようなものとされている。バーナ２２０が２つあるのは、蛇行加熱路９の全体を満遍なく加熱できるようにするためである。
バーナ２２０は、燃焼ガスを噴出して蛇行加熱路９内を加熱する。この実施形態のバーナ２２０は、液体燃料を燃焼させて燃焼ガスを噴出するものとされた、極一般的なものであり、その内部を通して燃焼ガスを噴出する筒状（この実施形態では、円筒形状）とされたドラフトチューブ２２１を備えている。ドラフトチューブ２２１は、蛇行加熱路９を加熱することができるようにすべく、断熱壁１０を貫通させた状態とされている。
バーナ２２０には、液体燃料が供給される。バーナ２２０には、燃料供給管２２２が接続されており、この燃料供給管２２２を介してバーナ２２０には液体燃料が供給されるようになっている。
【００２２】
次に、バーナ２２０に、燃料供給管２２２を介して液体燃料を供給するための仕組みについて説明する。
バーナ２２０のドラフトチューブ２２１には、水蒸気発生器３００が設けられている。水蒸気発生器３００は、ドラフトチューブ２２１を通って噴出される燃焼ガスが持つ熱を利用して水蒸気を発生させるためのものである。もっとも、水蒸気発生器３００は、バーナ２２０が噴出する燃焼ガスが持つ熱により水蒸気を発生させることができるのであれば、必ずしもバーナ２２０の近辺に存在する必要はなく、断熱壁１０内外の適当な位置に設けられていればよい。
水蒸気発生器３００は、大雑把にいえば、図２に示されたような、二重のリング状の構造となっている。水蒸気発生器３００には、いずれも金属製の内管３１０と外管３２０が取付けられている。内管３１０と外管３２０はいずれも、ドラフトチューブ２２１と同心になるように配置されており、その長さ方向の両端はドラフトチューブ２２１を貫通させるための孔の開いた円形の金属板で封止されている。
ドラフトチューブ２２１の外面と内管３１０に挟まれた空間、内管３１０と外管３２０に挟まれた空間はいずれも、ドラフトチューブ２２１の中心軸を通る平面で切断したときの断面が矩形になっている。
ドラフトチューブ２２１と内管３１０に挟まれた空間には、内仕切板３１１が、内管３１０と外管３２０に挟まれた空間には、外仕切板３２１が、それぞれ設けられている。外管３２０の外仕切板３２１の傍には、内管３１０と外管３２０に挟まれた空間に水を供給するための水供給管３３０が接続されている。また、
内管３１０の内仕切板３１１の傍には、ドラフトチューブ２２１と内管３１０に挟まれた空間と、後述する貯留装置とを接続するための水蒸気供給管３４０が接続されている。内管３１０の内仕切板３１１の傍の水蒸気供給管３４０が接続されているのと反対に位置する部分には、孔３１２が穿たれている。
このような構成により、水供給管３３０によって内管３１０と外管３２０に挟まれた空間に供給された水は、内管３１０と外管３２０に挟まれた空間で水蒸気となって内管３１０と外管３２０に挟まれた空間を一周し、孔３１２を介してドラフトチューブ２２１と内管３１０に挟まれた空間に入り、今度はドラフトチューブ２２１と内管３１０に挟まれた空間を一周して更に高温の水蒸気となり、その状態で水蒸気供給管３４０に到るようになっている。
【００２３】
上述したように、水蒸気供給管３４０は、貯留装置と接続されている。
貯留装置は、図３に示したように構成されている。
貯留装置４００は、貯留槽４１０を備えている。貯留槽４１０は、密閉状態とされた金属製の容器である。この実施形態の貯留槽４１０は、縦長の円筒形状をしており、その底面は、その底面の一点、例えば、中心に向かって下るすり鉢形状とされている。この実施形態では、貯留槽４１０の底面の中心に、上述した燃料供給管２２２が接続されている。貯留槽４１０は、また、上述した水蒸気供給管３４０と接続されている。水蒸気供給管３４０は、この実施形態では、途中から複数、例えば３つの枝水蒸気供給管３４１に分岐させてから、貯留槽４１０に接続されている。貯留槽４１０の枝水蒸気供給管３４１が接続される部分の内壁には、公知の水蒸気噴霧器４１１が設けられている。
貯留槽４１０には、また、ワックスグリース供給管４２０が接続されている。ワックスグリース供給管４２０は、貯留槽４１０内にワックスグリースを供給するための金属製で且つこの実施形態では断面円形の管である。ワックスグリース供給管４２０は、ワックスグリースを貯留している図示を省略のタンクに接続されている。ワックスグリースは、このタンクから貯留槽４１０に適宜供給されるようになっている。それを可能とするために、ワックスグリース供給管４２０の内部には、図示を省略のスクリューコンベアが内蔵されている。
貯留槽４１０には、また、乳化剤供給管４３０が接続されている。乳化剤供給管４３０は、貯留槽４１０内に乳化剤を供給するための金属製で且つこの実施形態では断面円形の管である。乳化剤供給管４３０は、乳化剤を貯留している図示を省略の小型のタンクに接続されている。乳化剤は、このタンクから貯留槽４１０に適宜供給されるようになっている。乳化剤は、ワックスグリースと、水蒸気供給管３４０から貯留槽４１０に供給された水蒸気から生じた水とを乳化させることができるようなものであればどのようなものでも構わない。乳化剤の例としては、界面活性剤を挙げることができるが、これは例えば、アニオン性界面活性剤（脂肪酸塩、コール酸塩、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム等）であっても、カチオン性界面活性剤（直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキルトリメチルアンモニウム塩、アルキルベンジルジメチルアンモニウム塩）であっても、双性界面活性剤（アルキルジメチルアミンオキシド、アルキルカルボキシベタイン等）であっても、非イオン性界面活性剤（ポリオキシエチレンアルキルエーテル、脂肪酸ソルビタンエステル、アルキルモノグリセリルエーテル等）であってもよい。界面活性剤は、複数種類のものが混合されていてもよい。
【００２４】
貯留槽４１０の内部には、貯留槽４１０の内部に供給されたワックスグリースを攪拌するための攪拌スクリュー４４０が設けられている。攪拌スクリュー４４０は、回転軸４４１に接続されており、貯留槽４１０外に設けられたモータその他の駆動装置４４２によって回転する回転軸４４１の回転にしたがって回転するようになっている。
貯留槽４１０の一部、この実施形態では、貯留槽４１０の下方の部分は、貯留槽４１０の下方の部分よりもやや大きく、貯留槽４１０と相似形状となっている金属製のジャケット４５０に覆われている。ジャケット４５０は、また、小型の第２バーナ４５１と金属製の管である接続管４５２を介して接続されている。第２バーナ４５１は、接続管４５２を介して貯留槽４１０とジャケット４５０の間の空間に高温の燃焼ガスを吹き込めるようになっている。
貯留槽４１０には、また、排気管４６０が接続されている。排気管４６０は、貯留槽４１０内に溜まった過剰な水蒸気、及びワックスグリースが過剰に低分子化して生じたガスを貯留槽４１０の外部に排出するためのものである。例えば、排気管４６０には弁が設けられているので、排気管４６０は、水蒸気、ワックスグリースが貯留槽４１０内に必要以上に溜まった場合に、それらを貯留槽４１０外に適宜排出できるようにされている。
【００２５】
次に、この廃棄プラスチックの処理装置の動作について説明する。
この処理装置での廃棄プラスチックの分解は、以下のように行われる。
廃棄プラスチックを分解するにあたっては、反応管３の最も上流側に設けられた供給口７から廃棄プラスチックを反応器１ａに供給する。供給された廃棄プラスチックは、反応管３の内部を搬送されながら液相ポリマーとなり、その後気相ポリマーとなる。バーナ２２０は、分解対象となる廃棄プラスチックの性質等に合わせた適当な加熱を蛇行加熱路９に対して行う。
なお、上述した邪魔板１３ａ、１３ｂ、１３ｃは、蛇行加熱路９内の温度制御を行いバーナ２２０による反応管３の加熱を適当に行うに寄与する。バーナ２２０が噴出する燃焼ガスは、蛇行加熱路９に沿って送られるが、邪魔板１３ａ、１３ｂ、１３ｃがある部分では、蛇行加熱路９の断面積が他の部分より小さくなるため、邪魔板１３ａ、１３ｂ、１３ｃがある部分の蛇行加熱炉９の温度はその前後よりも高くなる。反応管３のうち、高温が必要な部分や温度の上がりにくい部分に邪魔板１３ａ、１３ｂ、１３ｃを配することにより、蛇行加熱路９内の温度の管理を適当に行うことができるようになる。それに資するよう、この実施形態では、邪魔板１３ａ、１３ｂ、１３ｃを蛇行加熱路９の長さ方向に移動させられるようになっている。
【００２６】
バーナ２２０で反応管３を加熱するにあたっては、ワックスグリース供給管４２０を介して貯留槽４１０にワックスグリースを供給する。また、貯留槽４１０に、乳化剤供給管４３０から乳化剤を供給する。他方、駆動装置４４２を駆動させることにより攪拌スクリュー４４０を回転させるとともに、小型の第２バーナ４５１を稼動させ、貯留槽４１０とジャケット４５０との間の空間に高温の燃焼ガスを送る。
燃焼ガスにより貯留槽４１０内の温度が上昇すると、貯留槽４１０内の乳化剤が混合されたワックスグリースは、攪拌スクリュー４４０によって攪拌されながら溶融していく。これによりワックスグリースに由来する液体燃料が生じる。なお、この段階ではワックスグリースのすべてを液体燃料とする必要は必ずしもなく、後述するようにして貯留槽４１０に水蒸気が供給されるまでの間バーナ２２０に液体燃料を提供できる程度の量の液体燃料を生じさせる程度にワックスグリースを溶融させれば足りる。生じた液体燃料がそれほど多くなくとも、液体燃料は貯留槽４１０の底面の傾斜により燃料供給管２２２に自ずから集まる。
このようにして生じた液体燃料は、燃料供給管２２２を介してバーナ２２０に送られる。バーナ２２０は、その液体燃料を燃焼させることにより生じた燃焼ガスを断熱壁１０内の蛇行加熱路９に噴出す。これにより、蛇行加熱路９の加熱と、それによる反応管３の加熱が実現される。
【００２７】
バーナ２２０が点火されると、水供給管３３０から、水蒸気発生器３００に水が供給される。バーナ２２０のドラフトチューブ２２１からの熱により、水は高温（例えば、１２０℃〜２５０℃程度）の水蒸気に変わる。水蒸気は、水蒸気供給管３４０を通って貯留装置４００に向かう。
水蒸気は、水蒸気供給管３４０から枝水蒸気供給管３４１に至り、水蒸気噴霧器４１１から貯留槽４１０内に噴霧される。水蒸気が貯留装置４００に供給されるようになったら、小型の第２バーナ４５１を停止し、貯留槽４１０の加熱を停止してよい。もっとも、水蒸気の量が不足しているのであれば、小型の第２バーナ４５１は水蒸気が十分な量になるまで駆動し続けてもよい。
貯留槽４１０内の乳化剤が混合されたワックスグリースは、攪拌スクリュー４４０によって攪拌されながら、水蒸気の持つ熱によって溶融していく。これにより、第２バーナ４５１による加熱を停止したとしても、ワックスグリースから液体燃料が生じ続ける。このとき生じる液体燃料は、水を含んだエマルジョン状のものとなる。液体燃料は、燃料供給管２２２を介してバーナ２２０に送られる。
その後も、バーナ２２０が停止されるまで、バーナ２２０に取付けの水蒸気発生器３００から貯留装置４００に水蒸気が送られ続け、貯留装置４００からバーナ２２０に液体燃料が送られ続ける。このようにしてバーナ２２０は燃焼を続ける。
なお、それらに不足が生じた場合には、貯留槽４１０に、ワックスグリースと乳化剤が適宜追加される。ワックスグリースと乳化剤の貯留槽４１０への供給は、自動化されていてもよいし、手動であってもよい。この実施形態では、ワックスグリースと乳化剤を貯留槽４１０へ供給するタイミングをいつにするかということについての判断は廃棄プラスチックの処理装置の管理者に任せることにしている。また、貯留槽４１０に水蒸気、及びワックスグリースが過剰に低分子化して生じたガスが過剰に溜まった場合には、それらは排気管４６０を介して外部に排出される。
【００２８】
以上のような方法で、反応管３はバーナ２２０により加熱される。
反応器１ａに供給された廃棄プラスチックは、反応器１ａ内部のスクリューコンベア４ａにより図中左方向へ搬送されながらバーナ２２０による加熱によって溶融し、液相ポリマーとなっていく。この液相ポリマーを更に加熱し分解することにより、冷却によって燃料油又は燃料ガスとなる分子量１００〜５００程度の気相ポリマーを生成させる。気相ポリマーを得るための液相ポリマーの分解は、主に２段目以降の反応器１ｂ、１ｃで行われるが、最上段の反応器１ａにおいても分解反応は行われる。ここで生成した気相ポリマーは、液相ポリマーから分離されて主に図１中６ａで示すガス抜き口を通して図外の回収部へ導かれ、そこで冷却され燃料油又は燃料ガスとして回収される。
【００２９】
反応器１ａの図中左端に達した廃棄プラスチック乃至液状ポリマーは、接続部２ｄ内部を流下して中段の反応器１ｂに達する。続けて、廃棄プラスチック乃至液相ポリマーは、反応器１ｂ内部のスクリューコンベア４ｂにより反応器１ｂの内部を図中右端方向へ搬送される。反応器１ｂ内部で廃棄プラスチックは液相ポリマーを生じさせ、液相ポリマーは気相ポリマーを生じさせる。反応器１ｂで発生した気相ポリマーは、主にガス抜き口６ｄ、６ｂを通して回収部へと送られる。
【００３０】
反応器１ｂの図中右端に達した液相ポリマーは、接続部２ｅ内部を流下して下段の反応器１ｃに達する。この液相ポリマーは、スクリューコンベア４ｃにより図中左方向へ搬送されながら分解され、気化成分を発生させる。最下段の反応器１ｃで発生した気化成分は、ガス抜き口６ｅ、６ｃを通して回収部へと導かれる。
【００３１】
廃棄プラスチックに紙、アルミ、あるいは重縮合で重合された他のポリマーなどが付着していた場合、それらは加熱により分解せず残渣として反応管３の末端部に溜まる。残渣は、排出口８から取り出される。
【００３２】
＜変形例＞
本発明の変形例について説明する。
変形例にかかる廃棄プラスチックの処理装置は、その大半の部分で上述の実施形態の場合と同様である。
変形例にかかる廃棄プラスチックの処理装置が上述の実施形態の廃棄プラスチックの処理装置と異なるのは、変形例にかかる廃棄プラスチックの処理装置の貯留装置４００は、上述の実施形態の廃棄プラスチックの処理装置が備えていたジャケット４５０、接続管４５２、小型の第２バーナ４５１を備えていないという点にある。つまり、変形例にかかる廃棄プラスチックの処理装置は、水蒸気発生器３００から送られる高温の水蒸気による以外に、貯留槽４１０の内部のワックスグリースを加熱する術がないものとなっている。
他方、変形例による廃棄プラスチックの処理装置は、図４に示したように、第２貯留装置５００と、第２貯留装置５００を燃料供給管２２２に接続する第２燃料供給管５１０と、切換え機構５２０とを備えている。
第２貯留装置５００は、重油その他の常温でも液体のワックスグリースに由来しない液体燃料を貯留するタンクである。切換え機構５２０は、貯留装置４００からの液体燃料と、第２貯留装置５００からの液体燃料のいずれをバーナ２２０に送るかの切換えを任意に行うことのできる装置である。
【００３３】
変形例による廃棄プラスチックの処理装置の動作は、上述の実施形態の廃棄プラスチックの処理装置の動作と略同じである。
異なるのは、バーナ２２０を点火する場合の処理である。
変形例による廃棄プラスチックの処理装置では、バーナ２２０を点火する場合には、まず、切換え機構５２０を操作して、第２貯留装置５００から、ワックスグリースに由来しない液体燃料を、第２燃料供給管５１０及び燃料供給管２２２を介してバーナ２２０に送る。バーナ２２０は、ワックスグリースに由来しない液体燃料を燃焼させ、燃焼ガスを断熱壁１０内に噴出す。
【００３４】
バーナ２２０が点火されると、水供給管３３０から、水蒸気発生器３００に水が供給される。水蒸気は、水蒸気供給管３４０を通って貯留装置４００に向かう。水蒸気は、上述の実施形態の場合と同様に、貯留槽４１０内に噴霧される。
貯留槽４１０内で、ワックスグリースは、乳化剤が混合され、また、攪拌スクリュー４４０によって攪拌されながら、水蒸気の持つ熱によって溶融していく。これにより、ワックスグリースから液体燃料が生じる。
貯留槽４１０内に液体燃料がある程度溜まったら、切換え機構５２０を操作して貯留装置４００からバーナ２２０に液体燃料を送る。
これ以降の、及びここで説明しなかった変形例による廃棄プラスチックの処理装置の動作は、上述の実施形態における廃棄プラスチックの処理装置の動作と同じである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態による廃棄プラスチックの処理装置の構成を概略で示す透視側面図。
【図２】図１で示した廃棄プラスチックの処理装置に含まれる水蒸気発生器の構成を示すための断面図。
【図３】図１で示した廃棄プラスチックの処理装置に含まれる貯留装置の構成を示すための断面図。
【図４】変形例の廃棄プラスチックの処理装置に含まれるバーナに液体燃料を送るための構成を概略で示す図。
【符号の説明】
【００３６】
３  反応管
１０  断熱壁
２２０  バーナ
２２１  ドラフトチューブ
３００  水蒸気発生器
３１０  内管
３２０  外管
３３０  水供給管
３４０  水蒸気供給管
４００  貯留装置
４１０  貯留槽
４１１  水蒸気噴霧器
４３０  乳化剤供給管
４４０  攪拌スクリュー
４５０  ジャケット
４５１  第２バーナ
４６０  排気管
５００  第２貯留装置
５２０  切換え機構
【図１】
2009293814.tif 000003
【図２】
2009293814.tif 000004
【図３】
2009293814.tif 000005
【図４】
2009293814.tif 000006