(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホッパーから投入された高分子廃棄物の搬送路を構成する外管と、
前記外管の内部に、当該外管との間で二重管を構成するように、前記外管と同方向に配置された回転不能な内管と、
前記内管の外周面を囲繞するように配置され、それ自身回転可能であることにより、回転不能な前記内管に対する回転速度が調整可能なスクリューと、
前記外管の外方から当該外管の内方を加熱する外部熱供給手段と、
前記内管の内部を加熱する内部熱供給手段と、を有し、
前記ホッパーから前記外管内に投入された高分子廃棄物を前記スクリューの回転に伴なって下流に搬送するにあたり、
前記外部熱供給手段により、前記外管内の前記高分子廃棄物を前記外管の外部から加熱するとともに、前記内部熱供給手段により、前記内管の内部から前記外管内の前記高分子廃棄物を加熱することにより、前記高分子廃棄物を溶融しながら、前記スクリューの回転により前記高分子廃棄物を前記外管の下流側に向かって搬送するようにしたことを特徴とする高分子廃棄物の搬送装置。
【請求項２】
前記外管には、高分子廃棄物の溶融時に発生する塩素ガスを除去するための塩素ガス回収装置が接続されていることを特徴とする請求項１に記載の高分子廃棄物の搬送装置。
【請求項３】
前記スクリューの回転数を調整することにより、前記外管から取り出される単位時間当りの高分子廃棄物の量を調整するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の高分子廃棄物の搬送装置。
【請求項４】
前記外部熱供給源による前記外管への熱量、前記内部熱供給手段による前記内管への熱量、および前記スクリューの回転速度をそれぞれ調整することにより、前記高分子廃棄物の溶融速度を調整することを特徴とする請求項１に記載の高分子廃棄物の搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高分子系廃棄物の搬送装置に関するもので、詳しくは、産業廃棄物として処理される、いわゆるプラスチックなどの廃材を熱により油やガスなどに分解する熱分解装置に使用して好適な高分子廃棄物の搬送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
使用済みプラスチックの処理方法としては、樹脂に再生する方法と、熱分解してガス化しさらに油状化する方法とが知られている。例えば、特開平９−２６８２９３号公報には、スクリュー型押出器を備え、このスクリュー型押出機で高分子系廃棄物を加熱しながら管型分解炉に送り込んで溶融させ、さらに加熱してその高分子溶融物をガス化し、このガスを凝縮して油状物を得る技術が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特開平９−２６８２９３号公報に開示された熱分解装置は、管型予熱器及び管型分解炉の熱源は電熱であるので、多量の廃棄物を工業的に処理するにはコスト高であるという問題があった。
さらに、この熱分解装置では、高分子廃棄物をスクリューコンベアで搬送する場合に、加えられた熱によって高分子廃棄物が、固体−ゴム弾性体−粘弾性体−ペースト状など様々な性状に変化するため、搬送が止まってしまったり、搬送に多大な力が必要になったり、あるいはこれらの樹脂がスクリュー、あるいは内管の外周にまとわりついて、搬送速度が著しく低下してしまうという問題がある。
【０００４】
すなわち、高分子廃棄物では、一定温度にまで溶融されると、半溶融状態となり、この領域では、未だ溶融されていない廃棄物も含まれていて、その廃棄物の溶融に熱が奪われるため、極めて流動性が悪くなる。そのため、流動性を向上させ搬送速度を低下させないために、より大きい熱源を供給して溶融を促進させなければならないため、コスト高となるという問題があった。また、従来の装置では、廃棄物が連続的に投入され、搬送路のどの部分においても廃棄物が同程度に満たされていないと、溶融が不安定となって、量が多すぎる場合は溶融が進まず、量が少なすぎると溶融が進みすぎてある部分の樹脂成分が炭化したりしてしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は上記実状に鑑み、高分子廃棄物の分解速度を向上させ、経済的コストで高分子廃棄物を溶融分解させることができるともに、どのような性状の樹脂であっても搬送することが可能で、またペースト状の樹脂であっても搬送途中にスクリューコンベアにまとわりつくことがなく、加えて効率的に油状化して樹脂成分の略全量を回収することができる高分子廃棄物の搬送装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る高分子系廃棄物の搬送装置は、
ホッパーから投入された高分子廃棄物の搬送路を構成する外管と、
前記外管の内部に、当該外管との間で二重管を構成するように、前記外管と同方向に配置された回転不能な内管と、
前記内管の外周面を囲繞するように配置され、それ自身回転可能であることにより、回転不能な前記内管に対する回転速度が調整可能なスクリューと、
前記外管の外方から当該外管の内方を加熱する外部熱供給手段と、
前記内管の内部を加熱する内部熱供給手段と、を有し、
前記ホッパーから前記外管内に投入された高分子廃棄物を前記スクリューの回転に伴なって下流に搬送するにあたり、
前記外部熱供給手段により、前記外管内の前記高分子廃棄物を前記外管の外部から加熱するとともに、前記内部熱供給手段により、前記内管の内部から前記外管内の前記高分子廃棄物を加熱することにより、前記高分子廃棄物を溶融しながら、前記スクリューの回転により前記高分子廃棄物を前記外管の下流側に向かって搬送するようにしたことを特徴としている。
【０００７】
係る構成による本発明によれば、高分子廃棄物が熱により溶融されるにあたり、例えば、粘性が高い半溶融となっても、そのまま管路あるいはスクリューなどに付着してしまうようなことはない。
ここで、前記外管には、高分子廃棄物の溶融時に発生する塩素ガスを除去するための塩素ガス回収装置が接続されていることが好ましい。
【０００８】
これにより、塩素ガスの除去を容易に行なうことができるとともに、これにより、溶融された樹脂の内部に塩素ガスが蓄積されることを防止することができる。
また、本発明では、前記スクリューの回転数を調整することにより、前記外管から取り出される単位時間当りの高分子廃棄物の量を調整することが好ましい。
【０００９】
さらに、前記外部熱供給源による前記外管への熱量、前記内部熱供給手段による前記内管への熱量、および前記スクリューの回転速度をそれぞれ調整することにより、前記高分子廃棄物の溶融速度を調整することもできる。
このようにすれば、高分子廃棄物を安価に処理して油状物を得ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の一実施例について説明する。
図１は本発明の一実施例による高分子廃棄物の搬送装置を示したものである。
この搬送装置２０では、高分子廃棄物が投入されるホッパー１の下方に、高分子廃棄物を溶融しながら搬送する外管４が略水平方向に設置されている。また、外管４の終了端近傍には、溶融された樹脂を取り出す材料出口８が下方に開口して設けられている。さらに、外管４の下流側外周は、加熱空気を滞留させることが可能な加熱チャンバー７により覆われている。
【００１１】
この加熱チャンバー７は、ヒータ等の熱供給源１１により加熱された外気を入口ポート９から取り入れ、外管４の周面を循環させるもので、これにより外管４の外周面が略一定の温度に加熱される。したがって、加熱チャンバー７の外周は、断熱材などで覆われることが好ましい。このような加熱チャンバー７では、入口ポート９から加熱空気が取り入れられ、この加熱空気で外管４の周面が加熱された後、出口ポート１０から温度の低下した加熱空気を取り出し、しかる後、送風機等の熱風循環装置１２の駆動力で再び熱供給源１１を介して入口ポート９に供給されている。
【００１２】
また、外管４の下流域には、分岐管１４を介して塩素回収装置１３が接続されている。この塩素回収装置１３は、高分子廃棄物が溶融する際に発生するガスを誘導し、ガス中の塩素を回収するものであるが、この分岐管１４を利用して各種樹脂に含まれる安定剤等の添加物をも取り除くことが可能である。
本実施例において、外管４の内部には、同芯状に内管５が収容されている。この内管５は、図２に拡大して示したように、熱伝導性の高いステンレスなどのパイプからなるもので、その一端部５ａの末端は閉塞されている。
【００１３】
さらに、この内管５の外周には、この内管５に沿って、螺旋状のスクリュー３が介装されている。このスクリュー３は、内管５の外面に固定されておらず、所定の隙間をもって設置されている。したがって、スクリュー３の駆動装置２を駆動させたときに、スクリュー３は、内管５の回りを独自に回転する構造となっている。
【００１４】
内管５内には、内部熱供給手段６から、例えば、オイルなどの加熱流体が圧送され、これにより、内管５の内部が適温に維持されている。
なお、スクリュー３の回転速度、熱供給原１１による外管４への外部からの加熱温度、ならびに内部熱供給手段６による内管５への内部からの加熱温度などは、それぞれ別々にコントロールできるようになっている。さらに、外管４への外部熱供給手段は、熱風循環装置１２による熱風に限定されるものではない。例えば、オイルなどの流体で温度を制御することもでき、実施例に何ら限定されない。
【００１５】
本実施例による高分子廃棄物の搬送装置は、上記のように構成されているが、以下にその作用について説明する。
今、外部熱供給手段である熱風循環装置１２と、内部熱供給手段６とがともに駆動されている。したがって、例えば、熱風循環装置１２により外部から取り入れられた空気は、熱供給源１１により所定の温度に加熱され、加熱された空気は、入口ポート９を介して加熱チャンバー７内に取り入れられている。一方、内部熱供給手段６が駆動されることにより、内管５の内方に加熱流体が導入され、内管５の内部も所定の温度に加熱されている。
【００１６】
したがって、外管４内は、外方からの熱と内方からの熱により加熱され、さらに、スクリュー３の表面も適温状態に加熱されている。
この状態から、先ず、高分子廃棄物いわゆるプラスチックの廃材がホッパー１から投入される。投入される高分子廃棄物は、破砕されていても、あるいはペレット状、フレーク状などであっても良い。
【００１７】
ホッパー１から投入されたプラスチックの廃材は、内管５と外管４との間の空間内に収容される。外管４の内部では、スクリュー３が既に回転されているので、この回転に伴なって、廃棄物は、下流に案内される。このとき、下流に搬送される廃棄物は外管４の外方から加えられる熱と、内管５の内部から加えられる熱とにより、次第に溶融されていく。そして、次第に溶融量が多くなり、最後には完全に溶融されて材料出口８から取り出される。
【００１８】
このように本実施例では、外管４の外方からの熱に加えて、内管５の内部からの熱が加えられるので、溶融を速やかに促進させることができる。また、溶融した後であっても、常にこのような熱が加えられるので、搬送の途中で固化してしまうこともない。また、投入量の違いにより、隣接するスクリュー３の羽根同士で仕切られる各部屋内部の、廃棄物にばらつきがあるとしても、スクリュー３の回転で下流に搬送することができる。また、過度の廃棄物が投入されたとしても、溶融しながら、下流に搬送することができ、搬送速度が鈍くなるようなこともない。また、塩ビの廃棄物が溶融されるときに、塩素ガスが発生するが、そのガスは、分岐管１４を介して塩素回収装置１３に導かれ、ここで取り除くことができる。したがって、外管４の内部で溶融している樹脂成分の中から、早い段階で塩素ガスを取り除くことができる。
【００１９】
一方、固形物が次第に溶融され、ペースト状の樹脂になっても、外管４の表面は、図３に示したように、加熱ガスにより常時加温され、かつ、内管５の外面が、内部熱により常時加熱され、さらにスクリュー３も加熱されているので、これらの樹脂が外管４の内周面あるいはスクリュー３の表面にまとわりついてしまうことも防止できる。
【００２０】
なお、材料出口８から取り出される樹脂成分は、容器などに充填して再度、固化させてインゴットストックとすることもできるが、いずれにしても、ここから取り出される樹脂成分は、スクリュー３で充分に混ぜ合わされているので、略均一な成分となっている。よって、この樹脂成分は、必要に応じて、再使用することもできれば、更に分解して油状化することもできる。
【００２１】
本実施例では、投入された樹脂が複数の種類からなり、また破砕されていなくても良い。また、ペースト状のもの、あるいは半固定物などが交じり合っていても、何ら変わりなく溶融することができる。また、投入される高分子廃棄物は、連続的でなくても良い。仮に、外管４内で隙間が生じるような疎の状態で投入されるとしても、あるいは外管４内に密な状態で送られるとしても、外部熱あるいは内部熱の温度コントロールを行なうことやスクリュー３による搬送速度を調整することにより、最適な状態に溶融させることができる。また、その投入された量に関わり無く、半溶融状態にある樹脂成分が、外管４あるいはスクリュー３の表面に密着してしまうことはない。
【００２２】
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は、上記実施例に何ら限定されない。
例えば、上記実施例では、一つの外管４のみを用いて、その下流域に塩素ガス回収装置１３を接続しているが、これに代え、図４に示したように、高分子廃棄物を２段階で搬送し溶融させることもできる。また、塩素を回収するための脱塩素回収システムＢを溶融システムＡから独立して設けることもできる。この場合、図１に示した搬送装置２０を基本構成とし、これに加えて、さらに下流側に、スクリューコンベア２３を設け、このスクリューコンベア２３と外管４との間を塩素ガス回収用の配管２５で接続すればよい。このようにすれば、塩ビを油化する場合に、早い段階で気化する塩素ガスに加えて、未溶融の塊部分に残っていた塩素ガスを、略全量回収することができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明に係る高分子廃棄物の搬送装置によれば、内部からの熱と外部からの熱の両方を加えながら、内管から独立したスクリューの駆動力で溶融樹脂を搬送するので、廃棄物がどのような溶融状態であるとしても、スクリューコンベアで搬送が留まってしまうことがなく、しかも最適な状態に溶融して搬送することが可能になった。さらに、例えば、ペースト状の樹脂が搬送されるとしても、スクリューや外管あるいは内管などにまとわりついてしまうことを防止することができた。
【００２４】
このようにして、本発明によれば、投入された廃棄物の量に関わりなく、また、溶融されていく樹脂の性状に関わり無く、様々な状態に溶融された樹脂を最適な状態にして搬送することが可能になった。また、どのような高分子廃棄物が投入されたとしても、搬送することができた。また、スクリューが内管の外周面から独立して回転する構造であるので、搬送が妨げられることもない。
【００２５】
したがって、経済的に廃棄物を溶融し、油状化することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の一実施例による高分子廃棄物の搬送装置の概略図である。
【図２】図２は図１の要部拡大断面図である。
【図３】図３は図２の縦断面図である。
【図４】図４は本発明の他の実施例による搬送装置の概略図である。
【符号の説明】
１      ホッパー
２      駆動装置
３      スクリュー
４      外管
５      内管
６      内部熱供給手段
２０    搬送装置
【図１】
0003745662.tif 000002
【図２】
0003745662.tif 000003
【図３】
0003745662.tif 000004
【図４】
0003745662.tif 000005