JPH07108979B2 - 廃棄プラスチックの油化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、廃棄プラスチックを熱
分解して油化する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在開発されている廃棄プラスチックの
油化装置を、図１〜図５に示している。図１と図２に示
す装置は、廃棄プラスチックを熱分解するための槽型反
応器を備えている。反応器である分解槽３１に廃棄プラ
スチックを供給して熱分解する。図１の装置は、廃棄プ
ラスチックを直接に分解槽３１に供給して熱分解してい
る。図２の装置は、廃棄プラスチックを溶融槽３２で溶
融したのち、分解槽３１に供給している。分解槽３１で
熱分解された熱分解蒸気成分は、凝縮器３３に送られて
液化され、液化された生成油がタンク３４に蓄えられ
る。

【０００３】図３に示す、油化装置は、廃棄プラスチッ
クを熱分解する管型の反応器を備えている。溶融槽３２
で溶融した廃棄プラスチックを、分解槽３１の反応管３
６に供給するようになっている。反応管３６は、溶融合
成樹脂を熱分解してガス状とし、フラッシュ凝縮器３７
で重質油と軽質油とに分離してタンクに蓄えるようにな
っている。

【０００４】さらにまた、図４と図５とに示す油化装置
は、廃棄プラスチックを熱分解するために、スクリュー
式熱分解器３５を備える。この装置は、外周から加熱さ
れるスクリューコンベアである熱分解器３５で廃棄プラ
スチックを熱分解する。したがって、熱分解器３５の供
給側に廃棄プラスチックが送り込まれ、排出側は熱分解
蒸気となった油成分を液化するための凝縮器３３に連結
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】これらの図に示す廃棄
プラスチックの油化装置は、原理的には合成樹脂を熱分
解して油化できるが、実際に長時間連続して使用できな
い欠点がある。とくに、図１と図２に示す槽型反応器を
有する装置は、一定時間経過すると、分解槽の内面にカ
ーボンが析出するので、連続使用できる時間に制約を受
ける。このため、毎日反応器を冷却して、内部に析出す
るカーボンを除去する必要がある。このことは、メンテ
ナンスに手間がかかるばかりでなく、実質的な油分回収
率を相当に低下させる。油分回収率が低下するのは、反
応器が充分に加熱されない運転の最初に、効率よく油化
できないことが理由である。また、毎日、冷却された反
応器を加熱するので、熱効率も低く、燃料の使用量が多
くなる欠点もある。

【０００６】図３に示す油分回収率は、溶融した廃棄プ
ラスチックを連続して反応管に供給することができる。
しかしながら、この構造の装置は、いまだに実用化され
ていないのが実状である。実用化を阻害しているのは、
反応管の内面等に析出するカーボンである。ここに析出
するカーボンは、反応管の熱効率を著しく低下させると
共に、溶融した合成樹脂のスムーズな通過を阻害する。
このため、反応管に析出するカーボンを効率よく除去で
きない限り、連続運転は不可能である。さらに、この構
造の油化装置は、使用するにしたがって生成される残渣
を処理することも難しく、このことも実用化を阻害する
理由となっている。

【０００７】さらにまた、図４と図５とに示す油化装置
は、加熱に多量の熱を必要とし、高粘度のポリマーを充
分に混合するのが難しい欠点がある。さらに、スクリュ
ウシャフトを内蔵する管径に制限を受けて、大型化する
のが難しい欠点もある。限られた管径で処理能力を高く
する為には、加熱温度を高くすればよいが、高温にする
と合成樹脂のガス成分と、炭化成分とが多くなって油分
回収率が低下する。

【０００８】本発明者は、これ等の欠点を解決するため
に、図６に示す油化装置を開発した。この図に示す装置
は、攪拌羽根１０を設けた加熱釜５に廃棄プラスチック
を供給し、加熱釜５で熱電解して、凝縮器３で液化して
油化する。この構造の油化装置は、種々のプラスチック
を混合した廃棄プラスチックを効率よく油化できる特長
がある。しかしながら、この構造の油化装置も、連続し
て使用することができず、毎日、加熱釜５を冷却して堆
積するカーボンや残渣を除去する必要があってメンテナ
ンスに手間がかかる欠点があった。とくに、加熱釜５が
閉鎖構造のために、カーボンや残渣を除去するためには
加熱釜を分解する必要があって、カーボン等の除去に手
間がかかる欠点があった。さらに、大型化するために
は、加熱釜を大きくする必要があるが、大型の加熱釜
は、さらにカーボン等の除去に手間がかかる欠点があ
る。この構造の油化装置は、加熱釜の連転を停止してカ
ーボン等を除去する必要があり、また、加熱釜を大型化
することも難しいので、処理能力に制限を受け、大型化
するのが難しい欠点があった。

【０００９】さらにまた、従来の油化装置は、処理能力
を高くするために、反応器の温度を高くすると、ガス成
分が多くなって、油分回収率が低下する欠点があった。
熱分解生成物と温度との関係は、図７に示すようになる
ことが知られている。この図に示すように、温度を高く
するとガス成分が多くなり、反対に温度を低くすると炭
化物量が多くなり、特定の範囲で油分回収率が最大とな
る。実際に廃棄プラスチックを熱分解する装置におい
て、投入された全ての廃棄プラスチックを均一な温度に
加熱することは極めて困難である。一部の廃棄プラスチ
ックは高温に加熱されてガス化率が高くなり、また、一
部の廃棄プラスチックは低温加熱されて炭化物が多くな
る欠点がある。

【００１０】本発明は、従来の廃棄プラスチックの油化
装置が有するこれ等の欠点を解決することを目的に開発
されたもので、本発明の重要な目的は、連続運転が可能
であると共に、大型化して処理能力を多くでき、さら
に、ガス化率を低くして油分回収率を高くできる油化装
置を提供するにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
する廃棄プラスチックの油化装置は、廃棄プラスチック
を加熱して熱分解する熱分解手段１と、この熱分解手段
１に廃棄プラスチックを供給する供給手段２と、熱分解
手段１から送り出される熱分解蒸気を冷却して油化する
凝縮器３とを備えている。

【００１２】さらに、本発明の請求項１に記載の油化装
置は、熱分解手段１を、加熱炉６と、この加熱炉に加熱
される加熱釜５と、この加熱釜５に供給された廃棄プラ
スチックを攪拌する攪拌羽根１０と、加熱釜５に連結さ
れて、加熱釜５から残渣を外部に排出するスクリューコ
ンベアとで構成する。スクリューコンベアは、移送筒４
Ａの内部にスクリュウシャフトを配設したもので、移送
筒４Ａは加熱釜５に連結されている。移送筒４Ａは、底
面を加熱釜５の底面よりも高い位置として加熱釜５に連
結されている。さらに、移送筒４Ａの内部に配設されて
いるスクリュウシャフトは、外周に螺旋状のフィン４ａ
を設けている。フィン４ａは、移送筒４Ａの排出口を除
く部分に配設されており、スクリュウシャフト４が回転
されて、加熱釜５から残渣が移送筒４Ａを通過して排出
され、移送箇４Ａから排出される残渣は、フィン４ａの
ない移送筒４Ａの排出口で移送筒４Ａを閉鎖状態に保持
して残渣を排出するように構成されている。

【００１３】さらに、本発明の請求項２に記載する廃棄
プラスチックの油化装置は、移送筒４Ａの排出口に、開
口面積を調整できる閉塞隙間調整蓋４Ｃを配設してい
る。

【００１４】さらにまた、本発明の請求項３に記載する
廃棄プラスチックの油化装置は、廃棄プラスチックを加
熱して熱分解する熱分解手段１と、この熱分解手段１に
廃棄プラスチックを供給する供給手段２と、熱分解手段
１から送り出される熱分解蒸気を冷却して油化する凝縮
器３とを備える。

【００１５】さらに、熱分解手段１は、螺旋状のフィン
４ａを有する１本のスクリュウシャフト４Ｂを移送筒４
Ａの内部に配設したスクリューコンベアを有する。スク
リューコンベアは、移送される廃棄プラスチックを一時
的に停滞させる一時貯溜部５ａを途中の複数箇所に備え
ている。一時貯溜部５ａは、廃棄プラスチックを一時的
に貯溜して加熱する一時貯溜加熱部３８を構成してい
る。スクリューコンベアのフィン４ａで移送される廃棄
プラスチックが、一時貯溜部５ａで一時的に停滞して加
熱、分解される。さらに、一時貯溜加熱部３８に発生す
る残渣はスクリューコンベアのスクリュウシャフトで外
部に排出されるように構成されている。

【００１６】 さらにまた、本発明の請求項４に記載す
る廃棄プラスチックの油化装置は、スクリューコンベア
の一時貯溜部５ａを、フィン４ａを除去した部分、移送
筒４の底に堰５Ｆを固定した部分、フィン４ａの外周に
掻取板５Ｅを固定した部分の何れかで構成している。

【００１７】

【作用】本発明の請求項１に記載される廃棄プラスチッ
クの油化装置は、加熱釜に供給された廃棄プラスチック
を加熱して熱分解する。廃棄プラスチックを熱分解して
できる残渣は、加熱釜に連結されたスクリューコンベア
で排出する。加熱釜は攪拌羽根で廃棄プラスチックを攪
拌して熱分解する。残渣は攪拌羽根でスクリューコンベ
アの移送筒に送り出される。移送筒に移り出された残渣
は、回転するスクリュウシャフトのフィンで移送筒を通
過して加熱釜の外部に排出される。スクリューコンベア
は、移送筒の排出口を残渣で閉塞する状態に保持しなが
ら残渣を排出する。スクリューコンベアは、移送筒の排
出口にフィンを設けていないからである。フィンのない
移送筒は、回転する螺旋状のフィンで強制的に押し出さ
れることはない。移送筒の排出口において、スクリュー
コンベアは残渣を強制的に移送しない。フィンで強制的
に移送されない残渣は、後から押し出される残渣で外 部
に押し出されることになり、移送筒の排出口を詰まった
状態に保持して、残渣を排出する。このため、スクリュ
ーコンベアは、加熱釜から連続的に残渣を排出して、し
かも、加熱釜を閉鎖状態に保持する。このことは、この
種の装置に大切なことである。スクリューコンベアの移
送筒から、加熱釜で発生するガスが漏れてしまうと、凝
縮器に移送されなくなって、回収率が著しく低下するか
らである。さらに、移送筒から外部に漏れるガスは発火
する危険性があるので、安全性のてんにおいて、極めて
危ないことである。本発明の請求項１に記載される廃棄
プラスチックの油化装置は、移送筒の開口部を閉鎖して
残渣を連続的に排出できる。

【００１８】さらに、本発明の請求項３に記載される廃
棄プラスチックの油化装置は、熱分解手段がスクリュー
コンベアを備え、スクリューコンベアの複数箇所に、移
送される廃棄プラスチックを一時的に停滞される一時貯
溜部を設けている。一時貯溜部は、廃棄プラスチックを
一時的に蓄えて、加熱、分解する一時貯溜加熱部であ
る。図８に示す装置は、スクリューコンベアのフィンを
除去して一時貯溜部とし、ここを加熱釜に配設してい
る。図１３に示す装置も、スクリューコンベアのフィン
の一部を除去して、一時貯溜部としている。スクリュー
コンベアのフィンでもって一時貯溜部に移送された廃棄
プラスチックは、一時的に停滞して加熱、熱分解され
る。このように、１本のスクリューコンベアの途中に一
時貯溜部を設けた移送加熱部材は、全長の短くして、廃
棄プラスチックを効果的に加熱しながら、連続的に効率
よく熱分解できる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。但し、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を
具体化するための油化装置を例示すものであって、本発
明の装置は、構成部品の材質、形状、構造、配置を下記
の構造に特定するものでない。本発明の装置は、特許請
求の範囲に於て、種々の変更を加えることができる。

【００２０】更に、この明細書は、特許請求の範囲を理
解し易いように、実施例に示される部材に対応する番号
を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決する
為の手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、
特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定
するものでは決してない。

【００２１】図８と図９とに示す廃棄プラスチックの処
理装置は、熱分解手段１と、触媒部材１４と、凝縮器３
と、供給手段２と、生成油タンク２１とを備えている。

【００２２】熱分解手段１は、供給された廃棄プラスチ
ックを移送しながら熱分解する移送加熱部材Ｅと、この
移送加熱部材Ｅを加熱する加熱炉６とを備える。移送加
熱部材Ｅは、スクリューコンベアで構成される移送部材
４と、スクリューコンベアの一時貯溜部である一時貯溜
加熱部３８とを備える。

【００２３】一時貯溜加熱部３８は、スクリューコンベ
アである移送部材４を介して直列に接続されたふたつの
加熱釜５と、加熱釜５の排出側に連結された排出釜５Ｃ
とで構成される。加熱釜５には、供給された廃棄プラス
チックを攪拌する攪拌羽根１０が設けられている。

【００２４】加熱釜５は、釜本体５Ａと蓋板５Ｂとで構
成されている。加熱釜５は、全体をステンレス製として
いる。ステンレス製の加熱釜５は、合成樹脂を低分子に
分解する触媒の作用がある。釜本体５Ａは上方を開口し
て、開口部を蓋板５Ｂで閉塞している。釜本体５Ａは、
水平断面が円形をしている。すなわち、釜本体５Ａは、
攪拌羽根１０の外周を内面に接近でき、攪拌羽根１０で
もって、釜本体５Ａの内面に異物が付着するのを防止す
るために、湾曲した底板で底面を閉塞した円筒状に形成
されている。

【００２５】釜本体５Ａは、これを水平に貫通して、移
送部材４を連結している。移送部材４であるスクリュー
コンベアは、移送筒４Ａと、移送筒４Ａと同軸に配設さ
れたスクリュウシャフト４Ｂと、スクリュウシャフト４
Ｂを回転させる駆動モーター（図示せず）と、移送筒４
Ａの排出口を閉塞する閉塞隙間調整蓋４Ｃとを備えてい
る。移送筒４Ａとスクリュウシャフト４Ｂとは、廃棄プ
ラスチックをより効率よく熱分解できるようにステンレ
ス製としている。

【００２６】移送筒４Ａは円筒状で、図８に示すよう
に、釜本体５Ａの上下の中央部分を水平に貫通して連結
している。移送筒４Ａは、供給手段２と釜本体５Ａとの
間、釜本体５Ａと釜本体５Ａとの間、釜本体５Ａと排出
釜５Ｃとの間、排出釜５Ｃの排出側とに直線状に配設さ
れている。釜本体５Ａに連結する移送筒４Ａの上下位置
は、釜本体５Ａで攪拌されるプラスチック量を決定す
る。移送筒４Ａを釜本体５Ａの底部に連結すると、釜本
体５Ａで攪拌されるプラスチック量が少なくなる。反対
に、移送筒４Ａを釜本体５Ａの上部に連結すると、釜本
体５Ａで攪拌されるプラスチック量が多くなる。それ
は、釜本体５Ａの内部で攪拌されて、移送筒４Ａの高さ
まで上昇されたプラスチックは、移送筒４Ａ内のスクリ
ュウシャフト４Ｂで移送されるからである。移送筒４Ａ
を釜本体５Ａに連結する位置は、釜本体５Ａが所定量の
プラスチックを収納して攪拌し、ここで熱分解できる時
間となるように調整される。単位時間当りの廃棄プラス
チック量が多い場合、移送筒４Ａを釜本体５Ａの上部に
連結して、プラスチックが釜本体５Ａに停滞する時間を
長くすることができる。

【００２７】スクリュウシャフト４Ｂは、これが回転す
ることによってプラスチックを移送できるように、螺旋
状のフィン４ａを固定している。フィン４ａは、移送筒
４Ａの内部と、排出釜５Ｃとの内部に位置する部分に設
けられている。供給手段２に連結された移送筒４Ａ内の
フィン４ａは、供給手段２から送り込まれる廃棄プラス
チックを釜本体５Ａに移送する。釜本体５Ａの間のスク
リュウシャフト４Ｂに固定されたフィン４ａは、最初の
釜本体５Ａから、次に連結された釜本体５Ａに、溶融状
態のプラスチックを移送する。このプラスチックは、釜
本体５Ａで一部のプラスチックが熱分解して除去された
ものである。さらに、釜本体５Ａの排出側から排出釜５
Ｃに連結されたスクリュウシャフト４Ｂは、釜本体５Ａ
で熱分解した残りのプラスチックを排出釜５Ｃに移送
し、筒状の排出釜５Ｃの内部で移送する途中でさらに熱
分解する。

【００２８】図８と図９に示す油化装置は、移送部材４
であるスクリューコンベアの移送筒４Ａを排出釜５Ｃに
兼用している。排出釜５Ｃに兼用された移送筒４Ａは、
内部にスクリュウシャフト４Ｂが配設されて、ここでプ
ラスチックを熱分解して、熱分解蒸気を分離する。図８
と図９とに示す装置は、３つの部分で順番に廃棄プラス
チックを熱分解蒸気として分離し、残りの残渣を排出釜
５Ｃの先端から排出する。すなわち、廃棄プラスチック
は、最初の釜本体５Ａで一部が熱分解蒸気として分離さ
れ、さらに、次段の釜本体５Ａで熱分解蒸気として分離
され、さらに残りのプラスチックから熱分解蒸気を分離
して、最後に残った残渣を排出釜５Ｃから排出する。

【００２９】このように順番に廃棄プラスチックを熱分
解蒸気として分離するために、最初の釜本体５Ａと、次
の釜本体５Ａと、排出釜５Ｃとはプラスチックの加熱温
度を次第に高く設定している。釜本体５Ａと排出釜５Ｃ
の温度は、熱分解する廃棄プラスチックの種類によって
最適値に設定されるが、好ましくは、３００〜７００℃
の範囲に調整される。

【００３０】排出釜５Ｃに兼用される移送筒４Ａの先端
は、開口端に向かって次第に細くなるテーパー状に絞ら
れている。このように、先端を細く絞った移送筒４Ａ
は、排出する残渣によって先端をより効果的に閉塞する
ことができる。移送筒４Ａの先端を排出する残渣で閉塞
できるなら、ここから、合成樹脂のガス成分が漏れるの
を防止できると共に、加熱釜５と排出釜５Ｃとを閉鎖構
造として、ガス成分を簡単に凝縮器３に圧送できる特長
がある。

【００３１】図８に示す油化装置は、移送筒４Ａの先端
を、排出される残渣でもってさらに完全に閉塞するため
に、閉塞隙間調整蓋４Ｃを配設している。閉塞隙間調整
蓋４Ｃは円錐状で、移送筒４Ａの開口端と同心に配設さ
れている。さらに、閉塞隙間調整蓋４Ｃは、移送筒４Ａ
の軸方向に移動でき、また、回転できるように軸受を介
してフレームに連結されている。

【００３２】閉塞隙間調整蓋４Ｃを移送筒４Ａの開口端
に接近させると、移送筒４Ａの開口部隙間は狭くなる。
反対に、閉塞隙間調整蓋４Ｃを移送筒４Ａから離すと、
移送筒４Ａの開口隙間が広くなる。閉塞隙間調整蓋４Ｃ
の軸方向の位置は、排出される残渣で移送筒４Ａの開口
端を閉塞できる位置に調整される。したがって、残渣の
排出量が多い場合は、閉塞隙間調整蓋４Ｃを移送筒４Ａ
の開口端から離し、残渣の排出量が少なくなると、移送
筒４Ａの開口端に接近する。

【００３３】閉塞隙間調整蓋４Ｃの軸方向の位置は、加
熱釜５の内部圧力を検出して自動制御することができ
る。この場合、加熱釜５の内部圧力が設定値よりも低下
すると、閉塞隙間調整蓋４Ｃを移送筒４Ａの開口端に接
近し、加熱釜５の内圧が上昇すると、移送筒４Ａの先端
から離すように移動させる。移送筒４Ａの先端を排出す
る残渣で閉塞できない状態になると、加熱釜５の圧力が
低下し、移送筒４Ａが閉塞隙間調整蓋４Ｃで完全に閉塞
されると、加熱釜５の内圧が上昇するからである。

【００３４】移送筒４Ａの排出端を残渣で完全に閉塞し
ても、加熱釜５と排出釜５Ｃの内圧は異常に上昇するこ
とはない。それは、加熱釜５と排出釜５Ｃとが凝縮器３
を介して大気に開放されているからである。したがっ
て、閉塞隙間調整蓋４Ｃの位置を、加熱釜５と排出釜５
Ｃの内圧で自動制御する場合、移送筒４Ａの先端を閉塞
したときに上昇する最大内圧よりも多少低い圧力に設定
し、加熱釜５と排出釜５Ｃとがこの設定圧になるよう
に、閉塞隙間調整蓋４Ｃの位置を調整する。

【００３５】図８に示す閉塞隙間調整蓋４Ｃは、外周に
歯車を固定し、この歯車をモーター（図示せず）で回転
する。回転する閉塞隙間調整蓋４Ｃは、スムーズに、し
かも詰まらないように、残渣を排出できる特長がある。
回転させる閉塞隙間調整蓋４Ｃは、スクリュウシャフト
４Ｂと同じ方向に、あるいは逆に回転する。

【００３６】以上のように、移送筒４Ａの先端を排出す
る残渣と閉塞隙間調整蓋４Ｃとで閉塞する装置は、加熱
釜５と排出釜５Ｃとで発生した熱分解蒸気を、凝縮器３
に圧送して移送できる。

【００３７】釜本体５Ａの上面を閉塞する蓋板５Ｂは、
これを貫通して、熱分解蒸気の排出口８を開口してい
る。排出口８にはガス移送管１３を連結している。ガス
移送管１３は、触媒部材１４を介して凝縮器３に連結さ
れている。

【００３８】加熱釜５に設けた攪拌羽根１０は、回転軸
１０Ａと、羽根１０Ｂと、駆動モーター１０Ｄとを備え
ている。回転軸１０Ａは、加熱釜５の蓋板５Ｂの中心
を、上下に、しかも、気密に貫通して回転自在に支承さ
れている。回転軸１０Ａの下端に羽根１０Ｂを固定して
いる。

【００３９】羽根１０Ｂは、回転軸１０Ａに放射状に固
定されている。羽根１０Ｂは、加熱釜５と同様にステン
レスで作られている。羽根１０Ｂは、外周縁が加熱釜５
の内面に接近する形状をしている。羽根１０Ｂの外周縁
と加熱釜５の内面との隙間は、１〜１００ｍｍ、好まし
くは３〜５０ｍｍの範囲に調整される。

【００４０】さらに、羽根は、釜本体５Ａに供給された
プラスチックを攪拌して熱分解させた後、これをスクリ
ューコンベアの移送筒４Ａに押し上げる働きをする。釜
本体５Ａで熱分解蒸気を分離したプラスチックを効果的
に移送筒４Ａに送り出すために、羽根は、釜本体５Ａに
連結される移送筒４Ａの下面よりも上方まで延長されて
いる。

【００４１】回転軸１０Ａは駆動モーター１０Ｄに連結
され、駆動モーター１０Ｄで回転される。

【００４２】加熱釜５は、廃棄プラスチックを加熱して
能率よく油化できるように、ゼオライトや金属触媒等を
内蔵させる。金属触媒には、ニッケルやステンレスを使
用する。回転軸１０Ａや羽根１０Ｂを金属触媒であるニ
ッケルやステンレス製とすることも可能である。

【００４３】加熱炉６は、バーナー１６を備えている。
バーナー１６は、廃棄プラスチックを油化した油を燃焼
して釜本体５Ａを加熱する。したがって、余分な燃料を
必要としない。

【００４４】触媒部材１４の構造を図１１と図１２とに
示している。この触媒部材１４は、円筒状のケーシング
１７と、このケーシング１７に収納された板状の触媒１
８とで構成されている。

【００４５】ケーシング１７は、ガス移送管１３から供
給された熱分解蒸気が外部に漏れないように、気密に密
閉されている。ケーシング１７は、加熱釜５を加熱した
排熱で加熱される。したがって、ケーシング１７は、加
熱炉６の排気煙道１９を貫通して固定されている。ケー
シング１７の両端は、排気煙道１９から突出している。
ケーシング１７の突出する両端にはフランジが設けられ
ている。フランジには、開閉蓋２０がネジで気密に固定
されている。ネジを外して開閉蓋２０を除去してケーシ
ング１７を開口することができる。

【００４６】ケーシング１７には、熱分解蒸気の流入口
と、排出口とが互いに反対側に開口されている。流入口
は底部に、排出口は上部に開口されている。

【００４７】図８に示す装置は、３つの触媒部材１４を
直列に接続している。触媒部材１４は、排気煙道１９に
上下に並べて配設されている。加熱釜５で発生した熱分
解蒸気は、下段の触媒部材１４から順番に上段の触媒部
材１４に移送される。従って、最下段の触媒部材１４が
加熱釜５に連結され、上段の触媒部材１４は凝縮器３に
連結されている。中間の触媒部材１４は、下段と上段の
触媒部材１４に直列に接続されている。各段の触媒部材
１４は、流入口が底部に、排出口が上部に開口されて、
互いに直列に接続されている。

【００４８】この触媒部材１４を連結すると、加熱釜５
から送られて来る熱分解蒸気を有効に乾留してスムーズ
に排出でき、また、触媒部材１４内で液化した成分を再
加熱でき、これがガス移送管１３に詰まるのを防止でき
る。それは、触媒部材１４内で次のように熱分解蒸気が
流動するからである。 加熱釜５から触媒部材１４に流入した熱分解蒸気
は、触媒１８に接触して低分子に分解される。 触媒部材１４の両端は排気煙道１９の外部に突出
し、中間は排気煙道１９内に位置するので、内部に供給
された熱分解蒸気は対流して攪拌される。それは、供給
された熱分解蒸気が、ケーシング１７の両端部分で冷却
され、中間で加熱されることが理由である。 攪拌される熱分解蒸気は、効果的に触媒１８に接触
して低分子に分解されるが、一部は熱分解蒸気の状態か
ら液体の状態となる。 低分子に分解された熱分解蒸気は、最上段の触媒部
材１４の排出口から次の工程に移送される。 内部で液状になった成分は、再びケーシング１７の
中間で加熱されてガス化され、上部の排出口から送り出
される。 加熱してもガス化できない液体成分は、逆流して下
段の触媒部材１４に送り込まれる。 直列に連結された触媒部材１４の内部温度は、下段
のものが高くなる。ちなみに、本発明者が試作した装置
は、最下段の触媒部材１４の内部温度が約３６０℃、中
間の触媒部材１４は３３０℃、上段触媒部材１４は２９
０℃となった。

【００４９】このため、上段の触媒部材１４で液化した
成分は、下段の触媒部材１４に逆流して、より高い温度
に加熱されて再びガス化される。再びガス化した成分
は、触媒部材１４内部の触媒１８に接触しながら、上段
に移送され、ガスの状態で凝縮器３に移送される。した
がって、この構造の触媒部材１４は、加熱釜５から供給
された熱分解蒸気をもっとも有効に乾留して凝縮器３に
移送できる。

【００５０】触媒部材１４の内部には、板状の触媒１８
を収納している。板状の触媒１８は、隙間を熱分解蒸気
が通過できるように、例えば、数ｍｍ〜数ｃｍ離されて
積層されている。触媒１８は、簡単に積層できるよう
に、両側が折曲されて溝型に加工されている。この形状
の触媒１８は、単にケーシング１７に収納して積層でき
る特長がある。また、熱分解蒸気との接触面積を大きく
して、効率よく乾留できる特長がある。触媒は、図示し
ないが、板状でなく筒状、あるいは、棒状とすることも
可能である。また、触媒は、金属を繊維状、あるいは、
粒状に加工し、繊維や粒の間に隙間ができる状態でケー
シングに収納することも可能である。

【００５１】凝縮器３は、触媒部材１４から送られて来
る熱分解蒸気を冷却して油に液化させる。凝縮器３は液
化した油を蓄える油タンク２１に連結されている。

【００５２】図８に示す供給手段２は、加熱釜５に合成
樹脂を送り込む供給筒２２と、この供給筒２２に設けら
れて、空気を遮断して廃棄プラスチックを送り込む複数
のガス遮断弁９と、ガス遮断弁９の開閉状態を制御する
制御部材２３とを備えている。

【００５３】供給筒２２は、図１０に示すように、廃棄
プラスチックを落下させて図８に示す熱分解手段１に供
給できるように、垂直に、加熱釜５の蓋板５Ｂに開口さ
れた搬入口７に連結されている。この図に示す供給筒２
２は、３段直列にガス遮断弁９を連結している。ガス遮
断弁９は、空気を遮断して溶融容器４を供給できる全て
の構造の弁が使用できる。図１０に示す装置のガス遮断
弁は、最上段のゲートバルブ９Ａと、その下方に２段直
列に設けた回転弁９Ｂとで構成されている。

【００５４】供給筒２２は、ゲートバルブ９Ａと上段の
回転弁９Ｂとの間に供給室２４を設けている。下２段の
回転弁９Ｂの間に一時貯溜室２５を設けている。ゲート
バルブ９Ａは、供給筒２２に対して水平方向に移動する
開閉板９ａと、この開閉板９ａを移動させる直動シリン
ダー９ｂとを備えている。開閉板９ａは、供給筒２２を
横に貫通して移動自在に設けられている。図において、
開閉板９ａは、右に移動されると供給筒２２を閉塞し、
左に移動されると、開弁される。

【００５５】回転弁９Ｂは、弁座２６と、弁体２７と、
これを回転させる減速モーター２８とを備えている。弁
座２６は供給筒２２に固定されている。弁体２７は、回
転軸２９に固定されている。回転軸２９は、供給筒２２
を気密に貫通して、軸受けを介して供給筒２２に取り付
けられている。弁体２７は、図１０に示すように、上方
に回転されると、弁座２６に密着して閉弁する。弁体２
７が、図に示す位置から９０度回転されると開弁され
る。弁座は、上方に回転弁が回転すると密着する形状に
作られている。

【００５６】一時貯溜室２５の上下に設けられた回転弁
９Ｂには、同一形状のものが使用できる。供給室２４
は、一時貯溜室２５とほぼ同じ容積、あるいは、これよ
りも多少小さく設計される。供給室２４に蓄えられた廃
棄プラスチックを、残らず一時貯溜室２５に供給するか
らである。

【００５７】さらに、図１３ないし図１６に示す油化装
置の熱分解手段１は、スクリューコンベアで構成される
円筒状の移送加熱部材Ｅと、この移送加熱部材Ｅを加熱
する加熱炉６とを備える。移送加熱部材Ｅはステンレス
製で、スクリューコンベアのフィンを設けた部分で構成
される移送部材４と、スクリューコンベアの一時貯溜部
で構成される一時貯溜加熱部３８とを直列に接続してい
る。

【００５８】一時貯溜加熱部３８は、移送部材４を介し
て直列に接続されたふたつの一時貯溜部５ａで構成され
る。一時貯溜部５ａは、移送部材４で移送されてくる廃
棄プラスチックを一時的に貯溜して加熱する。一時貯溜
部５ａは、上方を開口して、開口部を 蓋板５Ｂで閉塞
している。蓋板５Ｂは排出口を開口している。排出口
は、ガス移送管を介して凝縮器に連結される。

【００５９】移送部材４は、一時貯溜部５ａの両側に配
設されている。移送部材４はスクリューコンベアで構成
され、移送筒４Ａと、移送筒４Ａと同軸に配設されたス
クリュウシャフト４Ｂと、スクリュウシャフト４Ｂを回
転させる駆動モーター（図示せず）と、移送筒４Ａの排
出口を閉塞する閉塞隙間調整蓋４Ｃとを備えている。移
送筒４Ａとスクリュウシャフト４Ｂとは、廃棄プラスチ
ックをより効率よく熱分解できるようにステンレス製と
している。

【００６０】移送部材のスクリュウシャフト４Ｂには螺
旋状のフィン４ａを固定している。フィン４ａは、一部
を除去して一時貯溜部５ａとしている。フィン４ａが除
去された部分は、廃棄プラスチックの移送能力がなく、
ここに廃棄プラスチックを一時的に停滞させる。

【００６１】さらに、スクリュウシャフト４Ｂのフィン
４ａは、図１３の断面図に示すように、移送筒４Ａの排
出口を除く部分に設けている。この構造のスクリューコ
ンベアは、排出口の近傍の残渣をフィンで移送しない。
排出口から押し出される残渣は、後から押し出される残
渣に押されて押し出される。このため、フィンのないス
クリューコンベアは、排出口をより確実に閉塞して残渣
を連続して排出できる。

【００６２】さらに、図１７ないし図２０は、異なる構
造の一時貯溜部を示している。図１７に示すスクリュー
コンベアの一時貯溜部５ａは、フィン４ａの一部を除去
すると共に、移送筒４Ａの底に堰５Ｆを固定している。
堰５Ｆは、移送される廃棄プラスチックの抵抗となって
移送を遅らせる。図１８に示す一時貯溜部５ａは、フィ
ン４ａに貫通孔５Ｄを穿設している。貫通孔５Ｄのある
フィン４ａは、移送する溶融状態の廃棄プラスチックが
貫通孔５Ｄを通過して移送能力が低下する。さらに図１
９と図２０に示す一時貯溜部５ａは、フィン４ａの外周
に縦に延長して掻取板５Ｅを固定している。掻取板５Ｅ
は外側縁を鋸刃状にしている。掻取板５Ｅはフィン４ａ
と一緒に廃棄プラスチックを回転させて移送を遅くす
る。このように、掻取板５Ｅで廃棄プラスチックを回転
させる一時貯溜部５ａは、移送筒４Ａの内面に付着する
廃棄プラスチックを掻き取ることもできる。このよう
に、スクリュウシャフト４Ｂに固定するフィン４ａの形
状を工夫して、廃棄プラスチックの移送を遅くして、一
時貯溜部５ａとすることができる。一時貯溜部５ａに廃
棄プラスチックを停滞させる時間は、スクリュウシャフ
トのフィン形状で調整する。

【００６３】供給手段２に連結された移送筒４Ａの内部
に配設されたフィン４ａは、供給手段２から送り込まれ
る廃棄プラスチックを一時貯溜部５ａに移送する。一時
貯溜部５ａの間のスクリュウシャフト４Ｂに固定された
フィン４ａは、最初の一時貯溜部５ａから、次に連結さ
れた一時貯溜部５ａに、溶融状態のプラスチックを移送
する。このプラスチックは、釜本体５Ａで一部のプラス
チックが熱分解して除去されたものである。さらに、一
時貯溜部５ａの排出側に連結されたスクリュウシャフト
４Ｂは、釜本体５Ａで熱分解した残りの残渣を排出す
る。

【００６４】すなわち、廃棄プラスチックは、最初の一
時貯溜部５ａで一部が熱分解蒸気として分離され、さら
に次段の一時貯溜部５ａで熱分解蒸気として分離され、
さらに残りのプラスチックから熱分解蒸気を分離して、
最後に残った残渣を排出する。

【００６５】このように順番に廃棄プラスチックを熱分
解蒸気として分離するために、最初の一時貯溜部５ａ
と、次の一時貯溜部５ａとはプラスチックの加熱温度を
次第に高く設定している。一時貯溜部を異なる温度で加
熱するために、図１３に示すように、加熱炉を２分割し
ている。一時貯溜部５ａの温度は、熱分解する廃棄プラ
スチックの種類によって最適値に設定されるが、好まし
くは、３００〜７００℃の範囲に調整される。

【００６６】移送筒の先端部分は、図８に示す熱分解手
段と同じ構造として、廃棄プラスチックの残渣を連続的
に排出する。

【００６７】

【発明の効果】本発明の請求項１に記載される油化装置
は、加熱釜を開くことなく、スクリューコンベアで加熱
釜から残渣を排出して連続運転でき、優れた処理能力で
能率よく廃棄プラスチックから油を回収できる優れた特
長がある。それは、本発明の油化装置が、残渣を連続的
に排出するスクリューコンベアを加熱釜に連結し、さら
に、スクリューコンベアの移送筒を加熱釜の底よりも高
い位置に連結して残渣を排出できるようにし、さらにま
た、スクリューコンベアのスクリュウシャフトには、移
送筒の排出口を除く部分に螺旋状のフィンを固定して、
フィンで移送される残渣で移送筒の排出口を閉塞状態に
保持し、この状態で加熱釜から残渣を排出できるからで
ある。残渣で排出口を閉塞状態に保持する加熱釜は、排
出口から合成樹脂を加熱分解したガス成分が漏れるのを
防止できる。このため、加熱釜で発生したガス成分は、
能率よく凝縮器に移送されて油として有効に回収され
る。このため、廃棄プラスチックから有効に能率よく油
を回収できる特長がある。さらに、排出口からガス成分
が漏れないので、これに引火して爆発する等の危険性が
なく、安全に能率よく油を回収できる特長がある。

【００６８】さらに、本発明の請求項３に記載される廃
棄プラスチックの油化装置は、熱分解手段が、螺旋状の
フィンを有する１本のスクリュウシャフトを移送筒の内
部に配設したスクリューコンベアを備え、スクリューコ
ンベアの途中の複数箇所に設けた一時貯溜部を、廃棄プ
ラスチックを一時的に停滞して加熱する一時貯溜加熱部
としている。この構造の油化装置は、スクリューコンベ
アで移送される廃棄プラスチックを、スクリューコンベ
アの一時貯溜部で一時的に停滞させて熱分解する。この
構造の油化装置は、連続運転が可能であると共に、全体
をコンパクトにして処理能力を大きくできる特長があ
る。それは、スクリューコンベアの一時貯溜部で廃棄プ
ラスチックを停滞させて熱分解するからである。

【００６９】さらに、この構造の廃棄プラスチックの油
化装置は、スクリューコンベアに設けた複数の一時貯溜
部で廃棄プラスチックを次第に高温に加熱して熱分解で
きる。すなわち、廃棄プラスチックは、最初の一時貯溜
部で低温で加熱して熱分解させ、この工程で、熱して分
解されやすいプラスチックを熱分解蒸気として凝縮器に
移送できる。さらに、低温では熱分解されなかった廃棄
プラスチックは、次の一時貯溜部でより高温に加熱され
てさらに分解される。このように、スクリューコンベア
の途中に設けた複数の一時貯溜部で次第に高温に加熱し
て廃棄プラスチックを熱分解蒸気とすることができる本
発明の油化装置は、最初から高温に加熱して熱分解する
従来の装置に比較すると、廃棄プラスチックを連続的に
油化できると共に、ガス成分を少なくして油分回収率を
高くできる。それは、高温で分解するとガス化される
が、低温では油化できる成分を有効に油化できるからで
ある。また、廃棄プラスチックの一部を低温に加熱して
油化できるので、油化に要する熱エネルギーも少なく、
加熱エネルギーを少なくして効率よく油化できる特長も
実現する。

【００７０】さらにまた、本発明の廃棄プラスチックの
油化装置は、１本のスクリューコンベアの間に一時貯溜
部を設けているので、バッチ式の加熱釜に比較して処理
能力を著しく増大できる。とくに、廃棄プラスチックを
次第に高温に加熱して熱分解蒸気とすることができるの
で、最初に低温で多量の廃棄プラスチックを熱分解し、
残った廃棄プラスチックを高温で熱分解することができ
る。このため、極めて効率よく、多量の廃棄プラスチッ
クを油化できる特長がある。

【００７１】さらにまた、本発明の廃棄プラスチックの
油化装置は、スクリューコンベアの途中に、廃棄プラス
チックの移送を停滞させる一時貯溜部を設けて、ここで
廃棄プラスチックを加熱して分解する。このため、全体
の構造を簡素化できると共に、全長を短くして、高能率
に多量の廃棄プラスチックを油化できる特長がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の廃棄プラスチックの油化装置の一例を示
すブロック図

【図２】従来の廃棄プラスチックの油化装置の一例を示
すブロック図

【図３】従来の廃棄プラスチックの油化装置の一例を示
すブロック図

【図４】従来の廃棄プラスチックの油化装置の一例を示
すブロック図

【図５】従来の廃棄プラスチックの油化装置の一例を示
すブロック図

【図６】従来の廃棄プラスチックの油化装置の一例を示
すブロック図

【図７】温度に対するガスと炭化物量を示すグラフ

【図８】本発明の一実施例を示す油化装置の断面図

【図９】図８に示す油化装置の平面図

【図１０】図８に示す供給手段の断面図

【図１１】触媒手段の一例を示す断面図

【図１２】図１１に示す触媒手段の断面図

【図１３】本発明の他の実施例にかかる油化装置の断面
図

【図１４】図１３に示す油化装置の移送加熱部材の平面
図

【図１５】図１３に示す油化装置の一部断面側面図

【図１６】図１３に示す油化装置の横断面図

【図１７】本発明の他の実施例にかかる油化装置の移送
加熱部材を示す断面図

【図１８】本発明の他の実施例にかかる油化装置の移送
加熱部材を示す断面図

【図１９】本発明の他の実施例にかかる油化装置の移送
加熱部材を示す断面図

【図２０】本発明の他の実施例にかかる油化装置の移送
加熱部材を示す断面図

【符号の説明】

１……熱分解手段 ２……供給手段 ３……凝縮器 ４……移送部材 ４Ａ…移送筒 ４Ｂ……ス
クリュウシャフト ４Ｃ…閉塞隙間調整蓋 ４ａ……フ
ィン ５……加熱釜 ５Ａ……釜本体 ５Ｂ……蓋
板 ５Ｃ…排出釜 ５Ｄ……貫通孔 ５Ｅ……掻
取板 ５Ｆ…堰 ５ａ……一時貯溜部 ６……加熱炉 ７……搬入口 ８……排出口 ９……ガス遮断弁 ９ａ……開閉板 ９ｂ…
…直動シリンダー ９Ａ……ゲートバルブ ９Ｂ……回転弁 １０……攪拌羽根 １０Ａ……回転軸 １０Ｂ…
…羽根 １０Ｃ……ガス攪伴羽根 １０Ｄ……駆動モーター １１……フィン １２……放熱フィン １３……ガス移送管 １４……触媒部材 １５……断熱材 １６……バーナー １７……ケーシング １８……触媒 １９……排気煙道 ２０……開閉蓋 ２１……油タンク ２２……供給筒 ２３……制御部材 ２４……供給室 ２５……一時貯溜室 ２６……弁座 ２７……弁体 ２８……減速モーター ２９……回転軸 ３１……分解槽 ３２……溶融槽 ３３……凝縮器 ３４……タンク ３５……スクリュー式熱分解器 ３６……反応管 ３７……フラッシュ凝縮器 ３８……一時貯溜加熱部 Ｅ……移送加熱部材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 廃棄プラスチックを加熱して熱分解する
   熱分解手段（１）とこの熱分解手段（１）に廃棄プラス
   チックを供給する供給手段（２）と、熱分解手段（１）
   から送り出されるガス体を冷却して油化する凝縮器
   （３）とを備えてなる油化装置において、 熱分解手段（１）が、加熱炉（６）と、この加熱炉に加
   熱される加熱釜（５）と、この加熱釜（５）に供給され
   た廃棄プラスチックを攪拌する攪拌羽根（１０）と、加
   熱釜（５）に連結されて、加熱釜（５）から残渣を外部
   に排出するスクリューコンベアとを備え、スクリューコ
   ンベアは移送筒（４Ａ）の内部にスクリュウシャフト
   （４Ｂ）を配設したもので、移送筒（４Ａ）が加熱釜
   （５）に連結されており、移送筒（４Ａ）は、底面を加
   熱釜（５）の底面よりも高い位置として加熱釜（５）に
   連結されており、さらに、移送筒（４Ａ）の内部に配設
   されているスクリュウシャフト（４Ｂ）は外周に螺旋状
   のフィン（４ａ）が設けられており、このフィン（４
   ａ）は、移送筒（４Ａ）の排出口を除く部分に配設され
   ており、スクリュウシャフト（４Ｂ）が回転されて、加
   熱釜（５）から残渣が移送筒（４Ａ）を通過して排出さ
   れ、移送筒（４Ａ）から排出される残渣は、フィン（４
   ａ）のない移送筒（４Ａ）の排出口で移送筒（４Ａ）を
   閉鎖状態に保持して残渣を排出するように構成されてな
   ることを特徴とする廃棄プラスチックの油化装置。
2. 【請求項２】 移送筒（４Ａ）の排出口に、開口面積を
   調整できる閉塞隙間調整蓋（４Ｃ）が配設されている請
   求項１に記載の廃棄プラスチックの油化装置。
3. 【請求項３】 廃棄プラスチックを加熱して熱分解する
   熱分解手段（１）と、この熱分解手段（１）に廃棄プラ
   スチックを供給する供給手段（２）と、熱分解手段
   （１）から送り出されるガス体を冷却して油化する凝縮
   器（３）とを備えてなる油化装置において、 熱分解手段（１）が、螺旋状のフィン（４ａ）を有する
   １本のスクリュウシャ フト（４Ｂ）を移送筒（４Ａ）の
   内部に配設したスクリューコンベアを有し、スクリユー
   コンベアは、移送される廃棄プラスチックを一時的に停
   滞させる一時貯溜部（５ａ）を途中の複数箇所に備えて
   おり、この一時貯溜部（５ａ）を、廃棄プラスチックを
   一時的に貯溜して加熱する一時貯溜加熱部（３８）とし
   ており、スクリューコンベアのフィン（４ａ）で移送さ
   れる廃棄プラスチックが、一時貯溜部（５ａ）で一時的
   に停滞して加熱、分解され、一時貯溜加熱部（３８）に
   発生する残渣がスクリューコンベアのスクリュウシャフ
   トで外部に排出されるように構成されたことを特徴とす
   る廃棄プラスチックの油化装置。
4. 【請求項４】 スクリューコンベアの一時貯溜部（５
   ａ）が、フィン（４ａ）を除去した部分、移送筒（４）
   の底に堰（５Ｆ）を固定した部分、フィン（４ａ）の外
   周に掻取板（５Ｅ）を固定した部分の何れかで構成され
   てなる請求項３に記載の廃棄プラスチックの油化装置。