JP2002317069A - 廃プラスチックの減容溶融機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 生産性を低下させることなく、溶融物の円滑
な排出を常に確保することができる廃プラスチックの減
容溶融機を提供する。 【解決手段】 溶融炉２と蒸気発生炉３を備えた減容溶
融機１の下底側凹部に、溶融物押出し用スクリューコン
ベア１１を配設する。スクリューコンベア１１と対向す
る溶融炉２の側壁には、溶融炉２内の溶融物を取り出す
Ｌ型円筒管製の出口ノズル１２を形成し、出口ノズル１
２は、熱伝導の良い材質で構成し、その周囲を断熱材２
６で被覆する。出口ノズル１２の基端部、中間曲げ部、
先端流出部にはバンドヒーター１８、１９、２０を設
け、出口ノズル１２の各部を加熱保温可能とする。バン
ドヒーター１８、１９、２０の温度は温度制御装置２１
により、所要の温度範囲に調節可能とする。バンドヒー
ター１８、１９、２０は、ノズル周壁に一体または分離
可能に装着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加熱溶融した廃プ
ラスチックの溶融物を出口ノズルから押し出すようにし
た廃プラスチックの減容溶融機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、使用済みの廃プラスチックを再資
源化するために、廃プラスチックを減容溶融機で加熱溶
融して減容化する方法が知られている。この種の減容溶
融機は、図４に示すように、廃プラスチックを加熱溶融
する溶融炉２３と、溶融炉２３の下部に設けられた溶融
物押出し用のスクリューコンベア２４と、このスクリュ
ーコンベア２４と対応する炉側壁に形成された出口ノズ
ル２５とを備えている。これによって、溶融炉２３に投
入された廃プラスチックを加熱溶融し、この溶融物をス
クリューコンベア２４により出口ノズル２５に送って押
し出すようにされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この減容溶融機におい
ては、出口ノズル２５から溶融物を押し出す際、減容溶
融機の運転直後は出口ノズル２５が温まっていないの
で、出口ノズル２５で溶融物が冷やされて粘度が大きく
なる。そのため、溶融物の流れが悪くなって、出口ノズ
ル２５から溶融物が円滑に排出されないことがある。と
くに、外気温度が低いときは、出口ノズル２５自体の温
度低下が大きいため、溶融物が部分的に凝固して出口ノ
ズル２５内に詰まりやすくなる。これを防止するには、
減容溶融機の加熱運転開始後に、ノズル温度が所定値ま
で加熱上昇するまで待てばよい。しかし、この場合に
は、ノズル温度が所定値になるまで時間がかかり、ロス
タイムが生じて溶融処理の効率が低下するという問題が
ある。本発明は上記のような従来技術の課題に鑑みなさ
れたもので、溶融処理の効率を低下させることなく、溶
融物の円滑な排出を常に確保できる廃プラスチックの減
容溶融機を提供することを目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、廃プ
ラスチックを加熱溶融する溶融炉と、該溶融炉内の溶融
物が取り出される出口ノズルとを備えた減容溶融機にお
いて、前記出口ノズルの周壁に、温度制御可能なヒータ
ーを取り付けたことを特徴とする。

【０００５】本発明では、減容溶融機の内部に、熱可塑
性の廃プラスチックが投入される溶融炉を形成すると共
に、高温の蒸気を溶融炉内に供給することで、溶融炉内
の溶融物を加熱溶融する。そして、溶融炉の底部にスク
リューコンベアー等の溶融物押出し手段を配設する。こ
の溶融物押出し手段と対応する押出し側には、溶融物を
取り出すための出口ノズル周囲を加熱し断熱材で保温す
る構成とする。

【０００６】使用済み製品である発泡スチロール（ポリ
スチレン）やビニールハウス等で使用されたポロエチレ
ンシート等の混合廃プラスチックは、廃棄物処理業者に
より収集分別して、減容溶融機の設置場所に運搬される
る。ここで、廃プラスチックを減容溶融機の溶融炉に投
入して加熱溶融する。この溶融物を所定形状に成形処理
することで、リサイクル製品として再生させる。例え
ば、プランター、疑似木材、滑り止め板材、玩具材、化
粧板などの製品として再生利用することができる。

【０００７】上記出口ノズルの周壁には、電熱式のヒー
ターを設けると共に、このヒーターに温度制御器を接続
する。このヒーターは、セラミック絶縁型バンドヒータ
ー、マイカ絶縁型バンドヒーター、カートリッジ型ヒー
ター等の熱効率の良いものを使用することにより、より
効率よく保温することができる。また、出口ノズルの根
元側部分（パイプ部）の容積をある程度増大させ、先端
側流出口部をやや小さく形成し、更にノズル温度を溶融
部溶融物の温度よりも若干高温に設定することにより、
溶融物に炭化を起こさずに、十分な粘度を保持すること
ができる。ヒーターの数は単数、複数のいずれでもよい
が、出口ノズルの形状や寸法に応じて、根元部分、先端
部分、中間部分又は曲げ部分等にヒーターを設ける。ヒ
ーターの取付け方式としては、一体組み込む方式と着脱
可能な装着方式とがある。ヒーターの数が複数である場
合は、これらを直列または並列に接続配線し、各ヒータ
ーの設定温度は、相互独立に調整変更できるようにす
る。

【０００８】このように本発明は、出口ノズルの周壁に
ヒーターを取り付けたので、減容溶融機の運転時又は停
止時に、出口ノズルの温度を常に一定値に加熱保温でき
る。つまり、溶融物を押し出す以前に、予め出口ノズル
自体を所定温度に設定できる。したがって、出口ノズル
から溶融物を押し出す際に、出口ノズル内の溶融物は所
定温度に保たれるため、溶融物の粘度に変化は生じな
い。その結果、気温が低い寒冷期であっても、溶融物は
流動性が良くなって、出口ノズルをスムーズに流れ、出
口ノズル内に滞ることはない。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
に示す実施例について説明する。この実施例は、廃発泡
スチロール等を高温湿潤熱風蒸気で加熱溶融した溶融物
をＬ形形状の出口ノズルから押し出すようにしたもので
ある。この基本原理は、蒸気発生炉内において水中浸管
燃焼により得た完全燃焼不活性化高温ガスと、これを熱
源として沸騰させた水蒸気とを混合することにより、酸
素を殆ど含まない熱風蒸気を得、この熱風蒸気を溶融炉
内に直接拡散噴射させて、廃発泡スチロール等を軟化収
縮させるものである。

【００１０】図１は本発明に係る減容溶融機の出口ノズ
ルを示す側面図、図２は本発明に係る減容溶融機の基本
原理を説明する全体構成図、図３はバンドヒーター等の
配線回路図、図４は従来の減容溶融機の出口ノズルを示
す断面図、図５はリサイクル製品として製造されたプラ
ンターの斜視図である。

【００１１】

【実施例】図３において、１は、溶融炉２および蒸気発
生炉３を備えた減容溶融機で、溶融炉２の外壁上部に
は、使用済み発泡スチロール等の廃プラスチック９が投
入される投入口４が形成されている。５、６はそれぞ
れ、下端が溶融炉２の内部、投入部に連通する排気路
で、排気路５、６の途中には、主排気ファン７、投入口
臭気漏れ防止用排気ファン８が設けられ、これら主排気
ファン７、排気ファン８により溶融炉２内の脱泡排ガス
及び臭気ガスは、排気口１３から外部に排出されるよう
になっている。

【００１２】溶融炉２の下底側凹部には、溶融物押し出
し用スクリューコンベア１１が水平方向に配設され、ス
クリューコンベア１１と対向する溶融炉２の側壁には、
出口ノズル１２が形成されている。これにより、スクリ
ューコンベア１１の回転によって溶融炉２内の溶融物
は、出口ノズル１２から外部に取り出せるようになって
いる。この出口ノズル１２は、内面が平滑で且つ熱伝導
の良い材料で構成され、その周囲を断熱材２６で保温す
る構成とされている。

【００１３】溶融炉２の下側には蒸気発生炉３が設けら
れ、溶融炉２内の投入物９を高温蒸気で加熱溶融できる
ようになっている。蒸気発生炉３の構成は、減容溶融機
１の下部に形成した水槽１４と、燃焼管１５と、火炉を
形成するバーナー１６とからなっている。このバーナー
１６の着火運転により、燃焼管１５内に高温燃焼ガスが
発生するようになっている。

【００１４】上記構成により、、燃焼管１５内を流動す
る高温燃焼ガスによって水槽１４内の水が加熱沸騰し
て、酸素を殆ど含まない２５０℃〜３８０℃の湿潤熱風
蒸気が得られる。この湿潤熱風蒸気は、溶融炉２の下部
を通過した後、溶融炉２内に下部側から直接拡散噴射さ
れ、廃プラスチック９を軟化収縮させる。その結果、廃
プラスチック９の温度は約１５０度℃になり約６０分の
１に溶融減容化される。なお廃プラスチック９は、粗破
砕させることなく原箱のまま投入しても、廃発泡プラス
チック以外の種類の一般的な廃プラスチック９を、湿潤
熱風蒸気により効率よく溶融させることができる。

【００１５】次に、ノズル部分の詳細構造について説明
する。図１に示すように、出口ノズル１２の基端側パイ
プ部分、中間曲げ部分及び先端側流出部分には、発熱部
をエレメントに分割可能な円筒状のバンドヒーター１
８、１９、２０が設けられ、出口ノズル１２自体を適当
温度に加熱保温できるようになっている。各バンドヒー
ター１８、１９、２０は、温度センサー内蔵型電熱器
（サーモスタット組み込みタイプ）であり、図２に示す
ように、互いに並列状態に接続配線されている。バンド
ヒーター１８、１９、２０と電源２００Ｖとの間には温
度制御装置２１が設けられ、バンドヒーター１８、１
９、２０の温度を１００℃〜３００℃の温度範囲に自由
に調節設定できるようになっている。バンドヒーター１
８、１９、２０の取付け方法としては、出口ノズル１２
の周壁に一体に組み込む方法と、分離可能に取り付ける
方法がある。この場合、バンドヒーター１８、１９、２
０の加熱面は、出口ノズル１２の内周面に一部臨むよう
に設けてもよいし、バンドヒーター１８、１９、２０全
体が出口ノズル１２の周壁に埋設されるようにしてもよ
い。

【００１６】廃プラスチック９は、廃棄物処理業者によ
り収集分別された後、減容溶融機１の投入口４から溶融
炉２内に投入される。投入された廃プラスチック９は、
溶融炉２内で加熱溶融して減容化される。続いて溶融物
は、製品形状に成形加工処理され、例えば、図５に示す
ような広告プレート１０ａを貼付したプランター１０等
の再生製品として有効に利用される。

【００１７】次に、上記構成の作用について説明する。
上記構成では、出口ノズル１２の外周側壁部にバンドヒ
ーター１８、１９、２０を内蔵させたので、出口ノズル
１２自体を直接加熱昇温できる。この場合、各バンドヒ
ーター１８、１９、２０の温度はそれぞれ、温度制御装
置２１によって相互独立に設定調整可能であり、周囲の
外気温度、廃プラスチックの種類、容量、溶融処理時間
等に応じて自由に自動設定できる。本実施例では、出口
ノズルの根元側パイプ部の容積は、先端側流出口部の容
積よりもやや大きく形成し、且つノズル温度を溶融部溶
融物の温度よりも若干高温に設定している。これによ
り、溶融物に炭化を起こさずに、良好な粘度を保持でき
る。

【００１８】したがって、バンドヒーター１８、１９、
２０により予め出口ノズル１２を温めて所定温度に保持
できるので、減容溶融機１の運転開始時に外気温度が低
い場合でも、出口ノズル１２内の溶融物の粘度を常に一
定に保って、良好な流動性を確保できる。それゆえ、溶
融物は出口ノズル１２内に滞ることなく、ノズル開口部
から常時円滑に排出される。

【００１９】以上のように本発明では、ヒーター加熱方
式によりノズル排出部を所定温度に常に管理保持できる
ので、外気温が低い運転開始直後であっても、溶融物は
出口ノズル１２内をスムーズに流動する。この場合、運
転前に予めノズル温度を所要値に保温させておくこと
で、加温のためのロスタイムを無くして、時間的溶融処
理能力（生産性）を著しく向上させることができる。さ
らに、溶融物の粘度が常に一定になるため、スクリュー
コンベア１１に大きな負荷をかけることがないばかり
か、その後の溶融物の成型工程において、形状成型を効
率よく容易に行うことができる。

【００２０】尚、本発明は上記実施例に限定されず、種
々の応用変形例が可能である。例えば、上記実施例では
出口ノズルの開口部を下向きに形成したが、斜め下向き
又は水平向きに形成することができる。また、溶融物押
し出し手段としてスクリュー式のものを使用したが、こ
れに代えてプランジャー式のものを使用することも可能
である。また、減容溶融機の溶融熱源は特に限定され
ず、電熱式、熱風式、摩擦熱式の熱源であっても無論支
障は無い。例えば、溶融機本体の燃焼管の熱を利用すれ
ば、更に熱効率の良いものになる。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、減容溶融機の出口ノズ
ルの周壁にヒーターを取り付けたことにより、減容溶融
機の運転前からノズル温度を最適値に保温制御できるの
で、外気温度が低い環境下であっても、出口ノズルを通
る際に溶融物の温度が低下せず、出口ノズルより溶融物
を常に円滑に排出させることができる。この場合、従来
のように運転後に、出口ノズルが温まるまで長い時間待
つ必要がないため、その分だけ溶融の排出効率を向上さ
せることができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る減容溶融機の出口ノズルを示す側
面図である。

【図２】本発明に係る減容溶融機の原理を説明する全体
構成図である。

【図３】バンドヒーターの配線回路図である。

【図４】従来の減容溶融機の出口ノズルを示す断面図で
ある。

【図５】リサイクル製品として製造されたプランターの
斜視図である。

【符号の説明】

１ 減容溶融機 ２ 溶融炉 ３ 蒸気発生炉 ４ 投入口 ５ 排気路 ６ 排気路 ７ 主排気ファン ８ 排気ファン ９ 廃プラスチック １０ プランター １０ａ広告プレート １１ スクリューコンベア １２ 出口ノズル １３ 排気口 １４ 水槽 １５ 燃焼管 １６ バーナー １８ バンドヒーター（根元側パイプ部のヒーター） １９ バンドヒーター（中間曲げ部のヒーター） ２０ バンドヒーター（先端側流出部のヒーター） ２１ 温度制御装置 ２２ 廃プラスチック ２３ 溶融炉 ２４ スクリューコンベア ２５ 出口ノズル ２６ 断熱材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 廃プラスチックを加熱溶融する溶融炉
   と、該溶融炉内の溶融物が取り出される出口ノズルとを
   備えた減容溶融機において、前記出口ノズルの周壁に、
   温度制御可能なヒーターを取り付けたことを特徴とする
   廃プラスチックの減容溶融機。