JP2003138275A - プラスチックの溶融油化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶融化したプラスチックによるスクリューコ
ンベアの詰まりを防ぐプラスチックの溶融油化装置を提
供する。 【解決手段】 スクリューコンベア１２と原料投入部１
４とを分離可能に設けたので、原料槽１１内の廃プラス
チックの投入完了後、スクリューコンベア１２と原料投
入部１４とを離反して廃プラスチックの補給を行えば、
その補給中、高温のガスが熱分解釜２５からスクリュー
コンベア１２に流れ込まない。その結果、高温ガスがス
クリューコンベア１２に流れ込み、廃プラスチックが溶
解することで生じるスクリューコンベア１２の詰まりの
発生を低減させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はプラスチックの溶
融油化装置、詳しくは主に廃プラスチックを熱分解触媒
により加熱分解し、発生した分解生成物によって油分を
分離するプラスチックの溶融油化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】廃プラスチックは、そのほとんどが一般
廃棄物と同様に焼却または埋め立て処理されている。近
年、地球環境保護の観点からその処理方法が見直され、
この廃プラスチックを再資源化する研究がなされてい
る。この再資源化の一策として、熱分解触媒を使ってポ
リエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンなどの合成
樹脂を加熱分解し、軽質油として回収する廃プラスチッ
クの溶融油化装置が開発されている。この熱分解触媒と
は、加熱により溶融分解された廃プラスチック中の油分
を軽質油（ガソリン、軽油）に分解して、気化させる触
媒である。熱分解触媒の種類には、例えばシリカ・アル
ミナ触媒、ゼオライト触媒などが挙げられる。従来の溶
融油化装置の一例として、例えば原料槽に貯留された廃
プラスチックを連続的に切り出すスクリューコンベア
と、熱分解触媒が収納され、その熱分解触媒の存在下で
廃プラスチックを加熱しながら熱分解する熱分解槽とを
備えたものが知られている。この従来装置の運転時に
は、原料槽内の廃プラスチックをスクリューコンベアに
よって徐々に熱分解槽へ切り出し、この熱分解槽では、
廃プラスチックを加熱溶融し、溶けた廃プラスチックを
熱分解触媒と接触させて熱分解する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このプ
ラスチックの溶融油化装置にあっては、単にスクリュー
コンベアと熱分解槽とが連通した構造であったので、熱
分解槽内の高温のガスがスクリューコンベアの内部流路
へ流れ込み、移送中の廃プラスチックを溶かすおそれが
あった。これにより、溶けた廃プラスチックがスクリュ
ーコンベアの羽根や外筒の内周面に付着し、スクリュー
コンベアを詰まらせていた。また、投入するプラスチッ
クを圧縮した場合、熱分解槽内に高温ガスが発生する
が、シールが不完全なため、その高温ガスがスクリュー
コンベアへ流れ込み、充分に遮断することはできなかっ
た。その結果、廃プラスチックを連続的に熱分解槽へ供
給することができなかった。また従来、この熱分解触媒
は、１段目の熱分解槽と、系外にある２段目の接触分解
槽との２段階で使用されていたが、系外へ持ち出された
分だけ、温度が低下し、熱分解の効率が充分とは言えな
かった。

【０００４】

【発明の目的】この発明は、溶融化したプラスチックに
よるスクリューコンベアの詰まりを防止することができ
るプラスチックの溶融油化装置を提供することを、その
目的としている。また、この発明は、スクリューコンベ
アまたは押し込み部材と原料投入部との連結部分から、
熱分解槽内の高温ガスが外部に流出するのを防ぐプラス
チックの溶融油化装置を提供することを、その目的とし
ている。さらに、この発明は、熱分解触媒の交換作業を
容易にすることができるプラスチックの溶融油化装置を
提供することを、その目的としている。さらにまた、こ
の発明は、熱分解触媒によるプラスチックの軽質油の回
収率を高めることができるプラスチックの溶融油化装置
を提供することを、その目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、原料槽内のプラスチックをスクリューコンベアまた
は押し込み部材を介して熱分解槽の原料投入部からこの
熱分解槽内に投入し、この熱分解槽内では、熱分解触媒
の存在下で、上記プラスチックを加熱分解して軽質油を
分離するプラスチックの溶融油化装置において、上記ス
クリューコンベアまたは押し込み部材と上記原料投入部
とを分離可能に設けたプラスチックの溶融油化装置であ
る。原料槽は、バッチ式の槽でも、連続投入式の槽でも
よい。バッチ式の方がこの発明の効果が良好に得られ
る。原料のプラスチックは、廃棄処分されたプラスチッ
クでもよいし、そうでないものでもよい。プラスチック
の種類は限定されない。熱分解触媒は、加熱されたプラ
スチックを低分子化する効果を有している。そのため、
熱分解触媒の添加により、プラスチックの熱分解温度を
低下させることができる。この熱分解触媒は、ガス化に
よって発生したカーボンを吸着し、熱分解槽の内壁面へ
のカーボンの付着を防止する。

【０００６】熱分解触媒の種類は限定されない。例えば
シリカ・アルミナ触媒、ゼオライト触媒などが挙げられ
る。その他にも、１５０〜６００℃の範囲でラジカルを
発生させ、プラスチックの熱分解を促進させる硫黄、モ
ルホリンジスルフィドなどの硫黄化合物、ｐ−キノンジ
オキシムなどのオキシム類やニトロソ化合物、第３ブチ
ル・ヒドロペルオキシドなどの有機過酸化物、ジフェニ
ル・グアニジンなどのグアニジン系化合物、２−メルカ
プトベンゾチアゾールなどのチアゾール化合物などが挙
げられる。熱分解槽の形状、大きさなどは限定されな
い。また、熱分解槽は回転式の槽でもよいし、固定式の
槽でもよい。ただし、回転式とした方が、例えば熱分解
槽の全周にバーナなどの熱源を配置しなくても、局所的
な熱源により、この槽全体に均一に熱を伝えられる。

【０００７】スクリューコンベアまたは押し込み部材と
原料投入部との連結構造は限定されない。例えば、スク
リューコンベアまたは押し込み部材を移動側として原料
投入部に着脱自在に連結してもよいし、原料投入部を移
動側としてスクリューコンベアまたは押し込み部材に連
結してもよい。さらには、スクリューコンベアまたは押
し込み部材と原料投入部との両方を移動側としてもよ
い。その他、スクリューコンベアまたは押し込み部材と
原料投入部とを分離し、両者間の空間を、着脱自在な連
結管を使って連結してもよい。

【０００８】請求項２に記載の発明は、上記スクリュー
コンベアまたは押し込み部材の連結部分と上記原料投入
部の連結部分との間に、上記熱分解槽内の高温ガスの外
部への流出を防ぐシール構造体を設けた請求項１に記載
のプラスチックの溶融油化装置である。シール構造体の
種類は限定されない。耐熱性のものが好ましい。例え
ば、原料投入部のスクリューコンベアまたは押し込み部
材側の端部に、耐熱性を有する複数本のグランドパッキ
ンを連続的に内嵌してもよい。

【０００９】請求項３に記載の発明は、上記スクリュー
コンベアまたは押し込み部材およびまたは上記原料投入
部に、上記熱分解槽内へ供給されるプラスチックを冷却
する冷却手段を設けた請求項１または請求項２に記載の
プラスチックの溶融油化装置である。この冷却手段は、
スクリューコンベアまたは押し込み部材だけに設けて
も、原料投入部だけに設けてもよい。さらには、スクリ
ューコンベアまたは押し込み部材と原料投入部の両方に
設けてもよい。そして、原料槽にも設ければより効果的
である。

【００１０】請求項４に記載の発明は、上記原料投入部
に、上記熱分解槽内の高温ガスの外部への流出を防止す
るガス漏れ防止弁を設けた請求項１〜請求項３のうち、
いずれか１項に記載のプラスチックの溶融油化装置であ
る。ガス漏れ防止弁の種類は限定されない。ただし、耐
熱性の弁とした方が好ましい。例えば、耐熱性を有する
ボールバルブやダンパー形式の遮断装置などが挙げられ
る。

【００１１】請求項５に記載の発明は、原料槽内のプラ
スチックをスクリューコンベアまたは押し込み部材を介
して熱分解槽の原料投入部からこの熱分解槽内に投入
し、この熱分解槽内では、熱分解触媒の存在下で、上記
プラスチックを加熱分解して軽質油を分離するプラスチ
ックの溶融油化装置において、上記熱分解槽内およびま
たはこの熱分解槽よりも下流に、上記熱分解触媒を収納
する多孔質の触媒ケースを着脱自在に設けたプラスチッ
クの溶融油化装置である。触媒ケースは熱分解槽に設け
てもよいし、この熱分解槽よりも下流に設けてもよい。
熱分解槽よりも下流とは、熱分解槽内で発生したガスの
排気路などをいう。さらには、熱分解槽とこれより下流
部との両方に設けてもよい。触媒ケースの素材は限定さ
れない。ただし、プラスチックの熱分解温度に耐え得る
素材でなければならない。触媒ケースの使用個数は限定
されない。１個でもよいし、複数個でもよい。触媒ケー
スに形成した孔の形状、大きさ、形成数または形成位置
は限定されない。例えば、全体がメッシュ状のケースで
もよい。

【００１２】請求項６に記載の発明は、上記触媒ケース
が、上記プラスチックの溶融油化装置の上流から下流に
向かって複数配置され、隣接する上記触媒ケース間にお
いて、上流側のこの触媒ケースに収納された熱分解触媒
に比べて、下流側の上記触媒ケースに収納された熱分解
触媒の方が粒径が小さい請求項５に記載のプラスチック
の溶融油化装置である。要は、この溶融油化装置の上流
から下流に向かって、徐々に粒径が小さな熱分解触媒
が、触媒ケースを介して分離状態で配置されていればよ
い。各触媒ケース間において、熱分解触媒の粒径の大き
さの比率は限定されない。例えば、３種類の粒径が異な
る熱分解触媒を用いる場合において、熱分解槽内にその
まま投入される熱分解触媒の粒径を１５〜２０ｍｍと
し、熱分解槽内の下流部分に、触媒ケースを介して配置
された熱分解触媒の粒径を１０〜１５ｍｍとし、熱分解
槽よりも下流に触媒ケースを介して配置された熱分解触
媒の粒径を５〜１０ｍｍとする。

【００１３】請求項７に記載の発明は、上記スクリュー
コンベアまたは押し込み部材と上記原料投入部とを分離
可能に設けた請求項５または請求項６に記載のプラスチ
ックの溶融油化装置である。

【００１４】請求項８に記載の発明は、上記スクリュー
コンベアまたは押し込み部材の連結部分と上記原料投入
部の連結部分との間に、上記熱分解槽内の高温ガスの外
部への流出を防ぐシール構造体を設けた請求項７に記載
のプラスチックの溶融油化装置である。

【００１５】請求項９に記載の発明は、上記スクリュー
コンベアまたは押し込み部材およびまたは上記原料投入
部に、上記熱分解槽内へ供給されるプラスチックを冷却
する冷却手段を設けた請求項５〜請求項８のうちのいず
れか１項に記載のプラスチックの溶融油化装置である。

【００１６】請求項１０に記載の発明は、上記原料投入
部に、上記熱分解槽内の高温ガスの外部への流出を防止
するガス漏れ防止弁を設けた請求項７〜請求項９のう
ち、いずれか１項に記載のプラスチックの溶融油化装置
である。ガス漏れ防止弁に替えてダンパー形式の遮断装
置を用いることができる。

【００１７】

【作用】請求項１に記載の発明および請求項７に記載の
発明によれば、スクリューコンベアまたは押し込み部材
と原料投入部とを分離可能に設けたので、例えばバッチ
式の原料槽を採用した場合、この槽内のすべての原料の
投入後、スクリューコンベアまたは押し込み部材と原料
投入部とを分離し、その原料投入部で高温ガスの遮断を
行った後、原料槽内に原料を補給すれば、その原料補給
中は、高温ガスが熱分解槽からスクリューコンベアまた
は押し込み部材に流れ込まない。この結果、原料を溶融
油化中、高温ガスがスクリューコンベアまたは押し込み
部材に流れ込むことで生じる、コンベア内でのプラスチ
ックの溶融を原因としたスクリューコンベアの詰まりの
おそれを低減することができる。また、バッチ式に限ら
ず、連続投入式の原料槽の場合にあっても、装置運転
中、高温ガスの流れ込みによるコンベア内でのプラスチ
ックの詰まりが発生した際には、原料投入部のガス漏れ
防止弁を開け、スクリューコンベアまたは押し込み部材
を熱分解槽まで移動し、スクリューコンベアまたは押し
込み部材を回転させながら原料投入する。その後、スク
リューコンベアまたは押し込み部材と原料投入部とを分
離し、ガス漏れ防止弁を閉じれば、同様にこの詰まり状
態を解消することができる。

【００１８】特に、請求項２の発明および請求項８の発
明によれば、スクリューコンベアまたは押し込み部材の
連結部分と原料投入部の連結部分との間にシール構造体
を設けたので、プラスチックの熱分解槽内への供給中、
このスクリューコンベアまたは押し込み部材と原料投入
部との連結部分の隙間から、熱分解槽内の高温ガスが外
部へ流出することを防げる。

【００１９】請求項３の発明および請求項９の発明によ
れば、熱分解槽の内部で発生した高温のガスは、原料投
入部およびまたはスクリューコンベアまたは押し込み部
材を通過中、冷却手段によって冷却される。これによ
り、熱分解槽内で発生した高温ガスにより、スクリュー
コンベアまたは押し込み部材内のプラスチックが溶けに
くくなる。また、ガス漏れ防止弁のパッキンおよびスク
リューコンベアまたは押し込み部材と原料投入部とのシ
ールも保護する。

【００２０】請求項４の発明および請求項１０の発明に
よれば、スクリューコンベアまたは押し込み部材と原料
投入部とを分離する際に、ガス漏れ防止弁やダンパー形
式の遮断装置により原料投入部を閉弁する。その結果、
熱分解槽内の高温ガスの外部への流出を防止することが
できる。

【００２１】請求項５の発明によれば、熱分解槽内およ
びまたは熱分解槽よりも下流部に、多孔質の触媒ケース
を着脱自在に設けたので、熱分解触媒の熱分解効率が低
下した際、この熱分解触媒の交換作業を容易に行うこと
ができる。

【００２２】請求項６の発明によれば、原料の溶融油化
中、熱分解槽の内部でガス化したプラスチックは、ま
ず、最も上流に配置された触媒ケース内の最も粒径が大
きい熱分解触媒（総表面積；小）によって熱分解が促進
される。その後、順次、下流に配置された触媒ケースに
収納された、より粒径が小さな熱分解触媒（総表面積；
大）によって熱分解がさらに促進される。このように、
プラスチックの溶融油化装置の上流から下流に向かって
順次熱分解触媒の粒径を小さくしたので、ガス化したプ
ラスチックと熱分解触媒との総接触面積が下流側の熱分
解触媒ほど大きくなる。これにより、熱分解効率が高ま
り、ガス化したプラスチックの未分解の重質油をさらに
分解して軽質油にすることができる。

【００２３】

【発明の実施の態様】以下、この発明の実施例を図面に
基づいて説明する。図１は、この発明の一実施例に係る
プラスチック材の溶融油化装置の全体側面図である。図
２は、この発明の一実施例に係るプラスチック材の溶融
油化装置の要部拡大側面図である。図３は、この発明の
一実施例に係るプラスチック材の溶融油化装置に組み込
まれた原料供給コンベアと原料投入部との連結状態を示
す拡大側面図である。図１において、１０は、この発明
の一実施例に係るプラスチックの溶融油化装置（以下、
溶融油化装置）であり、この溶融油化装置１０は、原料
槽１１内の廃プラスチックをスクリューコンベアまたは
押し込み部材１２を介して熱分解槽１３の原料投入部１
４からこの熱分解槽１３内に投入し、この熱分解槽１３
内では、熱分解触媒の存在下で、廃プラスチックを加熱
分解して軽質油を分離する装置である。

【００２４】以下、この溶融油化装置１０について詳細
に説明する。図１〜図３に示すように、上記原料槽１１
は、上板に開閉蓋１１ａを有するバッチ式の槽である。
この原料槽１１の下端部は、台車１５上に固定されたス
クリューコンベアまたは押し込み部材１２の元部に、各
内部空間を連通した状態で連結されている。スクリュー
コンベアまたは押し込み部材１２は、本体である外筒１
２ａと、外筒１２ａの内部に回転軸を中心にして回転自
在に収納されたスクリュー１２ｂと、スクリュー１２ｂ
を回転させる駆動モータ１２ｃとを有している。駆動モ
ータ１２ｃによってスクリュー１２ｂを回転させると、
原料槽１１内の廃プラスチックが、その槽下端部から所
定の切り出し速度で連続的に切り出される。この廃プラ
スチックは、あらかじめ図示しない加熱式の減容機によ
り体積を減少した後、汎用の破砕機によって粒径１０ｍ
ｍ程度に破砕したものか、原料を直接汎用の破砕機で粒
径１０ｍｍ程度に破砕したものである。

【００２５】スクリューコンベアまたは押し込み部材１
２の軸線は、円筒パイプからなる原料投入部１４の軸線
と合致している。また、スクリューコンベアまたは押し
込み部材１２の先部は、複数本の環状のグランドパッキ
ンＰを幅方向に重ね合わせたシール構造体１６を介し
て、原料投入部１４の先部内に、機密状態で抜き差し可
能となっている（図３参照）。なお、これらのグランド
パッキンＰは、原料投入部１４の長さ方向の中間部付近
内に固着された環状のパッキン止め１６ａによって位置
決めされている。また、スクリューコンベアまたは押し
込み部材１２の長さ方向の中間部付近の外周面には、環
状のストッパ１７が突設されている。スクリューコンベ
アまたは押し込み部材１２と原料投入部１４との連結
時、このストッパ１７に取り付けられたボルトを締結す
ることにより、ストッパ１７の先部がグランドパッキン
Ｐを圧締する。これにより、スクリューコンベアまたは
押し込み部材１２と原料投入部１４とのシールが完了す
る。

【００２６】原料投入部１４の長さ方向の中間部には、
熱分解槽１３内の高温ガスが外部へ流れ出すのを防ぐガ
ス漏れ防止弁１８やダンパー形式の遮断装置が連結され
ている。ここでのガス漏れ防止弁１８は、耐熱性のボー
ルバルブである。弁軸に連結されたレバー１８ａを回動
すると、ボールバルブの弁箱の内部流路が弁体によって
開閉される。台車１５は、工場の床面に固定されたレー
ルに沿って、スクリューコンベアまたは押し込み部材１
２の軸線方向へ移動する。原料投入部１４のガス漏れ防
止弁１８より若干元部側には、大径のスプロケット１９
が固着されている。このスプロケット１９とチェーンに
よって連結される小径なスプロケット２０は、外設され
た回転モータ２１の出力軸に固着され、熱分解釜２５を
回転させる駆動部を構成する。原料投入部１４の元部の
外周面には、水冷式の多数枚の冷却フィン（冷却手段）
２２が周設されている。この冷却フィン２２の下方に
は、冷却後の冷却水を受けるドレンパン２３が配置され
ている。使用される冷却水は、後述の熱交換器４５から
ホースを介して供給される。

【００２７】上記熱分解槽１３は、主に、耐熱性を有す
る加熱炉２４と、この加熱炉２４の内部に、軸線を中心
にして回転自在に収納された熱分解釜２５とを有してい
る。加熱炉２４は、対向する１対の端板に大径の貫通孔
が形成され、耐火煉瓦によって内張りされた平面視して
矩形状の炉体である。この加熱炉２４の内部空間は、通
気孔２６ａが形成された邪魔板２６によって、上流室と
下流室とに区画されている。このうち上流室の上部は、
加熱炉２４に突設された煙突２７の煙道と連通してい
る。また、下流室の下部には、灯油もしくは回収油使用
のバーナ２８と、熱分解釜２５から排出された燃焼後の
廃プラスチックの残さを完全燃焼させる燃焼皿２９とが
配設されている。

【００２８】熱分解釜２５は軸線方向を水平にした大径
な円筒釜で、その両端部が上記加熱炉２４の大径な貫通
孔から外方へそれぞれ突出している。熱分解釜２５の両
端板には、貫通孔がそれぞれ形成されている。熱分解釜
２５の上流側の端板の貫通孔形成部には、上記原料投入
部１４の元部が連結されている。熱分解釜２５の下流側
の端板の貫通孔形成部には、短尺な排気管３０の元部が
連結されている。また、この下流側の端板の外周部に
は、残さ取り出し部２５ａが形成されている。回転モー
タ２１により原料投入部１４を回転させることで、この
原料投入部１４と一体的に熱分解釜２５が回転する。こ
の熱分解釜２５の回転を支えるため、熱分解釜２５の上
流側および下流側の端板下部に軸受３６が取り付けられ
ている。熱分解釜２５の下流部には、その側壁板から釜
内へ向かって、金属メッシュ製の小径な触媒ケース３１
が着脱自在に挿入されている。また、排気管３０の内部
にも金属メッシュ製の短尺で小径な触媒ケース３２が着
脱自在に収納されている。熱分解釜２５の内部には、粒
径が１５〜２０ｍｍの大径な熱分解触媒が収納されてい
る。また、触媒ケース３１の内部には、粒径が１０〜１
５ｍｍの中くらいの直径を有する熱分解触媒が収納され
ている。さらに、触媒ケース３２の内部には、粒径が５
〜１０ｍｍの小径な熱分解触媒が収納されている。これ
らの熱分解触媒には、二酸化珪素と酸化アルミニウムと
の組成比が重量比で１．２８のシリカ・アルミナ触媒を
使用することが好ましい。ただし、同径の粒子でもアト
ランダムな粒径でもかまわない。また、他の種類の触媒
であってもかまわない。

【００２９】排気管３０の先端部には、側面視して十字
形状をした十字管３３の一側の端部が連結されている。
この十字管３３の他側の端部は蓋止めされている。この
蓋板の中央部には外方から十字管３３の内部へ向かって
温度センサ３４が挿入されている。この温度センサ３４
により、熱分解釜２５から排出された可燃性ガスの温度
が測定される。温度センサ３４により検出された温度デ
ータに基づき、図示しない制御装置からの指令により、
バーナ２８の出力温度が制御される。一方、十字管３３
の下側の端部には、密閉式のオイルタンク３５が連結さ
れている。このオイルタンク３５に溜まった軽質油（灯
油）は、上記バーナ２８の燃料として使用される。

【００３０】また、十字管３３の上側の端部には、冷却
水との熱交換で内部通過する可燃性ガスの温度を下げる
熱交換器４５の上流部が連結されている。熱交換器４５
の下流部は、細長いガス管を介して、可燃性ガスを水封
する逆火防止装置４６に連結されている。この逆火防止
装置４６は、洗浄水が貯液された洗浄槽４７と、洗浄槽
４７内に、この槽内との連通孔を有して立設された洗浄
塔４８と、洗浄槽４７内の洗浄水を洗浄塔４８内の上部
空間にノズルを介して噴霧する循環ポンプ４９とを有し
ている。上記熱交換器４５から延びたガス管の先端は、
洗浄塔４８内において、洗浄水の液面下に配置されてい
る。可燃性ガスは、洗浄槽４７に貯液された洗浄水の中
をくぐり、それから、洗浄塔４８内で洗浄水が吹き付け
られて、ガス中の不純物が取り除かれる。その後、こう
して塩素分などが除去された可燃性ガスは、長尺なガス
管を介して、上記加熱炉２４の上流室に供給され、完全
燃焼させられてから煙突２７を通って大気開放される。

【００３１】次に、この実施例に係る溶融油化装置１０
を使用したプラスチックの溶融油化方法を説明する。図
１〜図３に示すように、あらかじめ原料槽１１内に粒径
１０〜２０ｍｍ程度の廃プラスチックを貯留する。ま
た、台車１５を、スクリューコンベアまたは押し込み部
材１２の先端部がシール構造体１６とガス漏れ防止弁１
８との間に位置した状態から、ガス漏れ防止弁１８を開
弁し、熱分解槽１３側へ向かって前進させる。スクリュ
ーコンベアまたは押し込み部材１２と原料投入部１４の
先端部とは、グランドパッキンＰにより外気と遮断した
状態で連結しているので、ガス漏れ防止弁１８を開弁し
ても高温ガスの漏れはない。すなわち、このシール構造
体１６を介した機密的な連結状態は、ストッパ１７と原
料投入部１４の先端部の外周面に固着されたフランジ１
４ａとを着脱自在にボルト締結することで、保持され
る。

【００３２】その後、駆動モータ１２ｃによりスクリュ
ー１２ｂを回転させ、原料槽１１内の廃プラスチックを
徐々に原料投入部１４内へと切り出す。切り出された廃
プラスチックは熱分解釜２５の内部へ投入される。その
際、原料投入部１４、ガス漏れ防止弁１８および熱分解
釜２５は、回転モータ２１により所定の回転速度で回転
させられるか、もしくは停止している。加熱炉２４の下
流室では、バーナ２８の炎の熱で熱分解釜２５の内部が
３５０℃程度に加熱される。その熱は、邪魔板２６の通
気孔２６ａを通過して、加熱炉２４の上流室に流れ込
む。この邪魔板２６によって加熱炉２４の内部を区画し
たので、バーナ２８の炎の熱で熱分解釜２５の上流部の
全体が比較的低温に加熱される。一方、熱分解釜２５の
下流部は、バーナ２８の炎の熱で直接加熱され、その全
体が比較的高温となる。これにより、熱分解釜２５を効
果的に加熱することができる。その後、この上流室で完
全燃焼させられたガスは、煙突２７を通って大気開放さ
れる。

【００３３】熱分解釜２５に達した廃プラスチックは、
バーナ２８の炎の熱で溶融され、大径な熱分解触媒と接
触する。これにより、加熱された廃プラスチックが低分
子化する。すなわち、この熱分解触媒を使用すること
で、廃プラスチックの熱分解温度を低下させることがで
きる。また、この熱分解触媒は、ガス化された廃プラス
チック中のカーボンを吸着し、熱分解釜２５の内壁面へ
のカーボンの付着を最小限に押さえることができる。そ
して、この廃プラスチックの気化ガスは、熱分解釜２５
の下流部に配置され、触媒ケース３１に収納された総表
面積がより大きな中くらいの粒径の熱分解触媒によっ
て、さらに廃プラスチックのガスの熱分解が促進され
る。それから、排気管３０内の触媒ケース３２に収納さ
れた小径な熱分解触媒によって、ガス中に含まれる分解
不十分なガスがさらに分解されて液化可能なガスにな
る。なお、熱分解釜２５内で発生した廃プラスチックの
残さは、熱分解釜２５の下流端の残さ取り出し部２５ａ
から外部へ排出され、残さ供給用の管によって加熱炉２
４の燃焼皿２９に供給される。ここで、バーナ２８の炎
の熱によって燃焼される。

【００３４】排気管３０を通過後、十字管３３内に達し
たガスは、この十字管３３の上側の端部を通過して熱交
換器４５に到達する。ここで、ガスは冷却水によって冷
やされ、ガス中の油分（軽質油）が液化し、下方配置さ
れたオイルタンク３５の内部へ落下する。このオイルタ
ンク３５内の軽質油は、バーナ２８の燃料に使用され
る。バーナ２８の炎の温度は、十字管３３の内部空間に
突設された温度センサ３４からの温度信号に基づいて制
御される。一方、熱交換器４５から排出された使用後の
冷却水は、上記冷却フィン２２に供給される冷却水とし
て使用される。そして、ドレンパン２３によっていった
ん貯液された後、外部に排水される。熱交換器４５を通
過した可燃性ガスは、その後、逆火防止装置４６に供給
され、ここで洗浄槽４７に貯液されたアルカリ性の洗浄
水の中をくぐったり、洗浄塔４８内でこの洗浄水を吹き
付けられたりして、ガス中の塩素分などが除去される。
こうして、塩素分が除去された可燃性ガスは、上記加熱
炉２４の上流室に供給され、ここで完全燃焼させられ、
煙突２７から大気開放される。

【００３５】次に、原料槽１１内の廃プラスチックの補
給作業を説明する。すなわち、まず原料槽１１の開閉蓋
１１ａを開き、原料槽１１内に廃プラスチックを補給す
る。つぎに、レバー１８ａを開弁側へ回動し、ガス漏れ
防止弁１８を開弁する。それから、台車１５を前進さ
せ、熱分解釜２５へスクリューコンベアまたは押し込み
部材１２を挿入する。その後、駆動モータ１２ｃにより
スクリュー１２ｂを回転させて原料槽１１内の廃プラス
チックを原料投入部１４から熱分解釜２５の内部へと徐
々に切り出す。原料投入後、台車１５を後退させ、スク
リューコンベアまたは押し込み部材１２の先端部がガス
漏れ防止弁１８とシール構造体１６の中間に達したとき
に停止する。それから、ガス漏れ防止弁１８を閉弁し、
熱分解行程へ移行する。

【００３６】このように、スクリューコンベアまたは押
し込み部材１２と原料投入部１４とを分離可能に設けた
ので、原料槽１１内の廃プラスチックの投入完了後、ス
クリューコンベアまたは押し込み部材１２と原料投入部
１４とを分離して廃プラスチックの補給を行えば、その
補給中、高温のガスが熱分解釜２５からスクリューコン
ベアまたは押し込み部材１２に流れ込まない。その結
果、高温ガスの流れ込みを原因としたスクリューコンベ
アまたは押し込み部材１２内での溶融廃プラスチックの
付着により生じる詰まりの頻度を低減させることができ
る。また、スクリューコンベアまたは押し込み部材１２
の連結部分と原料投入部１４の連結部分との間にシール
構造体１６を設けたので、廃プラスチックを熱分解釜２
５に供給中、このスクリューコンベアまたは押し込み部
材１２と原料投入部１４との連結部分の隙間から、熱分
解釜２５内の高温ガスが外部へ流出するのを防ぐことが
できる。また、排気管３０と十字管３３との連結部分に
シール構造体１６を設けたので、熱分解釜２５と排気管
３０が一体で回転する場合、固定状態の十字管３３との
連結部分の隙間から、高温ガスが流出することを防止し
ている。

【００３７】さらに、熱分解釜２５の内部で発生した高
温のガスは、原料投入部１４を通過中、冷却水が供給さ
れる冷却フィン２２によって冷やされる。これにより、
熱分解釜２５内の高温のガスによって、スクリューコン
ベアまたは押し込み部材１２の内部を通過中の廃プラス
チックを溶解しにくくすることができる。そして、材料
投入後、スクリューコンベアまたは押し込み部材１２を
原料投入部１４のガス漏れ防止弁１８とシール構造体１
６の中ほどまで引き抜いた後、ガス漏れ防止弁１８によ
り原料投入部１４を閉弁するようにしたので、熱分解釜
２５内の高温ガスの外部への流出を防止することができ
る。また、熱分解釜２５内の下流部に触媒ケース３１を
着脱自在に設け、排気管３０の内部に触媒ケース３２を
着脱自在に設けたので、それぞれ収納された熱分解触媒
の熱分解効率が低下した際には、これらの熱分解触媒の
交換作業を容易に行うことができる。

【００３８】さらに、熱分解釜２５の内部に大径な熱分
解触媒を収納し、熱分解釜２５の下流部に配置された触
媒ケース３１内に中くらいの大きさの熱分解触媒を収納
し、さらに排気管３０内に配置された触媒ケース３２内
に小径な熱分解触媒を収納したので、ガス化した廃プラ
スチックと熱分解触媒との総接触面積が下流側の熱分解
触媒ほど大きくなる。その結果、ガス化した廃プラスチ
ックの熱分解効率をより以上に高めることができる。

【００３９】図４にはこの発明の他の実施例を示してい
る。この実施例では、上記スクリューコンベアを用いず
に、押し出し部材を利用してプラスチックを投入する装
置例を示している。これは、スクリューフィーダーによ
る搬送がむずかしい、粗大な材料の投入に適している。
すなわち、材料投入機１０１は、筒状の本体１０２と、
これを支持する台車１０３、１０４とを有している。筒
状の本体１０２の後端側には上方に開口するホッパ１０
５が配設され、このホッパより投入された固形化材料
は、後端側開口より挿入されたピストン（押し込み部
材）１０６によって先端側開口より排出される構成であ
る。ピストン１０６は作業員が直接操作する構成として
もよい。または、油圧駆動でピストン１０６を往復動さ
せる構成でもよい。ホッパ１０５に投入される固形化材
料は、あらかじめ圧縮減容し、所定形状（例えば立方
体）に固形化したものである。装填された材料は、ヒン
ジ式の第１のシャッタ（またはドア）１１０を介して原
料投入部１１１に投入される。原料投入部１１１には反
応槽１１２側に第２のシャッタ（またはドア）１１３が
配設されている。この第２のシャッタ１１３は外部から
ハンドル１１４により開閉操作される。シャッタ１１３
はばねにより付勢され、通常は閉止状態にある。したが
って、この実施例では、以下の操作により材料が投入さ
れる。すなわち、第１のシャッタ１１０を開いて本体１
０２を原料投入部１１１内に挿入する。このとき、ホッ
パ１０５の蓋は閉じている。そして、第２のシャッタ１
１３を開いてさらに本体１０２の先端を反応槽１１２の
入口まで押し込む。ここで、ピストン１０６を押し出す
ことで、材料を本体１０２から反応槽１１２内に投入す
る。材料の追加はホッパ１０５から行う。そして、本体
１０２を引き抜き、第２のシャッタ１１３，第１のシャ
ッタ１１０を順に閉じる。その他の構成作用は上記実施
例と同じである。

【００４０】

【発明の効果】請求項１の発明および請求項７の発明に
よれば、スクリューコンベアまたは押し込み部材と原料
投入部とを分離可能に設けたので、熱分解中、スクリュ
ーコンベアまたは押し込み部材と原料投入部がガス漏れ
防止弁により遮断されているので、その熱によりスクリ
ューコンベアまたは押し込み部材が加熱され、溶融化し
たプラスチックによるスクリューコンベアまたは押し込
み部材の詰まりを防止することができる。また、押し込
み部材の採用により安価に装置を製造することができ
る。

【００４１】請求項２の発明および請求項８の発明によ
れば、スクリューコンベアまたは押し込み部材の連結部
分と原料投入部の連結部分との間にシール構造体を設け
たので、熱分解槽の回転中もスクリューコンベアまたは
押し込み部材と原料投入部との連結部分から、熱分解槽
内の高温ガスが外部に流出するのを防ぐことができる。

【００４２】また、請求項３の発明および請求項９の発
明によれば、スクリューコンベアまたは押し込み部材お
よびまたは原料投入部に冷却手段を設けたので、熱分解
槽内のガスの熱によるスクリューコンベアまたは押し込
み部材を移送中のプラスチックの溶融を防ぐことができ
る。

【００４３】請求項４の発明および請求項１０の発明に
よれば、原料投入部にガス漏れ防止弁を設けたので、熱
分解槽内の高温ガスの外部への流出や、ボールバルブ、
スクリューコンベアまたは押し込み部材への熱の伝達を
防止することができる。

【００４４】請求項５の発明によれば、熱分解槽内およ
びまたは熱分解槽よりも下流部に、多孔質の触媒ケース
を着脱自在に設けたので、熱分解触媒の熱分解効率が低
下した際、この熱分解触媒の交換作業を容易に行うこと
ができる。

【００４５】請求項６の発明によれば、プラスチックの
溶融油化装置の上流から下流に向かって配置される熱分
解触媒の粒径を、順次、小さくしたので、ガス化したプ
ラスチックと熱分解触媒との総接触面積が、下流に配置
された熱分解触媒ほど大きくなり、その結果、ガス化し
たプラスチックの熱分解効率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係るプラスチック材の溶
融油化装置の全体側面図である。

【図２】この発明の一実施例に係るプラスチック材の溶
融油化装置の要部拡大側面図である。

【図３】この発明の一実施例に係るプラスチック材の溶
融油化装置に組み込まれた原料供給コンベアと原料投入
部との連結状態を示す拡大側面図である。

【図４】この発明の他の実施例に係るプラスチック材の
溶融油化装置の全体側面図である。

【図５】この発明の他の実施例に係るプラスチック材の
溶融油化装置の要部拡大側面図である。

【符号の説明】

１０ プラスチックの溶融油化装置、 １１ 原料槽、 １２ スクリューコンベア、 １３ 熱分解槽、 １４ 原料投入部、 １６ シール構造体、 １８ ガス漏れ防止弁、 ２２ 冷却フィン（冷却手段）、 ３１，３２ 触媒ケース、 １０６ ピストン（押し出し部材）。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原料槽内のプラスチックをスクリューコ
   ンベアを介してまたはプラスチックを押し込み部材を介
   して熱分解槽の原料投入部からこの熱分解槽内に投入
   し、この熱分解槽内では、熱分解触媒の存在下で、上記
   プラスチックを加熱分解して軽質油を分離するプラスチ
   ックの溶融油化装置にあって、 上記スクリューコンベアまたは押し込み部材と上記原料
   投入部とを分離可能に設けたプラスチックの溶融油化装
   置。
2. 【請求項２】 上記スクリューコンベアまたは押し込み
   部材の連結部分と上記原料投入部の連結部分との間に、
   上記熱分解槽内の高温ガスの外部への流出を防ぐシール
   構造体を設けた請求項１に記載のプラスチックの溶融油
   化装置。
3. 【請求項３】 上記スクリューコンベアおよびまたは上
   記原料投入部に、上記熱分解槽内へ供給されるプラスチ
   ックを冷却する冷却手段を設けた請求項１または請求項
   ２に記載のプラスチックの溶融油化装置。
4. 【請求項４】 上記原料投入部に、上記熱分解槽内の高
   温ガスの外部への流出を防止するガス漏れ防止部材を設
   けた請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項に記載の
   プラスチックの溶融油化装置。
5. 【請求項５】 原料槽内のプラスチックをスクリューコ
   ンベアを介してまたはプラスチックを押し込み部材を介
   して熱分解槽の原料投入部からこの熱分解槽内に投入
   し、この熱分解槽内では、熱分解触媒の存在下で、上記
   プラスチックを加熱分解して軽質油を分離するプラスチ
   ックの溶融油化装置にあって、 上記熱分解槽内およびまたはこの熱分解槽よりも下流位
   置に、上記熱分解触媒を収納する多孔質の触媒ケースを
   着脱自在に設けたプラスチックの溶融油化装置。
6. 【請求項６】 上記触媒ケースが、上記プラスチックの
   溶融油化装置の上流から下流に向かって複数配置され、 隣接する上記触媒ケース間において、上流側のこの触媒
   ケースに収納された熱分解触媒に比べて、下流側の上記
   触媒ケースに収納された熱分解触媒の方が粒径が小さい
   請求項５に記載のプラスチックの溶融油化装置。
7. 【請求項７】 上記スクリューコンベアまたは押し込み
   部材と上記原料投入部とを分離可能に設けた請求項５ま
   たは請求項６に記載のプラスチックの溶融油化装置。
8. 【請求項８】 上記スクリューコンベアまたは押し込み
   部材の連結部分と上記原料投入部の連結部分との間に、
   上記熱分解槽内の高温ガスの外部への流出を防ぐシール
   構造体を設けた請求項７に記載のプラスチックの溶融油
   化装置。
9. 【請求項９】 上記スクリューコンベアおよびまたは上
   記原料投入部に、上記熱分解槽内へ供給されるプラスチ
   ックを冷却する冷却手段を設けた請求項５〜請求項８の
   うち、いずれか１項に記載のプラスチックの溶融油化装
   置。
10. 【請求項１０】 上記原料投入部に、上記熱分解槽内の
    高温ガスの外部への流出を防止するガス漏れ防止弁を設
    けた請求項７〜請求項９のうち、いずれか１項に記載の
    プラスチックの溶融油化装置。