JP2007297577A

JP2007297577A - 省エネルギー、高速間欠自動挿入排出、自動運転型廃ゴム、廃タイヤ、廃プラスチック全般、強制凝縮油化装置

Info

Publication number: JP2007297577A
Application number: JP2006150638A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Kojima; 信一郎小嶋
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-04-28
Filing date: 2006-04-28
Publication date: 2007-11-15

Abstract

【課題】廃タイヤ、廃ゴム、廃プラスチック等を自動的に油化処理するメインテナンス性、防災安全性に優れ、ランニングコストの低減が図れる装置を提供する。
【解決手段】廃タイヤ、廃ゴム、廃プラスチック等の廃棄物を搬送用トレイに乗せて予熱室から、熱分解反応室内に挿入して、反応促進剤（触媒）として雲母石、雲母含有石、又は雲母等放される熱線、塩赤外線、アルファ線の効果により、低温（１００度から４００度前後）で熱分解油化処理を行い、更に除冷冷却室に移動する。各室は冷却ジャケットを設け全自動流量調節器により既定の温度に温度制御を行うとともに、メインテナンス性、防災安全性等のため、各種センサーを複数箇所に設置して、装置全体の運転状況等を自動的に検出し、表示パネルに表示する。
【選択図】図１

Description

本発明原理は近年問題になっている廃タイヤ、廃ゴム、廃プラスチック全般等を自動的に油化又は炭化物（コークス）等と分別リサイクルエネルギー源として、処理できるように原理を下記のように構築したものである。
［０００１−１］
本装置は先ず熱源に石油類、ガス類等を活用したバーナーを使用するか、直接加熱するために高周波又はマイクロ波（単数、複数）ＩＨヒーター（単数、複数）抵抗ヒーター（単数、複数）等を処理物（廃タイヤ、廃ゴム、廃棄物）等を熱分解処理するために発明した装置であり、その装置の原理はガス、ＬＰＧ、ＬＮＧ又は油バーナーを使用した場合、バーナー燃焼室を箱形燃焼室とし、箱形燃焼室の内側には上部に熱を集中して使用するため、内壁側面、底面に不定形耐火物又は耐火煉瓦、断熱耐熱ボード等を使用し、箱の材質にはステンレス系耐火合金板等を使用するか、酸化還元雰囲気に強いハステロイ、ニッケル板等を使用し、燃焼ボックスを形成する。燃焼ボックスのバーナー焚き込み口にバーナーをセットし、箱形燃焼室に微弱な静圧を掛ける場合もあるが、常圧の場合もある。箱の内部で燃焼を行い、箱上部は処理用輻射対流遠赤熱が処理物に効率よく、付加加熱されるようフラット面及び波打ち面、凹凸面等を付けることもあるが、加工上の問題で平板の上に雲母含有石、又は雲母石、雲母等を出来るだけ下部の箱形燃焼室上面の熱交換効率を考慮して配置し、そこから生じるアルファ線、熱線、遠赤外線、対流熱、輻射熱等が上部に搬送セットされたトレイ下部よりトレイ内の処理物（処理を行う物）をムラ無く加熱し、処理物の複数点に触媒（熱分解促進剤）を処理する物に合わせてその量をケミカルダイヤフラムポンプ及び定量ポンプ、電磁ポンプ等で定量でない場合、ポンプの吐出量を運転注入タイム等で調整し、処理物に合わせて反応室に挿入及び注入等の行為を行い、この行為の為に注入用、挿入用ノズルは注入時、挿入時目的物に接触又は挿入、接近させる構造を有し、それ以外は待機位置まで引き上げ、その場合上下の運動が速やかに行われるためノズルシールに使用するものは高耐熱性グランドパッキン、オートアジャスト付き等を使用し、ノズルの上げ下げに耐えられる構造とするものである。ノズルの消耗及び詰まり等を防止することとし、そのノズルの中間部分及びメンテナンス可能部分に封しのためつまり内部反応室で反応した油分の逆止をする役目を備え持つ構造とし、必要に応じてノズルを稼働させる構造とする。熱分解を促進するために処理物が反応温度１２０℃から３８０℃（処理物により異なる）近辺の温度に上昇した時、触媒即ち反応促進剤を速やかに挿入し、反応室内にガス化、霧化し充満することにより油分の抽出、熱分解分離反応を促進する雰囲気を作る。この場合二通りの方法を活用することがある。一つは注入、挿入した触媒が反応室の熱によりガス化、又はミクロンミスト化することで均一に処理物の分子粒解に働き、それに熱が加わることと、熱を処理物の隅々まで均一に運ぶことで油分の抽出ができる。もう一つはガス化、又はマイクロミスト化した触媒、雰囲気内に位置する雲母石、又は雲母含有石、雲母加熱することで発する微少な放射線エリアを触媒が接触することで反応助剤自体を置換し、ゴム類やプラスチック類が有するステッチ構造の干渉方向に働きかけ更に分解速度、分解温度を改善できるような方法と構造を有した方式を使用する場合もある。
［０００１−２］
熱分解反応室の温度コントロールは熱分解反応室内及び箱形加熱炉内に設置された複数の温度センサーにより、バーナーの場合は停止、着火、燃焼を断続的に行い一定の温度を維持するよう制御する。又反応室（釜）の内部に加熱と反応助剤等によって抽出された油煙を凝縮層に効率良く、迅速に導くため、反応炉内の熱源、箱形燃焼室は断熱構造とし、その断熱構造とは出来るだけ気孔率が高く、熱伝導が低く施工しやすいセラミックウール等を複数、単数枚一定の厚みまで重ね合わせ、それらを固定するため耐熱耐蝕性に優れた耐熱ステンレス合金板及びニッケル板、インコネル板、ハステロイ板等を使用して、断熱仕切を兼ね備えた取り付け板を二側面と前部、後部、半割ジャケットをセットし、その半割の意味はまず燃焼室側のバーナー燃焼口を予め組み立てできるよう考慮したもので、もう片側については熱分解反応室前部の予熱室に燃焼室より排気管複数本を備え持つからである。また凝縮室と燃焼室とを完全に隔離するため底部にセットし、更に空気層を設けることもあり、その外側に水冷ジャケットで覆い上部発熱部にはジャケットは付けないが、四側面と底部にジャケットをセットし、側面温度と下部温度は異なり、特に底部温度はジャケットをセットした下側が凝縮層の機能を果たすよう低い温度で温度設定をし、四側面ジャケットは熱を外に漏らさないよう空気層の外側より底部ジャケットとは異なる温度設定とし、ジャケット内を通過する水、ブライン溶液等の全自動流量調整を各ジャケットの入り口に設置するか、内部ジャケットの場合、適正な温度コントロールを行うため、ジャケットの任意の位置に温度センサーを設置する場合もある。殆どの場合、ジャケットの出口側に温度センサーをセットし、その温度センサーの信号で温度調節器に働きかけ自動流量調整即ち流量の調整を測り常時一定の条件と温度が保てるような構造とし、この全自動流量調整方式は燃焼室部分の外部壁面及び底面、凝縮室の外部壁面及び底面もジャケット構造とし、上記と同じ方法でジャケットの入り口側の全自動流量調整弁、出口側と任意の位置に設置した温度センサーによってジャケットはそれぞれ異なった温度設定が出来るような構造を有しそれぞれの処理物に対して温度、温度勾配を変えられるよう構築したものである。本発明の本装置の各仕切りゲート部分のゲート温度においても同じような全自動流量制御で異なった温度制御をできるよう構造をとる。それと同様、予熱室入り口ゲート、加熱反応側挿入ゲート、加熱反応側出口ゲート、冷却室側挿入ゲート、冷却室側出口ゲートはしゅう動面になるため固体潤滑性のあるダクタイル鋳鉄等と滑りをよくするためにその相対する反対側のフランジジャケット、しゅう動面についてはハステロイ、インコネル等を使用することが最適であるが、同じダクタイル鋳鉄でも硬度の高いＦＣＤ４５０以上のものを使用する場合もある。この場合でも全部のゲートは冷却を要するため水冷ジャケット構造とし、その構造は水路をプラスマイナス放物線上にゲート板の片面に半割状に彫り込み、もう一方に二枚合わせして同じ位置するよう水路を彫り込み、耐熱防水パッキンにも同じ放物線形状で一端を仕上げ、二枚のゲート用水冷通路を備えた物を適度なピッチでパッキンを中心に置き、耐熱防水接着剤をパッキンに均一に塗布し、一枚の板に挫繰りを入れ、耐熱耐食仕様キャップスクリュー等で均一に二枚が接合できるよう締め付ける構造。この構造は予熱室入り口、熱分解反応層入り口、熱分解反応層出口、除冷層出口に設置し、それらに流す冷却媒体の温度は異なり、又一定の場合もあり得る。制御については入り口側全自動流量調整弁、出口側及び任意の位置に温度センサーにより常時適温に制御できる構造。
［０００１−３］
本発明のゲートの開閉は先ず第一に挿入口、予熱室、熱分解反応室終了移動時、除冷排出口というような順序で動く、これらを稼働させるのは挿入時予熱室、熱分解反応室の温度が一定温度まで上昇したとき熱分解反応室から除冷冷却室に移動するとき排出口から排出するところまで移動するときと言うような順序で作動する場合が多い。即ち常時待機トレー位置、予熱室トレー位置、熱分解反応室トレー位置、除冷冷却室位置、除冷冷却終了位置というような順序で常時各位置にトレーがあること。運転時間については制御板に設けたタイマー等で処理する物により異なるが、処理時間を任意に設定できる方式と構造、原理。
［０００１−４］
除冷冷却室には予熱室及び熱分解反応室同様、水冷ジャケットで除冷冷却室を囲い、上層天井面、中層中間面、下層下の残留油を集め熱分解反応室下部に設けられた凝縮部分に傾斜方向にダクト又は耐油ホース等でジョイントし、凝縮層内で完全凝縮し、半ガス化状態の油分を凝縮し、完全な油分として凝縮層より外部に凝縮し油として排出出来る構造。又除冷冷却室上部には防爆モーターを外部に設置し、内部には熱交換促進用ファン又は循環冷却用防爆対策を施した、シロッコファン等を使用し、循環冷却を行うこともある。熱分解反応室で大方の油は抽出できる物の残留した油分を完全に凝縮させるため、冷却ファンの下部にフィン巻きチューブ、フィンチューブ、メッキ銅管等を熱交換効率を考慮し、ファン直下にハニカム状、千鳥状に複数本設置し、又メンテナンス性を容易にするためロータリー熱交換器、可変回転型の物を直接除冷冷却室に取り付け、そのロータリー熱交換器の構造はメッキ銅管、ステンレス管等の円筒状の物を媒体の流れるよう両端を残し、管本体を変形させた形状でシロッコファンの羽状又はロータリー熱交換器外周に送風撹拌用の羽を取り付けることにより施工性もより容易になる。それにより冷風を直接除冷冷却室内のガスを撹拌し、直接冷却を行う場合もある。この場合、メンテナンスが容易で熱交換用ロータリーシロッコファンを可変回転出来るような構造を持つことで低速流域で予め除冷冷却室内に貫通された洗浄用ノズル管からロータリーシロッコ熱交換器に付着した付着物を洗浄する事が出来る。この場合、固定ファンのように分解洗浄する必要が無いので、メンテナンス性がよいと共に高速回転で洗浄液又は洗浄油を吹き付けることでその遠心力により、除冷冷却室内部の内壁に付着した付着物も同時に洗浄できる。除冷冷却室を強制除冷できる構造としたもの。そのときの温度調整、冷却媒体については他の部分と同じように入り口側に全自動流量調整弁を設置し、出口側に温度センサーを設置し、その信号により流量調整温度センサーより全自動流量調整弁に信号が入り、処理物処理の状態等を任意に変えることが出来る構造と除冷冷却室内の温度が検知できるよう、温度センサーを設置し、複数個、単数個、複数信号、単数信号により除冷冷却室内の温度状態を確認し、除冷冷却室内に設けたロータリーシロッコファンないしロータリー熱交換器フィン付きローターの回転の上げ下げと全自動流量調節弁に送る熱センサーを冷却媒体の出口側に設置し、ロータリー熱交換器の冷却媒体の流量を全自動調整する構造もあり、このロータリー熱交換シロッコ方式とフィン付き方式の個数については複数個、単数個設置し、複数個の場合、交互方向回転、同一回転、逆回転、正逆回転、単数個の場合、左回転、右回転に可動させる様な構造を有する原理。この原理について除冷冷却室内に反応処理の反応油抽出処理の終了したトレイ及び残留したコークスが室内に入り、ゲートが閉じた状態で回転熱交換する構造を有した物とする。ファン、フィンチューブの組み合わせの場合も同様とする。
［０００１−５］
本発明の特徴は機械を小型化、効率化するため凝縮能力が問題になるが、その問題を本原理で解消する。本原理はフィン巻きチューブ、フィンチューブ、メッキ銅管、ステンレス管等を中心部をパイプ状のシャフトを通し、そのシャフト中央部を遮蔽し、両端にロータリージョイントを設け、フィン巻きチューブ、フィンチューブ、メッキ銅管、ステンレス管等を筒状エリア内に設置し、両端に水路を持つフランジを設置し、そこから各熱交換チューブ類を反対側の同一物に繋ぎ、その部分を回転させることで熱交換効率を大幅に改善できると共に凝縮室内に単数、複数設置することでより効率を高める。この場合ロータリー熱交換機を回す駆動軸は外部に貫通し、貫通した部分にはロータリージョイントを入り口側、出口側に設置し、メンテナンス性の良いような構造とし、さらに本発明のロータリー熱交換機はその機能上油スラッジなどの付着物が回転するので付きにくい物の機能上付着は避けられないため、ロータリー熱交換機、回転エリア外に高圧パイプ、この場合耐食性を要するのでステンレス系のパイプにロータリー熱交換機に均一に噴霧出来るよう噴射ノズル又は直線上にハニカム状の小さい穴を開け、外部より高圧洗浄液又は油分と同等の洗い油等を高圧ポンプで噴射しながらロータリーを回転させ、分解することなく洗浄ができる構造と原理。尚駆動については処理物により凝縮速度が異なるため、ギヤーモーターにスプロケット等を取り付け、複数の場合、回転方向を効率のよい方向に変える場合がある。インバーター等により可変、逆転減増速が自由自在にでき、更に副次的に起きる現象であるが熱交換機が回転することにより周囲の負荷熱雰囲気を同様攪拌することにより、より効率を高め小型化することを可能にした原理と構造。
［０００１−６］
本発明は乾留炉に一部は相当する部分があるが、移送用ゲートの開閉時、両端方向より空気の混入を防ぐため、ゲート開閉部分に不活性ガス及び不燃ガス、噴射ノズルを単数、複数設置する事がある。不活性ガス及び不燃ガスの噴射タイミングはゲートを上げる０から１０秒前にあらかじめ不活性エリアを形成するものとするか、各ゲート下部に不燃不活性ガスの噴出口を設け、噴射することで開閉時空気や可燃ガスの進入を阻止する構造も同様兼ねることとする。又停電や自然災害で装置全体の停止信号が働いた時など、圧縮液体窒素ボンベ等より緊急冷却用バルブの設置で各炉内全てに冷却と防爆を兼ねて、気体窒素を急速挿入する機構。この場合、挿入量が多いため出口側にも排出弁を設置した構造を有する場合があること。
［０００１−７］
本発明は熱源に石油類又はガス類を燃焼させて熱を得るバーナー等を設置したり、高周波誘導加熱、マイクロ波加熱、ＩＨヒーター加熱、抵抗式ヒーター加熱等を使用するが、その中でバーナーを使用した場合できるだけ安価なエネルギー源を活用するため、Ａ重油からＡ重質油、又はＢ重油相当の油が使用できるよう燃料供給燃焼経路に予熱ヒーターをセットして、燃焼条件が整うよう予熱をかけようとするものであり、その予熱ヒーターは耐油性のものを活用し、尚かつそれを複数の温度制御し、一定温度にしてバーナーノズルに導く道中は熱伝導のよい銅管などを使い火傷などをしないよう保護対策を十分施したもの。
［０００１−８］
本発明の冷却部分の根源はブラインチラーを主として使用し、その他にも直接膨張冷媒冷却方式、冷水冷却方式などの組み合わせを使用する場合もあるが、本発明にとりあえず標記する事柄はブラインチラーとブライン溶液を使用し、ブラインチラー内をブライン溶液を通過させ、冷やされた溶液を冷却ブライン溶液タンク下層部に入れ、冷却プールを形成する。ブラインチラーから冷やされた冷却媒体（ブライン水）は本発明の冷却部分に集合管より送り出す（ラインポンプを使用する）ラインポンプは全自動流量調整弁を使用しているため、集合管内の圧力の変動が大きく、全自動流量調整弁に無理が掛かるのと流量に異変が起きる可能性があるので集合管に圧力センサーを設置し、その信号によりラインポンプの回転数を可変出来るようにし、集合管に設置した圧力センサーの信号（電流、電圧、デジタル、アナログ信号によりインバーターを用いラインポンプの吐出量を可変させライン圧力を一定に保ち、ラインポンプに無理を掛けない構造と全自動流量調整弁を正確に働かせるための機構備え、省エネルギーにもなる。集合管に送り出すことによりタンク内部に吸引口が必要となるが、吸引口はブラインチラーより所定の温度まで冷却された液を溶液タンク内の集合管吸引口まで誘導管を設け、インテークポートに吸引されるよう誘導管を設ける。この誘導管にはブライン溶液等の減量に伴うラインへの供給を検知するため、流量センサーと圧力センサーを二次側ラインポンプ出口近くの集合管に取り付け、ラインポンプ等の空運転の防止、チラーの運転状態を検知するため、ブライン溶液の温度検知を行う。この信号を制御板に送り、この装置で重要な冷却温度勾配が出来るよう感知する機構を設置することで安全性が増す。ブライン溶液の補充は純水器とブライン溶液の自動混合をした後、タンク内に設けたレベルセンサーで減量を検知し、減量した物だけ自動補充するような構造を設置することもある。尚溶液タンクの形状は長方形、正方形、円筒形、どのような形でもほぼ似たような方法を講じ、そのタンクの内部に耐食性を有する、又熱伝導性を有する対流防止仕切り板を入れ、温水ラインと冷水ラインを仕切り、僅かな伝導と対流で使い分けするよう仕切り板を入れる。集合管、アウトテーク（戻り）については集合管に集合し、ブライン溶液タンク上部に静かに戻し、循環使用する場合と戻りを高温の場合、熱交換機を通し、熱を回収し、多目的に使用をすることもあること。
［０００１−９］
本発明のバーナーを使用した場合、熱源燃焼室（箱形燃焼室）より燃焼、排熱は内部の静圧を正しく調整できるよう単数、複数の排気口から排出される排ガスを熱分解反応室前方に設置された処理物予熱室に耐蝕耐熱管で燃焼室の排熱を導き、予熱室内を通過させ、その際予熱室内で放熱が起こりやすくするため、面積を増強するためフィンなどを接合し、予熱室内に熱を放熱した後、排気調整ダンパーを設置し、その後においては排熱を集合し、本装置で回収できた油の分留装置に導き、冷却液（ブライン水）の一部を自動流量制御弁を取り付け、出口で温度センサーによる検知を行い、温調機で一定の温度を設定し、さらに分留装置に設けられた凝縮室にも同じような低めな温度設定をし、油分の分留を行うこと。
［０００１−１０］
本発明の装置は今まで小型の場合、殆どの装置が考慮されていなかった耐震自動停止装置及び設置場所によっては傾きが生じる場合があり、又設置時についても傾いたまま設置することがあることを想定して、傾斜計等を内蔵させ、常に正常な状態で運転できるよう操作パネルには大型タッチパネルを使用し、表示においては機械構造等を表示し、温度、機器の状態等は誰にでもわかりやすくアニメ表示等を表示し、それに併せて音声素子を内蔵させ、常にオペレーターに対して装置の状態を把握できるよう考慮した物でこの考慮も本発明の主たる原理を活用し、機械本体のコストが大幅に下げられたために新しい廃棄物処理思想として定着させることができること。
［０００１−１１］
本発明は環境のクリーン化、即ち臭気、排煙、余剰な二酸化炭素等の排出を抑え更に省エネルギーを装置全体に駆使した発明であるが、本装置を制御する制御回路、計装回路に従来では希に見る補助回路つまり主回路が故障等を起こした場合自動又は手動により、予備制御回路に切り替えられる仕組みと構造を有した物で安全対策としても十分な制御方式を取ることを考慮し、廃棄物処理の常識を覆す如く、その構造全てを変化させた物であり、主回路には入手の簡単なシーケンサ等を活用し、予備回路にはマイクロコンピューターを主としたＩＣ基板回路による制御方式を取り、これに自己診断機能を入れて相互に運転状態を確認出来るような構造ないし回路を構成し、尚かつ本装置の状態を電話回線網を通し、常時運転情報を管理場所ないし監視、メンテナンス、販売会社、メーカー等に情報を通知するシステムを用い、その逆で各装置に対し、パラメーターや温度設定、処理条件等を変更できる仕組みを持ち得た物とする場合もあること。
［０００１−１２］
本発明の装置については冷却が伴うため、その部分に十分な結露対策と断熱対策を施し、省エネルギーを図るため通常はグラスウール、アルミホイル付き断熱材の上にラッキングを施した場合もあるが、本発明は主体的に結露は断熱材と本体冷却部の隙間で発生するため、防性塗料塗布又は吹きつけ完了後、発泡ウレタンの吹きつけ処理を行い結露を完全に防止する構造を有し、この発泡ウレタンは耐熱性が無いため、その吹きつけ後直ちに表面を小手等で成型し、商品価値を上げる形を整える行為を吹きつけとほぼ同時に行い、メンテナンス部分については予めスリーブ等を入れ、発泡ウレタンが付着しないようにする。これらの作業が終了した後、その上に耐熱塗料等を直接数回に分けて吹き付けるか、予め予定していたカバー取り付けビス止め用ステーを設けておき、その上から（吹きつけウレタン）の火災などの保護を目的にカバーを取り付け、メンテナンス部分についてはメンテナンスハッチないしビス止めカバーをし、環境改善循環処理装置としてふさわしいデザインを形成し、デザイン用塗料などを吹き付ける。又は塗布する。但しステンレス系、アルミ系のように耐食性の優れた物を使う場合、全体に塗料を塗布しない場合がある。これは発泡ウレタン吹きつけ時の下地、錆止めも同様でステンレス系を本体に使用したり、パイプ等をステンレス系にした場合も同様下地を作らず、直接吹きつけ処理を行う場合もある。但し取り付け、取り外しのどうしても必要な場所については耐熱グラスウール、結露防止塗料等を使用し、比較的簡単に開放できるようする場合がある。もう一つの方法として結露防止断熱対策部分については箱形カバーを予め設置し、その中に既に硬化した発泡ウレタン片等を挿入し、密閉して封しする場合もある。
［０００１−１３］
本発明で待機場所から排出完了待機場所に搬送する機構は外部に設けた駆動用ギヤードモーターにインバーター、ステッピングドライバーの場合、ステッピングモーター、サーボモーターの場合、サーボドライバー、インダクションモーターの場合、インバーター等によって待機位置から予熱室、熱分解反応室内部終了端までの間を一区画とし、その区間に外部でダブルスプロケット又はタイミングギヤーその他等を使用し、区間駆動を行う。その行動は待機位置より反応室終端部までホイルの側面に耳を付け、蛇行防止するよう形を整え、そのホイルを適度な間隔で搬送方向に配置し、予熱室、熱分解反応室では放射熱や対流熱、分解促進用助剤通過視角をなくすためにホイルの駆動シャフトを外部と内部で両持ちし、ホイルを駆動する駆動シャフト内に空洞部のあるシャフトを用い、外部に伏流用ロータリージョイントを設置し、熱分解反応室の熱からシャフトを守る行為と同様、反応室内に既に分解した油煙等を一時的に補助冷却するような構造を有し、更に内部反応室両側面にはトレイ、走行方向に対して平行に二本の水冷ジャケット軸受けを設置し、この軸受けに対しても一時冷却を兼ね、内部対流を促進するため、冷却水を流すと共に搬送用複数個のホイルがトレイと処理物の重量に加熱されても耐えるよう下部熱源箱形燃焼室の視角まで控え、ホイルを複数個搬送方向に向けて水平に設置し、その一個一個のホイルが搬送用トレイの接触部分に油化、凝縮した油等が付着することでスリップする可能性があるので、トレイのホイルとの接触面の仕上げは摩擦係数を上げるよう、成型を行う。又尚かつホイル接触面も摩擦係数を上げるようローレット仕上げ等で摩擦係数を上げ、油が付着してもスリップを抑える状況を構築し、熱分解反応室から除冷冷却室に搬送用トレイが移動する際、除冷冷却室側の独立したトレイ搬送用ホイルの回転数は熱分解反応室と反応室用ホイルの周速は受け取り側の除冷冷却室用搬送ホイルと同期運転し、速やかに除冷冷却室に搬送し、受け渡し終了後、熱分解反応室と除冷冷却室の仕切水冷ゲートは閉まるような仕組みを構成した物とし、完全な双方の縁切りを行うような構造を有した物であること。又除冷冷却室より排出される際、除冷冷却室用に配置されたトレイ搬送用ホイルは、熱分解反応室関係なく冷却が完了できれば排出単独で出来るような構造をいうものである。除冷冷却室のホイルはそのホイルに外部より駆動される駆動軸を左右に伝達するため、一端に水冷貫通シャフトを設け、このシャフトは内部が中空で貫通しており、反対側のホイルに回転を伝達する役目を有し、本シャフトの本体外部両端にダブルスプロケットをセットし、その外側にロータリージョイントをセットし冷却水を本装置にそぐう適正な温度のブライン水を通過させ、必要以上の膨張とダレ、たるみ、材質の劣化等を抑える構造を有している。更にこれは熱分解反応室入り口の低温部分の左右伝達シャフトにも同様機構を備え持つこととし、本装置の搬送伝達機構を形成する物である。外部伝達機構にはダブルスプロケットに交互にチェーンを掛け、熱分解反応室側と除冷冷却室側との駆動系統は別々に別れる仕組みを構成している物で、この仕組みによりそれぞれの条件に合った運転状態を取ることが出来る構造を有する物とする。尚かつ熱分解反応室と除冷冷却室との搬送ホイルの高さなどにバラツキが製作状態で出来る可能性があるので、外部軸受けアジャストによりホイルを一定のレベルに調整できる構造を有していることも同様である。いずれも水冷ジャケットを貫通し、外部に動力伝達部を構築するため、ジャケット貫通部には片面スリーブ機構とし、それを耐熱グランドパッキン等で貫通したシャフトをジャケットスリーブの隙間の漏れを阻止するため、調整締め込みにより、耐熱グランドパッキン、リーク防止機構を兼ね備えた物である。

従来タイヤは破砕され燃焼して熱源として使用したり、或いは８００度から９００度という高温で熱分解し、油分の抽出をしていた。非常に高温なので抽出油が炭化物を多く含み殆どが抽出油の確保しかできないというのが現状で確保した重質油も高い精度を誇る内燃機関の燃料等にはむかず、舶用エンジンそれも大型のＢ重油、Ｃ重油を燃料とする内燃機にその一部が使用可能となっているだけでまだこれといった技術の確立がされていない。又装置についても全自動装置自体の開発が行われているものの今のところこれといったものが誕生していないのが現状である。即ち確たる技術の裏付けと原理の構築が出来ていないのが現状である。

発明が解決しょうとする課題

本発明が解決しようとするのは廃ゴム、廃タイヤ、廃プラスチック全般の二次公害のないそしてエネルギーロスのない処理リサイクル燃料全自動生成装置等の開発が社会通念上急務となっている現在、如何に原理を集約して廃棄物の再エネルギー化を実施しようとしているもので、本課題が解消されれば社会的に大きな貢献が可能となり、尚かつ環境面でも不法投棄、焼却時の臭い公害或いは二次使用のアスファルト等に使用され、その次の使用が不可能なのが現状で一時的にはこのような使い方で今まで使用されてきたが、今後このような使用は舗装などのやり換え工事時にでる廃棄物をそのまま埋立などに使用して放置しているに将来はこれらが二次公害として大きな課題となるのは必然的な事だと考え、又自動化を図ったりする場合、これといった原理もなく、ただ単に乾留釜にて高温に上げて処理しても大変多くのエネルギーロスを作るばかりで、これらを解決しないと資源の再利用はおろか化石資源の枯渇を早めると共に大気中の二酸化炭素の濃度を益々上げ、自然現象即ち地球環境を揺るがす事になりかねないのが現状であり、これらを一つ一つ解決していくのが課題である。

課題を解決するための手段

本発明は今まで高温で処理、油化分離していたものを低温で効率よく油化し、尚かつ残りの部分でコークス等の固形エネルギーとして分離、処理出来る構造と原理を実現可能としたもので、まず第一に熱反応処理室の温度を処理物によっては異なるが１００度から４００度前後にて処理可能にしたもので、これを可能にしたのは例一、雲母石又は雲母含有石、雲母等を加熱したことによりこれより微弱な放射線を放させ、その放射線に反応助剤ガスが反応し、変成して処理物の粒解に入り込み処理物を短時間で分解し、熱をあまり必要としないため、臭気も抑えることが出来、抽出された油分の温度も低く、炭化状態になりにくく凝縮冷却も余り熱損が無く、間接エネルギー使用量を抑えることが出来、これらの原理を凝縮して主々の原理を付随させながら自動化を図ることが出来たのが本原理であり、又本原理を活用して装置を作ることにより、［０００３］の課題を解消したのが本発明である。（但し、熱分解だけでも時間はかかり抽出量は少なくなるが分解温度は高くなる。）

発明の効果

本発明の目的は現在社会問題としてクローズアップされている廃棄物の有効的且つ自動的要素を可能にし、今まで普及し得なかった廃タイヤ、廃ゴム、廃プラスチック全般等を極めて低温で元々廃棄物自身の持っていた性状を大筋で極端に落とさず炭化水素として分解し、灰分を含まない良質な軽重質油として抽出を可能とし、その用途としては陸上用内燃機関は元より民生用、産業用、工業用、農業用エネルギー源として今後重要な位置づけになるのは元より、この発明によりこれまで行われてきた超大型プラント等で行うような不合理な面と設備投資費を最小限度に納め、又尚かつメンテナンス性に優れ、ランニングコストも低減し、今まで活用困難であった零細までが使用出来るようにコスト面の方からも大幅な低減が図れる故、普及率が高くなり環境産業が成り立つようなコストとも将来的には可能になる。そうなるとゴミとして捨てることを考える必要もなく有効なエネルギーとして使える資源廃棄物として全て処理されることを前提に発明した物である。

本発明は廃タイヤ、廃ゴム、廃プラスチック全般、廃ペットボトル等の石油系格子を形成した物については油化つまり廃プラスチック等では軽質油又廃ゴム、廃タイヤ等においては触媒又は処理温度が異なるが、何れにしても触媒雰囲気下で低温加熱、無酸化に近い状態に置かれ、反応熱分解させるが故、装置自体が小さく処理エリアも単純な構造になっており、それに加え過酷な廃棄物などの油化を行うため、それに伴うメンテナンス性も十分考慮し、それぞれの箇所に新しい原理を発明取り入れ、より一層使い勝手の良い装置として今後環境問題に取り組む方式自体を根底から変えた物で操作の方法もタッチパネルで絵やアニメ等を表示し、専門のオペレーターを必要とせず、又安全面では地震時に備え耐震自動停止装置等を内蔵し、長期間同じ場所に設置した場合に起こりやすい自然傾斜等によって誤動作等を防ぐ意味で傾斜計も内蔵し、必要以上装置自体に傾きが生じた場合、自動的に運転を停止し、表示パネルに表示するようにしたこと。又機械全体の動きや温度領域、流域、機械の運転状況等を自動的に検出し、表示パネルに表示して誰にでも使えるよう考慮したもので、表示パネルはむろん音声による操作手順の説明、以上箇所の検知状況の説明等が音声でオペレーターに伝えることができるよう安全で尚かつ正確さを追求した物である。

本発明の装置、例図、側面から見た図であるが、主に外部に露出した駆動、還元部分等を主に標記したもので、まず第一に、挿入前、トレイ待機場所を図示するように、本発明の装置は、五カ所のトレイ停止帯をもち、そのうち熱分解反応室を中央部に位置し、その前方に予熱室を持ち、予熱室で低温分解に相応しい温度帯まで、本装置から排出される高熱の排ガスを活用し、それにより、予熱をかける構造を位置したもので、中央部の熱分解反応室後方に位置する除冷冷却室等の仕切りを水冷ゲート、及び水冷フランジ、水冷ダクトから構成され、本図に記載したもので、それを前方の挿入用搬送トレイを配置し、その配置の方法や位置などを明記したものである。本発明の省エネルギー型、高効率、廃ゴム、廃タイヤを主体として発明されたものであるが、熱分解反応室の気密度の度合いと、各処理室、まずは、予熱室より始まり、予熱は排熱によって、熱源としてまかなわれるが、その処理する廃棄物によって予熱温度が異なるため、予熱室には温度を一定に保つため、循環、攪拌用防爆ファンなどを設置し、昇温を抑えるためには、本装置に用いる冷却用ブライン水の併用により、予熱室の温度を処理するものに合わせて、一定の温度に保てるよう、温度センサーなどを設置し、予熱室の温度が処理物に合わせて変更できるよう、構築したものを表したものである。又、熱分解反応室、その下部にある凝縮室などに設置された、回転式ロータリー熱交換器などが例として標記され、その上部に位置する部分に箱形燃焼室より、熱の伝導や拡散対流を防ぐため、内部ジャケットを設置した断面を記載し、更に上部、熱分解反応室に反応助剤注入用可動式ノズルを設置したもので、このノルは、複数個の油圧シリンダーにより、必要時、下部に下がり、不要時、上部に待機する形を取り、更に搬送用、及び処理用トレイを位置し、その下部に箱形燃焼室を位置し、上部放熱板の形状や燃焼室内部のライニング部分にあたる内部壁に不定形、定形物を位置し、箱形燃焼室の熱損をできるだけ少なくすると共に、燃焼室にあたる部分に使用した耐熱、耐蝕ステンレス合金等が腐食しないよう、考慮した構造などを断面により、例として標記したものであり、更に、その後部に除冷冷却室をもち、除冷冷却室の上部に水冷ジャケットを位置したり、防爆モーター、防爆ファンなどの設置により、下部に配置した、水冷用ブライン冷却水による熱交換を促進するため、フィンチューブを配置し、その上部に回転ファンを設け、熱交換を促進する構造と処理トレイ自体の冷却も兼ね備え、更に熱を下部に吸収させるため、下部角度付きシューター断面にジャケットを例として標記し、上部除冷冷却室より搬送振動、及び冷却収縮によるダスト類の回収をはかるため、ステンレスメッシュを設置しているものであり、ここで回収されたダストは、四面の一面に設けたダスト取り出し口より回収可能な構造とし、傾斜状ジャケットで冷却し、吸収された残留油分の排出は、その下部から排出用、耐油ダクト、及びホースなどを活用した例を記載しているもので、その行き先は、本装置で一番温度の低い凝縮室につながっている。もし万が一、上部で発火などがあった場合、引火しないような意味でもメッシュは装着されている。本装置の駆動系統、及び搬送処理用トレイ、搬送方法と、その搬送用メカニズムを上部より、メカニズム態の位置するところで切断し、見た例図を標記したもので、熱分解反応室と除冷冷却室の冷却関連体を断面でわかりやすく標記し、その搬送方法等も、本図により報告することで、本発明装置の水平搬送移動と仕切り部分の状況をわかりやすく記載した例である。本発明の目的は、あくまで廃棄物の油化であるが、本例図に記載した内容は、もし万が一、下部凝縮室解放部以外から運転中、空気等が混合した場合、爆発の危険性は無いとは言えないので、万全を期して、上部二カ所に弱い部分を作り、安全弁的役割を果たすよう、例として標記したもので、本図の中央部に反応助剤注入用シリンダー位置などを例として記載し、更に、その側面両端に水冷ジャケット、及び水冷ゲートを記載し、尚かつ、上部本体、水冷ジャケットの冷水通路などを例として標記できるよう、その断面で切断し、内部構造を例として、わかりやすく記載したものである。本発明の中で幾度も使われてきた語尾ではありますが、熱交換の効率を上げるためと、熱分解されて抽出された油分の凝縮速度を少しでも早く凝縮するため、凝縮通路に回転式冷却熱交換機構を持ったローターを上から見た図、更に内部水冷ジャケット設置位置などを標記し、下部水冷ジャケット、冷却水通路などを明確に表したもので、このような仕組みをもって、熱を下部凝縮室、並びに、凝縮通路などに熱の転移が無いよう、配置した状態を例として記載したものである。本発明で機械構造を大幅に簡素化し、メンテナンス性を極めて高いものにした、ロータリー型熱交換器の駆動回転方法を図面下部に例として表し、その上部に、上部熱分解反応室と下部凝縮室との、本体ジャケットからの熱伝導の影響を最小限度にとどめるため、フランジカットし、そのフランジ面には、封止用と熱の伝導をカットする素材を使用したパッキンを使用し、冷却区画を細かく分けたことを例として標記し、又、尚かつ、その上部には、駆動用貫通シャフトを貫通させた状態を例として標記したもので、更に、その上部には、本発明の装置で最も重要な、仕切り水冷ゲート、水冷フランジ、その駆動方式などを例として簡単に標記したものである。本発明の熱分解室の内部の構造、及び箱形燃焼室上部に設置した雲母石、或いは雲母含有石、又は雲母、その何れかであるが、この場合は例として雲母含有石を記載したもので、その加熱用トレイと箱形燃焼室の熱気により、上部加熱板が異常膨張を起こすことを想定し、十分に箱形燃焼室間の隙間を取った状態などを表したものと、本図示で明確にとらえられる凝縮通路に設置した、ロータリー式熱交換と共に、その回転に伴う凝縮と気体の移動状態を速やかにするため、回転方向の一部に仕切り板を設置したことを明確に例として標記したことと、ロータリー式熱交換ポンプ設置位置近くに、洗浄用噴射パイプを設置した位置などを明確に表し、更にトレイのレベルなどをわかりやすく例として記載したもので、その上部に処理物より分解した油煙、或いは低温加熱された処理物の熱線などを反射すると共に、両裾部分に冷却水を流し込むことで、内部反射板に温度勾配を作り、凝縮通路に、速やかに油煙、及びガスが誘導されるよう、設置した状態を標記したものである。例図。例図。例図。例図。本発明の中で最も重要なのは、処理する各部分の温度の状態と温度勾配にあり、その温度勾配を作るが為、ブラインチラーを使用し、ブライン水を冷却し、各部分を必要な温度に設定するために全自動流量調整弁などを複数個設置し、これらを有効に働かせるため、種々の保護装置やコントロール装置を表したもので、あくまで、省エネルギー効果までも目的としているため、あえて本図を冷却水系統図として添付することに致します。

符号の説明

▲１▼．熱分解反応室
▲２▼．除冷冷却室
▲３▼．予熱室
▲４▼．箱形燃焼室
▲５▼．凝縮室

Claims

全自動流量調節弁を各指定必要とされたジャケット入り口付近に設置するか、全自動流量調節弁が集合装置の取り付け位置に設置され、全自動流量調節弁及び仕切り一時調節バルブ後部に取り付けし、出口又は任意の位置に温度センサー等を設置し、指定された部分の冷却ジャケットの温度調節を温度調節器により温度をセットし、その電気又は電子及び電流、電圧、デジタル又はアナログ信号を全自動流量調節弁に送り、個々のジャケットの温度を設定通りに維持しながら必要とする温度に各ジャケットの温度設定をすること。
冷却に必要とするブラインチラーは省エネルギーの為、インバーター制御型のものを使うこととするが、固定回転型の物についても省エネルギーを図るため個々の力率を向上させるため、適正な進相器等を付加し、省エネルギーを考慮すると共にブライン貯蔵冷水循環タンクはタンク外面に発泡ウレタン又は二重タンクとし、真空断熱構造等を有することもあるが、その場合本発明の使用用途を考慮して外板に使用するものは難燃性のものを使用し、活性ガス等を吸収し、燃焼、発火、変質等を起こさない構造と材料を使用すること。
凝縮室内及び凝縮通路にロータリー式熱交換ポンプ及び凝縮室に油煙をいち早く導くと共に凝縮を促進するため、凝縮室に通ずる油煙通路に小型ロータリー熱交換ポンプを複数個又は単数個設置することで強制的に効率よく、熱分解反応室から凝縮室に至る通路に配置することで、急激な温度勾配を作ることができるようロータリー方式の熱交換機に対して、一方方向回転のエリア外に冷却仕切りを設置し、熱交換機を一方方向に回すことで凝縮通路に設置した場合、熱分解反応室から分解抽出された油煙が下部凝縮室に半ば強制的に移送できるよう上部通路から下部通路にかけて複数の小型熱交換ポンプを配置することで、油煙の凝縮を早め、下部凝縮室、ロータリー熱交換機に対していち早く凝縮できるよう仮凝縮の状態を作り、この機構を設置することにより全体の熱交換効率が極めて良くなり、油煙が炭化することなく、いち早く凝縮でき尚かつ凝縮室のロータリー熱交換機同様洗浄用ノズル管をローターと平行に設置することで熱交換機の洗浄が極めて楽になる。又洗浄しながらロータリーを高速回転、正逆回転することで凝縮通路の側面ジャケットの洗浄も兼ねることができる。ロータリー熱交換機を単数、複数使用し、それを固定回転又は可変回転、正逆回転、同方向回転、逆方向回転、ギヤーモーター、スプロケットチェーン、インバーター等を用いて変幻自在に回転できるようにすると共にスラッジ等が交換部に或いは交換フィンに付着することを考慮して、ロータリー熱交換機と平行線上に高圧洗浄用ノズル付き又は穴付きパイプを設置し、外部よりローターを回転させながら高圧洗浄水又は高圧洗浄油等を視角無しに洗浄できる構造を有すること。
反応促進剤（触媒）をアルファ線を発する雲母石、又は雲母含有石、雲母等を加熱し、それらから発するアルファ線に反応促進剤のガス状又は蒸気状の物が反応促進剤の分子構造を置換させ、反応力を増し、油化抽出を促進し、更に発熱部上部より直接放される熱線及び雲母石、又は雲母含有石、雲母等から放される熱線、遠赤外線、アルファ線等の各固有の効果により、熱分解反応室内の処理物を効率よく油化分離抽出すること。
熱源に本発明の装置にて抽出された油の一部を使用し、熱源として使用し、そのエネルギーを得て、本発明の装置の燃料及びエネルギー源として直接又は間接使用することもあるが、それでも大方の油分は本装置原理に準ずる排熱を活用し、又本装置の原理に必要な冷却要ブラインチラーから発せられる低温冷却水を相互に使用し、その使用とは排熱により本装置より回収された油分を排熱蒸留室に導き、全自動流量調節弁を活用し、一定温度で分留出来ることとする。
本発明に使用する装置の処理工程は待機場所を始めとし、それぞれの仕切り水冷遮へいゲート下よりオープンしたとき不活性ガスをゲート下部ノズルより（複数個）噴射し、不活性ガスカーテンを有する場合もあるが不活性ガスを排泄する排泄口を設置することもある。待機場所から予熱室、熱分解反応室に挿入し、仕切り水冷ゲートを閉め、油化反応を開始終息するまで反応室に処理物用バスケット又はボックス型キャリア（搬送トレイ）等を留め置き、任意に設定したタイマーの設定時間アップで熱分解反応室出口の水冷仕切りドアを開き、上記同様、除冷冷却室に移動させることと除冷冷却室からバスケット待機位置に水冷仕切りゲートを開き、上記同様移動し、移動後ゲートを閉じることし、この場合でも各区域の圧力は常圧を意味すること。
本発明で予熱室、熱分解反応室と除冷冷却室とのトレー（バスケット）移動用水冷駆動装置が分離していること。この装置には搬送スピード、同期運転等を行うためインバータードライブ、ステッピングドライブ、サーボドライブ、固定モータードライブ（インダクションモーター）等を使用して同期運転を可能にしたもの。
本発明の装置に使用される水冷ジャケット部分と構造体に設けられた水冷ジャケット空洞部に材料面に対して直角に穴を貫通し、そこに耐蝕鋼、ステンレス鋼、シャフト等を直線又は千鳥状に一定の間隔を持たせ、平面に対する圧力の補強を施し、本装置に装置と構造として使用すること。
本装置はメンテナンス性、防災安全性（地震などの場合、傾斜計、耐震自動停止装置、温度検出センサー、各用途に応じて複数箇所、特に熱分解反応室、燃焼室等については複数個の検出センサーで検出する。万が一、炉内に異常が発生し、火災の危険性がある場合、不活性ガスを瞬時に自動挿入し、炉内温度を下げるシステムを用い主電源について停電などで運転中、制御が停止した場合でも作動する仕組みを持つ。）制御安全性、情報通信管理性、制御予備回路検知システム等を有するクリーンで本装置の可動状態、可動変更等が遠隔地で出来うる機能を有するが、誰にでも分かりやすく操作にはタッチパネルを使用し、パネル表示にはアニメ等で操作性を分かりやすくし、音声素子等を使用することで、音声により制御の手順等を案内する場合があること。
本発明は安全な処理はもちろん熱分解反応室の前に搬送用トレイに乗せた処理物の予熱をし、熱分解反応室内に挿入すると共に直ちに熱分解反応状態を作るため、予め予熱を処理物に掛けておくもので、その予熱の熱源は熱分解反応室下部に設置された箱形燃焼室内での使用済み排気ガスを耐熱耐蝕チューブを予熱室に導き、予熱室内の予熱を行う構造を有することとガスに引火の可能性があるため、予熱室は不活性ガス雰囲気循環型とし、熱伝導率の悪い廃ゴム、廃タイヤ、廃塩ビ、廃プラスチック、バイオプラスチック、発泡スチロール等炭化水素配列を元に形成した廃棄物は予熱が難しいため、時間も掛かるのが現状であるが、不活性ガスを加熱し、補充はするものの循環使用するため、隅々まで均一に加熱しやすいことが本原理であるが、予熱温度は廃棄物により異なるため、加熱チューブ下面に水冷ブライン水チューブを併せ持ち、ブライン水の流量により予熱室内の温度コントロールを行うこととすること。