JP2008307775A - 脱塩素設備における造粒物回収装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、カッタ装置から落下する樹脂ペレットを第１、第２流路部を用いて急速に冷却固化し、相互の付着を防止することを目的とする。
【解決手段】本発明による脱塩素設備における造粒物回収装置は、カッタ装置(3)の下方に設けられ第１、第２流路部(11,12)を有する水槽(10)と、前記各流路部(11,12)に設けられた第１、第２、第３水ノズル(4a,4b,4c)と、前記水槽(10)の水を循環するポンプ(7)とを備え、前記カッタ装置(3)からの樹脂ペレット(3b)を各流路部(11,12)で急速冷却する構成である。
【選択図】図１

Description

本発明は、脱塩素設備における造粒物回収装置に関し、特に、カッタ装置から出された樹脂ペレットを水槽の流路に供給して冷却及び固化させ、相互に付着しない樹脂ペレットを少ない流量で安定して得るための新規な改良に関する。

近年、大量に廃棄されるプラスチックスの再資源化処理が行われているが、この廃棄プラスチックスの中に塩化ビニール等の塩素を含むプラスチックスが混入している場合、環境保護および材質改善の観点から、塩素の除去すなわち脱塩素処理が行われる。この脱塩素処理の一つの方法として、押出機を脱塩素機として使用する方法が実施されている。すなわち、前処理により金属類等の異物が除去された廃棄プラスチックスが、押出機へ供給され、溶融混練され、ガス化した塩化水素を含むガスが排気除去され、カッタ装置を介して粒状の製品として生産されている。

この脱塩素機から排出される製品は、通常、溶融状態のプラスチックスが紐状に押出され、押出し直後に適宜の長さの粒状に切断され、冷却水により冷却固化され、その後冷却水が分離され、脱水され、選別され、集積されている。このような廃棄プラスチックスの再資源化処理では、廃棄プラスチックスが脱塩素機へ連続的に供給され、再生した製品が連続的に生産されている。

従来の製品搬送装置を図５に示す。図５において、符号１で示されるものは製品搬送装置であり、この製品搬送装置１は、受入水槽１ａ、排出槽１ｃ、受入水槽１ａと排出槽１ｃとの間を連結する搬送パイプ１ｅおよび戻りパイプ１ｆにより閉ループ状態に構成されるパイプコンベヤで構成されている。また、これらで構成される閉ループには、無端状に連結されたチェーン（図示せず）が内蔵され、このチェーンには適宜の間隔でブレードが組付けられ、駆動されて閉ループ内を移動可能に構成されている。

前記製品搬送装置１の受入水槽１ａは、脱塩素機２の先端部付近に配置され、その先端にはカッタ装置３が組付けられている。前記カッタ装置３の下方には、下方へ傾斜するシュート４が配置されている。このシュート４には、その表面に冷却水を散布できるように、傾斜方向の複数箇所の上方に散布ノズル４ａが設けられている。前記製品搬送装置１の排出部１ｃには排出口１ｄが形成され、この排出口１ｄの下方には、篩分装置６が配置されている。前記製品搬送装置１の搬送パイプ１ｅには、排水槽１ｇが設けられている。

以上のように構成された製品搬送装置１において、廃棄プラスチックスが脱塩素機２において溶融混練され、脱塩素処理が行われ、脱塩素機２の先端から紐状に押出され、カッタ装置３により粒状に切断されて連続的に排出される。この粒状に切断された製品は、散布ノズル４ａにより冷却水が散布されているシュート４の表面を流下して冷却される。その後、受入水槽１ａ内へ冷却水とともに順次流入する。

また、無端状に連結されると共に適宜の間隔でブレードが組付けられたチェーン（図示せず）が搬送パイプ１ｅ及び戻りパイプ１ｆ内で駆動されて移動していることにより、冷却水と共に受入水槽１ａ内へ流入した製品は、ブレードにより、搬送パイプ１ｅ内を排水槽１ｇへ冷却水と共に搬送される。この搬送中、粒状製品は、冷却水により徐々に冷却され、排水槽１ｇにおいて、冷却水が分離された後、排出部１ｃへ搬送され、排出口１ｄから次工程の篩分装置６へ排出される。尚、前述の従来構成は社内製作のみで特許出願されていないため、ここでは、その従来構成を示すための特許文献等を開示していない。

従来の脱塩素設備における造粒物回収装置は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、従来の設備では、押出機のダイスより押出された樹脂はカッタで切断されることで造粒され、カッタ下に設置された水を入れたパイプコンベヤの受け口にシュート４を介して落下する。落下したペレット状の樹脂は、その時点では高温であり溶融状態であるが、パイプコンベヤ受け口にて多量の水にて冷却され、表面が固化する。その後、これをパイプコンベヤが目的の場所まで搬送する。この時、パイプコンベヤの受け口サイズは、パイプコンベヤの搬送能力より決定されるパイプサイズにより大きさが制限され十分な水で冷却する事が出来ない場合がある。また、ペレットの比重が水より軽い、まだ表面が冷え切らない造粒物が水の上に浮いて相互に付着し合い大きな固まりを作る現象が発生する。従って、一度溶融状態となった樹脂を造粒し回収する場合、従来のパイプコンベヤへシュート４を介して直接落下させる方式では、水面上に浮いた部分が冷却されず、相互に付着しないように表面を冷却し固化することが困難であった。

本発明による脱塩素設備における造粒物回収装置は、カッタ装置でカットされた樹脂ペレットを受けるための水槽と、前記水槽の少なくとも上部に設けられ前記水槽内に水を供給するための水ノズルと、前記水槽の出口の下方に設けられたパイプコンベヤと、前記パイプコンベヤ内の水を前記水ノズルに循環供給するためのポンプと、を備え、前記カッタ装置から前記水槽内へ供給された前記樹脂ペレットは、前記水槽内で前記水ノズルからの水により前記出口へ搬送され、前記パイプコンベヤにより外部へ搬送される構成であり、また、前記水槽は、全体形状が平面的にみてＬ字型をなし、前記カッタ装置の直下に位置する第１流路部と、前記第１流路部と段部を介して連通すると共に前記出口に連通する第２流路部と、からなる構成であり、また、前記第１流路部と第２流路部の水の流れ方向は、互いに直交している構成であり、また、前記樹脂ペレットは、比重が１以下である構成であり、また、前記水槽の前記第２流路部には、水の流れ方向に沿って水を噴出する第２水ノズルが設けられている構成であり、また、前記第２流路部の最下流の出口の上部に堰が設けられている構成である。

本発明による脱塩素設備における造粒物回収装置は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、カッタ装置でカットされて下方へ供給される造粒物としての樹脂ペレットが、水槽の受け部である第１流路部に落下して直ちに冷却され、続いてこの第１流路部と連通する第２流路部に流れて十分に冷却固化されるため、比重が１以下の樹脂ペレットであっても相互付着を防止して、パイプコンベヤによって外部に円滑に搬送される。

また、水槽内の各流路部に、上方の水ノズルから水が供給されるため、樹脂ペレットと水の撹拌が十分に行われ、十分な水との熱交換によって迅速な冷却固化を達成できる。
また、各水ノズルから噴射される水流によって樹脂ペレットを搬送するため、一般的な水路内流動による搬送に比べ熱交換の効率が向上し、少ない水量で冷却搬送を行うことができる。
また、水槽内の各流路部の流れ方向が段部を介して互いに直交しているため、水流が混合することにより、樹脂ペレットと水の撹拌が多くなり、熱交換の効率が向上して、付着を防止し、歩留まりを向上できる。

本発明は、カッタ装置から出された樹脂ペレットを水槽の流路に供給して冷却及び固化させ、相互に付着しない樹脂ペレットを少ない流量で安定して得ることができる脱塩素設備における造粒物回収装置を提供することを目的とする。

以下、図面と共に本発明による脱塩素設備における造粒物回収装置の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分については同一符号を用いて説明する。
図１において符号３で示されるものは、押出機からなる脱塩素機２の先端に設けられたカッタ装置であり、このカッタ装置３の吐出部３ａからは、ストランドを切断して形成された樹脂ペレット３ｂが下方へ落下して供給されるように構成されている。

前記カッタ装置３の下方位置には、平面形状でＬ字型をなすと共に樹脂ペレット３ｂの搬送を行う搬送部としての水槽１０が配置されている。
前記水槽１０は、その上流部に設けられた第１流路部１１と、その下流部に設けられた第２流路部１２と、前記第１流路部１１の最上流の上部に設けられた第１水ノズル４ａと、前記第２流路部１２の側部に設けられた第２水ノズル４ｂと、前記第２流路部１２の上方に設けられた第３水ノズル４ｃと、前記第２流路部１２の最下流の出口１０ａの上部に設けられた堰１３と、前記第２流路部の最下流で前記水槽１０の底部に形成された出口１０ａと、から構成されている。

前記出口１０ａの直下位置には、周知の構成よりなるパイプコンベヤ１が配設され、このパイプコンベヤ１は、貯留槽８及びポンプ７を介して前記各水ノズル４ａ、４ｂ、４ｃに接続され、前記ポンプ７の作用によって水が水槽１０内を循環するように構成されている。

図１の装置をＡ−Ａ断面でみると、図２に示される通りであり、前記樹脂ペレット３ｂを受ける受け部としての前記第１流路部１１と前記第２流路部１２との間に、下方へ下がる段部２０が形成されており、前記樹脂ペレット３ｂと水は、前記第１流路部１１から段部２０を経て第２流路部１２へ流下するように構成されている。

前記水槽１０は、図３に示されるように、平面的にみてＬ字型をなし、前記第１流路部１１と第２流路部１２はＬ字型に連通し、第１流路部１１の第１流れ方向Ｓ_１と第２流路部１２の第２流れ方向Ｓ_２は互いに直交するように構成されている。

前記各水ノズル４ａ、４ｂ、４ｃは、図３で示されるように、第１水ノズル４ａが第１流路部１１の上方で上流位置に設けられ、第２水ノズル４ｂが水槽１０の側部で第２流路部１２の上流位置に設けられ、第３水ノズル４ｃは第２流路部１２の上方位置に設けられている。
前記第２水ノズル４ｂから噴出される水流の方向は、前記第２流れ方向Ｓ_２に沿い、第２流れ方向Ｓ_２の水流が形成されている。尚、前記堰１３は、例えば、図４に示されるように構成され、前記水槽１０に設けた一対のガイド溝２０内に複数の分割プレート１３ａが縦方向に挿入及び離脱自在に設けられている。従って、各分割プレート１３ａは交換式に構成され、各分割プレート１３ａの縦方向の枚数及び大きさを選択することにより、前記堰１３の高さを可変とするによってオーバーフローする水流の高さを可変とすることができるように構成されている。

次に、動作について説明する。
前記脱塩素機２の先端のカッタ装置３より造粒され落下した樹脂ペレット３ｂは水槽１０の受け部としての第１流路部１１にて、第１水ノズル４ａより作られる水流によって瞬時に水で被われると共に、水槽１０の搬送部としての第２流路部１２へ迅速に移動されるため、連続的に製造される溶融状態の樹脂ペレット３ｂが落下部で相互に付着することを防ぐことができる。
また、第２流路部１２に入った樹脂ペレット３ｂは、第２水ノズル４ｂにて作られる水流により攪拌、移送されパイプコンベヤ１の受け口へと向かう。この間では、水流にて樹脂ペレット３ｂの表面が常時水で被われるように適切な流量を確保すると共に、第３水ノズル４ｃより水を噴霧し、水面に浮いた樹脂ペレット３ｂの表面も常時濡れた状態で保たれる。
また、前記堰１３の高さが可変であるため、樹脂ペレット３ｂの大きさ、比重によって、前記第２流路部１２の水深を調節できる。
前記パイプコンベヤ１の受け部は従来の構造と同じもので、ここで分離された水は貯留槽８へ戻り、ポンプ７にて循環利用され、各水ノズル４ａ、４ｂ、４ｃより再び水槽１０へと循環供給される。

従って、前記カッタ装置３の下に設置された第１流路部１１は第１水ノズル４ａより噴射される水流により、落下してきた樹脂ペレット３ｂの表面をまんべんなく水で濡らすと共に、落下位置より下流へ樹脂ペレット３ｂを瞬時に移動する役目がある。これによって、次に落下してくる高温の溶融状態の樹脂ペレット３ｂとの落下部での相互付着を防ぐことが出来る。また、水流内に樹脂ペレット３ｂが巻き込まれることで、樹脂ペレット３ｂの表面が瞬時に水で被われ、冷却されるため、相互に付着することを防ぐことができる。更に、カッタ装置３の下から水流で運ばれた樹脂ペレット３ｂは、搬送用の第２流路部１２の中でも、上流の第１水ノズル４ａから供給される水流で攪拌されると共に、水面に浮かんだ樹脂ペレット３ｂについても上方の第３水ノズル４ｃから噴霧される水によってまんべんなく表面が濡れた状態が保たれつつ、また冷やされながら第２流路部１２の出口１０ａへと運ばれる。
この出口１０ａに来たところでは既に樹脂ペレット３ｂの表面は固まっており、お互いに接触しても相互に付着しない状態となっている。従って、出口１０ａより従来の搬送システムであるパイプコンベヤ１の受け口に投入された樹脂ペレット３ｂは、相互に付着することなく搬送できる。
また、パイプコンベヤ１に樹脂ペレット３ｂと共に入った水は、図示しないスリットより排水され、規格外樹脂ペレットを分離した後にポンプ７で循環使用される。比重が１以下の樹脂ペレット３ｂも確実に水に濡れた状態が保たれ、急速な冷却固化ができる。

また、前記各流路部１１、１２は互いに直交していると共に、段部２０で互いに連通しているため、段部２０を落下した水流が第１流れ方向Ｓ_１から第２流れ方向Ｓ_２に向きを変える際に、水流が混合し、水と樹脂ペレット３ｂとの混合が十分に行われる。

次に、本出願人は、図１に示される本発明による造粒物回収装置を用いて回収実験を行ったその結果を以下に説明する。
前記水槽の第１流路部の容積：約０．１３ｍ^３、第２流路部１２の容積：約０．２ｍ^３を有する造粒物回収装置において、各水ノズルの水量を第１水ノズル４ａの水量：２５〜３５ｍ^３／ｈ、第２水ノズル４ｂの水量：８〜１１ｍ^３／ｈ、第３水ノズル４ｃの水量：１〜２ｍ^３／ｈに設定した。前述の構成において、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、塩化ビニールなどを含む廃プラスチックを脱塩素機としての二軸押出機で構成された脱塩素機２で処理した後、先端のカッタ装置３によって造粒された造粒物（樹脂ペレット３ｂ）（直径：１７〜２４ｍｍ、長さ：１０〜２５ｍｍ）を、この造粒物回収装置に落下させて冷却した。この結果、樹脂ペレットが相互に付着して大きな固まりを作る現象が起きることなしに、樹脂ペレットを出口１０ａから落下させることができた。

本発明による脱塩素設備における造粒物回収装置のフローを示す構成図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 図１の水槽を示す斜視図である。 図１及び図３の水槽の堰を示す拡大斜視図である。 従来の製品搬送装置のフローを示す構成図である。

符号の説明

１ パイプコンベヤ
２ 脱塩素機
３ カッタ装置
３ａ 吐出部
３ｂ 樹脂ペレット（造粒物）
４ａ 第１水ノズル
４ｂ 第２水ノズル
４ｃ 第３水ノズル
７ ポンプ
８ 貯留槽
１０ 水槽
１０ａ 出口
１１ 第１流路部
１２ 第２流路部
２０ 段部
Ｓ_１ 第１流れ方向
Ｓ_２ 第２流れ方向

Claims (6)

1. カッタ装置(3)でカットされた樹脂ペレット(3b)を受けるための水槽(10)と、前記水槽(10)の少なくとも上部に設けられ前記水槽(10)内に水を供給するための水ノズル(4a〜4c)と、前記水槽(10)の出口(10a)の下方に設けられたパイプコンベヤ(1)と、前記パイプコンベヤ(1)内の水を前記水ノズル(4a〜4c)に循環供給するためのポンプ(7)と、を備え、
   前記カッタ装置(3)から前記水槽(10)内へ供給された前記樹脂ペレット(3b)は、前記水槽(10)内で前記水ノズル(4a〜4c)からの水により前記出口(10a)へ搬送され、前記パイプコンベヤ(1)により外部へ搬送される構成としたことを特徴とする脱塩素設備における造粒物回収装置。
2. 前記水槽(10)は、全体形状が平面的にみてＬ字型をなし、前記カッタ装置(3)の直下に位置する第１流路部(11)と、前記第１流路部(11)と段部(20)を介して連通すると共に前記出口(10a)に連通する第２流路部(12)と、からなることを特徴とする請求項１記載の脱塩素設備における造粒物回収装置。
3. 前記第１流路部(11)と第２流路部(12)の水の流れ方向(S1,S2)は、互いに直交していることを特徴とする請求項２記載の脱塩素設備における造粒物回収装置。
4. 前記樹脂ペレット(3b)は、比重が１以下であることを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の脱塩素設備における造粒物回収装置。
5. 前記水槽(10)の前記第２流路部(12)には、水の流れ方向(S2)に沿って水を噴出する第２水ノズル(4b)が設けられていることを特徴とする請求項２ないし４の何れかに記載の脱塩素設備における造粒物回収装置。
6. 前記第２流路部(12)の最下流の出口(10a)の上部に堰(13)が設けられていることを特徴とする請求項２ないし５の何れかに記載の脱塩素設備における造粒物回収装置。

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