JP4676629B2

JP4676629B2 - リサイクルワックス製造装置

Info

Publication number: JP4676629B2
Application number: JP2001066854A
Authority: JP
Inventors: 義夫辻; 孝信大窪; 忠之植松; 宏昌本城
Original assignee: 社団法人電線総合技術センター
Priority date: 2001-03-09
Filing date: 2001-03-09
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2021-03-09
Also published as: JP2002265958A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、産業廃棄物となる廃プラスチック等の合成樹脂から熱分解により溶融したワックス状物質を製造し、溶融したワックス状物質から再生原料となる粒を作るリサイクルワックス製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
産業廃棄物の合成樹脂のうち大半は加熱溶融するので、再利用する場合には粉砕から押出成形によって再度ペレットにしていた。しかし、架橋ポリエチレンなどの架橋物は加熱溶融しないのでペレットにすることができず、再利用する場合には、ワックス状物質とすることが行われている。
【０００３】
そのワックス状物質の製造方法は、特開平５−８４７４２号公報に開示されているように、原料として、可燃性の高架橋ポリエチレンと、ワックス状物質生成用の無架橋、低架橋及び高架橋のポリエチレンなどを混合して用いる。そして原料を装置の投入口からロストル上に落下させ、可燃性の高架橋ポリエチレンに着火して燃焼させることでワックス状物質用の合成樹脂を溶融させ、その溶融物をロストルの穴からタンクに滴下させる。タンク内の酸素は速やかに消費されて、酸欠状態となり、溶融物は酸欠状態で熱分解してワックス状物質となってタンクに溜まる。溶融して高温となっているワックス状物質は、酸欠状態において一部が気化して可燃性の高熱ガスを発生し、このガスが空気と混合されて燃焼することにより、原料の溶融が持続される。従って、立ち上げ時において熱エネルギーの供給を必要とするが、その後は自然と熱エネルギーが供給されるようになっている。
【０００４】
しかし、上述した従来のワックス状物質製造方法は、ロストル上に落ちる原料の位置が常に一定であったため、原料がロストルの一部に偏ることになり、原料の熱分解効率が低下し、ワックス状物質の品質の低下をもたらすことになった。
【０００５】
また、溶融したワックス状物質は固化して製品化するものである。従来より、溶融物から再生原料となる粒を作る造粒手段は、色々なものがあるが、その多くは寸法や形状のばらつきが小さい高品質の粒を作るものであり、そのために装置が複雑で大がかりとなり、費用も高くなるものであった。しかし、品質の要求が低い場合には、高価な装置で作ると利益に結びつかないという問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記実情を考慮して開発されたものであり、その目的は、原料をロストル上に均等に散在させることができ、しかも、構造が単純で安価なリサイクルワックス製造装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、原料から溶融したワックス状物質を作るワックス状物質製造手段と、溶融したワックス状物質をワックス状物質製造手段から抜き出して上方に引き上げその後に送り出す投入手段と、投入手段から導いたワックス状物質を粒にする造粒手段とを備え、ワックス状物質製造手段は、排ガス燃焼室の投入口から原料を投入し、有底筒型の炉本体の燃焼筒内に向かって原料を落下させ、炉本体の底であるロストル上で原料を着火して燃焼させることで原料を溶融させ、その溶融物がロストルの穴からタンクに滴下し、酸欠状態のタンク内で溶融物が熱分解してワックス状物質となってタンクに溜まると共に、ワックス状物質から発生する可燃性ガスと、燃焼筒の下部であってロストル上に載せた原料の外側に相当する高さに備わる空気の取入口から流入する空気とが、ロストル上で混合して燃焼することにより、原料の溶融が持続される、リサイクルワックス製造装置において、ワックス状物質製造手段は、炉本体がロストルと燃焼筒を一体化したもので、燃焼筒の上部を回転可能に支持してあり、造粒手段は、タンクから導いたワックス状物質を投入するホッパーが上方に備えてあり、ワックス状物質の溶融状態を保持する加熱部材をホッパーに有し、ワックス状物質が通るホッパーの排出口を開閉する開閉部材を備え、ワックス状物質の滴が落下する位置に、冷却液を溜めた冷却槽を備えていることを特徴とする。
【０００８】
先ずワックス状物質製造手段について補足説明する。「炉本体はロストルと燃焼筒を一体化したもので」としたのは、燃焼筒を回した場合にロストルも共に回るようにするためである。従って、燃焼筒とロストルが一体化しておらず、燃焼筒を回してもロストルが回らないものは包含しないという趣旨である。なお、一体化したものの一例としては、溶接によって燃焼筒とロストルを分離不能にしたものや、燃焼筒の下部にロストルを載せて分離可能としたものが挙げられる。
【０００９】
排ガスの清浄化を促進するには、排ガス燃焼室に空気を取り入れて完全燃焼しやすい雰囲気を作ることが望ましい。
【００１０】
また、ロストルは熱分解が行われる場所なので最も高温となる部分であり、一方、燃焼筒の上部はロストルから離れているのでロストルよりも低温である。しかし、燃焼筒を回転可能に支持する部分は、ロストルから熱が伝わるので、長時間使用すると、幾分温度が高くなる。そこで、温度上昇による歪みなどをできるだけ抑え、回転可能に支持する機能を十分に発揮するには、支持部分を冷却する構造であれば良く、一例としては、支持部分の全体を取り囲むことなく、外気に触れる構造とするか、支持部分の周囲を取り囲みならがもその一部分に空気吸入口を設ければ良い。
【００１１】
従って、排ガスの清浄化の促進と温度上昇の防止を一時に達成するには、排ガス燃焼室内に燃焼筒の上部を収容し、排ガス燃焼室には燃焼筒の支持部分の周囲に空気吸入口を設けてあることが望ましい。
【００１２】
次に、造粒手段について補足説明する。ホッパーの排出口を開けば、溶融したワックス状物質が排出口を通過し、排出口を閉じれば、それまでに通過したワックス状物質が滴となる。また、開閉部材は、排出口を開閉する部材の全てを含むもので、一例としては、平板を直線往復運動するものが挙げられる。さらに、滴は同じ位置に落ちるので、固化しきっていない粒同士がくっつくおそれがあり、これを阻止するには、冷却槽の冷却液に流れのあることが望ましい。加熱部材は、ホッパーのどの部分に付けても良いが、排出口の周囲に設けておけば、ワックス状物質が排出口で固化することがなくなり、排出口の詰まりを効果的に阻止できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
先ず、図１、図２に基づいて、本発明のリサイクルワックス製造装置のうちワックス状物質製造手段Ａについて説明する。
【００１４】
ワックス状物質製造手段Ａは、原料から溶融したワックス状物質を製造するものである。具体的には、フレームＦで支えた第一仕切板１を境にして、排ガス燃焼室２と空気導入室３を上下に分離して形成し、空気導入室３の下にはタンクＴを第二仕切板４を介して備え、第一仕切板１の抜穴５内に炉本体６を、排ガス燃焼室２と空気導入室３に突入する状態で配置し、炉本体６の燃焼筒７の上部を第一仕切板１上にベアリング８を介して回転可能に支えると共に、燃焼筒７の下部の周囲を複数のローラ９で取り囲んで位置決めし、燃焼筒７の上部に炉本体６を回転する駆動機構１０を連結してある。
【００１５】
なお、排ガス燃焼室２と空気導入室３との間での空気の出入りを防ぐため、第一仕切板１の抜穴５と燃焼筒７の間に耐熱素材でシールするが、燃焼筒７の回転を妨げないように、耐熱素材にはグラスウールなどの柔軟なものを用いる。
【００１６】
また、排ガス燃焼室２の側面に投入口１１を開閉可能に設け、投入口１１に通じる通路１２上に原料の供給テーブル１３を、投入口１１から炉本体６の真上まで出入り可能に設け、炉本体６の底であるロストル１４の下方に配置された第二仕切板４を、漏斗状に形成し、第二仕切板４の抜穴１５から溶融物及びガスが通過する。なお、図示しないが、原料を供給テーブル１３に引き上げるためのバケットを、昇降可能に設けておくことが望ましい。
【００１７】
また、燃焼筒７の下部の周囲に空気の取入口１６を開け、その下部の周囲から離れた箇所を、第二仕切板４から起立する覆壁１７で取り囲み、空気導入室３の下部に空気の通口１８を開けてある。従って、ダクト１９側から排ガスを強制的に引き込んで炉本体６内を負圧にすることによって、空気が通口１８から、覆壁１７と燃焼筒７との隙間を通って、取入口１６から炉本体６内に取り込まれる。ここで空気が隙間からロストル１４の下方に回り込まないように、取入口１６の開口面積を広く取ることが望ましい。具体的には、各取入口１６を楕円状にすると共に、燃焼筒７を平面視した場合に取入口１６で燃焼筒７の全周囲を取り囲む状態に設けてある。
【００１８】
一方、タンクＴに溜まったワックス状物質からガスが発生し、ガスが第二仕切板４の抜穴１５、ロストル１４の抜穴２０を通過して上昇し、空気とガスがロストル１４の直上付近で混合して燃焼し、排ガスが排ガス燃焼室２で一次燃焼された後にダクト１９に導かれ、別の室で二次燃焼してシャワールーム（図示、省略）で塵、未燃ガスなどを除去してから大気に放出される。なお、空気導入室３の下部に開ける通口１８は、開口面積を例えば蓋で調整可能に設けておけば、炉本体６の内部状況に応じて空気量を加減することができる。
【００１９】
燃焼筒７の下部にはロストル１４の縁部を載せる内鍔２１を有し、ロストル１４を昇降させる巻上機２２を排ガス燃焼室２の上に固定し、巻上機２２のフック２３を通す抜穴２４を排ガス燃焼室２に開閉可能に設け、ロストル１４を載せる引出テーブル２５が出入りする窓２６を排ガス燃焼室２の側面に開閉可能に設け、引出テーブル２５を炉本体６の上方に達するまで往復動可能に設けてある。従って、ロストル１４を交換する場合には、引出テーブル２５上に載せて炉本体６の真上まで移動させ、巻上機２２でロストル１４を昇降させればよい。
【００２０】
炉本体６を回転する駆動機構１０は、駆動機構としては一般的なもので、図１及び図２に示すように燃焼筒７の上部であってベアリング８に載せるフランジ２７を、スプロケット状やプーリ状として形成し、チェーンやベルトを掛け渡して、モータで回転させる。
【００２１】
また、燃焼筒７の支持部分であるベアリング８と、駆動機構１０とは排ガス燃焼室２内に収容され、ベアリング８及び駆動機構１０の周囲には空気吸入口２８を開けてある。
【００２２】
上述したワックス状物質製造手段Ａは、ロストル１４上に載せた原料の外側に相当する高さに取入口１６を設けてあるので、空気とガスの混合位置が原料の高さとなり、燃焼による熱エネルギーが効率よく原料に伝わり、熱分解が促進される。
【００２３】
次に、投入手段Ｂについて説明する。投入手段Ｂは、溶融したワックス状物質をタンクＴから抜き出して上方に引き上げその後、造粒手段Ｃに送り出すものである。具体的には、タンクＴの底側から連結管２９を突出し、連結管２９に付けたバルブの開閉操作でワックス状物質をタンクＴから排出し、連結管２９から上昇部材３０を用いてワックス状物質を引き上げ、上昇部材３０の上部から別の傾斜した連結管３１を経て造粒手段Ｃ内にワックス状物質を溶融したまま投入する。なお、上昇部材３０は、パイプ内のスクリューシャフトをモータで回転させるものである。
【００２４】
最後に、造粒手段Ｃについて説明する。造粒手段Ｃは、溶融したワックス状物質を導いて再生原料となる粒を作るものである。図４に示すように、冷却液３２である水の循環部材３３の上方に、溶融したワックス状物質Ｗを溜めるホッパー３４を有し、ホッパー３４の排出口３５を開閉する開閉部材３６を備えている。なお、図１では、ホッパーの上に被せる蓋３７を記載してあるが、図４では省略してある。また、図１中の符号Ｐは、ホッパー３４内に投入したワックス状物質から発生するガスを燃焼筒７に送るためのパイプである。
【００２５】
循環部材３３は、ポンプ３８から水を冷却槽３９に向かって送り、その冷却槽３９を、ワックス状物質の滴４０が落下する位置に配置し、冷却槽内を流れる水で滴が固化して粒４１となり、その粒４１を堰き止めるバケット４２を、冷却槽３９の下流側に配置し、バケット４２から排出される水を溜める第二タンク４３をバケット４２の下に備え、第二タンク４３からポンプ３８に水を導くものである。
【００２６】
冷却槽３８は、上面を開口して滴４０を水に落下させ、また、底をバケット４２に向かって低くなる状態に傾斜させて水を流れやすくしてある。なお、冷却液に水を用いたので、粒を乾燥させれば製品となる。
【００２７】
バケット４２は粒を溜める網４４を底よりも上方に備え、底に水切り用の振動部材４５を接触させてある。
【００２８】
ホッパー３４は、排出口３５の周囲を囲む筒部４６内にパイプ状の加熱部材４７を備え、加熱部材４７内に熱媒体を通し、加熱部材４７からの熱によって排出口３５内でワックス状物質が固化しないようにしてある。
【００２９】
開閉部材３６は、厚肉の平板をホッパー３４の下端に沿わせて直線往復運動させ、排出口３５を開閉するものである。往復スピードを変更することによって、排出口の開放時間を変更させる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は、原料から再生原料となる粒を作ることができる。そして、ワックス状物質製造手段は、ロストルが燃焼筒と共に回転するので、投入口から落下する原料がロストル上に均等に散在することになり、原料の熱分解効率の向上並びにワックス状物質の品質の向上がもたらされる。また、燃焼筒を回転可能に支持する箇所が、最も高温となるロストルから離れているので、ロストルを回転可能に支持する構造に比べて、支持部分の耐熱温度が低くて済み、その結果、安価な部品を使用できる。また、造粒手段によれば、溶融したワックス状物質の滴を冷却液に落下させるだけで、粒を作ることができるので、構造が単純で安価になる。しかも、ワックス状物質の滴下量及び落下高さを調整するだけで、粒の品質をある程度揃えることができる。さらに、冷却液で強制的に熱を奪って固化するので、落下中に自然に固化させる方法よりも装置の高さが低くて済む。なお、加熱部材をホッパーに備えることによって、溶融したワックス状物質がホッパーの排出口を通過する状態を確保できる。また、開閉部材によって排出口の開閉スピードを変更すれば、粒の大きさを変更できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のリサイクルワックス製造装置の全体像を示す一部切欠正面図である。
【図２】ワックス状物質製造手段を示す縦断面図である。
【図３】炉本体の駆動機構、空気吸入口の配置を示す平面図である。
【図４】造粒手段を示す縦断面図である。
【符号の説明】
２排ガス燃焼室
６炉本体
７燃焼筒
１１投入口
１４ロストル
３２冷却液（水）
３４ホッパー
３５排出口
３６開閉部材
３９冷却槽
４０滴
４１粒
４７加熱部材
Ａワックス状物質製造手段
Ｂ投入手段
Ｃ造粒手段
Ｔタンク

Claims

原料から溶融したワックス状物質を作るワックス状物質製造手段（Ａ）と、ワックス状物質製造手段（Ａ）から溶融したワックス状物質を抜き出して上方に引き上げその後に送り出す投入手段（Ｂ）と、投入手段（Ｂ）から導いたワックス状物質を粒（４１）にする造粒手段（Ｃ）とを備え、ワックス状物質製造手段（Ａ）は、排ガス燃焼室（２）の投入口（１１）から原料を投入し、有底筒型の炉本体（６）の燃焼筒（７）内に向かって原料を落下させ、炉本体（６）の底であるロストル（１４）上で原料を着火して燃焼させることで原料を溶融させ、その溶融物がロストル（１４）の穴からタンク（Ｔ）に滴下し、酸欠状態のタンク（Ｔ）内で溶融物が熱分解してワックス状物質となってタンク（Ｔ）に溜まると共に、ワックス状物質から発生する可燃性ガスと、燃焼筒（７）の下部であってロストル（１４）上に載せた原料の外側に相当する高さに備わる空気の取入口（１６）から流入する空気とが、ロストル上で混合して燃焼することにより、原料の溶融が持続される、リサイクルワックス製造装置において、
ワックス状物質製造手段（Ａ）は、炉本体（６）がロストル（１４）と燃焼筒（７）を一体化したもので、燃焼筒（７）の上部を回転可能に支持してあり、造粒手段（Ｃ）は、タンク（Ｔ）から導いたワックス状物質を投入するホッパー（３４）が上方に備えてあり、ワックス状物質の溶融状態を保持する加熱部材（４７）をホッパー（３４）に有し、ワックス状物質が通るホッパー（３４）の排出口（３５）を開閉する開閉部材（３６）を備え、ワックス状物質の滴（４０）が落下する位置に、冷却液（３２）を溜めた冷却槽（３９）を備えていることを特徴とするリサイクルワックス製造装置。