JP7157436B2 - 透明カバー層分離回収装置 - Google Patents

Description

この発明は、内部構造に強固に一体化した透明カバー層を効率的に分離、除去可能とする処理技術に関連するものであり、特に、太陽電池モジュールのカバーガラスなどのような内部構造部分に強固に一体化している透明カバー層を効率的に分解し、資源回収可能とするリサイクル技術を提供する分野は勿論のこと、そのリサイクル処理に利用する資材や機械装置、部品類、および、それらに必要となる素材、例えば、ガラス、木材、石材、各種繊維類、プラスチック、各種金属材料等を提供する分野、それらに組み込まれる電子部品やそれらを集積した制御関連機器の分野、各種計測器の分野、当該設備、器具を動かす動力機械の分野、そのエネルギーとなる電力やエネルギー源である電気、オイルの分野といった一般的に産業機械と総称されている分野、更には、それら設備、器具類を試験、研究したり、それらの展示、販売、輸出入に係わる分野、将又、それらの使用の結果やそれを造るための設備、器具類の運転に伴って発生するゴミ屑の回収、運搬等に係わる分野、それらゴミ屑を効率的に再利用するリサイクル分野などの外、現時点で想定できない新たな分野までと、関連しない技術分野はない程である。

（着目点）
太陽光発電システムは、地球温暖化や異常気象の原因とされる二酸化炭素の排出量削減や省エネ意識の高まりに伴い、現在、急速に普及してきており、今後、太陽電池モジュールのリサイクル需要が拡大する場合に備え、各メーカー毎に構造、材質が異なる太陽電池モジュールに対応可能な汎用リサイクル処理技術の開発を進める必要があり、リサイクル処理の効率化を求める観点から、自動化が可能な一貫処理設備を実現化するのが最も望ましいと言える。

リサイクル対象となる太陽電池モジュールには、例えば、図９に示すように、バックシートＭ２上に、結晶系Ｓｉセル９２および配線からなる太陽電池部９１が、ＥＶＡ（エチレン・ビニル・アセテート：エチレン酢酸ビニル共重合樹脂）からなる封止剤９０で密閉された太陽電池層９が積層され、該太陽電池層９上に透明カバー層８としてのカバーガラス８が積層状に一体化された上、外周縁に沿ってアルミニウム製外枠Ｍ１が装着されてなる結晶Ｓｉ系太陽電池モジュールＭ、図１０に示すように、バックシートＭ２上に、基板ガラス９３上面にＣＩＳ（銅、インジウム、セレン）デバイス膜９４、および、ＥＶＡからなる封止剤９０が積層状に一体化された太陽電池層９が設けられ、該太陽電池層９上に透明カバー層８としてのカバーガラス８が積層、一体化された上、外周縁にアルミニウム製外枠Ｍ１が設けられたＣＩＳ系太陽電池パネルＭ、および同図１１が示しているように、バックシートＭ２上に、ＥＶＡからなる封止剤９０、およびアモルファスＳｉデバイス膜９５が層状に一体化され、太陽電池層９が設けられた上、該太陽電池層９上に透明カバー層８としてのカバーガラス８が積層、一体化され、外周縁にアルミニウム製外枠Ｍ１が設けられた薄膜Ｓｉ系太陽電池モジュールＭなどがあり、こうした各種太陽電池モジュールＭ，Ｍ，……を、１つの処理システムによって効率的にリサイクル処理するには、各社毎に構造の異なる太陽電池部９１の分離・リサイクル技術の開発に先立ち、太陽電池層９に対して層状をなすよう強固に結合されている透明カバー層８としてのカバーガラス８を効率的に分離、リサイクル処理する技術について、優先且つ速やかに開発する必要がある。

（従来の技術）
こうした状況に鑑み、本願出願人は、既に幾つかの解決策と成り得る技術の開発および実用化に成功している。
本願出願人が既に開発済みの技術には、例えば、下記の特許文献１（１）に提案されているものに代表されるように、低分子型有機ＥＬ装置を製造する蒸着装置の内部治具に付着した有機材料に対し、重曹の粉末を噴射することにより、該内部治具に付着した有機材料を除去するようにした有機材料の除去方法であって、前記製造装置から除去した有機材料と重曹との混合物から重曹を水に溶解させることにより、有機材料を分離することを可能としてなる有機材料の除去方法や、同特許文献１（２）に見られるような、リサイクル対象太陽電池パネルのカバーガラス層などの透明カバー層に対し、同透明カバー層と同じ材質のガラスビーズなどの投射材を、高圧エアーなどの噴射流体を伴って投射し、該透明カバー層下の太陽電池層が露出するまで、該透明カバー層を粉砕、分離した後、当該太陽電池パネルから分離された透明カバー粉砕物を、それに混在する投射材諸共回収するようにした透明カバー層分離回収方法である。

前述のとおり、前記特許文献１（１）示した有機材料の除去方法は、重曹の粉末を投射材とし、除去処理後の有機材料の粉砕物と投射材との混合物を水洗浄するなどして重曹のみを水に溶解、除去可能なものとし、投射材の分離回収の工程に要する工数や経費を大幅に削減可能としたものであり、特許文献１（２）の透明カバー層分離回収方法は、透明カバー層と同じ材質の投射材を用いることにより、投射材の分離回収の工程を不要とすることができるものとしているが、何れの技術も、高圧エアーなどの噴射流体を伴って投射材を投射する技術であり、先端開口の小さなノズルを通じて高速の噴射流体と共に投射材を噴射することになることから、大型の太陽電池パネルのように広い面積のカバーガラス層などを除去するには多大な労力と工数とを要し、今後、大量に発生することが予想される使用済み太陽電池パネルを効率的にリサイクル処理可能とするには不十分な技術となってしまう虞があった。
（１）特許第５２２０２１９号公報 （２）特許第６１５４９２４号公報

（問題意識）
上述したとおり、従前までに提案のある各種の表層部材などの分離回収技術は、何れも単位時間毎に剥離処理可能な面積が狭く、例えば、大型の太陽電池パネルなどのカバーガラス層を除去する場合には、投射ノズルをカバーガラス層に対して縦横に移動させながら除去処理を進めなければならず、多大な労力と工数とを要するものとなってしまい経済的に処理するのが困難であるという欠点が残るものであり、大型の太陽電池パネルなどであっても、大面積を一気に剥離処理してしまうことが可能であり、今後、大量に発生することが予想される廃棄太陽電池パネルなどを、より効率的にリサイクル処理可能とする新技術開発の可能性を痛感するに至ったものである。

（発明の目的）
そこで、この発明は、大型の太陽電池パネルであっても、より迅速且つ効率的にリサイクル処理可能とする新たな表層部材の分離回収技術の開発はできないものかとの判断から、逸速くその開発、研究に着手し、長期に渡る試行錯誤と幾多の試作、実験とを繰り返してきた結果、今回、遂に新規な構造の透明カバー層分離回収方法、およびそれに利用する透明カバー層分離回収装置を実現化することに成功したものであり、以下では、図面に示すこの発明を代表する実施例と共に、その構成を詳述することとする。

（発明の構成）
図面に示すこの発明を代表する実施例からも明確に理解されるように、この発明の透明カバー層分離回収装置は、基本的に次のような構成から成り立っている。
即ち、簾状膜が吊下された入り口、出口用の門型ゲートが開口され、上流空間，処理空間および下流空間を有する処理ブース、および、該処理ブース内にリサイクル対象の太陽電池パネルを自動搬入および自動搬出するコンベアを有し、該処理ブースの処理空間には、一軸心の遠心方向に向けられた複数枚のブレードが、同一軸心の周囲に配された投射ロータを、該一軸心が、リサイクル対象の太陽電池パネルおよび同透明カバー層に対して平行か、またはリサイクル対象の太陽電池パネルおよび同透明カバー層に対して傾いた姿勢かの何れか一方となると共に、１００ｍｍないし８００ｍｍの投射距離を隔てて対峙するよう配され、該投射ロータの軸心付近に投射材供給機構が組み込まれ、該コンベアの進行方向に直交する同コンベアの幅方向両がわに、夫々一基ずつ配され、リサイクル対象の太陽電池パネルの一枚に対し、同時に投射材を投射する複数基のショットブラスト機が設けられ、該コンベア下に、太陽電池パネルから分離された透明カバー粉砕物と、該透明カバー粉砕物に混在する、比重が０．７ないし８．８、モース硬度が１ないし１４の球形または円柱形の少なくとも何れか一方の形状の投射材との混合物である破砕回収物を回収する自動回収部、および、該コンベアの進行方向に平面視で直交する幅方向の外がわ直近となる位置に立設された筐体内に、同筐体内の上下端間に配された無端チェーンと、該無端チェーンの中途複数箇所に互いに隔てて設けられた複数個の篩籠とを備えた篩を兼ねたエレベーターが配され、該自動回収部に回収した破砕回収物から、該投射材供給機構に供給する投射材を選別する選別機構と、透明カバー粉砕物を排出する排出機構とからなる破砕物回収機が設けられ、該処理ブースの上流空間および下流空間には、夫々集塵機の吸気ダクトが接続され、該下流空間のコンベアの下流がわの端部には、同下流空間から搬出される直前の太陽電池パネル上に残存する透明カバー粉砕物および投射材を吹き飛ばして清浄化するブロアが設けられてなるものとしたこの発明の基本をなす前記透明カバー層分離回収方法に利用する透明カバー層分離回収装置である。

以上のとおり、この発明の透明カバー層分離回収装置によると、コンベアに供給されたリサイクル対象の太陽電池パネルが、処理ブース内に自動的に搬送され、ショットブラスト機から太陽電池パネルの広範囲に大量の投射材が投射されるものとなっているから、太陽電池パネルの一枚毎の透明カバー層の剥離処理速度が大幅に短縮され、短時間の中により多くの太陽電池パネルのリサイクル処理を達成可能なものとすることができる上、太陽電池パネルから分離された透明カバー粉砕物と、該透明カバー粉砕物に混在する投射材との混合物である破砕回収物を自動的に回収する自動回収部、および、該自動回収部に回収した破砕回収物から、該投射材供給機構に供給する投射材を選別する選別機構と、透明カバー粉砕物を排出する排出機構とからなる破砕物回収機が設けられているから、透明カバー粉砕物をより効率的に回収することができ、処理ブースに、集塵機の吸気ダクトが接続されたものとなっているから、透明カバー層が剥離された後の太陽電池パネルの表面に、透明カバー粉砕物が付着して残存するのを防止することができると共に、処理ブースの外に、透明カバー粉砕物などの粉塵が漏出するのをより確実に防止できるものとなる。

この発明の透明カバー層分離回収装置を使った透明カバー層分離回収方法によれば、従前までの投射材を高圧エアーなどの高圧流体を伴ってリサイクル対象の太陽電池パネルの表面に高速で吹き付け、透明カバー層を剥離する技術とは違い、上記したとおりの固有の特徴ある構成から、投射材に遠心力を与えて透明カバー層に投射するようにしたから、より広範囲に連続的且つ大量の投射材を投射可能となり、従前までであれば、透明カバー層の剥離作業に長時間を要していた大型の太陽電池パネルであっても、より迅速且つ効率的に透明カバー層の剥離作業を完了できるものとなり、今後、耐久寿命を迎え、大量発生することが予想される使用済みの太陽電池パネルのリサイクル処理を格段に効率化することができるという秀でた特徴が得られるものである。

加えて、リサイクル対象の太陽電池パネルから、透明カバー層を粉砕、分離した後、該太陽電池パネルから分離された透明カバー粉砕物と、該透明カバー粉砕物に混在する投射材との混合物である破砕回収物を回収し、該破砕回収物を投射材として利用可能な粒度の選別投射材と、それ以外の粒度の透明カバー粉砕物とに分離処理し、該選別投射材を投射材として該投射ロータの軸心付近に供給すると共に、分離処理後の透明カバー粉砕物をリサイクル処理するようにすることにより、透明カバー粉砕物のリサイクル処理を、より円滑に行えると共に、投射材の減少を抑制して一段と経済的なリサイクル処理を実現化することができるものとなる。

上記したとおりの構成からなるこの発明の実施に際し、その最良もしくは望ましい形態について説明を加えることにする。
リサイクル対象の太陽電池パネルは、老朽化や破損など様々な理由によって撤去や廃棄することとなった太陽電池モジュールから、外枠やジャンクションボックスなどが取り外され、太陽電池部が封止剤によって封止された太陽電池層に透明カバー層が積層され、背面にバックシートが残されたままのものであり、例えば、結晶Ｓｉ系、ＣＩＳ系、薄膜Ｓｉ系、その他の型式のものであるということができる。
そして、リサイクル対象の太陽電池モジュールは、老朽化や破損など様々な理由によって撤去や廃棄することとなった太陽電池モジュールであり、太陽電池部を封止剤で封止した太陽電池層に透明カバー層を積層してなる発電パネルに、バックシートやジャンクションボックス、外枠などを装着したものである。

この発明の透明カバー層分離回収方法は、投射ロータ、およびそれに一体に設けられた複数枚のブレードを高速回転し、該投射ロータの軸心付近に供給された投射材を、太陽電池パネルの透明カバー層に対して、投射距離を隔てた位置から、遠心力を伴って衝突させ、該透明カバー層下の太陽電池層が露出するまで、該透明カバー層を粉砕、分離するようにしたものであり、投射ロータに対して太陽電池パネルを相対的に連続的に送り移動させるようにすることが可能であり、また、一定時間毎に断続的に送り移動するようにしながら、透明カバー層の粉砕、分離の工程を進めるようにしたものとすることができる。

投射距離は、回転する投射ロータから投射される投射材が、太陽電池パネルの透明カバー層に対し、より大きな衝撃力を与えることができる距離とするのが望ましく、投射材に加わる遠心力が、最も大きくなる距離に設定されたものとするのが良く、投射ロータの直径や回転数、投射材の粒度や比重、リサイクル対象の太陽電池パネルの寸法などの様々な条件によって適する距離に設定すべきであり、例えば、装置の大型化を避けるため、１ｍｍないし１０００ｍｍとすることができ、より具体的には、現在実用化されている太陽電池パネルの大きさを考慮すると、後述する実施例にも示すように、１００ｍｍないし８００ｍｍ、望ましくは５００ｍｍとするのが良いといえる。

投射材は、高速回転する投射ロータおよびブレードからの遠心力を受けて、リサイクル対象の太陽電池パネルに衝突し、その慣性力を伴った衝突力により、リサイクル対象の太陽電池パネルの透明カバー層を粉砕、分離する機能を分担し、寸法、形状、比重、硬度、価格などの各条件に基づき選択することが可能であり、慣性力を伴った衝突力によって透明カバー層を粉砕するため、透明カバー層よりも硬度の低い素材を選択することが可能であり、破砕が進み、透明カバー層の下の太陽電池層が露出した場合の過剰な破砕を防止することを考慮すると、透明カバー層よりも低い硬度の材質を選択するのが望ましく、より具体的には、亜鉛ショット、亜鉛カットワイヤー、還元鉄粉（鉄粉）、ステンレスビーズ、ステンレスカットワイヤー、ステンレスラウンドカットワイヤー、スチールショット、スチールカットワイヤー、スチールラウンドカットワイヤー、スチールビーズ、スチールグリッド、白銑グリッド、アルミカットワイヤー、銅カットワイヤー、などの金属系、ガラスビーズ、ガラスパウダーなどのガラス系、シリコンショット、シリコンビーズ、シリコングリッド、エメリー、ジルショットＨＤＣ（セリア安全化ジルコニア）、褐色溶融アルミナ、白色溶融アルミナ、カーボランダム、グリーンカーボランダム、ボロンカーバイトなどのセラミック系、ナイロンメディア、ポリエクストラ、シェーブメディアＹ、シェーブメディアＭなどの樹脂系、エンバイロストリップ、エンバイロストリップＸＬ、イーストリップＧＰＸ、クルミ、アプリコット、ピーチ、コーンなどの植物系、二酸化モリブデン、ドライアイス、重曹などの特殊系の少なくとも何れか一種を選択するのが望ましく、外郭形状は、球形、円柱形および多角形の少なくとも一種とすることができ、さらに、別の観点からは、比重が０．５ないし９．５、望ましくは比重が０．７ないし８．８の素材製のものとするのが良く、モース硬度が、０．５ないし１７、望ましくは１ないし１４の素材製とすることができ、さらにまた、多孔性素材製とすることも可能である。

透明カバー層分離回収装置は、リサイクル対象の太陽電池パネルから透明カバー層を分離、回収する機能を担っていて、太陽電池パネルを移送するコンベア、該コンベアが移送する太陽電池パネルに投射材を投射するショットブラスト機を有するものとしなければならず、さらに、ショットブラスト機およびショットブラスト処理中の太陽電池パネルを防塵するよう包囲可能な処理ブース、および、破砕回収物を回収する自動回収部を有するものとするのが望ましいといえる。

ショットブラスト機は、投射材に遠心力を与え、リサイクル対象の太陽電池パネルの透明カバー層に対して投射距離から投射材を投射し、太陽電池パネルの透明カバー層に衝突させ、該透明カバー層下の太陽電池層が露出するまで該透明カバー層を粉砕、分離する機能を担い、一軸心の遠心方向に向けられた複数枚のブレードを同一軸心の周囲に配するようにした投射ロータが、その一軸心を、リサイクル対象の太陽電池パネルおよび同透明カバー層に対して平行か、またはリサイクル対象の太陽電池パネルおよび同透明カバー層に対して傾けられた姿勢かの何れか一方となるようにすると共に、投射距離を隔てて対峙するよう配され、該投射ロータの軸心付近に投射材供給機構が組み込まれたものとしなければならず、処理ブースに搬入されるリサイクル対象の太陽電池パネルの一枚に対し、複数基のショットブラスト機が設けられ、複数基のショットブラスト機が同時に一枚または複数枚の何れか一方の太陽電池パネルの透明カバー層に対して投射材を投射するものとすることができる。

これは、後述する実施例にも示すように、二基のショットブラスト機が同時に一枚の太陽電池パネルの透明カバー層に対して投射材を投射するものとすることができ、さらに、二基のショットブラスト機が、一枚の太陽電池パネルの透明カバー層の互いの投射範囲同士が重なり合わず、全く異なる範囲に投射材を同時に投射するもの、二基のショットブラスト機が、一枚の太陽電池パネルの透明カバー層に対し、互いの投射範囲の一部同士が重なり合う範囲に投射材を同時に投射するもの、または一枚の太陽電池パネルの透明カバー層に対し、互いの投射範囲の全部が重なり合う範囲に投射材を同時に投射するものなどとすることが可能であり、さらにまた、一枚の太陽電池パネルの透明カバー層の、互いの投射範囲同士が重なり合わず、全く異なる範囲に投射材を時間的に前後ずらして投射するもの、二基のショットブラスト機が、一枚の太陽電池パネルの透明カバー層に対し、互いの投射範囲の一部同士が重なり合う範囲に投射材を時間的に前後ずらして投射するもの、または一枚の太陽電池パネルの透明カバー層に対し、互いの投射範囲の全部が重なり合う範囲に投射材を時間的に前後ずらして投射するものなどとすることができ、例えば、リサイクル対象の太陽電池パネルを搭載して移送するコンベアの上流がわから下流がわに沿って連続的に点在するよう複数基のショットブラスト機が配され、リサイクル対象の太陽電池パネルがコンベアの上流がわから下流がわまで移送される過程で、次第に透明カバー層下の太陽電池層が露出するまで、該透明カバー層が粉砕、分離するように設定されたものとすることが可能である。

ショットブラスト機は、リサイクル対象の太陽電池パネルの透明カバー層に対し、投射距離を維持したまま移動可能なものとすることが可能であり、透明カバー層に平行する方向に、適宜設定された送り速度で移動するものとされたものとすることができ、また、ショットブラスト機は、投射材を投射ロータの軸心付近に供給する投射材供給機構が設けられたものとすべきであり、また、複数基のショットブラスト機が設けられるものの場合には、各ショットブラスト機のブレード幅や投射ロータ直径などが互いに異なるものにされたものとすることが可能である外、各ショットブラスト機に供給される投射材が、材質、粒度、硬度、比重、質量および形状などの条件の中、少なくとも一が異なる投射材とされたものとすることが可能である。

この発明の透明カバー層分離回収装置は、自動回収部が設けられたものとするのが望ましく、該自動回収部は、太陽電池パネルから分離された透明カバー粉砕物と、該透明カバー粉砕物に混在する投射材との混合物である破砕回収物を自動的に回収する機能を分担し、後述する実施例にも示しているように、コンベア下に配されたホッパー状の屑受け容器、および該屑受け容器の最下部に設けられたスクリューコンベアからなるものとすることができる。

また、この発明の透明カバー層分離回収装置は、自動回収部が回収した破砕回収物から該投射材供給機構に供給する投射材を選別する選別機構と、透明カバー粉砕物を排出する排出機構とからなる破砕物回収機が設けられたものとするのが望ましく、選別機構は、破砕回収物に混在する投射材を選別し、透明カバー粉砕物と分離する機能を分担し、遠心分離機とすることができ、例えば、透明カバー層と投射材とが、ガラス同士や合成樹脂同士の組み合わせなどとなって、リサイクル処理のための選別が不要な場合には、選別機構が設けられていないもの、または、選別機構を有しており、該選別機構の選別機能を停止した状態で使用可能なものなどとすることが可能である外、後述する実施例にも示すとおり、篩によって投射材として適した粒度のものを選別するものとすることができ、排出機構は、投射材から選別された透明カバー粉砕物を当該透明カバー層分離回収装置から排出する機能を分担し、選別機構から外部の排出口に向けて下り勾配を有する樋状および管路状の少なくとも何れか一方の排出路からなるものとすることができる外、選別機構から外部の排出口に向けて配された排出用のコンベア類などとすることができる。

さらにまた、この発明の透明カバー層分離回収装置は、処理ブースに集塵機の吸気ダクトが接続されてなるものとすることが可能であり、集塵機は、空気中に含まれた透明カバー粉砕物や投射材などの微粒子を回収し、清浄化された空気を放出する機能を分担し、処理ブースの適所に吸気ダクトが接続されたものとするのが望ましく、例えば、各種フィルター類や遠心分離機構などを有するものとすることができ、後述する実施例にも示すように、処理ブースにおけるコンベアの流れ方向の、ショットブラスト機を挟む前後の夫々に吸気ダクトが接続されたものとするのが良く、さらに、処理ブースのコンベアの下流端付近に設けられ、透明カバー層が除去されて太陽電池層が露出された太陽電池パネルの表面に残存する破砕回収物を、排除して清浄化可能とする回転ブラシ、洗浄ブラシ、拭き取りウエス、ワイパーなどの除去清掃機類、吸引ノズル、バキュームノズルなどの吸引清掃機類、または、ブロア、エアノズル、洗浄ノズルなどの流体の吹き付けによる流体圧力清掃機類などの何れかを有するものとすることができる。

破砕回収物は、投射材と、リサイクル対象の太陽電池パネルから破砕、分離された透明カバー粉砕物とが混合された状態のものであり、回収後に、透明カバー粉砕物と投射材とに分離されることによって透明カバー粉砕物をリサイクル利用することが可能となり、また、分離された投射材は、投射材として再利用することが可能となるものであり、後述する実施例にも示してあるとおり、投射材は、篩などによって投射材として利用できる粒度のものに選別されたものとし、材質の硬度や密度に係わらず、同等程度の粒度の範囲内にある透明カバー粉砕物が混在されたものとすることも可能である。
以下では、図面に示すこの発明を代表する実施例と共に、その構造について詳述することとする。

図面は、この発明の透明カバー層分離回収方法、およびそれに利用する透明カバー層分離回収装置の技術的思想を具現化した代表的な幾つかの実施例を示すものである。
透明カバー層分離回収方法を示すフローチャートである。 一部に改良を加えた透明カバー層分離回収方法を示すフローチャートである。 処理工程毎の太陽電池パネルの腰部を（ａ）～（ｄ）に示す断面図である。 ショットブラスト機を示す正面図である。 ショットブラスト機を示す側面図である。 透明カバー層分離回収装置を概念的に示す平面図である。 透明カバー層分離回収装置を示す正面図である。 透明カバー層分離回収装置を示す側面図である。 結晶Ｓｉ系太陽電池モジュールの腰部を示す断面図である。 ＣＩＳ系太陽電池パネルの腰部を示す断面図である。 薄膜Ｓｉ系太陽電池モジュールの要部を示す断面図である。

図１および図２のフローチャートに示すこの発明の基本を成す事例を、図３ないし図８の代表的な具体例と共に示すもので、一軸心２０の遠心方向に向けられた複数枚のブレード２２が、該一軸心２０の周囲に配された投射ロータ２１を、リサイクル対象の太陽電池パネルＭ０の透明カバー層８に対して、投射距離ＰＤを隔てて対峙するよう配した上、該投射ロータ２１に投射材３を供給すると同時に、該投射ロータ２１およびブレード２２を高速回転し、投射材３に遠心力を与えて該投射材３を投射し、太陽電池パネルＭ０の透明カバー層８に衝突させ、該透明カバー層８下の太陽電池層９が露出するまで、該透明カバー層８を粉砕、分離した後、当該太陽電池パネルＭ０から分離された透明カバー粉砕物Ｊ０と、該透明カバー粉砕物Ｊ０に混在する投射材３との混合物である破砕回収物Ｊを回収し、該破砕回収物Ｊを透明カバー粉砕物Ｊ０と投射材３とに分離処理し、透明カバー粉砕物Ｊ０をリサイクル処理するようにした、この発明の透明カバー層分離回収方法における代表的な一実施例である。
以下では、この発明の透明カバー層分離回収方法に利用する、この発明の透明カバー層分離回収装置の代表的な一例を先に示し、それを利用した透明カバー層８の分離、回収の工程について順次示して行くこととする。

図３ないし図８に示すように、この発明の透明カバー層分離回収装置１は、処理ブース１０およびコンベア４を有し、該処理ブース１０には、一軸心２０の遠心方向に向けられた複数枚のブレード２２が、同一軸心２０の周囲に形成する投射ロータ２１に対して投射距離ＰＤを隔てて対峙するよう配され、投射材供給機構２３が組み込まれたショットブラスト機２が設けられ、該コンベア４下に、太陽電池パネルＭ０から分離された透明カバー粉砕物Ｊ０と、該透明カバー粉砕物Ｊ０に混在する投射材３との混合物である破砕回収物Ｊを自動的に回収する自動回収部５が設けられたものである。

それら各図からも明確に把握できるとおり、この発明の透明カバー層分離回収装置１は、リサイクル対象の太陽電池パネルＭ０を複数枚並べられる程度の左右間長のコンベア４が、装置本体フレーム１１によって、地上１０００ないし１４００ｍｍの高さ位置に水平姿勢に支持され、該装置本体フレーム１１には、該コンベア４の全長方向両端間中央付近のリサイクル対象とする太陽電池パネルＭ０が、三枚並ぶ範囲を包囲する上流空間１２、処理空間１３、および下流空間１４が続くトンネル型のボックス形状であって、該上流空間１２および下流空間１４のコンベア４の進行方向前後の各端壁に、軟質合成樹脂製シートまたは軟質天然ゴム製シートなどからなっていて、コンベア４上に平置きされた太陽電池パネルＭ０の厚みを通過可能とするよう、複数本の下端開放状の縦スリットが複数本設けられた柔軟性の簾状膜１６が吊下された入り口、出口用の門型ゲート１５，１５が開口された処理ブース１０が設けられるようにし、該装置本体フレーム１１のコンベア４よりも下方には、自動回収部５が設けられている。

自動回収部５は、装置本体フレーム１１のコンベア４の全幅および全長を上回る範囲に渡る下方に沿って配され、該コンベア４上および処理ブース１０内から落下してくる破砕回収物Ｊを回収可能な平面視矩形の器形状であって、その器形状の底壁部分の、コンベア４の幅方向両端間の中央部に、同コンベア４の全長方向両端間に渡って樋状最低壁面部５１が設けられ、器形状の全体がホッパー型とされた屑受け容器５０とされ、該屑受け容器５０の上端開口縁の、コンベア４の進行方向に直交する幅方向端に対峙する上端開口幅方向端縁が、装置本体フレーム１１の左右内壁に連続するよう一体化され、さらに、該樋状最低壁面部５１内の全長に渡ってスクリューコンベア５２が内装され、破砕回収物Ｊは、スクリューコンベア５２の中途直下位置に、スクリューコンベア５２（およびコンベア４）に平面視で交叉する水平方向に向けて延伸させるようにし、破砕物回収機６の中継用のスクリューコンベア管６０の一端の供給口６１に落下、供給されるものとなっている。

破砕物回収機６の中継用のスクリューコンベア管６０の一端の供給口６１とは反対がわとなる他端の送出口６２は、装置本体フレーム１１のコンベア４の進行方向に平面視で直交する幅方向の外がわ直近となる位置に、処理ブース１０を超える高さの柱状箱型の筐体６４が隣接するよう立設され、該筐体６４内には、上下端の夫々に水平に配された一対の水平軸およびスプロケット間に巻掛けられた無端チェーン、および該無端チェーンの中途複数箇所に互いに適宜間隔を隔てるよう設けられた複数個の篩籠を備え、篩を兼ねたエレベーター（何れも図示せず）からなる選別機構６３が内装され、該選別機構６３の篩を兼ねたエレベーターが、スクリューコンベア管６０の供給口６１から供給された破砕回収物Ｊを、処理ブース１０の高さを超えた柱状箱型の筐体６４内の上端まで上昇するよう搬送すると共に、上昇の過程で篩に微振動を加え、投射材３として利用可能な粒度だけとする選別投射材３に選別可能なものとされている。
そして、この選別機構６３の下端には、落下選別された破砕回収物Ｊを、透明カバー層分離回収装置１の外部に搬送するベルトコンベアやスクリューコンベア、または、柱状箱型の筐体６４の下端の適所に設けられた開閉扉付きの破砕回収物Ｊ用の掻き出し口など（何れも図示せず）からなる排出機構６５が設けられている。

また、破砕物回収機６は、筐体６４内に、上下端の夫々に水平に配された一対の水平軸およびスプロケット間に巻掛けられた無端チェーン、および該無端チェーンの中途複数箇所に、互いに適宜間隔を隔てるよう設けられた複数個のバケットを備えたエレベーターが設けられ、該エレベーターの上端付近に、選別機構６３となるロータリーセパレーター（篩機）（何れも図示せず）が配され、スクリューコンベア管６０の供給口６１から供給された破砕回収物Ｊを、処理ブース１０の高さを超えた柱状箱型の筐体６４内の上端まで上昇するよう搬送すると共に、選別機構６３となるロータリーセパレーター（篩機）が、投射材３として利用可能な粒度だけの選別投射材３に選別可能なものとされたものに置き換えることが可能である。

選別機構６３の上端からは、処理ブース１０の天面で、コンベア４の進行方向（図７に実線矢印で示す）の両端間中央（処理空間１３上）付近まで、投射材３および選別投射材３を投射材３として降下、供給する二本の投射材供給管路６６，６６が垂下され、該処理ブース１０の処理空間１３直上となる該処理ブース１０の天面上で、コンベア４の進行方向に直交する同コンベア４の幅方向両がわに、夫々一基ずつ、合計二基のショットブラスト機２，２が搭載されており、図４および図５に示すように、それらショットブラスト機２は、一軸心２０の遠心方向に向けられた複数枚のブレード２２が、同一軸心２０の周囲に配された投射ロータ２１を有し、例えば、ブレード２２の幅Ｗが６０ｍｍ、投射ロータ２１の外径Φが４５０ｍｍに設定され、該一軸心２０が、コンベア４に搭載されたリサイクル対象の太陽電池パネルＭ０および同透明カバー層８に対して平行し、しかもコンベア４の進行方向に向けられ、投射ロータ２１の下端縁が、処理空間１３内に移動された場合の太陽電池パネルＭ０の透明カバー層８まで５００ｍｍの投射距離ＰＤを隔てて対峙するよう配され、さらに、該投射ロータ２１の軸心２０付近に、投射材供給管路６６の下端が接続されたホッパー状の投射材供給機構２３が組み込まれたものとなっている。

図６ないし図８に示すように、処理ブース１０の処理空間１３直上となる天面上に、コンベア４の進行方向に直交する方向に隣り合うよう配された二基のショットブラスト機２，２は、図示しない回転駆動源によって、例えば毎分３０００回転の速度で回転し、コンベア４により、各ショットブラスト機２，２の直下まで搬送されてきた該処理ブース１０内の太陽電池パネルＭ０に対し、図４に示すように、ブレード２２の幅方向（コンベア４の進行方向）に約６０°の開き角α（図４に示す）を以って、図４、図５、図７、および図８中に破線で示すように、下方に向けて平面積が拡開状となる範囲に投射材３を投射するものとされている。

投射材３は、リサイクル対象の太陽電池パネルＭ０の透明カバー層８の下層部である封止剤９０にダメージを与えず、より短時間の投射によって透明カバー層８を剥離可能な材質のものとするのが望ましく、比重および硬度の高い素材ほど、例えば金属系の投射材３などは、効率良く透明カバー層８を剥離することが可能であるといえるが、硬度の高い投射材３は、ショットブラスト機２および処理ブース１０内の摩耗が激しくなるので、それらショットブラスト機２、および処理ブース１０内の耐摩耗強度を高めたものとしなければならず、透明カバー層分離回収装置１の高騰化を招くという理由から、亜鉛製や銅製のものとするのが望ましく、より具体的に示すならば、例えば、亜鉛ショット（球形、比重７．２、硬度２）、亜鉛カットワイヤー（円柱形、比重７．２、硬度４．５）、銅カットワイヤー（円柱形、比重８．８、硬度６）などにすると好都合のものとなる。

図６ないし図８に示すように、処理ブース１０の上流空間１２および下流空間１４の天面壁には、夫々吸気ダクト７０，７０の先端が、外がわから処理ブース１０の内部に繋がるよう接続され、各吸気ダクト７０，７０の基端が、装置本体フレーム１１の外がわに設置された集塵機７まで延伸、接続されており、該集塵機７は、その内部に遠心分離機構（図示せず）を有し、該遠心分離機構の下部に塵埃排出口７１を備え、図６中に破線矢印で示すように、各吸気ダクト７０，７０を通じて処理ブース１０内の空気を吸引し、集塵機７内で該空気中から分離された塵埃が、該塵埃排出口７１から集塵機７外に排出されるものとなっている。
さらに、処理ブース１０の下流空間１４の天面壁のコンベア４の下流がわの端部には、同下流空間１４の門型ゲート１２から搬出される直前の太陽電池パネルＭ０上に残存する透明カバー粉砕物Ｊ０および投射材３を吹き飛ばして清浄化するブロア７２が設けられたものとなっている。

図７に示すように、透明カバー層分離回収装置１の適所、例えば処理ブース１０の天面上に、この透明カバー層分離回収装置１のショットブラスト機２、コンベア４、自動回収部５、破砕物回収機６、排出機構６４、集塵機７およびブロア７２などの各部を操作可能な操作パネル１７が設けられており、さらに、マイコンやリレー回路などからなる制御装置、および要所々々にセンサー類やリミットスイッチ類など（何れも図示せず）が配され、該操作パネル１７への入力操作を受けて自動的に制御されるようにしたものとなっており、また、透明カバー層分離回収装置１のコンベア４の上流端には、天板に複数のローラー滑車が設けられたフリーコンベア４０が、該フリーコンベア４０の天面が、コンベア４の天面と面一となるよう配されたものとしてある。

（実施例１の作用・効果）
以上のとおりの構成からなるこの発明の透明カバー層分離回収装置１は、図１および図２中に示すように、この発明の基本となる透明カバー層分離回収方法に利用することができる。
以下に、この発明の透明カバー層分離回収装置１を利用した透明カバー層分離回収方法の各行程について示して行くこととする。

図３の（ａ），（ｂ）、および図６ないし図８に示すように、リサイクル対象の複数枚の太陽電池モジュールＭから、夫々の外枠Ｍ１およびジャンクションボックスＭ３を取り外し、リサイクル対象の太陽電池パネルＭ０とされた後、透明カバー層８を上に、バックシートＭ２が下に向くようフリーコンベア４０上に平置きし、コンベア４の上流端へ供給した上、操作パネル１７の操作によって透明カバー層分離回収装置１を起動する。

図１ないし図８に示すように、起動された透明カバー層分離回収装置１は、コンベア４が毎分２ｍの速度で駆動すると共に、自動回収部５のスクリューコンベア５２、破砕物回収機６のスクリューコンベア管６０および選別機構６３、ショットブラスト機２，２が起動し、リサイクル対象の複数枚の太陽電池パネルＭ０は、処理ブース１０の上流がわの門型ゲート１５の簾状膜１６下を通じて上流空間１２内へと一枚ずつ連続的に供給されて行き、処理空間１３に達した一枚の太陽電池パネルＭ０に対して、二基のショットブラスト機２，２が、毎分３０００回転の速度で回転しながら、ショットブラスト機２の一基が、太陽電池パネルＭ０の進行方向に直交する幅寸法の約１／２幅ＳＷ（コンベア４の幅方両端間の１／２幅）、例えば１５０ないし１７０ｍｍの範囲に投射材３を投射し、二基のショットブラスト機２，２で、一枚の太陽電池パネルＭ０の全幅（例えば３００ないし３４０ｍｍ）に投射材３を投射するものとなり、コンベア４の送り搬送を受けて、該二基のショットブラスト機２，２の直下となる透明カバー層８が粉砕、分離され（Ａ）、処理空間１３から下流空間１４に向かって進行する太陽電池パネルＭ０は、該二基のショットブラスト機２，２の直下を通過しながら次第に全面に渡る透明カバー層８下の太陽電池層９が露出するまで、該透明カバー層８が粉砕、分離され、太陽電池層９の弾性を有する封止剤９０が、投射材３の衝撃力を緩衝して太陽電池層９の破砕や剥離を防止するものとなり、透明カバー層８だけが太陽電池パネルＭ０から効率的に除去、分離されるようにするものとなる。

より具体的にすれば、従来型の圧縮空気によるサンドブラスト処理装置の研磨剤噴射量は、毎分１０ｋｇであり、１枚の太陽電池パネルＭ０から透明カバー層８を除去するのに１０分の時間を要するものであったが、これに比較して、前記実施例１に示したショットブラスト機２は、投射材３を毎分１６０ｋｇ投射することができ、１枚の太陽電池パネルＭ０から透明カバー層８を除去するために要する時間は、１分と従前までの１／１０となり、しかも、投射材３の補充量は、リサイクル対象の太陽電池パネルＭ０を１００枚処理する毎に、１０ｋｇ未満と非常に少ない補充量に抑えることができるものとなった。

全面に渡って透明カバー層８を破砕、分離された太陽電池パネルＭ０は、コンベア４によって次第に処理ブース１０の下流空間１４まで移送され、さらに、下流がわの門型ゲート１５の簾状膜１６の直前まで移動すると、太陽電池層９にブロア７２からの高圧エアーが吹き付けられ、太陽電池層９上に残存する透明カバー粉砕物Ｊ０や投射材３などの破片や粉塵が吹き飛ばされ、清浄化された後、下流がわの門型ゲート１５の簾状膜１６下を通過してコンベア４の下流端がわへと送出されることとなり、図３の（ｃ）および（ｄ）に示すように、太陽電池層９が露出された太陽電池パネルＭ０は、リサイクル処理の次工程に送り出されることとなる。

図６ないし図８に示しているように、リサイクル対象となる複数枚の太陽電池パネルＭ０，Ｍ０，……が、連続的に処理ブース１０を通過しながら、夫々の透明カバー層８，８，……を破砕、分離され、処理ブース１０内、コンベア４から透明カバー粉砕物Ｊ０、および投射材３の混合物（Ｊ０，３）が、自動回収部５の屑受け容器５０内に落下し、それら透明カバー粉砕物Ｊ０、および投射材３の混合物（Ｊ０，３）が、破砕回収物Ｊとなり（Ｂ）、樋状最低壁面部５１まで自重によって滑落状に集まり、スクリューコンベア５２が、破砕物回収機６のスクリューコンベア管６０の供給口６１へと移送し、破砕回収物Ｊは、該スクリューコンベア管６０の送出口６２から選別機構６３へと供給され、選別機構６３は、筐体６４内の篩を兼ねたエレベーター（何れも図示せず）により、破砕回収物Ｊから篩選別された選別投射材３（投射材３として利用可能な粒度範囲内の透明カバー粉砕物Ｊ０および投射材３）が該筐体６４の上端付近まで上昇（Ｃ）された後、投射材３として二基のショットブラスト機２，２の投射材供給機構２３，２３に供給されるものとなり（Ｅ）、該破砕回収物Ｊから選別投射材３として選別されずに排除された透明カバー粉砕物Ｊ０は、排出機構６５を通じて透明カバー層分離回収装置１外に排出され、リサイクル処理の次工程に送られる（Ｄ）こととなる。

図６ないし図８に示すように、集塵機７は、吸気ダクト７０，７０を通じて処理ブース１０内の上流空間１２および下流空間１４の空気、および空気中に混在する透明カバー粉砕物Ｊ０や投射材３などの破片や粉状物諸共、吸引し、同処理ブース１０内の上流空間１２および下流空間１４を清浄化すると共に、該集塵機７内により、空気と、透明カバー粉砕物Ｊ０や投射材３などの破片や粉状物とを分離し、分離後の空気を該集塵機７外に放出し、また、空気から分離された透明カバー粉砕物Ｊ０や投射材３などの破片、粉状物が集塵機７の塵埃排出口７１から落下するよう排出されるものとなっており、こうして回収された塵埃中から透明カバー粉砕物Ｊ０や投射材３などの各種成分を分離し、リサイクル利用することができる。

（結 び）
叙述の如く、この発明の透明カバー層分離回収方法、およびそれに利用する透明カバー層分離回収装置は、その新規な構成によって所期の目的を遍く達成可能とするものであり、しかも投射材に遠心力を与えて投射するショットブラスト機を備えたこの発明の透明カバー層分離回収装置は、従前からの圧縮エアーを伴って投射材を吹き付ける技術に比較すると、コンプレッサーが不要となり、装置全体を小型化することができ、製造も容易な上、リサイクル対象とする太陽電池パネルの透明カバー層のより広い面積を、より迅速に粉砕、分離可能なものとなり、複数枚の太陽電池パネルを連続的且つ短時間でリサイクル処理できることから、今後、大量に発生することが予想される太陽電池モジュールのリサイクル処理を請け負うリサイクル業界は固よりのこと、リサイクル処理費用の負担をできるだけ抑制したいと考える太陽電池モジュール利用の発電業界や、リサイクル処理によって得られた素材を再生利用して新たな商品を製造する各種製品の製造業界などにおいても高く評価され、広範に渡って利用、普及していくものになると予想される。

１ 透明カバー層分離回収装置
１０ 同 処理ブース
１１ 同 装置本体フレーム
１２ 同 上流空間
１３ 同 処理空間
１４ 同 下流空間
１５ 同 門型ゲート
１６ 同 簾状膜
１７ 同 操作パネル
２ ショットブラスト機
２０ 同 一軸心
２１ 同 投射ロータ
Φ 同 投射ロータの外径
２２ 同 ブレード
Ｗ 同 ブレード幅
２３ 同 投射材供給機構
３ 投射材（選別投射材）
ＰＤ 同 投射距離
α 同 ブレード幅（一軸心）方向の投射角度
ＳＷ 同 ブレード幅（一軸心）方向の投射範囲長
４ コンベア
４０ 同 フリーコンベア
５ 自動回収部
５０ 同 屑受け容器
５１ 同 樋状最低壁面部
５２ 同 スクリューコンベア
６ 破砕物回収機
６０ 同 スクリューコンベア管
６１ 同 供給口
６２ 同 送出口
６３ 同 選別機構
６４ 同 筐体
６５ 同 排出機構
６６ 同 投射材供給管路
７ 集塵機
７０ 同 吸気ダクト
７１ 同 塵埃排出口
７２ 同 ブロア
Ｍ リサイクル対象の太陽電池モジュール
Ｍ０ 同 リサイクル対象の太陽電池パネル
Ｍ１ 同 外枠
Ｍ２ 同 バックシート
Ｍ３ 同 ジャンクションボックス
８ 透明カバー層
９ 太陽電池層
９０ 同 封止剤
９１ 同 太陽電池部
９２ 同 太陽電池セル（素子、薄膜太陽電池デバイス、デバイス部）
９３ 同 基板ガラス
９４ 同 ＣＩＳデバイス膜（銅、インジウム、セレン）
９５ 同 アモルファスＳｉデバイス膜
Ｊ 破砕回収物
Ｊ０ 同 透明カバー粉砕物
Ａ 透明カバー層に投射材を投射する工程
Ｂ 破砕回収物を回収する工程
Ｃ 破砕回収物から透明カバー粉砕物を分離する工程
Ｄ 透明カバー粉砕物をリサイクル利用する工程
Ｅ 選別投射材を投射材として投射ロータに供給する工程

Claims (1)

1. 簾状膜が吊下された入り口、出口用の門型ゲートが開口され、上流空間，処理空間および下流空間を有する処理ブース、および該処理ブース内にリサイクル対象の太陽電池パネルを自動搬入、自動搬出するコンベアを有し、該処理ブースの処理空間には、一軸心の遠心方向に向けられた複数枚のブレードが、同一軸心の周囲に配された投射ロータを、該一軸心が、リサイクル対象の太陽電池パネルおよび同透明カバー層に対して平行か、またはリサイクル対象の太陽電池パネルおよび同透明カバー層に対して傾いた姿勢かの何れか一方となると共に、１００ｍｍないし８００ｍｍの投射距離を隔てて対峙するよう配され、該投射ロータの軸心付近に投射材供給機構が組み込まれ、該コンベアの進行方向に直交する同コンベアの幅方向両がわに、夫々一基ずつ配され、リサイクル対象の太陽電池パネルの一枚に対し、同時に投射材を投射する複数基のショットブラスト機が設けられ、該コンベア下に、太陽電池パネルから分離された透明カバー粉砕物と、該透明カバー粉砕物に混在する、比重が０．７ないし８．８、モース硬度が１ないし１４の球形または円柱形の少なくとも何れか一方の形状の投射材との混合物である破砕回収物を回収する自動回収部、および、該コンベアの進行方向に平面視で直交する幅方向の外がわ直近となる位置に立設された筐体内に、同筐体内の上下端間に配された無端チェーンと、該無端チェーンの中途複数箇所に互いに隔てて設けられた複数個の篩籠とを備えた篩を兼ねたエレベーターが配され、該自動回収部に回収した破砕回収物から、該投射材供給機構に供給する投射材を選別する選別機構と、透明カバー粉砕物を排出する排出機構とからなる破砕物回収機が設けられ、該処理ブースの上流空間および下流空間には、夫々集塵機の吸気ダクトが接続され、該下流空間のコンベアの下流がわの端部には、同下流空間から搬出される直前の太陽電池パネル上に残存する透明カバー粉砕物および投射材を吹き飛ばすして清浄化するブロアが設けられてなるものとしたことを特徴とする透明カバー層分離回収装置。

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