JPH0637053B2 - 廃棄プラスチック類の減容処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の利用分野） この発明は、廃棄プラスチック類の減容処理装置に関す
る。

（背景技術） 一口に廃棄プラスチック類と言っても、一般家庭や会社
等から排出される廃棄プラスチック類の中にはポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニール、ポリスチレ
ン等の熱可塑性のものと、フェノール樹脂、尿素樹脂の
ような熱硬化性のものとが混在して含まれている他、多
くの場合、土砂、紙屑、木片、布、ガラス、生ゴミとい
った他の廃棄物をも含まれており、これを完全に分離す
ることは不可能に近い。

従来、この種の廃棄プラスチックの減容処理装置には、
廃棄プラスチック類を圧縮させたままでこれに誘導加熱
を加え滅容処理する方式のものと、熱風炉内に収容させ
た廃棄プラスチック類へ熱風を吹きつけて熱可逆性のも
のを軟化溶融させた後、この軟化溶融した廃棄プラスチ
ック類を接着材代わりにして圧縮成形させて滅容処理す
る方式のものとがあるが、この発明は後者に属する。

この後者のものにおいて、熱風は熱風発生炉において燃
焼バーナーとブロワーを用いて作り出されるが、燃焼バ
ーナーは通常灯油を燃料としている。消費される灯油の
量は、バッチ処理の場合はさほどでもないが、連続処理
の場合に無視できないものとなり、処理コストを上げる
大きな原因の一つとなっている。このことは使用される
燃料が重油やガスの場合でも同様のことがいえよう。

熱風は通常１８０〜２００℃前後で熱風炉内へ吹き込ま
れるが、熱風炉より排出される際にも、ほとんど温度降
下することなく高温状態を保っている。従来のものはこ
の排ガスを全量外部へ排出させていた。そのため、熱風
炉内で発生した排ガスにはアンモニア、トリメチルアミ
ン、アセトアルデヒト、ベンゼン、トルエン、及びキシ
レンといった分解ガスが含まれていることから、悪臭及
び大気汚染という二次公害を発生させる恐れが多分にあ
った。

また、軟化溶融した廃棄プラスチック類は強い粘性を示
し、熱風炉の炉壁に付着して詰まりを生じさせたり、熱
風炉を壊したりする原因となっていた。

（技術的課題） この発明の技術的課題は、熱風炉内の廃棄プラスチック
類を均等に加熱することができ、炉を壊したり、詰まり
を生じさせたり、さらには有害な分解ガスを外気へ放出
させたりすることがない上に、使用燃料を大幅に節約す
ることができる廃棄プラスチック類の減容処理装置を提
供せんとするにある。

（技術的手段） 上述した技術的課題を達成するためにこの発明は、熱風
発生炉を接続させた熱風滞溜室内に、周囲に複数の熱風
導入管を有し内部に廃棄プラスチック類を収容させる漏
斗状の熱風炉を吊設し、この熱風炉の上部に投入口と排
気口を設け、前記投入口にはこれを塞ぐ開閉自在の蓋体
を付設し、前記熱風炉の下部には排出口を設けてこの排
出口を塞ぐ底蓋を開閉自在に設置することによって、前
記熱風発生炉で発生した熱風が前記熱風滞溜室から前記
熱風導入管を介して前記熱風炉内へ導入され、この熱風
炉を外側より加熱しつつ内部に収容させた廃棄プラスチ
ック類を加熱した後、その全部又は一部を前記排気口を
介して再び前記熱風発生炉へ導き再循環させるように構
成したものである。

（作用） 上述したように構成することにより、廃棄プラスチック
類を収容させた熱風炉は、熱風滞溜室内において熱風に
よって外側より加熱されることにより、軟化溶融した廃
棄プラスチックが炉壁に付着することを防止し、さらに
熱風が熱風導入管を介して熱風炉内部に吹き込まれるこ
とによって、収容した廃棄プラスチック類を均等に加熱
することができるものである。そして、ほとんど温度降
下することなく高温を保っている分解ガスを含む熱風
が、再び排気口より熱風発生炉へ帰戻されるので、該熱
風発生炉内の温度は高温に保たれ、内部を加熱させるバ
ーナーの燃料を大幅に節約できる他、分解ガスが再燃焼
されることにより、外部へ放出される排ガスをよりクリ
ーンにすることができるものである。

（実施例） 以下にこの発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
すると、１は外気取入用のブロワーであり、例えば灯油
を燃料とするバーナー２を取りつけた熱風発生炉３に、
通風管４を介して接続されている。

この熱風発生炉３の出口３ａに一側部を接続させて、断
熱壁で構築された熱風滞溜室５が設けられている。この
熱風滞溜室５内部には、漏斗状の熱風炉６が収納されて
おり、この熱風炉６は上部に投入口７を、下部に排出口
８を有し、上部にはさらに排気口９が設けられている。
投入口７には内部の熱風を外部へ漏らさないようにする
蓋体７ａがシリンダー７ｂを介して開閉自在に取り付け
られている。熱風炉６にはさらにその外周に熱風滞溜室
５からの熱風を内部に導入させるための熱風導入管６
ａ、６ａ・・・が複数個ランダムに取り付けられてい
る。

この熱風炉６内部には、スクリュー羽根１０を有する回
転軸１１が軸心方向に回転自在に垂下されており、この
回転軸１１はモータ１２によって正逆方向に回転させら
れる。

熱風炉６の排出口８には、底蓋１３がシリンダー１３ａ
によって開閉自在に設けられており、この底蓋１３の下
方には、同じくシリンダー１５によって開閉される押え
蓋１６を有するプレス型１７が設置されている。このプ
レス型１７は、水冷式のものでシリンダー１８によって
ピストン扞１９を摺動させて、押圧板２０を移動させ、
収容物を取出口２１に設けた押出体２２に向けて圧縮さ
せる構造のものである。この押出体２２自体はシリンダ
ー２３によって、押圧板２０による圧縮方向に対して直
角方向に摺動する。取出口２１に隣接して搬送用コンベ
ヤー２４が設置されている。

そして、熱風炉６の上部に設けた排気口９には通風管２
７が接続され、この通風管２７はブロワー１に接続され
ると共に、ブロワー１より熱風発生炉３に至る通風管４
からは脱臭装置２５に連結された排気管２６が分岐され
ている。

次に、作用について説明すると、灯油等を燃料とするバ
ーナー２に点火がなされ、ブロワー１がＯＮされると、
バーナー２によって発生した高温の燃焼ガスは、ブロワ
ー１によって取り入れられて通風管４を介して送られて
きた外気によって希釈、温度低下させられて熱風発生炉
３より出口３ａを介して熱風滞溜室５へ導入される。そ
こにおいて熱風は、熱風炉６を外側より加熱しつつ熱風
導入管６ａ、６ａ・・・を介して熱風炉６内部へ吹き込
まれる。この際、熱風は熱風導入管６ａ、６ａ・・・に
よって、下から上へ渦をまいて吹き上げられ、排気口９
に至る。

熱風炉６内部は運転開始よりほぼ４０分で１８０〜２０
０℃に達するので、蓋体７ａを開いて投入口７より例え
ば搬入用コンベヤー１４を介してモルトレプン、発泡ス
チロール、ポリエチレン等の種々雑多な廃棄プラスチッ
ク類の混合物を一定量投入させてやり蓋体７ａを閉じ
る。熱風炉６内に投入された廃棄プラスチック類は必要
に応じてスクリュー羽根１０を介して撹拌され、比較的
低い温度で軟化するプラスチック類が溶けて他のプラス
チック類の間に浸透しつつ、軟化しない廃棄プラスチッ
クとその他の廃棄物同志を接着させる。

この際、回転しているスクリュー羽根１０によって投入
された廃棄プラスチック類が撹拌される結果、当該炉内
温度で溶ける熱可塑性のプラスチック類と、溶けない熱
硬化性のプラスチック類及びその他の廃棄物とがよく混
ざりあう上に、投入された廃棄プラスチック類に対して
熱風が万偏なく行き渡ることになるので、温度ムラが生
ずることがない。尚、このスクリュー羽根１０の回転方
向は場合によっては正方向、或は逆方向へと交互になさ
れる場合もある。

このようにして、投入から約４〜６分程度経過すると、
熱可塑性のプラスチックが充分に軟化溶融して、他の熱
硬化性プラスチック及びその他の廃棄物の間に浸透する
ので、シリンダー１３ａ、１５を動作させて底蓋１３と
プレス型１７の押え蓋１６を開いた後、モータ１２の回
転方向を正方向にさせる。すると、熱風炉６の炉壁は常
にその外側から熱風によって加熱されていることから、
軟化溶融した廃棄プラスチックは炉壁に付着することな
くスクリュー羽根１０によってスムーズに押し出され、
排出口８を介してプレス型１７内へ収容される。する
と、シリンダー１３ａ、１５が再び動作して底蓋１３と
押え蓋１６を閉じる。

同時に投入口７からは、蓋体７ａが開かれて搬入用コン
ベヤーにより新たに廃棄プラスチック類が一定量投入さ
れ、再び上述したような処理が行われるが、その間にプ
レス型１７内ではシリンダー１８が動作して押圧板２０
を押して半溶融状態の廃棄プラスチック類を押出体２２
に向けて押圧させ圧縮させる。圧縮が終了するとシリン
ダー２３を介して押出体２２が動作して取出口２１を開
き、続いてシリンダー１８がさらに動作してさらに押圧
板２０を押し、成形した廃棄プラスチック類２８を取出
口２１へ向けて押し出す。すると、今度はシリンダー２
３を介して押出体２２が取出口２１内に進入し、成形廃
棄プラスチック類２８は取出口２１より押出体２２によ
って押されて搬送用コンベヤー２４上に排出され、この
搬送用コンベヤー２４によって図示してない装置外の集
積場へ搬送されるものである。

この間、熱風炉６内に吹き込まれた熱風は、収容されて
いる廃棄プラスチック類を内部より加熱することによ
り、アンモニア、トリメチルアミン、アセトアルデヒ
ト、ベンゼン、トルエン、キシレンといった分解ガスを
含むことになる。この分解ガスを含んでいる熱風は排気
口９より通風管２７を介してブロワー１へ再度導かれ再
燃焼再加熱されて、熱風発生炉３内へ送り込まれるの
で、熱風発生炉３内は温度低下することなく、その分だ
けバーナー２の燃料を節約できるものである。実験では
使用燃料を１／３〜１／４に削減できるのを確認でき、
その省エネルギー効果は極めて大きいものであった。同
時にブロワー１に導かれた排ガスの約１／５〜１／１０
は排気管２６によって、脱臭装置２５を介して外部へ排
出されるが、分解ガスは再循環され熱風発生炉３内で再
燃焼されるので、排気管２６を介して脱臭装置２５へ導
かれる排ガスがよりクリーンなものとなった。

熱風炉内における処理温度は、廃棄プラスチック類の減
容性能に大きな影響を及ぼすが、熱可塑性プラスチック
のほとんどは、１５０〜１６０℃で軟化し、都市ゴミ系
の廃棄プラスチック類の主成分である、ポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリ塩化ビニール、及びポリスチレン
等は１８０℃までに溶融状態になるので、処理温度は１
５０〜１６０℃以上にすることが望ましい。

他方、処理温度をあげすぎると、プラスチックの熱分解
が起こり、煙や臭気を発生させるので、処理温度の上限
は２００℃程度とし、結局のところ上述した都市ゴミ系
の廃棄プラスチック類は１８０〜２００℃程度の処理温
度が最も好ましいことが解った。

この処理温度は当然のことながら、減容処理させるプラ
スチックの種類、配分割合等によって変動し、一定する
ものではない。

さらに以上の実施例では、熱風炉６にスクリュー羽根１
０と回転軸１１を用いたものを示したが、この熱風炉の
構造は実施例のものに限定されるものではなく、減容処
理させる廃棄プラスチック類の種類によってさまざまな
形態をとるものである。

（効果） この発明は以上のように構成したので、廃棄プラスチッ
ク類を収容させた熱風炉がその外側より熱風により加熱
される結果、炉壁の温度が常に高く維持され、軟化溶融
した廃棄プラスチックが炉壁に付着して塊となり、詰ま
りが生じたり、スムーズな流下が阻害されたり、或は炉
壁が破壊されたりすることを有効に防止することができ
るものである。

また、この発明によれば、上述したように構成した減容
処理装置において、熱風が外部へ漏れることなく熱風炉
内を経由して高温状態なままで熱風発生炉へ再循環させ
られて利用されるものであり、このことにより、熱風発
生炉は高温状態を維持することができることから、バー
ナーで使用する燃料を節約することができ、とくに連続
運転をする場合に処理コストを大幅に下げることができ
る上に、分解ガスを含む熱風が再燃焼されることによ
り、外部へ放出される排ガスをよりクリーンなものにす
ることができるという効果を合わせ奏し得るものであ
る。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明を説明するための概略図である。 １……ブロワー、２……バーナー ３……熱風発生炉、５……熱風滞溜室 ６……熱風炉、７……投入口 ８……排出口、９……排気口 １０……スクリュー羽根、１１……回転軸 １２……モータ、１３……底蓋 １６……押え蓋、１７……プレス型 ２２……押出体 ２４……搬送用コンベヤー ２６……排気管、２７……通風管

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱風発生炉を接続させた熱風滞溜室内に、
   周囲に複数の熱風導入管を有し内部に廃棄プラスチック
   類を収容させる漏斗状の熱風炉を吊設し、この熱風炉の
   上部に投入口と排気口を設け、前記投入口にはこれを塞
   ぐ開閉自在の蓋体を付設し、前記熱風炉の下部には排出
   口を設けてこの排出口を塞ぐ底蓋を開閉自在に設置する
   ことによって、前記熱風発生炉で発生した熱風が前記熱
   風滞溜室から前記熱風導入管を介して前記熱風炉内へ導
   入され、この熱風炉を外側より加熱しつつ内部に収容さ
   せた廃棄プラスチック類を加熱した後、その全部又は一
   部を前記排気口を介して再び前記熱風発生炉へ導き再循
   環させるように構成したことを特徴とする、廃棄プラス
   チック類の減容処理装置。