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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023097491
(43)【公開日】2023-07-10
(54)【発明の名称】有機物処理材熱分解処理装置用有機物処理材投入装置
(51)【国際特許分類】
C08J 11/00 20060101AFI20230703BHJP
B09B 3/40 20220101ALI20230703BHJP
【ＦＩ】
C08J11/00 ZAB
B09B3/00 302A
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021213630
(22)【出願日】2021-12-28
(71)【出願人】
【識別番号】504216077
【氏名又は名称】高橋 賢三
(74)【代理人】
【識別番号】100167645
【弁理士】
【氏名又は名称】下田 一弘
(72)【発明者】
【氏名】高橋 賢三
【テーマコード（参考）】
4D004
4F401
【Ｆターム（参考）】
4D004AA07
4D004CA04
4D004CA25
4D004CB13
4F401AA27
4F401BA02
4F401CA14
4F401CA59
4F401CA69
4F401CA79
4F401CA82
4F401CB18
4F401CB21
4F401CB25
4F401DA12
(57)【要約】
【課題】 有機物処理材を圧縮固化することなく、直接プラスチック熱分解装置に供給できる投入装置を提供する。
【解決手段】 有機物処理材を貯留する貯留部と、貯留部の下方に配置され前記貯留部から投入された有機物処理材を粉砕する粉砕部と、粉砕部の下方に配置され粉砕部で粉砕された有機物処理材を熱分解装置に供給する供給部とからなる有機物処理材投入装置である。粉砕部は、不活性ガス注入口を備え、供給部は、駆動機構により同心的に軸支される回転軸の外周面に螺旋翼を配設したスクリューフィーダーで構成される移送部と、スクリューフィーダー、スクリューフィーダーを挿設する圧縮胴及び圧縮胴を挿設する鞘管で構成される圧縮移送部とからなる。スクリューフィーダーの螺旋翼のピッチが移送方向側に向けて漸減している。圧縮胴は、複数のガス抜き孔を、鞘管は、排液口をそれぞれ有する。
【選択図】図１
【解決手段】 有機物処理材を貯留する貯留部と、貯留部の下方に配置され前記貯留部から投入された有機物処理材を粉砕する粉砕部と、粉砕部の下方に配置され粉砕部で粉砕された有機物処理材を熱分解装置に供給する供給部とからなる有機物処理材投入装置である。粉砕部は、不活性ガス注入口を備え、供給部は、駆動機構により同心的に軸支される回転軸の外周面に螺旋翼を配設したスクリューフィーダーで構成される移送部と、スクリューフィーダー、スクリューフィーダーを挿設する圧縮胴及び圧縮胴を挿設する鞘管で構成される圧縮移送部とからなる。スクリューフィーダーの螺旋翼のピッチが移送方向側に向けて漸減している。圧縮胴は、複数のガス抜き孔を、鞘管は、排液口をそれぞれ有する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
有機物処理材を貯留する貯留部と、
前記貯留部の下方に配置され前記貯留部から投入された有機物処理材を粉砕する粉砕部と、
前記粉砕部の下方に配置され前記粉砕部で粉砕された有機物処理材を熱分解装置に供給する供給部と、
からなる有機物処理材投入装置であって、
前記粉砕部は、不活性ガス注入口を備え、
前記供給部は、駆動機構により同心的に軸支される回転軸の外周面に螺旋翼を配設したスクリューフィーダーで構成される移送部と、前記スクリューフィーダー、前記スクリューフィーダーを挿設する圧縮胴及び前記圧縮胴を挿設する鞘管で構成される圧縮移送部とからなることを特徴とする有機物処理材投入装置。
前記貯留部の下方に配置され前記貯留部から投入された有機物処理材を粉砕する粉砕部と、
前記粉砕部の下方に配置され前記粉砕部で粉砕された有機物処理材を熱分解装置に供給する供給部と、
からなる有機物処理材投入装置であって、
前記粉砕部は、不活性ガス注入口を備え、
前記供給部は、駆動機構により同心的に軸支される回転軸の外周面に螺旋翼を配設したスクリューフィーダーで構成される移送部と、前記スクリューフィーダー、前記スクリューフィーダーを挿設する圧縮胴及び前記圧縮胴を挿設する鞘管で構成される圧縮移送部とからなることを特徴とする有機物処理材投入装置。
【請求項2】
前記スクリューフィーダーの螺旋翼のピッチが移送方向側に向けて漸減していることを特徴とする請求項１に記載する有機物処理材投入装置。
【請求項3】
前記圧縮胴は、複数のガス抜き孔を有することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載する有機物処理材投入装置。
【請求項4】
前記鞘管は、排液口を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載する有機物処理材投入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願発明は、廃プラスチック等の有機物処理材を熱分解して分解ガスを油化する有機物処理材熱分解処理装置に用いる有機物処理材の投入装置に関する。
【背景技術】
【0002】
廃プラスチック等の可燃性有機物処理材をそのまま焼却処理や埋め立て処理をすると、省資源、環境汚染の観点から好ましくないため、可燃性有機物処理材を熱分解処理して油化することにより再利用する熱分解装置が開発されている。
特許文献１には、プラスチック廃棄物を粉砕、分離、分別後、脱塩素化処理を行うプラスチック廃棄物の処理方法が開示されている。
特許文献２には、連続式熱分解炉の入口に開閉が容易な遮断弁を設け、それに直結した与圧室を配し、熱分解炉の液面が低下した場合、自動的に有機物処理材ブロックを与圧室内に取り込み、与圧室内の空気を窒素ガスにより排除して熱分解炉と同じにしてから遮断弁を開き、熱分解炉に投入する連続キルン型有機物処理材熱分解装置が開示されている。
特許文献１には、プラスチック廃棄物を粉砕、分離、分別後、脱塩素化処理を行うプラスチック廃棄物の処理方法が開示されている。
特許文献２には、連続式熱分解炉の入口に開閉が容易な遮断弁を設け、それに直結した与圧室を配し、熱分解炉の液面が低下した場合、自動的に有機物処理材ブロックを与圧室内に取り込み、与圧室内の空気を窒素ガスにより排除して熱分解炉と同じにしてから遮断弁を開き、熱分解炉に投入する連続キルン型有機物処理材熱分解装置が開示されている。
【0003】
特許文献３には、廃プラスチック等の有機物処理材料を熱分解炉に投入して熱分解処理し、熱分解ガスと残渣とを生成する熱分解処理装置であって、内部にスクリューフィーダーを設け、スクリューフィーダーの一端が熱分解炉を貫通して内部に突出する材料投入装置が開示されている。しかしながら、投入される廃プラスチックは、嵩密度を高める必要があり、造粒処理、圧縮処理などを行う必要があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平１１－３２３００２号公報
【特許文献2】特開２０１９－１２７５７８号公報
【特許文献3】特開２００７－３３２２２２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本願発明は、廃プラスチック等の有機物処理材を圧縮固化することなく、直接、熱分解装置に供給できる投入装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本願発明の課題は、以下の態様（１）乃至（４）により解決できる。具体的には、
【0007】
（態様１） 有機物処理材を貯留する貯留部と、前記貯留部の下方に配置され前記貯留部から投入された有機物処理材を粉砕する粉砕部と、前記粉砕部の下方に配置され前記粉砕部で粉砕された有機物処理材を熱分解装置に供給する供給部と、からなる有機物処理材投入装置であって、前記粉砕部は、不活性ガス注入口を備え、前記供給部は、駆動機構により同心的に軸支される回転軸の外周面に螺旋翼を配設したスクリューフィーダーで構成される移送部と、前記スクリューフィーダー、前記スクリューフィーダーを挿設する圧縮胴及び前記圧縮胴を挿設する鞘管で構成される圧縮移送部とからなることを特徴とする有機物処理材投入装置である。
【0008】
（態様２） 前記スクリューフィーダーの螺旋翼のピッチが移送方向側に向けて漸減していることを特徴とする態様１に記載する有機物処理材投入装置である。
【0009】
（態様３） 前記圧縮胴は、複数のガス抜き孔を有することを特徴とする態様１または態様２のいずれかに記載する有機物処理材投入装置である。
【0010】
（態様４） 前記鞘管は、排液口を有することを特徴とする態様１乃至態様３のいずれかに記載する有機物処理材投入装置である。
【発明の効果】
【0011】
本願発明によれば、
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本願発明の有機物処理材投入装置の構成を示す側面図である。
【図2】本願発明の有機物処理材投入装置のＡ－Ａ断面図である。
【図3】本願発明の有機物処理材投入装置の圧縮移送部を示す側面図である。
【図4】本願発明の有機物処理材投入装置の圧縮移送部のＡ－Ａ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
【0014】
（１）有機物処理材投入装置の構成
図１は、本願発明の有機物処理材投入装置の構成を示す側面図であり、図２は、本願発明の有機物処理材投入装置のＡ－Ａを示す断面図である。有機物処理材は、大気圧以上（１００～２００ｍｍＨ2Ｏ）の熱分解装置２００へ圧縮移送される。
本願発明の有機物処理材投入装置１００は、有機物処理材を貯留して、下方に配置された粉砕部２０に必要に応じて有機物処理材を供給する貯留部１０と、貯留部１０の下方に配置され貯留部１０から投入された有機物処理材を粉砕する粉砕部２０と、粉砕部２０の下方に配置され粉砕部２０で粉砕された有機物処理材を圧縮して有機物処理材熱分解装置２００に供給する移送部３０及び圧縮移送部４０で構成される供給部とからなる。
図１は、本願発明の有機物処理材投入装置の構成を示す側面図であり、図２は、本願発明の有機物処理材投入装置のＡ－Ａを示す断面図である。有機物処理材は、大気圧以上（１００～２００ｍｍＨ2Ｏ）の熱分解装置２００へ圧縮移送される。
本願発明の有機物処理材投入装置１００は、有機物処理材を貯留して、下方に配置された粉砕部２０に必要に応じて有機物処理材を供給する貯留部１０と、貯留部１０の下方に配置され貯留部１０から投入された有機物処理材を粉砕する粉砕部２０と、粉砕部２０の下方に配置され粉砕部２０で粉砕された有機物処理材を圧縮して有機物処理材熱分解装置２００に供給する移送部３０及び圧縮移送部４０で構成される供給部とからなる。
【0015】
本願発明の有機物処理材投入装置１００は、回転式熱分解槽１と回転式熱分解槽１を内包する加熱炉２で構成される熱分解装置２００と回転接手３及び支持台８に固定された回転接手係止フランジ４を介して接続される。
回転接手３は、回転式熱分解槽１の軸方向の熱膨張を吸収する機能を有する。このため、回転接手係止フランジ４は、支持台８に固定され、回転接手３の圧縮に伴う反力と内圧に対する抗力を備える。
以下、本願発明の有機物処理材投入装置１００について、貯留部１０、粉砕部２０、供給部３０、圧縮供給部４０の順で説明する。
回転接手３は、回転式熱分解槽１の軸方向の熱膨張を吸収する機能を有する。このため、回転接手係止フランジ４は、支持台８に固定され、回転接手３の圧縮に伴う反力と内圧に対する抗力を備える。
以下、本願発明の有機物処理材投入装置１００について、貯留部１０、粉砕部２０、供給部３０、圧縮供給部４０の順で説明する。
【0016】
（２）貯留部
本願発明の貯留部１０は、熱分解装置２００で熱分解する有機物処理材を一時貯留して、必要な有機物処理材を下方の粉砕部２０へ供給する役割を担う。漏斗状の形状で下部に掃き出し口１１がある。掃き出し口１１の開閉は、回転式熱分解槽１の液面センサー（図示せず。）が計測する溶融した有機物処理材の液面により制御される。
本願発明の貯留部１０は、熱分解装置２００で熱分解する有機物処理材を一時貯留して、必要な有機物処理材を下方の粉砕部２０へ供給する役割を担う。漏斗状の形状で下部に掃き出し口１１がある。掃き出し口１１の開閉は、回転式熱分解槽１の液面センサー（図示せず。）が計測する溶融した有機物処理材の液面により制御される。
【0017】
（３）粉砕部
本願発明の粉砕部２０は、貯留部１０から供給される有機物処理材を粉砕し、混合する役割を担う。粉砕混合手段としては、２軸式パドルミキサー２３を用いることができる。また、粉砕部２０は、不活性ガス注入口２１を備え、不活性ガス注入口２１から不活性ガス（例、窒素、アルゴン）が注入され、有機物処理材の粉砕混合を不活性ガス下で行うとともに、供給部を不活性ガスで満たす。不活性ガス注入量は、供給部３０に設けたガス分析計２２が計測した酸素濃度により制御される。これは、熱分解装置２００での酸素による爆燃を防ぐためである。なお、不活性ガスは不活性ガス注入口２１から供給される。
本願発明の粉砕部２０は、貯留部１０から供給される有機物処理材を粉砕し、混合する役割を担う。粉砕混合手段としては、２軸式パドルミキサー２３を用いることができる。また、粉砕部２０は、不活性ガス注入口２１を備え、不活性ガス注入口２１から不活性ガス（例、窒素、アルゴン）が注入され、有機物処理材の粉砕混合を不活性ガス下で行うとともに、供給部を不活性ガスで満たす。不活性ガス注入量は、供給部３０に設けたガス分析計２２が計測した酸素濃度により制御される。これは、熱分解装置２００での酸素による爆燃を防ぐためである。なお、不活性ガスは不活性ガス注入口２１から供給される。
【0018】
（４）供給部
本願発明の供給部は、駆動機構３１により同心的に軸支される回転軸３２の外周面に螺旋翼３３を配設したスクリューフィーダー３４で構成される移送部３０と、スクリューフィーダー３４とスクリューフィーダー３４を挿設する圧縮胴４１及び圧縮胴４１を挿設する鞘管４２で構成される圧縮移送部４０とからなる。なお、本願発明の供給部を構成するスクリューフィーダー３４は、螺旋翼３３のピッチが移送方向側に向けて漸減している。
図３は、本願発明の有機物処理材投入装置の圧縮移送部を示す側面図であり、図４は、本願発明の有機物処理材投入装置の圧縮移送部のＡ－Ａ断面を示す断面図である。
本願発明の供給部は、駆動機構３１により同心的に軸支される回転軸３２の外周面に螺旋翼３３を配設したスクリューフィーダー３４で構成される移送部３０と、スクリューフィーダー３４とスクリューフィーダー３４を挿設する圧縮胴４１及び圧縮胴４１を挿設する鞘管４２で構成される圧縮移送部４０とからなる。なお、本願発明の供給部を構成するスクリューフィーダー３４は、螺旋翼３３のピッチが移送方向側に向けて漸減している。
図３は、本願発明の有機物処理材投入装置の圧縮移送部を示す側面図であり、図４は、本願発明の有機物処理材投入装置の圧縮移送部のＡ－Ａ断面を示す断面図である。
【0019】
（４－１）移送部
本願発明の移送部３０は、スクリューフィーダー３４で構成され、螺旋翼３３に載置された破砕有機物処理材が圧縮移送部４０へ逐次移送される。
本願発明の移送部３０は、スクリューフィーダー３４で構成され、螺旋翼３３に載置された破砕有機物処理材が圧縮移送部４０へ逐次移送される。
【0020】
（４－２）圧縮移送部
本願発明の圧縮式移送部４０は、スクリューフィーダー３４を挿設する圧縮胴４１及び圧縮胴４１を挿設する鞘管４２で構成される。スクリューフィーダー３４は、圧縮胴４１に挿設され、螺旋翼３３のピッチを漸減させることで、圧縮胴４１とスクリューフィーダー３４の作用により有機物処理材は圧縮されながら回転式熱分解槽１に移送される。螺旋翼３３及び圧縮胴４１の表面は、平滑化処理されて滑らかに仕上げられている。有機物処理材の圧縮率はスクリューフィーダー３４の回転数を制御することで適宜最適化できる。圧縮胴４１は、複数のガス抜き孔４３を周面に穿ってある。ガス抜き孔４３は、有機物処理材の圧縮移送で生じたガスを放出して、生成したガスが熱分解槽１に移送されない役割を担う。生成したガスは、鞘管４２に設けたガス抜き口４５から移送部３０へ排気される。また、ガス凝縮により生じた水分等は、鞘管４２に設けた排出口４４から排出される。圧縮胴４１は、耐熱鋼（例、ステンレス鋼）で、鞘管４２は炭素鋼で製作する。
本願発明の圧縮式移送部４０は、スクリューフィーダー３４を挿設する圧縮胴４１及び圧縮胴４１を挿設する鞘管４２で構成される。スクリューフィーダー３４は、圧縮胴４１に挿設され、螺旋翼３３のピッチを漸減させることで、圧縮胴４１とスクリューフィーダー３４の作用により有機物処理材は圧縮されながら回転式熱分解槽１に移送される。螺旋翼３３及び圧縮胴４１の表面は、平滑化処理されて滑らかに仕上げられている。有機物処理材の圧縮率はスクリューフィーダー３４の回転数を制御することで適宜最適化できる。圧縮胴４１は、複数のガス抜き孔４３を周面に穿ってある。ガス抜き孔４３は、有機物処理材の圧縮移送で生じたガスを放出して、生成したガスが熱分解槽１に移送されない役割を担う。生成したガスは、鞘管４２に設けたガス抜き口４５から移送部３０へ排気される。また、ガス凝縮により生じた水分等は、鞘管４２に設けた排出口４４から排出される。圧縮胴４１は、耐熱鋼（例、ステンレス鋼）で、鞘管４２は炭素鋼で製作する。
【産業上の利用可能性】
【0021】
本願発明により、有機物処理材を熱分解して分解ガスを油化する有機物処理材熱分解装置に用いる有機物処理材投入装置を提供できる。
【符号の説明】
【0022】
１００ 有機物処理材投入装置
２００ 有機物処理材熱分解装置
１ 熱分解槽
２ 加熱炉
３ 回転接手
４ 回転接手係止フランジ
５ 渦巻型フィン
６ 圧縮胴取り付けフランジ
７ 保温カバー
１０ 貯留部
１１ 掃き出し口
１２ ローラー
１３ ローラー支持台
２０ 粉砕部
２１ 不活性ガス注入口
２２ ガス分析計端子
２３ ２軸式パドルミキサー
３０ 移送部
３１ 駆動機構
３２ 回転軸
３３ 螺旋翼
３４ スクリューフィーダー
３５ ガス分析計ノズル
４０ 圧縮移送部
４１ 圧縮胴
４２ 鞘管
４３ ガス抜き孔
４４ 排出口
４５ ガス抜き口
２００ 有機物処理材熱分解装置
１ 熱分解槽
２ 加熱炉
３ 回転接手
４ 回転接手係止フランジ
５ 渦巻型フィン
６ 圧縮胴取り付けフランジ
７ 保温カバー
１０ 貯留部
１１ 掃き出し口
１２ ローラー
１３ ローラー支持台
２０ 粉砕部
２１ 不活性ガス注入口
２２ ガス分析計端子
２３ ２軸式パドルミキサー
３０ 移送部
３１ 駆動機構
３２ 回転軸
３３ 螺旋翼
３４ スクリューフィーダー
３５ ガス分析計ノズル
４０ 圧縮移送部
４１ 圧縮胴
４２ 鞘管
４３ ガス抜き孔
４４ 排出口
４５ ガス抜き口
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
