特許 7023480 リサイクル燃料製造装置及びリサイクル燃料製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-02-14

(45)【発行日】2022-02-22

(54)【発明の名称】リサイクル燃料製造装置及びリサイクル燃料製造方法

(51)【国際特許分類】

   C10L 5/46 20060101AFI20220215BHJP

   B09B 3/30 20220101ALI20220215BHJP

   B09B 3/20 20220101ALI20220215BHJP

   B09B 5/00 20060101ALI20220215BHJP

   B29B 17/02 20060101ALI20220215BHJP

   B29B 17/04 20060101ALI20220215BHJP

   C08J 11/06 20060101ALI20220215BHJP

   B09B 3/40 20220101ALI20220215BHJP

【ＦＩ】

C10L5/46

B09B3/00 Z ZAB

B09B3/00 301W

B09B3/00 301Z

B09B5/00 E

B09B5/00 Q

B29B17/02

B29B17/04

C08J11/06

B09B3/00 303M

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2017105345

(22)【出願日】2017-05-29

(65)【公開番号】P2018199785

(43)【公開日】2018-12-20

【審査請求日】2020-04-10

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 （１）刊行物による公開，大分合同新聞（平成２８年１２月１日付朝刊）（２）ウェブサイトによる公開，大分合同新聞ウェブサイト（平成２８年１２月１日）ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｏｉｔａ－ｐｒｅｓｓ．ｃｏｏ．ｊｐ／１０１０００００００／２０１６／１２／０１／ＪＤ００５５２４７２３８

(73)【特許権者】

【識別番号】398024745

【氏名又は名称】有限会社ワイ・エム・イー

(74)【代理人】

【識別番号】100194478

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 文彦

(72)【発明者】

【氏名】三宅 由保

【審査官】岡田 三恵

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－０２３１８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１４－５０１６０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１９５９１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０２０１１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第２００３－００３２４８８（ＫＲ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０１９１３１０５（ＣＮ，Ｕ）

【文献】中国実用新案第２０１２２０１６２（ＣＮ，Ｙ）

【文献】特表２００５－５３４７３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１６６２５８９（ＣＮ，Ａ）

【文献】実開昭５９－１９４９１１（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ１０Ｌ ５／４６

Ｂ０９Ｂ ３／００

Ｂ０９Ｂ ５／００

Ｂ２９Ｂ １７／０２

Ｂ２９Ｂ １７／０４

Ｃ０８Ｊ １１／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

廃プラスチック、紙、食品残渣を含む有機系混合廃棄物からリサイクル燃料を製造する装置であって、
前記有機系混合廃棄物を前記食品残渣である第一廃棄物と、それ以外の廃棄物が混合した第二廃棄物に分別する分別部と、
前記分別した第一廃棄物を乾燥させる乾燥部と、
前記乾燥した第一廃棄物をペレット化させる第一ペレット化部と、
前記分別した第二廃棄物を破砕する破砕部と、
前記破砕した第二廃棄物をペレット化する第二ペレット化部と、を備え、
前記第二廃棄物を積極的に乾燥させる機構を有さず、
しかも前記第二ペレット化部は、孔が三段階に段階的に縮径し前記孔に前記第二廃棄物が圧入されるダイスを備えることを特徴とするリサイクル燃料製造装置。

【請求項2】

廃プラスチック、紙、食品残渣を含む有機系混合廃棄物からリサイクル燃料を製造する方法であって、
前記有機系混合廃棄物を前記食品残渣である第一廃棄物と、それ以外の廃棄物が混合した第二廃棄物に分別する分別工程と、
前記分別した第一廃棄物を乾燥させる乾燥工程と、
前記乾燥した第一廃棄物をペレット化させる第一ペレット化工程と、
前記分別した第二廃棄物を破砕する破砕工程と、
前記破砕した第二廃棄物をペレット化する第二ペレット化工程と、を備え、
前記第二廃棄物を、一連の工程で積極的には乾燥させることなくペレット化し、
しかも前記第二ペレット化工程において、前記第二廃棄物を三段階に段階的に縮径させることを特徴とするリサイクル燃料製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、廃プラスチック、紙、食品残渣等を含む有機系混合廃棄物からリサイクル燃料を製造するリサイクル燃料製造装置及びリサイクル燃料製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、廃プラスチック、紙、食品残渣等を含む有機系混合廃棄物（一般事業系廃棄物）は焼却処分されることが主流であった。
そして、その焼却による熱を利用して、例えば隣接する温水プールの水を温めたり、そのゴミ処理場においてボイラー等の熱源として利用されていた。

【0003】

しかし、ゴミ処理場及びその近辺において有効に再利用できる熱量は限られており、無駄になってしまう熱も少なくなかった。

【0004】

そこで、そのような有機系混合廃棄物をゴミ処理場において焼却処分するのではなく、リサイクル燃料として再生する方法が開示されている（例えば、特許文献１，２参照）

【0005】

このような方法によると、有機系混合廃棄物をリサイクル燃料としてペレット化することで、そのリサイクル燃料を運搬して必要なときに必要な場所で燃焼させることができるので、無駄になる熱がほとんど無くなった。

【0006】

さらに、この方法によってゴミは貴重な資源に変化したということであり、従来は費用を掛けて焼却処分していた有機系混合廃棄物を、リサイクル燃料として売却することすら可能になった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特許第５５３７６１４号公報

【文献】特許第５６９８７１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

ここで、元々焼却処分されていた有機系混合廃棄物をリサイクル燃料として再生できていること自体、非常に有益なことであり、環境面にとっても大きなメリットがあるが、本出願人はさらなる創意工夫を行い、より安価にリサイクル燃料を製造することに成功した。

【0009】

そこで、本発明の目的とするところは、リサイクル燃料の製造コストが低廉なリサイクル燃料製造装置及びリサイクル燃料製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に記載のリサイクル燃料製造装置（１）は、廃プラスチック、紙、食品残渣を含む有機系混合廃棄物からリサイクル燃料を製造する装置であって、前記有機系混合廃棄物が入れられた袋を破る破袋部（１０）と、前記有機系混合廃棄物を前記食品残渣である第一廃棄物と、それ以外の廃棄物が混合した第二廃棄物に分別する分別部（２０）と、前記分別した第一廃棄物を乾燥させる乾燥部（３０）と、前記乾燥した第一廃棄物をペレット化させる第一ペレット化部（４０）と、前記分別した第二廃棄物を破砕する破砕部（５０）と、前記破砕した第二廃棄物をペレット化する第二ペレット化部（６０）と、を備え、前記第二廃棄物を積極的に乾燥させる機構を有さず、しかも前記第二ペレット化部（６０）は、孔（６２）が三段階に段階的に縮径し前記孔（６２）に前記第二廃棄物が圧入されるダイス（６１）を備えることを特徴とする。

【0015】

また、請求項２に記載のリサイクル燃料製造方法は、廃プラスチック、紙、食品残渣を含む有機系混合廃棄物からリサイクル燃料を製造する方法であって、前記有機系混合廃棄物が入れられた袋を破る破袋工程（１００）と、前記有機系混合廃棄物を前記食品残渣である第一廃棄物と、それ以外の廃棄物が混合した第二廃棄物に分別する分別工程（２００）と、前記分別した第一廃棄物を乾燥させる乾燥工程（３００）と、前記乾燥した第一廃棄物をペレット化させる第一ペレット化工程（４００）と、前記分別した第二廃棄物を破砕する破砕工程（５００）と、前記破砕した第二廃棄物をペレット化する第二ペレット化工程（６００）と、を備え、前記第二廃棄物を、一連の工程で積極的には乾燥させることなくペレット化し、しかも前記第二ペレット化工程（６００）において、前記第二廃棄物を三段階に段階式に縮径させるすることを特徴とする。

【0017】

ここで、上記括弧内の記号は、図面および後述する発明を実施するための形態に掲載された対応要素または対応事項を示す。

【発明の効果】

【0018】

本発明の請求項１及び２に記載のリサイクル燃料製造装置、及び請求項５及び６に記載のリサイクル燃料製造方法によれば、第二廃棄物を積極的に乾燥させる機構を有さないので、乾燥に用いる燃料が少なくて済む。
つまり、従来のように分別前の有機系混合廃棄物を乾燥させる場合では第一廃棄物及び第二廃棄物を乾燥させることになるが、本発明においては第一廃棄物のみを乾燥させるので、乾燥に必要な燃料が少なくて済む。よって、第二廃棄物から製造されるリサイクル燃料の製造コストが低廉になる。

【0019】

また、請求項３に記載のリサイクル燃料製造装置、及び請求項７に記載のリサイクル燃料製造方法によれば、請求項１に記載の発明の作用効果に加え、第二ペレット化部は、孔が段階式に縮径し孔に第二廃棄物が圧入されるダイスを備えるので、第二廃棄物をリサイクル燃料として取扱いし易い。
つまり、ペレット化、すなわち固体化できないと取扱い難くゴミを燃料として再生できたとは言えないが、請求項３の装置では第二廃棄物を乾燥させなくても取扱いし易いペレットとすることができ、燃料としての価値がある。

【0020】

特に、請求項４に記載の発明のように、ダイスの孔の径が三段階になるように縮径すると、第二廃棄物を乾燥させなくても確実に第二廃棄物をペレット化可能である。
つまり、第二廃棄物を乾燥させるための費用が掛からず製造コストが低廉で、しかも確実に第二廃棄物をペレット化でき、取扱いが容易である。

【0021】

なお、本発明のリサイクル燃料製造装置及びリサイクル燃料製造方法のように、第二廃棄物を積極的には乾燥させない点は、上述した特許文献１及び２には全く記載されていない。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の実施形態に係るリサイクル燃料製造装置を示す機械的概略図である。

【図2】図１に示す第二ペレット化部におけるダイスを示す斜視図である。

【図3】図２に示すダイスの断面図である。

【図4】本発明の実施形態に係るリサイクル燃料製造方法を示す工程図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

図１乃至図４を参照して、本発明の実施形態に係るリサイクル燃料製造装置１及びリサイクル燃料製造方法を説明する。
従来は、食品残渣以外の有機系混合廃棄物が混合した第二廃棄物を乾燥させないと第二廃棄物をペレット化できなかったが、本出願人は創意工夫により第二廃棄物を乾燥させなくても第二廃棄物をペレット化することに成功した。

【0024】

このリサイクル燃料製造装置１は、破袋部１０と、分別部２０と、乾燥部３０と、第一ペレット化部４０と、破砕部５０と、第二ペレット化部６０と、を備える。
破袋部１０、分別部２０、乾燥部３０、第一ペレット化部４０、及び破砕部５０は、従来と同様のものを使用している。

【0025】

また、このリサイクル燃料製造装置１に投入されるものは有機系混合廃棄物であって、一般事業系廃棄物と呼ばれる。具体的にはこの有機系混合廃棄物は、廃プラスチック、紙、少量の木、ウエス、食品残渣等を含む。

【0026】

破袋部１０は、回転刃を備え、内容物を粗粉砕する。ここでの目的は廃プラスチック等を細かく壊すことではなく、食品残渣を次の分別部２０で分別可能にすることである。

【0027】

分別部２０では、風力分別や篩分けを行う。食品残渣は、篩の目を介して落下させる。
分別後の食品残渣をここでは第一廃棄物と呼び、食品残渣以外の廃棄物が混合したものを第二廃棄物と呼ぶ。

【0028】

乾燥部３０は、第一廃棄物を格納する本体部と、空気を加熱するボイラーと、ボイラーで加熱された空気を本体部に送る送風機と、を備える。
この乾燥部３０は第一廃棄物を乾燥させるためだけのものである。

【0029】

第一ペレット化部４０は、ダイスと、第一廃棄物をダイスに対して押し付ける圧力部を備える。また、第一廃棄物を撹拌のためのモーターと、第一廃棄物を上流から下流に送るためのモーターをそれぞれ別に設けた。
また、ダイスの下流直後にはカッターが設置されている。

【0030】

破砕部５０は、回転刃を備え、分別した第二廃棄物を破袋部１０における破袋よりも細かく破砕する。

【0031】

第二ペレット化部６０は、図２に示すダイス６１と、圧力部を備え、第二廃棄物に対して圧力を掛けてダイス６１の孔６２を通すことで第二廃棄物をペレット化させるものである。
ここで、図３に示すように、ダイス６１の孔６２の直径を上流から下流へ順に２０ｍｍ、１８ｍｍ、１６ｍｍと、段階的に縮径している。
この上流とは破砕部５０側ということであり、図２においてはダイス６１を立てて記載しているが、ダイス６１を水平に設置しても当然問題は無い。ダイス６１を水平設置した場合の上流とは上方のことである。
また、ダイス６１の下流直後にはカッターが設置されている。

【0032】

次に、以上のように構成されたリサイクル燃料製造装置１を使用した、リサイクル燃料製造方法について図４を参照して説明する。
このリサイクル燃料製造方法は、途中からラインが二つに分かれて、二種類のリサイクル燃料が製造される。
本実施形態に係るリサイクル燃料製造方法は、破袋工程１００、分別工程２００、乾燥工程３００、第一ペレット化工程４００、破砕工程５００、第二ペレット化工程６００と、を備える。

【0033】

まず、破袋工程１００において、投入された有機系混合廃棄物が入れられたゴミ袋を破る。
例えば弁当容器内に残存している食品残渣が次の分別工程２００において落下して分別可能な程度に破袋（粗破砕）する。

【0034】

次に分別工程２００において、有機系混合廃棄物を食品残渣である第一廃棄物と、それ以外の廃棄物が混合した第二廃棄物に分別する。
例えば、分別後にも弁当容器に食品残渣が多少残ることもあるが、この程度のことはここでは分別できたと呼ぶ。
ここで、分別後の第二廃棄物の含水率は通常２０～４０％程度である。

【0035】

次に乾燥工程３００において、前工程で分別した第一廃棄物（食品残渣）を温風により乾燥させる。
次工程である第一ペレット化工程４００において確実にペレット化するだけの含水率になるまで乾燥させるが、乾燥させ過ぎても固まらなくなる。

【0036】

次に第一ペレット化工程４００において、前工程で乾燥した第一廃棄物に圧力を掛けるとともにダイス６１を介し、カッターで所定の長さにすることで、ペレットにする。
出来上がったものをここでは第一ペレットと呼ぶ。

【0037】

そして、分別工程２００後に、乾燥工程３００とは別ラインとして破砕工程５００があり、その破砕工程５００では前工程で分別した第二廃棄物を回転刃によって数ｍｍ程度に破砕する。

【0038】

次に第二ペレット化工程６００において、前工程で破砕した第二廃棄物に対して圧力を掛けながら段階的に縮径させて、圧縮成形された第二廃棄物をカッターによって所定の長さに切断する。この切断によって、固体燃料である第二ペレットになる。

【0039】

ここでは第二廃棄物を、一連の工程で積極的には乾燥させることなくペレット化している。
つまり、第一ペレットの製造工程においては乾燥を行うが、第二ペレットの製造工程においては乾燥を行わない。

【0040】

また、第二ペレット化工程６００では第二廃棄物を積極的には加熱することはない。前工程での剪断熱や、ダイス６１の孔６２と第二廃棄物とが摩擦されることで第二廃棄物が昇温するが、これは上記加熱には含まないものとする。
さらに、第二ペレット化工程６００ではバインダーも投入しない。

【0041】

以上のように構成されたリサイクル燃料製造装置１及びリサイクル燃料製造方法によれば、第二廃棄物を積極的に乾燥させるための機構を有さないので、乾燥に用いる燃料が少なくて済む。
つまり、従来のように分別前の有機系混合廃棄物を乾燥させる場合では第一廃棄物及び第二廃棄物の両方を乾燥させることになるが、本実施形態においては第一廃棄物のみを乾燥させるので、乾燥に必要な燃料が少なくて済む。よって、第二廃棄物から製造されるリサイクル燃料の製造コストが低廉になる。

【0042】

また、第二ペレット化部６０は、孔６２が段階式に縮径し孔６２に第二廃棄物が圧入されるダイス６１を備えるので、第二廃棄物をリサイクル燃料として取扱いし易い。
つまり、ペレット化、すなわち固体化できないと取扱い難くゴミを燃料として再生できたとは言えないが、本実施形態に係る製造装置では第二廃棄物を乾燥させなくても取扱いし易いペレットとすることができ、燃料としての価値がある。

【0043】

特に、ダイス６１の孔６２の径が三段階になるように縮径すると、第二廃棄物を乾燥させなくても確実に第二廃棄物をペレット化可能である。
つまり、第二廃棄物を乾燥させるための費用が掛からず製造コストが低廉で、しかも確実に第二廃棄物をペレット化でき、取扱いが容易である。

【0044】

なお、本実施形態において、第二ペレット化部６０のダイス６１の孔６２の径が三段階になるように縮径したが、これに限られるものではなく、例えば二段階でも四段階以上であってもよい。
また、ダイス６１の孔６２の直径は本実施形態に係る具体例に限られない。

【0045】

また、分別部２０等の各部位は一つの大きな機械の中に一連に構成されていてもよいし、各部位が独立したそれぞれの機械であってもよい。仮に各部位が独立していてもここではそれら全体を指してリサイクル燃料製造装置１と呼ぶ。

【0046】

また、一連の工程において有機系混合廃棄物の他に投入するものはおが屑や木屑等の油脂吸着剤のみであり、これも毎回投入するものではなく、必要があるときだけ投入すればよい。
加えて、有機系混合廃棄物に金属が混入していることがあるので、第一ペレット化工程４００や第二ペレット化工程６００の前に金属を分別する工程を加えてもよい。

【0047】

また、第一廃棄物よりも第二廃棄物のほうが単位あたりの熱量が大きいが、出来上がるリサイクル燃料の単位あたりの熱量を調整するために第一ペレット化工程４００や第二ペレット化工程６００の前に、第二廃棄物の一部を第一廃棄物に加える調整工程を設けてもよい。

【符号の説明】

【0048】

１ リサイクル燃料製造装置
１０ 破袋部
２０ 分別部
３０ 乾燥部
４０ 第一ペレット化部
５０ 破砕部
６０ 第二ペレット化部
６１ ダイス
６２ 孔
１００ 破袋工程
２００ 分別工程
３００ 乾燥工程
４００ 第一ペレット化工程
５００ 破砕工程
６００ 第二ペレット化工程

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】