JP2003511547A - 電気無煙抽出／回収システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 破砕された廃タイヤ片をカーボンブラック、鋼、油、ガス及び化学溶剤の排出流体に変えるための電気無煙抽出／回収システム。反応器は、側壁と底板によって形成されている。底板は複数の熱用の開口と複数のドレン用の開口を有する。反応器は更に、破砕された廃タイヤ片を入れるための開放した上部を備えている。この上部に、蓋が取り外し可能に配置されている。複数の電気加熱要素が反応器内の破砕廃タイヤを加熱するために、反応器の底部を通って位置決めされている。複数のドレン部材がそれぞれ、側壁と、上部と、ドレン用開口に対してシールされた開放した底部を備えている。各ドレン部材がその側壁の少なくとも一部に垂直に延びる開口を有し、この開口は反応器からの流体排出流を生じるために、底板から上部に隣接する位置まで上方に延びている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 発明の背景 本出願は、1998年３月19日付出願のジャック・レスター・ハンセン（Jack Les
ter Hansen）の仮の出願登録第36110 号に基づく。

【０００２】 発明の分野 本発明は、再生システムに関し、特に廃タイヤから利用可能なガス、油、カー
ボンブラックを抽出する為に、熱の対流、伝導、輻射によって、化学物質を再生
することに関する。

【０００３】 従来の技術 加熱再生装置の使用に関しては従来技術において既に知られている。特に、使
用済みのエラストマーを再生する為に開発利用された加熱再生装置は、数多くの
目的と要求の達成の為に開発された多くの先行技術によって包含された無数の設
計により、基本的によく知られ、予想できる、明確な構造体から構成する為に知
られている。

【０００４】 例として、ハイネ（Heine ）ほかの米国特許第4090054 号明細書には鋳造用と
りべの予加熱装置が開示されている。ドリュー（Drew）の米国特許第5316708 号
明細書には、再生された車両のタイヤから製品を作る方法が開示されている。バ
ークホルター（Burckhalter ）の米国特許第5395404号明細書には、圧力容器の
中でタイヤをそのまま加熱する装置が開示されている。ドーン（Doan）の米国特
許第5733943 号明細書には、道路標識及び、その他の製品と使用済タイヤからこ
れらを作る方法が開示されている。最後に、ウッズ（Woods ）の米国特許第5800
754 号明細書には、回収されたタイヤから作る建築材料が開示されている。

【０００５】 このような装置がそれぞれの個別の目的と要求を満足しているが、しかし上記
の特許は、使用済みのエラストマー材料を再生させることができるタイヤ再生シ
ステムを開示していない。

【０００６】 この点に関して、本発明による電気無煙抽出/回収システムは実質的に先行技
術の既存概念及び構想と異なっている。そうすることで電気無煙抽出/回収シス
テムは、使用可能なガス、油、溶剤、ブラックカーボンを製造するために熱の対
流、伝導、輻射によって、主に、廃タイヤから化学物質を再生する為に開発され
た装置を提供する。

【０００７】 従って、使用可能なガス、油、有機溶剤、カーボンブラックを製造するために
熱の対流、伝導、輻射によって、廃タイヤと廃棄物（農業廃棄物、危険な医療廃
棄物等）から、化学物質（元に戻らない資源、元素等）を再生する為に使用可能
である、新規で改良された抽出化学再生システムが必要である。この点に関し、
本発明は、本質的にこの必要性を満足するものである。

【０００８】 発明の概要 先行技術の公知のタイプの加熱再生システムにおける前述の短所考慮して、本
発明は改良されたタイヤ再生システムを提供する。本発明の主要な目的は後で詳
しく述べるが、先行技術の長所をすべて持ち短所を全く持たない新規及び改良さ
れた廃棄物／タイヤ／化学再生システム及び方法を提供することである。

【０００９】 これを達成する為に、本発明では本質的に、破砕された廃タイヤをカーボンブ
ラックと油と溶剤とガス及び化学物質の排出流体に変える為の、新規及び改良さ
れた電気無煙抽出／回収システムを提供する。好ましい実施形では、反応器はほ
ぼ円筒形の側壁と底板で形成されている。底板は複数の熱用の開口とドレン用の
開口を有している。反応器は更に、破砕されたタイヤ片を入れる為の上部開口を
有している。蓋は酸素、即ち燃焼ガスの無い条件下で加圧加熱をする為に反応器
を封止する目的で封止ボルトを介して上部に着脱可能な状態で配置されている。
複数の中空シースは熱伝導性材料で形成されている。各シースは同心円状の側壁
と閉じた上部と熱開口を封止する為に位置決めされた開口底部と底部から上部近
く迄延びた空間を備えている。複数の電気加熱要素は、シースの中に備えられ、
開放した底部を介して位置決めされている。加熱要素即ち加熱管は、内部に加熱
コイルを備えた中空円筒棒からなっている。バッフルは熱を一様に反射し均等化
する為に、45度の角度で各加熱管の間に配置されている。空間により、加熱され
た空気が十分流れる。各々の加熱要素はシースを介して、隣接する破砕された廃
タイヤ片を加熱する。この加熱は、シースから反応器内の破砕された廃タイヤ屑
を経て熱輻射エネルギーの移動による伝導と、反応器内の破砕された廃タイヤ片
の粒子隙間の間の加熱空気及びガスの流れによる対流と、反応器内の破砕された
タイヤの空間を横切る輻射により行われる。各々の加熱要素は垂直で、底板に対
して直角とすることができるが、好ましくは螺旋状に配列され、動作適合条件と
しては、温度で華氏200 度から3000度（好ましくは1700度）、圧力で1psiから20
psi （好ましくは10psi ）、時間で15分から60分（好ましくは40分）である。こ
の時間と温度については用途に応じて選択される。複数のドレンが設けられてい
る。このドレンはそれぞれ、同心的な円筒状或いは長円筒状の側壁と上部を有し
ている。それぞれのドレンは更に、ドレン用の開口との封止部に位置する開放し
た底部を有する。開口がそれぞれのドレの側壁の少なくとも一部に設けられてい
る。この開口は、反応器からの排出流体の流れを生じるために、底板から、離隔
バッフルに隣接する位置まで延びている。反応器の為に支持手段が設けられてい
る。この支持手段は反応器の角度を任意に調整する為にピボットピンを備えてい
る。

【００１０】 このように、後に述べる詳細記載がよく理解され、技術の新しい寄与がうまく
認識されるように、本発明の重要な特徴を概略的に説明した。もちろん、本発明
の付加的な特徴については、以下に述べ、添付の特許請求の範囲の主たる内容を
形成する。

【００１１】 これに関して、少なくともひとつの本発明の実施の形態を詳細に説明する前に
、本発明が、後述の説明と図によって列挙された構造と部品の個別例に制限され
ないということが理解される。本発明は、その他の実施の形態、及び様々な方法
での実施を可能にする。更に、ここに使われる表現及び専門用語は、説明の為で
あり、限定するものとしてみなすべきではないと理解される。

【００１２】 当業者にとって判るように、この開示の基本になる構想は、本発明の目的を遂
げる為の、その他の構造と方法とシステムを設計する為の基礎として容易に利用
可能である。故に、重要な事は、本発明の精神及び範囲から外れない限りにおい
ては、特許請求の範囲が均等な構造を含むものとして見なされることである。

【００１３】 故に、本発明の目的は、加熱再生の先行技術の長所を全て備え、短所は一つも
無い、新規で改良された再生不可化学物質のエネルギー電気再生システムを提供
することである。

【００１４】 本発明のもう一つの目的は、容易にかつ効率的に製造および販売され得る、新
規で改良された再生不可化学物質のエネルギー電気再生システムを提供すること
である。

【００１５】 更に、本発明のもう一つの目的は、耐久性があり信頼性がある構造の新規で改
良された再生不可化学物質のエネルギー電気再生システムを提供することである
。

【００１６】 また更に、本発明のもう一つの目的は、材料と労働力の両方に関連して安い製
造コスト、社会に対しては安い販売コストが可能になる、新規で改良された破砕
廃タイヤ化学物質再生システムを提供することである。その結果、このような破
砕された廃タイヤ再生システムは、経済的に有益であり、環境的には安全である
。

【００１７】 そして更に、本発明の目的は、使用可能なガスと油と鋼とカーボンブラックを
再生する為に、対流と伝導と輻射を通じて、破砕された廃タイヤ化学物質の為の
廃タイヤ化学再生システムを提供することにある。

【００１８】 最後に、本発明の目的は、破砕された廃タイヤをカーボンブラックと油、ガス
及び化学溶剤物質に変える為の、電気無煙抽出/回収システムを提供することに
ある。底板は複数の熱用の開口と複数のドレン用の開口を備えている。反応器は
破砕された廃タイヤ片を受け入れるための開放した上部を備えている。蓋は上部
の上に取り外し可能に配置されている。複数の電気加熱要素は、反応器内の破砕
された廃タイヤ片を加熱するために反応器の底を通って位置決めされている。複
数の中空ドレン部材はそれぞれ、側壁と上部と底部を備え、この底部は排出開口
に対してシールされて位置決めされている。側壁の少なくとも一部に設けられた
垂直方向に延びる開口は、底板から上部に隣接する位置まで上方に延び、反応器
から排出流体の流れを生じる。

【００１９】 これらの目的は本発明の他の目的および本発明を特徴づけるいろいろな新規特
徴と共に、特に添付の特許請求の範囲に指摘され、この開示内容の一部を形成し
ている。本発明と、その作用効果および使用によって達成される特別な目的の良
好な理解のために、本発明の好ましい実施の形態を示す添付の図と記述事項を参
照する。

【００２０】 図面の簡単な説明 本発明の以下に述べる説明を考慮すると、本発明は容易に理解でき、上記目的
以外の本発明の目的が明らかになる。

【００２１】 このような詳細な記述は添付図面を参照して行われる。

【００２２】 全体の図面を通じて同じ参照番号は同じ部品を示している。

【００２３】 好ましい実施の形態の説明 図面、特に図１を参照して、本発明の原理と構想を具体化し、全体を参照番号
10によって示した、新規で改良されたタイヤ再生システムの好ましい実施の形態
を説明する。

【００２４】 本発明の電気無煙抽出／回収システムは複数の構成要素からなる。このような
構成要素としては、反応器、複数の中空シース、複数の電気加熱要素及び複数の
中空ドレン部材を含んでいる。これらの構成要素は、目的を達成するように個別
に構成され、互いに関連付けられている。

【００２５】 本発明による新規の改良された電気無煙抽出／回収システムは、破砕された廃
タイヤをカーボンブラック、油と溶剤のドレン流体、ガス、化学物質、鋼に変え
、好ましくはゼロエミッションで行う。好ましい実施の形態では、反応器12はほ
ぼ円筒状の側壁と底板16から形成されている。底板は複数の熱用の開口18とドレ
ン用の開口20を有する。反応器は更に、廃タイヤ片を入れる為の開放した上部22
を有する。蓋24は、無酸素状態、即ち燃焼ガスの非存在下で加圧加熱を可能にす
る為に、反応器を封止する目的で封止用ボルト26を介して着脱できるように上部
に設置される。

【００２６】 複数の中空シース28は熱伝導性材料で形成されている。各シースは、同心の円
筒状の側壁30と、上側閉鎖部32と、熱開口18と封止関係にある開放底部34と、そ
こから上部32の近く迄延びる空間を有する。

【００２７】 複数の電気加熱要素36はシース内に配置され、シースの開放底部を通って位置
決めされている。各加熱要素即ち加熱管36は、内側に加熱コイルを有する中空円
筒棒により形成される。バッフル39は、熱を均一に反射し均等化する為、45度の
角度で各加熱管の間に位置決めされている。空間41により加熱された空気が全体
に流れる。各加熱要素は、シースを介して、隣接する破砕された廃タイヤ片を加
熱する。この加熱は、シースから反応器内の廃タイヤ片を経て熱エネルギーを移
動させることによる伝導と、反応器内の破砕された廃タイヤ片の間の粒子隙間の
間の加熱空気及びガスの流れによる対流と、反応器内の破砕されたタイヤの空間
を横切る輻射によって行われる。各々の加熱要素は鉛直で、底板に対して垂直で
あってもよいが、好ましくは螺旋構造に配置される。また、華氏200 度から3000
度（好ましくは1700度）で、1psiから20psi （好ましくは10psi ）で、そして15
分から60分（好ましくは40分）間で運転するのがよい。この時間と温度について
は用途に応じて選定される。加熱要素を含めたシース間の間隔は２インチから24
インチで、好ましくは10インチである。被加熱物の質量は500 ポンドから2000ポ
ンド好ましくは1000ポンドである。

【００２８】 更に、複数の中空ドレン38が設けられる。各ドレンは離隔された同心的な円筒
状側壁40と上部42を備えている。各ドレンは更に、ドレン開口に対してシールさ
れた開放した底部44を有する。スクリーンの形をした開口が少なくとも各ドレン
の側壁の一部に設けられている。この開口は底板から上部に隣接する位置迄上方
に向かって延びており、反応器からの排出流体の流れを生じる。スクリーン円筒
体46は反応器の中央に設けられている。

【００２９】 図６に示すように、支持手段50が反応器の為に設けられている。この支持手段
は、反応器の角度を任意に調整し、特殊用途の為にこのような角度に反応器を保
持する枢着ピン52を備えている。

【００３０】 図７と８は、本発明の代替的な実施の形態を示す。加熱要素56は実質的に円筒
状で、互いに離隔されており、ドレン部材58は実質的に円筒状で、互いに離隔さ
れている。加熱要素間の間隔は２〜24インチで、好ましくは10インチである。こ
の実施の形態では、反応器60の三角形の形状に合わせる為に、三角形の加熱要素
とドレン部材が使用されている。この配置構造により、平壁面型反応器における
熱出力が最大となる。

【００３１】 図９及び10の実施の形態、即ち３番目の実施の形態或いは２番目の代替的な実
施の形態は、ほぼ円筒形の加熱要素64と、ドレン部材がスクリーン66であること
を特徴とする。スクリーン66は加熱要素の周りに円筒形状の構造をしていて、破
砕された廃タイヤ片を保持している。ドレン68は、スクリーン領域70の下方にお
いてハウジングのベースに配置されている。

【００３２】 図11は４番目の実施の形態或いは３番目の代替的な実施の形態であり、加熱要
素74が円筒形であり、加熱要素を受入れるシース７６がほぼ直線の形をしている
。シースの内部に加熱要素を有するこの構造により、加熱要素の着脱、修理およ
び交換のために、反応器を開ける必要がない。ドレンは直線の形をしたスクリー
ン78である。

【００３３】 図12は５番目の実施の形態或いは４番目の代替的な実施の形態であり、円筒状
のドレン部材82とシース86の内部にある加熱要素84を備えている。加熱要素とド
レン部材は互いに離れていて、平行になっている。これらは、円筒形状の反応器
88のエッジからエッジまで延びている。直線状の構造は製作を容易にする。

【００３４】 本発明のシステムを使用及び操作する方法に関しては、上記記載内容から明白
となっている。従って、本発明の使用及び操作に関しては、これ以上説明する必
要は無い。

【００３５】 上記記載内容に関して、本発明の部品における最適な寸法関係は、大きさ、材
料、形状、機能、操作方法、組立て及び使用を含めて、当業者にとっては明らか
である。そして、図面と記載したものに対して均等なすべての物は、本発明に包
含されるものである。

【００３６】 従って、上記は本発明の原理に限定した実例であるとみなされる。更に、膨大
な数の変形が当業者によって容易に可能であるので、図示説明した構造や作用に
対して本発明を制限することは望ましくない。従って、全ての適当な変更及び均
等物を採用可能であり、これは本発明の範囲に含まれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の原理に基づいて構成された、新規或いは改良されたタイ
ヤ再生利用システムの斜視図である。

【図２】 図１で示したシステムの側面図である。

【図３】 図１及び図２のシステムの蓋を外した状態を示す平面図である。

【図４】 図３の４−４線に沿った断面図である。

【図５】 図４の５−５線に沿った断面図である。

【図６】 動作角度を変化させる為の傾斜機構を示す側面図である。

【図７】 本発明の代替的な三角形の実施形態を示す平面図である。

【図８】 図７の８−８線に沿った断面図である。

【図９】 図３及び図７に類似の、本発明の代替的な円筒形状の実施形態を
示す平面図である。

【図１０】 図９の10-10 線に沿った断面図である。

【図１１】 本発明の他の長方形による実施形態を示す平面図である。

【図１２】 本発明の付加的な代替的円筒形状の実施形態を示す平面図であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ， ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ， ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，Ｌ Ｃ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ， ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，Ｔ Ｊ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 4D004 AA11 AC04 BA03 BA05 BA06 CA04 CA25 CA26 CA27 CB04 CB32 DA02 DA03 DA06 DA07 4F301 AA03 AD01 AD02 AD04 BD05 BF12 BF20 CA09 CA41 CA52 CA72 CA73 4K063 AA05 AA15 BA09 BA13 CA02 DA11

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 破砕された廃タイヤ片をカーボンブラック、鋼、油、燃料及
   び化学ガスの排出流体に変えるための、空気を放出しない新規で改良した電気無
   煙抽出／回収システムにおいて、 ほぼ円筒状の側壁と、複数の熱用の開口と複数のドレン用の開口を有する底板
   とによって形成された反応器を備え、この反応器が破砕された廃タイヤ片を入れ
   るための開放した上部を備え、空気を介在しないで加圧加熱を可能にするために
   、前記上部がその上に密封のための密封ボルトによって取り外し可能に配置され
   る蓋を備え、 更に、熱伝導性材料で形成された複数の中空シースを備え、この各シースが互
   いに離隔された同心的な円筒状の側壁と、閉鎖された上部と、熱用の開口に対し
   てシールされて配置された底部とを有し、かつ底部から上部に隣接する位置まで
   上方に延びており、 更に、シースの開放した底部を通って各シース内に配置された、反応器内の破
   砕タイヤを加熱するための複数の電気加熱要素を備え、この各電気加熱要素が、
   シースから反応器内の破砕廃タイヤ片への熱エネルギーの移動による伝熱と、反
   応器内の破砕廃タイヤ片の間の少なくともに加熱空気流とガス流を通すことによ
   る対流と、反応器内の破砕タイヤの間の空間を横切る輻射とによって、シースを
   介して、隣接する破砕廃タイヤ片を加熱し、前記加熱要素がらせん状の形をし、
   約２００〜３，０００°Ｆ、好ましくは１，７００°Ｆおよび１〜２０psi 、好
   ましくは約１０psi で約１５〜６０分、好ましくは４０分間作動し、前記シース
   が約２〜２４インチ、好ましくは約１０インチだけ互いに離隔された加熱要素を
   含み、 更に、複数の中空ドレンを備え、このドレンがそれぞれ、互いに離隔された同
   心的な円筒状側壁と、上部と、ドレン用開口に対してシールされた開放した底部
   を備え、各ドレンがその側壁の少なくとも一部に垂直に延びる開口を有し、かつ
   反応器からの流体排出流を生じるために、底板から、各ドレン内の離隔されたバ
   ッフルに隣接する位置まで上方に延び、 更に、反応器の角度を調節するための枢軸を有する、反応器用の支持手段を備
   えていることを特徴とする電気無煙抽出／回収システム。
2. 【請求項２】 破砕された廃タイヤ片をカーボンブラック、油、ガス及び溶
   剤の排出流体および化学物質に変えるための、電気無煙抽出／回収システムにお
   いて、 側壁と、複数の熱用の開口と複数のドレン用の開口を有する底板とによって形
   成された反応器を備え、この反応器が破砕された廃タイヤ片を入れるための開放
   した上部を備え、この上部がその上に取り外し可能に配置された蓋を備え、 更に、反応器内の破砕タイヤを加熱するための、反応器の底部を通って位置決
   めされた複数の電気加熱要素を備え、 更に、複数のドレン部材を備え、このドレンがそれぞれ、側壁と、上部と、ド
   レン用開口に対してシールされた開放した底部を備え、各ドレン部材がその側壁
   の少なくとも一部に垂直に延びる開口を有し、この開口が反応器からの流体排出
   流を生じるために、底板から上部に隣接する位置まで上方に延びていることを特
   徴とする電気無煙抽出／回収システム。
3. 【請求項３】 複数のシースを備え、このシースが加熱要素を取り囲んでい
   ることを特徴とする、請求項２記載のシステム。
4. 【請求項４】 シース部材が各シース内に互いに離隔された複数の加熱要素
   を備えた同心的な中空円筒体であることを特徴とする、請求項３記載のシステム
   。
5. 【請求項５】 加熱要素がらせん状に配置されていることを特徴とする、請
   求項４記載のシステム。
6. 【請求項６】 ドレン部材が同心的な中空円筒体であることを特徴とする、
   請求項２記載のシステム。
7. 【請求項７】 各々のドレン部材内に、互いに離隔された複数のバッフルを
   含んでいることを特徴とする、請求項６記載のシステム。
8. 【請求項８】 加熱要素が互いに２〜２４インチ離して配置され、ドレン部
   材がほぼ円筒形であることを特徴とする、請求項２記載のシステム。
9. 【請求項９】 加熱要素がほぼ円筒形であり、ドレン部材が加熱要素の周り
   にほぼ円筒状に配置されかつ破砕廃タイヤ片を保持するように形成されたスクリ
   ーンであることを特徴とする、請求項２記載のシステム。
10. 【請求項１０】 加熱要素がそれを受け入れるほぼ真っ直ぐなシースと共に
    円筒形をなしていることを特徴とする、請求項２記載のシステム。
11. 【請求項１１】 ドレン部材が真っ直ぐな形をし、シースの間に等間隔に配
    置されていることを特徴とする、請求項１０記載のシステム。
12. 【請求項１２】 加熱要素とドレン部材が三角形の形をしていることを特徴
    とする、請求項２記載のシステム。
13. 【請求項１３】 反応器が円筒形であることを特徴とする、請求項２記載の
    システム。
14. 【請求項１４】 反応器が真っ直ぐな形をしていることを特徴とする、請求
    項２記載のシステム。
15. 【請求項１５】 反応器が三角形であることを特徴とする、請求項２記載の
    システム。