JP2008188521A - 廃ガラス用熱処理炉 - Google Patents

Abstract

【課題】ランニングコストが低く、かつ廃ガラスからガラス層のみを回収可能な廃ガラス用熱処理炉を提供することを課題とする。
【解決手段】廃ガラス用熱処理炉１は、ガラス層Ｗ１、Ｗ２と、ガラス層Ｗ１、Ｗ２に接合される熱可塑性樹脂を含む樹脂層Ｗ３と、が積層されてなる廃ガラスＷが載置されると共に、通気性を有するテーブル３０と、テーブル３０の下方に配置され、熱可塑性樹脂の蒸発開始温度以上に温度制御される下段室２２Ｄと、テーブル３０の上方に配置され、ガラス層Ｗ１、Ｗ２のガラス軟化温度未満に温度制御される上段室２２Ｕと、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば自動車のフロントガラスのような廃ガラスから、樹脂層を撤去し、ガラスを回収するための廃ガラス用熱処理炉に関する。

合わせガラスは、一対のガラス層と、一対の当該ガラス層の間に介在する樹脂層と、からなる積層構造を呈している。樹脂層は、例えばポリビニルブチラール（ＰＶＢ）などの接着性を有する樹脂製である。樹脂層とガラス層とは、熱圧着により貼り合わされている。合わせガラスは、高強度を有しているため、例えば自動車のフロントガラス等の安全ガラスとして多用されている。

使用済みの合わせガラス（以下、適宜、「廃合わせガラス」と称する。）を処理する場合、ガラス層と樹脂層とは強固に接合されているため、ガラス層と樹脂層とを剥離させるのは困難である。このため、従来は、廃合わせガラスは、地中に埋立処理されていた。

しかしながら、ガラス層は地中においても経年変化しにくい。このため、埋立用地は広くなる一方であり、埋立処理に依存すると環境破壊を招くおそれがある。また、埋立処理の場合、ガラス層を回収することができない。このため、資源保護という観点からも問題がある。一方、ガラス層の回収に伴うコストがあまりにも高いと、従来通り埋立処理をした方が結局コスト的に安くなることになる。このため、産業廃棄物処理業者の回収に対する動機付けが弱くなる。

この点、特許文献１には、廃合わせガラスから樹脂層だけを焼却処理可能なロータリーキルンが紹介されている。当該ロータリーキルンの温度は、ガラス軟化温度以下に管理されている。並びに、廃合わせガラスは、ロータリーキルン内を、キルンの軸周りに回転しながら、軸方向に移動する。このため、廃合わせガラスの一対のガラス層間には、剪断力が加わる。特許文献１のロータリーキルンによると、ガラス軟化温度以下の熱処理温度と、ガラス層間に加わる剪断力と、が相俟って、ガラス層のみを回収することができる。
特開７−１３８０５３号公報 特開平１１−１６５１５０号公報

しかしながら、樹脂層は可燃性である。このため、燃焼時の発熱量が大きい。したがって、ロータリーキルン内の温度管理を適切に行わないと、熱処理温度が上昇し（暴走し）、ガラス軟化温度を超えてしまう場合がある。この場合、ガラス層が軟化あるいは溶融し、再利用できなくなるおそれがある。

そこで、特許文献２には、廃合わせガラスを熱処理する際の温度管理方法が開示されている。特許文献２記載の温度管理方法によると、樹脂層の燃焼による発熱を、不活性ガスである窒素を炉内に打ち込むことにより、抑制している（特許文献２の［００３４］参照）。ところが、特許文献２には、熱処理を行う炉の具体的構成が開示されていない。このため、炉内の具体的な温度管理方法は不明である。

本発明の廃ガラス用熱処理炉は、上記課題に鑑みて完成されたものである。したがって、本発明は、ランニングコストが低く、かつ廃ガラスからガラス層のみを回収可能な廃ガラス用熱処理炉を提供することを目的とする。

（１）上記課題を解決するため、本発明の廃ガラス用熱処理炉は、ガラス層と、該ガラス層に接合される熱可塑性樹脂を含む樹脂層と、が積層されてなる廃ガラスが載置されると共に、通気性を有するテーブルと、該テーブルの下方に配置され、該熱可塑性樹脂の蒸発開始温度以上に温度制御される下段室と、該テーブルの上方に配置され、該ガラス層のガラス軟化温度未満に温度制御される上段室と、を備えてなることを特徴とする（請求項１に対応）。ここで、熱可塑性樹脂の「蒸発開始温度」とは、加熱する際に蒸発が始まる温度をいう。具体的には、ＴＧ／ＤＴＡ法において重量減が開始する温度をいう。

つまり、本発明の廃ガラス用熱処理炉は、通気性を有するテーブルを境に、下方に配置される下段室と、上方に配置される上段室と、を有する。下段室は熱可塑性樹脂の蒸発開始温度以上に温度制御されている。このため、テーブルに載置された廃ガラスの樹脂層の熱可塑性樹脂は、下段室の熱により蒸発する。熱可塑性樹脂は蒸発して、可燃性蒸発気体となる。可燃性蒸発気体の少なくとも一部が燃焼されることにより、上段室が加熱される。上段室は、ガラス軟化温度未満に温度制御される。

このように、本発明の廃ガラス用熱処理炉は、可燃性蒸発気体が燃焼することを利用して、上段室を加熱するものである。また、下段室（低温）から上段室（高温）方向という炉内の温度勾配を利用して、炉内の温度制御を行うものである。このため、ランニングコストが低い。

また、下段室は熱可塑性樹脂の蒸発開始温度以上に、上段室はガラス軟化温度未満に、各々温度制御されている。このため、回収後（熱処理後）のガラス層に樹脂層が残留するおそれが小さい。並びに、回収後のガラス層が軟化、溶融するおそれが小さい。したがって、回収されるガラス層の品質が高い。

（２）好ましくは、上記（１）の構成において、さらに、前記下段室および前記上段室を有する熱処理ゾーンと、該熱処理ゾーンの上流側に連なり前記廃ガラスを加熱する加熱ゾーンと、を備え、前記テーブルは、該加熱ゾーンから該熱処理ゾーンまで該廃ガラスを搬送するメッシュコンベアのメッシュベルトであり、該廃ガラスの熱処理を連続的に行う構成とする方がよい（請求項２に対応）。

つまり、本構成は、メッシュコンベアで搬送しながら、廃ガラスに加熱および熱処理を施すものである。本構成によると、連続的に、廃ガラス中のガラス層を回収することができる。

（３）好ましくは、上記（２）の構成において、前記加熱ゾーンにおける前記廃ガラスの昇温速度は、５０℃／分よりも大きい構成とする方がよい（請求項３に対応）。本構成によると、熱処理ゾーンに至る前に、迅速に廃ガラスを昇温することができる。ここで、昇温速度を５０℃／分超過としたのは、５０℃／分以下の場合、ガラス層にクラックが入りにくいからである。すなわち、ガラス層は熱伝導率が小さい。このため、昇温速度が５０℃／分を超えると、ガラス層にクラックが入りやすい。ガラス層にクラックが入ると、熱処理ゾーンにおいて、クラックを介して、可燃性蒸発気体を放出することができる。このため、回収後のガラス層に、樹脂層が残留しにくい。

（４）好ましくは、上記（１）ないし（３）のいずれかの構成において、さらに、前記下段室に配置され、前記熱可塑性樹脂を蒸発させ可燃性蒸発気体とするためのバーナーと、前記上段室に配置され、該可燃性蒸発気体の少なくとも一部を燃焼させるための酸素導入配管と、を有する構成とする方がよい（請求項４に対応）。本構成によると、比較的簡単に、熱可塑性樹脂を蒸発させることができる。また、可燃性蒸発気体の少なくとも一部を燃焼させることができる。

（５）好ましくは、上記（１）ないし（４）のいずれかの構成において、さらに、前記上段室に配置され、該上段室の温度が前記ガラス軟化温度以上になるのを抑制する散水装置を有する構成とする方がよい（請求項５に対応）。本構成によると、水の蒸発潜熱により、比較的簡単に、また確実に、上段室の温度がガラス軟化温度以上になるのを抑制することができる。

（６）好ましくは、上記（１）ないし（５）のいずれかの構成において、前記熱可塑性樹脂は、ポリビニルブチラール樹脂であり、前記下段室は、４００℃以上４５０℃以下に温度制御される構成とする方がよい（請求項６に対応）。

ＰＶＢ樹脂の蒸発開始温度は、例えば窒素雰囲気かつ昇温速度１５℃／分の場合、２８０℃程度である。本構成の下段室は、当該２８０℃を上回る４００℃以上４５０℃以下に温度制御されている。

ここで、４００℃以上としたのは、４００℃未満の場合、回収後のガラス層にＰＶＢ樹脂が残留するおそれがあるからである。一方、４５０℃以下としたのは、４５０℃超過の場合、可燃性蒸発気体の発生量が多くなり、上段室の温度がガラス軟化温度以上になるおそれがあるからである。

（７）好ましくは、上記（６）の構成において、前記テーブルは、ニッケルを含まない金属製である構成とする方がよい（請求項７に対応）。上述したように、下段室が４００℃以上４５０℃以下に温度制御されている場合、テーブル（上記（２）の構成においてはメッシュコンベアのメッシュベルト）の材質が、ニッケルを含まない金属製でも、充分に使用可能である。したがって、耐熱性向上のためにテーブルをニッケル含有金属製とする場合と比較して、設備コストを削減することができる。

（８）好ましくは、上記（６）または（７）の構成において、さらに、ニッケルを含まない金属製であり、前記テーブルから脱落した前記廃ガラスを回収する回収トレイが敷設される構成とする方がよい（請求項８に対応）。

上述したように、下段室が４００℃以上４５０℃以下に温度制御されている場合、炉内に、ニッケルを含まない金属製の回収トレイを敷設することができる。このため、テーブル（上記（２）の構成においてはメッシュコンベアのメッシュベルト）から脱落する廃ガラスを、比較的簡単に回収することができる。また、回収トレイをニッケル含有金属製とする場合と比較して、設備コストを削減することができる。

（９）好ましくは、上記（１）ないし（８）のいずれかの構成において、前記上段室は、６５０℃以下に温度制御される構成とする方がよい（請求項９に対応）。本構成によると、仮に、可燃性蒸発気体の燃焼が急激に激しくなった場合でも、上段室の温度をガラス軟化温度未満に抑えることができる。このため、回収されるガラス層の品質が高くなる。

（１０）好ましくは、上記（１）ないし（９）のいずれかの構成において、前記廃ガラスは、前記樹脂層を介して、一対の前記ガラス層が貼り合わされてなる廃合わせガラスであり、該ガラス層には、外部から該樹脂層に至るクラックが形成されている構成とする方がよい（請求項１０に対応）。

本構成によると、廃合わせガラスのガラス層にクラックが形成されている。このため、樹脂層の表裏全面がガラス層に覆われている場合（クラックが無い場合）と比較して、樹脂層から可燃性蒸発気体が放出されやすい。したがって、回収後のガラス層に、樹脂層が残留しにくい。

本発明によると、ランニングコストが低く、かつ廃ガラスからガラス層のみを回収可能な廃ガラス用熱処理炉を提供することができる。

以下、本発明の廃ガラス用熱処理炉の実施の形態について説明する。

＜第一実施形態＞
（廃ガラス用熱処理炉の全体構成）
まず、本実施形態の廃ガラス用熱処理炉の全体構成について説明する。図１に、本実施形態の廃ガラス用熱処理炉の長手方向断面図を示す。図１に示すように、本実施形態の廃ガラス用熱処理炉１は、炉本体２とメッシュコンベア３と排ガス処理設備４とピット５とバーナー（図略）と酸素導入配管（図略）と熱処理ゾーン下段室用温度制御部（図略）と熱処理ゾーン上段室用温度制御部（図略）と加熱ゾーン用温度制御部（図略）とを備えている。

炉本体２は、炉壁２０と脚部２１とを備えている。また、炉本体２は、上流側（後方）の加熱ゾーンＡと、下流側（前方）の熱処理ゾーンＢと、に区画されている。炉壁２０は長尺角筒状を呈している。炉壁２０は、水平方向（前後方向）に延在している。炉壁２０における熱処理ゾーンＢ区画部分の頂壁部は、加熱ゾーンＡ区画部分の頂壁部よりも、一段高く形成されている。熱処理ゾーンＢ、加熱ゾーンＡの構成については、後で詳しく説明する。脚部２１は、鋼製であって、炉壁２０の全長に亘って、多数配置されている。脚部２１は、炉壁２０の底壁部を支持している。

メッシュコンベア３は、メッシュベルト３０とローラー３１とを備えている。メッシュベルト３０は、ＳＵＳ４３０（マルテンサイト系）製の線材がメッシュ状あるいは不織布状に編み込まれて形成されている。メッシュベルト３０は、通気性を有している。ローラー３１は、鋼製であって、炉本体２の長手方向に沿って、多数配置されている。なお、炉本体２内部に配置されるローラーは、省略して示す。多数のローラー３１は、メッシュベルト３０を無端帯状に張架している。具体的には、メッシュベルト３０は、上下二段に張架されており、上段（往路）は、後方から前方に向かって炉壁２０内を貫通している。一方、下段（復路）は、前方から後方に向かって炉壁２０の下方（脚部２１の間）を貫通している。多数のローラー３１のうち、主に後端のローラー３１により、メッシュベルト３０は駆動されている。

排ガス処理設備４は、排ガス集合管４０と排ガス処理炉４１と集塵装置４２とブロワー４３と排出口４４とを備えている。排ガス集合管４０は、鋼製であって分岐筒状を呈している。排ガス集合管４０の分岐端（上流端）は、各々炉壁２０の頂壁部に分岐接続されている。一方、排ガス集合管４０の合流端（下流端）は、排ガス処理炉４１に接続されている。排ガス処理炉４１と集塵装置４２とブロワー４３と排出口４４とは、排ガス集合管４０の下流側に、この順番で、直列接続されている。ピット５は、地面Ｇに凹設されている。

（熱処理ゾーンの構成）
次に、本実施形態の廃ガラス用熱処理炉の熱処理ゾーンの構成について詳しく説明する。図２に、図１のＩＩ−ＩＩ断面図を示す。図３に、熱処理ゾーンの一部の斜視分解図を示す。なお、図２以降の図における方位（左右）は、図１の後方から前方を見た場合を基準に定義する。

図２、図３に示すように、炉壁２０は、鋼製のフレーム２００と耐火物２０１とを備えている。熱処理ゾーンＢは、メッシュベルト３０を境に、下段室２２Ｄと上段室２２Ｕとに区画されている。メッシュベルト３０には、廃合わせガラスＷが載置されている。

下段室２２Ｄには、炉壁２０の左壁部を介してバーナー６０Ｌが挿入されている。なお、図３、前出図１に示すように、バーナー６０Ｌ（図１中に○印で示す）、６０Ｒ（図１中に×印で示す）は、炉壁２０の長手方向に沿って、左右壁部に交互に配置されている。下段室２２Ｄの床面には、回収トレイ８０が敷設されている。回収トレイ８０は、ＳＵＳ４３０製であって、皿状を呈している。回収トレイ８０は、炉壁２０の略全長に亘って配置されている。熱処理ゾーン下段室用温度制御部７ａは、熱電対７０ａと温度調節計７１ａとコントロールバルブ７２ａとを備えている。このうち、熱電対７０ａは、炉壁２０の右壁部を介して、下段室２２Ｄに挿入されている。一方、コントロールバルブ７２ａは、バーナー６０Ｌのエネルギ供給配管６００Ｌに配置されている。温度調節計７１ａは、熱電対７０ａとコントロールバルブ７２ａとの間に介装されている。

上段室２２Ｕには、炉壁２０の右壁部を介してバーナー６１Ｒが挿入されている。並びに、炉壁２０の左壁部を介して酸素導入配管６２Ｌが配置されている。なお、前出図１に示すように、バーナー６１Ｒ（図１中に×印で示す）、６１Ｌ（図１中に○印で示す）は、炉壁２０の長手方向に沿って、左右壁部に交互に配置されている。並びに、酸素導入配管６２Ｌ（図１においては省略して示す）も炉壁２０の長手方向に沿って、左右壁部に交互に配置されている。熱処理ゾーン上段室用温度制御部７ｂは、熱電対７０ｂと温度調節計７１ｂとコントロールバルブ７２ｂとを備えている。このうち、熱電対７０ｂは、炉壁２０の頂壁部を介して、上段室２２Ｕに挿入されている。一方、コントロールバルブ７２ｂは、酸素導入配管６２Ｌに配置されている。温度調節計７１ｂは、熱電対７０ｂとコントロールバルブ７２ｂとの間に介装されている。

（加熱ゾーンの構成）
次に、本実施形態の廃ガラス用熱処理炉の加熱ゾーンの構成について詳しく説明する。なお、前記熱処理ゾーンＢと共通する部分については説明を割愛する。図４に、図１のＩＶ−ＩＶ断面図を示す。図４に示すように、加熱ゾーンＡのメッシュベルト３０下段（詳しくはメッシュベルト３０下方のスペース。以下同じ。）には、炉壁２０の左壁部を介してバーナー６３Ｌが挿入されている。なお、前出図１に示すように、バーナー６３Ｌ（図１中に○印で示す）、６３Ｒ（図１中に×印で示す）は、炉壁２０の長手方向に沿って、左右壁部に交互に配置されている。

加熱ゾーン用温度制御部７ｃは、熱電対７０ｃと温度調節計７１ｃとコントロールバルブ７２ｃとを備えている。このうち、熱電対７０ｃは、炉壁２０の右壁部を介して、加熱ゾーンＡのメッシュベルト３０下段に挿入されている。並びに、熱電対７０ｄは、炉壁２０の頂壁部を介して、加熱ゾーンＡのメッシュベルト３０上段（詳しくはメッシュベルト３０上方のスペース。以下同じ。）に挿入されている。一方、コントロールバルブ７２ｃは、バーナー６３Ｌのエネルギ供給配管６３０Ｌに配置されている。温度調節計７１ｃは、熱電対７０ｃ、７０ｄとコントロールバルブ７２ｃとの間に介装されている。

（廃ガラス用熱処理炉の温度パターンおよび温度制御）
次に、本実施形態の廃ガラス用熱処理炉の温度パターンおよび温度制御について説明する。第一に、加熱ゾーンＡの温度パターンについて説明する。図５に、本実施形態の廃ガラス用熱処理炉の温度パターンを示す。図５に示すように、加熱ゾーンＡの通過時間は１０分間である。加熱ゾーンＡのメッシュベルト３０上段の温度は、最初の５分間で約２０℃から約４００℃まで上昇し（加熱速度約７６℃／分）、次の３分間は約４００℃のまま保持され、最後の２分間で約４００℃から約６２０℃まで上昇する（加熱速度約１１０℃／分）ように設定されている。並びに、加熱ゾーンＡのメッシュベルト３０下段の温度は、前半の５分間で約２０℃から約４００℃まで上昇し（加熱速度約７６℃／分）、後半の５分間は約４００℃のまま保持されるように設定されている。加熱ゾーンＡにおいて、廃合わせガラスＷは、約２０℃から約６００℃まで昇温される。すなわち、廃合わせガラスＷの昇温速度は、約５８℃／分である。

加熱ゾーンＡにおける温度制御は、加熱ゾーン用温度制御部７ｃにより行われる。すなわち、加熱ゾーンＡのメッシュベルト３０下段の温度の実測値は、前出図４に示すように、熱電対７０ｃから温度調節計７１ｃに入力される。並びに、加熱ゾーンＡのメッシュベルト３０上段の温度の実測値は、熱電対７０ｄから温度調節計７１ｃに入力される。温度調節計７１ｃには、予めメッシュベルト３０上下段の各々の温度目標値が設定されている。温度調節計７１ｃは、温度目標値と熱電対７０ｃ、７０ｄから入力される実測値とを比較する。そして、比較結果に基づいて、実測値を温度目標値に近づけるべく、コントロールバルブ７２ｃに駆動指示を出す。このように、加熱ゾーン用温度制御部７ｃは、フィードバック制御により、加熱ゾーンＡの温度制御を行っている。そして、加熱ゾーンＡは、廃合わせガラスＷの昇温速度を、約５８℃／分に制御している。

第二に、熱処理ゾーンＢの温度パターンについて説明する。図５に示すように、熱処理ゾーンＢの通過時間は２０分間である。熱処理ゾーンＢの上段室２２Ｕの温度は、下流端付近を除いて、約６２０℃と一定である。並びに、熱処理ゾーンＢの下段室２２Ｄの温度は、下流端付近を除いて、約４００℃と一定である。また、廃合わせガラスＷの温度は、下流端付近を除いて、約６００℃と一定である。

熱処理ゾーンＢにおける温度制御は、熱処理ゾーン下段室用温度制御部７ａおよび熱処理ゾーン上段室用温度制御部７ｂにより行われる。すなわち、下段室２２Ｄの温度の実測値は、前出図２に示すように、熱電対７０ａから温度調節計７１ａに入力される。温度調節計７１ａには、予め下段室２２Ｄの温度目標値が設定されている。温度調節計７１ａは、温度目標値と熱電対７０ａから入力される実測値とを比較する。そして、比較結果に基づいて、実測値を温度目標値に近づけるべく、コントロールバルブ７２ａに駆動指示を出す。このように、熱処理ゾーン下段室用温度制御部７ａは、フィードバック制御により、熱処理ゾーンＢの下段室２２Ｄの温度制御を行っている。

一方、上段室２２Ｕの温度の実測値は、前出図２に示すように、熱電対７０ｂから温度調節計７１ｂに入力される。温度調節計７１ｂには、予め上段室２２Ｕの温度目標値が設定されている。温度調節計７１ｂは、温度目標値と熱電対７０ｂから入力される実測値とを比較する。そして、比較結果に基づいて、実測値を温度目標値に近づけるべく、コントロールバルブ７２ｂに駆動指示を出す。このように、熱処理ゾーン上段室用温度制御部７ｂは、フィードバック制御により、熱処理ゾーンＢの上段室２２Ｕの温度制御を行っている。そして、熱処理ゾーンＢは、廃合わせガラスＷの温度を、下流端付近を除いて、約６００℃に一定制御している。

（廃合わせガラスの動き）
次に、本実施形態の廃ガラス用熱処理炉を通過する廃合わせガラスの動きについて説明する。廃合わせガラスＷは、炉本体２の後端（前出図１参照）から、メッシュベルト３０に載置される。載置された廃合わせガラスＷは、メッシュベルト３０の移動に伴って、加熱ゾーンＡに進入する。図６に、加熱ゾーン進入前の廃合わせガラスの断面図を示す。図６に示すように、廃合わせガラスＷは、一対のガラス層Ｗ１、Ｗ２と樹脂層Ｗ３とからなる。樹脂層Ｗ３は、一対のガラス層Ｗ１、Ｗ２間に介在している。樹脂層Ｗ３は、ＰＶＢ樹脂製である。樹脂層Ｗ３は、ガラス層Ｗ１、Ｗ２に、強固に接合されている。ガラス層Ｗ１、Ｗ２には、各々、外部から樹脂層Ｗ３に至る多数のクラックＣが形成されている。

加熱ゾーンＡを通過することにより昇温された廃合わせガラスＷは、メッシュベルト３０の移動に伴って、熱処理ゾーンＢに進入する。図７に、加熱ゾーン通過後かつ熱処理ゾーン進入前の廃合わせガラスの断面図を示す。図７に示すように、樹脂層Ｗ３は軟化している。このため、ガラス層Ｗ１、Ｗ２のクラックＣは、広く開口している。並びに、加熱ゾーンＡにおける廃合わせガラスＷの昇温速度が約５８℃／分と大きいために、ガラス層Ｗ１、Ｗ２に新たにクラックＣが発生している。この状態のまま、廃合わせガラスＷは、熱処理ゾーンＢに進入する。熱処理ゾーンＢの下段室２２Ｄの温度は、約４００℃に設定されている。すなわち、ＰＶＢ樹脂の蒸発開始温度よりも高い温度に設定されている。このため、ＰＶＢ樹脂つまり樹脂層Ｗ３は蒸発して、可燃性蒸発気体となる。

可燃性蒸発気体は、広く開口したクラックＣを介して、ガラス層Ｗ１、Ｗ２の外部に流出する。流出した可燃性蒸発気体は、前出図２に白抜き矢印で示すように、上段室２２Ｕ内を上昇する。そして、酸素導入配管６２Ｌから上段室２２Ｕに導入される酸素により、可燃性蒸発気体の一部が燃焼する。当該燃焼により、上段室２２Ｕが加熱される。ただし、上段室２２Ｕの温度は、前述の熱処理ゾーン上段室用温度制御部７ｂにより、約６２０℃に保持されている。

なお、ＰＶＢ樹脂（−（−ＣＨ₂ＣＨＯＣＯＣ₂Ｈ₅−）ｎ−）の完全燃焼時の反応は、以下の式のようになる。
（−ＣＨ₂ＣＨＯＣＯＣ₂Ｈ₅−）ｎ＋６ｎＯ₂＝５ｎＣＯ₂＋４ｎＨ₂Ｏ・・・（１）
燃焼後あるいは未燃焼の排ガスは、前出図１に示すように、排ガス集合管４０により集められ、排ガス処理炉４１で二次燃焼される。二次燃焼後の排ガスは、集塵装置４２、ブロワー４３、排出口４４を介して、系外に放出される。放出された排ガスは、比較的高温なので、例えば乾燥炉（図略）等の熱源として再利用される。なお、前記加熱ゾーンＡで発生する排ガスも同様に処理される。

熱処理ゾーンＢ通過後の廃合わせガラスＷは、メッシュベルト３０の折返しに伴って、炉本体２の前端（前出図１参照）から、ピット５に投入される。図８に、熱処理ゾーン通過後の廃合わせガラスの断面図を示す。図８に示すように、樹脂層は、完全に蒸発して消滅している。かつ、ガラス層Ｗ１、Ｗ２は、軟化あるいは溶融していない。

（作用効果）
次に、本実施形態の廃ガラス用熱処理炉の作用効果について説明する。本実施形態の廃ガラス用熱処理炉１は、メッシュベルト３０を境に、下方に配置される下段室２２Ｄと、上方に配置される上段室２２Ｕと、を有する。下段室２２Ｄは約４００℃に温度制御されている。このため、メッシュベルト３０に載置された廃合わせガラスＷの樹脂層Ｗ３は、下段室２２Ｄの熱により蒸発する。樹脂層Ｗ３は蒸発して、可燃性蒸発気体となる。可燃性蒸発気体の一部が燃焼されることにより、上段室２２Ｕが加熱される。そして、上段室２２Ｕは約６２０℃に温度制御される。

このように、本実施形態の廃ガラス用熱処理炉１は、可燃性蒸発気体が燃焼することを利用して、上段室２２Ｕを加熱するものである。また、下段室２２Ｄから上段室２２Ｕ方向という炉内の温度勾配を利用して、炉内の温度制御を行うものである。このため、ランニングコストが低い。

また、下段室２２ＤはＰＶＢ樹脂の蒸発開始温度以上であってかつガラス軟化温度未満に、上段室２２Ｕはガラス軟化温度未満に、各々温度制御されている。このため、回収後（熱処理後）のガラス層Ｗ１、Ｗ２に樹脂層Ｗ３の炭化物（燃え残り）が残留するおそれが小さい。並びに、回収後のガラス層Ｗ１、Ｗ２が軟化、溶融するおそれが小さい。したがって、回収されるガラス層Ｗ１、Ｗ２の品質が高い。

また、本実施形態の廃ガラス用熱処理炉１によると、メッシュコンベア３で搬送しながら、廃合わせガラスＷに加熱および熱処理を施すことができる。このため、連続的に廃合わせガラスＷ中のガラス層Ｗ１、Ｗ２を回収することができる。

また、前出図５に示すように、加熱ゾーンＡにおける廃合わせガラスＷの昇温速度は、５０℃／分よりも大きい約５８℃／分に設定されている。このため、熱処理ゾーンＢに至る前に、迅速に廃合わせガラスＷを昇温することができる。また、昇温中に、ガラス層Ｗ１、Ｗ２にクラックＣを発生させることができる。ガラス層Ｗ１、Ｗ２のクラックＣの本数が多くなると、熱処理ゾーンＢにおいて、多数のクラックＣを介して、より簡単に可燃性蒸発気体を放出することができる。このため、回収後のガラス層Ｗ１、Ｗ２に、樹脂層Ｗ３の炭化物が残留しにくい。

また、本実施形態の廃ガラス用熱処理炉１によると、前出図１に示すように、下段室２２Ｄにバーナー６０Ｌ、６０Ｒが配置されている。並びに、前出図２に示すように、上段室２２Ｕに酸素導入配管６２Ｌが配置されている。このため、バーナー６０Ｌ、６０Ｒにより可燃性蒸発気体を発生させ、酸素導入配管６２Ｌから酸素を供給することにより、比較的簡単に可燃性蒸発気体の一部を燃焼させることができる。すなわち、上段室２２Ｕを加熱することができる。

また、本実施形態の廃ガラス用熱処理炉１によると、上段室２２Ｕのバーナー６１Ｌ、６１Ｒは、廃ガラス用熱処理炉１を起動する際以外は、可燃性蒸発気体の燃焼時の種火程度にしか利用されない。この点においてもランニングコストが低い。

また、本実施形態の廃ガラス用熱処理炉１によると、メッシュベルト３０および回収トレイ８０は、共にＳＵＳ４３０製である。すなわち、ニッケルを含まない金属製である。前出図５に示すように、下段室２２Ｄおよび加熱ゾーンＡ下段の温度（最高約４００℃）が比較的低いため、このような材質であっても、充分に使用可能である。したがって、メッシュベルト３０および回収トレイ８０をニッケル含有金属（例えばＳＵＳ３１０Ｓ（オーステナイト系））製とする場合と比較して、設備コストを削減することができる。また、回収トレイ８０により、メッシュベルト３０から脱落する廃合わせガラスＷを、比較的簡単に回収することができる。

また、メッシュベルト３０および回収トレイ８０をニッケル含有金属製とする場合、下段室２２Ｄの温度によっては、回収後のガラス層Ｗ１、Ｗ２に、ニッケルが混入するおそれがある。この点、本実施形態の廃ガラス用熱処理炉１によると、上述したように、メッシュベルト３０および回収トレイ８０は、共にＳＵＳ４３０製である。このため、回収後のガラス層Ｗ１、Ｗ２に、ニッケルが混入するおそれがない。したがって、回収の歩留まりが向上する。

また、本実施形態の廃ガラス用熱処理炉１によると、前出図５に示すように、上段室２２Ｕが約６２０℃に温度制御されている。このため、仮に、可燃性蒸発気体の燃焼が急激に激しくなった場合でも、上段室２２Ｕの温度をガラス軟化温度（約７２０℃程度）未満に抑えることができる。したがって、回収されるガラス層の品質が高くなる。

また、本実施形態の廃ガラス用熱処理炉１の処理対象となる廃ガラスは、前出図６に示すように、予めクラックＣが入っている廃合わせガラスＷである。このため、樹脂層Ｗ３の表裏全面がガラス層Ｗ１、Ｗ２に覆われている場合（クラックＣが無い場合）と比較して、樹脂層Ｗ３から可燃性蒸発気体が放出されやすい。したがって、回収後のガラス層Ｗ１、Ｗ２に、樹脂層Ｗ３の炭化物が残留しにくい。また、本実施形態の廃ガラス用熱処理炉１によると、式（１）で示すように、有害なダイオキシン等が発生しない。このため、排ガス処理設備４の設備コストが低い。

＜第二実施形態＞
本実施形態の廃ガラス用熱処理炉と第一実施形態の廃ガラス用熱処理炉との相違点は、上段室に散水ノズルが配置されている点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。

図９に、本実施形態の廃ガラス用熱処理炉の熱処理ゾーンの短手方向断面図を示す。なお、図２と対応する部位については同じ符号で示す。図９に示すように、炉壁２０の頂壁部には、熱電対７０ｂを挟んで、一対の散水ノズル８１が配置されている。散水ノズル８１は、本発明の散水装置に含まれる。

本実施形態の廃ガラス用熱処理炉は、構成が共通する部分に関しては、第一実施形態の廃ガラス用熱処理炉と同様の作用効果を有する。また、本実施形態の廃ガラス用熱処理炉によると、可燃性蒸発気体を全部燃焼させることができる。その理由は、可燃性蒸発気体の燃焼熱により上段室２２Ｕの温度が上昇しそうになっても、散水ノズル８１から水を噴射することにより、上段室２２Ｕの温度を強制的に下げることができるからである。このため、確実に、上段室２２Ｕの温度がガラス軟化温度以上になるのを抑制することができる。また、上段室２２Ｕの温度制御が簡単になる。

＜第三実施形態＞
本実施形態の廃ガラス用熱処理炉と第一実施形態の廃ガラス用熱処理炉との相違点は、上段室の温度制御を酸素導入配管の酸素量の増減ではなく、バーナーに供給されるエネルギ流体（例えば酸素、燃料ガス、酸素と燃料ガスとの混合ガスなど）の増減により行っている点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。

図１０に、本実施形態の廃ガラス用熱処理炉の熱処理ゾーンの短手方向断面図を示す。なお、図２と対応する部位については同じ符号で示す。図１０に示すように、熱処理ゾーン上段室用温度制御部７ｂのコントロールバルブ７２ｂは、酸素導入配管６２Ｌではなく（前出図２参照）、バーナー６１Ｒのエネルギ供給配管６１０Ｒに配置されている。

本実施形態の廃ガラス用熱処理炉は、構成が共通する部分に関しては、第一実施形態の廃ガラス用熱処理炉と同様の作用効果を有する。本実施形態の廃ガラス用熱処理炉のように、バーナー６１Ｒに供給されるエネルギ流体を増減することで、上段室２２Ｕの温度制御を行ってもよい。

＜その他＞
以上、本発明の廃ガラス用熱処理炉の実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。

例えば、樹脂層Ｗ３に含まれる熱可塑性樹脂は、ＰＶＢ樹脂でなくてもよい。ポリウレタン樹脂やエチレン酢酸ビニル共重合体であってもよい。また、可塑剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤などが含まれていてもよい。

また、上記実施形態においては熱処理ゾーンＢの上流側に加熱ゾーンＡを配置したが、加熱ゾーンＡを配置しない形態で実施してもよい。こうすると、さらに設備コストおよびランニングコストを削減することができる。

また、上記実施形態においてはメッシュベルト３０により廃合わせガラスＷを搬送したが、例えば多数の細孔を有するパンチングメタル製のコンベアベルトにより廃合わせガラスＷを搬送してもよい。

また、上記実施形態においては、廃合わせガラスＷを熱処理したが、液晶ディスプレイや太陽電池のガラスパネルなどを熱処理してもよい。また、樹脂層Ｗ３の両面にガラス層Ｗ１、Ｗ２が配置されていなくてもよい。例えば樹脂層Ｗ３の片面だけ、あるいは片面の一部だけに、ガラス層が配置されていても、本実施形態の廃ガラス用熱処理炉１により、ガラス層を回収することができる。また、上記実施形態においては、連続式の廃ガラス用熱処理炉１として本発明の廃ガラス用熱処理炉を具現化したが、バッチ式としてもよい。

また、上記実施形態におけるエネルギ供給配管６００Ｌ、６１０Ｒ、６３０Ｌの種類も特に限定しない。例えば、バーナーに酸素を供給するための配管、あるいはバーナーに燃料ガスを供給するための配管であってもよい。また、燃料ガスに予め酸素を混合した混合ガスを単一の配管でバーナーに供給する場合は、当該混合ガスを供給するための配管であってもよい。

第一実施形態の廃ガラス用熱処理炉の長手方向断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。 同廃ガラス用熱処理炉の熱処理ゾーンの一部の斜視分解図である。 図１のＩＶ−ＩＶ断面図である。 同廃ガラス用熱処理炉の温度パターンを示すグラフである。 加熱ゾーン進入前の廃合わせガラスの断面図である。 加熱ゾーン通過後かつ熱処理ゾーン進入前の廃合わせガラスの断面図である。 熱処理ゾーン通過後の廃合わせガラスの断面図である。 第二実施形態の廃ガラス用熱処理炉の熱処理ゾーンの短手方向断面図である。 第三実施形態の廃ガラス用熱処理炉の熱処理ゾーンの短手方向断面図である。

符号の説明

１：廃ガラス用熱処理炉。
２：炉本体、２０：炉壁、２００：フレーム、２０１：耐火物、２１：脚部、２２Ｄ：下段室、２２Ｕ：上段室。
３：メッシュコンベア、３０：メッシュベルト、３１：ローラー。
４：排ガス処理設備、４０：排ガス集合管、４１：排ガス処理炉、４２：集塵装置、４３：ブロワー、４４：排出口。
５：ピット。
６０Ｌ：バーナー、６００Ｌ：エネルギ供給配管、６０Ｒ：バーナー、６１Ｌ：バーナー、６１Ｒ：バーナー、６１０Ｒ：エネルギ供給配管、６２Ｌ：酸素導入配管、６３Ｌ：バーナー、６３０Ｌ：エネルギ供給配管、６３Ｒ：バーナー。
７ａ：熱処理ゾーン下段室用温度制御部、７ｂ：熱処理ゾーン上段室用温度制御部、７ｃ：加熱ゾーン用温度制御部、７０ａ〜７０ｄ：熱電対、７１ａ〜７１ｃ：温度調節計、７２ａ〜７２ｃ：コントロールバルブ。
８０：回収トレイ、８１：散水ノズル（散水装置）。
Ａ：加熱ゾーン、Ｂ：熱処理ゾーン、Ｃ：クラック、Ｇ：地面、Ｗ：廃合わせガラス、Ｗ１：ガラス層、Ｗ２：ガラス層、Ｗ３：樹脂層。

Claims (10)

1. ガラス層と、該ガラス層に接合される熱可塑性樹脂を含む樹脂層と、が積層されてなる廃ガラスが載置されると共に、通気性を有するテーブルと、
   該テーブルの下方に配置され、該熱可塑性樹脂の蒸発開始温度以上に温度制御される下段室と、
   該テーブルの上方に配置され、該ガラス層のガラス軟化温度未満に温度制御される上段室と、
   を備えてなる廃ガラス用熱処理炉。
2. さらに、前記下段室および前記上段室を有する熱処理ゾーンと、
   該熱処理ゾーンの上流側に連なり前記廃ガラスを加熱する加熱ゾーンと、を備え、
   前記テーブルは、該加熱ゾーンから該熱処理ゾーンまで該廃ガラスを搬送するメッシュコンベアのメッシュベルトであり、該廃ガラスの熱処理を連続的に行う請求項１に記載の廃ガラス用熱処理炉。
3. 前記加熱ゾーンにおける前記廃ガラスの昇温速度は、５０℃／分よりも大きい請求項２に記載の廃ガラス用熱処理炉。
4. さらに、前記下段室に配置され、前記熱可塑性樹脂を蒸発させ可燃性蒸発気体とするためのバーナーと、
   前記上段室に配置され、該可燃性蒸発気体の少なくとも一部を燃焼させるための酸素導入配管と、
   を有する請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の廃ガラス用熱処理炉。
5. さらに、前記上段室に配置され、該上段室の温度が前記ガラス軟化温度以上になるのを抑制する散水装置を有する請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の廃ガラス用熱処理炉。
6. 前記熱可塑性樹脂は、ポリビニルブチラール樹脂であり、
   前記下段室は、４００℃以上４５０℃以下に温度制御される請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の廃ガラス用熱処理炉。
7. 前記テーブルは、ニッケルを含まない金属製である請求項６に記載の廃ガラス用熱処理炉。
8. さらに、ニッケルを含まない金属製であり、前記テーブルから脱落した前記廃ガラスを回収する回収トレイが敷設される請求項６または請求項７に記載の廃ガラス用熱処理炉。
9. 前記上段室は、６５０℃以下に温度制御される請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の廃ガラス用熱処理炉。
10. 前記廃ガラスは、前記樹脂層を介して、一対の前記ガラス層が貼り合わされてなる廃合わせガラスであり、該ガラス層には、外部から該樹脂層に至るクラックが形成されている請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の廃ガラス用熱処理炉。

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