JP2013503747A - 廃棄材料を処理する装置 - Google Patents

Abstract

処理容器（１００）が廃棄材料を処理するために提供される。処理容器は筺体（１５０）および処理すべき廃棄材料を収容するための前記筺体中の処理ゾーン（１５２）を有する。筺体（１５０）は、前記処理容器の装填および放出のための開口部を形成する前記容器の内側に向けられた部分（１５４）を有する。処理容器は、前記開口部を通して前記容器の装填を可能にする第１の方向、および前記開口部を通して前記容器の放出を可能にする第２の反対方向にその軸の周りで回転可能である。処理チャンバーは、廃棄材料を処理するための装置（１０）の中で用いられる。また、装置は、処理チャンバー（１４）と、前記熱ガスを炉中に導入するためのガス入口（２００）と、前記炉からガスを取り出すためのガス出口（２０２）を収容する炉（１２）とを含む。処理容器（１００）は前記炉の中で回転するために搭載される。

Description

本発明は、有機性廃棄物および自治体の固形廃棄物（ＭＳＷ）を含む廃棄材料を処理するための装置に関する。具体的には、本発明は、特に材料のバッチ処理に適する被覆、および／または不純物を材料から熱的に除去する装置および方法に関する。

ガス化は、原材料を管理された量の酸素と高温で反応させることによって、バイオマスなどの炭素質材料を一酸化炭素と水素に変換するプロセスである。得られるガス混合物は合成ガスまたはシンガスと呼ばれる。合成ガスは、主としてＣＯ（一酸化炭素）と水素から作られる。これらの２つの要素は、アルコール（メタノール、エタノール、プロパノール等）の基本的構成単位である。

ガス化は、多くの様々の種類の有機材料からエネルギーを取り出す有効な方法であり、清浄な処理を提供する。ガス化は、特に処理材料に含まれる有機物のより多くがエネルギーに変換される（より熱効率が高い）ので、元の燃料の直接燃焼よりも効率的である。

シンガスは、内燃機関内で直接燃焼させてもよく、またはメタノール、エタノール、プロパノールなどのアルコールまたは水素の生成に用いてもよい。現在、化石燃料のガス化は電気を発生するために工業規模で広く用いられる。

アルミニウム、マグネシウム、および他の金属ならびに非金属などの材料を再生する要求が増加している。それらの材料は、しばしば塗料、油、水、ラッカー、プラスチック、または他の揮発性有機化合物（Ｖ．Ｏ．Ｃ．）で被覆され、材料を再溶融する前に除去しなければならない。溶融することなく比較的高い温度で処理することのできる材料において、それらの不純物は一般的に被覆除去として知られる熱プロセスを用いて除去される。それらの熱的被覆除去プロセスは、また、再溶融の前に材料の乾燥、および／または滅菌に用いることができる。

例えば、アルミニウムは、一般的に塗料、ラッカー、および／または他のＶ．Ｏ．Ｃ．で被覆された飲料缶の製造にしばしば用いられる。使用された飲料缶（Ｕ．Ｂ．Ｃ．）または飲料缶の製造中に生成されるスクラップ材料を再生のために溶融する前に、金属の損失を最小にするためにどんな被覆または他の不純物でも除去しなければならない。

しかし、熱的脱被覆はアルミニウムへの適用に限定されるのでなく、熱的脱被覆プロセスに存在する温度に耐えることのできる任意の金属または非金属の清浄化または精製に用いることができる。熱的脱被覆は、例えば、マグネシウムまたはマグネシウム合金の脱被覆または精製に用いることができる。

既知の熱的脱被覆プロセスは、除去すべき被覆、および／または不純物を酸化するために加熱すべき材料を熱ガスに暴露することを含む。この暴露は、熱ガスの温度および酸素含有量が制御できる閉じた環境で行われる。大部分の有機化合物を除去するのに３００℃を超える温度が必要であり、６％〜１２％の範囲の酸素レベルが通常必要である。

熱ガスの温度および酸素レベルが注意深く制御されない場合、熱剥離中に放出されるＶ．Ｏ．Ｃが燃焼するので、プロセスはオートサーミック的に進行することができる。これは制御不能な、熱ガスの温度上昇を招き、非常に危険である。

通常、材料は処理の前に粉砕され、粉砕された材料の全ての表面が熱ガスに暴露されることが効率的な脱被覆には重要である。これが行われない場合、処理は非効率的になり、特にＵ．Ｂ．Ｃ．の場合、処理された材料上に黒い汚れが残る。また、材料から離れかけた被覆または不純物を物理的に除去するために、材料は処理の間攪拌するのが望ましい。

現在、以下の３つの主要なシステムが熱的脱被覆に用いられる。
１．静止炉
静止炉において、材料はワイヤメッシュ上に積み重ねられ、炉の中に熱ガスを循環して材料を必要なプロセス温度に加熱する。

この構成は、熱ガスがメッシュ上の材料の積み重ね内に囲まれた材料に接触しないので、効率的ではない。前に論じたように、脱被覆において処理している材料の全ての表面が熱ガスに暴露されることが重要である。また、処理している材料は攪拌されていない。
２．搬送炉
このシステムは、処理材料を炉中に搬送するためにメッシュベルトコンベヤを用いる。熱ガスはベルトが炉を通過する際にベルト上の材料を通る。この方法の問題点は次の通りである。
●ベルト上の材料の深さが、プロセスを制限する。材料は積み重ねられ、積み重ねの中心にある材料が熱ガスに接触しないという静止炉に見られる問題と同様の問題を招く。
●材料の攪拌がなく、離れかけた被覆が除去されない。
●コンベヤベルトの寿命が短い。
●常に材料を供給しなければならない。
●プロセスは、少量または常に変化する生成品には適さない。
３．回転キルン
大きなキルンは、その最高端でキルンの中に供給され、または装填される材料が、重力の影響で放出される最低端に向かって移動するように水平に対して傾斜する。キルン内の材料が攪拌され、熱ガスの流れがキルン内を移動する際に材料を加熱するようにキルンは回転される。この方法には多くの問題を伴う。
●常に材料を供給しなければならない。
●プロセスは、少量または常に変化する生成品には適さない。
●連続プロセスは両端、すなわち材料装填端と材料放出端で気密性を必要とする。
●キルンは高レベルの保守につながる回転シールを必要とする。

本発明は、廃棄材料の処理のための改善された装置を提供することを目的とする。

したがって、本発明は、廃棄材料を処理するための処理容器であって、処理材料を収容する処理ゾーンと、前記処理ゾーンのための外部筺体とを有し、前記筺体は、前記処理容器の装填および放出のための開口部を形成する前記容器の内側に向かう部分を有し、前記処理容器は、前記開口部を通して前記チャンバーの装填を可能にする第１の方向および前記開口部を通して前記チャンバーの放出を可能にする反対の第２の方向にその軸の周りで回転可能である処理容器を提供する。

本発明の好ましい実施形態の自由選択的な特徴が以下に記載される。

前記内側に向かう部分は、前記開口部を越えて前記チャンバーの円周方向に展延することができる。

容器は、前記開口部を閉じる第１の位置と前記処理容器の装填および放出を可能にする第２の位置との間で移動可能な扉手段を有することができる。

前記扉手段は前記閉鎖位置に偏向（ｂｉａｓ）することができる。

前記扉手段は、前記扉手段を前記閉鎖位置に偏向する弾性部材を有することができる。

前記扉手段は、前記開口部を閉じるための閉鎖部分を有することができ、前記閉鎖部分は、前記扉手段を前記閉鎖位置に偏向する弾性手段によって前記筺体に搭載される。

容器は、熱ガスを前記処理ゾーンの中に導くための手段を有することができる。

前記筺体は、実質的に円形の断面とすることができる。

前記処理容器は、多角形の断面の筺体を有することができる。

一実施形態において、筺体は、その間に前記熱ガスを受容するための空間を画定する内部および外部壁を有することができ、前記内部壁はその中に前記処理ゾーンの中への前記熱ガスの通路のための開口部を有する。

容器は、前記ゾーンの外側へガスを導くための前記処理ゾーンの中に展延するパイプ手段を有することができ、前記パイプ手段は、前記処理ゾーンから前記パイプ手段の中へのガスの通路のための複数の貫通穴を有する。

前記貫通穴は、前記ガスを均一に取り出す配置とすることができる。

他の実施形態において、容器は、前記ゾーン中にガスを導くための前記処理ゾーン中に展延するパイプを有することができる。パイプはその長さに沿って伸びる先細のノズルまたは出口スロットを有することができ、熱ガスはそこを通ってパイプからゾーン中に出る。パイプは、運転中実質的に静止して留まるが、ゾーンに入るガスの方向が変化できるように回転してもよい。

先細のノズルまたは出口スロットは、パイプからの熱ガスを処理チャンバーの中に導くパイプに取り付けられた複数の入口手段に置き換えることができる。

筺体が回転する際に、処理チャンバー中の材料が分離して少なくとも部分的に隣接する入口手段の間を流れるように、入口手段は実質的に楔状または円筒楔形状とすることができる。

入口手段は、熱ガスが通る複数の入口穴を有する側面を有することができる。材料が入口手段の間を通る際に、材料は側面に接近し、大きな表面積で熱ガスに暴露され、それによって急速な熱移動を助ける。

筺体は、その中に処理ゾーンからの熱ガスが装置を出ることを可能にする出口を有する。使用中に出口または入口チューブのいずれも回転しないので、この実施形態において回転シールは実質的に省かれる。

また、本発明は、廃棄材料を処理するための装置であって、炉と、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の処理容器と、前記熱ガスを炉の中に導入するためのガス入口と、前記炉からガスを取り出すためのガス出口とを含み、前記処理容器は前記炉の中で回転するように搭載される装置を提供する。

本発明の好ましい実施形態の自由選択的な特徴は以下に記載される。

装置は、前記処理容器に前記廃棄材料を装填するための装填手段を含むことができ、前記装填手段は、装填／放出入口を有するとともに、前記入口を通して廃棄材料を装填するための第１の位置と、前記入口を通して材料を放出するための第２の位置との間で移動可能であり、前記処理容器がその装填位置に回転するとき、前記第２の位置において前記装填手段が重力下で前記処理容器中に材料を放出するように、前記装填手段は前記処理容器の上に配置される。

前記装填手段は、前記処理容器上の筺体に搭載された装填箱とすることができ、前記装填手段が放出位置に回転し、前記処理容器が装填位置に回転するとき、前記装填手段入口および前記処理容器が垂直に整列する配置である。

前記装填手段および前記扉手段は、前記装填手段が前記装填位置に回転するとき、前記扉手段を開口するために嵌合可能な協働開口手段を有することができる。

前記協働開口手段は、前記装填手段上にカム手段、および前記扉手段上に協働ローラー手段を含むことができる。

前記炉は、前記チャンバーから材料を放出するために放出開口部を前記処理容器の下にさらに含むことができる。

前記炉および前記扉手段は、前記処理容器の放出のために前記扉手段を開口する嵌合可能な協働開口手段を有することができる。

装置は、前記放出開口部を通して放出された材料を受容する受容部、および前記放出された材料を前記炉から搬出するコンベヤ手段をさらに含むことができる。

前記コンベヤ手段は、スクリューコンベヤを含むことができる。

前記炉は、前記炉の中の前記処理容器を回転させるための駆動支持手段を有することができる。

前記処理容器は、前記駆動支持手段上に前記処理容器を支持する環状手段を有することができ、前記駆動支持手段は、前記処理容器を回転可能に駆動するための前記環状手段と嵌合する駆動システムを有する。

前記環状手段は、前記外部筺体に固定された少なくとも１つのリング状部材によって形成することができる。

前記炉の中の前記処理容器の重量を監視するための荷重検出手段を提供し、それによって前記処理容器中の廃棄材料の重量を監視することができる。

前記処理容器手段は、前記炉の外部の第１の位置と前記炉中の第２の位置との間で移動可能とすることができる。

前記処理容器は、プラットホーム手段上に支持することができ、前記第２の位置で前記プラットホーム手段は前記炉の閉鎖手段として働く。

前記処理容器は、前記プラットホーム上の前記処理容器を支持するためのフレーム手段を有することができる。

本発明の好ましい一形態による開放状態における廃棄処理装置の一実施形態の透視図である。 本発明の好ましい一形態による放出状態における処理容器を示す図１の装置の閉鎖状態の断面図である。 装填状態における処理容器を示す図２と同様の図である。 図２の装置および処理容器の長手断面図である。 装置の処理容器の側面図である。 明瞭さのために部分的に省略した図５の線Ａ−Ａの断面図である。 図６の容器の一部の拡大図である。 本発明の他の好ましい形態による廃棄処理装置の代替の実施形態の長手断面図である。 図８の処理容器の線Ｂ−Ｂの断面図である。 図８および図９に示した本発明の実施形態の透視断面図である。 本発明の他の好ましい形態による廃棄処理装置の他の代替の実施形態の長手断面図である。 図１１の処理容器の貫通断面図である。 図１１および図１２に示した本発明の実施形態の透視断面図である。

本発明は、実施例によって添付図面を参照して以下にさらに説明される。

図を参照すれば、これらは有機廃棄物および自治体の固形廃棄物（ＭＳＷ）を含む廃棄材料１１を処理するための装置１０を示す。装置は、被覆、および／または不純物を特にバッチ処理に適している材料から熱的に除去するのに適している。装置１０は、処理容器の各端部に適切なフレーム支持体２２によってプラットホーム手段２０に支持された廃棄処理容器（ドラム）１００を含む処理チャンバー１４を有する炉１２を有する。

処理容器および付属の支持体が１つだけ示されるが、本発明による装置には２つ以上使用してもよいことが理解されるであろう。炉１２は、軸方向にまたは隣り合わせに整列された１つまたは２以上の処理容器を含むサイズにすることができる。

炉１２は、好都合に脚柱（脚）２４の上に持ち上げられる。容器１００のためのプラットホーム手段２０は、容器が炉１２中に配置される閉鎖位置と開口位置の間を動いて容器１００と処理チャンバー１４へのアクセスを容易にすることができるように、炉１２に対する側壁または扉の形であるのが好都合である。フレーム支持体２２は、容器が扉２０上で回転するように支持する。扉２０の動きは、扉２０を所定位置に枢動させる液圧式ラム２３などの任意の適切な手段による。

図において、扉２０は、炉内部の容器１００と一緒にチャンバー１４を閉じる閉鎖部として働く寸法および構成とすることができ、プラットホーム２０上に支持することができる。

図示した処理容器１００は、外部筺体１５０、および材料が処理される筺体内の処理ゾーン１５２を有する。筺体１５０は、筺体の面から外へ展延する隆起（ｒａｍｐ）部分１５４を有し、容器の内側に導かれて材料を処理容器の中へ装填および外へ放出するための開口部１６０を形成する。部分１５４は、直線または湾曲とすることができるが、好都合に容器の内側に向かって全体的に螺旋形状に展延する。隆起部分１５４は、また、部分１５４の先導縁部分１８２が開口部１６０の自由縁部１５８を放射状に覆いまたは重なるように、開口部１６０を越えて容器の円周方向に展延する。

筺体１５０は、理想的には円形断面状、好ましくは円筒状であるが、適切な多角形状を用いてもよく、多くの皮膜を有する。ここで、筺体は内部筺体壁１０２と、内部壁１０２に固定された外部筺体壁１０４とを備える二重皮殻として図示される。壁は、同心状または同軸状であるのが好ましく、外部壁１０４は、容器の軸端部でかつ円周状に内部壁１０２を取り囲むのが好ましい。

内部壁１０２および外部壁１０４は、筺体の長さに展延して筺体内にチャンネル１６４を画定する隔壁１６２によって隔置するのが好ましい。内部筺体壁１０２は、ガス透過性であり、ガスが、チャンネルから処理ゾーン１５２に入るのを可能にする貫通穴を有するのが好ましい。

炉１２は、熱ガスを容器１００に導入するためのガス入口２００、および容器１００からガスを取り出すためのガス出口２０２を有する。入口および出口は、容器１００がチャンバー１４中に装着されるとき、全体的に容器と同軸であるように配置されるのが好ましい。替りに、または追加で、ガス入口および出口は、例えば、処理容器１００へのガスの供給または容器からのガスの取り出しのための配管または導管に接続する開口部の形で、プラットホーム手段２０中に提供してもよい。

また、容器１００は外部筺体壁１０４の軸状端部を閉じる外部端部壁１１０、１１２を有する。内部筺体壁１０２は、内部チャンバーの各軸端部に形成されて内部チャンバーを閉じるそれぞれの端部壁１１０、１２０を備える各軸端部に全体的に円錐台形部分１１４、１１６で形成される。端部壁１２０は端部壁１１２から軸方向に間隔を置き、チャンネル１６４は壁１１２、１２０の間の空間と連絡する。

外部壁１０４は２つの環状支持部材を有し、ここでは筺体壁に沿って軸方向に間隔を置くリング１０６の形である。リングは、外部壁１０４上に直接着座することができ、または適切な支持体上に持ち上げることができる。炉１２は、好都合に炉１２の床１６６上に搭載された２つの駆動ローラー４０、４２を含む駆動システムを有する。各ローラー４０、４２は実質的に処理容器筺体１５０の長さに展延し、処理容器が炉１２の中にあるとき、リング１０６に接触する。駆動ローラーは、容器１００をその長手軸の周りで回転させるように起動可能である。各ローラーは、２つ以上のローラーに置き換えることができ、各ローラーは、それぞれのリング１０６、またはリング１０６上の歯に嵌合するギア機構に接触することが理解されるであろう。駆動ローラー４０、４２は互いに平行に配置され、容器１００の長手軸の周りを回転するように容器１００を支持する。各ローラー４０、４２は、駆動機構によってそれぞれの駆動モーターに連結されてローラー４０、４２を回転させ、次いで容器１００をその軸の周りに回転させてもよい。駆動機構はベルト、鎖、またはギア機構としてもよい。

ローラー４０、４２は、容器１００の重量を監視する働きをする荷重セル（図示せず）などの測定手段に結合されたマウント上に回転可能に支持される。荷重セルからの信号は制御システムに供給され、容器自体の重量が知られているので、制御システムは容器１００中の材料の重量を出力する。

その内部および外部筺体壁１０２、１０４を備える容器１００の二重皮殻構成は、容器を処理チャンバー１４に配置する前に材料が容器中に装填されるとき、材料中の液体の多くが２つの筺体壁の間のチャンネル１６４の中に排出される利点を有する。次いで、容器を炉の中に装填する前に液体を容易に排出することができる。容器１００を回転させて材料を転がすことによって排出を助けることができる。したがって、チャンネル１６４は液体の放出空間として働く。

中央導管またはパイプ１２２は、外部端部壁１１０から内部端部壁１２０へ展延し、外部端部壁で開口し、内部端部壁で閉じる。端部壁１１０を通るパイプ入口に対向する外部端部壁１１２は、同軸状開口部１３０を有し、熱ガスが壁１１２、１２０の間の空間１６８中およびチャンネル１６４中に入るのを可能にする。パイプ１２２および開口部１３０は同軸として説明されるが、無論、それらは容器１００内で任意の適切な位置に配置してもよい。容器１００がチャンバー１４中に装填されるとき、それらは入口２００と出口２０２で同軸であるのが理想的であるが、互いに任意の適切な配列または位置に配置してもよい。

内部チャンバー壁１０２、１１４、１１６は液体透過性であり、廃棄材料中の水および他の液体を排出空間１６４に排出することが可能である。これらの壁は、好都合には、一般に粒子状の廃棄材料は留まるが、液体は排出されるサイズの穴または開口部で穿穴される。穴は、均一なやり方などの任意に適切なやり方で配置することができるが、穴は、任意の適切な形状またはアレイで配置してもよいことが理解されよう。開口部は、壁１０２、１１４、１１６のうちの一つもしくは複数の円周の一部または円周の全て、あるいは壁の異なる軸状位置で円周の一部および円周全体の両方に配置することができる。

パイプ１２２は、また、その壁に穿穴または穴が設けられて、熱ガスが容器１００の処理ゾーン１５２と導管１２２の間を通過するのを可能にする。しかし、これらの穴はパイプ１２２の円周全体の周りに配置することができるが、それらは、好都合に、円周の一部のみ、一般的には１８０度を覆い、熱ガスは直接的でない径路を辿って処理ゾーンを通るようにさせる。また、開口部は、パイプ１２２の異なる軸状位置で円周の一部および円周の全体の両方に設けてもよい。

図４から見ることができるように、容器１００が炉１２の中の所定位置に配置されるとき、容器の入口１３０は処理チャンバー１４のガス入口２００に隣接しており、導管１２２は入口２００および出口２０２に一般的に軸状に整列される。入口２００からのガスは入口１３０を通って空間１６８へ入り、チャンネル１６４の中を通り、内部壁１０２の穴を通って処理ゾーン１５２の中へ流れる。処理の間、容器１００は駆動ローラー４０、４２上でその軸の周りを回転して廃棄材料を転がし、より多くの表面積を熱ガスに暴露させ、熱ガスは処理ゾーン１５２の中を通り、次いでパイプ１２２を通り、ガス出口２０２を経由して排出される。容器１００は、固定または可変の速度で回転させることができ、一定期間一方向に回転し、次いで一定時間逆方向にすることができ、または３６０度未満の角度で、好ましくは可変の回転速度で逆転および正転させてもよい。

いくつかの容器１００が、より大きな処理容器１４内に軸状に整列されて、または並列で同時に処理してもよいことが理解されよう。

熱ガスは上昇する傾向があるので、入口１３０から、下方にチャンネル１６４の中へ入って、処理ゾーンの下部の廃棄材料を通って上昇する熱ガスの動きを助けるために、内部および外部端部壁１２０、１１２間の空間中に自由な回転運動のための一般的に円形のプレートが搭載される。プレートは、一般的に約４５度以上に展延するＶ形状の切り込みを有し、容器１００が回転する間、切り込みが放出空間の底部に重力で吊下がるように、プレートに錘が付けられる。これにより、ガスを下方向および放出空間の下部中に導きやすくなる。替りに、外部端部壁１１２の内部に蝶番付きのじゃま板またはフラップを配置することができる。これらのじゃま板は、じゃま板が容器の長手軸に実質的に平行に展延する位置と、それらが壁１１２に隣接してまたは対向して放射状外方向に展延する位置との間で枢動できるように、壁に蝶番式に取り付けられる。このようにして、容器が回転する際に、じゃま板が容器１００の回転軸上に位置するとき、それらは壁１１２から外方向に枢動して離れ、上方向に流れようとするガスに対して部分的な障壁を形成する。じゃま板が回転軸の下方に位置するとき、それらは全体的に垂直に壁１１２に隣接してまたは対向して吊下がり、ガスが全体的に下方向に自由に流れることを可能にする。

開口部１６０は、開口部を閉じる第１の位置と処理容器１００の装填および放出を可能にする第２の位置との間で移動可能な閉鎖部すなわち扉１７０によって閉じられる。扉１７０は単純な軽量構造であり、気密シールを備えることなく開口部を調節するために用いることができ、その閉じた位置に偏向される。扉の好ましい形態において、扉は、扉の開口および閉じた位置に戻ることを可能するスチール紐１７２などの適切な手段によって外部壁１０４に取り付けられる。上述したように、部分１５４は、部分１５４の先導縁部分１８２が開口部１６０の自由縁部分１５８に放射状に重なるように、開口部１６０を越えて容器の円周方向に展延する。これは、容器１００が図３に見えるように時計方向に回転するとき材料が容器の周りを転がり、扉に接触することなく重力で縁部１８２の上に落ちる利点を有する。したがって、扉は材料密封シールを備える必要がなく、比較的緩く固定することができる。

図６および図７に最善に見えるように、隆起部分１５４にはその自由端部すなわちリップ１８２に速度ブレーキ隆起１８０が設けられる。ブレーキ隆起は縁部１８４を有し、処理中に容器が時計方向に回転すると、材料１１がその上方で転がる。縁部１８４は処理されている材料が容器壁に沿って転がる際の障害物を形成する。容器が時計方向に回転し、材料１１が隆起部分１５４上に転がると、材料は隆起部分１５４に沿って加速し、勢い(momentum)を得る。ブレーキ隆起１８０は材料の勢いを妨害（拡散）し、したがって、材料はブレーキ隆起１８０の縁部１８４の上に落ちる前に速度を落とす。円筒状処理容器１００内の材料１１の連続的な回転サイクルを妨害することにより、「梱（ｂａｌｉｎｇ）」（一緒に凝集させて大きな凝集を形成する）を低減する効果が得られる。

また、隆起部分１５４の自由縁部１８２には１つまたは複数の開口部またはノズル１８６が設けられ、それを通って熱ガスが隣接チャンネル１６４から出ることができる。材料が縁部１８４を通る際にその速度を落とすことによって、材料はノズル１８６からの熱ガスに、より長い間暴露される。ノズルは、落下する材料を通ってガスを横向きに導くように配置され、整列される。一般に、ノズルは材料の落下方向に対して概ね垂直にガスを導く。熱ガスは、高速でノズル１８６を通過して材料１１と、より効果的に作用する穿穴ジェットを形成する。熱ガスは、材料が落下する際に材料中に深く広がり、再び効率を高めて処理時間を短縮し、したがって、より高い生成能力をもたらす。処理されている材料は、それが縁部からチャンバーの内部壁１０２上に落下する際に分散して転がり、熱ガスとのより効果的な反応を可能にし、処理時間サイクルを短縮する。これは材料の分離と空気混和を生成し、このことにより、熱ガスが浸透して、処理されている材料と、より効果的に相互作用することが可能になる。材料がノズル１８６を通過して落下する際に、材料を貫通する熱ガスで「滝」効果が生成される。

処理容器１００の装填は、炉１２の上に取り付けられた筺体３００を有する装填機構２００によって行われる。筺体３００は炉の上部壁のアパーチャ２０６に面するアパーチャ２０４を有し、処理容器１００の装填中に材料がそれを通って通過する。

筺体３００は、好都合に液圧式ラムによって所定位置に滑りまたは降下する閉鎖部すなわち扉２０８によって閉じられる上部開口部３０２を有する。また、筺体３００は、開口部３０２を通して装填することのできる第１の位置と、重力作用で炉１２の処理チャンバー１４の中に、次いで容器１００の中に材料を放出することのできる第２の位置との間で移動可能な装填ホッパー２１０を含む。ホッパー２１０は、好都合に部分円筒形状であり、材料がホッパーを通過して出入りする開口部すなわち口２１２を有する。また、開口部２１２がホッパー筺体３００の開口部３０２の直下にあり、ホッパー２１０の中へ材料の装填を可能にする位置へ回転できるように、ホッパーは、筺体３００に回転可能に取り付けられる（図２）。次いで、ホッパーは、開口部２１２が処理チャンバー１４の内部に面してホッパー２１０から材料の放出を可能にする、図３に示した位置に回転することができる。図３に示した位置へホッパー２１０が回転する前に、容器１００は、部分１５４がホッパー２１０の直下にある、図３に示した位置に回転する。この効果は部分１５４がホッパー２１０から落下する材料のための樋を形成して、材料を、開口部１６０を通って処理ゾーン１５２の中に導くことである。理想的には、部分１５４に沿って展延する外部壁１０４は処理ゾーンの内側に湾曲する。

ホッパー２１０からの材料が開口部１６０を通過するために、扉１７０は最初に開口しなければならず、これは、ホッパー２１０の外部表面上でカム表面の形のカム手段２１４によって好都合に行われる。カムは、好都合に概ね６５度の角度にわたって展延する弓形の形状である。処理容器１００が図３に示した位置に静止して、ホッパー２１０は、図３に見えるように時計方向に回転する。回転が続くと、カム２１４の先導縁部２１６は扉１７０上の協働手段２１８に接触し、スチール部材１７２の偏向部に対向する開口部１６０から離れて扉を持ち上げる。したがって、ホッパー２１０中の材料は樋上に落ちて開口部１６０を通って処理ゾーン１５２の中へ通過する。ホッパー２１０が回転を続けると、協働手段２１８は開放され、扉１７０はスチール部材の作用によって閉じられる。次いで、処理容器１００は、図３に見えるように時計方向に回転し、熱処理ガスがチャンネル１６４を通って処理ゾーン中に供給され、配管１２２を通って外へ出て、処理容器１００中の材料を処理することができる。次いで、ホッパー２１０はさらに回転して開口部２１２を開口部３０２に整列させ、さらなるホッパーの装填を可能にする。

図３から見ることができるように、ホッパー２１０は処理チャンバー１４中に部分的に侵入する。

扉１７０上の協働手段２１８は、カム２１４によって好都合に接触される１つまたは複数のローラーである。１つまたは複数のローラー２１８に接触するために、１つまたは複数のカム２１４を提供できることが理解されるであろう。理想的には、それぞれのカム２１４によって接触するために、各扉１７０の端部にそれぞれの協働手段２１８が提供される。幾何的な関係は、処理すべき材料が処理容器１００中に入り始めるときまでに、カム２１４が扉１７０を開口するということである。無論、処理容器１００は装填中静止する必要はなく、ホッパー２１０が時計方向に回転すると、適切なタイミングで時計方向に回転できることが理解されよう。

材料が処理された後に処理容器１００を放出するために、容器の回転は逆転される、すなわち、容器は図２に見えるように反時計方向に回転する。これは処理された材料を開口部１６０に移動する効果を有し、それを通って材料は適切な搬送手段２３０（好ましい実施形態において、これはスクリューコンベヤである）の中に入り、炉から搬出される。

扉１７０を開くことは、材料の重力、または適切なカム手段、またはローラー２１８に嵌合して扉を開ける止め具（ｃａｔｃｈｍｅｎｔ）装置によって行うことができる。

図８、図９、および図１０を参照すれば、本発明の代替の実施形態が示される。この実施形態において、入口２００ａおよび出口２０２ａを有する炉１２ａを含む装置１０ａが示される。入口２００ａは、炉１００ａを通って展延し、処理容器１００ａの長さに展延し、炉１２ａの対向壁の中に封止された端部４００で終端するパイプ１２２ａを含む。

処理容器１００ａは、好ましくは金属シートから作られ、実質的にパイプ１２２ａの周りを回転するドラムを含む。ドラムは、図２および図３で上に説明したように、複数のローラー上に着座するが、これらは明瞭さのために図８および図１０から省略されている。

内側に向けられた部分１５４は開口部１６０を形成し、それを通って上述と同じように処理容器１００ａが装填および放出される。

パイプ１２２ａは、処理容器１００ａ内でパイプ１２２ａの長さに沿って展延するノズル開口部を備えるノズル４０２を有する。

使用において、処理すべき廃棄物は処理容器１００ａに装填され、容器は図９の矢印Ａに描かれるように時計方向に回転する。熱空気は入口２００ａに導かれ、パイプ１２２ａに沿って通過し、ノズル４０２を経由して出る。処理容器１００ａが回転すると、廃棄材料は、ノズル４０２と内側方向に向けられた部分１５４の間の間隙４０６を通過する。材料が、ノズルの端部を通る際にノズル４０２から出る熱ガスの流れによって加熱される。廃棄物が内側に向けられた部分１５４の端部から転がる際に、ノズルは熱ガスを廃棄物中に放出するように導かれ、したがって廃棄物の良好な加熱およびその中のあらゆる液体の急速な蒸発を達成することができる。単一の先細のノズル（当業者であれば複数の短く先細のノズル、または個々のノズルのアレイが、同じ機能的な要求を実施することを理解するであろう）が設けられると、ガスは処理されている材料と完全に接触し、したがって効果的な熱伝導が可能になる。

ガスがノズルを出る方向を変更するために、パイプ１２２、または替りにノズル４０２だけを回転することができる。この回転はノズルの方向だけを変え、運転中パイプは実質的に炉１２ａに対して静止することが理解できよう。処理されている廃棄物の液体含有量、熱容量、および密度などの要因に応じて、熱ガスの入口角を変えるパイプ１２２ａの回転が必要であろう。パイプ１２２ａは、当業者の範囲内で任意の適切な手段によって回転することができる。例えば、パイプ１２２ａは、封止された端部に取り付けられた機械的または電気的駆動の提供によって回転することができるであろう。

ガスが廃棄物を加熱すると、あらゆる処理ガスと一緒に開口部１６０を通って処理容器１００ａを出て、処理容器１００ａと炉１２ａの間の空隙４０８に入る。パイプ１２２ａと処理容器の端部面４１２との間の小さなクリアランス間隙４１０を通って、さらに少量のガスが処理容器１００ａを出る。この実施形態のガス流路は、前の実施形態の二重皮殻処理容器の必要性を省く。さらに、この実施形態において、ガス流の出口空隙がその場所に提供されるのでパイプ１２２ａと処理容器１００ａとの間の回転シールの必要がない。高温で汚れた環境内の回転シールは故障しがちなので、この実施形態は第１の実施形態よりも保守の少ない装置を提供する。

出口２０２ａは炉１２ａの静止部分であり、それらが炉１２ａからのガスのための出口を形成するように空隙４０８と流体連絡する。

使用において、反時計方向、すなわち図９の矢印Ａで描かれた方向と反対方向の炉の回転により、処理容器１００ａの内容物が開口部１６０を通過し、そこから出される。この運転のさらなる詳細は、第１の実施形態について上記される。

この第２の実施形態が第１の実施形態と異なるさらなる他の点は、第１の実施形態の扉１７０が第２の実施形態では省略されることである。第２の実施形態において、開口部１６０がガス出口を形成するので、容器が充満されない、または空のときに、開口部を封止する必要がない。第２の実施形態はこの点でより簡単である。

また、第２の実施形態のガス流路は、第１の実施形態のじゃま板の必要を省くことが理解されるであろう。これにより、第１の実施形態のじゃま板によって課せられるガスの剪断による制限がないので、ガス流に依存しない回転速度を可能にする。

図１１〜図１３を参照すれば、本発明のさらなる他の実施形態が示される。この実施形態は、パイプ１２２ａおよびノズル４０２の配置が異なることを除いて、実質的に図８〜図１０で示したものと同じである。

図１１〜図１３に示した実施形態において、ガス入口２００ｂを形成する中央のパイプ１２２ｂには前記パイプ１２２ｂ上に取り付けられた複数の入口手段４１４が設けられ、それを通って熱ガスが処理チャンバー１００ｂに入る。

入口手段４１４は好ましくは円筒楔形状であり、各楔のテ―パー部分４１６はパイプ４１４から実質的に下方向に展延し、処理チャンバー１００ｂの回転方向に回転可能にオフセットする。各入口手段４１４の面４１８には複数の穴（明瞭さのため省略される）が設けられ、そこを通って前記入口２００ｂを通ってパイプ１２２ｂに入るガスが処理チャンバーの中に出ることができる。

この実施形態において、処理されている材料は、部分的にまたは実質的に入口手段４１４の面４１８の間を通過する複数の材料流に分離する。熱ガスが面４１４の穴を通って処理チャンバーに入ると、熱ガスは、処理されている材料の大きな表面積と直ちに接触する。これは熱ガスから材料への熱伝達の最大化を助け、材料バッチ処理の全体時間の短縮を助けることができる。

当業者であれば理解されるように、上記示唆から離れて、第１、第２、および第３の実施形態の作用は実質的に同じであり、第１の実施形態について説明した多くの特徴は第２の実施形態の異なる処理チャンバーと組み合わせて用いられる。

Claims (41)

1. 廃棄材料を処理するための処理容器であって
   筺体と、
   処理すべき廃棄材料を収容するための前記筺体中の処理ゾーンと、
   を有し、
   前記筺体が、前記処理容器の装填および放出のための開口部を形成する前記筺体の内側方向に向けられた部分を有し、
   前記開口部を通して前記容器の装填を可能にする第１方向と、前記開口部を通して前記容器の放出を可能にする反対の第２方向とに、軸の周りで前記処理容器が回転可能である、
   処理容器。
2. 前記内側方向に向けられた部分が前記容器の円周方向に前記開口部を越えて展延する、請求項１に記載の処理容器。
3. 前記開口部を閉じる第１の位置と前記処理容器の装填および放出を可能にする第２の位置との間で移動可能な扉手段を有する、請求項１また請求項は２に記載の処理容器。
4. 前記扉手段が、前記閉じた位置に偏向する、請求項３に記載の処理容器。
5. 前記扉手段が、前記扉手段を前記閉じた位置に偏向させる弾性部材を有する、請求項３または請求項４に記載の処理容器。
6. 前記扉手段が、前記開口部を閉じる閉鎖部分を有し、前記閉鎖部分が、前記扉手段を前記閉じた位置に偏向させる弾性手段によって前記筺体に取り付けられる、請求項５に記載の処理容器。
7. 前記処理ゾーンに熱ガスを導くための手段を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の処理容器。
8. 前記筺体が、実質的に円形断面である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の処理容器。
9. 前記筺体が多角形断面である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の処理容器。
10. 前記筺体が、その間に前記熱ガスを受容するための空間を画定する内部壁および外部壁を有し、前記内部壁が、その中に前記処理ゾーン中への前記熱ガスの通路のための開口部を有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の処理容器。
11. 前記ゾーンの外へガスを導くための前記処理ゾーンの中に展延するパイプ手段を有し、前記パイプ手段が前記処理ゾーンから前記パイプ手段の中への前記ガスの通路のための複数の貫通穴を有する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の処理容器。
12. 前記貫通穴が、前記ガスの均一な取出しのために配置される、請求項１１に記載の処理容器。
13. 前記内側向きの部分が、前記内側向き部分の面の外へ展延する隆起手段を有し、それによって前記材料が、前記隆起手段を越える際に前記材料の勢いを削ぐ、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の処理容器。
14. 前記材料が、前記隆起手段から落下する際に前記材料を通して熱ガスを導くための手段をさらに含む、請求項１３に記載の処理容器。
15. 前記ゾーンの中にガスを導入するための前記処理ゾーンの中に展延するパイプ手段を有し、
    前記パイプ手段が、前記パイプ手段から前記処理ゾーンへの前記ガスの通路のための少なくとも１つの出口を前記ゾーン内に有する、
    請求項１〜９のいずれか一項に記載の処理容器。
16. 前記パイプ手段が、前記処理容器内の前記パイプ手段の長さに沿って展延する溝の形状のノズル開口部を有する先細のノズルを有する、請求項１５に記載の処理容器。
17. 前記少なくとも１つの出口が複数の実質的に楔形状または円筒楔形状の出口を含む、請求項１５に記載の処理容器。
18. 前記実質的に楔形状または円筒楔形状の出口が、各々その中に熱ガスの通過する複数の穴を有する側面を有する、請求項１７に記載の処理容器。
19. 前記パイプ手段が、実質的に静止し、前記処理容器が前記パイプ手段の周りで回転可能である、請求項１５〜１８のいずれか一項に記載の処理容器。
20. 前記パイプ手段および出口の組み合わせが、前記内側向きの部分が前記ノズルを過ぎて回転する際に、前記ノズルと前記内側向きの部分の間に低減された間隙を形成するように前記パイプ手段の中心軸から一方向に展延する、請求項１５〜１９のいずれか一項に記載の処理容器。
21. 前記パイプ手段、前記ノズル、または前記実質的に楔形状または円筒楔形状の出口を回転できる、請求項１６〜２０のいずれか一項に記載の処理容器。
22. 前記筺体が回転する際に前記筺体の内容物が重力の影響下で前記内側向きの部分から転がる領域に熱ガスを実質的に導くように、前記ノズルが配置される、請求項１６に記載の処理容器。
23. 前記開口部が、前記処理容器を出るガスの出口路を形成する、請求項１５〜２０のいずれか一項に記載の処理容器。
24. 廃棄材料を処理するための装置であって、
    処理チャンバーを有する炉と、
    請求項１〜２３のいずれか一項に記載の処理容器と、
    前記熱ガスを前記炉の中に導くためのガス入口と、
    前記炉からガスを取り出すためのガス出口と、
    を含み、
    前記処理容器が前記炉の中で回転するために搭載される、
    装置。
25. 前記処理容器を前記廃棄材料で装填するための装填手段をさらに含み、
    前記装填手段が、装填／放出入口を有するとともに、前記入口を通して廃棄材料を装填するための第１の位置と、前記入口を通して材料を放出するための第２の位置との間で移動可能であり、
    前記処理容器がその装填位置に回転するときに、前記第２の位置において前記装填手段が材料を重力下で前記処理容器中に放出するように前記装填手段が前記処理容器上に配置される、請求項２４に記載の装置。
26. 前記装填手段が、前記処理容器上の筺体に回転可能に搭載された装填箱であり、
    前記装填手段が放出位置に回転し、前記処理容器が装填位置に回転するとき、前記装填手段の入口および前記処理容器が、垂直に整列されるような配置である、請求項２５に記載の装置。
27. 請求項３に従属するとき、前記装填手段が前記装填位置に回転するときに、前記装填手段および前記扉手段が、前記扉手段を開口するための嵌合可能な協働開口手段を有する、請求項２５または２６に記載の装置。
28. 前記協働開口手段が、前記装填手段上のカム手段および前記扉手段上の協働ローラー手段を含む、請求項２７に記載の装置。
29. 前記炉が、前記処理容器の下部に前記処理チャンバーから材料を放出するための放出開口部をさらに含む、請求項２５〜２８のいずれか一項に記載の装置。
30. 請求項３に従属するとき、前記炉および前記扉手段が、前記処理容器の放出のために前記扉手段を開口する嵌合可能な協働開口手段を有する、請求項２９に記載の装置。
31. 前記放出開口部を通って放出された材料を受容するための受容部と、前記放出された材料を前記炉から運び出すコンベヤ手段とをさらに含む、請求項２９または３０に記載の装置。
32. 前記コンベヤ手段が、スクリューコンベヤを含む、請求項３０に記載の装置。
33. 前記炉が、前記炉の中で前記処理容器を回転するための駆動支持手段を有する、請求項２４〜３０のいずれか一項に記載の装置。
34. 前記処理容器が、前記処理容器を前記駆動支持手段上に支持する環状手段を有し、
    前記駆動支持手段が、前記処理容器を回転可能に駆動するための前記環状手段に嵌合可能な駆動システムを有する、
    請求項３３に記載の装置。
35. 前記環状手段が、前記筺体に固定された少なくとも１つのリング状部材によって形成される、請求項３４に記載の装置。
36. 前記炉の中の前記処理容器の重量を監視するための荷重検出手段をさらに含み、それによって前記処理容器の中の廃棄材料の重量を監視する、
    請求項２５〜３５のいずれか一項に記載の装置。
37. 前記処理容器が、前記炉の外部の第１の位置と前記炉の中の第２の位置との間で移動可能である、請求項２４〜３６のいずれか一項に記載の装置。
38. 前記処理容器が、プラットホーム手段上に支持され、前記プラットホーム手段が、前記第２の位置で前記炉の閉鎖部として働く、
    請求項３７に記載の装置。
39. 前記処理容器が、前記プラットホーム手段上に前記処理容器を支持するためのフレーム手段を有する、請求項３７または請求項３８のいずれか一項に記載の装置。
40. 請求項１５に従属するとき、前記処理容器から前記処理チャンバーへの前記熱ガスの通行を可能にするために、前記処理容器と前記処理チャンバーの間にガス通路を提供し、
    前記ガス通路が前記パイプ手段の外径と前記処理容器の端部壁との間の間隙を含む、
    請求項２４〜３９のいずれか一項に記載の装置。
41. 前記ガス出口が、前記処理チャンバーの中に開口する少なくとも１つの出口ポートを前記炉の中に含む、請求項４０に記載の装置。
    

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