JP2024088521A - 有機性廃棄物の処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】収容部に収容された被処理物を均一に加熱可能な加熱ジャケットを備えた有機性廃棄物の処理装置を提供する。【解決手段】収容容器２１と、収容容器２１の収容部２１６を加熱する収容部加熱手段Ｈとを備えている。収容部加熱手段Ｈは、収容容器２１の第１周壁部２１１の周囲に設けられる加熱ジャケット２３を有している。加熱ジャケット２３は、第１周壁部２１１の周囲を覆う筒状の第２周壁部２３１と、複数の蒸気ガイド部材２３２とを有している。蒸気ガイド部材２３２は、第１周壁部２１１と第２周壁部２３１とに囲まれた空間を複数の蒸気室Ｒに分割する。第２周壁部２３１の上部には、各蒸気室Ｒに対応して加熱用蒸気を導入するための第１供給口２３１ａおよび第２供給口２３１ｂが設けられている。蒸気ガイド部材２３２は、隣り合う蒸気室Ｒを連通させるための上側切欠部２３２ａを上部に有している。【選択図】図４

Description

本発明は、有機性廃棄物の処理装置に関する。

従来、有機性廃棄物の被処理物を乾燥して処理する処理装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。被処理物には、家畜の排泄物（糞尿）、有機汚泥等が対象とされる。特許文献１の処理装置は、被処理物を収容する収容部を有する乾燥容器（収容容器）と、収容部を加熱する加熱ジャケットと、収容部内で被処理物を攪拌する攪拌羽根とを備えている。加熱ジャケットは、乾燥容器の全周に設けられている。

加熱ジャケットの下方端部には、蒸気コネクタが取り付けられ、加熱ジャケットの上方端部には排気コネクタが取り付けられている。蒸気コネクタには、蒸気管が接続されている。また、排気コネクタには戻管が接続されている。これらの蒸気管と戻管は、ボイラに接続されている。ボイラで発生した加熱用蒸気が加熱ジャケットに供給され、乾燥容器の全内周壁が加熱される。

加熱ジャケットの内部には、加熱用蒸気が加熱用ジャケットの中で短絡しないように複数のガイド板が設けられている。これにより、加熱ジャケットは、複数個の蒸気室に分割されている。各蒸気室には、分岐した蒸気管から加熱用蒸気が供給される。加熱ジャケットを複数個の蒸気室に分割することにより、分割しない場合と比較して、加熱用蒸気が加熱ジャケット全体に行き渡らせやすくすることができる。

特開２００２－７１２６９号公報

しかしながら、上記特許文献１のような従来の処理装置では、被処理物の処理中、収容部における被処理物の位置、密度、温度、材質が均一ではなかった。この収容部の被処理物のムラにより、乾燥容器の外壁に加える熱の必要量は、乾燥容器の外壁の場所によって異なっていた。従来の処理装置の加熱ジャケットは、蒸気室毎に同じ圧力の加熱用蒸気を全蒸気室でほぼ同時に供給口から供給するという考え方で構成されていたので、上記ムラに対応して加熱ジャケット内の蒸気圧力や加熱温度を柔軟に調整することができなかった。

具体的には、第１の蒸気室の壁が被処理物のうち温度が低い部分に接している場合、第１の蒸気室では、加熱用蒸気の凝縮量が増える。すると、第１の蒸気室の蒸気圧力が急激に低下してしまい、それに伴って加熱温度も低下するという問題があった。一方で、第２の蒸気室の壁が被処理物のうち温度が高い部分に接している場合、第２の蒸気室の加熱用蒸気の凝縮量は第１の蒸気室と比較して少なかった。その結果、第１の蒸気室と第２の蒸気室とで蒸気圧力と加熱温度に差が出ていた。

また、上記特許文献１の処理装置は、加熱ジャケットの下方端部から蒸気室に加熱用蒸気を導入し、加熱ジャケットの上方端部から排気する構造であった。被処理物として食品残渣を使用する場合、汚泥よりも比較的水分量が少ない。これにより、収容部の下部に溜まった食品残渣に対して導入直後の加熱用蒸気を凝縮させて加熱を行うことが効率良くできた。しかし、被処理物として汚泥を使用する場合は、水分が多いために熱の必要量が多い。これにより、被処理物として汚泥を使用する場合、加熱ジャケットと蒸気管との接続部近傍において導入された加熱用蒸気が導入直後に凝縮されてしまうという問題点があった。その結果、局所的に蒸気圧力が低下するとともに加熱温度も低下することによって、蒸気室全体を均一に加熱できないという問題点があった。

本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、その目的は、収容部に収容された被処理物を均一に加熱可能な加熱ジャケットを備えた有機性廃棄物の処理装置を提供することである。

上述の課題を解決するために本明細書に開示する発明は、以下のように構成されている。すなわち、第１の発明は、有機性廃棄物を収容する収容部を有する収容容器と、前記収容部を加熱する収容部加熱手段と、前記収容部内で前記有機性廃棄物を攪拌する攪拌部材を有する攪拌装置とを含み、微生物を利用して前記有機性廃棄物の有機成分を分解させる有機性廃棄物の処理装置であって、前記収容容器は、筒状の第１周壁部と、前記第１周壁部の開口端を塞ぐ一対の端壁部とを有し、前記収容部加熱手段は、前記第１周壁部の周囲に設けられる加熱ジャケットと、加熱用蒸気を発生させるボイラから前記加熱用蒸気を前記加熱ジャケットに供給するための供給配管とを有し、前記加熱ジャケットは、前記第１周壁部の周囲を覆う筒状の第２周壁部と、前記第２周壁部の軸方向に所定の間隔を隔てて複数配置される環状の蒸気ガイド部材とを有し、前記蒸気ガイド部材は、前記第１周壁部と前記第２周壁部とに囲まれた空間を複数の蒸気室に分割するように配置され、前記第２周壁部の上部には、各前記蒸気室に対応して前記加熱用蒸気を導入するための供給口が設けられ、前記蒸気ガイド部材は、隣り合う前記蒸気室を連通させるための上側切欠部を上部に有している。

第１の発明によれば、加熱ジャケットは、蒸気ガイド部材によって複数の蒸気室に分割されている。加熱ジャケットの第２周壁部の上部には、各蒸気室に対応して加熱用蒸気を導入するための供給口が設けられている。また、蒸気ガイド部材は、隣り合う蒸気室を連通させるための上側切欠部を上部に有している。

加熱ジャケットを複数個の蒸気室に分割することにより、分割しない場合と比較して小さな容積の各蒸気室に加熱用蒸気がほぼ同時に供給される。これにより、加熱用蒸気を加熱ジャケット全体に行き渡らせやすくすることができる。

また、収容部に収容される有機性廃棄物の被処理物は、重力によって収容部の下部に多く溜まり、収容部の上部には空間ができる。収容容器の第１周壁部に加える熱の必要量は、第１周壁部の上部よりも、被処理物の接する第１周壁部の下部の方が多い。そのため、蒸気室の加熱用蒸気は、蒸気室の下部において凝縮量が多くなる。これにより、蒸気室の下部において加熱用蒸気の消費量が多くなるので、蒸気室の上部から蒸気室の下部の方へ加熱用蒸気が移動する。

処理中、収容部の下部に多く溜まった被処理物の位置、密度、温度、材質にムラが生じた場合、複数の蒸気室間で加熱用蒸気の凝縮量に変化が生じる。例えば、収容容器の第１周壁部のうち第１の蒸気室に対応する位置に、低い温度の被処理物が接するとする。また、第１周壁部のうち第２の蒸気室に対応する位置に、比較的高い温度の被処理物が接するとする。第１の蒸気室と第２の蒸気室は隣り合っているとする。この際、第１の蒸気室では、加熱用蒸気の凝縮量が増える。すると、第１の蒸気室の蒸気圧力が低下する。一方、第２の蒸気室では、加熱用蒸気の凝縮量は第１の蒸気室よりも少ないので蒸気圧力は低下しない。これにより、第１の蒸気室の蒸気圧力と第２の蒸気室の蒸気圧力に圧力差が生じる。

気体は圧力の高い方から低い方へと移動するので、第２の蒸気室の加熱用蒸気は、上側切欠部を通じて第１の蒸気室の方へ移動する。これにより、第１の蒸気室の蒸気圧力と第２の蒸気室の蒸気圧力は等しい状態に自然と調整される。その結果、第１の蒸気室と第２の蒸気室で被処理物を均一に加熱することができる。このような仕組みにより、複数の蒸気室間で加熱用蒸気の蒸気圧力と加熱温度の調整を柔軟に行うことができるので、収容部に収容された被処理物を均一に加熱することができる。

また、加熱用蒸気を導入するための供給口と蒸気ガイド部材の上側切欠部は、ともに加熱ジャケットの第２周壁部の上部にある。すなわち、供給口と上側切欠部は蒸気室の上部にある。被処理物は、収容部の下部に多く溜まるので、収容容器の第１周壁部の上部では、下部よりも加える熱の必要量が少ない。そのため、蒸気室の上部では、加熱用蒸気の凝縮量が少ない。供給口から導入された加熱用蒸気は、蒸気室の上部に一旦溜められる。また、蒸気室の上部に溜まった加熱用蒸気の体積は、供給口から導入される加熱用蒸気の流量と比較して大きい。これにより、蒸気室の上部から蒸気室の下部の方へ加熱用蒸気が移動する際、加熱用蒸気は、蒸気室の上部に溜まったものが主に供給される。これにより、蒸気室の下部に設けた供給口から加熱用蒸気を直接導入する場合と比較して、凝縮量の一時的で急な増加にも対応できる。

また、隣り合う第１の蒸気室の蒸気圧力と第２の蒸気室の蒸気圧力に圧力差が生じた場合には、第１の蒸気室の上部または第２の蒸気室の上部に溜まった加熱用蒸気が、上側切欠部を通って移動する。これにより、第１の蒸気室の下部と第２の蒸気室の下部との間で直接加熱用蒸気を移動させる場合と比較して、加熱用蒸気の蒸気圧力と加熱温度の調整がスムーズに行われる。

また、蒸気ガイド部材に上側切欠部を設けることにより、蒸気ガイド部材が溶接される収容容器の第１周壁部に熱変形が生じた場合の緩衝部として上側切欠部を利用することができる。これにより、第１周壁部および蒸気ガイド部材の溶接部分の熱変形による破断を防ぐことができる。

第２の発明では、第１の発明において、前記上側切欠部は、前記蒸気ガイド部材の上端部に設けられ、前記供給口は、第１供給口と第２供給口とを有し、前記第１供給口および前記第２供給口は、複数の前記蒸気室のそれぞれに対応して設けられるとともに、前記第２周壁部を軸方向に見て前記上側切欠部が前記第１供給口および前記第２供給口の中間かつ上方に位置するように、配置されている。

第２の発明によれば、第１供給口と第２供給口の２つの供給口から加熱用蒸気を蒸気室に導入することにより、蒸気室の上部から、互いに反対側に位置する第１周壁部の２箇所の外周面に沿って加熱用蒸気を下方に拡げることができる。これにより、収容部に収容された被処理物をより均一に加熱することができる。また、上側切欠部は、第１供給口および第２供給口よりも上方に位置しているので、加熱用蒸気の凝縮量の多い蒸気室の下部に対して、上側切欠部を第１供給口および第２供給口よりも離れた位置に配置することができる。これにより、上側切欠部を通過する加熱用蒸気は、蒸気室の上部に溜められたものとなる。これにより、加熱用蒸気の同じ粒子が蒸気室の上部から下部の方へ移動するタイミングと、上側切欠部を通過するタイミングとを分けることができ、凝縮量の多い蒸気室の下部に、よりスムーズに加圧用蒸気を供給することができる。

第３の発明では、第２の発明において、前記第２周壁部の下端部には、前記加熱用蒸気が凝縮されて発生した凝縮水を排出させる水排出口が設けられ、前記蒸気ガイド部材は、隣り合う前記蒸気室を連通させるための下側切欠部を下端部に有している。

第３の発明によれば、凝縮水が蒸気室に溜まることがなく、凝縮水をスムーズに蒸気室から排出させることができる。また、複数の蒸気室間で発生する凝縮水の量に偏りが生じたとしても、下側切欠部を通じて蒸気室間で凝縮水を移動させることができるので、下側切欠部がない場合と比較してよりスムーズに凝縮水を排出することができる。また、蒸気ガイド部材の上端部の上側切欠部と対になった下側切欠部により、収容容器の第１周壁部に熱変形が生じた場合の緩衝部としての作用が高まり、第１周壁部および蒸気ガイド部材の溶接部分の熱変形による破断をよりいっそう防ぐことができる。

第４の発明では、第３の発明において、前記水排出口の数は、前記供給口の数よりも少ない。

第４の発明によれば、加熱用蒸気の供給口よりも凝縮水の水排出口を少なくすることによって、加熱用蒸気が水排出口から流出する場合の抵抗を増やし、加熱用蒸気を蒸気室内に留めやすくすることができる。これにより、加熱用蒸気の熱交換を十分に行わせることができる。また、蒸気室毎に水排出口を設けるよりも、製造コストを削減することができる。

第５の発明では、第２～第４のいずれか一つの発明において、前記第２周壁部の上部には、前記収容部と連通する連通管を取り付けるための連通管取付エリアが設けられ、前記供給配管は、前記第２周壁部に沿って前記第２周壁部の軸方向に延びるとともに平面視で前記連通管取付エリアを挟む第１平行供給管部および第２平行供給管部を有し、前記第１平行供給管部は、複数の前記蒸気室のそれぞれの前記第１供給口と第１末端分岐管部によって接続され、前記第２平行供給管部は複数の前記蒸気室のそれぞれの前記第２供給口と第２末端分岐管部によって接続されている。

第５の発明によれば、前記収容部と連通する連通管、および、加熱ジャケットの周囲に配置された機器に干渉することなく、最小限のスペースで供給配管を構成することができる。また、各蒸気室に対し第１供給口および第２供給口から均等に加熱用蒸気を導入することを容易に行うことができる。

本発明に係る有機性廃棄物の処理装置によれば、収容容器の収容部に収容された有機性廃棄物の被処理物を均一に加熱することができる。

本発明の一実施形態に係る有機性廃棄物の処理装置の全体構成図である。 本実施形態の発酵乾燥装置およびその周辺を示す正面図である。 本実施形態の発酵乾燥装置およびその周辺を示す平面図である。 本実施形態の加熱ジャケットの内部を示す正面図である。 発酵乾燥装置の収容容器および加熱ジャケットの要部を示す図３のＢ－Ｂ線要部断面図である。 発酵乾燥装置の収容容器および加熱ジャケットの要部を示す図４のＣ－Ｃ線要部断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る有機性廃棄物の処理装置１の全体構成図である。この処理装置１は、微生物を利用して有機性廃棄物の有機成分を分解させる装置である。処理装置１は、図１に示すように、発酵乾燥装置２と、ボイラ３と、蒸気制御装置４と、蒸気発電機５と、凝縮部６と、クーリングタワー７と、真空ポンプ８と、異物選別機９と、ドレン回収タンク１１と、エコノマイザ１２と、除塵機１３と、ウォータスクラバ１４とを備えている。

発酵乾燥装置２は、一般家庭から排出される有機性食品廃棄物、家畜の排泄物（糞尿）、有機汚泥等の有機性廃棄物を処理対象としている。発酵乾燥装置２は、このような有機性廃棄物の被処理物を減圧発酵乾燥処理する。この減圧発酵乾燥処理により得られた発酵生成物は、異物選別機９へ送られて、発酵生成物に混入している金属等の異物が除去される。異物が除去された発酵生成物は、固形燃料としてボイラ３に供給されて燃焼する。その燃焼エネルギーを利用することにより、ボイラ３は蒸気を発生させる。ボイラ３で発生した蒸気は、蒸気制御装置４を介して蒸気発電機５に供給される。これにより、蒸気発電機５では発電が行われる。また、ボイラ３で発生した蒸気は、加熱用蒸気として、蒸気制御装置４を介して発酵乾燥装置２に供給される。

発酵乾燥装置２は、収容容器２１と、加熱ジャケット２３と、攪拌装置２２とを備えている。収容容器２１は、内部に被処理物を収容する収容部２１６を有している。収容容器２１は、筒状の第１周壁部２１１と、第１周壁部２１１の開口端を塞ぐ一対の端壁部２１２，２１２とを有している。第１周壁部２１１は、略楕円の断面形状をしている。発酵乾燥装置２は、第１周壁部２１１の中心軸が水平方向に延びるようにして配置される。第１周壁部２１１と一対の端壁部２１２，２１２とによって囲まれた空間に、収容部２１６が形成されている。

加熱ジャケット２３は、収容部２１６を加熱するために設けられている。加熱ジャケット２３は、第１周壁部２１１の周囲を覆う筒状の第２周壁部２３１を有している。加熱ジャケット２３には、供給配管１５を通じてボイラ３から加熱用蒸気が供給される。加熱ジャケット２３に供給された加熱用蒸気は、収容容器２１の第１周壁部２１１を加熱することにより、収容部２１６内の被処理物には、熱が与えられる。

加熱ジャケット２３に供給された加熱用蒸気は、熱交換により凝縮されて凝縮水となる。この凝縮水は、加熱ジャケット２３に接続された戻配管１６を通じてドレン回収タンク１１に貯留される。戻配管１６は、ドレン回収タンク１１からエコノマイザ１２を介してボイラ３に接続されている。エコノマイザ１２は、ボイラ３の排気ガスを利用して戻配管１６内の凝縮水を加熱する機能を有する。加熱された凝縮水は、ボイラ３で使用される。ボイラ３からの排気ガスは、エコノマイザ１２を通過した後、除塵機１３およびウォータスクラバ１４によって浄化される。浄化された排気ガスは、大気へ排気される。上記ボイラ３と、供給配管１５と、蒸気制御装置４と、加熱ジャケット２３と、戻配管１６と、ドレン回収タンク１１と、エコノマイザ１２とは、収容部加熱手段Ｈを構成している。

攪拌装置２２は、収容部２１６内で被処理物を攪拌する。攪拌装置２２は、被処理物を攪拌するための複数の攪拌部材２２２と、攪拌部材２２２が取り付けられるとともに水平方向に延びる攪拌シャフト２２１と、攪拌シャフト２２１を回転させる電動モータ２２３とを有している。攪拌シャフト２２１の両端部は、収容容器２１の一対の端壁部２１２，２１２によって支持されている。

蒸気制御装置４は、ボイラ３からの蒸気を加熱用蒸気として加熱ジャケット２３に供給するとともに、蒸気発電機５にも蒸気を供給する。蒸気制御装置４は、各種センサを利用して、ボイラ３から発生される蒸気の圧力と流量を調整する。蒸気発電機５は、蒸気を利用して電力を発生させる。発生された電力は、攪拌装置２２の電動モータ２２３の駆動用として利用される。

なお、詳細は図示しないが、本実施形態では攪拌シャフト２２１の内部にも蒸気の通路が形成されており、ここにも供給配管１５を介して蒸気制御装置４から加熱用蒸気が供給される。これにより、攪拌シャフト２２１によって被処理物を撹拌しながら、その内側からも加熱することができる。

凝縮部６は、収容部２１６内で加熱された被処理物から発生する蒸気を凝縮させるために設けられている。凝縮部６は、内部に複数の冷却管６２（図３参照）を備えている。冷却管６２とクーリングタワー７との間には、冷却水流路１７が設けられている。冷却管６２内を流れる冷却水は、被処理物から発生した蒸気との熱交換によって温度が上昇する。温度が上昇した冷却水は、冷却水流路１７によってクーリングタワー７に送水され、そこで冷却される。冷却水は、凝縮部６とクーリングタワー７との間の冷却水流路１７を循環する。

クーリングタワー７では、加熱された被処理物から発生する蒸気が凝縮部６において凝縮した凝縮水も注水される。すなわち、凝縮部６において生成した凝縮水は、凝縮部６および連通路１８の内部に滞留する。そして、本実施形態では凝縮部６に連通路１８を介して真空ポンプ８が接続され、収容部２１６を減圧するように構成されている。

図２は、本実施形態の発酵乾燥装置２およびその周辺を示す正面図である。図３は、本実施形態の発酵乾燥装置２およびその周辺を示す平面図である。図２および図３に示すように、発酵乾燥装置２の収容容器２１、攪拌装置２２および加熱ジャケット２３は、設置ベース２４を介して建物の床面に設置される。設置ベース２４には、収容部２１６に投入された被処理物の重量を測定するための重量計が設けられている。

収容容器２１の長手方向中央部の上部には、被処理物の投入口２１３が設けられている。ここから投入された被処理物が、加熱ジャケット２３によって加熱されながら、上述のように攪拌シャフト２２１の回転によって撹拌される。そして、所定時間経過した後、発酵生成物は、収容容器２１の端壁部２１２の下部に設けられた生成物排出口２１４から排出される。

加熱ジャケット２３の第２周壁部２３１の上部には、収容容器２１の収容部２１６と連通する連通管２１５を取り付けるための連通管取付エリアＡが設けられている。連通管取付エリアＡは、発酵乾燥装置２を平面視すると長方形に形成されている。

連通管２１５は、収容容器２１の長手方向の一端部側および他端部側にそれぞれ設けられている。一対の連通管２１５，２１５には、凝縮部６が接続されている。凝縮部６は、凝縮容器６１と、案内管６３と、接続部６４とを有している。凝縮容器６１は、収容容器２１に隣接するとともに収容容器２１に沿って延びるように配設されている。凝縮容器６１の内部には、冷却管６２が設けられている。案内管６３は、凝縮容器６１の両端部のそれぞれに接続されている。接続部６４は、案内管６３の端部と連通管２１５の端部とを接続している。

供給配管１５は、相互に平行な第１平行管部１５ａおよび第２平行管部１５ｂを有している。第１平行管部１５ａおよび第２平行管部１５ｂは、発酵乾燥装置２を平面視した場合に、長方形の連通管取付エリアＡの長辺側を挟む位置に配設されている。また、第１平行管部１５ａおよび第２平行管部１５ｂは、加熱ジャケット２３の筒状の第２周壁部２３１に沿って第２周壁部２３１の軸方向に延びるように配設されている。また、第１平行管部１５ａおよび第２平行管部１５ｂは、加熱ジャケット２３の上端の高さ位置に配設されている。第１平行管部１５ａと第２平行管部１５ｂとは、供給配管１５の一本の管から分岐管部１５ｃによって、分岐されている。

分岐管部１５ｃは、第１平行管部１５ａおよび第２平行管部１５ｂに対して直交して水平方向に延びるように配設されている。分岐管部１５ｃは、発酵乾燥装置２を平面視した場合に、長方形の連通管取付エリアＡの短辺側に沿って配設されている。第１平行管部１５ａには、第１平行管部１５ａの軸方向に所定の間隔を隔てて複数の第１末端分岐管部１５ｄが設けられている。また、第２平行管部１５ｂには、第２平行管部１５ｂの軸方向に所定の間隔を隔てて複数の第２末端分岐管部１５ｅが設けられている。

図４は、本実施形態の加熱ジャケット２３の内部を示す正面図である。図４では、加熱ジャケット２３の第２周壁部２３１が断面にされている。図５は、発酵乾燥装置２の収容容器２１および加熱ジャケット２３の要部を示す図３のＢ－Ｂ線要部断面図である。また、図６は、発酵乾燥装置２の収容容器２１および加熱ジャケット２３の要部を示す図４のＣ－Ｃ線要部断面図である。

図４～図６に示すように、加熱ジャケット２３は、上記第２周壁部２３１と、第２周壁部２３１の軸方向に所定の間隔を隔てて複数配置される環状の蒸気ガイド部材２３２とを有している。蒸気ガイド部材２３２は、収容容器２１の第１周壁部２１１と第２周壁部２３１とに囲まれた空間を複数の蒸気室Ｒに分割するように配置されている。第２周壁部２３１の上部には、各蒸気室Ｒに対応して加熱用蒸気を導入するための複数の第１供給口２３１ａおよび複数の第２供給口２３１ｂが設けられている。第１供給口２３１ａと第２供給口２３１ｂは、一つの蒸気室Ｒにつき一つずつ設けられている。第１供給口２３１ａおよび第２供給口２３１ｂは、発酵乾燥装置２を平面視した場合に、長方形の連通管取付エリアＡの長辺側を挟む位置に配設されている。供給配管１５の第１平行管部１５ａは、複数の蒸気室Ｒのそれぞれの第１供給口２３１ａと第１末端分岐管部１５ｄによって接続されている。また、供給配管１５の第２平行管部１５ｂは、複数の蒸気室Ｒのそれぞれの第２供給口２３１ｂと第２末端分岐管部１５ｅによって接続されている。

蒸気室Ｒの内側の周壁を形成している第１周壁部２１１は、複数の金属部材を溶接して形成されている。具体的には、第１周壁部２１１は、断面円弧状で山型の上側曲面部材２１１ａと、断面円弧状で谷型の下側曲面部材２１１ｂと、断面直線状の一対の中間平面部材２１１ｃ，２１１ｃとを有している。一対の中間平面部材２１１ｃ，２１１ｃの板厚は、上側曲面部材２１１ａおよび下側曲面部材２１１ｂの板厚よりも大きく設定されている。第１周壁部２１１は、中間平面部材２１１ｃの上端と上側曲面部材２１１ａの下端とを溶接するとともに、中間平面部材２１１ｃの下端と下側曲面部材２１１ｂの上端とを溶接することによって、形成されている。

蒸気室Ｒの外側の周壁を形成している第２周壁部２３１は、第１周壁部２１１と同様、複数の金属部材を溶接して形成されている。具体的には、第２周壁部２３１は、断面円弧状で山型の上側曲面部材２３１ｄと、断面円弧状で谷型の下側曲面部材２３１ｅと、断面直線状の一対の中間平面部材２３１ｆ，２３１ｆとを有している。一対の中間平面部材２３１ｆ，２３１ｆの板厚は、上側曲面部材２３１ｄおよび下側曲面部材２３１ｅの板厚よりも大きく設定されている。第２周壁部２３１は、中間平面部材２３１ｆの上端と上側曲面部材２３１ｄの下端とを溶接するとともに、中間平面部材２３１ｆの下端と下側曲面部材２３１ｅの上端とを溶接することによって、形成されている。

蒸気ガイド部材２３２は、金属板であり、第１周壁部２１１および第２周壁部２３１の形状にほぼ沿う環状に形成されている。蒸気ガイド部材２３２は、隣り合う蒸気室Ｒを連通させるための上側切欠部２３２ａを上端部に有している。上側切欠部２３２ａは、蒸気ガイド部材２３２の上端の外縁から下方に向かって弧状に切り欠いた形状に形成されている。上側切欠部２３２ａは、第２周壁部２３１を軸方向に見て第１供給口２３１ａおよび第２供給口２３１ｂの中間かつ上方に位置するように、配置されている。また、蒸気ガイド部材２３２は、隣り合う蒸気室Ｒを連通させるための下側切欠部２３２ｂを下端部に有している。また、下側切欠部２３２ｂは、蒸気ガイド部材２３２の下端の外縁から上方に向かって弧状に切り欠いた形状に形成されている。第１供給口２３１ａおよび第２供給口２３１ｂから導入された加熱用蒸気は、蒸気室Ｒの上方に向かう流れ（図４の矢印Ｕ方向）と蒸気室Ｒの下方に向かう流れ（図４の矢印Ｄ方向）の２種類の流れが発生する。しかし、重力の作用等により、蒸気室Ｒの上方に向かう蒸気量よりも蒸気室Ｒの下方に向かう蒸気量の方が多くなっている。

蒸気ガイド部材２３２の内周縁は、第１周壁部２１１の外周面に対して溶接によって取り付けられている。これにより、蒸気ガイド部材２３２は、収容容器２１の補強部材としても機能している。

第２周壁部２３１の下端部には、加熱用蒸気が凝縮されて発生した凝縮水を排出させる水排出口２３１ｃが複数設けられている。上述の第１供給口２３１ａおよび第２供給口２３１ｂは、複数の蒸気室Ｒのそれぞれに対応して設けられている。一方で、水排出口２３１ｃは、２つの蒸気室Ｒに対して一つの割合で設けられている箇所がある。すなわち、水排出口２３１ｃの数は、第１供給口２３１ａ（または第２供給口２３１ｂ）の数よりも少なくなっている。

水排出口２３１ｃは、戻配管１６に接続されている。水排出口２３１ｃ近傍の戻配管１６は、図５に示すように、水排出口２３１ｃの直下の直下管部１６ａと、直下管部１６ａから分岐されたメンテナンス管部１６ｂと、直下管部１６ａから分岐されてドレン回収タンク１１へ向かう主管部１６ｄとを有している。メンテナンス管部１６ｂの外方端部には、バルブ１６ｃが取り付けられている。メンテナンス時には、蒸気室Ｒ内に溜まった液体を、ドレン回収タンク１１へ送る前に、メンテナンス管部１６ｂを通じて排出することができる。

以上のとおり、上記実施形態に係る有機性廃棄物の処理装置１は、有機性廃棄物を収容する収容部２１６を有する収容容器２１と、収容部２１６を加熱する収容部加熱手段Ｈと、収容部２１６内で有機性廃棄物を攪拌する攪拌部材２２２を有する攪拌装置２２とを備えている。収容容器２１は、第１周壁部２１１と、第１周壁部２１１の開口端を塞ぐ一対の端壁部２１２，２１２とを有している。収容部加熱手段Ｈは、第１周壁部２１１の周囲に設けられる加熱ジャケット２３と、加熱用蒸気を発生させるボイラ３から加熱用蒸気を加熱ジャケット２３に供給するための供給配管１５とを有している。加熱ジャケット２３は、第１周壁部２１１の周囲を覆う筒状の第２周壁部２３１と、第２周壁部２３１の軸方向に所定の間隔を隔てて複数配置される環状の蒸気ガイド部材２３２とを有している。蒸気ガイド部材２３２は、第１周壁部２１１と第２周壁部２３１とに囲まれた空間を複数の蒸気室Ｒに分割するように配置されている。第２周壁部２３１の上部には、各蒸気室Ｒに対応して加熱用蒸気を導入するための第１供給口２３１ａおよび第２供給口２３１ｂが設けられている。蒸気ガイド部材２３２は、隣り合う蒸気室Ｒを連通させるための上側切欠部２３２ａを上部に有している。

上記構成によれば、加熱ジャケット２３を複数個の蒸気室Ｒに分割することにより、分割しない場合と比較して小さな容積の各蒸気室Ｒに加熱用蒸気がほぼ同時に供給される。これにより、加熱用蒸気を加熱ジャケット２３全体に行き渡らせやすくすることができる。また、処理中において収容部２１６に収容された被処理物の位置、密度、温度、材質にムラが生じた場合、複数の蒸気室Ｒ間で加熱用蒸気の凝縮量に変化が生じる。この場合、加熱用蒸気は、上側切欠部２３２ａを通じて蒸気圧力の高い方から低い方へ移動する。これにより、複数の蒸気室Ｒの蒸気圧力は、等しい状態に自然と調整される。その結果、複数の蒸気室Ｒ間で加熱用蒸気の蒸気圧力と加熱温度の調整を柔軟に行うことができるので、収容部２１６に収容された被処理物を均一に加熱することができる。

また、加熱用蒸気を導入するための第１供給口２３１ａおよび第２供給口２３１ｂと蒸気ガイド部材２３２の上側切欠部２３２ａは、ともに加熱ジャケット２３の第２周壁部２３１の上部にある。第１供給口２３１ａおよび第２供給口２３１ｂから導入された加熱用蒸気は、蒸気室Ｒの上部に一旦溜められる。また、蒸気室Ｒの上部から蒸気室Ｒの下部の方へ加熱用蒸気が移動する際、加熱用蒸気は、蒸気室Ｒの上部に溜まったものが主に供給される。これにより、凝縮量の一時的で急な増加にも対応できる。

また、隣り合う蒸気室Ｒ，Ｒの蒸気圧力に圧力差が生じた場合には、一方の蒸気室Ｒの上部に溜まった加熱用蒸気が、上側切欠部２３２ａを通って他方の蒸気室Ｒの上部に移動する。これにより、加熱用蒸気の蒸気圧力と加熱温度の調整がスムーズに行われる。

また、蒸気ガイド部材２３２に上側切欠部２３２ａを設けることにより、蒸気ガイド部材２３２が溶接される収容容器２１の第１周壁部２１１に熱変形が生じた場合の緩衝部として上側切欠部２３２ａを利用することができる。これにより、第１周壁部２１１および蒸気ガイド部材２３２の溶接部分の熱変形による破断を防ぐことができる。

上記実施形態では、上側切欠部２３２ａは、蒸気ガイド部材２３２の上端部に設けられている。第１供給口２３１ａおよび第２供給口２３１ｂは、複数の蒸気室Ｒのそれぞれに対応して設けられている。また、第１供給口２３１ａおよび第２供給口２３１ｂは、第２周壁部２３１を軸方向に見て上側切欠部２３２ａが第１供給口２３１ａおよび第２供給口２３１ｂの中間かつ上方に位置するように、配置されている。

上記構成によれば、第１供給口２３１ａと第２供給口２３１ｂの２つの供給口から加熱用蒸気を蒸気室Ｒに導入することにより、蒸気室Ｒの上部から、互いに反対側に位置する第１周壁部２１１の２箇所の外周面に沿って加熱用蒸気を下方に拡げることができる。これにより、収容部２１６に収容された被処理物をより均一に加熱することができる。また、上側切欠部２３２ａは、第１供給口２３１ａおよび第２供給口２３１ｂよりも上方に位置しているので、加熱用蒸気の凝縮量の多い蒸気室Ｒの下部に対して、上側切欠部２３２ａを第１供給口２３１ａおよび第２供給口２３１ｂよりも離れた位置に配置することができる。これにより、上側切欠部２３２ａを通過する加熱用蒸気は、蒸気室Ｒの上部に溜められたものとなる。これにより、加熱用蒸気の同じ粒子が蒸気室Ｒの上部から下部の方へ移動するタイミングと、上側切欠部２３２ａを通過するタイミングとを分けることができ、凝縮量の多い蒸気室Ｒの下部に、よりスムーズに加圧用蒸気を供給することができる。

上記実施形態において、第２周壁部２３１の下端部には、加熱用蒸気が凝縮されて発生した凝縮水を排出させる水排出口２３１ｃが設けられている。蒸気ガイド部材２３２は、隣り合う蒸気室Ｒ，Ｒを連通させるための下側切欠部２３２ｂを下端部に有している。

上記構成によれば、凝縮水が蒸気室Ｒに溜まることがなく、凝縮水をスムーズに蒸気室Ｒから排出させることができる。また、複数の蒸気室Ｒ間で発生する凝縮水の量に偏りが生じたとしても、下側切欠部２３２ｂを通じて蒸気室Ｒ間で凝縮水を移動させることができるので、下側切欠部２３２ｂがない場合と比較してよりスムーズに凝縮水を排出することができる。また、蒸気ガイド部材２３２の上端部の上側切欠部２３２ａと対になった下側切欠部２３２ｂにより、収容容器２１の第１周壁部２１１に熱変形が生じた場合の緩衝部としての作用が高まり、第１周壁部２１１および蒸気ガイド部材２３２の溶接部分の熱変形による破断をよりいっそう防ぐことができる。

上記実施形態では、水排出口２３１ｃの数は、第１供給口２３１ａ（または第２供給口２３１ｂ）の数よりも少ない。

上記構成によれば、加熱用蒸気の第１供給口２３１ａ（または第２供給口２３１ｂ）よりも凝縮水の水排出口２３１ｃを少なくすることによって、加熱用蒸気が水排出口２３１ｃから流出する場合の抵抗を増やし、加熱用蒸気を蒸気室Ｒ内に留めやすくすることができる。これにより、加熱用蒸気の熱交換を十分に行わせることができる。また、蒸気室Ｒ毎に水排出口２３１ｃを設けるよりも、製造コストを削減することができる。

上記実施形態において、第２周壁部２３１の上部には、収容部２１６と連通する連通管２１５を取り付けるための連通管取付エリアＡが設けられている。供給配管１５は、第２周壁部２３１に沿って第２周壁部２３１の軸方向に延びるとともに平面視で連通管取付エリアＡを挟む第１平行管部１５ａおよび第２平行管部１５ｂを有している。第１平行管部１５ａは、複数の蒸気室Ｒのそれぞれの第１供給口２３１ａと第１末端分岐管部１５ｄによって接続されている。第２平行管部１５ｂは、複数の蒸気室Ｒのそれぞれの第２供給口２３１ｂと第２末端分岐管部１５ｅによって接続されている、

上記構成によれば、収容部２１６と連通する連通管２１５、および、加熱ジャケット２３の周囲に配置された機器に干渉することなく、最小限のスペースで供給配管１５を構成することができる。また、各蒸気室Ｒに対し第１供給口２３１ａおよび第２供給口２３１ｂから均等に加熱用蒸気を導入することを容易に行うことができる。

今回、開示した実施形態は全ての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。本発明の技術的範囲は、上述した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。

１ 処理装置
２ 発酵乾燥装置
３ ボイラ
６ 凝縮部
１５ 供給配管
１５ａ 第１平行管部
１５ｂ 第２平行管部
１５ｄ 第１末端分岐管部
１５ｅ 第２末端分岐管部
２１ 収容容器
２２ 攪拌装置
２３ 加熱ジャケット
２１１ 第１周壁部
２１２ 端壁部
２１５ 連通管
２１６ 収容部
２２２ 攪拌部材
２３１ 第２周壁部
２３１ａ 第１供給口
２３１ｂ 第２供給口
２３１ｃ 水排出口
２３２ 蒸気ガイド部材
２３２ａ 上側切欠部
２３２ｂ 下側切欠部
Ａ 連通管取付エリア
Ｈ 収容部加熱手段
Ｒ 蒸気室

Claims (5)

1. 有機性廃棄物を収容する収容部を有する収容容器と、前記収容部を加熱する収容部加熱手段と、前記収容部内で前記有機性廃棄物を攪拌する攪拌部材を有する攪拌装置とを含み、微生物を利用して前記有機性廃棄物の有機成分を分解させる有機性廃棄物の処理装置であって、
   前記収容容器は、筒状の第１周壁部と、前記第１周壁部の開口端を塞ぐ一対の端壁部とを有し、
   前記収容部加熱手段は、前記第１周壁部の周囲に設けられる加熱ジャケットと、加熱用蒸気を発生させるボイラから前記加熱用蒸気を前記加熱ジャケットに供給するための供給配管とを有し、
   前記加熱ジャケットは、前記第１周壁部の周囲を覆う筒状の第２周壁部と、前記第２周壁部の軸方向に所定の間隔を隔てて複数配置される環状の蒸気ガイド部材とを有し、
   前記蒸気ガイド部材は、前記第１周壁部と前記第２周壁部とに囲まれた空間を複数の蒸気室に分割するように配置され、
   前記第２周壁部の上部には、各前記蒸気室に対応して前記加熱用蒸気を導入するための供給口が設けられ、
   前記蒸気ガイド部材は、隣り合う前記蒸気室を連通させるための上側切欠部を上部に有している、
   ことを特徴とする有機性廃棄物の処理装置。
2. 前記上側切欠部は、前記蒸気ガイド部材の上端部に設けられ、
   前記供給口は、第１供給口と第２供給口とを有し、
   前記第１供給口および前記第２供給口は、複数の前記蒸気室のそれぞれに対応して設けられるとともに、前記第２周壁部を軸方向に見て前記上側切欠部が前記第１供給口および前記第２供給口の中間かつ上方に位置するように、配置されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の有機性廃棄物の処理装置。
3. 前記第２周壁部の下端部には、前記加熱用蒸気が凝縮されて発生した凝縮水を排出させる水排出口が設けられ、
   前記蒸気ガイド部材は、隣り合う前記蒸気室を連通させるための下側切欠部を下端部に有している、
   ことを特徴とする請求項２に記載の有機性廃棄物の処理装置。
4. 前記水排出口の数は、前記供給口の数よりも少ない、
   ことを特徴とする請求項３に記載の有機性廃棄物の処理装置。
5. 前記第２周壁部の上部には、前記収容部と連通する連通管を取り付けるための連通管取付エリアが設けられ、
   前記供給配管は、前記第２周壁部に沿って前記第２周壁部の軸方向に延びるとともに平面視で前記連通管取付エリアを挟む第１平行供給管部および第２平行供給管部を有し、
   前記第１平行供給管部は、複数の前記蒸気室のそれぞれの前記第１供給口と第１末端分岐管部によって接続され、
   前記第２平行供給管部は複数の前記蒸気室のそれぞれの前記第２供給口と第２末端分岐管部によって接続されている、
   ことを特徴とする請求項２～４のいずれか１項に記載の有機性廃棄物の処理装置。

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