JP3101811U

JP3101811U - 乾燥炭化処理装置

Info

Publication number: JP3101811U
Application number: JP2003272632U
Authority: JP
Inventors: 徳幸清川
Original assignee: 徳幸清川
Priority date: 2003-11-21
Filing date: 2003-11-21
Publication date: 2004-06-24
Anticipated expiration: 2009-11-21

Abstract

【課題】低温度でも温度コントロールが正確にでき、小型で容易に取り扱える比較的安価な乾燥炭化処理装置を提供する。
【解決手段】本体１１と、排ガス燃焼室を有し、本体１１内に上下多段からなるＵ字型トラフ１３と、その外周囲に電気ヒーターと、その内部に被処理物を移動させるためのスクリューコンベア１５と、その上に排ガスを吸気するためのダクトを有し、本体１１上部に最上段のＵ字型トラフ１３の入口に連結してホッパー１７と、本体１１横部にＵ字型トラフ１３の上下を交互に連結するための連結トラフ１８と、最下段のＵ字型トラフ１３の出口に落ち口１９を有し、しかも、ダクトで吸気した排ガスを排ガス燃焼室に送り込むための供給管２０と、排ガス燃焼室で発生した廃熱をスクリューシャフト２１内及びＵ字型トラフ１３内に配送させるための温風配送配管２２を有する。
【選択図】図１

Description

本考案は、被処理物を目的に応じて乾燥、又は炭化させ、被処理物の再利用化を計ろうとするための乾燥炭化処理装置に関する。

従来から被処理物を再利用する目的で乾燥や、炭化させるには、ロータリーキルン方式や、ドラム方式や、スクリューコンベア方式等の乾燥炭化処理装置が採用されてきている。ロータリーキルンや、ドラムや、スクリューコンベア等内に投入された被処理物は、直接攪拌されながら加熱がなされることで、乾燥や、炭化が行われている。この被処理物に供給される熱源には、比較的コストの掛からないＡ重油や、灯油、又はＬＰＧ等の石化燃料が用いられてきている。従来のこのような乾燥炭化処理装置は、燃料に石化燃料を用い、バーナー等で加熱するので、比較的大型の装置となっている。そして、乾燥炭化処理装置で乾燥や、炭化がなされて被処理物から発生する水蒸気や、排ガスは、通常、有害物質が無いことを前提に大気中に放出されている。

従来の被処理物の炭化処理装置には、スクリューコンベアを用いて、加熱に石化燃料からなるバーナーを採用し、過熱を水冷で制御する方式のものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−７３０６９号公報

しかしながら、前述したような従来の乾燥炭化処理装置は、未だ解決すべき次のような問題がある。
（１）乾燥炭化処理装置がロータリーキルンや、ドラム方式の場合には、ロータリーキルンや、ドラムが大きく、装置が大掛かりで大型で比較的高価なものとなり、メンテナンスにも手間が掛かっている。また、乾燥炭化処理装置の燃料にＡ重油や、灯油、又はＬＰＧ等の石化燃料を用いる場合には、乾燥炭化処理装置自体が更に大型となり、小規模での被処理物の再利用化に限界が生じている。
（２）乾燥炭化処理装置の燃料が石化燃料の場合には、低温度での燃焼時の温度コントロールが難しくて熱損失が大きいばかりで燃料消費の無駄使いとなっている。また、被処理物の物性や、含水率の変化に対応するような加熱温度のコントロールが難しく、被処理物に対する加熱温度のバラツキが大きくなるので、被処理物の乾燥度や、炭化度にムラが発生し、品質の均一性に問題が発生している。
本考案は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、低温度でも温度コントロールが正確にでき、小型で容易に取り扱える比較的安価な乾燥炭化処理装置を提供することを目的とする。

前記目的に沿う本考案に係る乾燥炭化処理装置は、被処理物を加熱して連続的に乾燥及び／又は炭化させるための本体と、被処理物から発生する排ガスを燃焼させるための排ガス燃焼室を有する乾燥炭化処理装置であって、本体内に上下多段からなる複数のＵ字型トラフと、それぞれのＵ字型トラフの外周囲に被処理物を加熱するための電気ヒーターと、それぞれのＵ字型トラフ内に被処理物を圧縮と拡散を繰り返しながら水平回転移動させるためのスクリューコンベアと、それぞれのＵ字型トラフ上に被処理物から発生する排ガスを吸気するためのダクトを有し、本体上部に最上段のＵ字型トラフの入口に連結して被処理物を投入させるためのホッパーと、本体横部に複数のＵ字型トラフの上下を交互に連結するための連結トラフと、本体下部に最下段のＵ字型トラフの出口に連結して被処理物を取り出すための落ち口を有し、しかも、ダクトで吸気した排ガスを排ガス燃焼室に送り込むための供給管と、排ガス燃焼室で発生した廃熱をスクリューコンベアのスクリューシャフト内及びＵ字型トラフ内に配送させるための温風配送配管を有する。

ここで、乾燥炭化処理装置は、それぞれのスクリューコンベアに被処理物に圧縮と、拡散を繰り返させるためのピッチ間隔が途中で異なるスクリューフィンを設けるのがよい。
また、乾燥炭化処理装置は、ホッパーに被処理物をＵ字型トラフ内に定量的に供給するための圧入機を設けるのがよい。
更に、乾燥炭化処理装置は、電気ヒーターに被処理物の物性及び含水率に合わせて制御できる温度コントローラを設けると共に、電気ヒーターの外周囲にＵ字型トラフを囲繞するようにして絶縁物からなる断熱体を設けるのがよい。
また、更に、乾燥炭化処理装置は、スクリューコンベアに被処理物の出来上がりの乾燥度、又は炭化度に合わせて回転速度が制御できるインバータを設けるのがよい。

請求項１及びこれに従属する請求項２〜５のいずれか１項記載の乾燥炭化処理装置は、本体と、排ガス燃焼室を有し、本体内に上下多段からなる複数のＵ字型トラフと、外周囲に電気ヒーターと、Ｕ字型トラフ内にスクリューコンベアと、Ｕ字型トラフ上にダクトを有し、本体上部にホッパーと、本体横部に連結トラフと、本体下部に被処理物を取り出すための落ち口を有し、しかも、ダクトで吸気した排ガスを排ガス燃焼室に送り込むための供給管と、排ガス燃焼室で発生した廃熱をスクリューコンベアのスクリューシャフト内及びＵ字型トラフ内に配送させるための温風配送配管を有するので、構造がロータリーキルンや、ドラム方式でなく、熱源に石化燃料を用いることなく、比較的小型であって、安価でメンテナンスも容易な装置とすることができる。また、熱源がクリーンな電気であり、熱損失を少なくでき、低温度での温度コントロールが容易で、しかも正確にでき、被処理物の乾燥度や、炭化度の調整が容易にできる。

特に、請求項２記載の乾燥炭化処理装置は、それぞれのスクリューコンベアに被処理物に圧縮と、拡散を繰り返させるためのピッチ間隔が途中で異なるスクリューフィンを設けるので、被処理物の乾燥や、炭化の効率を向上させることができる。
また、特に、請求項３記載の乾燥炭化処理装置は、ホッパーに被処理物をＵ字型トラフ内に定量的に供給するための圧入機を設けるので、被処理物をスクリューコンベアにムラ無く、充填量を一定にしながら投入して、被処理物の乾燥や、炭化の効率を向上させることができる。
更に、請求項４記載の乾燥炭化処理装置は、電気ヒーターに被処理物の物性及び含水率に合わせて制御できる温度コントローラを設けると共に、電気ヒーターの外周囲にＵ字型トラフを囲繞するようにして絶縁物からなる断熱体を設けるので、被処理物に温度バラツキの少ない熱を供給でき被処理物の乾燥や、炭化を正確に行うことができる。断熱体によって、電気ヒーターの熱源を無駄なく有効に活用することができる。
また、特に、請求項５記載の乾燥炭化処理装置は、スクリューコンベアに被処理物の出来上がりの乾燥度、又は炭化度に合わせて回転速度が制御できるインバータを設けるので、スクリューコンベアの回転速度と温度設定の組み合わせによって、所望する乾燥度や、炭化度に合わせた被処理物を得ることができる。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本考案を具体化した実施するための最良の形態について説明し、本考案の理解に供する。
ここに、図１は本考案の一実施の形態に係る乾燥炭化処理装置の正面視した説明図、図２は同乾燥炭化処理装置の平面視した説明図、図３は同乾燥炭化処理装置の側面視した説明図、図４は同乾燥炭化処理装置のＵ字型トラフの説明図である。

図１〜図３に示すように、本考案の一実施の形態に係る乾燥炭化処理装置１０は、例えば、有機廃棄物や、糞尿や、汚泥等のような被処理物を加熱して連続的に乾燥や、炭化を行うことができる本体１１と、被処理物を加熱することで発生する排ガスを燃焼させるための排ガス燃焼室１２を有している。

本体１１には、その内部に上下多段の複数、例えば、５段からなる断面視してＵ字状のＵ字型トラフ１３が設けられている。このそれぞれのＵ字型トラフ１３には、被処理物を加熱するための電気ヒーター１４（図４参照）がＵ字型トラフ１３の外周囲、特に下面と側面を被覆するようにして設けられている。この電気ヒーター１４は、Ｕ字型トラフ１３の下面に半円形ヒーター１４ａ（図４参照）を、Ｕ字型トラフ１３の側面に板状ヒーター１４ｂ（図４参照）を用いて組み合わせることで容易に安価に設けることができる。また、この電気ヒーター１４は、Ｕ字型トラフ１３の外周囲に密着させて設けることができるので、被処理物への加熱効率を向上させることができる。Ｕ字型トラフ１３の内部には、被処理物を圧縮と拡散を繰り返しながら水平方向に回転させながら移動させるためのスクリューコンベア１５が設けられている。また、Ｕ字型トラフ１３の上部には、Ｕ字型トラフ１３の上面を塞ぐようにして被処理物を加熱することで発生する排ガスを吸気するためのダクト１６（図４参照）が設けられている。このダクト１６は、特に形状が限定されるものではないが、フード型や、箱型等のものがあり、Ｕ字型トラフ１３とでスクリューコンベア１５の上部に空間部を形成している。この空間部は、被処理物から発生する水蒸気や、排ガスの通り道となり、水蒸気や、排ガスを効率よく排出させることができる。

本体１１の上部には、被処理物を最上段のＵ字型トラフ１３に投入するために、投入口をこの最上段のＵ字型トラフ１３の入口に連結させてホッパー１７が設けられている。また、本体１１の横部には、複数のＵ字型トラフ１３の上下を交互に連結させるために、連結トラフ１８が設けられている。この連結トラフ１８は、それぞれ上段側のＵ字型トラフ１３のスクリューコンベア１５の終点側の下部と、下段側のＵ字型トラフ１３のスクリューコンベア１５の始点側の上部とで接続している。このスクリューコンベア１５で送られる被処理物は、最上段から順次交互に送り出されて最下段に送られる。本体１１の下部には、最下段のＵ字型トラフ１３のスクリューコンベア１５の終点下部の出口に連結して乾燥や、炭化が終了した被処理物を取り出すための落ち口１９が設けられている。

本体１１と排ガス燃焼室１２の間には、被処理物の加熱で発生しＵ字型トラフ１３の上部に設けられたダクト１６で吸気した排ガスを、排ガス燃焼室１２に送り込むための供給管２０が設けられている。また、本体１１と排ガス燃焼室１２の間には、排ガス燃焼室１２で発生した廃熱をスクリューコンベア１５のスクリューシャフト２１内、及びＵ字型トラフ１３内に配送させるための温風配送配管２２が設けられている。排ガス燃焼室１２で発生した廃熱は、４００〜７００℃程度の温度を有しているので、廃熱をスクリューシャフト２１内に通すことで、スクリューシャフト２１及びスクリューフィン２３の温度を２００〜３００℃程度にすることができ、また、廃熱をＵ字型トラフ１３内に通すことで、Ｕ字型トラフ１３内の温度を１８０〜２００℃程度にすることができ、被処理物の乾燥や、炭化の処理効率を向上させることができる。また、この廃熱の利用は、電気ヒーター１４の加熱ロスを少なくすると同時に、加熱の補助とすることができるので、電気ヒーター１４の消費電力を４０〜６５％程度節約することができる。なお、スクリューシャフト２１には、図示しないが、スクリューシャフト２１の一方の端部側から配送された廃熱をスクリューシャフト２１の外へ排出して再度排ガス燃焼室１２へ送り込むための配管をスクリューシャフト２１の他方の端部側と連接させて有している。

ここで、本考案の一実施の形態に係る乾燥炭化処理装置１０のスクリューコンベア１５には、Ｕ字型トラフ１３内に投入された被処理物が圧縮されたり、拡散されたりすることことが繰り返されるためにピッチ間隔が途中で異なる、例えば、１つのスクリューコンベア１５の全長の３／５付近からピッチ間隔が大きくなるスクリューフィン２３を設けるのがよい。被処理物は、スクリューコンベア１５で搬送される途中で圧縮と、拡散が繰り返されるので、乾燥や、炭化の処理効率を向上させることができる。

また、最上段のＵ字型トラフ１３と連結するホッパー１７には、Ｕ字型トラフ１３内に被処理物を定量的に供給するための、例えば、スクリューコンベア方式の圧入機２４を組み組むのがよい。物性や、含水率の異なる被処理物は、ムラ無くＵ字型トラフ１３内に供給することができるので、Ｕ字型トラフ１３内の充填率を、例えば、３０％程度に維持しながら乾燥や、炭化の処理を効率よく行うことができる。

更に、Ｕ字型トラフ１３を被覆する電気ヒーター１４には、被処理物の物性や、含水率に合わせて制御、例えば、±５℃程度以内の制御ができる温度コントローラ（図示せず）を設けると共に、電気ヒーター１４の外周囲には、Ｕ字型トラフ１３を囲繞するようにして絶縁物からなる断熱材（図示せず）で被覆するのがよい。被処理物は、温度コントローラと、断熱材によって、極めて緻密な温度制御が可能となるので、所望する乾燥度や、炭化度を有する被処理物とすることができる。

また、スクリューコンベア１５には、被処理物の所望とする出来上がりの乾燥度や、炭化度に合わせて回転速度が制御できるインバーター（図示せず）を設けるのがよい。被処理物は、電気ヒーター１４の温度設定との組み合わせを任意に調整して極めて正確な所望する被処理物とすることができる。

なお、本考案の一実施の形態に係る乾燥炭化処理装置１０は、本体１１のＵ字型トラフ１３内の被処理物をクリーンなエネルギーである電熱ヒーターで加熱して被処理物から発生した水蒸気や、排ガスを供給管２０で排ガス燃焼室１２に送り込んで電熱ヒーターの高温で熱処理して、蒸発成分に含まれる雑菌の死滅化と同時に、蒸発成分に含まれる異臭を分解する消臭熱処理を行うことができる。そして、処理された排気は、排気口２５から排出される。また、ここで発生した廃熱は、温風配送配管２２でスクリューコンベア１５のスクリューシャフト２１内、及びＵ字型トラフ１３内に配送している。この乾燥炭化処理装置１０は、廃熱を有効に循環させると同時に、電気ヒーター１４の熱を温度コントローラと、断熱材によって有効に利用して、従来の石化燃料型に比べて、約３０〜５０％の省エネルギー化を可能にすることができる。更に、この乾燥炭化処理装置１０は、本体１１の容積を最小限にし、本体１１の実質的全体を防熱保温カバー２６で覆うようにし、スクリューコンベア１５の長さをスクリューフィン２３のピッチ間隔の適正化で算出することで、小容量から大容量までの被処理物が処理できる省スペース化の装置とすることができるので、設備投資額の極めて低い装置とすることができる。

本考案の乾燥炭化処理装置は、食物廃棄物や、動物糞尿等の被処理物を肥料や、燃料等に再利用化を計ろうとするのに、有害物質を出さないで大気を汚すことなく目的に応じて乾燥、又は炭化させることができ、被処理物を有効に活用するのに利用することができる。

本考案の一実施の形態に係る乾燥炭化処理装置の正面視した説明図である。同乾燥炭化処理装置の平面視した説明図である。同乾燥炭化処理装置の側面視した説明図である。同乾燥炭化処理装置のＵ字型トラフの説明図である。

符号の説明

１０：乾燥炭化処理装置、１１：本体、１２：排ガス燃焼室、１３：Ｕ字型トラフ、１４：電気ヒーター、１４ａ：半円形ヒーター、１４ｂ：板状ヒーター、１５：スクリューコンベア、１６：ダクト、１７：ホッパー、１８：連結トラフ、１９：落ち口、２０：供給管、２１：スクリューシャフト、２２：温風配送配管、２３：スクリューフィン、２４：圧入機、２５：排気口、２６：防熱保温カバー

Claims

被処理物を加熱して連続的に乾燥及び／又は炭化させるための本体と、前記被処理物から発生する排ガスを燃焼させるための排ガス燃焼室を有する乾燥炭化処理装置であって、
前記本体内に上下多段からなる複数のＵ字型トラフと、それぞれの該Ｕ字型トラフの外周囲に前記被処理物を加熱するための電気ヒーターと、それぞれの前記Ｕ字型トラフ内に前記被処理物を圧縮と拡散を繰り返しながら水平回転移動させるためのスクリューコンベアと、それぞれの前記Ｕ字型トラフ上に前記被処理物から発生する排ガスを吸気するためのダクトを有し、
前記本体上部に最上段の前記Ｕ字型トラフの入口に連結して前記被処理物を投入させるためのホッパーと、前記本体横部に複数の前記Ｕ字型トラフの上下を交互に連結するための連結トラフと、前記本体下部に最下段の前記Ｕ字型トラフの出口に連結して前記被処理物を取り出すための落ち口を有し、
しかも、前記ダクトで吸気した前記排ガスを前記排ガス燃焼室に送り込むための供給管と、該排ガス燃焼室で発生した廃熱を前記スクリューコンベアのスクリューシャフト内及び前記Ｕ字型トラフ内に配送させるための温風配送配管を有することを特徴とする乾燥炭化処理装置。
請求項１記載の乾燥炭化処理装置において、それぞれの前記スクリューコンベアに前記被処理物に圧縮と、拡散を繰り返させるためのピッチ間隔が途中で異なるスクリューフィンを設けることを特徴とする乾燥炭化処理装置。
請求項１又は２記載の乾燥炭化処理装置において、前記ホッパーに前記被処理物を前記Ｕ字型トラフ内に定量的に供給するための圧入機を設けることを特徴とする乾燥炭化処理装置。
請求項１〜３のいずれか１項記載の乾燥炭化処理装置において、前記電気ヒーターに前記被処理物の物性及び含水率に合わせて制御できる温度コントローラを設けると共に、前記電気ヒーターの外周囲に前記Ｕ字型トラフを囲繞するようにして絶縁物からなる断熱体を設けることを特徴とする乾燥炭化処理装置。
請求項１〜４のいずれか１項記載の乾燥炭化処理装置において、前記スクリューコンベアに前記被処理物の出来上がりの乾燥度、又は炭化度に合わせて回転速度が制御できるインバータを設けることを特徴とする乾燥炭化処理装置。