JP3916193B2 - 含水ゴミ乾燥装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、食品工場，飲食店，集合住宅等から出る大量の生ゴミやスラッジ，汚泥，鶏糞等の水分を多量に含む含水ゴミを効果的に乾燥処理するための含水ゴミ乾燥装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、食品工場，飲食店，集合住宅等から出る生ゴミやスラッジ，汚泥，鶏糞等の水分を多量に含む含水ゴミは、年々増加の一途を辿り、最近ではゴミ置き場の不足、処理費用の増大或いは周辺環境の悪化等といった様々且つ深刻な問題を引き起こしつつある。
【０００３】
そのため、例えば、特開平３−２８５０３５号公報等に示すように、生ゴミを発生する消費者側において予め生ゴミを脱水，乾燥させてその減容化、減量化を図るための生ゴミ乾燥装置が提案されている。
【０００４】
この生ゴミ乾燥装置は、図５に示すように、生ゴミを投入するホッパーａと、このホッパーａに投入された生ゴミを粉砕・圧送する搬送機構ｂと、この搬送機構ｂから送られてきた生ゴミを高温の熱風で攪拌乾燥する乾燥容器ｃと、この乾燥容器ｃ内に熱風を供給すると共に発生した悪臭を脱臭する脱臭炉ｄと、この脱臭炉ｄで発生した熱を有効利用する熱交換器ｅ，ｆと、熱風を乾燥容器ｃ内に供給するブロアーｇとから主になるものであり、成分の殆どを占める水分を熱風によって除去して生ゴミの容量を大幅に減容，減量化しようとしたものである。
【０００５】
すなわち、図示するように、ホッパーａに投入された生ゴミは搬送機構ｂによって粉砕されながら乾燥容器ｃ内に搬送された後、ここで乾燥容器ｃ内の攪拌羽根ｈで攪拌されながらブロアーｇから送られてくる熱風に晒されることによって脱水・乾燥される。これによって生ゴミはその容量が大幅に減容化された後、乾燥ゴミとして乾燥容器ｃから取り出され、その後、袋詰めなどによって回収されて肥料或いは家畜の飼料等として有効に再利用されることになる。
【０００６】
一方、この乾燥容器ｃ内に送られた熱風は生ゴミを乾燥することにより、多量の水分と臭気成分を含んだ排ガスとなっているため、そのまま大気中に放出することができない。そのため、乾燥容器ｃから出た排ガスは、先ずフィルターｉで除塵され、熱交換器ｆで加熱された後、脱臭炉ｄ側に送られ、ここでバーナーｊの燃焼用空気として燃焼されることによって含まれている臭気成分が燃焼されて無臭無害の燃焼排ガスとなる。その後、この脱臭炉ｄから出た高温の燃焼排ガスは、第二熱交換器ｅを通過する際にブロアーｇから送られてくる空気を加熱した後、さらに、熱交換器ｆを通過する際に、乾燥容器ｃ側から順次排気されてくる排気ガスと熱交換してさらに温度が下がった後、大気中に放出されることになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような構成をした従来の生ゴミ乾燥装置は、いわゆるバッチ方式であるため、処理効率が芳しくないといった不都合があった。
【０００８】
すなわち、上記装置の構成では１回の乾燥作業毎に装置を停止し、乾燥容器ｃを開いて乾燥処理が終えた乾燥ゴミを取り出すようになっているが、停止直後の乾燥容器ｃ及び生ゴミはかなりの高温となっているため、乾燥後の生ゴミを安全に取り出すためには、乾燥容器ｃ内が充分自然冷却するまで待たなければならず、乾燥処理効率が低いものであった。そのため、バーナーｊを停止してブロアーｇから冷たい空気を流して乾燥容器ｃ内を強制的に冷却する方法も考えられるが、そうすると、乾燥容器ｃ内及び生ゴミに含まれている臭気成分が燃焼によって熱分解されずにそのまま大気中に放出されてしまい、その結果周囲に悪臭を撒き散らすなどの不都合を招くことがあった。
【０００９】
また、生ゴミの種類、例えば、水分が多い残飯等を処理した場合には、これが乾燥容器ｃ内で餅化して、乾燥容器ｃの内壁面や攪拌羽根ｈにこびり着いてしまうことがあり、その結果、乾燥効率が悪化してしまう上に、この除去作業には多々な労力を要するといった欠点もあった。
【００１０】
そこで、本発明はこのような課題を有効に解決するために案出されたものであり、その目的は大量の含水ゴミを効率良く且つ確実に乾燥処理することができる新規な含水ゴミ乾燥装置を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、含水ゴミを攪拌・搬送しながら熱風で乾燥するヒーティングミキサーと、このヒーティングミキサーに含水ゴミを粉砕しながら投入するホッパーと、上記ヒーティングミキサーから排出される高温の乾燥ゴミを上方に搬送しながら導入された空気で常温程度まで冷却するクーリングリフターと、このクーリングリフターの上部から排出される乾燥ゴミを取り出すと共にその乾燥ゴミの一部を、ヒーティングミキサー内での含水ゴミの餅化を防止すべく上記ホッパー側に戻す分配器と、上記ヒーティングミキサー内に熱風を供給すると共にその熱風を脱臭処理する脱臭手段とからなり、上記脱臭手段が、上記クーリングリフターの空気の排気口とヒーティングミキサーの熱風入口間を接続する循環ラインと、循環ラインに設けられたブロアーと、上記ヒーティングミキサーの排気口に接続された排気ラインと、排気ラインに設けられたブロアーと、排気ラインに設けられ、ヒーティングミキサーからの乾燥後の空気を燃焼空気として用いる脱臭炉と、上記循環ラインに接続され、脱臭炉から排気される排ガスでクーリングリフターからの空気を加熱してヒーティングミキサー内に熱風として供給する第一熱交換器と、排気ラインに接続され、脱臭炉から第一熱交換器を通った排ガスでヒーティングミキサーからの乾燥後の空気を加熱して脱臭炉に燃焼空気として供給する第二熱交換器とで構成されたものである。
【００１２】
すなわち、生ゴミ，スラッジ，汚泥，鶏糞などの含水率の高い含水ゴミは、ヒーティングミキサーで攪拌搬送されながら脱臭手段から供給される熱風によって乾燥され、乾燥ゴミとなった後、クーリングリフターに流れ、ここでクーリングリフターに導入された空気で常温程度まで空冷された後、分配器を介して排出されることになる。ここで、含水ゴミの種類によって、ヒーティングミキサー内で餅化が発生するおそれがある場合には、分配器に流れてきた乾燥ゴミの一部を戻し、含水ゴミと混ぜ合わせることでヒーティングミキサーの入口部含水率を引き下げることで、餅化を未然に抑制することもできる。
【００１３】
ヒーティングミキサーに供給される熱風は、クーリングリフターで空冷に用いた空気が、第一熱交換器で、脱臭炉から排気される排ガスで加熱された空気であり、このヒーティングミキサーから排出される熱風は、第二熱交換器で加熱されたのち脱臭炉に流れ、燃焼空気として燃料を燃焼し、含まれている臭気成分が燃焼によって熱分解されて脱臭された後、排気ラインを通して熱回収された後、大気中に放出されることになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の好適実施の一形態を添付図面を参照しながら詳述する。
【００１５】
図１は本発明に係る含水ゴミ乾燥装置の実施の一形態を示したものである。
【００１６】
図示するように、この含水ゴミ乾燥装置は搬入端から搬出端側に向かって含水ゴミを攪拌・搬送しながら熱風によって乾燥するヒーティングミキサー１と、このヒーティングミキサー１の搬入端側に含水ゴミを粉砕しながら投入するホッパー２と、上記ヒーティングミキサー１の搬出端から排出される乾燥ゴミを搬送しながら空冷するコンベア式のクーリングリフター３と、このクーリングリフター３の搬出端から排出される乾燥ゴミを取り出すと共にその乾燥ゴミの一部を上記粉砕投入ホッパー２側に戻す分配器４と、上記ヒーティングミキサー１内に熱風を供給すると共にこのヒーティングミキサー１からの排ガスを脱臭処理する脱臭手段５とから主に構成されている。
【００１７】
このヒーティングミキサー１は、ドラム状をした横置きのミキサーケーシング６と、このミキサーケーシング６の軸部に回転自在に備えられた回転軸７と、この回転軸７を駆動する駆動モータ８と、この回転軸７の周囲に放射状に設けられた複数の攪拌羽根９，９…とから主に構成されており、上記粉砕投入ホッパー２から投入された生ゴミを攪拌羽根９，９…で攪拌しながら搬出端側に搬送すると共に、搬入端側に設けられた熱風入口１０から供給される熱風によって内部の含水ゴミを加熱乾燥して乾燥ゴミを生成するようになっている。尚、この攪拌羽根９，９…は図２に示すように、回転軸７に接続されたアーム１１と、その先端に設けられた攪拌板１２とからなっており、その攪拌板１２をアーム１１先端に斜めに取り付けることで含水ゴミを攪拌しながらその搬出端側に押し出すような作用を生ずるようになっている。
【００１８】
また、このホッパー２は、生ゴミを投入するホッパーケーシング１３と、このホッパーケーシング１３と上記ヒーティングミキサー１の搬入端との接続部に設けられた粉砕器１４とからなるものであり、ホッパーケーシング１３内に投入された生ゴミを粉砕器１４によって細かく粉砕しながらヒーティングミキサー１の搬入端側に連続して定量供給するようになっている。
【００１９】
クーリングリフター３は、上記ヒーティングミキサー１の搬出端に設けられた乾燥ゴミ出口１５にその搬入端側が接続され、搬出端側が斜め上方に起立したコンベアケーシング１６と、このコンベアケーシング１６内に設けられたベルトコンベア１７と、このコンベアケーシング１６の搬出端に設けられた乾燥ゴミ排出口１８と、このコンベアケーシング１６内に冷却空気（大気）を供給する空気供給口１９と、投入された冷却空気を排気する排気口２０とからなるものであり、上記ヒーティングミキサー１の乾燥ゴミ取出口１５から排出される乾燥ゴミをベルトコンベア１７でその搬出端側に搬送しながら冷却した後、乾燥ゴミ排出口１８から分配器４側に排出するようになっている。尚、このクーリングリフター３の乾燥ゴミ排出口１８と乾燥ゴミ導入口２１にはそれぞれロータリーバルブ２２，２３が設けられており、乾燥ゴミ排出口１８と乾燥ゴミ導入口２１から冷却空気の漏れないようにコンベアケーシング１６内をシールするようになっている。
【００２０】
分配器４は、この乾燥ゴミ排出口１８のロータリーバルブ２３を介して接続されており、クーリングリフター３で冷却された乾燥ゴミを乾燥物として排出すると共に、その一部を任意に戻しライン２４を介してホッパー２側に戻すようになっている。
【００２１】
脱臭手段５は、上記クーリングリフター３の排気口２０とヒーティングミキサー１の熱風入口１０間を接続する循環ライン２５と、上記ヒーティングミキサー１の排気口３５に接続された排気ライン２６と、この排気ライン２６に設けられた脱臭炉２７と、上記循環ライン２５と排気ライン２６との交差部に設けられた第一熱交換器２８及び第二熱交換器２９と、循環ライン２５と排気ライン２６にそれぞれ設けられたブロアー３０，３１とから主に構成されており、上記ヒーティングミキサー１内からでた排気を脱臭して大気中に放出すると共に、ヒーティングミキサー１内に供給する熱風を生成するようになっている。尚、図中３２，３３，３４はそれぞれのライン２５，２６を流れる空気等を濾過するフィルターである。
【００２２】
次に、以上のような構成をした本発明の含水ゴミ乾燥装置の作用を説明する。
【００２３】
図示するように、先ず、ホッパー２に投入された含水ゴミ（原料）は粉砕器１４で細かく粉砕されながらヒーティングミキサー１の搬入端側に定量投入された後、この攪拌羽根９によってこのミキサー本体６内を攪拌されながら搬出端側に搬送される際に、熱風入口１０から流れ込む熱風（２００℃以上）に晒されることで殆どの水分が奪われ、その搬出端側に達するまでの間に略完全に乾燥されることになる。これによって、水分を多量に含む含水ゴミ、例えば、野菜屑や残飯等であっても容易且つ大幅に減容，減量化することができる。尚、このヒーティングミキサー１における含水ゴミの乾燥率は熱風の温度，流量，含水ゴミの投入量，搬送速度等を適宜調節することで容易に調整できる。
【００２４】
次に、このようにして水分が除去された含水ゴミは乾燥ゴミとなって、搬出端側の乾燥ゴミ出口１５からロータリーバルブ２２を介してクーリングリフター３内に搬入され、ベルトコンベア１７によって搬入端側から搬出端の乾燥ゴミ排出口１８側に搬送されながら空気供給口１９からコンベアケーシング１６内に流れ込む冷却空気に晒されることによって常温程度まで冷却された後、乾燥ゴミ排出口１８から分配器４側に排出されることになる。これによって、ヒーティングミキサー１を全く停止させることなく高温の乾燥ゴミを効果的に冷却しながら取り出すことが可能になる。すなわち、高温の乾燥ゴミをそのまま大気中に放出した場合、冷却に伴って大気中の水分が乾燥ゴミに結露してしまい、含水率が上昇してしまうからである。
【００２５】
この時、含水ゴミが水分を多く含むもの、例えば、残飯等であってヒーティングミキサー１内で餅化が発生するおそれがある場合には、排出される乾燥ゴミの一部を分配器４によって戻しライン２４からホッパー２に戻して混ぜ合わせることになる。これによって、ヒーティングミキサー１内に投入される含水ゴミの含水率が引き下げられるため、ヒーティングミキサー１内で発生する餅化を未然に抑制することができる。
【００２６】
一方、ヒーティングミキサー１内に供給された熱風は含水ゴミを乾燥することである程度温度が下がった後、ブロアー３１によって排気口３５から排気ライン２６側に吸い込まれ、第二熱交換器２９で再加熱されながら脱臭炉２７に流れ、燃焼空気として用いられた後、第一熱交換器２８，第二熱交換器２９で熱回収されてから大気中に放出されることになる。従って、ヒーティングミキサー１から排気される熱風（低温）中に悪臭等の臭気成分が混じっていてもこれが脱臭炉２７で熱分解されることになるため、臭気成分がそのまま大気中に放出されることはない。特に、原料（含水ゴミ）が上述したように食料品の残り滓でなく、スラッジや汚泥，鶏糞などである場合には、この脱臭作用は極めて有効なものとなる。また、この脱臭炉２７は大気中の冷たい空気をそのまま燃焼空気として用いるのではなく、ある程度の残熱を有する熱風を燃焼空気として用いているため、冬期の寒い時期であっても高温の燃焼排ガスを容易に得ることが可能となり、優れた熱効率を発揮することができる。
【００２７】
他方、クーリングリフター３の排気口２０から排気される冷却空気は、高温の乾燥ゴミを冷却することによってある程度の高温となった後、ブロアー３０によって循環ライン２５側に吸い込まれ、第一熱交換器２８を通過することによってさらに高温に加熱されて熱風となった後、上記ヒーティングミキサー１内に供給される熱風として再利用されることになる。従って、ここで用いられる熱風も、大気中の空気をそのまま利用するのではなく、クーリングリフター３である程度の加熱された空気を用いているため、容易に高温に達しやすく、優れた熱効率を発揮することができると共に、脱臭炉２７における燃料消費率の低減も可能となる。また、この熱風は清浄度が高いため、乾燥時に生ゴミを汚染することがなく、その結果、原料が野菜屑や残飯等の食料品の残り滓であってこの乾燥ゴミを家畜の飼料等として用いる場合には、安全で高品質の製品を容易に得ることができる。
【００２８】
次に、図３は本発明装置の他の実施の形態を示したものである。
【００２９】
本実施の形態の含水ゴミ乾燥装置は上述した含水ゴミ乾燥装置とその基本的な構成は略同様であるが、特にヒーティングミキサー１付近の構造を若干変化ならしめたものである。
【００３０】
図示するように、このヒーティングミキサー１は、ドラム状をしたミキサーケーシング６の上面側にその長さ方向に延びる排気口３５が形成されており、循環ライン２５側から内部に導入された熱風をそのまま上方に流すようになっている。また、この排気口３５にはこれを塞ぐようにフィルター３６が設けられており、排気口３５から排気される熱風を濾過してミキサーケーシング６内の乾燥ゴミ（含水ゴミ）の流出を防止するようになっている。さらに、このミキサーケーシング６内に熱風を供給する循環ライン２５の出口端は複数に分岐してミキサーケーシング６に接続されており、循環ライン２５側から流れてくる熱風をミキサーケーシング６内に分流して均一に供給するようになっている。
【００３１】
従って、このような構成をしたヒーティングミキサー１にあっては、循環ライン２５側から供給される熱風が均一にミキサーケーシング６内に流れて内部の含水ゴミを均一に乾燥した後、そのまま上方の排気口３５から排気されることになるため、熱風の流れが良好となり、優れた乾燥効率を発揮することができる。
【００３２】
すなわち、図１に示すような構成をしたヒーティングミキサー１の場合では、供給された熱風がミキサーケーシング６内を搬入端側から搬出端側へ流れるようになっているため、含水ゴミの種類や投入量等によっては、熱風の流れ抵抗が大きくなったり、搬入端側で奪われた水分がそのまま熱風と共に搬出端側へ流れ、途中で排出されないため、良好な乾燥を行えない場合が考えられるからである。
【００３３】
また、図４に示すようにこのフィルター３６の下面には、断面三角形状をした複数の邪魔板３７，３７…及び３８，３８…が排気口３５を横断するようにそれぞれ適当な間隔を隔てて設けられており、ミキサーケーシング６内の乾燥ゴミの流出を防止するようになっている。
【００３４】
すなわち、本実施の形態のようにミキサーケーシング６の上面に排気口３５を形成した場合、ミキサーケーシング６内の乾燥ゴミが攪拌時の遠心力により熱風と共に排気口３５側に飛ばされ、フィルター３６に捕捉されてフィルター３６が頻繁に目詰まりを起こすといった新たな問題を発生するおそれがある。そのため、このように予めフィルター３６の下面に複数の邪魔板３７，３７…及び３８，３８…を設けておけば、排気口３５側に飛ばされた乾燥ゴミの殆どが邪魔板３７，３７…及び３８，３８…の下面に衝突した後、自重によって落下するため、フィルター３６の目詰まりを効果的に抑制することができる。一方、ミキサーケーシング６内の熱風はこれら邪魔板３７，３７…及び３８，３８…の存在に拘わらず、これらの間隙を通過して排気口３５側へ流れるため、乾燥効率に悪影響を及ぼすことは殆どない。また、この邪魔板３７及び３８を断面三角形とすることにより、邪魔板３７及び３８の間隙を通過した乾燥ゴミの一部が落下してきても、その邪魔板３７及び３８の斜面を滑り落ちてミキサーケーシング６内に戻ることとなるため、邪魔板３７及び３８上に堆積するようなことはない。
【００３５】
尚、このようなヒーティングミキサー１を用いた場合、含水ゴミを供給するホッパー２は図１に示すようにミキサーケーシング６の搬入端側に直接取り付けるようにしてもよいが、図３に示すようにスクリューフィーダ３９を介して取り付けるようにすれば、正確な含水ゴミの定量供給が可能となる上に、搬入端側のシール性が向上してホッパー２側からの熱風の漏れを効果的に防止することができる。
【００３６】
また、図３に示すように、クーリングリフター３の傾斜方向をホッパー２側にすれば、乾燥ゴミの戻しライン２４の距離を短くすることができると同時に装置全体をコンパクトにすることもできる。この時、この戻しライン２４はホッパー２側ではなくスクリューフィーダ３９側へ直接供給するようにしても良い。
【００３７】
さらに、このクーリングリフター３内の乾燥ゴミ搬送手段としてベルト式のコンベア１７に代えて図示するようなスクリュー式のコンベア４０を採用しても良い。また、このクーリングリフター３内に供給される冷却空気の供給位置も図１に示すようにコンベアケーシング１６の頂部のみに限らず、図３に示すようにコンベアケーシング１６の下部側にも追加するようにしても良い。
【００３８】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、以下に示すような優れた効果を発揮することができる。
【００３９】
（１）本発明装置は、生ゴミの乾燥，冷却，排出等の一連の処理を連続して行うことができるため、従来のバッチ式の乾燥装置に比べて優れた処理能力を発揮することができる。
【００４０】
（２）ヒーティングミキサーから排ガスと共に排出される臭気成分を脱臭炉で焼却してしまうため、臭気成分がそのまま大気中に放出されることがなくなり、周囲環境の悪化を招くことがない。
【００４１】
（３）乾燥ゴミの一部を投入前の生ゴミと混ぜ合わせて投入することができるため、餅化し易い生ゴミであっても、ヒーティングミキサー内での餅化を未然に防止することができるため、安定した処理を行うことができる。
【００４２】
（４）ヒーティングミキサーから排出される熱風及び脱臭炉で発生した燃焼排ガスの熱を有効利用できるため、優れた熱効率と省エネを達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る含水ゴミ乾燥装置の実施の一形態を示す全体構成図である。
【図２】図１中Ａ部を示す部分拡大図である。
【図３】本発明に係る含水ゴミ乾燥装置の他の実施の形態を示す全体構成図である。
【図４】図３中Ａ部を示す部分拡大図である。
【図５】従来の生ゴミ乾燥装置の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
１ ヒーティングミキサー
２ ホッパー
３ クーリングリフター
４ 分配器
５ 脱臭手段
６ ミキサーケーシング

Claims (3)

1. 含水ゴミを攪拌・搬送しながら熱風で乾燥するヒーティングミキサーと、このヒーティングミキサーに含水ゴミを粉砕しながら投入するホッパーと、上記ヒーティングミキサーから排出される高温の乾燥ゴミを上方に搬送しながら導入された空気で常温程度まで冷却するクーリングリフターと、このクーリングリフターの上部から排出される乾燥ゴミを取り出すと共にその乾燥ゴミの一部を、ヒーティングミキサー内での含水ゴミの餅化を防止すべく上記ホッパー側に戻す分配器と、上記ヒーティングミキサー内に熱風を供給すると共にその熱風を脱臭処理する脱臭手段とからなり、上記脱臭手段が、上記クーリングリフターの空気の排気口とヒーティングミキサーの熱風入口間を接続する循環ラインと、循環ラインに設けられたブロアーと、上記ヒーティングミキサーの排気口に接続された排気ラインと、排気ラインに設けられたブロアーと、排気ラインに設けられ、ヒーティングミキサーからの乾燥後の空気を燃焼空気として用いる脱臭炉と、上記循環ラインに接続され、脱臭炉から排気される排ガスでクーリングリフターからの空気を加熱してヒーティングミキサー内に熱風として供給する第一熱交換器と、排気ラインに接続され、脱臭炉から第一熱交換器を通った排ガスでヒーティングミキサーからの乾燥後の空気を加熱して脱臭炉に燃焼空気として供給する第二熱交換器とで構成されたことを特徴とする含水ゴミ乾燥装置。
2. 上記ヒーティングミキサーは、ドラム状のミキサーケーシングの上面に熱風を排気する排気口とこの熱風を濾過するフィルターを備えると共に、そのフィルターの下部に乾燥ゴミの流出を防止する邪魔板を備えたものであることを特徴とする請求項１に記載の含水ゴミ乾燥装置。
3. 上記脱臭手段は、上記ヒーティングミキサーから排気された熱風を燃焼して脱臭する脱臭炉と、この脱臭炉で発生した排気ガスの熱を回収して上記ヒーティングミキサーに供給する熱風を発生する熱交換器とを備えたものであることを特徴とする請求項１に記載の含水ゴミ乾燥装置。

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