JP4766944B2 - 有機性廃棄物分解処理装置 - Google Patents
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Description
特許文献1に開示された発明は、「生ゴミを微生物により発酵分解させるために、分離壁を中心に区画形成され、その下部の周辺には保温用の加温ジャケットが一体に形成された発酵槽と;前記発酵槽内に回転可能に設置されるとともに、発酵物を撹拌して移送させるために、パイプや環状の断面を有する螺線状または直線状の撹拌翼が回転軸上に固定された撹拌スクリューと;前記発酵槽内の負圧を常時維持させ、発酵に必要な空気を強制に吸入排出させるためのフィルターが備えられたリングブロアと;前記リングブロアから排出されて分割された一部の排気ガスを循環させるが、排気ガスに含有する水分を凝縮除去するとともに、外部の空気と混合させて所定の温度で熱交換およびヒーティングさせ、前記発酵槽内に再供給して生ゴミを発酵分解させるための排気ガス循環システムと;前記リングブロアから両分されたその一部の排気ガスを循環させ、高温に加熱して悪臭を除去するとともに、所定の温度で熱交換が行われるようにし、前記発酵槽の加温ジャケットに供給排出されるようにして発酵槽を保温するための廃熱回収システムと;」を備えたものである。
上記構成の「排気ガスの再循環を用いた生ゴミ消滅化装置」においては、発酵槽で生じた排気ガスの一部は冷却して水分を凝縮除去した後、ヒータで加熱して発酵槽内に送還され、残りの排気ガスは脱臭機において白金触媒と共に高温に加熱され、悪臭除去された後、不要な熱を除去して発酵槽の加温ジャケットに供給排出され、その熱で発酵槽を加温した後外部に排出される。また、発酵槽内の排気ガスが吸引されることで常に負圧が生じ、この負圧を相殺しようとする作用を利用して外部の新しい空気を発酵槽内に供給する構成となっている。
このような「排気ガスの再循環を用いた生ゴミ消滅化装置」によれば、発酵槽で発生した排気ガスの一部を除湿して送還することで、生ゴミは乾燥されて減容される。また、大気中に排出される前に排気ガスの悪臭が除去されるので、悪臭が発生する心配がない。
さらに、悪臭の除去処理後、高温排気ガスの熱は、加温ジャケットに供給されて発酵槽の加熱に供されるので、ヒータ等で加熱する場合に比べエネルギーを節約できる。
特許文献2に開示された「固形有機廃棄物の処理装置」は、箱形の処理槽を上、下2段に設けると共に、この外側に空気を取り入れる空気取り入れ管と、空気を処理槽内に戻す空気戻し管とを設け、これらに連結する熱交換器と、この熱交換器に外気を吸い込んで送風する送風手段とを設け、処理槽内を発酵に必要な例えば50〜80℃に保つように構成し、前記空気戻し管の途中に、処理槽内の空気を熱交換器に循環させる循環ファンを設けたものである。
上記構成の「固形有機廃棄物の処理装置」においては、水蒸気を多量に含む処理槽内の温かい空気は、熱交換器において冷たい外気により冷却され、水蒸気が凝縮除去された後、その大部分が処理槽内に再び送還される。また、一部は脱臭処理され、大気中へ排出される。そして、空気の吸出しにより生じる処理槽内の負圧を相殺するよう、外部から新しい空気が流入することで、処理槽に微生物の分解作用に必要な酸素が供給されるよう構成されている。
このような「固形有機廃棄物の処理装置」によれば、生ごみに多量に含まれる水分を効率的かつ連続的に除去することができ、かつ発酵時の悪臭が外部へ排出されない。
特許文献3に開示された「ゴミ処理機」は、生ゴミ攪拌処理槽内に有効微生物細菌群が着床されたセラミックボールと共に生ゴミが投入され、この生ゴミは、セラミックボールと共に、攪拌手用回転軸の攪拌手で攪拌され、攪拌手用回転軸は、その端に取り付けられたギャーが、電動機のギャーで駆動されることで、回転するよう構成されている。さらに、生ゴミ攪拌処理槽の底部の外部には生ゴミ攪拌処理槽を加熱するヒータパネルと、生ゴミ攪拌処理槽内の空気を吸い出して、本体筐体内部を経て再び生ゴミ攪拌処理槽内に戻す換気装置を有し、この換気装置には生ゴミ攪拌処理槽から吸い出される空気を消臭するオゾン発生器が具備され、排気口からは排気の一部が排出されるものである。なお、生ゴミ攪拌処理槽内の空気を循環させる換気装置は、ヒータパネルを通過するよう配置されており、撹拌槽に送還する前の空気が加熱される。
このような「ゴミ処理機」によれば、ごみ処理機内を循環する空気全体が消臭因子を有するため、生ゴミ攪拌処理槽内の消臭を効果的に行うことができる。また、ごみ処理機内を循環する空気はヒータパネルで加熱された後、生ゴミ攪拌処理槽内へ送還されるため、処理槽内の温度を低下させるおそれがない。よって微生物による分解作用が阻害される心配がない。
また、特許文献1に記載された従来の技術は、保温ジャケットに送られた悪臭除去処理後の排気ガスが、直接発酵槽を加温するので、発酵槽内は、排気ガスの給気口付近の温度が高まり、排出口付近の温度が低くなるおそれがあった。すなわち、発酵槽の温度は微生物の分解能力に直接影響するため、発酵槽内の温度が均一になるよう工夫する必要があった。
上記構成の有機性廃棄物分解処理装置では、撹拌槽において有機性廃棄物を複数の撹拌棒を備える回転シャフトの回動により混合・撹拌するという作用を有する。また、この撹拌槽の少なくとも一部を被包して熱媒体を内包するジャケット部は、この熱媒体中に設けられた熱源の温度上昇に伴い、熱媒体が加熱され、加熱された熱媒体の放熱により撹拌槽と排気加熱部を加熱するという作用を有する。さらに、排気口では、撹拌槽内部で発生するガスが排出され、給気口では、装置内を循環する気体が撹拌槽へ送還される。また、空調部では排気された気体を冷却して、気体に含まれる水分を凝縮除去するという作用を有する。さらに、ジャケット部の少なくとも一部を被包する排気加熱部では、ジャケット部の放熱により、撹拌槽へ送還される気体を加熱するという作用を有する。そして、排出口では有機廃棄物から生成される分解物を排出するという作用を有する。
さらに、請求項1記載の有機性廃棄物分解処理装置では、気体が加熱されると比重が軽くなり上昇するという性質を利用して、排気加熱部に流入した気体をジャケット部の放熱で加熱し、下部側から上部側への流動を円滑にするという作用を有する。また、排気加熱部がジャケット部の少なくとも一部を被包することで、ジャケット部の無駄な放熱を防ぐという作用を有する。
上記構成の有機性廃棄物分解処理装置では、撹拌槽内部から排気される気体の臭気成分を除去するという作用を有する。
上記構成の有機性廃棄物分解処理装置では、熱交換器において外部熱機関の廃熱が廃熱媒体によりジャケット部に内包される熱媒体へと伝達され、この熱で撹拌槽を加温するという作用を有する。
上記構成の有機性廃棄物分解処理装置において、廃熱媒体は、気体、液体、ゲル、ゾルのうち何れか1の単層流又は、気体、液体、ゲル、ゾルのうちの少なくとも2から構成される複層流であるため、熱交換器内を流動しながらジャケット部に内包される熱媒体に熱を伝達し、この熱で撹拌槽を加温するという作用を有する。
上記構成の有機性廃棄物分解処理装置では、気体を撹拌槽内に略均一に供給するという作用を有する。
加えて、請求項1に記載の発明においては、気体の流動性が促進されることで、ブロア等の機器を多用することなく有機性廃棄物分解処理装置内の気体の循環を円滑にすることができる。
また、撹拌槽の筐体2上部には開閉可能な投入口扉3が枢設されており、この投入口扉3を開けると、投入口となり、有機性廃棄物を投入することができる。なお、手動で開閉しやすいように投入口扉3には取っ手4が設けられている。
なお、本実施の形態においては、特に微生物を着床させた添加材等を添加することなく、有機性廃棄物に自然に付着する微生物を利用して分解処理することを前提としているが、例えばセラミックボール等の硬度のある無機質材料からなる粒状体に微生物を添加したものを、撹拌槽に投入しても良い。この場合、セラミックボール等の粒状体を投入することで、分解処理開始時の分解能が向上するとともに、例えば有機性廃棄物として麺類等を投入した場合に、撹拌と同時に麺類等が粒状体により磨砕されて分解能が向上する。
なお、粒状体の素材としては、例えば、先に述べたようなセラミックボール等の硬度のある無機質材料が好ましく、その表面には微細な凸凹面と内部に多数の貫通孔が形成されているものがよい。つまり、これらの凸凹面や貫通孔において有機性廃棄物を分解する微生物が担持されるためである。
また、特に分解処理開始時の分解能を高める必要がある場合には、上述のように微生物を添加したセラミックボール等の無機質材料を有機性廃棄物分解処理装置1aに投入してもよいし、或いは、粉状の微生物菌種のみを有機性廃棄物分解処理装置1aに直接投入したり、おが屑等の生分解性を有する担体に微生物を付着させて生分解性を有する担体ごと有機性廃棄物分解処理装置1aに投入してもよい。前者の場合、撹拌槽内の分解処理を要する有機性廃棄物の容積の増加はごく僅かであるため、分解処理開始時の分解能を高めつつ撹拌槽の収容力を維持することができる。従って、分解処理を要する有機性廃棄物の量が特に多い場合に適する方法である。他方、後者の場合には、有機性廃棄物分解処理装置1aの撹拌槽の収容力は生分解性を有する担体の容積分だけ低下するものの、微生物菌種が粉状である場合に比べ、微生物を速やかに撹拌槽内に拡散させることができる。このため、分解処理開始時の分解能を高めることができ、特に、分解処理を要する有機性廃棄物の量が前者の場合よりも少ない場合に適する。
このように、有機性廃棄物分解処理装置1aに投入する有機性廃棄物の量や形態に応じて、微生物の投入方法を適宜選択することで、有機性廃棄物分解処理装置1aの処理能力を一層高めることができる。
また、撹拌槽はジャケット加熱により均一に加熱されており、微生物の活動に適した温度に保持されているので、有機性廃棄物は経時とともに分解されて水と炭酸ガスを発生し、分解物が反応槽内に残渣として残る。さらに、加熱によってこの分解物は乾燥して減量される。
撹拌分解処理が終了すると、微生物とその分解物は図1に示される、排出口33からスリット部材34を介して排出され、ホッパ10から回収されるようになっている。なお、スリット部34のスリットを通過できない未分解の有機性廃棄物は引き続き撹拌槽において撹拌分解が継続される。
ここで、空調部11a,11bは、抽気部12a,12bから排気加熱部7a,7bに接続されるダクト20a,20bまでの範囲を示すものである。抽気部12a,12bは撹拌槽から気体を抽出するダクト14a,14bと抽出された気体に含まれる微粒子状の分解物を捕捉する集塵フィルタ16a,16b、また気体に含まれる臭気成分を除去する脱臭フィルタ17a,17bと、結露した水分を有機性廃棄物分解処理装置1aに戻す排水孔15a,15bを備えており、これらはカバー13a,13bで覆われている。
抽気部12a,12bを経た気体は、エアコン18a,18bに導かれて冷却除湿され、その後ブロア19a,19bからダクト20a,20bを介して送入口Pa,Pb(送入口Pbは図示せず)から排気加熱部7a,7bに導入される。
排気加熱部7a,7bでは、冷却除湿された気体を図示されないジャケット部からの放熱で加熱し、その後、撹拌槽への給気口(図示せず)を介して槽内に送還される。
本実施の形態においては、カバー13a,13b、集塵フィルタ16a,16b、脱臭フィルタ17a,17b、エアコン18a,18b、ブロア19a,19bは並列に独立した2系統設けられているが、有機性廃棄物分解処理装置1aの処理能力や空調部11a,11bの出力によれば、単独系統でも3以上の系統を設けてもよい。
排気口54a,54bから排出される気体は、カバー13a,13bの内部に一旦貯留されてから集塵フィルタ16a,16bに吸引されるが、その際外気に冷されて結露を生じる場合もあり、排水孔15a,15bを設けている。排水孔15a,15bの周辺部は平面としているが、排水孔15a,15bに向かって凹状にすることで結露した水分の排出を容易にできる。
なお、有機性廃棄物分解処理装置1aの外周面に設けられる制御盤(図示せず)には、回転シャフト5a,5bや撹拌槽の温度制御及び空調部11a,11bの設定に関する各種スイッチが設置されている。
図2は、図1中A−A線で示された部分の矢視断面図である。図2において、図1で既に説明した要素と同一の要素については同一符号を付し、その構成の説明を省略する。
図に示される撹拌槽24には、回転シャフト5a,5bが平行に軸架されており、各々の回転シャフト5a,5bには軸方向に螺旋状に複数の撹拌棒25が周設され、さらに、これらの撹拌棒25の端部には撹拌子26が設けられている。また、回転シャフト5a及び回転シャフト5bは図1に示されるギア37a,37bを介して回転シャフト用モータ36a,36bに接続され各々正逆方向に回転できるようになっている。
そして、撹拌槽24の内部に投入された有機性廃棄物27は、回転シャフト5a,5bの回転に連動する撹拌棒25及び撹拌子26が形成する凸凹によって掻き回されて破砕・撹拌されると同時に、微生物による分解作用が進行する。
また、セラミックボール等の硬度のある粒状体(図示せず)を使用することにより、有機性廃棄物27は粒状体との接触によってさらに細かく磨砕される。
なお、破砕の効果は、撹拌棒25や撹拌子26の凸凹をさらに大きくしたり、密に配列したり、刃を設置したりするなどの工夫により高めることができる。さらに、撹拌棒25は板状の撹拌パネル(図示せず)でも良い。
なお、粒状体を使用する代わりに、粉状の微生物菌種を直接撹拌槽24に投入したり、或いは、微生物を生分解性の担体に付着させて撹拌槽24に投入した場合にも同様の効果を得ることができる。
なお、この分解物は次に有機性廃棄物27を分解処理する際の微生物種ともなるので、撹拌槽24内に残しても良い。
なお、撹拌槽24の材質としては耐久性や耐腐食性、さらに加工性や熱伝導性を考慮するとステンレスが好ましいがこれらの性質を具備し安価に入手できるものであればその材質はステンレスに限定されるものではない。
生成した分解物を排出する際には、回転シャフト5aを正方向、回転シャフト5bを逆方向の回転にすると、螺旋状に周設された撹拌棒25によって分解物は、図1に示される排出口33の周辺に集まる。ここで、排出口33に設置される排出口扉8を開けると、分解物は排出口33からスリット部材34のスリットを通ってホッパ10に押し出され、回収が可能となる。なお、回転シャフトの設置数は二本に限定されるものではなく、一本又は三本以上設置することも可能である。但し、回転シャフトに螺旋状に周設される撹拌棒25によって決まる分解物や未分解の有機性廃棄物27の流動方向を考慮して排出口33を設置する必要がある。
また、図1に示されるように、本実施の形態に係る排出口33は、排出口扉8の上下スライドにより開閉し、分解物の排出作業時に人が排出口扉8を保持する必要のないよう、排出口扉8の上部に孔を設け、この孔に排出口扉用フック9を引っ掛けて排出口扉8保持できるよう構成されているが、必ずしもこのように構成する必要はなく、排出口扉用フック9の設置の必要のないように、左右にスライドするよう構成してもよい。また、例えば、投入口扉3のようにヒンジを設け、排出口扉8を回動させて開閉するよう構成しても良い。さらに、排出口扉8の外周部に弾性素材を貼設してパッキンとし、撹拌槽24の密閉性が保たれるよう構成してもよい。なお、排出口33の開閉は手動でも自動でもよい。つまり、スリットの設置を妨げず、開閉容易で、撹拌槽24内の内容物の取り出しが簡易であり、分解処理中の振動等で臭気や有機性廃棄物が漏出しないよう構成されるものであればその形態は問題としない。
排出口33には、図3に示すようなスリット35が形成されたスリット部材34が装着されている。このスリット35は短冊状に形成されているが、分解物を通過させて未分解の有機性廃棄物を通過させない程度の隙間を有するものであればその形状は特に限定されるものではない。また、メッシュ状の網等を用いることも可能である。なお、スリット35やメッシュ状の網の材質は金属製やセラミック製、さらに耐久性の点で問題なければ合成樹脂製なども考えられる。
さらに、セラミックボール等の粒状体に微生物を着床させたものを、撹拌槽に投入する場合は、スリット35の隙間の大きさは粒状体が通過できない程度にすると良い。また、スリット部材34を交換可能に取り付けられる構造とし、スリット35の隙間の大きさが異なる複数のスリット部材34を予め準備し、撹拌槽24から排出させようとする目的物に応じて、適宜交換して使用しても良い。このように構成することで、撹拌槽24内に残存する分解物等の量を柔軟にコントロールすることができる。
このようなジャケット方式による加熱では比較的熱交換面積が大きいので、撹拌槽24は温度ムラが少なく均一に加熱され、また、一定の温度に維持しやすいので、微生物に適した温度環境を保持してその分解活動を活性化させることが可能である。また、加熱には、生成する分解物乾燥して減量する効果もある。
なお、熱媒体23aには、熱容量が大きく安価な水が望ましいが、他の液体や個体、粉体、粒状体、さらにはゲル状の物や気体であっても熱媒体として機能すれば特に態様や材質は限定されない。また、ジャケット部21aは保温や漏洩防止の観点から二重等重複構造としてもよい。
図4は本発明の第1の実施の形態に有機性廃棄物分解処理装置の排気加熱部の構造を示す概念図であり、図1中の符号B−Bにおける矢視断面図でもある。図4において、図1で既に説明した要素と同一の要素については同一符号を付し、その構成の説明を省略する。なお、排気加熱部7a,7bはいずれも同じ構造でジャケット部21aとの接触面のみが異なるため、ここでは排気加熱部7bについて詳細な説明を加える。
なお、図4中の符号Cが指し示す方向は、図2中の符号Cで指し示す方向と一致する。図4に示されるように、排気加熱部7bは筐体31と仕切り板32により構成され、筐体31の側部にはブロア19bから送られる気体を給入する送入口Pbと加熱された気体を排出する送出口Qbが設けられている。
また、送入口Pbから入った気体がなるべく長い時間筐体31内に滞留し、ジャケット部21aから十分な熱を接受できるよう、仕切り板32は、気体が筐体31の内部を、図4中の符号Xで示される方向へ順次蛇行するよう配置されている。また、一般に、気体は温まると比重が軽くなり、上昇する性質を有することから、仕切り板32を左右方向に伸張するよう配置することで、下部から上部に向う筐体31内の気体の流動を円滑にできる。このように仕切り板32を配することで、ジャケット部21aから十分な熱を接受しながらも、送出口Qbからスムースに気体を排出させることができる。
上述のように、エアコン18bで冷却された気体を排気加熱部7bにおいて加熱した後、撹拌槽24に送還することで撹拌槽24内の温度の降下を防止できる、つまり微生物の分解作用に適した環境を維持することができる。
なお、本実施の形態において説明した排気加熱部の他にも、例えば熱伝導性の高い素材からなる伸縮自在なダクトをジャケット部21aの側面に蛇行するように配置してもよい。この場合も、気体の送入口をジャケット部21aの下部側に、送出口をジャケット部21aの上部側に設けることが好ましい。いずれの場合も、撹拌槽24に送還する気体が加熱されるだけでなく、排気加熱部によりジャケット部21aが被覆されることで、ジャケット部21aからの無駄な放熱を防止でき、装置全体の加熱に係るエネルギーを節約できる。
まず、図2に示されるように、送出口Qa,Qbから排出された気体はダクト14c,14dを通じて撹拌槽24のヘッダー28a,28bへ供給され、さらに給気孔29a,29bから撹拌槽24へ供給され送還される。ヘッダー28a,28bはいずれも同一構成であるため、ここではヘッダー28aについて詳細な説明を加える。
図5に示されるように、ヘッダー28aは撹拌槽24の伸長方向と平行な方向に設置され、その外周面には複数の給気孔29aが等間隔で穿設されている。また、ヘッダー28aの端部にはキャップ30aが設けられている。このように給気孔29aを配置することで気体を撹拌槽24の複数の場所から同時に供給することができ、撹拌槽24内の雰囲気ガスが略均一に保たれ、撹拌槽24内の温度ムラや気体の供給ムラを緩和し、微生物による分解作用を促進する。なお、キャップ30aは必ずしも必要ではないが、ヘッダーの端部が閉じられていることが望ましい。また、必ずしも給気孔29aを備えたヘッダー28aを設ける必要はなく、排気加熱部7aからダクトを伸ばして撹拌槽24に設けられた給気口に接続してもよい。
図6は本発明の第1の実施の形態に係る有機性廃棄物分解処理装置における排気の循環をシステムとして捉えた場合のシステム構成図であり、図7は本発明の第1の実施の形態に係る有機性廃棄物分解処理装置の処理プロセスのフローチャートである。
また、図8(a)は本発明の第1の実施の形態に係る有機性廃棄物分解処理装置の処理プロセスにおける通常運転工程のフローチャートであり、(b)は同じく処理プロセスにおける間欠運転工程のフローチャートである。
図6において、図1乃至図5に示して説明した構成については同一符号を付してその詳しい説明は省略する。なお、有機性廃棄物分解処理装置1aでは、2つの排気の循環経路が並設されているが、この2つの排気循環経路は同一であるため、ここでは1つの経路についてのみ説明する。
有機性廃棄物分解処理装置1aでは、撹拌槽24に集塵フィルタ16a、脱臭フィルタ17a、エアコン18a及びブロア19aが直列に接続され、撹拌槽24の内部の気体を循環し、また、撹拌槽24において生成される分解物49を排出及び回収できるようになっている。なお、撹拌槽24は、二本の回転シャフトを内設し、ヒータにより温度調節される水などの熱媒体を内包するジャケット部に被包されている。また、本実施の形態においては、撹拌槽24から集塵フィルタ16a、脱臭フィルタ17a、エアコン18a、ブロア19aを経て再び撹拌槽24へ循環させる構成となっているが、これらの構成要素の順序は、この順序に限定されるものではなく、適宜変更してよい。
図7において、図6に示す有機性廃棄物分解処理装置1aを起動するには、まず、ステップS1において運転ボタンをONとし、続いて、ステップS2において図6に示す撹拌槽24を被包するジャケット部に設置される水位センサをONとすると、ステップS3の通常運転モード51となる。なお、このステップS3の通常運転モード51については図8を用いて詳細に後述する。
そして、ステップS4において分解乾燥運転時間がタイムアップとなると通常運転モード51は終了する。続いて、ステップS5において間欠運転をONとすると、ステップS6の間欠運転モード52に移行する。このステップS6の間欠運転モード52についても図8を用いて詳細に後述する。
ステップS6の間欠運転モード52を終了する場合は、ステップS6で停止ボタンを押す。
そして、ステップS7で、図6に示す撹拌槽24のジャケット部に設けられるヒータを一定時間作動させて水温を30〜60℃に維持しておき、最終的にステップS8で全停止させる。
まず、図8(a)において、通常運転モード51では、ステップS3−1乃至ステップS3−4が実行される。
ステップS3−1では、図6に示す撹拌槽24に軸架される二本の回転シャフトの駆動モータが正反転し、有機性廃棄物を分解する分解運転状態となる。
次に、ステップS3−2では、図6に示すエアコン18a,18bの温度が15℃に設定されて連続運転される。このステップS3−2では、エアコン18a,18bの温度を15℃に設定することにより、図6に示す撹拌槽24内の気体を冷却して含有する水分を除去することができる。
そして、ステップS3−3では、図6に示すブロア19a,19bが45Hzで連続運転される。ブロア19a,19bの運転により、図6に示すとおり、撹撹拌槽24内の気体は抽気されて集塵フィルタ16a,16b、脱臭フィルタ17a,17b及びエアコン18a,18bを通過して不要物が除去されて撹拌槽24に戻り、有機性廃棄物分解処理装置1a内で循環する構造になっている。なお、ブロア19a,19bの45Hzでの運転モードは設定1とされるものであり、後述する間欠運転モード52におけるブロア19a,19bの25Hzでの運転モードの設定2と区別されるものである。
最後に、ステップS3−4では、図6に示す撹拌槽24のジャケット部内の水などの熱媒体を加熱するヒータの温度が設定1として70〜90℃に設定される。このヒータによって温調される水はジャケット部を介して撹拌槽24を加熱し、撹拌槽24内の分解作用を効果的にするとともに、分解によって生成される有用固形物を乾燥する。なお、この設定1はステップS7の設定2と区別されるものである。
まず、ステップS6−1では、図6に示す撹拌槽24に軸架される二本の回転シャフトの駆動モータが間欠運転となり、停止30分に対して運転5分という配分で連続的に実行される。
また、ステップS6−2では、ブロア19a,19bの運転が設定2となり、25Hzで連続運転され、そして、ステップS6−3では、図6に示す撹拌槽24のジャケット部に設置されるヒータが、ジャケット部内の水を70〜90℃に保温するように設定される。25Hzで運転されるブロア19a,19bは、通常運転モード51における45Hzよりも周波数が小さいため送風が弱くなる。
このような間欠運転モード52を実施することにより、有機性廃棄物を効果的に分解しながらランニングコストを下げることが可能となる。
次に、排出口扉を手動開放する。図6に示す撹拌槽24の排出口に備えられる排出口扉を開けることによって、一定方向に流動する分解物が排出口から徐々に排出される。また、排出口の開閉は自動で行うようにしてもよい。
なお、図7及び図8に示される周波数や温度あるいは時間は本実施の形態における例であり、それらに限定するものではなく、有機性廃棄物の量や質などによって適宜変更されるべきものである。
図9は、本発明の第2の実施の形態に係る有機性廃棄物分解処理装置のジャケット部の構成を示す部分図である。図9において、図2で既に説明した要素と同一の要素については同一符号を付し、その構成の説明を省略する。
図9に示されるように、本実施の形態に係る有機性廃棄物分解処理装置1bのジャケット部21bは、ジャケット部21bに熱媒体23aを供給する熱媒体供給機構40と、この熱媒体23aに熱を供給する外部熱接受機構43とを具備するものである。
図9に示される熱媒体供給機構40は、ジャケット部21bの外部に膨張タンク41と供給源47を有し、供給源47から供給される熱媒体23aは、膨張タンク41に一旦貯留され、必要に応じてジャケット部21bへ供給されるよう構成されている。また、供給源47と、膨張タンク41及びジャケット部21bはそれぞれ配管により接続され、止め弁38aの開閉によって供給源47から膨張タンク41に、また、膨張タンク41からジャケット部21bに熱媒体23aが供給される。なお、本実施の形態に係る有機性廃棄物分解処理装置1bでは、例えば水を熱媒体23aとして使用する場合を例に挙げて説明する。膨張タンク41に貯留される水位は電極42により検出され、適切な量が供給されるとボールタップ53の作動により給水が停止する。また、膨張タンク41内の水がオーバーフローした場合は、膨張タンク41の側部に設けられる配管から外部へ排出される。さらに、膨張タンク41のメンテナンス時などには膨張タンク41の底部に設けられたドレン弁38cにより、膨張タンク41の水を排出することができる。なお、ジャケット部21bにおいて、水がオーバーフローした場合は、安全弁39から速やかに水を排出してジャケット部21b内を減圧することができる。さらに、ジャケット部21bの底部にも膨張タンク41と同様に、ドレン弁38cが設けられており、有機性廃棄物分解処理装置1bを使用しない場合やメンテナンス時にジャケット部21bの水を抜き取ることができる。
なお、説明を省略したが、本発明の第1の実施の形態に係る有機性廃棄物分解処理装置1aにおいても本発明の第2の実施の形態に係る有機性廃棄物分解処理装置1bと同一構成の熱媒体供給機構40を具備しており、その作用及び効果は、本発明の第2の実施の形態に係る有機性廃棄物分解処理装置1bの熱媒体供給機構40と同一である。
図9に示されるように、本発明の第2の実施の形態に係る外部熱接受機構43は、2つの熱交換器44a,44b、これらの熱交換器と外部熱源46を接続する一次系配管50a及び二次系配管50b及びこれらの配管に設けられた多数の弁により構成される。外部熱源46において発生した廃熱は、外部熱源46と熱交換器44aの間を接続する一次系配管50a内において循環する廃熱媒体23b2(図示せず)へと伝達されて中間の熱交換器44aへと移動し、この熱交換器44aにおいて、熱交換器44aと熱交換器44bの間を接続する二次系配管50b内において循環する廃熱媒体23b1に廃熱が伝達される。さらに、この廃熱媒体23b1は、循環ポンプ48によって熱交換器44bに送出され、廃熱媒体23b1から熱媒体23aに熱が伝達される仕組みになっている。
また、これらの一次系配管50aや二次系配管50bには前述のとおり必要に応じて多数の止め弁38aや、廃熱媒体23b1の流量調節が可能な電磁弁38bが設けられ、熱交換器44aから熱交換器44bへと廃熱媒体23b1を流動させるための循環ポンプ48が設けられている。さらに、ヒータ22a,22bも廃熱媒体23b1による熱伝達が少ない場合に補助的に利用可能なように熱交換器44bに設けられている。
なお、熱交換器44bは、図中一往復で構成される配管として記載されているが、例えば圧力損失が液体の温水よりも小さいと考えられる高温の水蒸気を廃熱媒体23b1として用いる場合には、熱交換器44bを撹拌槽24の底部を複数回往復するように蛇行する配管として熱伝達のための面積を増加させてもよいし、あるいは圧力損失を低減させるために大径の幹管を設け、ジャケット部21b内で蛇行させない小径の枝管を並列に設けてジャケット部21b外部で再び大径の幹管に接続させるような構成としてもよい。さらに、円管状ではなく、パネル状の流路を形成して伝熱面積を広く取った配管としてもよい。
なお、止め弁38a、電磁弁38b、循環ポンプ48の配置や数量は図9に示されるものに限定されるものではなく、適宜変更されて良い。
上述のように、外部熱源46で発生した熱は、廃熱媒体23b2(図示せず)及び廃熱媒体23b1により媒介されて最終的に熱媒体23aへと伝達されるのであるが、ジャケット部21b内の熱媒体23aの温度や、外部熱源46と熱交換器44aを循環する廃熱媒体23b2の温度は、温度センサ45a,45bにより常時または一定時間ごとにそれぞれ測温され、必要に応じて電磁弁38bの流量が調整されている。なお、制御盤6においては、センサ45a,45bによる測温や、電磁弁38bの開閉、循環ポンプ48の駆動が制御されている。このように外部熱接受機構43が構成されることで、ジャケット部21b内の熱媒体23aの温度を適切に保つことができるのである。
また、外部熱源46は、例えば灯油やガスを燃焼させて熱を発生させるものでも良いし、或いは電気抵抗により熱を発生させるものでもよい。さらに、太陽光や焼却施設等の廃熱、或いは堆肥等の発酵による熱や空調設備の廃熱を利用したものでもよく、熱を発生するものであればその機構や形態は問題としない。
さらに、外部熱接受機構43において、中間の熱交換器44aは必須のものではなく、外部熱源46と熱交換器44bの間を廃熱媒体23b2が直接循環するよう構成してもよい。
また、本発明の第1の実施の形態に係る有機性廃棄物分解処理装置1a設けられるヒータと、本実施の形態に係る外部熱接受機構43を併設してもよく、これらを併設した場合、外部熱源46の熱量が不足した場合に、ヒータで熱を補うことができ有機性廃棄物分解処理装置1bの汎用性が高まる。
Claims (5)
- 有機性廃棄物を投入する投入口と、投入された有機性廃棄物を混合・撹拌する撹拌槽と、この撹拌槽の少なくとも一部を被包して熱媒体を内包し、この熱媒体を昇温可能な熱源を内設するジャケット部と、前記撹拌槽を横貫して回動可能に設置され複数の攪拌棒を備える回転シャフトと、前記撹拌槽内部の気体を排気する排気口と、この排気口から排気された気体を冷却して水分を除去する空調部と、前記ジャケット部の少なくとも一部を被包し、前記水分を除去された気体を導入して前記ジャケット部からの放熱を利用して前記気体を加熱する排気加熱部と、前記加熱された気体を前記攪拌槽内へ送還する給気口と、前記有機廃棄物から生成される分解物を取り出す排出口とを有し、
前記排気加熱部は、仕切り板で下部側を上流側とし上部側を下流側として流路が形成されることを特徴とする有機性廃棄物分解処理装置。 - 前記空調部は、前記撹拌槽内部から排気される気体に含まれる臭気成分を除去する脱臭部を備えることを特徴とする請求項1に記載の有機性廃棄物分解処理装置。
- 前記熱源は、外部熱機関からの廃熱を伝達する廃熱媒体を導いて前記熱媒体との間で熱交換を行う熱交換器であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の有機性廃棄物分解処理装置。
- 前記廃熱媒体は、気体、液体、ゲル、ゾルのうち何れか1の単層流又は、気体、液体、ゲル、ゾルのうちの少なくとも2から構成される複層流であることを特徴とする請求項3に記載の有機性廃棄物分解処理装置。
- 前記給気口は複数の給気孔を有するヘッダーであることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の有機性廃棄物分解処理装置。
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