JP7449628B1

JP7449628B1 - 有機性廃棄物処理装置

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Publication number: JP7449628B1
Application number: JP2023551159A
Authority: JP
Inventors: 嘉明瀧野; 邦義武田; 星紀塩島; 直之太田
Original assignee: J AND W TRADING CO., LTD.
Current assignee: J AND W TRADING CO., LTD.
Priority date: 2022-04-20
Filing date: 2023-04-12
Publication date: 2024-03-14
Anticipated expiration: 2043-04-12
Also published as: KR20230150305A; CN117279867A; JPWO2023204118A1; WO2023204118A1; JP2024052832A

Abstract

有機性廃棄物処理装置において未処理の処理物を低減することを課題としている。有機性廃棄物処理装置は、処理物を収容する反応容器１と、反応容器１の底部に設けられた排出側開口部１１４を開閉する開閉蓋１４１と、反応容器１内の処理物を撹拌する撹拌装置とを備えている。開閉蓋１４１は、閉じた状態で排出側開口部１１４を塞ぐとともに反応容器１の容器内部空間１１１に露出する蓋上面部１４１ａが反応容器１の容器内壁面１１ａに近接して設けられる。

Description

本発明は、有機性廃棄物処理装置に関する。

近年、有機性廃棄物の処理技術として、従来の焼却炉による焼却処理や地中への埋設処分に代わるものとして、高温・高圧飽和水蒸気により亜臨界状態で廃棄物を加水分解して処理する装置が注目されている（例えば特許文献１を参照）。

この種の有機性廃棄物処理装置では、処理物を密閉可能な反応容器に投入した後、反応容器内を亜臨界状態にして処理物を撹拌しながら加水分解する。処理後の生成物は反応容器の底部に設けられた排出側開口部を介して取り出される。

従来の有機性廃棄物処理装置では、反応容器の排出側開口部に接続した排出口を開閉する開閉弁が設けられる。しかしながら、開閉弁の弁体と反応容器の内部空間との間に処理物を撹拌できない空間が生じ、当該撹拌できない空間に処理物の一部が撹拌されずに留まることから、処理後の生成物に処理が不完全な処理物が混ざるという問題があった。

特開２００８－０５５２８５

本発明は、上記現状を改善すべく成されたものであり、有機性廃棄物処理装置において未処理の処理物を低減することを目的とする。

本発明の有機性廃棄物処理装置は、処理物を収容する反応容器と、前記反応容器の底部に設けられた排出側開口部を開閉する開閉蓋と、前記反応容器内の処理物を撹拌する撹拌装置と、を備え、前記開閉蓋は、閉じた状態で前記排出側開口部を塞ぐとともに、前記反応容器の容器内部空間に露出する蓋上面部が、前記排出側開口部の周囲において前記撹拌装置による処理物の撹拌時に処理物が留まらない程度に前記反応容器の容器内壁面に近接して配置され、さらに、前記開閉蓋は、前記排出側開口部に取り付いた筒状の蓋本体と、前記蓋本体に嵌り込む蓋凸部を有する蓋体とを備え、前記蓋本体の内周面は前記容器内部空間側が狭いテーパ状に形成され、前記蓋凸部の外周面は前記蓋本体の内周面に沿ったテーパ状に形成されているものである。

前記排出側開口部の周囲の前記容器内壁面は凹状に湾曲しており、前記蓋上面部は前記容器内壁面に沿って凹状に湾曲しているようにしてもよい。

前記排出側開口部の周囲の前記容器内壁面は略凹球面状であり、前記蓋上面部は略凹球面状に湾曲しているようにしてもよい。

前記反応容器に接続された排出管に、前記反応容器の内部空間を減圧する吸引機構が接続され、処理物を収容した前記反応容器の内部空間が飽和水蒸気によって亜臨界状態にされ、処理物が前記撹拌装置によって撹拌されながら加水分解された後、前記開閉蓋が開かれる前に、前記吸引機構によって前記内部空間内の蒸気を吸引して前記内部空間を外気圧に近づけるように前記吸引機構が自動制御されるようにしてもよい。

前記反応容器を支持する架台を備え、前記反応容器は、前記架台にロードセルを介して支持されているようにしてもよい。

さらに、前記反応容器と前記ロードセルとの間に、平面視で前記排出側開口部を囲う枠状金属部材が介しているようにしてもよい。

前記反応容器に、液状廃棄物を投入するための投入管が接続されているようにしてもよい。

本発明の有機性廃棄物処理装置は、未処理の処理物を低減できる。

有機性廃棄物処理装置の一実施形態を示す概略的な正面図である。同実施形態を示す概略的な背面図である。同実施形態を示す概略的な右側面図である。同実施形態を示す概略的な左側面図である。同実施形態を示す概略的な平面図である。同実施形態を示す概略的な底面図である。同実施形態の反応容器を拡大して示す概略的な正面図である。同実施形態の反応容器を拡大して示す概略的な背面図である。同実施形態の反応容器を拡大して示す概略的な右側面図である。同実施形態の反応容器を拡大して示す概略的な左側面図である。反応容器の下部及び架台を拡大して示す正面断面図である。容器本体の下部を横断面で示す斜視図である。架台への反応容器の載置構成を説明するための分解後方斜視図である。配管部を架台上部とともに示す後方斜視図である。他の実施形態における架台への反応容器の載置構成を説明するための分解後方斜視図である。同実施形態の容器本体の下部を拡大して示す正面図である。他の実施形態の容器上部を示す模式的な側面図である。

以下に、本発明の有機性廃棄物処理装置の実施形態について図面に基づいて説明する。以下の説明では、方向を特定するために「前後」「左右」等の文言を使用するが、撹拌装置の回転軸が延びる方向を左右方向とし、左右方向及び鉛直方向に直交する方向を前後方向と定義している。これらの文言は説明の便宜上用いており、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

［全体の概略構成］
図１～６は、有機性廃棄物処理装置の一実施形態を示す概略的な正面図、背面図、右側面図、左側面図、平面図、底面図である。図７～１０は、架台を断面で示すとともに反応容器１を拡大して示す概略的な正面図、背面図、右側面図、左側面図である。

有機性廃棄物処理装置１００は、処理物を収容する反応容器１と、反応容器１の容器本体１１の底部に設けられた排出側開口部１１４を開閉する排出側の開閉蓋１４１と、反応容器１内の処理物を撹拌する撹拌装置２を備えている。有機性廃棄物処理装置１００は、有機性廃棄物などの処理物を密閉可能な反応容器１に投入した後、反応容器１内を蒸気抽入管１２から抽入される高温・高圧の飽和水蒸気にて亜臨界状態にし、処理物を撹拌装置２によって撹拌しながら加水分解する。処理後の生成物は反応容器１の底部に設けられた排出側開口部１１４から取り出される。

反応容器１の容器本体１１は、例えばステンレス鋼であり、略球状体に形成され、処理物を収容可能になっている。容器本体１１の容器内部空間１１１（図１１，１２参照）は略球形である。反応容器１はステンレス鋼等の金属で形成され、例えば５ＭＰａ（メガパスカル）程度までの耐圧性能を有している。反応容器１は架台４に設置されている。

容器本体１１の上部に、容器内部空間１１１へ処理物を投入可能な投入部１３が設けられている。投入部１３は、容器本体１１の上部に開口した円形の投入口１１２に接続された上下開口の投入筒１３１と、投入筒１３１の上端を密閉可能に塞ぐ投入側の開閉蓋１３２とを備えている。

容器本体１１の底部に、処理後の生成物を容器内部空間１１１から取出し可能な排出部１４が設けられている。排出部１４は、容器本体１１の底部に開口した円形の排出側開口部１１４を密閉可能に塞ぐ排出側の開閉蓋１４１を備えている。排出側開口部１１４は容器本体１１の底頂部に形成されているので、処理後の生成物を排出側開口部１１４に設けた排出口１４８（図１１，１２参照）から重力で排出可能になっている。

容器本体１１の上部に、容器内部空間１１１に高温・高圧の飽和水蒸気を抽入するための蒸気抽入管１２が接続されている。反応容器１の投入筒１３１の側面に、蒸気排出管１５、安全弁接続管１６、エア排出管１７、圧力計接続管１８、温度計接続管１９が接続されている。管１２，１５，１６，１７には配管部７に設けられたパイプが接続される。圧力計接続管１８には容器内部空間１１１の圧力を測定するための圧力計（図示省略）が接続される。温度計接続管１９には容器内部空間１１１の温度を測定するための温度計（図示省略）が接続される。

撹拌装置２は、容器本体１１を水平に挿通する回転軸２１と、回転軸２１を回転させるための原動機２２と、原動機２２の動力を回転軸２１に伝達する動力伝達機構２３とを備えている。回転軸２１にアーム２４を介して撹拌羽根２５が取り付けられている。撹拌装置２は、容器内部空間１１１内で撹拌羽根２５を回転軸２１回りに回転させて、容器内部空間１１１に収容された処理物を撹拌する。

［排出部及び開閉蓋の構成］
図１１は、反応容器１の下部及び架台４を拡大して示す正面断面図である。図１２は、容器本体１１の下部を横断面で示す、左斜め後ろから見た斜視図である。図１１，１２も参照しながら、排出部１４の構成について説明する。

上述のように、反応容器１には、容器本体１１の底部に設けられた排出側開口部１１４を開閉する開閉蓋１４１が設けられている。開閉蓋１４１は、いわゆるクラッチドアと呼ばれる密閉蓋であり、排出側開口部１１４に取り付いた略円筒状の蓋本体１４２と、蓋本体１４２に嵌り込む蓋凸部１４３を有する蓋体１４４と、蓋本体１４２と蓋体１４４とを連結するリング体１４５とを備えている。蓋本体１４２、蓋体１４４及びリング体１４５は金属製である。

蓋本体１４２は、略円筒形であり、容器本体１１の外側に突出するようにして容器本体１１に溶接等で固着している。蓋本体１４２の上端部は排出側開口部１１４に嵌り込んでいる。蓋本体１４２の内周面１４２ｂは容器内部空間１１１側が狭いテーパ状に形成されている。蓋本体１４２の開口部は容器本体１１の内部と外部とを連通し、排出口１４８を形成している。

蓋体１４４は、蓋本体１４２に嵌り込む略円錐台形の蓋凸部１４３と、蓋凸部１４３よりも大径で略円盤形の鍔状部１４６とを有している。蓋凸部１４３の外周面１４３ｂは蓋本体１４２の内周面１４２ｂに沿ったテーパ状に形成されている。

リング体１４５は、蓋本体１４２及び蓋体１４４の外形よりも大きい内径をもつ略円筒形である。リング体１４５は、その内周面の上端部から内向きに突出した複数の本体側突起部１４５ａと、その内周面の下端部から内向きに突出した複数の蓋側突起部１４５ｂとを有する。

開閉蓋１４１を閉じた状態では、蓋本体１４２の外周面の下端部から外向きに突出した複数の本体突起部１４２ｃと、蓋体１４４の鍔状部１４６の外周面から突出した複数の蓋体突起部１４６ａとがリング体１４５の突起部１４５ａ，１４５ｂで挟み込まれる。これにより、蓋本体１４２の下面と蓋体１４４の鍔状部１４６の上面とが密着するとともに、蓋本体１４２の下面に設けたオーリングなどのガスケット１４２ｄが押し潰され、開閉蓋１４１が取り付く排出側開口部１１４が密閉される。

開閉蓋１４１を開く際にはリング体１４５を回転させて、蓋側突起部１４５ｂを蓋体１４４の隣り合う蓋体突起部１４６ａの間に位置させる。これにより、蓋体１４４をリング体１４５から引き抜き可能な状態となる。

図１１に示すように、蓋体１４４は、略水平な回動軸１４７ａを有する蝶番部材１４７を介して容器本体１１の下部外周面に連結している。蓋凸部１４３の外周面１４３ｂは容器内部空間１１１側が狭いテーパ状に形成されていることから、蝶番部材１４７の回動軸１４７ａまわりに回動して蓋本体１４２に嵌り込むことが可能である。したがって、蓋体１４４の開閉機構を蝶番部材１４７という単純な構成で形成でき、開閉蓋１４１の製造コストを低減できる。なお、蓋体１４４の開閉機構は、蝶番部材に限られず、例えば、蓋凸部１４３を蓋本体１４２及びリング体１４５の中心軸に沿ってまっすぐ引き抜いた後、排出口１４８の下方位置の外側へ移動させる構成であってもよい。この場合、蓋本体１４２の内周面１４２ｂ及び蓋凸部１４３の外周面１４３ｂをテーパ状ではなく蓋本体１４２の中心軸に対して平行にしてもよい。

さて、図１１，１２に示すように、開閉蓋１４１が閉じた状態では、開閉蓋１４１の蓋上面部１４１ａは排出側開口部１１４を塞ぐとともに容器内部空間１１１に露出する。蓋上面部１４１ａは、蓋本体１４２の本体上面部１４２ａと、蓋凸部１４３の凸部上面部１４３ａとで形成される。

開閉蓋１４１が閉じた状態で、蓋上面部１４１ａは排出側開口部１１４に近接配置される。これにより、排出側開口部１１４の周囲において撹拌装置２による処理物の撹拌時に処理物が留まる空間を無くすことができ、未処理の処理物を低減することができる。本実施形態では、蓋上面部１４１ａの外周縁部（ここでは蓋本体１４２の上端部）と排出側開口部１１４の開口上端部との間に段差が形成されていない。また、蓋上面部１４１ａにおいて、蓋上面部１４１ａの内周縁部と凸部上面部１４３ａの外周縁部との間に段差が形成されていない。これにより、処理物の撹拌時に処理物が留まる空間を確実になくすことができる。

また、蓋上面部１４１ａは排出側開口部１１４周囲の略凹球面状の容器内壁面１１ａに沿って略凹球面状に湾曲している。これにより、撹拌装置２の駆動時に蓋上面部１４１ａ上を通過する撹拌羽根２５を容器本体１１の容器内壁面１１ａに近接させて回転させても撹拌羽根２５と蓋上面部１４１ａとの接触を防止でき、撹拌効率を向上できる。なお、蓋上面部１４１ａは、撹拌羽根２５の回転を阻害しない程度に、容器内壁面１１ａの球面形状に対して上方側（容器本体１１の中心側）に位置していても構わない。例えば、蓋上面部１４１ａは、容器内壁面１１ａの球面形状よりも大径の球面形状に沿って形成されても構わない。

また、蓋上面部１４１ａは、処理物の撹拌時に処理物が留まらない程度に、容器内壁面１１ａの球面形状に対して下方側（容器本体１１の中心から離れる側）に位置していても構わない。例えば、蓋上面部１４１ａは、容器内壁面１１ａの球面形状よりも小径の球面形状に沿って形成されることで、容器内壁面１１ａの球面形状に対して下方側に位置していても構わない。また、蓋上面部１４１ａの外周縁部が排出側開口部１１４の開口上端部よりも少し下方に位置し、蓋上面部１４１ａと容器内壁面１１ａとの間に処理物の撹拌時に処理物が留まらない程度の段差が形成されていても構わない。当該段差は例えば溶接しろとして利用できる。また、容器本体１１と蓋本体１４２とが一体成形されたものであっても構わない。

また、排出側開口部１１４の開口径と同寸の内径を有する蓋本体１４２の上端面を排出側開口部１１４の周囲の容器本体１１外壁に対峙して配置し、蓋体１４４の凸部上面部１４３ａが排出側開口部１１４の開口全体を塞ぐ構成であっても構わない。この場合、排出側開口部１１４が排出口を構成し、蓋上面部１４１ａは凸部上面部１４３ａのみで構成される。

また、蓋上面部１４１ａの凹形状は、撹拌羽根２５が接触しない凹形状であれば、略凹球面状でなくてもよい。例えば、容器本体１１が横向き筒状である場合には、開閉蓋１４１の蓋上面部１４１ａは容器本体１１の容器内壁面に沿って凹状に湾曲させることができる。

［架台の構成］
図１３は、架台４への反応容器１の載置構成を説明するための後方斜視図である。図１４は、配管部７を架台４上部とともに示す後方斜視図である。図１２，１３も参照しながら架台４について説明する。

架台４は、装置設置面Ｆに立設した４本の支柱４０を備えている。４本の支柱４０それぞれは、強軸を左右方向に沿わせたＨ形鋼で形成され、前後左右方向に沿った長方形の角に配置されている。左右に並ぶ支柱４０の中途部同士の間に、左右方向に延びる第１梁部材４１が横架している。前後の第１梁部材４１の中途部同士の間に、前後方向に延びる左右一対の第２梁部材４２が左右に間隔を空けて横架している。左右の第２梁部材４２の中途部同士の間に、左右方向に延びる前後一対の第３梁部材４３が前後方向に間隔を空けて横架している。梁部材４１，４２，４３は支柱４０と同じサイズ（断面積）のＨ形鋼で形成されている。

前後に並ぶ支柱４０の中途部同士の間に、前後方向に延びる第４梁部材４４が横架している。第４梁部材４４は支柱４０よりも小さいサイズのＨ形鋼で形成されている。架台４の左右両側面及び背面には、支柱４０の下部と、第１梁部材４１又は第４梁部材４４の中途部とを連結するブレース５０が設けられている。ブレース５０はＬ形アングル鋼で形成されている。架台４の前面にはブレースは設けられておらず、装置設置面Ｆで作業する作業者が架台４に前面から出入りしやすい構成になっている。

第２梁部材４２と第３梁部材４３で囲まれた四角形の四隅部それぞれに、火打ち梁を形成する第５梁部材４５が設けられている。第２梁部材４２と第４梁部材４４との間に、第３梁部材４３の左右延長上で左右方向に延びる前後一対の第６梁部材４６が前後方向に間隔を空けて横架している。前側の第１梁部材４１と第３梁部材４３との間、後側の第１梁部材４１と第３梁部材４３との間、後側の第１梁部材４１と第６梁部材４６との間のそれぞれに、前後方向に延びる第７梁部材４７が横架している。梁部材４５，４６，４７は第４梁部材４４よりも小さいサイズのＨ形鋼で形成されている。

前後の第６梁部材４６の間に、前後方向に延びる第８梁部材４８が横架している。第８梁部材４８は梁部材４５，４６，４７よりも小さいサイズのＣ形鋼（溝形鋼）で形成されている。後側の３本の第７梁部材４７と、梁部材４２，４４との間に、左右方向に延びる第９梁部材４９が横架している。第９梁部材４９は前側の第１梁部材４１と第６梁部材４６との間にも横架している。第９梁部材４９は第８梁部材４８よりも小さいサイズのＬ形アングル鋼で形成されている。

反応容器１は第２梁部材４２と第３梁部材４３の交差部に載置される。反応容器１は、容器本体１１の外周面の下部に周方向に等間隔に設けた金属製の４つの支持脚２０を備えている。第２梁部材４２と第３梁部材４３の交差部には、第２梁部材４２、第３梁部材４３及び第５梁部材４５に跨って配設した金属製板状の容器載置台６１が固着している。反応容器１の支持脚２０はロードセル６２を介して容器載置台６１上に載置される。

このように、架台４は、反応容器１の荷重を比較的サイズが大きい鋼材で形成した支柱４０及び梁部材４１，４２，４３で受け止める。さらに、反応容器１の載置箇所に火打ち梁を構成する第５梁部材４５が設けられるとともに、梁部材４２，４２，４５に跨って固着した容器載置台６１の上に反応容器１を載置可能にしている。これにより、架台４は、他の梁部材４４，４６～４９のサイズを比較的小さくしても反応容器１を支持する強度を確保でき、架台４の重量及び製造コストを低減できる。

さて、本実施形態の有機性廃棄物処理装置１００は、反応容器１の支持脚２０と架台４の容器載置台６１との間にロードセル６２を備えている。ロードセル６２は反応容器１に収容した処理物の重さの計測に使用できる。処理を開始する前に反応容器１に収容した処理物の重さが分かれば、例えば、処理物の含水率に応じて処理開始前に反応容器１内に水を足して適度な含水率にするなどして、処理効率を高めることができる。

なお、反応容器１の４つの支持脚２０それぞれはロードセル６２上に載置されるが、図１５及び図１６に示すように、４つの支持脚２０とロードセル６２との間に排出部１４を囲う１つの枠状金属プレート部材６８を介在させるようにしても構わない。このような構成によれば、枠状金属プレート部材６８が反応容器１の荷重を分散させるので１つのロードセル６２に荷重が集中するのを防止でき、反応容器１に収容した処理物の重さの測定精度を向上できる。また、処理時に反応容器１の支持脚２０からロードセル６２に伝わる熱を枠状金属プレート部材６８によって放散でき、熱によるロードセル６２の損傷を防止できる。

なお、枠状金属プレート部材６８の形状は四角枠状に限定されず、枠内に排出口１４８を位置させながら各ロードセル６２の上に跨って配設可能な枠状であればよい。例えば、枠状金属プレート部材６８はドーナツ形状（円環状）であってもよい。

また、反応容器１と容器載置台６１との間にロードセル６２を介在させることで、容器本体１１と梁部材４２，４３，４５との間の隙間が大きくなる。これにより、処理時に反応容器１の周囲の空気が流動しやすくなり、容器本体１１の下部及びロードセル６２の冷却性を向上させて、熱によるロードセル６２の損傷を防止できる。

架台４の説明を続ける。梁部材４１～４９の上に、反応容器１の載置部を除いて金属製の第１床板材６３が敷設される。第１梁部材４１及び第４梁部材４４の上に複数の第１安全柵６４が第１梁部材４１又は第４梁部材４４に沿って立設されている。

隣り合う支柱４０の上端部同士の間に、前後方向又は左右方向に延びる第１上梁部材５１が架設している。第１上梁部材５１は第４梁部材４４と同じサイズのＨ形鋼で形成されている。支柱４０の上端に金属製の上端プレート６５が接合している。

前後の第１上梁部材５１の間に、前後方向に延びる４本の第２上梁部材５２が横架している。４本の第２上梁部材５２は左右方向に間隔を空けて配設されており、左右方向中央部寄りの２本の第２上梁部材５２の間に反応容器１の投入部１３が配置されている。第２上梁部材５２は、第７梁部材４７よりもサイズが小さく、第８梁部材４８よりもサイズが大きいＣ形鋼で形成されている。

第１上梁部材５１と第２上梁部材５２の間、および隣り合う第２上梁部材５２の間のそれぞれに、複数の第３上梁部材５３が前後方向に間隔をあけて横架している。上梁部材５１～５３の上に、金属製の第２床板材６６が敷設される。上梁部材５１，５２の上に複数の第２安全柵６７が上梁部材５１又は５２に沿って立設されている。

４本の第２上梁部材５２のうち左右中央寄り２本の第２上梁部材５２の間には、反応容器１の投入部１３を前後に挟む２本の第３上梁部材５３が設けられている。投入部１３の後方は配管部７の配設領域となっている。投入部１３の周囲には第２床板材６６が敷設される一方、配管部７の配設領域には第２床板材６６が敷設されていない。

上梁部材５２，５３は、反応容器１の蒸気抽入管１２よりも高い位置、かつ蒸気排出管１５、安全弁接続管１６、エア排出管１７、圧力計接続管１８及び温度計接続管１９よりも低い位置に設けられる。蒸気抽入管１２には架台４の２階部（第１床板材６３上）からアクセス可能であり、管１６～１９には３階部（第２床板材６６上）からアクセス可能になっている。有機性廃棄物処理装置１００は、配管部７の蒸気抽入系と排出系とを上下に振り分けて配置している。

なお、反応容器１の投入部１３の投入側の開閉蓋１３２には３階部（第２床板材６６上）からアクセス可能であり、排出部１４の開閉蓋１４１に１階部（装置設置面Ｆ）からアクセス可能になっている。

［配管部の構成］
次に、図１～１０及び１４を参照しながら配管部７の構成について説明する。図９等に示すように、蒸気抽入管１２につながる蒸気抽入配管部７１は蒸気抽入管１２から後方に向けて前後方向に延びて配設される。蒸気抽入配管部７１のパイプ端部は架台４の後部に配設され、蒸気ヘッダー８１から延びる蒸気供給管８２に接続している。蒸気ヘッダー８１はボイラー（図示省略）から供給される蒸気を溜めるものである。

蒸気抽入配管部７１の中途部には、後方側から順に抽入側開閉弁７１１、抽入流量調整弁７１２、抽入側セパレーター７１３、蒸気逆止弁７１４が設けられている。抽入側開閉弁７１１及び抽入流量調整弁７１２の開閉操作機構の図示は省略するが、弁７１１，７１２は自動制御可能であってもよいし、手動制御する構成であってもよい。抽入側セパレーター７１３は蒸気中に含まれる水滴を除去するものである。除去された水滴は抽入側セパレーター７１３の下部から後方へ向けて前後方向に沿って延びる蒸気水滴ドレン管７１５を介して排出される。蒸気水滴ドレン管７１５の中途部には逆止弁７１６が設けられている。

エア排出管１７につながるエア排出配管部７２はエア排出管１７から後方に向けて前後方向に延びて配設される。エア排出配管部７２の中途部には、エア排出管１７側から順に抽入側ストレーナー７２１、スチームトラップ７２２等が設けられている。エア排出配管部７２は、蒸気抽入管１２から容器内部空間１１１に蒸気が抽入される際にエア排出管１７から排出される気体に含まれる固形成分と水滴を抽入側ストレーナー７２１とスチームトラップ７２２で除去して排出する。スチームトラップ７２２で除去された水滴はスチームトラップ７２２の下部から後方へ向けて前後方向に沿って延びるエアドレン管７２３を介して排出される。

安全弁接続管１６につながる安全弁配管部７３は安全弁接続管１６から後方に向けて前後方向に延びて配設される。安全弁配管部７３は、その中途部に安全弁７３１を備え、処理中に容器内部空間１１１が設定圧力以上に上昇したときには安全弁７３１が作動して容器内部空間１１１の蒸気を放出して減圧するようになっている。

図１０等に示すように、蒸気排出管１５は反応容器１上部の投入筒１３１の左側面部に設けられている。蒸気排出管１５につながる蒸気排出管部７４は、左向きに延出した後、下向きＵ字形の固形物トラップ７４１を介して投入筒１３１の左側方で後向きに延出し、さらに右向きに折り曲がって投入筒１３１の後方へ導かれる。さらに、蒸気排出管部７４は投入筒１３１近傍位置から後方に向けて前後方向に延びて配設される。

下向きＵ字形の固形物トラップ７４１は、比較的大きな固形物を排出蒸気から除去可能であり、架台４の２階部（第１床板材６３上）からアクセス可能である。固形物トラップ７４１に溜まった固形物等は、固形物トラップ７４１の底部に設けたメクラフランジを取り外すことで除去可能である。なお、固形物トラップ７４１の底部の左右２箇所にメクラフランジを設けても構わない。このようにすれば、固形物トラップ７４１に溜まった固形物等を除去する際に、左右２箇所のメクラフランジを両方取り外し、一方の開口から冶具を固形物トラップ７４１の内部に挿通させて他方の開口から固形物等を押し出せるので、メンテナンス性が向上する。なお、固形物トラップ７４１は投入筒１３１の後方に配設されても構わない。

蒸気排出管部７４は、投入筒１３１の後方から主排出管部７４２と非常排出管部７４７とに分岐している。主排出管部７４２と非常排出管部７４７はともに前後方向に延びて配設されている。なお、蒸気排出管部７４に真空ポンプ（吸引機構）を接続し、処理物の投入後で蒸気抽入前に真空ポンプにて容器内部空間１１１を減圧して抽入効率を向上させても構わない。また、処理後に後述する排出側開閉弁７４４を開いて蒸気排出が進み、容器内部空間１１１の圧力が外気圧とほぼ等しくなった時点（例えば外気圧＋０．０２ＭＰａとなった時点）に真空ポンプにて容器内部空間１１１内の蒸気を吸引して外気圧に近づけても構わない。これにより、処理終了時に開閉蓋１３２を開放する際に発生する蒸気流出音と湯気・臭気を最低限に抑えることができる。真空ポンプは自動制御可能でもよいし、手動制御する構成でもよい。

主排出管部７４２は、排気流れの上流側から順に排出側ストレーナー７４３、排出側開閉弁７４４、排出流量調整弁７４５を備える。排出側ストレーナー７４３は排出蒸気に含まれる比較的小さな固形物を除去する。排出側開閉弁７４４及び排出流量調整弁７４５の開閉操作機構の図示は省略するが、弁７４４，７４５は自動制御可能であってもよいし、手動制御する構成であってもよい。主排出管部７４２の排気流れの下流側に蒸気を液体にする凝縮器７４６が接続されている。凝縮器７４６は架台４の後部で上下縦長に設けられ、２階部（第１床板材６３上）からアクセス可能になっている。

非常排出管部７４７の中途部に手動式開閉弁７４８が設けられている。処理中に容器内部空間１１１が設定圧力以上に上昇して下がらない緊急時に、手動式開閉弁７４８を開いて容器内部空間１１１から蒸気を放出して減圧させることができる。

図５、９、１０、１４等から分かるように、配管部７を構成するパイプ及び部品のほとんどが反応容器１の後方にまとめて配置されており、配管系のメンテナンス性が良い。また、配管部７は、架台４の第２上梁部材５２の高さ位置に設けられており、２階部と３階部の両方からアクセス可能なので、この点でもメンテナンス性が優れている。

なお、配管部７のパイプ及び部品は、反応容器１の後方で２階部に立設した門形フレームで支持できる。当該門形フレームは、比較的サイズが大きい左右の第２梁部材４２上に立設可能である。このようにすれば、堅牢な門形フレームを形成可能であり、配管部７のパイプ及び部品を安全に支持できる。

［撹拌装置の構成］
次に、図７～１０等を参照しながら撹拌装置２の構成について説明する。上述のように、撹拌装置２は、容器本体１１を略水平に挿通する回転軸２１と、回転軸２１を回転させるための原動機２２と、原動機２２の動力を回転軸２１に伝達する動力伝達機構２３とを備えている。

容器本体１１の左右側面部に左右一対の軸受台座部２１１が左右外向きに突出して固着している。回転軸２１の両端部は軸受台座部２１１に設けた軸受２１２に回転自在に支持されている。軸受２１２よりも左右外側で回転軸２１の両端それぞれに回転軸スプロケット２１３が固着している。

原動機２２は、例えば減速機付き電動モータであり、反応容器１の後方で架台４の第２梁部材４２と第７梁部材４７の上にまたがって固着した原動機支持板２２１の上に載置されている。原動機２２の出力軸２２２に原動機スプロケット２２３が固着している。なお、原動機２２として、内燃機関や油圧モータなどの他の原動機を採用することも可能である。

動力伝達機構２３は、原動機２２と反応容器１との間に設けた伝達回転軸２３１を備えている。伝達回転軸２３１は、左右方向に延びて配設されている。架台４の後部寄り箇所に設けられた３本の第７梁部材４７それぞれに軸受台２３２が固設されている。伝達回転軸２３１の左右両端部および左右方向中央部は、軸受台２３２に取り付けた軸受２３３に回転自在に支持されている。

伝達回転軸２３１には原動機スプロケット２２３の前方に従動スプロケット２３４が固着している。原動機スプロケット２２３と従動スプロケット２３４との間に駆動チェーン２３５が掛け回されており、原動機２２の動力を伝達回転軸２３１に伝達可能になっている。スプロケット２２３，２３４及び駆動チェーン２３５はカバー２３６で覆われている。

伝達回転軸２３１の両端部は回転軸２１の両端部の後方斜め下に配置されている。伝達回転軸２３１の両端部それぞれに伝達軸スプロケット２３７が固着している。左右の回転軸スプロケット２１３と左右の伝達軸スプロケット２３７との間に左右の従動チェーン２３８が掛け回されている。これにより、原動機２２の動力を回転軸２１に動力伝達機構２３を介して伝達して、容器内部空間１１１内で回転軸２１回りにアーム２４及び撹拌羽根２５を回転して処理物を撹拌可能に構成されている。スプロケット２１３，２３７及び従動チェーン２３８はカバー２３９で覆われている。

原動機２２の動力は動力伝達機構２３を介して回転軸２１の両端に伝達されるので、処理時に回転軸２１に付加がかかっても、回転軸２１がねじれることはなく、耐久性が向上するとともにスムーズな撹拌を維持できる。また、１回の処理中に原動機２２を正回転と逆回転とに切り替えることで撹拌羽根２５を反対方向に回転させて効率の良い撹拌を行うようにしてもよい。また、１回の処理中に撹拌羽根２５の回転速度を変更して効率の良い撹拌を行うようにしてもよく、例えば回転速度を「高速」、「中速」、「低速」に変更可能に構成しても構わない。

さらに、原動機２２及び動力伝達機構２３は、配管部７の下方の空きスペースを有効活用した配置になっているので、有機性廃棄物処理装置１００をコンパクトに形成できる。また、２階部における原動機２２の左右両隣の空きスペースをオイルコンプレッサー８やエアコンプレッサー９の設置領域として有効活用すれば、よりコンパクトな有機性廃棄物処理装置１００を実現できる。

［他の実施形態］
図１７は、他の実施形態の容器上部を示す模式的な側面図である。本実施形態の有機性廃棄物処理装置１００は、反応容器１に、液状廃棄物を投入するための投入管９１が接続されている。本実施形態は、投入側の開閉蓋１３２を開閉することなく、投入管９１から液状廃棄物を反応容器１に投入可能に構成している。

投入管９１は投入筒１３１の側面に接続されている。投入管９１の反応容器１とは反対側の端部は、液状廃棄物を貯留するタンク９２に接続している。タンク９２に貯留する液状廃棄物は、例えば豚糞や汚泥などのスラリー状の液体である。投入管９１の中途部に、第１投入用開閉弁９３と第２投入用開閉弁９４が直列に設けられている。また、投入管９１の、第１投入用開閉弁９３と第２投入用開閉弁９４の間の中途部に、洗浄水管９５が接続している。洗浄水管９５の投入管９１とは反対側の端部は、洗浄水を供給する洗浄水供給部９６に接続している。洗浄水管９５の中途部に、洗浄水用開閉弁９７が設けられている。

タンク９２内の液状廃棄物を反応容器１に投入するにあたり、投入側の開閉蓋１３２及び排出側の開閉蓋１４１を閉じた状態で、第１及び第２投入用開閉弁９３，９４を開き、液状廃棄物を反応容器１に流入させる。このとき、蒸気排出管部７４の排出側開閉弁７４４を開き、さらに、蒸気排出管部７４に接続した真空ポンプ（吸引機構）を作動させて反応容器１の容器内部空間１１１を減圧して、液状廃棄物の投入効率を向上させても構わない。また、洗浄水用開閉弁９７を開き、液状廃棄物とともに洗浄水を容器内部空間１１１に流入させても構わない。

本実施形態は、投入側の開閉蓋１３２を閉じた状態で、投入管９１から液状廃棄物を反応容器１に投入できる。したがって、液状廃棄物から放出される悪臭が反応容器１の周辺に拡散するのを防止でき、作業環境を向上できる。なお、蒸気排出管部７４に接続した真空ポンプで容器内部空間１１１を減圧するにあたり、蒸気排出管部７４の中途部に脱臭装置を接続して、悪臭の排出を防止しても構わない。

反応容器１内に液状廃棄物を投入した後、第１投入用開閉弁９３を開く一方、第２投入用開閉弁９４を閉じ、さらに、洗浄水用開閉弁９７を開いて、洗浄水を洗浄水供給部９６から洗浄水管９５を通じて投入管９１に流入させ、投入管９１を洗浄する。投入管９１の反応容器１に近い部分は、反応容器１に向かって斜め下向きに傾斜している。これにより、投入管９１の反応容器１に近い部分の内部に、液状廃棄物が残留しにくい構成になっている。なお、反応容器１内を高温・高圧の飽和水蒸気にて亜臨界状態にして液状廃棄物の加水分解する際には、第１投入用開閉弁９３は閉じられる。第２投入用開閉弁９４及び洗浄水用開閉弁９７は、処理時の高圧が加わらないので、第１投入用開閉弁９３に比べて安価な開閉弁を選定できるから、製造コストを低減できる。

図１７では、投入管９１は、反応容器１の投入筒１３１に接続されているが、容器本体１１の上部に接続されていても構わない。また、投入管９１の中途部に、液状廃棄物をタンク９２から反応容器１に向けて送液するポンプを設けても構わない。

以上、実施形態を説明したが、本発明は、前述の実施形態に限らず、様々な態様に具体化できる。各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。例えば、前述した実施形態及び変形例（尚書き等）で説明した各構成を組み合わせてもよく、また、構成の付加、省略、置換、その他の変更が可能である。

例えば、回転軸２１を回転自在に軸支する軸受２１２を架台４に軸受支持フレームを設けて支持するようにしても構わない。この場合、架台４において軸受支持フレームを立設させる梁部材のサイズを大きくし、軸受２１２の支持剛性を高めるようにしてもよい。また、当該軸受支持フレームと梁部材との間にロードセルを介在させ、該ロードセルと容器本体１１の支持脚２０下方のロードセル６２とで容器内部空間１１１に投入した処理物の重量を計測可能に構成してもよい。この場合、軸受支持フレームとその下方のロードセルとの間、および支持脚２０とロードセル６２との間に、これらのロードセルを覆う１枚の板状部材を介在させて、反応容器１の荷重を分散させてこれらのロードセルに分散させてもよい。

また、２台の有機性廃棄物処理装置１００を左右隣り合わせに配置し、これらの有機性廃棄物処理装置１００で蒸気ヘッダー８１を共用するようにしてもよい。また、蒸気排出管１５は投入筒１３１に接続されていても構わない。また、安全弁接続管１６、エア排出管１７、圧力計接続管１８及び温度計接続管１９のうち少なくとも１つは、容器本体１１に接続されていても構わない。

本明細書には、以下の実施形態の構成が含まれている。

図１２、１３等に示すように、実施形態の有機性廃棄物処理装置は、処理物を収容するとともに底部に排出口１４８を設けた反応容器１と、反応容器１を支持する架台４と、を備えている。架台４は、装置設置面で平面視矩形の角に立設した４本の支柱４０と、上記矩形の一辺に沿った第１方向に並ぶ支柱４０同士の間に横架した一対の第１梁部材４１と、上記第１方向に直交する第２方向に延びて第１梁部材４１の中途部同士の間に互いに間隔をあけて横架した一対の第２梁部材４２と、上記第１方向に延びて第２梁部材４２の中途部同士の間に互いに間隔をあけて横架した一対の第３梁部材４３と、第２梁部材４２と第３梁部材４３で囲まれた四角形の四隅部それぞれに設けた第５梁部材４５とを備えている。第５梁部材４５は火打ち梁部材を形成している。支柱４０及び梁部材４１，４２，４３，４５は鋼材で形成されている。反応容器１は、第２梁部材４２と第３梁部材４３の交差部に、平面視で上記四角形の枠内に排出口１４８を位置させながら、第２梁部材４２と第３梁部材４３と第５梁部材４５とに跨って載置されている。

本実施形態の有機性廃棄物処理装置によれば、反応容器１の荷重を鋼材で形成した支柱４０及び第１～第３梁部材４１～４３で受け止めるとともに反応容器１の載置箇所に第５梁部材４５（火打ち梁部材）が設けられているので、反応容器１の支持剛性を向上できる。これにより、架台４を構成する他の梁部材（例えば、図１～図１３に示す第４梁部材４４、第６～第９梁部材４６～４９など）のサイズを比較的小さくしても反応容器１を支持する強度を確保でき、架台４の重量及び製造コストを低減できる。

図７～１０等に示すように、第５梁部材４５（火打ち梁部材）は第１～第３梁部材４１～４３よりも小さい断面積の鋼材で形成されている。

このような実施形態によれば、第５梁部材４５（火打ち梁部材）の断面積を比較的小さくすることで、架台の重量及び製造コストをさらに低減できる。

図７～１２等に示すように、架台４において、第２梁部材４２と第３梁部材４３の交差部には、第２梁部材４２、第３梁部材４３及び第５梁部材４５に跨って配設した金属製の容器載置台６１が固着している。そして、反応容器１は容器載置台６１の上に載置されている。

このような実施形態によれば、架台４の反応容器載置部位をより頑丈な構造にできるので、反応容器１を確実に支持でき、安全性を向上できる。

図１～４、６等に示すように、架台４は、上記第２方向に並ぶ前記支柱同士の間に横架した一対の第４梁部材４４を備えている。第４梁部材４４は、上記第２方向に延びて設けられている。支柱４０と第１及び第４梁部材４１，４４とで囲われた４つの外周側面のうち３つの外周側面に、支柱４０の下部と第１又は第４梁部材４１又は４４の中途部とを連結するブレース５０が設けられている。

このような実施形態によれば、ブレース５０を設けることで架台４の剛性および強度を向上できるとともに、上記４つの外周側面のうち１つの外周側面にブレース５０を設けないことで、作業者が架台４に出入りしやすくでき、作業性が向上する。

図７～１３等に示すように、反応容器１は、架台４にロードセル６２を介して支持されている。

このような実施形態によれば、反応容器１に収容した処理物の重さを計測できるので、処理物の重さや予め計測した含水率などに応じて処理時間や処理温度を調整したり、水分を足したりすることで、処理効率を向上できる。

また、図１５に示すように、反応容器１とロードセル６２との間に、平面視で排出口１４８を囲う枠状金属プレート部材６８（枠状金属部材）が介しているようにしてもよい。

このような実施形態によれば、枠状金属プレート部材６８が反応容器１の荷重を分散させるので１つのロードセル６２に荷重が集中するのを防止でき、反応容器１に収容した処理物の重さの測定精度を向上できる。また、処理時に反応容器１からロードセル６２に伝わる熱を枠状金属プレート部材６８によって放散でき、熱によるロードセル６２の損傷を防止できる。

図５、７～１０、１３、１４等に示すように、実施形態の有機性廃棄物処理装置は、上部に投入口１１２を備える一方、下部に排出口１４８を備えて処理物を収容する反応容器１を備えている。反応容器１は、容器本体１１の上部に開口した投入口１１２に上向きに接続された上下開口の投入筒１３１と、投入筒１３１の上端を密閉可能に塞ぐ投入側の開閉蓋１３２とを備えている。容器本体１１の上部に、容器内部空間１１１に飽和水蒸気を抽入するための蒸気抽入管１２が接続されている。一方、投入筒１３１の側面に、蒸気排出管１５、安全弁接続管１６、エア排出管１７が接続されている。

このような実施形態の有機性廃棄物処理装置によれば、反応容器１内への蒸気抽入系配管と排出系配管とを上下に振り分けて配設でき、メンテナンス時に抽入系配管と排出系配管とを間違う機会を低減してメンテナンス性を向上できる。

図５、９、１０、１４等に示すように、実施形態の有機性廃棄物処理装置は、蒸気抽入管１２、蒸気排出管１５、安全弁接続管１６、エア排出管１７それぞれから延びる配管が反応容器１の近傍位置から同じ方向へ向けて延出している配管部７を備えている。

このような実施形態によれば、配管系をまとめて配設できるので、メンテナンス性が良い。

図９、１０、１４等に示すように、実施形態の有機性廃棄物処理装置は、反応容器１を支持する架台４を備えている。架台４は、反応容器１の下部の高さ位置に設けた第１床板材６３（第１フロア部）と、反応容器１の上部の高さ位置に設けた第２床板材６６（第２フロア部）とを備えている。配管部７を構成する配管は第２床板材６６（第２フロア）に沿って延出している。

このような実施形態によれば、各配管に対して第１フロア部と第２フロア部の両方からアクセス可能なのでメンテナンス性を向上できる。

図８～１０、１４等に示すように、実施形態の有機性廃棄物処理装置は、反応容器１内の処理物を撹拌する撹拌装置２を備えている。攪拌装置２の駆動源（原動機２２及び動力伝達機構２３）は、配管部７の下方において第１床板材６３の上（第１フロア部）に設置されている。

このような実施形態によれば、配管部７の下方の第１フロア部の空きスペースを有効活用できるので、有機性廃棄物処理装置をコンパクトに形成できる。

なお、上記実施形態の各構成を組み合わせてもよく、また、構成の付加、省略、置換、その他の変更が可能である。

１反応容器、２撹拌装置、４架台、７配管部、１１容器本体、１１ａ容器内壁面、１００有機性廃棄物処理装置、１１１容器内部空間、１１４排出側開口部、１４１開閉蓋、１４１ａ蓋上面部、１４２蓋本体、１４２ａ本体上面部、１４２ｂ内周面、１４２ｃ本体突起部、１４２ｄガスケット、１４３蓋凸部、１４３ａ凸部上面部、１４３ｂ外周面、１４４蓋体、１４５リング体、１４５ａ本体側突起部、１４５ｂ蓋側突起部、１４６鍔状部、１４６ａ蓋体突起部、１４８排出口

Claims

処理物を収容する反応容器と、
前記反応容器の底部に設けられた排出側開口部を開閉する開閉蓋と、
前記反応容器内の処理物を撹拌する撹拌装置と、を備え、
前記開閉蓋は、閉じた状態で前記排出側開口部を塞ぐとともに、前記反応容器の容器内部空間に露出する蓋上面部が、前記排出側開口部の周囲において前記撹拌装置による処理物の撹拌時に処理物が留まらない程度に前記反応容器の容器内壁面に近接して配置され、さらに、
前記開閉蓋は、前記排出側開口部に取り付いた筒状の蓋本体と、前記蓋本体に嵌り込む蓋凸部を有する蓋体とを備え、
前記蓋本体の内周面は前記容器内部空間側が狭いテーパ状に形成され、
前記蓋凸部の外周面は前記蓋本体の内周面に沿ったテーパ状に形成されている、
有機性廃棄物処理装置。
前記排出側開口部の周囲の前記容器内壁面は凹状に湾曲しており、
前記蓋上面部は前記容器内壁面に沿って凹状に湾曲している、
請求項１に記載の有機性廃棄物処理装置。
前記排出側開口部の周囲の前記容器内壁面は略凹球面状であり、
前記蓋上面部は略凹球面状に湾曲している、
請求項１に記載の有機性廃棄物処理装置。
前記反応容器に接続された排出管に、前記反応容器の内部空間を減圧する吸引機構が接続され、
処理物を収容した前記反応容器の内部空間が飽和水蒸気によって亜臨界状態にされ、処理物が前記撹拌装置によって撹拌されながら加水分解された後、前記開閉蓋が開かれる前に、前記吸引機構によって前記内部空間内の蒸気を吸引して前記内部空間を外気圧に近づけるように前記吸引機構が自動制御される、
請求項１に記載の有機性廃棄物処理装置。
前記反応容器を支持する架台を備え、
前記反応容器は、前記架台にロードセルを介して支持されている、
請求項１に記載の有機性廃棄物処理装置。
前記反応容器と前記ロードセルとの間に、平面視で前記排出側開口部を囲う枠状金属部材が介している、
請求項５に記載の有機性廃棄物処理装置。
前記反応容器に、液状廃棄物を投入するための投入管が接続されている、
請求項１に記載の有機性廃棄物処理装置。