JPH1133523A - 発酵装置に用いる熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 生ごみなどの有機系廃棄物の処理にかかる費
用を可及的に少なくするとともに、その発酵処理時に生
ずる排気の脱臭処理能力を長期間高レベルに保てるよう
にする。 【解決手段】 断熱構造にした外容器２５の内部に内容
器２６を収容する。外容器の上部側には吸気口９を形成
し、下部側には発酵槽の給気口に接続する送風口１０を
形成する。一方、内容器は、その上部に発酵槽の排気口
に接続する流入口７を形成するとともに、その上部から
排気管３１を通して脱臭器に接続する連通口８を設け
る。そして、流入口より内容器に流入する発酵槽の排気
と、吸気口より外容器に流入する外気が熱交換し、外気
は吸熱して送風口１０より発酵槽に導入するとともに発
酵槽の排気は放熱して除湿された後に脱臭器に向かう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は発酵装置に用いる熱
交換器に関し、詳細には生ごみなどの有機系廃棄物を発
酵させて減容化するための発酵槽より送り出される高温
多湿な排気を除湿してから脱臭器に送り、更に発酵槽の
排気熱を利用して外気を加熱して発酵槽に送り込むよう
にした熱交換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、多種多様な発酵装置が開発されて
いるが、殊に生ごみなどの有機系廃棄物の処理用として
の発酵装置では有機系廃棄物を発酵させるための発酵槽
に付随して脱臭器を兼備したものが一般的である。この
うち、発酵槽はその内部に回転翼を有して有機系廃棄物
を連続または間欠的に撹拌できるようにしてある。ま
た、発酵槽には給気口と排気口を設けて通気しながら好
気性条件下で発酵を促進できるようにしている。ここ
で、給気口には空気加熱器を装着するなどして外気を適
温に加熱しつつ発酵槽中に送り込むようにし、また排気
口は脱臭器に接続して排気中に含まれるアンモニアなど
の異臭成分を除去するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、その種
の発酵装置によれば、外気を加熱して発酵槽に導入する
すため有機系廃棄物の発酵および乾燥が促進されるが、
その反面では莫大な熱量を有して処理費が嵩むなど経済
的に処理が困難になるなどの難点があった。

【０００４】また、発酵槽から排出される排気は、発酵
熱に起因して温度が７０℃以上にも達する上、アンモニ
アなどの異臭成分のほかに多量の水分を飽和状態に含ん
だ高温多湿流体であるから、脱臭器のフィルタ（脱臭
層）は耐熱構造にする必要があってコスト高になり、し
かも脱臭層が排気中の水分を吸収するために異臭成分の
吸着性が早期に低下して脱臭能が持続しないなど多くの
欠点を有した。

【０００５】そこで、本発明は生ごみなどの有機系廃棄
物の処理にかかる費用を可及的に少なくするとともに、
排気の脱臭処理能力を長期間高レベルに保てるようにす
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の目的を達
成するため、給気口および排気口を有する発酵槽と、こ
の発酵槽の排気を通過させる脱臭層を有する脱臭器とを
備えた発酵装置に用いる熱交換器であって、断熱構造に
した外容器と該外容器中に収容される円筒形の内容器で
成り、このうち前記外容器はその一端側に外気を吸引す
る吸気口を形成するとともに他端側には前記発酵槽の給
気口に接続する送風口を形成し、前記内容器はその周囲
に前記外容器の吸気口より流入した外気を送風口に導く
流路を残して外容器中に収容し、該内容器の底部に前記
外容器の外部に通じる排水口を形成するとともに該内容
器の中心部にはその軸方向一端側に向けて排気管の一端
を導入し、該排気管の他端を前記脱臭器に接続する連通
口として外容器の外部に突出し、更に前記内容器の他端
側にはその接線方向に延びる流入口を形成して該流入口
が前記発酵槽の排気口に接続されるようにしたことを特
徴とする発酵装置に用いる熱交換器を提供するものであ
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。先ず、図１は本願に係る熱
交換器を利用した発酵装置の一例を示す。図中、１は生
ごみなどの有機系廃棄物を好気性条件下で発酵させるた
めの発酵槽であり、その長手方向一端側には給気口２が
設けられ、他端側には排気口３が設けられる。４は発酵
槽より送り出された排気を通過させる脱臭層５をもつ脱
臭器であり、この脱臭器４により排気中に含まれるアン
モニアその他の臭気成分が除去される。

【０００８】ここで、本発明に係る熱交換器６は例えば
その種の発酵槽１と脱臭器４との間に介在される。そし
て、この熱交換器６によれば、高温多湿な発酵槽１の排
気から水分を除去して脱臭器４に送りつつ、発酵槽１に
送り込む外気をその排気熱にて発酵に適する温度に加熱
することができる。

【０００９】具体的には、熱交換器６はその内部に発酵
槽１の排気を取り込むための流入口７と該流入口に連通
して取り込んだ排気を脱臭器４に送り出す連通口８とを
有するとともに、外気を吸気する吸気口９とその外気を
発酵槽１に送り込む送風口１０とを有して取り込んだ外
気と発酵槽１の排気を熱交換し、外気を加熱して発酵槽
１に送りつつ発酵槽１の排気中から水分を除去して該排
気を脱臭器４に送り込むようにしている。

【００１０】なお、熱交換器の流入口７は発酵槽の排気
口３と送風機Ｆ１を介してダクトＤ１で接続され、連通
口８は脱臭器の入口１１にダクトＤ２で接続される。ま
た、脱臭器４の出口１２には送風機Ｆ２を介したダクト
Ｄ３の一端を接続してその他端が屋外など向けて延長さ
れる。更に、熱交換器の送風口１０は発酵槽の給気口２
と送風機Ｆ３および補助ヒータＨを介してダクトＤ４で
接続される。なお、補助ヒータＨは図示せぬ発熱部を有
して発酵槽１に送る外気を加熱するものであるが、その
外気は上述の如く発酵槽１の排気熱にて予め加熱されて
いるから該補助ヒータＨの熱量は極僅かで足りる。

【００１１】次に、各機器をより詳細に説明すれば、図
２は発酵槽の内部構造の具体的な一例を示す。この種の
発酵槽１は特開平８−１６８７４２号などに示される通
りの公知のものであり、その内部は隔壁１３にて複数の
発酵室１４が横並びに区分されている。その各部屋には
モータ１５にて回転される回転軸１６と該回転軸に固設
した撹拌羽根１７で成る回転翼１８が通り、その回転翼
１８にて生ごみその他の有機系廃棄物を撹拌しつつ一端
側から他端側に向けて徐々に送り込めるようにしてあ
る。また、各発酵室１４の底部には図示せぬヒータを個
別に埋設して個々に温度管理を行えるようにしていると
ともに、上部側には温風ダクト１９を設けて該温風ダク
トの一端を給気口２として外部の送風機Ｆ４における排
気側に接続している。なお、その送風機Ｆ４の吸気側に
は図１に示したダクトＤ３の一端が接続される。ここ
で、発酵槽１の一端側の上部には有機系廃棄物の投入口
２０が設けられ、また他端側の上部に上述の排気口３が
設けられるとともにその下部側には処理済みのコンポス
トを取り出すスクリュウ２１が設けられる。

【００１２】次に、図３は脱臭器の内部構造を示す。図
３において、１１は発酵槽１から本願熱交換器６を通じ
て送り込まれる排気の入口、１２はその出口であり、そ
れらの間には凹状の断面をもつ脱臭室２２を設け該脱臭
室に多孔質の脱臭剤を収容して上述の脱臭層５が形成さ
れる。脱臭剤は具体的には粒状の活性炭で成り、この活
性炭は層厚にして５００ｍｍ程度収容される。なお、脱
臭室２２の底板２３は通気性をもつ多孔質のパンチング
板にしている。また、出口１２には送風機Ｆ２をその吸
気側を臨ませて固定している。

【００１３】次に、本願に係る熱交換器について詳述す
れば、図４はその内部構造を示した側面図である。この
図で明らかにするように、本願に係る熱交換器６は外容
器２５と内容器２６で構成される。このうち、外容器２
５は外壁２７と内壁２８の間にガラス繊維その他の断熱
材２９が介在する断熱構造であり、その上部には外気を
吸引する吸気口９が形成され、下部側には発酵槽の給気
口２に接続する送風口１０が形成される。そして、この
外容器２５の内部には吸気口９から流入した外気を送風
口１０に導く流路３０を残して該外容器と相互に気密状
態を保つようにして内容器２６が収容される。

【００１４】この内容器２６は、その周壁２６ａが１〜
２ｍｍの板厚にしたステンレスその他の金属板にて形成
され、その上部側には外容器２５を貫通して外部に通じ
る流入口７が形成される。また、内容器２６の中心部に
はその上端より下部側に向けて排気管３１の一端を導入
し、その他端は脱臭器に接続する連通口８として外容器
２５を貫通してその上部より外部に突出させている。従
って、流入口７を発酵槽の排気口３に接続してその内部
に発酵槽１の排気を導入すると、その排気が内容器２６
の上部から下部に向けて流通し、排気管３１の一端から
その内部を通じて脱臭器４へ送出されることになる。

【００１５】そして、このとき７５〜８０℃の温度をも
って流入口７から内容器中に流入する高温多湿流体で成
る発酵槽の排気と、外容器の吸気口９より流入して内容
器２６の周囲を流通する２０℃前後の低温流体で成る外
気との間で熱交換が行われ、低温側の外気は発酵槽１の
排気熱にて加熱されて送風口１０より発酵槽１に送り込
まれることになる。途中、その外気は図１に示したよう
に補助ヒータＨにより発酵に最適な６０〜７０℃程度ま
で再加熱されるが、外気を排気熱以外の熱源をもって加
熱するものに比べ補助ヒータＨの熱量は極僅かで足り非
常に経済的である。

【００１６】一方、熱交換器中では発酵槽１の排気と外
気との熱交換により内容器２６中でその内周面に結露を
生じ、発酵槽の排気中に含まれる水分が除去されること
になる。このように、脱臭器４に送られる発酵槽１の排
気は除湿されるため、脱臭層５を形成する脱臭剤の吸着
作用が低下し難く長期に亙って高い脱臭能を保つことが
できる。

【００１７】ここで、内容器２６の底部には排気管３１
の一端との間に遮蔽板３２を介して外容器２５の外部に
通じる排水口３３が形成され、その排水口より内周面に
付着した水滴を外部に排出することができる。なお、排
水口３３は常時開放するようにしてもよいが、好ましく
はバルブを備えた配管を接続して必要時に所定の箇所に
排水できるようにすることが望ましい。

【００１８】ところで、内容器２６は図５に示す如く円
筒形にして、その周囲に前述の流路３０を残して外容器
２５の内壁２８に支持金具３４で固定される。更に、流
入口７は内容器２６の接線方向に延びて外容器２５の外
部に突出される。従って、その流入口７より流入する発
酵槽１の排気は図４に示すように内容器２６の周面に沿
って排気管３１の周りをスパイラル状に旋回するように
なる。故に、発酵槽１の排気は内容器２６中における滞
留時間が長く熱交換および除湿を効率的に行え得る。

【００１９】また、図５で明らかにするように、排水口
３３は排気管３１の一端と同軸上にして内容器２６の中
心部に形成されるが、相互間には数カ所を金具３５にて
支持される上述の遮蔽板３２が介在するので、排気管３
１にて水滴が引き込まれるのを防止することができる。

【００２０】ここで、上述のように構成される熱交換器
６を備えた発酵装置にて生ごみその他の有機系廃棄物を
処理するには、発酵槽１の投入口２０よりその内部に有
機系廃棄物を投入し、これを各発酵室１４に設備したヒ
ータと給気口２より流入する温風とで加熱しつつ回転翼
１８にて撹拌する。すると、好気性条件の下、予め加え
た微生物または自然増殖する微生物にて、有機系廃棄物
が徐々に水分や二酸化炭素などに分解されて流動化し、
やがては通気による乾燥が進んで投入時の百分の１程度
まで減容化され、これがスクリュウ２１によりコンポス
トとして取り出される。

【００２１】ここで、給気口２より発酵槽１に送り込ま
れる温風は６５℃前後であるが、排気口３から排出され
るときには発酵槽中の発酵熱により７５〜８０℃まで達
するようになる。そして、その排気は発酵槽中で生じた
二酸化炭素、アンモニア、および多量の水分を含んで排
気口３より流出し、送風機Ｆ１にて熱交換器の流入口７
より内容器２６の内部に送り込まれる。内容器２６に送
り込まれた排気は上述の如く排気管３１を通じて脱臭器
４に送られ、この脱臭器で脱臭処理が施された後そのま
ま屋外などに廃棄されるが、熱交換器中では外気と熱交
換して放熱しつつ水分を除去される。

【００２２】特に、排気中に含まれる水分は内容器２６
の内周面に結露する状態で除去され、除去水分は排水口
３３より排出される。一方、外気は外容器の吸気口９よ
り流入して内容器２６の周囲に形成される流路３０を通
じて送風口１０に向かう。このとき、内容器中の排気と
熱交換して吸熱し、５０℃前後に昇温された後、補助ヒ
ータＨにて６０〜７０℃程度まで再加熱されて発酵槽の
給気口２よりその内部に送り込まれる。

【００２３】このように、本願に係る発酵装置用熱交換
器によれば、発酵槽１の排気熱を利用して加熱した外気
を発酵槽１に送り込むため、補助ヒータＨの熱量を０〜
極微量にして処理費を大幅に低減することができ、しか
も発酵槽１の排気中より多量の水分を除去してから脱臭
器４に送るため長期間に亙って高い脱臭能力を持続する
ことができる。

【００２４】以上、本発明の適用例を図面に基づいて説
明したが、発酵槽や脱臭器は図示する構造に限らず種々
のものを利用できる。一方、熱交換器は外容器において
吸気口９を上部側に形成するとともに送風口１０を下部
側に形成しているが、その逆でも構わない。また、内容
器では排気管３１の一端を下部側に向けて導入するとと
もに上部側に排気の流入口７を形成しているが、これも
逆にして構わない。

【００２５】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば発酵槽に温風を送り込むようにしているため生ご
みその他の有機系廃棄物の発酵および乾燥が促進し、特
にその温風は発酵槽の排気熱を利用するのでランニング
コストが掛からず経済的であり、しかも発酵槽の排気中
に含まれる水分の多くを除去して脱臭器に送るため脱臭
層の脱臭能を長期間持続して高レベルの脱臭処理を行え
るようになるという優れた効果を得る。

【００２６】また、外容器を断熱構造にしているから、
その内側で発酵槽の排気と導入した外気の熱交換を効率
的に行うことができる。

【００２７】更に、発酵槽の排気口に接続する流入口を
内容器の接線方向に形成したため、内容器中に導入され
る発酵槽の排気がスパイラル状に旋回して外気と効率的
に熱交換し、しかも内容器の底部に排水口を形成してい
るからその内周面に凝結した水滴を速やかに排出するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発酵装置の一例を示した概略図

【図２】発酵装置に用いられる発酵槽の一例を示した断
面概略図

【図３】発酵装置に用いられる脱臭器の一例を示した断
面概略図

【図４】本願に係る熱交換器の内部構造を示した側面図

【図５】本願に係る熱交換器の内部構造を示した平面図

【符号の説明】

１ 発酵槽 ２ 給気口 ３ 排気口 ４ 脱臭器 ５ 脱臭層 ６ 熱交換器 ７ 流入口 ８ 連通口 ９ 吸気口 １０ 送風口 ２５ 外容器 ２６ 内容器 ３０ 流路 ３１ 排気管 ３３ 排水口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 給気口および排気口を有する発酵槽と、
   この発酵槽の排気を通過させる脱臭層を有する脱臭器と
   を備えた発酵装置に用いる熱交換器であって、断熱構造
   にした外容器と該外容器中に収容される円筒形の内容器
   で成り、このうち前記外容器はその一端側に外気を吸引
   する吸気口を形成するとともに他端側には前記発酵槽の
   給気口に接続する送風口を形成し、前記内容器はその周
   囲に前記外容器の吸気口より流入した外気を送風口に導
   く流路を残して外容器中に収容し、該内容器の底部に前
   記外容器の外部に通じる排水口を形成するとともに該内
   容器の中心部にはその軸方向一端側に向けて排気管の一
   端を導入し、該排気管の他端を前記脱臭器に接続する連
   通口として外容器の外部に突出し、更に前記内容器の他
   端側にはその接線方向に延びる流入口を形成して該流入
   口が前記発酵槽の排気口に接続されるようにしたことを
   特徴とする発酵装置に用いる熱交換器。