(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属を除く廃棄物を収容し、動力源から供給される動力により回転または回動する容器と、前記容器内に飽和蒸気を送給して加湿および加圧するボイラとを備え、収容された廃棄物を攪拌して静電気を発生させ、前記廃棄物から資源を製造する資源製造装置であって、
前記容器は球状に形成され、前記容器の一側または両側の端部あるいは容器中央部の外周部を動力源により回動させるものであり、
前記容器の両側部の回転中心には、それぞれの基端部が容器の内部に連通されてそれぞれ蒸気供給口および蒸気排出口が形成され、かつ前記容器に対して回動可能に設けられた接続部材を有し、
前記容器の内面には、攪拌用溝部が形成されていることを特徴とする資源製造装置。
【請求項２】
前記容器の内面には、回動方向に交差する直線状または波形状に内壁を削って形成された攪拌用溝部のみが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の資源製造装置。
【請求項３】
前記容器の内面には、さらに攪拌を補助する突起または羽根が形成されていることを特徴とする請求項２記載の資源製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属を除く廃棄物を分解して無害化し、肥料等の資源を製造する資源製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、廃棄物を処理するときには、まず、比重選別や磁力選別等により金属類を除去し、その後に焼却する方法が一般的に行われている。近年の研究によって、４００〜８００℃の範囲内で焼却を行うと、多量のダイオキシンが発生することが明らかになったため、新設される焼却設備では、８００℃以上の温度で廃棄物を燃焼させる方法が採用されている。
【０００３】
しかし、ダイオキシンの発生を防止するために８００℃以上の温度で加熱することはエネルギーの無駄であり、設備投資、処理にかかる手間および費用が増大することになる。
【０００４】
一方、廃棄物を４００℃以下の温度で加熱して処理する飼料の煮沸調整装置が開発されている（例えば、特許文献１参照。）。この装置は、収容体内に加熱蒸気を送給しながら攪拌することによって、飼料原料を均一に煮熟調整する装置で、作業者の労働負担を軽減できるとしている。この飼料を製造する煮沸調整装置を用いて廃棄物を減容することも考えられる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−１８６８９号公報  （第２−６頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、飼料原料を煮沸して飼料を製造することはできるが、廃棄物を煮沸しても廃棄物のままであり、廃棄物を改質して資源にすることはできない。
【０００７】
また、特許文献１記載の煮沸調整装置は、俵形の収容体を固定して内部の飼料原料を攪拌羽根で攪拌するものであるが、隣接する攪拌羽根間の飼料原料が収容体の内壁に付着して滞留することがあり、滞留分を回収することができない。
【０００８】
また、収容体に平面部と曲面部が形成されているので、各部に加わる圧力が一様にならず、収容体に加わる負荷が大きくなるという問題がある。
【０００９】
そこで本発明が解決しようとする課題は、容器に加わる負荷を軽減し、廃棄物の滞留を防止しながら無害化して資源を製造する資源製造装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明の資源製造装置は、金属を除く廃棄物を収容し、動力源から供給される動力により回転または回動する容器と、前記容器内に飽和蒸気を送給して加湿および加圧するボイラとを備え、収容された廃棄物を攪拌して静電気を発生させ、前記廃棄物から資源を製造する資源製造装置であって、前記容器は球状に形成されていることを特徴とする。
【００１１】
廃棄物は、金属を除去したものであればよく、例えば焼却灰やペットボトル、または使用済み紙おむつ等を用いて資源化処理を行うことができる。資源とは、例えば、肥料や飼料、または土質改良剤として用いることができるものをいう。容器は投入される廃棄物の重量とボイラから送られる飽和蒸気による加圧に耐えられる材質および厚みを有するものであればよく、例えば、ステンレス等の金属で形成される。動力源は例えばモータやエンジン等を用いることができる。動力の接続部分は、容器のどの部分でもよく、例えば、容器の一側または両側の端部や、容器中央部の外周部を歯車やローラ等を用いて回動させることができる。
【００１２】
ボイラで発生した蒸気は、容器に送入されて少し温度が下がり、細かい水滴となって現れる。細かい水滴同士が衝突したり摩擦したりすることによって、静電気が発生する。また、送入された飽和蒸気によって、内部の空気が追い出され、廃棄物中にも蒸気が浸透する。
【００１３】
水滴に蓄積された静電気は、廃棄物を介して、または直接に容器に到達する。廃棄物中の静電気が流れた部分は、局所的に発熱して温度が上昇し、破砕されるが、電流は、連続して流れるものではなく、また、電力量としては小さいので、温度上昇は小さく、容器内の平均温度は送入される飽和蒸気の温度以上には上昇しないので、ダイオキシンが発生しにくくなっている。また、容器内には飽和水蒸気が充填されているので、静電気が流れることによって火花が発生しても、可燃性ガス等に引化して爆発することが防止される。このように、飽和蒸気の熱、圧力および静電気を用いることによって、廃棄物を改質している。
【００１４】
また、廃棄物は、下方に重力が加わっているため、容器内の下部にあるときは容器の内周面と共に回動するが、内周面の傾斜角度が、水平面に対して徐々に大きくなるにつれ摩擦により下方に摺動し、容器がさらに回動すると、容器の内周面から下方に落下する。廃棄物は、これを繰り返すことにより攪拌される。
【００１５】
また、容器が球状に形成されているため、容器の内周面に加わる圧力は略等しくなり、容器の耐圧性を保持したまま厚みを略均等に薄く形成することができる。
【００１６】
前記容器の内壁に、攪拌用溝部を形成すると、廃棄物は、攪拌用溝部に掛止してより上方まで移動してから落下する。攪拌用溝部の形状は、任意であるが、例えば、回動方向に交差する直線状、または波形状に形成することができ、また、断面形状をＵ字状やコ字状に形成することができる。
【００１７】
前記容器の両側部に、容器に対して回動可能に設けられた接続部材をそれぞれ設け、両前記接続部材に、蒸気供給口と蒸気排出口とをそれぞれ設けると、内部に支持体を挿通する必要がなくなり、水蒸気から支持体へ直接的に放電されエネルギーを無駄に消費することが少なくなるとともに廃棄物への放電が増加する。また、蒸気供給口と蒸気排出口とが回転中心に設けられるので、容器が回転しても蒸気の流路は移動しない。
【００１８】
前記容器の内面に、導電性のライニングを形成すると、蒸気からライニングを形成した特定部位への放電量が増加する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の一実施の形態の資源製造装置の正面図である。図１に示すように、本発明の資源製造装置１は、金属を除く廃棄物を収容し、動力源から供給される動力により回転または回動する容器２と、容器２内に飽和蒸気を送給して加湿および加圧するボイラ（図示せず）とを備え、収容された廃棄物を攪拌して静電気を発生させ、廃棄物から資源を製造する装置である。
【００２０】
図２は容器の平面図、図３は容器の正面図である。図１〜図３に示すように、容器２の本体部は一様な厚みを有する３枚の板材を溶接して球状に形成されている。
容器２の上部には、廃棄物を投入し、製造された資源を出すための開口部３が形成されている。また、開口部３に対抗する位置には略円形の補強板が設けられている。開口部３には、輪状の蓋板固定用のフランジ部材４が溶接固定されている。
【００２１】
図１に示すように、フランジ部材４には球面を有する蓋部５が密封状態かつ着脱自在に固定されている。蓋部５の球面は、容器２と略同じ曲率半径を有しており、耐圧性を増している。
【００２２】
容器２の内面には、攪拌用溝部（図示せず）が形成されている。攪拌用溝部は、例えば、回転方向に直交する方向に内壁を削って形成する。内面には、攪拌を補助する突起や羽根を形成することも可能である。
【００２３】
また、容器２の内面に、導電性のライニング（図示せず）を形成することも可能である。導電性のライニングとしては、例えば、カーボンを含有する塗料を塗布することができる。
【００２４】
容器２の両側部には、容器２に対して回動可能に設けられた接続部材６，７がそれぞれ設けられている。接続部材６，７は円筒状に形成され、それぞれの基端部を容器２の内部に連通している。接続部材６，７のそれぞれの開口部によって、蒸気供給口８および蒸気排出口９が形成されている。
【００２５】
容器２の外周の２箇所には、リング状部材１０，１１が固着されている。リング状部材１０，１１および円筒状の接続部材６，７は、同一の中心線上に設けられている。
【００２６】
容器２が設置される場所には、床部１２および両壁部１３，１４が形成されている。床部１２には、リング状部材１０，１１を回転可能に支持する受け部材１５，１６が設けられており、両壁部１３，１４には、接続部材６，７の蒸気供給口８および蒸気排出口９に連通する通気管１７，１８が埋設されている。通気管１７はボイラ（図示せず）に接続され、通気管１８は脱臭装置を介して排気管に接続されている。
【００２７】
受け部材１５，１６は、容器２の重量を支持している。受け部材１５，１６を大きく形成すると、容器２の荷重を分散して受けることができる。
【００２８】
通気管１７，１８と接続部材６，７とは、回動可能に連結されている。このように構成することによって、容器２は、自由に回転することができる。
【００２９】
モータ等の駆動源（図示せず）は、接続部材６，７またはリング状部材１０，１１に動力を加えて容器２を回転または回動可能に設けられている。
【００３０】
次に、資源製造装置１の使用手順について説明する。
容器２の開口部３から金属を除く廃棄物を投入した後に蓋部５を用いて開口部３を閉じ、次いで、ボイラの運転を開始する。発生する飽和水蒸気の温度および圧力は、例えば、容器２内の温度が２００〜３００℃で、圧力が１．４〜５ＭＰａとなるように調整する。廃棄物は、例えば、一般可燃ごみ、繊維屑、廃ペンキ、ペットボトル、下水用汚泥、焼却灰等の可燃物が好ましいが、ガラス片等の不燃物を処理することも可能である。
【００３１】
容器２の蒸気供給口８から加熱および加圧した飽和水蒸気を送給するとともに、蒸気排出口９から内部の飽和水蒸気を抜く。容器２内に送給された飽和水蒸気は、廃棄物内に浸透して、容器２内の気体に置き換わるとともに、細かい多数の水滴を発生させる。この水滴同士が衝突、摩擦することにより静電気が発生する。
廃棄物は、圧力分解および加水分解により減容され、さらに容器２を回転させることにより、廃棄物と容器２との間に摩擦による静電気が発生する。この摩擦により発生した静電気および浮遊した水滴に溜まっている静電気が、廃棄物の内部を流れることにより、廃棄物が破砕され減容処理が進行する。なお、攪拌手段３の回転速度は、例えば、３〜７．５回転／分程度である。
【００３２】
この状態で５〜６０分の運転を行うことにより、廃棄物が細かい粒状の資源に変化する。
なお、発生する静電気量が少ないときには、静電気を発生しやすい絶縁性物質を減容しようとする廃棄物とともに投入し、減容処理を促進させることも可能で、また、発生する静電気により空中放電が発生し、装置を破損するような場合には、カーボン粉等の導電性物質を投入し、静電気の発生を抑えることも可能である。なお、おがくずのように、絶縁性を有するとともに吸水性を有する物質を投入すると、廃棄物中の無駄な水分を除去して静電気の発生をさらに増加させ、処理を促進することができる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば次の効果を奏する。
（１）金属を除く廃棄物を収容し、回転または回動する容器と、容器内に飽和蒸気を送給して加湿および加圧するボイラとを備え、収容された廃棄物を攪拌して静電気を発生させ、廃棄物から資源を製造する資源製造装置であって、容器は球状に形成されているので、球状の容器と、飽和蒸気の熱、圧力および静電気を用いることによって、従来よりも低温で処理を行って容器に加わる負荷を軽減し、廃棄物の滞留を防止しながら無害化して資源を製造することができる。
（２）容器の内壁に、攪拌用溝部を形成すると、廃棄物は、攪拌用溝部に掛止してより上方まで移動してから落下するので、容器の内壁に廃棄物が滞留することがなく、均一な製品を製造することができる。
（３）容器の両側部に、容器に対して回動可能に設けられた接続部材をそれぞれ設け、両前記接続部材に、蒸気供給口と蒸気排出口とをそれぞれ設けると、内部に支持体を挿通する必要がなくなり、水蒸気から支持体への無駄な放電が少なくなるとともに廃棄物への放電が増加し、作業時間を短縮することができる。また、蒸気供給口と蒸気排出口とが回転中心に設けられるので、容器が回転しても蒸気の流路は移動せず、均一な処理を行って、製造される資源の品質を一定にすることができる。
（４）容器の内面に、導電性のライニングを形成すると、蒸気からライニングを形成した特定部位への放電量が増加するので、品質の調整が簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の資源製造装置の正面図である。
【図２】同資源製造装置の容器の平面図である。
【図３】同資源製造装置の容器の正面図である。
【符号の説明】
１  資源製造装置
２  容器
３  開口部
４  フランジ部材
５  蓋部
６，７  接続部材
８  蒸気供給口
９  蒸気排出口
１０，１１  リング状部材
１２  床部
１３，１４  壁部
１５，１６  受け部材
１７，１８  通気管
【図１】
0003611566.tif 000002
【図２】
0003611566.tif 000003
【図３】
0003611566.tif 000004