(57)【要約】  処理システム（１）は、流動性の処理対象物（４）を一時的に受け入れて予熱する第１のタンク（３６１）と、第１のタンク（３６１）により予熱された処理対象物（４）を受け入れて加熱乾燥処理する第２のタンク（４１０）と、第２のタンク（４１０）から排出される水蒸気を含む排気（６）の熱を利用して第１のタンク（３６１）を加熱する熱回収ユニット（５００）とを有する。さらに、この処理システム（１）は、第２のタンク（４１０）内で羽根（４３１）を回転させて撹拌する撹拌ユニットを有し、第２のタンク（４１０）は、水蒸気を含む排気（６）を排出する排気口（４６０）であって、第２のタンク（４１０）内の開口が羽根（４３１）の回転方向を向いた排気口（４６０）を含む。
2014073203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動性の処理対象物を一時的に受け入れて予熱する第１のタンクと、  前記第１のタンクにより予熱された処理対象物を受け入れて加熱乾燥処理する第２のタンクと、  前記第２のタンクから排出される排気の熱を利用して前記第１のタンクを加熱する熱回収ユニットとを有するシステム。
【請求項２】
請求項１において、前記第１のタンクは、前記第２のタンクの１バッチ分の容量を備えた計量タンクを含む、システム。
【請求項３】
請求項１または２において、前記第２のタンクの排気は水蒸気を含み、  前記熱回収ユニットは、前記第１のタンクを予熱する温水を、前記第２のタンクの排気の熱を利用して生成する熱交換ユニットを含む、システム。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記第２のタンク内で羽根を回転させて撹拌する撹拌ユニットを有し、  前記第２のタンクは、前記第２のタンクの排気を排出する排気口であって、前記第２のタンク内の開口が前記羽根の回転方向を向いた排気口を含む、システム。
【請求項５】
請求項４において、前記排気口の前記第２のタンク内の開口の近傍に蒸気を断続的に吹き出す注入ユニットをさらに有する、システム。
【請求項６】
請求項５において、前記第２のタンクを外側から蒸気加熱する加熱用の蒸気を供給する蒸気供給ユニットをさらに有し、前記注入ユニットは前記加熱用の蒸気の一部を吹き出す、システム。
【請求項７】
請求項４ないし６のいずれかにおいて、  前記撹拌ユニットは、前記第２のタンクの中心を通る回転軸と、  前記回転軸から水平方向に突出した複数の第１のアームと、  前記複数の第１のアームのそれぞれに着脱可能に取り付けられた第２のアームと、  前記第２のアームの先端に取り付けられた撹拌羽根であって、前記第２のタンクの内壁に沿った弧状の撹拌羽根とを含み、  前記第２のアームは、前記撹拌羽根と三角形をなすように取り付けられた２本のサブアームを含む、システム。
【請求項８】
請求項４ないし６のいずれかにおいて、  前記撹拌ユニットは、前記第２のタンクの中心を通る回転軸と、  前記回転軸を回転する駆動ユニットとを有し、  前記回転軸は前記第２のタンクの下側に対して上下にスライド可能な状態で支持され、前記第２のタンクの上方から吊られた状態で回転する、システム。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかにおいて、  廃棄物から包材を含む異物を分別して流動性の前記処理対象物を前記第１のタンクに供給する分別ユニットをさらに有する、システム。
【請求項１０】
流動性の処理対象物を乾燥するシステムを用いて乾燥物を製造する方法であって、  前記システムは、前記処理対象物を一時的に受け入れて予熱する第１のタンクと、  前記第１のタンクにより予熱された処理対象物を受け入れて加熱乾燥処理する第２のタンクと、  前記第２のタンクから排出される水蒸気を含む排気の熱を回収する熱回収ユニットとを含み、  当該方法は、  前記第２のタンクにより処理対象物を乾燥するとともに、前記熱回収ユニットにより回収された排熱により前記第１のタンクを加熱することと、  前記第２のタンク内で処理対象物を加熱乾燥させることにより製造された前記乾燥物を前記第２のタンクから排出することと、  予熱された処理対象物を前記第１のタンクから前記第２のタンクに移動することとを有する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、流動性の処理対象物を乾燥処理するシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】  日本国特開２００５−３３７６３１号公報には、乾燥室内面に付着した被乾燥物を隈なく掻き取ると共に被乾燥物の粉砕を促進して乾燥効率が向上した乾燥装置が開示されている。この乾燥装置は、縦型円筒状又は円錐台形状をなし、被乾燥物の投入口及び排出口を有する乾燥室と、乾燥室内を加熱する加熱手段と、乾燥室の中心に立設された回転軸と、回転軸を回転駆動する回転駆動機構と、回転軸に、間隔を置いて上下多段に設けられた複数の腕と、これらの腕に取り付けられ、回転方向に下向きに傾斜する上面及び回転軸の回転により乾燥室の内周面に付着した被乾燥物を掻き落す掻き落し縁部を有する複数の撹拌羽根とを備えている。全ての撹拌羽根の各掻き落し縁部により乾燥室の内周面に付着した被乾燥物を掻き落す上下方向の各範囲が、乾燥室の内周面の上下方向に亘って連続している。
【発明の概要】
【０００３】  流動性の処理対象物を加熱乾燥するシステムにおいて、乾燥に要する時間および費用をさらに削減することが要望されている。
【０００４】  本発明の一態様は、流動性の処理対象物を一時的に受け入れて予熱する第１のタンクと、第１のタンクにより予熱された処理対象物を受け入れて加熱乾燥処理する第２のタンクと、第２のタンクから排出される排気の熱を利用して第１のタンクを加熱する熱回収ユニットとを有するシステムである。
【０００５】  第２のタンクにおける流動性の処理対象物を乾燥する過程では、第２のタンクから水蒸気を含む排気が排出され、この排気は集塵機などを通して外界に廃棄される。このシステムにおいては、第２のタンクの上流に、第２のタンクで乾燥する処理対象物を一時的に受け入れる第１のタンクを設け、第２のタンクの排気の熱（排熱）を利用して第１のタンクを加熱し、第１のタンクで予熱された処理対象物を第２のタンクに供給する。第２のタンクの排熱を利用して第２のタンクの上流の第１のタンクに一時的に貯留される処理対象物を加熱（予熱）することにより、乾燥に要する費用を削減できる。
【０００６】  また、第１のタンクおいて予熱された処理対象物を第２のタンクに供給することにより、乾燥に要する時間を短縮できる。さらに、第１のタンクにおいて処理対象物を予熱することにより処理対象物の流動性を向上できる。このため、第１のタンクから第２のタンクに供給する際の処理対象物のハンドリングが容易となり、配管やスクリューフィーダなどの低コストのシステムで処理対象物を第２のタンクに移送できる。
【０００７】  第１のタンクは、第２のタンクの１バッチ分の容量を備えた計量タンクであることが望ましい。第２のタンクを用いた加熱乾燥処理がバッチジョブの場合、１バッチ分の容量の計量タンクを予熱することにより、第２のタンクの排熱により、次のバッチ分の処理対象物を集中して加熱できる。したがって、排熱の利用効率を向上できる。また、処理対象物を高温で長時間保持すると腐敗等の問題が発生しやすいが、１バッチ分の処理対象物を加熱することによりそのような問題の発生も抑制できる。
【０００８】  第２のタンクの排気は水蒸気とともにさまざまな成分を含む。したがって、熱回収ユニットは、第１のタンクを予熱する温水を、第２のタンクの排気の熱を利用して生成する熱交換ユニットを含むことが望ましい。第１のタンクを予熱する配管システムなどにおける腐食や目詰まりといった問題の発生を抑制できる。
【０００９】  このシステムは、第２のタンク内で羽根を回転させて撹拌する撹拌ユニットを有し、第２のタンクは、排気を出力する排気口であって、第２のタンク内の開口が羽根の回転方向を向いた排気口を含むことが望ましい。排気口の開口は、撹拌ユニットの回転により第２のタンク内で生成される流動方向の下流側に向くので、流動する処理対象物が乾燥することにより生ずる固形物、粉末、塵などが排気口に入りにくい。排気口から回収される排気に含まれる粉末などの固形物の量を低減でき、熱回収ユニットの設計が容易になる。
【００１０】  このシステムは、排気口の第２のタンク内の開口の近傍に蒸気を断続的に吹き出す注入ユニットをさらに有することが好ましい。第２のタンクの加熱には、典型的には蒸気、特に、飽和または飽和に近いか、あるいは過飽和の状態である生蒸気が用いられる。その場合、システムは、第２のタンクを外側から蒸気加熱する加熱用の蒸気を供給する蒸気供給ユニットをさらに有し、注入ユニットは加熱用の蒸気の一部を吹き出すことが望ましい。蒸気を排気口の開口の近傍に放出することにより、開口近傍の湿度を一時的に上げ、乾燥または乾燥途中の粉末（塵）がガスとともに排出されるのを抑止できる。
【００１１】  撹拌ユニットの一例は、第２のタンクの中心を通る回転軸と、回転軸から水平方向に突出した複数の第１のアームと、複数の第１のアームのそれぞれに着脱可能に取り付けられた第２のアームと、第２のアームの先端に取り付けられた撹拌羽根であって、第２のタンクの内壁に沿った弧状の撹拌羽根とを含むものである。第２のアームは、撹拌羽根と三角形をなすように取り付けられた２本のサブアームを含んでいてもよい。第２のアームおよび撹拌羽根は、処理対象物を撹拌することにより徐々に削れたり、また、処理対象物の状態によっては稀に変形したりすることがある。そのような場合に、第２のアームおよび撹拌羽根を容易に交換できる。
【００１２】  撹拌ユニットの第２のタンクの中心を通る回転軸は、第２のタンクの下側に対して上下にスライド可能な状態で支持され、第２のタンクの上方から吊られた状態で駆動ユニットにより回転駆動されるようにすることが望ましい。回転軸を第２のタンクの下側に対してスライドできる状態で支持することにより、回転軸にかかる負荷が大きい場合でも安定して回転させることができ、さらに、第２のタンクの熱膨張に対応できる。
【００１３】  このシステムは、廃棄物から包材を含む異物を分別して流動性の処理対象物を第１のタンクに供給する分別ユニットをさらに有していてもよい。食品等の廃棄物を分別し、乾燥する処理までを、１つのシステムとして処理できる。
【００１４】  本発明の他の態様の１つは、流動性の処理対象物を乾燥するシステムを用いて乾燥物を製造する方法である。このシステムは、処理対象物を一時的に受け入れて予熱する第１のタンクと、第１のタンクにより予熱された処理対象物を受け入れて加熱乾燥処理する第２のタンクと、第２のタンクから排出される水蒸気を含む排気の排熱を回収する熱回収ユニットとを含み、この方法は、以下のステップを含む。１．第２のタンクにより処理対象物を乾燥するとともに、熱回収ユニットにより回収された排熱により第１のタンクを加熱すること。２．第２のタンク内で処理対象物を加熱乾燥させることにより製造された乾燥物を第２のタンクから排出すること。３．予熱された処理対象物を第１のタンクから第２のタンクに移動すること。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】廃棄物処理システムの概略構成を示すブロック図。
【図２】乾燥装置のベッセルの構成を示す縦断面図。
【図３】乾燥装置のベッセルの構成を示す横断面図。
【図４】廃棄物処理システムにより乾燥物を製造する方法の概要を示すフローチャート。
【発明の実施の形態】
【００１６】  図１は廃棄物処理システムの概略構成を示すブロック図である。この廃棄物処理システム（処理システム）１は、食品廃棄物、たとえば、袋詰めされた家庭ごみ、食品工場から排出された生ゴミなどの原材料（廃棄物）２を、堆肥や飼料等に再生成して利用できる分別物４と、再利用が難しい樹脂製の袋およびプラスチックトレイなどの異物３とに分けて、分別物４を再生成物５として出力するシステムである。食品残渣などの再利用可能な物質は、最初に、粉砕され、水を加えるなどして流動性を持たせた状態の物（分別物、流動物）４に分別（分離）され、後に、乾燥させて堆肥や飼料等の再生成物（乾燥物）５に変換される。
【００１７】  原材料２の一例はおから等の比較的均質な食品残渣であり、分別した後に乾燥させると、良質で均質な肥料または飼料として再利用できる。家庭のゴミ、レストランのゴミ、ホテルのゴミなどであっても、混在している食品残渣やその他の再生可能な有機物質を、異物３と分別して乾燥処理することにより、肥料などとして再利用できる。
【００１８】  処理システム１は、原材料（廃棄物）２を受け入れて粉砕撹拌し、再利用が難しい包材などの異物３を分別する分別装置（分別ユニット、分離装置、選別装置、破壊分離装置）１００と、分別装置１００から排出される流動性の分別物４を圧送する圧送装置（定量圧送ユニット、チューブポンプ）２００と、分別物４を貯留する貯留ユニット３００と、分別物４を処理対象物として乾燥させる乾燥装置４００と、乾燥装置４００において一回（１ジョブ）で乾燥させる量の分別物４を一時的に貯留して予熱する計量ユニット３５０と、乾燥装置４００から排出される排気の熱を回収して計量ユニット３５０の予熱に用いる熱回収ユニット５００と、これらの装置およびユニットを制御する制御装置（制御ユニット）８００とを含む。
【００１９】  制御ユニット８００は、分別装置１００を制御する機能（ユニット）８１０と、計量ユニット３５０を制御する機能（ユニット）８３０と、乾燥装置４００を制御する機能（ユニット）８４０とを含む。制御ユニット８００は、さらに、分別装置１００、計量ユニット３５０、乾燥装置４００の温度、圧力などを検出する機能を含んでいてもよい。典型的な制御ユニット８００は、ＣＰＵおよびメモリなどのハードウェア資源を含むコンピュータであり、以下に説明する制御方法はプログラム（プログラム製品）として提供できる。
【００２０】  乾燥装置４００から出力される乾燥物（再生成物）５は、不図示のストッカに蓄えられ、飼料あるいは肥料などの製品として出荷される。乾燥物５に油分が多い場合は、油絞り機、粉砕機を用いて再度処理した後に製品として出荷される。
【００２１】  分別装置１００は、コンベア等により搬送されてくる食品廃棄物２を異物３と分別物（処理対象物）４とに分離する。分別装置１００は、投入口１１０から投入された食品廃棄物２を撹拌する回転羽根１２０を有し、回転羽根１２０により付与される遠心力により食品廃棄物２を異物３と分別物４とに分離する。異物３は排出口１３０から異物コンテナ７１０に排出される。分別物４は、さらに、回転羽根１２０で粉砕され、自らの水分、または、必要に応じて水が注入されることにより流動物状態（スラリー状）となる。流動物状態の分別物４は、多孔部材（フィルター、スクリーン）１５０でフィルタリングされた後にスクリューコンベア（スクリューフィーダ）１８０により圧送装置２００に送られる。
【００２２】  圧送装置２００は、適当な空気源７２０から得られる圧縮空気（圧搾空気）７２１を利用して、分別物４を貯留ユニット３００の貯留タンク３１１に圧送する。
【００２３】  貯留タンク３１１の下流に配置された乾燥装置４００では、乾燥処理がバッチ処理で行われる。貯留タンク３１１は、分別装置１００が連続的に処理した分別物（処理対象物）４を受け入れ、乾燥装置４００に断続的に分別物４を供給するバッファとしての機能を含む。貯留タンク３１１は、乾燥装置４００が一回（１バッチ）で処理する分別物４の量の数回分から数１０回分の容量を備えている。貯留ユニット３００は、貯留タンク３１１内の分別物４を撹拌する撹拌装置３１２と、撹拌装置３１２を駆動するモータ３１３とを含む。貯留タンク３１１に貯蔵された分別物４の粘度を適当な範囲に収めるために貯留ユニット３００は、貯留タンク３１１を蒸気または電気などにより加温するシステムを備えていてもよい。
【００２４】  貯留タンク３１１と乾燥装置４００との間に配置される計量ユニット３５０は、第１のタンク（計量タンク）３６１と、タンク内の分別物４を撹拌する撹拌装置３６２と、撹拌装置３６２を駆動するモータ３６３とを含む。計量タンク３６１は、貯留タンク３１１とバルブ３３０および供給配管３４０を介して接続されている。計量タンク３６１はステンレススチール製の円筒状またはロート状のタンクであり、乾燥装置４００が一回でバッチ処理する量の分別物（処理対象物）４を蓄えるだけの容量を持つ。
【００２５】  第１のタンク３６１は、外壁（シェル、周壁）３６４が二重構造となったジャケット構造を含む。シェル３６４は上部から下部へと温水９が循環する温水経路３６５を含み、計量タンク３６１に一時的に貯留された分別物４を温水９により加温する。計量タンク３６１においては分別物４が、適度な流動性を持つように、５０〜８０℃程度、さらに好ましくは６０〜７５℃程度に保持されることが望ましい。計量ユニット３５０は、さらに、水供給装置３７０を含み、計量タンク３６１内の分別物４の流動性（粘度）を調整するための水を水道などの適当な水源７３０から供給する。
【００２６】  乾燥装置４００は、計量ユニット３５０の計量タンク３６１から供給された所定の量の分別物４を処理対象物として受け入れて乾燥処理する。乾燥装置４００は、円筒状のベッセル（ハウジング、第２のタンク）４１０と、ベッセル４１０の分別物４を撹拌する撹拌ユニット４３０とを有する。ベッセル４１０は、その上部に、供給管３８１を介して計量ユニット３５０から分別物４を受け入れる供給口４２０を有し、供給バルブ３８０を含む供給管３８１を介して計量タンク３６１と接続されている。
【００２７】  ベッセル４１０の内部に取り付けられた撹拌ユニット４３０は、ベッセル４１０の中心に沿って鉛直方向に配置されたシャフト４３２と、ベッセル４１０の上部に配置された駆動ユニット４８０と、ベッセル４１０内に設置された羽根（羽根ユニット）４３１とを含む。駆動ユニット４８０によりシャフト４３２を介して羽根ユニット（撹拌羽根）４３１を回転し、ベッセル４１０内の分別物４を撹拌する。
【００２８】  ベッセル４１０の周壁４１２と底板４１４とは２重構造（ジャケット構造）を含む。ボイラなどの蒸気供給源７８０から供給される蒸気５１をジャケット構造に通すことにより、周壁４１２および底板４１４が加熱される。蒸気５１は、過熱蒸気であってもよく飽和蒸気でもあってもよい。蒸気温度は、１００℃以上が好ましく、１１０〜１６０℃程度の範囲が好ましく、１２０〜１５０℃程度の範囲がさらに好ましい。羽根ユニット４３１は分別物４が周壁４１２に当たるように撹拌し、分別物４を蒸気５１により加熱された周壁４１２に当てて粉砕するとともに積極的に加熱乾燥させる。ベッセル４１０は、ボイラ７８０とは、蒸気供給管４５１およびドレン返送管４５２により接続されている。ボイラ７８０から供給された蒸気５１は、ベッセル４１０の内部とは隔離されたジャケット構造内を通過し、汚染されない。
【００２９】  ベッセル４１０は、その下部に乾燥物５を排出する排出口４７０を有する。排出口４７０には、乾燥物５をストッカなどの後工程に搬送するための搬送ユニット６００が接続されている。この例では、搬送ユニット６００はスクリューコンベア６１０を含む。
【００３０】  ベッセル４１０は、その上部に、ベッセル内で分別物４を乾燥することにより発生する水蒸気６を排出する排気口４６０を有する。排気口４６０には排出管５０１が接続されており、ベッセル４１０で発生した排気６は熱回収ユニット５００に供給される。排気６の主な成分は、処理対象物である分別物４を乾燥する際に発生する水蒸気であるが、分別物４に含まれる揮発物も含まれる。以降において、排気６を水蒸気として参照することがある。ベッセル４１０は、その上部に、ボイラ７８０から供給される蒸気（生蒸気）５１を排気口４６０および／または排気口４６０のベッセル４１０内の開口部に吹出すための蒸気注入ユニット４４０を有する。
【００３１】  熱回収ユニット５００は、乾燥装置４００から回収された排気（水蒸気）６の熱を利用して温水９を生成する熱交換ユニット５２０と、熱交換ユニット５２０の上流に設置された集塵機５１０と、熱交換ユニット５２０で熱回収された蒸気または熱水を冷却して放出するための冷却器７５０とを含む。熱回収ユニット５００から排出される排水は浄化装置７６０を通して外界に排出され、熱回収後の気体成分（排気）は脱臭装置７７０を通して外界に排出される。
【００３２】  熱交換ユニット５２０で生成された温水９は、温水供給管５３０により計量ユニット３５０に送られ、計量タンク３６１を加熱するために用いられる。計量タンク３６１は周壁３６４が二重構造（ジャケット構造）になっており、周壁３６４の温水経路（ジャケット）３６５に温水９を流すことにより計量タンク３６１を加熱（加温）する。計量タンク３６１を加熱した排水（ドレン）は返送管５３１を介していったん温水タンク５４０に蓄えられ、ポンプ５５０により熱交換ユニット５２０に供給される。
【００３３】  図２に、乾燥装置（乾燥ユニット）４００のベッセル４１０の構成を縦方向（鉛直方向）の断面図により示している。また、図３に、ベッセル４１０の構成を横方向（水平方向）の断面図により示している。ベッセル（第２のタンク）４１０は、地盤あるいは他の構造体に対してベッセル４１０を支持する脚柱４９０と、上下に延びる円筒状の周壁（側壁）４１２と、上側を封止する上板（上壁）４１３と、底を形成する下板（底板、底壁）４１４とを含み、実質的に密閉されたタンクである。
【００３４】  ベッセル４１０の周壁４１２および下板（底板）４１４の外側に、それぞれ蒸気を循環する蒸気経路４５３および４５４を形成する外壁（外郭）４１５および４１６が設けられている。それぞれの蒸気経路４５３および４５４にはボイラ７８０から蒸気５１が供給されるノズル４５５および４５７と、ドレン５２を排出するノズル４５６および４５８が接続されている。ベッセル４１０の内部４１１に供給された分別物４は、ベッセル４１０に取り付けられた撹拌ユニット４３０により撹拌されるとともに、蒸気５１により加熱された周壁４１２および底壁４１４により加熱されることにより乾燥処理される。
【００３５】  撹拌ユニット４３０は、ベッセル４１０の中心軸に沿って配置されたシャフト４３２と、シャフト４３２を駆動する駆動ユニット４８０と、シャフト４３２によりベッセル４１０の内部４１１で回転駆動される複数の羽根ユニット４３１とを含む。駆動ユニット４８０は、ベッセル４１０の上板４１３の上に搭載されており、モータ４８２と、モータ４８２の動力をシャフト４３２に伝達するギアユニット４８１と、ベッセル４１０に対しシャフト４３２を回転可能に支持する軸受ユニット４８５とを含む。シャフト４３２の上下方向の荷重（スラスト）はギアユニット４８１で支持される。すなわち、シャフト４３２はギアユニット４８１で上方から吊られた状態で回転する。シャフト４３２の荷重はスラスト軸受けなどの別の方法によりベッセル４１０の上方で受けて、ベッセル４１０の熱膨張により吊り上げられるようにしてもよい。
【００３６】  シャフト４３２は、シール４８６を介して上板４１３を貫通し、さらに、ベッセル４１０の内部４１１のほぼ全体にわたり上下に延び、シャフト４３２の下端４３２ａはベッセル４１０の底板４１４の直上まで達しているが底板４１４には触れていない。底板４１４にはベッセル４１０の中心軸に沿って上方に伸びた支持ロッド４３９が取り付けられている。支持ロッド４３９は中空のシャフト４３２の下端４３２ａを貫通してシャフト４３２の内部に挿入され、シャフト内部からシャフト４３２が支持ロッド４３９に対し上下にスライド可能な状態でシャフト４３２を支持している。
【００３７】  したがって、シャフト４３２は、上端が軸受ユニット４８５に水平方向に動かないように支持され、下端が支持ロッド４３９により水平方向に動かないように支持され、ベッセル４１０の中心軸に沿って水平方向に回転する。また、シャフト４３２は、下端が支持ロッド４３９に対し上下にスライドする。このため、シャフト４３２は、上端が駆動ユニット４８０により吊られた状態で回転する。ベッセル４１０が蒸気により加熱されて上下方向に熱膨張すると、シャフト４３２は駆動ユニット４８０により上方に引っ張られるが、シャフト４３２の下端は支持ロッド４３９によってスライドし、支持ロッド４３９からは外れない。シャフト４３２はベッセル４１０が熱膨張しても、上下の端がベッセル４１０の中心軸の位置に支持され、駆動ユニット４８０により安定して回転する。
【００３８】  このため、乾燥中の分別物４の負荷が羽根ユニット４３１に加わっても、羽根ユニット４３１が左右に振れることがなく、羽根ユニット４３１を側壁４１２に接近した状態で旋回できる。このため、側壁４１２にこびり付いた乾燥中の分別物４を羽根ユニット４３１で掻き上げて（掻き落として）、側壁４１２が分別物４によりコーティングされ、熱伝達率が低下し、乾燥効率が低下することを抑制できる。したがって、側壁４１２を介して効率よく分別物４を加熱できる。
【００３９】  シャフト４３２には、複数の羽根ユニット４３１が、シャフト４３２に対し上下方向に螺旋状になるように取り付けられており、シャフト４３２が回転すると羽根ユニット４３１も同時に回転する。本例では、上方から見て時計方向１１に回転しているが、反時計方向に回転するように設計してもよい。それぞれの羽根ユニット４３１は、シャフト４３２から周壁４１２に向かって径方向（水平方向）に延びるようにシャフト４３２に取り付けられた第１のアーム４３４と、第１のアーム４３４の先に複数に枝分かれするように延びた第２のアーム４３５と、第２のアーム４３５の先端に取り付けられた板状のスクレーパ（掻き上げ羽根）４３６とを含む。
【００４０】  スクレーパ４３６は、外側の縁がベッセル４１０の周壁（側壁）４１２に沿った弧状の板状部材であり、たとえば、ステンレススチール製である。スクレーパ４３６は、アーム４３４および４３５を介してシャフト４３２に対し、進行方向（時計方向）１１に対して前端よりも後端が上になるように傾いて取り付けられている。シャフト４３２が一回転すると、シャフト４３２に取り付けられた複数のスクレーパ４３６によりベッセル４１０の周壁４１２の上方を除いたほぼ全域が一掃され、周壁４１２に付着している乾燥中の分別物４を掻き落とす（掻き上げる）ことができる。それぞれのスクレーパ４３６は、たとえば、水平方向に対し１０〜１５°の角度をなすように取り付けられ、あるスクレーパ４３６がスウィープするエリアが、上下のスクレーパ４３６がスウィープするエリアと一部重複するようにスクレーパ４３６の角度および長さが設定される。
【００４１】  スクレーパ４３６の後端の上方には、上方に突き出た突起（爪）４３７が取り付けられている。たとえば、突起４３７は、回転方向（進行方向）１１に対して前方の高さが高い台形状の板体であり、乾燥して塊状（団子状）になった乾燥中の分別物４を破砕するのに有効である。このシステム１により処理される対象物により、突起４３７はなくてもよく、また、スクレーパ４３６の後端だけではなく、中間あるいは前端に複数個の突起を設けてもよい。
【００４２】  スクレーパ４３６を支持する第２のアーム４３５は第１のアーム４３４との接続部４３５ａから枝分かれした複数のサブアーム４３５ｂを含む。本例のアーム４３５はＹ字状に枝分かれした２本のサブアーム４３５ｂを含み、これらのサブアーム４３５ｂによりスクレーパ４３６を前後複数の位置で支持する。したがって、スクレーパ４３６の位置および姿勢を安定させることができ、スクレーパ４３６を周壁４１２に接近させて効率よく分別物４を掻き落とすことができる。スクレーパ４３６は分別物４と接触するのですり減って消耗したり、損傷したりする可能性がある。したがって、第２のアーム４３５に対して着脱できるように取り付けられていることが望ましい。たとえば、第２のアーム４３５にボルトあるいはナットによりスクレーパ４３６を取り付けることができ、ボルトあるいはナットはスクレーパ４３６の上面に設けてもよく、下面に設けてもよい。スクレーパ４３６の下面の方が分別物４と接触する機会が少ないので、ボルトまたはナットの消耗を抑制しやすい。
【００４３】  この例では、さらに、第１のアーム４３４に対し第２のアーム４３５もボルトまたはナットにより着脱できるように取り付けられており、第２のアーム４３５が消耗したり、損傷したときに交換できるようになっている。第１のアーム４３４は、１２０度ピッチでシャフト４３２に取り付けられている。第１のアーム４３４を取り付ける間隔は、等間隔であれば１２０度に限定されない。また、複数の第１のアーム４３４は、それぞれの複数のスクレーパ４３６が下側から順番に分別物４を掻き上げて、ベッセル４１０の上方に分別物４を掻き上げるようにらせん状にシャフト４３２に取り付けられている。
【００４４】  ベッセル４１０内の典型的な分別物４の動きは、複数のスクレーパ４３６により周壁４１２の内側に沿って加熱されながらベッセル４１０の上方に達し、シャフト４３２に沿って底壁４１４に向かって落下するものである。シャフト４３２に沿って分別物４が落下する際に、枝分かれした第２のアーム４３５に衝突するので、粉砕される。したがって、ベッセル４１０の内部で分別物４は、加熱されながら撹拌および破壊され、比較的細かい粒子状または粉状になる。その際、分別物４が含む水分が水蒸気６としてベッセル４１０から排出される。
【００４５】  ベッセル４１０は分別物４を受け入れる供給口４２０と、水蒸気を含むガス（排気）を排出する排気口４６０とを含む。供給口４２０および排気口４６０は、それぞれ上板４１３を貫通するように設けられたノズル（管台）４２１および４６１を含む。排気管４６１のベッセル４１０の内部に向いた開口４６２は撹拌ユニット４３０の回転方向、すなわち、時計方向１１に向いて開いている。排気口４６０の開口４６２の向きを制御するためにベッセル４１０の上壁４１３の内側で排気管４６１を曲げてもよく、上壁４１３の内側に時計方向１１に向いて開口４６２が開いたボックス状の構造物を設けてもよい。
【００４６】  ベッセル４１０の内部４１１においては、分別物４が加熱されることにより水蒸気６が発生するとともに、分別物４が乾燥した乾燥物５がスクレーパ４３６により巻き上げられて粉塵となる。排気口４６０の開口４６２をスクレーパ４３６の進行方向と同じ方向に向けることにより、スクレーパ４３６とともに回転しながらベッセル４１０の上部に掻き上げられる粉状の乾燥物５が排気口４６０に侵入するのを抑制でき、排気口４６０から水蒸気６を主な成分とする流状体（ガス）を排出できる。
【００４７】  さらに、ベッセル４１０の排気口４６０には、蒸気５１をベッセル４１０の内部４１１に向かって吹き出す蒸気注入ユニット４４０が設けられている。この例では、排気管４６１の一部に蒸気注入用のノズル４４１が設けられており、排気管４６１の内部に、ベッセル４１０の内部４１１に向かって蒸気５１を吹き出せるようになっている。定期的に排気管４６１の内部に蒸気を吹き出すことにより、排気管４６１に蓄積された乾燥物５を加湿された状態で剥離してベッセル４１０の内部４１１に戻すことができる。このため、排気管４６１が乾燥物５で詰まったり、乾燥物５が蒸気排出管５０１を介して熱回収ユニット５００に搬送されるのを抑制できる。また、乾燥物５の除去に空気ではなく蒸気５１を用いることにより、乾燥物５が乾いた状態で巻き上がり、蒸気排出管５０１の側に入り込むのを抑制できる。したがって、注入する蒸気５１はできるだけ乾き度の少ない飽和あるいは過飽和の蒸気（生蒸気）であることが望ましい。
【００４８】  ベッセル４１０の周壁４１２の底壁４１４の直上には、乾燥物５を排出する排出口４７０が設けられている。排出口４７０の一例はノズル（管台）であり、乾燥中の分別物４や乾燥物５の堆積を抑制するようにベッセル４１０の内部に向かって下方に傾けたものであってもよい。排出口４７０にはスクリューフィーダ（スクリューコンベア）６１０が接続されており、乾燥中は排出口４７０を適当な開閉機構、たとえば、ゲートまたはバルブにより閉じておいてもよく、スクリューフィーダ６１０を排出方向とは逆方向に回転させておいてもよい。
【００４９】  図４に、処理システム１により乾燥物５を製造する過程をフローチャートにより示している。ステップ９０１において、分別装置１００を用いた分別処理９１０と、乾燥装置４００を用いた乾燥処理９４０と、計量ユニット３５０を用いて分別物４を予熱する処理９３０とを並列に行う。分別処理９１０の対象となる廃棄物２がない場合は、分別処理９１０は行わない。同様に、乾燥処理９４０の対象となる分別物４がない場合は、乾燥処理９４０および予熱処理９３０は行われない。
【００５０】  分別処理９１０においては、制御ユニット８００の分別装置を制御する機能８１０が回転羽根１２０を駆動し、流動性の分別物４が分別装置１００に貯まるとスクリューフィーダ１８０が分別物４を圧送装置２００に送り、圧送装置２００は分別物４を貯留タンク３１１に送っていったん貯留する。
【００５１】  乾燥処理９４０においては、制御ユニット８００の乾燥装置を制御する機能８４０が乾燥装置４００の撹拌ユニット４３０の駆動ユニット４８０を駆動し、複数の羽根ユニット４３１を、蒸気により加熱されたベッセル４１０の中で回転する。これによりベッセル４１０に受け入れられた流動性（スラッジ状）の分別物４が加熱乾燥されるとともに粉砕され、乾燥物５が生成される。乾燥処理９４０においては、制御ユニット８００が、ベッセル４１０の排気口４６０に設けられた蒸気注入ユニット４４０のソレノイドバルブ４４２を定期的に操作して、排気口４６０およびその近傍に蒸気５１を注入し、排気口４６０が乾燥物５で詰まったり、乾燥物５が熱回収ユニット５００の側にキャリーオーバーするのを抑制する。
【００５２】  予熱処理９３０においては、制御ユニット８００の計量ユニットを制御する機能８３０が計量ユニット３５０の撹拌装置３６２を用いて計量タンク３６１に受け入れた分別物４を撹拌する。計量タンク３６１は、熱回収ユニット５００から供給された温水９により加熱されており、計量タンク３６１に受け入れた１バッチ分の分別物４が予熱される。熱回収ユニット５００においては、乾燥装置４００のベッセル４１０から排出される水蒸気６の熱（排熱）を用いて温水９を生成する。計量タンク３６１における分別物４の予熱には乾燥装置４００の排熱が用いられるのでランニングコストを削減できる。予熱した分別物４を乾燥装置４００に供給することにより乾燥装置４００の処理費用および時間を低減できる。このため、低コストで乾燥物５を生成できる。
【００５３】  計量タンク３６１においては、乾燥装置４００の１回の乾燥処理分（１バッチ分）の分別物４を予熱する。したがって、計量タンク３６１においては、次の乾燥処理の分別物４に限定して予熱されるので分別物４の計量タンク３６１の出口温度を高く設定できる。このため、乾燥装置４００から排出される水蒸気６がそれほど多くない場合であっても、効率よく分別物４を予熱でき、また搬送のための流動性も確保できる。分別物４を長期間にわたり予熱していると、分別物４が発酵したり、腐敗する可能性があるが、このシステム１においては、計量タンク３６１により１バッチ分の限られた量の分別物４を乾燥処理の直前に予熱するので、そのような問題の発生も未然に防止できる。
【００５４】  また、計量タンク３６１で分別物４を予熱することにより分別物４の流動性を高めることができ、計量タンク３６１からベッセル４１０への分別物４の搬送が容易になる。このため、簡単な配管やコンベアにより計量タンク３６１からベッセル４１０へ流動性の分別物４を供給できる。
【００５５】  ステップ９０２において乾燥装置４００における乾燥処理が終了すると、ステップ９０３で搬送ユニット６００のスクリューフィーダ６１０を動かしてベッセル４１０から乾燥物５を排出する。ステップ９０４において、供給バルブ３８０を操作し、計量タンク３６１において予熱されていた分別物４を次の乾燥処理の処理対象物としてベッセル４１０に受け入れる。ステップ９０５において撹拌ユニット４３０を駆動し、乾燥処理を再開する。計量タンク３６１から分別物４が排出されると、ステップ９０６において、バルブ３３０を操作し、貯留タンク３１１から次の乾燥処理のための分別物４を計量タンク３６１に受け入れ、予熱を開始する。
【００５６】  なお、上記においては、分別装置１００、圧送装置２００、乾燥装置４００などを含む処理システム１を例に本発明を説明しているが、処理システム１は他の処理システムにおいて分別済みの分別物４を貯留タンク３１１に受け入れ、計量ユニット３５０で予熱し、乾燥装置４００で乾燥物５を生成するシステムであってもよい。また、処理システム１は、乾燥装置４００により再生された物（再生物、乾燥物）５およびその用途により、上記の装置に加え、脱脂装置などを含んでいてもよい。
【図１】
2014073203.tif 000003
【図２】
2014073203.tif 000004
【図３】
2014073203.tif 000005
【図４】
2014073203.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成26年9月5日(2014.9.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動性の処理対象物を一時的に受け入れて予熱する第１のタンクと、
前記第１のタンクにより予熱された処理対象物を受け入れて加熱乾燥処理する第２のタンクと、
前記第２のタンク内で羽根を回転させて撹拌する撹拌ユニットと、
前記第２のタンクから排出される排気の熱を利用して前記第１のタンクを加熱する熱回収ユニットとを有し、
前記撹拌ユニットは、前記第２のタンクの中心を通る回転軸と、
前記回転軸を回転する駆動ユニットとを含み、
前記第２のタンクは、底板から前記中心に沿って、前記回転軸の下端が前記第２のタンクの熱膨張により上下する範囲を越えて上方に伸びる支持ロッドを含み、
前記回転軸は、前記支持ロッドに中空の前記下端が挿入され、前記第２のタンクの下側に対して上下にスライド可能な状態で支持され、前記第２のタンクの上方から吊られた状態で回転するシステム。
【請求項２】
請求項１において、前記第１のタンクは、前記第２のタンクの１バッチ分の容量を備えた計量タンクを含む、システム。
【請求項３】
請求項１または２において、前記第２のタンクの排気は水蒸気を含み、
前記熱回収ユニットは、前記第１のタンクを予熱する温水を、前記第２のタンクの排気の熱を利用して生成する熱交換ユニットを含む、システム。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記第２のタンクは、前記第２のタンクの排気を排出する排気口であって、前記第２のタンク内の開口が前記羽根の回転方向を向いた排気口を含む、システム。
【請求項５】
請求項４において、前記排気口の前記第２のタンク内の開口の近傍に蒸気を断続的に吹き出す注入ユニットをさらに有する、システム。
【請求項６】
請求項５において、前記第２のタンクを外側から蒸気加熱する加熱用の蒸気を供給する蒸気供給ユニットをさらに有し、前記注入ユニットは前記加熱用の蒸気の一部を吹き出す、システム。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかにおいて、
前記撹拌ユニットは、前記回転軸から水平方向に突出した複数の第１のアームと、
前記複数の第１のアームのそれぞれに着脱可能に取り付けられた第２のアームと、
前記第２のアームの先端に取り付けられた撹拌羽根であって、前記第２のタンクの内壁に沿った弧状の撹拌羽根とを含み、
前記第２のアームは、前記撹拌羽根と三角形をなすように取り付けられた２本のサブアームを含む、システム。
【請求項８】
（削除）
【請求項９】
請求項１ないし７のいずれかにおいて、
廃棄物から包材を含む異物を分別して流動性の前記処理対象物を前記第１のタンクに供給する分別ユニットをさらに有する、システム。
【請求項１０】
（削除）
【請求項１１】
第１のタンクにより予熱された流動性の処理対象物を受け入れて加熱乾燥処理する第２のタンクと、
前記第２のタンク内で羽根を回転させて撹拌する撹拌ユニットとを有し、
前記撹拌ユニットは、前記第２のタンクの中心を通る回転軸と、
前記回転軸を回転する駆動ユニットとを含み、
前記第２のタンクは、底板から前記中心に沿って、前記回転軸の下端が前記第２のタンクの熱膨張により上下する範囲を越えて上方に伸びる支持ロッドを含み、
前記回転軸は、前記支持ロッドが中空の前記下端に挿入されることにより前記第２のタンクの下側に対して上下にスライド可能な状態で支持され、前記第２のタンクの上方から吊られた状態で回転する、システム。
【手続補正書】
【提出日】平成27年2月9日(2015.2.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動性の処理対象物を一時的に受け入れて予熱する第１のタンクと、
前記第１のタンクにより予熱された処理対象物を受け入れて加熱乾燥処理する第２のタンクと、
前記第２のタンク内で羽根を回転させて撹拌する撹拌ユニットと、
前記第２のタンクから排出される排気の熱を利用して前記第１のタンクを加熱する熱回収ユニットとを有し、
前記撹拌ユニットは、前記第２のタンクの中心を通る回転軸と、
前記第２のタンクの上板に搭載されて前記上板とともに上下動し、前記回転軸を吊った状態で回転し、前記回転軸とともに上下動する駆動ユニットとを含み、
前記第２のタンクは、周壁および底板に形成され、加熱された蒸気が循環する蒸気経路と、
前記底板から前記中心に沿って、前記回転軸の下端が前記第２のタンクの熱膨張により上下する範囲を越えて上方に伸びる支持ロッドとを含み、
前記回転軸は、前記上板を上下にスライド可能に貫通し、前記支持ロッドに中空の前記下端が挿入され、前記第２のタンクの前記底板に対して上下にスライド可能な状態で支持されているシステム。
【請求項２】
請求項１において、前記第１のタンクは、前記第２のタンクの１バッチ分の容量を備えた計量タンクを含む、システム。
【請求項３】
請求項１または２において、前記第２のタンクの排気は水蒸気を含み、
前記熱回収ユニットは、前記第１のタンクを予熱する温水を、前記第２のタンクの排気の熱を利用して生成する熱交換ユニットを含む、システム。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記第２のタンクは、前記第２のタンクの排気を排出する排気口であって、前記第２のタンク内の開口が前記羽根の回転方向を向いた排気口を含む、システム。
【請求項５】
請求項４において、前記排気口の前記第２のタンク内の開口の近傍に蒸気を断続的に吹き出す注入ユニットをさらに有する、システム。
【請求項６】
請求項５において、前記第２のタンクを外側から蒸気加熱する加熱用の蒸気を供給する蒸気供給ユニットをさらに有し、前記注入ユニットは前記加熱用の蒸気の一部を吹き出す、システム。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかにおいて、
前記撹拌ユニットは、前記回転軸から水平方向に突出した複数の第１のアームと、
前記複数の第１のアームのそれぞれに着脱可能に取り付けられた第２のアームと、
前記第２のアームの先端に取り付けられた撹拌羽根であって、前記第２のタンクの内壁に沿った弧状の撹拌羽根とを含み、
前記第２のアームは、前記撹拌羽根と三角形をなすように取り付けられた２本のサブアームを含む、システム。
【請求項８】
（削除）
【請求項９】
請求項１ないし７のいずれかにおいて、
廃棄物から包材を含む異物を分別して流動性の前記処理対象物を前記第１のタンクに供給する分別ユニットをさらに有する、システム。
【請求項１０】
（削除）
【請求項１１】
流動性の処理対象物を受け入れて加熱乾燥処理するタンクと、
前記タンク内で羽根を回転させて撹拌する撹拌ユニットとを有し、
前記撹拌ユニットは、前記タンクの中心を通る回転軸と、
前記タンクの上板に搭載されて前記上板とともに上下動し、前記回転軸を吊った状態で回転し、前記回転軸とともに上下動する駆動ユニットとを含み、
前記タンクは、周壁および底板に形成され、加熱された蒸気が循環する蒸気経路と、
前記底板から前記中心に沿って、前記回転軸の下端が前記タンクの熱膨張により上下する範囲を越えて上方に伸びる支持ロッドとを含み、
前記回転軸は、前記上板を上下にスライド可能に貫通し、前記支持ロッドが中空の前記下端に挿入されることにより前記タンクの前記底板に対して上下にスライド可能な状態で支持されている、システム。
【国際調査報告】
2014073203.tif 000007
2014073203.tif 000008
2014073203.tif 000009
2014073203.tif 000010