(57)【要約】【課題】  小型又は安価で燃料消費量の少ない生ごみ乾燥機を提供する。【解決手段】  乾燥機６は、回転自在な内筒３２と、内筒３２の周囲を囲む外筒３３とを備えている。外筒３３は、外壁３３ａ及び中壁３３ｂからなる中空二重管構造を有している。内筒３２の内壁３２ａの内部には、第１蒸気流路５１が形成されている、内壁３２ａと中壁３３ｂとの間には、ごみ流路５２が形成されている。中壁３３ｂと外壁３３ａとの間には、第２蒸気流路５３が形成されている。内壁３２ａの外周面には、螺旋状に配置された複数のブレード７０が設けられている。第１蒸気流路５１には、ボイラからの高温蒸気が供給される。第２蒸気流路５３には、生ごみ流路５２内の生ごみから発生した蒸気が加熱されて供給される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側に第１の蒸気流路が区画形成された第１筒状体と、
前記第１筒状体の周囲を囲み、前記第１筒状体との間に生ごみを流通させる生ごみ流路を区画形成する第２筒状体と、
前記第２筒状体の周囲を囲み、前記第２筒状体との間に第２の蒸気流路を区画形成する第３筒状体と、
前記第１筒状体の外周面又は前記第２筒状体の内周面に軸方向に向かって螺旋状に配置された搬送羽根と、
前記第１筒状体又は前記第２筒状体のうち前記搬送羽根が設けられている方の筒状体を回転させることによって前記生ごみを搬送する回転駆動機構と、
を備えた生ごみ乾燥機。
【請求項２】
前記第１〜第３筒状体は、上下方向に延び、
前記回転駆動機構は、生ごみを上方に向かって搬送し、
前記第１筒状体及び前記第２筒状体は、上側の方が下側よりも径が大きい逆テーパ形状に形成されている、請求項１に記載の生ごみ乾燥機。
【請求項３】
前記搬送羽根は、上方に向かって螺旋状に配置され且つ互いに分離された複数の羽根部材を備えている、請求項２に記載の生ごみ乾燥機。
【請求項４】
前記第１の蒸気流路内で開口する吸入口を有するサイフォン管と、
前記第１の蒸気流路内における前記吸入口よりも高い位置に設けられ、前記第１の蒸気流路に蒸気を導入する蒸気流入部と、
を備えた、請求項２又は３に記載の生ごみ乾燥機。
【請求項５】
前記第３の筒状体に接続され、前記第２の蒸気流路に接線方向から蒸気を供給する蒸気供給管を備えた、請求項１〜３のいずれか一つに記載の生ごみ乾燥機。
【請求項６】
前記生ごみ流路は、前記第１〜第３筒状体の一端側に設けられた生ごみ流入部と、前記第１〜第３筒状体の他端側に設けられた生ごみ流出部とを備え、
前記第１及び第２の蒸気流路は、前記第１〜第３筒状体の他端側に設けられた蒸気流入部と、前記第１〜第３筒状体の一端側に設けられた蒸気流出部とをそれぞれ備えている、請求項１〜３のいずれか一つに記載の生ごみ乾燥機。
【請求項７】
前記回転駆動機構は、少なくとも第１の回転速度と前記第１の回転速度よりも大きな第２の回転速度とで前記筒状体を回転させるように構成され、
前記第１の回転速度は、生ごみの一部が前記羽根部材の間から落下する一方、残りの生ごみが前記羽根部材によって上方に搬送されるように設定され、
前記第２の回転速度は、略全部の生ごみが前記羽根部材によって上方に搬送されるように設定されている、請求項３に記載の生ごみ乾燥機。
【請求項８】
第１の蒸気流路と生ごみを流通させる生ごみ流路とを仕切る第１仕切部材と、第２の蒸気流路と前記生ごみ流路とを仕切る第２仕切部材とを有し、前記生ごみ流路内の生ごみを、前記第１仕切部材を介して前記第１蒸気流路内の蒸気で加熱するとともに、前記第２仕切部材を介して前記第２蒸気流路内の蒸気で加熱することによって乾燥させる乾燥機と、
前記第１蒸気流路に蒸気を供給する蒸気供給源と、
前記生ごみ流路内の生ごみから発生した蒸気を前記第２蒸気流路に導く蒸気返送通路と、
前記蒸気返送通路内の蒸気を加熱する加熱機と、
を備えた生ごみ乾燥システム。
【請求項９】
前記蒸気供給源から供給される蒸気を前記第１蒸気流路に導く蒸気供給通路を備え、
前記加熱機は、前記蒸気供給通路内の蒸気と前記蒸気返送通路内の蒸気とを熱交換させる熱交換器を備えている、請求項８に記載の生ごみ乾燥システム。
【請求項１０】
前記第１蒸気流路内の蒸気が凝縮することによって生じた凝縮水を前記蒸気供給源に導く第１凝縮水路を備え、
前記蒸気供給源は、前記第１凝縮水路の凝縮水を蒸発させて前記第１蒸気流路に供給する、請求項８又は９に記載の生ごみ乾燥システム。
【請求項１１】
前記蒸気返送通路の蒸気を除塵する集塵機を備えた、請求項８〜１０のいずれか一つに記載の生ごみ乾燥システム。
【請求項１２】
前記集塵機は、湿式集塵機からなり、
前記第２蒸気流路内の蒸気が凝縮することによって生じた凝縮水を前記湿式集塵機に導く第２凝縮水路を備えた、請求項１１に記載の生ごみ乾燥システム。
【請求項１３】
前記乾燥機として、請求項１〜７のいずれか一つに記載の生ごみ乾燥機を備えた、請求項８〜１２のいずれか一つに記載の生ごみ乾燥システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生ごみ乾燥機及び生ごみ乾燥システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、高温の蒸気を用いて生ごみを加熱乾燥させる生ごみ乾燥機が知られている。この種の生ごみ乾燥機では、水分を含んだ蒸気を加熱源として用いるので、生ごみを加熱する際に、蒸気の顕熱だけでなく潜熱も利用することができる。そのため、生ごみを効率よく加熱することができる。
【０００３】
ところで、生ごみには多くの水分が含まれているため、生ごみの加熱乾燥に伴い、蒸気が発生する。このように生ごみから発生する蒸気にも、多くの潜熱エネルギーが含まれている。そこで、エネルギーの有効利用を図るため、生ごみから発生する蒸気を生ごみの加熱源として再利用する乾燥装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１に開示された乾燥装置は、生ごみの流路と蒸気流路とが区画形成された乾燥機と、生ごみ流路と蒸気流路とをつなぐ蒸気配管と、蒸気配管に設けられた加熱器と、蒸気配管に設けられた加圧器とを備えている。上記乾燥装置では、生ごみから発生した蒸気は、乾燥機の生ごみ流路から流出した後、加熱器及び加圧器で加熱加圧され、高温高圧の蒸気となった後、乾燥機の蒸気流路に流入し、生ごみ流路の生ごみを加熱する。
【０００５】
しかしながら、生ごみから発生した蒸気は、そのままでは加熱源として十分な熱量を発生させることが難しい。そこで、上記乾燥装置では、蒸気配管を流れる蒸気を加熱器で加熱することにより、蒸気の顕熱を増加させている。また、蒸気配管を流れる蒸気を加圧器で加圧することにより、蒸気流路内における蒸気の凝縮を促進し、潜熱量を増加させている。
【特許文献１】特開２００２−２４３３６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のように、上記乾燥装置では、生ごみから発生する蒸気そのものでは不足する熱量を、当該蒸気を加熱及び加圧することによって補っている。そのため、上記乾燥装置では、乾燥機とは別に、大型の加熱器及び加圧器が必要であった。したがって、装置が高価となり、また、大型化するおそれがあった。また、蒸気の大幅な加熱及び加圧が必要であるため、装置全体の燃料消費量が多くなる。そのため、生ごみから発生する蒸気を再利用しているにも拘わらず、十分な省エネルギー効果を期待できるものではなかった。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、小型又は安価で燃料消費量の少ない生ごみ乾燥機及び生ごみ乾燥システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る生ごみ乾燥機は、内側に第１の蒸気流路が区画形成された第１筒状体と、前記第１筒状体の周囲を囲み、前記第１筒状体との間に生ごみを流通させる生ごみ流路を区画形成する第２筒状体と、前記第２筒状体の周囲を囲み、前記第２筒状体との間に第２の蒸気流路を区画形成する第３筒状体と、前記第１筒状体の外周面又は前記第２筒状体の内周面に軸方向に向かって螺旋状に配置された搬送羽根と、前記第１筒状体又は前記第２筒状体のうち前記搬送羽根が設けられている方の筒状体を回転させることによって前記生ごみを搬送する回転駆動機構と、を備えたものである。
【０００９】
上記生ごみ乾燥機によれば、生ごみ流路内の生ごみは、搬送羽根によって搬送される際に、当該搬送羽根によって攪拌される一方、第１筒状体を介して第１蒸気流路内の蒸気で加熱されるとともに、第２筒状体を介して第２蒸気流路内の蒸気で加熱される。そのため、生ごみは、攪拌されながら第１筒状体及び第２筒状体の両側から加熱され、効率的に乾燥される。したがって、小型且つ燃料消費量の少ない生ごみ乾燥機を実現することができる。
【００１０】
前記第１〜第３筒状体は、上下方向に延び、前記回転駆動機構は、生ごみを上方に向かって搬送し、前記第１筒状体及び前記第２筒状体は、上側の方が下側よりも径が大きい逆テーパ形状に形成されていることが好ましい。
【００１１】
生ごみは蒸気によって加熱乾燥されるとともに、筒状体の回転にしたがって回転し、遠心力を受けて脱水される。上記生ごみ乾燥機によれば、第１筒状体及び第２筒状体は逆テーパ形状に形成されているので、生ごみに作用する遠心力は、上側に行くほど大きくなる。そのため、生ごみは搬送方向の下流側に行くほど大きな遠心力を受けるので、効率よく乾燥される。
【００１２】
前記搬送羽根は、上方に向かって螺旋状に配置され且つ互いに分離された複数の羽根部材を備えていることが好ましい。
【００１３】
このことにより、生ごみ流路内において、生ごみは羽根部材によって上方に搬送される。ここで、羽根部材は互いに分離され、羽根部材同士の間には隙間が形成されている。そのため、搬送中の生ごみの一部は隙間から落下し、再び下方から上方に搬送される。したがって、生ごみは活発に攪拌され、乾燥効率が向上する。
【００１４】
前記生ごみ乾燥機は、前記第１の蒸気流路内で開口する吸入口を有するサイフォン管と、前記第１の蒸気流路内における前記吸入口よりも高い位置に設けられ、前記第１の蒸気流路に蒸気を導入する蒸気流入部と、を備えていることが好ましい。
【００１５】
このことにより、第１の蒸気流路内の蒸気が凝縮すると、凝縮水は蒸気の圧力を受け、サイフォン管を通じて排出される。
【００１６】
前記生ごみ乾燥機は、前記第３の筒状体に接続され、前記第２の蒸気流路に接線方向から蒸気を供給する蒸気供給管を備えていることが好ましい。
【００１７】
このことにより、蒸気供給管から第２の蒸気流路に対して、接線方向から蒸気が供給される。したがって、蒸気は第２の蒸気流路内を満遍なく流通しやすくなる。
【００１８】
前記生ごみ流路は、前記第１〜第３筒状体の一端側に設けられた生ごみ流入部と、前記第１〜第３筒状体の他端側に設けられた生ごみ流出部とを備え、前記第１及び第２の蒸気流路は、前記第１〜第３筒状体の他端側に設けられた蒸気流入部と、前記第１〜第３筒状体の一端側に設けられた蒸気流出部とをそれぞれ備えていることが好ましい。
【００１９】
このことにより、第１及び第２の蒸気流路内の各蒸気と、生ごみ流路内の生ごみとは、互いに対向する方向に流れることになる。そのため、各蒸気と生ごみとの間の熱交換効率が向上する。
【００２０】
前記回転駆動機構は、少なくとも第１の回転速度と前記第１の回転速度よりも大きな第２の回転速度とで前記筒状体を回転させるように構成され、前記第１の回転速度は、生ごみの一部が前記羽根部材の間から落下する一方、残りの生ごみが前記羽根部材によって上方に搬送されるように設定され、前記第２の回転速度は、略全部の生ごみが前記羽根部材によって上方に搬送されるように設定されていることが好ましい。
【００２１】
このことにより、通常の乾燥運転の際には、筒状体を第１の回転速度で回転させることにより、生ごみを効率的に乾燥させることができる。一方、乾燥運転の終了段階等では、筒状体の回転速度を第２の回転速度にまで増速させることにより、生ごみ流路内に残った生ごみを遠心力によって第２筒状体の内面に沿わせて強制的に排出することができる。
【００２２】
本発明に係る生ごみ乾燥システムは、第１の蒸気流路と生ごみを流通させる生ごみ流路とを仕切る第１仕切部材と、第２の蒸気流路と前記生ごみ流路とを仕切る第２仕切部材とを有し、前記生ごみ流路内の生ごみを、前記第１仕切部材を介して前記第１蒸気流路内の蒸気で加熱するとともに、前記第２仕切部材を介して前記第２蒸気流路内の蒸気で加熱することによって乾燥させる乾燥機と、前記第１蒸気流路に蒸気を供給する蒸気供給源と、前記生ごみ流路内の生ごみから発生した蒸気を前記第２蒸気流路に導く蒸気返送通路と、前記蒸気返送通路内の蒸気を加熱する加熱機と、を備えたものである。
【００２３】
上記生ごみ乾燥システムによれば、生ごみから発生した蒸気は、生ごみ流路から蒸気返送通路に流出し、加熱機によって加熱された後、第２蒸気流路に流入する。そして、当該蒸気は、第２仕切部材を介して生ごみ流路内の生ごみを加熱する。そのため、生ごみから発生した蒸気（以下、回収蒸気という）を加熱源として再利用することができる。また、生ごみは第１蒸気流路の蒸気及び上記回収蒸気の両方によって加熱されるので、回収蒸気の加熱量が比較的少なくても、生ごみを十分に加熱乾燥させることができる。そのため、大型の加熱機及び加圧機は不要であり、また、装置全体の燃料消費量は少なく抑えられる。したがって、小型又は安価で燃料消費量の少ない生ごみ乾燥システムを実現することができる。
【００２４】
前記生ごみ乾燥システムは、前記蒸気供給源から供給される蒸気を前記第１蒸気流路に導く蒸気供給通路を備え、前記加熱機は、前記蒸気供給通路内の蒸気と前記蒸気返送通路内の蒸気とを熱交換させる熱交換器を備えていることが好ましい。
【００２５】
このことにより、蒸気供給通路内の蒸気を加熱源として、蒸気返送通路内の蒸気を加熱することができる。したがって、別途新たな加熱源は不要であり、システムの小型化及び燃料消費量の低減を図ることができる。
【００２６】
前記生ごみ乾燥システムは、前記第１蒸気流路内の蒸気が凝縮することによって生じた凝縮水を前記蒸気供給源に導く第１凝縮水路を備え、前記蒸気供給源は、前記第１凝縮水路の凝縮水を蒸発させて前記第１蒸気流路に供給することが好ましい。
【００２７】
このことにより、第１蒸気流路内で生じた凝縮水は、再び蒸気として第１蒸気流路に供給される。したがって、上記凝縮水を生ごみの加熱源として再利用することができる。
【００２８】
前記生ごみ乾燥システムは、前記蒸気返送通路の蒸気を除塵する集塵機を備えていることが好ましい。
【００２９】
このことにより、生ごみから発生した蒸気は、集塵機によって除塵されてから第２蒸気流路に供給される。したがって、第２蒸気流路の清浄化を図ることができ、第２仕切部材を介した熱交換の効率低下を抑えることができる。
【００３０】
前記集塵機は、湿式集塵機からなり、前記生ごみ乾燥システムは、前記第２蒸気流路内の蒸気が凝縮することによって生じた凝縮水を前記湿式集塵機に導く第２凝縮水路を備えていることが好ましい。
【００３１】
このことにより、第２蒸気流路内で生じた凝縮水を、集塵用の処理水として再利用することができる。
【００３２】
なお、前記生ごみ乾燥システムは、前記乾燥機として前記生ごみ乾燥機を備えていることが好ましい。
【発明の効果】
【００３３】
以上のように、本発明によれば、小型又は安価で燃料消費量の少ない生ごみ乾燥機及び生ごみ乾燥システムを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３５】
図１に示すように、実施形態に係る生ごみ処理装置１は、生ごみ粉砕システム２と、生ごみ乾燥システム３とからなっている。この生ごみ処理装置１は、生ごみ粉砕システム２において生ごみを粉砕して細かくした後、生ごみ乾燥システム３において生ごみを加熱乾燥し、乾燥ごみとして排出する装置である。
【００３６】
生ごみ粉砕システム２は、生ごみを粉砕する粉砕機４と、粉砕機４で粉砕された生ごみを回収する生ごみホッパ５とを備えている。
【００３７】
生ごみ乾燥システム３は、乾燥機６と、ボイラ７と、湿式集塵機８とを備えている。
【００３８】
乾燥機６の内部には、第１蒸気流路５１と、生ごみが流通するごみ流路５２と、第２蒸気流路５３とが区画形成されている。なお、乾燥機６の詳細な構成については、後述する。
【００３９】
ボイラ７には、灯油等の燃料が使用される。図示は省略するが、ボイラ７には、燃焼用空気を取り入れる空気取入部と、水を取り入れる給水部とを備えている。ボイラ７は、給水部から取り入れた水を沸騰させることにより、蒸気を発生させる。
【００４０】
ボイラ７の蒸気排出部（図示せず）と乾燥機６の第１蒸気流路５１とは、第１蒸気配管１１を介して連通している。また、第１蒸気流路５１とボイラ７の上記給水部とは、第１配水管１２を介して接続されている。
【００４１】
乾燥機６のごみ流路５２と湿式集塵機８のガス流入部とは、第２蒸気配管１３を介して接続されている。湿式集塵機８のガス流出部と乾燥機６の第２蒸気流路５３とは、第３蒸気配管１５を介して接続されている。また、乾燥機６の第２蒸気流路５３と湿式集塵機８の貯水部とは、第２配水管１４を介して接続されている。
【００４２】
第１蒸気配管１１と第３蒸気配管１５とには、第１蒸気配管１１内を流れる蒸気と第３蒸気配管１５内を流れる蒸気とを熱交換させる熱交換器９が設けられている。
【００４３】
乾燥機６の第２蒸気流路５３には、排気管１８が接続されている。排気管１８の下流側には、排気ファン３９が設けられている。
【００４４】
乾燥機６のごみ流路５２は、ごみ排出管１７を介してコレクタ１０に接続されている。
【００４５】
次に、乾燥機６の構成を説明する。図２に示すように、乾燥機６は、生ごみを加熱乾燥する乾燥機本体３０と、乾燥ごみを貯留するコレクタ１０とを備えている。
【００４６】
乾燥機本体３０は、内筒３２と、内筒３２の周囲を囲む中空二重構造の外筒３３と、内筒３２及び外筒３３の上端を覆う円形の天板３４とからなる筒部３１を備えている。内筒３２は、上側の方が下側よりも径が大きい逆テーパ形状に形成されている。具体的には、内筒３２は、図５に示すように、頂角が約１０度の逆円錐台状の内壁３２ａと、中心部に窪み３２ｃを有する円形底板３２ｂとからなる筒状体である。一方、外筒３３は、円筒形状の外壁３３ａと、頂角が約１０度の逆円錐台状の中壁３３ｂと、円形底板３３ｃとからなる筒状体である。
【００４７】
内筒３２の内壁３２ａの外径は、外筒３３の中壁３３ｂの内径よりも小さい。内筒３２は、外筒３３の内部に設けられ、外筒３３と同軸状に配置されている。また、内筒３２は、図示しない軸受に回転可能に支持されている。一方、外筒３３は、回転しないように固定されている。
【００４８】
以上の構成により、筒部３１の内部は、内壁３２ａの内側の第１蒸気流路５１と、内壁３２ａと中壁３３ｂとの間のごみ流路５２と、中壁３３ｂと外壁３３ａとの間の第２蒸気流路５３とに区画されている。
【００４９】
天板３４の中心部には開口４１が形成されており、この開口４１にはジョイント３５が取り付けられている。ジョイント３５は二重管構造になっており、ジョイント３５の内部にはサイフォン管３６が挿通している。ジョイント３５の内周面とサイフォン管３６の外周面との間の隙間は、第１蒸気配管１１からの蒸気を第１蒸気流路５１に導くガス流路となっている。天板３４の開口４１とサイフォン管３６の外周面との間は、第１蒸気流路５１に蒸気を導く流入口を形成している。図５に示すように、サイフォン管３６は、第１蒸気流路５１内を上下方向に延びている。サイフォン管３６の下端の開口３６ａは、円形底板３２ｂの窪み３２ｃの内部に入り込んでおり、下向きに開口している。
【００５０】
図５に示すように、外筒３３の中壁３３ｂの下端部には、ごみ供給口４２が設けられている。ごみ供給口４２には、外壁３３ａを貫くごみ供給管１６が接続されている。なお、図示は省略するが、ごみ供給管１６の内部には、生ごみホッパ５から生ごみを搬送するスクリューが設置されている。上記スクリューは、ごみ流路５２内に生ごみを定量的に送り込むものである。
【００５１】
図２に示すように、外筒３３の中壁３３ｂの上端部には、ごみ排出口４８が形成されている。ごみ排出口４８には、ごみ排出管１７が接続されている。上部天板３４には、ごみ流路５２内で発生した蒸気を排出する排出口３７が形成されており、この排出口３７には第２蒸気配管１３が接続されている。
【００５２】
図３に示すように、外筒３３の外壁３３ａの上部には、蒸気流入口４３が形成され、この蒸気流入口４３には第３蒸気配管１５が接続されている。したがって、第３蒸気配管１５からの蒸気は、蒸気流入口４３を通じて第２蒸気流路５３に導入される。第３蒸気配管１５は、外壁３３ａの接線方向に延びている。第３蒸気配管１５は、蒸気を接線方向に沿って導入するように形成されている。
【００５３】
図５に示すように、円形底板３３ｃには、第２蒸気流路５３内で生じた凝縮水を排出する排出口（図示せず）が形成されており、この排出口には第２配水管１４が接続されている。
【００５４】
図６に模式的に示すように、内筒３２の内壁３２ａの外周面には、上方に向かって螺旋状に配置された複数のブレード７０が設けられている。これらブレード７０は、生ごみを上方に搬送するように形成されている。ブレード７０の外縁は、外筒３３の中壁３３ｂから若干離れており、ブレード７０と中壁３３ｂとの間には隙間が設けられている。ブレード７０は内筒３２の内壁３２ａの外周面に設けられているので、内壁３２ａの逆テーパ形状に応じて配置されている。そのため、回転中心とブレード７０との間の距離（回転半径）は、上側にいくほど大きくなっている。
【００５５】
さらに、これらブレード７０は、螺旋方向に沿って一定の間隔毎に配置されている。図７に示すように、本実施形態では、ブレード７０の螺旋方向に沿った長さＬ１は、ブレード７０間の隙間の長さＬ２に等しい。すなわち、平面視において、ブレード７０の面積と上記隙間の面積との比率は一対一である。また、ブレード７０は、回転中心周りに４５度毎に形成されている。ただし、ブレード７０の配置角度及び面積比率は何ら限定されるものではない。
【００５６】
図３に示すように、筒部３１の側部には、アングル３８を介してモータ７２が取り付けられている。モータ７２の回転軸７３ａには、スプロケット７４ａが固定されている。モータ７２は回転数制御が自在なモータであり、コントローラ７６に接続されている。コントローラ７６は、モータ７２のＯＮ／ＯＦＦ制御や回転数制御等を実行する。
【００５７】
図５に示すように、内筒３２の下端部には、回転軸７３ｂが取り付けられている。回転軸７３ｂには、スプロケット７４ｂが固定されている。そして、図３に示すように、モータ７２のスプロケット７４ａと上記スプロケット７４ｂとには、チェーン７５が巻き掛けられている。これにより、コントローラ７６のスイッチ（図示せず）をＯＮにすると、モータ７２が始動し、チェーン７５を介して内筒３２を回転駆動する。
【００５８】
以上が生ごみ処理装置１の構成である。次に、生ごみ処理装置１の動作について説明する。
【００５９】
図１に示すように、ボイラ７から供給された高温の蒸気は、第１蒸気配管１１を流通し、熱交換器９において第３蒸気配管１５内の蒸気を加熱した後、乾燥機６の第１蒸気流路５１に流入する。第１蒸気流路５１内を下向きに流通した蒸気は、ごみ流路５２内の生ごみと熱交換を行い、生ごみを加熱する。この際、蒸気は冷却され、凝縮することによって凝縮水となる。凝縮水はサイフォン管３６を通じて排出され、第１配水管１２を通ってボイラ７の給水部（図示せず）に戻される。ボイラ７に返送された凝縮水は、ボイラ７によって加熱されて蒸発し、再び蒸気となって第１蒸気配管１１を通じて乾燥機６の第１蒸気流路５１に供給される。
【００６０】
処理対象となる生ごみは、始めに粉砕機４に投入され、当該粉砕機４によって粉砕された後、生ごみホッパ５に回収される。生ごみホッパ５に回収された生ごみは、図示しないスクリューによって、乾燥機６のごみ流路５２に搬送される。
【００６１】
上記生ごみは、ごみ流路５２内を上方に向かって搬送される。この際、生ごみは、内壁３２ａを介して第１蒸気流路５１内の蒸気で加熱されるとともに、中壁３３ｂを介して第２蒸気流路５３内の蒸気で加熱される。また、生ごみは、ごみ流路５２内で攪拌される。その結果、生ごみに含まれる水分が蒸発し、生ごみは乾燥する。
【００６２】
乾燥後の生ごみは、ごみ排出管１７を通じて排出され、コレクタ１０に回収される。そして、コレクタ１０に回収された生ごみは、乾燥ごみとして処理される。
【００６３】
一方、ごみ流路５２内で発生した蒸気は、第２蒸気配管１３を通じて湿式集塵機８に導出され、湿式集塵機８において除塵及び脱臭される。除塵後の蒸気は、第３蒸気配管１５を流れ、熱交換器９において第１蒸気配管１１内の高温の蒸気と熱交換を行う。その結果、第３蒸気配管１５内の蒸気は加熱されて温度が上昇し、高温の蒸気となって乾燥機６の第２蒸気流路５３に導入される。この蒸気は、第２蒸気流路５３内を下向きに流れ、中壁３３ｂを介してごみ流路５２内の生ごみを加熱する。生ごみを加熱した蒸気は冷却され、その一部又は全部が凝縮して凝縮水となる。第２蒸気流路５３内の凝縮水は、第２配水管１４を通じて湿式集塵機８に供給され、湿式集塵機８において再利用される。
【００６４】
上述の運転の際、乾燥機６はコントローラ７６によって制御される。コントローラ７６は、以下の通常運転に加えて、後述の高速運転をも実行する。
【００６５】
通常運転は、前記スクリューによる生ごみ流路５２に対する定量的なごみの供給と、内筒３２の回転とによって、ごみをごみ流路５２の下部から上部へと搬送し、ごみ排出口４８から連続的に排出する運転である。通常運転では、コントローラ７６は、モータ７２を所定の回転数（以下、第１回転数という）で運転させる。
【００６６】
具体的には、通常運転においては、ごみホッパ５に貯留された生ごみは、上記スクリューによって搬送され、ごみ供給口４２を通じてごみ流路５２内に押し込まれる。なお、いったんごみ流路５２内に押し込まれた生ごみは、後から押し込まれた生ごみによっても上方に搬送される。また、内筒３２が回転することにより、ブレード７０も円筒３２と一体となって回転し、ごみを上方に搬送する。
【００６７】
ところで、前述したように、隣り合うブレード７０の間には、隙間が形成されている。そのため、ブレード７０上の一部の生ごみは、ブレード７０の隙間より自然落下する。その結果、搬送と落下とが繰り返されることにより、生ごみは効果的に攪拌される。
【００６８】
また、生ごみはブレード７０によって搬送されながら、第１蒸気流路５１及び第２蒸気流路５３の蒸気から熱を吸収して乾燥する。そして、乾燥された生ごみはごみ流路５２の最上部にまで搬送され、ごみ排出管１７を通ってコレクタ１０に回収される。
【００６９】
ところで、通常運転では、ごみ流路５２からの生ごみの排出に際して、前記スクリューによる生ごみの搬送力を利用している。そのため、スクリューからの生ごみの搬送が終了すると、それ以後はごみ流路５２から生ごみを円滑に排出しにくくなる。すなわち、処理の最終段階においては、乾燥機６からの生ごみの排出速度が遅くなる。また、点検等の際に、前記スクリューによるごみの供給を止めると、それ以後は生ごみを排出しにくくなる。この場合、乾燥機６の内部の生ごみを手作業によって除去しなければならず、面倒な作業が必要になる。そこで、本乾燥機６では、上述のような場合には、以下の高速運転を実行することにより、乾燥機６からごみを円滑に排出させることとしている。
【００７０】
高速運転では、まず、前記スクリュー６１を止めて、ごみの供給を停止する。その後、コントローラ７６によって、内筒３２の回転が高速となるように制御する。すなわち、モータ７２の回転数を、前記第１回転数よりも大きな所定の回転数（以下、第２回転数という）とする。その結果、内筒３２に設けられたブレード７０も高速で回転するため、ごみ流路５２内の生ごみは、より大きな速度で搬送される。また、生ごみには、通常運転時より大きな遠心力が加えられる。そのため、生ごみは、中壁３３ｂの内周面に沿って円滑に上昇する。その結果、ブレード７０間に隙間が形成されているにも拘わらず、ごみ流路５２内の生ごみの全部又はほぼ全部がごみ流路５２の最上部にまで到達し、ごみ排出口４８から外部に排出されることになる。
【００７１】
このように、本実施形態によれば、生ごみの乾燥時に生ごみから発生する蒸気を生ごみ乾燥用熱源として再利用することとしたので、ボイラ７の燃料消費量を減少させることができる。
【００７２】
また、本実施形態では、生ごみから発生する蒸気だけを生ごみ乾燥用熱源とするのではなく、当該蒸気を、ボイラ７が生成する蒸気と併用することとした。そのため、生ごみから発生する蒸気のみを乾燥用熱源とした場合に比べ、安定した熱供給が可能となる。ところで、生ごみから発生する蒸気のみを乾燥用熱源とした場合、生ごみから発生した蒸気はごみの加熱源としては熱量が不十分で、当該蒸気を別途加熱及び加圧することが必要となる。しかし、本生ごみ乾燥システム３では、ボイラ７の生成蒸気を併用し、さらに熱交換器９により、ボイラ７の生成蒸気の熱を生ごみから発生した蒸気の加熱に利用している。そのため、加熱機や加圧機などの大型装置を使用することなく、ごみの加熱源として十分な熱量を得ることができる。したがって、装置の小型化を図ることができる。
【００７３】
また、本実施形態によれば、乾燥機６の内部において、第１蒸気流路５１及び第２蒸気流路５３の各蒸気の流通方向と、ごみ流路５２内のごみの流通方向とを、対向させることとした。すなわち、互いに熱交換を行う蒸気と生ごみとを対向流化させることとした。したがって、生ごみを効率的に加熱することができる。
【００７４】
本乾燥機６においては、ブレード７０を一定の間隔をあけて螺旋状に配置したので、内筒３２の回転により、ごみはブレード７０に搬送されながら、隙間より自然落下する。この搬送と落下を各段で繰り返すことによりごみを頻繁に攪拌することができるので、より効率のよい乾燥を行うことができる。
【００７５】
内筒３２の内壁３２ａ及び外筒３３の中壁３３ｂを逆テーパ形状に形成するとともに、ごみを上方に搬送することとしたので、生ごみ流路５２の搬送方向の下流側にいくほど、ごみの周速度は速くなる。したがって、攪拌効果を向上させることができる。また、より高温となるごみ流路５２の上側部分においてごみがよく攪拌されることにより、乾燥効率を上げることが可能となる。
【００７６】
また、本乾燥機６では、第２蒸気流路５３に蒸気を供給する第３蒸気配管１５は、蒸気を外壁３３ａの接線方向から供給するように形成されている。したがって、第２蒸気流路５３内に蒸気を満遍なく供給しやすくなり、生ごみの乾燥効率を向上させることができる。
【００７７】
また、本実施形態によれば、生ごみから発生した蒸気をそのまま第２蒸気流路５３に供給するのではなく、当該蒸気を湿式集塵機８において除塵した後に第２蒸気流路５３に供給している。そのため、第２蒸気流路５３に流入する塵埃の量を低減することができ、中壁３３ｂに対するスケールの付着を抑制することができる。したがって、スケールの付着に起因する熱交換効率の低下を抑えることができる。
【００７８】
また、集塵機として特に湿式集塵機８を用いることとしているので、第２蒸気流路５３内で生じた凝縮水を湿式集塵機８で再利用することが可能となる。
【００７９】
なお、本実施形態では、ボイラ７の生成蒸気を乾燥用熱源としているが、蒸気の供給源はボイラ７に限定されず、他の装置等から排出された余剰蒸気を利用することも可能である。その場合、さらなる燃料の削減が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
以上説明したように、本発明は、生ごみ乾燥機及び生ごみ乾燥システムについて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】生ごみ処理装置の構成図である。
【図２】乾燥機の縦断面図である。
【図３】乾燥機の側面図である。
【図４】乾燥機の平面図である。
【図５】図２のＡ部分近傍の拡大図である。
【図６】乾燥機の主要部を概念的に表した斜視図である。
【図７】乾燥機の主要部の横断面図である。
【符号の説明】
【００８２】
７      ボイラ（蒸気供給源）
１１    第１蒸気配管（蒸気供給通路）
１２    第１配水管（第１凝縮水路）
１４    第２配水管（第２凝縮水路）
１５    第３蒸気配管（蒸気返送通路）
３２ａ  内壁（第１筒状体，第１仕切部材）
３３ａ  外壁（第３筒状体）
３３ｂ  中壁（第２筒状体，第２仕切部材）
５１    第１蒸気流路
５２    生ごみ流路
５３    第２蒸気流路
７０    ブレード（搬送羽根，羽根部材）
７２    モータ（回転駆動機構）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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