(57)【要約】  腐敗性有機性廃棄物の処理システムおよびこれを処理する方法は、腐敗性有機性廃棄物を実質的に粉砕してパルプスラリーにするように適合された粉砕手段を含む粉砕ユニットであって、水の供給に接続されるように適合された粉砕ユニットと、粉砕手段に供給される水の流量および／または容量を制御するように適合された制御手段と、を具備する。特定の量の腐敗性有機性廃棄物の粉砕中に、所定の物理的特性を有する廃棄物パルプが生成されるように、粉砕手段に供給される水の量を制御手段が制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
腐敗性有機性廃棄物の処理システムであって、
腐敗性有機性廃棄物を実質的に粉砕してパルプスラリーにするように適合された粉砕手段を含む粉砕ユニットであって、水の供給部に接続されるように適合された粉砕ユニットと、
前記粉砕手段に供給される水の流量および／または容量を制御するように適合された制御手段と、
を具備し、
特定の量の腐敗性有機性廃棄物の粉砕中に、所定の物理的特性を有する廃棄物パルプが生成されるように、前記粉砕手段に供給される水の量を制御手段が制御する、腐敗性有機性廃棄物の処理システム。
【請求項２】
前記廃棄物パルプの前記所定の物理的特性は、予め規定された含水率、密度および／または密度の範囲および／または流れ特性を含む、請求項１に記載の腐敗性有機性廃棄物の処理システム。
【請求項３】
前記粉砕ユニットから廃棄物パルプを受け取るためのレセプタクルをさらに具備し、前記レセプタクルは、前記粉砕ユニットに流体連通する、請求項１または２に記載の腐敗性有機性廃棄物の処理システム。
【請求項４】
前記粉砕ユニットは、前記腐敗性有機性廃棄物を受け取るためのチャンバを具備し、前記チャンバは前記粉砕手段の上に位置決めされる、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の腐敗性有機性廃棄物の処理システム。
【請求項５】
前記チャンバは、前記腐敗性有機性廃棄物を前記粉砕手段へ送出するのを容易にするために、半径方向に内向きに且つ下向きに前記粉砕手段へ向けて延在する円錐壁部分を含む、請求項４に記載の腐敗性有機性廃棄物の処理システム。
【請求項６】
前記チャンバは、前記腐敗性有機性廃棄物を前記チャンバから前記粉砕手段へ移送することができるように、閉鎖位置から開口位置へ動くことができるフロア部分を含む、請求項５に記載の腐敗性有機性廃棄物の処理システム。
【請求項７】
前記フロア部分は、半径方向に外向きに延在し且つ前記チャンバの残りの部分へ旋回可能に接続され且つアクチュエータによって開口位置へ動くことができるように配列された少なくとも２つのフロア部材を含み、前記少なくとも２つのフロア部材は、前記円錐部分内に下向きに延在し、腐敗性有機性廃棄物が前記粉砕手段へ通ることができるようにする、請求項６に記載の腐敗性有機性廃棄物の処理システム。
【請求項８】
前記フロア部材が閉鎖位置にあるときに、前記チャンバ内の腐敗性有機性廃棄物の重量を決定するように配列された計量手段をさらに具備する、請求項７に記載の腐敗性有機性廃棄物の処理システム。
【請求項９】
前記計量手段は、前記閉鎖位置にある間に前記フロア部材に加えられた負荷から腐敗性有機性廃棄物の重量を測定するように配列される、請求項８に記載の腐敗性有機性廃棄物の処理システム。
【請求項１０】
前記所定の物理的特性を有する廃棄物パルプを生成するように前記粉砕手段に供給される水の量は、前記腐敗性有機性廃棄物の重量によって決定される、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の腐敗性有機性廃棄物の処理システム。
【請求項１１】
前記チャンバ内の腐敗性有機性廃棄物のレベルを決定するための検知手段をさらに具備し、腐敗性有機性廃棄物の前記レベルは、前記チャンバ内の腐敗性有機性廃棄物の量を示す、請求項４乃至７のいずれか一項に記載の腐敗性有機性廃棄物の処理システム。
【請求項１２】
前記所定の物理的特性を有する廃棄物パルプを生成するように前記粉砕手段に供給される水の量は、前記腐敗性有機性廃棄物の量によって決定される、請求項１乃至８または１１のいずれか一項に記載の腐敗性有機性廃棄物の処理システム。
【請求項１３】
前記粉砕ユニットは、前記チャンバに位置し前記水の供給部に流体連通する第１の水口をさらに含む、請求項５乃至１２のいずれか一項に記載の腐敗性有機性廃棄物の処理システム。
【請求項１４】
前記粉砕ユニットは、前記第１の水口の下に位置する第２の水口をさらに含む、請求項１３記載の腐敗性有機性廃棄物の処理システム。
【請求項１５】
前記粉砕手段へ供給される水の流量および／または流れ容量は、前記水の供給部の流量および／または流れ容量を規制する制御弁によって規制される、請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の腐敗性有機性廃棄物の処理システム。
【請求項１６】
前記制御弁を制御するための制御システムをさらに具備する、請求項１５に記載の腐敗性有機性廃棄物の処理システム。
【請求項１７】
制御システムは、プログラム可能なロジカルコントローラである、請求項１６記載の腐敗性有機性廃棄物の処理システム。
【請求項１８】
前記特定の量の腐敗性有機性廃棄物は、ユーザによって前記制御システムに手で入力される、請求項１６または１７に記載の腐敗性有機性廃棄物の処理システム。
【請求項１９】
前記特定の量の腐敗性有機性廃棄物は、前記制御システムに自動的に入力される、請求項１６または１７に記載の腐敗性有機性廃棄物の処理システム。
【請求項２０】
バイオガス燃料生産用の供給源を生成するためのシステムであって、
腐敗性有機性廃棄物を実質的に粉砕してパルプスラリーにするように適合された粉砕手段を含む粉砕ユニットであって、水の供給部に接続されるように適合された粉砕ユニットと、
前記粉砕手段に供給される水の流量および／または容量を制御するように適合された制御手段であって、特定の量の腐敗性有機性廃棄物の粉砕中に、所定の物理的特性を有する廃棄物パルプが生成されるように、前記粉砕手段に供給される水の量を制御する制御手段と、
バイオガス燃料を生産するために消化装置へ前記廃棄物パルプを直接または間接に送出するための出口管と、
を具備する、バイオガス燃料生産用の供給源を生成するためのシステム。
【請求項２１】
前記廃棄物パルプの前記所定の物理的特性は、予め規定された含水率、密度および／または密度の範囲および／または流れ特性を含む、請求項２０に記載のバイオガス燃料生産用の供給源を生成するためのシステム。
【請求項２２】
腐敗性有機性廃棄物を処理する方法であって、
規定された量の腐敗性有機性廃棄物を粉砕するステップと、
前記腐敗性有機性廃棄物に水を供給してパルプスラリーを生成するステップと、
所定の物理的特性を有する廃棄物パルプが生成されるように、特定の量の腐敗性有機性廃棄物に供給される水の流量および／または容量を制御するステップと、
を含む、方法。
【請求項２３】
前記廃棄物パルプの前記所定の物理的特性は、予め規定された含水率、密度および／または密度の範囲および／または流れ特性を含む、請求項２２に記載の腐敗性有機性廃棄物を処理する方法。
【請求項２４】
バイオガス燃料生産用の供給源を生成するための方法であって、
規定量の腐敗性有機性廃棄物を粉砕するステップと、
前記腐敗性有機性廃棄物に水を供給してパルプスラリーを生成するステップと、
所定の物理的特性を有する廃棄物パルプが生成されるように、特定の量の腐敗性有機性廃棄物に供給される水の流量および／または容量を制御するステップと、
バイオガス燃料を生産するために消化装置へ廃棄物パルプを供給するステップと、
を含む、方法。
【請求項２５】
前記廃棄物パルプの前記所定の物理的特性は、予め規定された含水率、密度および／または密度の範囲および／または流れ特性を含む、請求項２４に記載の腐敗性有機性廃棄物を処理する方法。
【請求項２６】
添付の図面を参照して実質的に本明細書に記載されるような、腐敗性有機性廃棄物の処理システム。
【請求項２７】
添付の図面を参照して実質的に本明細書に記載されるような、腐敗性有機性廃棄物を処理する方法。
【請求項２８】
添付の図面を参照して実質的に本明細書に記載されるような、バイオガス燃料生産用の供給源を生成するための方法。
【請求項２９】
添付の図面を参照して実質的に本明細書に記載されるような、バイオガス燃料生産用の供給源を生成するためのシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、腐敗性有機性廃棄物の処理システムおよび方法、および、バイオガス燃料を生産するための供給源を生成するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物処分ユニットを使用して、腐敗性有機性廃棄物を粉砕し、粉砕が発生する点から離れて運ぶために、スラリーまたはパルプにする。家庭では、廃棄物処分ユニットは、食物が準備されるキッチンのシンク区域に隣接して位置してもよい。
大規模な処分ユニットはまた、産業上の用途に使用されてもよく、たとえば、レストラン、軽食堂、ホテルの厨房、果物／野菜店、飲食用カウンター、病院、ファストフードの店、クラブ、ベーカリーおよびスーパーマーケット等である。そのようなユニットは、廃棄物をスラリーへ減少するために使用されることが多く、送出手段として水が加えられ、スラリーを廃棄線下に廃棄物出口へたとえば下水道システムへ運ぶようにする。結果として廃棄物出口へ運ばれるものは、実質的に液体である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
廃棄物処分ユニットでの処理後に、廃棄物パルプは普通、下水道システムにおける処分によって排除され、それによって、下水道による処理を必要とする廃棄物の量を増大する。さらに、粉砕中に腐敗性有機性廃棄物を洗い流すのに必要な水の量に対する自動制御はなく、したがって、粉砕過程に過剰量の水を使用する可能性が強い。これは、当然ながら、環境的に望ましくなく高価であるスキーム水の浪費である。
腐敗性有機性廃棄物を下水道システムに処分するさらなる不利点は、潜在的なエネルギー源が使用されないことである。生物学的廃棄物は、嫌気性リアクタで消化されることができ、「バイオガス」を生成する。バイオガスは、約６０〜６５％メタンであり、電気を発生させる燃料源として使用することができる。次いで、残りのスラリー品は、肥料としてさらに処理されてもよい。これを書いている時点で、この技術は、世界中の２２プラントで、Ｂｉｏｔｅｃｈｎｉｓｃｈｅ  Ａｂｆａｌｌｖｅｒｗｅｒｔｕｎｇ  ＧｍｂＨ  ＆  Ｃｏ  ＫＧ（ＢＴＡ）によって実施されている。ＢＴＡ等のバイオガス生産者にとっての問題は、バイオガス消化装置用に収集される生物学的廃棄物供給が、腐敗性有機性廃棄物の収集時に不注意に含まれることによるプラスチック、ボール紙およびセラミック等の無機材料によって、品質が落ちる可能性があることである。
【０００４】
本発明の明細書に含まれる書類、刊行物、法令、装置、物質、物品、材料等のいかなる議論も、本発明の文脈上の基礎を提供するように単一の目的のために行われている。そのような議論のいずれも、先行技術の基部を形成する主題の承認として理解されるべきものではなく、または、本発明の一または複数の優先権主張日に延長した、本発明の技術分野に関係した関連技術分野の共通一般知識の一部分として理解されるべきものではない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の態様において、本発明は、
腐敗性有機性廃棄物を実質的に粉砕してパルプスラリーにするように適合された粉砕手段を含む粉砕ユニットであって、水の供給部に接続されるように適合された粉砕ユニットと、
粉砕手段に供給される水の流量および／または容量を制御するように適合された制御手段とを具備する、腐敗性有機性廃棄物の処理システムを提供し、
特定の量の腐敗性有機性廃棄物の粉砕中に、所定の物理的特性を有する廃棄物パルプが生成されるように、粉砕手段に供給される水の量を制御手段が制御する。
【０００６】
第２の態様において、本発明は、バイオガス燃料生産用の供給源を生成するためのシステムを提供し、
腐敗性有機性廃棄物を実質的に粉砕してパルプスラリーにするように適合された粉砕手段を含む粉砕ユニットであって、水の供給部に接続されるように適合された粉砕ユニットと、
粉砕手段に供給される水の流量および／または容量を制御するように適合された制御手段であって、特定の量の腐敗性有機性廃棄物の粉砕中に、所定の物理的特性を有する廃棄物パルプが生成されるように、粉砕手段に供給される水の量を制御する制御手段と、
バイオガス燃料を生産するために消化装置へ廃棄物パルプを直接または間接に送出するための出口管と、
を具備する。
【０００７】
第３の態様において、本発明は、腐敗性有機性廃棄物を処理する方法を提供し、
特定の量の腐敗性有機性廃棄物を粉砕するステップと、
腐敗性有機性廃棄物に水を供給してパルプスラリーを生成するステップと、
所定の物理的特性を有する廃棄物パルプが生成されるように、特定の量の腐敗性有機性廃棄物に供給される水の流量および／または容量を制御するステップと、
を含む。
【０００８】
第４の態様において、本発明は、バイオガス燃料生産用の供給源を生成するための方法を提供し、
規定量の腐敗性有機性廃棄物を粉砕するステップと、
腐敗性有機性廃棄物に水を供給してパルプスラリーを生成するステップと、
所定の物理的特性を有する廃棄物パルプが生成されるように、特定の量の腐敗性有機性廃棄物に供給される水の流量および／または容量を制御するステップと、
バイオガス燃料を生産するために消化装置へ廃棄物パルプを供給するステップと、
を含む。
【０００９】
好ましくは、廃棄物パルプの所定の物理的特性は、予め規定された含水率、密度および／または密度の範囲および／または流れ特性を含む。
有利なことに、腐敗性有機性廃棄物の処理システムは、上記粉砕ユニットから廃棄物パルプを受け取るためのレセプタクルをさらに具備し、上記レセプタクルは、上記粉砕ユニットに流体連通する。
好ましくは、粉砕ユニットは、腐敗性有機性廃棄物を受け取るためのチャンバを具備し、粉砕手段の上に位置決めされてもよい。チャンバは、腐敗性有機性廃棄物を粉砕手段へ送出するのを容易にするために、半径方向に内向きに且つ下向きに粉砕手段へ向けて延在する円錐壁部分を含んでもよい。
【００１０】
チャンバは、腐敗性有機性廃棄物をチャンバから粉砕手段へ移送することができるように、閉鎖位置から開口位置へ動くことができるフロア部分を任意に含んでもよい。フロア部分は、半径方向に外向きに延在し且つチャンバの残りの部分へ旋回可能に接続され且つアクチュエータによって開口位置へ動くことができるように配列された少なくとも２つのフロア部材を含んでもよく、この少なくとも２つのフロア部材は、上記円錐部分内に下向きに延在し、腐敗性有機性廃棄物が粉砕手段へ通ることができるようにする。
【００１１】
一実施形態において、廃棄物処理システムは、フロア部材が閉鎖位置にあるときに、チャンバ内の腐敗性有機性廃棄物の重量を決定するように配列された計量手段をさらに具備する。好ましくは、計量手段は、閉鎖位置にある間にフロア部材に加えられた負荷から腐敗性有機性廃棄物の重量を測定するように配列される。より好ましくは、所定の物理的特性を有する廃棄物パルプを生成するように粉砕手段に供給される水の量は、腐敗性有機性廃棄物の重量によって決定される。
【００１２】
別の実施形態において、廃棄物処理システムは、チャンバ内の腐敗性有機性廃棄物のレベルを決定するための検知手段をさらに具備し、腐敗性有機性廃棄物のレベルは、チャンバ内の腐敗性有機性廃棄物の量を示す。好ましくは、所定の物理的特性を有する廃棄物パルプを生成するように粉砕手段に供給される水の量は、腐敗性有機性廃棄物の量によって決定される。
好ましくは、粉砕ユニットは、チャンバ内に位置し上記水の供給部に流体連通する第１の水口をさらに含む。粉砕ユニットは、水が円錐部分を通って遠心的に流れるのを確実にするために、第１の水口の下に位置する第２の水口をさらに含んでもよい。
【００１３】
粉砕手段へ供給される水の流量および／または流れ容量は、好ましくは、水の供給部の流量および／または流れ容量を規制する制御弁によって規制される。好ましくは、システムは、制御弁を制御するための制御システムをさらに具備する。より好ましくは、制御システムは、プログラム可能なロジカルコントローラである。
特定の量の腐敗性有機性廃棄物は、ユーザによって制御システムに手で入力されてもよく、または、代替的に、特定の量の腐敗性有機性廃棄物は、制御システムに自動的に入力される。
粉砕ユニットは、レセプタクルへパルプが進むために粉砕手段の下に出口をさらに具備してもよい。出口は、レセプタクルへパルプを送り込むためのポンプに流体連通してもよい。
【００１４】
さらに別の実施形態において、粉砕操作中に粉砕手段へ供給される腐敗性有機性廃棄物の容量は、粉砕ユニットへ供給される水の量を決定するために制御変数として任意に使用される。
好ましくは、容量は、粉砕操作前に粉砕ユニットのオペレータによって入力される。容量入力は、粉砕ユニットに接続された制御パネルによってもよい。制御パネルは、オペレータが、たとえば、４分の１量チャンバ、半量チャンバ、４分の３量チャンバまたは満杯チャンバ間から選択することを、任意に可能にしてもよい。
【００１５】
制御手段は、第１の水口および任意の第２の水口へ接続された水口弁へ制御信号を送るように適合されてもよく、制御信号は、それぞれの第１および第２の水口を開閉する。
任意に、二方向弁の入口は、粉砕ユニットの出口へ接続される。二方向弁の１つの出口は、レセプタクルに接続されてもよく、二方向弁の別の出口は、排水パイプに接続されてもよい。
制御手段は、二方向弁へ信号を送り、二方向弁のいずれの出口を開口することができてもよい。
【００１６】
レセプタクルは出口通路を含んでもよく、弁が出口通路に位置してもよい。レセプタクルは、レセプタクル内の廃棄物パルプのレベルを示すためにレベルインジケータ手段を含んでもよい。レベルインジケータ手段は、レセプタクルに位置するパルプのレベルを視覚的に示すために、レセプタクルの少なくとも側壁に位置する透明な材料から作られてもよい。あるいは、インジケータ手段は、いかなる時でもレセプタクルのレベルを示すために制御手段に接続される電子インジケータであってもよい。任意に、制御手段は、粉砕ユニットのオペレータへ視覚的に接近可能である制御パネルへレベル信号を提供してもよい。
【００１７】
明細書を通して、「具備する」という用語および「具備している」等を含むこの用語の変化形は、１つの特徴、整数、ステップまたは要素を含むことを暗示し、他の特徴、整数、ステップまたは要素を排除しないことを理解すべきである。
本発明の好適で模範的な実施形態は、添付の図面を参照して例としてのみ説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
下記の説明は、本発明にしたがった、腐敗性有機性廃棄物の処理システム、処理方法、および、バイオガス燃料を生産するためのシステムおよび方法を参照する。発明の理解を容易にするために、添付の図面への説明が参照され、それによって、本発明は好適な実施形態に例示される。実施形態間の類似構成要素は、同一の参照符号によって識別される。
【００１９】
図１は、本発明の好適な実施形態の概略図を示し、粉砕ユニット１２を含む腐敗性有機性廃棄物の処理システム１０が示される。粉砕ユニット１２は、切刃１６の形態の粉砕手段を含み、これは、モータによって作動可能であり、粉砕操作中に腐敗性有機性廃棄物を粉砕してパルプまたはスラリーにする。代替の実施形態において、他の粉砕ユニット、たとえば、破砕ユニットまたはハンマーミルもまた使用されてもよいことが認識される。給水２７もまた粉砕ユニットに接続され、プログラム可能なロジックコントローラ（ＰＬＣ）３０の形態の制御手段によって制御される。
【００２０】
ＰＬＣ３０は、腐敗性有機性廃棄物の粉砕中に粉砕ユニットへ供給された水を制御するようにプログラムされ、下記のパルプ特徴のいずれか１つ以上が粉砕ユニットによって生成されるのを確実にし、すなわち、
規定されたパルプ密度、
パルプ密度の範囲、
規定された含水率、または、
含水率の範囲、流れ特性または流れ特性の範囲
である。
最適な密度、含水率および流れ特性は、パルプ廃棄物のもっとも効率的な輸送を確実にするために、または、パルプ廃棄物の添加または使用のために、選択されてもよい。たとえば、パルプ廃棄物は、バイオガスの生産用の消化装置に使用されるためにバイオガスプラントへ輸送されてもよい。
【００２１】
図１の概略図は、本発明にしたがった腐敗性有機性廃棄物の処理システム１０を示す。腐敗性有機性廃棄物の処理システム１０は、保持タンク１４の形態のレセプタクルに流体連通する出口２０を有する粉砕ユニット１２を含む。システム１０はまた、粉砕ユニット１２を制御するために使用される制御パネル２２も含む。
粉砕ユニット１２は、腐敗性有機性廃棄物を受け取るために使用される内部チャンバ１８を含む。内部チャンバ１８は、使用中に腐敗性有機性廃棄物を粉砕し練り潰すのに使用される切刃１６の上に位置する。
【００２２】
ウォータージェット２４の形態の第１の水口は、チャンバ１８の上部部分に位置し、ウォータージェット２６の形態の第２の水口は、チャンバ１８Ａの下部部分に位置する。チャンバ１８Ａの下部部分は、円錐状であり、粉砕ユニットの切刃１６内に分岐する。切刃は、粉砕ユニット１２へ内部または外部のモータ（図示せず）によって駆動される。
ウォータージェット２４、２６は、オン／オフ制御弁２８を含む本管水線２７によって供給される。オン／オフ制御弁２８を使用して、使用中にジェット２４、２６へ水が流れるのを可能にする。粉砕ユニット１２の出口２０はまた、ポンプ３２も含み、これは、出口線２１および入口パイプ１３を経由して粉砕ユニット１２から保持タンク１４へ廃棄パルプを送り込む。適切なそのようなポンプは、たとえば、ウォーム被動ポンプまたはダイヤフラムポンプを含む。
【００２３】
保持タンク１４は、入口パイプ１３および出口パイプ１５へ接続される。出口パイプ１５は、図面に示されるように、二次ゲート弁４４を含む。保持タンク１４はまた、電子レベルインジケータ４０の形態のレベルインジケータも含み、これを使用して、いずれの所与の時間にでも保持タンク１４内のパルプのレベル４２を検知する。
二方向排水弁３４が、出口線２１と入口パイプ１３との間に位置する。二方向排水弁３４は、入口１３へ接続される１つの出口と、下水道システムへ連結される排水線３６と、を有する。
ＰＬＣ２０は、後述されるように、弁２８を起動して水を粉砕ユニット１２へ供給することができる。ＰＬＣ３０は、システム１０の制御パネル２２に接続されることもできる。
【００２４】
上述のシステムは、保持タンク１４を除いて、たとえばキッチンまたは食品加工工場等の食品の下処理または加工の区域に隣接して便利に位置するように、単一ユニット内に組み込まれてもよい。そのようなユニットの大きさは、たとえば家庭用洗濯機のものと同様のサイズに、適切に設定されてもよく、制御パネル２２は任意に、ユニットと一体的に形成されてもよい。あるいは、制御パネル２２は、ユニットに隣接して位置決めされてもよい。ユニットおよびユニット内の様々な構成要素が形成される適切な材料は、たとえばステンレス鋼を含み、したがって、必要に応じて、容易に浄化し且つ汚染除去するのを可能にする。本発明の別の実施形態において、保持タンク２２は、特定の用途のためにユニット内に一体的に形成されてもよく、且つ、都合よく空にされてもよいように取り外し可能であってもよい。
【００２５】
図２を参照すると、粉砕ユニット１２のより詳細な図面が示される。粉砕ユニットは蓋５２を含み、これは、旋回ジョイント５３を中心にして旋回して、粉砕ユニットが操作中の時にはチャンバ１８を覆うように使用される。チャンバ１８はまた、二部分基部プレート６０Ａ、６０Ｂも含み、これらは、閉鎖位置と開口位置との間を動くことができ、下記にさらに説明される。
チャンバ１８はまた、中間レベルインジケータ５６も含み、これは、粉砕ユニット１２のユーザに、容量でチャンバ１８の半量を視覚的に示す。さらに、最大インジケータ５４がチャンバ１８に位置し、これは、チャンバ１８の最大容量を示すために、使用される。２つの重量インジケータ装置５８Ａ、５８Ｂが、基部プレート６０Ａ、６０Ｂと一体である。重量インジケータ装置５８Ａ、５８Ｂは、粉砕操作が実行される前のチャンバ１８に位置する腐敗性有機性廃棄物の重量を示す。
【００２６】
図３を参照すると、図２の切断線２ａ−２ａおよび２ｂ−２ｂＢの間の詳細断面図が示される。基部プレート６０Ａと６０Ｂとの間の領域にギャップが示されているが、このギャップは、例示目的のみに存在する。本発明の実際的な実施において、基部プレート６０Ａおよび６０Ｂは互いに接触し、装填操作中に基部プレートを通って材料が進まないことを確実にする。
基部プレート６０Ａおよび６０Ｂは、メッシュ材料から形成されてもよく、粉砕操作中にプレートから過剰水を排出するのを可能にする。基部プレート６０Ａおよび６０Ｂは、各々が、図３に示される閉鎖位置と図４に示される開口位置との間をそれぞれのヒンジ６１Ａおよび６１Ｂを中心にして旋回する。
【００２７】
図４において、基部プレート６０Ａおよび６０Ｂは、開口位置で例示され、チャンバ１８Ａの円錐部分内に延在し、これは、腐敗性有機性廃棄物を切刃１６に流し込む。ウォータージェット２６は、じょうごの表面に方向づけられ、水の遠心性流れを生成し、それによって、すべての廃棄物が実質的に図１および２の切刃１６に流し込まれるのを確実にする。切刃１６は、水の存在化で腐敗性有機性廃棄物を粉砕し練り潰し、腐敗しやすい有機性廃棄パルプ（廃棄パルプ）を生成する。
【００２８】
図５を参照すると、図１の制御パネル２２のさらに詳細な図が例示される。制御パネル２２は、下記にさらに説明されるように、保持タンク１４のレベルを表示するディスプレイ２２Ａと、チャンバ１８がハイインジケータレベル５４までいっぱいであることをＰＬＣ３０へ入力するフルサイクルボタン２２Ｂと、チャンバ１８がハーフインジケータレベル５６までいっぱいであることをＰＬＣ３０へ入力するハーフサイクルボタン２２Ｃと、粉砕ユニット１２を終了させるストップ（ＳＴＯＰ）ボタン２２Ｄと、粉砕ユニット１２および配管をすすぐリンスサイクルを開始するリンスボタン２２Ｅと、を含む。この例において、ユーザはシステムを手で操作するが、本発明の範囲から逸脱することなく、システムは完全にまたは部分的に自動化されてもよく、様々なセンサおよびコントローラがシステム内に実装されて、システムの様々な構成要素を少なくとも部分的に制御されてもよいことが理解されるべきである。
【００２９】
再度図１を参照すると、本発明の実施形態にしたがって、粉砕過程が説明される。蓋５２は、粉砕ユニット１２のオペレータによって上げられるか、または、アクチュエータ手段の移植によって自動的に上げられる。腐敗性有機性廃棄物は、図３に示されるように閉鎖位置にある基部プレート６０Ａ、６０Ｂのチャンバ１８に装填される。１つの好適な実施形態において、オペレータは、腐敗性有機性廃棄物をレベル５６まで、または、代替的にレベル５４まで、装填してもよい。蓋５２は閉じられ、オペレータは、制御パネル２２を使用して、粉砕ユニット１２の操作を開始する。オペレータは、チャンバのレベルが、ボタン２２Ｃを押すことによって、半分であるか、または、ボタン２２Ｂを押すことによって、完全に満杯であるか、を示す。信号がＰＬＣ３０へ送られ、これが粉砕サイクルを開始する。ＰＬＣ３０は弁２８を作動し、そのため、水のジェットがチャンバ１８へ供給される。
【００３０】
ＰＬＣ３０はまた、信号を油圧アクチュエータ（図示せず）へも送り、これは、基部プレート６０Ａおよび６０Ｂを下降させ、図４に示される開口位置へ行かせる。廃棄物は、円錐形状のチャンバ１８Ａへ落下し、ジェット２６は円錐の位置に位置し、流体を遠心的に移動させ、廃棄物が円錐１８Ａの表面から一掃されるのを確実にする。円錐１８Ａの開口は、切刃１６へ導き、切刃１６が廃棄物を予め規定されたサイズにパルプにするのを確実にする。弁２８は、ＰＬＣ３０によって規定された時間の間、作動され、所定の量の水をウォータージェット２４、２６へ供給し、そのため、最適な廃棄物パルプが生成される。最適パルプ密度が決定され、パルプが保持タンク１４から輸送されるのに適切であるのを確実にする。
【００３１】
ポンプ３２もまたＰＬＣ３０によって作動され、廃棄物パルプを保持タンク１４へ輸送する。パイプ２１はまた、フィルタ３３を含んでもよく、これは、浄化のために定期的にパイプ２１から取り外すことができる。フィルタ３３は、粉砕ユニット１２によって十分に粉砕されない廃棄物を供給ストリームから保持タンク１４へ除去するのを確実にする。プラスチックおよびボール紙等の無機材料もまた除去される。
操作中に、ＰＬＣは二方向弁３４を開き、そのため、パイプ２１を経由して移動するパルプは、タンク入口パイプ１３へ輸送される。
【００３２】
特定のサイクル用の廃棄物が、基本的に液体から構成されるか、または、液体構成要素、たとえば、油、肉汁、ジュース、ソース等を含む場合には、システム１０は、任意に、粉砕手段が操作されずに、操作されてもよく、廃棄物は、保持タンク１４へ送出される。そのような液体は、バイオダイジェスタによって消化されるために高エネルギ供給原料を提供する。そのような液体は、システム内に導入されてもよく、且つ、保持タンク１４内に既に含まれるパルプに加えられるもよいが、所定の含水量または密度が、水を加えることによって、または、代替的に、過剰である場合には過剰水を出すことによって、依然として維持されることが認識される。
【００３３】
粉砕操作の終了時に、ＰＬＣ３０は二方向弁３４を切り換え、そのため、出口は排水パイプ３６へ行く。これによって、切刃を通って外に出て、粉砕ユニット１８を通って水を噴射することによって、粉砕ユニット１２を洗い流すことができ、次いで、実質的に腐敗性有機性廃棄物のない水が、すすがれた材料を除いて、下水道システム等の排水点へ送られる。
ひとたび保持タンク１４が、最適なまたは所定の密度でパルプ流体で満たされると、保持タンク１４の内容物は、輸送によって、たとえば図１に示された廃棄物輸送トラック５０によって、定期的に除去することができる。保持タンク１４への出口は、弁４４を含み、これは、オン／オフ弁であり、手で操作可能であってもよい。
１つの好適な実施形態において、トラック５０は、廃棄物パルプをバイオガス生産プラントへ輸送し、これは、バイオガスを生産するための生成供給物として廃棄物パルプを使用する。
【００３４】
本発明の実施形態において、保持タンク１４はまた、レベルインジケータ４０を含み、これは、保持タンク１４のレベル４２を示す。レベルインジケータ４０は、任意に信号をＰＬＣ３０へ送ってもよく、次いでこれは、制御パネル２２にタンクのレベルを表示する。これによって、システムのユーザは、タンク４２のレベルが満杯に近づいているときを電子的に決定することができる。あるいは、レベル信号は、ネットワークたとえば電話ネットワークを経由して、中心場所点へ送られてもよく、これは、たとえば、保持タンク１４が満杯容量に近づきタンクが排出の準備をしていることを収集当局へ示す。
【００３５】
図６を参照すると、ＰＬＣ３０によって弁２８を作動するための制御システム６２の概略図が示される。制御システム６２は、容量読取入力Ｖｏ６４を含み、これは、オペレータがフルサイクルボタン２２Ｂ、ハーフサイクルボタン２２Ｃまたはリンスボタン２２Ｅを選択するときにＰＬＣ３０へ入力される。最適パルプ密度設定値Ｐs.p.が、ＰＬＣ３０にプログラムされる。ＰＬＣ３０には、最適なまたは所定の密度範囲内に最適パルプ密度または廃棄物パルプ密度を達成するために、弁２８が開くように作動されなければならない時間量を決定するアルゴリズムがプログラムされる。パルプ密度は、この実施形態では、設定値変数として開示されているが、他のパルプ特性も設定値として選択されてもよく、予め規定された範囲の含水率および予め規定された範囲の流れ特性を含む。
【００３６】
システム１０を制御する代替の形態は、チャンバ１８に装填された腐敗性有機性廃棄物の重量を測定する。基部プレート６０Ａおよび６０Ｂに位置する腐敗性有機性廃棄物の重量は、それぞれ、図２、３および４に示されるように、重量インジケータ５８Ａおよび５８Ｂから入力され、ＰＬＣ３０へ入力される。この重量読取を使用して、粉砕ユニット１２へ供給される水の量を制御し、最適なパルプ密度を達成してもよい。
【００３７】
図７を参照すると、重量インジケータ５８Ａおよび５８Ｂによって示された重量を使用するときに、ＰＬＣ３０による弁２８を作動するための制御システム７０の概略図が示される。必要とされるパルプの特性に依存して、パルプにされる材料の所与の量の特定の重量は、所望によりまたは必要に応じて、パルプにされる材料を得るのに必要な水の量を示す。
【００３８】
図８を参照すると、制御システム７０に使用される制御パネル２２’の代替の実施形態が示される。制御パネルは、保持タンク１４のレベルを表示するディスプレイ２２ａ’と、粉砕サイクルを開始するオン（ＯＮ）ボタン２２ｂ’と、粉砕サイクルを終了するオフ（ＯＦＦ）ボタン２２ｃ’と、粉砕ユニットおよび配管をすすぐリンスサイクルを開始するリンスボタン２２ｄ’と、を含む。
オペレータがオンボタン２２ｂを選択するときに、図７に示されるように制御システム７０が開始される。第１に、重量読取が重量インジケータ５８Ａおよび５８ＢからＷｏ７２に入力され、ＰＬＣ３０へ出力される。最適パルプ密度設定値Ｐs.p.７４が、ＰＬＣ３０にプログラムされる。ＰＬＣ３０は、最適な密度範囲内に最適パルプ密度または廃棄物パルプ密度を達成するために、弁２８が開くように作動されなければならない時間量を決定するアルゴリズムがプログラムされる。
【００３９】
システム１０は制御システム６２または７０によって自動化することができるため、廃棄物パルプの最適パルプ密度を決定することができ、したがって、保持タンク１４に保管される。これは、過剰なまたは不十分な量の水を使用して、保持タンク１４に保管される廃棄物パルプを生成することを確実にする。最適廃棄物パルプ密度は、最小量の水がパルプに含まれ、配管２０、２１、１３、１５を通って粉砕し輸送するのを確実にするようでなければならない。これは、保持タンク１４が、タンクの容量に最大量の腐敗性有機性廃棄物を保管することができることを確実にする。これは、保持タンク１４からの腐敗性有機性廃棄物の収集を最小限にし、それによって、有利に輸送過程を最適化するのを確実にする。
【００４０】
本発明のシステム１０のさらなる利点は、腐敗性有機性廃棄物が下水道システムを通って処分されるのを防止することであり、したがって、下水道システムおよび環境への負荷を減少する。これは、キッチンから出る有機性廃棄物の量を減少し、処理プラントで処理する必要がある廃棄物の量を減少する。
明らかに、廃棄物タンクに含まれる廃棄物の密度は、必要に応じて、廃棄物に水を加えるか、または、廃棄物を定着させ保持タンク１４から過剰水を出すかのいずれかによって、変えることができる。これは、過剰水を適切なフィルタまたはバッフルを通って進ませ、そのため、タンクを離れる水が、さらなる処理を必要とせずに市の下水道システムへ直接進むほど十分に澄んでいることによってか、または、下水道システムかまたは他の処理機械のいずれかに進む前に通るある種の簡略な処理前タンクを有することによってか、のいずれかで達成されてもよい。任意に、システムは、タンクに位置する密度制御センサを有することができ、好適な密度／流動性特性を達成するために水をタンクへ加えるかまたは水をタンクから除去する必要があるか否かを評価し、それによって、廃棄物除去手段およびシステムが最適な効率で作動するのを確実にする。
【００４１】
システムはフィルタ３３を使用するため、プラスチック等の無機材料が保持タンク１４に入るのを実質的に防止することができることが、さらに認識される。
本発明のさらなる利点は、パルプ材料が実質的に有機であるため、消化装置におけるバイオガスの生産の供給源として使用することができる。したがって、本発明は、処分時で腐敗性有機性廃棄物の収集のより効率的で良好な制御を可能にする。
【００４２】
本発明にしたがった多数のシステムが、たとえば高層ユニットブロックに組み込まれ、次いで、１つの源から収集を容易にするために単一の保持タンクへ配管されてもよいことが認識される。
腐敗しやすい食物廃棄物は、従来のゴミ箱に捨てられるときには、他の非分解性廃物と混合されることが多く、他の廃棄物が存在するためさらなる処理には役に立たなくなることも認識される。また、ゴミ箱が空になる前に、少なくとも部分的に腐敗する廃棄物は、不快感を与え、潜在的に健康上危険な問題を発生させることもある。そのようなゴミ箱からの廃棄物は、ゴミ捨て場に捨てられ、食物廃棄物はさらに分解し腐敗し、メタンガス、すなわち、地球温暖化の部分的な原因として識別される気体を発生する。本発明はまた、燃焼される前に大気を加熱することができる気体ではなく、バイオガス消化装置を経由してそのような腐敗しやすい廃棄物からエネルギ生成されるのを可能にする。さらなる環境的な利点はまた、ゴミ捨て場でそのような腐敗しやすい廃棄物が入れられて捨てられるポリ袋が直接存在しないことによっても与えられる。さらに、従来のゴミ捨て場で腐敗する食物廃棄物の望ましくない臭いが、本発明にしたがってそのような廃棄物を処理することによって、減少される。
【００４３】
本明細書中に開示され規定された本発明は、テキストまたは図面に述べられたまたはそれらから明らかな個別の特徴の２つ以上のすべての代替的な組み合わせへ広がることが理解される。これらの異なる組み合わせのすべては、本発明の様々な代替の態様を構成する。
前述は本発明の実施形態を述べており、それに対して、当業者に明らかな修正例を、本発明の範囲から逸脱することなく作ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】好適な実施形態による腐敗性有機性廃棄物の処理システムの概略図である。
【図２】図１の粉砕ユニットの詳細概略図である。
【図３】図２の貫通線２ａ−２ａから２ｂ−２ｂへの断面図であり、フロア部分は閉鎖位置で示される。
【図４】開口位置で示される図３の粉砕ユニットのフロア部分の図である。
【図５】図１に示された実施形態に使用される制御パネルの図である。
【図６】図１の実施形態によるパルプスラリーの密度または密度の範囲を制御するための制御図である。
【図７】別の実施形態によるパルプスラリーのパルプの密度またはパルプの密度の範囲を制御するための代替の制御図である。
【図８】図７の実施形態に使用される制御パネルの図である。
【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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【図８】
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【国際調査報告】
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