(57)【要約】【課題】低コスト化が可能な処理装置を提供する。【解決手段】有機性処理物を過熱水蒸気と共に撹拌して分解する処理装置１は、長手方向の一端部に有機性処理物を内部に投入する投入口４３を有し、長手方向の他端部に有機性処理物を外部に排出する排出口４４を有する筒状のケーシング４と、ケーシング４内に配置され、ケーシング４内に過熱水蒸気を噴出する噴出口８ａが形成された軸筒体８と、投入口４３からケーシング４内に投入された有機性処理物を排出口に向けて圧送する圧送ポンプ３と、ケーシング４内において軸筒体８の外側に設けられ、圧送ポンプ３の圧送力によりケーシング４内の有機性処理物を過熱水蒸気と共に撹拌するスタティックミキサエレメント９と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性処理物を過熱水蒸気と共に撹拌して分解する処理装置であって、
長手方向の一端部に有機性処理物を内部に投入する投入口を有し、長手方向の他端部に有機性処理物を外部に排出する排出口を有する筒状のケーシングと、
前記ケーシング内に配置され、前記ケーシング内に過熱水蒸気を噴出する噴出口が形成された軸筒体と、
前記投入口から前記ケーシング内に投入された有機性処理物を前記排出口に向けて圧送する圧送ポンプと、
前記ケーシング内において前記軸筒体の外側に設けられ、前記圧送ポンプの圧送力により前記ケーシング内の有機性処理物を過熱水蒸気と共に撹拌するスタティックミキサエレメントと、を備える処理装置。
【請求項２】
前記ケーシングは、汎用の高圧配管を用いて構成されている、請求項１に記載の処理装置。
【請求項３】
前記スタティックミキサエレメントが、前記ケーシングの長手方向に所定間隔毎に複数設けられている、請求項１又は２に記載の処理装置。
【請求項４】
前記排出口から排出された有機性処理物を前記投入口に戻すための戻り路をさらに備える請求項１〜３のいずれか１項に記載の処理装置。
【請求項５】
前記ケーシングが並列に複数配置されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
生ごみ、家畜の糞等の有機性廃棄物は、再生可能な資源として注目されている。このような状況から、有機性廃棄物を廃棄物として処理するのではなく、資源として有効に活用するために、有機性廃棄物の処理方法について様々な検討が行われている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
特許文献１には、有機性廃棄物を過熱水蒸気と共に撹拌しながら分解することによって炭化する炭化装置が開示されている。この炭化装置は、軸線回りに回転可能な円筒状の炭化装置本体を備え、この炭化装置本体の内部には、有機性廃棄物を撹拌する撹拌板と、有機性廃棄物を搬送するスパイラル形状の搬送板と、この搬送板を回転させるための回転機構とが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１５９７７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記炭化装置は、有機性廃棄物を撹拌する撹拌板、有機性廃棄物を搬送する搬送板、及び当該搬送板を回転させる回転機構を備える必要があり、装置全体のコストアップの要因となっていた。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、低コスト化を図ることができる処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の処理装置は、有機性処理物を過熱水蒸気と共に撹拌して分解する処理装置であって、長手方向の一端部に有機性処理物を内部に投入する投入口を有し、長手方向の他端部に有機性処理物を外部に排出する排出口を有する筒状のケーシングと、前記ケーシング内に配置され、前記ケーシング内に過熱水蒸気を噴出する噴出口が形成された軸筒体と、前記投入口から前記ケーシング内に投入された有機性処理物を前記排出口に向けて圧送する圧送ポンプと、前記ケーシング内において前記軸筒体の外側に設けられ、前記圧送ポンプの圧送力により前記ケーシング内の有機性処理物を過熱水蒸気と共に撹拌するスタティックミキサエレメントと、を備える。
【０００７】
この処理装置によれば、投入口からケーシング内に投入された有機性処理物は、圧送ポンプにより排出口に向けて圧送され、その圧送中にスタティックミキサエレメントにより過熱水蒸気と共に撹拌される。従って、圧送ポンプ及びスタティックミキサエレメントだけで有機性処理物を撹拌しながら圧送することができるため、従来のように撹拌板、搬送板及び回転機構を備える場合に比べて、低コスト化が可能となる。
【０００８】
前記ケーシングは、汎用の高圧配管を用いて構成されているのが好ましい。
この場合、さらに低コスト化が可能となる。
【０００９】
前記スタティックミキサエレメントは、前記ケーシングの長手方向に所定間隔毎に複数設けられているのが好ましい。
この場合、ケーシングの長手方向の全長にわたってスタティックミキサエレメントを設ける場合に比べて、さらに低コスト化が可能となる。
【００１０】
前記処理装置は、前記排出口から排出された有機性処理物を前記投入口に戻すための戻り路をさらに備えるのが好ましい。
この場合、ケーシング内において排出口まで撹拌されながら圧送された有機性処理物が十分に分解されていない場合には、排出口から排出された有機性処理物を、戻り路を介して投入口からケーシング内に再投入することができる。これにより、有機性処理物を確実に分解することができる。
【００１１】
前記ケーシングは並列に複数配置されているのが好ましい。
この場合、並列に配置された複数のケーシング内にそれぞれ有機性処理物を投入することで、有機性処理物を効率的に分解することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の処理装置によれば、低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る処理装置の構成を示す概略図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る処理装置の構成を示す概略図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る処理装置の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る処理装置の構成を示す概略図である。図１において、本実施形態の処理装置１は、例えば、鳥、牛、豚等の家畜の糞からなる有機性廃棄物等の有機性処理物を有効活用するために、当該有機性処理物を過熱水蒸気と共に撹拌しながら分解することによって炭化して無害化するものである。なお、処理装置１は、有機性廃棄物以外の有機性処理物を処理するものであってもよい。
【００１５】
処理装置１は、有機性処理物が投入されるホッパ２と、ホッパ２に投入された有機性処理物を圧送する圧送ポンプ３と、有機性処理物を内部で撹拌及び分解するためのケーシング４と、水蒸気を生成するボイラ５と、過熱水蒸気を生成する過熱水蒸気生成手段６と、ケーシング４内の圧力を調整する圧力調整弁７とを備えている。
【００１６】
圧送ポンプ３としては、例えば生コンクリート等の粘性が高い流体を圧送可能なピストンポンプが用いられる。圧送ポンプ３の吸入側には第１配管１１の一端が接続され、第１配管１１の他端はホッパ２に接続されている。圧送ポンプ３の吐出側には第２配管１２の一端が接続され、第２配管１２の他端はケーシング４の投入口４３に接続されている。これにより、圧送ポンプ３は、ホッパ２に投入された有機性処理物を、第１及び第２配管１１,１２を介してケーシング４の投入口４３に圧送するようになっている。なお、圧送ポンプ３は、ピストンポンプ以外のポンプであってもよい。
【００１７】
ボイラ５は、例えば、最大使用圧力が１．９〜３．０ＭＰａ程度（例えば、２．０ＭＰａ）の蒸気ボイラからなり、１．９〜３．０ＭＰａＭＰａ（例えば、２．０ＭＰａ）の水蒸気を生成する。ボイラ５の排出側には、水蒸気搬送流路１３の一端が接続されており、水蒸気搬送流路１３の他端は、過熱水蒸気生成手段６の入口側に接続されている。水蒸気搬送流路１３の途中には、ボイラ５で生成した水蒸気の圧力が調整する圧力調整弁１４が設けられている。圧力調整弁１４は、例えば、ボイラ５で生成した水蒸気の圧力を必要な圧力に調整する。
【００１８】
過熱水蒸気生成手段６は、ボイラ５から導入された水蒸気を加熱手段（図示省略）によって、過熱水蒸気を生成する。前記加熱手段としては、Ｃ６０フラーレン、Ｃ７０フラーレン等のフラーレン化合物をバインダーによって固め、支持体に焼き付けることで得られるフラーレン層を有するヒータ等が挙げられる。この加熱手段としてのヒータは、フラーレン層に通電することにより発熱する。
【００１９】
過熱水蒸気生成手段６の排出側には、過熱水蒸気搬送流路１５の一端が接続されている。過熱水蒸気搬送流路１５の途中には、過熱水蒸気生成手段６で生成した過熱水蒸気の圧力を調整する加圧調整装置１６が設けられている。
【００２０】
ケーシング４は、汎用の高圧配管（例えば、ＪＩＳ規格等の市販の鋼管等）からなる円筒状のケーシング本体４０と、ケーシング本体４０の長手方向（軸方向）の両端部を塞ぐ円板状の第１端壁４１および第２端壁４２とを有している。なお、第１端壁４１および第２端壁４２は、鋼板等の板部材で構成されていてもよいし、高圧継手で構成されていてもよい。
【００２１】
このように、ケーシング４は、ＪＩＳ規格等の市販の鋼管等の汎用の高圧配管を用いて構成されるため、ケーシング４を低コストで製作することができる。第１端壁４１の中央部には、有機性処理物を内部に投入する前記投入口４３が形成されており、この投入口４３には、上記のように第２配管１２の前記他端が接続されている。なお、ケーシング本体４０は、汎用の高圧配管以外のものを用いて構成されていてもよい。
【００２２】
第２端壁４２の中央部には、有機性処理物を外部に排出する排出口４４が形成されており、この排出口４４には、第３配管１７の一端が接続されている。第３配管１７の途中には、前記圧力調整弁７が設けられている。これにより、ケーシング４内の圧力は、第３配管１７を介して圧力調整弁７により調整される。
【００２３】
処理装置１は、ケーシング４内に配置された、軸筒体８及びスタティックミキサエレメント９をさらに備えている。
軸筒体８は、例えば、両端部が密閉された円筒状の部材からなり、ケーシング本体４０と同心状に配置されている。軸筒体８の一端部（図中の左端部）には、ケーシング本体４０を貫通した過熱水蒸気搬送流路１５の端部が接続されており、軸筒体８の内部は当該流路１５と連通している。
【００２４】
軸筒体８の外周には、過熱水蒸気をケーシング４内に噴出する噴出口８ａが長手方向に所定間隔をあけて複数形成されている。これにより、過熱水蒸気生成手段６で生成された過熱水蒸気は、過熱水蒸気搬送流路１５を介して軸筒体８内に導入され、複数の噴出口８ａからケーシング４内に噴出されるようになっている。噴出口８ａから噴出される過熱水蒸気の温度は、ケーシング４内の有機性処理物を炭化させるために、２７０℃以上に設定されている。
【００２５】
なお、処理装置１は、投入口４３および排出口４４をケーシング４の軸方向と直角の９０度方向に開口させ、加熱水蒸気噴出用の軸筒体８の両端を、ケーシング４の第１端壁４１および第２端壁４２を貫通して外部に露出させ、その貫通部分をシールする構成であってもよい。この場合、加熱水蒸気の供給とメンテナンスが容易となる。
【００２６】
スタティックミキサエレメント９は、軸筒体８の外周側（外側）において、ケーシング本体４０の長手方向に所定間隔毎に設けられている。本実施形態のスタティックミキサエレメント９は、例えば鉄製の板部材を、軸筒体８の軸心回りに所定角度（例えば９０°）だけ捩じることによって形成されている。各スタティックミキサエレメント９は、軸筒体８に形成された噴出口８ａを塞がないように配置されている。本実施形態では、複数のスタティックミキサエレメント９によって、スタティックミキサが構成されている。
【００２７】
従って、投入口４３からケーシング４内に投入された有機性処理物は、圧送ポンプ３の圧送力により押圧されることで排出口４４に向けて徐々に圧送され、その圧送中には噴出口８ａから噴出された過熱水蒸気と共に前記スタティックミキサにより撹拌される。
なお、複数のスタティックミキサエレメント９は、互いに周方向の位相が一致するように設けられているが、互いに周方向の位相が異なるように設けられていてもよい。また、複数のスタティックミキサエレメント９は、軸筒体８の長手方向に隙間なく連続して設けられていてもよい。
【００２８】
以上、第１実施形態の処理装置１によれば、投入口４３からケーシング４内に投入された有機性処理物は、圧送ポンプ３により排出口４４に向けて圧送され、その圧送中にスタティックミキサエレメント９により過熱水蒸気と共に撹拌される。これにより、圧送ポンプ３及びスタティックミキサエレメント９だけで有機性処理物を撹拌しながら圧送することができるため、従来のように撹拌板、搬送板及び回転機構を備える場合に比べて、低コスト化が可能となる。
【００２９】
また、ケーシング４は、ＪＩＳ規格等の市販の鋼管等の汎用の高圧配管からなるケーシング本体４０を用いて構成されているため、さらに低コスト化が可能となる。
また、スタティックミキサエレメント９は、ケーシング４の長手方向に所定間隔毎に複数設けられているため、ケーシング４の長手方向の全長にわたってスタティックミキサエレメント９を設ける場合に比べて、さらに低コスト化が可能となる。
【００３０】
図２は、本発明の第２実施形態に係る処理装置１の構成を示す概略図である。図２において、第２実施形態の処理装置１は、ケーシング４の排出口４４から排出された有機性処理物をケーシング４の投入口４３に戻すための戻り配管（戻り路）１８を備えている。
【００３１】
戻り配管１８の一端は、ホッパ２と圧送ポンプ３を接続する第１配管１１の途中に、第１切換弁２１を介して接続されている。第１切換弁２１は、ホッパ２側の第１配管１１Ａを圧送ポンプ３側の第１配管１１Ｂに接続する第１接続位置と、前記第１配管１１Ａを戻り配管１８に接続する第２接続位置とに切り換えるものである。
【００３２】
戻り配管１８の他端は、第３配管１７の圧力調整弁７よりも下流側において、第２切換弁２２を介して接続されている。第２切換弁２２は、圧力調整弁７側の第３配管１７Ａを第２切換弁２２よりも下流側の第３配管１７Ｂに接続する第１接続位置と、前記第３配管１７Ａを戻り配管１８に接続する第２接続位置とに切り換えるものである。
【００３３】
以上の構成により、第１切換弁２１及び第２切換弁２２をいずれも第１接続位置にすることで、ホッパ２に投入された有機性処理物は、第１実施形態と同様に、第１及び第２配管１１,１２を介して投入口４３からケーシング４内に圧送され、ケーシング４内の有機性処理物は、第３配管１７を介して外部に排出される。
【００３４】
この状態から、第１切換弁２１及び第２切換弁２２をいずれも第２接続位置に切り換えると、ケーシング４の排出口４４から排出された有機性処理物は、第３配管１７Ａ、第２切換弁２２、戻り配管１８、第１切換弁２１、第１配管１１Ｂ、圧送ポンプ３、及び第２配管１２を順に経由して、投入口４３からケーシング４内に再投入される。
【００３５】
従って、第１切換弁２１及び第２切換弁２２をいずれも第２接続位置に切り換えることで、第３配管１７Ａ、第２切換弁２２、戻り配管１８、第１切換弁２１、第１配管１１Ｂ、圧送ポンプ３、及び第２配管１２により循環路が形成されるため、排出口４４から排出された有機性処理物を、何度も投入口４３からケーシング４内に再投入することができる。また、戻り配管１８の容量を増やせば処理の余裕度も得られる。
なお、第２実施形態の他の構成は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００３６】
以上、第２実施形態の処理装置１によれば、第１実施形態と同様の作用効果を奏するとともに、以下の作用効果を奏する。すなわち、ケーシング４内において排出口４４まで撹拌されながら圧送された有機性処理物が十分に分解されていない場合には、排出口４４から排出された有機性処理物を、戻り配管１８を介して投入口４３からケーシング４内に再投入することができる。これにより、有機性処理物を確実に分解することができる。
【００３７】
図３は、本発明の第３実施形態に係る処理装置１の構成を示す概略図である。図３において、第３実施形態の処理装置１は、並列に配置された複数（図例では２個）のケーシング４を備えている。
具体的には、２個のケーシング４のうち、一方（図中の下側）のケーシング４Ａでは、第１実施形態と同様に、投入口４３に第２配管１２が接続され、排出口４４に第３配管１７が接続されている。
【００３８】
前記２個のケーシング４のうち、他方の（図中の上側）のケーシング４Ｂの投入口４３には、第２配管１２の途中から分岐する第１分岐配管３１が接続され、当該ケーシング４Ｂの排出口４４には、第３配管１７の圧力調整弁７よりも下流側から分岐する第２分岐配管３２が接続されている。第２分岐配管３２の途中には、他方のケーシング４Ｂ内の圧力を調整する圧力調整弁７が設けられている。
【００３９】
他方のケーシング４Ｂには、一方のケーシング４Ａと同様に、ボイラ５および過熱水蒸気生成手段６が、水蒸気搬送流路１３および過熱水蒸気搬送流路１５を介して接続されている。また、他方のケーシング４Ｂ内には、一方のケーシング４Ａと同様に、軸筒体８および複数のスタティックミキサエレメント９が設けられている。
【００４０】
第３実施形態の他の構成は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。なお、本実施形態のケーシング４Ａ，４Ｂには、第２実施形態のように、排出口４４から排出された有機性処理物を投入口４３に戻すための戻り路が設けられていてもよい。また、ケーシング４Ａ，４Ｂのうち、一方に接続されるボイラ５、過熱水蒸気生成手段６、水蒸気搬送流路１３及び圧力調整弁１４は、他方に接続されるボイラ５、過熱水蒸気生成手段６、水蒸気搬送流路１３及び圧力調整弁１４で共用してもよい。
【００４１】
以上、第３実施形態の処理装置１によれば、第１実施形態と同様の作用効果を奏するとともに、以下の作用効果を奏する。すなわち、複数のケーシング４Ａ，４Ｂが並列に配置されているため、これらのケーシング４Ａ，４Ｂ内にそれぞれ有機性処理物を投入することで、有機性処理物を効率的に分解することができる。
【００４２】
上述の実施形態はすべて例示であって制限的なものではない。本発明の権利範囲は特許請求の範囲によって規定され、そこに記載された構成と均等の範囲内のすべての変更は本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４３】
１  処理装置
２  ホッパ
３  圧送ポンプ
４  ケーシング
５  ボイラ
６  過熱水蒸気生成手段
７  圧力調整弁
８  軸筒体
８ａ  噴出口
９  スタティックミキサエレメント
１１  第１配管
１２  第２配管
１３  水蒸気搬送流路
１４  圧力調整弁
１５  過熱水蒸気搬送流路
１６  加圧装置
１７  第３配管
１８  戻り配管（戻り路）
２１  第１切換弁
２２  第２切換弁
３１  第１分岐配管
３２  第２分岐配管
４０  ケーシング本体
４１  第１端壁
４２  第２端壁
４３  投入口
４４  排出口
【図１】
2019188287.tif 000003
【図２】
2019188287.tif 000004
【図３】
2019188287.tif 000005