(57)【要約】【課題】本発明は、好気性高温微生物を介してバイナリー発電を行うものである。微生物を増殖する手段は、食品残渣・家畜の糞尿である。残渣は炭化装置で炭化物にする。炭化物は有価商品となり畑に施布又は脱臭剤の機材になる。タンク内で発生した熱エネルギーは低沸点性難燃液体を高圧蒸気ガスに転換し発電をする。この発電装置の電気は事業に利用し余剰を売電する。この発明は環境面に寄与した連続型プラントである。【解決手段】回転式タンクに高温微生物一株を含む菌床を配置する。内部に不燃性ガスを循環パイプに配置する。循環パイプは、外部ケースに配置された発電機付タービンに接続し蒸気ガスは発電後冷却機に接続される。冷却されたガスは圧縮機に接続され、循環水に戻され循環パイプに戻る。タンクから出た廃物は、炭化装置に投入され低温度で炭化される連続型プラント装置である。 【選択図】    図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも高温微生物一株を含む回転式タンクで、耐腐食性配管を配置し、内部に沸点の低い難燃性ガスを循環させ、タンク内壁には抵抗物を配置し内部菌床が攪拌され、また圧縮空気が出る配管を配置した回転体であり、タンク部は回転に充分な可変速モーターで駆動され、各タンクは接続スリーブ式で処理量によって増設が出きる構造をもち、タンク内で発生した熱エネルギーによって低沸点性難燃液体を高圧蒸気化し、ガスタービンを回転させる発電気を併設し、タンクからの排出物を炭化させる装置を併設している事を特徴とする微生物と動物の排泄物及び植物残渣等で発電するシステムプラント装置。
【請求項２】
連続型処理装置として機能するために、第１工程として攪拌タンク槽、第２工程としてバイナリー発電装置、第３工程として炭化装置、そしてこれらの制御部で構成する請求項１のシステムプラント装置。
【請求項３】
好気性高温微生物一株を有し、以降に侵入する低温菌及び中温菌が繁殖抑制され、効果的に糞尿、食物残渣を処理しながら、継続的に増殖を繰り返し、連続的に発熱する請求項１で使う微生物。
【請求項４】
直径が０．５メートルから１０メートル、長さが１メートルから５０メートルの規模で作られるタンクであり、各部分は分散出来る構造であり、両サイドに藍を設け、基礎フレーム、固定された蓋部、中間部に接続用スリーブ管で構成し、充分な基礎と強度を持つ伽藍は円筒形で有り、前後の蓋と中間部のスリーブ部に差込ができる構造で、本体伽藍内部には、抵抗翼が後部に向かって傾斜し中芯部下方には蒸気循環配管及び圧縮空気配管が配置され、最下部に残液をタンク外に排出するフィルターを配置し、タンク内部には循環用液体配管と圧縮空気配管を保持するフレームを配置し、タンク外筒下部にタンクを回転させるためのローラーと可変速モーターを配備した請求項１の攪拌タンク装置。
【請求項５】
攪拌タンク内部で発生した高圧ガスをバイナリー発電装置に接続し、タービンを通過した高圧高温蒸気は冷却装置、コンプレッサーを経由し圧縮され、液体に還元されて、攪拌タンクに圧送循環され、タービン発電本体と熱交換機を配置した箱体と、システムプラントをコントロールする制御装置を配置した請求項１の連続運転型バイナリー発電装置。
【請求項６】
本発明の炭化装置は、低温度式炭化装置で、温度帯では２５０°Ｃから５００°Ｃを設定し、本装置には、攪拌タンクと輸送用配管で接続され、タンク内部に水を噴霧する配管を上部に配置し温度監理することによって、良質の炭化物になり、ダイオキシン対策としてバフフィルターを設置し、温度監理の為の温度センサーを設置している事を特徴とする請求項１の炭化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品残渣並び動物性排泄物を有効活用する発明になる。たとえば堆肥において堆肥という形態で畑に還元されているが、実態は品質面においてオガクズの混入が問題となっている。本発明は、堆肥形態ではなく炭化として畑に還元させるものである。本発明は、好気性高温菌での発電を併設するものである。微生物による発熱量は膨大なエネルギーをもっている。本発明はこれらの設備を一体化させ連続的な処理システムを提供する微生物と動物の排泄物及び植物残渣等で発電する装置及び炭化装置を提供する物である。
【背景技術】
【０００２】
本発明は回転式タンクを配置する。このタンク内には、投入物が入口から出口方向に向かった傾きで抵抗羽が必要枚数設置されている。回転と伴に投入物がゆっくりと出口に移動してゆく。タンク内では、たとえば堆肥の場合高温微生物が糞尿を処理し分解熱を発生させる。発熱温度は、７０度から８０度に達する温度帯になる。
【０００３】
投入物の成分の多くはオガクズであり分解されずに排出される。排出されたオガクズ成      分は、たとえばベルトコンベアー等で次の工程に輸送される。ここでの次ぎの工程とは      炭化装置をさす。ここでの炭化装置とは、内部が密閉出来る構造を持ち、樋口と煙突を備えている。さらに炉内部を一定温度にする為に液体を噴霧する構造を設置している。これは温度センサーで内部燃焼温度をコントロールしている。目標値として２５０度から５００度の範囲とする。しかしこの温度帯はダイオキシンが発生する温度範囲なので、排煙筒にはバフフィルターを設置する。
【０００４】
炭化された炭化物は畑に還元できる。近年電気事業法が改正された。これはバイナリー発電において画期的な事と言える。バイナリー発電は１００度以下で不燃性部質を媒体とするタービンと発電機が、一体である構造であること。破損時に羽等が飛散しない構造であること。たとえば媒体は、アンモニア水、フロン等が選定できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−９０８８３号公報
【０００６】
本発明の先行技術として、上記の文献特開２０１０−９０８８３号公報がある。上記発明においての駆動部が風力おもって攪拌羽根を回転させている。また発電する構造は、タンク外胴部にて難燃液体を微生物の醗酵熱おもって蒸気化しタービン発電をしている。上記発明は、タンク外周部と風力を利用している。これは熱交換で基材に直接接していないので効率に問題がある。駆動部の風力では小型機しか駆動できない等の問題が生じる。発電量も小さく限定されている。
本発明は、大型処理装置で高出力発電になり熱効率においても改善された発明になる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の取り組む課題は、毎日排出される大量の糞尿や工場からの食物残渣等である。これらを確実に処理し健全なサイクル、たとえば環境の保全や温暖化の配慮がなされなければならない。さらに臭いによる公衆衛生等の問題も配慮しなければならない。特に尿は水質等の汚染問題が発生するので特に配慮が必要になる。家畜の敷き床で      は、オガクズが一般的に利用されている。このオガクズは微生物等での分解において適合      ではない。
【０００８】
バイナリー発電において、効率よく熱を取り出す為に十分なエサと微生物との接触が必要となる。タービンと発電部は一体であり破損時に破片が飛散しない構造にする等の課題を解決する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、これらの問題を解決する為に従来にない手法を取り入れた。本攪拌タンクは、大量処理を目的としている。たとえば直径３ｍ長さが２０ｍのロータリーキルン方式をとる。このタンクの外周下部にはタンクをささえる為のローラーを十分設置し、大容量のモーターで減速させ、ゆっくりと回転させる方式をとる。
【００１０】
タンク内部には、抵坑用ラセン羽が配置されている。おおむね１週間で外部に押し出さ      れる。内部中心部やや下方位置に難燃ガス体を循環させる為の配管を設置する。その真下に圧縮空気が杜出できる配管を併設させる。微生物が好気性の為酸欠防止の為である。タンク内にはさらに菌床が固まらない為と空気層が出きるように大中小のボウルを投入する。  より多くの空気層と塊の防止の為である。これによりさらに効率が向上される。配管内部では、低沸点の難燃性液体がガス化し、蒸気圧が非常に高い高圧気体になり、次の工程であるガスタービンに向かって移動する。
【００１１】
発電機と同軸のタービンは高速で回転し発電を開始する。循環ガスはタービンを回転させたあと冷却部に流れ込む。冷却されたガスは、圧縮機で液化されてタンク内の循環パイプに圧送される。以降は、このサイクル上でエサとなる物が提供される限りに於いて微生物は、分解熱を出し２４時間連続でシステムを稼動させる。
【００１２】
タンクより排出されたオガクズ等は、炭化装置に輸送配管等で投入される。ある一定量      が投入後手動にて着火させると炭化が始まる。時間はその規模によって決まる。炭化後の製品は、良質の基材として有価商品になる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、従来利用価値がなかった堆肥を炭化物に変えることによって有価商品になる。炭化物は畑にとって有効な基材となり土壌改良に寄与する。またバイナリー発電により発電された電気は売電により利益源にもなる。また環境面おいて悪臭の除去、排水の浄化等の効果も大きい。また炭化物を敷き床に混ぜる事によって悪臭の発生抑制、病気の予防にも効果が期待される。また炭化物を敷床に使うことによって経費の節約にもなる。また炭化物は、高温殺菌されているのでエサに混合飼料として利用もできる。炭化物は市場性が高く一般のホームセンター等にも活用が期待される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】微生物醗酵槽タンク装置斜視図
【図２】バイナリー発電装置斜視図
【図３】炭化装置斜視図
【図４】微生物醗酵槽タンク装置の正面図・平面図・右側面図
【図５】バイナリー発電装置の正面図・平面図・右側面図
【図６】炭化装置の正面図・平面図・右側面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明は３つの要素に分かれている。第１装置は攪拌タンク部、第２装置部はバイナリー発電部、第３装置部は炭化装置部である。これらは配管と輸送用配管等で接続されている。また全体を制御するシーケンスも装備している。半自動型プラント装置である。
【実施例】
【００１６】
以下、本発明を実施する為の形態について説明する。
攪拌タンク６には、投入物を受けるバッケット４が配置している。バッケト４に投入された基材はバッケト４底部にあるスクリュウ配管７にてタンク６、９内に投入される。タンク６、９内には微生物がいる。菌床部に混入されて微生物のエサとなる。微生物は高温菌で７０度から８０度の温熱をだす。菌床の中心部には難燃性液体循環パイプ１１が配置され配管内で高圧ガス体になりタービン２２を回転させて、発電機２５で発電される。
【００１７】
微生物は好気性なので酸欠防止のため圧縮空気配管１２が配備されている。タンク６、９内胴には抵抗羽が必要枚数配置されている。タンク６、９をささえるフレーム５、８、１０がタンクを支持している。またタンク６、９を回転させるローラー１４と可変速モーター１６で一日数回、数時間駆動される。
【００１８】
内部菌床は、大量になる為内部抵抗も数トン/リッポーメーターとなるので強度のある保持支柱１５がなければ、簡単に難燃液体循環パイプ１１と空気圧送パイプ１２は破壊して機能しなくなる。空気圧送にはコンプレッサー等を配置する。
【００１９】
図５のバイナリー発電装置は、循環用配管２３、２４で接続されている。圧縮高圧ガスはインペラ２２に進入する直前にノズルでさらに高速噴射される。インペラは高速回転になり一体接続された発電機２５に伝達され電気が発電される。発電された直流電気はインバーターコンバーター変換機を配備した制御盤２１で三相交流に変換し電圧調整後、外部に送電する。
【００２０】
制御盤２１は、図４の微生物醗酵槽タンク・図５のバイナリー発電装置・図６の炭化装置等の電装部が含まれている。バイナリー発電の箱体１７内部には、熱交換器１８が配置されている。冷却用配管１９、２０は外部配置の冷却部２に接続されている。冷却されたガス体はリターン用パイプ２４の中間でガス圧縮機３３を通過し液体にもどされて微生物醗酵タンク図４に圧送され以降２４時間連続的に発電する。
【００２１】
発電量は、処理する設備規模によって決まる。微生物醗酵タンク４から排出された残渣基材は、後部バッケト４にて受け、移送用配管３０内部のスクリュウで炭化装置図６に投入される。基材が投入された後、手動点火にて炭化が開始される。炭化装置図６の内部には、温度調節用配管２１が配備されている。温度帯を250度から500度の任意温度が設定出来るセンサーを配備する。排煙はダクト３１でバフフィルター１に接続され処理後大気中に排出される。本発明は以上のシステム装置をもった実施形態である。
【符号の説明】
【００２２】
１          バフフィルター装置斜視図
２          冷却装置斜視図
３          圧縮機
４          材料投入受け移送装置
５          上部タンク固定支持フレーム
６          第一槽攪拌タンク
７          材料移送パイプ
８          中間支持フレーム
９          第二槽攪拌タンク
１０        下部タンク固定支持フレーム
１１        難燃液体循環パイプ
１２        空気圧送パイプ
１３        地上面
１４        タンク保持及び回転ローラー
１５        タンク内支持フレーム
１６        回転用モーター
１７        発電装置ケース
１８        熱交換器
１９        熱交換器出口
２０          熱交換器入口
２１        制御盤
２２        タービン
２３        タービン入口
２４        タービン出口
２５        発電機部
２６        炭化炉ケース
２７        噴水パイプ
２８        火口及び取り出し口
２９        床
３０        投入パイプ
３１        排煙パイプ
３２        点検蓋
３３        圧縮機
【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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