(57)【要約】【課題】  従来のごみ炭化装置は、飽和水蒸気と過熱水蒸気の製造装置と、炭化炉が別々の構造であるために装置が大型化し、設備費が高くなる欠点をもつ。【解決手段】  上部に開閉扉を有する密閉された２室の炉体キャビティーの中に廃熱並びに過熱水蒸気を吹き込んで、該開閉扉から投入された有機質廃棄物を乾燥炭化する炭化装置であって、該２室の炉体底面部には加熱装置が附設してあり、該加熱装置室には飽和蒸気発生装置、過熱蒸気生成装置並びに廃熱発電機能を設け、該加熱装置壁面全体がボイラー機能を持つことを特徴とする炭化装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に開閉扉を有する密閉された炉体キャビティーを上下別々の部屋に区画し、処理物が投入される最初の区画は、炭化の前段処理機能としての有機物の乾燥部屋であり、加熱室からの廃熱投入により処理物の乾燥を行い、同区画下部側には一定時間で開閉する仕切り盤がついた炭化室への移行ゲートがあり、同移行ゲートが開くと処理物は区画された下方の部屋に移動し、下方の部屋は過熱水蒸気の吹き込みにより還元雰囲気状態となり炭化が促進される構造であって、該開閉扉から投入され乾燥処理された有機質廃棄物は仕切り盤を通過後、過熱蒸気により炭化する炭化炉であって、炭化の際の熱分解ガスを排出する排気装置が取り付けられ炭化炉の排気装置取り付け口には触媒装置が取り付けられ、乾燥並びに炭化両炉内中心部には過熱蒸気が行き渡りやすいように縦軸を中心として回転する複数枚の円盤がとりつけてあり、且つその円盤が逆転すれば炉内で処理された炭化物が炉外へ排出されるように最下部の円盤に直結した排出口が設けられており、該２室の炉体底面部には、セパレート型で加熱装置室が附設してあり、該加熱装置室内部には飽和蒸気発生機能並びに過熱蒸気発生装置並びに、温度差で発電する発電機能付きスターリングエンジンが取り付けられており、過熱蒸気で廃棄物を炭化すると同時に発電ができることを特徴とする小型炭化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の加熱装置室において加熱の熱源は重油や灯油、電気、ガス或いはバイオマス燃料等いずれの熱源でも加熱可能であることを特徴とする小型炭化装置。
【請求項３】
請求項１に記載の排ガスを７８０℃〜８５０℃に加熱処理することを特徴とする炭化装置。
【請求項４】
請求項１に記載の加熱装置室の壁面又は底面を金属製の水槽で囲い加熱装置壁面又は底面全体がボイラーの役目を果たす事を特徴とする小型炭化炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、有機物の小型炭化装置に係るもので、特に山中やゴルフ場において間伐材や剪定枝或いは水分の多い芝などを運送することなく現地で減量且つ炭化することにより従来は廃棄物として処理されたものを炭化燃料として資源化することを可能とした、小型の炭化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  生ごみや汚泥等の有機物を、過熱水蒸気を利用して炭化することは既に公知である。
過熱水蒸気を使用するためには、先ず過熱水蒸気を作らなければならない。
過熱水蒸気の製造は、先ず水を沸騰させて飽和水蒸気を製造し、できた飽和水蒸気を加熱して過熱水蒸気とする必要がある。
特許文献１に開示されているように、従来の装置は、飽和水蒸気の製造装置と、水蒸気の過熱装置と、過熱水蒸気を吹き込む炭化炉が別々の構造であり、大量の電力又は長時間を必要とし装置が大型化し、設備費が極めて高くなる欠点がある。
炭化は廃棄物の減容化はもとより炭素の固定化により地球温暖化防止対策即ちＣＯ２対策に極めて有効である。また併せて無害安全にそのまま土壌改良剤や、調湿剤として有効に利用できる利点もある。本件は特にゴルフ場などでは生成した炭化物を直接ゴルフ場へ散布することが可能となり、山林などでも現地で直接減容炭化し、その炭化物は直接現地で山林の土壌改良に利用することができ、且つ装置は無煙無臭で、減容炭化できるものである。【０００３】
【特許文献１】特開２０００−６３８４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、小型で持ちはこびでき、各ゴルフ場の芝刈現場、山林での伐採現場やホテルなどの勝手口に直接配置することができ、かつ排ガスが無煙・無臭で処理できる有機物の炭化装置を提供することである。
【問題を解決するための手段】
【０００５】  炭化炉に関する上記問題点は、下記構成の本発明炭化炉によって解決することができる。
すなわち、本発明炭化炉の構造は、
上部に開閉扉を有する密閉された炉体キャビティーを上下別々の部屋に区画し、炭化目的の処理物が投入される最初の部屋は、炭化の前段処理機能としての有機物の乾燥部屋であり、最下部の加熱室からの廃熱投入により処理物の乾燥を行い、同区画下部側には一定時間で開閉する仕切り盤がついた炭化室への処理物の移行ゲートがあり、同移行ゲートが開くと処理物は区画された下方の炭化部屋に移動し、炭化部屋は過熱水蒸気の吹き込みにより還元雰囲気状態となり乾燥後の処理物の炭化が促進される構造であって、該開閉扉から投入され乾燥処理された有機質廃棄物は仕切り盤を通過後、過熱蒸気により炭化する炭化炉であって、炭化の際の熱分解ガスは炭化炉壁面に排出する排気装置が取り付けられ炭化炉の排気装置取り付け口には熱分解ガスを無害化する触媒装置が取り付けられ、乾燥並び炭化の両炉内中心部には排熱や過熱蒸気が行き渡りやすいように縦軸を中心として回転する複数枚の円盤がとりつけてあり、且つその円盤が逆転すれば炉内で処理された炭化物が炉外へ排出されるように、炭化炉最下部には円盤に直結した排出口が設けられており、該２室の炉体底面部には、セパレート型で加熱装置室が附設してあり、該加熱装置室内部には飽和蒸気発生機能並びに過熱蒸気発生装置並びに、温度差で発電する発電機能付きスターリングエンジンが取り付けられており、過熱蒸気で廃棄物を炭化すると同時に発電ができることを特徴とする小型炭化装置。
【発明の効果】
【０００６】乾燥機能並びに炭化炉と飽和蒸気生成装置、過熱水蒸気生成装置並びに発電装置が一体になった小型で持ちはこびが出来、無煙無臭であるため山林の剪定枝やゴルフ場の芝など各種廃棄物を発生現場で直接減容、炭化処理が可能となるばかりか、特に電気の届かない地域でも周辺の有機性廃棄物さえあればそれらを熱源として発電が可能となり、電気の届かない地域特に離島や山間地でも容易に現地での分散型発電が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】  本発明炭化炉の構造とその作用機能を図面で説明する。
第１図は、本発明構造の説明図である。
上部に開閉扉７を有する密閉された炉体キャビティーを上下別々の部屋に区画し、処理物が投入される最初の部屋は、炭化の前段処理機能としての有機物の乾燥部屋であり、最下部加熱室からの廃熱投入により処理物の乾燥を行い、同乾燥室下部の炭化部屋側との間には一定時間で開閉する仕切り盤がついた炭化室移行ゲート１０があり、同仕切盤の移行ゲート１０が開くと乾燥した処理物は区画された下方の炭化部屋に移動し、下方の炭化室は過熱水蒸気の吹き込みにより還元雰囲気状態となり炭化が促進される構造であって、該最上部開閉扉７から投入された処理物は上段区画室で乾燥処理された後、炉内かくはん機３の逆転により仕切り盤の移行ゲート１０を通過し、かくはん機の逆転が停止すると移行ゲートが閉まり、下段の炭化室に搬送された処理物は、炭化室に吹き込まれた過熱蒸気により、炭化炉内は還元雰囲気状態が醸成されると同時に、投入された有機質廃棄物に高温の過熱蒸気が直接噴射されることにより、処理物の炭化が同時進行する炭化炉であって、該２室の炉体底面部には、飽和蒸気を生成するボイラー機能６並びに過熱蒸気５を生成する加熱室が附設されており、該加熱室には高温廃熱で発電する発電機能付きスターリングエンジン１１が附設されたことを特徴とする小型炭化炉。【０００８】  本発明炭化炉は、炉体キャビティーの周囲と底面を断熱材で囲まれた構造からなり、上部の開閉扉を開けて炭化する有機質廃棄物を投入する。有機質廃棄物は、そのままの現状投入、大型なら破砕処理後の投入、粉末などはボックスによる分散投入、オムツなどは炭化室内にスライド式の棚などを複数段設けその棚ごと投入するなど、扱いやすく且つ投入物によっては過熱蒸気の浸透がしやすいようにして投入する。
投入する有機物廃棄物は、廃木材、剪定枝、ゴルフ場の芝、生ごみ、残飯、おから、、野菜屑、食品残渣等、日常生活で排出される有機質のごみ類、およびその他必要に応じてほとんどの有機質廃棄物を投入して乾燥炭化することができる。又特別管理物である医療廃棄物についても殺菌、滅菌はもとより無煙無臭で無害化し減容炭化することができる。【０００９】  有機性廃棄物を投入後、開閉扉を閉めて、前段乾燥後、炉体キャビティーに過熱水蒸気を吹き込む。過熱水蒸気は、炉体の底部に設けられた加熱装置の炉壁部分のボイラー機能６で、先ず飽和水蒸気を作り、次に加熱装置天井部に設けられた過熱蒸気発生装置５で飽和水蒸気を過熱して過熱水蒸気とする。飽和水蒸気を作るための水は、炉体の外に設けた水タンク又は直結した水道から供給する。【００１０】炉体キャビティーの中は、廃熱利用による乾燥室並びに、吹き込んだ過熱水蒸気と底面の加熱部分、及び炉体キャビティーを保温する為に外周に設けられた加熱保温装置からの廃熱を分離した排気ガスを利用した保温装置により炭化炉内は高温に維持され、炉内は概ね３３０〜５５０℃程度の温度に加熱される。【００１１】加熱装置部の熱源は３３０℃以上の過熱蒸気が生成できる熱源なら、重油や灯油バーナー、ガスバーナー、電気ヒーター、或いは薪焚きなどによるバイオマス燃料などいずれでも良いが出来れば５５０℃程度の過熱蒸気が短時間に生成できる熱源がより好ましい。【００１２】  キャビティーの中、特に炭化室は過熱蒸気の吹込みにより炉内酸素が追い出され、無酸素状態の還元雰囲気並びに過熱水蒸気雰囲気であるために、炉内に投入された有機物は、燃焼することなく、水分及び揮発性の非有機質成分、有機質成分は共に蒸発、一部の有機物は熱分解されてガスとなる。非熱分解成分は炭化されて、固形の炭化物となる。【００１３】  排ガスの成分は、これら水分、揮発性の非有機質成分、有機質成分及び有機物の熱分解ガスからなり、燃焼性ガスも含んでおり、加熱装置から排出される高温の排ガスと合流することにより、高温急速燃焼して臭いの成分も完全に加熱分解されて無煙無臭になる。
加熱装置から排出される排ガス温度は、６００℃以上が良い。６００℃未満では炉体キャビティーから排出される熱分解ガスとの混合の際、臭いの成分が完全に燃焼分解されず、臭気が残る。この際低温の為臭いなどが残る場合には、熱分解ガスの臭いなどの完全燃焼を促す為、排気混合部分に小さいバーナーを取り付けても良い。又は加熱室に取り付けたスターリングエンジンに発電機を付設して電気できる為、電気ヒーターを取り付けても良い。【００１４】  有機質廃棄物の内、木材系は投入後概ね６０分で炭化が終わる。生ごみやオムツなど含水率が８０％以上あるような廃棄物は１２０分を要する。
炭化物は炭化室内に残留するので、炉体キャビティー底部に設けた回転式円盤の逆転により炭化物排出口から自動的に排出される。又燃えない無機質、金属成分も炭化物と一緒に外に取り出すことが出来る。
【実施例１】
【００１５】  実施例によって本発明を説明する。
炭化炉の構造：第１図の構造
炉体キャビティー部の乾燥室及び炭化室合計内容積  ：  約０．５５ｍ３
炉体部寸法：幅１．５ｍ×奥行き１．７ｍ×高さ２．６ｍ（車載処理可能）
炉内温度：    ５５０℃
過熱蒸気温度：４５０℃
ごみの種類：剪定技、ゴルフ場芝
剪定枝を各３０ｃｍ程度に裁断し、刈った芝と半々程度合計約６０ｋｇを直接上段の乾燥室に投入し、投入口を密閉後スイッチＯＮし、約４０分間廃熱を利用して乾燥した後、次に仕切り盤の炭化室移行ゲートを開け処理物を炭化室に移動した。最初に乾燥室に投入してから合計約１．５時間で炭化が完了。炭化終了後、炉内円盤を逆転し炭化物を取り出した。芝はほとんど原型が無くなり剪定枝のみが原型を留めまま炭化し、重量は約５ｋｇであった。又その間加熱装置室に取り付けたスターリングエンジンによる発電も５５ｋｗ能力があるものの加熱装置部の温度が低い為２５ｋｗ程度の発電でしたが、電気の届かない山林でもごみ処理を兼ねながら十分電気を賄うことが出来、排ガスも無色、無臭であった。
【産業上の利用可能性】
【００１６】以上詳記した様に、本発明小型炭化炉は、車載で簡単に持ち運び可能であるので有機機質廃棄物であれば、いかなるものでも、現地で簡単、簡便、迅速に、かつ悪臭を発生させることも無く、乾燥炭化、減容化でき、ごみ収集コスト、ごみ処理費用の低減が可能となることはもとより、電気の届かない地域でも廃棄物さえあれば発電も簡易に可能であり、分散型発電が廉価に且つ手軽に可能となり、従来廃棄物として扱われた廃棄物が、炭化物として燃料に生まれ変わることが出来、周辺住民に嫌われる大型のごみ処理施設の建設をも不用とするものであり、廃棄物処理分野で多大の貢献をなすものである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は本発明小型炭化炉の構造の説明図である。
【図１】
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