(57)【要約】【課題】含水率の高い生ごみなどのバイオ廃棄物であっても、ガス発生炉１によってそれを燃焼させ、バイオガスを発生させることができるようにする。【解決手段】隔壁７が乾燥室２と燃焼室３間に設けられ、隔壁によって乾燥室と燃焼室が区画され、透孔８が隔壁に形成され、廃棄物送り機構１０が透孔に設けられ、燃焼室内において、廃棄物の燃焼熱によって隔壁が加熱され、乾燥室内において、隔壁によって廃棄物が加熱され、乾燥し、乾燥した廃棄物が燃焼室に落下し、導入される。【選択図】図３
2004114013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生ごみなどのバイオ廃棄物を乾燥させる乾燥室と、
前記乾燥室に連通し、前記廃棄物を前記乾燥室に導入する廃棄物導入口と、
前記乾燥室の下方に形成され、乾燥した廃棄物を燃焼させ、バイオガスを発生させる燃焼室と、
前記燃焼室に連通し、前記ガスを前記燃焼室から排出するガス排出口と、
前記乾燥室と燃焼室間に設けられ、両者を区画し、前記乾燥室に投入された廃棄物を受ける隔壁と、
前記隔壁に形成された透孔と、
前記透孔に設けられ、前記廃棄物を送り、これを前記透孔に通し、前記燃焼室に落下させ、導入する廃棄物送り機構とからなり、
前記燃焼室内において、前記廃棄物の燃焼熱によって前記隔壁が加熱され、前記乾燥室内において、前記隔壁によって前記廃棄物が加熱され、乾燥し、乾燥した廃棄物が前記燃焼室に導入されるようにしたことを特徴とするガス発生炉。
【請求項２】
前記隔壁は金属製のもので、下向きの円錐状をなし、その中心位置に前記透孔が形成され、前記廃棄物送り機構が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のガス発生炉。
【請求項３】
前記廃棄物送り機構は送り羽根からなり、垂直軸のまわりに形成されており、前記垂直軸によって前記送り羽根が回転し、廃棄物が送られるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のガス発生炉。
【請求項４】
前記送り羽根はスクリュ状のもので、その長さは少なくとも１スクリュピッチを越える長さであり、前記送り羽根によって前記透孔が閉じられ、前記燃焼室が断熱されていることを特徴とする請求項３に記載のガス発生炉。
【請求項５】
さらに、攪拌羽根が前記垂直軸のまわりに設けられ、前記乾燥室に収容されており、前記乾燥室内において、前記垂直軸によって前記攪拌羽根が回転し、前記廃棄物が攪拌されるようにしたことを特徴とする請求項３に記載のガス発生炉。
【請求項６】
前記ガス排出口がガス浄化装置に接続され、前記ガス浄化装置はガスエンジン発電装置に接続されており、前記ガスが前記ガス浄化装置に送られ、前記ガス浄化装置によって前記ガスが浄化され、それが前記ガスエンジン発電装置に供給され、前記ガスエンジン発電装置によって発電されるようにしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のガス発生炉。
【請求項７】
太陽熱乾燥装置と組み合わされ、前記太陽熱乾燥装置はケースと通路部材からなり、前記通路部材は廃棄物排出口を有し、前記ケースに収容され、前記廃棄物排出口は前記廃棄物導入口に接続され、さらに、開口部が前記ケースの上面に形成され、反射鏡面が前記ケースの内面に形成されており、前記廃棄物が前記通路部材に導入され、太陽光が前記開口部から入射し、前記反射鏡面によって前記太陽光が反射し、これが前記通路部材に集光し、その熱によって前記廃棄物が乾燥し、その後、前記廃棄物が前記廃棄物排出口から排出され、前記廃棄物導入口に送られ、前記乾燥室に導入されるようにしたことを特徴とする請求項６に記載のガス発生炉。
【請求項８】
ガス発生炉を太陽熱乾燥装置と組み合わせ、生ごみなどのバイオ廃棄物を前記太陽熱乾燥装置に導入し、前記太陽熱乾燥装置によって前記廃棄物を加熱し、乾燥させ、その後、前記廃棄物を前記ガス発生炉に導入し、前記ガス発生炉で前記廃棄物を燃焼させ、バイオガスを発生させるようにしたことを特徴とするガス発生システム。
【請求項９】
前記ガスをガスエンジン発電装置に供給し、前記ガスエンジン発電装置によって発電するようにしたことを特徴とする請求項８に記載のガス発生システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、生ごみなどのバイオ廃棄物を燃焼させ、バイオガスを発生させるガス発生炉およびガス発生システムに関するものである。
【０００２】
【従来技術とその問題点】
おが屑、木屑などのバイオ廃棄物については、これまでにも、ガス発生炉によってそれを燃焼させ、バイオガスを発生させる試みがなされている。たとえば、特許文献１に記載されているものがそれである。バイオガスをガスエンジン発電装置に供給し、ガスエンジン発電装置によって発電する試みもなされている。
【０００３】
一方、一般家庭やレストランで日々発生する肉、魚、野菜などの生ごみもバイオ廃棄物であり、それを有効利用することができれば、公益上望ましいことは当然である。しかしながら、生ごみの場合、含水率が高いという問題があり、ガス発生炉によってそれを燃焼させ、バイオガスを発生させることは困難であると考えられていた。このため、現在、生ごみを有効利用するすべはなく、そのまま廃棄していることは周知のとおりである。
【０００４】
【特許文献１】
実用新案登録第２５４０８２９号公報
【０００５】
【発明の目的】
したがって、この発明は、含水率の高い生ごみなどのバイオ廃棄物であっても、ガス発生炉によってそれを燃焼させ、バイオガスを発生させることができるようにすべくなされたものである。
【０００６】
【発明の構成】
この発明によれば、特別の構成のガス発生炉が新たに提供される。ガス発生炉は乾燥室および燃焼室を有する。乾燥室は生ごみなどのバイオ廃棄物を乾燥させるためのものである。そして、廃棄物導入口が乾燥室に連通し、廃棄物が乾燥室に導入される。一方、燃焼室は乾燥した廃棄物を燃焼させ、バイオガスを発生させるためのもので、乾燥室の下方に形成される。そして、ガス排出口が燃焼室に連通し、バイオガスが燃焼室から排出される。さらに、隔壁が乾燥室と燃焼室間に設けられ、隔壁によって乾燥室と燃焼室が区画され、隔壁は乾燥室に投入された廃棄物を受ける。さらに、透孔が隔壁に形成され、廃棄物送り機構が透孔に設けられ、廃棄物送り機構によって廃棄物が送られ、これが透孔を通り、燃焼室に落下し、導入される。したがって、燃焼室内において、廃棄物の燃焼熱によって隔壁が加熱され、乾燥室内において、隔壁によって廃棄物が加熱され、乾燥する。そして、乾燥した廃棄物が燃焼室に導入される。
【０００７】
好ましい実施例では、隔壁は金属製のもので、下向きの円錐状をなす。さらに、その中心位置に透孔が形成され、廃棄物送り機構が設けられる。
【０００８】
さらに、廃棄物送り機構は送り羽根からなり、垂直軸のまわりに形成される。そして、垂直軸によって送り羽根が回転し、廃棄物が送られる。
【０００９】
さらに、送り羽根はスクリュ状のもので、その長さは少なくとも１スクリュピッチを越える長さである。そして、送り羽根によって透孔が閉じられ、燃焼室が断熱される。
【００１０】
さらに、攪拌羽根が垂直軸のまわりに設けられ、乾燥室に収容され、乾燥室内において、垂直軸によって攪拌羽根が回転し、廃棄物が攪拌される。
【００１１】
さらに、ガス排出口がガス浄化装置に接続され、ガス浄化装置はガスエンジン発電装置に接続される。したがって、ガスがガス浄化装置に送られ、ガス浄化装置によってガスが浄化され、それがガスエンジン発電装置に供給され、ガスエンジン発電装置によって発電される。
【００１２】
さらに、ガス発生炉が太陽熱乾燥装置と組み合わされ、太陽熱乾燥装置はケースと通路部材からなり、通路部材は廃棄物排出口を有し、ケースに収容され、廃棄物排出口はガス発生炉の廃棄物導入口に接続される。さらに、開口部がケースの上面に形成され、反射鏡面がケースの内面に形成され、廃棄物が通路部材に導入され、太陽光が開口部から入射し、反射鏡面によって太陽光が反射し、これが通路部材に集光し、その熱によって廃棄物が乾燥する。その後、廃棄物が廃棄物排出口から排出され、廃棄物導入口に送られ、乾燥室に導入される。
【００１３】
さらに、この発明によれば、特別の構成のガス発生システムが新たに提供され、ガス発生炉が太陽熱乾燥装置と組み合わされ、生ごみなどのバイオ廃棄物が太陽熱乾燥装置に導入され、太陽熱乾燥装置によって廃棄物が加熱され、乾燥する。その後、廃棄物がガス発生炉に導入され、ガス発生炉で廃棄物が燃焼し、バイオガスが発生する。
【００１４】
好ましい実施例では、バイオガスがガスエンジン発電装置に供給され、ガスエンジン発電装置によって発電される。
【００１５】
【実施例の説明】
以下、この発明の実施例を説明する。
【００１６】
図１はこの発明にかかるガス発生炉１を示す。図３に示すように、ガス発生炉１は円筒状のものであり、乾燥室２および燃焼室３を有する。乾燥室２は生ごみなどのバイオ廃棄物を乾燥させるためのものである。さらに、廃棄物導入口４が炉壁５に形成されており、乾燥室２に連通する。その位置はガス発生炉１の上面であり、乾燥室２の上部である。したがって、廃棄物を廃棄物導入口４に通し、乾燥室２に導入することができる。燃焼室３は乾燥した廃棄物を燃焼させ、バイオガスを発生させるためのもので、乾燥室２の下方に形成されている。さらに、ガス排出口６が炉壁５に形成されており、燃焼室３に連通する。その位置は燃焼室３の上部である。したがって、バイオガスをガス排出口６に通し、燃焼室３から排出することができる。
【００１７】
さらに、隔壁７が乾燥室２と燃焼室３間に設けられており、隔壁７によって乾燥室２と燃焼室３が区画されている。隔壁７は乾燥室２に投入された廃棄物を受ける。さらに、透孔８が隔壁７に形成され、廃棄物送り機構が透孔８に設けられており、廃棄物送り機構によって廃棄物が送られ、これが透孔８を通り、燃焼室３に落下し、導入される。
【００１８】
したがって、このガス発生炉１の場合、燃焼室３内において、廃棄物の燃焼熱によって隔壁７が加熱される。したがって、乾燥室２内において、隔壁７によって廃棄物が加熱され、乾燥する。そして、乾燥した廃棄物が燃焼室３に落下し、導入されるものである。したがって、含有率の高い生ごみなどのバイオ廃棄物であっても、問題はない。廃棄物の乾燥後、それが燃焼室３に導入され、燃焼室３に導入されるのは含水率の高いものではなく、乾燥した廃棄物であり、それを容易に燃焼させることができ、バイオガスを効果的に発生させることができる。
【００１９】
さらに、この実施例では、隔壁７は金属製のもので、耐火鋼で成型されており、下向きの円錐状をなす。さらに、その中心位置に透孔８が形成され、廃棄物送り機構が設けられている。したがって、乾燥室２内において、自重が廃棄物に作用し、廃棄物が隔壁７に沿って下降し、透孔８に向かって移動する。その後、燃焼室３の中心位置において、廃棄物が透孔８を通り、燃焼室３に導入されるものである。したがって、廃棄物を円滑に導入することができる。
【００２０】
さらに、この実施例では、隔壁７の中心位置において、スリーブ９が隔壁７に設けられ、下方に突出し、スリーブ９に透孔８が形成されている。廃棄物送り機構は送り羽根１０からなり、垂直軸１１のまわりに形成され、スリーブ９に収容されている。さらに、ガス発生炉１の上面において、モータ１２および制御装置１３が炉壁５に取り付けられ、支持され、垂直軸１１は炉壁５を貫通し、モータ１２に連結され、制御装置１３はモータ１２に接続されている。したがって、モータ１２によって垂直軸１１が駆動され、垂直軸１１によって送り羽根１０が回転し、廃棄物が送られる。その送り速度は送り羽根１０の回転速度に比例する。したがって、廃棄物を一定速度で送り、燃焼室３に導入することができる。制御装置１３によってモータ１２を制御し、送り速度を調整することもできる。
【００２１】
さらに、送り羽根１０はスクリュ状のもので、その長さは少なくとも１スクリュピッチを越える長さである。そして、それがスリーブ９に収容されているものである。したがって、送り羽根１０によって透孔８が閉じられ、燃焼室３が断熱され、その状態で廃棄物が送られ、熱効率は高い。
【００２２】
さらに、この実施例では、攪拌羽根１４が垂直軸１１に設けられ、乾燥室２に収容されている。したがって、乾燥室２内において、垂直軸１１によって攪拌羽根１４が回転し、廃棄物が攪拌され、これを円滑に移動させることができる。図５に示すように、攪拌羽根１４はブレード状のもので、円弧状に湾曲しており、隔壁７の上面に沿って回転する。その回転方向は図５の時計方向である。したがって、廃棄物が攪拌羽根１４の分力を受け、透孔８に向かって押され、廃棄物を強制的に移動させることができる。
【００２３】
さらに、燃焼室３の底部にロストル１５が設けられており、燃焼室３の中心位置において、廃棄物が燃焼室３に落下し、導入されたとき、廃棄物はロストル１５に支持される。さらに、図４に示すように、ロストル１５の下側に火種スペース１６が形成され、焚口１７が炉壁５に形成され、スペース１６に連通しており、火種がスペース１６に収容され、焚口１７から点火され、燃焼室３の中心位置で廃棄物が燃焼する。これに関連し、攪拌羽根１８が垂直軸１１に設けられ、燃焼室３に収容され、その中心位置に配置されている。この実施例では、３つのピン１８によって攪拌羽根が構成され、図６に示すように、垂直軸１１のまわりにおいて、各ピン１８が１２０°の角度間隔を置いて配置されており、ピン１８は垂直軸１１に固定され、その半径方向にのびる。さらに、燃焼室３の中心位置において、垂直軸１１はロストル１５に向かってのび、その下端はロストル１１に支持されている。したがって、燃焼室３の中心位置で廃棄物が燃焼するとき、燃焼室３の中心位置において、垂直軸１１によって攪拌羽根１８が回転し、廃棄物が燃焼しても、攪拌羽根１８によってそれが攪拌され、その空洞は生じない。この結果、廃棄物が同一条件で燃焼し、その温度が一定に保たれ、燃焼条件および燃焼温度によってバイオガスが変化することはなく、その品質は損なわれない。
【００２４】
ロストル１５の構造については、長みぞ１９がロストル１５に形成されており、長みぞ１９は燃焼室３の直径方向にのび、その位置は垂直軸１１の位置である。さらに、ロストル１５はＶ字状断面のもので、長みぞ１９の両側において、ロストル１５は長みぞ１９に向かって下方に傾斜する。したがって、廃棄物が燃焼したとき、その灰がロストル１５に沿って移動し、長みぞ１９に導かれ、長みぞ１９を通り、スペース１６に落下し、排出される。さらに、らせんみぞ２０が垂直軸１１に形成されており、垂直軸１１の回転にともない、らせんみぞ２０によって灰が案内され、押し下げられ、灰を効果的に排出することができる。
【００２５】
さらに、ロストル１５は多数の通気孔２１を有する。この他、ロストル１５は一対のパイプ２２を有し、パイプ２２は多数の通気孔を形成したもので、長みぞ１９の両側に配置されており、燃焼室３に突出し、スペース１６に開口する。したがって、通気孔２１およびパイプ２２によって燃焼室３を通気し、廃棄物を効果的に燃焼させることができる。
【００２６】
さらに、このガス発生炉１のガス排出口６については、それがガス浄化装置２３に接続され、ガス浄化装置２３はガスエンジン発電装置２４に接続されている。ガス浄化装置２３は活性炭、消石灰などの濾材を充填したもので、それ自体は一般に知られ、使用されているところのものである。したがって、バイオガスの発生後、それがガス浄化装置２３に送られ、ガス浄化装置２３によってガスが浄化される。複数の浄化装置２３を直列に接続し、各浄化装置２３によってガスを浄化するようにしてもよい。さらに、ガスの浄化後、それがガスエンジン発電装置２４に供給され、ガスエンジン発電装置２４によって発電される。ガスエンジン発電装置２４も一般に知られ、使用されているところのものである。
【００２７】
さらに、ガス発生炉１が太陽熱乾燥装置２５と組み合わされている。太陽熱乾燥装置２５はケース２６および通路部材２７を有する。通路部材２７はダクトからなり、廃棄物排出口２８を有し、ケース２６内に収容されており、ケース２６の長さ方向にのび、廃棄物排出口２８はガス発生炉１の廃棄物導入口４に接続されている。この実施例では、パイプ２９によって廃棄物排出口２８と廃棄物導入口４が接続されている。さらに、図７に示すように、開口部３０がケース２６の上面に形成され、反射鏡面３１がケース２６の内面に形成されている。反射鏡面３１はダクト２７に平行にのびる。
【００２８】
反射鏡面３１は複合放物面集光形状（ＣＰＣ）であり、２つの放物面３２からなり、インボリュート面３３によって各放物面３２が接合され、ダクト２７は反射鏡面３１の集光位置に配置されている。そして、生ごみなどのバイオ廃棄物がダクト２７に導入される。したがって、太陽光がケース２６の開口部３０から入射し、反射鏡面３１によって太陽光が反射し、これがダクト２７に集光し、その熱によって廃棄物が加熱され、乾燥する。さらに、開口部がダクト２７の上面に形成され、ガラス板または透明アクリル板３４によってその開口部が被覆されており、太陽光をガラス板または透明アクリル板３４を透過させ、廃棄物を効果的に乾燥することもできる。
【００２９】
さらに、この実施例では、ケース２６の一端において、廃棄物投入口３５がダクト２７に設けられている。さらに、ケース２６の他端において、廃棄物排出口２８がダクト２７に設けられており、それがガス発生炉１の廃棄物導入口４に接続されているものである。そして、生ごみなどのバイオ廃棄物が廃棄物投入口３５を通り、ダクト２７に投入される。その後、ダクト２７内において、コンベヤによって廃棄物が送られ、太陽熱によって廃棄物が加熱され、乾燥する。さらに、その廃棄物が廃棄物排出口２８から排出され、廃棄物導入口５に送られ、乾燥室２に導入される。
【００３０】
コンベヤは１対の送り羽根３６を有し、送り羽根３６は逆向きのスクリュ状のもので、回転軸３７のまわりに形成され、平行に並列され、ダクト２７に収容されている。さらに、ギヤによって回転軸３７とモータ３８が連結されており、モータ３８によって回転軸３７が駆動され、回転し、各送り羽根３６が逆方向に回転する。図７の右側の送り羽根３６については、その回転方向は時計方向であり、左側の送り羽根３６については、その回転方向は反時計方向である。これによって廃棄物が送られるものである。
【００３１】
さらに、この実施例では、太陽熱乾燥装置２５とガス発生炉１間において、送り羽根３９が回転軸のまわりに形成され、パイプ２９に収容されており、回転軸はモータ４０に連結されている。したがって、モータ４０によって送り羽根３９が回転し、送り羽根３９によって廃棄物が送られ、廃棄物は廃棄物排出口２８から排出され、廃棄物導入口４を通り、乾燥室２に導入される。
【００３２】
さらに、送り羽根３９はスクリュ状のもので、その長さは少なくとも１スクリュピッチを越える長さである。そして、それがパイプ２９に収容されているものである。したがって、送り羽根３９によって廃棄物導入口４が閉じられ、乾燥室２が断熱され、その状態で廃棄物が送られ、熱効率は高い。
【００３３】
一方、ガス発生炉１のガス排出口６がガス浄化装置２３に接続されていることは前述したとおりであるが、この実施例では、ダクト２７の底部に通路４１が形成されており、ガス排出口６はパイプ４２および通路４１に接続されている。その位置はケース２６の一端であり、通路４１はケース２６およびダクト２７の長さ方向にのびる。そして、ケース２６の他端において、図２に示すように、通路４１がパイプ４３およびガス浄化装置２３に接続されている。したがって、通路４１によってガス排出口６とガス浄化装置２３が接続されているものであり、バイオガスの発生後、まず、ケース２６の一端において、バイオガスがダクト２７の通路４１に導入される。さらに、そのガスがダクト２７の通路４１を通り、ケース２６の他端において、ガスがダクト２７の通路４１から排出される。したがって、通路４１のバイオガスによってダクト２７および廃棄物が加熱され、廃棄物を効果的に乾燥させることができ、好ましい。要するに、バイオガスと廃棄物間に熱交換が生じるものであり、それによってバイオガスが冷却され、その温度は低下する。その後、そのガスがガス浄化装置２３に送られ、ガスエンジン発電装置２４に供給される。したがって、バイオガスを効果的に使用し、ガスエンジン発電装置２４によって発電することができる。
【００３４】
したがって、この場合、ガス発生炉１と太陽熱乾燥装置２５によってガス発生システムが構成され、まず、生ごみなどのバイオ廃棄物が太陽熱乾燥装置２５に導入され、太陽熱乾燥装置２５によって廃棄物が加熱され、乾燥する。その後、乾燥した廃棄物がガス発生炉１に導入され、ガス発生炉１で廃棄物が燃焼し、バイオガスが発生するものである。したがって、廃棄物を容易に燃焼させ、バイオガスを効果的に発生させることができる。
【００３５】
さらに、この実施例では、廃棄物がガス発生炉１に導入され、その後、ガス発生炉１の乾燥室２内において、廃棄物が再度加熱され、乾燥する。要するに、廃棄物が２段階に加熱され、乾燥するものである。その後、その廃棄物が燃焼室３に導入される。この結果、含水率の高い生ごみなどのバイオ廃棄物であっても、それを十分に乾燥させ、乾燥した廃棄物を燃焼室３に導入することができ、好ましい。
【００３６】
なお、生ごみに限らず、家畜の糞尿などのバイオ廃棄物であっても、それを十分に乾燥させ、燃焼室３に導入することができる。したがって、その廃棄物を容易に燃焼させ、バイオガスを効果的に発生させることができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、含水率の高い生ごみなどのバイオ廃棄物であっても、それを容易に燃焼させ、バイオガスを効果的に発生させることができ、所期の目的を達成することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例を示す説明図である。
【図２】図１のガス発生システムの平面図である。
【図３】図１のガス発生炉の縦断面図である。
【図４】図３のガス発生炉の一部断面側面図である。
【図５】図３のガス発生炉の５−５線断面図である。
【図６】図３のガス発生炉の６−６線断面図である。
【図７】図１の太陽熱乾燥装置の横断面図である。
【符号の説明】
１　ガス発生炉
２　乾燥室
３　燃焼室
４　廃棄物導入口
６　ガス排出口
７　隔壁
８　透孔
１０　送り羽根
２４　ガスエンジン発電装置
２５　太陽熱乾燥装置
【図１】
2004114013.tif 000003
【図２】
2004114013.tif 000004
【図３】
2004114013.tif 000005
【図４】
2004114013.tif 000006
【図５】
2004114013.tif 000007
【図６】
2004114013.tif 000008
【図７】
2004114013.tif 000009