(57)【要約】【課題】触媒を使用することなく効率的に悪臭成分を分解し消臭でき、かつ熱風をバイパスさせる必要をなくして乾燥処理効率を高めることができ、システムを単純化し信頼性を向上させることができる汚物乾燥処理装置を提供する。【解決手段】汚物１を内部に収容し間接加熱により蒸発乾燥させて蒸気２を発生する処理容器１２と、処理容器を囲みその間に間接加熱用の熱風流路１４ａを形成する熱風容器１４と、吸引空気３中で燃料４を燃焼させ高温の熱風５を発生する熱風発生機１６と、処理容器で発生した蒸気全量を熱風発生機の吸引空気中に導入する蒸気導入パイプ１８と、熱風発生機で発生した熱風全量を熱風容器に供給する熱風供給パイプ２０とを備え、蒸気中の悪臭成分を熱風発生機の高温部で熱分解し無臭化する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚物（１）を内部に収容し間接加熱により汚物を蒸発乾燥させ蒸気（２）を発生する処理容器（１２）と、該処理容器を囲みその間に間接加熱用の熱風流路（１４ａ）を形成する熱風容器（１４）と、吸引空気（３）中で燃料（４）を燃焼させ高温の熱風（５）を発生する熱風発生機（１６）と、前記処理容器で発生した蒸気（２）の全量を熱風発生機の吸引空気中に導入する蒸気導入パイプ（１８）と、熱風発生機で発生した熱風全量を前記熱風容器に供給する熱風供給パイプ（２０）とを備え、蒸気中の悪臭成分を熱風発生機の高温部で熱分解し無臭化する、ことを特徴とする汚物乾燥処理装置。
【請求項２】
前記熱風発生機（１６）は、ガスタービンエンジン、バーナ燃焼器、ガソリンエンジン、又はディーゼルエンジンである、ことを特徴とする請求項１に記載の汚物乾燥処理装置。
【請求項３】
前記熱風発生機（１６）の内部、又は熱風供給パイプ（２０）の内部に触媒脱臭器（２２）を備える、ことを特徴とする請求項１に記載の汚物乾燥処理装置。
【請求項４】
処理容器（１２）内の汚物が蒸発乾燥した固形分を吸引回収する吸引ポンプ（２４）とサイクロン（２６）を備える、ことを特徴とする請求項１に記載の汚物乾燥処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、屎尿等の汚物を乾燥するための汚物乾燥処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明において、「汚物」とは、人間、家畜等の屎尿、残飯、食品屑、弁当屑、各種返品食品、家畜臓器等の生ごみ、魚類のはらわた、廃棄果実・野菜、コーヒーやジュースなど各種絞りかす等の動植物性残渣、浄化槽のスカム、ヘドロ等の汚泥をいう。
【０００３】
工事現場、イベント会場、災害現場、山岳地帯の施設（山小屋等）では、上述した汚物が一時的に、或いは継続して発生する。これらの汚物は、大量の水分を含有しており、そのまま放置すると悪臭を発するため、早期に処理する必要がある。そのため、かかる汚物の処理装置として、特許文献１、特許文献２、等が既に提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−８２９７５号公報
【特許文献２】
特開平９−１７４０３６号公報
【０００５】
［特許文献１］の「し尿汚泥の処理システム」は、図７に示すように、し尿処理過程で発生する脱水汚泥を処理する際、脱水汚泥を乾燥する乾燥機５１から排出される乾燥排ガスを熱交換器５４に導いて焼却炉５３から排出される焼却排ガスと熱交換して昇温させた後、乾燥機５１に循環導入して乾燥熱源として使用し、また熱交換器５４より排出される乾燥排ガスの一部は焼却炉５３に導かれ、燃焼脱臭され、また焼却排ガスは熱交換器５４より冷却塔５５に送られ冷却された後、バグフィルタ５６で有害物質が除去され、外部に放出されるものである。
【０００６】
［特許文献２］の「汚物乾燥処理装置」は、図８に示すように、汚物を乾燥する処理容器６０を固体乾燥部６１と液体蒸発部６２とに区分し、処理容器６０内に投入された汚物のうち、固体乾燥部６１の円筒形フィルタ６３により固形分から分離された液体中の水分を複数の熱交換チューブを備えた熱交換器６４によって蒸発させる一方、フィルタ内に残った固形分を蓄熱球６５および撹拌羽根６６によって乾燥ののち粉砕し、吸引ポンプ６７およびサイクロン６８によって吸引回収するものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
汚物を乾燥させると、汚物に含まれる水分が蒸発して水蒸気（蒸気）となり、この水蒸気には、悪臭成分であるアンモニア、硫化水素、メチルメルカプタン、トリメチルアミン等が含まれている。そのため、そのまま外部に放出すると悪臭源となり環境を悪化させる問題がある。
【０００８】
［特許文献１］の装置では、この悪臭を低減するために、熱交換器５４より排出される乾燥排ガスを焼却炉５３に導いて高温（一例として８５０℃以上）で燃焼脱臭しているが、乾燥機５１、焼却炉５３、熱交換器５４等の大型設備を複数必要とし、システム全体が大型となる問題点がある。
【０００９】
一方、［特許文献２］の装置では、熱風発生機６９（ガスタービン発電機）で発生した熱風が、処理容器６０の外側に導かれ、隔壁を介して汚物を加熱し、処理容器内の汚物から発生した蒸気は、触媒を収めた脱臭器７０で悪臭成分を分解した上で、外気に放出されるようになっている。
また、熱風発生機６９と脱臭器７０との間には、バイパスパイプ７１が配設されており、バイパスパイプ７１に設けたバルブの調整によって、熱風発生機６９からの熱風の一部を直接脱臭器７０に供給することにより、脱臭器内の触媒を、その活性温度（３００℃前後）に加熱するようになっている。
【００１０】
しかし、［特許文献２］の装置では、消臭に触媒を必要とし、触媒が活性温度になるようにバイパスパイプを設けたり、流量調整のためのバルブを設けたりする必要があるため、システムが複雑で高価である問題点があった。また、触媒を活性温度（３００℃前後）に保つため、一部の熱風を処理容器をバイパスするようにしているため、その分乾燥処理能力が低下するという問題点があった。
【００１１】
本発明は、上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、高価な触媒を使用することなく効率的に悪臭成分を分解して消臭でき、かつ熱風発生機からの熱風を処理容器をバイパスさせる必要をなくして乾燥処理の効率を高めることができ、これによりシステムを単純化し信頼性を向上させることができる汚物乾燥処理装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、汚物（１）を内部に収容し間接加熱により汚物を蒸発乾燥させ蒸気（２）を発生する処理容器（１２）と、該処理容器を囲みその間に間接加熱用の熱風流路（１４ａ）を形成する熱風容器（１４）と、吸引空気（３）中で燃料（４）を燃焼させ高温の熱風（５）を発生する熱風発生機（１６）と、前記処理容器で発生した蒸気（２）の全量を熱風発生機の吸引空気中に導入する蒸気導入パイプ（１８）と、熱風発生機で発生した熱風全量を前記熱風容器に供給する熱風供給パイプ（２０）とを備え、蒸気中の悪臭成分を熱風発生機の高温部で熱分解し無臭化する、ことを特徴とする汚物乾燥処理装置が提供される。
【００１３】
上記本発明の構成によれば、処理容器（１２）で発生した蒸気（２）の全量が熱風発生機（１６）の吸引空気中に導入され、蒸気中の悪臭成分を熱風発生機の高温部で熱分解し無臭化するので、高価な触媒を使用することなく効率的に悪臭成分を分解して消臭できる。
また、熱風発生機（１６）で発生した高温の熱風全量が、熱風供給パイプ（２０）を介して熱風容器（１４）に供給され汚物を間接加熱するので、熱風発生機からの熱風全量を蒸発乾燥に用いることができ、処理容器をバイパスさせる必要をなくして乾燥処理の効率を高めることができる。
さらに、バイパスパイプがなく、蒸気と熱風の流れがシンプルなため、システムを単純化し信頼性を向上させることができる。
【００１４】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記熱風発生機（１６）は、ガスタービンエンジン、バーナ燃焼器、ガソリンエンジン、又はディーゼルエンジンである。
これらの熱風発生機を用いることにより、処理容器（１２）で発生した蒸気（２）の全量を簡単な構成で吸引空気中に導入することができる。
【００１５】
前記熱風発生機（１６）の内部、又は熱風供給パイプ（２０）の内部に触媒脱臭器（２２）を備える。
この構成により、触媒脱臭器（２２）により、蒸気の消臭を更に完全にできる。また、熱風発生機（１６）の熱風で触媒脱臭器（２２）を所定の温度（約３００℃）まで短時間に予熱できるので、装置の起動特性を高めることができる。更に、高温部での熱分解と併用するので、触媒の必要量を大幅に低減し触媒脱臭器を小型かつ安価にできる。
【００１６】
処理容器（１２）内の汚物が蒸発乾燥した固形分を吸引回収する吸引ポンプ（２４）とサイクロン（２６）を備える、ことが好ましい。
この構成により、処理容器（１２）内の汚物が蒸発乾燥した後に残留する固形分を、内部に導入する空気と共に吸引ポンプ（２４）で吸引し、サイクロン（２６）で固形分を分離回収することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００１８】
図１は、本発明の汚物乾燥処理装置の第１実施形態を示す全体構成図である。この図に示すように、本発明の汚物乾燥処理装置１０は、処理容器１２、熱風容器１４、熱風発生機１６、蒸気導入パイプ１８、及び熱風供給パイプ２０を備える。
【００１９】
処理容器１２は、汚物１の流入口１２ａと蒸気２の排出口１２ｂを有する密封容器であり、汚物１を内部に収容し、外部からの間接加熱により汚物を蒸発乾燥させ蒸気２を発生する機能を有する。汚物１の流入口１２ａは、その途中に逆止弁が設けられ、汚物及びその蒸気が逆流しないようになっているのがよい。
【００２０】
汚物１は、この例では人間の屎尿であるが、本発明はこれに限定されず、上述した家畜等の屎尿、生ごみ、動植物性残渣、汚泥等にも同様に適用することができる。
【００２１】
また、この例において、処理容器１２は、内部を流入口側と排出口側に仕切るフィルタ１３を備え、フィルタの目（開口）を通過する液体を排出口側に通過させ、固形分は流入口側に残留するようになっている。
更に、図示しない粉砕装置（例えば撹拌羽根）を備え、汚物が蒸発乾燥した固形分を微細な粒子に粉砕するのが好ましい。
【００２２】
熱風容器１４は、処理容器１２を間隔を隔てて囲み、その間に間接加熱用の熱風流路１４ａを形成する。熱風容器１４は、熱風流入口１４ｂと熱風流出口１４ｃを有し、熱風流入口１４ｂから熱風５が流入し、熱風流路１４ａを通過しながら処理容器１２を外側から間接加熱し、熱風流出口１４ｃから外部または他の機器（例えば図示しない煙突等）に排出される。
【００２３】
熱風発生機１６は、吸引空気３中で燃料４を燃焼させ高温の熱風５を発生する。
蒸気導入パイプ１８は、一端が処理容器１２の流入口１２ａに連結され、他端が熱風発生機１６に連結されており、処理容器１２で発生した蒸気２の全量を熱風発生機１６の吸引空気中に導入する。
熱風供給パイプ２０は、一端が熱風発生機１６の熱風出口に連結され、他端が熱風容器１４の熱風流入口１４ｂに連結されており、熱風発生機１６で発生した熱風全量を熱風容器１４に供給する。
【００２４】
図１において、汚物乾燥処理装置１０は、更に吸引ポンプ２４とサイクロン２６を備える。また、サイクロン２６の流入口は固形分回収パイプ２５を介して処理容器１２内に連通しており、処理容器１２内の汚物が蒸発乾燥した後に残留する固形分を、内部に導入する空気と共に吸引ポンプ２４で吸引し、サイクロン２６で固形分を分離回収するようになっている。
なお、固形分回収時に内部に導入する空気は、蒸気導入パイプ１８を介して熱風発生機１６の吸引空気３を導入するのが好ましいが、別の開口を例えば流入口１２ａの近傍に設けてもよい。
【００２５】
上述した本発明の構成によれば、処理容器１２で発生した蒸気２の全量が熱風発生機１６の吸引空気中に導入され、蒸気中の悪臭成分を熱風発生機の高温部で熱分解し無臭化するので、高価な触媒を使用することなく効率的に悪臭成分を分解して消臭できる。
【００２６】
また、熱風発生機１６で発生した高温の熱風全量が、熱風供給パイプ２０を介して熱風容器１４に供給され汚物１を間接加熱するので、熱風発生機からの熱風全量を蒸発乾燥に用いることができ、処理容器をバイパスさせる必要をなくして乾燥処理の効率を高めることができる。
さらに、バイパスパイプがなく、蒸気と熱風の流れがシンプルなため、システムを単純化し信頼性を向上させることができる。
【００２７】
図２は、図１の熱風発生機の全体構成図である。この例において、熱風発生機１６は、ガスタービンエンジンすなわちガスタービン発電機であり、コンプレッサ３１、タービン３２、燃料噴射器３３、燃焼器３４、発電機３５、インバータ３６、バッテリー３７、エアフィルタ３８等を備える。
【００２８】
コンプレッサ３１とタービン３２は発電機３５に同軸に連結され一体に高速回転する。またこの発電機３５は起動時で電動機として用いることができる。インバータ３６は、タービン３２によって回転駆動される発電機３５の発電出力を交流（例えば１００ボルト）に変換する。
【００２９】
起動時に、発電機３５が電動機として用いられ、コンプレッサ３１を回転駆動する。コンプレッサ３１で圧縮された空気は、燃焼器３４に入る。その中に燃料噴射器３３から燃料を噴射し、点火プラグ３３ａで点火することによって火炎を伴った燃焼が開始する。この高温・高圧の燃焼ガスによって、コンプレッサ３１と一体回転するタービン３２が回転し、このタービン３２がコンプレッサ３１と発電機３５を回転駆動する。
【００３０】
一例において、小型汎用のガスタービン発電機により、温度６３０℃、圧力０．３気圧、ガス量５ｍ３／分という高温、高圧、かつ大量の熱風５を処理容器１２に送ることが可能である。なおガスタービン発電機には発電機も設けられているため、本発明の汚物乾燥処理装置の運転に必要な動力用及び制御用の電力も供給でき、電気の供給が困難な工事現場、イベント会場、災害現場、山岳地帯などの僻地においても単独で運転することができる。
【００３１】
図２において、熱風発生機１６は、蒸気混合器４０を備え、蒸気２の全量を熱風発生機の吸引空気３中に導入するようになっている。蒸気２が混入した混合空気３ａはコンプレッサ３１を介して燃焼器３４に供給される。本発明の燃焼器３４は、一次空気の流入口の他に、二次空気流入口３４ａと希釈空気流入口３４ｂを有しており、混合空気３ａを火炎を伴った燃焼部で約２０００℃に加熱し、約８５０℃の高温ガスとなってタービン３２に流入する。
本発明のタービン３２の下流側には、タービン後流部の排気流路の断面積を大きくした滞留室４２が設けられ、約６５０℃の熱風を一定時間以上（例えば０．５秒以上）の間、滞留させるようになっている。
【００３２】
図１、図２の装置において、処理容器１２に汚物１が投入されると、熱風発生機１６が熱風５を発生し、熱風５が熱風容器１４に導入される。この熱風５により汚物１が隔壁を介して間接加熱され、蒸気２が発生する。その蒸気２には悪臭成分であるアンモニア、硫化水素、メチルメルカプタン、トリメチルアミン等が含まれている。
その蒸気２は、熱風発生機１６の入口に導かれているため、熱風発生機１６の吸入空気３に混じってコンプレッサ３１で圧縮され燃焼器３４に入る。燃焼器３４内は炎が２０００℃に近く、燃焼器出口近傍でも８５０℃前後あるため、蒸気２に含まれている悪臭成分は酸化し熱分解して無臭となる。
【００３３】
吸入空気の量に占める蒸気の比率が多すぎると、不活性ガスが増加するため燃焼状態が悪くなるおそれがあるが、小型汎用のガスタービン発電機を用いる場合は、熱風発生機の吸入空気量が約８０Ｌ／秒程度で、蒸気量は約７Ｌ／秒程度であるため、燃焼状態はほとんど悪化しない。
乾燥が終了すると、固形分は吸引ポンプ、サイクロンの作用により吸引・回収される。
【００３４】
また、図２に示すようにタービン後流部の排気流路の断面積を大きくした滞留室を設けているので、滞留時間が長くなり十分酸化することが可能である。
従って、屎尿には塩分（塩化ナトリウム）が含まれているために、乾燥させる場合には微量ではあるがダイオキシンが発生することがあるが、本発明によると、燃焼温度が高温なために分解してしまい排出されないという効果も得られる。
【００３５】
図３は、本発明の汚物乾燥処理装置の第２実施形態を示す図である。この例において、本発明の汚物乾燥処理装置１０は、熱風供給パイプ２０の内部、或いは熱風供給パイプ２０の代わりに触媒脱臭器２２を備える。その他の構成は、図１と同様である。
【００３６】
図４は、本発明の汚物乾燥処理装置の第３実施形態を示す図である。この例において、本発明の汚物乾燥処理装置１０は、熱風発生機１６の滞留室４２内に、触媒脱臭器２２を備える。その他の構成は、図２と同様である。
【００３７】
図３、４の構成により、触媒脱臭器２２により、蒸気の消臭を更に完全にできる。また、熱風発生機１６の熱風で触媒脱臭器２２を所定の温度（約３００℃）まで短時間に予熱できるので、装置の起動特性を高めることができる。更に、高温部での熱分解と併用するので、触媒の必要量を大幅に低減し触媒脱臭器を小型かつ安価にできる。
なお蒸気中には酸化に必要な酸素がほとんど含まれていないため、十分な脱臭性能を得るためには、通常空気を供給する装置を別途設ける必要があるが、本発明によれば燃焼式の熱風発生機の吸気に蒸気を混入してしまうので空気を供給する装置を別途設ける必要がない。
【００３８】
図５は、本発明の汚物乾燥処理装置の第４実施形態を示す図である。この例において、熱風発生機１６は、ガソリンエンジンであり、エアクリーナ１７ａとスロットルバルブ１７ｂの間のインテークマニホールド１７ｃに処理容器１２で発生した蒸気２の全量を導入するようになっている。
この構成により、処理容器１２で発生した蒸気２の全量を簡単な構成で吸引空気中に導入することができ、ガソリンエンジン内の爆発燃焼により発生する高温部（火炎部）で瞬間的に蒸気中の悪臭成分を熱分解し無臭化することができる。
【００３９】
図６は、本発明の汚物乾燥処理装置の第５実施形態を示す図である。この例において、熱風発生機１６は、バーナ燃焼器であり、図示しないブロア等により供給される空気３に屎尿からの蒸気２を混合させて、燃焼部に送るため、蒸気中の臭気は瞬時に消臭される。
【００４０】
なお、熱風発生機１６は、ガスタービン発電機、ガソリンエンジン、バーナ燃焼器に限定されず、燃焼により熱風を発生するタイプのものであれば、例えばディーゼルエンジンであってもよい。
これらの熱風発生機を用いることにより、処理容器１２で発生した蒸気２の全量を簡単な構成で吸引空気中に導入することができ、かつ、同様の効果が得られる。
【００４１】
なお、本発明は上述した実施例及び実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。
【００４２】
【発明の効果】
上述したように、本発明では、処理容器内で発生する汚物の蒸気を熱風発生機の吸気側に導き、吸入空気と混合させることによって、悪臭の成分を熱風発生機の燃焼部に導き、その高温部で悪臭成分を酸化し無臭化する。
【００４３】
従って、本発明の汚物乾燥処理装置は、高価な触媒を使用することなく効率的に悪臭成分を分解して消臭でき、かつ熱風発生機からの熱風を処理容器をバイパスさせる必要をなくして乾燥処理の効率を高めることができ、これによりシステムを単純化し信頼性を向上させることができる、等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の汚物乾燥処理装置の第１実施形態を示す全体構成図である。
【図２】図１の熱風発生機の全体構成図である。
【図３】本発明の汚物乾燥処理装置の第２実施形態を示す図である。
【図４】本発明の汚物乾燥処理装置の第３実施形態を示す図である。
【図５】本発明の汚物乾燥処理装置の第４実施形態を示す図である。
【図６】本発明の汚物乾燥処理装置の第５実施形態を示す図である。
【図７】従来の汚物乾燥処理装置の構成図である。
【図８】従来の汚物乾燥処理装置の別の構成図である。
【符号の説明】
１  汚物、２  蒸気、３  吸引空気、３ａ混合空気、
４  燃料、５  熱風、
１０  汚物乾燥処理装置、１２  処理容器、
１２ａ  流入口、１２ｂ  排出口、１３  フィルタ、
１４  熱風容器、１４ａ  熱風流路、
１４ｂ  熱風流入口、１４ｃ  熱風流出口、
１６  熱風発生機、１７ａ  エアクリーナ、
１７ｂ  スロットルバルブ、１７ｃ  インテークマニホールド、
１８  蒸気導入パイプ、２０  熱風供給パイプ、
２２  触媒脱臭器、２４  吸引ポンプ、２６  サイクロン、
３１  コンプレッサ、３２  タービン、３３  燃料噴射器、
３４  燃焼器、３４ａ  二次空気流入口、３４ｂ  希釈空気流入口、
３５  発電機、３６  インバータ、３７  バッテリー、
３８  エアフィルタ、４０  蒸気混合器、４２  滞留室
【図１】
2004225953.tif 000003
【図２】
2004225953.tif 000004
【図３】
2004225953.tif 000005
【図４】
2004225953.tif 000006
【図５】
2004225953.tif 000007
【図６】
2004225953.tif 000008
【図７】
2004225953.tif 000009
【図８】
2004225953.tif 000010