(57)【要約】【課題】従来の汚物乾燥処理装置では、外気温が低い場合、集塵機の内壁に生じた結露水が原因で、回収した粉末状汚物が固まるという問題があった。【解決手段】加熱気体発生手段１と、乾燥処理手段２と、粉末状の汚物を回収する分離回収手段３と、加熱気体を乾燥処理手段２に導入する送給パイプ４と、乾燥処理手段２の排気を分離回収手段３に導入する排気パイプ５と、乾燥処理手段をバイパスして加熱気体を分離回収手段３に導入するバイパスパイプ６を備えると共に、加熱気体発生手段１から乾燥処理手段２を経由して分離回収手段３に至る主経路とバイパスパイプ６を経由するバイパス経路の気体流量を流量制御弁２４Ａ、２４Ｂで制御する構成とし、作動初期において分離回収手段３を加熱することで、結露の発生や結露水による粉末状汚物の固化を防止した。【選択図】　　　　　図１
2004025141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱気体を発生させる加熱気体発生手段と、収容した汚物を粉砕して粉末状に乾燥させる乾燥処理手段と、乾燥処理手段の排気中から粉末状の汚物を分離して回収する分離回収手段と、加熱気体発生手段からの加熱気体を乾燥処理手段に導入する送給パイプと、乾燥処理手段の排気を分離回収手段に導入する排気パイプと、乾燥処理手段をバイパスして加熱気体発生手段からの加熱気体を分離回収手段に導入するバイパスパイプを備えると共に、加熱気体発生手段から乾燥処理手段を経由して分離回収手段に至る主経路の気体流量と、加熱気体発生手段からバイパスパイプを経由して分離回収手段に至るバイパス経路の気体流量を制御する流量制御弁を備えたことを特徴とする汚物乾燥処理装置。
【請求項２】
所定の反応温度を要する脱臭触媒により分離回収手段の排気中から臭気を除去する脱臭手段と、脱臭手段の出口側の気体温度を検出する温度センサと、温度センサの検出温度に基づいて流量制御弁を開閉制御する制御手段を備えた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、生ごみあるいは各種排水処理で生じる汚泥等の汚物を乾燥処理するのに用いられる汚物乾燥処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の汚物乾燥処理装置としては、例えば図３に示すようなものがあった。図示の汚物乾燥処理装置は、送風機１０１と、ヒータ１０２を設けた乾燥釜１０３と、集塵機１０４と、ヒータ１０５を設けた回収箱１０６と、触媒加熱用ヒータ１０７と、脱臭触媒を収容した脱臭機１０８を備えており、送風機１０１から乾燥釜１０３に至る第１送風経路１０９Ａに第１開閉弁１１０Ａを備えると共に、送風機１０１から触媒加熱用ヒータ１０７に至る第２送風経路１０９Ｂに第２開閉弁１１０Ｂを備えている。
【０００３】
上記の汚物乾燥処理装置は、送風機１０１を作動させると共に、第２開閉弁１１０Ｂを開放して、触媒加熱用ヒータ１０７から脱臭機１０８に加熱気体を供給し、これにより脱臭機１０８の脱臭触媒を所定の反応温度まで加熱する。その後、乾燥釜１０３において、収容した汚物をヒータ１０２による加熱で粉末状に乾燥処理すると共に、適当な時期に第１開閉弁１１０Ａを開放して、粉末状の汚物を集塵機１０４に圧送する。集塵機１０４では、粉末状の汚物を回収箱１０６に回収してヒータ１０５による加熱でさらに乾燥させる。また、集塵機１０４の排気は、触媒加熱用ヒータ１０７から脱臭機１０８を経由して臭気を除去した後、外部に排出する。
【０００４】
このような汚物乾燥処理装置は、例えば、特開平４−２２２６８４号公報や特開平４−２８１８８９号公報に記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記したような従来の汚物乾燥処理装置にあっては、とくに外気温が低い場合、作動初期において、乾燥釜１０３の排気中に含まれる水分が集塵機１０４の内壁で結露し、この結露水が回収箱１０６に流入して粉末状の汚物に吸収され、その後、回収箱１０６のヒータ１０５で加熱しても、回収箱１０６内で汚物があたかも『おこし』のように固まってしまうという問題があった。
【０００６】
そして、上記の如く汚物が固まると、回収箱１０６からの除去が困難になり、例えば真空ポンプ等を用いた吸引除去の手段も用いることができず、クリーンに且つ容易に汚物を廃棄できる装置を実現するうえでの障害となっていた。
【０００７】
【発明の目的】
本発明は、上記従来の状況に鑑みて成されたもので、回収した粉末状の汚物が水分によって固まるのを防止することができると共に、汚物の廃棄作業を容易にすることができる汚物乾燥処理装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる汚物乾燥処理装置は、請求項１として、加熱気体を発生させる加熱気体発生手段と、収容した汚物を粉砕して粉末状に乾燥させる乾燥処理手段と、乾燥処理手段の排気中から粉末状の汚物を分離して回収する分離手段と、加熱気体発生手段からの加熱気体を乾燥処理手段に導入する送給パイプと、乾燥処理手段の排気を分離回収手段に導入する排気パイプと、乾燥処理手段をバイパスして加熱気体発生手段からの加熱気体を分離回収手段に導入するバイパスパイプを備えると共に、加熱気体発生手段から乾燥処理手段を経由して分離回収手段に至る主経路の気体流量と、加熱気体発生手段からバイパスパイプを経由して分離回収手段に至るバイパス経路の気体流量を制御する流量制御弁を備えた構成とし、請求項２として、所定の反応温度を要する脱臭触媒により分離回収手段の排気中から臭気を除去する脱臭手段と、脱臭手段の出口側の気体温度を検出する温度センサと、温度センサの検出温度に基づいて流量制御弁を開閉制御する制御手段を備えた構成としており、上記構成をもって従来の課題を解決するための手段としている。
【０００９】
【発明の作用】
本発明の請求項１に係わる汚物乾燥処理装置では、加熱気体発生手段において高温の加熱気体を発生させ、この加熱気体を送給パイプから乾燥処理手段に導入することにより、乾燥処理手段において収容した汚物を粉砕して粉末状に乾燥させる。この粉末状の汚物は、加熱気体の圧力により排気パイプを通って分離回収手段に導入される。そして、分離回収手段では、乾燥処理手段の排気中から粉末状の汚物を分離して回収する。
【００１０】
ここで、当該汚物乾燥処理装置では、加熱気体発生手段から乾燥処理手段を経由して分離回収手段に至る主経路と、加熱気体発生手段からバイパスパイプを経由して分離回収手段に至るバイパス経路を形成しており、作動初期においては、流量制御弁によって主経路を閉塞するとともにバイパス経路を開放し、加熱気体発生手段で発生させた加熱気体をバイパス経路から分離回収手段に導入する。そして、分離回収手段を加熱した後、流量制御弁によってパイパス経路を徐々に閉塞するとともに主経路を徐々に開放し、加熱気体を乾燥処理手段に導入して汚物の乾燥処理をし、さらに分離回収手段において粉末状の汚物の回収を行う。
【００１１】
つまり、当該汚物乾燥処理装置では、予め分離回収手段を加熱してから汚物の乾燥処理を行うので、外気温が低い場合であっても、乾燥処理手段の排気中に含まれる水分が分離回収手段で結露することなく外部に放出され、回収した粉末状の汚物が結露水によって固まるような事態も未然に防止される。
【００１２】
本発明の請求項２に係わる汚物乾燥処理装置では、脱臭手段により分離回収手段の排気中から臭気を除去する。このとき、当該汚物乾燥処理装置では、脱臭手段が所定の反応温度を要する脱臭触媒を備えているので、作動初期において、流量制御弁によりバイパス経路を開放して、加熱気体を分離回収手段から脱臭手段に導入することで、分離回収手段の加熱とともに脱臭手段の脱臭触媒を加熱する。このとき、主経路を流量制御弁で閉塞しているので、乾燥処理手段からの臭気の漏れも防止される。
【００１３】
そして、脱臭手段の出口側の気体温度を温度センサで検出し、温度センサによる検出温度が脱臭触媒の反応温度以上になったところで、制御手段により、バイパス経路を徐々に閉塞するとともに主経路を徐々に開放するように流量制御弁を制御する。これにより汚物の乾燥処理を開始し、既に加熱されている脱臭手段において分離回収手段の排気中に含まれる臭気を除去する。
【００１４】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係わる汚物乾燥処理装置によれば、加熱気体発生手段から乾燥処理手段を経由して分離回収手段に至る主経路と、加熱気体発生手段からバイパスパイプを経由して分離回収手段に至るバイパス経路を形成し、作動初期に加熱気体をバイパス経路に導入して分離回収手段を加熱することから、外気温が低い場合であっても、乾燥処理手段の排気中に含まれる水分が分離回収手段で結露することや、回収した粉末状の汚物が結露水によって固まるような事態を未然に防止することができ、これにより粉末状の汚物を吸引除去する手段を採用することも充分に可能となり、汚物の廃棄作業をクリーンに且つ非常に容易に行うことができる。また、加熱気体発生手段を採用したことから、複数箇所にヒータを設けた従来の装置と比較して、加熱源が１つになり、構造の簡略化や低価格化を実現することができる。
【００１５】
本発明の請求項２に係わる汚物乾燥処理装置によれば、請求項１と同様の効果を得ることができるうえに、比較的簡単な構造により、作動初期において、分離回収手段の加熱と同時に脱臭手段の脱臭触媒を所定の反応温度まで加熱することができ、この際、乾燥処理手段からの臭気漏れも防止することができ、その後の汚物の乾燥処理においても排気中の臭気を確実に除去することができる。
【００１６】
【実施例】
図１に示す汚物乾燥処理装置は、加熱気体を発生させる加熱気体発生手段１と、収容した汚物を粉砕して粉末状に乾燥させる乾燥処理手段２と、乾燥処理手段２の排気中から粉末状の汚物を分離して回収する分離回収手段３と、加熱気体発生手段１からの加熱気体を乾燥処理手段２に導入する送給パイプ４と、乾燥処理手段２の排気を分離回収手段３に導入する排気パイプ５と、乾燥処理手段２をバイパスして加熱気体発生手段１からの加熱気体を分離回収手段３に導入するバイパスパイプ６を備えると共に、所定の反応温度を要する脱臭触媒７により分離回収手段３の排気中から臭気を除去する脱臭手段８と、分離回収手段３の排気を脱臭手段８に導入する連結パイプ９を備えている。
【００１７】
加熱気体発生手段１は、例えば発電機能を有するガスタービンエンジンであって、例えば６３０℃程度の高温の加熱気体を発生させるものであり、当該汚物乾燥処理装置の電力源としても用いることができる。
【００１８】
乾燥処理手段２は、上側に開口部を有する乾燥釜１０と、乾燥釜１０の開口部を閉塞する蓋１１と、乾燥釜１０を回転駆動するモータ１２Ａおよび動力伝達機構１２Ｂを備えており、傾斜状態に保持した乾燥釜１０をその傾斜軸回りに回転駆動する。蓋１１は、図示しない固定部位により回転不能に保持してあると共に、乾燥釜１０に対して摺動接触するシール構造を備えており、これにより各パイプ４，５の接続を可能にすると共に、外部への臭気漏れを防止している。
【００１９】
なお、乾燥釜１０には、収容した汚物を乾燥させた後、同汚物を回転動作とともに粉末状に粉砕するために、セラミックスあるいは鉄から成る複数の蓄熱球が収容してある。また、蓋１１には、図外の汚物タンク側から所定量の汚物を乾燥釜１０に導入するためのパイプ２６が接続してある。
【００２０】
分離回収手段３は、サイクロン式の集塵機１３と、集塵機１３の下側で粉末状の汚物を回収するための回収器１４を備えており、回収器１４には、外部へ取出し可能な回収箱１５が収容してある。
【００２１】
送給パイプ４は、一端部を加熱気体発生手段１に接続すると共に、他端側を乾燥処理手段２の蓋１１に貫通させており、他端部が乾燥釜１０の底部近傍に達している。これにより、送給パイプ４は、乾燥釜１０内で他端部が汚物に没する状態となって、汚物内に加熱気体を泡状にして噴出させると共に、乾燥釜１０の回転動作に伴って汚物を攪拌する手段としても機能する。
【００２２】
排気パイプ５は、その一端部を乾燥処理手段２の蓋１１に貫通させると共に、他端部を分離回収手段３の集塵機１３の上部に連結している。また、排気パイプ５の一端部には、乾燥処理手段２の乾燥釜１０の排気温度を検出するための温度センサ１６が設けてある。
【００２３】
この実施例のバイパスパイプ６は、一端部が、送給パイプ４の途中に設けた分岐部１７Ａに接続してあると共に、他端部が、排気パイプ５の途中に設けた分岐部１７Ｂに接続してある。
【００２４】
脱臭手段８は、概略円筒状を成していて、図中の上側に入口部１８を有すると共に、下側に出口部１９を有し、フィルタ２０と脱臭触媒７が収容してある。この脱臭触媒７は、例えば白金を用いたものであって、この場合の反応温度は３００℃以上である。また、脱臭手段８は、入口部１８および出口部１９に、通過する気体の温度を検出するための入口側温度センサ２１および出口側温度センサ２２が設けてある。
【００２５】
連結パイプ９は、一端部を分離回収手段３における集塵機１３の上部に接続すると共に、他端部を脱臭手段８の入口部１８に接続している。なお、脱臭手段８の出口部１９には、外部に開放した排気路２３が設けてある。
【００２６】
ここで、当該汚物乾燥処理装置は、加熱気体発生手段１から乾燥処理手段２を経由して分離回収手段３に至る主経路と、加熱気体発生手段１からバイパスパイプ６を経由して分離回収手段３に至るバイパス経路を形成しており、主経路とバイパス経路の気体流量を制御する流量制御弁を備えている。この実施例では、送給パイプ４において、分岐部１７Ａよりも下流側に第１流量制御弁２４Ａが設けてあり、バイパスパイプ６に第２流量制御弁２４Ｂが設けてある。
【００２７】
また、当該汚物乾燥処理装置は、図２に示すように、脱臭手段７の入口側温度センサ２１および出口側温度センサ２２の検出温度に基づいて、第１および第２の流量制御弁２４Ａ，２４Ｂを開閉制御する制御手段２５を備えている。制御手段２５は、当該汚物乾燥処理装置の主制御手段に含まれるものであって、弁制御のほか、排気パイプ５の温度センサ１６からの検出信号が入力され、乾燥処理手段２のモータ１２Ａの制御なども行う。
【００２８】
なお、図示は省略したが、乾燥処理手段２の乾燥釜１０、分離回収手段３の集塵機１３、および各パイプ４，５，９等は断熱材で被覆してある。
【００２９】
上記構成を備えた汚物乾燥処理装置は、作動初期においては、加熱気体発生手段１を作動させ、バイパス経路の第２流量制御弁２４Ｂを開放すると共に、主経路の第１流量制御弁２４Ａを閉塞する。これにより、高温の加熱気体を分離回収手段３に導入して集塵機１３や回収器１を加熱し、さらに、加熱気体を連結パイプ９から脱臭手段８に導入して脱臭触媒７を加熱する。このようにバイパス経路を開放し且つ主経路を閉塞すれば、乾燥処理手段２の乾燥釜１０から臭気が漏れることは無い。
【００３０】
そして、当該汚物乾燥処理装置は、脱臭手段８の出口側温度センサ２２による検出温度が脱臭触媒７の反応温度以上になったところで、制御手段２５により第２流量制御弁２４Ｂを徐々に閉塞すると共に、第１流量制御弁２４Ａを徐々に開放する。これにより、加熱気体を乾燥処理手段２の乾燥釜１０に導入し、汚物の乾燥処理を開始する。この際、外気温が低い場合であっても、離回収手段３が予め加熱されているので、乾燥処理手段２の排気中に含まれる水分が集塵機１３の内壁で結露することなく外部に放出され、当然のことながら結露水が回収器１４に流入することも無い。したがって、回収器１４内の粉末状の汚物が水分により固まるような事態は未然に防止される。
【００３１】
上記の如く乾燥処理を開始すると、乾燥処理手段２では、乾燥釜１０を回転駆動して汚物に熱を効率的に伝えながら同汚物を乾燥させる。その後、汚物は、蓄熱球によって粉砕され、加熱気体の噴流で舞い上げられて高温のガスに晒され、最終的には炭化した粉末状になる。
【００３２】
また、上記の乾燥処理では、初期においては、加熱気体の熱が専ら汚物の乾燥に奪われるので乾燥処理手段２の排気温度も低くなり、乾燥処理の進行とともに乾燥処理手段２の排気温度が上昇する。具体的には、初期は６０〜２５０℃、中期は２５０〜３５０℃、後期は３５０〜４２０℃と変化する。したがって、乾燥処理手段２から脱臭手段８に流れる気体温度も変化する。これに対して、脱臭手段８では、脱臭触媒７の温度を反応温度以上に保つ必要がある。
【００３３】
そこで、当該汚物乾燥処理装置では、脱臭手段８の入口側および出口側の温度センサ２１，２２の検出温度が所定の範囲になるように、制御手段２５により第１および第２の流量制御弁２４Ａ，２４Ｂを開閉制御し、乾燥処理手段２および脱臭手段８への加熱気体の流入量を調整して、脱臭触媒７を反応温度以上に保ちながら乾燥処理を進行させる。
【００３４】
その後、乾燥処理された粉末状の汚物は、乾燥処理手段２の排気とともに分離回収手段３に送られ、集塵機１３により分離されて回収器１４の回収箱１５に収容される。このとき、粉末状の汚物は、当然のことながら初期の量よりもきわめて少ない量となり、しかも無臭であって周囲の環境に悪影響を及ぼす恐れは全く無く、且つ先述したように水分により固まることもない。また、分離回収手段３の排気は、脱臭手段８の脱臭触媒７による酸化還元作用で臭気を除去して外部へ排出する。したがって、臭気による環境への悪影響も全く無い。
【００３５】
そして、当該汚物乾燥処理装置は、乾燥処理手段２の排気温度が所定値以上になったとき、すなわち排気パイプ５に設けた温度センサ１６の検出温度が例えば４００℃以上になったときに乾燥処理が終了したものと見なし、制御手段２５により加熱気体発生手段１の作動および乾燥釜１０の回転を停止する。
【００３６】
このようにして、当該汚物乾燥処理装置は、乾燥処理を何度か繰り返して分離回収手段３の回収箱１５に粉末状の汚物を回収し、この際、粉末状の汚物が固まることがないので、回収箱１５から廃棄することが非常に容易であると共に、真空ポンプや掃除機などを用いて吸引除去することもできる。また、粉末状の汚物は紙袋等に収容して一般ごみとして廃棄することができる。
【００３７】
なお、本発明に係わる汚物乾燥処理装置は、詳細な構成が上記実施例のみに限定されることは無く、各手段などの構成を適宜変更することができる。とくに、主経路とバイパス経路の気体流量を制御する流量制御弁は、上記実施例では、送給パイプ４とバイパスパイプ６に第１および第２の流量制御弁２４Ａ，２４Ｂを設けた場合を示したが、第１流量制御弁２４Ａを排気パイプ５に設けることも可能である。
【００３８】
また、上記実施例のようにパイプに分岐部１７Ａ，１７Ｂを備えた構成においては、分岐部１７Ａ，１７Ｂのいずれかに、主経路とバイパス経路の気体流量を反比例的に制御する流量制御弁を設けても良く、この場合には構造がより簡単なものとなる。さらに、加熱気体発生手段１と分離回収手段３を直結するバイパスパイプを採用して、上記分岐部１７Ａ，１７Ｂの無い構成とすることも可能であり、このようなパイプ構成や各手段の配置などに応じて流量制御弁の位置や数を選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる汚物乾燥処理装置の一実施例を示す説明図である。
【図２】制御手段とその関連機器を説明するブロック図である。
【図３】従来の汚物乾燥処理装置を示す説明図である。
【符号の説明】
１　　　　加熱気体発生手段
２　　　　乾燥処理手段
３　　　　分離回収手段
４　　　　送給パイプ
５　　　　排気パイプ
６　　　　バイパスパイプ
７　　　　脱臭触媒
８　　　　脱臭手段
２２　　　出口側温度センサ
２４Ａ　　第１流量制御弁
２４Ｂ　　第２流量制御弁
２５　　　制御手段
【図１】
2004025141.tif 000003
【図２】
2004025141.tif 000004
【図３】
2004025141.tif 000005