(57)【要約】【課題】簡単な構成で炭化処理後の冷却時間を短縮できる炉内冷却方式の炭化装置を提供することである。【解決手段】炭化炉１の外部に、空気を流通させて熱交換を行なう熱交換器４を設け、炭化炉１内の高温ガスを熱交換器４に送り出す送り出し配管１６ａを炭化炉１の上部と熱交換器４の上部とに接続し、その戻し配管１６ｂを炭化炉１の下部と熱交換器４の下部とに接続し、熱交換器４の冷却管２２への空気の流入口２２ａを熱交換器４の上部に、その排出口２２ｂを熱交換器４の下部に設けることにより、別途の送風機等を用いることなく、炉内の高温ガスを自然に対流させて熱交換器４との間で循環させ、簡単な構成で炉内を満遍なく短時間で冷却できるようにした。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固形有機物を概ね無酸素雰囲気で加熱して炭化処理するバッチ式炭化炉の外部に、低温流体を流通させて熱交換を行なう熱交換器を設け、前記炭化炉内の炭化処理後の高温ガスを、前記熱交換器に送り出す送り出し配管を炭化炉の上部に接続し、その熱交換器からの戻し配管を炭化炉の下部に接続して、前記炭化炉内の高温ガスを前記熱交換器との間で循環させて冷却するようにした炭化装置。
【請求項２】
前記低温流体を空気として、前記熱交換器の下部から上部へと流通させ、前記送り出し配管を熱交換器の上部に、前記戻し配管を熱交換器の下部に接続した請求項１に記載の炭化装置。
【請求項３】
前記送り出し配管と戻し配管の前記炭化炉への接続位置を、炭化炉の左右端部に振り分けた請求項１または２に記載の炭化装置。
【請求項４】
前記炭化装置を車両に搭載した請求項１乃至３のいずれかに記載の炭化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、可燃性廃棄物等で形成される固形有機物を炭化処理する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
バッチ式炭化炉を用いた固形有機物の炭化処理においては、炭化処理後の被処理物をそのまま炉内冷却する方式と、被処理物を密閉状態の消火ボックス等に移送して炉外冷却する方式とがある。
【０００３】
炉内冷却方式は、被処理物の冷却のために炭化炉が長時間占有されるので、炭化装置の処理能力が著しく低下する。冷却時間を短縮するために水を噴霧することもあるが、水を噴霧すると被処理物の水分が多くなるので、通常は、５００℃程度で水の噴霧を停止して後は自然冷却し、被処理物の保有熱で水分を飛ばすようにしている。したがって、水の噴霧を行なっても、被処理物の冷却にはかなりの長時間を要する。
【０００４】
一方、炉外冷却方式は、炭化装置の処理能力を高く維持できるが、消火ボックス等の配置に多大なスペースを必要とする問題がある。また、移送中の被処理物の空気との接触による発火防止対策や、高温の被処理物を移送する際の安全対策も必要となる。このため、炉外冷却方式の炭化装置は、一般的に大がかりなものとなり、コンパクトな設計を必要とする炭化装置には適さない。
【０００５】
炉内冷却方式で冷却時間を短縮する工夫をした炭化装置としては、例えば、特開２００１−１０７０５５号公報に記載されたものがある。この炭化装置では、図４に示すように、炭化炉５１の内面に張られたキャスタブル耐火物５２の表面に、ステンレス鋼製の短冊状板材５３ａをボルト等で連結した内壁５３を設け、その背面側に炉内冷却用の気体送給管５４を配設している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の炉内冷却方式の炭化装置は、炭化炉の壁面に冷却用の気体送給管を配設しているので、炉内の高温ガスがあまり対流せず、炭化炉の中心部が冷却され難い問題がある。また、短冊状板材を連結した内壁を設ける必要があるので炉壁の構造が複雑となり、炭化炉が高価なものとなる問題もある。
【０００７】
そこで、この発明の課題は、簡単な構成で炭化処理後の冷却時間を短縮できる炉内冷却方式の炭化装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明の炭化装置は、固形有機物を概ね無酸素雰囲気で加熱して炭化処理するバッチ式炭化炉の外部に、低温流体を流通させて熱交換を行なう熱交換器を設け、前記炭化炉内の炭化処理後の高温ガスを、前記熱交換器に送り出す送り出し配管を炭化炉の上部に接続し、その熱交換器からの戻し配管を炭化炉の下部に接続して、前記炭化炉内の高温ガスを前記熱交換器との間で循環させて冷却する構成を採用した。
【０００９】
すなわち、バッチ式炭化炉の外部に、低温流体を流通させて熱交換を行なう熱交換器を設け、炭化炉内の炭化処理後の高温ガスを熱交換器に送り出す送り出し配管を炭化炉の上部に接続し、その熱交換器からの戻し配管を炭化炉の下部に接続して、炭化炉内の高温ガスを外部の熱交換器で循環冷却することにより、別途の送風機等を用いることなく、炉内の高温ガスを自然に対流させて熱交換器との間で循環させ、簡単な構成で炉内を満遍なく短時間で冷却できるようにした。
【００１０】
前記低温流体を空気として、前記熱交換器の下部から上部へと流通させ、前記送り出し配管を熱交換器の上部に、前記戻し配管を熱交換器の下部に接続することにより、水等の冷却媒体を準備する必要をなくすことができる。また、冷却媒体としての空気も、送風機等を用いることなく、熱交換器内を自然に流通させ、前記高温ガスを間接冷却することができる。
【００１１】
前記送り出し配管と戻し配管の前記炭化炉への接続位置を、炭化炉の左右端部に振り分けることにより、炉内の高温ガスをより満遍なく対流させることができる。
【００１２】
上述した炭化装置は、炉内冷却のための送風機等を必要とせず、簡単でコンパクトな設計が可能であるので、車両に搭載する移動式のものに好適である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図３に基づき、この発明の実施形態を説明する。図１に示すように、この炭化装置は車両Ａの荷台に搭載されており、固形有機物を炭化する炭化炉１と、炭化炉１に加熱ガスを供給する熱風発生装置２と、炭化炉１で発生する熱分解ガスを消煙する消煙装置３と、炭化処理後の炭化炉１内の高温ガスを循環させて冷却する熱交換器４とで基本的に構成されている。
【００１４】
前記炭化炉１の開閉扉５は車両Ａの荷台の後面側の側面に設けられており、シリンダ６でその下端に設けられた水平軸７の回りに外側へ回動され、支持台８で水平に支持されるようになっている。また、荷台の後端には、固形有機物を収納する台車付き収納容器９を荷台のレベルに昇降させるリフタ１０が取り付けられており、荷台の前部には、シリンダ６やリフタ１０等を駆動するための発電機１１が搭載されている。
【００１５】
前記熱風発生装置２には加熱バーナ（図示省略）が組み込まれており、このバーナで加熱された加熱ガスが、配管１２で炭化炉１の上部に供給される。炭化炉１で発生する熱分解ガスは、配管１３で消煙装置３の前部に導かれ、消煙バーナ１４で消煙されて、後部の煙突１５から排出される。煙突１５は、車両Ａの走行時には前方に折り畳まれるようになっている。また、高温ガスを循環させて冷却する熱交換器４は、送り出し配管１６ａと戻し配管１６ｂとで炭化炉１に接続されている。
【００１６】
図２に示すように、炭化炉１は奥行き方向の断面が矩形状に形成され、その内面にはキャスタブル耐火物１７が張られており、床面には奥行き方向の案内レール１８が敷設されている。図１に示したように、開閉扉５の内面とリフタ１０の上面にも、それぞれレール１９、２０が設けられており、リフタ１０が荷台のレベルまで上げられて、開閉扉５が外側へ水平に回動されたときに、これらの各レール１８、１９、２０が接続され、固形有機物が収納された台車付き収納容器９が、炭化炉１内に導入されるようになっている。
【００１７】
図２および図３に示すように、前記高温ガスの送り出し配管１６ａは、炭化炉１の奥壁の右端上部と熱交換器４の上部とに接続され、戻し配管１６ｂは、炭化炉１の奥壁の左端下部と熱交換器４の下部とに接続されている。また、各配管１６ａ、１６ｂには、炭化処理後の炉内冷却時に開けられる開閉弁２１ａ、２１ｂが取り付けられている。したがって、炭化処理後に各開閉弁２１ａ、２１ｂが開けられると、炭化炉１内の高温ガスは、高温のものが上方に移動して送り出し配管１６ａから熱交換器４に送り出され、熱交換器４で冷却されたガスが下部の戻し配管１６ｂから流入するので、自然対流で炉内が満遍なく短時間で冷却される。
【００１８】
前記熱交換器４は、冷却媒体として空気を冷却管２２内に流通させて、送り出し配管１６ａから送り込まれる高温ガスを冷却するものであり、空気の流入口２２ａは熱交換器４の下部に設けられ、その排出口２２ｂは熱交換器４の上部に設けられている。したがって、別途の送風機等を用いることなく、熱交換器４の下部から上部へ空気を自然に流通させることができる。
【００１９】
上述した実施形態では、炭化装置を車載式の移動可能なものとしたが、本発明に係る炭化装置は、工場等に固定配置してもよい。また、炭化炉の形状や開閉扉の取り付け位置は、実施形態のものに限定されることはなく、炭化炉はバッチ式のものであればよい。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように、この発明の炭化装置は、バッチ式炭化炉の外部に、低温流体を流通させて熱交換を行なう熱交換器を設け、炭化炉内の炭化処理後の高温ガスを熱交換器に送り出す送り出し配管を炭化炉の上部に接続し、その熱交換器からの戻し配管を炭化炉の下部に接続して、炭化炉内の高温ガスを外部の熱交換器で循環冷却するようにしたので、別途の送風機等を用いることなく、炉内の高温ガスを自然に対流させて熱交換器との間で循環させ、簡単な構成で炉内を満遍なく短時間で冷却することができる。
【００２１】
また、前記低温流体を空気として、熱交換器の下部から上部へと流通させ、高温ガスの送り出し配管を熱交換器の上部に、戻し配管を熱交換器の下部に接続することにより、水等の冷却媒体を準備する必要がなく、かつ、送風機等も用いることなく、冷却媒体としての空気を熱交換器内に自然に流通させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両に搭載した炭化装置の実施形態を示す正面図
【図２】図１の炭化炉の内部の側面図
【図３】図１の炭化炉と熱交換器の接続状態を模式的に示す正面断面図
【図４】従来の炭化装置の炭化炉を示す一部省略断面図
【符号の説明】
１  炭化炉
２  熱風発生装置
３  消煙装置
４  熱交換器
５  開閉扉
６  シリンダ
７  水平軸
８  支持台
９  収納容器
１０  リフタ
１１  発電機
１２、１３  配管
１４  消煙バーナ
１５  煙突
１６ａ、１６ｂ  配管
１７  キャスタブル耐火物
１８、１９、２０  レール
２１ａ、２１ｂ  開閉弁
２２  冷却管
２２ａ  流入口
２２ｂ  排出口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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