(57)【要約】【課題】有機系廃棄物を高温蒸気内で加熱し炭化処理した際に、熱分解によって発生するタール分が有機系廃棄物の投入口と投入口を閉鎖する蓋との接触箇所の隙間部分に付着することがない有機系廃棄物の炭化処理装置を提供すること。【解決手段】高温蒸気内において有機系廃棄物１を加熱し炭化させる炭化処理槽４に設けられた有機系廃棄物１の投入口２の口縁２０と、該投入口２を閉鎖する蓋３との間に、２５０℃〜４００℃の過熱蒸気Ｈを噴出する過熱蒸気供給手段を備えていることを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温蒸気内において有機系廃棄物（１）を加熱し炭化させる炭化処理槽（４）に設けられた有機系廃棄物（１）の投入口（２）の口縁（２０）と、該投入口（２）を閉鎖する蓋（３）との間（９）に、２５０℃〜４００℃の過熱蒸気（Ｈ）を噴出する過熱蒸気供給手段を備えていることを特徴とする有機系廃棄物の炭化処理装置。
【請求項２】
前記過熱蒸気供給手段は、炭化処理槽（４）の外側に配置する蒸気発生器（５）と、該蒸気発生器（５）から蒸気（Ｇ）を前記炭化処理槽（４）の投入口（２）の口縁（２０）内部に導くための導管（１１）と、該導管（１１）内の蒸気（Ｇ）を前記投入口（２）の口縁（２０）と前記蓋（３）との間（９）に噴出するためのノズル（１４）と、からなることを特徴とする請求項１記載の有機有機系廃棄物の炭化処理装置。
【請求項３】
前記投入口（２）の口縁（２０）を加熱する加熱手段を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の有機系廃棄物の炭化処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、生ゴミ、建築廃材等の有機系廃棄物を減量化する処理装置に関するものであり、さらに詳しくは、高温蒸気内で有機系廃棄物を加熱し炭化させて減量化するための処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上述した処理装置において、有機系廃棄物は、高温蒸気内において加熱され、ガス、タール分、炭に分解されて減量化される。この装置は、生ゴミ処理においては、処理前に野菜類、肉類、木片、プラスチック等の分別を簡便に行うことができると共に、装置が小型となり、また、処理時間が短いうえに有機系廃棄物の減量率も高く、さらに処理中に発生する悪臭の発生量を減少させることが出来る等といった点において非常に有利である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、熱分解によって生じたタール分は、処理装置の有機系廃棄物の投入口と、投入口を閉鎖する蓋との接触箇所の隙間部分に入り込んで付着してしまい、処理終了後に蓋が開かなくなるという問題があった。
【０００４】
そこで本発明は、前記事情に基づいてなされたものであり、有機系廃棄物を高温蒸気内で加熱し炭化処理した際に、熱分解によって発生するタール分が有機系廃棄物の投入口と投入口を閉鎖する蓋との接触箇所の隙間部分に付着することがない有機系廃棄物の炭化処理装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、高温蒸気内において有機系廃棄物を加熱し炭化させる炭化処理槽に設けられた有機系廃棄物の投入口の口縁と、該投入口を閉鎖する蓋との間に、２５０℃〜４００℃の過熱蒸気を噴出する過熱蒸気供給手段を備えていることを特徴とする。ここで投入口の口縁とは、炭化処理槽の周壁の上端面を含む概念として用いている。
【０００６】
このように構成することにより、有機系廃棄物の熱分解により発生したタール分が、投入口と蓋との接触箇所の隙間部分に浸入しようとした場合、接触箇所に２５０℃〜４００℃の過熱蒸気を供給することで、タール分をさらに熱分解しガス化させ吹き飛ばすことが可能となり、投入口と蓋との接触箇所の隙間部分にタール分の浸入及び付着することを防ぐことができる。
【０００７】
ここで、供給される過熱蒸気の温度範囲は２５０℃〜４００℃であり、これは、タール分を効率よく熱分解してガス化させる温度範囲である。過熱蒸気の温度が２５０℃より低い場合は、タール分は熱分解されないため、接触箇所の隙間部分にタール分が浸入し付着してしまい、逆に４００℃より高い場合は、タール分は個化し、蓋が全く動かなくなり、重大な問題となる。
【０００８】
過熱蒸気供給手段に関しては、取付位置も含めて特に限定するものではないが、請求項２記載の発明のように、該過熱蒸気供給手段は、炭化処理槽の外側に配置する蒸気発生器と、該蒸気発生器から蒸気を前記炭化処理槽の投入口の口縁内部に導くための導管と、該導管内の蒸気を前記投入口の口縁と前記蓋との間に噴出するためのノズルと、から構成することが望ましい。請求項３記載の加熱手段については、特に限定しないが、有機系廃棄物を加熱し炭化させる炭化処理槽の加熱手段を併用することが望ましい。このように構成することにより、別体に過熱蒸気を発生させる装置を設ける必要がなくなるため、過熱蒸気の製造費用を安くすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の有機系廃棄物の炭化処理装置を示す断面図であり、図２は本発明の主要部である炭化処理槽を示す斜視図であり、図３は炭化処理槽要部を示す拡大断面図である。
【０００１０】
本発明の有機系廃棄物の炭化処理装置は、有機系廃棄物１の投入口２と、投入口２を閉鎖するための開閉可能な蓋３と、有機系廃棄物１を高温蒸気内で加熱し炭化させる炭化処理槽４と、投入口２の口縁２０と蓋３との隙間部分９に過熱蒸気Ｈを供給するための蒸気発生器５と、炭化処理槽４内において有機系廃棄物１の熱分解により発生したガスＢ及びタール分Ｃを排出する凝縮器７と、から構成されている。
【００１１】
炭化処理槽４は円筒型をなし、上部に有機系廃棄物１の投入口２が形成されており、投入口２には口部を閉鎖するための蓋３が開閉可能なように炭化処理槽４の外周壁上端に連結されている。蓋３の形状は、外径が投入口２の内径より大きく且つ炭化処理槽４の外径よりも小さく形成されており、また、断面下向き凸型をしており、小径部が投入口２内に嵌り込み大径部が炭化処理槽４の上端面にパッキング８を介して載置される状態に形成されている。パッキング８とは、炭化処理槽４の密閉状態を保つものである。また、パッキング８を介在させることによって、投入口２の口縁２０と蓋３との間に隙間部分９が形成される。
【００１２】
炭化処理槽４の周壁面内部には、炭化処理槽４内を加熱するための電気ヒータ１０が上下方向に間隔をおいて複数本備えられている。また、炭化処理槽４の周壁面上端の内周壁側寄りの内部には、前記蒸気発生器５からの蒸気Ｇを導き入れる導管１１がリング状に備えられており、導管１１の側周壁の一部には導管１１内に蒸気Ｇを供給するための送風管１２が接続され、送風管１２は蒸気発生器５に接続される。蒸気発生器５は、内部に水６と電気ヒータ１３を収容し、電気ヒータ１３により水６を加熱することで蒸気Ｇを発生する構造をなしている。導管１１の上面の内周壁寄りには、炭化処理槽４の上端面まで貫通し、上端面が開口する蒸気噴出ノズル１４が一定間隔をおいて複数個形成されている。ここで、蒸気噴出ノズル１４の形状としては、運転ミスによりタール分Ｃが付着したときも物理的に除去することができることを考慮して、口径が３ｍｍ〜１０ｍｍであることが望ましい。従って、蒸気発生器５から蒸気Ｇが送風管１２を通って導管１１内に送風され、蒸気噴出ノズル１４から投入口２と蓋３との間に形成された隙間部分９に向かって上方向に噴出される。この際、炭化処理槽４の周壁面内部に備えられた電気ヒータ１０によって、炭化処理槽４の上端部も加熱されているため、蒸気噴出ノズル１４から迅速に過熱蒸気Ｈとして噴出される。炭化処理槽４の口縁部の温度を２５０℃〜４００℃に保つ手段としては、上記記載のような電気ヒータ１０からの発熱がケーシングを通る伝導によって伝わる加熱方法にするか、又は、口縁部に電気ヒータを設置する方法が挙げられる。
【００１３】
炭化処理槽４の下部には、有機系廃棄物１の熱分解により発生したガスＢ及びタール分Ｃを大気中に排出するための凝縮器７が連結管１５を介して接続されている。凝縮器７にはガス排出管１６とドレン排出管１７が接続されており、ガス排出管１６の端部は大気に開放し、ドレン排出管１７の端部はドレン回収タンク（図示省略）に接続されている。凝縮器７の内部には、冷却用の水又は空気が流れる凝縮器本体１８を備えてある。
【００１４】
次に、上記有機系廃棄物の炭化処理装置の動作を説明する。
【００１５】
処理する有機系廃棄物１を投入口２から炭化処理槽４内に投入し、蓋３を閉めた後、蒸気発生器５から蒸気Ｇが発生することを確認し、電気ヒータ１０を通電し、炭化処理槽４内を加熱する。そして、有機系廃棄物１が加熱されて熱分解を開始し、有機系廃棄物１はガスＢ、タール分Ｃ及び炭に分解されて炭化処理が行われる。熱分解によって発生したタール分Ｃの一部は、投入口２の口縁２０と蓋３との隙間部分９に浸入し付着しようとする。
【００１６】
ここで、タール分Ｃは、主に炭素、酸素、水素の元素から構成される化合物であるため、タール分Ｃを加熱することで熱分解が起こる。このとき、タール分Ｃに蒸気Ｇが十分に供給され、温度が２５０℃〜４００℃に保つことで、タール分Ｃは、メタンガス、二酸化炭素等に変化しガス化される。
【００１７】
蒸気Ｇが蒸気発生器５から送風管１２を経て導管１１内に供給されることを確認した後に、炭化処理槽４内の電気ヒータ１０に通電する。そして、蒸気噴出ノズル１４から投入口２の口縁２０と蓋３との隙間部分９に向けて蒸気Ｇが噴出される。炭化処理槽４の上端部の温度、即ち導管１１内蔵箇所付近の温度は２５０℃〜４００℃に保持されているため、蒸気噴出ノズル１４から上方に向かって噴出される蒸気Ｇは、迅速に過熱蒸気Ｈとなって隙間部分９に作用するため、隙間部分９に浸入しようとするタール分Ｃ及び浸入したタール分Ｃをガス化させ、隙間部分９に付着することを防ぐことができる。
【００１８】
有機系廃棄物１の熱分解により発生したガスＢ及びタール分Ｃと、投入口２の口縁２０と蓋３との隙間部分９に浸入及び浸入しようとしたタール分Ｃの一部を過熱蒸気Ｈによってガス化させ発生したガスＡ（メタンガス、二酸化炭素等）は、連結管１５を介して凝縮器７に導かれる。そのなかでも、冷却用の水又は空気によって凝縮するガスＡ、Ｂ及びタール分ＣはドレンＥとなってドレン排出管１７から排出され、凝縮しないガスＡ、Ｂはそのままガス排出管１６より大気中に排気される。
【００１９】
このように、密封した炭化処理槽４内を電気ヒータ１０によって加熱しながら有機系廃棄物１を加熱し熱分解させ、それにより発生したガスＢ及びタール分Ｃを凝縮器７に回収することにより、短時間で効率よく有機系廃棄物１が炭化し減量化される。また、炭化処理中において、炭化処理槽４の有機系廃棄物１の投入口２と蓋３との隙間部分９に過熱蒸気Ｈを供給することにより、有機系廃棄物１の熱分解により発生したタール分Ｃを隙間部分９に浸入且つ付着することを確実に防ぎ、有機系廃棄物１の炭化処理終了後に蓋３が容易に開かれる。有機系廃棄物１の炭化処理終了後、処理装置を停止し、蓋３を開いて炭化処理されて減量化した炭を取り出す。
【００２０】
ここで、本発明の有機系廃棄物の炭化処理装置は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、導管１１に供給されるものが水であってもよい。この場合においても、導管１１の内蔵箇所付近の温度が２５０℃〜４００℃に保たれているため、導管１１内に供給される場合には水であっても、蒸気噴出ノズル１４から隙間部分９に供給される際には、瞬時に蒸気化すると共に過熱蒸気Ｈとなり、最終的に隙間部分９に作用するものは、導管１１内に蒸気Ｇを供給した場合と同じ過熱蒸気Ｈとなる。また、本発明の投入口２と蓋３との隙間部分９に浸入するタール分Ｃをガス化する炭化処理装置は、蒸気中における加熱炭化処理装置に限定されるものではなく、間接的に加熱する炭化釜中による炭化処理装置にも適用することができる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明のうち請求項１及び２記載の発明によれば、有機系廃棄物を収容し加熱炭化処理を行う炭化処理槽の投入口と、投入口を閉鎖する蓋との間に、２５０℃〜４００℃の過熱蒸気を噴出する過熱蒸気供給手段を備えていることにより、有機系廃棄物の熱分解により発生したタール分の一部が、投入口と蓋との接触箇所の隙間部分に浸入しようとした場合、過熱蒸気を供給することでタール分をさらに熱分解しガス化させ吹き飛ばすことが可能となり、投入口と蓋との接触箇所の隙間部分にタール分の浸入及び付着することを確実に防ぐことができ、処理終了後に蓋を容易に開けることができる非常に利便性に優れた有機系廃棄物の炭化処理装置を提供することができる。
【００２２】
本発明のうち請求項３記載の発明によれば、前記投入口の口縁を加熱する加熱手段を備えているので、別体に過熱蒸気を発生させる装置を設ける必要がなくなり、過熱蒸気の製造費用を安くすることができ、非常に商品価値の高い有機系廃棄物の炭化処理装置となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有機系廃棄物の炭化処理装置を示す断面図である。
【図２】本発明の主要部である炭化処理槽を示す斜視図である。
【図３】炭化処理槽の要部を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１  有機系廃棄物
２  投入口
３  蓋
４  炭化処理槽
５  蒸気発生器
９  隙間部分（間）
１１  導管
１４  蒸気噴出ノズル（ノズル）
２０  投入口の口縁
Ｇ  蒸気
Ｈ  過熱蒸気
【図１】
2004292551.tif 000003
【図２】
2004292551.tif 000004
【図３】
2004292551.tif 000005