(57)【要約】【課題】原動機の排熱を利用し、食品廃棄物等の廃棄物を効率的に乾燥させる。【解決手段】ディーゼルエンジン発電機Ａのエンジンの排熱で加熱された温水を、ディーゼルエンジン発電機Ａから外筒と内筒の二重乾燥構造を有し廃棄物を撹拌混合する温水乾燥機１に、送水ポンプＢによって送水して廃棄物を乾燥させる。送水された温水は温度低下し排出され冷却水として温水乾燥機１からディーゼルエンジン発電機Ａに循環する状態で管路Ｃを介して戻す。温水乾燥機１の水蒸気は真空ポンプＥによって排気される。また、排出過程に水蒸気を凝縮させる凝縮器Ｄを設ける。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電を行う原動機の冷却水が排熱で加熱された温水を利用して廃棄物を乾燥する廃棄物乾燥システムにおいて、
外筒と内筒の二重乾燥構造を有し、前記温水の供給を受けて廃棄物を撹拌混合して乾燥させる温水乾燥機と、
前記温水乾燥機の内部を大気圧以下の圧力状態に保つための真空ポンプと、
前記温水を前記温水乾燥機と前記原動機との間を循環させる管路とからなり、前記廃棄物を前記原動機の排熱を利用して乾燥する
ことを特徴とする廃棄物乾燥システム。
【請求項２】
請求項１に記載の廃棄物乾燥システムにおいて、
前記温水乾燥機は、バッチ式の乾燥機であることを特徴とする廃棄物乾燥システム。
【請求項３】
請求項１記載の廃棄物乾燥システムにおいて、
前記原動機は、ディーゼルエンジンであることを特徴とする廃棄物乾燥システム。
【請求項４】
請求項１に記載の廃棄物乾燥システムにおいて、
前記温水乾燥機で発生する水蒸気を凝縮するために凝縮器を設けたことを特徴とする廃棄物乾燥システム。
【請求項５】
請求項１に記載の廃棄物乾燥システムにおいて、
前記温水乾燥機には、メディアが廃棄物と混在して循環するように混入されていることを特徴とする廃棄物乾燥システム。
【請求項６】
請求項１に記載の廃棄物乾燥システムにおいて、
前記真空ポンプの真空度は、６０〜８０Ｔｏｒｒである
ことを特徴とする廃棄物乾燥システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物、特に生ごみ等の食品廃棄物を乾燥させるシステムに関する。更に詳しくは、発電用等に使用されている原動機の排熱を利用して食品廃棄物等を乾燥させるものであり、特に中小規模の店舗等で排出される食品生ごみの乾燥に好適なシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
中小規模小売店舗、スーパーマーケット、ファーストフード店、料理屋、食堂等の比較的中小規模の店舗等から、毎日大量の食品廃棄物としての生ごみが排出されている。この食品廃棄物は殆どは廃棄物として処分されている。しかしこの生ごみを有効に利用しようとする動きが最近多くなっている。これに関連する処理方法や処理システムも開発されている。
【０００３】
しかし、比較的大型のシステムとして利用される場合が多く、特に大型食品工場等に専用的に設置されているケースが多く、中小規模レベルで設置されるケースは少ないのが現状である。又、家庭用としての生ごみ装置も多く開発され、生ごみは堆肥等に還元され、システムではないがリサイクルの一方法として普及している。中小規模向けの生ごみ処理装置も一部においては、種々の方法のものが開発され提案されている。
【０００４】
又、中小規模小売店舗、スーパーマーケット等においては、自家発電を行う場合も多く、特に原動機としてディーゼルエンジンによる発電が盛んである。この自家発電は、操業時間帯等の使用電力の調整や電力料金の低コスト化を図る上で効果的である。発電量が変化すると排出される熱量がそれに伴って変化するが、発電量が一定であれば排熱量はコンスタントとなる。最近はコージェネレーションシステムとして原動機の排熱を有効利用する研究がなされ、又その提案も出されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−３２１７４０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のようにコージェネレーションシステムの一貫で有効利用方法が提案されているが、まだ具体的にエネルギー効率を高く保つ方法についての提案はなされていない。生ごみを処理する方法についても、前述のように種々提案はされているが、まだ簡素で効率的な方法やシステムとは言えないのが現状である。コージェネレーションシステムは、１つのエネルギー源から電気と共に熱など２つ以上の有効なエネルギーを利用するシステムで、総合熱効率が８０％以上になることから電力と熱を同時に必要とす利用者には期待される分野である。
【０００７】
例えば、冷暖房のエアコン、給湯、蒸気、温風、熱風等の熱媒体あるいはそのものを利用することで、省エネルギー、コストダウンに有効に機能している。エネルギー資源の節約、地球環境保全の観点から注目されている。生ごみの処理についても例外ではない。問題は排熱を利用する乾燥機の機能に左右される。しかし、この生ごみの乾燥機については、前述のとおり効率的なものがまだ開発されていないのが現状である。
【０００８】
前述のように、自家発電を行う場合には、管理によって一定の排熱量が発生する可能性がある。これを有効に利用すると、非常に効果的なシステムが可能である。又、生ごみは開店中毎日コンスタントに発生するものである。これに前述した一定の排熱を利用し、効率のよい乾燥機に適用すれば、無駄のない廃棄物乾燥システムが実現できる。本発明は、このような技術的背景に基づいてなされたものであり、従来の方法を再検討し研究を重ねた結果のもので、次のような目的を達成する。
【０００９】
本発明の目的は、原動機の排熱で生じる温水を活用し、外筒と内筒の２重管乾燥構成の乾燥機に適用し乾燥効率を高め処理能力を向上させた廃棄物乾燥システムの提供にある。
本発明の他の目的は、２重管構成にしたことで、システムを小規模にすることができる廃棄物乾燥システムの提供にある。
本発明の更に他の目的は、熱源を無駄にすることなく有効活用ができる廃棄物乾燥システムの提供にある。
本発明の更に他の目的は、食品廃棄物等を廃棄することなく肥料等にリサイクルを可能とする廃棄物乾燥システムの提供にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明の廃棄物乾燥システムは、次のような手段を採る。即ち、本発明１の廃棄物乾燥システムは、発電を行う原動機の冷却水が排熱で加熱された温水を利用して廃棄物を乾燥する廃棄物乾燥システムにおいて、外筒と内筒の二重乾燥構造を有し、前記温水の供給を受けて廃棄物を撹拌混合して乾燥させる温水乾燥機と、前記温水乾燥機の内部を大気圧以下の圧力状態に保つための真空ポンプと、前記温水を前記温水乾燥機と前記原動機との間を循環させる管路とからなり、前記廃棄物を前記原動機の排熱を利用して乾燥することを特徴としている。
【００１１】
本発明２の廃棄物乾燥システムは、本発明１において、前記温水乾燥機は、バッチ式の乾燥機であってもよい。一定量毎に食品廃棄物を確実に乾燥することができる。
【００１２】
本発明３の廃棄物乾燥システムは、本発明１において、前記原動機は、ディーゼルエンジンであってもよい。システムのメンテナンスが容易で、低コストである。
【００１３】
本発明４の廃棄物乾燥システムは、本発明１において、前記温水乾燥機で発生する水蒸気を凝縮するために凝縮器を設けてもよい。凝縮して水分を取り除き、外部に空気のみ放出することができる。
【００１４】
本発明５の廃棄物乾燥システムは、本発明１において、前記温水乾燥機には、メディアが廃棄物と混在して循環するように混入されていてもよい。システムの乾燥効率を高めるのに有効である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従い詳細に説明する。図１は本発明の廃棄物乾燥システムの構成図である。本廃棄物乾燥システムの熱媒体は温水である。この温水は、発電を行うディーゼルエンジンの冷却水が加熱され温水となったものである。ディーゼルエンジン発電機Ａは、ディーゼルエンジンと発電機を連結したものであり、自家発電機として利用される。これは発電と排熱を利用することからコージェネレーションシステムの１つである。ディーゼルエンジンは一般に普及されており、熱効率、運転コスト、メンテナンスの点で使用価値のあるものである。
【００１６】
又、温水は約８０℃の温度で、送水ポンプＢにより温水乾燥機１に送水される。この送水ポンプＢの電力は、ディーゼルエンジン発電機Ａにより給電される。本発明の主要部をなす温水乾燥機１は、ディーゼルエンジンによる発電のための冷却水を排熱で加熱され温水となったものを利用する。この温水乾燥機１で乾燥の対象となる廃棄物は、生もの等の食品廃棄物である。食品廃棄物は水を多く含み、腐敗しやすいので早く処理を行う必要がある。従って、本発明に係るシステムは利用するスーパーマーケット等の店舗に設置されことが望ましい。
【００１７】
この温水乾燥機１は、一定の量の乾燥原料を一定時間乾燥させるバッチ式のものである。本発明の実施例において、以降廃棄物を乾燥原料として説明する。この温水乾燥機１の基本構成は円筒形で、外筒と内筒の二重構造となっている。乾燥のための熱源は前述のように、約８０℃に加熱される温水を利用する。
【００１８】
次に温水乾燥機１の本体構成について詳述する。フレーム構成になる基台２に外筒体３が固定されている。この基台２と外筒体３との固定はボルト／ナット４であるので、基台２に対して外筒体３は取り付け取り外しができる。この外筒体３の筒体は外筒温水ジャケット５を構成し、図においては、理解を容易にするため斜線で温水の内通する部分を表示している。
【００１９】
温水は、各温水ジャケットに別々に送水され、外筒体３に対しては、送水ポンプＢにより管路Ｃ１を介して外筒体３の温水入口６から外筒温水ジャケット５内に内通され、外筒体３の一端に設けられた温水出口７から排出される。このとき温水は、熱を失い温度の低い水の状態となっている。排出された水は、管路Ｃ２を介してディーゼルエンジン発電機Ａに戻され、再度冷却水として使用される。温水乾燥機１の温水は筒体全体に内通しこの筒体全体を加熱させ、乾燥原料がどの位置にあっても熱が加えられるようになっている。
【００２０】
一方この外筒体３の上方には乾燥原料入口８が設けられ、一定量の乾燥原料が供給される。供給される乾燥原料は、図示しない計量装置により計量されたものとなっている。この乾燥原料は前述のとおり主に食品廃棄物を対象にしている。外筒体３の下部には、乾燥物出口９が設けられ、供給された乾燥原料は乾燥され、乾燥物としてこの乾燥物出口９から排出される。
【００２１】
この外筒体３中心部には、回転自在に内筒体１０が設けられている。この内筒体１０は両端が外筒体３の端部で軸受１１を介して支持されている。この内筒体１０の一端に、回転伝達部材であるスプロケット１２が取り付けられている。一方基台２上には、駆動モータ１３が固定されていて、軸端にスプロケット１４が設けられ、内筒体１０のスプロケット１２に跨ってチェン１５が巻き掛けられている。内筒体１０は、この駆動モータ１３によってチェーン１５を介して回転駆動される。
【００２２】
更に、この内筒体１０の筒部は、内筒温水ジャケット１６を構成し、温水は管路Ｃ３を介し、内筒体１０の端部に設けられた温水入口１７から内筒温水ジャケット１６に内通される。　前述の外筒体３と同様にこの内筒体１０も筒体全体が加熱される状態になるので、乾燥原料がどの位置にあっても熱が加えられるようになっている。
【００２３】
内通された温水は内筒温水ジャケット１６を通過し、内筒体１０の他端に設けられた温水出口１８から外部に排出される。このとき、温水は熱を失い温度の低下した水となる。排出された水は外筒温水ジャケット５から排水された水と一本の管路に統合されディーゼルエンジン発電機Ａに戻り、前述の外筒体の場合と同様に、ディーゼルエンジン発電機Ａのエンジン冷却水として再び使用される。
【００２４】
この水は管路Ｃ４を介してディーゼルエンジンに送水され、冷却水となる。この冷却水は再び加熱され温水となり、循環しながら利用される。このため、従来のようなクーリングタワー等のものは必要ない。内筒体１０の外形部には撹拌羽根１９が設けられている。この撹拌羽根１９は外筒体３の内壁に近接して複数個設けられている。この撹拌羽根１９は内筒体１０の回転に伴い、内筒体１０と一緒に回転し外筒体３の内壁と相対回転する。
【００２５】
この回転に従いながら乾燥原料は回転軸線方向に移動する。内筒体１０の端部には掻き上げ羽根２０を有する取り入れ口２１が設けられている。外筒体３内の下方向に寄せられた乾燥原料は掻き上げ羽根２０によって掻き上げされ、この取り入れ口２１から内筒体１０に取り込まれる。一方内筒体１０内部には、螺旋状のリボン２２が設けられている。
【００２６】
取り込まれた乾燥原料はリボン２２の回転に伴い、螺旋に沿って回転軸線方向に移動させられる。この内筒体１０の移動端に排出口２３が取り入れ口２１とは反対方向の端部に設けられていて、乾燥原料はこの排出口２３から外筒体３内に戻される。このようにして、乾燥原料は外筒体３内と内筒体１０内を循環して搬送され、この搬送過程で外筒温水ジャケット５と内筒温水ジャケット１６の温水熱で乾燥される。後述するように、真空ポンプＥによって外筒体３及び内筒体１０内部の減圧を行う。この減圧（６０〜８０Ｔｏｒｒ）によって、水分の沸点を下げ、低温度での乾燥を可能にする。
【００２７】
この筒状の乾燥機の基本的な構成は、同一出願人の出願である特開２００１−３２７８４５に詳しく記載されているので詳細説明は省略する。この乾燥機は、乾燥媒体としてメディアを使用する。このメディアは金属製のパイプを短く切断したもので、このメディアの一例として、錆の発生を防ぐために、本例においてはステンレス製のパイプを短く切断したものを用いる。
【００２８】
このメディアと乾燥原料を一緒に撹拌することにより、乾燥原料のメディアに対する接触率が高くなり乾燥を促進させる。このメディアは、円筒の外形と長さが略同じであると、転動し易い。このメディアが金属製であるため、熱伝導性がよく、乾燥原料に接触して効率良く熱を伝達できる。このメディアによって乾燥原料の撹拌、混合、粉砕が行われ、更に、メディアは管状部品であるからメディア同志が相互に接触することで、撹拌効果も高めることができる。乾燥機本体の内部には、予め一定量のメディアを充填させておく。このメディアは、循環して使用できるので、通常は、乾燥の頻度に応じて新規に投入、排出を行う必要はない。繰り返し連続して乾燥運転に使用する。
【００２９】
次にこのような構成の温水乾燥機１の乾燥動作について説明する。本温水乾燥機１はバッチ式の乾燥機である。先ず計量された一定量の乾燥原料を外筒体３の乾燥原料入口８から投入する。乾燥原料を入れ終ったら、乾燥原料入口８と乾燥物排出口９を各蓋８ａ、９ａで閉じる。これにより、温水乾燥機１内部は密閉状態となる。予めメディアは充填されているので、この乾燥原料は、内筒体１０の回転に伴い内筒体１０の複数の撹拌羽根１９によって移動し、撹拌、混合される。
【００３０】
この内筒体１０の回転は、基台２の駆動モータ１３によりスプロケット１２，１４、チェーン１５を介して行われる。この駆動モータ１３の電力は、ディーゼルエンジン発電機Ａによって得られる。乾燥原料は撹拌羽根１９によって、撹拌、混合されながら外筒体３内下部イ方向に徐々に移動し端部側に押しやられる。この移動過程で乾燥原料は、外筒体３と内筒体１０にそれぞれ設けられている外筒温水ジャケット５及び内筒温水ジャケット１６により熱交換され乾燥する。
【００３１】
外筒体３の端部側に寄せられた乾燥原料は内筒体１０の掻き上げ羽根２０によって掻き上げられ、内筒体１０の取り入れ口２１から内筒体１０内に取り込まれる。取り込まれた乾燥原料は、内筒体１０内部の螺旋状リボン２２によって撹拌しながらロ方向に移動し内筒体１０の他方の端部に寄せられる。
【００３２】
端部に寄せられた乾燥原料は、端部の排出口２３から外筒体３に戻される。戻された乾燥原料は、再度内筒体１０の撹拌羽根１９によって撹拌、混合をし、以降繰り返す。この内筒体１０を乾燥原料が通過するときは内筒体１０の内筒温水ジャケット１６の熱で暖められ乾燥させられる。即ち、ジャケット壁の伝熱により、乾燥原料と温水の熱交換によって、乾燥原料の乾燥が促進する。乾燥原料が外筒体３と内筒体１０を循環して乾燥する行程で、この乾燥原料には前述したメディアが混在している。従って、前述の乾燥原料は、このメディアの混在で一層乾燥が促進される。
【００３３】
一方、この外筒体３及び内筒体１０の内部は、暖められ湿った蒸気が充満しており、外部に設置された真空ポンプＥにより外部に排気されるようになっている。この真空ポンプＥによって、外筒体３及び内筒体１０内部の真空度が６０〜８０Ｔｏｒｒに保たれることが好ましい。乾燥運転にあたって、乾燥熱源となる温水が８０℃前後の場合、乾燥原料との接触面である温水ジャケットの表面温度はこれ以下となる。このために外部に設置された真空ポンプによって外筒体３及び内筒体１０内部の減圧を行う。この減圧（６０〜８０Ｔｏｒｒ）によって、水分の沸点を下げ、低温度での乾燥を可能にする。
【００３４】
この温水乾燥機１内の蒸気は外筒体３中央上部に設けられた排出口２４から外部へ吐き出される。吐き出された蒸気は凝縮器Ｄで凝縮される。乾燥運転終了後は、真空ポンプＥを停止し、温水乾燥機１内部の減圧状態を解除して通常の状態に戻す。次に乾燥物排出口９を開き、内筒体１０を回転させ乾燥物を移動させ乾燥物排出口９側に寄せ、乾燥物の排出を行う。この時メディアも一緒に排出させるが、乾燥物排出口９にはメディアの大きさ以下のメッシュの金網が設けられていてメディアと乾燥物とはふるい分けられる。
【００３５】
即ち、メディアは排出されず残り、乾燥物は、メッシュ以下となっていて排出される。このようにして、乾燥物とメディアの分別を行い、乾燥物のみを排出させている。温水乾燥機１に残留したメディアは、次の乾燥運転の際には、新たに乾燥原料入り口から投入された乾燥原料と混合し前述の乾燥動作を繰り返す。
【００３６】
乾燥原料を食品廃棄物として説明したが、本発明の対象となる廃棄物は泥土状のものであってもよい。泥水も乾燥させればリサイクル物として再利用が可能となる。温水の熱源はディーゼルエンジンとして説明したが、温水を利用できるものであればガスによるコージェネレーションシステム等その制限はない。前述の説明に沿うものであればどのような温水であってもよい。又、このシステムで使用される駆動源は、自家発電であるディーゼルエンジン発電機の電力を利用することができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の廃棄物乾燥システムは、発電を行う原動機の排熱をこの原動機と温水乾燥機との間で温水と冷却水の交換を交互に繰り返し循環で利用するので、無駄なく有効に活用できる。又、外筒と内筒の２重管乾燥構成の乾燥機に適用し乾燥効率を高め処理能力を向上させることができる。更に、システムを小規模にすることができ、食品廃棄物等を廃棄することなく肥料等にリサイクルすることを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の廃棄物乾燥システムの構成図である。
【図２】図２は、温水乾燥機の正面図である。
【図３】図３は、温水乾燥機の側面図である。
【符号の説明】
Ａ…ディーゼルエンジン発電機
Ｂ…送水ポンプ
Ｃ…管路
Ｄ…凝縮器
Ｅ…真空ポンプ
１…温水乾燥機
３…外筒体
５…外筒温水ジャケット
１０…内筒体
１６…内筒温水ジャケット
１９…撹拌羽根
２２…リボン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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