(57)【要約】【課題】  廃棄物中の生ごみは水分を多く含み燃えにくく、燃やすより発酵装置で発酵してコンポストにすることが行われるが、発酵槽の加熱に電気が多く消費される。また、発酵槽からの排気中の臭気は脱臭装置で脱臭する必要があるが、脱臭装置が大規模になったり、臭気の熱分解のために多くの電力が消費される。廃棄物の可燃ごみもただ燃やすだけでは、資源が持つエネルギーをただ捨てているという問題がある。【解決手段】  燃焼物を燃焼し乾留ガスを発生するガス化炉と、ガス化炉からの乾留ガスで駆動するエンジンと、該エンジンで駆動して電力を発生する発電機と、前記ガス化炉で発生した乾留ガスを冷却し、冷却の際に得た熱を貯留器に送水するガス冷却装置と、前記ガス冷却装置で得た熱で生ごみ等の発酵を促進する生ごみ処理機と、生ごみ処理装置からの排気中の臭気をガス化炉に導いて脱臭を行うことを特徴とする有機物処理方法及びそのシステム。 【選択図】  図１
2005211719.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼物を燃焼してガス化し、この乾留ガスをガス冷却装置で冷却した後、前記乾留ガスをエンジンに供給して前記エンジンに接続した発電機で発電を行うと共に、前記ガス冷却装置で得られる熱、若しくは前記エンジンの排熱を有機物処理装置に供給することを特徴とする有機物処理方法。
【請求項２】
燃焼物を燃焼し乾留ガスを発生するガス化炉と、前記ガス化炉からの乾留ガスを冷却するガス冷却装置と、冷却したガスを吸引するブロアと、吸引したガスで駆動するエンジンと、前記エンジンで駆動して電力を発生する発電機と、 前記ガス冷却装置からの排熱もしくはエンジンからの排熱を導き、有機物の処理を促進する有機物処理装置とからなることを特徴とする有機物処理システム。
【請求項３】
燃焼物を燃焼してガス化し、この乾留ガスをガス冷却装置で冷却した後、前記乾留ガスを除塵装置で除塵し、除塵後のガスをブロアで吸引してガスホルダーに貯留し、前記ガスをエンジンに供給して前記エンジンに接続した発電機で発電を行うと共に、前記ガスホルダーからの余剰ガスを２次燃焼室で燃焼し、前記ガス冷却装置から発生するタール状物質を前記２次燃焼室に供給して燃焼すると共に、前記ガス冷却装置で得られる熱、若しくは前記エンジンからの排熱を有機物処理装置に供給することを特徴とする請求項１記載の有機物処理方法。                     
【請求項４】
燃焼物を燃焼し乾留ガスを発生するガス化炉と、前記ガス化炉からの乾留ガスを冷却するガス冷却装置と、前記ガス中の煤塵を除去する除塵装置と、冷却したガスを吸引するブロアと、前記ブロアからのガスを貯留するガスホルダーと、前記ガスホルダーからのガスで駆動するエンジンと、前記エンジンで駆動して電力を発生する発電機と、前記ガスホルダーからの余剰ガスを燃焼すると共に、前記ガス冷却装置から発生するタール状物質を燃焼する２次燃焼室と、 前記ガス冷却装置からの排熱もしくはエンジンからの排熱を導き、有機物の処理を促進する有機物処理装置とからなることを特徴とする請求項２記載の有機物処理システム。
【請求項５】
前記ガス化炉からの灰炭化物を導いて燃焼する２次燃焼室を有することを特徴とする請求項２乃至請求項４記載の有機物処理システム。
【請求項６】
前記エンジンに、ガスエンジンもしくはガスタービンエンジンを用いたことを特徴とする請求項２項乃至請求項４に記載の有機物処理システム。
【請求項７】
前記ガス冷却装置で乾留ガスを冷却する過程で加熱される熱媒体を貯留する貯留器と、前記貯留器内の熱媒体を前記有機物処理装置に供給する供給手段とを備えたことを特徴とする請求項２乃至請求項４に記載の有機物処理システム。
【請求項８】
エンジンからの排熱を温水に変える熱交換器と、前記熱交換器で得た温水を貯留する貯留器と、前記貯留器の温水を有機物処理装置に供給する供給手段とを特徴とする請求項２乃至請求項４に記載の有機物処理システム。
【請求項９】
前記有機物処理装置は、有機物を発酵乃至乾燥を行うことを特徴とする請求項２乃至請求項４に記載の有機物処理システム。
【請求項１０】
前記有機物処理装置からの臭気乃至有機物を処理する場所からの臭気を前記ガス化炉乃至２次燃焼室に導いて臭気を熱分解することを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の有機物処理方法。
【請求項１１】
請求項３項に記載の２次燃焼室で空気を加熱し、前記加熱した空気を前記ガス化炉の吸気部に導いたことを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の有機物処理方法。
【請求項１２】
前記ガス冷却装置で空気を加熱し、前記加熱した空気を前記ガス化炉の吸気部に導いたことを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の有機物処理方法。
【請求項１３】
請求項３項に記載の２次燃焼室にバーナーを備えたことを特徴とする請求項４に記載の有機物処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス化炉に投入した可燃性の燃焼物から生じる乾留ガスを用いてエンジン等を駆動して発電すると共に、前記エンジンから生じた排熱を有機物発処理装置例えば生ごみ処理機の発酵促進に利用できる有機物処理方法及びそのシステムの発明である。
【背景技術】
【０００２】
従来の焼却炉は、生ごみや紙屑、廃プラスチック等からなる一般ごみ等を焼却炉で焼却し、焼却した後の灰は埋立処分している。ごみを燃やした排気ガスはそのまま大気中に放出することが一般的である。しかしながら、地球温暖化が大きな問題になっており、ごみを燃やした燃焼ガスのエネルギーを利用することの必要性が高まっている。この燃焼エネルギーを再利用する装置としては、燃焼熱で蒸気を作り蒸気タービンを駆動して発電する方式が従来からあるが、施設の規模が大きくなるという問題がある。
【０００３】
また、一般ごみ中の生ごみはごみ全体の約４割を占めると共に生ごみの含水率は約７５％もあり、この水分のため焼却炉での燃焼温度が上がりにくくダイオキシン等の有害物質が発生しやすいとうい問題がある。従って燃焼温度を上げるため重油等の補助燃料を用いることも多く経済的に問題であった。
【０００４】
生ごみについては、一般ごみとして出さず、ごみ排出者自身が生ごみ処理機で生ごみを処理することもある程度行われるようになってきた。しかしながら従来の装置は、生ごみ処理機で生ごみを発酵する際に発酵温度を維持するために発酵槽の加温電気ヒーターが必要であり、大きな電力が消費されるという問題がある。また、発酵過程において空気（酸素）の供給が必要であるが、発酵課程においてＣＯ２ガスや水分を含んだ空気を排気として出す。この排気中には臭気を含んでおり、この臭気を脱臭してから外部に排気する必要がある。脱臭装置としては、電気ヒーターで熱分解する方式があるが、これにも大きな電力を必要とし、経済的にも環境負荷的にも問題であった。また脱臭装置として、バイオ式脱臭装置もあるが、この場合は装置が大きくなるという問題がある。
【０００５】
なお、生ごみ処理装置には、微生物による発酵処理を行って堆肥化するコンポスト製造装置や生ごみを乾燥させて減容化を行う乾燥装置とがある。コンポスト製造装置は、開放横形スクープ式攪拌機や、ロータリー式攪拌機の様に、装置内部に備えた各攪拌機により生ごみの切り返しを行うことで有機肥料を製造できる装置である。生ごみ乾燥装置も一般的には撹拌層内で生ごみを撹拌しながら加温して乾燥を行う装置である。
【０００６】
特許文献１である「コンポスト製造装置」に記載されたように、密閉式の垂直型外筒ケーシングと、この外筒ケーシングに同軸に配置された内筒ケーシングとの間に、水平方向に区画された複数段の攪拌発酵槽を設置し、各攪拌発酵槽は、前記外筒ケーシングと内筒ケーシングとの間に支持された少なくとも１つの攪拌軸に設けられた攪拌羽根と、上部に内容物定量保持するための鍔を設け回転駆動される底板と、下段の攪拌発酵槽に被処理物を落下させる落とし口とを備え、最上部の攪拌発酵槽に有機燃焼物を投入する投入口と、最下部の攪拌発酵槽の被処理物を排出する排出口とを備えたコンポスト製造装置である。
【０００７】
従来の「コンポスト製造装置」のように、攪拌軸を通って前記攪拌発酵槽に温風を供給する場合、前記発酵槽に対して温風を当てる等の加熱手段を講じなければならなかった。そのために前記発酵槽の外周に電気ヒーター等を設け生ごみを加熱する際、多くの電気代がかかり、エネルギー資源を再活用できていない点からみても好ましくない。
【特許文献１】特開２００３−３０６３９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
廃棄物において、生ごみと紙くずや廃プラスチック等の燃えやすい廃棄物（燃焼物）を別々に分別収集し、前記燃焼物を燃焼処理する過程において、燃焼物を乾留してガス化し、得られた乾留ガスをエンジンに導きエンジンを駆動して発電すると共に、乾留ガスを冷却する過程で得られる熱及びエンジンの排熱を温水として回収する。一方生ごみは、有機物発酵処理機例えば生ごみ処理機に投入して発酵処理しコンポストにし、有機肥料として利用する。
前述の温水を生ごみ処理機に導いて微生物による発酵を促進させる熱源に用いて廃棄物のエネルギーを最大に有効利用できる有機物処理方法及びそのシステムを提供することにある。
ガス化燃焼過程において、わずかながらもダイオキシン等の有害物質が発生するが、乾留ガスを燃焼した後の排気ガスの一部や２次燃焼室４の燃焼手段からの排気の一部をガス化炉に導き再度熱分解をすることで、有害物質を減少させることにある。
また生ごみ処理機からの排気中の臭気や生ごみを処理する場所からの臭気をガス化炉または２次燃焼室に導いて、脱臭を行うことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記の課題を解決するために、ガス化炉で燃焼物を燃焼し、燃焼によって発生した乾留ガス等を用いてエンジンを駆動させ発電機で発電を行い、ガス冷却装置で得た熱やエンジンからの熱を生ごみ処理機の生ごみ等の発酵や乾燥を促進に利用する有機物処理方法と、燃焼物を燃焼し乾留ガスを発生するガス化炉と、ガス化炉からの乾留ガスで駆動するエンジンと、前記エンジンで駆動して電力を発生する発電機と、前記ガス化炉で発生した乾留ガスを冷却し、冷却の際に得た熱を貯留器に送るガス冷却装置と、前記ガス冷却装置やエンジンで得た熱で生ごみ等の発酵を促進する生ごみ処理機からなることを特徴とする有機物処システムとからなる有機物処理方法及びそのシステムの構成とした。
【発明の効果】
【００１０】
第１に、燃焼物を燃焼することで得られる乾留ガスを利用し、エンジンを駆動させることで発電できるので、資源エネルギーを最大に有効活用できる。
【００１１】
第２に、前記乾留ガスの一部を冷却して得られる冷却熱や、前記エンジンから排出する排熱を利用して温水を作り、その温水から得られる温熱で生ごみ処理機内部を加温して発酵や乾燥を促進することは、資源エネルギーの有効活用になる。
第３に、生ごみ処理機からの臭気や生ごみを処理する場所からの臭気をガス化炉乃至２次燃焼室で熱分解するので、大掛りな脱臭装置が不要になり、脱臭ヒーター用の電力も不要になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、乾留ガス等の資源エネルギーを最大に活用することを目的とし、燃焼物を燃焼してガス化し、当該ガスをエンジンに供給して前記エンジンに接続した発電機で発電を行うと共に、当該ガス冷却装置で得られる熱、若しくは前記エンジンの排熱を生ごみ処理機に供給することで実現した。生ごみ処理機の排気中の臭気を除去する問題は、生ごみ処理機６からの排気をガス化炉２または２次燃焼室４の燃焼手段に導いて熱分解することで実現した。
【実施例１】
【００１３】
以下に、添付図面に基づいて本発明である有機物処理方法及びそのシステムの詳細について説明する。図１は本発明を構成する有機物処理システムの全体構成図、図２は本発明を構成する有機物処理システムの第２の実施例の全体構成図、図３は本発明を構成する有機物処理システムの第３の実施例の全体構成図である。
【００１４】
また、図４は本発明を構成する有機物処理システムの第４の実施例の全体構成図、図５は本発明を構成する有機物処理システムの第５の実施例の全体構成図で、図６は本発明を構成する有機物処理システムのガス化炉２の縦断面図である。
【００１５】
図１に示したのは、本発明を構成する有機物処理システム１全体の構成であり、可燃性の燃焼物２８を燃焼し乾留ガス２９を発生するガス化炉２と、ガス化炉２からの乾留ガス２９で駆動するエンジン３と、当該エンジン３で駆動して電力３７を発生する発電機１１と、ガス化炉２で発生した乾留ガス２９を冷却し、冷却の際に得た熱で温水等作るガス冷却装置７と、前記ガス冷却装置７でできた温水４２、温風３８等を貯留する前記貯留器５と、前記貯留器５からパイプ等で接続するとともに、生ごみ３９の発酵や乾燥を促進する温水、温風等を導入できる管やジャケットを備えた生ごみ処理機６とからなることを特徴とする有機物処理システム１である。
【００１６】
本発明は、燃焼物２８を燃焼してガス化し、このガス化した乾留ガスをガス冷却装置７で冷却した後、当該ガスをエンジン３に供給して前記エンジン３に接続した発電機１１で発電し、電力３７の供給を行うと共に、該ガス冷却装置７の排気３５で得た熱又はエンジンからの熱を生ごみ処理機６に供給することで生ごみ等の発酵や乾燥を促進できるようにしたことを特徴とする有機物処理方法である。
【００１７】
ガス化炉の１実施例であるガス化炉２は、燃焼物２８を１次燃焼させて乾留ガス２９としてガス化する１次燃焼室であり、可燃性の燃焼物２８を下層の酸化燃焼層で酸化燃焼させて熱源とし、中間の乾留層で燃焼物２８を加熱し乾留して乾留ガス２９を発生する燃焼炉である。本発明を構成するガス化炉２の内部温度は、４００℃から５００℃となる。酸化燃焼した燃焼物２８及び乾留層の燃焼物は炭化され灰又は炭化物３２になる。この灰又は炭化物３２は、燃焼物２８が灰になるまでガス化炉２内で燃焼させるか又は灰又は炭化物３２状態で炉外に排出し、炭化物３２ａとして種々に利用するか、もしくは図１５及び図１６に示すように２次燃焼室２５に炭化物３２ａを送りここで完全燃焼させて灰にする。
【００１８】
なお、ガス化炉として本実施例は直接燃焼式を用いたが、間接加熱によるガス化方式の炉でも良い。
【００１９】
ガス化炉２への吸気の温度を高める手段として、空気３０をガス冷却装置７の下部の熱交換部に導いて空気３０を加熱しこの加熱された空気をガス化炉２の吸気部に接続する。これによりガス冷却装置７に送気した乾留ガス２９の熱の一部を再利用することで、ガス化炉２内部に予熱を与えることができる。また２次燃焼室４で発生した排熱４６を利用して空気を加熱しこの加熱された空気をガス化炉２の吸気部に導いて２次燃焼室４の予熱を利用することができる。
【００２０】
ガス化炉２内で発生した乾留ガス２９は、ガス冷却装置７に導かれて冷却される。冷却された乾留ガス２９は、除塵装置８でガス中の塵埃が除去される。ブロア９は、乾留ガス２９を除塵装置８から吸い込み、ガスホルダー１０にガスを供給する。
【００２１】
ガス冷却装置７は、給水装置である第１ポンプ１５からの冷却水となる水３６で、ガス化炉２で発生した高温の乾留ガス２９を冷却し、冷却の際に得た温水を貯留器５に送水する。
ガス冷却装置７内で乾留ガス２９が冷却されると、ガス中のタール分３１等が液化しガス冷却装置７の下部に貯留部に溜まる。このタール分３１等の物質は２次燃焼室４又は２次燃焼室２５に送られて熱分解される。
【００２２】
ガス化炉２で発生した高温の乾留ガス２９は、ガス冷却装置７で冷却した後の温度として２５０℃以下が好ましい。そして、前記ガス化炉２に代えて、可燃性の燃焼ガスを発生する焼却炉、即ち、可燃ガスを発生させる炉であればよい。具体的にはキルン式ガス化炉、高温ガス炉、アップドラフト型ガス化炉、ダウンドラフト型ガス化炉、流動床型ガス化炉、炭化炉等である。また前記ガス化炉２に投入する燃焼物２８は、廃棄物に限らず可燃性燃焼物である木屑チップや木ペレット、ＲＤＦ等の燃焼物２８でも良い。次にエンジン３の詳細について説明する。
【００２３】
エンジン３は、ガスホルダー１０からの乾留ガス２９を用いて駆動するガスエンジン等である。またエンジン３にはエンジン３を始動するためのスターター兼発電を起こすための発電機１１が接続されている。即ち、ガス化炉２で発生した乾留ガス２９によってエンジン３を駆動し、発電機１１を駆動することで本装置の目的である発電ができ、電力３７を得ることが可能となる。
【００２４】
発電機１１で得られた電力３７は、生ごみ処理機６の攪拌用電気モータの駆動やガス化炉２内部の温度、空気の量等を監視制御する制御装置（図示せず）やブロア９の駆動等に利用する。なお、発電機１１で得た余剰電力は電力会社等に売電することができる。次に、ガス冷却装置７で乾留ガスの冷却時に発生した液体のタール分３１等の物質の処理方法について詳細を説明する。
【００２５】
ガス冷却装置７で発生した液体のタール分３１等の物質は、再度完全燃焼するために、バーナー１２を備えた２次燃焼室４で燃焼する。
２次燃焼室４は、乾留ガス２９の冷却時にガス冷却装置７で発生したタール分３１等の物質を燃焼し、この燃焼熱で空気を加熱し該加熱された空気を排熱４６としてガス化炉２に送気する。次に図１４で本発明を構成する２次燃焼室４の詳細を説明する。
【００２６】
図１４に示すように２次燃焼室４は、生ごみ処理機６で発生し排気２７されてきた臭気や生ごみ処理機６から発生する排水等も併せて燃焼できる燃焼部４ａと、前記燃焼部４ａに内包するように設け、外気である空気３４を吸入し熱交換を行いガス化炉２へ予熱後の空気を送気できる熱交換部４ｂとからなり、前記ガスホルダー１０で貯留できなかった余分な乾留ガス（余剰ガス）４５を２次燃焼室４に導き、燃焼する。
前記バーナー１２の取付位置は、２次燃焼室４の壁面から内面にかけて貫通するように取り付ければよく、取付位置を限定しない。
なお、図１において生ごみ処理機６の上部で略Ｙ字状の形状で記載した符号２７ａは臭気集め装置２７ａであり、生ごみを分別したり生ごみ処理機６で発酵したコンポスト４１を排出する際に排気２７された臭気を集める装置である。また臭気集め装置２７ａは生ごみ等から発生した臭気を集める若しくは臭いを閉じこめる等行うため、臭気のみを完全に遮断できる部屋等としてもよい。集めた臭気は生ごみ処理機６からの排気２７と共にガス化炉２乃至２次燃焼室４に導いて熱分解する。
【００２７】
なお、２次燃焼室４を構成する前記燃焼部４ａ、熱交換部４ｂ共に一体式のみならず、別体式のいずれにしてもよい。次に図１に戻り温水４２を貯留する貯留器５について詳細を説明する。
【００２８】
図１に示したように貯留器５は、ガス冷却装置７で温水と化した冷却水を貯留すると共に、生ごみを加温して発酵を促進するために、生ごみ処理機６の発酵熱源となる温水を送水する装置である。符合１３は、エンジン３からの排気の熱を温水に変える熱交換器１３であり、該熱交換器１３で得た温水を貯留する貯留器５と、該貯留器５の温水４２を生ごみ処理機６に供給することを特徴とする。
【００２９】
貯留器５は、冷却水の供給元である第１ポンプ１５と、冷却水が加温されてできた温水を生ごみ処理機６に温水４２を送水する第２ポンプ１６と、内部の水温を一定に保つ冷却装置１４、熱交換器１３に接続している。なお、前記冷却装置１４は任意で設けることができ、貯留器５の内部の温水温度は、約６０℃から７０℃に制御される。次に第２ポンプ１６で温水を送水し、生ごみの発酵や乾燥を促進する生ごみ処理機６について図１２及び図１３で詳細を説明する。
【００３０】
図１２及び図１３に示すように生ごみ処理機６は、前記貯留器５とパイプ等で接続するとともに、略Ｕ字状の釜である発酵槽６ｎに回転翼型の攪拌翼６ｇを備えた発酵装置である。そして、生ごみ処理機６は、前記攪拌翼６ｇを回転させることで投入物である生ごみ３９を切り返すと共に、好気性発酵菌を含んだ媒体と、前記生ごみと前記媒体との混合物を水平方向に移動させながら発酵させ、発酵後の１次発酵物（コンポスト）を排出部６ｋから排出する。前記媒体として木屑チップ等を使用する。
【００３１】
生ごみ処理機６は、前記発酵槽６ｎ内部に空気４０を送気するための空気孔（図示せず）と、生ごみの発酵時に生じたＣＯ２ガスや水蒸気からなる臭気ガスを排気２７するための排気口６ｐ、そして、温水又は温風により加温できるジャケット６ｈを備えている。
【００３２】
なお、前記臭気ガスには硫化水素ガス等の臭気が含まれており、一般の生ごみ処理機では、臭気ガスを除去するための脱臭装置（熱分解式又はバイオ式）を取り付けなければならない。しかし、本発明では、臭気ガスを、図１に示した前記ガス化炉２又は２次燃焼室４に送気できるため、脱臭装置が不要になり、該設備投資にかかるコストを大幅に削減できる。なお、貯留器５からの温水は、前記生ごみ処理機６に限らず、汚泥の発酵装置や食品発酵装置のような有機物を発酵させる発酵装置に用いてもよい。また、有機物の発酵のみならず、汚泥や有機物の乾燥や一般的な乾燥装置に用いても良い。なお、貯留器５に水４３を給水した後に発生する温水４４は、温水床暖房のように空調設備等にも併用して利用できる。
【００３３】
次に図２に本発明の第２の実施例を示す。図１との相違点は、第１にエンジン３内の熱交換器（図示せず）と貯留器５を直接接続したこと、第２にガス冷却装置７を通過した後の温水を冷却装置１７で温度調整できるようにガス冷却装置７を閉鎖系にしたことを特徴とする。これにより、貯留器５の温度は、エンジン３からの排熱によって制御される。また、ガス冷却装置７の制御温度は、冷却装置１７によって独立的に制御され、温度管理が容易になる。
【００３４】
図３に本発明の第３の実施例を示す。図１との相違点は、第１にエンジン３から排出した排気ガス等の排気３５の一部を送気するために分岐弁１８を設けたことを特徴とする。
【００３５】
分岐弁１８は、開度調整レバー（図示せず）を備えたバルブであり、エンジン３からの排気の一部をガス化炉２の吸気部まで導き、排気ガス中の有害物質をガス化炉２で再度、高温で燃焼するため、ダイオキシン等の有害物質の発生を防止することができる。
【００３６】
図４に本発明の第４の実施例を示す。図１との相違点はエンジン３の排気部に熱交換器２３を設けたことを特徴とする。また、ガス冷却装置７からの戻り管部にバルブ２６を設けたことである。
【００３７】
第３ポンプ１９を設け、前記第３ポンプ１９から給水をして、熱交換器２３に水を通過させることで、熱交換器２３を経た水は加熱されて温水になり、貯留器５に送られる仕組みである。
【００３８】
ガス冷却装置７で加熱された温水は、バルブ２６で貯留器５と第１ポンプ１５にそれぞれ分配される。貯留器５への水量を調節することで、貯留器５内の温水の温度を適正に制御できる。
【００３９】
図５に本発明の第５の実施例を示す。図１との相違点は、ガス化炉２からの乾留ガス２９をまず除塵装置８で除塵した後、該ガスをガス冷却装置７に導いたことを特徴とする。
これにより、除塵された清浄なガスがガス冷却装置７に導かれるので、ガス冷却装置７内の熱交換器部の目詰まりがしにくくなる効果がある。もちろん除塵装置８は高温に耐えられる材質でできている。
【００４０】
次に図７から図１１までの各実施例について詳細を説明する。
図７は、本発明を構成する有機物処理システムの第６の実施例の全体構成図、図８は本発明を構成する有機物処理システムの第７の実施例の全体構成図、図９は本発明を構成する有機物処理システムの第８の実施例の全体構成図、図１０は本発明を構成する有機物処理システムの第９の実施例の全体構成図、図１１は本発明を構成する有機物処理システムの第１０の実施例の全体構成図である。
【００４１】
図７に示したように、図１との相違点は、温水を利用する貯留器５に代えて、温風３８等を貯留できる温風貯留器２１にしたことを特徴とする。そして、第１ポンプ１５に空気３４を送気し、ガス冷却装置７を経ることで空気３０が温風となる。得られた温風は温風貯留器２１に貯留され、温風貯留器２１からの温風３８が生ごみ処理機６の内部に設けたジャケット６ｈ全体に送気されてジャケット６ｈを加温する仕組みである。
【００４２】
図８に本発明の第７の実施例を示す。図７との相違点は、温風貯留器２１からの温風３８を生ごみ処理機６の発酵槽６ｎ（図示せず）に直接送気することを特徴とする。すなわち第１ポンプ１５で空気３４をガス冷却装置７に送り、ガス冷却装置７で加熱された空気３０は温風貯留器２１に貯められる。この温風３８を生ごみ処理機６の発酵槽６ｎに送気して酸素を発酵槽６ｎに入れる。発酵槽６ｎからの臭気を含んだ排気２７は、ガス化炉２に導かれ臭気は熱分解される。
【００４３】
次に図９は、図１から図８に示したエンジン３に代え、より多くの電力３７や温水４２等を得ることができるガスタービンエンジン２０を使用した場合の実施例である。
【００４４】
本発明で使用するガスタービンエンジン２０は、外気を吸入する吸入口（図示せず）と、
吸入した外気を圧縮し、高温高圧にする圧縮機（図示せず）と、発電機に接続した軸と前記圧縮機で流入した空気を再度温度を上げるために設けた再生器と、前記再生器から送られてきた空気と燃料とを燃焼させる燃焼器（図示せず）及び燃焼器で発生した高圧高温のガスによって駆動されるタービンとタービンによって駆動される発電機とからなる熱機関装置である。燃料は一般的に都市ガスやプロパンガス又は軽油が用いられる。本発明では、燃料として本発明によるガス化炉２で得られた乾留ガス２９を用いる。ガスタービンエンジン２０からの排熱を利用し、第３ポンプ１９から供給された冷却水を温水に代える熱交換器２３を備えている。
【００４５】
図１０は、乾留ガス２９を冷却する際に、ガス冷却装置７に送られた冷却水から発生する水蒸気を貯留するための蒸気貯留器２２を備えた他の実施例である。蒸気貯留器２２に蓄えられた蒸気は生ごみ処理機６のジャケット６ｈに送られ、発酵槽６ｎを加温する。
【００４６】
図１１は、エンジン３の燃焼を常に安定させるため、乾留ガス２９以外に別の燃料ガスや液体燃料等を外部から供給できる燃料補給装置２４を設けた他の実施例である。すなわちガス化炉２からの乾留ガス２９は燃焼状況によって発生するガス量やガスの保有する熱量が変化し、ガス量が少ない場合やガスの熱量が小さくなった場合、エンジン３に送られるガスのエネルギーが少なくなる。これによりエンジン３が出す電力が減少することになるが、発生電力はなるべく一定の方が都合が良い。従って、ガスホルダー１０内のガス量が減った場合、燃料補給装置２４から都市ガス又はプロパンガスを補給して発生電力を一定にすることができる。
エンジン３にガスタービンエンジン２０を用いた場合は、燃料補給装置２４から軽油等の液体燃料や都市ガス等のガス燃料を補給しても良い。
【００４７】
また、図１から図１１のエンジン３、ガスタービンエンジン２０において、いずれのエンジンもエンジンからの熱を直接生ごみ処理機６に接続して生ごみ処理機６の加温に用いても良い。次に図１２、図１３で生ごみ処理機６の縦断面図について詳細を説明する。
【００４８】
図１２は本発明を構成する有機物処理システムで利用する生ごみ処理機内部の正面の縦断面図、図１３は本発明を構成する有機物処理システムで利用する生ごみ処理機内部の右側面のＡ−Ａ縦断面図である。
【００４９】
図１２に示したように、生ごみ処理機６は、上内壁面６ａに生ごみ３９を投入する投入孔６ｉ、と、発酵槽６ｎ内に酸素を供給するための給気口（図示せず）と、本発明の課題で生ごみ３９等の混合物から発生する臭気をガス化炉２に排気する排気口６ｐと、発酵した媒体を排出する排出部６ｋと、下内壁面６ｄに温水４２等を導入する導入孔６ｊと、導入孔６ｊから供給された温水４２を排出する排水口６ｏと、右内壁面６ｃと下内壁面の底部に生ごみ３９と媒体からなる混合物から発生した水分等を送水する排水口６ｑとを備えた発酵槽６ｎと、前記発酵槽６ｎの外周を囲み、媒体等を加温するための温水や温風等を導入できる略Ｕ字状のジャケット６ｈとからなることを特徴とする生ごみ処理機６である。
【００５０】
また、生ごみ処理機６は、発酵槽６ｎの中央に空隙６ｌを有している。また前記発酵槽６ｎを構成する左内壁面６ｂには、生ごみ３９や混合物等を攪拌する回動可能な棒状の軸６ｆ上に垂直で上下交互になるように取り付けたプロペラ状の攪拌翼６ｇと、前記棒状の軸６ｆを回転駆動するモーター６ｅとからなる。
【００５１】
図１３に示したように、生ごみ処理機６のＡ−Ａ縦断面図は、実際に生ごみ３９を投入し、予め生ごみ処理機６内部にある媒体と混合してできた混合物６ｍが攪拌翼６ｇによって攪拌されている状態を示した図である。Ａ−Ａ縦断面図に示したように、発酵槽６ｎは略Ｕ字状の形状である。また発酵槽６ｎ中央に備えた攪拌翼６ｇは、約１２０°の間隔で設けられている。前記攪拌翼６ｇの枚数及び、取付角度は限定しない。
【００５２】
よって前記図１２、図１３に示したように本発明を構成する生ごみ処理機６は、ガス化炉２から発生する乾留ガス２９を利用した熱やエンジンからの熱を利用し、温水、温風を通すジャケット６ｈを備えているため、従来の生ごみ処理機に設けていた電気ヒーター等を設けえる必要がなく、電気代もかからないために、電気代のコスト低減になり、エネルギー資源の有効利用となる。
【００５３】
図１４は本発明である有機物処理システムで利用する２次燃焼室４の縦断面図である。
図１４に示すように２次燃焼室４は、ガス冷却装置７で発生したタール分３１等の物質やガスホルダー１０からの余剰ガス４５を燃焼させる燃焼部４ａと、外気である空気３４を吸入し熱交換を行うことで、ガス化炉２へ予熱後の空気を送気できる熱交換部４ｂとからなる。
【００５４】
燃焼部４ａは、略直方体の箱状であり、ガス冷却装置７で発生したタール分３１等の物質を吸入する吸入筒４ｃ、前記タール分３１等の物質や汚泥、又は生ごみ処理機６内部で攪拌時に生ごみや混合物から発生した水分等を受けるための燃焼皿４ｄを備え、タール分３１等の物質、汚泥等を高温で完全燃焼させた後、無害化した状態で屋外に排気３３できる排気筒４ｅを備えている。ガスホルダー１０からの余剰ガス４５はガス入口４ｇから燃焼部４ａに入り燃焼される。
【００５５】
熱交換部４ｂの下部には、生ごみ処理機６で発生した臭気を吸引する臭気管４ｆ、空気入口４ｈ及びバーナー１２が設けられている。なお、臭気管４ｆの上部に設けたバーナー１２の取付位置は限定しない。一方の熱交換部４ｂは、外気を吸入する吸入管４ｉと、吸入した外気を熱交換部４ｂで加熱した後ガス化炉２の吸気部２ｋに送気する排出管４ｊとからなることを特徴とする。臭気管４ｆから入った臭気ガスは、燃焼部４ａ内で熱分解される。燃焼に必要な空気３４は空気入口４ｈから供給される。
【００５６】
バーナー１２を用いて、燃焼部４ａの燃焼着火を行う。ガスホルダー１０からのガス量が少ない場合や、タール状物質や生ごみ処理機６からの水分が多い場合、燃焼部４ａ内の温度が十分上がらないことがある。この場合、バーナー１２を燃焼させて燃焼部４ａ内の温度を十分に上げて燃焼を完全に行うことができる。
【００５７】
図１５は、本発明を構成する有機物処理システムで利用する２次燃焼室２５の第２実施例の縦断面図である。図１５に示した２次燃焼室２５は、図１４に示すように２次燃焼室４と同様、生ごみ処理機６で発生し排気２７されてきた臭気等を完全に燃焼できる燃焼部２５ａと、前記燃焼部２５ａに外付に設け、外気である空気３４を吸入し熱交換を行いガス化炉２へ予熱後の空気を送気でき、排気口２５ｅを備えた熱交換部２５ｂとからなる。
そして２次燃焼室２５の上部に設けた投入口２５ｎからガス化炉２から送られた炭化物３２ａを投入する。炭化物３２ａは火格子２５ｆに積載され、ブロア２５ｃで送気された空気が吸気口２５ｄから２次燃焼室２５の下部に供給され、火格子２５ｆ上の炭化物３２ａ等を酸化燃焼する。２次燃焼室２５の上部に設けた排気口２５ｅの排気３３は熱交換部２５ｂを経て排気口２５ｇから燃焼排気を排気３３することができる。
【００５８】
熱交換部２５ｂの下部には、空気入口２５ｈ、上部に空気出口２５ｉを備えている。空気入口２５ｈから入った空気３４は熱交換部２５ｂで加熱され、加熱後の熱風を空気出口２５ｉからガス化炉２の吸気部２ｋまで送ることができる。
２次燃焼室２５の右上部には、ガス入口２５ｋ及び液物入口２５ｌが設けられている。ガスホルダー１０からの余剰ガスはガス入口２５ｋから送気され、２次燃焼室２５内で燃焼する。２次燃焼室２５の中間部にはバーナー２５ｊが設けられており、炭化物３２ａの燃焼の促進に用いられる。
【００５９】
灰炭化物３２は、燃焼が進むと酸化燃焼物から灰層の灰となり、火格子２５ｆの下部に移され、灰出口２５ｍから外部に排出される。
このように、２次燃焼室２５を設けた場合、ガス化炉２内の火格子２ｇの上にある灰炭化物３２を迅速に２次燃焼室２５に送ることで、ガス化炉２に投入できる燃焼物２８の時間当たり投入量を増大させることができる。従って、発生できるガス量も多くなり、エンジンに供給できるガス量が増え、発電量を増大させることができる。また図１６示した本発明を構成する有機物処理システムの第１１の実施例を構成する２次燃焼室４に代えて、図１５に示した２次燃焼室２５を使用することができる。
【００６０】
なお、図６に示した本発明を構成するガス化炉２は、燃焼物２８を投入するための投入部２ａと、前記投入部２ａに接続し筒状に伸び、前記焼却物を火格子２ｇで焼却する焼却部２ｂとからなる。そして前記投入部２ａは、ホッパー２ｃと、前記ホッパー２ｃの下部分、即ち窄んだ部分に略直方体の形状で内部に空隙を設け、外気と遮断した状態で燃焼物２８を連続して投入できるようシャッター２ｌ及び開閉扉２ｅを備えた隔離室２ｄとからなる。
【００６１】
ガス化炉２は、その上部は前記投入部２ａの開閉扉２ｅと凸状に挿通し、内壁を耐火材で覆い、その形状を略円筒状とした内壁材２ｆとからなる。内壁材２ｆの右側面には乾留ガスをガス冷却装置７に誘引するための誘引口２ｈを設けている。そして、炉の下部には投入した焼却物を燃焼するための火格子２ｇを設けている。火格子２ｇを設けることで、燃焼物２８の下層部を酸化燃焼状態にして高温を発生し（酸化燃焼層）、この熱で上部にある燃焼物２８を乾留して乾留ガス２９を発生させる。
【００６２】
火格子２ｇ上の燃焼物２８は炭化状態になり、更に燃焼が進むと灰になる。前記火格子２ｇの下部には、灰もしくは灰炭化物３２を貯めるために略きゅうす状の形状になった貯留部２ｉが設けられている。貯留部２ｉは底面がホッパー状になっており、ホッパーの先端に排出口２ｊ、貯留部２ｉの上面に空気等を流入する吸気部２ｋを設けている。火格子２ｇ上の灰は、貯留部２ｉに落とされて貯留され、排出口２ｊから外部に排出される。火格子２ｇ上の燃焼物２８が炭化した状態で、該炭化物を貯留部２ｉに移し、排出口２ｊから排出し、２次燃焼室２５に投入しても良い。
【００６３】
以上の各実施例により、本発明である有機物処理方法及びそのシステムでは、生ごみ処理機６で発生した生ごみの臭気や臭気を含んだ水分を２次燃焼室４で完全に燃焼することができるため、高額な酸化触媒装置や脱臭ヒーターを新たに設ける必要がない。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明を構成する有機物処理システムの全体構成図である。
【図２】本発明を構成する有機物処理システムの第２の実施例の全体構成図である。
【図３】本発明を構成する有機物処理システムの第３の実施例の全体構成図である。
【図４】本発明を構成する有機物処理システムの第４の実施例の全体構成図である。
【図５】本発明を構成する有機物処理システムの第５の実施例の全体構成図である。
【図６】本発明を構成する有機物処理システムのガス化炉２の縦断面図である。
【図７】本発明を構成する有機物処理システムの第６の実施例の全体構成図である。
【図８】本発明を構成する有機物処理システムの第７の実施例の全体構成図である。
【図９】本発明を構成する有機物処理システムの第８の実施例の全体構成図である。
【図１０】本発明を構成する有機物処理システムの第９の実施例の全体構成図である。
【図１１】本発明を構成する有機物処理システムの第１０の実施例の全体構成図である。
【図１２】本発明を構成する有機物処理システムで利用する生ごみ処理機内部の正面の縦断面図である。
【図１３】本発明を構成する有機物処理システムで利用する生ごみ処理機内部の右側面のＡ−Ａ縦断面図である。
【図１４】本発明を構成する有機物処理システムで利用する２次燃焼室の縦断面図である。
【図１５】本発明を構成する有機物処理システムで利用する２次燃焼室の第２実施例の縦断面図である。
【図１６】本発明を構成する有機物処理システムの第１１の実施例の全体構成図である。
【符号の説明】
【００６５】
１          有機物処理方法及びそのシステム
１ａ〜１ｊ  有機物処理方法及びそのシステム
２          ガス化炉
２ａ        投入部
２ｂ        焼却部
２ｃ        ホッパー
２ｄ        隔離室
２ｅ        開閉扉
２ｆ        内壁材
２ｇ        火格子
２ｈ        誘引口
２ｉ        貯留部
２ｊ        灰出口
２ｋ        吸気部
２ｌ        シャッター
３          エンジン
４          ２次燃焼室
４ａ        燃焼部
４ｂ        熱交換部
４ｃ        吸入筒
４ｄ        燃焼皿
４ｅ        排気筒
４ｆ        臭気管
４ｇ        ガス入口
４ｈ        空気入口
４ｉ        吸入管
４ｊ        排出管
５          貯留器
６          生ごみ処理機
６ａ        上内壁面
６ｂ        左内壁面
６ｃ        右内壁面
６ｄ        下内壁面
６ｅ        モーター
６ｆ        軸
６ｇ        攪拌翼
６ｈ        ジャケット
６ｉ        投入孔
６ｊ        導入孔
６ｋ        排出部
６ｌ        空隙
６ｍ        混合物
６ｎ        発酵槽
６ｏ        排水口
６ｐ        排気口
６ｑ        排水口
７          ガス冷却装置
８          除塵装置
９          ブロア
１０        ガスホルダー
１１        発電機
１２        バーナー
１３        熱交換器
１４        冷却装置
１５        第１ポンプ
１６        第２ポンプ
１７        冷却装置
１８        分岐弁
１９        第３ポンプ
２０        ガスタービンエンジン
２１        温風貯留器
２２        蒸気貯留器
２３        熱交換器
２４        燃料補給装置
２５        ２次燃焼室
２５ａ      燃焼部
２５ｂ      熱交換部
２５ｃ      ブロア
２５ｄ      吸気口
２５ｅ      排気口
２５ｆ      火格子
２５ｇ      排気口
２５ｈ      空気入口
２５ｉ      空気出口
２５ｊ      バーナー
２５ｋ      ガス入口
２５ｌ      液物入口
２５ｍ      灰出口
２５ｎ      投入口
２６        バルブ
２７        排気
２７ａ      臭気集め装置
２８        燃焼物
２９        乾留ガス
３０        空気
３１        タール分
３２        灰又は炭化物
３２ａ      炭化物
３３        排気
３４        空気
３５        排気
３６        水
３７        電力
３８        温風
３９        生ゴミ
４０        空気
４１        コンポスト
４２        温水
４３        水
４４        温水
４５        余剰ガス
４６        排熱
【図１】
2005211719.tif 000003
【図２】
2005211719.tif 000004
【図３】
2005211719.tif 000005
【図４】
2005211719.tif 000006
【図５】
2005211719.tif 000007
【図６】
2005211719.tif 000008
【図７】
2005211719.tif 000009
【図８】
2005211719.tif 000010
【図９】
2005211719.tif 000011
【図１０】
2005211719.tif 000012
【図１１】
2005211719.tif 000013
【図１２】
2005211719.tif 000014
【図１３】
2005211719.tif 000015
【図１４】
2005211719.tif 000016
【図１５】
2005211719.tif 000017
【図１６】
2005211719.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成16年2月26日(2004.2.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
図７に示したように、図１との相違点は、温水を利用する貯留器５に代えて、温風３８等を貯留できる温風貯留器２１にしたことを特徴とする。そして、第１ポンプ１５に空気３４を送気し、ガス冷却装置７を経ることで空気３０ａが温風となる。得られた温風は温風貯留器２１に貯留され、温風貯留器２１からの温風３８が生ごみ処理機６の内部に設けたジャケット６ｈ全体に送気されてジャケット６ｈを加温する仕組みである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
図８に本発明の第７の実施例を示す。図７との相違点は、温風貯留器２１からの温風３８を生ごみ処理機６の発酵槽６ｎ（図示せず）に直接送気することを特徴とする。すなわち第１ポンプ１５で空気３４をガス冷却装置７に送り、ガス冷却装置７で加熱された空気３０ａは温風貯留器２１に貯められる。この温風３８を生ごみ処理機６の発酵槽６ｎに送気して酸素を発酵槽６ｎに入れる。発酵槽６ｎからの臭気を含んだ排気２７は、ガス化炉２に導かれ臭気は熱分解される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
１          有機物処理方法及びそのシステム
１ａ〜１ｊ  有機物処理方法及びそのシステム
２          ガス化炉
２ａ        投入部
２ｂ        焼却部
２ｃ        ホッパー
２ｄ        隔離室
２ｅ        開閉扉
２ｆ        内壁材
２ｇ        火格子
２ｈ        誘引口
２ｉ        貯留部
２ｊ        灰出口
２ｋ        吸気部
２ｌ        シャッター
３          エンジン
４          ２次燃焼室
４ａ        燃焼部
４ｂ        熱交換部
４ｃ        吸入筒
４ｄ        燃焼皿
４ｅ        排気筒
４ｆ        臭気管
４ｇ        ガス入口
４ｈ        空気入口
４ｉ        吸入管
４ｊ        排出管
５          貯留器
６          生ごみ処理機
６ａ        上内壁面
６ｂ        左内壁面
６ｃ        右内壁面
６ｄ        下内壁面
６ｅ        モーター
６ｆ        軸
６ｇ        攪拌翼
６ｈ        ジャケット
６ｉ        投入孔
６ｊ        導入孔
６ｋ        排出部
６ｌ        空隙
６ｍ        混合物
６ｎ        発酵槽
６ｏ        排水口
６ｐ        排気口
６ｑ        排水口
７          ガス冷却装置
８          除塵装置
９          ブロア
１０        ガスホルダー
１１        発電機
１２        バーナー
１３        熱交換器
１４        冷却装置
１５        第１ポンプ
１６        第２ポンプ
１７        冷却装置
１８        分岐弁
１９        第３ポンプ
２０        ガスタービンエンジン
２１        温風貯留器
２２        蒸気貯留器
２３        熱交換器
２４        燃料補給装置
２５        ２次燃焼室
２５ａ      燃焼部
２５ｂ      熱交換部
２５ｃ      ブロア
２５ｄ      吸気口
２５ｅ      排気口
２５ｆ      火格子
２５ｇ      排気口
２５ｈ      空気入口
２５ｉ      空気出口
２５ｊ      バーナー
２５ｋ      ガス入口
２５ｌ      液物入口
２５ｍ      灰出口
２５ｎ      投入口
２６        バルブ
２７        排気
２７ａ      臭気集め装置
２８        燃焼物
２９        乾留ガス
３０        空気
３０ａ      空気
３１        タール分
３２        灰又は炭化物
３２ａ      炭化物
３３        排気
３４        空気
３５        排気
３６        水
３７        電力
３８        温風
３９        生ゴミ
４０        空気
４１        コンポスト
４２        温水
４３        水
４４        温水
４５        余剰ガス
４６        排熱
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2005211719.tif 000019
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2005211719.tif 000020
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2005211719.tif 000021
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2005211719.tif 000022
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2005211719.tif 000023
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2005211719.tif 000024
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2005211719.tif 000025
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
2005211719.tif 000026
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０】
2005211719.tif 000027
【手続補正１３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１１】
2005211719.tif 000028
【手続補正１４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１６】
2005211719.tif 000029