(57)【要約】【課題】食品廃棄物から発生する醗酵熱（分解熱）を融雪装置に伝導し、該融雪装置の上面に積雪された雪を融解する食品残渣等を利用した融雪システムの技術を提供する。【解決手段】食品関連事業者の施設２４では客に供した食事や食事提供サービス等に伴う食品残渣が残留物として生成される。有機物醗酵処理機２５は、投入された食品残渣Ｎを微生物の働きにより、有機物分解させ、分解熱Ｐを発生する。熱供給配管２６は歩車道２７上に配置かつ敷設された融雪装置２８に接続している。そして、当該融雪装置２８の上面に積雪がある場合、上記有機物醗酵処理機２５から発生し出力された分解熱Ｐは熱供給配管２６内を矢印Ｄ方向に流送して上記融雪装置２８に流送する。この融雪装置２８の働きにより分解熱エネルギーを発散し、積雪された雪Ｓを融解する。【選択図】図１
2007321379.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各種の施設から取出されかつ投入された食品残渣等を好気性醗酵させる有機物醗酵処理機と、該有機物醗酵処理機からの分解熱を伝導する熱供給配管と、該熱供給配管からの伝導された分解熱で積雪された雪を融雪する歩車道上に配置・敷設された融雪装置とで構成された食品残渣等を利用した融雪システム。
【請求項２】
食品残渣等を生成する食品関連事業者の施設と、該食品関連事業者の施設から投入された食品残渣等を好気性醗酵させる有機物醗酵処理機と、該有機物醗酵処理機からの分解熱を伝導する熱供給配管と、該熱供給配管からの伝導された分解熱で積雪された雪を融雪する歩車道上に配置・敷設された融雪装置とで構成された食品残渣等を利用した融雪システム。
【請求項３】
家畜からの有機性廃棄物を生成するバイオガスプラントと、該バイオガスプラントから投入された該有機性廃棄物を嫌気性醗酵させる有機物醗酵処理機と、該有機物醗酵処理機からの分解熱を伝導する熱供給配管と、該熱供給配管からの伝導された分解熱で積雪された雪を融雪する歩車道上に配置・敷設された融雪装置とで構成された食品残渣等を利用した融雪システム。
【請求項４】
前記熱供給配管をヒートパイプで構成したことを特徴とする請求項１、２又は３記載の食品残渣等を利用した融雪システム。
【請求項５】
前記融雪装置は多数又は複数列の閉ループでなる熱媒体循環パイプで構成したことを特徴とする請求項１、２又は３記載の食品残渣等を利用した融雪システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホテル、病院や店舗等で排出される食品残渣つまり、食品廃棄物から発生する醗酵熱（分解熱）を融雪装置に伝導し、該融雪装置の上面に積雪された雪を融解する食品残渣等を利用した融雪システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術に於ける一つの例としては、図３に示すような特開２００１−１８５１９８公開特許公報に開示された融雪装置の技術がある。これについて説明すれば、融雪装置Ａは、図３に示すような水素を製造する水素発生手段としての水素製造装置１を有している。また、水素製造装置１は、反応容器２を有している。この反応容器２には、微生物を投入する微生物投入口３が設けられている。また、水素製造のための材料を投入する材料投入口４が設けられている。さらに、反応容器２内部で製造された水素を排出するための水素排出口５が設けられている。反応容器２には、この内部を陰圧に設定可能なように、真空ポンプなどの吸引手段が接続されている。また、反応容器２の内部には、フィン６が設けられている。フィン６は、反応容器２内部に投入された有機材料を撹拌し、反応促進の役割を果たすものである。フィン６の一例としては、上下左右に均等に撹拌可能とするため、例えば２枚羽根からなるフィン６の場合に、そのうち一枚の羽根は、中心線から斜め上方に傾斜するように設け、もう一枚の羽根が、中心線から斜め下方に傾斜するように設けている。しかしながら、反応容器２内部を良好に撹拌できれば、フィン６は、いかなる形状であってもかまわない。フィン６は、この実施の形態ではステンレス製としているが、全体が磁性材料またはセラミック等の多穴質の吸着性部材としてもよい。このような材質とすると、反応容器２に入れられる有機材料中に水銀などの金属やコピー用トナーが混じっているときに、それらを拡散させず捕捉することが可能となる。撹拌は、フィン６で撹拌する以外に、例えば反応容器２全体を揺動したり、反応容器２の全体を回転させることによって行ってもかまわない。また、反応容器２の下方には、フィン６に直結するモータ７が設けられている。反応容器２の外部には、この反応容器２内部での反応の様子を監視する監視装置８が設けられている。この監視装置８により、反応時間と反応進行時の温度やｐＨの監視がされ、また反応時間が常に算出される。また、監視装置８は、ブザーやランプ等の手段を用いて外部に反応が収束したことを伝達可能となっている。水素排出口５には、排出管路９の一端側が接続されている。また、排出管路９の他端側には、水素貯蔵手段として水素貯蔵合金１０ａが保存されている水素貯蔵室１０が接続されている。水素吸蔵合金１０ａには、さらに供給管路１１の一端側が接続され、供給管路１１の他端側は弁１２に接続されている。水素貯蔵合金１０ａは、水素と反応して金属水素化物となる合金で、水素ガス中でガス圧力を上げるか温度を下げると水素を吸蔵して発熱し、ガス圧を下げるか温度を上げると水素を放出して吸熱する性質がある。水素吸蔵合金１０ａは、Ｍｇ−Ｎｉ系、Ｌａ−Ｎｉ系、Ｔｉ−Ｍｎ系などの種類がある。排出管路９の中途部より、分岐管路１３の一端側が分岐接続されている。この分岐管路１３の他端側は、弁１４を介してエネルギ変換手段となる燃料電池１５に接続されている。このため、水素製造装置１で発生した水素や、水素貯蔵合金１０ａに蓄えられた水素が、燃料電池１５に供給される。燃料電池１５には、水素の他に酸素を含む空気が供給される。それによって、酸素と水素が反応して水と熱が発生し、電気を生み出す。この場合、大規模火力発電並みの高い発電効率や例えば総合効率は８０％以上等のメリットが得られ、また基本的には、水が発生するのみであるため非常にクリーンなエネルギとなっている。また、燃料電池１５には、水素の供給量を制御する制御手段となる制御装置１６が接続されている。このため、制御装置１６は燃料電池１５から電力供給を受け、この電力の一部を水素製造装置１、監視装置８、弁１２、１４に供給すると共に、それらの制御や燃料電池１５の制御を行なう。すなわち、制御装置１６は、水素製造装置１や燃料電池１５の反応制御や電気生成制御等を行なう。また、この制御装置１６は、燃料電池１５で電気が発生した場合に、フィン６を回転すべくモータ７に所定の電力を送り込む。それによって、フィン６が反応容器２の内部で、有機材料と微生物とを攪拌する。この制御装置１６は、燃料電池１５を主電源としているが、燃料電池１５の発電が不十分な場合にも弁１２、１４の制御を確実に行えるように通常の交流電源にも接続させておいてもよく、予め充電された蓄電池を接続させておいてもよい。排出管路９から分岐管路１３が分岐する部分に弁１２が設けられ、さらに分岐管路１３の中途部分には、弁１４が設けられている。弁１２と弁１４は、制御装置１６によって制御され、水素貯蔵合金１０ａや燃料電池１５に流れ込む水素の分量を制御するものである。すなわち、フィン７の回転に必要とされる水素の分量は一定である。このため、発生する水素をすべてフィン７の駆動用とし、この分量を超える水素が発生した場合には、弁１２、１４の開度や開方向を上述の制御装置１６で調整して水素貯蔵室１０側に水素を送り込んだり、後述する電熱線１７用に用いたりする構成である。なお、弁１２と弁１４は、必ずしも図示した箇所に設ける必要はなく、反応容器２で発生した水素の水素貯蔵室１０及び燃料電池１５への流入を制御できれば、いかなる箇所に設けてもよい。また、弁１２、１４以外の流量制御手段を設けても構わない。弁１２は、発生する水素を水素貯蔵室１０のみに供給する状態と、燃料電池１５のみへ供給する状態と、両方へ供給する状態の三態様をとることができる構成となっている。燃料電池１５には、電気・熱変換手段となる電熱線１７が接続されている。電熱線１７は、路面１８の下部に所定間隔毎に敷設されている。電熱線１７の電気供給制御には、降雪センサ、温度センサ等の各種のセンサを利用してもよく、それらのセンサは、制御装置１６に接続する。
【０００３】
従来技術に於ける他の例としては、図４に示すような特開平８−６１１４６公開特許公報に開示された廃棄物処理リサイクル型地域冷暖房システムの技術がある。これについて説明すれば、図４は従来に於ける廃棄物処理リサイクル型地域冷暖房システムの基本構成を示す。基本構成は、利用先ビル群Ｂ、ビル群Ｃと廃棄物処理リサイクル型地域冷暖房センター１９とそれをつなぐ冷温水配管システム２０と下水再利用配管システム２１から成る。このシステムは、これまで個々に設置していた廃棄物処理リサイクルシステムと地域冷暖房システムを統合し、熱や物質を相互融通させたことにある。廃棄物処理リサイクル部２２として、古紙再生設備２２ａと下水処理設備２２ｂを、熱供給部２３として石油、石炭、ＬＮＧ等の化石燃料２３ａを用いたボイラ２３ｂと温水製造用熱交換器２３ｃと冷水製造用吸収冷凍機２３ｄから構成されている。上記廃棄物処理リサイクル型地域冷暖房センター１９は分離器２２ｃを備え、ゴミを分離する。古紙再生設備２３ａは、主に古紙離解工程と漂白工程、脱インク工程、抄紙工程より構成される。下水処理設備２２ｂは、スクリーンや凝集沈殿等の一次処理工程と活性汚泥槽と沈殿槽からなる二次処理工程、及び活性炭吸着やオゾン酸化等の脱色・脱臭・殺菌からなる三次処理工程より構成される。特に中水等のトイレ用水などの再利用（リサイクル）には三次処理工程が不可欠である。各工程では、多量の熱エネルギーを必要とする。ボイラ２３ｂで発生する蒸気より低い温度で充分であり、冷水製造の吸収冷凍機２３ｄの駆動蒸気や温水製造熱源に用いた後の廃熱も古紙再生設備２３ａや下水処理設備２２ｂ用熱源として充分利用できる。また冷水製造では吸収冷凍機２３ｄより４０℃程度の廃熱を大量に排出するが、この熱も有効に利用できる。廃棄物処理リサイクル部２２は多量の比較的低温の熱を必要とし、一方、熱供給部２３は多量の熱発生部であり比較的低温の熱が余っており、この熱をいかに有効に利用するかが熱効率を左右する。このように両者を結合し熱融通することにより、熱の需要量と供給量が制御しやすく、且つ両者の利用温度が異なるため、熱供給部２３では高温の熱を利用し、さらに排出された比較的低温の熱をリサイクル部２２で活用することにより、熱エネルギーを高い温度から順に低い温度まで利用する。
【特許文献１】特開２００１−１８５１９８号公開特許公報
【特許文献２】特開平８−６１１４６号公開特許公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の技術に於ける一つの例によれば、融雪装置の中に水素発生手段を設け、該水素発生手段内に有機材料を予め投入し又は事前に嫌気性細菌であるクロストリジウム属の微生物の投入を行なう必要があり、そして、さらに微生物と有機材料との反応が進むと、水素の発生量が増加して、フィンの回転駆動に要するよりも多くの水素が燃料電池に供給される。これによって、電熱線用の電気が生む出される。発生する水素がフィンと電熱線の給電力より大きな電力を生む出すことができる量である場合、または電熱線がオンされていないときは、発生する水素の超過発生分は水素貯蔵合金に蓄えられるという技術であって、本装置が複雑であるうえに別に微生物を生成しなければならないということ及び嫌気性醗酵において発生するバイオガスなどから発電、熱へ利用する技術は存在するが、バイオガスの発生しない好気性醗酵の過程において発生する熱を再利用することができないという隘路があった。
【０００５】
従来の技術に於ける他の例によれば、紙ゴミや生ゴミ等の廃棄物を再生紙，肥料等へ変換する廃棄物処理リサイクル設備と地域冷暖房用の冷温水を供給する熱供給部を統合することにより、廃棄物と熱の同時輸送と熱供給部の余剰熱をリサイクル部へ利用させるという技術であって、室内の暖冷房として直接利用するものにとどまり、寒冷地に対応した融雪利用が可能となるような発想や技術は確立されていない。嫌気性分解の過程において発生するメタンガスによる発電や熱を回収利用する技術はあるが、直接融雪技術に活用している技術ではないという問題点があった。
本発明に係る食品残渣等を利用した融雪システムは叙上の課題を解決すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る食品残渣等を利用した融雪システムは、ホテル、飲食店、病院などで発生する食品残渣等をリサイクル処理する場合、自己若しくは処理業者を通じて醗酵後に肥飼料化するが、その過程において発生する醗酵熱は５０〜８０℃の高温にもかかわらず未利用であった。本発明はこの未利用熱を有益なエネルギーとするため、食品残渣を醗酵させる有機物醗酵処理機と歩車道に設置された融雪装置及びこれらの間に介する熱供給ラインを一体化させた新たな融雪システムであって、次の構成・手段から成立する。
すなわち、請求項１記載の発明によれば、各種の施設から取出されかつ投入された食品残渣等を好気性醗酵させる有機物醗酵処理機と、該有機物醗酵処理機からの分解熱を伝導する熱供給配管と、該熱供給配管からの伝導された分解熱で積雪された雪を融雪する歩車道上に配置・敷設された融雪装置とで構成されたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明によれば、食品残渣等を生成する食品関連事業者の施設と、該食品関連事業者の施設から投入された食品残渣等を好気性醗酵させる有機物醗酵処理機と、該有機物醗酵処理機からの分解熱を伝導する熱供給配管と、該熱供給配管からの伝導された分解熱で積雪された雪を融雪する歩車道上に配置・敷設された融雪装置とで構成されたことを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明によれば、家畜からの有機性廃棄物を生成するバイオガスプラントと、該バイオガスプラントから投入された該有機性廃棄物を嫌気性醗酵させる有機物醗酵処理機と、該有機物醗酵処理機からの分解熱を伝導する熱供給配管と、該熱供給配管からの伝導された分解熱で積雪された雪を融雪する歩車道上に配置・敷設された融雪装置とで構成されたことを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の発明によれば、請求項１、２又は３記載の発明に於いて、前記熱供給配管をヒートパイプで構成したことを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載の発明によれば、請求項１、２又は３記載の発明に於いて、前記融雪装置は多数又は複数列の閉ループでなる熱媒体循環パイプで構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る食品残渣等を利用した融雪システムは、叙上した構成、作用を有するので次の効果がある。
すなわち、請求項１ないし５記載の本発明によれば、ホテル、飲食店、病院など各施設で発生する食品残渣等をリサイクル処理し、自己若しくは処理業者を通して醗酵後に肥飼料化し、その過程において発生する醗酵熱は５０〜８０℃の高温にもかかわらず未利用であった。かかる点に着目し今後ますます食品リサイクル法の施工により、上記各施設において食品残渣の再利用が進み、有機物醗酵処理機と融雪機能を同時に満たすシステムの開発で、特に豪雪地帯においては各施設が再利用を推進することで副次的に得られる熱エネルギーを活用し除雪等の不要な安全性・費用性に優れた快適な生活環境が得られるという効果がある。また、サービス業であるホテル等では好気性醗酵による食品残渣処理が採用されており、本発明により、肥飼料化に加え臭気の発生を阻止しかつ好気性醗酵による分解熱の具体的な活用方法を提供するという効果がある。また、ホテル、飲食店、病院などの各施設に於ける食品残渣（食品廃棄物）の副次的機能としてのリサイクル（肥飼料化）に本発明を適用することで、コンジェネレーション化が図れ、無駄のないエネルギー活用が可能となるという効果がある。さらに、これまでの融雪技術に比べ、初期費用やランニングコストが大幅に削減されるという効果がある。そして、本発明を活用することにより牧場、共同住宅、材木店などの有機物を排出する施設にも適用が可能となり、広範囲に利用できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る食品残渣等を利用した融雪システムに於ける実施の形態について添付図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明に係る食品残渣等を利用した融雪システムに於ける実施の形態の一例を示すシステム構成図である。
図２は、図１に示すシステム構成に於ける熱移動媒体の流れを示す図である。
【００１３】
２４はホテル、飲食店や病院等食品関連事業者の施設である。該食品関連事業者の施設２４では客に供した食事や食事提供サービス等に伴う食品残渣Ｎが残留物として生成される。この食品残渣Ｎを通常リサイクル処理する。２５は有機物醗酵処理機であり、食品関連事業者の施設２４から取り出された食品残渣Ｎを投入し、例えば、微生物を利用し、有機廃棄物（食品残渣Ｎ）を醗酵処理する。この有機廃棄物（食品残渣Ｎ）は、魚滓、野菜屑、生ゴミ等又は上記食品関連事業者の施設２４が鶏舎や牛舎である場合、牛糞、鶏糞も含む動・植物の有機廃棄物である。
【００１４】
上記有機物醗酵処理機２５は、投入された食品残渣Ｎを有機物分解させ、発生した分解熱Ｐを発生する。２６は熱供給配管であって、上記有機物醗酵処理機２５に於ける分解熱Ｐ出口側に接続され又は一体化構成されている。また、上記熱供給配管２６は歩車道２７上に配置かつ敷設された融雪装置２８に接続している。該融雪装置２８は例えば配管を多数又は複数列の閉ループに形成して熱媒体循環パイプで構成し、上記有機物醗酵処理機２５側から流送された分解熱Ｐを循環流送する。この配管は上記熱供給配管２６に接続されると共に同一構造及び同一材料で構成してもよい。そして、当該融雪装置２８の上面に積雪がある場合、上記有機物醗酵処理機２５から発生し出力された分解熱Ｐは熱供給配管２６内を矢印Ｄ方向に流送して上記融雪装置２８に流送する。この融雪装置２８の働きにより分解熱エネルギーを発散し、積雪された雪Ｓを融解する。
【００１５】
尚、上記構成に於いて、食品関連事業者の施設２４で生成された食品残渣Ｎはベルトコンベア形式等により自動搬送手段や人力による搬送方法により上記有機物醗酵処理機２５へ搬送・投入を行なう。
また、本発明は上記食品関連事業者の施設２４に適用する場合に限定されず、牛や鶏等有機性廃棄物利用するバイオガスプラントに適用しても本発明の目的を達成できる。すなわち、当該バイオガスプラントは牛や鶏の家畜糞尿等の有機性廃棄物の再資源化を可能とするリサイクルプラントである。そして、家畜糞尿や有機性廃棄物を嫌気性醗酵させ、発生したバイオガスを使用し電力と熱を回収する。さらに、醗酵後のメタン醗酵液等の液体は有機肥料として利用する。
【００１６】
次に、本発明に係る食品残渣等を利用した融雪システムに於ける実施の形態についてその動作等を説明する。
図２に示すように、食品関連事業者の施設２４から生成された食品残渣Ｎは自動搬送手段や人力による搬送方法により有機物醗酵処理機２５に投入される。該有機物醗酵処理機２５は投入された食品残渣Ｎを微生物等の働きにより好気性醗酵させると共に分解熱Ｐを発生し、この分解熱Ｐは熱供給配管２６に流送される。この熱供給配管２６は例えば、ヒートパイプやそれに類似する配管で構成し熱移動媒体としての分解熱Ｐを該ヒートパイプ等に流送しかつ伝導する。また、該熱供給配管２６の内部を空気等の気体又は不凍液による液体を熱媒体としてブロー又はポンプを使用して流送する構成としてもよい。
【００１７】
上記有機物醗酵処理機２５及び熱供給配管２６から流送された分解熱Ｐは融雪装置２８に伝導される。該融雪装置２８は上記分解熱Ｐを循環流送し、外部に該分解熱Ｐを発散する。そして、その上面に雪Ｓが積雪しているとき、当該雪Ｓを融雪する。
【００１８】
一方、上記有機物醗酵処理機２５は投入された食品残渣Ｎを醗酵作用した後に醗酵滓Ｎ１を発生し、この醗酵滓Ｎ１を該有機物醗酵処理機２５から取り出し、この醗酵滓Ｎ１を材料としてペットフード等の動物の肥飼料Ｎ２を製造することができる。これは本発明に係る融雪システムの副次的機能である。
また、本発明に係る融雪システムにロボット手段を採用し、無人化を構成し、省力化を図るシステムとすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る食品残渣等を利用した融雪システムに於ける実施の形態の一例を示すシステム構成図である。
【図２】図１に示すシステム構成に於ける熱移動媒体の流れを示す図である。
【図３】従来技術に於ける一つの例としての融雪装置を示す構成図である。
【図４】従来技術に於ける他の例としての廃棄物処理リサイクル型地域冷暖房システムの構成図である。
【符号の説明】
【００２０】
２４  食品関連事業者の施設
２５  有機物醗酵処理機
２６  熱供給配管
２７  歩車道
２８  融雪装置
Ｐ    分解熱
Ｎ    食品残渣
Ｎ１  食品残渣の醗酵滓
Ｎ２  食品残渣の肥飼料
Ｓ    雪
【図１】
2007321379.tif 000003
【図２】
2007321379.tif 000004
【図３】
2007321379.tif 000005
【図４】
2007321379.tif 000006