(57)【要約】【課題】  設備コストが低いと共に電力消費が少なく効率的に廃棄物を加熱することができ、さらにヒータの漏電を防止することができる炭化灰化処理装置を提供する。【解決手段】  廃棄物１が投入される炭化灰化炉本体２と、該炭化灰化炉本体２内に空気を供給する炉本体空気供給機構３と、該炭化灰化炉本体２内の底部に設置され廃棄物１を加熱して炭化および灰化させる第１のヒータ４と、炭化灰化炉本体２内の天井部に設けられ加熱された廃棄物から生じた可燃性ガスが導入されるガス燃焼室５と、該ガス燃焼室５内に空気を供給する燃焼室空気供給機構６と、ガス燃焼室５内に設置され可燃性ガスを加熱して燃焼させる第２のヒータ７とを備えている。【選択図】      図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物が投入される炭化灰化炉本体と、
該炭化灰化炉本体内に空気を供給する炉本体空気供給機構と、
該炭化灰化炉本体内の底部に設置され廃棄物を加熱して炭化および灰化させる第１のヒータと、
前記炭化灰化炉本体内の天井部に設けられ加熱された廃棄物から生じた可燃性ガスが導入されるガス燃焼室と、
該ガス燃焼室内に空気を供給する燃焼室空気供給機構と、
前記ガス燃焼室内に設置され可燃性ガスを加熱して燃焼させる第２のヒータとを備えていることを特徴とする炭化灰化処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の炭化灰化処理装置において、
前記ガス燃焼室に接続され前記可燃性ガスが燃焼して生じた燃焼ガスを外部に排気する排気管部と、
該排気管部に接続され前記燃焼ガスと流動媒体とを熱交換させると共に該流動媒体と冷水とを熱交換させて温水を得る熱交換機構とを備えていることを特徴とする炭化灰化処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の炭化灰化処理装置において、
前記第１のヒータと外部の電力線とを接続するヒータ接続部と、
前記炭化灰化炉本体内に設けられ内部に前記ヒータ接続部を収納する接続部収納部と、
該接続部収納部内に空気を供給する収納部空気機構とを備えていることを特徴とする炭化灰化処理装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の炭化灰化処理装置において、
前記炉本体空気供給機構が、前記炭化灰化炉本体内に供給する空気の量を調整して廃棄物の炭化処理と灰化処理とを選択可能な炭化灰化調整バルブを備えていることを特徴とする炭化灰化処理装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、廃棄物を加熱して炭化および灰化させて処理する炭化灰化処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療用廃棄物、使用済み紙オムツまたは農業用ＰＰ（ポリプロピレン）・ＰＥ（ポリエチレン）系材質廃棄物等の廃棄物は、炭化および灰化させることで減容させ処理することが求められている。
従来、炭化装置としては、例えば特許文献１には、炭化用空気によって廃棄物の一部分を燃焼させ、その燃焼熱で残りの廃棄物を熱分解し炭化することによって炭化物を得るとともに、発生した乾留ガスを二次燃焼炉で燃焼させる廃棄物の炭化装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１８８０９号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
従来の炭化装置では、廃棄物を加熱して発生した乾留ガスである有機ガス等の可燃性ガスを二次焼却炉で燃焼させているが、廃棄物を加熱して炭化させる炭化炉と別に二次焼却炉を設ける必要があり、高コストな設備になってしまう不都合があった。また、従来、油やガス等の化石燃料を用いて廃棄物を加熱して炭化処理しているが、近年、利便性や安全管理等の観点から電力によって処理することが要望されている。しかしながら、ヒータによって廃棄物の加熱やガスの燃焼を行う場合、消費電力が大きく効率的に加熱する方式が望まれている。さらに、廃棄物に含まれる水分が炉内で水蒸気となり、ヒータの電極部分で絶縁破壊が生じて漏電の原因になる問題もあった。
【０００５】
本考案は、前述の課題に鑑みてなされたもので、設備コストが低いと共に電力消費が少なく効率的に廃棄物を加熱することができ、さらにヒータの漏電を防止することができる炭化灰化処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本考案は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本考案の炭化灰化処理装置は、廃棄物が投入される炭化灰化炉本体と、該炭化灰化炉本体内に空気を供給する炉本体空気供給機構と、該炭化灰化炉本体内の底部に設置され廃棄物を加熱して炭化および灰化させる第１のヒータと、前記炭化灰化炉本体内の天井部に設けられ加熱された廃棄物から生じた可燃性ガスが導入されるガス燃焼室と、該ガス燃焼室内に空気を供給する燃焼室空気供給機構と、前記ガス燃焼室内に設置され可燃性ガスを加熱して燃焼させる第２のヒータとを備えていることを特徴とする。
【０００７】
この炭化灰化処理装置では、炭化灰化炉本体内の天井部に設けられたガス燃焼室内に可燃性ガスを加熱して燃焼させる第２のヒータが設けられているので、炭化灰化炉本体に二次焼却炉であるガス燃焼室が一体化された構造によって設備コストを低く抑えることができる。また、第２のヒータの電熱と可燃性ガスの燃焼とで加熱されたガス燃焼室から発する輻射熱で、第１のヒータによる廃棄物の加熱を補助することができる。すなわち、底部から第１のヒータで廃棄物が下方から加熱されると共に、天井部のガス燃焼室の輻射熱で廃棄物が上方から加熱される。したがって、第２のヒータが、可燃性ガスを燃焼させるだけでなく、廃棄物の加熱にも寄与することで、効率的に加熱処理が行われ、全体の電力消費を抑えて省エネルギー化することができる。
【０００８】
また、本考案の炭化灰化処理装置は、前記ガス燃焼室に接続され前記可燃性ガスが燃焼して生じた燃焼ガスを外部に排気する排気管部と、該排気管部に接続され前記燃焼ガスと流動媒体とを熱交換させると共に該流動媒体と冷水とを熱交換させて温水を得る熱交換機構とを備えていることを特徴とする。
すなわち、この炭化灰化処理装置では、排気管部に接続され燃焼ガスと流動媒体とを熱交換させると共に該流動媒体と冷水とを熱交換させて温水を得る熱交換機構を備えているので、第２のヒータで燃焼および加熱された燃焼ガスを利用して温水を発生させることができ、装置から排出される廃熱を効率的に利用することができる。
【０００９】
また、本考案の炭化灰化処理装置は、前記第１のヒータと外部の電力線とを接続するヒータ接続部と、前記炭化灰化炉本体内に設けられ内部に前記ヒータ接続部を収納する接続部収納部と、該接続部収納部内に空気を供給する収納部空気機構とを備えていることを特徴とする。
すなわち、この炭化灰化処理装置では、ヒータ接続部を収納する接続部収納部内に空気を供給する収納部空気機構が設けられているので、接続部収納部内が外部からの空気で満たされ炭化灰化炉本体内からの水蒸気を含むガスの侵入を防いでヒータ接続部が漏電することを防ぐことができる。また、高価なトランス等を設ける必要がなく、漏電対策を低コストで実現することができる。なお、接続部収納部内に供給する空気は、炭化灰化炉本体内と同圧またはより高い圧力の陽圧状態となるように供給することが望ましい。
【００１０】
さらに、本考案の炭化灰化処理装置は、前記炉本体空気供給機構が、前記炭化灰化炉本体内に供給する空気の量を調整して廃棄物の炭化処理と灰化処理とを選択可能な炭化灰化調整バルブを備えていることを特徴とする。
すなわち、この炭化灰化処理装置では、炉本体空気供給機構が、炭化灰化炉本体内に供給する空気の量を調整して廃棄物の炭化処理と灰化処理とを選択可能な炭化灰化調整バルブを備えているので、まず炭化灰化調整バルブにより供給する空気の量を少なく設定して低酸素状態で廃棄物を炭化させ、次に供給する空気の量を増やして炭化した廃棄物をさらに灰化することで、容易に減容処理することができる。
【考案の効果】
【００１１】
本考案によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本考案に係る炭化灰化処理装置によれば、炭化灰化炉本体内の天井部に設けられたガス燃焼室内に可燃性ガスを加熱して燃焼させる第２のヒータが設けられているので、設備コストを低く抑えることができると共に、効率的に加熱処理が行われ、全体の電力消費を抑えることができる。
したがって、本考案の炭化灰化処理装置によれば、安価で利便性が高く、省エネルギーにて廃棄物を炭化処理および灰化処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本考案に係る一実施形態の炭化灰化処理装置を示す全体の構成図である。
【図２】本実施形態において、接続部収納部および収納部空気機構を示す要部の拡大断面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１３】
以下、本考案に係る炭化灰化処理装置の一実施形態を、図１および図２を参照しながら説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部を認識可能又は認識容易な大きさとするために必要に応じて縮尺を適宜変更している。
【００１４】
本実施形態の炭化灰化処理装置は、図１に示すように、廃棄物１が投入される炭化灰化炉本体２と、該炭化灰化炉本体２内に空気を供給する炉本体空気供給機構３と、該炭化灰化炉本体２内の底部に設置され廃棄物１を加熱して炭化および灰化させる第１のヒータ４と、炭化灰化炉本体２内の天井部に設けられ加熱された廃棄物１から生じた乾留ガスである有機ガス等の可燃性ガスが導入口５ａから導入されるガス燃焼室５と、該ガス燃焼室５内に空気を供給する燃焼室空気供給機構６と、ガス燃焼室５内に設置され可燃性ガスを加熱して燃焼させる第２のヒータ７とを備えている。
【００１５】
また、この炭化灰化処理装置は、ガス燃焼室５に接続され可燃性ガスが燃焼して生じた燃焼ガスを外部に排気する排気管部８と、該排気管部８に接続され燃焼ガスと流動媒体とを熱交換させると共に該流動媒体と冷水とを熱交換させて温水を得る熱交換機構９とを備えている。
【００１６】
上記排気管部８には、熱交換機構９との接続部分より下流側に設けられＰｔ等の金属触媒によって燃焼ガスを浄化するガス浄化機構１０と、該ガス浄化機構１０より下流側に設けられ浄化されたガスを塩基性または中性活性炭によって脱臭する脱臭機構１１とが設けられている。
上記ガス浄化機構１０には、金属触媒の温度を計測する触媒用温度センサ１０ａが設置されている。
また、排気管部８におけるガス浄化機構１０の上流側には、触媒用の空気をガス浄化機構１０に向けて加圧供給する触媒用空気供給機構１２が接続されている。
【００１７】
上記炭化灰化炉本体２には、廃棄物１を投入するための投入用扉１３が開閉可能に設けられている。
また、炭化灰化炉本体２内には、廃棄物１が載置可能なトレー１４が設置されている。
さらに、炭化灰化炉本体２の底部には、処理後の灰を取り出す際に内部を冷却するための空気を供給する冷却用空気供給管１５が接続され、該冷却用空気供給管１５には、三方弁１６を介して冷却用ポンプ１７が接続されている。
【００１８】
また、この炭化灰化処理装置は、図２に示すように、第１のヒータ４と外部の電力線１８とを接続するヒータ接続部１９と、炭化灰化炉本体２内に設けられ内部にヒータ接続部１９を収納する接続部収納部２０と、該接続部収納部２０内に空気を供給する収納部空気機構２１とを備えている。
【００１９】
上記接続部収納部２０は、炭化灰化炉本体２の側壁に設けられている。
上記ヒータ接続部１９は、一対の電極部であり、それぞれ絶縁碍子１９ａによって覆われて互いに絶縁性が保持されている。
上記第１のヒータ４および第２のヒータ７は、それぞれニクロム線等の電熱線であり、外部の電力線１８に接続されている。
【００２０】
上記炉本体空気供給機構３は、空気を加圧供給する空気供給ポンプ２２と、該空気供給ポンプ２２に接続され先端部が炭化灰化炉本体２内のトレー１４上に配された炉本体空気供給管２３と、該炉本体空気供給管２３に設けられ炭化灰化炉本体２内に供給する空気の量を調整して廃棄物１の炭化処理と灰化処理とを選択可能な炭化灰化調整バルブ２４とを備えている。
【００２１】
上記燃焼室空気供給機構６は、空気供給ポンプ２２に接続され先端部がガス燃焼室５内に配された燃焼用空気供給管２５と、該燃焼用空気供給管２５に設けられガス燃焼室５内に供給する空気の量を調整可能な燃焼用バルブ２６とを備えている。
上記収納部空気機構２１は、空気供給ポンプ２２に接続され先端部が接続部収納部２０内に配された収納部用空気供給管２７と、接続部収納部２０内に供給する空気の量を調整可能な収納部用バルブ２８とを備えている。
【００２２】
上記触媒用空気供給機構１２は、空気供給ポンプ２２に接続され先端部が排気管部８内のガス浄化機構１０の上流側に先端部が配された触媒用空気供給管２９と、触媒用空気供給管２９に設けられガス浄化機構１０に供給する空気の量を調整可能な触媒用バルブ３０とを備えている。
【００２３】
上記排気管部８におけるガス浄化機構１０と脱臭機構１１との間には、排気を促進させるためのエジェクター部３１が設けられ、該エジェクター部３１には、脱臭機構１１に空気を加圧供給する排気促進空気供給管３２の先端部が接続されている。該排気促進空気供給管３２は、三方弁１６を介して冷却用ポンプ１７に接続されている。すなわち、三方弁１６は、排気促進用と炉本体内冷却用との空気供給の切り替え弁として機能する。
【００２４】
上記熱交換機構９は、冷水から温水に熱交換させる水が貯留される貯水槽３３と、該貯水槽３３に冷水を供給する冷水供給管３４と、貯水槽３３内の温水が排水される温水排出管３５と、排気管部８内に配された螺旋状の温熱収集部３６ａと貯水槽３３内に配された螺旋状の温水化部３６ｂとを有する熱交換配管３６と、該熱交換配管３６に設けられ流動媒体である熱水を熱交換配管３６内で循環させる熱水循環ポンプ３７とを備えている。
【００２５】
また、上記貯水槽３３は、天井部に設けられた安全弁であるリリーフバルブ４０と、底部に接続され熱交換させる水が貯留されたリザーバータンク３８と、内部の温度を測定する温水温度センサ３９とを備えている。なお、リザーバータンク３８にもリリーフバルブ４０が設けられている。
【００２６】
次に、本実施形態の炭化灰化処理装置による廃棄物１の炭化灰化処理方法を、図１および図２を参照しながら説明する。
【００２７】
まず、投入用扉１３を開けて廃棄物１を炭化灰化炉本体２内のトレー１４上に投入した後、投入用扉１３を閉じて第１のヒータ４に電力を供給し発熱させ、４００℃程度の低温で廃棄物１を加熱して炭化させる。この際、炉本体空気供給機構３により炭化に適した低酸素状態となる量で空気を炭化灰化炉本体２内に供給する。なお、低温処理とはいえ、４００℃程度で加熱するため、廃棄物１が滅菌され、衛生的な処理が可能である。
【００２８】
また、同時に、第２のヒータ７にも電力を供給してガス燃焼室５内を加熱すると共に燃焼室空気供給機構６によって燃焼促進用の空気をガス燃焼室５に供給する。これにより、加熱された廃棄物１から発生した可燃性ガスは、導入口５ａからガス燃焼室５に導入されると共に第２のヒータ７によって加熱されて燃焼し、燃焼ガスとして排気管部８へと排出される。また、この際、第２のヒータ７の電熱と可燃性ガスの燃焼とで加熱されたガス燃焼室５からの輻射熱によって、廃棄物１が上方からも加熱される。
【００２９】
さらに、収納部空気機構２１によって接続部収納部２０内に漏電防止用の空気を加圧供給しておく。なお、接続部収納部２０内に供給する空気は、炭化灰化炉本体２内と同圧またはより高い圧力の陽圧状態となるように供給する。
【００３０】
排気管部８に排出された燃焼ガスは、熱交換機構９の温熱収集部３６ａで熱交換されて冷却され、さらにガス浄化機構１０内を透過して金属触媒によって浄化された後、脱臭機構１１を介して脱臭処理されて外部に大気解放される。この際、ガス浄化機構１０には、触媒用空気供給機構１２によって金属触媒に空気が供給されて触媒反応が促進される。また、脱臭機構１１には、三方弁１６および排気促進空気供給管３２を介して冷却用ポンプ１７から空気が排出方向に向けて加圧供給されて燃焼ガスの排気が促進される。
【００３１】
また、温熱収集部３６ａで熱交換で加熱された熱水は、温水化部３６ｂで貯水槽３３内の冷水と熱交換されて冷やされ、再び温熱収集部３６ａへと循環される。さらに、温水化部３６ｂで熱水との熱交換で熱せられた水は、温水排出管３５から外部へ排出され、種々の用途に温水として利用される。
【００３２】
次に、廃棄物１が炭化された後、炉本体空気供給機構３により灰化に適した酸素状態となる量まで空気の供給量を増し、炭化された廃棄物１をさらに灰化させ減容させる。
なお、炉本体空気供給機構３、燃焼室空気供給機構６、触媒用空気供給機構１２および収納部空気機構２１による空気の供給量は、それぞれの炭化灰化調整バルブ２４、燃焼用バルブ２６、収納部用バルブ２８および触媒用バルブ３０を手動で設定して調整しても構わないが、マイクロコンピュータによって自動制御により調整しても構わない。この場合、装置の運転にかかる操作が簡便になり、ランニングコストを抑制することができる。
【００３３】
廃棄物１が全て灰化された後、第１のヒータ４および第２のヒータ７による加熱を停止すると共に、三方弁１６を介して冷却用ポンプ１７から炭化灰化炉本体２内に空気を供給して内部を冷却する。十分に炭化灰化炉本体２内が冷却された状態で、投入用扉１３を開けて廃棄物１の灰化物を取り出す。
【００３４】
このように本実施形態の炭化灰化処理装置では、炭化灰化炉本体２内の天井部に設けられたガス燃焼室５内に可燃性ガスを加熱して燃焼させる第２のヒータ７が設けられているので、炭化灰化炉本体２に二次焼却炉であるガス燃焼室５が一体化された構造によって設備コストを低く抑えることができる。また、第２のヒータ７の電熱と可燃性ガスの燃焼とで加熱されたガス燃焼室５から発する輻射熱で、第１のヒータ４による廃棄物１の加熱を補助することができる。
【００３５】
すなわち、底部から第１のヒータ４で廃棄物１が下方から加熱されると共に、天井部のガス燃焼室５の輻射熱で廃棄物１が上方から加熱される。したがって、第２のヒータ７が、可燃性ガスを燃焼させるだけでなく、廃棄物１の加熱にも寄与することで、効率的に加熱処理が行われ、全体の電力消費を抑えて省エネルギー化することができる。
【００３６】
また、排気管部８に接続され燃焼ガスと流動媒体とを熱交換させると共に該流動媒体と冷水とを熱交換させて温水を得る熱交換機構９を備えているので、第２のヒータ７で燃焼および加熱された燃焼ガスを利用して温水を発生させることができ、装置から排出される廃熱を効率的に利用することができる。
【００３７】
さらに、ヒータ接続部１９を収納する接続部収納部２０内に空気を供給する収納部空気機構２１が設けられているので、接続部収納部２０内が外部からの空気で満たされ炭化灰化炉本体２内からの水蒸気を含むガスの侵入を防いでヒータ接続部１９が漏電することを防ぐことができる。また、高価なトランス等を設ける必要がなく、漏電対策を低コストで実現することができる。
【００３８】
また、炉本体空気供給機構３が、炭化灰化炉本体２内に供給する空気の量を調整して廃棄物１の炭化処理と灰化処理とを選択可能な炭化灰化調整バルブ２４を備えているので、まず炭化灰化調整バルブ２４により供給する空気の量を少なく設定して低酸素状態で廃棄物１を炭化させ、次に供給する空気の量を増やして炭化した廃棄物１をさらに灰化することで、容易に減容処理することができる。
【００３９】
なお、本考案の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本考案の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１…廃棄物、２…炭化灰化炉本体、３…炉本体空気供給機構、４…第１のヒータ、５…ガス燃焼室、６…燃焼室空気供給機構、７…第２のヒータ、８…排気管部、９…熱交換機構、１８…電力線、１９…ヒータ接続部、２０…接続部収納部、２１…収納部空気機構、２４…炭化灰化調整バルブ
【図１】
0003162060.tif 000003
【図２】
0003162060.tif 000004