(57)【要約】【課題】可燃ごみから搬送性及び貯蔵性に優れた燃料ペレットを作成する。【解決手段】投入された廃棄物を燃料ペレットに加工する燃料ペレット作成方法であって、可燃性の第１の種類の廃棄物を粉砕する第１手順と、合成樹脂素材からなる第２の種類の廃棄物を加熱して溶融する第２手順と、前記第１の種類の廃棄物の周囲を、溶融した前記第２の種類の廃棄物によって密封するように覆うことによって、燃料ペレットを作成する第３手順と、を含む。【選択図】図１
2013072013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投入された廃棄物を燃料ペレットに加工する燃料ペレット作成方法であって、
可燃性の第１の種類の廃棄物を粉砕する第１手順と、
合成樹脂素材からなる第２の種類の廃棄物を加熱して溶融する第２手順と、
前記第１の種類の廃棄物の周囲を、溶融した前記第２の種類の廃棄物によって密封するように覆うことによって、燃料ペレットを作成する第３手順と、を含むことを特徴とする燃料ペレット作成方法。
【請求項２】
粉砕された前記第１の種類の廃棄物を加圧することによって脱水する手順と、
脱水された前記第１の種類の廃棄物を所定のサイズに裁断する手順と、をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の燃料ペレット作成方法。
【請求項３】
前記第２の種類の廃棄物を冷却し、冷却された前記第２の種類の廃棄物を粉砕する手順をさらに含み、
前記第２手順において、前記第２の種類の廃棄物を冷却するために発生した熱を利用して、粉砕された前記第２の種類の廃棄物を溶融することを特徴とする請求項２に記載の燃料ペレット作成方法。
【請求項４】
前記粉砕された第１の種類の廃棄物をシート状に形成する手順をさらに含み、
前記第３手順において、前記溶融した第２の種類の廃棄物によって、前記シート状に形成された第１の種類の廃棄物を挟み込むことを特徴とする請求項１に記載の燃料ペレット作成方法。
【請求項５】
投入された廃棄物を燃料ペレットに加工する燃料ペレット作成装置であって、
可燃性の第１の種類の廃棄物を粉砕する第１粉砕部と、
合成樹脂素材からなる第２の種類の廃棄物を加熱して溶融する溶融部と、
前記第１の種類の廃棄物の周囲を、溶融した前記第２の種類の廃棄物によって密封するように覆うことによって、燃料ペレットを形成する燃料ペレット形成部と、を備えることを特徴とする燃料ペレット作成装置。
【請求項６】
粉砕された前記第１の種類の廃棄物を加圧することによって脱水する脱水部と、
脱水された前記第１の種類の廃棄物を所定のサイズに裁断する裁断部と、をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の燃料ペレット作成装置。
【請求項７】
前記第２の種類の廃棄物を冷却する熱交換部と、
冷却された前記第２の種類の廃棄物を粉砕する第２粉砕部と、をさらに備え、
前記溶融部は、前記熱交換部から発生した熱を利用して、粉砕された前記第２の種類の廃棄物を溶融することを特徴とする請求項６に記載の燃料ペレット作成装置。
【請求項８】
前記燃料ペレットを燃焼させることによって発生した熱と、前記脱水部が前記第１の種類の廃棄物から抽出した水と、を使用して発電する発電部と、
前記第１粉砕部、前記脱水部、前記裁断部、前記熱交換部、前記第２粉砕部、前記溶融部及び前記発電部を格納し、前記第１の種類の廃棄物の投入口、前記第２の種類の廃棄物の投入口及び前記燃料ペレットの燃焼ガスを排出する排気口以外に気体が流通する開口部を持たない筐体と、をさらに備え、
前記発電部が出力する電力によって前記第１粉砕部、前記脱水部、前記裁断部、前記熱交換部、前記第２粉砕部及び前記溶融部を運転することを特徴とする請求項７に記載の燃料ペレット作成装置。
【請求項９】
前記粉砕された第１の種類の廃棄物をシート状に形成する脱水部をさらに備え、
前記燃料ペレット形成部は、前記溶融した第２の種類の廃棄物によって、前記シート状に形成された第１の種類の廃棄物を挟み込むことによって、前記第１の種類の廃棄物の周囲を、溶融した前記第２の種類の廃棄物によって密封するように覆うことを特徴とする請求項５に記載の燃料ペレット作成装置。
【請求項１０】
請求項８に記載された燃料ペレット作成装置を着脱可能に搭載し、
車輪と、前記車輪を駆動する電動機と、前記電動機に接続される二次電池と、を備え、
前記火力発電装置が出力する電力によって前記二次電池を充電し、
前記火力発電装置が出力する電力によって前記電動機を駆動することを特徴とする電気自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ごみ（廃棄物）の処理技術に関し、特に、ごみを燃料化する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
可燃ごみをＲＤＦ（Refuse Derived Fuel）、ＲＰＦ（Refuse Paper & Plastic Fuel）、Ｃ−ＲＰＦ（Char-Refuse Paper & Plastic Fuel）等といった燃料に加工し、ボイラー又は発電設備で利用する技術が知られている。例えば、特許文献１には、破砕し、乾燥・固形化した可燃ごみを合成樹脂で被膜する技術が記載されている。
【０００３】
さらに、廃棄物をプラスチックのスリーブによってラッピングすることによって、廃棄物から出る揮発性のガス及び液体を外部に漏らさないように閉じ込める技術が開示されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１９９１８０号公報
【特許文献２】特表２０００−５１５０９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
生ごみ等の可燃ごみを固めて燃料ペレット等に加工した場合、その燃料ペレットが吸湿して、腐敗臭を発生させたり、着火性が悪化したりする場合がある。このように、可燃ごみから加工された燃料には、搬送性及び貯蔵性の点で問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の代表的な一例を示せば次の通りである。すなわち、投入された廃棄物を燃料ペレットに加工する燃料ペレット作成方法であって、可燃性の第１の種類の廃棄物を粉砕する第１手順と、合成樹脂素材からなる第２の種類の廃棄物を加熱して溶融する第２手順と、前記第１の種類の廃棄物の周囲を、溶融した前記第２の種類の廃棄物によって密封するように覆うことによって、燃料ペレットを作成する第３手順と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一実施形態によれば、可燃ごみを、搬送性及び貯蔵性に優れた燃料ペレットに容易に加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施形態のごみ燃料化装置の構成を示す説明図である。
【図２】本発明の第１の実施形態のごみ燃料化装置が実行する処理の手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第１の実施形態において使用される家庭用燃料ペレット補給カートリッジの説明図である。
【図４】本発明の第２の実施形態のごみ燃料化装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第３の実施形態のごみ燃料化装置が実行する処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第３の実施形態のごみ燃料化装置が実行する処理の説明図である。
【図７】本発明の第４の実施形態のごみ燃料化装置を搭載した電気自動車の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。
【００１０】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態のごみ燃料化装置の構成を示すブロック図である。
【００１１】
本実施形態のごみ燃料化装置１００は、攪拌細断装置１０３、圧縮脱水機１０５、圧縮ごみ裁断装置１１２、粉砕機１１５、溶融槽１１９、加熱器１２０、成形機１２５、燃料ペレット貯蔵タンク１２７及び火力発電システム１２８等を備える。
【００１２】
攪拌細断装置１０３は、投入された廃棄物、具体的には、乾燥ごみ１０１（たとえば紙ごみ又はプラスチックごみ）及び湿ったごみ１０２（例えば生ごみ）を細断（粉砕）し、攪拌する装置である限り、どのようなものであってもよい。例えば、攪拌細断装置１０３は、モータ１０３ａに接続された回転刃１０３ｂを備え、この回転刃１０３ｂが投入されたごみを細断及び攪拌する。
【００１３】
攪拌細断装置１０３に湿ったごみ１０２が投入された場合、攪拌細断装置１０３によって粉砕されたごみ１０４は、水分を含んだペースト状となる。この粉砕されたごみ１０４は、圧縮脱水機１０５に投入される。
【００１４】
圧縮脱水機１０５は、粉砕されたごみ１０４を圧縮する。これによって粉砕されたごみ１０４は脱水され、固形の圧縮ごみとなる。脱水によって搾り出された汚水１０６は、中水用ろ過器１０８内の浄化フィルタ１０７を通過することによって中水（フィルター水）１１０となり、中水タンク１０９に貯蔵される。浄化フィルタ１０７は、どのようなものであってもよいが、例えば逆浸透（ＲＯ）膜、イオン交換膜又は中空糸フィルタ等であってもよい。中水タンク１０９に貯蔵された中水１１０は、中水導入管１２９を経由して火力発電システム１２８に供給されてもよいし、中水配管１１１を経由してごみ燃料化装置１００の外部に供給されてもよい。
【００１５】
圧縮脱水機１０５によって脱水された圧縮ごみは、圧縮ごみ裁断装置１１２に投入される。圧縮ごみ裁断装置１１２は、圧縮ごみを裁断する。裁断された圧縮ごみ１１３のサイズは任意であるが、例えば数ｍｍ角程度であってもよい。
【００１６】
一方、粉砕機１１５は、使用済みの（すなわち廃棄物である）ＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）ボトル１１４を投入されると、それを粉砕する。具体的には、粉砕機１１５は、冷却機１１６及び粉砕用歯車１１７を備える。ＰＥＴボトル１１４を形成するＰＥＴ樹脂は、低温になるほど硬化し、脆くなるため、粉砕が容易になる。このため、冷却機１１６を用いて冷却されたＰＥＴボトル１１４を粉砕用歯車１１７で粉砕することが望ましい。これによって、粉砕用歯車１１７の寿命を延ばすこともできる。
【００１７】
冷却機１１６には、熱交換装置１２１が接続される。熱交換装置１２１はどのようなものであってもよいが、一例を示せばペルチェ素子及び伝熱パイプ等によって構成される。ペルチェ素子を使用すれば、−２０℃程度まで冷却することが可能である。熱交換装置１２１は、冷却機１１６を介して粉砕機１１５から吸収した熱を、溶融槽１１９に移動させる。
【００１８】
粉砕用歯車１１７によって粉砕されたＰＥＴボトル１１８は、溶融槽１１９に投入され、加熱され、溶融される。溶融槽１１９は、熱交換装置１２１から伝わる熱だけでなく、加熱器１２０によって加熱される。加熱器１２０は、後述する火力発電システム１２８において発生した熱を利用してもよい。
【００１９】
裁断された圧縮ごみ１１３及び溶融ＰＥＴ樹脂は、燃料ペレット成形部１３８に送られる。本実施形態の燃料ペレット成形部１３８は、ペレット型１２２及び成形機１２５を含む。
【００２０】
溶融ＰＥＴ樹脂は、ペレット型１２２に流し込まれる。例えば、球形のペレットが作成される場合、ペレット型１２２は半球状の窪みを有し、そこに溶融ＰＥＴ樹脂が流し込まれる。その溶融ＰＥＴ樹脂の上に、圧縮ごみ裁断装置１１２によって裁断された圧縮ごみ１１３が載せられる。裁断された圧縮ごみ１１３が載せられた溶融ＰＥＴ樹脂１２３の上に、別の半球状の窪みによって整形された、裁断された圧縮ごみ１１３が載せられていない溶融ＰＥＴ樹脂をかぶせることによって、上側も溶融ＰＥＴ樹脂で覆われた裁断圧縮ごみ１２４が形成される。あるいは、上記のように別の溶融ＰＥＴ樹脂をかぶせる代わりに、裁断された圧縮ごみ１１３が載せられた溶融ＰＥＴ樹脂１２３をペレット型１２２の上で少しずつ回転させることによって上側も溶融ＰＥＴ樹脂で覆われた裁断圧縮ごみ１２４を形成してもよい。いずれの場合にも、裁断された圧縮ごみ１１３は、外気に触れないように、その全周囲が完全に溶融ＰＥＴ樹脂によって覆われる。
【００２１】
なお、作成されるペレットの形状は、球形に限られない。作成したいペレットの形状に適合するペレット型１２２を使用することによって、例えば、円筒形又は立方体等、種々の形状のペレットを作成することができる。
【００２２】
裁断された圧縮ごみ１１３は、圧縮脱水機１０５によって脱水されているが、それでもまだ若干の水分を含んでいる場合がある。ＰＥＴ樹脂の融点は２６０℃程度であるため、溶融ＰＥＴ樹脂に載せられた圧縮ごみ１１３は、溶融ＰＥＴ樹脂から伝わる熱によって乾燥が促進される。乾燥によって、裁断された圧縮ごみ１１３は、腐敗しにくくなり、さらに、燃焼しやすくなる。十分な乾燥を行うためには、裁断された圧縮ごみ１１３を溶融ＰＥＴ樹脂に載せた後、圧縮ごみ１１３を乾燥させるための一定以上の時間が経過してから、その裁断された圧縮ごみ１１３が載せられた溶融ＰＥＴ樹脂１２３の上に別の溶融ＰＥＴ樹脂をかぶせることが望ましい。
【００２３】
上側も溶融ＰＥＴ樹脂で覆われた裁断圧縮ごみ１２４は、成形機１２５に投入される。成形機１２５は、上側も溶融ＰＥＴ樹脂で覆われた裁断圧縮ごみ１２４を成形し、形を整えるために用いられるものであり、作成されるペレットの形状に応じて種々の成形機１２５を使用することができる。
【００２４】
例えば、球形のペレットを作成する場合、成形機１２５はらせん状の溝を有し、そこを上側も溶融ＰＥＴ樹脂で覆われた裁断圧縮ごみ１２４が通過することによって、球形に成形された燃料ペレット１２６が得られる。このような成形機１２５は、例えばガラス玉を作成するために使用されるものと同様のものであってもよい。
【００２５】
あるいは、円筒形のペレットを作成する場合、成形機１２５は、投入された裁断圧縮ごみ１２４を一方向に転がしながら、円筒の両端を切り落とすことによって成形してもよい。あるいは、立方体等、任意の形状のペレットが作成される場合、成形機１２５は、その前の段階で発生した突起（例えばいわゆるバリ等）を取り除いてもよい。
【００２６】
このようにして成形され、形を整えられた燃料ペレット１２６は、突起等による引っ掛かりがないため、それらを貯蔵する容器、それらを後述する発電システム等に搬送する経路、又は後述する家庭用ペレット供給カートリッジ内で詰まりにくく（すなわち流動しやすく）なり、発電システム等への自動供給が容易になる。
【００２７】
燃料ペレット１２６は、作成された後すぐに燃料として使用してもよいが、使用されるまで燃料ペレット貯蔵タンク１２７で貯蔵してもよい。本実施形態の燃料ペレット１２６は、上記のようにＰＥＴ樹脂によって完全に覆われており、その内部の裁断された圧縮ごみ１１３が外気に触れないため、においが発生せず、吸湿して燃えにくくなることもなく、長期の保存も可能であり、必要なときに必要な量だけ使うことができ、別の場所に運搬して燃料として使用することも容易である。また、ごみを燃焼させることによって発生する熱量は、そのごみの種類によって大きく異なるが、本実施形態の燃料ペレット１２６の場合、それを覆うＰＥＴ樹脂が主要な熱量の発生源となるため、個々の燃料ペレット１２６の熱量が概ね均等になる。これによって、ごみを利用していながら、燃焼のしやすさ及び発生する熱量のばらつきの少ない使いやすい燃料を得ることができる。
【００２８】
燃料ペレット１２６は、必要に応じて、火力発電システム１２８内のペレット燃焼室１３７に投入され、燃焼する。火力発電システム１２８は、燃料ペレット１２６の燃焼によって発生した熱を利用して、発電を行う。例えば、火力発電システム１２８は、発生した熱を中水１１０に加えることによって蒸気タービン発電を行ってもよいし、中水１１０の気化熱によって低温部を作り、その低温部と燃焼による熱との温度差を利用して、温度差発電（例えばスターリングエンジン又はゼーベック効果を利用した熱電変換素子等による発電）を行ってもよい。なお、ごみから得られた中水１１０だけでは不足する場合には、中水１１０は、ごみ燃料化装置１００の外部から供給された水を含んでもよい。
【００２９】
発電によって得られた電力は、ごみ燃料化装置１００を運転するために利用され、余剰分は電力出力端子１３１から出力される。電力出力端子１３１から出力された電力は、他のシステム（例えばごみ燃料化装置１００を搭載した電気自動車（ＥＶ）の運転又は地域の送電網への売電）に利用することができる。
【００３０】
中水１１０は、必要に応じて発電に利用され、さらに、過熱による火力発電システム１２８の損傷を防ぐための冷却にも利用される。このため、火力発電システム１２８からは温水又は高温蒸気が排出される。この温水又は高温蒸気は、出力配管１３６を経由してごみ燃料化装置１００の外部に供給され、暖房又は湯沸し等に利用することができる。
【００３１】
火力発電システム１２８で発生した余熱は、伝熱管１３５を経由して加熱器１２０に伝えられる。
【００３２】
燃料ペレット１２６は、分別されたごみ（乾燥ごみ１０１、湿ったごみ１０２及びＰＥＴボトル１１４）を用いて作成される。このため、燃料ペレット１２６を燃焼させることによって発生した焼却灰１３４は、有害物質を含まず、セメント等への添加物として利用することができる。
【００３３】
ペレット燃焼室１３７からの排気（すなわち燃料ペレット１２６を燃焼させることによって発生した燃焼ガス）は、フィルタ（図示省略）によって浄化され、排気管１３２を経由してごみ燃料化装置１００の外部に排出される。
【００３４】
ごみ燃料化装置１００の全体は、筐体１３３に格納される。筐体１３３は、攪拌細断装置１０３のごみ投入口、粉砕機１１５のＰＥＴボトル投入口、及び排気管１３２を除いて、空気が流通可能な開口部を持たない。燃料ペレット１２６を燃焼させるための空気１３０は、筐体１３３の内部から火力発電システム１２８に供給され、燃焼によって生じた排気は排気管１３２から排出される。これによって筐体１３３の内部は負圧となり、攪拌細断装置１０３のごみ投入口及び粉砕機１１５のＰＥＴボトル投入口から筐体１３３の内部に空気が流入する。燃料ペレット１２６を燃焼させるための空気１３０はごみの臭気を含んでいるが、この臭気の成分はペレット燃焼室１３７で燃焼してしまう。このため、投入されたごみの臭気が筐体１３３の外部に漏れることがない。
【００３５】
なお、本実施形態では、粉砕機１１５にＰＥＴボトル１１４が投入され、裁断された圧縮ごみ１１３がＰＥＴ樹脂によって覆われる。これは、ＰＥＴボトル１１４が大量に流通している上に、その分別回収システムがある程度確立されており、廃棄物から比較的高純度のＰＥＴ樹脂を容易に入手できるためである。
【００３６】
しかし、本発明は、ＰＥＴボトル以外の合成樹脂素材を使用して実現することも可能である。例えば、食品の容器として使用される発泡スチロールのトレイ等を粉砕機１１５に投入し、スチロール樹脂によって裁断された圧縮ごみ１１３を覆ってもよい。ただし、燃料ペレットの品質を一定に保つため、使用される樹脂素材については、ある程度以上の純度が確保されていることが望ましい。合成樹脂素材として、石油由来のもののほか、植物由来のものを使用することもできる。植物由来の合成樹脂素材を使用することによって、ＣＯ2の排出量を削減することができる。後述する他の実施形態においても同様である。
【００３７】
図２は、本発明の第１の実施形態のごみ燃料化装置が実行する処理の手順を示すフローチャートである。
【００３８】
このフローチャートは、図１を参照して説明した処理の手順をまとめたものである。
【００３９】
ＰＥＴボトル１１４が粉砕機１１５に投入されると（ステップ２０１）、粉砕機１１５がＰＥＴボトル１１４を粉砕し（ステップ２０２）、次に溶融槽１１９が粉砕されたＰＥＴボトル１１８を溶融する（ステップ２０３）。
【００４０】
一方、その他の可燃ごみ（乾燥ごみ１０１及び湿ったごみ１０２）が攪拌細断装置１０３に投入されると（ステップ２０４）、攪拌細断装置１０３は、投入された可燃ごみを攪拌及び細断し（ステップ２０５）、次に圧縮脱水機１０５が粉砕攪拌されたごみ１０４を圧縮及び脱水する（ステップ２０６）。
【００４１】
その後、裁断された圧縮ごみ１１３が溶融ＰＥＴ樹脂によってコーティングされ、溶融ＰＥＴ樹脂によって覆われた裁断圧縮ごみ１２４が成形され（ステップ２０７）、燃料ペレット１２６として取り出される（ステップ２０８）。
【００４２】
火力発電システム１２８は、燃料ペレット１２６を燃焼させ、さらに圧縮脱水機１０５から取り出された中水（ステップ２０９）を利用して火力発電を行い（ステップ２１０）、電力を出力する（ステップ２１１）とともに、温水又は蒸気を出力する（ステップ２１２）。
【００４３】
このような火力発電システムを備えたごみ燃料化装置１００は、例えば、マンション又は整備された住宅地等に設置して、ボイラー兼自家発電機兼ごみ処理施設として利用することができる。ただし、本実施形態のごみ燃料化装置１００をトラブルなく運転するためには、分別が徹底されたごみを投入する必要がある。このため、ごみの分別等、住民の行動の統制が取りやすい地域に本実施形態のごみ燃料化装置１００を設置することが望ましい。後述する他の実施形態についても同様である。
【００４４】
本実施形態のごみ燃料化装置１００は、電気自動車に搭載することで、その電気自動車への電力の供給源として使用することもできる。これについては、第４の実施形態として後述する。
【００４５】
ごみ燃料化装置１００によって生成された燃料ペレット１２６は、各家庭に燃料として供給することもできる。
【００４６】
図３は、本発明の第１の実施形態において使用される家庭用燃料ペレット補給カートリッジの説明図である。
【００４７】
成形され、形を整えられた燃料ペレット１２６は、火力発電システム１２８によって使用されてもよいが、別の場所に運搬され、燃料として使用されてもよい。例えば、燃料ペレット１２６を燃料ペレット貯蔵タンク１２７から家庭用燃料ペレット補給カートリッジ３０１に詰め替えて、家庭に販売してもよい。家庭では、購入した燃料ペレット１２６をペレットストーブの燃料として使用してもよいし、家庭用発電・給湯システムに使用してもよい。
【００４８】
例えば、各家庭のユーザは、燃料ペレット１２６の入った家庭用燃料ペレット補給カートリッジ３０１を購入して、それを家庭用発電・給湯システム３０２に取り付ける。家庭用発電・給湯システム３０２の構造は、例えば図１に示す火力発電システムと同様であってもよい。家庭用発電・給湯システム３０２は自動運転され、家庭用燃料ペレット補給カートリッジ３０１からの燃料ペレット１２６の供給は必要に応じて自動的に行われる。これによって、ユーザが家庭用発電・給湯システム３０２内の燃焼室（図示省略）に触れる必要がなく、燃焼室の温度管理が容易になる。家庭用燃料ペレット補給カートリッジ３０１は、空になると（又は定期的に）、燃料ペレット１２６が入ったものと交換される。例えば現在の家庭用プロパンガスボンベと同様の供給システムが構築されてもよい。
【００４９】
このようなシステムにおいて使用される燃料ペレットの形態は任意であるが、例えば直径数ｍｍ程度の球形のペレットを使用することによって十分な流動性が確保され、自動供給が容易になる。
【００５０】
＜第２の実施形態＞
図４は、本発明の第２の実施形態のごみ燃料化装置の構成を示すブロック図である。
【００５１】
本実施形態のごみ燃料化装置４００は、シート型の燃料ペレットを作成する点を除いて、第１の実施形態のごみ燃料化装置１００と同様である。以下、本実施形態のごみ燃料化装置４００が第１の実施形態のごみ燃料化装置１００と相違する点を中心に説明し、両者の共通点については図示及び説明を省略する。
【００５２】
本実施形態のごみ燃料化装置４００は、第１の実施形態と同様の粉砕機１１５及び溶融槽１１９を備える。すなわち、粉砕機１１５は、冷却機１１６及び粉砕用歯車１１７を備え、ＰＥＴボトル１１４を投入されると、それを粉砕して、粉砕されたＰＥＴボトル１１８を排出する。溶融槽１１９は、加熱器１２０、熱交換装置１２１及び火力発電システム１２８からの熱を利用して、粉砕されたＰＥＴボトル１１８を溶融する。
【００５３】
さらに、本実施形態のごみ燃料化装置４００は、第１の実施形態と同様の攪拌細断装置１０３を備える。すなわち、攪拌細断装置１０３は、乾燥ごみ１０１及び湿ったごみ１０２を粉砕及び攪拌し、粉砕されたごみ１０４を排出する。
【００５４】
本実施形態のごみ燃料化装置４００は、二つの脱水ローラ４０１を備える。二つの脱水ローラ４０１は、粉砕されたごみ１０４を挟みこんで圧力をかけることによって脱水し、シート状に成型された圧縮ごみ４０２を排出する。
【００５５】
脱水によって搾り出された汚水１０６は、第１の実施形態と同様、中水用ろ過器１０８の浄化フィルタ１０７によってろ過され、それによって得られた中水１１０が中水タンク１０９に貯蔵される。
【００５６】
本実施形態のごみ燃料化装置４００の燃料ペレット形成部４１０は、ベルトコンベア４０５及び燃料シート加工装置４０６を含む。
【００５７】
ベルトコンベア４０５上に、まず、シート状に加工された溶融ＰＥＴ樹脂が下側シート４０３として展開され、その上にシート状に成型された圧縮ごみ４０２が載せられ、さらにその上にシート状に加工された溶融ＰＥＴ樹脂が上側シート４０４として載せられる。このとき、圧縮ごみ４０２が溶融ＰＥＴ樹脂によって完全に覆うために、圧縮ごみ４０２を、その幅が上側シート４０４及び下側シート４０３のいずれより小さくなるように成型し、さらに、その圧縮ごみ４０２を適当な長さに切断しながら下側シート４０３の上に載せることが望ましい。
【００５８】
また、第１の実施形態と同様、圧縮ごみ４０２の乾燥を促進するために、シート状に成型された圧縮ごみ４０２を下側シート４０３に載せた後、圧縮ごみ４０２を乾燥させるための一定以上の時間が経過してから、その上に上側シート４０４を載せることが望ましい。
【００５９】
上側シート４０４及び下側シート４０３によって上下をはさまれた圧縮ごみ４０２は、ベルトコンベア４０５によって燃料シート加工装置４０６に送られる。
【００６０】
燃料シート加工装置４０６は、圧力及び熱を加えて上側シート４０４及び下側シート４０３を融着することによって、燃料シート４０７（すなわちシート型燃料ペレット）を作成する。この加工は、一般のラミネート加工と同様であってもよい。これによって、切断されたシート状の圧縮ごみ４０８は、ＰＥＴ樹脂によって密封され、外気から遮断される。燃料シート加工装置４０６は、適切な間隔で、上側シート４０４及び下側シート４０３が融着された部分にミシン目４０９を設けてもよい。
【００６１】
なお、上記は燃料シート４０７を作成する方法の一例であり、最終的にシート状に成形された圧縮ごみ４０２がＰＥＴ樹脂によって密閉されるように覆われる限り、どのような方法が使用されてもよい。例えば、下側シート４０３の上にシート状に成型された圧縮ごみ４０２を載せ、その上にある程度の流動性のある溶融ＰＥＴ樹脂を塗布してもよい。その場合、塗布された溶融ＰＥＴ樹脂が上側シート４０４となる。
【００６２】
あるいは、ベルトコンベア４０５のベルト上に、ある程度の流動性のある溶融ＰＥＴ樹脂を塗布し、その上にシート状に成型された圧縮ごみ４０２を載せ、さらにその上にある程度の流動性のある溶融ＰＥＴ樹脂を塗布してもよい。その場合、最初に塗布された溶融ＰＥＴ樹脂が下側シート４０３となり、後で塗布された溶融ＰＥＴ樹脂が上側シート４０４となる。
【００６３】
これらの場合には、燃料シート加工装置４０６がシートの融着のための加圧及び加熱をする必要はないが、溶融ＰＥＴ樹脂を固形化するための冷却及び成形のための加圧等が必要になる場合がある。
【００６４】
このように作成された燃料シート４０７では、第１の実施形態の燃料ペレットと同様、圧縮ごみ４０２がＰＥＴ樹脂によって密封されるように覆われているため、吸湿せず、においも発生しない。また、燃料シート４０７は、薄く表面積の大きい形状のため、重ねて保存することができ、燃焼の際には着火しやすい。さらに、ミシン目を利用して容易に分割して必要な分だけを使用することができ、分割された燃料シート４０７を円筒状に丸めることによって薪のように使用することもできる。
【００６５】
作成された燃料シート４０７は、火力発電システム１２８に投入される。本実施形態のごみ燃料化装置４００が備える火力発電システム１２８及びそれに関連する部分は、第１の実施形態と同様であるため、図示及び説明を省略する。
【００６６】
さらに、燃料シート４０７は、別の場所に運搬して燃料として使用することも容易である。例えば、家庭用燃料ペレット補給カートリッジ３０１と同様の容器（又は、例えば燃料シート４０７を巻き取るための芯を有するカートリッジ等、シート状の燃料に適したカートリッジ）に燃料シート４０７を充填して、それを家庭用発電・給湯システム３０２で使用してもよい。
【００６７】
本実施形態のごみ燃料化装置４００が実行する処理の手順は、第１の実施形態と同様である（図２参照）。ただし、本実施形態の場合、ステップ２０７において、圧縮ごみ４０２が上側シート４０４及び下側シート４０３にはさまれて密封される。その結果、ステップ２０８において、燃料シート４０７（すなわちシート型の燃料ペレット）が得られる。
【００６８】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
【００６９】
第３の実施形態のごみ燃料化装置（図示省略）は、ＰＥＴボトル型の燃料ペレットを作成する点を除いて、第１の実施形態のごみ燃料化装置１００と同様である。以下、本実施形態のごみ燃料化装置が第１の実施形態のごみ燃料化装置１００と相違する点を中心に説明し、両者の共通点については図示及び説明を省略する。
【００７０】
図５は、本発明の第３の実施形態のごみ燃料化装置が実行する処理の手順を示すフローチャートである。
【００７１】
図６は、本発明の第３の実施形態のごみ燃料化装置が実行する処理の説明図である。
【００７２】
以下、図５及び図６を参照して第３の実施形態を説明する。
【００７３】
図５のステップ２０４〜２０６及び２０９は、第１の実施形態（図２）と同様であるため、説明を省略する。これらのステップを実行した結果、裁断された圧縮ごみ１１３及び中水１１０が得られる。
【００７４】
ＰＥＴボトル１１４が投入されると（ステップ２０１）、本実施形態のごみ燃料化装置の切断部（図示省略）は、ＰＥＴボトル１１４を切断する（ステップ５０１）。
【００７５】
図６（ａ）には、投入された、まだ切断されていないＰＥＴボトル１１４を示す。
【００７６】
図６（ｂ）には、上側部分１１４ａ及び下側部分１１４ｂに切断されたＰＥＴボトル１１４を示す。
【００７７】
この切断は、ＰＥＴボトル１１４に裁断された圧縮ごみ１１３を詰め込み易くするために行われる。このため、望ましい切断の位置は、切断面の直径が当該ＰＥＴボトル１１４の注ぎ口の直径より大きくなる位置である。より詳細には、裁断された圧縮ごみ１１３を詰め込み易くするためには、切断面の直径が当該ＰＥＴボトル１１４の最大直径に近くなる位置で切断することが望ましく、より多くの裁断された圧縮ごみ１１３を詰め込むためには、ＰＥＴボトル１１４の上端又は下端の一方に近い位置で切断することが望ましい。ただし、ＰＥＴボトル１１４の下端に近い位置で切断した場合、その上側部分１１４ａの上下を反転させ、注ぎ口を封止した上で、そこに圧縮ごみ１１３を詰め込むことが望ましい。
【００７８】
切断部は、例えば、カッター６０１（図６（ｃ）参照）又はヒート線６０２（図６（ｄ）参照）を備え、これによってＰＥＴボトル１１４を切断する。カッター６０１を使用した場合、切断面にいわゆるバリは出にくいが、カッター６０１の刃のメンテナンスが必要になる。ヒート線６０２をＰＥＴボトルの切断位置に巻きつけることによって切断した場合、バリがＰＥＴボトル１１４の内側の方向に出るが、ヒート線６０２のメンテナンスはほとんど必要ない。
【００７９】
次に、本実施形態のごみ燃料化装置の燃料ペレット形成部（図示省略）は、切断されたＰＥＴボトル１１４（図６（ｅ）の例では下側部分１１４ｂ）に裁断された圧縮ごみ１１３を詰め込む（ステップ５０２）。
【００８０】
次に、燃料ペレット形成部は、裁断された圧縮ごみ１１３が詰め込まれたＰＥＴボトル１１４を融着によって封止する（ステップ５０３）。
【００８１】
例えば、燃料ペレット形成部は、上側部分１１４ａに熱風を吹き付けて、その切断面の直径を拡げるように加工する（図６（ｆ））。例えば上側部分１１４ａを暖めながら切断面の部材に加工装置の爪（図示省略）を当てて、外側に拡げてもよい。次に、燃料ペレット形成部は、そのように加工された上側部分１１４ａを、裁断された圧縮ごみ１１３が詰め込まれた下側部分１１４ｂにかぶせる（図６（ｇ））。次に、燃料ペレット形成部は、例えば、ＰＥＴボトル１１４を回転させながらその側面を過熱することによって、上側部分１１４ａと下側部分１１４ｂが重なった部分を融着し、さらに、注ぎ口を加熱しながらねじることでＰＥＴボトル１１４を密封する（図６（ｈ））。これによって、ＰＥＴボトル型燃料ペレット６０３が作成される（ステップ５０４）（図６（ｉ））。
【００８２】
なお、裁断された圧縮ごみ１１３のサイズが十分に小さければ（例えば数ｍｍ以下）、ＰＥＴボトル１１４の注ぎ口から裁断された圧縮ごみ１１３を詰め込むこともできる。その場合、ＰＥＴボトル１１４の切断（ステップ５０１）を行う必要はなく、燃料ペレット形成部は、注ぎ口から裁断された圧縮ごみ１１３をＰＥＴボトル１１４に詰め込み（ステップ５０２）、注ぎ口を封止する（ステップ５０３）ことによって、ＰＥＴボトル型燃料ペレット６０３が作成される。
【００８３】
このようにして作成されたＰＥＴボトル型燃料ペレット６０３は、第１の実施形態と同様に、火力発電システム１２８によって燃料として使用されてもよいし、例えば、家庭用燃料ペレット補給カートリッジ３０１と同様の容器に充填され、家庭用発電・給湯システム３０２で使用されてもよい。
【００８４】
本実施形態のごみ燃料化装置は、ＰＥＴボトル１１４を粉砕及び溶融するための装置を必要としないため、第１及び第２の実施形態と比較して簡素化され、小型化も容易である。また、作成されたＰＥＴボトル型燃料ペレット６０３は、比較的大きいため、保存時の人手による取り扱いが容易であり、火持ちもよい。
【００８５】
＜第４の実施形態＞
図７は、本発明の第４の実施形態のごみ燃料化装置を搭載した電気自動車の説明図である。
【００８６】
本実施形態の電気自動車７００は、車輪７０３を駆動するモータ７０１と、モータ７０１に接続される二次電池７０２と、を備える。電気自動車７００にはごみ燃料化装置１００が搭載される。なお、ここではごみ燃料化装置１００を例示するが、ごみ燃料化装置１００をごみ燃料化装置４００又は第３の実施形態のごみ燃料化装置によって置き換えても本実施形態は成立する。
【００８７】
二次電池７０２は、ごみ燃料化装置１００の電力出力端子１３１から供給される電力によって充電され、モータ７０１にそれを駆動するための電力を供給する。ごみ燃料化装置１００の電力出力端子１３１からの電力が二次電池７０２を経由せずにモータ７０１に供給されてもよい。
【００８８】
電気自動車７００は、さらに、二次電池７０２の充放電及びモータ７０１の駆動を制御する制御装置（図示省略）を備えるが、これは従来の電気自動車に搭載されるものと同様であってよい。
【００８９】
電気自動車７００は、例えば自治体等が運行するごみ回収車であってもよい。例えば、電気自動車７００は、ごみ集積所を巡回してごみを回収する。搭載されたごみ燃料化装置１００は、回収したごみを燃料ペレット化し、それを燃料として火力発電を行う。電気自動車７００は、火力発電によって得られた電力を利用して、ごみ集積所を巡回することができる。これによってすべてのごみが燃料ペレット化されれば、ごみ焼却施設でごみを焼却する必要がなくなる。
【００９０】
電気自動車７００によって使用しきれずに残った燃料ペレットは、家庭用燃料ペレット補給カートリッジ３０１等に充填して販売することもできる。いわゆるスマートグリッドが整備されていれば、電気自動車７００がごみ集積所の巡回を終えた後、二次電池７０２に蓄積された電力を電力網に供給してもよい。
【００９１】
さらに、ごみ燃料化装置１００を電気自動車７００に着脱可能に搭載することによって、ごみ燃料化装置１００を、地震、津波、洪水等の災害が発生した場合の被災地支援にも利用することができる。
【００９２】
例えば、電気自動車７００がごみ燃料化装置１００を被災地まで運び、それを取り外して現地に設置してもよい。既に説明したように、ごみ燃料化装置１００は、可燃ごみ及びＰＥＴボトル（又はその他の合成樹脂ごみ）を供給されれば、外部からエネルギーの供給を受けることなく運転することができる。このため、ごみ燃料化装置１００は、電力、ガス及び石油等の供給網が破壊された被災地においても、独立したごみ処理施設兼発電施設として使用することができる。例えば、災害によって可燃ごみを含む大量の瓦礫が発生した場合には、その可燃ごみを燃料として利用することによって、瓦礫の処理を促進することができ、発生した電力を被災地に供給することができ、上水が利用できる場合には湯沸しに使用することもできる。
【符号の説明】
【００９３】
１００、４００  ごみ燃料化装置
１０１  乾燥ごみ
１０２  湿ったごみ
１０３  攪拌細断装置
１０４  粉砕されたごみ
１０５  圧縮脱水機
１０６  脱水によって搾り出された汚水
１０７  浄化フィルタ
１０８  中水用ろ過器
１０９  中水タンク
１１０  中水
１１１  中水配管
１１２  圧縮ごみ裁断装置
１１３  裁断された圧縮ごみ
１１４  ＰＥＴボトル
１１５  粉砕機
１１６  冷却機
１１７  粉砕用歯車
１１８  粉砕されたＰＥＴボトル
１１９  溶融槽
１２０  加熱器
１２１  熱交換装置
１２２  ペレット型
１２３  裁断された圧縮ごみが載せられた溶融ＰＥＴ樹脂
１２４  上側も溶融ＰＥＴ樹脂で覆われた裁断圧縮ごみ
１２５  成形機
１２６  成形され、形を整えられた燃料ペレット
１２７  燃料ペレット貯蔵タンク
１２８  火力発電システム
１２９  中水導入管
１３０  空気
１３１  電力出力端子
１３２  排気管
１３３  筐体
１３４  焼却灰
１３５  伝熱管
１３６  出力配管
１３７  ペレット燃焼室
１３８、４１０  燃料ペレット形成部
３０１  家庭用燃料ペレット補給カートリッジ
３０２  家庭用発電・給湯システム
４０１  脱水ローラ
４０２  シート状に成型された圧縮ごみ
４０３  下側シート
４０４  上側シート
４０５  ベルトコンベア
４０６  燃料シート加工装置
４０７  燃料シート
４０８  切断されたシート状の圧縮ごみ
４０９  ミシン目
【図２】
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【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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