(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータリ炉１４と、ロータリ炉１４の外側から加熱するバーナ炉２３，２４とを設け、ロータリ炉１４は有機廃棄物の原料供給側から順に、バーナ炉２３で加熱されたロータリ炉１４内部を流動することで有機廃棄物を乾燥する乾燥区間Ａと、乾燥区間Ａの後工程にあってバーナ炉２４からの火炎を通過する小孔２９をロータリ炉１４に形成して乾燥された有機廃棄物を燃焼させる炭化区間Ｂと、炭化区間Ｂの後工程にあってロータリ炉１４内周との間に移送空間を残しかつロータリ炉１４と一体回転可能に設けた消化筒３５を設けた消火区間Ｃとから構成したことを特徴とする有機廃棄物等の炭化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、木材，籾殻，おから，畜糞類，バカス，根菜類の残さ，かんきつ類のしぼりかす等の有機廃棄物や、有機汚泥等の炭化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、有機廃棄物等を第１の領域で加熱し、そこから気体を抜出す押出し機の形にした蒸留器へ連続的に導き、その後次の域において一層高い温度に加熱し、最終の域においてその内容物を冷却し残さを固体形にして抜き出す構成とし、被処理物の供給側から終端に至るに従い各処理を行わせ、各工程を有機的に結合して一連の乾留装置としたものがある（例えば、実公昭６３−１２５４４号公報）。
【０００３】
また、上記の形態では筒外部より加熱するため莫大な燃料費を要することとなるから、筒内に火炎を導入して廃棄物としての籾殻の表面を燃焼させ燻製炭を生成させる構成としたものがある（特開平１１−６１１４３号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記前者の構成では、冷却域の構成は、バレル（筒体）の外周にジャケットを構成し冷却水を通して該バレル終端及びその内容物を冷却する構成であるから、高温に達した内容物を燃焼させないで炭化状態を維持しながらバレルから取出す配慮がない。
【０００５】
同様に後者にあっても、その火気を消火する手段としては水の噴霧形態であり、改善の余地がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は次のような技術的手段を講じた。即ち、請求項１に記載の発明は、ロータリ炉１４と、ロータリ炉１４の外側から加熱するバーナ炉２３，２４とを設け、ロータリ炉１４は有機廃棄物の原料供給側から順に、バーナ炉２３で加熱されたロータリ炉１４内部を流動することで有機廃棄物を乾燥する乾燥区間Ａと、乾燥区間Ａの後工程にあってバーナ炉２４からの火炎を通過する小孔２９をロータリ炉１４に形成して乾燥された有機廃棄物を燃焼させる炭化区間Ｂと、炭化区間Ｂの後工程にあってロータリ炉１４内周との間に移送空間を残しかつロータリ炉１４と一体回転可能に設けた消化筒３５を設けた消火区間Ｃとから構成したことを特徴とする有機廃棄物等の炭化装置とする。
【０００７】
ロータリー炉１４内部に供給された有機廃棄物は乾燥区間Ａで流動しながら乾燥され、炭化区間Ｂではバーナ炉２４の火炎が小孔２９を通過してロータリ炉１４内に達し有機廃棄物に着火し燃焼して炭化する。炭化区間Ｂで高温にて燃焼した原料炭化物は消火筒外周とロータリ炉１４内周との間隔通路を排出側に向けて移動するが、その通路は狭くでき、移動の間は外気の取り込みが抑制されるために、燃焼した原料炭化物が急速に消火される。
【０００８】
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明は、ロータリ炉１４と、ロータリ炉１４の外側から加熱するバーナ炉２３，２４とを設け、ロータリ炉１４は有機廃棄物の原料供給側から順に、バーナ炉２３で加熱されたロータリ炉１４内部を流動することで有機廃棄物を乾燥する乾燥区間Ａと、乾燥区間Ａの後工程にあってバーナ炉２４からの火炎を通過する小孔２９をロータリ炉１４に形成して乾燥された有機廃棄物を燃焼させる炭化区間Ｂと、炭化区間Ｂの後工程にあってロータリ炉１４内周との間に移送空間を残しかつロータリ炉１４と一体回転可能に設けた消化筒３５を設けた消火区間Ｃとから構成したことで、乾燥区間、炭化区間及び消火区間を一のロータリ炉１４内に収めることによって、一連の工程を全て行え、一々区間毎に装置を準備する場合に比較して全体をコンパクトにまとめることができる。
また、炭化区間で高温にて燃焼した原料炭化物は消火区間で消火筒３５の存在によって外気の流通を抑制して燃焼炭化物が急速に消火することができる。
さらに、消化筒３５はロータリ炉１４と一体回転可能に設けるから構成が簡単である上、原料炭化物の流動移行が円滑となる。
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。図１は装置全体の概要フロー図であり、有機性廃棄物を原料タンク１からコンベア手段２を経て炭化装置３の投入口に供給し、炭化物は炭化装置３終端の取出口から排出回収され別なコンベア手段４を経て製品タンク５に貯留される。一方炭化炉３始端側から排出される未燃焼ガスは２次燃焼炉６にて処理され煙突７から排気される構成である。８は制御盤、９はオイルサービスタンクである。
【００１６】
上記炭化装置３は、架台１０に適宜固定される供給側固定筒１１、排出側固定筒１２、及びこれら固定筒１１,１２との間に位置して駆動ローラ１３,１３によって水平軸芯回りに回転自在なロータリ炉１４を設けてなる。炭化装置３の供給側端には供給タンク１５を位置させ、該タンク１５の底部から上記供給側固定筒１１に亘り供給螺旋１６を設けてあり、その駆動軸１７を供給螺旋モータ１８によって回転連動する構成である。
【００１７】
上記供給側固定筒１１の上部には点検口１９を設け、下部には粉塵取出し口２０を設けている。前記ロータリ炉１４は、所定長さの炉筒単位を複数フランジ接合（図例では４筒）して必要長さの炉長を確保すべく形成され、供給側から乾燥区間Ａ，炭化区間Ｂ，消火区間Ｃに構成される。即ち、ロータリ炉１４には前後２ケ所に燃焼用バーナ２１,２２を備え、うち一方が乾燥区間Ａにあって乾燥用バーナ２１とされ、他方は炭化区間Ｂにあって炭化用バーナ２２とされる。いずれも耐火材で構成された加熱バーナ炉２３,２４をロータリ炉１４を取り巻くように架台１０に固定し、このバーナ炉２３,２４の一側にバーナ２１,２２を挿入固定して設けてある。なお、これらバーナ２１,２２は、燃料供給バルブ２５,２６、燃料ノズル等の燃料供給装置を構成すると共に、燃焼ファン２７,２８を伴って燃焼盤部に燃焼用空気を供給できる構成である。また、ロータリ炉１４の炭化区間Ｂにはこのバーナ炉２４の内側に対応して小孔２９,２９…を穿設してなり、ロータリ炉１４の内側には該炉１４の回転方向（イ）に対して遅れ角を有して火炎導入パイプ３０,３０…を設けている（図８）。
【００１８】
上記ロータリ炉１４の内側は、その全区間に亘り非連続の羽根３１,３１…を螺旋状に配設して設けると共に、乾燥区間Ａには上記非連続部において炉１４の長手方向に略沿って撹拌羽根３２,３２…を設けてある。なおこの撹拌羽根３２高さhは、上記螺旋羽根３１高さＨよりも低位に形成している（図９）。
【００１９】
さて、前記ロータリ炉１４の消火区間Ｃには、円筒状の消火筒３５を前記螺旋羽根３１の内周縁との間に若干の隙間を存した状態にして、当該螺旋羽根３１を利用して固定板部３５ａを介して着脱自在に取り付けてなる。該消火筒３５はその一端の挿入内側端は消火区間Ｃの始端部位まで延長され、他端の外側端はロータリ炉１４から脱する状態にあって前記排出側固定筒１２内にのぞませてある。この消火筒３５は、固定筒１２内にのぞむ部分には中央を外して適宜に開口３６ａ，３６ａを形成した覆板３６を備え、一方内側端は開放状態となっている。即ち、消火区間Ｃでは原料炭化物の移動する空間のみを残して、内部円筒をもってロータリ炉１４内空間を閉塞して外部空気に晒されないよう構成するもので、酸素供給を可及的に少なくして消火に至らしめる構成である。また、この開口３６ａ，３６ａの開度状態を変更できかつ、閉塞状態にも設定可能な開度調整弁３７を設けてなる。即ち、開口３６ａ，３６aと同形状の開口３７ａ，３７ａをもって、重合する上記開度調整弁３７を中心部まわりに回動調整することにより、炭化区間Ｂ終端部への空気（酸素）供給を所定に行なわせることができ、特に零の状態（図１１破線）も可能であるから、酸素の供給を遮断する状態をも可能である。
【００２０】
排出側固定筒１２には上記消火筒３５と対向する位置に、開口網３８通路を設ける。上記排出側固定筒１２の下部は排出螺旋４０を後部側接続の排出筒４１に亘って設けてなり、ロータリ炉１４の後部端から落下する炭化物を受ける構成とし、排出筒４１先端の開口部４２から炭化物を機外に排出できる構成としている。
【００２１】
４３,４４,４４はシャワーで、排出側固定筒１２及び排出筒４１とに都合３連に設けられて、移送途中の炭化物を冷却できる構成である。前記燃焼炉６は、前記供給側固定筒１１の一側面の開口部４９に排ガス取出導管４５を介して接続構成され、炉筒内部においてバーナ４６火炎によって燃焼処理できる構成であり、該燃焼炉６終端側には煙突７を接続構成するものである。
【００２２】
８は制御盤であり、内部に各種演算処理を行なう実行プログラムを内蔵する制御部５０を備え、各部運転モータヘの出力制御、各バーナへの燃焼信号出力等を起動スイッチ類入力又は各種センサの検出入力等に基づいて実行させるものである。検出手段としては、原料タンク１に設ける満量レベルセンサ５１、乾燥用バーナ２１の上手側及び炭化用バーナ２２の下手側に配設した温度検出手段５２、５３を備え、各部駆動手段としては、前記供給螺旋モータ１７の他に、ロータリ炉１４を回転連動する駆動モータ５４、排出螺旋４０を駆動する排出螺旋モータ５５を備え、各バーナは、その燃焼指令信号に基づき、燃料供給量バルブ２５,２６制御と燃焼ファン２７,２８の回転数制御とを行い、燃料供給量に応じた風量を自動的に確保し得るよう構成している。
【００２３】
こうして制御部５０は、運転スイッチ５６操作に基づき炭化処理が行なわれている途中であっても、原料タンク１が満量になると供給螺旋用駆動モータ１７を停止し、温度検出手段５２又は５３は夫々乾燥用バーナ２１又は炭化用バーナ２２の燃焼状態を所定温度範囲になるよう燃料供給量及び燃焼ファン回転数を増減制御する構成である。
【００２４】
また、制御部５０は給水シャワー４３,４４,４４のオン・オフ制御を司り、開口部４２部に配設した温度検出手段５７の検出結果に基づいて、元来消火目的のシャワー４３，４４，４４の給水量を増減変更できる構成とし、炭化物の温度を調整できる構成としている。図例では単一の給水バルブ５８にてソレノイド励磁によってオン、オフを行なう構成としたが、夫々のシャワー４３，４４，４４にバルブを構成してもよい。なお符号５８は給水管で、二又に分岐するうちの一方は上記シャワー４３，４４，４４に通じ、他方は前記駆動ローラ１３を冷却すべく該ローラ１３を浸水させる貯水部５９に給水する構成である。６０は前記オイルサービスタンク９に通じる給油管である。
【００２５】
上例の作用について説明する。炭化装置３等の各部を運転状態とし、有機性廃棄物や有機物汚泥（以下、原料）を予め水分２０％〜３０％程度に前処理して原料タンク１に供給する。廃棄物原料は、供給螺旋１５の回転に伴い、供給側固定筒１１を経て炭化装置３のロータリ炉１４入り口から炉内に供給される。ロータリ炉１４の入口側の乾燥区間Ａにおいては、原料はロータリ炉１４の回転と螺旋羽根３０，３０…の送り作用を受けて後方側へ移動しながらロータリ炉１４を囲うように設けた加熱バーナ炉２３にて当該ロータリ炉１４が加熱されて（例えば約２００℃〜約３００℃）、内部流動の廃棄物は乾燥される。
【００２６】
一方乾燥区間Ａで所定に乾燥処理された原料は、炭化区間Ｂに至る。ここでは、まず初期段階では炭化用バーナ２２の燃焼に伴い、小孔２９，２９…を通じて加熱バーナ炉２４から火炎がロータリ炉１４内に達し、原料に着火し燃焼する。やがて拡大内部燃焼状態が行き渡ると、炭化用バーナ２４の燃料供給を遮断し燃焼を停止する。バーナ火炎の供給を断っても所謂自燃状態に入って原料の燃焼は継続しようとする。そこで、炭化用バーナ２４は、燃料供給を絶った後にも燃焼ファン２７の回転を維持して上記小孔２９，２９…に新鮮外気を供給できる構成としてあるから、酸素供給不足を伴わず、上記自燃状態を適正に継続し得るものである。こうして原料は８００℃から１２００℃の火炎に晒され炭化される。このとき、炭化物の芯温は、原料の正常状況にもよるが、およそ３００℃〜４００℃である。
【００２７】
上記乾燥区間Ａ及び炭化区間Ｂの加温処理に伴い、未燃焼の排ガスが発生するが、供給側固定筒１１の排気口から排ガス導出管を経て燃焼炉６に達する。この際原料は順次下手方向に移動するものであるから、表面側からの加熱も相俟って乾燥速度を促進できる。
【００２８】
なお、初期段階の炎供給においては、火炎導入パイプ２６を、炉１４の回転方向に対して遅れ角を有して設ける構成であるから、その吐出口は常時原料から退避する方向になり火炎や新鮮空気の供給が向上し、併せて螺旋羽根との関係で連れ回りしようとする原料を無理に落下して移行を阻害させることもない。又、上記小孔２９数は、適宜取り扱う原料の多少やバーナ特性等によって決定付けされるものである。
【００２９】
炭化区間Ｂで炭化処理された原料は消火区間Ｃに至る。ここでは、消火筒３５が存在するため、螺旋羽根３１，３１…と当該消火筒３５外周との間では酸素不足の状態になってロータリ炉１４の終端部に至り、排出側固定筒１２内に落下する。すなわち、消火筒３５は、排出側固定筒１２の蓋体３７からの通風外気をその筒内を通過させて上記炭化区間Ｂに供給するものであるが、この筒外周からの通気は遮断状態にあるため、上記消火区間Ｃにある原料炭化物には酸素供給が抑制されるため、遂には消火に至ることとなる。なお、蓋体３７の開口３７ａからの通気量は開度調整弁３８の開度調整によって大小に設定変更し得るものであるから、自燃状況等に応じてその開度を調整するとよい。また、この開度調整弁３８は通気を遮断できる構成であるから、上記自燃状況によって当該遮断を選択するとよい。
【００３０】
上記ロータリ炉１４からの炭化物は、排出側固定筒１２内にて排出螺旋４０で受けられつつシャワー４３の給水を受け、未だ赤熱状態の原料炭化物を消火できる。排出螺旋４０の回転で炭化物は移送され開口部４２から機外に排出される。この移送工程中においても別のシャワー４４，４４で消火作用が継続されている。
【００３１】
なお、シャワー４３，４４，４４の給水量を夫々バルブ４３ａ，４４ａ，４４ｂを設けて変更制御可能に構成し、前記温度検出手段５７の検出結果に基づいて、バルブを制御する構成とすれば、炭化物のきめ細かい温度管理が可能となり、直後の搬出にも温度による弊害をなくして容易化がはかれる。
【００３２】
上記のようにして回収された炭化物は、高温で蒸し焼きされた状態であるから有機物はなくアルカリ性となり、多孔質で表面積も多く、空気や水を保持しやすい性質を有し、土壌改良材、水質改良材等多くの用途がある。なお、上記の乾燥区間Ａや炭化区間Ｂで発生する未燃焼ガスは、上流側へ移動しながら順次移動する原料を乾燥作用させながら、排ガス取出導管４５を経て燃焼炉６に入り、高温で燃焼処理される構成である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  炭化施設全体の概要図である
【図２】  炭化装置及び燃焼炉装置の概要説明図である
【図３】  炭化装置の側面図である
【図４】  炭化装置の平面図である
【図５】  一部断面した炭化装置の側面図である
【図６】  ロータリ炉の断面図である
【図７】  ロータリ炉の背面図である
【図８】  ロータリ炉の炭化区間の断面図である
【図９】  ロータリ炉内側斜視図である
【図１０】  消火筒部断面図である
【図１１】  開度調整弁の作用説明図である
【図１２】  制御ブロック図である
【符号の説明】
１…原料タンク、２…コンベア手段、３…炭化装置、４…コンベア手段、５…製品タンク、６…燃焼炉、８…制御盤、１０…架台、１１…供給側固定筒、１２…排出側固定筒、１３…駆動ローラ、１４…ロータリ炉、１６…供給螺旋、１８…供給螺旋モータ、２１…乾燥用バーナ、２２…炭化用バーナ、２３，２４…加熱バーナ炉、２５，２６…燃料供給バルブ、２７，２８…燃焼ファン、２９…小孔、３０…火炎導入パイプ、３１…螺旋羽根、３２…撹拌羽根、３５…消火筒、３７…蓋体、４０…排出螺旋、４３，４４…シャワー、５０…制御部、５１…満量レベルセンサ、５２，５３…温度検出手段、５４…駆動モータ、５５…排出螺旋モータ、５６…運転スイッチ、５７…温度検出手段
【図１】
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【図２】
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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】
0003933446.tif 000008
【図８】
0003933446.tif 000009
【図９】
0003933446.tif 000010
【図１０】
0003933446.tif 000011
【図１１】
0003933446.tif 000012
【図１２】
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