(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理すべき廃物を収容する容器手段と、廃物を圧縮する手段と、廃物を加熱する手段と、加熱段階で発生した水蒸気を排出する手段とを含み、食糧品加工（ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）産業における加工残物、工業繊維廃材、分別した市町村の固体廃物のような廃物を処理するケージ型圧縮乾燥装置であって、
処理すべき廃物を収容する前記手段が、内部に熱伝達流体を流される長手方向に延在した複数の加熱導管（１１）によって形成された円筒形本体（１０）を含み、前記加熱導管は前記円筒形の母線に沿い、互いに間隔を隔てて配置されると共に、装置の支持構造として作用する機能および前記熱伝達流体から内部に収容されている処理すべき廃物へ熱を伝達する機能の両機能を有しており、
処理される廃物および熱勾配により生じた半径方向応力が作用する状態にて前記円筒形本体（１０）を形成する導管の安定性を保証するために、予め定めた間隔を相互に隔てて配置された保持輪（１２）によって前記加熱導管（１１）が互いに拘束されており、
前記円筒形本体（１０）の移動基部として作用し、押圧ピストンのように作動する２つの頑丈な対向配置された押圧プレート（１４）を、廃物を圧縮する前記手段が含み、
前記廃物の加熱段階で発生した水蒸気を排出する前記手段が、前記円筒形本体（１０）の母線に沿い、互いに間隔を隔てて配置された前記加熱導管の間に形成された長手方向のスロットにより形成されることを特徴とするケージ型圧縮乾燥装置。
【請求項２】
水蒸気を排出する前記長手方向スロットは可変で外方へ向かって縮小する横断面を有する尖（ｃｕｓｐ）形状であることを特徴とする請求項１に記載されたケージ型圧縮乾燥装置。
【請求項３】
水蒸気を排出する前記長手方向スロットが、前記円筒形の収容本体（１０）を形成する前記長手方向の導管の本数に等しい個数であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載されたケージ型圧縮乾燥装置。
【請求項４】
前記頑丈なプレート（１４）は円筒形本体の内部空間へ挿入されるように狭間のある（ｃｒｅｎｅｌａｔｅｄ）周縁形状を有し、特に導管の間に形成された尖形受け座に挿入されるように狭間の間に位置する尖端部を有して形成され、また生じた力またはモーメントが円筒形本体（１０）の中心線から始まる半径方向の平面に作用しないときも前記導管（１１）のための支持部を形成することを特徴とする請求項１に記載されたケージ型圧縮乾燥装置。
【請求項５】
断熱性材料で作られ、前記円筒形本体（１０）を厳密に取り囲み、前記長手方向スロットから流出する水蒸気を捕集するように設計され、作業室または外部環境のいずれにも影響を与えないように閉回路構造にて作動される動力駆動凝縮器ユニットによって真空状態で作動するカーター（１６）をさらに含むことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載されたケージ型圧縮乾燥装置。
【請求項６】
前記保持輪（１２）は、熱処理で発生する大きな熱勾配によって生じる応力の作用ならびに前記２つの押圧プレート（１４）により発生される圧力による作用を最小限にすることを目的とした不安定なアイパースタティック構造を形成する１組の支持走行台車（１５）にそれぞれ取付けられた
ことを特徴とする請求項５に記載されたケージ型圧縮乾燥装置。
【請求項７】
長手方向の導管（１１）を拘束する前記保持輪（１２）が、前記導管（１１）と接触する内面に前記導管の外形に厳密に一致した形状を有し、これによりそれらの導管の理想的な受け座を形成することを特徴とする請求項１に記載されたケージ型圧縮乾燥装置。
【請求項８】
前記円筒形本体（１０）を形成する前記導管（１１）の内部を流れる透熱性流体の入口および出口ヘッダー（２３）をさらに含み、また前記２つの対向する圧力プレート（１４）の移動に障害とならないように、前記ヘッダー（２３）がホースで前記導管の外側部分へ連結されたことを特徴とする請求項１に記載されたケージ型圧縮乾燥装置。
【請求項９】
前記熱伝達流体が１９０゜Ｃ〜２１０゜Ｃの温度であることを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載されたケージ型圧縮乾燥装置。
【請求項１０】
低から中の機械強度を有する材料で製造され、これによりケージ型の円筒形本体の部材の厚さをオーバーサイズにすることで一般的な腐食作用に関するすべての問題が制御可能にされることを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載されたケージ型圧縮乾燥装置。
【請求項１１】
低合金鋼で製造され、これにより前記導管に摩耗抵抗を与えるような表面処理を行うことが可能にされていることを特徴とする請求項１から請求項１０までのいずれか一項に記載されたケージ型圧縮乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は工業的製造プラントから生じた廃物、または市町村の廃物を処理する機械に広く係わり、特にそれらの廃物を処理するための圧縮乾燥装置に関する。
【０００２】
この形式の装置は、例として挙げれば、限定するものではないが、食糧品加工（ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）産業における加工残物、工業繊維廃材、分別保管した市町村の固体廃物のような処理すべき個々の廃物に関する多くの考慮に基づいて設計しなければならない。特に、近代社会組織において固体廃物の廃棄が増えつつあるという増大する関連問題の観点から、後者の廃物について言及する。
【０００３】
この設計努力の基本的な事項として、
廃物のエネルギー上の価値、
そのエネルギー上の価値を回収するために使用すべき方法、
その回収に関する経済上の負担、
に注目することがふさわしい。
【０００４】
上述した事項を定義するうえで多くの変数を考慮しなければならず、それらのすべてが互いに相容る、または調和するとは思われず、したがって現在までに提案された技術的方法のすべては不完全および不適当であると思われる。いずれの場合も、基本的な関連する２つの目的、すなわち廃物体積の減少およびすべての腐敗成分の不活性化、が本質であると考えるべきである。
【０００５】
熱および圧力による処理による廃物の圧縮および含水量の減少を目的とするこれまで実施されてきた技術的方法は、工業プラントにおける製造上の要求条件に比較できるものではない。その結果、現在の設計による機械は作動性能を低下させる特徴を有しているので、特に作動上の観点から経済的に都合が悪い。
【０００６】
従来技術において考慮され、部分的に解決された問題の説明的な例として、イタリア国特許第１２６２６２０号が参照される。この従来技術の明細書は、適当なストッパを備えた容器内で最初に水を押出して除去することにより、処理すべき物質を圧縮および乾燥させる水平な圧搾システムを開示している。その後、この廃物は一般に平行六面体の形状をした炉の入口に近い場所で容器から押出される。この炉の側部スカートには中空空間が備えられ、その廃物に熱を伝達するためにその中空空間を通して熱伝達流体が流される。残留水分を蒸発させるため、炉に充填して引き続き加熱段階が遂行され、その間、水蒸気は炉の側面に備えられた排出開口を通して流出する。
【０００７】
この周知システムの欠点は、炉の側部スカートに備えられた通路形の中空空間内を流れる熱伝達流体の規則的な流体運動を得ることができず、したがって熱交換の可能性が危うくなるということである。
【０００８】
発生した水蒸気を排出するために開口（円形または楕円形の形状をしている）が加熱室の側面に備えられているために、圧力による応力が非常に小さい場合であっても、炉本体の強度が危険にさらされることである。
【０００９】
従来技術の装置のさらに他の欠点は、前記側部開口が存在するために処理すべき廃物と加熱領域との間の接触面がかなり制限され、発生した水蒸気の完全および連続的な流出を保証するためにそれらの開口が多数備えられるほど、大きく制限されるということである。実際には、水蒸気を排出する開口の個数および寸法と、この開口の個数および寸法の増大によって生じる機械的強度の低下との間で妥協を図ることが避けられない。
【００１０】
後者の欠点に厳密に関係して、上述した開口の存在により、特に上述のように排出開口の個数および寸法を増大することで水蒸気の完全および連続的な流出を保証するときには、作動効率の観点から、処理すべき廃物とその加熱領域との間の接触面はかなり減少する。
【００１１】
最後に、関連する炉の横断面が四角形であるために大きな値の応力が生じることを無視して、助言することはできない。
【００１２】
本発明の拡張された目的は、上述の欠点を解消すること、特に、熱伝達流体の流体運動に関するすべての問題点を解消し、また熱伝達流体から処理すべき廃物への熱伝達に関するすべての問題だけでなく、上述した２つの要求条件の間にまったく矛盾を生じることなく、水蒸気の流出に関するすべての問題も例外なく解消する乾燥および圧縮装置を実現することである。
【００１３】
本発明の他の目的は、熱伝達流体の流体循環の問題および作動時に発生して流出する水蒸気との熱交換の問題を解決するために適用されるだけでなく、高強度で、各種の作動段階で発生する熱応力および機械的応力に完全に耐えることのできる特性も有する完全に新規な設計の構造によって、上述した欠点を解消することである。
【００１４】
本発明で提案する解決法に鑑みて、処理作業および産業活動、および社会生活で生じるあらゆる種類の廃物を、各々の作業で７０〜９０トンの廃物を生じる作動サイクルに使用できるような量で圧縮および乾燥し、最終製品の単価を減少させる改良されたケージ型の圧縮乾燥装置を実現することが可能である。
【００１５】
それ故に本発明の特別な主題は、処理すべき廃物を収容する容器手段と、廃物を圧縮する手段と、廃物を加熱する手段と、加熱段階で発生した水蒸気を排出する手段とを含み、食糧品加工産業における加工残物、工業繊維廃材、分別保管した市町村の固体廃物のような廃物を処理するケージ型圧縮乾燥装置であって、
前記手段が、内部に熱伝達流体を流される長手方向に延在した複数の加熱導管によって形成された円筒形本体を含み、前記加熱導管は前記円筒形の母線に沿い、互いに間隔を隔てて配置されると共に、装置の支持構造として作用する機能および前記熱伝達流体から内部に収容されている処理すべき廃物へ熱を伝達する機能の両機能を有しており、
処理される廃物および熱勾配により生じた半径方向応力が作用する状態にて前記円筒形本体を形成する導管の安定性を保証するために、予め定めた間隔を相互に隔てて配置された保持輪によって前記加熱導管が互いに拘束されており、
前記円筒形本体の可動基部として作用し、押圧ピストンのように作動する２つの頑丈な対向配置された押圧プレートを、廃物を圧縮する前記手段が含み、
前記廃物の加熱段階で発生した水蒸気を排出する前記手段が、前記円筒形本体の母線に沿い、互いに間隔を隔てて配置された前記加熱導管の間に形成された長手方向のスロットにより形成されたケージ型圧縮乾燥装置である。
【００１６】
好ましい実施例では、水蒸気を排出する前記長手方向スロットは可変で、外方へ向かって横断面の縮小する尖（ｃｕｓｐ）形状とされ、前記長手方向の導管の本数に等しい個数とされる。
【００１７】
さらに、好ましい実施例では、当該装置は、断熱材で作られ、前記円筒形本体を厳密に取り囲み、前記長手方向スロットから流出する水蒸気を捕集するように設計され、作業室または外部環境のいずれにも影響を与えないように閉回路構造にて作動される本質的に周知の動力駆動凝縮器ユニットによって真空状態で作動するカーター（ｃａｒｔｅｒ）をさらに含む。
【００１８】
さらに、前記保持輪は、熱処理で発生する大きな熱勾配によって生じる応力の作用ならびに前記２つの処理プレート（１４）により発生される圧力によって生じる作用を最小限にすることを目的とした不安定なアイパースタティック構造（ｌａｂｉｌｅ  ｉｐｅｒｓｔａｔｉｃ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を形成する１組の支持走行台車（１５）にそれぞれ取付けられる。
【００１９】
本発明のさらなる細部および利点は、好ましい実施例を説明のために非制限的に示す添付図面を参照することで以下の説明から明白となろう。
【００２０】
図面を参照すれば、本発明の圧縮乾燥装置は多数の導管１１で形成された円筒形本体１０を含み、導管１１は円筒形の母線に沿って配置され、その内部に熱伝達流体が流される。それ故に、前記導管１１の組立体は圧縮および乾燥すべき廃物を受入れる内部円筒空間を形成する。実際的な観点から、この圧縮乾燥装置は炉として作動し、この装置の側壁は複数の導管１１に分かれていて、導管１１は互いに拘束され、理想的な周縁に沿って間隔を隔てて配置されており、円筒空間内部に収容した廃物に熱を伝達するという特別な機能を有する。さらに、すべての管状体が梁として作用するという都合の良い性質に鑑みて、処理すべき廃物の支持構造としても作用するように、また作動時に発生する圧力および熱応力に耐えることができるように、寸法が定められ、拘束される。
【００２１】
当該装置の構造および作動の詳細が図面を参照して以下に説明される。
【００２２】
円筒形本体１０を形成する導管１１は内部を１９０〜２１０゜Ｃの温度の熱伝達流体が流されている。導管１１は処理すべき廃物の収容構造を形成しており、また多数の保持輪１２によって互いに拘束され、圧縮した廃物により、ならびに加熱作用による熱勾配によって生じる半径方向応力が作用する状態での円筒形本体を形成する導管の安定性を保証するために、所定の相互距離を隔てて配置されている。これらの構造部材すなわち保持輪１２は、前記導管１１と接触する内面に大文字のオメガ（Ω）の形状に設計された同数の受け座を有し、その受け座の内部に前記導管が固定的に取付けられる。
【００２３】
円筒形本体１０内に収容した廃物を圧縮するために必要な軸線方向の長手方向圧縮力は、２つの頑丈なプレート１４によって円筒形本体の反対両側の基部に加えられる。これらのプレート１４は、以下の説明でさらに理解されるように、円筒形本体の内部空間に挿入されるように設計された狭間のある（ｃｒｅｎｅｌａｔｅｄ）周縁形状を有し、特に導管の間に形成された尖形受け座に挿入されるような狭間の間に位置する尖端部を有して適当に形成される。
【００２４】
導管１１は透熱性流体（ｄｉａｔｈｅｒｍａｌ  ｆｌｕｉｄ）の入口および出口ヘッダー２３と連通しており、また前記円筒形本体１０内でピストンのように作動する前記２つの圧力プレート１４の移動に障害とならないように、適当なホース（図示せず）によってケージ型圧縮乾燥装置の前記円筒形本体の外部に連結されている。
【００２５】
これまで説明してきたこの構造により、熱伝達流体は各導管１１内部において十分に定められた流体運動に従い、処理される廃物との高い熱交換率を達成するように流量値を選択することができるということが観察できる。
【００２６】
一体に連結された前記保持輪１２を有するケージ型の円筒形本体１０は、不安定なアイパースタティック構造を実現するために適当に配置された走行台車１５を構成する地上取付け部に取付けられる。この走行台車は、加熱作動時に発生する大きな熱勾配によって生じる応力の作用ならびに２つの圧縮プレート１４により発生される長手方向の圧力による作用を最小限にするために適用されている。
【００２７】
上述したように、熱源として、また容器構造として、２つの働きをする導管１１の特定の幾何学的配置が、本発明の実質的な概念と考えるべきである。導管１１は円筒形本体の母線に沿って配置され、１組の長手方向スロットを形成するように互いに適当に間隔を隔てられる。それ故に、長手方向スロットの個数は導管１１の個数と等しく、尖形状とされ、廃物の加熱作動によって生じる水蒸気の流出通路としてだけでなく、導管１１と処理される前記廃物との間の熱交換の補助部材として極めて有効であることが見い出されている。これらのスロットは明白なように可変で外方へ向かって減少する横断面を有し、圧縮プレート１４で発生される圧力によって押圧される廃物に対して次第に増大する抵抗力を表し、この抵抗力の増大は圧縮力が設計値に安定的に達したときにのみ終わる。
【００２８】
これらの特徴は、上述したスロットが全体的に２〜３平方メートルに等しい流出面積を形成すると考えられるから、円筒形本体の側壁を弱体化させる影響を被ることなく、水蒸気の効果的な流出を保証するだけでなく、廃物処理時にスロットを通して廃物が漏れ出ないことも保証する。
【００２９】
この構造により、装置全体のエネルギー効率に関する実質的な変数となる導管に直接に接触して処理される廃物の蒸発面積は、前記導管の間に位置する空間によって形成されるような水蒸気の上述した流出通路の直ぐ近くに位置し、この蒸発面は同じ加熱長さを有する他の形状の炉本体（例えば平行六面体または角柱（プリズム）形状）で得られる面積よりも大きい（２倍ほども大きい）。
【００３０】
本発明による圧縮乾燥装置の導管と、処理すべき廃物との間の増大した接触面積は、処理すべき廃物の加熱および冷却時間をかなり短縮でき、セントラル・ヒーティング／クーリング設備も含む装置全体に関する運転コースの経済的なバランスに好ましい影響を生じる。
【００３１】
前記導管１１の表面と処理すべき廃物との間に確立された関係は、圧力の作用により装置の全長にわたって前記導管と廃物との間に作用する摩擦力は、処理される廃物の体積を減少させる圧力作用の整然とした長手方向の分散を妨げない。
【００３２】
ケージ型の円筒形本体の横断面形状は、圧縮および乾燥した廃物の連続面に対して、前記導管の加熱面は個々の母線間に不連続部を備えているという事実に鑑み、圧縮および乾燥した処理後の製品の抜出し作動も容易にする。
【００３３】
さらに圧縮プレートは、サドルまたは狭間のある形状に形成されて、発生した圧力またはモーメントが円筒形本体１０の中心線から始まる半径方向の平面に作用しないときでも、導管を支持するようになされることに注目することも好ましいように思われる。
【００３４】
最後に円筒形本体１０の組立体は、断熱性材料で作られて上述した前記流出通路を通って流出する水蒸気のための捕集ヘッダーとして作用するカーター部材（ｃａｒｔｅｒ  ｍｅｍｂｅｒ）１６で包囲され、前記水蒸気は閉回路配置にて作動される動力駆動凝縮器ユニットによって排出導管１７を通して吸引され、これにより当該プラントは作業室または外部環境のいずれにも影響を及ぼさない。
【００３５】
これまで説明したようにな圧縮乾燥装置は、低〜中の機械的強度を有する材料で製造でき、高い機械的強度の材料と比べて、一般的な腐食作用に関するすべての問題を当該構造の寸法を適当にオーバーサイズにするという簡単なことで制御することができる。
【００３６】
この観点から、導管に摩耗耐性を与えるために適用される表面処理は、低合金鋼を使用できることにより可能とされることが理解できる。
【００３７】
処理した廃物のその後の抜出し段階の間、軸線方向の圧力を増大するといういかなる必要性も、本発明による圧縮乾燥装置の構造と完全に相容れるものと考えられることも理解できる。何故なら、たとえ肉厚が薄くても、導管が高強度梁として作用できるからである。
【００３８】
本発明の好ましい実施例がこれまで説明されたが、当業者は本発明の範囲から逸脱せずに変形および変更し得ることを理解しなければならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明によるその概略的な側立面断面図である。
【図２】  図１の装置の前立面断面図である。
【図３】  導管保持輪の詳細図である。
【図１】
0003908460.tif 000002
【図２】
0003908460.tif 000003
【図３】
0003908460.tif 000004