(57)【要約】      （修正有）【課題】磁化空気の供給量を均一とし、有機物を確実に熱分解処理することのできる低温熱分解処理炉を提供する。【解決手段】低温熱分解処理炉１００は、上面に有機物投入口を、下面に磁気空気供給板５を有し、有機物投入口から投入される有機物を低温熱分解する中空直方体形状の有機物分解槽３と、磁気空気供給板の下部に配置され磁気空気供給板を介して有機物分解槽に磁気空気を供給する磁気空気槽２と、磁気空気槽に磁気空気を供給する空気磁化装置と、有機物分解槽の底面に堆積する分解灰の堆積深さを一定に調整する分解灰堆積深さ調整機構と、有機物分解槽の底面に堆積する余剰の分解灰を排出する分解灰排出機構と、有機物分解槽内で発生するガスを排気するガス排出設備と、分解灰排出機構の分解灰排出口に設置され大気が有機物分解槽に逆流することを防止するために分解灰排出機構の分解灰排出口に設置される逆流防止機構と、を有する。【選択図】図１
2016090215.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に有機物投入口を、下面に磁気空気供給板を有し、前記有機物投入口から投入される有機物を低温熱分解する中空直方体形状の有機物分解槽と、
前記磁気空気供給板の下部に配置され前記磁気空気供給板を介して前記有機物分解槽に磁気空気を供給する磁気空気槽と、
前記磁気空気槽に磁気空気を供給する空気磁化装置と、
前記有機物分解槽の底面に堆積する分解灰の堆積深さを一定に調整する分解灰堆積深さ調整機構と、
前記有機物分解槽の底面に堆積する余剰の分解灰を排出する分解灰排出機構と、
前記有機物分解槽内で発生するガスを排気するガス排出設備と、
前記分解灰排出機構の分解灰排出口に設置され、大気が前記有機物分解槽に逆流することを防止するために前記分解灰排出機構の分解灰排出口に設置される逆流防止機構と、を有する低温熱分解処理炉。
【請求項２】
前記分解灰堆積深さ調整機構が、前記磁気空気供給板の一辺と並行に設置される複数本の分解灰体積深さ調整スクリューである請求項１に記載の低温熱分解処理炉。
【請求項３】
前記分解灰排出機構が、前記分解灰量調整スクリューの両端下部に、前記分解灰量調整スクリューと直角に設置される分解灰排出スクリューである請求項１または請求項２に記載の低温熱分解処理炉。
【請求項４】
前記逆流防止機構が、前記分解灰排出スクリューの分解灰排出口に設置される遮断回転弁である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の低温熱分解処理炉。
【請求項５】
前記磁気空気供給板が、
下端から上端に向かって斜め上方に延伸する第１の磁気空気隙間板と、
前記第１の磁気空気隙間板の上端の下側に隙間を隔てて配置される上端から下端に向かって斜め下方に延伸する第２の磁気空気隙間板と、
前記第１の磁気空気隙間板の下端と前記第２の磁気空気隙間板の下端との間に配置され前記分解灰量調整スクリューを格納するスクリュー格納溝と、からなる請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の低温熱分解処理炉。
【請求項６】
前記分解灰量調整スクリューは、互いに逆方向に回転する第１の分解灰量調整スクリューと第２の分解灰量調整スクリューとが交互に配置されるものである請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の低温熱分解処理炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、廃棄物である有機物を低温度（例えば、摂氏４００度未満）で熱分解処理する低温熱分解処理炉に関する。
【背景技術】
【０００２】  本出願人は、有機物の処理方法として、ダイオキシンの発生防止のために有機物を低温で熱分解する低温熱分解処理炉を既に提案している（例えば、特許文献１）。
この炉は、外槽内に形成された有機物分解槽と、外槽の下部において有機物分解槽から隔成された空気室と、空気室へ磁気空気を供給する給送手段と、有機物分解槽と空気室とを連通させる給気孔と、給気孔の上部を覆う庇部と、給気孔の下部に突出されたガイド部材と、を備えている。
そして、有機物分解槽の下部には外槽の外部に通じる排出路を備え、空気室は有機物分解槽と空気室とを仕切る斜板を有し、斜板は有機物熱分解槽底面中央に設置される排出路に向かって傾斜している。【０００３】  上記構造により、不燃物の発生を抑制しつつ、有機物を確実かつ効率よく分解することを目的としていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−９４３２６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】  しかしながら、上記提案に係る低温熱分解処理炉は、底面がＶ字型構造を有するので、有機物が熱分解されることにより生成される分解灰（セラミック灰）は底面に均一な厚さで堆積することはなく、堆積層の厚さは底面両端部で薄く、底面中心部で厚くなる。【０００５】  この結果、底面に設けられる給気孔から供給される磁気空気を有機物分解槽内に均一に供給することができない。
このため、有機物分解槽内で酸素濃度が均一とならず、有機物を確実に熱分解することが困難となるという課題を生じる。【０００６】  すなわち、磁気空気が多量に供給される両端部では有機物は燃焼してしまい、磁気空気が少量しか供給されない底面中央部では有機物は熱分解されずに未処理のまま底面から排出されてしまうことがあった。【０００７】  本発明は上記課題に鑑みなされたものであって、有機物分解槽内への磁気空気の供給量を均一とし、有機物を確実に熱分解処理することのできる低温熱分解処理炉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】
【０００８】  本発明に係る低温熱分解処理炉は、上面に有機物投入口を、下面に磁気空気供給板を有し、有機物投入口から投入される有機物を低温熱分解する中空直方体形状の有機物分解槽と、磁気空気供給板の下部に配置され磁気空気供給板を介して有機物分解槽に磁気空気を供給する磁気空気槽と、磁気空気槽に磁気空気を供給する空気磁化装置と、有機物分解槽の底面に堆積する分解灰の堆積深さを一定に調整する分解灰堆積深さ調整機構と、有機物分解槽の底面に堆積する余剰の分解灰を排出する分解灰排出機構と、有機物分解槽内で発生するガスを排気するガス排出設備と、分解灰排出機構の分解灰排出口に設置され大気が有機物分解槽に逆流することを防止するために分解灰排出機構の分解灰排出口に設置される逆流防止機構と、を有する。【０００９】  この構成により、本発明に係る低温熱分解処理炉は、有機物分解槽内の有機物を確実に低温熱分解することができることとなる。【００１０】  本発明に係る低温熱分解処理炉は、分解灰堆積深さ調整機構が磁気空気供給板の一辺と並行に設置される複数本の分解灰体積深さ調整スクリューである。【００１１】  この構成により、本発明に係る低温熱分解処理炉は、所定温度以上の分解灰の堆積深さを一定に維持し、所定温度未満の分解灰を取り除くことが可能となる。【００１２】  本発明に係る低温熱分解処理炉は、分解灰排出機構が分解灰量調整スクリューの両端下部に分解灰量調整スクリューと直角に設置される分解灰排出スクリューである。【００１３】  この構成により、本発明に係る低温熱分解処理炉は、所定温度未満の余剰な分解灰を確実に排出可能となる。【００１４】  本発明に係る低温熱分解処理炉は、逆流防止機構が分解灰排出スクリューの分解灰排出口に設置される遮断回転弁である。【００１５】  この構成により、本発明に係る低温熱分解処理炉は、分解灰の排出中であるか否かに拘らず、有機物分解槽内に磁化されていない大気が流入することを防止できることとなる。【００１６】  本発明に係る低温熱分解処理炉は、磁気空気供給板が、下端から上端に向かって斜め上方に延伸する第１の磁気空気隙間板と、第１の磁気空気隙間板の上端の下側に隙間を隔てて配置される上端から下端に向かって斜め下方に延伸する第２の磁気空気隙間板と、第１の磁気空気隙間板の下端と第２の磁気空気隙間板の下端との間に配置され分解灰量調整スクリューを格納するスクリュー格納溝と、からなる。【００１７】  この構成により、本発明に係る低温熱分解処理炉は、分解灰が均一の深さで堆積するとともに、有機物分解槽内に常時磁気空気を供給することが可能となる。【００１８】  本発明に係る低温熱分解処理炉は、分解灰量調整スクリューが、互いに逆方向に回転する第１の分解灰量調整スクリューと第２の分解灰量調整スクリューとが交互に配置される。【００１９】  この構成により、本発明に係る低温熱分解処理炉は、分解灰の堆積深さを確実に一定に維持できることとなる。
【発明の効果】
【００２０】  本発明に係る低温熱分解炉によれば、ダイオキシンの発生を抑制しつつ有機物を確実に低温熱分解して、有機物を重量比で１０分の１ないしは容積比で１００分の１に低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る低温熱分解処理炉の実施形態の正面断面図（ａ）および側面断面図（ｂ）である。
【図２】本発明に係る低温熱分解処理炉の実施形態の低温熱分解処理炉下部の断面図（ａ）、および部分拡大斜視図（ｂ）である。
【図３】有機物処理槽の下部に構成される低温熱分解灰排出部の断面図である。
【図４】磁気空気槽の底面に複数個取り付けられる磁気ケースの断面図（ａ）および下面図（ｂ）である。
【図５】低温熱分解処理炉を暖機するための暖機運転フローチャートである。
【図６】低温熱分解処理炉の通常運転フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】  以下本発明の実施形態を、図面を参照しつつ、説明する。
図１は、本発明に係る低温熱分解処理炉の実施形態の正面断面図（ａ）および側面断面図（ｂ）である。
また、図２は本発明に係る低温熱分解処理炉の実施形態の低温熱分解処理炉下部の断面図（ａ）、および部分拡大斜視図（ｂ）である。
【００２３】  すなわち、本発明に係る低温熱分解処理炉１００は、中空直方体状の外箱１内の下部に磁気空気槽２が、上部に有機物分解槽３が積み重ねられた構造を有する。
有機物分解槽３と磁気空気槽２とは磁気空気供給板５で仕切られている。また、有機物分解槽３の上面は下部開閉蓋１５によって覆われている。
なお、有機物分解槽３には開口板７が設けられており、暖機運転時に有機物分解槽３に藁等の初期燃料を有機物分解槽３に直接供給できるようになっている。
【００２４】  有機物分解槽３と磁気空気槽２とを仕切る磁気空気供給板５は、図２に示すように、斜め右（または左）上に延びる第１の磁気空気隙間板５１と、第１の磁気空気隙間板５１の上端の下側から隙間をおいて右（または左）下に延びる第２の磁気空気隙間板５２と、第１の磁気空気隙間板５１と第２の磁気空気隙間板５２のそれぞれの下端の間に配置されるスクリュー収納溝５３と、が順に配置された構成を有する。
【００２５】  第２の磁気空気隙間板５２の先端は、第１の磁気空気隙間板５１の先端の下側に隙間をあけて配置され、その隙間から磁気空気が有機物分解槽３内に供給されるようになっている。
すなわち、磁気空気供給板５は、細かい凹凸はあるものの、全体的に平坦とし、有機物分解槽３内に磁気空気を均一に供給可能な構造となっている。
【００２６】  有機物分解槽３内で有機物が低温熱分解されると、大部分は窒素ガス、水素ガス、酸素ガス等のガスとなって大気に放出されるが、一部は分解灰として磁気空気供給板５上に堆積する。
【００２７】  有機物を確実に分解するためには、有機物分解槽３内に磁気空気を均一に供給するだけでなく、磁気空気供給板５上に堆積する分解灰の厚さを所定の深さに維持することが必要である。
さらに、有機物の分解を維持するためには分解灰が所定温度以上であることも必要であるので、堆積した分解灰の下側から順次有機物分解槽３の外に排出することが必要となる。
ここで、所定温度とは外部から熱エネルギを加えることなく、低温熱分解を持続できる分解灰の温度であり、摂氏１５０〜１８０度の温度を意味する。
【００２８】  そこで、本発明に係る低温熱分解処理炉１００では、分解灰の堆積深さを一定に調整するための分解灰堆積深さ調整機構および分解灰を排出するための分解灰排出機構を備えている。
分解灰堆積深さ調整機構は、分解灰の下側を所定深さ削り取ることができるものであればよいが、本実施例では分解灰堆積深さ調整スクリュー９を採用している。
また、分解灰排出機構は、分解灰堆積深さ調整機構で削り取られた分解灰を低温熱分解処理炉１００外に排出できるものであれば、本実施例では分解灰排出スクリュー８を使用している。
【００２９】  なお、分解灰堆積深さ調整機構としては、分解灰の下部を所定の厚さで削り取る削り板を往復動させる機構、あるいは、三角翼を周囲に取り付けた円柱棒を往復動させる機構などを適用することができる。
また、分解灰排出機構としては、ベルトコンベア等を適用することができる。
【００３０】  図３は有機物分解槽３の下部に構成される分解灰排出部の断面図である。
分解灰排出部は、有機物分解槽３に向かって開口するスクリュー収納溝５３に格納される複数本の分解灰堆積深さ調整スクリュー９と、分解灰体積深さ調整スクリュー９の両端下側に配置される分解灰排出スクリュー８とで構成されている。
【００３１】  分解灰堆積深さ調整スクリュー９は、隣り合う分解灰堆積深さ調整スクリュー９が互いに逆方向に回転するようになっている。
２本の分解灰排出スクリュー８は、分解灰体積深さ調整スクリュー９の両端下部に分解灰堆積深さ調整スクリュー９と直角方向に配置され、分解灰体積深さ調整スクリュー９によって端部に運搬された分解灰を外箱１の外部に排出するようになっている。
【００３２】  なお、分解灰排出スクリュー８の分解灰排出口には、排出口の閉止状態だけでなく開放状態でも排出口から有機物分解槽３の中に磁化されていない空気が流入することを防止する逆流防止機構を設置することが必要である。
そして、本実施例では逆流防止機構として、遮断回転弁１０を適用している。
【００３３】  図４は、磁気空気槽２の底面に複数個取り付けられる磁気ケース２０の断面図（ａ）および下面図（ｂ）であって、磁気ケースフランジ２０１、磁気ケース外筒２０２、および永久磁石２０３で構成される。
【００３４】  すなわち、磁気ケース外筒２０２の上端は磁気ケースフランジ２０１に取り付けられ、他端は大気に開口している。磁気ケース外筒２０２の内側には６千〜１万ガウス程度の磁束密度の永久磁石２０３が例えば４個配置され、磁気ケース外筒２０２に吸い込まれる大気に含まれる酸素を磁化する。
なお、永久磁石２０３を磁気ケース内側に取り付けることにより、効率的に磁化することができる。
【００３５】  そして、磁気ケースフランジ２０１の中心には磁気空気供給口２０４が穿孔されており、磁気空気を磁気空気槽２に供給するようになっている。
なお、磁気空気の流路を構成する部分の部材としては磁性体を使用することが好ましい。
【００３６】  図１に示すように、下部開閉蓋１５の上部には、上部貯蔵部１２が設けられており、上部貯蔵部１２の上面は上部開閉ジャッキ１４によって開閉される上部開閉蓋１３で覆われている。
【００３７】  また、図１に示すように、有機物分解槽３の上部には排気管２１が取り付けられており、有機物分解槽３内で発生する排気ガスを排出するようになっている。
排気管２１は浄煙装置１８を介して磁気空気排風機１７に接続されており、浄煙装置１８によりタール分などを除去した排気ガスを大気に排気するようになっている。
【００３８】  なお、磁気空気排風機１７の下流側には磁気空気調整バルブ１６が配置されており、排気ガス量を調整できるようになっている。
また、有機物分解槽３の側板の内側には煙道遮蔽板４が設置されていて、有機物分解槽３内の有機物が直接排気管２１に流入することを防止している。
【００３９】  また、有機物分解槽３には、上部に槽内の雰囲気温度を計測をするための有機物分解槽内温度センサ２４が、中部に有機物を感知するための有機物センサ１１が、下部に分解灰の温度を検知するための分解灰温度センサ４０が設置されている。
さらに、低温熱分解処理炉１００は、有機物の分解度合を検出するために、例えばロードセルである重量計測センサ５０を介して据え付けられている。
【００４０】  次に、本発明に係る低温熱分解処理炉１００の運用方法を説明する。
図５は、低温熱分解処理炉１００を予熱するための初期運転方法を示すフローチャートである。
【００４１】  まず、有機物分解槽の側板に取り付けられた開口板７を解放し、有機物分解槽３内に藁を投入する（ステップＷ１）。
次に、上部開閉蓋１３を開状態とし、含水率５０パーセント以下の有機物を上部貯蔵槽１２に投入する（ステップＷ２）。
その後、下部開閉蓋１５を開とし、有機物を有機物分解槽３内の藁の上に落下させる（ステップＷ３）。
【００４２】  次に、上部開閉蓋１３および下部開閉蓋１５を閉止する（ステップＷ４）。
次に、磁気空気排風機１７の運転を開始し、藁に着火する（ステップＷ５）。
そして、有機物分解槽３内の温度が摂氏２５０度以上３５０度以下となるように磁気空気調整バルブの開度を調整する（ステップＷ６）。
【００４３】  すると、有機物分解槽３内の有機物の低温熱分解が始まり、その際に発生する分解熱により低温熱分解処理炉１００の暖機が開始される（ステップＷ７）。
有機物分解槽３内の有機物の低温熱分解が進み、有機物センサ１１が有機物を検出しなくなった時をもって暖機を終了する（ステップＷ８）。
【００４４】  図６は、低温熱分解処理炉１００の通常運転方法を示すフローチャートである。
まず、有機物分解槽３の下部の分解灰排出部に設置されている分解灰温度センサ４０により検出される分解灰の温度が摂氏１５０度以上であること、有機物センサ１１が有機物を検出していないことを確認する（ステップＮ１）。
【００４５】  次に、上部開閉蓋１３を開状態とし、有機物を上部貯蔵槽１２に投入し、上部開閉蓋１３を閉止する（ステップＮ２）。
次に、下部開閉蓋１１を開き、有機物を有機物分解槽３に落下させる（ステップＮ３）。
有機物が有機物分解槽３に落下したことを確認して下部開閉蓋を閉止する（ステップＮ４）。
すると、有機物分解槽３の底部にある分解灰の熱により有機物の低温熱分解が始まり、大部分は炭酸ガス、窒素ガス、水蒸気となって大気に放出され、残りは分解灰となって底部に堆積する（ステップＮ５）。
【００４６】  有機物の低温熱分解中は、分解灰体積深さ調整スクリュー９を適切に運転して、分解灰が底面に一様の深さで堆積するようにする。
そして、余剰な分解灰は、分解灰排出スクリュー８により、低温熱分解処理炉１００の外に排出する（ステップＮ６）。
【００４７】  有機物の分解が進み、有機物センサ１１が有機物を検出しなくなり、重量計測センサ５０の計測値から有機物分解槽３内の有機物の低温熱分解が完了したと判断されると１バッチの処置は完了したものとして（ステップＮ７）ステップＮ２に戻り、処理を続行する。
なお、有機物を重量比で約５０分の１もしくは容積比で約１００分の１にまで熱分解する１バッチ処理には１０時間程度を要する。
【００４８】  以上説明したように、本発明に係る低温熱分解処理炉１００は、分解灰は有機物分解槽３の底部に一様な深さで堆積するので、磁気空気槽２から有機物分解槽３内に均一に磁気空気を供給することが可能となり、有機物を確実に低温熱分解することができる。
【００４９】  さらに、磁気空気槽２から有機物分解槽３に磁気空気を供給する隙間は、第１の磁気空気隙間板５１の上端の下側に設けられているため、分解灰の堆積によって塞がれることはなく、磁気空気を確実に供給して有機物の低温分解を一層促進することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】  本発明に係る低温熱分解炉は、ダイオキシンの発生を抑制しつつ廃棄物である有機物を低温熱分解することができ、産業上有用である。
【符号の説明】
【００５１】１…外箱
２…磁気空気槽
３…有機物分解槽
４…煙道遮蔽板
５…磁気空気供給板
７…開口板
８…分解灰排出スクリュー
９…分解灰体積深さ調整スクリュー
１０…遮断回転弁
１１…有機物センサ
１２…上部貯蔵槽
１３…上部開閉蓋
１４…上部開閉蓋開閉ジャッキ
１５…下部開閉蓋
１６…磁気空気調整バルブ
１７…磁気空気排風機
１８…浄煙装置
２０…磁気ケース
２１…排気管
２４…有機物分解槽内温度センサ
４０…分解灰温度センサ
５０…重量計測センサ
５１…第１の磁気空気隙間板
５２…第２の磁気空気隙間板
５３…スクリュー収納溝
２０３…永久磁石
【図１】
2016090215.tif 000003
【図２】
2016090215.tif 000004
【図３】
2016090215.tif 000005
【図４】
2016090215.tif 000006
【図５】
2016090215.tif 000007
【図６】
2016090215.tif 000008