(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性廃棄物を収容する発酵槽と、当該発酵槽内の廃棄物を加熱用の蒸気で間接的に熱交換し発酵適温に維持して発酵処理するものにおいて、廃棄物と蒸気が熱交換する熱交換部を吸引手段に接続し、当該吸引手段を、気液分離容器と、気液分離容器の主に上方部に取り付けた冷却部と、中心部に気液分離容器よりも小径の円筒パイプを下端に隙間を設けて取り付け、円筒パイプの下部に円筒パイプより更に小径の大気圧連通管を配置して、大気圧連通管の上端を円筒パイプの下端よりも所定量だけ上部に位置するように取り付け、大気圧連通管をパイプにより大気へ開放して形成すると共に、大気圧連通管の外周と円筒パイプの内外周及び気液分離容器の下部内周とで液溜め部を形成して、液溜め部に溜った復水の量が所定量を超えるとその水頭圧により大気圧を超えて大気圧連通管とパイプから外部へ排出されることを特徴とする有機性廃棄物の発酵処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は生ゴミ等の水分を含有する有機性廃棄物を発酵処理して、有機肥料等とするものに関し、特に発酵処理の温度を最適に維持して発酵処理を短時間で効率良く行うことのできる有機性廃棄物の発酵処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各家庭やレストランやスーパー等から出る生ゴミや、水産市場や青果市場や養鶏・養豚場等から出る生ゴミ、あるいは食品加工業等から出る生ゴミを、発酵処理し肥料などとしてリサイクル可能なものへ処理する各種処理機が多数開発され使用されている。例えば、特開平７−６８２３９号、特開平９−４７７４７号公報に示されているようなものが用いられている。これらは、廃棄物を発酵処理に適した水分率、あるいは、発酵温度に維持するための加熱手段として、温水や電気ヒータを用いていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の発酵処理装置は、加熱手段として温水や電気ヒータを用いているために、廃棄物の全体をムラなく加熱することができずに効率良く発酵処理することができない問題、特に大量の廃棄物を処理する場合に加熱ムラによって長時間を要してしまう問題があった。温水の場合は、温水自身の保有する熱量が比較的小さいために、廃棄物に熱を奪われると直ちに温度低下を来たして加熱ムラを生じてしまうのである。また、電気ヒータの場合も部分的な加熱しかできずに加熱ムラを生じてしまうのである。
【０００４】
本発明の目的は、廃棄物の全体をムラなく加熱することができるようにして、短時間で大量の廃棄物を効率良く発酵処理することのできる有機性廃棄物の発酵処理装置を得ることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために講じた本発明の手段は、有機性廃棄物を収容する発酵槽と、当該発酵槽内の廃棄物を加熱用の蒸気で間接的に熱交換し発酵適温に維持して発酵処理するものにおいて、廃棄物と蒸気が熱交換する熱交換部を吸引手段に接続し、当該吸引手段を、気液分離容器と、気液分離容器の主に上方部に取り付けた冷却部と、中心部に気液分離容器よりも小径の円筒パイプを下端に隙間を設けて取り付け、円筒パイプの下部に円筒パイプより更に小径の大気圧連通管を配置して、大気圧連通管の上端を円筒パイプの下端よりも所定量だけ上部に位置するように取り付け、大気圧連通管をパイプにより大気へ開放して形成すると共に、大気圧連通管の外周と円筒パイプの内外周及び気液分離容器の下部内周とで液溜め部を形成して、液溜め部に溜った復水の量が所定量を超えるとその水頭圧により大気圧を超えて大気圧連通管とパイプから外部へ排出されるものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
発酵槽内の廃棄物を蒸気で加熱する場合は、発酵槽の内部又は外部に熱交換部を設置して、当該熱交換部を吸引手段に接続すると共に、当該熱交換部に蒸気を供給して廃棄物を発酵処理する。
【０００７】
蒸気はその圧力と温度の関係が一義的に決まるために蒸気圧力を制御することにより、蒸気温度も制御することができる。即ち、蒸気圧力を大気圧以下のマイナス４０センチメートル水銀柱とすることにより蒸気温度を約８０度Ｃとすることができ、また、マイナス７０センチメートル水銀柱とすることにより約４０度Ｃの蒸気とすることができる。
【０００８】
廃棄物と蒸気が熱交換する熱交換部を吸引手段に接続して、１００度C以下の温度の蒸気で廃棄物を加熱することができるようにしたことにより、蒸気は温水と比較して単位流量当りの熱量が６から１２倍程度あり、その大きな熱量でもって発酵処理物を加熱することができ、また、蒸気は複雑な形状部分にも行き渡ることができるために、廃棄物の全体を均一に加熱して、加熱ムラを生じることがない。
【０００９】
【実施例】
本実施例においては、発酵槽１の外周に設けた熱交換部としてのジャケット部２に、吸引手段としての液体排出装置４を接続すると共に加熱用蒸気を供給して、発酵槽１内の有機廃棄物を間接的に加熱して発酵処理する例を示す。
【００１０】
図１において、発酵槽１と、発酵槽１の外周に設けたジャケット部２と、加熱用の蒸気供給管３と、吸引手段としての液体排出装置４とで有機性廃棄物の発酵処理装置を構成する。発酵槽１は断面略Ｕ字型横長形状とし、上部に廃棄物の投入口５と、下部に処理された廃棄物の取出し口６を設けて、中央部には回転自在な撹拌翼７を取り付ける。
【００１１】
発酵槽１内の上方には、発酵槽１内に収容した廃棄物に、廃棄物の水分率に応じて蒸気を噴射する蒸気噴射管８を取り付けると共に、気体吸引口９を設ける。気体吸引口９は管１０を接続して図示しない気体排出部と接続する。
【００１２】
蒸気供給管３は、図示しないボイラーと接続して熱源としての蒸気を発酵槽１に供給するもので、減圧弁１７によりボイラーから供給される比較的高圧の蒸気を適宜大気圧程度の蒸気圧や大気圧以下の減圧蒸気に減圧して発酵槽１のジャケット部２に供給する。また、減圧弁１７と並列に別途の減圧弁１８を設けて、この減圧弁１８の設定圧力を大気圧以上から２または３キログラムパースクウェアーセンチメートル程度とすることにより、発酵槽１に投入された水分を多く含む初期廃棄物を１００度Ｃ以上の高温蒸気で加熱して、初期水分を短時間で除去することができるものである。
【００１３】
本実施例においては、蒸気圧力を調整するために減圧弁１７，１８を用いた例を示したが、減圧弁以外の例えば圧力調整弁や温度調整弁等の自動調整弁とか、ボイラーの蒸気圧力が比較的低くて安定している場合は玉形弁やニードル弁等を絞り弁として用いることもできる。
【００１４】
蒸気供給管３の途中を分岐して、管１９と弁２０を介して蒸気噴射管８と接続し、管２１と弁２２を介してジャケット部２と接続する。ジャケット部２の右側方上部には、ジャケット部２内の残存空気を系外へ排出するための空気排出管３０を取り付ける。蒸気供給管３は更に管２３とロータリージョイント２４を介して撹拌翼７と接続する。撹拌翼７の内部は中空として、ロータリージョイント２４を介して供給される蒸気が流下できるようにする。
【００１５】
ジャケット部２の下端と、吸引手段としての液体排出装置４を、管２７で接続する。液体排出装置４は、円筒状の気液分離容器１２で形成し、中心部に気液分離容器１２よりも小径の円筒パイプ１３を下端に隙間１４を設けて取り付ける。円筒パイプ１３の下部に円筒パイプ１３より更に小径の大気圧連通管１５を配置する。大気圧連通管１５はパイプ１６により大気へ開放されている。
【００１６】
大気圧連通管１５の上端は円筒パイプ１３の下端よりも所定量だけ上部に位置するように取り付ける。大気圧連通管１５の外周と円筒パイプ１３の内外周及び気液分離容器１２の下部内周とで液溜め部２６を形成する。大気圧連通管１５及び円筒パイプ１３の内周で大気圧連通部２８を形成する。
【００１７】
気液分離容器１２の上方部に冷却部としての冷却管２９を取り付ける。冷却管２９は円筒パイプ１３の外周を螺旋状に取り巻いたもので、冷却流体供給部１１から冷却流体を供給して、気液分離容器１２内の蒸気を冷却することにより凝縮させて復水とし、冷却流体取り出し部３１から系外へ排除したり、あるいは、別途の温水使用箇所へ送付するものである。
【００１８】
蒸気供給管３を更に分岐して管路２５とバルブ３２を介して気液分離容器１２の上部と接続する。この分岐管路２５は、気液分離容器１２内の再蒸発蒸気の量が少ない場合や変動する場合等に所望量の蒸気を供給することにより、気液分離容器１２内の減圧状態を確保するためのものである。
【００１９】
冷却流体供給部１１は分岐して管３３によりジャケット部２と接続することによって、ジャケット部２内に給水してジャケット部２内の空気を空気排出管３０から排出することもできるようにする。この場合、ジャケット部２内が冷却流体で満たされた後、冷却流体の供給を停止して、バルブ３５を開弁してジャケット部２内の流体を排出することにより、ジャケット部２内を大気圧以下の減圧状態とすることができる。
【００２０】
図１における発酵槽１で発酵処理を開始する場合、投入口５から廃棄物を所定量だけ発酵槽１内に投入する。使用初期においては、ジャケット部２内には不凝縮性のエアーが滞留していると共に、液体排出装置４の気液分離容器１２下部の液溜め部２６に液体は存在しないために、この状態で減圧弁１７から加熱用の蒸気をジャケット部２へ供給すると、ジャケット部２内の残留エアーは蒸気に押し出されて管２７から気液分離容器１２に至り、液体の存在しない下部液溜め部２６と隙間１４と大気圧連通管１５及びパイプ１６を経て外部に排出される。
【００２１】
エアーが排出されるに連れて液体排出装置４の気液分離容器１２内へは、発酵槽１を初期加熱して生じた復水が流入し、液溜め部２６に溜ると共に、その一部が再蒸発して再度蒸気となり気液分離容器１２の上方に溜る。一方、冷却管２９に冷却流体を供給することにより、再蒸発した蒸気は再度凝縮して復水となり、蒸気が凝縮した割合だけ気液分離容器１２内は減圧状態となる。また、液溜め部２６に溜った復水の量が所定量を越えるとその水頭圧により大気圧を越えて大気圧連通管１５とパイプ１６から外部へ排出される。
【００２２】
液体排出装置４の上記作動により、あるいは、上述した空気排出管３０から空気が排出されることによって、ジャケット部２内は徐々に大気圧以下の減圧状態となる。
【００２３】
減圧弁１７から大気圧程度もしくは大気圧以下の４０度Ｃから７０度Ｃ程度の発酵適温の減圧蒸気をジャケット部２に供給しながら発酵処理を行う。この場合、ジャケット部２内は液体排出装置４の作動により大気圧以下の減圧状態となっており、上記温度の蒸気でもって廃棄物を加熱することができる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、熱交換部を吸引手段としての液体排出装置と接続すると共に、廃棄物を発酵温度に維持する熱源を蒸気としたことにより、蒸気の保有する大きな熱量でもって廃棄物の全体をムラなく加熱することができ、短時間で効率良く発酵処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有機性廃棄物の発酵処理装置の実施例を示す一部断面構成図。
【符号の説明】
１  発酵槽
２  ジャケット部
３  蒸気供給管
４  液体排出装置
７  撹拌翼
９  気体吸引口
１１  冷却流体供給部
１２  気液分離容器
１３  円筒パイプ
１５  大気圧連通管
１７  減圧弁
２９  冷却管
【図１】
0004187854.tif 000002