(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直接に又は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としての液体圧送装置に接続して、当該液体圧送装置で熱交換部からの液体を吸引すると共に、廃棄物を発酵適温に維持するための熱源を大気圧以下の減圧蒸気とした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直接に又は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としての液体圧送装置に接続して、当該液体圧送装置で熱交換部からの液体を吸引すると共に、廃棄物を発酵適温に維持するための熱源を大気圧以下の減圧蒸気としたものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
有機廃棄物を発酵処理する場合、空気中で処理を行う場合と空気を排除した所定ガス雰囲気中で処理を行う場合とがある。発酵処理する場合に用いる発酵菌の種類によって、発酵菌が好気性の場合は空気雰囲気中で発酵処理を行い、嫌気性の場合は空気を除いた所定ガス雰囲気中で処理を行う。
【０００７】
発酵槽内の廃棄物を直接蒸気で加熱する場合は、発酵槽内を吸引手段で吸引して大気圧以下の圧力状態とすると共に、所定圧力に減圧した減圧蒸気を発酵槽内に直接供給して発酵処理を行うことができる。蒸気で直接加熱ができない場合は、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、当該熱交換部に減圧蒸気を供給して廃棄物を発酵処理する。
【０００８】
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、蒸気圧力をマイナス４０センチメ―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―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。
【０００９】
廃棄物と蒸気が熱交換する熱交換部を吸引手段に接続すると共に、発酵適温に維持するための熱源を大気圧以下の減圧蒸気としたことにより、蒸気は温水と比較して単位流量当りの熱容量が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。
【００１０】
減圧蒸気は、圧力調節弁や減圧弁等を介して、通常のボイラー等で発生させた比較的高圧例えば５キロとか３キロの蒸気圧力を大気圧程度または大気圧以下に減圧することにより供給することができ、また、発酵槽内や熱交換部内を真空ポンプ等の吸引手段と接続して、予め所定の減圧状態にしておいたり、あるいは、所定の減圧状態を維持することにより、所望の減圧蒸気即ち１００度Ｃ程度あるいは１００度Ｃ以下の蒸気温度で、廃棄物を発酵処理することができる。
【００１１】
【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圧送装置４を接続すると共に減圧蒸気を供給して、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。
【００１２】
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、蒸気供給管３と、吸引手段としての液体圧送装置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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
蒸気供給管３を更に延長して管２５により吸引手段としての液体圧送装置４の作動蒸気導入口３１と接続する。液体圧送装置４は、図２に詳細を示すように、本体１１と蓋１２で密閉状容器２６を構成して、内部にフロート１３とフロート弁１４とスナップ機構部１５を配置すると共に、蓋１２に作動蒸気導入口３１と作動蒸気排出口３２と液体流入口２８と液体排出口２９を設ける。
【００１８】
フロート１３は支点１６を中心として上下に浮上降下して、ダブル弁機構のフロート弁１４を上下に移動させて液体排出口２９を連通遮断すると共に、第１レバー３５を支点３３を中心として上下に変位させるものである。同じく支点３３を中心として回転自在に第２レバー３４を配置し、この第２レバー３４の端部と第１レバー３５の端部の間に圧縮状態のコイルバネ３６を取り付ける。第２レバー３４の上部に操作棒３７を連結する。
【００１９】
操作棒３７の上部には、作動蒸気排出口３２を開閉する球状の排出弁体３８を取り付けると共に、操作棒３７の中段部に操作レバー３９を固着する。操作レバー３９の上部に上下動自在に作動蒸気導入口棒４０を配置して、この作動蒸気導入口棒４０の更に上方に球状の作動蒸気導入弁体４１を自由状態で配置する。
【００２０】
導入弁体４１は、導入口棒４０が上方へ変位すると作動蒸気導入口３１を開口して、作動蒸気を密閉状容器２６内へ供給するものである。
【００２１】
図２に示す状態は密閉状容器２６内の液体が少なく、フロート１３が下方に位置する状態を示す。この状態においては、フロート弁１４は閉弁して密閉状容器２６内と液体排出口２９を遮断している。液体流入口２８には容器内２６方向への液体の流れだけを許容する逆止弁４２と管２７を介して、発酵槽１のジャケット部２と接続する。管２７には給水管４５を接続して、ジャケット部２内に給水してジャケット部２内の空気を排出したり、あるいは、液体圧送装置４に初期だけ給水してこの液体圧送装置４を強制駆動する。
【００２２】
液体流入口２８から液体が流下してきて密閉状容器２６内の液位が上昇するとフロート１３も上昇し、フロート弁１４も下方へ微開する。更に液位が上昇してフロート１３が所定高さに達すると、スナップ機構部１５がスナップ移動して操作棒３７が瞬間的に上方へ変位する。操作棒３７の上方への変位により、作動蒸気排出弁体３８が作動蒸気排出口３２を閉口すると共に、導入弁体４１が作動蒸気導入口３１を開口して、高圧の作動蒸気が密閉状容器２６内へ供給され、溜っていた液体がフロート弁１４と液体排出口２９を経て逆止弁４３と排出管４４から所定箇所へ圧送される。
【００２３】
液体が圧送されて液位が低下するとフロート１３も降下し、所定高さに達すると再度スナップ機構部１５が反対側にスナップ移動することにより、作動蒸気導入口３１が閉口され、作動蒸気排出口３２が開口され、フロート弁１４も閉弁して、液体の圧送を停止すると共に、液体流入口２８から再び液体が密閉状容器２６内へ流下して、上記サイクルを繰り返す。
【００２４】
液体圧送装置４の上記駆動サイクルにより、ジャケット部２内の初期凝縮水としてのドレンが排出されることによって、あるいは、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。
【００２５】
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。投入された廃棄物の水分率が図示しない水分率センサで検出され、発酵処理を開始するのに適した水分率、通常４０から６０パーセント程度、を越えている場合は、発酵処理を行う前に事前乾燥を行うことが望ましい。即ち、蒸気供給管３の減圧弁１８から大気圧以上で１００度Ｃ以上の蒸気をジャケット部２に供給し、発酵槽１の上部に設けた気体吸引口９と管１０から廃棄物に多量に含まれる水分を高温蒸気で加熱しながら気化した蒸気を排出することにより、短時間で発酵処理に適した水分率とすることができる。
【００２６】
ジャケット部２で廃棄物に熱を奪われた蒸気は凝縮してドレンとなり、管２７と逆止弁４２をを通って液体圧送装置４の密閉容器２６内に至る。
【００２７】
廃棄物の水分率が発酵処理に適した水分となると、気体吸引口９を遮断すると共に、減圧弁１８からの高温蒸気の供給を停止し、代わって減圧弁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内は液体圧送装置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。
【００２８】
本実施例においては、ジャケット部２を設けて発酵槽１内の廃棄物を間接加熱する例を示したが、発酵槽１内に減圧蒸気を直接供給して、廃棄物を直接加熱しながら発酵処理することも同様にできるものである。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、熱交換部を吸引手段と接続すると共に、廃棄物を発酵温度に維持する熱源を大気圧以下の減圧蒸気としたことにより、蒸気の保有する大きな熱容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。
【図２】本発明の有機性廃棄物の発酵処理装置に用いる吸引手段としての液体圧送装置の断面図。
【符号の説明】
１  発酵槽
２  ジャケット部
３  蒸気供給管
４  液体圧送装置
７  撹拌翼
９  気体吸引口
１１  本体
１３  フロート
１４  フロート弁
１７、１８  減圧弁
２６  密閉容器
２８  液体流入口
２９  液体排出口
３１  作動蒸気導入口
３２  作動蒸気排出口
４２、４３  逆止弁
【図１】
0004230031.tif 000002
【図２】
0004230031.tif 000003