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技術 ゴミ処理システム及びゴミ炭化処理方法

出願人 株式会社エイティ-ン・パートナーズ
発明者 五十嵐千明
出願日 2001年5月23日 (20年0ヶ月経過) 出願番号 2001-153755
公開日 2002年3月19日 (19年2ヶ月経過) 公開番号 2002-079228
状態 特許登録済
技術分野 廃棄物の焼却(5) 固体廃棄物の処理 コークス工業
主要キーワード 反復回転 回収扉 搬入扉 産廃物 安全ロック 煙突状 底壁外面 排出口蓋
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (9)

課題

コンパクトで安全であり、環境汚染の恐れが無く、ゴミ処理後の再利用を可能とする炭化処理を行う自動化したゴミ処理システムを提供する。

解決手段

ゴミ処理システム40は、立設された円筒状の内釜47と外釜48からなる炉本体と、その底部に配されてモータにて駆動される撹拌スクリュー42と、内釜47の側壁面の外周と底壁外面に配設された電熱ヒータ43a、43bと、炉内温度を測る温度センサ44と、ゴミ投入口蓋45及び排出口蓋46とを備えて炉内のゴミを空気流入遮断状態で350〜500℃で8〜15時間加熱して炭化する一次加熱炉50と、上方に連結配置されてガスGを通過させるとともに800〜900℃で加熱処理する上端開放された煙突状二次加熱炉60と、始動停止制御及び温度制御とゴミ撹拌制御と前記投入口蓋45と排出口蓋46の開閉制御を行う制御装置11と、を備える構造である。

概要

背景

従来のゴミ廃棄物)の処理は、可燃物であれば焼却炉にて燃やして灰にし、不燃物であれば地下に埋めることが一般的であった。最近ではゴミ資源の再利用の推進という施策によって、プラスチックを始めとする一部のゴミは再処理が為される場合も多くなっている。

一方、ゴミ処理に伴う環境汚染の問題が全国的に問題となっている。特にプラスチック廃棄物焼却処理についてはゴミ焼却施設からのダイオキシン類の排出の問題が深刻化しており、規制立法が為されて早急な対策要請されている。即ち、一般にプラスチック廃棄物を燃やした時に発生するガス中には法的規制対象のダイオキシン類(ポリ塩化ジベンゾダイオキシンPCDDポリ塩化ジベンゾフランCDFの総称)が含まれるが、このダイオキシン類は環境中で分解されにくく、所定温度(約850℃)以上で焼却すれば発生が抑えられるが、そのような高温処理可能な焼却炉を備える焼却施設は高価であり各自治体でも導入は遅々として進んでいない。ましてや、病院や企業等が個々に環境対策の万全な既存のゴミ焼却施設を導入することはコスト面や施工場所の確保等の点で難しい。従来、学校に設置されていた焼却炉は廃止されるに至っているのである。

概要

コンパクトで安全であり、環境汚染の恐れが無く、ゴミ処理後の再利用を可能とする炭化処理を行う自動化したゴミ処理システムを提供する。

ゴミ処理システム40は、立設された円筒状の内釜47と外釜48からなる炉本体と、その底部に配されてモータにて駆動される撹拌スクリュー42と、内釜47の側壁面の外周と底壁外面に配設された電熱ヒータ43a、43bと、炉内温度を測る温度センサ44と、ゴミの投入口蓋45及び排出口蓋46とを備えて炉内のゴミを空気流入遮断状態で350〜500℃で8〜15時間加熱して炭化する一次加熱炉50と、上方に連結配置されてガスGを通過させるとともに800〜900℃で加熱処理する上端開放された煙突状二次加熱炉60と、始動停止制御及び温度制御とゴミ撹拌制御と前記投入口蓋45と排出口蓋46の開閉制御を行う制御装置11と、を備える構造である。

目的

本発明は上記ゴミ処理の現状に鑑みてなされたものであり、焼却炉によってゴミを燃して灰にする従来のゴミ焼却システム代替するものとして、ゴミの焼却ではなく炭化を行う炭化炉を備えて生ゴミやプラスチックゴミ等を再利用可能な形態で且つクリーンにゴミ処理を行うようにした場所を取らないゴミ処理システムとそれを用いたゴミ炭化処理方法を提供するものである。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

炉内に配されてモータ駆動される撹拌スクリューと、炉内の上方に配された遠赤外線ヒータと、炉の壁面を加熱する電熱ヒータと、炉内温度を測る温度センサと、ゴミ投入口蓋及び排出口蓋を備えるゴミ炭化炉と、前記ゴミ炭化炉の始動停止制御温度制御とゴミ撹拌制御と投入口蓋及び排出口蓋の開閉制御を行う制御装置と、を備えることを特徴とするゴミ処理システム

請求項2

請求項1に記載のゴミ処理システムにおいて、ゴミ炭化炉が、U字状の断面を有する筒状体平面側を上にして水平に横置した炉本体と、炉本体の内部の底近傍に水平に軸を渡して炉の外部に配設したモータにて回転される羽が脱着自在の撹拌スクリューと、炉の壁面に配設された電熱ヒータと、炉内部の上方に略水平に配設された遠赤外線セラミックヒータと、モータによって自動開閉するゴミの投入口蓋及び排出口蓋と、容量センサと、を備えることを特徴とするゴミ処理システム。

請求項3

炉内底部に配されてモータにて駆動される撹拌スクリューと、炉の壁面に配設された電熱ヒータと、炉内温度を測る第一の温度センサと、ゴミの投入口蓋及び排出口蓋と、を備えて炉内のゴミを加熱して炭化する一次加熱炉と、炉内温度を測る第二の温度センサと、炉の壁面に配された電熱ヒータとを備えるとともに前記一次加熱炉の上方に連結配置されて一次加熱炉で発生するガスを通過させるとともに加熱する二次加熱炉と、前記一次加熱炉と二次加熱炉の始動・停止制御及び温度制御とゴミ撹拌制御と前記投入口蓋と排出口蓋の開閉制御を行う制御装置と、を備えることを特徴とするゴミ処理システム。

請求項4

請求項3に記載のゴミ処理システムにおいて、一次加熱炉が、立設された円筒状の炉本体と、該炉本体の底に垂直に軸着されてモータにて回転される撹拌スクリューと、内釜側壁面と底面に配設された電熱ヒータと、自動開閉手段を有するゴミの投入口蓋と排出口蓋と、を備え、二次加熱炉が、同一中心軸を持つ内筒外筒の2つの筒状体に挟まれた空間をガス通過域とする炉体と、前記外筒の外周に設けられた電熱ヒータと、を備えることを特徴とするゴミ処理システム。

請求項5

請求項1または請求項2に記載のゴミ処理システムにおいて、ゴミ炭化炉は、炉内に投入されたゴミを空気流入遮断状態で400〜500℃で2〜10時間加熱するとともに撹拌スクリューにて撹拌されて均一に炭化し粉砕することを特徴とするゴミ処理システム。

請求項6

請求項3または請求項4に記載のゴミ処理システムにおいて、一次加熱炉は、炉内に投入されたゴミを空気流入遮断状態で350〜500℃で8〜15時間加熱するとともに撹拌スクリューにて撹拌して均一に炭化して粉砕し、二次加熱炉は、前記一次加熱炉で発生したガスを空気流入遮断状態で800〜900℃に加熱処理することを特徴とするゴミ処理システム。

請求項7

請求項1〜請求項6何れかに記載のゴミ処理システムにおいて、炉と空き缶潰し機が箱状体の内部に配置され、前記炉の投入口へゴミを投入するための投入口内蓋を備えるダクトと、ダクトへ外からゴミを搬入するゴミ搬入扉と、炉の底部の排出口から炭化処理後炭化物を取り出す炭化物回収扉と、アルミ空き缶及び鉄空き缶を投入する空き缶搬入扉と、出入口扉と、換気扇と、前記ゴミ炭化炉と空き缶潰し機の制御装置の計器読み取り用窓と、が前記箱状体の壁面に取り付けられていることを特徴とするゴミ処理システム。

請求項8

請求項5に記載のゴミ処理システムを用いたゴミ炭化処理方法であり、ゴミ搬入扉を手動にて開けるステップ1と、前記ステップ1の2〜10秒後に炭化炉の投入口蓋を制御装置が自動にて開けるステップ2と、前記ステップ2の1〜10秒後にダクトの投入口内蓋を制御装置が自動にて開けるステップ3と、ステップ3とほぼ同時に制御装置が撹拌スクリューを一方向に回し始めてゴミを炉内の奥へ送るステップ4と、容量センサが炉内のゴミ量が所定量に達したことを感知するとともにこの感知信号を受けて制御装置が炭化炉の投入口蓋を自動にて閉めるステップ5と、前記ステップ5の1〜10秒後に制御装置が遠赤外線ヒータと電熱ヒータに通電して炉本体を加熱するステップ6と、制御装置が撹拌スクリューを自動にて反復回転させるステップ7と、加熱開始後3〜10時間経過後に撹拌スクリューの駆動と遠赤外線ヒータ及び電熱ヒータの通電を停止するステップ8と、前記ステップ8の後停止状態を3〜10時間保持した後、制御装置が再稼働可能状態に自動にて戻るステップ9と、で構成されることを特徴とするゴミ炭化処理方法。

請求項9

請求項6に記載のゴミ処理システムを用いたゴミ炭化処理方法であり、ゴミ搬入扉を手動にて開けるステップ1と、一次加熱炉の投入口蓋を制御装置が自動にて開けるとともに撹拌スクリューを回すステップ2と、ゴミ投入後にゴミ搬入扉を手動にて閉じるとともに制御装置が一次加熱炉の投入口蓋を自動にて閉め撹拌スクリューを停止するステップ3と、起動スイッチを入れるステップ4と、制御装置が二次加熱炉の電熱ヒータに通電して温度制御しつつ加熱するステップ5と、制御装置が第二の温度センサにて二次加熱炉が所定温度以上に加熱されたことを感知して一次加熱炉の電熱ヒータに通電して温度制御しつつ加熱するステップ6と、制御装置が撹拌スクリューを回転させるステップ7と、制御装置が一次加熱炉の加熱開始後8〜15時間経過後に一次加熱炉の電熱ヒータの通電を停止するステップ8と、前記一次加熱炉の通電停止後所定時間経過後に撹拌スクリューを停止するとともに二次加熱炉の通電を停止するステップ9と、前記ステップ9の後一次加熱炉が所定温度以下になった時に制御装置が排出口蓋の閉解除を行うとともに再稼働可能状態に自動にて戻るステップ10と、で構成されることを特徴とするゴミ炭化処理方法。

技術分野

(5)燃焼ではなく炭化させるので、ダイオキシン類の発生は抑えられ、二次加熱炉は800〜900℃の高温熱処理を行ってダイオキシン類を分解除去するので極めてクリーン排気となり、煤煙は殆ど出ない。

背景技術

0001

本発明は学校、病院、企業、その他の施設で利用が可能な集中制御によるゴミ処理システムゴミ炭化処理方法に関する。

0002

従来のゴミ(廃棄物)の処理は、可燃物であれば焼却炉にて燃やして灰にし、不燃物であれば地下に埋めることが一般的であった。最近ではゴミ資源の再利用の推進という施策によって、プラスチックを始めとする一部のゴミは再処理が為される場合も多くなっている。

発明が解決しようとする課題

0003

一方、ゴミ処理に伴う環境汚染の問題が全国的に問題となっている。特にプラスチック廃棄物焼却処理についてはゴミ焼却施設からのダイオキシン類の排出の問題が深刻化しており、規制立法が為されて早急な対策要請されている。即ち、一般にプラスチック廃棄物を燃やした時に発生するガス中には法的規制対象のダイオキシン類(ポリ塩化ジベンゾダイオキシンPCDDポリ塩化ジベンゾフランCDFの総称)が含まれるが、このダイオキシン類は環境中で分解されにくく、所定温度(約850℃)以上で焼却すれば発生が抑えられるが、そのような高温処理可能な焼却炉を備える焼却施設は高価であり各自治体でも導入は遅々として進んでいない。ましてや、病院や企業等が個々に環境対策の万全な既存のゴミ焼却施設を導入することはコスト面や施工場所の確保等の点で難しい。従来、学校に設置されていた焼却炉は廃止されるに至っているのである。

0004

既存の焼却炉を中心としたゴミ焼却処理システムでは、ゴミ資源の再利用の道を阻んでおり、ゴミ資源の有効活用の観点からは望ましいとは言えない。また、ダイオキシン類排出対策を講じた焼却施設は大掛かりで高コストであって、排煙等の問題は未解決である。

0005

上記のような事情の下で、学校、病院、企業、その他個々の施設でのゴミ処理を一括して行い、且つダイオキシン汚染等の環境問題が解消され、ゴミ資源の有効活用が実現できるようなクリーンで場所を取らない低コストのゴミ処理システムの実現が強く望まれているのである。

課題を解決するための手段

0006

本発明は上記ゴミ処理の現状に鑑みてなされたものであり、焼却炉によってゴミを燃して灰にする従来のゴミ焼却システム代替するものとして、ゴミの焼却ではなく炭化を行う炭化炉を備えて生ゴミやプラスチックゴミ等を再利用可能な形態で且つクリーンにゴミ処理を行うようにした場所を取らないゴミ処理システムとそれを用いたゴミ炭化処理方法を提供するものである。

発明を実施するための最良の形態

0007

本発明は、上記課題を解決するために、
(1)炉内に配されてモータ駆動される撹拌スクリューと、炉内の上方に配された遠赤外線ヒータと、炉の壁面を加熱する電熱ヒータと、炉内温度を測る温度センサと、ゴミの投入口蓋及び排出口蓋を備えるゴミ炭化炉と、前記ゴミ炭化炉の始動停止制御温度制御とゴミ撹拌制御と投入口蓋及び排出口蓋の開閉制御を行う制御装置と、を備えることを特徴とするゴミ処理システムを提供する。
(2)上記(1)に記載のゴミ処理システムにおいて、ゴミ炭化炉が、U字状の断面を有する筒状体平面側を上にして水平に横置した炉本体と、炉本体の内部の底近傍に水平に軸を渡して炉の外部に配設したモータにて回転される羽が脱着自在の撹拌スクリューと、炉の壁面に配設された電熱ヒータと、炉内部の上方に略水平に配設された遠赤外線セラミックヒータと、モータによって自動開閉するゴミの投入口蓋及び排出口蓋と、容量センサと、を備えることを特徴とするゴミ処理システムを提供する。
(3)炉内底部に配されてモータにて駆動される撹拌スクリューと、炉の壁面に配設された電熱ヒータと、炉内温度を測る第一の温度センサと、ゴミの投入口蓋及び排出口蓋と、を備えて炉内のゴミを加熱して炭化する一次加熱炉(炭化炉)と、炉内温度を測る第二の温度センサと、炉の壁面に配された電熱ヒータとを備えるとともに前記一次加熱炉の上方に連結配置されて一次加熱炉で発生するガスを通過させるとともに加熱する二次加熱炉と、前記一次加熱炉と二次加熱炉の始動・停止制御及び温度制御とゴミ撹拌制御と前記投入口蓋と排出口蓋の開閉制御を行う制御装置と、を備えることを特徴とするゴミ処理システムを提供する。
(4)上記(3)に記載のゴミ処理システムにおいて、一次加熱炉が、立設された円筒状の炉本体と、該炉本体の底に垂直に軸着されてモータにて回転される撹拌スクリューと、内釜側壁面と底面に配設された電熱ヒータと、自動開閉手段を有するゴミの投入口蓋と排出口蓋と、を備え、二次加熱炉が、同一中心軸を持つ内筒外筒の2つの筒状体に挟まれた空間をガス通過域とする炉体と、前記外筒の外周に設けられた電熱ヒータと、を備えることを特徴とするゴミ処理システムを提供する。
(5)上記(1)または(2)に記載のゴミ処理システムにおいて、ゴミ炭化炉は、炉内に投入されたゴミを空気流入遮断状態で400〜500℃で2〜10時間加熱するとともに撹拌スクリューにて撹拌されて均一に炭化し粉砕することを特徴とするゴミ処理システムを提供する。
(6)上記(3)または(4)に記載のゴミ処理システムにおいて、一次加熱炉は、炉内に投入されたゴミを空気流入遮断状態で350〜500℃で8〜15時間加熱するとともに撹拌スクリューにて撹拌して均一に炭化して粉砕し、二次加熱炉は、前記一次加熱炉で発生したガスを空気流入遮断状態で800〜900℃に加熱処理することを特徴とするゴミ処理システムを提供する。
(7)上記(1)〜(6)何れかに記載のゴミ処理システムにおいて、炉と空き缶潰し機が箱状体の内部に配置され、前記炉の投入口へゴミを投入するための投入口内蓋を備えるダクトと、ダクトへ外からゴミを搬入するゴミ搬入扉と、炉の底部の排出口から炭化処理後炭化物を取り出す炭化物回収扉と、アルミ空き缶及び鉄空き缶を投入する空き缶搬入扉と、出入口扉と、換気扇と、前記ゴミ炭化炉と空き缶潰し機の制御装置の計器読み取り用窓と、が前記箱状体の壁面に取り付けられていることを特徴とするゴミ処理システムを提供する。
(8)上記(5)に記載のゴミ処理システムを用いたゴミ炭化処理方法であり、ゴミ搬入扉を手動にて開けるステップ1と、前記ステップ1の2〜10秒後に炭化炉の投入口蓋を制御装置が自動にて開けるステップ2と、前記ステップ2の1〜10秒後にダクトの投入口内蓋を制御装置が自動にて開けるステップ3と、ステップ3とほぼ同時に制御装置が撹拌スクリューを一方向に回し始めてゴミを炉内の奥へ送るステップ4と、容量センサが炉内のゴミ量が所定量に達したことを感知するとともにこの感知信号を受けて制御装置が炭化炉の投入口蓋を自動にて閉めるステップ5と、前記ステップ5の1〜10秒後に制御装置が遠赤外線ヒータと電熱ヒータに通電して炉本体を加熱するステップ6と、制御装置が撹拌スクリューを自動にて反復回転させるステップ7と、加熱開始後3〜10時間経過後に撹拌スクリューの駆動と遠赤外線ヒータ及び電熱ヒータの通電を停止するステップ8と、前記ステップ8の後停止状態を3〜10時間保持した後、制御装置が再稼働可能状態に自動にて戻るステップ9と、で構成されることを特徴とするゴミ炭化処理方法を提供する。
(9)上記(6)に記載のゴミ処理システムを用いたゴミ炭化処理方法であり、ゴミ搬入扉を手動にて開けるステップ1と、一次加熱炉の投入口蓋を制御装置が自動にて開けるとともに撹拌スクリューを回すステップ2と、ゴミ投入後にゴミ搬入扉を手動にて閉じるとともに制御装置が一次加熱炉の投入口蓋を自動にて閉め撹拌スクリューを停止するステップ3と、起動スイッチを入れるステップ4と、制御装置が二次加熱炉の電熱ヒータに通電して温度制御しつつ加熱するステップ5と、制御装置が第二の温度センサにて二次加熱炉が所定温度以上に加熱されたことを感知して一次加熱炉の電熱ヒータに通電して温度制御しつつ加熱するステップ6と、制御装置が撹拌スクリューを回転させるステップ7と、制御装置が一次加熱炉の加熱開始後8〜15時間経過後に一次加熱炉の電熱ヒータの通電を停止するステップ8と、前記一次加熱炉の通電停止後所定時間経過後に撹拌スクリューを停止するとともに二次加熱炉の通電を停止するステップ9と、前記ステップ9の後一次加熱炉が所定温度以下になった時に制御装置が排出口蓋の閉解除を行うとともに再稼働可能状態に自動にて戻るステップ10と、で構成されることを特徴とするゴミ炭化処理方法を提供する。

0008

本発明の実施の形態を図面に基いて説明する。

0009

図1は本発明に係る第一の形態のゴミ処理システムの構成を示す平面図であり、図2は同正面図である。図3は本発明に係る第一の形態の主たる構成要素である炭化炉の構成を示す斜視図である。図4は本発明に係るゴミ処理システムの箱状体の外観図である。図5は本発明に係る第一の形態のゴミ処理システムによるゴミ炭化処理方法の手順例を示すフロー図である。図6は本発明に係る第二の形態のゴミ処理システムの構成を示す正面図である。図7は同ゴミ処理システムの主要部の一次加熱炉と二次加熱炉の構造を示す斜視図である。図8は本発明に係る第二の形態のゴミ処理システムによるゴミ炭化処理方法の手順例を示すフロー図である。

0010

図1乃至図3において、本発明のゴミ処理システム20は、炉内に配されてモータ1によって駆動される撹拌スクリュー2と、炉内の上方に配された遠赤外線ヒータ3、3と、炉の壁面を加熱する電熱ヒータ4と、炉内温度を測る温度センサ5と、ゴミの投入口S1をスライド開閉する投入口蓋6及び炭化物の排出口S2を開閉する排出口蓋7を備えるゴミ炭化炉10と、前記ゴミ炭化炉10の電源の始動・停止制御と遠赤外線ヒータ3と電熱ヒータ4への温度センサ5に基づく通電制御による温度制御と撹拌スクリュー2の駆動モータ1によるゴミ撹拌制御と前記投入口蓋6及び排出口蓋7等の開閉制御を行うマイクロコンピュータによる制御装置11と、を備える構成となっている。

0011

上記ゴミ炭化炉10は、特に図3に示されるように、U字状の断面を有するステンレススチールの筒状体を平面側を上にして水平に横置した長手寸法1.3m、深さ0.8m、横0.9m程度の大きさの炉本体8(周り耐火断熱材28で覆われている。)と、炉本体8の内部の底近傍に水平に軸を渡して炉の外部に配設したモータ1にて回転される羽13が脱着自在に取り付けられる撹拌スクリュー2と、炉の壁面に配設された電熱ヒータ4と、炉内部の上方に略水平に配設された遠赤外線セラミックヒータ3と、適宜配置されたモータ14によってワイヤ駆動ないしチェーン駆動で自動開閉するゴミの投入口蓋6及び排出口蓋7と、炉内に溜められたゴミの量が所定量を越えたか否かを計る容量センサ9と、を備えた構成となっている。

0012

上記ゴミ炭化炉10は、炉内に投入されたゴミ(プラスチックを含む生ゴミ)を空気流入遮断状態で400〜500℃(好ましくは約450℃)で2〜10時間(好ましくは5時間以上)加熱するとともに撹拌スクリュー2にてゴミを撹拌して均一に炭化し粉砕するように制御装置11にて自動制御される。上記温度範囲はゴミの炭化に適した温度領域であり、上記寸法の炭化炉10では対象のゴミによって異なるが約5時間で炭化が完了する。

0013

このようにプラスチックを含む生ゴミを焼却するのではなく、水分を蒸発させて炭化することで、有毒ガスその他の煙りは殆ど排出しない。また、遠赤外線による加熱は撹拌スクリュー2による撹拌と相俟ってゴミを一様に内部にまで加熱するので加熱効率が高く水分の蒸発速度が速い。また、炭化に伴う臭いも少なく(脱臭装置を組み合わせればより完全にシステム外部と遮断できる。)蒸気と僅かのガスのみの排出となる。炉内で圧力が高まった蒸気等は排気管15を通して排出され、また、換気扇26を通して炭化炉10の発生する熱は外部に排出される。勿論、炉内への空気の流入は遮断してゴミが燃焼しないようにすることが肝要である。なお、撹拌スクリュー2の羽13は対象とするゴミの種類によって適宜その大きさ、形状、枚数等を調整することが望ましい。

0014

次に、図1に示されるゴミ処理システム20は上記ゴミ炭化炉10に加えて既存の空き缶潰し機(分類機能付)30が箱状体19の内部に配置され、図2に示されるように、前記ゴミ炭化炉10の投入口S1へゴミを投入するための投入口内蓋16を備えるダクト17と、ダクト17を通して外からゴミを搬入するゴミ搬入扉21と、ゴミ炭化炉10の排出口S2から炭化処理後の炭化物を取り出す炭化物回収扉22と、アルミ空き缶及びスチール空き缶を投入する空き缶搬入扉24と、出入口扉25と、換気扇26と、前記ゴミ炭化炉10と空き缶潰し機30の制御装置11の計器読み取り用窓27と、が前記箱状体19の壁面に取り付けられていることを特徴とする。

0015

上記箱状体19は例えば縦1.3m,横2.4m、高さ2.1m程度の壁面が耐火パネルで覆われたやや大型の物置程度の容積を有し、中に前記ゴミ炭化炉10と空き缶潰し機30とモータ1、14、制御装置11等が適宜配置されている構成である。

0016

上記のように種々のゴミ処理を物置程度のコンパクトボックス集約させて一元化したゴミ処理システムは、病院、学校、公共施設等に導入されることによって、ややもすると曖昧でお荷物的存在のゴミ処理対策が、安全且つ清潔で明快な環境対策として整えることが可能になるのである。

0017

次に、上記のゴミ処理システム20を用いたゴミ炭化処理方法として、特に、安全面と自動化の観点から図5のフロー図に示される主要な処理手順にてゴミの炭化処理を制御装置11のコンピュータ制御で行うことが望ましい。

0018

先ず、ゴミ搬入扉21を手動にて開け(ステップ1)、次にそのT1秒(2〜10秒後、好ましくは約5秒)後にゴミ炭化炉10の投入口蓋6を制御装置11が自動にて開け(ステップ2)、次にそのT2秒(1〜10秒後、好ましくは約3秒)後にダクト17の投入口内蓋16を制御装置11が自動にて開ける(ステップ3)。且つそれとほぼ同時に制御装置11が撹拌スクリュー2を一方向に回し始めてゴミを炉内の奥へ送る(ステップ4)。

0019

炉内にゴミが蓄積されて容量センサ9が炉内のゴミ量が所定量に達したことを感知すると、この感知信号を受けて制御装置11が炭化炉10の投入口蓋6を自動にて閉め(ステップ5)、そのT3秒(1〜10秒後、好ましくは3秒後)に制御装置11が遠赤外線ヒータ3と電熱ヒータ4に通電して炉本体を加熱し(ステップ6)、且つ制御装置11が撹拌スクリュー2を自動にて反復回転させ(ステップ7)、加熱開始後T4秒(3〜10時間、好ましくは5時間)経過後に撹拌スクリュー2の駆動と遠赤外線ヒータ3及び電熱ヒータ4の通電を停止する(ステップ8)。そして、前記ステップ8の後停止状態をT5時間(3〜10時間、好ましくは5時間)保持した後、制御装置11が再稼働可能状態に自動にて復帰する(ステップ9)という手順で構成されている。

0020

なお、上記制御装置11はマイクロコンピュータを利用した簡単なプログラム制御にてシーケンス制御される。

0021

次に、図6または図7に示される本発明に係る第二の形態のゴミ処理システム40は、プラスチック廃棄物から発生するダイオキシン類の対策を念頭に創案されたものである。その構造は、内釜47と外釜48からなる炉本体の底部に配されてモータ41にて駆動される撹拌スクリュー42と、内釜47の側壁面の外周と底壁外面に配設された電熱ヒータ43a、43bと、炉内温度を測る第一の温度センサ44と、ゴミの投入口蓋45及び排出口蓋46と、を備えて炉内のゴミを空気流入遮断状態で加熱して炭化する一次加熱炉50(炭化炉である)と、炉内温度を測る第二の温度センサ51と、炉の側壁面の外周に配された電熱ヒータ52とを備えるとともに前記一次加熱炉50の上方に連結配置されて一次加熱炉50で発生するガスGを通過させるとともに加熱処理する二次加熱炉60(これも空気流入遮断状態での加熱なので炭化炉である)と、前記一次加熱炉50と二次加熱炉60の始動・停止制御及び温度制御とゴミ撹拌制御と前記投入口蓋45と排出口蓋46の開閉制御を行う制御装置と、を備える基本構造である。

0022

上記図6または図7に例示される一次加熱炉50は、ステンレススチール製の立設された円筒状の内釜47(内径640mm、高さ800mm)と外釜48(外径1050mm、高さ約800mm)からなる炉本体であり、前記撹拌スクリュー42は内釜47の底に垂直に軸着されてモータ41にて回転する。

0023

また、二次加熱炉60は、同一中心軸を持つ内筒54(外直径85mm程度)と外筒55(内直径100mm程度)の2つの筒状体に挟まれた空間(厚さ7.5mm程度のパイプ形状の空間)をガス通過域とする2重構造の炉体と、前記外筒55の外周に長さ1.2mにわたって設けられた電熱ヒータ52と、を備え、さらに外筒55の周りはステンレススチール製の円筒で放熱を遮断するように覆われている。

0024

上記一次加熱炉50は、炉内に投入されたゴミを空気流入遮断状態で350〜500℃で8〜15時間加熱するとともに撹拌スクリュー42にて撹拌して均一に炭化して粉砕し、上記二次加熱炉60は、前記一次加熱炉50で発生したガスGを空気流入遮断状態で800〜900℃に加熱処理して有害物を分解除去した後、クリーンなガスG′として外へ排出する。

0025

なお、二次加熱炉60の構造は上端開放された煙突状であり、一次加熱炉50で発生したガスGは一次加熱炉50の自身の内圧で二次加熱炉60の薄い隙間の炉体中に流入してゆっくりと1.2m以上の長い炉内(通過域)を昇っていくが、その間に800〜900℃に速やかに加熱処理されて上端から排出される。

0026

仮にプラスチック廃棄物を上記一次加熱炉50のみで炭化処理した場合には、従来のような燃焼ではないので、従来の焼却炉に比して格段にダイオキシン類の発生は抑えられるが、猶、僅かの有害なガスGが発生することは否定できない。上記二次加熱炉60はそうした有毒なガスGを空気流入遮断状態(炉の上端からは圧力差外気は流入しない。)で近接する電熱ヒータ52にて速やかに800〜900℃に加熱処理するので、有害ガスは分解され、最終的に外気へ排出されるガスG′は蒸気、及び法定基準を満たす僅かの低濃度のガスに過ぎない。

0027

本発明者の実験によれば、上記二次加熱炉60をより密閉に近い構造もしくは還流する方式にすると、ガスGが長時間滞留して加熱が十分に行われるようにも一見想定されるが、実際は圧力の増大を招き、煤煙の量が増大することが判った。そして、上記二次加熱炉60の二重煙突構造のように壁面に囲まれた薄く長いガスの通過域を開放された上端に向かって通しつつ加熱する構造が効率的であり、結果的に煤煙を殆ど出さないことが判明したのである。

0028

次に上記ゴミ処理システム40を用いたゴミ炭化処理方法の主要な手順を図8のフロー図を元に以下説明する(符号は図6図7及び図4を参照)。先ず、ゴミ搬入扉21を手動にて開け(ステップ1)、ステップ1の2〜10秒後に一次加熱炉50の投入口蓋45を制御装置が自動にて開けるとともに撹拌スクリュー42を回し(ステップ2)、ゴミ投入後にゴミ搬入扉21を手動にて閉じるとともに制御装置が一次加熱炉50の投入口蓋45を自動にて閉めてゴミを撹拌していた撹拌スクリュー42を停止し(ステップ3)、ゴミ処理起動スイッチを入れ(ステップ4)、制御装置が二次加熱炉60の電熱ヒータ52に通電して設定温度t2=850℃まで温度制御しつつ加熱し(ステップ5)、制御装置が第二の温度センサ51にて二次加熱炉60が所定温度(例えば500℃)以上に加熱されたことを感知して一次加熱炉50の電熱ヒータ43a、43bに通電して温度制御しつつ設定温度t1=370〜450℃に加熱し(ステップ6)、制御装置がステップ4から所定時間経過後(例えば2時間後)に撹拌スクリュー42を回転始動させ(ステップ7)、制御装置が一次加熱炉50の加熱開始後8〜15時間経過後に一次加熱炉50の電熱ヒータ43a、43bの通電を停止し(ステップ8)と、前記一次加熱炉50の通電停止後所定時間経過後(例えば2時間後)に撹拌スクリュー42を停止するとともに二次加熱炉60の通電を停止し(ステップ9)、ステップ9の後一次加熱炉50が所定温度以下(例えば80℃以下)になって炉内温度が冷まされた時に制御装置が排出口蓋46の閉解除(安全ロック解除である。)を行うとともに再稼働可能状態に自動にて戻る(ステップ10)、というステップで構成され、最後に排出口蓋46を開けて炭化物を排出する。なお、制御装置は前述のゴミ処理システム20の制御装置11と同等である。

0029

本発明のゴミ処理方法の要諦は、ゴミ搬入扉21を開けてゴミを投入する所作と、処理起動スイッチを入れる所作のみでゴミ炭化処理が開始され、以後は完全自動化されており、ゴミ処理終了後は、炭化物回収扉22を開けて炉内から排出される炭化物を回収する所作のみで済む点にある。なお、ゴミ炭化処理中は箱状体19内への立ち入り禁止されて安全が確保される。

0030

以上の構造と処理手順を用いたゴミ処理システム20または40は、生ゴミ(学校における給食の食べ残し、レストラン残飯等)は勿論、病院における紙おむつ等の医療産廃物、その他のプラスチックゴミは全て炭化して元の1/50〜1/20以下に減量した所謂「炭」になっており、後の廃棄処理が容易であり、また生ゴミ等を炭化させたものは飼料肥料として農家園芸用土壌改良としても再利用できる。

0031

念のために付言すれば、本発明のゴミ処理システム20または40は箱状体19に装置全てが収まって自動制御されるので利用者が中に立ち入る必要がなく、また有害物質を排出せず環境汚染の恐れが解消されるので、安全、衛生的であって、学校、病院、レストラン、老人センター等の諸施設に殊の外有益なゴミ処理システムとなることは疑いない。

図面の簡単な説明

0032

本発明に係るゴミ処理システム及びゴミ処理方法は上記のように構成されているため、
(1)生ゴミを炭化処理するので、環境汚染の恐れがなく安全である。
(2)炭化処理された生ゴミの炭化物は飼料、肥料として再利用できるのでゴミ資源のリサイクルに資する。
(3)システム全体が物置程度の大きさのコンパクトな処理施設としてまとまっており、設置場所が確保し易い。
(4)自動制御されていて、生ゴミの最適な炭化処理が安全に行われる。

--

0033

図1本発明に係る第一のゴミ処理システムの構成を示す平面図である。
図2本発明に係る第一のゴミ処理システムの構成を示す正面図である。
図3本発明に係る第一のゴミ処理システムの炭化炉の構成を示す斜視図である。
図4本発明に係るゴミ処理システムの箱状体の外観図である。
図5本発明に係るゴミ処理システムによるゴミ炭化処理方法の手順を示すフロー図である。
図6本発明に係る第二のゴミ処理システムの構成を示す斜視図である。
図7本発明に係る第二のゴミ処理システムの構成を示す正面図である。
図8本発明に係る第二のゴミ処理システムによるゴミ炭化処理方法の手順を示すフロー図である。

0034

1、41 (撹拌スクリューを回す)モータ
2、42 撹拌スクリュー
3遠赤外線ヒータ(遠赤外線セラミックヒータ)
4、43a、43b、52電熱ヒータ
5温度センサ
6、45投入口蓋
7、46排出口蓋
8 炉本体
9容量センサ
10ゴミ炭化炉
11制御装置
13 羽
14 モータ
15排気管
16投入口内蓋
17ダクト
19箱状体
20、40ゴミ処理システム
21 ゴミ搬入扉
22炭化物回収扉
24空き缶搬入扉
25出入口扉
26換気扇
27計器読み取り用窓
28耐火断熱材
30空き缶潰し機(分類機能付)
44 第一の温度センサ
51 第二の温度センサ
50一次加熱炉
54内筒
55外筒
60二次加熱炉
G、G′ガス
S1 投入口
S2 排出口

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