使用済み紙おむつ処理装置
【課題】 使用済み紙おむつから燃料を得る際の熱量転化効率を向上すると共に、イニシャルコスト及びランニングコストを低減させ、且つ設備を小型化すると共にトータル的にＣＯ2の削減に寄与し、外部に臭気が漏れ出ることがない使用済み紙おむつ処理装置を提供する。
【解決手段】 使用済み紙おむつを粉砕処理及び発酵処理する処理槽２１を有する処理部２０と、該処理部２０の前記処理槽２１に排気部４２を介して連通して前記処理槽２１内の臭気ガスを脱臭する脱臭部５０とが一体的に設けられており、前記処理槽２１と前記脱臭部５０とが、当該脱臭部５０内で加熱された気体を前記処理槽２１内に供給する供給部４５を介して連通されていると共に、前記供給部４５には、外気を取り入れ可能で且つ外気と前記脱臭部５０で加熱された気体の何れか一方を切り替えて前記処理槽２１に送風する切り替え手段６０を有する。
【解決手段】 使用済み紙おむつを粉砕処理及び発酵処理する処理槽２１を有する処理部２０と、該処理部２０の前記処理槽２１に排気部４２を介して連通して前記処理槽２１内の臭気ガスを脱臭する脱臭部５０とが一体的に設けられており、前記処理槽２１と前記脱臭部５０とが、当該脱臭部５０内で加熱された気体を前記処理槽２１内に供給する供給部４５を介して連通されていると共に、前記供給部４５には、外気を取り入れ可能で且つ外気と前記脱臭部５０で加熱された気体の何れか一方を切り替えて前記処理槽２１に送風する切り替え手段６０を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用済み紙おむつを粉砕処理及び発酵処理することで燃料となる処理物を得ることができる使用済み紙おむつ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
病院や老人ホーム、家庭などでは幼児用又は成人用として使い捨て可能な紙おむつが広く利用されている。このような紙おむつの使用済みのもの（使用済み紙おむつ）は焼却処分されているのが現状であるが、使用済み紙おむつは、し尿などの水分を含んでいることから燃焼温度を高くしなければ燃焼しきれず、処理コストの増大が問題となっている。また、使用済み紙おむつの埋め立て処分も検討されているが、し尿やパルプ類は土中の微生物によって分解されるものの、防水フィルムや不織布などは分解されずに残存するという問題がある。
【０００３】
このため、使用済み紙おむつを処理することで燃料等として利用するための種々の方法が採用されている。使用済み紙おむつ処理装置としては、例えば、使用済み紙おむつを粉砕処理及び発酵処理する処理槽（処理部）と、処理槽内の気体の脱臭を行う脱臭部とを具備するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−００７１１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のように、処理槽と脱臭部とを離して設け、両者をパイプを介して接続した場合、パイプの熱風を搬送する経路が長くなってしまうため、処理槽と脱臭部との間で搬送される熱風の熱損失及び圧力損失が大きくなってしまう。これにより、処理槽（処理槽に至る経路）や脱臭部に設けられた加熱手段により再加熱や吸引手段（ブロア等）による吸引のためのエネルギー損失が多くなってしまうという問題がある。
【０００６】
また、処理槽と脱臭部とを離して設けた場合、処理部及び脱臭部内の熱がそれぞれ個別に放熱されてしまい、熱損失及び圧力損失が大きくなってしまうという問題がある。
【０００７】
なお、経路や装置自体を断熱材で覆ったとしても、経路や装置自体からの放熱を完全に防止することはできないため、上記問題を解決することはできない。
【０００８】
さらに、処理槽と脱臭部とを離して設け、両者をパイプを介して接続させた場合、パイプスペースやパイプの取り回しが煩雑であり、使用済み紙おむつ処理装置の設置作業に時間がかかり、設置コストが増大してしまうという問題がある。
【０００９】
また、処理槽と脱臭部とを離して設けた場合、広い設置面積が必要で、且つ搬送するのが困難であることから、処理部と脱臭部とを個別搬送して、設置する際に両者の接続が必要になるため、設置作業に時間がかかり設置コストが増大してしまうという問題がある。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑み、使用済み紙おむつから燃料を得る際の熱量転化効率を向上すると共に、イニシャルコスト及びランニングコストを低減させ、且つ設備を小型化すると共にトータル的にＣＯ2の削減に寄与し、外部に臭気が漏れ出ることがない使用済み紙おむつ処理装置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】
【００１１】
上記課題を解決する本発明の態様は、使用済み紙おむつを粉砕処理及び発酵処理する処理槽を有する処理部と、該処理部の前記処理槽に排気部を介して連通して前記処理槽内の臭気ガスを脱臭する脱臭部とが一体的に設けられており、前記処理槽と前記脱臭部とが、当該脱臭部内で加熱された気体を前記処理槽内に供給する供給部を介して連通されていると共に、前記供給路には、外気を取り入れ可能で且つ外気と前記脱臭部で加熱された気体の何れか一方を切り替えて前記処理槽に送風する切り替え手段が設けられていることを特徴とする使用済み紙おむつ処理装置にある。
【００１２】
かかる態様では、処理部と脱臭部とを一体的に設けることで、処理槽から脱臭部まで移動する臭気ガスの経路である排気部の距離を短くすると共に、排気部の断面積を大きくして、熱損失及び圧力損失を減少させることができる。また、脱臭部から処理槽まで移動する加熱された酸素含有ガスの経路である吸気部の距離を短くすると共に、供給部の断面積を大きくして、熱損失及び圧力損失を減少させることができる。したがって、臭気ガスや酸素含有ガスの再加熱に必要なエネルギーを減少させてＣＯ2排出量を低減することができる。また、処理部と脱臭部とを一体的に設けることで、パイプスペースやパイプの取り回しが不要になり、設置面積を減少させることができる。また、処理部と脱臭部とを一体的に設けることで、搬送コストも減少できる。さらに、１つの切り替え手段によって処理槽に加熱された酸素含有ガス又は外気を選択的に供給することができるため、構造を簡略化して構成部品を減少させてコストを低減させることができる。
【００１３】
ここで、前記排気部及び前記供給部が、前記処理槽の上面と前記処理部の上面とに亘って設けられた空間を有するものであることが好ましい。
【００１４】
これによれば、排気部及び供給部の経路を最も短くして、断面積を大きくすることができるため、熱損失及び圧力損失をさらに減少させることができる。
【００１５】
また、前記切り替え手段は、前記処理槽に連通し、且つ前記供給部に温風開口部を介して連通すると共に外部に冷風開口部を介して連通する空気溜りと、前記温風開口部を開口すると共に前記冷風開口部を閉口して前記処理槽内に前記処理部で加熱された気体を送風する加熱状態と前記温風開口部を閉口すると共に前記冷風開口部を開口して前記処理槽内に外気を送風する冷却状態とを切り替える切り替え弁と、該切り替え弁を前記加熱状態及び前記冷却状態に駆動する駆動手段とを具備することが好ましい。
【００１６】
これによれば、１つの切り替え弁によって、加熱状態と冷却状態とを切り替えることができるため、切り替え弁の制御を容易に行うことができると共に、部品点数を減少させてコストを低減することができる。
【００１７】
また、前記温風開口部と前記冷風開口部とが、それぞれ互いに開口面が交差する方向に配置されていると共に、前記切り替え弁が前記温風開口部を開閉する温風開閉弁と前記冷風開口部を開閉する冷風開閉弁とが連結部を介して連結されて構成されていることが好ましい。
【００１８】
これによれば、温風開閉弁と冷風開閉弁とによって、温風開口部と冷風開口部とを開閉する加熱状態及び冷却状態に切り替えることができる。
【００１９】
また、前記切り替え手段は、前記冷風開口部に連通する外気取入れ部を具備すると共に、当該切り替え手段と前記供給部とは、前記外気取入れ部以外が断熱材により覆われていることが好ましい。
【００２０】
これによれば、脱臭部から供給された加熱された気体の熱損失を減少させることができると共に、外気取入れ部から取り入れられた気体が、脱臭部からの加熱された気体によって加熱されることなく、処理槽内を外気によって効率良く冷却することができる。
【００２１】
また、前記脱臭部は、前記処理槽内の雰囲気ガスを脱臭する脱臭装置と、前記雰囲気ガスを脱臭処理して得られた処理ガスを熱交換するための第１熱交換器と、該第１熱交換器から排出された処理ガスを熱交換する第２熱交換器とで構成されていることが好ましい。
【００２２】
これによれば、使用済み紙おむつの発酵処理に伴って発生する臭気ガスを脱臭して無臭化できると共に、脱臭処理後の処理ガスの熱を発酵処理や脱臭処理の熱源としてリサイクルすることによって、発酵処理と脱臭処理に必要な熱コストを低減することができる。
【００２３】
また、前記第２熱交換器で熱交換された熱が、前記処理槽内の加熱に用いられていることが好ましい。
【００２４】
これによれば、脱臭処理後の処理ガスの熱を脱臭処理の熱源としてリサイクルすることによって、脱臭処理に必要な熱コストを低減することができる。
【００２５】
また、前記処理槽内で処理した前記処理物を当該処理槽内から排出する排出手段をさらに具備することが好ましい。
【００２６】
これによれば、運搬手段によって処理槽内の処理物を容易に取り出すことができる。
【００２７】
また、前記処理部及び前記脱臭部が、断熱材で覆われていることが好ましい。
【００２８】
これによれば、処理部の排熱や脱臭部の排熱が外部に放熱されるのを防止して、熱損失をさらに減少させることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明では、処理部と脱臭部とを一体化することで処理槽と脱臭部とを短縮し、両者の間で交換される加熱された気体の熱損失及び圧力損失を低減させてエネルギー損失を低減させることができる。したがって、ＣＯ2排出量を低減させることができる。また、処理部と脱臭部とを一体化することで、設置面積を減少させることができると共に装置の搬送を容易にして、設置作業の時間を短縮することができ、設置コストを低減することができる。したがって、使用済み紙おむつから燃料を得る際の熱量転化効率を向上すると共に、イニシャルコスト及びランニングコストを低減させ、且つ設備を小型化すると共にトータル的にＣＯ2の削減に寄与し、外部に臭気が漏れ出ることがない使用済み紙おむつ処理装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００３１】
（実施形態１）
図１は、使用済み紙おむつ処理装置の斜視図であり、図２は、使用済み紙おむつ処理装置の上面図であり、図３は、処理部の概略断面図であり、図４は、処理部の要部を示す図である。
【００３２】
図示するように、使用済み紙おむつ処理装置１０は、使用済み紙おむつが投入されて使用済み紙おむつが破壊及び発酵処理される処理槽２１を有する処理部２０と、処理槽２１内の排気ガスを脱臭する脱臭部５０とを具備する。
【００３３】
処理部２０は、図３に示すように、処理槽２１と、処理槽２１内に設けられて使用済み紙おむつを破砕すると共に発酵菌と共に攪拌する破砕手段２２とを具備する。
【００３４】
処理槽２１は、箱形状を有し、内面の底面は後述する羽根３２の回転方向に沿って半円筒形状に形成されている。すなわち、処理槽２１は、内部にかまぼこ状の空間を有する。この処理槽２１には、図１に示すように、長手方向の一端側で鉛直方向上側に使用済み紙おむつが投入される開口部２４が設けられている。開口部２４は、使用済み紙おむつが複数収容されて密封されたポリエチレン等の廃棄袋が投入可能な開口面積で形成されている。なお、本実施形態では、例えば、開口部２４は、７０Ｌの廃棄袋が投入可能な開口面積で形成されている。
【００３５】
また、処理槽２１の鉛直方向上側の面には、開口部２４の開口を塞ぐ蓋部材２５が設けられている。この蓋部材２５は、一辺が処理槽２１に軸支されることで、一辺側を軸として回転することによって開口部２４を開閉自在としている。このような開口部２４から廃棄袋が投入されると共に、開口部２４から必要に応じて発酵処理に必要な発酵菌が適宜投入される。ここで「発酵処理」とは、し尿、パルプ等を微生物によって分解する処理を言う。し尿等を分解する具体的な発酵菌は特に限定されず、公知の発酵菌を用いればよい。発酵処理に使用される発酵菌は、好気性微生物又は嫌気性微生物の何れを用いてもよいが、管理容易性や発酵過程で発生する臭気レベルの低さから好気性微生物を用いることが望ましい。
【００３６】
また、図４（ｃ）に示すように、処理槽２１には、側面の長手方向中央部に矩形状に開口する排出孔２６が設けられており、この排出孔２６は、排出扉２７によって開閉自在となっている。この排出孔２６は、処理槽２１内で発酵処理、裁断・破砕及び乾燥されて製造された処理物を外部に排出する排出手段の一部として機能する。詳細には、排出扉２７によって排出孔２６を開口した状態で、詳しくは後述する破砕手段２２によって処理物を排出孔２６側に集めることで、処理物が排出孔２６から自動的に排出される。すなわち、本実施形態では、詳しくは後述する破砕手段２２と排出孔２６とが排出手段として機能する。
【００３７】
また、処理槽２１に排出孔２６を設けることによって、処理槽２１の内部の点検及びメンテナンスを行うことができる。
【００３８】
また、処理槽２１内には、図３に示すように、使用済み紙おむつを破砕する破砕手段２２が設けられている。破砕手段２２は、処理槽２１の長手方向に亘って設けられた回転軸３０と、回転軸３０の一端部側に設けられて回転軸３０を回転させる駆動モータ等の駆動手段３１と、回転軸３０の軸方向に所定の間隔で設けられた複数の羽根３２とで構成されている。
【００３９】
羽根３２は、回転軸３０に基端部が固定された一対の固定部材３３と、一対の固定部材３３の間の先端側に保持された板状の回転刃３４とを具備する。回転刃３４は、一辺が処理槽２１の内面に相対向して一方面が回転方向となるように設けられている。また、回転刃３４の処理槽２１の内面に相対向する一辺には、凹部３４ａが設けられている。
【００４０】
一方、処理槽２１の底面には、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、回転刃３４の凹部３４ａに相対向する領域に固定刃３５が設けられている。この固定刃３５は、処理槽２１の半円筒形状の底面に回転刃３４の回転方向に亘って所定の長さで設けられて断面が矩形状の破砕用固定刃３５ａと、破砕用固定刃３５ａよりも短く且つ回転刃３４の凹部３４ａ内に突出して先端に刃が回転方向に亘って設けられた裁断用固定刃３５ｂとで構成されている。破砕用固定刃３５ａは、裁断用固定刃３５ｂの両側面を保持して、裁断用固定刃３５ｂが折れたり処理槽２１から外れたりするのを防止すると共に、回転刃３４によって軸方向に移動しようとする使用済み紙おむつの移動を抑えて、回転刃３４と破砕用固定刃３５ａとの間及び回転刃３４と処理槽２１の底面との間で使用済み紙おむつを破砕するためのものである。また、裁断用固定刃３５ｂは、回転刃３４の凹部３４ａとの間で使用済み紙おむつを裁断するようになっている。すなわち、本実施形態では、回転刃３４と固定刃３５との間で使用済み紙おむつを破砕及び裁断して所望の大きさに細分化した破砕物を製造している。
【００４１】
このような羽根３２は、回転軸３０の周りに螺旋状となるように所定間隔で複数設けられることで、回転方向によって中央部にある排出孔２６に使用済み紙おむつを寄せ集めることができると共に、左右両側に拡散させることができる。
【００４２】
なお、排出孔２６近傍の羽根３２が同時に排出孔２６に処理物を集めると、処理物が圧迫されて排出する際に排出孔２６が詰まってしまう虞があるため、排出孔２６近傍の羽根３２は、回転軸３０を中心として対称となるように設けられている。
【００４３】
ここで、回転刃３４が排出孔２６を掬う方向に回転するのを正転、逆に回転刃３４が排出孔２６の上側から回転するのを逆転とすると、回転刃３４の正転時に排出孔２６に紙おむつを寄せ集め、回転刃３４の逆転時に紙おむつを左右両側に拡散させるように、回転刃３４は設けられている。
【００４４】
すなわち、各羽根３２の回転刃３４は、回転軸３０の軸方向に対して傾斜して設けられている。この回転刃３４の傾斜方向は、正転させた際に破砕及び裁断する使用済み紙おむつに対して排出孔２６とは反対側の端部が先に当接し、その後、排出孔２６側の端部が当接する方向である。すなわち、各羽根３２の回転刃３４は、同一方向に傾斜しているのではなく、排出孔２６近傍の回転刃３４は、排出孔２６を中心として対称となるように傾斜して設けられている。このように、回転刃３４を回転軸３０の軸方向に対して傾斜して設けることで、回転刃３４が使用済み紙おむつに傾斜して当接し、使用済み紙おむつ破砕及び裁断しながら正転により排出孔２６側に寄せ集めることができると共に、逆転により処理槽２１の両側に拡散させることができる。このような回転刃３４の傾斜角度は、回転軸３０の軸方向に対して１０〜３０度とするのが好ましく、本実施形態では、約２０度となるようにしている。
【００４５】
なお、排出孔２６近傍の羽根３２のそれぞれの回転刃３４は、図３に示すように、互いに軸方向にオーバーラップするように、排出孔２６に対向する領域に延設された掻き出し部３６を有する。このように、排出孔２６近傍の羽根３２に掻き出し部３６を設けることによって、排出孔２６から排出させる処理物が残り少なくなったとしても、回転刃３４を正転させることで掻き出し部３６によって排出孔２６に処理物を掻き集めることができ、処理物の全てを確実に排出孔２６から排出させることができる。
【００４６】
このような破砕手段２２は、上述のように使用済み紙おむつを攪拌しながら破砕及び裁断すると共に、正転により排出孔２６に寄せ集めたり、逆転により処理槽２１の両側に拡散させるようになっている。そして、処理槽２１内には、開口部２４から使用済み紙おむつ（廃棄袋）と共に発酵菌が投入されるため、破砕手段２２は、紙おむつを破砕及び裁断しながら発酵菌と共に攪拌し、発酵処理を行わせることができる。
【００４７】
また、このような本実施形態の羽根３２は、角部の全てがＲ状に面取りされている。このように、羽根３２の角部を全て面取りすることで、回転刃３４と処理槽２１の内面との間で使用済み紙おむつを破砕した際に使用済み紙おむつが羽根３２に引っかかるのを防止して、網状のからみつきの発生を防止することができる。なお、使用済み紙おむつが破砕されることなく絡み付くと、羽根３２や回転軸３０に網状に成長し、破砕、発酵、乾燥、排出と言った全ての攪拌効果を著しく阻害してしまう。本実施形態では、羽根３２の角部の全てをＲ状に面取りすることで、攪拌効果を阻害するのを防止している。
【００４８】
また、処理槽２１内は、水分を含む使用済み紙おむつが投入されると共に、発酵菌を用いた発酵処理が行われるため、処理槽２１及び処理槽２１内に設けられた回転刃３４を有する羽根３２、固定刃３５等は、耐食性に優れた材料を用いるのが好ましく、例えば、オーステナイト系ステンレスを用いることができる。但し、処理槽２１内は処理物を排出する前に破砕物の加熱乾燥が定期的に行われるため、処理槽２１及び処理槽２１内に設けられた回転刃３４を有する羽根３２、固定刃３５等に腐食が発生し難いので、耐腐食性は劣るが裁断能力に優れたマルテンサイト系ステンレスを用いてもよい。勿論、使用済み紙おむつの裁断を行う裁断用固定刃３５ｂのみをマルテンサイト系ステンレスで形成し、他の部材をオーステナイト系ステンレスで形成するようにしてもよい。
【００４９】
また、図１及び図２に示すように、処理部２０には、処理槽２１内の雰囲気ガスを吸引排気して脱臭する脱臭部５０が接続されている。
【００５０】
詳しくは、処理槽２１の上部には、排気口４１設けられており、図５に示すように、排気口４１に相対向する領域には、内部にフィルター４３を有する中空の排気部４２が設けられている。そして、排気部４２の排気口４１とは反対側の端部に、脱臭部５０を介して処理槽２１の内部の雰囲気ガスを吸引排気する排気手段４０が接続されている。
【００５１】
排気手段４０は、処理槽２１の内部が陰圧となるように処理槽２１の内部の雰囲気ガスを吸引排気するものであり、例えば、吸引・排気ファンや真空ポンプなどが挙げられる。
【００５２】
そして、排気手段４０が処理槽２１の内部の雰囲気ガスを吸引排気すると、雰囲気ガスに含まれる微細な塵等がフィルター４３によって集塵される。なお、フィルター４３は、処理槽２１から吸引排気した雰囲気ガスに含まれる微細な塵埃等を集塵することができれば、特に限定されず、例えば、網目状の繊維や不織布などを用いることができる。
【００５３】
また、フィルター４３は、雰囲気ガスに含まれる粉塵を集塵する集塵面４３ａが、鉛直方向下向きとなるように設けられている。そして、排気手段４０による処理槽２１内の雰囲気ガスの吸引排気を所定時間毎に一定時間停止することによって、集塵面４３ａに集塵された粉塵の塊２をその自重により処理槽２１内に落下させてフィルター４３の排気詰まりを防止している。なお、処理槽２１内に落下させた粉塵の塊２は、排出孔２６から処理物と共に排出される。また、このような排気詰まりを防止する排気詰まり防止工程は、例えば、排気手段４０を６時間毎に１分間停止させることで行うことができる。
【００５４】
このような排気手段４０によって、処理槽２１内の雰囲気ガスは常に吸引排気されているため、処理槽２１内は陰圧に維持される。このため、開口部２４から使用済み紙おむつ（廃棄袋）を投入するために、開口部２４を開放しても、処理槽２１内の臭気が開口部２４から外部に漏れるのを防止することができる。
【００５５】
なお、排気手段４０の排気風量は、処理槽２１内の使用済み紙おむつが乾燥されて、処理槽２１内の雰囲気ガスが飽和蒸気となっても、排気部に結露が生じるのを防ぐように余裕を持たせる必要がある。本実施形態では、処理部２０の処理能力が３００ｋｇ／日であるため、排気手段４０の排気風量は、７Ｎｍ3／ｍｉｎ以上が好ましく、処理槽２１内の排気による雰囲気ガスの流れを考慮すると、９Ｎｍ3／ｍｉｎ前後が好適である。また、排気手段４０の排気風量が大きすぎると、詳しくは後述する脱臭部５０による加熱エネルギーが必要になり、コストが増大してしまうため、排気手段４０の排気風量は、９Ｎｍ3／ｍｉｎ前後が好適である。
【００５６】
また、処理槽２１と排気手段４０との間の排気部４２には、排気手段４０が吸引した処理槽２１内の雰囲気ガスを脱臭する脱臭部５０が設けられている。
【００５７】
ここで、脱臭部５０について詳細に説明する。なお、図６は、本発明の実施形態１に係る使用済み紙おむつ処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【００５８】
図６に示すように、脱臭部５０は、処理部２０の処理槽２１に近接して設けられている。本実施形態では、脱臭部５０と処理部２０とを一体的に形成して両者を近接させている。
【００５９】
このような脱臭部５０は、脱臭装置本体内に、脱臭触媒層５２と、処理槽２１内の雰囲気ガスを加熱して脱臭触媒層５２に送る電熱ヒータ等の触媒加熱手段５３と、第１熱交換器５４と、第２熱交換器５５とで構成されている。
【００６０】
処理槽２１内の雰囲気ガス（臭気ガス）は、排気手段４０によって排気部４２を介して吸引排気され、第１熱交換器５４に導入される。このとき、上述のようにフィルター４３によって微細な粉塵が除去された臭気ガスが第１熱交換器５４に導入される。なお、第１熱交換器５４及び第２熱交換器５５は、多管式熱交換器やプレート式熱交換器など各種公知の熱交換器を用いることができる。第１熱交換器５４及び第２熱交換器５５としては、熱伝導性の高いプレート式熱交換器を用いるのが好ましい。
【００６１】
そして、第１熱交換器５４に導入された臭気ガスは、脱臭触媒層５２で脱臭処理された処理ガスと熱交換される。熱交換によって臭気ガスの温度は上昇し、一方、処理ガスの温度は低下する。なお、臭気ガスの温度は特に限定されず、触媒の処理性能に応じて適宜決定すればよい。例えば、臭気成分であるアンモニアを後述する触媒で効率的に参加分解して無臭化するには、臭気ガスを２００℃以上にすることが好ましく、より好ましくは２５０℃以上、さらに好ましくは２７０℃以上とすることが望ましい。一方、臭気ガスの温度を高くし過ぎると触媒で処理した際にＮＯｘが発生することがあるため、好ましくは３００℃以下、より好ましくは２８０℃以下とすることが望ましい。
【００６２】
また、脱臭触媒層５２に供給する臭気ガスの供給量は特に限定されず、触媒の処理能力に応じて適宜決定すればよい。処理効率の観点から例えば空気速度を好ましくは１５０００〜４００００ｈｒ-1、より好ましくは２００００〜３００００ｈｒ-1となるように臭気ガスの供給量と触媒能力とを排気手段４０が調整するようにするのが望ましい。
【００６３】
脱臭触媒層５２には、臭気ガスに含まれる臭気成分を酸化分解・除去する性能を有する触媒が設けられている。用いる触媒としては、アルミニウム、カルシウム、チタン、ケイ素、ジルコニウムおよびセリウムよりなる群から選択される１種以上の元素の酸化物を担体とし、該坦体に、金、銀、白金、パラジウム、イリジウム、ロジウム、オスミウム、ルテニウム、ニッケル、コバルト、クロム、マンガンおよび銅よりなる群から選択される１種以上の金属元素を坦持させたものが挙げられる。その中でも、カルシウムアルミネート（ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3）、シリカまたは二酸化チタンを坦体として、白金、パラジウム等の白金属元素を坦持させたものが、アンモニア、硫化水素等の臭気成分に対して優れた分解・脱臭能力を有し、かつ比較的コストが低いので好ましく用いられる。勿論、これらの触媒は単独、或いは２種以上を併用してもよい。
【００６４】
また、触媒の形状は特に限定されず、球状、ペレット状、ハニカム状、破砕片状、円柱状、粉末状などが例示されるが、これらの中でも強度、脱臭効率、交換容易性などの観点からハニカム状触媒が好ましい。また触媒のサイズ、細孔径、比表面積等も特に限定されず、公知の方法で製造された触媒を用いることができる。
【００６５】
上記脱臭触媒層５２によって臭気成分は酸化分解・除去され、無臭化された処理ガスが得られる。この処理ガスは高温であるため、第１熱交換器５４へ導入して臭気ガスと熱交換する。第１熱交換器５４での熱交換によって処理ガスの温度は低下しているものの、依然高温であるため、第１熱交換器５４から排出された処理ガスをさらに第２熱交換器５５に導入し、上記処理槽２１に供給する酸素含有ガスと熱交換する。
【００６６】
第２熱交換器５５に導入する酸素含有ガスは、少なくとも発酵処理に必要な程度の酸素が含まれている気体であって、通常、外気（空気）を用いればよい。このように第２熱交換器５５で昇温された酸素含有ガスは、処理槽２１上に設けられた切り替え手段６０に供給される。なお、詳しくは後述するが、切り替え手段６０内には、温度調整用の加熱手段４６が設けられている。加熱手段４６は、第２熱交換器５５で昇温された酸素含有ガスが所望の温度であれば、そのまま処理槽２１内に供給し、酸素含有ガスが所望の温度以下の場合は、所望の温度まで加熱手段４６で加熱してから処理槽２１内に供給するようになっている。
【００６７】
このように、本実施形態では、第２熱交換器５５で酸素含有ガスを加熱するため、加熱手段４６だけで加熱する場合に比べて加熱コストを低減することができる。また、脱臭部５０は、第１及び第２熱交換器５４、５５によって２度に亘って処理ガスの温度を十分に低減することができるので、処理ガスの除熱処理等を施さなくても大気に放出することができ、設備面及び環境熱負荷の点で好ましい構成となっている。なお、第２熱交換器５５で外気と熱交換して除熱された処理ガスは、大気に放出しているが、処理ガスは必要に応じて任意の処理工程（例えば処理ガスに含まれる特性成分を除去する処理等）に導入して所望の処理を施した後に大気に放出するようにしてもよい。
【００６８】
また、脱臭部５０は、第１熱交換器５４で昇温された臭気ガスを触媒加熱手段５３に導入し、脱臭処理に適した温度に昇温しているため、加熱コストを低減することができる。特に臭気ガスを熱交換器に通さない場合と比べて触媒加熱手段５３での加熱コストを低減することができる。
【００６９】
そして、脱臭部５０を処理部２０と近接して設けることで、処理槽２１の雰囲気ガス（臭気ガス）を脱臭部５０に導入した際に、排気部４２による臭気ガスの熱損失及び圧力損失が増大することなく、第１熱交換器５４による加熱及び触媒加熱手段による加熱する加熱エネルギーが低減される。すなわち、脱臭部５０と処理部２０とが離れて設けられて、両者が長い排気部を介して接続されている場合、排気部によって臭気ガスの熱損失及び圧力損失が生じてしまい、触媒加熱手段５３による加熱エネルギーが必要になってしまう。これに対して、脱臭部５０を処理部２０と近接して設けることで、排気部４２の経路を短くして、排気部４２による臭気ガスの熱損失及び圧力損失を減少させて、触媒加熱手段５３による加熱エネルギーを低減させることができるため、エネルギー効率を向上させてＣＯ2排出量を低減させることができる。
【００７０】
また、脱臭部の第２熱交換器で昇温された酸素含有ガスは、処理部２０の処理槽２１の上部に設けられた供給部４５を介して処理槽２１の上面に設けられた切り替え手段６０に供給され、切り替え手段６０を介して処理槽２１内に供給される。
【００７１】
ここで、本実施形態の供給部４５及び切り替え手段６０について詳細に説明する。なお、図７は、切り替え手段の断面図である。
【００７２】
切り替え手段６０は、処理槽２１内に脱臭部５０から供給された加熱された高い温度の気体（温風）と、例えば外気などの低い温度の気体（冷風）とを選択的に切り替えて送風するものである。具体的には、切り替え手段６０は、図７に示すように、所定の空間を有する空気溜り６１と、空気溜り６１内の気体を処理槽２１内の鉛直方向上側に向かって噴射する噴射パイプ６３と、空気溜り６１に連通すると共に空気溜り６１に冷風として外気を取り入れる外気取入れ部６４とを具備する。
【００７３】
空気溜り６１は、処理槽２１の上部に処理槽２１の長手方向に亘って所定の長さで所定の容量で設けられている。
【００７４】
また、供給部４５は、脱臭部５０から処理槽２１に向かって徐々に幅が漸大する形状を有し、内部には、脱臭部５０からの加熱された酸素含有ガスの温度調整を行う加熱手段４６が設けられている。なお、加熱手段４６は、上述のように、脱臭部５０の第２熱交換器５５で昇温された酸素含有ガスが所望の温度であれば、そのまま空気溜り６１（処理槽２１）内に供給し、酸素含有ガスが所望の温度以下の場合は、所望の温度まで加熱手段４６で加熱してから空気溜り６１（処理槽２１）内に供給するようになっている。そして、このような加熱手段４６による酸素含有ガスの加熱は、空気溜り６１内に設けられた熱電対等の温度センサ６８によって空気溜り６１内の気体温度を検出し、検出結果に基づいて適宜行われる。なお、本実施形態では、温度センサ６８は、詳しくは後述する冷風開閉弁７２に空気溜り６１内に突出するように設けられている。
【００７５】
そして、脱臭部５０からの加熱された酸素含有ガスは、供給部４５に設けられた加熱手段４６によって温度調整されて、供給部４５と空気溜り６１とを連通する温風開口部６６を介して空気溜り６１に供給される。
【００７６】
なお、温風開口部６６は、噴射パイプ６３の並設方向（図７中の幅方向）に２つ設けられている。このように温風開口部６６を２つ設けることで、詳しくは後述する切り替え弁７０によって温風開口部６６を開閉させる際に、切り替え弁７０の移動量を少なくすることができると共に、温風開口部６６の開口面積を増やして、温風開口部６６を通過する温風の圧力損失の低下を防止している。また、温風開口部６６を２つ以上、複数個設けることで、脱臭部５０からの酸素含有ガスを複数の噴射パイプ６３に亘って均一に供給することができる。
【００７７】
噴射パイプ６３は、一端が空気溜り６１に連通すると共に、他端が処理槽２１の上部に連通して設けられている。また、噴射パイプ６３は、処理槽２１の長手方向に亘って所定の間隔で複数個設けられている。このように噴射パイプ６３を処理槽２１の長手方向に亘って所定の間隔で複数個設けることにより、空気溜り６１内の気体（温風又は冷風）を処理槽２１の内部の全域に亘って均一に噴射することができるため、処理槽２１内の全体を所定の温度にすることができる。
【００７８】
外気取入れ部６４は、空気溜り６１の供給部４５と交差する方向、本実施形態では、噴射パイプ６３の並設方向の一端部側に設けられている。また、外気取入れ部６４は、冷風開口部６７を介して空気溜り６１と連通されている。すなわち、本実施形態では、温風開口部６６と冷風開口部６７とは、互いに開口面が交差する方向に配置されていることになる。
【００７９】
また、このような切り替え手段６０には、温風開口部６６及び冷風開口部６７を開閉する切り替え弁７０と、切り替え弁を駆動する駆動手段８０とが設けられている。
【００８０】
具体的には、切り替え弁７０は、温風開口部６６に相対向する領域に設けられて温風開口部６６を開閉する温風開閉弁７１と、冷風開口部６７に相対向する領域に設けられて冷風開口部６７を開閉する冷風開閉弁７２とを具備し、温風開閉弁７１と冷風開閉弁７２とは柱状の連結部７３を介して一体的に設けられている。
【００８１】
温風開閉弁７１は、板形状を有し、温風開口部６６と同じ開口面積で且つ同一間隔で設けられた２つの開口部７１ａが設けられている。また、温風開閉弁７１は、詳しくは後述するが、温風開口部６６の開口面の面方向に移動した際に、開口部７１ａが設けられていない領域で、２つの温風開口部６６を覆う大きさで設けられている。
【００８２】
冷風開閉弁７２は、冷風開口部６７の開口面積よりも大きな面積を有する板形状を有する。なお、本実施形態では、特に図示していないが、冷風開閉弁７２の冷風開口部６７が開口する開口面に当接する領域に、ゴム等の弾性部材を設けるようにしてもよい。
【００８３】
駆動手段８０は、冷風開閉弁７２の連結部７３とは反対側の面に固定された駆動軸８１と、駆動軸８１を軸方向に往復移動させるリニアモータ等からなる駆動部８２とを具備する。
【００８４】
なお、本実施形態では、駆動軸８１と冷風開閉弁７２とはボールジョイント８３を介して固定されている。これにより、冷風開閉弁７２は、冷風開口部６７の開口面に対して傾斜可能に設けられており、冷風開閉弁７２は、冷風開口部６７の開口面に対して傾斜して取り付けられたとしても、冷風開閉弁７２を冷風開口部６７の開口面に当接させた際に、冷風開閉弁７２を冷風開口部６７の開口面に密着させることができる。
【００８５】
したがって、切り替え手段６０の組み立てを高精度で行う必要がなく、切り替え手段６０を容易に且つ短時間で組み立てることができる。
【００８６】
また、処理槽２１内は、排気手段によって陰圧になっているので、冷風開閉弁７２は、冷風開口部６７の開口面に密着される。したがって、冷風開閉弁７２と冷風開口部６７との間から外気が取り入れられることがない。
【００８７】
このような切り替え手段６０では、駆動手段８０によって冷風開閉弁７２を駆動すると、冷風開閉弁７２は冷風開口部６７から離れる方向に移動し、冷風開口部６７を開口する。このとき、冷風開閉弁７２の移動に伴って連結部７３を介して固定された温風開閉弁７１も移動する。そして、温風開閉弁７１が温風開口部６６の開口面の面内方向に移動すると、温風開口部６６と温風開閉弁７１の開口部７１ａとが連通されて温風開口部６６が閉口される。
【００８８】
これにより、脱臭部５０からの加熱された酸素含有ガスは、供給部４５に設けられた加熱手段４６によって温度調整されて、温風開口部６６を介して空気溜り６１に供給され、空気溜り６１から噴射パイプ６３を介して処理槽２１内に均一に供給される（加熱状態）。なお、このとき、冷風開口部６７は閉口されているため、外気（冷気）が空気溜り６１内に供給されることがない。
【００８９】
一方、冷風開口部６７が開口し、温風開口部６６が閉口した状態から、駆動手段８０によって冷風開閉弁７２を駆動すると、冷風開閉弁７２は、冷風開口部６７側に向かって移動し、冷風開口部６７を閉口する。このとき、冷風開閉弁７２の移動に伴って連結部７３を介して固定された温風開閉弁７１も移動する。そして、温風開閉弁７１が温風開口部６６の開口面の面内方向に移動すると、温風開口部６６が温風開閉弁７１によって塞がれて温風開口部６６が閉口される。
【００９０】
これにより、外気取入れ部６４から取り入れられた外気（冷気）は、冷風開口部６７を介して空気溜り６１に供給され、空気溜り６１から噴射パイプ６３を介して処理槽２１内に均一に供給される（冷却状態）。なお、このとき、温風開口部６６は閉口されているため、脱臭部５０からの加熱された酸素含有ガスが空気溜り６１内に供給されることがない。
【００９１】
以上説明したように、駆動手段８０によって切り替え弁７０を駆動することによって、温風開口部６６を開口すると共に冷風開口部６７を閉口して、処理槽２１内に温風を送風する加熱状態と、温風開口部６６を閉口すると共に冷風開口部６７を開口して、処理槽２１内に冷風（外気）を送風する冷却状態とを切り替えることができる。すなわち、例えば、脱臭部５０と処理槽２１とを連結する連通路に、連結部の開閉を行う切り替え弁と、処理槽２１に外気を取り入れる取入れ口に、取入れ口の開閉を行う切り替え弁とを設け、これらの２つの切り替え弁を連動させて加熱状態・冷却状態を切り替えるのに比べて、本実施形態では、１つの切り替え弁７０で、加熱状態及び送風状態を切り替えることができるため、使用済み紙おむつ処理装置１０の構成部材の点数を減少させることができると共に、切り替え弁７０の制御を容易に行うことができ、コストを低減することができる。
【００９２】
また、本実施形態では、処理部２０の処理槽２１と脱臭部５０とを一体的に設けることで、近接させているため、脱臭部５０から供給される加熱された酸素含有ガスが処理槽２１内に搬送される搬送路である供給部４５を短くすることができる。また、パイプ等の管路に比べて、供給部４５の断面積を大きくすることもできるため、脱臭部５０によって加熱された酸素含有ガスの供給部４５による温度損失及び圧力損失を減少させることができる。したがって、脱臭部５０に設けられた加熱手段４６によって酸素含有ガスを再加熱するエネルギーを低減させてエネルギー損失を低減し、ＣＯ2排出量の削減を行うことができる。
【００９３】
なお、本実施形態の切り替え手段６０は、処理部２０が、発酵処理、裁断・破砕及び乾燥を行う間は、脱臭部５０からの加熱された気体を処理槽２１内に供給し、乾燥処理が終了して処理物を処理槽２１から取り出す前に、低い温度の気体（外気）を処理槽２１内に供給して、処理槽２１内の温度を冷却している。これにより、処理槽２１から処理物を安全に取り出すことができる。
【００９４】
（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の基本的構成は上述したものに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態１では、脱臭部５０に接続される排気部４２を処理槽２１の上面に連通するように取り付けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、処理槽２１の側面に連通するように取り付けるようにしてもよい。ただし、上述した実施形態１のように、排気部４２を処理槽２１の上面に連通するように設けることで、処理槽２１内の被処理物をフィルター４３によって、集塵し、集塵した粉塵を処理槽２１内に落下させることができるため、フィルター４３の目詰まりを確実に防止できる。
【００９５】
また、例えば、上述した実施形態１では、使用済み紙おむつを処理する使用済み紙おむつ処理装置１０を例示したが、本発明の使用済み紙おむつ処理装置１０で処理する廃棄物は使用済み紙おむつに限定されるものではなく、例えば、使用済みの生理用品などでもよい。もちろん、上述した使用済み紙おむつ処理装置１０では、紙おむつと同様の廃棄物を同時に処理することができる。
【００９６】
また、上述した実施形態１では、開口部２４から発酵材料を投入するようにしたが、特にこれに限定されず、発酵菌のみを投入する投入用開口部を設けてもよい。また、上述した実施形態１では、発酵菌等の発酵材料を処理槽２１内に手動で投入するようにしたが、これに限定されず、例えば、所定量の発酵材料を自動的に投入するようにしてもよい。この発酵材料の自動投入は、例えば、開口部２４の開閉に連動させて投入するようにしてもよく、一定時間毎に所定量の発酵材料を自動的に投入させるようにしてもよい。
【００９７】
さらに、上述した実施形態１では、脱臭部５０として脱臭触媒を用いたが、特にこれに限定されず、例えば、脱臭部として、臭気ガスを薬液（臭気成分に対する分解効果を有する）と気液接触する方法（気液接触装置）、臭気ガスの臭気成分を活性炭等の吸着材に吸着する方法（吸着装置）、臭気ガスの臭気成分をオゾン、紫外線等で分解する方法（オゾン発生装置、紫外線照射装置）などを用いるようにしてもよい。
【００９８】
なお、上述した実施形態１では、特に言及していないが、例えば、切り替え手段６０をガラス繊維等の断熱材で覆うようにしてもよい。これにより、さらに、供給部４５の熱損失を防止できる。このとき、断熱材は、切り替え手段６０の外気取入れ部６４以外を覆うようにすれば、脱臭部５０からの熱や脱臭部５０から供給された温風によって外気取入れ部６４が加熱されて、外気が加熱されるのを防止できる。
【００９９】
また、一体的に形成された処理部２０及び脱臭部５０全体を断熱材で覆うことで、脱臭部５０内の熱損失を低減させることができると共に、脱臭装置本体５１の排熱を処理部２０に伝えることができ、さらにエネルギー損失を低減させてＣＯ2排出量を低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明の使用済み紙おむつ処理装置は、使用済み紙おむつを排出する各種事業所、使用済み紙おむつを回収して処理する廃棄物処理業などの分野に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の実施形態１に係る使用済み紙おむつ処理装置の斜視図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る使用済み紙おむつ処理装置の上面図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る処理部の概略断面図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る処理部の要部を示す図である。
【図５】本発明の実施形態１に係る処理部の要部断面図である。
【図６】本発明の実施形態１に係る使用済み紙おむつ処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施形態１に係る切り替え手段の断面図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１０ 使用済み紙おむつ処理装置
２０ 処理部
２１ 処理槽
２２ 破砕手段
４０ 排気手段
５０ 脱臭部
６０ 切り替え手段
７０ 切り替え弁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用済み紙おむつを粉砕処理及び発酵処理することで燃料となる処理物を得ることができる使用済み紙おむつ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
病院や老人ホーム、家庭などでは幼児用又は成人用として使い捨て可能な紙おむつが広く利用されている。このような紙おむつの使用済みのもの（使用済み紙おむつ）は焼却処分されているのが現状であるが、使用済み紙おむつは、し尿などの水分を含んでいることから燃焼温度を高くしなければ燃焼しきれず、処理コストの増大が問題となっている。また、使用済み紙おむつの埋め立て処分も検討されているが、し尿やパルプ類は土中の微生物によって分解されるものの、防水フィルムや不織布などは分解されずに残存するという問題がある。
【０００３】
このため、使用済み紙おむつを処理することで燃料等として利用するための種々の方法が採用されている。使用済み紙おむつ処理装置としては、例えば、使用済み紙おむつを粉砕処理及び発酵処理する処理槽（処理部）と、処理槽内の気体の脱臭を行う脱臭部とを具備するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−００７１１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のように、処理槽と脱臭部とを離して設け、両者をパイプを介して接続した場合、パイプの熱風を搬送する経路が長くなってしまうため、処理槽と脱臭部との間で搬送される熱風の熱損失及び圧力損失が大きくなってしまう。これにより、処理槽（処理槽に至る経路）や脱臭部に設けられた加熱手段により再加熱や吸引手段（ブロア等）による吸引のためのエネルギー損失が多くなってしまうという問題がある。
【０００６】
また、処理槽と脱臭部とを離して設けた場合、処理部及び脱臭部内の熱がそれぞれ個別に放熱されてしまい、熱損失及び圧力損失が大きくなってしまうという問題がある。
【０００７】
なお、経路や装置自体を断熱材で覆ったとしても、経路や装置自体からの放熱を完全に防止することはできないため、上記問題を解決することはできない。
【０００８】
さらに、処理槽と脱臭部とを離して設け、両者をパイプを介して接続させた場合、パイプスペースやパイプの取り回しが煩雑であり、使用済み紙おむつ処理装置の設置作業に時間がかかり、設置コストが増大してしまうという問題がある。
【０００９】
また、処理槽と脱臭部とを離して設けた場合、広い設置面積が必要で、且つ搬送するのが困難であることから、処理部と脱臭部とを個別搬送して、設置する際に両者の接続が必要になるため、設置作業に時間がかかり設置コストが増大してしまうという問題がある。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑み、使用済み紙おむつから燃料を得る際の熱量転化効率を向上すると共に、イニシャルコスト及びランニングコストを低減させ、且つ設備を小型化すると共にトータル的にＣＯ2の削減に寄与し、外部に臭気が漏れ出ることがない使用済み紙おむつ処理装置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】
【００１１】
上記課題を解決する本発明の態様は、使用済み紙おむつを粉砕処理及び発酵処理する処理槽を有する処理部と、該処理部の前記処理槽に排気部を介して連通して前記処理槽内の臭気ガスを脱臭する脱臭部とが一体的に設けられており、前記処理槽と前記脱臭部とが、当該脱臭部内で加熱された気体を前記処理槽内に供給する供給部を介して連通されていると共に、前記供給路には、外気を取り入れ可能で且つ外気と前記脱臭部で加熱された気体の何れか一方を切り替えて前記処理槽に送風する切り替え手段が設けられていることを特徴とする使用済み紙おむつ処理装置にある。
【００１２】
かかる態様では、処理部と脱臭部とを一体的に設けることで、処理槽から脱臭部まで移動する臭気ガスの経路である排気部の距離を短くすると共に、排気部の断面積を大きくして、熱損失及び圧力損失を減少させることができる。また、脱臭部から処理槽まで移動する加熱された酸素含有ガスの経路である吸気部の距離を短くすると共に、供給部の断面積を大きくして、熱損失及び圧力損失を減少させることができる。したがって、臭気ガスや酸素含有ガスの再加熱に必要なエネルギーを減少させてＣＯ2排出量を低減することができる。また、処理部と脱臭部とを一体的に設けることで、パイプスペースやパイプの取り回しが不要になり、設置面積を減少させることができる。また、処理部と脱臭部とを一体的に設けることで、搬送コストも減少できる。さらに、１つの切り替え手段によって処理槽に加熱された酸素含有ガス又は外気を選択的に供給することができるため、構造を簡略化して構成部品を減少させてコストを低減させることができる。
【００１３】
ここで、前記排気部及び前記供給部が、前記処理槽の上面と前記処理部の上面とに亘って設けられた空間を有するものであることが好ましい。
【００１４】
これによれば、排気部及び供給部の経路を最も短くして、断面積を大きくすることができるため、熱損失及び圧力損失をさらに減少させることができる。
【００１５】
また、前記切り替え手段は、前記処理槽に連通し、且つ前記供給部に温風開口部を介して連通すると共に外部に冷風開口部を介して連通する空気溜りと、前記温風開口部を開口すると共に前記冷風開口部を閉口して前記処理槽内に前記処理部で加熱された気体を送風する加熱状態と前記温風開口部を閉口すると共に前記冷風開口部を開口して前記処理槽内に外気を送風する冷却状態とを切り替える切り替え弁と、該切り替え弁を前記加熱状態及び前記冷却状態に駆動する駆動手段とを具備することが好ましい。
【００１６】
これによれば、１つの切り替え弁によって、加熱状態と冷却状態とを切り替えることができるため、切り替え弁の制御を容易に行うことができると共に、部品点数を減少させてコストを低減することができる。
【００１７】
また、前記温風開口部と前記冷風開口部とが、それぞれ互いに開口面が交差する方向に配置されていると共に、前記切り替え弁が前記温風開口部を開閉する温風開閉弁と前記冷風開口部を開閉する冷風開閉弁とが連結部を介して連結されて構成されていることが好ましい。
【００１８】
これによれば、温風開閉弁と冷風開閉弁とによって、温風開口部と冷風開口部とを開閉する加熱状態及び冷却状態に切り替えることができる。
【００１９】
また、前記切り替え手段は、前記冷風開口部に連通する外気取入れ部を具備すると共に、当該切り替え手段と前記供給部とは、前記外気取入れ部以外が断熱材により覆われていることが好ましい。
【００２０】
これによれば、脱臭部から供給された加熱された気体の熱損失を減少させることができると共に、外気取入れ部から取り入れられた気体が、脱臭部からの加熱された気体によって加熱されることなく、処理槽内を外気によって効率良く冷却することができる。
【００２１】
また、前記脱臭部は、前記処理槽内の雰囲気ガスを脱臭する脱臭装置と、前記雰囲気ガスを脱臭処理して得られた処理ガスを熱交換するための第１熱交換器と、該第１熱交換器から排出された処理ガスを熱交換する第２熱交換器とで構成されていることが好ましい。
【００２２】
これによれば、使用済み紙おむつの発酵処理に伴って発生する臭気ガスを脱臭して無臭化できると共に、脱臭処理後の処理ガスの熱を発酵処理や脱臭処理の熱源としてリサイクルすることによって、発酵処理と脱臭処理に必要な熱コストを低減することができる。
【００２３】
また、前記第２熱交換器で熱交換された熱が、前記処理槽内の加熱に用いられていることが好ましい。
【００２４】
これによれば、脱臭処理後の処理ガスの熱を脱臭処理の熱源としてリサイクルすることによって、脱臭処理に必要な熱コストを低減することができる。
【００２５】
また、前記処理槽内で処理した前記処理物を当該処理槽内から排出する排出手段をさらに具備することが好ましい。
【００２６】
これによれば、運搬手段によって処理槽内の処理物を容易に取り出すことができる。
【００２７】
また、前記処理部及び前記脱臭部が、断熱材で覆われていることが好ましい。
【００２８】
これによれば、処理部の排熱や脱臭部の排熱が外部に放熱されるのを防止して、熱損失をさらに減少させることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明では、処理部と脱臭部とを一体化することで処理槽と脱臭部とを短縮し、両者の間で交換される加熱された気体の熱損失及び圧力損失を低減させてエネルギー損失を低減させることができる。したがって、ＣＯ2排出量を低減させることができる。また、処理部と脱臭部とを一体化することで、設置面積を減少させることができると共に装置の搬送を容易にして、設置作業の時間を短縮することができ、設置コストを低減することができる。したがって、使用済み紙おむつから燃料を得る際の熱量転化効率を向上すると共に、イニシャルコスト及びランニングコストを低減させ、且つ設備を小型化すると共にトータル的にＣＯ2の削減に寄与し、外部に臭気が漏れ出ることがない使用済み紙おむつ処理装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００３１】
（実施形態１）
図１は、使用済み紙おむつ処理装置の斜視図であり、図２は、使用済み紙おむつ処理装置の上面図であり、図３は、処理部の概略断面図であり、図４は、処理部の要部を示す図である。
【００３２】
図示するように、使用済み紙おむつ処理装置１０は、使用済み紙おむつが投入されて使用済み紙おむつが破壊及び発酵処理される処理槽２１を有する処理部２０と、処理槽２１内の排気ガスを脱臭する脱臭部５０とを具備する。
【００３３】
処理部２０は、図３に示すように、処理槽２１と、処理槽２１内に設けられて使用済み紙おむつを破砕すると共に発酵菌と共に攪拌する破砕手段２２とを具備する。
【００３４】
処理槽２１は、箱形状を有し、内面の底面は後述する羽根３２の回転方向に沿って半円筒形状に形成されている。すなわち、処理槽２１は、内部にかまぼこ状の空間を有する。この処理槽２１には、図１に示すように、長手方向の一端側で鉛直方向上側に使用済み紙おむつが投入される開口部２４が設けられている。開口部２４は、使用済み紙おむつが複数収容されて密封されたポリエチレン等の廃棄袋が投入可能な開口面積で形成されている。なお、本実施形態では、例えば、開口部２４は、７０Ｌの廃棄袋が投入可能な開口面積で形成されている。
【００３５】
また、処理槽２１の鉛直方向上側の面には、開口部２４の開口を塞ぐ蓋部材２５が設けられている。この蓋部材２５は、一辺が処理槽２１に軸支されることで、一辺側を軸として回転することによって開口部２４を開閉自在としている。このような開口部２４から廃棄袋が投入されると共に、開口部２４から必要に応じて発酵処理に必要な発酵菌が適宜投入される。ここで「発酵処理」とは、し尿、パルプ等を微生物によって分解する処理を言う。し尿等を分解する具体的な発酵菌は特に限定されず、公知の発酵菌を用いればよい。発酵処理に使用される発酵菌は、好気性微生物又は嫌気性微生物の何れを用いてもよいが、管理容易性や発酵過程で発生する臭気レベルの低さから好気性微生物を用いることが望ましい。
【００３６】
また、図４（ｃ）に示すように、処理槽２１には、側面の長手方向中央部に矩形状に開口する排出孔２６が設けられており、この排出孔２６は、排出扉２７によって開閉自在となっている。この排出孔２６は、処理槽２１内で発酵処理、裁断・破砕及び乾燥されて製造された処理物を外部に排出する排出手段の一部として機能する。詳細には、排出扉２７によって排出孔２６を開口した状態で、詳しくは後述する破砕手段２２によって処理物を排出孔２６側に集めることで、処理物が排出孔２６から自動的に排出される。すなわち、本実施形態では、詳しくは後述する破砕手段２２と排出孔２６とが排出手段として機能する。
【００３７】
また、処理槽２１に排出孔２６を設けることによって、処理槽２１の内部の点検及びメンテナンスを行うことができる。
【００３８】
また、処理槽２１内には、図３に示すように、使用済み紙おむつを破砕する破砕手段２２が設けられている。破砕手段２２は、処理槽２１の長手方向に亘って設けられた回転軸３０と、回転軸３０の一端部側に設けられて回転軸３０を回転させる駆動モータ等の駆動手段３１と、回転軸３０の軸方向に所定の間隔で設けられた複数の羽根３２とで構成されている。
【００３９】
羽根３２は、回転軸３０に基端部が固定された一対の固定部材３３と、一対の固定部材３３の間の先端側に保持された板状の回転刃３４とを具備する。回転刃３４は、一辺が処理槽２１の内面に相対向して一方面が回転方向となるように設けられている。また、回転刃３４の処理槽２１の内面に相対向する一辺には、凹部３４ａが設けられている。
【００４０】
一方、処理槽２１の底面には、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、回転刃３４の凹部３４ａに相対向する領域に固定刃３５が設けられている。この固定刃３５は、処理槽２１の半円筒形状の底面に回転刃３４の回転方向に亘って所定の長さで設けられて断面が矩形状の破砕用固定刃３５ａと、破砕用固定刃３５ａよりも短く且つ回転刃３４の凹部３４ａ内に突出して先端に刃が回転方向に亘って設けられた裁断用固定刃３５ｂとで構成されている。破砕用固定刃３５ａは、裁断用固定刃３５ｂの両側面を保持して、裁断用固定刃３５ｂが折れたり処理槽２１から外れたりするのを防止すると共に、回転刃３４によって軸方向に移動しようとする使用済み紙おむつの移動を抑えて、回転刃３４と破砕用固定刃３５ａとの間及び回転刃３４と処理槽２１の底面との間で使用済み紙おむつを破砕するためのものである。また、裁断用固定刃３５ｂは、回転刃３４の凹部３４ａとの間で使用済み紙おむつを裁断するようになっている。すなわち、本実施形態では、回転刃３４と固定刃３５との間で使用済み紙おむつを破砕及び裁断して所望の大きさに細分化した破砕物を製造している。
【００４１】
このような羽根３２は、回転軸３０の周りに螺旋状となるように所定間隔で複数設けられることで、回転方向によって中央部にある排出孔２６に使用済み紙おむつを寄せ集めることができると共に、左右両側に拡散させることができる。
【００４２】
なお、排出孔２６近傍の羽根３２が同時に排出孔２６に処理物を集めると、処理物が圧迫されて排出する際に排出孔２６が詰まってしまう虞があるため、排出孔２６近傍の羽根３２は、回転軸３０を中心として対称となるように設けられている。
【００４３】
ここで、回転刃３４が排出孔２６を掬う方向に回転するのを正転、逆に回転刃３４が排出孔２６の上側から回転するのを逆転とすると、回転刃３４の正転時に排出孔２６に紙おむつを寄せ集め、回転刃３４の逆転時に紙おむつを左右両側に拡散させるように、回転刃３４は設けられている。
【００４４】
すなわち、各羽根３２の回転刃３４は、回転軸３０の軸方向に対して傾斜して設けられている。この回転刃３４の傾斜方向は、正転させた際に破砕及び裁断する使用済み紙おむつに対して排出孔２６とは反対側の端部が先に当接し、その後、排出孔２６側の端部が当接する方向である。すなわち、各羽根３２の回転刃３４は、同一方向に傾斜しているのではなく、排出孔２６近傍の回転刃３４は、排出孔２６を中心として対称となるように傾斜して設けられている。このように、回転刃３４を回転軸３０の軸方向に対して傾斜して設けることで、回転刃３４が使用済み紙おむつに傾斜して当接し、使用済み紙おむつ破砕及び裁断しながら正転により排出孔２６側に寄せ集めることができると共に、逆転により処理槽２１の両側に拡散させることができる。このような回転刃３４の傾斜角度は、回転軸３０の軸方向に対して１０〜３０度とするのが好ましく、本実施形態では、約２０度となるようにしている。
【００４５】
なお、排出孔２６近傍の羽根３２のそれぞれの回転刃３４は、図３に示すように、互いに軸方向にオーバーラップするように、排出孔２６に対向する領域に延設された掻き出し部３６を有する。このように、排出孔２６近傍の羽根３２に掻き出し部３６を設けることによって、排出孔２６から排出させる処理物が残り少なくなったとしても、回転刃３４を正転させることで掻き出し部３６によって排出孔２６に処理物を掻き集めることができ、処理物の全てを確実に排出孔２６から排出させることができる。
【００４６】
このような破砕手段２２は、上述のように使用済み紙おむつを攪拌しながら破砕及び裁断すると共に、正転により排出孔２６に寄せ集めたり、逆転により処理槽２１の両側に拡散させるようになっている。そして、処理槽２１内には、開口部２４から使用済み紙おむつ（廃棄袋）と共に発酵菌が投入されるため、破砕手段２２は、紙おむつを破砕及び裁断しながら発酵菌と共に攪拌し、発酵処理を行わせることができる。
【００４７】
また、このような本実施形態の羽根３２は、角部の全てがＲ状に面取りされている。このように、羽根３２の角部を全て面取りすることで、回転刃３４と処理槽２１の内面との間で使用済み紙おむつを破砕した際に使用済み紙おむつが羽根３２に引っかかるのを防止して、網状のからみつきの発生を防止することができる。なお、使用済み紙おむつが破砕されることなく絡み付くと、羽根３２や回転軸３０に網状に成長し、破砕、発酵、乾燥、排出と言った全ての攪拌効果を著しく阻害してしまう。本実施形態では、羽根３２の角部の全てをＲ状に面取りすることで、攪拌効果を阻害するのを防止している。
【００４８】
また、処理槽２１内は、水分を含む使用済み紙おむつが投入されると共に、発酵菌を用いた発酵処理が行われるため、処理槽２１及び処理槽２１内に設けられた回転刃３４を有する羽根３２、固定刃３５等は、耐食性に優れた材料を用いるのが好ましく、例えば、オーステナイト系ステンレスを用いることができる。但し、処理槽２１内は処理物を排出する前に破砕物の加熱乾燥が定期的に行われるため、処理槽２１及び処理槽２１内に設けられた回転刃３４を有する羽根３２、固定刃３５等に腐食が発生し難いので、耐腐食性は劣るが裁断能力に優れたマルテンサイト系ステンレスを用いてもよい。勿論、使用済み紙おむつの裁断を行う裁断用固定刃３５ｂのみをマルテンサイト系ステンレスで形成し、他の部材をオーステナイト系ステンレスで形成するようにしてもよい。
【００４９】
また、図１及び図２に示すように、処理部２０には、処理槽２１内の雰囲気ガスを吸引排気して脱臭する脱臭部５０が接続されている。
【００５０】
詳しくは、処理槽２１の上部には、排気口４１設けられており、図５に示すように、排気口４１に相対向する領域には、内部にフィルター４３を有する中空の排気部４２が設けられている。そして、排気部４２の排気口４１とは反対側の端部に、脱臭部５０を介して処理槽２１の内部の雰囲気ガスを吸引排気する排気手段４０が接続されている。
【００５１】
排気手段４０は、処理槽２１の内部が陰圧となるように処理槽２１の内部の雰囲気ガスを吸引排気するものであり、例えば、吸引・排気ファンや真空ポンプなどが挙げられる。
【００５２】
そして、排気手段４０が処理槽２１の内部の雰囲気ガスを吸引排気すると、雰囲気ガスに含まれる微細な塵等がフィルター４３によって集塵される。なお、フィルター４３は、処理槽２１から吸引排気した雰囲気ガスに含まれる微細な塵埃等を集塵することができれば、特に限定されず、例えば、網目状の繊維や不織布などを用いることができる。
【００５３】
また、フィルター４３は、雰囲気ガスに含まれる粉塵を集塵する集塵面４３ａが、鉛直方向下向きとなるように設けられている。そして、排気手段４０による処理槽２１内の雰囲気ガスの吸引排気を所定時間毎に一定時間停止することによって、集塵面４３ａに集塵された粉塵の塊２をその自重により処理槽２１内に落下させてフィルター４３の排気詰まりを防止している。なお、処理槽２１内に落下させた粉塵の塊２は、排出孔２６から処理物と共に排出される。また、このような排気詰まりを防止する排気詰まり防止工程は、例えば、排気手段４０を６時間毎に１分間停止させることで行うことができる。
【００５４】
このような排気手段４０によって、処理槽２１内の雰囲気ガスは常に吸引排気されているため、処理槽２１内は陰圧に維持される。このため、開口部２４から使用済み紙おむつ（廃棄袋）を投入するために、開口部２４を開放しても、処理槽２１内の臭気が開口部２４から外部に漏れるのを防止することができる。
【００５５】
なお、排気手段４０の排気風量は、処理槽２１内の使用済み紙おむつが乾燥されて、処理槽２１内の雰囲気ガスが飽和蒸気となっても、排気部に結露が生じるのを防ぐように余裕を持たせる必要がある。本実施形態では、処理部２０の処理能力が３００ｋｇ／日であるため、排気手段４０の排気風量は、７Ｎｍ3／ｍｉｎ以上が好ましく、処理槽２１内の排気による雰囲気ガスの流れを考慮すると、９Ｎｍ3／ｍｉｎ前後が好適である。また、排気手段４０の排気風量が大きすぎると、詳しくは後述する脱臭部５０による加熱エネルギーが必要になり、コストが増大してしまうため、排気手段４０の排気風量は、９Ｎｍ3／ｍｉｎ前後が好適である。
【００５６】
また、処理槽２１と排気手段４０との間の排気部４２には、排気手段４０が吸引した処理槽２１内の雰囲気ガスを脱臭する脱臭部５０が設けられている。
【００５７】
ここで、脱臭部５０について詳細に説明する。なお、図６は、本発明の実施形態１に係る使用済み紙おむつ処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【００５８】
図６に示すように、脱臭部５０は、処理部２０の処理槽２１に近接して設けられている。本実施形態では、脱臭部５０と処理部２０とを一体的に形成して両者を近接させている。
【００５９】
このような脱臭部５０は、脱臭装置本体内に、脱臭触媒層５２と、処理槽２１内の雰囲気ガスを加熱して脱臭触媒層５２に送る電熱ヒータ等の触媒加熱手段５３と、第１熱交換器５４と、第２熱交換器５５とで構成されている。
【００６０】
処理槽２１内の雰囲気ガス（臭気ガス）は、排気手段４０によって排気部４２を介して吸引排気され、第１熱交換器５４に導入される。このとき、上述のようにフィルター４３によって微細な粉塵が除去された臭気ガスが第１熱交換器５４に導入される。なお、第１熱交換器５４及び第２熱交換器５５は、多管式熱交換器やプレート式熱交換器など各種公知の熱交換器を用いることができる。第１熱交換器５４及び第２熱交換器５５としては、熱伝導性の高いプレート式熱交換器を用いるのが好ましい。
【００６１】
そして、第１熱交換器５４に導入された臭気ガスは、脱臭触媒層５２で脱臭処理された処理ガスと熱交換される。熱交換によって臭気ガスの温度は上昇し、一方、処理ガスの温度は低下する。なお、臭気ガスの温度は特に限定されず、触媒の処理性能に応じて適宜決定すればよい。例えば、臭気成分であるアンモニアを後述する触媒で効率的に参加分解して無臭化するには、臭気ガスを２００℃以上にすることが好ましく、より好ましくは２５０℃以上、さらに好ましくは２７０℃以上とすることが望ましい。一方、臭気ガスの温度を高くし過ぎると触媒で処理した際にＮＯｘが発生することがあるため、好ましくは３００℃以下、より好ましくは２８０℃以下とすることが望ましい。
【００６２】
また、脱臭触媒層５２に供給する臭気ガスの供給量は特に限定されず、触媒の処理能力に応じて適宜決定すればよい。処理効率の観点から例えば空気速度を好ましくは１５０００〜４００００ｈｒ-1、より好ましくは２００００〜３００００ｈｒ-1となるように臭気ガスの供給量と触媒能力とを排気手段４０が調整するようにするのが望ましい。
【００６３】
脱臭触媒層５２には、臭気ガスに含まれる臭気成分を酸化分解・除去する性能を有する触媒が設けられている。用いる触媒としては、アルミニウム、カルシウム、チタン、ケイ素、ジルコニウムおよびセリウムよりなる群から選択される１種以上の元素の酸化物を担体とし、該坦体に、金、銀、白金、パラジウム、イリジウム、ロジウム、オスミウム、ルテニウム、ニッケル、コバルト、クロム、マンガンおよび銅よりなる群から選択される１種以上の金属元素を坦持させたものが挙げられる。その中でも、カルシウムアルミネート（ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3）、シリカまたは二酸化チタンを坦体として、白金、パラジウム等の白金属元素を坦持させたものが、アンモニア、硫化水素等の臭気成分に対して優れた分解・脱臭能力を有し、かつ比較的コストが低いので好ましく用いられる。勿論、これらの触媒は単独、或いは２種以上を併用してもよい。
【００６４】
また、触媒の形状は特に限定されず、球状、ペレット状、ハニカム状、破砕片状、円柱状、粉末状などが例示されるが、これらの中でも強度、脱臭効率、交換容易性などの観点からハニカム状触媒が好ましい。また触媒のサイズ、細孔径、比表面積等も特に限定されず、公知の方法で製造された触媒を用いることができる。
【００６５】
上記脱臭触媒層５２によって臭気成分は酸化分解・除去され、無臭化された処理ガスが得られる。この処理ガスは高温であるため、第１熱交換器５４へ導入して臭気ガスと熱交換する。第１熱交換器５４での熱交換によって処理ガスの温度は低下しているものの、依然高温であるため、第１熱交換器５４から排出された処理ガスをさらに第２熱交換器５５に導入し、上記処理槽２１に供給する酸素含有ガスと熱交換する。
【００６６】
第２熱交換器５５に導入する酸素含有ガスは、少なくとも発酵処理に必要な程度の酸素が含まれている気体であって、通常、外気（空気）を用いればよい。このように第２熱交換器５５で昇温された酸素含有ガスは、処理槽２１上に設けられた切り替え手段６０に供給される。なお、詳しくは後述するが、切り替え手段６０内には、温度調整用の加熱手段４６が設けられている。加熱手段４６は、第２熱交換器５５で昇温された酸素含有ガスが所望の温度であれば、そのまま処理槽２１内に供給し、酸素含有ガスが所望の温度以下の場合は、所望の温度まで加熱手段４６で加熱してから処理槽２１内に供給するようになっている。
【００６７】
このように、本実施形態では、第２熱交換器５５で酸素含有ガスを加熱するため、加熱手段４６だけで加熱する場合に比べて加熱コストを低減することができる。また、脱臭部５０は、第１及び第２熱交換器５４、５５によって２度に亘って処理ガスの温度を十分に低減することができるので、処理ガスの除熱処理等を施さなくても大気に放出することができ、設備面及び環境熱負荷の点で好ましい構成となっている。なお、第２熱交換器５５で外気と熱交換して除熱された処理ガスは、大気に放出しているが、処理ガスは必要に応じて任意の処理工程（例えば処理ガスに含まれる特性成分を除去する処理等）に導入して所望の処理を施した後に大気に放出するようにしてもよい。
【００６８】
また、脱臭部５０は、第１熱交換器５４で昇温された臭気ガスを触媒加熱手段５３に導入し、脱臭処理に適した温度に昇温しているため、加熱コストを低減することができる。特に臭気ガスを熱交換器に通さない場合と比べて触媒加熱手段５３での加熱コストを低減することができる。
【００６９】
そして、脱臭部５０を処理部２０と近接して設けることで、処理槽２１の雰囲気ガス（臭気ガス）を脱臭部５０に導入した際に、排気部４２による臭気ガスの熱損失及び圧力損失が増大することなく、第１熱交換器５４による加熱及び触媒加熱手段による加熱する加熱エネルギーが低減される。すなわち、脱臭部５０と処理部２０とが離れて設けられて、両者が長い排気部を介して接続されている場合、排気部によって臭気ガスの熱損失及び圧力損失が生じてしまい、触媒加熱手段５３による加熱エネルギーが必要になってしまう。これに対して、脱臭部５０を処理部２０と近接して設けることで、排気部４２の経路を短くして、排気部４２による臭気ガスの熱損失及び圧力損失を減少させて、触媒加熱手段５３による加熱エネルギーを低減させることができるため、エネルギー効率を向上させてＣＯ2排出量を低減させることができる。
【００７０】
また、脱臭部の第２熱交換器で昇温された酸素含有ガスは、処理部２０の処理槽２１の上部に設けられた供給部４５を介して処理槽２１の上面に設けられた切り替え手段６０に供給され、切り替え手段６０を介して処理槽２１内に供給される。
【００７１】
ここで、本実施形態の供給部４５及び切り替え手段６０について詳細に説明する。なお、図７は、切り替え手段の断面図である。
【００７２】
切り替え手段６０は、処理槽２１内に脱臭部５０から供給された加熱された高い温度の気体（温風）と、例えば外気などの低い温度の気体（冷風）とを選択的に切り替えて送風するものである。具体的には、切り替え手段６０は、図７に示すように、所定の空間を有する空気溜り６１と、空気溜り６１内の気体を処理槽２１内の鉛直方向上側に向かって噴射する噴射パイプ６３と、空気溜り６１に連通すると共に空気溜り６１に冷風として外気を取り入れる外気取入れ部６４とを具備する。
【００７３】
空気溜り６１は、処理槽２１の上部に処理槽２１の長手方向に亘って所定の長さで所定の容量で設けられている。
【００７４】
また、供給部４５は、脱臭部５０から処理槽２１に向かって徐々に幅が漸大する形状を有し、内部には、脱臭部５０からの加熱された酸素含有ガスの温度調整を行う加熱手段４６が設けられている。なお、加熱手段４６は、上述のように、脱臭部５０の第２熱交換器５５で昇温された酸素含有ガスが所望の温度であれば、そのまま空気溜り６１（処理槽２１）内に供給し、酸素含有ガスが所望の温度以下の場合は、所望の温度まで加熱手段４６で加熱してから空気溜り６１（処理槽２１）内に供給するようになっている。そして、このような加熱手段４６による酸素含有ガスの加熱は、空気溜り６１内に設けられた熱電対等の温度センサ６８によって空気溜り６１内の気体温度を検出し、検出結果に基づいて適宜行われる。なお、本実施形態では、温度センサ６８は、詳しくは後述する冷風開閉弁７２に空気溜り６１内に突出するように設けられている。
【００７５】
そして、脱臭部５０からの加熱された酸素含有ガスは、供給部４５に設けられた加熱手段４６によって温度調整されて、供給部４５と空気溜り６１とを連通する温風開口部６６を介して空気溜り６１に供給される。
【００７６】
なお、温風開口部６６は、噴射パイプ６３の並設方向（図７中の幅方向）に２つ設けられている。このように温風開口部６６を２つ設けることで、詳しくは後述する切り替え弁７０によって温風開口部６６を開閉させる際に、切り替え弁７０の移動量を少なくすることができると共に、温風開口部６６の開口面積を増やして、温風開口部６６を通過する温風の圧力損失の低下を防止している。また、温風開口部６６を２つ以上、複数個設けることで、脱臭部５０からの酸素含有ガスを複数の噴射パイプ６３に亘って均一に供給することができる。
【００７７】
噴射パイプ６３は、一端が空気溜り６１に連通すると共に、他端が処理槽２１の上部に連通して設けられている。また、噴射パイプ６３は、処理槽２１の長手方向に亘って所定の間隔で複数個設けられている。このように噴射パイプ６３を処理槽２１の長手方向に亘って所定の間隔で複数個設けることにより、空気溜り６１内の気体（温風又は冷風）を処理槽２１の内部の全域に亘って均一に噴射することができるため、処理槽２１内の全体を所定の温度にすることができる。
【００７８】
外気取入れ部６４は、空気溜り６１の供給部４５と交差する方向、本実施形態では、噴射パイプ６３の並設方向の一端部側に設けられている。また、外気取入れ部６４は、冷風開口部６７を介して空気溜り６１と連通されている。すなわち、本実施形態では、温風開口部６６と冷風開口部６７とは、互いに開口面が交差する方向に配置されていることになる。
【００７９】
また、このような切り替え手段６０には、温風開口部６６及び冷風開口部６７を開閉する切り替え弁７０と、切り替え弁を駆動する駆動手段８０とが設けられている。
【００８０】
具体的には、切り替え弁７０は、温風開口部６６に相対向する領域に設けられて温風開口部６６を開閉する温風開閉弁７１と、冷風開口部６７に相対向する領域に設けられて冷風開口部６７を開閉する冷風開閉弁７２とを具備し、温風開閉弁７１と冷風開閉弁７２とは柱状の連結部７３を介して一体的に設けられている。
【００８１】
温風開閉弁７１は、板形状を有し、温風開口部６６と同じ開口面積で且つ同一間隔で設けられた２つの開口部７１ａが設けられている。また、温風開閉弁７１は、詳しくは後述するが、温風開口部６６の開口面の面方向に移動した際に、開口部７１ａが設けられていない領域で、２つの温風開口部６６を覆う大きさで設けられている。
【００８２】
冷風開閉弁７２は、冷風開口部６７の開口面積よりも大きな面積を有する板形状を有する。なお、本実施形態では、特に図示していないが、冷風開閉弁７２の冷風開口部６７が開口する開口面に当接する領域に、ゴム等の弾性部材を設けるようにしてもよい。
【００８３】
駆動手段８０は、冷風開閉弁７２の連結部７３とは反対側の面に固定された駆動軸８１と、駆動軸８１を軸方向に往復移動させるリニアモータ等からなる駆動部８２とを具備する。
【００８４】
なお、本実施形態では、駆動軸８１と冷風開閉弁７２とはボールジョイント８３を介して固定されている。これにより、冷風開閉弁７２は、冷風開口部６７の開口面に対して傾斜可能に設けられており、冷風開閉弁７２は、冷風開口部６７の開口面に対して傾斜して取り付けられたとしても、冷風開閉弁７２を冷風開口部６７の開口面に当接させた際に、冷風開閉弁７２を冷風開口部６７の開口面に密着させることができる。
【００８５】
したがって、切り替え手段６０の組み立てを高精度で行う必要がなく、切り替え手段６０を容易に且つ短時間で組み立てることができる。
【００８６】
また、処理槽２１内は、排気手段によって陰圧になっているので、冷風開閉弁７２は、冷風開口部６７の開口面に密着される。したがって、冷風開閉弁７２と冷風開口部６７との間から外気が取り入れられることがない。
【００８７】
このような切り替え手段６０では、駆動手段８０によって冷風開閉弁７２を駆動すると、冷風開閉弁７２は冷風開口部６７から離れる方向に移動し、冷風開口部６７を開口する。このとき、冷風開閉弁７２の移動に伴って連結部７３を介して固定された温風開閉弁７１も移動する。そして、温風開閉弁７１が温風開口部６６の開口面の面内方向に移動すると、温風開口部６６と温風開閉弁７１の開口部７１ａとが連通されて温風開口部６６が閉口される。
【００８８】
これにより、脱臭部５０からの加熱された酸素含有ガスは、供給部４５に設けられた加熱手段４６によって温度調整されて、温風開口部６６を介して空気溜り６１に供給され、空気溜り６１から噴射パイプ６３を介して処理槽２１内に均一に供給される（加熱状態）。なお、このとき、冷風開口部６７は閉口されているため、外気（冷気）が空気溜り６１内に供給されることがない。
【００８９】
一方、冷風開口部６７が開口し、温風開口部６６が閉口した状態から、駆動手段８０によって冷風開閉弁７２を駆動すると、冷風開閉弁７２は、冷風開口部６７側に向かって移動し、冷風開口部６７を閉口する。このとき、冷風開閉弁７２の移動に伴って連結部７３を介して固定された温風開閉弁７１も移動する。そして、温風開閉弁７１が温風開口部６６の開口面の面内方向に移動すると、温風開口部６６が温風開閉弁７１によって塞がれて温風開口部６６が閉口される。
【００９０】
これにより、外気取入れ部６４から取り入れられた外気（冷気）は、冷風開口部６７を介して空気溜り６１に供給され、空気溜り６１から噴射パイプ６３を介して処理槽２１内に均一に供給される（冷却状態）。なお、このとき、温風開口部６６は閉口されているため、脱臭部５０からの加熱された酸素含有ガスが空気溜り６１内に供給されることがない。
【００９１】
以上説明したように、駆動手段８０によって切り替え弁７０を駆動することによって、温風開口部６６を開口すると共に冷風開口部６７を閉口して、処理槽２１内に温風を送風する加熱状態と、温風開口部６６を閉口すると共に冷風開口部６７を開口して、処理槽２１内に冷風（外気）を送風する冷却状態とを切り替えることができる。すなわち、例えば、脱臭部５０と処理槽２１とを連結する連通路に、連結部の開閉を行う切り替え弁と、処理槽２１に外気を取り入れる取入れ口に、取入れ口の開閉を行う切り替え弁とを設け、これらの２つの切り替え弁を連動させて加熱状態・冷却状態を切り替えるのに比べて、本実施形態では、１つの切り替え弁７０で、加熱状態及び送風状態を切り替えることができるため、使用済み紙おむつ処理装置１０の構成部材の点数を減少させることができると共に、切り替え弁７０の制御を容易に行うことができ、コストを低減することができる。
【００９２】
また、本実施形態では、処理部２０の処理槽２１と脱臭部５０とを一体的に設けることで、近接させているため、脱臭部５０から供給される加熱された酸素含有ガスが処理槽２１内に搬送される搬送路である供給部４５を短くすることができる。また、パイプ等の管路に比べて、供給部４５の断面積を大きくすることもできるため、脱臭部５０によって加熱された酸素含有ガスの供給部４５による温度損失及び圧力損失を減少させることができる。したがって、脱臭部５０に設けられた加熱手段４６によって酸素含有ガスを再加熱するエネルギーを低減させてエネルギー損失を低減し、ＣＯ2排出量の削減を行うことができる。
【００９３】
なお、本実施形態の切り替え手段６０は、処理部２０が、発酵処理、裁断・破砕及び乾燥を行う間は、脱臭部５０からの加熱された気体を処理槽２１内に供給し、乾燥処理が終了して処理物を処理槽２１から取り出す前に、低い温度の気体（外気）を処理槽２１内に供給して、処理槽２１内の温度を冷却している。これにより、処理槽２１から処理物を安全に取り出すことができる。
【００９４】
（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の基本的構成は上述したものに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態１では、脱臭部５０に接続される排気部４２を処理槽２１の上面に連通するように取り付けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、処理槽２１の側面に連通するように取り付けるようにしてもよい。ただし、上述した実施形態１のように、排気部４２を処理槽２１の上面に連通するように設けることで、処理槽２１内の被処理物をフィルター４３によって、集塵し、集塵した粉塵を処理槽２１内に落下させることができるため、フィルター４３の目詰まりを確実に防止できる。
【００９５】
また、例えば、上述した実施形態１では、使用済み紙おむつを処理する使用済み紙おむつ処理装置１０を例示したが、本発明の使用済み紙おむつ処理装置１０で処理する廃棄物は使用済み紙おむつに限定されるものではなく、例えば、使用済みの生理用品などでもよい。もちろん、上述した使用済み紙おむつ処理装置１０では、紙おむつと同様の廃棄物を同時に処理することができる。
【００９６】
また、上述した実施形態１では、開口部２４から発酵材料を投入するようにしたが、特にこれに限定されず、発酵菌のみを投入する投入用開口部を設けてもよい。また、上述した実施形態１では、発酵菌等の発酵材料を処理槽２１内に手動で投入するようにしたが、これに限定されず、例えば、所定量の発酵材料を自動的に投入するようにしてもよい。この発酵材料の自動投入は、例えば、開口部２４の開閉に連動させて投入するようにしてもよく、一定時間毎に所定量の発酵材料を自動的に投入させるようにしてもよい。
【００９７】
さらに、上述した実施形態１では、脱臭部５０として脱臭触媒を用いたが、特にこれに限定されず、例えば、脱臭部として、臭気ガスを薬液（臭気成分に対する分解効果を有する）と気液接触する方法（気液接触装置）、臭気ガスの臭気成分を活性炭等の吸着材に吸着する方法（吸着装置）、臭気ガスの臭気成分をオゾン、紫外線等で分解する方法（オゾン発生装置、紫外線照射装置）などを用いるようにしてもよい。
【００９８】
なお、上述した実施形態１では、特に言及していないが、例えば、切り替え手段６０をガラス繊維等の断熱材で覆うようにしてもよい。これにより、さらに、供給部４５の熱損失を防止できる。このとき、断熱材は、切り替え手段６０の外気取入れ部６４以外を覆うようにすれば、脱臭部５０からの熱や脱臭部５０から供給された温風によって外気取入れ部６４が加熱されて、外気が加熱されるのを防止できる。
【００９９】
また、一体的に形成された処理部２０及び脱臭部５０全体を断熱材で覆うことで、脱臭部５０内の熱損失を低減させることができると共に、脱臭装置本体５１の排熱を処理部２０に伝えることができ、さらにエネルギー損失を低減させてＣＯ2排出量を低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明の使用済み紙おむつ処理装置は、使用済み紙おむつを排出する各種事業所、使用済み紙おむつを回収して処理する廃棄物処理業などの分野に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の実施形態１に係る使用済み紙おむつ処理装置の斜視図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る使用済み紙おむつ処理装置の上面図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る処理部の概略断面図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る処理部の要部を示す図である。
【図５】本発明の実施形態１に係る処理部の要部断面図である。
【図６】本発明の実施形態１に係る使用済み紙おむつ処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施形態１に係る切り替え手段の断面図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１０ 使用済み紙おむつ処理装置
２０ 処理部
２１ 処理槽
２２ 破砕手段
４０ 排気手段
５０ 脱臭部
６０ 切り替え手段
７０ 切り替え弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用済み紙おむつを粉砕処理及び発酵処理する処理槽を有する処理部と、該処理部の前記処理槽に排気部を介して連通して前記処理槽内の臭気ガスを脱臭する脱臭部とが一体的に設けられており、
前記処理槽と前記脱臭部とが、当該脱臭部内で加熱された気体を前記処理槽内に供給する供給部を介して連通されていると共に、前記供給路には、外気を取り入れ可能で且つ外気と前記脱臭部で加熱された気体の何れか一方を切り替えて前記処理槽に送風する切り替え手段が設けられていることを特徴とする使用済み紙おむつ処理装置。
【請求項２】
前記排気部及び前記供給部が、前記処理槽の上面と前記処理部の上面とに亘って設けられた空間を有するものであることを特徴とする請求項１記載の使用済み紙おむつ処理装置。
【請求項３】
前記切り替え手段は、前記処理槽に連通し、且つ前記供給部に温風開口部を介して連通すると共に外部に冷風開口部を介して連通する空気溜りと、前記温風開口部を開口すると共に前記冷風開口部を閉口して前記処理槽内に前記処理部で加熱された気体を送風する加熱状態と前記温風開口部を閉口すると共に前記冷風開口部を開口して前記処理槽内に外気を送風する冷却状態とを切り替える切り替え弁と、該切り替え弁を前記加熱状態及び前記冷却状態に駆動する駆動手段とを具備することを特徴とする請求項１又は２記載の使用済み紙おむつ処理装置。
【請求項４】
前記温風開口部と前記冷風開口部とが、それぞれ互いに開口面が交差する方向に配置されていると共に、前記切り替え弁が前記温風開口部を開閉する温風開閉弁と前記冷風開口部を開閉する冷風開閉弁とが連結部を介して連結されて構成されていることを特徴とする請求項３記載の使用済み紙おむつ処理装置。
【請求項５】
前記切り替え手段は、前記冷風開口部に連通する外気取入れ部を具備すると共に、当該切り替え手段と前記供給部とは、前記外気取入れ部以外が断熱材により覆われていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の使用済み紙おむつ処理装置。
【請求項６】
前記脱臭部は、前記処理槽内の雰囲気ガスを脱臭する脱臭装置と、前記雰囲気ガスを脱臭処理して得られた処理ガスを熱交換するための第１熱交換器と、該第１熱交換器から排出された処理ガスを熱交換する第２熱交換器とで構成されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の使用済み紙おむつ処理装置。
【請求項７】
前記第２熱交換器で熱交換された熱が、前記処理槽内の加熱に用いられていることを特徴とする請求項６記載の使用済み紙おむつ処理装置。
【請求項８】
前記処理槽内で処理した前記処理物を当該処理槽内から排出する排出手段をさらに具備することを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の使用済み紙おむつ処理装置。
【請求項９】
前記処理部及び前記脱臭部が、断熱材で覆われていることを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の使用済み紙おむつ処理装置。
【請求項１】
使用済み紙おむつを粉砕処理及び発酵処理する処理槽を有する処理部と、該処理部の前記処理槽に排気部を介して連通して前記処理槽内の臭気ガスを脱臭する脱臭部とが一体的に設けられており、
前記処理槽と前記脱臭部とが、当該脱臭部内で加熱された気体を前記処理槽内に供給する供給部を介して連通されていると共に、前記供給路には、外気を取り入れ可能で且つ外気と前記脱臭部で加熱された気体の何れか一方を切り替えて前記処理槽に送風する切り替え手段が設けられていることを特徴とする使用済み紙おむつ処理装置。
【請求項２】
前記排気部及び前記供給部が、前記処理槽の上面と前記処理部の上面とに亘って設けられた空間を有するものであることを特徴とする請求項１記載の使用済み紙おむつ処理装置。
【請求項３】
前記切り替え手段は、前記処理槽に連通し、且つ前記供給部に温風開口部を介して連通すると共に外部に冷風開口部を介して連通する空気溜りと、前記温風開口部を開口すると共に前記冷風開口部を閉口して前記処理槽内に前記処理部で加熱された気体を送風する加熱状態と前記温風開口部を閉口すると共に前記冷風開口部を開口して前記処理槽内に外気を送風する冷却状態とを切り替える切り替え弁と、該切り替え弁を前記加熱状態及び前記冷却状態に駆動する駆動手段とを具備することを特徴とする請求項１又は２記載の使用済み紙おむつ処理装置。
【請求項４】
前記温風開口部と前記冷風開口部とが、それぞれ互いに開口面が交差する方向に配置されていると共に、前記切り替え弁が前記温風開口部を開閉する温風開閉弁と前記冷風開口部を開閉する冷風開閉弁とが連結部を介して連結されて構成されていることを特徴とする請求項３記載の使用済み紙おむつ処理装置。
【請求項５】
前記切り替え手段は、前記冷風開口部に連通する外気取入れ部を具備すると共に、当該切り替え手段と前記供給部とは、前記外気取入れ部以外が断熱材により覆われていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の使用済み紙おむつ処理装置。
【請求項６】
前記脱臭部は、前記処理槽内の雰囲気ガスを脱臭する脱臭装置と、前記雰囲気ガスを脱臭処理して得られた処理ガスを熱交換するための第１熱交換器と、該第１熱交換器から排出された処理ガスを熱交換する第２熱交換器とで構成されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の使用済み紙おむつ処理装置。
【請求項７】
前記第２熱交換器で熱交換された熱が、前記処理槽内の加熱に用いられていることを特徴とする請求項６記載の使用済み紙おむつ処理装置。
【請求項８】
前記処理槽内で処理した前記処理物を当該処理槽内から排出する排出手段をさらに具備することを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の使用済み紙おむつ処理装置。
【請求項９】
前記処理部及び前記脱臭部が、断熱材で覆われていることを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の使用済み紙おむつ処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−６２５７（Ｐ２００９−６２５７Ａ）
【公開日】平成２１年１月１５日（２００９．１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１６９６６４（Ｐ２００７−１６９６６４）
【出願日】平成１９年６月２７日（２００７．６．２７）
【出願人】（５０４２４６４０９）株式会社スーパー・フェイズ (6)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月１５日（２００９．１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月２７日（２００７．６．２７）
【出願人】（５０４２４６４０９）株式会社スーパー・フェイズ (6)
【Ｆターム（参考）】
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