加熱処理装置
【課題】 加熱経路における処理物に対する熱伝導を十分に行なわせて加熱効率を向上させるとともに、直接燃焼ガスで加熱することなく乾留により炭化させるようにして炭化物の生成の歩留まりの向上を図る。
【解決手段】 管状の柱状体１を回転可能な筒体１０に挿通し、筒体１０を回転可能な外筒体２０に挿通し、柱状体１の外面と筒体１０の内面との間に、ホッパ１３から供給される処理物Ｗが挟まれて移動可能な加熱経路Ｒｈを形成し、処理物Ｗを加熱経路Ｒｈの出口１２へ向けて移動させるスクリュー羽根５１を筒体１０に設け、柱状体１の内部に燃焼ガスを供給するバーナ装置６１を設け、筒体１０と外筒体２０との間に出口１２から排出された処理物Ｗを受けて排出口２４に向けて処理物Ｗを移動させて冷却する冷却経路Ｒｃを設けた。
【解決手段】 管状の柱状体１を回転可能な筒体１０に挿通し、筒体１０を回転可能な外筒体２０に挿通し、柱状体１の外面と筒体１０の内面との間に、ホッパ１３から供給される処理物Ｗが挟まれて移動可能な加熱経路Ｒｈを形成し、処理物Ｗを加熱経路Ｒｈの出口１２へ向けて移動させるスクリュー羽根５１を筒体１０に設け、柱状体１の内部に燃焼ガスを供給するバーナ装置６１を設け、筒体１０と外筒体２０との間に出口１２から排出された処理物Ｗを受けて排出口２４に向けて処理物Ｗを移動させて冷却する冷却経路Ｒｃを設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、種々の処理物を加熱処理する加熱処理装置に係り、例えば、処理物として、畜産廃棄物，食品廃棄物，下水汚泥等の水分を含む流動状の有機性可燃物を加熱処理して炭化物を得ることのできる加熱処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の加熱処理装置としては、例えば、図７に示すように、処理物として植物廃棄物である有機性可燃物を加熱処理して炭化物を得る加熱処理装置が知られている（例えば、特開２００２−２４１７６０号公報掲載）。
これは、一端に設けたホッパ１０１から処理物Wが供給される内筒１００と、この内筒１００の内部に配設されて内筒１００に供給される処理物Wを他端側に移送するスクリュー１０２と、内筒１００が挿通され内筒１００の他端側の出口１０３から落下した処理物を回転により移送できるように螺旋状の凸部１０４が設けられた回転外筒１０５と、この回転外筒１０５を回転させる回転機構（図示せず）と、内筒１００と回転外筒１０５との間に設けられる燃焼室１０６に燃焼ガスを噴射するバーナ１０７とを備えて構成されている。
【０００３】
そして、内筒１００の一端に設けたホッパ１０１に処理物Wを供給すると、処理物Wはスクリュー１０２により他端側に移送される。このとき、内筒１００が燃焼ガスで加熱されるので、内筒１００で処理物Wが加熱される。加熱される処理物Wは、含有する水分を気化して除去される。除去された水分は、内筒１０の他端上部の排気口１０８から燃焼室１０６を通過して煙突１０９から排気される。
一方、内筒１００で他端まで移送された処理物Wは、内筒１００の底に開口している出口１０３から、燃焼室１０６に落下する。燃焼室１０６に落下した処理物Wは、回転する回転外筒１０５の螺旋状の凸部１０４で前端から後端に移送される。ここで移送される処理物Wは、燃焼ガスに直接に接触して加熱され、水分が除去されて炭化される。炭化した処理物Wは、回転外筒１０５の後端を閉塞している閉塞プレート１１０に開口している排出口１１１から排出される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２４１７６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記の従来の加熱処理装置にあっては、処理物Wはスクリュー１０２により他端側に移送されるが、内筒１００内は隙間が多く、そのため、処理物Wと加熱される内筒１００との接触が不十分で、加熱経路における処理物Wに対する熱伝導が不十分で加熱効率に劣っているという問題があった。また、内筒１００から落下した処理物Wは直接燃焼ガスで加熱されるので、燃え上がって灰化し易くなることがあり、炭化物の生成が円滑に行なわれにくく、生成の歩留まりが劣っているという問題があった。
【０００６】
本発明は上記の問題点に鑑みて為されたもので、加熱経路における処理物に対する熱伝導を十分に行なわせることができるようにして加熱効率を向上させるとともに、直接燃焼ガスで加熱することなく乾留により炭化させるようにして炭化物の生成の歩留まりの向上を図った加熱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】
【０００７】
このような目的を達成するため本発明の加熱処理装置は、処理物を加熱処理する加熱処理装置において、柱状体を筒体に挿通し、上記柱状体の外面と上記筒体の内面との間に、一端側に処理物が供給される入口を有し他端側に処理物の出口を有し該処理物が上記柱状体の外面及び筒体の内面に挟まれて上記入口から出口に向けて移動可能な加熱経路を形成し、該加熱経路の入口に供給された処理物を該加熱経路の出口へ向けて移動させる移動手段を備えるとともに、該加熱経路を移動する処理物を加熱するための熱を上記柱状体及び筒体の少なくともいずれか一方に付与する熱付与手段を設けた構成としている。
【０００８】
これにより、処理物として例えば水分を有した有機可燃物を例えば加熱処理して炭化するときは、熱付与手段により柱状体及び筒体の少なくともいずれか一方に熱を付与する。この状態で、処理物を加熱経路の入口に供給し、移動手段により、処理物を加熱経路の出口へ向けて移動させる。この加熱経路における処理物の移動の際、処理物は加熱されて、移動初期には処理物中の水分が蒸発させられ、徐々に乾燥させられていくとともに、移動中期から後期には加熱により処理物が乾留されて炭化させられていく。
【０００９】
この場合、処理物は柱状体の外面及び筒体の内面に挟まれて移動するので、柱状体の外面及び筒体の内面に擦り付けられるようになり、即ち、柱状体の外面及び筒体の内面に摩擦しながら進行し、そのため、処理物に対する熱伝導が十分に行なわれ、加熱効率が向上させられる。更に、処理物は加熱経路において乾留されるので、直接燃焼ガスで加熱する場合に比較して燃え上がることがなく、確実に炭化されていく。そのため、炭化物の生成の歩留まりが向上させられる。
【００１０】
尚、熱付与手段を、柱状体に熱を付与するように構成すれば、内部から外部に向けて熱が伝達されるので、筒体外部から熱を付与される場合に比較して、熱発散の無駄がなく、確実に熱伝達が行なわれ、そのため、加熱効率が向上させられる。また、装置の構造も簡易化できる。
一方、筒体に熱を付与するように構成した場合には、柱状体側の処理物に熱が伝達されるが、筒体の外方へも熱が逃げるので、柱状体に熱を付与する場合に比較して、処理物への熱伝達率がやや劣る。また、筒体の外方を断熱材などで覆わなければならないことから、装置も複雑化する。しかしながら、従来に比較すれば、確実に熱伝達が行なわれ、加熱効率が向上させられる。
【００１１】
そして、必要に応じ、上記柱状体を管体で形成し、上記熱付与手段を、該柱状体の上記加熱経路の出口側の前端から内部に燃焼ガスを供給するバーナ装置を備えて構成している。これにより、バーナ装置の燃焼ガスにより、柱状体に熱が付与され、この柱状体から処理物に熱が伝達されるので、内部から外部に向けて熱が伝達されることになることから、筒体外部から熱を付与される場合に比較して、熱発散の無駄がなく、確実に熱伝達が行なわれ、そのため、加熱効率が向上させられる。また、柱状体を管体にすることで構成でき、バーナ装置の設置も容易であることから、装置の構造も簡易化できる。
【００１２】
また、必要に応じ、上記筒体を外筒体に挿通し、該外筒体を軸線を中心に回転可能に支持し、上記筒体と外筒体との間に上記加熱経路の出口側の前端に該出口から排出された処理物を受ける受け口を有し上記加熱経路の入口側の後端に該処理物の排出口を有し上記外筒体の回転により上記受け口から排出口に向けて処理物を移動させて処理物を冷却する冷却経路を設け、上記外筒体を回転させる回転機構を備えて構成している。
これにより、加熱経路で炭化させられた赤熱状態の処理物は、加熱経路の出口から冷却経路の受け口に落下していく。外筒体は回転機構により回転させられて処理物が冷却させられる。この冷却過程では、処理物は空気に晒されるので炭化が促進される。冷却された処理物は、順次排出口から排出されていく。この際、外筒体において冷却してから処理物を取り出すことができるので、別途冷却ラインを設ける必要がなくなり、そのため、装置の省力化が図られる。
【００１３】
この場合、上記外筒体を上記加熱経路の出口側から入口側に向けて拡開する内面を備えて構成したことが有効である。外筒体は回転機構により回転させられ、外筒体の内面は加熱経路の出口側から入口側に向けて拡開するテーパ状になっているので、この外筒体の回転により受け口から排出口に向けて処理物が徐々に移動させられ、冷却させられる。そのため、外筒体の内面をテーパ状にするだけで、処理物を冷却搬送できるので、構造が極めて簡単になり、装置の簡略化が図られる。
【００１４】
更に、必要に応じ、上記移動手段を、上記筒体を軸線を中心に回転可能に支持し、該筒体の内面に該筒体の回転により処理物を上記加熱経路の出口へ向けて移動させる羽根を設け、上記筒体を回転させる回転機構を備えて構成している。処理物は柱状体の外面及び筒体の内面に挟まれて羽根により移動させられるので、柱状体の外面及び筒体の内面に確実に擦り付けられるようになり、処理物に対する熱伝導を十分に行なわせることができる。
【００１５】
この場合、上記移動手段を、上記筒体を軸線を中心に回転可能に支持し、該筒体の内面に該筒体の回転により処理物を上記加熱経路の出口へ向けて移動させる羽根を設け、上記筒体を回転させる回転機構を備えて構成し、上記筒体と外筒体とを連結部材で連結して一体に回転可能にし、該筒体の回転機構を上記外筒体の回転機構と共用したことが有効である。筒体の回転機構を外筒体の回転機構と共用したので、それだけ装置が簡略化され、省力化が図られる。
【００１６】
また、この場合、上記羽根を、螺旋状に連続するスクリュー羽根で構成し、該羽根と柱状体との間に、加熱された処理物から生じる発生ガスが通過可能な隙間を形成したことが有効である。スクリュー羽根なので、処理物を連続的に移動させることができる。また、加熱経路において、処理物から水蒸気を含む発生ガスが生じても、発生ガスをスクリュー羽根と柱状体との間の隙間を通って外部に排出させることができる。
【００１７】
更にまた、必要に応じ、上記加熱経路で発生した発生ガスを該加熱経路の入口側から吸引する吸引装置を備えた構成としている。加熱経路において、処理物から水蒸気を含む発生ガスが生じても、発生ガスを強制的に吸引して外部に排出させることができる。また、発生ガスを未処理の処理物内を通過させることになるので、未処理の処理物との熱交換が行なわれ、そのため、処理物がある程度加温されることから、処理物の加熱経路での加熱効率がより一層向上させられる。
【００１８】
また、必要に応じ、上記吸引装置で吸引した発生ガスから液体を分離する気液分離装置を備えた構成としている。発生ガスの排気を、清浄化して行なうことができるようになる。
【００１９】
更に、必要に応じ、上記柱状体を管体で形成し、上記熱付与手段を、該柱状体の上記加熱経路の出口側の前端から内部に燃焼ガスを供給するバーナ装置を備えて構成し、上記気液分離装置で分離した気体を上記バーナ装置の燃焼空気に混合させる構成としている。分離された気体は、バーナ装置の燃焼空気に混合させられるので、気体の熱を利用できることからそれだけ燃焼効率が向上させられるとともに、気体中の有害成分を燃焼ガス中で熱分解させることができる。
【００２０】
そしてまた、必要に応じ、上記処理物は有機性可燃物で構成され、該処理物を上記加熱経路において炭化させて炭化物を得る構成としている。処理物として、畜産廃棄物，食品廃棄物，下水汚泥等の水分を含む流動状の有機性可燃物を加熱処理して炭化物を得ることができるようになる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の加熱処理装置によれば、加熱経路において、処理物が柱状体の外面及び筒体の内面に挟まれて移動するので、柱状体の外面及び筒体の内面に擦り付けられるようになり、そのため、処理物に対する熱伝導を十分に行なわせ、加熱効率を大幅に向上させることができる。また、処理物は加熱経路において乾留されるので、直接燃焼ガスで加熱する場合に比較して燃え上がることがなく、確実に炭化することができ、炭化物の生成の歩留まりを向上させることができる。この結果、処理物として、特に、畜産廃棄物，食品廃棄物，下水汚泥等の水分を含んだ流動状の有機性可燃物に対しては、極めて有用になり、省力化を図った炭化物生成処理を行なうことができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付図面に基づいて本発明の実施の形態に係る加熱処理装置について詳細に説明する。
図１乃至図５に示すように、本発明の実施の形態に係る加熱処理装置は、処理物Wとして、畜産廃棄物，食品廃棄物，下水汚泥等の水分を含む流動状の有機性可燃物を加熱処理して炭化物を得ることのできる装置であり、その基本的構成は、固定された柱状体１と、柱状体１が挿通され柱状体１との間に処理物Wの加熱経路Ｒｈを形成する回転可能な筒体１０と、筒体１０が挿通され筒体１０との間に処理物Wの冷却経路Ｒｃを形成する回転可能な外筒体２０と、加熱経路Ｒｈにおいて処理物Wを移動させる移動手段５０と、処理物Wを加熱するための熱を柱状体１に付与する熱付与手段６０とを備えてなる。
【００２３】
柱状体１は、鉄等の金属製管体からなり、本体２と、この本体２の両端に延設され本体２の径より細い径の軸管３とを備えて構成され、柱状体１は、この軸管３において支持台４に支持されている。図４に示すように、本体２の一般径Ｄは、適宜設定されるが、例えば、Ｄ＝２００〜６００ｍｍに設定され、実施の形態では、Ｄ＝３００ｍｍに設定されている。
【００２４】
筒体１０は、鉄等の金属製管体からなり、この筒体１０には柱状体１の本体２がその一端部２ａを除いて挿通されている。そして、柱状体１の本体２の外面と筒体１０の内面との間に、一端側に処理物Wが供給される入口１１を有し他端側に処理物Wの出口１２を有し、処理物Wが柱状体１の本体２の外面及び筒体１０の内面に挟まれて入口１１から出口１２に向けて移動可能な加熱経路Ｒｈが形成されている。図４に示すように、加熱経路Ｒｈの幅Ｅは、適宜設定されるが、例えば、Ｅ＝２０〜１００ｍｍに設定され、実施の形態では、Ｅ＝４０ｍｍに設定されている。また、図３に示すように、加熱経路Ｒｈの長さＬも適宜設定されるが、例えば、Ｌ＝３０００〜４０００ｍｍに設定され、実施の形態では、Ｌ＝３７００ｍｍに設定されている。
【００２５】
また、加熱経路Ｒｈの入口１１側には、加熱経路Ｒｈの入口１１に処理物Wを供給するホッパ１３が設けられている。ホッパ１３は、機台１４に支持されており、柱状体１の筒体１０から突出した本体２の一端部２ａを囲繞するとともに加熱経路Ｒｈの入口１１に連通する容器状の底部１５と、底部１５から立ち上がり処理物Wの投入口１６を有した立ち上がり部１７と、投入口１６を開閉する蓋１８とを備えて構成されている。尚、ホッパ１３からは、蓋１８の開閉により処理物Wを間欠的に投入するが、例えば、蓋１８にポンプ（図示せず）からの供給口（図示せず）を設けてポンプにより連続的に投入するようにしてよい。
【００２６】
外筒体２０は、鉄等の金属製管体からなり、筒体１０が挿通されている。詳しくは、外筒体２０は、加熱経路Ｒｈの出口１２側から入口１１側に向けて内面が拡開した内管２１とこれを囲繞する直状の外管２２とで構成されている。そして、この内管２１と筒体１０との間には、加熱経路Ｒｈの出口１２側の前端にこの出口１２から排出された処理物Wを受ける受け口２３を有し、加熱経路Ｒｈの入口１１側の後端に処理物Wの排出口２４を有し、外筒体２０の回転により受け口２３から排出口２４に向けて処理物Wを移動させて処理物Wを冷却する冷却経路Ｒｃが設けられている。外筒体２０の後側端部の外側には、ホッパ１３に固定され冷却経路Ｒｃの排出口２４に対峙する隔離板２５が設けられており、排出口２４は、この隔離板２５の下側に開放して設けられた取出し口２６に連通しており、この取出し口２６から炭化物の製品が排出される。尚、取出し口２６から排出される炭化物は、ベルトコンベア（図示せず）などで搬送するようにしてよい。
【００２７】
外筒体２０の前側端部は、金属製の円盤２７で閉塞されている。円盤２７の中央には柱状体１の軸管３が挿通される挿通孔２７ａが設けられている。また、外筒体２０の後側端部において、内管２１と外管２２とは、リング状の覆い部材２８で閉塞されている。
更に、筒体１０の両端部は、夫々、外筒体２０の内管２１に、等角度関係（図では９０°）で設けられた４つの連結部材２９で連結されている。この連結部材２９により、筒体１０と外筒体２０とは、これらの軸線を中心に回転可能に、一体に回転可能になっている。
【００２８】
また、外筒体２０は、筒体１０とともに支持機構３０により回転可能に支持されている。支持機構３０は、外筒体２０の外管２２の両端部側に設けられたリング状の一対のレール３１と、各レール３１毎に設けられレール３１を転動して支持する一対のローラ３２の組とを備えて構成されている。ローラ３２の組は機台１４に設置されている。
【００２９】
また、外筒体２０は、回転機構４０により回転させられる。回転機構４０は、図２に示すように、機台１４の前端側に設けられた電動モータ４１と、この電動モータ４１の回転を外筒体２０に伝達するチェーン伝動機構４２とで構成されている。チェーン伝動機構４２は、電動モータ４１の回転軸に設けられた主スプロケット４３と、外筒体２０の前端に設けられた従スプロケット４４と、主スプロケット４３と従スプロケット４４との間に巻きかけられるエンドレスのチェーン４５とから構成されている。
【００３０】
移動手段５０は、筒体１０の内面に筒体１０の回転により処理物Wを加熱経路Ｒｈの入口１１から出口１２へ向けて移動させる羽根を備えている。羽根は、螺旋状に連続するスクリュー羽根５１で構成されている。羽根５１と柱状体１との間には、図４に示すように、加熱された処理物Wから生じる発生ガスが通過可能な隙間Ｓが形成されている。隙間Ｓの幅Ｓａは、適宜設定されるが、例えば、Ｓａ＝２〜２０ｍｍに設定され、実施の形態では、Ｓａ＝８ｍｍに設定されている。
【００３１】
また、このスクリュー羽根５１の後端部は、柱状体１の本体２の一端部２ａに沿って延設され、ホッパ１３の底部１５に臨んでおり、筒体１０の回転によりホッパ１３の底部１５から処理物Wを加熱経路Ｒｈの入口１１に掻き入れる掻き入れ部５２として構成されている。
更に、移動手段５０は、筒体１０を回転させる上記の回転機構４０を備えて構成されている。上述したように、筒体１０は外筒体２０の内管２１に連結部材２９により一体に回転可能に連結されていることから、筒体１０及び外筒体２０の回転機構４０は共用されることになる。
【００３２】
熱付与手段６０は、柱状体１の加熱経路Ｒｈの出口１２側の前端から内部に燃焼ガスを供給するバーナ装置６１を備えて構成されている。バーナ装置６１は、図示外のオイルタンクからのオイルを、内臓のファンにより取り入れた燃焼空気により燃焼させて加熱経路Ｒｈ内に吹き込む。オイルとしては、灯油や廃油などが用いられる。また、柱状体１の一端側の軸管３は、支持台４に設けた煙突６２に連通しており、加熱経路Ｒｈでの排気ガスが煙突６２から排気されるようになっている。
【００３３】
また、実施の形態に係る加熱処理装置は、図１に示すように、加熱経路Ｒｈで発生した水蒸気を含む発生ガスを加熱経路Ｒｈの入口１１側から吸引する吸引装置７０を備えている。この吸引装置７０は、吸引ファン７１と、一端がホッパ１３の立ち上がり部１７の上端部に配管され他端が吸引ファン７１の吸引側に配管された吸引配管７２とから構成されている。これにより、加熱経路Ｒｈで発生した水蒸気を含む発生ガスは、スクリュー羽根５１と柱状体１との間の隙間Ｓを通って、ホッパ１３内に導入され、このホッパ１３内を通って吸引ファン７１により吸引されて排出される。
【００３４】
また、実施の形態に係る加熱処理装置は、図１に示すように、吸引装置７０で吸引した水蒸気を含む発生ガスから液体を分離する気液分離装置８０を備えている。気液分離装置８０は、冷却により気液を分離するサイクロン塔８１と、一端が吸引ファン７１の排出側に配管され他端がサイクロン塔８１の上端部に配管された接続配管８２とから構成されている。サイクロン塔８１の下部には、分離された液体を回収するバルブ開閉型の回収口８３が設けられている。
また、サイクロン塔８１の内部に臨み上端に突出され分離した気体が排気される排気管８４には、バーナ装置６１の燃焼空気取り入れ側に至る送給管８５が配管されており、この分離した気体をバーナ装置６１の燃焼空気に混合させる構成にしてある。
【００３５】
従って、この実施の形態に係る加熱処理装置により、例えば、処理物Wとして、畜産の糞尿を処理する場合で説明すると、以下のようになる。
先ず、バーナ装置６１を駆動する。バーナ装置６１からは柱状体１内に燃焼ガスが供給されており、柱状体１が加熱される。排気ガスは煙突６２から排気される。
そして、ホッパ１３に、蓋１８を開閉してその開時に処理物Wを投入し、回転機構４０及び吸引装置７０を駆動する。ホッパ１３への投入は、適時に蓋１８を開閉して間欠的に行なう。尚、ポンプなどにより連続的に投入するようにしてよい。
【００３６】
これにより、外筒体２０及び内筒体１０が回転し、内筒体１０に設けたスクリュー羽根５１の掻き込み部５２がホッパ１３内の処理物Wを加熱経路Ｒｈの入口１１から内部に供給し、更に、スクリュー羽根５１により処理物Wが入口１１から出口１２に向けて加熱経路Ｒｈ内を移動させられる。この加熱経路Ｒｈにおける処理物Wの移動の際、処理物Wは柱状体１により加熱されて、移動初期には処理物W中の水分が蒸発させられ、徐々に乾燥させられていくとともに、移動中期から後期には加熱により処理物Wが乾留されて炭化させられていく。
【００３７】
この場合、処理物Wは、柱状体１から外部に向かう熱により加熱させられるので、筒体１０外部から熱を付与される場合に比較して、熱発散の無駄がなく、確実に熱伝達が行なわれ、そのため、加熱効率が向上させられる。また、図５に示すように、この場合、処理物Wは柱状体１の外面及び筒体１０の内面に挟まれて移動するので、柱状体１の外面及び筒体１０の内面に擦り付けられるようになり、即ち、柱状体１の外面及び筒体１０の内面に摩擦しながら進行し、そのため、処理物Wに対する熱伝導が十分に行なわれ、この点でも加熱効率が向上させられる。更に、処理物Wは加熱経路Ｒｈにおいて乾留されるので、直接燃焼ガスで加熱する場合に比較して燃え上がることがなく、確実に炭化されていく。そのため、炭化物の生成の歩留まりが向上させられる。
【００３８】
また、加熱経路Ｒｈにおいては、処理物Wから水蒸気を含む発生ガスが生じるが、ホッパ１３には吸引装置７０の吸引ファン７１が接続されているのでホッパ１３内が負圧になり、発生ガスはスクリュー羽根５１と柱状体１との間の隙間Ｓを通って、ホッパ１３内に導入され、このホッパ１３内を通って吸引ファン７１により吸引されて排出される。この場合、発生ガスはホッパ１３内の処理物W内を通過するので、処理物Wとの熱交換が行なわれ、そのため、処理物Wがある程度加温されることから、処理物Wの加熱経路Ｒｈでの加熱効率がより一層向上させられる。
【００３９】
更に、図１に示すように、吸引装置７０で吸引した水蒸気を含む発生ガスは、気液分離装置８０に至り、サイクロン塔８１により水を主体とした液体が分離される。液体は、適時にサイクロン塔８１の回収口８３から回収される。また、サイクロン塔８１の排気管から排気される気体は、バーナ装置６１に吸引され、バーナ装置６１の燃焼空気取り入れ側に至って、バーナ装置６１の燃焼空気に混合させられる。そのため、気体の熱を利用できるのでそれだけ燃焼効率が向上させられるとともに、気体中の有害成分を燃焼ガス中で熱分解させることができる。また、発生ガスを気液分離して排気するので、発生ガスの排気を清浄化して行なうことができるようになる。
【００４０】
そして、図３に示すように、加熱経路Ｒｈで炭化させられた赤熱状態の処理物Wは、加熱経路Ｒｈの出口１２から冷却経路Ｒｃの受け口２３に落下していく。外筒体２０は回転機構４０により回転させられ、外筒体２０の内管２１は加熱経路Ｒｈの出口１２側から入口１１側に向けて拡開するテーパ状になっているので、この外筒体２０の回転により受け口２３から排出口２４に向けて処理物Wが徐々に移動させられ、冷却させられる。この冷却過程では、処理物Wは空気に晒されるので炭化が促進される。冷却された処理物Wは、順次排出口２４から排出されていく。この場合、外筒体２０において冷却してから処理物Wを取り出すことができるので、別途冷却ラインを設ける必要がなくなり、そのため、装置の省力化が図られる。
【００４１】
図６には、本発明の実施の形態に係る加熱処理装置において、移動手段５０の別の例を示している。これは、上記の連続するスクリュー羽根５１に変えて、多数の矩形の羽根５１を筒体１０の回転により処理物Wを進行させるように角度を設けて筒体１０の内面に列設して突出させたものである。また、ホッパ１３は、加熱経路Ｒｈに向けて傾斜しており、処理物Ｗは、直接加熱経路Ｒｈの入口１１に導入される。これによれば、多数の矩形の羽根５１間に間隔があるので、処理物Wからの発生ガスの流通が円滑になる。他の作用，効果は上記と同様である。
【００４２】
尚、上記実施の形態において、外筒体２０を設けて冷却経路Ｒｃを形成したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、外筒体２０を設けなくても良い。この場合には、加熱経路Ｒｈで生成された炭化物を別ラインで冷却する。但し、ラインの効率化を図るには、外筒体２０を設けて冷却経路Ｒｃを備えたほうがより好ましい。また、移動手段５０は上述した例に限定されず適宜設計変更して差支えない。
更に、処理物Wとしては、家畜の糞尿の場合で説明したが必ずしもこれに限定されるものではなく、種々の廃棄物に適用できる。また、廃棄物に限らず、種々の処理物に適用してよいことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施の形態に係る加熱処理装置を示す全体図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る加熱処理装置を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る加熱処理装置を示す縦断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る加熱処理装置を示す横断面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る加熱処理装置の要部を示す拡大断面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る加熱処理装置の変形例を示す縦断面図である。
【図７】従来の加熱処理装置の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
W 処理物
１ 柱状体
２ 本体
２ａ 一端部
３ 軸管
１０ 筒体
１１ 入口
１２ 出口
Ｒｈ 加熱経路
１３ ホッパ
１４ 機台
１５ 底部
１６ 投入口
１７ 立ち上がり部
１８ 蓋
２０ 外筒体
２１ 内管
２２ 外管
２３ 受け口
２４ 排出口
Ｒｃ 冷却経路
２５ 隔離板
２６ 取出し口
２９ 連結部材
３０ 支持機構
３１ レール
３２ ローラ
４０ 回転機構
４１ 電動モータ
４２ チェーン伝動機構
５０ 移動手段
５１ 羽根
Ｓ 隙間
５２ 掻き入れ部
６０ 熱付与手段
６１ バーナ装置
６２ 煙突
７０ 吸引装置
８０ 気液分離装置
８１ サイクロン塔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、種々の処理物を加熱処理する加熱処理装置に係り、例えば、処理物として、畜産廃棄物，食品廃棄物，下水汚泥等の水分を含む流動状の有機性可燃物を加熱処理して炭化物を得ることのできる加熱処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の加熱処理装置としては、例えば、図７に示すように、処理物として植物廃棄物である有機性可燃物を加熱処理して炭化物を得る加熱処理装置が知られている（例えば、特開２００２−２４１７６０号公報掲載）。
これは、一端に設けたホッパ１０１から処理物Wが供給される内筒１００と、この内筒１００の内部に配設されて内筒１００に供給される処理物Wを他端側に移送するスクリュー１０２と、内筒１００が挿通され内筒１００の他端側の出口１０３から落下した処理物を回転により移送できるように螺旋状の凸部１０４が設けられた回転外筒１０５と、この回転外筒１０５を回転させる回転機構（図示せず）と、内筒１００と回転外筒１０５との間に設けられる燃焼室１０６に燃焼ガスを噴射するバーナ１０７とを備えて構成されている。
【０００３】
そして、内筒１００の一端に設けたホッパ１０１に処理物Wを供給すると、処理物Wはスクリュー１０２により他端側に移送される。このとき、内筒１００が燃焼ガスで加熱されるので、内筒１００で処理物Wが加熱される。加熱される処理物Wは、含有する水分を気化して除去される。除去された水分は、内筒１０の他端上部の排気口１０８から燃焼室１０６を通過して煙突１０９から排気される。
一方、内筒１００で他端まで移送された処理物Wは、内筒１００の底に開口している出口１０３から、燃焼室１０６に落下する。燃焼室１０６に落下した処理物Wは、回転する回転外筒１０５の螺旋状の凸部１０４で前端から後端に移送される。ここで移送される処理物Wは、燃焼ガスに直接に接触して加熱され、水分が除去されて炭化される。炭化した処理物Wは、回転外筒１０５の後端を閉塞している閉塞プレート１１０に開口している排出口１１１から排出される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２４１７６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記の従来の加熱処理装置にあっては、処理物Wはスクリュー１０２により他端側に移送されるが、内筒１００内は隙間が多く、そのため、処理物Wと加熱される内筒１００との接触が不十分で、加熱経路における処理物Wに対する熱伝導が不十分で加熱効率に劣っているという問題があった。また、内筒１００から落下した処理物Wは直接燃焼ガスで加熱されるので、燃え上がって灰化し易くなることがあり、炭化物の生成が円滑に行なわれにくく、生成の歩留まりが劣っているという問題があった。
【０００６】
本発明は上記の問題点に鑑みて為されたもので、加熱経路における処理物に対する熱伝導を十分に行なわせることができるようにして加熱効率を向上させるとともに、直接燃焼ガスで加熱することなく乾留により炭化させるようにして炭化物の生成の歩留まりの向上を図った加熱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】
【０００７】
このような目的を達成するため本発明の加熱処理装置は、処理物を加熱処理する加熱処理装置において、柱状体を筒体に挿通し、上記柱状体の外面と上記筒体の内面との間に、一端側に処理物が供給される入口を有し他端側に処理物の出口を有し該処理物が上記柱状体の外面及び筒体の内面に挟まれて上記入口から出口に向けて移動可能な加熱経路を形成し、該加熱経路の入口に供給された処理物を該加熱経路の出口へ向けて移動させる移動手段を備えるとともに、該加熱経路を移動する処理物を加熱するための熱を上記柱状体及び筒体の少なくともいずれか一方に付与する熱付与手段を設けた構成としている。
【０００８】
これにより、処理物として例えば水分を有した有機可燃物を例えば加熱処理して炭化するときは、熱付与手段により柱状体及び筒体の少なくともいずれか一方に熱を付与する。この状態で、処理物を加熱経路の入口に供給し、移動手段により、処理物を加熱経路の出口へ向けて移動させる。この加熱経路における処理物の移動の際、処理物は加熱されて、移動初期には処理物中の水分が蒸発させられ、徐々に乾燥させられていくとともに、移動中期から後期には加熱により処理物が乾留されて炭化させられていく。
【０００９】
この場合、処理物は柱状体の外面及び筒体の内面に挟まれて移動するので、柱状体の外面及び筒体の内面に擦り付けられるようになり、即ち、柱状体の外面及び筒体の内面に摩擦しながら進行し、そのため、処理物に対する熱伝導が十分に行なわれ、加熱効率が向上させられる。更に、処理物は加熱経路において乾留されるので、直接燃焼ガスで加熱する場合に比較して燃え上がることがなく、確実に炭化されていく。そのため、炭化物の生成の歩留まりが向上させられる。
【００１０】
尚、熱付与手段を、柱状体に熱を付与するように構成すれば、内部から外部に向けて熱が伝達されるので、筒体外部から熱を付与される場合に比較して、熱発散の無駄がなく、確実に熱伝達が行なわれ、そのため、加熱効率が向上させられる。また、装置の構造も簡易化できる。
一方、筒体に熱を付与するように構成した場合には、柱状体側の処理物に熱が伝達されるが、筒体の外方へも熱が逃げるので、柱状体に熱を付与する場合に比較して、処理物への熱伝達率がやや劣る。また、筒体の外方を断熱材などで覆わなければならないことから、装置も複雑化する。しかしながら、従来に比較すれば、確実に熱伝達が行なわれ、加熱効率が向上させられる。
【００１１】
そして、必要に応じ、上記柱状体を管体で形成し、上記熱付与手段を、該柱状体の上記加熱経路の出口側の前端から内部に燃焼ガスを供給するバーナ装置を備えて構成している。これにより、バーナ装置の燃焼ガスにより、柱状体に熱が付与され、この柱状体から処理物に熱が伝達されるので、内部から外部に向けて熱が伝達されることになることから、筒体外部から熱を付与される場合に比較して、熱発散の無駄がなく、確実に熱伝達が行なわれ、そのため、加熱効率が向上させられる。また、柱状体を管体にすることで構成でき、バーナ装置の設置も容易であることから、装置の構造も簡易化できる。
【００１２】
また、必要に応じ、上記筒体を外筒体に挿通し、該外筒体を軸線を中心に回転可能に支持し、上記筒体と外筒体との間に上記加熱経路の出口側の前端に該出口から排出された処理物を受ける受け口を有し上記加熱経路の入口側の後端に該処理物の排出口を有し上記外筒体の回転により上記受け口から排出口に向けて処理物を移動させて処理物を冷却する冷却経路を設け、上記外筒体を回転させる回転機構を備えて構成している。
これにより、加熱経路で炭化させられた赤熱状態の処理物は、加熱経路の出口から冷却経路の受け口に落下していく。外筒体は回転機構により回転させられて処理物が冷却させられる。この冷却過程では、処理物は空気に晒されるので炭化が促進される。冷却された処理物は、順次排出口から排出されていく。この際、外筒体において冷却してから処理物を取り出すことができるので、別途冷却ラインを設ける必要がなくなり、そのため、装置の省力化が図られる。
【００１３】
この場合、上記外筒体を上記加熱経路の出口側から入口側に向けて拡開する内面を備えて構成したことが有効である。外筒体は回転機構により回転させられ、外筒体の内面は加熱経路の出口側から入口側に向けて拡開するテーパ状になっているので、この外筒体の回転により受け口から排出口に向けて処理物が徐々に移動させられ、冷却させられる。そのため、外筒体の内面をテーパ状にするだけで、処理物を冷却搬送できるので、構造が極めて簡単になり、装置の簡略化が図られる。
【００１４】
更に、必要に応じ、上記移動手段を、上記筒体を軸線を中心に回転可能に支持し、該筒体の内面に該筒体の回転により処理物を上記加熱経路の出口へ向けて移動させる羽根を設け、上記筒体を回転させる回転機構を備えて構成している。処理物は柱状体の外面及び筒体の内面に挟まれて羽根により移動させられるので、柱状体の外面及び筒体の内面に確実に擦り付けられるようになり、処理物に対する熱伝導を十分に行なわせることができる。
【００１５】
この場合、上記移動手段を、上記筒体を軸線を中心に回転可能に支持し、該筒体の内面に該筒体の回転により処理物を上記加熱経路の出口へ向けて移動させる羽根を設け、上記筒体を回転させる回転機構を備えて構成し、上記筒体と外筒体とを連結部材で連結して一体に回転可能にし、該筒体の回転機構を上記外筒体の回転機構と共用したことが有効である。筒体の回転機構を外筒体の回転機構と共用したので、それだけ装置が簡略化され、省力化が図られる。
【００１６】
また、この場合、上記羽根を、螺旋状に連続するスクリュー羽根で構成し、該羽根と柱状体との間に、加熱された処理物から生じる発生ガスが通過可能な隙間を形成したことが有効である。スクリュー羽根なので、処理物を連続的に移動させることができる。また、加熱経路において、処理物から水蒸気を含む発生ガスが生じても、発生ガスをスクリュー羽根と柱状体との間の隙間を通って外部に排出させることができる。
【００１７】
更にまた、必要に応じ、上記加熱経路で発生した発生ガスを該加熱経路の入口側から吸引する吸引装置を備えた構成としている。加熱経路において、処理物から水蒸気を含む発生ガスが生じても、発生ガスを強制的に吸引して外部に排出させることができる。また、発生ガスを未処理の処理物内を通過させることになるので、未処理の処理物との熱交換が行なわれ、そのため、処理物がある程度加温されることから、処理物の加熱経路での加熱効率がより一層向上させられる。
【００１８】
また、必要に応じ、上記吸引装置で吸引した発生ガスから液体を分離する気液分離装置を備えた構成としている。発生ガスの排気を、清浄化して行なうことができるようになる。
【００１９】
更に、必要に応じ、上記柱状体を管体で形成し、上記熱付与手段を、該柱状体の上記加熱経路の出口側の前端から内部に燃焼ガスを供給するバーナ装置を備えて構成し、上記気液分離装置で分離した気体を上記バーナ装置の燃焼空気に混合させる構成としている。分離された気体は、バーナ装置の燃焼空気に混合させられるので、気体の熱を利用できることからそれだけ燃焼効率が向上させられるとともに、気体中の有害成分を燃焼ガス中で熱分解させることができる。
【００２０】
そしてまた、必要に応じ、上記処理物は有機性可燃物で構成され、該処理物を上記加熱経路において炭化させて炭化物を得る構成としている。処理物として、畜産廃棄物，食品廃棄物，下水汚泥等の水分を含む流動状の有機性可燃物を加熱処理して炭化物を得ることができるようになる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の加熱処理装置によれば、加熱経路において、処理物が柱状体の外面及び筒体の内面に挟まれて移動するので、柱状体の外面及び筒体の内面に擦り付けられるようになり、そのため、処理物に対する熱伝導を十分に行なわせ、加熱効率を大幅に向上させることができる。また、処理物は加熱経路において乾留されるので、直接燃焼ガスで加熱する場合に比較して燃え上がることがなく、確実に炭化することができ、炭化物の生成の歩留まりを向上させることができる。この結果、処理物として、特に、畜産廃棄物，食品廃棄物，下水汚泥等の水分を含んだ流動状の有機性可燃物に対しては、極めて有用になり、省力化を図った炭化物生成処理を行なうことができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付図面に基づいて本発明の実施の形態に係る加熱処理装置について詳細に説明する。
図１乃至図５に示すように、本発明の実施の形態に係る加熱処理装置は、処理物Wとして、畜産廃棄物，食品廃棄物，下水汚泥等の水分を含む流動状の有機性可燃物を加熱処理して炭化物を得ることのできる装置であり、その基本的構成は、固定された柱状体１と、柱状体１が挿通され柱状体１との間に処理物Wの加熱経路Ｒｈを形成する回転可能な筒体１０と、筒体１０が挿通され筒体１０との間に処理物Wの冷却経路Ｒｃを形成する回転可能な外筒体２０と、加熱経路Ｒｈにおいて処理物Wを移動させる移動手段５０と、処理物Wを加熱するための熱を柱状体１に付与する熱付与手段６０とを備えてなる。
【００２３】
柱状体１は、鉄等の金属製管体からなり、本体２と、この本体２の両端に延設され本体２の径より細い径の軸管３とを備えて構成され、柱状体１は、この軸管３において支持台４に支持されている。図４に示すように、本体２の一般径Ｄは、適宜設定されるが、例えば、Ｄ＝２００〜６００ｍｍに設定され、実施の形態では、Ｄ＝３００ｍｍに設定されている。
【００２４】
筒体１０は、鉄等の金属製管体からなり、この筒体１０には柱状体１の本体２がその一端部２ａを除いて挿通されている。そして、柱状体１の本体２の外面と筒体１０の内面との間に、一端側に処理物Wが供給される入口１１を有し他端側に処理物Wの出口１２を有し、処理物Wが柱状体１の本体２の外面及び筒体１０の内面に挟まれて入口１１から出口１２に向けて移動可能な加熱経路Ｒｈが形成されている。図４に示すように、加熱経路Ｒｈの幅Ｅは、適宜設定されるが、例えば、Ｅ＝２０〜１００ｍｍに設定され、実施の形態では、Ｅ＝４０ｍｍに設定されている。また、図３に示すように、加熱経路Ｒｈの長さＬも適宜設定されるが、例えば、Ｌ＝３０００〜４０００ｍｍに設定され、実施の形態では、Ｌ＝３７００ｍｍに設定されている。
【００２５】
また、加熱経路Ｒｈの入口１１側には、加熱経路Ｒｈの入口１１に処理物Wを供給するホッパ１３が設けられている。ホッパ１３は、機台１４に支持されており、柱状体１の筒体１０から突出した本体２の一端部２ａを囲繞するとともに加熱経路Ｒｈの入口１１に連通する容器状の底部１５と、底部１５から立ち上がり処理物Wの投入口１６を有した立ち上がり部１７と、投入口１６を開閉する蓋１８とを備えて構成されている。尚、ホッパ１３からは、蓋１８の開閉により処理物Wを間欠的に投入するが、例えば、蓋１８にポンプ（図示せず）からの供給口（図示せず）を設けてポンプにより連続的に投入するようにしてよい。
【００２６】
外筒体２０は、鉄等の金属製管体からなり、筒体１０が挿通されている。詳しくは、外筒体２０は、加熱経路Ｒｈの出口１２側から入口１１側に向けて内面が拡開した内管２１とこれを囲繞する直状の外管２２とで構成されている。そして、この内管２１と筒体１０との間には、加熱経路Ｒｈの出口１２側の前端にこの出口１２から排出された処理物Wを受ける受け口２３を有し、加熱経路Ｒｈの入口１１側の後端に処理物Wの排出口２４を有し、外筒体２０の回転により受け口２３から排出口２４に向けて処理物Wを移動させて処理物Wを冷却する冷却経路Ｒｃが設けられている。外筒体２０の後側端部の外側には、ホッパ１３に固定され冷却経路Ｒｃの排出口２４に対峙する隔離板２５が設けられており、排出口２４は、この隔離板２５の下側に開放して設けられた取出し口２６に連通しており、この取出し口２６から炭化物の製品が排出される。尚、取出し口２６から排出される炭化物は、ベルトコンベア（図示せず）などで搬送するようにしてよい。
【００２７】
外筒体２０の前側端部は、金属製の円盤２７で閉塞されている。円盤２７の中央には柱状体１の軸管３が挿通される挿通孔２７ａが設けられている。また、外筒体２０の後側端部において、内管２１と外管２２とは、リング状の覆い部材２８で閉塞されている。
更に、筒体１０の両端部は、夫々、外筒体２０の内管２１に、等角度関係（図では９０°）で設けられた４つの連結部材２９で連結されている。この連結部材２９により、筒体１０と外筒体２０とは、これらの軸線を中心に回転可能に、一体に回転可能になっている。
【００２８】
また、外筒体２０は、筒体１０とともに支持機構３０により回転可能に支持されている。支持機構３０は、外筒体２０の外管２２の両端部側に設けられたリング状の一対のレール３１と、各レール３１毎に設けられレール３１を転動して支持する一対のローラ３２の組とを備えて構成されている。ローラ３２の組は機台１４に設置されている。
【００２９】
また、外筒体２０は、回転機構４０により回転させられる。回転機構４０は、図２に示すように、機台１４の前端側に設けられた電動モータ４１と、この電動モータ４１の回転を外筒体２０に伝達するチェーン伝動機構４２とで構成されている。チェーン伝動機構４２は、電動モータ４１の回転軸に設けられた主スプロケット４３と、外筒体２０の前端に設けられた従スプロケット４４と、主スプロケット４３と従スプロケット４４との間に巻きかけられるエンドレスのチェーン４５とから構成されている。
【００３０】
移動手段５０は、筒体１０の内面に筒体１０の回転により処理物Wを加熱経路Ｒｈの入口１１から出口１２へ向けて移動させる羽根を備えている。羽根は、螺旋状に連続するスクリュー羽根５１で構成されている。羽根５１と柱状体１との間には、図４に示すように、加熱された処理物Wから生じる発生ガスが通過可能な隙間Ｓが形成されている。隙間Ｓの幅Ｓａは、適宜設定されるが、例えば、Ｓａ＝２〜２０ｍｍに設定され、実施の形態では、Ｓａ＝８ｍｍに設定されている。
【００３１】
また、このスクリュー羽根５１の後端部は、柱状体１の本体２の一端部２ａに沿って延設され、ホッパ１３の底部１５に臨んでおり、筒体１０の回転によりホッパ１３の底部１５から処理物Wを加熱経路Ｒｈの入口１１に掻き入れる掻き入れ部５２として構成されている。
更に、移動手段５０は、筒体１０を回転させる上記の回転機構４０を備えて構成されている。上述したように、筒体１０は外筒体２０の内管２１に連結部材２９により一体に回転可能に連結されていることから、筒体１０及び外筒体２０の回転機構４０は共用されることになる。
【００３２】
熱付与手段６０は、柱状体１の加熱経路Ｒｈの出口１２側の前端から内部に燃焼ガスを供給するバーナ装置６１を備えて構成されている。バーナ装置６１は、図示外のオイルタンクからのオイルを、内臓のファンにより取り入れた燃焼空気により燃焼させて加熱経路Ｒｈ内に吹き込む。オイルとしては、灯油や廃油などが用いられる。また、柱状体１の一端側の軸管３は、支持台４に設けた煙突６２に連通しており、加熱経路Ｒｈでの排気ガスが煙突６２から排気されるようになっている。
【００３３】
また、実施の形態に係る加熱処理装置は、図１に示すように、加熱経路Ｒｈで発生した水蒸気を含む発生ガスを加熱経路Ｒｈの入口１１側から吸引する吸引装置７０を備えている。この吸引装置７０は、吸引ファン７１と、一端がホッパ１３の立ち上がり部１７の上端部に配管され他端が吸引ファン７１の吸引側に配管された吸引配管７２とから構成されている。これにより、加熱経路Ｒｈで発生した水蒸気を含む発生ガスは、スクリュー羽根５１と柱状体１との間の隙間Ｓを通って、ホッパ１３内に導入され、このホッパ１３内を通って吸引ファン７１により吸引されて排出される。
【００３４】
また、実施の形態に係る加熱処理装置は、図１に示すように、吸引装置７０で吸引した水蒸気を含む発生ガスから液体を分離する気液分離装置８０を備えている。気液分離装置８０は、冷却により気液を分離するサイクロン塔８１と、一端が吸引ファン７１の排出側に配管され他端がサイクロン塔８１の上端部に配管された接続配管８２とから構成されている。サイクロン塔８１の下部には、分離された液体を回収するバルブ開閉型の回収口８３が設けられている。
また、サイクロン塔８１の内部に臨み上端に突出され分離した気体が排気される排気管８４には、バーナ装置６１の燃焼空気取り入れ側に至る送給管８５が配管されており、この分離した気体をバーナ装置６１の燃焼空気に混合させる構成にしてある。
【００３５】
従って、この実施の形態に係る加熱処理装置により、例えば、処理物Wとして、畜産の糞尿を処理する場合で説明すると、以下のようになる。
先ず、バーナ装置６１を駆動する。バーナ装置６１からは柱状体１内に燃焼ガスが供給されており、柱状体１が加熱される。排気ガスは煙突６２から排気される。
そして、ホッパ１３に、蓋１８を開閉してその開時に処理物Wを投入し、回転機構４０及び吸引装置７０を駆動する。ホッパ１３への投入は、適時に蓋１８を開閉して間欠的に行なう。尚、ポンプなどにより連続的に投入するようにしてよい。
【００３６】
これにより、外筒体２０及び内筒体１０が回転し、内筒体１０に設けたスクリュー羽根５１の掻き込み部５２がホッパ１３内の処理物Wを加熱経路Ｒｈの入口１１から内部に供給し、更に、スクリュー羽根５１により処理物Wが入口１１から出口１２に向けて加熱経路Ｒｈ内を移動させられる。この加熱経路Ｒｈにおける処理物Wの移動の際、処理物Wは柱状体１により加熱されて、移動初期には処理物W中の水分が蒸発させられ、徐々に乾燥させられていくとともに、移動中期から後期には加熱により処理物Wが乾留されて炭化させられていく。
【００３７】
この場合、処理物Wは、柱状体１から外部に向かう熱により加熱させられるので、筒体１０外部から熱を付与される場合に比較して、熱発散の無駄がなく、確実に熱伝達が行なわれ、そのため、加熱効率が向上させられる。また、図５に示すように、この場合、処理物Wは柱状体１の外面及び筒体１０の内面に挟まれて移動するので、柱状体１の外面及び筒体１０の内面に擦り付けられるようになり、即ち、柱状体１の外面及び筒体１０の内面に摩擦しながら進行し、そのため、処理物Wに対する熱伝導が十分に行なわれ、この点でも加熱効率が向上させられる。更に、処理物Wは加熱経路Ｒｈにおいて乾留されるので、直接燃焼ガスで加熱する場合に比較して燃え上がることがなく、確実に炭化されていく。そのため、炭化物の生成の歩留まりが向上させられる。
【００３８】
また、加熱経路Ｒｈにおいては、処理物Wから水蒸気を含む発生ガスが生じるが、ホッパ１３には吸引装置７０の吸引ファン７１が接続されているのでホッパ１３内が負圧になり、発生ガスはスクリュー羽根５１と柱状体１との間の隙間Ｓを通って、ホッパ１３内に導入され、このホッパ１３内を通って吸引ファン７１により吸引されて排出される。この場合、発生ガスはホッパ１３内の処理物W内を通過するので、処理物Wとの熱交換が行なわれ、そのため、処理物Wがある程度加温されることから、処理物Wの加熱経路Ｒｈでの加熱効率がより一層向上させられる。
【００３９】
更に、図１に示すように、吸引装置７０で吸引した水蒸気を含む発生ガスは、気液分離装置８０に至り、サイクロン塔８１により水を主体とした液体が分離される。液体は、適時にサイクロン塔８１の回収口８３から回収される。また、サイクロン塔８１の排気管から排気される気体は、バーナ装置６１に吸引され、バーナ装置６１の燃焼空気取り入れ側に至って、バーナ装置６１の燃焼空気に混合させられる。そのため、気体の熱を利用できるのでそれだけ燃焼効率が向上させられるとともに、気体中の有害成分を燃焼ガス中で熱分解させることができる。また、発生ガスを気液分離して排気するので、発生ガスの排気を清浄化して行なうことができるようになる。
【００４０】
そして、図３に示すように、加熱経路Ｒｈで炭化させられた赤熱状態の処理物Wは、加熱経路Ｒｈの出口１２から冷却経路Ｒｃの受け口２３に落下していく。外筒体２０は回転機構４０により回転させられ、外筒体２０の内管２１は加熱経路Ｒｈの出口１２側から入口１１側に向けて拡開するテーパ状になっているので、この外筒体２０の回転により受け口２３から排出口２４に向けて処理物Wが徐々に移動させられ、冷却させられる。この冷却過程では、処理物Wは空気に晒されるので炭化が促進される。冷却された処理物Wは、順次排出口２４から排出されていく。この場合、外筒体２０において冷却してから処理物Wを取り出すことができるので、別途冷却ラインを設ける必要がなくなり、そのため、装置の省力化が図られる。
【００４１】
図６には、本発明の実施の形態に係る加熱処理装置において、移動手段５０の別の例を示している。これは、上記の連続するスクリュー羽根５１に変えて、多数の矩形の羽根５１を筒体１０の回転により処理物Wを進行させるように角度を設けて筒体１０の内面に列設して突出させたものである。また、ホッパ１３は、加熱経路Ｒｈに向けて傾斜しており、処理物Ｗは、直接加熱経路Ｒｈの入口１１に導入される。これによれば、多数の矩形の羽根５１間に間隔があるので、処理物Wからの発生ガスの流通が円滑になる。他の作用，効果は上記と同様である。
【００４２】
尚、上記実施の形態において、外筒体２０を設けて冷却経路Ｒｃを形成したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、外筒体２０を設けなくても良い。この場合には、加熱経路Ｒｈで生成された炭化物を別ラインで冷却する。但し、ラインの効率化を図るには、外筒体２０を設けて冷却経路Ｒｃを備えたほうがより好ましい。また、移動手段５０は上述した例に限定されず適宜設計変更して差支えない。
更に、処理物Wとしては、家畜の糞尿の場合で説明したが必ずしもこれに限定されるものではなく、種々の廃棄物に適用できる。また、廃棄物に限らず、種々の処理物に適用してよいことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施の形態に係る加熱処理装置を示す全体図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る加熱処理装置を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る加熱処理装置を示す縦断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る加熱処理装置を示す横断面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る加熱処理装置の要部を示す拡大断面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る加熱処理装置の変形例を示す縦断面図である。
【図７】従来の加熱処理装置の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
W 処理物
１ 柱状体
２ 本体
２ａ 一端部
３ 軸管
１０ 筒体
１１ 入口
１２ 出口
Ｒｈ 加熱経路
１３ ホッパ
１４ 機台
１５ 底部
１６ 投入口
１７ 立ち上がり部
１８ 蓋
２０ 外筒体
２１ 内管
２２ 外管
２３ 受け口
２４ 排出口
Ｒｃ 冷却経路
２５ 隔離板
２６ 取出し口
２９ 連結部材
３０ 支持機構
３１ レール
３２ ローラ
４０ 回転機構
４１ 電動モータ
４２ チェーン伝動機構
５０ 移動手段
５１ 羽根
Ｓ 隙間
５２ 掻き入れ部
６０ 熱付与手段
６１ バーナ装置
６２ 煙突
７０ 吸引装置
８０ 気液分離装置
８１ サイクロン塔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理物を加熱処理する加熱処理装置において、
柱状体を筒体に挿通し、上記柱状体の外面と上記筒体の内面との間に、一端側に処理物が供給される入口を有し他端側に処理物の出口を有し該処理物が上記柱状体の外面及び筒体の内面に挟まれて上記入口から出口に向けて移動可能な加熱経路を形成し、該加熱経路の入口に供給された処理物を該加熱経路の出口へ向けて移動させる移動手段を備えるとともに、該加熱経路を移動する処理物を加熱するための熱を上記柱状体及び筒体の少なくともいずれか一方に付与する熱付与手段を設けたことを特徴とする加熱処理装置。
【請求項２】
上記柱状体を管体で形成し、上記熱付与手段を、該柱状体の上記加熱経路の出口側の前端から内部に燃焼ガスを供給するバーナ装置を備えて構成したことを特徴とする請求項１記載の加熱処理装置。
【請求項３】
上記筒体を外筒体に挿通し、該外筒体を軸線を中心に回転可能に支持し、上記筒体と外筒体との間に上記加熱経路の出口側の前端に該出口から排出された処理物を受ける受け口を有し上記加熱経路の入口側の後端に該処理物の排出口を有し上記外筒体の回転により上記受け口から排出口に向けて処理物を移動させて処理物を冷却する冷却経路を設け、上記外筒体を回転させる回転機構を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の加熱処理装置。
【請求項４】
上記外筒体を上記加熱経路の出口側から入口側に向けて拡開する内面を備えて構成したことを特徴とする請求項３記載の加熱処理装置。
【請求項５】
上記移動手段を、上記筒体を軸線を中心に回転可能に支持し、該筒体の内面に該筒体の回転により処理物を上記加熱経路の出口へ向けて移動させる羽根を設け、上記筒体を回転させる回転機構を備えて構成したことを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の加熱処理装置。
【請求項６】
上記移動手段を、上記筒体を軸線を中心に回転可能に支持し、該筒体の内面に該筒体の回転により処理物を上記加熱経路の出口へ向けて移動させる羽根を設け、上記筒体を回転させる回転機構を備えて構成し、上記筒体と外筒体とを連結部材で連結して一体に回転可能にし、該筒体の回転機構を上記外筒体の回転機構と共用したことを特徴とする請求項３または４記載の加熱処理装置。
【請求項７】
上記羽根を、螺旋状に連続するスクリュー羽根で構成し、該羽根と柱状体との間に、加熱された処理物から生じる発生ガスが通過可能な隙間を形成したことを特徴とする請求項５または６記載の加熱処理装置。
【請求項８】
上記加熱経路で発生した発生ガスを該加熱経路の入口側から吸引する吸引装置を備えたことを特徴とする請求項１乃至７いずれかに記載の加熱処理装置。
【請求項９】
上記吸引装置で吸引した発生ガスから液体を分離する気液分離装置を備えたことを特徴とする請求項８記載の加熱処理装置。
【請求項１０】
上記柱状体を管体で形成し、上記熱付与手段を、該柱状体の上記加熱経路の出口側の前端から内部に燃焼ガスを供給するバーナ装置を備えて構成し、上記気液分離装置で分離した気体を上記バーナ装置の燃焼空気に混合させることを特徴とする請求項９記載の加熱処理装置。
【請求項１】
処理物を加熱処理する加熱処理装置において、
柱状体を筒体に挿通し、上記柱状体の外面と上記筒体の内面との間に、一端側に処理物が供給される入口を有し他端側に処理物の出口を有し該処理物が上記柱状体の外面及び筒体の内面に挟まれて上記入口から出口に向けて移動可能な加熱経路を形成し、該加熱経路の入口に供給された処理物を該加熱経路の出口へ向けて移動させる移動手段を備えるとともに、該加熱経路を移動する処理物を加熱するための熱を上記柱状体及び筒体の少なくともいずれか一方に付与する熱付与手段を設けたことを特徴とする加熱処理装置。
【請求項２】
上記柱状体を管体で形成し、上記熱付与手段を、該柱状体の上記加熱経路の出口側の前端から内部に燃焼ガスを供給するバーナ装置を備えて構成したことを特徴とする請求項１記載の加熱処理装置。
【請求項３】
上記筒体を外筒体に挿通し、該外筒体を軸線を中心に回転可能に支持し、上記筒体と外筒体との間に上記加熱経路の出口側の前端に該出口から排出された処理物を受ける受け口を有し上記加熱経路の入口側の後端に該処理物の排出口を有し上記外筒体の回転により上記受け口から排出口に向けて処理物を移動させて処理物を冷却する冷却経路を設け、上記外筒体を回転させる回転機構を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の加熱処理装置。
【請求項４】
上記外筒体を上記加熱経路の出口側から入口側に向けて拡開する内面を備えて構成したことを特徴とする請求項３記載の加熱処理装置。
【請求項５】
上記移動手段を、上記筒体を軸線を中心に回転可能に支持し、該筒体の内面に該筒体の回転により処理物を上記加熱経路の出口へ向けて移動させる羽根を設け、上記筒体を回転させる回転機構を備えて構成したことを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の加熱処理装置。
【請求項６】
上記移動手段を、上記筒体を軸線を中心に回転可能に支持し、該筒体の内面に該筒体の回転により処理物を上記加熱経路の出口へ向けて移動させる羽根を設け、上記筒体を回転させる回転機構を備えて構成し、上記筒体と外筒体とを連結部材で連結して一体に回転可能にし、該筒体の回転機構を上記外筒体の回転機構と共用したことを特徴とする請求項３または４記載の加熱処理装置。
【請求項７】
上記羽根を、螺旋状に連続するスクリュー羽根で構成し、該羽根と柱状体との間に、加熱された処理物から生じる発生ガスが通過可能な隙間を形成したことを特徴とする請求項５または６記載の加熱処理装置。
【請求項８】
上記加熱経路で発生した発生ガスを該加熱経路の入口側から吸引する吸引装置を備えたことを特徴とする請求項１乃至７いずれかに記載の加熱処理装置。
【請求項９】
上記吸引装置で吸引した発生ガスから液体を分離する気液分離装置を備えたことを特徴とする請求項８記載の加熱処理装置。
【請求項１０】
上記柱状体を管体で形成し、上記熱付与手段を、該柱状体の上記加熱経路の出口側の前端から内部に燃焼ガスを供給するバーナ装置を備えて構成し、上記気液分離装置で分離した気体を上記バーナ装置の燃焼空気に混合させることを特徴とする請求項９記載の加熱処理装置。
【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２００７−９１７７１（Ｐ２００７−９１７７１Ａ）
【公開日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２７９１５３（Ｐ２００５−２７９１５３）
【出願日】平成１７年９月２７日（２００５．９．２７）
【特許番号】特許第３８８９４２７号（Ｐ３８８９４２７）
【特許公報発行日】平成１９年３月７日（２００７．３．７）
【出願人】（３９２０１１３３４）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月２７日（２００５．９．２７）
【特許番号】特許第３８８９４２７号（Ｐ３８８９４２７）
【特許公報発行日】平成１９年３月７日（２００７．３．７）
【出願人】（３９２０１１３３４）
【Ｆターム（参考）】
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