廃棄物乾燥システム及び廃棄物乾燥方法
【課題】処理対象廃棄物（特に、生ゴミ）が多量の水分を含有していたとしても、その水分をも適正に処理することを可能にする。
【解決手段】廃棄物乾燥システム100は、水分を含有した廃棄物を脱水し分離水114を取り出す脱水ユニット110と、分離水114を分離した後の廃棄物115を乾燥させる乾燥ユニット120と、分離水114と重油とを混合し、その混合物を燃焼させることにより蒸気を生成し、蒸気を乾燥ユニット120に供給する蒸気生成ユニット130と、から構成されている。
【解決手段】廃棄物乾燥システム100は、水分を含有した廃棄物を脱水し分離水114を取り出す脱水ユニット110と、分離水114を分離した後の廃棄物115を乾燥させる乾燥ユニット120と、分離水114と重油とを混合し、その混合物を燃焼させることにより蒸気を生成し、蒸気を乾燥ユニット120に供給する蒸気生成ユニット130と、から構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は廃棄物乾燥システム及び廃棄物乾燥方法に関し、特に、生ゴミなどの水分を含有する廃棄物を対象とする廃棄物乾燥システム及び廃棄物乾燥方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生ゴミ処理機の一例として特開２００８−２９９０８号公報（特許文献１）に記載されたものがある。
【０００３】
図６は特許文献１に記載された生ゴミ処理機の縦断面図である。図６に示された生ゴミ処理機１０００は、生ゴミを投入する投入口１０１１を有する処理機本体１０１０と、投入口１０１１に上部が連通しており、投入された生ゴミを収容するとともに、下方に排出口１０２１を有する処理槽１０２０と、処理槽１０２０の外壁に取り付けられ、処理槽１０２０内の生ゴミを加熱し、乾燥させるヒータ１０３０と、処理槽１０２０の排出口１０２１を遮蔽するように配設され、処理槽１０２０内のゴミ（乾燥したゴミ）を粉砕する一対の粉砕ローラ１０４０と、粉砕ローラ１０４０の下方に配置され、粉砕ローラ１０４０により粉砕されたゴミを収容する廃棄物容器１０５０と、から構成されている。
【０００４】
図６に示された生ゴミ処理機１０００においては、投入口１０１１から投入された生ゴミは処理槽１０２０の内部において処理槽１０２０内を落下しつつ、ヒータ１０３０により乾燥させられる。ヒータ１０３０により乾燥状態となったゴミは粉砕ローラ１０４０により粉砕され、廃棄物容器１０５０の内部に落下する。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１０５５６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図６に示した生ゴミ処理機１０００においては、生ゴミをそのまま処理槽１０２０に投入しているが、実際の生ゴミは多量の水分を含有しているため、処理槽１０２０の内部においてヒータ１０３０により生ゴミを加熱するとしても、生ゴミを乾燥させるまでには長時間を要し、粉砕ローラ１０４０がゴミを粉砕する時点において、生ゴミが十分に乾燥していないことが起こり得る。生ゴミが十分に乾燥していないと、粉砕ローラ１０４０によってゴミを十分に粉砕することは不可能となる。
【０００７】
また、仮に、生ゴミを処理槽１０２０に投入する前に生ゴミを脱水処理するとしても、生ゴミから分離した分離水を別途処理しなければならず、分離水処理用の設備を用意しなければならない。
【０００８】
本発明は以上のような従来の生ゴミ処理機における問題点に鑑みてなされたものであり、処理対象廃棄物（特に、生ゴミ）が多量の水分を含有していたとしても、その水分をも適正に処理することを可能にする廃棄物乾燥システム及び廃棄物乾燥方法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】
【０００９】
以下に、「発明の実施の形態」において使用される参照符号を用いて、上述の課題を解決するための手段を説明する。これらの参照符号は、「特許請求の範囲」の記載と「発明の実施の形態」の記載との間の対応関係を明らかにするためにのみ付加されたものであり、「特許請求の範囲」に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いるべきものではない。
【００１０】
上記の目的を達成するため、本発明は、水分を含有した廃棄物を脱水し分離水（１１４）を取り出す脱水ユニット（１１０）と、前記分離水（１１４）を分離した後の前記廃棄物（１１５）を乾燥させる乾燥ユニット（１２０）と、前記分離水（１１４）と重油とを混合し、その混合物を燃焼させることにより蒸気を生成し、前記蒸気を前記乾燥ユニット（１２０）に供給する蒸気生成ユニット（１３０）と、からなる廃棄物乾燥システム（１００）を提供する。前記分離水（１１４）の固形分濃度は１５％（重量％）以下であることが好ましい。
【００１１】
前記蒸気生成ユニット（１３０）は、例えば、前記分離水（１１４）を貯蔵する第一タンク（１３１）と、前記重油を貯蔵する第二タンク（１３２）と、前記第一タンク（１３１）から供給される前記分離水（１１４）と前記第二タンク（１３２）から供給される前記重油との混合物を燃焼させるエマルジョンバーナー（１３３）と、前記エマルジョンバーナー（１３３）により加熱され、蒸気を発生するボイラ（１３４）と、から構成することができる。
【００１２】
また、前記乾燥ユニットは、例えば、前記分離水（１１４）を分離した後の前記廃棄物（１１５）を前記脱水ユニット（１１０）から投入する投入ホッパ（１２１）と、前記投入ホッパ（１２１）内の前記廃棄物（１１５）を乾燥させる乾燥機（１２２）と、前記乾燥機（１２２）から排出される蒸気を前記投入ホッパ（１２１）に導入する蒸気用パイプ（２４１）と、から構成することができる。
【００１３】
本発明に係る廃棄物乾燥システム（２００）は、前記分離水（１１４）を貯蔵する第三タンク（２１１）と、前記重油を貯蔵する第四タンク（２１２）と、前記第三タンク（２１１）から供給される前記分離水（１１４）と前記第四タンク（２１２）から供給される前記重油との混合物を燃焼させる第二エマルジョンバーナー（２１３）と、前記第二エマルジョンバーナー（２１３）に加熱され、対象物の脱臭を行う脱臭装置（２２０）と、前記投入ホッパ（１２１）を通過した後の前記蒸気を前記脱臭装置に（２２０）導入する第二蒸気用パイプ（２４２）と、を追加的に備えることができる。
【００１４】
本発明に係る廃棄物乾燥システム（３００）は、前記分離水（１１４）が１５％（重量％）を超える固形分を含有している場合に、前記分離水（１１４）が含む固形分を１５％（重量％）以下にする水分濃度調整手段（３１０）をさらに備えることができる。
【００１５】
前記分離水濃度調整手段（３１０）は、例えば、前記分離水（１１４）を貯蔵するタンク（３１１）と、前記タンク（３１１）内に貯蔵されている前記分離水（１１４）の固形分濃度を検出する固形分濃度検出センサ（３１２）と、水源（３１３）と、前記固形分濃度検出センサ（３１２）が検出した前記固形分濃度が予め定められた濃度より大きい場合には、前記固形分濃度が前記予め定められた濃度になるまで、前記水源（３１３）から前記タンク（３１１）内に水を放水し、前記固形分濃度検出センサが検出した前記固形分濃度が前記予め定められた濃度以下である場合に、前記タンク（３１１）内の分離水（１１４）をそのまま前記蒸気生成ユニット（１３０）に放水する制御ユニット（３１４）と、から構成することができる。
【００１６】
本発明は、さらに、水分を含有した廃棄物を脱水し分離水（１１４）を取り出す脱水過程と、前記分離水（１１４）と重油とを混合し、その混合物を燃焼させることにより蒸気を生成する蒸気生成過程と、前記蒸気生成過程において生成された蒸気を用いて、前記分離水（１１４）を分離した後の前記廃棄物（１１５）を乾燥させる乾燥過程と、を備える廃棄物乾燥方法を提供する。前記分離水（１１４）の固形分濃度は１５％（重量％）以下であることが好ましい。
【００１７】
本発明に係る廃棄物乾燥方法は、前記乾燥過程において排出される蒸気により、前記分離水（１１４）を取り出した後の前記廃棄物（１１５）を加熱する加熱過程をさらに備えることが好ましい。
【００１８】
本発明に係る廃棄物乾燥方法は、前記分離水（１１４）と重油とを混合し、その混合物を燃焼させ、その燃焼熱により、前記加熱過程から排出される蒸気を脱臭する脱臭過程をさらに備えることが好ましい。
【００１９】
本発明に係る廃棄物乾燥方法は、前記分離水（１１４）が１５％（重量％）を超える固形分を含有している場合に、前記分離水（１１４）が含む固形分を１５％（重量％）以下にする水分濃度調整過程をさらに備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る乾燥システムによれば、処理対象廃棄物である生ゴミが多量の水分を含有していたとしても、脱水ユニットがその水分を分離水として取り出し、分離水は重油とともに蒸気生成ユニットにおいて燃焼される。燃焼の結果として生じた高熱蒸気は処理対象廃棄物の乾燥処理に使用される。このように、本発明に係る乾燥システムによれば、処理対象廃棄物である生ゴミが多量の水分を含有していたとしても、その水分をも適切に処理することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（第一の実施形態）
図１は本発明の第一の実施形態に係る廃棄物乾燥システム１００の構成を示すブロック図である。
【００２２】
本実施形態に係る廃棄物乾燥システム１００は、水分を含有した廃棄物を脱水し分離水を取り出す脱水ユニット１１０と、分離水を分離した後の廃棄物を乾燥させる乾燥ユニット１２０と、分離水と重油とを混合し、その混合物を燃焼させることにより蒸気を生成し、その蒸気を乾燥ユニット１２０に供給する蒸気生成ユニット１３０と、から構成されている。
【００２３】
なお、以下の説明においては、本実施形態に係る廃棄物乾燥システム１００が処理する廃棄物として生ゴミを例に取る。
【００２４】
脱水ユニット１１０は、破砕分別機１１１と、脱水機１１２と、ポンプ１１３と、から構成されている。破砕分別機１１１は、大きさが不揃いの生ゴミを適当な大きさに破砕するとともに、生ゴミに混入している金属、プラスチック、木材などの処理対象とならない廃棄物を分別し、除去する。脱水機１１２は、破砕分別機１１１を通過した生ゴミを脱水処理し、分離水１１４と固形物１１５とに分離する。ポンプ１１３は、脱水機１１２から排出された分離水１１４を蒸気生成ユニット１３０に送り込む。
【００２５】
蒸気生成ユニット１３０は、ポンプ１１３を介して脱水機１１２から送られてくる分離水１１４を貯蔵する第一タンク１３１と、重油を貯蔵する第二タンク１３２と、エマルジョンバーナー１３３と、ボイラ１３４と、蒸気改質機１３５と、から構成されている。エマルジョンバーナー１３３は、分離水１１４と重油とを混合した結果として得られるエマルジョンを燃焼させる。ボイラ１３４は、エマルジョンバーナー１３３によるエマルジョンの燃焼の際に生成される熱を利用して、水から高熱蒸気に生成する。蒸気改質機１３５は、ボイラ１３４から放出される蒸気を改質する。ボイラ１３４から放出される蒸気（摂氏約１００度）は、搬送配管中における凝縮、乾燥機の伝熱面における水分付着による熱伝達率の低下などの欠点を有している。このため、蒸気改質機１３５は、ボイラ１３４から放出される蒸気をさらに加熱し、過熱蒸気（摂氏約２００度）とすることにより、これらの欠点を排除する。
【００２６】
乾燥ユニット１２０は、脱水機１１２から固形物１１５が投入される投入ホッパ１２１と、投入ホッパ１２１内の固形物１１５を乾燥させる乾燥機１２２と、乾燥機１２２の内部において乾燥した固形物１１５の排出先である排出タンク１２３と、から構成されている。
【００２７】
図２は乾燥機１２２の構造を示す概略的な縦断面図である。
図２に示すように、乾燥機１２２は、側壁に原料入り口１２２２及び処理物排出口１２２３を有する円筒形のケーシング１２２０と、ケーシング１２２０の内部においてケーシング１２２０の中心軸を回転中心軸として回転する回転軸１２３０と、回転軸１２３０の外周に上下方向に段違いに取り付けられた複数の攪拌板１２４０と、原料投入ユニット１２５０と、処理物排出ユニット１２６０と、ケーシング１２２０の側壁の外周面及び底部の外周面に沿って形成された中空の蒸気導入空間１２７０と、から構成されている。
【００２８】
原料投入ユニット１２５０は、ケーシング１２２０の原料入り口１２２２に一端が接続され、他端が閉じており、上向きの開口部１２５１を有する円筒状の原料投入部１２５２と、原料投入部１２５２の内部に配置されたスクリュー１２５３と、から構成されている。開口部１２５１は投入ホッパ１２１と接続されており、固形物１１５は投入ホッパ１２１及び開口部１２５１を経て原料投入部１２５２の内部に達した後、スクリュー１２５３により、ケーシング１２２０の内部に搬送される。
【００２９】
また、処理物排出ユニット１２６０は、ケーシング１２２０の処理物排出口１２２３に一端が接続され、他端が閉じており、下向きの開口部１２６１を有する円筒状の処理物排出部１２６２と、処理物排出部１２６２の内部に配置されたスクリュー１２６３と、から構成されている。
【００３０】
開口部１２６１は排出タンク１２３と接続されている。ケーシング１２２０の内部において乾燥された固形物１１５はスクリュー１２６３により処理物排出部１２６２の内部を搬出され、開口部１２６１を経て、排出タンク１２３内に落下する。蒸気導入空間１２７０には蒸気導入口１２７１が形成されており、蒸気生成ユニット１３０のボイラ１３４が生成した高熱蒸気は蒸気改質機１３５及び蒸気導入口１２７１を介して蒸気導入口１２７１の内部に導入される。蒸気導入口１２７１はケーシング１２２０の側壁及び底部の全域にわたって形成されているため、蒸気導入口１２７１に導入された高熱蒸気はその熱量によってケーシング１２２０を外側から加熱する。
【００３１】
乾燥機１２０は以下のように作動する。
固形物１１５は投入ホッパ１２１及び開口部１２５１を介して原料投入部１２５２の内部に投入される。原料投入部１２５２の内部に投入された固形物１１５は、スクリュー１２５３により、ケーシング１２２０の内部に搬送される。
ケーシング１２２０の内部においては、攪拌板１２４０が回転軸１２３０を中心として回転しているため、ケーシング１２２０の内部に搬送された固形物１１５は回転する攪拌板１２４０により攪拌される。
【００３２】
さらに、ケーシング１２２０はボイラ１３４から蒸気導入空間１２７０内に導入された高熱蒸気により加熱されているため、固形物１１５は攪拌板１２４０により攪拌されつつ、乾燥する。乾燥した固形物１１５はスクリュー１２６３により処理物排出部１２６２の内部を搬出され、開口部１２６１を経て、排出タンク１２３内に落下する。排出タンク１２３に落下した固形物１１５は本実施形態に係る乾燥システム１００から搬出され、例えば、肥料として再利用される。
【００３３】
本実施形態に係る乾燥システム１００によれば、処理対象廃棄物である生ゴミが多量の水分を含有していたとしても、その水分を分離水１１４として取り出し、分離水１１４は重油とともにエマルジョンバーナー１３３により燃焼される。燃焼の結果として生じた高熱蒸気は乾燥機１２２において固形物１１５の乾燥処理に使用される。
【００３４】
このように、本実施形態に係る乾燥システム１００によれば、処理対象廃棄物である生ゴミが多量の水分を含有していたとしても、その水分をも適切に処理することが可能である。
【００３５】
本実施形態に係る乾燥システム１００は上記の構造に限定されるものではなく、種々の改変が可能である。例えば、乾燥機１２２の構造は図２に示したものに限定されるものではなく、高熱蒸気を利用して対象物を乾燥させる構造を有するものである限りにおいて、他の構造の乾燥機を使用することも可能である。
【００３６】
（第二の実施形態）
図３は本発明の第二の実施形態に係る廃棄物乾燥システム２００の構成を示すブロック図である。
【００３７】
本実施形態に係る廃棄物乾燥システム２００は、第一の実施形態に係る廃棄物乾燥システム１００と比較して、分離水１１４と重油とを混合し、その混合物を燃焼させる燃焼ユニット２１０と、脱臭装置２２０と、コンデンサ２３０と、乾燥機１２２から放出された蒸気を投入ホッパ１２１及びコンデンサ２３０を経て脱臭装置２２０に導入する高熱蒸気用パイプ群２４０と、から構成されている。
【００３８】
燃焼ユニット２１０は、ポンプ１１３を介して脱水機１１２から送られてくる分離水１１４を貯蔵する第三タンク２１１と、重油を貯蔵する第四タンク２１２と、エマルジョンバーナー２１３と、から構成されている。エマルジョンバーナー２１３は、分離水１１４と重油とを混合した結果として得られるエマルジョンを燃焼させる。
【００３９】
高熱蒸気用パイプ群２４０は、乾燥機１２２から放出される蒸気を投入ホッパ１２１の内部に導入する第一蒸気用パイプ２４１と、第一蒸気用パイプ２４１を介して投入ホッパ１２１に導入された蒸気を投入ホッパ１２１からコンデンサ２３０に導入する第二蒸気用パイプ２４２と、コンデンサ２３０から放出された蒸気を脱臭装置２２０に導入する第三蒸気用パイプ２４３と、からなる。
【００４０】
なお、本実施形態においては、乾燥機１２２の天面に蒸気排出口が形成されており、乾燥機１２２内の蒸気はこの蒸気排出口から第一蒸気用パイプ２４１を介して投入ホッパ１２１の内部に導入される。
【００４１】
本実施形態に係る廃棄物乾燥システム２００において、第一の実施形態に係る廃棄物乾燥システム１００と同様の構成部分においては、廃棄物乾燥システム１００と同様の動作がなされる。以下、本実施形態に係る廃棄物乾燥システム２００に特有の動作のみを説明する。
【００４２】
乾燥機１２２から第一蒸気用パイプ２４１を介して投入ホッパ１２１に導入された蒸気は投入ホッパ１２１に投入された固形物１１５を予備的に加熱する。このため、乾燥機１２２の内部に投入された固形物１１５を乾燥させる時間を早めることができる。
投入ホッパ１２１において固形物１１５を予備的に加熱した蒸気は固形物１１５が含有する臭気を吸収している。この臭気を含む蒸気は第二蒸気用パイプ２４２を介してコンデンサ２３０に送られ、コンデンサ２３０において、蒸気が含む水分が除去される。その後、蒸気は第三蒸気用パイプ２４３を介して脱臭装置２２０に送られる。
【００４３】
脱臭装置２２０においては、蒸気に含まれる臭気はエマルジョンバーナー２１３の燃焼熱により物理的に分解される。このため、脱臭装置２２０からは無臭の蒸気（この段階においては、蒸気中の水分がほとんど蒸発しているため、無臭の空気になっている）が放出される。
【００４４】
以上のように、本実施形態に係る廃棄物乾燥システム２００によれば、乾燥機１２２から排出される蒸気の熱により固形物１１５を加熱するため、固形物１１５は乾燥機１２２への投入時にはある程度温度が上昇している。このため、乾燥機１２２の内部において、固形物１１５を乾燥させる時間を短縮化することが可能である。
【００４５】
また、分離水１１４を重油とともに燃焼させることにより、固形物１１５を加熱した蒸気が含有する臭気を消臭させるため、環境に与える負荷を最小限に抑えることができる。
【００４６】
なお、本実施形態に係る廃棄物乾燥システム２００においては、必要に応じて、コンデンサ２３０を省略することが可能である。
【００４７】
なお、本出願人は、以下の通り、本実施形態に係る廃棄物乾燥システム２００の燃料節約の度合いを実験により確認した。
【００４８】
（１）ポンプ１１３により分離水１１４を蒸気生成ユニット１３０に送らず、第二タンク１３２からの重油のみをエマルジョンバーナー１３３で燃焼させた場合と、本実施形態に係る廃棄物乾燥システム２００のように、ポンプ１１３から分離水１１４を蒸気生成ユニット１３０に送り、分離水１１４を重油と混合させてエマルジョンを生成し、このエマルジョンをエマルジョンバーナー１３３で燃焼させた場合のそれぞれの燃料（重油）使用量を比較したところ、後者は前者に対して約２５％少なかった。
【００４９】
（２）乾燥機１２２内の蒸気を投入ホッパ１２１の内部に導入しない場合と、乾燥機１２２内の蒸気を第一蒸気用パイプ２４１を介して投入ホッパ１２１の内部に導入した場合のそれぞれの燃料（重油）使用量を比較したところ、後者は前者に対して約３％少なかった。
【００５０】
（３）ボイラ１３４から放出される蒸気を蒸気改質機１３５を通過させずに直接に乾燥機１２２に導入した場合と、ボイラ１３４から放出される蒸気を蒸気改質機１３５を経て乾燥機１２２に導入した場合のそれぞれの燃料（重油）使用量を比較したところ、後者は前者に対して約３％少なかった。
【００５１】
（４）ポンプ１１３により分離水１１４を燃焼ユニット２１０に送らず、第四タンク２１２からの重油のみをエマルジョンバーナー２１３で燃焼させた場合と、本実施形態に係る廃棄物乾燥システム２００のように、ポンプ１１３から分離水１１４を燃焼ユニット２１０に送り、分離水１１４を重油と混合させてエマルジョンを生成し、このエマルジョンをエマルジョンバーナー２１３で燃焼させた場合のそれぞれの燃料（重油）使用量を比較したところ、後者は前者に対して約１０％少なかった。
【００５２】
以上のように、本実施形態に係る廃棄物乾燥システム２００によれば、２５＋３＋３＋１０＝４１（％）の燃料（重油）の節約が可能になる。
【００５３】
（第三の実施形態）
図４は本発明の第三の実施形態に係る廃棄物乾燥システム３００の構成を示すブロック図である。
【００５４】
本実施形態に係る廃棄物乾燥システム３００は、第一の実施形態に係る廃棄物乾燥システム１００と比較して、分離水濃度調整手段３１０をさらに備えている。
発明者の研究の結果、分離水１１４を重油とともにエマルジョンバーナー１３３、２１３により燃焼させるためには、分離水１１４の固形分濃度は１５％（重量％）以下であることが有効であることが判明した。
【００５５】
しかしながら、生ゴミは種々雑多のものを含むため、分離水１１４中の固形物１１５の濃度が１５％（重量％）を超えることも多く、そのような場合には、分離水１１４中の固形物１１５の濃度を１５％（重量％）以下に維持することは困難であることが多い。
このため、本実施形態に係る廃棄物乾燥システム３００は、分離水濃度調整手段３１０を設けることにより、分離水１１４中の固形物１１５の濃度を１５％（重量％）以下に維持することを可能にするものである。
【００５６】
図５は分離水濃度調整手段３１０の構造の一例を示す概略的な断面図である。
図５に示す分離水濃度調整手段３１０は、分離水１１４を貯蔵するタンク３１１と、タンク３１１内に貯蔵されている分離水１１４の固形分濃度を検出する固形分濃度検出センサ３１２と、水源３１３と、制御ユニット３１４と、から構成されている。水源３１３は第一開閉バルブ３１５を介してタンク３１１に放水を行う。すなわち、第一開閉バルブ３１５が開けば、水源３１３はタンク３１１に放水を行い、第一開閉バルブ３１５が閉じれば、水源３１３からタンク３１１への放水は中断する。
【００５７】
また、タンク３１１の底部には第二開閉バルブ３１６が取り付けられている。第二開閉バルブ３１６が開くと、タンク３１１内の分離水１１４は蒸気生成ユニット１３０に送られ、第二開閉バルブ３１６が閉じると、タンク３１１から蒸気生成ユニット１３０への放水は中断する。第一開閉バルブ３１５及び第二開閉バルブ３１６の開閉は制御ユニット３１４により制御される。
【００５８】
分離水濃度調整手段３１０は以下のように作動する。
固形分濃度検出センサ３１２はタンク３１１内の分離水１１４の固形分濃度を検出し、検出した固形分濃度を示す濃度信号を制御ユニット３１４に送信する。制御ユニット３１４は、濃度信号が示す固形分濃度が予め定められた濃度（例えば、１５重量％）より大きい場合には、タンク３１１内の分離水１１４の固形分濃度が予め定められた濃度になるまで、第一開閉バルブ３１５を開き、水源３１３からタンク３１１内に水を放水する。
【００５９】
制御ユニット３１４は、タンク３１１内の分離水１１４の固形分濃度が予め定められた濃度になったときに、第一開閉バルブ３１５を閉じる。その後、制御ユニット３１４は、第二開閉バルブ３１６を開き、タンク３１１内の分離水１１４を蒸気生成ユニット１３０に向けて放水する。
【００６０】
一方、制御ユニット３１４は、濃度信号が示す固形分濃度が予め定められた濃度が予め定められた濃度以下である場合には、第二開閉バルブ３１６を開き、タンク３１１内の分離水１１４をそのまま蒸気生成ユニット１３０に放水する。
【００６１】
以上のように、本実施形態に係る廃棄物乾燥システム３００によれば、濃度調整手段３１０の作用により、固形分濃度が１５％（重量％）以下である分離水１１４を蒸気生成ユニット１３０に送ることが常に可能になる。
【００６２】
また、図５に示すように、タンク３１１内に曝気ノズル３１７を配置することも可能である。曝気ノズル３１７の上部には孔が形成されている。曝気ノズル３１７の下方から水蒸気（例えば、ボイラ１３４から放出される水蒸気）を送り込み、曝気ノズル３１７の上部の孔から水蒸気を放出することにより、タンク３１１の内部の溶液を攪拌するとともに、溶液中の固形分を好気性分解（あるいは加水分解）させ、微細化することが可能になる。これにより、この固形分を含むエマルジョン（蒸気生成ユニット１３０において生成されるエマルジョン）がエマルジョンバーナー１３３で完全燃焼されることを促進することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
上述の第一乃至第三の実施形態に係る廃棄物乾燥システム１００、２００、３００においては、処理対象物として生ゴミを例示したが、処理対象物は生ゴミには限定されない。水分を含有する廃棄物であれば、いかなる廃棄物でも、第一乃至第三の実施形態に係る廃棄物乾燥システム１００、２００、３００に対象にすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】図１は本発明の第一の実施形態に係る廃棄物乾燥システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図２は本発明の第一の実施形態に係る廃棄物乾燥システムの一構成要素である乾燥機の構造を示す概略的な縦断面図である。
【図３】図３は本発明の第二の実施形態に係る廃棄物乾燥システムの構成を示すブロック図である。
【図４】図４は本発明の第三の実施形態に係る廃棄物乾燥システムの構成を示すブロック図である。
【図５】図５は本発明の第三の実施形態に係る廃棄物乾燥システムにおける分離水濃度調整手段の構造の一例を示す概略的な断面図である。
【図６】図６は従来の生ゴミ処理機の縦断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１００ 本発明の第一の実施形態に係る廃棄物乾燥システム
１１０ 脱水ユニット
１１１ 破砕分別機
１１２ 脱水機
１１３ ポンプ
１１４ 分離水
１１５ 固形物
１２０ 乾燥ユニット
１２１ 投入ホッパ
１２２ 乾燥機
１２３ 排出タンク
１３０ 蒸気生成ユニット
１３１ 第一タンク
１３２ 第二タンク
１３３ エマルジョンバーナー
１３４ ボイラ
１３５ 蒸気改質機
２１０ 燃焼ユニット
２１１ 第三タンク
２１２ 第四タンク
２１３ エマルジョンバーナー
２２０ 脱臭装置
２３０ コンデンサ
２４０ 高熱蒸気用パイプ群
３１０ 分離水濃度調整手段
３１１ タンク
３１２ 固形分濃度検出センサ
３１３ 水源
３１４ 制御ユニット
３１５ 第一開閉バルブ
３１６ 第二開閉バルブ
３１７ 曝気ノズル
【技術分野】
【０００１】
本発明は廃棄物乾燥システム及び廃棄物乾燥方法に関し、特に、生ゴミなどの水分を含有する廃棄物を対象とする廃棄物乾燥システム及び廃棄物乾燥方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生ゴミ処理機の一例として特開２００８−２９９０８号公報（特許文献１）に記載されたものがある。
【０００３】
図６は特許文献１に記載された生ゴミ処理機の縦断面図である。図６に示された生ゴミ処理機１０００は、生ゴミを投入する投入口１０１１を有する処理機本体１０１０と、投入口１０１１に上部が連通しており、投入された生ゴミを収容するとともに、下方に排出口１０２１を有する処理槽１０２０と、処理槽１０２０の外壁に取り付けられ、処理槽１０２０内の生ゴミを加熱し、乾燥させるヒータ１０３０と、処理槽１０２０の排出口１０２１を遮蔽するように配設され、処理槽１０２０内のゴミ（乾燥したゴミ）を粉砕する一対の粉砕ローラ１０４０と、粉砕ローラ１０４０の下方に配置され、粉砕ローラ１０４０により粉砕されたゴミを収容する廃棄物容器１０５０と、から構成されている。
【０００４】
図６に示された生ゴミ処理機１０００においては、投入口１０１１から投入された生ゴミは処理槽１０２０の内部において処理槽１０２０内を落下しつつ、ヒータ１０３０により乾燥させられる。ヒータ１０３０により乾燥状態となったゴミは粉砕ローラ１０４０により粉砕され、廃棄物容器１０５０の内部に落下する。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１０５５６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図６に示した生ゴミ処理機１０００においては、生ゴミをそのまま処理槽１０２０に投入しているが、実際の生ゴミは多量の水分を含有しているため、処理槽１０２０の内部においてヒータ１０３０により生ゴミを加熱するとしても、生ゴミを乾燥させるまでには長時間を要し、粉砕ローラ１０４０がゴミを粉砕する時点において、生ゴミが十分に乾燥していないことが起こり得る。生ゴミが十分に乾燥していないと、粉砕ローラ１０４０によってゴミを十分に粉砕することは不可能となる。
【０００７】
また、仮に、生ゴミを処理槽１０２０に投入する前に生ゴミを脱水処理するとしても、生ゴミから分離した分離水を別途処理しなければならず、分離水処理用の設備を用意しなければならない。
【０００８】
本発明は以上のような従来の生ゴミ処理機における問題点に鑑みてなされたものであり、処理対象廃棄物（特に、生ゴミ）が多量の水分を含有していたとしても、その水分をも適正に処理することを可能にする廃棄物乾燥システム及び廃棄物乾燥方法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】
【０００９】
以下に、「発明の実施の形態」において使用される参照符号を用いて、上述の課題を解決するための手段を説明する。これらの参照符号は、「特許請求の範囲」の記載と「発明の実施の形態」の記載との間の対応関係を明らかにするためにのみ付加されたものであり、「特許請求の範囲」に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いるべきものではない。
【００１０】
上記の目的を達成するため、本発明は、水分を含有した廃棄物を脱水し分離水（１１４）を取り出す脱水ユニット（１１０）と、前記分離水（１１４）を分離した後の前記廃棄物（１１５）を乾燥させる乾燥ユニット（１２０）と、前記分離水（１１４）と重油とを混合し、その混合物を燃焼させることにより蒸気を生成し、前記蒸気を前記乾燥ユニット（１２０）に供給する蒸気生成ユニット（１３０）と、からなる廃棄物乾燥システム（１００）を提供する。前記分離水（１１４）の固形分濃度は１５％（重量％）以下であることが好ましい。
【００１１】
前記蒸気生成ユニット（１３０）は、例えば、前記分離水（１１４）を貯蔵する第一タンク（１３１）と、前記重油を貯蔵する第二タンク（１３２）と、前記第一タンク（１３１）から供給される前記分離水（１１４）と前記第二タンク（１３２）から供給される前記重油との混合物を燃焼させるエマルジョンバーナー（１３３）と、前記エマルジョンバーナー（１３３）により加熱され、蒸気を発生するボイラ（１３４）と、から構成することができる。
【００１２】
また、前記乾燥ユニットは、例えば、前記分離水（１１４）を分離した後の前記廃棄物（１１５）を前記脱水ユニット（１１０）から投入する投入ホッパ（１２１）と、前記投入ホッパ（１２１）内の前記廃棄物（１１５）を乾燥させる乾燥機（１２２）と、前記乾燥機（１２２）から排出される蒸気を前記投入ホッパ（１２１）に導入する蒸気用パイプ（２４１）と、から構成することができる。
【００１３】
本発明に係る廃棄物乾燥システム（２００）は、前記分離水（１１４）を貯蔵する第三タンク（２１１）と、前記重油を貯蔵する第四タンク（２１２）と、前記第三タンク（２１１）から供給される前記分離水（１１４）と前記第四タンク（２１２）から供給される前記重油との混合物を燃焼させる第二エマルジョンバーナー（２１３）と、前記第二エマルジョンバーナー（２１３）に加熱され、対象物の脱臭を行う脱臭装置（２２０）と、前記投入ホッパ（１２１）を通過した後の前記蒸気を前記脱臭装置に（２２０）導入する第二蒸気用パイプ（２４２）と、を追加的に備えることができる。
【００１４】
本発明に係る廃棄物乾燥システム（３００）は、前記分離水（１１４）が１５％（重量％）を超える固形分を含有している場合に、前記分離水（１１４）が含む固形分を１５％（重量％）以下にする水分濃度調整手段（３１０）をさらに備えることができる。
【００１５】
前記分離水濃度調整手段（３１０）は、例えば、前記分離水（１１４）を貯蔵するタンク（３１１）と、前記タンク（３１１）内に貯蔵されている前記分離水（１１４）の固形分濃度を検出する固形分濃度検出センサ（３１２）と、水源（３１３）と、前記固形分濃度検出センサ（３１２）が検出した前記固形分濃度が予め定められた濃度より大きい場合には、前記固形分濃度が前記予め定められた濃度になるまで、前記水源（３１３）から前記タンク（３１１）内に水を放水し、前記固形分濃度検出センサが検出した前記固形分濃度が前記予め定められた濃度以下である場合に、前記タンク（３１１）内の分離水（１１４）をそのまま前記蒸気生成ユニット（１３０）に放水する制御ユニット（３１４）と、から構成することができる。
【００１６】
本発明は、さらに、水分を含有した廃棄物を脱水し分離水（１１４）を取り出す脱水過程と、前記分離水（１１４）と重油とを混合し、その混合物を燃焼させることにより蒸気を生成する蒸気生成過程と、前記蒸気生成過程において生成された蒸気を用いて、前記分離水（１１４）を分離した後の前記廃棄物（１１５）を乾燥させる乾燥過程と、を備える廃棄物乾燥方法を提供する。前記分離水（１１４）の固形分濃度は１５％（重量％）以下であることが好ましい。
【００１７】
本発明に係る廃棄物乾燥方法は、前記乾燥過程において排出される蒸気により、前記分離水（１１４）を取り出した後の前記廃棄物（１１５）を加熱する加熱過程をさらに備えることが好ましい。
【００１８】
本発明に係る廃棄物乾燥方法は、前記分離水（１１４）と重油とを混合し、その混合物を燃焼させ、その燃焼熱により、前記加熱過程から排出される蒸気を脱臭する脱臭過程をさらに備えることが好ましい。
【００１９】
本発明に係る廃棄物乾燥方法は、前記分離水（１１４）が１５％（重量％）を超える固形分を含有している場合に、前記分離水（１１４）が含む固形分を１５％（重量％）以下にする水分濃度調整過程をさらに備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る乾燥システムによれば、処理対象廃棄物である生ゴミが多量の水分を含有していたとしても、脱水ユニットがその水分を分離水として取り出し、分離水は重油とともに蒸気生成ユニットにおいて燃焼される。燃焼の結果として生じた高熱蒸気は処理対象廃棄物の乾燥処理に使用される。このように、本発明に係る乾燥システムによれば、処理対象廃棄物である生ゴミが多量の水分を含有していたとしても、その水分をも適切に処理することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（第一の実施形態）
図１は本発明の第一の実施形態に係る廃棄物乾燥システム１００の構成を示すブロック図である。
【００２２】
本実施形態に係る廃棄物乾燥システム１００は、水分を含有した廃棄物を脱水し分離水を取り出す脱水ユニット１１０と、分離水を分離した後の廃棄物を乾燥させる乾燥ユニット１２０と、分離水と重油とを混合し、その混合物を燃焼させることにより蒸気を生成し、その蒸気を乾燥ユニット１２０に供給する蒸気生成ユニット１３０と、から構成されている。
【００２３】
なお、以下の説明においては、本実施形態に係る廃棄物乾燥システム１００が処理する廃棄物として生ゴミを例に取る。
【００２４】
脱水ユニット１１０は、破砕分別機１１１と、脱水機１１２と、ポンプ１１３と、から構成されている。破砕分別機１１１は、大きさが不揃いの生ゴミを適当な大きさに破砕するとともに、生ゴミに混入している金属、プラスチック、木材などの処理対象とならない廃棄物を分別し、除去する。脱水機１１２は、破砕分別機１１１を通過した生ゴミを脱水処理し、分離水１１４と固形物１１５とに分離する。ポンプ１１３は、脱水機１１２から排出された分離水１１４を蒸気生成ユニット１３０に送り込む。
【００２５】
蒸気生成ユニット１３０は、ポンプ１１３を介して脱水機１１２から送られてくる分離水１１４を貯蔵する第一タンク１３１と、重油を貯蔵する第二タンク１３２と、エマルジョンバーナー１３３と、ボイラ１３４と、蒸気改質機１３５と、から構成されている。エマルジョンバーナー１３３は、分離水１１４と重油とを混合した結果として得られるエマルジョンを燃焼させる。ボイラ１３４は、エマルジョンバーナー１３３によるエマルジョンの燃焼の際に生成される熱を利用して、水から高熱蒸気に生成する。蒸気改質機１３５は、ボイラ１３４から放出される蒸気を改質する。ボイラ１３４から放出される蒸気（摂氏約１００度）は、搬送配管中における凝縮、乾燥機の伝熱面における水分付着による熱伝達率の低下などの欠点を有している。このため、蒸気改質機１３５は、ボイラ１３４から放出される蒸気をさらに加熱し、過熱蒸気（摂氏約２００度）とすることにより、これらの欠点を排除する。
【００２６】
乾燥ユニット１２０は、脱水機１１２から固形物１１５が投入される投入ホッパ１２１と、投入ホッパ１２１内の固形物１１５を乾燥させる乾燥機１２２と、乾燥機１２２の内部において乾燥した固形物１１５の排出先である排出タンク１２３と、から構成されている。
【００２７】
図２は乾燥機１２２の構造を示す概略的な縦断面図である。
図２に示すように、乾燥機１２２は、側壁に原料入り口１２２２及び処理物排出口１２２３を有する円筒形のケーシング１２２０と、ケーシング１２２０の内部においてケーシング１２２０の中心軸を回転中心軸として回転する回転軸１２３０と、回転軸１２３０の外周に上下方向に段違いに取り付けられた複数の攪拌板１２４０と、原料投入ユニット１２５０と、処理物排出ユニット１２６０と、ケーシング１２２０の側壁の外周面及び底部の外周面に沿って形成された中空の蒸気導入空間１２７０と、から構成されている。
【００２８】
原料投入ユニット１２５０は、ケーシング１２２０の原料入り口１２２２に一端が接続され、他端が閉じており、上向きの開口部１２５１を有する円筒状の原料投入部１２５２と、原料投入部１２５２の内部に配置されたスクリュー１２５３と、から構成されている。開口部１２５１は投入ホッパ１２１と接続されており、固形物１１５は投入ホッパ１２１及び開口部１２５１を経て原料投入部１２５２の内部に達した後、スクリュー１２５３により、ケーシング１２２０の内部に搬送される。
【００２９】
また、処理物排出ユニット１２６０は、ケーシング１２２０の処理物排出口１２２３に一端が接続され、他端が閉じており、下向きの開口部１２６１を有する円筒状の処理物排出部１２６２と、処理物排出部１２６２の内部に配置されたスクリュー１２６３と、から構成されている。
【００３０】
開口部１２６１は排出タンク１２３と接続されている。ケーシング１２２０の内部において乾燥された固形物１１５はスクリュー１２６３により処理物排出部１２６２の内部を搬出され、開口部１２６１を経て、排出タンク１２３内に落下する。蒸気導入空間１２７０には蒸気導入口１２７１が形成されており、蒸気生成ユニット１３０のボイラ１３４が生成した高熱蒸気は蒸気改質機１３５及び蒸気導入口１２７１を介して蒸気導入口１２７１の内部に導入される。蒸気導入口１２７１はケーシング１２２０の側壁及び底部の全域にわたって形成されているため、蒸気導入口１２７１に導入された高熱蒸気はその熱量によってケーシング１２２０を外側から加熱する。
【００３１】
乾燥機１２０は以下のように作動する。
固形物１１５は投入ホッパ１２１及び開口部１２５１を介して原料投入部１２５２の内部に投入される。原料投入部１２５２の内部に投入された固形物１１５は、スクリュー１２５３により、ケーシング１２２０の内部に搬送される。
ケーシング１２２０の内部においては、攪拌板１２４０が回転軸１２３０を中心として回転しているため、ケーシング１２２０の内部に搬送された固形物１１５は回転する攪拌板１２４０により攪拌される。
【００３２】
さらに、ケーシング１２２０はボイラ１３４から蒸気導入空間１２７０内に導入された高熱蒸気により加熱されているため、固形物１１５は攪拌板１２４０により攪拌されつつ、乾燥する。乾燥した固形物１１５はスクリュー１２６３により処理物排出部１２６２の内部を搬出され、開口部１２６１を経て、排出タンク１２３内に落下する。排出タンク１２３に落下した固形物１１５は本実施形態に係る乾燥システム１００から搬出され、例えば、肥料として再利用される。
【００３３】
本実施形態に係る乾燥システム１００によれば、処理対象廃棄物である生ゴミが多量の水分を含有していたとしても、その水分を分離水１１４として取り出し、分離水１１４は重油とともにエマルジョンバーナー１３３により燃焼される。燃焼の結果として生じた高熱蒸気は乾燥機１２２において固形物１１５の乾燥処理に使用される。
【００３４】
このように、本実施形態に係る乾燥システム１００によれば、処理対象廃棄物である生ゴミが多量の水分を含有していたとしても、その水分をも適切に処理することが可能である。
【００３５】
本実施形態に係る乾燥システム１００は上記の構造に限定されるものではなく、種々の改変が可能である。例えば、乾燥機１２２の構造は図２に示したものに限定されるものではなく、高熱蒸気を利用して対象物を乾燥させる構造を有するものである限りにおいて、他の構造の乾燥機を使用することも可能である。
【００３６】
（第二の実施形態）
図３は本発明の第二の実施形態に係る廃棄物乾燥システム２００の構成を示すブロック図である。
【００３７】
本実施形態に係る廃棄物乾燥システム２００は、第一の実施形態に係る廃棄物乾燥システム１００と比較して、分離水１１４と重油とを混合し、その混合物を燃焼させる燃焼ユニット２１０と、脱臭装置２２０と、コンデンサ２３０と、乾燥機１２２から放出された蒸気を投入ホッパ１２１及びコンデンサ２３０を経て脱臭装置２２０に導入する高熱蒸気用パイプ群２４０と、から構成されている。
【００３８】
燃焼ユニット２１０は、ポンプ１１３を介して脱水機１１２から送られてくる分離水１１４を貯蔵する第三タンク２１１と、重油を貯蔵する第四タンク２１２と、エマルジョンバーナー２１３と、から構成されている。エマルジョンバーナー２１３は、分離水１１４と重油とを混合した結果として得られるエマルジョンを燃焼させる。
【００３９】
高熱蒸気用パイプ群２４０は、乾燥機１２２から放出される蒸気を投入ホッパ１２１の内部に導入する第一蒸気用パイプ２４１と、第一蒸気用パイプ２４１を介して投入ホッパ１２１に導入された蒸気を投入ホッパ１２１からコンデンサ２３０に導入する第二蒸気用パイプ２４２と、コンデンサ２３０から放出された蒸気を脱臭装置２２０に導入する第三蒸気用パイプ２４３と、からなる。
【００４０】
なお、本実施形態においては、乾燥機１２２の天面に蒸気排出口が形成されており、乾燥機１２２内の蒸気はこの蒸気排出口から第一蒸気用パイプ２４１を介して投入ホッパ１２１の内部に導入される。
【００４１】
本実施形態に係る廃棄物乾燥システム２００において、第一の実施形態に係る廃棄物乾燥システム１００と同様の構成部分においては、廃棄物乾燥システム１００と同様の動作がなされる。以下、本実施形態に係る廃棄物乾燥システム２００に特有の動作のみを説明する。
【００４２】
乾燥機１２２から第一蒸気用パイプ２４１を介して投入ホッパ１２１に導入された蒸気は投入ホッパ１２１に投入された固形物１１５を予備的に加熱する。このため、乾燥機１２２の内部に投入された固形物１１５を乾燥させる時間を早めることができる。
投入ホッパ１２１において固形物１１５を予備的に加熱した蒸気は固形物１１５が含有する臭気を吸収している。この臭気を含む蒸気は第二蒸気用パイプ２４２を介してコンデンサ２３０に送られ、コンデンサ２３０において、蒸気が含む水分が除去される。その後、蒸気は第三蒸気用パイプ２４３を介して脱臭装置２２０に送られる。
【００４３】
脱臭装置２２０においては、蒸気に含まれる臭気はエマルジョンバーナー２１３の燃焼熱により物理的に分解される。このため、脱臭装置２２０からは無臭の蒸気（この段階においては、蒸気中の水分がほとんど蒸発しているため、無臭の空気になっている）が放出される。
【００４４】
以上のように、本実施形態に係る廃棄物乾燥システム２００によれば、乾燥機１２２から排出される蒸気の熱により固形物１１５を加熱するため、固形物１１５は乾燥機１２２への投入時にはある程度温度が上昇している。このため、乾燥機１２２の内部において、固形物１１５を乾燥させる時間を短縮化することが可能である。
【００４５】
また、分離水１１４を重油とともに燃焼させることにより、固形物１１５を加熱した蒸気が含有する臭気を消臭させるため、環境に与える負荷を最小限に抑えることができる。
【００４６】
なお、本実施形態に係る廃棄物乾燥システム２００においては、必要に応じて、コンデンサ２３０を省略することが可能である。
【００４７】
なお、本出願人は、以下の通り、本実施形態に係る廃棄物乾燥システム２００の燃料節約の度合いを実験により確認した。
【００４８】
（１）ポンプ１１３により分離水１１４を蒸気生成ユニット１３０に送らず、第二タンク１３２からの重油のみをエマルジョンバーナー１３３で燃焼させた場合と、本実施形態に係る廃棄物乾燥システム２００のように、ポンプ１１３から分離水１１４を蒸気生成ユニット１３０に送り、分離水１１４を重油と混合させてエマルジョンを生成し、このエマルジョンをエマルジョンバーナー１３３で燃焼させた場合のそれぞれの燃料（重油）使用量を比較したところ、後者は前者に対して約２５％少なかった。
【００４９】
（２）乾燥機１２２内の蒸気を投入ホッパ１２１の内部に導入しない場合と、乾燥機１２２内の蒸気を第一蒸気用パイプ２４１を介して投入ホッパ１２１の内部に導入した場合のそれぞれの燃料（重油）使用量を比較したところ、後者は前者に対して約３％少なかった。
【００５０】
（３）ボイラ１３４から放出される蒸気を蒸気改質機１３５を通過させずに直接に乾燥機１２２に導入した場合と、ボイラ１３４から放出される蒸気を蒸気改質機１３５を経て乾燥機１２２に導入した場合のそれぞれの燃料（重油）使用量を比較したところ、後者は前者に対して約３％少なかった。
【００５１】
（４）ポンプ１１３により分離水１１４を燃焼ユニット２１０に送らず、第四タンク２１２からの重油のみをエマルジョンバーナー２１３で燃焼させた場合と、本実施形態に係る廃棄物乾燥システム２００のように、ポンプ１１３から分離水１１４を燃焼ユニット２１０に送り、分離水１１４を重油と混合させてエマルジョンを生成し、このエマルジョンをエマルジョンバーナー２１３で燃焼させた場合のそれぞれの燃料（重油）使用量を比較したところ、後者は前者に対して約１０％少なかった。
【００５２】
以上のように、本実施形態に係る廃棄物乾燥システム２００によれば、２５＋３＋３＋１０＝４１（％）の燃料（重油）の節約が可能になる。
【００５３】
（第三の実施形態）
図４は本発明の第三の実施形態に係る廃棄物乾燥システム３００の構成を示すブロック図である。
【００５４】
本実施形態に係る廃棄物乾燥システム３００は、第一の実施形態に係る廃棄物乾燥システム１００と比較して、分離水濃度調整手段３１０をさらに備えている。
発明者の研究の結果、分離水１１４を重油とともにエマルジョンバーナー１３３、２１３により燃焼させるためには、分離水１１４の固形分濃度は１５％（重量％）以下であることが有効であることが判明した。
【００５５】
しかしながら、生ゴミは種々雑多のものを含むため、分離水１１４中の固形物１１５の濃度が１５％（重量％）を超えることも多く、そのような場合には、分離水１１４中の固形物１１５の濃度を１５％（重量％）以下に維持することは困難であることが多い。
このため、本実施形態に係る廃棄物乾燥システム３００は、分離水濃度調整手段３１０を設けることにより、分離水１１４中の固形物１１５の濃度を１５％（重量％）以下に維持することを可能にするものである。
【００５６】
図５は分離水濃度調整手段３１０の構造の一例を示す概略的な断面図である。
図５に示す分離水濃度調整手段３１０は、分離水１１４を貯蔵するタンク３１１と、タンク３１１内に貯蔵されている分離水１１４の固形分濃度を検出する固形分濃度検出センサ３１２と、水源３１３と、制御ユニット３１４と、から構成されている。水源３１３は第一開閉バルブ３１５を介してタンク３１１に放水を行う。すなわち、第一開閉バルブ３１５が開けば、水源３１３はタンク３１１に放水を行い、第一開閉バルブ３１５が閉じれば、水源３１３からタンク３１１への放水は中断する。
【００５７】
また、タンク３１１の底部には第二開閉バルブ３１６が取り付けられている。第二開閉バルブ３１６が開くと、タンク３１１内の分離水１１４は蒸気生成ユニット１３０に送られ、第二開閉バルブ３１６が閉じると、タンク３１１から蒸気生成ユニット１３０への放水は中断する。第一開閉バルブ３１５及び第二開閉バルブ３１６の開閉は制御ユニット３１４により制御される。
【００５８】
分離水濃度調整手段３１０は以下のように作動する。
固形分濃度検出センサ３１２はタンク３１１内の分離水１１４の固形分濃度を検出し、検出した固形分濃度を示す濃度信号を制御ユニット３１４に送信する。制御ユニット３１４は、濃度信号が示す固形分濃度が予め定められた濃度（例えば、１５重量％）より大きい場合には、タンク３１１内の分離水１１４の固形分濃度が予め定められた濃度になるまで、第一開閉バルブ３１５を開き、水源３１３からタンク３１１内に水を放水する。
【００５９】
制御ユニット３１４は、タンク３１１内の分離水１１４の固形分濃度が予め定められた濃度になったときに、第一開閉バルブ３１５を閉じる。その後、制御ユニット３１４は、第二開閉バルブ３１６を開き、タンク３１１内の分離水１１４を蒸気生成ユニット１３０に向けて放水する。
【００６０】
一方、制御ユニット３１４は、濃度信号が示す固形分濃度が予め定められた濃度が予め定められた濃度以下である場合には、第二開閉バルブ３１６を開き、タンク３１１内の分離水１１４をそのまま蒸気生成ユニット１３０に放水する。
【００６１】
以上のように、本実施形態に係る廃棄物乾燥システム３００によれば、濃度調整手段３１０の作用により、固形分濃度が１５％（重量％）以下である分離水１１４を蒸気生成ユニット１３０に送ることが常に可能になる。
【００６２】
また、図５に示すように、タンク３１１内に曝気ノズル３１７を配置することも可能である。曝気ノズル３１７の上部には孔が形成されている。曝気ノズル３１７の下方から水蒸気（例えば、ボイラ１３４から放出される水蒸気）を送り込み、曝気ノズル３１７の上部の孔から水蒸気を放出することにより、タンク３１１の内部の溶液を攪拌するとともに、溶液中の固形分を好気性分解（あるいは加水分解）させ、微細化することが可能になる。これにより、この固形分を含むエマルジョン（蒸気生成ユニット１３０において生成されるエマルジョン）がエマルジョンバーナー１３３で完全燃焼されることを促進することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
上述の第一乃至第三の実施形態に係る廃棄物乾燥システム１００、２００、３００においては、処理対象物として生ゴミを例示したが、処理対象物は生ゴミには限定されない。水分を含有する廃棄物であれば、いかなる廃棄物でも、第一乃至第三の実施形態に係る廃棄物乾燥システム１００、２００、３００に対象にすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】図１は本発明の第一の実施形態に係る廃棄物乾燥システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図２は本発明の第一の実施形態に係る廃棄物乾燥システムの一構成要素である乾燥機の構造を示す概略的な縦断面図である。
【図３】図３は本発明の第二の実施形態に係る廃棄物乾燥システムの構成を示すブロック図である。
【図４】図４は本発明の第三の実施形態に係る廃棄物乾燥システムの構成を示すブロック図である。
【図５】図５は本発明の第三の実施形態に係る廃棄物乾燥システムにおける分離水濃度調整手段の構造の一例を示す概略的な断面図である。
【図６】図６は従来の生ゴミ処理機の縦断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１００ 本発明の第一の実施形態に係る廃棄物乾燥システム
１１０ 脱水ユニット
１１１ 破砕分別機
１１２ 脱水機
１１３ ポンプ
１１４ 分離水
１１５ 固形物
１２０ 乾燥ユニット
１２１ 投入ホッパ
１２２ 乾燥機
１２３ 排出タンク
１３０ 蒸気生成ユニット
１３１ 第一タンク
１３２ 第二タンク
１３３ エマルジョンバーナー
１３４ ボイラ
１３５ 蒸気改質機
２１０ 燃焼ユニット
２１１ 第三タンク
２１２ 第四タンク
２１３ エマルジョンバーナー
２２０ 脱臭装置
２３０ コンデンサ
２４０ 高熱蒸気用パイプ群
３１０ 分離水濃度調整手段
３１１ タンク
３１２ 固形分濃度検出センサ
３１３ 水源
３１４ 制御ユニット
３１５ 第一開閉バルブ
３１６ 第二開閉バルブ
３１７ 曝気ノズル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水分を含有した廃棄物を脱水し分離水を取り出す脱水ユニットと、
前記分離水を分離した後の前記廃棄物を乾燥させる乾燥ユニットと、
前記分離水と重油とを混合し、その混合物を燃焼させることにより蒸気を生成し、前記蒸気を前記乾燥ユニットに供給する蒸気生成ユニットと、
からなる廃棄物乾燥システム。
【請求項２】
前記分離水の固形分濃度は１５％（重量％）以下であることを特徴とする請求項１に記載の廃棄物乾燥システム。
【請求項３】
前記蒸気生成ユニットは、
前記分離水を貯蔵する第一タンクと、
前記重油を貯蔵する第二タンクと、
前記第一タンクから供給される前記分離水と前記第二タンクから供給される前記重油との混合物を燃焼させるエマルジョンバーナーと、
前記エマルジョンバーナーにより加熱され、蒸気を発生するボイラと、
からなることを特徴とする請求項２に記載の廃棄物乾燥システム。
【請求項４】
前記乾燥ユニットは、
前記分離水を分離した後の前記廃棄物を前記脱水ユニットから投入する投入ホッパと、
前記投入ホッパ内の前記廃棄物を乾燥させる乾燥機と、
前記乾燥機から排出される蒸気を前記投入ホッパに導入する蒸気用パイプと、
からなることを特徴する請求項１乃至３の何れか一項に記載の廃棄物乾燥システム。
【請求項５】
前記分離水を貯蔵する第三タンクと、
前記重油を貯蔵する第四タンクと、
前記第三タンクから供給される前記分離水と前記第四タンクから供給される前記重油との混合物を燃焼させる第二エマルジョンバーナーと、
前記第二エマルジョンバーナーに加熱され、対象物の脱臭を行う脱臭装置と、
前記投入ホッパを通過した後の前記蒸気を前記脱臭装置に導入する第二蒸気用パイプと、
をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の廃棄物乾燥システム。
【請求項６】
前記分離水が１５％（重量％）を超える固形分を含有している場合に、前記分離水が含む固形分を１５％（重量％）以下にする水分濃度調整手段をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の廃棄物乾燥システム。
【請求項７】
前記分離水濃度調整手段は、
前記分離水を貯蔵するタンクと、
前記タンク内に貯蔵されている前記分離水の固形分濃度を検出する固形分濃度検出センサと、
水源と、
前記固形分濃度検出センサが検出した前記固形分濃度が予め定められた濃度より大きい場合には、前記固形分濃度が前記予め定められた濃度になるまで、前記水源から前記タンク内に水を放水し、前記固形分濃度検出センサが検出した前記固形分濃度が前記予め定められた濃度以下である場合に、前記タンク内の分離水をそのまま前記蒸気生成ユニットに放水する制御ユニットと、
からなることを特徴とする請求項６に記載の廃棄物乾燥システム。
【請求項８】
水分を含有した廃棄物を脱水し分離水を取り出す脱水過程と、
前記分離水と重油とを混合し、その混合物を燃焼させることにより蒸気を生成する蒸気生成過程と、
前記蒸気生成過程において生成された蒸気を用いて、前記分離水を分離した後の前記廃棄物を乾燥させる乾燥過程と、
を備える廃棄物乾燥方法。
【請求項９】
前記分離水の固形分濃度は１５％（重量％）以下であることを特徴とする請求項８に記載の廃棄物乾燥方法。
【請求項１０】
前記乾燥過程において排出される蒸気により、前記分離水を取り出した後の前記廃棄物を加熱する加熱過程をさらに備えることを特徴とする請求項８または９に記載の廃棄物乾燥方法。
【請求項１１】
前記分離水と重油とを混合し、その混合物を燃焼させ、その燃焼熱により、前記加熱過程から排出される蒸気を脱臭する脱臭過程をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の廃棄物乾燥方法。
【請求項１２】
前記分離水が１５％（重量％）を超える固形分を含有している場合に、前記分離水が含む固形分を１５％（重量％）以下にする水分濃度調整過程をさらに備えることを特徴とする請求項８乃至１１の何れか一項に記載の廃棄物乾燥方法
【請求項１】
水分を含有した廃棄物を脱水し分離水を取り出す脱水ユニットと、
前記分離水を分離した後の前記廃棄物を乾燥させる乾燥ユニットと、
前記分離水と重油とを混合し、その混合物を燃焼させることにより蒸気を生成し、前記蒸気を前記乾燥ユニットに供給する蒸気生成ユニットと、
からなる廃棄物乾燥システム。
【請求項２】
前記分離水の固形分濃度は１５％（重量％）以下であることを特徴とする請求項１に記載の廃棄物乾燥システム。
【請求項３】
前記蒸気生成ユニットは、
前記分離水を貯蔵する第一タンクと、
前記重油を貯蔵する第二タンクと、
前記第一タンクから供給される前記分離水と前記第二タンクから供給される前記重油との混合物を燃焼させるエマルジョンバーナーと、
前記エマルジョンバーナーにより加熱され、蒸気を発生するボイラと、
からなることを特徴とする請求項２に記載の廃棄物乾燥システム。
【請求項４】
前記乾燥ユニットは、
前記分離水を分離した後の前記廃棄物を前記脱水ユニットから投入する投入ホッパと、
前記投入ホッパ内の前記廃棄物を乾燥させる乾燥機と、
前記乾燥機から排出される蒸気を前記投入ホッパに導入する蒸気用パイプと、
からなることを特徴する請求項１乃至３の何れか一項に記載の廃棄物乾燥システム。
【請求項５】
前記分離水を貯蔵する第三タンクと、
前記重油を貯蔵する第四タンクと、
前記第三タンクから供給される前記分離水と前記第四タンクから供給される前記重油との混合物を燃焼させる第二エマルジョンバーナーと、
前記第二エマルジョンバーナーに加熱され、対象物の脱臭を行う脱臭装置と、
前記投入ホッパを通過した後の前記蒸気を前記脱臭装置に導入する第二蒸気用パイプと、
をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の廃棄物乾燥システム。
【請求項６】
前記分離水が１５％（重量％）を超える固形分を含有している場合に、前記分離水が含む固形分を１５％（重量％）以下にする水分濃度調整手段をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の廃棄物乾燥システム。
【請求項７】
前記分離水濃度調整手段は、
前記分離水を貯蔵するタンクと、
前記タンク内に貯蔵されている前記分離水の固形分濃度を検出する固形分濃度検出センサと、
水源と、
前記固形分濃度検出センサが検出した前記固形分濃度が予め定められた濃度より大きい場合には、前記固形分濃度が前記予め定められた濃度になるまで、前記水源から前記タンク内に水を放水し、前記固形分濃度検出センサが検出した前記固形分濃度が前記予め定められた濃度以下である場合に、前記タンク内の分離水をそのまま前記蒸気生成ユニットに放水する制御ユニットと、
からなることを特徴とする請求項６に記載の廃棄物乾燥システム。
【請求項８】
水分を含有した廃棄物を脱水し分離水を取り出す脱水過程と、
前記分離水と重油とを混合し、その混合物を燃焼させることにより蒸気を生成する蒸気生成過程と、
前記蒸気生成過程において生成された蒸気を用いて、前記分離水を分離した後の前記廃棄物を乾燥させる乾燥過程と、
を備える廃棄物乾燥方法。
【請求項９】
前記分離水の固形分濃度は１５％（重量％）以下であることを特徴とする請求項８に記載の廃棄物乾燥方法。
【請求項１０】
前記乾燥過程において排出される蒸気により、前記分離水を取り出した後の前記廃棄物を加熱する加熱過程をさらに備えることを特徴とする請求項８または９に記載の廃棄物乾燥方法。
【請求項１１】
前記分離水と重油とを混合し、その混合物を燃焼させ、その燃焼熱により、前記加熱過程から排出される蒸気を脱臭する脱臭過程をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の廃棄物乾燥方法。
【請求項１２】
前記分離水が１５％（重量％）を超える固形分を含有している場合に、前記分離水が含む固形分を１５％（重量％）以下にする水分濃度調整過程をさらに備えることを特徴とする請求項８乃至１１の何れか一項に記載の廃棄物乾燥方法
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１１２６１２（Ｐ２０１０−１１２６１２Ａ）
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８４７４０（Ｐ２００８−２８４７４０）
【出願日】平成２０年１１月５日（２００８．１１．５）
【出願人】（５０８２９６７６１）株式会社共立 (4)
【出願人】（３９９０４２０６３）共立工業株式会社 (11)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月５日（２００８．１１．５）
【出願人】（５０８２９６７６１）株式会社共立 (4)
【出願人】（３９９０４２０６３）共立工業株式会社 (11)
【Ｆターム（参考）】
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