生ごみ乾燥システム
【課題】小型または安価で、燃料消費量が少なく乾燥性能の高い生ごみ乾燥システムを提供する。
【解決手段】生ごみ乾燥システム３は、第１の蒸気流路５１および第２の蒸気流路５３を有する蒸気流路５０と、生ごみを流通させる生ごみ流路５２とを備えた乾燥機６を備える。乾燥機６は、生ごみ流路５２内の生ごみを、仕切部材を介して第１の蒸気流路５１内の蒸気および第２の蒸気流路５３内の蒸気で加熱することによって乾燥させる。生ごみ乾燥システム３は、さらに、第１の蒸気流路５１に蒸気を供給する蒸気供給源７と、生ごみ流路５２内の生ごみから発生した蒸気を第２の蒸気流路５３に導く蒸気返送通路と、蒸気返送通路内の蒸気を加熱する第１加熱機２４と、を備える。
【解決手段】生ごみ乾燥システム３は、第１の蒸気流路５１および第２の蒸気流路５３を有する蒸気流路５０と、生ごみを流通させる生ごみ流路５２とを備えた乾燥機６を備える。乾燥機６は、生ごみ流路５２内の生ごみを、仕切部材を介して第１の蒸気流路５１内の蒸気および第２の蒸気流路５３内の蒸気で加熱することによって乾燥させる。生ごみ乾燥システム３は、さらに、第１の蒸気流路５１に蒸気を供給する蒸気供給源７と、生ごみ流路５２内の生ごみから発生した蒸気を第２の蒸気流路５３に導く蒸気返送通路と、蒸気返送通路内の蒸気を加熱する第１加熱機２４と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生ごみ乾燥システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、高温の蒸気を用いて生ごみを加熱乾燥させる生ごみ乾燥機が知られている。この種の生ごみ乾燥機では、水分を含んだ蒸気を加熱源として用いるので、生ごみを加熱する際に、蒸気の顕熱だけでなく潜熱も利用することができる。そのため、生ごみを効率よく加熱することができる。
【０００３】
ところで、生ごみには多くの水分が含まれているため、生ごみの加熱乾燥に伴い、蒸気が発生する。このように生ごみから発生する蒸気にも、多くの潜熱エネルギーが含まれている。そこで、エネルギーの有効利用を図るため、生ごみから発生する蒸気（以下、「ごみ蒸気」という。）を生ごみの加熱源として再利用する乾燥装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、ごみ蒸気は、そのままでは加熱源として十分な熱量を発生させることが難しい。そこで、特許文献１に開示された乾燥装置では、ごみ蒸気を加熱器で加熱することにより蒸気の顕熱を増加させた上で、加圧器で加圧することによりごみ蒸気の凝縮を促進し、潜熱量を増加させることとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２４３３６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のように、特許文献１に記載された乾燥装置では、ごみ蒸気そのものでは不足する熱量を、当該蒸気を加熱および加圧することによって補っている。そのため、上記乾燥装置では、乾燥機とは別に、大型の加熱器および加圧器が必要であった。したがって、装置が高価となり、また、大型化するおそれがあった。
【０００７】
ところで、小型の乾燥機においては、乾燥経路が短いため、連続運転すると生ごみの乾燥が不完全となることが考えられる。そのため、小型の乾燥機では、所定量のごみを十分乾燥させた後、次のごみを乾燥するバッチ運転をすることが多い。しかし、このような小型の乾燥機において、上述のようにごみ蒸気を再利用する場合、バッチ運転ではごみ蒸気の発生量に斑が生じてしまう。そのため、小型の乾燥機において、ごみ蒸気を再利用する場合、熱の安定供給が難しく、乾燥に時間がかかるという問題もあった。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、小型または安価で、燃料消費量が少なく乾燥性能の高い生ごみ乾燥システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る生ごみ乾燥システムは、中空部材と、前記中空部材の内部を蒸気流路と生ごみを流通させる生ごみ流路とに仕切る仕切部材と、前記蒸気流路を第１の蒸気流路と第２の蒸気流路とに区画する区画部材とを有し、前記生ごみ流路内の生ごみを、前記仕切部材を介して前記第１の蒸気流路内の蒸気および前記第２の蒸気流路内の蒸気で加熱することによって乾燥させる乾燥機と、前記第１の蒸気流路に蒸気を供給する蒸気供給源と、前記生ごみ流路内の生ごみから発生した蒸気を前記第２の蒸気流路に導く蒸気返送通路と、前記蒸気返送通路内の蒸気を加熱する第１加熱機と、を備えたものである。
【００１０】
上記生ごみ乾燥システムによれば、生ごみから発生した蒸気は、生ごみ流路から蒸気返送通路に流出し、第１加熱機によって加熱された後、第２の蒸気流路に流入する。そして、当該蒸気は、仕切部材を介して生ごみ流路内の生ごみを加熱する。そのため、生ごみから発生した蒸気（以下、回収蒸気という）を加熱源として再利用することができる。また、生ごみは第１の蒸気流路の蒸気および上記回収蒸気の両方によって加熱されるので、回収蒸気の加熱量が比較的少なくても、生ごみを十分に加熱乾燥させることができる。そのため、大型の加熱機および加圧機は不要であり、また、装置全体の熱量消費量は少なく抑えられる。したがって、小型または安価で、燃料消費量が少なく乾燥性能の高い生ごみ乾燥システムを実現することができる。
【００１１】
前記蒸気返送通路には、前記生ごみ流路内の生ごみから発生した蒸気を触媒を用いて脱臭する脱臭装置が設けられ、前記第１加熱機は、前記脱臭装置に設けられていることが好ましい。
【００１２】
このことにより、脱臭装置のための加熱機を加熱源として、蒸気返送通路内の蒸気を加熱することができる。そのため、脱臭による廃熱を有効利用することができる。また、脱臭装置と蒸気返送通路のそれぞれに別個の加熱源を設ける必要がなく、システムの小型化および燃料消費量の低減を図ることができる。
【００１３】
上記生ごみ乾燥システムは、外部より前記生ごみ流路内に空気を導く空気流路と、前記空気流路内の空気を加熱する第２加熱機と、を備えていることが好ましい。
【００１４】
このことにより、第２加熱機で加熱された空気が生ごみ流路に供給されるため、生ごみ流路内の水蒸気分圧を下げることができる。したがって、上記生ごみ乾燥機によれば、生ごみに含まれた水分が蒸発し易くなり、乾燥効率が向上する。
【００１５】
前記第２加熱機は、前記空気流路の空気を、前記蒸気返送通路の前記脱臭装置よりも下流側の蒸気と熱交換させる熱交換器を備えていることが好ましい。
【００１６】
このことにより、蒸気返送通路の脱臭装置よりも下流側の蒸気を加熱源として、空気流路内の空気を加熱することができる。したがって、外部空気を温めるのに別途新たな加熱源は不要であり、システムの小型化および燃料消費量の低減を図ることができる。また、温めた空気を生ごみ流路に供給することにより、生ごみに直接熱を供給することもでき、乾燥効率の上昇につながる。
【００１７】
前記蒸気返送通路には、前記蒸気返送通路の前記脱臭装置よりも上流側の蒸気を、前記蒸気返送通路の前記脱臭装置よりも下流側の蒸気と熱交換させる熱交換器が設けられていることが好ましい。
【００１８】
このことにより、蒸気返送通路の脱臭装置よりも下流側の蒸気を加熱源として、蒸気返送通路の脱臭装置よりも上流側の蒸気を加熱することができる。そのため、脱臭装置の第１加熱機が蒸気返送通路内の蒸気に与えなければならない熱量を低減することができる。したがって、システムの燃料消費量の低減および脱臭廃熱の有効利用を図ることができる。
【００１９】
上記生ごみ乾燥システムは、前記第１の蒸気流路内の蒸気が凝縮することによって生じた凝縮水を前記蒸気供給源に導く第１凝縮水路を備え、前記蒸気供給源は、前記第１凝縮水路の凝縮水を蒸発させて前記第１の蒸気流路に供給することが好ましい。
【００２０】
このことにより、第１の蒸気流路内で生じた凝縮水は、再び蒸気として第１の蒸気流路に供給される。したがって、上記凝縮水を生ごみの加熱源として再利用することができる。
【００２１】
上記生ごみ乾燥システムは、前記蒸気返送通路の蒸気を除塵する集塵機を備えていることが好ましい。
【００２２】
このことにより、生ごみから発生した蒸気は、集塵機によって除塵されてから第２の蒸気流路に供給される。したがって、第２の蒸気流路の清浄化を図ることができ、仕切部材を介した熱交換の効率低下を抑えることができる。
【００２３】
前記集塵機は、湿式集塵機からなり、前記第２の蒸気流路内の蒸気が凝縮することによって生じた凝縮水を前記湿式集塵機に導く第２凝縮水路を備えていることが好ましい。
【００２４】
このことにより、第２の蒸気流路内で生じた凝縮水を、集塵用の処理水として再利用することができる。
【００２５】
前記乾燥機の前記仕切部材は、内側に前記生ごみ流路を区画形成する第１筒状体からなり、前記中空部材は、前記第１筒状体の周囲を囲み、前記第１筒状体との間に前記蒸気流路を区画形成する第２筒状体からなり、前記区画部材は、前記蒸気流路を前記第１の蒸気流路と、前記第１の蒸気流路と軸方向に隣り合う第２の蒸気流路とに区画する区画部材からなり、前記乾燥機は、前記第１筒状体内に設けられた回転軸と、前記回転軸に設けられ、軸方向に向かって螺旋状に配置された搬送羽根と、前記回転軸を回転させることによって前記生ごみを搬送する回転駆動機構と、を更に備えていることが好ましい。
【発明の効果】
【００２６】
以上のように、本発明によれば、小型または安価で、燃料消費量が少なく乾燥性能の高い生ごみ乾燥システムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】生ごみ処理装置の構成図である。
【図２】乾燥機の左側面図である。
【図３】乾燥機の正面断面図である。
【図４】乾燥機の右側面図である。
【図５】乾燥機の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２９】
図１に示すように、実施形態に係る生ごみ処理装置１は、生ごみ粉砕システム２と、生ごみ乾燥システム３とからなっている。この生ごみ処理装置１は、生ごみ粉砕システム２において生ごみを粉砕して細かくした後、生ごみ乾燥システム３において生ごみを加熱乾燥し、乾燥ごみとして排出する装置である。
【００３０】
生ごみ粉砕システム２は、生ごみを粉砕する粉砕機４と、粉砕機４で粉砕された生ごみを回収する生ごみホッパ５とを備えている。生ごみホッパ５は、乾燥機６の生ごみ流路５２とごみ供給管１６を介して接続されている。
【００３１】
生ごみ乾燥システム３は、乾燥機６と、ボイラ７と、湿式集塵機８と、脱臭装置２０と、熱交換器２２，２３とを備えている。
【００３２】
乾燥機６の内部には、蒸気流路５０と、生ごみが流通する生ごみ流路５２とが区画形成されている。蒸気流路５０は、後述する区画部材４３によって第１蒸気流路５１と第２蒸気流路５３とに区切られている。さらに、乾燥機６には、外部の空気を生ごみ流路５２内に供給する空気流路５４が区画形成されている。なお、乾燥機６の詳細な構成については、後述する。
【００３３】
ボイラ７には、灯油等の燃料が使用される。図示は省略するが、ボイラ７には、燃焼用空気を取り入れる空気取入部と、水を取り入れる給水部とを備えている。ボイラ７は、給水部から取り入れた水を沸騰させることにより、蒸気を発生させる。
【００３４】
ボイラ７の蒸気排出部（図示せず）と乾燥機６の第１蒸気流路５１とは、第１蒸気配管１１を介して接続されている。また、第１蒸気流路５１とボイラ７の上記給水部とは、第１配水管１２を介して接続されている。
【００３５】
乾燥機６の生ごみ流路５２と湿式集塵機８のガス流入部とは、第２蒸気配管１３を介して接続されている。また、乾燥機６の第２蒸気流路５３と湿式集塵機８の貯水部とは、第２配水管１４を介して接続されている。
【００３６】
湿式集塵機８のガス流出部と熱交換器２３とは、第１蒸気返送管８５を介して接続されている。また、第１蒸気返送管８５には、吸気ファン４０が設けられている。なお、熱交換器２３は、低温側流路と高温側流路を備えており、低温側流路内の流体と高温側流路内の流体とを熱交換させる。上記第１蒸気返送管８５は、熱交換器２３の低温側流路の上流端に接続されている。一方、熱交換器２３の低温側流路の他端側は、第２蒸気返送管８６を介して脱臭装置２０と接続されている。
【００３７】
脱臭装置２０は、第２蒸気返送管８６から供給される臭気を含んだ蒸気（以下、「臭気排ガス」と称する。）を酸化触媒に接触させ、臭気排ガス中の有害なガスを酸化分解する装置である。酸化触媒の触媒機能を発揮させるためには、予め臭気排ガスを摂氏３００度前後に加熱しておくことが必要となる。そこで、脱臭装置２０は、臭気排ガスを予熱する加熱機２４と、臭気排ガスを酸化触媒によって酸化分解する触媒槽２５とを備えている。なお、加熱機２４は、脱臭装置２０と一体的に形成されていてもよく、別体としてもよい。また、加熱機２４としては、温熱ヒーターや熱交換器等、蒸気を加熱するものであれば、何を用いてもよい。酸化触媒は、臭気排ガス中に含まれる有害なガスの種類に応じて、白金、パラジウム等の貴金属および、鉄、マンガン、ニッケル等の酸化物等を適宜用いる。
【００３８】
脱臭装置２０と熱交換器２３の高温側流路の上流端とは、第３蒸気返送管８７を介して接続されている。これにより、脱臭装置２０によって加熱および脱臭された高温の蒸気が熱交換器２３の高温側流路内に供給されることとなる。また、熱交換器２３の高温側流路の下流端と熱交換器２２とは、第４蒸気返送管８８を介して接続されている。
【００３９】
熱交換器２２は、熱交換器２３と同様に、低温側流路と高温側流路を備えており、低温側流路内の流体と高温側流路内の流体とを熱交換させるものである。上記第４蒸気返送管８８は、熱交換器２２の高温側流路の上流端に接続されている。一方、熱交換器２２の高温側流路の他端側は、乾燥機６の第２蒸気流路５３と第５蒸気返送管８９を介して接続されている。
【００４０】
熱交換器２２の低温側流路の上流端には、外部の空気を熱交換器２２の低温側流路に導入する導入管２６が接続されている。一方、熱交換器２２の低温側流路の下流端は、吸気管２１を介して乾燥機６の空気流路５４の上流端と接続されている。
【００４１】
乾燥機６の第２蒸気流路５３には、排気管１８が接続されている。また、排気管１８には排気ファン３９が設けられている。これにより、第２蒸気流路５３内の使用済み蒸気は、排気ファン３９によって排気管１８を通り外部へ排気される。なお、排気ファン３９は必ずしも必要ではなく、排気ファン３９を設けずに、第２蒸気流路５３内の使用済み蒸気を排気管１８を介して外部へ排気することも可能である。
【００４２】
乾燥機６の生ごみ流路５２は、ごみ排出管１７を介してコレクタ１０に接続されている。コレクタ１０は、乾燥後の乾燥ごみを一時的に貯留するものである。
【００４３】
次に、乾燥機６の構成を説明する。
【００４４】
図２に示すように、乾燥機６は、内部で生ごみを乾燥させる乾燥部３１と、乾燥部３１を支持する土台部４１と、乾燥部３１に設けられ、後述する回転軸３６（図３参照）を回転駆動するモータ７１とを備えている。土台部４１は、複数の横部材からなり、乾燥部３１が取り付けられたベース部４１ａと、４本の垂直部材からなり、ベース部４１ａの下部に取り付けられた脚部４１ｂとを備えている。このような構成により、土台部４１は、乾燥部３１を下方から支持している。
【００４５】
図３に示すように、乾燥部３１は、内筒３２と、内筒３２の周囲を囲む外筒３３と、内筒３２および外筒３３の上端を覆う円形の天板３４と、内筒３２および外筒３３の下端を覆う円形の底板３０とを備えている。内筒３２は、外筒３３の内部に設けられ、外筒３３と同軸状に配置されている。また、内筒３２の上下方向中央部かつ外周面には、内筒３２と外筒３３との間の空間を上下二層に区画する区画部材４３が取り付けられている。
【００４６】
以上の構成により、乾燥部３１の内部は、内壁３２の内側の生ごみ流路５２と、内筒３２と外筒３３との間かつ区画部材４３よりも下方の第１蒸気流路５１と、内筒３２と外筒３３との間かつ区画部材４３よりも上方の第２蒸気流路５３とに区画されている。
【００４７】
また、内筒３２内の中央部には、回転軸３６が設けられている。回転軸３６は、生ごみ流路５２内を上下方向に延びている。回転軸３６は、内部に空気流路５４を形成する筒状体からなり、外周面の下側部分には複数の吐出口５６が形成されている。
【００４８】
回転軸３６の上端部は、天板３４を貫いてさらに上方に延び、固定部材３５に取り付けられた軸受６２に回転自在に支持されている。固定部材３５は断面コの字状の板状体からなり、天板３４に取り付けられている（図２参照）。固定部材３５の上部には、筒状体からなる取付部３５ａが設けられており、取付部３５ａには吸気管２１（図１参照）が接続されている。また、回転軸３６内部の空気流路５４は、軸受６２、固定部材３５内を貫き、取付部３５ａ内にまで至っている。このような構成により、吸気管２１によって空気流路５４に供給された空気は、回転軸３６内を通過し、吐出口５６を介して生ごみ流路５２内に導かれる。
【００４９】
一方、回転軸３６の下端部は、内筒３２内にあり、底板３０よりも上方の位置で下向きに開口している。下端部には、回転軸７３ｂが回転軸３６と一体となって回転する様に嵌め込まれている。回転軸７３ｂは、底板３０の中央部に取り付けられた軸受６２に回転自在に支持されている。以上より、回転軸３６および回転軸７３ｂは、天板３４および底板３０に取り付けられた軸受６２に回転自在に支持されることとなり、回転軸３６および回転軸７３ｂは、回転軸７３ｂが回転駆動されることにより一体的に回転する。
【００５０】
内筒３２の下端部には、ごみ供給口４２が設けられている。ごみ供給口４２には、外筒３３を貫くごみ供給管１６が接続されている。なお、図示は省略するが、ごみ供給管１６の内部には、生ごみホッパ５（図１参照）から生ごみを搬送するスクリューが設置されている。上記スクリューは、生ごみ流路５２内に生ごみを定量的に送り込むものである。
【００５１】
内筒３２内には内部のごみを外部に排出するごみ排出口４８が設けられている。また、ごみ排出口４８には、ごみ排出口４８から排出されたごみをコレクタ１０（図１参照）に導くためのシュート４７が設けられている。シュート４７は、内筒３２および外筒３３のそれぞれを貫くように設けられ、天板３４に固定されている。シュート４７内にはごみ排出口４８を開閉する蓋４８ａが設けられている。蓋４８ａは、天板３４上に取り付けられた開閉装置４８ｂに支持されている。
【００５２】
天板３４には、生ごみ流路５２内で発生した蒸気を排出する排出口３７が形成されており、この排出口３７には第２蒸気配管１３（図１参照）が接続されている。
【００５３】
図２に示すように、外筒３３の上部には、第２蒸気流路５３内に開口する蒸気流入口４３が形成され、この蒸気流入口４３には第５蒸気返送管８９が接続されている。したがって、第５蒸気返送管８９からの蒸気は、蒸気流入口４３を通じて第２蒸気流路５３に導入される。第５蒸気返送管８９は、外筒３３の接線方向に延びており、蒸気を接線方向に沿って導入するように形成されている（図５参照）。
【００５４】
一方、外筒３３の中央部には、第２蒸気流路５３内を流通した蒸気を排出する排気口４４が形成されており、この排気口４４には排気管１８が接続されている。また、外筒３３には、第２蒸気流路５３内で生じた凝縮水を排出する排出口（図示せず）が形成されており、この排出口には第２配水管１４（図１参照）が接続されている。
【００５５】
また、外筒３３の中央部には、第１蒸気流路５１内に開口する蒸気流入部４５が形成され、この蒸気流入部４５には第１蒸気配管１１（図１参照）が接続されている。したがって、第１蒸気配管１１からの蒸気は、蒸気流入部４５を通じて第１蒸気流路５１に導入される。一方、外筒３３の下部には、第１蒸気流路５１内で生じた凝縮水を排出する排出部４６が形成されており、この排出部４６には第１配水管１２（図１参照）が接続されている。
【００５６】
図３に示すように、回転軸３６の外周面には、上方に向かって螺旋状に配置された複数の螺旋羽根７７が設けられている。これら螺旋羽根７７は、回転軸３６に取り付けられた支持部材７７ａと、支持部材７７ａに取り付けられたブレード７７ｂとからなる。ブレード７７ｂは、生ごみを上方に搬送するように形成されている。ブレード７７ｂと内筒３２の内壁との間には隙間が設けられている。
【００５７】
螺旋羽根７７は、ブレード７７ｂが螺旋方向に沿って一定の間隔毎に配置されるように設けられている。本実施形態では、螺旋羽根７７は、平面視において、回転中心周りに４５度毎に形成されており、回転軸３６の回転に伴って、時計回りに回転する。ただし、螺旋羽根７７の形状、配置角度および回転方向は上記のものに何ら限定されない。
【００５８】
図２に示すように、モータ７１は、乾燥部３１および土台部４１にアングル３８を介して取り付けられている。モータ７１の回転軸７３ａには、スプロケット７４ａが固定されている。モータ７１は回転数制御が自在なモータであり、コントローラ７６に接続されている。コントローラ７６は、モータ７１のＯＮ／ＯＦＦ制御や回転数制御等を実行する。
【００５９】
前述したように、底板３０の中央部には、回転軸７３ｂが設けられている（図３参照）。回転軸７３ｂには、スプロケット７４ｂが固定されている。そして、モータ７１のスプロケット７４ａと上記スプロケット７４ｂとには、チェーン７５が巻き掛けられている。これにより、コントローラ７６のスイッチ（図示せず）をＯＮにすると、モータ７１が始動し、チェーン７５を介して回転軸３６を回転駆動する。
【００６０】
以上が生ごみ処理装置１の構成である。次に、生ごみ処理装置１の動作について説明する。
【００６１】
なお、本実施形態に係る乾燥機６は、小型の乾燥機であり、乾燥経路（生ごみが搬送羽根７７によって搬送される長さ）が短い。そのため、連続運転では生ごみの乾燥が不完全となる場合がある。そこで、本実施形態に係る乾燥機６では、所定量のごみを十分乾燥させた後、次のごみを乾燥するバッチ運転を行っている。
【００６２】
図１に示すように、ボイラ７から供給された高温の蒸気は、第１蒸気配管１１を流通した後、乾燥機６の第１蒸気流路５１に流入する。第１蒸気流路５１内を下向きに流通した蒸気は、生ごみ流路５２内の生ごみと熱交換を行い、生ごみを加熱する。この際、蒸気は冷却され、凝縮することによって凝縮水となる。凝縮水は排出口４６（図２参照）を通じて排出され、第１配水管１２を通ってボイラ７の給水部（図示せず）に戻される。ボイラ７に返送された凝縮水は、ボイラ７によって加熱されて蒸発し、再び蒸気となって第１蒸気配管１１を通じて乾燥機６の第１蒸気流路５１に供給される。
【００６３】
処理対象となる生ごみは、始めに粉砕機４に投入され、当該粉砕機４によって粉砕された後、生ごみホッパ５に回収される。生ごみホッパ５に回収された生ごみは、図示しないスクリューによって、乾燥機６の生ごみ流路５２に搬送される。なお、上述のバッチ運転を行うため、乾燥機６の蓋４８ａは、予め、開閉装置４８ｂによって閉じられているものとする（図３参照）。生ごみ流路５２に所定量の生ごみが搬送されると、スクリューが止められ、後述する通常運転が行われる。
【００６４】
通常運転が開始されると、生ごみ流路５２内の生ごみは、生ごみ流路５２内を上方に向かって搬送される。この際、生ごみは、内筒３２の壁面を介して第１蒸気流路５１内の蒸気で加熱されるとともに、第２蒸気流路５３内の蒸気でも加熱される。また、生ごみは、生ごみ流路５２内で攪拌される。その結果、生ごみに含まれる水分が蒸発し、生ごみは乾燥する。
【００６５】
生ごみが乾燥すると、開閉装置４８ｂによって蓋４８ａが開けられ、後述の高速運転が開始される（図３参照）。これにより、乾燥後の生ごみは、ごみ排出管１７を通じて排出され、コレクタ１０に回収される。そして、コレクタ１０に回収された生ごみは、乾燥ごみとして処理される。
【００６６】
一方、生ごみ流路５２内で発生した蒸気は、第２蒸気配管１３を通じて湿式集塵機８に導出され、湿式集塵機８において除塵される。除塵後の蒸気は、第１蒸気返送管８５を通り、熱交換器２３内で、脱臭装置２０から排出された蒸気と熱交換を行う。このとき、脱臭装置２０から排出された蒸気は、脱臭装置２０内で脱臭前の加熱により摂氏３００度前後の高温状態にあるため、湿式集塵機８通過後の蒸気を加熱することとなる。その後、第１蒸気返送管８５内の加熱された蒸気は、第２蒸気返送管８６を通り、脱臭装置２０の加熱機２４内に導入される。加熱器２４内で摂氏３００度前後まで加熱された蒸気は、触媒槽２５内へ送られ、脱臭される。
【００６７】
脱臭後の蒸気は、第３蒸気返送管８７を通り、熱交換器２３内で、上述した湿式集塵機８通過後の蒸気と熱交換を行う。熱交換の後、脱臭後の蒸気は、第４蒸気返送管８８を通り、熱交換器２２内で、導入管２６により熱交換器２２に導入された空気（外部からの空気）と熱交換する。熱交換の後、熱交換器２２から排出された蒸気は、第５蒸気返送管８９を通り、乾燥機６の第２蒸気流路５３内に供給される。
【００６８】
蒸気は、外筒３３の上方部かつ外筒３３の接線方向から第２蒸気流路５３内に供給される。そのため、蒸気は、第２蒸気流路５３内において、下向きかつ螺旋状に流れ、内筒３２の壁面を介して生ごみ流路５２内の生ごみを加熱する。加熱により冷却された蒸気は、排気管１８を介して外部に排気される。また、生ごみを加熱した蒸気の一部は凝縮して凝縮水となる。この凝縮水は、第２配水管１４を通じて湿式集塵機８に供給され、湿式集塵機８において再利用される。
【００６９】
一方、熱交換器２２において加熱された空気は、吸気管２１を通り、乾燥機６の空気流路５４内に供給される。空気流路５４に供給された空気は、吐出口５６（図３参照）を介して生ごみ流路５２内に供給され、生ごみと接触することにより、媒体を介さずに生ごみを直接加熱する。
【００７０】
上述の運転の際、乾燥機６はコントローラ７６によって制御される。コントローラ７６は、以下の通常運転に加えて、後述の高速運転をも実行する。
【００７１】
通常運転は、前記スクリューによって生ごみ流路５２に所定量のごみを供給した後、回転軸３６の回転によって、ごみを生ごみ流路５２の下部から上部へと搬送しつつ、支持部材７７ａの隙間（生ごみ流路５２の内側部分）またはブレード７７ｂの隙間からごみを落下させて、ごみを攪拌しつつ乾燥する運転である。通常運転では、コントローラ７６は、モータ７１を所定の回転数（以下、第１回転数という）で運転させる。
【００７２】
具体的には、通常運転においては、生ごみ流路５２内に押し込まれた生ごみは、回転軸３６の回転に伴い、回転軸３６と一体となって回転する搬送羽根７７のブレード７７ｂによって、上方に螺旋状に搬送される。
【００７３】
ところで、搬送羽根７７は、回転軸３６に取り付けられた支持部材７７ａと、支持部材７７ａに取り付けられたブレード７７ｂとからなり、ブレード７７ｂは、平面視において、一定の間隔毎に配置されている。そのため、ブレード７７ｂ上の一部の生ごみは、支持部材７７ａの隙間またはブレード７７ｂの隙間より自然落下する。その結果、上方への搬送と落下とが繰り返されることにより、生ごみは効果的に攪拌される。また、生ごみはブレード７７ｂによって搬送されながら、第１蒸気流路５１および第２蒸気流路５３の蒸気から熱を吸収して乾燥する。
【００７４】
ところで、通常運転では、生ごみを落下させつつ上方に搬送することにより攪拌することとしているため、そのままの運転では、生ごみ流路５２から乾燥後のごみ（以下、「乾燥ごみ」と称する。）を円滑に排出できない。すなわち、通常運転のブレード７７ｂの回転速度では、乾燥ごみが支持部材７７ａの隙間またはブレード７７ｂの隙間から下方に落下してしまうため、生ごみ流路５２内の乾燥ごみを円滑に排出することができない。そこで、本乾燥機６では、乾燥後の排出段階においては、以下の高速運転を実行することにより、乾燥機６から乾燥ごみを円滑に排出させることとしている。
【００７５】
高速運転では、まず、コントローラ７６によって、回転軸３６の回転が高速となるように制御する。すなわち、モータ７１の回転数を、前記第１回転数よりも大きな所定の回転数（以下、第２回転数という）とする。その結果、回転軸３６に設けられたブレード７７ｂも高速で回転するため、生ごみ流路５２内の乾燥ごみは、より大きな速度で搬送される。また、乾燥ごみには、通常運転時より大きな遠心力が加えられる。そのため、乾燥ごみは、内筒３２の内周面に沿って円滑に上昇する。その結果、支持部材７７ａまたはブレード７７ｂ間に隙間が形成されているにも拘わらず、生ごみ流路５２内の乾燥ごみの全部またはほぼ全部が生ごみ流路５２の最上部にまで到達し、ごみ排出口４８から外部に排出されることになる。
【００７６】
以上より、本実施形態によれば、生ごみの乾燥時に生ごみから発生する蒸気を生ごみ乾燥用熱源として再利用することとしたので、ボイラ７の燃料消費量を減少させることができる。
【００７７】
また、本実施形態では、生ごみから発生する蒸気だけを生ごみ乾燥用熱源とするのではなく、当該蒸気を、ボイラ７が生成する蒸気と併用することとした。そのため、生ごみから発生する蒸気のみを乾燥用熱源とした場合に比べ、安定した熱供給が可能となる。
【００７８】
ところで、生ごみから発生する蒸気のみを乾燥用熱源とした場合、生ごみから発生した蒸気はごみの加熱源としては熱量が不十分で、当該蒸気を別途加熱および加圧することが必要となる。一方、本実施形態に係る生ごみ乾燥システム３では、臭気排ガスを脱臭する際に、酸化触媒を用いた触媒脱臭を行っている。酸化触媒の触媒機能を発揮させるためには、予め臭気排ガスを摂氏３００度前後に加熱しておくことが必要となる。そのため、脱臭後の蒸気は非常に温度が高く、摂氏３００度前後となる。
【００７９】
そこで、本実施形態では、この脱臭によって生じる廃熱に着眼し、生ごみから発生する蒸気を乾燥機６に返送する前に脱臭することとして、脱臭装置２０に設けられた加熱機２４を加熱源としている。そのため、脱臭による廃熱を有効利用することができる。また、脱臭装置２０と、除塵後の蒸気を乾燥機６に返送する配管（本実施形態では、第１蒸気返送管８５〜第５蒸気配管８９）とに、それぞれ別個の加熱源を設ける必要がなく、システムの小型化および燃料消費量の低減を図ることができる。
【００８０】
乾燥機６の運転中、生ごみは、搬送羽根７７の回転により遠心力を受けて内筒３２の内壁側（径方向外側）に移動する。本実施形態では、生ごみ流路５２が形成された内筒３２の外側に２つに区画された蒸気流路（第１蒸気流路５１および第２蒸気流路）が設けられている。そのため、本実施形態に係る乾燥機６によれば、内筒３２を媒介とした、内筒３２の外側を流通する蒸気と内筒３２内を流通する生ごみとの熱交換を、効率よく行うことができる。
【００８１】
また、本実施形態では、生ごみ流路５２内に外部の空気を供給することとしている。生ごみを乾燥処理する際、生ごみから多くの蒸気が発生するため、生ごみ流路５２内の水蒸気分圧は高い状態にあり、生ごみに含まれた水分が蒸発しにくい。しかし、本実施形態では、生ごみ流路５２内に空気を供給して生ごみ流路５２内の水蒸気分圧を下げ、生ごみに含まれた水分を蒸発させ易くしている。したがって、本実施形態によれば、乾燥機６の乾燥効率の向上を図ることができる。
【００８２】
本実施形態では、熱交換器２２において、外部から取り込んだ空気と、脱臭後の蒸気とを熱交換させることにより、外部から取り込んだ空気を加熱することとしている。そのため、本実施形態によれば、生ごみ流路５２内に空気を供給することによって、水蒸気分圧を下げるだけでなく、直接熱量を与えることが可能となり、乾燥性能の向上を図ることができる。さらに、脱臭による廃熱を有効に利用することができるため、システムの燃料消費量の低減を図ることができる。
【００８３】
さらに、本実施形態によれば、生ごみ流路５２に空気を供給する吐出口５６は、回転軸３６に形成されている。そのため、吐出口５６は、回転軸３６の回転に伴って、回転する。したがって、空気は生ごみ流路５２に満遍なく供給されることとなる。また、吐出口５６の回転方向（回転軸３６の回転方向に同じ）は搬送羽根７７によって搬送される生ごみの回転方向と逆方向となるため、生ごみに満遍なく空気が供給されることとなる。したがって、本実施形態によれば、乾燥機６の乾燥効率をより向上させることが可能となる。
【００８４】
また、本実施形態によれば、乾燥機６の内部において、第２蒸気流路５３の蒸気の流通方向と、生ごみ流路５２内のごみの流通方向とを、対向させることとした。すなわち、互いに熱交換を行う蒸気と生ごみとを対向流化させることとした。したがって、生ごみを効率的に加熱することができる。
【００８５】
本乾燥機６においては、搬送羽根７７は、回転軸３６に取り付けられた支持部材７７ａと、支持部材７７ａに取り付けられたブレード７７ｂとからなり、ブレード７７ｂは一定の間隔をあけて螺旋状に配置することとした。そのため、回転軸３６の回転により、ごみはブレード７７ｂに搬送されながら、支持部材７７ａの隙間またはブレード７７ｂの隙間より自然落下する。この搬送と落下を各段で繰り返すことによりごみを頻繁に攪拌することができるので、より効率のよい乾燥を行うことができる。
【００８６】
また、本乾燥機６では、第５蒸気返送管８９は、蒸気を、外筒３３の接線方向から第２蒸気流路５３内に供給するように形成されている。したがって、第２蒸気流路５３内に蒸気を満遍なく供給しやすくなり、生ごみの乾燥効率を向上させることができる。
【００８７】
また、本実施形態によれば、生ごみから発生した蒸気をそのまま第２蒸気流路５３に供給するのではなく、当該蒸気を湿式集塵機８において除塵した後に第２蒸気流路５３に供給している。そのため、第２蒸気流路５３に流入する塵埃の量を低減することができ、外筒３３の内壁および内筒３２の外壁に対するスケールの付着を抑制することができる。したがって、スケールの付着に起因する熱交換効率の低下を抑えることができる。
【００８８】
また、集塵機として特に湿式集塵機８を用いることとしているので、第２蒸気流路５３内で生じた凝縮水を湿式集塵機８で再利用することが可能となる。
【００８９】
なお、本実施形態では、ボイラ７の生成蒸気を乾燥用熱源としているが、蒸気の供給源はボイラ７に限定されず、他の装置等から排出された余剰蒸気を利用することも可能である。その場合、さらなる燃料の削減が可能となる。
【００９０】
また、図３に示すように、乾燥機６のごみ供給管１６にはごみ供給管１６内に空気を取り込むための吐出部５７が設けられている。本実施形態では、吸気管２１を取付部３５ａに接続し、空気を回転軸３６の内部を通して生ごみ流路５２内に供給することとしていた。しかし、吸気管２１を吐出部５７に接続し、ごみ供給管１６を介して生ごみ流路５２内に空気を供給することとしてもよい。このような形態によっても、上述のような効果を得ることができる。
【００９１】
本実施形態に係る乾燥機６には、内筒３２と外筒３３との間の空間を、第１蒸気流路５１と第２蒸気流路５３とに２分割する区画部材４３が備えられている。しかし、区画部材４３が区画する空間の用途はこれらに限られず、例えば、第１蒸気流路５１と加熱空気または冷却空気を流通させる空気流路とに区切ることとしてもよい。これにより、被乾燥物に対応して、加熱または冷却を変更することができ、また、加熱または冷却する媒体（蒸気、空気、液体等）を変更することも可能である。
【００９２】
本発明に係る生ごみ乾燥システムに用いられる生ごみ乾燥機は、内側に生ごみを流通させる生ごみ流路を区画形成する第１筒状体と、前記第１筒状体の周囲を囲み、前記第１筒状体との間に流路を区画形成する第２筒状体と、前記第１筒状体内に設けられた回転軸と、前記回転軸に設けられ、軸方向に向かって螺旋状に配置された搬送羽根と、前記回転軸を回転させることによって前記生ごみを搬送する回転駆動機構と、前記流路を、少なくとも、第１の流路と、第１の流路と軸方向に隣り合う第２の流路とに区画する区画部材と、を備えたものであってもよい。
【００９３】
上記生ごみ乾燥機によれば、生ごみ流路内の生ごみは、搬送羽根によって搬送される際に、当該搬送羽根によって攪拌される一方、第１筒状体を介して第１の流路内の流体によって加熱されるとともに、第２の流路内の流体によっても加熱される。そのため、生ごみは、攪拌されながら第１筒状体の外側から少なくとも２種類の流体によって加熱され、効率的に乾燥される。したがって、小型、かつ、乾燥性能の高い生ごみ乾燥機を実現することができる。
【００９４】
また、上記生ごみ乾燥機によれば、回転軸の回転に伴って搬送羽根が回転し、生ごみ流路の生ごみが搬送される。このとき、生ごみは、搬送羽根の回転によって遠心力を受けて第１筒状体内の径方向外側（第１筒状体の内壁側）に移動する。また、生ごみ流路が形成された第１筒状体の外側には、２つに区画された流路（第１の流路および第２の流路）が形成されている。そのため、上記生ごみ乾燥機によれば、生ごみと各流路内の流体とが第１筒状体を介して近接することとなり、両者間において効率よく熱交換を行うことができる。
【００９５】
さらに、上記生ごみ乾燥機によれば、区画部材によって第１の流路と第２の流路に区画されているため、例えば、第１の流路内には温められた流体、第２の流路内には温度の低い流体を流すことにより、生ごみを乾燥した後、冷却するような使用方法も可能となる。上記生ごみ乾燥機では、蒸気、排ガス、液体等、さまざまな流体を加熱（または冷却）媒体として使用することができる。そのため、乾燥物に対応して加熱（または冷却）媒体を変更することが可能である。
【００９６】
前記第１筒状体は、上下方向に延び、前記回転駆動機構は、生ごみを上方に向かって搬送し、前記搬送羽根は、上方に向かって螺旋状に配置されかつ互いに分離された複数の羽根部材を備えていることが好ましい。
【００９７】
生ごみは流体によって加熱乾燥されるとともに、羽根部材の回転にしたがって回転し、遠心力を受けて脱水される。また、生ごみ流路内において、生ごみは羽根部材によって上方に搬送される。ここで、羽根部材は互いに分離され、羽根部材同士の間には隙間が形成されている。そのため、搬送中の生ごみの一部は隙間から落下し、再び下方から上方に搬送される。したがって、生ごみは活発に攪拌され、乾燥効率が向上する。
【００９８】
前記回転駆動機構は、少なくとも第１の回転速度と前記第１の回転速度よりも大きな第２の回転速度とで前記回転軸を回転させるように構成され、前記第１の回転速度は、生ごみの一部が前記羽根部材の間から落下する一方、残りの生ごみが前記羽根部材によって上方に搬送されるように設定され、前記第２の回転速度は、略全部の生ごみが前記羽根部材によって上方に搬送されるように設定されていることが好ましい。
【００９９】
このことにより、通常の乾燥運転の際には、回転軸を第１の回転速度で回転させることにより、生ごみを効率的に乾燥させることができる。一方、乾燥が完了した後には、回転軸の回転速度を第２の回転速度にまで増速させることにより、生ごみ流路内に残った生ごみを遠心力によって第１筒状体の内面に沿わせて強制的に排出することができる。
【０１００】
上記生ごみ乾燥機は、前記第２の筒状体に接続され、前記第２の流路に接線方向から流体を供給する流体供給管を備えていることが好ましい。
【０１０１】
このことにより、流体供給管から第２の流路に対して、接線方向から流体が供給される。したがって、流体は第２の流路内を満遍なく流通しやすくなり、乾燥効率が向上する。
【０１０２】
前記生ごみ流路は、軸方向の一方側に生ごみ流入部を、軸方向の他方側に生ごみ流出部をそれぞれ備え、前記第１の流路は、軸方向の他方側に流入部を、軸方向の一方側に流出部をそれぞれ備え、前記第２の流路は、軸方向の他方側に流入部を、軸方向の一方側に流出部をそれぞれ備えていることが好ましい。
【０１０３】
このことにより、第１および第２の流路内の各流体と、生ごみ流路内の生ごみとは、互いに対向する方向に流れることになる。そのため、各流体と生ごみとの間の熱交換効率が向上する。
【０１０４】
上記生ごみ乾燥機は、前記第１筒状体内の生ごみ流路に空気を供給する吐出口を備えていることが好ましい。
【０１０５】
生ごみ流路内の水蒸気分圧が低い程、生ごみに含まれた水分は蒸発し易い。しかし、生ごみを乾燥処理する際、生ごみから多くの蒸気が発生するため、生ごみ流路内の水蒸気分圧は高い状態にある。そこで、上記生ごみ乾燥機では、生ごみ流路に空気を供給し、水蒸気分圧を下げることとしている。したがって、上記生ごみ乾燥機によれば、生ごみに含まれた水分が蒸発し易くなり、乾燥効率が向上する。
【０１０６】
前記回転軸は、内側に空気流路を区画形成する第３筒状体からなり、前記吐出口は、前記第３筒状体の内部と外部とを連通するように、前記第３筒状体に形成されていることが好ましい。
【０１０７】
このことにより、空気を生ごみ流路に供給する吐出口は、回転軸の回転に伴って、回転する。したがって、空気は生ごみ流路に満遍なく供給される。また、搬送羽根は、回転軸に螺旋状に取り付けられているため、回転軸の回転に伴って回転軸の回転方向とは逆方向に生ごみを搬送する。そのため、吐出口の回転方向が生ごみの回転方向と逆方向となり、生ごみに満遍なく空気が供給されることとなる。したがって、上記乾燥機によれば、乾燥効率がより向上する。
【符号の説明】
【０１０８】
７ ボイラ（蒸気供給源）
８ 湿式集塵機
１１ 第１蒸気配管（蒸気供給通路）
１２ 第１配水管（第１凝縮水路）
１４ 第２配水管（第２凝縮水路）
２０ 脱臭装置
２２ 熱交換器（第２加熱機）
２３ 熱交換器
２４ 加熱機（第１加熱機）
２５ 触媒槽
３２ 内筒（第１筒状体，仕切部材）
３３ 外筒（第２筒状体）
３６ 回転軸（回転軸，第３筒状体）
４３ 区画部材
５０ 蒸気流路
５１ 第１蒸気流路（第１の流路、第１の蒸気流路）
５２ 生ごみ流路
５３ 第２蒸気流路（第２の流路、第２の蒸気流路）
５４ 空気流路
５６ 吐出口
７１ モータ（回転駆動機構）
７７ 搬送羽根
７７ｂ ブレード（羽根部材）
８５ 第１蒸気返送管（蒸気返送通路）
８６ 第２蒸気返送管（蒸気返送通路）
８７ 第３蒸気返送管（蒸気返送通路）
８８ 第４蒸気返送管（蒸気返送通路）
８９ 第５蒸気返送管（流体供給管，蒸気返送通路）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生ごみ乾燥システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、高温の蒸気を用いて生ごみを加熱乾燥させる生ごみ乾燥機が知られている。この種の生ごみ乾燥機では、水分を含んだ蒸気を加熱源として用いるので、生ごみを加熱する際に、蒸気の顕熱だけでなく潜熱も利用することができる。そのため、生ごみを効率よく加熱することができる。
【０００３】
ところで、生ごみには多くの水分が含まれているため、生ごみの加熱乾燥に伴い、蒸気が発生する。このように生ごみから発生する蒸気にも、多くの潜熱エネルギーが含まれている。そこで、エネルギーの有効利用を図るため、生ごみから発生する蒸気（以下、「ごみ蒸気」という。）を生ごみの加熱源として再利用する乾燥装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、ごみ蒸気は、そのままでは加熱源として十分な熱量を発生させることが難しい。そこで、特許文献１に開示された乾燥装置では、ごみ蒸気を加熱器で加熱することにより蒸気の顕熱を増加させた上で、加圧器で加圧することによりごみ蒸気の凝縮を促進し、潜熱量を増加させることとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２４３３６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のように、特許文献１に記載された乾燥装置では、ごみ蒸気そのものでは不足する熱量を、当該蒸気を加熱および加圧することによって補っている。そのため、上記乾燥装置では、乾燥機とは別に、大型の加熱器および加圧器が必要であった。したがって、装置が高価となり、また、大型化するおそれがあった。
【０００７】
ところで、小型の乾燥機においては、乾燥経路が短いため、連続運転すると生ごみの乾燥が不完全となることが考えられる。そのため、小型の乾燥機では、所定量のごみを十分乾燥させた後、次のごみを乾燥するバッチ運転をすることが多い。しかし、このような小型の乾燥機において、上述のようにごみ蒸気を再利用する場合、バッチ運転ではごみ蒸気の発生量に斑が生じてしまう。そのため、小型の乾燥機において、ごみ蒸気を再利用する場合、熱の安定供給が難しく、乾燥に時間がかかるという問題もあった。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、小型または安価で、燃料消費量が少なく乾燥性能の高い生ごみ乾燥システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る生ごみ乾燥システムは、中空部材と、前記中空部材の内部を蒸気流路と生ごみを流通させる生ごみ流路とに仕切る仕切部材と、前記蒸気流路を第１の蒸気流路と第２の蒸気流路とに区画する区画部材とを有し、前記生ごみ流路内の生ごみを、前記仕切部材を介して前記第１の蒸気流路内の蒸気および前記第２の蒸気流路内の蒸気で加熱することによって乾燥させる乾燥機と、前記第１の蒸気流路に蒸気を供給する蒸気供給源と、前記生ごみ流路内の生ごみから発生した蒸気を前記第２の蒸気流路に導く蒸気返送通路と、前記蒸気返送通路内の蒸気を加熱する第１加熱機と、を備えたものである。
【００１０】
上記生ごみ乾燥システムによれば、生ごみから発生した蒸気は、生ごみ流路から蒸気返送通路に流出し、第１加熱機によって加熱された後、第２の蒸気流路に流入する。そして、当該蒸気は、仕切部材を介して生ごみ流路内の生ごみを加熱する。そのため、生ごみから発生した蒸気（以下、回収蒸気という）を加熱源として再利用することができる。また、生ごみは第１の蒸気流路の蒸気および上記回収蒸気の両方によって加熱されるので、回収蒸気の加熱量が比較的少なくても、生ごみを十分に加熱乾燥させることができる。そのため、大型の加熱機および加圧機は不要であり、また、装置全体の熱量消費量は少なく抑えられる。したがって、小型または安価で、燃料消費量が少なく乾燥性能の高い生ごみ乾燥システムを実現することができる。
【００１１】
前記蒸気返送通路には、前記生ごみ流路内の生ごみから発生した蒸気を触媒を用いて脱臭する脱臭装置が設けられ、前記第１加熱機は、前記脱臭装置に設けられていることが好ましい。
【００１２】
このことにより、脱臭装置のための加熱機を加熱源として、蒸気返送通路内の蒸気を加熱することができる。そのため、脱臭による廃熱を有効利用することができる。また、脱臭装置と蒸気返送通路のそれぞれに別個の加熱源を設ける必要がなく、システムの小型化および燃料消費量の低減を図ることができる。
【００１３】
上記生ごみ乾燥システムは、外部より前記生ごみ流路内に空気を導く空気流路と、前記空気流路内の空気を加熱する第２加熱機と、を備えていることが好ましい。
【００１４】
このことにより、第２加熱機で加熱された空気が生ごみ流路に供給されるため、生ごみ流路内の水蒸気分圧を下げることができる。したがって、上記生ごみ乾燥機によれば、生ごみに含まれた水分が蒸発し易くなり、乾燥効率が向上する。
【００１５】
前記第２加熱機は、前記空気流路の空気を、前記蒸気返送通路の前記脱臭装置よりも下流側の蒸気と熱交換させる熱交換器を備えていることが好ましい。
【００１６】
このことにより、蒸気返送通路の脱臭装置よりも下流側の蒸気を加熱源として、空気流路内の空気を加熱することができる。したがって、外部空気を温めるのに別途新たな加熱源は不要であり、システムの小型化および燃料消費量の低減を図ることができる。また、温めた空気を生ごみ流路に供給することにより、生ごみに直接熱を供給することもでき、乾燥効率の上昇につながる。
【００１７】
前記蒸気返送通路には、前記蒸気返送通路の前記脱臭装置よりも上流側の蒸気を、前記蒸気返送通路の前記脱臭装置よりも下流側の蒸気と熱交換させる熱交換器が設けられていることが好ましい。
【００１８】
このことにより、蒸気返送通路の脱臭装置よりも下流側の蒸気を加熱源として、蒸気返送通路の脱臭装置よりも上流側の蒸気を加熱することができる。そのため、脱臭装置の第１加熱機が蒸気返送通路内の蒸気に与えなければならない熱量を低減することができる。したがって、システムの燃料消費量の低減および脱臭廃熱の有効利用を図ることができる。
【００１９】
上記生ごみ乾燥システムは、前記第１の蒸気流路内の蒸気が凝縮することによって生じた凝縮水を前記蒸気供給源に導く第１凝縮水路を備え、前記蒸気供給源は、前記第１凝縮水路の凝縮水を蒸発させて前記第１の蒸気流路に供給することが好ましい。
【００２０】
このことにより、第１の蒸気流路内で生じた凝縮水は、再び蒸気として第１の蒸気流路に供給される。したがって、上記凝縮水を生ごみの加熱源として再利用することができる。
【００２１】
上記生ごみ乾燥システムは、前記蒸気返送通路の蒸気を除塵する集塵機を備えていることが好ましい。
【００２２】
このことにより、生ごみから発生した蒸気は、集塵機によって除塵されてから第２の蒸気流路に供給される。したがって、第２の蒸気流路の清浄化を図ることができ、仕切部材を介した熱交換の効率低下を抑えることができる。
【００２３】
前記集塵機は、湿式集塵機からなり、前記第２の蒸気流路内の蒸気が凝縮することによって生じた凝縮水を前記湿式集塵機に導く第２凝縮水路を備えていることが好ましい。
【００２４】
このことにより、第２の蒸気流路内で生じた凝縮水を、集塵用の処理水として再利用することができる。
【００２５】
前記乾燥機の前記仕切部材は、内側に前記生ごみ流路を区画形成する第１筒状体からなり、前記中空部材は、前記第１筒状体の周囲を囲み、前記第１筒状体との間に前記蒸気流路を区画形成する第２筒状体からなり、前記区画部材は、前記蒸気流路を前記第１の蒸気流路と、前記第１の蒸気流路と軸方向に隣り合う第２の蒸気流路とに区画する区画部材からなり、前記乾燥機は、前記第１筒状体内に設けられた回転軸と、前記回転軸に設けられ、軸方向に向かって螺旋状に配置された搬送羽根と、前記回転軸を回転させることによって前記生ごみを搬送する回転駆動機構と、を更に備えていることが好ましい。
【発明の効果】
【００２６】
以上のように、本発明によれば、小型または安価で、燃料消費量が少なく乾燥性能の高い生ごみ乾燥システムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】生ごみ処理装置の構成図である。
【図２】乾燥機の左側面図である。
【図３】乾燥機の正面断面図である。
【図４】乾燥機の右側面図である。
【図５】乾燥機の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２９】
図１に示すように、実施形態に係る生ごみ処理装置１は、生ごみ粉砕システム２と、生ごみ乾燥システム３とからなっている。この生ごみ処理装置１は、生ごみ粉砕システム２において生ごみを粉砕して細かくした後、生ごみ乾燥システム３において生ごみを加熱乾燥し、乾燥ごみとして排出する装置である。
【００３０】
生ごみ粉砕システム２は、生ごみを粉砕する粉砕機４と、粉砕機４で粉砕された生ごみを回収する生ごみホッパ５とを備えている。生ごみホッパ５は、乾燥機６の生ごみ流路５２とごみ供給管１６を介して接続されている。
【００３１】
生ごみ乾燥システム３は、乾燥機６と、ボイラ７と、湿式集塵機８と、脱臭装置２０と、熱交換器２２，２３とを備えている。
【００３２】
乾燥機６の内部には、蒸気流路５０と、生ごみが流通する生ごみ流路５２とが区画形成されている。蒸気流路５０は、後述する区画部材４３によって第１蒸気流路５１と第２蒸気流路５３とに区切られている。さらに、乾燥機６には、外部の空気を生ごみ流路５２内に供給する空気流路５４が区画形成されている。なお、乾燥機６の詳細な構成については、後述する。
【００３３】
ボイラ７には、灯油等の燃料が使用される。図示は省略するが、ボイラ７には、燃焼用空気を取り入れる空気取入部と、水を取り入れる給水部とを備えている。ボイラ７は、給水部から取り入れた水を沸騰させることにより、蒸気を発生させる。
【００３４】
ボイラ７の蒸気排出部（図示せず）と乾燥機６の第１蒸気流路５１とは、第１蒸気配管１１を介して接続されている。また、第１蒸気流路５１とボイラ７の上記給水部とは、第１配水管１２を介して接続されている。
【００３５】
乾燥機６の生ごみ流路５２と湿式集塵機８のガス流入部とは、第２蒸気配管１３を介して接続されている。また、乾燥機６の第２蒸気流路５３と湿式集塵機８の貯水部とは、第２配水管１４を介して接続されている。
【００３６】
湿式集塵機８のガス流出部と熱交換器２３とは、第１蒸気返送管８５を介して接続されている。また、第１蒸気返送管８５には、吸気ファン４０が設けられている。なお、熱交換器２３は、低温側流路と高温側流路を備えており、低温側流路内の流体と高温側流路内の流体とを熱交換させる。上記第１蒸気返送管８５は、熱交換器２３の低温側流路の上流端に接続されている。一方、熱交換器２３の低温側流路の他端側は、第２蒸気返送管８６を介して脱臭装置２０と接続されている。
【００３７】
脱臭装置２０は、第２蒸気返送管８６から供給される臭気を含んだ蒸気（以下、「臭気排ガス」と称する。）を酸化触媒に接触させ、臭気排ガス中の有害なガスを酸化分解する装置である。酸化触媒の触媒機能を発揮させるためには、予め臭気排ガスを摂氏３００度前後に加熱しておくことが必要となる。そこで、脱臭装置２０は、臭気排ガスを予熱する加熱機２４と、臭気排ガスを酸化触媒によって酸化分解する触媒槽２５とを備えている。なお、加熱機２４は、脱臭装置２０と一体的に形成されていてもよく、別体としてもよい。また、加熱機２４としては、温熱ヒーターや熱交換器等、蒸気を加熱するものであれば、何を用いてもよい。酸化触媒は、臭気排ガス中に含まれる有害なガスの種類に応じて、白金、パラジウム等の貴金属および、鉄、マンガン、ニッケル等の酸化物等を適宜用いる。
【００３８】
脱臭装置２０と熱交換器２３の高温側流路の上流端とは、第３蒸気返送管８７を介して接続されている。これにより、脱臭装置２０によって加熱および脱臭された高温の蒸気が熱交換器２３の高温側流路内に供給されることとなる。また、熱交換器２３の高温側流路の下流端と熱交換器２２とは、第４蒸気返送管８８を介して接続されている。
【００３９】
熱交換器２２は、熱交換器２３と同様に、低温側流路と高温側流路を備えており、低温側流路内の流体と高温側流路内の流体とを熱交換させるものである。上記第４蒸気返送管８８は、熱交換器２２の高温側流路の上流端に接続されている。一方、熱交換器２２の高温側流路の他端側は、乾燥機６の第２蒸気流路５３と第５蒸気返送管８９を介して接続されている。
【００４０】
熱交換器２２の低温側流路の上流端には、外部の空気を熱交換器２２の低温側流路に導入する導入管２６が接続されている。一方、熱交換器２２の低温側流路の下流端は、吸気管２１を介して乾燥機６の空気流路５４の上流端と接続されている。
【００４１】
乾燥機６の第２蒸気流路５３には、排気管１８が接続されている。また、排気管１８には排気ファン３９が設けられている。これにより、第２蒸気流路５３内の使用済み蒸気は、排気ファン３９によって排気管１８を通り外部へ排気される。なお、排気ファン３９は必ずしも必要ではなく、排気ファン３９を設けずに、第２蒸気流路５３内の使用済み蒸気を排気管１８を介して外部へ排気することも可能である。
【００４２】
乾燥機６の生ごみ流路５２は、ごみ排出管１７を介してコレクタ１０に接続されている。コレクタ１０は、乾燥後の乾燥ごみを一時的に貯留するものである。
【００４３】
次に、乾燥機６の構成を説明する。
【００４４】
図２に示すように、乾燥機６は、内部で生ごみを乾燥させる乾燥部３１と、乾燥部３１を支持する土台部４１と、乾燥部３１に設けられ、後述する回転軸３６（図３参照）を回転駆動するモータ７１とを備えている。土台部４１は、複数の横部材からなり、乾燥部３１が取り付けられたベース部４１ａと、４本の垂直部材からなり、ベース部４１ａの下部に取り付けられた脚部４１ｂとを備えている。このような構成により、土台部４１は、乾燥部３１を下方から支持している。
【００４５】
図３に示すように、乾燥部３１は、内筒３２と、内筒３２の周囲を囲む外筒３３と、内筒３２および外筒３３の上端を覆う円形の天板３４と、内筒３２および外筒３３の下端を覆う円形の底板３０とを備えている。内筒３２は、外筒３３の内部に設けられ、外筒３３と同軸状に配置されている。また、内筒３２の上下方向中央部かつ外周面には、内筒３２と外筒３３との間の空間を上下二層に区画する区画部材４３が取り付けられている。
【００４６】
以上の構成により、乾燥部３１の内部は、内壁３２の内側の生ごみ流路５２と、内筒３２と外筒３３との間かつ区画部材４３よりも下方の第１蒸気流路５１と、内筒３２と外筒３３との間かつ区画部材４３よりも上方の第２蒸気流路５３とに区画されている。
【００４７】
また、内筒３２内の中央部には、回転軸３６が設けられている。回転軸３６は、生ごみ流路５２内を上下方向に延びている。回転軸３６は、内部に空気流路５４を形成する筒状体からなり、外周面の下側部分には複数の吐出口５６が形成されている。
【００４８】
回転軸３６の上端部は、天板３４を貫いてさらに上方に延び、固定部材３５に取り付けられた軸受６２に回転自在に支持されている。固定部材３５は断面コの字状の板状体からなり、天板３４に取り付けられている（図２参照）。固定部材３５の上部には、筒状体からなる取付部３５ａが設けられており、取付部３５ａには吸気管２１（図１参照）が接続されている。また、回転軸３６内部の空気流路５４は、軸受６２、固定部材３５内を貫き、取付部３５ａ内にまで至っている。このような構成により、吸気管２１によって空気流路５４に供給された空気は、回転軸３６内を通過し、吐出口５６を介して生ごみ流路５２内に導かれる。
【００４９】
一方、回転軸３６の下端部は、内筒３２内にあり、底板３０よりも上方の位置で下向きに開口している。下端部には、回転軸７３ｂが回転軸３６と一体となって回転する様に嵌め込まれている。回転軸７３ｂは、底板３０の中央部に取り付けられた軸受６２に回転自在に支持されている。以上より、回転軸３６および回転軸７３ｂは、天板３４および底板３０に取り付けられた軸受６２に回転自在に支持されることとなり、回転軸３６および回転軸７３ｂは、回転軸７３ｂが回転駆動されることにより一体的に回転する。
【００５０】
内筒３２の下端部には、ごみ供給口４２が設けられている。ごみ供給口４２には、外筒３３を貫くごみ供給管１６が接続されている。なお、図示は省略するが、ごみ供給管１６の内部には、生ごみホッパ５（図１参照）から生ごみを搬送するスクリューが設置されている。上記スクリューは、生ごみ流路５２内に生ごみを定量的に送り込むものである。
【００５１】
内筒３２内には内部のごみを外部に排出するごみ排出口４８が設けられている。また、ごみ排出口４８には、ごみ排出口４８から排出されたごみをコレクタ１０（図１参照）に導くためのシュート４７が設けられている。シュート４７は、内筒３２および外筒３３のそれぞれを貫くように設けられ、天板３４に固定されている。シュート４７内にはごみ排出口４８を開閉する蓋４８ａが設けられている。蓋４８ａは、天板３４上に取り付けられた開閉装置４８ｂに支持されている。
【００５２】
天板３４には、生ごみ流路５２内で発生した蒸気を排出する排出口３７が形成されており、この排出口３７には第２蒸気配管１３（図１参照）が接続されている。
【００５３】
図２に示すように、外筒３３の上部には、第２蒸気流路５３内に開口する蒸気流入口４３が形成され、この蒸気流入口４３には第５蒸気返送管８９が接続されている。したがって、第５蒸気返送管８９からの蒸気は、蒸気流入口４３を通じて第２蒸気流路５３に導入される。第５蒸気返送管８９は、外筒３３の接線方向に延びており、蒸気を接線方向に沿って導入するように形成されている（図５参照）。
【００５４】
一方、外筒３３の中央部には、第２蒸気流路５３内を流通した蒸気を排出する排気口４４が形成されており、この排気口４４には排気管１８が接続されている。また、外筒３３には、第２蒸気流路５３内で生じた凝縮水を排出する排出口（図示せず）が形成されており、この排出口には第２配水管１４（図１参照）が接続されている。
【００５５】
また、外筒３３の中央部には、第１蒸気流路５１内に開口する蒸気流入部４５が形成され、この蒸気流入部４５には第１蒸気配管１１（図１参照）が接続されている。したがって、第１蒸気配管１１からの蒸気は、蒸気流入部４５を通じて第１蒸気流路５１に導入される。一方、外筒３３の下部には、第１蒸気流路５１内で生じた凝縮水を排出する排出部４６が形成されており、この排出部４６には第１配水管１２（図１参照）が接続されている。
【００５６】
図３に示すように、回転軸３６の外周面には、上方に向かって螺旋状に配置された複数の螺旋羽根７７が設けられている。これら螺旋羽根７７は、回転軸３６に取り付けられた支持部材７７ａと、支持部材７７ａに取り付けられたブレード７７ｂとからなる。ブレード７７ｂは、生ごみを上方に搬送するように形成されている。ブレード７７ｂと内筒３２の内壁との間には隙間が設けられている。
【００５７】
螺旋羽根７７は、ブレード７７ｂが螺旋方向に沿って一定の間隔毎に配置されるように設けられている。本実施形態では、螺旋羽根７７は、平面視において、回転中心周りに４５度毎に形成されており、回転軸３６の回転に伴って、時計回りに回転する。ただし、螺旋羽根７７の形状、配置角度および回転方向は上記のものに何ら限定されない。
【００５８】
図２に示すように、モータ７１は、乾燥部３１および土台部４１にアングル３８を介して取り付けられている。モータ７１の回転軸７３ａには、スプロケット７４ａが固定されている。モータ７１は回転数制御が自在なモータであり、コントローラ７６に接続されている。コントローラ７６は、モータ７１のＯＮ／ＯＦＦ制御や回転数制御等を実行する。
【００５９】
前述したように、底板３０の中央部には、回転軸７３ｂが設けられている（図３参照）。回転軸７３ｂには、スプロケット７４ｂが固定されている。そして、モータ７１のスプロケット７４ａと上記スプロケット７４ｂとには、チェーン７５が巻き掛けられている。これにより、コントローラ７６のスイッチ（図示せず）をＯＮにすると、モータ７１が始動し、チェーン７５を介して回転軸３６を回転駆動する。
【００６０】
以上が生ごみ処理装置１の構成である。次に、生ごみ処理装置１の動作について説明する。
【００６１】
なお、本実施形態に係る乾燥機６は、小型の乾燥機であり、乾燥経路（生ごみが搬送羽根７７によって搬送される長さ）が短い。そのため、連続運転では生ごみの乾燥が不完全となる場合がある。そこで、本実施形態に係る乾燥機６では、所定量のごみを十分乾燥させた後、次のごみを乾燥するバッチ運転を行っている。
【００６２】
図１に示すように、ボイラ７から供給された高温の蒸気は、第１蒸気配管１１を流通した後、乾燥機６の第１蒸気流路５１に流入する。第１蒸気流路５１内を下向きに流通した蒸気は、生ごみ流路５２内の生ごみと熱交換を行い、生ごみを加熱する。この際、蒸気は冷却され、凝縮することによって凝縮水となる。凝縮水は排出口４６（図２参照）を通じて排出され、第１配水管１２を通ってボイラ７の給水部（図示せず）に戻される。ボイラ７に返送された凝縮水は、ボイラ７によって加熱されて蒸発し、再び蒸気となって第１蒸気配管１１を通じて乾燥機６の第１蒸気流路５１に供給される。
【００６３】
処理対象となる生ごみは、始めに粉砕機４に投入され、当該粉砕機４によって粉砕された後、生ごみホッパ５に回収される。生ごみホッパ５に回収された生ごみは、図示しないスクリューによって、乾燥機６の生ごみ流路５２に搬送される。なお、上述のバッチ運転を行うため、乾燥機６の蓋４８ａは、予め、開閉装置４８ｂによって閉じられているものとする（図３参照）。生ごみ流路５２に所定量の生ごみが搬送されると、スクリューが止められ、後述する通常運転が行われる。
【００６４】
通常運転が開始されると、生ごみ流路５２内の生ごみは、生ごみ流路５２内を上方に向かって搬送される。この際、生ごみは、内筒３２の壁面を介して第１蒸気流路５１内の蒸気で加熱されるとともに、第２蒸気流路５３内の蒸気でも加熱される。また、生ごみは、生ごみ流路５２内で攪拌される。その結果、生ごみに含まれる水分が蒸発し、生ごみは乾燥する。
【００６５】
生ごみが乾燥すると、開閉装置４８ｂによって蓋４８ａが開けられ、後述の高速運転が開始される（図３参照）。これにより、乾燥後の生ごみは、ごみ排出管１７を通じて排出され、コレクタ１０に回収される。そして、コレクタ１０に回収された生ごみは、乾燥ごみとして処理される。
【００６６】
一方、生ごみ流路５２内で発生した蒸気は、第２蒸気配管１３を通じて湿式集塵機８に導出され、湿式集塵機８において除塵される。除塵後の蒸気は、第１蒸気返送管８５を通り、熱交換器２３内で、脱臭装置２０から排出された蒸気と熱交換を行う。このとき、脱臭装置２０から排出された蒸気は、脱臭装置２０内で脱臭前の加熱により摂氏３００度前後の高温状態にあるため、湿式集塵機８通過後の蒸気を加熱することとなる。その後、第１蒸気返送管８５内の加熱された蒸気は、第２蒸気返送管８６を通り、脱臭装置２０の加熱機２４内に導入される。加熱器２４内で摂氏３００度前後まで加熱された蒸気は、触媒槽２５内へ送られ、脱臭される。
【００６７】
脱臭後の蒸気は、第３蒸気返送管８７を通り、熱交換器２３内で、上述した湿式集塵機８通過後の蒸気と熱交換を行う。熱交換の後、脱臭後の蒸気は、第４蒸気返送管８８を通り、熱交換器２２内で、導入管２６により熱交換器２２に導入された空気（外部からの空気）と熱交換する。熱交換の後、熱交換器２２から排出された蒸気は、第５蒸気返送管８９を通り、乾燥機６の第２蒸気流路５３内に供給される。
【００６８】
蒸気は、外筒３３の上方部かつ外筒３３の接線方向から第２蒸気流路５３内に供給される。そのため、蒸気は、第２蒸気流路５３内において、下向きかつ螺旋状に流れ、内筒３２の壁面を介して生ごみ流路５２内の生ごみを加熱する。加熱により冷却された蒸気は、排気管１８を介して外部に排気される。また、生ごみを加熱した蒸気の一部は凝縮して凝縮水となる。この凝縮水は、第２配水管１４を通じて湿式集塵機８に供給され、湿式集塵機８において再利用される。
【００６９】
一方、熱交換器２２において加熱された空気は、吸気管２１を通り、乾燥機６の空気流路５４内に供給される。空気流路５４に供給された空気は、吐出口５６（図３参照）を介して生ごみ流路５２内に供給され、生ごみと接触することにより、媒体を介さずに生ごみを直接加熱する。
【００７０】
上述の運転の際、乾燥機６はコントローラ７６によって制御される。コントローラ７６は、以下の通常運転に加えて、後述の高速運転をも実行する。
【００７１】
通常運転は、前記スクリューによって生ごみ流路５２に所定量のごみを供給した後、回転軸３６の回転によって、ごみを生ごみ流路５２の下部から上部へと搬送しつつ、支持部材７７ａの隙間（生ごみ流路５２の内側部分）またはブレード７７ｂの隙間からごみを落下させて、ごみを攪拌しつつ乾燥する運転である。通常運転では、コントローラ７６は、モータ７１を所定の回転数（以下、第１回転数という）で運転させる。
【００７２】
具体的には、通常運転においては、生ごみ流路５２内に押し込まれた生ごみは、回転軸３６の回転に伴い、回転軸３６と一体となって回転する搬送羽根７７のブレード７７ｂによって、上方に螺旋状に搬送される。
【００７３】
ところで、搬送羽根７７は、回転軸３６に取り付けられた支持部材７７ａと、支持部材７７ａに取り付けられたブレード７７ｂとからなり、ブレード７７ｂは、平面視において、一定の間隔毎に配置されている。そのため、ブレード７７ｂ上の一部の生ごみは、支持部材７７ａの隙間またはブレード７７ｂの隙間より自然落下する。その結果、上方への搬送と落下とが繰り返されることにより、生ごみは効果的に攪拌される。また、生ごみはブレード７７ｂによって搬送されながら、第１蒸気流路５１および第２蒸気流路５３の蒸気から熱を吸収して乾燥する。
【００７４】
ところで、通常運転では、生ごみを落下させつつ上方に搬送することにより攪拌することとしているため、そのままの運転では、生ごみ流路５２から乾燥後のごみ（以下、「乾燥ごみ」と称する。）を円滑に排出できない。すなわち、通常運転のブレード７７ｂの回転速度では、乾燥ごみが支持部材７７ａの隙間またはブレード７７ｂの隙間から下方に落下してしまうため、生ごみ流路５２内の乾燥ごみを円滑に排出することができない。そこで、本乾燥機６では、乾燥後の排出段階においては、以下の高速運転を実行することにより、乾燥機６から乾燥ごみを円滑に排出させることとしている。
【００７５】
高速運転では、まず、コントローラ７６によって、回転軸３６の回転が高速となるように制御する。すなわち、モータ７１の回転数を、前記第１回転数よりも大きな所定の回転数（以下、第２回転数という）とする。その結果、回転軸３６に設けられたブレード７７ｂも高速で回転するため、生ごみ流路５２内の乾燥ごみは、より大きな速度で搬送される。また、乾燥ごみには、通常運転時より大きな遠心力が加えられる。そのため、乾燥ごみは、内筒３２の内周面に沿って円滑に上昇する。その結果、支持部材７７ａまたはブレード７７ｂ間に隙間が形成されているにも拘わらず、生ごみ流路５２内の乾燥ごみの全部またはほぼ全部が生ごみ流路５２の最上部にまで到達し、ごみ排出口４８から外部に排出されることになる。
【００７６】
以上より、本実施形態によれば、生ごみの乾燥時に生ごみから発生する蒸気を生ごみ乾燥用熱源として再利用することとしたので、ボイラ７の燃料消費量を減少させることができる。
【００７７】
また、本実施形態では、生ごみから発生する蒸気だけを生ごみ乾燥用熱源とするのではなく、当該蒸気を、ボイラ７が生成する蒸気と併用することとした。そのため、生ごみから発生する蒸気のみを乾燥用熱源とした場合に比べ、安定した熱供給が可能となる。
【００７８】
ところで、生ごみから発生する蒸気のみを乾燥用熱源とした場合、生ごみから発生した蒸気はごみの加熱源としては熱量が不十分で、当該蒸気を別途加熱および加圧することが必要となる。一方、本実施形態に係る生ごみ乾燥システム３では、臭気排ガスを脱臭する際に、酸化触媒を用いた触媒脱臭を行っている。酸化触媒の触媒機能を発揮させるためには、予め臭気排ガスを摂氏３００度前後に加熱しておくことが必要となる。そのため、脱臭後の蒸気は非常に温度が高く、摂氏３００度前後となる。
【００７９】
そこで、本実施形態では、この脱臭によって生じる廃熱に着眼し、生ごみから発生する蒸気を乾燥機６に返送する前に脱臭することとして、脱臭装置２０に設けられた加熱機２４を加熱源としている。そのため、脱臭による廃熱を有効利用することができる。また、脱臭装置２０と、除塵後の蒸気を乾燥機６に返送する配管（本実施形態では、第１蒸気返送管８５〜第５蒸気配管８９）とに、それぞれ別個の加熱源を設ける必要がなく、システムの小型化および燃料消費量の低減を図ることができる。
【００８０】
乾燥機６の運転中、生ごみは、搬送羽根７７の回転により遠心力を受けて内筒３２の内壁側（径方向外側）に移動する。本実施形態では、生ごみ流路５２が形成された内筒３２の外側に２つに区画された蒸気流路（第１蒸気流路５１および第２蒸気流路）が設けられている。そのため、本実施形態に係る乾燥機６によれば、内筒３２を媒介とした、内筒３２の外側を流通する蒸気と内筒３２内を流通する生ごみとの熱交換を、効率よく行うことができる。
【００８１】
また、本実施形態では、生ごみ流路５２内に外部の空気を供給することとしている。生ごみを乾燥処理する際、生ごみから多くの蒸気が発生するため、生ごみ流路５２内の水蒸気分圧は高い状態にあり、生ごみに含まれた水分が蒸発しにくい。しかし、本実施形態では、生ごみ流路５２内に空気を供給して生ごみ流路５２内の水蒸気分圧を下げ、生ごみに含まれた水分を蒸発させ易くしている。したがって、本実施形態によれば、乾燥機６の乾燥効率の向上を図ることができる。
【００８２】
本実施形態では、熱交換器２２において、外部から取り込んだ空気と、脱臭後の蒸気とを熱交換させることにより、外部から取り込んだ空気を加熱することとしている。そのため、本実施形態によれば、生ごみ流路５２内に空気を供給することによって、水蒸気分圧を下げるだけでなく、直接熱量を与えることが可能となり、乾燥性能の向上を図ることができる。さらに、脱臭による廃熱を有効に利用することができるため、システムの燃料消費量の低減を図ることができる。
【００８３】
さらに、本実施形態によれば、生ごみ流路５２に空気を供給する吐出口５６は、回転軸３６に形成されている。そのため、吐出口５６は、回転軸３６の回転に伴って、回転する。したがって、空気は生ごみ流路５２に満遍なく供給されることとなる。また、吐出口５６の回転方向（回転軸３６の回転方向に同じ）は搬送羽根７７によって搬送される生ごみの回転方向と逆方向となるため、生ごみに満遍なく空気が供給されることとなる。したがって、本実施形態によれば、乾燥機６の乾燥効率をより向上させることが可能となる。
【００８４】
また、本実施形態によれば、乾燥機６の内部において、第２蒸気流路５３の蒸気の流通方向と、生ごみ流路５２内のごみの流通方向とを、対向させることとした。すなわち、互いに熱交換を行う蒸気と生ごみとを対向流化させることとした。したがって、生ごみを効率的に加熱することができる。
【００８５】
本乾燥機６においては、搬送羽根７７は、回転軸３６に取り付けられた支持部材７７ａと、支持部材７７ａに取り付けられたブレード７７ｂとからなり、ブレード７７ｂは一定の間隔をあけて螺旋状に配置することとした。そのため、回転軸３６の回転により、ごみはブレード７７ｂに搬送されながら、支持部材７７ａの隙間またはブレード７７ｂの隙間より自然落下する。この搬送と落下を各段で繰り返すことによりごみを頻繁に攪拌することができるので、より効率のよい乾燥を行うことができる。
【００８６】
また、本乾燥機６では、第５蒸気返送管８９は、蒸気を、外筒３３の接線方向から第２蒸気流路５３内に供給するように形成されている。したがって、第２蒸気流路５３内に蒸気を満遍なく供給しやすくなり、生ごみの乾燥効率を向上させることができる。
【００８７】
また、本実施形態によれば、生ごみから発生した蒸気をそのまま第２蒸気流路５３に供給するのではなく、当該蒸気を湿式集塵機８において除塵した後に第２蒸気流路５３に供給している。そのため、第２蒸気流路５３に流入する塵埃の量を低減することができ、外筒３３の内壁および内筒３２の外壁に対するスケールの付着を抑制することができる。したがって、スケールの付着に起因する熱交換効率の低下を抑えることができる。
【００８８】
また、集塵機として特に湿式集塵機８を用いることとしているので、第２蒸気流路５３内で生じた凝縮水を湿式集塵機８で再利用することが可能となる。
【００８９】
なお、本実施形態では、ボイラ７の生成蒸気を乾燥用熱源としているが、蒸気の供給源はボイラ７に限定されず、他の装置等から排出された余剰蒸気を利用することも可能である。その場合、さらなる燃料の削減が可能となる。
【００９０】
また、図３に示すように、乾燥機６のごみ供給管１６にはごみ供給管１６内に空気を取り込むための吐出部５７が設けられている。本実施形態では、吸気管２１を取付部３５ａに接続し、空気を回転軸３６の内部を通して生ごみ流路５２内に供給することとしていた。しかし、吸気管２１を吐出部５７に接続し、ごみ供給管１６を介して生ごみ流路５２内に空気を供給することとしてもよい。このような形態によっても、上述のような効果を得ることができる。
【００９１】
本実施形態に係る乾燥機６には、内筒３２と外筒３３との間の空間を、第１蒸気流路５１と第２蒸気流路５３とに２分割する区画部材４３が備えられている。しかし、区画部材４３が区画する空間の用途はこれらに限られず、例えば、第１蒸気流路５１と加熱空気または冷却空気を流通させる空気流路とに区切ることとしてもよい。これにより、被乾燥物に対応して、加熱または冷却を変更することができ、また、加熱または冷却する媒体（蒸気、空気、液体等）を変更することも可能である。
【００９２】
本発明に係る生ごみ乾燥システムに用いられる生ごみ乾燥機は、内側に生ごみを流通させる生ごみ流路を区画形成する第１筒状体と、前記第１筒状体の周囲を囲み、前記第１筒状体との間に流路を区画形成する第２筒状体と、前記第１筒状体内に設けられた回転軸と、前記回転軸に設けられ、軸方向に向かって螺旋状に配置された搬送羽根と、前記回転軸を回転させることによって前記生ごみを搬送する回転駆動機構と、前記流路を、少なくとも、第１の流路と、第１の流路と軸方向に隣り合う第２の流路とに区画する区画部材と、を備えたものであってもよい。
【００９３】
上記生ごみ乾燥機によれば、生ごみ流路内の生ごみは、搬送羽根によって搬送される際に、当該搬送羽根によって攪拌される一方、第１筒状体を介して第１の流路内の流体によって加熱されるとともに、第２の流路内の流体によっても加熱される。そのため、生ごみは、攪拌されながら第１筒状体の外側から少なくとも２種類の流体によって加熱され、効率的に乾燥される。したがって、小型、かつ、乾燥性能の高い生ごみ乾燥機を実現することができる。
【００９４】
また、上記生ごみ乾燥機によれば、回転軸の回転に伴って搬送羽根が回転し、生ごみ流路の生ごみが搬送される。このとき、生ごみは、搬送羽根の回転によって遠心力を受けて第１筒状体内の径方向外側（第１筒状体の内壁側）に移動する。また、生ごみ流路が形成された第１筒状体の外側には、２つに区画された流路（第１の流路および第２の流路）が形成されている。そのため、上記生ごみ乾燥機によれば、生ごみと各流路内の流体とが第１筒状体を介して近接することとなり、両者間において効率よく熱交換を行うことができる。
【００９５】
さらに、上記生ごみ乾燥機によれば、区画部材によって第１の流路と第２の流路に区画されているため、例えば、第１の流路内には温められた流体、第２の流路内には温度の低い流体を流すことにより、生ごみを乾燥した後、冷却するような使用方法も可能となる。上記生ごみ乾燥機では、蒸気、排ガス、液体等、さまざまな流体を加熱（または冷却）媒体として使用することができる。そのため、乾燥物に対応して加熱（または冷却）媒体を変更することが可能である。
【００９６】
前記第１筒状体は、上下方向に延び、前記回転駆動機構は、生ごみを上方に向かって搬送し、前記搬送羽根は、上方に向かって螺旋状に配置されかつ互いに分離された複数の羽根部材を備えていることが好ましい。
【００９７】
生ごみは流体によって加熱乾燥されるとともに、羽根部材の回転にしたがって回転し、遠心力を受けて脱水される。また、生ごみ流路内において、生ごみは羽根部材によって上方に搬送される。ここで、羽根部材は互いに分離され、羽根部材同士の間には隙間が形成されている。そのため、搬送中の生ごみの一部は隙間から落下し、再び下方から上方に搬送される。したがって、生ごみは活発に攪拌され、乾燥効率が向上する。
【００９８】
前記回転駆動機構は、少なくとも第１の回転速度と前記第１の回転速度よりも大きな第２の回転速度とで前記回転軸を回転させるように構成され、前記第１の回転速度は、生ごみの一部が前記羽根部材の間から落下する一方、残りの生ごみが前記羽根部材によって上方に搬送されるように設定され、前記第２の回転速度は、略全部の生ごみが前記羽根部材によって上方に搬送されるように設定されていることが好ましい。
【００９９】
このことにより、通常の乾燥運転の際には、回転軸を第１の回転速度で回転させることにより、生ごみを効率的に乾燥させることができる。一方、乾燥が完了した後には、回転軸の回転速度を第２の回転速度にまで増速させることにより、生ごみ流路内に残った生ごみを遠心力によって第１筒状体の内面に沿わせて強制的に排出することができる。
【０１００】
上記生ごみ乾燥機は、前記第２の筒状体に接続され、前記第２の流路に接線方向から流体を供給する流体供給管を備えていることが好ましい。
【０１０１】
このことにより、流体供給管から第２の流路に対して、接線方向から流体が供給される。したがって、流体は第２の流路内を満遍なく流通しやすくなり、乾燥効率が向上する。
【０１０２】
前記生ごみ流路は、軸方向の一方側に生ごみ流入部を、軸方向の他方側に生ごみ流出部をそれぞれ備え、前記第１の流路は、軸方向の他方側に流入部を、軸方向の一方側に流出部をそれぞれ備え、前記第２の流路は、軸方向の他方側に流入部を、軸方向の一方側に流出部をそれぞれ備えていることが好ましい。
【０１０３】
このことにより、第１および第２の流路内の各流体と、生ごみ流路内の生ごみとは、互いに対向する方向に流れることになる。そのため、各流体と生ごみとの間の熱交換効率が向上する。
【０１０４】
上記生ごみ乾燥機は、前記第１筒状体内の生ごみ流路に空気を供給する吐出口を備えていることが好ましい。
【０１０５】
生ごみ流路内の水蒸気分圧が低い程、生ごみに含まれた水分は蒸発し易い。しかし、生ごみを乾燥処理する際、生ごみから多くの蒸気が発生するため、生ごみ流路内の水蒸気分圧は高い状態にある。そこで、上記生ごみ乾燥機では、生ごみ流路に空気を供給し、水蒸気分圧を下げることとしている。したがって、上記生ごみ乾燥機によれば、生ごみに含まれた水分が蒸発し易くなり、乾燥効率が向上する。
【０１０６】
前記回転軸は、内側に空気流路を区画形成する第３筒状体からなり、前記吐出口は、前記第３筒状体の内部と外部とを連通するように、前記第３筒状体に形成されていることが好ましい。
【０１０７】
このことにより、空気を生ごみ流路に供給する吐出口は、回転軸の回転に伴って、回転する。したがって、空気は生ごみ流路に満遍なく供給される。また、搬送羽根は、回転軸に螺旋状に取り付けられているため、回転軸の回転に伴って回転軸の回転方向とは逆方向に生ごみを搬送する。そのため、吐出口の回転方向が生ごみの回転方向と逆方向となり、生ごみに満遍なく空気が供給されることとなる。したがって、上記乾燥機によれば、乾燥効率がより向上する。
【符号の説明】
【０１０８】
７ ボイラ（蒸気供給源）
８ 湿式集塵機
１１ 第１蒸気配管（蒸気供給通路）
１２ 第１配水管（第１凝縮水路）
１４ 第２配水管（第２凝縮水路）
２０ 脱臭装置
２２ 熱交換器（第２加熱機）
２３ 熱交換器
２４ 加熱機（第１加熱機）
２５ 触媒槽
３２ 内筒（第１筒状体，仕切部材）
３３ 外筒（第２筒状体）
３６ 回転軸（回転軸，第３筒状体）
４３ 区画部材
５０ 蒸気流路
５１ 第１蒸気流路（第１の流路、第１の蒸気流路）
５２ 生ごみ流路
５３ 第２蒸気流路（第２の流路、第２の蒸気流路）
５４ 空気流路
５６ 吐出口
７１ モータ（回転駆動機構）
７７ 搬送羽根
７７ｂ ブレード（羽根部材）
８５ 第１蒸気返送管（蒸気返送通路）
８６ 第２蒸気返送管（蒸気返送通路）
８７ 第３蒸気返送管（蒸気返送通路）
８８ 第４蒸気返送管（蒸気返送通路）
８９ 第５蒸気返送管（流体供給管，蒸気返送通路）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空部材と、前記中空部材の内部を蒸気流路と生ごみを流通させる生ごみ流路とに仕切る仕切部材と、前記蒸気流路を第１の蒸気流路と第２の蒸気流路とに区画する区画部材とを有し、前記生ごみ流路内の生ごみを、前記仕切部材を介して前記第１の蒸気流路内の蒸気および前記第２の蒸気流路内の蒸気で加熱することによって乾燥させる乾燥機と、
前記第１の蒸気流路に蒸気を供給する蒸気供給源と、
前記生ごみ流路内の生ごみから発生した蒸気を前記第２の蒸気流路に導く蒸気返送通路と、
前記蒸気返送通路内の蒸気を加熱する第１加熱機と、
を備えた生ごみ乾燥システム。
【請求項２】
前記蒸気返送通路には、前記生ごみ流路内の生ごみから発生した蒸気を触媒を用いて脱臭する脱臭装置が設けられ、
前記第１加熱機は、前記脱臭装置に設けられている請求項１に記載の生ごみ乾燥システム。
【請求項３】
外部より前記生ごみ流路内に空気を導く空気流路と、
前記空気流路内の空気を加熱する第２加熱機と、
を備えた請求項１または２に記載の生ごみ乾燥システム。
【請求項４】
前記第２加熱機は、前記空気流路の空気を、前記蒸気返送通路の前記脱臭装置よりも下流側の蒸気と熱交換させる熱交換器を備えている請求項３に記載の生ごみ乾燥システム。
【請求項５】
前記蒸気返送通路には、前記蒸気返送通路の前記脱臭装置よりも上流側の蒸気を、前記蒸気返送通路の前記脱臭装置よりも下流側の蒸気と熱交換させる熱交換器が設けられている請求項２〜４のいずれか一つに記載の生ごみ乾燥システム。
【請求項６】
前記第１の蒸気流路内の蒸気が凝縮することによって生じた凝縮水を前記蒸気供給源に導く第１凝縮水路を備え、
前記蒸気供給源は、前記第１凝縮水路の凝縮水を蒸発させて前記第１の蒸気流路に供給する、請求項１〜５のいずれか一つに記載の生ごみ乾燥システム。
【請求項７】
前記蒸気返送通路の蒸気を除塵する集塵機を備えた、請求項１〜６のいずれか一つに記載の生ごみ乾燥システム。
【請求項８】
前記集塵機は、湿式集塵機からなり、
前記第２の蒸気流路内の蒸気が凝縮することによって生じた凝縮水を前記湿式集塵機に導く第２凝縮水路を備えた、請求項７に記載の生ごみ乾燥システム。
【請求項９】
前記乾燥機の前記仕切部材は、内側に前記生ごみ流路を区画形成する第１筒状体からなり、
前記中空部材は、前記第１筒状体の周囲を囲み、前記第１筒状体との間に前記蒸気流路を区画形成する第２筒状体からなり、
前記区画部材は、前記蒸気流路を前記第１の蒸気流路と、前記第１の蒸気流路と軸方向に隣り合う第２の蒸気流路とに区画する区画部材からなり、
前記乾燥機は、前記第１筒状体内に設けられた回転軸と、前記回転軸に設けられ、軸方向に向かって螺旋状に配置された搬送羽根と、前記回転軸を回転させることによって前記生ごみを搬送する回転駆動機構と、を更に備えている、請求項１〜８のいずれか一つに記載の生ごみ乾燥システム。
【請求項１】
中空部材と、前記中空部材の内部を蒸気流路と生ごみを流通させる生ごみ流路とに仕切る仕切部材と、前記蒸気流路を第１の蒸気流路と第２の蒸気流路とに区画する区画部材とを有し、前記生ごみ流路内の生ごみを、前記仕切部材を介して前記第１の蒸気流路内の蒸気および前記第２の蒸気流路内の蒸気で加熱することによって乾燥させる乾燥機と、
前記第１の蒸気流路に蒸気を供給する蒸気供給源と、
前記生ごみ流路内の生ごみから発生した蒸気を前記第２の蒸気流路に導く蒸気返送通路と、
前記蒸気返送通路内の蒸気を加熱する第１加熱機と、
を備えた生ごみ乾燥システム。
【請求項２】
前記蒸気返送通路には、前記生ごみ流路内の生ごみから発生した蒸気を触媒を用いて脱臭する脱臭装置が設けられ、
前記第１加熱機は、前記脱臭装置に設けられている請求項１に記載の生ごみ乾燥システム。
【請求項３】
外部より前記生ごみ流路内に空気を導く空気流路と、
前記空気流路内の空気を加熱する第２加熱機と、
を備えた請求項１または２に記載の生ごみ乾燥システム。
【請求項４】
前記第２加熱機は、前記空気流路の空気を、前記蒸気返送通路の前記脱臭装置よりも下流側の蒸気と熱交換させる熱交換器を備えている請求項３に記載の生ごみ乾燥システム。
【請求項５】
前記蒸気返送通路には、前記蒸気返送通路の前記脱臭装置よりも上流側の蒸気を、前記蒸気返送通路の前記脱臭装置よりも下流側の蒸気と熱交換させる熱交換器が設けられている請求項２〜４のいずれか一つに記載の生ごみ乾燥システム。
【請求項６】
前記第１の蒸気流路内の蒸気が凝縮することによって生じた凝縮水を前記蒸気供給源に導く第１凝縮水路を備え、
前記蒸気供給源は、前記第１凝縮水路の凝縮水を蒸発させて前記第１の蒸気流路に供給する、請求項１〜５のいずれか一つに記載の生ごみ乾燥システム。
【請求項７】
前記蒸気返送通路の蒸気を除塵する集塵機を備えた、請求項１〜６のいずれか一つに記載の生ごみ乾燥システム。
【請求項８】
前記集塵機は、湿式集塵機からなり、
前記第２の蒸気流路内の蒸気が凝縮することによって生じた凝縮水を前記湿式集塵機に導く第２凝縮水路を備えた、請求項７に記載の生ごみ乾燥システム。
【請求項９】
前記乾燥機の前記仕切部材は、内側に前記生ごみ流路を区画形成する第１筒状体からなり、
前記中空部材は、前記第１筒状体の周囲を囲み、前記第１筒状体との間に前記蒸気流路を区画形成する第２筒状体からなり、
前記区画部材は、前記蒸気流路を前記第１の蒸気流路と、前記第１の蒸気流路と軸方向に隣り合う第２の蒸気流路とに区画する区画部材からなり、
前記乾燥機は、前記第１筒状体内に設けられた回転軸と、前記回転軸に設けられ、軸方向に向かって螺旋状に配置された搬送羽根と、前記回転軸を回転させることによって前記生ごみを搬送する回転駆動機構と、を更に備えている、請求項１〜８のいずれか一つに記載の生ごみ乾燥システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−７３００１（Ｐ２０１１−７３００１Ａ）
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２９２４２７（Ｐ２０１０−２９２４２７）
【出願日】平成２２年１２月２８日（２０１０．１２．２８）
【分割の表示】特願２００５−３１８８０２（Ｐ２００５−３１８８０２）の分割
【原出願日】平成１７年１１月１日（２００５．１１．１）
【出願人】（０００００２３５８）新明和工業株式会社 (919)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２８日（２０１０．１２．２８）
【分割の表示】特願２００５−３１８８０２（Ｐ２００５−３１８８０２）の分割
【原出願日】平成１７年１１月１日（２００５．１１．１）
【出願人】（０００００２３５８）新明和工業株式会社 (919)
【Ｆターム（参考）】
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