生ごみ炭化装置
【課題】生ごみ炭化装置において、乾留ガスを燃焼した排ガスを安全かつ効率良く排気可能とする。
【解決手段】生ごみ１０を収納する容器１１と、容器１１を加熱して容器１１内部に収納した生ごみ１０を炭化処理するための炭化部２と、炭化の過程で発生するガスＧ１を加熱して燃焼させるための燃焼部３と、燃焼部３において燃焼したガスを排気するための排気部４と、を備える。排気部４は、空気Ａ２を取り入れて燃焼したガスＧ２を希釈し冷却するための希釈冷却室４１と、希釈冷却室４１により希釈し冷却した後のガスＧ３を吸引して排気する主送風機４２と、主送風機４２と並列に配設した予備電源で駆動する予備送風機４３を備える。主送風機４２と予備送風機４３の下流側の合流部に逆流防止のためのエゼクタ４４を配設する。エゼクタ４４がサイレンサを形成している。
【解決手段】生ごみ１０を収納する容器１１と、容器１１を加熱して容器１１内部に収納した生ごみ１０を炭化処理するための炭化部２と、炭化の過程で発生するガスＧ１を加熱して燃焼させるための燃焼部３と、燃焼部３において燃焼したガスを排気するための排気部４と、を備える。排気部４は、空気Ａ２を取り入れて燃焼したガスＧ２を希釈し冷却するための希釈冷却室４１と、希釈冷却室４１により希釈し冷却した後のガスＧ３を吸引して排気する主送風機４２と、主送風機４２と並列に配設した予備電源で駆動する予備送風機４３を備える。主送風機４２と予備送風機４３の下流側の合流部に逆流防止のためのエゼクタ４４を配設する。エゼクタ４４がサイレンサを形成している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生ごみを低酸素濃度下で加熱して炭化処理する生ごみ炭化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、生ごみを炭化処理する生ごみ炭化装置が知られている。この種の装置は、炭化室において酸素を遮断または供給制限した状態で生ごみを一定温度以上に加熱して熱分解（乾留）させ、これにより、生ごみを最終的に減量及び減容された固形物、すなわち炭化物に変える。生ごみの炭化の過程において、まず水分が蒸発し、その後、温度上昇とともに有機物が分解して種々の可燃性ガスを含むガス（乾留ガス）が発生する。最終的には炭素主体の炭が生成される。この炭は吸着剤や土壌改良剤として利用が可能である。生ごみ炭化装置は、原理的に、木材や油脂、プラスチックスなどの処理も可能である。炭化による処理は、コンポスト化や乾燥減容化等の生ごみ処理方法と比べて処理物の質に対する制限が少ない。
【０００３】
他方、炭化処理に伴って発生する乾留ガスは、有害物を含むこともあり、通常、燃焼装置により燃焼処理されて排出される。炭化処理温度と発生する乾留ガスとの関係は処理対象物の成分に大きく依存する。代表的な乾留ガスについて、燃焼反応は次の如くである。メタン：ＣＨ４＋２Ｏ２＝ＣＯ２＋２Ｈ２Ｏ、一酸化炭素：２ＣＯ＋Ｏ２＝２ＣＯ２、水素：２Ｈ２＋Ｏ２＝２Ｈ２Ｏ。このように、乾留ガスの燃焼には酸素（空気）が必要であり、その必要量はガス量に応じて理論的に決定される（理論空気量）。
【０００４】
実際の燃焼では、理論空気量の一定倍率（空気比）の空気量を供給し、燃焼空気量不足を防止して不完全燃焼を防止し、未燃ガスやばいじん等の大気汚染物質の排出を防止している。また、生ごみ炭化装置が廃棄物焼却炉として位置付けられる場合、ダイオキシンの発生抑制の観点からガスの燃焼温度を、例えば８００℃以上に保持する必要がある。
【０００５】
上述のように、生ごみを炭化する過程で発生する乾留ガスは、所定温度以上で確実に燃焼処理してから外気へ排出する必要がある。ところで、商用電源を動力源とする炭化処理装置において、炭化処理装置の稼働中に商用電源が停電した場合においても、乾留ガスや高温の燃焼済ガスを装置外に速やかに排気して、高濃度の有害ガスの滞留や充満を回避し、可燃性ガスによる爆発の危険性を回避する必要がある。
【０００６】
そこで、商用電源の停電時に電力を供給する非常用電源と、この非常用電源によって駆動される非常用ブロワとを備え、商用電源停電時に非常用ブロワによって乾留ガスを燃焼する炉内の燃焼ガスを直接大気中に排出するようにした廃棄物の加熱処理装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１５３３４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１に示されるような商用電源の停電時におけるガス排出の対策では、炉内の燃焼ガスを熱交換器を介さずに直接大気中に排出するので、高温の燃焼ガスにより非常用ブロワが損傷されやすく、非常用ブロワが損傷した場合の補修費が必要となり、非常用ブロワをこのような高温に耐える耐熱構造とするとコスト高となる、という問題がある。
【０００８】
また、商用電源を動力源として生ごみを炭化処理する比較的小規模の生ごみ炭化装置において、停電時はもとより通常の稼働中においても、燃焼後の高温のガスを安全かつ効率良く排気できる低コストでより小型のガス排気装置を備えることが望まれている。
【０００９】
本発明は、上記課題を解消するものであって、乾留ガスを燃焼した排ガスを安全かつ効率良く排気できる生ごみ炭化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】
【００１０】
上記課題を達成するために、請求項１の発明は、生ごみを収納する容器と、前記容器を加熱して容器内部に収納した生ごみを炭化処理するための炭化手段と、前記炭化の過程で発生するガスを加熱して燃焼させるための燃焼室を有した燃焼手段と、前記燃焼手段によって燃焼したガスを排気するための排気手段と、を備えた生ごみ炭化装置であって、前記排気手段は、外気を取り入れて前記燃焼したガスを希釈し冷却するための冷却手段と、前記冷却手段により希釈し冷却した後のガスを吸引して排気する送風機と、を有するものである。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１に記載の生ごみ炭化装置において、前記送風機と直列に、予備電源で駆動する予備送風機を配設したものである。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１に記載の生ごみ炭化装置において、前記送風機と並列に、予備電源で駆動する予備送風機を配設したものである。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項３に記載の生ごみ炭化装置において、前記送風機と予備送風機の下流側の合流部に逆流防止のためのエゼクタを配設したものである。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項４に記載の生ごみ炭化装置において、前記エゼクタがサイレンサを形成しているものである。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項４又は請求項５に記載の生ごみ炭化装置において、前記エゼクタは、駆動ガス配管とその駆動ガス配管を略同軸状に囲むように設けた吸引ガス配管を備え、前記駆動ガス配管が前記予備送風機に接続され、前記吸引ガス配管が前記送風機に接続されているものである。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明によれば、冷却手段と送風機を備えて、希釈し冷却した後のガスを吸引して排気するので、高温ガスによる送風機の損傷を防止でき、また、炭化手段における炭化処理の空間から冷却手段に至る空間部を負圧に保って生ごみ炭化装置で発生するガスが所定外の外部空間に漏れることを防止し、排ガスを安全かつ効率良く排気できる。
【００１７】
請求項２の発明によれば、予備電源で駆動する予備送風機を配設したので、停電や送風機（通常時稼働の送風機、以下、主送風機）の故障があっても予備送風機によって乾留ガスや燃焼後のガスを排出して高濃度の有害ガスの充満や可燃性ガスによる爆発の危険性を回避できる。主送風機と直列に配設する予備送風機の位置を冷却手段の下流側とすることにより、高温ガスによる予備送風機の損傷を防止できる。
【００１８】
請求項３の発明によれば、停電や主送風機の故障があっても予備送風機によって乾留ガスや燃焼後のガスを排出して高濃度の有害ガスの充満や可燃性ガスによる爆発の危険性を回避できる。送風機と並列に配設する予備送風機の位置は冷却手段の下流であるので、高温ガスによる予備送風機の損傷を防止できる。また、予備送風機が主送風機に並列に配設されているので、予備送風機の停止時に予備送風機を通過する排ガス量が少なく、非停電時の通常稼働時に、予備送風機を停止させておくことにより予備送風機の長寿命化を図ることができる。また、例えば、通常稼働時においても予備送風機を稼働させることにすれば、主送風機を単独で稼働させるよりも大きな風量を確保して燃焼室における燃焼条件の制御範囲を広げてより安定した乾留ガスの燃焼処理をすることができる。
【００１９】
請求項４の発明によれば、主送風機と予備送風機とを、それぞれ一方を停止し他方を単独運転したとしても、停止した送風機側に排ガスが逆流するのをエゼクタにより防止でき、排ガス逆流による弊害防止や送風機の長寿命化が図れる。このエゼクタは、いわゆるエゼクタによる完全なポンプ機能を有する必要はなく、少なくとも逆流防止機能を有する構造のものであればよい。
【００２０】
請求項５の発明によれば、エゼクタの逆流防止機能とサイレンサの機能を１つの機器で実現でき、静粛で小型の生ごみ炭化装置を低コストで実現できる。
【００２１】
請求項６の発明によれば、非停電時の通常排気において、いわゆるエゼクタ構造における配管抵抗の小さい外側の吸引ガス配管を用いて、主送風機により排ガスを効率良く排気できる。また、停電時には、二重管の内側に設けた駆動ガス配管と予備送風機により、スの逆流を発生させることなく排ガスを効率良く排気できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施形態に係る生ごみ炭化装置について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の生ごみ炭化装置１を示す。生ごみ炭化装置１は、電力を動力源とした大略縦型の装置であり、下部から炭化部２、その上に乾留ガスを燃焼処理する燃焼部３、その上に燃焼処理されたガスを排気する排気部４、及び外部から電力供給を受けてこれらの炭化部２、燃焼部３、排気部４を制御して炭化から排気までの処理を行う制御部５を備えている。生ごみ炭化装置１は、生ごみ１０を収納する容器１１を備えており、炭化部２において、容器１１を加熱して容器１１内部に収納した生ごみ１０を炭化する。以下、詳細を説明する。
【００２３】
炭化部２は、断熱壁２０ａ及び前扉２０ｂを備えて密閉空間（炭化室）を形成し、その密閉空間の内部に、炭化のためのエネルギを投入する炭化ヒータ２１、及び炭化中の生ごみの温度を測定するための上下２つの温度計Ｔ１，Ｔ２を備えている。断熱壁２０ａは、密閉空間から燃焼部３に連通する連通ダクト６０を備えている。また、前扉２０ｂは、前扉２０ｂの開閉状態を確認する近接スイッチＳＷと、前扉２０ｂの不安全な開閉を防止して危険防止を行うと共に確実な密閉を確保するためのソレノイドロックＳＬとを備えている。容器１１は、内部に生ごみ１０又は処理後の炭化物を収納した状態で、前扉２０ｂを開いて密閉空間に入れられ、又は密閉空間から出される。温度計Ｔ１，Ｔ２は、容器１１の近傍に配置されている。連通ダクト６０は、容器１１の内部に接続され、容器１１の内部において炭化の過程で発生するガス（乾留ガスＧ１）を燃焼部３に向けて送り出す。
【００２４】
燃焼部３は、断熱壁３０によって外気と断熱した状態で、上述の連通ダクト６０に連結された乾留ガス経路６１、乾留ガス経路６１を囲むようにコイル状に形成した燃焼ヒータ３１、乾留ガス経路６１の下流側に設けた燃焼触媒３２、及び乾留ガス経路６１の略中央部と燃焼触媒３２の前後にそれぞれ設けた温度計Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６を備えている。乾留ガス経路６１は、炭化部２からの乾留ガスＧ１を燃焼させながら排気部４へと導く。すなわち、乾留ガス経路６１は、炭化の過程で発生する乾留ガスＧ１を加熱して燃焼させる燃焼室となっている。
【００２５】
また、生ごみ炭化装置１は、燃焼部３と排気部４に通じる空気配管７０〜７３を有している。このうち空気配管７１は、乾留ガス経路６１の入口側に接続されており、乾留ガス経路６１に燃焼空気Ａ１を供給する。空気配管７１は、外気吸入口を装置下方に持つ空気配管７０から分岐して設けられている。空気配管７０の外気吸入口の近くには外気温度を測定する温度計Ｔ８が備えられている。また、空気配管７１は、燃焼部３の入口における燃焼空気温度を測定する入口温度計Ｔ３を備えている。
【００２６】
排気部４は、乾留ガス経路６１の出口側につながる燃焼ガス配管６２と空気配管７２とが接続された希釈冷却室４１、希釈冷却室４１の下流側に配管６３を介して並列に接続された主送風機４２と予備送風機４３、これらの送風機４２，４３の下流側配管６４，６５の合流点に設けられたサイレンサ４４、及びサイレンサ４４に接続された排気筒４５を備えている。
【００２７】
希釈冷却室４１は、燃焼ガス配管６２を介して燃焼部３から流入する燃焼したガスＧ２に外気を混合してガスＧ２の希釈と冷却を行うところである。空気配管７２は、空気配管７０から分岐した配管であり、外気を取り入れてこれを冷却空気Ａ２として希釈冷却室４１に供給する。希釈冷却室４１は冷却効果を監視するための温度計Ｔ７を備えている。なお、空気配管７０から分岐した他の空気配管７３が、排気筒４５の内部にも接続されており、ここにも冷却用及び希釈用の空気を導入することができる。
【００２８】
主送風機４２は、希釈冷却室４１において希釈し冷却した後のガスＧ３を吸引して排気する。予備送風機４３は、通常は停止されており、停電等の緊急時に予備電源（不図示）により駆動されて緊急排気を行う。
【００２９】
次に、生ごみ炭化装置１の動作を、乾留ガスＧ１の流れに沿って説明する。炭化部２において、容器１１に収納された生ごみ１０が、容器１１の外部から無酸素状態又は貧酸素状態のもとで炭化ヒータ２１によって加熱され、加熱された生ごみ１３から乾留ガスＧ１が発生する。乾留ガスＧ１は、連通ダクト６０を通って、燃焼部３の乾留ガス経路６１に導かれる。乾留ガスＧ１の一方向の流れは、乾留ガスＧ１の発生に伴う正圧、及び又は主送風機４２による負圧によって形成される。
【００３０】
乾留ガス経路６１に導かれた乾留ガスＧ１は、乾留ガス経路６１内部において燃焼ヒータ３１によって加熱され、空気配管７１から供給される燃焼空気Ａ１と混合されて、乾留ガス経路６１及び触媒３２を通過する間に燃焼される。燃焼したガスＧ２は、乾留ガス経路６１に接続された燃焼ガス配管６２を介して希釈冷却室４１において、空気配管７２から供給される冷却空気Ａ２と混合されて希釈と冷却が行われる。希釈され冷却されたガスＧ３は、主送風機４２、サイレンサ４４等を介して大気中に排気ガスＧ４として放出される。制御部５は、これらの一連の処理を行うため各部を制御する。
【００３１】
次に、図１に加えて図２〜図５を参照して、本発明の生ごみ炭化装置１における排気部４の変形例を説明する。図２は、ガス流れに注目した基本的な装置構成を示す。この装置構成の排気部４（図の燃焼部３より右側）は、少なくとも排気部４の基本構成要素である希釈冷却室４１と送風機４２の２つを備えるものである。希釈冷却室４１（冷却手段）は、送風機４２による吸引によって負圧となり、これにより空気配管７２から希釈冷却室４１に空気Ａ２が取り入れられ、配管６２からの燃焼したガスＧ２が希釈されると共に冷却される。送風機４２は、希釈冷却室４１において希釈し冷却した後のガスＧ３を吸引し、配管６４を経由して排気ガスＧ４として排出する。
【００３２】
ここで、排気手段が被排気ガスを吸引して排気する送風機４２であり、また、希釈冷却室４１への空気Ａ２の取り入れが押し込み式ではなく吸い込み式であるということが、生ごみ炭化装置１の安全上重要である。このような構成では、炭化部２の圧力が送風機４２の稼働が原因で正圧となるということがなく、万一排気経路が閉塞した場合においても送風機４２の稼働による炭化室への空気の逆流が起こらない。また、送風機４２の排気側（ガス流れの下流側）の圧力損失（排気抵抗）に対する設計上の制約が緩和されるので、サイレンサ等の設置が容易となる。
【００３３】
図３、図４は、主送風機４２に対し、それぞれ直列、又は並列に予備電源で駆動する予備送風機４３を配した装置構成を示す。予備送風機４３は、通常は停止状態としておき、主送風機４２が動力源の停止等によって停止したときに稼働させる。例えば、交流商用電源により主送風機４２が稼働している場合に交流商用電源が停止すると、予備電源によって予備送風機４３を稼働させる。予備電源として、バッテリや発電機等であって主送風機４２用の電源とは別の電源を用いる。
【００３４】
予備送風機４３の配置を、図３に示すように直列にすると、２台の送風機の稼働状態に応じて排気経路を切り替える切替えダンパなどの機材が不要であり、確実かつ低コストで配管経路を構成できる。また、通常の運転時においても２台同時に運転すれば、より大きな風量で排気できる。主送風機４２と予備送風機４３の前後の位置関係は、いずれを前に配置してもよい。
【００３５】
なお、図３に示すような直列配置における問題点は、生ごみ炭化装置１の稼働中は常時、予備送風機４３の内部を燃焼ガスが通過するので予備送風機４３の寿命が短くなる点、また、各送風機４２，４３の単独運転時に、停止状態の送風機が運転状態の送風機に対して圧力損失となる点である。予備送風機４３の短寿命化は、非運転時に通過する排ガスによるベアリング部潤滑油の劣化や、予備送風機４３の羽根が主送風機４２の風圧を受けて回転することによるブラシ等の磨耗等によって起こる。
【００３６】
また、図４に示すような並列配置とすると、２台の送風機が互いの圧力損失となることがない。２台同時運転の場合に排気能力を向上させることもできる。また、直列配置の場合の通過排ガスによる影響を回避して長寿命化を図れる。なおい、並列配置の場合、例えば、２台の送風機を個別に単独運転するとき、排ガスが停止中の送風機の内部を逆流し、排ガスが排気されずに２台の送風機内を循環して排気効率が低下するという問題がある。
【００３７】
図５は、上述の排ガス循環による排気効率低下の問題を回避する排気系を示す。すなわち、この排気系は配管６３が各送風機に分岐する位置に三方向切替弁４６を備え、各送風機４２，４３の動作に合わせて切替弁４６が切り替えられる。このような切替弁４６を配置すれば問題は解決されるが、切替弁４６そのもののコストや、切替弁４６の動作の信頼性を確保するためのコストなどが装置コストに加算されるという問題点がある。
【００３８】
次に、図６〜図９を参照して、先の図１に示した生ごみ炭化装置１における排気部４を説明する。これらの図に示す排気部４は、上述の図２〜図５について説明した排気部４を改善したものである。この排気部４は、図６に示すように、主送風機４２と予備送風機４３とを並列配置し、各送風機４２，４３の下流部における合流部にエゼクタ４４を備えたものである。このエゼクタ４４は、逆流を防止するものであり、上述の図５に示した三方向切替弁４６を用いることなく逆流が少ない状態で各々の送風機４２，４３を排気効率良く単独運転することを可能とする。なお、エゼクタ４４は、後述するように、図１に示したサイレンサ４４と一体化されている。
【００３９】
図７（ａ）（ｂ）は、エゼクタ４４の構造と動作原理を示す。エゼクタ４４は、図７（ａ）に示すように、主送風機４２の下流側配管６４を、拡径部を経て排気筒４５に接続し、予備送風機４３の下流側配管６５を、拡径部の内部に挿入して開口終端した構造を有している。一般に、いわゆるエゼクタは、流体ポンプとして用いられるものであり、流体が例えばガスの場合、吸引用のガス配管の一部を拡径してその内部に駆動用のガス配管を終端開口させた構造を有し、駆動ガス配管から吹き出す流体により負圧を発生して吸引ガス配管に流体の流れを形成する。ここで用いるエゼクタ４４は、このようなポンプ機能に主目的はなく、いわゆるエゼクタの構造に起因する逆流防止機能を利用するものである。そこで、エゼクタ４４の駆動ガス配管は、予備送風機４３の下流側配管６５に接続され、吸引ガス配管は、駆動ガス配管を略同軸状に囲むように設けられて主送風機４２の下流側配管６４に接続されている。
【００４０】
上述のような構造のエゼクタ４４は、送風機４２，４３のいずれか一方が単独運転される場合、運転中の送風機による排気圧力が駆動源となって非運転側の送風機の排出部分を負圧に維持するので、図４に示した排気系と比べて逆流を大幅に低減できる。図７（ａ）は、主送風機４２が運転され予備送風機４３が停止中のエゼクタ４４内のガス流れを模式的に示している。希釈冷却室４１からのガスＧ３は、矢印ａで示すように排気筒４５へと排出され、配管６５へと逆流する矢印ｂで示す流れは極僅かに抑えられる。また、図７（ｂ）は、主送風機４２が停止され予備送風機４３が運転中のエゼクタ４４内のガス流れを模式的に示している。希釈冷却室４１からのガスＧ３は、矢印ｃで示すように排気筒４５へと排出され、配管６４へと逆流する矢印ｄで示す流れは極僅かに抑えられる。また、２台同時運転時の送風能力も、エゼクタ４４によって損なわれることがない。
【００４１】
ここで、エゼクタ４４のサイレンサ機能を説明する。送風機４２，４３の運転に伴って発生する騒音は、通常、サイレンサ（消音器）によって低減される。通常、サイレンサは、排気配管の一部を拡径し、その内部に吸音材を内張りした構造を有し、吸音材に音を吸収させることによって消音する。図７（ａ）（ｂ）に示すように、エゼクタ４４の拡径部の内部に吸音材４４ａを内張りすることによって、エゼクタ４４とサイレンサを一体化して構成することができる。なお、このエゼクタ４４の消音効果は、主送風機４２の運転騒音低減の効果を主としたものであるが、予備送風機４３の運転頻度が少ないことを考慮すれば、実用上問題が生じることはない。このことから、エゼクタ４４の構成において、吸引側に主送風機４２が接続され、駆動側に予備送風機４３が接続されている。
【００４２】
図８、図９は、上述したサイレンサ機能付きエゼクタ４４を備えた排気部４の具体例を示す。排気部４は、四角形の希釈冷却室４１、同じく四角形のエゼクタ４４（サイレンサ４４）、これらを接続する配管６３，６４，６５、及び大きな主送風機４２，小さな予備送風機４３を略四角領域にまとめて構成されている。
【００４３】
次に、上述したサイレンサ機能付きエゼクタ４４の効果の検証実験結果を説明する。図１０は、検証実験に用いた生ごみ炭化装置のブロック構成を示す。主送風機４２はＡＣ２００Ｖ−２００Ｗ、予備送風機４３はＤＣ１２Ｖ−４０Ｗのものを用いた。装置構成は、図６に示した排気系に検証実験用の遮断弁４２ａ，４２ｂ（以下各Ｄ１，Ｄ２）を、それぞれ主送風機４２、予備送風機４３（以下各Ｂ１，Ｂ２）の上流に設けている。検証実験において、各送風機の運転と停止、及び各遮断弁の開と閉の組合せのもとで、エゼクタ４４の下流のガスＧ４の流量測定を行った。検証実験中は、炭化部２，燃焼部３の加熱は行わず、従って、乾留ガスＧ２の発生はない。従って、燃焼部３に流入する空気Ａ１がガスＧ２であり、希釈冷却室４１に流入する空気Ａ２とガスＧ２の総量がガスＧ３である。測定結果を表１に示す。
【００４４】
【表１】
【００４５】
表１に示すように、弁Ｄ２を閉として逆流を強制的に防止し、主送風機Ｂ１を単独運転（条件Ｎｏ２）した場合の風量は３，７４３Ｌ／ｍｉｎであり、また、弁Ｄ２を開として逆流可能状態とし、主送風機Ｂ１を単独運転（条件Ｎｏ１）した場合の風量は３，４６０Ｌ／ｍｉｎである。逆流停止状態から逆流許容状態とした場合の風量低下（逆流率）は、７．６％である。
【００４６】
また、弁Ｄ１を閉として逆流を強制的に防止し、予備送風機Ｂ２を単独運転（条件Ｎｏ４）した場合の風量は３，７４３Ｌ／ｍｉｎであり、また、弁Ｄ１を開として逆流可能状態とし、予備送風機Ｂ２を単独運転（条件Ｎｏ３）した場合の風量は３，０６５Ｌ／ｍｉｎである。逆流停止状態から逆流許容状態とした場合の風量低下（逆流率）は、３．１％である。
【００４７】
このように、逆流率が７．６％や３．１％という低い値に抑えられたのは、エゼクタ４４の逆流防止機能の効果による。これにより、図５に示したような三方向切替弁４６を用いることなく、予備送風機４３を配置できることが確認できた。また、２台の送風機を同時運転（条件Ｎｏ５）した場合の風量は４，１５０Ｌ／ｍｉｎであり、主送風機４２が運転可能な状態である通常運転時において、予備送風機４３を必要に応じて運転することにより大風量の排気を行う有効性を確認できた。
【００４８】
なお、本発明は、上記構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、炭化ヒータ２１や燃焼ヒータ３１の代わりに、加熱手段として燃料ガスや燃料油を用いてもよい。また、エゼクタ４４（サイレンサ４４）の構造は、四角形に限らず円筒形でもよく、エゼクタ４４に接続される部分の配管６４，６５は互いに平行ではなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施形態に係る生ごみ炭化装置の模式的構成図。
【図２】同上炭化装置の排気部の他の例を説明する装置ブロック構成図。
【図３】同上炭化装置の排気部のさらに他の例を説明する装置ブロック構成図。
【図４】同上炭化装置の排気部のさらに他の例を説明する装置ブロック構成図。
【図５】同上炭化装置の排気部のさらに他の例を説明する装置ブロック構成図。
【図６】同上炭化装置の排気部のさらに他の例を説明する装置ブロック構成図。
【図７】（ａ）（ｂ）は図６に示したサイレンサの動作を説明する断面図。
【図８】図６に示した排気部を構成する機器の斜視図。
【図９】図８に示した排気部の一部断面を含む平面図。
【図１０】検証実験に用いた生ごみ炭化装置のブロック構成図。
【符号の説明】
【００５０】
１ 生ごみ炭化装置
２ 炭化部（炭化手段）
３ 燃焼部（燃焼手段）
４ 排気部（排気手段）
１０ 生ごみ
１１ 容器
４１ 希釈冷却室（冷却手段）
４２ 送風機
４３ 予備送風機
４４ サイレンサ（エゼクタ）
６４ 吸引ガス配管
６５ 駆動ガス配管
Ｇ１ ガス（乾留ガス）
Ｇ２ ガス（燃焼したガス）
Ｇ３ ガス（希釈し冷却したガス）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生ごみを低酸素濃度下で加熱して炭化処理する生ごみ炭化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、生ごみを炭化処理する生ごみ炭化装置が知られている。この種の装置は、炭化室において酸素を遮断または供給制限した状態で生ごみを一定温度以上に加熱して熱分解（乾留）させ、これにより、生ごみを最終的に減量及び減容された固形物、すなわち炭化物に変える。生ごみの炭化の過程において、まず水分が蒸発し、その後、温度上昇とともに有機物が分解して種々の可燃性ガスを含むガス（乾留ガス）が発生する。最終的には炭素主体の炭が生成される。この炭は吸着剤や土壌改良剤として利用が可能である。生ごみ炭化装置は、原理的に、木材や油脂、プラスチックスなどの処理も可能である。炭化による処理は、コンポスト化や乾燥減容化等の生ごみ処理方法と比べて処理物の質に対する制限が少ない。
【０００３】
他方、炭化処理に伴って発生する乾留ガスは、有害物を含むこともあり、通常、燃焼装置により燃焼処理されて排出される。炭化処理温度と発生する乾留ガスとの関係は処理対象物の成分に大きく依存する。代表的な乾留ガスについて、燃焼反応は次の如くである。メタン：ＣＨ４＋２Ｏ２＝ＣＯ２＋２Ｈ２Ｏ、一酸化炭素：２ＣＯ＋Ｏ２＝２ＣＯ２、水素：２Ｈ２＋Ｏ２＝２Ｈ２Ｏ。このように、乾留ガスの燃焼には酸素（空気）が必要であり、その必要量はガス量に応じて理論的に決定される（理論空気量）。
【０００４】
実際の燃焼では、理論空気量の一定倍率（空気比）の空気量を供給し、燃焼空気量不足を防止して不完全燃焼を防止し、未燃ガスやばいじん等の大気汚染物質の排出を防止している。また、生ごみ炭化装置が廃棄物焼却炉として位置付けられる場合、ダイオキシンの発生抑制の観点からガスの燃焼温度を、例えば８００℃以上に保持する必要がある。
【０００５】
上述のように、生ごみを炭化する過程で発生する乾留ガスは、所定温度以上で確実に燃焼処理してから外気へ排出する必要がある。ところで、商用電源を動力源とする炭化処理装置において、炭化処理装置の稼働中に商用電源が停電した場合においても、乾留ガスや高温の燃焼済ガスを装置外に速やかに排気して、高濃度の有害ガスの滞留や充満を回避し、可燃性ガスによる爆発の危険性を回避する必要がある。
【０００６】
そこで、商用電源の停電時に電力を供給する非常用電源と、この非常用電源によって駆動される非常用ブロワとを備え、商用電源停電時に非常用ブロワによって乾留ガスを燃焼する炉内の燃焼ガスを直接大気中に排出するようにした廃棄物の加熱処理装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１５３３４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１に示されるような商用電源の停電時におけるガス排出の対策では、炉内の燃焼ガスを熱交換器を介さずに直接大気中に排出するので、高温の燃焼ガスにより非常用ブロワが損傷されやすく、非常用ブロワが損傷した場合の補修費が必要となり、非常用ブロワをこのような高温に耐える耐熱構造とするとコスト高となる、という問題がある。
【０００８】
また、商用電源を動力源として生ごみを炭化処理する比較的小規模の生ごみ炭化装置において、停電時はもとより通常の稼働中においても、燃焼後の高温のガスを安全かつ効率良く排気できる低コストでより小型のガス排気装置を備えることが望まれている。
【０００９】
本発明は、上記課題を解消するものであって、乾留ガスを燃焼した排ガスを安全かつ効率良く排気できる生ごみ炭化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】
【００１０】
上記課題を達成するために、請求項１の発明は、生ごみを収納する容器と、前記容器を加熱して容器内部に収納した生ごみを炭化処理するための炭化手段と、前記炭化の過程で発生するガスを加熱して燃焼させるための燃焼室を有した燃焼手段と、前記燃焼手段によって燃焼したガスを排気するための排気手段と、を備えた生ごみ炭化装置であって、前記排気手段は、外気を取り入れて前記燃焼したガスを希釈し冷却するための冷却手段と、前記冷却手段により希釈し冷却した後のガスを吸引して排気する送風機と、を有するものである。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１に記載の生ごみ炭化装置において、前記送風機と直列に、予備電源で駆動する予備送風機を配設したものである。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１に記載の生ごみ炭化装置において、前記送風機と並列に、予備電源で駆動する予備送風機を配設したものである。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項３に記載の生ごみ炭化装置において、前記送風機と予備送風機の下流側の合流部に逆流防止のためのエゼクタを配設したものである。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項４に記載の生ごみ炭化装置において、前記エゼクタがサイレンサを形成しているものである。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項４又は請求項５に記載の生ごみ炭化装置において、前記エゼクタは、駆動ガス配管とその駆動ガス配管を略同軸状に囲むように設けた吸引ガス配管を備え、前記駆動ガス配管が前記予備送風機に接続され、前記吸引ガス配管が前記送風機に接続されているものである。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明によれば、冷却手段と送風機を備えて、希釈し冷却した後のガスを吸引して排気するので、高温ガスによる送風機の損傷を防止でき、また、炭化手段における炭化処理の空間から冷却手段に至る空間部を負圧に保って生ごみ炭化装置で発生するガスが所定外の外部空間に漏れることを防止し、排ガスを安全かつ効率良く排気できる。
【００１７】
請求項２の発明によれば、予備電源で駆動する予備送風機を配設したので、停電や送風機（通常時稼働の送風機、以下、主送風機）の故障があっても予備送風機によって乾留ガスや燃焼後のガスを排出して高濃度の有害ガスの充満や可燃性ガスによる爆発の危険性を回避できる。主送風機と直列に配設する予備送風機の位置を冷却手段の下流側とすることにより、高温ガスによる予備送風機の損傷を防止できる。
【００１８】
請求項３の発明によれば、停電や主送風機の故障があっても予備送風機によって乾留ガスや燃焼後のガスを排出して高濃度の有害ガスの充満や可燃性ガスによる爆発の危険性を回避できる。送風機と並列に配設する予備送風機の位置は冷却手段の下流であるので、高温ガスによる予備送風機の損傷を防止できる。また、予備送風機が主送風機に並列に配設されているので、予備送風機の停止時に予備送風機を通過する排ガス量が少なく、非停電時の通常稼働時に、予備送風機を停止させておくことにより予備送風機の長寿命化を図ることができる。また、例えば、通常稼働時においても予備送風機を稼働させることにすれば、主送風機を単独で稼働させるよりも大きな風量を確保して燃焼室における燃焼条件の制御範囲を広げてより安定した乾留ガスの燃焼処理をすることができる。
【００１９】
請求項４の発明によれば、主送風機と予備送風機とを、それぞれ一方を停止し他方を単独運転したとしても、停止した送風機側に排ガスが逆流するのをエゼクタにより防止でき、排ガス逆流による弊害防止や送風機の長寿命化が図れる。このエゼクタは、いわゆるエゼクタによる完全なポンプ機能を有する必要はなく、少なくとも逆流防止機能を有する構造のものであればよい。
【００２０】
請求項５の発明によれば、エゼクタの逆流防止機能とサイレンサの機能を１つの機器で実現でき、静粛で小型の生ごみ炭化装置を低コストで実現できる。
【００２１】
請求項６の発明によれば、非停電時の通常排気において、いわゆるエゼクタ構造における配管抵抗の小さい外側の吸引ガス配管を用いて、主送風機により排ガスを効率良く排気できる。また、停電時には、二重管の内側に設けた駆動ガス配管と予備送風機により、スの逆流を発生させることなく排ガスを効率良く排気できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施形態に係る生ごみ炭化装置について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の生ごみ炭化装置１を示す。生ごみ炭化装置１は、電力を動力源とした大略縦型の装置であり、下部から炭化部２、その上に乾留ガスを燃焼処理する燃焼部３、その上に燃焼処理されたガスを排気する排気部４、及び外部から電力供給を受けてこれらの炭化部２、燃焼部３、排気部４を制御して炭化から排気までの処理を行う制御部５を備えている。生ごみ炭化装置１は、生ごみ１０を収納する容器１１を備えており、炭化部２において、容器１１を加熱して容器１１内部に収納した生ごみ１０を炭化する。以下、詳細を説明する。
【００２３】
炭化部２は、断熱壁２０ａ及び前扉２０ｂを備えて密閉空間（炭化室）を形成し、その密閉空間の内部に、炭化のためのエネルギを投入する炭化ヒータ２１、及び炭化中の生ごみの温度を測定するための上下２つの温度計Ｔ１，Ｔ２を備えている。断熱壁２０ａは、密閉空間から燃焼部３に連通する連通ダクト６０を備えている。また、前扉２０ｂは、前扉２０ｂの開閉状態を確認する近接スイッチＳＷと、前扉２０ｂの不安全な開閉を防止して危険防止を行うと共に確実な密閉を確保するためのソレノイドロックＳＬとを備えている。容器１１は、内部に生ごみ１０又は処理後の炭化物を収納した状態で、前扉２０ｂを開いて密閉空間に入れられ、又は密閉空間から出される。温度計Ｔ１，Ｔ２は、容器１１の近傍に配置されている。連通ダクト６０は、容器１１の内部に接続され、容器１１の内部において炭化の過程で発生するガス（乾留ガスＧ１）を燃焼部３に向けて送り出す。
【００２４】
燃焼部３は、断熱壁３０によって外気と断熱した状態で、上述の連通ダクト６０に連結された乾留ガス経路６１、乾留ガス経路６１を囲むようにコイル状に形成した燃焼ヒータ３１、乾留ガス経路６１の下流側に設けた燃焼触媒３２、及び乾留ガス経路６１の略中央部と燃焼触媒３２の前後にそれぞれ設けた温度計Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６を備えている。乾留ガス経路６１は、炭化部２からの乾留ガスＧ１を燃焼させながら排気部４へと導く。すなわち、乾留ガス経路６１は、炭化の過程で発生する乾留ガスＧ１を加熱して燃焼させる燃焼室となっている。
【００２５】
また、生ごみ炭化装置１は、燃焼部３と排気部４に通じる空気配管７０〜７３を有している。このうち空気配管７１は、乾留ガス経路６１の入口側に接続されており、乾留ガス経路６１に燃焼空気Ａ１を供給する。空気配管７１は、外気吸入口を装置下方に持つ空気配管７０から分岐して設けられている。空気配管７０の外気吸入口の近くには外気温度を測定する温度計Ｔ８が備えられている。また、空気配管７１は、燃焼部３の入口における燃焼空気温度を測定する入口温度計Ｔ３を備えている。
【００２６】
排気部４は、乾留ガス経路６１の出口側につながる燃焼ガス配管６２と空気配管７２とが接続された希釈冷却室４１、希釈冷却室４１の下流側に配管６３を介して並列に接続された主送風機４２と予備送風機４３、これらの送風機４２，４３の下流側配管６４，６５の合流点に設けられたサイレンサ４４、及びサイレンサ４４に接続された排気筒４５を備えている。
【００２７】
希釈冷却室４１は、燃焼ガス配管６２を介して燃焼部３から流入する燃焼したガスＧ２に外気を混合してガスＧ２の希釈と冷却を行うところである。空気配管７２は、空気配管７０から分岐した配管であり、外気を取り入れてこれを冷却空気Ａ２として希釈冷却室４１に供給する。希釈冷却室４１は冷却効果を監視するための温度計Ｔ７を備えている。なお、空気配管７０から分岐した他の空気配管７３が、排気筒４５の内部にも接続されており、ここにも冷却用及び希釈用の空気を導入することができる。
【００２８】
主送風機４２は、希釈冷却室４１において希釈し冷却した後のガスＧ３を吸引して排気する。予備送風機４３は、通常は停止されており、停電等の緊急時に予備電源（不図示）により駆動されて緊急排気を行う。
【００２９】
次に、生ごみ炭化装置１の動作を、乾留ガスＧ１の流れに沿って説明する。炭化部２において、容器１１に収納された生ごみ１０が、容器１１の外部から無酸素状態又は貧酸素状態のもとで炭化ヒータ２１によって加熱され、加熱された生ごみ１３から乾留ガスＧ１が発生する。乾留ガスＧ１は、連通ダクト６０を通って、燃焼部３の乾留ガス経路６１に導かれる。乾留ガスＧ１の一方向の流れは、乾留ガスＧ１の発生に伴う正圧、及び又は主送風機４２による負圧によって形成される。
【００３０】
乾留ガス経路６１に導かれた乾留ガスＧ１は、乾留ガス経路６１内部において燃焼ヒータ３１によって加熱され、空気配管７１から供給される燃焼空気Ａ１と混合されて、乾留ガス経路６１及び触媒３２を通過する間に燃焼される。燃焼したガスＧ２は、乾留ガス経路６１に接続された燃焼ガス配管６２を介して希釈冷却室４１において、空気配管７２から供給される冷却空気Ａ２と混合されて希釈と冷却が行われる。希釈され冷却されたガスＧ３は、主送風機４２、サイレンサ４４等を介して大気中に排気ガスＧ４として放出される。制御部５は、これらの一連の処理を行うため各部を制御する。
【００３１】
次に、図１に加えて図２〜図５を参照して、本発明の生ごみ炭化装置１における排気部４の変形例を説明する。図２は、ガス流れに注目した基本的な装置構成を示す。この装置構成の排気部４（図の燃焼部３より右側）は、少なくとも排気部４の基本構成要素である希釈冷却室４１と送風機４２の２つを備えるものである。希釈冷却室４１（冷却手段）は、送風機４２による吸引によって負圧となり、これにより空気配管７２から希釈冷却室４１に空気Ａ２が取り入れられ、配管６２からの燃焼したガスＧ２が希釈されると共に冷却される。送風機４２は、希釈冷却室４１において希釈し冷却した後のガスＧ３を吸引し、配管６４を経由して排気ガスＧ４として排出する。
【００３２】
ここで、排気手段が被排気ガスを吸引して排気する送風機４２であり、また、希釈冷却室４１への空気Ａ２の取り入れが押し込み式ではなく吸い込み式であるということが、生ごみ炭化装置１の安全上重要である。このような構成では、炭化部２の圧力が送風機４２の稼働が原因で正圧となるということがなく、万一排気経路が閉塞した場合においても送風機４２の稼働による炭化室への空気の逆流が起こらない。また、送風機４２の排気側（ガス流れの下流側）の圧力損失（排気抵抗）に対する設計上の制約が緩和されるので、サイレンサ等の設置が容易となる。
【００３３】
図３、図４は、主送風機４２に対し、それぞれ直列、又は並列に予備電源で駆動する予備送風機４３を配した装置構成を示す。予備送風機４３は、通常は停止状態としておき、主送風機４２が動力源の停止等によって停止したときに稼働させる。例えば、交流商用電源により主送風機４２が稼働している場合に交流商用電源が停止すると、予備電源によって予備送風機４３を稼働させる。予備電源として、バッテリや発電機等であって主送風機４２用の電源とは別の電源を用いる。
【００３４】
予備送風機４３の配置を、図３に示すように直列にすると、２台の送風機の稼働状態に応じて排気経路を切り替える切替えダンパなどの機材が不要であり、確実かつ低コストで配管経路を構成できる。また、通常の運転時においても２台同時に運転すれば、より大きな風量で排気できる。主送風機４２と予備送風機４３の前後の位置関係は、いずれを前に配置してもよい。
【００３５】
なお、図３に示すような直列配置における問題点は、生ごみ炭化装置１の稼働中は常時、予備送風機４３の内部を燃焼ガスが通過するので予備送風機４３の寿命が短くなる点、また、各送風機４２，４３の単独運転時に、停止状態の送風機が運転状態の送風機に対して圧力損失となる点である。予備送風機４３の短寿命化は、非運転時に通過する排ガスによるベアリング部潤滑油の劣化や、予備送風機４３の羽根が主送風機４２の風圧を受けて回転することによるブラシ等の磨耗等によって起こる。
【００３６】
また、図４に示すような並列配置とすると、２台の送風機が互いの圧力損失となることがない。２台同時運転の場合に排気能力を向上させることもできる。また、直列配置の場合の通過排ガスによる影響を回避して長寿命化を図れる。なおい、並列配置の場合、例えば、２台の送風機を個別に単独運転するとき、排ガスが停止中の送風機の内部を逆流し、排ガスが排気されずに２台の送風機内を循環して排気効率が低下するという問題がある。
【００３７】
図５は、上述の排ガス循環による排気効率低下の問題を回避する排気系を示す。すなわち、この排気系は配管６３が各送風機に分岐する位置に三方向切替弁４６を備え、各送風機４２，４３の動作に合わせて切替弁４６が切り替えられる。このような切替弁４６を配置すれば問題は解決されるが、切替弁４６そのもののコストや、切替弁４６の動作の信頼性を確保するためのコストなどが装置コストに加算されるという問題点がある。
【００３８】
次に、図６〜図９を参照して、先の図１に示した生ごみ炭化装置１における排気部４を説明する。これらの図に示す排気部４は、上述の図２〜図５について説明した排気部４を改善したものである。この排気部４は、図６に示すように、主送風機４２と予備送風機４３とを並列配置し、各送風機４２，４３の下流部における合流部にエゼクタ４４を備えたものである。このエゼクタ４４は、逆流を防止するものであり、上述の図５に示した三方向切替弁４６を用いることなく逆流が少ない状態で各々の送風機４２，４３を排気効率良く単独運転することを可能とする。なお、エゼクタ４４は、後述するように、図１に示したサイレンサ４４と一体化されている。
【００３９】
図７（ａ）（ｂ）は、エゼクタ４４の構造と動作原理を示す。エゼクタ４４は、図７（ａ）に示すように、主送風機４２の下流側配管６４を、拡径部を経て排気筒４５に接続し、予備送風機４３の下流側配管６５を、拡径部の内部に挿入して開口終端した構造を有している。一般に、いわゆるエゼクタは、流体ポンプとして用いられるものであり、流体が例えばガスの場合、吸引用のガス配管の一部を拡径してその内部に駆動用のガス配管を終端開口させた構造を有し、駆動ガス配管から吹き出す流体により負圧を発生して吸引ガス配管に流体の流れを形成する。ここで用いるエゼクタ４４は、このようなポンプ機能に主目的はなく、いわゆるエゼクタの構造に起因する逆流防止機能を利用するものである。そこで、エゼクタ４４の駆動ガス配管は、予備送風機４３の下流側配管６５に接続され、吸引ガス配管は、駆動ガス配管を略同軸状に囲むように設けられて主送風機４２の下流側配管６４に接続されている。
【００４０】
上述のような構造のエゼクタ４４は、送風機４２，４３のいずれか一方が単独運転される場合、運転中の送風機による排気圧力が駆動源となって非運転側の送風機の排出部分を負圧に維持するので、図４に示した排気系と比べて逆流を大幅に低減できる。図７（ａ）は、主送風機４２が運転され予備送風機４３が停止中のエゼクタ４４内のガス流れを模式的に示している。希釈冷却室４１からのガスＧ３は、矢印ａで示すように排気筒４５へと排出され、配管６５へと逆流する矢印ｂで示す流れは極僅かに抑えられる。また、図７（ｂ）は、主送風機４２が停止され予備送風機４３が運転中のエゼクタ４４内のガス流れを模式的に示している。希釈冷却室４１からのガスＧ３は、矢印ｃで示すように排気筒４５へと排出され、配管６４へと逆流する矢印ｄで示す流れは極僅かに抑えられる。また、２台同時運転時の送風能力も、エゼクタ４４によって損なわれることがない。
【００４１】
ここで、エゼクタ４４のサイレンサ機能を説明する。送風機４２，４３の運転に伴って発生する騒音は、通常、サイレンサ（消音器）によって低減される。通常、サイレンサは、排気配管の一部を拡径し、その内部に吸音材を内張りした構造を有し、吸音材に音を吸収させることによって消音する。図７（ａ）（ｂ）に示すように、エゼクタ４４の拡径部の内部に吸音材４４ａを内張りすることによって、エゼクタ４４とサイレンサを一体化して構成することができる。なお、このエゼクタ４４の消音効果は、主送風機４２の運転騒音低減の効果を主としたものであるが、予備送風機４３の運転頻度が少ないことを考慮すれば、実用上問題が生じることはない。このことから、エゼクタ４４の構成において、吸引側に主送風機４２が接続され、駆動側に予備送風機４３が接続されている。
【００４２】
図８、図９は、上述したサイレンサ機能付きエゼクタ４４を備えた排気部４の具体例を示す。排気部４は、四角形の希釈冷却室４１、同じく四角形のエゼクタ４４（サイレンサ４４）、これらを接続する配管６３，６４，６５、及び大きな主送風機４２，小さな予備送風機４３を略四角領域にまとめて構成されている。
【００４３】
次に、上述したサイレンサ機能付きエゼクタ４４の効果の検証実験結果を説明する。図１０は、検証実験に用いた生ごみ炭化装置のブロック構成を示す。主送風機４２はＡＣ２００Ｖ−２００Ｗ、予備送風機４３はＤＣ１２Ｖ−４０Ｗのものを用いた。装置構成は、図６に示した排気系に検証実験用の遮断弁４２ａ，４２ｂ（以下各Ｄ１，Ｄ２）を、それぞれ主送風機４２、予備送風機４３（以下各Ｂ１，Ｂ２）の上流に設けている。検証実験において、各送風機の運転と停止、及び各遮断弁の開と閉の組合せのもとで、エゼクタ４４の下流のガスＧ４の流量測定を行った。検証実験中は、炭化部２，燃焼部３の加熱は行わず、従って、乾留ガスＧ２の発生はない。従って、燃焼部３に流入する空気Ａ１がガスＧ２であり、希釈冷却室４１に流入する空気Ａ２とガスＧ２の総量がガスＧ３である。測定結果を表１に示す。
【００４４】
【表１】
【００４５】
表１に示すように、弁Ｄ２を閉として逆流を強制的に防止し、主送風機Ｂ１を単独運転（条件Ｎｏ２）した場合の風量は３，７４３Ｌ／ｍｉｎであり、また、弁Ｄ２を開として逆流可能状態とし、主送風機Ｂ１を単独運転（条件Ｎｏ１）した場合の風量は３，４６０Ｌ／ｍｉｎである。逆流停止状態から逆流許容状態とした場合の風量低下（逆流率）は、７．６％である。
【００４６】
また、弁Ｄ１を閉として逆流を強制的に防止し、予備送風機Ｂ２を単独運転（条件Ｎｏ４）した場合の風量は３，７４３Ｌ／ｍｉｎであり、また、弁Ｄ１を開として逆流可能状態とし、予備送風機Ｂ２を単独運転（条件Ｎｏ３）した場合の風量は３，０６５Ｌ／ｍｉｎである。逆流停止状態から逆流許容状態とした場合の風量低下（逆流率）は、３．１％である。
【００４７】
このように、逆流率が７．６％や３．１％という低い値に抑えられたのは、エゼクタ４４の逆流防止機能の効果による。これにより、図５に示したような三方向切替弁４６を用いることなく、予備送風機４３を配置できることが確認できた。また、２台の送風機を同時運転（条件Ｎｏ５）した場合の風量は４，１５０Ｌ／ｍｉｎであり、主送風機４２が運転可能な状態である通常運転時において、予備送風機４３を必要に応じて運転することにより大風量の排気を行う有効性を確認できた。
【００４８】
なお、本発明は、上記構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、炭化ヒータ２１や燃焼ヒータ３１の代わりに、加熱手段として燃料ガスや燃料油を用いてもよい。また、エゼクタ４４（サイレンサ４４）の構造は、四角形に限らず円筒形でもよく、エゼクタ４４に接続される部分の配管６４，６５は互いに平行ではなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施形態に係る生ごみ炭化装置の模式的構成図。
【図２】同上炭化装置の排気部の他の例を説明する装置ブロック構成図。
【図３】同上炭化装置の排気部のさらに他の例を説明する装置ブロック構成図。
【図４】同上炭化装置の排気部のさらに他の例を説明する装置ブロック構成図。
【図５】同上炭化装置の排気部のさらに他の例を説明する装置ブロック構成図。
【図６】同上炭化装置の排気部のさらに他の例を説明する装置ブロック構成図。
【図７】（ａ）（ｂ）は図６に示したサイレンサの動作を説明する断面図。
【図８】図６に示した排気部を構成する機器の斜視図。
【図９】図８に示した排気部の一部断面を含む平面図。
【図１０】検証実験に用いた生ごみ炭化装置のブロック構成図。
【符号の説明】
【００５０】
１ 生ごみ炭化装置
２ 炭化部（炭化手段）
３ 燃焼部（燃焼手段）
４ 排気部（排気手段）
１０ 生ごみ
１１ 容器
４１ 希釈冷却室（冷却手段）
４２ 送風機
４３ 予備送風機
４４ サイレンサ（エゼクタ）
６４ 吸引ガス配管
６５ 駆動ガス配管
Ｇ１ ガス（乾留ガス）
Ｇ２ ガス（燃焼したガス）
Ｇ３ ガス（希釈し冷却したガス）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生ごみを収納する容器と、前記容器を加熱して容器内部に収納した生ごみを炭化処理するための炭化手段と、前記炭化の過程で発生するガスを加熱して燃焼させるための燃焼室を有した燃焼手段と、前記燃焼手段によって燃焼したガスを排気するための排気手段と、を備えた生ごみ炭化装置であって、
前記排気手段は、外気を取り入れて前記燃焼したガスを希釈し冷却するための冷却手段と、前記冷却手段により希釈し冷却した後のガスを吸引して排気する送風機と、を有することを特徴とする生ごみ炭化装置。
【請求項２】
前記送風機と直列に、予備電源で駆動する予備送風機を配設したことを特徴とする請求項１に記載の生ごみ炭化装置。
【請求項３】
前記送風機と並列に、予備電源で駆動する予備送風機を配設したことを特徴とする請求項１に記載の生ごみ炭化装置。
【請求項４】
前記送風機と予備送風機の下流側の合流部に逆流防止のためのエゼクタを配設したことを特徴とする請求項３に記載の生ごみ炭化装置。
【請求項５】
前記エゼクタがサイレンサを形成していることを特徴とする請求項４に記載の生ごみ炭化装置。
【請求項６】
前記エゼクタは、駆動ガス配管とその駆動ガス配管を略同軸状に囲むように設けた吸引ガス配管を備え、前記駆動ガス配管が前記予備送風機に接続され、前記吸引ガス配管が前記送風機に接続されていることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の生ごみ炭化装置。
【請求項１】
生ごみを収納する容器と、前記容器を加熱して容器内部に収納した生ごみを炭化処理するための炭化手段と、前記炭化の過程で発生するガスを加熱して燃焼させるための燃焼室を有した燃焼手段と、前記燃焼手段によって燃焼したガスを排気するための排気手段と、を備えた生ごみ炭化装置であって、
前記排気手段は、外気を取り入れて前記燃焼したガスを希釈し冷却するための冷却手段と、前記冷却手段により希釈し冷却した後のガスを吸引して排気する送風機と、を有することを特徴とする生ごみ炭化装置。
【請求項２】
前記送風機と直列に、予備電源で駆動する予備送風機を配設したことを特徴とする請求項１に記載の生ごみ炭化装置。
【請求項３】
前記送風機と並列に、予備電源で駆動する予備送風機を配設したことを特徴とする請求項１に記載の生ごみ炭化装置。
【請求項４】
前記送風機と予備送風機の下流側の合流部に逆流防止のためのエゼクタを配設したことを特徴とする請求項３に記載の生ごみ炭化装置。
【請求項５】
前記エゼクタがサイレンサを形成していることを特徴とする請求項４に記載の生ごみ炭化装置。
【請求項６】
前記エゼクタは、駆動ガス配管とその駆動ガス配管を略同軸状に囲むように設けた吸引ガス配管を備え、前記駆動ガス配管が前記予備送風機に接続され、前記吸引ガス配管が前記送風機に接続されていることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の生ごみ炭化装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００７−２１８５（Ｐ２００７−２１８５Ａ）
【公開日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１８７００６（Ｐ２００５−１８７００６）
【出願日】平成１７年６月２７日（２００５．６．２７）
【出願人】（０００００５８３２）松下電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月２７日（２００５．６．２７）
【出願人】（０００００５８３２）松下電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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