JPH11189773A - 廃棄物の炭化処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大量の被処理物を連続的に炭化処理する。 【解決手段】 主バーナ１２を有する加熱室１１に螺旋
羽根付きの処理筒２１を組み込み、処理筒２１に二次燃
焼室３１を接続する。処理筒２１は、軸心のまわりに回
転することにより、螺旋羽根を介し、前端側から連続投
入される被処理物を後端側に搬送しながら連続的に炭化
処理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、木材や生ごみ等
の廃棄物を効率よく連続的に炭化処理することができる
廃棄物の炭化処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】木材、生ごみ等の廃棄物を廃棄処理する
ために、炭化処理装置を使用することがある。

【０００３】従来の炭化処理装置は、被処理物を収容す
る主バーナ付きの加熱室と、加熱室に接続する副バーナ
付きの二次燃焼室とを設けている。そこで、このもの
は、主バーナを点火して加熱エアを加熱室内に循環さ
せ、いわゆるバッチ処理によって被処理物を炭化処理す
るとともに、副バーナを点火して加熱室からの排ガスを
二次燃焼室内において二次燃焼させて熱分解し、無臭、
無煙状態にして外部に排出することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】かかる従来技術による
ときは、加熱室は、被処理物をバッチ処理によって炭化
処理するから、処理能率が悪く、大量の被処理物を処理
することが難しいという問題があった。

【０００５】そこで、この発明の目的は、かかる従来技
術の問題に鑑み、搬送用の螺旋羽根を有する処理筒を加
熱室に組み込むことによって、被処理物を能率よく連続
的に炭化処理することができる廃棄物の炭化処理装置を
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めのこの発明の構成は、主バーナを有する加熱室と、加
熱室に水平に組み込み、搬送用の螺旋羽根を有する処理
筒と、処理筒に接続する副バーナ付きの二次燃焼室とを
備えてなり、処理筒は、軸心のまわりに回転して被処理
物を連続的に炭化処理することをその要旨とする。

【０００７】なお、加熱室には、温度センサを付設する
ことができる。

【０００８】また、加熱室、二次燃焼室は、熱回収ダク
トを介して連通することができ、熱回収ダクトには、加
熱室、二次燃焼室の一方に向けてエアを切り換えて噴射
するエアノズルを設けることができる。

【０００９】さらに、処理筒には、連続投入ユニットを
付設してもよく、連続排出ユニットを付設してもよい。

【００１０】また、二次燃焼室は、水ジャケットを備え
ることができる。

【００１１】

【作用】かかる発明の構成によるときは、処理筒は、加
熱室に組み込み、軸心のまわりに回転することにより、
螺旋羽根を介して被処理物を軸方向に搬送するととも
に、加熱室内の加熱エアを介して間接的に被処理物を加
熱し、被処理物を連続的に炭化処理することができる。
また、処理筒は、螺旋羽根を介して被処理物を一定速度
により積極搬送するから、全長を短くすることができる
上、被処理物を加熱室に露出させることがないから、炭
化初期に被処理物から発生する分解ガスが加熱室内に不
用意に滞留したり、それによってバックファイヤ等の異
常燃焼を発生したりするおそれがない。なお、処理筒
は、上下に僅かに傾いていてもよいものとする。

【００１２】加熱室に温度センサを付設するときは、温
度センサは、加熱室の内部温度を検出し、主バーナを燃
焼制御して処理筒を所定温度に維持することができる。

【００１３】熱回収ダクトを介して加熱室、二次燃焼室
を連通させるときは、熱回収ダクトは、二次燃焼室の高
温の排ガスの一部を加熱室に導入し、主バーナの燃料消
費量を低減させることができる。

【００１４】熱回収ダクトにエアノズルを設ければ、エ
アノズルは、加熱室に向けてエアを噴射することによ
り、エアジェットによって発生する負圧を利用して高温
の排ガスを二次燃焼室から加熱室に導入することがで
き、二次燃焼室に向けてエアを噴射することにより、二
次燃焼室の排ガスが加熱室に侵入することを防ぎ、加熱
室の過大な温度上昇を防止することができる。なお、エ
アノズルは、加熱室の内部温度に基づいて加熱室、二次
燃焼室の一方に向けてエアジェットを切り換えて噴射す
ることができる。また、エアノズルは、熱回収ダクトに
方向変換可能に組み込む単一のものであってもよく、加
熱室、二次燃焼室に向けて設置する一対のものを切換弁
によって切り換えてもよい。

【００１５】処理筒に付設する連続投入ユニットは、被
処理物を処理筒に連続的に投入して投入作業を自動化す
ることができ、連続排出ユニットは、処理筒からの炭化
処理済の被処理物を連続的に外部に排出することができ
る。

【００１６】二次燃焼室に水ジャケットを設ければ、水
ジャケットは、二次燃焼室の外面が極端な高温になるこ
とを防止することができる上、二次燃焼室の熱を温水と
して熱回収することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を以って発明の実施の
形態を説明する。

【００１８】廃棄物の炭化処理装置は、加熱室１１と、
処理筒２１と、二次燃焼室３１とを備えてなる（図１、
図２）。

【００１９】加熱室１１は、箱形のケーシング１１ａに
断熱材１１ｂを内張りして形成されている。加熱室１１
の両端面には、円形の開口部１１ｃ、１１ｃが形成され
ており、一方の側面には、ブロワ１２ａ付きの主バーナ
１２が装着されている。また、加熱室１１には、温度セ
ンサ１３が付設されている。加熱室１１には、排気ダク
ト１４が接続されており、排気ダクト１４は、二次燃焼
室３１に接続する煙突３５に連通している。

【００２０】処理筒２１は、開口部１１ｃ、１１ｃを介
して加熱室１１に水平に組み込まれている。処理筒２１
は、回転円筒体であり、内周面には、搬送用の螺旋羽根
２２が付設されている（図２、図３）。処理筒２１は、
両端部を支持するローラ１１ｄ、１１ｄ…を介して加熱
室１１を回転自在に貫通しており、前端には、スリーブ
２１ａを介してスプロケット２３が取り付けられている
（図１、図２）。なお、スプロケット２３は、チェーン
２３ａ、スプロケット２３ｂを介してモータ２３ｃに連
結されている。そこで、処理筒２１は、モータ２３ｃを
作動させることにより、軸心Ｃのまわりに回転すること
ができる（図２の矢印Ｋ1 方向）。

【００２１】処理筒２１の前端部には、連続投入ユニッ
ト２５が付設されている。連続投入ユニット２５は、ホ
ッパ２５ｂを有する投入筒２５ａにスクリューコンベヤ
２５ｃを内装して構成されており、投入筒２５ａの先端
部は、スリーブ２１ａを介して処理筒２１内に挿入され
ている。なお、スクリューコンベヤ２５ｃは、軸端に付
設するスプロケット２５ｄ、チェーン２５ｅ、スプロケ
ット２５ｆを介してモータ２５ｇに連結されている。そ
こで、連続投入ユニット２５は、モータ２５ｇを作動さ
せてスクリューコンベヤ２５ｃを回転させることによ
り、ホッパ２５ｂに投入する被処理物を処理筒２１内に
連続投入することができる。

【００２２】処理筒２１の後部には、連続排出ユニット
２６が付設されている。

【００２３】連続排出ユニット２６は、排出タンク２６
ａ、排出筒２６ｂと、排出筒２６ｂに内装するスクリュ
ーコンベヤ２６ｃとを備えている。排出タンク２６ａに
は、スリーブ２６ａ1 を介して処理筒２１の後端部が回
転自在に挿入されており、排出タンク２６ａは、上面に
開口する乾留ダクト２７を介して二次燃焼室３１に接続
されている。また、排出タンク２６ａは、底部に付設す
る斜めのガイド板２６ａ2 を介して排出筒２６ｂの下部
に接続されており、排出筒２６ｂの上部には、排出口２
６ｂ1 が形成されている。また、スクリューコンベヤ２
６ｃは、スプロケット２６ｃ1 、チェーン２６ｃ2 、ス
プロケット２６ｄ1 を介してモータ２６ｄに連結されて
おり、スプロケット２６ｃ1 、チェーン２６ｃ2 、スプ
ロケット２６ｄ1 は、排出筒２６ｂの上端に付設するケ
ース２６ｂ2 に収納されている。そこで、連続排出ユニ
ット２６は、モータ２６ｄを作動させてスクリューコン
ベヤ２６ｃを回転させることにより、処理筒２１からの
炭化処理済の被処理物を排出口２６ｂ1 から回収ボック
スＡに連続的に排出することができる。

【００２４】二次燃焼室３１は、縦長の内ケーシング３
１ａに対し、断熱材３１ｃ付きの横ケーシング３１ｂを
組み合わせて溝成されている（図１、図４）。内ケーシ
ング３１ａの上端には、煙突３５が立設されており、内
ケーシング３１ａの外側には、水ジャケット３２が形成
されている。水ジャケット３２には、フロート３２ｂ1
付きの開閉弁３２ｂを介して給水管３２ｃが連結されて
おり、内ケーシング３１ａは、上部の連通孔３１ａ1 、
３１ａ1 を介して水ジャケット３２の内部に連通してい
る。二次燃焼室３１には、横ケーシング３１ｂに付設す
る接続筒３１ｃ1 を介して乾留ダクト２７が接続されて
おり、二次燃焼室３１は、接続筒３１ｃ1 、乾留ダクト
２７、排出タンク２６ａを介して処理筒２１に連通して
いる。なお、横ケーシング３１ｂには、ブロワ３３ａ付
きの副バーナ３３が装着されている。

【００２５】二次燃焼室３１、加熱室１１は、熱回収ダ
クト３４を介して連通している（図１、図５）。熱回収
ダクト３４の一端は、二次燃焼室３１を形成する内ケー
シング３１ａの側面に開口しており、他端は、加熱室１
１の側面に連通する導入室３４ａに開口している。な
お、導入室３４ａには、エアノズル４１、４２が組み込
まれている。エアノズル４１は、加熱室１１に向けられ
ており、エアノズル４２は、熱回収ダクト３４を介して
二次燃焼室３１に向けられている。また、エアノズル４
１、４２は、共通の切換弁４３を介してブロワ４４に接
続されており、ブロワ４４には、煙突３５に付設する上
向きのエアノズル４５、二次燃焼室３１に向けて乾留ダ
クト２７に付設するエアノズル４６が分岐接続されてい
る。

【００２６】かかる廃棄物の炭化処理装置は、連続投入
ユニット２５を介して処理筒２１に投入する被処理物を
連続的に炭化処理することができる。すなわち、加熱室
１１は、主バーナ１２を点火することにより、モータ２
３ｃを介して軸心Ｃのまわりに回転する処理筒２１を全
周に亘って均一に加熱することができる。なお、主バー
ナ１２用の燃焼エアは、ブロワ１２ａを介して取り込ま
れ、加熱室１１の排ガスは、排気ダクト１４、煙突３５
を介して外部に排出することができる。

【００２７】処理筒２１は、モータ２３ｃを介して軸心
Ｃのまわりに回転させることにより、連続投入ユニット
２５を介して投入される被処理物を連続的に炭化処理す
るとともに、螺旋羽根２２を介して後端側に搬送し、連
続排出ユニット２６を介して回収ボックスＡに連続的に
排出することができる。なお、処理筒２１は、被処理物
が加熱室１１内を通過する間に十分に炭化処理すること
ができる速度によって回転しており、被処理物からの水
蒸気、分解ガスを含む排ガスは、排出タンク２６ａ、乾
留ダクト２７を介して二次燃焼室３１に排出することが
できる。

【００２８】二次燃焼室３１は、乾留ダクト２７を介し
て供給される処理筒２１からの排ガスを二次燃焼させ、
煙突３５を介して無臭、無煙状態のクリーンな排ガスと
して外部に放出する。このとき、処理筒２１からの排ガ
スの供給量が十分でないときや、排ガスが低温であると
きは、副バーナ３３を点火するものとし、排ガスの供給
量が十分であるときは、副バーナ３３を消火し、ブロワ
３３ａを介して燃焼エアを供給することにより、排ガス
を安定に自然燃焼させることができる。なお、水ジャケ
ット３２は、給水管３２ｃを介して所定量の水を貯留
し、外面が高温になることを防止するとともに、貯留す
る水を介して二次燃焼室３１の熱を回収することができ
る。ただし、水ジャケット３２において発生する蒸気
は、連通孔３１ａ1 、３１ａ1 を介して煙突３５から外
部に排出され、水ジャケット３２の水位は、開閉弁３２
ｂを介して所定レベルに保たれている。

【００２９】エアノズル４５、４６は、ブロワ４４を作
動させることにより、乾留ダクト２７、煙突３５の排ガ
スの流れを円滑にすることができる。すなわち、エアノ
ズル４６は、二次燃焼室３１に向けてエアジェットを噴
射し、エアジェットの負圧を利用して処理筒２１、排出
タンク２６ａ内の排ガスを乾留ダクト２７に引き込み、
乾留ダクト２７から二次燃焼室３１に排出させることが
でき、エアノズル４５は、煙突３５内に上向きにエアジ
ェットを噴射することにより、煙突３５からの排ガスを
外部に放出させる。

【００３０】エアノズル４１は、温度センサ１３を介し
て検出する加熱室１１の内部温度が低温のとき、切換弁
４３を介してブロワ４４からのエアを加熱室１１に向け
て噴射し、熱回収ダクト３４を介して二次燃焼室３１か
らの高温の排ガスの一部を加熱室１１に導入して加熱室
１１の内部温度を速やかに上昇させるとともに、二次燃
焼室３１において発生する熱を有効に回収することがで
きる。また、エアノズル４２は、加熱室１１の内部温度
が十分に高温であるとき、切換弁４３を介してブロワ４
４からのエアを二次燃焼室３１に向けて噴射することに
より、二次燃焼室３１の高温の排ガスが加熱室１１に流
入することを防止し、加熱室１１の内部温度が過大にな
ることを防止する。すなわち、温度センサ１３は、切換
弁４３によってエアノズル４１、４２を切り換え、二次
燃焼室３１からの熱を有効に利用することにより、主バ
ーナ１２による燃料消費量を最少に抑えることができ
る。

【００３１】かかる炭化処理装置の代表的な運転特性の
一例を図６に示す。ただし、同図の横軸、縦軸は、それ
ぞれ時刻ｔ、温度Ｔにとっている。また、同図の曲線Ｔ
a 、Ｔb は、それぞれ加熱室１１の内部温度、二次燃焼
室３１の内部温度を示している。

【００３２】処理筒２１を回転させて主バーナ１２を点
火すると（図６の時刻ｔ＝ｔo 、以下、単に（ｔ＝ｔo
）のように記す）、加熱室１１の内部温度Ｔa は滑ら
かに上昇する。その後、加熱室１１の内部温度Ｔa ＝Ｔ
a1となるように主バーナ１２を燃焼制御し、処理筒２１
の予熱が完了すると（ｔ＝ｔ1 ）、連続投入ユニット２
５を作動させて処理筒２１に被処理物を連続投入すると
ともに、二次燃焼室３１の副バーナ３３を点火する。副
バーナ３３は、二次燃焼室３１の内部温度Ｔb ＝Ｔb1と
なるように燃焼制御する（ｔ≧ｔ2 ）。

【００３３】一方、二次燃焼室３１の内部温度Ｔb ＝Ｔ
b1になると（ｔ＝ｔ2 ）、ブロワ４４を作動させ、エア
ノズル４５、４６からエアジェットを噴射させるととも
に、切換弁４３を介してノズル４１からエアジェットを
噴射させ、二次燃焼室３１の高温の排ガスを加熱室１１
に導入し、主バーナ１２の燃料消費率の向上を図ること
ができる。ただし、主バーナ１２は、加熱室１１の内部
温度Ｔa がＴa ＜Ｔa1に下降するとき、適宜再点火して
もよい。

【００３４】処理筒２１内に十分な量の被処理物が投入
されると、処理筒２１からの排ガス量が多くなり、二次
燃焼室３１は、処理筒２１からの排ガスが自然燃焼して
内部温度Ｔb が急激に上昇するから（ｔ≧ｔ3 ）、副バ
ーナ３３を直ちに消火し、ブロワ３３ａを運転して排ガ
スの自然燃焼を継続させ、内部温度Ｔb ＝Ｔb2＞Ｔb1に
持続させる。ただし、副バーナ３３は、排ガスの自然燃
焼が不安定であるときは、適宜再点火してもよい。ま
た、切換弁４３は、加熱室１１の内部温度Ｔa が二次燃
焼室３１からの高温の排ガスによって過大にならないよ
うに、エアノズル４１、４２を切り換えて二次燃焼室３
１からの高温の排ガスの導入を間欠的に制御することに
より、内部温度Ｔa ＝Ｔa1に維持する。

【００３５】被処理物の連続投入が終了すると（ｔ＝ｔ
4 ）、二次燃焼室３１の内部温度Ｔb は、処理筒２１か
らの排ガス量が減少するために徐々に低下する（ｔ＞ｔ
4 ）。そこで、連続投入ユニット２５、ブロワ４４を停
止させ、副バーナ３３を再点火して、処理筒２１内の炭
化処理済の被処理物がすべて排出されたことを確認して
処理筒２１の回転を停止し、主バーナ１２を消火する
（ｔ＝ｔ5 ）。その後、連続排出ユニット２６により炭
化処理済の被処理物の排出を完了すると（ｔ＝ｔ6 ）、
副バーナ３３を消火する。

【００３６】なお、以上の説明は、加熱室１１の内部温
度Ｔa 、二次燃焼室３１の内部温度Ｔb に着目して述べ
たが、現実の運転は、タイマを併用して制御してもよ
い。たとえば、副バーナ３３は、主バーナ１２の点火
後、所定時間の後に点火し（ｔ＝ｔ2 ）、主バーナ１２
の消火後、所定時間の後に消火してもよい（ｔ＝ｔ6
）。また、主バーナ１２、副バーナ３３は、オンオフ
制御してもよく、燃料量を可変して発生熱量を連続可変
制御してもよい。

【００３７】この発明は、被処理物として、木材や生ご
みなどの任意の廃棄物を連続的に炭化処理することがで
き、その体積を大きく減容することができる。また、加
熱室１１の内部温度Ｔa を十分低温に設定することによ
り、被処理物を連続的に乾燥処理し、さらに、処理筒２
１による被処理物の搬送速度を十分低速にすることによ
り、被処理物を発酵処理して減容させてもよい。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、螺旋羽根を有する処理筒を加熱室に組み込み、処理
筒に二次燃焼室を接続することによって、処理筒は、軸
心のまわりに回転し、螺旋羽根を介して被処理物を搬送
しながら連続的に炭化処理することができ、二次燃焼室
は、処理筒からの排ガスを二次燃焼させて無臭、無煙状
態にして排出することができるから、大量の被処理物を
能率よく炭化処理することができ、しかも、清潔な処理
環境を維持することができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 全体構成斜視図

【図２】 図１のＸ−Ｘ線矢視相当断面図

【図３】 要部拡大斜視図

【図４】 図１のＹ−Ｙ線矢視相当断面図

【図５】 図１のＺ−Ｚ線矢視相当拡大断面図

【図６】 動作説明線図

【符号の説明】

Ｃ…軸心 １１…加熱室 １２…主バーナ １３…温度センサ ２１…処理筒 ２２…螺旋羽根 ２５…連続投入ユニット ２６…連続排出ユニット ３１…二次燃焼室 ３２…水ジャケット ３３…副バーナ ３４…熱回収ダクト ４１、４２…エアノズル

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主バーナを有する加熱室と、該加熱室に
   水平に組み込み、搬送用の螺旋羽根を有する処理筒と、
   該処理筒に接続する副バーナ付きの二次燃焼室とを備え
   てなり、前記処理筒は、軸心のまわりに回転して被処理
   物を連続的に炭化処理することを特徴とする廃棄物の炭
   化処理装置。
2. 【請求項２】 前記加熱室には、温度センサを付設する
   ことを特徴とする請求項１記載の廃棄物の炭化処理装
   置。
3. 【請求項３】 前記加熱室、二次燃焼室は、熱回収ダク
   トを介して連通することを特徴とする請求項１または請
   求項２記載の廃棄物の炭化処理装置。
4. 【請求項４】 前記熱回収ダクトには、前記加熱室、二
   次燃焼室の一方に向けてエアを切り換えて噴射するエア
   ノズルを設けることを特徴とする請求項３記載の廃棄物
   の炭化処理装置。
5. 【請求項５】 前記処理筒には、連続投入ユニットを付
   設することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいず
   れか記載の廃棄物の炭化処理装置。
6. 【請求項６】 前記処理筒には、連続排出ユニットを付
   設することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいず
   れか記載の廃棄物の炭化処理装置。
7. 【請求項７】 前記二次燃焼室は、水ジャケットを備え
   ることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか
   記載の廃棄物の炭化処理装置。