特開 2022-179898 混焼システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022179898

(43)【公開日】2022-12-06

(54)【発明の名称】混焼システム

(51)【国際特許分類】

   F23N 1/00 20060101AFI20221129BHJP

   B09B 3/65 20220101ALI20221129BHJP

   C10L 3/08 20060101ALI20221129BHJP

   C10L 3/00 20060101ALI20221129BHJP

   F23G 5/02 20060101ALI20221129BHJP

   F23G 5/033 20060101ALI20221129BHJP

【ＦＩ】

F23N1/00 115B

B09B3/00 C

C10L3/08

C10L3/00 D

F23G5/02 D ZAB

F23G5/033 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021086703

(22)【出願日】2021-05-24

(71)【出願人】

【識別番号】390037154

【氏名又は名称】大和ハウス工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100162031

【弁理士】

【氏名又は名称】長田 豊彦

(74)【代理人】

【識別番号】100175721

【弁理士】

【氏名又は名称】高木 秀文

(72)【発明者】

【氏名】久保田 謙三

(72)【発明者】

【氏名】西野 優希

(72)【発明者】

【氏名】藤本 卓也

【テーマコード（参考）】

3K065

3K068

4D004

【Ｆターム（参考）】

3K065AA23

3K065AA24

3K065AB01

3K065AC17

3K065AC19

3K065AC20

3K065CA02

3K065CA04

3K065CA20

3K068HA05

4D004AA03

4D004BA03

4D004CA04

4D004CA18

4D004CB13

4D004CC07

(57)【要約】

【課題】容易に導入することができる混焼システムを提供する。
【解決手段】有機性廃棄物を破砕するディスポーザと、ディスポーザで破砕した有機性廃棄物からバイオガスＧ１を生成するバイオガス化装置３２と、所定の希釈ガス及び都市ガスＧ２を混合して都市ガスＧ２よりも熱量が低い第一の混合ガスＧ４を生成する混合弁３７と、バイオガス化装置３２により生成されたバイオガスＧ１及び第一の混合ガスＧ４を混合し、第二の混合ガスＧ５を生成する開閉弁４０と、を具備する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

有機性廃棄物を破砕する破砕機と、
前記破砕機で破砕した有機性廃棄物からバイオガスを生成するバイオガス化装置と、
所定の希釈ガス及び都市ガスを混合して前記都市ガスよりも熱量が低い第一の混合ガスを生成する第一の混合部と、
前記バイオガス化装置により生成された前記バイオガス及び前記第一の混合ガスを混合し、第二の混合ガスを生成する第二の混合部と、
を具備する、
混焼システム。

【請求項2】

前記第一の混合部は、
前記バイオガスと熱量が同等となるように前記第一の混合ガスを生成する、
請求項１に記載の混焼システム。

【請求項3】

前記第二の混合部は、
前記バイオガス化装置により生成されたバイオガスの生成量又は貯留量の少なくともいずれかに応じて、前記第一の混合ガスの混合量を調整可能である、
請求項１又は請求項２に記載の混焼システム。

【請求項4】

前記第二の混合ガスを消費することにより発電可能なガス消費機器をさらに具備する、
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の混焼システム。

【請求項5】

前記第一の混合部は、
前記ガス消費機器から発生する排気ガスを前記希釈ガスとして用いる、
請求項４に記載の混焼システム。

【請求項6】

前記バイオガス化装置は、
前記ガス消費機器から発生する排熱を用いて前記有機性廃棄物をメタン発酵させることにより、前記バイオガスを生成する、
請求項４又は請求項５に記載の混焼システム。

【請求項7】

前記ガス消費機器により発電した電力が、集合住宅の共用部に供給される、
請求項４から請求項６までのいずれか一項に記載の混焼システム。

【請求項8】

前記破砕機は、
集合住宅の各住戸にそれぞれ設置される、
請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の混焼システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、有機性廃棄物から生成したバイオガスを利用する混焼システムの技術に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、有機性廃棄物から生成したバイオガスを利用する混焼システムの技術は公知となっている。例えば、特許文献１に記載の如くである。

【0003】

特許文献１に記載のバイオガス利用システム（混焼システム）は、有機性廃棄物から生成したバイオガスを都市ガス導管へ注入するものである。このようにバイオガスを都市ガス導管へ注入する場合、バイオガスを精製したりバイオガスに臭いを付ける等、ガス会社から要求される種々の条件を満たす必要がある。したがって前記バイオガス利用システムには、前記条件を満たすための多くの設備（バイオガス精製装置や付臭装置等）が設けられている。

【0004】

このように、多くの設備が設けられる特許文献１に記載のバイオガス利用システムでは、コストが増大すると共に、オペレーションやメンテナンスが煩雑となる。このため、前記バイオガス利用システムを導入することは、困難であった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１３－２４９４０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、以上の如き状況を鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、容易に導入することができる混焼システムを提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

【0008】

即ち、請求項１においては、有機性廃棄物を破砕する破砕機と、前記破砕機で破砕した有機性廃棄物からバイオガスを生成するバイオガス化装置と、所定の希釈ガス及び都市ガスを混合して前記都市ガスよりも熱量が低い第一の混合ガスを生成する第一の混合部と、前記バイオガス化装置により生成された前記バイオガス及び前記第一の混合ガスを混合し、第二の混合ガスを生成する第二の混合部と、を具備するものである。

【0009】

請求項２においては、前記第一の混合部は、前記バイオガスと熱量が同等となるように前記第一の混合ガスを生成するものである。

【0010】

請求項３においては、前記第二の混合部は、前記バイオガス化装置により生成されたバイオガスの生成量又は貯留量の少なくともいずれかに応じて、前記第一の混合ガスの混合量を調整可能である。

【0011】

請求項４においては、前記第二の混合ガスを消費することにより発電可能なガス消費機器をさらに具備するものである。

【0012】

請求項５においては、前記第一の混合部は、前記ガス消費機器から発生する排気ガスを前記希釈ガスとして用いるものである。

【0013】

請求項６においては、前記バイオガス化装置は、前記ガス消費機器から発生する排熱を用いて前記有機性廃棄物をメタン発酵させることにより、前記バイオガスを生成するものである。

【0014】

請求項７においては、前記ガス消費機器により発電した電力が、集合住宅の共用部に供給されるものである。

【0015】

請求項８においては、前記破砕機は、集合住宅の各住戸にそれぞれ設置されるものである。

【発明の効果】

【0016】

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

【0017】

請求項１においては、混焼システムを容易に導入することができる。

【0018】

請求項２においては、ガスを消費する機器の動作の安定化を図ることができる。

【0019】

請求項３においては、バイオガスに第一の混合ガスを適切に混合することができる。

【0020】

請求項４においては、利便性を向上させることができる。

【0021】

請求項５においては、排気ガスを有効に活用することができる。

【0022】

請求項６においては、ガス消費機器で生じた排熱を有効に活用することができる。

【0023】

請求項７においては、共用部の電気代を低減することができる。

【0024】

請求項８においては、各住戸で発生した有機性廃棄物（生ごみ等）を有効に活用することができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の一実施形態に係る混焼システムが導入された建物を示した説明図。

【図2】第二の混合ガスを燃焼させる際のガスの流れを示した模式図。

【図3】混焼処理を示したフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下では、本発明の一実施形態に係る混焼システム３０が導入された集合住宅１について説明する。

【0027】

図１に示す集合住宅１は、複数の住人が居住する建物である。集合住宅１は、共用部１０、専有部２０及び混焼システム３０を具備する。

【0028】

共用部１０は、集合住宅１の住人が共通して使用する部分である。共用部１０には、エントランス、廊下、階段及びエレベータ等が含まれる。

【0029】

専有部２０は、集合住宅１の住人が専有して使用する住戸である。専有部２０は、集合住宅１に複数設けられる。

【0030】

混焼システム３０は、複数のガスを混合させたガス（後述する第二の混合ガスＧ５）や有機性廃棄物から生成されるバイオガスを燃焼させるものである。

【0031】

以下では、混焼システム３０の構成について説明する。
図１及び図２に示すように、混焼システム３０は、ディスポーザ３１、バイオガス化装置３２、除湿器３３、脱硫器３４、第一ブロア３５、ガスコジェネレーション装置３６、混合弁３７、第二ブロア３８、逆止弁３９、開閉弁４０及び制御部４１を具備する。なお、図１では、混焼システム３０を構成する機器のうち、主としてディスポーザ３１、バイオガス化装置３２及びガスコジェネレーション装置３６を記載し、その他の機器（除湿器３３等）の記載を省略している。また、図２は、後述する混焼処理（ステップＳ１３０）におけるガスの流れを模式的に示したものである。

【0032】

ディスポーザ３１は、有機性廃棄物（生ごみ等）を破砕するものである。ディスポーザ３１は、各専有部２０にそれぞれ設置される（不図示）。ディスポーザ３１は、配管３１ａを介してバイオガス化装置３２と接続される。ディスポーザ３１で破砕された有機性廃棄物を含む排水は、当該配管３１ａを介してバイオガス化装置３２へ流される。

【0033】

バイオガス化装置３２は、ディスポーザ３１で破砕した有機性廃棄物からバイオガスＧ１を生成するものである。バイオガス化装置３２は、地中に設置（埋設）される。バイオガス化装置３２は、ディスポーザ３１からの排水を固液分離可能に構成される。バイオガス化装置３２は、発酵槽３２ａ及びガスホルダー３２ｂを具備する。

【0034】

発酵槽３２ａは、有機性廃棄物をメタン発酵させるためのものである。発酵槽３２ａは、固液分離された排水の固形分（有機性廃棄物）を貯留可能に構成される。発酵槽３２ａは、嫌気状態（無酸素の状態）で加温部（不図示）によって加温され、所定の温度が維持される。これによって発酵槽３２ａは、有機性廃棄物を嫌気性細菌で分解することができる。こうして発酵槽３２ａは、有機性廃棄物をメタン発酵させてバイオガスＧ１を生成する。当該発酵槽３２ａには、メタン発酵後に処理水（消化液）が残ることとなる。

【0035】

ガスホルダー３２ｂは、発酵槽３２ａで生成されたバイオガスＧ１を貯留するためのものである。ガスホルダー３２ｂ内のバイオガスＧ１の貯留量は、所定のセンサ（不図示）により測定される。

【0036】

バイオガス化装置３２には、上記処理水及びバイオガスＧ１を処理するための排水管Ｐ及び供給管Ｐ１が接続される。排水管Ｐは、処理水を排出するためのものである。排水管Ｐは、下水管（不図示）と接続される。処理水は、バイオガス化装置３２で適宜処理され、排水管Ｐを介して下水へ流される。供給管Ｐ１は、後述するガスコジェネレーション装置３６へバイオガスＧ１を案内するためのものである。供給管Ｐ１は、一端部がバイオガス化装置３２に接続されると共に、他端部がガスコジェネレーション装置３６に接続される。ガスホルダー３２ｂ内のバイオガスＧ１は、当該供給管Ｐ１へ供給される。このようなバイオガス化装置３２におけるバイオガスＧ１の生成量は、所定のセンサ（不図示）により測定される。なお、専有部２０からの有機性廃棄物（生ごみ）によりバイオガス化装置３２で生成されたバイオガスＧ１の成分は、一般的に、メタン濃度が６０％程度、二酸化炭素濃度が４０％程度となる。以下では説明の便宜上、バイオガスＧ１の成分は、メタン濃度が６０％、二酸化炭素濃度が４０％であるものとする。但し、本発明においてバイオガスＧ１の成分は例示したものに限るものではなく、有機性廃棄物の種類に応じて適宜変動するものである。

【0037】

図２に示す除湿器３３は、発酵槽３２ａで生成されたバイオガスＧ１を除湿するためのものである。除湿器３３は、供給管Ｐ１に設けられる。

【0038】

脱硫器３４は、除湿器３３で除湿されたバイオガスＧ１から硫化水素を取り除くためのものである。脱硫器３４は、供給管Ｐ１に設けられ、除湿器３３よりも下流側（ガスコジェネレーション装置３６側）に配置される。なお、脱硫器３４で処理されたバイオガスＧ１は、脱硫器３４の下流側に配置された所定のガスホルダー（不図示）に一旦貯留されてもよい。

【0039】

第一ブロア３５は、供給管Ｐ１内のガスをガスコジェネレーション装置３６へ供給するためのものである。第一ブロア３５は、供給管Ｐ１に設けられ、脱硫器３４よりも下流側に配置される。第一ブロア３５は、上流側のガスを吸引し、下流側へ送風することができる。

【0040】

図１及び図２に示すガスコジェネレーション装置３６は、ガスを消費する機器である。ガスコジェネレーション装置３６は、ガスを燃焼させる発電機（不図示）を具備し、当該発電機を動作させることによって発電可能に構成される。また、ガスコジェネレーション装置３６は、バイオガスを燃焼させて発電することを想定した、バイオガス対応のガスコジェネレーション装置となっている。ガスコジェネレーション装置３６は、共用部１０及びバイオガス化装置３２と接続される。当該ガスコジェネレーション装置３６は、発電した電力を共用部１０へ供給することができる（図１に示す「給電」参照）。また、ガスコジェネレーション装置３６は、ガスの燃焼によって発生した排熱をバイオガス化装置３２へ供給することができる（図１に示す「熱供給」参照）。また、ガスコジェネレーション装置３６は、ガスの燃焼によって発生した排気ガスＧ３を、所定の配管により外部へ排出可能に構成される。

【0041】

図２に示す混合弁３７は、都市ガスＧ２及び希釈ガスを混合するためのものである。混合弁３７には、ガス導管Ｐ２、排気管Ｐ３及び混合管Ｐ４が接続される。ガス導管Ｐ２は、都市ガスＧ２が流通する管である。ガス導管Ｐ２は、都市ガスＧ２の消費量を測定するメータＭが中途部に設けられると共に、一端部が混合弁３７と接続される。排気管Ｐ３は、ガスコジェネレーション装置３６で発生した排気ガスＧ３が流通する管である。排気管Ｐ３は、排気ガスＧ３を外部へ排出する配管と、混合弁３７とを接続する。混合管Ｐ４は、混合弁３７で混合したガスが流通する管である。混合管Ｐ４は、供給管Ｐ１の中途部（脱硫器３４及び第一ブロア３５の間）と混合弁３７とを接続する。

【0042】

混合弁３７は、ガス導管Ｐ２からの都市ガスＧ２と、排気管Ｐ３からの排気ガスＧ３とを混合する。当該混合弁３７は、例えば、排気ガスＧ３の圧力により適宜排気ガスＧ３の流量を調整するバルブにより構成される。ここで、都市ガスＧ２は、主としてメタンガスにより構成される。また、都市ガスＧ２の熱量は、バイオガスＧ１の熱量よりも高い。一方、排気ガスＧ３は、主として二酸化炭素ガスにより構成される。また、排気ガスＧ３の熱量は、都市ガスＧ２の熱量よりも低い。以下では説明の便宜上、都市ガスＧ２の成分は、メタン濃度が１００％であるものとする。また、排気ガスＧ３の成分は、二酸化炭素濃度が１００％であるものとする。また以下では、混合弁３７で混合したガスを「第一の混合ガスＧ４」と称する。なお、都市ガスＧ２及び排気ガスＧ３の成分は、特に限定されるものではない。

【0043】

混合弁３７では、都市ガスＧ２及び排気ガスＧ３を混合させる割合が予め設定されており、上述のような成分の都市ガスＧ２及び排気ガスＧ３を混合することで、第一の混合ガスＧ４のメタン濃度をバイオガスＧ１のメタン濃度（６０％）と略同一の濃度とする。また、第一の混合ガスＧ４の二酸化炭素濃度をバイオガスＧ１の二酸化炭素濃度（４０％）と略同一の濃度とする。こうして混合弁３７は、都市ガスＧ２を排気ガスＧ３で希釈し（メタン濃度を下げ）、都市ガスＧ２よりも熱量が低い第一の混合ガスＧ４を生成する。当該第一の混合ガスＧ４の熱量は、バイオガスＧ１と同等の熱量となっている。このように、本実施形態の混合弁３７は、排気ガスＧ３を希釈ガスとして利用する構成となっている。なお、バイオガスＧ１と同等の熱量とは、バイオガスＧ１と同一の熱量であるか、同一と考えられる程度に近い熱量を指す。具体的には、バイオガスＧ１と同等の熱量には、バイオガスＧ１と同一の熱量だけではなく、同一でなくともガスコジェネレーション装置３６が安定して動作可能となるガスの熱量が含まれる。第一の混合ガスＧ４は、混合管Ｐ４を介して供給管Ｐ１側へ流通される。

【0044】

第二ブロア３８は、排気管Ｐ３内のガスを混合弁３７へ供給するためのものである。第二ブロア３８は、排気管Ｐ３の中途部に設けられる。第二ブロア３８は、上流側の排気ガスＧ３を吸引し、下流側（混合弁３７側）へ送風することができる。

【0045】

逆止弁３９は、混合管Ｐ４におけるガスの逆流（混合弁３７側へのガスの流通）を防止するためのものである。逆止弁３９は、混合管Ｐ４の中途部に設けられる。

【0046】

開閉弁４０は、バイオガスＧ１及び第一の混合ガスＧ４を混合するためのものである。開閉弁４０は、供給管Ｐ１と混合管Ｐ４との接続部分に設けられ、供給管Ｐ１を流通するバイオガスＧ１及び混合管Ｐ４を流通する第一の混合ガスＧ４を混合する。以下では、開閉弁４０で混合されたガスを「第二の混合ガスＧ５」と称する。開閉弁４０は、バイオガスＧ１及び第一の混合ガスＧ４の流量を調整することで、バイオガスＧ１に対する第一の混合ガスＧ４の混合量を調整することができる。こうして混合量が調整されて生成された第二の混合ガスＧ５には、バイオガスＧ１及び第一の混合ガスＧ４の割合が１００：０のガス（第一の混合ガスＧ４の混合量が０である場合のガス）と、前記割合が０：１００である場合のガスと、が含まれる。

【0047】

制御部４１は、開閉弁４０を制御するためのものである。制御部４１は、主としてＣＰＵ等の演算処理装置、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶装置等により構成される。制御部４１は、プログラムや種々の情報を前記記憶装置に格納しており、当該プログラムや種々の情報を演算処理装置で読み込んで処理することで、混焼システム３０の動作等を実行することができる。制御部４１は、開閉弁４０と電気的に接続される。制御部４１は、開閉弁４０に信号を送信することで開閉弁４０を制御して、第一の混合ガスＧ４の混合量を調整することができる。また、制御部４１は、バイオガスＧ１の生成量を測定するセンサと接続され、当該センサからの信号を受信してバイオガスＧ１の生成量を取得することができる（不図示）。また、制御部４１は、ガスホルダー３２ｂ内のバイオガスＧ１の貯留量を測定するセンサと接続され、当該センサからの信号を受信してバイオガスＧ１の貯留量を取得することができる（不図示）。

【0048】

上述の如く構成される集合住宅１では、各専有部２０で生じた有機性廃棄物（生ごみ等）がディスポーザ３１へ投入される。当該有機性廃棄物は、ディスポーザ３１で破砕されてバイオガス化装置３２へ供給され、当該バイオガス化装置３２でメタン発酵される。こうして生成されたバイオガスＧ１が供給管Ｐ１を介してガスコジェネレーション装置３６へ導入されることで、有機性廃棄物を利用して発電することができる。

【0049】

ここで、各専有部２０で生じた有機性廃棄物を利用して発電する場合、有機性廃棄物の量が日によってばらついてバイオガスＧ１の生成量が変動し、ひいてはガスコジェネレーション装置３６での発電量が安定しなくなる可能性がある。そこで、本実施形態では、図３に示す混焼処理を行うことで、バイオガスＧ１の不足分を希釈した都市ガスＧ２で補って発電量の安定化を図っている。

【0050】

以下では、図２及び図３を参照し、混焼処理について説明する。

【0051】

混焼処理は、上述した発電量の安定化を図るための処理である。混焼処理は、制御部４１によって常時実行される。混焼処理が実行されると、制御部４１はまずステップＳ１１０の処理へ移行する。なお、以下では、第一の混合ガスＧ４の混合量が０（バイオガスＧ１及び第一の混合ガスＧ４を混合する割合が１００：０）の状態でステップＳ１１０の処理へ移行したものとして、ステップＳ１１０以降の処理の内容を説明する。

【0052】

ステップＳ１１０において制御部４１は、センサから取得したバイオガスＧ１の貯留量が閾値Ｑ（ｍ^３）よりも大きいか否かを判定する。閾値Ｑは、ガスコジェネレーション装置３６が安定して動作可能なバイオガスＧ１の生成量に基づいて予め設定される。制御部４１は、貯留量が閾値Ｑよりも大きい場合にステップＳ１２０の処理へ移行する。一方制御部４１は、貯留量が閾値Ｑ以下である場合にステップＳ１３０の処理へ移行する。

【0053】

ステップＳ１２０において制御部４１は、第一の混合ガスＧ４の混合量を０にする。制御部４１は、第一の混合ガスＧ４の混合量が０の状態でステップＳ１２０へ移行した場合、当該状態を維持する。こうして制御部４１は、供給管Ｐ１にバイオガスＧ１（第二の混合ガスＧ５）を流通させ、第一ブロア３５の動作により当該バイオガスＧ１をガスコジェネレーション装置３６へ供給する。こうしてガスコジェネレーション装置３６は、バイオガスＧ１が不足していない（バイオガスＧ１の貯留量が閾値Ｑよりも大きい）場合に、バイオガスＧ１を燃焼させて発電を行う。上述の如く、ガスコジェネレーション装置３６で発電された電力は、共用部１０へ供給される（図１参照）。また、燃焼によって発生した排熱は、バイオガス化装置３２へ供給される。バイオガス化装置３２では、当該排熱を発酵槽３２ａの加温に利用する。こうしてバイオガス化装置３２は、排熱を用いてメタン発酵を行うことができる。制御部４１は、ステップＳ１２０の処理が終了すると、ステップＳ１４０の処理へ移行する。

【0054】

一方、ステップＳ１３０において制御部４１は、第一の混合ガスＧ４の混合量を０とは異なる値に調整する。制御部４１は、第一の混合ガスＧ４の混合量が０の状態でステップＳ１２０へ移行した場合、開閉弁４０に信号を送信し、前記混合量を０よりも大きくする。こうして制御部４１は、図２に示すように、バイオガスＧ１が不足している（バイオガスＧ１の貯留量が閾値Ｑ以下である）場合に供給管Ｐ１を介してバイオガスＧ１及び第一の混合ガスＧ４（第二の混合ガスＧ５）をガスコジェネレーション装置３６へ供給し、当該バイオガスＧ１及び第一の混合ガスＧ４をガスコジェネレーション装置３６で燃焼させる。これによって制御部４１は、バイオガスＧ１が不足している場合にバイオガスＧ１のみでは不足するガスを、希釈した都市ガスＧ２で補って発電量の安定化を図ることができる。

【0055】

また、ステップＳ１３０において制御部４１は、バイオガスＧ１の生成量からガスの不足量を算出し、当該不足量に相当する量の第一の混合ガスＧ４をバイオガスＧ１に混合させる。こうしてバイオガスＧ１の生成量に応じて第一の混合ガスＧ４の混合量を調整することで、バイオガスＧ１が不足していない場合（ステップＳ１２０）と同程度の電力をガスコジェネレーション装置３６で発電することができる。これによって、発電量をより安定させることができる。また、燃焼によって発生した排熱は、バイオガス化装置３２へ供給される。また、燃焼によって発生した排気ガスＧ３の一部は、排気管Ｐ３を介して混合弁３７へ供給されて第一の混合ガスＧ４の生成に利用される。なお、制御部４１は、バイオガスＧ１の生成量によっては、バイオガスＧ１及び第一の混合ガスＧ４を開閉弁４０で混合する割合を０：１００に変更する。この場合、バイオガスＧ１及び第一の混合ガスＧ４のうち、第一の混合ガスＧ４だけがガスコジェネレーション装置３６へ供給されることとなる。図３に示すように、制御部４１は、ステップＳ１３０の処理が終了すると、ステップＳ１４０の処理へ移行する。

【0056】

ステップＳ１４０において制御部４１は、一定時間待機する。制御部４１は、ステップＳ１４０の処理が終了すると、ステップＳ１１０の処理へ移行する。制御部４１は、このようにして混焼処理を繰り返し実行し、バイオガスＧ１の貯留量及び生成量に応じて（ステップＳ１１０～Ｓ１３０）、第一の混合ガスＧ４の混合量を適宜変更する。

【0057】

制御部４１は、第一の混合ガスＧ４でバイオガスＧ１の不足分を補う構成とすることで（ステップＳ１３０）、混焼システム３０の設備を簡素化できる。これにより、混焼システム３０を導入し易くすることができる。以下、その理由について説明する。

【0058】

一般的に、バイオガス化装置で生成されたバイオガスを利用する場合、原料負荷の条件によってバイオガスの生成量が変動するという問題がある。そこで、バイオガスを利用する場合、バイオガス単体ではなく、都市ガスに混合させて使用することが行われている。しかし、一般的にバイオガス及び都市ガスは成分や熱量が互いに異なるため、混合させる前にバイオガスに種々の処理を行って熱量等を都市ガスに近づける必要がある。以下では、例えば本実施形態におけるバイオガスＧ１の熱量等を都市ガスＧ２に近づけることを「バイオガスＧ１をアップグレードする」と称する。

【0059】

このようにバイオガスＧ１をアップグレードする場合、アップグレードしたバイオガスＧ１をガス導管Ｐ２に注入することとなる。この場合、ガス会社から要求される種々の条件を満たす必要がある。当該条件としては、バイオガスＧ１のメタン濃度及び熱量を所定の範囲の値とする、バイオガスＧ１に臭いを付ける、バイオガスＧ１を昇圧させる等がある。したがってバイオガスＧ１をアップグレードする場合、上記基準を満たすための種々の設備が必要となる。このように、バイオガスＧ１をアップグレードする場合、種々の設備に要するコストが増大すると共に、オペレーション及びメンテナンスが煩雑となる。このため、集合住宅１のような比較的小規模な建物に混焼システム３０を導入し難くなる可能性がある。

【0060】

本実施形態では、バイオガスＧ１をアップグレードするのではなく、都市ガスＧ２の熱量等をバイオガスＧ１に近づける（以下、「ダウングレードする」と称する）手法を採用している。この場合、ガス導管Ｐ２にガスを注入しないため、バイオガスＧ１をアップグレードする場合にあるような基準が存在しない。したがってこの場合、上記基準を満たすための種々の設備が不要となる。これにより、バイオガスＧ１をアップグレードする場合と比較して、必要となる設備の数を減らしてコストを低減することができる。また、オペレーション及びメンテナンスを簡素化することもできる。また、設備の小型化を図ることもできる。これによって、集合住宅１のような比較的小規模の建物に混焼システム３０を導入可能となる。

【0061】

また、混合弁３７では、バイオガスＧ１と同等の熱量の第一の混合ガスＧ４を生成している。これにより、第一の混合ガスＧ４の混合量に関わらず、第二の混合ガスＧ５の熱量をバイオガスＧ１と同等にすることができる。したがって、バイオガスＧ１が不足していない場合と（ステップＳ１２０）、バイオガスＧ１が不足している場合と（ステップＳ１３０）で燃焼させるガスの熱量が同等となり、ガスコジェネレーション装置３６の発電量のばらつきを抑制することができる。これにより、空燃比を調整することなく、ガスコジェネレーション装置３６の動作の安定化を図ることができる。

【0062】

ここで、本実施形態におけるガスコジェネレーション装置３６で発生した排気ガスＧ３の量は、混合弁３７で都市ガスＧ２と混合するのに必要な希釈ガスの量よりも多くなる。したがって混合弁３７は、ガスコジェネレーション装置３６が動作して排気ガスＧ３が発生すれば、当該排気ガスＧ３を希釈ガスとして第一の混合ガスＧ４を生成できる。これにより、排気ガスＧ３の不足分を補う設備（希釈ガスが貯留されたタンク等）が設置不要となり、構成の簡素化を図ることができる。また、排気ガスＧ３の不足分を補う設備を設置することなく混合弁３７で常時第一の混合ガスＧ４を生成可能となり、当該第一の混合ガスＧ４を用いて第二の混合ガスＧ５も常時生成可能となる。こうして構成の簡素化を図ると共に、ガスコジェネレーション装置３６を常時動作させて共用部１０へ常時電力を供給することができる。

【0063】

また、バイオガス化装置３２は、地中に設置されている。これにより、外気の影響で発酵槽３２ａが冷えるのを抑制でき、ひいては発酵槽３２ａを加熱するのに要するエネルギーを抑制することができる。

【0064】

以上の如く、本実施形態に係る混焼システム３０は、有機性廃棄物を破砕するディスポーザ３１（破砕機）と、前記ディスポーザ３１で破砕した有機性廃棄物からバイオガスＧ１を生成するバイオガス化装置３２と、所定の希釈ガス及び都市ガスＧ２を混合して前記都市ガスＧ２よりも熱量が低い第一の混合ガスＧ４を生成する混合弁３７（第一の混合部）と、前記バイオガス化装置３２により生成された前記バイオガスＧ１及び前記第一の混合ガスＧ４を混合し、第二の混合ガスＧ５を生成する開閉弁４０（第二の混合部）と、を具備するものである。

【0065】

このように、バイオガスＧ１をアップグレードするのではなく、混合弁３７で都市ガスＧ２を希釈ガスと混合してダウングレードすることで、バイオガスＧ１の不足分を補う設備の簡素化を図ることができる。これにより、混焼システム３０を容易に導入することができる。

【0066】

また、前記混合弁３７は、前記バイオガスＧ１と熱量が同等となるように前記第一の混合ガスＧ４を生成するものである。

【0067】

このように構成することにより、ガスを消費する機器（ガスコジェネレーション装置３６）の動作の安定化を図ることができる。

【0068】

また、前記開閉弁４０は、前記バイオガス化装置３２により生成されたバイオガスＧ１の生成量又は貯留量の少なくともいずれか（本実施形態では生成量及び貯留量のそれぞれ）に応じて、前記第一の混合ガスＧ４の混合量を調整可能である（ステップＳ１１０～Ｓ１３０）。

【0069】

このように構成することにより、バイオガスＧ１に第一の混合ガスＧ４を適切に混合することができる。

【0070】

また、前記混焼システム３０は、前記第二の混合ガスＧ５を消費することにより発電可能なガスコジェネレーション装置３６（ガス消費機器）をさらに具備するものである。

【0071】

このように構成することにより、バイオガスＧ１で電力を消費する機器を動作可能となり、利便性を向上させることができる。

【0072】

また、前記混合弁３７は、前記ガスコジェネレーション装置３６から発生する排気ガスＧ３を前記希釈ガスとして用いるものである。

【0073】

このように構成することにより、排気ガスＧ３を有効に活用することができる。

【0074】

また、前記バイオガス化装置３２は、前記ガスコジェネレーション装置３６から発生する排熱を用いて前記有機性廃棄物をメタン発酵させることにより、前記バイオガスＧ１を生成するものである。

【0075】

このように構成することにより、ガスコジェネレーション装置３６で生じた排熱を有効に活用することができる。

【0076】

また、前記ガスコジェネレーション装置３６により発電した電力が、集合住宅１の共用部１０に供給されるものである。

【0077】

このように構成することにより、共用部１０の電気代を低減することができる。

【0078】

また、前記ディスポーザ３１は、集合住宅１の各専有部２０（各住戸）にそれぞれ設置されるものである。

【0079】

このように構成することにより、各専有部２０で発生した有機性廃棄物（生ごみ等）を有効に活用することができる。

【0080】

なお、本実施形態に係るディスポーザ３１は、本発明に係る破砕機の実施の一形態である。
また、本実施形態に係る混合弁３７は、本発明に係る第一の混合部の実施の一形態である。
また、本実施形態に係る開閉弁４０は、本発明に係る第二の混合部の実施の一形態である。
また、本実施形態に係るガスコジェネレーション装置３６は、本発明に係るガス消費機器の実施の一形態である。

【0081】

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能である。

【0082】

例えば、混焼システム３０は、集合住宅１に導入されるものとしたが、混焼システム３０の導入対象は特に限定されるものではなく、有機性廃棄物が発生する種々の建物に導入可能である。具体的には、混焼システム３０は、宿泊施設、商業施設、教育施設、医療施設、介護施設、食品加工工場、セントラルキッチン及び農業施設等に導入可能である。また、ディスポーザ３１の設置場所は、各専有部２０に限るものではなく、混焼システム３０が導入される建物に応じて適宜変更可能である。

【0083】

また、混焼システム３０は、導入される建物（施設）で生じる有機性廃棄物の種類に応じて、混合弁３７での混合量（都市ガスＧ２及び排気ガスＧ３を混合する割合）を変更してもよい。具体的には、建物に応じて有機性廃棄物の種類は異なるものとなる。例えば、本実施形態のような集合住宅１や宿泊施設等では、主に生ごみが有機性廃棄物となるのに対し、農業施設等では、主に家畜糞尿等が有機性廃棄物となる。バイオガス化装置３２で生成されるバイオガスＧ１の成分は、このような有機性廃棄物の違いにより変動する。具体的には、生ごみから生成されたバイオガスＧ１の成分は、一般的にメタン濃度が６０％程度であると共に、二酸化炭素濃度が４０％程度となる。これに対し、家畜糞尿から生成されたバイオガスＧ１の成分は、一般的に生ごみの場合よりもメタン濃度が低くなる。

【0084】

そこで、予め有機性廃棄物の種類を調査し、当該調査結果に応じて混合弁３７での混合量を予め調整してもよい。これにより、有機性廃棄物（混焼システム３０を導入する建物）に応じて適切な熱量の第一の混合ガスＧ４を生成することができる。

【0085】

また、例えば、供給管Ｐ１にバイオガスＧ１の濃度を測定するセンサを設け、当該センサの検出結果に応じて混合弁３７での混合量をリアルタイムに調整してもよい。これにより、バイオガス化装置３２でトラブル等が発生してバイオガスＧ１の成分（メタン濃度）が想定していた成分とは異なるものとなった場合でも、混合弁３７での混合量を調整してガスコジェネレーション装置３６へ供給する第二の混合ガスＧ５の成分を適切なものとすることができる。

【0086】

また、バイオガス化装置３２は、地中に設置されるものとしたが、これに限定されるものではなく、地上に設置されていてもよい。

【0087】

また、ガスコジェネレーション装置３６から共用部１０へ電力が供給されるものとしたが、電力の供給先は特に限定されるものではない。例えば、ガスコジェネレーション装置３６から専有部２０へ電力が供給されてもよい。

【0088】

また、ガスコジェネレーション装置３６は、１台だけ設置されるものとしたが、必要となる電力量等によっては、複数台設置されるものであってもよい。

【0089】

また、ガスコジェネレーション装置３６からバイオガス化装置３２へ排熱が供給されるものとしたが、排熱の供給先は特に限定されるものではない。

【0090】

また、混焼システム３０では、第二の混合ガスＧ５等で発電が行われるものとしたが、第二の混合ガスＧ５等をどのように消費するのかは特に限定されるものではない。したがって、混焼システム３０では、例えば、第二の混合ガスＧ５をガスボイラーやガスコンロの燃料として消費してもよい。

【0091】

また、混焼システム３０では、排気管Ｐ３に第二ブロア３８が設けられるものとしたが、混合弁３７で都市ガスＧ２及び排気ガスＧ３を適切に混合可能であれば、必ずしも第二ブロア３８が設けられる必要はない。

【0092】

また、混焼システム３０では、混合管Ｐ４に逆止弁３９が設けられるものとしたが、バイオガスＧ１及び第一の混合ガスＧ４の圧力の関係上、混合管Ｐ４をガスが逆流しないのであれば、必ずしも逆止弁３９が設けられる必要はない。

【0093】

また、混合弁３７では、ガスコジェネレーション装置３６の排気ガスＧ３が都市ガスＧ２と混合されるものとしたが、都市ガスＧ２と混合される希釈ガスは、都市ガスＧ２よりも熱量が低ければ、特に限定されるものではない。また、混合弁３７では、バイオガスＧ１の成分と一致するように都市ガスＧ２及び排気ガスＧ３が混合されたが、第一の混合ガスＧ４の熱量をバイオガスＧ１の熱量と同等に調整する手法は、特に限定されるものではない。例えば、第一の混合ガスＧ４は、ガスコジェネレーション装置３６が安定して動作可能な熱量に調整されていれば、都市ガスＧ２及び排気ガスＧ３の割合（成分）がバイオガスＧ１と一致しなくてもよい。また、第一の混合ガスＧ４は、都市ガスＧ２及び希釈ガス（排気ガスＧ３）に加えて、別のガスが混合されることで、熱量が同等に調整されてもよい。

【0094】

また、第一の混合ガスＧ４の熱量は、バイオガスＧ１と同等の熱量であったが、これに限定されるものではなく、任意に設定することができる。

【0095】

また、第一の混合ガスＧ４の混合量は、バイオガスＧ１の生成量及び貯留量に応じて調整されるものとしたが、混合量を調整する基準は、これに限るのではなく、例えば、バイオガスＧ１の生成量又は貯留量のいずれか一方であってもよい。また、混合量を調整する基準は、バイオガスＧ１の生成量及び貯留量とは異なる情報であってもよい。

【符号の説明】

【0096】

３０ 混焼システム
３１ ディスポーザ（破砕機）
３２ バイオガス化装置
３７ 混合弁（第一の混合部）
３９ 開閉弁（第二の混合部）
Ｇ１ バイオガス
Ｇ２ 都市ガス
Ｇ３ 排気ガス（希釈ガス）
Ｇ４ 第一の混合ガス
Ｇ５ 第二の混合ガス

【図1】

【図2】

【図3】