| 【発明の名称】 |
生ゴミの分解処理装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】北島慶市郎
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| 【要約】 |
【課題】生ゴミの発酵処理槽内の生ゴミ全体に、簡単な給気構造により、均等かつ十分な空気を供給できるようにする。
【解決手段】処理槽２の前壁及び後壁を貫通し、且つ回転可能に支持された中空回転軸１５の一端から空気を供給し、中空回転軸に長手方向に間隔をおいて突設され複数の空気供給ノズル２０から処理槽２内に空気を供給する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 生ゴミを発酵して分解処理する生ゴミ分解処理装置において、生ゴミを収容し発酵させて分解処理する処理槽と、上記処理槽の前壁及び後壁を貫通し且つ回転可能に支持された、一端が開口され他端が封止された中空部を有する中空回転軸と、上記中空回転軸の上記一端に気密的に連通し、上記中空回転軸の中空部に空気を供給する空気供給管と、上記中空回転軸に長手方向に間隔をおいて突設され、上記中空回転軸の中空部に連通し、上記空気供給管から上記中空回転軸の中空部に供給される空気を処理槽内に供給する複数の空気供給ノズルと、上記中空回転軸に取付けられた撹拌羽根と、上記中空回転軸を伝動機構を介して回転駆動する電動機とを具備することを特徴とする生ゴミ分解処理装置。
【請求項２】 生ゴミを発酵して分解処理する生ゴミ分解処理装置において、生ゴミを収容し発酵させて分解処理する処理槽と、上記処理槽の前壁及び後壁を貫通し且つ回転可能に支持された、一端が開口され他端が封止された中空部を有する中空回転軸と、上記中空回転軸の上記一端に気密的に連通し、上記中空回転軸の中空部に空気を供給する空気供給管と、上記中空回転軸に長手方向に間隔をおいて突設され、上記中空回転軸の中空部に連通し、上記空気供給管から上記中空回転軸の中空部に供給される空気をその先端開口から処理槽内に供給する複数の空気供給ノズルと、上記空気供給ノズルに形成された撹拌羽根と、上記中空回転軸を伝動機構を介して回転駆動する電動機とを具備することを特徴とする生ゴミ分解処理装置。
【請求項３】電動機は、空気供給ノズルが処理槽内で下方に向かった状態で、停止するように制御されることを特徴とする請求項１又は２記載の生ゴミ分解処理装置。
【請求項４】電動機により中空回転軸を回転駆動する伝動機構は、上記中空回転軸の端部が固着されたスプロケットを有し、該スプロケットに取付けられたドッグが処理槽の静止フレームに付設されたスイッチを動作させることにより、上記電動機が、空気供給ノズルが処理槽内で下方に向かった状態で停止するように制御されることを特徴とする請求項１、２又は３記載の生ゴミ分解処理装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、家庭、レストラン、給食センター等から発生する残飯、野菜屑、肉魚屑等の生ゴミを分解して処理する生ゴミ分解処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、生ゴミを処理槽内に収容し加温して撹拌し、微生物により発酵させて、水と炭酸ガスに分解して処理する生ゴミ分解処理装置が知られていた。
【０００３】図１は、生ゴミの処理装置１の全体を示す概念図である。処理槽２には処理すべき生ゴミを収容するとともに、微生物の着床材としての機能を有するおが屑や木屑等を加え発酵の促進が図られている。
【０００４】発酵に伴って処理槽２内で発生した水蒸気は、処理槽２から排気され、熱交換器３において外部から吸気ポンプ５で取り入れた空気を加熱し、水蒸気自体は冷却される。そして凝縮排水器４で凝縮されて、凝縮水が排水され、排気ポンプ６を介して消臭装置７に送られ、消臭されて最終的に排気される。
【０００５】上記熱交換器において加熱された空気は処理槽１内に供給され、生ゴミの発酵の促進が図られる。この処理槽内１への空気の供給は、従来では、空気供給管の先端を処理槽１の底や側面から内部に開口し、この開口から処理槽内に給気していた。
【０００６】しかしながら、従来のこのような方法であると、処理槽内の生ゴミや木屑等が重力により処理槽の底や側面に押しつけられるように収容されているために、空気供給管の先端の開口がつまりやすく、開口を塞いでしまい十分処理槽内に、空気を供給できないという問題があった。
【０００７】そして、処理槽内への空気の供給は、処理槽内の生ゴミ全体に均等に空気が供給され均等に発酵が促進されるためには、処理槽の一部に空気を供給するのではなく、なるべく複数箇所に空気の供給管の先端を開口することが望ましいが、このようにすると構造が複雑となり、コストの点からも好ましくないという問題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点を解決することを目的とするものであり、生ゴミを処理槽に収容して、加温し撹拌するとともに給気管により処理槽内に空気を供給して発酵を促進させて分解処理する装置において、処理槽内へ給気する構造を、第１に簡単な構成とし、第２に処理槽内の生ゴミ全体に均等に十分行きわたる給気ができる構成とし、第３に給気管の先端開口が生ゴミや木屑等がつまらないような構成とすることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、本発明は、生ゴミを発酵して分解処理する生ゴミ分解処理装置において、生ゴミを収容し発酵させて分解処理する処理槽と、上記処理槽の前壁及び後壁を貫通し且つ回転可能に支持された、一端が開口され他端が封止された中空部を有する中空回転軸と、上記中空回転軸の上記一端に気密的に連通し、上記中空回転軸の中空部に空気を供給する空気供給管と、上記中空回転軸に長手方向に間隔をおいて突設され、上記中空回転軸の中空部に連通し、上記空気供給管から上記中空回転軸の中空部に供給される空気を処理槽内に供給する複数の空気供給ノズルと、上記中空回転軸に取付けられた撹拌羽根と、上記中空回転軸を伝動機構を介して回転駆動する電動機とを具備することを特徴とする生ゴミ分解処理装置を提供する。
【００１０】そして、上記撹拌羽根は、上記空気供給ノズルに形成してもよい。
【００１１】そして、上記電動機は、空気供給ノズルが処理槽内で下方に向かった状態で、停止するように制御される。
【００１２】そして、上記電動機により中空回転軸を回転駆動する伝動機構は、上記中空回転軸の端部が固着されたスプロケットを有し、該スプロケットに取付けられたドッグが処理槽の静止フレームに付設されたスイッチを動作させることにより、上記電動機が、空気供給ノズルが処理槽内で下方に向かった状態で停止するように制御される。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を実施例に基づいて図面を参照にして説明する。図２〜図４は、本発明の実施例である生ゴミ分解処理装置の全体構成を説明する図である。生ゴミ処理装置１は、箱状のフレーム内に、図２に示すように処理槽２、熱交換器３、凝縮排水器４、吸気ポンプ５、排気ポンプ６、消臭器７及び電動機等がフレーム８内に配設されている。
【００１４】処理槽は、フレーム８の一部が前部隔壁９、後部隔壁１０及び湾曲状の底壁１１により仕切られて構成されており、処理槽の上部開口１２には蓋１３が開閉可能に取付けられている。上部開口１２の周縁にはゴム材等で形成されたシール材が付設されており、蓋１３が気密的に閉じられ、処理槽から発生する臭気が外部へ漏れることを防ぐように構成されている。
【００１５】この処理槽２には、処理される生ゴミとチップ材が投入される。チップ材は、木材を細かく粉砕して形成された木屑状のものであり、微生物の着床材としの機能を有し、発酵を促進する。
【００１６】処理槽２の底壁１１外面に均等に貼り付けられた電気ヒータ線１４から構成される温度制御の可能な加熱器が配設されている。この加熱器により、処理槽２は、例えば、５０〜６０度Ｃに加熱され、生ゴミの発酵、分解が促進されるように構成されている。
【００１７】処理槽２の中央部には、前部隔壁９及び後部隔壁１０を貫通し前後方向に伸びるように、中空回転軸１５が設けられている。中空回転軸１５は、前端が封止され後端が開口した中空部１６を有し、その前後端部において、前部隔壁９及び後部隔壁１０に夫々ベアリング１７、１８により回転可能に取付けられている。
【００１８】中空回転軸１５には、処理槽２内に収容された生ゴミ及びチップ材を撹拌する複数の撹拌羽根１９が前後方向に間隔をおいて取付けられている。なお、この撹拌羽根は、後記する空気供給ノズル２０の側面に、取付けたり一体に形成してもよい。
【００１９】中空回転軸１５は、その前端部にスプロケット２１が固着されており、電動機２２によりベルト２３を介して回転駆動される。電動機２２は、後述する電動機２２の制御回路のタイマーにより、例えば、１０分間回転してから１時間停止、というように予め設定された時間間隔で回転、停止を繰り返し、回転時には中空回転軸１５及び撹拌羽根を回転させて、処理槽２内の生ゴミ及びチップ材を撹拌する。
【００２０】中空回転軸１５の一側面に長手方向に一直線上に間隔をおいてねじ孔２４が形成されており、このねじ孔２４に給気ノズルパイプの一端に形成されたねじ部２５が螺着され、空気供給用の複数の給気ノズルパイプが前後方向に間隔をおいて、中空回転軸１５の中空部１６に連通するように取付けられている。これにより、中空回転軸１５の中空部１６に供給される空気は、複数の給気ノズルパイプの夫々から処理槽２内に空気を供給することができる。
【００２１】本発明では、電動機２２の制御回路により給気ノズルパイプが下方に向いた状態で中空回転軸１５が停止するように構成されている。この構成を次に説明する。前部隔壁９には取付ブラケット２６を介し後述する作用をするリミットスイッチ２７が設けられている。
【００２２】一方、リミットスイッチ２７のアクチュエータ２８を押圧してリミットスイッチ２７を作動させるドッグ２９が、スプロケット２１の外面に取付けられている。ドッグ２９の取付位置は、中空回転軸１５の回転に伴って回転する給気ノズルの先端が最下点にくるタイミングでドッグ２９がリミットスイッチ２７のアクチュエータ２８を押圧するような位置である。
【００２３】図６（ａ）及び（ｂ）において、ドッグ２９は、取付けベース部３０と作動突起３１とから一体に構成されている。取付けベース部３０はスプロケット２１の円周方向に沿って湾曲状に形成された調整用長孔が形成されている。ドッグ２９のスプロケット２１への取付けは調整用長孔３２を通してねじ３３をスプロケット２１のねじ孔に螺着することにより、ドッグ２９をスプロケット２１の円周方向に調整可能に固着できる。
【００２４】図５は、本発明の中空回転軸１５を回転する電動機２２の制御回路の一例を示す。電源に、電源ラインＬ１、Ｌ２が接続され、電源ラインＬ１には、主スイッチＳが接続されている。電源ラインＬ１、Ｌ２間に、タイマーＴ１のａ接点Ｔ１１、タイマーＴ２のｂ接点Ｔ２１、及びリレーコイルＲ１から成る直列回路が接続されている。又、電源ラインＬ１、Ｌ２間に、リレーコイルＲ１のａ接点Ｒ１１とタイマーＴ２から成る直列回路が接続されている。ａ接点Ｒ１１、ｂ接点Ｔ２１、及びリレーコイルＲ１は直列回路として接続され、ａ接点Ｔ１１が閉じることにより、自己保持回路を形成する。
【００２５】電源ラインＬ１、Ｌ２間に、タイマーＴ１と電動機Ｍ（電動機２７の回路における符号。）の並列回路が、リレーコイルＲ１のｂ接点Ｒ１２と、直列に接続されている。又、電源ラインＬ１、Ｌ２間に、タイマーＴ１のｂ接点Ｔ１２とリレーコイルＲ２とから成る直列回路が接続されている。又、電源ラインＬ１、Ｌ２間に、リミットスイッチ２７のｂ接点ＬＭ、リレーＲ２のａ接点Ｒ２１、Ｒ２２及びリレーコイルＲ２とから成る直列回路が接続され、タイマーＴ１２が閉じることにより自己保持回路を形成する。又、リミットスイッチ２７のｂ接点ＬＭ、リレーＲ２のａ接点Ｒ２１及び電動機Ｍは直列回路を構成している。
【００２６】タイマーＴ１は電動機２２が回転して撹拌羽根を回転する時間であり、例えば１０分間といように予め所定の時間に設定する。又、タイマーＴ２は、電動機２２が回転せず撹拌羽根を回転しない時間であり、例えば、１時間というように予め所定の時間に設定される。
【００２７】処理槽２の内壁面に取付けられ、処理槽２内を前後方向に伸び後部隔壁１０を貫通して後方に伸びる一又は二以上の排気ダクト３４が配設されている。排気ダクト３４の側面には複数の排気孔３５が前後方向に間隔をおいて形成されており、処理槽２内で発生した水蒸気を排気ダクト３４から処理槽２の外に配設された排気管３６に排気するように構成されている。
【００２８】熱交換器３は、処理槽２の下方かつ側方の位置にフレーム８の底壁４２上に配設されており、前後方向に伸びる円筒状の熱交換ケース３７を有する。熱交換ケース３７の後端部には外部から空気を取り入れる吸気ポンプ５を介して空気吸入管３８が連通するように取付けられている。そして熱交換器３ケース内を前後方向に貫通して排気管３６が配設され、この排気管３６はさらに凝縮排水器４に連通される。
【００２９】熱交換器３の前端部には空気供給管３９の基端が連通するように取付けられている。空気供給管３９は処理槽２の下方を後方に伸び、その先端が中空回転軸１５の後端において中空部１６に連通するようにシール４０を介して気密的に嵌合される。即ち、空気供給管３９と中空回転軸１５は互いにシール４０により気密的に連通可能であるが、静置された空気供給管３９に対して中空回転軸１５は回転可能に取り付けられている。
【００３０】この熱交換器３において、排気管３６を流れる水蒸気により外部から空気吸入管３８を通して取り入れた空気が加熱され、空気供給管３９、中空回転軸１５及び給気ノズルを通して処理槽２内に加熱された空気を送ることができ、処理槽２内で発生した水蒸気の排熱を有効利用できる。
【００３１】凝縮排水器４は、熱交換器３に連接して配置されており、その機能は熱交換器３を通して冷却された水蒸気に含まれる水分を凝縮し、排水管４１により下水溝等に排水するものである。
【００３２】排気ポンプ６は、フレーム８内の前方スペースの底壁４２に配設され、凝縮排水器４及び消臭器７に夫々排気管４３、４４を介して連通し、凝縮排水器４から乾燥した水蒸気を吸引し、これを消臭器７に送る。
【００３３】消臭器７は、フレーム８内の前方スペースにおける排気ポンプ６の反対側にフレーム８の側壁４５にブラケット４６により設けられ、排気に含まれる臭気成分を除去して排気管４７より外部へ排気する。消臭器７はいろいろな形式がすでに知られているところであるが、本発明では消臭器７自体の構成は特徴とする点ではないので説明は省略する。
【００３４】以上の構成の本発明の上記実施例の作用について以下説明する。処理されるべき生ゴミは、処理槽２の蓋１３を開いて投入され、さらにチップ材が投入される。そして、電気ヒータのスイッチを入れて、加熱器により処理槽２全体が約６０度Ｃに加熱される。又、吸気ポンプ５及び排気ポンプ６を夫々駆動する電動機２２のスイッチを閉じ、吸気ポンプ５及び排気ポンプ６の作動を開始する。
【００３５】そして、中空回転軸１５を回転する電動機２２の制御回路の動作については、後で詳細に説明するが、この制御回路において、スイッチＳを入れると、電動機２２が作動して、ベルト２３及びスプロケット２１を介して中空回転軸１５を１分に１〜１．５回程度で回動させ、これにより撹拌羽根が回転を開始し、処理槽２内の生ゴミ及びチップ材を撹拌する。
【００３６】この状態で予め設定された撹拌動作時間、例えば１０分経過すると後述する制御回路により、中空回転軸１５が、複数の空気供給ノズル２０が一斉に下方に向くように停止する。そして、予め設定された撹拌停止時間、例えば１時間を経過すると電動機２２の回転を再開するようにする。このように、撹拌作動と撹拌停止を予め設定された時間間隔をもって繰り返し行なわせるようにする。
【００３７】生ゴミは投入後処理槽２内で徐々に発酵していく。生ゴミ内にチップ材を介装することにより微生物の着床状態を向上させ、発酵状態は促進される。生ゴミが発酵することにより水蒸気が生じ処理槽２内に充満するが、排気ポンプ６により、処理槽２内に配設された排気管３６の複数の排気孔３５から排気され、熱交換器３内に送られ、ここで吸気管から熱交換器３のケース内に導入された空気を加熱する。
【００３８】処理槽から排出された水蒸気自体は熱交換器３内で冷却され、凝縮排水器４内で水分が凝縮されて排水管４１から下水道溝等に排水される。水分の大部分が除去された水蒸気は、排気ポンプ６を介して消臭器７により消臭されて排気管４７から排気される。
【００３９】熱交換器３内で加熱された空気は、空気供給管３９から中空回転軸１５の中空部１６内に送られ、複数の給気ノズルの先端から処理槽内に送気される。撹拌停止期間では、電動機２２の制御回路の動作により給気ノズルは処理槽の底壁１１に向け下方に向けられて停止され、給気ノズルの先端から空気を、処理槽内の生ゴミ及びチップ材内にその下方から送り込むこととなり、生ゴミ及びチップ材の全体に均等に十分行き渡り、生ゴミ及びチップ材の全体、かつ均等に空気に触れることとなり発酵が促進される。又、給気ノズルの先端は下方に向いているので、生ゴミやチップ材が重力作用によりノズルの先端開口に入り込んでつまるようなことが防止される。
【００４０】このようにして、処理槽内で１０数時間経過すると、処理槽内の生ゴミは発酵し、その大部分は水と炭酸ガスに分解され、その残滓の体積は処理前の投入時の体積の１／１００程度に減少し、しかも乾燥しさらさらした状態となる。このような残滓は、処理槽の上部開口１２から電気掃除機あるいは同様のバキューム管を差し込んで吸引排除することができる。又は、処理槽の後部隔壁１０に処理槽の底部に連通する排出孔を設けて、掻き出し棒で掻き出すようにしてもよい。
【００４１】ここで電動機２２の制御回路の動作を説明する。主スイッチＳを閉じると、電源ラインＬ１、ｂ接点Ｒ１２、電動機Ｍ、電源ラインＬ２に電流が流れ電動機Ｍが始動し撹拌羽根による撹拌動作が開始する。同時に、電源ラインＬ１、ｂ接点Ｒ１２、タイマーＴ１、電源ラインＬ２に電流が流れタイマーＴ１の作動が開始する。
【００４２】タイマーＴ１で設定された時間（例えば、１０分間）が経過すると、タイマーＴ１のａ接点Ｔ１１が閉じ、電源ラインＬ１、Ｔ１１、Ｔ２１、リレーＲ１に電流が流れ、リレーＲ１が作動してリレーＲ１のａ接点Ｒ１１を閉じて、Ｒ１１、Ｔ２１、Ｒ１の自己保持回路が形成され、タイマーＴ２が始動する。同時に、リレーＲ１のｂ接点Ｒ１２を開き、タイマーＴ１及び電動機Ｍの回路への電流が停止する。しかし、同時にタイマーＴ１のａ接点Ｔ１２が閉じリレーコイルＲ２に電流が流れるので、リレーコイルＲ２のａ接点Ｒ２１、Ｒ２２が閉じ、電源ラインＬ１、リミットスイッチ２７のｂ接点ＬＭ、ａ接点Ｒ２１、Ｒ２２及びリレーＲ２の自己保持回路が形成されるから、電動機Ｍは引き続き回転する。
【００４３】電動機Ｍが暫く回転を続けるが、中空回転軸１５の給気ノズルが略最下方に向いたタイミングにおいてスプロケット２１のドッグ２９がリミットスイッチ２７のアクチュエータ２８を押圧し、リミットスイッチ２７のｂ接点ＬＭを開く。すると、自己保持回路の自己保持が解放されリレーコイルＲ２のａ接点Ｒ２１、Ｒ２２が開き、電動機Ｍは停止する。これにより、複数の給気ノズルは略最下方に向いた状態で一斉に停止する。
【００４４】撹拌羽根は、ゆっくりと回転し撹拌するので電動機２２は電流が流れなくなると、慣性回転を殆どすることなく停止する。若干慣性回転をする場合は、ドッグ２９の取付け位置を調整して給気ノズルの先端が最下方にくる寸前で電動機Ｍが停止するようにすればよい。
【００４５】なお、処理槽の構造によっては、給気ノズルが真下に向いているより若干真下からずれた方向に向いている場合の方が給気ノズルから空気が十分行き渡るような場合はドッグ２９の取付位置を調整して最適位置に調整すればよい。
【００４６】電動機Ｍが停止し、撹拌動作が停止した状態が続き、タイマーＴ２で設定された時間（例えば、１時間）が経過すると、タイマーＴ２のｂ接点Ｔ２１が開き、リレーＲ１のａ接点Ｒ１１、タイマーＴ２のｂ接点Ｔ２１、リレーコイルＲ１から成る自己保持回路を解放する。リレーコイルＲ１の作動が停止し、リレーコイルＲ１のａ接点Ｒ１１を開き、リレーコイルＲ１のｂ接点Ｒ１２を復帰して閉じる。これにより、再度タイマーＴ１が始動し、電動機Ｍの回転を開始する。
【００４７】このように、タイマーＴ１で予め設定された時間だけ電動機Ｍ及び撹拌羽根が作動し、タイマーＴ２で予め設定された時間電動機Ｍ及び撹拌羽根が停止するサイクルが繰り返される。そして、１０数時間経過して処理槽での生ゴミの分解、処理が完了するか、それ以前の段階で主スイッチＳを開くと、この電動機Ｍのサイクルが完了する。
【００４８】なお、以上の実施例では、電動機Ｍで中空回転軸１５を回転したが、電動機Ｍでなくても、油圧モータ、熱機関のような原動機により中空回転軸１５を回転させてもよい。又、空気供給ノズル２０は、その先端に空気供給用の開口が形成されていなくても、その側面に、中空ノズルが下方に向けられて停止された場合に下方に向くように斜に形成された一つ又は複数の空気供給用の開口を形成してもよい。
【００４９】
【発明の効果】本発明は以上のような構成を採用することにより次のような効果を奏する。第１に、熱交換器内で加熱された空気を中空回転軸を通して供給し、さらに中空回転軸に連通して取付けられた複数の給気ノズルの先端から処理槽内に供給する構成を採用したので、給気のための構造が簡単となり製造コストも安価となる。
【００５０】第２に、撹拌停止期間は、タイマーにより撹拌期間より通常は数倍長く設定されるが、この撹拌停止期間において、給気ノズルの先端は処理槽の底壁に向け下方に向けられて停止されるようにしたので、給気ノズルの先端から送気される空気は、処理槽内の生ゴミ及びチップ材内にその下方から送り込むこととなり、生ゴミ及びチップ材の全体に均等に十分行き渡り発酵が促進される。
【００５１】第３に、撹拌停止期間は、撹拌期間より通常は数倍長く設定されるが、この撹拌停止期間は、給気ノズルの先端は処理槽の底壁に向けられて停止されているから、生ゴミやチップ材が重力作用によりノズルの先端開口に入り込んでつまるようなことが防止される。
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| 【出願人】 |
【識別番号】３９８００２４２２
【氏名又は名称】株式会社北島産業電機
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）２月２４日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】光田 敦
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| 【公開番号】 |
特開平１１−２３９７７９ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）９月７日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−６０６２９ |
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