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【発明の名称】 厨芥処理機
【発明者】 【氏名】西田 博史

【氏名】林田 幸雄

【氏名】三島 基道

【氏名】津永 久夫
【要約】 【課題】従来の厨芥処理機は、厨芥処理機が臭いの発生源となるという問題がある。つまり処理前処理後の厨芥をためている間に厨芥が腐敗し、この腐敗臭が問題となるものである。

【解決手段】厨芥を乾燥する乾燥室１と、乾燥室１内で熱風を循環して厨芥を乾燥させる熱風発生手段と、乾燥室１からの排気を触媒によって酸化分解により脱臭する脱臭部１３と、乾燥室１内に外気を導入する空気取り入れ口１２を備え、乾燥室１から発生する乾燥厨芥の臭気を脱臭部１３で酸化分解により脱臭する行程で、外気を導入する空気取り入れ口１２から、酸化反応に必要な酸素を含む空気を効果的に取り入れる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 厨芥を乾燥する乾燥室と、前記乾燥室内で熱風を循環して厨芥を乾燥させる熱風発生手段と、前記乾燥室からの排気を触媒によって酸化分解により脱臭する脱臭部と、前記乾燥室内に外気を導入する空気取り入れ口を備えた厨芥処理機。
【請求項２】 脱臭部は触媒を加熱する触媒加熱用ヒータを有する請求項１に記載した厨芥処理機。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般家庭や業務用として使用される生ゴミ、つまり厨芥を処理する厨芥処理機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、台所で発生する厨芥は、粉砕してそのまま下水へ流すディスポーザや、粉砕脱水して回収する生ゴミ脱水機、マイクロ波やヒータや蒸気などの加熱手段を用いて厨芥を完全に焼却処理あるいは乾燥処理して回収する厨芥処理機を使用して処理している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】これら従来の厨芥処理機は、以下のような課題を有している。ディスポーザは処理廃水のＢＯＤが著しく高く、下水処理場に負担をかけることになる。日本の下水道の普及率が低い現状を考えると、適当な処理方法とはいえない。
【０００４】生ゴミ脱水機は、回収した粉砕厨芥に処理を施していないので腐敗しやすく、悪臭の原因、または害虫や病原菌の発生の原因となるおそれがある。
【０００５】加熱手段を用いた厨芥処理機は、焼却や乾燥によって無害化・無臭化・減量化処理を施し、前記の問題を解決してはいるが、新たに次のような課題を生じている。第一に、焼却処理のためには高温に耐える構成が必要であり、極めて高い耐久性と安全性が装置に要求される。第二に、乾燥処理だけで焼却はしない方式の場合においても、加熱処理時には一時的に厨芥から多量の臭気と蒸気とが発生するという問題がある。このため、装置を屋内に設置するためには排気設備が必要で大がかりな設備機器になってしまう。
【０００６】また従来の厨芥処理機に共通する課題として、厨芥処理機が臭いの発生源となるという問題がある。つまり処理前処理後の厨芥をためている間に厨芥が腐敗し、この腐敗臭が問題となるものである。
【０００７】本発明は以上のような従来の構成が有している解決しようとするものであって、腐敗臭の発生のない、屋内で使用できる厨芥処理機を提供することを第一の目的としている。また前記第位置の目的を一層確実に達成することができる第二の手段を提供することを第二の目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記従来の課題を解決するために、本発明の厨芥処理機は、厨芥を乾燥する乾燥室と、前記乾燥室内で熱風を循環して厨芥を乾燥させる熱風発生手段と、前記乾燥室からの排気を触媒によって酸化分解により脱臭する脱臭部と、前記乾燥室内に外気を導入する空気取り入れ口を備えたものである。これにより、乾燥室から発生する乾燥厨芥の臭気を脱臭部で酸化分解により脱臭する行程で、外気を導入する空気取り入れ口から、酸化反応に必要な酸素を含む空気を効果的に取り入れることができるため、酸化分解を促進でき、脱臭効率を上げることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】請求項１記載の発明は、厨芥を乾燥する乾燥室と、前記乾燥室内で熱風を循環して厨芥を乾燥させる熱風発生手段と、前記乾燥室からの排気を触媒によって酸化分解により脱臭する脱臭部と、前記乾燥室内に外気を導入する空気取り入れ口を備えたことにより、乾燥室から発生する乾燥厨芥の臭気を脱臭部で酸化分解により脱臭する行程で、外気を導入する空気取り入れ口から、酸化反応に必要な酸素を含む空気を効果的に取り入れることができるため、酸化分解を促進でき、脱臭効率を上げることができる。
【００１０】請求項２記載の発明は、脱臭部は触媒を加熱する触媒加熱用ヒータを有することによって、触媒を活性化する温度に高めることができ、より一層脱臭効率を高めることができ、かつ、脱臭性能を低下させることなく常に優れた脱臭効果を得ることができる。
【００１１】
【実施例】以下本発明の一実施例を図１・図２に基づいて説明する。図１・図２において、１は厨芥を乾燥する乾燥室であり、内部に厨芥を入れるゴミ容器２，底部に熱風吹出口３を備え、蓋４によって密閉できる。前記ゴミ容器２は、乾燥室１と脱着可能となっている。また、通気可能な材質、例えばメッシュ構造をなしており、熱風吹出口３から出てくる熱風が直接内部の厨芥に当たることができる。５は加熱部であり、ヒータ６及びゼオライト・活性炭から選択される１種または２種から成る吸着材７から構成している。８は厨芥を乾燥するための空気を送風するファンなどで構成された送風部であり、この送風部８から送られる風が前記加熱部５によって加熱され熱風となり、前記熱風吹出口３を通って前記乾燥室１の中へ送り込まれる構成となっている。すなわち、送風部８と、この空気を加熱する加熱部５とから熱風発生手段を構成している。９は厨芥から発生する蒸気を噴くんだガスを凝縮して水分を除去する凝縮手段であり、フィンチューブ及び冷却ファンなどで構成されていて、前記乾燥室１内で発生する蒸気を冷却によって凝縮除去する機能を持つ。凝縮手段９で冷却凝縮された水分は、ドレンホース１０を通って外部へ排出される。真たこの凝縮手段９は前記送風部８と通じており、凝縮手段９を通ったガスを再び送風部８に送る循環経路を構成している。１１はこの循環経路中に設けた空気取り入れ口であり、外気を吸入して乾燥室１内に外気を供給する。この吸入は、前記送風部８を構成するファンの吸い込む圧力及び前記凝縮手段９内において蒸気が凝縮するときに生ずる負圧によって自然に行われる。１２は同様に循環経路中に設けた空気排出口であり、前記送風部８を構成するファンの吹き出す圧力及び前記加熱部５で発生する熱の膨張圧によって、自然に外部へ空気を排出する。１３は脱臭部であり、触媒加熱用ヒータ１４及びハニカム状の触媒１５で構成されている。本実施例では触媒１５は、白金属金属を活性アルミナなどに担持したものを使用している。前記空気排出口１２より排出されたガスは、この脱臭部１３で脱臭され外部へ排出される。
【００１２】以下本実施例の動作について説明する。使用者はゴミ容器２に厨芥を入れ、乾燥室１にセットする。このゴミ容器２は、本機器とは脱着可能であり、使用者は厨芥を本機器まで運ぶ必要はなく、厨芥の発生する場所でこのゴミ容器２に厨芥を投入してから本機器にセットできるので、使い勝手がよい。こうして使用者が蓋４を閉じて図示していないスイッチをオンすると、図示していない制御装置が作用して、送風部８を構成するファン、凝縮手段９を構成する冷却ファン、ヒータ６及び触媒加熱用ヒータ１４が通電される。送風部８及び加熱部５によって生じた熱風は、熱風吹出口３を通って乾燥１内に入り、ゴミ容器２内の厨芥を乾燥する。ゴミ容器２はメッシュ構造となっており、内部の厨芥は均等に乾燥される。このときの熱風の温度は、高いほど乾燥時間が短くなるが、程度を過ごすと厨芥が炭化しやすくなる。厨芥が炭化してしまうと、焦げ臭や煙が発生して脱臭が困難となる。またビニール袋類などが混入した場合は、塩素系のガスが発生する危険性がある。従って本実施例ではこの熱風の温度は熱風吹出口３近傍で１５０℃程度としている。また熱風の流速は大きいほど乾燥時間は短くなるが、騒音等の問題があるので、本実施例では５ｌｉｔｔｅｒ／ｓｅｃとした。このような温度と流速を実現するには６００〜７００Ｗの電力を要する。またこのゴミ容器２内の厨芥は、撹拌等の手段によって厨芥を流動的にして表面積を大きくすると効率の良い乾燥が得られるが、本発明では乾燥効率の良い方法に言及するものではない。
【００１３】乾燥室１内で厨芥より発生したガスは、多量の蒸気を含みながら凝縮手段９に達する。凝縮手段９では、ガスは冷却され蒸気は凝縮する。このとき発生する凝縮水は、厨芥１ｋｇの場合（４人家族が１日に排出する生ゴミの量の平均であり、魚、獣肉、野菜、果物、穀物等をある一定の割合の組成として構成している。本実施例では以降、厨芥１ｋｇをこのような成分の厨芥として表す）、５００〜７００ｃｍ3ほどになり、ドレンホース１０から流れ落ちる。ここで冷却方式を空冷式ではなく水冷式にすると水の配管設備など機構的に複雑となってしまうが、水冷式の方が冷却効果が高いし凝縮したときに発生する凝縮水を冷却用の冷却水の排水と一緒に流すことが可能であり使い勝手がよい。
【００１４】このようにして水分を凝縮除去され乾いたガスは、約５０℃の温度で再び送風部８及び加熱部５へと循環し、熱風となって再び厨芥の乾燥を行うことになる。この場アイホン実施例では、送風部８を凝縮手段９の下流側で、かつ加熱部５の上流側に設置している。こうして送風部８の温度をこの循環経路内で最も低温とし、送風部８を構成するファンが最も温度の影響を受けない位置としている。このような循環熱風乾燥方法で乾燥すると、厨芥は約３〜４時間で乾燥を終える。
【００１５】前記乾燥工程では、厨芥からは臭気成分が発生する。この臭気成分は、触媒酸化方式で脱臭することが最も好ましい。なぜなら厨芥から発生する臭気成分はほとんどは有機物であり、有機物は酸化するだけて水と二酸化炭素に分解され、無害で無臭の気体に変わるからである。この臭気は厨芥１ｋｇでメタンに換算して総量６〜８ｌｉｔｔｅｒになるが、これを酸化するためには酸素を１２〜１６ｌｉｔｔｅｒ、空気にして１００ｌｉｔｔｅｒ程度が必要である。そこで本実施例では、この助燃用空気を処理時間３〜４時間の間に補給するため、前記した空気取り入れ口１１を設けている。本実施例ではこの空気取り入れ口１１を、送風部８の上流側つまりファンの吸い込み側、凝縮手段９の下流側に設けている。こうしてこの場所が負圧になることを利用して、自然に外気を取り込むようにしているものである。この場合、送風部８を構成するファンとして圧力タイプのターボファンを使用すると、負圧が生じやすいので有効な手段といえる。また、この空気取り入れ口１１の孔の大きさは重要で、本実施例では送風部８の風速を５ｌｉｔｔｅｒ／ｓｅｃに、空気取り入れ口１１を穿つパイプの内径を３６ｍｍとし、空気取り入れ口１１の穴径を３ｍｍとしている。この条件で取り入れた空気量は３時間で１０５ｌｉｔｔｅｒ（１ｃｍ3／ｓｅｃ）となり、必要な空気量を得ることができた。
【００１６】次に臭気成分について詳しく述べる。循環経路内の臭気を含んだガスは、前記空気排出口１２を通って循環経路外の脱臭部１３へと排出される。この空気排出口１２の位置は、本実施例では加熱部５の上流側でかつ乾燥室１の下流側としている。この理由は、第一には、この位置は加熱部５の熱による膨張圧及び前記送風発生部８を構成するファンの吹き出す圧力によって、その位置の循環経路の内圧が高くなっていて、逆流することなく外へガスを排出できるからである。第二には、この位置は循環経路内のガスの温度が最も高くかつ湿度が低いためである。つまり、酸化分解による脱臭が容易となるものである。また第三には、この位置の循環経路内のガスの濃度が低いためである。つまり、凝縮手段８で臭気成分を蒸気と共に凝縮してある程度除去した後であるため、比較的臭気濃度が低く、なお一層脱臭が容易となるものである。この空気排出口１２から排出されたガスは、脱臭部１３において、触媒加熱用ヒータ１４で加熱された触媒１５によって酸化脱臭される。この触媒１５を通過するガスの流速は、本実施例では１ｃｍ3／ｓｅｃであり、触媒１５の体積は１０ｃｍ3 もあれば十分である。つまり、極めて小さい触媒で脱臭することが可能である。もし脱臭部１３を乾燥室１より排気されるガスを直接脱臭する構成とすれば（この方法が一般的である）、熱風の流速を小さく見積もって１ｌｉｔｔｅｒ／ｓｅｃ（これ以上小さいと乾燥時間が著しく延びる）としても、触媒の体積は１．５ｌｉｔｔｅｒ以上が必要となる。本実施例の触媒１５の構成は非常に有効な手段といえる。本実施例では触媒１５として白金族金属を活性アルミナなどに担持したものを使用したが、特に触媒の種類を限定するものではない。この触媒１５を４００℃に加熱し、ガス中のＴＨＣ（全炭化水素：臭気成分の濃度を近似的に表した指数といえる）を測定したところ、脱臭前から脱臭後の浄化率を９９％以上とすることができた。また官能評価を行っても何ら問題はなかった。
【００１７】以上のようにして乾燥を終えると、図示していない温度センサーが乾燥終了を検知し、制御装置が作用して図示していないスイッチが切れる。使用者はその後蓋４を開けてゴミ容器２を取り出し、内部の乾燥した厨芥を廃棄すればよい。この乾燥した厨芥は、元の厨芥重量１ｋｇに対して約２００ｇであり、水分がないため、腐敗が進行することはない。このため、本来不快だった厨芥の取り扱いが楽になる。
【００１８】しかしこの乾燥厨芥は捨てずに機器内に入れたままにしたり、あるいは乾燥前の生の厨芥を機器に投入したままにしておくと、厨芥からは臭いが発生する。本実施例では図１に示しているように、加熱器５内に吸着材７を組み込んで、発生する臭いを脱臭しいる。この場合、送風部８のファンを運転して臭気を強制的に循環経路内に循環させ吸着材７に接触させると、なお一層効果的に脱臭できるものである。しかし、一般的には吸着材には寿命がある。つまり吸着可能な容量以上の臭気を吸着することはできないからである。史貸本実施例では、吸着材７はヒータ６の近傍に組み込まれていて、処理を行う度に加熱されるようになっている。吸着材７は加熱されると吸着した臭気を脱着し、吸着容量を回復するものである。従って本実施例の構成とすれば、寿命がつきることはなく、いつまでの使用できるものである。吸着剤７としては本実施例ではゼオライト及び活性炭を使用している。つまり、ゼオライトが吸着しやすい臭い分子は分子量が小さく極性のある分子であり、活性炭が吸着しやすい臭い分子は分子量が大きく極性のない分子であり、この２つの吸着材を組み合わせて使用すればほとんどの臭い分子を吸着することが可能となるものである。ただし、活性炭は加熱による再生のときに温度が高いと燃えてしまうことがあるし、逆にゼオライトは高温にしないと臭気は脱着しないので、加熱の際の低温側に活性炭、高温が和にゼオライトを配置するべきである。ただし、本実施例では吸着材７にハニカム状のゼオライトだけを使用したが、臭いの官能検査の結果、処理をしない通常の状態での機器周辺の臭いはほとんどなくなった。
【００１９】
【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によれば、酸化反応に必要な酸素を含む空気を効率的に取り入れることができるため、酸化分解を促進でき、効果的に脱臭が行え、腐敗臭の発生のない、屋内で使用できる厨芥処理機を提供することができる。
【００２０】また請求項２記載の発明によれば、完全に脱臭処理でき、かつ脱臭性能を低下させることなく常に優れた脱臭効果を得ることができる厨芥処理機の提供が可能となる。
【出願人】 【識別番号】０００００５８２１
【氏名又は名称】松下電器産業株式会社
【出願日】 平成４年１月１６日（１９９２．１．１６）
【代理人】 【識別番号】１０００９７４４５
【弁理士】
【氏名又は名称】岩橋 文雄 （外２名）
【公開番号】 特開２００１−１９４０６３（Ｐ２００１−１９４０６３Ａ）
【公開日】 平成１３年７月１７日（２００１．７．１７）
【出願番号】 特願２０００−３５９０１６（Ｐ２０００−３５９０１６）