JP2005152786A - 生ごみ処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】生ごみを確実に細かく剪断破砕することができ、生ごみと微生物とを均一に攪拌することができ、処理装置内の温度分布と湿度分布を均一にでき、それにより微生物の有効な分解処理を行うことができる生ごみ処理装置を提供する。
【解決手段】円筒形状の回転ドラム５の内側面に内方に向けて攪拌プレート１２を突出形成し、回転ドラム５に管状の破砕軸６を貫装し、その破砕軸６の側面に、破砕翼１３を放射状に形成すると共に、蒸気や温風を供給可能な通気孔６ａを設け、破砕軸６の一端を蒸気供給排出制御装置と接続し、他端を温風供給装置と接続して、回転ドラム５を回転させながら、回転ドラム５内の温度と湿度とを微生物が活動しやすい条件に制御し、且つ、回転ドラム５よりも高速に破砕軸６を回転させ、生ごみと微生物とを均一に攪拌しながら、生ごみを細かく剪断破砕して生ごみの分解処理を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、家庭、飲食店、ホテル・旅館、食品加工場などで発生する残飯や調理残屑などの生ごみを、微生物を利用して分解する生ごみ処理装置に関するものである。

従来技術として、例えば、攪拌棒を備えた攪拌機を生ごみ収容器内に設けた生ごみの破砕乾燥装置において、前記攪拌棒の先端に剪断刃を取り付けると共に、該剪断刃の攪拌回転方向に沿って前記生ごみ収容器の内側面に固定刃を設け、該固定刃に対し前記剪断刃を斜めの状態で攪拌回転するように配設し、前記固定刃付近に温風を送る温風機を設けたことを特徴とする生ごみの破砕乾燥装置がある（特許文献１参照）。

また、微生物を利用して生ごみを分解処理する生ごみ処理装置として、例えば、密閉容器内の上端に生ごみ投入口を設け、該投入口の底部に搬送スクリューを備えたドレインを配置し、該ドレインの延長部が仮想水平破砕軸の周りを回転する円筒ドラムからなる微生物処理槽内に導入され、生ごみが、処理槽内で、一定時間微生物を付着させた発酵処理緩衝材と共に攪拌され分解処理されるようにした、生ごみ処理機がある。また、この生ごみ処理機は、ヒータを含む空気調和装置の吹出し口が処理槽槽内へ向けて開口されており、さらに、処理機内の余剰水を濾過して処理槽内に散水するノズルが処理槽槽内へ向けて開口するよう配置されている（特許文献１参照）。
特開２００１−１６２２６０号公報 特開２００２−１５９９４５号公報

生ごみを短時間で分解処理するためには、微生物を利用した分解処理が必要であり、微生物が活動しやすい適度な温度と湿度が必要である。上記特許文献１では、破砕した生ごみを乾燥させるための温風装置が設けられているが、湿度（水分）の供給手段が無く、微生物の利用には不適である。また、駆動モータにより回転する破砕軸に複数の攪拌棒が放射状に取り付けられ、さらに攪拌棒の先端に攪拌棒の長手方向に対し所定の角度で斜交する剪断刃が形成されており、強度的に弱く攪拌棒が折れやすいという構造的な問題がある。

また、上記特許文献１に示すような形態の生ごみ処理装置が市販されているが、破砕軸の回転数が遅く、生ごみを充分に破砕することができないという問題がある。

また、上記特許文献２では、搬送スクリューの回転によって円筒ドラム内に投入された生ごみは、円筒ドラムの回転のみによって攪拌されるため、微生物が混入された生ごみの攪拌が不十分になり、従って、微生物による生ごみの分解作用が不均一になり、生ごみの充分な分解ができないという問題がある。また、空気調和装置の吹出し口や散水ノズルが、装置の一端部から内部に向けて開口された状態に取り付けられるため、処理機内の温度分布や湿度分布が不均一になり、従って、微生物による生ごみの分解作用が不均一になり、生ごみの充分な分解ができないという問題がある。

本発明は、以上のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、生ごみを確実に細かく剪断破砕することができ、この剪断破砕された生ごみと混入された微生物とを均一に攪拌することができ、処理装置内の温度分布と湿度分布を均一にでき、それにより微生物の有効な分解処理を行うことができる生ごみ処理装置を提供することを目的とするものである。

このため本発明は、円筒形状の回転ドラムと該回転ドラムの回転駆動手段を有し、前記回転ドラムを回転させながら微生物を利用して生ごみの分解処理を行う生ごみ処理装置であって、前記回転ドラムの内側面に回転ドラム内方に向けて突出形成された攪拌用の攪拌プレートと、前記回転ドラムに貫装され、側面に複数の通気孔が穿孔された管状の破砕軸と、該破砕軸に放射状に取り付けられた破砕翼と、前記破砕軸を前記回転ドラムよりも高速に回転させる破砕軸の回転駆動手段とを備えたことを第１の特徴とする。

また、請求項１記載の生ごみ処理装置において、前記破砕軸の回転駆動手段によって回転される前記破砕軸の回転数が、毎分２００回転〜毎分３０００回転であることを第２の特徴とする。

本発明に係る生ごみ処理装置よれば、生ごみを確実に細かく剪断破砕することができ、この剪断破砕された生ごみと混入された微生物とを均一に攪拌することができ、処理装置内の温度分布と湿度分布を所定の条件に均一にでき、それにより微生物の有効な分解処理を行うことができるという優れた効果を有する。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に示す実施例に基づいて説明する。図１は、本発明に係る生ごみ処理装置の正面方向から見た説明図である。図２は、本発明に係る生ごみ処理装置の左側面方向から見た説明図である。図３は、図１のＡ−Ａ線断面図である。図４は、本発明に係る生ごみ処理装置の他の実施例を示す左側面方向から見た説明図である。

図１乃至図３に示すように、本発明に係る生ごみ処理装置１は、基台２と、ドラム受けローラー３で回転自在に支持された回転ドラム５と、ドラム受けローラー３を軸支するローラー軸支台４と、側面に通気孔が穿孔されて回転ドラム５に貫装された管状の破砕軸６と、この破砕軸６に放射状に取り付けられた破砕翼１３と、破砕軸６の両端を支持する軸受け台７と、回転ドラム５の回転駆動手段であるドラム回転駆動モーター８と、破砕軸６の回転駆動手段である破砕軸回転駆動モーター９とから構成されている。また、図示しないが、破砕軸６の一端は、連結台１４と蒸気供給管１９を介して蒸気供給手段に接続され、破砕軸６の他端は、連結台１５と送風管２０を介して温風供給手段に接続されている。

回転ドラム５は、左右水平方向に延びる中空の円筒形状に形成されたドラム本体５ａと、このドラム本体５ａより大径の円盤状に形成されてドラム本体５ａの左右端に固定的に取り付けられたドラム蓋５ｂ、５ｃとからなっている。また、管状の破砕軸６が、回転ドラム５の回転軸Ｓに沿って、回転ドラム５に貫装されており、回転ドラム５はこの破砕軸６回りに正逆両方向自在に回転する。回転ドラム５の回転中心Ｃ１と破砕軸６の回転中心Ｃ２とは一致している。尚、回転軸Ｓとは、物体（本実施例では回転ドラム５）の回転運動の中心となる一定直線のことであり、部材としての実体は無く、仮想的に表したものである。

ドラム本体５ａ外周側面の中央下部には、把持具１０ｂが取り付けられた開閉蓋１０ａを有する生ごみ投入口１０が設けられ、この生ごみ投入口１０の両側のドラム本体５ａ外周には、回転ガイド溝１１が形成されている。また、ドラム本体５ａの内側面には、ドラム本体５ａ内方に向けて攪拌プレート１２が突出して形成されており、この攪拌プレート１２は、図１に示すように、ドラム本体５ａの左右略水平方向に延びる板状をなし、また、図３に示すように横断面が略へ字形状に形成され、ドラム本体５ａ内側面の内周方向に、それぞれ略等間隔で形成されている。この攪拌プレート１２は、回転ドラム５と共に回転し、回転ドラム５内に投入された生ごみや微生物を攪拌する。尚、この攪拌プレート１２の形状は、本実施例に限定されるものではなく、ドラム本体５ａ内方に向けて突出して形成され、生ごみを攪拌できる形状であれば代用することができ、例えば、舌片形状に形成されても良い。

破砕軸６には、図１、図３に示すように、その軸方向に略均等間隔で復数の破砕翼１３が放射状に取り付けられている。この破砕翼１３は、図３（ｂ）に示すように、刃先部１３ａと、破砕軸６に固定的に取り付けられる固定部１３ｂとで構成され、刃先部１３ａは止めネジ１３ｃで固定部１３ｂに固定されている。この止めネジ１３ｃにより、刃先部１３ａと固定部１３ｂとのなす角度を所定の角度に設定することができる。この刃先部１３ａと固定部１３ｂとの角度は、処理する生ごみの種類や、回転ドラム５、破砕軸６の回転数によって調整される。この破砕翼１３は、逆向きに回転する攪拌プレート１２と協働することにより、生ごみの剪断破砕力を向上させ、生ごみと微生物を均一に攪拌させることができる。尚、本実施例では、破砕翼１３は、刃先部１３ａと固定部１３ｂとのなす角度が可変できるようにしたが、刃先部１３ａを適当な長さに形成して直接破砕軸６に取り付けて刃先部１３ａの角度を常時固定しても良い。また、破砕翼１３の形状は、本実施例のように直線的な形状に限定されず、例えば、湾曲した形状でも良い。

また、破砕軸６は、中空の管状をなし、破砕軸６の回転ドラム５内に貫通された部分には、複数の通気孔６ａが略均等位置に穿孔されているので、この通気孔６ａから蒸気や温風が供給され、回転ドラム５内の湿度分布、温度分布を所定条件に均一に保持することができる。また、この破砕軸６の左右部は、回転ドラム５の左右に設けられた軸受け台７、７に挿通して軸支され、さらに、破砕軸６の左端部は、基台２の左端部に立設された連結台１４を介して、蒸気供給手段（図示せず）に接続された蒸気供給排出管１９に連結され、破砕軸６の右端部は、基台２の右端部に立設された連結台１５を介して、温風供給手段（図示せず）に接続された送風管２０に連結されている。また、基台２の左端部に立設された連結台１４には大径の破砕軸回転用プーリー１７が取り付けられ、破砕軸６は、この破砕軸回転用プーリー１７の回転に連動して回転するように、破砕軸回転用プーリー１７の中心部に連結されている。

生ごみ処理装置１に連結された蒸気供給手段は、蒸気を所定量、所定流速で送給可能な装置であり、連結された破砕軸６の通気孔６ａから回転ドラム５内に蒸気を供給することができる。また、生ごみ処理装置１に連結された温風供給手段は、連結された破砕軸６の通気孔６ａから回転ドラム５内に温風を供給することができる。このように、蒸気と温風を回転ドラム５内に供給して、回転ドラム５内の湿度と温度を所定の条件に均一に保持することができるので、回転ドラム５内に生ごみと共に投入された微生物の活動が最適な状態に保持され、生ごみを有効に分解処理することができる。尚、蒸気供給手段と温風供給手段は、回転ドラム５内の排気を行うこともできる。

基台２の適所には回転ドラムを回転させるドラム回転駆動モーター８と、破砕軸６を回転させる破砕軸回転駆動モーター９が、基台２にネジ止めして設置されている。ドラム回転駆動モータ８の出力軸８ａには小径の歯車８ｂが取り付けられ、この小径の歯車８ｂと噛合するように、ドラム本体５ａの外周にドラム回転用歯車１６が取り付けられている。ドラム回転駆動モーター８を駆動させると、小径の歯車８ｂが回転すると共に、噛合するドラム回転用歯車１６も回転する。従って、回転ドラム５が回転する。このドラム回転駆動モーター８の出力軸８ａは正逆両方向回転自在であるので、回転ドラム５も正逆両方向回転自在である。また、本実施例では、回転ドラム５が毎分１回転〜毎分２回転の回転数で回転するように、ドラム回転駆動モーター８を駆動させている。

また、破砕軸回転駆動モーター９の出力軸９ａには小径のプーリー９ｂが取り付けられ、連結台１４には大径の破砕軸回転用プーリー１７が回転自在に取り付けられており、この小径のプーリー９ｂと大径の破砕軸回転用プーリー１７には、ほぼ等長・等幅の２本のＶベルト１８が掛架されている。破砕軸回転駆動モーター９を駆動させると出力軸９ａに取り付けられた小径の歯車９ｂが回転し、Ｖベルト１８によって回転力が伝達され破砕軸回転用プーリー１７が回転する。従って、破砕軸回転用プーリー１７に取り付けられた破砕軸６が連動して回転する。この破砕軸回転駆動モーター９の出力軸９ａは正逆両方向回転自在であるので、破砕軸６も正逆両方向回転自在である。

さらに、本実施例では、破砕軸６が回転ドラム５に比べ高速で回転するように破砕軸回転駆動モーター９を駆動させている。このように構成したので、低速で回転する回転ドラム５と攪拌プレート１２で攪拌された生ごみを、高速で回転する破砕翼１３で確実に細かく、剪断及び破砕を行うことができる。尚、回転ドラム５に投入する生ごみの形状や大きさと、その生ごみの剪断破砕すべき大きさとによって、破砕軸６の回転数が、毎分２００回転〜毎分３０００回転の範囲内で調整される。例えば、軟らかい肉や野菜などは、毎分２００回転程度で充分細かく剪断破砕することができ、硬くて太い骨などは毎分３０００回転で充分細かく剪断破砕することができる。

基台２には、前後一対のドラム受けローラー３と、前後もう一対のドラム受けローラー３がそれぞれローラー軸支台４のローラー支軸３ａに軸支されて、ドラム本体５ａの前後方向に適当な距離だけ離間して設置されており、これらのドラム受けローラー３はドラム本体５ａに形成された回転ガイド溝１１にそれぞれ係合し、ドラム本体５ａを正逆両方向回転自在に支持している。尚、本実施例では取り付けられていないが、基台２の下面の適所には、キャスターが取り付けられて移動自在とされても良い。

次に、本発明に係る生ごみ処理装置１による生ごみの分解処理方法について説明する。まず、回転ドラム５の生ごみ投入口１０から所定量の生ごみと微生物を回転ドラム５内に投入する。次に、ドラム回転駆動モータ８により小径の歯車８ｂを回転させると、この歯車８ｂと係合するドラム回転用歯車１６が歯車８ｂと逆回りに回転し、ドラム回転用歯車１６が取り付けられている回転ドラム５が回転する。この際、回転ドラムの回転数は毎分約１回転に設定する。回転ドラム５内の生ごみと微生物は、この回転ドラム５の回転と攪拌プレート１２の回転によって、回転ドラム５内で攪拌される。回転ドラム５を高速に回転させると、生ごみや微生物などが回転ドラム５の遠心力により、回転ドラム５の内側面に付着してしまい攪拌できなくなるので、回転ドラム５の回転数は、本実施例のように、毎分約１回転程度のゆっくりとした回転数が好ましい。

また、破砕軸６が回転ドラム５の回転方向と逆方向に、回転ドラムより高速に回転するように、破砕軸回転駆動モーター９を駆動させる。この際、生ごみの形状や大きさと、その生ごみの剪断破砕すべき大きさとによって、破砕軸６の回転数が選択されるが、例えば、生ごみが肉片などの軟らかい素材の場合には、破砕軸６の回転数が毎分約２００回転になるように、破砕軸回転駆動モーター９を駆動させる、また、生ごみが骨などの硬質の素材の場合には、破砕軸６の回転数が毎分約３０００回転になるように、破砕軸回転駆動モーター９を駆動させる。そうすると、破砕軸６に放射状に取り付けられた破砕翼１３が、攪拌プレート１２と逆向きに高速に回転するため、生ごみが確実に細かく剪断破砕される。

さらに、蒸気供給手段と温風供給手段を駆動して、これらの手段に接続された破砕軸６の通気孔から、蒸気や温風を供給して加湿、加温し、あるいは排気を行いながら、微生物が回転ドラム５内で最も分解処理活動しやすい条件になるように設定する。

このように、回転ドラム５自体の回転と、攪拌プレート１２の回転と、破砕翼１３の高速回転と、蒸気や温風の供給または排気とを同時に行うことにより、生ごみと微生物が回転ドラム５内で確実に細かく剪断破砕されて均一に攪拌されると共に、回転ドラム５内を、微生物が最も分解処理活動しやすい条件に均一に保持することができるので、微生物による生ごみの分解処理を有効に行うことができ、殆どの生ごみを消滅させることができる。

次に、本発明に係る生ごみ処理装置の他の実施例を、上記実施例との相違点を中心に説明する。上記実施例では、図２に示したように、回転ドラム５の回転中心Ｃ１と破砕軸の回転運動の中心Ｃ２とが一致するように配置されているが、これらの回転中心Ｃ１、Ｃ２は、必ずしも一致しなくても良い。例えば、図４に示すように、生ごみ処理装置５１の破砕軸６の回転運動の中心Ｃ２を、回転ドラム５５の回転中心Ｃ１から上方にずらして配置する。回転ドラム５５の蓋は、鍔状に形成されてドラム本体５５ａに固定的に取り付けられたドラム外蓋５５ｂと、このドラム外蓋５５ｂと略同一平面上でドラム外蓋５５ｂの内方に形成され、ブラケット６１、６１で連結台１４に取り付けられたドラム内蓋５５ｄとからなっている。従って、ドラム外蓋５５ｂは、ドラム内蓋５５ｄの周囲を正逆両方向自在に回転することができる。さらに、このドラム内蓋５５ｄの外周には、外方に向けて平面略鍔状で外周部断面が略Ｕ字形状をなすゴム製パッキン６０が環装されており、このゴム製パッキン６０の外周部断面略Ｕ字形状の部分が、ドラム外蓋５５ｂの内周側に挟装されることにより、ドラム外蓋５５ｂの内周側とドラム内蓋５５ｄの外周側に生じる間隙が塞がれている。破砕軸６は、ドラム内蓋５５ｄを貫通して、図２に示した実施例と同様に、連結台１４に取り付けられた破砕軸回転用プーリー１７の中心部に連結される。このように構成しても、効果は図１で示した実施例と同じである。

本発明に係る生ごみ処理装置の正面方向から見た説明図である。 本発明に係る生ごみ処理装置の左側面方向から見た説明図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 本発明に係る生ごみ処理装置の他の実施例を示す左側面方向から見た説明図である。

符号の説明

１、５１ 生ごみ処理装置
２ 基台
３ ドラム受けローラー
３ａ ローラー支軸
４ ローラー軸支台
５、５５ 回転ドラム
５ａ、５５ａ ドラム本体
５ｂ、５ｃ ドラム蓋
５５ｂ ドラム外蓋
５５ｄ ドラム内蓋
６ 破砕軸
６ａ 通気孔
７ 軸受け台
８ ドラム回転駆動モーター
８ａ、９ａ 出力軸
８ｂ 小径の歯車
９ 破砕軸回転駆動モーター
９ｂ 小径のプーリー
１０ 生ごみ投入口
１０ａ 開閉蓋
１０ｂ 把持具
１１ 回転ガイド溝
１２ 攪拌プレート
１３ 破砕翼
１３ａ 刃先部
１３ｂ 固定部
１３ｃ 止めネジ
１４、１５ 連結台
１６ ドラム回転用歯車
１７ 破砕軸回転用プーリー
１８ Ｖベルト
１９ 蒸気供給管
２０ 送風管
６０ ゴム製パッキン
６１ ブラケット

Ｃ１ 回転ドラムの回転中心
Ｃ２ 破砕軸の回転中心
Ｓ 回転ドラムの回転軸

Claims (2)

1. 円筒形状の回転ドラムと該回転ドラムの回転駆動手段を有し、前記回転ドラムを回転させながら微生物を利用して生ごみの分解処理を行う生ごみ処理装置であって、
   前記回転ドラムの内側面に回転ドラム内方に向けて突出形成された攪拌用の攪拌プレートと、
   前記回転ドラムに貫装され、側面に複数の通気孔が穿孔された管状の破砕軸と、
   該破砕軸に放射状に取り付けられた破砕翼と、
   前記破砕軸を前記回転ドラムよりも高速に回転させる破砕軸の回転駆動手段とを備えたことを特徴とする生ごみ処理装置。
2. 請求項１記載の生ごみ処理装置において、
   前記破砕軸の回転駆動手段によって回転される前記破砕軸の回転数が、毎分２００回転〜毎分３０００回転であることを特徴とする生ごみ処理装置。

Images