JP2005177623A - 生ゴミ処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 撹拌爪支軸を駆動する動力を、動力源から簡易に減速して伝動でき、生ゴミの破砕性能向上に寄与する撹拌爪支軸駆動を行える生ゴミ処理装置を提供すること。
【解決手段】 生ゴミを分解して処理する処理部と、分解処理された処理物を回収する回収部と、処理部或いは回収部からの臭気を排気する排気部とを備えた生ゴミの処理装置において、処理部の処理槽に設けられる撹拌爪の支軸を駆動する動力の入力軸に偏心カムを設け、その動力の撹拌爪支軸側出力軸にワンウェイクラッチを設け、それら入力軸と出力軸との間をリンクで連動連結する。偏心カムを、偏心半径の異なるものに着脱自在な構成とし、減速比を可変にしてもよい。
【選択図】 図４

Description

本発明は、家庭等の調理場や食品工場などの食品加工現場、更には、野菜等の田畑など食品生産現場から排出される生物系のゴミ一般を分解処理する生ゴミ処理装置に関する。特に、撹拌爪支軸への動力の減速手段に関する。

生ゴミを分解処理する生ゴミ処理装置は、諸々の装置が既に市場で流通している。
例えば、生ゴミを発酵処理する処理部と、発酵処理された処理物を回収する回収部と、処理部からの臭気を脱臭して排気する脱臭排気部と、を備えた生ゴミ発酵処理装置は、公知である。
この種の生ゴミ処理装置では、生ゴミは、まず、発酵菌等の発酵促進材料と共に、処理部の発酵処理槽に投入される。投入された生ゴミは、発酵処理槽に装備された回転撹拌爪によって撹拌され、発酵熟成を促進される。発酵処理された処理物は、回収部の処理物回収器へ収容される。そして、最終処理物は、肥料などとして再利用される。

生ゴミの投入される処理槽には、回転する撹拌爪が設けられ、これによって生ゴミが撹拌や粉砕される。撹拌爪の支軸を駆動する動力をモーターから伝動するには、従来は、減速ギア、チェーン、スプロケット等を用いていた。例えば、モーターの１８００rpmの回転駆動を、減速ギアで１２rpmまで減速し、更に、チェーン及びスプロケットで３．５rpmに調整していた。
このような減速ギア、チェーン、スプロケット等から成る減速機構によると、部品点数が嵩みコストが高かった。

そこで、本発明は、撹拌爪の支軸を駆動する動力を、動力源から簡易に減速して伝動でき、更に、生ゴミの破砕性能向上に寄与するように撹拌爪支軸を駆動できる生ゴミ処理装置を提供することを課題とする。

上記課題を達成するために、本発明の生ゴミ処理装置は、次の構成を備える。
すなわち、生ゴミを分解して処理する処理部と、分解処理された処理物を回収する回収部と、処理部或いは回収部からの臭気を排気する排気部とを備えた生ゴミの処理装置において、処理部の処理槽に設けられる撹拌爪の支軸を駆動する動力の入力軸に偏心カムを設け、その動力の撹拌爪支軸側出力軸にワンウェイクラッチを設け、それら入力軸と出力軸との間をリンクで連動連結することを特徴とする。

この偏心カムとワンウェイクラッチとの組み合わせによる減速機構によると、出力軸すなわち撹拌爪支軸を小刻みに回転させることができる。

ここで、偏心カムを、偏心半径の異なるものに着脱自在な構成とし、減速比を可変にすることで、撹拌爪の回転モードの調整に寄与させてもよい。

本発明によると、撹拌爪支軸を駆動するための動力入力軸に偏心カムが備わり、その動力の撹拌爪支軸側出力軸にワンウェイクラッチが備わるので、少ない部品点数の簡易な構成で、動力を減速して伝動できる。また、撹拌爪支軸を小刻みに回転させられるので、生ゴミの破砕性能を向上させられる。

以下に、本発明の実施形態を図面の例に基づいて説明する。
本発明は、生ゴミを分解して処理する処理部と、分解処理された処理物を回収する回収部と、処理部或いは回収部からの臭気を排気する排気部と、を備えた任意の生ゴミ処理装置を対象とすることができる。
しかし、以下では、好適実施例として、典型的な生ゴミ発酵処理装置を例示して説述する。なお、本発明の構成は、その主旨から逸脱しない限り適宜設計変更可能なものである。

ここでは、生ゴミは、処理部で発酵菌によって分解処理される。発酵による処理方法は、連続運転と経費節減の点で利用価値が高い。
しかし、生ゴミの処理方法は、発酵菌によって糖質を分解する狭義の発酵に限らず、他の微生物が関与する諸々の分解や、微生物より薬品類の関与が深い分解処理であってもよい。

例えば、澱粉やセルロース、キチンなどの天然高分子、ポリカプロラクトンなどの合成高分子を分解する微生物を、発酵菌に混入させてもよい。
すると、これら高分子を原料とした分解性プラスティックで形成された包装材や容器も、分解処理される。
そのため、生ゴミを、包装材や容器から分ける必要なく、一緒に処理部へ投入して分解処理することが可能になる。

図１ないし３は、それぞれ、本発明による生ゴミ発酵処理装置の一部切欠正面図、側面断面図、一部切欠背面図である。
１．要部構成
生ゴミ発酵処理装置は、その主な構成要素として、少なくとも、処理部（Ｓ）、回収部（Ｋ）、脱臭排気部（Ｄ）を備える。
処理部（Ｓ）は、生ゴミを発酵熟成させて分解処理する部分であり、回収部（Ｋ）は、処理部（Ｓ）で処理された処理物を回収する部分であり、脱臭排気部（Ｄ）は、処理部（Ｓ）或いは回収部（Ｋ）からの臭気を脱臭して排気する部分である。
なお、処理物は、回収部（Ｋ）から装置外へ取り出され、肥料等として再利用される。

２．生ゴミ投入部
この生ゴミ発酵処理装置は、立脚姿勢では縦長の略直方体であり、その上面に、平板状の蓋（１０）が、開閉自在に設置されている。生ゴミは、この蓋（１０）を開けて投入され自由落下し、その直下の処理部（Ｓ）に収容される。
蓋（１０）の内部（１１）は中空であり、発泡樹脂等の断熱材が充填されている。

３．処理部（Ｓ）
処理部（Ｓ）において、生ゴミは、処理槽（２０）内で、撹拌爪（３０）によって撹拌されることで、発酵熟成が促進され処理される。
処理の際に生じる臭気は、脱臭排気部（Ｄ）へ送られて脱臭された後に排気される。処理物は、処理槽（２０）の下に位置する回収部（Ｋ）へ送られて装置外へ排出される。

３−１．処理槽（２０）
処理槽（２０）は、生ゴミの投入口（２０ａ）が、上方の蓋（１０）に面して開口し、生ゴミの溜まる底部（２０ｂ）が、Ｕ字状に形成されている。この底部（２０ｂ）のＵ字形状は、図２に明示されるように、撹拌爪（３０）の回転軌跡に呼応させるためである。
処理槽底部（２０ｂ）の裏面には、パネルヒーター（２２）が略全面にわたって張設され、処理槽（１０）の室温が加熱制御されている。室温は、およそ４５〜５０℃が発酵熟成に好適である。
処理槽（１０）は、２重の槽になっていて、内外の槽壁の間に中空部分（２１）が設けられ、断熱が図られている。

３−２．撹拌爪（３０）
処理槽（２０）には、細長い薄板状の撹拌爪（３０）が複数連架されている。
撹拌爪（３０）は、その中央に設けられた孔に、撹拌爪支軸（３１）を貫通されて支持される。撹拌爪（３０）の長さは、処理槽底部（２０ｂ）のＵ字形状における円弧の径より若干短い。
撹拌爪支軸（３１）は、処理槽底部（２０ｂ）の円弧の中心位置で水平に懸架され、回転駆動される。
この配置により、処理槽（２０）に投入された生ゴミは、処理槽底部（２０ｂ）と撹拌爪（３０）先端との間で着実に破砕される。
撹拌爪（３０）を回転させて生ゴミを撹拌するのは、生ゴミに十分な空気を均等に供給しながら破砕すると共に、熱伝導を促進するためである。これによって、生ゴミの発酵熟成と乾燥が、均一に高速で行なわれる。
なお、撹拌爪支軸（３１）は、モーター（３５）の動力を減速機構を備えた伝動手段を介して受けて回転駆動される。

３−３．生ゴミ発酵熟成方法
生ゴミは、上記のように、処理槽（２０）に投入され、ヒーターによる加熱と撹拌爪（３０）による撹拌を受けて、発酵熟成されて処理される。
生ゴミを発酵させるためには、発酵菌が必要である。
そこで、初めて生ゴミを投入する場合や、発酵菌を補給したい場合には、発酵菌の付着した副資材を処理槽（２０）に投入する。その副資材としては、好気性の発酵菌を種菌として付着させたおが屑やゼオライトなどが好適である。
生ゴミは、例えば１ヶ月等の所定期間、処理槽（２０）に滞留され、発酵熟成処理された後、回収部（Ｋ）へ送られる。
この際、処理槽（２０）に、生ゴミの半処理物を一部残留させておくと、それに発酵菌が含有されているので、生ゴミを追加して連続投入することができ、処理効率が向上する。

生ゴミを効率よく着実に発酵熟成させるためには、処理槽（２０）の環境を調整したり、撹拌爪（３０）による撹拌を制御することが好ましい。

３−３−１．処理槽（２０）の環境調整
処理槽（２０）の室内を、生ゴミが発酵熟成し易い環境になるように調整するパラメーターとしては、温度、ｐＨなどが挙げられる。
温度は、処理槽底部（２０ｂ）の裏面に張設されたヒーターによって司り、ｐＨは、石灰や米糠等のｐＨ調整剤を添加することによって司る。
発酵菌の活性を向上させるためには、酸素発生剤を添加する。

３−３−２．撹拌爪（３０）の撹拌制御
撹拌爪（３０）による撹拌運転を制御する際のパラメーターとしては、生ゴミの内容や量、含水率などが挙げられる。
生ゴミの内容が、蛋白質分の高い肉類など発酵し易い物か、繊維質の野菜など発酵し難い物かによって、撹拌爪（３０）の回転速度や回転数を変えたり、場合によっては形状の異なる撹拌爪に交換したりする。
生ゴミの処理程度に応じて、運転様式は変えられる。その運転様式としては、生ゴミが液状化しない程度に粉砕する破砕運転や、加熱しながら断続的に短い時間だけ撹拌する発酵運転、放置時間の長い熟成運転などが挙げられる。

４．回収部（Ｋ）
発酵熟成処理された処理物は、処理槽底部（２０ｂ）に連結された排出路（４２）を経て、その下に位置する回収部（Ｋ）へ送られる。
回収部（Ｋ）には、箱形の処理物回収器（４０）が備わり、排出路（４２）から落下する処理物を収容する。
処理物回収器（４０）は、生ゴミ発酵処理装置の表面に開口した処理物排出口（４１）に、引き出し自在に挿入設置されている。これによって、回収器（４０）に充満した処理物は、装置外へ排出され肥料等として再利用される。

５．脱臭排気部（Ｄ）
発酵熟成処理の際に生じる臭気は、脱臭排気部（Ｄ）へ送られて脱臭された後に排気される。
脱臭排気部（Ｄ）は、臭気を脱臭して排気する脱臭ケース（６０）と、この脱臭ケース（６０）へ生ゴミ処理槽（２０）を連通する臭気案内ダクト（５０）とから成る。
回収部（Ｋ）の処理物回収器（４０）と脱臭ケース（６０）とを連通する臭気案内ダクトを付設して、回収部（Ｋ）からの臭気も脱臭するように構成してもよい。

５−１．臭気案内ダクト（５０）
生ゴミ処理槽（２０）の上部には、幅広の排気口（５１）が、図示しない網体及びフィルターを装備されて開口している。この排気口（５１）に、臭気案内ダクト（５０）の上流端（５０ａ）が連結される。
臭気案内ダクト（５０）の上流部分には、上流排気ファン（５２）が設けられ、生ゴミ処理槽（２０）から臭気案内ダクト（５０）への送気に寄与している。
臭気案内ダクト（５０）は、図３に明示されるように、その上流端（５０ａ）から下方へ進むに連れ、断面積が減少していく。
そして、下流端（５０ｂ）が、脱臭ケース（６０）天井壁のダクト連結口（７１）に連結される。

５−２．脱臭ケース（６０）
脱臭ケース（６０）は、横長の略箱形であり、臭気案内ダクト下流端（５０ｂ）が連結された端部であるダクト連結口（７１）の他端に、排気口（８１）が開口している。
臭気案内ダクト（５０）から流入した臭気は、脱臭ケース（６０）内を、ダクト連結口（７１）から排気口（８１）へ向かって流れる。
その中流部に相当する脱臭ケース（６０）の中央部には、熱触媒（７６）が配設されている。脱臭ケース（６０）は、この熱触媒（７６）を仕切として、上流側の脱臭空間（７０）と下流側の排気空間（８０）とに分けられる。
なお、脱臭ケース（６０）を開いて清掃等に寄与する平板状のカバー（６１）が、生ゴミ発酵処理装置の表面に着脱可能に取り付けられている。

５−２−１．脱臭空間（７０）
脱臭空間（７０）には、臭気案内ダクト（５０）から臭気と共に流入した塵芥を貯留する塵芥貯留部（７２）と、臭気を脱臭する脱臭器（７５）及び熱触媒（７６）を備える。

５−２−１−１．塵芥貯留部（７２）
ダクト連結口（７１）より下流の脱臭ケース（６０）は、臭気の流路における断面積が、臭気案内ダクト（５０）よりも大きい。
そのため、臭気案内ダクト（５０）から流入した塵芥は、臭気流が拡散減速するのに伴って、脱臭空間（７０）内を自由落下し、脱臭ケース（６０）底部の塵芥貯留部（７２）に堆積する。
塵芥は、熱触媒（７６）によって、排気空間（８０）への流出が阻止されるため、その上流側の塵芥貯留部（７２）に確実に滞留し、装置外へ放出されるのが防止される。

５−２−１−２．脱臭器（７５）
脱臭空間（７０）の上流側側壁の上部には、臭気を脱臭する脱臭器（７５）として、オゾン発生器が取り付けられている。
オゾン発生器（７５）の近傍の脱臭ケース（６０）底部には、外気流入路形成板（７３）が、脱臭ケース（６０）天井壁の近傍まで立設している。そして、オゾン発生器（７５）の下部近傍の脱臭ケース（６０）側壁には、外気取入口（７４）が開口している。
そのため、外気取入口（７４）から流入する外気は、脱臭ケース（６０）側壁と外気流入路形成板（７３）との間の空間を上昇し、オゾン発生器（７５）の直近を通過してオゾンを混合された後、下流のダクト連結口（７１）下部へ送られる。
ここで、ダクト連結口（７１）から流入する臭気が、オゾンによって脱臭される。

５−２−１−３．熱触媒（７６）
脱臭空間（７０）でオゾン脱臭された残存臭気流は、熱触媒（７６）を通過して、排気空間（８０）へ送られる。
熱触媒（７６）としては、酸化鉄と酸化マンガンの粉体を表面積の大きいハニカム状に焼成したものが利用できる。残存臭気は、このハニカムに接触して酸化されて脱臭される。
熱触媒（７６）は、高率に機能する２００℃程度に加熱される。
なお、オゾンは、臭気を酸化する際に酸素に還元されるので、排気空間（８０）へ流出して装置外へ排出されることは防止される。

熱触媒（７６）を加熱する手段としては、図３に示すように、発熱体（７７）としてヒーターが付設されている。
発熱体（７７）は、熱触媒（７６）の上流側のやや下部に配設される。このような発熱体（７７）を用いると、簡略安価な構成ながら有効に熱触媒（７６）を加熱することができる。
発熱体（７７）は、Ｕ字状やＷ字状、渦巻状など、平面的に屈曲させて、熱触媒（７６）に対向させて設置することで、放熱面積を大きくして効率のよい加熱に寄与させてもよい。
発熱体（７７）及び熱触媒（７６）の温度制御に寄与する温度センサー（７７ｓ）（７６ｓ）は、発熱体（７７）及び熱触媒（７６）のそれぞれ下流近傍に設置される。

熱触媒（７６）は、自己発熱型の触媒であってもよい。
例えば、触媒入りセラミックに電熱性金属粉を添加して焼結したものに、電極を設け通電可能に構成すると、温度制御の精密化と省スペースに寄与する。

５−２−２．排気空間（８０）
熱触媒（７６）で残存臭気を脱臭された排気は、排気空間（８０）へ送られる。
排気空間（８０）の下流端には、排気口（８１）が開口し、排気手段としての下流排気ファン（８２）が設置されている。
この下流排気ファン（８２）の排気作用によって、処理部（Ｓ）から脱臭排気部（Ｄ）を経て装置外までの流気経路が形成される。

なお、脱臭排気作用は、オゾン発生器（７５）のオゾン発生量や、上下流排気ファン（５２）（８２）の回転速度などによって調整される。

６．本発明
以上のような生ゴミ処理装置において、本発明は、処理部（Ｓ）の処理槽（２０）に設けられる撹拌爪（３０）の支軸（３１）への動力伝導機構に改良を施した。
図１及び２に示したように、生ゴミを収容する処理槽（２０）には、撹拌爪（３０）の取り付けられた撹拌爪支軸（３１）が備わる。撹拌爪支軸（３１）は、処理槽底部（２０ｂ）の円弧の中心位置で水平に懸架され回転駆動される。
撹拌爪（３０）の長さを、処理槽底部（２０ｂ）の略Ｕ字形状における円弧の径よりわずかに短く設定することで、生ゴミは、処理槽底部（２０ｂ）と撹拌爪（３０）先端との間で着実に破砕される。

図４及び５は、撹拌爪支軸への動力減速伝動機構を示す正面図及び側面図である。
撹拌爪支軸（３１）への動力は、モーター（３５）から減速伝動される。
モーター（３５）に連動連結された動力の入力軸（３５ａ）には、ハウジング（３２）に備わる偏心カム（３２ａ）が設けられる。
一方、撹拌爪支軸（３１）には、ハウジング（３３）に備わるワンウェイクラッチ（３３ａ）が設けられる。
そして、偏心カム（３２ａ）とワンウェイクラッチ（３３ａ）との間は、リンク（３４）によって連動連結されている。

この偏心カム（３２ａ）とワンウェイクラッチ（３３ａ）との組み合わせによる減速機構によると、少ない部品点数の簡易な構成でありながら、モーター入力軸（３５ａ）の駆動を減速して伝動する際、撹拌爪支軸（３１）を小刻みに回転させることができるので、生ゴミの破砕性能を向上させられる。

また、偏心カム（３２ａ）を、偏心半径の異なる別のカムにハウジング（３２）内で着脱自在なので、減速比を適宜変更可能であり、撹拌爪（３０）の回転を多様なモードに調整できる。

本発明の生ゴミ処理装置によると、少ない部品点数の簡易な構成で、撹拌爪支軸へ動力を減速伝動できるのでコスト低減でき、また、撹拌爪支軸を小刻みに回転させて生ゴミを効率よく破砕できるので省力化も図れ、産業上利用価値が高い。

本発明装置の一部切欠正面図 同、側面断面図 同、一部切欠背面図 撹拌爪支軸への動力減速伝動機構を示す正面図 同、側面図

符号の説明

Ｓ 処理部
Ｋ 回収部
Ｄ 脱臭排気部
１０ 蓋
１１ 中空部分
１２ 開閉支軸
１３ 取手
２０ 処理槽
２０ａ 投入口
２０ｂ 底部
２１ 中空部分
２２ パネルヒーター
２３ 側壁
３０ 撹拌爪
３１ 撹拌爪支軸
３２、３３ ハウジング
３２ａ 偏心カム
３３ａ ワンウェイクラッチ
３４ リンク
３５ モーター
４０ 処理物回収器
４１ 処理物排出口
４２ 排出路
４３ 回収器支持体
４４ 弾性体
４５ 光センサー
５０ 臭気案内ダクト
５０ａ 臭気案内ダクトの上流端
５０ｂ 臭気案内ダクトの下流端
５１ 排気口
５２ 上流排気ファン
６０ 脱臭ケース
６１ 脱臭ケースカバー
７０ 脱臭空間
７１ ダクト連結口
７２ 塵芥貯留部
７３ 外気流入路形成板
７４ 外気取入口
７５ 脱臭器
７６ 熱触媒
７６ｓ 熱触媒の温度センサー
７７ 発熱体
７７ｓ 発熱体の温度センサー
８０ 排気空間
８１ 排気口
８２ 下流排気ファン

Claims (2)

1. 生ゴミを分解して処理する処理部と、分解処理された処理物を回収する回収部と、処理部或いは回収部からの臭気を排気する排気部とを備えた生ゴミの処理装置において、
   処理部の処理槽に設けられる撹拌爪の支軸を駆動する動力の入力軸に偏心カムを設け、その動力の撹拌爪支軸側出力軸にワンウェイクラッチを設け、それら入力軸と出力軸との間をリンクで連動連結したことを特徴とする生ゴミ処理装置。
2. 偏心カムが偏心半径の異なるものに着脱自在な構成であり、減速比が可変である請求項１に記載の生ゴミ処理装置。
   

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