JP2006281210A

JP2006281210A - 有機廃棄物処理装置

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Publication number: JP2006281210A
Application number: JP2006121030A
Authority: JP
Inventors: Bunzo Kobayashi; 文三小林
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-04-25
Filing date: 2006-04-25
Publication date: 2006-10-19

Abstract

【課題】簡単な構成で有機廃棄物を撹拌処理できる有機廃棄物処理装置を提供する。
【解決手段】処理槽に投入された有機廃棄物を微生物資材と撹拌混合して発酵処理する有機廃棄物処理装置において、回転軸の一部分を構成する回転軸短筒１５と、この回転軸短筒１５に垂直に固定された一本の支柱１８と、この支柱１８の先端に支柱１８に対してＴ字型に固定された板状の攪拌翼５６と、支柱１８の回転軸短筒１５側に当該支柱１８に沿って付設された撹拌板５８とを備えた攪拌ユニットを、回転軸短筒１５を繋げて一本の回転軸を構成するように複数連結して攪拌機構を構成し、この回転軸が回転したとき、攪拌翼５６が処理混合物を撹拌搬送する方向と撹拌板５８が処理混合物を撹拌搬送する方向とが逆方向となるように、攪拌翼５６と撹拌板５８とを攪拌ユニットに取り付ける。この有機廃棄物処理装置は、撹拌機構の構造がシンプルであり、製造が簡単である。
【選択図】図１２

Description

本発明は、生ゴミを発酵させて減量化したり、枯れ草や葡萄果汁の絞りカス等を発酵させて堆肥を製造したりする有機廃棄物処理装置に関し、特に、簡単な構造で有機廃棄物を処理できるように構成したものである。

微生物の分解・発酵作用を利用して生ゴミや枯れ草などの有機廃棄物を処理する装置は、有機廃棄物を受け入れる処理槽を備えており、この処理槽に投入された有機廃棄物は、処理槽に組み込まれた撹拌機構で微生物資材（好気性微生物をコーヒーの絞りカス等の担体で保持する資材）と十分に撹拌混合される。処理槽内は、微生物に適度の温度と水分と酸素とを与えるように制御されており、この環境のもとで発酵が進み、有機廃棄物は、水や炭酸ガス等に分解される。

図１７、図１８及び図１９は、下記特許文献１に記載された生ゴミ処理装置の構成を示している。図１７は外観図、図１８は断面図、図１９は撹拌羽根の構造を示している。
この装置10のケーシング11は、生ゴミ及び微生物資材の投入口21と、処理槽内の処理動作を設定するための操作パネル26と、給排気機構を収納したボックス32と、処理物や微生物を取り出すための取出口22とを備えている。

処理槽12内には、撹拌用の２種類の螺旋羽根16、17と、これらの螺旋羽根16、17を回転する回転軸15と、螺旋羽根16、17を回転軸15に固定する支持棒18とを備えている。回転軸15はモータ24の駆動力で回転する。
螺旋羽根は、内側に設置された小径螺旋羽根16と、小径螺旋羽根16の外側に設置された大径螺旋羽根17とから成る。小径螺旋羽根16及び大径螺旋羽根17は、それぞれ、中央より右側と左側とで螺旋の巻方向が反対であり、また、同じ側の小径螺旋羽根16と大径螺旋羽根17との螺旋の巻方向も逆になっている。この小径螺旋羽根16は、回転により、生ゴミを処理槽12の中央部から両側部に向けて撹拌搬送し、一方、大径螺旋羽根17は、回転により、生ゴミを両側部から中央部に向けて撹拌搬送する。

また、各支持棒18には、図１９に示すように、リブ19が溶接されている。このリブ19は、支持棒18の回転方向に取り付けられた薄板状のもので、各支持棒18を補強すると同時に、投入された生ゴミに傷を付けて分解し易くする働きを持つ。
また、ケーシング11の上面に突出するボックス32の中には、処理槽12内に外気を取り入れるための外気取入装置30と、処理槽12内の気体を、臭気を取り除いて排気する脱臭装置31とが設けられている。この外気取入装置30で外気を取り入れることにより、処理槽12内の微生物の生存に適した酸素環境を保つことができる。

この装置10では、処理槽12に生ゴミと微生物資材とを投入すると、小径螺旋羽根16は、それらを撹拌しながら、処理槽12の中央から両側部に向けて搬送し、一方、大径螺旋羽根17は、処理物を撹拌しながら処理槽12の側部から中央に向けて搬送する。そのため、生ゴミは、処理槽12の中央と側部との間を循環しながら、微生物資材と均一に混合され、発酵、分解処理される。

また、この装置10では、小径螺旋羽根16をその終端が処理槽12の側壁から距離Ｌだけ離れるように配置している。この距離が接近していると、小径螺旋羽根16で搬送された生ゴミが小径螺旋羽根16の押圧力によって小径螺旋羽根16の端部と処理槽12の側壁との隙間に詰まり、生ゴミの撹拌移動が均一に行われず、生ゴミの一部が分解処理されずに残る現象が発生する。この装置10では、小径螺旋羽根16の終端と処理槽12の側壁との間に十分な距離Ｌを確保することにより、こうした事態を回避している。
特開２０００−２３７７２３号公報

しかし、従来の有機廃棄物処理装置は、次のような問題点が有る。
従来の装置の撹拌機構は、大径螺旋羽根17の内側に小径螺旋羽根16を配置する複雑な構造を有しているため、製造が難しく多くの製作日数を必要とする。
また、この撹拌機構では、大径螺旋羽根17と小径螺旋羽根16とが接近している箇所で、しばしば生ゴミが詰まる現象が見られる。これは、大径螺旋羽根17の搬送方向と小径螺旋羽根16の搬送方向とが逆であるため、大径螺旋羽根17と小径螺旋羽根16との中間に、搬送力を相互に打ち消し合う、搬送力の空白地帯が生まれることが原因している。この空白地帯に一たび生ゴミが滞留すると、回転する大径螺旋羽根17と小径螺旋羽根16とは、それを核にして、それぞれ、左右から新たな生ゴミを押し付けるため、生ゴミの塊が成長し、接近する大径螺旋羽根17と小径螺旋羽根16との間に、それが詰まることになる。この塊は固く成長し、棒でつついても容易に崩せない。

本発明は、こうした従来の問題点を解決するものであり、簡単な構成で有機廃棄物を安定的に撹拌処理することができる有機廃棄物処理装置を提供することを目的としている。

そこで、本発明では、処理槽に投入された有機廃棄物を微生物資材と撹拌混合して発酵処理する有機廃棄物処理装置において、回転軸の一部分を構成する回転軸短筒と、この回転軸短筒に垂直に固定された一本の支柱と、この支柱の先端に支柱に対してＴ字型に固定された板状の攪拌翼と、支柱の回転軸短筒側に当該支柱に沿って付設された撹拌板とを備えた攪拌ユニットを、回転軸短筒を繋げて一本の回転軸を構成するように複数連結して攪拌機構を構成し、この回転軸が回転したとき、攪拌翼が処理混合物を撹拌搬送する方向と撹拌板が処理混合物を撹拌搬送する方向とが逆方向となるように、攪拌翼と撹拌板とを攪拌ユニットに取り付けている。
この有機廃棄物処理装置は、予め製作した攪拌ユニットを複数組合せて構成することができる。

本発明の有機廃棄物処理装置は、撹拌機構の構造がシンプルであり、複数の攪拌ユニットを組み合わせて簡単に製造することができる。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態における有機物処理装置は、撹拌機構として、図１に示すように、大径螺旋羽根17（17ａ、17ｂ）と、回転軸15と、大径螺旋羽根17を回転軸15に固定する支持棒18（18ａ〜18ｊ）と、各支持棒18に溶接されたリブ状の内側撹拌翼58（58ａ〜58ｊ）と、処理槽側部の壁に付着した処理混合物を掻き取るための掻取り用回転翼53（53ａ、53ｂ）とを備えている。

大径螺旋羽根17は、中央を境にして大径螺旋羽根17ａと、大径螺旋羽根17ｂとに分かれている。大径螺旋羽根17ａ及び大径螺旋羽根17ｂのそれぞれは、一周以上の螺旋を形成し、螺旋の巻方向は、大径螺旋羽根17ａと大径螺旋羽根17ｂとで逆になっており、大径螺旋羽根17ａ及び大径螺旋羽根17ｂのそれぞれが、処理槽の側部から中央に向けて処理混合物を撹拌搬送する。

支持棒18は、大径螺旋羽根17ａ及び大径螺旋羽根17ｂのそれぞれを、９０度ずつ角度を変えながら５本の棒で支えている。大径螺旋羽根17を支える支持棒18の本数は、装置の大きさに応じて変えることができ、例えば、図２に示すように、処理槽12に収容する処理混合物の量が２５ｋｇ以下の機種では、大径螺旋羽根17ａ、17ｂのそれぞれを、１２０度ずつ角度を変えながら４本の支持棒18で支える構成が可能である。図３は、この場合の側面図を示している。

大径螺旋羽根17ａ及び大径螺旋羽根17ｂの中央側の終端は、回転軸15に反対向きに固定された支持棒18のそれぞれで支持されている。一方、大径螺旋羽根17ａ及び大径螺旋羽根17ｂの処理槽12側部側の終端は、処理槽12側部に最も近い支持棒18（外側支持棒）の支持位置よりもさらに先まで延びている。

また、掻取り用回転翼53は、処理槽12の側壁に密着して回転するように回転軸15に固定されている。この掻取り用回転翼53は、図４（ａ）の斜視図及び図４（ｂ）の断面図に示すように、処理槽12の側壁に付着した処理混合物を剥がし易いように、偏平な三角柱の形状を有している。掻取り用回転翼53の回転軸15への取り付け方向は、外側支持棒18と反対の向きである。

図５は、外側支持棒18と掻取り用回転翼53との位置関係を拡大して示している。外側支持棒18は、処理槽12側壁から距離Ｌだけ離れて回転軸15に固定されており、このＬは１０ｃｍ程度である。大径螺旋羽根17の終端は、この外側支持棒18の支持位置からさらに延びており、大径螺旋羽根17の終端から処理槽12側壁までの距離ａは、処理槽12側壁から掻取り用回転翼53の先端までの距離ｂに略等しい。
また、図６（ａ）は、支持棒18に固定した内側撹拌翼58の斜視図を示している。この内側撹拌翼58は、支持棒18及び回転軸15に溶接されており、支持棒18の補強を兼ねている。

図６（ｂ）に示すように、支持棒18の回転方向Ａに対して、内側撹拌翼58が角度αで支持棒18に固定されている場合には、支持棒18とともに回転した内側撹拌翼58は、矢印Ｂの方向に処理混合物を搬送する。一方、図６（ｃ）に示すように、支持棒18の回転方向Ａに対して、内側撹拌翼58が角度−αで支持棒18に固定されている場合には、支持棒18とともに回転した内側撹拌翼58は、矢印Ｂと反対の矢印Ｂ’の方向に処理混合物を搬送する。

この装置の撹拌機構では、大径螺旋羽根17ａを支持する支持棒18に、撹拌搬送方向が大径螺旋羽根17ａと逆向き（即ち、処理槽の中央から側部に向かう方向）になるように内側撹拌翼58を固定し、また、大径螺旋羽根17ｂを支持する支持棒18に、撹拌搬送方向が大径螺旋羽根17ｂと逆向きになるように内側撹拌翼58を固定している。
そのため、処理槽12に投入された生ゴミは、図７に矢印で示すように、処理槽12の中央と側部との間を循環しながら、微生物資材と均一に混合され、発酵、分解処理が行われる。

また、このとき、処理槽12の側壁に付着した処理物は、掻取り用回転翼53で掻き落とされ、処理槽12の側壁近くにまで延びる大径螺旋羽根17により処理槽12の中央に搬送される。従って、処理槽12の側壁付近の処理物も確実にこの循環の流れに乗せることができ、処理物全体を満遍なく均一に撹拌することができる。

また、大径螺旋羽根17を支える外側支持棒18は、処理槽12の側壁から十分な距離Ｌだけ離れているため、投入された生ゴミの中に茶碗のかけら等が混じっていた場合でも、このかけらが外側支持棒18と処理槽12の側壁との間に詰まる事故は回避できる。

また、図８及び図９は、この装置において処理槽12の処理物に空気（酸素）を供給するための第１の給排気機構を示している。この機構は、給気ブロア（不図示）から供給された空気を処理槽12内に導く給気管として、処理槽12における前面側の側壁60の上部に横方向に延びる上部給気管65を備えており、また、この上部給気管65の多数の空気吹出口63から吹き出された空気を側壁60に沿って下方に誘導するガイド板72を備えている。また、処理槽12の屋根68は片傾斜しており、処理槽12の最奥部の屋根68が最も高い位置に、排気用ダクト70とフィルタ71とから成る排気装置を備えている。

また、処理槽12の前面側側壁60の最上部には、さらに、屋根68の内側に結露した水を受けて処理槽12の外に排水する樋69を備えている。

この上部給気管65の空気吹出口63から吹き出された空気は、点線81で示すように、処理槽12内に堆積している処理混合物80の表面に沿う空気流を形成し、次いで、処理槽12の奥の壁に沿って上昇して排気用ダクト70から排気される。処理混合物80は、撹拌機構で撹拌されるとき、この空気流を中に取り込むため、処理混合物80に対して十分な酸素の供給が行われる。

また、処理混合物が分解・発酵する時には熱を発生し、そのため処理混合物から水蒸気が上がる。この水蒸気は、処理槽12の屋根68の内側に結露するが、結露した水滴は屋根68の傾斜に沿って樋69に流れ落ち、樋69は、この水分を処理槽12の外に排水する。

このように結露した水滴を、処理混合物80に戻さずに、処理槽12の外に排水しているため、処理混合物80に含まれる水分量を５０％程度に保つことができる。この状態で、処理混合物80はサラサラの粒状を呈している。

また、図１０及び図１１は、第２の給排気機構を示している。この機構は、給気ブロア（不図示）から供給された空気を処理槽12内に導く給気管として、処理槽12の側方から底部に向かって、処理槽12に沿って延びる複数の縦方向給気管66と、各縦方向給気管66に給気を配分する給気配管64とを備えている。排気機構の構成は図８、図９と同じである。

各縦方向給気管66は、多数の空気吹出口63を有しており、図１１には、この縦方向給気管66の空気吹出口63から吹き出される空気の流れを矢印で示している。
この縦方向給気管66の最も高い空気吹出口63は、処理槽12内に堆積している処理混合物80の表面よりも上に位置しており、また、最も低い空気吹出口63は、処理槽55の底部近くに位置している。

そのため、処理混合物80に埋もれている空気吹出口63の幾つかが、生ゴミに含まれる水分や細かくなった生ゴミにより塞がれたとしても、残る空気吹出口63から処理混合物の内部や表層面に直接空気を吹き込むことができ、処理混合物80に対して十分な酸素を供給することができる。

なお、第１の給気機構（図８及び図９）と第２の給気機構（図１０及び図１１）とを組み合わせて実施することも可能である。

このように、この有機物処理装置は、支持棒の補強を兼ねるリブ状の板を内側撹拌翼として用いているため、撹拌機構の構成部品数を減らし、構造を簡素化することができる。従って、製造が容易である。
また、この装置では、処理混合物が螺旋羽根や撹拌翼の間に詰まる事故も発生しない。また、処理混合物の中に茶碗のかけら等が混じっていても、駆動モータに過大な負荷を与えたり、螺旋羽根の回転が止まったりする事故を回避することができる。
また、この装置は、処理混合物に対して十分な酸素を与えることができ、また処理混合物に含まれる水分を減らして塊の発生を抑えることができる。そのため、処理混合物の分解・発酵に伴う悪臭の発生が減少し、装置に設置する脱臭装置は、簡易なもので足りる。また、悪臭の減少により、装置の設置場所の制約も緩和される。

（第２の実施形態）
第２の実施形態では、撹拌機構をさらに簡素化する構成について説明する。
この撹拌機構では、図１２に示すように、大径螺旋羽根に代えて、帯状の外側撹拌翼56を支持棒18に対してＴ字型に固定している。なお、内側撹拌翼58の構成は第１の実施形態と同じである。

図１３に示すように、外側撹拌翼56は、僅かに湾曲し、また、支持棒18の回転方向Ａに対する角度βが非直角を成している。この角度βが９０°より小さい場合には、支持棒18とともに回転した外側撹拌翼56は、矢印Ｃの方向に処理混合物を撹拌搬送する。逆に、角度βが９０°より大きい場合には、支持棒18とともに回転した外側撹拌翼56は、矢印Ｃの反対方向に処理混合物を撹拌搬送する。

この外側撹拌翼56を支持する支持棒18には、内側撹拌翼58を、外側撹拌翼56と処理混合物の搬送方向が逆になるように固着する。
図１４は、外側撹拌翼56と内側撹拌翼58とを固着した支持棒18を回転軸15に固定した撹拌機構の正面図を示し、図１５は、その側面図を示している。各外側撹拌翼56は、処理槽の側部から中央に向けて処理混合物を撹拌搬送し、各内側撹拌翼58は、処理槽の中央から側部に向けて処理混合物を撹拌搬送する。

なお、掻取り用回転翼53の構成は第１の実施形態（図４）と同じである。また、処理槽12側部に最も近い支持棒18（外側支持棒）に支持された外側撹拌翼56の端部と処理槽12側壁との間の距離ａは、処理槽12側壁から掻取り用回転翼53の先端までの距離ｂに略等しい。
この撹拌機構は、図７と同様に、処理槽12に投入された生ゴミを処理槽12の中央と側部との間で循環させながら、均一に撹拌混合することができる。

この外側撹拌翼56、内側撹拌翼58及び支持棒18から成るユニットは、処理混合物の撹拌搬送方向が同じものは同一形状を有している。そのため、撹拌搬送方向を異にする２種類のユニットを予め複数製作して置くことにより、撹拌機構を簡単に製作することができる。

なお、ここでは外側撹拌翼56を湾曲させているが、偏平な帯状板を外側撹拌翼として用いることも可能である。

（第３の実施形態）
第３の実施形態では、結露した水滴を速やかに装置外に排水する給排気機構を備えた有機廃棄物処理装置について説明する。
生ゴミには種々の成分が含まれており、それが発酵する過程で炭酸ガスやアンモニアガス等を発生する。結露した水滴が処理槽内に長く停まっていると、有機廃棄物の発酵で発生したガスがそれに溶け込み、水滴が酸性化する。酸性化した水は、そのまま装置外に排水すると、酸性雨と同様に、環境に悪影響を及ぼすため、その対策として中和等の処理が必要になる。

この実施形態の給排気機構は、結露した水滴が酸性化する前に速やかに装置外に排水できるように構成している。そのため、図１６に示すように、屋根68を塞ぎ、処理槽12の後ろ側に、給気気体を強制排気するための排気筒85と、排出気体を脱臭する脱臭器90と、脱臭した気体の排気口82と、結露水を受ける樋84と、結露水の排水口83とを設けている。

この装置では、給気ブロア（不図示）から上部給気管65に空気が送られ、上部給気管65の空気吹出口63から処理槽12内の処理物80に向けて強い風が吹き込まれる。
一方、処理槽12の排気路には、排気用のブロア（不図示）を備えており、処理槽内の気体を排気筒85から強制排気している。
このように処理槽12の前方から強い風を送り込み、処理槽12の後方で強制排気することにより、処理槽内には、点線81で示すように、堆積した処理物80にぶつかった後に排気筒85内に流入する気流が発生する。処理物80から発生した水蒸気は、この気流81に乗って、その一部が排気筒85から脱臭器90を通って直接排出され、残りが処理槽12の後方の屋根68や壁に集中的に結露する。

このように、発生位置が局所化された結露水86は、直ぐに大きな水滴に成長し、気流81に吹かれて屋根68の水滴は後方の壁に移動し、壁を伝わり樋84に流れ落ちる。樋84に集められた水は速やかに排水口83から室外に排水される。そのため、結露水86は、処理槽12内に長く停まらずに排水される。
この排水口83から採取した水のｐＨの測定結果はｐＨ７〜８であり、この結露水をそのまま装置外に排水しても環境に対して悪影響を及ぼす虞れはない。

このように、この装置では、結露水が酸性化する前に速やかに処理槽の外に排水することができるため、結露水に対して中和等の処理が不要である。

なお、ここでは、給気機構として図８及び図９に示す構成を用いているが、図１０及び図１１に示す給気機構を用いても良く、あるいは、図８及び図９の給気機構と図１０及び図１１の給気機構とを併せて用いても良い。

本発明の第１の実施形態における撹拌機構を示す斜視図、本発明の第１の実施形態における撹拌機構の正面図、本発明の第１の実施形態における撹拌機構の側面図、本発明の第１の実施形態における掻取り用回転翼の構成図、本発明の第１の実施形態における外側支持棒と掻取り用回転翼との関係を示す図、本発明の第１の実施形態における内側撹拌翼の構成図、本発明の第１の実施形態における撹拌機構での循環経路を示す図、本発明の第１の実施形態における第１の給排気機構の構成図、本発明の第１の実施形態における第１の給排気機構の側面図、本発明の第１の実施形態における第２の給排気機構の構成図、本発明の第１の実施形態における第２の給排気機構の側面図、本発明の第２の実施形態における撹拌翼の斜視図、本発明の第２の実施形態における撹拌翼の上面図、本発明の第２の実施形態における撹拌機構の正面図、本発明の第２の実施形態における撹拌機構の側面図、本発明の第３の実施形態における給排気機構を示す図、従来の有機廃棄物処理装置のケーシングを示す斜視図、従来の有機廃棄物処理装置の処理槽内の正面図、従来の有機廃棄物処理装置の撹拌機構を示す斜視図である。

符号の説明

10 有機廃棄物処理装置
11 ケーシング
12 処理槽
15 回転軸
16 小径螺旋羽根
17 大径螺旋羽根
18 支持棒
19 リブ
21 投入口
22 取出口
24 モータ
26 操作パネル
30 外気取入装置
31 脱臭装置
32 給排気機構収納ボックス
53 掻取り用回転翼
56 外側撹拌翼
58 内側撹拌翼
60 側壁
63 空気吹出口
64 給気配管
65 上部給気管
66 縦方向給気管
68 屋根
69 樋
70 排気用ダクト
71 フィルタ
72 ガイド板
80 処理混合物
81 気流
82 排気口
83 排水口
84 樋
85 排気筒
86 結露水
90 脱臭器

Claims

処理槽に投入された有機廃棄物を微生物資材と撹拌混合して発酵処理する有機廃棄物処理装置において、
回転軸の一部分を構成する回転軸短筒と、
前記回転軸短筒に垂直に固定された一本の支柱と、
前記支柱の先端に前記支柱に対してＴ字型に固定された板状の攪拌翼と、
前記支柱の回転軸短筒側に当該支柱に沿って付設された撹拌板と
を備えた攪拌ユニットが、前記回転軸短筒を繋げて一本の回転軸を構成するように複数連結されており、
前記回転軸が回転したとき、前記攪拌翼が処理混合物を撹拌搬送する方向と前記撹拌板が処理混合物を撹拌搬送する方向とが逆方向となるように、前記攪拌翼と前記撹拌板とが前記攪拌ユニットに取り付けられていることを特徴とする有機廃棄物処理装置。