JP2008178844A - 生ゴミ乾燥処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】生ゴミ処理時は水分の気化熱が大きく消費エネルギーが過大であり、高温であるため臭気が発生するため高価な脱臭処理が必要であり、また、空気の取り込みや排出のためキッチンビルトインにして設置は困難であり、省エネルギーと、臭気を抑制した装置の簡素化と設置自由度の拡大を図ることを目的とするものである。
【解決手段】ディスポーザ２３で粉砕し固液分離機２４により水滴を除去した生ゴミを、ヒータ３２で加熱した生ゴミ処理容器２５と、排水で冷却した熱交換器３７とを送風循環路３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃにより空気を循環させ構成し、その飽和蒸気圧の差で生ゴミを乾燥処理するため、大気へ熱放散がなくビルトインを可能とし、使い勝手と省エネルギー化を向上し、また臭いが外部に出ることが無く快適な空間を図ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、主に家庭で発生する生ゴミを乾燥させ、減量及び減容させる生ゴミ乾燥処理装置に関するものである。

従来、一般家庭における生ゴミ処理は、衛生と環境面から処理装置を用いる意識が高まりつつある。特に、生ゴミを回収して焼却することは、水分が多い為ダイオキシンの発生防止、エネルギーの多量使用から課題意識が高まり、一般家庭で生ゴミを乾燥し肥料化する取り組みが普及し始めている。

この種の厨芥処理機としては、攪拌しながら加熱し、発生する水蒸気を脱臭して大気に排出している（例えば、特許文献１参照）。

図４は、特許文献１に記載された従来の厨芥処理機を示す断面図である。

この厨芥処理機（生ゴミ乾燥処理装置）は、外容器１の内部に装着した厨芥ゴミ収納容器２と、生ゴミである厨芥を加熱するヒータ３と、攪拌ファン４と、外容器１内にて生成した凝縮水を排水トラップ５を通して下水管等に廃棄するように接続したパイプ６と、厨芥ゴミ加熱中に発生した臭気成分を浄化する触媒反応器７を設けて外気に開放した構成とし、極めて構成を簡単にして厨芥ゴミからの水蒸気を回収することができ安価な厨芥処理機を提供できるものであり、厨芥ゴミから発生する臭気成分を洩らすことなく、触媒反応器で脱臭して排出するため快適に厨芥ゴミを乾燥処理できるものとなる。

また、小型で、処理時の温度がそれほど高くなく、処理に要する時間が短かくてすむ厨芥処理機を目的として、厨芥乾燥時の水蒸気を凝縮装置で処理するものもあった（例えば、特許文献２参照）。

図５は、特許文献２に記載された従来の厨芥処理機を示す断面図である。

厨芥を撹拌する撹拌手段８と処理後の厨芥を排出する排出口９とを有する厨芥乾燥室１０と、触媒１１とヒータ１２を備えた脱臭装置１３と、厨芥乾燥時の水蒸気を処理する凝縮装置１４と、送風装置１５とを備えるとともに、前記各部を循環経路１６ａ、１６ｂ、１６ｃで連絡し、凝縮装置１４は、熱交換器１７と冷却ファン１８を備え、脱臭装置１３の前後には、厨芥の酸化に必要な空気を機外から取り入れる空気取入れ口１９と、厨芥の酸化空気を機外に排気する排気口２０を設けた構成であり、脱臭装置１３のヒータ１２と送風装置１５によって厨芥乾燥室１０に送られた熱風によって加熱乾燥される。このとき発生する臭気やガス・水蒸気は、熱風が凝縮装置１４と脱臭装置１３と厨芥乾燥室１０の間を循環する間に処理される。つまり、水蒸気は凝縮装置１４によってドレンとして機外に排出され、このため、機体の温度上昇は低く、断熱構造は簡単で、機器の素材の耐久性が向上でき、また機器の小型化が図れるものである。さらに連続して厨芥の処理をするような場合にも、機器の温度上昇が低いため、冷却に時間を要することはなく、また燃焼が不要であり厨芥の処理時間が短縮できるものである。
特開平７−８８４６３号公報 特開平５−９６２７１号公報

しかしながら、前記特許文献１の従来技術では、生ゴミ内に８０％含まれる水分を分離して減量と腐食の進行、臭気の発生を防止してきた。その水分分離ためには、生ゴミをヒータにより水の沸点である１００℃以上に加熱して水分を沸騰させて水蒸気とし気化させていた、そのため、水分の気化熱が大きいために消費するエネルギーが過大となった。また、発生した水蒸気を外気に放出する必要があり、生ゴミの温度を高温にすると臭気が多く発生し、これが空気中に放散されるため、脱臭処理に白金等の触媒を用い高価となるばかりでなく反応活性を保つため高温に保つためエネルギーを多く使用するという課題があった。

また、特許文献２の従来技術では、発生した水蒸気を凝縮させる方法は、冷却ファンを用いた空冷式熱交換器であり、冷却ファンは処理中連続で運転するため消費電力が多く必要とするものである。また、空冷用の空気取り込みと高温の空気排出のため、個別の床置き設置タイプとしているものであり、この厨芥処理機をキッチンビルトインタイプとして組込むには課題があり、またキッチンビルトインタイプの生ゴミ処理装置と比べると使い勝手は良くないものであった。

そしてさらに、脱臭触媒は、機外から空気の取り入れ、排出が必要となり循環路は密閉にできなく外に臭いが流出する為、十分な脱臭装置を必要とした。そして、熱風を生ゴミに当てて生ゴミの水分を蒸発させ、この水蒸気を凝縮装置で露点温度以下にして液化させ水分を減らした後、空気と共に脱臭装置に導き脱臭、加熱して熱風として再び生ゴミに当てている動作のため、熱風の温度は高温であった。生ゴミを高温に上昇させると、生ゴミから臭い成分が多く発生する為、脱臭装置を必要となる。このため、同様に、脱臭処理に白金等の触媒を用い高価となるばかりでなく反応活性を保つため高温に保つためエネルギーを多く使用するという課題があった。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、排水で低温となった熱交換器とこの熱交換器より高温の生ゴミ処理容器とを空気を循環させその飽和蒸気圧の差で生ゴミを乾燥処理できるものであり、大気へ熱の放散がなくキッチンビルトインにして利便性の向上と排水による熱交換器の冷却により、冷却ファンを不要とし、大気へ熱の放散がなく省エネルギー化を図り、かつ臭いが外部に出ることが無く快適な空間を実現する生ゴミ乾燥処理装置の提供を目的とするものである。

前記従来の課題を解決するために、本発明の生ゴミ乾燥処理装置は、台所の排水口に連通したディスポーザと、前記ディスポーザと連通した固液分離機と、生ゴミ処理容器と生ゴミ加熱手段を備えた生ゴミ乾燥処理部とを備え、前記固液分離機は、固体分が送られる側を前記生ゴミ処理容器と接続し、液体分が送られる側に分離排水管を有し、固液分離水および前記排水口からの排水を前記分離排水管を介して下水配管に連通させると共に、前記分離排水管と前記下水配管の間に設けた熱交換器と、前記生ゴミ処理容器と前記熱交換器と送風機とを循環状に連通した送風循環通路とを備え、前記下水配管へ流れる排水と前記生ゴミ処理容器内の空気とを熱交換する構成としたことにより、排水で低温となった熱交換器とこの熱交換器より高温の生ゴミ処理容器とを空気を循環させその飽和蒸気圧の差で生ゴミを乾燥処理できるものであり、大気へ熱の放散がなくキッチンビルトインにして利便性の向上と排水による熱交換器の冷却により、冷却ファンを不要とし、大気へ熱の放散がなく省エネルギー化を図り、かつ臭いが外部に出ることが無く快適な空間を実現するものである。

本発明の生ゴミ乾燥処理装置は、ディスポーザで粉砕した生ゴミを固液分離機により水分を除去した後、加熱手段で生ゴミ処理容器を加熱して生ゴミに熱を加え、排水を利用して低温冷却する熱交換器とこの生ゴミ処理容器とを送風循環通路で連通し空気を循環させ、この熱交換器で生ゴミより発生した水蒸気を除湿し、その飽和蒸気圧の差で生ゴミを乾燥処理できるものであり、大気へ冷却熱の放散がなくキッチンビルトインにして設置性、利便性の向上が可能となる。また、排水による熱交換器の冷却は、冷却用のファンを必要としないから省エネルギー化が達成できる。

そして、ディスポーザで粉砕した生ゴミを固液分離機により水分を除去した生ゴミは水分が少なく、且つ、細粒化されて表面積が大きくなり、生ゴミの水分は蒸発して生ゴミ処理容器内の空気は飽和水蒸気なっている。このため、熱交換器と生ゴミ処理容器との温度差が小さくても空気を循環させると、飽和蒸気圧の差で生ゴミの乾燥処理が進む。そのため、生ゴミの加熱温度は従来よりも低温化が可能であり、生ゴミからの空気への臭い放散が少なくなり、特別な脱臭装置を必要としない。そのため、脱臭触媒に必要な外気を遮断して動作を行えるため、臭いが外部に出ることが無く快適な空間がとなり、使用性能を向上させると共に、装置全体をコンパクト化や簡素化を図ることができる。

第１の発明は、台所の排水口に連通したディスポーザと、前記ディスポーザと連通した固液分離機と、生ゴミ処理容器と生ゴミ加熱手段を備えた生ゴミ乾燥処理部とを備え、前記固液分離機は、固体分が送られる側を前記生ゴミ処理容器と接続し、液体分が送られる側に分離排水管を有し、固液分離水および前記排水口からの排水を前記分離排水管を介して下水配管に連通させると共に、前記分離排水管と前記下水配管の間に設けた熱交換器と、前記生ゴミ処理容器と前記熱交換器と送風機とを循環状に連通した送風循環通路とを備え、前記下水配管へ流れる排水と前記生ゴミ処理容器内の空気とを熱交換する構成としたものである。

この構成により、生ゴミはディスポーザで粉砕して細かくし生ゴミの表面積を大きくした後、この生ゴミと水を混合して流動性を確保してから固液分離機に送る。生ゴミは固液分離機により水分を除去し、この後、熱交換器の温度より高温になるように加熱手段で生ゴミ処理容器を加熱する。すると、生ゴミ処理容器内の空気は、加熱手段で加温されたため空気温度が上がり飽和水上気圧が上昇し、この飽和水上気圧になるまで生ゴミから空気に水分が蒸発する。生ゴミ処理容器内の飽和に近い状態となった空気を送風機により送風循環通路を通り下水配管へ流れる排水と熱交換して冷えた熱交換器の熱交換部に導くと空気は冷却されて水分が結露する。排水は、室温に近い低温であり、かつ熱容量の大きい水を用いるため、送風循環通路から送風された空気は熱交換器内で、この排水温度に近くまで低温になる。結露し液化した水分は配水管を通り廃棄する事ができる。熱交換器により水分が除去され絶対湿度の低くなった空気は、送風循環通路を通り再び生ゴミ処理容器にもどる。この循環を繰り返すことにより生ゴミの水分は生ゴミ処理容器から熱交換器の熱交換部に移動し、生ゴミは乾燥処理でき減量と減容を完了する。

そして、ディスポーザで粉砕した生ゴミを固液分離機により水分を除去した後、熱交換器より高温に加熱した生ゴミ処理容器と排水を用いて冷却した熱交換器とを空気を循環させて、その飽和蒸気圧の差で生ゴミを乾燥処理できるため、熱交換器での冷却熱は排水と熱交換して下水へと流れる。このため、大気への冷却熱の放散がないため、この装置を密閉した場所にも設置が可能となり、床置き設置だけで無く、新たに、キッチンビルトインにして設置性、利便性の向上が可能となる。

また、熱交換器の熱交換部はファンを用いず下水配管へ流れる排水を利用し生ゴミ処理容器内の空気とを熱交換する構成の冷却は、冷却用のファンを必要としないから電気を消費せず省エネルギー化が達成できる。また、台所の排水を用いた熱交換器の冷却は、節水で環境と経済性に効果がある。

そして、生ゴミからの空気への臭い放散が少なくなり、特別な脱臭装置を必要としないため、臭いが外部に出ることが無く快適な空間となる。

すなわち、ディスポーザで粉砕した生ゴミを固液分離機により水を除去した生ゴミは水分が少なく、且つ、細粒化されて表面積が大きくなり、生ゴミの水分は蒸発して生ゴミ処理容器内の空気は飽和水蒸気の状態になる。このため、熱交換器と生ゴミ処理容器との温度差が小さくても空気を循環させると、飽和蒸気圧の差で生ゴミの乾燥処理が進む。このため、生ゴミの加熱温度は熱交換器の温度より高ければ良いため、従来よりも低温化が可能である。生ゴミから発生する臭いは生ゴミの温度が上昇すると大幅に増加する。そのため、生ゴミの温度を低くすると、生ゴミからの空気への臭い放散が少なくなり、特別な脱臭装置を必要としない。そのため、脱臭触媒に必要な外気を遮断して動作を行えるため、臭いが外部に出ることが無く快適な空間がとなり、使用性能を向上させると共に、装置全体をコンパクト化や簡素化を図ることができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の熱交換器は、分離排水管と連通され排水を溜める排水タンクと、一方を下水配管と連通し他方を前記排水タンク内に突出させた下水接続管とを備え、前記排水タンク内の排水に送風循環通路を水没させた構成としたとしたことにより、排水が流れない時も、熱交換器は排水タンクに溜まった排水を利用して熱交換が可能となり、生ゴミ処理機の運転はいつでも行うことができる。また、排水を有効に活用して熱交換器の冷却が可能となり節水で環境と経済性に効果がある。

すなわち、排水は排水タンク内の下水接続管を突出させた高さまで貯まり、熱交換器の熱交換部はこの排水に水没する。生ゴミ処理容器から送風循環通路を通り流れる高温で飽和水蒸気圧に近い水分を含んだ空気は熱交換器で排水タンクの水と熱交換することにより低温となり水分は凝縮する。そして低温の飽和状態だけれども水分の少ない空気（温度が低くなると飽和水蒸気圧は小さくなり絶対湿度が小さいため単位当りの水分が少ない）は送風循環通路を通り生ゴミ処理容器に戻る。このため、熱交換器の熱交換部は冷却に新たな水を使うことなく高温空気を冷却する事が可能となりランニングコストが低下できるものである。

第３の発明は、特に、第１の発明の熱交換器は、分離排水管と連通され排水を溜める排水タンクと、一方を下水配管と連通し他方を前記排水タンク内に突出させた下水接続管とを備え、前記排水タンク内の排水に送風循環通路の空気送り込み側を開放して臨ませ、前記排水タンク内の空間部に送風循環通路の空気吸込み側を開放して臨ませた構成としたことにより、簡単な構成で高効率化が可能となる。

すなわち、生ゴミ処理容器から送風循環通路を通り流れる高温の空気は前記出口から排水タンクに流出する。この時、排水タンク内の水中を気泡となって上昇し排水タンク内の水と熱交換して低温となり空気中の水分は凝縮する。そして低温の水分の少ない空気は前記入口から送風循環通路を通り、再び生ゴミ処理容器に戻る。空気の凝縮した水分は排水タンク内の水と混合して空気と分離できる。この動作を繰り返すことにより生ゴミを乾燥減量処理ができ、装置を小型化、軽量化、低コストとなる。また、生ゴミ処理容器からの空気に含まれる臭気成分は、排水タンク内の水中を気泡となって上昇する間に排水タンクの水に大半が溶け込み、排水と一緒に下水と流れ処理される。このため、生ゴミ処理終了時、生ゴミ処理容器から乾燥減量したゴミを排出する時も臭いがさらに少なくでき、使用性能向上と設置の自由度を拡大することができる。

第４の発明は、特に、第１の発明の熱交換器は、分離排水管と連通される排水管トラップ部を備え、前記排水管トラップ部の水面下に送風循環通路の空気送り込み側を開放して臨ませ、前記排水管トラップ部の水面より上の分離排水管に送風循環通路の空気吸込み側を開放して臨ませた構成としたことにより、このトラップ部に溜まった排水で送風循環通路からの高温空気を冷却でき節水による環境性が向上する。また、熱交換器を台所のトラップで構成でき、装置を簡素化、小型化、低コストにすることができる。

第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか１つの発明の生ゴミ乾燥処理部に設けた第１の温度検出手段と熱交換器に設けた第２の温度検出手段と、前記第１の温度検出手段と前記第２の温度検出手段の温度差が小さくなると熱交換用の排水の入れ替えを行う構成としたことにより、熱交換器の熱交換部の温度を常に低温とし、生ゴミの水分処理を確実に行い性能向上が可能となるものである。

すなわち、生ゴミ処理容器の空気の飽和蒸気圧と熱交換器の熱交換部の飽和蒸気圧との飽和蒸気圧差で生ゴミを乾燥処理できる。このため、生ゴミの乾燥能力は飽和蒸気圧の相関する温度差に影響を受ける。生ゴミ処理容器の空気を冷却することで排水タンクの温度が上昇して、前記第１の温度検出手段と前記第２の温度検出手段の温度差が小さくなると生ゴミ処理容器の空気の飽和蒸気圧と熱交換器の熱交換器の飽和蒸気圧との飽和蒸気圧差が小さくなり、生ゴミの乾燥時間が長くなる。この時、熱交換用の排水の入れ替えを行うと、排水タンクには新たな排水が入り、排水タンクの温度は低下し熱交換器の熱交換部の温度も下がる。また、生ゴミ処理容器の空気温度が変化した時も同様である。よって、熱交換器の熱交換部の温度を常に低温とし、生ゴミの水分処理を確実に行い性能向上が可能となる。また、同様な簡単な制御方法として、第１の温度検出手段の温度が上昇したのを検知して生ゴミが蒸発可能状態であると判断でき、この後送風機を運転することにより立ち上がり時間を予測できるものである。

第６の発明は、特に、第１〜４のいずれか１つの発明の熱交換器に設けた第２の温度検出手段と、前記第２の温度検出手段の温度が大きくなると熱交換用の排水の入れ替えを行う構成としたことにより、第２の温度検出手段の温度が上昇したのを検知して熱交換器の熱交換部の温度を常に低温とし、生ゴミの水分処理の性能維持が可能となる。

すなわち、生ゴミ処理容器の空気を冷却することで排水タンクの温度が上昇して、前記第２の温度検出手段の温度が大きくなると熱交換器の熱交換部の飽和蒸気圧が大きくなり、熱交換部で結露する水分が少なくなり、生ゴミの乾燥時間が長くなる。この時、熱交換用の排水の入れ替えを行うと、排水タンクには新たな排水が入り、排水タンクの温度は低下し熱交換部の温度も下がり飽和蒸気圧が小さくなる。よって、熱交換器の熱交換部の温度を常に低温とし、簡単な制御方法で、生ゴミの水分処理の性能維持が可能となる。

第７の発明は、特に、第１〜６のいずれか１つの発明の生ゴミ処理容器内の湿度を検出する湿度検出手段を設け、この湿度検出手段により乾燥状態を判断して、送風機と加熱手段を停止する構成としたことにより、生ゴミ処理容器内の生ゴミが十分に乾燥、減量化された時が判断でき、前記送風機と前記加熱手段や、前記熱交換器への給水を停止してランニングコストを低下できるものである。

第８の発明は、特に、第１〜６のいずれか１つの発明の生ゴミ処理容器内の生ゴミの含水度を検出する含水検出手段を設け、この含水検出手段により乾燥状態を判断して、送風機と加熱手段を停止する構成としたことにより、生ゴミ処理容器内の生ゴミの水分量が常に検出する事が可能となり、そのため、十分に乾燥、減量化された時が判断でき、前記送風機と前記加熱手段や、前記熱交換器への給水を停止してランニングコストを低下できるものであり、また、含水検出手段から検出した生ゴミ処理容器内の生ゴミの水分量から常に生ゴミの乾燥状態が判断でき信頼性も向上できるものである。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における生ゴミ乾燥処理装置の断面構成図である。

図１において、２１は台所に設置されているキッチンのシンクであり、その排水口２２に生ゴミを粉砕するディスポーザ２３の入口を取り付け、このディスポーザ２３の出口には固液分離機２４を接続してある。固液分離機２４には、固液分離された生ゴミの固体分は生ゴミ処理容器２５と液体分は分離排水管２６におのおの接続し、分離排水管２６は、他方を熱交換器２７の排水タンク２８に連通接続され、排水タンク２８内に突出させた下水接続管２９と連通している。ディスポーザ２３は電動モータを内装しこれを動力源として高速でカッタを回転させて生ゴミを粉砕小粒化し水と一緒に流し去る物である。また、固液分離機２４は、この水と粉砕された生ゴミを網、スリット等のフィルタを用いて遠心力、圧送等により固形分と水分を分ける物である。

また、生ゴミ乾燥処理部３０は、生ゴミ処理容器２５と、生ゴミ処理容器２５内部の生ゴミをかき混ぜる攪拌機３１と、生ゴミ処理容器２５底部に設けた加熱手段であるヒータ３２とを備えて構成されている。ヒータ３２は一般的なシーズヒータ、マイカヒータを用い一定の温度調節を行っても良いがＰＴＣヒータを用いて自動調節を行っても良い。

また、熱交換器２７は、排水タンク２８と下水接続配管２９と熱交換部３３より構成し、下水接続配管２９は、一方を下水配管へ接続し他方を排水タンク２８内に突出させトラップとして常に排水タンク２８に水が溜まる様にし、熱交換部３３は、排水タンク２８内に水没さてあり、熱交換部３３では、熱交換部３３内を流れる高温空気と排水タンク２８の水が熱交換する構成としている。実施の形態ではパイプを水没させた簡単な構造を示しているが、よりコンパクトにするためには、一般的なフィン付きや、積層型等の熱交換器を用いても良い。

そして、生ゴミ処理容器２５と熱交換器２７の間は、生ゴミ処理容器２５と熱交換器２７の熱交換部３３とを送風機３４により空気を循環させる送風循環通路３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃにより空気の循環通路を構成し、送風循環通路３５Ｂの熱交換部３３に近い部分から排水管３６を分岐して下水管接続管２９に連通する通路を構成してある。生ゴミ処理容器２５内の空気は、送風機３４により送風循環通路３５Ａを介して送風機３４に吸引され、次に送風機３４から送風循環通路３５Ｂ、熱交換部３３、送風循環通路３５Ｃを経由して再び生ゴミ処理容器２５内へと循環する送風の循環経路を構成している。ヒータ３２と送風機３４と攪拌機３１は、電源制御部３７に電気的に配線され、これらの電源の動作は電源制御部３７によって制御されている。

以上のように構成された生ゴミ乾燥処理装置について、以下その動作、作用を説明する。

まず、ディスポーザ２３を作動し、生ゴミは水道水を流しながらシンク２１の排水口２２から投入する。生ゴミは、ディスポーザ２３で粉砕されて細かくし生ゴミの表面積を大きくした後、この生ゴミと水を混合して流動性を確保した状態で固液分離機２４に流れる。そして、生ゴミは、固液分離機２４により固体分は生ゴミ処理容器２５に貯まり、他方、水は分離排水管２６から熱交換器２７の排水タンク２８に貯まり過剰な量は下水管接続管２９から下水に流れる。次に電源制御部３７により、ヒータ３２を動作させて生ゴミ処理容器２５の温度を上昇させると、内部の空気と生ゴミは加熱されて水分が生ゴミ処理容器２５の空気に蒸発し飽和水蒸気圧に維持する。この時、空気が飽和水蒸気圧以下であると生ゴミに気化に必要な熱量を加えるだけで蒸発するため、水の沸騰温度以下でも十分に気化促進を行う。空気の飽和蒸気圧は温度が上昇すると急激に増加するため、生ゴミ処理容器２５内の空気温度を上昇させると空気当りの水蒸気重量が大きく設定できる。

生ゴミは、水分が多く重量比で平均８０％であり、水分を取り除くと大幅に減量減容化が可能となる。また、生ゴミから水分を除去すると、腐敗の進むのを抑制でき臭気が少なく、肥料に有効利用や、ゴミ処理場での焼却時の温度低下によるダイオキシンの発生、燃料の過大な使用を防止して環境面で有用である。また、熱交換器２７の排水タンク２８に貯めた水は、室温に近く加熱された生ゴミ処理容器２５より常に低温であり、排水タンク２８の水は熱容量が大きく熱交換部３３で比熱の小さい空気から熱を受けても大きく温度上昇はしない。

そして、生ゴミ処理容器２５内の蒸気圧が飽和に近い状態となった空気を送風機３４により送風循環通路３５Ａ、３５Ｂを通り、熱交換器２７の熱交換部３３に導くと、排水タンク２８の排水と熱交換して冷却され飽和蒸気圧が小さくなり水分が結露する。

排水は、室温に近い低温であり、かつ熱容量の大きい水を用いるため、送風循環通路３５Ｂから送風された空気は熱交換部３３内で、排水タンク２８温度に近くまで低温になり、結露で液化した水分は配水管３６を通り下水接続配管２９を介して下水へ廃棄する事ができる。

熱交換器２７により水分が除去され絶対湿度の小さくなった空気は、送風循環通路３５Ｃを通り再び生ゴミ処理容器２５にもどる。この循環を繰り返すことにより生ゴミの水分は生ゴミ処理容器２５から熱交換器２７の熱交換部３３に移動し、生ゴミは乾燥処理でき減量と減容を完了する。

そのため、ディスポーザ２３で粉砕した生ゴミを固液分離機２４により水分を除去した後、熱交換器２７より高温に加熱した生ゴミ処理容器２５内の空気を、排水を用いて冷却した熱交換器２７へ循環させて、その飽和蒸気圧の差で生ゴミを乾燥処理することは、熱交換器２７での冷却熱は全て排水と熱交換して下水へと流すことができる。このため、機器周囲の大気への冷却熱の放散がないため、この装置を密閉した場所に収納して設置して周囲を過熱することがないため、床置き設置だけで無く、新たに、キッチンビルトインにして設置性、利便性の向上を図ることができる。

そして、熱交換器２７の熱交換部２８は、下水配管へ流れる排水を利用し、排水と生ゴミ処理容器２５内の空気とを熱交換するため、熱交換部を冷却する冷却用のファンの必要がなく電気を消費せず省エネルギー化が達成できる。また、台所の排水を用いた熱交換器２７の冷却は、節水で環境と経済性に効果がある。

そして、ディスポーザ２３で粉砕した生ゴミを固液分離機２４により水滴を除去した生ゴミは水分が少なく、且つ、細粒化されて表面積が大きくなる。このため、生ゴミの水分は蒸発しやすく生ゴミ処理容器２５内の空気は飽和水蒸気になっている。

このため、熱交換器２７と生ゴミ処理容器２５との温度差が小さくても、飽和蒸気圧の差で生ゴミの乾燥処理が進む。生ゴミの加熱温度は従来よりも低温化が可能であるため、生ゴミからの空気への臭い放散が少なくなり、特別な脱臭装置を必要としない。そのため、脱臭触媒に必要な外気を遮断して動作が可能となり、臭いが外部に出ることが無く快適な空間となる。

空気の飽和蒸気圧は、空気の温度が上昇するに従って急激に増加し、大気圧で２０℃の時０．０１４６９ｋｇ／ｋｇ（水分量／空気）であるが、例えば７０℃の時は０．２６１６１ｋｇ／ｋｇであり１７．８倍になる。すなわち、生ゴミを加熱して飽和状態とすると生ゴミ処理容器２５の空気には０．２６１６１ｋｇ／ｋｇの水分が含まれ、これを熱交換部３３では０．０１４６９ｋｇ／ｋｇしか空気中に残らず、残りは凝縮して液化し排水管３６より排水できる。

このように、生ゴミ処理容器２５と熱交換部３３との空気の飽和蒸気圧の差が小さくても生ゴミを乾燥処理できる。このため、生ゴミの加熱温度は従来よりも低温化が可能である。生ゴミから発生する臭いは生ゴミの温度が上昇すると大幅に増加する。そのため、生ゴミの温度を低くすると、生ゴミからの空気への臭い放散が少なくなり、特別な脱臭装置を必要としない。そのため、脱臭触媒に必要な外気を遮断して動作を行えるため、臭いが外部に出ることが無く快適な空間がとなり、使用性能を向上させると共に、装置全体をコンパクト化や簡素化を図ることができる。また、生ゴミの加熱温度の低温化は、機器の放熱量を低下させ、可熱手段の消費エネルギーが小さくでき省エネルギーとなる。

そして、熱交換器２７は、分離排水管２６と連通され排水を溜める排水タンク２８と、一方を下水配管と連通し他方を排水タンク２７内に突出させた下水接続管２９とを備え、排水タンク２８内の排水に送風循環通路３５を水没させた構成としたとしたことにより、排水が流れない時も、熱交換器２７は排水タンク２８に溜まった排水を利用して熱交換が可能となり、生ゴミ処理機の運転はいつでも行うことができる。また、排水を有効に活用して熱交換器２７の冷却が可能となり節水で環境と経済性に効果がある。

すなわち、排水は排水タンク２８内の下水接続管２９を突出させた高さまで常に貯まり、熱交換器２７の熱交換部３３である送風循環通路３５の水没させた部分はこの排水に水没する。生ゴミ処理容器２５から送風循環通路３５Ｂを通り流れる高温で飽和水蒸気圧に近い水分を含んだ空気は熱交換部３３で排水タンク２８の水と熱交換することにより低温となり水分は凝縮する。

そして低温の飽和状態だけれども水分の少ない空気（温度が低くなると飽和水蒸気圧は小さくなり絶対湿度が小さいため単位当りの水分が少ない）は送風循環通路３５Ｃを通り生ゴミ処理容器２５に戻る。

このため、熱交換器２７の熱交換部３３は冷却に新たな水を使うことなく高温空気を冷却する事が可能となりランニングコストが低下できるものである。

また、加熱手段のヒータ３２は生ゴミ処理容器２５の内面または外周近傍に設けた構成としたことにより、生ゴミ処理容器２５内の生ゴミはその底に固まって位置する為、ヒータ３２からの熱は、速やかに生ゴミに伝導でき、生ゴミの水分が十分に蒸発し生ゴミ処理容器２５内の空気は、高温で飽和蒸気圧に維持できる。このため生ゴミの乾燥減量化処理時間が短縮でき、エネルギー使用量の低減と使用性が向上する。

（実施の形態２）
図２は、本発明の第２の実施の形態における生ゴミ乾燥処理装置の断面構成図である。実施の形態１と異なるところは、加熱手段のヒータ３２は送風循環通路３５Ｆの生ゴミ処理容器２５への出口接続部近傍に設け、また、熱交換器２７は、水を溜めた排水タンク２８と、この排水タンク２８内の水に出口３９で通じた送風循環通路３５Ｄと、この排水タンク２８の水面上部に入口４０で開放させて通じた送風循環通路３５Ｅとで構成している。

このため、ヒータ３２は生ゴミ処理容器２５内の空気を直接加熱できる。このため、処理時間が短時間で完了し、生ゴミの乾燥処理に必要な熱量も少なくすることが可能となる。すなわち、送風循環通路３５Ｄ、３５Ｅ、３５Ｆを流れる空気は、熱交換器２７の排水タンク２８内の排水３８で冷却されて水分を凝縮し再び、生ゴミ処理容器２５に還ってくる。ヒータ３２を送風循環通路３５Ｆの生ゴミ処理容器２５への出口接続部近傍に設けたことにより、この空気が生ゴミ処理容器２５に入る直前でヒータ３２により高温に加熱できる。このため、高温となった空気により生ゴミ処理容器２５内の空気を高温にできるため、飽和水蒸気圧が大きくなり、生ゴミの水分の蒸発を促進し短時間に処理が可能となり、また、加熱した熱量が外部への放散等熱ロスが無く省エネルギー化を実現できる。

そして、生ゴミ処理容器２５から送風循環通路３５Ｄを通り流れる高温の空気は出口３９から排水タンク２８の排水３８中に流出する。空気は排水タンク２８内の排水３８中を気泡となって上昇し、この時、空気は排水３８と熱交換して低温となり水分は凝縮する。

そして、冷やされて低温かつ凝縮して水分の少ない空気（絶対湿度が小さい）は入口４０から送風機３４によって送風循環通路３５Ｅ、３５Ｆを通り生ゴミ処理容器２５に戻る。

空気の凝縮した水分は排水タンク２８内の排水３８と混合して空気と分離して、排水３８と混合して下水に排出できるため特別な通路を必要としない。この動作を繰り返すことにより生ゴミを乾燥減量処理ができ、装置は簡単な構成で高効率化が可能となり、小型化、軽量化、低コストとなる。本実施の形態では、送風循環通路３５Ｄを通り流れる高温の空気は出口３９から排水タンク２８内の排水３８中に流出する構成としたが、送風循環通路３５Ｄの出口３９を排水タンク２８内の排水により冷やされた水面上部の空間中に流出する構成とした時は、送風循環通路３５Ｄ、３５Ｅ、３５Ｆの流路抵抗が少なくなり送風機３４の消費電力を少なくできる。また、送風循環通路３５Ｄを流れる高温の空気と熱交換器２７の排水タンク２８内の排水３８との熱交換を促進するために、空気の案内構成や水にフィン等の伝熱板を設けると高温空気は均一に冷却され結露を促進できるものである。

そして、生ゴミの臭気は、加熱や腐敗しなくても少しの臭いを発生する。成分は生ゴミの種類よるが、アンモニア、トリメチルアミン、硫化水素、メチルメルカルブタン等であり、大半は水溶性である。生ゴミ処理容器２５からの空気に含まれる臭気成分は、排水タンク２８内の排水３８中を気泡となって上昇する間に排水３８に大半が溶け込み、排水と一緒に下水と流れ処理できる。このため、生ゴミの処理終了時、生ゴミ処理容器２５から乾燥減量したゴミを排出する時も臭いがさらに少なくでき、使用性能向上と設置の自由度が拡大する。

また、生ゴミ処理容器２５に設けた第１の温度検出手段４１と、熱交換器２７の排水タンク２８に備えた第２の温度検出手段４２と、流しの水道器具に備えた開閉弁４３とを設けるとともに、制御部４４でこれら温度検出手段の検出温度により開閉弁４３の開閉作動を制御する。

開閉弁は、一般の水道の給排水用に用いる電磁弁、電動モータ弁でよい。開閉弁４３が作動すると水がこの開閉弁４３を通りシンク２１からディスポーザ２３、固液分離機２４、分離排水管２６から排水タンク２８に入り、排水タンク２８の水と入れ替わり、熱交換用の排水の入れ替えを行い、排水タンク２８内の排水３８は下水接続管２９から下水管に流れる。そして、第１の温度検出手段４１と第２の温度検出手段４２の温度差が小さくなると開閉弁４３を開けて排水を行う構成とした。このことにより、熱交換器２７の排水タンク２８の排水３８の温度を常に低温とし、生ゴミの水分処理を確実に行い乾燥性能の維持向上が図れるものである。

すなわち、生ゴミ処理容器２５の空気と熱交換器２７の排水タンク２８の空気の飽和蒸気圧差で生ゴミを乾燥処理できることから、生ゴミの乾燥する能力は飽和蒸気圧と相関する温度差に影響を受ける。生ゴミ処理容器２５の空気を熱交換器２７の排水３８で冷却することから、排水タンク２８の排水３８の温度は次第に上昇し、第１の温度検出手段４１と第２の温度検出手段４２の温度差が小さくなると生ゴミ処理容器２５の空気と熱交換器２７の排水タンク２８との飽和蒸気圧差が小さくなり、生ゴミの乾燥時間が長くなる。

この時、開閉弁４３を開けて排水を行うと、排水タンク２８には新たな排水が入り、熱交換用の排水の入れ替わり、排水３８の温度は低下し排水タンク２８の温度は下がる。

また、生ゴミ処理容器２５の空気温度が変化した時も同様である。よって、熱交換器２７の排水タンク２８の温度を常に生ゴミ処理容器２５内の空気温度より低温とすることで、生ゴミの水分処理を確実に行い性能向上が可能となる。また、同様な簡単な制御方法として、第１の温度検出手段４１の温度が上昇したのを検知して生ゴミが蒸発可能状態であると判断でき、この後送風機３４を運転することにより立ち上がり時間を短縮できる。

また、熱交換器２７に設けた第２の温度検出手段４２は、第２の温度検出手段４２の温度が大きくなると熱交換用の排水の入れ替えを行う構成とすることにより、第２の温度検出手段４２の温度が上昇したのを検知して熱交換器２７の排水タンク２８の温度を常に低温とし、生ゴミの水分処理の性能維持が可能となる。すなわち、生ゴミ処理容器２５の空気を冷却することで排水タンク２８の温度が次第に上昇して、第２の温度検出手段４２の温度が上がる。このため、生ゴミ処理容器２５の空気と排水タンク２８の空気との飽和蒸気圧差が小さくなり、排水タンク２８で結露する水分が少なくなり生ゴミの乾燥時間が長くなる。この時、開閉弁４３を動作させて排水を行うと、排水タンク２８には新たな排水が入り排水３８は入れ替わり、排水３８の温度は低下し排水タンク２８の温度も下がり飽和蒸気圧が小さくなる。よって、簡単な制御方法で、生ゴミの水分処理の性能維持が可能となる。

また、生ゴミ処理容器２５内には、湿度を検出する湿度検出手段４５を設けてある。そして、この湿度検出手段４５により乾燥状態を判断して、送風機３４と加熱手段のヒータ３２を停止する構成とした。このことにより、生ゴミ処理容器２５内の生ゴミが十分に乾燥、減量化された時が判断でき、送風機３４とヒータ３２や、熱交換器２７への排水を停止してランニングコストを低下できるものである。

また、生ゴミ処理容器２５内には、生ゴミ処理容器２５内の生ゴミの含水度を検出する含水検出手段４６を設けてある。この含水検出手段４６により乾燥状態を判断して、送風機３４と加熱手段のヒータ３２を停止する構成とした。このことにより、生ゴミ処理容器２５内にある生ゴミの水分量が常に検出する事が可能となり、生ゴミが十分に乾燥、減量化された時が判断できる。この時を生ゴミの乾燥処理が完了したと判断し、送風機３４とヒータ３２や、熱交換器２７への排水を停止してランニングコストを低下できるものであり、また、含水検出手段４６から検出した生ゴミ処理容器２５内の生ゴミの水分量から常に生ゴミの乾燥状態が判断でき信頼性も向上するものである。

（実施の形態３）
図３は、本発明の第３の実施の形態における生ゴミ乾燥処理装置の断面構成図である。実施の形態１と異なるところは、熱交換器２７を排水管のトラップ部４７で構成している。このトラップ部４７の水面下に生ゴミ処理容器２５からの送風循環通路３５Ｂとトラップ部４７を出口４８を介して連通し、また、トラップ部４７の水面上で連通する分離排水管２６の途中より入口４９にて分岐させた送風循環通路３５Ｃを生ゴミ処理容器２５へ連通し構成してある。

このことにより、このトラップ部４７に溜まった排水で送風循環通路３５Ｂから流れてくる高温空気を冷却が可能となり、節水による環境性が向上する。また、熱交換器２７は台所のキッチンにすでに設置されているトラップで構成でも代用してできるため、装置を簡素化、小型化、低コストとなる。そして、本実施の形態では、トラップは１個であるが、シンク２１と熱交換器２７の間にトラップを追加して送風循環通路３５Ｃの空気を遮断する構成としても良い。

以上のように、本発明にかかる生ゴミ乾燥処理装置は、生ゴミ処理容器と排水を用いて冷却する熱交換器とを空気を循環させる構成し、その飽和蒸気圧の差で生ゴミを乾燥処理できるものであり、大気へ冷却熱の放散がなく、省エネルギーと臭いが外部に出ることが無く、一般住宅の生ゴミ処理のための処理装置に適用することができる。

本発明の実施の形態１における生ゴミ乾燥処理装置の断面構成図 本発明の実施の形態２における生ゴミ乾燥処理装置の断面構成図 本発明の実施の形態３における生ゴミ乾燥処理装置の断面構成図 従来の厨芥処理機の断面図 従来の厨芥処理機の断面図

符号の説明

２３ ディスポーザ
２４ 固液分離機
２５ 生ゴミ処理容器
２６ 分離排水管
２７ 熱交換器
２８ 排水タンク
２９ 下水接続管
３０ 生ゴミ乾燥処理部
３２ ヒータ（加熱手段）
３４ 送風機
３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ 送風循環路
４１ 第１の温度検出手段
４２ 第２の温度検出手段
４５ 湿度検出手段
４６ 含水検出手段
４７ トラップ部

Claims (8)

1. 台所の排水口に連通したディスポーザと、前記ディスポーザと連通した固液分離機と、生ゴミ処理容器と生ゴミ加熱手段を備えた生ゴミ乾燥処理部とを備え、前記固液分離機は、固体分が送られる側を前記生ゴミ処理容器と接続し、液体分が送られる側に分離排水管を有し、固液分離水および前記排水口からの排水を前記分離排水管を介して下水配管に連通させると共に、前記分離排水管と前記下水配管の間に設けた熱交換器と、前記生ゴミ処理容器と前記熱交換器と送風機とを循環状に連通した送風循環通路とを備え、前記下水配管へ流れる排水と前記生ゴミ処理容器内の空気とを熱交換する構成とした生ゴミ乾燥処理装置。
2. 熱交換器は、分離排水管と連通され排水を溜める排水タンクと、一方を下水配管と連通し他方を前記排水タンク内に突出させた下水接続管とを備え、前記排水タンク内の排水に送風循環通路を水没させた構成とした請求項１に記載の生ゴミ乾燥処理装置。
3. 熱交換器は、分離排水管と連通され排水を溜める排水タンクと、一方を下水配管と連通し他方を前記排水タンク内に突出させた下水接続管とを備え、前記排水タンク内の排水に送風循環通路の空気送り込み側を開放して臨ませ、前記排水タンク内の空間部に送風循環通路の空気吸込み側を開放して臨ませた構成とした請求項１に記載の生ゴミ乾燥処理装置。
4. 熱交換器は、分離排水管と連通される排水管トラップ部を備え、前記排水管トラップ部の水面下に送風循環通路の空気送り込み側を開放して臨ませ、前記排水管トラップ部の水面より上の分離排水管に送風循環通路の空気吸込み側を開放して臨ませた構成とした請求項１に記載の生ゴミ乾燥処理装置。
5. 生ゴミ乾燥処理部に設けた第１の温度検出手段と熱交換器に設けた第２の温度検出手段と、前記第１の温度検出手段と前記第２の温度検出手段の温度差が小さくなると熱交換用の排水の入れ替えを行う構成とした請求項１〜４記載の生ゴミ乾燥処理装置。
6. 熱交換器に設けた第２の温度検出手段と、前記第２の温度検出手段の温度が大きくなると熱交換用の排水の入れ替えを行う構成とした請求項１〜４記載の生ゴミ乾燥処理装置。
7. 生ゴミ処理容器内の湿度を検出する湿度検出手段を設け、この湿度検出手段により乾燥状態を判断して、送風機と加熱手段を停止する構成とした請求項１〜６記載の生ゴミ乾燥処理装置。
8. 生ゴミ処理容器内の生ゴミの含水度を検出する含水検出手段を設け、この含水検出手段により乾燥状態を判断して、送風機と加熱手段を停止する構成とした請求項１〜６記載の生ゴミ乾燥処理装置。